JP2014153673A - Exposure device - Google Patents

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To defect the sensitivity of a substrate used for an exposure device at high precision.SOLUTION: In the exposure device provided with a light modulation element array in which micromirrors are arranged in a two-dimentional way, a plurality of mask patterns in which a micromirror service factor is gradually reduced are prepared. Then, every exposure operation, the mask patterns are successively switched to practice overlap exposure operations, and a step tablet pattern having a gradation where pattern concentration is continuously changed along a scanning direction is formed.

Description

本発明は、マスク/レチクルを用いてパターンを描画し、あるいは、DMD(Digital Micro-mirror Device)など空間光変調素子によってパターンを直接描画する露光装置に関し、特に、感光材料の感度検出に関する。   The present invention relates to an exposure apparatus that draws a pattern using a mask / reticle or directly draws a pattern using a spatial light modulation element such as a DMD (Digital Micro-mirror Device), and particularly relates to sensitivity detection of a photosensitive material.

感光材料の感度は、その種類によって異なり、また、経時変化などによっても変化する。したがって、描画処理前に感光材料の感度を検出し、感度に合わせて露光条件を調整する必要がある。通常、ステップタブレットと呼ばれる感度検出用の階段チャート(感度検出パターン)を用いて調整作業が行われる。   The sensitivity of the light-sensitive material varies depending on the type, and also varies with time. Therefore, it is necessary to detect the sensitivity of the photosensitive material before the drawing process and adjust the exposure conditions according to the sensitivity. Usually, adjustment work is performed using a step chart (sensitivity detection pattern) for sensitivity detection called a step tablet.

具体的には、基板に対してステップタブレットを載せてその上から描画パターンを試験的に形成し、その描画パターンの感度を表す濃度レベルを調べる。そして、検出した濃度レベルが指標とする基準濃度レベルと一致するように、光源の出力等を調整する。調整後、描画処理を実行する。   Specifically, a step tablet is placed on the substrate, a drawing pattern is formed on the test surface from the step tablet, and a density level representing the sensitivity of the drawing pattern is examined. Then, the output of the light source and the like are adjusted so that the detected density level matches the reference density level as an index. After adjustment, the drawing process is executed.

ステップタブレットは、段階的に透過率(濃度)を変化させたグレースケール状のパターンをフィルムシートに描いた透過型階段光学くさび(Transmission Step Wedge)であり、感光材料の感度特性(露光量)を検出、評価するゲージとして使用される。マスク露光装置、マスクレス露光装置いずれにおいても、ステップタブレットを用いて基板に合わせた露光量管理を行うことができる。   A step tablet is a transmission type step optical wedge (Transmission Step Wedge) in which a gray scale pattern with varying transmittance (density) in stages is drawn on a film sheet. Used as a gauge to detect and evaluate. In both the mask exposure apparatus and the maskless exposure apparatus, the exposure amount can be managed in accordance with the substrate using the step tablet.

通常使用されるステップタブレットは、NIST(National Institute of Standard and Technology)によるSRM(Standard Reference Material)No.1008に準拠し、基板の感度特性検出に用いられる(例えば、特許文献1参照)。   A commonly used step tablet is SRM (Standard Reference Material) No. 1 by NIST (National Institute of Standards and Technology). 1008, and is used for detecting sensitivity characteristics of a substrate (see, for example, Patent Document 1).

一方、マスクレス露光装置の場合、ステップタブレットを用いる代わりに、感度検出用パターンを直接感光材料に描画することが可能である。具体的には、段階的に照射エネルギー(パターン濃度)を増加させた感度検出パターンを形成する(特許文献2参照)。あるいは、均等に分散した複数のスポット像からなる網点画像のドットピッチを段階的に増加させることによって、感度検出パターンを描画する(特許文献3参照)。   On the other hand, in the case of a maskless exposure apparatus, instead of using a step tablet, it is possible to draw a sensitivity detection pattern directly on a photosensitive material. Specifically, a sensitivity detection pattern in which irradiation energy (pattern density) is increased stepwise is formed (see Patent Document 2). Alternatively, the sensitivity detection pattern is drawn by gradually increasing the dot pitch of a halftone dot image composed of a plurality of evenly distributed spot images (see Patent Document 3).

特開2007−128015号公報JP 2007-128015 A 特開2005−202226号公報JP-A-2005-202226 特開2007−11291号公報JP 2007-11291 A

感光材料の感度は種類によって様々であり、また、光源特性などの露光条件の違いによって、検出される感度も微妙に変化する。従来のステップタブレットでは、比較的大きな幅をもつ濃度一定エリアを階段状に配列したパターンであるため、検出された濃度レベルが提示されている濃度レベルと正確に一致しない場合が生じる。   The sensitivity of the photosensitive material varies depending on the type, and the detected sensitivity changes slightly depending on the exposure conditions such as light source characteristics. Since the conventional step tablet has a pattern in which constant density areas having a relatively large width are arranged stepwise, the detected density level may not exactly match the presented density level.

したがって、露光装置に使用される感光材料の感度を、精度よく検出することが求められる。   Therefore, it is required to accurately detect the sensitivity of the photosensitive material used in the exposure apparatus.

本発明の露光装置は、複数の光変調素子を2次元配列させた光変調素子アレイと、前記光変調素子アレイによって被描画体表面に規定される露光領域を、主走査方向に沿って連続的に相対移動させる走査部と、露光領域の相対位置に応じて前記複数の光変調素子を制御し、オーバラップ露光動作によって描画パターンを前記被描画体に形成する露光動作制御部とを備える。   An exposure apparatus according to the present invention includes a light modulation element array in which a plurality of light modulation elements are two-dimensionally arranged, and an exposure area defined on a surface of a drawing object by the light modulation element array, continuously along a main scanning direction. And an exposure operation control unit that controls the plurality of light modulation elements in accordance with the relative position of the exposure region and forms a drawing pattern on the object to be drawn by an overlap exposure operation.

露光領域が相対移動する中、前記露光動作制御部は、所定の露光ピッチでオーバラップ露光を実行する。すなわち、露光領域が部分的に互いに重なるように多重露光動作が実行される。そして、前記露光動作制御部は、走査方向に沿って複数のエリア(以下では、分割エリアという)が規定されるステップタブレットを描画することができる。すなわち、露光動作制御部は、複数のエリア間および各分割エリア内においてパターン濃度差をもたせたステップタブレットのパターンを、前記被描画体に形成可能である。   While the exposure area moves relatively, the exposure operation control unit performs overlap exposure at a predetermined exposure pitch. That is, the multiple exposure operation is performed so that the exposure areas partially overlap each other. The exposure operation control unit can draw a step tablet in which a plurality of areas (hereinafter referred to as divided areas) are defined along the scanning direction. That is, the exposure operation control unit can form a step tablet pattern having a pattern density difference between a plurality of areas and in each divided area on the drawing object.

ステップタブレットのパターンとしては、パターン全体に渡り、走査方向に沿って照射エネルギー、すなわちパターン濃度が減少もしくは増加、あるいは増加と減少を繰り返すスケール的なグラデーション状のパターンとすることが可能である。   As the pattern of the step tablet, it is possible to form a scale-like gradation pattern in which the irradiation energy, that is, the pattern density decreases or increases, or repeatedly increases and decreases along the scanning direction over the entire pattern.

本発明のステップタブレットのパターンでは、総露光量一定のエリアを段階的に設け、エリアごとに総露光量を変化させるパターンではなく、隣接する分割エリア間、および各分割エリア内部の両方において、パターン濃度差が生じている。このようなパターンを、複数の光変調素子の制御およびオーバラップ露光によって実現している。   In the pattern of the step tablet of the present invention, an area having a constant total exposure amount is provided in stages, and the pattern is not a pattern for changing the total exposure amount for each area, but between adjacent divided areas and inside each divided area. There is a density difference. Such a pattern is realized by controlling a plurality of light modulation elements and overlapping exposure.

例えば、露光動作制御部は、ステップタブレットのパターンを、描画パターンが形成されない余白領域に形成することが可能である。すなわち、実際の描画処理と同じ条件でステップタブレットのパターンを形成し、描画パターンをパターン形成領域に形成することで、1つの基板に対して描画パターンとともに描画管理用のステップタブレットパターンを一緒に形成することができる。作業者は、これに基づいて光量など描画処理に関する管理を行うことができる。   For example, the exposure operation control unit can form a step tablet pattern in a blank area where a drawing pattern is not formed. In other words, a step tablet pattern is formed under the same conditions as the actual drawing process, and the drawing pattern is formed in the pattern formation region, thereby forming a drawing tablet step pattern for drawing management together with the drawing pattern on one substrate. can do. Based on this, the operator can manage the drawing process such as the amount of light.

例えば、露光動作制御部が、指標パターンを含むステップタブレットのパターンを形成可能である。これによって、指標パターンが指示する基準、目標の感度(露光量)の位置と、実際のステップタブレットのパターンを形成したときに露光部分と非露光部分の境目となる境界ラインの位置とを比較することで、描画管理することができる。   For example, the exposure operation control unit can form a step tablet pattern including an index pattern. This compares the reference and target sensitivity (exposure amount) position indicated by the index pattern with the position of the boundary line that forms the boundary between the exposed portion and the non-exposed portion when the actual step tablet pattern is formed. Thus, drawing management can be performed.

ステップタブレットのパターンは、従来のステップタブレットと同様、段階的に段数を設けたスケールを一連の濃度パターンとともに表示させてもよい。例えば、露光動作制御部は、スケールパターンと一連のマスクパターンとを合成して、ステップタブレットのパターンを形成することができる。この場合、隣接する分割エリア間に余白となるバー状の微小マスク領域を設けてもよく、あるいは設けない構成にしてもよい。   The step tablet pattern may be displayed with a series of density patterns on a scale in which the number of steps is provided in a stepwise manner as in the case of the conventional step tablet. For example, the exposure operation control unit can synthesize a scale pattern and a series of mask patterns to form a step tablet pattern. In this case, a bar-shaped minute mask region that becomes a margin may be provided between adjacent divided areas, or a configuration may be employed in which no bar-like minute mask region is provided.

ステップタブレットのパターンとしては、走査方向に沿って全体的にパターン濃度が減少もしくは増し続ける濃度パターンとすることによって、感度検出が容易となる。例えば、光動作制御部は、隣接する分割エリア間および各分割エリア内において総露光量が減少もしくは増加するステップタブレットのパターンを形成することが可能である。   As the pattern of the step tablet, the sensitivity can be easily detected by using a density pattern in which the pattern density generally decreases or increases along the scanning direction. For example, the light operation control unit can form a step tablet pattern in which the total exposure amount decreases or increases between adjacent divided areas and within each divided area.

また、各分割エリア内において段階的に濃度差を設けたステップタブレットのパターンを形成してもよい。この場合、分割エリア内部全体に渡って濃度が増加/減少し続ける濃度パターンでもよく、一部分だけ濃度一定部分を設けた濃度パターンにすることもできる。   Further, a step tablet pattern in which density differences are provided stepwise in each divided area may be formed. In this case, a density pattern in which the density continues to increase / decrease over the entire divided area may be used, or a density pattern in which only a part of the density is constant may be provided.

あるいは、パターン濃度が連続的に増加、あるいは減少しているととみなせる程、総露光量の変化率が一定、あるいは緩やかに変わる無段階パターンを形成することができる。これら濃度パターンの濃度変化の程度は、露光ピッチ調整、特定の光変調素子の切り替え制御などによって行うことができる。   Alternatively, it is possible to form a stepless pattern in which the change rate of the total exposure amount is constant or gradually changes so that the pattern density can be regarded as continuously increasing or decreasing. The degree of density change of these density patterns can be performed by exposure pitch adjustment, switching control of a specific light modulation element, or the like.

前記露光動作制御部は、前記光変調素子アレイの中で露光時不使用とする不使用光変調素子の数を、露光動作に従って増加もしくは減少させていくことによって、ステップタブレットのパターンを形成することができる。露光ピッチに合わせて不使用数を変化させてもよく、あるいは、それ以外のピッチ/時間間隔で切り替えてもよい。   The exposure operation control unit forms a step tablet pattern by increasing or decreasing the number of unused light modulation elements that are not used during exposure in the light modulation element array according to the exposure operation. Can do. The number of non-uses may be changed in accordance with the exposure pitch, or may be switched at other pitch / time intervals.

例えば、前記光変調素子アレイの中で不使用光変調素子を定めたマスクパターンによってオーバラップ露光を実行し、露光動作制御部が、不使用としない有効な光変調素子の割合を漸次的に減少もしくは増加させた複数のマスクパターンを、定められたマスク切り替えピッチに応じて、順次切り替えて使用する。マスク切り替えピッチは、露光ピッチと同じでもよく、あるいは露光ピッチよりも長いピッチでもよい。   For example, overlap exposure is performed using a mask pattern that defines unused light modulation elements in the light modulation element array, and the exposure operation control unit gradually reduces the proportion of effective light modulation elements that are not unused. Alternatively, the plurality of increased mask patterns are sequentially switched and used in accordance with a predetermined mask switching pitch. The mask switching pitch may be the same as the exposure pitch or may be a pitch longer than the exposure pitch.

ステップタブレットのパターンの濃度変化の程度等は、使用する基板、その感度特性などの条件に応じて定めればよい。きわめて緩やかに濃度変化をさせて感度検出を厳密に行うこともできる。例えば、露光動作制御部は、マスク切り替えピッチを変えることによって、ステップタブレットのパターン長さを調整可能である。これによって、全体的スケールの全体長さ(スケーリング幅)が変化する。   The degree of change in the density of the step tablet pattern may be determined according to conditions such as the substrate to be used and its sensitivity characteristics. Sensitivity detection can be performed strictly by changing the concentration very slowly. For example, the exposure operation control unit can adjust the pattern length of the step tablet by changing the mask switching pitch. This changes the overall length of the overall scale (scaling width).

ステップタブレットのパターンに形成する目盛り位置は、従来のステップタブレットの段数に合わせてもよい。露光動作制御部は、分割エリア区切り位置を変えることにより、目盛り位置の修正、調整をすることができる。すなわち、スケーリング可能である。   The scale position formed in the pattern of the step tablet may be matched with the number of steps of the conventional step tablet. The exposure operation control unit can correct and adjust the scale position by changing the division area division position. That is, scaling is possible.

また、露光動作制御部は、ステップタブレットの一部パターンのみを形成可能である。すなわち、濃度パターンの開始、終了位置を変更することによって、目標とする基準値付近の濃度パターンだけ形成することができる。   The exposure operation control unit can form only a partial pattern of the step tablet. That is, only the density pattern near the target reference value can be formed by changing the start and end positions of the density pattern.

本発明の他の局面における露光方法は、複数の光変調素子を2次元配列させた光変調素子アレイによって被描画体表面に規定される露光領域を、主走査方向に沿って相対移動させ、露光領域の相対位置に応じて前記複数の光変調素子を制御し、オーバラップ露光動作によって描画パターンを被描画体に形成する方法であって、複数の分割エリア間および各分割エリア内においてパターン濃度差をもたせたステップタブレットのパターンを、前記被描画体に形成する。   According to another aspect of the present invention, there is provided an exposure method in which an exposure region defined on a surface of an object to be drawn is relatively moved along a main scanning direction by a light modulation element array in which a plurality of light modulation elements are two-dimensionally arranged. A method of controlling the plurality of light modulation elements according to a relative position of a region and forming a drawing pattern on an object to be drawn by an overlap exposure operation, wherein a pattern density difference between a plurality of divided areas and within each divided area A pattern of a step tablet having a pattern is formed on the drawing object.

本発明の他の局面におけるプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されるプログラムであって、露光装置を、複数の光変調素子を2次元配列させた光変調素子アレイによって被描画体表面に規定される露光領域を、主走査方向に沿って相対移動させる間、露光位置を検出する露光位置検出手段と、露光領域の相対位置に応じて前記複数の光変調素子を制御し、オーバラップ露光動作によって描画パターンを被描画体に形成する露光動作制御手段として機能させるプログラムであって、複数の分割エリア間および各分割エリア内においてパターン濃度差をもたせたステップタブレットのパターンを、前記被描画体に形成するように、前記露光動作制御手段として機能させる。   A program according to another aspect of the present invention is a program recorded on a computer-readable recording medium, and the exposure apparatus is placed on the surface of a drawing object by a light modulation element array in which a plurality of light modulation elements are two-dimensionally arranged. While the specified exposure area is relatively moved along the main scanning direction, the exposure position detecting means for detecting the exposure position, and the plurality of light modulation elements are controlled according to the relative position of the exposure area, and overlap exposure is performed. A program for functioning as an exposure operation control means for forming a drawing pattern on an object to be drawn by operation, wherein a pattern of a step tablet having a pattern density difference between a plurality of divided areas and within each divided area is represented by the object to be drawn It functions as the exposure operation control means.

本発明の他の局面におけるステップタブレットは、マスク露光装置、マスクレス露光装置両方に使用可能なる透過型階段光学くさびに相当する感度検出器である。ステップタブレットは、濃度レベルに応じた数値を並べたスケールと、前記スケールに応じて規定される複数の分割エリアに形成された一連の濃度パターンとを備え、前記一連の濃度パターンが、分割エリア間および各分割エリア内おいて透過率が減少もしくは増加するグラデーションをもつ。   A step tablet according to another aspect of the present invention is a sensitivity detector corresponding to a transmission type stair optical wedge that can be used in both a mask exposure apparatus and a maskless exposure apparatus. The step tablet includes a scale in which numerical values corresponding to density levels are arranged, and a series of density patterns formed in a plurality of divided areas defined according to the scale, and the series of density patterns is between the divided areas. In addition, there is a gradation in which the transmittance decreases or increases in each divided area.

本発明によれば、感光材料の感度を高精度に検出することができる。   According to the present invention, the sensitivity of the photosensitive material can be detected with high accuracy.

本実施形態である露光装置のブロック図である。It is a block diagram of the exposure apparatus which is this embodiment. 感度検出パターンを示した図である。It is the figure which showed the sensitivity detection pattern. 感度検出パターンの総露光量の変化を示したグラフである。It is the graph which showed the change of the total exposure amount of a sensitivity detection pattern. 各マスクパターンの露光量分布を示した図である。It is the figure which showed the exposure amount distribution of each mask pattern. 感度検出パターンの総露光量分布を示した図である。It is the figure which showed the total exposure amount distribution of the sensitivity detection pattern. 感度検出パターンの描画処理を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the drawing process of the sensitivity detection pattern. 第2の実施形態におけるステップタブレットパターンを形成した基板を示した図である。It is the figure which showed the board | substrate which formed the step tablet pattern in 2nd Embodiment. ステップタブレットパターンおよびその生成過程を示した図である。It is the figure which showed the step tablet pattern and its production | generation process. ステップタブレットパターンの一部を示した図である。It is the figure which showed a part of step tablet pattern. ステップタブレットパターンの描画処理を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the drawing process of the step tablet pattern. スケーリング補正したステップタブレットパターンを示した図である。It is the figure which showed the step tablet pattern which carried out scaling correction. パターン長さを変えたステップタブレットパターンを示した図である。It is the figure which showed the step tablet pattern which changed pattern length. 部分的ステップタブレットパターンを示した図である。FIG. 6 shows a partial step tablet pattern. 第3の実施形態におけるステップタブレットを示した平面図である。It is the top view which showed the step tablet in 3rd Embodiment. ステップタブレットの透過率を表すグラフを示した図である。It is the figure which showed the graph showing the transmittance | permeability of a step tablet.

以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態である露光装置(描画装置)のブロック図である。   FIG. 1 is a block diagram of an exposure apparatus (drawing apparatus) according to this embodiment.

露光装置10は、フォトレジストなどの感光材料を塗布あるいは貼り付けた基板Wに直接パターンを形成するマスクレス露光装置であり、DMD22、および照明光学系、投影光学系(ともに図示せず)を備えた露光ヘッド10Aによりパターンを形成する。   The exposure apparatus 10 is a maskless exposure apparatus that directly forms a pattern on a substrate W coated or pasted with a photosensitive material such as a photoresist, and includes a DMD 22, an illumination optical system, and a projection optical system (both not shown). A pattern is formed by the exposure head 10A.

露光装置10は、紫外光などの照明光を放射する放電ランプ20を備える。放電ランプ20からの照明光は、照明光学系によってDMD22へ導かれる。DMD22は、数μm〜数十μmの微小矩形状マイクロミラーをマトリクス状に2次元配列させた光変調素子アレイであり、例えば1024×768のマイクロミラーによって構成される。   The exposure apparatus 10 includes a discharge lamp 20 that emits illumination light such as ultraviolet light. The illumination light from the discharge lamp 20 is guided to the DMD 22 by the illumination optical system. The DMD 22 is a light modulation element array in which micro rectangular micromirrors of several μm to several tens of μm are two-dimensionally arranged in a matrix, and is configured by, for example, a 1024 × 768 micromirror.

各マイクロミラーは、露光データに基づいてON/OFF制御される。ON状態のマイクロミラーにより反射した光は、投影光学系を介して基板Wに導かれる。その結果、ON状態ミラーからの反射光によって形成される光束、すなわちパターン光が基板Wに照射される。なお、ここでは説明上DMDを1つ示しているが、実際には複数の露光ヘッドが配置されている。   Each micromirror is ON / OFF controlled based on the exposure data. The light reflected by the micromirror in the ON state is guided to the substrate W through the projection optical system. As a result, the substrate W is irradiated with the light beam formed by the reflected light from the ON state mirror, that is, the pattern light. Although one DMD is shown here for explanation, a plurality of exposure heads are actually arranged.

基板Wが搭載される描画テーブル12は、ステージ駆動機構14によって駆動される。描画テーブル12には、互いに直交なX−Y座標系が規定されており、描画テーブル12はX、Y方向に沿って移動可能であり、基板送り方向が調整される。ここでは、X方向を主走査方向(走査方向SM)、Y方向を副走査方向と定める。   The drawing table 12 on which the substrate W is mounted is driven by the stage driving mechanism 14. The drawing table 12 defines an XY coordinate system orthogonal to each other, the drawing table 12 is movable along the X and Y directions, and the substrate feed direction is adjusted. Here, the X direction is defined as the main scanning direction (scanning direction SM), and the Y direction is defined as the sub-scanning direction.

基板Wが主走査方向(X方向)に沿って移動するのに伴い、DMD22によって規定される投影領域(以下、露光領域という)が基板Wに対して相対移動する。ここでは、移動方式として連続移動方式が採用されており、一定速度で露光領域が基板Wに対し相対移動する。また、露光方式として多重露光方式が適用されており、描画テーブル12が移動する間、所定の露光ピッチ(マイクロミラー変調時間)でオーバラップ露光が行われる。   As the substrate W moves along the main scanning direction (X direction), a projection area defined by the DMD 22 (hereinafter referred to as an exposure area) moves relative to the substrate W. Here, a continuous movement method is employed as the movement method, and the exposure region moves relative to the substrate W at a constant speed. Further, a multiple exposure method is applied as an exposure method, and overlap exposure is performed at a predetermined exposure pitch (micromirror modulation time) while the drawing table 12 moves.

基板Wを副走査方向(Y方向)にシフトさせながら露光動作を各走査バンドに対して順次行うことにより、基板全体にパターンが形成されていく。描画処理が終了すると、現像処理、エッチング又はメッキ、レジスト剥離処理などの後処理が施され、パターンを形成した基板が製造される。   By sequentially performing the exposure operation on each scanning band while shifting the substrate W in the sub-scanning direction (Y direction), a pattern is formed on the entire substrate. When the drawing process is completed, a post-process such as a development process, etching or plating, or a resist stripping process is performed to manufacture a substrate on which a pattern is formed.

コントローラ30は、外部のワークステーション(図示せず)と接続されており、露光装置10の動作を制御する。制御プログラムは、コントローラ30内の図示しないROMに制御プログラムが格納されている。コントローラ30は、DMD駆動回路24、ステージ駆動機構14などへ制御信号を出力する。   The controller 30 is connected to an external workstation (not shown) and controls the operation of the exposure apparatus 10. The control program is stored in a ROM (not shown) in the controller 30. The controller 30 outputs a control signal to the DMD driving circuit 24, the stage driving mechanism 14, and the like.

ワークステーションからコントローラ30に入力される描画データ/パターンデータは、描画パターンの位置情報をもつベクタデータ(CAD/CAMデータ)であり、基板Wに規定されたX−Y座標系に基づく位置座標データとして表される。ラスタ変換回路26に入力されたベクタデータは、2次元ドットデータ(ON/OFFデータ)であるラスタデータに変換される。   The drawing data / pattern data input from the workstation to the controller 30 is vector data (CAD / CAM data) having drawing pattern position information, and position coordinate data based on the XY coordinate system defined for the substrate W. Represented as: The vector data input to the raster conversion circuit 26 is converted into raster data that is two-dimensional dot data (ON / OFF data).

ラスタデータは、アドレス制御回路(図示せず)からの制御信号に従って読み出され、露光データ生成回路28を経由してDMD駆動回路24へ送られる。DMD駆動回路24は、露光データとして送られてくるラスタデータに基づき、コントローラ30からの同期信号に合わせてDMD22の各マイクロミラーをON/OFF制御する。描画テーブル12が移動する間、露光領域の相対位置に応じたラスタデータに従ってDMD22が制御される。   The raster data is read according to a control signal from an address control circuit (not shown), and is sent to the DMD driving circuit 24 via the exposure data generation circuit 28. The DMD driving circuit 24 performs ON / OFF control of each micromirror of the DMD 22 in accordance with a synchronization signal from the controller 30 based on the raster data sent as exposure data. While the drawing table 12 moves, the DMD 22 is controlled according to raster data corresponding to the relative position of the exposure area.

コントローラ30は、駆動回路(図示せず)を介してステージ駆動機構14を制御し、これによって描画テーブル12の移動速度、基板送り方向等が制御される。位置検出センサ34は、描画テーブル12の位置、すなわち基板Wにおける露光領域の相対位置を検出する。   The controller 30 controls the stage drive mechanism 14 via a drive circuit (not shown), thereby controlling the moving speed of the drawing table 12, the substrate feed direction, and the like. The position detection sensor 34 detects the position of the drawing table 12, that is, the relative position of the exposure area on the substrate W.

露光動作前の準備段階においては、基板Wの感光材料感度を調べ、露光時に基準となる感度に合わせるため、感度検出パターンが基板Wに形成される。コントローラ30は、オペレータからの入力機器(図示せず)を通じた操作に応じて、メモリ32に格納された複数のマスクパターンのデータを読み出し、露光データ生成回路28へ出力する。   In the preparatory stage before the exposure operation, the sensitivity detection pattern is formed on the substrate W in order to check the sensitivity of the photosensitive material of the substrate W and match it with the reference sensitivity at the time of exposure. The controller 30 reads data of a plurality of mask patterns stored in the memory 32 in accordance with an operation through an input device (not shown) from the operator, and outputs it to the exposure data generation circuit 28.

露光データ生成回路28では、マスクパターンに応じて露光データが出力され、オーバラップ露光が行われる。これにより、感度検出パターンが形成される。このとき、走査速度の変更、ランプ出力の調整などは行われない。   In the exposure data generation circuit 28, exposure data is output according to the mask pattern, and overlap exposure is performed. Thereby, a sensitivity detection pattern is formed. At this time, the scanning speed is not changed and the lamp output is not adjusted.

感度検出パターンは、マスク露光装置、マスクレス露光装置において用いられる透過型ステップタブレットに相当する濃度階調チャートのパターンであり、一連の濃度パターン
によって表される。オペレータは、描画された感度検出パターンに基づいて放電ランプ20の出力調整などを行い、その後通常の描画処理を実行する。以下では、図2〜5を用いて、感度検出パターンについて説明する。
The sensitivity detection pattern is a density gradation chart pattern corresponding to a transmission step tablet used in a mask exposure apparatus and a maskless exposure apparatus, and is represented by a series of density patterns. The operator adjusts the output of the discharge lamp 20 based on the drawn sensitivity detection pattern, and then executes normal drawing processing. Below, a sensitivity detection pattern is demonstrated using FIGS.

図2は、感度検出パターンを示した図である。図3は、感度検出パターンの総露光量の変化を示したグラフである。   FIG. 2 is a diagram showing a sensitivity detection pattern. FIG. 3 is a graph showing a change in the total exposure amount of the sensitivity detection pattern.

図2に示すように、感度検出パターンSPは、パターン濃度、すなわち照射する光のエネルギーがグラデーション、漸次的変化をもつパターンであり、主走査方向へ進むにつれてパターン濃度が薄くなっていく。すなわち、パターン全体を見れば、パターンの各微小領域における多重露光に基づいた総露光量が、走査方向へ進むにつれて順に減少していく。なお、以下では、主走査方向を走査方向SMとする。   As shown in FIG. 2, the sensitivity detection pattern SP is a pattern in which the pattern density, that is, the energy of light to be irradiated has gradation and a gradual change, and the pattern density becomes lighter as it proceeds in the main scanning direction. That is, when the entire pattern is viewed, the total exposure amount based on the multiple exposure in each minute region of the pattern decreases sequentially as the scanning direction proceeds. Hereinafter, the main scanning direction is referred to as a scanning direction SM.

感度検出パターンSPは、実際に行われる描画処理と同様、描画テーブル12を一定速度で移動させながらオーバラップ露光を繰り返すことによって、基板Wに形成される。このとき、全マイクロミラーをON状態にするパターンデータがラスタ変換回路26に入力される一方、露光データ生成回路28においては、選択されたマスクパターンに基づいて一部のマイクロミラーがOFF状態(不使用)に設定される。   The sensitivity detection pattern SP is formed on the substrate W by repeating overlap exposure while moving the drawing table 12 at a constant speed, as in the actual drawing process. At this time, pattern data for turning on all the micromirrors is input to the raster conversion circuit 26, while in the exposure data generation circuit 28, some micromirrors are in the OFF state (not in accordance with the selected mask pattern). Use).

その結果、感度検出パターンSPを走査方向SMに関し微小領域ごとに区分して見ると、総露光量Kが描画開始位置から終了位置までの範囲に渡って漸次的に減少する(図3参照)。ただし、総露光量Kは、オーバラップ露光の過程で微小領域に照射される全照射光量を表す。総露光量Kの変化は曲線Kによって表されており、総露光量Kは実質的に連続変化する。   As a result, when the sensitivity detection pattern SP is divided into small regions with respect to the scanning direction SM, the total exposure amount K gradually decreases over a range from the drawing start position to the end position (see FIG. 3). However, the total exposure amount K represents the total amount of light irradiated to the minute area in the process of overlap exposure. The change in the total exposure K is represented by the curve K, and the total exposure K changes substantially continuously.

図2、3に示す感度検出パターンSP全域に渡る総露光量Kの最大〜最少までの範囲は、様々な感度特性を考慮してできるだけ幅広く設定されている。ある特定の感度をもつ感光材料を表面に形成した基板に感度検出パターンを描画すると、パターンとして現れる部分とパターンが現れない部分との境界部分が生じ、これに基づいてランプ出力等を調整する。   The range from the maximum to the minimum exposure amount K over the entire sensitivity detection pattern SP shown in FIGS. 2 and 3 is set as wide as possible in consideration of various sensitivity characteristics. When a sensitivity detection pattern is drawn on a substrate on which a photosensitive material having a specific sensitivity is formed, a boundary portion between a portion appearing as a pattern and a portion where the pattern does not appear is generated, and a lamp output or the like is adjusted based on this.

図4は、各マスクパターンの露光量分布を示した図である。図5は、感度検出パターンの総露光量分布を示した図である。図4、5を用いて、総露光量のグラデーションをもつ感度検出パターン生成について説明する。   FIG. 4 is a view showing an exposure amount distribution of each mask pattern. FIG. 5 is a diagram showing the total exposure amount distribution of the sensitivity detection pattern. The generation of the sensitivity detection pattern having the gradation of the total exposure amount will be described with reference to FIGS.

ここでは、走査速度一定の状態で露光領域EAがエリア幅Jと同じ距離Dだけ移動する期間を、露光期間とする。この場合、露光領域EAの先頭側縁に位置するライン(微小領域)の全露光量が最も大きく、走査開始時の露光領域EAの最後尾側縁、および露光領域EAが距離Dだけ移動したときの先端側縁の全露光量が最少となる。したがって、1回の露光動作における走査方向に沿った全露光量分布は、三角形状となる。   Here, a period during which the exposure area EA moves by the same distance D as the area width J while the scanning speed is constant is defined as an exposure period. In this case, the total exposure amount of the line (small area) located at the leading edge of the exposure area EA is the largest, and the last edge of the exposure area EA at the start of scanning and the exposure area EA have moved by the distance D. The total amount of exposure at the tip side edge is minimized. Therefore, the total exposure amount distribution along the scanning direction in one exposure operation has a triangular shape.

あらかじめ用意される複数のマスクパターンM0、M1、M2、・・・は、露光領域全体の照射光量を均一に低下させるように、不使用のマイクロミラーを規則的あるいは不規則に散在させたパターンとして用意されている。露光に全マイクロミラーに対する不使用ではない有効なマイクロミラーの割合を、ここではミラー使用率と定める。ミラー使用率が低いほど、露光領域全体の照射光量が低下する。   The plurality of mask patterns M0, M1, M2,... Prepared in advance are patterns in which unused micromirrors are scattered regularly or irregularly so as to uniformly reduce the irradiation light amount of the entire exposure region. It is prepared. The ratio of effective micromirrors that are not unused to all micromirrors for exposure is defined as the mirror usage rate. The lower the mirror usage rate, the lower the irradiation light quantity of the entire exposure area.

不使用ミラーは、ミラー領域に対して略一様な分布で略均等な距離間隔で散在しており、その一方で、ミラー領域全体から見ると規則的な配列にはなっていない。マクロ的に見て、不使用ミラーが均一に拡散している。例えば、梨地状、スノーノイズ状に不使用マイクロミラーが散在する。また、不規則的な不使用ミラーの配列を採用する代わりに、規則的な不使用ミラー配列を採用することも可能である。例えば、市松状、ドット状に不使用ミラーを配列し、等間隔に不使用ミラーを配置することができる。   The unused mirrors are distributed in a substantially uniform distribution with respect to the mirror area at substantially equal distance intervals. On the other hand, the unused mirrors are not regularly arranged when viewed from the entire mirror area. From a macro perspective, unused mirrors are evenly diffused. For example, unused micromirrors are scattered in a satin-like shape or a snow noise shape. Further, instead of employing an irregular array of unused mirrors, it is possible to employ a regular unused mirror array. For example, the unused mirrors can be arranged in a checkered pattern or a dot pattern, and the unused mirrors can be arranged at equal intervals.

不使用マイクロミラーの数および不使用対象となるマイクロミラーの配置を調整することにより、ミラー使用率は変化する。一連のマスクパターンM1、M2、M3・・は、ミラー使用率が漸次的に減少するパターンの組合せであり、マスクパターンM0は、不使用マイクロミラーがゼロ、すなわちミラー使用率100%のマスクパターンと定める。   The mirror usage rate changes by adjusting the number of unused micromirrors and the arrangement of micromirrors that are not used. A series of mask patterns M1, M2, M3,... Is a combination of patterns in which the mirror usage rate gradually decreases, and the mask pattern M0 is a mask pattern with zero unused micromirrors, that is, a mirror usage rate of 100%. Determine.

マスクパターンM0による露光が終了したのち、次の露光動作をマスクパターンM1によって実行し、その次の露光動作をマスクパターンM2で実行する。すると、全露光量の分布は、それぞれH0、H1、H2となり、その分布形状は異なる。   After the exposure with the mask pattern M0 is completed, the next exposure operation is executed with the mask pattern M1, and the next exposure operation is executed with the mask pattern M2. Then, the distribution of the total exposure amount is H0, H1, and H2, respectively, and the distribution shapes are different.

その結果、総露光量Kは、走査方向SMに向けて減少し、マスクパターンが切り替わるごとにその減少率が変化する。図5には、マスク切り替えピッチPに合わせてマスクパターンM0、M1、M2、M3を順次使用したときの総露光量Kが図示されている。なお、マスク切り替えピッチPは、要求されるグラデーションの変化の程度(パターン濃度変化率)等に応じて、所定の距離間隔に定められる。   As a result, the total exposure amount K decreases in the scanning direction SM, and the decrease rate changes each time the mask pattern is switched. FIG. 5 shows the total exposure amount K when the mask patterns M0, M1, M2, and M3 are sequentially used in accordance with the mask switching pitch P. The mask switching pitch P is set to a predetermined distance interval according to the required degree of gradation change (pattern density change rate) or the like.

図4、5では、マスク切り替えピッチPが露光領域幅Jと等しい場合の総露光量分布を示しているが、マスク切り替えピッチPを露光領域幅Jより短く、あるいは長くすることによっても、同じように総露光量のグラデーションをもたせることが可能である。その場合でも図2、3にあるような総露光量Kのグラデーションをもった感度検出パターンSPを形成することができる。   4 and 5 show the total exposure amount distribution when the mask switching pitch P is equal to the exposure region width J. The same can be said by making the mask switching pitch P shorter or longer than the exposure region width J. It is possible to have a gradation of the total exposure amount. Even in this case, the sensitivity detection pattern SP having the gradation of the total exposure amount K as shown in FIGS. 2 and 3 can be formed.

図6は、感度検出パターンの描画処理を示したフローチャートである。   FIG. 6 is a flowchart showing a sensitivity detection pattern drawing process.

まず、初期マスクパターンをメモリから読み出して露光動作を実行する。そして、マスク切り替えピッチPだけ露光領域が移動する度に、ミラー使用率が徐々に低下するマスクパターンを順次切り替えて使用する。最後のマスクパターンによる露光動作が終了するまで、このようなオーバラップ露光を繰り返される(S101〜S104)。   First, an initial mask pattern is read from the memory and an exposure operation is executed. Each time the exposure area moves by the mask switching pitch P, the mask pattern in which the mirror usage rate gradually decreases is sequentially switched and used. Such overlap exposure is repeated until the exposure operation with the last mask pattern is completed (S101 to S104).

このように本実施形態によれば、ミラー使用率が漸次的に減少する複数のマスクパターンを用意し、露光動作の度にマスクパターンを順次切り替えてオーバラップ露光動作を実行し、走査方向に沿って連続的にパターン濃度が変化するグラデーションをもつ感度検出パターンを基板に形成する。   As described above, according to the present embodiment, a plurality of mask patterns in which the mirror usage rate gradually decreases is prepared, the mask patterns are sequentially switched every time the exposure operation is performed, and the overlap exposure operation is executed, along the scanning direction. A sensitivity detection pattern having a gradation in which the pattern density continuously changes is formed on the substrate.

ランプ出力、走査速度を変更することなく、実際の描画処理と同じ露光条件でマイクロミラーを使用することによって感度検出パターンを形成するため、感光材料の感度を適正に検出することが可能となる。また、オーバラップ露光による総露光量を変化させることでグラデーションを形成するため、グラデーションの濃淡変化の程度、その変化率を自由に設定することが可能となる。   Since the sensitivity detection pattern is formed by using the micromirror under the same exposure conditions as in the actual drawing process without changing the lamp output and the scanning speed, it is possible to appropriately detect the sensitivity of the photosensitive material. Further, since gradation is formed by changing the total exposure amount by overlap exposure, it is possible to freely set the degree of gradation gradation change and the rate of change.

なお、感度検出パターンは、濃度を徐々に増加させるパターンにしてもよいし、あるいは任意の箇所で増加と減少を切り替えたパターンにしてもよい。   Note that the sensitivity detection pattern may be a pattern in which the density is gradually increased, or a pattern in which increase and decrease are switched at an arbitrary position.

また、マスクパターンを切り替える露光制御に代えて、ミラーON時間を調整するようにしてもよい。この場合、マスク切り替えピッチに対する露光長(露光した距離)の割合(比)を走査効率としたとき、全マイクミラーをON状態とした条件で走査効率を調整する、すなわちミラーON時間を調整することでパターン濃度を制御することができる。   Further, the mirror ON time may be adjusted instead of the exposure control for switching the mask pattern. In this case, when the ratio (ratio) of the exposure length (exposed distance) to the mask switching pitch is the scanning efficiency, the scanning efficiency is adjusted under the condition that all the microphone mirrors are turned on, that is, the mirror ON time is adjusted. Can control the pattern density.

次に、図7〜図13を用いて、第2の実施形態である露光装置について説明する。第2の実施形態では、ステップタブレットと同様にスケールを設けた一連の濃度パターンを感度検出パターンとして形成する。以下では、感度検出パターンをステップタブレットパターンという。   Next, an exposure apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. In the second embodiment, a series of density patterns provided with a scale is formed as a sensitivity detection pattern in the same manner as the step tablet. Hereinafter, the sensitivity detection pattern is referred to as a step tablet pattern.

図7は、第2の実施形態におけるステップタブレットパターンを形成した基板を示した図である。図8は、ステップタブレットパターンおよびその生成過程を示した図である。   FIG. 7 is a view showing a substrate on which a step tablet pattern is formed in the second embodiment. FIG. 8 is a diagram showing a step tablet pattern and its generation process.

基板W1には、回路パターンなど実際に描画されるパターン領域PPの上端、下端側に余白領域APが設けられている。下端側の余白領域APにステップタブレットパターンSTが形成される。   On the substrate W1, blank areas AP are provided on the upper and lower sides of the pattern area PP that is actually drawn, such as a circuit pattern. The step tablet pattern ST is formed in the margin area AP on the lower end side.

ステップタブレットパターンSTは、従来のシート状ステップタブレット同様、段数で表されるスケールが表示されており、目盛り位置に合わせて連続的な濃度パターンが区切られている。また、パターン全体に渡って総露光量、濃度レベルが減少し続ける。図8に示すように、ステップタブレットパターンSTは、スケールの表示されたスケールパターンP1と、マスクパターンセットP2とを合成することによって生成される。   The step tablet pattern ST displays a scale represented by the number of steps as in the conventional sheet-like step tablet, and a continuous density pattern is divided according to the scale position. Further, the total exposure amount and density level continue to decrease over the entire pattern. As shown in FIG. 8, the step tablet pattern ST is generated by synthesizing the scale pattern P1 on which the scale is displayed and the mask pattern set P2.

マスクパターンセットP2は、スケールパターンP1のスケール部分と重なり合うマスク外パターンと、第1の実施形態に示した感度検出パターンに相当する連続的な濃度パターンP2Bから構成される。スケールパターンP1のうち、濃度パターンP2Bと重なり合う部分には、スケールの目盛り位置に合わせて区切りとなる微小マスク領域Jが規則的に形成される。   The mask pattern set P2 includes a non-mask pattern that overlaps the scale portion of the scale pattern P1, and a continuous density pattern P2B corresponding to the sensitivity detection pattern shown in the first embodiment. A portion of the scale pattern P1 that overlaps the density pattern P2B is regularly formed with minute mask regions J that are separated according to the scale position.

したがって、ステップタブレットパターンSTは、連続的な濃度パターンP2Bが複数の分割エリアNに区分けされた連続的濃度パターンとなる。分割エリア間に区切りの領域J、エリア幅Kをもつ分割された各分割エリアNの濃度パターンJは、総露光量が連続的に減少するグラデーションをもつ。従来のステップタブレットのような各分割エリア濃度一定とはならない。   Therefore, the step tablet pattern ST is a continuous density pattern in which the continuous density pattern P2B is divided into a plurality of divided areas N. The density pattern J of each divided area N having a divided area J and an area width K between the divided areas has a gradation in which the total exposure amount continuously decreases. Each divided area density is not constant as in a conventional step tablet.

段数を示す目盛りの位置は、例えば、従来のステップタブレットの段数に相当する濃度レベルの位置に合わせて規定される。濃度は、透過率の逆数を対数で表した値に対応する。ここでは、30段のスケールによって濃度レベルが表されている。   The position of the scale indicating the number of steps is defined in accordance with, for example, the position of the density level corresponding to the number of steps of the conventional step tablet. The density corresponds to a logarithm of the reciprocal of the transmittance. Here, the density level is represented by a 30-stage scale.

図9は、ステップタブレットパターンSTの一部を示した図である。   FIG. 9 is a diagram showing a part of the step tablet pattern ST.

上述したように、基板W1表面に形成された感光材料の感度特性により、ステップタブレットパターンSTは、パターンとして現れる領域と現れない領域に分かれることになり、境界ラインが存在する。図9では、段数18と段数19との間に境界ラインが現れている。作業者は、境界ラインの位置をスケールパターンの目盛から読み取る。図9の場合、境界ラインの値が18.4となっている。この数値によって目標露光量と一致するか否かを判断する。   As described above, the step tablet pattern ST is divided into a region that appears as a pattern and a region that does not appear as a pattern due to the sensitivity characteristic of the photosensitive material formed on the surface of the substrate W1, and there is a boundary line. In FIG. 9, a boundary line appears between the stage number 18 and the stage number 19. The operator reads the position of the boundary line from the scale pattern scale. In the case of FIG. 9, the value of the boundary line is 18.4. It is determined from this numerical value whether or not it matches the target exposure amount.

ステップタブレットパターンSTは、濃度レベル(総露光量)が減少方向に変化するパターンであるから、各段数の分割エリア内における濃度レベルをさらに細かく調べることができる。すなわち、段数よりも細かい濃度レベルを調べることができる。たとえば、連続的に変化する濃度(総露光量)レベルと、その濃度レベルの走査方向に沿った位置とを対応付けたテーブル(ここでは図示せず)をあらかじめ用意すれば、検出された境界ラインの位置からより細かい濃度レベルを判断することができる。   Since the step tablet pattern ST is a pattern in which the density level (total exposure amount) changes in the decreasing direction, the density level in the divided area of each number of stages can be further examined. That is, a density level finer than the number of stages can be examined. For example, if a table (not shown here) in which the density (total exposure amount) level that changes continuously and the position along the scanning direction of the density level are prepared in advance is detected, the detected boundary line A finer density level can be determined from the position of the.

図10は、ステップタブレットパターンの描画処理を示したフローチャートである。   FIG. 10 is a flowchart showing a step tablet pattern drawing process.

マスクデータ番号が設定されると、その番号に応じたマスクパターンが読み出され、設定される(S201〜S203)。そして、描画開始位置および開始ステップ番号が設定される(S204、205)。   When a mask data number is set, a mask pattern corresponding to the number is read and set (S201 to S203). Then, the drawing start position and the start step number are set (S204, 205).

描画処理が開始されると、最初のマスクパターンによる描画処理が開始される(S205)。露光データ生成回路28では、マスクパターンの番号に応じたスケールパターンP1の一部ラスタデータとマスクパターンが合成される。   When the drawing process is started, the drawing process using the first mask pattern is started (S205). In the exposure data generation circuit 28, the partial raster data of the scale pattern P1 corresponding to the mask pattern number and the mask pattern are synthesized.

次の露光ショット位置を検出し、露光ショット位置に到達したと判断されると、その位置に応じた番号のマスクパターンが設定され、そのマスクパターンに応じた一部スケールパターンが合成される(S206〜S209)。次のステップ番号が終了番号でない場合、マスク切り替えピッチPだけ移動した場所で、次のマスクパターンによる露光動作が行われる(S210〜S212)。最後のマスクパターンによる露光動作が実行されると、描画終了となる(S213)。   When the next exposure shot position is detected and it is determined that the exposure shot position has been reached, a mask pattern having a number corresponding to that position is set, and a partial scale pattern corresponding to the mask pattern is synthesized (S206). ~ S209). If the next step number is not the end number, the exposure operation using the next mask pattern is performed at the position moved by the mask switching pitch P (S210 to S212). When the exposure operation using the last mask pattern is executed, the drawing is finished (S213).

このような描画処理によるステップタブレットパターンの形成は、スケーリング補正、スケール幅補正、部分形成、指標表示が可能となる。以下、図を用いて説明する。   Formation of a step tablet pattern by such drawing processing enables scaling correction, scale width correction, partial formation, and index display. This will be described below with reference to the drawings.

図11は、スケーリング補正したステップタブレットパターンを示した図である。   FIG. 11 is a diagram showing a step tablet pattern that has undergone scaling correction.

図8で示したスケールパターンに規則的に形成される区切りの位置および目盛りの表示位置を変えることにより、各濃度パターンの開始、終了位置を任意に設定することができる。したがって、従来のステップタブレットの段数に合わせて適宜スケーリングを補正することができる。   By changing the positions of the divisions regularly formed in the scale pattern shown in FIG. 8 and the display positions of the scales, the start and end positions of each density pattern can be arbitrarily set. Therefore, the scaling can be appropriately corrected according to the number of steps of the conventional step tablet.

図11には、段数の目盛り位置および区切り位置を修正したステップタブレットパターンST1が図示されている。このような目盛修正(スケーリング)を行うため、露光データ生成回路28において、スケールパターンとマスクパターンとをマッチングする際、スケールパターンの抽出するエリアに応じたラスタデータの読み出しタイミングが調整される。   FIG. 11 shows a step tablet pattern ST1 in which the scale position and the dividing position of the number of steps are corrected. In order to perform such scale correction (scaling), when the scale pattern and the mask pattern are matched in the exposure data generation circuit 28, the read timing of the raster data corresponding to the area from which the scale pattern is extracted is adjusted.

また、第2の実施形態では、基準濃度レベルを示すため、指標TMのパターンが形成される。これにより、検出される濃度が基準濃度と一致しているか否かを一目で判断することができる。露光データ生成回路28では、オペレータによってあらかじめ設定された濃度レベルの位置に合わせて指標TMのラスタデータが合成される。指標TMのラスタデータは、メモリ32にあらかじめ格納されている。   In the second embodiment, a pattern of the index TM is formed to indicate the reference density level. Thereby, it can be determined at a glance whether or not the detected density matches the reference density. In the exposure data generation circuit 28, raster data of the index TM is synthesized in accordance with the position of the density level preset by the operator. The raster data of the index TM is stored in the memory 32 in advance.

図12は、パターン長さを変えたステップタブレットパターンを示した図である。   FIG. 12 is a diagram showing a step tablet pattern in which the pattern length is changed.

マスク切り替えピッチPは、ステップタブレットパターンの全体的長さに影響する。このマスク切り替えピッチPを変えることにより、スケーリング幅が調整される。図12には、スケーリング幅をSK0からSK1に短く調整したステップタブレットパターンST2が図示されている。これにより、サイズの小さい基板に対応したステップタブレットパターンを形成することができる。   The mask switching pitch P affects the overall length of the step tablet pattern. By changing the mask switching pitch P, the scaling width is adjusted. FIG. 12 shows a step tablet pattern ST2 in which the scaling width is adjusted to be short from SK0 to SK1. Thereby, a step tablet pattern corresponding to a small-sized substrate can be formed.

図13は、部分的ステップタブレットパターンを示した図である。   FIG. 13 shows a partial step tablet pattern.

一連のマスクパターンの中で開始と終了のマスクパターンを任意に設定することにより、ステップタブレットパターンの一部のみをパターン化することが可能である。初めのマスクデータ番号、終了のマスクデータ番号に応じて描画処理が行われることによって、部分的な濃度パターンが形成される。   It is possible to pattern only a part of the step tablet pattern by arbitrarily setting the start and end mask patterns in a series of mask patterns. A partial density pattern is formed by performing drawing processing according to the first mask data number and the last mask data number.

図13には、14〜19段付近の濃度パターンから成るステップタブレットパターンが図示されている。これにより、感度検出に必要な部分だけを基板に描くことができる。   FIG. 13 shows a step tablet pattern composed of density patterns in the vicinity of 14 to 19 steps. Thereby, only a part necessary for sensitivity detection can be drawn on the substrate.

このように第2の実施形態によれば、スケールパターンP1と、マスクパターンセットP2とを合成したステップタブレットパターンSTが、基板W1の余白領域APに形成される。段数が表示される一方で、濃度レベルが各エリア内において連続的であり、無段なステップタブレットが形成されている。これによって、精度よく基板感度を検出することができる。なお、隣接する濃度パターンエリア間に区切りを設けず、第1の実施形態と同様に一連の濃度パターンが全体的につながるようにしてもよい。   As described above, according to the second embodiment, the step tablet pattern ST obtained by synthesizing the scale pattern P1 and the mask pattern set P2 is formed in the blank area AP of the substrate W1. While the number of steps is displayed, the density level is continuous in each area, and a stepless tablet is formed. Thereby, the substrate sensitivity can be detected with high accuracy. Note that a series of density patterns may be connected as a whole as in the first embodiment, without providing a partition between adjacent density pattern areas.

次に、図14、15を用いて、第3の実施形態における透過型ステップタブレットを説明する。第3の実施形態では、ステップタブレットパターンを、感度検出器として従来のシート状ステップタブレットとして使用する。   Next, the transmission type step tablet in the third embodiment will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, the step tablet pattern is used as a conventional sheet-like step tablet as a sensitivity detector.

図14は、第3の実施形態におけるステップタブレットを示した平面図である。図15は、ステップタブレットの透過率を表すグラフを示した図である。   FIG. 14 is a plan view showing a step tablet according to the third embodiment. FIG. 15 is a graph showing the transmittance of the step tablet.

透過型のステップタブレットST4は、上述した露光装置によって生成された細長の矩形状フィルムであり、そこには、段数とその位置に合わせて形成された区切りを入れた一連の濃度パターンが形成されている。図15に示すように、透過率は連続的に変化しており、第1、2の実施形態における感度検出パターンの総露光量の変化と同様な透過率の変化をもつ。   The transmission-type step tablet ST4 is an elongated rectangular film generated by the above-described exposure apparatus, and a series of density patterns including a step number and a break formed in accordance with the position thereof are formed therein. Yes. As shown in FIG. 15, the transmittance changes continuously, and has the same change in transmittance as the change in the total exposure amount of the sensitivity detection pattern in the first and second embodiments.

このような感度検出器として機能する階段チャートであるステップタブレットST4により、従来よりも詳細に基板の感度特性を検出することが可能である。これは、マスクレス露光装置に限らず、マスク露光装置にも使用可能である。   The step tablet ST4, which is a step chart functioning as such a sensitivity detector, can detect the sensitivity characteristics of the substrate in more detail than before. This can be used not only for a maskless exposure apparatus but also for a mask exposure apparatus.

ステップタブレットST4の製造方法としては、図15に示した一連の濃度パターン全体が形成されるような感度特性をもつ感光材を塗布した基材(例えば透明なフィルムやガラスなど)に対し、上述したステップタブレットパターンを描画する。そして、現像処理した後、パターンサイズに合わせた形状に成形する。   As a manufacturing method of step tablet ST4, it described above with respect to the base material (for example, a transparent film, glass, etc.) which apply | coated the photosensitive material which has a sensitivity characteristic that the whole series of density pattern shown in FIG. 15 was formed. Draw a step tablet pattern. And after developing, it shape | molds in the shape according to pattern size.

14 ステージ駆動機構
22 DMD(光変調素子アレイ)
30 コントローラ(露光動作制御部)
SP 感度検出パターン
14 stage drive mechanism 22 DMD (light modulation element array)
30 Controller (Exposure operation controller)
SP sensitivity detection pattern

Claims (15)

複数の光変調素子を2次元配列させた光変調素子アレイと、
前記光変調素子アレイによって被描画体表面に規定される露光領域を、主走査方向に沿って相対移動させる走査部と、
露光領域の相対位置に応じて前記複数の光変調素子を制御し、オーバラップ露光動作によって描画パターンを被描画体に形成する露光動作制御部とを備え、
前記露光動作制御部が、複数の分割エリア間および各分割エリア内においてパターン濃度差をもたせたステップタブレットのパターンを、前記被描画体に形成可能であることを特徴とする露光装置。
A light modulation element array in which a plurality of light modulation elements are two-dimensionally arranged;
A scanning unit that relatively moves an exposure region defined on the surface of the drawing object by the light modulation element array along a main scanning direction;
An exposure operation control unit that controls the plurality of light modulation elements according to a relative position of an exposure region, and that forms a drawing pattern on an object to be drawn by an overlap exposure operation;
An exposure apparatus characterized in that the exposure operation control section can form a pattern of a step tablet having a pattern density difference between a plurality of divided areas and in each divided area on the drawing object.
前記露光動作制御部が、隣接する分割エリア間および各分割エリア内において総露光量が減少もしくは増加するステップタブレットのパターンを形成することを特徴とする請求項1に記載の露光装置。   2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure operation control unit forms a step tablet pattern in which the total exposure amount decreases or increases between adjacent divided areas and in each divided area. 前記露光動作制御部が、前記光変調素子アレイの中で露光時不使用とする不使用光変調素子の数を増加もしくは減少させていくことにより、ステップタブレットのパターンを形成することを特徴とする請求項1乃至2のいずれかに記載の露光装置。   The exposure operation control unit forms a step tablet pattern by increasing or decreasing the number of unused light modulation elements that are not used during exposure in the light modulation element array. The exposure apparatus according to claim 1. 前記露光動作制御部が、前記光変調素子アレイの中で不使用光変調素子を定めたマスクパターンによって構成され、不使用としない有効な光変調素子の割合を漸次的に減少もしくは増加させた一連のマスクパターンを、マスク切り替えピッチに応じて、順次切り替えて使用することを特徴とする請求項3に記載の露光装置。   The exposure operation control unit is configured by a mask pattern that defines unused light modulation elements in the light modulation element array, and a series of gradually decreasing or increasing the proportion of effective light modulation elements that are not unused. 4. The exposure apparatus according to claim 3, wherein the mask patterns are sequentially switched according to a mask switching pitch. 前記露光動作制御部が、マスク切り替えピッチを変えることによって、ステップタブレットのパターン長さを調整可能であることを特徴とする請求項4に記載の露光装置。   5. The exposure apparatus according to claim 4, wherein the exposure operation control unit can adjust a pattern length of the step tablet by changing a mask switching pitch. 前記露光動作制御部が、分割エリア区切り位置を変えることにより、スケーリング可能であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の露光装置。   6. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure operation control unit can be scaled by changing a division area division position. 前記露光動作制御部が、ステップタブレットの一部パターンのみを形成可能であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure operation control unit can form only a partial pattern of a step tablet. 前記露光動作制御部が、指標パターンを含むステップタブレットのパターンを形成可能であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure operation control unit can form a pattern of a step tablet including an index pattern. 前記露光動作制御部が、スケールパターンと一連のマスクパターンとを合成して、ステップタブレットのパターンを形成することを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure operation control unit combines a scale pattern and a series of mask patterns to form a step tablet pattern. 前記露光動作制御部が、ステップタブレットのパターンを、描画パターンが形成されない前記被描画体の余白領域に形成することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure operation control unit forms a step tablet pattern in a blank area of the drawing object on which a drawing pattern is not formed. 請求項1乃至10のいずれかに記載された露光装置によってステップタブレットのパターンが形成されていることを特徴とする基板。   A substrate having a step tablet pattern formed by the exposure apparatus according to claim 1. 請求項1乃至10のいずれかに記載された露光装置によって生成される透過型ステップタブレット。   A transmissive step tablet generated by the exposure apparatus according to claim 1. 複数の光変調素子を2次元配列させた光変調素子アレイによって被描画体表面に規定される露光領域を、主走査方向に沿って相対移動させ、
露光領域の相対位置に応じて前記複数の光変調素子を制御し、オーバラップ露光動作によって描画パターンを被描画体に形成する方法であって、
複数の分割エリア間および各分割エリア内においてパターン濃度差をもたせたステップタブレットのパターンを、前記被描画体に形成することを特徴とする露光方法。
An exposure region defined on the surface of the object to be drawn by a light modulation element array in which a plurality of light modulation elements are two-dimensionally arranged, is relatively moved along the main scanning direction;
A method of controlling the plurality of light modulation elements according to a relative position of an exposure region and forming a drawing pattern on a drawing object by an overlap exposure operation;
An exposure method, wherein a pattern of a step tablet having a pattern density difference between a plurality of divided areas and within each divided area is formed on the drawing object.
露光装置を、
複数の光変調素子を2次元配列させた光変調素子アレイによって被描画体表面に規定される露光領域を、主走査方向に沿って相対移動させる間、露光位置を検出する露光位置検出手段と、
露光領域の相対位置に応じて前記複数の光変調素子を制御し、オーバラップ露光動作によって描画パターンを被描画体に形成する露光動作制御手段として機能させるプログラムであって、
複数の分割エリア間および各分割エリア内においてパターン濃度差をもたせたステップタブレットのパターンを、前記被描画体に形成するように、前記露光動作制御手段として機能させることを特徴とするプログラム。
Exposure equipment
Exposure position detecting means for detecting an exposure position while relatively moving an exposure region defined on the surface of the object to be drawn by a light modulation element array in which a plurality of light modulation elements are two-dimensionally arranged along the main scanning direction;
A program that controls the plurality of light modulation elements according to the relative position of an exposure region and functions as an exposure operation control unit that forms a drawing pattern on an object to be drawn by an overlap exposure operation,
A program for causing a step tablet pattern having a pattern density difference between a plurality of divided areas and in each divided area to function as the exposure operation control means so as to be formed on the drawing object.
露光装置に使用される感光材料の感度を検出する透過型ステップタブレットであって、
濃度レベルに応じた数値を並べたスケールと、
前記スケールに応じて規定される複数の分割エリアに形成された一連の濃度パターンとを備え、
前記一連の濃度パターンが、分割エリア間および各分割エリア内おいて透過率が減少もしくは増加するグラデーションをもつパターンであることを特徴とするステップタブレット。
A transmissive step tablet for detecting the sensitivity of a photosensitive material used in an exposure apparatus,
A scale with numerical values according to the density level,
A series of density patterns formed in a plurality of divided areas defined according to the scale,
The step tablet, wherein the series of density patterns is a pattern having a gradation in which the transmittance decreases or increases between divided areas and within each divided area.
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