KR102477369B1 - 광조사 장치 - Google Patents

Abstract

[과제] 간이한 구성에 의해 기판 전체에 대하여 균일하게 광을 조사한다.
[해결수단] 광조사 유닛(U3)은 웨이퍼(W)를 수평으로 유지하면서 웨이퍼(W)의 표면(Wa)과 직교하는 방향으로 연장되어 있는 회전축의 둘레로 웨이퍼(W)를 회전시키는 회전 유지부(10)와, 회전 유지부(10)의 상방에 위치하는 조명부(30)와, 회전 유지부(10)와 조명부(30) 사이에 위치하고 수평으로 넓어지는 차광 마스크(20)와, 조명부(30)를 수평 방향을 따라서 직선형으로 이동시키는 구동부(40)를 구비한다. 차광 마스크(20)는 회전축 방향으로부터 볼 때 회전 유지부(10)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 덮도록 웨이퍼(W)와 서로 겹쳐져 있고, 회전축의 직교 방향에 있어서, 외측을 향해서 연장됨과 아울러 회전축으로부터 멀어짐에 따라서 넓어지는 개구부(22)를 갖는다. 조명부(30)는 구동부(40)에 의해서 개구부(22) 상을 이동하면서, 회전 유지부(10)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 향해서 개구부(22)를 통하여 광을 조사한다.

Description

광조사 장치{LIGHT IRRADIATION APPARATUS}

본 개시는 광조사 장치에 관한 것이다.

반도체의 제조 과정에 있어서, 기판의 표면에 자외선 등의 광(방사선)을 조사하는 경우가 있다. 이 목적은 예컨대 기판의 표면을 개질하는 것, 기판을 가열하는 것, 기판의 표면에 형성되어 있는 레지스트막에 있어서의 화학 반응을 촉진하는 것, 기판의 표면에 존재하는 유기물을 제거하는 것 등에 있다.

특허문헌 1은 기판의 표면에 자외선을 조사하도록 구성된 기판 처리 장치를 개시하고 있다. 이 기판 처리 장치는 표면에 레지스트 패턴이 형성된 기판을 유지하는 기판 유지대와, 기판 유지대의 상방에 위치하고 기판 유지대 상의 기판의 표면에 자외선을 조사하는 자외선 램프와, 기판 유지대를 자외선 램프에 대하여 평행 이동시키는 이동 기구를 구비한다. 자외선 램프는 직선 형상을 띠는 라인 광원이며, 기판 유지대의 이동 방향에 대하여 대략 직교하도록 연장되어 있다. 자외선 램프의 길이는 기판 유지대의 이동 방향에 대하여 직교하는 방향에 있어서의 기판의 폭보다 크다. 그 때문에, 기판 유지대가 자외선 램프의 하방을 소정 방향으로 직선적으로 이동하는 것만으로 기판의 표면 전체에 자외선이 조사된다. 이것은 기판 표면의 레지스트 패턴을 평활화(스무징)하기 위한 처리의 일부이다.

[특허문헌 1] 일본 특허공개 2009-111050호 공보

그런데, 레지스트 패턴을 형성하기 위해서, 기판의 표면 전체에 존재하는 레지스트막에 대하여 노광 처리를 행하는 경우가 있다. 이러한 경우에, 레지스트 패턴의 기판 표면 내의 면내 균일성을 확보하기 위해서는 레지스트막에 대하여 균일하게 노광할 필요가 있다.

그러나, 특허문헌 1의 기판 처리 장치가 구비하는 자외선 램프는 라인 광원이므로, 그 길이 방향에 있어서 광의 방사 능력, 즉 그 길이 방향에 있어서의 광량에 변동이 발생하기 쉽다. 또한, 앞으로 기판의 대형화가 예상되고 있으며, 기판이 대형화되면 자외선 램프도 대형화되므로, 광량의 변동이 보다 발생하기 쉬워진다. 아울러, 장치도 전체적으로 대형화·복잡화되기 때문에 고비용화가 우려된다.

그래서, 본 개시는 간이한 구성에 의해 기판 전체에 대하여 균일하게 광을 조사하는 것이 가능한 광조사 장치를 설명한다.

본 개시의 하나의 관점에 따른 광조사 장치는 기판을 유지하면서 기판의 표면과 직교하는 방향으로 연장되어 있는 회전축의 둘레로 기판을 회전시키는 회전 유지부와, 회전 유지부와 대향하도록 위치되는 조명부와, 회전 유지부와 조명부 사이에 위치하고 수평으로 넓어지는 차광 마스크와, 조명부를 회전축의 직교 방향을 따라서 직선형으로 이동시키는 구동부를 구비하고, 차광 마스크는 회전축 방향으로부터 볼 때 회전 유지부에 유지되어 있는 기판의 표면을 덮도록 기판과 서로 겹쳐지며, 회전축의 직교 방향에 있어서, 회전축으로부터 외측을 향해서 연장됨과 아울러 회전축으로부터 멀어지는 측의 개구 폭이 회전축 부근의 개구 폭보다 큰 개구부를 갖고, 조명부는 구동부에 의해서 개구부 상을 이동하면서 회전 유지부에 유지되어 있는 기판의 표면을 향해서 개구부를 통해 광을 조사한다.

그런데, 차광 마스크가 없는 경우에는 조명부에 의한 기판에 대한 광의 조사 영역의 크기가 회전축으로부터 기판의 주연부에 걸쳐 동일하므로, 기판의 회전에 의해 기판의 중심일수록 광이 중복해서 조사되어 광의 조사량이 많아진다. 그러나, 본 개시의 하나의 관점에 따른 광조사 장치에서는 개구부가 회전축으로부터 외측을 향해 연장됨과 아울러 그로부터 멀어지는 측의 개구 폭이 회전축 부근의 개구 폭보다 크게 되어 있다. 그리고, 조명부가 구동부에 의해 개구부 상을 이동하면서, 회전 유지부에 유지되어 있는 기판의 표면을 향해서 개구부를 통하여 광을 조사한다. 그 때문에, 조명부로부터 개구부를 통하여 기판에 도달하는 광의 조사 영역은 조명부가 개구부의 회전축 부근에 위치하고 있을 때에 작고, 조명부가 개구부의 회전축으로부터 멀어질 때에 크다. 따라서, 기판의 중심으로부터 주연부에 걸쳐서 광의 조사량이 균일해지기 쉽다. 또한, 본 개시의 하나의 관점에 따른 광조사 장치는 회전 유지부와, 조명부와, 차광 마스크와, 구동부로 구성되어 있다. 그 때문에, 본 개시의 하나의 관점에 따른 광조사 장치의 구성 요소의 수가 매우 적다. 이상으로부터, 간이한 구성에 의해 기판 전체에 대하여 균일하게 광을 조사하는 것이 가능해진다.

개구부는 회전축의 직교 방향에 있어서, 회전축으로부터 외측을 향해서 연장됨과 아울러 회전축으로부터 멀어짐에 따라서 넓어지고 있어도 좋다. 이 경우, 조명부로부터 개구부를 통하여 기판에 도달하는 광의 조사 영역은 조명부가 개구부의 회전축 부근에 위치하고 있을수록 작고, 조명부가 개구부의 회전축으로부터 멀어질수록 서서히 커진다. 따라서, 기판의 중심으로부터 주연부에 걸쳐서 광의 조사량이 보다 균일해지기 쉽다.

