JP7400985B2 - パターン描画装置用の検査装置 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施の形態による基板処理装置として、基板(被照射体)Pにパターンを露光するパターン形成装置(パターン描画装置)EXの概略構成を示す図であり、その基本的な構成は、国際公開第2017/191777号、国際公開第2018/061633号、国際公開第2019/082850号に開示されているものと同じである。なお、以下の説明においては、特に断わりのない限り、重力方向をZ方向とするXYZ直交座標系を設定し、図に示す矢印に従ってX方向、Y方向、及びZ方向を設定する。
ΔGp=2π・Rs・Ke・(α/Nr)/(e・Npp)・・・ (1)
作製上で精度が担保できる実用的な格子ピッチΔGpを16μm~20μmとし、Ke=64、α=0.3、Nr=8、e=2、Npp=25500とすると、式(1)の関係から、スケール円盤32の目盛32Gの半径Rsは、約54mm~68mm(直径で108mm~136mm)となる。従って、スケール円盤32の最大外径(直径)は、120mm~150mm程度となり、スケール円盤32として容易に作製することができる大きさである。
図10Aは、スポット光SPの光電検出の為にセンサーユニット部24の検出面24A上に設けられるスリット開口の変形例を示し、先の図8Aに示したセンサーユニット部24を構成する部材や寸法と同じものには同じ符号を付してある。図10Aにおいて、走査開始位置PLsの近傍に配置される遮光領域24sには、図8Aと同じスリット開口SSaと共に、Yt方向に細長く形成され、Xt方向の幅がスポット光SPの寸法(直径)φspとほぼ等しいスリット開口SXsが形成されている。スリット開口SSaとスリット開口SXsとはYt方向に所定の間隔で離して形成される。
図11Aは、センサーユニット部24の検出面24A上の遮光領域24s(24c、24eも同様)に形成されるスリット開口の変形例を示す図である。図11Aにおいて、座標系XtYtZtは図10Aと同じに設定され、図11Aの遮光領域24s(及び24c、24e)は、図10Aと同様に、検出面24A上のYt方向に沿った3ヶ所に形成される。先に説明したように、検査工具装置MTUに描画ユニットU1を搭載した段階では、スポット光SPのポリゴンミラーPMの回転による描画ラインSL1と、センサーユニット部24の検出面24A上に設定されるYt軸とが、相対的に微少に傾いている場合が有る。
図11Aのような1対のスリット開口SKa、SKbが形成された遮光領域24s、24c、24eを設けたセンサーユニット部24を用いると、先の図2で示した描画ユニットU1(U2~U6も同様)内に設けられた平行平板HVの傾斜量と描画ラインSL1のXt方向のシフト量との対応関係を容易にキャリブレーションすることができる。例えば、平行平板HVの傾斜量を単位量ずつ変化させては、センサーユニット部24のうちの中央の遮光領域24cに形成された1対のスリット開口SKa、SKbと光検出器DTbとにより、描画ラインSL1のXt方向の変位量を図11Aのように求めることを繰り返すことで、平行平板HVの傾斜量と描画ラインSL1のシフト量との対応関係のマップ(キャリブレーションマップ)を作成することができる。
図12Aは、センサーユニット部24の検出面24A上の遮光領域24s、24c、24eに形成されるスリット開口の変形例を示す図である。図12Aにおいて、座標系XtYtZtは図10Aと同じに設定され、図12Aの遮光領域24s、24c、24eには、いずれも図10A中に示した遮光領域24cと同様に、3本(それ以上の本数でも良い)のスリット開口SSb(SSa、SScでも良い)が形成されている。本変形例において、スポット光SPが遮光領域24s、24c、24eの各々を横切るようにYt方向に移動すると、光検出器DTa、DTb、DTcの各々からの光電信号(検出信号SS2)は、それぞれ、図12B、図12C、図12Dに示すように、スリット開口SSbの本数に対応したピークを有する波形Wf7a、Wf7b、Wf7cとなる。
図13は、ポリゴンミラーPMの1つの反射面MRa(他の反射面MRb~MRhでも同様)上に投射されるビームLB1の様子を説明する図である。先の図2に示した描画ユニットU1中の第1シリンドリカルレンズCYaとレンズ系G3、G4とによって、ポリゴンミラーPMの反射面MRa上に投射されるビームLB1は、ポリゴンミラーPMの回転の周方向(ここでは便宜上、Yt方向とする)にスリット状に細長く延びて分布する。反射面MRa上のビームLB1は、図5に示したポリゴンミラーPMの回転角度θvの回転の間、反射面MRa上のYt方向の位置m1から位置m2まで変位する。図13において、位置m1は、図5、図8A、図10A、図12Aの各々に示したスポット光SPの走査開始位置PLsに対応し、位置m2は走査終了位置PLeに対応する。
図2に示した検査工具装置(検査装置)MTUは、検査すべき描画ユニットU1~U6のいずれか1つを、fθレンズ系FTの光軸AXf1が、XtYt面(重力方向と垂直な面)と平行になるように搭載する構成とした。しかしながら、描画ユニットU1~U6は、パターン描画装置EX内では、図1に示すように中心面CPoに対して角度θcだけ傾けて取り付けられる。その為、描画ユニットU1~U6の実装状態と同じになるように、検査工具装置MTUの全体を図2中でYt軸回りに水平状態から角度θcだけ傾けても良い。或いは、検査工具装置MTUのコマ部材21A、21B、21Cが設けられる搭載面(描画ユニットの載置部)と回転シャフト20とを、Yt軸回りに水平状態から角度θcだけ傾けても良い。
