KR20200072398A - 노광 장치용 광원, 이를 사용한 노광 장치, 및 노광 장치용 광원의 제어 방법 - Google Patents

노광 장치용 광원, 이를 사용한 노광 장치, 및 노광 장치용 광원의 제어 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레지스트의 특성에 맞추어 필요한 파장의 광을 핀 포인트로 조사할 수 있고, 또한 베이스 라인 이하의 광량을 최소한으로 억제할 수 있으며, 또한 특성이 다른 별도의 레지스트를 노광할 때에는 조사하는 광의 파장을 적절하게 변화시킬 수 있는 노광 장치용 광원을 제공하는 것으로, 노광 장치용 광원(100)을, 단파장광을 조사하는 복수의 광원 유닛(102)으로 구성하고, 복수의 광원 유닛(102)으로부터 조사되는 단파장광을 적어도 2 종류로 한다.

Description

노광 장치용 광원, 이를 사용한 노광 장치, 및 노광 장치용 광원의 제어 방법{LIGHT SOURCE FOR EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE APPARATUS USING THE SAME, AND METHOD FOR CONTROLLING LIGHT SOURCE FOR EXPOSURE APPARATUS}
본 발명은 예를 들어, 반도체 기판 등의 노광 장치에 사용되는 다등식의 노광 장치용 광원에 관한 것이다.
종전부터, 복수의 방전등을 사용한 광원이 노광 장치에 사용되고 있다(예를 들어, 특허 문헌 1).
특허 문헌 1에 관한 광원에서는 사용하는 복수의 방전등에서의 수은의 봉입량이 다르도록 하고 있다. 이에 의해, 광원으로부터 조사되는 광의 파장 영역을 변화시키도록 되어 있다.
일본 공개특허 제2008-191252호 공보
일반적으로 수은등으로부터 조사되는 광의 파장에는 도 21에 도시한 바와 같이 복수의 피크 파장과, 소정의 파장 범위에서 최소한의 분광 강도(이하, 「베이스 라인」이라고 한다.)가 존재하고 있다.
그러나, 정밀도가 높은 노광을 실시하고자 하면, 노광하는 레지스트의 특성에 맞는 파장만의 광으로 노광을 실시하는 것이 바람직하고, 대상이 되는 레지스트의 노광에 기여하지 않는 피크 파장은 불필요해진다. 예를 들어, 특정의 레지스트에서는 도 21에서의 장파장측의 피크(405 ㎚ 및 436 ㎚)는 레지스트 감도가 없는 점에서 불필요하다.
동일한 이유에서 소정의 파장 범위로 확산되는 베이스 라인 이하의 광도 불필요하다.
이와 같이, 종래의 방전등을 사용한 노광용 광원에서는 레지스트의 노광에 기여하지 않는 피크 파장의 광까지 조사하고 있어 불필요한 에너지를 사용하고 있다는 문제와, 추가로 소정의 파장 범위로 확산되는 베이스 라인 이하의 광도 노광에 기여하는 것이 적은 데에 비해 레지스트에 부여하는 에너지 자체는 큰 것인 점에서, 큰 에너지를 받은 레지스트가 박리되는 경우가 있었다.
본 발명은 상술한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 레지스트의 특성에 맞추어 필요한 파장의 광을 핀포인트로 조사할 수 있고, 또한 베이스 라인 이하의 광량을 최소한으로 억제할 수 있고, 또한 특성이 다른 별도의 레지스트를 노광할 때에는 조사하는 광의 파장을 적절하게 변화시킬 수 있는 노광 장치용 광원, 이를 사용한 노광 장치, 및 노광 장치용 광원의 제어 방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 국면에 따르면,
단파장광을 조사하는 복수의 광원 유닛을 구비하는 노광 장치용 광원에 있어서,
복수의 상기 광원 유닛으로부터 조사되는 단파장광은 적어도 2 종류인 노광 장치용 광원이 제공된다.
바람직하게는, 상기 노광 장치용 광원은 복수의 상기 광원 유닛을 유지하는 광원 유닛 홀더를 추가로 구비하고 있다.
바람직하게는 1 회의 연속 노광 기간에서의 제1 노광 시간과 제2 노광 시간에서 조사되는 광의 조사 강도가 변화된다.
바람직하게는 1 회의 연속 노광 기간에서의 제1 노광 시간과 제2 노광 시간에서 상기 각 단파장광의 조사 강도의 밸런스가 변화된다.
바람직하게는 1 회의 연속 노광 기간은 적어도 제1 노광 시간과 제2 노광 시간과 제3 노광 시간으로 나뉘어져 있다.
바람직하게는 상기 각 단파장광의 조사 강도의 밸런스는 상기 각 단파장광을 조사하는 상기 각 광원 유닛의 수, 및 상기 각 광원 유닛으로부터의 광의 조사 강도 중 적어도 한쪽을 조정하여 실시하고 있다.
바람직하게는 노광하는 레지스트의 수광 감도가 낮은 상기 단파장광을 조사하는 저감도의 상기 광원 유닛을 중심측 또는 외주측에 배치하고,
상기 수광 감도가 높은 상기 단파장광을 조사하는 고감도의 상기 광원 유닛을, 저감도의 상기 광원 유닛과는 반대로, 외주측 또는 중심측에 배치한다.
