KR102142747B1 - Exposure device - Google Patents

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KR102142747B1
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가부시키가이샤 오크세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명은, 마스크리스(Maskless) 노광 장치에서, 정확하게 패턴 형성 위치를 검출하는 방법이다. 주 주사 방향에 대해, 각각 역방향으로 경사 배치된 제1, 제2 포토 센서군을 가지는 위치 검출부를 갖추고, 복수의 광 변조 소자를 제어 함으로써, 해당 위치 검출부 상에, 제1 및 제2 위치 검출 패턴 열의 광을 투영하면서 주사하는 것으로 위치를 검출한다. 제1 및 제2 위치 검출 패턴 열의 광은, 제1 및 제2 포토 센서군의 배열 수직 방향에 따라 각각 경사지고, 제1 및 제2 포토 센서군의 배열 방향에 따른 각 패턴 폭이, 포토 센서 폭 보다 작고, 포토 센서 간격 보다 크다. 그리고, 위치 검출부 상에 해당 위치 검출 패턴을 주사하여, 이웃하는 포토 센서로부터 출력되는 휘도 신호의 레벨이 동일해지는 노광 위치를, 제1 일련의 노광 위치 및 제2 일련의 노광 위치에 대해 시계열로 검출한다.The present invention is a method for accurately detecting a pattern formation position in a maskless exposure apparatus. First and second position detection patterns on the corresponding position detection unit by having a position detection unit having first and second photo sensor groups inclined in opposite directions with respect to the main scanning direction, and controlling a plurality of optical modulation elements The position is detected by scanning while projecting the light of the column. The light of the first and second position detection pattern rows is inclined respectively along the arrangement vertical direction of the first and second photo sensor groups, and the width of each pattern according to the arrangement direction of the first and second photo sensor groups is photo sensor It is smaller than the width and larger than the photo sensor interval. Then, by scanning the position detection pattern on the position detection unit, the exposure position at which the level of the luminance signal outputted from the neighboring photo sensor is the same is detected in time series with respect to the first series of exposure positions and the second series of exposure positions. do.

Figure R1020157032107
Figure R1020157032107

Description

노광 장치{EXPOSURE DEVICE}Exposure device {EXPOSURE DEVICE}

본 발명은, 광 변조 소자 어레이를 이용해 패턴을 형성하는 마스크리스(Maskless) 노광 장치에 관한 것으로, 특히, 기판 등에 투영되는 패턴의 위치 검출에 관한 것이다.The present invention relates to a maskless exposure apparatus that forms a pattern using an array of optical modulation elements, and more particularly, to a position detection of a pattern projected on a substrate or the like.

마스크리스 노광 장치에서는, 기판이 탑재되는 스테이지를 주사 방향에 따라 이동시키면서, DMD(Digital Micro-mirror device) 등의 광 변조 소자 어레이에 의해 패턴 광을 기판에 투영한다. 거기에서는, 스테이지에 실린 기판 상에서의 투영 에리어(노광 에리어)의 위치를 검출해, 그 위치에 따른 패턴 광을 투영하도록, 2차원 상(狀)으로 배열된 마이크로미러(micromirror) 등 광 변조 소자를 제어한다.In a maskless exposure apparatus, pattern light is projected onto a substrate by an array of optical modulation elements such as a digital micro-mirror device (DMD) while moving the stage on which the substrate is mounted in the scanning direction. There, an optical modulation element such as a micromirror arranged in a two-dimensional image is arranged to detect the position of the projection area (exposure area) on the substrate loaded on the stage and project the pattern light according to the position. Control.

마이크로미터(micrometer)의 오더로 미세 패턴을 형성하는 경우, 기판의 위치를 정확하게 검출해, 패턴 광을 위치 어긋남 없이 투영할 필요가 있다. 그렇지만, DMD의 온도 변화 등에 기인하여, 패턴 광의 투영 위치에 차이가 생겨 패턴 형성 위치에 오차가 생기는 경우가 있다.In the case of forming a fine pattern with a micrometer order, it is necessary to accurately detect the position of the substrate and project the pattern light without misalignment. However, due to the temperature change of the DMD, a difference may occur in the projection position of the pattern light, and an error may occur in the pattern formation position.

이를 막기 위해, 포토 다이오드 등의 광 센서를 스테이지 옆에 복수 배치해, 스테이지를 주사하면서 위치 검출용의 패턴을 광 센서에 투영한다. 검출되는 노광 위치와, 미리 준비된 기준이 되는 위치 정보를 비교 함으로써, 노광 위치를 보정한다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).To prevent this, a plurality of optical sensors such as photodiodes are arranged next to the stage, and a pattern for position detection is projected onto the optical sensor while scanning the stage. The exposure position is corrected by comparing the detected exposure position with the position information serving as a reference prepared in advance (for example, see Patent Document 1).

한편, 스테이지 등의 가동체(可動體)의 위치를 정밀도 좋게 검출하기 위해, 2개의 광 센서의 광량 변화로부터 기준 위치를 검출하는 방법이 알려져 있다(특허 문헌 2 참조). 거기에서는, 인코더의 원점 위치, 즉 기준 위치를 검출하기 위해, 주사 방향에 따라 대칭적으로 위치를 엇갈려 놓은 1쌍의 포토 다이오드가 배치된다.On the other hand, in order to accurately detect the position of a movable body such as a stage, a method of detecting a reference position from changes in the amount of light of two optical sensors is known (see Patent Document 2). There, a pair of photodiodes are arranged symmetrically staggered along the scanning direction to detect the origin position of the encoder, that is, the reference position.

슬릿(slit)이 형성된 스케일을 이동시키는 것에 의해, 위치 검출용의 슬릿 광이 포토 다이오드 쌍 위를 통과한다. 이 때 검출되는 광량 변화에 대해, 2개의 포토 센서의 광량이 서로 동일해지는 위치를, 기준 위치로서 검출한다.By moving the scale on which the slit is formed, slit light for position detection passes over the pair of photodiodes. At this time, with respect to the change in the amount of light detected, a position where the light amounts of the two photo sensors are equal to each other is detected as a reference position.

일본 특개 2008-134370호 공보Japanese Patent Publication No. 2008-134370 일본 특개 2008-134370호 공보Japanese Patent Publication No. 2008-134370

포토 다이오드의 사이즈는, 패턴 분해능에 비해 크다. 또한, 포토 다이오드의 감광 특성에는 각각 개체 차가 있다. 따라서, 같은 광 강도로 패턴을 투영해도, 검출되는 광량은 미묘하게 상이하다. 또한, 조도 얼룩짐 등에 의해 투영하는 광이 순간적으로 불안정하게 될 수도 있어, 고정밀도로 노광 위치를 검출하기 어렵다.The size of the photodiode is larger than the pattern resolution. In addition, there are individual differences in the photosensitive characteristics of the photodiode. Therefore, even if the pattern is projected with the same light intensity, the amount of light detected is slightly different. In addition, the light projected by roughness unevenness may become unstable instantaneously, and it is difficult to accurately detect the exposure position.

또한, 노광 장치에서는, 주(主) 주사 방향과 함께 부(副) 주사 방향으로도 기판의 위치 차이가 생긴다. 그 때문에, 노광 에리어가 통과하는 주사 밴드의 위치가 주 주사 방향 및 부 주사 방향에 관해 오차가 생겨 패턴 정밀도가 저하된다.Further, in the exposure apparatus, the positional difference of the substrate also occurs in the sub-scan direction along with the main scan direction. Therefore, the position of the scanning band through which the exposure area passes causes errors in the main scanning direction and the sub-scanning direction, and the pattern accuracy is lowered.

따라서, 마스크리스 노광 장치에서, 포토 다이오드 등의 포토 센서를 이용하여 정확한 2차원의 위치 검출이 요구된다.Therefore, in a maskless exposure apparatus, accurate two-dimensional position detection is required using a photo sensor such as a photodiode.

본 발명의 노광 장치는, 복수의 광 변조 소자를 매트릭스 상으로 배열한 광 변조 소자 어레이와, 광 변조 소자 어레이에 의한 노광 에리어를 피묘화체에 대해 주 주사 방향에 따라 상대 이동시키는 주사부와, 주 주사 방향에 대해 경사 배열시킨 제1 포토 센서군과, 제1 포토 센서군과는 주 주사 방향에 대해, 역회전 방향으로 경사 배열시킨 제2 포토 센서군을 가지는 위치 검출부를 갖춘다. 여기서, 역회전 방향이란, 이동 방향 혹은 주사 방향에 따른 라인을 기준으로 한 경우, 제1 포토 센서군을 한쪽의 회전 방향으로 경사지게 했을 때, 그 반대 방향을 나타낸다.The exposure apparatus of the present invention includes a light modulation element array in which a plurality of light modulation elements are arranged in a matrix, and a scanning unit for moving the exposure area by the light modulation element array relative to the object to be drawn in the main scanning direction, The first photo sensor group is inclined with respect to the main scanning direction, and the first photo sensor group is provided with a position detection unit having a second photo sensor group inclined in the reverse rotation direction with respect to the main scanning direction. Here, the reverse rotation direction refers to the opposite direction when the first photo sensor group is inclined in one rotation direction when the line along the movement direction or the scanning direction is used as a reference.

또한, 노광 장치는, 복수의 광 변조 소자를 제어 함으로써, 제1 및 제2 포토 센서군의 배열 수직 방향에 따라 각각 경사지고, 제1 및 제2 포토 센서군의 배열 방향에 따른 각 패턴 폭이, 포토 센서 폭 보다 작고, 포토 센서 간격 보다 큰 제1 및 제2 위치 검출 패턴 열의 광을, 제1 및 제2 포토 센서군에 대해 각각 투영하는 노광 동작 제어부를 갖춘다.In addition, by controlling a plurality of light modulation elements, the exposure apparatus is inclined respectively in the vertical direction of the arrangement of the first and second photo sensor groups, and the width of each pattern according to the arrangement direction of the first and second photo sensor groups is , An exposure operation control unit that projects light in the first and second position detection pattern rows smaller than the photo sensor width and larger than the photo sensor interval, respectively, to the first and second photo sensor groups.

스테이지 이동 등에 의해 노광 에리어가 상대(相對) 이동하면, 1개의 위치 검출 패턴이 포토 센서를 통과할 때, 휘도 신호 레벨이 증가, 일정, 감소에 이른다. 그와 함께, 1개의 위치 검출 패턴의 광이 이웃하는 포토 센서를 통과하는 동안에 그 이웃하는 포토 센서로부터 출력되는 서로의 휘도 신호 레벨의 그래프에서, 교차하는 부분이 생긴다.When the exposure area moves relative to each other by stage movement or the like, when one position detection pattern passes through the photo sensor, the luminance signal level increases, constants, and decreases. At the same time, in the graph of the luminance signal level of each other output from the neighboring photo sensor while light of one position detection pattern passes through the neighboring photo sensor, an intersection occurs.

