JP6306312B2 - Drawing apparatus and drawing method - Google Patents
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Description
本発明は、例えば液晶ディスプレイやプリント配線板等のフォトリソグラフィ工程に使用される描画装置及び描画方法に関し、特に描画対象物(被描画体)の傾斜面の描画領域(被描画面)に対してパターンを描画するダイレクト描画装置及びダイレクト描画方法に関する。 The present invention relates to a drawing apparatus and a drawing method used in a photolithography process such as a liquid crystal display or a printed wiring board, and particularly to an inclined drawing area (drawing surface) of a drawing object (drawing object). The present invention relates to a direct drawing apparatus and a direct drawing method for drawing a pattern.
電子機器を構成する部品である液晶ディスプレイやプリント配線板等の生産工程にはフォトリソグラフィ工程が含まれており、このフォトリソグラフィ工程中で描画装置及び描画方法が用いられる。 A photolithography process is included in the production process of a liquid crystal display, a printed wiring board, and the like, which are components constituting an electronic device, and a drawing apparatus and a drawing method are used in the photolithography process.
従来、描画装置及び描画方法による描画対象物は板状の平面な部材であり、その描画領域が水平面となっていた。このため、照射するパターン光の焦点距離を描画対象物の板状平面(描画領域である水平面)に合わせて走査するだけで、好適な描画を行うことが可能であった。 Conventionally, a drawing object by a drawing apparatus and a drawing method is a plate-like flat member, and a drawing area thereof is a horizontal plane. For this reason, it was possible to perform suitable drawing only by scanning according to the focal length of the pattern light to be irradiated in accordance with the plate-like plane of the drawing object (the horizontal plane as the drawing region).
しかし近年、例えばモバイル電子機器等の発展に伴い、携行性向上の為あるいはデザインの観点から、上述した液晶ディスプレイやプリント配線板等の部品を立体的形状(例えば単一の平面ではなく傾斜した面を持つ形状)にする要求が高まっている。すなわち、描画対象物の描画領域が、従来の単一の板状平面(水平面)から、水平面に対して傾斜した傾斜面(水平面に対して湾曲した湾曲面を含む)といった立体的な形状にシフトしてきている。 However, in recent years, for example, with the development of mobile electronic devices, the components such as the liquid crystal display and the printed wiring board described above are three-dimensionally shaped (for example, an inclined surface instead of a single plane) in order to improve portability or from the viewpoint of design. The demand to make a shape with) is increasing. That is, the drawing area of the drawing object is shifted from a conventional single plate-like plane (horizontal plane) to a three-dimensional shape such as an inclined plane inclined with respect to the horizontal plane (including a curved plane curved with respect to the horizontal plane). Have been doing.
このような立体的形状の描画領域にパターンを描画する場合、次の3つの問題点が存在する。
第1の問題点は、描画領域が傾斜面を含んでいるため、走査時に、パターン光の焦点が外れてピンボケ状態(前ピン状態、後ピン状態)となる場所が生じ、パターンの解像度が低下してしまうことである。
第2の問題点は、描画領域の傾斜面に対して描画する際に、パターンが変形(主に伸長)してしまうことである。
第3の問題点は、傾斜する描画領域のレジスト膜に光が斜めに入射することにより、パターンの解像度が低下してしまうことである。
When a pattern is drawn in such a three-dimensional drawing area, there are the following three problems.
The first problem is that, since the drawing area includes an inclined surface, there is a place where the focus of the pattern light is out of focus and in the out-of-focus state (front pin state, rear pin state) during scanning, and the resolution of the pattern is reduced. It is to do.
The second problem is that the pattern is deformed (mainly stretched) when drawing on the inclined surface of the drawing area.
The third problem is that the resolution of the pattern is lowered when light is incident obliquely on the resist film in the inclined drawing region.
特許文献1、2には、上記3つの技術課題を意識して工夫を施した技術が開示されている。 Patent Documents 1 and 2 disclose techniques that have been devised in view of the above three technical problems.
特許文献1では、チャック(保持手段)に載置したプレート(被描画体)へのスキャン露光を行う際に、プレートの傾斜に沿ってチャックをZ方向(上下方向)に調整することにより、スキャン露光の焦点ぼけを防いでいる。
しかし、露光エリア(露光ユニットが照射するパターン光のエリア)内において焦点位置の差が出ることを防止することはできず、また露光エリア内のパターンの変形を防止することもできない。
In Patent Document 1, when performing scanning exposure on a plate (object to be drawn) placed on a chuck (holding means), scanning is performed by adjusting the chuck in the Z direction (vertical direction) along the inclination of the plate. This prevents blurring of exposure.
However, it is impossible to prevent a difference in focal position in the exposure area (pattern light area irradiated by the exposure unit), and it is also impossible to prevent deformation of the pattern in the exposure area.
特許文献2では、試料ステージ上に固定したウエハ(被描画体)への露光を行う前に、ウエハの傾斜によるパターンの変形量を予め計算し、電子線で描画するパターンのデータを補正することで、露光エリア内のパターンの変形を防止している。
しかし、ウエハの傾斜面を露光する際に、パターン光の焦点が外れてピンボケ状態(前ピン状態、後ピン状態)となる場所が生じ、パターンの解像度が低下してしまう。
In Patent Document 2, before performing exposure on a wafer (object to be drawn) fixed on a sample stage, the amount of deformation of the pattern due to the tilt of the wafer is calculated in advance and the pattern data drawn by the electron beam is corrected. Thus, deformation of the pattern in the exposure area is prevented.