개구부는 마스크와 회전축의 교점으로부터 연장되는 2개의 변을 포함하고, 2개의 변은 교점으로부터 멀어짐에 따라서 서로 멀어지고 있어도 좋다. 이 경우, 개구부의 2개의 변이 2개의 변의 교점을 정점으로 하는 각도를 이루고 있다. 그 때문에, 기판의 중심으로부터 주연부에 걸쳐서 광의 조사량을 보다 균일하게 할 수 있다.

기판은 원 형상을 띠며, 개구부는 부채 형상을 띠고 있어도 좋다.

회전 유지부는 기판을 대략 일정한 회전 속도로 회전시켜도 좋다. 이 경우, 회전 유지부에 의한 기판의 회전에 적합하게 복잡한 제어를 필요로 하지 않는다. 그 때문에, 광조사 장치를 보다 간소화할 수 있다.

구동부는 조명부를 대략 일정한 속도로 이동시켜도 좋다. 이 경우, 구동부에 의한 조명부의 구동에 적합하게 복잡한 제어를 필요로 하지 않는다. 그 때문에, 광조사 장치를 보다 간소화할 수 있다.

조명부는 직사각 평면형의 광원을 포함하고, 광원 중 대향하는 한 쌍의 측연부는 개구부의 연장 방향에 대하여 직교하고 있어도 좋다. 이 경우, 직사각 평면형이라는 심플한 구조의 광원을 이용하여, 기판의 중심으로부터 주연부에 걸쳐서 광의 조사량을 더욱 균일하게 할 수 있다.

본 개시의 다른 관점에 따른 광조사 장치는 기판을 유지하면서, 기판의 표면과 직교하는 방향으로 연장되어 있는 회전축의 둘레로 기판을 회전시키는 회전 유지부와, 회전 유지부와 대향하도록 위치되는 복수의 조명부와, 회전 유지부와 복수의 조명부 사이에 위치하고 회전축의 직교 방향을 따라서 넓어지는 차광 마스크를 구비하고, 차광 마스크는 회전축 방향으로부터 볼 때 회전 유지부에 유지되어 있는 기판의 표면을 덮도록 기판과 서로 겹쳐지고, 회전축의 직교 방향에 있어서, 회전축으로부터 외측을 향해서 연장됨과 아울러 회전축으로부터 멀어지는 측의 개구 폭이 회전축 부근의 개구 폭보다 큰 개구부를 갖고, 복수의 조명부는 복수의 조명부에 의해 개구부의 전체를 덮도록 개구부 상에 배열되어 있고, 회전 유지부에 유지되어 있는 기판의 표면을 향해서 개구부를 통하여 각각 광을 조사한다.

그런데, 차광 마스크가 없는 경우에는 조명부에 의한 기판에 대한 광의 조사 영역의 크기가 회전축으로부터 기판의 주연부에 걸쳐서 동일하므로, 기판의 회전에 의해 기판의 중심일수록 광이 중복해서 조사되어 광의 조사량이 많아진다. 그러나, 본 개시의 다른 관점에 따른 광조사 장치에서는 개구부가 회전축으로부터 외측을 향해서 연장됨과 아울러 그로부터 멀어지는 측의 개구 폭이 회전축 부근의 개구 폭보다 크게 되어 있다. 그리고, 복수의 조명부가 복수의 조명부에 의해 개구부의 전체를 덮도록 개구부 상에 배열되어 있고, 회전 유지부에 유지되어 있는 기판의 표면을 향해서 개구부를 통하여 각각 광을 조사한다. 그 때문에, 복수의 조명부로부터 개구부를 통하여 기판에 도달하는 광의 조사 영역은 회전축 부근의 위치에서는 작고, 회전축으로부터 멀어지는 위치에서는 크다. 따라서, 기판의 중심으로부터 주연부에 걸쳐서 광의 조사량이 균일해지기 쉽다. 또한, 본 개시의 다른 관점에 따른 광조사 장치는 비교적 소형의 복수의 조명부를 구비하므로, 대형의 조명부와 비교하여 광량의 변동이 보다 발생하기 어렵다. 만일, 복수의 조명부 사이에서 개체차에 의해 광량의 변동이 발생했다고 해도, 개별적으로 출력을 조절함으로써, 전체적인 광의 조사량을 균일화할 수 있다. 또한, 본 개시의 다른 관점에 따른 광조사 장치는 회전 유지부와, 복수의 조명부와, 차광 마스크로 구성되어 있다. 그 때문에, 본 개시의 하나의 관점에 따른 광조사 장치의 구성 요소의 수가 매우 적고, 조명부를 이동시킬 필요가 없다. 이상으로부터, 간이한 구성에 의해 기판 전체에 대하여 균일하게 광을 조사하는 것이 가능해진다.

본 개시에 따른 광조사 장치에 의하면, 간이한 구성에 의해 기판 전체에 대하여 균일하게 광을 조사하는 것이 가능해진다.

도 1은 기판 처리 시스템을 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II선 단면도이다.
도 3은 도 2의 III-III선 단면도이다.
도 4는 광조사 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 5는 광조사 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 광조사 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 다른 예에 따른 광조사 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 8은 다른 예에 따른 광조사 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 9는 다른 예에 따른 광조사 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 10은 다른 예에 따른 광조사 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 11은 실시예 1에 따른 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 12(a)는 비교예 1에 따른 시뮬레이션 결과를 도시하고, 도 12(b)는 비교예 2에 따른 시뮬레이션 결과를 도시한다.
도 13(a)는 비교예 3에 따른 시뮬레이션 결과를 도시하고, 도 13(b)는 비교예 4에 따른 시뮬레이션 결과를 도시한다.

본 발명의 실시형태에 관해서 도면을 참조하여 설명하지만, 이하의 본 실시형태는 본 발명을 설명하기 위한 예시이며, 본 발명을 이하의 내용에 한정하는 취지가 아니다. 설명에 있어서, 동일 요소 또는 동일 기능을 갖는 요소에는 동일 부호를 이용하는 것으로 하고, 중복되는 설명은 생략한다.

[기판 처리 시스템의 구성]

기판 처리 시스템(1)은 도포 현상 장치(2)와, 노광 장치(3)와, 제어부(CU)(제어 수단)를 구비한다. 노광 장치(3)는 웨이퍼(W)(기판)의 표면(Wa)(도 4 참조)에 형성된 레지스트막(감광성 피막)(도시 생략)의 노광 처리를 행한다. 구체적으로는 액침 노광 등의 방법에 의해 레지스트막의 노광 대상 부분에 선택적으로 극단 자외선(EUV: Extreme Ultraviolet) 광을 조사한다. 이에 따라, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)의 레지스트막에 대하여, 소정의 패턴으로 EUV광에 의한 노광이 행해진다. EUV광의 파장은 예컨대 13.5㎚이다.

