JP3975478B2

JP3975478B2 - Pattern drawing device

Info

Publication number: JP3975478B2
Application number: JP2001217154A
Authority: JP
Inventors: 公夫長坂; 章宮前; 栄一藤井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2007-09-12
Anticipated expiration: 2021-07-17
Also published as: JP2003029420A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、光ビームによってパターンを露光する描画装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
集積回路の製造等に用いられるフォトマスクやレクチルを製造するレーザ描画装置として、大別して、Ｘ−Ｙテーブル式の描画装置とターンテーブル式の描画装置とがある。
【０００３】
Ｘ−Ｙテーブル式の描画装置は、例えば、直交する２つのスライダでＸ方向及びＹ方向に移動するＸ−Ｙテーブルを構成する。このテーブルに描画対象体であるフォトレジストが塗布された被露光部材を載置し、テーブルをＸ方向及びＹ方向に移動しながら、Ｘ−Ｙ座標系のパターンデータで変調されたレーザ光を被露光部材上に走査させ、パターンを描画する。
【０００４】
ターンテーブル式の描画装置は、例えば、特開昭５９−１７１１１９号公報や特開平１０−１１８１４号公報に示されるように、Ｘ−Ｙ座標系のパターンデータをｒ−θ系座標のデータに変換する。ディスク原盤を回転駆動し、この回転に同期してｒ−θ系に変換されたパターンデータを読み出して、原盤を螺旋（あるいは渦巻き）状に走査する光スポットを変調し、パターンを描画する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のＸ−Ｙテーブル式の描画装置は、光ビームスポットで露光部材上を往復走査して微細で複雑なパターンを描画するためにＸ−Ｙテーブルの加速及び減速を頻繁に行う必要がある。テーブルの平均的な移動速度はかなり低くなり、描画に要する時間が長くなる。また、テーブルの頻繁な加減速は、描画装置自体の振動の原因ともなり、描画位置精度、速度精度が低下する。
【０００６】
一方、ターンテーブル式の描画装置においては、Ｘ−Ｙテーブル式の描画装置のような振動や低記録速度の改善を図ることができるが、螺旋状の露光軌跡によっては描画困難な領域が存在する。この点について説明する。
【０００７】
ターンテーブルの回転駆動方式には、線速度一定（ＣＬＶ）方式と角速度一定（ＣＡＶ）方式とがある。
【０００８】
パターンの描画は、光スポットによる螺旋走査後の現像状態（例えば、走査幅）を一定にするなどのために、被露光部材のレジスト（感光体）に対して均一な露光エネルギを付与する。このため、走査光スポットの軌跡が一定のエネルギ密度で描かれるように調整される。すなわち、被露光部材に対して均一な走査エネルギ密度Ｅ_ｏは、Ｅ_ｏ＝Ｉ／Ｖ、Ｖ＝２πｒｎ［Ｗ／ｍ］で与えられる。ここで、Ｉは光ビームの露光パワー［Ｗ］、Ｖは走査光スポットの線速度、ｒは描画点位置の半径、ｎは回転数である。
【０００９】
上述したＣＬＶ方式でパターンを描画する場合には、被露光部材に対して均一なエネルギ密度で露光するために線速度を一定、露光パワーＩを一定として描画することになるが、半径ｒが０の近傍位置を描画しようとすると、テーブルの回転数ｎを無限大にしなければならないのでターンテーブルの制御が不可能となる。従って、ＣＬＶ方式では、被露光部材の回転中心部分が描画できない。
【００１０】
一方、ＣＡＶ方式では、回転の中心近傍では、走査光スポットの線速度Ｖが０に近づくためエネルギ密度が増加する。これを回避するために露光パワーＩを０に近づけると、光スポット自体が弱くなり、光スポットのフィードバックによる強度調整や光スポットの反射光などを使用する各種サーボ制御が困難となる。また、ＥＯ変調器では原理的に透過光量を０にまで抑制することはできず、光スポットのエネルギが０になるまで強度変調することも困難である。ＣＤ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ等の記録媒体では、ディスクの中央部分は使用しないが、パターン描画装置では、被露光部材の全面を描画する必要がある。
【００１１】
よって、本発明は、回転走査系の描画装置において、被露光部材の回転中心部（ターンテーブルの中心領域）をも描画することを可能とするパターン描画装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明のパターン描画装置は、光ビームを発生するビーム光源と、上記光ビームによって描画されるべき描画対象体と、上記光ビームを上記描画対象体に導く光路を形成し、該描画対象体上に集光して光スポットを形成する結像光学系と、上記描画対象体を回転駆動し、上記光スポットが上記描画対象体上に同心円状又は螺旋状の走査軌跡を等角速度で描くようにする描画対象体走査手段と、上記描画対象体上における上記走査光スポットの走査半径を検出する検出手段と、上記光ビームの光路に設けられて上記光ビームの強度を調整する電気光学変調器と、上記光ビームの光路に設けられて上記電気光学変調器から出力された光ビームの強度をパターン信号によって変調する音響光学変調器と、上記走査光スポットの走査半径に応じて上記電気光学変調器及び上記音響光学変調器における各透過率を調整する距離光量調整手段と、を備える。