However, when exposing the inclined surface of the wafer, there is a place where the focus of the pattern light is out of focus and in a defocused state (front pin state, rear pin state), and the resolution of the pattern is lowered.
本発明は、以上の問題意識に基づいてなされたものであり、被描画体の傾斜形状の描画領域に対してパターンを描画する際に、傾斜描画領域にパターン光の焦点を合わせてパターンの解像度を高め、パターンの変形を防止し、傾斜描画領域のレジスト膜にパターン光を垂直に入射させてパターンの解像度を高めることができる描画装置及び描画方法を得ることを目的とする。 The present invention has been made on the basis of the above problem awareness. When a pattern is drawn on the inclined drawing area of the drawing object, the pattern resolution is adjusted by focusing the pattern light on the inclined drawing area. It is an object of the present invention to provide a drawing apparatus and a drawing method that can improve pattern resolution by preventing pattern deformation and allowing pattern light to vertically enter a resist film in an inclined drawing region.
本発明の描画装置は、光変調素子により描画光を被描画体に照射し、前記被描画体を前記描画光に対して連続的に走査しながら前記被描画体にパターンを描画する描画装置であって、前記被描画体を平面に対して傾斜した傾斜面または湾曲した湾曲面の描画領域を含む立体的な形状を有した状態のまま保持するステージと、前記ステージによって保持された前記被描画体の被描画面の傾きを測定する測定手段と、前記ステージ全体の傾きを調整することで前記被描画体全体を傾ける傾き調整手段と、前記測定手段の測定結果に応じて、前記描画光が前記被描画体の前記被描画面に略垂直に入射するように、前記傾き調整手段を制御する傾き制御手段と、を備えることを特徴としている。 The drawing apparatus of the present invention is a drawing apparatus that draws a drawing light on a drawing object by a light modulation element and draws a pattern on the drawing object while continuously scanning the drawing object with respect to the drawing light. there are, said a stage for holding remain having a three-dimensional shape including a drawing area of the curved surface which is inclined or curved inclined to be drawn body with respect to the plane, the object drawing held by said stage Measuring means for measuring the inclination of the drawing surface of the body, inclination adjusting means for inclining the entire drawing object by adjusting the inclination of the entire stage , and the drawing light depending on the measurement result of the measuring means said to be incident substantially perpendicular to the object drawing surface of the drawing member, it is characterized by and a tilt control means for controlling the inclination adjustment means.
前記被描画体は、一方の面に前記被描画面を有するとともに他方の面に吸着保持面を有し、前記ステージは、前記吸着保持面を吸着保持することができる。The drawing object has the drawing surface on one surface and an adsorption holding surface on the other surface, and the stage can adsorb and hold the adsorption holding surface.
前記測定手段は、前記被描画体の前記被描画面の所定位置において前記被描画面と基準位置との距離を測定するセンサを少なくとも3つ有し、前記所定位置はそれぞれ、前記描画光よりも前記走査の進行方向側であり、前記センサのうち少なくとも1つは、前記走査により前記被描画面の前記描画光が照射される領域の内側となる位置を所定位置とし、他のセンサは、前記走査により前記描画光が照射される領域の走査方向と直交する方向の境界近傍となる位置を所定位置とすることができる。 The measuring means has at least three sensors for measuring a distance between the drawing surface and a reference position at a predetermined position of the drawing surface of the drawing object, and each of the predetermined positions is more than the drawing light. The scanning direction direction side, and at least one of the sensors has a predetermined position at a position inside the region of the drawing surface irradiated with the drawing light by the scanning, and the other sensors The position near the boundary in the direction orthogonal to the scanning direction of the region irradiated with the drawing light by scanning can be set as the predetermined position.
前記測定手段は、複数の前記センサが測定する距離に基づいて前記被描画面の所定の領域に対応する近似平面を算出する近似平面算出手段を備え、前記傾き制御手段は、前記描画光と前記近似平面とが略垂直になる様に前記傾き調整手段を制御することができる。 The measuring unit includes an approximate plane calculating unit that calculates an approximate plane corresponding to a predetermined region of the drawing surface based on a distance measured by the plurality of sensors, and the tilt control unit includes the drawing light and the drawing light. The tilt adjusting means can be controlled so that the approximate plane is substantially perpendicular.
本発明の描画方法は、光変調素子により描画光を被描画体に照射し、前記被描画体を前記描画光に対して連続的に走査しながら前記被描画体にパターンを描画する描画方法であって、描画期間において、ステージによって平面に対して傾斜した傾斜面または湾曲した湾曲面の描画領域を含む立体的な形状を有した状態のまま保持された前記被描画体の被描画面の傾きを測定する測定ステップと、前記測定ステップでの測定結果に応じて、前記描画光が前記被描画体の前記被描画面に略垂直に入射するように、前記ステージ全体の傾きを調整することで前記被描画体全体を傾ける傾き調整制御ステップと、を複数回繰り返すことを特徴としている。 The drawing method of the present invention is a drawing method in which drawing light is irradiated to a drawing object by a light modulation element, and a pattern is drawn on the drawing object while continuously scanning the drawing object with respect to the drawing light. In the drawing period, the inclination of the drawing surface of the drawing object held in a state having a three-dimensional shape including a drawing area of an inclined surface or a curved surface that is inclined with respect to the plane by the stage a measuring step of measuring, in accordance with the measurement result in the measuring step, the so drawing light is incident substantially perpendicular to the object drawing surface of the object to be drawn body, by adjusting the inclination of the entire stage The tilt adjustment control step of tilting the entire drawing object is repeated a plurality of times.
