CN1716099A - 图形描绘装置和图形描绘方法 - Google Patents

图形描绘装置和图形描绘方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1716099A
CN1716099A CNA2005100668540A CN200510066854A CN1716099A CN 1716099 A CN1716099 A CN 1716099A CN A2005100668540 A CNA2005100668540 A CN A2005100668540A CN 200510066854 A CN200510066854 A CN 200510066854A CN 1716099 A CN1716099 A CN 1716099A
Authority
CN
China
Prior art keywords
mentioned
light
rayed zone
spacing
rayed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2005100668540A
Other languages
English (en)
Other versions
CN100451837C (zh
Inventor
城田浩行
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Skilling Group
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd filed Critical Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Publication of CN1716099A publication Critical patent/CN1716099A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100451837C publication Critical patent/CN100451837C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70058—Mask illumination systems
    • G03F7/70091—Illumination settings, i.e. intensity distribution in the pupil plane or angular distribution in the field plane; On-axis or off-axis settings, e.g. annular, dipole or quadrupole settings; Partial coherence control, i.e. sigma or numerical aperture [NA]
    • G03F7/70116—Off-axis setting using a programmable means, e.g. liquid crystal display [LCD], digital micromirror device [DMD] or pupil facets
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2051—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70283—Mask effects on the imaging process
    • G03F7/70291—Addressable masks, e.g. spatial light modulators [SLMs], digital micro-mirror devices [DMDs] or liquid crystal display [LCD] patterning devices
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70383—Direct write, i.e. pattern is written directly without the use of a mask by one or multiple beams

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

一种图形描绘装置和图形描绘方法，与DMD的微小反射镜对应的光照射区域(61)的排列相对设定在基板上的描绘单元(620)的排列而倾斜，使光照射区域组相对描绘单元组而在主扫描方向上相对移动，由此进行图形的描绘，在此情况下，在大致主扫描方向上相互邻接的2个光照射区域(61)中，相对于副扫描方向的中心间的距离等于描绘单元(620)的描绘间距，并且相对于主扫描方向的中心间的距离为描绘间距的a倍，在使光照射区域组相对移动描绘间距的n倍(其中，n表示3或其以上的整数)的距离的期间，一次控制对各光照射区域(61)的光照射的ON/OFF。在此，(a2+1)与n互为素数，由此可以高分辨率、高速地描绘适当的图形。

