JP2003029420A - パターン描画装置 - Google Patents
パターン描画装置Info
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- JP2003029420A JP2003029420A JP2001217154A JP2001217154A JP2003029420A JP 2003029420 A JP2003029420 A JP 2003029420A JP 2001217154 A JP2001217154 A JP 2001217154A JP 2001217154 A JP2001217154 A JP 2001217154A JP 2003029420 A JP2003029420 A JP 2003029420A
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 定角速度回転式パターン描画装置において、
回転中心領域にもパターンを描画することを可能とする
パターン描画装置を提供する。 【解決手段】 等角速度で回転するターンテーブル(31)
に載置された描画対象体(32)を渦巻き状に照射する光ビ
ーム(12)の途中に電気光学変調器(13)と音響光学変調器
(24)とを設け、光ビームの走査半径に応じて電気光学変
調器(13)及び音響光学変調器(24)の各光透過率を調整す
る距離光量調整手段(15〜17、22、23、44)を備える。そ
れにより、走査位置にかかわらず一定の露光エネルギ密
度を得ることが可能となる。
回転中心領域にもパターンを描画することを可能とする
パターン描画装置を提供する。 【解決手段】 等角速度で回転するターンテーブル(31)
に載置された描画対象体(32)を渦巻き状に照射する光ビ
ーム(12)の途中に電気光学変調器(13)と音響光学変調器
(24)とを設け、光ビームの走査半径に応じて電気光学変
調器(13)及び音響光学変調器(24)の各光透過率を調整す
る距離光量調整手段(15〜17、22、23、44)を備える。そ
れにより、走査位置にかかわらず一定の露光エネルギ密
度を得ることが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ビームによってパタ
ーンを露光する描画装置に関する。
ーンを露光する描画装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路の製造等に用いられるフォトマ
スクやレクチルを製造するレーザ描画装置として、大別
して、Ｘ−Ｙテーブル式の描画装置とターンテーブル式
の描画装置とがある。
スクやレクチルを製造するレーザ描画装置として、大別
して、Ｘ−Ｙテーブル式の描画装置とターンテーブル式
の描画装置とがある。
【０００３】Ｘ−Ｙテーブル式の描画装置は、例えば、
直交する２つのスライダでＸ方向及びＹ方向に移動する
Ｘ−Ｙテーブルを構成する。このテーブルに描画対象体
であるフォトレジストが塗布された被露光部材を載置
し、テーブルをＸ方向及びＹ方向に移動しながら、Ｘ−
Ｙ座標系のパターンデータで変調されたレーザ光を被露
光部材上に走査させ、パターンを描画する。
直交する２つのスライダでＸ方向及びＹ方向に移動する
Ｘ−Ｙテーブルを構成する。このテーブルに描画対象体
であるフォトレジストが塗布された被露光部材を載置
し、テーブルをＸ方向及びＹ方向に移動しながら、Ｘ−
Ｙ座標系のパターンデータで変調されたレーザ光を被露
光部材上に走査させ、パターンを描画する。
【０００４】ターンテーブル式の描画装置は、例えば、
特開昭５９−１７１１１９号公報や特開平１０−１１８
１４号公報に示されるように、Ｘ−Ｙ座標系のパターン
データをｒ−θ系座標のデータに変換する。ディスク原
盤を回転駆動し、この回転に同期してｒ−θ系に変換さ
れたパターンデータを読み出して、原盤を螺旋（あるい
は渦巻き）状に走査する光スポットを変調し、パターン
を描画する。
特開昭５９−１７１１１９号公報や特開平１０−１１８
１４号公報に示されるように、Ｘ−Ｙ座標系のパターン
データをｒ−θ系座標のデータに変換する。ディスク原
盤を回転駆動し、この回転に同期してｒ−θ系に変換さ
れたパターンデータを読み出して、原盤を螺旋（あるい
は渦巻き）状に走査する光スポットを変調し、パターン
を描画する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｘ−Ｙテーブル式の描画装置は、光ビームスポットで露
光部材上を往復走査して微細で複雑なパターンを描画す
るためにＸ−Ｙテーブルの加速及び減速を頻繁に行う必
要がある。テーブルの平均的な移動速度はかなり低くな
り、描画に要する時間が長くなる。また、テーブルの頻
繁な加減速は、描画装置自体の振動の原因ともなり、描
画位置精度、速度精度が低下する。
Ｘ−Ｙテーブル式の描画装置は、光ビームスポットで露
光部材上を往復走査して微細で複雑なパターンを描画す
るためにＸ−Ｙテーブルの加速及び減速を頻繁に行う必
要がある。テーブルの平均的な移動速度はかなり低くな
り、描画に要する時間が長くなる。また、テーブルの頻
