KR100392563B1 - Optical system for peripheral exposure apparatus - Google Patents
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Abstract
워크의 주연부분에서 둘레방향 두께분포가 편향되어 있는 포토레지스트막의 주변노광을, 택트타임을 증가시키지 않고 노광불균일의 발생을 억제하여 행할 수 있는 주변노광장치의 광학계가 개시되어 있다. 마스크를 통해 워크(7)의 주연부분에 광(3)을 조사하는 주변노광장치의 광학계에 있어서, 자외선을 포함하는 광(3)을 조사하는 광원부(A)와, 상기 광원부(A)와 상기 워크(7)와의 사이에 개재되고, 집속광학계(B1) 및 편향광학계(C1)의 모두 혹은 어느 하나에 의해 상기 광원부(A)로부터 조사된 광(3)의 조도분포를 조정하는 광학조정수단(D1)을 가지며, 상기 광학조정수단(D1)을 통해, 상기 워크(7)의 주연부분에서, 그 워크 표면처리층의 두께에 대응시켜 조도분포를 바꾸어 광(3)을 조사하는 주변노광장치의 광학계로서 구성하였다.Disclosed is an optical system of a peripheral exposure apparatus which can perform peripheral exposure of a photoresist film in which the circumferential thickness distribution is deflected at the periphery of a workpiece by suppressing occurrence of exposure unevenness without increasing the tact time. In the optical system of the peripheral exposure apparatus which irradiates light 3 to the peripheral part of the workpiece | work 7 through the mask, the light source part A which irradiates the light 3 containing an ultraviolet-ray, the said light source part A, and the said workpiece 7 with being interposed between the focusing optical system (B 1) and the deflecting optical system (C 1), the optical adjustment for adjusting the brightness distribution of the light (3) emitted from the light source unit (a) both or by any one of means (D 1), a, has, through the optical adjusting means (D 1) in the peripheral portion of the workpiece (7), in correspondence with the thickness of the workpiece surface treatment layer changing the light intensity distribution, which is irradiated with light (3) It was configured as an optical system of the peripheral exposure apparatus.
Description
본 발명은 포토리소그래피 기술분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액정기판이나 반도체 웨이퍼 등의 워크의 주연부분을 노광처리하기 위해 사용되는 주변노광장치의 광학계에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the field of photolithography, and more particularly, to an optical system of a peripheral exposure apparatus used for exposing a peripheral portion of a work such as a liquid crystal substrate or a semiconductor wafer.
종래, 액정기판이나 반도체 웨이퍼 등의 워크의 주연부분을 노광하는 주변노광장치는, 광학계와, 상기 광학계를 워크의 주연에 이동시키는 구동기구를 구비하고 있다. 그리고, 상기 광학계는, 자외선을 포함하는 광을 조사하는 방전등과, 타원집광미러를 구비하는 광원부와, 상기 광원부와 워크의 주연과의 사이에 개재되는 플라이아이 렌즈 등을 구비하고 있다.BACKGROUND ART A peripheral exposure apparatus that exposes a peripheral portion of a work such as a liquid crystal substrate or a semiconductor wafer conventionally includes an optical system and a drive mechanism for moving the optical system to the peripheral edge of the work. The optical system includes a discharge lamp for irradiating light including ultraviolet rays, a light source unit including an elliptical condensing mirror, a fly-eye lens interposed between the light source unit and the periphery of the workpiece.
또한, 워크의 레지스트를 형성하는 공정은, 워크상에 스핀코팅법에 의해 포토레지스트막을 피복하여 행해지고 있다. 이러한 스핀코팅법은, 포토레지스트의 약액을 워크상에 떨어뜨리고, 이 워크를 소정의 회전속도로 회전시키고, 포토레지스트의 약액을 원심력으로 워크의 외주방향으로 유동시켜 소정두께의 포토레지스트막을 피복하는 방법이다.In addition, the process of forming the resist of a workpiece | work is performed by coating the photoresist film on a workpiece | work by the spin coating method. This spin coating method involves dropping the chemical liquid of the photoresist onto the workpiece, rotating the workpiece at a predetermined rotational speed, and flowing the chemical liquid of the photoresist in the circumferential direction of the workpiece by centrifugal force to coat the photoresist film having a predetermined thickness. Way.
그러나, 상기 종래의 주변노광장치의 광학계에는, 이하와 같은 문제점이 존재하였다.However, the following problems exist in the optical system of the conventional peripheral exposure apparatus.
(1) 상기와 같이 스핀코팅법으로 워크상에 포토레지스트막을 피복할 때, 워크를 회전시켜 포토레지스트의 약액을 원심력으로 워크의 외주방향으로 유동시키기 때문에, 그 워크상에서 주연부분으로 향할수록 포토레지스트막의 두께가 두꺼워지는 경향이 있고, 특히 주연부분에서는 그 두께분포의 편향이 현저해지기 쉽다. 한편, 종래의 주변노광장치에 있어서는, 광학계인 방전등과 워크의 주연과의 사이에 개재하는 렌즈군등이 워크에 조사하는 광의 조도분포를 균일하게 하도록 구성되어 있다. 그 때문에, 이와 같은 종래의 주변노광장치를 이용하여 워크의 주연부분에 광을 조사하고 노광을 행하면, 상기와 같이 주연부분의 레지스트막의 두께가 상대적으로 두꺼운 부분에서는, 그 두께가 상대적으로 얇은 부분에 비하여 노광량이 부족하여, 그 포토레지스트막상의 주연부분에 고화불균일이 발생한다는 문제가 있었다.(1) As described above, when the photoresist film is coated on the work by spin coating, the work is rotated so that the chemical liquid of the photoresist flows in the circumferential direction of the work by centrifugal force. The thickness of the film tends to be thick, and particularly in the peripheral portion, the deflection of the thickness distribution tends to be remarkable. On the other hand, in the conventional peripheral exposure apparatus, the lens group etc. interposed between the discharge lamp which is an optical system and the periphery of a workpiece | work are comprised so that the illuminance distribution of the light irradiated to a workpiece | work may be made uniform. Therefore, when light is irradiated and exposed to the peripheral part of a workpiece | work using such a conventional peripheral exposure apparatus, in the part where the thickness of the resist film of the peripheral part is comparatively thick as mentioned above, the part whose thickness is relatively thin Compared with this, there was a problem that the exposure amount was insufficient and the solidification nonuniformity occurred in the peripheral portion of the photoresist film.
(2) 그 대책으로서, 통상, 상기 포토레지스트막의 두께가 상대적으로 두꺼운 부분에 대응시켜, 노광시간을 약간 길게 설정하고 노광량을 증가시킴으로써, 노광부족의 발생을 방지하였다. 그러나, 이와 같이 노광시간을 길게 하여 노광불균일을 방지하는 방법을 이용하면, 액정기판이나 반도체 웨이퍼 등의 제조 택트타임이 길어져, 생산성이 저하되는 문제가 있었다.(2) As a countermeasure, in general, occurrence of exposure shortage is prevented by setting the exposure time slightly longer and increasing the exposure amount in correspondence with the portion where the thickness of the photoresist film is relatively thick. However, the use of the method of preventing exposure unevenness by prolonging the exposure time in this way increases the production tact time of liquid crystal substrates, semiconductor wafers, and the like, resulting in a problem of lowering productivity.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 워크의 주연부분에서 두께분포가 치우쳐져 있는 포토레지스트막의 주변노광을, 택트타임을 증가시키지 않고 노광불균일의 발생을 억제하여 행할 수 있는 주변노광장치의 광학계를 제공하는 것을 과제로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and the peripheral exposure apparatus that can perform the peripheral exposure of the photoresist film in which the thickness distribution is biased at the periphery of the work by suppressing the occurrence of exposure unevenness without increasing the tact time. An object of the present invention is to provide an optical system.
도 1은 본 발명에 따른 제1 주변노광장치의 광학계의 배치도이고, 워크 레지스트의 두께분포에 대응하여 나타내고, 이 광학계의 주사 방향에 수직인 방향으로부터 본 조도곡선이고,1 is a layout view of the optical system of the first peripheral exposure apparatus according to the present invention, which corresponds to the thickness distribution of the work resist, is an illuminance curve viewed from a direction perpendicular to the scanning direction of the optical system,
도 2a는 본 발명에 따른 제1 주변노광장치의 광학계의 집속광학계 및 편향광학계의 측면도이고,2A is a side view of a focusing optical system and a deflection optical system of an optical system of a first peripheral exposure apparatus according to the present invention;
도 2b는 본 발명에 따른 제1 주변노광장치의 광학계의 플라이아이 렌즈의 렌즈엘리먼트의 평면도 및 측면도이고,2B is a plan view and a side view of a lens element of a fly's eye lens of an optical system of a first peripheral exposure apparatus according to the present invention;
도 3a는 본 발명에 따른 제1 주변노광장치의 광학계에 의해 얻어진 주사방향에 수직인 방향으로부터 본 조도곡선이고,3A is a roughness curve viewed from a direction perpendicular to the scanning direction obtained by the optical system of the first peripheral exposure apparatus according to the present invention,
도 3b는 본 발명에 따른 제1 주변노광장치의 광학계에 의해 얻어진 조사영역의 면내 조도분포이고,3B is an in-plane roughness distribution of the irradiation area obtained by the optical system of the first peripheral exposure apparatus according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 제2 주변노광장치의 광학계의 배치도이고,4 is a layout view of an optical system of a second peripheral exposure apparatus according to the present invention;
도 5a는 본 발명에 따른 제2 주변노광장치의 광학계의 집속광학계의 측면도이고,5A is a side view of a focusing optical system of an optical system of a second peripheral exposure apparatus according to the present invention;
도 5b는 본 발명에 따른 제2 주변노광장치의 광학계의 플라이아이 렌즈의 렌즈엘리먼트의 평면도 및 측면도이고,5B is a plan view and a side view of a lens element of a fly's eye lens of an optical system of a second peripheral exposure apparatus according to the present invention;
도 6a는 본 발명에 따른 제2 주변노광장치의 광학계의 실린드리컬 렌즈·어레이의 평면도, 측면도 및 본 발명에 따른 제2 주변노광장치의 광학계의 실린드리컬 렌즈·어레이의 렌즈엘리먼트의 측면도로부터 광의 집속기구의 원리를 나타낸 도면이고,6A is a plan view and a side view of a cylindrical lens array of an optical system of a second peripheral exposure apparatus according to the present invention, and a side view of a lens element of a cylindrical lens array of an optical system of a second peripheral exposure apparatus according to the present invention. Is a view showing the principle of the light focusing mechanism,
도 6b는 일반적인 실린드리컬 렌즈의 측면도이고,6B is a side view of a typical cylindrical lens,
도 7a는 본 발명에 따른 제3 주변노광장치의 광학계의 배치도와, 워크의 레지스트의 두께에 대응시켜 나타낸, 이 광학계의 주사방향에 수직인 방향으로부터 본 조도곡선이고,Fig. 7A is a layout view of the optical system of the third peripheral exposure apparatus according to the present invention and an illuminance curve viewed from a direction perpendicular to the scanning direction of the optical system, corresponding to the thickness of the resist of the workpiece,
도 7b는 본 발명에 따른 제3 주변노광장치의 광학계의 기둥체 편향프리즘의 입사구의 확대도이고, 도 7c는, 본 발명에 따른 제3의 주변노광장치의 광학계의 기둥체 편향프리즘의 출사구의 확대도이고,7B is an enlarged view of an entrance hole of the column deflection prism of the optical system of the third peripheral exposure apparatus according to the present invention, and FIG. 7C is an exit hole of the column deflection prism of the optical system of the third peripheral exposure apparatus according to the present invention. It is an enlarged view
