JP2014071349A - Method and apparatus for forming pattern, exposure apparatus, and method for manufacturing display panel - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特定の波長の光によって重合や硬化などの化学反応を起こす樹脂材の塗布された基材へ光ビームを照射し、光ビームにより基材を走査して、基材に所定のパターンを描画するパターン形成方法及び装置、露光装置並びに表示用パネル製造方法に係り、特に複数のミラーを二軸に配列した空間的光変調器を用いて光ビームを変調照射することによって基材表面の樹脂に所定のパターンを描画するパターン形成方法及び装置、露光装置並びに表示用パネル製造方法に関する。 The present invention irradiates a light beam to a substrate coated with a resin material that causes a chemical reaction such as polymerization or curing by light of a specific wavelength, scans the substrate with the light beam, and forms a predetermined pattern on the substrate. In particular, the present invention relates to a pattern forming method and apparatus, an exposure apparatus, and a display panel manufacturing method, in particular, by modulating and irradiating a light beam using a spatial light modulator in which a plurality of mirrors are arranged in two axes. The present invention relates to a pattern forming method and apparatus for drawing a predetermined pattern on a resin, an exposure apparatus, and a display panel manufacturing method.
表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のTFT(Thin Film Transistor)基材やカラーフィルタ基材、プラズマディスプレイパネル用基材、有機EL(Electroluminescence)表示パネル用基材等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基材上にパターンを描画形成して行われる。露光装置としては、従来、レンズ又は鏡を用いてマスクのパターンを基材上に投影するプロジェクション方式と、マスクと基材との間に微小な間隙(プロキシミティギャップ)を設けてマスクのパターンを基材へ転写するプロキシミティ方式がある。 An exposure apparatus is used to manufacture TFT (Thin Film Transistor) base materials, color filter base materials, plasma display panel base materials, organic EL (Electroluminescence) display panel base materials and the like used in display panels. Then, a pattern is drawn and formed on a substrate by a photolithography technique. As an exposure apparatus, conventionally, a projection method in which a mask pattern is projected onto a substrate using a lens or a mirror, and a fine gap (proximity gap) is provided between the mask and the substrate to form the mask pattern. There is a proximity method for transferring to a substrate.
近年、フォトレジストが塗布された基材へ光ビームを照射し、光ビームにより基材を走査して、基材にパターンを描画する露光装置が開発されている。光ビームにより基材を走査して、基材にパターンを直接描画するため、高価なマスクが不要となる。また、描画データ及び走査のプログラムを変更することにより、さまざまな種類の表示用パネル基材に対応することができる。このような露光装置として、例えば、特許文献1〜3に記載のものがある。
In recent years, an exposure apparatus has been developed that irradiates a substrate coated with a photoresist with a light beam, scans the substrate with the light beam, and draws a pattern on the substrate. Since the substrate is scanned by the light beam and the pattern is directly drawn on the substrate, an expensive mask is not required. Further, by changing the drawing data and the scanning program, various types of display panel substrates can be handled. Examples of such an exposure apparatus include those described in
光ビームにより基材にパターンを描画する際、光ビームの変調には、DMD(Digital Micromirror Device)等の空間的光変調器が用いられる。DMDは、光ビームを反射する複数の微小なミラーを直交する二方向に配列して構成され、各ミラーの角度を変更することにより、基材へ照射する光ビームを変調する。現在市販されているDMDは、各ミラーの寸法が10〜15[μm]角程度であり、隣接するミラー間には1[μm]程度の隙間が設けられている。DMDを光ビームによる基材の走査方向と平行に配置すると、各ミラーの配列方向(直交する二方向)が基材の走査方向と平行及び垂直になるので、隣接するミラー間の間隙と基材とが相対的に平行に移動し、この間隙に対応する箇所ではパターンの描画ができない。そのため、DMDは、特許文献1に記載のように光ビームによる基材の走査方向に対して所定角度傾けて使用されている。また、走査方向に対してDMDを傾けることにより、特許文献2に記載のようにDMDミラーサイズ以下の分解能で、描画を実行することができる。さらに、光ビームによる基材の走査は、基材と光ビームとを相対的に移動して行われるが、ヘッド部の位置ずれによる描画品質の低下を防止するため、特許文献3に記載のように、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれの検出結果に基づき、各光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データの座標を補正し、補正した座標の描画データを、各DMDへの駆動回路へ供給することにより、パターン描画の精度を向上している。
When a pattern is drawn on a substrate with a light beam, a spatial light modulator such as DMD (Digital Micromirror Device) is used to modulate the light beam. The DMD is configured by arranging a plurality of minute mirrors that reflect a light beam in two orthogonal directions, and modulates the light beam applied to the substrate by changing the angle of each mirror. In the DMD currently on the market, each mirror has a dimension of about 10 to 15 [μm], and a gap of about 1 [μm] is provided between adjacent mirrors. When the DMD is arranged in parallel with the scanning direction of the substrate by the light beam, the arrangement direction of each mirror (two directions orthogonal to each other) is parallel and perpendicular to the scanning direction of the substrate. Move relatively in parallel, and a pattern cannot be drawn at a location corresponding to this gap. Therefore, as described in
従来は、予めCADデータより生成された図形描画データを元に生成される描画データをメモリに蓄え、基材の移動に同期し、ヘッド位置ずれの検出結果によって補正された各DMD座標に対応したデータを抽出する必要がある。このとき、抽出されたデータの確からしさを確認するためには、実際の露光の結果によって確認するか、カメラで描画データを撮影して、撮影した画像を解析することによって行っていた。しかしながら、連続するデータの判定は描画データ自体の違いが少なく、またDMDセルサイズ以下の分解能を持つデータを判定するのは困難であった。 Conventionally, drawing data generated based on graphic drawing data generated in advance from CAD data is stored in a memory, and is synchronized with the movement of the base material and corresponds to each DMD coordinate corrected by the detection result of the head position deviation. Data needs to be extracted. At this time, in order to confirm the certainty of the extracted data, it has been performed by confirming with the result of actual exposure or by photographing drawing data with a camera and analyzing the photographed image. However, the determination of continuous data has little difference in the drawing data itself, and it has been difficult to determine data having a resolution equal to or less than the DMD cell size.
本発明は、上述の点に鑑みなされたものであり、描画位置に対するDMDの描画データ抽出の確からしさを高速かつ容易に確認できるようにし、高品質なパターンの描画を高いスループットで実行することのできるパターン形成方法及び装置、露光装置並びに表示用パネル製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described points, and enables high-speed and easy confirmation of the accuracy of DMD drawing data extraction with respect to the drawing position, and allows high-quality pattern drawing to be executed at high throughput. An object of the present invention is to provide a pattern forming method and apparatus, an exposure apparatus, and a display panel manufacturing method.
本発明に係るパターン形成方法の第1の特徴は、二方向に配列された複数のミラー群を描画データに基づいて駆動する空間的光変調器を用いて光ビームを変調し、樹脂膜の塗布された基材を保持するステージ手段を相対的に移動させながら前記光ビームを照射することによって前記基材の前記樹脂膜に前記描画データに基づいたパターンを形成するパターン形成方法であって、前記描画データの座標が前記ステージ手段の移動方向及び/又は前記移動方向に対する直交方向に、描画分解能に相当する値だけ補正された場合、その補正値を判別するための判別可能データを前記描画データの一部として構成し、前記描画データの座標が補正された時点で前記描画データの一部から前記判別可能データを読み出して前記補正値に対応したパターンを描画することにある。これは、補正値を判別するための判別可能データを描画データの一部として構成されたものを予め記憶しているので、描画データの座標が補正された時点でその補正値に対応した判別可能データを読みだしてパターンとして描画することによって、描画位置に対するDMDの描画データ抽出の確からしさを高速かつ容易に確認することができ、高品質なパターンの描画を高いスループットで実行することができる。 A first feature of the pattern forming method according to the present invention is that a light beam is modulated using a spatial light modulator that drives a plurality of mirror groups arranged in two directions based on drawing data, and a resin film is applied. A pattern forming method of forming a pattern based on the drawing data on the resin film of the base material by irradiating the light beam while relatively moving a stage means for holding the base material, When the coordinates of the drawing data are corrected in the moving direction of the stage means and / or the direction orthogonal to the moving direction by a value corresponding to the drawing resolution, the discriminable data for determining the correction value is set as the drawing data. A pattern corresponding to the correction value by reading the distinguishable data from a part of the drawing data when the coordinates of the drawing data are corrected It is to draw. This is because the discriminable data for discriminating the correction value is stored in advance as a part of the drawing data, so that the discrimination corresponding to the correction value can be made when the coordinates of the drawing data are corrected By reading the data and drawing it as a pattern, it is possible to quickly and easily confirm the certainty of DMD drawing data extraction for the drawing position, and high-quality pattern drawing can be executed with high throughput.
本発明に係るパターン形成方法の第2の特徴は、前記第1の特徴に記載のパターン形成方法において、前記描画データを、前記空間的光変調器の描画分解能を基準にした等間隔に細分化されたレイヤデータで構成し、前記ステージ手段によって移動される前記基材の位置に対応した前記レイヤデータの中から前記ミラー群の描画中心点位置に対応するデータを読み出して、読み出されたデータに基づいて前記光ビームを照射することによって前記パターンを形成するパターン形成方法であって、前記描画データの座標が前記ステージ手段の移動方向及び/又は前記移動方向に対する直交方向に、描画分解能に相当する値だけ補正された場合、その補正値を判別するための判別可能データを前記レイヤデータの一部として構成し、前記描画データの座標が補正された時点で前記レイヤデータの一部から前記判別可能データを読み出して前記補正値に対応したパターンを描画することにある。これは、描画データが空間的光変調器の描画分解能を基準にした等間隔に細分化されたレイヤデータで構成されている場合、描画分解能を基準にしたレイヤデータの一部として判別可能データを構成したものを記憶することによって、描画データの座標が描画分解能に対応した分だけ補正された時点で、レイヤデータから判別可能データが読み出され、光ビームとして照射され描画されるパターンも描画分解能に対応したものとなり、描画分解能相当の移動方向及び/又は垂直方向の補正量の変化を容易に確認することができるようになる。 A second feature of the pattern forming method according to the present invention is the pattern forming method according to the first feature, wherein the drawing data is subdivided into equal intervals based on the drawing resolution of the spatial light modulator. Read out the data corresponding to the drawing center point position of the mirror group from the layer data corresponding to the position of the base material moved by the stage means. A pattern forming method for forming the pattern by irradiating the light beam based on the above, wherein the coordinates of the drawing data correspond to the drawing resolution in the moving direction of the stage means and / or the direction orthogonal to the moving direction. When the correction value is corrected, discriminable data for determining the correction value is configured as a part of the layer data, and the drawing data There from part of the layer data at the time the coordinate is corrected to render a pattern corresponding to the correction value read out the discrimination possible data. This is because if the drawing data is composed of layer data that is subdivided at equal intervals based on the drawing resolution of the spatial light modulator, the discriminable data can be identified as part of the layer data based on the drawing resolution. By storing the configured data, when the coordinates of the drawing data are corrected by the amount corresponding to the drawing resolution, the discriminable data is read from the layer data, and the pattern irradiated and drawn by the light beam is also drawn by the drawing resolution. Therefore, it is possible to easily confirm the change in the correction amount in the moving direction and / or the vertical direction corresponding to the drawing resolution.
本発明に係るパターン形成方法の第3の特徴は、前記第1又は第2の特徴に記載のパターン形成方法において、前記判別可能データは、前記ミラー群の少なくとも横3行縦5列分のミラーを用いて、前記補正値に対応した文字パターンを描画可能に構成されていることにある。これは、横3行縦5列分のミラーを用いて「0」〜「9」の数字や英文字などのパターンを描画することによって、補正値を視認可能にしたものである。 A third feature of the pattern forming method according to the present invention is the pattern forming method according to the first or second feature, wherein the discriminable data is a mirror for at least three horizontal rows and five vertical columns of the mirror group. Is used to draw a character pattern corresponding to the correction value. In this case, a correction value is made visible by drawing a pattern such as numbers “0” to “9” and English letters using a mirror of horizontal 3 rows and vertical 5 columns.
本発明に係るパターン形成方法の第4の特徴は、前記第1、第2又は第3の特徴に記載のパターン形成方法において、前記判別可能データは、前記ステージ手段の前記移動方向及び前記直交方向に対応してそれぞれ別々に構成されることにある。これは、座標の補正がステージ手段の移動方向すなわち走査方向とこれに垂直な方向の2系統あるので、それに対応して判別可能データを別々に設けるようにしたものである。 A fourth feature of the pattern forming method according to the present invention is the pattern forming method according to the first, second, or third feature, wherein the discriminable data includes the moving direction and the orthogonal direction of the stage means. It is to be configured separately corresponding to each. This is because there are two types of coordinate correction, that is, the moving direction of the stage means, that is, the scanning direction and the direction perpendicular thereto, so that distinguishable data is provided separately.
本発明に係るパターン形成装置の第1の特徴は、二方向に配列された複数のミラー群を描画データに基づいて駆動する空間的光変調器を用いて光ビームを変調し、樹脂膜の塗布された基材を保持するステージ手段を相対的に移動させながら前記光ビームを照射することによって前記基材の前記樹脂膜に前記描画データに基づいたパターンを形成するパターン形成装置であって、前記描画データの座標が前記ステージ手段の移動方向及び/又は前記移動方向に対する直交方向に、描画分解能に相当する値だけ補正された場合、その補正値を判別するための判別可能データを前記描画データの一部として構成したものを記憶するメモリ手段と、前記描画データの座標が補正された時点で前記メモリ手段に記憶されている前記描画データの一部から前記判別可能データを読み出して前記補正値に対応したパターンを描画する光ビーム照射手段とを備えたことにある。これは、前記パターン形成方法の第1の特徴に記載のものを実現したパターン形成装置の発明である。 A first feature of the pattern forming apparatus according to the present invention is that a light beam is modulated using a spatial light modulator that drives a plurality of mirror groups arranged in two directions based on drawing data, and a resin film is applied. A pattern forming apparatus that forms a pattern based on the drawing data on the resin film of the base material by irradiating the light beam while relatively moving a stage unit that holds the base material, When the coordinates of the drawing data are corrected in the moving direction of the stage means and / or the direction orthogonal to the moving direction by a value corresponding to the drawing resolution, the discriminable data for determining the correction value is set as the drawing data. Memory means for storing what is configured as a part, and a part of the drawing data stored in the memory means when the coordinates of the drawing data are corrected Serial identifiable data reads in that a light beam irradiation means for drawing a pattern corresponding to the correction value. This is an invention of a pattern forming apparatus that realizes the first feature of the pattern forming method.
本発明に係るパターン形成装置の第2の特徴は、前記第1の特徴に記載のパターン形成装置において、前記描画データを、前記空間的光変調器の描画分解能を基準にした等間隔に細分化されたレイヤデータで構成し、前記ステージ手段によって移動される前記基材の位置に対応した前記レイヤデータの中から前記ミラー群の描画中心点位置に対応するデータを読み出して、読み出されたデータに基づいて前記光ビームを照射することによって前記パターンを形成するパターン形成装置であって、
前記描画データの座標が前記ステージ手段の移動方向及び/又は前記移動方向に対する直交方向に、描画分解能に相当する値だけ補正された場合、その補正値を判別するための判別可能データを前記レイヤデータの一部として構成したものを記憶するメモリ手段と、前記描画データの座標が補正された時点で前記メモリ手段に記憶されている前記レイヤデータの一部から前記判別可能データを読み出して前記補正値に対応したパターンを描画する光ビーム照射手段とを備えたことにある。これは、前記パターン形成方法の第2の特徴に記載のものを実現したパターン形成装置の発明である。
A second feature of the pattern forming apparatus according to the present invention is the pattern forming device according to the first feature, wherein the drawing data is subdivided into equal intervals based on the drawing resolution of the spatial light modulator. Read out the data corresponding to the drawing center point position of the mirror group from the layer data corresponding to the position of the base material moved by the stage means. A pattern forming apparatus for forming the pattern by irradiating the light beam based on
When the coordinates of the drawing data are corrected in the moving direction of the stage means and / or the direction orthogonal to the moving direction by a value corresponding to the drawing resolution, distinguishable data for determining the correction value is used as the layer data. Memory means for storing what is configured as a part of the data, and when the coordinates of the drawing data are corrected, the discriminable data is read from a part of the layer data stored in the memory means and the correction value And a light beam irradiation means for drawing a pattern corresponding to the above. This is an invention of a pattern forming apparatus that realizes the second feature of the pattern forming method.
本発明に係るパターン形成装置の第3の特徴は、前記第1又は第2の特徴に記載のパターン形成装置において、前記判別可能データは、前記ミラー群の少なくとも横3行縦5列分のミラーを用いて、前記補正値に対応した文字パターンを描画可能に構成されていることにある。これは、前記パターン形成方法の第3の特徴に記載のものを実現したパターン形成装置の発明である。 According to a third feature of the pattern forming apparatus of the present invention, in the pattern forming apparatus according to the first or second feature, the discriminable data is a mirror for at least three horizontal rows and five vertical columns of the mirror group. Is used to draw a character pattern corresponding to the correction value. This is an invention of a pattern forming apparatus that realizes the third feature of the pattern forming method.
本発明に係るパターン形成装置の第4の特徴は、前記第1、第2又は第3の特徴に記載のパターン形成装置において、前記判別可能データは、前記ステージ手段の前記移動方向及び前記直交方向に対応してそれぞれ別々に構成されることにある。これは、前記パターン形成方法の第4の特徴に記載のものを実現したパターン形成装置の発明である。 According to a fourth aspect of the pattern forming apparatus of the present invention, in the pattern forming apparatus according to the first, second, or third feature, the discriminable data includes the moving direction and the orthogonal direction of the stage means. It is to be configured separately corresponding to each. This is an invention of a pattern forming apparatus that realizes the fourth feature of the pattern forming method.
本発明に係る露光装置の特徴は、前記第1から第4までのいずれか1の特徴に記載のパターン形成方法、又は第1から第4までのいずれか1の特徴に記載のパターン形成装置を用いて基材の露光を行うことにある。これは、前記パターン形成方法又はパターン形成装置のいずれか1の特徴に記載のものを用いて、露光を行なうようにしたものである。 The exposure apparatus according to the present invention is characterized in that the pattern forming method according to any one of the first to fourth features or the pattern forming apparatus according to any one of the first to fourth features. It is to be used to expose the substrate. In this method, exposure is performed using the one described in the feature of any one of the pattern forming method and the pattern forming apparatus.
本発明に係る表示用パネル製造方法の特徴は、前記第1から第4までのいずれか1の特徴に記載のパターン形成方法、又は第1から第4までのいずれか1の特徴に記載のパターン形成装置を用いて、表示用パネルを製造することにある。これは、前記パターン形成方法又はパターン形成装置のいずれか1の特徴に記載のものを用いて、表示用パネルを製造するようにしたものである。 The display panel manufacturing method according to the present invention is characterized in that the pattern forming method according to any one of the first to fourth features or the pattern according to any one of the first to fourth features. It is to manufacture a display panel using a forming apparatus. In this method, a display panel is manufactured using the method described in any one of the features of the pattern forming method or the pattern forming apparatus.
本発明によれば、描画位置に対するDMDの描画データ抽出の確からしさを高速かつ容易に確認できるようにし、高品質なパターンの描画を高いスループットで実行することができるという効果がある。 According to the present invention, it is possible to confirm the reliability of DMD drawing data extraction with respect to a drawing position at high speed and easily, and high-quality pattern drawing can be executed with high throughput.
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。この実施の形態では、パターン作成装置の一例として露光装置を例に説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。図2は、図1に示す露光装置の側面図、図3は、図2に示す露光装置の正面図である。露光装置は、ベース3、Xガイド4、Xステージ5、Yガイド6、Yステージ7、θステージ8、チャック10、ゲート11、光ビーム照射装置20、リニアスケール31,33、エンコーダ32,34、レーザー測長システム制御装置40、ステージ駆動回路60、及び主制御装置70を含んで構成されている。なお、図2及び図3では、レーザー測長システムのレーザー光源41、レーザー測長システム制御装置40、ステージ駆動回路60、及び主制御装置70を省略している。露光装置は、これらの他に、基材としての基板1をチャック10へ搬入し、また基板1をチャック10から搬出する基板搬送ロボット、装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えているが、これらの図示も省略している。なお、図1〜図3における実施の形態では、X方向及びY方向は例示であって、これらのX方向とY方向とを互いに入れ替えてもよいことは言うまでもない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, an exposure apparatus will be described as an example of a pattern creation apparatus. FIG. 1 is a view showing the schematic arrangement of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a side view of the exposure apparatus shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a front view of the exposure apparatus shown in FIG. The exposure apparatus includes a
図1〜図3に示すように、チャック10は、基板1の受け渡しを行う受け渡し位置にある。受け渡し位置において、図示しない基板搬送ロボットにより基板1がチャック10へ搬入され、また図示しない基板搬送ロボットにより基板1がチャック10から搬出される。チャック10は、基板1の裏面を真空吸着して支持する。基板1の表面には、フォトレジストなどの紫外線硬化樹脂である樹脂膜が塗布されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
基板1の露光を行う露光位置の上空に、ベース3を跨ぐようにゲート11が設けられている。ゲート11には、複数の光ビーム照射装置20が搭載されている。なお、この実施の形態は、8つの光ビーム照射装置20を用いた露光装置の例を示しているが、光ビーム照射装置の数はこれに限らず、1つ又は2つ以上の光ビーム照射装置を用いた露光装置に適用される。
A
図4は、光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。光ビーム照射装置20は、光ファイバー22、レンズ23、ミラー24、DMD(Digital Micromirror Device)25、投影レンズ26、及びDMD駆動回路27を含んで構成されている。光ファイバー22は、レーザー光源ユニット21から発生された紫外線光ビームを、光ビーム照射装置20内へ導入する。光ファイバー22から射出された光ビームは、レンズ23及びミラー24を介して、DMD25へ照射される。DMD25は、光ビームを反射する複数の微小なミラーを直交する二方向に配列して構成された空間的光変調器であり、各ミラーの角度を変更して光ビームを変調する。DMD25により変調された光ビームは、投影レンズ26を含むヘッド部20aによって基板1の表面に照射される。DMD駆動回路27は、主制御装置70から供給される描画データに基づいて、DMD25の各ミラーの角度を変更する。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the light beam irradiation apparatus. The light
図1〜図3に示すように、チャック10は、θステージ8の上側に搭載されている。θステージ8の下側にはXステージ5及びYステージ7が設けられている。Xステージ5は、ベース3の上面に設けられた4本のXガイド4上に搭載され、Xガイド4に沿ってX方向へ移動するようになっている。Yステージ7は、Xステージ5の上面に設けられた2本のYガイド6上に搭載され、Yガイド6に沿ってY方向へ移動するようになっている。θステージ8は、Yステージ7上に搭載され、チャック10をθ方向へ回転制御している。Xステージ5、Yステージ7及びθステージ8には、ボールねじ及びモータや、リニアモータ等の図示しない駆動機構がそれぞれ設けられており、各駆動機構は、図1のステージ駆動回路60によって駆動制御されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the
θステージ8がチャック10をθ方向へ回転することによって、チャック10に搭載された基板1は、それぞれの直交する二辺がX方向及びY方向へ合致するように回転制御される。Xステージ5は、X方向へ移動することによって、チャック10を受け渡し位置と露光位置との間で移動させる。露光位置において、Xステージ5がX方向へ移動することによって、各光ビーム照射装置20のヘッド部20aから照射される光ビームが、基板1の表面をX方向へ走査することになる。また、Yステージ7がY方向へ移動することによって、各光ビーム照射装置20のヘッド部20aから照射される光ビームのX方向の操作領域がY方向へ移動することになる。図1に示すように、主制御装置70は、ステージ駆動回路60に制御信号を出力し、ステージ駆動回路60を制御することによって、θステージ8のθ方向の回転量及び回転位置、Xステージ5のX方向の移動量及び移動位置、及びYステージ7のY方向の移動量及び移動位置の制御を行なう。
When the
なお、この実施の形態では、チャック10はXステージ5と共にX方向へ移動することによって、光ビーム照射装置20からの光ビームを用いた基板1の走査が行なわれているが、光ビーム照射装置20を移動することによって、光ビーム照射装置20からの光ビームを用いた基板1の走査が行なわれるようにしてもよい。また、チャック10及び光ビーム照射装置20の両方をX方向に移動するようにしてもよい。同様に、チャック10はYステージ7と共にY方向へ移動することによって、光ビーム照射装置20からの光ビームを用いた基板1の走査領域が変更されるようにしているが、光ビーム照射装置20を移動することによって、光ビーム照射装置20からの光ビームを用いた基板1の走査領域の変更が行なわれるようにしてもよい。この場合も同様に、チャック10及び光ビーム照射装置20の両方をY方向へ移動するようにしてもよい。
In this embodiment, the
図1〜図3に示すように、ベース3の側縁部上には、X方向へ伸びるリニアスケール31が設置されている。リニアスケール31は、Xステージ5のX方向への移動量を検出するためのエンコーダ32用の目盛を備えている。また、Xステージ5の側縁部上には、Y方向へ伸びるリニアスケール33が設置されている。リニアスケール33は、Yステージ7のY方向への移動量を検出するためのエンコーダ34用の目盛を備えている。
As shown in FIGS. 1 to 3, a
図1〜図3に示すように、Xステージ5の一側面には、リニアスケール31の目盛に対向して、エンコーダ32が取り付けられている。エンコーダ32は、リニアスケール31の目盛を検出し、その検出パルス信号を主制御装置70へ出力する。Yステージ7の一側面には、リニアスケール33の目盛に対向して、エンコーダ34が取り付けられている。エンコーダ34は、リニアスケール33の目盛を検出し、その検出パルス信号を主制御装置70へ出力する。主制御装置70は、エンコーダ32,34からのパルス信号をカウントして、Xステージ5のX方向及びYステージ7のY方向の移動量を検出し、その位置を特定する。
As shown in FIGS. 1 to 3, an
図5は、図1の露光装置に設けられたレーザー測長システムの動作を説明する図である。図5において、図1と同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。また、図5では、レーザー測長システムの動作説明に必要なデバイスのみを示し、図1のゲート11及び光ビーム照射装置20などは省略してある。レーザー測長システムは、公知のレーザー干渉式の測長システムで構成されており、レーザー光源41、レーザー干渉計42,44、及びバーミラー43,45を含んで構成されている。バーミラー43は、チャック10のY方向へ伸びる一側面に取り付けられている。また、バーミラー45は、チャック10のX方向へ伸びる一側面に取り付けられている。
FIG. 5 is a view for explaining the operation of the laser length measurement system provided in the exposure apparatus of FIG. In FIG. 5, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. In FIG. 5, only devices necessary for explaining the operation of the laser length measurement system are shown, and the
レーザー干渉計42は、レーザー光源41から出射され、ハーフミラー46及びミラー47によって導入されたレーザー光を受光する。レーザー干渉計42は、受光したレーザー光をバーミラー43へ照射し、バーミラー43により反射されたレーザー光を受光する。レーザー干渉計42は、レーザー光源41からのレーザー光とバーミラー43によって反射されたレーザー光との干渉を、Y方向の2箇所で測定する。レーザー干渉計42は、Y方向の2箇所で干渉をそれぞれ測定することによって、チャック10の回転を検出している。レーザー測長システム制御装置40は、主制御装置70の制御によって、レーザー干渉計42の測定結果を取り込み、チャック10のX方向の位置及び回転を検出する。
The
レーザー干渉計44は、レーザー光源41から出射され、ハーフミラー46及びミラー48によって導入されたレーザー光を受光する。レーザー干渉計44は、受光したレーザー光をバーミラー45へ照射し、バーミラー45により反射されたレーザー光を受光する。レーザー干渉計44は、レーザー光源41からのレーザー光とバーミラー45により反射されたレーザー光との干渉を測定する。レーザー測長システム制御装置40は、主制御装置70の制御によって、レーザー干渉計44の測定結果を取り込み、チャック10のY方向の位置を検出する。なお、レーザー干渉計44によってX方向の2箇所で干渉を測定することによってチャック10の回転を検出するようにしてもよい。また、レーザー干渉計42,44の両方でチャック10の回転を検出してもよい。
The
図6は、図1、図4及び図5に示す主制御装置70の概略構成を示すブロック図である。図6に示すように、主制御装置70は、光ビーム照射装置20の8個のDMD駆動回路27へ描画データを供給する描画データ生成部78及び描画制御部71を有する。なお、主制御装置70はこれ以外の構成手段を含んで構成されているが、ここでは描画データ生成部78及び描画制御部71について示す。図7は、図6の描画制御部の概略構成を示す図である。図7においては、図6に示されている描画データ生成部78及び描画データレイヤ制御部82については図示を省略してある。また、図6においては、図7に示されている中心点座標決定部74に対する入力系については図示を省略してある。
FIG. 6 is a block diagram showing a schematic configuration of
図6に示すように、描画データ生成部78は、描画図形座標メモリ79、座標補正部80、及び描画データ生成部81を含んで構成される。描画図形座標メモリ79は、描画されるべき図形座標データを格納している。座標補正部80は、描画図形座標メモリ79に格納されている図形座標データを実際の図形描画位置座標に補正する。描画データ生成部81は、補正後の図形座標データに基づいて塗り潰された描画したい図形に関する描画データを、描画制御部71の描画データレイヤ制御部82に供給する。描画制御部71は、前段となる描画データ生成部78から描画したい図形に関する描画データを受け取り、描画データレイヤ制御部82にて描画データ用メモリ72内の各レイヤ721〜72nに振り分けて格納する。
As shown in FIG. 6, the drawing
図7に示すように、描画制御部71は、描画データ用メモリ72、バンド幅設定部73、中心点座標決定部74、座標決定部75、DMD傾斜演算部84及びデータシフト回路83にて構成されている。描画データ用メモリ72は、各光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27へ供給する描画データを、そのXY座標をアドレスとして記憶している。バンド幅設定部73は、描画データ用メモリ72から読み出す描画データのY座標の範囲を決定することにより、光ビーム照射装置20のヘッド部20aから照射される光ビームのY方向のバンド幅を設定する。
As shown in FIG. 7, the
レーザー測長システム制御装置40は、露光位置における基板1の露光を開始する前のチャック10のXY方向の位置を検出する。中心点座標決定部74は、レーザー測長システム制御装置40が検出したチャック10のXY方向の位置に基づいて、基板1の露光を開始する前のチャック10の中心点のXY座標を決定する。図1に示すように、光ビーム照射装置20から出射される光ビームを用いて基板1の走査を行う場合、主制御装置70は、ステージ駆動回路60を制御して、Xステージ5によってチャック10をX方向へ移動させる。基板1の走査領域を変更する場合、主制御装置70は、ステージ駆動回路60を制御して、Yステージ7によりチャック10をY方向へ移動させる。図7において、中心点座標決定部74は、エンコーダ32,34からのパルス信号をカウントして、Xステージ5のX方向への移動量及びYステージ7のY方向への移動量をそれぞれ検出し、チャック10の中心点のXY座標を決定する。座標決定部75は、中心点座標決定部74が決定したチャック10の中心点のXY座標に基づき、各光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27へ供給する描画データのXY座標を決定する。
The laser length measurement
図8は、従来の露光装置が走査露光実行時に描画制御部内の描画データ用メモリからDMD駆動回路へ供給される描画データを抽出する動作の一例を示す図である。図8は、描画データを所定の面積の各露光領域2aに対応させて模式的に図示したものであり、図中の灰色で示した十字形状部のパターンが露光される領域を示している。また、図8では、描画データに対応して、DMD25の各ミラー25aを太枠で示し、各ミラー25aの中心点を黒く塗りつぶした四角形で示している。なお、実際のDMD25では、各ミラー25aの間に1[μm]程度の隙間が設けられているが、図8では各ミラー25aの隙間は省略してある。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an operation in which a conventional exposure apparatus extracts drawing data supplied to a DMD driving circuit from a drawing data memory in the drawing control unit when performing scanning exposure. FIG. 8 schematically shows drawing data corresponding to each
図8に示すように、従来は、描画データ生成部78で生成された描画データを、その座標に従って順番に描画データ用メモリ72に記憶している。そして、後述する座標決定部75で決定されたXY座標に基づき、各光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27へ供給する描画データのXY座標を求め、これをDMD25の各ミラー25aの中心点の位置に対応する座標の描画データを、描画データ用メモリ72から抽出している。そのため、従来は、DMD25の各ミラー25aの中心点の位置に対応する座標の描画データが、描画データ用メモリ72内に飛び飛びに散在しているため、図8に示すように、DMD25の各ミラーの中心点の位置に対応する座標の描画データを描画データ用メモリ72から別々に読み出して、各行にあわせたデータへ整列させた後にDMD駆動回路27に供給する必要があった。すなわち、図8に示すように、横4行縦4列のDMD25の各ミラーの中心点の位置に対応する座標の描画データをDMD横1行目のデータ、DMD横2行目のデータ、DMD横3行目のデータ、DMD横4行目のデータとして、DMD25の各ミラー25aの中心点の位置に対応する横4行縦4列の描画データを抽出している。そのため、これらの抽出処理に時間が掛かって、光ビームによる基板1の走査速度を速くすることができなかった。
As shown in FIG. 8, conventionally, the drawing data generated by the drawing
以下、本発明の一実施の形態に係るパターン形成方法が実行する描画方法の一例について説明する。この実施の形態では、描画データレイヤ制御部82の機能について説明する。図9は、描画データレイヤ制御部が描画データを描画データ用メモリに書き込む動作の一例を示す図である。図9は、図8と同様に、描画データを所定の面積の各露光領域2aに対応させて模式的に図示したものであり、図中の灰色で示した部分が、パターンとして露光される領域を示している。図9(A)には、図8のDMD縦2列目の描画データに対応したパターンが示してある。このパターンにおいて、DMD25の各ミラー25aに対応した領域が太枠で示してある。図9(B)には、各DMD25のミラー25aの中心点を「+」文字で示している。図9(B)に示すように、二次元配列されたDMD25の各ミラー25aの中心座標の間隔は等しくなっている。すなわち、図9(B)に示すように、DMD25の各ミラー25aは、同じピッチPで等間隔に並んでおり、各ミラー25aの中心点の位置に対応する描画データの座標の間隔も共に等しい。
Hereinafter, an example of a drawing method executed by the pattern forming method according to the embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the function of the drawing data
描画データ生成部81からは、図9(C)に示すような描画分解能にて描画されたデータが供給される。描画データレイヤ制御部82は、この描画分解能にて描画されたデータに基づいて、DMD中心座標間隔を描画分解能で分割したレイヤ番号に分類し、DMD間隔ごとのデータが同一のレイヤとなるように並び替えを行う。例えば、図9に示すように、描画データレイヤ制御部82は、描画データ生成部78の描画データ生成部81から供給される描画データを、光ビームによる基板1の走査方向及びこれと直交する方向において、DMD25の隣接するミラー25aの中心点間の距離を描画分解能で割った数n個(図では9個)に分割し、隣接するミラー25aの中心点間の距離に応じた等間隔の座標の描画データが同じ分類となるように、描画データの並び替えを行う。そして、描画データレイヤ制御部82は、並び替えた描画データを、等間隔の座標毎に描画データ用メモリ72の各レイヤ721〜729に振り分けて、等間隔の座標毎にまとめて描画データ用メモリ72の各レイヤ721〜729に書き込む。図9(C)は、描画データ用メモリ72のレイヤ721〜729に記憶する描画データの抽出及び並び替えを示している。
Data drawn with a drawing resolution as shown in FIG. 9C is supplied from the drawing
図10は、図8の描画データが描画データ用メモリの各レイヤに抽出及び並び替えられて格納される様子を模式的に示した図である。図10(A)は、描画データ生成部で生成された描画データの一例を示す図であり、図8の描画データに対応している。図10(A)の描画データは、DMD25のミラー25aが横5行縦5列に対応したものである。図10(B)は、描画データ用メモリの各レイヤ721〜729に記憶される描画データの一例を示す図である。図10(A)は、図8と同様に、描画データを所定の面積の各露光領域2aに対応させて模式的に図示したものであり、図中の灰色で示した部分が、パターンが露光される領域を示している。図10(A)に示す描画データ生成部81で生成された描画データは、描画データレイヤ制御部82によって、図10(B)に示すように、描画データ用メモリ72の各レイヤ721〜729に格納される。各レイヤ721〜729に格納された描画データはDMD25の中心座標ごとに纏められているので、座標決定部75にて決定されたXY座標によって、DMD駆動回路27へ供給される描画データは、DMD行ごとに必ず1個のレイヤ内の連続したデータとなるため、容易にDMD駆動回路27へ供給することが可能となる。この実施の形態では、DMD25の隣接するミラー25aが横5行縦5列であり、各ミラー25aの中心点間の距離を描画分解能で割った数が9個の場合を一例として示している。従って、DMD25のミラー25aの一辺が10〜15[μm]の正方形のミラーで構成され、このミラーがDMD25の長辺方向に1024個、DMD25の短辺方向に256個配列されている場合には、各レイヤの描画データは、このミラーの配列に応じた大きさのものとなる。
FIG. 10 is a diagram schematically showing how the drawing data of FIG. 8 is extracted and rearranged and stored in each layer of the drawing data memory. FIG. 10A is a diagram illustrating an example of the drawing data generated by the drawing data generation unit, and corresponds to the drawing data of FIG. In the drawing data in FIG. 10A, the
図10(B)に示すように、描画データ用メモリ2の各レイヤ721〜72nに記憶された描画データは、DMD25の各ミラー25aの中心点の位置に対応する座標毎に纏められているので、従来のようにDMD25の各ミラー25aの中心点の位置に対応する座標の描画データを描画データ用メモリ72から別々に読み出して並び替える必要がなく、座標決定部75で決定したXY座標により、DMD駆動回路27へ供給する描画データが、DMD行ごとに必ず描画データ用メモリ72の各レイヤ721〜72nの1個のレイヤ内の連続したデータとなるため、容易にDMD駆動回路27へ高速に供給することが可能となる。
As shown in FIG. 10B, the drawing data stored in each of the
図7において、描画制御部71のバンド幅設定部73は、描画データ用メモリ72から読み出す描画データのY座標の範囲を決定することにより、光ビーム照射装置20のヘッド部20aから照射される光ビームのY方向のバンド幅を設定する。
In FIG. 7, the
図7おいて、レーザー測長システム制御装置40は、露光位置における基板1の露光を開始する前のチャック10のXY方向の位置を検出する。中心点座標決定部74は、レーザー測長システム制御装置40が検出したチャック10のXY方向の位置から、基板1の露光を開始する前のチャック10の中心点のXY座標を決定する。図1において、光ビーム照射装置20からの光ビームにより基板1の走査を行う際、主制御装置70は、ステージ駆動回路60を制御して、Xステージ5によりチャック10をX方向へ移動させる。基板1の走査領域を移動する際、主制御装置70は、ステージ駆動回路60を制御して、Yステージ7によりチャック10をY方向へ移動させる。図7において、中心点座標決定部74は、エンコーダ32,34からのパルス信号をカウントして、Xステージ5のX方向への移動量及びYステージ7のY方向への移動量を検出し、チャック10の中心点のXY座標を決定する。
In FIG. 7, the laser length measurement
座標決定部75は、中心点座標決定部74が決定したチャック10の中心点のXY座標に基づき、読み出しを行う描画データの座標の1つを決定し、決定した座標から、描画データの読み出しを行う描画データ用メモリ72のレイヤ721〜72nを選択する。図10(B)に示すように、等間隔の座標毎にまとめて描画データ用メモリ72の各レイヤ721〜72nに振り分けて書き込むことによって、描画データの読み出しを行うレイヤ721〜72nを選択するだけで、描画データを等間隔の座標毎にまとめて読み出すことができる。
The coordinate
図11は、本発明の一実施の形態に係る露光装置において、描画データの座標を補正する動作を説明する図である。図11は、図10と同様に、描画データを所定の面積の各露光領域2aに対応させて模式的に図示したものであり、図中の灰色で示した十字形状部分が、パターンが露光される領域を示している。また、図11では、座標を補正した後の描画データにより描画されるパターンの輪郭を太枠の十字形状で示している。例えば、光ビーム照射装置20のヘッド部20aの位置ずれの検出結果に基づき、DMD駆動回路27へ供給する描画データの座標を補正する場合について説明する。このとき、図11に示すように、描画データの座標を走査方向(X方向)に対して直交する方向(Y方向)へ補正する動作は、描画データを読み出す描画データ用メモリ72のレイヤ721〜72nをその補正量(補正値)に応じて変更することによって実行する。描画データの座標を走査方向(X方向)へ補正する動作は、描画データ用メモリ72の各レイヤ721〜72n内の読み出し開始アドレスをその補正量に応じて変更することによって実行する。
FIG. 11 is a view for explaining the operation of correcting the coordinates of the drawing data in the exposure apparatus according to one embodiment of the present invention. FIG. 11 schematically shows the drawing data corresponding to each
例えば、図11の場合、座標補正は、描画データ用メモリ72のレイヤ721の読み出し直後に実行されるものとして説明する。座標補正後の描画データは、座標補正前の描画データに対して、描画分解能でY方向に−1、X方向に+1だけ座標が補正されることになる。すなわち、灰色で示した十字形状部分に対して、太枠で示す十字形状部分は、図11に示すように左斜め上方に全体的にシフトしている。従って、座標補正前は、描画データ用メモリ72のレイヤ721の横1行目のそれぞれ真ん中の太枠四角形で示す位置が、読み出し開始アドレスとなる。この位置は、縦5列目のアドレスである。座標補正後は、X方向のデータとして、描画データ用メモリ72のレイヤ723が選択され、Y方向のデータとして、縦4列目のアドレスが選択される。そして、これ以降は、描画データ用メモリ72のレイヤ724〜729から順番に縦4列目のアドレスが選択される。なお、図11(B)のレイヤ724〜729において、選択される縦4列目のアドレスに対応したデータが太枠四角形として示してある。このように、描画データ用メモリ72の各レイヤを選択し、そのアドレスを変更して読み出しを行うことによって、描画データの座標を再度演算する必要がないため、パターンの描画精度を容易に向上することができる。すなわち、二方向に配列した空間的光変調器の各ミラーの中心座標点が等間隔で並ぶことに着目し、等間隔の描画データをレイヤとして管理・記憶することによって、走査移動によって更新される座標により求められる空間的光変調器の座標1点が判れば、等間隔である全ての変調器の座標を確定することができ、これが同一のレイヤとして管理されているので、連続したデータとして容易にデータを抽出することが可能である。
For example, in the case of FIG. 11, the coordinate correction is described as being performed immediately after reading the
この実施の形態では、図11に示すように、光ビーム照射装置20のヘッド部20aから照射される光ビームの位置ずれの検出結果に基づき、光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27へ供給する描画データの座標を補正している。補正された座標の描画データは、各DMD駆動回路27へ供給されることによって、DMD25のミラー25aの分解能よりもパターン描画の精度を向上することができる。しかし、DMD25のミラー25aの分解能よりも高精度に描画することによって、描画データのXY座標に変化があったとしても、その変化を描画されたパターンから把握することは困難な状況にあった。例えば、図11(B)示す描画データ用メモリ72のレイヤ721〜729の各格納データを見ると、レイヤ723〜728の格納データは同じ構成となっている。従って、座標補正が描画データ用メモリ72のレイヤ723〜728の間で行なわれた場合、レイヤ723〜728のデータ構成が同じであり、その移動量もDMD25のミラー25aの分解能よりも十分に小さいために、描画されたパターンを通常のCCDカメラ等を用いて取得したとしても、その移動量の差を認識するのは困難である。
In this embodiment, as shown in FIG. 11, based on the detection result of the positional deviation of the light beam emitted from the
図12は、描画データ分解能単位において座標補正が行なわれた場合に、その座標補正による変化を判別することのできる方法を説明する図である。DMDミラー分解能以下の変化を判別するために、この実施の形態では、判別可能なデータを予め描画データ用メモリ72の特定のレイヤ(例えば、レイヤ72n−1,72n)に格納し、そのデータに基づいてDMD25のミラー25aの一部を使用して、描画領域の余白部分に描画分解能単位の変化の状態を、描画分解能に対応した横9行縦9列のデータで構成しているので、「0」〜「8」の数字などの文字パターンとして描画するようにした。図12(A)及び図12(B)に示すように、DMD25のミラー25aの横3行縦5列に対応した描画データ用メモリ72の各レイヤ領域に、それぞれ判別可能なデータとして数字「0」〜「8」に対応したものが格納されている。各レイヤ領域の判別可能データは、ミラー25aの描画分解能に対応した横9行縦9列のデータで構成されている。図12(A)は、描画データの座標が走査方向(X方向)に補正された場合の補正量を判別するための判別可能データの一例を示す。図12(B)は、描画データの座標が走査方向(X方向)に対して直交する方向(Y方向)に補正された場合の補正量を判別するための判別可能データの一例を示す。これらの判別可能データは、描画データの内容と関係なく、X方向及びY方向の補正量に対応した行及び列のデータが読み出されるようになっている。このように、各レイヤ間に格納されるデータは、数字などを含む文字などの不連続で判別しやすいデータとすることで、補正による微妙な座標のずれを容易に判別することが可能となる。
FIG. 12 is a diagram for explaining a method capable of determining a change due to coordinate correction when coordinate correction is performed in the drawing data resolution unit. In this embodiment, in order to discriminate changes below the DMD mirror resolution, discriminable data is stored in advance in a specific layer (for example,
X方向及びY方向の補正量(補正値)が共に「0」の場合は、図12(A)及び(B)に示す横9行縦9列の各レイヤ領域の判別可能データの横1行目縦5列目の太枠四角形で示す位置のデータがそれぞれ読み出される。各レイヤ領域の横1行目縦5列目の太枠四角形で示す位置のデータのうち、灰色で示した部分が横3行縦5列のミラー25aによって露光される。図12(A)及び(B)の各レイヤ領域から読み出されたデータによる露光によって、図12(C)に示すような数字「0」の露光パターン120及び数字「4」の露光パターン121が描画される。
When both the correction amounts (correction values) in the X direction and the Y direction are “0”, one horizontal row of discriminable data for each layer region of 9 rows by 9 columns shown in FIGS. Data at positions indicated by thick squares in the fifth column are read out. Of the data at the position indicated by the thick square in the first row and fifth column of each layer area, the gray portion is exposed by the
一方、図11(A)に示すように、X方向+1、Y方向に−1だけ座標が補正された場合は、図12(A)及び(B)に示す横9行縦9列の各レイヤ領域の判別可能データの横2行目縦4列目の太枠四角形で示す位置のデータがそれぞれ読み出される。各レイヤ領域の横2行目縦4列目の太枠四角形で示す位置のデータのうち、灰色で示した部分が横3行縦5列のミラー25aによって露光される。図12(A)及び(B)の各レイヤ領域から読み出されたデータによる露光によって、図12(C)に示すように数字「1」の露光パターン122及び数字「3」の露光パターン123が描画される。
On the other hand, as shown in FIG. 11A, when the coordinates are corrected by −1 in the X direction and −1 in the Y direction, each layer of 9 rows by 9 columns shown in FIGS. 12A and 12B. Data at positions indicated by thick squares in the second horizontal row and the fourth vertical column of the area discriminable data are respectively read. Of the data at the position indicated by the thick square in the 2nd row and 4th column of each layer area, the gray portion is exposed by the
すなわち、図12(A)に示す横9行縦9列の各レイヤ領域の判別可能データは、X方向の補正量に対応したデータが行方向(横方向)に格納されており、列方向(縦方向)のデータはそれぞれ共通である。従って、X方向の補正量が「0」の場合には、数字「0」に対応した横1行目のデータが読みだされ、X方向の補正量が「+1」の場合には、数字「1」に対応した横2行目のデータが読みだされる。以下、同様にX方向の補正量に応じた各行のデータが読みだされる。図12(A)に示す横9行縦9列の判別可能データの各行のデータは、順番に図12(D)に示すような「0」〜「8」の数字のパターンを構成している。一方、図12(B)に示す横9行縦9列の各レイヤ領域の判別可能データは、Y方向の補正量に対応したデータが列方向(縦方向)に格納されており、行方向(横方向)のデータはそれぞれ共通である。従って、Y方向の補正量が「0」の場合には、数字「4」に対応した縦5列目のデータが読みだされ、Y方向の補正量が「−1」の場合には、数字「3」に対応した縦4列目のデータが読みだされ、Y方向の補正量が「+1」の場合には、数字「5」に対応した縦6列目のデータが読みだされる。以下、同様に、Y方向の補正量に応じて各列のデータが読み出される。図12(B)に示す横9行縦9列の判別可能データの各列のデータは、順番に図12(D)に示すような「0」〜「8」の数字のパターンを構成している。 That is, in the discriminable data of each layer region of 9 rows by 9 columns shown in FIG. 12A, data corresponding to the correction amount in the X direction is stored in the row direction (horizontal direction), and the column direction ( The data in the vertical direction) is common. Accordingly, when the correction amount in the X direction is “0”, the data in the first horizontal row corresponding to the number “0” is read, and when the correction amount in the X direction is “+1”, the number “ The data in the second horizontal row corresponding to “1” is read out. Similarly, the data of each row corresponding to the correction amount in the X direction is read out. The data of each row of the discriminable data of 9 rows by 9 columns shown in FIG. 12A constitutes a pattern of numbers “0” to “8” as shown in FIG. . On the other hand, the discriminable data of each layer region of 9 rows by 9 columns shown in FIG. 12B stores data corresponding to the correction amount in the Y direction in the column direction (vertical direction). The data in the horizontal direction are the same. Therefore, when the correction amount in the Y direction is “0”, the data in the fifth column corresponding to the number “4” is read, and when the correction amount in the Y direction is “−1”, the number The data in the fourth column corresponding to “3” is read, and when the correction amount in the Y direction is “+1”, the data in the sixth column corresponding to the number “5” is read. Hereinafter, similarly, data of each column is read according to the correction amount in the Y direction. The data of each column of the discriminable data of 9 rows by 9 columns shown in FIG. 12 (B) is composed of a number pattern of “0” to “8” as shown in FIG. 12 (D) in order. Yes.
以上のように、描画データの座標が走査方向(X方向)及びその直交方向(Y方向)に補正された場合の補正量を判別するための判別可能データを、描画データ用メモリ72の特定のレイヤに格納し、それを補正量に応じて読み出して、描画し、その描画パターンをチェックする機構で読み出すことによって、X方向及びY方向の補正量の変化を検出することができ、描画位置に対するDMDの描画データ抽出の確からしさを高速かつ容易に確認でき、また、高品質なパターンの描画を高いスループットで実行することができる。すなわち、従来困難とされていたDMD25のミラー25aのセルサイズ以下の分解能を持つデータの判定を容易に行なうことができる。このように判別可能データの描画処理は、テスト用基板に対して行なう。これによって、基板のどの部分で座標補正が発生するのかを目視することができるようになり、パターン形成におけるデータ作成等の補助として用いることができる。
As described above, the discriminable data for determining the correction amount when the coordinates of the drawing data are corrected in the scanning direction (X direction) and the orthogonal direction (Y direction) are specified in the drawing
図13〜図16は、光ビームに係る基板の走査を説明する図である。図13〜図16は、8つの光ビーム照射装置20からの8本の光ビームにより、基板1のX方向の走査を4回行って、基板1全体を走査する例を示している。図13〜図16においては、各光ビーム照射装置20のヘッド部20aが破線で示されている。各光ビーム照射装置20のヘッド部20aから照射された光ビームは、Y方向にバンド幅Wを有し、Xステージ5のX方向への移動によって、基板1を矢印で示す方向へ走査する。
13 to 16 are diagrams for explaining the scanning of the substrate according to the light beam. FIGS. 13 to 16 show an example in which the
図13は、1回目の走査を示し、X方向への1回目の走査により、図13に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。1回目の走査が終了すると、Yステージ7のY方向への移動により、基板1がY方向へバンド幅Wと同じ距離だけ移動される。図14は、2回目の走査を示し、X方向への2回目の走査により、図14に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。2回目の走査が終了すると、Yステージ7のY方向への移動により、基板1がY方向へバンド幅Wと同じ距離だけ移動される。図15は、3回目の走査を示し、X方向への3回目の走査により、図15に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。3回目の走査が終了すると、Yステージ7のY方向への移動により、基板1がY方向へバンド幅Wと同じ距離だけ移動される。図16は、4回目の走査を示し、X方向への4回目の走査により、図16に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われ、基板1全体の走査が終了する。
FIG. 13 shows the first scan, and a pattern is drawn in the scan area shown in gray in FIG. 13 by the first scan in the X direction. When the first scanning is completed, the
複数の光ビーム照射装置20からの複数の光ビームにより基板1の走査を並行して行うことにより、基板1全体の走査に掛かる時間を短くすることができ、タクトタイムを短縮することができる。なお、図13〜図16では、基板1のX方向の走査を4回行って、基板1全体を走査する例を示したが、走査の回数はこれに限らず、基板1のX方向の走査を3回以下又は5回以上行って、基板1全体を走査してもよい。
By scanning the
以上説明した実施の形態によれば、露光領域の同じ位置の描画データを、光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27へ複数回供給し、複数回供給する描画データの一部を、露光領域の隣接する位置の描画データとして、光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27へ供給することにより、パターンのエッジのぎざぎざを目立たなくし、またモアレの発生を抑制して、描画品質を向上させることができる。
According to the embodiment described above, drawing data at the same position in the exposure area is supplied to the
本発明の露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うことにより、パターンのエッジのぎざぎざを目立たなくし、またモアレの発生を抑制して、描画品質を向上させることができるので、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。 By performing exposure of the substrate using the exposure apparatus or exposure method of the present invention, the jagged edges of the pattern can be made inconspicuous, and the generation of moire can be suppressed to improve the drawing quality. A display panel substrate can be manufactured.
例えば、図17は、液晶ディスプレイ装置のTFT基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程(ステップS191)では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長(CVD)法等により、基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程(ステップS192)では、ロール塗布法等によりフォトレジストを塗布して、薄膜形成工程(ステップS191)で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程(ステップS193)では、露光装置を用いて、フォトレジスト膜にパターンを形成する。現像工程(ステップS194)では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程(ステップS195)では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程(ステップS191)で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程(ステップS196)では、エッチング工程(ステップS195)でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄/乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、基板上にTFTアレイが形成される。 For example, FIG. 17 is a flowchart showing an example of the manufacturing process of the TFT substrate of the liquid crystal display device. In the thin film forming step (step S191), a thin film such as a conductor film or an insulator film, which becomes a transparent electrode for driving liquid crystal, is formed on the substrate by sputtering, plasma chemical vapor deposition (CVD), or the like. In the resist coating process (step S192), a photoresist is coated by a roll coating method or the like to form a photoresist film on the thin film formed in the thin film forming process (step S191). In the exposure step (step S193), a pattern is formed on the photoresist film using an exposure apparatus. In the development process (step S194), a developer is supplied onto the photoresist film by a shower development method or the like to remove unnecessary portions of the photoresist film. In the etching process (step S195), a portion of the thin film formed in the thin film formation process (step S191) that is not masked by the photoresist film is removed by wet etching. In the stripping step (step S196), the photoresist film that has finished the role of the mask in the etching step (step S195) is stripped with a stripping solution. Before or after each of these steps, a substrate cleaning / drying step is performed as necessary. These steps are repeated several times to form a TFT array on the substrate.
また、図18は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程(ステップS201)では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程(ステップS202)では、染色法や顔料分散法等により、基板上に着色パターンを形成する。この工程を、R、G、Bの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程(ステップS203)では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程(ステップS204)では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄/乾燥工程が実施される。 FIG. 18 is a flowchart showing an example of the manufacturing process of the color filter substrate of the liquid crystal display device. In the black matrix forming step (step S201), a black matrix is formed on the substrate by processes such as resist coating, exposure, development, etching, and peeling. In the colored pattern forming step (step S202), a colored pattern is formed on the substrate by a staining method, a pigment dispersion method, or the like. This process is repeated for the R, G, and B coloring patterns. In the protective film forming step (step S203), a protective film is formed on the colored pattern, and in the transparent electrode film forming step (step S204), a transparent electrode film is formed on the protective film. Before, during or after each of these steps, a substrate cleaning / drying step is performed as necessary.
図17に示したTFT基板の製造工程では、露光工程(ステップS193)において、図18に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程(ステップS201)及び着色パターン形成工程(ステップS202)の露光処理において、本発明の露光装置又は露光方法を適用することができる。 In the TFT substrate manufacturing process shown in FIG. 17, in the exposure process (step S193), in the color filter substrate manufacturing process shown in FIG. 18, in the black matrix forming process (step S201) and the colored pattern forming process (step S202). In this exposure process, the exposure apparatus or the exposure method of the present invention can be applied.
上述の実施の形態では、紫外線硬化樹脂の塗布された基板としてTFT基板やカラーフィルタ基板を例に説明したが、これ以外に光硬化樹脂の塗布された基板上に、光ビームを空間的光変調器を用いて変調照射することによって光硬化樹脂に所定のパターンを描画するものに適用することが可能である。 In the above-described embodiment, the TFT substrate or the color filter substrate is described as an example of the substrate to which the ultraviolet curable resin is applied, but the light beam is spatially modulated on the substrate to which the photocurable resin is applied. It is possible to apply to a device in which a predetermined pattern is drawn on a photo-curing resin by performing modulated irradiation using a container.
なお、本明細書中において、基材とは、板状(通常基板と呼ばれるもの)やフィルム状のものを含む概念である。また、特定の波長の光によって重合や硬化などの化学反応を起こす樹脂とは、フォトレジストなどの紫外線硬化樹脂、スクリーン印刷等の製版に使用される樹脂、ホログラフィーの記録媒体用樹脂、ラピッドプロトタイピングの樹脂などを含むものである。 In addition, in this specification, a base material is a concept including a plate shape (what is usually called a board | substrate) and a film-like thing. Resins that cause a chemical reaction such as polymerization and curing by light of a specific wavelength include ultraviolet curable resins such as photoresists, resins used for plate making such as screen printing, resins for holographic recording media, and rapid prototyping. Including the above resin.
この実施の形態に係るパターン形成方法及び装置は、印刷(プリンタブル)技術によってフレキシブル基板などに、表示回路あるいは電子部品を作成するプリンタブルエレクトロニクス分野で使用される印刷技術によって基材(基板、フィルムなどの樹脂性のものを含む)に印刷用の版(マスク)をパターンニングする技術分野に応用可能である。また、画像データに応じて変調された光を感光層上に結像させて、該感光層を露光し、パッケージ基材を含むプリント配線基材分野あるいは半導体分野における高精細な永久パターン(保護膜、層間絶縁膜、及びソルダーレジストパターン)を効率よく形成するパターン形成装置にも応用可能である。このような印刷技術で作成される回路としては、例えば、電子ペーパ、電子看板、プリンタブルTFTなどがある。 The pattern forming method and apparatus according to the present embodiment can be applied to a substrate (substrate, film, etc.) using a printing technique used in the field of printable electronics for creating a display circuit or an electronic component on a flexible substrate or the like by a printing (printable) technique. The present invention is applicable to the technical field of patterning a printing plate (mask) on a resinous material (including a resinous material). In addition, the light modulated according to the image data is imaged on the photosensitive layer, the photosensitive layer is exposed, and a high-definition permanent pattern (protective film) in the printed wiring substrate field or semiconductor field including the package substrate Further, the present invention can be applied to a pattern forming apparatus that efficiently forms an interlayer insulating film and a solder resist pattern. Examples of circuits created by such a printing technique include electronic paper, electronic signboards, and printable TFTs.
この実施の形態に係るパターン形成方法は、特定の波長の光によって重合や硬化などの化学反応を起こす樹脂を用いた基材の表面改質の分野にも応用可能である。また、半導体のSi貫通電極(through−silicon via、TSV)のチップ間の(リペア)配線などのパターンを形成する分野にも応用可能である。
さらに、これ以外にも、印刷の版を作成する装置、輪転機の版作成装置、リソグラフやプリポート等のステンシル印刷又は孔版印刷装置などにも応用可能である。スクリーン印刷等の製版装置、半導体装置のリペア方法及び装置、パッケージ基材を含むプリント配線基材製造装置、フラットパネルディスプレイやプリント基材などの微細な電極パターン、あるいは露光用マスクのパターン作成装置にも応用可能である。
基材には、ウエハ、プリント基材、フラットパネルディスプレイ、マスク、レチクルなど、さらには雑誌、新聞、本の複写に用いられる板型、これらをフィルム状にしたものなどが含まれる。
The pattern forming method according to this embodiment can be applied to the field of surface modification of a substrate using a resin that causes a chemical reaction such as polymerization or curing by light of a specific wavelength. Further, the present invention can be applied to the field of forming a pattern such as a (repair) wiring between chips of a semiconductor Si-through electrode (through-silicon via, TSV).
In addition to this, the present invention can also be applied to an apparatus for making a printing plate, a plate making apparatus for a rotary press, a stencil printing such as a lithograph or a preport or a stencil printing apparatus. For plate making equipment such as screen printing, semiconductor device repair methods and equipment, printed wiring board manufacturing equipment including package base materials, fine electrode patterns such as flat panel displays and printed base materials, or pattern making equipment for exposure masks Is also applicable.
Substrates include wafers, printed substrates, flat panel displays, masks, reticles, and the like, as well as plates used for copying magazines, newspapers and books, and those formed into films.
1…基板
10…チャック
11…ゲート
20…光ビーム照射装置
20a…ヘッド部
21…レーザー光源ユニット
22…光ファイバー
23…レンズ
24…ミラー
25…DMD(Digital Micromirror Device)
25a…ミラー
26…投影レンズ
27…DMD駆動回路
2a…各露光領域
3…ベース
31,33…リニアスケール
32,34…エンコーダ
4…Xガイド
40…レーザー測長システム制御装置
41…レーザー光源
42,44…レーザー干渉計
43,45…バーミラー
46…ハーフミラー
47,48…ミラー
5…Xステージ
6…Yガイド
60…ステージ駆動回路
7…Yステージ
70…主制御装置
71…描画制御部
72…描画データ用メモリ
721〜72n…レイヤ
73…バンド幅設定部
74…中心点座標決定部
75…座標決定部
78…描画データ生成部
79…描画図形座標メモリ
8…θステージ
80…座標補正部
81…描画データ生成部
82…描画データレイヤ制御部
83…データシフト回路
84…DMD傾斜演算部
DESCRIPTION OF
25a ...
Claims (10)
前記描画データの座標が前記ステージ手段の移動方向及び/又は前記移動方向に対する直交方向に、描画分解能に相当する値だけ補正された場合、その補正値を判別するための判別可能データを前記描画データの一部として構成し、
前記描画データの座標が補正された時点で前記描画データの一部から前記判別可能データを読み出して前記補正値に対応したパターンを描画することを特徴とするパターン形成方法。 A spatial light modulator that drives a plurality of mirror groups arranged in two directions based on drawing data modulates the light beam, and relatively moves the stage means that holds the substrate coated with the resin film. A pattern forming method for forming a pattern based on the drawing data on the resin film of the substrate by irradiating the light beam while
When the coordinates of the drawing data are corrected in the moving direction of the stage means and / or the direction orthogonal to the moving direction by a value corresponding to the drawing resolution, the distinguishable data for determining the correction value is the drawing data. As part of
A pattern forming method comprising: reading out the discriminable data from a part of the drawing data and drawing a pattern corresponding to the correction value when the coordinates of the drawing data are corrected.
前記描画データの座標が前記ステージ手段の移動方向及び/又は前記移動方向に対する直交方向に、描画分解能に相当する値だけ補正された場合、その補正値を判別するための判別可能データを前記レイヤデータの一部として構成し、
前記描画データの座標が補正された時点で前記レイヤデータの一部から前記判別可能データを読み出して前記補正値に対応したパターンを描画することを特徴とするパターン形成方法。 2. The pattern forming method according to claim 1, wherein the drawing data is composed of layer data subdivided at equal intervals based on a drawing resolution of the spatial light modulator, and is moved by the stage means. Read the data corresponding to the drawing center point position of the mirror group from the layer data corresponding to the position of the substrate, and form the pattern by irradiating the light beam based on the read data A pattern forming method comprising:
When the coordinates of the drawing data are corrected in the moving direction of the stage means and / or the direction orthogonal to the moving direction by a value corresponding to the drawing resolution, distinguishable data for determining the correction value is used as the layer data. As part of
A pattern forming method comprising: reading out the discriminable data from a part of the layer data and drawing a pattern corresponding to the correction value when the coordinates of the drawing data are corrected.
前記描画データの座標が前記ステージ手段の移動方向及び/又は前記移動方向に対する直交方向に、描画分解能に相当する値だけ補正された場合、その補正値を判別するための判別可能データを前記描画データの一部として構成したものを記憶するメモリ手段と、
前記描画データの座標が補正された時点で前記メモリ手段に記憶されている前記描画データの一部から前記判別可能データを読み出して前記補正値に対応したパターンを描画する光ビーム照射手段と
を備えたことを特徴とするパターン形成装置。 A spatial light modulator that drives a plurality of mirror groups arranged in two directions based on drawing data modulates the light beam, and relatively moves the stage means that holds the substrate coated with the resin film. A pattern forming apparatus for forming a pattern based on the drawing data on the resin film of the substrate by irradiating the light beam while
When the coordinates of the drawing data are corrected in the moving direction of the stage means and / or the direction orthogonal to the moving direction by a value corresponding to the drawing resolution, the distinguishable data for determining the correction value is the drawing data. Memory means for storing what is configured as part of
Light beam irradiation means for reading the discriminable data from a part of the drawing data stored in the memory means when the coordinates of the drawing data are corrected and drawing a pattern corresponding to the correction value. A pattern forming apparatus.
前記描画データの座標が前記ステージ手段の移動方向及び/又は前記移動方向に対する直交方向に、描画分解能に相当する値だけ補正された場合、その補正値を判別するための判別可能データを前記レイヤデータの一部として構成したものを記憶するメモリ手段と、
前記描画データの座標が補正された時点で前記メモリ手段に記憶されている前記レイヤデータの一部から前記判別可能データを読み出して前記補正値に対応したパターンを描画する光ビーム照射手段と
を備えたことを特徴とするパターン形成装置。 6. The pattern forming apparatus according to claim 5, wherein the drawing data is composed of layer data subdivided at equal intervals with reference to the drawing resolution of the spatial light modulator, and is moved by the stage means. Read the data corresponding to the drawing center point position of the mirror group from the layer data corresponding to the position of the substrate, and form the pattern by irradiating the light beam based on the read data A pattern forming device,
When the coordinates of the drawing data are corrected in the moving direction of the stage means and / or the direction orthogonal to the moving direction by a value corresponding to the drawing resolution, distinguishable data for determining the correction value is used as the layer data. Memory means for storing what is configured as part of
Light beam irradiation means for reading the discriminable data from a part of the layer data stored in the memory means when the coordinates of the drawing data are corrected, and drawing a pattern corresponding to the correction value. A pattern forming apparatus.
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