그리고, 위치 검출부는, 제1, 제2 위치 검출 패턴 열의 통과에 따라, 이웃하는 포토 센서로부터 출력되는 휘도 신호의 레벨이 동일해지는 노광 위치를, 제1 일련의 노광 위치 및 제2 일련의 노광 위치를 시계열로 검출한다. 이에 따라, 위치 검출부는, 검출된 제1 및 제2 일련의 노광 위치로부터, 2차원 노광 위치를 산출하는 것이 가능하다. 여기서, 2차원 노광 위치는, 예를 들면, 주 주사 방향, 부 주사 방향에 따라 규정되는 2차원 좌표에 근거해 규정할 수 있다.In addition, the position detection unit, as the first and second position detection pattern rows pass, the exposure positions at which the level of the luminance signal output from the neighboring photo sensor is the same, the first series of exposure positions and the second series of exposure positions Is detected in time series. Accordingly, the position detection unit can calculate the two-dimensional exposure position from the detected first and second series of exposure positions. Here, the 2D exposure position can be defined based on, for example, 2D coordinates defined according to the main scanning direction and the sub-scanning direction.

본 발명의 위치 검출부는, 1개의 위치 검출 패턴의 광이 이웃하는 포토 센서를 통과하는 동안에 그 이웃하는 포토 센서로부터 출력되는 휘도 신호의 레벨이 동일해지는 노광 위치를 검출하여, 위치 검출 패턴 열의 광의 통과에 따라 일련의 노광 위치를 시계열로 검출한다. 또한, 여기서의 노광 위치는, 소정의 위치 검출 패턴의 스테이지 상에서의 상대 위치를 나타내고, 예를 들면, 스테이지에 규정된 주사 방향에 따른 위치 좌표로 나타내진다.The position detection unit of the present invention detects an exposure position at which the level of the luminance signal outputted from the neighboring photo sensor is the same while the light of one position detection pattern passes through the neighboring photo sensor, and the light of the position detection pattern row passes Accordingly, a series of exposure positions is detected in a time series. In addition, the exposure position here represents the relative position of the predetermined position detection pattern on the stage, and is represented by, for example, position coordinates along the scanning direction defined on the stage.

복수의 노광 위치를 검출 함으로써, 조도 얼룩짐, 포토 센서의 개체 차 등에 영향 받지 않는 위치 보정을 실시하는 것이 가능하다. 예를 들면, 노광 장치에, 검출되는 일련의 노광 위치와, 미리 정해진 표준 노광 위치에 근거하여, 노광 기준 위치를 보정하는 보정부를 갖추면 좋다. 여기서, 표준 노광 위치는, 예를 들면, 묘화 데이터 상에 정해진 위치 좌표로 나타내는 것이 가능하다. 또한, 노광 기준 위치로서는, 예를 들면, 묘화 개시 위치 등이 정해진다.By detecting a plurality of exposure positions, it is possible to perform position correction that is unaffected by roughness unevenness, individual differences in the photo sensor, and the like. For example, the exposure apparatus may be provided with a correction unit for correcting the exposure reference position based on a series of detected exposure positions and a predetermined standard exposure position. Here, the standard exposure position can be represented by, for example, position coordinates determined on the drawing data. In addition, as the exposure reference position, for example, a drawing start position and the like are determined.

게다가, 2차원적으로 노광 위치를 검출하기 때문에, 묘화 개시 위치 뿐만 아니라, 부 주사 방향에 따른 노광 위치에 대해서도 노광 데이터를 보정하여, 묘화 영역이 일부 중복하는 경우 없이, 정밀도 있는 패턴을 형성할 수 있다. 2차원 노광 위치의 산출에 대해서는, 제1 및 제2 일련의 노광 위치에 대해, 미리 센서 배열 방향에 따른 노광 위치로서 벡터 표현에 의해 검출하고, 각각의 포토 센서군에서 대표적인 노광 위치(평균치) 등을 연산한 후, 주 주사 방향, 부 주사 방향에 따른 2차원 노광 위치 좌표를 구할 수 있다.In addition, since the exposure position is detected in two dimensions, exposure data can be corrected not only for the drawing start position but also for the exposure position along the sub-scanning direction, so that an accurate pattern can be formed without partially overlapping the drawing area. have. For the calculation of the two-dimensional exposure position, the first and second series of exposure positions are detected by vector representation as an exposure position along the sensor arrangement direction in advance, and a typical exposure position (average value), etc. in each photo sensor group After calculating, 2D exposure position coordinates according to the main scan direction and the sub scan direction can be obtained.

포토 센서의 배치 간격, 패턴 열의 패턴 간격 등은, 임의로 설정 가능하다. 예를 들면, 제1 포토 센서군의 이동 방향 혹은 주 주사 방향에 대한 경사 배치 각도 α가, 30°≤α≤ 60°의 범위이며, 제2 포토 센서군의 경사 배치 각도 β가, -60°≤β≤ -30°의 범위에 들어갈 수 있다. 특히, 제1, 제2 포토 센서군을 +45°, -45°로 각각 경사 배치하여, 이동 방향 혹은 주 주사 방향에 관해 대칭적으로 배치하는 것이 가능하다. 다만, 이동 방향은, 기판 등 피묘화체의 이동 방향(주 주사 방향과는 역방향)을 나타낸다. 또한, 복수의 포토 센서를, 주사 방향에 따라 일정 간격으로 배치하여, 위치 검출 패턴 열을, 일정 간격으로 늘어선 위치 검출 패턴으로 구성하는 것이 가능하다.The arrangement interval of the photo sensor, the pattern interval in the pattern row, and the like can be arbitrarily set. For example, the inclination placement angle α with respect to the movement direction or the main scanning direction of the first photo sensor group is in the range of 30° ≤ α ≤ 60°, and the inclination placement angle β of the second photo sensor group is -60°. ≤β≤ -30°. In particular, it is possible to arrange the first and second photo sensor groups inclined at +45° and -45°, respectively, and symmetrically with respect to the moving direction or the main scanning direction. However, the movement direction indicates a movement direction (reverse to the main scanning direction) of the object to be imaged, such as a substrate. In addition, it is possible to arrange a plurality of photo sensors at regular intervals along the scanning direction, so that the position detection pattern rows can be configured as position detection patterns lined up at regular intervals.

패턴 열의 각 패턴의 형상도 임의이며, 포토 센서가 각 위치 검출 패턴의 통과를 개별적으로 검지 가능한 형상이면 좋다. 구체적으로는, 1개의 위치 검출 패턴이 포토 센서 사이를 통과할 때, 이웃하는 포토 센서 양쪽으로 패턴 광이 투영되도록, 패턴 폭, 경사 각도 등을 정하면 좋다. 예를 들면, 바(bar) 상의 패턴을 주 주사 방향으로 늘어놓은 패턴 열의 광을 투영 가능하다.The shape of each pattern in the pattern row is also arbitrary, and a photo sensor may be any shape that can individually detect the passage of each position detection pattern. Specifically, when one position detection pattern passes between the photo sensors, the pattern width, inclination angle, etc. may be determined so that pattern light is projected to both of the neighboring photo sensors. For example, it is possible to project light in a pattern row in which patterns on a bar are arranged in the main scanning direction.

검출되는 노광 위치의 수는, 포토 센서의 수, 패턴 열의 패턴 개수에 따른다. 예를 들면, 2개 이상의 포토 센서를 설치하여, 위치 검출 패턴 열을, 2개 이상의 위치 검출 패턴으로 구성하는 것이 가능하다. 이 경우, 각 위치 검출 패턴이 복수의 인접 센서 사이에서 검출 됨과 동시에, 같은 인접 센서 사이에서, 패턴 열 통과에 따라 복수의 노광 위치가 검출된다.The number of exposure positions detected depends on the number of photo sensors and the number of patterns in the pattern row. For example, it is possible to provide two or more photo sensors to form a position detection pattern sequence with two or more position detection patterns. In this case, each position detection pattern is detected between a plurality of adjacent sensors, and at the same time, between the same adjacent sensors, a plurality of exposure positions are detected as the pattern heat passes.

제1, 제2 포토 센서군의 배치에 대해서는, 1개의 주사 밴드 영역 내에서, 부 주사 방향에 따라 늘어놓고, 혹은 주 주사 방향에 따라 늘어놓는 것이 가능하다. 제1, 제2 포토 센서군을 부 주사 방향에 따라 배치하는 경우, 노광 동작 제어부는, 제1, 제2 위치 검출 패턴 열의 광을 부 주사 방향에 따라 동시에 투영하면 좋다. 이에 따라, 패턴의 전환 없이, 근접하는 영역에서 노광 위치를 검출할 수 있다. 한편, 주 주사 방향에 따라 제1, 제2 포토 센서군을 배치하는 경우, 노광 동작 제어부는, 노광 에리어가 제1 포토 센서군을 통과할 때, 제1 위치 검출 패턴 열의 광을 투영하고, 노광 에리어가 제2 포토 센서군을 통과할 때, 제2 위치 검출 패턴 열의 광을 투영한다. 이에 따라, 같은 주 주사 라인 상에서 일련의 제1, 제2 노광 위치를 검출할 수 있다.With respect to the arrangement of the first and second photo sensor groups, it is possible to line up along the sub-scanning direction or within the main scanning direction within one scanning band region. When the first and second photo sensor groups are arranged in the sub-scanning direction, the exposure operation control unit may project light in the first and second position detection pattern rows simultaneously in the sub-scanning direction. Accordingly, it is possible to detect the exposure position in an adjacent region without changing the pattern. On the other hand, when the first and second photo sensor groups are arranged along the main scanning direction, the exposure operation control unit projects light in the first position detection pattern row when the exposure area passes through the first photo sensor group and exposes the exposure. When the area passes through the second photo sensor group, light in the second position detection pattern row is projected. Accordingly, a series of first and second exposure positions can be detected on the same main scanning line.

