KR20060045401A - Laser drawing apparatus and method, and method of forming photomask - Google Patents
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Abstract
레지스트막(감광성 수지막)이 표면부에 형성된 노광 대상물이 대형 포토마스크 등과 같이 대형인 경우에 있어서도, 생산성이 저하되는 일이 없으며, 또한 미소영역에서의 레지스트막의 막두께 변동에 대해서도 최적의 노광량이 설정되어, 미세한 패턴을 포함하는 묘화패턴에 대해서도 레지스트막의 막두께 변화에 영향을 받지 않아 양호한 묘화패턴의 묘화를 수행할 수 있는 레이저 묘화장치를 제공한다. Even when the exposure target formed with the resist film (photosensitive resin film) on the surface portion is large, such as a large sized photomask, the productivity does not decrease, and the optimum exposure amount is prevented even when the film thickness variation of the resist film in the minute region is changed. Provided is a laser drawing apparatus that can set a drawing pattern including a fine pattern and can perform a good drawing pattern without being affected by the change in the film thickness of the resist film.
노광대상물(101)에 노광용 광속을 조사하는 묘화헤드(1)와, 노광대상물(101) 상에서의 노광용 광속(R)의 조사 위치를 이동시키는 주사수단(5)과, 노광 대상물(101)로부터의 노광용 광속(R)의 반대 광속에 기초하여 레지스트막(102)의 막두께를 측정하는 막두께 측정수단(24)과, 미리 설정된 묘화 패턴 및 막두께 측정수단(24)에 의한 측정 결과에 기초하여 노광용 광속의 강도를 변조시키는 변조수단(4)을 구비하고 있다. The drawing head 1 for irradiating the exposure light beam to the exposure object 101, the scanning means 5 for moving the irradiation position of the exposure light beam R on the exposure object 101, and the exposure object 101 from the exposure object 101. On the basis of the measurement result by the film thickness measuring means 24 which measures the film thickness of the resist film 102 based on the light beam opposite to the exposure light beam R, and the preset drawing pattern and the film thickness measuring means 24. Modulation means 4 for modulating the intensity of the light beam for exposure is provided.
레지스트막, 감광성수지, 노광, 포토마스크, 패턴, 묘화, 광속, 주사, 막두께,변조, 레이저, 편향, 광원, 출사, 렌즈 Resist film, photosensitive resin, exposure, photomask, pattern, drawing, luminous flux, scanning, film thickness, modulation, laser, deflection, light source, emission, lens
Description
도 1은 본 발명에 따른 레이저 묘화장치의 제1 실시형태에 대한 구성을 도시한 블록도.1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of a laser drawing apparatus according to the present invention.
도 2는 상기 레이저 묘화장치의 제1 실시형태에 따른 묘화헤드의 구성을 도시한 사시도. Fig. 2 is a perspective view showing the configuration of a drawing head according to a first embodiment of the laser drawing device.
도 3은 상기 레이저 묘화장치에 따른 묘화방식인 래스터 스캔 방식을 설명하는 평면도.3 is a plan view for explaining a raster scanning method which is a drawing method according to the laser drawing apparatus.
도 4는 상기 레이저 묘화장치의 제1 실시형태에 따른 동작을 도시한 플로우챠트. 4 is a flowchart showing an operation according to the first embodiment of the laser drawing apparatus.
도 5는 본 발명에 따른 레이저 묘화장치의 제2 실시형태에 따른 묘화헤드의 구성을 도시한 측면도. Fig. 5 is a side view showing the structure of a writing head according to a second embodiment of a laser drawing apparatus according to the present invention.
도 6은 상기 레이저 묘화장치의 제2 실시형태에 대한 구성을 도시한 블록도. FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment of the laser drawing apparatus. FIG.
도 7은 상기 레이저 묘화장치의 제2 실시형태에 대한 동작을 도시한 플로우챠트. Fig. 7 is a flowchart showing the operation of the second embodiment of the laser drawing apparatus.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1 : 묘화헤드 2 : 출사렌즈1: Writing head 2: Output lens
3 : 광원 4 : 변조소자3: light source 4: modulator
5 : 편향소자 6 : 이동스테이지5: deflection element 6: moving stage
24 : 막두께 측정회로 25 : 광학헤드24: film thickness measuring circuit 25: optical head
101 : 기판 102 : 레지스트막101
본 발명은 반도체 웨이퍼, 액정표시장치(LCD)용 또는 포토마스크용 기판, 광디스크용 기판 등과 같이 레지스트막(감광성수지막)이 표면부에 형성된 노광대상물에 노광용 광속을 조사하여 소정의 묘화패턴을 묘화하는 레이저 묘화장치, 레이저 묘화방법 및 포토마스크의 제조방법에 관한 것이다.According to the present invention, a predetermined drawing pattern is drawn by irradiating a light beam for exposure to an exposed object in which a resist film (photosensitive resin film) is formed on a surface such as a semiconductor wafer, a liquid crystal display device (LCD) or a photomask substrate, or an optical disk substrate. A laser drawing apparatus, a laser drawing method, and a manufacturing method of a photomask are provided.
종래 반도체 웨이퍼, 액정표시장치(LCD)용 또는 포토마스크용 기판, 광디스크용 기판 등과 같이 레지스트막(감광성수지막)을 표면부에 형성한 노광대상물에 소정의 묘화패턴을 묘화하기 위한 레이저 묘화장치가 제안되어 있다. Conventionally, a laser drawing apparatus for drawing a predetermined drawing pattern on an exposed object formed with a resist film (photosensitive resin film) on the surface, such as a semiconductor wafer, a liquid crystal display device (LCD) or a photomask substrate, or an optical disk substrate, It is proposed.
또한, 일본국 공개특허공보 제2003-500847호(이하 "특허문헌 1" 이라 함)에는 대형 포토마스크 등의 기판에 레이저 묘화장치를 이용하여 소정의 묘화패턴을 묘화함에 있어서, 묘화패턴에 발생할 일그러짐을 예기(豫期)하기 위한 정보를 미리 수집하고, 이 정보에 기초하여 일그러짐을 예측한 후에, 이 일그러짐을 줄이기 위한 보정맵을 작성하고, 이 보정맵에 기초하여 패턴묘화를 행하는 레이저 묘화장치가 개시되어 있다. In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2003-500847 (hereinafter referred to as "
이 레이저 묘화장치에 있어서, 묘화패턴에 발생할 일그러짐를 예기하기 위한 정보로는, 레지스트막의 두께의 편차가 수집된다. 레지스트막 두께의 편차에 관한 측정은, 접촉식의 막두께 측정기를 이용하여 행하여진다. 레지스트막의 두께의 편차에 관한 정보는, 더미(dummy) 기판에 대해 레지스트를 도포하여, 이 더미 기판에서의 복수의 개소에서, 접촉식의 막두께 측정기에 의해 레지스트막의 막두께 측정을 행하여 수집된다.In this laser drawing apparatus, as information for anticipating distortion occurring in the drawing pattern, variation in the thickness of the resist film is collected. The measurement regarding the variation of the resist film thickness is performed using a contact type film thickness meter. Information on the variation in the thickness of the resist film is collected by applying a resist to a dummy substrate and measuring the thickness of the resist film by a contact film thickness meter at a plurality of locations on the dummy substrate.
여기에서, 레지스트막의 막두께 편차가 특정 영역을 초과한 경우에는, 레지스트 코터(레지스트 도포장치)를 조정하여 도포조건을 변경하고, 다시 더미 기판에 대하여 레지스트를 도포하여 막두께의 편차가 특정 범위 안에 들도록 하게 된다. Here, when the film thickness variation of the resist film exceeds a specific region, the coating conditions are changed by adjusting a resist coater (resist coating apparatus), and the resist is applied to the dummy substrate again, so that the film thickness variation is within a specific range. Got to listen.