도 8은 본 발명에 따른 제4 주변노광장치의 광학계의 배치도와, 워크의 레지스트의 두께의 분포에 대응시켜 나타낸, 이 광학계의 주사방향에 수직인 방향으로부터 본 조도곡선이고,Fig. 8 is a layout view of the optical system of the fourth peripheral exposure apparatus according to the present invention and an illuminance curve viewed from a direction perpendicular to the scanning direction of the optical system, corresponding to the distribution of the resist thickness of the workpiece;
도 9a는 본 발명에 따른 제4 주변노광장치의 광학계의 플라이아이 렌즈의 측면도이고,9A is a side view of a fly's eye lens of an optical system of a fourth peripheral exposure apparatus according to the present invention;
도 9b는 본 발명에 따른 제4 주변노광장치의 광학계의 플라이아이 렌즈의 평면도 및 측면도이다.9B is a plan view and a side view of a fly's eye lens of an optical system of a fourth peripheral exposure apparatus according to the present invention;
<도면 중 주요부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>
1...방전등1 ... discharge lamp
2...타원집광미러2.Elliptical condensing mirror
3...광3 ... light
4...편향프리즘4 ... deflection prism
40...편향프리즘40 ... deflection prism
4A...기둥체 편향프리즘4A ... columnar deflection prism
4B... 기둥체 편향프리즘4B ... column deflection prism
4A1...기둥체 편향프리즘(4A)의 입사구4A 1 ... entrance hole of column deflection prism (4A)
4A2...기둥체 편향프리즘(A4)의 출사구4A 2 ... Exit of pillar deflection prism (A4)
4B1...기둥체 편향프리즘(4B)의 입사구4B 1 ... entrance of column deflection prism (4B)
4B2...기둥체 편향프리즘(4B)의 출사구4B 2 ... Exit of pillar deflection prism (4B)
5a...어퍼쳐 마스크5a ... aperture mask
5b... 어퍼쳐 마스크5b ... aperture mask
5c...어퍼쳐 마스크5c ... aperture mask
6a...콜리메이터 렌즈6a ... collimator lens
6b...콜리메이터 렌즈6b ... collimator lens
6c... 콜리메이터 렌즈6c ... collimator lens
7...워크7.Walk
8a1...조도분포8a 1 ... roughness distribution
8a2...워크의 레지스트의 두께분포8a 2 ... Thickness distribution of resist of workpiece
8c1...조도분포8c 1 ... roughness distribution
8c2...워크의 레지스트의 두께분포8c 2 ... thickness distribution of resist of workpiece
8d1...조도분포8d 1 ... roughness distribution
8d2...워크의 레지스트의 두께분포8d 2 ... thickness distribution of resist of workpiece
10a...플라이아이 렌즈10a ... fly eye lens
10b...플라이아이 렌즈10b ... fly eye lens
10c...플라이아이 렌즈10c ... fly eye lens
10j1...렌즈 엘리먼트(집속광 형성용)10 j 1 ... lens element (for forming focused light)
10j10...렌즈 엘리먼트(집속광 형성용)10 j 10 ... lens element (for forming focused light)
10j2...렌즈 엘리먼트(집속광 형성용)10j 2 ... lens element (for forming focused light)
10j20...렌즈 엘리먼트(집속광형성용)10 j 20 ... lens element (for focused light forming)
10k1...렌즈 엘리먼트(균일광 형성용)10 k 1 ... lens element (for uniform light formation)
10k10...렌즈 엘리먼트(균일광 형성용)10k 10 ... lens element (for uniform light formation)
10k2...렌즈 엘리먼트(균일광 형성용)10 k 2 ... lens element (for uniform light formation)
10k20...렌즈 엘리먼트(균일광 형성용)10k 20 ... lens element (for forming uniform light)
10k3...렌즈 엘리먼트(균일광 형성용)10 k 3 ... lens element (for uniform light formation)
11a...실린드리컬 렌즈11a ... cylindrical lens
11b...실린드리컬 렌즈·어레이11b ... cylindrical lens array
11b0...실린드리컬 렌즈·어레이의 렌즈 엘리먼트11b 0 ... lens element of cylindrical lens array
11c...실린드리컬 렌즈11c ... cylindrical lens
A...광원부A ... light source
B1...집속광학계B 1 ... focused optical system
B2...집속광학계B 2 ... focused optical system
B4...집속광학계B 4 ... focusing optical system
C1...편향광학계C 1 ... deflection optical system
C3...편향광학계C 3 ... deflection optical system
D1...광학조정수단D 1 ... optical adjustment means
D2...광학조정수단D 2 ... optical adjustment means
D3...광학조정수단D 3 ... optical adjustment means
D4...광학조정수단D 4 ... optical adjustment means
F1...광학계F 1 ... optical system
F2...광학계F 2 ... optical system
F3...광학계F 3 ... optical system
F4...광학계F 4 ... optical system
J...워크의 레지스트 두께의 상대적으로 두꺼운 부분Relatively thick portion of the resist thickness of the J ... work
K...워크의 레지스트 두께의 상대적으로 얇은 부분Relatively thin portion of resist thickness of K ... work
S...상대적으로 강한 조도분포의 광S ... Light of relatively strong illuminance distribution
SP... 워크의 레지스트의 상대적으로 두꺼운 부분에 대응하는 조도분포의 광Light of illuminance distribution corresponding to relatively thick portion of resist of SP ... work
U...워크의 레지스트의 상대적으로 얇은 부분에 대응하는 조도분포의 광Light of illuminance distribution corresponding to relatively thin portion of resist of U ... work
X...본 발명의 제1 주변노광장치의 광학계에 의한 조도분포X ... Illuminance distribution by the optical system of the first peripheral exposure apparatus of the present invention
Y...종래의 주변노광장치의 광학계에 의한 조도분포Y ... Light intensity distribution by optical system of conventional peripheral exposure equipment
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 워크의 주연부분에 광을 조사하는 주변노광장치의 광학계에 있어서, 소정파장의 자외선을 포함하는 광을 조사하는 광원부와, 이 광원부와 상기 워크와의 사이에 개재되고, 집속광학계 및 편향광학계 모두 혹은 어느 하나에 의해 상기 광원부로부터 조사된 광의 조도분포를 조정하는 광학조정수단을 가지며, 상기 광학조정수단을 통해, 상기 워크의 주연부분에서, 그 워크의 레지스트의 두께에 대응시켜 조도분포를 바꾸어 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 주변노광장치의 광학계로서 구성하였다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, this invention is the optical system of the peripheral exposure apparatus which irradiates light to the peripheral part of a workpiece | work, The light source part which irradiates the light containing the ultraviolet-ray of a predetermined wavelength, and between this light source part and the said workpiece | work Interposed therebetween, and having optical adjusting means for adjusting the illuminance distribution of the light irradiated from the light source unit by either or both of the focused optical system and the deflecting optical system, and through the optical adjusting means, at the peripheral portion of the work, the resist of the work The illumination system was configured to irradiate light by changing the illuminance distribution corresponding to the thickness of.
또한, 본 발명의 주변노광장치의 광학계는, 상기 광학조정수단이, 복수의 렌즈 엘리먼트를 묶은 플라이아이 렌즈와 실린드리컬 렌즈로 이루어지는 집속광학계와 편향프리즘으로 이루어지는 편향광학계를 구비하고, 상기 플라이아이 렌즈는, 적어도 일부의 렌즈 엘리먼트가 상기 광원부로부터 조사된 광의 일부를 집속하여 상기워크의 레지스트 두께가 비교적 두꺼운 부분에 대응하는 조도의 광(S)으로 정형하고, 그 밖의 부분의 렌즈 엘리먼트가 상기 광원부로부터 조사된 광의 일부를 집속하고 중첩시켜 상기 워크의 레지스트의 두께가 비교적 균일한 부분에 대응하는 균일조도분포의 광(U)에 정형하고, 상기 실린드리컬 렌즈는, 상기 플라이아이 렌즈에 의해 집속된 광(S)의 적어도 일부를 집광하여 집속광(SP)을 형성하고, 상기 편향 프리즘은, 상기 집속광(SP)을 편향되게 조사하도록 구성하여도 좋다.In addition, the optical system of the peripheral exposure apparatus of the present invention, the optical adjustment means comprises a deflection optical system consisting of a focusing optical system consisting of a fly's eye lens and a cylindrical lens and a deflection prism, a plurality of lens elements. The lens is shaped by light S of illuminance corresponding to a portion where the resist thickness of the workpiece is relatively thick by concentrating a part of the light irradiated from the light source portion by at least a portion of the lens element, and the lens element of the other portion is the light source portion. A part of the light irradiated therefrom is focused and superimposed to form a light U having a uniform illuminance distribution corresponding to a relatively uniform thickness of the resist of the workpiece, and the cylindrical lens is focused by the fly's eye lens. At least a portion of the collected light S is collected to form a focused light SP, and the deflection prism is the Light (SP) may be configured to be irradiated deflection.
또한, 본 발명의 주변노광장치의 광학계의 제5의 태양은, 상기 제1∼4의 태양 중의 어느 하나에 있어서, 상기 광학조정수단의 후단에 콜리메이터 렌즈를 구비하고, 상기 광학조정수단으로부터 출사된 광을 그 콜리메이터 렌즈에 의해 평행광으로 정형하여 조사하도록 하면 좋다.In a fifth aspect of the optical system of the peripheral exposure apparatus of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, a collimator lens is provided at the rear end of the optical adjusting means, and is emitted from the optical adjusting means. What is necessary is just to irradiate light by shape | molding it as parallel light with the collimator lens.
또한, 본 발명의 주변노광장치의 광학계의 제6 태양은, 상기 제1 태양에 있어서, 상기 광학조정수단이 복수의 렌즈 엘리먼트를 묶은 플라이아이 렌즈와, 콜리메이터 렌즈와, 실린드리컬 렌즈로 이루어지는 집속광학계로 구성되고, 상기 플라이아이 렌즈는 광원부로부터 조사된 광의 일부를 집속하여 균일조도분포의 광으로 정형하고, 상기 콜리메이터 렌즈는 상기 플라이아이 렌즈에 의해 집속된 광을 평행광으로 만들고, 상기 실린드리컬 렌즈는 상기 콜리메이터 렌즈에 의해 형성된 평행광의 적어도 일부를 집광하여 조사하도록 구성하여도 좋다.In a sixth aspect of the optical system of the peripheral exposure apparatus of the present invention, in the first aspect, the optical adjusting means includes a fly-eye lens in which a plurality of lens elements are bundled, a collimator lens, and a cylindrical lens. The fly's eye lens focuses a part of the light irradiated from the light source to form a uniform illuminance distribution light, and the collimator's lens makes the light focused by the fly's eye lens into parallel light, and the cylinder The curl lens may be configured to focus and irradiate at least a portion of the parallel light formed by the collimator lens.
그리고, 본 발명의 주변노광장치의 광학계의 제7 태양은, 상기 제1 내지 제6 태양 중 어느 하나에 있어서, 광학조정수단으로부터 상기 워크까지의 광조사경로에 광의 조사폭을 조정하기 위한 어퍼쳐 마스크를 구비하고, 상기 광학조정수단으로부터 출사된 광을 그 어퍼쳐 마스크에 의해 워크의 소정의 영역에 광을 조사하도록 하면 좋다.The seventh aspect of the optical system of the peripheral exposure apparatus according to the present invention is the aperture for adjusting the irradiation width of light to the light irradiation path from the optical adjusting means to the workpiece according to any one of the first to sixth aspects. What is necessary is just to provide a mask and to irradiate the light radiate | emitted from the said optical adjustment means to the predetermined area | region of a workpiece | work by the aperture mask.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 참조하여 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 효과를 발휘하는 한 적용가능하다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, although embodiment of this invention is described with reference to drawings, this invention is not limited to the following embodiment, It is applicable as long as the effect of this invention is exhibited.