本発明によれば、被描画体の傾斜形状の描画領域に対してパターンを描画する際に、傾斜描画領域にパターン光の焦点を合わせてパターンの解像度を高め、パターンの変形を防止し、傾斜描画領域のレジスト膜にパターン光を垂直に入射させてパターンの解像度を高めることができる描画装置及び描画方法を得ることができる。 According to the present invention, when a pattern is drawn on an inclined drawing area of an object to be drawn, the pattern light is focused on the inclined drawing area to increase the resolution of the pattern, to prevent the pattern from being deformed. It is possible to obtain a drawing apparatus and a drawing method in which pattern light can be vertically incident on a resist film in a drawing region to increase the resolution of the pattern.
図1〜図8を参照して、本発明の一実施形態に係る描画装置1について説明する。 With reference to FIGS. 1-8, the drawing apparatus 1 which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated.
<被描画体である基板Wの構成>
まず、図1(A)、(B)を参照して、描画装置1による被描画体である基板Wの構造(立体的形状)について説明する。基板Wは、例えば、電子機器を構成する部品である液晶ディスプレイやプリント配線板等である。
<Configuration of Substrate W as Drawing Object>
First, with reference to FIGS. 1A and 1B, the structure (three-dimensional shape) of the substrate W that is a drawing object by the drawing apparatus 1 will be described. The board | substrate W is a liquid crystal display, a printed wiring board, etc. which are components which comprise an electronic device, for example.
図1(A)、(B)において、基板Wは、その走査方向(同図中の紙面垂直方向)に延びる傾斜形状の描画領域(被描画面)(以下では「傾斜描画領域」と呼ぶ)110を有している。図1(A)では、同図中の左右方向に延びる描画領域から傾斜描画領域110への切り替わり部が比較的鋭角となっており、図1(B)では、同図中の左右方向に延びる描画領域から傾斜描画領域110への切り替わり部が比較的緩やかなR面となっている。
本明細書において、「傾斜描画領域(被描画面)110」は、水平面に対して傾斜した傾斜面のほか、水平面に対して湾曲した湾曲面を含む立体的な形状を意味している。
1A and 1B, a substrate W has an inclined drawing area (surface to be drawn) extending in the scanning direction (perpendicular to the paper surface in the drawing) (hereinafter referred to as an “inclined drawing area”). 110. In FIG. 1A, the switching portion from the drawing region extending in the left-right direction in FIG. 1 to the
In this specification, the “inclined drawing region (surface to be drawn) 110” means a three-dimensional shape including an inclined surface inclined with respect to a horizontal plane and a curved surface curved with respect to the horizontal plane.
基板Wの傾斜描画領域110は、走査方向位置に依存して断面形状が変化する傾斜面や湾曲面を有していてもよい。例えば、図1(A)、(B)において、基板Wの傾斜描画領域110を、走査方向(同図中の紙面垂直方向)と副走査方向(同図中の左右方向)を入れ替えた形状としてもよい。
すなわち、図1(A)、(B)に示した基板Wの傾斜描画領域110の形状はあくまで一例にすぎず、傾斜描画領域110は任意の形状とすることができる。
The
In other words, the shape of the
<描画装置1の構成>
続いて、図2〜図6を参照して、描画装置1の構成について説明する。描画装置1は、光変調素子により描画光を基板Wに照射し、基板Wを描画光に対して連続的に走査しながら基板Wにパターンを描画するものである。同図においては、描画装置1による被描画体として、図1(A)に示した傾斜描画領域110を持つ基板Wを例示して説明する。
<Configuration of the drawing apparatus 1>
Next, the configuration of the drawing apparatus 1 will be described with reference to FIGS. The drawing apparatus 1 irradiates the substrate W with drawing light by a light modulation element, and draws a pattern on the substrate W while continuously scanning the substrate W with respect to the drawing light. In the figure, as an object to be drawn by the drawing apparatus 1, a substrate W having the
図2に示すように、描画装置1は、被描画体である基板Wの傾斜描画領域110を走査方向と副走査方向に並ぶ複数の分割傾斜描画領域(以下では「分割領域」と呼ぶ)A1〜A7、B1〜B7、C1〜C7、D1〜D7、E1〜E7に区画し、各分割領域A1〜E7に対して連続的にパターン光を照射する走査型描画装置である。