또한, 보정 맵에 있어서는, 묘화패턴의 각소에 위치된 레지스트막의 두께 편차의 정보에 따라, 묘화패턴에서의 선폭을 보정하기 위하여, 묘화패턴의 각소에서의 노광량(도즈(dose)량)의 보정량을 정한 것이 작성된다. In addition, in the correction map, in order to correct the line width in the drawing pattern according to the information of the thickness variation of the resist film located at each place of the drawing pattern, the amount of correction of the exposure amount (dose amount) at each place of the drawing pattern is adjusted. The decision is made.
실제로 노광을 수행하는 기판에 대해서는, 더미 기판과 동일한 조건으로 레지스트를 도포하고, 보정 맵에 기초하여 노광량(도즈(dose)량)을 보정하면서, 소정의 묘화패턴에 대응하는 노광을 행한다. The substrate to which the exposure is actually performed is coated with a resist under the same conditions as the dummy substrate, and the exposure corresponding to the predetermined drawing pattern is performed while correcting the exposure amount (dose amount) based on the correction map.
그런데, 상술한 바와 같은 레이저 묘화장치에 있어서는, 실제 노광을 행하는 기판과는 별도로, 더미 기판에 레지스트를 도포하여 레지스트막의 막두께를 측정하여야 하므로, 그 만큼 생산성을 저하시키는 문제점이 있었다. 특히, 4각형 기판 중 적어도 한 변이 300㎜ 이상인 대형 포토마스크에 있어서는, 이 포토마스크의 전 면에 대해 레지스트막의 막두께 측정을 행하는 것은 생산성을 크게 저하시키는 문제점이 있었다. By the way, in the laser drawing apparatus as mentioned above, since the resist should be apply | coated to a dummy board | substrate and the film thickness of a resist film should be measured separately from the board | substrate which actually exposes, there existed a problem which lowered productivity by that much. Particularly, in a large size photomask in which at least one side of the quadrangular substrate is 300 mm or more, measuring the film thickness of the resist film on the entire surface of the photomask has a problem of greatly lowering the productivity.
그러나, 더미 기판에서 몇 개소에 대해서만 레지스트막의 막두께 측정을 수행하면, 노광량 보정의 정밀도가 저하되게 된다. 이 경우에는, 미소영역에서의 레지스트막의 막두께 변동에 대하여 최적의 노광이 설정되지 않아, 미세한 패턴을 포함하는 묘화 패턴에 대해서는, 레지스트막의 막두께 변화에 영향을 끼쳐 품질 열화가 발생하게 된다.However, if the film thickness of the resist film is measured for only a few places in the dummy substrate, the accuracy of the exposure dose correction is lowered. In this case, the optimum exposure is not set for the variation in the thickness of the resist film in the minute region, and for the drawing pattern including the fine pattern, the film thickness of the resist film is affected and quality deterioration occurs.
그런 점에서, 본 발명은 상술한 문제점을 감안하여 제안된 것으로, 레지스트막(감광성수지막)의 표면부에 형성된 노광대상물이 대형 포토마스크 등과 같이 대형의 것일 경우에 있어서도, 생산성이 저하되는 일이 없으며, 미소영역에서의 레지스트막의 막두께 변동에 대해서도 최적의 노광량이 설정되어, 미세패턴을 포함하는 묘화패턴에 대해서도 레지스트막의 막두께 변동에 영향을 미치지 않고 양호한 묘화패턴의 묘화를 수행할 수 있는 레이저 묘화장치, 레이저 묘화방법 및 포토마스크 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다. In view of the above, the present invention has been proposed in view of the above-described problems, and even when the exposed object formed on the surface portion of the resist film (photosensitive resin film) is large, such as a large photomask, the productivity is not reduced. The optimum exposure dose is also set for the variation in the thickness of the resist film in the minute region, and the laser capable of performing a good drawing pattern without affecting the variation in the thickness of the resist film even for the drawing pattern including the fine pattern. An object thereof is to provide a writing apparatus, a laser drawing method and a photomask manufacturing method.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 레이저 묘화장치는 이하의 구성을 구비한다. The laser drawing apparatus which concerns on this invention for solving the above-mentioned subject is provided with the following structures.
[구성 1][Configuration 1]
본 발명에 따른 레이저 묘화장치는, 표면부에 레지스트막이 형성된 노광대상물에 노광용 광속(光束)을 조사하는 묘화헤드, 노광대상물 상에서의 상기 노광용 광속의 조사 위치를 이동시키는 주사수단, 노광용 광속의 강도를 변조시키는 변조수단, 및 노광대상물로부터의 노광용 광속의 반대 광속에 기초하여, 상기 레지스트막의 막두께를 측정하는 막두께 측정수단을 포함하고, 변조수단은 미리 설정된 묘화패턴 및 막두께 측정수단에 의한 측정결과에 기초하여 노광용 광속의 강도를 변조하는 것을 특징으로 하는 것이다.The laser drawing apparatus according to the present invention includes a drawing head for irradiating an exposure light beam to an exposure object having a resist film formed on its surface, scanning means for moving the irradiation position of the exposure light beam on the exposure object, and the intensity of the light beam for exposure. Modulating means for modulating, and film thickness measuring means for measuring the film thickness of said resist film based on the light flux opposite to the light flux for exposure from the exposure object, wherein the modulating means is measured by a preset drawing pattern and film thickness measuring means. The intensity of the light beam for exposure is modulated based on the result.
[구성 2][Configuration 2]
본 발명에 따른 레이저 묘화장치는, 표면부에 레지스트막이 형성된 노광대상물에 노광용 광속을 조사하는 묘화헤드, 노광대상물에 막두께 측정용 광속을 조사하는 광학헤드, 노광대상물 상에서의 노광용 광속 및 상기 막두께 측정용 광속의 조사 위치를 이동시키는 주사수단, 노광용 광속의 강도를 변조시키는 변조수단, 및 노광대상물로부터의 막두께 측정용 광속의 반대 광속에 기초하여, 레지스트막의 막두께를 측정하는 막두께 측정수단을 포함하고, 막두께 측정용 광속은, 노광대상물에서 노광용 광속이 조사된 위치에 이 노광용 광속에 선행하여 조사되고, 변조수단은, 미리 설정된 묘화패턴 및 상기 막두께 측정수단에 의한 측정결과에 기초하여 노광용 광속의 강도를 변조하는 것을 특징으로 하는 것이다.The laser drawing apparatus according to the present invention includes a drawing head for irradiating a light beam for exposure to an exposed object having a resist film formed on its surface, an optical head for irradiating a light flux for measuring film thickness to an exposed object, a light beam for exposure on an exposed object, and the film thickness Scanning means for shifting the irradiation position of the measuring light beam, modulating means for modulating the intensity of the light beam for exposure, and film thickness measuring means for measuring the film thickness of the resist film based on the luminous flux opposite to the film thickness measuring light beam from the exposure object And the film thickness measuring light flux is irradiated prior to this light flux at a position where the light beam for exposure is irradiated from the exposure object, and the modulating means is based on a preset drawing pattern and the measurement result by the film thickness measuring means. To modulate the intensity of the light beam for exposure.
[구성 3][Configuration 3]
본 발명은 구성 2에 기재된 레이저 묘화장치에 있어서, 노광대상물 상에서의 노광용 광속의 조사위치와, 노광대상물 상에서의 막두께 측정용 광속의 조사위치간의 간격은, 10㎜ 이하로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 것이다.In the laser drawing apparatus of the
[구성 4][Configuration 4]
본 발명에 따른 레이저 묘화방법은, 표면부에 레지스트막이 형성된 노광대상물에 묘화헤드에 의한 노광용 광속을 조사하고, 노광대상물 상에서의 상기 노광용 광속의 조사위치를 이동시키며, 노광대상물로부터의 노광용 광속의 반대 광속에 기초하여 레지스트막의 막두께를 측정하고, 미리 설정된 묘화패턴 및 레지스트막의 막두께의 측정결과에 기초하여 노광용 광속의 강도를 변조하는 것을 특징으로 하는 것이다.The laser drawing method according to the present invention irradiates an exposure light beam by a drawing head to an exposure object having a resist film formed on a surface thereof, moves the irradiation position of the exposure light beam on the exposure object, and reverses the exposure light beam from the exposure object. The film thickness of the resist film is measured based on the luminous flux, and the intensity of the luminous flux for exposure is modulated on the basis of a preset drawing pattern and the measurement result of the film thickness of the resist film.
