JP5044342B2 - Drawing apparatus and drawing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板上の感光材料に光を照射することによりパターンを描画する技術に関する。 The present invention relates to a technique for drawing a pattern by irradiating light to a photosensitive material on a substrate.
従来より、半導体基板やプリント基板、あるいは、プラズマ表示装置、液晶表示装置、フォトマスク用のガラス基板等(以下、単に「基板」と称する。)の製造工程においては、基板の表面に形成された感光材料に光を照射することにより、基板の表面に所定のパターンを描画する描画装置が使用されている。従来の描画装置は、描画材料となる基板を水平姿勢で保持しつつ移動させるステージと、基板の上面に所定パターンの光を照射する光学ヘッドとを備えている。そして、基板を移動させつつレーザ測長器により基板の精密な位置を測定し、所望の露光位置にて光学ヘッドから光を照射することにより、マスクを使用することなく基板の上面に直接に所定のパターンを描画する。従来の描画装置の構成は、例えば特許文献1に開示されている。このような描画装置では、パターンのピッチや幅の変更に柔軟に対応することができる。
Conventionally, in the manufacturing process of a semiconductor substrate, a printed circuit board, a plasma display device, a liquid crystal display device, a glass substrate for a photomask or the like (hereinafter simply referred to as “substrate”), it has been formed on the surface of the substrate. 2. Description of the Related Art A drawing apparatus that draws a predetermined pattern on the surface of a substrate by irradiating the photosensitive material with light is used. A conventional drawing apparatus includes a stage that moves while holding a substrate as a drawing material in a horizontal posture, and an optical head that irradiates a predetermined pattern of light onto the upper surface of the substrate. Then, the precise position of the substrate is measured by a laser length measuring instrument while moving the substrate, and light is irradiated from the optical head at a desired exposure position, so that a predetermined amount is directly applied to the upper surface of the substrate without using a mask. Draw a pattern. A configuration of a conventional drawing apparatus is disclosed in
ところが、現状のレーザ測長器では、位置更新データを読み出せる周期が数MHzから10MHz程度に留まっているため、描画時におけるステージの移動速度を上げた場合に、所望の露光位置を測定または検出することができず、描画位置の精度が低下するという問題があった。 However, in the current laser length measuring device, the period at which the position update data can be read is only about several MHz to 10 MHz, so that the desired exposure position is measured or detected when the stage moving speed is increased during drawing. There is a problem that the accuracy of the drawing position is lowered.
現在の半導体業界においては、基板処理時間の短縮化がますます求められており、ステージの移動速度(すなわち基板の移動速度)を高速化した状態で描画を行いたいという需要がある。しかし、従来のレーザ測長器では、このような需要に応えられないという問題があった。 In the current semiconductor industry, there is an increasing demand for shortening the substrate processing time, and there is a demand for performing drawing with the stage moving speed (that is, the substrate moving speed) being increased. However, the conventional laser length measuring device has a problem that it cannot meet such demand.
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、描画時間の短縮を実現しつつ描画位置精度を高くする描画装置および描画方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a drawing apparatus and a drawing method that increase drawing position accuracy while realizing a reduction in drawing time.
上記の課題を解決するため、請求項1の発明は、基板にパターンを描画する描画装置であって、基板に対して光を照射する光照射手段と、前記光照射手段に対して基板を相対的に移動させる移動手段と、前記光照射手段により光が照射されるべき1以上の露光位置を記憶する記憶手段と、前記基板の相対位置をサンプリング周期T1ごとに測定位置として測定する位置測定手段と、前記サンプリング周期T1の間に、前記移動手段により移動する前記基板の相対移動量を取得する移動量取得手段と、前記露光位置から前記相対移動量を減じて得られる比較値と、前記測定位置とを比較する比較手段と、前記比較手段によって、前記測定位置が前記比較値以上であることが検出されたときに、前記露光位置と前記測定位置との差および前記基板の相対移動量に基づいて、前記基板が前記測定位置に最も近い次の露光位置に到達するまでの到達時間を演算する時間演算手段と、前記到達時間に応じて、前記基板に対して光を照射するように前記光照射手段を制御する制御手段と、前記サンプリング周期T1に同期し、かつ、前記サンプリング周期T1よりも短い周期T2を有するクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、前記到達時間を前記周期T2で除算することにより、前記到達時間の間に前記クロック信号生成手段が生成するクロック信号のパルス数を演算する遅延数演算部と、前記クロック信号のパルス数をカウントするカウント手段と、を備え、前記制御手段は、前記遅延数演算部により得られるパルス数を前記カウント手段によりカウントした後、光を照射させるように前記光照射手段を制御することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention of
また、請求項2の発明は、請求項1の発明に係る描画装置であって、前記移動量取得手段は、前記位置測定手段により測定される前記基板の測定位置に基づいて、前記基板の相対移動量を演算して取得することを特徴とする。
The invention of
また、請求項3の発明は、基板を光照射手段に対して相対的に移動させつつ、前記光照射手段から光を照射して前記基板にパターンを描画する描画方法であって、(a)前記光照射手段によって光が照射されるべき一以上の露光位置を記憶する工程と、(b)前記基板の相対位置をサンプリング周期T1ごとに測定位置として測定する工程と、(c)前記サンプリング周期T1の間に、前記移動手段により移動する前記基板の相対移動量を取得する工程と、(d)前記露光位置から前記相対移動量を減じることによって比較値を求める工程と、(e)前記測定位置と前記比較値とを比較する工程と、(f)前記(e)工程において前記測定位置が前記比較値以上であることが検出されたときに、前記露光位置と前記測定位置との差および前記基板の相対移動量に基づいて、前記基板が前記測定位置に最も近い次の露光位置に到達するまでの到達時間を演算する工程と、(g)前記到達時間に応じて、前記基板に対して光を照射するように前記光照射手段を制御する工程と、(h)前記サンプリング周期T1に同期し、かつ、前記サンプリング周期T1よりも高速の周期T2を有するクロック信号を生成する工程と、(i)前記到達時間を前記周期T2で除算することにより、前記到達時間の間に前記(g)工程で生成されるクロック信号のパルス数を演算する工程と、(j)前記(i)工程において得られる前記パルス数をカウントする工程と、を有し、前記(g)工程は、前記(j)工程においてパルス数をカウントした後、前記基板に対して光を照射するように前記光照射手段を制御する工程であることを特徴とする。