Description

图形描绘装置和图形描绘方法
技术领域
本发明涉及一种对感光材料照射经空间调制的光而描绘图形的图形描绘装置和图形描绘方法。
背景技术
在过去，人们提出有采用空间光调制器件在感光材料上描绘图形的技术。作为这样的技术，例如在日本专利申请特开2003-332221号公报(文献1)中公开了下述的技术，其中DMD(数字微型反射镜器件)所投影的光照射区域组向着相对于其排列方向倾斜的扫描方向而在感光材料上扫描，由此以高于光照射区域组的密度在设定于感光材料上的描绘单元组上描绘图形。另外，在该文献1中还公开了下述的方法，其中每当光照射区域组移动2个描绘单元的量的距离时进行对各光照射区域的光的照射的ON/OFF(通/断)控制，由此按照倍速进行描绘。
但是，由于半导体基板、印刷电路基板的细微化，图形的描绘速度的提高变得重要，即使在文献1所述的方法中，人们也希望实现超过2倍速的速度的图形描绘。但是，仅仅单纯地提高光照射区域组的移动速度，不一定能实现适当的高速描绘。
发明内容
本发明的目的是针对向感光材料照射光而描绘图形的图形描绘装置，在将按照2维坐标的方式排列的光照射区域组沿相对于排列方向而倾斜的扫描方向扫描，以高分辨率进行描绘时，实现高速、并且适当的图形描绘。
本发明的图形描绘装置包括：光照射部，该光照射部对在感光材料上，在相互垂直的2个排列方向上以一定间距排列的光照射区域组的每一个照射调制后的光；扫描机构，该扫描机构在感光材料上沿相对于排列方向倾斜的扫描方向扫描光照射区域组，相对于在扫描方向和与扫描方向垂直的方向上以一定的描绘间距固定排列在感光材料上的描绘区域组的每一个，使多个光照射区域相对通过；控制部，该控制部与光照射区域组的扫描同步，分别控制对光照射区域组的光照射的通/断，由此控制照射于感光材料上的各描绘区域的光的量，在光照射区域组的上述2个排列方向中的基本沿着扫描方向的方向上相互邻接的光照射区域中，相对于与扫描方向垂直的方向的中心间的距离与描绘间距相等，相对于扫描方向的中心间的距离为描绘间距的a倍(其中a为2或2以上的整数)，控制部在使光照射区域组相对移动描绘间距的n倍(其中n为3或3以上的整数)的距离的期间，一次控制光照射的通/断，而(a2+1)与n互为素数。
按照本发明，可采用经空间调制的光，以高的分辨率进行高速图形描绘。
优选在光照射区域组中，在上述2个排列方向中的基本沿着扫描方向的方向上排列的光照射区域的数量为M，而M为(a×n)的整数倍，由此，可按照与各描绘区域相等的次数进行重复曝光。
另外，在本发明的一个形式中，在使对光照射区域的光的照射成为ON状态后，在光照射区域组的描绘间距的n倍距离的相对移动完成之前，使对光照射区域的光的照射成为OFF状态。优选在使对光照射区域的光的照射成为ON状态起到成为OFF状态的期间，光照射区域组仅相对移动描绘间距的距离。由此，可抑制扫描方向的描绘分辨率的降低。在进行这样的描绘控制的情况下，优选光照射部包括：可进行ON/OFF控制的光源；对来自上述光源的光进行空间调制的空间光调制器件，通过光源的ON/OFF控制，可容易抑制扫描方向的分辨率的降低。
本发明还适合于对感光材料照射光而描绘图形的图形描绘方法。
根据参照附图而在下面进行的本发明的具体的描述，会明白上述目的和其它的目的、特征、形式和优点。
附图说明
图1为表示图形描绘装置的结构的图；
图2为表示DMD的图；
图3为表示光照射区域和描绘单元的图；
图4为表示光照射区域组整体和描绘单元组的图；
图5为表示图形描绘的流程的图；
图6～图9为表示描绘过程中的光照射区域和描绘单元的图；
图10～图13为表示光照射区域组的倾斜与光照射区域的大小之间的关系的图；
图14为表示累积光量的图；
图15A为表示每1个描绘间距的ON/OFF的累积光量的图；
图15B为表示每2个描绘间距的ON/OFF的累积光量的图；
图15C为表示每3个描绘间距的ON/OFF的累积光量的图；
图15D为表示每4个描绘间距的ON/OFF的累积光量的图；
图15E为表示每5个描绘间距的ON/OFF的累积光量的图；
图15F为表示每6个描绘间距的ON/OFF的累积光量的图；
图15G为表示每8个描绘间距的ON/OFF的累积光量的图；
图16为表示光强度不同时的累积光量的图；
图17为表示光源的ON/OFF控制的流程的图。
具体实施方式
图1为表示本发明的一个实施形式的图形描绘装置1的结构的图。在图1中为了表示装置的内部结构，由虚线表示装置的一部分。图形描绘装置1具有：保持形成有光致抗蚀剂膜的基板9的台2；使该台2沿图1中的Y方向移动的台移动机构31；将光束朝向基板9射出的光照射部4；使光照射部4的头部40沿图1中的X方向移动的头部移动机构32；与光照射部4和头部移动机构32连接的控制部5。
光照射部4包括与头部40连接的光源组件41，该光源组件41包括作为光源的高输出的LED411和透镜组412，来自透镜组412的光射入到光纤413中而被导向头部40。头部40具有设置了呈格子状排列的微小反射镜组的DMD42，通过微小反射镜组反射来自光源组件41的光束，由此送出以二维的方式进行了空间调制后的光束。
具体来说，从光纤413射出的光通过杆式组合体(integrator)433、透镜434和反射镜435而被导向反射镜436，反射镜436将光束聚光，并引导向DMD42。向着DMD42射入的光束以规定的入射角均匀照射到DMD42的微小反射镜组上。象上述那样，通过杆式组合体433、透镜434、反射镜435和反射镜436，构成将来自光源组件41的光导向DMD42的照明光学装置43。
仅仅由来自DMD42的各微小反射镜中处于规定姿势(在后述的DMD42的光照射的说明中，与ON状态相对应的姿势)的微小反射镜的反射光形成的、调制后的光束中的束(即，进行了空间调制的光束)射入相叠分光器(キュ一ブビ一ムスプリッタ)441，并由其反射，通过变焦透镜442进行倍率调整，送向投影透镜443。该变焦透镜442可通过变焦用的促动器442a改变倍数，投影透镜443可通过自动聚焦(AF)用的促动器443a进行对焦。而来自投影透镜439的光束送向与微小透镜光学共轭的基板9上的区域，通过各微小反射镜而被调制的(即，成为调制的要素)光束照射于相应的光照射区域。象这样，在图形描绘装置1中，通过相叠分光器441、变焦透镜442、投影透镜443，构成将来自各微小反射镜的光缩小投影于基板9上的对应的光照射区域的投影光学系统44。
另外，在相叠分光器441的上方设置半透半反镜451、AF用的激光二极管(LD)452和AF检出用的传感器453，来自LD452的光投射半透半反镜451，通过相叠分光器441、变焦透镜442和投影透镜443而照射到基板9上，来自基板9的光反向行进而由半透半反镜451反射，通过传感器453而被检出。传感器453的输出用于AF时的促动器443a的控制。
台2固定于作为线性马达的台移动机构31的移动体侧，控制部5对台移动机构31进行控制，由此，照射来自微小反射镜组的光的光照射区域组(1个微小反射镜与1个光照射区域相对应。)在光致抗蚀剂膜上相对于图1中的Y方向连续地相对移动。即，光照射区域组相对于头部40而相对固定，通过基板9的移动，光照射区域组在基板9上移动。
头部40固定于头部移动机构32的移动体侧，沿与光照射区域组的主扫描方向(图1中的Y方向)垂直的副扫描方向(X方向)间歇地移动。即，每当主扫描结束时，头部移动机构32沿X方向使头部40向下一主扫描的开始位置移动。
图2为表示DMD42的图。DMD42为具有在硅基板421上呈格子状等间距地排列多个微小反射镜(在下面作为在相互垂直的2个方向上排列成M行N列的情况进行描述。)的微小反射镜组422的空间光调制器件，按照写入到与各微小反射镜对应的存储单元中的数据，各微小反射镜通过静电场作用而倾斜规定的角度。另外，光沿着与DMD42相垂直而与列方向成45度的角度的面，按照入射角24度入射，均匀地照射各微小反射镜。DMD42实际上采用具有768行1024列的微小反射镜的类型，仅仅照明从前头行起的192行的范围。
如果从图1所示的控制部5向DMD42输入复位脉冲，则各微小反射镜按照写入到相对应的存储单元中的数据，以反射面的对角线为轴，一起地倾斜成规定的姿势。由此，照射到DMD42的光束根据各微小反射镜的倾斜方向而被反射，进行向光照射区域的光照射的ON/OFF。即，如果在存储单元中写入有表示ON的数据的微小反射镜接收复位脉冲，则射入该微小反射镜的光向变焦透镜437反射，将光(微小光束)照射到对应的光照射区域。如果微小反射镜处于OFF状态，则微小反射镜将所入射的光反射到与变焦透镜437不同的规定位置，对应的光照射区域处于未被导入光的状态。
图3为表示图形描绘装置1的基板9上的光照射区域61和描绘单元620的图。该光照射区域61为相对头部40而固定的区域，描绘单元620为相当于固定在基板9上的描绘控制的最小单位的区域(例如，2μm的矩形)，头部40相对于基板9而相对移动，从而光照射区域61在描绘单元620上相对移动。描绘单元620为以DMD42的光照射区域61的中心位置(正确的是，连续地移动的途中的光照射区域61的中心位置)为基准，分割基板9上的区域的曝光区域。在图3中，通过双点划线表示对应于DMD42的各微小反射镜照射光的格子状的光照射区域组，通过实线表示基板9上的描绘单元组。另外，在图3中仅仅示出描绘单元620和光照射区域61的一部分。
描绘单元620为在图3的X方向(副扫描方向)和Y方向(主扫描方向)上分别以相同间距(在下面称为“描绘间距”)PW固定排列的矩形的曝光区域，按照对应的描绘单元数据(被写入到DMD42中的数据)的光的照射以光照射区域61的中心的描绘单元620(标注了附图标记621)为中心而进行。DMD42的各微小反射镜的反射光所照射的光照射区域61对应于微小反射镜的形状基本形成为正方形的区域。象图4所示的那样，光照射区域61对应于DMD42的微小反射镜，相对于相互垂直的2个方向以一定的间距(在下面称为“照射间距”)PI排列成M行N列，DMD42按照光照射区域61的排列方向相对于主扫描方向倾斜的方式在头部40内倾斜设置。
象图3所示的那样，光照射区域组的相对主扫描方向的倾斜是按照下述方式进行倾斜，该方式为：在光照射区域组的2个排列方向中的基本沿主扫描方向的方向(与主扫描方向所成夹角较小的方向)上相互邻接的2个光照射区域61中，副扫描方向(X方向)的中心间距L1与描绘单元620的描绘间距PW(在副扫描方向上邻接的描绘单元620的中心间距)相等，并且，主扫描方向(Y方向)的中心间距L2为描绘间距PW的4倍。在以下的描述中，将基本沿Y方向的方向称为DMD42的列方向，基本沿X方向的另一个方向称为行方向。象图4中的平行斜线所示的那样，正确地沿主扫描方向排列的2个光照射区域61在列方向上相距照射间距PI的4倍，在行方向上仅相距照射间距PI。
接着，参照图5对图形描绘装置1进行对基板9上的光致抗蚀剂膜的图形的描绘时的动作进行描述。下面在图形描绘装置1的动作的说明中，相对于描绘单元组，光照射区域组在主扫描方向和副扫描方向上移动。
首先，在开始描绘时，发送给描绘单元620中的与最初的光照射区域61的位置对应的单元(例如，图3中位于各光照射区域61的中央的赋予附图标记621的描绘单元)的描绘单元数据从控制部5发送到对应的DMD42的各微小反射镜的存储单元中(步骤S11)。然后，开始光照射区域组的主扫描(步骤S12)，当相对于描绘单元组，光照射区域组到达描绘开始位置时(步骤S13)，控制部5向DMD42发送复位脉冲，从而各微小反射镜处于与存储单元的数据对应的姿势，对最初的描绘单元621进行曝光(步骤S14)。另外，从正确地说，上述曝光是指控制光的照射的ON/OFF的动作，包括不照射光的情况，但是在以下的描述中，将曝光的控制简称为“曝光”。
在发送复位脉冲后，很快将与下一描绘单元620(在本实施形式中是在图3中的各描绘单元621的(-Y)侧上仅距离4个描绘间距的描绘单元622)对应的描绘单元数据发送到各微小反射镜的存储单元，将数据写入到存储单元中(步骤S16)。复位脉冲向DMD42的发送与台移动机构31使台2沿主扫描方向连续地移动的动作同步进行，在从第1次的复位脉冲起到描绘单元组沿主扫描方向仅移动描绘间距P的4倍距离的时刻，向DMD42发送下一复位脉冲(步骤S17，S14)，各微小反射镜处于基于描绘单元数据的姿势。于是，最初的复位脉冲后的对各光照射区域的光照射的ON/OFF的状态在描绘单元组移动描绘间距的4倍距离的期间保持。
如果控制部5与台移动机构31的光照射区域组的扫描同步，分别控制对光照射区域组的光照射的ON/OFF，而反复进行以上的曝光，则进行以第18次的复位脉冲(包括最初的复位脉冲。)在最初进行曝光的描绘单元621为中心的第2回的曝光。在第18次的复位脉冲之前的状态(即第17次的复位脉冲后的状态)下，处于以从最初进行曝光的描绘单元起向着(-Y)方向并排的17个描绘单元(包括最初的描绘单元。)的每一个为中心的曝光仅进行1次的阶段。下面参照图6～图9，对上述描绘动作进行更具体地描述。
图6为表示描绘单元组与光照射区域组的图，以涂黑的描绘单元620(赋予附图标记62a)为中心，在最初的复位脉冲时进行曝光。在图6中，对相对于描绘单元62a而正确地位于(+Y)侧的光照射区域61、即在列方向上距离4个照射间距、并且在行方向上仅距离1个照射间距的多个光照射区域61赋予平行斜线，从(-Y)侧的单元起按顺序赋予附图标记61a、61b、61c、61d、61e。
在以下的描述中，对于在复位脉冲时位于光照射区域61a～61e的中央的描绘单元赋予附图标记62a～62e。另外，为了帮助理解，在最初的曝光时，位于光照射区域61a的中心的描绘单元62a的位置采用坐标而表示为C(0，0)，在描绘单元62a的(-Y)侧邻接的描绘单元的位置表示为C(0，1)。另外，光照射区域61a～61e的位置也采用行和列方向的坐标表现，分别表示为R(0，0)、R(1，4)、R(2，8)、R(3，12)、R(4，16)。在适合的描述中添加这些坐标表现。
图7为表示将第2次的复位脉冲发送给DMD42的时刻下的描绘单元组和光照射区域组的图。在第1次的复位脉冲后，在光照射区域组相对于描绘单元组移动描绘间距4倍的距离的期间，保持相对于各光照射区域的曝光状态(光照射的ON或OFF)，在第2次的复位脉冲的时刻，以从最初的描绘单元62a(C(0，0)起向着(-Y)方向离开描绘间距的4倍的距离的描绘单元62a(C(0，4))为中心而进行曝光。图8表示第6次的复位脉冲时的样子，对以(-Y)侧的描绘单元62a(C(0，20))为中心的光照射区域61a进行曝光，并且对以从最(+Y)侧的描绘单元62a(C(0，0))起在(-Y)侧离开3个描绘间距的描绘单元62b(C(0，3))为中心的光照射区域61b(R(1，4))也进行曝光。然后，每当光照射区域组移动描绘距离的4倍的距离时，在光照射区域61b进行以从一个描绘单元62a在(-Y)侧离开3个描绘间距的描绘单元为中心的曝光。
图9为表示将第18次的复位脉冲发送给DMD42后的状态的图。象图9所示的那样，如果光照射区域组向着(-Y)方向相对于描绘单元组相对地移动，则以成为最(-Y)侧的光照射区域61a的曝光的中心的多个描绘单元62a之间的描绘单元为中心，通过光照射区域61b～61d进行曝光。其结果是，如果着眼于图9中的描绘单元组的最(-X)侧的列的(+Y)侧的部分，则通过光照射区域61a、61d、61c、61b进行曝光的4个描绘单元62a、62d、62c、62d向着(-Y)方向依次排列，在第18次的复位脉冲之前，处于这样的阶段，即以从最初进行曝光的描绘单元62a(C(0，0))向着(-Y)方向排列的17个描绘单元(包括最初的描绘单元)的每一个为中心的曝光仅进行1次的阶段。
接着，与第18次的复位脉冲同步，对以最(+Y)侧的描绘单元62a(C(0，0)为中心的光照射区域61e(R(4，16)进行曝光。然后，与复位脉冲同步，从位于图9所示的光照射区域的更(+Y)侧的光照射区域，依次进行以同一描绘单元为中心的第2次的曝光，接着，还进行对同一描绘单元的第3次或其以后的曝光。重复曝光的周期为17复位脉冲。
如果采用坐标表现来描述上述重复曝光的样子，则在复位脉冲时，C(0，4k)(k表示0或其以上的整数)的描绘单元620位于R(m，4m)(m＝0、4、8、12…44)的光照射区域61的中心，C(0，4k+1)的描绘单元620位于R(m，4m)(m＝3、7、11、15…47)的光照射区域61的中心，C(0，4k+2)的描绘单元620位于R(m，4m)(m＝2、6、10、14…46)的光照射区域61的中心，C(0，4k+3)的描绘单元620位于R(m，4m)(m＝1、5、9、13…45)的光照射区域61的中心。