[구성 5][Configuration 5]
본 발명에 따른 레이저 묘화방법은, 표면부에 레지스트막이 형성된 노광대상물에 묘화헤드에 의해 노광용 광속을 조사하는 동시에 상기 노광대상물에 막두께 측정용 광속을 조사하고, 상기 노광대상물 상에서, 상기 막두께 측정용 광속이, 상기 노광용 광속이 조사되는 위치에 이 노광용 광속에 선행하여 조사되도록, 상기 노광대상물 상에서의 상기 노광용 광속 및 상기 막두께 측정용 광속의 조사위치를 이동시키며, 상기 노광대상물로부터의 상기 막두께 측정용 광속의 반대 광속에 기초하여 상기 레지스트막의 막두께를 측정하고, 미리 설정된 묘화패턴 및 상기 레지스트막의 막두께의 측정결과에 기초하여 상기 노광용 광속의 강도를 변조시키는 것을 특징으로 하는 것이다.In the laser drawing method according to the present invention, an exposure light beam is irradiated to an exposed object having a resist film formed on its surface by a drawing head, and a light flux for measuring film thickness is irradiated to the exposed object, and the film thickness is measured on the exposed object. The irradiation light beam of the exposure light beam and the film thickness measurement light beam on the exposure object is moved so that the light beam is irradiated to the position to which the exposure light beam is irradiated prior to the exposure light beam, and the film from the exposure object. The film thickness of the resist film is measured based on the light beam opposite to the light beam for thickness measurement, and the intensity of the light beam for exposure is modulated based on a preset drawing pattern and a measurement result of the film thickness of the resist film.
[구성 6][Configuration 6]
본 발명에 따른 포토마스크의 제조방법은, 표면부에 레지스트막을 구비한 포토마스크 블랭크에 묘화헤드에 의해 노광용 광속을 조사하고, 포토마스크블랭크 상에서의 노광용 광속의 조사위치를 이동시키며, 포토마스크블랭크로부터의 노광용 광속의 반대 광속에 기초하여 레지스트막의 막두께를 측정하고, 미리 설정된 묘화패턴 및 레지스트막의 막두께의 측정결과에 기초하여 노광용 광속의 강도를 변조시키는 것을 특징으로 하는 것이다.In the method for manufacturing a photomask according to the present invention, a photomask blank having a resist film on its surface is irradiated with an exposure light beam by a drawing head, and the irradiation position of the exposure light beam on the photomask blank is moved, and from the photomask blank. The film thickness of a resist film is measured based on the light beam opposite to the light beam for exposure, and the intensity | strength of the light beam for exposure is modulated based on the measurement result of the preset drawing pattern and the film thickness of a resist film.
[구성 7][Configuration 7]
본 발명에 따른 포토마스크의 제조방법은, 표면부에 레지스트막을 구비한 포토마스크블랭크에 묘화헤드에 의해 노광용 광속을 조사하는 동시에 포토마스크블랭크에 막두께 측정용 광속을 조사하고, 포토마스크블랭크 상에서, 막두께 측정용 광속이, 노광용 광속이 조사되는 위치에 이 노광용 광속에 선행하여 조사되도록, 포토마스크블랭크 상에서 노광용 광속 및 막두께 측정용 광속의 조사위치를 이동시키며, 포토마스크블랭크로부터의 막두께 측정용 광속의 반대 광속에 기초하여 레지스트막의 막두께를 측정하고, 미리 설정된 묘화패턴 및 레지스트막의 막두께의 측정결과에 기초하여 노광용 광속의 강도를 변조시키는 것을 특징으로 하는 것이다.According to the method of manufacturing a photomask according to the present invention, a photomask blank having a resist film on its surface is irradiated with an exposure light beam by a drawing head, and a photomask blank is irradiated with a film thickness measurement light beam on a photomask blank. The film thickness measurement from the photomask blank is moved by moving the irradiation positions of the exposure light flux and the film thickness measurement light flux on the photomask blank so that the film thickness measurement light beam is irradiated to the position where the exposure light flux is irradiated prior to this exposure light flux. The film thickness of the resist film is measured based on the light beam opposite to the flux of light, and the intensity of the light beam for exposure is modulated based on a preset drawing pattern and the measurement result of the film thickness of the resist film.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 레이저 묘화장치에 있어서는, 표면부에 레지스트막이 형성된 노광대상물에 대하여 묘화헤드에 의해 조사된 노광용 광속의 강도를 변조시키는 변조수단은, 미리 설정된 묘화패턴 및 노광대상물로부터의 노광용 광속의 반대 광속에 기초하여 레지스트막의 막두께를 측정하는 막두께 측정수단에 의한 측정결과에 기초하여 노광용 광속의 강도를 변조시키며, 더미 기판을 이용하지 않고서도 노광용 광속에 기초하여 실시간에 레지스트막의 막두께를 측정하는 동시에 노광용 광속에 의해 묘화를 수행한다. In the laser drawing apparatus according to the present invention having such a configuration, the modulating means for modulating the intensity of the light beam for exposure irradiated by the drawing head with respect to the exposed object having the resist film formed on the surface thereof includes a preset drawing pattern and the exposed object. The intensity of the exposure light flux is modulated on the basis of the measurement result by the film thickness measuring means for measuring the film thickness of the resist film based on the light flux opposite to the light flux for exposure, and the resist is applied in real time based on the light flux for exposure without using a dummy substrate. The film thickness of the film is measured and drawing is performed by the light beam for exposure.
따라서, 이 레이저 묘화장치에 있어서는, 묘화전에 막두께 측정작업을 할 필 요가 없고, 묘화작업에 요하는 시간을 단축시킬 수 있게 된다. 또한, 이 레이저 묘화장치에 있어서는, 노광용 광속을 사용하는 레지스트막의 막두께를 측정하면서, 별개의 레이저 광원을 탑재할 필요가 없으며, 구조를 간소화할 수 있게 된다. Therefore, in this laser drawing apparatus, it is not necessary to perform the film thickness measurement work before drawing, and the time required for the drawing work can be shortened. In this laser drawing apparatus, it is not necessary to mount a separate laser light source while measuring the film thickness of the resist film using the light beam for exposure, and the structure can be simplified.
또한, 본 발명에 따른 레이저 묘화장치에 있어서는, 표면부에 레지스트막이 형성된 노광대상물에 대하여 묘화헤드에 의해 조사된 노광용 광속의 강도를 변경시키는 변조수단은, 미리 설정된 묘화패턴 및 노광대상물로부터의 막두께 측정용 광속의 반대 광속에 기초하여 레지스트막의 막두께를 측정하는 막두께 측정수단에 의한 측정결과에 기초하여 노광용 광속의 강도를 변조하며, 더미 기판을 이용하지 않고서도 노광용 광속에 기초하여 실시간에 레지스트막의 막두께를 특정하는 동시에, 노광용 광속에 의해 묘화를 수행한다. Moreover, in the laser drawing apparatus which concerns on this invention, the modulation means which changes the intensity | strength of the exposure light beam irradiated by the drawing head with respect to the exposure object in which the resist film was formed in the surface part is a preset drawing pattern and the film thickness from an exposure object. The intensity of the exposure light beam is modulated on the basis of the measurement result by the film thickness measurement means for measuring the film thickness of the resist film based on the light beam opposite to the measurement light beam, and the resist is applied in real time based on the light beam for exposure without using a dummy substrate. The film thickness of the film is specified, and drawing is performed by the light beam for exposure.
따라서, 이 레이저 묘화장치에 있어서는, 묘화전에 막두께 측정작업을 할 필요가 없고, 묘화작업에 요하는 시간을 단축시킬 수 있게 된다. Therefore, in this laser drawing apparatus, it is not necessary to perform the film thickness measurement work before drawing, and the time required for the drawing work can be shortened.