도포 현상 장치(2)는 노광 장치(3)에 의한 노광 처리 전에, 웨이퍼(W)(기판)의 표면에 레지스트막을 형성하는 처리를 행하고, 노광 처리 후에 레지스트막의 현상 처리를 행한다. 본 실시형태에 있어서 웨이퍼(W)는 원 형상을 띠지만, 원형의 일부가 절결되어 있거나, 다각형 등 원형 이외의 형상을 띠는 웨이퍼를 이용해도 좋다. 웨이퍼(W)는 예컨대, 반도체 기판, 유리 기판, 마스크 기판, FPD(Flat Panel Display) 기판 그 밖의 각종 기판이라도 좋다. 웨이퍼(W)의 직경은 예컨대 200㎜~450㎜ 정도라도 좋다.

도 1~도 3에 나타내는 바와 같이, 도포 현상 장치(2)는 캐리어 블록(4)과, 처리 블록(5)과, 인터페이스 블록(6)을 구비한다. 캐리어 블록(4), 처리 블록(5) 및 인터페이스 블록(6)은 수평 방향으로 정렬되어 있다.

캐리어 블록(4)은 캐리어 스테이션(12)과 반입반출부(13)를 갖는다. 캐리어 스테이션(12)은 복수의 캐리어(11)를 지지한다. 캐리어(11)는 예컨대 복수 매의 웨이퍼(W)를 밀봉 상태로 수용하고, 웨이퍼(W)를 출납하기 위한 개폐 도어(도시 생략)를 측면(11a) 측에 갖는다(도 3 참조). 캐리어(11)는 측면(11a)이 반입반출부(13) 측에 면하도록 캐리어 스테이션(12) 상에 착탈 가능하게 설치된다.

반입반출부(13)는 캐리어 스테이션(12)과 처리 블록(5) 사이에 위치한다. 반입반출부(13)는 캐리어 스테이션(12) 상의 복수의 캐리어(11)에 각각 대응하는 복수의 개폐 도어(13a)를 갖는다. 측면(11a)의 개폐 도어와 개폐 도어(13a)를 동시에 개방함으로써, 캐리어(11) 내부와 반입반출부(13) 내부가 연통된다. 반입반출부(13)는 전달 아암(A1)을 내장하고 있다. 전달 아암(A1)은 캐리어(11)로부터 웨이퍼(W)를 인출하여 처리 블록(5)에 건네고, 처리 블록(5)으로부터 웨이퍼(W)를 수취하여 캐리어(11) 내로 리턴한다.

처리 블록(5)은 BCT 모듈(14)과, COT 모듈(15)과, TCT 모듈(16)과, DEV 모듈(17)을 갖는다. BCT 모듈(14)은 하층막 형성 모듈이다. COT 모듈(15)은 레지스트막 형성 모듈이다. TCT 모듈(16)은 상층막 형성 모듈이다. DEV 모듈(17)은 현상 처리 모듈이다. 이들 모듈은 바닥면 측으로부터 DEV 모듈(17), BCT 모듈(14), COT 모듈(15), TCT 모듈(16)의 순으로 정렬되어 있다.

BCT 모듈(14)은 웨이퍼(W)의 표면 상에 하층막을 형성하도록 구성되어 있다. BCT 모듈(14)은 복수의 도포 유닛(도시 생략)과, 복수의 열처리 유닛(도시 생략)과, 이들 유닛에 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 아암(A2)을 내장하고 있다. 도포 유닛은 하층막 형성용 도포액을 웨이퍼(W)의 표면에 도포하도록 구성되어 있다. 열처리 유닛은 예컨대 열판에 의해 웨이퍼(W)를 가열하고, 가열 후의 웨이퍼(W)를 예컨대 냉각판에 의해 냉각하여 열처리를 하도록 구성되어 있다. BCT 모듈(14)에서 행해지는 열처리의 구체예로서는 도포액을 경화시켜 하층막으로 하기 위한 가열 처리를 들 수 있다.

COT 모듈(15)은 하층막 상에 열경화성이면서 또한 감광성의 레지스트막을 형성하도록 구성되어 있다. COT 모듈(15)은 복수의 도포 유닛(도시 생략)과, 복수의 열처리 유닛(도시 생략)과, 이들 유닛에 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 아암(A3)을 내장하고 있다(도 2 참조). 도포 유닛은 레지스트막 형성용 처리액(레지스트제)을 하층막 상에 도포하도록 구성되어 있다. 열처리 유닛은 예컨대 열판에 의해 웨이퍼(W)를 가열하고, 가열 후의 웨이퍼(W)를 예컨대 냉각판에 의해 냉각하여 열처리를 행하도록 구성되어 있다. COT 모듈(15)에 있어서 행해지는 열처리의 구체예로서는 도포액을 경화시켜 레지스트막으로 하기 위한 가열 처리(PAB: Pre Applied Bake)를 들 수 있다.

TCT 모듈(16)은 레지스트막 상에 상층막을 형성하도록 구성되어 있다. TCT 모듈(16)은 복수의 도포 유닛(U1)과, 복수의 열처리 유닛(U2)과, 광조사 유닛(U3)(광조사 장치)과, 이들 유닛에 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 아암(A4)을 내장하고 있다. 도포 유닛(U1)은 상층막 형성용 도포액을 웨이퍼(W)의 표면에 도포하도록 구성되어 있다. 열처리 유닛(U2)은 예컨대 열판에 의해 웨이퍼(W)를 가열하고, 가열 후의 웨이퍼(W)를 예컨대 냉각판에 의해 냉각하여 열처리를 행하도록 구성되어 있다. TCT 모듈(16)에 있어서 행해지는 열처리의 구체예로서는 도포액을 경화시켜 상층막으로 하기 위한 가열 처리를 들 수 있다. 광조사 유닛(U3)의 상세한 점에 관해서는 후술한다.

DEV 모듈(17)은 노광된 레지스트막의 현상 처리를 행하도록 구성되어 있다. DEV 모듈(17)은 복수의 현상 유닛(도시 생략)과, 복수의 열처리 유닛(도시 생략)과, 이들 유닛에 웨이퍼(W)를 반송하는 반송 아암(A5)과, 이들 유닛을 거치지 않고 웨이퍼(W)를 반송하는 직접 반송 아암(A6)을 내장하고 있다. 현상 유닛은 레지스트막을 부분적으로 제거하여 레지스트 패턴을 형성하도록 구성되어 있다. 열처리 유닛은 예컨대 열판에 의해 웨이퍼(W)를 가열하고, 가열 후의 웨이퍼(W)를 예컨대 냉각판에 의해 냉각하여 열처리를 행한다. DEV 모듈(17)에 있어서 행해지는 열처리의 구체예로서는 현상 처리 전의 가열 처리(PEB: Post Exposure Bake), 현상 처리 후의 가열 처리(PB: Post Bake) 등을 들 수 있다.

처리 블록(5) 내에서의 캐리어 블록(4) 측에는 선반 유닛(U10)이 설치되어 있다(도 2 및 도 3 참조). 선반 유닛(U10)은 바닥면으로부터 TCT 모듈(16)에 걸치도록 설치되어 있고, 상하 방향으로 정렬되는 복수의 셀로 구획되어 있다. 선반 유닛(U10)의 근방에는 승강 아암(A7)이 설치되어 있다. 승강 아암(A7)은 선반 유닛(U10)의 셀끼리의 사이에서 웨이퍼(W)를 승강시킨다.

처리 블록(5) 내에 있어서의 인터페이스 블록(6) 측에는 선반 유닛(U11)이 설치되어 있다(도 2 및 도 3 참조). 선반 유닛(U11)은 바닥면으로부터 DEV 모듈(17)의 상부에 걸치도록 설치되어 있고, 상하 방향으로 정렬되는 복수의 셀로 구획되어 있다.

인터페이스 블록(6)은 전달 아암(A8)을 내장하고 있으며, 노광 장치(3)에 접속된다. 전달 아암(A8)은 선반 유닛(U11)의 웨이퍼(W)를 인출하여 노광 장치(3)에 건네고, 노광 장치(3)로부터 웨이퍼(W)를 수취하여 선반 유닛(U11)에 리턴하도록 구성되어 있다.

제어부(CU)는 하나 또는 복수의 제어용 컴퓨터에 의해 구성되며, 기판 처리 시스템(1)을 부분적 또는 전체적으로 제어한다. 제어부(CU)는 제어 조건의 설정 화면을 표시하는 표시부(도시 생략)와, 제어 조건을 입력하는 입력부(도시 생략)와, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체로부터 프로그램을 판독하는 판독부(도시 생략)를 갖는다. 기록 매체는 기판 처리 시스템(1)에 각종 동작을 실행시키기 위한 프로그램을 기록하고 있다. 이 프로그램이 제어부(CU)의 판독부에 의해 판독된다. 기록 매체로서는 예컨대, 반도체 메모리, 광 기록 디스크, 자기 기록 디스크, 광자기 기록 디스크라도 좋다. 제어부(CU)는 입력부에 입력된 제어 조건과, 판독부에 의해 판독된 프로그램에 따라 기판 처리 시스템(1)을 제어하고, 각종 동작을 기판 처리 시스템(1)에 실행시킨다.

[광조사 유닛의 구성]

이어서, 광조사 유닛(U3)에 관해서 보다 상세히 설명한다. 광조사 유닛(U3)은 노광 장치(3)에 있어서 EUV광에 의한 노광이 행해진 후의 웨이퍼(W) 상의 레지스트막 전체에 대하여 UV광에 의한 노광을 행한다. 광조사 유닛(U3)은 도 4에 나타내는 바와 같이, 회전 유지부(10)와, 차광 마스크(20)와, 조명부(30)와, 구동부(40)를 갖는다.

회전 유지부(10)는 유지부(도시 생략)와, 동력원(도시 생략)을 포함한다. 유지부는 예컨대 흡착 등에 의해 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 유지한다. 동력원은 예컨대 전동 모터이며, 유지부를 회전 구동한다. 즉, 회전 유지부(10)는 웨이퍼(W)의 자세가 대략 수평인 상태에서, 제어부(CU)의 지시에 기초하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 대하여 수직인 축(회전축) 둘레로 웨이퍼(W)를 회전시킨다. 본 실시형태에서는 회전축은 원 형상을 띠는 웨이퍼(W)의 중심을 지나고 있으므로, 중심축이기도 하다. 본 실시형태에서는 도 4에 나타내는 바와 같이, 회전 유지부(10)는 상방으로부터 볼 때 시계 방향으로 웨이퍼(W)를 회전시킨다[화살표(Ar1) 참조].

차광 마스크(20)는 회전 유지부(10)의 상방에 위치하고 있다. 차광 마스크(20)와 회전 유지부(10)에 유지된 웨이퍼(W) 표면(Wa)과의 회전축 방향에 있어서의 직선 거리는 예컨대 0.5㎜~2.0㎜ 정도라도 좋고, 1㎜ 정도라도 좋다. 차광 마스크(20)는 본 실시형태에서 직사각형 형상을 띠는 평판이며, 대략 수평으로 넓어져 있다. 즉, 차광 마스크(20)는 회전 유지부(10)에 유지된 웨이퍼(W)의 표면(Wa)과 대략 평행하다.

차광 마스크(20)는 회전축 방향으로부터 볼 때, 회전 유지부(10)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 전체를 덮도록 웨이퍼(W)와 서로 겹쳐져 있다. 차광 마스크(20)의 면적은 웨이퍼(W)의 면적보다 크다. 그 때문에, 조명부(30)로부터 조사되는 광이 차광 마스크(20)의 외연부로부터 감돌아 웨이퍼(W)에 도달하기 어렵다.

차광 마스크(20)에는 그 두께 방향(회전축 방향)에 있어서 관통하는 개구부(22)가 형성되어 있다. 개구부(22)는 회전축 방향으로부터 볼 때, 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따라서 연장되어 있다. 개구부(22)는 본 실시형태에 있어서 부채 형상을 띠고 있다. 즉, 개구부(22)는 2개의 변(22a)과 하나의 원호(22b)로 이루어진다. 2개의 변(22a)은 회전축으로부터 멀어짐에 따라서 서로 멀어지도록(서로의 이격 거리가 커지도록), 회전축의 직교 방향을 따라서 연장되어 있다. 즉, 개구부(22)는 회전축으로부터 멀어짐에 따라서 넓어지고 있다. 2개의 변(22a)의 교점은 차광 마스크(20)와 중심축과의 교점과 대략 일치하고 있다. 그 때문에, 2개의 변(22a)은 차광 마스크(20)와 중심축의 교점으로부터 외측을 향해서 연장되어 있다. 2개의 변(22a)이 이루는 각도(중심각)는 예컨대, 0°를 초과하고 또한 45° 이하라도 좋고, 0°를 초과하고 또한 30° 이하라도 좋고, 0°를 초과하고 또한 15° 이하라도 좋다. 2개의 변(22a)의 길이는 웨이퍼(W)의 반경과 대략 동일하다. 원호(22b)의 곡률 반경은 웨이퍼(W)의 반경과 대략 동일하다. 이상으로부터, 회전축 방향으로부터 볼 때, 2개의 변(22a)의 교점은 중심축과 대략 일치하고 있고, 원호(22b)는 웨이퍼(W)의 주연부와 대략 일치하고 있다.

조명부(30)는 차광 마스크(20)의 상방에 위치하고 있다. 즉, 조명부(30)와 회전 유지부(10) 사이에 차광 마스크(20)가 위치하고 있다. 조명부(30)와 차광 마스크(20)의 회전축 방향에 있어서의 직선 거리는 예컨대 1㎜~5㎜ 정도라도 좋다.

조명부(30)는 직육면체 형상을 띠고 있다. 조명부(30)의 높이(회전축 방향에 있어서의 길이)는 예컨대 10㎜~50㎜ 정도라도 좋다. 조명부(30)의 깊이[개구부(22)의 연장 방향에 있어서의 길이]는 예컨대 10㎜~30㎜ 정도라도 좋다. 조명부(30)의 폭[회전축 방향 및 개구부(22)의 연장 방향 양방과 직교하는 방향에 있어서의 길이]은 예컨대 10㎜~60㎜ 정도라도 좋다.

