周辺露光装置
【課題】 小型化、簡単化を実現できるとともに、露光対象物に与える悪影響を大幅に低減でき、しかも、無駄な電力消費を伴うことなく、露光対象物の周辺領域を露光する。
【解決手段】 レジストが塗布された基板１を支承するＸＹステージ２と、ＸＹステージ２を支承する回転テーブル３と、基板１に対する周辺露光を行う周辺露光用光源４と、周辺露光用光源４を保持するスライダー５と、周辺露光用光源４の出力光強度を検出する照度計６と、周辺露光用光源４に駆動電流を供給する直流電源７と、周辺露光用光源４の温度を制御する温度制御機構８とを有している。
【解決手段】 レジストが塗布された基板１を支承するＸＹステージ２と、ＸＹステージ２を支承する回転テーブル３と、基板１に対する周辺露光を行う周辺露光用光源４と、周辺露光用光源４を保持するスライダー５と、周辺露光用光源４の出力光強度を検出する照度計６と、周辺露光用光源４に駆動電流を供給する直流電源７と、周辺露光用光源４の温度を制御する温度制御機構８とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶用ガラス基板、半導体ウエハー、感光フィルムなどの露光対象物の周辺所定位置を露光するための周辺露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶用ガラス基板、半導体ウエハー、感光フィルムなどの露光対象物の周辺所定位置を露光するための周辺露光装置が提供され、実用に供されている。
【０００３】
液晶表示パネル、または半導体ウエハー等の基板に配線パターンを形成する際は、先ず基板全面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法により所望の形状にパターニングして配線パターンが製作されるが、通常は基板周辺部に幅が数mm程度の帯状の余白が製作されるようにマスクパターンの露光位置が決められている。
【０００４】
このため、フォトリソグラフィ工程でポジ型レジストを使用すると、現像処理後、基板周辺部に未露光のレジストが帯状に残存することになる。この残存レジストは不要であるばかりでなく、後の製造工程においてダストとなるため、スループット低下の要因の一つとして大きな問題になる。そこで、基板周辺部の不要なレジスト領域を露光・現像して除去する必要がある。
【０００５】
このような問題点を考慮して、従来から、角形基板の周辺露光装置として、例えば、特許文献１、特許文献２に記載された装置が知られている。
【０００６】
特許文献１、特許文献２に記載された装置では、基板周辺部の１箇所を露光するに当たり、１つの光源として、放電灯１灯を用い、その内部には反射鏡、レンズ群、波長カットフィルターを備え、そこから放射される光を基板周辺部に当てながら、基板、或いは光源を移動させることで、基板周辺部を露光することができる。また、光源の冷却は、空冷により達成され、そこから発生する暖気はブロワーにて排気される。
【特許文献１】特開平１１−１５４６３９号公報
【特許文献２】特開平５−１９０４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、特許文献２に記載された装置では、１つの光源として、放電灯１灯を用いているので、以下の問題点が生じてしまう。
【０００８】
放電灯の待機時間並びに暖機時間が長い為に、周辺露光を行わない時も放電灯を常時点灯しておく必要があり、放電灯の寿命が短くなり、消費電力が必要以上に多くなり、放電灯の交換が頻繁になることに伴って作業性が悪くなってしまう。
【０００９】
放電灯は発熱量が多いので、冷却に大がかりなブロワーを必要とする。
【００１０】
放電灯は内部に水銀が使用されているので、放電灯が破損した際の作業者の健康被害や、廃棄される放電灯の処理時の環境負荷が大きい。
【００１１】
放電灯は構造が大形であり、それに関わる部分の装置も大形にならざるを得ない。
【００１２】
放電灯は出力光の波長分布帯が広く、感光に関係しない波長帯でも発光しているため、無駄に消費する電力が多くなる。
【００１３】
放電灯では電気エネルギーの殆どが熱エネルギーに変換される為、無駄に消費する電力が多くなる。
【００１４】
放電灯の出力光には赤外線を含むため、基板に対して露光だけでなく、熱的影響を与えてしまう。
【００１５】
放電灯は寿命が短いので、交換を頻繁に行う必要がある。
【００１６】
放電灯は出力光の波長分布帯が広く、感光に関係しない波長帯の光が照射されるので、基板に対して光学的負荷が掛かり、それを防ぐためには、照射部分に不要な波長帯の光が照射されないようにカットするフィルターを設ける必要がある。
【００１７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、小型化、簡単化を実現できるとともに、露光対象物に与える悪影響を大幅に低減でき、しかも、無駄な電力消費を伴うことなく、露光対象物の周辺領域を露光することができる周辺露光装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の周辺露光装置は、露光対象物の周辺所定位置に対応させて、紫外光を放射する発光ダイオードを含む周辺露光用光源を配置してなるものである。
【００１９】
ここで、周辺露光用光源は、所定の相対関係を保持させた状態で配列された複数の発光ダイオードを含むものであってもよく、マトリックス状に配列された複数の発光ダイオードを含むものであってもよい。また、周辺露光用光源は、発光ダイオードから放射される光を、直接に露光対象物の周辺所定位置に照射するものであってもよい。
【００２０】