바람직하게는 상기 각 광원 유닛은 순정품 판정을 실시하기 위한 판별 부재를 갖고 있다.
바람직하게는 상기 판별 부재는 백열등이다.
바람직하게는 복수의 상기 광원 유닛으로부터 조사되는 광의 조사 강도는 적어도 2 종류이다.
본 발명의 다른 국면에 따르면,
상기 노광용 광원을 구비하는 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 국면에 따르면,
파장이 다른 단파장광을 조사하는 복수의 광원 유닛을 구비하고 있고,
복수의 상기 광원 유닛으로부터 조사되는 단파장광은 적어도 2 종류인 노광 장치용 광원의 제어 방법으로,
1 회의 연속 노광 기간에서의 제1 노광 시간과 제2 노광 시간에서 광의 조사 강도를 변화시키는 것을 특징으로 하는
노광 장치용 광원의 제어 방법이 제공된다.
바람직하게는 노광 대상물에서의 조도 불균일이나 노광 불균일을 적게 하기 위해, 복수의 상기 광원 유닛으로부터 조사되는 광의 조사 강도를 변화시킨다.
본 발명에 따르면, 레지스트의 특성에 맞추어 필요한 파장의 광을 핀 포인트로 조사할 수 있고, 또한 베이스 라인 이하의 광량을 최소한으로 억제할 수 있으며, 또한 특성이 다른 별도의 레지스트를 노광할 때에는 조사하는 광의 파장을 적절하게 변화시킬 수 있는 노광 장치용 광원, 이를 사용한 노광 장치, 및 노광 장치용 광원의 제어 방법을 제공할 수 있었다.
도 1은 실시 형태에 관한 노광 장치(10)를 도시하는 도면이다.
도 2는 실시 형태에 관한 노광 장치용 광원(100)의 점등 회로도이다.
도 3은 실시 형태에 관한 광원 유닛(102)의 단면도이다.
도 4는 실시 형태에 관한 광원 유닛(102)의 정면도이다.
도 5는 실시 형태에 관한 광원(112)의 사시도이다.
도 6은 실시 형태에 관한 광원(112)의 단면도이다.
도 7은 발광 다이오드(126)의 일례를 도시하는 도면이다.
도 8은 광원 유닛 홀더(104)의 일례를 도시하는 도면이다.
도 9는 연속 노광 시간에서의 광의 조사 강도의 변화의 일례를 도시하는 도면이다.
도 10은 연속 노광 시간에서의 광의 조사 강도의 변화의 일례를 도시하는 도면이다.
도 11은 연속 노광 시간에서의 광의 조사 강도의 변화의 일례를 도시하는 도면이다.
도 12는 연속 노광 시간에서의 광의 조사 강도의 변화의 일례를 도시하는 도면이다.
도 13은 연속 노광 시간에서의 광의 조사 강도의 변화의 일례를 도시하는 도면이다.
도 14는 연속 노광 시간에서의 각 단파장광의 조사 강도의 밸런스의 변화의 일례를 도시하는 도면이다.
도 15는 연속 노광 시간에서의 각 단파장광의 조사 강도의 밸런스의 변화의 일례를 도시하는 도면이다.
도 16은 변형예 1에 관한 광원 유닛(102)을 도시하는 정면도이다.
도 17은 변형예 1에 관한 광원 유닛(102)을 도시하는 사시도이다.
도 18은 도 16에서의 A-A 화살표에 의한 단면도이다.
도 19는 도 16에서의 B-B 화살표에 의한 단면도이다.
도 20은 도 16에서의 C-C 화살표에 의한 단면도이다.
도 21은 일반적으로 수은등으로부터 조사되는 광의 분광 특성과, 특정의 레지스트의 감도 특성을 도시하는 도면이다.
(노광 장치(10)의 구조)
이하, 본 발명을 도면을 따라서 설명한다. 도 1은 본 발명에 관한 노광 장치용 광원(100)이 편성된 노광 장치(10)의 개요를 도시한 도면이다. 여기에서, 노광 장치(10)는 노광 대상물(X)(본 실시 형태에서는 프린트 배선판의 베이스가 되는 절연판(P) 상에 형성된 레지스트(X)를 그 일례로서 설명한다.)을 노광하기 위한 것이고, 노광 장치용 광원(100)과, 노광 대상물(X)을 지지하는 지지대(12)와, 노광 장치용 광원(100)으로부터 조사되는 광을 평행광으로서 지지대(12)의 바로 위로부터 조사되도록 유도하는 광학계(14)와, 노광 장치용 광원(100)의 점등을 제어하는 점등 장치(16)로 대략 구성되어 있다.
이하에서는 우선, 노광 장치용 광원(100) 이외의 부재 등에 대해서 설명하고, 그 후, 상기 노광 장치용 광원(100)에 대하여 상세하게 설명한다.
지지대(12)는 노광 대상물(X)을 지지하는 것이고, 지금까지 주지의 구성을 적절하게 채용하는 것이 가능하다.