[제1 실시형태][First Embodiment]
본 발명의 제1 실시형태에 따른 주변노광장치의 광학계를 도 1∼도 3을 참조하여 설명한다. 이러한 제1 주변노광장치의 광학계(F1)는, 도 1, 도 2에 나타낸 바와 같이, 광원부(A)와, 집속광학계(B1)와 편향광학계(C1)로 이루어지는 광학조정수단(D1)과, 콜리메이터 렌즈(6a)로 구성되어 있다.The optical system of the peripheral exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the optical system F 1 of the first peripheral exposure apparatus includes an optical adjusting means D including a light source unit A, a focusing optical system B 1 , and a deflection optical system C 1 . 1 ) and the collimator lens 6a.
<광원부(A)의 구성><Configuration of the light source part A>
제1 실시형태에 따른 주변노광장치의 상기 광원부(A)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 자외선을 포함하는 광(3)을 조사하는 방전등(1)과, 이 방전등(1)으로부터의 광(3)을 반사시켜 광학조정수단(D1)에 포함되는 집속광학계(B1)에 입사시키는 타원집광미러(2)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 1, the light source unit A of the peripheral exposure apparatus according to the first embodiment includes a discharge lamp 1 for irradiating light 3 containing ultraviolet rays and light from the discharge lamp 1 ( 3) and an elliptical condensing mirror 2 which reflects 3) and makes it enter the focusing optical system B 1 included in the optical adjusting means D 1 .
(방전등 1)(Discharge lamp 1)
방전등(1)은, 자외선을 조사하는 고압 또는 저압방전등으로서 수은램프, Xe램프 등이 주로 사용되는데, 이 밖에 KrF(파장 : 248nm), ArF(파장 : 193nm), F2(파장 : 157nm)등의 엑시머 레이저, YAG펄스레이저의 고주파 발생장치, 금속증기레이저 등의 레이저광원을 사용하여도 좋다. 다만, 레이저광원을 사용하는 경우에는, 레이저광의 뛰어난 지향성에 의해 상기 타원집광미러(2)는 생략가능하다.The discharge lamp 1 is a high-pressure or low-pressure discharge lamp that irradiates ultraviolet rays. Mercury lamps and Xe lamps are mainly used. In addition, KrF (wavelength: 248 nm), ArF (wavelength: 193 nm), F 2 (wavelength: 157 nm), etc. A laser light source such as an excimer laser, a high frequency generator of a YAG pulse laser, a metal vapor laser, or the like may be used. However, in the case of using a laser light source, the elliptical condensing mirror 2 can be omitted due to the excellent directivity of the laser light.
<집속광학계(B1)의 구성><Configuration of the focused optical system B 1 >
제1 실시형태에 따른 주변노광장치의 집속광학계(B1)는, 도 2a, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 광원부(A)로부터 조사된 광(3)을 집속시키는 복수의 렌즈 엘리먼트(10j1, 10k1)를 묶어 구성되는 플라이아이 렌즈(10a)와, 그 복수의 렌즈 엘리먼트(10j1,10k1) 중 렌즈 엘리먼트군(α1)(10j1)으로부터 출사된 광을 집광시키는 실린드리컬 렌즈(11a)로 구성된다. 또한, 후술하는 바와 같이, 실린드리컬 렌즈(11a)의 후단에는 편향광학계(C1)에 포함되는 편향프리즘(4)이 구비되고, 실린드리컬 렌즈(11a)로부터의 광을 소정의 방향으로 편향하도록 구성되어 있다.The focusing optical system B 1 of the peripheral exposure apparatus according to the first embodiment includes a plurality of lens elements 10j 1 , which focus the light 3 irradiated from the light source unit A, as shown in FIGS. 2A and 2B. 10k 1 ) and a cylindrical lens for condensing the light emitted from the lens element group α 1 (10j 1 ) among the plurality of lens elements 10j 1 , 10k 1 . It consists of 11a. Further, as will be described later, a deflection prism 4 included in the deflection optical system C 1 is provided at the rear end of the cylindrical lens 11a, and the light from the cylindrical lens 11a is directed in a predetermined direction. Configured to deflect.
(플라이아이 렌즈(10a)의 구성)(Configuration of the fly's eye lens 10a)
플라이아이 렌즈(10a)는, 광원부(A)로부터의 광(3)을 소정의 조도분포를 갖는 광으로 정형하는 것이다. 이 플라이아이 렌즈(10a)는, 도 2a, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 렌즈엘리먼트군(α1)(10j1)과, 렌즈엘리먼트군(β1)(10k1)을 포함하고, 이들 렌즈 엘리먼트군(α1, β1)은 각각 동일한 광학특성(결상특성 등)을 갖는 렌즈 엘리먼트로 구성되어 있다. 이 엘리먼트군(α1, β1)의 작용효과는 이하와 같다.The fly's eye lens 10a shapes the light 3 from the light source unit A into light having a predetermined illuminance distribution. The fly's eye lens 10a includes a lens element group α 1 (10j 1 ) and a lens element group β 1 (10k 1 ), as shown in FIGS. 2A and 2B. The groups α 1 and β 1 are each composed of lens elements having the same optical characteristics (imaging characteristics, etc.). The effect of this element group (alpha) 1 , (beta) 1 is as follows.
(렌즈 엘리먼트군(α1)(10j1)의 작용효과)(Effects of Lens Element Group (α 1 ) (10 j1 ))
렌즈 엘리먼트군(α1)(10j1)은, 광원부(A)로부터의 광(3)의 일부를 집광하여비교적 강한 조도의 광으로 정형하는 집속광 형성을 위한 것이다. 여기로부터 출사된 광(S)은, 실린드리컬 렌즈(11a)에 의해 집광되어 소정의 비교적 강한 조도의 광(SP)으로 정형되고, 또한 편향광학계(C1)에 포함된 편향프리즘(4)에 의해 편향되어 소정의 위치에 조사된다. 예컨대, 렌즈 엘리먼트군(α1)(10j1)은, 도 1의 8a1, 8a2, 및 도 3a, 도 3b에 나타낸 바와 같이, 광원부(A)로부터의 광(3)의 일부를 워크 표면처리층(포토레지스트막 등)의 두께가 비교적 두꺼운 부분(J)에 조사되는 광(SP)으로 정형한다.The lens element groups α 1 and 10j 1 are used for forming focused light in which a part of the light 3 from the light source unit A is focused and shaped into light of relatively strong illumination. The light S emitted from here is condensed by the cylindrical lens 11a and shaped into light SP having a predetermined relatively strong illuminance, and is also included in the deflection optical system C 1 . It deflects by and irradiates to a predetermined position. For example, the lens element group α 1 (10j 1 ), as shown in 8a 1 , 8a 2 , and FIGS. 3a, 3b of FIG. 1 , partially covers the light 3 from the light source unit A on the workpiece surface. It forms with the light SP irradiated to the part J where the thickness of a process layer (photoresist film etc.) is comparatively thick.
(렌즈 엘리먼트군(β1)의 작용효과)(Effects of lens element group β 1 )
렌즈 엘리먼트군(β1)(10k1)은, 광원부(A)로부터의 광(3)의 일부를 비교적 균일한 조도분포의 광(U)으로 정형하는 균일광 형성을 위한 것이다. 그곳으로부터 출사된 광은 상기 실린드리컬 렌즈(11a)를 통과하지 않고 중첩되어 균일하게 되어, 균일조도분포의 광(U)이 된다. 예컨대, 렌즈 엘리먼트군(β1)(10k1)은, 도 1의 8a1, 8a2, 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 광원부(A)로부터의 광(3)의 일부를, 워크 표면처리층(포토 레지스트막 등)의 두께가 비교적 얇고 균일한 부분(K)에 대응한는 조도의 광(U)으로 정형한다.The lens element group β 1 10k 1 is for forming uniform light in which a part of the light 3 from the light source unit A is shaped into light U having a relatively uniform illuminance distribution. The light emitted therefrom overlaps and becomes uniform without passing through the cylindrical lens 11a, and becomes light U of a uniform illuminance distribution. For example, as shown in 8a 1 , 8a 2 , and FIG. 3 of the lens element group β 1 (10k 1 ), a part of the light 3 from the light source unit A is a workpiece surface treatment layer. The thickness of the photoresist film (such as the photoresist film) corresponds to the relatively thin and uniform portion K, and is shaped by the light U of illuminance.
(플라이아이 렌즈(10a)의 형태)(Form of fly's eye lens 10a)
또한, 제1 실시형태에 따른 플라이아이 렌즈(10a)의 일례로서, 도 2a, 도 2b에, 렌즈 엘리먼트군(α1)(10j1)이 2행×5열의 배열로 중앙부에 배치되고, 렌즈 엘리먼트군(β1)(10k1)이 렌즈 엘리먼트군(α1)(10j1)의 양측에 각각 2행×5열씩 배치된 구성을 나타내고 있는데, 이들 렌즈엘리먼트군(α1, β1)의 행수, 열수, α1과 β1의 상대적 위치관계, 혹은 렌즈 엘리먼트의 매트릭스 형상(종횡형상, 동심원형상, 이차원적 형상, 삼차원적 형상 등)은 특별히 한정되지 않는다. 즉, 상기 워크표면처리층의 두께의 분포에 대응하여 요구되는 조도분포가 얻어지도록, 각 렌즈 엘리먼트의 형상, 크기, 및 광학특성(결상특성 등) 등이 적당히 설정된다. 단, 렌즈엘리먼트군(α1)의 후단에 배치되는 실린드리컬 렌즈(11a) 및 편향프리즘(4)의 광학특성은, α1의 광학특성, 및 α1과 β1과의 상대적인 위치관계에 따라 적절히 결정된다.Further, a is arranged on the fly's eye as an example of the lens (10a), in Figure 2a, Figure 2b, the lens element group (α 1) (10j 1) is the center of an array two rows × 5 columns according to the first embodiment, the lens The element group β 1 (10k 1 ) is arranged on each side of the lens element group α 1 (10j 1 ) by 2 rows x 5 columns, respectively. The lens element groups α 1 and β 1 The number of rows, the number of columns, the relative positional relationship between α 1 and β 1 , or the matrix shape (vertical, concentric, two-dimensional, three-dimensional, etc.) of the lens element is not particularly limited. That is, the shape, size, optical characteristics (imaging characteristics, etc.) of each lens element are set appropriately so that the required illuminance distribution can be obtained corresponding to the distribution of the thickness of the work surface treatment layer. However, the optical properties of the laundry curl lens (11a) and the deflection prism 4 cylinder is arranged at the rear end of the lens element group (α 1) is, the relative positional relationship between the optical characteristics of the α 1, and α 1 and β 1 Accordingly.
(실린드리컬 렌즈(11a)의 작용효과)(Effects of Cylindrical Lens 11a)
플라이아이 렌즈(10a)의 렌즈 엘리먼트군(α1)(10j1)의 후단에는 실린드리컬 렌즈(11a)가 구비되어 있다. 이 실린드리컬 렌즈(11a)는, 렌즈 엘리먼트군(α1)(10j1)으로부터 출사된 광을, 예컨대, 도 3a, 도 3b에 나타낸 바와 같이 워크표면처리층의 두께가 비교적 두꺼운 부분(J)에 대응하여 요구되는 조도분포의 광(SP)으로 정형하는 것이다.The rear end of the lens element group α 1 (10j 1 ) of the fly's eye lens 10a is provided with a cylindrical lens 11a. The cylindrical lens 11a is a portion J having a relatively thick thickness of the work surface treatment layer as shown in FIGS. 3A and 3B for the light emitted from the lens element group α 1 and 10j 1 . ) Is shaped into the light SP of the illuminance distribution required.