The invention of
また、請求項4の発明は、請求項3の発明に係る描画方法であって、前記(c)工程は、前記(b)工程により測定される前記基板の測定位置に基づいて、前記基板の相対移動量を演算して取得する工程であることを特徴とする。
The invention of
請求項1または2の発明によれば、基板の相対移動量に基づいて到達時間を算出する時間演算手段と、到達時間分遅らせて光を照射するように光照射手段を制御する制御手段を備えることにより、基板を光照射手段に対して相対的に高速で移動させた場合であっても、位置測定手段の位置測定のサンプリングレートによらず、位置精度の優れたパターン描画を実行できる。
また、到達時間の間にクロック信号生成手段が生成するクロック信号のパルス数を算出し、そのパルス数をカウント手段によりカウントする。したがって到達時間を正確に計測でき、パターンの描画位置の精度を向上させることができる。
According to the first or second aspect of the invention, there is provided time calculating means for calculating the arrival time based on the relative movement amount of the substrate, and control means for controlling the light irradiation means so as to irradiate the light delayed by the arrival time. Thus, even when the substrate is moved at a relatively high speed with respect to the light irradiation means, pattern drawing with excellent position accuracy can be executed irrespective of the position measurement sampling rate of the position measurement means.
Further, the number of pulses of the clock signal generated by the clock signal generation unit during the arrival time is calculated, and the number of pulses is counted by the counting unit. Therefore, the arrival time can be measured accurately, and the accuracy of the pattern drawing position can be improved.
また、請求項2の発明によれば、移動量取得手段は、基板の相対移動量を測定位置情報に基づいて算出するため、相対移動量は周期T1ごとに更新される。したがって、到達時間の誤差を比較的小さくでき、パターン描画位置の精度を上げることができる。
According to the invention of
また、請求項3または4の発明によれば、基板の相対移動量に基づいて到達時間を演算する工程と、到達時間分遅らせて光を照射するように光照射手段を制御する工程を有することにより、基板を光照射手段に対して相対的に高速で動かした場合であっても、基板の位置を測定するサンプリングレートによらず、位置精度の優れたパターン描画を実行できる。
また、到達時間の間に生成されるクロック信号のパルス数を演算する工程と、そのパルス数をカウントする工程を有する。したがって到達時間を正確に計測できるため、パターン描画位置の精度を向上させることができる。
According to the third or fourth aspect of the invention, the method includes the step of calculating the arrival time based on the relative movement amount of the substrate and the step of controlling the light irradiation means so as to irradiate the light delayed by the arrival time. Thus, even when the substrate is moved at a relatively high speed with respect to the light irradiation means, pattern drawing with excellent positional accuracy can be executed regardless of the sampling rate for measuring the position of the substrate.
Further, the method includes a step of calculating the number of pulses of the clock signal generated during the arrival time and a step of counting the number of pulses. Therefore, since the arrival time can be accurately measured, the accuracy of the pattern drawing position can be improved.
また、請求項4の発明によれば、基板の相対移動速度を測定位置情報に基づいて算出する工程を有するため、基板の相対移動量は周期T1ごとに更新される。したがって、到達時間の誤差を比較的小さくでき、パターン描画位置の精度を上げることができる。 According to the fourth aspect of the invention, since the method includes the step of calculating the relative movement speed of the substrate based on the measurement position information, the relative movement amount of the substrate is updated every period T1. Therefore, the arrival time error can be made relatively small, and the accuracy of the pattern drawing position can be increased.
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
<1. 第1の実施の形態>
<1.1. 描画装置の構成について>
図1は、本発明に係る描画装置1の構成を示した側面図である。図2は、本発明に係る描画装置1の構成を示した上面図である。
<1. First Embodiment>
<1.1. About the configuration of the drawing device>
FIG. 1 is a side view showing a configuration of a
なお、図1および図2において、図示および説明の都合上、Z軸方向が鉛直方向を表し、XY平面が水平面を表すものとして定義するが、それらは位置関係を把握するために便宜上定義するものであって、以下に説明する各方向を限定するものではない。またZ軸について反時計回りの回転方向を「+θ方向」と定義する。 In FIG. 1 and FIG. 2, for the sake of illustration and explanation, the Z-axis direction is defined as the vertical direction and the XY plane is defined as the horizontal plane, but these are defined for convenience in order to grasp the positional relationship. However, each direction described below is not limited. Further, the counterclockwise rotation direction about the Z axis is defined as “+ θ direction”.