또한, 이 레이저 묘화장치에 있어서, 노광대상물에서의 노광용 광속의 조사위치와 노광대상물 상에서의 막두께 측정용 광속의 조사위치 간에 간격을 10㎜ 이하로 하고, 노광용 광속에 의한 묘화가 행해지는 개소에서의 정확한 레지스트막의 막두께 측정을 수행하게 된다. Moreover, in this laser drawing apparatus, the space | interval is made into 10 mm or less between the irradiation position of the exposure light beam in an exposure object, and the irradiation position of the film thickness measurement light beam on an exposure object, and it is the place where drawing by the exposure light beam is performed. Accurate film thickness measurement of the resist film is performed.
즉, 본 발명은 레지스트막(감광성수지막)이 표면부에 형성된 노광대상물이 대형 포토마스크 등과 같은 대형으로 하는 경우에 있어서도, 생산성이 저하하지 않고, 또한 미소영역에서의 레지스트막의 막두께 변동에 대해서도 최적의 노광량이 설정되며, 미세 패턴을 포함하는 묘화패턴에 있어서도 레지스트막의 막두께 변화에 영향을 받아 양호하게 묘화패턴의 묘화를 수행하는 레이저 묘화장치를 제공하는 것이다. That is, the present invention does not reduce the productivity even when the exposure object formed on the surface portion of the resist film (photosensitive resin film) has a large size such as a large photomask, and also the variation in the film thickness of the resist film in the minute region. An optimum exposure amount is set, and the drawing apparatus which contains a fine pattern also provides the laser drawing apparatus which performs drawing of a drawing pattern favorably by being influenced by the film thickness change of a resist film.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[레이저 묘화장치의 제1 실시형태][First Embodiment of Laser Drawing Apparatus]
본 발명에 따른 레이저 묘화장치는, 포토마스크 등을 제조할 시에 레지스트 상에 소망하는 패턴을 묘화하는 장치이다. The laser drawing apparatus which concerns on this invention is an apparatus which draws a desired pattern on a resist at the time of manufacturing a photomask etc.
이 레이저 묘화장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 묘화헤드(1)와, 이 묘화헤드(1)의 출사렌즈(2)에 광속을 입사시키는 광원(3)과, 이 광원(3)으로부터 출사된 노광용 광속(R)의 강도를 변조시키는 변조수단이 되는 변조소자(4)와, 이 노광용 광속(R)의 광로를 편향시키는 주사수단이 되는 편향소자(5)와, 출사렌즈(2)로부터 출사된 광속이 조사되는 노광대상물이 되는 기판(101)을 이동조작가능하게 지지하는 주사수단이 되는 이동스테이지(6)를 구비하여 구성된다. As shown in FIG. 1, the laser drawing apparatus includes a
기판(101)은, 포토마스크 등의 제조에 이용하는 포토마스크 블랭크로서, 표면부에 레지스트(감광성수지)가 도포되어, 레지스트막(102)이 형성되고, 이 레지스트막(102)에 대하여 레이저 빔 등에 의해 소망하는 패턴이 묘화된다. The
이 레이저 묘화장치의 묘화헤드(1)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 하방을 향하여 노광용 광속(R)을 출사하는 출사렌즈(2)와, 이 출사렌즈를 지지하는 기재부(7)를 구비한다. 이 묘화헤드(1)는, 레이저 묘화장치에서, 슬라이더(8)를 통해, 상승 및 하강가능하게 지지된다. 이 묘화헤드(1)는, 레이저 묘화장치의 동작시에 는, 노광대상물이 되는 기판(101)의 표면을 향하여 하강되고, 이 표면부에 접근하고, 주사수단에 의해, 기판(101)에 대하여 상대적으로 수평방향으로 이동되면서 동작한다. 즉, 이 묘화헤드(1)는 기판(101)이 표면에 대하여 극히 좁은 일정한 공간 틈을 사이에 두고 대향하며 수평으로 이동하면서, 이 기판(101)의 표면의 상방으로 노광용 광속을 조사한다. The drawing
더욱이, 묘화헤드(1)와 기판(101)의 수평방향으로의 상대적 이동은, 이동스테이지(6)에 의해 기판(10)을 수평방향으로 이동조작함으로써 수행되는데, 슬라이더(8)를 지지하고 있는 이동스테이지(9)에 의해 묘화헤드(1)를 이동시킴으로써 수행하도록 해도 좋다. Moreover, the relative movement of the
역시, 이 묘화헤드는, 기판(101)의 표면과의 사이의 틈새를 일정하게 유지하는 수단으로서, 기판(101)을 향하여 하강될 때에, 이 기판(101)을 향하여 공기류를 방사하는 기구를 구비한다. 이 묘화헤드(1)에 있어서는, 기판(101)을 향하여 방사되는 공기류의 압력과 자중(自重)이 균형있게 부유함으로써, 기판(101)의 틈새가 공극을 일정하게 유지된다. 즉, 이 묘화헤드(1)는, 레이저 묘화장치의 동작시에는, 자중에 의해 기판(101)을 향하여 하강하고, 또한 하면부에서 기판(101)을 향해 방사하는 공기류의 압력에 의해 부유하고, 동작한다. 이 묘화헤드(1)에 있어서, 기판(101)을 향하여 방사하는 공기류의 압력에 의해 기판(101)으로부터 부유 간격은, 해상력이나 검사능력의 향상을 위해 10 ㎛ 내지 지수 100㎛ 정도로, 극히 짧은 간격으로 이루어진다. Again, this drawing head is a means for maintaining a constant gap between the surface of the
광원(3)으로서는, 예를 들면 파장 442㎚의 광속을 발생시키는 He-Ca 레이저 등을 사용할 수 있다. 이 광원(3)으로부터 발생되는 노광용 광속(R)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 변조소자(4)에 입사되고, 이 변조소자(4)에 의해 강도가 변조된다. 이 변조소자(4)는, 변조드라이브(10)에 의해 구동됨에 따라, 투과하는 노광용 광속(R)의 강도를 변조시킨다. As the
변조드라이브(10)에는, 데이터 입력장치(11), 데이터 처리장치(12), 메모리(13) 및 데이터 독출장치(14)를 거친 데이터가 공급된다. 데이터 입력장치(11)에는, 기판(101) 위의 레지스트막(102)에 대해서 묘화하는 소정의 패턴에 대응하여 데이터가 입력된다. 이 데이터 입력장치(11)에 입력된 데이터는, 데이터 처리장치(12)에 전달되고, 묘화되는 패턴에 따라서 위치데이터(XY좌표 데이터) 및 강도 데이터로서 처리된다. 데이터 처리장치(12)에서 처리된 데이터는, 메모리(13)에 저장되고, 이 메모리(13)로부터 데이터 독출장치(14)에 의해 독출되어 변조드라이브(10)에 전달된다. The
또한, 데이터 출력장치(14) 및 변조드라이브(10)는, 컨트롤러(15)에 의해 제어되고, 클럭발생기(16)로부터 출력된 클럭에 기초하여 동작한다. In addition, the
그리고, 변조소자(4)에서 강도변조되는 노광용 광속(R)은, 편향소자(5)에 입사되고, 이 편향소자(5)를 투과함에 의해 출사방향을 편향시킨다. 이 편향소자(5)는, 예를들어 음향-광학 변환소자이고, 주사회로(17)에 의해 구동되어짐에 따라, 투과하는 노광용 광속(R)의 광로를 일정 주기로 편향시킨다. The light beam R for exposure intensity modulated by the
주사회로(17)는, 컨트롤러(17)에 의해 제어되는 XY컨트롤러(18)에 의해 제어되고, 클럭발생기(16)으로부터 출력되는 클럭에 기초하여 동작한다..The
편향소자(5)에 의해 출사방향을 편향시키는 노광용 광속(R)은, 출사렌즈(2)에 입사되고, 기판(101)상의 레지스트막(102)에 집광되어 조사된다. 이와 같이 기판(101)상에 조사되는 노광용 광속(R)은, 일정 주기로 편향되는 동시에, 기판(101)상에 묘화되는 패턴에 따라 강도변조된 것이다. The exposure light beam R which deflects the emission direction by the
그리고, XY컨트롤러(18)는, 서보기구(19,20,21,22)를 통해, 이동스테이지(6)를 구동시키고, 도 1 중의 화살표X 및 화살표Y로 도시하는 바와 같이, 기판(101)을 소정의 주기로 수평방향으로 이동조작함에 따라, 이 기판(101) 및 묘화헤드(1)을 상대적으로 이동시킨다. Then, the
본 실시예에서 이용한 묘화방식은, 일반적으로 래스터 스캔 방식이라고 부리우느 방식이다. 래스터 스캔 방식은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 기판(101)상의 묘화영역 전면을, 노광용 광속(R)이 주사하고, 패턴부분에 도달하면 노광용 광속(R)의 강도를 소정치까지 상승(ON)시키고, 비패턴 부분에서는 소정치까지 하강(OFF)시킨다.The drawing method used in the present embodiment is generally called a raster scan method. In the raster scanning method, as shown in FIG. 3, the exposure light beam R scans the entire drawing area on the
묘화영역 전면을 주사하기 위해서, 노광용 광속(R)의 주사는, 일정 구간(노광용 광속(R)의 Y방향 주사단위)에서 Y방향으로 주사되어, Y방향에의 1구간의 주사가 종료하면, 이 노광용 광속(R)이 주사된 영역에 인접한 영역이 다음으로 노광용 광속(R)이 주사된 영역까지의 거리(노광용 광속(R)의 X방향 전달 단위)만큼 노광용 광속(R)이 X방향으로 전달되어 그것이 반복된다. 그 일례의 묘화가 종료하면, 다음예로 노광용 광속(R)이 전달되고 같은 주사가 반복되어, 묘화 영역 전면이 주사된다. In order to scan the entire drawing area, the scanning of the light beam R for exposure is scanned in the Y direction in a predetermined section (the Y-direction scanning unit of the light beam R for exposure), and when scanning of one section in the Y direction is completed, The exposure light beam R is moved in the X direction by the distance (the X-direction transmission unit of the exposure light beam R) to the area where the exposure light beam R is scanned next to the area adjacent to the area where the exposure light beam R is scanned. Delivered and it is repeated. When the drawing of the example is completed, the light beam R for exposure is transmitted to the next example, the same scan is repeated, and the whole drawing area is scanned.