基板Wの傾斜描画領域110は、実際には、例えば8(分割)×25(列)=200(分割領域)といったような多数の分割領域に区画される。パターン描画の解像度を高めるためには、分割領域の区画数は多ければ多い程良い。
しかし本実施形態では、発明の理解を容易にするために(上記多数の分割領域を全て示すのは現実的に不可能である)、基板Wの傾斜描画領域110を7×5=35の分割領域A1〜E7に区画した場合を例示して説明する。
As shown in FIG. 2, the drawing apparatus 1 includes a plurality of divided inclined drawing areas (hereinafter referred to as “divided areas”) A1 in which the
The
However, in this embodiment, in order to facilitate the understanding of the invention (it is practically impossible to show all the above-mentioned many divided areas), the
描画装置1は筐体1Xを有しており、この筐体1X内の載置台1Y上に、描画装置1の各構成要素が支持されている。
The drawing device 1 has a
描画装置1は、被描画体である基板Wを保持するステージ(保持手段)10を備えている。ステージ10は、基板Wの下面(ステージ接触面)を真空吸着してこれを保持する真空吸着保持機構(図示せず)を有している。また、基板Wの下面(ステージ接触面)が平面ではない特殊な形状である場合には、その特殊形状に応じた基板保持機構がステージ10に搭載される。
The drawing apparatus 1 includes a stage (holding means) 10 that holds a substrate W that is a drawing target. The
描画装置1は、基板Wを保持したステージ10をX方向(走査方向)に連続的に移動させるステージ移動機構20を備えている。ステージ移動機構20は、載置台1Y上にX方向(走査方向)に2本並んで形成されたガイドレール21(図5)と、このガイドレール21にガイドされるステージ10側のガイド部材(図示せず)と、このガイド部材をガイドレール21に対して連続的に駆動する駆動手段(図示せず)を有している。また、ステージ移動機構20は、ステージ10をY方向(副走査方向)、Z方向(高さ方向)、θ方向(回転方向)に移動可能な構造を備えていてもよい。
The drawing apparatus 1 includes a
ステージ10とステージ移動機構20との間には、基板Wを保持したステージ10をX方向(走査方向)に連続的に移動させるのと同期して、ステージ10を三次元的に移動させてステージ10及び該ステージ10に保持された基板Wの傾斜描画領域110(分割領域A1〜E7)の姿勢(傾き)を連続的、あるいはステップワイズに変化させる姿勢調整装置(傾き調整手段)30が設けられている。
Between the
図5に示すように、姿勢調整装置30は、ステージ移動機構20のガイドレール21にガイド部材(図示せず)を介してガイドされる底板部31と、この底板部31よりも上方に位置する中板部32とを有しており、中板部32のさらに上方にステージ10が位置している(ステージ10が姿勢調整装置30の天板部を構成している)。
底板部31の上面と中板部32の下面には、XZ平面に描いた仮想円弧の一部をなし且つY方向に延びるガイド面を有する各4つのガイド部材31Aとガイド部材32Aがそれぞれ設けられている。ガイド部材31Aとガイド部材32Aのガイド面がXZ平面に描いた仮想円弧に沿ってガイドされることで、XZ平面内において、ステージ10及び該ステージ10に保持された基板Wの傾斜描画領域110(分割領域A1〜E7)の姿勢(傾き)を変化させることができる。ガイド部材31Aとガイド部材32Aには、両ガイド部材のガイド面が外れるのを防止するための係合部31Bと係合部32Bが形成されている。
中板部32の上面とステージ10の下面には、YZ平面に描いた仮想円弧の一部をなし且つX方向に延びるガイド面を有する各4つのガイド部材32Cとガイド部材10Aがそれぞれ設けられている。ガイド部材32Cとガイド部材10Aのガイド面がYZ平面に描いた仮想円弧に沿ってガイドされることで、YZ平面内において、ステージ10及び該ステージ10に保持された基板Wの傾斜描画領域110(分割領域A1〜E7)の姿勢(傾き)を変化させることができる。ガイド部材32Cとガイド部材10Aには、両ガイド部材のガイド面が外れるのを防止するための係合部32Dと係合部10Bが形成されている。
描画装置1には、底板部31のガイド部材31Aと中板部32のガイド部材32Aをガイドするように駆動する駆動手段(図示せず)および中板部32のガイド部材32Cとステージ10のガイド部材10Aをガイドするように駆動する駆動手段(図示せず)が設けられている。
このように、底板部31と中板部32の間に設けたXZ平面内の姿勢調整機構および中板部32とステージ10の間に設けたYZ平面内の姿勢調整機構を組み合わせることにより、ステージ10を三次元的に移動させてステージ10及び該ステージ10に保持された基板Wの傾斜描画領域110(分割領域A1〜E7)の姿勢(傾き)を連続的、あるいはステップワイズに変化させることができる。
なお、姿勢調整装置(傾き調整装置)の具体的態様は、ここで説明したものに限定されず、例えば直動のリニアスライドを利用したものやクサビ構造を利用したもの等の周知の機構を採用することができる。
As shown in FIG. 5, the
The upper surface of the
On the upper surface of the
The drawing apparatus 1 includes a driving means (not shown) for driving the
Thus, the stage is adjusted by combining the posture adjustment mechanism in the XZ plane provided between the
The specific mode of the posture adjustment device (tilt adjustment device) is not limited to that described here, and a known mechanism such as one using a linear motion linear slide or one using a wedge structure is employed. can do.