(실린드리컬 렌즈(11a)의 형태)(Shape of Cylindrical Lens 11a)
실린드리컬 렌즈(11a)는, 예컨대, 도 2에 나타낸 바와 같이, 2열로 배치된 렌즈 엘리먼트군(α1)(10j1)의 각 열마다에 독립적인 실린드리컬 렌즈의엘리먼트(11a0)를 부착시킨 배치로 하여 상기 효과를 발휘하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명은, 이와 같은 실린드리컬 렌즈(11a)의 구성에 한정되지 않으며, 일체적인 실린드리컬 렌즈로 구성되어도 좋다.The cylindrical lens 11a is, for example, an element 11a 0 of an independent cylindrical lens for each row of the lens element group α 1 (10j 1 ) arranged in two rows, as shown in FIG. 2. It is possible to achieve the above effect by the arrangement to which the is attached. In addition, this invention is not limited to the structure of such a cylindrical lens 11a, You may comprise with an integral cylindrical lens.
(집속광학계(B1)의 작용효과)(Effect of Focusing Optical System (B 1 ))
이와 같이 하여, 집속광학계(B1)는, 광원부(A)로부터의 광(3)을, 상기한 작용효과를 구비한 상기 렌즈 엘리먼트군(α1)(10j1)과 실린드리컬 렌즈(11a)에 의해 형성된 비교적 강한 조도의 광(SP)과, 상기 렌즈 엘리먼트군(β1)(10k1)으로부터 출사되고 중첩되어 형성된 비교적 균일한 조도의 광(U)을 서로 중첩시켜, 소정의 피크조도와 균일조도를 갖는 조도분포의 광으로 정형하는 것이다. 예컨대, 집속광학계(B1)에 의해, 도 3a, 도 3b 에 나타낸 바와 같은 조도분포를 갖는 광을 얻을 수 있다.In this way, the focusing optical system B 1 receives the light 3 from the light source unit A, the lens element group α 1 10j 1 and the cylindrical lens 11a having the above-described effects. A relatively high intensity light SP formed by the superimposed light) and a light source U having a relatively uniform illuminance formed by overlapping and exiting from the lens element group β 1 (10k 1 ) are superimposed on each other, thereby providing a predetermined peak illuminance. And light of an illuminance distribution having a uniform illuminance. For example, by the focused optical system B 1 , light having an illuminance distribution as shown in FIGS. 3A and 3B can be obtained.
또한, 상기 조도분포에 있어서, 피크파형 이외의 균일성을 한층 높이기 위하여, 상기 플라이아이 렌즈(10a)의 광축방향의 전단에, 동일광학특성을 구비하는 복수의 렌즈 엘리먼트를 묶은 플라이아이 렌즈를 배치하고, 상기 광원부(A)로부터의 광(3)을 미리 균일하게 한 다음 상기 플라이아이 렌즈(10a)에 입사시키도록 구성하여도 좋다.Further, in the illuminance distribution, in order to further increase the uniformity other than the peak waveform, a fly's eye lens having a plurality of lens elements having the same optical characteristics is arranged at the front end of the fly's eye lens 10a in the optical axis direction. The light 3 from the light source unit A may be made uniform in advance and then incident on the fly's eye lens 10a.
<편향광학계(C1)의 구성><Configuration of Deflection Optical System C 1 >
제1 실시형태에 따른 주변노광장치의 편향광학계(C1)는, 도 2에 나타낸 바와같이, 상기 플라이아이 렌즈(10a)의 중앙부의 렌즈 엘리먼트군(α1)(10j1)으로부터 출사되어 상기 실린드리컬 렌즈(11a)에 의해 집속된 광(SP)을 편향시키는 편향프리즘(4)으로 구성되고, 소정의 위치에 소정의 조도를 갖는 광(SP)을 출사하도록 되어 있다.The deflection optical system C 1 of the peripheral exposure apparatus according to the first embodiment is emitted from the lens element group α 1 (10 j 1 ) at the center of the fly's eye lens 10 a as shown in FIG. 2. It consists of a deflection prism 4 which deflects the light SP focused by the cylindrical lens 11a, and emits light SP having a predetermined illuminance at a predetermined position.
(광학조정수단(D1)의 작용효과)(Operational effect of optical adjusting means (D 1 ))
이와 같이 구성된 집속광학계(B1)와 편향광학계(C1)을 구비한 광학조정수단(D1)은, 상기 광원부(A)로부터의 광(3)을, 도 1의 8a1, 8a2에 나타낸 바와 같은 워크(7)상의 표면처리층의 두께(J, K)에 대응하는 조도분포로 정형하고, 워크(7)상의 소정의 위치에 소정의 조도분포를 갖는 광으로서 조사시키는 것이다.The optical adjusting means D 1 including the condensing optical system B 1 and the deflection optical system C 1 configured as described above is configured to transmit the light 3 from the light source unit A to 8a 1 , 8a 2 of FIG. 1. It forms by the illumination intensity distribution corresponding to the thickness (J, K) of the surface treatment layer on the workpiece | work 7 as shown, and irradiates it to the predetermined position on the workpiece | work 7 as light which has a predetermined illumination intensity distribution.
(콜리메이터 렌즈(6a))(Collimator lens 6a)
그리고, 상기 광학조정수단(D1)에서 조정하고 소정의 위치에 조사된 광을 콜리메이터 렌즈(6a)에 의해 평행광으로 정형한 다음, 워크(7)상에 조사한다. 이와 같이 평행광을 형성시켜 워크(7)상에 조사하는 이유는, 워크(7)의 레지스트층이 형성되어 있는 부분에 대한 광의 입사각도를 수직으로 하고, 광조사영역과 광비조사영역의 경계를 샤프하게 함으로써, 워크상의 불필요한 영역에 광이 조사되는 것을 방지하기 위해서이다.Then, the light adjusted by the optical adjusting means D 1 and irradiated to a predetermined position is shaped into parallel light by the collimator lens 6a, and then irradiated onto the work 7. The reason why the parallel light is formed and irradiated onto the work 7 is to make the incident angle of the light perpendicular to the portion where the resist layer of the work 7 is formed, and to set the boundary between the light irradiation area and the light non-irradiation area. By sharpening, it is for preventing light from irradiating to the unnecessary area | region on a workpiece | work.
(어퍼쳐 마스크(5a)의 작용)(Operation of Aperture Mask 5a)
또한, 콜리메이터 렌즈(6a)의 후단에는 광의 조사폭을 조정하기 위한 슬릿폭 가변기구를 갖는 어퍼쳐 마스크(5a)를 구비하고, 콜리메이터 렌즈(6a)에서 평행광으로 정형된 광을, 어퍼쳐 마스크(5a)에 의해 워크의 소정의 영역에만 광을 조사할 수 있도록 구성되어 있다.In addition, an aperture mask 5a is provided at the rear end of the collimator lens 6a having a slit width variable mechanism for adjusting the irradiation width of the light, and the light shaped by the collimator lens 6a as parallel light is subjected to the aperture mask. (5a), it is comprised so that light may be irradiated only to the predetermined area | region of a workpiece | work.
(광학계(F1)의 작용효과)(Effect of Optical System (F 1 ))
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 주변노광장치의 광학계(F1)는, 도 1의 8a1, 8a2에 나타낸 바와 같이, 광원부(A)로부터의 광(3)을, 광학조정수단(D1)에 의해, 워크주연부의 레지스트층의 두께의 분포(8a2)에 대응한 조도분포(8a1)(워크상의 주사방향에 대하여 수직인 방향의 조도분포)를 갖는 광으로 조정하고, 콜리메이터 렌즈(6a)에 의해 그 광을 평행광으로 정형하고, 어퍼쳐마스크(5a)에 의해 그 광을 워크의 소정의 영역에만 조사시키는 것이다. 그리고, 이러한 광학계(F1)를 구동기구에 의해 워크의 주연부분에 주사시켜 광을 조사하고, 택트타임을 증가시키지 않고 노광불균일의 발생을 억제하여 주변노광을 행하도록 하는 것이다. 이 제1 실시형태에 따른 주변노광장치의 광학계(F1)는, 플라이아이 렌즈(10a)와 실린드리컬 렌즈(11a)와 편향프리즘(4)으로 구성되는 광학조정수단(D1)에 의해 조도분포를 조정하도록 되어 있기 때문에, 본 발명을 종래의 주변노광장치의 광학계로 치환하여 행하는 것이 비교적 용이하며, 비용증가를 낮게 억제하여 노광불균일을 방지하는 것이 가능해진다.As described above, the optical system F 1 of the peripheral exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention, as shown in 8a 1 , 8a 2 of FIG. 1 , receives the light 3 from the light source unit A, By the optical adjusting means D 1 , a light path having an illuminance distribution 8a 1 (an illuminance distribution in a direction perpendicular to the scanning direction on the workpiece) corresponding to the distribution 8a 2 of the thickness of the resist layer on the periphery of the workpiece The light is adjusted to be parallel light by the collimator lens 6a, and the light is irradiated only to a predetermined area of the work by the aperture mask 5a. Then, the optical system F 1 is scanned by the drive mechanism to the periphery of the workpiece to irradiate light, thereby suppressing the occurrence of exposure unevenness without increasing the tact time to perform the ambient exposure. The optical system F 1 of the peripheral exposure apparatus according to the first embodiment is constituted by an optical adjusting means D 1 composed of a fly's eye lens 10a, a cylindrical lens 11a, and a deflection prism 4. Since the illuminance distribution is adjusted, it is relatively easy to substitute the present invention with the optical system of the conventional peripheral exposure apparatus, and it is possible to suppress the increase in cost and to prevent the exposure unevenness.
[제2 실시형태]Second Embodiment
본 발명에 따른 제2 주변노광장치의 광학계를 도 4 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 또한, 상기 구성과 같은 부재는 같은 부호를 붙여 설명을 생략하기로 한다. 이 제2 주변노광장치의 광학계(F2)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 집속광학계(B2)로 이루어진 광학조정수단(D2)을 가지고 있다.The optical system of the second peripheral exposure apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6. In addition, the member like the said structure attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description. As shown in FIG. 4, the optical system F 2 of the second peripheral exposure apparatus has optical adjusting means D 2 made up of the focusing optical system B 2 .
<집속광학계(B2)의 구성><Configuration of the focused optical system B 2 >
제2 주변노광장치의 집속광학계(B2)는, 도 5a, 도 5b에 나타낸 바와 같이, 도 4에 나타낸 광원부(A)로부터 조사된 광(3)을 집속시키는 복수의 렌즈 엘리먼트(10j2, 10k2)를 묶어 구성되는 플라이아이 렌즈(10b)와, 그 복수의 렌즈 엘리먼트(10j2, 10k2) 중 렌즈 엘리먼트군(α2)(10j2)로부터 출사된 광을 집속시키는 복수의 실린드리컬 렌즈의 렌즈 엘리먼트를 묶어 구성되는 실린드리컬 렌즈·어레이(11b)로 구성되어 있다.The focusing optical system B 2 of the second peripheral exposure apparatus includes a plurality of lens elements 10j 2 , which focus the light 3 irradiated from the light source unit A shown in FIG. 4, as shown in FIGS. 5A and 5B. 10k 2) the fly-eye lens (10b) and the plurality of lens elements comprising tie (10j 2, 10k 2) lens element group of the (α 2) (10j 2) give a plurality of cylinders for focusing the light emitted from the It consists of the cylindrical lens array 11b comprised by combining the lens element of a curl lens.