【００１３】
かかる構成とすることによって、螺旋状あるいは同心円上にビーム走査する定速度回転のパターン描画装置において、走査位置にかかわらず一定の露光エネルギ密度を得ることが可能となる。また、音響光学変調器はパワー０の制御と高速変調が可能である。電気光学変調器はノイズ除去能力があり、光利用効率が高い。音響光学変調器と電気光学変調器とを併用した光パワー制御を行うことにより、低ノイズ光で半径０からの描画を可能とする。
【００１４】
好ましくは、上記距離光量調整手段は、上記描画対象体上における上記光スポットの無変調時の露光エネルギ密度が上記同心円状又は螺旋状の走査軌跡の半径に対して一定となるように上記電気光学変調器及び上記音響光学変調器の各透過率を調整する。
【００１５】
かかる構成とすることによって、描画対象体の回転中心近傍でも光スポットの無変調描画時の露光エネルギ密度を一定に確保可能となり、ＣＡＶ方式のパターン描画装置であっても、回転の中心近傍でパターン描画を行うことが可能となる。
【００１６】
好ましくは、上記距離光量調整手段は、前記描画対象体上における前記光スポットの無変調時の露光パワーが前記同心円状又は螺旋状の走査軌跡の半径の関数になるように前記電気光学変調器及び前記音響光学変調器の各透過率を調整する。
【００１７】
かかる構成とすることによっても、描画対象体の回転中心近傍でも光スポットの無変調描画時の露光エネルギ密度を一定に確保可能となり、ＣＡＶ方式のパターン描画装置であっても、回転の中心近傍でパターン描画を行うことが可能となる。
【００１８】
好ましくは、上記電気光学変調器は、上記走査光スポットの走査半径の増加に対して初期透過率から該透過率を増加するように調整される。
【００１９】
かかる構成とすることによってフィードバック制御などのために必要な主光ビームの強度を維持することが可能となる。
【００２０】
好ましくは、上記音響光学変調器は、上記走査光スポットの走査半径の増加に対して略遮断状態から上記透過率を増加するように調整される。
【００２１】
かかる構成とすることによって、被描画対象体上の光ビームスポットの強度を最終的に０にまで抑制することが可能となる。それにより、ＣＡＶ方式のパターン描画装置において、回転の中心近傍での光量を十分に減衰してエネルギ密度を一定としてパターン描画を行うことが可能となる。
【００２２】
好ましくは、上記距離光量調整手段は、上記電気光学変調器を通過した光ビームの強度を検出し、この検出強度と予め記憶されている前記走査光スポットの走査半径に対応する値との差分によって上記電気光学変調器の透過率を設定する。
【００２３】
かかる構成とすることによって、当該走査半径において適正な露光光量とし得る光量を音響光学変調器に与えることが可能となる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明のパターン描画装置の実施例を示しており、レーザ装置１１から光ビームであるレーザ光１２が一定パワーで出力される。レーザ装置１１は、ガスレーザ、あるいは固体レーザなどである。レーザ光１２は電気光学変調器（ＥＯＭ）１３及びハーフミラー１４を経てその一部が光検出器（ＰＤ）１５に入射する。電気光学変調器は、電気光学結晶に電界を印加することによって屈折率を変化させて通過光の強度変調を行うもので、ノイズの除去を行うフィルタとしての機能も備える。光検出器１５は、レーザ光の強度を検出し、そのレベルに対応する電圧値を差動増幅器１６の比較入力端に供給する。差動増幅器１６の基準入力端には第１の距離光量調整装置１７から電圧値Ｖ_ｅが供給される。
【００２６】
距離光量調整装置１７は、図３（ａ）に示すような、被描画対象体を走査する光スポットの半径位置ｒに比例して初期値ａから増加する特性を持つ出力電圧Ｖ_ｅを出力する。出力電圧Ｖ_ｅは電気光学変調器１３の透過率μ_ｅを設定する。距離光量調整装置１７は、例えば、ｒ値を読み出しアドレスとするメモリテーブル（ＲＯＭ）と、メモリの出力を電圧にするＡ／Ｄ変換器とによって、あるいはマイクロコンピュータによって構成することができる。
【００２７】
光変調器１３、光検出器１５、差動増幅器１６及び距離光量調整装置１７の制御ループによって、光ビーム１２は光スポットの半径位置ｒに対応した光強度に調整され、ハーフミラー１４を介して音響光学変調器（ＡＯＭ）２４に送られる。音響光学変調器は、媒質中を伝搬する超音波によって生ずる屈折率の粗密（回折格子）で光が回折される音響光学効果を利用し、通過光の強度を変調する。音響光学変調器２４は、パターンジェネレータ２１から供給される描画パターンを担ったパターン信号によって光ビーム１２を変調する。
【００２８】