위치 보정에 대해서는, 검출되는 각각의 노광 위치와 목표가 되는 표준 노광 위치와의 차이를 구하여, 가산/가중 평균치 등의 대표적인 보정치를 산출하는 것이 가능하다. 혹은, 검출되는 일련의 노광 위치로부터 대표적인 노광 위치를 산출하는 것도 가능하다.For position correction, it is possible to calculate a typical correction value such as an added/weighted average value by finding a difference between each detected exposure position and a target standard exposure position. Alternatively, it is possible to calculate a representative exposure position from a series of detected exposure positions.

위치 검출부는 다양한 구성을 채용하는 것이 가능하며, 복수의 포토 센서로부터의 휘도 신호를 노광 장치의 제어부에서 검출해도 무방하고, 혹은, 그 전 단계에서 위치 검출부, 위치 산출부를 설치해도 무방하다. 휘도 신호 레벨이 일치하는 타이밍을 정확하게 검출하기 위해, 예를 들면, 위치 검출부는, 휘도 신호가 동일해지는 타이밍에서 펄스 신호를 발생하는 펄스 신호 생성부와, 검출된 펄스 신호에 따라 노광 위치를 산출하는 위치 산출부를 갖춘다.The position detection unit can employ various configurations, and the luminance signal from a plurality of photo sensors may be detected by the control unit of the exposure apparatus, or the position detection unit and the position calculation unit may be provided in the previous step. In order to accurately detect the timing at which the luminance signal levels coincide, for example, the position detection unit calculates an exposure position according to the pulse signal generation unit that generates a pulse signal at a timing at which the luminance signal becomes equal, and the detected pulse signal. Equipped with a position calculator.

펄스 신호 생성부, 위치 검출부의 배치 구성은 다양한 구성이 가능하다. 예를 들면, 복수의 노광 헤드를 설치하고, 각 노광 헤드에 대해 위치 보정을 실시하는 경우, 펄스 신호 생성부를 스테이지에 설치하는 것이 가능하다.Various configurations of the pulse signal generator and the position detector can be configured. For example, when a plurality of exposure heads are provided and position correction is performed for each exposure head, it is possible to provide a pulse signal generator on the stage.

일련의 노광 위치를 펄스 신호에 의해 검출하는 경우, 펄스 신호가 동시에 발생하는 것을 막는 것이 바람직하다. 따라서, 노광 동작 제어부는, 검출되는 일련의 펄스 신호를 서로 다른 타이밍에서 발생시키도록, 위치 검출 패턴 열의 광을 투영시켜도 무방하다. 예를 들면, 노광 동작 제어부가, 대략 일정 시간 간격으로 일련의 펄스 신호가 발생하도록, 소정의 패턴 피치로 위치 검출 패턴 열의 광을 투영할 수 있다.When detecting a series of exposure positions by a pulse signal, it is desirable to prevent the pulse signals from occurring simultaneously. Therefore, the exposure operation control unit may project light in the position detection pattern row so as to generate a series of detected pulse signals at different timings. For example, the exposure operation control unit may project light of the position detection pattern string at a predetermined pattern pitch so that a series of pulse signals are generated at approximately constant time intervals.

본 발명의 다른 양태에서의 노광 방법은, 복수의 광 변조 소자를 매트릭스 상으로 배열한 광 변조 소자 어레이에 의한 노광 에리어를 피묘화체에 대해 주 주사 방향에 따라 상대 이동시키고, 주 주사 방향에 대해 경사 배열시킨 제1 포토 센서군과, 제1 포토 센서군과는 주 주사 방향에 관해 역회전 방향으로 경사 배열시킨 제2 포토 센서군을 배치하고, 제1 및 제2 포토 센서군의 배열 수직 방향에 따라 각각 경사지고, 제1 및 제2 포토 센서군의 배열 방향에 따른 각 패턴 폭이, 포토 센서 폭 보다 작고, 포토 센서 간격 보다 큰 제1 및 제2 위치 검출 패턴 열의 광을, 제1 및 제2 포토 센서군에 대해 각각 투영하고, 제1 및 제2 포토 센서군에서, 이웃하는 포토 센서로부터 출력되는 휘도 신호의 레벨이 동일해지는 노광 위치를, 제1 일련의 노광 위치 및 제2 일련의 노광 위치로서 시계열로 검출한다.In the exposure method in another aspect of the present invention, the exposure area by the array of light modulating elements in which a plurality of light modulating elements are arranged in a matrix is moved relative to the object to be drawn in the main scanning direction, and the main scanning direction is The first photo sensor group inclinedly arranged and the second photo sensor group inclined in the reverse rotational direction with respect to the main scanning direction with the first photo sensor group are arranged, and the vertical direction of the arrangement of the first and second photo sensor groups Each of the first and second position detection pattern rows inclined according to the arrangement direction of the first and second photo sensor groups is smaller than the photo sensor width and larger than the photo sensor interval. Projection to the second photo sensor group, respectively, the first and second photo sensor groups, the first exposure position and the second series of exposure positions at which the level of the luminance signal output from the neighboring photo sensor is the same. It is detected in time series as the exposure position.

본 발명에 의하면, 마스크리스 노광 장치에서, 정확하게 패턴 형성 위치를 검출할 수 있다.According to the present invention, it is possible to accurately detect the pattern formation position in the maskless exposure apparatus.

도 1은 제1 실시 형태인 노광 장치의 개략적 사시도이다.
도 2는 노광 장치의 개략적 블록도이다.
도 3은 포토 센서군과 위치 검출 패턴 열을 나타낸 도면이다.
도 4는 포토 센서와 패턴의 폭을 나타낸 도면이다.
도 5는 포토 센서로 입사하는 광의 광량 변화를 나타낸 도면이다.
도 6은 인접하는 포토 센서의 광량 변화를 나타낸 도면이다.
도 7은 펄스 신호의 출력 타이밍을 시계열적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 제2 실시 형태에서의 포토 센서군과 위치 검출 패턴을 나타낸 도면이다.
도 9는 제1 포토 센서군에서의 위치 검출 패턴과 포토 센서와의 위치 관계를 나타낸 도면이다.
도 10은 제2 포토 센서군에서의 위치 검출 패턴과 포토 센서와의 위치 관계를 나타낸 도면이다.
도 11은 제3 실시 형태에서의 포토 센서군과 위치 검출 패턴 열을 나타낸 도면이다.
1 is a schematic perspective view of an exposure apparatus according to a first embodiment.
2 is a schematic block diagram of an exposure apparatus.
3 is a view showing a photo sensor group and a position detection pattern sequence.
4 is a view showing the width of the photo sensor and the pattern.
5 is a view showing a change in the amount of light incident to the photo sensor.
6 is a view showing changes in the amount of light of adjacent photo sensors.
7 is a diagram showing the output timing of the pulse signal in time series.
8 is a view showing a group of photo sensors and a position detection pattern in the second embodiment.
9 is a view showing a positional relationship between the position detection pattern and the photo sensor in the first photo sensor group.
10 is a view showing a positional relationship between the position detection pattern and the photo sensor in the second photo sensor group.
11 is a view showing a group of photo sensor groups and a position detection pattern in the third embodiment.

이하에서는, 도면을 참조해 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은, 제1 실시 형태인 노광 장치의 개략적 사시도이다. 도 2는, 노광 장치의 개략적 블록도이다.1 is a schematic perspective view of an exposure apparatus according to a first embodiment. 2 is a schematic block diagram of an exposure apparatus.

노광 장치(묘화 장치)(10)는, 포토 레지스트 등의 감광 재료를 도포, 혹은 붙인 기판 W로 광을 조사 함으로써 패턴을 형성하는 마스크리스 노광 장치이며, 묘화부(13)가 기대(基臺)(14)에 탑재되어 있다.The exposure apparatus (drawing apparatus) 10 is a maskless exposure apparatus which forms a pattern by irradiating light onto a substrate W coated with or attaching a photosensitive material such as photoresist, and the drawing section 13 is a base. (14).

기대(14)에는, 기판 W를 탑재하는 스테이지(12)가 주사 방향에 따라 이동 가능하게 설치되어 있다. 스테이지 구동 기구(15)는, 주 주사 방향 X, 부 주사 방향 Y에 따라 스테이지(12)를 이동시킬 수 있다.On the base 14, a stage 12 on which the substrate W is mounted is provided to be movable along the scanning direction. The stage driving mechanism 15 can move the stage 12 along the main scanning direction X and the sub scanning direction Y.

노광 장치(10)는, 패턴 광을 투영하는 복수의 노광 헤드를 갖추고 있으며, 여기서는 1개의 노광 헤드(18)만 도시하고 있다. 노광 헤드(18)는, DMD(22), 조명 광학계, 결상 광학계(모두 도시하지 않음)를 갖추고 있으며, 다른 노광 헤드도 이와 같이 구성되어 있다. 광원(20)은, 예를 들면, 방전 램프(도시하지 않음)로 구성되고, 광원 구동부(21)에 의해 구동된다.The exposure apparatus 10 includes a plurality of exposure heads that project pattern light, and only one exposure head 18 is shown here. The exposure head 18 is equipped with a DMD 22, an illumination optical system, and an imaging optical system (all not shown), and other exposure heads are also configured in this way. The light source 20 is composed of, for example, a discharge lamp (not shown), and is driven by the light source driver 21.

벡터 데이터 등으로 구성되는 CAD/CAM 데이터가 노광 장치(10)로 입력되면, 벡터 데이터가 래스터 변환 회로(26)에 보내져, 벡터 데이터가 래스터 데이터로 변환된다. 생성된 래스터 데이터는, 버퍼 메모리(도시하지 않음)에 일시적으로 격납된 후, DMD 구동 회로(24)로 보내진다.When CAD/CAM data composed of vector data or the like is input to the exposure apparatus 10, vector data is sent to the raster conversion circuit 26, and vector data is converted into raster data. The generated raster data is temporarily stored in a buffer memory (not shown), and then sent to the DMD driving circuit 24.

DMD(22)는, 미소(微小) 마이크로미러를 2차원 배열시킨 광 변조 소자 어레이(광 변조기)이며, 각 마이크로미러는, 자세를 변화시키는 것에 의해 광의 반사 방향을 선택적으로 전환한다. DMD 구동 회로(24)에 의해 각 미러가 자세 제어 됨으로써, 패턴에 따른 광이, 결상 광학계를 통해 기판 W의 표면에 투영된다.The DMD 22 is an array of optical modulation elements (optical modulators) in which two micro-mirrors are arrayed in two dimensions, and each micromirror selectively switches the direction of reflection of light by changing the posture. By controlling the posture of each mirror by the DMD driving circuit 24, light according to the pattern is projected onto the surface of the substrate W through the imaging optical system.