描画装置1は、液晶表示装置のカラーフィルタを製造する工程において、カラーフィルタ用のガラス基板の上面に所定のパターンを描画するための装置として構成される。図1および図2に示すように、描画装置1は主に、基板90を保持するステージ10と、ステージ10に連結された移動機構20と、基板90に向けて光を照射する光照射部30と、移動機構20や光照射部30等の動作を制御する制御部50と、ベースプレート24の位置を測定するレーザ測長器70とから構成される。
The
ステージ10は、平板状の外形を有しており、またステージ10の上面には、図示しない複数の吸引孔が形成されている。ステージ10の上面に基板90を載置する際には、吸引孔の吸引圧により基板90を水平に保ちつつ、ステージ10の上面に固定保持することができる。
The
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)および回転方向(Z軸周りの回転方向(θ方向))に移動させるための機構である。移動機構20は、ステージ10を回転させる回転機構21、ステージ10を回転可能に支持する支持プレート22、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、副走査機構23を介して支持プレート22を支持するベースプレート24およびベースプレート24を主走査方向に移動させる主走査機構25から構成される。また、ベースプレート24の(+X)方向の側面には、後述するレーザ測長器70から出射される光を反射するミラー26が固設されている。
The
回転機構21は、ステージ10の(−Y)方向側の端部に取り付けられた移動子と、支持プレート22の上面に敷設された固定子とを有するリニアモータ21aを備えている。またステージ10の中央部下面側と支持プレート22との間には、回転軸21bが設けられている。このためリニアモータ21aを動作させると、固定子に沿って移動子がX軸方向に移動し、支持プレート22上の回転軸21bを中心としてステージ10が所定角度の範囲内で回転する。
The
副走査機構23は、支持プレート22の下面に取り付けられた移動子と、ベースプレート24の上面に敷設された固定子とを有するリニアモータ23aを備えている。また支持プレート22とベースプレート24との間には、副走査方向に伸びる一対のガイド部23bが設けられている。このためリニアモータ23aを動作させると、ベースプレート24上のガイド部23bに沿って支持プレート22が副走査方向に移動する。
The
主走査機構25は、ベースプレート24の下面に取り付けられた移動子と描画装置1の基台60上に敷設された固定子とを有するリニアモータ25aを備えている。また、ベースプレート24と基台60との間には、主走査方向に伸びる一対のガイド部25bが設けられている。このため、リニアモータ25aを動作させると、基台60上のガイド部25bに沿ってベースプレート24が主走査方向に移動する。
The
光照射部30は、ステージ10上に保持された基板90の上面に、所定パターンのパルス光を照射するための機構である。光照射部30は、ステージ10および移動機構20の上方であって、ステージ10の両側部分から略水平方向に掛け渡されたフレーム31と、フレーム31上にX軸方向に沿って等間隔(例えば200mm間隔)に取り付けられた複数の光学ヘッド32とを備えている。
The
光学ヘッド32には、照明光学系33を介して一つのレーザ発振器34が接続されており、レーザ発振器34には、レーザ駆動部35が接続されている。したがって、レーザ駆動部35を動作させると、レーザ発振器34からパルス光が出射され、出射されたパルス光は照明光学系33を介して、各光学ヘッド32内に導入される。
One
光学ヘッド32の内部には、照明光学系33から導入されたパルス光を下方へ向けて出射するための出射部36と、パルス光を部分的に遮光して所定形状の光束を形成するためのアパーチャユニット37と、パルス光を基板90の上面に結像させるための投影光学系38とが設けられている。アパーチャユニット37には、複数のスリットにより所定の遮光パターンが形成されたガラス板であるアパーチャAPが備えられている。出射部36から出射されたパルス光は、アパーチャユニット37にセットされたアパーチャAPを通過する際に部分的に遮光され、所定パターンの光束として投影光学系38へ入射する。入射した光束は、投影光学系38の備えるレンズによって変倍されて、基板90の上面に結像される。これにより、基板90の上面に形成された感光材料に、複数の規則的パターンが描画される。
Inside the
また、光学ヘッド32には、アパーチャユニット37にセットされたアパーチャAPの位置を調整するためのアパーチャ駆動部39が設けられている。アパーチャ駆動部39は、アパーチャAPの水平位置(水平面内の傾きを含む)を調整することにより、基板90に対するパターンの投影位置を調整することができる。アパーチャ駆動部39は、例えば、複数のリニアモータを組み合わせて構成することができる。
Further, the
レーザ測長器70は、図示しないレーザ光源(半導体レーザ)、リニア干渉系およびレシーバを備える。レーザ測長器70では、レーザ光源から出射された光ビームがリニア干渉系を介してベースプレート24に固設されたミラー26に入射する。そして、その反射光がリニア干渉系にて元の光ビームと干渉してレシーバにより受光される。そのレシーバからの出力に基づいて、ベースプレート24の位置が精度良く求められる。したがって、ステージ10に保持された基板90の位置情報を得ることができる。
The laser
図3は、本発明に係る描画装置1の各部と制御部50との間の接続構成を示したブロック図である。制御部50は、上述した回転機構21、副走査機構23、主走査機構25、レーザ駆動部35、照明光学系33、投影光学系38およびアパーチャユニット37と電気的に接続しており、これらの動作を制御することができる。制御部50は、例えば、CPUやメモリ等を有するコンピュータにより構成され、コンピュータにインストールされたプログラムに従ってコンピュータが動作することにより上記の制御を行う。
FIG. 3 is a block diagram showing a connection configuration between each unit of the
また図1に示すように、制御部50には入力部80が接続されている。オペレータは入力部80を介して、ステージ10の移動速度や基板90上の複数の光照射領域の間隔等を設定することができる。
As shown in FIG. 1, an
このような描画装置1において描画処理を行う際には、入力部80より入力された描画データに従い、ステージ10を主走査方向および副走査方向に移動させつつ、各光学ヘッド32からパルス光を照射し、基板90上にパターンを描画する。具体的には、ステージ10を主走査方向に移動させつつ、各光学ヘッド32からパルス光を照射する。
When performing drawing processing in such a
これにより基板90の上面には所定の露光幅(例えば50mm)で複数本のパターンが主走査方向に描画される。一回の主走査方向への描画が終了すると、描画装置1はステージ10を副走査方向に露光幅分だけ移動させ、ステージ10を再び主走査方向に移動させつつ、各光学ヘッド32からパルス光を照射する。
As a result, a plurality of patterns are drawn on the upper surface of the
このように描画装置1は、光学ヘッド32の露光幅ずつ基板90を副走査方向にずらしながら、主走査方向への描画を複数回(例えば4回)繰り返すことにより、基板90上にカラーフィルタ用のパターンを描画する。