광학계(14)는 노광 장치용 광원(100)으로부터 조사되는 광을 조도가 균일한 평행광으로서 지지대(12)의 바로 위로부터 조사하도록 유도하기 위한 것이고, 노광 장치용 광원(100)으로부터 조사된 광의 조도를 균일화하는 인터그레이터 렌즈(20)(인터그레이터 렌즈(20)의 구체예로서는 예를 들어, 플라이아이 렌즈 또는 로드 렌즈라고 불리우는 렌즈가 알려져 있으며, 본 실시 형태에서는, 플라이아이 렌즈가 채용되어 있다)와, 인터그레이터 렌즈(20)의 전면측에 배치되고, 노광 장치용 광원(100)으로부터 조사된 광(본 실시 형태에서는 인터그레이터 렌즈(20)를 통과한 후의 조도가 균일한 광)의 조사 광로를 개폐 제어하는 노광 제어용 셔터(22)와, 노광 제어용 셔터(22)를 통과한 균일광의 조사 광로를 굴절시키는 노광용 반사경(24)으로 대략 구성되어 있다.
또한, 여기에서 도시한 광학계(14)의 구성은 그 일례이고, 본 실시 형태의 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 노광 장치용 광원(100)으로부터 조사된 광을 노광용 반사경(24)으로 굴절시킨 후, 인터그레이터 렌즈(20)에 입광하는 것과 같은 구성으로 해도 되고, 목적으로 하는 광학 경로에 따라서 적절하게 그 구성을 변경하는 것이 가능하다.
점등 장치(16)는 노광 장치용 광원(100)을 노광 조건에 따라서 선택적으로 점등시키기 위한 장치이고, 도 2의 점등 회로도에 도시한 바와 같이, 개개의 노광 장치용 광원(100)에 접속된 전력 공급선(30)이 점등 장치(16)에 접속되어 있다. 그리고, 점등 장치(16)는 제어 장치(40)에 의해 온·오프가 제어되고, 이에 의해 각 노광 장치용 광원(100)을 노광 대상물(X)에 맞추어 선택적으로 점등시킬 수 있게 되어 있다. 또한, 각 노광 장치용 광원(100)과 점등 장치(16)는 커넥터(도시 생략)를 통하여 접속되어 있고, 커넥터의 부분으로부터 각 노광 장치용 광원(100)과 점등 장치(16)를 간단히 전기적으로 착탈할 수 있게 되어 있다.
(노광 장치용 광원(100)의 구조)
다음에, 노광 장치용 광원(100)의 구조의 일례에 대해서 설명한다. 이 노광 장치용 광원(100)은 도 1에 도시한 바와 같이, 대략 복수의 광원 유닛(102)과, 광원 유닛 홀더(104)로 구성되어 있다. 또한, 광원 유닛 홀더(104)는 본 발명에서의 필수의 구성 요소는 아니다. 이 때문에, 광원 유닛 홀더(104)를 설치하지 않고, 각 광원 유닛(102)을 소정의 위치에 고정하는 등 해도 된다.
각 광원 유닛(102)은 도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 대략 주발 형상의 반사경(110)과, 광원(112)으로 구성되어 있다.
반사경(110)은 그 내측에 형성된 반사면(114)과, 반사면(114)에서 반사된 광을 방출하는 개구(116)와, 상기 개구(116)에 대향하는 위치에서 반사면(114)의 저부 중앙에 설치된 대략 원통 형상의 중앙 부착 통부(118)를 갖고 있다. 또한, 반사경(110)의 중심을 지나 개구(116)에 직교하는 직선을, 반사경(110)(및 반사면(114))의 중심축(C)으로 한다.
반사경(110)의 재질로서는 유리 또는 알루미늄 등이 사용되고, 알루미늄의 경우에는 반사면(114)에 금속 증착이 이루어지고, 유리의 경우에는 금속 증착 외에, 다층막의 반사면(114)이 주발 형상 부분의 내표면(즉, 반사면(114)이 형성되는 면)에 형성된다.
특히, 광원 유닛(102)에서는 광원(112)을 구성하는 발광 다이오드(126)(후술)로부터의 열이 지주(124)(후술)에 의해 효율적으로 방산되는 점에서, 유리나 알루미늄 등에 비하여 열에 약한 수지 등도 반사경(110)의 재료로서 사용할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 반사경(110)의 개구(116)를 덮는 폴리카보네이트제의 전면 커버(120)가 부착되어 있지만, 상기 전면 커버(120)는 광원 유닛(102)의 필수 구성 요소는 아니다. 또한, 투명 재료이면, 전면 커버(120)의 재료로서 유리 등 다른 재료를 사용할 수 있다.
반사면(114)은 상술한 중심축(C)을 중심으로 하는 회전면으로 규정되어 있고, 반사경(110)의 내측에서의 상기 중심축(C) 상에 초점(F)이 설정되어 있다. 이 초점(F)의 위치는 반사경(110)의 내측에 수용하는 광원(112)에서의 발광 다이오드(126)의 크기나 개수 등의 요소에 기초하여 최적인 위치로 설정되어 있다. 예를 들어, 발광 다이오드(126)가 크고, 또는 발광 다이오드(126)의 개수가 많은 경우에는, 초점(F)의 위치는 반사면(114)의 저부로부터 약간 거리를 두고 설정되고, 반대로 발광 다이오드(126)가 작고, 또는 발광 다이오드(126)의 개수가 적은 경우에는, 초점(F)의 위치는 반사면(114)의 저부 근처로 설정된다. 또한, 반사면(114)을 규정하는 회전면이 회전 타원면이나 회전 포물면인 경우, 이들을 규정하는 타원이나 포물선의 초점이 반사면(114)의 초점(F)이 된다.