스테이지 구동 기구(15)는, 컨트롤러(30)로부터의 제어 신호에 따라, 스테이지(12)를 이동시킨다. 위치 검출부(28)는, 스테이지(12)의 단부 부근에 설치되어 있으며, 복수의 포토 센서로 구성되는 포토 센서군 PD, 및 펄스 신호 발생부(29)를 갖추고 있다. 위치 계산부(27)는, 위치 검출부(28)에서 보내오는 신호에 근거해, 노광 위치, 즉 기판 W의 위치를 산출한다.The stage driving mechanism 15 moves the stage 12 according to the control signal from the controller 30. The position detection unit 28 is provided near the end of the stage 12 and includes a photo sensor group PD composed of a plurality of photo sensors and a pulse signal generator 29. The position calculation unit 27 calculates the exposure position, that is, the position of the substrate W, based on the signal sent from the position detection unit 28.

노광 동작 중, 묘화 테이블(12)은, 주사 방향 X에 따라 일정 속도로 이동한다. DMD(22) 전체에 의한 투영 에리어(이하, 노광 에리어라고 한다)는, 기판 W의 이동에 따라, 기판 W 상을 상대적으로 이동한다. 노광 동작은 소정의 노광 피치에 따라 수행되고, 노광 피치에 맞춰 마이크로미러가 패턴 광을 투영하도록 제어된다.During the exposure operation, the drawing table 12 moves at a constant speed along the scanning direction X. The projection area (hereinafter referred to as an exposure area) by the entire DMD 22 moves relative to the substrate W as the substrate W moves. The exposure operation is performed according to a predetermined exposure pitch, and the micromirror is controlled to project pattern light according to the exposure pitch.

DMD(22)의 각 마이크로미러의 제어 타이밍을 노광 에리어의 상대 위치에 따라 조정 함으로써, 노광 에리어의 위치에 그려야 할 패턴의 광이 순차적으로 투영된다. 그리고, 노광 헤드(18)를 포함한 복수의 노광 헤드에 의해 기판 W 전체를 묘화 함으로써, 기판 W 전체에 패턴이 형성된다.By adjusting the control timing of each micromirror of the DMD 22 according to the relative position of the exposure area, light of a pattern to be drawn at the position of the exposure area is sequentially projected. Then, by drawing the entire substrate W with a plurality of exposure heads including the exposure head 18, a pattern is formed on the entire substrate W.

또한, 노광 방식으로서는, 일정 속도로 이동하는 연속 이동 방식 뿐만 아니라, 간헐적으로 이동하는 스텝&리피트도 가능하다. 또한, 노광 샷(shot) 시의 투영 에리어를 부분적으로 겹치는 다중 노광(오버랩 노광)도 가능하다.Moreover, as an exposure system, not only the continuous movement system which moves at a constant speed, but also the step & repeat which moves intermittently is possible. In addition, multiple exposures (overlap exposures) that partially overlap the projection area during exposure shots are also possible.

노광 동작을 시작하는 전 단계에서는, 패턴을 정확한 위치에 형성하기 위해, 노광 개시 위치에 관한 보정 처리가 수행된다. 스테이지(12)를 일정 속도로 이동시키면서, 위치 검출용 패턴의 광을 투영한다. 컨트롤러(30)는, 위치 계산부(27)에서 보내오는 위치 정보에 근거해, 노광 개시 위치를 보정한다.In the previous step of starting the exposure operation, a correction process regarding the exposure start position is performed to form the pattern at the correct position. While moving the stage 12 at a constant speed, light of the pattern for position detection is projected. The controller 30 corrects the exposure start position based on the position information sent from the position calculation unit 27.

이하, 도 3~7을 이용해, 노광 위치의 검출 및 보정에 대해 설명한다.Hereinafter, detection and correction of the exposure position will be described with reference to FIGS. 3 to 7.

도 3은, 포토 센서군과 위치 검출 패턴 열을 나타낸 도면이다. 도 4는, 포토 센서와 패턴의 폭을 나타낸 도면이다. 도 5는, 포토 센서로 입사하는 광의 광량 변화를 나타낸 도면이다.3 is a view showing a group of photo sensor groups and a position detection pattern sequence. 4 is a view showing the width of the photo sensor and the pattern. 5 is a view showing changes in the amount of light incident on the photo sensor.

포토 센서군 PD는, N개의 포토 센서 P1, P2,…, PN로 구성되어 있으며, 배열 피치 T의 등간격으로 주사 방향으로 배열되어 있다. 한편, 위치 검출 패턴 열 LP는, 주사 방향에 관해 수직인 일련의 바 상 패턴 L1, L2, L3,…,LM으로 구성된다. M개의 패턴 L1, L2, L3,…LM은, 패턴 피치 J로 등간격으로 늘어선다.The photo sensor group PD includes N photo sensors P1, P2, ... , PN, and are arranged in the scanning direction at equal intervals of the array pitch T. On the other hand, the position detection pattern column LP is a series of bar-shaped patterns L1, L2, L3, ... perpendicular to the scanning direction. ,LM. M patterns L1, L2, L3,... The LMs are arranged at equal intervals with the pattern pitch J.

패턴 L1, L2, L3,…LM 각각의 패턴 폭 K는, 포토 센서 폭 Z 보다 짧다. 그 때문에, 1개의 선두 위치에 있는 패턴 L1이 포토 센서 P1, P2를 통과할 때, 포토 센서 P1과 포토 센서 P2로부터 출력되는 휘도 신호의 레벨, 즉 포토 센서의 수광량(受光量)은, 도 5에 도시한 바와 같이 증가, 일정, 감소에 순차적으로 이른다.Patterns L1, L2, L3,… The pattern width K of each LM is shorter than the photo sensor width Z. Therefore, when the pattern L1 at one leading position passes through the photosensors P1 and P2, the level of the luminance signal outputted from the photosensor P1 and the photosensor P2, that is, the light reception amount of the photosensor is shown in Fig. 5. As shown in the figure, it leads to the increase, schedule, and decrease sequentially.

상술하면, 1개의 패턴 L1의 이동에 의해 패턴 L1의 일부가 포토 센서 P1 상으로 이동 함에 따라, 포토 센서 P1의 광량은 증가한다. 패턴 L1 전체가 포토 센서 P1 상에 위치하는 동안, 포토 센서 P1이 검출하는 광량은 최대 광량으로 일정해진다. 그리고, 패턴 L1의 이동 선단(先端) 측이 포토 센서 P1을 넘어, 포토 센서 P1, P2의 사이로 이동 함에 따라, 포토 센서 P1의 광량은 저하한다.As described above, as part of the pattern L1 moves on the photo sensor P1 by the movement of one pattern L1, the light amount of the photo sensor P1 increases. While the entire pattern L1 is located on the photo sensor P1, the amount of light detected by the photo sensor P1 becomes constant at the maximum amount of light. Then, as the moving front side of the pattern L1 moves beyond the photo sensor P1 and moves between the photo sensors P1 and P2, the light amount of the photo sensor P1 decreases.

주사 방향에 관해 포토 센서 P1의 옆에 위치하는 포토 센서 P2에서도, 마찬가지로 광량은 증가, 일정, 감소에 이른다. 이 광량 변화는, 포토 센서 P1에 대해, 패턴 피치 T에 따른 기간만큼 늦어져 생긴다. 한편, 패턴 L1의 폭 K는, 이웃하는 포토 센서 간격 B 보다 크다. 그 때문에, 패턴 L1이 포토 센서 P1, P2 사이를 통과하는 동안, 포토 센서 P1의 광량 감소, 포토 센서 P2의 광량 증가가 겹치는 기간 Q가 생긴다(도 5 참조).Also in the photo sensor P2 located next to the photo sensor P1 with respect to the scanning direction, the light amount similarly reaches an increase, a constant, and a decrease. This change in the amount of light occurs with respect to the photo sensor P1 by being delayed by a period corresponding to the pattern pitch T. On the other hand, the width K of the pattern L1 is larger than the interval B of neighboring photosensors. Therefore, while the pattern L1 passes between the photosensors P1 and P2, a period Q occurs in which the light quantity decrease of the photo sensor P1 and the light quantity increase of the photo sensor P2 overlap (see Fig. 5).

그리고, 이 기간 Q에서 포토 센서 P1, P2의 광량이 일치하는 위치, 지점을, 노광 위치로서 검출한다. 구체적으로는, 펄스 신호 발생부(29)에서, 광량 일치의 타이밍에 펄스 신호가 발생하여, 패턴 L1의 위치, 즉 기판 W의 위치가 검출된다. 이에 따라, 포토 센서 사이즈 폭 Z 이하인 오더가 요구되는 노광 위치를 검지할 수 있다.Then, in this period Q, positions and points where the light amounts of the photo sensors P1 and P2 coincide are detected as the exposure positions. Specifically, in the pulse signal generation unit 29, a pulse signal is generated at the timing of coincidence of the light amount, and the position of the pattern L1, that is, the position of the substrate W is detected. Thereby, it is possible to detect an exposure position where an order having a photo sensor size width Z or less is required.

패턴 L1이 통과할 때에 광량 일치점을 검출한 후, 계속해서 순차적으로 통과하는 패턴 L2, L3,‥LM에 대해서도, 광량 일치점을 검출한다. 그 결과, 포토 센서 P1, P2 사이에서는, M회의 노광 위치가 검출된다.After the light amount coincidence point is detected when the pattern L1 passes, the light amount coincident point is also detected for the patterns L2, L3,. As a result, the M exposure position is detected between the photo sensors P1 and P2.

게다가, 포토 센서 P1, P2 뿐만이 아니라, 인접하는 포토 센서 Pj, Pj+1(1≤j≤N-1) 사이에서도, 광량 일치점을 노광 위치로서 검출한다. 따라서, N개의 포토 센서 P1, P2,…, PN 상을, M개의 패턴 L1, L2,‥LM이 통과할 때, (N-1)×M회 노광 위치가 검출된다. 즉, (N-1)개 있는 포토 센서의 틈새에서, 각각 M회 노광 위치가 검출된다.Moreover, not only the photo sensors P1 and P2, but also the adjacent photo sensors Pj and Pj+1 (1≤j≤N-1) detects the coincidence point as the exposure position. Therefore, N photo sensors P1, P2,... , When M patterns L1, L2, ...LM pass through the PN image, (N-1) x M times the exposure position is detected. That is, in the gap of the (N-1) photo sensor, the M exposure positions are detected each time.