As described above, the
<1.2. 補正処理部の構成および機能>
次に、描画装置1の制御部50が備える補正処理部500の構成および機能について説明する。
<1.2. Configuration and Function of Correction Processing Unit>
Next, the configuration and function of the correction processing unit 500 included in the
図4は、本発明に係る描画装置1が備える補正処理部500のブロック図である。図4に示すように補正処理部500は、光照射部30とレーザ測長器70と入力部80とに接続されており、レーザ測長器70および入力部80からの入力に基づいて後述する処理を実行して光照射部30を制御する。
FIG. 4 is a block diagram of the correction processing unit 500 provided in the
補正処理部500は、露光位置記憶部501、露光位置演算部502、クロック信号生成部503、分周部504、レーザ測長インターフェース(I/F)505および位置サンプリング部506を備える。また補正処理部500は、移動量取得部507、位置比較部508、位置保持レジスタ509、位置差分演算部510、到達時間演算部511、遅延パルス数演算部512、露光直前信号生成部513、カウンタ514および露光信号生成部515も備えている。
The correction processing unit 500 includes an exposure
露光位置記憶部501は、入力部80を介してオペレータが入力した露光位置データを記憶することができる。また露光位置記憶部501は、露光位置演算部502に接続されており、露光位置演算部502に露光位置データを出力する。
The exposure
露光位置演算部502は、位置比較部508および位置差分演算部510に接続されており、露光位置記憶部501に記憶された露光位置データに基づき、露光位置信号を順次出力する。
The exposure
クロック信号生成部503は、分周部504およびカウンタ514に接続されており、比較的高速の周期(T2)を有するクロック信号を生成し、生成したクロック信号を分周部504およびカウンタ514に出力する。
The clock
分周部504は、レーザ測長I/F505と位置サンプリング部506と露光直前信号生成部513とに接続されている。分周部504は、クロック信号生成部503からの入力を受けて、クロック信号生成部503において生成されたクロック信号を分周し、分周周波数信号をレーザ測長I/F505と位置サンプリング部506と露光直前信号生成部513とに出力する。なおこのときの分周率は、レーザ測長器70のサンプリング周期(T1)に応じて設定される。
The
レーザ測長器70と補正処理部500とを接続するインターフェースであるレーザ測長I/F505は、分周部504から入力される分周周波数信号をレーザ測長器70に出力する。これにより、制御部50(または補正処理部500)とレーザ測長器70とが同期して動作する。また、レーザ測長I/F505は、位置サンプリング部506に接続されており、レーザ測長器70が測長した結果(すなわち、基板90の測定位置)を、測定位置信号として位置サンプリング部506に出力する。
A laser length measurement I /
位置サンプリング部506は、移動量取得部507と位置比較部508と位置保持レジスタ509とに接続されており、レーザ測長I/F505から入力される測定位置信号をそれぞれに出力する。位置サンプリング部506は、分周部504から入力される分周周波数信号(周期T1)に同期して、測定位置信号を出力する。すなわち、移動量取得部507、位置比較部508および位置保持レジスタ509には、周期T1ごとに位置サンプリング部506から測定位置信号が入力される。
The
移動量取得部507は、位置比較部508と到達時間演算部511とに接続されており、位置サンプリング部506から送られてきた測定位置信号を基に基板90の移動量を算出し、その結果を移動量信号として位置比較部508と到達時間演算部511とに出力する。具体的には、移動量取得部507は、最新の測定位置信号と前回の測定位置信号とに基づいて、その周期T1の間の基板90の移動距離を求め、その値を基板90の移動量として取得する。
The movement
位置比較部508は、位置保持レジスタ509および露光直前信号生成部513に接続されている。位置比較部508は、まず、露光位置演算部502より入力される最も近い次の露光位置の値から、移動量取得部507より入力される移動量を減じることにより、次の露光位置の直前の位置を比較値として算出する。そして、位置比較部508は、当該比較値と、位置サンプリング部506から入力される測定位置との比較を行う。さらに、位置比較部508は、当該測定位置が比較値を超える場合に、位置保持レジスタ509および露光直前信号生成部513に比較検出信号を出力する。
The
位置保持レジスタ509は、位置差分演算部510に接続されており、位置比較部508から比較検出信号が入力された場合に、保持している測定位置信号を位置差分演算部510に出力する。
The
位置差分演算部510は露光位置演算部502から入力される最も近い次の露光位置と、位置保持レジスタ509から入力される測定位置(信号)との差分距離を求める。位置差分演算部510は到達時間演算部511に接続されており、演算結果(差分距離)を差分信号として到達時間演算部511に出力する。
The position
到達時間演算部511は、位置差分演算部510から入力される差分信号を受けて、その差分距離を、移動量取得部507から入力される基板90の移動量で除算し、さらにその値に周期T1を乗算することにより、基板90が最も近い次の露光位置に到達するまでにかかる時間(到達時間Td)を演算する。到達時間演算部511は、遅延パルス数演算部512に接続されており、演算により求めた到達時間Tdを到達時間信号として遅延パルス数演算部512に出力する。
The arrival
遅延パルス数演算部512は、到達時間演算部511から入力される到達時間信号に基づいて、到達時間Tdの間にクロック信号生成部503が生成するクロック信号のパルス数を演算する。遅延パルス数演算部512は、カウンタ514に接続されており、演算結果をパルス数信号としてカウンタ514に出力する。
The delay pulse
露光直前信号生成部513は、カウンタ514に接続されており、位置比較部508から比較検出信号が入力された場合に、分周部504から入力される分周周波数信号に同期してパルス信号をカウンタ514に出力する。詳細は後述するが、露光直前信号生成部513は、カウンタ514に対して、パルス数のカウントを開始するタイミングを伝達する機能を有する。
The immediately-exposure
カウンタ514は、遅延パルス数演算部512から入力されるパルス数信号に応じて、露光直前信号生成部513からパルス信号を受けた直後から、クロック信号生成部503が生成するクロック信号のパルス数をカウントする。カウンタ514は、露光信号生成部515に接続されており、上記カウントを完了すると、露光信号生成部515に対して命令信号を出力する。
The
露光信号生成部515は、光照射部30に接続されており、カウンタ514から命令信号を受けて、光照射部30に対して露光信号(パルス信号)を出力する。この露光信号を受けて、光照射部30は基板90に対して光を照射する。その結果、移動する基板90の所定位置が露光されることとなる。
The exposure
<1.3. 描画装置の動作手順>
次に、補正処理部500を備えた描画装置1の動作について具体的に説明する。
<1.3. Operation procedure of drawing apparatus>
Next, the operation of the
図5は、本発明に係る描画装置1の動作の手順を示すの流れ図である。また図6は、本発明に係る描画装置1を動作させたときの補正処理部500に関するタイミングチャート図である。
FIG. 5 is a flowchart showing the operation procedure of the
なおここでは、図示しない搬送機構(搬送用ロボなど)やオペレータ等により、基板90はステージ10に載置されており、またオペレータによる露光位置情報やステージの移動速度情報(図6では、500mm/secに設定。)の入力はすでに完了しているものとする。また図6では説明のために、各タイミングにおける基板90の位置(例えば75nm等)を所定の位置(基準位置)からの距離として示している。また本実施形態では、所望する露光位置を150nmと300nmとする。
Here, the
まずはじめに制御部50は、露光位置情報を基に、移動機構20を動作させる。そして、基板90は主走査方向に所定の速度で移動を開始する(ステップS1)。すなわち、基板90は、図1および図2に示すY軸に沿って移動を開始する。
First, the
続いてレーザ測長器70および位置サンプリング部506によりベースプレート24の位置を測定する(ステップS2)。本実施の形態においてレーザ測長器70は、サンプリング周期100nsec(T1)ごと(すなわち、測長クロックが10MHz)で測長する。このステップS2において、基板90の測定位置情報を取得する(図6参照)。なお図6においては、測長クロックの立ち上がり時(タイミングa,b,c,d,e,f)に測長されるように設定している。
Subsequently, the position of the
続いて移動量取得部507は、基板90の移動量を取得する(ステップS3)。ここで移動量取得部507が移動量を取得する方法について、具体例をあげて説明する。
Subsequently, the movement
例えば図6に示すように、タイミングaにおいて、基板90の位置は、レーザ側長値から、76nmの位置にあることが分かる。次にタイミングbの時点では、基板の位置は126nmの位置にある。すなわち100nsec(周期T1)の間に50nm基板90が進んだこととなり、移動量取得部507は、タイミングbにおける基板90の移動量を、50nmとして取得する。一方、タイミングcにおいては、タイミングbにおける測定位置が126nmであり、タイミングcにおける測定位置が177nmである。したがって、移動量取得部507は、こタイミングcにおける基板90の移動量を51nmとして取得する。このようにして、移動量取得部507は、基板90の移動量を取得する。
For example, as shown in FIG. 6, at timing a, it can be seen that the position of the
続いて位置比較部508により、比較値と測定位置との比較がなされる。すなわち、測定位置が比較値を越えるか否かが判定される(ステップS4)。ここで、図6を参照しつつ位置比較部508による処理を具体的に説明する。例えばタイミングbにおいて、最も近い次の露光位置は150nmであり、移動量取得部507から得られる基板90の相対移動量は、50nmである。したがって、次の露光位置の直前の位置である比較値は、100nm(=150nm−50nm)となる。ここで、タイミングbにおける測定位置は126nmであるが、この測定位置は、比較値(100nm)以上の値となっている。この場合(ステップS4においてYESの場合)には、位置比較部508から比較検出信号が出力される。
Subsequently, the
一方、測定位置がこの比較値を超えない場合(ステップS4でNOの場合)には、比較検出信号は出力されない。例えば図6に示すように、タイミングcにおいて、最も近い次の露光位置は300nmであり、基板90の移動量は51nmである。したがって、比較値は249nm(=300nm−51nm)となる。ここで、タイミングcにおける測定位置は177nmであるが、比較値249nmと比較すると、比較値は測定位置を越えていない。このような場合には、図5に示すようにステップS2に戻り、以降の動作を繰り返す。
On the other hand, if the measurement position does not exceed this comparison value (NO in step S4), the comparison detection signal is not output. For example, as shown in FIG. 6, at timing c, the nearest next exposure position is 300 nm, and the movement amount of the
以上のように位置比較部508では、あるタイミングにおける基板90の測定位置と、基板90の移動量とに基づいて、算出される比較値が、最も近い次の露光位置を超えるか否かが検出される。
As described above, the
続いて比較値が最も近い次の露光位置を超えていた場合(ステップS4においてYesの場合)には、位置差分演算部510により当該露光位置と測定位置の差分距離が求められる(ステップS5)。図6に示すように、例えばタイミングbにおいては、最も近い次の露光位置が150nm、測定位置が126nmであるため、その差分距離が24nmとして算出される。また、タイミングeにおいては、最も近い次の露光位置が300nm、測定位置が275nmであるため、その差分距離25nmが算出される。
Subsequently, when the comparison value exceeds the nearest next exposure position (Yes in step S4), the difference distance between the exposure position and the measurement position is obtained by the position difference calculation unit 510 (step S5). As shown in FIG. 6, at timing b, for example, the nearest next exposure position is 150 nm and the measurement position is 126 nm, so the difference distance is calculated as 24 nm. At timing e, since the nearest next exposure position is 300 nm and the measurement position is 275 nm, the
続いて到達時間演算部511は、基板90が測定位置から次の露光位置に移動するまでにかかる時間(到達時間Td)を算出する(ステップS6)。具体的には、前述の差分距離を、基板90の移動量で除算し、その値に周期T1を乗算することにより到達時間Tdを求める。例えば図6に示すように、タイミングbにおいて、差分距離の24nmを移動量50nmで除算し、その値(0.48)に周期T1(100nsec)を乗算することで、48nsecが到達時間Tdとして求まる。
Subsequently, the arrival
ここで、到達時間Tdが移動速度で割り切れないような場合や、小数点以下の桁数が多くなる等により演算時間がかかりすぎることを防止するするために、例えばメモリテーブル変換を用いて、演算を所定の桁以下を計算せずに終了するように到達時間演算部511を設計してもよい。
Here, in order to prevent the calculation time from being excessively long due to the arrival time Td not being divisible by the moving speed or the number of digits after the decimal point being increased, the calculation is performed using, for example, memory table conversion. You may design the arrival
続いて遅延パルス数演算部512は、到達時間Tdの間にクロック信号生成部503が生成するクロック信号のパルス数を算出する(ステップS7)。このパルス数は、前述の到達時間Tdを周期T2で除算することにより求められる。図6に示すように、例えばタイミングbにおいては、到達時間Tdが48nsecであり、周期T2は2.5nsecであるので、パルス数は19.2(=48nsec÷2.5nsec)となる。
Subsequently, the delay pulse
ここで、上記のようにパルス数が整数にならない様な場合に、例えば算出されうる値以上(あるいは以下)であって、かつ、その値に最も近い整数を選択するように、遅延パルス数演算部512を設計すればよい。本実施の形態において、遅延パルス数演算部512は、算出された値以下であって最も近い値である値をパルス数として算出する。すなわち、上記の場合には、パルス数が19となる。
Here, when the number of pulses does not become an integer as described above, for example, the number of delayed pulses is calculated so as to select an integer that is greater than (or less than) a value that can be calculated and closest to that value. The
続いてカウンタ514により、クロック信号生成部503が生成するクロック信号を、ステップS7にて算出したパルス数分だけカウントする(ステップS8)。本実施の形態では、測長クロック信号の立ち下がるときに、露光直前信号を出力するように露光直前信号生成部513を設計し、その出力をうけてカウンタ514がカウントを開始するように構成している。例えば図6に示すように、タイミングbからタイミングc間においては、タイミングbとタイミングcの中間時点(タイミングb1)に露光直前信号が生成される。これにより、カウンタ514をクロック信号と同期して動作させることができ、カウンタ514は19パルス分のカウントを開始する。
Subsequently, the
カウンタ514が19パルス分のカウントを終了すると、カウンタ514から露光信号生成部515に命令信号が送られる。この命令信号を受けて、露光信号生成部515は、露光信号を光照射部30に出力する。これにより光照射部30は、基板90に対して光(パルス光)を照射する(ステップS9)。
When the
続いて露光装置1は、次の露光位置が有るか否かを判定する(ステップS10)。具体的には、露光位置演算部502が次の露光位置情報を出力するかどうかで判定する。有る場合(YESの場合)にはステップS2に戻り、制御部50は前述した動作を繰り返す。一方、次の露光位置が存在しない場合(NOの場合)には、ステージ10の移動を停止する(S11)。そして描画装置1によるパターンの描画処理を終了する場合には、すべての動作を終了する。
Subsequently, the
<1.4. 本実施例の効果>
以上のように、本実施における描画装置1は補正処理部500を備えることにより、到達時間Tdに応じて露光信号生成部515が露光信号を光照射部30に対して出力する。したがって、基板90の移動速度を上げたとしても、パターンを描画するための位置精度(露光信号を生成するタイミング精度)の低下を抑制できる。これにより、基板製造の高スループット化を実現できる。
<1.4. Advantages of this embodiment>
As described above, the
また、レーザ測長器70のサンプリング周期T1を向上させる必要がないので、描画装置1の製造コストを抑えることができる。また、クロック信号生成部503が生成するクロック信号の周期T2を短くすることによって、さらにパターン描画の誤差を小さくすることができる。
Moreover, since it is not necessary to improve the sampling period T1 of the laser
<2. 第2の実施の形態>
第1の実施の形態において、移動量取得部507は、測定位置情報に基づいて基板90の移動量を算出して取得するように構成されているが、移動量の取得方法はこれに限られるものではない。
<2. Second Embodiment>
In the first embodiment, the movement
図7は、このような原理に基づいて構成した第2の実施の形態における描画装置1が備える補正処理部500aのブロック図である。なお、第1の実施の形態と同様の構成については、適宜同符号を付し、説明を省略する。
FIG. 7 is a block diagram of a
図7に示すように、入力部80aは露光位置記憶部501および移動量取得部507aに接続されている。すなわちオペレータが入力するステージ10の主走査方向の移動速度の設定値を、そのまま移動量取得部507aに出力することができるように構成されている。また、第1の実施の形態における位置サンプリング部506と異なり、位置サンプリング部506aは位置比較部508および位置保持レジスタ509にのみ接続されており、移動量取得部507aには接続されていない。
As shown in FIG. 7, the
ここで、移動量取得部507aは、入力されたステージ10の移動速度の設定値から、測長レーザ70のサンプリング周期T1の間にステージ10が進む距離を算出し、その値を移動量として取得する。すなわち、例えばステージ10の移動速度が500nm/sec、周期T1が100nsecであれば、移動量は50nmとなる。
Here, the movement amount acquisition unit 507a calculates the distance traveled by the
このような場合であっても、基板90が設定した値とほぼ同一の速度で移動する限り、第1の実施の形態と同様にパターン描画の位置精度を高めることができる。さらに、補正処理部500aの回路構成を単純化できるため、描画装置1の製造コストを抑えることもできる。
Even in such a case, as long as the
<3. 変形例>
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
<3. Modification>
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made.
上記の実施の形態における描画装置1では、静止状態の光学ヘッド32に対してステージ10を移動させる構成であったが、これに限られるものではなく、例えば静止状態のステージ10上において光学ヘッド32を移動させる構成であってもよい。
In the
また、第1の実施の形態では、位置比較部508は、まず、最も近い次の露光位置の値から、移動領取得部507が取得する基板90の最新の移動量を減じることによって、比較値を算出するとしているが、比較値の算出方法はこれに限られるものではない。例えば、最新の移動量情報ではなく、移動量取得部507がこれまでに取得した移動量情報のうちのいずれか一つを比較値の算出に使用してもよい。また、基板90の複数の移動量の平均を移動量として、比較値の算出に使用してもよい。
In the first embodiment, the
また、上記の実施の形態では、露光直前信号生成部513は、位置比較部508が比較検出信号を出力した後であって、かつ、測長クロック信号の立ち下がりのときに直前露光信号が出力されると説明した。この場合、露光信号の出力は、必ず測長クロックの周期T1の半分の時間遅れることとなる。したがって、基板90を等速で移動させた状態でパターンを描画する場合には、所望する露光位置と実際の露光位置との間で一定のずれが発生する。このような場合であっても、例えば、予め入力部80より設定する露光位置を、所望する露光位置からずれ分を考慮して算出した値に設定することで、そのずれを消失させることが可能である。または、露光位置演算部502でずれ分の演算処理が行われるような構成としてもよい。
Further, in the above embodiment, the immediately preceding exposure
また、上記の実施の形態における補正処理部500,500aは、到達時間Tdを算出してから遅延パルス数を算出している(図4,5,7参照)。これは、移動量取得部507,507aが周期T1(実施例では100nsec)の間に進んだ距離として算出しており、一度到達時間を算出する必要があるためである。しかし、補正処理部500,500aの構成はこれに限られるものではない。例えば、移動量取得部がクロック信号の周期T2の間に基板90が進む距離Dとして遅延パルス数演算部に出力する。この出力された値から、遅延パルス数演算部512が測定位置と露光位置との差分距離を距離Dで除算する構成であってもよい。
Further, the
具体的例をあげて説明すると、例えば、図6に示すタイミングbにおいて、基板90の移動量は、50nmであるため、周期T2(2.5nsec,周波数400MHz)の間に移動する移動距離Dは、1.25nm(=50nm÷100nsec×2.5nsec)となる。そして、移動量取得部はこの値を遅延パルス数演算部に出力する。次に、遅延パルス数演算部は、露光位置と測定位置の差分距離(24nm)を入力された移動距離D(1.25nm)で除算することにより、パルス数(19)を算出する。
A specific example will be described. For example, at the timing b shown in FIG. 6, the movement amount of the
これにより、露光装置1は、到達時間演算部511を経ずに、カウンタ514にカウントさせるパルス数を算出することができる。したがって、補正処理部500,500aの回路構成をより単純化できるので、露光装置1の製造コストを抑えることが可能である。また、クロック信号生成部503が生成するクロック信号の周期T2を短くすることによって、さらにパターン描画の誤差を小さくすることができる。
Thereby, the
また、上記の実施の形態において、補正処理部500,500aはハードウェア的(回路的)に実現されているが、これに限られるものではなく、例えばCPUがプログラムを実行する等、ソフトウェア的に実現されてもよい。
In the above embodiment, the
また、上記の実施の形態における描画装置1では、露光パターンをアパーチャAPによって生成する構成としたが、露光パターンの生成機構はこれに限定されるものではない。例えばグレーディング・ライト・バルブ(GLV)等の光学変調素子によって、露光パターンを生成する構成を有する描画装置であってもよい。なお、GLV(回折格子型の変調素子)は、0次回折光の強度が強くなる状態と、奇数次回折光の強度が強くなる状態との間で切り換え可能な回折格子により構成される。例えば0次回折光のみを投影光学系に導くように設計することによって、GLVを描画用の信号光のスイッチング素子として機能させることができる。
In the
また、上記の実施の形態における描画装置1では、液晶表示装置のカラーフィルタ用のガラス基板を処理対象としているが、これに限られるものではなく、半導体基板、プリント基板、プラズマ表示装置用ガラス基板等の他の基板を処理対象とするものであってもよい。
Moreover, in the
1 描画装置
10 ステージ
20 移動機構
21 回転機構
23 副走査機構
25 主走査機構
30 光照射部
50 制御部
500,500a 補正処理部
501 露光位置記憶部
503 クロック信号生成部
506,506a 位置サンプリング部
507,507a 移動量取得部
508 位置比較部
511 到達時間演算部
512 遅延パルス数演算部
513 露光直前信号生成部
514 カウンタ
515 露光信号生成部
70 レーザ測長器
90 基板
a,b,b1,c,d,e,f タイミング
DESCRIPTION OF
Claims (4)
基板に対して光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段に対して基板を相対的に移動させる移動手段と、
前記光照射手段により光が照射されるべき1以上の露光位置を記憶する記憶手段と、
前記基板の相対位置をサンプリング周期T1ごとに測定位置として測定する位置測定手段と、
前記サンプリング周期T1の間に、前記移動手段により移動する前記基板の相対移動量を取得する移動量取得手段と、
前記露光位置から前記相対移動量を減じて得られる比較値と、前記測定位置とを比較する比較手段と、
前記比較手段によって、前記測定位置が前記比較値以上であることが検出されたときに、前記露光位置と前記測定位置との差および前記基板の相対移動量に基づいて、前記基板が前記測定位置に最も近い次の露光位置に到達するまでの到達時間を演算する時間演算手段と、
前記到達時間に応じて、前記基板に対して光を照射するように前記光照射手段を制御する制御手段と、
前記サンプリング周期T1に同期し、かつ、前記サンプリング周期T1よりも短い周期T2を有するクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、
前記到達時間を前記周期T2で除算することにより、前記到達時間の間に前記クロック信号生成手段が生成するクロック信号のパルス数を演算する遅延数演算部と、
前記クロック信号のパルス数をカウントするカウント手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記遅延数演算部により得られるパルス数を前記カウント手段によりカウントした後、光を照射させるように前記光照射手段を制御することを特徴とする描画装置。 A drawing device for drawing a pattern on a substrate,
A light irradiation means for irradiating the substrate with light;
Moving means for moving the substrate relative to the light irradiation means;
Storage means for storing one or more exposure positions to be irradiated with light by the light irradiation means;
Position measuring means for measuring the relative position of the substrate as a measurement position for each sampling period T1,
A movement amount acquisition means for acquiring a relative movement amount of the substrate moved by the movement means during the sampling period T1;
Comparison means for comparing the measurement position with a comparison value obtained by subtracting the relative movement amount from the exposure position;