以上の実施の形態や各変形例に示したセンサーユニット部24では、スリット開口付の遮光領域24s、24c、24e等と光検出器DTa、DTb、DTc等とによって、スポット光SPの移動位置を光電検出するようにした。光検出器DTa、DTb、DTcの代わりに、スポット光SPの走査による描画ラインSL1に沿ったYt方向の特定の位置に、1次元又は2次元の撮像素子を設け、スポット光SPの投射位置を撮像素子の画素位置で特定するようにしても良い。その場合、撮像素子の撮像面がセンサーユニット部24の検出面24Aと一致するように設定される。
一般的に、高速回転が要求されるポリゴンミラーPMの回転軸と軸受部との間には、磁気反発力を利用した磁気ベアリング、又は動圧気体を利用した流体ベアリング等の非接触式のベアリング機構が設けられている。特に、動圧気体を利用したベアリングは、ポリゴンミラーPMの回転軸を高速回転させたときに発生するので、低速回転、或いは回転停止時にはベアリング機能が発現しない。
図4に示したように、描画ユニットU1(U2~U6も同様)内には、原点信号BDSを出力する原点センサ部(光源部BDa、受光部BDb)が設けられている。原点信号BDSは、パターン描画時にポリゴンミラーPMが高速回転している間、反射面MRa~MRh(図5参照)の各々が所定の角度位置になった瞬間にパルス状に発生する。原点センサ部の受光部BDbの構成として、例えば、国際公開第2018/061633号に開示されているものを利用すると、ポリゴンミラーPMを検査工具装置MTUのモータMDで低速回転させた場合でも、原点信号BDSの降下のタイミングは良好に得られる。
Claims (8)
- 描画データに基づいて強度変調されたビームを一次元に偏向する回転多面鏡(PM)と、前記回転多面鏡を回転させる第1のモータ(MD)と、前記回転多面鏡で偏向された前記ビームを基板上に一次元走査されるスポット光として投射する走査用光学系(FT)と、を有する描画ユニット(Un)を検査する検査装置(MTU)であって、
前記描画ユニットを脱着可能に搭載する載置部と、
前記載置部から突出し、前記回転多面鏡の回転軸と同軸に結合可能な回転シャフト(20)と、
前記回転シャフトと同軸に取り付けられたスケール円盤(32)を有し、前記スケール円盤の回転角度位置を計測するエンコーダ計測システム(32、34、60)と、
前記スポット光を受光し、前記スポット光の走査位置に応じた検出信号を出力するセンサーユニット部(24)と、を備え、
前記エンコーダ計測システムで計測される前記回転角度位置の情報と、前記センサーユニット部から出力される前記検出信号とに基づいて、前記回転多面鏡の反射面の各々の回転角度位置と前記スポット光の走査位置との相関状態を検査する、検査装置。 - 請求項1に記載の検査装置であって、
前記回転シャフトに取り付けられ、前記回転シャフトを介して前記回転多面鏡を回転駆動させる第2のモータ(30)を更に備える、検査装置。 - 請求項2に記載の検査装置であって、
前記エンコーダ計測システムで計測される前記回転角度位置の情報に基づいて、前記第2のモータの回転駆動及び回転停止位置をサーボ制御するサーボ制御回路部(64)を、更に備える、検査装置。 - 請求項1~3のいずれか1項に記載の検査装置であって、
前記スケール円盤は、前記回転シャフトの中心線から半径Rsの位置に、回転の周方向に沿ってピッチΔGpで形成された格子目盛(32G)を有し、
前記エンコーダ計測システムは、前記格子目盛に対向して配置され、前記格子目盛の周方向への移動を読み取るエンコーダヘッド(34)からの信号を入力して、前記回転角度位置の情報をデジタル値で出力するカウンタ回路部(60)を有する、検査装置。 - 請求項4に記載の検査装置であって、
前記格子目盛は、最大径が前記半径Rsで構成された前記スケール円盤の外周面に形成される、検査装置。 - 請求項4または5に記載の検査装置であって、
前記カウンタ回路部は、内挿倍率をKe(整数)としたとき、前記格子目盛のピッチΔGpの1/Keが最小の計数分解能になるように内挿して前記回転角度位置の情報を出力する内挿処理部を備える、検査装置。 - 請求項6に記載の検査装置であって、
前記内挿処理部から出力される前記回転角度位置の情報の最小の計数分解能は、前記描画データ中で設定される画素の寸法よりも小さく設定される、検査装置。 - 請求項4~7のいずれか1項に記載の検査装置であって、
前記回転多面鏡の反射面の数をNr、前記回転多面鏡の1つの反射面で偏向される前記ビームの走査効率をα(α<1)、前記回転多面鏡の1つの反射面によって一次元走査される前記スポット光による1つの描画ライン内に含まれる前記描画データ中の画素の数をNpp、2以上の整数をeとしたとき、
前記格子目盛のピッチΔGpは、
ΔGp=2π・Rs・Ke・(α/Nr)/(e・Npp)
の関係になるように設定される、検査装置。
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