도 6은, 인접하는 포토 센서 P1, P2의 광량 변화를 나타낸 도면이다. 도 7은, 펄스 신호의 출력 타이밍을 시계열적으로 나타낸 도면이다.6 is a view showing changes in the amount of light of adjacent photo sensors P1 and P2. 7 is a diagram showing the timing of outputting a pulse signal in time series.

위치 검출 패턴 열 L의 패턴 피치 J는, 이하의 식을 만족하도록 정해져 있다. 다만, T는 포토 센서 피치, SA는 검출되는 총 펄스 수, M은 패턴 수, N은 포토 센서 수 N을 나타낸다.The pattern pitch J of the position detection pattern row L is determined to satisfy the following equation. However, T denotes the photo sensor pitch, SA denotes the total number of pulses detected, M denotes the number of patterns, and N denotes the photo sensor number N.

J = T/M + TJ = T/M + T

SA = (N-1)M ‥‥ (1)SA = (N-1)M ‥‥ (1)

이와 같이, 패턴 피치 J를 설정 함으로써, 서로 이웃하는 포토 센서 사이에서 출력되는 일련의 펄스 신호의 출력 타이밍이 겹치지 않고, 대략 일정 간격으로 시계열적으로 출력된다. 도 6에는, 펄스 피치 PS에서 출력되는 펄스 신호가 도시되고 있다.In this way, by setting the pattern pitch J, the output timings of a series of pulse signals output between photo sensors adjacent to each other do not overlap, and are output in time series at approximately constant intervals. In Fig. 6, a pulse signal output from the pulse pitch PS is shown.

그리고, 출력되는 일련의 펄스 신호에 근거해, 노광 위치의 연산, 노광 개시 위치의 보정이 실행된다. 펄스 카운터, 래치 회로 등을 포함하는 위치 계산부(27)에서는, 스테이지(12)의 이동 속도, 인코더 신호 등에 근거해, 시계열적으로 순차적으로 출력되는 일련의 펄스 신호로부터, 각 패턴의 노광 위치, 즉 기판 상에서의 X위치 좌표가 산출된다.Then, the calculation of the exposure position and the correction of the exposure start position are performed based on a series of output pulse signals. In the position calculator 27 including a pulse counter, a latch circuit, and the like, the exposure position of each pattern from a series of pulse signals sequentially output in time series based on the moving speed of the stage 12, an encoder signal, or the like, That is, the X position coordinates on the substrate are calculated.

컨트롤러(30)에서는, 각 펄스 신호로부터 산출되는 노광 위치에 대해, 미리 설정된 표준 노광 위치와의 차를 순차적으로 산출한다. 표준 노광 위치로서는, (N-1)개 있는 인접 포토 센서 간의 중간 지점의 위치 좌표가, 미리 기억, 설정되어 있다.The controller 30 sequentially calculates a difference from a preset standard exposure position for an exposure position calculated from each pulse signal. As the standard exposure position, the position coordinates of the intermediate point between (N-1) adjacent photo sensors are stored and set in advance.

검출되는 모든 노광 위치 좌표에 대해서 보정치를 산출한 후, 그 평균치가 요구된다. 이 평균치에 의해, 노광 위치가 보정된다. 실제 묘화 처리를 실시할 때, 노광 위치를 보정치 만큼 시프트(Shift) 시켜 묘화를 개시한다. 여기에서는, 복수의 노광 헤드 각각에 대해, 노광 위치가 기판 W의 기준 위치로서 보정된다.After calculating the correction values for all of the detected exposure position coordinates, the average value is required. The exposure position is corrected by this average value. When the actual drawing process is performed, the exposure position is shifted by a correction value to start drawing. Here, for each of the plurality of exposure heads, the exposure position is corrected as the reference position of the substrate W.

이와 같이, 제1 실시 형태에 의하면, 복수의 포토 센서 P1~PN을 주사 방향 X에 따라 등간격으로 배열시킨 위치 검출부(28)가 스테이지(12)에 설치되어 있으며, 주사 방향 X에 따라 등간격으로 배열한 바 상/슬릿 상 패턴 L1~LM으로 이루어지는 위치 검출 패턴 열 L이, 주사 시에 투영된다. 그리고, 패턴 열 통과의 동안, 서로 인접하는 포토 센서의 수광량이 동일해지는 위치가 노광 위치로서 시계열로 검출되고, 검출되는 (N-1)×M개의 노광 위치에 근거해, 기준 위치가 보정된다.As described above, according to the first embodiment, a position detection unit 28 in which a plurality of photo sensors P1 to PN are arranged at equal intervals along the scanning direction X is provided on the stage 12, and is equally spaced along the scanning direction X. The position detection pattern column L consisting of the phase/slit phase patterns L1 to LM is arranged at the time of scanning. Then, during the pattern heat passage, positions where the light receiving amounts of the adjacent photo sensors are the same are detected in time series as the exposure position, and the reference position is corrected based on the detected (N-1) x M exposure positions.

주사 방향으로 늘어선 복수의 포토 센서에 패턴 열을 투영 함으로써, 다수의 장소에서 노광 위치를 검출함과 동시에, 동일 지점에서도 다수의 노광 위치를 검출한다. 이에 따라, 패턴 광의 조도 얼룩짐, 외란에 의한 광량 변동의 영향, 혹은, 포토 센서의 개체 차(포토 센서의 출력 특성의 상이), 경시 변화 등과 같은 영향을 받지 않고, 정확한 노광 위치의 검출을, 한 번의 주사로 수행할 수 있다. 또한, 포토 센서 사이즈, 포토 센서 간격의 극소화 등 디바이스 구조 상 곤란하고, 비용이 드는 구성을 이용하지 않아도, 정밀도 있는 노광 위치를 검출할 수 있다.By projecting a pattern row on a plurality of photo sensors lined up in the scanning direction, exposure positions are detected in multiple places, and multiple exposure positions are also detected at the same point. Accordingly, it is possible to detect an accurate exposure position without being affected by variations in illuminance of pattern light, fluctuations in light quantity due to disturbance, or individual differences of photo sensors (different output characteristics of photo sensors), changes over time, and the like. It can be performed in one injection. In addition, it is possible to detect a precise exposure position without using a difficult and costly structure due to the device structure, such as miniaturization of the photo sensor size and photo sensor spacing.

펄스 신호 발생에 의해 노광 위치를 검출하기 때문에, 스테이지 상에서 검출부의 구성을 간소화할 수 있다. 특히, 복수의 노광 헤드를 배치한 경우, 각 노광 헤드에서 펄스 신호를 발생시켜, 위치 계산부를 단일 회로로서 설치하는 것이 가능하며, 위치 검출부의 구성을 간소화할 수 있다. 게다가, 시계열적으로 출력되는 펄스 신호가 동시, 혹은 중복해서 출력하지 않도록 패턴 피치 등을 설정하고 있기 때문에, 수 많은 노광 위치를 검출하는 것이 가능해진다.Since the exposure position is detected by generating a pulse signal, the configuration of the detection section on the stage can be simplified. In particular, when a plurality of exposure heads are arranged, it is possible to generate a pulse signal at each exposure head, so that the position calculation section can be provided as a single circuit, and the configuration of the position detection section can be simplified. Moreover, since the pattern pitch or the like is set so that the pulse signals output in time series are not output simultaneously or repeatedly, it becomes possible to detect a large number of exposure positions.

패턴 열의 패턴 수, 패턴 형상, 포토 센서 수는 임의이다. 상이한 포토 센서 사이에서 복수 회 노광 위치를 검출하는 것을 고려하면, 2개 이상의 패턴으로 이루어지는 패턴 열을 구성하고, 3개 이상의 포토 센서로 포토 센서군을 구성하면 좋다. 또한, 포토 센서에 대해서는, 분리(取外) 가능하게 배치하는 구성으로 해도 무방하다.The number of patterns in the pattern row, the pattern shape, and the number of photo sensors are arbitrary. If it is considered to detect the exposure position multiple times between different photo sensors, it is sufficient to form a pattern sequence composed of two or more patterns, and to form a photo sensor group with three or more photo sensors. Moreover, about a photo sensor, you may make it the structure arrange|positioned so that separation is possible.

위치 검출 패턴의 형상, 패턴 피치, 포토 센서 피치, 포토 센서 폭, 패턴 폭에 있어서도, 각 패턴 통과 시에서, 이웃하는 포토 센서 사이에서 광량 변화가 생겨, 광량 일치점을 추출할 수 있도록 설정하면 좋다. 즉, 패턴 폭이 포토 센서 폭 보다 작고, 인접 포토 센서 간 거리 보다 커지도록 하면 좋다.The shape of the position detection pattern, the pattern pitch, the photo sensor pitch, the photo sensor width, and the pattern width may also be set such that, when each pattern passes, a light amount change occurs between neighboring photo sensors, and the light amount coincidence point can be extracted. That is, the pattern width may be smaller than the photo sensor width and larger than the distance between adjacent photo sensors.

노광 위치의 산출에 대해서는, 검출되는 일련의 노광 위치로부터 평균치 등의 대표적 노광 위치를 먼저 산출하고, 평균치와 표준치와의 차에 근거해 노광 개시 위치를 보정하도록 구성해도 무방하다. 펄스 신호 발생 이외의 구성에 의해 광량이 동일해지는 노광 위치를 검출하도록 구성하는 것도 가능하다.Regarding the calculation of the exposure position, a representative exposure position such as an average value is first calculated from a series of detected exposure positions, and the exposure start position may be corrected based on a difference between the average value and the standard value. It is also possible to configure to detect an exposure position where the amount of light becomes the same by a configuration other than pulse signal generation.

다음으로, 도 8~11을 이용해, 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 제2 실시 형태에서는, 주 주사 방향(X방향), 부 주사 방향(Y방향)에 관해 2차원의 노광 위치를 검출한다. 그 이외의 구성에 대해서는, 실질적으로 제1 실시 형태와 같다.Next, a 2nd embodiment is demonstrated using FIGS. 8-11. In the second embodiment, two-dimensional exposure positions are detected with respect to the main scanning direction (X direction) and the sub scanning direction (Y direction). About the other structure, it is substantially the same as 1st Embodiment.

도 8은, 제2 실시 형태에서의 포토 센서군과 위치 검출 패턴을 나타낸 도면이다. 도 8을 이용해, 제2 실시 형태에서의 포토 센서군의 배치 및 위치 검출 패턴에 대해 설명한다.8 is a diagram showing a group of photo sensors and a position detection pattern in the second embodiment. The arrangement|positioning and position detection pattern of the photo sensor group in 2nd Embodiment are demonstrated using FIG.