描画装置1は、載置台1Y上に、ステージ10、ステージ移動機構20及び姿勢調整装置30をY方向(副走査方向)に跨ぐ門型の露光ユニットベース(描画ユニットベース)40を備えている。この露光ユニットベース40には、露光ユニット移動機構(描画ユニット移動機構)50によって、露光ユニット(描画ユニット)60がY方向(副走査方向)にステップワイズに移動可能に支持されている。
The drawing apparatus 1 includes a gate-type exposure unit base (drawing unit base) 40 that straddles the
露光ユニット60は、ステージ10に保持された基板Wの傾斜描画領域110に対してパターン光を照射することによりパターンを露光(描画)する。
より具体的に、露光ユニット60は、パターン光の照射位置を分割領域A1に合わせた初期状態から、ステージ移動機構20によってステージ10をX方向(走査方向)に連続的に移動させながら、基板Wの分割領域A1〜A7に対して連続的にパターン光を照射していく。その後、ステージ移動機構20と露光ユニット移動機構50によって、露光ユニット60によるパターン光の照射位置を分割領域B1に合わせる。そして、露光ユニット60は、ステージ移動機構20によってステージ10をX方向(走査方向)に連続的に移動させながら、基板Wの分割領域B1〜B7に対して連続的にパターン光を照射していく。以上の動作を繰り返すことで、露光ユニット60は、基板Wの分割領域A1〜E7に対して連続的にパターン光を照射する。
The
More specifically, the
露光ユニット60は光を照射する光源61を有している(図3)。また図示は省略しているが、露光ユニット60は、光源61が照射した光の光量を均一化し、平行光束になるように調整する照明光学系、この照明光学系で調整された光をパターン光とするDMD、並びにこのDMDで反射されたパターン光を基板Wの傾斜描画領域110(分割領域A1〜E7)に導いて結像させる投影光学系及び焦点調整光学系を有している。DMDを用いて連続的にパターンを描画する方法は、例えば特開2003−057837号公報に詳しく説明されており、本実施形態においても同様の方法にて描画(露光)を行っている。
The
露光ユニット60には、ステージ10に保持された基板Wの傾斜描画領域110(各分割領域A1〜E7)の傾きを測定し、この傾きに基づいた近似平面を算出する傾斜センサユニット(傾き測定手段、近似平面算出手段)70が設けられている。
傾斜センサユニット70は、露光ユニット60よりもX方向(走査方向)に先行するようにオフセットした位置に設けられている。このため、傾斜センサユニット70は、露光ユニット60が同一の走査ラインの分割領域に対して連続的にパターン光を照射している場合において、露光ユニット60による現在のパターン光の照射位置よりも後にパターン光の照射を予定している別の分割領域の近似平面を算出する。
本実施形態では、傾斜センサユニット70は、露光ユニット60が分割領域A1に対してパターン光を照射している場合、その直後にパターン光の照射を予定している分割領域A2の近似平面を算出する。一方、露光ユニット60が分割領域A7に対してパターン光を照射している場合、走査ライン上には、その後にパターン光の照射を予定している分割領域が存在しないので、傾斜センサユニット70は、いずれの分割領域の近似平面も算出しない(算出できない)。
The
The
In the present embodiment, when the
傾斜センサユニット70は基板Wの各分割領域A1〜E7の傾きを求める。具体的には、傾斜センサユニット70は基板Wの各分割領域A1〜E7の近似平面を算出する。
図6(A)、(B)に示すように、傾斜センサユニット70は、第1センサ71、第2センサ72、第3センサ73の3つをユニット化してなる。これら3つのセンサ71〜73は、例えば距離を測定するセンサであり、基板Wに非接触で測定できるセンサが望ましく、例えば、レーザ変位計、超音波変位計、空気マイクロメータ等を使用することができる。
3つのセンサ71〜73は、基板Wの走査に合わせて、基板Wの各分割領域A1〜E7についてそれぞれ複数の基準位置(分割領域に傾きが無く、露光ユニット60の焦点面に一致するときの位置)と被描画面上の測定位置との距離を求め、この複数の距離に基づいて、基板Wの各分割領域A1〜E7の近似平面を算出する。
このとき、この複数の距離は一度に取得せず、基板Wの走査に応じて少なくとも2回に分けて計測を行う。こうすることで、走査方向及び走査方向と直交する方向の2方向に適度に離間した位置における距離を測定することができる。
傾斜データの測地位置(所定位置)については、センサのうち少なくとも1つが傾斜描画領域内の走査によって描画光が連続的に照射される領域(被照射領域)における距離を測定し、他の傾斜センサについては被照射領域の境界近傍における距離を測定する。なお、被照射領域の近傍は、被照射領域内側と被照射領域外側の、どちら側であってもよい。
第1センサ71、第2センサ72、第3センサ73は、既知の技術によってなる市販の変位計を使用する。既知の技術については、例えば特開2001−159516号公報に詳しく説明されている。
なお、基板Wの傾斜方向が一方向のみである場合には、3つのセンサ71〜73による測定は、複数回ではなく1回のみでも良く、その際の3点の測定箇所は、直線上に配置される。
The
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
As the three
At this time, the plurality of distances are not acquired at once, and measurement is performed at least twice according to the scanning of the substrate W. By doing so, it is possible to measure the distance at a position that is appropriately separated in two directions, ie, the scanning direction and the direction orthogonal to the scanning direction.
For the geodetic position (predetermined position) of the tilt data, at least one of the sensors measures the distance in the region (irradiated region) where the drawing light is continuously irradiated by scanning in the tilted drawing region, and other tilt sensors. For, measure the distance near the boundary of the irradiated area. Note that the vicinity of the irradiated region may be on either the inner side of the irradiated region or the outer side of the irradiated region.
The
In addition, when the inclination direction of the board | substrate W is only one direction, the measurement by the three sensors 71-73 may be only one time instead of multiple times, and the three measurement points in that case are on a straight line. Be placed.
