JP2005142235A - Pattern drawing apparatus - Google Patents

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忠弘 大見
Shigetoshi Sugawa
成利 須川
Kimio Yanagida
公雄 柳田
Kiwamu Takehisa
究 武久
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus wherein a spot is not extended over several nm which is degree of a minimum grid even if a series optical source is used and utilization efficiency of ultraviolet light can be improved in an pattern drawing apparatus. <P>SOLUTION: A pin hole board 106 is made into a rectangle profile, a piezoelectric element 120a is attached on one side of a Y direction, and a piezoelectric element 120b is attached on one side of an X direction. The piezoelectric element can be expanded and contracted instantly with order of microsecond by application of voltage, so that the pin hole board 106 can be fine-vibrated on frequency of thousands of Hz along the Y direction by the piezoelectric element 120a. As a result, a spot and a substrate can be relatively stopped during ON time of a DMD. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体集積回路製造時の露光工程で用いられるマスクを製造するために用いられるマスク描画装置として利用でき、さらに、マスクを用いずに回路パターンをウエハ上に直接描画するマスクレス露光装置にも適用できるパターン描画装置及び描画方法に関する。なお、パターン描画する対象であるマスクやウエハを、以下特に区別しない場合は、基板と呼ぶ。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a mask drawing apparatus used for manufacturing a mask used in an exposure process when manufacturing a semiconductor integrated circuit, and further, a maskless exposure apparatus that directly draws a circuit pattern on a wafer without using a mask. The present invention relates to a pattern drawing apparatus and a drawing method that can be applied to the above. Note that a mask or wafer, which is a pattern drawing target, is referred to as a substrate unless otherwise distinguished.

一般に、半導体集積回路の製造時の露光工程では、回路パターンが描かれたマスク(レチクルと呼ばれることもある。)を用いてレジストが塗布されたウエハ上に回路パターンを描画させる(パターン露光と呼ばれる。)必要があり、そのための装置は露光装置あるいは露光機と呼ばれる。   In general, in an exposure process at the time of manufacturing a semiconductor integrated circuit, a circuit pattern is drawn on a resist-coated wafer using a mask (also referred to as a reticle) on which a circuit pattern is drawn (called pattern exposure). .) There is a need, and an apparatus for this purpose is called an exposure apparatus or an exposure machine.

一方、マスクを製造するには、マスクの基板となる石英ガラスなどの表面に、目的とする回路パターンに相当するパターン状に露光光を通過させるように遮光用のクロム膜などを付ける必要がある。このクロム膜はパターン露光によって形成され、そのパターン露光を行う装置はマスク描画装置と呼ばれる。マスク描画装置の手法には、電子ビームを用いた電子ビーム描画装置(以下、EB描画装置と示す。)が広く利用されている。   On the other hand, in order to manufacture a mask, it is necessary to provide a light-shielding chromium film or the like on the surface of quartz glass or the like that serves as a mask substrate so that exposure light passes in a pattern corresponding to a target circuit pattern. . The chromium film is formed by pattern exposure, and an apparatus that performs the pattern exposure is called a mask drawing apparatus. As a method of the mask drawing apparatus, an electron beam drawing apparatus using an electron beam (hereinafter referred to as an EB drawing apparatus) is widely used.

ただし、マスク描画装置には、EB描画装置の他に、紫外域のレーザ光(以下、紫外レーザ光と略す。)を用いてパターン描画(すなわちレジストが塗布されたマスク基板にパターン露光)する手法に基づくレーザビーム描画装置も製品化されている。その装置の従来例としては、微小なマイクロミラーを二次元配列状に多数並べたミラーデバイス(空間光変調器、あるいはSLMと呼ばれる。)を用いて、これにパルス状の紫外レーザ光を照射し、各マイクロミラーごとに制御されたSLMからの反射光をマスク基板に照射して露光するものである。このレーザビーム描画装置は、EB描画装置よりも描画速度が速い特徴があることが知られている。なお、これに関しては、例えば、Proceedings of SPIE, Vol.4186, 第16〜21頁(非特許文献1)、あるいは、USP6,428,940(特許文献1)において示されている。   However, in addition to the EB lithography apparatus, the mask lithography apparatus uses a laser beam in the ultraviolet region (hereinafter abbreviated as an ultraviolet laser beam) to perform pattern drawing (that is, pattern exposure on a mask substrate coated with a resist). A laser beam drawing apparatus based on the above has also been commercialized. As a conventional example of such a device, a mirror device (called a spatial light modulator or SLM) in which a number of micro-mirrors are arranged in a two-dimensional array is used, and this is irradiated with a pulsed ultraviolet laser beam. The mask substrate is exposed by irradiating reflected light from the SLM controlled for each micromirror. It is known that this laser beam drawing apparatus has a feature that the drawing speed is faster than that of the EB drawing apparatus. This is described in, for example, Proceedings of SPIE, Vol. 4186, pages 16 to 21 (Non-patent Document 1) or USP 6,428,940 (Patent Document 1).

一方、前記SLMとは異なり、マイクロミラーがデジタル的にON/OFF動作のみを行うデジタルミラーデバイス(以下、DMDと示す。)を用いたパターン描画装置が、マスクレス露光装置などとして用いられることがある。そのおもな構成は、図1に示した本発明のパターン描画装置100と同等であるため、図1を用いて従来装置の構成を説明する。   On the other hand, unlike the SLM, a pattern drawing apparatus using a digital mirror device (hereinafter referred to as DMD) in which a micromirror digitally performs only ON / OFF operations may be used as a maskless exposure apparatus or the like. is there. Since the main configuration is the same as that of the pattern drawing apparatus 100 of the present invention shown in FIG. 1, the configuration of the conventional apparatus will be described with reference to FIG.

露光光である紫外光L12をDMD101に照射させ、描画に利用する紫外光だけが、紫外光L13としてDMD101を反射し、縮小投影光学系104によってマイクロレンズアレイ105上に投影される。マイクロレンズアレイ105によって、紫外光L14は多数の細い光線に分割され、ピンホール板106における各ピンホールにそれぞれが集光する。ピンホール板106の各ピンホールの出射面での光の像が、縮小投影光学系108によって、基板109上にピンホール板106での像(すなわち、スポットの集合体)がパターン投影される。   Ultraviolet light L12 as exposure light is irradiated onto the DMD 101, and only the ultraviolet light used for drawing reflects the DMD 101 as the ultraviolet light L13 and is projected onto the microlens array 105 by the reduction projection optical system 104. The microlens array 105 divides the ultraviolet light L14 into a large number of thin light beams, which are condensed on each pinhole in the pinhole plate 106, respectively. The image of the light on the exit surface of each pinhole of the pinhole plate 106 is pattern-projected on the substrate 109 by the reduction projection optical system 108 (that is, an aggregate of spots).

ただし、従来のパターン描画装置では、ピンホール板は、図3に示されたピンホール板400のように、各ピンホールの並びが、X、Y方向から僅かに傾けられたように斜めになっている。その結果、図4に示したように、描画中は基板109をY方向にスキャンさせているため、1回目のDMDのON動作で投影されるパターンであるスポット集合体における隣接するスポット間にも、その後のDMDのON動作によって露光されるようになる。以上のようなパターン描画装置に関しては、例えば、USP 6,473,237(特許文献2)において示されている。   However, in the conventional pattern drawing apparatus, the pinhole plate is inclined so that the arrangement of the pinholes is slightly inclined from the X and Y directions, like the pinhole plate 400 shown in FIG. ing. As a result, as shown in FIG. 4, since the substrate 109 is scanned in the Y direction during drawing, the pattern is also projected between adjacent spots in the spot aggregate, which is a pattern projected by the first DMD ON operation. Then, exposure is performed by the subsequent ON operation of the DMD. For example, US Pat. No. 6,473,237 (Patent Document 2) shows the pattern drawing apparatus as described above.

なお、以上に述べたようなミラーデバイスを用いたレーザビーム描画装置では、DMD101の全面に紫外光を照射させることから、従来のレーザビーム描画装置のように、レーザ光を細く集光して基板に照射させる必要がないため、水銀ランプなども露光光源として利用できる特徴がある。
Proceedings of SPIE, Vol.4186, 第16〜21頁 USP6,428,940 USP 6,473,237
In the laser beam drawing apparatus using the mirror device as described above, the entire surface of the DMD 101 is irradiated with ultraviolet light, so that the laser beam is finely condensed like the conventional laser beam drawing apparatus. Since there is no need to irradiate the light source, a mercury lamp can be used as an exposure light source.
Proceedings of SPIE, Vol.4186, pp. 16-21 USP6,428,940 USP 6,473,237

DMDを用いた従来のパターン描画装置においては下記の2つの課題があることが判明した。   It has been found that the conventional pattern drawing apparatus using DMD has the following two problems.

第一の課題としては、基板上にスポットを形成してパターン描画する場合、露光光源として水銀ランプを用いると、水銀ランプは連続的に発光するため、基板がステージ上でスキャンされる際に、投影される各スポットが長く引き伸ばされることである。特に、マスク描画に利用する場合、マスク上では、4nm以下の小さい寸法(一般に最小グリッドと呼ばれる。)で形づくられたパターンを露光する必要がある。その結果、基板に投影されるスポットが、所定の位置から4nm程度以上伸びると、設計通りのパターンが形成できなくなる。   As a first problem, when a pattern is drawn by forming a spot on a substrate, when a mercury lamp is used as an exposure light source, the mercury lamp emits light continuously, so when the substrate is scanned on the stage, Each projected spot is stretched long. In particular, when used for mask drawing, it is necessary to expose a pattern formed with a small dimension of 4 nm or less (generally called a minimum grid) on the mask. As a result, when the spot projected on the substrate extends about 4 nm or more from a predetermined position, a designed pattern cannot be formed.

そこで、光源をチョッパなどでON/OFF動作させる場合もあったが、スキャン速度は通常1mm/s秒以上であるため、その場合にスポット形状の伸びを4nm以下に抑えるには、ON時間を4マイクロ秒以下にする必要があった。これによると、DMDでは数千から10000Hz(すなわち周期100マイクロ秒)で動作できるため、10000Hzの場合、ON時間の割合を4%以下にしなければならず、紫外光の利用効率が4%以下となり、96%以上もの紫外光のエネルギーが無駄になることが問題であった。   Therefore, the light source is sometimes turned ON / OFF with a chopper or the like. However, since the scanning speed is usually 1 mm / s or more, the ON time is set to 4 nm in order to suppress the extension of the spot shape to 4 nm or less. It was necessary to make it less than microseconds. According to this, since the DMD can operate at several thousand to 10,000 Hz (that is, with a period of 100 microseconds), at 10000 Hz, the ON time ratio must be 4% or less, and the utilization efficiency of ultraviolet light is 4% or less. The problem is that 96% or more of ultraviolet light energy is wasted.

第二の課題としては、図3に示したような、従来のパターン描画装置で用いられるピンホール板400を用いてパターン描画する場合、離散的なスポットの間にも紫外光が当たるようになり、連続的に露光された領域が形成される。ところが、マスクなどの描画パターンのデータは、通常、直交する正方形マトリクスの並びでデータが作られる。したがって、描画によるパターン形成時に、DMDにおける各マイクロミラーのON/OFF制御に関する順序とタイミングを算出するアルゴリズムが複雑になることが問題であった。   As a second problem, when pattern drawing is performed using the pinhole plate 400 used in the conventional pattern drawing apparatus as shown in FIG. 3, ultraviolet light hits between discrete spots. A continuously exposed area is formed. However, drawing pattern data such as a mask is usually made up of an array of orthogonal square matrices. Therefore, there is a problem that an algorithm for calculating the order and timing related to ON / OFF control of each micromirror in the DMD becomes complicated when forming a pattern by drawing.

本発明の第一の目的は、前記パターン描画装置において、連続光源を用いてもスポットが最小グリッド程度の数nm以上に引き伸びることがなく、しかも紫外光の利用効率を高くできる装置を提供することである。   A first object of the present invention is to provide an apparatus capable of improving the utilization efficiency of ultraviolet light without causing the spot to extend to several nanometers or more of the minimum grid even when a continuous light source is used. That is.

また、本発明の第二の目的は、前記パターン描画装置において、DMDの各マイクロミラーのON/OFF制御を単純化できる装置を提供することである。   A second object of the present invention is to provide an apparatus capable of simplifying ON / OFF control of each DMD micromirror in the pattern drawing apparatus.

前記第一の目的を達成するために、本発明では、ピンホール板に圧電素子が設けられる。圧電素子は、印加する電圧を微調整することで、数nmの精度で数ミクロン程度の長さを調整できることが知られている。そこで、圧電素子をピンホール板に備えれば、ピンホール板自体を数nmの精度で数ミクロンの移動を、DMDの動作速度に追従できるような瞬時に行える。このようにピンホール板を移動させると、基板に投影されるスポットも移動することから、基板のスキャン方向と反対方向にスポットが移動するように、ピンホール板を移動させることで、基板上に投影されるスポットを、基板に対して数十マイクロ秒の間、止める(すなわち、投影されるスポットと基板との相対速度を0にする)ことができる。   In order to achieve the first object, in the present invention, a piezoelectric element is provided on the pinhole plate. It is known that a piezoelectric element can be adjusted to a length of several microns with an accuracy of several nanometers by finely adjusting an applied voltage. Therefore, if the pinhole plate is provided with a piezoelectric element, the pinhole plate itself can be moved several microns with an accuracy of several nanometers so that it can follow the operating speed of the DMD. When the pinhole plate is moved in this way, the spot projected on the substrate also moves. The projected spot can be stopped for several tens of microseconds relative to the substrate (ie, the relative velocity between the projected spot and the substrate is zero).

また、前記第二の目的を達成するために、ミラーデバイスの表面における垂線が、縮小投影光学系の光軸から斜めになるように、ミラーデバイスを取り付け、かつ前記ピンホール板における描画に利用されるピンホールの並びは、基板のスキャン方向(Y方向)と直交する方向(X方向)に平行に並べたものとなる。これによると、ピンホールの並びのうち、Y方向の並びに関しては、少しづつずれて並ぶようになるため、従来と同様、基板のスキャンによって、ピンホールの間を埋めるように、露光させることができる。しかも、X方向にピンホールが平行に並ぶため、それらに対応するマイクロミラーのON/OFF制御の順序とタイミングを算出するアルゴリズムが極めて単純化される。   In order to achieve the second object, the mirror device is attached so that the perpendicular on the surface of the mirror device is oblique to the optical axis of the reduction projection optical system, and used for drawing on the pinhole plate. The pinholes are arranged in parallel in a direction (X direction) orthogonal to the scanning direction (Y direction) of the substrate. According to this, since the arrangement in the Y direction among the arrangement of the pinholes is slightly shifted, the exposure can be performed so as to fill the space between the pinholes by scanning the substrate as in the past. it can. In addition, since the pinholes are arranged in parallel in the X direction, the algorithm for calculating the order and timing of the ON / OFF control of the micromirrors corresponding to them is extremely simplified.

本発明のパターン描画装置は、以上に述べた構成になっているため、連続光源を利用した場合でも、紫外光の利用効率を従来の4%以下から25%程度まで向上できるようになった。さらに、スポットの投影位置を数nmの精度で微調整できるようになった。   Since the pattern drawing apparatus of the present invention has the configuration described above, even when a continuous light source is used, the utilization efficiency of ultraviolet light can be improved from 4% or less to about 25%. Furthermore, the spot projection position can be finely adjusted with an accuracy of several nanometers.

また、DMDのON/OFF制御のアルゴリズムを大幅に単純化できるようになった。   In addition, the algorithm for DMD ON / OFF control can be greatly simplified.

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の第一実施例を図1、図2、図4、及び、図5を用いて説明する。図1は本発明のパターン描画装置100の構成図である。パターン描画装置100では、露光光である紫外光L11をミラー102に入射させ、反射した紫外光L12をDMD101の表面に入射させる。ここでは、DMD101における各マイクロミラーのサイズは、1辺14ミクロンになっている。DMD101で反射した(描画に利用する)紫外光L13は、レンズ103a、103bとで構成される投影光学系104を通り、約1.43倍に拡大され、約20ミクロンのピッチでマイクロレンズが並んでいるマイクロレンズアレイ105上に投影される。なお、投影光学系104としては、単に2枚のレンズの構成で示してあるが、実際には収差を抑制するために、多数のレンズで構成させる方が好ましく、例えば、i線露光装置用の倍率1/5の縮小投影光学系を用いることが好ましい。マイクロレンズアレイ105によって、紫外光L14は多数の細い光線に分割され、ピンホール板106における各ピンホールにそれぞれが集光する。ただし、ピンホール板106としては、実際に穴を有する板でなくてもよく、照射されたレーザ光を多数の光線に分割できるように、ガラス板上にCr等の遮光膜を付け、当該遮光膜に多数の穴を設けたものであり、本発明では、これらを単にピンホール板と呼ぶ。ピンホール板106の各ピンホールの出射面での光の像が、レンズ107a、107bとで構成される縮小投影光学系108によって、基板109上にパターン投影される。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4, and FIG. FIG. 1 is a block diagram of a pattern drawing apparatus 100 of the present invention. In the pattern drawing apparatus 100, ultraviolet light L 11 that is exposure light is incident on the mirror 102, and the reflected ultraviolet light L 12 is incident on the surface of the DMD 101. Here, the size of each micromirror in the DMD 101 is 14 microns per side. The ultraviolet light L13 reflected by the DMD 101 (used for drawing) passes through the projection optical system 104 composed of the lenses 103a and 103b, is magnified about 1.43 times, and the microlenses are arranged at a pitch of about 20 microns. Is projected onto the microlens array 105. The projection optical system 104 is simply shown as a two-lens configuration, but it is actually preferable to use a large number of lenses in order to suppress aberrations. For example, for the i-line exposure apparatus It is preferable to use a reduction projection optical system having a magnification of 1/5. By the microlens array 105, the ultraviolet light L14 is divided into a large number of thin light beams, which are condensed on each pinhole in the pinhole plate 106, respectively. However, the pinhole plate 106 may not be a plate that actually has holes, and a light shielding film such as Cr is provided on the glass plate so that the irradiated laser light can be divided into a number of light beams. In the present invention, a large number of holes are provided, and in the present invention, these are simply referred to as pinhole plates. A light image on the exit surface of each pinhole of the pinhole plate 106 is pattern-projected on the substrate 109 by the reduction projection optical system 108 composed of the lenses 107a and 107b.

縮小投影光学系108の倍率は、ここでは1/5となっている。したがって、基板109上に投影されるスポット集合体における各スポットの中心間隔は0.4ミクロンになる。図4に示したように、ここでは基板109は−Y方向に1mm/sの速度でスキャンしているため、ピンホール板106の投影領域121が基板109上でY方向に1mm/sで移動し、露光された領域122がパターン描画されたことになる。   The magnification of the reduction projection optical system 108 is 1/5 here. Therefore, the center interval of each spot in the spot aggregate projected onto the substrate 109 is 0.4 microns. As shown in FIG. 4, since the substrate 109 is scanned in the -Y direction at a speed of 1 mm / s, the projection area 121 of the pinhole plate 106 moves on the substrate 109 at 1 mm / s in the Y direction. As a result, the exposed area 122 has been patterned.

本発明では、図2に示したように、ピンホール板106が長方形であり、Y方向の片側に圧電素子120aが、またX方向の片側に圧電素子120bが取り付けられている。圧電素子は、電圧の印加によって、マイクロ秒のオーダーで瞬時に伸び縮みができる。したがって、圧電素子120aによって、ピンホール板106をY方向に沿って数千Hzの周波数で微振動させることができる。   In the present invention, as shown in FIG. 2, the pinhole plate 106 is rectangular, and the piezoelectric element 120a is attached to one side in the Y direction, and the piezoelectric element 120b is attached to one side in the X direction. A piezoelectric element can be expanded and contracted instantaneously in the order of microseconds by applying a voltage. Therefore, the pinhole plate 106 can be slightly vibrated at a frequency of several thousand Hz along the Y direction by the piezoelectric element 120a.

本実施例におけるDMD101とピンホール板106の動作を図5に示した。図5(a)に示したように、ピンホール板106を、振幅250nmで、DMD101の動作周波数と同じ10000Hzで往復移動(正確には、等速度往復移動)させている。その結果、倍率1/5の縮小投影光学系108によって、基板109上でのピンホール板106の投影領域121における各スポットは、振幅50nmでY方向に往復移動することになる。一方、往復移動の周期は、DMD101の周期と同じ100マイクロ秒であるため、半周期の50マイクロ秒では、基板109は50nm移動する。   The operation of the DMD 101 and the pinhole plate 106 in this embodiment is shown in FIG. As shown in FIG. 5A, the pinhole plate 106 is reciprocated at 10000 Hz which is the same as the operating frequency of the DMD 101 with an amplitude of 250 nm. As a result, each spot in the projection region 121 of the pinhole plate 106 on the substrate 109 is reciprocated in the Y direction with an amplitude of 50 nm by the reduction projection optical system 108 having a magnification of 1/5. On the other hand, since the cycle of the reciprocating movement is 100 microseconds which is the same as that of the DMD 101, the substrate 109 moves 50 nm in 50 microseconds of a half cycle.

一方、図5(b)に示したように、DMD101では、ONからOFFへの変化にそれぞれ25マイクロ秒掛かるため、ON時間は25マイクロ秒となっている。したがって、その間に基板109は25nm移動することになる。これに対して、前述のように、各スポットは、DMD101の動作の半周期の50マイクロ秒近くが、一方向に移動することから、ON時間の25マイクロ秒の間でスポットが反転することはない。   On the other hand, as shown in FIG. 5B, in the DMD 101, each change from ON to OFF takes 25 microseconds, so the ON time is 25 microseconds. Therefore, the substrate 109 moves by 25 nm in the meantime. On the other hand, as described above, since each spot moves in one direction for nearly 50 microseconds of the operation of the DMD 101, the spots are not reversed during the ON time of 25 microseconds. Absent.

以上のように、本発明ではDMDの動作周波数と同じ周波数でピンホール板を往復移動させるため、DMDのON時間の間は、基板と、基板に投影されるスポットとが相対的に止まるようになる。したがって、DMDのON時間の間は露光できるようになり、光源に連続光を用いても、紫外光の利用効率は25%に向上するようになった。   As described above, in the present invention, since the pinhole plate is reciprocated at the same frequency as the DMD operating frequency, the substrate and the spot projected onto the substrate are relatively stopped during the DMD ON time. Become. Therefore, exposure can be performed during the ON time of the DMD, and even when continuous light is used as the light source, the utilization efficiency of ultraviolet light is improved to 25%.

ところで、特にマスク描画に利用する場合に、広くレーザビーム描画装置に対して共通する課題であるが、マスク描画では、マスク上で4nm程度の最小グリッドで形成された形状をパターン露光する必要がある。EB描画装置では、電子ビームを偏向器によって瞬時に数nmの高い精度で位置制御できるのに対して、光によって露光するパターン描画装置では、光線自体を曲げることが困難であるため、露光対象であるマスクなどの基板をステージで微動させる必要がある。ところが、ステージは一般に重いため、スポットを露光する時間に対して無視できる程度の1マイクロ秒以下の瞬時に移動させることが困難であった。これに対して、本実施例ではピンホール板106に2つの圧電素子120a、120bが取り付けられており、それぞれY方向、X方向に微動できる。基板109へのピンホール板106の投影領域121の投影位置もX方向とY方向の両方に対して、数nmの精度で微調整できる。しかもピンホール板106はステージに比べると桁違いに軽いことから、この微調整を1マイクロ秒以下の瞬時に行えるようになった。   By the way, particularly when used for mask drawing, it is a problem common to laser beam drawing apparatuses. However, in mask drawing, it is necessary to pattern-expose a shape formed with a minimum grid of about 4 nm on the mask. . In an EB lithography apparatus, the position of an electron beam can be instantaneously controlled with a high accuracy of several nanometers by a deflector, whereas in a pattern lithography apparatus that exposes with light, it is difficult to bend the light beam itself. It is necessary to finely move a substrate such as a mask on the stage. However, since the stage is generally heavy, it is difficult to move the spot instantaneously for 1 microsecond or less, which is negligible with respect to the exposure time of the spot. On the other hand, in this embodiment, two piezoelectric elements 120a and 120b are attached to the pinhole plate 106, and can be finely moved in the Y direction and the X direction, respectively. The projection position of the projection area 121 of the pinhole plate 106 on the substrate 109 can also be finely adjusted with an accuracy of several nm in both the X direction and the Y direction. In addition, since the pinhole plate 106 is lighter than the stage, this fine adjustment can be performed instantly in 1 microsecond or less.

次に、本発明の第二実施例として、図1に示したパターン描画装置100をさらに改良した構成を、図6、図7、及び図8を用いて説明する。   Next, as a second embodiment of the present invention, a configuration obtained by further improving the pattern drawing apparatus 100 shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. 6, FIG. 7, and FIG.

第二実施例では、図6(a)に示したように、DMD201は水平面(XY平面)から傾けて取り付けてある。即ち、DMD201は、そのデバイス面の垂線が、光学系の光軸とは斜めになるように、配置されている。また、DMD201を上から(Z方向)から見た場合を図6(b)に示す。すなわち、通常の水平面(XY面)内の装着状態から斜めにする際に、その回転軸215を、水平装着時214の形状(形状とは、最も外側に配置されたマイクロミラーで囲まれた形状)の辺(長辺、短辺のどちらでもよい。)に対して、45度の角度に配置したものである。その結果、斜め装着時213のDMD201の形状は平行四辺形になる。したがって、この平行四辺形の長辺がX軸に平行となるように装着すればよい。   In the second embodiment, as shown in FIG. 6A, the DMD 201 is attached to be inclined from the horizontal plane (XY plane). That is, the DMD 201 is arranged so that the perpendicular to the device surface is oblique to the optical axis of the optical system. Further, FIG. 6B shows a case where the DMD 201 is viewed from above (Z direction). That is, when tilting from the mounting state in the normal horizontal plane (XY plane), the rotating shaft 215 has a shape when it is horizontally mounted 214 (the shape is a shape surrounded by micromirrors arranged on the outermost side). ) (Which may be either a long side or a short side) at an angle of 45 degrees. As a result, the shape of the DMD 201 at the time of oblique mounting 213 becomes a parallelogram. Therefore, the parallelogram may be mounted so that the long side thereof is parallel to the X axis.

これによると、DMD201が、図1に示された縮小投影光学系104によってマイクロレンズアレイ105上に投影される際も、各マイクロレンズの並びの形状(最も外側に配置されたマイクロレンズで囲まれた形状)も平行四辺形になっている。したがって、正確には図1で示されたマイクロレンズアレイ105とは異なっているため、ここでは、マイクロレンズアレイ105’とする。さらに、そのマイクロレンズアレイ105’の各マイクロレンズから出射した紫外光が集光されるピンホール板も、ピンホール板106とは異なり、本実施例では、図7に示したピンホール板220のようになっている。すなわち、ピンホールにおける最も外側に配置されたピンホールで囲まれた形状が平行四辺形であり、且つ、各ピンホールの形状は基板のスキャン方向に直交する方向が長辺となるような長方形形状になっている。尚、各ピンホールの形状はスキャン方向に直交する方向が長辺となるような長円形状であっても良い。   According to this, when the DMD 201 is projected onto the microlens array 105 by the reduction projection optical system 104 shown in FIG. 1, the arrangement shape of the microlenses (enclosed by the microlenses arranged on the outermost side). The shape is also a parallelogram. Accordingly, the microlens array 105 is different from the microlens array 105 shown in FIG. Furthermore, unlike the pinhole plate 106, the pinhole plate on which the ultraviolet light emitted from each microlens of the microlens array 105 ′ is condensed is different from the pinhole plate 106 in the present embodiment in the pinhole plate 220 shown in FIG. It is like that. That is, the shape surrounded by the pinholes arranged on the outermost side of the pinhole is a parallelogram, and the shape of each pinhole is a rectangular shape in which the direction perpendicular to the scanning direction of the substrate is the long side It has become. Note that each pinhole may have an oval shape in which the direction orthogonal to the scanning direction has a long side.

したがって、このピンホール板220を投影して描画する場合のピンホール板220の投影領域は、図8に示したようになり、基板109においてX方向とY方向に直交した方向に分割されたパターンデータにそって、DMD201をON/OFF制御すればよい。   Therefore, the projection area of the pinhole plate 220 when the pinhole plate 220 is projected and drawn is as shown in FIG. 8, and the pattern divided on the substrate 109 in the direction orthogonal to the X direction and the Y direction. The DMD 201 may be ON / OFF controlled according to the data.

上に述べた第一及び第二実施例は個別の実施例として説明したが、2つの実施例を組み合わせることも可能である。   The first and second embodiments described above have been described as separate embodiments, but it is possible to combine the two embodiments.

本発明は連続光源、微小ミラー、及び、ピンホール板を用いたパターン描画装置におけるスポットの投影位置の精度を向上させることができ、且つ、微小ミラーの制御を単純なアルゴリズムで簡単に行うことができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can improve the accuracy of the spot projection position in a pattern drawing apparatus using a continuous light source, a micromirror, and a pinhole plate, and can easily control the micromirror with a simple algorithm. it can.

本発明のパターン描画装置100の構成図である。It is a block diagram of the pattern drawing apparatus 100 of this invention. ピンホール板106の構成図である。3 is a configuration diagram of a pinhole plate 106. FIG. 従来のピンホール板400の構成図である。It is a block diagram of the conventional pinhole board 400. FIG. パターン描画装置100による描画を説明する図である。It is a figure explaining the drawing by the pattern drawing apparatus. ピンホール板106とDMD101の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the pinhole board 106 and DMD101. (a)及び(b)はDMD201の装着及びその構成を説明する図である。(A) And (b) is a figure explaining mounting | wearing of DMD201 and its structure. ピンホール板220の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pinhole board. 図7に示されたピンホール板220を用いた場合における描画を説明する図である。It is a figure explaining drawing in the case of using the pinhole board 220 shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

100 パターン描画装置
101、201 DMD
102 ミラー
103a、103b、107a、107b レンズ
104、108 縮小投影光学系
105、105’ マイクロレンズアレイ
106、220、400 ピンホール板
109 基板
120a、120b 圧電素子
121 ピンホール板106の投影領域
122 露光された領域
211 ベース
212a、212b、212c マイクロミラー
213 斜め装着時のDMD210の形状
214 水平装着時のDMD210の形状
215 回転軸
221 ピンホール板220の投影領域
222 露光された領域
L11、L12、L13、L14、L15 紫外光
100 pattern drawing apparatus 101, 201 DMD
102 Mirror 103a, 103b, 107a, 107b Lens 104, 108 Reduction projection optical system 105, 105 ′ Micro lens array 106, 220, 400 Pinhole plate 109 Substrate 120a, 120b Piezoelectric element 121 Projection area 122 of pinhole plate 106 Exposed Area 211 Base 212a, 212b, 212c Micromirror 213 Shape 214 of DMD 210 when mounted diagonally Shape 215 of DMD 210 when mounted horizontally Rotating shaft 221 Projected area 222 of pinhole plate 220 Exposed areas L11, L12, L13, L14 , L15 UV light

Claims (5)

紫外光発生部、二次元配列状の微小ミラー、マイクロレンズアレイ、及び照射された紫外光を多数の細い光線に分割できるピンホール板、及びピンホール板での像を描画対象の基板に転写する縮小投影光学系とを含むパターン描画装置において、前記ピンホール板に圧電素子を備えたことを特徴とするパターン描画装置。   Ultraviolet light generator, two-dimensional array of micromirrors, microlens array, pinhole plate that can divide irradiated ultraviolet light into many thin rays, and image on pinhole plate are transferred to the drawing target substrate A pattern drawing apparatus including a reduction projection optical system, wherein the pinhole plate includes a piezoelectric element. 紫外光発生部、二次元配列状の微小ミラー、マイクロレンズアレイ、及び照射された紫外光を多数の細い光線に分割できるピンホール板、及びピンホール板での像を描画対象の基板に転写する縮小投影光学系とを含むパターン描画装置において、前記ピンホール板における各ピンホールの形状が前記基板のスキャン方向に直交する方向が長辺となる長方形状あるいは長円形状であることを特徴とするパターン描画装置。   Ultraviolet light generator, two-dimensional array of micromirrors, microlens array, pinhole plate that can divide irradiated ultraviolet light into many thin rays, and image on pinhole plate are transferred to the drawing target substrate In the pattern drawing apparatus including the reduction projection optical system, the shape of each pinhole in the pinhole plate is a rectangular shape or an oval shape having a long side in a direction orthogonal to the scanning direction of the substrate. Pattern drawing device. 紫外光発生部、二次元配列状の微小ミラー、マイクロレンズアレイ、及び照射された紫外光を多数の細い光線に分割できるピンホール板、及びピンホール板での像を描画対象の基板に転写する縮小投影光学系とを含むパターン描画装置において、前記二次元配列状の微小ミラーのデバイス面の垂線が、前記縮小投影光学系の光軸から斜めになるように、前記二次元配列状の微小ミラーを取り付け、かつ前記ピンホール板における描画に利用されるピンホールの並びにおいて、基板のスキャン方向と直交する方向に平行に並べたことを特徴とするパターン描画装置。   Ultraviolet light generator, two-dimensional array of micromirrors, microlens array, pinhole plate that can divide irradiated ultraviolet light into many thin rays, and image on pinhole plate are transferred to the drawing target substrate In a pattern drawing apparatus including a reduction projection optical system, the two-dimensional array of micromirrors is arranged such that a perpendicular to the device surface of the two-dimensional array of micromirrors is oblique to the optical axis of the reduction projection optical system And a pinhole array used for drawing on the pinhole plate is arranged in parallel to a direction orthogonal to the scan direction of the substrate. 微小ミラーデバイス及びピンホール板を介して与えられる像を描画対象の基板を所定のスキャン方向にスキャンしながら転写するパターン描画方法において、前記ピンホール板からのスポットの移動速度と前記スキャン方向に対するスキャン速度とを実質的に等しくして描画を行う工程、及び、前記微小ミラーデバイスのデバイス面の垂線が当該微小ミラーデバイスと前記ピンホール板との間に配置される光学系の光軸に対して斜めになるように、取り付けられた前記微小ミラーデバイスを使用して描画を行う工程のうち、少なくとも一方の工程を用いて描画を行うことを特徴とするパターン描画方法。   In a pattern drawing method for transferring an image given via a micromirror device and a pinhole plate while scanning a substrate to be drawn in a predetermined scan direction, the moving speed of the spot from the pinhole plate and the scan in the scan direction Performing drawing with substantially the same speed, and the perpendicular of the device surface of the micromirror device with respect to the optical axis of the optical system disposed between the micromirror device and the pinhole plate A pattern drawing method, wherein drawing is performed using at least one of the steps of drawing using the attached micromirror device so as to be inclined. 請求項4において、前記ピンホール板上のピンホールは前記基板のスキャン方向に対して直交する方向に並行に配列されていることを特徴とするパターン描画方法。

5. The pattern drawing method according to claim 4, wherein the pinholes on the pinhole plate are arranged in parallel in a direction orthogonal to the scanning direction of the substrate.

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