광원(112)은 도 3 및 도 4에 추가하여 도 5를 참조하고, 4 개의 발광체(122)와, 이들을 소정의 위치로 유지하는 지주(124)로 구성되어 있다. 또한, 발광체(122)의 수는 4 개에 한정되는 것이 아니라, 발광체(122)를 2 개 이상 사용함으로써, 본 발명의 효과를 나타낼 수 있다.
발광체(122)는 도 6에 도시한 바와 같이, 발광 다이오드(126)와, 렌즈(128)와, 렌즈 유지 부재(130)로 구성되어 있다. 본 실시 형태에서 사용되고 있는 4개의 발광체(122)는 반사면(114)의 저부로부터 중심축(C)을 따라서 연장되는 대략 사각 기둥 형상의 지주(124)의 선단부에 있어서, 각각 반사면(114)의 초점(F)을 중심으로 하여 둘레 방향으로 균등 간격으로 방사상으로 설치되어 있다.
발광 다이오드(126)는 도 7에 도시한 바와 같이, 복수의 발광 다이오드 소자(132)로 구성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 9개의 발광 다이오드 소자(132)를 바둑판 눈금 형상으로 나열하여 1 개의 발광 다이오드(126)가 구성되어 있다. 발광 다이오드(126)를 구성하는 발광 다이오드 소자(132)의 수는 이에 한정되는 것은 아니고, 1 개 이상의 발광 다이오드 소자(132)로 하나의 발광 다이오드(126)가 구성되면 된다.
발광 다이오드 소자(132)는 소정의 전류를 흐르게 함으로써, 예를 들어 120°의 광 방사각(광 방사각(θ)은 물론 이에 한정되지 않는다.)으로 특정 파장의 광을 방사하는 전자 부품이다. 본 실시 형태에서 하나의 발광 다이오드(126)를 구성하는 복수의 발광 다이오드 소자(132)는 모두 동일한 파장의 광을 방사하도록 이루어져 있다. 또한, 1 개의 광원 유닛(102)을 구성하는 복수의 발광 다이오드(126)도, 모두 동일한 파장의 광을 방사하도록 이루어져 있다. 또한, 각 광원 유닛(102)으로부터 방사되는 광의 파장은 적어도 2 종류 존재하도록 이루어져 있다.
물론, 이에 한정되는 것은 아니고, 1 개의 광원 유닛(102)을 구성하는 복수의 발광 다이오드(126)로부터 방사되는 광의 파장을 서로 다른 파장을 해도 된다. 추가적으로 말하면, 하나의 발광 다이오드(126)를 구성하는 복수의 발광 다이오드 소자(132)로부터 방사되는 광의 파장을 서로 다른 파장으로 해도 된다.
또한, 각 발광 다이오드(126)로부터 방사되는 광의 파장에 대해서는 자외광, 가시광, 또는 적외광 등, 어떠한 파장의 광을 조합해도 된다.
도 3 및 도 6으로 돌아가, 렌즈(128)는 발광 다이오드(126)와 반사면(114) 사이에서, 발광 다이오드(126)에 대향 이격하여 설치된 폴리카보네이트제의 볼록 메니스커스 렌즈(대략 단책 형상의 단면을 갖고 있고, 일방의 면이 볼록면, 타방의 면이 오목면으로 이루어져 있는 렌즈)이고, 발광 다이오드(126)로부터 방사된 광을 반사면(114)을 향하여 굴절시키는 광학 부품이다. 물론, 렌즈(128)의 재질은 폴리카보네이트에 한정되는 것은 아니고, 유리 등의 재료를 사용할 수 있다. 또한, 렌즈(128)는 본 발명의 필수 구성 요소는 아니고, 렌즈(128)를 설치하지 않는 형태이어도 된다.
렌즈 유지 부재(130)는 금속이나 불투명 수지 또는 투광성 수지 등으로 형성된 환상체이고, 발광 다이오드(126)를 둘러싸도록 하여, 그 일방 단이 지주(124)의 표면에 부착되어 있고, 또한 타방 단부에 렌즈(128)가 끼워 넣어져 있다(또는, 렌즈(128)와 일체로 형성되어도 된다). 렌즈 유지 부재(130)가 금속이나 불투명 수지로 형성되어 있는 경우, 발광 다이오드(126)로부터 방사되는 광 전체가 렌즈(128)를 통하여 방사된다. 또한, 렌즈 유지 부재(130)가 투광성 수지로 형성되어 있는 경우, 대부분이 렌즈(128)를 통하여 방사되지만, 일부는 투광성 수지제의 렌즈 유지 부재(130)를 통하여 방사된다.
지주(124)는 반사면(114)의 저부로부터 중심축(C)을 따라서 연장되는 알루미늄제(열 전도성이 높은 재료이면 구리 등 다른 재료를 사용해도 된다.)의 사각 기둥재(예를 들어, 발광체(122)의 수가 3 개이면 삼각 기둥재를 사용하고, 5 개이면 오각 기둥재를 사용하는 것이 바람직하다.)이고, 그 선단부에서 4 개의 발광체(122)가 각각 반사면(114)의 초점(F)을 중심으로 하여 둘레 방향으로 균등 간격으로 방사상으로 설치되어 있다.