(플라이아이 렌즈(10b)의 구성)(Configuration of the fly's eye lens 10b)
플라이아이 렌즈(10b)는, 광원부(A)로부터의 광(3)을 소정의 조도분포를 갖는 광으로 정형하는 것이다. 이 플라이아이 렌즈(10b)는, 도 5a, 도 5b에 나타낸 바와 같이, 렌즈 엘리먼트군(α2)(10j2)과, 렌즈 엘리먼트군(β2)(10k2)을 포함하며, 이들 렌즈 엘리먼트군(α2, β2)은, 각각 동일한 광학특성(결상특성 등)을 갖는 렌즈 엘리먼트로 구성되어 있다. 이 렌즈 엘리먼트군(α2, β2)의 작용효과는 아래와 같다.The fly's eye lens 10b shapes the light 3 from the light source unit A into light having a predetermined illuminance distribution. The fly's eye lens 10b includes a lens element group α 2 (10j 2 ) and a lens element group β 2 (10k 2 ), as shown in FIGS. 5A and 5B. The groups α 2 and β 2 are each composed of lens elements having the same optical characteristics (imaging characteristics, etc.). The effects of the lens element groups α 2 and β 2 are as follows.
(렌즈 엘리먼트군(α2)의 작용효과)(Effects of lens element group α 2 )
렌즈 엘리먼트군(α2) (10j2)은, 광원부(A)로부터의 광(3)의 일부를 비교적 강한 조도의 광으로 정형하는 집속광 형성을 위한 것이다. 여기로부터 출사된 광(S)은, 실린드리컬 렌즈(11b)에 의해 집광되고, 워크의 레지스트층이 상대적으로 두꺼운 부분의 노광에 대응하는 피크조도를 갖는 광(SP)이 된다.The lens element group α 2 (10j 2 ) is for forming focused light in which a part of the light 3 from the light source unit A is shaped into light of relatively strong illuminance. Light S emitted from here is condensed by the cylindrical lens 11b, and the resist layer of the workpiece | work becomes the light SP which has the peak illuminance corresponding to the exposure of the comparatively thick part.
(렌즈 엘리먼트군(β2)의 작용효과)(Effects of lens element group β 2 )
렌즈 엘리먼트군(β2)(10k2)은, 광원부(A)로부터의 광(3)의 일부를 비교적 균일한 조도분포의 광(U)으로 정형하는 균일광 형성을 위한 것이다. 그곳으로부터 출사된 광은 실린드리컬 렌즈(11b)를 통과하지 않고 중첩되고 균일하게 되어, 균일조도분포의 광(U)이 된다.The lens element group β 2 (10k 2 ) is for forming uniform light for shaping a part of the light 3 from the light source unit A into light U having a relatively uniform illuminance distribution. The light emitted from there is superimposed and uniform without passing through the cylindrical lens 11b, and becomes the light U of uniform illuminance distribution.
(플라이아이 렌즈(10b)의 형태)(Form of fly's eye lens 10b)
또한, 플라이아이 렌즈(10b)의 일례로서, 도 5a, 도 5b에, 렌즈 엘리먼트군(α2)(10j2)가 3행 ×7열의 배열로 중앙부에 배치되고, 렌즈 엘리먼트군(β2)(10k2)이 렌즈 엘리먼트군(α2)(10j2)의 양측에 각각 3행×7렬씩 배치된 구성을 나타내고 있는데, 이들 렌즈 엘리먼트군(α2)(β2)의 행수, 열수, α2와 β2의 상대적 위치관계, 혹은 플라이아이 렌즈(10b)의 매트릭스형상(종횡형상, 동심원형상, 이차원적 형상, 삼차원적 형상 등)은 특별히 한정되지 않는다. 즉, 워크의 레지스트층 두께의 분포에 대응하여 요구되는 조도분포가 얻어지도록, 각 렌즈엘리먼트의 형상, 크기, 및 광학특성(결상특성 등) 등이 적당히 설정된다. 단, 렌즈 엘리먼트군(α2)(10j2)의 후단에배치되는 실린드리컬 렌즈(11b)의 광학특성은, α2의 광학특성, 및 α2와 β2와의 상대적 위치관계에 따라 적절히 결정된다.In addition, fly as an example of the eye lens (10b), in Figure 5a, Figure 5b, the lens element group (α 2) (10j 2) is disposed at the center of an array of 3 rows × 7 columns, the lens element group (β 2) (10k 2 ) shows a configuration in which three rows by seven columns are arranged on both sides of the lens element group α 2 and 10j 2 , respectively, and the number of rows, columns, and α of these lens element groups α 2 (β 2 ) are shown. The relative positional relationship between 2 and β 2 or the matrix shape (vertical shape, concentric shape, two-dimensional shape, three-dimensional shape, etc.) of the fly's eye lens 10b is not particularly limited. That is, the shape, size, optical characteristics (imaging characteristics, etc.) of each lens element are set appropriately so that the required illuminance distribution can be obtained corresponding to the distribution of the resist layer thickness of the work. However, it is suitably determined in accordance with the relative position between the optical characteristics of the α 2, and α 2 and β 2 between give the optical properties of the curl lens (11b) cylinder disposed on the rear end of the lens element group (α 2) (10j 2) do.
또한, 상기 조도분포의 피크파장 이외의 균일성을 한층 높이기 위하여, 플라이아이 렌즈(10b)의 광축방향의 전단에, 복수의 동일광학특성으로 이루어지는 렌즈 엘리먼트를 묶은 플라이아이 렌즈를 더 배치하고, 2단계로 광원부(A)로부터의 광(3)을 균일하게 하도록 구성하여도 좋다.Further, in order to further increase the uniformity other than the peak wavelength of the illuminance distribution, a fly's eye lens having a plurality of identical optical characteristics is further arranged at the front end of the fly's eye lens 10b in the optical axis direction, and 2 You may comprise so that the light 3 from the light source part A may be made uniform in a step.
(실린드리컬 렌즈·어레이(11b)의 구성과 작용효과)(Configuration and Effect of Cylindrical Lens Array 11b)
플라이아이 렌즈(10b) 의 렌즈 엘리먼트군(α2)(10j2)의 후단에는, 실린드리컬 렌즈·어레이(11b)가 구비되어 있다. 이 실린드리컬 렌즈·어레이(11b)는, 적어도 하나 이상의 실린드리컬 렌즈의 렌즈 엘리먼트(11b0)를 묶어 구성되며, 광원부(A)로부터의 광(3)이 각 렌즈 엘리먼트(11b0)에 입사하고, 그곳으로부터 출사된 광은 집광되고, 또한, 편향되어 소정의 위치에 조사된다. 이와 같이 하여, 실린드리컬 렌즈·어레이(11b)는, 렌즈 엘리먼트군(α2)(10j2)으로부터 출사된 광을, 워크의 레지스트층의 두께가 상대적으로 두꺼운 부분(J)에 대응하여 요구되는 조도분포의 광(SP)으로 정형하고, 또한, 소정의 위치에 조사하도록 편향하는 것이다.At the rear end of the lens element group α 2 (10j 2 ) of the fly's eye lens 10b, a cylindrical lens array 11b is provided. The cylindrical lens array 11b is configured by tying at least one lens element 11b 0 of at least one cylindrical lens, and the light 3 from the light source unit A is applied to each lens element 11b 0 . The light which enters and exits from there is collected, deflected, and irradiated to a predetermined position. In this way, the cylindrical lens array 11b requests light emitted from the lens element group α 2 (10j 2 ) in response to the portion J having a relatively thick thickness of the resist layer of the workpiece. It forms by light SP of the illumination intensity distribution used, and deflects so that it may irradiate to a predetermined position.
(실린드리컬 렌즈·어레이(11b)의 형태)(Shape of cylindrical lens array 11b)
실린드리컬 렌즈·어레이(11b)는, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 구면을 측면으로 하는 기둥형의 실린드리컬 렌즈에 있어서, 그 상부와 저면에 수직방향으로, 또한 광축중심을 이탈하여 절단되어 이루어진 렌즈 엘리먼트(11b0)가, 적어도 하나 이상, 그 렌즈 엘리먼트(11b0)의 광축방향에 평행한 면에서 서로 접하도록 접합된 것이다.As shown in Fig. 6A, the cylindrical lens array 11b is cut in a cylindrical cylindrical lens having a spherical side as a side in a direction perpendicular to the upper and lower surfaces thereof and further from the optical axis center. the formed lens elements (11b 0), is bonded in contact with each other in a plane parallel to the optical axis direction of at least one or more, the lens element (11b 0).
이와 같이 실린드리컬 렌즈의 광축중심을 이탈하여 절단되어 이루어진 렌즈 엘리먼트(11b0)를 접합시킨 실린드리컬 렌즈·어레이(11b)는, 본 발명에 따른 제1 실시형태에서 사용되는 실린드리컬 렌즈(11a)와 편향 프리즘(4)의 두 기능을 모두 가진 것이다. 따라서, 실린드리컬 렌즈·어레이(11b)를 사용함으로써, 본 발명에 따른 작용효과에 더하여, 부품수를 삭감할 수 있기 때문에, 광학계의 배치구성이 비교적 심플해져 장치의 크기가 보다 축소화될 수 있는 것과 함께, 경제적으로 뛰어나게 하는 것이 가능해진다.Thus cylinder is cut to leave the optical axis center of the laundry curl lens comprising lens elements laundry curl lens-array (11b) published the conjugation (11b 0), the laundry curl lens cylinder used in the first embodiment according to the invention It has both functions (11a) and deflection prism (4). Therefore, by using the cylindrical lens array 11b, the number of parts can be reduced in addition to the operation effect according to the present invention, so that the arrangement of the optical system is relatively simple and the size of the device can be further reduced. Along with this, it becomes possible to excel economically.
또한, 본 실시형태에 따른 실린드리컬 렌즈·어레이는, 그 일례로서, 세 개의 기둥형의 렌즈 엘리먼트가 접합된 실린드리컬 렌즈·어레이(11b)를 나타내었으나, 이와 같은 형상, 수에 한정되지 않는다. 본 실시형태에 따른 실린드리컬 렌즈·어레이는, 워크의 레지스트층 두께에 대응하여 요구되는 조도분포를 얻기 위하여, 그 기둥형의 렌즈 엘리먼트의 형상, 수, 크기, 광학특성 등의 여러 특성이 설정된다.In addition, although the cylindrical lens array which concerns on this embodiment showed the cylindrical lens array 11b which three columnar lens elements joined together as an example, it is not limited to such a shape and number. Do not. In the cylindrical lens array according to the present embodiment, various characteristics such as the shape, number, size, and optical characteristics of the columnar lens element are set in order to obtain the required illuminance distribution corresponding to the thickness of the resist layer of the workpiece. do.
(집속광학계(B2)의 작용효과)(Effect of Focusing Optical System (B 2 ))
이와 같이 하여 집속 광학계(B2)는, 광원부(A)로부터 조사된 광(3)을, 플라이아이 렌즈(10b)에 입사시키고, 그 중앙부에 배치된 렌즈 엘리먼트군(α2)(10j2)과 그렌즈엘리먼트군(α2)의 후단에 배치된 실린드리컬 렌즈·어레이(11b)에 의해 형성된 광(SP)과, 플라이아이 렌즈의 중앙부 이외에 배치된 렌즈 엘리먼트군(β2)(10k2)에 의해 형성된 광(U)을 서로 중첩시킨다. 그 결과, 광원부(A) 로부터의 광(3)은, 워크 주연부에서 레지스트층이 상대적으로 두꺼운 부분과 상대적으로 얇은 부분을 갖는 부분의 노광에 대응한, 피크조도를 갖는 광(SP)과, 소정의 조도이고 또한 균일한 조도분포를 갖는 광(U)을 갖는 광이 되어, 워크(7)상에 조사된다.In this way, the focusing optical system B 2 causes the light 3 irradiated from the light source unit A to enter the fly's eye lens 10b, and the lens element group α 2 (10j 2 ) disposed at the center thereof. And the light SP formed by the cylindrical lens array 11b disposed at the rear end of the lens element group α 2 and the lens element group β 2 (10k 2 ) arranged other than the center portion of the fly's eye lens. The light U formed by) is superimposed on each other. As a result, the light 3 from the light source portion A includes light SP having peak illuminance corresponding to the exposure of the portion having the relatively thick portion and the relatively thick portion of the resist layer at the periphery of the workpiece, and The light becomes light having the light U having an illuminance and uniform illuminance distribution of and irradiated onto the work 7.
