JP2008304834A - Pattern-drawing device and distortion-correcting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、感光材料が形成された基板に複数の規則的パターンを描画する技術に関する。 The present invention relates to a technique for drawing a plurality of regular patterns on a substrate on which a photosensitive material is formed.
従来より、液晶表示装置に具備されるカラーフィルタ用基板、液晶表示装置やプラズマ表示装置などのフラットパネルディスプレイ(FPD)用ガラス基板、半導体基板、プリント基板等の基板の製造工程においては、感光材料が形成された基板に光を照射することにより、基板の表面に規則的なパターンを描画するパターン描画装置が使用されている。 Conventionally, in the manufacturing process of substrates for color filters, liquid crystal display devices, flat panel display (FPD) glass substrates such as liquid crystal display devices and plasma display devices, semiconductor substrates, printed circuit boards and the like, photosensitive materials have been used. 2. Description of the Related Art A pattern drawing apparatus that draws a regular pattern on the surface of a substrate by irradiating the substrate with the light is used.
このようなパターン描画装置は、例えば、複数の開口部(スリット)が形成された遮光板と、レンズにより構成される投影光学系とを備えている。光源からの光は、遮光板で部分的に遮光されて複数の光束となって投影光学系に入射し、さらに投影光学系にて変倍されて基板上で結像する。これによって、基板上に複数の規則的パターンが描画されることになる。 Such a pattern drawing apparatus includes, for example, a light shielding plate having a plurality of openings (slits) and a projection optical system including lenses. The light from the light source is partially shielded by the light shielding plate, becomes a plurality of light beams, enters the projection optical system, and is further scaled by the projection optical system to form an image on the substrate. As a result, a plurality of regular patterns are drawn on the substrate.
半導体集積回路の高集積化に伴うパターンの微細化が進む近年においては、パターンの描画位置にも高い精度が要求される。高精度な描画を妨げる原因の1つに、例えば、フォトマスク面内に傾向をもって発生する寸法ばらつきがある。特許文献1には、この寸法ばらつきを、フォトマスク面内の各位置に応じて電子ビームに付加するオフセット値を変化させることによって補正する技術が提案されている。
In recent years, with the progress of miniaturization of patterns due to high integration of semiconductor integrated circuits, high precision is also required for pattern drawing positions. One of the causes that hinders high-precision drawing is, for example, dimensional variations that tend to occur in the photomask plane.
パターンの描画において描画位置(すなわち、基板上での光束の結像位置)が理論上結像されるべき描画位置(理想結像位置)からずれてしまう原因の1つには、投影光学系を構成するレンズの歪曲収差(ディストーション)が考えられる。 One of the causes that the drawing position (that is, the imaging position of the light beam on the substrate) deviates from the drawing position (ideal imaging position) that should theoretically form an image in pattern drawing is that the projection optical system is used. A distortion aberration (distortion) of the constituting lens can be considered.
例えば、遮光板に所定の方向について等間隔でスリットが形成されているとする。このスリット列の両端部に位置するスリットをそれぞれ通過した2つの光束の結像位置は、投影光学系のレンズ倍率を調整することによって理想結像位置と一致させることができる(両端おさえによる倍率決定)。しかし、実際のレンズは歪曲収差を有するため、両端の位置を理想結像位置に一致させても、その間の結像位置(すなわち、両端以外のスリットを通過した光束の結像位置)は、理想結像位置からどうしてもずれてしまう。また、遮光板の歪み、光源の照射位置のずれも、結像位置が理想結像位置からずれる原因となってしまう。その結果、所定の方向について等間隔で形成されるべきパターンが不等間隔になってしまう。 For example, it is assumed that slits are formed in the light shielding plate at regular intervals in a predetermined direction. The imaging positions of the two light beams that have passed through the slits located at both ends of this slit row can be made to coincide with the ideal imaging positions by adjusting the lens magnification of the projection optical system (determining the magnification by holding both ends) ). However, since an actual lens has distortion, even if the positions of both ends coincide with the ideal imaging position, the imaging position between them (that is, the imaging position of the light beam that has passed through the slits other than both ends) is ideal. It will be displaced from the imaging position. Further, distortion of the light shielding plate and deviation of the irradiation position of the light source also cause the imaging position to deviate from the ideal imaging position. As a result, the patterns to be formed at regular intervals in the predetermined direction become unequal intervals.
この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、レンズ歪み等に起因する結像位置の理想結像位置(理論上結像されるべき位置)からのずれを所定の許容範囲内におさめることができる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and suppresses the deviation of the imaging position from the ideal imaging position (the position where the image should be theoretically formed) due to lens distortion or the like within a predetermined allowable range. The purpose is to provide technology that can be used.
請求項1の発明は、感光材料が形成された基板に複数の規則的パターンを描画するパターン描画装置であって、複数の開口部が形成された遮光板により光源からの光を部分的に遮光して、複数の光束を形成するマスク手段と、前記複数の光束をレンズによって変倍して基板上に複数の規則的パターンを結像させる結像手段と、前記複数の規則的パターンのうちの少なくとも1つをサンプルパターンとし、前記サンプルパターンのそれぞれの結像位置を測定する結像位置測定手段と、前記サンプルパターンのそれぞれについて、前記結像位置と、理論上結像されるべき位置である理想結像位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量に基づいて前記マスク手段のオフセット補正量を決定するオフセット補正量決定手段と、前記オフセット補正量に基づいて前記マスク手段の位置を調整するマスク位置調整手段と、を備える。
The invention according to
請求項2の発明は、請求項1に記載のパターン描画装置であって、前記複数の開口部が所定の方向について等間隔で形成されたものであり、前記サンプルパターンが、前記複数の規則的パターンのうちの、所定の方向について両端部に形成されたパターンを含む少なくとも3つのパターンであり、前記所定の方向について形成された開口部列の両端部に位置する開口部をそれぞれ通過した光束の結像位置の間隔が、前記理想結像位置における両端部の間隔と一致するように前記レンズの倍率を決定するレンズ倍率決定手段、を備える。 A second aspect of the present invention is the pattern drawing apparatus according to the first aspect, wherein the plurality of openings are formed at equal intervals in a predetermined direction, and the sample pattern is the plurality of regular patterns. Of the patterns, there are at least three patterns including patterns formed at both ends in a predetermined direction, and light fluxes respectively passing through the openings located at both ends of the opening row formed in the predetermined direction. Lens magnification determining means for determining the magnification of the lens so that the interval between the imaging positions coincides with the interval between both ends at the ideal imaging position.
請求項3の発明は、請求項1または2に記載のパターン描画装置であって、前記ずれ量が、前記結像位置が前記理想結像位置から所定方向についてどれだけずれているかを示す値であり、前記オフセット補正量決定手段が、前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量のうちの最大値と最小値とを抽出し、前記最大値と前記最小値の平均値に基づいて、前記所定の方向についての前記オフセット補正量を決定する。 A third aspect of the present invention is the pattern drawing apparatus according to the first or second aspect, wherein the shift amount is a value indicating how much the image forming position is shifted from the ideal image forming position in a predetermined direction. And the offset correction amount determination means extracts the maximum value and the minimum value of the deviation amounts calculated for each of the sample patterns, and based on the average value of the maximum value and the minimum value, The offset correction amount for a predetermined direction is determined.
請求項4の発明は、請求項1または2に記載のパターン描画装置であって、前記ずれ量が、前記結像位置が前記理想結像位置から所定方向についてどれだけずれているかを示す値であり、前記オフセット補正量決定手段が、前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量の平均値に基づいて、前記所定の方向についての前記オフセット補正量を決定する。 A fourth aspect of the present invention is the pattern drawing apparatus according to the first or second aspect, wherein the shift amount is a value indicating how much the image forming position is shifted from the ideal image forming position in a predetermined direction. And the offset correction amount determining means determines the offset correction amount for the predetermined direction based on an average value of the deviation amounts calculated for each of the sample patterns.
請求項5の発明は、請求項1から4のいずれかに記載のパターン描画装置であって、前記ずれ量が、前記結像位置が前記理想結像位置から所定方向についてどれだけずれているかを示す値であり、前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量を最小二乗法にて近似した一次関数を取得する近似直線算出手段と、前記一次関数に基づいて、最小二乗法にて近似した一次関数の傾きが0となるようなずれ量を与える前記レンズの倍率を算出して、適正倍率として取得する適正倍率算出手段と、前記レンズの倍率を、前記適正倍率に調整するレンズ倍率調整手段と、を備える。 A fifth aspect of the present invention is the pattern drawing apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the amount of deviation is determined by how much the imaging position deviates in a predetermined direction from the ideal imaging position. Approximate linear calculation means for obtaining a linear function obtained by approximating the deviation amount calculated for each of the sample patterns by a least square method, and approximating by a least square method based on the linear function An appropriate magnification calculating unit that calculates a magnification of the lens that gives a deviation amount such that the slope of the linear function becomes 0, and obtains the appropriate magnification, and a lens magnification adjusting unit that adjusts the magnification of the lens to the appropriate magnification And comprising.
請求項6の発明は、複数の開口部が形成された遮光板により光源からの光を部分的に遮光して複数の光束を形成し、前記複数の光束をレンズによって変倍して感光材料が形成された基板上に結像させることによって、前記基板に複数の規則的パターンを描画するパターン描画装置における描画位置を補正する補正方法であって、前記複数の規則的パターンのうちの少なくとも1つをサンプルパターンとし、前記サンプルパターンのそれぞれの所定の方向についての結像位置を測定する工程と、前記サンプルパターンのそれぞれについて、前記結像位置が前記理想結像位置から前記所定の方向についてどれだけずれているかを示すずれ量を算出する工程と、前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量に基づいて前記遮光板の前記所定の方向についてのオフセット補正量を決定する工程と、前記オフセット補正量に基づいて、前記遮光板の前記所定方向についての位置を調整する工程と、を備える。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a photosensitive material in which light from a light source is partially shielded by a light shielding plate having a plurality of openings to form a plurality of light fluxes, and the plurality of light fluxes are scaled by a lens. A correction method for correcting a drawing position in a pattern drawing apparatus for drawing a plurality of regular patterns on the substrate by forming an image on the formed substrate, wherein at least one of the plurality of regular patterns A sample pattern, measuring the imaging position in each predetermined direction of the sample pattern, and for each of the sample patterns, how much the imaging position is in the predetermined direction from the ideal imaging position A step of calculating a deviation amount indicating whether or not there is a deviation, and the light shielding plate based on the deviation amount calculated for each of the sample patterns And a step of determining an offset correction amount for the predetermined direction, based on the offset correction amount, and adjusting the position of the predetermined direction of the light shielding plate, the.
請求項7の発明は、複数の開口部が形成された遮光板により光源からの光を部分的に遮光して複数の光束を形成し、前記複数の光束をレンズによって変倍して感光材料が形成された基板上に結像させることによって、前記基板に複数の規則的パターンを描画するパターン描画装置における描画位置を補正する補正方法であって、前記複数の規則的パターンのうちの少なくとも1をサンプルパターンとし、前記サンプルパターンのそれぞれの所定の方向についての結像位置を測定する工程と、前記サンプルパターンのそれぞれについて、前記結像位置が前記理想結像位置から前記所定の方向についてどれだけずれているかを示すずれ量を算出する工程と、前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量を最小二乗法にて近似した一次関数を取得する工程と、前記一次関数に基づいて、最小二乗法にて近似した一次関数の傾きが0となるようなずれ量を与える前記レンズの倍率を算出して、適正倍率として取得する工程と、前記レンズの倍率を、前記適正倍率に調整する工程と、前記サンプルパターンのそれぞれについて、前記適正倍率の下でのずれ量を算出する工程と、前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記適正倍率の下でのずれ量に基づいて前記遮光板の前記所定の方向についてのオフセット補正量を決定する工程と、前記オフセット補正量に基づいて、前記遮光板の前記所定方向についての位置を調整する工程と、を備える。
In the invention of
請求項8の発明は、請求項6または7に記載の歪み補正方法であって、前記複数の開口部が所定の方向について等間隔で形成されたものであり、前記サンプルパターンが、前記複数の規則的パターンのうちの、所定の方向について両端部に形成されたパターンを含む少なくとも3つのパターンであり、前記ずれ量を算出する前に、前記所定の方向について形成された開口部列の両端部に位置する開口部をそれぞれ通過した光束の結像位置の間隔が、前記理想結像位置における両端部の間隔と一致するように前記レンズの倍率を決定する工程、を備える。
The invention of claim 8 is the distortion correction method according to
請求項9の発明は、請求項6から8のいずれかに記載の歪み補正方法であって、前記ずれ量が、前記結像位置が前記理想結像位置から所定方向についてどれだけずれているかを示す値であり、前記オフセット補正量を決定する工程において、前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量のうちの最大値と最小値とを抽出し、前記最大値と前記最小値の平均値に基づいて、前記所定の方向についての前記オフセット補正量を決定する。
The invention according to
請求項10の発明は、請求項6から9のいずれかに記載の歪み補正方法であって、前記複数の開口部が、第1の方向および前記第1の方向と直交する第2の方向についてそれぞれ等間隔で形成されたものであり、前記遮光板の前記第1の方向についての位置を調整した後に、前記第2の方向についての位置を調整する。 A tenth aspect of the present invention is the distortion correction method according to any one of the sixth to ninth aspects, wherein the plurality of openings are in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction. Each is formed at equal intervals, and after adjusting the position of the light shielding plate in the first direction, the position in the second direction is adjusted.
請求項1〜10の発明によれば、複数の規則的パターンのうちの少なくとも1つをサンプルパターンとし、サンプルパターンのそれぞれの結像位置と理想結像位置とのずれ量に基づいてオフセット補正量を算出する。そして、得られたオフセット補正量に基づいてマスク手段の位置を調整する。したがって、各パターンの結像位置を一律にシフトさせることができる。これによって、結像位置の理想結像位置からのずれを所定の許容範囲内におさめることができる。 According to the first to tenth aspects of the present invention, at least one of the plurality of regular patterns is used as a sample pattern, and the offset correction amount is based on the amount of deviation between each imaging position of the sample pattern and the ideal imaging position. Is calculated. Then, the position of the mask means is adjusted based on the obtained offset correction amount. Therefore, the imaging position of each pattern can be shifted uniformly. As a result, the deviation of the imaging position from the ideal imaging position can be kept within a predetermined allowable range.
特に、請求項2,8の発明によれば、開口部列の両端部に位置する開口部をそれぞれ通過した2つの光束の結像位置の間隔が理想結像位置における両端部の間隔と一致するようにレンズの倍率を決定するので、結像位置の理想結像位置からのずれを所定の許容範囲内におさめることが可能なオフセット補正量を効率的に特定することができる。 In particular, according to the second and eighth aspects of the present invention, the interval between the imaging positions of the two light beams that have passed through the apertures located at both ends of the aperture row coincides with the interval between the both ends at the ideal imaging position. Thus, since the magnification of the lens is determined, it is possible to efficiently specify an offset correction amount capable of keeping the deviation of the imaging position from the ideal imaging position within a predetermined allowable range.
特に、請求項3,9の発明によれば、ずれ量の最大値と最小値との平均値に基づいてオフセット補正量を決定する。すなわち、所定の方向についての最大のずれ量と、所定の方向と反対の方向についての最大のずれ量とに基づいてオフセット補正量を決定する。このように、ずれ量のピークの値を抽出し、当該ピークの値を用いてオフセット補正量を算出することによって、最大のずれ量を低減可能なオフセット補正量を簡易かつ効率的に算出することができる。 In particular, according to the third and ninth aspects of the invention, the offset correction amount is determined based on the average value of the maximum value and the minimum value of the deviation amount. That is, the offset correction amount is determined based on the maximum shift amount in the predetermined direction and the maximum shift amount in the direction opposite to the predetermined direction. Thus, by extracting the peak value of the deviation amount and calculating the offset correction amount using the peak value, it is possible to easily and efficiently calculate the offset correction amount that can reduce the maximum deviation amount. Can do.
特に、請求項4の発明によれば、ずれ量の平均値に基づいてオフセット補正量を決定する。この構成によると、複数の規則的パターンのそれぞれについてのずれ量を加味したオフセット補正量を簡易に取得することができる。
In particular, according to the invention of
特に、請求項5の発明によれば、レンズの倍率を、最小二乗法にて近似した一次関数の傾きが0となるようなずれ量を与えるレンズ倍率(適正倍率)に補正する。これによって、ずれ量の偏りを解消することができる。 In particular, according to the invention of claim 5, the magnification of the lens is corrected to a lens magnification (appropriate magnification) that gives a deviation amount such that the slope of the linear function approximated by the least square method becomes zero. Thereby, the deviation of the deviation amount can be eliminated.
特に、請求項7の発明によれば、レンズの倍率を調整することによってずれ量の偏りを解消した上で、オフセット補正量を算出して、遮光板の位置を調整する。これによって、複数の規則的パターンのそれぞれの結像位置の理想結像位置からのずれを有効に低減することができる。 In particular, according to the seventh aspect of the invention, the offset correction amount is calculated and the position of the light shielding plate is adjusted after eliminating the deviation of the shift amount by adjusting the magnification of the lens. Accordingly, it is possible to effectively reduce the deviation of the imaging positions of the plurality of regular patterns from the ideal imaging position.
特に、請求項10の発明によれば、遮光板の位置を、第1の方向およびそれと直交する第2の方向についてそれぞれ調整するので、第1の方向と第2の方向の両方について、複数の規則的パターンのそれぞれの結像位置の理想的な結像位置からのずれを有効に低減することができる。
In particular, according to the invention of
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において参照される各図には、各部材の位置関係や動作方向を明確化するために、共通のXYZ直交座標系が付されている。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure referred in the following description, in order to clarify the positional relationship and operation direction of each member, the common XYZ orthogonal coordinate system is attached | subjected.
〈1.パターン描画装置の全体構成〉
図1および図2は、本発明の一実施形態に係るパターン描画装置1の構成を示した側面図および上面図である。パターン描画装置1は、液晶表示装置のカラーフィルタを製造する工程において、カラーフィルタ用のガラス基板(以下、単に「基板」という。)9の上面に所定のパターンを描画するための装置である。図1および図2に示したように、パターン描画装置1は、基板9を保持するためのステージ10と、ステージ10に連結されたステージ駆動部20と、複数の光学ヘッド32を有するヘッド部30と、各光学ヘッド32からの照射光を撮影するための照射光撮影部40と、装置各部の動作を制御するための制御部50とを備えている。
<1. Overall Configuration of Pattern Drawing Device>
1 and 2 are a side view and a top view showing a configuration of a
ステージ10は、平板状の外形を有し、その上面に基板9を水平姿勢に載置して保持するための保持部である。ステージ10の上面には複数の吸引孔(図示省略)が形成されている。このため、ステージ10上に基板9を載置したときには、吸引孔の吸引圧により基板9はステージ10の上面に固定保持される。なお、ステージ10上に保持された基板9の表面には、カラーレジスト等の感光材料の層が形成されている。
The
ステージ駆動部20は、ステージ10を主走査方向(Y軸方向)、副走査方向(X軸方向)、および回転方向(Z軸周りの回転方向)に移動させるための機構である。ステージ駆動部20は、ステージ10を回転させる回転機構21と、ステージ10を回転可能に支持する支持プレート22と、支持プレート22を副走査方向に移動させる副走査機構23と、副走査機構23を介して支持プレート22を支持するベースプレート24と、ベースプレート24を主走査方向に移動させる主走査機構25とを有している。
The
回転機構21は、ステージ10の−Y側の端部に取り付けられた移動子と、支持プレート22の上面に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ21aを有している。また、ステージ10の中央部下面側と支持プレート22との間には回転軸21bが設けられている。このため、リニアモータ21aを動作させると、固定子に沿って移動子がX軸方向に移動し、支持プレート22上の回転軸21bを中心としてステージ10が所定角度の範囲内で回転する。
The
副走査機構23は、支持プレート22の下面に取り付けられた移動子とベースプレート24の上面に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ23aを有している。また、支持プレート22とベースプレート24との間には、副走査方向にのびる一対のガイド部23bが設けられている。このため、リニアモータ23aを動作させると、ベースプレート24上のガイド部23bに沿って支持プレート22が副走査方向に移動する。
The
主走査機構25は、ベースプレート24の下面に取り付けられた移動子と本装置1の基台60上に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ25aを有している。また、ベースプレート24と基台60との間には、主走査方向にのびる一対のガイド部25bが設けられている。このため、リニアモータ25aを動作させると、基台60上のガイド部25bに沿ってベースプレート24が主走査方向に移動する。
The
ヘッド部30は、ステージ10上に保持された基板9の上面に所定パターンのパルス光を照射するための機構である。ヘッド部30は、ステージ10およびステージ駆動部20を跨ぐようにして基台60上に架設されたフレーム31と、フレーム31に副走査方向に沿って等間隔に取り付けられた7つの光学ヘッド32とを有している。各光学ヘッド32には、照明光学系33を介して1つのレーザ発振器34が接続されている。また、レーザ発振器34にはレーザ駆動部35が接続されている。このため、レーザ駆動部35を動作させると、レーザ発振器34からパルス光が発振され、発振されたパルス光は照明光学系33を介して各光学ヘッド32内に導入される。
The
各光学ヘッド32の内部には、照明光学系33から導入されたパルス光を下方へ向けて出射するための出射部36と、パルス光を部分的に遮光して所定形状の光束を形成するためのアパーチャユニット37と、パルス光を基板9の上面に結像させるための投影光学系38とが設けられている。アパーチャユニット37には、複数のスリットにより所定の遮光パターンが形成されたガラス板であるアパーチャAPがセットされている。なお、一般に、アパーチャAPには複数のスリットのそれぞれが、X方向(副走査方向)およびY方向(主走査方向)の各方向について等間隔で形成されている。出射部36から出射されたパルス光は、アパーチャユニット37にセットされたアパーチャAPを通過する際に部分的に遮光され、所定パターンの光束として投影光学系38へ入射する。入射した光束は、投影光学系38の備えるレンズによって変倍されて、基板9の上面に結像される。これによって、基板9の上面に形成された感光材料に、複数の規則的パターンが描画される。
In each
図3は、アパーチャAPの一例を示す図である。アパーチャAPは、光を遮る加工が施されたガラス板や金属板等で構成される。図3に例示するように、アパーチャAPには、光を通過する開口部である多数のスリットSLが、主走査方向(Y方向)および副走査方向(X方向)のそれぞれに沿って等間隔で配列して形成されている。なお、図3では簡略化しているが、各アパーチャAPには、例えば副走査方向について約300μm間隔で170個程度のスリットSLが形成される。また、図3においては、各スリットSLは主走査方向を長手方向とする矩形形状を有しているものとして示しているが、スリットSLの形状はこれに限らない。これらのスリットSLを通過したパルス光が基板9に照射されることにより、基板9には多数の規則的パターンが描画される。
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the aperture AP. The aperture AP is composed of a glass plate, a metal plate, or the like that has been processed to block light. As illustrated in FIG. 3, the aperture AP has a large number of slits SL, which are openings through which light passes, at equal intervals along each of the main scanning direction (Y direction) and the sub-scanning direction (X direction). It is formed in an array. Although simplified in FIG. 3, for example, about 170 slits SL are formed in each aperture AP at intervals of about 300 μm in the sub-scanning direction, for example. Further, in FIG. 3, each slit SL is shown as having a rectangular shape with the main scanning direction as the longitudinal direction, but the shape of the slit SL is not limited to this. By irradiating the
また、図1に概念的に示したように、各光学ヘッド32には、アパーチャユニット37にセットされたアパーチャAPの位置を調整するためのアパーチャ駆動部39が設けられている。アパーチャ駆動部39は、アパーチャAPの水平位置(水平面内の傾きを含む)を調整することにより、基板9に対するパターンの投影位置を調整することができる。アパーチャ駆動部39は、例えば、複数のリニアモータを組み合わせて構成することができる。
Further, as conceptually shown in FIG. 1, each
照射光撮影部40は、各光学ヘッド32から照射されるパルス光を撮影するための機構である。照射光撮影部40は、CCDカメラ41と、ガイドレール42と、リニアモータ等により構成されたカメラ駆動機構43とを有している。CCDカメラ41は、撮影方向を上方に向けて配置されている。また、カメラ駆動機構43を動作させると、ベースプレート24の+Y側の側辺に取り付けられたガイドレール42に沿ってCCDカメラ41が副走査方向に移動する。
The irradiation
CCDカメラ41を使用するときには、まず、主走査機構25を動作させ、CCDカメラ41がヘッド部30の下方に位置するように、ベースプレート24を位置決めする(図1および図2の状態)。そして、カメラ駆動機構43を動作させることによりCCDカメラ41を副走査方向に移動させつつ、各光学ヘッド32から照射されるパルス光をCCDカメラ41で撮影する。撮影により取得された画像データは、CCDカメラ41から制御部50に転送される。
When the
制御部50は、パターン描画装置1内の上記各部の動作を制御するための処理部である。図4は、パターン描画装置1の上記各部と制御部50との間の接続構成を示したブロック図である。図4に示したように、制御部50は、上記の回転機構21、副走査機構23、主走査機構25、レーザ駆動部35、照明光学系33、投影光学系38、アパーチャ駆動部39、CCDカメラ41、およびカメラ駆動機構43と電気的に接続されており、これらの動作を制御する。なお、制御部50は、例えば、CPUやメモリを有するコンピュータにより構成され、コンピュータにインストールされたプログラムに従ってコンピュータが動作することにより上記の制御を行う。
The
このようなパターン描画装置1において描画処理を行うときには、入力された描画データにしたがい、ステージ10を主走査方向および副走査方向に移動させつつ、各光学ヘッド32からパルス光を照射し、基板9上にパターンを描画する。具体的には、まず、ステージ10を主走査方向に移動させつつ、各光学ヘッド32からパルス光を照射する。これにより、基板9の上面には所定の露光幅(例えば50mm幅)で複数本のパターンが主走査方向に描画される。1回の主走査方向への描画が終了すると、パターン描画装置1は、ステージ10を副走査方向に露光幅分だけ移動させ、ステージ10を再び主走査方向に移動させつつ、各光学ヘッド32からパルス光を照射する。このように、パターン描画装置1は、光学ヘッド32の露光幅ずつ基板9を副走査方向にずらしながら、主走査方向への描画を所定回数(例えば4回)繰り返すことにより、基板9上にカラーフィルタ用のパターンを描画する。
When performing a drawing process in such a
〈2.像歪み補正機能〉
上述の通り、基板上の感光材料に対するパターンの描画は、アパーチャAPに形成されたスリットSLを通過したパルス光が投影光学系38により基板9の上面に結像されることにより行われる。ここで、投影光学系38は複数のレンズにより構成されており、これらレンズのディストーション(歪み)のために、基板9の上面における光束の結像位置(パターンの描画位置)が、理論上結像されるべき位置(理想結像位置)からずれてしまう(像歪み)。すなわち、理論上はX方向およびY方向のそれぞれに等間隔で配列して描画されるべきパターンの間隔が、不等間隔になってしまう(例えば、図9(b)参照)。このパターン描画装置1は、この像歪みの影響を低減する機能(像歪み補正機能)を備えている。パターン描画装置1にて実現可能な像歪み補正機能には、2つの態様がある。以下において、各態様について具体的に説明する。
<2. Image distortion correction function>
As described above, pattern drawing on the photosensitive material on the substrate is performed by forming an image of the pulsed light that has passed through the slit SL formed in the aperture AP on the upper surface of the
〈A.第1の態様に係る像歪み補正機能〉
〈A−1.補正の原理〉
第1の態様は、アパーチャAPの水平位置を調整することによって像歪みを補正するものである。この補正の原理について説明する。投影光学系38のレンズディストーションのために、複数の規則的パターンの結像位置に、理想結像位置からのずれ(ずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)が生じてしまう(例えば、図9(b)上段参照)。パターンの描画においては、複数のパターンのそれぞれについての理想結像位置からのずれが、所定の許容誤差の範囲内にあることが求められる。換言すると、理想結像位置から最も大きくずれるパターンについてのずれ量(最大ずれ量PxM(図9(a)参照))を所定の許容誤差以下にすることが求められる。第1の態様においては、アパーチャAPの位置を、適切な方向に適切な距離だけ移動させることによって、複数の規則的パターンの結像位置を所定方向に一律にシフトさせる(図9(b)下段)。これによって、最大ずれ量の低減を実現する(図9(c))。
<A. Image Distortion Correction Function According to First Mode>
<A-1. Principle of correction>
In the first aspect, image distortion is corrected by adjusting the horizontal position of the aperture AP. The principle of this correction will be described. Due to lens distortion of the projection
〈A−2.機能構成〉
第1の態様に係る像歪み補正機能について図5を参照しながら具体的に説明する。図5は、パターン描画装置1の構成のうち、第1の態様に係る像歪み補正機能に関わる部分のみを模式的に示した図である。
<A-2. Functional configuration>
The image distortion correction function according to the first aspect will be specifically described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram schematically showing only the part related to the image distortion correction function according to the first aspect in the configuration of the
パターン描画装置1は、照射光撮影部40、アパーチャ駆動部39、および制御部50を使用して、像歪み補正機能を実現する。制御部50の内部には、照射光撮影部40から受信した画像データをアナログデータからデジタルデータに変換するためのA/D変換部51と、画像データや、後述するずれ量等のデータを一時的に保持するためのメモリ52と、メモリ52にアクセスしつつ種々のデータ処理を行うためのCPU53と、CPU53からの指令に基づきアパーチャ駆動部39を動作させるためのドライバ54とが設けられ、これらは相互に電気的に接続されている。また、A/D変換部51は照射光撮影部40のCCDカメラ41と電気的に接続されており、ドライバ54はアパーチャ駆動部39と電気的に接続されている。
The
また、CPU53には、ずれ量算出部531と、オフセット補正量決定部532とが実現される。ずれ量算出部531は、基板の上面における複数の規則的パターンの各結像位置と理想結像位置とのずれ量を算出する。オフセット補正量決定部532は、ずれ量算出部531が算出したずれ量に基づいて、最大ずれ量を低減可能なオフセット補正量を決定する。ただし、「オフセット補正量」は、後述するように、アパーチャAPを移動させる方向および移動させる距離を規定する値である。これら各機能部は、CPU53がプログラムを実行することにより実現されてもよいし、回路的(ハードウェア的)に実現されてもよい。
Further, the
〈A−3.処理の動作〉
〈全体の流れ〉
第1の態様に係る像歪み補正処理動作について説明する。なお、以下に説明する補正処理は、描画データが変更される度毎に行われてもよいし、投影光学系38の倍率設定が変更される度毎に行われてもよい。また、所定時間おきに定期的に行われてもよい。あるいは、装置の初期設定時に行われてもよい。
<A-3. Processing behavior>
<Overall flow>
An image distortion correction processing operation according to the first aspect will be described. The correction process described below may be performed every time the drawing data is changed, or may be performed every time the magnification setting of the projection
この補正処理においては、図6に示すように、はじめにX方向についての像歪みを補正し(ステップS1)、続いてY方向についての像歪みを補正する(ステップS2)。すなわち、アパーチャAPの水平位置を、X方向およびY方向のそれぞれについて独立に調整することによって各方向についての像歪みを補正する。 In this correction processing, as shown in FIG. 6, first, image distortion in the X direction is corrected (step S1), and then image distortion in the Y direction is corrected (step S2). That is, the image distortion in each direction is corrected by adjusting the horizontal position of the aperture AP independently in each of the X direction and the Y direction.
〈X方向についての像歪みの補正処理の流れ〉
X方向についての像歪みを補正する処理について図7〜図9を参照しながら説明する。図7は、X方向についての像歪みの補正処理の流れを示す図である。図8は結像位置の取得処理の流れを示す図である。図9は、アパーチャ位置の調整前後におけるずれ量の変化を説明するための図である。図9(b)は、本来であればX方向について等間隔で結像されるべき複数の規則的パターン(理想結像位置)が、レンズ歪みのために不等間隔で結像される様子を示している。また、図9(a)および図9(c)は、複数の規則的パターンの理想結像位置からのずれ量をわかりやすく示すための図であり、各パターンの理想結像位置を横軸に、理想結像位置からの+X方向についてのずれ量を縦軸に示している(後に参照する図11についてもこれと同様である)。特に、図9(a)は、アパーチャ位置の調整前のずれ量を示している。また、図9(c)は、アパーチャ位置の調整後のずれ量を示している。
<Flow of image distortion correction processing in the X direction>
Processing for correcting image distortion in the X direction will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a diagram showing a flow of image distortion correction processing in the X direction. FIG. 8 is a diagram illustrating a flow of the imaging position acquisition process. FIG. 9 is a diagram for explaining a change in the amount of deviation before and after the adjustment of the aperture position. FIG. 9B shows a state in which a plurality of regular patterns (ideal imaging positions) that should be imaged at equal intervals in the X direction are imaged at unequal intervals due to lens distortion. Show. FIGS. 9 (a) and 9 (c) are diagrams for easily showing the deviation amounts of the plurality of regular patterns from the ideal image formation position. The horizontal axis represents the ideal image formation position of each pattern. The amount of deviation in the + X direction from the ideal imaging position is shown on the vertical axis (the same applies to FIG. 11 referred later). In particular, FIG. 9A shows the amount of deviation before adjustment of the aperture position. FIG. 9C shows the amount of deviation after adjustment of the aperture position.
なお、以下においては、アパーチャAPには、X方向について等間隔で形成されたn個のスリットSLにより構成されるスリット列が1以上形成されており、1回の照射にてX方向についてn個のパターンが基板上に描画されるものとする(nは、例えば170程度)。以下において、これらn個のパターンのうち、X方向についてi番目に位置するパターンを、パターンT(i)と示す(iは1〜nの自然数)。 In the following description, the aperture AP is provided with one or more slit rows formed of n slits SL formed at equal intervals in the X direction, and n pieces in the X direction are irradiated by one irradiation. The pattern is drawn on the substrate (n is about 170, for example). Hereinafter, among these n patterns, the i-th pattern in the X direction is referred to as a pattern T (i) (i is a natural number of 1 to n).
図7を参照する。まず、初期状態(より具体的には、初期状態のレンズ倍率および初期状態のアパーチャAP位置)において、基板上に結像された各パターンT(1),T(2),…T(n)の、X方向についての結像位置を示す結像位置情報(すなわち、結像位置のX座標値)を取得する(ステップS11)。ただし、n個のパターンT(1),T(2),…T(n)の全ての結像位置情報を取得する必要はなく、この実施の形態においては、少なくともスリット列(X方向についてのスリット列)の両端部に形成されたパターンT(1),T(n)を含む3以上のパターン(例えば、所定数個(例えば2個)おきのパターン)T(1),T(4),T(7),…T(n)をサンプルパターンとし、これらサンプルパターン(以下において、サンプルパターンS(1),S(2),S(3),…S(m)と示す)についての結像位置情報x(1),x(2),x(3),…x(m)を取得すればよい(図9(b)参照)。この事情は、後述するステップS14の処理においても同様である。サンプルパターンの個数を増やせば補正処理の精度を高めることができる。逆にサンプルパターンの個数を減らせば処理速度を高速化することができる。 Please refer to FIG. First, in the initial state (more specifically, the lens magnification in the initial state and the aperture AP position in the initial state), each pattern T (1), T (2),... T (n) imaged on the substrate. The image forming position information indicating the image forming position in the X direction (that is, the X coordinate value of the image forming position) is acquired (step S11). However, it is not necessary to acquire all the imaging position information of the n patterns T (1), T (2),... T (n), and in this embodiment, at least the slit row (in the X direction) Three or more patterns (for example, patterns every predetermined number (for example, two)) T (1), T (4) including patterns T (1), T (n) formed at both ends of the slit row) , T (7),... T (n) are sample patterns, and these sample patterns (hereinafter referred to as sample patterns S (1), S (2), S (3),... S (m)) The imaging position information x (1), x (2), x (3),... X (m) may be acquired (see FIG. 9B). This situation is the same in the process of step S14 described later. If the number of sample patterns is increased, the accuracy of the correction process can be increased. Conversely, if the number of sample patterns is reduced, the processing speed can be increased.
ここで、結像位置情報の取得処理について、図8を参照しながら説明する。図8は、結像位置情報の取得処理の流れを示す図である。まず、制御部50が、主走査機構25を動作させ、CCDカメラ41がヘッド部30の下方に位置するようにベースプレート24を移動させる(図1および図2の状態)。そして、各光学ヘッド32からパルス光を照射しつつCCDカメラ41を副走査方向に移動させ、各光学ヘッド32から照射され、アパーチャAPおよび投影光学系38を通過してきたパルス光をCCDカメラ41で撮影する(ステップS121)。ここで撮影により取得された画像データは、CCDカメラ41から制御部50内のA/D変換部51に送信される。
Here, the acquisition processing of the imaging position information will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating a flow of the imaging position information acquisition process. First, the
続いて、A/D変換部51が、ステップS121でCCDカメラ41から受信した画像データをアナログデータからデジタルデータに変換し、変換後の画像データをメモリ52に保存する(ステップS122)。
Subsequently, the A /
続いて、CPU53が、ステップS122でメモリ52に保存された画像データを読み出し、読み出した画像データを解析することにより、サンプルパターンS(1),S(2),…S(m)のそれぞれについての結像位置情報x(1),x(2),…x(m)を取得する(ステップS123)。以上で、結像位置情報が取得される。
Subsequently, the
再び図7を参照する。ステップS11の処理が実行されて、初期状態における結像位置情報が取得されると、続いて、ステップS11で取得された結像位置情報x(1),x(2),…x(m)に基づいて、投影光学系38のレンズの倍率およびレンズの焦点を調整する(ステップS12)。より具体的には、制御部50が、パターンT(1)とパターンT(n)の各結像位置の間隔d(すなわち、各スリット列の両端部に位置するスリットSLをそれぞれ通過した光束の結像位置の離間距離)が、各パターンT(1),T(n)の各理想結像位置の間隔do(すなわち、パターンT(1)の理想結像位置とパターンT(n)の理想結像位置との離間距離)と一致するように、投影光学系38のレンズ倍率を調整する(図9(b)参照)。
Refer to FIG. 7 again. When the processing at step S11 is executed and the imaging position information in the initial state is acquired, subsequently, the imaging position information x (1), x (2),... X (m) acquired at step S11. Based on the above, the magnification and focus of the lens of the projection
続いて、パターンT(1)とパターンT(n)の各結像位置が、理想結像位置と一致するように、アパーチャAPの位置を調整する(ステップS13)。なお、ステップS13の処理は必ずしも必須ではない。アパーチャAPの位置については後の処理(ステップS17)においてより正確に調整するからである。例えば、パターンT(1),T(2)の結像位置が、理想結像位置より所定値を超えて大幅にずれていると判断された場合にのみ、この処理を実行する構成としてもよい。 Subsequently, the position of the aperture AP is adjusted so that the imaging positions of the pattern T (1) and the pattern T (n) coincide with the ideal imaging position (step S13). In addition, the process of step S13 is not necessarily essential. This is because the position of the aperture AP is adjusted more accurately in later processing (step S17). For example, this processing may be executed only when it is determined that the imaging positions of the patterns T (1) and T (2) are significantly deviated from the ideal imaging position by a predetermined value. .
続いて、ステップS12で調整されたレンズ倍率の下で基板上に結像された各パターンT(1),T(2),…T(n)の、X方向についての結像位置を示す結像位置情報(すなわち、結像位置のX座標値)を取得する(ステップS14)。ただし、ここにおいても、上述の通り、n個のパターンT(1),T(2),…T(n)の全ての結像位置情報を取得する必要はなく、サンプルパターンS(1),S(2),…S(m)についての結像位置情報x(1),x(2),…x(m)を取得すればよい。ステップS14の処理は、ステップS11の処理と同様に行われてもよい(すなわち、CCDカメラ41でパルス光を撮影することによって取得された画像データに基づいて結像位置情報を取得してもよい)。また、変倍の中心位置が正確にわかっている場合(すなわち、投影光学系38のレンズを変倍した場合に、基板の上面に形成される複数のパターンが、どの位置を中心として均等に変倍されるかがわかっている場合)には、再度パルス光を撮影するまでもなく、ステップS11で取得した結像位置情報に基づいて、計算によって変倍後の結像位置情報を算出してもよい。
Subsequently, a result indicating the imaging position in the X direction of each pattern T (1), T (2),... T (n) imaged on the substrate under the lens magnification adjusted in step S12. Image position information (that is, the X coordinate value of the imaging position) is acquired (step S14). However, here, as described above, it is not necessary to acquire all the imaging position information of the n patterns T (1), T (2),... T (n), and the sample patterns S (1), The imaging position information x (1), x (2),... X (m) for S (2),. The process of step S14 may be performed in the same manner as the process of step S11 (that is, the imaging position information may be acquired based on image data acquired by photographing pulsed light with the CCD camera 41). ). In addition, when the center position of zooming is accurately known (that is, when the lens of the projection
続いて、ずれ量算出部531が、ステップS14で取得された結像位置情報x(1),x(2),…x(m)に基づいて、サンプルパターンS(1),S(2),…S(m)それぞれについてのずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)を算出する(ステップS15)。ただし、このずれ量は、図9(b)に示すように、各パターンの結像位置が理想結像位置から+X方向についてどれだけずれているかを示す値である。すなわち、サンプルパターンS(i)の結像位置が、理想結像位置よりも+X方向にずれている場合は、ずれ量Px(i)は正の値をとる。一方、理想結像位置よりも−X方向にずれている場合は、ずれ量Px(i)は負の値をとる。なお、ステップS12において、スリット列の両端部に位置するスリットSLを通過した光束の結像位置(パターンT(1)、T(n)(すなわち、サンプルパターンS(1),S(m))の結像位置)の間隔dが、各理想結像位置の間隔doと一致するように投影光学系38のレンズ倍率が調整されているため、ステップS13で算出されるずれ量のうち、ずれ量Px(1)およびずれ量Px(m)の値はともに同じ値となる。特に、ステップS13の処理が実行されて、パターンT(1)とパターンT(n)の各結像位置が理想結像位置と一致するようにアパーチャAPの位置が調整されている場合、ずれ量Px(1)およびずれ量Px(m)の値はともに「0」となる。
Subsequently, the deviation
続いて、オフセット補正量決定部532が、ステップS15で取得されたサンプルパターンS(1),S(2),…S(m)それぞれについてのずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)に基づいて、最大ずれ量PxM(各ずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)の中の最大値(図9(a)参照))を低減可能なオフセット補正量Qxを決定する(ステップS16)。オフセット補正量Qxの決定処理の詳細については、後に具体的に説明する。
Subsequently, the offset correction
続いて、CPU53は、ドライバ54を介してアパーチャ駆動部39を動作させ、ステップS16で算出されたオフセット補正量Qxに基づいて、アパーチャAPの位置を調整する(ステップS17)。ただし、ステップS16で決定されるオフセット補正量Qxの値は、アパーチャAPを+X方向に移動させるべき距離を規定する。すなわち、オフセット補正量Qxが正の値「+t」の場合は、CPU53は、アパーチャAPを+X方向に「t/m(ただし、「m」は投影光学系38のレンズ倍率)」だけ移動させる。一方、オフセット補正量Qxが負の値「−t」の場合は、アパーチャAPを−X方向に「t/m」だけ移動させる。アパーチャAPの位置をオフセット補正量Qxに基づいて移動させると、図9(b)に示すように、複数の規則的パターンT(1),T(2),…T(n)の結像位置は一律にシフトする。ここでは、オフセット補正量Qxとして、最大ずれ量PxMを低減可能な値が得られているので、アパーチャAPをオフセット補正量Qxに基づいて移動させることによって、図9(c)に示すように、基板上に形成される複数の規則的パターンの最大ずれ量PxMを低減することができる。
Subsequently, the
以上の処理によって、X方向についての像歪みが補正される。上述した通り、X方向についての補正処理が終了すると、続いてY方向についての補正処理が実行される(図6)。Y方向についての補正処理は、上記と同様の処理をY方向について実行することによって行われる。 Through the above processing, the image distortion in the X direction is corrected. As described above, when the correction process for the X direction is completed, the correction process for the Y direction is subsequently executed (FIG. 6). The correction process for the Y direction is performed by executing the same process as described above for the Y direction.
〈オフセット補正量の決定方法〉
上述の通り、オフセット補正量決定部532は、サンプルパターンS(1),S(2),…S(m)のそれぞれについてのずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)に基づいて、最大ずれ量PxMを低減することができるオフセット補正量Qxを決定する(図7のステップS16)。オフセット補正量Qxの決定処理には2つの態様がある。第1の態様は、ずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)の中の最大値および最小値を用いてオフセット補正量を算出するものである。第2の態様は、ずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)の平均値を用いてオフセット補正量を算出するものである。オフセット補正量決定部532には、いずれの態様でオフセット補正量を算出させてもよい。以下において、各態様について具体的に説明する。
<Determination method of offset correction amount>
As described above, the offset correction
〈第1の態様に係るオフセット補正量の算出処理〉
第1の態様に係るオフセット補正量の算出処理について、図10を参照しながら説明する。図10は、オフセット補正量の算出処理の流れを示す図である。
<Calculation processing of offset correction amount according to first aspect>
The offset correction amount calculation process according to the first aspect will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a diagram showing the flow of the offset correction amount calculation process.
まず、サンプルパターンS(1),S(2),…S(m)それぞれについてのずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)の中の最大値K1と最小値K2とを抽出する(ステップS101)。すなわち、最大値K1は、+X方向についての最大のずれ量を示す値であり、最小値K2は、−X方向についての最大のずれ量を示す値である。換言すると、最大値K1および最小値K2は、X方向についてのずれ量のピークを示す値である。 First, the maximum value K1 and the minimum value K2 among the deviation amounts Px (1), Px (2),... Px (m) for the sample patterns S (1), S (2),. Is extracted (step S101). That is, the maximum value K1 is a value indicating the maximum shift amount in the + X direction, and the minimum value K2 is a value indicating the maximum shift amount in the -X direction. In other words, the maximum value K1 and the minimum value K2 are values indicating the peak of the deviation amount in the X direction.
続いて、ステップS101で抽出された最大値K1と最小値K2との平均値Kavを算出してオフセット量として取得する(ステップS102)。 Subsequently, an average value Kav of the maximum value K1 and the minimum value K2 extracted in step S101 is calculated and acquired as an offset amount (step S102).
続いて、ステップS22で算出されたオフセット量(すなわち、平均値Kav)の符号を逆にした値をオフセット補正量Qxとして取得する(ステップS23)。 Subsequently, a value obtained by reversing the sign of the offset amount (that is, the average value Kav) calculated in step S22 is acquired as the offset correction amount Qx (step S23).
つまり、オフセット補正量Qxは、(数1)に示す演算を実行することによって取得される。 That is, the offset correction amount Qx is obtained by executing the calculation shown in (Equation 1).
Qx=(K1+K2)/(−2) ・・・(数1) Qx = (K1 + K2) / (-2) (Equation 1)
例えば、図9(a)に示すように、各サンプルパターンS(1),S(2),…S(m)の結像位置が+X方向に偏っており、このときのずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)の最大値K1および最小値K2がそれぞれ「4」および「0」であるとすると、オフセット補正量Qxは、(数1)より「−2」となる。 For example, as shown in FIG. 9A, the imaging positions of the sample patterns S (1), S (2),... S (m) are biased in the + X direction, and the shift amount Px (1) at this time ), Px (2),..., Px (m), where the maximum value K1 and the minimum value K2 are “4” and “0”, respectively, the offset correction amount Qx is “−2” from (Equation 1). Become.
この場合、ステップS17(図7)の処理が実行されることによって、アパーチャAPは−X方向について「2」だけ移動されることになる。これにより、図9(b)に示すように、複数の規則的パターンT(1),T(2),…T(n)の結像位置は一律に、−X方向に「2」だけシフトする。その結果、図9(c)に示すように、アパーチャ位置の調整後のずれ量の最大値は「2」となり、最小値は「−2」となる。つまり、アパーチャ位置の調整によって、最大ずれ量PxMが「4」から「2」まで低減される。 In this case, the aperture AP is moved by “2” in the −X direction by executing the process of step S17 (FIG. 7). As a result, as shown in FIG. 9B, the imaging positions of the plurality of regular patterns T (1), T (2),... T (n) are uniformly shifted by “2” in the −X direction. To do. As a result, as shown in FIG. 9C, the maximum value of the deviation amount after the adjustment of the aperture position is “2”, and the minimum value is “−2”. That is, the maximum deviation PxM is reduced from “4” to “2” by adjusting the aperture position.
また例えば、図11(a)の仮想線にて示すように、各サンプルパターンS(1),S(2),…S(m)の結像位置が−X方向に偏っており、このときのずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)の最大値K1および最小値K2がそれぞれ「0」および「−3」であるとすると、オフセット補正量Qxは、(数1)より「+1.5」となる。 For example, as shown by the phantom lines in FIG. 11A, the imaging positions of the sample patterns S (1), S (2),... S (m) are biased in the −X direction. Assuming that the maximum value K1 and the minimum value K2 of the deviation amounts Px (1), Px (2),... Px (m) are “0” and “−3”, respectively, ) Is +1.5.
この場合、ステップS17(図7)の処理が実行されることによって、アパーチャAPは+X方向について「1.5」だけ移動されることになる。これにより、複数の規則的パターンT(1),T(2),…T(n)の結像位置は一律に、+X方向に「1,5」だけシフトする。その結果、図11(a)の実線にて示すように、アパーチャ位置の調整後のずれ量の最大値は「+1.5」となり、最小値は「−1.5」となる。つまり、アパーチャ位置の調整によって、最大ずれ量PxMが「3」から「1.5」まで低減される。 In this case, the aperture AP is moved by “1.5” in the + X direction by executing the process of step S17 (FIG. 7). As a result, the imaging positions of the plurality of regular patterns T (1), T (2),... T (n) are uniformly shifted by “1, 5” in the + X direction. As a result, as shown by the solid line in FIG. 11A, the maximum value of the deviation after adjustment of the aperture position is “+1.5”, and the minimum value is “−1.5”. That is, the maximum deviation PxM is reduced from “3” to “1.5” by adjusting the aperture position.
また例えば、図11(b)の仮想線にて示すように、各サンプルパターンS(1),S(2),…S(m)の結像位置が−X方向および−X方向にS字を描いてずれており、このときのずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)の最大値K1および最小値K2がそれぞれ「5」および「−2」であるとすると、オフセット補正量Qxは、(数1)より「−1.5」となる。 Further, for example, as shown by the phantom lines in FIG. 11B, the imaging positions of the sample patterns S (1), S (2),... S (m) are S-shaped in the −X direction and the −X direction. When the maximum value K1 and the minimum value K2 of the shift amounts Px (1), Px (2),... Px (m) are “5” and “−2”, respectively, The offset correction amount Qx is “−1.5” from (Equation 1).
この場合、ステップS17(図7)の処理が実行されることによって、アパーチャAPは−X方向について「1.5」だけ移動されることになる。これにより、複数の規則的パターンT(1),T(2),…T(n)の結像位置は一律に、−X方向に「1,5」だけシフトする。その結果、図11(b)の実線にて示すように、アパーチャ位置の調整後のずれ量の最大値は「−3.5」となり、最小値は「−3.5」となる。つまり、アパーチャ位置の調整によって、最大ずれ量PxMが「5」から「3.5」まで低減される。以上が、第1の態様に係るオフセット補正量の算出処理である。 In this case, the aperture AP is moved by “1.5” in the −X direction by executing the process of step S17 (FIG. 7). Thus, the imaging positions of the plurality of regular patterns T (1), T (2),... T (n) are uniformly shifted by “1, 5” in the −X direction. As a result, as shown by the solid line in FIG. 11B, the maximum value of the deviation after adjustment of the aperture position is “−3.5”, and the minimum value is “−3.5”. That is, the maximum deviation PxM is reduced from “5” to “3.5” by adjusting the aperture position. The above is the offset correction amount calculation processing according to the first aspect.
〈第2の態様に係るオフセット補正量の算出処理〉
第2の態様に係るオフセット量の算出処理について、図12を参照しながら説明する。図12は、オフセット補正量の算出処理の流れを示す図である。
<Calculation processing of offset correction amount according to second aspect>
The offset amount calculation processing according to the second aspect will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a diagram illustrating the flow of the offset correction amount calculation process.
まず、サンプルパターンS(1),S(2),…S(m)のそれぞれについてのずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)の平均値Pavを算出してオフセット量として取得する(ステップS201)。 First, an average value Pav of deviation amounts Px (1), Px (2),... Px (m) for each of the sample patterns S (1), S (2),. (Step S201).
続いて、ステップS201で取得されたオフセット量(すなわち、平均値Pav)の符号を逆にした値をオフセット補正量Qxとして取得する(ステップS32)。 Subsequently, a value obtained by inverting the sign of the offset amount (that is, the average value Pav) acquired in step S201 is acquired as the offset correction amount Qx (step S32).
つまり、オフセット補正量Qxは、(数2)に示す演算を実行することによって取得される(ただし、「m」はサンプルパターン(すなわち、測定点)の個数)。 That is, the offset correction amount Qx is acquired by executing the calculation shown in (Expression 2) (where “m” is the number of sample patterns (ie, measurement points)).
Qx=(Px(1)+Px(2)+…+Px(m))/(−m) ・・・(数2) Qx = (Px (1) + Px (2) +... + Px (m)) / (− m) (Equation 2)
例えば、各サンプルパターンS(1),S(2),…S(m)のずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)がそれぞれ「0」、「1」、「2」、「3」、「4」、「3」、「2」、「1」および「0」であるとすると、オフセット補正量Qxは、(数2)より「−2」となる。 For example, the deviation amounts Px (1), Px (2),... Px (m) of the sample patterns S (1), S (2),... S (m) are “0”, “1”, “2”, respectively. ”,“ 3 ”,“ 4 ”,“ 3 ”,“ 2 ”,“ 1 ”, and“ 0 ”, the offset correction amount Qx is“ −2 ”from (Equation 2).
この場合、ステップS17(図7)の処理が実行されることによって、アパーチャAPは−X方向について「2」だけ移動されることになる。これにより、複数の規則的パターンT(1),T(2),…T(n)の結像位置は一律に、−X方向に「2」だけシフトする(図9(b)参照)。その結果、アパーチャ位置の調整後のずれ量の最大値は「2」となり、最小値は「−2」となる。つまり、アパーチャ位置の調整によって、最大ずれ量PxMは「4」から「2」まで低減される。以上が、第2の態様に係るオフセット補正量の算出処理である。 In this case, the aperture AP is moved by “2” in the −X direction by executing the process of step S17 (FIG. 7). As a result, the imaging positions of the plurality of regular patterns T (1), T (2),... T (n) are uniformly shifted by “2” in the −X direction (see FIG. 9B). As a result, the maximum value of the deviation amount after adjustment of the aperture position is “2”, and the minimum value is “−2”. That is, the maximum shift amount PxM is reduced from “4” to “2” by adjusting the aperture position. The above is the offset correction amount calculation processing according to the second aspect.
〈A−4.効果〉
第1の態様に係る像歪み補正機能によると、ずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)に基づいてオフセット補正量Qxを算出し、得られたオフセット補正量Qxに基づいてアパーチャAPの位置を調整するので、複数の規則的パターンT(1),T(2),…T(n)のそれぞれの結像位置を一律にシフトさせることができる。これによって、最大ずれ量PxMを低減して所定の許容範囲内におさめることができる。
<A-4. effect>
According to the image distortion correction function according to the first aspect, the offset correction amount Qx is calculated based on the shift amounts Px (1), Px (2),... Px (m), and based on the obtained offset correction amount Qx. Since the position of the aperture AP is adjusted, the imaging positions of the plurality of regular patterns T (1), T (2),... T (n) can be shifted uniformly. As a result, the maximum deviation PxM can be reduced and kept within a predetermined allowable range.
また、アパーチャAPの位置を、X方向およびY方向のについてそれぞれ調整するので、両方向について最大ずれ量を所定の許容範囲内におさめることができる。 Further, since the position of the aperture AP is adjusted in each of the X direction and the Y direction, the maximum deviation amount can be kept within a predetermined allowable range in both directions.
また、調整に係る方向について形成されたスリット列の両端部に位置するスリットSLをそれぞれ通過した光束の結像位置が、理想結像位置と一致するように、投影光学系38のレンズ倍率を調整した上でオフセット補正量Qxを算出するので、適切なオフセット補正量Qxを効率的に算出することができる。
In addition, the lens magnification of the projection
また、特に第1の態様に係るオフセット補正量の算出処理においては、ずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)の最大値K1と最小値K2との平均値Kavに基づいてオフセット補正量Qxを決定する。すなわち、調整に係る方向についてのずれ量のピークの値を抽出し、当該ピークの値を用いてオフセット補正量Qxを算出することによって、最大ずれ量PxMを低減可能なオフセット補正量Qxを簡易かつ効率的に算出することができる。 In particular, in the offset correction amount calculation processing according to the first aspect, based on the average value Kav of the maximum value K1 and the minimum value K2 of the shift amounts Px (1), Px (2),... Px (m). To determine the offset correction amount Qx. That is, by extracting the peak value of the deviation amount in the direction related to the adjustment and calculating the offset correction amount Qx using the peak value, the offset correction amount Qx that can reduce the maximum deviation amount PxM can be simply and It can be calculated efficiently.
また、特に第2の態様に係るオフセット補正量の算出処理においては、ずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)の平均値Pavに基づいてオフセット補正量Qxを決定するので、サンプルパターンS(1),S(2),…S(m)のそれぞれについてのずれ量を加味して、最大ずれ量PxMを低減可能なオフセット補正量Qxを簡易に取得することができる。 In particular, in the offset correction amount calculation processing according to the second aspect, the offset correction amount Qx is determined based on the average value Pav of the shift amounts Px (1), Px (2),... Px (m). The offset correction amount Qx that can reduce the maximum shift amount PxM can be easily obtained by taking into account the shift amount for each of the sample patterns S (1), S (2),... S (m).
〈B.第2の態様に係る像歪み補正機能〉
〈B−1.補正の原理〉
第2の態様は、アパーチャAPの水平位置と投影光学系38のレンズ倍率の両方を調整することによって像歪みを補正するものである。この補正の原理について説明する。先にも説明した通り、投影光学系38のレンズディストーションのために、複数の規則的パターンの結像位置に理想結像位置からのずれ(ずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m))が生じてしまう(例えば、図15(b)上段参照)。第2の態様においては、はじめに、投影光学系38のレンズ倍率を適切な値に調整することによって、ずれの偏りを解消する(図15(b)下段)。その上で、アパーチャAPを移動させることによって、複数の規則的パターンの結像位置を所定方向に一律にシフトさせる(図16(b))。これによって、最大ずれ量の低減を実現する(図16(c))。
<B. Image Distortion Correction Function According to Second Mode>
<B-1. Principle of correction>
In the second mode, image distortion is corrected by adjusting both the horizontal position of the aperture AP and the lens magnification of the projection
〈B−2.機能構成〉
第2の態様に係る像歪み補正機能について図13を参照しながら説明する。図13は、パターン描画装置1の構成うち、第2の態様に係る像歪み補正機能に関わる部分のみを模式的に示した図である。なお、以下においては、第1の像歪み補正機能と相違する点についてのみ説明する。また、図13において、図5と同様の機能部については、同じ符号を付して示している。
<B-2. Functional configuration>
The image distortion correction function according to the second aspect will be described with reference to FIG. FIG. 13 is a diagram schematically showing only the part related to the image distortion correction function according to the second aspect of the configuration of the
パターン描画装置1は、照射光撮影部40、アパーチャ駆動部39、投影光学系38、および制御部50を使用して、像歪み補正機能を実現する。制御部50の内部には、A/D変換部51と、メモリ52と、CPU53と、ドライバ54とが設けられ、これらは相互に電気的に接続されている。また、A/D変換部51は照射光撮影部40のCCDカメラ41と電気的に接続されており、ドライバ54はアパーチャ駆動部39と電気的に接続されている。また、CPU53は、投影光学系38と電気的に接続されており、投影光学系38のレンズ位置を調整することによって、レンズ倍率を所定の値に調整する。
The
また、CPU53には、ずれ量算出部531と、オフセット補正量決定部532と、近似直線算出部533と、レンズ倍率算出部534とが実現される。近似直線算出部533は、ずれ量を最小二乗法にて近似した一次関数(近似直線)を算出する。レンズ倍率算出部534は、近似直線算出部533により取得された近似直線に基づいて、ずれ量の偏りを均一にできる投影光学系38のレンズ倍率を算出する。これら各機能部は、CPU53がプログラムを実行することにより実現されてもよいし、回路的(ハードウェア的)に実現されてもよい。
Further, the
〈B−3.処理動作〉
〈全体の流れ〉
第2の態様に係る像歪み補正処理動作について説明する。なお、第2の像歪みの補正処理においても、第1の像歪み補正処理と同様、はじめに、X方向についての像歪みを補正し、続いて、Y方向についての像歪みを補正する(図6参照)。
<B-3. Processing action>
<Overall flow>
The image distortion correction processing operation according to the second aspect will be described. In the second image distortion correction process, as in the first image distortion correction process, first, the image distortion in the X direction is corrected, and then the image distortion in the Y direction is corrected (FIG. 6). reference).
〈X方向についての像歪みの補正処理の流れ〉
X方向についての像歪みを補正する処理の流れについて図14〜図16を参照しながら説明する。図14は、X方向についての像歪みの補正処理の流れを示す図である。図15はレンズ倍率の調整の前後におけるずれ量の変化を説明するための図であり、図16はアパーチャ位置の調整の前後におけるずれ量の変化を説明するための図である。
<Flow of image distortion correction processing in the X direction>
The flow of processing for correcting image distortion in the X direction will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a diagram showing a flow of image distortion correction processing in the X direction. FIG. 15 is a diagram for explaining a change in the deviation amount before and after the adjustment of the lens magnification, and FIG. 16 is a diagram for explaining a change in the deviation amount before and after the adjustment of the aperture position.
図14を参照する。まず、制御部50が、基板上に形成された各サンプルパターンS(1),S(2),…S(m)のX方向についての結像位置情報x(1),x(2),…x(m)を取得して(ステップS21)、取得した結像位置情報x(1),x(2),…x(m)に基づいて投影光学系38のレンズの倍率およびレンズの焦点を調整し(ステップS22)、必要な場合はさらにアパーチャAPの位置を調整する(ステップS23)。続いて、ステップS22で調整されたレンズ倍率(初期倍率Mo)の下での、基板上に形成された各サンプルパターンS(1),S(2),…S(m)のX方向についての結像位置情報x(1),x(2),…x(m)を取得する(ステップS24)。続いて、ずれ量算出部531が、ステップS24で取得された結像位置情報x(1),x(2),…x(m)に基づいて、サンプルパターンS(1),S(2),…S(m)それぞれについてのずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)を算出する(ステップS25)。これらステップS21〜ステップS25の各処理は、第1の像歪み補正の処理に係るステップS11〜ステップS15の各処理(図7)と同様であるのでその詳細な説明は省略する。
Refer to FIG. First, the
サンプルパターンS(1),S(2),…S(m)のそれぞれについてのずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)が算出されると、続いて、CPU53が、各ずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)に基づいて、ずれ量の偏りを均一にできる投影光学系38のレンズ倍率Mを算出する(ステップS26)。レンズ倍率Mの算出処理の詳細については、後に具体的に説明する。
When the deviation amounts Px (1), Px (2),... Px (m) are calculated for each of the sample patterns S (1), S (2),... S (m), then the
続いて、CPU53は、投影光学系38のレンズ倍率をステップS26で算出されたレンズ倍率Mに変更する(ステップS27)。
Subsequently, the
続いて、制御部50が、ステップS27で調整されたレンズ倍率Mの下での、各サンプルパターンS(1),S(2),…S(m)の結像位置情報x’(1),x’(2),…x’(m)を取得する(ステップS28)。この処理は、ステップS21の処理と同様に行われてもよい(すなわち、CCDカメラ41でパルス光を撮影することによって取得された画像データに基づいて結像位置情報を取得してもよい)。また、変倍の中心位置が正確にわかっている場合には、再度パルス光を撮影するまでもなく、計算によって変倍後の結像位置情報x’(1),x’(2),…x’(m)を算出してもよい。
Subsequently, the
続いて、ずれ量算出部531が、ステップS28で取得された結像位置情報x’(1),x’(2),…x’(m)に基づいて、サンプルパターンS(1),S(2),…S(m)それぞれについてのずれ量Px’(1),Px’(2)、…Px’(m)を算出する(ステップS29)。この処理は、ステップS25と同様である。ここでは、先のステップS27において、投影光学系38のレンズ倍率が初期倍率Moから新たなレンズ倍率Mに変更されているので、サンプルパターンS(1),S(2),…S(m)のずれ量Px’(1),Px’(2)、…Px’(m)は、図15(c)に示すように、傾きが「0」の直線にて近似されるものとなっている。すなわち、各パターンのずれの偏りが均一化された状態となっている。
Subsequently, the deviation
続いて、オフセット補正量決定部532が、ステップS29で取得されたずれ量Px’(1),Px’(2)、…Px’(m)に基づいて、最大ずれ量PxM(各ずれ量Px’(1),Px’(2)、…Px’(m)の中の最大値)を低減可能なオフセット補正量Qxを決定する(ステップS30)。この処理は、ステップS16の処理(図7)と同様である。なお、ここでのオフセット補正量Qxの決定処理にあたっても、上述した2つの決定処理態様のいずれが採用されてもよい。
Subsequently, the offset correction
続いて、CPU53は、ドライバ54を介して、アパーチャ駆動部39を動作させ、ステップS30で算出されたオフセット補正量Qxに基づいて、アパーチャAPの位置を調整する(ステップS31)。この処理は、ステップS17(図7)と同様である。アパーチャAPの位置をオフセット補正量Qxに基づいて移動させると、図16(b)に示すように、複数の規則的パターンT(1),T(2),…T(n)の結像位置は一律にシフトする。ここでは、先にレンズ倍率の調整が行われることによって、ずれ量の偏りが均一化されている(図16(a))。この状態で、アパーチャ位置を調整してパターンT(1),T(2),…T(n)の結像位置を一律にシフトさせることによって、図16(c)に示すように、各パターンのずれ量を有効に低減することが可能となる。したがって、最大ずれ量PxMを大きく低減することができる。
Subsequently, the
以上の処理によって、X方向についての像歪みが補正される。上述した通り、X方向についての補正処理が終了すると、続いてY方向についての補正処理が実行される。Y方向についての補正処理は、上記と同様の処理をY方向について実行することによって行われる。 Through the above processing, the image distortion in the X direction is corrected. As described above, when the correction process for the X direction is completed, the correction process for the Y direction is subsequently executed. The correction process for the Y direction is performed by executing the same process as described above for the Y direction.
〈レンズ倍率の算出方法〉
上述の通り、CPU53は、サンプルパターンS(1),S(2),…S(m)のそれぞれについてのずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)に基づいて、ずれ量の偏りを均一にできる投影光学系38のレンズ倍率Mを算出する(図14のステップS26)。レンズ倍率Mの算出処理について、図17を参照しながら説明する。図17は、レンズ倍率Mを算出する処理の流れを示す図である。なお、以下においては適宜図15を参照する。
<Lens magnification calculation method>
As described above, the
まず、近似直線算出部533が、ずれ量Px(1),Px(2)、…Px(m)を近似する一次関数(近似直線L)を取得する(ステップS301)。より具体的には、図15(a)に示すように、各パターンの理想結像位置(図15の横軸)と、ずれ量(図15の縦軸)との関係を近似する直線を最小二乗法によって算出して近似直線Lとして取得する。
First, the approximate straight
続いて、レンズ倍率算出部534が、ステップS301で取得された近似直線Lに基づいて、レンズ倍率Mを算出する。この処理は、より具体的には次のように行われる。まず、各スリット列の両端部に位置するスリットSLを通過した光束の理想結像位置(パターンT(1)、T(n)(すなわち、サンプルパターンS(1),S(m))の理想結像位置)において、近似直線Lから得られるずれ量PLx(1),PLx(m)を取得する(図15(a))(ステップS302)。
Subsequently, the
続いて、ステップS302で算出されたずれ量PLx(1),PLx(m)に基づいて、新たなレンズ倍率Mを算出する(ステップS303)。より具体的には、新たなレンズ倍率Mの下で取得されるずれ量Px’(1),Px’(2)、…Px’(m)を最小二乗法にて近似した一次関数の傾きが「0」となるようなレンズ倍率Mを算出する。このようなレンズ倍率Mは、各スリット列の両端部に位置するスリットSLを通過した光束の理想結像位置(パターンS(1)、S(m)の理想結像位置)の離間距離を「Dx」とすると、(数3)に示す演算を実行することによって取得される。 Subsequently, a new lens magnification M is calculated based on the deviations PLx (1) and PLx (m) calculated in step S302 (step S303). More specifically, the slope of the linear function obtained by approximating the shift amounts Px ′ (1), Px ′ (2),... Px ′ (m) acquired under the new lens magnification M by the least square method is obtained. The lens magnification M so as to be “0” is calculated. Such a lens magnification M indicates the separation distance between the ideal image formation positions (ideal image formation positions of the patterns S (1) and S (m)) of the light beams that have passed through the slits SL located at both ends of each slit row. If “Dx”, it is obtained by executing the calculation shown in (Expression 3).
M=Mo*(Dx−PLx(1)−PLx(m))/Dx ・・・(数3) M = Mo * (Dx−PLx (1) −PLx (m)) / Dx (Equation 3)
初期倍率Moは、サンプルパターンS(1),S(m)の結像位置が理想結像位置に一致するように設定されている。したがって、初期倍率Moの下では、図15(b)の上段に示すように、サンプルパターンS(1)の結像位置とサンプルパターンS(m)の結像位置との離間距離は「Dx」となっている。一方、調整後のレンズ倍率Mにおいては、図15(b)の下段に示すように、サンプルパターンS(1)の結像位置とサンプルパターンS(m)の結像位置との離間距離は「Dx」から「Dx’」(ただし、Dx’=Dx−PLx(1)−PLx(m))に変更される。これにより、図15(c)に示すように、新たなレンズ倍率Mの元で得られるずれ量Px’(1),Px’(2)、…Px’(m)に係る近似直線Lの傾きが「0」となる。近似直線Lの傾きが「0」となることは、ずれ量Px’(1),Px’(2)、…Px’(m)においては、X方向についてのずれ量の偏り解消されて均一になっていることを意味している。以上が、レンズ倍率Mの算出処理である。 The initial magnification Mo is set so that the imaging positions of the sample patterns S (1) and S (m) coincide with the ideal imaging position. Therefore, under the initial magnification Mo, as shown in the upper part of FIG. 15B, the separation distance between the imaging position of the sample pattern S (1) and the imaging position of the sample pattern S (m) is “Dx”. It has become. On the other hand, at the lens magnification M after adjustment, as shown in the lower part of FIG. 15B, the separation distance between the imaging position of the sample pattern S (1) and the imaging position of the sample pattern S (m) is “ “Dx” is changed to “Dx ′” (where Dx ′ = Dx−PLx (1) −PLx (m)). As a result, as shown in FIG. 15C, the inclination of the approximate straight line L relating to the shift amounts Px ′ (1), Px ′ (2),... Px ′ (m) obtained under the new lens magnification M. Becomes “0”. The fact that the slope of the approximate straight line L is “0” means that the deviation of the deviation amount in the X direction is eliminated uniformly in the deviation amounts Px ′ (1), Px ′ (2),... Px ′ (m). It means that The above is the lens magnification M calculation process.
〈B−4.効果〉
第2の態様に係る像歪み補正機能によると、レンズの倍率を調整することによってずれ量の偏りを解消した上で、オフセット補正量Qxを算出し、得られたオフセット補正量Qxに基づいてアパーチャAPの位置を調整するので、複数の規則的パターンT(1),T(2),…T(n)のそれぞれの結像位置の理想結像位置からのずれを有効に低減することができる。
<B-4. effect>
According to the image distortion correction function according to the second aspect, the offset correction amount Qx is calculated after eliminating the deviation of the shift amount by adjusting the magnification of the lens, and the aperture is calculated based on the obtained offset correction amount Qx. Since the position of the AP is adjusted, the deviation of each of the plurality of regular patterns T (1), T (2),... T (n) from the ideal imaging position can be effectively reduced. .
〈3.変形例〉
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記のパターン描画装置1は、7つの光学ヘッド32を有するものであったが、光学ヘッドの数は7つに限定されるものではない。また、上記のパターン描画装置1はレーザ発振器34のパルス光を使用していたが、光源や照射方式は上記の例に限定されるものではない。例えば、単波長の光だけではなく複数の波長が混在している光や紫外線を使用する構成であってもよく、また、パルス光ではなく連続的な光を照射する構成であってもよい。
<3. Modification>
The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above example. For example, the
また、上記のパターン描画装置1においては、オフセット量の算出に用いるずれ量を取得する前に、両端部のパターンの各結像位置の間隔を用いてレンズ倍率の調整を行う構成としている(図7のステップS12)が、このレンズ倍率の調整処理は必ずしも必須ではない。例えばレンズ倍率が適正値に調整済みの状態であることが保証される場合等においては、この処理は省略してもよい。なお、レンズ倍率の調整処理を行わない場合には、処調整対象の方向について形成されたスリット列の両端部に形成されたパターンを必ずしもサンプルパターンに含める必要はなく、n個のパターンのうちの少なくとも1以上のパターンをサンプルパターンとすればよい。
Further, the
また、上記のパターン描画装置1は、カラーフィルタ用のガラス基板9を処理対象としていたが、半導体基板、プリント基板、プラズマ表示装置用ガラス基板等の他の基板を処理対象とするものであってもよい。
In addition, the
1 パターン描画装置
9 基板
10 ステージ
20 ステージ駆動部
30 ヘッド部
32 光学ヘッド
38 投影光学系
39 アパーチャ駆動部
40 照射光撮影部
41 カメラ
50 制御部
531 ずれ量算出部
532 オフセット補正量決定部
533 近似直線算出部
534 レンズ倍率算出部
AP アパーチャ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
複数の開口部が形成された遮光板により光源からの光を部分的に遮光して、複数の光束を形成するマスク手段と、
前記複数の光束をレンズによって変倍して基板上に複数の規則的パターンを結像させる結像手段と、
前記複数の規則的パターンのうちの少なくとも1つをサンプルパターンとし、前記サンプルパターンのそれぞれの結像位置を測定する結像位置測定手段と、
前記サンプルパターンのそれぞれについて、前記結像位置と、理論上結像されるべき位置である理想結像位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、
前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量に基づいて前記マスク手段のオフセット補正量を決定するオフセット補正量決定手段と、
前記オフセット補正量に基づいて前記マスク手段の位置を調整するマスク位置調整手段と、
を備えることを特徴とするパターン描画装置。 A pattern drawing apparatus for drawing a plurality of regular patterns on a substrate on which a photosensitive material is formed,
Mask means for partially shielding light from the light source by a light shielding plate having a plurality of openings to form a plurality of light fluxes;
An image forming means for forming a plurality of regular patterns on a substrate by scaling the plurality of light beams by a lens,
An imaging position measuring means for measuring at least one of the plurality of regular patterns as a sample pattern and measuring an imaging position of each of the sample patterns;
For each of the sample patterns, a deviation amount calculating means for calculating a deviation amount between the imaging position and an ideal imaging position, which is a position that should theoretically be imaged,
An offset correction amount determining means for determining an offset correction amount of the mask means based on the deviation amount calculated for each of the sample patterns;
Mask position adjusting means for adjusting the position of the mask means based on the offset correction amount;
A pattern drawing apparatus comprising:
前記複数の開口部が所定の方向について等間隔で形成されたものであり、
前記サンプルパターンが、前記複数の規則的パターンのうちの、所定の方向について両端部に形成されたパターンを含む少なくとも3つのパターンであり、
前記所定の方向について形成された開口部列の両端部に位置する開口部をそれぞれ通過した光束の結像位置の間隔が、前記理想結像位置における両端部の間隔と一致するように前記レンズの倍率を決定するレンズ倍率決定手段、
を備えることを特徴とするパターン描画装置。 The pattern drawing apparatus according to claim 1,
The plurality of openings are formed at equal intervals in a predetermined direction,
The sample pattern is at least three patterns including patterns formed at both ends in a predetermined direction among the plurality of regular patterns;
The distance between the imaging positions of the light beams that have passed through the openings located at both ends of the opening row formed in the predetermined direction is the same as the distance between both ends at the ideal imaging position. Lens magnification determining means for determining the magnification,
A pattern drawing apparatus comprising:
前記ずれ量が、前記結像位置が前記理想結像位置から所定方向についてどれだけずれているかを示す値であり、
前記オフセット補正量決定手段が、
前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量のうちの最大値と最小値とを抽出し、前記最大値と前記最小値の平均値に基づいて、前記所定の方向についての前記オフセット補正量を決定することを特徴とするパターン描画装置。 The pattern drawing apparatus according to claim 1, wherein:
The amount of deviation is a value indicating how much the imaging position deviates from the ideal imaging position in a predetermined direction,
The offset correction amount determining means is
The maximum value and the minimum value of the deviation amounts calculated for each of the sample patterns are extracted, and the offset correction amount for the predetermined direction is calculated based on the average value of the maximum value and the minimum value. A pattern drawing apparatus characterized by determining.
前記ずれ量が、前記結像位置が前記理想結像位置から所定方向についてどれだけずれているかを示す値であり、
前記オフセット補正量決定手段が、
前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量の平均値に基づいて、前記所定の方向についての前記オフセット補正量を決定することを特徴とするパターン描画装置。 The pattern drawing apparatus according to claim 1, wherein:
The amount of deviation is a value indicating how much the imaging position deviates from the ideal imaging position in a predetermined direction,
The offset correction amount determining means is
The pattern drawing apparatus, wherein the offset correction amount for the predetermined direction is determined based on an average value of the deviation amounts calculated for each of the sample patterns.
前記ずれ量が、前記結像位置が前記理想結像位置から所定方向についてどれだけずれているかを示す値であり、
前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量を最小二乗法にて近似した一次関数を取得する近似直線算出手段と、
前記一次関数に基づいて、最小二乗法にて近似した一次関数の傾きが0となるようなずれ量を与える前記レンズの倍率を算出して、適正倍率として取得する適正倍率算出手段と、
前記レンズの倍率を、前記適正倍率に調整するレンズ倍率調整手段と、
を備えることを特徴とするパターン描画装置。 The pattern drawing apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The amount of deviation is a value indicating how much the imaging position deviates from the ideal imaging position in a predetermined direction,
Approximate line calculation means for obtaining a linear function approximating the deviation amount calculated for each of the sample patterns by a least square method;
Based on the linear function, calculating the magnification of the lens that gives a deviation amount such that the slope of the linear function approximated by the least square method is 0, and obtaining an appropriate magnification,
Lens magnification adjusting means for adjusting the magnification of the lens to the appropriate magnification;
A pattern drawing apparatus comprising:
前記複数の規則的パターンのうちの少なくとも1つをサンプルパターンとし、前記サンプルパターンのそれぞれの所定の方向についての結像位置を測定する工程と、
前記サンプルパターンのそれぞれについて、前記結像位置が前記理想結像位置から前記所定の方向についてどれだけずれているかを示すずれ量を算出する工程と、
前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量に基づいて前記遮光板の前記所定の方向についてのオフセット補正量を決定する工程と、
前記オフセット補正量に基づいて、前記遮光板の前記所定方向についての位置を調整する工程と、
を備えることを特徴とする歪み補正方法。 The light from the light source is partially blocked by the light-shielding plate having a plurality of openings to form a plurality of light beams, and the plurality of light beams are scaled by a lens and connected to a substrate on which a photosensitive material is formed. A correction method for correcting a drawing position in a pattern drawing apparatus that draws a plurality of regular patterns on the substrate by imaging,
Measuring at least one of the plurality of regular patterns as a sample pattern, and measuring an imaging position in each predetermined direction of the sample pattern;
For each of the sample patterns, calculating a deviation amount indicating how much the imaging position is displaced in the predetermined direction from the ideal imaging position;
Determining an offset correction amount for the predetermined direction of the light shielding plate based on the shift amount calculated for each of the sample patterns;
Adjusting the position of the light shielding plate in the predetermined direction based on the offset correction amount;
A distortion correction method comprising:
前記複数の規則的パターンのうちの少なくとも1をサンプルパターンとし、前記サンプルパターンのそれぞれの所定の方向についての結像位置を測定する工程と、
前記サンプルパターンのそれぞれについて、前記結像位置が前記理想結像位置から前記所定の方向についてどれだけずれているかを示すずれ量を算出する工程と、
前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量を最小二乗法にて近似した一次関数を取得する工程と、
前記一次関数に基づいて、最小二乗法にて近似した一次関数の傾きが0となるようなずれ量を与える前記レンズの倍率を算出して、適正倍率として取得する工程と、
前記レンズの倍率を、前記適正倍率に調整する工程と、
前記サンプルパターンのそれぞれについて、前記適正倍率の下でのずれ量を算出する工程と、
前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記適正倍率の下でのずれ量に基づいて前記遮光板の前記所定の方向についてのオフセット補正量を決定する工程と、
前記オフセット補正量に基づいて、前記遮光板の前記所定方向についての位置を調整する工程と、
を備えることを特徴とする歪み補正方法。 The light from the light source is partially blocked by the light-shielding plate having a plurality of openings to form a plurality of light beams, and the plurality of light beams are scaled by a lens and connected to a substrate on which a photosensitive material is formed. A correction method for correcting a drawing position in a pattern drawing apparatus that draws a plurality of regular patterns on the substrate by imaging,
Measuring at least one of the plurality of regular patterns as a sample pattern and measuring an imaging position in a predetermined direction of each of the sample patterns;
For each of the sample patterns, calculating a deviation amount indicating how much the imaging position is displaced in the predetermined direction from the ideal imaging position;
Obtaining a linear function approximating the deviation amount calculated for each of the sample patterns by a least square method;
Calculating a magnification of the lens that gives a deviation amount such that the slope of the linear function approximated by the least squares method is 0 based on the linear function, and obtaining the appropriate magnification;
Adjusting the magnification of the lens to the appropriate magnification;
For each of the sample patterns, calculating a deviation amount under the appropriate magnification;
Determining an offset correction amount for the predetermined direction of the light shielding plate based on a shift amount under the appropriate magnification calculated for each of the sample patterns;
Adjusting the position of the light shielding plate in the predetermined direction based on the offset correction amount;
A distortion correction method comprising:
前記複数の開口部が所定の方向について等間隔で形成されたものであり、
前記サンプルパターンが、前記複数の規則的パターンのうちの、所定の方向について両端部に形成されたパターンを含む少なくとも3つのパターンであり、
前記ずれ量を算出する前に、
前記所定の方向について形成された開口部列の両端部に位置する開口部をそれぞれ通過した光束の結像位置の間隔が、前記理想結像位置における両端部の間隔と一致するように前記レンズの倍率を決定する工程、
を備えることを特徴とする歪み補正方法。 The distortion correction method according to claim 6 or 7,
The plurality of openings are formed at equal intervals in a predetermined direction,
The sample pattern is at least three patterns including patterns formed at both ends in a predetermined direction among the plurality of regular patterns;
Before calculating the deviation amount,
The distance between the imaging positions of the light beams that have passed through the openings located at both ends of the opening row formed in the predetermined direction is the same as the distance between both ends at the ideal imaging position. Determining the magnification,
A distortion correction method comprising:
前記ずれ量が、前記結像位置が前記理想結像位置から所定方向についてどれだけずれているかを示す値であり、
前記オフセット補正量を決定する工程において、
前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量のうちの最大値と最小値とを抽出し、前記最大値と前記最小値の平均値に基づいて、前記所定の方向についての前記オフセット補正量を決定することを特徴とする歪み補正方法。 The distortion correction method according to any one of claims 6 to 8,
The amount of deviation is a value indicating how much the imaging position deviates from the ideal imaging position in a predetermined direction,
In the step of determining the offset correction amount,
The maximum value and the minimum value of the deviation amounts calculated for each of the sample patterns are extracted, and the offset correction amount for the predetermined direction is calculated based on the average value of the maximum value and the minimum value. A distortion correction method characterized by determining.
前記複数の開口部が、第1の方向および前記第1の方向と直交する第2の方向についてそれぞれ等間隔で形成されたものであり、
前記遮光板の前記第1の方向についての位置を調整した後に、前記第2の方向についての位置を調整することを特徴とする歪み補正方法。 The distortion correction method according to any one of claims 6 to 9,
The plurality of openings are formed at equal intervals in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction, respectively.
A distortion correction method comprising adjusting the position of the light shielding plate in the second direction after adjusting the position of the light shielding plate in the first direction.
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JP2013219117A (en) * | 2012-04-05 | 2013-10-24 | Canon Inc | Illumination optical system, exposure equipment and device manufacturing method |
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