さらに、発光ダイオードを冷却する冷却水を供給する冷却水生成装置と、発光ダイオード冷却直後の冷却水の温度を検出する水温検出装置と、発光ダイオード冷却直後の冷却水の温度を所定温度に保持するように冷却水生成装置を制御する水温制御装置とをさらに含んでいてもよい。
【００２１】
さらにまた、露光対象物の周辺所定位置を露光することが指示されたことに応答して発光ダイオードに通電し、露光対象物の周辺所定位置を露光しないことが指示されたことに応答して発光ダイオードへの通電を阻止する通電制御装置をさらに含んでいてもよい。
【００２２】
本発明の周辺露光装置であれば、露光対象物の周辺所定位置に対応させて、紫外光を放射する発光ダイオードを含む周辺露光用光源を配置してなるのであるから、小型化、簡単化を実現できるとともに、露光対象物に与える悪影響を大幅に低減でき、しかも、無駄な電力消費を伴うことなく、露光対象物の周辺領域を露光することができる。
【００２３】
周辺露光用光源が、所定の相対関係を保持させた状態で配列された複数の発光ダイオードを含むものである場合には、特別の機構を用いることなく光強度の平準化を実現することができる。周辺露光用光源が、マトリックス状に配列された複数の発光ダイオードを含むものである場合には、露光対象物に光が照射される時間を長くし、露光対象物に与える光エネルギーを増加させることができる。周辺露光用光源が、発光ダイオードから放射される光を、直接に露光対象物の周辺所定位置に照射するものである場合には、小型化、簡単化を実現することができる。
【００２４】
また、発光ダイオードを冷却する冷却水を供給する冷却水生成装置と、発光ダイオード冷却直後の冷却水の温度を検出する水温検出装置と、発光ダイオード冷却直後の冷却水の温度を所定温度に保持するように冷却水生成装置を制御する水温制御装置とをさらに含んでいる場合には、発光ダイオードの温度をほぼ一定に保持することができ、露光品質を安定させることができる。
【００２５】
さらに、露光対象物の周辺所定位置を露光することが指示されたことに応答して発光ダイオードに通電し、露光対象物の周辺所定位置を露光しないことが指示されたことに応答して発光ダイオードへの通電を阻止する通電制御装置をさらに含んでいる場合には、不要な電力消費を阻止することができるとともに、発光ダイオードの寿命を長くすることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、小型化、簡単化を実現できるとともに、露光対象物に与える悪影響を大幅に低減でき、しかも、無駄な電力消費を伴うことなく、露光対象物の周辺領域を露光することができるという特有の効果を奏する。
【００２７】
また、露光時だけ点灯することにより、発光ダイオードの寿命を長くし、消費電力を必要最小限にし、発光ダイオード交換などの作業性を向上させることができる。
【００２８】
発光ダイオードの発熱量を小さくできるので、小型なチラーでの冷却が可能となる。
【００２９】
発光ダイオードは水銀を使用しないため、作業者の健康被害並びに環境負荷をなくすることができる。
【００３０】
発光ダイオードが小型軽量であるから、装置の小型化を実現することができる。
【００３１】
発光ダイオードは波長分布帯が狭いので、感光（露光）に関係する波長帯だけでの照射が可能で、無駄な電力消費を防止することができる。
【００３２】
発光ダイオードは発光効率が高いので、熱エネルギーの発生を抑えることができ、ひいては電力消費を抑えることができる。
【００３３】
発光ダイオードの出力光は赤外線を含まないので、被処理体に対して熱負荷を与えない。
【００３４】
発光ダイオードは寿命が長いので、交換周期を長くすることができ、交換作業回数を低減することができる。
【００３５】
発光ダイオードの出力光は波長分布帯が狭く、感光（露光）に関係する波長帯だけを照射することができ、被処理体に対する光学的ストレスをなくすることができ、しかも不要な波長帯をカットするフィルターを必要とせず、構成を簡単化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、添付図面を参照して、本発明の周辺露光装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００３７】
図１は本発明の周辺露光装置の一実施形態を概略的に示す斜視図である。
【００３８】
この周辺露光装置は、液晶パネルの周辺露光に適用されるものである。
【００３９】
この周辺露光装置は、レジストが塗布された基板１を支承するＸＹステージ２と、ＸＹステージ２を支承する回転テーブル３と、基板１に対する周辺露光を行う周辺露光用光源４と、周辺露光用光源４を保持するスライダー５と、周辺露光用光源４の出力光強度を検出する照度計６と、周辺露光用光源４に駆動電流を供給する直流電源７と、周辺露光用光源４の温度を制御する温度制御機構８とを有している。
【００４０】
基板１としては、ガラス基板、他の材質製の基板、半導体ウエハー、フィルムなどが例示できる。また、種々の形状のものが採用可能である。
【００４１】
ＸＹステージ２は、基板１を２次元的に移動させるものであり、回転テーブル３は、ＸＹステージ２と共に基板１を回転させるものである。
【００４２】
周辺露光用光源４は、紫外線を放射する発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）４ａを発光源として含むとともに、ブラケット４ｂ、遮光マスク４ｃ（図２参照）などを含むものである。遮光マスク４ｃは、例えば、図２に示すように、矩形の窓孔を有し、ＵＶ−ＬＥＤ４ａによる基板１の照射エリアを矩形状にし、露光エリアの寸法精度を高めることができる。図３は遮光マスクを用いない場合に露光エリアが円形になることを示している。したがって、図３と対比することによって、図２の場合に露光エリアの寸法精度を高めることができることが分かる。
【００４３】
スライダー５は、ＸＹステージ２による所定方向への基板１の移動方向と直交する方向へ周辺露光用光源４を往復動させるものである。
【００４４】
照度計６は、スライダー５による周辺露光用光源４の移動限界位置において周辺露光用光源４の出力光を受光するものであり、強度検出信号を直流電源７に供給する。
【００４５】
直流電源７は、所定の出力光強度が得られるように、周辺露光用光源４に駆動電圧または電流を供給する。好ましくは、ＵＶ−ＬＥＤ４ａを露光時のみ発光させ、また、必要に応じて露光条件を変化させるように、駆動電圧または電流を制御する。そして、このような制御を行うために、入力機能、記憶機能、比較演算機能、動作指令機能等を備えた制御装置（コンピュータ、プログラマブルロジックアレイなど）に予め品種別のデータとして駆動電圧または電流を登録しておくことが好ましい。
【００４６】
また、照度計６により、定期的に出力光強度を測定し、出力光強度測定値を制御装置に供給し、適切なＵＶ−ＬＥＤ４ａの照射状態を演算させることが好ましく、ＵＶ−ＬＥＤ４ａが経時劣化した場合でも安定した露光品質を実現できる。
【００４７】
温度制御機構８は、冷却水を生成するためのチラー８ａと、冷却水をブラケット４ｂに供給してＵＶ−ＬＥＤ４ａを冷却し、再びチラー８ａに戻すための冷却水流路８ｂと、冷却水流路８ｂの所定位置に設けたバルブ８ｃ、流量計８ｄ、水圧計８ｅ、および水温センサー８ｆを有している。なお、水温センサー８ｆは、ブラケット４ｂのすぐ下流側に設けられており、温度検出信号をチラー８ａに供給して、チラー８ａの動作を制御する。
【００４８】
また、基板１の搬入、搬出は、図示しない基板移搭ロボット、シャトル搬送移載機構、ローラコンベア等によって行うか、作業者の手作業によって行う。
【００４９】
さらに、図示しないL字状位置合わせガイドもしくはL字上の３点のみ接触するピン型のガイドを設けることが好ましく、ＸＹステージ２に供給された基板１の位置がずれている場合に、該ガイドに基板１を押し付けて位置を合わせることができる。
【００５０】
上記の構成の周辺露光装置の作用は次のとおりである。
【００５１】
レジストが塗布された基板１が搬入され、ＸＹステージ２、回転テーブル３を駆動して位置決めが行われれば、スライダー５によって、露光すべき周辺位置に正対させるべく、周辺露光用光源４を位置決めすることによって、周辺露光の準備を完了する。
【００５２】
その後、ＸＹステージ２によって基板１を１方向に移動させるとともに、直流電源７により周辺露光用光源４を動作させることによって、基板１の1辺に沿って周辺部の不要レジストを露光することができる。
【００５３】
次いで、ＸＹステージ２、回転テーブル３を動作させるとともに、スライダー５を動作させることによって、他の辺の露光すべき周辺位置に正対させるべく周辺露光用光源４を位置決めし、基板１の該当する辺に沿って周辺部の不要レジストを露光することができる。
【００５４】
同様にして、基板１の全ての辺に沿って周辺部の不要レジストを露光することができる。
【００５５】
以上の処理を行えば、矩形の基板１の4辺全ての周辺露光をことができるが、何れかの辺のみを露光することが可能である他、周辺部の露光以外に基板内部への露光を行うことも可能である。他の装置に本機能を組み込まれた場合等はどの辺も露光しない場合もある。
【００５６】
予め露光したい形状全面、又はその形状を分割した形状に周辺露光用光源４を配し、ステージを制止した状態で、必要時間照射し露光する事も可能である。
【００５７】
また、不要レジスト部への露光の最中にＸＹステージ２と回転テーブル３とスライダー５とを動作させ、露光端面に凹凸のある形状に合わせて周辺露光を行うことも可能である。
【００５８】
図４は本発明の周辺露光装置の他の実施形態を概略的に示す斜視図である。
【００５９】
この周辺露光装置は、半導体ウエハーの周辺露光に適用されるものである。
【００６０】
この周辺露光装置が図１の周辺露光装置と異なる点は、ＸＹステージ２を省略した点、L字状位置合わせガイドもしくはL字上の３点のみ接触するピン型のガイドに代えて端面検出装置９を設けた点、遮光マスク４ｃの窓孔の形状を矩形に代えてスリット状に設定した点のみである。
【００６１】
したがって、この実施形態であれば、円形の基板１を回転させながら周辺露光用光源４からの光を照射させることによって、周辺露光を達成することができる。
【００６２】
上記各実施形態においては、周辺露光用光源４を静止させ、基板１を移動させることによって、周辺露光を達成するようにしているが、基板１を静止させ、周辺露光用光源４を移動させることによって、周辺露光を達成することが可能である。
【００６３】
また、複数の周辺露光用光源４を採用することも可能である。
【００６４】
上記各実施形態においては、基板１を支承する面を平坦面に設定しているが、複数の支持用ピンを突設して基板１を支承する構成を採用することが可能であり、また、基板１が方形である場合に、基板１の１側部を把持し、基板１を、水平な状態または垂直な状態で保持することも可能である。
【００６５】
さらに、上記各実施形態において、ＵＶ−ＬＥＤ４ａをＯＮ／ＯＦＦさせるべく直流電源７を制御することが可能であり、この場合には、ＯＮ時間とＯＦＦ時間とに基づいて、図５に示すように、断続的に露光を達成することができる。
【００６６】
上記各実施形態においては、３つのＵＶ−ＬＥＤ４ａを直線状に配列しているが、異なる数のＵＶ−ＬＥＤ４ａを配列することが可能である。また、ＵＶ−ＬＥＤ４ａを複数行、複数列に配列することも可能である｛図６、図７参照｝。図６に示す周辺露光用光源４は、ＵＶ−ＬＥＤ４ａを碁盤目状に配列しており、図７に示す周辺露光用光源４は、ＵＶ−ＬＥＤ４ａを千鳥状に配列している。
【００６７】
これらの場合には、基板１に光が照射される時間を長くすることができ、基板１に与える光エネルギーを増加させることができる（図８参照、ただし、図８は、ＵＶ−ＬＥＤ４ａを碁盤目状３行２列に配列した場合の照度分布を示している）。
【００６８】
また、隣り合うＵＶ−ＬＥＤ４ａ同士の間隔を適切に設定することによって、露光可能な面積を拡大することができる。
【００６９】
この点をさらに説明する。
【００７０】
基板１に塗布されたレジストを完全に感光させて周辺露光を実現するに当たっては、レジスト感度（ｍＪ／ｃｍ２）、ＵＶ−ＬＥＤの照度（ｍＷ／ｃｍ２）、露光速度（ｍｍ／ｓｅｃ）、および照射エリア幅（ｍｍ）の４つのパラメータが関係する。
ここで、レジスト感度（ｍＪ／ｃｍ２）は、基板１に塗布されたレジストにどれだけの光エネルギーを与えると感光するかを示す値である。
【００７１】
ＵＶ−ＬＥＤの照度（ｍＷ／ｃｍ２）は、ＵＶ−ＬＥＤから照射される光（レジストが感光する波長帯の光）の、基板表面での単位面積当りの光エネルギー量である。
露光速度（ｍｍ／ｓｅｃ）は、ＵＶ−ＬＥＤが基板上を通過する速度である。
照射エリア幅（ｍｍ）は、照射光が照らす基板上の領域の幅（通過方向の寸法）
である。
【００７２】
そして、基板１の周辺部を正しく露光して周辺露光を達成するためには、次の条件を満足する必要がある。
【００７３】
照射エリア幅（ｍｍ）／｛レジスト感度（ｍＪ／ｃｍ２）／ＵＶ−ＬＥＤの照度（ｍＷ／ｃｍ２）｝≧露光速度（ｍｍ／ｓｅｃ）
ただし、通常は、使用条件から、「ＵＶ−ＬＥＤの照度」以外のパラメータは先に決定される。したがって、上記条件式を満足するようにＵＶ−ＬＥＤの照度を定めればよい。
ＵＶ−ＬＥＤから放射される光は、図９に示すように、中心が最も照度が高い正規分布状になっている。なお、図９、および以下の図において、１〜５の数字は照度を示しており、レジストが正しく感光する照度を３以上に設定している。
【００７４】
したがって、個々のＵＶ−ＬＥＤの照射に重なりがない場合には、図９に示すように、何れのＵＶ−ＬＥＤも照度分布は全く変化しない。
【００７５】
照度が１の部分を互いに重ねるようにＵＶ−ＬＥＤ同士の相対位置を設定すれば、両ＵＶ−ＬＥＤ間の最も低い照度は２になる（図１０参照）。ただし、この照度２ではレジストを正しく感光することはできない。
【００７６】
照度が１の部分を照度が２の部分と重ねるようにＵＶ−ＬＥＤ同士の相対位置を設定すれば、両ＵＶ−ＬＥＤ間の最も低い照度は３になる（図１１参照）。したがって、両ＵＶ−ＬＥＤ間の全範囲でレジストを正しく感光することができる。すなわち、図９と比較して、照度の大幅な平準化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の周辺露光装置の一実施形態を概略的に示す斜視図である。
【図２】遮光マスクと照射エリアとの関係を示す概略斜視図である。
【図３】遮光マスクが存在しない場合の照射エリアを示す概略斜視図である。
【図４】本発明の周辺露光装置の他の実施形態を概略的に示す斜視図である。
【図５】断続的な露光の一例を概略的に示す斜視図である。
【図６】ＵＶ−ＬＥＤを碁盤目状４行４列に配列した周辺露光用光源を示す概略図である。
【図７】ＵＶ−ＬＥＤを千鳥状に配列した周辺露光用光源を示す概略図である。
【図８】ＵＶ−ＬＥＤを碁盤目状３行２列に配列した周辺露光用光源の照度分布を示す概略図である。
【図９】２つのＵＶ−ＬＥＤによる照度分布を示す概略図である。
【図１０】２つのＵＶ−ＬＥＤの照射範囲の最も外縁部を重ねた状態の照度分布を示す概略図である。
【図１１】２つのＵＶ−ＬＥＤの間の照度が感光可能な照度となるように両ＵＶ−ＬＥＤの間隔を設定した状態の照度分布を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７８】
１ 基板
４ 周辺露光用光源
４ａ ＵＶ−ＬＥＤ
８ａ チラー
８ｆ 水温センサー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶用ガラス基板、半導体ウエハー、感光フィルムなどの露光対象物の周辺所定位置を露光するための周辺露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶用ガラス基板、半導体ウエハー、感光フィルムなどの露光対象物の周辺所定位置を露光するための周辺露光装置が提供され、実用に供されている。
【０００３】
液晶表示パネル、または半導体ウエハー等の基板に配線パターンを形成する際は、先ず基板全面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィ法により所望の形状にパターニングして配線パターンが製作されるが、通常は基板周辺部に幅が数mm程度の帯状の余白が製作されるようにマスクパターンの露光位置が決められている。
【０００４】
このため、フォトリソグラフィ工程でポジ型レジストを使用すると、現像処理後、基板周辺部に未露光のレジストが帯状に残存することになる。この残存レジストは不要であるばかりでなく、後の製造工程においてダストとなるため、スループット低下の要因の一つとして大きな問題になる。そこで、基板周辺部の不要なレジスト領域を露光・現像して除去する必要がある。
【０００５】
このような問題点を考慮して、従来から、角形基板の周辺露光装置として、例えば、特許文献１、特許文献２に記載された装置が知られている。
【０００６】
特許文献１、特許文献２に記載された装置では、基板周辺部の１箇所を露光するに当たり、１つの光源として、放電灯１灯を用い、その内部には反射鏡、レンズ群、波長カットフィルターを備え、そこから放射される光を基板周辺部に当てながら、基板、或いは光源を移動させることで、基板周辺部を露光することができる。また、光源の冷却は、空冷により達成され、そこから発生する暖気はブロワーにて排気される。
【特許文献１】特開平１１−１５４６３９号公報
【特許文献２】特開平５−１９０４４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１、特許文献２に記載された装置では、１つの光源として、放電灯１灯を用いているので、以下の問題点が生じてしまう。
【０００８】
放電灯の待機時間並びに暖機時間が長い為に、周辺露光を行わない時も放電灯を常時点灯しておく必要があり、放電灯の寿命が短くなり、消費電力が必要以上に多くなり、放電灯の交換が頻繁になることに伴って作業性が悪くなってしまう。
【０００９】
放電灯は発熱量が多いので、冷却に大がかりなブロワーを必要とする。
【００１０】
放電灯は内部に水銀が使用されているので、放電灯が破損した際の作業者の健康被害や、廃棄される放電灯の処理時の環境負荷が大きい。
【００１１】
放電灯は構造が大形であり、それに関わる部分の装置も大形にならざるを得ない。
【００１２】
放電灯は出力光の波長分布帯が広く、感光に関係しない波長帯でも発光しているため、無駄に消費する電力が多くなる。
【００１３】
放電灯では電気エネルギーの殆どが熱エネルギーに変換される為、無駄に消費する電力が多くなる。
【００１４】
放電灯の出力光には赤外線を含むため、基板に対して露光だけでなく、熱的影響を与えてしまう。
【００１５】
放電灯は寿命が短いので、交換を頻繁に行う必要がある。
【００１６】
放電灯は出力光の波長分布帯が広く、感光に関係しない波長帯の光が照射されるので、基板に対して光学的負荷が掛かり、それを防ぐためには、照射部分に不要な波長帯の光が照射されないようにカットするフィルターを設ける必要がある。
【００１７】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、小型化、簡単化を実現できるとともに、露光対象物に与える悪影響を大幅に低減でき、しかも、無駄な電力消費を伴うことなく、露光対象物の周辺領域を露光することができる周辺露光装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の周辺露光装置は、露光対象物の周辺所定位置に対応させて、紫外光を放射する発光ダイオードを含む周辺露光用光源を配置してなるものである。
【００１９】
ここで、周辺露光用光源は、所定の相対関係を保持させた状態で配列された複数の発光ダイオードを含むものであってもよく、マトリックス状に配列された複数の発光ダイオードを含むものであってもよい。また、周辺露光用光源は、発光ダイオードから放射される光を、直接に露光対象物の周辺所定位置に照射するものであってもよい。
【００２０】
さらに、発光ダイオードを冷却する冷却水を供給する冷却水生成装置と、発光ダイオード冷却直後の冷却水の温度を検出する水温検出装置と、発光ダイオード冷却直後の冷却水の温度を所定温度に保持するように冷却水生成装置を制御する水温制御装置とをさらに含んでいてもよい。
【００２１】
さらにまた、露光対象物の周辺所定位置を露光することが指示されたことに応答して発光ダイオードに通電し、露光対象物の周辺所定位置を露光しないことが指示されたことに応答して発光ダイオードへの通電を阻止する通電制御装置をさらに含んでいてもよい。
【００２２】
本発明の周辺露光装置であれば、露光対象物の周辺所定位置に対応させて、紫外光を放射する発光ダイオードを含む周辺露光用光源を配置してなるのであるから、小型化、簡単化を実現できるとともに、露光対象物に与える悪影響を大幅に低減でき、しかも、無駄な電力消費を伴うことなく、露光対象物の周辺領域を露光することができる。
【００２３】
周辺露光用光源が、所定の相対関係を保持させた状態で配列された複数の発光ダイオードを含むものである場合には、特別の機構を用いることなく光強度の平準化を実現することができる。周辺露光用光源が、マトリックス状に配列された複数の発光ダイオードを含むものである場合には、露光対象物に光が照射される時間を長くし、露光対象物に与える光エネルギーを増加させることができる。周辺露光用光源が、発光ダイオードから放射される光を、直接に露光対象物の周辺所定位置に照射するものである場合には、小型化、簡単化を実現することができる。
【００２４】
また、発光ダイオードを冷却する冷却水を供給する冷却水生成装置と、発光ダイオード冷却直後の冷却水の温度を検出する水温検出装置と、発光ダイオード冷却直後の冷却水の温度を所定温度に保持するように冷却水生成装置を制御する水温制御装置とをさらに含んでいる場合には、発光ダイオードの温度をほぼ一定に保持することができ、露光品質を安定させることができる。
【００２５】
さらに、露光対象物の周辺所定位置を露光することが指示されたことに応答して発光ダイオードに通電し、露光対象物の周辺所定位置を露光しないことが指示されたことに応答して発光ダイオードへの通電を阻止する通電制御装置をさらに含んでいる場合には、不要な電力消費を阻止することができるとともに、発光ダイオードの寿命を長くすることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、小型化、簡単化を実現できるとともに、露光対象物に与える悪影響を大幅に低減でき、しかも、無駄な電力消費を伴うことなく、露光対象物の周辺領域を露光することができるという特有の効果を奏する。
【００２７】
また、露光時だけ点灯することにより、発光ダイオードの寿命を長くし、消費電力を必要最小限にし、発光ダイオード交換などの作業性を向上させることができる。
【００２８】
発光ダイオードの発熱量を小さくできるので、小型なチラーでの冷却が可能となる。
【００２９】
発光ダイオードは水銀を使用しないため、作業者の健康被害並びに環境負荷をなくすることができる。
【００３０】
発光ダイオードが小型軽量であるから、装置の小型化を実現することができる。
【００３１】
発光ダイオードは波長分布帯が狭いので、感光（露光）に関係する波長帯だけでの照射が可能で、無駄な電力消費を防止することができる。
【００３２】
発光ダイオードは発光効率が高いので、熱エネルギーの発生を抑えることができ、ひいては電力消費を抑えることができる。
【００３３】
発光ダイオードの出力光は赤外線を含まないので、被処理体に対して熱負荷を与えない。
【００３４】
発光ダイオードは寿命が長いので、交換周期を長くすることができ、交換作業回数を低減することができる。
【００３５】
発光ダイオードの出力光は波長分布帯が狭く、感光（露光）に関係する波長帯だけを照射することができ、被処理体に対する光学的ストレスをなくすることができ、しかも不要な波長帯をカットするフィルターを必要とせず、構成を簡単化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、添付図面を参照して、本発明の周辺露光装置の実施の形態を詳細に説明する。
【００３７】
図１は本発明の周辺露光装置の一実施形態を概略的に示す斜視図である。
【００３８】
この周辺露光装置は、液晶パネルの周辺露光に適用されるものである。
【００３９】
この周辺露光装置は、レジストが塗布された基板１を支承するＸＹステージ２と、ＸＹステージ２を支承する回転テーブル３と、基板１に対する周辺露光を行う周辺露光用光源４と、周辺露光用光源４を保持するスライダー５と、周辺露光用光源４の出力光強度を検出する照度計６と、周辺露光用光源４に駆動電流を供給する直流電源７と、周辺露光用光源４の温度を制御する温度制御機構８とを有している。
【００４０】
基板１としては、ガラス基板、他の材質製の基板、半導体ウエハー、フィルムなどが例示できる。また、種々の形状のものが採用可能である。
【００４１】
ＸＹステージ２は、基板１を２次元的に移動させるものであり、回転テーブル３は、ＸＹステージ２と共に基板１を回転させるものである。
【００４２】
周辺露光用光源４は、紫外線を放射する発光ダイオード（ＵＶ−ＬＥＤ）４ａを発光源として含むとともに、ブラケット４ｂ、遮光マスク４ｃ（図２参照）などを含むものである。遮光マスク４ｃは、例えば、図２に示すように、矩形の窓孔を有し、ＵＶ−ＬＥＤ４ａによる基板１の照射エリアを矩形状にし、露光エリアの寸法精度を高めることができる。図３は遮光マスクを用いない場合に露光エリアが円形になることを示している。したがって、図３と対比することによって、図２の場合に露光エリアの寸法精度を高めることができることが分かる。
【００４３】
スライダー５は、ＸＹステージ２による所定方向への基板１の移動方向と直交する方向へ周辺露光用光源４を往復動させるものである。
【００４４】
照度計６は、スライダー５による周辺露光用光源４の移動限界位置において周辺露光用光源４の出力光を受光するものであり、強度検出信号を直流電源７に供給する。
【００４５】
直流電源７は、所定の出力光強度が得られるように、周辺露光用光源４に駆動電圧または電流を供給する。好ましくは、ＵＶ−ＬＥＤ４ａを露光時のみ発光させ、また、必要に応じて露光条件を変化させるように、駆動電圧または電流を制御する。そして、このような制御を行うために、入力機能、記憶機能、比較演算機能、動作指令機能等を備えた制御装置（コンピュータ、プログラマブルロジックアレイなど）に予め品種別のデータとして駆動電圧または電流を登録しておくことが好ましい。
【００４６】
また、照度計６により、定期的に出力光強度を測定し、出力光強度測定値を制御装置に供給し、適切なＵＶ−ＬＥＤ４ａの照射状態を演算させることが好ましく、ＵＶ−ＬＥＤ４ａが経時劣化した場合でも安定した露光品質を実現できる。
【００４７】
温度制御機構８は、冷却水を生成するためのチラー８ａと、冷却水をブラケット４ｂに供給してＵＶ−ＬＥＤ４ａを冷却し、再びチラー８ａに戻すための冷却水流路８ｂと、冷却水流路８ｂの所定位置に設けたバルブ８ｃ、流量計８ｄ、水圧計８ｅ、および水温センサー８ｆを有している。なお、水温センサー８ｆは、ブラケット４ｂのすぐ下流側に設けられており、温度検出信号をチラー８ａに供給して、チラー８ａの動作を制御する。
【００４８】
また、基板１の搬入、搬出は、図示しない基板移搭ロボット、シャトル搬送移載機構、ローラコンベア等によって行うか、作業者の手作業によって行う。
【００４９】
さらに、図示しないL字状位置合わせガイドもしくはL字上の３点のみ接触するピン型のガイドを設けることが好ましく、ＸＹステージ２に供給された基板１の位置がずれている場合に、該ガイドに基板１を押し付けて位置を合わせることができる。
【００５０】
上記の構成の周辺露光装置の作用は次のとおりである。
【００５１】
レジストが塗布された基板１が搬入され、ＸＹステージ２、回転テーブル３を駆動して位置決めが行われれば、スライダー５によって、露光すべき周辺位置に正対させるべく、周辺露光用光源４を位置決めすることによって、周辺露光の準備を完了する。
【００５２】
その後、ＸＹステージ２によって基板１を１方向に移動させるとともに、直流電源７により周辺露光用光源４を動作させることによって、基板１の1辺に沿って周辺部の不要レジストを露光することができる。
【００５３】
次いで、ＸＹステージ２、回転テーブル３を動作させるとともに、スライダー５を動作させることによって、他の辺の露光すべき周辺位置に正対させるべく周辺露光用光源４を位置決めし、基板１の該当する辺に沿って周辺部の不要レジストを露光することができる。
【００５４】
同様にして、基板１の全ての辺に沿って周辺部の不要レジストを露光することができる。
【００５５】
以上の処理を行えば、矩形の基板１の4辺全ての周辺露光をことができるが、何れかの辺のみを露光することが可能である他、周辺部の露光以外に基板内部への露光を行うことも可能である。他の装置に本機能を組み込まれた場合等はどの辺も露光しない場合もある。
【００５６】
予め露光したい形状全面、又はその形状を分割した形状に周辺露光用光源４を配し、ステージを制止した状態で、必要時間照射し露光する事も可能である。
【００５７】
また、不要レジスト部への露光の最中にＸＹステージ２と回転テーブル３とスライダー５とを動作させ、露光端面に凹凸のある形状に合わせて周辺露光を行うことも可能である。
【００５８】
図４は本発明の周辺露光装置の他の実施形態を概略的に示す斜視図である。
【００５９】
この周辺露光装置は、半導体ウエハーの周辺露光に適用されるものである。
【００６０】
この周辺露光装置が図１の周辺露光装置と異なる点は、ＸＹステージ２を省略した点、L字状位置合わせガイドもしくはL字上の３点のみ接触するピン型のガイドに代えて端面検出装置９を設けた点、遮光マスク４ｃの窓孔の形状を矩形に代えてスリット状に設定した点のみである。
【００６１】
したがって、この実施形態であれば、円形の基板１を回転させながら周辺露光用光源４からの光を照射させることによって、周辺露光を達成することができる。
【００６２】
上記各実施形態においては、周辺露光用光源４を静止させ、基板１を移動させることによって、周辺露光を達成するようにしているが、基板１を静止させ、周辺露光用光源４を移動させることによって、周辺露光を達成することが可能である。
【００６３】
また、複数の周辺露光用光源４を採用することも可能である。
【００６４】
上記各実施形態においては、基板１を支承する面を平坦面に設定しているが、複数の支持用ピンを突設して基板１を支承する構成を採用することが可能であり、また、基板１が方形である場合に、基板１の１側部を把持し、基板１を、水平な状態または垂直な状態で保持することも可能である。
【００６５】
さらに、上記各実施形態において、ＵＶ−ＬＥＤ４ａをＯＮ／ＯＦＦさせるべく直流電源７を制御することが可能であり、この場合には、ＯＮ時間とＯＦＦ時間とに基づいて、図５に示すように、断続的に露光を達成することができる。
【００６６】
上記各実施形態においては、３つのＵＶ−ＬＥＤ４ａを直線状に配列しているが、異なる数のＵＶ−ＬＥＤ４ａを配列することが可能である。また、ＵＶ−ＬＥＤ４ａを複数行、複数列に配列することも可能である｛図６、図７参照｝。図６に示す周辺露光用光源４は、ＵＶ−ＬＥＤ４ａを碁盤目状に配列しており、図７に示す周辺露光用光源４は、ＵＶ−ＬＥＤ４ａを千鳥状に配列している。
【００６７】
これらの場合には、基板１に光が照射される時間を長くすることができ、基板１に与える光エネルギーを増加させることができる（図８参照、ただし、図８は、ＵＶ−ＬＥＤ４ａを碁盤目状３行２列に配列した場合の照度分布を示している）。
【００６８】
また、隣り合うＵＶ−ＬＥＤ４ａ同士の間隔を適切に設定することによって、露光可能な面積を拡大することができる。
【００６９】
この点をさらに説明する。
【００７０】
基板１に塗布されたレジストを完全に感光させて周辺露光を実現するに当たっては、レジスト感度（ｍＪ／ｃｍ２）、ＵＶ−ＬＥＤの照度（ｍＷ／ｃｍ２）、露光速度（ｍｍ／ｓｅｃ）、および照射エリア幅（ｍｍ）の４つのパラメータが関係する。
ここで、レジスト感度（ｍＪ／ｃｍ２）は、基板１に塗布されたレジストにどれだけの光エネルギーを与えると感光するかを示す値である。
【００７１】
ＵＶ−ＬＥＤの照度（ｍＷ／ｃｍ２）は、ＵＶ−ＬＥＤから照射される光（レジストが感光する波長帯の光）の、基板表面での単位面積当りの光エネルギー量である。
露光速度（ｍｍ／ｓｅｃ）は、ＵＶ−ＬＥＤが基板上を通過する速度である。
照射エリア幅（ｍｍ）は、照射光が照らす基板上の領域の幅（通過方向の寸法）
である。
【００７２】
そして、基板１の周辺部を正しく露光して周辺露光を達成するためには、次の条件を満足する必要がある。
【００７３】
照射エリア幅（ｍｍ）／｛レジスト感度（ｍＪ／ｃｍ２）／ＵＶ−ＬＥＤの照度（ｍＷ／ｃｍ２）｝≧露光速度（ｍｍ／ｓｅｃ）
ただし、通常は、使用条件から、「ＵＶ−ＬＥＤの照度」以外のパラメータは先に決定される。したがって、上記条件式を満足するようにＵＶ−ＬＥＤの照度を定めればよい。
ＵＶ−ＬＥＤから放射される光は、図９に示すように、中心が最も照度が高い正規分布状になっている。なお、図９、および以下の図において、１〜５の数字は照度を示しており、レジストが正しく感光する照度を３以上に設定している。
【００７４】
したがって、個々のＵＶ−ＬＥＤの照射に重なりがない場合には、図９に示すように、何れのＵＶ−ＬＥＤも照度分布は全く変化しない。
【００７５】
照度が１の部分を互いに重ねるようにＵＶ−ＬＥＤ同士の相対位置を設定すれば、両ＵＶ−ＬＥＤ間の最も低い照度は２になる（図１０参照）。ただし、この照度２ではレジストを正しく感光することはできない。
【００７６】
照度が１の部分を照度が２の部分と重ねるようにＵＶ−ＬＥＤ同士の相対位置を設定すれば、両ＵＶ−ＬＥＤ間の最も低い照度は３になる（図１１参照）。したがって、両ＵＶ−ＬＥＤ間の全範囲でレジストを正しく感光することができる。すなわち、図９と比較して、照度の大幅な平準化を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の周辺露光装置の一実施形態を概略的に示す斜視図である。
【図２】遮光マスクと照射エリアとの関係を示す概略斜視図である。
【図３】遮光マスクが存在しない場合の照射エリアを示す概略斜視図である。
【図４】本発明の周辺露光装置の他の実施形態を概略的に示す斜視図である。
【図５】断続的な露光の一例を概略的に示す斜視図である。
【図６】ＵＶ−ＬＥＤを碁盤目状４行４列に配列した周辺露光用光源を示す概略図である。
【図７】ＵＶ−ＬＥＤを千鳥状に配列した周辺露光用光源を示す概略図である。
【図８】ＵＶ−ＬＥＤを碁盤目状３行２列に配列した周辺露光用光源の照度分布を示す概略図である。
【図９】２つのＵＶ−ＬＥＤによる照度分布を示す概略図である。
【図１０】２つのＵＶ−ＬＥＤの照射範囲の最も外縁部を重ねた状態の照度分布を示す概略図である。
【図１１】２つのＵＶ−ＬＥＤの間の照度が感光可能な照度となるように両ＵＶ−ＬＥＤの間隔を設定した状態の照度分布を示す概略図である。
【符号の説明】
【００７８】
１ 基板
４ 周辺露光用光源
４ａ ＵＶ−ＬＥＤ
８ａ チラー
８ｆ 水温センサー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光対象物（１）の周辺所定位置に対応させて、紫外光を放射する発光ダイオード（４ａ）を含む周辺露光用光源（４）を配置してなることを特徴とする周辺露光装置。
【請求項２】
周辺露光用光源（４）は、所定の相対関係を保持させた状態で配列された複数の発光ダイオード（４ａ）を含む請求項１に記載の周辺露光装置。
【請求項３】
周辺露光用光源（４）は、マトリックス状に配列された複数の発光ダイオード（４ａ）を含む請求項１に記載の周辺露光装置。
【請求項４】
発光ダイオード（４ａ）を冷却する冷却水を供給する冷却水生成装置（８ａ）と、発光ダイオード冷却直後の冷却水の温度を検出する水温検出装置（８ｆ）と、発光ダイオード冷却直後の冷却水の温度を所定温度に保持するように冷却水生成装置（８ａ）を制御する水温制御装置とをさらに含む請求項１から請求項３の何れかに記載の周辺露光装置。
【請求項５】
周辺露光用光源（４）は、発光ダイオード（４ａ）から放射される光を、直接に露光対象物の周辺所定位置に照射するものである請求項１から請求項４の何れかに記載の周辺露光装置。
【請求項６】
露光対象物（１）の周辺所定位置を露光することが指示されたことに応答して発光ダイオード（４ａ）に通電し、露光対象物（１）の周辺所定位置を露光しないことが指示されたことに応答して発光ダイオード（４ａ）への通電を阻止する通電制御装置をさらに含む請求項１から請求項５の何れかに記載の周辺露光装置。
【請求項１】
露光対象物（１）の周辺所定位置に対応させて、紫外光を放射する発光ダイオード（４ａ）を含む周辺露光用光源（４）を配置してなることを特徴とする周辺露光装置。
【請求項２】
周辺露光用光源（４）は、所定の相対関係を保持させた状態で配列された複数の発光ダイオード（４ａ）を含む請求項１に記載の周辺露光装置。
【請求項３】
周辺露光用光源（４）は、マトリックス状に配列された複数の発光ダイオード（４ａ）を含む請求項１に記載の周辺露光装置。
【請求項４】
発光ダイオード（４ａ）を冷却する冷却水を供給する冷却水生成装置（８ａ）と、発光ダイオード冷却直後の冷却水の温度を検出する水温検出装置（８ｆ）と、発光ダイオード冷却直後の冷却水の温度を所定温度に保持するように冷却水生成装置（８ａ）を制御する水温制御装置とをさらに含む請求項１から請求項３の何れかに記載の周辺露光装置。
【請求項５】
周辺露光用光源（４）は、発光ダイオード（４ａ）から放射される光を、直接に露光対象物の周辺所定位置に照射するものである請求項１から請求項４の何れかに記載の周辺露光装置。
【請求項６】
露光対象物（１）の周辺所定位置を露光することが指示されたことに応答して発光ダイオード（４ａ）に通電し、露光対象物（１）の周辺所定位置を露光しないことが指示されたことに応答して発光ダイオード（４ａ）への通電を阻止する通電制御装置をさらに含む請求項１から請求項５の何れかに記載の周辺露光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−２７８３８９（Ｐ２００６−２７８３８９Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９０７３６（Ｐ２００５−９０７３６）
【出願日】平成１７年３月２８日（２００５．３．２８）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２８日（２００５．３．２８）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
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