繁な加減速は、描画装置自体の振動の原因ともなり、描
画位置精度、速度精度が低下する。
【０００６】一方、ターンテーブル式の描画装置におい
ては、Ｘ−Ｙテーブル式の描画装置のような振動や低記
録速度の改善を図ることができるが、螺旋状の露光軌跡
によっては描画困難な領域が存在する。この点について
説明する。
ては、Ｘ−Ｙテーブル式の描画装置のような振動や低記
録速度の改善を図ることができるが、螺旋状の露光軌跡
によっては描画困難な領域が存在する。この点について
説明する。
【０００７】ターンテーブルの回転駆動方式には、線速
度一定（ＣＬＶ）方式と角速度一定（ＣＡＶ）方式とが
ある。
度一定（ＣＬＶ）方式と角速度一定（ＣＡＶ）方式とが
ある。
【０００８】パターンの描画は、光スポットによる螺旋
走査後の現像状態（例えば、走査幅）を一定にするなど
のために、被露光部材のレジスト（感光体）に対して均
一な露光エネルギを付与する。このため、走査光スポッ
トの軌跡が一定のエネルギ密度で描かれるように調整さ
れる。すなわち、被露光部材に対して均一な走査エネル
ギ密度Ｅｏは、Ｅｏ＝Ｉ／Ｖ、Ｖ＝２πｒｎ ［Ｗ／
ｍ］で与えられる。ここで、Ｉは光ビームの露光パワー
［Ｗ］、Ｖは走査光スポットの線速度、ｒは描画点位置
の半径、ｎは回転数である。
走査後の現像状態（例えば、走査幅）を一定にするなど
のために、被露光部材のレジスト（感光体）に対して均
一な露光エネルギを付与する。このため、走査光スポッ
トの軌跡が一定のエネルギ密度で描かれるように調整さ
れる。すなわち、被露光部材に対して均一な走査エネル
ギ密度Ｅｏは、Ｅｏ＝Ｉ／Ｖ、Ｖ＝２πｒｎ ［Ｗ／
ｍ］で与えられる。ここで、Ｉは光ビームの露光パワー
［Ｗ］、Ｖは走査光スポットの線速度、ｒは描画点位置
の半径、ｎは回転数である。
【０００９】上述したＣＬＶ方式でパターンを描画する
場合には、被露光部材に対して均一なエネルギ密度で露
光するために線速度を一定、露光パワーＩを一定として
描画することになるが、半径ｒが０の近傍位置を描画し
ようとすると、テーブルの回転数ｎを無限大にしなけれ
ばならないのでターンテーブルの制御が不可能となる。
従って、ＣＬＶ方式では、被露光部材の回転中心部分が
描画できない。
場合には、被露光部材に対して均一なエネルギ密度で露
光するために線速度を一定、露光パワーＩを一定として
描画することになるが、半径ｒが０の近傍位置を描画し
ようとすると、テーブルの回転数ｎを無限大にしなけれ
ばならないのでターンテーブルの制御が不可能となる。
従って、ＣＬＶ方式では、被露光部材の回転中心部分が
描画できない。
【００１０】一方、ＣＡＶ方式では、回転の中心近傍で
は、走査光スポットの線速度Ｖが０に近づくためエネル
ギ密度が増加する。これを回避するために露光パワーＩ
を０に近づけると、光スポット自体が弱くなり、光スポ
ットのフィードバックによる強度調整や光スポットの反
射光などを使用する各種サーボ制御が困難となる。ま
た、ＥＯ変調器では原理的に透過光量を０にまで抑制す
ることはできず、光スポットのエネルギが０になるまで
強度変調することも困難である。ＣＤ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、
ＤＶＤ等の記録媒体では、ディスクの中央部分は使用し
ないが、パターン描画装置では、被露光部材の全面を描
画する必要がある。
は、走査光スポットの線速度Ｖが０に近づくためエネル
ギ密度が増加する。これを回避するために露光パワーＩ
を０に近づけると、光スポット自体が弱くなり、光スポ
ットのフィードバックによる強度調整や光スポットの反
射光などを使用する各種サーボ制御が困難となる。ま
た、ＥＯ変調器では原理的に透過光量を０にまで抑制す
ることはできず、光スポットのエネルギが０になるまで
強度変調することも困難である。ＣＤ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、
ＤＶＤ等の記録媒体では、ディスクの中央部分は使用し
ないが、パターン描画装置では、被露光部材の全面を描
画する必要がある。
【００１１】よって、本発明は、回転走査系の描画装置
において、被露光部材の回転中心部（ターンテーブルの
中心領域）をも描画することを可能とするパターン描画
装置を提供することを目的とする。
において、被露光部材の回転中心部（ターンテーブルの
中心領域）をも描画することを可能とするパターン描画
装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のパターン描画装置は、光ビームを発生するビー
ム光源と、上記光ビームによって描画されるべき描画対
象体と、上記光ビームを上記描画対象体に導く光路を形
成し、該描画対象体上に集光して光スポットを形成する
結像光学系と、上記描画対象体を回転駆動し、上記光ス
ポットが上記描画対象体上に同心円状又は螺旋状の走査
軌跡を等角速度で描くようにする描画対象体走査手段
と、上記描画対象体上における上記走査光スポットの走
査半径を検出する検出手段と、上記光ビームの光路に設
けられて上記光ビームの強度を調整する電気光学変調器
と、上記光ビームの光路に設けられて上記電気光学変調
器から出力された光ビームの強度をパターン信号によっ
て変調する音響光学変調器と、上記走査光スポットの走
査半径に応じて上記電気光学変調器及び上記音響光学変
調器における各透過率を調整する距離光量調整手段と、
を備える。
本発明のパターン描画装置は、光ビームを発生するビー
ム光源と、上記光ビームによって描画されるべき描画対
象体と、上記光ビームを上記描画対象体に導く光路を形
成し、該描画対象体上に集光して光スポットを形成する
結像光学系と、上記描画対象体を回転駆動し、上記光ス
ポットが上記描画対象体上に同心円状又は螺旋状の走査
軌跡を等角速度で描くようにする描画対象体走査手段
と、上記描画対象体上における上記走査光スポットの走
査半径を検出する検出手段と、上記光ビームの光路に設
けられて上記光ビームの強度を調整する電気光学変調器
と、上記光ビームの光路に設けられて上記電気光学変調
器から出力された光ビームの強度をパターン信号によっ
て変調する音響光学変調器と、上記走査光スポットの走
査半径に応じて上記電気光学変調器及び上記音響光学変
調器における各透過率を調整する距離光量調整手段と、
を備える。
【００１３】かかる構成とすることによって、螺旋状あ
るいは同心円上にビーム走査する定速度回転のパターン
描画装置において、走査位置にかかわらず一定の露光エ
ネルギ密度を得ることが可能となる。また、音響光学変
調器はパワー０の制御と高速変調が可能である。電気光
学変調器はノイズ除去能力があり、光利用効率が高い。
音響光学変調器と電気光学変調器とを併用した光パワー
制御を行うことにより、低ノイズ光で半径０からの描画
を可能とする。
るいは同心円上にビーム走査する定速度回転のパターン
描画装置において、走査位置にかかわらず一定の露光エ
ネルギ密度を得ることが可能となる。また、音響光学変
調器はパワー０の制御と高速変調が可能である。電気光
学変調器はノイズ除去能力があり、光利用効率が高い。
音響光学変調器と電気光学変調器とを併用した光パワー
制御を行うことにより、低ノイズ光で半径０からの描画
を可能とする。
【００１４】好ましくは、上記距離光量調整手段は、上
記描画対象体上における上記光スポットの無変調時の露
光エネルギ密度が上記同心円状又は螺旋状の走査軌跡の
半径に対して一定となるように上記電気光学変調器及び
上記音響光学変調器の各透過率を調整する。
記描画対象体上における上記光スポットの無変調時の露
光エネルギ密度が上記同心円状又は螺旋状の走査軌跡の
半径に対して一定となるように上記電気光学変調器及び
上記音響光学変調器の各透過率を調整する。
【００１５】かかる構成とすることによって、描画対象
体の回転中心近傍でも光スポットの無変調描画時の露光
エネルギ密度を一定に確保可能となり、ＣＡＶ方式のパ
ターン描画装置であっても、回転の中心近傍でパターン
描画を行うことが可能となる。
体の回転中心近傍でも光スポットの無変調描画時の露光
エネルギ密度を一定に確保可能となり、ＣＡＶ方式のパ
ターン描画装置であっても、回転の中心近傍でパターン
描画を行うことが可能となる。
【００１６】好ましくは、上記距離光量調整手段は、前
記描画対象体上における前記光スポットの無変調時の露
光パワーが前記同心円状又は螺旋状の走査軌跡の半径の
関数になるように前記電気光学変調器及び前記音響光学
変調器の各透過率を調整する。
記描画対象体上における前記光スポットの無変調時の露
光パワーが前記同心円状又は螺旋状の走査軌跡の半径の
関数になるように前記電気光学変調器及び前記音響光学
変調器の各透過率を調整する。
【００１７】かかる構成とすることによっても、描画対
象体の回転中心近傍でも光スポットの無変調描画時の露
光エネルギ密度を一定に確保可能となり、ＣＡＶ方式の
パターン描画装置であっても、回転の中心近傍でパター
ン描画を行うことが可能となる。
象体の回転中心近傍でも光スポットの無変調描画時の露
光エネルギ密度を一定に確保可能となり、ＣＡＶ方式の
パターン描画装置であっても、回転の中心近傍でパター
ン描画を行うことが可能となる。
【００１８】好ましくは、上記電気光学変調器は、上記
走査光スポットの走査半径の増加に対して初期透過率か
ら該透過率を増加するように調整される。
走査光スポットの走査半径の増加に対して初期透過率か
ら該透過率を増加するように調整される。
【００１９】かかる構成とすることによってフィードバ
ック制御などのために必要な主光ビームの強度を維持す
ることが可能となる。
ック制御などのために必要な主光ビームの強度を維持す
ることが可能となる。
【００２０】好ましくは、上記音響光学変調器は、上記
走査光スポットの走査半径の増加に対して略遮断状態か
ら上記透過率を増加するように調整される。
走査光スポットの走査半径の増加に対して略遮断状態か
ら上記透過率を増加するように調整される。
【００２１】かかる構成とすることによって、被描画対
象体上の光ビームスポットの強度を最終的に０にまで抑
制することが可能となる。それにより、ＣＡＶ方式のパ
ターン描画装置において、回転の中心近傍での光量を十
分に減衰してエネルギ密度を一定としてパターン描画を
行うことが可能となる。
象体上の光ビームスポットの強度を最終的に０にまで抑
制することが可能となる。それにより、ＣＡＶ方式のパ
ターン描画装置において、回転の中心近傍での光量を十
分に減衰してエネルギ密度を一定としてパターン描画を
行うことが可能となる。
【００２２】好ましくは、上記距離光量調整手段は、上
記電気光学変調器を通過した光ビームの強度を検出し、
この検出強度と予め記憶されている前記走査光スポット
の走査半径に対応する値との差分によって上記電気光学
変調器の透過率を設定する。
記電気光学変調器を通過した光ビームの強度を検出し、
この検出強度と予め記憶されている前記走査光スポット
の走査半径に対応する値との差分によって上記電気光学
変調器の透過率を設定する。
【００２３】かかる構成とすることによって、当該走査
半径において適正な露光光量とし得る光量を音響光学変
調器に与えることが可能となる。
半径において適正な露光光量とし得る光量を音響光学変
調器に与えることが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
て図面を参照して説明する。
【００２５】図１は、本発明のパターン描画装置の実施
例を示しており、レーザ装置１１から光ビームであるレ
ーザ光１２が一定パワーで出力される。レーザ装置１１
は、ガスレーザ、あるいは固体レーザなどである。レー
ザ光１２は電気光学変調器（ＥＯＭ）１３及びハーフミ
ラー１４を経てその一部が光検出器（ＰＤ）１５に入射
する。電気光学変調器は、電気光学結晶に電界を印加す
ることによって屈折率を変化させて通過光の強度変調を
行うもので、ノイズの除去を行うフィルタとしての機能
も備える。光検出器１５は、レーザ光の強度を検出し、
そのレベルに対応する電圧値を差動増幅器１６の比較入
力端に供給する。差動増幅器１６の基準入力端には第１
の距離光量調整装置１７から電圧値Ｖｅが供給される。
例を示しており、レーザ装置１１から光ビームであるレ
ーザ光１２が一定パワーで出力される。レーザ装置１１
は、ガスレーザ、あるいは固体レーザなどである。レー
ザ光１２は電気光学変調器（ＥＯＭ）１３及びハーフミ
ラー１４を経てその一部が光検出器（ＰＤ）１５に入射
する。電気光学変調器は、電気光学結晶に電界を印加す
ることによって屈折率を変化させて通過光の強度変調を
行うもので、ノイズの除去を行うフィルタとしての機能
も備える。光検出器１５は、レーザ光の強度を検出し、
そのレベルに対応する電圧値を差動増幅器１６の比較入
力端に供給する。差動増幅器１６の基準入力端には第１
の距離光量調整装置１７から電圧値Ｖｅが供給される。
【００２６】距離光量調整装置１７は、図３（ａ）に示
すような、被描画対象体を走査する光スポットの半径位
置ｒに比例して初期値ａから増加する特性を持つ出力電
圧Ｖ ｅを出力する。出力電圧Ｖｅは電気光学変調器１３
の透過率μｅを設定する。距離光量調整装置１７は、例
えば、ｒ値を読み出しアドレスとするメモリテーブル
（ＲＯＭ）と、メモリの出力を電圧にするＡ／Ｄ変換器
とによって、あるいはマイクロコンピュータによって構
成することができる。
すような、被描画対象体を走査する光スポットの半径位
置ｒに比例して初期値ａから増加する特性を持つ出力電
圧Ｖ ｅを出力する。出力電圧Ｖｅは電気光学変調器１３
の透過率μｅを設定する。距離光量調整装置１７は、例
えば、ｒ値を読み出しアドレスとするメモリテーブル
（ＲＯＭ）と、メモリの出力を電圧にするＡ／Ｄ変換器
とによって、あるいはマイクロコンピュータによって構
成することができる。
【００２７】光変調器１３、光検出器１５、差動増幅器
１６及び距離光量調整装置１７の制御ループによって、
光ビーム１２は光スポットの半径位置ｒに対応した光強
度に調整され、ハーフミラー１４を介して音響光学変調
器（ＡＯＭ）２４に送られる。音響光学変調器は、媒質
中を伝搬する超音波によって生ずる屈折率の粗密（回折
格子）で光が回折される音響光学効果を利用し、通過光
の強度を変調する。音響光学変調器２４は、パターンジ
ェネレータ２１から供給される描画パターンを担ったパ
ターン信号によって光ビーム１２を変調する。
１６及び距離光量調整装置１７の制御ループによって、
光ビーム１２は光スポットの半径位置ｒに対応した光強
度に調整され、ハーフミラー１４を介して音響光学変調
器（ＡＯＭ）２４に送られる。音響光学変調器は、媒質
中を伝搬する超音波によって生ずる屈折率の粗密（回折
格子）で光が回折される音響光学効果を利用し、通過光
の強度を変調する。音響光学変調器２４は、パターンジ
ェネレータ２１から供給される描画パターンを担ったパ
ターン信号によって光ビーム１２を変調する。
【００２８】図２は、パターンジェネレータ２１の構成
例を示している。まず、図示しないスキャナ等によって
描画すべきＸ−Ｙ座標系のビットマップパターンのデー
タＤ（ｘi，ｙi）がメモリ２０１に記憶される。このデ
ータをｒ−θ系座標変換部２０２によって回転座標系の
パターンデータＤ’（ｒi，θi）に変換し、メモリ２０
３に記憶する。ここで、ｒiは回転中心からの半径、θ
はＸ軸からの回転角度であり、ｘi＝ｒi×cosθi、ｙi
＝ｒi×sinθiである。メモリ２０３に記憶されたパタ
ーンデータは、ターンテーブル３１のスピンドルモータ
の回転と同期して読み出され、Ｄ／Ａ変換器２０４によ
ってパターン信号に変換されて掛け算器２２の一方の入
力端に供給される。パターンジェネレータ２１は、基準
クロックを発生する水晶発振器２１１を内蔵しており、
この基準クロックを分周器２１２及び２１３によって分
周したクロック信号に同期してスピンドルモータの角速
度を設定し、一定回転に制御している。また、分周器２
１２の出力によってメモリ２０３からのデータの出力を
制御している。従って、スピンドルモータの回転とデー
タの出力とは同期している。なお、分周器の出力によっ
てスライダのモータ４２の送り（回転数）を設定するこ
とが可能であり、クロック信号を計数することによって
光スポットの半径位置ｒを知ることが可能である。
例を示している。まず、図示しないスキャナ等によって
描画すべきＸ−Ｙ座標系のビットマップパターンのデー
タＤ（ｘi，ｙi）がメモリ２０１に記憶される。このデ
ータをｒ−θ系座標変換部２０２によって回転座標系の
パターンデータＤ’（ｒi，θi）に変換し、メモリ２０
３に記憶する。ここで、ｒiは回転中心からの半径、θ
はＸ軸からの回転角度であり、ｘi＝ｒi×cosθi、ｙi
＝ｒi×sinθiである。メモリ２０３に記憶されたパタ
ーンデータは、ターンテーブル３１のスピンドルモータ
の回転と同期して読み出され、Ｄ／Ａ変換器２０４によ
ってパターン信号に変換されて掛け算器２２の一方の入
力端に供給される。パターンジェネレータ２１は、基準
クロックを発生する水晶発振器２１１を内蔵しており、
この基準クロックを分周器２１２及び２１３によって分
周したクロック信号に同期してスピンドルモータの角速
度を設定し、一定回転に制御している。また、分周器２
１２の出力によってメモリ２０３からのデータの出力を
制御している。従って、スピンドルモータの回転とデー
タの出力とは同期している。なお、分周器の出力によっ
てスライダのモータ４２の送り（回転数）を設定するこ
とが可能であり、クロック信号を計数することによって
光スポットの半径位置ｒを知ることが可能である。
【００２９】掛け算器２２の一方の入力端には、第２の
距離光量調整装置２３から光スポットの半径位置ｒに対
応した係数値Ｖａが供給される。距離光量調整装置２３
は、図３（ｂ）に示すような、被描画対象体を走査する
光スポットの半径位置ｒに応じて初期値０から増加して
漸近線に近づく特性（飽和特性）を持つ出力電圧Ｖａを
出力し、これを掛け算器２２の他方入力端に供給する。
距離光量調整装置２３は、例えば、ｒ値を読み出しアド
レスとするメモリテーブル（ＲＯＭ）と、メモリの出力
を電圧にするＡ／Ｄ変換器とによって、あるいはマイク
ロコンピュータによって構成することができる。掛け算
器２２の出力電圧は、データ信号のレベルを出力電圧Ｖ
ａで修正したものとなる。この修正データ信号を電気光
学変調器１３に供給して透過率μａを設定し、光ビーム
の強度（ピーク値）を設定する。
距離光量調整装置２３から光スポットの半径位置ｒに対
応した係数値Ｖａが供給される。距離光量調整装置２３
は、図３（ｂ）に示すような、被描画対象体を走査する
光スポットの半径位置ｒに応じて初期値０から増加して
漸近線に近づく特性（飽和特性）を持つ出力電圧Ｖａを
出力し、これを掛け算器２２の他方入力端に供給する。
距離光量調整装置２３は、例えば、ｒ値を読み出しアド
レスとするメモリテーブル（ＲＯＭ）と、メモリの出力
を電圧にするＡ／Ｄ変換器とによって、あるいはマイク
ロコンピュータによって構成することができる。掛け算
器２２の出力電圧は、データ信号のレベルを出力電圧Ｖ
ａで修正したものとなる。この修正データ信号を電気光
学変調器１３に供給して透過率μａを設定し、光ビーム
の強度（ピーク値）を設定する。
【００３０】音響光学変調器２４によってパターン変調
された光ビーム１２を対物レンズ２５に導出して、ター
ンテーブル装置３１上に固定された被描画対象体３２上
に集光して所定径の光スポット３３を形成する。被描画
対象体３２は、例えば、金属スタンパ、ガラス基板、な
どであり、表面にフォトレジストが塗布されている。タ
ーンテーブル３１には、スライダ４１が設けられてお
り、ターンテーブル３１を径方向に一定速度で移動す
る。
された光ビーム１２を対物レンズ２５に導出して、ター
ンテーブル装置３１上に固定された被描画対象体３２上
に集光して所定径の光スポット３３を形成する。被描画
対象体３２は、例えば、金属スタンパ、ガラス基板、な
どであり、表面にフォトレジストが塗布されている。タ
ーンテーブル３１には、スライダ４１が設けられてお
り、ターンテーブル３１を径方向に一定速度で移動す
る。
【００３１】スライダ４１は、送りモータ４２、送り軸
４３、送り量検出器４４、キャリッジ４５等によって構
成されている。送りモータ４２が定速度で回転し、送り
軸４３が回転すると、キャリッジ４５が一定速度で移動
する。この移動量は送り量検出器４４にて検出される。
光スポット３３がターンテーブル３１の回転中心位置と
なる送り量検出器４４の出力値と送り量検出器４４の現
在値との差は半径ｒに相当する。送り量検出器４４はこ
の差分を半径値ｒとして出力し、距離光量調整装置１７