이와 같이, 지주(124)는 열 전도성이 높은 알루미늄으로 형성되어 있는 점에서, 발광 다이오드(126)가 발광함과 동시에 발생하는 열을 발광 다이오드(126)로부터 빠르게 수취할 수 있게 되어 있다. 즉, 지주(124)는 단순히 발광 다이오드(126)나 렌즈(128)를 유지할 뿐만 아니라, 발광 다이오드(126)의 방열재로서의 역할도 갖고 있다. 또한, 지주(124)의 타방 단부는 반사경(110)의 중앙 부착 통부(118)에 삽입된 후, 실리콘계 접착제 등에 의해 반사경(110)에 접착되어 있다(도 3).
지주(124)에서의 4 개의 측면에는 각각 발광 다이오드(126)에 급전하기 위한 급전 부재(134)가 설치되어 있고(도 6), 이 급전 부재(134)를 통하여 발광 다이오드(126)에 전력이 공급되도록 이루어져 있다. 본 실시 형태에서는 지주(124)가 알루미늄제인 점에서, 지주(124)와 급전 부재(134) 사이를 절연할 필요가 있다. 또한, 급전 부재(134)로의 급전은, 외부의 전원(도시하지 않음)으로부터 리드선(도시하지 않음)을 통하여 실시된다. 또한, 리드선을 사용하여 발광 다이오드(126)에 직접 급전하도록 해도 된다.
광원 유닛 홀더(104)는 도 8에 도시한 바와 같이, 복수의 광원 유닛(102)이 부착되는 복수의 오목부(136)가 형성된 대략 직방체 형상의 부재이다.
(노광 장치(10)에 의한 노광 대상물(X)로의 노광에 대하여)
점등 장치(16)를 기동시키면, 노광 장치용 광원(100)이 발광하고, 노광 장치용 광원(100)으로부터 방사된 광이 전방을 향하여 조사된다. 노광 장치용 광원(100)으로부터 나온 광은 인터그레이터 렌즈(20)를 통과함으로써 조도가 균일한 광이 된다. 점등 장치(16)의 기동으로부터 소정 시간이 경과하고, 출광량이 소정의 값에 도달했다고 추정되는 시점에서 노광 제어용 셔터(22)를 개방으로 한다. 그리고, 상기 균일광이 노광 제어용 셔터(22)를 통과하면, 노광용 반사경(24)에 의해 그 광로가 지지대(12)측으로 구부러져, 지지대(12)상에 얹혀 있는 노광 대상물(X)에 그 바로 위로부터 평행광이, 회로 패턴이 형성되어 있는 마스크를 통하여 조사된다. 노광이 종료되면, 노광 제어용 서터(22)가 폐쇄되고, 마스크 아래의 노광 대상물(X)이 미처리물과 교환된다. 여기에서, 상기 노광 제어용 셔터(22)의 개폐 시간을 제어함으로써, 노광 대상물(X)의 노광 시간이 적절하게 조정된다.
(본 실시 형태에 관한 노광 장치용 광원(100)의 특징)
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 노광 장치용 광원(100)에서는 광원 유닛(102)의 광원(112)으로서 발광 다이오드(126)가 사용되고 있다. 또한, 노광 장치용 광원(100) 전체에서 보았을 때, 적어도 2 종류의 단파장광을 조사할 수 있도록, 복수의 광원 유닛(102) 중, 일부의 광원 유닛(102)에는 하나의 단파장광을 조사할 수 있는 발광 다이오드(126)가 사용되고 있고, 타부의 광원 유닛(102)에는 다른 단파장광을 조사할 수 있는 발광 다이오드(126)가 사용되고 있다.
발광 다이오드(126)는 방전등에 비하여, 특정의 파장으로 특화된 단파장광을 핀 포인트로 조사할 수 있다. 이에 의해, 본 실시 형태에 관한 노광 장치용 광원(100)에 따르면, 노광 대상물(X)에 사용되고 있는 레지스트의 감도 특성에 적합한, 적어도 2 종류의 파장을 조사할 수 있고, 또한 방전등의 경우에서의 베이스 라인 이하의 광량을 최소한으로 억제할 수 있으므로, 노광에 불필요한 에너지를 사용하지도 않고, 또한 큰 에너지를 받은 레지스트가 박리될 가능성을 극소화할 수 있다.
(노광 장치(10)에 의한 노광 대상물(X)로의 노광에 관한 변형예 1)
일반적으로, 노광 대상물(X)을 노광할 때, 그 노광 시간내는 노광 장치용 광원(100)으로부터 조사되는 광의 조사 강도를 일정하게 하고 있다. 이를 대신하여, 도 9에 도시한 바와 같이, 연속 노광 시간을 예를 들어 2 개(「제1 노광 시간」과 「제2 노광 시간」)으로 나누고, 이들 제1 노광 시간과 제2 노광 시간에서, 노광 장치용 광원(100)으로부터 조사되는 광의 조사 강도를 변화시키도록 해도 된다.
