局部曝光裝置和局部曝光方法
2023-10-08 09:22:24 1
專利名稱：局部曝光裝置和局部曝光方法
技術領域：
本發明涉及對形成有感光膜的被處理基板局部地進行曝光處理的局部曝光裝置和局部曝光方法。
背景技術：
例如，在FPD(平板顯示器)的製造中，利用所謂的光刻工序來形成電路圖案。在該光刻工序中，也如專利文獻1所述那樣，在玻璃基板等被處理基板上形成規定的膜之後，塗敷光致抗蝕劑(下面稱為抗蝕劑)而形成抗蝕劑膜(感光膜)。然後，對應電路圖案地曝光上述抗蝕劑，並對其進行顯影處理，從而形成圖案。另外，如圖11的(a)所示，在這樣的光刻工序中，能夠使抗蝕劑圖案R具有不同的膜厚(厚膜部Rl和薄膜部似)，並通過利用該抗蝕劑圖案R來進行多次蝕刻處理而減少光掩模數以及工序數。另外，那樣的抗蝕劑圖案R可以通過半(半色調halftone)曝光處理獲得，該半(半色調)曝光處理使用一種在1張中具有不同的光的透過率的部分的半色調掩模。利用圖11的(a) (e)具體地說明使用抗蝕劑圖案R時的電路圖案形成工序，該抗蝕劑圖案R是應用了該半曝光而形成的。例如，在圖11的(a)中，在玻璃基板G上依次層疊有柵電極200、絕緣層201、由 a-Si層(無摻雜非晶形Si層)20 和n+a-Si層202b (摻雜非晶形Si層)形成的Si層
202、用於形成電極的金屬層203。另外，通過上述半曝光處理和顯影處理而獲得的抗蝕劑圖案R形成在金屬層203 上。如圖11的(b)所示，在該抗蝕劑圖案R(厚膜部Rl和薄膜部似)形成之後，將該抗蝕劑圖案R作為掩模而進行金屬層203的蝕刻(第1次蝕刻)。接下來，在等離子體中對抗蝕劑圖案R整體實施灰化(Ashing)處理。由此，如圖 11的(C)所示，獲得了膜厚被減膜到一半左右的抗蝕劑圖案R3。然後，如圖11的(d)所示，將該抗蝕劑圖案R3作為掩模來利用，對露出的金屬層
203、Si層202進行蝕刻(第2次蝕刻)，最後，如圖11的(e)所示，通過除去抗蝕劑R3而獲得電路圖案。專利文獻1 日本特開2007-158253號公報然而，在使用上述那樣形成有厚膜部Rl和薄膜部R2的抗蝕劑圖案R的半曝光處理中，存在如下所述的課題在抗蝕劑圖案R的形成時，在其膜厚在基板面內不均勻的情況下，形成的圖案的線寬、圖案間的間距存在偏差。S卩、使用圖12的(a) (e)具體地說明時，圖12的(a)表示在抗蝕劑圖案R中的薄膜部R2的厚度t2形成得比圖11的(a)所示的厚度tl厚的情況。在此情況下，與圖11所示的工序同樣地實施金屬膜203的蝕刻(圖12的(b))、對抗蝕劑圖案R整體進行的灰化處理(圖12的(C))。
在此，如圖12的(c)所示，獲得膜厚被減膜到一半左右的抗蝕劑圖案R3，但由於除去的抗蝕劑膜的厚度與圖11的(C)的情況相同，因此圖示的一對抗蝕劑圖案R3之間的間距P2比圖11的(c)所示的間距pi狹窄。因而，從該狀態經過對金屬膜203以及Si層202進行的蝕刻(圖12的(d)、抗蝕劑圖案R3的除去(圖12的(e))而獲得的電路圖案的間距p2比圖11的(e)所示的間距 Pl狹窄(電路圖案的線寬變寬)。
發明內容
本發明是鑑於上述那樣的以往技術的問題點而做成的，其目的在於提供局部曝光裝置和局部曝光方法，該局部曝光裝置和局部曝光方法能夠提高在基板面內的顯影處理之後的抗蝕劑殘膜的均勻性、並對布線圖案的線寬以及間距的偏差進行抑制。為了解決上述的課題，本發明的局部曝光裝置是用於對形成在基板上的感光膜的規定區域進行曝光處理的局部曝光裝置，該局部曝光裝置的特徵在於，其包括基板輸送部件，其用於形成基板輸送路徑，並將上述基板沿著上述基板輸送路徑水平地輸送；腔室，其用於覆蓋上述基板輸送路徑的規定區間並且形成對上述基板進行曝光處理的空間；光源， 其具有多個的發光元件，能夠利用上述發光元件的發光對在上述發光元件的下方輸送的基板上的感光膜照射光，該發光元件沿著與基板輸送方向相交叉的方向呈線狀地排列在上述腔室內且在上述基板輸送路徑的上方；發光碟機動部，其能夠將構成上述光源的多個發光元件中的一個或者多個發光元件作為發光控制單元而選擇性地進行發光碟機動；基板檢測部件，其配置在上述基板輸送路徑的比上述光源靠上遊側的位置，用於對被上述基板輸送部件輸送的上述基板進行檢測；控制部，其被供給上述基板檢測部件的基板檢測信號，並且控制由上述發光碟機動部對上述發光元件進行的驅動。上述控制部對上述發光碟機動部進行控制的方式如下所述根據上述基板檢測部件的基板檢測信號與基板輸送速度來獲得基板輸送位置，形成在上述基板上的感光膜的規定區域通過上述光源的下方時，只有上述多個發光元件中的能夠向上述規定區域進行照射的發光元件發光。本發明的局部曝光裝置是用於對形成在基板上的感光膜的規定區域進行曝光處理的局部曝光裝置，該局部曝光裝置的特徵在於，其包括腔室，其用於收容形成有感光膜的上述基板並且形成對上述基板進行曝光處理的空間；基板保持部件，其用於在上述腔室內保持上述基板；光源，其具有多個的發光元件，能夠利用上述發光元件的發光對被上述基板保持部件保持的基板上的感光膜照射光，該發光元件呈線狀地排列在上述腔室內的上述基板保持部件的上方；發光碟機動部，其能夠將構成上述光源的多個的發光元件中的一個或者多個發光元件作為發光控制單元而選擇性地進行發光碟機動；移動部件，其用於使上述多個發光元件與基板相對地進行平行移動；控制部，其控制由上述發光碟機動部對上述發光元件進行的驅動。上述控制部對上述發光碟機動部進行控制的方式如下所述形成在上述基板上的感光膜的規定區域通過上述光源的下方時，只有上述多個發光元件中的能夠向上述規定區域進行照射的發光元件發光。或者，本發明的局部曝光裝置是用於對形成在基板上的感光膜的規定區域進行曝光處理的局部曝光裝置，該局部曝光裝置的特徵在於，其包括腔室，其用於收容形成有感光膜的上述基板並且形成對上述基板進行曝光處理的空間；基板保持部件，其用於在上述腔室內保持上述基板；光源，其與被上述基板保持部件保持的上述基板的被處理面相對的發光面由多個的發光元件的集合體形成，能夠利用上述發光元件的發光對上述基板上的感光膜照射光；發光碟機動部，其能夠將構成上述光源的多個的發光元件中的一個或者多個發光元件作為發光控制單元而選擇性地進行發光碟機動；控制部，其控制由上述發光碟機動部對上述發光元件進行的驅動。上述控制部對上述發光碟機動部進行控制的方式如下所述在形成上述發光面的上述多個發光元件中能夠向形成在上述基板上的感光膜的規定區域進行照射的發光元件發光。通過這樣地進行構成，除通常的對基板整體的曝光處理之外，還能夠對要使膜厚更薄的任意的部位局部地進行曝光處理。另外，在該局部的曝光處理中，能夠通過預先設定的曝光量來減膜到所希望的膜厚。因而，即使例如在半曝光處理中抗蝕劑膜具有不同的膜厚(厚膜部和薄膜部)時 (即、即使是像薄膜部那樣薄的膜)，也能夠對顯影處理後的抗蝕劑膜厚進行調整而使其均勻。結果，能夠對布線圖案的線寬以及間距的偏差進行抑制。另外，為了解決上述的課題，本發明提供一種局部曝光方法，在覆蓋用於輸送基板的基板輸送路徑的規定區間並且形成對上述基板進行曝光處理的空間的腔室中對在上述基板輸送路徑的上方並且沿著與基板輸送方向相交叉的方向呈線狀地排列的多個發光元件選擇性地進行發光控制，從而對形成在被在上述基板輸送路徑上輸送的上述基板上的感光膜的規定區域局部地進行曝光處理，其特徵在於，該局部曝光方法包括沿著上述基板輸送路徑水平地輸送上述基板的步驟；對在上述基板輸送路徑上輸送的上述基板進行檢測的步驟；形成在上述基板上的感光膜的規定區域通過多個發光元件的下方時、只使上述多個發光元件中的能夠向上述規定區域進行照射的發光元件發光的步驟。另外，本發明提供一種局部曝光方法，在用於形成對基板進行曝光處理的空間的腔室內對向上述基板的被處理面照射光的多個發光元件選擇性地進行發光控制，從而對形成在上述基板上的感光膜的規定區域局部地進行曝光處理，其特徵在於，該局部曝光方法包括在上述腔室內保持上述基板的步驟；使上述多個發光元件與被保持的上述基板相對地平行移動、並且只使上述多個發光元件中的能夠向上述規定區域進行照射的發光元件發光的步驟。另外，本發明提供一種局部曝光方法，在用於形成對基板進行曝光處理的空間的腔室內將形成與上述基板的被處理面相對的發光面的多個的發光元件中的一個或者多個發光元件作為發光控制單元而選擇性地進行發光控制，從而對形成在上述基板上的感光膜的規定區域局部地進行曝光處理，其特徵在於，該局部曝光方法包括在上述腔室內保持上述基板的步驟；只使形成上述發光面的上述多個的發光元件中的能夠向形成在上述基板上的感光膜的規定區域進行照射的發光元件發光的步驟。另外，本發明提供一種局部曝光方法，在覆蓋用於輸送基板的基板輸送路徑的規定區間並且形成對上述基板進行曝光處理的空間的腔室內對在上述基板輸送路徑的上方且沿著與基板輸送方向相交叉的方向呈線狀地排列的多個的發光元件選擇性地進行發光控制，從而對形成在被在上述基板輸送路徑上輸送的上述基板上的抗蝕劑膜的規定區域局部地進行曝光處理，其包括在基板的表面上塗敷抗蝕劑的步驟；使塗敷在基板上的抗蝕劑乾燥的步驟；隔著與電路圖案相對應的光刻掩模用比需要的曝光量少的曝光量使塗敷了抗蝕劑的基板曝光的步驟；選擇性地使上述多個發光元件發光而使塗敷了抗蝕劑的基板曝光的步驟；對被曝光後的基板進行顯影處理的步驟。採用這樣的方法，除通常的對基板整體的曝光處理之外，還能夠對要使膜厚更薄的任意的部位局部地進行曝光處理。另外，在該局部的曝光處理中，能夠通過預先設定的曝光量來減膜到所希望的膜厚。因而，即使例如在半曝光處理中抗蝕劑膜具有不同的膜厚(厚膜部和薄膜部)時 (即、即使是像薄膜部那樣薄的膜)，也能夠對顯影處理後的抗蝕劑膜厚進行調整而使其均勻。結果，能夠對布線圖案的線寬以及間距的偏差進行抑制。採用本發明，能夠獲得可提高在基板面內的顯影處理之後的抗蝕劑殘膜的均勻性、並對布線圖案的線寬以及間距的偏差進行抑制的局部曝光裝置和局部曝光方法。