(광학조정수단(D2)의 작용효과)(Operational effect of optical adjusting means (D 2 ))
이와 같이 구성된 집속광학계(B2)를 구비한 광학조정수단(D2)은, 광원부(A)로부터 조사된 광(3)을, 워크(7)상의 소정의 위치에 소정의 조도분포를 갖는 광으로서 조사시키는 것이다.Thus configured focusing optical system (B 2) of optical adjusting means provided with a (D 2) is, the light 3 is irradiated from the light source (A), a work light with a predetermined light intensity distribution on a predetermined position on the 7 It is to investigate as.
(콜리메이터 렌즈(6b)의 작용효과)(Effects of Collimator Lens 6b)
또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 광학조정수단(D2)에서 조정된 광을 콜리메이터 렌즈(6b)에 의해 평행광으로 정형하고, 워크(7)상에 조사하는 것이 바람직하다. 이와 같이 평행광을 형성시켜 워크(7)상에 조사하는 것이 바람직한 이유는, 제1 실시예와 마찬가지로, 워크(7)의 레지스트층이 형성되어 있는 면에 대하여 광의 입사각도를 수직으로 하고, 광조사영역과 광비조사영역과의 경계를 샤프하게 함으로써, 워크상의 불필요한 영역에 광이 조사되는 것을 최대한 방지하기 위함이다.In addition, as shown in Fig. 4, it is preferred to irradiation on the optical adjusting means (D 2) in the adjusted light to parallel light by a collimator lens (6b) shaping, and the work (7). The reason why it is preferable to form parallel light and irradiate it on the work 7 is to make the incident angle of light perpendicular to the surface on which the resist layer of the work 7 is formed, as in the first embodiment, By sharpening the boundary between the irradiation area and the light non-irradiation area, it is to prevent the light from being irradiated to an unnecessary area on the work as much as possible.
(어퍼쳐 마스크(5b)의 작용효과)(Effects of Aperture Mask 5b)
또한, 콜리메이터 렌즈(6b) 의 후단에는 광의 조사폭을 조정하기 위한 슬릿폭가변기구를 갖는 어퍼쳐 마스크(5b)를 구비하고, 콜리메이터 렌즈(6b)에서 평행광으로 정형된 광을, 어퍼쳐 마스크(5b)에 의해 워크의 소정의 영역에만 광을 조사할 수 있도록 구성하면 좋다.In addition, the rear end of the collimator lens 6b is provided with an aperture mask 5b having a slit width variable mechanism for adjusting the irradiation width of the light, and the light shaped by the collimator lens 6b as parallel light is subjected to the aperture mask. What is necessary is just to comprise so that light may be irradiated only to the predetermined | prescribed area | region of a workpiece by (5b).
(광학계(F2)의 작용효과)(Effect of Optical System (F 2 ))
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 주변노광장치의 광학계(F2)는, 도 4에 나타낸 바와 같이 광원부(A)로부터의 광을, 광학조정수단(D2)에 의해 워크주연부의 레지스트층 두께의 분포에 대응하는 조도분포를 갖는 광으로 조정하고, 또한 콜리메이터 렌즈(6b)에 의해 그 광을 평행광으로 정형하고, 어퍼쳐 마스크(5a)에 의해 그 광을 워크의 소정 영역에만 조사시키는 것이다. 그리고, 이와 같은 광학계(F2)를 구동기구에 의해 워크의 주연부분에 주사시켜 광을 조사하고, 택트타임을 증가시키지 않고 노광불균일의 발생을 억제하여 주변노광을 행할 수 있다. 이 제2 주변노광장치의 광학계(F2)는, 플라이아이 렌즈(10b)와 실린드리컬 렌즈·어레이(11b)로 구성되는 광학조정수단에 의해 조도분포를 조정하도록 구성되어 있기 때문에, 본 발명을 종래의 주변노광장치의 광학계로 치환하여 사용하는 것이 가능하고, 비용증가를 낮게 억제하여 노광불균일을 방지할 수 있으며, 광학부품의 수가 적기 때문에 종래장치로의 장착위치의 자유도가 크고, 종래장치의 구조에 의한 장착위치의 제약을 받기 어려우므로 적용범위가 넓다.As described above, in the optical system F 2 of the peripheral exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, the light from the light source unit A is moved by the optical adjusting means D 2 . It adjusts to the light which has illumination intensity distribution corresponding to distribution of the resist layer thickness of the periphery part, It shape | molds the light to parallel light by the collimator lens 6b, and the light is prescribed | regulated by the aperture mask 5a to the workpiece | work It is only irradiating the area. Then, the optical system F 2 is scanned by the drive mechanism to the periphery of the work to irradiate light, and the exposure can be suppressed without increasing the tact time, thereby performing the ambient exposure. Since the optical system F 2 of the second peripheral exposure apparatus is configured to adjust the illuminance distribution by optical adjusting means composed of a fly's eye lens 10b and a cylindrical lens array 11b, the present invention Can be used by replacing with the optical system of the conventional peripheral exposure apparatus, and it is possible to suppress the increase of the cost by preventing the increase in the cost, and to prevent the uneven exposure of the light. The range of application is wide because it is hard to be restricted by the mounting position.
(광학계(F2)의 작용효과)(Effect of Optical System (F 2 ))
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 주변노광장치의 광학계(F2)는, 도 4에 나타낸 바와 같이 광원부(A)로부터의 광을, 광학조정수단(D2)에 의해 워크 주연부의 레지스트층 두께의 분포에 대응하는 조도분포를 갖는 광으로 조정하고, 다시 콜리메이터 렌즈(6b)에 의해 그 광을 평행광으로 정형하고, 어퍼쳐 마스크(5a)에 의해 그 광을 워크의 소정 영역에만 조사시키는 것이다. 그리고, 이와 같은 광학계(F2)를 구동기구에 의해 워크의 주연부분에 주사시켜 광을 조사하고, 택트타임을 증가시키지 않고 노광불균일의 발생을 억제하여 주변노광을 행할 수 있다. 이 제2 주변노광장치의 광학계(F2)는, 플라이아이 렌즈(10b)와 실린드리컬 렌즈·어레이(11b)로 구성되는 광학조정수단에 의해 조도분포를 조정하도록 구성하고 있기 때문에, 본 발명을 종래의 주변노광장치의 광학계로 치환하여 사용하는 것이 가능하고, 비용증가를 낮게 억제하여 노광불균일을 방지할 수 있으며, 광학부품의 수가 적어 종래장치로의 장착위치의 자유도가 크고, 종래장치의 구조에 의한 장착위치의 제약을 받기 어려우므로 적용범위가 넓다.As described above, in the optical system F 2 of the peripheral exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, the light from the light source unit A is moved by the optical adjusting means D 2 . Adjust to light having an illuminance distribution corresponding to the distribution of the thickness of the resist layer in the peripheral portion, and then shape the light into parallel light by the collimator lens 6b, and use the aperture mask 5a to fix the light to the predetermined work. It is only irradiating the area. Then, the optical system F 2 is scanned by the drive mechanism to the periphery of the work to irradiate light, and the exposure can be suppressed without increasing the tact time, thereby performing the ambient exposure. Since the optical system F 2 of the second peripheral exposure apparatus is configured to adjust the illuminance distribution by the optical adjusting means composed of the fly's eye lens 10b and the cylindrical lens array 11b, the present invention It can be used by replacing with the optical system of the conventional peripheral exposure apparatus, and it is possible to reduce the increase of cost to prevent the exposure unevenness, and the number of optical parts is small, so the freedom of mounting to the conventional apparatus is large, The range of application is wide because it is hard to be restricted by the mounting position by the structure.
[제3 실시형태][Third Embodiment]
본 발명에 따른 제3 주변노광장치의 광학계를 도 7을 참조하여 설명하기로 한다. 또한, 상기 구성과 동일한 부재는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다. 이 제3 주변노광장치의 광학계(F3)는, 광원부(A)와, 기둥체 편향프리즘(4A, 4B)로 이루어지는 편향광학계(C3)를 구비하는 광학조정수단(D3)을 가지고 있다.An optical system of the third peripheral exposure apparatus according to the present invention will be described with reference to FIG. 7. In addition, the same member as the said structure attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description. The optical system F 3 of the third peripheral exposure apparatus has an optical adjusting means D 3 including a light source unit A and a deflection optical system C 3 composed of pillar deflection prisms 4A and 4B. .
<편향광학계(C3)>Deflection Optical System (C 3 )
제3 주변노광장치의 편향광학계(C3)는, 도 7a에 나타낸 바와 같이, 기둥체 편향 프리즘(4A, 4B)로 구성되어 있다. 이들 프리즘(4A, 4B)은, 각각 독립적인 편향프리즘으로서, 이들 편향 프리즘을 적당히 조합하고 접착하여 배치되어 있다.The deflection optical system C 3 of the third peripheral exposure apparatus is composed of columnar deflection prisms 4A and 4B, as shown in FIG. 7A. These prisms 4A and 4B are independent deflection prisms, and these deflection prisms are appropriately combined and bonded to each other.
(기둥체 편향 프리즘(4A)의 구성과 작용효과)(Configuration and Effects of the Column Deflection Prism 4A)
기둥체 편향 프리즘(4A)은, 도 7b 및 도 7c에 나타낸 바와 같이, 광원부(A)로부터의 광(3)의 일부가 입사되는 입사구(4A1)의 구획된 입사부분의 단면적을, 그 입사된 광(3)이 출사되는 출사구(4A2)의 구획된 출사부분의 단면적보다 넓게 설정하여 구성되어 있다. 그 결과, 광원부(A)로부터의 광(3)의 광량의 밀도를 증가시켜 출사시키는 효과를 발휘할 수 있다.As shown in FIGS. 7B and 7C, the columnar deflection prism 4A defines the cross-sectional area of the partitioned incident portion of the entrance port 4A 1 to which a part of the light 3 from the light source unit A is incident. the light (03) set larger than the cross-sectional area of the compartment the exit portion of the exit hole (4A 2) that is emitted by the incident is composed. As a result, the effect of increasing the density of the light quantity of the light 3 from the light source unit A and emitting it can be exhibited.
(기둥체 편향프리즘(4B) 의 구성과 작용효과)(Configuration and Effects of the Column Deflection Prism 4B)
기둥체 편향프리즘(4B)은, 도 7b 및 도 7c에 나타낸 바와 같이, 광원부(A)로부터 조사되는 광(3)이 입사되는 입사구(4B1)의 구획된 입사부분의 단면적이, 그 입사된 광(3)이 출사되는 출사구(4B2)의 구획된 출사부분의 단면적보다 좁게 설정하여 구성되어 있다. 그 결과, 광원부(A)로부터의 광(3)의 광량의 밀도를 감소시켜 출사시키는 효과를 발휘할 수 있다.As shown in FIGS. 7B and 7C, the cylindrical deflection prism 4B has a cross-sectional area of a partitioned incident portion of the entrance port 4B 1 to which light 3 irradiated from the light source unit A is incident. the light (3) set narrower than the cross-sectional area of the compartment the exit portion of the exit hole (4B 2) that is emitted is configured to. As a result, the effect of reducing the density of the light quantity of the light 3 from the light source part A and emitting it can be exhibited.