예를 들어, 도 9에서는 제1 노광 시간에서는 조사 강도를 강하게, 제2 노광 시간에서는 이에 비하여 조사 강도를 약하게 하는 예를 도시하고 있다. 물론, 도 10에 도시한 바와 같이, 제1 노광 시간에서는 조사 강도를 약하게, 제2 노광 시간에서는 이에 비하여 조사 강도를 강하게 해도 된다. 또한, 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 노광 시간에서는 조사 강도를 점증시켜 가고, 제2 노광 시간에서는 조사 강도를 일정하게 해도 된다. 추가적으로 말하면, 연속 노광 시간을 3 개 이상으로 구분해도 되고, 예를 들어 도 12에 도시한 바와 같이, 제1 노광 시간에서는 조사 강도를 점증시켜 가고, 제2 노광 시간에서는 조사 강도를 일정하게 하며, 제3 노광 시간에서는 조사 강도를 점점 감소시켜도 된다. 또한, 도 13에 도시한 바와 같이 제1 노광 시간에서는 조사 강도를 급격하게 점증시켜 가고, 제2 노광 시간에서는 조사 강도를 최초에 급락시킨 후에 일정하게 하며, 제3 노광 시간에서는 조사 강도를 최초에 급증시킨 후에 이차 함수적으로 점점 감소시켜도 된다.
(노광 장치(10)에 의한 노광 대상물(X)로의 노광에 관한 변형예 2)
또한, 예를 들어 연속 노광 시간을 2 개로 나누고, 이들 제1 노광 시간과 제2 노광 시간에서 노광 장치용 광원(100)으로부터 조사되는 각 단파장광의 조사 강도의 밸런스를 변화시키도록 해도 된다. 예를 들어, 도 14에서는 노광 장치용 광원(100)으로부터 조사되는 4 종류의 단파장(302 ㎚, 313 ㎚, 334 ㎚, 및 365 ㎚)의 조사 강도의 밸런스가 「365 ㎚＞313 ㎚＞334 ㎚＞302 ㎚」로 되어 있는 제1 노광 시간을 도시하고 있다. 이를 도 15에 도시한 제2 노광 시간에서는 「302 ㎚＞313 ㎚＞334 ㎚=365 ㎚」로 변화시키고 있다. 물론, 이 변형예 2의 경우도, 연속 노광 시간을 3 개 이상으로 나누어도 된다.
(노광 장치(10)에 의한 노광 대상물(X)로의 노광에 관한 변형예 3)
또한, 레지스트의 감도 특성에 맞추어 각 광원 유닛(102)으로부터 조사되는 광의 단파장을 선택할 뿐만 아니라, 노광 장치용 광원(100)으로부터 조사되는 각 단파장광의 분광 강도를 조정해도 된다. 각 단파장광의 분광 강도의 조정은 예를 들어, 상기 단파장광을 조사하는 광원 유닛(102)의 수로 조정해도 되고, 각 광원 유닛(102)으로부터의 광의 조사 강도를 조정해도 된다. 물론, 이들의 조정 방법을 조합해도 되고, 다른 수단을 사용하여 각 단파장광의 분광 강도의 조정을 실시해도 된다.
(노광 장치(10)에 의한 노광 대상물(X)로의 노광에 관한 변형예 4)
또한, 각 단파장광과 노광하는 레지스트의 수광 감도의 관계에 착안하여, 예를 들어 레지스트의 수광 감도가 낮은 단파장광을 조사하는 저감도의 광원 유닛(102)을 광원 유닛 홀더(104)에서의 중심측에 배치하고, 수광 감도가 높은 단파장광을 조사하는 고감도의 광원 유닛(102)을, 저감도의 광원 유닛(102)과는 반대로, 광원 유닛 홀더(104)에서의 외주측에 배치해도 된다.
이와는 반대로, 레지스트의 수광 감도가 낮은 단파장광을 조사하는 저감도의 광원 유닛(102)을 광원 유닛 홀더(104)에서의 외주측에 배치하고, 수광 감도가 높은 단파장광을 조사하는 고감도의 광원 유닛(102)을 광원 유닛 홀더(104)에서의 중심측에 배치해도 된다.
일반적으로, 광원 유닛 홀더(104)에서의 외주측에 배치한 광원 유닛(102)으로부터 조사된 광은, 그 광의 일부가 노광 대상물(X)로부터 벗어난 미광이 되어 노광에 기여하지 않는 광이 된다. 이와 같은 특징을 이용하여, 고감도의 광원 유닛(102)을 광원 유닛(102)의 외주측에 배치하거나, 반대로 저감도의 광원 유닛(102)을 광원 유닛(102)의 외주측에 배치함으로써, 레지스트의 노광 속도를 조정할 수 있다.
(그 밖의 변형예 1)
상술한 실시 형태에서의 광원 유닛(102)에서는 광원(112)을 반사경(110)과 조합하여 사용하는 경우에 대해서 설명했지만, 반사경(110)을 대신하여, 도 16 내지 도 20에 도시한 바와 같이, 별도의 렌즈(제2 렌즈(140))를 사용해도 된다.
이 변형예 1의 실시 형태에 관한 광원 유닛(102)은 대략 본체(142), 상술한 발광체(122), 히트 싱크(144), 및 제2 렌즈(140)를 구비하고 있다.
본체(142)는 천단으로부터 저단에 이르는 내부 공간(146)을 갖는 각기둥 통형상체이다. 또한, 이 본체(142)의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 발광체(122)로부터의 광이 원하지 않게 투과하지 않는 불투명 재질이고, 발광체(122)로부터의 열을 전도시킬 수 있는 것이 바람직하다.