及び２３に供給する。
４３、送り量検出器４４、キャリッジ４５等によって構
成されている。送りモータ４２が定速度で回転し、送り
軸４３が回転すると、キャリッジ４５が一定速度で移動
する。この移動量は送り量検出器４４にて検出される。
光スポット３３がターンテーブル３１の回転中心位置と
なる送り量検出器４４の出力値と送り量検出器４４の現
在値との差は半径ｒに相当する。送り量検出器４４はこ
の差分を半径値ｒとして出力し、距離光量調整装置１７
及び２３に供給する。
【００３２】スピンドルモータによってターンテーブル
３１が定角速度で回転し、送りモータ４２の回転を開始
することによって、ターンテーブル３１が中心位置から
半径方向に移動を開始する。同時にパターンジェネレー
タ２１からパターンデータの供給を開始すると、被描画
対象体３２上には、光スポットによる走査軌跡が螺旋
（渦巻き）状、あるいは同心円状に形成される。被描画
対象体３２の全面を走査してパターンを連続的に描画す
る。全面を露光した後、被描画対象体３２に塗布された
レジストの現像を行って描画パターンを現像する。以
後、公知のエッチング処理やパターン転写などの処理を
行う。
３１が定角速度で回転し、送りモータ４２の回転を開始
することによって、ターンテーブル３１が中心位置から
半径方向に移動を開始する。同時にパターンジェネレー
タ２１からパターンデータの供給を開始すると、被描画
対象体３２上には、光スポットによる走査軌跡が螺旋
（渦巻き）状、あるいは同心円状に形成される。被描画
対象体３２の全面を走査してパターンを連続的に描画す
る。全面を露光した後、被描画対象体３２に塗布された
レジストの現像を行って描画パターンを現像する。以
後、公知のエッチング処理やパターン転写などの処理を
行う。
【００３３】なお、特に説明しないが、公知のフォーカ
スサーボなどが適宜に行われる。また、パターンの描画
は被描画対象体の中心から外周方向に向かって行う場合
の他、外周から中心に向かって描画することとしてもよ
く、適宜に選択可能である。
スサーボなどが適宜に行われる。また、パターンの描画
は被描画対象体の中心から外周方向に向かって行う場合
の他、外周から中心に向かって描画することとしてもよ
く、適宜に選択可能である。
【００３４】次に、上述した描画装置の動作特性につい
て図３を参照して説明する。
て図３を参照して説明する。
【００３５】例えば、通常設定されるであろう、電気光
学変調器の透過率μｅ（ｒ）を、μ ｅ（ｒ）＝ａｒ
（ａは定数）…（１．１）、音響光学変調器の透過率μ
ａ（ｒ，θ）を、パターン内の描画点（ｒ，θ）におい
て必要となる露光量に比例する関数とする。
学変調器の透過率μｅ（ｒ）を、μ ｅ（ｒ）＝ａｒ
（ａは定数）…（１．１）、音響光学変調器の透過率μ
ａ（ｒ，θ）を、パターン内の描画点（ｒ，θ）におい
て必要となる露光量に比例する関数とする。
【００３６】実施例における電気光学変調器１３の透過
率μｅ’（ｒ）は、μｅ’（ｒ）＝ａ’ｒ＋ｂ’ …
（１．２） と表される。
率μｅ’（ｒ）は、μｅ’（ｒ）＝ａ’ｒ＋ｂ’ …
（１．２） と表される。
【００３７】ここで、ａ’、ｂ’は定数である。電気光
学変調器１３における変調特性は、図３（ａ）に示すよ
うに、ターンテーブル３１（あるいは被描画対象体３
２）の中心部で一定値となってオフセットを持ち、光ス
ポット３３の走査半径ｒの増大と共に光強度が増すよう
に制御される。
学変調器１３における変調特性は、図３（ａ）に示すよ
うに、ターンテーブル３１（あるいは被描画対象体３
２）の中心部で一定値となってオフセットを持ち、光ス
ポット３３の走査半径ｒの増大と共に光強度が増すよう
に制御される。
【００３８】また、音響光学変調器２４の透過率μａ’
（ｒ，θ）は、 μａ’（ｒ，θ）＝ａｒ／（ａ’ｒ＋ｂ’） ×μａ（ｒ，θ）…（１．３） と表される。
（ｒ，θ）は、 μａ’（ｒ，θ）＝ａｒ／（ａ’ｒ＋ｂ’） ×μａ（ｒ，θ）…（１．３） と表される。
【００３９】式（１．３）において、任意のパターンの
描画は、μａ（ｒ，θ）を画素のデータによって設定
（変調）することによって行われる。μａ（ｒ，θ）＝
１（無変調：光通過）とすれば、通過する描画ビームの
光強度は式（１．３）の前半の項である、ａｒ／（ａ’
ｒ＋ｂ’）となり、図３（ｂ）に示される漸近線とな
る。音響光学変調器２４は、同図に示すように、光の最
大強度が中心部で０になり、光スポット３３の走査半径
ｒの増大と共に増すように制御される。
描画は、μａ（ｒ，θ）を画素のデータによって設定
（変調）することによって行われる。μａ（ｒ，θ）＝
１（無変調：光通過）とすれば、通過する描画ビームの
光強度は式（１．３）の前半の項である、ａｒ／（ａ’
ｒ＋ｂ’）となり、図３（ｂ）に示される漸近線とな
る。音響光学変調器２４は、同図に示すように、光の最
大強度が中心部で０になり、光スポット３３の走査半径
ｒの増大と共に増すように制御される。
【００４０】レジスト面に照射される露光パワーＩ
（ｒ，θ）について考察すると、 Ｉ（ｒ，θ）＝Ｉ０×μｅ（ｒ）×μａ（ｒ，θ） ＝Ｉ０×μｅ’（ｒ）μａ’（ｒ，θ） …（１．４） ここで、Ｉ０は電気光学変調器に入射する光強度であ
る。よって、両者において同等の光変調が可能であるこ
とが判る。
（ｒ，θ）について考察すると、 Ｉ（ｒ，θ）＝Ｉ０×μｅ（ｒ）×μａ（ｒ，θ） ＝Ｉ０×μｅ’（ｒ）μａ’（ｒ，θ） …（１．４） ここで、Ｉ０は電気光学変調器に入射する光強度であ
る。よって、両者において同等の光変調が可能であるこ
とが判る。
【００４１】その結果、露光パワーは、図３（ｃ）に示
すように、「露光パワー＝定数×ＥＯＭの透過率×ＡＯ
Ｍの透過率」となり、被処理部材には、半径方向の距離
に比例する露光パワーで露光することができる。従っ
て、ＣＡＶ方式のパターン描画装置であっても、中心部
分やその近傍で光量を抑制して描画を一定の露光エネル
ギ密度を保って行うことが可能となる。また、光強度レ
ベルの制御系（装置１３〜１７）に必要な光量を確保す
ることも可能となる。
すように、「露光パワー＝定数×ＥＯＭの透過率×ＡＯ
Ｍの透過率」となり、被処理部材には、半径方向の距離
に比例する露光パワーで露光することができる。従っ
て、ＣＡＶ方式のパターン描画装置であっても、中心部
分やその近傍で光量を抑制して描画を一定の露光エネル
ギ密度を保って行うことが可能となる。また、光強度レ
ベルの制御系（装置１３〜１７）に必要な光量を確保す
ることも可能となる。
【００４２】なお、上述した実施例では、光スポットの
軌跡を螺旋状に形成するために、ターンテーブルを３１
を半径方向に移動したが、光スポットの結像光学系側を
径方向に移動することとしても良い。
軌跡を螺旋状に形成するために、ターンテーブルを３１
を半径方向に移動したが、光スポットの結像光学系側を
径方向に移動することとしても良い。
【００４３】また、スピンドルモータを１回転させると
きに、スライダ４５の送り軸４３を送りモータ４２で１
トラック幅相当分だけ回転させればよいので、光スポッ
ト３３の半径方向における位置情報ｒは、モータ４２の
駆動信号を発生するパターンジェネレータ２１の内部ク
ロック信号に基づいて送りの位置情報ｒ’を検出するこ
ととしても良い。
きに、スライダ４５の送り軸４３を送りモータ４２で１
トラック幅相当分だけ回転させればよいので、光スポッ
ト３３の半径方向における位置情報ｒは、モータ４２の
駆動信号を発生するパターンジェネレータ２１の内部ク
ロック信号に基づいて送りの位置情報ｒ’を検出するこ
ととしても良い。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のパターン
描画装置によれば、回転式描画方式では困難であった、
略半径０（被描画対象体の回転中心）部分での描画も可
能となり、中心部分やその近傍では描画できないという
従来の回転式描画方式における制限が解消し、自由なパ
ターン描画が可能となって好ましい。
描画装置によれば、回転式描画方式では困難であった、
略半径０（被描画対象体の回転中心）部分での描画も可
能となり、中心部分やその近傍では描画できないという
従来の回転式描画方式における制限が解消し、自由なパ
ターン描画が可能となって好ましい。
【図１】本発明の実施例を説明する説明図である。
【図２】図２は、パターンジェネレータの構成例を説明
するブロック図である。
するブロック図である。
【図３】図３（ａ）乃至同（ｃ）は、上記実施例の動作
を説明するグラフである。
を説明するグラフである。
１１ レーザ光源
１２ 光ビーム（レーザ光）
１３ 電気光学変調器
１４ ハーフミラー
１７ 距離光量調整装置
２１ パターンジェネレータ
２２ 掛け算器
２３ 距離光量調整装置
２４ 音響光学変調器
２５ 対物レンズ
３１ ターンテーブル装置
３３ 光スポット
４１ スライダ
フロントページの続き
(72)発明者 藤井 栄一
長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ
ーエプソン株式会社内
Ｆターム(参考） 2H095 BB01 BB08 BB32
2H097 AA03 AB07 BA10 CA17 GB04
LA10
5F046 BA07 CB27 CC01 CC20 DA02
Claims (6)
- 【請求項１】光ビームを発生するビーム光源と、 前記光ビームによって描画されるべき描画対象体と、 前記光ビームを前記描画対象体に導く光路を形成し、該
描画対象体上に集光して光スポットを形成する結像光学
系と、 前記描画対象体を回転駆動し、前記光スポットが前記描
画対象体上に同心円状又は螺旋状の走査軌跡を等角速度
で描くようにする描画対象体走査手段と、 前記描画対象体上を走査する前記光スポットの走査半径
を検出する検出手段と、 前記光ビームの光路に設けられて前記光ビームの強度を
調整する電気光学変調器と、 前記光ビームの光路に設けられて前記電気光学変調器か
ら出力された光ビームの強度をパターン信号によって変
調する音響光学変調器と、 前記光スポットの走査半径に応じて前記電気光学変調器
及び前記音響光学変調器における各透過率を調整する距
離光量調整手段と、 を備えるパターン描画装置。 - 【請求項２】前記距離光量調整手段は、前記描画対象体
上における前記光スポットの無変調時の露光エネルギ密
度が前記同心円状又は螺旋状の走査軌跡の半径に対して
一定となるように前記電気光学変調器及び前記音響光学
変調器の各透過率を調整する、請求項１記載のパターン
描画装置。 - 【請求項３】前記距離光量調整手段は、前記描画対象体
上における前記光スポットの無変調時の露光パワーが前
記同心円状又は螺旋状の走査軌跡の半径の関数になるよ
うに前記電気光学変調器及び前記音響光学変調器の各透
過率を調整する、請求項１記載のパターン描画装置。 - 【請求項４】前記電気光学変調器は、前記走査光スポッ
トの走査半径の増加に対して初期透過率から該透過率を
増加するように調整される、請求項１乃至３のいずれか
に記載のパターン描画装置。 - 【請求項５】前記音響光学変調器は、前記走査光スポッ
トの走査半径の増加に対して略遮断状態から前記透過率
を増加するように調整される、請求項１乃至４のいずれ
かに記載のパターン描画装置。 - 【請求項６】前記距離光量調整手段は、前記電気光学変
調器を通過した光ビームの強度を検出し、この検出強度
と予め記憶されている前記走査光スポットの走査半径に
対応する値との差分によって前記電気光学変調器の透過
率を設定する、請求項１乃至５のいずれかに記載のパタ
ーン描画装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001217154A JP3975478B2 (ja) | 2001-07-17 | 2001-07-17 | パターン描画装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001217154A JP3975478B2 (ja) | 2001-07-17 | 2001-07-17 | パターン描画装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003029420A true JP2003029420A (ja) | 2003-01-29 |
| JP3975478B2 JP3975478B2 (ja) | 2007-09-12 |
Family
ID=19051533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001217154A Expired - Fee Related JP3975478B2 (ja) | 2001-07-17 | 2001-07-17 | パターン描画装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3975478B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101506388B1 (ko) | 2012-09-27 | 2015-03-26 | 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 | 묘화 장치, 및, 묘화 방법 |
| JP2018510386A (ja) * | 2015-03-31 | 2018-04-12 | 東京エレクトロン株式会社 | 回転、並進、および可変の加工条件による露光線量の均一化 |
| CN108931899A (zh) * | 2015-09-28 | 2018-12-04 | 株式会社尼康 | 图案描绘装置及图案描绘方法 |
| KR20190056439A (ko) * | 2016-10-05 | 2019-05-24 | 가부시키가이샤 니콘 | 패턴 묘화 장치 |
-
2001
- 2001-07-17 JP JP2001217154A patent/JP3975478B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101506388B1 (ko) | 2012-09-27 | 2015-03-26 | 가부시키가이샤 스크린 홀딩스 | 묘화 장치, 및, 묘화 방법 |
| JP2018510386A (ja) * | 2015-03-31 | 2018-04-12 | 東京エレクトロン株式会社 | 回転、並進、および可変の加工条件による露光線量の均一化 |
| CN108931899A (zh) * | 2015-09-28 | 2018-12-04 | 株式会社尼康 | 图案描绘装置及图案描绘方法 |
| CN108931899B (zh) * | 2015-09-28 | 2021-08-06 | 株式会社尼康 | 图案描绘装置及基板处理装置 |
| KR20190056439A (ko) * | 2016-10-05 | 2019-05-24 | 가부시키가이샤 니콘 | 패턴 묘화 장치 |
| KR102428752B1 (ko) | 2016-10-05 | 2022-08-04 | 가부시키가이샤 니콘 | 패턴 묘화 장치 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3975478B2 (ja) | 2007-09-12 |
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