KR20200033723A - Drawing apparatus and drawing method - Google Patents

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Abstract

A drawing head (31) of a drawing device has a light source (32), a light modulation device (341), and a projection optical system (35). Light from the light source (32) is introduced to the light modulation device (341). The projection optical system (35) induces light modulated by the light modulation device (341) to a stage (21). The projection optical system (35) includes an objective lens group (352), a focus lens group (351), and a focus adjustment mechanism (353). The focus adjustment mechanism (353) adjusts the focus position of the drawing head (31) by changing a position on the optical axis of the focus lens group (351). A head control unit controls the focus adjustment mechanism (353) based on a pressure around the drawing head (31) measured by a pressure sensor. Accordingly, the offset of the focus position of the drawing head (31) resulting from pressure fluctuation around the drawing head (31) can be corrected.

Description

묘화 장치 및 묘화 방법{DRAWING APPARATUS AND DRAWING METHOD}Drawing device and drawing method {DRAWING APPARATUS AND DRAWING METHOD}

본 발명은, 기판에 광을 조사하여 패턴의 묘화를 실시하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a technique for irradiating light onto a substrate to perform pattern drawing.

종래, 변조된 광을 스테이지 상의 대상물에 조사하여, 당해 광의 조사 영역을 대상물 상에서 주사함으로써 패턴을 묘화하는 직접 묘화 장치가 알려져 있다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2014-197136호 (문헌 1)).Conventionally, a direct drawing device is known in which a pattern is drawn by irradiating a modulated light onto an object on a stage and scanning the irradiation area of the light on the object (for example, JP 2014-197136 A (Document 1)). .

문헌 1 의 직접 묘화 장치에서는, 묘화 헤드를 지지하는 가교 구조나 얼라인먼트용 카메라를 지지하는 가교 구조가 장치 자체의 열에 의해 변형되면, 묘화 헤드에 의한 기판 상의 묘화 위치와, 얼라인먼트용 카메라의 시야 위치의 위치 관계가 흐트러진다. 그래서, 묘화 위치ㆍ시야 위치 간의 온도 의존성의 위치 어긋남을, 온도차에 대응하는 위치 어긋남량에 기초하여 보정함으로써, 묘화 정밀도의 저하가 억제된다.In the direct drawing device of document 1, when the crosslinking structure supporting the drawing head or the crosslinking structure supporting the alignment camera is deformed by the heat of the device itself, the drawing position on the substrate by the drawing head and the viewing position of the alignment camera The positional relationship is disturbed. Thus, by correcting the positional shift of the temperature dependence between the drawing position and the field of view based on the amount of positional shift corresponding to the temperature difference, a decrease in rendering accuracy is suppressed.

한편, 일본 공개특허공보 2013-210440호 (문헌 2) 에서는, 마스크에 형성된 패턴을 투영 렌즈로 워크에 투영하여 노광하는 투영 노광 장치가 개시되어 있다. 당해 투영 노광 장치에서는, 마스크에 형성된 얼라인먼트 마크를 촬상함으로써, 온도의 차이에 의한 투영 렌즈의 묘화 위치의 변화를 측정하고, 당해 변화를 노광 패턴의 패터닝 위치에 반영시켜 노광이 실시된다.On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-210440 (Document 2) discloses a projection exposure apparatus that exposes a pattern formed on a mask by projecting it onto a workpiece with a projection lens. In the projection exposure apparatus, the imaging of the alignment mark formed on the mask is measured to measure the change in the position of the projection lens due to the difference in temperature, and the exposure is performed by reflecting the change in the patterning position of the exposure pattern.

