JP7182406B2 - Drawing device and drawing method - Google Patents
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Description
本発明は、描画装置、及び描画方法に関する。 The present invention relates to a drawing apparatus and drawing method.
特許文献1に記載の描画装置は、露光すべき領域を複数のフィールドに分離すると共に、フィールドを複数のサブフィールドに分離する。そして、特許文献1に記載の描画装置は、分離したフィールド毎に可変成形の電子ビームを用いて逐次露光処理を施し、かつ隣接するフィールドの境界部で多重露光処理を行って基板上に所望のパターンを露光する。
The drawing apparatus described in
しかし、パターン現像後に、境界部(つなぎ領域)に露光スジが発生するおそれがあった。境界部の露光スジは、境界部におけるパターンの不連続性(例えば、パターンの途切れ、太り、又は細り)の原因とも成り得る。露光スジは、所望のパターンではないため、外観検査時にNGとなるおそれがあった。また、感光性絶縁膜が用いられる場合、露光スジが発生すると、露光スジが製品中に残る。この場合、露光スジが製品の電気的特性に直接に影響しなくても許容されない。 However, after pattern development, there is a risk that exposure streaks may occur at boundaries (connecting regions). Exposure streaks at the boundary can also cause pattern discontinuity (for example, pattern discontinuity, widening, or thinning) at the boundary. Since exposure streaks are not a desired pattern, there is a risk that they will be NG during visual inspection. In addition, when a photosensitive insulating film is used, if exposure streaks are generated, the exposure streaks remain in the product. In this case, exposure streaks are unacceptable even if they do not directly affect the electrical characteristics of the product.
本発明は、つなぎ領域に発生する露光スジを緩和することができる描画装置、及び描画方法を提供する。 The present invention provides a lithography apparatus and a lithography method capable of alleviating exposure streaks that occur in a connecting area.
本発明の第1の局面によれば、描画装置は、基板に描画光を照射することで前記基板にパターンを描画する。描画装置は、照射部と、制御部とを備える。照射部は、前記描画光を照射する。制御部は、前記照射部が多重露光処理を行うように、前記照射部を制御する。前記多重露光処理は、複数の露光処理を含む。前記複数の露光処理のそれぞれは、前記基板の表面の全域である所定領域に対して前記照射部により前記描画光を照射する。前記複数の露光処理の各々は、前記照射部が主走査方向に沿って前記描画光を照射する主走査処理と、前記主走査方向に垂直な副走査方向に沿って移動する副走査処理とが交互に行われる処理を含む。前記制御部は、前記副走査方向に並列に照射された前記描画光の照射領域の一部同士が重なるつなぎ領域を形成する。
本発明の描画装置において、前記複数の露光処理は、前記基板の所定領域全面に対して前記照射部によって照射される前記描画光を相対的に走査する第1の露光処理と、前記第1の露光処理された前記基板の所定領域全面に対して前記照射部によって照射される前記描画光を相対的に走査する第2の露光処理とを含む。
本発明の描画装置において、前記つなぎ領域は、前記主走査方向に沿って延びる領域である。
本発明の描画装置において、前記照射部は、複数画素分の描画光を照射する。
According to the first aspect of the present invention, a drawing apparatus draws a pattern on a substrate by irradiating the substrate with drawing light. The drawing device includes an irradiation section and a control section. The irradiation unit irradiates the drawing light. The control unit controls the irradiation unit so that the irradiation unit performs multiple exposure processing . The multiple exposure processing includes multiple exposure processing. In each of the plurality of exposure processes, the irradiation unit irradiates the drawing light onto a predetermined region that is the entire surface of the substrate . Each of the plurality of exposure processes includes a main scanning process in which the irradiation unit irradiates the drawing light along the main scanning direction, and a sub-scanning process in which the irradiation unit moves along a sub-scanning direction perpendicular to the main scanning direction. Includes alternating processing . The control unit forms a connecting region in which portions of irradiation regions of the drawing light irradiated in parallel in the sub-scanning direction overlap each other.
In the drawing apparatus of the present invention, the plurality of exposure processes include a first exposure process of relatively scanning the drawing light irradiated by the irradiation unit over the entire predetermined area of the substrate; and a second exposure process of relatively scanning the drawing light irradiated by the irradiation unit over the entire predetermined area of the exposed substrate.
In the drawing apparatus of the present invention, the connecting area is an area extending along the main scanning direction.
In the drawing apparatus of the present invention, the irradiation section irradiates drawing light for a plurality of pixels.
本発明の描画装置において、前記多重露光処理により形成された複数の前記つなぎ領域が、互いに重ならない場所に位置する。 In the drawing apparatus of the present invention, the plurality of connecting regions formed by the multiple exposure processing are positioned at locations that do not overlap each other.
本発明の描画装置において、前記つなぎ領域はパターンが描画される領域である。 In the drawing apparatus of the present invention, the connecting area is an area where patterns are drawn.
本発明の描画装置において、前記多重露光処理により前記基板に所定パターンが描画される場合、前記露光処理毎に前記基板に照射された複数の前記描画光の露光量の合計が、前記所定パターンを描画するために必要な必要露光量と等しくなるように、前記制御部が前記照射部を制御する。 In the drawing apparatus of the present invention, when a predetermined pattern is drawn on the substrate by the multiple exposure process, the total exposure amount of the plurality of drawing lights applied to the substrate in each of the exposure processes determines the predetermined pattern. The control unit controls the irradiation unit so that the amount of exposure becomes equal to the necessary exposure amount required for drawing.
本発明の描画装置は、ステージと、駆動機構とをさらに備える。ステージは、前記基板を保持する。駆動機構は、前記照射部に対して前記ステージを移動させる。前記照射部に対する前記ステージの移動速度が速くなる程、前記基板に対する前記描画光の露光量が減少するように、前記制御部が前記駆動機構を制御することで、前記描画光の露光量を調整する。 The drawing apparatus of the present invention further includes a stage and a driving mechanism. A stage holds the substrate. A drive mechanism moves the stage with respect to the irradiation unit. The exposure amount of the drawing light is adjusted by the control unit controlling the drive mechanism so that the exposure amount of the writing light to the substrate decreases as the moving speed of the stage relative to the irradiation unit increases. do.
本発明の描画装置において、前記基板に対する前記描画光の照射位置と、前記描画光の露光量との関係を示すグラフは、台形状に形成される部分を有する。前記台形状の部分は、中央部と、一対の端部とを有する。中央部では、前記露光量が一定である。一対の端部は、前記中央部に連なる。一対の端部では、前記中央部から離間するのに伴って前記露光量が逓減する。前記一対の端部の間には前記中央部が位置する。 In the drawing apparatus of the present invention, the graph showing the relationship between the irradiation position of the drawing light on the substrate and the exposure amount of the drawing light has a trapezoidal portion. The trapezoidal portion has a central portion and a pair of ends. In the central portion, the exposure amount is constant. A pair of end portions are connected to the central portion. At the pair of end portions, the exposure amount gradually decreases as the distance from the central portion increases. The central portion is positioned between the pair of end portions.
本発明の描画装置において、前記複数の露光処理は、第1の露光処理と、第2の露光処理とを含む。前記第1の露光処理時に前記基板に照射された前記描画光の第1露光量が、前記第2の露光処理時に前記基板に照射された前記描画光の第2露光量と等しく、又は、前記第1露光量が前記第2露光量と異なる。 In the drawing apparatus of the present invention, the plurality of exposure processes includes a first exposure process and a second exposure process. A first exposure amount of the drawing light with which the substrate is irradiated during the first exposure process is equal to a second exposure amount of the drawing light with which the substrate is irradiated during the second exposure process, or The first exposure dose is different from the second exposure dose.
本発明の第2の局面によれば、描画方法は、基板に描画光を照射することで前記基板にパターンを描画する。描画方法は、照射部が多重露光処理を行う多重露光工程を含む。前記多重露光処理は、複数の露光処理を含む。前記複数の露光処理のそれぞれは、前記基板の表面の全域である所定領域に対して前記描画光を照射する。前記複数の露光処理の各々は、前記照射部が主走査方向に沿って前記描画光を照射する主走査処理と、前記主走査方向に垂直な副走査方向に沿って移動する副走査処理とが交互に行われる処理を含む。前記副走査方向に並列に照射された前記描画光の照射領域の一部同士が重なるつなぎ領域を形成する。 According to the second aspect of the present invention, the drawing method draws a pattern on the substrate by irradiating the substrate with drawing light. The drawing method includes a multiple exposure process in which the irradiation unit performs multiple exposure processing. The multiple exposure processing includes multiple exposure processing. Each of the plurality of exposure processes irradiates the drawing light onto a predetermined region, which is the entire surface of the substrate . Each of the plurality of exposure processes includes a main scanning process in which the irradiation section irradiates the drawing light along the main scanning direction, and a sub-scanning process in which the irradiation section moves along the sub-scanning direction perpendicular to the main scanning direction. Includes alternating processing . A connecting region is formed by partially overlapping the irradiated regions of the drawing light irradiated in parallel in the sub-scanning direction .
本発明の描画装置、及び描画方法によれば、つなぎ領域に発生する露光スジを緩和することができる。 According to the drawing apparatus and the drawing method of the present invention, it is possible to reduce exposure streaks that occur in the connecting region.
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。 An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
図1及び図2を参照して、本発明の実施形態に係る描画装置1について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る描画装置1の構成を模式的に示す側面図である。図2は、描画装置1の構成を模式的に示す平面図である。
A
図1及び図2に示すように、描画装置1は、レジストのような感光材料の層が形成された基板Wに、所定のデータに応じて変調した描画光を照射することで、回路パターンのようなパターンを露光(描画)する。所定のデータは、CADデータのようなパターンを示すデータである。本実施形態では、マスクを用いずに、描画光により基板W上の感光材料を走査することで、感光材料に直接にパターンを描画するマスクレス露光が行われる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
基板Wは、例えば、シリコンウエハ、樹脂基板、又は、ガラス・石英基板である。基板Wは、例えば、半導体基板、プリント基板、カラーフィルタ用基板、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板、磁気ディスク用基板、光ディスク用基板、又は、太陽電池用パネルである。カラーフィルタ用基板は、例えば、液晶表示装置等に具備される。フラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、例えば、液晶表示装置、又はプラズマ表示装置に具備される。図1及び図2には、基板Wとして、円形の半導体基板が例示されている。なお、基板Wの形状は特に限定されない。基板Wは、例えば、矩形状に形成されていてもよい。 The substrate W is, for example, a silicon wafer, a resin substrate, or a glass/quartz substrate. The substrate W is, for example, a semiconductor substrate, a printed circuit board, a color filter substrate, a flat panel display glass substrate, a magnetic disk substrate, an optical disk substrate, or a solar cell panel. Color filter substrates are provided, for example, in liquid crystal display devices and the like. Glass substrates for flat panel displays are provided in, for example, liquid crystal display devices or plasma display devices. A circular semiconductor substrate is illustrated as the substrate W in FIGS. The shape of the substrate W is not particularly limited. The substrate W may be formed in a rectangular shape, for example.
描画装置1は、本体フレーム2を備える。本体フレーム2は、描画装置1の筐体を構成する。本体フレーム2の内部には、処理領域3と、受渡し領域4とが形成される。処理領域3と、受渡し領域4とは、互いに区分されている。
The
描画装置1は、基台5と、支持フレーム6と、カセット載置部7と、ステージ10と、駆動機構20と、ステージ位置計測部30と、光学ユニット40と、搬送装置50と、制御部60とをさらに備える。
The
基台5、支持フレーム6、ステージ10、駆動機構20、ステージ位置計測部30、及び光学ユニット40は、処理領域3に設置される。搬送装置50は、受渡し領域4に設置される。カセット載置部7は、本体フレーム2の外部に設置される。
A
以下では、描画装置1が備える各部の構成について説明する。
The configuration of each unit included in the
基台5は、ステージ10を支持する。支持フレーム6は、基台5に設置される。支持フレーム6は、光学ユニット40を支持する。
The
ステージ10は、基板Wを保持する。ステージ10は、平板状の形状を有する。ステージ10の上面には、基板Wを載置可能な載置面11が形成される。ステージ10の載置面11には、複数の吸引孔(図示省略)が形成されている。ステージ10の吸引孔に負圧(吸引圧)が形成されることによって、ステージ10の載置面11に載置された基板Wがステージ10に固定される。その結果、ステージ10は、基板Wを保持する。
The
駆動機構20は、ステージ10を移動させる。駆動機構20は、ステージ10を主走査方向Y、副走査方向X、及び回転方向θに沿って移動させる。主走査方向Yは、図1及び図2に示すY軸の+側方向である。副走査方向Xは、図1及び図2に示すX軸の+側方向である。回転方向θは、図1及び図2に示すZ軸周りの回転方向である。X軸、Y軸、及びZ軸は、互いに垂直な軸である。本実施形態では、Z軸の+側方向は、鉛直方向の上方を示す。また、本実施形態では、ステージ10の載置面11は、X軸及びY軸の各々に対して平行である。
A
駆動機構20は、回転機構21と、支持プレート22と、副走査機構23と、ベースプレート24と、主走査機構25とを有する。回転機構21は、ステージ10を回転させる。支持プレート22は、回転機構21を介してステージ10を支持する。副走査機構23は、支持プレート22を副走査方向Xに沿って移動させる。ベースプレート24は、副走査機構23を介して支持プレート22を支持する。主走査機構25は、ベースプレート24を主走査方向Yに沿って移動させる。
The
回転機構21は、回転軸Aを中心にしてステージ10を回転させる。回転軸Aは、ステージ10の中心を通ると共に、Z軸に対して平行な軸である。
The
回転機構21は、例えば、回転軸部211と、回転駆動部212とを含む。回転軸部211は、載置面11の裏側に固定され、Z軸に沿って延びる。回転駆動部212は、例えば、モータを含む。回転駆動部212は、回転軸部211の下端に設けられ、回転軸部211を回転させる。回転駆動部212が回転軸部211を回転させることにより、ステージ10が回転軸Aを中心として回転する。
The
副走査機構23は、リニアモータ231を有する。リニアモータ231は、移動子と、固定子とで構成される。移動子は、支持プレート22の下面に取り付けられる。固定子は、ベースプレート24の上面に敷設される。
The
ベースプレート24には、副走査方向Xに延びる一対のガイド部材232が敷設される。各ガイド部材232と支持プレート22との間には、ボールベアリングが設置されている。ボールベアリングは、ガイド部材232に沿って摺動する。
A pair of guide members 232 extending in the sub-scanning direction X are laid on the
支持プレート22は、ボールベアリングを介して一対のガイド部材232に支持される。リニアモータ231が動作すると、支持プレート22はガイド部材232に案内されつつ、副走査方向Xに沿って移動する。
The
主走査機構25は、リニアモータ251を有する。リニアモータ251は、移動子と、固定子とにより構成される。移動子は、ベースプレート24の下面に取り付けられる。固定子は、描画装置1の基台5上に敷設される。
The
基台5には、主走査方向Yに延びる一対のガイド部材252が敷設されている。各ガイド部材252とベースプレート24との間には、例えば、エアベアリングが設置されている。エアベアリングには、ユーティリティ設備からエアが供給される。ベースプレート24は、エアベアリングによってガイド部材252上に浮上する。その結果、ベースプレート24は、ガイド部材252に対して非接触の状態で支持される。
A pair of
リニアモータ251が動作すると、ベースプレート24はガイド部材252に案内されつつ、主走査方向Yに沿って移動する。このとき、ベースプレート24とガイド部材252との間に摩擦が生じることが回避される。
When the
ステージ位置計測部30は、ステージ10の位置を計測する。ステージ位置計測部30は、例えば、干渉式のレーザ測長器により構成される。ステージ位置計測部30は、例えば、ステージ10外からステージ10に向けてレーザ光を出射すると共に、ステージ10で反射したレーザ光を受光する。そして、ステージ位置計測部30は、ステージ10に向けて出射したレーザ光と、ステージ10で反射したレーザ光との干渉からステージ10の位置を計測する。ステージ10の位置は、主走査方向Yの位置と、回転方向θの位置とを示す。
A stage
光学ユニット40は、ステージ10上に保持された基板Wに描画光を照射することで、基板Wにパターンを描画する。パターンは、例えば、Hole、Trench、及びGateなど一般的なパターンである。
The
光学ユニット40は、本発明の照射部の一例である。
The
光学ユニット40は、光源部401と、ヘッド部402とを有する。光源部401は、支持フレーム6に設置される。ヘッド部402は、支持フレーム6に取り付けられた付設ボックスの内部に収容される。
The
光源部401は、I線を出射するレーザ光源として機能する。光源部401は、レーザ駆動部41と、レーザ発振器42と、照明光学系43とを有する。
The
レーザ発振器42は、レーザ駆動部41からの駆動を受けて、出力ミラー(図示省略)からレーザ光であるスポットビームを出射する。スポットビームは、照明光学系43に入射する。照明光学系43は、スポットビームから線状の光を生成する。線状の光は、強度分布が略均一であり、光束断面が帯状のラインビームである。ラインビームは、ヘッド部402に入射する。以下では、ヘッド部402に入射したラインビームを、入射光と記載することがある。
The
なお、入射光がヘッド部402に入射する前の段階で入射光に絞りをかけることで、入射光の光量を調整する構成としてもよい。
Note that the amount of incident light may be adjusted by squeezing the incident light before the incident light enters the
入射光は、ヘッド部402において、パターンデータPDに応じた空間変調を施される。
The incident light is spatially modulated in accordance with the pattern data PD in the
パターンデータPDは、基板Wに対する描画光の照射位置を示す情報が画素単位で記録された情報である。 The pattern data PD is information in which information indicating the irradiation position of the drawing light on the substrate W is recorded in units of pixels.
描画装置1は、パターンデータPDを示す情報を、予め取得している。描画装置1は、例えば、外部端末装置からネットワークを介してパターンデータPDを示す情報を受信することによって取得する。また、描画装置1は、例えば、描画装置1に接続された記録媒体からパターンデータPDを示す情報を読み取ることによって取得する。
The
入射光を空間変調させることは、入射光の空間分布を変化させることを示す。入射光の空間分布は、例えば、光の振幅、光の位相、及び/又は、偏光を示す。入射光の空間分布は、例えば、CAD(Computer Aided Desing)を用いて生成されたパターンの設計データをラスタライズすることにより生成される。 Spatially modulating the incident light means changing the spatial distribution of the incident light. The spatial distribution of incident light indicates, for example, light amplitude, light phase, and/or polarization. The spatial distribution of incident light is generated, for example, by rasterizing pattern design data generated using CAD (Computer Aided Design).
ヘッド部402は、空間光変調ユニット44と、投影光学系45と、ミラー46とを有する。
The
ヘッド部402に入射した入射光は、ミラー46を介して、予め定められた角度で空間光変調ユニット44に入射する。
The incident light that has entered the
空間光変調ユニット44は、空間光変調器441を有する。空間光変調器441は、入射光を空間変調させることで、入射光を描画光と不要光とに分別する。そして、空間光変調器441は、副走査方向Xに沿った複数画素分の描画光を出射する。描画光は、パターンの描画に寄与する光を示す。不要光は、パターンの描画に寄与しない光を示す。
The spatial
空間光変調器441は、例えば、光変調素子である固定リボンと可撓リボンとが配設された回折格子型の空間変調器で構成される。回折格子型の空間変調器は、例えば、GLV(Grating Light Valve:グレーチング・ライト・バルブ)(「GLV」は登録商標)である。本実施形態では、GLVの最大露光幅は、レンズ交換により変更可能である。
The spatial
回折格子型の空間変調器は、格子の深さを変更することができる回折格子であり、例えば、半導体装置製造技術を用いて製造される。 A diffraction grating type spatial modulator is a diffraction grating whose grating depth can be changed, and is manufactured, for example, using semiconductor device manufacturing technology.
空間光変調器441は、複数の変調単位442(図5参照)と、ドライバ回路ユニット443とを有する。複数の変調単位442は、副走査方向Xに沿って並べられる。ドライバ回路ユニット443は、複数の変調単位442の各々に対して電圧を印加する。ドライバ回路ユニット443は、複数の変調単位442の各々に印加する電圧を、独立して制御することができる。
The spatial
ドライバ回路ユニット443は、変調単位442の状態を、オフ状態、及びオン状態のうちのいずれかの状態に切り替えることができる。オフ状態は、変調単位442に電圧が印加されていない状態を示す。オン状態は、変調単位442に電圧が印加されている状態を示す。
The
変調単位442がオフ状態にされると、可撓リボンが撓まないので、変調単位442の表面は、平面となる。変調単位442の平面に入射光が入射すると、入射光は回折せずに正反射する。入射光は、正反射することで、0次回析光である描画光になる。描画光は、変調単位442から出射すると、基板Wに到達する。
When
変調単位442がオン状態にされると、可撓リボンが撓むことで、変調単位442の表面には溝が形成される。変調単位442の溝に入射光が入射すると、入射光は回析する。入射光は、回析することで、非0次回折光である不要光になる。不要光は、変調単位442から出射すると、基板Wに到達しない。
When the
以下では、変調単位442の表面に形成される溝を、表面溝を記載することがある。
Hereinafter, the grooves formed on the surface of the
ドライバ回路ユニット443は、変調単位442に印加する電圧を変更することで、表面溝の深さを変更できる。表面溝の深さが変更されることで描画光の光量が調整される。
The
制御部60は、ドライバ回路ユニット443を制御することで、変調単位442毎に描画光の出射率を調整する。描画光の出射率は、入射光量に対する出射光量の比(出射光量/入射光量)を示す。入射光量は、変調単位442に入射する入射光の光量を示す。出射光量は、変調単位442から出射する描画光の光量を示す。
The
変調単位442がオフ状態のとき、つまり、変調単位442の表面が平面のとき、描画光の出射率は出射率100%になる。変調単位442の表面に表面溝が形成されると、出射率が低下する。表面溝が深くなる程、出射率が小さくなる。制御部60は、ドライバ回路ユニット443を制御して、表面溝の深さを変更することで、描画光の出射率を、出射率0%から出射率100%までの間の任意の値に調整できる。
When the
変調単位442から出射した描画光は、投影光学系45に入射する。
The drawing light emitted from the
投影光学系45は、空間光変調器441から入射する光のうち、描画光を基板Wに導く。投影光学系45は、例えば、遮断板を有する。遮断板は、貫通孔が形成された板状の部材である。
The projection
描画光は、貫通孔を通過する。その結果、描画光は、基板Wに到達する。これに対し、不要光は、貫通孔を通過せず、遮断板に到達する。その結果、不要光は、遮断板により、基板Wに到達することが遮られる。 Drawing light passes through the through holes. As a result, the drawing light reaches the substrate W. FIG. On the other hand, unnecessary light reaches the blocking plate without passing through the through holes. As a result, unwanted light is blocked from reaching the substrate W by the blocking plate.
描画光が基板Wに到達することで、基板Wにパターンが描画される。1個の変調単位442から出射された描画光は、基板Wに描画されるパターンの1画素を形成する。
A pattern is drawn on the substrate W by the drawing light reaching the substrate W. FIG. The drawing light emitted from one
投影光学系45は、ズームレンズ、及び/又は、対物レンズをさらに有していてもよい。ズームレンズは、描画光の幅を調整するズーム部を構成する。描画光の幅を調整することは、描画光の幅を広げること、及び/又は、描画光の幅を狭めることを示す。対物レンズは、描画光を所定の倍率で基板W上に結像させる。
The projection
搬送装置50は、処理領域3への基板Wの搬入、及び処理領域3からの基板Wの搬出を行う。搬送装置50は、複数のハンド51と、ハンド駆動機構52とを有する。ハンド51は、基板Wを搬送する。ハンド駆動機構52は、ハンド51を駆動させる。
The
カセット載置部7には、未処理の基板Wが収容される。搬送装置50は、カセット載置部7から基板Wを取り出して処理領域3に搬入すると共に、処理領域3から処理済みの基板Wを搬出してカセットCに収容する。
The unprocessed substrates W are accommodated in the
次に、図3を参照して、描画装置1についてさらに説明する。図3は、描画装置1の構成を示すブロック図である。
Next, the
図3に示すように、描画装置1は、入力部70と、記憶部80とをさらに備える。
As shown in FIG. 3 , the
入力部70は、描画装置1に対する指示を受け付ける。ユーザーは、例えば、基板Wにパターンを描画する指示を入力部70から入力する。入力部70は、例えば、描画装置1の筐体に設けられた操作キー、又は、描画装置1と通信可能に接続されたPC(Personal Computer)のような端末である。
The
記憶部80は、ROM(Read Only Memory)、及びRAM(Random Access Memory)のような主記憶装置(例えば、半導体メモリー)を含み、補助記憶装置(例えば、ハードディスクドライブ)をさらに含んでもよい。主記憶装置、及び/又は,補助記憶装置は、制御部60によって実行される種々のコンピュータープログラムを記憶する。
The
制御部60は、CPU(Central Processing Unit)及びMPU(Micro Processing Unit)のようなプロセッサーを含む。制御部60は、描画装置1の各要素を制御する。具体的には、制御部60のプロセッサーは、記憶部80に記憶されたコンピュータープログラムを実行することにより、駆動機構20と、ステージ位置計測部30と、光学ユニット40と、搬送装置50と、入力部70と、記憶部80とを制御する。
The
本実施形態では、制御部60は、基板Wに対する描画光の露光量を調整する場合、描画光のエネルギーを変更せず、ステージ10の移動速度を変更する。具体的には、制御部60は、基板Wに対する描画光の露光量を減少させる場合、駆動機構20を制御して、光学ユニット40に対するステージ10の移動速度を速くする。その結果、基板Wに対する描画光の照射時間が短くなるので、基板Wに対する描画光の露光量が減少する。これに対し、制御部60は、基板Wに対する描画光の露光量を増加させる場合、駆動機構20を制御して、光学ユニット40に対するステージ10の移動速度を遅くする。その結果、基板Wに対する描画光の照射時間が長くなるので、基板Wに対する描画光の露光量が増加する。露光量は、描画光の単位面積当たりのエネルギーと、描画光の照射時間との積である。
In this embodiment, when adjusting the exposure amount of the drawing light to the substrate W, the
次に、図4から図8を参照して、描画装置1が基板Wにパターンを描画する手順について説明する。図4は、描画装置1が基板Wにパターンを描画する手順を示すブロック図である。
Next, a procedure for drawing a pattern on the substrate W by the
図4に示すように、ステップS10において、入力部70は、基板Wの所定領域W1に対して所定パターンQ(図8参照)を描画する指示を受け付ける。所定パターンQは、所望のパターンを示す。
As shown in FIG. 4, in step S10, the
本実施形態では、所定領域W1は、基板Wの表面の全域を示す。また、本実施形態では、所定パターンQは、露光量100%の描画光で描画されるパターンを示す。 In this embodiment, the predetermined area W1 indicates the entire surface of the substrate W. As shown in FIG. Further, in the present embodiment, the predetermined pattern Q indicates a pattern drawn with drawing light having an exposure amount of 100%.
本実施形態では、露光量は、基準の露光量100%に対する割合で表される。本実施形態では、露光量100%は、例えば、描画光がT秒間照射されたときの露光量を示す。Tは、0よりも大きい実数である。 In this embodiment, the exposure dose is expressed as a percentage of the standard exposure dose of 100%. In this embodiment, the exposure amount of 100% indicates, for example, the exposure amount when the drawing light is irradiated for T seconds. T is a real number greater than zero.
露光量は、描画光の照射時間に比例する。従って、描画光が(T/2)秒間照射された場合、露光量は、露光量50%になる。 The exposure amount is proportional to the irradiation time of the drawing light. Therefore, when the drawing light is applied for (T/2) seconds, the exposure amount is 50%.
本実施形態では、所定領域W1に対して露光量100%の描画光が一度に照射されず、多重露光処理が行われる。多重露光処理は、描画光を多重に照射する処理を示す。 In the present embodiment, multiple exposure processing is performed without irradiating the predetermined area W1 with drawing light having an exposure amount of 100% at once. Multiple exposure processing refers to processing for multiple irradiation of drawing light.
多重露光処理では、露光処理が重複して行われる。露光処理は、基板Wの所定領域W1に描画光を照射する処理を示す。本実施形態では、多重露光処理において、第1の露光処理と、第2の露光処理とが行われる。 In multiple exposure processing, exposure processing is performed in duplicate. The exposure process indicates a process of irradiating a predetermined region W1 of the substrate W with drawing light. In this embodiment, a first exposure process and a second exposure process are performed in the multiple exposure process.
ステップS20において、制御部60は、第1の露光処理を行う。本実施形態では、第1の露光処理が行われることで、所定領域W1に第1パターンQ1が描画される。第1パターンQ1は、露光量50%の描画光で描画されるパターンを示す。
In step S20, the
第1の露光処理は、多重露光処理のうちの1回目に行われる露光処理を示す。 The first exposure process indicates the first exposure process of the multiple exposure process.
図5は、第1の露光処理が行われている状態を示す模式図である。 FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in which the first exposure process is being performed.
図5に示すように、第1の露光処理は、ステージ10により基板Wが保持された状態で、駆動機構20によりステージ10が移動されつつ、光学ユニット40により基板Wに対して描画光が出射されることによって行われる。
As shown in FIG. 5, in the first exposure process, the substrate W is held by the
以下では、第1の露光処理について具体的に説明する。 The first exposure process will be specifically described below.
まず、ステージ10により基板Wが保持された状態で、駆動機構20は、ステージ10を主走査方向Yに沿って移動させる。その結果、基板Wが、光学ユニット40に対して主走査方向Yに移動する。基板Wから見ると、矢印AR11に示すように、光学ユニット40は、主走査方向Yに沿って基板Wを横断する。
First, the
光学ユニット40が基板Wを横断する間、光学ユニット40は、パターンデータPDに応じた空間変調が形成された描画光を、基板Wに向けて照射する。この場合、光学ユニット40は、副走査方向Xに沿った複数画素分の描画光を照射しながら、主走査方向Yに沿って基板Wを横断する。
While the
以下では、光学ユニット40が主走査方向Yに沿って基板Wを横断しつつ、基板Wに対してパターンデータPDに応じた描画光を照射する処理を、主走査処理と記載することがある。
Hereinafter, a process in which the
光学ユニット40が主走査処理を行うと、矢印AR11に沿った照射領域G1が基板W上に形成される。照射領域G1は、光学ユニット40が描画光を照射する領域を示す。
When the
光学ユニット40が主走査処理を1回行うと、基板W上に1つの照射領域G1が形成される。
One irradiation area G1 is formed on the substrate W when the
1回の主走査処理が終了すると、駆動機構20は、ステージ10を副走査方向Xに沿って所定距離だけ移動させる。その結果、基板Wが、光学ユニット40に対して副走査方向Xに沿って所定距離だけ移動する。基板Wからみると、矢印AR12に示すように、光学ユニット40は副走査方向Xに沿って所定距離だけ移動する。所定距離は、照射領域G1の副走査方向Xの寸法よりも小さい。
After completing one main scanning process, the
以下では、光学ユニット40が副走査方向Xに沿って所定距離だけ移動することを、副走査処理と記載することがある。
Hereinafter, the movement of the
副走査処理が終了すると、矢印AR13に示すように、主走査処理が行われる。その結果、矢印AR13に沿った照射領域G1が基板W上に形成される。主走査処理が終了すると、矢印AR14に示すように、副走査処理が行われる。 When the sub-scanning process ends, the main scanning process is performed as indicated by an arrow AR13. As a result, an irradiation region G1 is formed on the substrate W along the arrow AR13. When the main scanning process ends, the sub scanning process is performed as indicated by arrow AR14.
第1の露光処理において、主走査処理と副走査処理とが交互に行われる。その結果、所定領域W1に対して描画光が並列に照射される。 Main scanning processing and sub-scanning processing are alternately performed in the first exposure processing. As a result, the predetermined area W1 is irradiated with the drawing light in parallel.
主走査処理と副走査処理とが交互に行われることで、所定領域W1に第1パターンQ1が描画される。基板Wの所定領域W1に第1パターンQ1が描画されると、第1の露光処理が終了する。 By alternately performing the main scanning process and the sub-scanning process, the first pattern Q1 is drawn in the predetermined area W1. When the first pattern Q1 is drawn on the predetermined area W1 of the substrate W, the first exposure process is finished.
照射領域G1について説明する。 The irradiation area G1 will be described.
主走査処理と副走査処理とが交互に行われることで、基板Wの所定領域W1には、複数の照射領域G1が形成される。複数の照射領域G1の各々は、主走査方向Yに沿って延びる。複数の照射領域G1は、並列に配置され、副走査方向Xに沿って並ぶ。 A plurality of irradiation regions G1 are formed in the predetermined region W1 of the substrate W by alternately performing the main scanning process and the sub-scanning process. Each of the plurality of irradiation regions G1 extends along the main scanning direction Y. As shown in FIG. The plurality of irradiation regions G1 are arranged in parallel and lined up along the sub-scanning direction X. As shown in FIG.
照射領域G1は、一重照射領域G2と、つなぎ領域G3とを含む。一重照射領域G2は、隣り合う照射領域G1同士が重ならない領域を示す。第1の露光処理が行われる際に、一重照射領域G2に対しては、描画光が一重に照射される。 The irradiation area G1 includes a single irradiation area G2 and a connecting area G3. A single irradiation region G2 indicates a region where the adjacent irradiation regions G1 do not overlap each other. When the first exposure process is performed, the single irradiation region G2 is irradiated with the drawing light in a single layer.
つなぎ領域G3は、隣り合う照射領域G1の一部同士が重なる領域を示す。第1の露光処理が行われる際に、つなぎ領域G3に対しては、描画光が2重に照射される。つなぎ領域G3は、例えば、20μmの幅を有する。 The connecting region G3 indicates a region where parts of the adjacent irradiation regions G1 overlap each other. When the first exposure process is performed, the drawing light is doubly applied to the connecting region G3. The connecting region G3 has a width of 20 μm, for example.
以下では、第1の露光処理が行われる際に、基板W上に形成されるつなぎ領域G3を、第1つなぎ領域G31と記載することがある。 Below, the connecting region G3 formed on the substrate W when the first exposure processing is performed may be referred to as a first connecting region G31.
図5は、第1グラフJ1をさらに示す。図5を参照して第1グラフJ1について説明する。 FIG. 5 further shows the first graph J1. The first graph J1 will be described with reference to FIG.
図5に示すように、第1グラフJ1は、第1の露光処理が行われたときの、描画光の露光量と、副走査方向Xの位置との関係を示したグラフである。第1グラフJ1の縦軸は、第1の露光処理時の描画光の露光量を示す。第1グラフJ1の横軸は、主走査方向Yの位置が位置Y1のときの、副走査方向Xの位置を示す。位置Y1は、主走査方向Yにおいて、基板Wの中心W2が位置する場所を示す。 As shown in FIG. 5, the first graph J1 is a graph showing the relationship between the exposure amount of drawing light and the position in the sub-scanning direction X when the first exposure process is performed. The vertical axis of the first graph J1 indicates the exposure amount of the drawing light during the first exposure process. The horizontal axis of the first graph J1 indicates the position in the sub-scanning direction X when the position in the main scanning direction Y is the position Y1. A position Y1 indicates a position in the main scanning direction Y where the center W2 of the substrate W is positioned.
第1の露光処理が行われると、位置Y1において、一重照射領域G2と、第1つなぎ領域G31とが、副走査方向Xに沿って交互に配置される。 When the first exposure process is performed, the single irradiation area G2 and the first connecting area G31 are alternately arranged along the sub-scanning direction X at the position Y1.
一重照射領域G2には、露光量50%の描画光が照射される。その結果、一重照射領域G2に第1パターンQ1が描画される。 The drawing light with an exposure amount of 50% is irradiated onto the single irradiation region G2. As a result, the first pattern Q1 is drawn in the single irradiation region G2.
第1グラフJ1は、台形状に変化する部分を有する。台形状の部分は、第1中央部J11と、一対の第1端部J12とを有する。第1中央部J11は、露光量が露光量50%で一定の部分である。一対の第1端部J12の各々は、第1中央部J11に連なり、第1中央部J11から離間するのに伴って露光量が逓減する。本実施形態では、一対の第1端部J12の各々において、第1中央部J11から離間するのに伴って描画光の出射率が逓減されることで、露光量が逓減する。一対の第1端部J12の間には第1中央部J11が位置する。 The first graph J1 has a portion that changes into a trapezoidal shape. The trapezoidal portion has a first central portion J11 and a pair of first end portions J12. The first central portion J11 is a portion where the exposure amount is constant at 50%. Each of the pair of first end portions J12 continues to the first center portion J11, and the exposure amount gradually decreases as the distance from the first center portion J11 increases. In the present embodiment, at each of the pair of first end portions J12, the exposure amount is gradually decreased by decreasing the output rate of the drawing light as the distance from the first center portion J11 increases. A first center portion J11 is positioned between the pair of first end portions J12.
次に、図5及び図6を参照して、第1つなぎ領域G31に照射される描画光の露光量について説明する。図6は、第1グラフJ1の一部拡大図である。 Next, with reference to FIGS. 5 and 6, the exposure amount of the drawing light applied to the first connecting region G31 will be described. FIG. 6 is a partially enlarged view of the first graph J1.
図5及び図6に示すように、第1つなぎ領域G31において、描画光H1の露光量と、描画光H2の露光量とは、副走査方向Xの位置に応じて、露光量0%から露光量50%の間で変化する。描画光H1は、第1つなぎ領域G31に重ねて照射される2つの描画光のうちの一方の描画光を示す。描画光H2は、第1つなぎ領域G31に重ねて照射される2つの描画光のうちの他方の描画光を示す。 As shown in FIGS. 5 and 6, in the first connecting region G31, the exposure amount of the drawing light H1 and the exposure amount of the drawing light H2 vary from 0% to 0% depending on the position in the sub-scanning direction X. Amount varies between 50%. The drawing light H1 represents one of the two drawing lights that are superimposed on the first connecting region G31. The drawing light H2 represents the other drawing light of the two drawing lights that are superimposed on the first connecting region G31.
図6は、任意位置Xαと、露光量α1%と、露光量α2%とを示す。任意位置Xαは、第1つなぎ領域G31内の副走査方向Xの任意の位置を示す。露光量α1%は、任意位置Xαに照射される描画光H1の露光量を示す。露光量α2%は、任意位置Xαに照射される描画光H2の露光量を示す。 FIG. 6 shows an arbitrary position Xα, an exposure amount α1%, and an exposure amount α2%. An arbitrary position Xα indicates an arbitrary position in the sub-scanning direction X within the first connecting region G31. The exposure amount α1% indicates the exposure amount of the drawing light H1 applied to the arbitrary position Xα. The exposure amount α2% indicates the exposure amount of the drawing light H2 applied to the arbitrary position Xα.
露光量α1%と、露光量α2%との和は、露光量50%である。その結果、第1つなぎ領域G31に露光量50%の描画光が照射されたことに相当するので、第1つなぎ領域G31に第1パターンQ1を描画することが可能になる。 The sum of the exposure amount α1% and the exposure amount α2% is 50%. As a result, it is equivalent to irradiating the first connecting region G31 with the drawing light having an exposure amount of 50%, so that the first pattern Q1 can be drawn in the first connecting region G31.
全ての一重照射領域G2と、全ての第1つなぎ領域G31とに第1パターンQ1が描画されることで、所定領域W1の全域に第1パターンQ1が描画される。 By drawing the first pattern Q1 in all the single irradiation regions G2 and all the first connecting regions G31, the first pattern Q1 is drawn in the entire predetermined region W1.
図3に示すように、所定領域W1に第1パターンQ1が描画されると、ステップS20に示す第1の露光処理が終了する。その結果、処理がステップS30に移行する。 As shown in FIG. 3, when the first pattern Q1 is drawn in the predetermined area W1, the first exposure process shown in step S20 is completed. As a result, the process moves to step S30.
ステップS30において、制御部60は、第2の露光処理を行う。本実施形態では、第2の露光処理が行われることで、所定領域W1の第1パターンQ1上に第2パターンQ2が描画される。第2パターンQ2は、露光量50%の描画光で描画されるパターンを示す。
In step S30, the
第2の露光処理では、所定領域W1に対して多重露光のうちの2回目の露光処理が行われる。 In the second exposure process, the second exposure process of the multiple exposure is performed on the predetermined area W1.
図7は、第2の露光処理が行われている状態を示す模式図である。 FIG. 7 is a schematic diagram showing a state in which the second exposure process is being performed.
図7に示すように、第2の露光処理において、主走査処理と副走査処理とが交互に行われる。その結果、基板Wの所定領域W1に第2パターンQ2が描画される。 As shown in FIG. 7, in the second exposure process, the main scanning process and the sub-scanning process are alternately performed. As a result, the second pattern Q2 is drawn on the predetermined region W1 of the substrate W. As shown in FIG.
基板Wの所定領域W1に第2パターンQ2が描画されると、処理が終了する。 When the second pattern Q2 is drawn on the predetermined area W1 of the substrate W, the process is finished.
図7は、第2グラフJ2をさらに示す。図7を参照して第2グラフJ2について説明する。 FIG. 7 further shows a second graph J2. The second graph J2 will be described with reference to FIG.
図7に示すように、第2グラフJ2は、第2の露光処理が行われたときの、描画光の露光量と、副走査方向Xの位置との関係を示したグラフである。第2グラフJ2の縦軸は、第2の露光処理時の描画光の露光量を示す。第2グラフJ2の横軸は、主走査方向Yの位置が位置Y1のときの、副走査方向Xの位置を示す。 As shown in FIG. 7, the second graph J2 is a graph showing the relationship between the exposure amount of drawing light and the position in the sub-scanning direction X when the second exposure process is performed. The vertical axis of the second graph J2 indicates the exposure amount of the drawing light during the second exposure process. The horizontal axis of the second graph J2 indicates the position in the sub-scanning direction X when the position in the main scanning direction Y is the position Y1.
第2の露光処理が行われると、位置Y1において、一重照射領域G2と、つなぎ領域G3とが、副走査方向Xに沿って交互に配置される。 When the second exposure process is performed, the single irradiation area G2 and the connecting area G3 are alternately arranged along the sub-scanning direction X at the position Y1.
第2グラフJ2は、台形状に変化する部分を有する。台形状の部分は、第2中央部J21と、一対の第2端部J22とを有する。第2中央部J21は、露光量が露光量50%で一定の部分である。一対の第2端部J22の各々は、第2中央部J21に連なり、第2中央部J21から離間するのに伴って露光量が逓減する。本実施形態では、一対の第2端部J22の各々において、第2中央部J21から離間するのに伴って描画光の出射率が逓減されることで、露光量が逓減する。一対の第2端部J22の間には第2中央部J21が位置する。 The second graph J2 has a portion that changes into a trapezoidal shape. The trapezoidal portion has a second central portion J21 and a pair of second ends J22. The second central portion J21 is a portion where the exposure amount is constant at 50%. Each of the pair of second end portions J22 continues to the second central portion J21, and the exposure amount gradually decreases as the distance from the second central portion J21 increases. In the present embodiment, at each of the pair of second end portions J22, the exposure amount is gradually decreased by gradually decreasing the output rate of the drawing light as the distance from the second central portion J21 increases. A second central portion J21 is positioned between the pair of second end portions J22.
以下では、第2の露光処理が行われる際に、基板W上に形成されるつなぎ領域G3を、第2つなぎ領域G32と記載することがある。 Below, the connecting region G3 formed on the substrate W when the second exposure processing is performed may be referred to as a second connecting region G32.
一重照射領域G2には、露光量50%の描画光が照射される。その結果、一重照射領域G2に第2パターンQ2が描画される。 The drawing light with an exposure amount of 50% is irradiated onto the single irradiation region G2. As a result, the second pattern Q2 is drawn in the single irradiation area G2.
図6に示すように、第2つなぎ領域G32に対しても、第1つなぎ領域G31と同様に、露光量の和が露光量50%になるように描画光が2重に照射される。その結果、第2つなぎ領域G32に第2パターンQ2が描画される。 As shown in FIG. 6, the second connecting region G32 is also double-irradiated with the drawing light so that the sum of the exposure amounts becomes 50%, similarly to the first connecting area G31. As a result, the second pattern Q2 is drawn in the second connecting region G32.
次に、図8を参照して、基板Wに描画された所定パターンQについて説明する。図8は、基板Wに描画された所定パターンQを示す模式図である。 Next, the predetermined pattern Q drawn on the substrate W will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram showing the predetermined pattern Q drawn on the substrate W. As shown in FIG.
図8に示すように、第1の露光処理と第2の露光処理とが行われることで、基板Wの所定領域W1には、第1つなぎ領域G31と、第2つなぎ領域G32とが形成される。第1つなぎ領域G31と、第2つなぎ領域G32とは、主走査方向Yに沿って延びる。第1つなぎ領域G31と、第2つなぎ領域G32とは、副走査方向Xに沿って交互に配置される。第1つなぎ領域G31と、第2つなぎ領域G32とは、互いに重ならない場所に配置される。なお、重なることは、Z軸の延びる方向に重なることを示す。また、重ならないことは、Z軸の延びる方向に重ならないことを示す。 As shown in FIG. 8, by performing the first exposure process and the second exposure process, a first connecting region G31 and a second connecting region G32 are formed in the predetermined region W1 of the substrate W. be. The first connecting region G31 and the second connecting region G32 extend along the main scanning direction Y. As shown in FIG. The first connecting regions G31 and the second connecting regions G32 are alternately arranged along the sub-scanning direction X. As shown in FIG. The first connecting region G31 and the second connecting region G32 are arranged at locations that do not overlap each other. In addition, overlapping means overlapping in the direction in which the Z-axis extends. In addition, "not overlapping" means not overlapping in the extending direction of the Z-axis.
図8は、合成グラフJをさらに示す。図8を参照して、合成グラフJについてさらに説明する。 FIG. 8 further shows the composite graph J. FIG. The composite graph J will be further described with reference to FIG.
図8に示すように、合成グラフJは、露光処理毎に、描画光の露光量と、副走査方向Xの位置との関係を示したグラフである。本実施形態の合成グラフJは、図5に示す第1グラフJ1と、図7に示す第2グラフJ2とを組み合わせたグラフである。合成グラフJの縦軸は、第1の露光処理時の描画光の露光量と、第2の露光処理時の描画光の露光量とを示す。合成グラフJの横軸は、主走査方向Yの位置が位置Y1のときの、副走査方向Xの位置を示す。 As shown in FIG. 8, the composite graph J is a graph showing the relationship between the exposure amount of drawing light and the position in the sub-scanning direction X for each exposure process. The composite graph J of this embodiment is a graph obtained by combining the first graph J1 shown in FIG. 5 and the second graph J2 shown in FIG. The vertical axis of the composite graph J indicates the exposure amount of the drawing light during the first exposure process and the exposure amount of the drawing light during the second exposure process. The horizontal axis of the composite graph J indicates the position in the sub-scanning direction X when the position in the main scanning direction Y is the position Y1.
第1の露光処理と、第2の露光処理とが行われることで、基板Wの所定領域W1には、露光量50%の描画光が二重に照射される。従って、所定領域W1に対して2重に照射された描画光の露光量の和が、露光量100%になる。その結果、所定領域W1に露光量100%の描画光が照射されたことに相当するので、所定領域W1に所定パターンQを描画することが可能になる。 By performing the first exposure process and the second exposure process, the predetermined area W1 of the substrate W is double irradiated with the drawing light having an exposure amount of 50%. Therefore, the sum of the exposure amounts of the drawing light beams that are applied to the predetermined area W1 doubly becomes the exposure amount of 100%. As a result, it is equivalent to irradiating the predetermined region W1 with the drawing light having an exposure amount of 100%, so that the predetermined pattern Q can be drawn in the predetermined region W1.
次に、図9(a)及び図9(b)を参照して、基板Wに露光量100%の描画光が照射されたときの基板Wの状態について説明する。図9(a)は、基板Wに露光量100%の描画光が照射された状態を模式的に示す側面図である。図9(b)は、従来のパターン現像後の基板Wを示す平面図である。 Next, with reference to FIGS. 9A and 9B, the state of the substrate W when the substrate W is irradiated with drawing light having an exposure amount of 100% will be described. FIG. 9A is a side view schematically showing a state in which the substrate W is irradiated with drawing light having an exposure amount of 100%. FIG. 9(b) is a plan view showing the substrate W after conventional pattern development.
図9(a)及び図9(b)に示すように、従来は、基板Wに所定パターンQを描画する場合、基板Wに対して露光量100%の描画光が照射されていた。つまり、露光処理が一度で済まされていた。その結果、基板Wのレジストの表層には、所定パターンQの現像後に、露光スジRが発生していた。露光スジRは、つなぎ領域G3に発生していた。 As shown in FIGS. 9A and 9B, conventionally, when drawing a predetermined pattern Q on a substrate W, the substrate W is irradiated with drawing light having an exposure amount of 100%. In other words, exposure processing was completed in one step. As a result, exposure streaks R were generated on the surface layer of the resist of the substrate W after the predetermined pattern Q was developed. The exposure streak R occurs in the connecting region G3.
次に、図10(a)及び図10(b)を参照して、図4のステップS20に示す第1の露光処理と、ステップS30に示す第2の露光処理とが行われたときの基板Wの状態について説明する。図10(a)は、基板Wに対して第1の露光処理と第2の露光処理とが行われた状態を模式的に示す側面図である。図10(b)は、本願のパターン現像後の基板Wを示す平面図である。 Next, with reference to FIGS. 10A and 10B, the substrate after the first exposure processing shown in step S20 of FIG. 4 and the second exposure processing shown in step S30 are performed. The state of W will be described. FIG. 10A is a side view schematically showing a state in which the substrate W is subjected to the first exposure process and the second exposure process. FIG. 10(b) is a plan view showing the substrate W after pattern development according to the present application.
図10(a)及び図10(b)に示すように、本願発明者は、描画装置1に第1の露光処理と第2の露光処理とを行わせることで、基板Wに所定パターンQを描画した。つまり、本願発明者は、露光処理を複数行った。その結果、所定パターンQの現像後に、つなぎ領域G3に発生する露光スジRが緩和された。
As shown in FIGS. 10(a) and 10(b), the inventor of the present application causes the
以下では、露光スジRが緩和される原理について説明する。本願発明者は、つなぎ領域G3の露光量が多くなる程、露光スジRが濃くなることを発見した。つなぎ領域G3の露光量は、つなぎ領域G3に重ねて照射される描画光の露光量の合計を示す。図9(a)及び図9(b)に示す従来の露光処理では、つなぎ領域G3の露光量は、露光量100%である。これに対し、図10(a)及び図10(b)に示す本願の露光処理では、つなぎ領域G3の露光量は、露光量50%である。従って、本願のように、所定領域W1に対する露光処理を複数行うことで、つなぎ領域G3の露光量を少なくすることができる。その結果、つなぎ領域G3に発生する露光スジRが薄くなるので、露光スジRが緩和される。 The principle of reducing the exposure streak R will be described below. The inventors of the present application have found that the exposure streak R becomes darker as the amount of exposure in the connecting region G3 increases. The amount of exposure of the connecting region G3 indicates the total amount of exposure of the drawing light superimposed on the connecting region G3. In the conventional exposure process shown in FIGS. 9(a) and 9(b), the exposure amount of the connecting region G3 is 100%. On the other hand, in the exposure processing of the present application shown in FIGS. 10A and 10B, the exposure amount of the connecting region G3 is 50%. Therefore, by performing a plurality of exposure processes on the predetermined region W1 as in the present application, the exposure amount of the connecting region G3 can be reduced. As a result, the exposure streaks R generated in the connecting region G3 become thin, so that the exposure streaks R are alleviated.
以上、図4から図10(b)を参照して説明したように、多重露光処理が行われる。本実施形態の多重露光処理は、ステップS20に示す第1の露光処理と、ステップS30に示す第2の露光処理とを含む。制御部60は、駆動機構20と光学ユニット40とを制御することで、多重露光処理を行う。第1の露光処理では、第1つなぎ領域G31が形成されるように、光学ユニット40により描画光が並列に照射される。第2の露光処理では、第2つなぎ領域G32が形成されるように、光学ユニット40により描画光が並列に照射される。従って、露光処理を複数行うことで、露光処理を一度で済ます場合に比べて、第1つなぎ領域G31の露光量と、第2つなぎ領域G32の露光量とを少なくすることができる。その結果、露光スジRを緩和することができる。
As described above with reference to FIGS. 4 to 10B, multiple exposure processing is performed. The multiple exposure process of this embodiment includes a first exposure process shown in step S20 and a second exposure process shown in step S30. The
また、図8に示すように、露光処理毎に形成された第1つなぎ領域G31と第2つなぎ領域G31とが、互いに重ならない場所に位置する。従って、露光スジRを効果的に緩和することができる。 In addition, as shown in FIG. 8, the first connecting region G31 and the second connecting region G31 formed in each exposure process are positioned so as not to overlap each other. Therefore, exposure streaks R can be effectively alleviated.
以上、図面(図1~図10)を参照しながら本発明の実施形態について説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である(例えば、(1)~(10))。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の個数等は、図面作成の都合から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings (FIGS. 1 to 10). However, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various aspects without departing from the scope of the invention (eg, (1) to (10)). Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be omitted from all components shown in the embodiments. In order to facilitate understanding, the drawings mainly show each component schematically, and the number of each component shown in the figure may differ from the actual number for convenience of drawing preparation. Also, each component shown in the above embodiment is an example and is not particularly limited, and various modifications are possible within a range that does not substantially deviate from the effects of the present invention.
(1)図8に示すように、本実施形態では、第1の露光処理では露光量50%の描画光が照射され、第2の露光処理でも露光量50%の描画光が照射される。つまり、第1の露光処理と、第2露光処理とでは、同一のパターンが描画される。しかし、本発明はこれに限定されない。第1の露光処理で照射される描画光の露光量と、第2の露光処理で照射される描画光の露光量との和が必要露光量と略等しければよい。必要露光量は、所定パターンQを描画するために必要な露光量を示す。本実施形態では、必要露光量は、露光量100%である。 (1) As shown in FIG. 8, in the present embodiment, the drawing light with an exposure amount of 50% is irradiated in the first exposure process, and the drawing light with an exposure amount of 50% is also irradiated in the second exposure process. That is, the same pattern is drawn in the first exposure process and the second exposure process. However, the invention is not so limited. The sum of the exposure amount of the drawing light emitted in the first exposure process and the exposure amount of the drawing light emitted in the second exposure process should be substantially equal to the required exposure amount. The required exposure dose indicates the exposure dose required to write the predetermined pattern Q. FIG. In this embodiment, the required exposure is 100% exposure.
図11を参照して、露光処理の第1変形例について説明する。図11は、合成グラフJの第1変形例JAを示す図である。図11に示すように、必要露光量が露光量100%である場合、例えば、第1の露光処理で照射される描画光の露光量を露光量30%とし、第2の露光処理で照射される描画光の露光量を露光量70%としてもよい。従って、基板Wに露光量100%の描画光が照射される(30%+70%=100%)。その結果、必要露光量と等しい露光量の描画光が基板Wに照射されるので、基板Wに所定パターンQを描画することが可能になる。 A first modification of the exposure process will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram showing a first modified example JA of the composite graph J. As shown in FIG. As shown in FIG. 11, when the required exposure amount is 100%, for example, the exposure amount of the drawing light emitted in the first exposure process is set to 30%, and the exposure amount emitted in the second exposure process is 30%. The exposure amount of the drawing light may be set to 70%. Therefore, the substrate W is irradiated with drawing light with an exposure amount of 100% (30%+70%=100%). As a result, the substrate W is irradiated with the drawing light of the exposure amount equal to the required exposure amount, so that the predetermined pattern Q can be drawn on the substrate W. FIG.
(2)本実施形態では、必要露光量は、露光量100%である。しかし、本発明は、これに限定されない。必要露光量は、露光量0%よりも大きければよい。また、必要露光量は、露光量100%よりも大きくてもよい。 (2) In this embodiment, the required exposure is 100% exposure. However, the invention is not so limited. The necessary exposure dose should be greater than the exposure dose of 0%. Also, the required exposure dose may be greater than the exposure dose of 100%.
図12を参照して、露光処理の第2変形例について説明する。図12は、合成グラフJの第2変形例JBを示す図である。図12に示すように、必要露光量が露光量70%である場合、例えば、第1の露光処理で照射される描画光の露光量を露光量35%とし、第2の露光処理で照射される描画光の露光量を露光量35%としてもよい。従って、基板Wに露光量70%の描画光が照射される(35%+35%=70%)。その結果、必要露光量と等しい露光量の描画光が基板Wに照射されるので、基板Wに所定パターンQを描画することが可能になる。 A second modification of the exposure process will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram showing a second modified example JB of the composite graph J. As shown in FIG. As shown in FIG. 12, when the required exposure amount is 70%, for example, the exposure amount of the drawing light irradiated in the first exposure process is 35%, and the exposure amount of the drawing light irradiated in the second exposure process is 35%. The exposure amount of the drawing light may be set to 35%. Therefore, the substrate W is irradiated with the drawing light with an exposure amount of 70% (35%+35%=70%). As a result, the substrate W is irradiated with the drawing light of the exposure amount equal to the required exposure amount, so that the predetermined pattern Q can be drawn on the substrate W. FIG.
(3)本実施形態では、必要露光量は、所定領域W1の全ての位置において一定の露光量100%である。しかし、本発明はこれに限定されない。必要露光量は、所定領域W1のうち描画光が照射される場所毎(画素毎)に異なっていてもよい。 (3) In this embodiment, the necessary exposure amount is a constant exposure amount of 100% at all positions in the predetermined area W1. However, the invention is not so limited. The necessary exposure amount may differ for each location (each pixel) irradiated with the drawing light in the predetermined area W1.
(4)本実施形態では、基板Wに所定パターンQを描画する際、露光処理が2回行われる。具体的には、第1の露光処理と、第2の露光処理とが行われる。しかし、本発明はこれに限定されない。露光処理は3回以上行われてもよい。例えば、露光処理は、4回行われてもよい。 (4) In this embodiment, when drawing the predetermined pattern Q on the substrate W, the exposure process is performed twice. Specifically, a first exposure process and a second exposure process are performed. However, the invention is not so limited. Exposure processing may be performed three times or more. For example, exposure processing may be performed four times.
図13を参照して、露光処理が4回行われた場合の描画光の露光量について説明する。図13は、合成グラフJの第3変形例JCを示す図である。図13に示すように、第1の露光処理と、第2の露光処理と、第3の露光処理と、第4の露光処理とが行われてもよい。この場合、必要露光量を露光量100%とすると、第1の露光処理~第4の露光処理の各々において、例えば、露光量25%の描画光が照射される。従って、基板Wに露光量100%の描画光が照射される(25%+25%+25%+25%=100%)。その結果、必要露光量と等しい露光量の描画光が基板Wに照射されるので、基板Wに所定パターンQを描画することが可能になる。 The exposure amount of the drawing light when the exposure process is performed four times will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram showing a third modified example JC of the composite graph J. As shown in FIG. As shown in FIG. 13, a first exposure process, a second exposure process, a third exposure process, and a fourth exposure process may be performed. In this case, assuming that the required exposure amount is 100%, for example, drawing light with an exposure amount of 25% is applied in each of the first to fourth exposure processes. Therefore, the substrate W is irradiated with drawing light with an exposure amount of 100% (25%+25%+25%+25%=100%). As a result, the substrate W is irradiated with the drawing light of the exposure amount equal to the required exposure amount, so that the predetermined pattern Q can be drawn on the substrate W. FIG.
(5)図14を参照して、第1つなぎ領域G31と、第2つなぎ領域G32との位置関係の変形例について説明する。図14は、合成グラフJの第4変形例JDを示す図である。 (5) A modification of the positional relationship between the first connecting region G31 and the second connecting region G32 will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a diagram showing a fourth modified example JD of the composite graph J. As shown in FIG.
本実施形態では、第1つなぎ領域G31と、第2つなぎ領域G32とは、互いに重ならない場所に配置される(図8参照)。しかし、本発明は、これに限定されない。露光処理毎に形成されるつなぎ領域G3の位置は、特に限定されない。図14に示すように、第1つなぎ領域G31と、第2つなぎ領域G32とが、互いに重なる場所に配置されてもよい。その結果、所定パターンQの現像後に、つなぎ領域G3に発生する露光スジRを緩和することができる。 In the present embodiment, the first connecting region G31 and the second connecting region G32 are arranged so as not to overlap each other (see FIG. 8). However, the invention is not so limited. The position of the connecting region G3 formed for each exposure process is not particularly limited. As shown in FIG. 14, the first connecting region G31 and the second connecting region G32 may be arranged in places where they overlap each other. As a result, after the predetermined pattern Q is developed, the exposure streaks R generated in the connecting region G3 can be reduced.
以下では、第1つなぎ領域G31と第2つなぎ領域G32とが互いに重なる場所に配置される場合も、露光スジRを緩和することができる原理について説明する。本願発明者は、つなぎ領域G3の露光量が所定の閾値を超えると、露光スジRの濃さが急に増すことを発見した。つまり、つなぎ領域G3の露光量が所定の閾値よりも少ないうちは、露光スジRが緩和されている。従って、本願のように所定領域W1に対する露光処理を複数行うことで、つなぎ領域G3の露光量を所定の閾値よりも少なくできるので、つなぎ領域G3に形成される露光スジRが緩和された状態を確保できる。その結果、第1つなぎ領域G31と第2つなぎ領域G32とが互いに重なる場所でも、露光処理を一度で済ます場合に比べて、露光スジRを緩和することができる。 In the following, the principle that the exposure streaks R can be reduced even when the first bridging region G31 and the second bridging region G32 are arranged in a place where they overlap with each other will be described. The inventor of the present application found that the density of the exposed streak R suddenly increases when the exposure amount of the connecting region G3 exceeds a predetermined threshold value. That is, the exposure streak R is mitigated while the exposure amount of the connecting region G3 is less than the predetermined threshold value. Therefore, by performing a plurality of exposure processes on the predetermined region W1 as in the present application, the exposure amount of the connecting region G3 can be made smaller than the predetermined threshold, so that the exposure streak R formed in the connecting region G3 can be reduced. can be secured. As a result, even where the first bridging region G31 and the second bridging region G32 overlap each other, exposure streaks R can be reduced compared to the case where the exposure process is completed only once.
(6)光学ユニット40の光変調素子は、GLVに限定されない。光学ユニット40の光変調素子は、描画光の出射率を変更できる構造を有していればよい。光変調素子は、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)でもよい。
(6) The optical modulation element of the
(7)本実施形態では、1つの光学ユニット40が設けられる。しかし、本発明はこれに限定されない。光学ユニット40は、例えば、2個以上設けられていてもよい。光学ユニット40が2個設けられる場合、例えば、一方の光学ユニット40が基板Wの所定領域W1のうちの半分の領域の露光を担当し、他方の光学ユニット40が所定領域W1のうちの残り半分の露光を担当する。
(7) In this embodiment, one
(8)本実施形態では、露光処理が行われる際、基板Wが移動する。しかし、本発明はこれに限定されない。露光処理が行われる際、光学ユニット40が移動してもよく、基板W及び光学ユニット40の両方が移動してもよい。なお、基板Wが移動することは、基板Wがステージ10に保持されている状態で、ステージ10が移動することを示す。
(8) In this embodiment, the substrate W moves when the exposure process is performed. However, the invention is not so limited. When the exposure process is performed, the
(9)図4に示すステップS20及びステップS30が行われる際の、基板Wの移動速度について説明する。 (9) The movement speed of the substrate W when steps S20 and S30 shown in FIG. 4 are performed will be described.
本実施形態では、ステップS20及びステップS30の各々において、基板Wの所定領域W1に対して露光量50%の描画光を照射する場合(図5及び図7参照)、所定領域W1に対して露光量100%の描画光を一度に照射する場合(図9(a)参照)と比べて、描画光のエネルギーは同じにしつつ、基板Wの移動速度は2倍の速さにする。その結果、所定領域W1に対して露光量100%の描画光を一度に照射する場合と比べて、露光処理に要する時間が長くなることを抑制できる。しかし、本発明はこれに限定されない。 In this embodiment, in each of steps S20 and S30, when the predetermined area W1 of the substrate W is irradiated with the drawing light having an exposure amount of 50% (see FIGS. 5 and 7), the predetermined area W1 is exposed. Compared to the case where 100% of the drawing light is irradiated at once (see FIG. 9A), the moving speed of the substrate W is doubled while the energy of the drawing light is kept the same. As a result, it is possible to suppress the time required for the exposure process from becoming longer than when the predetermined area W1 is irradiated with the drawing light having an exposure amount of 100% at once. However, the invention is not so limited.
ステップS20及びステップS30の各々において、基板Wの所定領域W1に対して露光量50%の描画光を照射する場合、露光量100%の描画光を一度に照射する場合と比べて、描画光のエネルギーは半減させつつ、基板Wの移動速度は同じにしてもよい。 In each of steps S20 and S30, when the predetermined region W1 of the substrate W is irradiated with the drawing light with the exposure amount of 50%, the drawing light is more intense than when the drawing light with the exposure amount of 100% is irradiated at once. The moving speed of the substrate W may be the same while the energy is halved.
(10)本実施形態では、基板Wに描画されるパターンは、露光処理後の現像により、露光された領域が最終的に画像パターンとして残るネガパターンである。しかし、本発明はこれに限定されない。基板Wに描画されるパターンは、露光処理後の現像により、露光されなかった領域が残るポジパターンでもよい。 (10) In the present embodiment, the pattern drawn on the substrate W is a negative pattern in which the exposed area is finally left as an image pattern by development after exposure processing. However, the invention is not so limited. The pattern drawn on the substrate W may be a positive pattern in which an unexposed area remains after development after the exposure process.
本発明は、描画装置、及び描画方法の分野に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the fields of drawing apparatuses and drawing methods.
W 基板
1 描画装置
10 ステージ
20 駆動機構
40 光学ユニット(照射部)
60 制御部
G3 つなぎ領域
W1 所定領域
60 control unit G3 connecting area W1 predetermined area
Claims (11)
前記描画光を照射する照射部と、
前記照射部が多重露光処理を行うように、前記照射部を制御する制御部と
を備え、
前記多重露光処理は、それぞれが前記基板の表面の全域である所定領域に対して前記照射部により前記描画光を照射する複数の露光処理を含み、
前記複数の露光処理の各々は、前記照射部が主走査方向に沿って前記描画光を照射する主走査処理と、前記主走査方向に垂直な副走査方向に沿って移動する副走査処理とが交互に行われる処理を含み、
前記制御部は、前記副走査方向に並列に照射された前記描画光の照射領域の一部同士が重なるつなぎ領域を形成する、描画装置。 A drawing apparatus for drawing a pattern on a substrate by irradiating the substrate with drawing light,
an irradiation unit that irradiates the drawing light;
a control unit that controls the irradiation unit so that the irradiation unit performs multiple exposure processing ;
The multiple exposure process includes a plurality of exposure processes in which the irradiating unit irradiates the drawing light onto a predetermined region that is the entire surface of the substrate,
Each of the plurality of exposure processes includes a main scanning process in which the irradiation section irradiates the drawing light along the main scanning direction, and a sub-scanning process in which the irradiation section moves along the sub-scanning direction perpendicular to the main scanning direction. including alternating processing,
The drawing apparatus, wherein the control section forms a connecting region in which portions of irradiation regions of the drawing light irradiated in parallel in the sub-scanning direction overlap.
前記基板の所定領域全面に対して前記照射部によって照射される前記描画光を相対的に走査する第1の露光処理と、a first exposure process of relatively scanning the drawing light irradiated by the irradiation unit over the entire predetermined area of the substrate;
前記第1の露光処理された前記基板の所定領域全面に対して前記照射部によって照射される前記描画光を相対的に走査する第2の露光処理とa second exposure process of relatively scanning the drawing light irradiated by the irradiation unit over the entire predetermined area of the substrate that has been subjected to the first exposure process;
を含む、請求項1に記載の描画装置。2. The rendering device of claim 1, comprising:
前記照射部に対して前記ステージを移動させる駆動機構と
をさらに備え、
前記照射部に対する前記ステージの移動速度が速くなる程、前記基板に対する前記描画光の露光量が減少するように、前記制御部が前記駆動機構を制御することで前記描画光の露光量を調整する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の描画装置。 a stage holding the substrate;
a drive mechanism for moving the stage with respect to the irradiation unit,
The control unit adjusts the exposure amount of the drawing light by controlling the driving mechanism such that the exposure amount of the drawing light to the substrate decreases as the moving speed of the stage relative to the irradiation unit increases. 8. The drawing apparatus according to any one of claims 1 to 7 .
前記台形状の部分は、前記露光量が一定の中央部と、前記中央部に連なり、前記中央部から離間するのに伴って前記露光量が逓減する一対の端部とを有し、
前記一対の端部の間には前記中央部が位置する、請求項1から請求項8のいずれか1項に記載の描画装置。 A graph showing the relationship between the irradiation position of the drawing light on the substrate and the exposure amount of the drawing light has a trapezoidal portion,
The trapezoidal portion has a central portion where the exposure amount is constant and a pair of end portions which are connected to the central portion and where the exposure amount gradually decreases as the distance from the central portion increases,
9. The drawing apparatus according to any one of claims 1 to 8 , wherein said central portion is positioned between said pair of end portions.
前記第1の露光処理時に前記基板に照射された前記描画光の第1露光量が、前記第2の露光処理時に前記基板に照射された前記描画光の第2露光量と等しく、又は、前記第1露光量が前記第2露光量と異なる、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の描画装置。 The plurality of exposure processes includes a first exposure process and a second exposure process,
A first exposure amount of the drawing light with which the substrate is irradiated during the first exposure process is equal to a second exposure amount of the drawing light with which the substrate is irradiated during the second exposure process, or 10. The drawing apparatus according to any one of claims 1 to 9, wherein the first exposure dose is different from the second exposure dose.
照射部が多重露光処理を行う多重露光工程を含み、
前記多重露光処理は、それぞれが前記基板の表面の全域である所定領域に対して前記描画光を照射する複数の露光処理を含み、
前記複数の露光処理の各々は、前記照射部が主走査方向に沿って前記描画光を照射する主走査処理と、前記主走査方向に垂直な副走査方向に沿って移動する副走査処理とが交互に行われる処理を含み、
前記副走査方向に並列に照射された前記描画光の照射領域の一部同士が重なるつなぎ領域を形成する、描画方法。 A drawing method for drawing a pattern on a substrate by irradiating the substrate with drawing light,
Including a multiple exposure step in which the irradiation unit performs multiple exposure processing,
The multiple exposure processing includes a plurality of exposure processing for irradiating the drawing light onto a predetermined region, each of which is the entire surface of the substrate,
Each of the plurality of exposure processes includes a main scanning process in which the irradiation section irradiates the drawing light along the main scanning direction, and a sub-scanning process in which the irradiation section moves along the sub-scanning direction perpendicular to the main scanning direction. including alternating processing,
A drawing method, wherein part of irradiation regions of the drawing light irradiated in parallel in the sub-scanning direction overlap each other to form a connecting region .
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