위치 검출부(128)는, 제1 포토 센서군(128A), 제2 포토 센서군(128B)을 갖추고, 스테이지(12)의 단(端) 부근에 부 주사 방향에 따라 늘어서 배치되어 있다. 제1 포토 센서군(128A)에서는, 이동 방향(주 주사 방향과는 역방향)에 대해 +45°만큼 경사진 방향에 따라 복수의 포토 센서가 등간격으로 배열되어 있다.The position detection unit 128 is provided with a first photo sensor group 128A and a second photo sensor group 128B, and is arranged in a row along the sub-scan direction near the end of the stage 12. In the first photo sensor group 128A, a plurality of photo sensors are arranged at equal intervals along a direction inclined by +45° with respect to the movement direction (reverse to the main scanning direction).

한편, 제2 포토 센서군(128B)에서는, 복수의 포토 센서가, 이동 방향에 대해 -45°경사진 방향에 따라 등간격으로 배열되어 있다. 제2 포토 센서군(128B)의 센서 배열 방향은, 이동 방향/주 주사 방향에 관련되며, 제1 포토 센서군(128A)과는 역회전 방향에 상당한다. 도 8에서는, 제1 포토 센서군(128A)이 이동 방향으로부터 반시계 방향의 회전 방향으로 경사지는 한편, 제2 포토 센서군(128B)은 시계 방향의 회전 방향으로 경사진다.On the other hand, in the second photo sensor group 128B, a plurality of photo sensors are arranged at equal intervals in a direction inclined by -45° with respect to the moving direction. The sensor arrangement direction of the second photo sensor group 128B is related to the movement direction/main scanning direction, and corresponds to the reverse rotation direction with the first photo sensor group 128A. In Fig. 8, the first photo sensor group 128A is inclined in the rotational direction counterclockwise from the movement direction, while the second photo sensor group 128B is inclined in the clockwise rotation direction.

또한, 제1 포토 센서군(128A), 제2 포토 센서군(128A)은, 동일한 주사 밴드(노광 에리어가 주사 중에 통과하는 영역) 내에 배치되고 있으며, 여기에서는, 부 주사 방향에 따라 병렬하도록, 인접하는 주사 밴드에 각각 이간(離間) 배치된다.In addition, the first photo sensor group 128A and the second photo sensor group 128A are disposed in the same scanning band (the region through which the exposure area passes during scanning), and in this case, parallel to the sub-scan direction, Each of the adjacent scanning bands is spaced apart.

노광 위치를 검출하는 경우, 제1 포토 센서군(128A)에 대해서는 제1 위치 검출 패턴 열 HP가 투영되고, 제2 포토 센서군(128B)에 대해서는 제2 위치 검출 패턴 IP가 투영된다. 따라서, 제1, 제2 위치 검출 패턴은, 부 주사 방향에 따라 늘어서 투영된다. 제1 위치 검출 패턴 열 HP는, 바 상의 4개의 위치 검출 패턴 H1~H4로 이루어진다. 또한, 위치 검출 패턴 H1~H4는, 제1 포토 센서군(128A)의 배열 방향(+45°)과 수직인 방향에 따라 경사지고, 서로 등간격으로 이동 방향/주 주사 방향에 따라 늘어선다.When detecting the exposure position, the first position detection pattern row HP is projected to the first photo sensor group 128A, and the second position detection pattern IP is projected to the second photo sensor group 128B. Therefore, the 1st and 2nd position detection patterns are lined up and projected along the sub scanning direction. The first position detection pattern row HP consists of four position detection patterns H1 to H4 on the bar. In addition, the position detection patterns H1 to H4 are inclined along a direction perpendicular to the arrangement direction (+45°) of the first photo sensor group 128A, and are lined up along the movement direction/main scanning direction at equal intervals.

마찬가지로, 제2 위치 검출 패턴 열 IP는, 바 상의 4개의 위치 검출 패턴 I1~I4로 이루어지고, 위치 검출 패턴 I1~I4는, 제2 포토 센서군(128B)의 배열 방향(-45°)에 수직인 방향에 따라 경사지고, 서로 등간격으로 이동 방향/주 주사 방향에 따라 늘어선다.Similarly, the second position detection pattern column IP is composed of four position detection patterns I1 to I4 on the bar, and the position detection patterns I1 to I4 are in the arrangement direction (-45°) of the second photo sensor group 128B. They are inclined along the vertical direction, and are lined up at equal intervals along the movement direction/main scanning direction.

제1 포토 센서군(128A), 제2 포토 센서군(128B)은, 각각 패턴이 다른 제1 위치 검출 패턴 열 HP, 제2 위치 검출 패턴 IP를 각각 통과시키도록, 부 주사 방향으로 소정 간격 떨어져 배치되어 있다. 위치 검출 패턴 H1~H4, I1~I4 각각은, 각각 포토 센서군(128A, 128B)을 통과할 때에 모든 포토 센서와 교차하는 길이를 가진다.The first photo sensor group 128A and the second photo sensor group 128B are spaced apart in a sub-scanning direction so as to pass through the first position detection pattern row HP and the second position detection pattern IP, each of which has a different pattern, respectively. Are deployed. Each of the position detection patterns H1 to H4 and I1 to I4 has a length that intersects all the photo sensors when passing through the photo sensor groups 128A and 128B, respectively.

또한, 도 8에 나타내는 주 주사 방향과 기판의 이동 방향을 반대로 정한 경우에서도, 마찬가지로 포토 센서군을 경사 배치시킨 구성으로 하는 것이 가능하고, 그에 맞춰 제1, 제2 위치 검출 패턴 HP, IP의 투영 패턴 형상을 정하면 좋다.In addition, even when the main scanning direction shown in Fig. 8 and the moving direction of the substrate are reversed, it is possible to have a configuration in which the photo sensor groups are inclined, and projection of the first and second position detection patterns HP and IP is made accordingly. It is good to decide the pattern shape.

도 9는, 제1 포토 센서군에서의 위치 검출 패턴과 포토 센서와의 위치 관계를 나타낸 도면이다. 도 10은, 제2 포토 센서군에서의 위치 검출 패턴과 포토 센서와의 위치 관계를 나타낸 도면이다. 도 9, 10을 이용해, 제2 실시 형태에서의 노광 위치 검출에 대해 설명한다.9 is a view showing a positional relationship between the position detection pattern and the photo sensor in the first photo sensor group. 10 is a view showing a positional relationship between the position detection pattern and the photo sensor in the second photo sensor group. 9 and 10, exposure position detection in the second embodiment will be described.

도 9에 도시한 바와 같이, 이웃하는 포토 센서 PN, PN-1을 1개의 위치 검출 패턴 H1이 통과할 때, 위치 검출 패턴 H1과 포토 센서 PN, PN-1이 주 주사 방향에 대해 45°기울어 있기 때문에, 패턴 이동 방향은 주 주사 방향에 대해 경사져 있다. 여기에서는, 미소 변위(變位)한 위치 검출 패턴 H1을 파선으로 나타내고 있다.As shown in Fig. 9, when one position detection pattern H1 passes through the neighboring photo sensors PN and PN-1, the position detection pattern H1 and the photo sensors PN and PN-1 are tilted 45° with respect to the main scanning direction. Therefore, the pattern movement direction is inclined with respect to the main scanning direction. Here, the position detection pattern H1 with a small displacement is indicated by a broken line.

위치 검출 패턴 폭 K, 포토 센서 폭 Z, 포토 센서 피치 T의 관계는, 제1 실시 형태와 같은 관계를 만족한다. 따라서, 포토 센서 간에 검출되는 광량 분포 중에서 광량 일치점이 검출된다. 또한, 위치 검출 패턴 H1은, 포토 센서 PN, PN-1의 배열 방향에 대해 경사 방향으로 상대 이동하지만, 위치 검출 패턴 H1은 포토 센서의 장축 방향 길이 보다 충분한 길이를 가진다. 따라서, 광량 변화가 있는 영역 전체를 패턴이 통과한다.The relationship between the position detection pattern width K, the photo sensor width Z, and the photo sensor pitch T satisfies the same relationship as in the first embodiment. Therefore, the light quantity coincidence point is detected from the light quantity distribution detected between the photo sensors. In addition, although the position detection pattern H1 moves relative to the arrangement direction of the photo sensors PN and PN-1 in an inclined direction, the position detection pattern H1 has a sufficient length than the length of the long axis direction of the photo sensor. Therefore, the pattern passes through the entire area where the amount of light changes.

제1 포토 센서군(128A)의 포토 센서 PN, PN-1에 관련하여, 포토 센서 배열 방향에 따른 노광 위치를 검출하는 경우, 그 성분은 X성분과 Y성분을 합성한 벡터에 의해 나타내진다. 센서 배열 방향이 이동 방향에 관해 +45°경사지고 있기 때문에, 배열 방향에 따른 노광 위치의 벡터를 S1, X성분, Y성분의 벡터의 크기를 각각 dX, dY로 나타내면, 이하의 식이 성립된다.In relation to the photo sensors PN and PN-1 of the first photo sensor group 128A, when an exposure position along the photo sensor array direction is detected, the component is represented by a vector obtained by synthesizing the X component and the Y component. Since the sensor array direction is inclined +45° with respect to the movement direction, if the magnitudes of the vectors of the S1, X component, and Y component vectors of the exposure position along the array direction are represented by dX and dY, respectively, the following equation is established.

S1 = (dX + dY) / √2 ‥‥ (2)S1 = (dX + dY) / √2 ‥‥ (2)

다만, 이동 방향(-X방향)에 대해 반시계 방향으로 경사지는 방향을 정(正)으로 하고 있다. 또한, 편의상, 상기 식은 벡터 부호(→)를 이용하지 않고 나타내고 있다.However, the direction inclined counterclockwise with respect to the moving direction (-X direction) is set to be positive. In addition, for convenience, the said formula is shown without using a vector code (→).

마찬가지로, 제2 포토 센서군(128B)의 포토 센서 PM, PM-1에 관련하여, 포토 센서 배열 방향에 따른 노광 위치를 검출하는 경우, 그 성분은 X성분과 Y성분을 합성한 벡터에 의해 나타내진다. 배열 방향에 따른 노광 위치의 벡터를 S2, X성분, Y성분의 벡터의 크기를 각각 dX, dY로 나타내면, 이하의 식이 성립된다.Similarly, in relation to the photo sensors PM and PM-1 of the second photo sensor group 128B, when the exposure position along the photo sensor array direction is detected, the component is represented by a vector obtained by synthesizing the X component and the Y component. Lose. When the vector of the exposure position along the alignment direction represents the sizes of the vectors of the S2, X, and Y components as dX and dY, respectively, the following equations are established.

S2 = (dX - dY) / √2 ‥‥ (3)S2 = (dX-dY) / √2 ‥‥ (3)

따라서, 상기 (1), (2)식으로부터, 노광 위치의 X성분 dX, Y성분 dY는, 이하의 식에 의해 구할 수 있다.Therefore, from the formulas (1) and (2), the X component dX and the Y component dY at the exposure position can be obtained by the following formula.

dX = (S1 + S2) / √2dX = (S1 + S2) / √2

dX = (S1 - S2) / √2 ‥‥ (4)dX = (S1-S2) / √2 ‥‥ (4)

제1 실시 형태와 같이, 제1 위치 검출 패턴 열 HP, 제2 위치 검출 패턴 열 IP가 통과하는 가운데, 이웃하는 포토 센서의 광량 분포로부터 그 휘도 레벨이 일치할 때, 펄스 신호가 시계열적으로 출력된다. 검출되는 일련의 펄스 신호의 시간 간격은, 포토 센서의 배열 방향(+/-45°)에 따른 거리 간격에 대응한다.As in the first embodiment, while the first position detection pattern column HP and the second position detection pattern column IP pass, when the luminance levels match from the light quantity distributions of neighboring photo sensors, the pulse signal is output in time series. do. The time interval of the detected series of pulse signals corresponds to the distance interval along the array direction (+/-45°) of the photo sensor.

따라서, 제1 포토 센서군(128A), 제2 포토 센서군(128B) 각각에서 일련의 펄스 신호가 검출되면, 각각 센서 배열 방향에 따른 노광 위치 S1, S2가 3개씩 산출된다. 산출된 일련의 노광 위치로부터, S1, S2에 관한 대표치(평균치 등)가 산출되고, 상기 (4)식에 의해, 노광 위치의 X성분, Y성분이 산출된다.Accordingly, when a series of pulse signals are detected in each of the first photo sensor group 128A and the second photo sensor group 128B, three exposure positions S1 and S2 according to the sensor arrangement direction are calculated, respectively. From the calculated series of exposure positions, representative values (average values, etc.) for S1 and S2 are calculated, and the X component and the Y component at the exposure position are calculated by the formula (4).

산출된 대표치는, 참조 노광 위치의 X성분, Y성분과 비교되고, X성분, Y성분의 보정치가 구해진다. 그리고, 보정치에 근거해, 노광 개시 위치가 주 주사 방향, 부 주사 방향에 대해 보정된다. 혹은, 보정치에 근거해 노광 데이터를 보정하여, 노광 동작을 실행해도 무방하다.The calculated representative value is compared with the X component and the Y component at the reference exposure position, and correction values for the X component and the Y component are obtained. Then, based on the correction value, the exposure start position is corrected for the main scanning direction and the sub scanning direction. Alternatively, exposure data may be corrected based on the correction value to perform an exposure operation.

이와 같이, 제2 실시 형태에 의하면, 제1 포토 센서군(128A), 제2 포토 센서군(128B)이, 각각 주 주사 방향에 대해 +45°/-45°경사지도록 배치되고, 경사 방향이 서로 역방향을 향하고 있다. 그리고, 제1 포토 센서군(128A)에 대해서는, 제1 포토 센서군(128A)의 센서 배열 직교 방향으로 경사진 제1 위치 검출 패턴 열 HP를 투영하고, 제2 포토 센서군(128B)에 대해서는, 제1 포토 센서군(128A)의 센서 배열 직교 방향으로 경사진 제2 위치 검출 패턴 열 IP를 투영한다.As described above, according to the second embodiment, the first photo sensor group 128A and the second photo sensor group 128B are respectively disposed to be inclined +45°/-45° with respect to the main scanning direction, and the inclination direction is They are facing each other. Then, for the first photo sensor group 128A, the first position detection pattern row HP inclined in the orthogonal direction of the sensor array of the first photo sensor group 128A is projected, and for the second photo sensor group 128B , The second position detection pattern column IP inclined in the orthogonal direction of the sensor array of the first photo sensor group 128A is projected.

2개의 포토 센서군을, 서로 다른 방향으로 늘어놓고, 그 센서 배열 방향에 맞춰 경사지게 한 위치 검출 패턴 열을 투영 함으로써, 주사 중, 일련의 노광 위치가 검출된다. 그리고, 2개의 포토 센서군으로부터의 센서 배열 방향에 따른 위치 정보에 근거해, 주 주사 방향, 부 주사 방향에 따른(X, Y좌표)의 노광 위치가 산출 됨과 동시에, 보정치가 구해진다. 이에 따라, 묘화 개시 위치와 함께, 스테이지의 부 주사 방향에 따른 이동 거리가 보정되거나, 혹은, 노광 데이터가 보정된다. 특히, 부 주사 방향에 따라 노광 위치를 조정 함으로써, 주사 밴드가 겹쳐, 투영 영역에 단차가 생기는 것을 막을 수 있다.A series of exposure positions are detected during scanning by projecting a row of position detection patterns in which two photo sensor groups are arranged in different directions and inclined in accordance with the sensor arrangement direction. Then, based on the positional information along the sensor arrangement direction from the two photo sensor groups, the exposure positions in the main scanning direction and the sub-scanning direction (X, Y coordinates) are calculated, and a correction value is obtained. Thereby, the moving distance along the sub-scanning direction of the stage is corrected, or the exposure data is corrected together with the drawing start position. In particular, by adjusting the exposure position according to the sub-scanning direction, it is possible to prevent the scanning bands from overlapping and a step in the projection area.

또한, 2개의 포토 센서군의 펄스 신호로부터 용이하게 노광 위치를 산출하는 것을 고려하면, 센서 배열 방향은, 45°가 바람직하지만, 그 이외로 해도 무방하고, 예를 들면 30°에서 60°의 범위에서 적절히 선택하면, 실용 상 충분한 정밀도로 노광 위치를 검출할 수 있다. 또한, 그 경사 각도의 크기가 서로 달라도 무방하다.In addition, considering the easy calculation of the exposure position from the pulse signals of the two photo sensor groups, the sensor arrangement direction is preferably 45°, but may be other than that, for example in the range of 30° to 60° If appropriately selected, the exposure position can be detected with sufficient accuracy in practical use. Also, the inclination angles may have different sizes.

구체적으로는, 제1 포토 센서군(128A)이 이동 방향에 대해, 0°<α< 90°를 만족하는 각도 α로 경사 배치되는 한편, 제2 포토 센서군(128B)은, 이동 방향에 대해, -90°<β< 0°를 만족하는 각도 β로 경사 배치하도록 하면 좋다. 또한, 주 주사 방향에 대해서도 이와 같이 경사 배치시키는 것이 가능하다.Specifically, the first photo sensor group 128A is inclined at an angle α satisfying 0°<α<90° with respect to the moving direction, while the second photo sensor group 128B is with respect to the moving direction , It should be arranged inclined at an angle β satisfying -90°<β< 0°. In addition, it is possible to arrange the inclination in this manner also in the main scanning direction.

그 경우, 상기 (4)식에서, 센서 배열 방향을 나타내는 삼각함수를 이용해 2차원의 노광 위치 산출식을 이끌어 낼 수 있다. 다만, 주 주사 방향, 부 주사 방향을 이차원 좌표 축으로서 규정하여, 제1 포토 센서군, 제2 포토 센서군의 배치 방향을 각각 벡터로 나타낸 경우, 인접하면서 또한 상이한 상한(象限) 내에 각각 벡터가 존재하도록, 2개의 배열 방향을 정할 필요가 있다.In this case, in equation (4), a two-dimensional exposure position calculation equation can be derived using a trigonometric function indicating the sensor array direction. However, when the main scanning direction and the sub-scanning direction are defined as two-dimensional coordinate axes, and the arrangement directions of the first photo sensor group and the second photo sensor group are respectively represented by vectors, the vectors are respectively adjacent and within different upper limits. In order to be present, it is necessary to orient two arrays.

다음으로, 도 11을 이용해, 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 제3 실시 형태에서는, 제1 포토 센서군과 제2 포토 센서군이 동일한 주사 밴드 내에 배치되는 한편, 주 주사 방향에 따라 간격을 두고 배치된다.Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. 11. In the third embodiment, the first photo sensor group and the second photo sensor group are arranged in the same scanning band, while being spaced along the main scanning direction.

도 11은, 제3 실시 형태에서의 포토 센서군과 위치 검출 패턴 열을 나타낸 도면이다.11 is a view showing a group of photo sensor groups and a position detection pattern in the third embodiment.

위치 검출부(228)는, 제1 포토 센서군(228A), 제2 포토 센서군(228B)을 갖추고, 제1 포토 센서군(228A)은, 주 주사 방향에 대해 정 방향으로 경사지고, 제2 포토 센서군(228B)은, 그와는 역회전 방향으로 경사져 있다. 제1 포토 센서군(228A), 제2 포토 센서군(228B)은, 노광 에리어가 1개의 주사 밴드에 따라 이동할 때 양쪽의 포토 센서군을 통과하도록, 소정 간격을 두고 동일 주사 밴드 내에 주 주사 방향에 따라 배치되어 있다.The position detection unit 228 includes a first photo sensor group 228A and a second photo sensor group 228B, and the first photo sensor group 228A is inclined in the positive direction with respect to the main scanning direction, and the second The photo sensor group 228B is inclined in the reverse rotation direction therefrom. The 1st photo sensor group 228A and the 2nd photo sensor group 228B are main scanning directions in the same scanning band at predetermined intervals so that the exposure area passes through both photo sensor groups when moving along one scanning band. It is arranged according to.

주사 시에 있어서, 노광 에리어가 제1 포토 센서군(228A)을 통과하는 동안, 위치 검출 패턴 열 HP가 투영된다. 그리고, 노광 에리어가 제2 포토 센서군(228B)을 통과하는 동안, 위치 검출 패턴 열 HP에서 위치 검출 패턴 열 IP로 전환되어 투영된다. 이에 따라, 제3 실시 형태와 같이 일련의 펄스 신호가 검출되고, 2차원의 노광 위치 산출 및 노광 개시 위치 보정이 수행된다.During scanning, while the exposure area passes through the first photo sensor group 228A, the position detection pattern row HP is projected. Then, while the exposure area passes through the second photo sensor group 228B, the position detection pattern column HP is switched to the position detection pattern column IP and projected. Thereby, as in the third embodiment, a series of pulse signals is detected, and two-dimensional exposure position calculation and exposure start position correction are performed.