이와 같은 기둥체 편향 프리즘(4A, 4B)은, 광원부(A)로부터의 광(3)이, 기둥체 편향프리즘(4A, 4B)의 각 입사구(4A1, 4B1)에 구획하여 입사되고, 그 입사된 광(3)의 각 출사구(4A2, 4B2)로 진행함에 따라 중첩하고, 그 편향프리즘(4A, 4B)에입사된 광(3)의 조도분포를 각각 평활하게 하여 출사시키도록 되어 있다. 즉, 제3 주변노광장치의 편향광학계(C3)는, 광원부(A)로부터 조사된 광(3)을, 소정의 조도를 구비하고, 또한 피크형상이 비교적 평활한 피크파형과, 비교적 균일한 조도분포를 갖는 광으로 정형하는 효과를 갖는 것이다.In the column deflection prisms 4A and 4B, the light 3 from the light source portion A is incident on the entrance holes 4A 1 and 4B 1 of the column deflection prisms 4A and 4B. The light is superimposed as it proceeds to the exit holes 4A 2 and 4B 2 of the incident light 3, and the illumination intensity distribution of the light 3 incident on the deflection prisms 4A and 4B is smoothed, respectively. It is supposed to be. That is, the deflection optical system C 3 of the third peripheral exposure apparatus has a light wave 3 irradiated from the light source unit A, having a predetermined illuminance, and having a relatively flat peak shape, and a relatively uniform peak shape. It has the effect of shaping with light having an illuminance distribution.
또한, 여기서는 일례로, 편향광학계를 두 개의 다른 기둥체 프리즘을 조합한 것으로 나타내었으나, 편향광학계는 이와 같은 편향 프리즘의 형상이나 수에 한정되지 않는다. 본 발명에 사용되는 편향광학계는, 상기 워크의 레지스트층 두께에 대응하여 요구되는 조도분포를 얻기 위하여, 본 발명의 효과를 가지는 한에 있어서, 그 편향프리즘의 형상, 접착하는 수, 크기, 광학특성 등의 여러 특성이 설정된다.In this example, the deflection optical system is shown as a combination of two different columnar prisms, but the deflection optical system is not limited to the shape and number of such deflection prisms. The deflection optical system used in the present invention is, as long as it has the effects of the present invention, in order to obtain the required illuminance distribution corresponding to the thickness of the resist layer of the workpiece, the shape of the deflection prism, the number of adhesives, the size and the optical characteristics. And various properties are set.
또한, 여기에는 도시하지 않으나, 이들 기둥체 편향 프리즘(4A, 4B)의 출사측과 워크(7)와의 사이에 콜리메이터 렌즈와 실린드리컬 렌즈 모두 혹은 어느 하나, 또는 콜리메이터 렌즈와 어퍼쳐 마스크 모두 혹은 어느 하나를 마련하여 소정의 조도를 갖는 광을 소정의 영역에 조사시켜, 불필요한 영역에 광이 조사되는 것을 방지하도록 구성하면 좋다.In addition, although not shown here, both the collimator lens and the cylindrical lens, or both, or the collimator lens and the aperture mask, between the exit side of the pillar deflection prisms 4A and 4B and the work 7 or One may be provided so that light having a predetermined illuminance is irradiated to a predetermined area to prevent light from being irradiated to an unnecessary area.
(광학계(F3)의 작용효과)(Effect of Optical System (F 3 ))
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시형태에 따른 주변노광장치의 광학계(F3)는, 상기 광원부(A)로부터의 광을, 상기 광학조정수단(D3)에 의해 워크주연부의 레지스트층의 두께분포(8b2)에 대응하는 조도분포(8b1)(워크상의 주사방향에 대하여 수직인 방향의 조도분포)를 갖는 광으로 조정하여 워크상에 조사시키고, 택트타임을 증가시키지 않고 노광불균일의 발생을 억제하여 주변노광을 행하도록 하는 것이다. 이 제3 주변노광장치의 광학계(F3)는, 복수의 편향프리즘(4A, 4B)로 구성되기 때문에, 광학계의 구조가 간단하고, 광축조정에 의한 광조사위치의 조정을 비교적 용이하게 행할 수 있고, 조사위치의 정밀도를 양호하게 하여 주변노광을 행할 수 있다. 또한, 이 제3 주변노광장치의 광학계(F3)는, 워크주연부의 레지스트층 두께분포 폭이 비교적 큰 것에 적합하다.As described above, in the optical system F 3 of the peripheral exposure apparatus according to the third embodiment of the present invention, the light from the light source unit A receives the resist layer around the workpiece by the optical adjusting means D 3 . Irradiated onto the work by adjusting to light having an illuminance distribution 8b 1 (irradiance distribution in a direction perpendicular to the scanning direction on the work) corresponding to the thickness distribution 8b 2 of the film, and having an uneven exposure without increasing the tact time. This is to suppress the occurrence of light and to perform ambient exposure. Since the optical system F 3 of the third peripheral exposure apparatus is composed of a plurality of deflection prisms 4A and 4B, the structure of the optical system is simple, and the light irradiation position can be adjusted relatively easily by optical axis adjustment. In this way, the peripheral exposure can be performed with good accuracy of the irradiation position. In addition, the optical system F 3 of the third peripheral exposure apparatus is suitable for a relatively large resist layer thickness distribution width of the work peripheral portion.
[제4 실시형태]Fourth Embodiment
본 발명에 따른 제4 주변노광장치의 광학계를 도 8, 도 9를 참조하여 설명하기로 한다. 또한, 상기 구성과 동일한 부재는 동일한 부호를 붙여 설명을 생략한다. 이 제4 주변노광장치의 광학계(F4)는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 광원부(A)와, 집속광학계(B4)를 구비하는 광학조정수단(D4)으로 구성되어 있다.An optical system of a fourth peripheral exposure apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS. 8 and 9. In addition, the same member as the said structure attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description. An optical system (F 4) of the fourth edge exposure apparatus, and is constituted by a light source (A) and the optical adjustment means (D 4) having a focusing optical system (4, B) as shown in Fig.
<집속광학계(B4)의 구성><Configuration of the focused optical system B 4 >
제4 주변노광장치의 집속광학계(B4)는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 복수의 렌즈 엘리먼트(10k3)를 묶어 구성되는 플라이아이 렌즈(10c)와, 콜리메이터 렌즈(6c) 와, 실린드리컬 렌즈(11c)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 9, the focusing optical system B 4 of the fourth peripheral exposure apparatus includes a fly's eye lens 10c, a collimator lens 6c, and a cylinder, which are configured to bundle a plurality of lens elements 10k 3 . It consists of the curl lens 11c.
(플라이아이 렌즈(10c) 의 구성)(Configuration of the fly's eye lens 10c)
플라이아이 렌즈(10c)는, 상기 광원부(A)로부터의 광을 중첩하고, 상기 광원부(A)로부터의 광(3)을 균일한 조도분포를 갖는 광으로 정형하는 것이다. 이 플라이아이 렌즈(10c)는, 도 9a의 측면도, 도 9b의 측면도에 나타낸 바와 같이, 광학특성(결상특성 등)이 동일한 복수의 렌즈 엘리먼트를 묶어 구성되어 있다.The fly's eye lens 10c superimposes the light from the light source unit A, and shapes the light 3 from the light source unit A into light having a uniform illuminance distribution. As shown in the side view of FIG. 9A and the side view of FIG. 9B, this fly-eye lens 10c is comprised by combining several lens element with the same optical characteristic (image formation characteristic etc.).
또한, 여기서는 일례로서, 상기 플라이아이 렌즈(10c)의 배열을 5행×5열로 한 것을 나타내었으나, 그 배열구성은 한정되지 않는다. 또한, 이들 렌즈 엘리먼트의 배열을 행과 열의 구성에 관계없이, 동심원상으로 배열시켜도 좋다. 본 발명에 사용되는 플라이아이 렌즈는, 상기 워크의 레지스트층의 두께에 대응하여 요구되는 조도분포를 얻기 위하여, 본 발명의 효과를 발휘하는 한에 있어서, 그들 렌즈 엘리먼트의 형상, 크기, 및 광학특성(결상특성 등) 등의 여러 특성이 설정된다.Here, as an example, the arrangement of the fly's eye lens 10c is set to 5 rows x 5 columns, but the arrangement is not limited. Further, the arrangement of these lens elements may be arranged concentrically, regardless of the configuration of the rows and columns. The fly's eye lens used in the present invention has the shape, size, and optical properties of those lens elements as long as the effects of the present invention are obtained in order to obtain the required illuminance distribution corresponding to the thickness of the resist layer of the workpiece. Various characteristics such as (imaging characteristics) are set.
또한, 상기 조도분포의 균일성을 한층 높이기 위하여, 상기 플라이아이 렌즈(10c)의 광축방향의 전단에, 복수의 동일 광학특성으로 이루어지는 렌즈 엘리먼트를 묶은 플라이아이 렌즈를 더 배치하고, 두단계로 상기 광원(A)으로부터의 광(3)을 균일하게 하도록 구성하여도 좋다.Further, in order to further increase the uniformity of the illuminance distribution, a fly's eye lens including a plurality of the same optical properties is further disposed at the front end of the fly's eye lens 10c in the optical axis direction, and the two-step You may comprise so that the light 3 from the light source A may be made uniform.
(콜리메이터 렌즈(6c))(Collimator lens 6c)
제4 주변노광장치의 콜리메이터 렌즈(6c)는, 상기 플라이아이 렌즈(10c)로부터 출사된 광을 평행광으로 하는 것으로서, 상기 플라이아이 렌즈(10c) 로부터 출사된 광을 덮는 크기를 가지고 또한 워크(7) 상의 소정영역에 광을 조사하는 것이면 좋다. 이와 같이 평행광을 형성시켜 워크(7)상에 조사하는 이유는, 워크(7)의 레지스트층이 형성되어 있는 면에 대하여 광의 입사각도를 수직으로 하고, 광조사영역과 광비조사영역과의 경계를 샤프하게 함으로써, 워크상의 불필요한 영역에 광이 조사되는 것을 최대한 방지하기 위해서이다.The collimator lens 6c of the fourth peripheral exposure apparatus uses the light emitted from the fly's eye lens 10c as parallel light, and has a size that covers the light emitted from the fly's eye lens 10c and the work ( 7) Irradiate light to a predetermined area on the image. The reason why the parallel light is formed and irradiated onto the work 7 is to make the incident angle of light perpendicular to the surface on which the resist layer of the work 7 is formed, and to make a boundary between the light irradiation area and the light non-irradiation area. By sharpening, it is in order to prevent as much as possible from irradiating light to the unnecessary area | region on a workpiece | work.
(실린드리컬 렌즈(11c))(Cylindrical lens 11c)
제4 주변노광장치의 실린드리컬 렌즈(11c)는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 상기 워크상의 레지스트층 두께가 두껍게 되어 있는 부분에 대응하여 조도를 증가시키기 위하여, 상기 콜리메이터 렌즈(6c)의 출사측의 소정위치에 광을 집속시키는 실린드리컬 렌즈(11c)를 적어도 하나 이상 마련할 수 있다.As shown in FIG. 8, the cylindrical lens 11c of the fourth peripheral exposure apparatus emits the collimator lens 6c in order to increase the illuminance in correspondence to the portion where the resist layer thickness on the workpiece becomes thick. At least one cylindrical lens 11c for focusing light at a predetermined position on the side may be provided.
또한, 여기에는 도시하지 않으나, 실린드리컬 렌즈(11c)의 후단에 어퍼쳐 마스크(5c)를 마련하여 소정의 조도를 갖는 광을 소정의 영역에 조사시키고, 불필요한 영역에 광이 조사되는 것을 방지하도록 구성하면 좋다.Although not shown here, an aperture mask 5c is provided at the rear end of the cylindrical lens 11c to irradiate light having a predetermined illuminance to a predetermined area, and to prevent light from being irradiated to an unnecessary area. It may be configured to.
(광학계(F4)의 작용효과)(Effect of Optical System (F 4 ))
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시형태에 따른 주변노광장치의 광학계(F4)는, 상기 광원부(A)로부터의 광을, 상기 광학조정수단(D4)에 의해, 도 8의 8c1, 8c2에 나타낸 바와 같이, 워크주연부의 레지스트층의 두께(8c2)에 대응하는 조도분포(8c1)(워크상의 주사방향에 대하여 수직인 방향의 조도분포)를 갖는 광으로 조정하여 워크상에 조사시키고, 택트타임을 증가시키지 않고 노광불균일의 발생을 억제하여 주변노광을 행하게 하는 것이다. 이 제4 주변노광장치의 광학계는, 그 광학계의 출사구 근방에 실린드리컬 렌즈를 구비하기 때문에, 조도를 높인 광의 조사위치를 용이하게 조정하여 주변노광을 행할 수 있다. 또한, 이 제4 주변노광장치의 광학계는, 워크 주연부의 레지스트층이 상대적으로 두꺼운 부분이 비교적 좁은 경우에 적합하다.As described above, the optical system F 4 of the peripheral exposure apparatus according to the fourth embodiment of the present invention transmits the light from the light source unit A by the optical adjusting means D 4 in FIG. 8C. As shown in 1 and 8c 2 , the workpiece is adjusted to light having an illuminance distribution 8c 1 (irradiance distribution in a direction perpendicular to the scanning direction on the workpiece) corresponding to the thickness 8c 2 of the resist layer on the periphery of the workpiece. It irradiates onto a phase, suppresses generation | occurrence | production of exposure nonuniformity without increasing tact time, and makes peripheral exposure. Since the optical system of the fourth peripheral exposure apparatus includes a cylindrical lens in the vicinity of the exit port of the optical system, the peripheral exposure can be easily performed by easily adjusting the irradiation position of the light with increased illuminance. In addition, the optical system of the fourth peripheral exposure apparatus is suitable when the portion where the resist layer at the periphery of the workpiece is relatively thick is relatively narrow.
(워크에의 광의 조사방법)(Irradiation method to work)
또한, 상기 제1∼제4 실시형태에서는, 광을 워크(7)의 주연부분에 조사하는 방법이, 워크(7)를 이동시키거나, 또는 광학계(F1∼F4)를 이동시키거나, 혹은 워크(7) 및 광학계(F1∼F4)의 양자를 이동시키는 형태의 어느 형태라도 좋다. 즉, 본 발명에 따른 주변노광장치의 광학계(F1∼F4)는, 워크와 광학계를 상대적으로 이동시키는 구동기구에 의해 주변노광을 행한다.In the above first to fourth embodiments, a method of irradiating light to the peripheral portion of the workpiece (7), moving the workpiece (7), or an optical system (F 1 ~F 4) to move or, or the workpiece (7) and may be any type of form to move both the optical system (F 1 ~F 4). That is, the optical systems F 1 to F 4 of the peripheral exposure apparatus according to the present invention perform the peripheral exposure by a drive mechanism for relatively moving the workpiece and the optical system.
또한, 상기 제1∼제4 실시형태에서는, 워크와 광원부(A)와의 사이에 광학조정수단을 마련함으로써 광의 조도분포를 조정하는 예를 나타내었으나, 광원부(A)와 플라이아이 렌즈(10a, 또는 10b, 또는 10c), 또는, 기둥체 편향프리즘(4A, 4B)과의 사이에 집속광학엘리먼트(렌즈 등) 혹은 편향광학엘리먼트(렌즈, 프리즘등)를 개재시켜도 좋다. 이에 따라, 상기 광원부(A)의 배치가 바뀌어도 광로 또는 조도를 최적화하여 상기 워크에 조사할 수 있다. 또한, 어퍼쳐 마스크의 설치위치는, 워크의 근방에 배치하는 구성으로 하였으나, 플라이아이 렌즈로부터 워크의 사이의 광조사경로에서 광조사폭을 적절히 설정할 수 있는 위치이면 다른 위치여도 좋다. 그리고, 어퍼쳐 마스크에 의해 광조사폭을 소정의 폭으로 바꿈으로써, 불필요한 영역에 광이 조사되는 것을 방지할 수 있다.Further, in the first to fourth embodiments, an example in which the illuminance distribution of the light is adjusted by providing optical adjusting means between the workpiece and the light source unit A is shown. However, the light source unit A and the fly's eye lens 10a, or 10b or 10c) or a converging optical element (lens, etc.) or a deflection optical element (lens, prism, etc.) may be interposed between the columnar deflection prisms 4A and 4B. Thereby, even if the arrangement | positioning of the said light source part A changes, an optical path or illuminance can be optimized and irradiated to the said workpiece | work. The aperture mask is provided in the vicinity of the workpiece, but may be any other position as long as the aperture width can be appropriately set in the light irradiation path between the fly's eye lens and the workpiece. Then, by changing the light irradiation width to a predetermined width by the aperture mask, it is possible to prevent light from being irradiated to an unnecessary area.
또한, 상기한 본 발명에 따른 주변노광장치의 각 광학계(F1∼F4)를 워크상에 복수 배치하고, 이들 광학계를 동시에, 워크와 상대적으로 이동시켜 주변노광작업을 행하는 구성으로 하여도 좋다.Further, a plurality of optical systems F 1 to F 4 of the above-described peripheral exposure apparatus according to the present invention may be arranged on the work, and the optical exposure may be performed simultaneously with the workpiece to perform the peripheral exposure work. .
본 발명은 상기한 바와 같이 구성되어 있기 때문에, 이하의 뛰어난 효과를 갖는다.Since this invention is comprised as mentioned above, it has the following outstanding effects.
(1) 본 발명의 청구항 1에 따른 주변노광장치의 광학계는, 상기 워크의 주연부분에서, 그 워크 레지스트층의 두께에 대응시켜 조도분포를 바꾸어 광을 조사할 수 있다. 따라서, 포토레지스트막의 두께분포의 편향됨에 대응하여, 적절한 조도분포를 갖는 조사광으로 노광할 수 있고, 노광불균일을 발생시키지 않고 노광하는 효과를 갖는다. 예컨대, 포토레지스트막의 두께분포가 편향되어 두껍게 되어 있는 부분의 노광에 대하여 설정시간을 길게 하여 노광할 필요가 없기 때문에 효과적으로 노광할 수 있다.(1) The optical system of the peripheral exposure apparatus according to claim 1 of the present invention can irradiate light with varying illuminance distributions corresponding to the thickness of the work resist layer at the peripheral portion of the work. Therefore, in response to the deflection of the thickness distribution of the photoresist film, it can be exposed with irradiation light having an appropriate illuminance distribution, and has an effect of exposing without causing exposure unevenness. For example, the exposure time can be effectively exposed to the exposure of the portion where the thickness distribution of the photoresist film is deflected and thickened, so that the exposure time is not required to be long.
(2) 본 발명의 청구항 2에 따른 주변노광장치의 광학계는, 플라이아이 렌즈와 실린드리컬 렌즈와 편향프리즘으로 구성되는 광학조정수단에 의해 조도분포를 조정하도록 되어 있기 때문에, 종래의 주변노광장치의 광학계로 치환하거나, 혹은 부가시켜 사용하는 것이 가능하다.(2) Since the optical system of the peripheral exposure apparatus according to claim 2 of the present invention is adapted to adjust the illuminance distribution by optical adjustment means composed of a fly's eye lens, a cylindrical lens, and a deflection prism, a conventional peripheral exposure apparatus is known. It can be used by replacing with an optical system or by adding.
(3) 본 발명의 청구항 3에 따른 주변노광장치의 광학계는, 플라이아이 렌즈와 실린드리컬 렌즈로 구성되는 광학조정수단에 의해 조도분포를 조정하도록 되어 있기 때문에, 부품수를 보다 적게 할 수 있고, 따라서, 상기(2)의 효과에 더하여 광학계의 크기를 축소시키고 경제성을 향상시킬 수 있다.(3) Since the optical system of the peripheral exposure apparatus according to claim 3 of the present invention is adapted to adjust the illuminance distribution by optical adjustment means composed of a fly-eye lens and a cylindrical lens, the number of parts can be reduced. Therefore, in addition to the effect of the above (2), the size of the optical system can be reduced and the economic efficiency can be improved.
(4) 본 발명의 청구항 4에 따른 주변노광장치의 광학계는, 복수의 편향프리즘으로 구성되기 때문에, 광학계의 구조가 간단하고, 광축조정에 의한 광조사위치의조정을 비교적 용이하게 행할 수 있다.(4) Since the optical system of the peripheral exposure apparatus according to claim 4 is composed of a plurality of deflection prisms, the structure of the optical system is simple, and the light irradiation position can be adjusted relatively easily by optical axis adjustment.
(5) 본 발명의 청구항 5에 따른 주변노광장치의 광학계는, 상기 광학조정수단의 후단에, 콜리메이터 렌즈를 구비하고, 상기 광학조정수단으로부터 출사된 광을, 그 콜리메이터 렌즈에 의해 평행광으로 정형하여 조사하도록 구성되기 때문에, 워크에의 광의 입사각도를 거의 수직으로 할 수 있고 노광영역과 비노광영역과의 경계를 샤프하게 형성할 수 있다.(5) The optical system of the peripheral exposure apparatus according to claim 5 of the present invention includes a collimator lens at the rear end of the optical adjusting means, and forms the light emitted from the optical adjusting means into parallel light by the collimator lens. Since the angle of incidence of the light on the work can be made almost vertical, the boundary between the exposed area and the non-exposed area can be sharply formed.
(6) 본 발명의 청구항 6에 따른 주변노광장치의 광학계는, 그 광학계의 광출사구 근방에 실린드리컬 렌즈를 구비하기 때문에, 조도를 높인 광의 조사위치를 용이하게 조정하여 주변노광을 행할 수 있다.(6) Since the optical system of the peripheral exposure apparatus according to claim 6 of the present invention includes a cylindrical lens in the vicinity of the light exit port of the optical system, the peripheral exposure can be easily adjusted by easily adjusting the irradiation position of the light with increased illuminance. have.
(7) 본 발명의 청구항 7에 따른 주변노광장치의 광학계는, 그 광학계 조정수단으로부터 워크까지의 광조사경로에 광의 조사폭을 조정하기 위한 어퍼쳐 마스크를 구비하고, 상기 광학조정수단으로부터 출사된 광을, 그 어퍼쳐 마스크에 의해, 워크의 소정의 영역에만 광을 조사하도록 구성되기 때문에, 불필요한 영역에 광을 조사하지 않고 주변노광할 수 있다.(7) The optical system of the peripheral exposure apparatus according to claim 7 is provided with an aperture mask for adjusting the irradiation width of light in the light irradiation path from the optical system adjusting means to the work, and is emitted from the optical adjusting means. Since the light is configured to irradiate light only to a predetermined area of the work by the aperture mask, the light can be exposed to the surrounding area without irradiating light to an unnecessary area.
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