다음 예로 노광용 광속(R)이 전달되는 경우에는, Y방향 주사단위끼리 작은 오버랩부분을 설치하여 인접하도록 전달하는 방식(싱글패스 묘화방식)이나, 다량 노광을 행하기 위해, 소정 중량이 되도록 Y방향 주사단위를 배치하는 방식(멀티패스 묘화방식)이 있다. In the following example, when the light beam R for exposure is transmitted, the Y-direction scanning units are provided with small overlapping portions to be adjacent to each other (single-pass drawing method) or in the Y-direction so as to have a predetermined weight in order to perform a large amount of exposure. There is a method of arranging scanning units (multipass drawing method).
또한, Y방향의 노광용 광속(R)의 주사는, 노광용 광속(R)의 편향에 의해 이루어지고, X방향의 노광용 광속(R)의 이동은, 스테이지를 이동시킴으로써 이루어지는 것이 일반적이다. In addition, the scanning of the light flux R for exposure in the Y direction is performed by the deflection of the light flux R for exposure, and the movement of the light flux R for exposure in the X direction is generally performed by moving a stage.
이와 같이, 변조소자(4)에 의해 강도변조되는 노광용 광속(R)의 기판(101) 상의 주사와 이동스테이지(6)에 의한 기판(101)의 이동이 반복하여 이루어짐으로써, 기판(101)상에는 데이터 입력장치(11)에 입력된 소정의 패턴의 묘화가 이루어진다. 또한, 이와 같이 하여 실행된 묘화의 속도는 매분300㎟ 내지 1500㎟정도이다. In this manner, the scanning on the
그리고, 이 레이저 묘화장치는 노광대상물인 기판(10)으로부터의 노과용 광속(R)의 반사광속에 기초하여 레지스트막의 막두께를 측정하는 막두께 측정수단을 구비한다. 즉, 기판(101)으로부터의 노광용 광속(R)의 반대 광속은 출사렌즈(2) 및 편향소자(5)를 거쳐 광속분기소자(23)에 도달하게 된다. 이 광속분기소자(23)는, 예를 들면, 빔 스플릿(beam spreat)이다. 변조소자(4)로부터 편향소자(5)에 이르는 주로의 노광용 광속(R)은 이 광속분기소자(23)를 투과한다. 그리고, 편향소자(5)로부터 변조소자로 향하는 복로의 노광용 광속(R)은 이 광속분기소자(23)에 의해 변조소자(4)에 이르는 광로로부터 분기되고, 막두께 측정수단이 되는 막두께 측정회로(24)에 입사된다. 이 막두께 측정회로(24)는, 입사되는 반대 광량을 검출하고, 이 검출결과에 기초하여 레지스트막(102)의 막두께를 산출한다.And this laser drawing apparatus is equipped with the film thickness measuring means which measures the film thickness of a resist film based on the reflection light beam of the excess light beam R from the board |
기판(101)으로부터의 노광용 광속(R)의 반대 광량은, 레지스트막(102)의 표면으로부터의 반사광과, 레지스트막(102)의 표면즉, 기판(101)의 표면으로부터의 반대광과의 간섭에 의해 변동한다. 즉, 기판(101)으로부터의 노광용 광속(R)의 반사광량치는 레지스트막(102)의 막두께의 함수가 되므로, 이러한 반사 광량치와 막두께의 관계를 미리 특정하면, 반대 광량의 검출결과로부터 레지스트막(102)의 막두께를 알 수 있게 된다. The amount of light opposite to the light flux R for exposure from the
또한, 노광용 광속(R)을 이용하여 레지스트의 막두께 측정을 행하기 위해서는, 기판(101)으로부터 조금이라도 노광용 광속(R)의 반사광이 발생되어질 필요가 있다. 그러나, 한편, 레이저 묘화장치를 작동시키는 경우에는, 묘화정밀도 상의 이유에 따라 노광용 광속(R)의 반사광이 낮게 억제되어 있는 것이, 통상은 바람직한다. 따라서, 본 실시예에서는, 묘화 정밀도에 악영향을 끼치지 않는 범위에서 검출가능한 반사광을 얻기 위해서, 레지스트의 막두께를 컨트롤하는 등의 방법에 의해, 미리 기판(101)으로부터의 반사율을 조정해 놓아도 좋다. In addition, in order to measure the film thickness of a resist using the exposure light beam R, the reflected light of the exposure light beam R needs to be generated from the
그리고, 막두께 측정회로(24)에 의해 검출되는 레지스트막(102)의 막두께치는 변조드라이브(10)에 보내진다. 이 변조드라이브(10)는, 레지스트막(102)의 막두께치에 기초하여 변조소자(4)의 변조량을 보정한다. 즉, 변조소자(4)는 미리 설정된 묘화패턴과, 막두께측정회로(24)에 의한 측정결과에 기초하여 노광용 광속(R)의 강도를 변조시키게 된다. Then, the film thickness of the resist
그런데, 기판(101)에서 소정의 묘화패턴의 묘화를 행한 구간에 있어서는, 노광용 광속(R)의 강도가 묘화패턴에 대응하여 변조됨으로써, 반사 광속과 이 강도변조에 비례하여 변화한다. 따라서, 이 경우에는 미리 산출되고 출사되어진 노광용 광속(R)의 변조강도에 대응하여 반사광의 강도와 막두께 간에 관계에 기초하여 레지스트막의 막두께를 결정한다.By the way, in the area | region where the predetermined | prescribed drawing pattern was drawn in the board |
즉, 이 레이저 묘화장치에서는, 도 4의 흐름도에 도시하는 바와 같이, 단계 st1에서는 기판(101)에서의 소정의 막두께 측정구간에서 이 노광용 광속(R)의 반사 광량을 검출한다. 이 막두께 측정구간은, 예를들면 100㎛ 정도의 구간이다.That is, in this laser drawing apparatus, as shown in the flowchart of FIG. 4, in step st1, the amount of reflected light of this light beam R for exposure is detected in the predetermined film thickness measurement section in the board |
그리고, 단계 st2에서는 검출된 반사 광속의 광량에 기초하여 막두께 측정구간의 묘화점에서의 레지스트막(102)의 막두께를 산출하고, 그 평균치를 산출하여 그 산출 결과를 기억한다. In step st2, the film thickness of the resist
단계 st3dpt는, 단계 st2에서 산출된 레지스트막(102)의 막두께에 대해, 소정의 범위에 포함되어진 것인지를 판별하고, 소정의 범위에 포함되지 않은 값이 존재하면 단계 st4로 진행되며, 소정의 범위에 포함되어 있지 않으면 단계 st6로 진행한다. 여기서, 레지스트막(102)의 막두께의 소정의 범위라는 것은, 예를들어 지정 막두께의 ±2.5% 내지 5% 정도의 범위에 있다.Step st3dpt determines whether the film thickness of the resist
단계 st6에서는, 기판(101)의 레지스트막(102)을 불량으로 판단하여, 불량인 것으로 표시하는 경고를 한다. 이 경고는, 예를들면 경고음을 발생시키거나 소정의 표시를 나타내는 것으로 이루어질 수 있다.In step st6, the resist
단계 st4는, 단계 st2에서 산출되는 레지스트막(102)의 막두께에 기초하여 노광용 광속(R)의 광량의 보정을 결정한다. Step st4 determines the correction of the amount of light of the light flux R for exposure based on the film thickness of the resist
단계 st5에서는, 단계 st4에서 결정된 보정치에 따라 노광량도즈(dose)량의 보정을 수행하는 한편, 인접하는 막두께 측정구간의 묘화를 행하는 동시에 단계 st1을 수행한다. In step st5, the exposure dose dose is corrected according to the correction value determined in step st4, while drawing of the adjacent film thickness measurement section is performed and step st1 is performed.