図4に示すように、描画装置1は、傾斜センサユニット70が算出した基板Wの傾斜描画領域110(各分割領域A1〜E7)の近似平面が入力される演算装置80を有している。
演算装置80は、傾斜センサユニット70からの入力情報に基づいて、露光ユニット60が照射したパターン光が、基板Wの傾斜描画領域110(分割領域A1〜E7)に対して略垂直に入射するようなステージ10の姿勢(傾き)を演算する。
すなわち、演算装置80は、傾斜センサユニット70からの入力情報に基づいて、露光ユニット60が照射したパターン光が、傾斜センサユニット70が算出した基板Wの傾斜描画領域110の近似平面に対して略垂直に入射するようなステージ10の姿勢(傾き)を演算する。
より具体的に、演算装置80は、露光ユニット60が連続的に照射したパターン光が、傾斜センサユニット70が算出した基板Wの各分割領域A1〜E7の近似平面に対して略垂直に入力するようなステージ10の姿勢を演算する。
As shown in FIG. 4, the drawing apparatus 1 includes an
Based on the input information from the
In other words, the
More specifically, the
図4に示すように、描画装置1は、制御装置(傾き制御手段、姿勢制御手段)90を有している。
制御装置90は、演算装置80の演算結果に基づいて、基板Wの傾斜描画領域110(各分割領域A1〜E7)への走査露光中に、姿勢調整装置30によって、ステージ10及び該ステージ10に保持された基板Wの傾斜描画領域110(分割領域A1〜E7)の姿勢(傾き)をリアルタイムで変化させる。
制御装置90は、露光ユニット60が照射したパターン光が、基板Wの傾斜描画領域110(分割領域A1〜E7)に対して略垂直に入射するように、姿勢調整装置30によって、ステージ10及び該ステージ10に保持された基板Wの傾斜描画領域110の姿勢(傾き)を変化させる。
すなわち、制御装置90は、露光ユニット60が照射したパターン光が、傾斜センサユニット70が算出した基板Wの傾斜描画領域110の近似平面に対して略垂直に入射するように、姿勢調整装置30によって、ステージ10及び該ステージ10に保持された基板Wの傾斜描画領域110の姿勢(傾き)を変化させる。
より具体的に、制御装置90は、露光ユニット60が連続的に照射したパターン光が、傾斜センサユニット70が算出した基板Wの各分割領域A1〜E7の近似平面に対して略垂直に入力するように、姿勢調整装置30によって、ステージ10及び該ステージ10に保持された基板Wの傾斜描画領域110の姿勢(傾き)をステップワイズに変化させる。
As shown in FIG. 4, the drawing apparatus 1 includes a control device (tilt control means, posture control means) 90.
Based on the calculation result of the
The
That is, the
More specifically, the
<描画装置1による基板Wへの描画(露光)方法>
続いて、主に図7、図8を参照して、描画装置1による描画(露光)動作について説明する。
<Drawing (exposure) method on the substrate W by the drawing apparatus 1>
Next, a drawing (exposure) operation by the drawing apparatus 1 will be described mainly with reference to FIGS.
図7は、描画装置1によるオンザフライ方式の計測処理を示すフローチャートである。オンザフライ方式では、傾斜センサユニット70が、露光ユニット60が基板Wの各分割領域A1〜E7に対して連続的にパターン光を照射するのと並行して、制御装置90と姿勢調整装置30によってステージ10の姿勢を分割領域(A1〜E7)毎にステップワイズに変化させる際に、ステージ10の姿勢毎に、基板Wの各分割領域毎の傾き及び近似平面を算出する。
FIG. 7 is a flowchart showing on-the-fly measurement processing by the drawing apparatus 1. In the on-the-fly method, the
ステップS1において、傾斜センサユニット70が、基板Wの分割領域A1の傾きを測定し、この傾きに基づいた近似平面を算出する。このとき露光ユニット60はパターン光の照射を行わない。
ステップS2において、ステージ移動機構20によってステージ10をX方向(走査方向)に1ステップ分だけ移動させたタイミングで、傾斜センサユニット70が、基板Wの分割領域A2の傾き及び近似平面を算出し、同時に、露光ユニット60が、分割領域A1に対してパターン光を照射する。このとき、姿勢調整装置30が、制御装置90による制御の下、露光ユニット60が照射したパターン光が、傾斜センサユニット70が算出した基板Wの分割領域A1の近似平面に対して略垂直に入射するように、ステージ10及び該ステージ10に保持された基板Wの傾斜描画領域110の姿勢(傾き)を変化させる。
ステップS3において、ステップS1〜S2と同様の手法により、ステージ移動機構20によってステージ10をX方向(走査方向)に連続的に移動させながら、傾斜センサユニット70が、基板Wの分割領域A3〜A7の傾き及び近似平面をステップワイズに算出し、露光ユニット60が、分割領域A2〜A7に対して連続的にパターン光を照射する。このとき、姿勢調整装置30が、制御装置90による制御の下、露光ユニット60が照射したパターン光が、傾斜センサユニット70が算出した基板Wの分割領域A2〜A7の近似平面に対して略垂直に入射するように、ステージ10及び該ステージ10に保持された基板Wの傾斜描画領域110の姿勢(傾き)をステップワイズに変化させる。
ステップS4において、ステップS1〜S3と同様の手法により、傾斜センサユニット70が、基板Wの分割領域B1〜E7の傾き及び近似平面をステップワイズに算出し、露光ユニット60が、分割領域B1〜E7に対して連続的にパターン光を照射する。このとき、姿勢調整装置30が、制御装置90による制御の下、露光ユニット60が照射したパターン光が、傾斜センサユニット70が算出した基板Wの分割領域B1〜E7の近似平面に対して略垂直に入射するように、ステージ10及び該ステージ10に保持された基板Wの傾斜描画領域110の姿勢(傾き)を連続的に変化させる。
In step S1, the
In step S2, the
In step S3, the
In step S4, the
図8(A)は、図1(A)の基板Wの描画領域の平面(水平面)に対してパターン光を照射(ショット)している状態を示しており、図8(B)は、図1(B)の基板Wの傾斜描画領域110に対してパターン光を照射(ショット)している状態を示している。図8(B)において、姿勢調整装置30は、基板Wの傾斜描画領域110を水平面と略一致させて、これらの近似平面に対してパターン光が略垂直に入射するように調整している。
FIG. 8A shows a state in which pattern light is irradiated (shot) to the plane (horizontal plane) of the drawing region of the substrate W in FIG. 1A, and FIG. A state in which pattern light is irradiated (shot) to the
なお、前述の実施形態では姿勢制御装置30がステップワイズに動作を行ったが、2つ先の分割領域の近似平面と1つ先の分割領域の近似平面とを測定し、2つの近似平面のための姿勢変更を補完動作にて行うことで、ステージ10の姿勢(傾き)を連続的に変化させることも可能である。その場合には、2つ先の分割領域の傾斜データを測定できる様に、傾斜センサユニット70と露光ユニット60の間隔を定めることになる。
In the above-described embodiment, the
また、前述の実施形態では傾斜データの計測と描画処理を同時に行ったが、全ての分割領域に対する傾斜データの測定を先行して一括計測し、その後に描画処理を行うマッピング方式の計測処理を採用することも可能である。マッピング方式では、描画処理に先んじて全ての傾斜データを得ることで、姿勢制御装置30が分割領域間で補間動作を行い、ステージ10の姿勢を連続的に変化させることが可能である。また、1列の分割領域の近似平面を平均化し、ステージ10の姿勢を一定に維持したままで描画処理を行うことも可能である。
In the above-described embodiment, the measurement of the inclination data and the drawing process are performed at the same time. However, the measurement method of the mapping method in which the measurement of the inclination data for all the divided regions is measured in advance and then the drawing process is performed is adopted. It is also possible to do. In the mapping method, by obtaining all the inclination data prior to the drawing process, the
このように、本実施形態の描画装置1は、傾斜センサユニット70が、ステージ10に保持された基板Wの傾斜描画領域110(各分割領域A1〜E7)の近似平面を算出し、制御装置(傾き制御手段、姿勢制御手段)90が、露光ユニット60が照射したパターン光が、傾斜センサユニット70が算出した基板Wの傾斜描画領域110(各分割領域A1〜E7)の近似平面に対して略垂直に入射するように、ステージ10の姿勢(傾き)を変化させる。
As described above, in the drawing apparatus 1 of the present embodiment, the
これにより、基板Wの傾斜描画領域110(各分割領域A1〜E7)に対して描画(露光)する際に、パターン光の焦点を合わせてパターンの解像度を高め、パターンの変形を防止し、傾斜描画領域のレジスト膜にパターン光を垂直に入射させてパターンの解像度を高めることができる。 Thereby, when drawing (exposure) is performed on the inclined drawing area 110 (each divided area A1 to E7) of the substrate W, the pattern light is focused to increase the resolution of the pattern, and the pattern is prevented from being deformed. Pattern light can be vertically incident on the resist film in the drawing region to increase the resolution of the pattern.
以上の実施形態では、傾斜センサユニット70が、第1センサ71、第2センサ72、第3センサ73の3つをユニット化してなる場合を例示して説明した。しかし、算出する近似平面の高精度化を狙う観点からは、センサの数は多ければ多いほど好ましく、配置スペースやコストとの兼ね合いを考慮して、4つ以上のセンサをユニット化する態様も可能である。
In the above embodiment, the case where the
以上の実施形態では、傾斜センサユニット70を露光ユニット60に設けて両者を一体化している場合を例示して説明したが、傾斜センサユニット70は、必ずしも露光ユニット60に設ける必要はなく、露光ユニット60と別体とする態様も可能である。但し、傾斜センサユニット70を露光ユニット60に設けて両者を一体化した方が、傾斜センサユニット70と露光ユニット60が照射するパターン光との位置関係を明確に規定できる点で有利である。
In the above embodiment, the case where the
また、以上の実施形態では、ステージ10上に基板Wが1枚保持される場合を例示したが、ステージ10上に小型の基板Wが複数配列され保持されるようにしてもよい。その場合、基板Wの枚数に応じた複数の傾斜描画領域110に対して、それぞれ露光光が垂直になる様に、ステージ10の姿勢を都度、制御する。
In the above embodiment, the case where one substrate W is held on the
1 描画装置(走査型描画装置)
1X 筐体
1Y 載置台
10 ステージ(保持手段)
10A ガイド部材
10B 係合部
20 ステージ移動機構
21 ガイドレール
30 姿勢調整装置(傾き調整手段)
31 底板部
31A ガイド部材
31B 係合部
32 中板部
32A ガイド部材
32B 係合部
32C ガイド部材
32D 係合部
40 露光ユニットベース(描画ユニットベース)
50 露光ユニット移動機構(描画ユニット移動機構)
60 露光ユニット(描画ユニット)
61 光源
70 傾斜センサユニット(傾き測定手段、近似平面算出手段)
71 第1センサ
72 第2センサ
73 第3センサ
80 演算装置
90 制御装置(傾き制御手段、姿勢制御手段)
110 傾斜描画領域(被描画面)
A1〜A7 B1〜B7 C1〜C7 D1〜D7 E1〜E7 分割傾斜描画領域(分割領域)
W 基板(被描画体)
1 Drawing device (scanning drawing device)
31
50 Exposure unit moving mechanism (drawing unit moving mechanism)
60 Exposure unit (drawing unit)
61
71
110 Inclined drawing area (surface to be drawn)
A1 to A7 B1 to B7 C1 to C7 D1 to D7 E1 to E7 Divided inclined drawing area (divided area)
W substrate (object to be drawn)
Claims (5)
前記被描画体を平面に対して傾斜した傾斜面または湾曲した湾曲面の描画領域を含む立体的な形状を有した状態のまま保持するステージと、
前記ステージによって保持された前記被描画体の被描画面の傾きを測定する測定手段と、
前記ステージ全体の傾きを調整することで前記被描画体全体を傾ける傾き調整手段と、
前記測定手段の測定結果に応じて、前記描画光が前記被描画体の前記被描画面に略垂直に入射するように、前記傾き調整手段を制御する傾き制御手段と、
を備えることを特徴とする描画装置。 A drawing apparatus that irradiates a drawing object with a light modulation element by a light modulation element and draws a pattern on the drawing object while continuously scanning the drawing object with respect to the drawing light,
A stage for holding the drawing object in a state having a three-dimensional shape including a drawing area of an inclined surface or a curved surface that is inclined with respect to a plane ;