在通过反复进行以上的动作，在图形描绘装置1中采用具有M行的微小反射镜的DMD42的情况下，通过台移动机构31，多个光照射区域61相对基板9上的各描绘单元620而相对通过，由此重复(M/16)次进行曝光动作，可进行以各描绘单元620为中心的(M/16)辉度的光量控制。实际上M为192，进行12次的重复曝光的控制。当然，象图3所示的那样，1个光照射区域61为覆盖多个描绘单元620的大小，另外，在2个复位脉冲之间保持曝光状态，同时描绘单元组移动描绘间距的4倍的距离，由此，不能正确地进行(M/16)辉度的光照射。但是，所描绘的图形的最小线宽度(即，图形分辨率)相比于线宽度的最小控制单位(即，线宽度精度)充分大，对连续存在的几个描绘单元620照射光，而不对连续存在的其它几个描绘单元620进行照射光的的动作，因此实际上不产生问题。例如，图形中的线宽度或邻接的线间的空间的宽度为20μm，线宽度或空间的宽度的最小控制单位为2μm。
如果在光照射区域组的1次的主扫描之间进行的描绘完成(图5：步骤S15)，则停止主扫描(步骤S16)。而在进行其它的主扫描的情况下，通过头部移动机构32，光照射区域组沿X方向进行副扫描，返回到步骤S11，通过台移动机构31，使台2向反方向((-Y)方向)移动，同时进行下一描绘。
由于象以上那样，在图形描绘装置1中，在复位脉冲期间，使描绘单元组移动描绘单元的4倍的距离，故与在复位脉冲的期间使描绘单元组移动描绘间距的情况相比，以4倍的速度进行描绘(以下将该动作称为“4倍速描绘”)。由此，可控制图形的线宽度，同时高速地进行描绘。
但是，象图9所示的那样，为了确实对以离开描绘间距的4倍的距离的2个描绘单元62a(涂黑的单元)之间的各描绘单元为中心的光照射区域61b～61d进行曝光，换言之，为了进行以各描绘单元为中心的曝光，必须使光照射区域61间的描绘间距数与在复位脉冲之间描绘单元组移动的距离的描绘间距数互为素数(两者的最大公约数为1)。在图9的情况下，光照射区域61间的描绘间距数为17，在复位脉冲之间描绘单元组移动的距离的描绘间距数为4，互为素数。另外，由于光照射区域61间的描绘间距数为17，故在光照射区域61的行数充分大的情况下，描绘速度可在2倍速到16倍速之间任意改变。
图10～图13为表示光照射区域组的倾斜和光照射区域61的大小之间的关系的图。图10表示沿扫描方向排列的2个光照射区域61在列方向上离开照射间距P1的2倍的距离、在行方向上离开照射间距P1的距离的状态，图11、图12、图13表示沿扫描方向排列的2个光照射区域61在列方向上分别离开照射间距PI的3、4、5倍的距离、在行方向上离开照射间距P1的距离的状态。在图10～图13中，光照射区域61和描绘单元620为正方形，在光照射区域组的2个排列方向中的基本沿扫描方向的方向(列方向)上相互邻接的光照射区域61中，相对于与扫描方向垂直的方向的中心间的距离与描绘间距PW相等，相对于扫描方向的中心间的距离为描绘间距PW的2、3、4、5倍(在下面称为“a倍”。其中，a表示2或其以上的整数)。
另一方面，在图10～图13中，正确地沿扫描方向排列的2个光照射区域61之间的距离为描绘间距PW的5、10、17、26倍(一般为(a2+1)倍)。所以，在图10～13中，可分别以与5、10、17、26之间互为素数的正的整数倍的速度进行描绘。在图10的情况下，可进行2、3、4倍速的描绘，在图11的情况下可进行3、5、7、9倍速的描绘，在图12的情况下，可进行2、3、4、5…倍速的描绘，在图13的情况下，可进行3、5、7、9…倍速的描绘。即，在(a2+1)与n互为素数的情况下，控制部5可适当地进行在光照射区域组相对地移动描绘间距PW的n倍的距离的期间一次控制光照射的ON/OFF的高分辨率的n倍速描绘。
此时，按每(a2+1)次的复位脉冲，各描绘单元620通过在列方向上离开照射间距PI的(a×n)倍的距离、在行方向上离开照射间距PI的n倍的距离的另一光照射区域61的中心。所以，在光照射区域组为M行、即在基本沿主扫描方向的方向上排列的光照射区域61的数量为M的情况下，如果M为(a×n)的整数倍，则在光照射区域组相对地通过描绘单元组时，按照等于在列方向上排列的各描绘单元620的次数进行重复曝光(但是除了光照射区域组的(±X)侧的端部通过的描绘单元以外)。
另外，在进行超过倍速的描绘的情况下，n为3或其以上的整数，对基板上的抗蚀剂膜的描绘时，如果考虑材料特性、光照射区域61的大小等，则作为优选的n的值，可列举4。
此外，在进行n倍速描绘的情况下，重复曝光次数为(M/(a×n))(小数点以后的部分舍去)，相对于此，在每当描绘单元组移动描绘间距PW，将复位脉冲送给DMD42的1倍速描绘的情况下，可进行(M/a)次的重复曝光。实际上，由于几乎都是不需要(M/a)次的重复曝光的情况，故所谓n倍速曝光是指这样的技术，即采用DMD42所具有的尽可能多的微小反射镜，以必要最小限度的重复曝光次数，高速地进行图形描绘。
但是，象图10～图13所示的那样，光照射区域组的列方向相对主扫描方向的倾斜度越小，则光照射区域61相对描绘单元620就相对越大。反之，在光照射区域61的大小为一定的情况下，光照射区域组的列方向相对主扫描方向的倾斜度越小，越可将描绘单元620设定得越小。光照射区域61的1条边的长度为描绘间距PW的(a2+1)的平方根倍，例如，在a为4，进行4倍速描绘的情况下，如果在复位脉冲间，对1个光照射区域61进行光的照射，则图14中的线631、632上的累积光量为由线641、642表示的分布。即，相对于描绘单元620的大小，在较宽的范围进行光的照射，特别是就主扫描方向来说，在较宽的范围照射光。另外，形成通过光照射的ON/OFF而使图14所示的光量分布重合而获得的分布累积于基板9上的感光材料上的光能量的分布，通过该分布进行图形的描绘。
图15A为表示每当光照射区域组移动1个描绘间距时对光照射区域61的光的照射交替地进行ON和OFF时的主扫描方向上的累积光量的图。图15B～图15G表示每当光照射区域组分别移动描绘间距的2、3、4、5、6、8倍时使光照射交替地ON和OFF的情况下的累积光量。可判断，成为ON状态或成为OFF状态的距离越长，即描绘沿副扫描方向延伸的线时的线宽度越大，则累积光量分布的波峰越高，波谷越深。另外，由于感光材料在照射一定量或其以上的光时进行感光，故即使通过控制光量(光功率)，也可控制图形的线宽度。
而感光材料还包括必须充分地照射光的类型，在此情况下，通过调整来自光源的光的强度，同时调整光照射的ON和OFF的定时，从而描绘规定的线宽度的图形。例如，在图象中心，在银盐等的感光材料上描绘图形的情况下，为了通过使感光材料感光而实现图形描绘的目的，仅仅将感光所必需的最小限度的光照射到感光材料上便可以了。相对于此，在半导体等的基板上的光抗蚀剂上描绘图形时，必须按照在后序工序的蚀刻时光抗蚀剂不剥离、或不过多地去除的方式，照射使光抗蚀剂感光或其以上的量的光。
在此情况下，象图16所示的那样，将通过使8个描绘间距的光照射成为ON状态、8个描绘间距成为OFF状态而获得的细线711所表示的累积光量的分布提供给感光材料，这样，即使在可以阈值TH为界限，按照线宽度W感光的情况下，将通过提高光强度、使6描绘间距的光照射成为ON状态，10个描绘间距成为OFF状态而获得的粗线712所表示的累积光量的分布提供给感光材料，从而仍能获得充分地照射光的线宽度W的图形。
在这里，在图形描绘装置1的情况下，通过象已描述的那样，采用大于描绘单元620的光照射区域61，则光量分布沿主扫描方向和副扫描方向以某种程度扩大。另外，通过进行高速描绘，则象图14所示的那样，光量分布进一步沿主扫描方向延伸。在所描绘的图形的线宽充分大的情况下，主扫描方向上的线宽可通过上述光强度和ON/OFF控制的组合而保持精度，但是，无法避免与副扫描方向相比较，可描绘的最小的线宽度、即分辨率在主扫描方向上降低的情况。
而在图形描绘装置1中，也可进行这样的控制，即作为光源的LED411在描绘单元组移动n个描绘间距的过程中瞬间熄灭。在进行LED411的ON/OFF控制(即调制)的情况下，在图5所示的图形描绘装置1的动作中，在步骤S14和步骤S15之间，进行图17所示的步骤S21～S23。在进行LED411的调制的情况下，在通过步骤S14更新各微小反射镜的姿势后，马上点亮LED411(步骤S21)，描绘单元组仅移动描绘间距PW(步骤S22)时，LED411熄灭(步骤S23)。然后，将下一描绘数据写入存储单元(步骤S16)，从前一复位脉冲起，描绘单元组移动描绘间距PW的n倍的距离(步骤S17)后，返回到步骤S14。
通过以上的动作，在从对光照射区域61的光的照射成为ON状态起，到成为OFF状态的期间，光照射区域组相对移动描绘间距PW，对光照射区域61的光的照射被限制在复位脉冲的间隔的1/n。其结果是，按照与副扫描方向相同的程度，抑制光的照射的主扫描方向的扩大，同时进行高速绘制。
在光源采用LED、LD的情况下，可按照DMD42的调制界限速度的1/10或其以下的时间对光源进行ON/OFF控制。所以，例如即使在8倍速描绘(n＝8)的情况下，仍可抑制主扫描方向的图象分辨率的降低，同时容易进行描绘。在此情况下，由于在复位脉冲期间提供给感光材料的光能量的量减少到1/8，故使来自光源的光强度提高，感光材料也采用感光性较高的类型。
以上对本发明的实施形式进行了描述，但是，本发明并不限于上述实施形式，可进行各种变形。
设置于图形描绘装置1的空间光调制器件不限于上述实施形式所采用的DMD42，例如，也可采用液晶快门(shutter)等的空间光调制器件。另外，也可在按照2维坐标方式排列作为光源的多个发光二极管等，在对应于发光二极管组的光照射区域组的排列方向相对于扫描方向而倾斜的状态下，与光照射区域的相对移动同步地控制各发光二极管的ON/OFF，由此进行图形的描绘。另外，在不进行光源的ON/OFF的控制的情况下，也可将超高压水银用作光源。
在图17所示的光源的ON/OFF控制中，光源不必一定在光照射区域组移动1个描绘间距PW的时刻停止，例如，也可在必须要求充分的累积光量的情况下，在移动描绘间距PW的2倍的距离的时刻成为OFF状态。即，如果在对光照射区域61的光的照射成为ON状态后，在光照射区域组的描绘间距PW的n倍距离的相对移动完成之前，使对光照射区域61的光的照射成为OFF状态，则成为OFF状态的时刻可以适当设定。另外也可通过光源以外的元件，以比空间光调制器件的控制快的方式使光照射成为OFF状态。
台2和头部40的沿主扫描方向和副扫描方向的相对移动(即，基板9上的描绘单元组和光照射区域组的相对移动)也可仅仅通过台2或头部40中的任意一方的移动而进行。
另外，在上述实施形式中，未提及对在光照射区域组中位于副扫描方向的端部的光照射区域61(例如，图4的(-X)侧且(+Y)侧的光照射区域61)的光照射的控制，但是，为了简单地进行控制，也可不对这些光照射区域61照射光，还可在考虑副扫描后的描绘的同时，对这些光描绘区域61的光照射进行控制。
在上面对本发明进行了具体描述，但是，已描述的说明为例举性的，不是限定性的。所以要理解到，只要不脱离本发明的范围，可实现多种的变形和形式。

Claims (10)

1.一种图形描绘装置，对感光材料照射光而描绘图形，其特征在于，包括：
光照射部，该光照射部对在感光材料上，在相互垂直的2个排列方向上以一定间距排列的光照射区域组的每一个照射调制后的光；
扫描机构，该扫描机构在感光材料上沿相对于排列方向倾斜的扫描方向扫描上述光照射区域组，相对于在上述扫描方向和与上述扫描方向垂直的方向上以一定的描绘间距固定排列在上述感光材料上的描绘区域组的每一个，使多个光照射区域相对通过；
控制部，该控制部与上述光照射区域组的扫描同步，分别控制对上述光照射区域组的光照射的通/断，由此控制照射于感光材料上的各描绘区域的光的量，
在上述光照射区域组的上述2个排列方向中的基本沿着上述扫描方向的方向上相互邻接的光照射区域中，相对于与上述扫描方向垂直的方向的中心间的距离与上述描绘间距相等，相对于上述扫描方向的中心间的距离为上述描绘间距的a倍，其中a为2或2以上的整数，上述控制部在使上述光照射区域组相对移动上述描绘间距的n倍的距离的期间，其中n为3或3以上的整数，一次控制上述光照射的通/断，而a2+1与n互为素数。
2.根据权利要求1所述的图形描绘装置，其特征在于，在上述光照射区域组中，在上述2个排列方向中的基本沿着上述扫描方向的方向上排列的光照射区域的数量为M，而M为a×n的整数倍。
3.根据权利要求1所述的图形描绘装置，其特征在于，在使对光照射区域的光的照射成为通状态后，在上述光照射区域组的上述描绘间距的n倍距离的相对移动完成之前，使对上述光照射区域的光的照射成为断状态。
4.根据权利要求3所述的图形描绘装置，其特征在于，在使对上述光照射区域的光的照射成为通状态起到成为断状态的期间，上述光照射区域组仅相对移动上述描绘间距的距离。
5.根据权利要求3所述的图形描绘装置，其特征在于，上述光照射部包括：可进行通/断控制的光源；对来自上述光源的光进行空间调制的空间光调制器件。
6.一种图形描绘方法，对感光材料照射光而描绘图形，其特征在于，包括：
扫描工序，对在感光材料上，在相互垂直的2个排列方向上以一定间距排列的光照射区域组的每一个照射调制后的光，沿相对于排列方向倾斜的扫描方向扫描上述光照射区域组，相对于在上述扫描方向和与上述扫描方向垂直的方向上以一定的描绘间距固定排列在上述感光材料上的描绘区域组的每一个，使多个光照射区域相对通过；
控制工序，与上述光照射区域组的扫描同步，分别控制对上述光照射区域组的光照射的通/断，由此控制照射于感光材料上的各描绘区域的光的量，
在上述光照射区域组的上述2个排列方向中的基本沿着上述扫描方向的方向上相互邻接的光照射区域中，相对于与上述扫描方向垂直的方向的中心间的距离与上述描绘间距相等，相对于上述扫描方向的中心间的距离为上述描绘间距的a倍，其中a为2或2以上的整数，上述控制工序中在使上述光照射区域组相对移动上述描绘间距的n倍的距离的期间，其中n为3或3以上的整数，一次控制上述光照射的通/断，而a2+1与n互为素数。
7.根据权利要求6所述的图形描绘方法，其特征在于，在上述光照射区域组中，在上述2个排列方向中的基本沿着上述扫描方向的方向上排列的光照射区域的数量为M，而M为a×n的整数倍。
8.根据权利要求6所述的图形描绘方法，其特征在于，在使对光照射区域的光的照射成为通状态后，在上述光照射区域组的上述描绘间距的n倍距离的相对移动完成之前，使对上述光照射区域的光的照射成为断状态。
9.根据权利要求8所述的图形描绘方法，其特征在于，在使对上述光照射区域的光的照射成为通状态起到成为断状态的期间，上述光照射区域组仅相对移动上述描绘间距的距离。
10.根据权利要求8所述的图形描绘方法，其特征在于，由空间光调制器件将来自可进行通/断控制的光源的光加以空间调制，并导向上述光照射区域组。
CNB2005100668540A 2004-06-14 2005-04-29 图形描绘装置和图形描绘方法 Active CN100451837C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004174916 2004-06-14
JP2004174916A JP2005353927A (ja) 2004-06-14 2004-06-14 パターン描画装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1716099A true CN1716099A (zh) 2006-01-04
CN100451837C CN100451837C (zh) 2009-01-14

Family

ID=35588117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005100668540A Active CN100451837C (zh) 2004-06-14 2005-04-29 图形描绘装置和图形描绘方法

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2005353927A (zh)
KR (1) KR100678507B1 (zh)
CN (1) CN100451837C (zh)
TW (1) TWI301932B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103502723A (zh) * 2011-10-19 2014-01-08 (株)茵匹泰克 曝光用ｌｅｄ光源模块、曝光用ｌｅｄ光源装置及曝光用ｌｅｄ光源装置管理系统

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5182913B2 (ja) 2006-09-13 2013-04-17 大日本スクリーン製造株式会社 パターン描画装置およびパターン描画方法
JP2010197750A (ja) * 2009-02-25 2010-09-09 Hitachi High-Technologies Corp 露光装置、露光方法、及び表示用パネル基板の製造方法
JP5355245B2 (ja) * 2009-06-25 2013-11-27 株式会社日立ハイテクノロジーズ 露光装置、露光方法、及び表示用パネル基板の製造方法
JP5331622B2 (ja) * 2009-09-02 2013-10-30 株式会社日立ハイテクノロジーズ 露光装置
CN106647178A (zh) * 2016-11-25 2017-05-10 天津津芯微电子科技有限公司 光直写成像设备以及系统
WO2019242840A1 (de) * 2018-06-19 2019-12-26 Ev Group E. Thallner Gmbh Verfahren und vorrichtung zur belichtung von bildpunkten

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3620580B2 (ja) * 1999-11-04 2005-02-16 ノーリツ鋼機株式会社 ライン露光式画像形成装置
US6552779B2 (en) * 2000-05-25 2003-04-22 Ball Semiconductor, Inc. Flying image of a maskless exposure system
JP3938714B2 (ja) * 2002-05-16 2007-06-27 大日本スクリーン製造株式会社 露光装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103502723A (zh) * 2011-10-19 2014-01-08 (株)茵匹泰克 曝光用ｌｅｄ光源模块、曝光用ｌｅｄ光源装置及曝光用ｌｅｄ光源装置管理系统
CN103502723B (zh) * 2011-10-19 2016-01-06 (株)茵匹泰克 曝光用ｌｅｄ光源模块、曝光用ｌｅｄ光源装置及曝光用ｌｅｄ光源装置管理系统

Also Published As

Publication number Publication date
TW200540577A (en) 2005-12-16
TWI301932B (en) 2008-10-11
JP2005353927A (ja) 2005-12-22
KR100678507B1 (ko) 2007-02-02
KR20060046159A (ko) 2006-05-17
CN100451837C (zh) 2009-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1258694C (zh) 图案记录装置和图案记录方法
US11681135B2 (en) Structured illumination microscopic imaging system
CN1716099A (zh) 图形描绘装置和图形描绘方法
US6859223B2 (en) Pattern writing apparatus and pattern writing method
US7083405B2 (en) Photo-fabrication apparatus
US20190116673A1 (en) System for direct writing on an uneven surface of a workpiece that is covered with a radiation sensitive layer using exposures having different focal planes
CN1221866C (zh) 扫描图案生成器系统以及扫描方法
CN106873311B (zh) 曝光装置用曝光头及曝光装置用投影光学系统
CN1472602A (zh) 光刻设备和器件制造方法
CN1578375A (zh) 图像记录方法及图像记录装置
CN1308710C (zh) 曝光装置
JP2004326076A (ja) パターン描画装置
CN1578377A (zh) 描绘装置和描绘方法
US6658315B2 (en) Non-synchronous control of pulsed light
CN1573575A (zh) 光刻装置和器件制作方法
CN1199802C (zh) 具有可变的印刷点尺寸的激光成象设备和方法
TWI666526B (zh) 無光罩雷射直寫曝光機
CN1828431A (zh) 用于投影曝光装置中的自动位置对准装置和位置对准方法
CN111503589B (zh) 用于机动车的照明设备、特别是高分辨率的前照灯
CN1896796A (zh) 光学扫描设备和使用该光学扫描设备的图像形成设备
CN1760713A (zh) 一种视频显示图像投影系统及其光工作方法
CN216351771U (zh) 一种直写式光刻机的光学系统
CN1808287A (zh) 用于投影曝光装置中的位置对准系统以及对准方法
JP2024512131A (ja) 照明パターンを制御する方法および自動車用照明装置
CN112083632A (zh) 一种基于led阵列的数字投影无掩模曝光装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee

Owner name: SCREEN GROUP CO., LTD.

Free format text: FORMER NAME: DAINIPPON SCREEN MFG. CO., LTD.

Owner name: DAINIPPON SCREEN MFG. CO., LTD.

Free format text: FORMER NAME: DAINIPPON MESH PLATE MFR. CO., LTD.

CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: Kyoto Japan

Patentee after: Skilling Group

Address before: Kyoto Japan

Patentee before: DAINIPPON SCREEN MFG Co.,Ltd.

Address after: Kyoto Japan

Patentee after: DAINIPPON SCREEN MFG Co.,Ltd.

Address before: Kyoto Japan

Patentee before: Dainippon Screen Mfg. Co.,Ltd.