조명부(30)는 본체(32)와, 본체(32)의 저면에 배치된 직사각 평면형의 광원(34)을 포함한다. 광원(34)은 회전축 방향으로부터 볼 때, 한 쌍의 제1 측연부(34a)와, 한 쌍의 제2 측연부(34b)를 포함한다. 제1 측연부(34a)는 직선형을 띠고 있고, 개구부(22)의 연장 방향[웨이퍼(W)의 직경 방향]을 따라서 연장되어 있다. 제2 측연부(34b)는 직선형을 띠고 있고, 회전축 방향 및 개구부(22)의 연장 방향 양방과 직교하는 방향을 따라서 연장되어 있다. 광원(34)의 면적은 예컨대 100㎟~1800㎟ 정도라도 좋다. 광원(34)의 면적은 웨이퍼(W) 표면(Wa)의 면적의 0.1%~3.0% 정도라도 좋다. 광의 조사량의 균일성의 관점으로부터, 광원(34)의 폭의 크기는 광원(34)의 깊이의 크기의 10배 이내라도 좋고, 광원(34)의 깊이의 크기의 6배 이내라도 좋다.

광원(34)은 UV광을 하방을 향해서 출사한다. 광원(34)으로부터 출사된 UV광은 차광 마스크(20)를 투과하지 않지만, 개구부(22)를 통하여 광원(34)의 하방에 위치하는 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 도달한다. 이에 따라, 웨이퍼(W) 표면(Wa) 상의 레지스트막에 대하여 UV광에 의한 노광이 행해진다. UV광의 파장은 220㎚~280㎚의 범위 내라도 좋고, 222㎚, 248㎚ 및 254㎚ 중 어느 하나라도 좋다. 이 중, UV광의 파장은 특히 248㎚이면 바람직하다. 광원(34)[조명부(30)]과 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 사이의 공간에는 공기가 개재되어 있어도 좋고, 불활성 가스(예컨대 질소 가스)가 개재되어 있어도 좋다. 광원(34)[조명부(30)]과 웨이퍼(W) 표면(Wa) 사이의 공간이 진공 상태라도 좋다. 불활성 가스 중 또는 진공 중에서 UV광을 조사함으로써, 공기 중에 미량으로 포함되는 아민 성분에 기인하는 산의 실활을 억제할 수 있다.

구동부(40)는 제어부(CU)의 지시에 기초하여, 조명부(30)를 수평방향을 따라서 직선형으로 이동시킨다[화살표(Ar2) 참조]. 보다 자세하게는 구동부(40)는 조명부(30)가 개구부(22) 상을 지나도록, 개구부(22)의 연장 방향을 따라서 직선적으로 조명부(30)를 이동시킨다. 그 때문에, 회전축 방향으로부터 볼 때 조명부(30)가 개구부(22) 상을 이동하고 있을 때에, 조명부(30)로부터 출사된 광이 개구부(22)를 통과하여 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 조사된다. 구동부(40)는 제어부(CU)의 지시에 기초하여 조명부(30)에 지시하여, 광원(34)의 점등 및 소등의 제어나, 광원(34)으로부터의 광의 조사량의 제어도 행한다. 또한, 구동부(40)는 웨이퍼(W)의 주연부 측으로부터 중심축 측을 향하도록 조명부(30)를 이동시켜도 좋고, 중심축 측으로부터 웨이퍼(W)의 주연부 측을 향하도록 조명부(30)를 이동시켜도 좋으며, 웨이퍼(W)의 주연부 측과 중심축 측 사이를 왕복하도록 조명부(30)를 이동시켜도 좋다.

[제어부에 의한 제어]

우선, 제어부(CU)는 도포 현상 장치(2)를 제어하여, BCT 모듈(14)에 있어서 하층막을 형성하는 처리를 행하게 한다. 이어서, 제어부(CU)는 도포 현상 장치(2)를 제어하여, COT 모듈(15)에 있어서 하층막 상에 레지스트막을 형성하는 처리를 행하게 한다. 이어서, 제어부(CU)는 도포 현상 장치(2)를 제어하여, TCT 모듈(16)에 있어서 레지스트막 상에 보호막을 형성하는 처리를 행하게 한다. 이어서, 제어부(CU)는 노광 장치(3)를 제어하여, 소정 패턴에 의해 EUV광으로 레지스트막을 노광시킨다.

이어서, 제어부(CU)는 도포 현상 장치(2)를 제어하여, 광조사 유닛(U3)에 있어서 UV광으로 레지스트막 전체를 노광시킨다. 구체적으로는 제어부(CU)는 표면(Wa)에 레지스트막이 형성된 웨이퍼(W)를 유지하고 있는 회전 유지부(10)에 지시하여, 회전 유지부(10)를 소정의 회전 속도(각속도)로 회전시킨다. 이어서 제어부(CU)는 구동부(40)에 지시하여, 조명부(30)를 개구부(22)의 연장 방향을 따라서 직선형으로 이동시킨다. 이때, 조명부(30)가 웨이퍼(W)의 주연부 측으로부터 회전축 측을 향해서 이동하는 경우, 조명부(30)가 웨이퍼(W)의 주연부 측으로부터 회전축 측을 향함에 따라서, 조명부(30)로부터 출사된 UV광이 개구부(22)를 지나 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 조사하는 조사 영역(R)이 작아진다(도 5 및 도 6 참조).

이어서, 제어부(CU)는 도포 현상 장치(2)를 제어하여, DEV 모듈(17)에 있어서 레지스트막에 대하여 현상 처리 전의 가열 처리(PEB)를 행하게 한다. 이어서, 제어부(CU)는 도포 현상 장치(2)를 제어하여, 노광된 레지스트막의 현상처리를 행하게 한다. 이상에 의해, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 소정의 레지스트 패턴이 형성된다.

[작용]

그런데, 웨이퍼(W) 표면(Wa)에 있어서의 레지스트층 전체를 노광하기 위해서 다음과 같은 방법이 고려된다.

(1) 웨이퍼(W) 표면(Wa)의 면적과 동등 이상의 면적을 갖는 면광원을 준비하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 전체에 대하여 일괄적으로 광을 조사하는 방법.

(2) 웨이퍼(W)의 직경과 동등 이상의 크기를 갖는 선광원을 준비하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)과 평행한 하나의 방향을 따라서 선광원을 직선형으로 이동시키면서, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 대하여 순차 광을 조사하는 방법.

(3) 선광원보다 작은 본 실시형태와 같은 직사각 형상의 면광원을 준비하여, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 상에 있어서 면광원을 사행(蛇行)시키면서, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 에 대하여 순차 광을 조사하는 방법.

(4) 선광원보다 작은 본 실시형태와 같은 직사각 형상의 면광원을 준비하여, 본 실시형태와 같은 차광 마스크(20)를 개재시키지 않고, 상기 면광원을 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따라서 직선형으로 이동시키면서, 웨이퍼(W) 표면(Wa)에 대하여 순차 광을 조사하는 방법.

그러나, 상기 (1) 및 (2)의 방법에서는 대면적이며 고휘도의 광원이 필요해지므로, 광원의 면내에 있어서 광량에 변동이 발생하기 쉽다. 또한, 광원을 포함한 장치의 대형화를 초래하여 고비용화가 우려된다. 상기 (3)의 방법에서는 광량 변동의 우려는 해소되지만, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 전체에 균일하게 광을 조사하기 위해서, 광원을 매우 고정밀도로 이동시킬 필요가 있다. 그 때문에, 고정밀도의 구동 기구를 장착할 필요가 발생하므로, 역시 장치의 대형화를 초래하여 고비용화가 우려된다. 상기 (4)의 방법에서는 상기 광원이 이동되더라도 상기 광원에 의한 웨이퍼(W)에 대한 광의 조사 영역의 크기가 동일하므로, 웨이퍼(W)의 중심일수록 광이 중복 조사되어 광의 조사량이 많아진다. 상기 광원이 중심축을 향함에 따라서, 광원의 이동 속도를 크게 하거나, 웨이퍼(W)의 회전 속도를 크게 했다고 해도, 웨이퍼(W)의 중심에서는 반드시 광이 중복 조사되어 버린다. 따라서, 광의 조사량을 균일하게 하기가 어렵다.

그런데, 이상과 같은 본 실시형태에서는 개구부(22)가 회전축으로부터 외측을 향해서 연장됨과 아울러 회전축으로부터 멀어짐에 따라서 넓어지고 있다. 그리고, 조명부(30)가 구동부(40)에 의해서 개구부(22) 상을 이동하면서, 개구부(22)를 통하여 회전 유지부(10)에 유지되어 있는 웨이퍼(W)의 표면(Wa)을 향해서 광을 조사한다. 그 때문에, 조명부(30)로부터 개구부(22)를 통하여 웨이퍼(W)에 도달하는 광의 조사 영역(R)은 조명부(30)가 개구부(22)의 회전축 부근에 위치하고 있을수록 작고, 조명부(30)가 개구부(22)의 회전축으로부터 멀어질수록 크다. 따라서, 웨이퍼(W)의 중심으로부터 주연부에 걸쳐서 광의 조사량이 균일해지기 쉽다. 또한, 본 실시형태에 따른 광조사 유닛(U3)은 회전 유지부(10)와, 차광 마스크(20)와, 조명부(30)와, 구동부(40)로 구성되어 있다. 그 때문에, 광조사 유닛(U3)의 구성 요소의 수가 매우 적다. 이상으로부터, 간이한 구성에 의해 웨이퍼(W) 전체에 대하여 균일하게 광을 조사하는 것이 가능해진다.

본 실시형태에서는 개구부(22)가 부채 형상을 띠고 있다. 즉, 개구부(22)의 2개의 변(22a)이 회전축으로부터 멀어짐에 따라서 서로 멀어지도록, 회전축의 직교 방향을 따라서 교점으로부터 연장되어 있다. 그 때문에, 개구부(22)의 2개의 변이 2개의 변의 교점(22c)을 정점으로 하는 각도를 형성하고 있다. 따라서, 웨이퍼(W)의 중심으로부터 주연부에 걸쳐서 광의 조사량을 보다 균일하게 할 수 있다.

본 실시형태에서는 조명부(30)의 광원(34)이 직사각 평면형을 띠고 있다. 또한, 광원(34)의 한 쌍의 제2 측연부(34b)가 개구부(22)의 연장 방향과 직교하는 방향을 따라서 연장되어 있다. 그 때문에, 직사각 평면형이라는 심플한 구조의 광원(34)을 이용하여 웨이퍼(W)의 중심으로부터 주연부에 걸쳐서 광의 조사량을 더욱 균일하게 할 수 있다.

[다른 실시형태]

이상, 본 발명의 실시형태에 관해서 상세히 설명했지만, 본 발명의 요지의 범위 내에서 여러 가지 변형을 상술한 실시형태에 추가하여도 좋다. 예컨대, 차광 마스크(20)에 2개 이상의 개구부가 형성되어 있어도 좋다. 도 7에 도시되는 예에서는 차광 마스크(20)에 2개의 개구부(22, 24)가 형성되어 있다. 이때, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 하나의 조명부(30)가 2개의 개구부(22, 24) 상을 이동하도록, 구동부(40)가 하나의 조명부(30)를 이동시켜도 좋다. 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 광조사 유닛(U3)이 2개의 조명부(30)(30A, 30B)를 갖고, 개구부(22)에 대응하는 조명부(30A)가 개구부(22) 상을 이동함과 아울러[화살표(Ar2) 참조], 개구부(24)에 대응하는 조명부(30B)가 개구부(24) 상을 이동하도록[화살표(Ar3) 참조], 구동부(40)가 각 조명부(30A, 30B)를 각각 이동시켜도 좋다. 이들의 경우, 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 대한 광의 조사량의 균일성을 얻을 수 있음과 아울러 처리 효율의 향상을 도모할 수 있다. 이들 복수의 개구부의 크기는 동일하지 않아도 좋다. 또한, 이들 복수의 개구부 중 둘레 방향에 인접하는 개구부끼리의 간격은 동일하지 않아도 좋다.

본 실시형태의 개구부(22)는 부채 형상을 띠고 있었지만, 회전축으로부터 멀어짐에 따라서 넓어지고 있으면, 다른 형상(예컨대 사다리꼴 형상 등)을 띠더라도 좋다.

본 실시형태에서는 차광 마스크(20)는 구동되지 않고 그 자리에 멈춰 있었지만, 이러한 차광 마스크(20) 대신에 도 8에 나타내는 바와 같이 서로 근접 및 이격 가능한 한 쌍의 차광 마스크(50)를 사용해도 좋다. 구체적으로는 광조사 유닛(U3)은 한 쌍의 차광 마스크(50)와, 차광 마스크(50)를 구동시키기 위한 구동부(42)를 더 갖는다. 구동부(40)는 한 쌍의 차광 마스크(50)를 조명부(30)와 함께 웨이퍼(W)의 직경 방향을 따라서 직선형으로 이동시킨다[화살표(Ar2) 참조]. 구동부(42)는 조명부(30) 및 한 쌍의 차광 마스크(50)가 중심축 측으로 향함에 따라서 서로 근접하도록 한 쌍의 차광 마스크(50)를 이동시킨다[화살표(Ar4) 참조]. 구동부(42)는 조명부(30) 및 한 쌍의 차광 마스크(50)가 웨이퍼(W)의 주연부 측으로 향함에 따라서 서로 이격되도록 한 쌍의 차광 마스크(50)를 이동시킨다[화살표(Ar4) 참조]. 한 쌍의 차광 마스크(50)는 조명부(30)의 하방에 배치되어 있다. 한 쌍의 차광 마스크(50)의 대향하는 변(50a)은 회전축으로부터 멀어짐에 따라서 서로 멀어지도록 회전축의 직교 방향을 따라서 연장되어 있다.

개구부(22)의 형상은 부채 형상과 같이 외측을 향함에 따라서 폭이 넓어지는 비율이 일정하지 않고, 외측을 향함에 따라서 폭이 넓어지는 비율이 커지더라도 좋고, 외측을 향함에 따라서 폭이 넓어지는 비율이 작아지더라도 좋다. 개구부(22)는 부채 형상을 띠고 있었지만, 회전축으로부터 멀어지는 측의 개구 폭이 회전축 부근의 개구 폭보다도 커지고 있으면, 예컨대 사다리꼴 형상 등 다른 형상을 띠고 있어도 좋다. 다른 형상의 일례를 도 9에 나타낸다.

도 9에 도시되는 개구부(22)는 제1 부분(22A)과, 제2 부분(22B)과, 제3 부분(22C)을 포함한다. 제1 부분(22A)은 가장 회전축 부근에 위치하고 있다. 제3 부분(22C)은 가장 회전축으로부터 멀어지는 측에 위치하고 있다. 제2 부분(22B)은 제1 부분(22A)과 제3 부분(22C) 사이에 위치하고 있다. 제1 부분(22A)의 개구 폭[회전축 및 개구부(22)가 연장되는 방향의 양방과 직교하는 방향에 있어서의 폭]은 제2 및 제3 부분(22B, 22C)의 개구 폭보다 작다. 제2 부분(22B)의 개구 폭은 제3 부분(22C)의 개구 폭보다 작다. 따라서, 제1~제3 부분(22A~22C)의 개구 폭은 회전축으로부터 멀어지는 방향을 향해서 순차 커지고 있다.

본 실시형태에서는 조명부(30)를 구동부(40)에 의해서 이동시키고 있었지만, 광조사 유닛(U3)은 구동부(40)를 구비하고 있지 않아도 좋다. 이 경우, 광조사 유닛(U3)은 도 10에 나타내는 바와 같이 복수의 조명부(30)를 구비한다. 복수의 조명부(30)는 제어부(CU)에 의해서 직접 제어된다. 복수의 조명부(30)는 서로 인접하도록 개구부(22)의 연장 방향(회전축의 직교 방향)으로 일렬로 배열되어 있고, 이에 따라 하나의 조명부군을 구성하고 있다. 이 조명부군은 개구부(22)의 전체를 덮고 있다. 그 때문에, 상기 조명부군을 구성하는 각 조명부(30)로부터 조사되는 광은 개구부(22)를 통하여 웨이퍼(W)의 표면(Wa)에 조사된다. 즉, 웨이퍼(W)의 표면(Wa) 상에 있어서는 개구부(22)의 형상과 대략 동일한 형상의 영역이 조사 영역(R)으로 된다. 이 경우, 구동부(40)를 필요로 하지 않으므로, 광조사 유닛(U3)의 구성을 보다 간소화할 수 있다. 또한, 비교적 소형의 복수의 조명부(30)에 의해 상기 조명부군을 구성하고 있으므로, 대형의 조명부와 비교하여 광량의 변동이 보다 발생하기 어렵다. 만일, 복수의 조명부(30) 사이에서 개체차에 의해 광량의 변동이 발생했다고 해도, 제어부(CU)에 의해서 개별적으로 출력을 조절함으로써 전체적인 광의 조사량을 균일화할 수 있다.

차광 마스크(20)로부터의 광의 회절을 억제하기 위해서, 개구부(22)의 변(22a) 및 원호(22b)로부터 웨이퍼(W) 측[회전 유지부(10) 측]을 향해서 연장되는 보조 벽이 형성되어 있어도 좋다. 또는 차광 마스크(20) 자체의 두께를 두껍게 해도 좋다.

회전 유지부(10)는 웨이퍼(W)를 대략 일정한 회전 속도로 회전시켜도 좋고, 조명부(30)의 이동에 따라서 웨이퍼(W)의 회전 속도를 변화시켜도 좋다. 이 경우, 회전 유지부(10)에 의한 웨이퍼(W)의 회전에 적합하게 복잡한 제어를 필요로 하지 않는다. 그 때문에, 광조사 유닛(U3)을 보다 간소화할 수 있다.

구동부(40)는 조명부(30)를 대략 일정한 속도로 이동시켜도 좋고, 조명부(30)의 이동에 따라서 조명부(30)의 이동 속도를 변화시켜도 좋다. 이 경우, 구동부(40)에 의한 조명부(30)의 구동에 적합하게 복잡한 제어를 필요로 하지 않는다. 그 때문에, 광조사 유닛(U3)을 보다 간소화할 수 있다.

구동부(40)는 조명부(30)의 진행과 정지를 교대로 간헐적으로 반복하도록 조명부(30)를 이동시켜도 좋다.

차광 마스크(20)의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 차광 마스크(20)는 조명부(30)로부터 조사되는 광이 차광 마스크(20)의 외연부로부터 감도는 것을 억제할 수 있을 정도의 크기를 갖는다.

광조사 유닛(U3)이 제어부(CU)와는 다른 제어부를 갖고, 그 제어부에 의해서 광조사 유닛(U3)의 각 요소를 제어해도 좋다.

본 실시형태에서는 조명부(30)[광원(34)]가 직사각 형상을 띠고 있었지만, 원 형상 등의 다른 형상을 띠고 있어도 좋다. 단, 원 형상을 띠는 조명부(30)[광원(34)]를 이용하는 경우, 웨이퍼(W) 상의 소정의 점이 원 형상의 조사 영역 중 직경 부분을 통과할 때와 직경 이외의 부분을 통과할 때, 그 소정의 점에 있어서의 광의 조사량이 다르다. 그 때문에, 직사각 형상을 띠는 조명부(30)[광원(34)]를 이용한 경우 쪽이 웨이퍼(W)에 대하여 보다 균일하게 광을 조사할 수 있다.

한 쌍의 제2 측연부(34b)는 직선형을 띠고 있지 않아도 좋고, 개구부(22)의 연장 방향과 직교하는 방향을 따르고 있지 않아도 좋다. 예컨대, 한 쌍의 제2 측연부(34b)는 원호형을 띠고 있어도 좋다. 이 경우, 한 쌍의 제2 측연부(34b)의 곡률 반경은 웨이퍼(W)의 반경과 대략 동일해도 좋다.

본 실시형태에서는 조명부(30)가 UV광을 조사했었지만, 조명부(30)는 다른 어떠한 광이나 에너지선 등을 조사해도 좋다. 본 개시에 따른 기술은 기판 등의 전체면에 어떠한 광, 에너지선을 균일하게 조사하는 것이 바람직한 장치에 널리 적용할 수 있다.

본 실시형태에서는 회전 유지부(10)가 웨이퍼(W)를 대략 수평으로 유지했었지만, 조명부(30)에 의한 조명에 있어서 웨이퍼(W)는 반드시 수평으로 유지되어 있을 필요가 없다. 예컨대, 회전 유지부(10)는 웨이퍼(W)가 기울어진 상태로 웨이퍼(W)를 유지하고 있어도 좋고, 회전축이 대략 수평으로 연장된 상태로 웨이퍼(W)를 유지하고 있어도 좋다. 회전 유지부(10)는 웨이퍼(W)의 표면(Wa)이 하방을 향하는 상태로 웨이퍼(W)를 유지하고 있어도 좋다. 이 경우, 조명부(30)는 웨이퍼(W)보다 하방에 위치하고 있고, 차광 마스크(20)는 웨이퍼(W)와 조명부(30) 사이에 위치하고 있다.

[실시예]

이하에 실시예 및 비교예를 들어 본 발명의 내용을 보다 상세히 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

실시예 1에서는 본 실시형태에 따른 광조사 유닛의 구성이면서 또한 이하의 조건에 기초하여 웨이퍼에 대한 노광량을 시뮬레이션에 의해서 계산했다. 또한, 웨이퍼 중심을 지나는 직선 상에 있어서, 조명부를 웨이퍼의 측연부로부터 중심까지 이동시켰다.

웨이퍼의 직경: 300㎜

웨이퍼의 회전수: 60rpm(일정)

차광 마스크의 개구부: 중심각을 10°로 하는 부채 형상

조명부의 이동 속도: 15㎜/sec(일정)

조명부(광원)의 형상: 정사각 형상(15㎜×15㎜)

시뮬레이션 결과를 도 11에 나타낸다. 도 11은 웨이퍼 중심을 지나는 직선 상에 있어서의 각 점의 노광량을 도시한다. 도 11의 종축은 가장 큰 노광량을 1로 하여 규격화한 것이기 때문에 최소값이 0이고, 최대값이 1이다(도 12 및 도 13에 있어서도 동일). 도 11에 나타내는 바와 같이, 실시예 1에서는 웨이퍼 전체에 대하여 균일하게 노광이 행해졌음이 확인되었다. 또한, 웨이퍼 전체면에 있어서의 노광량의 최대값과 최소값의 차는 0이고, 3σ는 0이며, %3σ는 0%였다.

(비교예 1)

비교예 1에서는 본 실시형태에 따른 광조사 유닛의 구성 중 차광 마스크를 제외한 구성이고 또한 이하의 조건에 기초하여 웨이퍼에 대한 노광량을 시뮬레이션에 의해서 계산했다. 또한, 웨이퍼 중심을 지나는 직선상에 있어서, 조명부를 웨이퍼의 측연부로부터 중심까지 이동시켰다.

웨이퍼의 직경: 300㎜

웨이퍼의 회전수: 120rpm(일정)

조명부의 이동 속도: 15㎜/sec(일정)

조명부(광원)의 형상: 둥근 형상(직경 15㎜)

시뮬레이션 결과를 도 12(a)에 나타낸다. 도 12(a)에 나타내는 바와 같이, 비교예 1에서는 웨이퍼의 중심을 향함에 따라서 노광량이 지수 함수적으로 커지는 것이 확인되었다. 또한, 웨이퍼 전체면에 있어서의 노광량의 최대값과 최소값의 차는 0.9861이고, 3σ는 0.1509이며, %3σ는 347.9%였다.

(비교예 2)

비교예 2에서는 조명부의 이동 속도 이외의 조건을 비교예 1과 동일하게 하고, 웨이퍼에 대한 노광량을 시뮬레이션에 의해서 계산했다. 조명부의 이동 속도는 표 1에 나타내는 바와 같이, 조명부가 7.5㎜ 이동할 때마다 커지도록 설정했다.

시뮬레이션 결과를 도 12(b)에 나타낸다. 도 12(b)에 나타내는 바와 같이, 비교예 2에서는 비교예 1보다 노광량의 균일성이 개선되었지만, 웨이퍼의 중심 근방에 있어서 노광량의 변동이 확인되었다. 또한, 웨이퍼 전체면에 있어서의 노광량의 최대값과 최소값의 차는 0.6442이고, 3σ는 0.0401이며, %3σ는 6.9%였다.

(비교예 3)

비교예 3에서는 본 실시형태에 따른 광조사 유닛의 구성 중 차광 마스크를 제외한 구성이고 또한 이하의 조건에 기초하여 웨이퍼에 대한 노광량을 시뮬레이션에 의해서 계산했다. 또한, 웨이퍼 중심을 지나는 직선 상에 있어서, 조명부를 웨이퍼의 측연부로부터 중심까지 이동시켰다.

웨이퍼의 직경: 300㎜

웨이퍼의 회전수: 120rpm(일정)

조명부의 이동 속도: 15㎜/sec(일정)

조명부(광원)의 형상: 정사각 형상(30㎜×30㎜)

시뮬레이션 결과를 도 13(a)에 나타낸다. 도 13(a)에 나타내는 바와 같이, 비교예 3에서는 웨이퍼의 중심을 향함에 따라서 노광량이 지수 함수적으로 커지는 것이 확인되었다. 한편, 웨이퍼 전체면에 있어서의 노광량의 최대값과 최소값의 차는 0.9413이고, 3σ는 0.3356이며, %3σ는 285.8%였다.

(비교예 4)

비교예 4에서는 조명부의 이동 속도 이외의 조건을 비교예 3과 동일하게 하고, 웨이퍼에 대한 노광량을 시뮬레이션에 의해서 계산했다. 조명부의 이동 속도는 표 1에 나타내는 바와 같이, 조명부가 7.5㎜ 이동할 때마다 커지도록 설정했다.

시뮬레이션 결과를 도 13(b)에 나타낸다. 도 13(b)에 나타내는 바와 같이, 비교예 4에서는 비교예 3보다 노광량의 균일성이 개선되었지만, 웨이퍼의 중심 근방에서 노광량의 변동이 확인되었다. 또한, 웨이퍼 전체면에 있어서의 노광량의 최대값과 최소값의 차는 0.3902이고, 3σ는 0.0339이며, %3σ는 4.3%였다.

1 : 기판 처리 시스템 2 : 도포 현상 장치
3 : 노광 장치 10 : 회전 유지부
20 : 차광 마스크 22 : 개구부
22a : 변 22b : 원호
22c : 교점 30 : 조명부
34 : 광원 34a : 제1 측연부
34b : 제2 측연부 40 : 구동부
U3 : 광조사 유닛(광조사 장치) W… 웨이퍼

Claims (8)

1. 기판을 유지하면서 상기 기판의 표면과 직교하는 방향으로 연장되어 있는 회전축의 둘레로 상기 기판을 회전시키는 회전 유지부와,
   상기 회전 유지부와 대향하도록 위치되는 하나의 조명부와,
   상기 회전 유지부와 상기 조명부 사이에 위치하고 상기 회전축의 직교 방향을 따라서 넓어지는 차광 마스크와,
   상기 조명부를 상기 회전축의 직교 방향을 따라서 직선형으로 이동시키는 구동부를 구비하고,
   상기 차광 마스크는,
   상기 회전축 방향으로부터 볼 때 상기 회전 유지부에 유지되어 있는 상기 기판의 표면을 덮도록 상기 기판과 서로 겹쳐지고,
   상기 회전축의 직교 방향에 있어서, 상기 회전축으로부터 외측을 향해서 연장됨과 아울러 상기 회전축으로부터 멀어지는 측의 개구 폭이 상기 회전축 부근의 개구 폭보다 큰 개구부를 갖고,
   상기 하나의 조명부는, 상기 회전축의 직경 방향에서 상기 개구부의 일단으로부터 타단에 이르도록, 상기 구동부에 의해서 상기 개구부 상을 이동하면서 상기 회전 유지부에 유지되어 있는 상기 기판의 표면을 향해서 상기 개구부를 통해 광을 조사하는 광조사 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 개구부는 상기 회전축의 직교 방향에 있어서, 상기 회전축으로부터 외측을 향해서 연장됨과 아울러 상기 회전축으로부터 멀어짐에 따라 넓어지는 것인 광조사 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 개구부는 상기 마스크와 상기 회전축의 교점으로부터 연장되는 2개의 변을 포함하고,
   상기 2개의 변은 상기 교점으로부터 멀어짐에 따라 서로 멀어지는 것인 광조사 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 기판은 원 형상을 띠고, 상기 개구부는 부채 형상을 띠는 것인 광조사 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 회전 유지부는 상기 기판을 일정한 회전 속도로 회전시키는 것인 광조사 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동부는 상기 하나의 조명부를 일정한 속도로 이동시키는 것인 광조사 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 하나의 조명부는 직사각 평면 형상의 광원을 포함하고,
   상기 광원의 대향하는 한 쌍의 측연부는 상기 개구부의 연장 방향에 대하여 직교하는 것인 광조사 장치.
8. 삭제

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