이와 같이, 이 레이저 묘화장치에서는, 묘화를 행하지 않은 막두께 측정구간에서의 레지스트막(102)의 막두께 측정과, 이 막두께 측정의 결과에 기초하여 노광량의 보정이 이루어진 묘화를 반복함으로써, 순서대로 소정의 묘화 패턴의 묘화를 수행하게 된다. As described above, in this laser drawing apparatus, the film thickness measurement of the resist
라스터 스캔 방식에서는, 상술한 바와 같이 노광용 광속(R)의 Y방향 주사단위의 주사와 X방향 송신단위의 이동이 반복하여 이루어지는 경우에는, Y방향 주사단위에 정수개의 막두께 측정구간을 포함하도록 설정함이 실용상 바람직하다. 싱글 패스 방식에서는, Y방향 주사단위에서의 오버랩부를 제외한 구간에, 정수개의 막두께 측정구간을 포함하도록 설정함이 바람직하다. In the raster scanning method, when the scanning of the Y-direction scanning unit and the movement of the X-direction transmission unit of the exposure light beam R are repeatedly performed as described above, the Y-direction scanning unit includes an integer number of film thickness measurement sections. Setting is preferable practically. In the single pass method, it is preferable to set so as to include an integer number of film thickness measurement sections in the section excluding the overlap portion in the Y-direction scanning unit.
이 경우, 각 예에 따른 최초의 Y방향 주사단위에 있어서는, 막두께를 측정하느 것만으로는 노광 보정이 이루어지지 않고, 다음 구간으로부터 노광보정을 행하게 된다. 또한, Y방향 주사단위 또는 그 오버랩부를 제외한 구간에, 2개 이상의 막두께 측정 구간을 포함하도록 설정하는 경우에는, 각 Y방향 주사단위의 최초의 구간에 있어서는, 이전의 Y방향 주사단위의 막두께 측정 결과를 이용하여 노광보정을 행하게 된다. In this case, in the first Y-direction scanning unit according to each example, exposure compensation is not performed only by measuring the film thickness, and exposure compensation is performed from the next section. In addition, when setting so that two or more film thickness measurement sections may be included in the area | region except the Y-direction scanning unit or the overlap part, in the first section of each Y-direction scanning unit, the film thickness of the previous Y-direction scanning unit Exposure compensation is performed using the measurement results.
또한, 막두께 측정구간의 X방향의 길이에 대해서는, 노광용 광속(R)의 빔 직 경에 상당하는 X방향 송신단위와 동일하도록 하는 것이 실용상 바람직하다. 또한, Y방향 주사단위 또는 그 오버랩부를 제외한 구간에, 1개의 막두께 측정구간을 포함하도록 설정하는 경우에 있어서는, 2개 이상의 X방향 송신단위를 막두께 측정구간으로 하여도 좋다.In addition, it is preferable practically to make the length of the X direction of a film thickness measurement area the same as the X direction transmission unit corresponded to the beam diameter of the light beam R for exposure. In addition, when setting so that one film thickness measurement section may be included in the area | region except the Y direction scanning unit or the overlap part, two or more X direction transmission units may be used as a film thickness measurement period.
상기 방법은, 인접한 구간의 막두께 측정결과를 반영하여 노광 보정을 수행하는 것인데, 레지스트막은 통상 미시적인 정도로 막두께가 변동하지 않고, 면 내에서의 거시적인 경향을 가지고 변동하므로, 충분한 효과를 얻을 수가 있다. The above method is to perform exposure compensation by reflecting the result of the measurement of the film thickness in the adjacent section. Since the film thickness does not fluctuate normally to a microscopic degree and fluctuates with the macroscopic tendency in the plane, sufficient effect is obtained. There is a number.
