JP3714864B2

JP3714864B2 - エッジ露光装置

Info

Publication number: JP3714864B2
Application number: JP2000355760A
Authority: JP
Inventors: 和也小野
Original assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Screen Holdings Co Ltd; Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2000-11-22
Filing date: 2000-11-22
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2020-11-22
Also published as: JP2002158166A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転する半導体基板、液晶表示装置用ガラス基板、フォトマスク用ガラス基板、光ディスク用基板等（以下、「基板」と称する）の端縁部に光を照射して当該端縁部の露光を行うエッジ露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、上記のような基板に対しては、レジスト塗布処理、現像処理およびそれらに付随する熱処理を順次行わせることにより一連の基板処理を達成している。これらのうちレジスト塗布処理は、基板を回転させつつフォトレジスト（以下、単に「レジスト」という）を供給し、遠心力によって基板の表面全面にレジスト塗布を行う処理である。
【０００３】
従って、レジスト塗布処理後の基板にはその全面にレジスト膜が形成されているのであるが、基板端縁部においては半導体チップ等のパターンが形成されることはないため、レジスト膜が不要であるばかりでなく、基板搬送時の機械的接触によって発塵等の原因となるため、基板端縁部のレジスト膜についてはむしろ積極的に除去する必要がある。
【０００４】
このため、従来より、光源からの光（一般的には紫外線）を光ファイバーを束ねたライトガイドによって導き、基板端縁部に照射することによって、当該部分のレジスト膜を除去するエッジ露光が行われてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、エッジ露光を含む基板処理一般の技術課題として、タクトタイムを短縮してスループットを向上させるということが挙げられる。特に近年は基板の大径化の進展が著しく、直径が３００ｍｍ以上の基板も取り扱われるようになりつつある。基板のサイズが大きくなると、エッジ露光を行うべき基板端縁部の面積（以下、「露光面積」とする）も増大する。従来と同じ装置を用いてエッジ露光を行った場合、露光面積が増大するとエッジ露光に要するタクトタイムも当然に長くなるため、エッジ露光に要するタクトタイムを短縮したいという要望は大きい。
【０００６】
エッジ露光に要するタクトタイムを支配する要因は照射光の照度および照射幅であり、タクトタイム短縮のためには照度を大きくするかまたは照射幅を広くする方法が考えられる。このうち照度を大きくするには、光源の容量を大きくする必要があるが、新たな光源の開発には膨大な時間とコストを要するため現実的ではない。このため、現状では２００Ｗランプを光源とする同一規格の照射ユニットを２台設けるようにしている。照射ユニットを２台設ければ、照射面積は２倍になり、タクトタイムが約半分となるため、スループットが著しく向上することとなる。
【０００７】