圖1是表示本發明的一實施方式的整體概略結構的剖視圖。圖2是表示本發明的一實施方式的整體概略結構的俯視圖。圖3的(a) (e)是示意性地表示在由光刻工序的一系列的裝置群構成的單元中的本發明的局部曝光裝置的配置例的框圖。圖4是表示求出本發明的局部曝光裝置所具有的發光控制程序的設定參數的工序的流程。圖5是用於說明在本發明的局部曝光裝置中發光元件的發光控制的圖，是用坐標表示被處理基板上的局部曝光位置的被處理基板的俯視圖。圖6是表示本發明的局部曝光裝置所具有的發光控制程序的設定參數的例子的表。圖7是表示本發明的局部曝光裝置的一系列動作的流程。圖8是用於說明本發明的局部曝光裝置的局部曝光的動作的俯視圖。圖9是用於說明本發明的局部曝光裝置的局部曝光的動作的線圖。圖10是用於說明本發明的局部曝光裝置的其他方式的俯視圖。圖11的(a) (e)是用於說明使用半曝光處理的布線圖案的形成工序的剖視圖。圖12的(a) (e)是表示使用半曝光處理的布線圖案的形成工序的圖，是表示抗蝕劑膜厚比圖11的情況還厚的情況的剖視圖。圖13是形成在基板上的抗蝕劑圖案的說明圖。圖14是本發明的其他用途的說明圖。圖15是相鄰的發光元件的光的相互幹涉的說明圖。圖16是表示發光元件的電流與照度的關係的線圖。圖17是表示點燈使用規定時間後的發光元件的電流與照度的關係的線圖。圖18是表示平行光的圖。圖19是表示通過圓柱透鏡的光的圖。圖20是第三實施方式的說明圖。
具體實施例方式
8
下面，根據
本發明的局部曝光裝置以及局部曝光方法的一實施方式。圖 1是表示本發明的局部曝光裝置1的概略結構的剖視圖、圖2是其俯視圖。另外，圖3是示意性地表示在光刻工序中的局部曝光裝置I(AE)的配置的圖。例如，如圖3的(a) (e)各自所表示的那樣，圖1、圖2所示的局部曝光裝置 I(AE)配置在一邊沿著X方向水平地輸送(將此稱為平流輸送)被處理基板一邊進行一系列的光刻工序的單元內。S卩、依次配置有在光刻工序中在被處理基板上塗敷成為感光膜的抗蝕劑液的抗蝕劑塗敷裝置51 (CT)、在減壓的腔室中使基板上的抗蝕劑膜(感光膜)乾燥的減壓乾燥裝置
52(DP)。另外，依次配置有為了使抗蝕劑膜固定在基板G上而進行加熱處理的預烘焙裝置
53(PRB)、將抗蝕劑膜冷卻到規定溫度的冷卻裝置M(COL)、將抗蝕劑膜曝光成規定的電路圖案的曝光裝置陽(EXP)、對曝光之後的抗蝕劑膜進行顯影處理的顯影裝置56 (DEP)。本發明的局部曝光裝置1 (AE)例如配置在圖3的(a) (e)所示的任意一個位置。 即、配置在比塗敷液即抗蝕劑液的減壓乾燥裝置52(DP)靠後且比顯影裝置56 (DEP)靠前的規定位置。在圖3的(e)中表示的是在局部曝光裝置I(AE)中的曝光處理之後、在圖案化曝光(EXP)之前進行第1次的顯影處理(DEPl)，在使膜厚均勻性提高之後、進行圖案化曝光(EXP)以及最終的顯影處理(DEP》的情況。進行第1次顯影處理(DEPl)與第2次(最終)顯影處理(DEP》的顯影裝置56可以利用同一的裝置，或者也可以另設其他的裝置。在這樣配置的局部曝光裝置1中，在連續地處理多張基板G時，在所有的基板G的規定區域中布線圖案寬度比其他的區域寬而圖案間的間距比其他的區域狹窄的情況下，對上述規定區域實施(用於減膜厚的)局部曝光。詳細說明局部曝光裝置1 (AE)的結構。如圖1、圖2所示，局部曝光裝置1 (AE)具有基板輸送路徑2，該基板輸送路徑2利用可旋轉地鋪設的多個輥子20向X方向輸送基板 G0如圖2所示，基板輸送路徑2具有多個沿著Y方向延伸的圓柱狀的輥子20，這些輥子20沿著X方向隔著規定的間隔地分別可旋轉地進行配置。另外，多個輥子20被設為其旋轉軸21能夠利用帶22進行聯動旋轉，一個旋轉軸21連接在電動機等輥子驅動裝置10 上。另外，局部曝光裝置1 (AE)具有腔室8，該腔室8呈箱狀，用於覆蓋基板輸送路徑2 的周圍並且形成對基板G進行曝光處理的空間。如圖所示，在腔室8的前部側壁上設有沿著Y方向延伸的狹縫狀的輸入口 8a。該輸入口 8a形成為供基板輸送路徑2上的基板G通過而將基板G輸入到腔室8內。另外，在腔室8的後部側壁上設有基板輸送路徑2上的基板G能夠通過的沿著Y 方向延伸的狹縫狀的輸出口 8b。S卩、將該輸出口 8b構成為供基板輸送路徑2上的基板G通過而將基板G從腔室8輸出。另外，如圖所示，在腔室8內的基板輸送路徑2的上方配置有用於對基板G進行局部的曝光(UV光輻射)的光照射器3。 該光照射器3具有用於將光源4收容在遮蔽空間中的殼體5，在該殼體5的下表面上設有由光擴散板形成的光輻射窗6。S卩、光輻射窗6配置在光源4與被照射體、即基板G 之間。
收容在殼體5中的光源4是沿著基板寬度方向(Y方向)延伸設置的線狀光源4， 將分別發出規定波長(例如，接近g線(436nm)、h線(405nm)、i線(364nm)之中的任意一種)UV光的多個UV-LED元件Ll Ln (η是正整數)呈直線狀配置在電路基板7上，從而構成該線狀光源4。從光源4輻射出的光被光輻射窗6適度地擴散，因此形成為鄰接的UV-LED元件L 的光連接成線狀地向下方照射。另外，利用發光碟機動部9分別獨立地對構成光源4的各UV-LED元件L的發光碟機動進行控制。另外，能夠分別對供給到各UV-LED元件L的正向電流值進行控制。S卩，各UV-LED 元件L形成為在發光碟機動器9的控制下對應於其供給電流的發光的輻射照度可變。另外，利用由計算機形成的控制部40來控制上述發光碟機動部9的驅動。另外，如圖1所示，利用升降軸11從下方支承光照射器3，升降軸11設為在由電動機等構成的升降驅動部12的驅動下利用例如滾珠絲槓式的結構能夠上下移動。即、能夠將光照射器3的相對於在基板輸送路徑2上輸送的基板G的照射位置的高度設為可變。利用控制部40來控制升降驅動部12。另外，在腔室8內的光照射器3的側方(在圖中是上遊側)設有用於對從光源4 輻射並透過光輻射窗6的光的照度(輻射通量)進行檢測的照度傳感器13。該照度傳感器 13設在相對於輻射窗6的下方位置能夠從側方進退的進退軸14的頂端，並且，進退軸14的進退驅動部15利用支承軸16懸掛。另外，支承軸16設為能夠利用水平移動驅動部17沿著基板寬度方向(Y方向)移動，由此，照度傳感器13形成為能夠在光輻射窗6的下方對任意的位置的照度進行檢測。另外，由照度傳感器13檢測到的信號被供給到由計算機形成的控制部40。另外， 上述進退驅動部15以及水平移動驅動部17由控制部40進行控制。另外，在該局部曝光裝置1中，例如在腔室8的輸入口 8a的上遊側設置有用於對在基板輸送路徑2上輸送的基板G的特定部位(例如頂端)進行檢測的基板檢測傳感器 30，並將其檢測信號輸出到控制部40。因為基板G被以規定速度(例如50mm/sec)在基板輸送路徑2上輸送，所以控制部40能夠通過上述檢測信號來掌握基板G的輸送位置。另外，控制部40在規定的存儲區域中具有用於在規定的時刻對構成光源4的各 UV-LED元件L的亮度、S卩向各元件L供給的電流值進行控制的發光控制程序P。該發光控制程序P預先設定有對基板G的規定位置的輻射的照度(向UV-LED元件L供給的電流值)、用於指定對上述基板G的規定位置進行發光控制的UV-LED元件L的信息等來作為其執行時所使用的設定參數。在此，利用圖4至圖6說明用於求出上述發光控制程序P的設定參數的工序(準備工序)。首先，如圖4所示，在採樣對象1的情況下，對抗蝕劑塗敷之後實施了半曝光以及顯影處理的多個被處理基板進行採樣(圖4的步驟Ml)。接下來，對在採樣到的基板G的面內的抗蝕劑殘膜的厚度進行測量(圖4的步驟 M2)，然後，如圖5所示意性地表示的那樣，利用多個二維坐標值(χ、y)來指定要減膜的規定區域AR (圖4的步驟M5)。另一方面，如圖4所示，在採樣對象2的情況下，對利用通常的光刻工序(不利用局部曝光裝置1的工序)形成布線圖案的多個被處理基板進行採樣(圖4的步驟M3)。接下來，對採樣到的基板G的面內的布線圖案的線寬、圖案間的間距進行測量(圖 4的步驟M4)，然後，如圖5所示意性地表示的那樣，利用多個二維坐標值(χ、y)來指定要減膜的規定區域AR(圖4的步驟M5)。指定了規定區域AR之後，如圖6的表所示，對在規定區域AR中的各坐標值處求出
所需要的減膜厚(例如、坐標(xl，yl)為ΙΟΟΟλ)(圖4的步驟M6)，再根據該減膜厚