[레이저 묘화장치의 제2 실시형태]Second Embodiment of Laser Drawing Apparatus
그리고, 본 발명에 따른 레이저 묘화장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 묘화헤드(1)와는 별개로, 노광대상물이 되는 기판(101)에 막두께 측정용 광속(M)을 조사하는 광학헤드(25)를 설치하여 구성하여도 좋다. In the laser drawing apparatus according to the present invention, as shown in FIG. 5, the optical head irradiates the light flux M for measuring the film thickness to the
이 경우 이 레이저 묘화장치는, 도 6에 도시된 바와 같이 묘화헤드(1)와, 막두께 측정용 광속(M)을 조사하는 광학헤드(25)를 구비하고, 주사수단이 되는 편향소자(5) 및 이동스테이지(6)는, 기판(101) 상에서의 노광용 광속(R) 및 막두께 측정용 광속(R) 및 막두께 측정용 광속(M)의 조사단위를 이동시키게 된다. 즉, 광원(3)으로부터 발생된 노광용 광속(R)은 변조소자(4)에 입사되고, 이 변조소자(4)에 의해 강도변조된다. 이 변조소자(4)는, 변조드라이브(10)에 의해 구동됨으로써,투과하는 노광용 광속(R)의 강도를 변조한다. 이 변조드라이브(10)에는, 데이터 입력장치(11), 데이터 처리장치(12), 메모리(13) 및 데이터 독출장치(14)를 통해서 데이터가 공급된다. In this case, this laser drawing apparatus is provided with the drawing
그리고, 변조소자(4)에 의해 강도변조된 노광용 강속(R)은, 편향소자(5)의 노광용 광속(R)용의 편향소자(도시하지 않음)에 입사되고, 이 노광용 광속(R)용 편향소자를 투과함으로써 출사방향을 편향시킨다. 이 막두께 측정용 광속(M)용 편향소자는, 노광용 광속(R)용 편향소자와 동시에, 막두께 측정용 광속(M)과 노광용 광속(R)과의 사이의 일정 거리를 유지하면서 편향시킨다. Then, the intensity of light exposure R modulated by the
그리고, 광학 헤드(25)로부터 발생된 막두께 측정용 광속(M)은, 편향소자(5)의 막두께 측정용 광속(M)용의 편향소자(도시되지 않음)에 입사되고, 이 막두께 측정용 광속(M)용 편향소자를 투과함으로써 출사방향을 편향시킨다. 이 막두께 측정용 광속(M)용 편향소자는, 노광용 광속(R)용 편향소자와 동시에, 막두께 측정용 광속(M)과 노광용 광속(R)의 사이에 일정 거리를 유지하면서 편향된다. Then, the film thickness measurement light beam M generated from the
편향소자(5)에 의해 출사방향을 편향시킨 노광용 광속(R) 및 막두께 측정용 광속(M)은, 출사렌즈(2)에 입사되어 기판(101)상의 레지스트막(102)에 집광되어 조사된다. 이같이 기판(101)상에 조사된 노광용 광속(R)은, 일정 주기로 편향되어짐과 동시에, 기판(101) 상에 묘화된 패턴에 대응하여 강도변조된 것이다. The exposure light beam R and the film thickness measurement light beam M, which are deflected by the
그리고, XY컨트롤러(18)는 서보기구(19,20,21,22)를 통해, 이동스테이지(6)를 구동시키고, 도 6의 화살표X 및 화살표Y로 표시하여, 기판(101)을 소정의 주기로 수평방향으로 이동조작함으로써, 이 기판(101)과 묘화헤드(1) 및 광학헤드((25)를 상대적으로 이동시킨다. Then, the
이 레이저 묘화장치에서는, 제1의 실시형태와 동등한 래스터 스캔 묘화방법을 이용하며, 기판(101)상에는, 예를들어 매분 300㎟ 내지 1500㎟ 정도의 속도로, 데이터 입력장치(11)에 입력된 소정의 패턴의 묘화를 수행하게 된다. In this laser drawing apparatus, a raster scan drawing method similar to that of the first embodiment is used, and on the
그리고, 이 레이저 묘화장치는, 노광대상물인 기판(101)으로부터의 막두께 측정용 광속(M)의 반사 광속에 기초하여 레지스트막의 막두께를 측정하는 막두께 측정수단을 구비한다. 즉, 기판(101)으로부터의 막두께 측정용 광속(M)의 반사 광속은, 출사렌즈(2) 및 편향소자(5)를 통해서 막두께 측정수단이 되는 막두께측정회로(24)에 입사된다. 이 막두께측정회로(24)는, 입사하는 반대 광량을 검출하여, 이 검출결과에 기초하여 레지스트막(102)의 막두께를 산출한다. And this laser drawing apparatus is equipped with the film thickness measuring means which measures the film thickness of a resist film based on the reflection light beam of the film thickness measurement light beam M from the board |
기판(101)으로부터의 막두께 측정용 광속(M)의 반사 광량은, 레지스트막(102)의 표면으로부터 반사광과 레지스트막(102)의 표면즉, 기판(101)의 표면으로부터의 반사광과의 간섭에 의해 변동한다. 즉, 기판(101)으로부터의 막두께 측정용 광속(M)의 반사 광량치는, 레지스트막(102)의 막두께의 함수가 되므로,이러한 반사 광량치와 막두께 간에 관계를 미리 특정하여 두면, 반사광량의 검출결과로부터 레지스트막(102)의 막두께를 알 수 있는 것이다. The reflected light amount of the light flux M for measuring the film thickness from the
그리고, 막두께측정회로(24)에 의해 검출된 레지스트막(102)의 막두께치는 변조드라이브(10)에 전달된다. 이 변조드라이브(10)느, 레지스트막(102)의 막두께치에 기초하여 변조소자(4)에 의한 변조량을 보정한다. 즉, 변조소자(4)는, 미리 설정된 묘화패턴과, 막두께측정회로(24)에 의한 측정결과에 기초하여 노광용 광속(R)의 강도를 변조시키게 된다. The film thickness value of the resist
이 레이저 묘화장치에서는, 막두께 측정용 광속(M)은, 기판(101)상에 있어서 노광용 광속(R)에 선행하여 주사되도록 되어 있다. 즉, 기판(101) 상에 있어서는, 막두께 측정용 광속(M)이 조사되는 위치에, 그후 노광용 광속(R)이 조사된다. 따라서, 노광용 광속(R)은, 이미 막두께 측정용 광속(M)이 조사된 레지스트막(102)의 막두께가 측정된 개소에, 이 측정결과에 기초하여 강도의 보정이 이루어지면서 조사된다. In this laser drawing apparatus, the light flux M for measuring film thickness is scanned on the
또한, 이 막두께 측정용 광속(M)에서는, 레지스트에 감광되지 않는 파장의 고레이저(례로서, 파장 500㎚ 이상)이 이용된다. In addition, in this film thickness measuring light flux M, a high laser (for example, wavelength 500 nm or more) of the wavelength which is not exposed to a resist is used.
그리고, 기판(101) 상에서의 노광용 광속(R)의 조사위치와, 기판(101) 상에서의 막두께 측정용 광속(M)의 조사위치 간에 간격은 10㎜이하로 함이 바람직하다. 이는, 막두께 측정용 광속(M)의 조사에 의해 측정된 레지스트막(102)의 막두께또는 이 막두께에 기초한 노광용 광속(R)에 있어서의 보정치는, 당해 측정이 이루어진 개소에 노광용 광속(R)이 조사되기까지의 간격, 기억되어야 하지만, 노광용 광속(R) 및 막두께 측정용 광속(M)위 조사위치 간의 간격을 좁게 함으로써, 노광용 광속(R)이 조사되기까지 기억되어 야만 하는 데이터량을 적게 할 수 있기 때문이다. The interval between the irradiation position of the light flux R for exposure on the
또한, 이 레이저 묘화장치에서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 막두께 측정용 광속(M)을 기판(101)에 대하여 약 45°의 입사각으로 입사하고, 이 막두께 측정용 광속(M)의 기판(101)으로부터 약 45°의 출사각으로 출사되어진 반대 광속이, 막두께측정회로(24)에 대하여 직접 입사되는 구성으로 하여도 좋다. In this laser drawing apparatus, as shown in Fig. 5, the film thickness measuring light beam M is incident on the
또한, 막두께측정회로(24)에 의한 레지스트막(102)의 막두께 측정은, 기판(101)에서의 소정의 묘화패턴의 묘화를 행하지 않는 막두께 측정구간 간에 이루어져도 좋다. 이 경우에는, 이 레이저 묘화장치에서는, 도 7의 플로우챠트에 도시된 바와 같이, 우선 단계 st11에서 기판(101)의 막두께 측정구간에서, 막두께 측정용 광속(M)의 반대 광속의 광량을 검출한다. 이 막두께 측정구간은, 예들들어 10㎛ 정도의 구간에 있다. In addition, the film thickness measurement of the resist
그리고, 단계 st12에서는, 검출된 반대 광속의 광량에 기초하여 레지스트막(102)의 막두께의 산출이 이루어지고, 그 평균치를 산출하며, 그 산출결과를 기억해 둔다.In step st12, the film thickness of the resist
단계 st 13에서는, 단계 st12에서 산출되어진 레지스트막(102)의 막두께에 대해, 소정의 범위에 포함되어 있는지를 판별하고, 소정의 범위에 포함되어 있으면단계 st14로 진행하며, 소정의 범위에 포함되어 있지 않으면 단계 st16으로 진행된다. 이로써, 레지스트막(102)의 막두께의 소정의 범위는, 예를들면 지정 막 두께의 ±2.5% 내지 ±5% 정도의 범위에 있다. In
단계 st16에서는, 기판(101)의 레지스트막(102)을 불량한 것으로 판단하면 불량임을 나타내는 경고를 한다. 이 경고는, 예를들면 결고음을 발하거나 소정의 표시를 함으로써 이루어진다. In step st16, if it is determined that the resist
단계 st14에서는, 단계 st12에서 산출된 레지스트막(102)의 막두께에 기초하여 노광용 광속(R)의 광량의 보정치를 결정한다.In step st14, the correction value of the amount of light of the light flux R for exposure is determined based on the film thickness of the resist
단계 st15에서는, 단계 st14에서 결정된 보정치에 기초하여 노광량도즈(dose)량의 보정을 행하면서, 묘화를 행하는 동시에 이 구간에서 단계 st11을 수행한다. In step st15, the exposure amount dose is corrected based on the correction value determined in step st14, drawing is performed, and step st11 is performed in this section.