When the comparison unit detects that the measurement position is equal to or greater than the comparison value, the substrate is moved to the measurement position based on the difference between the exposure position and the measurement position and the relative movement amount of the substrate. Time calculating means for calculating the arrival time until the next exposure position closest to
Control means for controlling the light irradiation means to irradiate the substrate with light according to the arrival time;
A clock signal generating means for generating a clock signal synchronized with the sampling period T1 and having a period T2 shorter than the sampling period T1,
A delay number calculation unit for calculating the number of pulses of the clock signal generated by the clock signal generation unit during the arrival time by dividing the arrival time by the period T2.
Counting means for counting the number of pulses of the clock signal;
Equipped with a,
It said control means, after the number of pulses obtained by the delay speed computing unit counted by the counting means, drawing device, characterized that you control the light irradiating means so as to irradiate light.
前記移動量取得手段は、前記位置測定手段により測定される前記基板の測定位置に基づいて、前記基板の相対移動量を演算して取得することを特徴とする描画装置。 The drawing apparatus according to claim 1,
The drawing apparatus characterized in that the movement amount acquisition means calculates and acquires the relative movement amount of the substrate based on the measurement position of the substrate measured by the position measurement means.
(a) 前記光照射手段によって光が照射されるべき一以上の露光位置を記憶する工程と、
(b) 前記基板の相対位置をサンプリング周期T1ごとに測定位置として測定する工程と、
(c) 前記サンプリング周期T1の間に、前記移動手段により移動する前記基板の相対移動量を取得する工程と、
(d) 前記露光位置から前記相対移動量を減じることによって比較値を求める工程と、
(e) 前記測定位置と前記比較値とを比較する工程と、
(f) 前記(e)工程において前記測定位置が前記比較値以上であることが検出されたときに、前記露光位置と前記測定位置との差および前記基板の相対移動量に基づいて、前記基板が前記測定位置に最も近い次の露光位置に到達するまでの到達時間を演算する工程と、
(g) 前記到達時間に応じて、前記基板に対して光を照射するように前記光照射手段を制御する工程と、
(h) 前記サンプリング周期T1に同期し、かつ、前記サンプリング周期T1よりも高速の周期T2を有するクロック信号を生成する工程と、
(i) 前記到達時間を前記周期T2で除算することにより、前記到達時間の間に前記(g)工程で生成されるクロック信号のパルス数を演算する工程と、
(j) 前記(i)工程において得られる前記パルス数をカウントする工程と、
を有し、
前記(g)工程は、前記(j)工程においてパルス数をカウントした後、前記基板に対して光を照射するように前記光照射手段を制御する工程であることを特徴とする描画方法。 A drawing method for drawing a pattern on the substrate by irradiating light from the light irradiation means while moving the substrate relative to the light irradiation means,
(a) storing one or more exposure positions to be irradiated with light by the light irradiation means;
(b) measuring the relative position of the substrate as a measurement position for each sampling period T1,
(c) obtaining a relative movement amount of the substrate moved by the moving means during the sampling period T1;
(d) obtaining a comparison value by subtracting the relative movement amount from the exposure position;
(e) comparing the measurement position with the comparison value;
(f) when it is detected in the step (e) that the measurement position is equal to or greater than the comparison value, based on the difference between the exposure position and the measurement position and the relative movement amount of the substrate. Calculating the arrival time until it reaches the next exposure position closest to the measurement position;
(g) controlling the light irradiation means to irradiate the substrate with light according to the arrival time;
(h) generating a clock signal synchronized with the sampling period T1 and having a period T2 faster than the sampling period T1;
(i) calculating the number of pulses of the clock signal generated in the step (g) during the arrival time by dividing the arrival time by the period T2.
(j) counting the number of pulses obtained in the step (i);
I have a,
The step (g) is a step of controlling the light irradiating means to irradiate the substrate with light after counting the number of pulses in the step (j) .
前記(c)工程は、
前記(b)工程により測定される前記基板の測定位置に基づいて、前記基板の相対移動量を演算して取得する工程であることを特徴とする描画方法。 The drawing method according to claim 3 ,
The step (c)
A drawing method, which is a step of calculating and obtaining a relative movement amount of the substrate based on the measurement position of the substrate measured in the step (b).
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