図２は、パターンジェネレータ２１の構成例を示している。まず、図示しないスキャナ等によって描画すべきＸ−Ｙ座標系のビットマップパターンのデータＤ（ｘ_i，ｙ_i）がメモリ２０１に記憶される。このデータをｒ−θ系座標変換部２０２によって回転座標系のパターンデータＤ’（ｒ_i，θ_i）に変換し、メモリ２０３に記憶する。ここで、ｒ_iは回転中心からの半径、θはＸ軸からの回転角度であり、ｘ_i＝ｒ_i×cosθ_i、ｙ_i＝ｒ_i×sinθ_iである。メモリ２０３に記憶されたパターンデータは、ターンテーブル３１のスピンドルモータの回転と同期して読み出され、Ｄ／Ａ変換器２０４によってパターン信号に変換されて掛け算器２２の一方の入力端に供給される。パターンジェネレータ２１は、基準クロックを発生する水晶発振器２１１を内蔵しており、この基準クロックを分周器２１２及び２１３によって分周したクロック信号に同期してスピンドルモータの角速度を設定し、一定回転に制御している。また、分周器２１２の出力によってメモリ２０３からのデータの出力を制御している。従って、スピンドルモータの回転とデータの出力とは同期している。なお、分周器の出力によってスライダのモータ４２の送り（回転数）を設定することが可能であり、クロック信号を計数することによって光スポットの半径位置ｒを知ることが可能である。
【００２９】
掛け算器２２の一方の入力端には、第２の距離光量調整装置２３から光スポットの半径位置ｒに対応した係数値Ｖａが供給される。距離光量調整装置２３は、図３（ｂ）に示すような、被描画対象体を走査する光スポットの半径位置ｒに応じて初期値０から増加して漸近線に近づく特性（飽和特性）を持つ出力電圧Ｖａを出力し、これを掛け算器２２の他方入力端に供給する。距離光量調整装置２３は、例えば、ｒ値を読み出しアドレスとするメモリテーブル（ＲＯＭ）と、メモリの出力を電圧にするＡ／Ｄ変換器とによって、あるいはマイクロコンピュータによって構成することができる。掛け算器２２の出力電圧は、データ信号のレベルを出力電圧Ｖａで修正したものとなる。この修正データ信号を電気光学変調器１３に供給して透過率μ_ａを設定し、光ビームの強度（ピーク値）を設定する。
【００３０】
音響光学変調器２４によってパターン変調された光ビーム１２を対物レンズ２５に導出して、ターンテーブル装置３１上に固定された被描画対象体３２上に集光して所定径の光スポット３３を形成する。被描画対象体３２は、例えば、金属スタンパ、ガラス基板、などであり、表面にフォトレジストが塗布されている。ターンテーブル３１には、スライダ４１が設けられており、ターンテーブル３１を径方向に一定速度で移動する。
【００３１】
スライダ４１は、送りモータ４２、送り軸４３、送り量検出器４４、キャリッジ４５等によって構成されている。送りモータ４２が定速度で回転し、送り軸４３が回転すると、キャリッジ４５が一定速度で移動する。この移動量は送り量検出器４４にて検出される。光スポット３３がターンテーブル３１の回転中心位置となる送り量検出器４４の出力値と送り量検出器４４の現在値との差は半径ｒに相当する。送り量検出器４４はこの差分を半径値ｒとして出力し、距離光量調整装置１７及び２３に供給する。
【００３２】
スピンドルモータによってターンテーブル３１が定角速度で回転し、送りモータ４２の回転を開始することによって、ターンテーブル３１が中心位置から半径方向に移動を開始する。同時にパターンジェネレータ２１からパターンデータの供給を開始すると、被描画対象体３２上には、光スポットによる走査軌跡が螺旋（渦巻き）状、あるいは同心円状に形成される。被描画対象体３２の全面を走査してパターンを連続的に描画する。全面を露光した後、被描画対象体３２に塗布されたレジストの現像を行って描画パターンを現像する。以後、公知のエッチング処理やパターン転写などの処理を行う。
【００３３】
なお、特に説明しないが、公知のフォーカスサーボなどが適宜に行われる。また、パターンの描画は被描画対象体の中心から外周方向に向かって行う場合の他、外周から中心に向かって描画することとしてもよく、適宜に選択可能である。
【００３４】
次に、上述した描画装置の動作特性について図３を参照して説明する。
【００３５】
例えば、通常設定されるであろう、電気光学変調器の透過率μ_ｅ（ｒ）を、μ_ｅ（ｒ）＝ａｒ（ａは定数）…（１．１）、音響光学変調器の透過率μ_ａ（ｒ，θ）を、パターン内の描画点（ｒ，θ）において必要となる露光量に比例する関数とする。
【００３６】
実施例における電気光学変調器１３の透過率μ_ｅ’（ｒ）は、
μ_ｅ’（ｒ）＝ａ’ｒ＋ｂ’ …（１．２）と表される。
【００３７】
ここで、ａ’、ｂ’は定数である。電気光学変調器１３における変調特性は、図３（ａ）に示すように、ターンテーブル３１（あるいは被描画対象体３２）の中心部で一定値となってオフセットを持ち、光スポット３３の走査半径ｒの増大と共に光強度が増すように制御される。
【００３８】
また、音響光学変調器２４の透過率μ_ａ’（ｒ，θ）は、
μ_ａ’（ｒ，θ）＝ａｒ／（ａ’ｒ＋ｂ’） ×μ_ａ（ｒ，θ）…（１．３）
と表される。
【００３９】
式（１．３）において、任意のパターンの描画は、μ_ａ（ｒ，θ）を画素のデータによって設定（変調）することによって行われる。μ_ａ（ｒ，θ）＝１（無変調：光通過）とすれば、通過する描画ビームの光強度は式（１．３）の前半の項である、ａｒ／（ａ’ｒ＋ｂ’）となり、図３（ｂ）に示される漸近線となる。音響光学変調器２４は、同図に示すように、光の最大強度が中心部で０になり、光スポット３３の走査半径ｒの増大と共に増すように制御される。
【００４０】
レジスト面に照射される露光パワーＩ（ｒ，θ）について考察すると、