또, 일본 공개특허공보 2002-195913호 (문헌 3) 에는, 반도체 소자의 회로 패턴이 형성된 레티클을 사용하여, 스텝ㆍ앤드ㆍ리피트 방식에 의해, 회로 패턴의 이미지를 웨이퍼에 전사하는 노광 장치가 개시되어 있다. 당해 노광 장치에서는, 온도나 기압 등의 환경 변화에 의한 투영 광학계의 결상 특성의 변화를, 특정 패턴을 투영면에 조사했을 때의 이미지의 위치의 변화로부터 검출하고, 투영 광학계의 결상 특성을 변화시켜 최적의 상태로 제어한다. 이미지의 위치 변화의 검출은, 투영면을 관찰할 수 있는 카메라에 의해 취득된 화상을 해석함으로써 실시된다.In addition, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-195913 (Document 3) discloses an exposure apparatus that transfers an image of a circuit pattern onto a wafer by a step-and-repeat method using a reticle in which a circuit pattern of a semiconductor element is formed. It is done. In the exposure apparatus, changes in imaging characteristics of the projection optical system due to environmental changes such as temperature and air pressure are detected from changes in the position of the image when a specific pattern is irradiated on the projection surface, and imaging characteristics of the projection optical system are changed to optimize It is controlled by the state. The detection of an image position change is performed by analyzing an image acquired by a camera capable of observing the projection surface.

그런데, 프린트 기판에 회로 패턴을 직접 묘화하는 장치에서는, 회로 패턴의 미세화에 따라, 묘화의 고정세화가 요구되고 있다. 이 때문에, 클린룸 내에서 발생할 정도의 비교적 작은 온도 변동 및 압력 변동에서 기인하는 초점 거리의 변화라 하더라도, 묘화 정밀도에 큰 영향을 미칠 우려가 있다. 장치 내에, 투영 광학계의 경통을 덮는 내측 커버를 장착하여 경통 주위의 공간을 외부와 차단하고, 온도 조절기에 의해 온도 변동을 저감시키는 방법이 알려져 있지만, 투영 광학계 전체의 온도를 균일한 상태로 유지하는 것은 용이하지는 않다. 또, 당해 방법으로는, 압력 변동에서 기인하는 초점 거리의 변화를 저감시킬 수는 없다.By the way, in an apparatus for directly drawing a circuit pattern on a printed board, in accordance with the miniaturization of the circuit pattern, high definition of drawing is required. For this reason, even a relatively small temperature fluctuation and a change in the focal length resulting from a pressure fluctuation in the clean room may have a significant influence on the imaging accuracy. In the device, a method is known in which an inner cover covering the barrel of the projection optical system is installed to block the space around the barrel from the outside, and to reduce the temperature fluctuation by a temperature controller, but maintaining the temperature of the entire projection optical system in a uniform state It is not easy. In addition, the method cannot reduce the change in the focal length resulting from pressure fluctuation.

본 발명은, 기판에 광을 조사하여 패턴의 묘화를 실시하는 묘화 장치에 관한 것으로, 압력 변동에 의한 초점 위치의 어긋남을 보정하는 것을 목적으로 하고 있다.The present invention relates to a drawing device that irradiates light onto a substrate to draw a pattern, and aims to correct a shift in focus position due to pressure fluctuation.

본 발명의 바람직한 일 형태에 관련된 묘화 장치는, 기판을 유지하는 스테이지와, 상기 기판에 변조된 광을 조사하는 묘화 헤드와, 상기 기판의 상면에 평행한 방향으로, 상기 스테이지를 상기 묘화 헤드에 대해 상대적으로 이동시키는 스테이지 이동 기구와, 상기 묘화 헤드 주위의 압력을 측정하는 압력 센서와, 상기 묘화 헤드를 제어하는 헤드 제어부를 구비한다. 상기 묘화 헤드는, 광원과, 상기 광원으로부터의 광이 유도되는 광변조 디바이스와, 상기 광변조 디바이스에서 변조된 광을 상기 스테이지로 유도하는 투영 광학계를 구비한다. 상기 투영 광학계는, 대물 렌즈군과, 초점 렌즈군과, 상기 초점 렌즈군의 광축 상에 있어서의 위치를 변경함으로써 상기 묘화 헤드의 초점 위치를 조절하는 초점 조절 기구를 구비한다. 상기 헤드 제어부는, 상기 압력 센서로부터의 출력에 기초하여 상기 초점 조절 기구를 제어한다. 본 발명에 의하면, 압력 변동에 의한 초점 위치의 어긋남을 보정할 수 있다.A drawing apparatus according to a preferred embodiment of the present invention includes a stage for holding a substrate, a drawing head for irradiating modulated light to the substrate, and the stage in a direction parallel to the upper surface of the substrate, relative to the drawing head. It includes a stage movement mechanism for relatively moving, a pressure sensor for measuring the pressure around the drawing head, and a head control unit for controlling the drawing head. The drawing head includes a light source, a light modulation device through which light from the light source is derived, and a projection optical system that guides light modulated by the light modulation device to the stage. The projection optical system includes an objective lens group, a focus lens group, and a focus adjustment mechanism that adjusts the focus position of the drawing head by changing the position on the optical axis of the focus lens group. The head control unit controls the focus adjustment mechanism based on the output from the pressure sensor. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the shift | offset | difference of the focus position by pressure fluctuation can be corrected.

바람직하게는, 상기 묘화 헤드는, 상기 투영 광학계의 온도를 측정하는 제 1 온도 센서를 추가로 구비한다. 상기 헤드 제어부에 의한 상기 초점 조절 기구의 제어는, 상기 제 1 온도 센서로부터의 출력에도 기초하여 실시된다.Preferably, the drawing head further includes a first temperature sensor that measures the temperature of the projection optical system. Control of the focus adjustment mechanism by the head control unit is also performed based on the output from the first temperature sensor.

바람직하게는, 상기 묘화 헤드는, 상기 스테이지 상의 상기 기판까지의 거리를 측정하는 거리 센서를 추가로 구비한다. 상기 스테이지 이동 기구에 의해 상기 스테이지를 상대 이동시켜 상기 묘화 헤드로부터의 광의 조사 영역을 상기 기판 상에서 주사함으로써 상기 기판에 대한 묘화가 실시되고 있는 동안에, 상기 거리 센서에 의한 상기 기판까지의 거리의 측정이 계속적으로 실시된다. 상기 헤드 제어부에 의한 상기 초점 조절 기구의 제어는, 상기 거리 센서로부터의 출력에도 기초하여 실시된다. 상기 기판에 대한 묘화가 실시되고 있는 동안에, 상기 헤드 제어부에 의한 상기 초점 조절 기구의 제어에 의해, 상기 묘화 헤드의 상기 초점 위치가 상기 기판의 상기 상면에 맞춰진다.Preferably, the drawing head further includes a distance sensor that measures a distance to the substrate on the stage. While the imaging is performed on the substrate by moving the stage relative to the stage by the stage moving mechanism and scanning the irradiation area of the light from the drawing head on the substrate, the distance sensor measures the distance to the substrate. It is carried out continuously. Control of the focus adjustment mechanism by the head control unit is also performed based on the output from the distance sensor. While the drawing of the substrate is being performed, the focus position of the drawing head is adjusted to the upper surface of the substrate by the control of the focus adjusting mechanism by the head control unit.

바람직하게는, 상기 묘화 헤드는, 상기 거리 센서의 온도를 측정하는 제 2 온도 센서를 추가로 구비한다. 상기 헤드 제어부에 의한 상기 초점 조절 기구의 제어는, 상기 제 2 온도 센서로부터의 출력에도 기초하여 실시된다.Preferably, the drawing head further includes a second temperature sensor that measures the temperature of the distance sensor. Control of the focus adjustment mechanism by the head control unit is also performed based on the output from the second temperature sensor.

바람직하게는, 상기 묘화 장치는, 상기 스테이지에 고정되는 지그와, 상기 지그 상에 있어서의 상기 묘화 헤드로부터의 광의 조사 영역을, 상기 지그 상에 미리 형성되어 있는 표식과 함께 촬상하는 촬상부와, 상기 촬상부에 의해 취득된 화상에 기초하여, 상기 묘화 헤드의 조사 위치의 설계 조사 위치로부터의 어긋남을 취득하는 화상 처리부를 추가로 구비한다. 상기 촬상부에 의한 상기 지그의 촬상이 실시될 때에, 상기 헤드 제어부에 의한 상기 초점 조절 기구의 제어에 의해, 상기 묘화 헤드의 상기 초점 위치가 상기 지그에 맞춰진다.Preferably, the drawing device includes: a jig fixed to the stage, and an imaging unit that captures an area of irradiation of light from the drawing head on the jig together with a mark formed in advance on the jig, On the basis of the image acquired by the imaging unit, an image processing unit that acquires a deviation from the design irradiation position of the irradiation position of the drawing head is further provided. When imaging of the jig by the imaging unit is performed, the focus position of the drawing head is adjusted to the jig by control of the focus adjustment mechanism by the head control unit.

바람직하게는, 상기 스테이지 이동 기구에 의해 상기 스테이지를 상대 이동시켜 상기 묘화 헤드로부터의 광의 조사 영역을 상기 기판 상에서 소정의 주사 방향으로 1 회만 주사함으로써, 상기 기판에 대한 묘화가 완료된다.Preferably, imaging of the substrate is completed by moving the stage relative to the stage by the stage moving mechanism to scan the light irradiation area from the drawing head only once in a predetermined scanning direction on the substrate.

바람직하게는, 상기 기판에 묘화되는 상기 패턴이 회로 패턴이다. 상기 회로 패턴의 L/S 의 라인은 7 ㎛ ∼ 9 ㎛ 이고, 스페이스는 11 ㎛ ∼ 13 ㎛ 이다.Preferably, the pattern drawn on the substrate is a circuit pattern. The L / S line of the circuit pattern is 7 µm to 9 µm, and the space is 11 µm to 13 µm.

바람직하게는, 상기 초점 렌즈군은, 상기 초점 조절 기구에 의해 상기 대물 렌즈군으로부터 독립적으로 이동한다.Preferably, the focus lens group is moved independently from the objective lens group by the focus adjustment mechanism.

본 발명은, 기판을 유지하는 스테이지와, 상기 기판에 변조된 광을 조사하는 묘화 헤드와, 상기 기판의 상면에 평행한 방향으로, 상기 스테이지를 상기 묘화 헤드에 대해 상대적으로 이동시키는 스테이지 이동 기구를 구비하는 묘화 장치에 의해, 기판에 광을 조사하여 패턴의 묘화를 실시하는 묘화 방법에 관한 것이기도 하다. 상기 묘화 헤드는, 광원과, 상기 광원으로부터의 광이 유도되는 광변조 디바이스와, 상기 광변조 디바이스에서 변조된 광을 상기 스테이지로 유도하는 투영 광학계를 구비한다. 상기 투영 광학계는, 대물 렌즈군과, 초점 렌즈군을 구비한다. 상기 묘화 방법은, a) 상기 묘화 헤드 주위의 압력을 측정하는 공정과, b) 상기 a) 공정에서 측정된 압력에 기초하여, 상기 초점 렌즈군의 광축 상에 있어서의 위치를 변경함으로써, 상기 묘화 헤드의 상기 초점 위치를 조절하는 공정을 구비한다. 본 발명에 의하면, 압력 변동에 의한 초점 위치의 어긋남을 보정할 수 있다.The present invention provides a stage for holding a substrate, a drawing head for irradiating modulated light to the substrate, and a stage moving mechanism for moving the stage relative to the drawing head in a direction parallel to the upper surface of the substrate. It also relates to a drawing method in which a pattern is drawn by irradiating light to a substrate by a drawing device provided. The drawing head includes a light source, a light modulation device through which light from the light source is derived, and a projection optical system that guides light modulated by the light modulation device to the stage. The projection optical system includes an objective lens group and a focus lens group. The drawing method comprises: a) measuring the pressure around the drawing head, and b) changing the position on the optical axis of the focus lens group based on the pressure measured in the step a). And a process of adjusting the focus position of the head. ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the shift | offset | difference of the focus position by pressure fluctuation can be corrected.

바람직하게는, 상기 묘화 방법은, c) 상기 투영 광학계의 온도를 측정하는 공정을 추가로 구비한다. 상기 b) 공정에 있어서의 상기 묘화 헤드의 상기 초점 위치의 조절은, 상기 c) 공정에서 측정된 온도에도 기초하여 실시된다.Preferably, the drawing method further comprises a step of c) measuring the temperature of the projection optical system. The adjustment of the focal position of the drawing head in the step b) is performed based on the temperature measured in the step c).

바람직하게는, 상기 묘화 방법은, d) 상기 b) 공정에 있어서 상기 묘화 헤드의 상기 초점 위치가 상기 기판의 상기 상면에 맞춰진 후, 상기 스테이지 이동 기구에 의해 상기 스테이지를 상대 이동시켜 상기 묘화 헤드로부터의 광의 조사 영역을 상기 기판 상에서 주사함으로써 상기 기판에 대한 묘화를 실시하는 공정과, e) 상기 d) 공정과 병행하여, 상기 묘화 헤드로부터 상기 스테이지 상의 상기 기판까지의 거리를 계속적으로 측정하는 공정과, f) 상기 d) 공정과 병행하여, 상기 e) 공정에서 측정된 거리에 기초하여 상기 초점 렌즈군의 광축 상에 있어서의 위치를 변경함으로써, 상기 묘화 헤드의 상기 초점 위치를 상기 기판의 상기 상면에 계속적으로 맞추는 공정을 추가로 구비한다.Preferably, in the drawing method, d) in the step b), after the focal position of the drawing head is aligned with the upper surface of the substrate, the stage is moved relative to the stage by the stage moving mechanism to move from the drawing head. A step of drawing on the substrate by scanning an irradiation region of light on the substrate, and e) a step of continuously measuring a distance from the drawing head to the substrate on the stage in parallel with the step d). , f) in parallel with the step d), by changing the position on the optical axis of the focus lens group based on the distance measured in the step e), the focus position of the drawing head is the upper surface of the substrate It is further provided with a process for continuously matching to.

바람직하게는, 상기 묘화 방법은, g) 상기 e) 공정에서 상기 기판까지의 거리의 측정에 이용되는 거리 센서의 온도를 측정하는 공정을 추가로 구비한다. 상기 b) 공정에 있어서의 상기 묘화 헤드의 상기 초점 위치의 조절은, 상기 g) 공정에서 측정된 온도에도 기초하여 실시된다.Preferably, the drawing method further comprises a step of measuring the temperature of the distance sensor used for measuring the distance from the step e) to the substrate in step e). The adjustment of the focal position of the drawing head in step b) is performed based on the temperature measured in step g).

바람직하게는, 상기 묘화 장치는, 상기 스테이지에 고정되는 지그와, 상기 지그를 촬상하는 촬상부를 추가로 구비한다. 상기 묘화 방법은, h) 상기 b) 공정에 있어서 상기 묘화 헤드의 상기 초점 위치가 상기 지그에 맞춰진 후, 상기 지그 상에 있어서의 상기 묘화 헤드로부터의 광의 조사 영역을, 상기 지그 상에 미리 형성되어 있는 표식과 함께 촬상하는 공정과, i) 상기 h) 공정에서 취득된 화상에 기초하여, 상기 묘화 헤드의 조사 위치의 설계 조사 위치로부터의 어긋남을 취득하는 공정을 추가로 구비한다.Preferably, the drawing device further includes a jig fixed to the stage, and an imaging unit for imaging the jig. In the drawing method, h) in the step b), after the focal position of the drawing head is aligned with the jig, an irradiation area of light from the drawing head on the jig is previously formed on the jig. A step of imaging together with the marker, and i) a step of acquiring a deviation from the design irradiation position of the irradiation position of the drawing head based on the image obtained in the step h) is further provided.

바람직하게는, 상기 스테이지 이동 기구에 의해 상기 스테이지를 상대 이동시켜 상기 묘화 헤드로부터의 광의 조사 영역을 상기 기판 상에서 소정의 주사 방향으로 1 회만 주사함으로써, 상기 기판에 대한 묘화가 완료된다.Preferably, imaging of the substrate is completed by moving the stage relative to the stage by the stage moving mechanism to scan the light irradiation area from the drawing head only once in a predetermined scanning direction on the substrate.

바람직하게는, 상기 기판에 묘화되는 상기 패턴이 회로 패턴이고, 상기 회로 패턴의 L/S 의 라인은 7 ㎛ ∼ 9 ㎛ 이고, 스페이스는 11 ㎛ ∼ 13 ㎛ 이다.Preferably, the pattern drawn on the substrate is a circuit pattern, the L / S line of the circuit pattern is 7 µm to 9 µm, and the space is 11 µm to 13 µm.

바람직하게는, 상기 b) 공정에 있어서, 상기 초점 렌즈군은 상기 대물 렌즈군으로부터 독립적으로 이동한다.Preferably, in the step b), the focus lens group moves independently from the objective lens group.

상기 서술한 목적 및 다른 목적, 특징, 양태 및 이점은, 첨부한 도면을 참조하여 이하에 실시하는 이 발명의 상세한 설명에 의해 분명해진다.The above-mentioned objects and other objects, features, aspects, and advantages will be clarified by the detailed description of the present invention which will be given below with reference to the accompanying drawings.

도 1 은 일 실시형태에 관련된 묘화 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2 는 제어부가 구비하는 컴퓨터의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3 은 제어부의 기능을 나타내는 블록도이다.
도 4 는 묘화 헤드를 나타내는 측면도이다.
도 5 는 스테이지의 단부 (端部) 근방을 나타내는 측면도이다.
도 6 은 오토포커스 기구의 조정의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 7 은 기판에 대한 묘화의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 8 은 캘리브레이션 패턴을 나타내는 도면이다.
도 9 는 헤드 캘리브레이션의 흐름을 나타내는 도면이다.
1 is a perspective view showing a configuration of a drawing device according to an embodiment.
2 is a view showing a configuration of a computer provided in the control unit.
3 is a block diagram showing the function of the control unit.
4 is a side view showing the drawing head.
5 is a side view showing the vicinity of an end of the stage.
It is a figure which shows the flow of adjustment of an autofocus mechanism.
It is a figure which shows the flow of drawing to a board | substrate.
8 is a diagram showing a calibration pattern.
9 is a view showing the flow of the head calibration.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 묘화 장치 (1) 의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 1 에서는, 서로 직교하는 3 개의 방향을 X 방향, Y 방향 및 Z 방향으로 하여 화살표로 나타내고 있다 (다른 도면에서도 마찬가지). 도 1 에 나타내는 예에서는, X 방향 및 Y 방향은 수평 방향이고, Z 방향은 연직 방향이다.1 is a perspective view showing a configuration of a drawing device 1 according to an embodiment of the present invention. In Fig. 1, three directions orthogonal to each other are indicated by arrows in the X direction, the Y direction, and the Z direction (as in other drawings). In the example shown in FIG. 1, the X direction and the Y direction are horizontal directions, and the Z direction is a vertical direction.

묘화 장치 (1) 는, 공간 변조된 대략 빔상의 광을 기판 (9) 상의 감광 재료에 조사하고, 당해 광의 조사 영역을 대상물 상에서 주사함으로써 패턴의 묘화를 실시하는 직접 묘화 장치 (이른바 직묘 장치) 이다. 기판 (9) 은, 예를 들어, 가요성을 갖는 프린트 배선 기판이다. 기판 (9) 에서는, 구리층 상에 감광 재료에 의해 형성된 레지스트막이 형성된다. 묘화 장치 (1) 에서는, 기판 (9) 의 레지스트막에 회로 패턴이 묘화된다. 당해 회로 패턴에서는, 예를 들어, L/S 의 라인 (즉, 패턴 폭) 은 7 ㎛ ∼ 9 ㎛ 이고, L/S 의 스페이스 (즉, 패턴 사이의 간극 폭) 는 11 ㎛ ