JP2016133751A - Control device of diffraction optical element and control method thereof, as well as drawing device - Google Patents
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Description
この発明は、入力されるパラメータに応じて可動部材が固定部材に対して変位するように可動部材を駆動して回折格子を形成する回折光学素子を制御する制御技術および当該回折光学素子により変調された光を描画対象物に照射して描画する描画装置に関するものである。 The present invention is controlled by a control technique for controlling a diffractive optical element that forms a diffraction grating by driving the movable member so that the movable member is displaced with respect to the fixed member in accordance with an input parameter, and is modulated by the diffractive optical element. The present invention relates to a drawing apparatus that draws light by irradiating an object to be drawn.
例えば半導体ウエハやガラス基板などの基板にパターンを形成する方法として、光照射により描画を行う技術がある。この技術では、感光層を形成した基板を描画対象物として、描画データに基づき変調された光を描画対象物に照射して感光層を露光する。このような光変調を行うための空間光変調器として、例えばGLV(Grating Light Valve:グレーティングライトバルブ、米国シリコンライトマシーンズ社の登録商標)などの回折格子型の光学素子(以下、「回折光学素子」という)を好適に適用することができる。 For example, as a method for forming a pattern on a substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate, there is a technique of performing drawing by light irradiation. In this technique, a substrate on which a photosensitive layer is formed is used as an object to be drawn, and the photosensitive layer is exposed by irradiating the object to be drawn with light modulated based on drawing data. As a spatial light modulator for performing such light modulation, for example, a diffraction grating type optical element (hereinafter referred to as “diffractive optical element”) such as GLV (Grating Light Valve: registered trademark of Silicon Light Machines, USA). Can be suitably applied.
この回折光学素子では、基準面に対して移動自在な可動部材と、基準面に対して固定された固定部材とが交互に基準面に沿って配列されている。そして、回折光学素子に入射される光が可動部材および固定部材によって光を反射される。この際、可動部材を固定部材に対して変位させると、これらの部材によって回折格子が形成されて、回折光学素子から回折光が射出される。つまり、このような回折光学素子では、可動部材に与える入力パラメータを制御することで可動部材を固定部材に変位させて回折光学素子からの回折光の光量を調整することが可能となっている。 In this diffractive optical element, movable members that are movable with respect to the reference surface and fixed members that are fixed with respect to the reference surface are alternately arranged along the reference surface. The light incident on the diffractive optical element is reflected by the movable member and the fixed member. At this time, when the movable member is displaced with respect to the fixed member, a diffraction grating is formed by these members, and diffracted light is emitted from the diffractive optical element. That is, in such a diffractive optical element, it is possible to adjust the amount of diffracted light from the diffractive optical element by controlling the input parameter given to the movable member to displace the movable member to the fixed member.
例えば特許文献1に記載の装置では、基準電極に対する可動部材の変位量を制御する入力パラメータとして、可動部材に制御電圧を印加する。この電圧印加による可動部材と基準電極の間の電位差により静電気力が発生し、可動部材を基準電極側に変位させる。しかも、印加電圧に応じて可動部材の変位する量が異なり、格子の深さが変化する。その結果、回折光学素子から射出される0次光の光量(以下「0次回折光量」という)が印加電圧に応じて変化する。
For example, in the apparatus described in
回折光学素子は、例えば図1の実線に示すような印加電圧に対する0次回折光量特性(以下「I−V特性」という)を有している。つまり、0次回折光量は印加電圧に応じて変化し、電圧Vminで極小となり、電圧Vmaxで極大となる。したがって、例えば回折光学素子を空間光変調器として用いるとき、印加電圧を電圧Vminから電圧Vmaxの範囲内で変化させながら回折光学素子を駆動することで、露光量の調整分解能、つまりダイナミックレンジを高くすることができる。このように回折光学素子を駆動させるためのパラメータを変化させる範囲を、本明細書では「駆動範囲」と称する。 The diffractive optical element has, for example, a zero-order diffracted light quantity characteristic (hereinafter referred to as “IV characteristic”) with respect to an applied voltage as shown by a solid line in FIG. In other words, the 0th-order diffracted light quantity changes according to the applied voltage, and is minimized at the voltage Vmin and maximized at the voltage Vmax. Therefore, for example, when the diffractive optical element is used as a spatial light modulator, the exposure adjustment adjustment resolution, that is, the dynamic range is increased by driving the diffractive optical element while changing the applied voltage within the range from the voltage Vmin to the voltage Vmax. can do. In this specification, the range in which the parameter for driving the diffractive optical element is changed is referred to as “driving range” in this specification.
回折光学素子は、所望のI−V特性(例えば図1中の実線で示すI−V特性)が発現されるように設計され、その設計データ通りに製造される。しかしながら、製造のバラツキによりI−V特性が製品毎に相違することがある。この場合、I−V特性が相違しているにもかかわらず、入力パラメータを上記駆動範囲(Vmin〜Vmax)で変化させると、ダイナミックレンジは狭くなり、回折光学素子の利用効率が低下してしまう。そこで、回折光学素子の利用効率を高めるために、製品毎にI−V特性を実測し、それに基づいて駆動範囲を新たに設定する必要があった。なお、このような問題は0次光に特有なものではなく、それ以外の回折光成分、例えば1次回折光を用いる場合も全く同様であった。このように、回折光学素子を高い利用効率で制御するためには、製品ごとに、入力パラメータに対する回折光量の特性、つまり回折光量特性を実測する必要があった。 The diffractive optical element is designed so as to exhibit a desired IV characteristic (for example, an IV characteristic indicated by a solid line in FIG. 1), and is manufactured according to the design data. However, the IV characteristics may vary from product to product due to manufacturing variations. In this case, when the input parameter is changed within the driving range (Vmin to Vmax), the dynamic range is narrowed and the utilization efficiency of the diffractive optical element is lowered even though the IV characteristics are different. . Therefore, in order to increase the utilization efficiency of the diffractive optical element, it is necessary to actually measure the IV characteristic for each product and to newly set a driving range based on the actual measurement. Such a problem is not unique to the 0th-order light, and is exactly the same when other diffracted light components such as the 1st-order diffracted light are used. As described above, in order to control the diffractive optical element with high utilization efficiency, it is necessary to actually measure the diffracted light quantity characteristic with respect to the input parameter, that is, the diffracted light quantity characteristic for each product.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、入力パラメータに対する回折光量の特性を実測することなく、回折光学素子の駆動に適した駆動範囲を簡易に決定し、回折光学素子を効率的に制御することができる技術、ならびに当該技術を用いて高いダイナミックレンジで描画を行うことができる描画装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and by easily determining a driving range suitable for driving a diffractive optical element without actually measuring the characteristics of the amount of diffracted light with respect to input parameters, the diffractive optical element is efficiently controlled. It is an object of the present invention to provide a technique that can be performed and a drawing apparatus that can perform drawing with a high dynamic range using the technique.
この発明の第1態様は、入力されるパラメータに応じて可動部材が固定部材に対して変位するように可動部材を駆動して回折格子を形成する回折光学素子においてパラメータを駆動範囲内で可変して回折格子の形成を制御する制御装置であって、光を回折光学素子に入射したときに回折光学素子で反射される回折光の光量を反射光量として実測する光量測定部と、パラメータの変化に対する反射光量の変化を示す回折光量特性に基づいて反射光量を計算する光量計算部と、同一条件下で光量測定部により実測された反射光量と光量計算部により計算された反射光量との差分、ならびに回折光量特性に基づいて駆動範囲を決定する範囲決定部とを備えることを特徴としている。 According to a first aspect of the present invention, in a diffractive optical element that forms a diffraction grating by driving a movable member so that the movable member is displaced with respect to the fixed member in accordance with an input parameter, the parameter is varied within the driving range. A control device for controlling the formation of the diffraction grating, and a light quantity measuring unit for actually measuring the quantity of diffracted light reflected by the diffractive optical element when the light is incident on the diffractive optical element as a reflected quantity, and for changing the parameter A light amount calculation unit that calculates a reflected light amount based on a diffracted light amount characteristic indicating a change in reflected light amount, a difference between a reflected light amount actually measured by a light amount measurement unit under the same conditions and a reflected light amount calculated by a light amount calculation unit, and And a range determining unit that determines a driving range based on the diffracted light quantity characteristic.
また、この発明の第2態様は、入力されるパラメータに応じて可動部材が固定部材に対して変位するように可動部材を駆動して回折格子を形成する回折光学素子においてパラメータを駆動範囲内で可変して回折格子の形成を制御する制御方法であって、光を回折光学素子に入射したときに回折光学素子で反射される回折光の光量を反射光量としたとき、同一条件下で、反射光量を実測するとともに回折光学素子におけるパラメータの変化に対する反射光量の変化を示す回折光量特性に基づいて反射光量を計算する工程と、実測された反射光量と計算された反射光量との差分を求める工程と、差分と回折光量特性に基づいて駆動範囲を決定する工程とを備えることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the diffractive optical element that forms the diffraction grating by driving the movable member so that the movable member is displaced with respect to the fixed member in accordance with the input parameter, the parameter is within the driving range. A control method that controls the formation of a diffraction grating by changing the amount of diffracted light reflected by the diffractive optical element when light is incident on the diffractive optical element. A step of measuring the amount of reflected light based on a diffracted light amount characteristic indicating a change in the amount of reflected light with respect to a parameter change in the diffractive optical element, and a step of obtaining a difference between the actually measured amount of reflected light and the calculated amount of reflected light And a step of determining a drive range based on the difference and the diffracted light quantity characteristic.
さらに、この発明の第3態様は、変調された光を描画対象物に照射して描画する描画装置であって、入力されるパラメータに応じて可動部材が固定部材に対して変位するように可動部材を駆動して回折格子を形成する回折光学素子と、回折光学素子に光を入射させる照明部と、パラメータを駆動範囲内で可変して回折光学素子に入力して、回折光学素子で反射されて描画対象物へ向かう方向へ出射される回折光の光量を制御して光変調を行う変調部と、回折光の光量を測定する光量測定部と、変調部により変調された光による描画を行う前に駆動範囲を調整する制御部とを備え、光を回折光学素子に入射したときに回折光学素子で反射される回折光の光量を反射光量としたとき、制御部は、パラメータの変化に対する反射光量の変化を示す回折光量特性に基づいて反射光量を計算する光量計算部と、同一条件下で光量測定部により実測された反射光量と光量計算部により計算された反射光量との差分、ならびに回折光量特性に基づいて駆動範囲を決定する範囲決定部とを有することを特徴としている。 Furthermore, a third aspect of the present invention is a drawing apparatus that draws a drawing object by irradiating modulated light, and is movable so that the movable member is displaced with respect to the fixed member in accordance with the input parameter. A diffractive optical element that drives a member to form a diffraction grating, an illumination unit that allows light to enter the diffractive optical element, and a parameter that is variable within the driving range and is input to the diffractive optical element and reflected by the diffractive optical element. A modulation unit that modulates light by controlling the amount of diffracted light emitted in a direction toward the drawing object, a light amount measurement unit that measures the amount of diffracted light, and drawing with light modulated by the modulation unit A control unit that adjusts the driving range in advance, and when the amount of diffracted light reflected by the diffractive optical element is reflected when the light is incident on the diffractive optical element, the control unit reflects the change in the parameter. Time to show the change in light intensity Drive based on the light amount calculation unit that calculates the reflected light amount based on the light amount characteristic, the difference between the reflected light amount actually measured by the light amount measurement unit under the same conditions and the reflected light amount calculated by the light amount calculation unit, and the diffracted light amount characteristic And a range determining unit that determines the range.
この発明によれば、後述するように回折光学素子の製造バラツキによって回折光量特性がシフトするという技術事項に着目し、回折光学素子の製品毎の回折光量特性を測定することなく、駆動範囲を決定している。したがって、簡易に回折光学素子を効率的に制御することができる。また、このように決定された駆動範囲内で回折光学素子を制御することで高いダイナミックレンジで描画を行うことができる。 According to this invention, as described later, paying attention to the technical matter that the diffracted light quantity characteristic shifts due to manufacturing variations of the diffractive optical element, the drive range is determined without measuring the diffracted light quantity characteristic for each product of the diffractive optical element. doing. Therefore, the diffractive optical element can be easily and efficiently controlled. Further, it is possible to perform drawing with a high dynamic range by controlling the diffractive optical element within the determined driving range.
A.I−V特性について
図1は回折格子型の回折光学素子のI−V特性の一例を示すグラフである。回折光学素子が例えば同図中の実線に示すI−V特性を有するように設計され、その設計データ通りに製造されると、回折光学素子に印加する制御電圧、つまり印加電圧Vmin0、Vmax0で0次回折光量(相対値)がそれぞれ極小および極大となる。したがって、設計データ通りに製造される限り、制御電圧を可変して印加する範囲、つまり駆動範囲を電圧Vmin0〜電圧Vmax0の範囲に設定することで高いダイナミックレンジが得られる。この明細書では、上記駆動範囲(Vmin0〜Vmax0)を「基準駆動範囲」と称する。
A. IV Characteristics FIG. 1 is a graph showing an example of IV characteristics of a diffraction grating type diffractive optical element. When the diffractive optical element is designed to have, for example, the IV characteristic indicated by the solid line in the figure and manufactured according to the design data, the control voltage applied to the diffractive optical element, that is, the applied voltages Vmin0 and Vmax0 are 0. The next diffracted light quantity (relative value) becomes minimum and maximum, respectively. Therefore, as long as it is manufactured according to the design data, a high dynamic range can be obtained by setting the range in which the control voltage is variably applied, that is, the drive range to the range of voltage Vmin0 to voltage Vmax0. In this specification, the drive range (Vmin0 to Vmax0) is referred to as a “reference drive range”.
しかしながら、製造のバラツキにより、例えば制御電圧を印加しない無印加状態における回折光学素子の固定部材(図3Bの固定リボン412)と可動部材(図3Bの可動リボン413)との距離(図3B中の符号d0)が設計データからはずれると、I−V特性は、同図中の破線に示すように低電圧側にシフトしたり、同図中の1点鎖線に示すように高電圧側にシフトする。そのため、0次回折光量が極小となる印加電圧も、0次回折光量が極大となる印加電圧もシフトし、回折光学素子の駆動に適した駆動範囲が予め設計された基準駆動範囲(Vmin0〜Vmax0)から変動してしまう。これがダイナミックレンジの狭小化要因の一つとなっている。
However, due to manufacturing variations, for example, the distance between the fixed member (the
回折格子型の回折光学素子の一例であるGLVは、周知のように、ボトム電極(ベース部材)に対して固定リボン(固定部材)および可動リボン(可動部材)を対向させながら交互に配列した構造を有しており、可動リボンへの制御電圧の印加によって可動リボンを固定リボンに対して変位させることで回折格子を形成する。なお、回折光学素子の構成および動作については図3Aないし図3Dを参照しつつ後で詳述する。 As is well known, the GLV, which is an example of a diffraction grating type diffractive optical element, has a structure in which a fixed ribbon (fixed member) and a movable ribbon (movable member) are alternately arranged while facing a bottom electrode (base member). The diffraction grating is formed by displacing the movable ribbon with respect to the fixed ribbon by applying a control voltage to the movable ribbon. The configuration and operation of the diffractive optical element will be described in detail later with reference to FIGS. 3A to 3D.
GLVについては従来より種々の研究が進められている。例えばJahja I. Trisnadi et al.,「Overview and applications of Grating Light Valve TM based optical write engines for high-speed digital imaging」,Presented at Photonics West 2004 - Micromachining and Microfabrication Symposium,January 26, 2004, San Jose, CA, USAでは、spring-capacitor modelに基づく可動リボンに印加した電圧Vと、印加電圧に応じて可動リボンが変位した変位量d(V)との関係を示す式が記載されている(同文献中の(2.2)式)。つまり、ボトム電極と可動リボンとの距離を「h」とし、ボトム電極と可動リボンとの間における誘電率を「Vs」とし、印加電圧を「V」とすると、電圧の印加に伴う変位量d(V)を次式で求めることができる。なお、数1中の「ω」は定数である。
また、上記文献には、固定リボンに対する可動リボンの距離と回折光量との関係を示す式が記載されている(同文献中の(2.3a)式)。ここで、固定リボンと可動リボンとが隙間なく並設されている場合、上記関係式に基づき次の関係式が得られる。 Further, in the above document, an equation indicating the relationship between the distance of the movable ribbon with respect to the fixed ribbon and the amount of diffracted light is described (equation (2.3a) in the document). Here, when the fixed ribbon and the movable ribbon are arranged side by side without a gap, the following relational expression is obtained based on the above relational expression.
これら(1)および(2)式から設計データ通りに製造された回折光学素子のI−V特性(図1中の実線)を求めることができる。また、製造バラツキが発生すると、無印加状態での固定リボンの表面と可動リボンの表面との距離が設計データと異なることがあり、上記したようにI−V特性が高電圧側や低電圧側にシフトする。これによって、例えば図1に示すように無印加状態での回折光量が変動するとともに、可動リボンに制御電圧を印加した印加状態においても回折光量が変動する。 From these equations (1) and (2), the IV characteristic (solid line in FIG. 1) of the diffractive optical element manufactured according to the design data can be obtained. In addition, when manufacturing variation occurs, the distance between the surface of the fixed ribbon and the surface of the movable ribbon in the non-application state may differ from the design data. As described above, the IV characteristics are high or low. Shift to. Thereby, for example, as shown in FIG. 1, the amount of diffracted light in the non-applied state varies, and the amount of diffracted light also varies in the applied state in which a control voltage is applied to the movable ribbon.
ここで、製造バラツキによりI−V特性が高電圧側にΔVだけシフトした場合(図1中の1点鎖線)に絞って詳しく検討する。この場合、図1に示すように、無印加状態での回折光量が設計データ通りに製造された場合のそれよりもΔI(=I1−I0)だけ変動する。回折光量の変動量ΔIから製造バラツキに起因する変位量d(V)を(2)式に基づいて求めることができる。さらに、この変位量d(V)を(1)式に代入して計算することでI−V特性のシフト量ΔVを求めることができる。このように上記した(1)式および(2)式を用いることで回折光学素子のI−V特性を測定することなく、製造バラツキに起因するI−V特性のシフト量ΔVを求めることができ、常に回折光学素子により回折光の光量が極小および極大となる印加電圧をそれぞれ求めることができる。なお、上記においては、I−V特性が高電圧側にシフトする場合について検討しているが、低電圧側にシフトする場合(図1中の破線)についても同様である。また、無印加状態ではなく、可動リボンに対して適当な電圧(回折光学素子が破壊しない程度の電圧以下)を印加した状態でシフト量を求めることも可能である。 Here, a detailed study will be made focusing on the case where the IV characteristic is shifted to the high voltage side by ΔV due to manufacturing variations (the one-dot chain line in FIG. 1). In this case, as shown in FIG. 1, the amount of diffracted light in the non-applied state varies by ΔI (= I 1 −I 0), compared to that produced in the design data. A displacement amount d (V) due to manufacturing variation can be obtained from the fluctuation amount ΔI of the diffracted light amount based on the equation (2). Furthermore, the shift amount ΔV of the IV characteristic can be obtained by calculating by substituting the displacement amount d (V) into the equation (1). As described above, by using the above equations (1) and (2), the shift amount ΔV of the IV characteristic due to the manufacturing variation can be obtained without measuring the IV characteristic of the diffractive optical element. The applied voltage at which the amount of diffracted light is minimized and maximized can always be obtained by the diffractive optical element. In the above description, the case where the IV characteristic shifts to the high voltage side is considered, but the same applies to the case where the IV characteristic shifts to the low voltage side (broken line in FIG. 1). It is also possible to determine the shift amount in a state in which an appropriate voltage (a voltage not exceeding the level at which the diffractive optical element does not break) is applied to the movable ribbon instead of the non-application state.
このように回折光学素子の製造バラツキにより無印加状態での固定リボンと可動リボンとの距離が変動することでI−V特性がシフトし、しかも当該シフト量ΔVを回折光量の変動量ΔIに基づいて導出することができるという技術事項を考慮することで、次のような作用効果が得られる。すなわち、回折光学素子の製品毎のI−V特性を測定することなく、回折光量が極小および極大となる制御電圧を求めることができる。そして、それらの電圧範囲を可動リボンの駆動に適した駆動範囲とすることができる。しかも、当該駆動範囲で回折光学素子を駆動することで高ダイナミックレンジが得られる。なお、本明細書では、こうした駆動範囲調整処理によって調整された後の駆動範囲を「調整済駆動範囲」と称する。 In this way, the IV characteristic shifts due to the variation in the distance between the fixed ribbon and the movable ribbon in the non-application state due to the manufacturing variation of the diffractive optical element, and the shift amount ΔV is based on the variation amount ΔI of the diffracted light amount. By taking into account the technical matter that can be derived, the following effects can be obtained. That is, the control voltage that minimizes and maximizes the amount of diffracted light can be obtained without measuring the IV characteristics for each product of the diffractive optical element. And those voltage ranges can be made into the drive range suitable for the drive of a movable ribbon. In addition, a high dynamic range can be obtained by driving the diffractive optical element within the driving range. In the present specification, the drive range after the adjustment by the drive range adjustment process is referred to as “adjusted drive range”.
B.実施形態
次に、回折光学素子の製品毎に、必要に応じて駆動範囲調整処理を行って調整済駆動範囲を求め、常に回折光学素子に適した駆動範囲内で回折光学素子を制御して光変調を行って描画処理を実行する描画装置の一実施形態について説明する。
B. Embodiment Next, for each diffractive optical element product, a drive range adjustment process is performed as necessary to obtain an adjusted drive range, and the diffractive optical element is always controlled within the drive range suitable for the diffractive optical element. An embodiment of a drawing apparatus that performs a drawing process by performing modulation will be described.
図2は本発明にかかる描画装置の一実施形態の概略構成を模式的に示す正面図である。描画装置100は、レジストなどの感光材料の層が形成された基板Wの上面に光を照射して、パターンを描画する装置である。なお、基板Wは、半導体基板、プリント基板、カラーフィルタ用基板、液晶表示装置やプラズマ表示装置に具備されるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板などの各種基板のいずれでもよい。図示例では円形の半導体基板の上面に形成された下層パターンに重ねて上層パターンが描画される。
FIG. 2 is a front view schematically showing a schematic configuration of an embodiment of a drawing apparatus according to the present invention. The
描画装置100は、本体フレーム101で構成される骨格の天井面および周囲面にカバーパネル(図示省略)が取り付けられることによって形成される本体内部と、本体フレーム101の外側である本体外部とに、各種の構成要素を配置した構成となっている。
The
描画装置100の本体内部は、処理領域102と受け渡し領域103とに区分されている。これらの領域のうち処理領域102には、主として、ステージ10、ステージ移動機構20、光学ユニットU、アライメントユニット60が配置される。一方、受け渡し領域103には、処理領域102に対する基板Wの搬出入を行う搬送ロボットなどの搬送装置70が配置される。
The main body of the
また、描画装置100の本体外部には、アライメントユニット60に照明光を供給する照明ユニット61が配置される。また、同本体には、描画装置100が備える装置各部と電気的に接続されて、これら各部の動作を制御する制御部90が配置される。
In addition, an
なお、描画装置100の本体外部で、受け渡し領域103に隣接する位置には、カセットCを載置するためのカセット載置部104が配置される。また、カセット載置部104に対応し、本体内部の受け渡し領域103に配置された搬送装置70は、カセット載置部104に載置されたカセットCに収容された未処理の基板Wを取り出して処理領域102に搬入(ローディング)するとともに、処理領域102から処理済みの基板Wを搬出(アンローディング)してカセットCに収容する。カセット載置部104に対するカセットCの受け渡しは、図示しない外部搬送装置によって行われる。この未処理基板Wのローディング処理および処理済基板Wのアンローディング処理は制御部90からの指示に応じて搬送装置70が動作することで行われる。
A
ステージ10は、平板状の外形を有し、その上面に基板Wを水平姿勢に載置して保持する保持部である。ステージ10の上面には、複数の吸引孔(図示省略)が形成されており、この吸引孔に負圧(吸引圧)を付与することによって、ステージ10上に載置された基板Wをステージ10の上面に固定保持することができるようになっている。そして、ステージ10はステージ移動機構20により移動させられる。
The
ステージ移動機構20は、ステージ10を主走査方向(Y軸方向)、副走査方向(X軸方向)、及び回転方向(Z軸周りの回転方向(θ軸方向))に移動させる機構である。ステージ移動機構20は、ステージ10を回転可能に支持する支持プレート22を支持するベースプレート24と、支持プレート22を副走査方向に移動させる副走査機構23と、ベースプレート24を主走査方向に移動させる主走査機構25とを備える。副走査機構23および主走査機構25は、制御部90からの指示に応じてステージ10を移動させる。
The
アライメントユニット60は、基板Wの上面に形成された図示しないアライメントマークを撮像する。アライメントユニット60は、鏡筒、対物レンズ、およびCCDイメージセンサを有するアライメントカメラ601を備える。アライメントカメラ601が備えるCCDイメージセンサは、例えばエリアイメージセンサ(二次元イメージセンサ)により構成される。また、アライメントユニット60は、図示しない昇降機構によって所定の範囲内で昇降可能に支持されている。
The
照明ユニット61は、鏡筒とファイバ611を介して接続され、アライメントユニット60に対して照明用の光を供給する。照明ユニット61から延びるファイバ611によって導かれる光は、アライメントカメラ601の鏡筒を介して基板Wの上面に導かれ、その反射光は、対物レンズを介してCCDイメージセンサで受光される。これによって、基板Wの上面が撮像されて撮像データが取得されることになる。アライメントカメラ601は制御部90の画像処理部と電気的に接続されており、制御部90からの指示に応じて撮像データを取得し、取得した撮像データを制御部90に送信する。
The
アライメントカメラ601から与えられる撮像データに基づき制御部90は、基板Wの基準位置に設けられた基準マークを検出して光学ユニットUと基板Wとの相対位置を位置決めするアライメント処理を行う。そして、光学ユニットUから描画パターンに応じて変調されたレーザ光を基板Wの所定位置に照射することでパターン描画を行う。
Based on the imaging data provided from the
光学ユニットUは、描画パターンに対応するストリップデータに基づいてレーザ光を変調する光学ヘッド4を、X軸方向に沿って2台並べた概略構成を具備する。なお、光学ヘッド4の台数はこれに限られない。また、これら光学ヘッド4は互いに同様の構成を具備するので、以下では1台の光学ヘッド4に関連する構成について説明を行う。
The optical unit U has a schematic configuration in which two
光学ユニットUには、光学ヘッド4に対してレーザ光を照射する光照射部5が設けられている。光照射部5は、レーザ駆動部51、レーザ発振器52および照明光学系53を有する。そして、レーザ駆動部51の作動によりレーザ発振器52から射出されたレーザ光が、照明光学系53を介して光学ヘッド4へと照射される。光学ヘッド4は、光照射部5から照射されたレーザ光を空間光変調器によって変調して、光学ヘッド4の直下で移動する基板Wに対して落射する。これによって、未処理の基板Wに形成されていた下層パターンに対して、上層パターン(描画パターン)が重ねて露光される。
The optical unit U is provided with a
なお、光学ヘッド4の空間光変調器は、例えば前記した特許文献1(特開2014−106513号公報に記載されたGLVなどと同様の構成を具備する回折光学素子410(図3A)を用いてレーザ光を変調するものである。
The spatial light modulator of the
図3Aないし3Dは回折光学素子が備える構成の一例を模式的に示す図である。より具体的には、図3Aは回折光学素子410の概略構成を模式的に示す図である。また、図3Bは回折光学素子410が取り得る無印加状態、図3Cは回折光学素子410が取り得る第1の状態、図3Dは回折光学素子410が取り得る第2の状態を示す図である。
3A to 3D are diagrams schematically illustrating an example of the configuration of the diffractive optical element. More specifically, FIG. 3A is a diagram schematically showing a schematic configuration of the diffractive
図3Aに示すように、回折光学素子410は、固定リボン412および可動リボン413を平板状のボトム電極411の表面に対向させつつ、当該表面に平行な方向へ交互に並べた概略構成を備える。固定リボン412および可動リボン413は、平面に仕上げられて光を反射する反射面412s、413sを有している。固定リボン412は、ボトム電極411に対して一定間隔を空けて固定されている。
As shown in FIG. 3A, the diffractive
可動リボン413は、ボトム電極411に対して変位可能に設けられており、印加される制御電圧に応じてボトム電極411に対し接近・離間方向に変位する。可動リボン413の変位量は、制御電圧によりボトム電極411との間に生じる電位差の大きさに依存する。この実施形態の回折光学素子410では、可動リボン413に制御電圧が印加されない、つまり無印加状態であり、固定リボン412の表面412sと可動リボン413の表面413sとの高低差d0が入射光の波長λに対して次式:
2d0<(2n+1)・λ/2
を満足するように回折光学素子410は製造される(nは0以上の整数)。一方、この回折光学素子410は、可動リボン413に印加される制御電圧の大きさにより、図3Cに示す第1の状態と、図3Dに示す第2の状態とを取る。
The
2d0 <(2n + 1) · λ / 2
The diffractive
図3Cに示す第1の状態では、固定リボン412の表面412sと可動リボン413の表面413sとの高低差d1が入射光の波長λに対して次式:
2d1=(2n+1)・λ/2
により表される。つまり、高低差d1の2倍が半波長の奇数倍である。上式の左辺(2d1)は、回折光学素子410の表面に対し垂直に、つまり反射面412s,413sの法線方向から入射する光Liが、固定リボン412の表面412sで反射された場合と可動リボン413の表面413sで反射された場合との光路長の差に相当する。光路長差が半波長の奇数倍であるため、固定リボン412の表面412sで反射された光と可動リボン413の表面413sで反射された光とが互いに逆位相となって打ち消し合う。このため、垂直方向への反射光(正反射光)は出射されず、光路長差が異なる斜め方向への出射光、すなわち1次以上の回折光Lgが出射される。
In the first state shown in FIG. 3C, the height difference d1 between the
2d1 = (2n + 1) · λ / 2
It is represented by That is, twice the height difference d1 is an odd multiple of a half wavelength. The left side (2d1) of the above equation is movable when the light Li incident perpendicularly to the surface of the diffractive
これに対して、図3Dに示す第2の状態では、固定リボン412の表面412sと可動リボン413の表面413sとの高低差d2が入射光の波長λに対して次式:
2d2=2n・λ/2=n・λ
により表される(nは0以上の整数)。つまり、高低差d2は半波長の偶数倍、波長の整数倍である。この場合、固定リボン412の表面412sで反射された光と可動リボン413の表面413sで反射された光とが同位相であるため、これらの光が正反射光(0次回折光)Loとして回折光学素子410から出射される。
In contrast, in the second state shown in FIG. 3D, the height difference d2 between the
2d2 = 2n · λ / 2 = n · λ
(N is an integer of 0 or more). That is, the height difference d2 is an even multiple of a half wavelength and an integral multiple of a wavelength. In this case, since the light reflected by the
後述するように、この実施形態では、回折光学素子410から出射される0次回折光を基板Wに照射して描画を行う。したがって、基板Wに向けて出射される露光ビームに限ってみれば、回折光学素子410の状態が図3Cに示す第1の状態であるときには露光ビームが出射されず、図3Dに示す第2の状態であるときに露光ビームが出射される。そこで、以後の説明では、光出射の状態を理解しやすくするために、図3Cに示す第1の状態を「露光オフ状態」、図3Dに示す第2の状態を「露光オン状態」と称する。露光オン状態は回折光学素子410から基板Wに向けて光が照射される状態、露光オフ状態は該光が照射されない状態である。これらは可動リボン413に印加される制御電圧の大きさで区別される。
As will be described later, in this embodiment, drawing is performed by irradiating the substrate W with 0th-order diffracted light emitted from the diffractive
制御電圧は個々の可動リボン413に対し個別に設定可能であり、したがって1つの可動リボン413とこれに隣接する固定リボン412とからなるリボン対ごとに露光オン状態と露光オフ状態とを現出させることができる。一のリボン対により構成される露光オン・オフの最小単位を、以下では「チャンネル」と称する。この実施形態では、チャンネル番号0から8000までの計8001チャンネルを有する回折光学素子を用いるものとして説明するが、チャンネル数は任意である。
The control voltage can be individually set for each
図4Aおよび図4Bは光学ヘッドが備える詳細構成の一例を模式的に示す図である。図4Aに示すように、光学ヘッド4では、回折光学素子410を有する空間光変調器41が設けられている。具体的には、光学ヘッド4に上下方向(Z方向)に延設された支柱400の上部に取り付けられた空間光変調器41は、回折光学素子410の反射面を下方に向けた状態で支柱40に支持されている。
4A and 4B are diagrams schematically illustrating an example of a detailed configuration of the optical head. As shown in FIG. 4A, the
図4Bに示すように、空間光変調器41は、回折光学素子410と、これを支持しつつ自身は一軸方向に移動可能な直動ステージ414と、直動ステージ414を支持しつつ自身は回折光学素子410の反射面に直交する軸周りに回動する回動ステージ415と、回動ステージ415を支持するベース部416とを備えており、ベース部416が支柱400に固定される。
As shown in FIG. 4B, the spatial
後の説明のため、図4Bに示すように、直動ステージ414上においてRST直交座標系を設定する。R方向は回折光学素子410における固定および可動リボン412,413の配列方向である。また、S方向は固定および可動リボン412,413それぞれの長手方向である。またT方向は回折光学素子410の表面に直交する方向である。またT軸周りの回転方向をα方向とする。これらの軸方向のうちR方向およびS方向は、回動ステージ415が回動するとこれに伴って変化する。
For later explanation, as shown in FIG. 4B, an RST orthogonal coordinate system is set on the
また、ベース部416上においてR’S’T’直交座標系を設定する。S’方向は直動ステージ414の移動方向であり、T’方向はT方向と同様に回折光学素子410の表面に直交する方向である。そして、S’方向はこれらに直交する方向である。またT’軸周りの回転方向をα’方向とする。
Further, an R′S′T ′ orthogonal coordinate system is set on the
直動ステージ414および回動ステージ415が初期位置にあるとき、両座標系の関係が以下の関係となるように設定する。R軸とR’軸とが平行であり、またS軸とS’軸とが平行である。T軸とT’軸とは常に平行である。また、RS平面における原点と、R’S’平面における原点はT軸方向(またはT’軸方向)においてのみ位置が異なる。つまり、T軸方向(T’軸方向)から見たとき、RS平面とR’S’平面とは原点および座標軸方向が共通である。
When the
図4Aに戻って、光学ヘッド4において、回折光学素子410は、その反射面の法線が光軸OAに対して傾斜して配置されており、照明光学系53から射出された光は、支柱400の開口を通してミラー43に入射し、ミラー43によって反射された後に回折光学素子410に照射される。そして、回折光学素子410の各チャンネルの状態が描画データに応じて制御部90によって切り換えられて、回折光学素子410に入射したレーザ光が変調される。描画データにより表される1画素は、1つまたは複数のチャンネルに対応する。なお、回折光学素子410への光の入射方向が反射面の法線に対して斜め方向となり反射光の光路長が図3Cおよび図3Dと異なるが、入射角に応じて制御電圧を適宜チューニングして可動リボン413の変位量を調節することで、0次回折光が出射される露光オン状態と出射されない露光オフ状態とを実現することができる。
Referring back to FIG. 4A, in the
このとき、回折光学素子410には、照明光学系53によって均一化されたレーザ光が照射される。つまり、レーザ発振器52から射出された光は、照明光学系53によって強度分布が均一な線状のラインビーム光(光束断面が線状の光)に整形されて、回折光学素子410の有効領域に照射される。ここで、有効領域は、回折光学素子410が入射光に対する変調を実行可能な領域である。またラインビーム光の長軸方向は、回折光学素子410におけるリボン配列方向であるR方向を目標とされる。
At this time, the diffractive
そして、光学ヘッド4では、回折光学素子410から0次回折光として反射されたレーザ光が投影光学系43のレンズへ入射する一方、回折光学素子410から1次以上の回折光として反射されたレーザ光は投影光学系43のレンズへ入射しない。つまり、基本的には回折光学素子410で反射された0次回折光のみが投影光学系43へ入射するように構成されている。
In the
投影光学系43のレンズを通過した光は、フォーカシングレンズ441を介して所定の倍率にて基板W上へ導かれる。このフォーカシングレンズ441はフォーカス駆動機構442に取り付けられている。そして、制御部90からの制御指令に応じてフォーカス駆動機構442がフォーカシングレンズ441を鉛直方向(Z軸方向)に沿って昇降させることで、フォーカシングレンズ442から射出されたレーザ光の収束位置が基板Wの上面Wsに調整される。
The light that has passed through the lens of the projection
光学ヘッド4の筺体下部には、オートフォーカス部として機能する照射部451と受光部452とが設けられている。照射部451は、レーザダイオード(LD)で構成された光源から射出した光を、基板Wの上面Wsに対して斜めに照射させる。受光部452は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサやCCD(Charge Coupled Device)センサなどの固体撮像素子で構成され、基板Wの上面Wsからの反射光を検出する。そして、制御部90は、受光部452の検出結果から、光学ヘッド4と基板上面Wsとの距離を検出する。
An
つまり、図4Aにおいて実線矢印で示すように基板上面Wsが光学ヘッド4から遠ざかったとき、あるいは破線矢印で示すように基板上面Wsが光学ヘッド4に接近したとき、基板上面Wsからの反射光の光路がそれぞれ実線矢印および破線矢印で示す方向に変化し、受光部452の各受光位置における受光量も変動する。したがって、受光部452における受光量のピーク位置が、それぞれ実線矢印および破線矢印で示すように変化する。制御部90は、これを利用して光学ヘッド4と基板上面Wsとの距離を検出する。そして、制御部90は、検出距離に応じてフォーカス駆動機構442を動作させて、フォーカシングレンズ441を上下させることで、フォーカシングレンズ441の焦点を基板上面Wsに合せて、レーザ光の収束位置を基板上面Wsへ的確に調整する(オートフォーカス)。
That is, when the substrate upper surface Ws moves away from the
このようなオートフォーカスを効果的に機能させるためには、フォーカシングレンズ441の焦点が基板上面Wsに合っているときの光学ヘッド4と基板上面Wsとの距離を予め把握しておく必要がある。この距離は短期的にはあまり変化しないが、装置を長期間使用するにつれて変化する。そこで、この描画装置100では、光学ヘッド4と基板上面Wsとの距離を測定するための構成が設けられている。
In order to make such autofocus function effectively, it is necessary to know in advance the distance between the
図5は光学ヘッドと基板上面との距離を測定するための構成の一例を模式的に示す図である。同図に示すように、ステージ10の側方には、光学ヘッド4から射出されるレーザ光を受光してレーザ光の像を観察する観察光学系80が配置されている。観察光学系80には、例えば石英ガラスによって平板状に形成された光透過性のダミー基板801が水平に設けられている。
FIG. 5 is a diagram schematically showing an example of a configuration for measuring the distance between the optical head and the upper surface of the substrate. As shown in the figure, an observation
ダミー基板801の下方、すなわちダミー基板801を挟んで光学ヘッド4の反対側には、ビームスプリッタ806を介して観察用カメラ803が配置される。観察用カメラ803は例えば、ダミー基板801からビームスプリッタ806を介して入射してきたレーザ光を光学系によって固体撮像素子に収束させるものである。ダミー基板801と観察用カメラ803はそれぞれケース804に取り付けられて一体化されており、観察用カメラ803の光学系の焦点位置は、ダミー基板801の上面801sに合うように調整されている。また、ケース804は支持プレート22に立設された支持フレーム805によって昇降自在に支持されており、ケース804の鉛直方向(Z軸方向)への位置が制御部90によって調整可能となっている。こうして、観察光学系80およびダミー基板801は、水平方向(XY方向)にはステージ10と一体的に移動する一方、鉛直方向(Z軸方向)にはステージ10から独立して移動可能となっている。
An
光学ヘッド4と基板上面Wsとの距離を測定するにあたっては、観察光学系80が光学ヘッド4の直下に位置決めされるとともに、ダミー基板801の上面801sがステージ10に載置される基板Wの上面Wsと同じ高さに位置決めされる。そして、制御部90は、光学ヘッド4からダミー基板上面801sに照射されたレーザ光の光学像を観察用カメラ803で撮像しつつ、フォーカシングレンズ431の鉛直方向(Z軸方向)への位置を変化させて、光学像が最少となる(光学像のコントラストが最大となる)ようにフォーカシングレンズ441の位置を設定する。これによって、フォーカシングレンズ441の焦点がダミー基板上面801sに合わせられる。そして、制御部90は、このときの光学ヘッド4とダミー基板上面801sとの距離を求める。以後の描画動作では、こうして求められた距離に基づいてフォーカシングレンズ441の位置を調整することで、オートフォーカスを適切に実行できる。
In measuring the distance between the
ダミー基板801を通して観察光学系80に入射したレーザ光の一部は、ビームスプリッタ806により進路を変えられて、ケース804内に設けられた光量検出器807に入射する。図示を省略しているが、ビームスプリッタ806と光量検出器807との間には集光光学系が設けられて、ビームスプリッタ806により分けられた光が全て光量検出器807に受光されるようになっている。光量検出器807は、受光面に入射した光量に応じた電気信号を出力し、光の入射位置に対する分解能は不要である。したがって、例えばフォトダイオードを使用することができる。光量検出器807の出力は、後述する無印加状態での回折光量の測定に利用される。
A part of the laser light incident on the observation
図6は図2に示す描画装置の制御系を示すブロック図である。制御部90では、図示しないCPU(Central Processing Unit)が予め記憶部99に記憶された制御プログラムを実行することにより、または専用ハードウェアにより、以下の各機能ブロック91〜95が実現される。照明制御部91は、光学ユニットUの光照射部5を制御してラインビーム光を出射させる。
FIG. 6 is a block diagram showing a control system of the drawing apparatus shown in FIG. In the
フォーカス制御部94は、オートフォーカス動作を司る。ステージ制御部93は、ステージ移動機構20を制御して、ステージ10を光学ヘッド4に対し相対移動させる。アライメント制御部92は、アライメントユニット60のアライメントカメラ601から出力される画像データに基づいてアライメント処理を実行する。
The
描画制御部95は、記憶部99に記憶された描画レシピに基づきドライバ951を制御し、ドライバ951から回折光学素子410の各可動リボン413に制御電圧を印加させて、描画すべきパターンに対応させてラインビーム光を変調する。また、描画制御部95は制御電圧の適正な駆動範囲を求め、調整する駆動範囲調整処理を、必要に応じて実行する。
The drawing control unit 95 controls the
この駆動範囲調整処理を実行する技術的意義は、「A.I−V特性について」の項で説明したように、回折光学素子410のI−V特性のシフト変動に対応して駆動範囲の適正化を図る点にある。これによって、回折光学素子410のI−V特性を実際に測定することなく、回折光学素子410に適した駆動範囲が得られ、この駆動範囲内で可動リボン413に制御電圧を印加することによってダイナミックレンジ(露光量の調整分解能)を高めることができる。以下、図7を参照しつつ駆動範囲調整処理を中心に詳述する。
The technical significance of executing this drive range adjustment processing is that the drive range is appropriate in accordance with the shift variation of the IV characteristic of the diffractive
図7は図2の描画装置で実行される駆動範囲調整処理および描画処理を示すフローチャートである。この描画装置100では、回折光学素子410の組込や交換が行われた後で駆動範囲調整処理が実行される。この駆動範囲調整処理は、記憶部99に記憶された制御プログラムにしたがって制御部90が装置各部を以下のように制御することで実行される。
FIG. 7 is a flowchart showing drive range adjustment processing and drawing processing executed by the drawing apparatus of FIG. In the
駆動範囲調整処理では、制御部90は回折光学素子410の設計データを読み込む(ステップS1)。このデータ読込は描画装置100の操作パネル(図示省略)を介して行われてもよいし、ネットワーク通信によって行われてもよい。設計データには、無印加状態での固定リボン412の表面412sと可動リボン413の表面413sとの高低差d0が含まれている。そして、設計データを読み込んだ制御部90は設計データに基づいて回折光学素子410のI−V特性を導出する(ステップS2)。ここでは、ステップS2により図1の実線で示すI−V特性が得られたものと仮定して駆動範囲調整処理の説明を続ける。
In the drive range adjustment process, the
次のステップS3では、制御部90はI−V特性に基づいて0次回折光量が極小となる印加電圧Vmin0および極大となる印加電圧Vmax0を求め、この電圧範囲(Vmin0〜Vmax0)を基準駆動範囲として記憶する。こうして、装置100に装備された回折光学素子410が設計データ通りに製造されたときの駆動範囲が導出される。また、制御部90はI−V特性に基づいて無印加状態での0次回折光量I0を計算する(ステップS4)。
In the next step S3, the
また、制御部90は、ステップS3およびS4の実行と並行して、無印加状態の回折光学素子410にラインビーム光を入射させ(ステップS5)、光量検出器807により無印加状態での0次回折光量I1を計測する(ステップS6)。ここで、回折光学素子410の製造バラツキにより固定リボン412と可動リボン413との高低差d0にバラツキが生じると、図1に示すように0次回折光量の計算値I0と実測値I1とが不一致となる。一方、回折光学素子410が設計データ通りに製造されているときには、計算値I0と実測値I1とは一致、あるいはほぼ一致する。
Further, in parallel with the execution of steps S3 and S4, the
そこで、本実施形態では、制御部90は、0次回折光量の計算値I0と実測値I1との差分ΔI(=I1−I0)を算出し(ステップS7)、さらに差分ΔIがゼロであるか否かを判定する(ステップS8)。このステップS8で「YES」と判定する、つまり回折光学素子410が設計データ通りに製造されている場合には、この段階で駆動範囲調整処理を終了させ、上記基準駆動範囲内で制御電圧を可変させながら描画処理を実行する(ステップS9)。
Therefore, in the present embodiment, the
一方、ステップS8で「NO」と判定する、つまり回折光学素子410が設計データ通りに製造されておらず、I−V特性のシフト変動が生じていると判定すると、制御部90はI−V特性のシフト量ΔVを当該差分ΔIに基づいて計算する(ステップS10)。なお、シフト量ΔVの計算は「A.I−V特性について」の項で説明した計算と同一である。そして、制御部90は基準駆動範囲をシフト量ΔVだけシフトさせる。つまり、次式
Vmin1=Vmin0+ΔV
Vmin1=Vmin0+ΔV
にしたがって0次回折光量が極小となる印加電圧Vmin1および極大となる印加電圧Vmax1を算出し、装置100に装備されている回折光学素子410に適した駆動範囲(Vmin1〜Vmax1)を、製造バラツキに適合した調整済駆動範囲として記憶部99に記憶する(ステップS11)。こうして駆動範囲調整処理を終了した後で、制御部90は上記調整済駆動範囲内で制御電圧を可変させながら描画処理を実行する(ステップS12)。
On the other hand, when it is determined as “NO” in step S8, that is, when it is determined that the diffractive
Vmin1 = Vmin0 + ΔV
Accordingly, the applied voltage Vmin1 at which the 0th-order diffracted light amount is minimized and the applied voltage Vmax1 at which it is maximized are calculated, and the driving range (Vmin1 to Vmax1) suitable for the diffractive
以上のように、回折光学素子410の製造バラツキによって無印加状態での固定リボン412と可動リボン413との距離dは設計データからずれることがあり、当該ずれ分だけI−V特性が高印加電圧側あるいは低印加電圧側にシフトすることがある。そこで、本実施形態では、I−V特性のシフトが発生するとき、シフト量ΔVを算出し、当該シフト量ΔV分だけ基準駆動範囲をシフトさせて回折光学素子410の製品毎の調整済駆動範囲を求めている。したがって、回折光学素子410の製品毎に回折光量特性を測定する必要はなく、回折光学素子410の駆動に適した駆動範囲を簡易に決定することができ、回折光学素子410を効率的に制御することが可能となっている。しかも、上記した回折光学素子410の制御技術を装備する描画装置100では、駆動に適した駆動範囲内で回折光学素子410を制御することで高いダイナミックレンジで描画を行うことができる。
As described above, the distance d between the fixed
また、上記実施形態では、無印加状態という同一の条件下で0次回折光量の計算値I0と実測値I1をそれぞれ求めている。もちろん、0[V]以外の制御電圧を印加するという同一条件下で計算値I0と実測値I1をそれぞれ求めてもよい。ただし、複数の可動リボン413に制御電圧を印加すると、可動リボン413毎の電圧感度特性にバラツキが生じることがあり、これを回避するためには無印加状態で0次回折光量を計測するのが望ましい。
Further, in the above-described embodiment, the calculated value I0 and the actually measured value I1 of the 0th-order diffracted light quantity are obtained under the same condition of no application state. Of course, the calculated value I0 and the actually measured value I1 may be obtained under the same condition that a control voltage other than 0 [V] is applied. However, when a control voltage is applied to a plurality of
このように上記実施形態では、可動リボン413に印加する制御電圧(印加電圧)が本発明の「パラメータ」の一例に相当している。また、ボトム電極411、固定リボン412および可動リボン413がそれぞれ本発明の「ベース部材」、「固定部材」および「可動部材」の一例に相当している。また、印加される制御電圧に応じて可動リボン413がボトム電極411に接近する方向が本発明の「変位方向」に相当している。また、0次回折光量が本発明の「反射光量」の一例に相当している。また、光照射部5が本発明の「照明部」の一例に相当している。また、描画制御部95およびドライバ921が本発明の「変調部」として機能している。さらに、光量検出器807が本発明の「光量測定部」として機能する一方、制御部90のうち描画制御部95が本発明の「光量計算部」および「範囲決定部」として機能しており、これらによって本発明の「回折光学素子の制御装置」が構成されている。
Thus, in the above embodiment, the control voltage (applied voltage) applied to the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、回折光学素子410で反射された光のうち0次回折光量のみを本発明の「反射光量」とし、当該回折光学素子410に適した駆動範囲を求めているが、その他の回折光の光量を本発明の「反射光量」として用いてもよい。例えば1次回折光の光量を反射光量とする場合には、投影光学系43において0次光のみを取り出すためのスリット板(図示省略)の回折光学素子側に光量検出器を配置し、当該スリット板により遮光される1次回折光を受光し、当該1次回折光の光量を本発明の「反射光量」として測定することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, only the 0th-order diffracted light amount of the light reflected by the diffractive
また、本実施形態では、0次光を用いて描画処理を行う描画装置に対して本発明を適用しているが、0次光以外の他の回折光成分、例えば1次回折光を用いる描画装置に対して本発明を適用することができる。 In the present embodiment, the present invention is applied to a drawing apparatus that performs drawing processing using zero-order light. However, a drawing apparatus that uses other diffracted light components other than zero-order light, for example, first-order diffracted light. The present invention can be applied to.
また、上記実施形態では、可動リボン413に印加する制御電圧を本発明の「パラメータ」として用いているが、「パラメータ」はこれに限定されるものではなく、例えばボトム電極411と可動リボン413との間の電位差を本発明の「パラメータ」として用いてもよい。
In the above embodiment, the control voltage applied to the
また、上記実施形態の回折光学素子410はGLV素子であるが、本発明を適用可能な回折光学素子はGLVのみに限定されるわけではなく、制御電圧により可動部材が撓むことで回折格子を形成するタイプの光学素子であればよい。
Further, although the diffractive
さらに、本発明の適用対象はウエハなどの半導体基板Wを本発明の「描画対象物」として当該基板に対して光を照射して描画する装置に限定されるものではなく、例えばプリント配線基板やガラス基板等、種々のものを描画対象物として利用することができる。 Furthermore, the application target of the present invention is not limited to an apparatus that draws a semiconductor substrate W such as a wafer by irradiating the substrate with light as a “drawing object” of the present invention. Various objects such as a glass substrate can be used as the drawing object.
この発明は、入力されるパラメータに応じて可動部材が固定部材に対して変位するように可動部材を駆動して回折格子を形成する回折光学素子を制御する技術および当該技術を用いて描画する描画装置全般に好適に適用することができる。 The present invention relates to a technique for controlling a diffractive optical element that forms a diffraction grating by driving a movable member so that the movable member is displaced with respect to a fixed member in accordance with an input parameter, and drawing using the technique The present invention can be suitably applied to all devices.
5…光照射部
41…空間光変調器
90…制御部
95…描画制御部
100…描画装置
410…回折光学素子
411…ボトム電極
412…固定リボン
413…可動リボン
807…光量検出器
921…ドライバ
W…基板
DESCRIPTION OF
Claims (8)
光を前記回折光学素子に入射したときに前記回折光学素子で反射される回折光の光量を反射光量として実測する光量測定部と、
前記パラメータの変化に対する前記反射光量の変化を示す回折光量特性に基づいて反射光量を計算する光量計算部と、
同一条件下で前記光量測定部により実測された反射光量と前記光量計算部により計算された反射光量との差分、ならびに前記回折光量特性に基づいて前記駆動範囲を決定する範囲決定部と
を備えることを特徴とする回折光学素子の制御装置。 In the diffractive optical element that forms the diffraction grating by driving the movable member so that the movable member is displaced relative to the fixed member in accordance with the input parameter, the diffraction grating is formed by varying the parameter within the driving range. A control device for controlling
A light amount measurement unit that measures the amount of diffracted light reflected by the diffractive optical element when light is incident on the diffractive optical element as a reflected light amount; and
A light amount calculation unit that calculates a reflected light amount based on a diffracted light amount characteristic indicating a change in the reflected light amount with respect to a change in the parameter;
A range determining unit that determines the drive range based on the difference between the reflected light amount actually measured by the light amount measuring unit and the reflected light amount calculated by the light amount calculating unit under the same conditions, and the diffracted light amount characteristic; A control apparatus for a diffractive optical element.
前記反射光量は前記回折光学素子で反射される反射光のうち0次光の光量である、
回折光学素子の制御装置。 A control device for a diffractive optical element according to claim 1,
The amount of reflected light is the amount of zero-order light among the reflected light reflected by the diffractive optical element.
Control device for diffractive optical element.
前記回折光学素子には、前記可動部材が変位する変位方向にベース部材が配置され、
前記パラメータは前記可動部材と前記ベース部材との間の電位差である、
回折光学素子の制御装置。 A control device for a diffractive optical element according to claim 1 or 2,
In the diffractive optical element, a base member is disposed in a displacement direction in which the movable member is displaced,
The parameter is a potential difference between the movable member and the base member.
Control device for diffractive optical element.
前記パラメータは前記可動部材に与える電圧である、
回折光学素子の制御装置。 A control apparatus for a diffractive optical element according to claim 3,
The parameter is a voltage applied to the movable member.
Control device for diffractive optical element.
前記光量測定部は前記可動部材に電圧を印加しない無印加状態で反射光量を実測し、
前記光量計算部は前記無印加状態での反射光量を計算する、
回折光学素子の制御装置。 A control device for a diffractive optical element according to claim 4,
The light quantity measurement unit measures the reflected light quantity without applying voltage to the movable member,
The light amount calculation unit calculates the reflected light amount in the non-application state,
Control device for diffractive optical element.
前記範囲決定部は、前記回折光量特性のみに基づき決定される駆動範囲から前記差分に対応する電圧だけシフトさせた範囲を、前記回折光学素子を駆動するための駆動範囲とする、
回折光学素子の制御装置。 A control apparatus for a diffractive optical element according to claim 4 or 5,
The range determining unit sets a range shifted by a voltage corresponding to the difference from a driving range determined based only on the diffracted light quantity characteristic as a driving range for driving the diffractive optical element.
Control device for diffractive optical element.
光を前記回折光学素子に入射したときに前記回折光学素子で反射される回折光の光量を反射光量としたとき、
同一条件下で、前記反射光量を実測するとともに前記回折光学素子における前記パラメータの変化に対する前記反射光量の変化を示す回折光量特性に基づいて前記反射光量を計算する工程と、
実測された前記反射光量と計算された前記反射光量との差分を求める工程と、
前記差分と前記回折光量特性に基づいて前記駆動範囲を決定する工程と
を備えることを特徴とする回折光学素子の制御方法。 In the diffractive optical element that forms the diffraction grating by driving the movable member so that the movable member is displaced relative to the fixed member in accordance with the input parameter, the diffraction grating is formed by varying the parameter within the driving range. A control method for controlling
When the amount of diffracted light reflected by the diffractive optical element when light is incident on the diffractive optical element is taken as a reflected light amount,
Calculating the reflected light amount based on a diffracted light amount characteristic indicating the change in the reflected light amount with respect to a change in the parameter in the diffractive optical element under actual measurement of the reflected light amount;
Obtaining a difference between the actually measured reflected light amount and the calculated reflected light amount;
And a step of determining the drive range based on the difference and the diffracted light quantity characteristic.
入力されるパラメータに応じて可動部材が固定部材に対して変位するように前記可動部材を駆動して回折格子を形成する回折光学素子と、
前記回折光学素子に光を入射させる照明部と、
前記パラメータを駆動範囲内で可変して前記回折光学素子に入力して、前記回折光学素子で反射されて前記描画対象物へ向かう方向へ出射される回折光の光量を制御して光変調を行う変調部と、
前記回折光の光量を測定する光量測定部と、
前記変調部により変調された光による描画を行う前に前記駆動範囲を調整する制御部とを備え、
光を前記回折光学素子に入射したときに前記回折光学素子で反射される回折光の光量を反射光量としたとき、
前記制御部は、
前記パラメータの変化に対する前記反射光量の変化を示す回折光量特性に基づいて反射光量を計算する光量計算部と、
同一条件下で前記光量測定部により実測された反射光量と前記光量計算部により計算された反射光量との差分、ならびに前記回折光量特性に基づいて前記駆動範囲を決定する範囲決定部と
を有することを特徴とする描画装置。 A drawing apparatus that draws light by irradiating a drawing object with modulated light,
A diffractive optical element that drives the movable member to form a diffraction grating so that the movable member is displaced relative to the fixed member in accordance with an input parameter;
An illuminating unit for making light incident on the diffractive optical element;
The parameter is varied within the driving range and input to the diffractive optical element, and light modulation is performed by controlling the amount of diffracted light reflected by the diffractive optical element and emitted in the direction toward the drawing object. A modulation unit;
A light quantity measuring unit for measuring the quantity of the diffracted light;
A controller that adjusts the driving range before performing drawing with light modulated by the modulator;
When the amount of diffracted light reflected by the diffractive optical element when light is incident on the diffractive optical element is taken as a reflected light amount,
The controller is
A light amount calculation unit that calculates a reflected light amount based on a diffracted light amount characteristic indicating a change in the reflected light amount with respect to a change in the parameter;
A range determining unit that determines the driving range based on the difference between the reflected light amount actually measured by the light amount measuring unit and the reflected light amount calculated by the light amount calculating unit under the same conditions, and the diffracted light amount characteristic; A drawing apparatus characterized by.
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