ここで、Ｉ_０は電気光学変調器に入射する光強度である。よって、両者において同等の光変調が可能であることが判る。
【００４１】
その結果、露光パワーは、図３（ｃ）に示すように、「露光パワー＝定数×ＥＯＭの透過率×ＡＯＭの透過率」となり、被処理部材には、半径方向の距離に比例する露光パワーで露光することができる。従って、ＣＡＶ方式のパターン描画装置であっても、中心部分やその近傍で光量を抑制して描画を一定の露光エネルギ密度を保って行うことが可能となる。また、光強度レベルの制御系（装置１３〜１７）に必要な光量を確保することも可能となる。
【００４２】
なお、上述した実施例では、光スポットの軌跡を螺旋状に形成するために、ターンテーブルを３１を半径方向に移動したが、光スポットの結像光学系側を径方向に移動することとしても良い。
【００４３】
また、スピンドルモータを１回転させるときに、スライダ４５の送り軸４３を送りモータ４２で１トラック幅相当分だけ回転させればよいので、光スポット３３の半径方向における位置情報ｒは、モータ４２の駆動信号を発生するパターンジェネレータ２１の内部クロック信号に基づいて送りの位置情報ｒ’を検出することとしても良い。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のパターン描画装置によれば、回転式描画方式では困難であった、略半径０（被描画対象体の回転中心）部分での描画も可能となり、中心部分やその近傍では描画できないという従来の回転式描画方式における制限が解消し、自由なパターン描画が可能となって好ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を説明する説明図である。
【図２】図２は、パターンジェネレータの構成例を説明するブロック図である。
【図３】図３（ａ）乃至同（ｃ）は、上記実施例の動作を説明するグラフである。
【符号の説明】
１１レーザ光源
１２光ビーム（レーザ光）
１３電気光学変調器
１４ハーフミラー
１７距離光量調整装置
２１パターンジェネレータ
２２掛け算器
２３距離光量調整装置
２４音響光学変調器
２５対物レンズ
３１ターンテーブル装置
３３光スポット
４１スライダ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a drawing apparatus that exposes a pattern with a light beam.
[0002]
[Prior art]
Laser drawing apparatuses for manufacturing photomasks and reticles used for manufacturing integrated circuits and the like are roughly classified into an XY table type drawing apparatus and a turntable type drawing apparatus.
[0003]
An XY table type drawing apparatus forms, for example, an XY table that moves in the X and Y directions by two orthogonal sliders. An exposed member coated with a photoresist as an object to be drawn is placed on this table, and the laser beam modulated by the pattern data in the XY coordinate system is applied while moving the table in the X and Y directions. A pattern is drawn by scanning on the exposure member.
[0004]
For example, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 59-171119 and 10-11814, a turntable type drawing apparatus converts XY coordinate system pattern data into r-θ system coordinate data. To do. The disk master is driven to rotate, the pattern data converted into the r-θ system is read out in synchronization with this rotation, the light spot that scans the master in a spiral (or spiral) shape is modulated, and the pattern is drawn.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional XY table type drawing apparatus needs to frequently accelerate and decelerate the XY table in order to draw a fine and complex pattern by reciprocatingly scanning the exposure member with a light beam spot. is there. The average moving speed of the table becomes considerably low, and the time required for drawing becomes long. Further, frequent acceleration / deceleration of the table also causes vibration of the drawing apparatus itself, and the drawing position accuracy and speed accuracy are lowered.
[0006]
On the other hand, in the turntable type drawing apparatus, vibration and low recording speed can be improved as in the case of the XY table type drawing apparatus, but there are regions where drawing is difficult depending on the spiral exposure locus. . This point will be described.
[0007]
There are two types of turntable rotation driving methods: a constant linear velocity (CLV) method and a constant angular velocity (CAV) method.
[0008]
In pattern drawing, uniform exposure energy is applied to a resist (photosensitive member) of a member to be exposed in order to make a development state (for example, scanning width) after spiral scanning with a light spot constant. For this reason, the trajectory of the scanning light spot is adjusted so as to be drawn with a constant energy density. That is, the uniform scanning energy density E _o for the exposed member is given by E _o = I / V, V = 2πrn [W / m]. Here, I is the exposure power [W] of the light beam, V is the linear velocity of the scanning light spot, r is the radius of the drawing point position, and n is the number of rotations.
[0009]
When the pattern is drawn by the CLV method described above, the drawing is performed with a constant linear velocity and a constant exposure power I in order to expose the exposed member with a uniform energy density, but the radius r is 0. If the position near the position is to be drawn, it is impossible to control the turntable because the rotation speed n of the table must be infinite. Therefore, in the CLV method, the rotation center portion of the exposed member cannot be drawn.
[0010]
On the other hand, in the CAV method, the energy density increases near the center of rotation because the linear velocity V of the scanning light spot approaches zero. When the exposure power I is brought close to 0 in order to avoid this, the light spot itself becomes weak, and various servo controls using intensity adjustment by feedback of the light spot and reflected light of the light spot become difficult. In principle, the EO modulator cannot suppress the transmitted light amount to 0, and it is difficult to perform intensity modulation until the energy of the light spot becomes 0. In a recording medium such as a CD, CD-R / W, or DVD, the central portion of the disk is not used, but in the pattern drawing apparatus, it is necessary to draw the entire surface of the exposed member.
[0011]
Therefore, an object of the present invention is to provide a pattern drawing apparatus that can draw a rotation center portion (a central region of a turntable) of an exposed member in a rotary scanning drawing apparatus.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a pattern drawing apparatus of the present invention forms a beam light source for generating a light beam, a drawing object to be drawn by the light beam, and an optical path for guiding the light beam to the drawing object. An imaging optical system that focuses light on the drawing target and forms a light spot; and rotationally drives the drawing target so that the light spot has a concentric or spiral scanning locus on the drawing target. A drawing object scanning means for drawing at an equiangular velocity, a detection means for detecting a scanning radius of the scanning light spot on the drawing object, and an intensity of the light beam provided in the optical path of the light beam An electro-optic modulator, an acousto-optic modulator that is provided in the optical path of the light beam and that modulates the intensity of the light beam output from the electro-optic modulator with a pattern signal, and the scanning light spot And a distance light amount adjusting means for adjusting the respective transmittances in the electro-optic modulator and said acousto-optic modulator in accordance with the scanning radius.
[0013]
By adopting such a configuration, it is possible to obtain a constant exposure energy density regardless of the scanning position in a constant speed rotating pattern drawing apparatus that performs beam scanning in a spiral or concentric circle. The acousto-optic modulator can control power 0 and perform high-speed modulation. The electro-optic modulator has a noise removal capability and high light utilization efficiency. By performing optical power control using both an acousto-optic modulator and an electro-optic modulator, it is possible to draw from a radius of 0 with low noise light.
[0014]
Preferably, the distance light amount adjusting means is configured to allow the exposure energy density of the light spot on the drawing target to be constant with respect to the radius of the concentric or spiral scanning locus. The transmittances of the modulator and the acousto-optic modulator are adjusted.
[0015]
By adopting such a configuration, it becomes possible to ensure a constant exposure energy density at the time of non-modulated drawing of the light spot even near the rotation center of the drawing object, and even in a CAV pattern drawing apparatus, a pattern is formed near the rotation center. Drawing can be performed.
[0016]
Preferably, the distance light amount adjustment means includes the electro-optic modulator and the electro-optic modulator so that an exposure power when the light spot on the drawing target is not modulated is a function of a radius of the concentric or spiral scanning locus. Each transmittance of the acousto-optic modulator is adjusted.
[0017]
Even with this configuration, it becomes possible to ensure a constant exposure energy density at the time of non-modulated drawing of the light spot even near the rotation center of the drawing object, and even in the CAV pattern drawing apparatus, near the rotation center. Pattern drawing can be performed.
[0018]
Preferably, the electro-optic modulator is adjusted to increase the transmittance from the initial transmittance with respect to an increase in the scanning radius of the scanning light spot.
[0019]
With such a configuration, it is possible to maintain the intensity of the main light beam necessary for feedback control and the like.
[0020]
Preferably, the acousto-optic modulator is adjusted to increase the transmittance from a substantially blocked state with respect to an increase in scanning radius of the scanning light spot.
[0021]
With this configuration, it is possible to finally suppress the intensity of the light beam spot on the drawing target object to zero. Thus, in the CAV pattern drawing apparatus, it is possible to perform pattern drawing with the energy density kept constant by sufficiently attenuating the amount of light near the center of rotation.
[0022]
Preferably, the distance light amount adjusting unit detects the intensity of the light beam that has passed through the electro-optic modulator, and calculates a difference between the detected intensity and a value corresponding to a scanning radius of the scanning light spot stored in advance. The transmittance of the electro-optic modulator is set.
[0023]
With such a configuration, it is possible to give the acousto-optic modulator a light amount that can be an appropriate exposure light amount at the scanning radius.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0025]
FIG. 1 shows an embodiment of a pattern drawing apparatus according to the present invention, in which a laser beam 12 as a light beam is output from a laser device 11 at a constant power. The laser device 11 is a gas laser or a solid-state laser. A part of the laser light 12 enters an optical detector (PD) 15 through an electro-optic modulator (EOM) 13 and a half mirror 14. The electro-optic modulator modulates the intensity of transmitted light by changing the refractive index by applying an electric field to the electro-optic crystal, and also has a function as a filter for removing noise. The photodetector 15 detects the intensity of the laser beam and supplies a voltage value corresponding to the level to the comparison input terminal of the differential amplifier 16. A voltage value _Ve is supplied from the first distance light amount adjusting device 17 to the reference input terminal of the differential amplifier 16.
[0026]
Distance light quantity adjusting device 17 outputs an output voltage V _e with the property of increasing as shown in FIG. 3 (a), in proportion to the radial position r of a light spot that scans the rendering target object from an initial value a . The output voltage V _e sets the transmittance mu _e of the electro-optical modulator 13. The distance light quantity adjusting device 17 can be constituted by, for example, a memory table (ROM) having an r value as a read address and an A / D converter having a memory output as a voltage, or a microcomputer.
[0027]
The light beam 12 is adjusted to the light intensity corresponding to the radial position r of the light spot by the control loop of the light modulator 13, the light detector 15, the differential amplifier 16, and the distance light amount adjusting device 17, and is passed through the half mirror 14. It is sent to an acousto-optic modulator (AOM) 24. The acousto-optic modulator uses the acousto-optic effect in which light is diffracted by the refractive index density (diffraction grating) generated by the ultrasonic wave propagating in the medium, and modulates the intensity of the passing light. The acousto-optic modulator 24 modulates the light beam 12 with a pattern signal bearing a drawing pattern supplied from the pattern generator 21.
[0028]
FIG. 2 shows a configuration example of the pattern generator 21. First, XY coordinate system bitmap pattern data D (x _i , y _i ) to be drawn by a scanner or the like (not shown) is stored in the memory 201. This data is converted into pattern data D ′ (r _i , θ _i ) of the rotating coordinate system by the r-θ system coordinate conversion unit 202 and stored in the memory 203. Here, r _i is a radius from the rotation center, θ is a rotation angle from the X axis, and x _i = r _i × cos θ _i and y _i = r _i × sin θ _i . The pattern data stored in the memory 203 is read in synchronization with the rotation of the spindle motor of the turntable 31, converted into a pattern signal by the D / A converter 204, and supplied to one input terminal of the multiplier 22. The The pattern generator 21 has a built-in crystal oscillator 211 that generates a reference clock, and sets the angular speed of the spindle motor in synchronization with a clock signal obtained by dividing the reference clock by the

frequency dividers

212 and 213, thereby maintaining a constant rotation. I have control. The output of the data from the memory 203 is controlled by the output of the frequency divider 212. Therefore, the rotation of the spindle motor and the data output are synchronized. The feed (rotation speed) of the slider motor 42 can be set by the output of the frequency divider, and the radial position r of the light spot can be known by counting the clock signals.
[0029]
One input terminal of the multiplier 22 is supplied with a coefficient value Va corresponding to the radial position r of the light spot from the second distance light amount adjusting device 23. The distance light quantity adjusting device 23 has a characteristic (saturation characteristic) that increases from the initial value 0 according to the radial position r of the light spot that scans the object to be drawn and approaches the asymptote as shown in FIG. The output voltage Va is output to the other input terminal of the multiplier 22. The distance light amount adjusting device 23 can be constituted by, for example, a memory table (ROM) having an r value as a read address and an A / D converter having a memory output as a voltage, or a microcomputer. The output voltage of the multiplier 22 is obtained by correcting the level of the data signal with the output voltage Va. The correction data signal is supplied to the electro-optic modulator 13 to set the transmittance mu _a, sets the intensity of the light beam (peak value).
[0030]
The light beam 12 pattern-modulated by the acousto-optic modulator 24 is led out to the objective lens 25 and condensed on the drawing target object 32 fixed on the turntable device 31 to form a light spot 33 having a predetermined diameter. To do. The drawing target object 32 is, for example, a metal stamper, a glass substrate, or the like, and a photoresist is applied to the surface thereof. The turntable 31 is provided with a slider 41 and moves the turntable 31 in the radial direction at a constant speed.
[0031]
The slider 41 includes a feed motor 42, a feed shaft 43, a feed amount detector 44, a carriage 45, and the like. When the feed motor 42 rotates at a constant speed and the feed shaft 43 rotates, the carriage 45 moves at a constant speed. This movement amount is detected by a feed amount detector 44. The difference between the output value of the feed amount detector 44 at which the light spot 33 becomes the rotation center position of the turntable 31 and the current value of the feed amount detector 44 corresponds to the radius r. The feed amount detector 44 outputs this difference as a radius value r and supplies it to the distance light

quantity adjusting devices

17 and 23.
[0032]
When the turntable 31 is rotated at a constant angular speed by the spindle motor and the feed motor 42 is started to rotate, the turntable 31 starts to move in the radial direction from the center position. When the supply of pattern data from the pattern generator 21 is started at the same time, the scanning locus by the light spot is formed in a spiral shape or a concentric shape on the drawing target object 32. The entire surface of the drawing object 32 is scanned to draw the pattern continuously. After exposing the entire surface, the resist applied to the drawing object 32 is developed to develop the drawing pattern. Thereafter, known processes such as etching and pattern transfer are performed.
[0033]
Although not specifically described, a known focus servo is appropriately performed. The pattern may be drawn from the center of the drawing target object toward the outer peripheral direction, or may be drawn from the outer periphery toward the center, and can be selected as appropriate.
[0034]
Next, the operation characteristics of the above-described drawing apparatus will be described with reference to FIG.
[0035]
For example, the transmittance μ _e (r) of the electro-optic modulator that would normally be set is changed to μ _e (r) = ar (a is a constant) (1.1), the transmittance of the acousto-optic modulator Let μ _a (r, θ) be a function proportional to the amount of exposure required at the drawing point (r, θ) in the pattern.
[0036]
The transmittance μ _e ′ (r) of the electro-optic modulator 13 in the embodiment is
μ _e ′ (r) = a′r + b ′ (1.2)
[0037]
Here, a ′ and b ′ are constants. As shown in FIG. 3A, the modulation characteristic of the electro-optic modulator 13 has a constant value and an offset at the center of the turntable 31 (or the drawing target object 32), and the scanning radius of the light spot 33. Control is performed so that the light intensity increases as r increases.
[0038]
The transmittance μ _a ′ (r, θ) of the acousto-optic modulator 24 is
_{μ a '(r, θ)} = ar / (a'r + b') × μ a (r, θ) ... (1.3)
It is expressed.
[0039]
In Expression (1.3), an arbitrary pattern is drawn by setting (modulating) μ _a (r, θ) with pixel data. If μ _a (r, θ) = 1 (no modulation: light passing), the light intensity of the drawing beam that passes through becomes ar / (a′r + b ′), which is the first half of the equation (1.3). Asymptotic lines shown in FIG. The acousto-optic modulator 24 is controlled so that the maximum intensity of light becomes 0 at the center and increases with an increase in the scanning radius r of the light spot 33, as shown in FIG.
[0040]
Considering the exposure power I (r, θ) applied to the resist surface,

Here, I ₀ is the light intensity incident on the electro-optic modulator. Therefore, it can be seen that the same light modulation is possible in both.
[0041]
As a result, as shown in FIG. 3C, the exposure power is “exposure power = constant × EOM transmittance × AOM transmittance”, and the member to be processed has an exposure power proportional to the radial distance. Can be exposed. Therefore, even with a CAV pattern drawing apparatus, it is possible to perform drawing while maintaining a constant exposure energy density by suppressing the amount of light at or near the central portion. In addition, it is possible to secure the amount of light necessary for the light intensity level control system (devices 13 to 17).
[0042]
In the above-described embodiment, the turntable 31 is moved in the radial direction in order to form the locus of the light spot in a spiral shape, but it is also possible to move the imaging optical system side of the light spot in the radial direction. good.
[0043]
Further, when the spindle motor is rotated once, the feed shaft 43 of the slider 45 only needs to be rotated by an amount corresponding to one track width by the feed motor 42. Therefore, the position information r in the radial direction of the light spot 33 is obtained from the motor 42. The feed position information r ′ may be detected based on the internal clock signal of the pattern generator 21 that generates the drive signal.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the pattern drawing apparatus of the present invention, it is possible to draw at a substantially radius 0 (rotation center of the object to be drawn), which is difficult with the rotary drawing method. This is preferable because the limitation in the conventional rotational drawing method that the drawing cannot be performed in the vicinity is eliminated, and free pattern drawing is possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a pattern generator.
FIGS. 3A to 3C are graphs for explaining the operation of the embodiment.
[Explanation of symbols]
11 Laser light source 12 Light beam (laser light)
13 Electro-optic modulator 14 Half mirror 17 Distance light quantity adjustment device 21 Pattern generator 22 Multiplier 23 Distance light quantity adjustment device 24 Acousto-optic modulator 25 Objective lens 31 Turntable device 33 Light spot 41 Slider

Claims

A beam light source for generating a light beam;
An imaging optical system that forms an optical path that guides the light beam to a drawing object , and focuses the light beam on the drawing object to form a light spot;
A drawing object scanning means for rotationally driving the drawing object so that the light spot draws a concentric or spiral scanning locus on the drawing object at an equiangular velocity;
Detecting means for detecting a scanning radius of the light spot that scans the drawing object;
An electro-optic modulator provided in the optical path of the light beam for adjusting the intensity of the light beam;
An acousto-optic modulator that is provided in the optical path of the light beam and modulates the intensity of the light beam output from the electro-optic modulator with a pattern signal;
A distance light amount adjusting means for adjusting each transmittance in the electro-optic modulator and the acousto-optic modulator according to a scanning radius of the light spot,
The distance light quantity adjustment means includes the electro-optic modulator and the electro-optic modulator so that an exposure energy density when the light spot on the drawing target is not modulated is constant with respect to a radius of the concentric or spiral scanning locus. A pattern drawing apparatus for adjusting each transmittance of the acousto-optic modulator .

The distance light quantity adjusting unit is configured to adjust the exposure power when the light spot on the drawing target is unmodulated to be a function of the radius of the concentric or spiral scanning locus. adjusting each transmittance of the modulator, the pattern writing apparatus according to claim 1.

The electro-optic modulator is adjusted from an initial transmittance with respect to an increase in the scanning radius of the scanning light spot so as to increase the transmittance, the pattern writing apparatus according to claim 1 or 2.

The acousto-optic modulator is adjusted so as to increase the transmittance of a substantially blocked state with respect to an increase of the scanning radius of the scanning light spot, pattern writing apparatus according to any one of claims 1 to 3.

The distance light amount adjusting means detects the intensity of the light beam that has passed through the electro-optic modulator, and the electro-optic is determined by a difference between the detected intensity and a value corresponding to a scanning radius of the scanning light spot stored in advance. to set the transmittance of the modulator, the pattern writing apparatus according to any one of claims 1 to 4.