特許 7060244 露光装置用光源、それを用いた露光装置、およびレジストの露光方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-04-18

(45)【発行日】2022-04-26

(54)【発明の名称】露光装置用光源、それを用いた露光装置、およびレジストの露光方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20220419BHJP

【ＦＩ】

G03F7/20 501

G03F7/20 521

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018232630

(22)【出願日】2018-12-12

(65)【公開番号】P2020095147

(43)【公開日】2020-06-18

【審査請求日】2020-07-28

(73)【特許権者】

【識別番号】510138741

【氏名又は名称】フェニックス電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100147706

【弁理士】

【氏名又は名称】多田 裕司

(72)【発明者】

【氏名】池田 富彦

(72)【発明者】

【氏名】井上 智彦

(72)【発明者】

【氏名】郷田 哲也

(72)【発明者】

【氏名】山下 健一

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 加名

【審査官】菅原 拓路

(56)【参考文献】

【文献】特表２０１７－５０４８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０６９８６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２０７３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０１０２９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２００７５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０６６７５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１９１２５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０６２７２１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

単波長光を照射する複数の光源ユニット、および、複数の前記光源ユニットを保持する光源ユニットホルダを備える露光装置用光源において、
複数の前記光源ユニットから照射される前記単波長光は少なくとも２種類であり、
一方の種類の前記単波長光を照射する前記光源ユニットが前記光源ユニットホルダの中心側に配置され、
他方の種類の前記単波長光を照射する前記光源ユニットが、一方の種類の前記単波長光を照射する前記光源ユニットとは逆に前記光源ユニットホルダの外周側に配置されており、
１回の連続露光期間における第１露光時間と第２露光時間とで照射する光の照射強度が変化する
露光装置用光源。

【請求項2】

単波長光を照射する複数の光源ユニット、および、複数の前記光源ユニットを保持する光源ユニットホルダを備える露光装置用光源において、
複数の前記光源ユニットから照射される前記単波長光は少なくとも２種類であり、
一方の種類の前記単波長光を照射する前記光源ユニットが前記光源ユニットホルダの中心側に配置され、
他方の種類の前記単波長光を照射する前記光源ユニットが、一方の種類の前記単波長光を照射する前記光源ユニットとは逆に前記光源ユニットホルダの外周側に配置されており、
１回の連続露光期間における第１露光時間と第２露光時間とで前記各単波長光の照射強度のバランスが変化する
露光装置用光源。

【請求項3】

１回の連続露光期間は、少なくとも第１露光時間と第２露光時間と第３露光時間とに分かれていることを特徴とする
請求項１または２に記載の露光装置用光源。

【請求項4】

前記各単波長光の照射強度のバランスは、前記各単波長光を照射する前記各光源ユニットの数、および、前記各光源ユニットからの光の照射強度の少なくとも一方を調整して実施している
請求項２に記載の露光装置用光源。

【請求項5】

前記各光源ユニットは、純正品判定を行うための判別部材を有している
請求項１から４のいずれか１項に記載の露光装置用光源。

【請求項6】

前記判別部材は白熱灯である
請求項５に記載の露光装置用光源。

【請求項7】

複数の前記光源ユニットから照射される光の照射強度は少なくとも２種類である
請求項１から６のいずれか１項に記載の露光装置用光源。

【請求項8】

請求項１から７のいずれか１項に記載の露光装置用光源を備える露光装置。

【請求項9】

単波長光を照射する複数の光源ユニットを備えており、
複数の前記光源ユニットから照射される前記単波長光は少なくとも２種類であり、
露光するレジストの受光感度が低い一方の前記単波長光を照射する低感度の前記光源ユニットが、複数の前記光源ユニットを保持する光源ユニットホルダの中心側あるいは外周側に配置され、
前記受光感度が高い他方の前記単波長光を照射する高感度の前記光源ユニットが、低感度の前記光源ユニットとは逆に、前記光源ユニットホルダの外周側あるいは中心側に配置されている露光装置用光源を用いて、
１回の連続露光期間における第１露光時間と第２露光時間とで照射する光の照射強度を変化させて前記レジストの露光を行う、
レジストの露光方法。

【請求項10】

単波長光を照射する複数の光源ユニットを備えており、
複数の前記光源ユニットから照射される前記単波長光は少なくとも２種類であり、
露光するレジストの受光感度が低い一方の前記単波長光を照射する低感度の前記光源ユニットが、複数の前記光源ユニットを保持する光源ユニットホルダの中心側あるいは外周側に配置され、
前記受光感度が高い他方の前記単波長光を照射する高感度の前記光源ユニットが、低感度の前記光源ユニットとは逆に、前記光源ユニットホルダの外周側あるいは中心側に配置されている露光装置用光源を用いて、
１回の連続露光期間における第１露光時間と第２露光時間とで前記各単波長光の照射強度のバランスを変化させて前記レジストの露光を行う、
レジストの露光方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば、半導体基板等の露光装置に用いられる多灯式の露光装置用光源に関する。