的值以及抗蝕劑種類等各條件求出為了該減膜而要照射的照度(坐標(xl，yl)的情況為 0. 2mJ/cm2)(圖 4 的步驟 M 7)。另外，如圖6的表所示，相對於規定區域AR的各坐標值分別指定能夠進行照射的 UV-LED元件L(圖4的步驟M8)，求出為了使該UV-LED元件L以所希望的照度進行發光而需要的正向電流值(圖4的步驟M9)。在該正向電流值的測量中，利用升降驅動部12使光照射器3上升移動到規定高度，並利用上述進退驅動部15以及水平移動驅動部17使照度傳感器13移動到光輻射窗6 的下方。在此，例如將光輻射窗6與照度傳感器13之間的距離調整為等同於光輻射窗6與基板G的上表面之間的距離，利用照度傳感器13對要發光的UV-LED元件L的發光照度進行檢測。然後，對在由照度傳感器13檢測到的照度的值變為要使該UV-LED元件L發光的照度時的供給電流進行測量，將該電流值設為參數。這樣，沿著圖4的流程求出所有的參數而進行設定，從而完成準備工序(圖4的步 if Stio)0接著，再利用圖7至圖9說明局部曝光裝置1的局部曝光的一系列的動作。在前段工序中的處理結束之後，基板G在基板輸送路徑2上輸送，利用基板檢測傳感器30檢測到基板G時，向控制部40供給該基板檢測信號(圖7的步驟Si)。控制部40根據上述基板檢測信號和基板輸送速度開始獲得(檢測)基板G的輸送位置(圖7的步驟S2)。然後，控制部40在要局部地進行曝光的規定區域通過光照射器3的下方的時刻 (圖7的步驟S3)對構成光源4的UV-LED元件Ll Ln進行發光控制(圖7的步驟S4)。在此，例如，如圖8示意性地所示那樣，在向基板G的規定區域AR進行發光照射的情況下，對配置在基板G的規定區域AR上方的UV-LED元件Ln_2、Ln-3進行發光控制。更具體而言，如圖9的線圖(UV-LED元件Ln-2、Ln-3各自的輻射通量(瓦)的大小與經過時間的關係)所示，在基板G的規定區域AR通過光源下的期間，以使輻射通量W的大小發生變化的方式對供給的正向電流進行控制。這樣，並非只簡單地向基板G的規定區域AR進行照射，而且能夠在區域AR內的局部進行任意的照度的照射。另外，在基板G中有其他的要局部地進行曝光的區域時(圖7的步驟S5)，在該區域中進行UV-LED元件L的發光控制，沒有其他的要局部地進行曝光的區域時(圖7的步驟 S5)，結束對該基板G的局部曝光處理。另外，如圖3所示，除該局部曝光處理(AE)之外，還有在其之前或者之後進行的曝光處理(EXP)，兩者共同完成對基板G的曝光處理，利用顯影裝置56 (DEP)對該曝光之後的抗蝕劑膜進行顯影處理。
如上所述，採用本發明的實施方式，除通常的對基板G整體的曝光處理之外，還能夠對要使膜厚更薄的任意的部位局部地進行曝光處理。另外，在該局部的曝光處理中，能夠通過預先設定的曝光量來減膜到所希望的膜厚。因而，即使例如在半曝光處理中抗蝕劑膜具有不同的膜厚(厚膜部和薄膜部)時 (即、即使是像薄膜部那樣薄的膜)，也能夠對顯影處理後的抗蝕劑膜厚進行調整而使其均勻。結果，能夠對布線圖案的線寬以及間距的偏差進行抑制。附帶說明一下，在本發明中使用的UV-LED元件L的在基板上的最大照度大約是曝光裝置55在基板上的照度的十分之一左右。因而，能夠通過對UV-LED元件Ll Ln的點燈時間、電流、基板G的輸送速度等進行控制而在基板G的面內高精度地獲得所希望的累積曝光量的分布。另外，使UV-LED元件Ll Ln的在基板上的照射區域越小越能夠提高曝光的解析度(即、進行更微細的曝光的校正)。另外，本發明是使抗蝕劑殘膜的厚度變薄並且使基板G上的抗蝕劑膜厚的分布為所希望的值的發明，不能進行使原來的抗蝕劑殘膜的厚度變厚的處理。另外，本發明也能夠用作下面說明的用途。例如，為了使形成在基板G上的抗蝕劑圖案的線寬P、線與線之間的寬度r變狹窄，採用線寬、線與線之間的寬度被狹窄地加工而成的曝光掩模並在曝光裝置陽中進行曝光處理。然而，採用本發明，能夠使用以往的曝光掩模將抗蝕劑圖案的線寬P、線與線之間的寬度r形成得比以往狹窄。具體而言，例如要以線與線之間的寬度r= 1.8 μ m來形成時， 採用r = 2. 4μπι用的曝光掩模，在曝光裝置55中用通常的曝光量的大約50%的曝光量來進行曝光。於是，如圖14的(a)所示，抗蝕劑圖案R的厚度方向的累計曝光量的分布變為 V字狀，就這樣進行顯影處理時會殘留不需要的抗蝕劑部分S。於是，使用本發明，在進行顯影處理之前照射UV-LED光。即、進行曝光的校正。然後，只要進行顯影處理，就不會產生不需要的抗蝕劑部分S。另外，因為在曝光裝置55中用通常的曝光量的大約50%的曝光量進行曝光，所以抗蝕劑圖案R的曝光寬度大致是1. 8 μ m( = r)。另外，在從抗蝕劑塗敷處理到顯影處理的期間，或者將基板G封入密閉的處理容器內而進行減壓乾燥處理，或者對基板G 進行加熱處理，由此，抗蝕劑圖案R的比曝光寬度靠外側的部分即使被少量地曝光，也會變得在顯影處理中難以溶解，如圖14的(b)所示，顯影處理後的抗蝕劑圖案R的線與線之間的寬度r變成r = 1. 8 μ m。這樣，採用本發明，即使在曝光裝置55中使用以往的曝光掩模， 也能夠使在處理之後形成在基板上的抗蝕劑圖案的線寬P、線與線之間的寬度r變狹窄。