발광체(122)는 본체(142)의 내부 공간(146)에서의 저단부에 배치되어 있고, 상술한 실시 형태와 동일하게, 발광 다이오드(126), 렌즈(128), 및 렌즈 유지 부재(130)로 구성되어 있다. 이에 대한 설명에 대해서는 상술한 실시 형태에서의 설명을 원용한다. 또한, 이 변형예 1의 실시 형태에서는 렌즈(128)로서 양 볼록 렌즈가 사용되고 있고, 발광 다이오드(126)로부터의 광을 평행화하는 역할을 갖고 있다. 물론, 렌즈(128)는 양 볼록 렌즈에 한정되는 것은 아니고, 발광체(122)로부터의 광의 이용 효율의 최적화와 평행화를 만족시키는 역할을 수행하는 것이면 평 볼록 렌즈나 프레넬 렌즈 등이어도 된다. 또한, 더욱 평행화의 정밀도를 구하는 경우, 비구면 렌즈를 사용해도 된다.
또한, 변형예 1에서의 발광 다이오드(126)의 발광면측의 근방에는 발광 다이오드(126)로부터 방사된 광의 배광각을 좁히기 위한 전면 렌즈(127)가 설치되어 있지만, 이 전면 렌즈(127)는 없어도 된다.
히트 싱크(144)는 본체(142)의 내부 공간(146)에서의 저단부에서 상술한 발광체(122)의 저면(발광 다이오드(126)가 부착된 면과는 반대측의 면)에 접촉되도록 부착되어 있고, 발광 다이오드(126)를 점등시켰을 때의 열을 방산하는(방열하는) 역할을 갖고 있다. 이 때문에, 히트 싱크(144)는 열전도율이 높은 재질로 형성하는 것이 바람직하다.
제2 렌즈(140)는 발광체(122)로부터 이격하여 본체(142)의 내부 공간(146)에서의 천단부에 설치된 평 볼록 렌즈이고, 렌즈(128)만으로는 발광체(122)로부터의 광의 이용 효율의 최적화와 평행화를 만족시킬 수 없는 경우에, 또한 상기 광의 이용 효율의 최적화와 평행화를 만족시키기 위해 사용된다. 제2 렌즈(140)도, 양 볼록 렌즈에 한정되는 것은 아니고, 양 볼록 렌즈나 프레넬 렌즈 등이어도 된다. 또한, 렌즈(128)와 동일하게, 또한 평행화의 정밀도를 구하는 경우, 비구면 렌즈를 사용해도 된다.
추가적으로 말하면, 제2 렌즈(140)를 넣어도 발광체(122)로부터의 광의 이용 효율의 최적화와 평행화를 만족시킬 수 없는 경우에는, 도시하지 않은 제3, 제4 렌즈를 추가해도 된다.
(그 밖의 변형예 2)
상술한 실시 형태에서는 광원(112)으로서 발광 다이오드(126)를 사용하는 예에 대해서 설명했지만, 기본적으로 단파장광을 방사시킬 수 있는 것이면 발광 다이오드(126)에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 레이저를 사용해도 된다.
(그 밖의 변형예 3)
또한, 각 광원 유닛(102)에, 상기 광원 유닛(102)이 순정품인지의 여부를 판정하기 위한 판별 부재를 부가해도 된다. 이 판별 부재는 예를 들어, 소정의 정보가 입력된 IC칩이나 RFID 등이 생각된다. 또한, 이 판별 부재는 광원 유닛(102) 내에 매입되어도 되고, 광원 유닛(102)에서의 반사경(110)이나 광원(112)으로부터 이격된 상태에서 부착되어 있어도 된다.
또한, 판별 부재로서 백열등을 사용해도 된다. 순정품인지의 여부를 판정할 때, 백열등에 소정의 전력을 공급하여 상기 백열등을 점등시킨다. 그리고, 점등 중의 백열등의 전압을 측정함으로써, 광원 유닛(102)이 순정품인지의 여부를 판정한다.
구체적으로 설명하면, 백열등에 정전류를 공급한 소정 시간 후(예를 들어, 공급 개시부터 약 10 초후), 상기 백열등의 양단 전압을 측정한다. 이 측정 전압과, 미리 측정·등록해 둔 복수의 순정품 판정용 백열등의 전압 분포 범위를 비교한다. 그리고, 측정 전압이 등록 전압 범위내이면, 상기 백열등이 부가된 광원 유닛(102)을 순정품이라고 판정한다. 반대로, 측정 전압이 등록 전압 범위 밖이면, 상기 백열등이 부가된 광원 유닛(102)을 비순정품으로 판정한다.
상술한 판정 방법과는 별도의 판정 방법을 사용해도 된다. 예를 들어, 백열등에 정전류의 공급을 개시한 직후에 상기 백열등의 양단 전압을 측정한다. 그리고, 1 회째의 전압 측정부터 소정 시간 후(예를 들어 약 10 초 후)에, 다시 상기 백열등의 양단 전압을 측정한다(2 회째). 그 후, 1 회째의 측정 전압과 2 회째의 측정 전압의 차가, 미리 측정·등록해 둔 복수의 순정품 판정용 백열등에서의 2 회분의 측정 전압의 전압차 범위내인지의 여부를 확인한다. 등록 전압차 범위내이면, 상기 백열등이 부가된 광원 유닛(102)을 순정품이라고 판정한다. 반대로, 등록 전압차 범위밖이면, 상기 백열등이 부가된 광원 유닛(102)을 비순정품이라고 판정한다.
(그 밖의 변형예 4)
각 광원 유닛(102)으로부터는 단파장광을 조사하도록 하고 있었지만, 이미 설명한 바와 같이, 이를 대신하여 1 개의 발광 다이오드(126)를 구성하는 복수의 발광 다이오드 소자(132)로부터 방사되는 광의 파장을 서로 다른 파장으로 하고, 하나의 광원 유닛(102)만으로 노광 장치용 광원(100)을 구성해도 된다.
(그 밖의 변형예 5)
노광 대상물(X)에서의 조도 불균일이나 노광 불균일을 적게 하기 위해, 복수의 광원 유닛(102)의 각각으로부터의 광의 조사 강도를 조정 및 변화시켜도 된다. 예를 들어, 노광 대상물(X)의 피조사면에서의 중앙부의 조도나 노광 강도가 큰 경우, 복수의 광원 유닛(102)에서의 중앙부에 배치된 광원 유닛(102)으로부터의 광의 조사 강도를 저하시키는 것이 생각된다.
이번회 개시된 실시 형태는 모든 점에서 예시이고 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 할 것이다. 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라, 특허청구범위에 의해 나타나고, 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
10: 노광 장치 12: 지지대
14: 광학계 16: 점등 장치
20: 인터그레이터 렌즈 22: 노광 제어용 셔터
24: 노광용 반사경 30: 전력 공급선
40: 제어 장치 100: 노광 장치용 광원
102: 광원 유닛 104: 광원 유닛 홀더
110: 반사경 112: 광원
114: 반사면 116: 개구
118: 중앙 부착 통부 120: 전면 커버
122: 발광체 124: 지주
126: 발광 다이오드 127: 전면 렌즈
128: 렌즈 130: 렌즈 유지 부재
132: 발광 다이오드 소자 134: 급전 부재
136: 오목부 140: 제2 렌즈
142: 본체 144: 히트 싱크
146: 내부 공간 X: 노광 대상물(레지스트)
C: (반사경(110)의) 중심축 P: 절연판

Claims (13)

  1. 단파장광을 조사하는 복수의 광원 유닛을 구비하는 노광 장치용 광원에 있어서,
    복수의 상기 광원 유닛으로부터 조사되는 단파장광은 적어도 2 종류인, 노광 장치용 광원.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복수의 상기 광원 유닛을 유지하는 광원 유닛 홀더를 추가로 구비하고 있는, 노광 장치용 광원.
  3. 제 1 항에 있어서,
    1 회의 연속 노광 기간에서의 제1 노광 시간과 제2 노광 시간에서 조사되는 광의 조사 강도가 변화되는, 노광 장치용 광원.
  4. 제 1 항에 있어서,
    1 회의 연속 노광 기간에서의 제1 노광 시간과 제2 노광 시간에서 상기 각 단파장광의 조사 강도의 밸런스가 변화되는, 노광 장치용 광원.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    1 회의 연속 노광 기간은 적어도 제1 노광 시간과 제2 노광 시간과 제3 노광시간으로 나뉘어져 있는, 노광 장치용 광원.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 각 단파장광의 조사 강도의 밸런스는 상기 각 단파장광을 조사하는 상기 각 광원 유닛의 수, 및 상기 각 광원 유닛으로부터의 광의 조사 강도 중 적어도 한쪽을 조정하여 실시하고 있는, 노광 장치용 광원.
  7. 제 1 항에 있어서,
    노광하는 레지스트의 수광 감도가 낮은 상기 단파장광을 조사하는 저감도의 상기 광원 유닛이 중심측 또는 외주측에 배치되고,
    상기 수광 감도가 높은 상기 단파장광을 조사하는 고감도의 상기 광원 유닛이, 저감도의 상기 광원 유닛과는 반대로, 외주측 또는 중심측에 배치되어 있는, 노광 장치용 광원.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 각 광원 유닛은 순정품 판정을 실시하기 위한 판별 부재를 갖고 있는, 노광 장치용 광원.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 판별 부재는 백열등인, 노광 장치용 광원.
  10. 제 1 항에 있어서,
    복수의 상기 광원 유닛으로부터 조사되는 광의 조사 강도는 적어도 2 종류인, 노광 장치용 광원.
  11. 제 1 항에 기재된 노광 장치용 광원을 구비하는 노광 장치.
  12. 파장이 다른 단파장광을 조사하는 복수의 광원 유닛을 구비하고 있고,
    복수의 상기 광원 유닛으로부터 조사되는 단파장광은 적어도 2 종류인 노광 장치용 광원이 제어 방법으로,
    1 회의 연속 노광 기간에서의 제1 노광 시간과 제2 노광 시간에서 광의 조사 강도를 변화시키는, 노광 장치용 광원의 제어 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    노광 대상물에서의 조도 불균일이나 노광 불균일을 적게 하기 위해, 복수의 상기 광원 유닛으로부터 조사되는 광의 조사 강도를 변화시키는, 노광 장치용 광원의 제어 방법.
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