Measuring means for measuring an inclination of a drawing surface of the drawing object held by the stage ;
Tilt adjusting means for tilting the entire drawing object by adjusting the tilt of the entire stage ;
Depending on the measurement result of the measuring means, and the tilt control means and the drawing light said to be incident substantially perpendicular to the object drawing surface of the drawing member, for controlling the inclination adjustment means,
A drawing apparatus comprising:
前記被描画体は、一方の面に前記被描画面を有するとともに他方の面に吸着保持面を有し、
前記ステージは、前記吸着保持面を吸着保持することを特徴とする描画装置。 The drawing apparatus according to claim 1,
The drawing object has the drawing surface on one surface and an adsorption holding surface on the other surface;
The drawing apparatus , wherein the stage holds the suction holding surface by suction .
前記測定手段は、前記被描画体の前記被描画面の所定位置において前記被描画面と基準位置との距離を測定するセンサを少なくとも3つ有し、
前記所定位置はそれぞれ、前記描画光よりも前記走査の進行方向側であり、
前記センサのうち少なくとも1つは、前記走査により前記被描画面の前記描画光が照射される領域の内側となる位置を所定位置とし、
他のセンサは、前記走査により前記描画光が照射される領域の走査方向と直交する方向の境界近傍となる位置を所定位置とすることを特徴とする描画装置。 The drawing apparatus according to claim 1 or 2,
The measuring means has at least three sensors for measuring a distance between the drawing surface and a reference position at a predetermined position of the drawing surface of the drawing object,
Each of the predetermined positions is on the scanning direction side of the drawing light,
At least one of the sensors has a predetermined position at a position that is inside the region irradiated with the drawing light on the drawing surface by the scanning,
The other sensor sets a position near a boundary in a direction orthogonal to a scanning direction of a region irradiated with the drawing light by the scanning as a predetermined position.
前記測定手段は、複数の前記センサが測定する距離に基づいて前記被描画面の所定の領域に対応する近似平面を算出する近似平面算出手段を備え、
前記傾き制御手段は、前記描画光と前記近似平面とが略垂直になる様に前記傾き調整手段を制御することを特徴とする描画装置。 The drawing apparatus according to claim 3 , wherein
The measuring unit includes an approximate plane calculating unit that calculates an approximate plane corresponding to a predetermined region of the drawing surface based on distances measured by the plurality of sensors.
The inclination control means controls the inclination adjustment means so that the drawing light and the approximate plane are substantially perpendicular to each other.
描画期間において、
ステージによって平面に対して傾斜した傾斜面または湾曲した湾曲面の描画領域を含む立体的な形状を有した状態のまま保持された前記被描画体の被描画面の傾きを測定する測定ステップと、
前記測定ステップでの測定結果に応じて、前記描画光が前記被描画体の前記被描画面に略垂直に入射するように、前記ステージ全体の傾きを調整することで前記被描画体全体を傾ける傾き調整制御ステップと、
を複数回繰り返すことを特徴とする描画方法。 A drawing method in which drawing light is irradiated to a drawing object by a light modulation element, and a pattern is drawn on the drawing object while continuously scanning the drawing object with respect to the drawing light,
During the drawing period,
A measuring step for measuring the inclination of the drawing surface of the drawing object held in a state having a three-dimensional shape including a drawing area of an inclined surface or a curved surface curved with respect to a plane by a stage ;
Depending on the measurement result in the measuring step, such that the draw beam is incident substantially perpendicular to the object drawing surface of the object to be drawn body, tilting the entire image-rendering body by adjusting the inclination of the entire stage A tilt adjustment control step;
A drawing method characterized by repeating a plurality of times.
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