しかしながら、照射ユニットを２台設けるとエッジ露光装置自体のサイズが大きくなる。基板を処理する装置は通常クリーンルームに設置されるため、装置サイズが大きくなることは好ましくない。これは、クリーンルームを維持するのに温湿調ユニットやフィルタ等の特別な設備を必要とするため、基板処理装置が平面的に占有する面積（以下、「フットプリント」と称する）が大きくなると環境維持費のコストアップに結びつくからである。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、サイズの大型化を抑制しつつもスループットを向上させることができるエッジ露光装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、回転する基板の端縁部に光を照射して当該端縁部の露光を行うエッジ露光装置において、光の照射を行う光源と、複数の素線からなり、前記光源に一端部が結合され、前記光源からの光を導く素線群と、基板を略水平姿勢に保持して回転させる基板回転手段と、前記素線群によって導かれた光を、前記基板回転手段によって回転される前記基板の端縁部に照射する照射手段と、前記素線群の他端部に取り付けられ、前記素線群を前記照射手段に接続するための円筒形状のファイバ結合部と、を備え、前記ファイバ結合部に、前記素線群を経て導かれた光を出射する長方形の照射スリットを底面に形成するとともに、その円筒外周面上には前記円筒形状の軸方向に沿って、前記円筒形状の第１の直径方向の端部位置に凹状の第１ガイド溝を形成し、前記第１の直径方向に直角をなして交わる第２の直径方向の端部位置に前記第１ガイド溝と同一形状の第２ガイド溝を形成し、前記照射手段には、前記ファイバ結合部が嵌合可能な円筒状の穴を設け、前記照射手段の穴の円筒内周面には、前記第１ガイド溝にはまり込んだときに前記照射スリットの長手方向を前記基板の回転軌道の接線方向と一致させるとともに、前記第２ガイド溝にはまり込んだときに前記照射スリットの短辺方向を前記基板の回転軌道の接線方向と一致させて前記ファイバ結合部の前記穴への嵌合位置を規制する凸状突起のピンを固設する。
【００１０】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係るエッジ露光装置において、前記第１ガイド溝を、前記第１の直径方向の両端部位置に２ヶ所形成し、前記第２ガイド溝を、前記第２の直径方向の両端部位置に２ヶ所形成し、前記ピンを、前記照射手段の穴の円筒直径方向の両端位置に２個形成する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係るエッジ露光装置の全体構成を示す斜視図である。図１および以降の各図には、ＸＹ平面を水平面とし、Ｚ軸方向を鉛直方向とするＸＹＺ直交座標系を必要に応じて適宜付している。
【００１４】
図１のエッジ露光装置は、基板Ｗを回転させつつ、その基板Ｗの端縁部に光を照射してエッジ露光を行う装置であり、主として基板Ｗを回転させる回転処理部１０と、照射位置を移動させる駆動処理部２０と、光の照射を行う照射処理部３０とを備えている。
【００１５】
回転処理部１０は、スピンモータ１１、モータ軸１２およびスピンチャック１３を備えている。スピンチャック１３は基板Ｗを裏面から真空吸着してその基板Ｗを略水平姿勢にて保持する。また、スピンチャック１３はモータ軸１２を介してスピンモータ１１と連結されている。これにより、スピンモータ１１の回転動作はモータ軸１２を介してスピンチャック１３に伝達され、スピンチャック１３に略水平姿勢にて保持された基板Ｗを略水平面内（ＸＹ面内）にて回転させる。なお、スピンチャック１３は基板Ｗを真空吸着する形態に限定されるものではなく、基板Ｗを機械的に把持する形態であっても良い。
【００１６】
駆動処理部２０は、Ｘ方向駆動部２２とＹ方向駆動部２４とを備える。Ｘ方向駆動部２２は、エッジ露光装置に固定配置されるとともに、その上面に配置されたＹ方向駆動部２４を図中矢印ＡＲ１に示すようにＸ方向に沿って駆動させる駆動機構を備えている。Ｘ方向駆動部２２がＹ方向駆動部２４をＸ方向に沿って移動させると、それに連動してＹ方向駆動部２４の上面に配置された露光アーム２８もＸ方向に沿って移動する。
【００１７】
Ｙ方向駆動部２４は、その上面に配置された露光アーム２８を図中矢印ＡＲ２にて示すようにＹ方向に沿って駆動させる駆動機構を備えている。これにより、Ｙ方向駆動部２４は露光アーム２８をＹ方向に沿って駆動させることができる。従って、駆動処理部２０は、Ｘ方向駆動部２２およびＹ方向駆動部２４によって露光アーム２８をＸＹ平面内にて自在に任意の位置（但し、Ｘ方向駆動部２２およびＹ方向駆動部２４の駆動可能範囲内）に移動させることができる。なお、Ｘ方向駆動部２２およびＹ方向駆動部２４には、ボールネジを用いた機構やプーリとベルトとを用いた機構等公知の種々の機構を採用することができる。
【００１８】
照射処理部３０は、光の照射を行う光源ユニット４０と、露光アーム２８の先端に設けられたレンズ系２９と、それらを結ぶライトガイド３１とを備えている。図２は、照射処理部３０の概略構成を示す図である。
【００１９】
光源ユニット４０は、ランプハウス４５の内部にランプ４２、リフレクタ４１、シャッターモータ４３、シャッター４４を設けている。ランプ４２は２００Ｗの紫外線ランプである。リフレクタ４１は、ランプ４２から出射された光を反射して集光する。シャッターモータ４３は、シャッター４４を開閉する機能を有する。シャッターモータ４３によってシャッター４４が開放された状態においては、ランプ４２からの直接光およびリフレクタ４１からの反射光が集光されてライトガイド３１の一端部の端面に入射する。一方、シャッターモータ４３によってシャッター４４が閉鎖された状態（図２の状態）においては、ランプ４２からの直接光およびリフレクタ４１からの反射光が遮断され、それらがライトガイド３１に入射することはない。
【００２０】
ライトガイド３１は、光源ユニット４０からの光（厳密には、シャッター４４の開放時にランプ４２から出射された光）を導く複数の光ファイバー素線を束ねた素線群である。本実施形態においては、例えば５００本の光ファイバー素線を束ねてライトガイド３１を構成している。
【００２１】
ライトガイド３１の他端部（光源ユニット４０に接続された上記一端部とは反対側端部）にはファイバ結合部３２が取り付けられている。ファイバ結合部３２は５００本の光ファイバー素線を束ねたライトガイド３１全体をレンズ系２９に接続するための円筒形状のソケットである。
【００２２】
図３は、ファイバ結合部３２を示す図である。図３（ａ）はファイバ結合部３２の正面図であり、図３（ｂ）はファイバ結合部３２の底面図である。ファイバ結合部３２には、２つのガイド溝３３ａと２つのガイド溝３３ｂと照射スリット３４とが形成されている。２つのガイド溝３３ａはファイバ結合部３２の円筒周面の直径両端部にその軸方向に沿って形成された凹状の溝である。同様に、２つのガイド溝３３ｂもファイバ結合部３２の円筒周面の直径両端部にその軸方向に沿って形成された凹状の溝である。２つのガイド溝３３ａを結ぶ線と２つのガイド溝３３ｂを結ぶ線とは直角をなして交わる。すなわち、ガイド溝３３ａとガイド溝３３ｂとはファイバ結合部３２の円筒周面上において相互に９０°の角度を隔てて凹設された溝である。なお、ガイド溝３３ａとガイド溝３３ｂとは形成位置が異なる点を除いては、相互に同一形状の溝であり、以降特にこれらを区別する必要のないときは単にガイド溝３３と記述する。
【００２３】
照射スリット３４は、ファイバ結合部３２の底面に形成された短辺長さｗ１、長辺長さｗ２の長方形の孔である（但し、ｗ２＞ｗ１）。光源ユニット４０からライトガイド３１を経て導かれた光は、ライトガイド３１の他端部に結合されたファイバ結合部３２の照射スリット３４から出射されることとなる。ここで、図３（ｂ）に示すように、２つのガイド溝３３ａは、照射スリット３４の長手方向と垂直な方向に沿った位置に、つまり照射スリット３４の長辺に対向する位置にそれぞれ形成されている。一方、２つのガイド溝３３ｂは、照射スリット３４の長手方向に沿った位置に、つまり照射スリット３４の短辺に対向する位置にそれぞれ形成されている。
【００２４】
図２に戻り、レンズ系２９は露光アーム２８の先端に固設されている。レンズ系２９の内部には投影レンズ３６およびファイバ嵌合部３５が設けられている。ファイバ嵌合部３５は円筒状の穴であり、それにはファイバ結合部３２が嵌合可能である。
【００２５】
図４は、ファイバ結合部３２をファイバ嵌合部３５に嵌合させる態様を説明するための図である。ファイバ嵌合部３５の円筒内周面には２個のピン３７が固設されている。２個のピン３７はファイバ嵌合部３５の円筒周面の直径両端部に形成された凸状突起である。本実施形態では、２個のピン３７がＸ方向に沿って（露光アーム２８のアーム長手方向に沿って）設けられている。２個のピン３７は、ファイバ結合部３２のガイド溝３３ａまたはガイド溝３３ｂにはまり込んで摺動することができる。これら２個のピン３７は、ファイバ結合部３２の嵌合位置を規制するために設けられている。すなわち、ファイバ結合部３２をファイバ嵌合部３５に嵌合させるときには、ガイド溝３３ａに２個のピン３７がはまり込む位置またはガイド溝３３ｂに２個のピン３７がはまり込む位置のいずれかの態様となる。
【００２６】
例えば、ファイバ結合部３２を図４中矢印ＡＲ４にて示すように適当な角度回転させ、矢印ＡＲ３にて示すようにファイバ嵌合部３５に挿嵌してガイド溝３３ａにピン３７をはめ込むと、照射スリット３４の長手方向がＹ方向に一致した状態が実現される。一方、同様に、ファイバ結合部３２を矢印ＡＲ４にて示すように適当な角度回転させ、矢印ＡＲ３にて示すようにファイバ嵌合部３５に挿嵌してガイド溝３３ｂにピン３７をはめ込むと、照射スリット３４の長手方向がＸ方向に一致した状態が実現される。すなわち、ファイバ結合部３２をファイバ嵌合部３５に嵌合させる位置態様に応じて、照射スリット３４を９０°回転させることができるのである。
【００２７】
ファイバ結合部３２をファイバ嵌合部３５に嵌合させた状態にて光源ユニット４０からの光照射を行うと、ライトガイド３１によって導かれた光がスリット３４を通過して投影レンズ３６からスピンチャック１３に保持・回転される基板Ｗの端縁部に照射される。このときにレンズ系２９によって基板Ｗの主面高さ位置に形成される照射領域の形状はスリット３４と同一の形状、大きさ（短辺長さｗ１、長辺長さｗ２の長方形）となる。
【００２８】
図５および図６は、レンズ系２９によって形成される照射領域形状を示す図である。図５に示すのは、ガイド溝３３ａにピン３７をはめ込んで照射スリット３４の長手方向をＹ方向に一致させた場合である。この場合、基板Ｗの主面高さ位置における照射領域ＬＡが照射幅ｗ２、露光幅ｗ１の長方形となる。なお、「照射幅」とは基板Ｗの回転軌道の接線方向に沿った照射領域ＬＡの幅であり、「露光幅」とは基板Ｗの半径方向に沿った照射領域ＬＡの幅である。すなわち、基板Ｗの主面高さ位置に形成される照射領域ＬＡの形状がスピンチャック１３によって保持・回転される基板Ｗの回転軌道の接線方向を長手方向とした長方形となるのである。
【００２９】
一方、基板Ｗの主面はパターン形成が行われるパターン領域ＰＡとパターン形成の対象外、つまりエッジ露光が行われる端縁部領域ＥＡとに分離されている。図５における基板Ｗのエッジ露光は、スピンチャック１３に基板Ｗを保持させるとともに、照射領域ＬＡの長辺がその基板Ｗのパターン領域ＰＡの周縁部に接するように駆動処理部２０がレンズ系２９を移動させ、その位置にレンズ系２９を固定したまま回転処理部１０が基板Ｗを回転させることにより進行する。
【００３０】
図５に示すように、照射領域ＬＡの形状をスピンチャック１３によって保持・回転される基板Ｗの回転軌道の接線方向を長手方向とした長方形とすれば、照射幅が露光幅よりも大きくなり、照射領域ＬＡの面積を変化させることなく、すなわち照射領域ＬＡにおける照度を維持したまま照射幅を大きくすることができる。そして、その結果、基板Ｗの回転速度を従来よりも高速にすることができるため、エッジ露光に要するタクトタイムを短縮してスループットを向上させることができる。
【００３１】
しかも、照射処理部３０自体の大きさは従来と同じであるため、エッジ露光装置のサイズの大型化を抑制することができる。その結果、現状照射ユニットを２台分設けていたところの１台分を削減することができ、スペースの有効利用が可能となる。
【００３２】
これに対して図６に示すのは、ガイド溝３３ｂにピン３７をはめ込んで照射スリット３４の長手方向をＸ方向に一致させた場合である。この場合、基板Ｗの主面高さ位置における照射領域ＬＡが照射幅ｗ１、露光幅ｗ２の長方形となる。すなわち、基板Ｗの主面高さ位置に形成される照射領域ＬＡの形状がスピンチャック１３によって保持・回転される基板Ｗの回転軌道の接線方向を短辺方向とした長方形となるのである。図６における基板Ｗのエッジ露光は、スピンチャック１３に基板Ｗを保持させるとともに、照射領域ＬＡの短辺がその基板Ｗのパターン領域ＰＡの周縁部に接するように駆動処理部２０がレンズ系２９を移動させ、その位置にレンズ系２９を固定したまま回転処理部１０が基板Ｗを回転させることにより進行する。
【００３３】
図６に示すように、照射領域ＬＡの形状をスピンチャック１３によって保持・回転される基板Ｗの回転軌道の接線方向を短辺方向とした長方形とすれば、露光幅が照射幅よりも大きくなる。この場合、スループットの向上は望めないものの、爪露光等の大きな露光幅を要するエッジ露光を行うことができる。爪露光とは、図６に示すように、基板Ｗ上の端縁部領域ＥＡよりも内側に識別ＩＤが記載された識別領域ＮＡが存在するときに、その識別ＩＤを外部から読み取り可能にすべく、端縁部領域ＥＡから食い込ませるように識別領域ＮＡについてもエッジ露光を行ってレジスト除去を行う処理である。このような爪露光は、端縁部領域ＥＡの幅よりも大きな露光幅を要するものであり、照射領域ＬＡにおける照度を維持したまま露光幅を大きくするためには、照射領域ＬＡの形状を回転される基板Ｗの接線方向を短辺方向とした長方形にする必要がある。
【００３４】
以上の内容を集約すると、本実施形態においては、ファイバ結合部３２をファイバ嵌合部３５に嵌合させる位置態様を変化させることによって照射スリット３４を９０°回転させることができ、これにより照射領域ＬＡの形状を、スピンチャック１３によって保持・回転される基板Ｗの回転軌道の接線方向を長手方向とした長方形と当該回転軌道の接線方向を短辺方向とした長方形との間にて切り換えることができる。
【００３５】
照射領域ＬＡの姿勢の切り換えは、エッジ露光の目的に応じて適宜切り換えれば良い。例えば、端縁部領域ＥＡの幅が狭く（少なくとも照射スリット３４の短辺長さｗ１以下）、高いスループットを得たい場合には、照射領域ＬＡの形状をスピンチャック１３によって保持・回転される基板Ｗの回転軌道の接線方向を長手方向とした長方形にすれば良い。一方、端縁部領域ＥＡの幅が広い場合や上記爪露光を行いたい場合には、照射領域ＬＡの形状をスピンチャック１３によって保持・回転される基板Ｗの回転軌道の接線方向を短辺方向とした長方形にすれば良い。
【００３６】
なお、本実施形態においては、光源ユニット４０が光源に、ライトガイド３１が素線群に、回転処理部１０が基板回転手段に、レンズ系２９が照射手段に、ファイバ結合部３２が照射形状規定手段に、ガイド溝３３およびピン３７が照射形状切換手段にそれぞれ相当する。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、照射領域ＬＡの姿勢切り換えを手動にて行うようにしていたが、これを自動で行うようにしても良い。具体的には、レンズ系２９にファイバ結合部３２を回転させる回転機構を設けるようにすれば良い。
【００３８】
図７は、ファイバ結合部３２を回転させる回転機構の一例を示す図である。ファイバ結合部３２の円筒外周面上に周方向に沿って歯車５２を形成するとともに、レンズ系２９内部にパルスモータ５０を固設し、そのパルスモータ５０に接続されたピニオン５１と歯車５２とを噛合させる。なお、残余の構成については上記実施形態と同じである。これにより、パルスモータ５０がピニオン５１を回転させると、それに伴ってファイバ結合部３２も回転する。このときにファイバ結合部３２を９０°回転させるようにすれば、照射スリット３４も９０°回転することとなり、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、ファイバ結合部３２の回転角度はパルスモータ５０に入力するパルス数によって制御するようにすれば良い。また、図７においては、パルスモータ５０がスリット回転手段に相当する。さらに、ファイバ結合部３２を回転させる回転機構としては図７に示した形態に限定されるものではなく、例えばパルスモータ５０に接続されたプーリとファイバ結合部３２とにベルトを掛けた機構等種々の公知の機構を採用することができる。
【００３９】
また、上記実施形態においては、ライトガイド３１を構成する光ファイバー素線数を５００本としていたが、これに限定されるものではなく、任意の素線数とすることができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、ファイバ結合部の第１ガイド溝または第２ガイド溝を照射手段の穴の円筒内周面に設けられたピンにはめ込むだけで、照射スリットの長手方向または短辺方向を基板の回転軌道の接線方向と一致させることができ、長手方向を一致させれば、エッジ露光装置のサイズの大型化を抑制しつつも、照度を低下させることなく照射幅を大きくしてタクトタイムを削減し、スループットを向上させることができ、また短辺方向を一致させれば大きな露光幅を要するエッジ露光をも行うことができる。
【００４１】
また、請求項２の発明によれば、第１および第２ガイド溝を、ファイバ結合部の直径方向の両端部位置に２ヶ所形成し、ピンを、照射手段の穴の円筒直径方向の両端位置に２個形成しているため、上記請求項１の発明によるのと同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエッジ露光装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】図１のエッジ露光装置の照射処理部の概略構成を示す図である。
【図３】図２のライトガイドに取り付けられたファイバ結合部を示す図である。
【図４】ファイバ結合部をファイバ嵌合部に嵌合させる態様を説明するための図である。
【図５】レンズ系によって形成される照射領域形状を示す図である。
【図６】レンズ系によって形成される照射領域形状を示す図である。
【図７】ファイバ結合部を回転させる回転機構の一例を示す図である。
【符号の説明】
１０回転処理部
２９レンズ系
３０照射処理部
３１ライトガイド
３２ファイバ結合部
３３ａ，３３ｂガイド溝
３４照射スリット
３７ピン
４０光源ユニット
５０パルスモータ
ＬＡ照射領域
Ｗ基板

Claims

回転する基板の端縁部に光を照射して当該端縁部の露光を行うエッジ露光装置であって、
光の照射を行う光源と、
複数の素線からなり、前記光源に一端部が結合され、前記光源からの光を導く素線群と、
基板を略水平姿勢に保持して回転させる基板回転手段と、
前記素線群によって導かれた光を、前記基板回転手段によって回転される前記基板の端縁部に照射する照射手段と、
前記素線群の他端部に取り付けられ、前記素線群を前記照射手段に接続するための円筒形状のファイバ結合部と、
を備え、
前記ファイバ結合部には、前記素線群を経て導かれた光を出射する長方形の照射スリットが底面に形成されるとともに、その円筒外周面上には前記円筒形状の軸方向に沿って、前記円筒形状の第１の直径方向の端部位置に凹状の第１ガイド溝が形成され、前記第１の直径方向に直角をなして交わる第２の直径方向の端部位置に前記第１ガイド溝と同一形状の第２ガイド溝が形成され、
前記照射手段には、前記ファイバ結合部が嵌合可能な円筒状の穴が設けられ、
前記照射手段の穴の円筒内周面には、前記第１ガイド溝にはまり込んだときに前記照射スリットの長手方向を前記基板の回転軌道の接線方向と一致させるとともに、前記第２ガイド溝にはまり込んだときに前記照射スリットの短辺方向を前記基板の回転軌道の接線方向と一致させて前記ファイバ結合部の前記穴への嵌合位置を規制する凸状突起のピンを固設することを特徴とするエッジ露光装置。
請求項１記載のエッジ露光装置において、
前記第１ガイド溝は、前記第１の直径方向の両端部位置に２ヶ所形成され、
前記第２ガイド溝は、前記第２の直径方向の両端部位置に２ヶ所形成され、
前記ピンは、前記照射手段の穴の円筒直径方向の両端位置に２個形成されることを特徴とするエッジ露光装置。