另外，為了在進行基板G的實際的處理之前測量基準數據(基準)、將測量結果存儲在裝置中而進行用圖4說明的作業。一次或者多次進行該作業。然後，完成用圖4說明的作業之後，將實際地進行處理的基板G連續地輸送到該處理裝置中而進行基板G的處理。 然後，根據基準數據來控制局部曝光裝置AE1。另外，進行用圖4說明的作業之前，為了校正多個UV-LED元件Ll Ln之間的照度的誤差，需要針對各UV-LED元件Ll Ln對電流與在基板G上的照度之間的關係進行測量，並存儲在裝置中。這是因為在各UV-LED元件Ll Ln中，即使流過相同的電流，UV-LED 元件Ll Ln的照度也各自微妙地不同。另外，如圖15所示，利用光輻射窗6的光擴散板使UV-LED元件的光擴散，從而使彼此相鄰的UV-LED元件的光在基板G上相互幹涉。因此， 也一邊考慮該相互幹涉一邊對各UV-LED元件Ll Ln的電流與在基板G上的照度的關係進行測量、存儲。具體而言，例如，測量UV-LED元件L2時，如果與UV-LED元件L2互相干涉的UV-LED元件是Ll和L3，就一邊使UV-LED元件L2的電流從0到最大地變化，一邊也使 UV-LED元件Ll的電流從0到最大地變化，一邊也使UV-LED元件L3的電流從0到最大地變化，並對與UV-LED元件L2相對應的基板G上的照度依次進行測量、存儲。該測量結果例如成為圖16所示的線圖。因而，各UV-LED元件Ll Ln分別具有圖16所示的線圖，根據各線圖對各UV-LED元件Ll Ln的發光進行控制。下面，說明第二實施方式。並且，對於與第一實施方式相同的部分省略說明。在第二實施方式中，除表示各UV-LED元件Ll Ln的電流與基板G上的照度之間的關係的數據之外，還預先對例如a)抗蝕劑的種類、b)在減壓乾燥裝置52中的減壓處理時的減壓到達度、c)在預烘焙裝置53中的熱處理溫度、這些a) c)的值與基板G上的抗蝕劑殘膜的厚度的面內分布之間的關係進行測量，並存儲在裝置中。此時，可以針對實際的基板G的處理所使用的各個處理條件對抗蝕劑殘膜厚的面內分布進行測量、存儲。例如，針對實際的處理所使用的抗蝕劑的種類、減壓到達度、預烘焙溫度的各個組合對基板G上的抗蝕劑的殘膜的厚度進行測量、存儲。然後，完成該作業後，在實際地處理基板時(例如設為處理A)，選擇抗蝕劑的殘膜的與處理A相對應的厚度的數據，並根據該數據進行UV-LED 元件Ll Ln的點燈。另外，對基板G進行其他的處理時(例如設為處理B)，選擇抗蝕劑的殘膜的與處理B相對應的厚度的數據，並根據該數據對UV-LED元件Ll Ln進行控制。採用這樣的裝置結構，例如，即使如處理A、處理B那樣存在多個處理條件，也能夠選擇適合該處理的條件而立即開始基板G的處理。另外，在圖3中表示了多個局部曝光裝置AEl的配置。其中最佳的方式是圖3的 (d)。其理由如下所述從曝光處理到顯影處理的時間發生變化時，基板G上的抗蝕劑殘膜的厚度微妙地發生變化。因而，最好使從曝光處理到顯影處理的時間某種程度地恆定。因此，認為將曝光裝置55、局部曝光裝置AE1、顯影裝置56連續地配置為最佳。另外，可以使圖2中的UV-LED元件Ll Ln的Y方向的距離比基板G的寬度長， 例如長10 40mm左右。這樣一來，在基板G的端部也能夠高精度地進行處理。另外，也可以將用圖4說明的各UV-LED元件Ll Ln的測量作業定期地進行。 UV-LED元件Ll Ln點燈使用時發生時效劣化。因此，電流與照度的關係最初是如圖16的線圖所示的關係，但在使用規定時間後，如圖17所示，線圖的斜率變小。因而，可以每點燈使用裝置例如500小時，就再進行一次用圖4說明的作業，將該測量結果作為新的基準數據而進行更新、存儲即可。這樣一來，能夠在也考慮到UV-LED元件Ll Ln的時效劣化的基礎上，提高基板G的處理精度。另外，關於UV-LED元件Ll Ln的控制，既可以對UV-LED元件Ll Ln逐一個別地進行控制，也可以將多個、例如相鄰的四個UV-LED元件Ll L4作為一組地進行控制。另外，用於對本處理裝置的驅動進行控制的上述的程序存儲在控制部40中。也可以從存儲有該程序的存儲介質中調出程序而對本處理裝置的驅動進行控制。下面，說明第三實施方式。並且，對於與上述的實施方式相同的部分省略說明。在第三實施方式中，使用圓柱透鏡(Cylindrical Optics)來代替光輻射窗6的光擴散板。所謂的圓柱透鏡是指向該透鏡入射平行光時、出射光被聚光到帶狀的區域中的透鏡。如圖18所示，例如將平行光100作為入射光時，來自圓柱透鏡的出射光變為如圖19所示的那樣的帶狀的區域101的光。如圖20所示，在第三實施方式中，為了使多個UV-LED元件L的光變為平行光，配置多個透鏡102(形成平行光的部件)。通過透鏡102的光變為平行光。並且，將圓柱透鏡 103(聚光為帶狀區域的光的部件)配置在透鏡102與光輻射窗6之間。於是，從光輻射窗6 照射到基板G上的光變為分布在帶狀區域中的光。而且，從相鄰的UV-LED元件分別發出的光在通過透鏡102之前不會互相干涉(不會擴散到幹涉那樣的程度)。因此，針對各UV-LED 元件Ll Ln，對電流與在基板G上的照度之間的關係進行測量、存儲在裝置中的上述的作業中，因為沒有在相鄰的UV-LED元件L中的光的幹涉，所以只要一邊依次地將UV-LED元件 Ll Ln逐一地使電流從0到最大地變化一邊對基板G上的照度進行測量、存儲即可。因而，在第三實施方式中，能夠進一步將作業簡化，並且，還能提高裝置的可靠性。另外，在上述實施方式中以一邊將基板G水平地輸送一邊進行曝光處理的情況為例進行了說明，但本發明不限定於該方式，其結構也可以是將被處理基板以靜止在腔室內的狀態進行保持而對保持的基板進行曝光處理。此時，也可以使線狀光源相對於被處理基板進行移動(即、是線狀的光源與被處理基板相對地反向移動的結構即可)。或者，也可以如圖10 (表示被處理基板是圓盤狀的半導體晶圓Wa的情況)所示意性地表示的那樣，利用多個UV-LED元件的集合體來形成與被處理基板的形狀相對應的光源，對與要局部地曝光的區域AR(的形狀)相對應的UV-LED元件進行發光控制。
權利要求
1.一種局部曝光裝置，其用於對形成在基板上的感光膜的規定區域進行曝光處理，該局部曝光裝置的特徵在於，其包括基板輸送部件，其用於形成基板輸送路徑，並將上述基板沿著上述基板輸送路徑水平地輸送；腔室，其用於覆蓋上述基板輸送路徑的規定區間並且形成對上述基板進行曝光處理的空間；光源，其具有多個的發光元件，能夠利用上述發光元件的發光對被在上述發光元件的下方輸送的基板上的感光膜照射光，該發光元件沿著與基板輸送方向相交叉的方向呈線狀地排列在上述腔室內且在上述基板輸送路徑的上方；發光碟機動部，其能夠將構成上述光源的多個的發光元件中的一個或者多個發光元件作為發光控制單元而選擇性地進行發光碟機動；基板檢測部件，其配置在上述基板輸送路徑的比上述光源靠上遊側的位置，用於對被上述基板輸送部件輸送的上述基板進行檢測；控制部，其被供給上述基板檢測部件的基板檢測信號，並且控制由上述發光碟機動部對上述發光元件進行的驅動；上述控制部對上述發光碟機動部進行控制的方式如下所述根據上述基板檢測部件的基板檢測信號與基板輸送速度來獲得基板輸送位置，形成在上述基板上的感光膜的規定區域通過上述光源的下方時，只有上述多個發光元件中的能夠向上述規定區域進行照射的發光元件發光。
2.一種局部曝光裝置，其用於對形成在基板上的感光膜的規定區域進行曝光處理，該局部曝光裝置的特徵在於，其包括腔室，其用於對形成有感光膜的上述基板進行收容並且形成對上述基板進行曝光處理的空間；基板保持部件，其用於在上述腔室內保持上述基板；光源，其具有多個發光元件，能夠利用上述發光元件的發光對被上述基板保持部件保持的基板上的感光膜照射光，該發光元件呈線狀地排列在上述腔室內的上述基板保持部件的上方；發光碟機動部，其能夠將構成上述光源的多個的發光元件中的一個或者多個發光元件作為發光控制單元而選擇性地進行發光碟機動；移動部件，其用於使上述多個發光元件與基板相對地進行平行移動； 控制部，其控制由上述發光碟機動部對上述發光元件進行的驅動； 上述控制部對上述發光碟機動部進行控制的方式如下所述形成在上述基板上的感光膜的規定區域通過上述光源的下方時，只有上述多個發光元件中的能夠向上述規定區域進行照射的發光元件發光。
3.一種局部曝光裝置，其用於對形成在基板上的感光膜的規定區域進行曝光處理，該局部曝光裝置的特徵在於，其包括腔室，其用於對形成有感光膜的上述基板進行收容並且形成對上述基板進行曝光處理的空間；基板保持部件，其用於在上述腔室內保持上述基板；光源，其與被上述基板保持部件保持的上述基板的被處理面相對的發光面由多個的發光元件的集合體形成，能夠利用上述發光元件的發光對上述基板上的感光膜照射光；發光碟機動部，其能夠將構成上述光源的多個的發光元件中的一個或者多個發光元件作為發光控制單元而選擇性地進行發光碟機動；控制部，其控制由上述發光碟機動部對上述發光元件進行的驅動； 上述控制部對上述發光碟機動部進行控制的方式如下所述在形成上述發光面的上述多個的發光元件中能夠向形成在上述基板上的感光膜的規定區域進行照射的發光元件發光。
4.根據權利要求1至3中的任意一項所述的局部曝光裝置，其特徵在於，利用上述發光碟機動部使形成上述光源的多個的發光元件各自的發光的照度可變； 根據預先設定的照度對照射上述感光膜的規定區域的一個或者多個發光元件分別進行發光控制。
5.根據權利要求1至3中的任意一項所述的局部曝光裝置，其特徵在於， 在上述光源的下方設有光擴散板；從上述光源發出的光經由上述光擴散板對上述基板進行輻射。
6.根據權利要求1至3中的任意一項所述的局部曝光裝置，其特徵在於， 該局部曝光裝置具有在上述光源的下方將上述發光元件的光變為平行光的部件； 將通過了形成該平行光的部件的光聚光為帶狀區域的光的部件； 從上述光源發出的光經由上述形成平行光的部件和上述聚光為帶狀區域的光的部件對上述基板進行輻射。
7.一種局部曝光方法，在覆蓋用於輸送基板的基板輸送路徑的規定區間並且形成對上述基板進行曝光處理的空間的腔室中，對在上述基板輸送路徑的上方並且沿著與基板輸送方向相交叉的方向呈線狀地排列的多個發光元件選擇性地進行發光控制，從而對形成在被在上述基板輸送路徑上輸送的上述基板上的感光膜的規定區域局部地進行曝光處理，其特徵在於，該局部曝光方法包括沿著上述基板輸送路徑水平地輸送上述基板的步驟； 對在上述基板輸送路徑上輸送的上述基板進行檢測的步驟；形成在上述基板上的感光膜的規定區域通過多個發光元件的下方時只使上述多個發光元件中的能夠向上述規定區域進行照射的發光元件發光的步驟。
8.一種局部曝光方法，在形成對基板進行曝光處理的空間的腔室內對向上述基板的被處理面照射光的多個發光元件選擇性地進行發光控制，從而對形成在上述基板上的感光膜的規定區域局部地進行曝光處理，其特徵在於，該局部曝光方法包括在上述腔室內保持上述基板的步驟；使上述多個發光元件與保持的上述基板相對地平行移動、並且只使上述多個發光元件中的能夠向上述規定區域進行照射的發光元件發光的步驟。
9.一種局部曝光方法，在形成對基板進行曝光處理的空間的腔室內將形成與上述基板的被處理面相對的發光面的多個的發光元件中的一個或者多個發光元件作為發光控制單元而選擇性地進行發光控制，從而對形成在上述基板上的感光膜的規定區域局部地進行曝光處理，其特徵在於，該局部曝光方法包括在上述腔室內保持上述基板的步驟；只使形成上述發光面的上述多個的發光元件中的能夠向形成在上述基板上的感光膜的規定區域進行照射的發光元件發光的步驟。
10.根據權利要求7至9中的任意一項所述的局部曝光方法，其特徵在於， 使上述多個的發光元件各自的發光的照度可變；根據預先設定的照度對發光照射上述感光膜的規定區域的一個或者多個發光元件分別進行發光控制。
11.根據權利要求7至9中的任意一項所述的局部曝光方法，其特徵在於， 從上述光源發出的光經由光擴散板對上述基板進行輻射。
12.根據權利要求7至9中的任意一項所述的局部曝光方法，其特徵在於， 從上述光源發出的光經由如下所述的部件對上述基板進行輻射 使上述發光元件的光形成為平行光的部件；將通過了用於形成該平行光的部件的光聚光為帶狀區域的光的部件。
13.根據權利要求11所述的局部曝光方法，其特徵在於，使上述多個發光元件各自的發光的照度可變，並根據經由上述光擴散板而照射的上述基板上的光的照度進行發光控制。
14.一種局部曝光方法，在覆蓋用於輸送基板的基板輸送路徑的規定區間並且形成對上述基板進行曝光處理的空間的腔室內對在上述基板輸送路徑的上方且沿著與基板輸送方向相交叉的方向呈線狀地排列的多個發光元件選擇性地進行發光控制，從而對形成在被在上述基板輸送路徑上輸送的上述基板上的抗蝕劑膜的規定區域局部地進行曝光處理，其特徵在於，其包括在基板的表面上塗敷抗蝕劑的步驟； 使塗敷在基板上的抗蝕劑乾燥的步驟；隔著與電路圖案相對應的光刻掩模用比需要的曝光量少的曝光量使塗敷了抗蝕劑的基板曝光的步驟；選擇性地使上述多個發光元件發光而使塗敷了抗蝕劑的基板曝光的步驟； 對被曝光後的基板進行顯影處理的步驟。
全文摘要
本發明提供能夠提高在基板面內的顯影處理後的抗蝕劑殘膜的均勻性、並對布線圖案的線寬以及間距的偏差進行抑制的局部曝光裝置和局部曝光方法。局部曝光裝置包括基板輸送部件；腔室，其用於形成對被處理基板進行曝光處理的空間；光源，其具有沿與基板輸送方向交叉的方向線狀排列的多個發光元件，能夠利用發光元件的發光對在下方輸送的被處理基板上的感光膜照射光；發光碟機動部，能夠將構成光源的多個發光元件中的一個或者多個發光元件作為發光控制單元而選擇性地進行發光碟機動；基板檢測部件，其對被基板輸送部件輸送的被處理基板進行檢測；控制部，其被供給基板檢測部件的基板檢測信號，並且控制由發光碟機動部進行的發光元件的驅動。
文檔編號G03F7/20GK102314093SQ20111018449
公開日2012年1月11日 申請日期2011年6月29日 優先權日2010年6月30日
發明者太田義治, 松村雄宣, 森山茂, 田中茂喜 申請人:東京毅力科創株式會社