본 발명에 관해서는, 첨부된 클레임에 의해 정의되는 본 발명의 의도 및 범위에서 벗어나지 않게, 다양한 변경, 치환, 대체가 가능하다. 게다가, 본 발명에서는, 명세서에 기재된 특정의 실시 형태의 프로세스, 장치, 제조, 구성물, 수단, 방법 및 스텝으로 한정되는 것을 의도하지 않는다. 당업자라면, 본 발명의 개시로부터, 여기에 기재된 실시 형태가 가져오는 기능과 같은 기능을 실질적으로 달성하고, 또는 동등의 작용, 효과를 실질적으로 가져오는 장치, 수단, 방법이 이끌어내지는 것을 인식할 것이다. 따라서, 첨부한 청구범위는, 그러한 장치, 수단, 방법의 범위에 포함되는 것이 의도되어 있다.As for the present invention, various modifications, substitutions, and substitutions are possible without departing from the intention and scope of the present invention as defined by the appended claims. Moreover, the present invention is not intended to be limited to the processes, apparatus, manufacturing, constructs, means, methods and steps of the specific embodiments described in the specification. Those skilled in the art will recognize that, from the disclosure of the present invention, an apparatus, means, or method that substantially achieves a function, such as a function brought by the embodiments described herein, or substantially brings an equivalent action, effect. . Accordingly, it is intended that the appended claims be included within the scope of such devices, means, and methods.

본원은, 일본 출원(특원 2013-086730호, 2013년 4월 17일 출원)을 기초 출원으로서 우선권 주장하는 출원이며, 기초 출원의 명세서, 도면 및 클레임을 포함한 개시 내용은, 참조하는 것으로 본원 전체에 포함되어 있다.This application is an application claiming priority as a basic application for a Japanese application (Japanese Patent Application No. 2013-086730, filed April 17, 2013), and the disclosure contents including the specification, drawings, and claims of the basic application are referred to as a whole. Included.

10: 노광 장치
22: DMD(광 변조 소자 어레이)
28: 위치 검출부
30: 컨트롤러
10: exposure apparatus
22: DMD (light modulation element array)
28: position detection unit
30: controller

Claims (11)

노광 장치에 있어서,
복수의 광 변조 소자를 매트릭스 상으로 배열한 광 변조 소자 어레이,
상기 광 변조 소자 어레이에 의한 노광 에리어를 피묘화체에 대해 주 주사 방향에 따라 상대 이동시키는 주사부,
주 주사 방향에 대해 경사 배열시킨 제1 포토 센서군과, 상기 제1 포토 센서군과는 주 주사 방향에 관해 역회전 방향으로 경사 배열시킨 제2 포토 센서군을 가지는 위치 검출부, 및
상기 복수의 광 변조 소자를 제어함으로써, 상기 제1 및 제2 포토 센서군의 배열 수직 방향에 따라 각각 경사지고, 상기 제1 및 제2 포토 센서군의 배열 방향에 따른 각 패턴 폭이, 포토 센서 폭보다 작고, 포토 센서 간격보다 큰 제1 및 제2 위치 검출 패턴 열의 광을, 상기 제1 및 제2 포토 센서군에 대해 각각 투영하는 노광 동작 제어부
를 포함하고,
상기 포토 센서 폭은,
상기 제1 및 제2 포토 센서군을 구성하는 포토 센서의 사이즈 폭(Z)이고,
상기 포토 센서 간격은,
상기 제1 및 제2 포토 센서군을 구성하는 포토 센서의 간격(B)이고,
상기 위치 검출부는,
주사 중, 상기 제1 및 제2 포토 센서군에서, 이웃하는 포토 센서로부터 출력되는 휘도 신호의 레벨이 동일해지는 노광 위치를, 제1 일련의 노광 위치 및 제2 일련의 노광 위치로서 시계열로 검출하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
In the exposure apparatus,
An array of optical modulation elements in which a plurality of optical modulation elements are arranged in a matrix,
A scanning unit for moving the exposure area by the light modulation element array relative to the object to be imaged in a main scanning direction;
A position detection unit having a first photo sensor group inclined with respect to the main scanning direction, and a second photo sensor group inclined from the first photo sensor group in a reverse rotational direction with respect to the main scanning direction, and
By controlling the plurality of optical modulation elements, each of the first and second photo sensor groups is inclined according to the vertical direction of the array, and each pattern width according to the arrangement directions of the first and second photo sensor groups is set to the photo sensor. Exposure operation control unit for projecting light in the first and second position detection pattern rows smaller than the width and larger than the photo sensor intervals to the first and second photo sensor groups, respectively
Including,
The photo sensor width,
The size width (Z) of the photo sensor constituting the first and second photo sensor groups,
The photo sensor interval,
It is the interval (B) of the photo sensor constituting the first and second photo sensor group,
The position detection unit,
During scanning, in the first and second photo sensor groups, an exposure position at which the level of a luminance signal output from a neighboring photo sensor is the same is detected in time series as the first series of exposure positions and the second series of exposure positions. Exposure apparatus characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 위치 검출부가, 검출된 제1 및 제2 일련의 노광 위치로부터, 2차원 노광 위치를 산출하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
According to claim 1,
And the position detection unit calculates a two-dimensional exposure position from the detected first and second series of exposure positions.
제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 포토 센서군이, 부 주사 방향에 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
The method according to any one of claims 1 to 2,
The exposure apparatus, characterized in that the first and second photo sensor groups are arranged in the sub-scanning direction.
제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 포토 센서군이, 주 주사 방향에 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
The method according to any one of claims 1 to 2,
The exposure apparatus, characterized in that the first and second photo sensor groups are arranged along the main scanning direction.
제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 위치 검출부는,
휘도 신호가 동일해지는 타이밍에서 펄스 신호를 발생하는 펄스 신호 생성부, 및
검출된 펄스 신호에 따라 노광 위치를 산출하는 위치 산출부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
The method according to any one of claims 1 to 2,
The position detection unit,
A pulse signal generator for generating a pulse signal at a timing at which the luminance signals become equal, and
Position calculation unit to calculate the exposure position according to the detected pulse signal
An exposure apparatus comprising a.
제5항에 있어서,
상기 펄스 신호 생성부가, 스테이지에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
The method of claim 5,
The exposure apparatus, characterized in that the pulse signal generator is provided on a stage.
제2항에 있어서,
상기 노광 동작 제어부가, 검출되는 일련의 펄스 신호를 서로 다른 타이밍에서 발생시키도록, 상기 제1 및 제2 위치 검출 패턴 열의 광을 투영하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
According to claim 2,
And the exposure operation control unit projects light of the first and second position detection pattern rows so as to generate a series of detected pulse signals at different timings.
제5항에 있어서,
상기 노광 동작 제어부가, 일정한 시간 간격으로 일련의 펄스 신호가 발생하도록, 선정된 패턴 피치로 상기 제1 및 제2 위치 검출 패턴 열의 광을 투영하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
The method of claim 5,
And the exposure operation control unit projects light of the first and second position detection pattern rows at a predetermined pattern pitch so that a series of pulse signals are generated at regular time intervals.
제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 포토 센서군이, 상기 피묘화체가 탑재되는 스테이지에 일체적으로 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
The method according to any one of claims 1 to 2,
The exposure apparatus, characterized in that the first and second photo sensor groups are integrally provided on a stage on which the object to be imaged is mounted.
제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 포토 센서군의 이동 방향 혹은 주 주사 방향에 대한 경사 배치 각도 α가, 30°≤α≤ 60°의 범위이며,
상기 제 2 포토 센서군의 이동 방향 혹은 주 주사 방향에 대한 경사 배치 각도 β가, -60°≤β≤ -30°의 범위인 것을 특징으로 하는 노광 장치.
The method according to any one of claims 1 to 2,
The inclination arrangement angle α with respect to the movement direction or the main scanning direction of the first photo sensor group is in a range of 30° ≤ α ≤ 60°,
The exposure apparatus, characterized in that the inclination arrangement angle β with respect to the moving direction or the main scanning direction of the second photo sensor group is in the range of -60° ≤ β ≤ -30°.
복수의 광 변조 소자를 매트릭스 상으로 배열한 광 변조 소자 어레이에 의한 노광 에리어를 피묘화체에 대해 주 주사 방향에 따라 상대 이동시키고,
주 주사 방향에 대해 경사 배열시킨 제1 포토 센서군과, 상기 제1 포토 센서군과는 주 주사 방향에 관해 역회전 방향으로 경사 배열시킨 제2 포토 센서군을 배치하고,
상기 제1 및 제2 포토 센서군의 배열 수직 방향에 따라 각각 경사지고, 상기 제1 및 제2 포토 센서군의 배열 방향에 따른 각 패턴 폭이, 포토 센서 폭보다 작고, 포토 센서 간격보다 큰 제1 및 제2 위치 검출 패턴 열의 광을, 상기 제1 및 제2 포토 센서군에 대해 각각 투영하고,
상기 제1 및 제2 포토 센서군에서, 이웃하는 포토 센서로부터 출력되는 휘도 신호의 레벨이 동일해지는 노광 위치를, 제1 일련의 노광 위치 및 제2 일련의 노광 위치로서 시계열로 검출하고,
상기 포토 센서 폭은,
상기 제1 및 제2 포토 센서군을 구성하는 포토 센서의 사이즈 폭(Z)이고,
상기 포토 센서 간격은,
상기 제1 및 제2 포토 센서군을 구성하는 포토 센서의 간격(B)인
것을 특징으로 하는 노광 방법.
The exposure area by the array of light modulating elements in which a plurality of light modulating elements are arranged in a matrix is moved relative to the object to be imaged in accordance with the main scanning direction,
A first photo sensor group inclined with respect to the main scanning direction, and a second photo sensor group inclined in a reverse rotational direction with respect to the main scanning direction are disposed with respect to the first photo sensor group,
Each of the first and second photo sensor groups is inclined according to the vertical direction, and each of the pattern widths according to the first and second photo sensor group array directions is smaller than the photo sensor width and larger than the photo sensor interval. The light of the first and second position detection pattern rows is projected to the first and second photo sensor groups, respectively.
In the first and second photo sensor groups, an exposure position at which the level of a luminance signal outputted from a neighboring photo sensor is the same is detected in time series as a first series of exposure positions and a second series of exposure positions,
The photo sensor width,
The size width (Z) of the photo sensor constituting the first and second photo sensor groups,
The photo sensor interval,
The interval (B) of the photo sensor constituting the first and second photo sensor groups
Exposure method characterized in that.
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