이와 같이, 본 레이저 묘화장치에서는 묘화가 진행되지 않은 막두께 측정구 간에서의 레지스트막(102)의 막두께 측정과, 이 막두께 측정 결과에 기초하여 노광량의 보정을 수행한 묘화를 반복함으로써, 순서적으로 소정의 묘화패턴의 묘화를 진행하게 된다. As described above, in the present laser drawing apparatus, the film thickness measurement of the resist
또한, 래스터 스캔 방식에서는, 상술한 바와 같이, 노광용 광속(R)의 Y방향 주사단위의 주사와 X방향 송신단위의 이동을 반복하면서 수행하는 경우, Y방향 주사단위에, 정수개의 막두께 측정구간을 포함하도록 설정하는 것이 실용상 바람직하며, 싱글 패스 방식의 경우는, Y방향 주사단위에서의 오버랩부를 제외한 구간에, 정수개의 막두께 측정구간을 포함하도록 설정하는 것이 더욱 바람직하다. In addition, in the raster scanning method, as described above, when performing the scanning of the Y-direction scanning unit of the exposure light beam R and the movement of the X-direction transmission unit repeatedly, an integer number of film thickness measurement sections are performed in the Y-direction scanning unit. It is preferable to set so as to include. In the case of the single pass method, it is more preferable to set so as to include an integer number of film thickness measurement sections in the section excluding the overlap portion in the Y-direction scanning unit.
또한, 막두께 측정구간의 X방향의 길이에 있어서는, 노광용 광속(R)의 빔 지름에 상당하는 X방향 송신단위와 같게 하는 것이 실용상 바람직하다. 또한, Y방향 주사단위, 또는 그 오버랩부를 제외한 구간에, 1개의 막두께 측정구간을 포함하도록 설정하는 경우에는, 2개 이상의 X방향 송신단위를 막두께 측정구간으로 하여도 좋다. In the X-direction length of the film thickness measurement section, it is preferable to make it the same as the X-direction transmission unit corresponding to the beam diameter of the light beam R for exposure. In addition, when setting so that one film thickness measurement section may be included in the Y direction scanning unit or the area | region except the overlap part, two or more X direction transmission units may be used as a film thickness measurement period.
이 방법에 있어서는, 편향소자(5)는 노광용 광속(R)과 막두께 측정용 광속(M)이 각각 적어도 Y방향 주사단위를 주사하도록 설정된다. In this method, the
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 따른 레이저 묘화장치에 있어서는, 표면부에 레지스트막이 형성된 노광대상물에 대하여 묘화헤드에 의해 조사되는 노광용 광속의 강도를 변조시키는 변조수단은, 미리 설정된 묘화패턴 및 노광대상물로부터의 노광용 광속의 반대 광속에 기초하여 레지스트막의 막두께를 측정하는 막두께 측정수단에 의한 측정결과에 기초하여 노광용 광속의 강도를 변조시키기 때문에, 더미 기판을 이용하지 않고서도 노광용 광속에 기초하여 실시간에 레지스트막의 막두께가 측정됨과 동시에 노광용 광속에 의해 묘화가 수행된다. In the laser drawing apparatus according to the present invention having such a configuration, the modulating means for modulating the intensity of the light beam for exposure irradiated by the drawing head with respect to the exposed object having the resist film formed on the surface portion is a preset drawing pattern and the exposed object. Since the intensity of the exposure light beam is modulated on the basis of the measurement result by the film thickness measuring means for measuring the film thickness of the resist film based on the light beam opposite to the light beam for exposure, the light beam is used in real time based on the light beam for exposure without using a dummy substrate. The film thickness of the resist film is measured and drawing is performed by the light beam for exposure.
따라서, 이 레이저 묘화장치에 있어서는, 묘화전에 막두께 측정작업을 할 필요가 없어, 묘화작업에 요하는 시간을 단축시킬 수 있게 된다. 또한, 이 레이저 묘화장치에 있어서는, 노광용 광속을 사용하여 레지스트막의 막두께를 측정하기 때문에, 별개의 레이저 광원을 탑재할 필요가 없어, 구조를 간소화할 수 있게 된다. Therefore, in this laser drawing apparatus, it is not necessary to perform the film thickness measurement work before drawing, and the time required for drawing work can be shortened. Moreover, in this laser drawing apparatus, since the film thickness of a resist film is measured using the light beam for exposure, it is not necessary to mount a separate laser light source, and structure can be simplified.
또한, 본 발명에 따른 레이저 묘화장치에 있어서는, 표면부에 레지스트막이 형성된 노광대상물에 대하여 묘화헤드에 의해 조사되는 노광용 광속의 강도를 변조시키는 변조수단은, 미리 설정된 묘화패턴 및 노광대상물로부터의 막두께 측정용 광속의 반대 광속에 기초하여 레지스트막의 막두께를 측정하는 막두께 측정수단에 의한 측정결과에 기초하여 노광용 광속의 강도를 변조하기 때문에, 더미 기판을 이용하지 않고서도 노광용 광속에 기초하여 실시간에 레지스트막의 막두께가 측정됨과 동시에, 노광용 광속에 의해 묘화를 수행한다. Moreover, in the laser drawing apparatus which concerns on this invention, the modulation means which modulates the intensity | strength of the exposure light beam irradiated by the drawing head with respect to the exposure object in which the resist film was formed in the surface part is a preset drawing pattern and the film thickness from an exposure object. Since the intensity of the exposure light beam is modulated on the basis of the measurement result by the film thickness measuring means for measuring the film thickness of the resist film based on the light beam opposite to the measurement light beam, in real time based on the light beam for exposure without using a dummy substrate. The film thickness of the resist film is measured and drawing is performed by the light beam for exposure.
따라서, 이 레이저 묘화장치에 있어서는, 묘화 전에 막두께 측정작업을 할 필요가 없어, 묘화작업에 요하는 시간을 단축시킬 수 있게 된다. Therefore, in this laser drawing apparatus, it is not necessary to perform the film thickness measurement work before drawing, and the time required for the drawing work can be shortened.
또한, 이 레이저 묘화장치에 있어서, 노광대상물에서의 노광용 광속의 조사위치와 노광대상물 상에서의 막두께 측정용 광속의 조사위치 간의 간격을 10㎜ 이하로 함으로써, 노광용 광속에 의한 묘화가 행해지는 개소에 대한 정확한 레지스트막의 막두께 측정을 수행할 수 있다. Moreover, in this laser drawing apparatus, the distance between the irradiation position of the exposure light beam in an exposure object and the irradiation position of the film thickness measurement light beam on an exposure object is made into 10 mm or less, and it places in the place where the drawing by the exposure light beam is performed. Accurate film thickness measurement of the resist film can be performed.
즉, 본 발명은 레지스트막(감광성수지막)이 표면부에 형성된 노광대상물이 대형 포토마스크 등과 같이 대형일 경우에 있어서도, 생산성이 저하되는 일 없으며, 또한 미소영역에서의 레지스트막의 막두께 변동에 대해서도 최적의 노광량이 설정되어, 미세한 패턴을 포함하는 묘화패턴에 대해서도 레지스트막의 막두께 변화에 영향을 받지 않아 양호한 묘화패턴의 묘화를 수행할 수 있는 레이저 묘화장치를 제공할 수 있는 것이다. That is, the present invention does not reduce the productivity even when the exposure target formed on the surface of the resist film (photosensitive resin film) is large, such as a large photomask, and also the variation in the film thickness of the resist film in the minute region. It is possible to provide a laser drawing apparatus in which an optimal exposure dose is set, and even a drawing pattern including a fine pattern is not affected by the change in the film thickness of the resist film and can perform a good drawing pattern.
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
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Payment date: 20121114 Year of fee payment: 7 |
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FPAY | Annual fee payment |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |