JP2008046457A - 描画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置全体のコストを抑えながらタスク時間を短縮する。
【解決手段】回路パターンなどを描画可能な描画装置１０において、１つの露光ユニット２０を主走査方向（Ｙ方向）移動可能に設置し、第１、第２描画テーブル１８Ａ、１８Ｂを副走査方向（Ｘ方向）に沿って移動可能に並んで配置させる。そして、第１描画テーブル１８Ａにのせた基板ＳＷ１、第２描画テーブル１８Ｂにのせた基板ＳＷ２に対して交互に描画処理を実行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、原版となるフォトマスク（レクチル）、あるいは直接的にプリント基板やシリコンウェハ等の被描画体へ回路パターン等のパターンを形成する描画装置に関する。

基板等の被描画体の製造工程では、フォトレジスト等の感光材料を塗布した被描画体に対してパターン形成のための描画処理が実行され、現像処理、エッチングまたはメッキ処理、レジスト剥離等の工程を経て、被描画体にパターンが形成される。例えば、ＬＣＤ、ＤＭＤ、ＳＬＭ（Spatial Light Modulators）など空間光変調素子を二次元的に配列させた光変調器を使用する描画装置では、光変調器による照射スポット（露光エリア）を基板に対して相対的に走査させるとともに、描画パターンに応じて各光変調素子を所定のタイミングで制御する（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−５７８３６号公報

スループットの向上、すなわち基板等に描画するのにかかるタスク時間のさらなる短縮が要求される一方、描画装置のコストを抑える必要がある。

本発明の描画システムは、装置全体のコストを抑えながら描画処理タスク時間を効果的に短縮することが可能な描画装置であり、複数の基板等の被描画体に対して順に描画処理を行う。

本発明の描画装置は、光源とともに、複数の被描画体をそれぞれ搭載可能な複数の描画テーブルを備える。一方、ＤＭＤなどの規則的に配列された複数の空間変調素子から構成される１つの光変調器が設けられている。そして、前記複数の描画テーブルに対して前記光変調ユニットを走査させる走査手段と、前記複数の描画テーブルに載せられた複数の被描画体に対し、前記光変調ユニットを制御して順に描画可能な描画処理手段とを備える。

一つの描画テーブルにおいて描画処理が行われている間、他の描画テーブルに被描画体を設置し、Ｘ，Ｙ方向のオフセット、回転補正、スケーリング合わせといったアライメント調整などの描画処理前に行う必要のある行程を終了させておく。そして、描画処理が終了すると、描画処理準備が終了した被描画体に対して描画処理が行われる。描画テーブルへの被描画体の設置は、自動搬送あるいは作業者による設置どちらでもよい。例えば、２つの描画テーブルを設置し、交互に描画処理を行えばよい。

走査手段は任意であり、描画テーブルを主走査方向、副走査方向へ移動させ、光変調器を固定してもよく、光変調器を一方の走査方向に移動させ、描画テーブルを他方の走査方向に移動させるように構成してもよい。従来の描画装置の構成をできるだけ変更することなくスループットをより一層向上させるため、例えば、前記光変調ユニットを第１の走査方向に沿って移動させ、複数の描画テーブルを前記光変調器の移動範囲に収まるように並んで配置させるのがよい。そして、複数の描画テーブルを、前記第１の走査方向に垂直な第２の走査方向に沿って移動させる。

描画処理を円滑に続けて行うため、前記描画処理手段は、一方の描画テーブルにおける描画処理が終了したか否かを検出する描画終了検出手段と、前記一方の描画テーブルにおける描画処理を開始可能か否かを判断さる描画開始検出手段とを備えるのが好ましい。また、次の描画テーブルにおける描画処理を複数の被描画体それぞれの描画パターンのデータを格納する複数のメモリを有する。

本発明によれば、装置全体のコストを抑えながらタスク時間を短縮することができる。

以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態である描画装置を模式的に示した斜視図である。

描画装置１０は、フォトレジスト等の感光材料を表面に塗布した基板ＳＷへ光を照射することによって回路パターンを形成する装置であり、ゲート状構造体１２、基台１４を備える。描画装置１０には、描画制御部（ここでは、図示せず）が接続されており、回路パターンのＣＡＭデータ（ベクタデータ）に基づいてラスタデータを生成するとともに、描画装置１０の動作を制御する。

基台１４には、第１描画テーブル１８Ａ、第２描画テーブル１８Ｂが並んで配置されており、第１描画テーブル１８Ａ、第２描画テーブル１８Ｂ上には、それぞれ基板ＳＷ１、ＳＷ２が設置されている。第１描画テーブル１８Ａは、一対のガイドレール１９Ａに載せられ、ガイドレール１９Ａに沿って移動可能である。同様に、第２描画テーブル１８Ｂは、一対のガイドレール１９Ｂに搭載されている。

ゲート状構造体１２には、基板ＳＷ１、ＳＷ２の表面に回路パターンを形成するための露光ユニット２０が設けられており、一対のガイドレール１７に搭載されている。露光ユニット２０は、ガイドレール１７に沿って移動可能である。

基板ＳＷ１、ＳＷ２は、例えばシリコンウェハ、フィルム、ガラス基板、あるいは銅貼積層板であり、プリペーグ処理、フォトレジストの塗布等の処理が施されたブランクスの状態で第１、第２描画テーブル１８Ａ、１８Ｂに搭載される。フォトレジストが基板ＳＷ１、ＳＷ２の表面に形成されている。

基板ＳＷの四隅には、描画位置をアライメント調整するためのアライメント孔が形成されており、ゲート状構造体１２には、アライメント孔の位置を検出するため４つのＣＣＤ１５Ａ〜１５Ｄが基板ＳＷの方向に向いて取り付けられている。基板ＳＷ１、ＳＷ２に対しては、互いに直交なＸ−Ｙ座標系が規定されており、Ｘ−Ｙ座標系に基づいてアライメント調整が行われる。ここでは、主走査方向をＹ方向、副走査方向をＸ方向とする。

露光ユニット２０は、光源２１、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）２２を備え、さらに照明光学系、結像光学系（図示せず）を備えている。半導体レーザなどの光源２１は、一定の強度でビームを連続的に放射する。放射された光は、照明光学系によってＤＭＤ２２を全体的に照明する光束からなる光に成形され、ＤＭＤ２２に導かれる。

ＤＭＤ２２は、微小のマイクロミラーがマトリクス状に配列された空間光変調器であり、各マイクロミラーは、静電界作用により回転変動する。各マイクロミラーは、光源２１からのビームＬＢを基板ＳＷ１、ＳＷ２の露光面の方向へ反射させる第１の姿勢と、露光面外の方向へ反射させる第２の姿勢いずれかの姿勢で位置決めされ、制御信号に従って姿勢が切り替えられる。

ＤＭＤ２２ではマイクロミラーがそれぞれ独立してＯＮ／ＯＦＦ制御され、ＤＭＤ２２全体に照射する光は、各マイクロミラーにおいて選択的に反射された光の光束から構成される光となる。その結果、露光面上においてその場所に形成すべき回路パターンに応じた光が照射される。

第１の基板ＳＷ１に対して描画処理を行う場合、アライメント調整後に第１の基板ＳＷ１が描画開始位置へ移動する。そして、第１の描画テーブル１８Ａが停止した状態で露光ユニット２０がＹ方向に沿って移動する。露光ユニット２０をＹ方向、すなわち主走査方向へ走査させながら、ＤＭＤ２２が描画パターンに応じて光を空間変調する。

１走査バンドだけ露光エリア２０が移動すると、次の走査バンドに沿って描画処理を行うため、第１描画テーブル１８Ａが所定距離移動する。ただし、ＤＭＤ２２の照射スポット（露光エリア）がＹ方向に沿って通過するエリアを走査バンドと規定する。次の走査バンドを走査するため、露光ユニット２０は反対方向に沿って一定速度で移動し、その間ＤＭＤ２２が描画パターンに応じて制御される。

１走査バンドに対する走査が終了すると、さらに第１描画テーブル１８Ｘが所定距離だけ移動する。このような走査が繰り返されることにより、基板ＳＷ１の全体に回路パターンが形成される。描画処理が終了された基板ＳＷ１に対しては、現像処理、エッチング又はメッキ、レジスト剥離処理などが施され、回路パターンが形成された基板が製造される。

基板ＳＷ１に対して描画処理が終了すると、続けて第２描画テーブル１８Ｂの基板ＳＷ２に対して描画処理が行われる。走査方法は同じであり、露光ユニット２０がＹ方向に往復運動しながら第２描画テーブル１８Ｂを走査し、第２描画テーブル１８Ｂは、１走査バンドに対する描画処理が終了するごとに移動する。

第２の基板ＳＷ２に対して描画処理が行われている間、第１描画テーブル１８Ａには新たな基板が搭載され、アライメント調整などが行われている。そして、第２テーブル１８Ｂの基板ＳＷ２が描画処理されている間に、描画準備が終了している。

このように、一方の描画テーブルで描画処理されている間、他方の描画テーブルで描画準備が行われ、次々に基板に対して描画処理が行われる。

図２は、描画装置および描画制御部のブロック図である。

キーボード３０Ｂと接続された描画制御部３０は、システムコントロール回路３２，ＤＭＤ制御部３４、ステージ制御部３８、アライメントマーク検出部４０、光源制御部４４とを備え、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含むシステムコントロール回路３２は、描画装置１０全体を制御し、光源２１から光を放出するために光源制御部４４へ制御信号を送るとともに、ＤＭＤ制御部３４に対して露光タイミングを制御するための制御信号を出力する。ＤＭＤ制御部３４は、あらかじめＲＯＭに格納された描画処理用プログラムに従ってＤＭＤ２２を制御する。

ベクタデータ（ＣＡＭデータ）である回路パターンデータは、ワークステーションまたはパーソナルコンピュータ（図示せず）から描画制御部のラスタ変換部４２へ入力される。ベクタデータは、ラスタ走査に応じたラスタデータに変換され、ＤＭＤ制御部３４に送られる。

ＤＭＤ制御部３４では、ラスタデータが露光エリアの相対位置に合わせて所定のタイミングで順次読み出される。すなわち、読み出された２次元ドットデータとステージ制御部３８から送られてくる露光エリアの相対位置情報に基づいて、マイクロミラーをＯＮ／ＯＦＦ制御する制御信号がＤＭＤ２２へ出力される。ＤＭＤ制御部３４には、第１描画テーブル１８Ａの基板ＳＷ１用のラスタデータを格納するための第１メモリ３４Ａと、第２描画テーブル１８Ｂの基板ＳＷ２用のラスタデータを格納するための第２メモリ３４Ｂが設けられている。

第１、第２Ｘステージ機構２５Ａ、２５Ｂは、モータ（図示せず）を備え、それぞれ第１、第２描画テーブル１８Ａ、１８ＢをＸ方向へ移動させる。Ｙステージ機構２３もモータ（図示せず）を備え、露光ユニット２０をＹ方向へ移動させる。ステージ制御部３８は、各ステージ機構のモータ（図示せず）を制御し、露光ユニット２０、および第１、第２描画テーブル１８Ａ、１８Ｂの移動を制御する。また、ステージ制御部３８は、露光エリアの相対的位置を検出する。

図３は、描画制御処理のフローチャートである。

ステップＳ１０１では、第１描画テーブル１８Ａにおいて描画開始可能であるか否かが判断される。基板ＳＷ１が搭載され、アライメント調整が終了し、描画開始可能であると判断すると、ステップＳ１０２へ進み、描画処理が開始される。ラスタデータは、ＤＭＤ制御部３４の第１メモリ３４Ａに順次格納され、ＤＭＤ２２が制御される。

ステップＳ１０３では、基板ＳＷ１に対する描画処理が終了したか否かが判断される。終了したと判断されると、ステップＳ１０４へ進み、第２描画テーブル１８Ｂの基板ＳＷ２に対して描画可能であるか否かが判断される。基板ＳＷ２が搭載され、アライメント調整が終了し、描画開始可能であると判断されると、ステップＳ１０５へ進み、描画処理が開始される。基板ＳＷ１に対するラスタデータは第１メモリ３４Ａに格納され、基板ＳＷ２に対するラスタデータは第２メモリ３４Ｂに格納される。

ステップＳ１０６では、基板ＳＷ２に対する描画処理が終了したか否かが判断される。描画処理が終了したと判断されると、ステップＳ１０７へ進み、あらかじめ設定されていた一式の基板すべてに対する描画処理が終了したか否かが判断される。すべての描画処理が終了していないと判断されると、ステップＳ１０１へ進み、第１描画テーブル１８Ａに載せられた新たな基板に対する描画処理が開始可能であるか否かが判断される。一方、すべての描画処理が終了したと判断されると、描画制御処理は終了する。

以上のように本実施形態によれば、描画装置１０において、１つの露光ユニット２０が主走査方向（Ｙ方向）に沿って移動可能に設置され、第１、第２描画テーブル１８Ａ、１８Ｂが副走査方向（Ｘ方向）に沿って移動可能に並んで配置される。そして、第１描画テーブル１８Ａの基板ＳＷ１、第２描画テーブル１８ＢのＳＷ２に対して交互に描画処理が実行される。

本実施形態である描画装置を模式的に示した斜視図である。 描画装置および描画制御部のブロック図である。 描画処理のフローチャートである。

符号の説明

１０ 描画装置
１８Ａ 第１描画テーブル
１８Ｂ 第２描画テーブル
２０ 露光ユニット
２１ 光源
２２ ＤＭＤ（光変調器）
３０ 描画制御部
３２ システムコントロール回路
３４ ＤＭＤ制御部
３４Ａ 第１メモリ
３４Ｂ 第２メモリ
３８ ステージ制御部
ＳＷ１ 基板（被描画体）
ＳＷ２ 基板（被描画体）
Ｘ 副走査方向
Ｙ 主走査方向

Claims (4)

1. 光源と、
   複数の被描画体をそれぞれ搭載する複数の描画テーブルと、
   規則的に配列された複数の光変調素子から構成される１つの光変調器と、
   前記複数の描画テーブルに対して前記光変調ユニットを走査させる走査手段と、
   前記複数の描画テーブルに載せられた複数の被描画体に対し、前記光変調ユニットを制御して順に描画可能な描画処理手段と
   を備えたことを特徴とする描画装置。
2. 前記描画処理手段が、
   一方の描画テーブルにおける描画処理が終了したか否かを検出する描画終了検出手段と、
   前記一方の描画テーブルにおける描画処理を開始可能か否かを判断さる描画開始検出手段と
   を有することを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
3. 前記光変調ユニットが、第１の走査方向に沿って移動可能であり、
   前記複数の描画テーブルが、前記光変調器の移動範囲に収まるように並んで配置され、前記複数の描画テーブルが、前記第１の走査方向に垂直な第２の走査方向に沿って移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
4. 前記複数の被描画体それぞれの描画パターンのデータを格納する複数のメモリを有することを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
   
   

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