【背景技術】

【0002】

従前より、複数の放電灯を使用した光源が露光装置に用いられている（例えば、特許文献１）。

【0003】

特許文献１に係る光源では、使用する複数の放電灯において水銀の封入量が異なるようにしている。これにより、光源から照射される光の波長領域を変化させられるようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００８－１９１２５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

一般に水銀灯から照射される光の波長には、図２１に示すように、複数のピーク波長と、所定の波長範囲において最小限の分光強度（以下、「ベースライン」という。）とが存在している。

【0006】

しかしながら、精度の良い露光を行おうとすると、露光するレジストの特性に応じた波長のみの光で露光を行うことが望ましく、対象となるレジストの露光に寄与しないピーク波長は不要となる。例えば、特定のレジストでは、図２１における長波長側のピーク（４０５ｎｍおよび４３６ｎｍ）はレジスト感度がないことから不要である。

【0007】

同様の理由で、所定の波長範囲に広がるベースライン以下の光も不要である。

【0008】

このように、従来の、放電灯を用いた露光用光源では、レジストの露光に寄与しないピーク波長の光まで照射しており無駄なエネルギーを使用しているという問題と、加えて、所定の波長範囲に広がるベースライン以下の光も露光に寄与するものが少ないわりにレジストに与えるエネルギー自体は大きいものであることから、大きなエネルギーを受けたレジストが剥離してしまうことがあった。

【0009】

本発明は、前述した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、レジストの特性に合わせて、必要な波長の光をピンポイントで照射することができ、また、ベースライン以下の光量を最小限に押さえることができ、さらに、特性が異なる別のレジストを露光する際には照射する光の波長を適切に変化させることのできる露光装置用光源、それを用いた露光装置、および露光装置用光源の制御方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一局面によれば、
単波長光を照射する複数の光源ユニット、および、複数の前記光源ユニットを保持する光源ユニットホルダを備える露光装置用光源において、
複数の前記光源ユニットから照射される前記単波長光は少なくとも２種類であり、
一方の種類の前記単波長光を照射する前記光源ユニットが前記光源ユニットホルダの中心側に配置され、
他方の種類の前記単波長光を照射する前記光源ユニットが、一方の種類の前記単波長光を照射する前記光源ユニットとは逆に前記光源ユニットホルダの外周側に配置されており、
１回の連続露光期間における第１露光時間と第２露光時間とで照射する光の照射強度が変化する
露光装置用光源が提供される。
また、本発明の他の局面によれば、
単波長光を照射する複数の光源ユニット、および、複数の前記光源ユニットを保持する光源ユニットホルダを備える露光装置用光源において、
複数の前記光源ユニットから照射される前記単波長光は少なくとも２種類であり、
一方の種類の前記単波長光を照射する前記光源ユニットが前記光源ユニットホルダの中心側に配置され、
他方の種類の前記単波長光を照射する前記光源ユニットが、一方の種類の前記単波長光を照射する前記光源ユニットとは逆に前記光源ユニットホルダの外周側に配置されており、
１回の連続露光期間における第１露光時間と第２露光時間とで前記各単波長光の照射強度のバランスが変化する
露光装置用光源が提供される。

【0012】

好適には、１回の連続露光期間における第１露光時間と第２露光時間とで照射する光の照射強度が変化する。

【0013】

好適には、１回の連続露光期間における第１露光時間と第２露光時間とで前記各単波長光の照射強度のバランスが変化する。

【0014】

好適には、１回の連続露光期間は、少なくとも第１露光時間と第２露光時間と第３露光時間とに分かれている。

【0015】

好適には、前記各単波長光の照射強度のバランスは、前記各単波長光を照射する前記各光源ユニットの数、および、前記各光源ユニットからの光の照射強度の少なくとも一方を調整して実施している。

【0017】

好適には、前記各光源ユニットは、純正品判定を行うための判別部材を有している。

【0018】

好適には、前記判別部材は白熱灯である。

【0019】

好適には、複数の前記光源ユニットから照射される光の照射強度は少なくとも２種類である。

【0020】

本発明の他の局面によれば、
前記露光用光源を備える露光装置が提供される。

【0021】

本発明の別の局面によれば、
単波長光を照射する複数の光源ユニットを備えており、
複数の前記光源ユニットから照射される前記単波長光は少なくとも２種類であり、
露光するレジストの受光感度が低い一方の前記単波長光を照射する低感度の前記光源ユニットが、複数の前記光源ユニットを保持する光源ユニットホルダの中心側あるいは外周側に配置され、
前記受光感度が高い他方の前記単波長光を照射する高感度の前記光源ユニットが、低感度の前記光源ユニットとは逆に、前記光源ユニットホルダの外周側あるいは中心側に配置されている露光装置用光源を用いて、
１回の連続露光期間における第１露光時間と第２露光時間とで照射する光の照射強度を変化させて前記レジストの露光を行う、
レジストの露光方法が提供される。
また、本発明のさらに別の局面によれば、
単波長光を照射する複数の光源ユニットを備えており、
複数の前記光源ユニットから照射される前記単波長光は少なくとも２種類であり、
露光するレジストの受光感度が低い一方の前記単波長光を照射する低感度の前記光源ユニットが、複数の前記光源ユニットを保持する光源ユニットホルダの中心側あるいは外周側に配置され、
前記受光感度が高い他方の前記単波長光を照射する高感度の前記光源ユニットが、低感度の前記光源ユニットとは逆に、前記光源ユニットホルダの外周側あるいは中心側に配置されている露光装置用光源を用いて、
１回の連続露光期間における第１露光時間と第２露光時間とで前記各単波長光の照射強度のバランスを変化させて前記レジストの露光を行う、
レジストの露光方法が提供される。

【発明の効果】

【0023】

本発明によれば、レジストの特性に合わせて、必要な波長の光をピンポイントで照射することができ、また、ベースライン以下の光量を最小限に押さえることができ、さらに、特性が異なる別のレジストを露光する際には照射する光の波長を適切に変化させることのできる露光装置用光源、それを用いた露光装置、および露光装置用光源の制御方法を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】実施形態に係る露光装置１０を示す図である。

【図2】実施形態に係る露光装置用光源１００の点灯回路図である。

【図3】実施形態に係る光源ユニット１０２の断面図である。

【図4】実施形態に係る光源ユニット１０２の正面図である。

【図5】実施形態に係る光源１１２の斜視図である。

【図6】実施形態に係る光源１１２の断面図である。

【図7】発光ダイオード１２６の一例を示す図である。

【図8】光源ユニットホルダ１０４の一例を示す図である。

【図9】連続露光時間における光の照射強度の変化の一例を示す図である。

【図10】連続露光時間における光の照射強度の変化の一例を示す図である。

【図11】連続露光時間における光の照射強度の変化の一例を示す図である。

【図12】連続露光時間における光の照射強度の変化の一例を示す図である。

【図13】連続露光時間における光の照射強度の変化の一例を示す図である。

【図14】連続露光時間における各単波長光の照射強度のバランスの変化の一例を示す図である。

【図15】連続露光時間における各単波長光の照射強度のバランスの変化の一例を示す図である。

【図16】変形例１に係る光源ユニット１０２を示す正面図である。

【図17】変形例１に係る光源ユニット１０２を示す斜視図である。

【図18】図１６におけるＡ－Ａ矢視による断面図である。

【図19】図１６におけるＢ－Ｂ矢視による断面図である。

【図20】図１６におけるＣ－Ｃ矢視による断面図である。

【図21】一般に水銀灯から照射される光の分光特性と、特定のレジストの感度特性とを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

（露光装置１０の構造）
以下、本発明を図面に従って説明する。図１は本発明に係る露光装置用光源１００が組み込まれた露光装置１０の概要を示した図である。ここで、露光装置１０は、露光対象物Ｘ（本実施形態では、プリント配線板のベースとなる絶縁板Ｐ上に形成されたレジストＸをその一例として説明する。）を露光するためのものであり、露光装置用光源１００と、露光対象物Ｘを支持する支持台１２と、露光装置用光源１００から照射される光を平行光として支持台１２の直上から照射するよう誘導する光学系１４と、露光装置用光源１００の点灯 を制御する点灯装置１６とで大略構成されている。

【0026】

以下では、先ず、露光装置用光源１００以外の部材等について説明し、然る後、当該露光装置用光源１００について詳細に説明する。

【0027】

支持台１２は、露光対象物Ｘを支持するものであり、これまでに周知の構成を適宜採用することが可能である。

【0028】

光学系１４は、露光装置用光源１００から照射される光を照度の均一な平行光として支持台１２の直上から照射するよう誘導するためのものであり、露光装置用光源１００から照射された光の照度を均一化するインテグレータレンズ２０（インテグレータレンズ２０の具体例としては、例えば、フライアイレンズやロッドレンズと呼ばれるレンズが知られており、本実施形態では、フライアイレンズが採用されている）と、インテグレータレンズ２０の前面側に配置され、露光装置用光源１００から照射された光（本実施形態では、インテグレータレンズ２０を通過した後の照度が均一な光）の照射光路を開閉制御する露光制御用シャッター２２と、露光制御用シャッター２２を通過した均一光の照射光路を屈折させる露光用反射鏡２４とで大略構成されている。

【0029】

なお、ここで示した光学系１４の構成はその一例であり、本実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、露光装置用光源１００から照射された光を露光用反射鏡２４で屈折させた後、インテグレータレンズ２０に入光するような構成としてもよく、目的とする光学経路に応じて適宜その構成を変更することが可能である。

【0030】

点灯装置１６は、露光装置用光源１００を露光条件に応じて選択的に点灯させるための装置であり、図２の点灯回路図に示すように、個々の露光装置用光源１００に接続された電力供給線３０が点灯装置１６に接続されている。そして、点灯装置１６は制御装置４０によってオン・オフを制御され、これによって各露光装置用光源１００を露光対象物Ｘに合わせて選択的に点灯できるようになっている。なお、各露光装置用光源１００と点灯装置１６とはコネクタ（図示省略）を介して接続されており、コネクタの部分から各露光装置用光源１００と点灯装置１６とを簡単に電気的に脱着できるようになっている。

【0031】

（露光装置用光源１００の構造）
次に、露光装置用光源１００の構造の一例について説明する。この露光装置用光源１００は、図１に示すように、大略、複数の光源ユニット１０２と、光源ユニットホルダ１０４とで構成されている。なお、光源ユニットホルダ１０４は本発明における必須の構成要素ではない。このため、光源ユニットホルダ１０４を設けることなく、各光源ユニット１０２を所定の位置に固定する等してもよい。

【0032】

各光源ユニット１０２は、図３および図４に示すように、大略、椀状の反射鏡１１０と、光源１１２とで構成されている。

【0033】

反射鏡１１０は、その内側に形成された反射面１１４と、反射面１１４で反射した光を放出する開口１１６と、当該開口１１６に対向する位置で反射面１１４の底部中央に設けられた略円筒状の中央取付筒部１１８とを有している。また、反射鏡１１０の中心を通り開口１１６に直交する直線を、反射鏡１１０（および反射面１１４）の中心軸Ｃとする。

【0034】

反射鏡１１０の材質としては、ガラスあるいはアルミニウム等が使用され、アルミニウムの場合は反射面１１４に金属蒸着がなされ、ガラスの場合は金属蒸着の他、多層膜の反射面１１４が椀状部分の内表面（つまり、反射面１１４が形成される面）に形成される。

【0035】

とりわけ、光源ユニット１０２では、光源１１２を構成する発光ダイオード１２６（後述）からの熱が支柱１２４（後述）によって効率的に放散されることから、ガラスやアルミニウム等に比べて熱に弱い樹脂等も反射鏡１１０の材料として使用することができる。

【0036】

なお、本実施形態では、反射鏡１１０の開口１１６を覆うポリカーボネート製の前面カバー１２０が取り付けられているが、当該前面カバー１２０は光源ユニット１０２の必須構成要素ではない。また、透明材料であれば、前面カバー１２０の材料としてガラス等他の材料を用いることができる。

【0037】

反射面１１４は、上述した中心軸Ｃを中心とする回転面で規定されており、反射鏡１１０の内側における当該中心軸Ｃ上に焦点Ｆが設定されている。この焦点Ｆの位置は反射鏡１１０の内側に収容する光源１１２における発光ダイオード１２６の大きさや個数等の要素に基づいて最適な位置に設定されている。例えば、発光ダイオード１２６が大きく、あるいは発光ダイオード１２６の個数が多い場合には、焦点Ｆの位置は反射面１１４の底部からやや距離をおいて設定され、逆に、発光ダイオード１２６が小さく、あるいは発光ダイオード１２６の個数が少ない場合には、焦点Ｆの位置は反射面１１４の底部寄りに設定されることになる。なお、反射面１１４を規定する回転面が回転楕円面や回転放物面である場合、これらを規定する楕円や放物線の焦点が反射面１１４の焦点Ｆとなる。

【0038】

光源１１２は、図３および図４に加えて図５を参照し、４つの発光体１２２と、これらを所定の位置で保持する支柱１２４とで構成されている。なお、発光体１２２の数は４つに限られるものではなく、発光体１２２を２つ以上用いることにより、本発明の効果を奏することができる。

【0039】

発光体１２２は、図６に示すように、発光ダイオード１２６と、レンズ１２８と、レンズ保持部材１３０とで構成されている。本実施形態で使用されている４つの発光体１２２は、反射面１１４の底部から中心軸Ｃに沿って延びる略四角柱状の支柱１２４の先端部において、それぞれ反射面１１４の焦点Ｆを中心として周方向に均等間隔で放射状に配設されている。

【0040】

発光ダイオード１２６は、図７に示すように、複数の発光ダイオード素子１３２で構成されている。なお、本実施形態では、９つの発光ダイオード素子１３２を碁盤目状に並べて１つの発光ダイオード１２６が構成されている。発光ダイオード１２６を構成する発光ダイオード素子１３２の数はこれに限定されるものではなく、１つ以上の発光ダイオード素子１３２で１つの発光ダイオード１２６が構成されればよい。

【0041】

発光ダイオード素子１３２は、所定の電流を流すことにより、例えば１２０°の光放射角（光放射角θはもちろんこれに限られない。）で特定波長の光を放射する電子部品である。本実施形態において、１つの発光ダイオード１２６を構成する複数の発光ダイオード素子１３２は、すべて同じ波長の光を放射するようになっている。また、１つの光源ユニット１０２を構成する複数の発光ダイオード１２６も、すべて同じ波長の光を放射するようになっている。さらに、各光源ユニット１０２から放射される光の波長は少なくとも２種類あるようになっている。

【0042】

もちろん、これに限定されることはなく、１つの光源ユニット１０２を構成する複数の発光ダイオード１２６から放射される光の波長を互いに異なる波長にしてもよい。さらに言えば、１つの発光ダイオード１２６を構成する複数の発光ダイオード素子１３２から放射される光の波長を互いに異なる波長にしてもよい。

【0043】

また、各発光ダイオード１２６から放射される光の波長については、紫外光、可視光、あるいは赤外光等、どのような波長の光を組み合わせてもよい。

【0044】

図３および図６に戻り、レンズ１２８は、発光ダイオード１２６と反射面１１４との間において、発光ダイオード１２６に対向離間して配設されたポリカーボネート製の凸メニスカスレンズ（略短冊形状の断面を有しており、一方の面が凸面、他方の面が凹面となっているレンズ）であり、発光ダイオード１２６から放射された光を反射面１１４に向けて屈折させる光学部品である。もちろん、レンズ１２８の材質はポリカーボネートに限定されることはなく、ガラス等の材料を使用することができる。また、レンズ１２８は本発明に必須の構成要素ではなく、レンズ１２８を設けない態様であってもよい。

【0045】

レンズ保持部材１３０は、金属や不透明樹脂あるいは透光性樹脂等で形成された環状体であり、発光ダイオード１２６を囲繞するようにして、その一方端が支柱１２４の表面に取り付けられているとともに、他方端部にレンズ１２８が嵌め込まれている（あるいは、レンズ１２８と一体に形成されてもよい。）。レンズ保持部材１３０が金属や不透明樹脂で形成されている場合、発光ダイオード１２６から放射される光のすべてがレンズ１２８を通して放射される。また、レンズ保持部材１３０が透光性樹脂で形成されている場合、大部分がレンズ１２８を通して放射されるが、一部は透光性樹脂製のレンズ保持部材１３０を通って放射される。

【0046】

支柱１２４は、反射面１１４の底部から中心軸Ｃに沿って延びるアルミニウム製（熱伝導性の高い材料であれば銅など他の材料を使用してもよい。）の四角柱材（例えば、発光体１２２の数が３つであれば三角柱材を用い、５つであれば五角柱材を用いるのが好適である。）であり、その先端部において４つの発光体１２２がそれぞれ反射面１１４の焦点Ｆを中心として周方向に均等間隔で放射状に配設されている。

【0047】

このように、支柱１２４は、熱伝導性の高いアルミニウムで形成されていることから、発光ダイオード１２６が発光すると同時に発生する熱を発光ダイオード１２６から素早く受け取ることができるようになっている。つまり、支柱１２４は、単に発光ダイオード１２６やレンズ１２８を保持するだけでなく、発光ダイオード１２６の放熱材としての役割も有している。また、支柱１２４の他方端部は、反射鏡１１０の中央取付筒部１１８に挿入された後、シリコン系接着剤等によって反射鏡１１０に接着されている（図３）。

【0048】

支柱１２４における４つの側面には、それぞれ発光ダイオード１２６に給電するための給電部材１３４が配設されており（図６）、この給電部材１３４を通じて発光ダイオード１２６に電力が供給されるようになっている。本実施形態では、支柱１２４がアルミニウム製であることから、支柱１２４と給電部材１３４との間を絶縁する必要がある。なお、給電部材１３４への給電は、外部の電源（図示せず）からリード線（図示せず）を介して行われる。また、リード線を用いて発光ダイオード１２６に直接給電するようにしてもよい。

【0049】

光源ユニットホルダ１０４は、図８に示すように、複数の光源ユニット１０２が取り付けられる複数の凹所１３６が形成された略直方体状の部材である。

【0050】

（露光装置１０による露光対象物Ｘへの露光について）
点灯装置１６を起動させると、露光装置用光源１００が発光し、露光装置用光源１００から放射された光が前方に向けて照射される。露光装置用光源１００から出た光は、インテグレータレンズ２０を通過することによって照度が均一な光となる。点灯装置１６の起動から所定時間が経過し、出光量が所定の値に達したと推定される時点で露光制御用シャッター２２を開にする。そして、この均一光が露光制御用シャッター２２を通過すると、露光用反射鏡２４によってその光路が支持台１２側に曲げられ、支持台１２上に載置されている露光対象物Ｘにその直上から平行光が、回路パターンが形成されているマスクを介して照射される。露光が終了すると、露光制御用シャッター２２が閉じられ、マスク下の露光対象物Ｘが未処理物と交換される。ここで前記露光制御用シャッター２２の開閉時間を制御することにより、露光対象物Ｘの露光時間が適切に調整される。

【0051】

（本実施形態に係る露光装置用光源１００の特徴）
上述のように、本実施形態に係る露光装置用光源１００では、光源ユニット１０２の光源１１２として発光ダイオード１２６が使用されている。また、露光装置用光源１００全体で見たとき、少なくとも２種類の単波長光を照射できるように、複数の光源ユニット１０２のうち、一部の光源ユニット１０２には一の単波長光を照射できる発光ダイオード１２６が使用されており、他部の光源ユニット１０２には他の単波長光を照射できる発光ダイオード１２６が使用されている。

【0052】

発光ダイオード１２６は、放電灯に比べて、特定の波長に特化した単波長光をピンポイントで照射できる。これにより、本実施形態に係る露光装置用光源１００によれば、露光対象物Ｘに用いられているレジストの感度特性に適した、少なくとも２種類の波長を照射することができ、かつ、放電灯の場合におけるベースライン以下の光量を最小限に押さえることができるので、露光に無駄なエネルギーを使用することもなく、また、大きなエネルギーを受けたレジストが剥離してしまう可能性を極小化できる。

【0053】

（露光装置１０による露光対象物Ｘへの露光に関する変形例１）
一般に、露光対象物Ｘを露光する際、その露光時間内は露光装置用光源１００から照射される光の照射強度を一定にしている。これに代えて、図９に示すように、連続露光時間を例えば２つ（「第１露光時間」と「第２露光時間」）に分けて、これら第１露光時間と第２露光時間とで、露光装置用光源１００から照射される光の照射強度を変化させるようにしてもよい。

【0054】

例えば、図９では、第１露光時間では照射強度を強く、第２露光時間ではこれに比べて照射強度を弱くする例を示している。もちろん、図１０に示すように、第１露光時間では照射強度を弱く、第２露光時間ではこれに比べて照射強度を強くしてもよい。また、図１１に示すように、第１露光時間では照射強度を漸増していき、第２露光時間では照射強度を一定にしてもよい。さらに言えば、連続露光時間を３つ以上に分けてもよく、例えば、図１２に示すように、第１露光時間では照射強度を漸増していき、第２露光時間では照射強度を一定にし、第３露光時間では照射強度を漸減してもよい。また、図１３に示すように、第１露光時間では照射強度を急激に漸増していき、第２露光時間では照射強度を最初に急落させた後に一定とし、第３露光時間では照射強度を最初に急増させた後に二次関数的に漸減させてもよい。

【0055】

（露光装置１０による露光対象物Ｘへの露光に関する変形例２）
また、例えば連続露光時間を２つに分けて、これら第１露光時間と第２露光時間とで、露光装置用光源１００から照射される各単波長光の照射強度のバランスを変化させるようにしてもよい。例えば、図１４では、露光装置用光源１００から照射される４種類の単波長（３０２ｎｍ、３１３ｎｍ、３３４ｎｍ、および、３６５ｎｍ）の照射強度のバランスが「３６５ｎｍ＞３１３ｎｍ＞３３４ｎｍ＞３０２ｎｍ」となっている第１露光時間を示している。これを図１５に示す第２露光時間では「３０２ｎｍ＞３１３ｎｍ＞３３４ｎｍ＝３６５ｎｍ」に変化させている。もちろん、この変形例２の場合も、連続露光時間を３つ以上に分けてもよい。

【0056】

（露光装置１０による露光対象物Ｘへの露光に関する変形例３）
さらに、レジストの感度特性に合わせて各光源ユニット１０２から照射される光の単波長を選択するだけでなく、露光装置用光源１００から照射される各単波長光の分光強度を調整してもよい。各単波長光の分光強度の調整は、例えば、当該単波長光を照射する光源ユニット１０２の数で調整してもよいし、各光源ユニット１０２からの光の照射強度を調整してもよい。もちろん、これらの調整方法を組み合わせてもよいし、他の手段を用いて各単波長光の分光強度の調整を行ってもよい。

【0057】

（露光装置１０による露光対象物Ｘへの露光に関する変形例４）
また、各単波長光と露光するレジストの受光感度との関係に着目し、例えば、レジストの受光感度が低い単波長光を照射する低感度の光源ユニット１０２を光源ユニットホルダ１０４における中心側に配置し、受光感度が高い単波長光を照射する高感度の光源ユニット１０２を、低感度の光源ユニット１０２とは逆に、光源ユニットホルダ１０４における外周側に配置してもよい。

【0058】

これとは逆に、レジストの受光感度が低い単波長光を照射する低感度の光源ユニット１０２を光源ユニットホルダ１０４における外周側に配置し、受光感度が高い単波長光を照射する高感度の光源ユニット１０２を光源ユニットホルダ１０４における中心側に配置してもよい。

【0059】

一般に、光源ユニットホルダ１０４における外周側に配置した光源ユニット１０２から照射された光は、その光の一部が露光対象物Ｘから外れた迷光になって露光に寄与しない光となる。このような特徴を利用して、高感度の光源ユニット１０２を光源ユニット１０２の外周側に配置したり、逆に低感度の光源ユニット１０２を光源ユニット１０２の外周側に配置したりすることにより、レジストの露光速度を調整することができる。

【0060】

（その他の変形例１）
上述した実施形態における光源ユニット１０２では、光源１１２を反射鏡１１０と組み合わせ用いる場合について説明したが、反射鏡１１０に代えて、図１６から図２０に示すように、別のレンズ（第２レンズ１４０）を使用してもよい。

【0061】

この変形例１の実施形態に係る光源ユニット１０２は、大略、本体１４２と、上述した発光体１２２と、ヒートシンク１４４と、第２レンズ１４０とを備えている。

【0062】

本体１４２は、天端から底端に至る内部空間１４６を有する角柱筒状体である。なお、この本体１４２の材質は特に限定されるものではないが、発光体１２２からの光が不所望に透過しない不透明材質であり、発光体１２２からの熱を伝導させることのできるものが好適である。

【0063】

発光体１２２は、本体１４２の内部空間１４６における底端部に配設されており、上述した実施形態と同様に、発光ダイオード１２６と、レンズ１２８と、レンズ保持部材１３０とで構成されている。これらについての説明については、上述した実施形態における説明を援用する。なお、この変形例１の実施形態では、レンズ１２８として両凸レンズが使用されており、発光ダイオード１２６からの光を平行化する役割を有している。もちろん、レンズ１２８は、両凸レンズに限定されるものではなく、発光体１２２からの光の利用効率の最適化と平行化とを満足させる役割を果たすものであれば平凸レンズやフレネルレンズ等であってもよい。また、更に平行化の精度を求める場合、非球面レンズを使用してもよい。

【0064】

なお、変形例１における発光ダイオード１２６の発光面側の近傍には、発光ダイオード１２６から放射された光の配光角を狭めるための前面レンズ１２７が配設されているが、この前面レンズ１２７はなくてもよい。

【0065】

ヒートシンク１４４は、本体１４２の内部空間１４６における底端部において、上述した発光体１２２の底面（発光ダイオード１２６が取り付けられた面とは反対側の面）に当接するように取り付けられており、発光ダイオード１２６を点灯させたときの熱を放散する（放熱する）役割を有している。このため、ヒートシンク１４４は、熱伝導率の高い材質で形成するのが好適である。

【0066】

第２レンズ１４０は、発光体１２２から離間して、本体１４２の内部空間１４６における天端部に配設された平凸レンズであり、レンズ１２８だけでは発光体１２２からの光の利用効率の最適化と平行化とを満足させることができない場合に、更に当該光の利用効率の最適化と平行化とを満足させるために使用される。第２レンズ１４０も、両凸レンズに限定されるものではなく、両凸レンズやフレネルレンズ等であってもよい。また、レンズ１２８と同様に、更に平行化の精度を求める場合、非球面レンズを使用してもよい。

【0067】

さらに言えば、第２レンズ１４０を入れても発光体１２２からの光の利用効率の最適化と平行化とを満足させることができない場合は、図示しない第３、第４のレンズを追加してもよい。

【0068】

（その他の変形例２）
上述した実施形態では、光源１１２として発光ダイオード１２６を使用する例について説明したが、基本的に単波長光を放射できるものであれば発光ダイオード１２６に限定されるものではなく、例えば、レーザーを使用してもよい。

【0069】

（その他の変形例３）
また、各光源ユニット１０２に、当該光源ユニット１０２が純正品であるか否かを判定するための判別部材を付加してもよい。この判別部材は、例えば、所定の情報が入力されたＩＣチップやＲＦＩＤ等が考えられる。また、この判別部材は、光源ユニット１０２内に埋め込んでもよいし、光源ユニット１０２における反射鏡１１０や光源１１２から離間した状態で取り付けられていてもよい。

【0070】

さらに、判別部材として白熱灯を用いてもよい。純正品か否かを判定する際に、白熱灯に所定の電力を供給して、当該白熱灯を点灯させる。そして、点灯中の白熱灯の電圧を測定することにより、光源ユニット１０２が純正品であるか否かを判定する。

【0071】

具体的に説明すると、白熱灯に定電流を供給した所定時間後（例えば供給開始から約１０秒後）、当該白熱灯の両端電圧を測定する。この測定電圧と、予め測定・登録しておいた複数の純正品判定用の白熱灯の電圧分布範囲とを比較する。そして、測定電圧が登録電圧範囲内であれば、当該白熱灯が付加された光源ユニット１０２を純正品であると判定する。逆に、測定電圧が登録電圧範囲外であれば、当該白熱灯が付加された光源ユニット１０２を非純正品と判定する。

【0072】

上述した判定方法とは別の判定方法を用いてもよい。例えば、白熱灯に定電流の供給を開始した直後に当該白熱灯の両端電圧を測定する。そして、１回目の電圧測定から所定時間後（例えば約１０秒後）に、再度、当該白熱灯の両端電圧を測定する（２回目）。その後、１回目の測定電圧と２回目の測定電圧との差が、予め測定・登録しておいた複数の純正品判定用の白熱灯における２回分の測定電圧の電圧差範囲内であるか否かを確認する。登録電圧差範囲内であれば、当該白熱灯が付加された光源ユニット１０２を純正品であると判定する。逆に、登録電圧差範囲外であれば、当該白熱灯が付加された光源ユニット１０２を非純正品と判定する。

【0073】

（その他の変形例４）
各光源ユニット１０２からは単波長光を照射するようにしていたが、すでに述べているように、これに代えて、１つの発光ダイオード１２６を構成する複数の発光ダイオード素子１３２から放射される光の波長を互いに異なる波長にして、ひとつの光源ユニット１０２だけで露光装置用光源１００を構成してもよい。

【0074】

（その他の変形例５）
露光対象物Ｘにおける照度ムラや露光ムラを少なくするために、複数の光源ユニット１０２のそれぞれからの光の照射強度を調整および変化させてもよい。例えば、露光対象物Ｘの被照射面における中央部の照度や露光強度が大きい場合、複数の光源ユニット１０２における中央部に配置された光源ユニット１０２からの光の照射強度を低下させることが考えられる。

【0075】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0076】

１０…露光装置、１２…支持台、１４…光学系、１６…点灯装置
２０…インテグレータレンズ、２２…露光制御用シャッター、２４…露光用反射鏡、３０…電力供給線、４０…制御装置
１００…露光装置用光源、１０２…光源ユニット、１０４…光源ユニットホルダ
１１０…反射鏡、１１２…光源、１１４…反射面、１１６…開口、１１８…中央取付筒部、１２０…前面カバー、１２２…発光体、１２４…支柱、１２６…発光ダイオード、１２７…前面レンズ、１２８…レンズ、１３０…レンズ保持部材、１３２…発光ダイオード素子、１３４…給電部材、１３６…凹所、１４０…第２レンズ、１４２…本体、１４４…ヒートシンク、１４６…内部空間
Ｘ…露光対象物（レジスト）、Ｃ…（反射鏡１１０の）中心軸、Ｐ…絶縁板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】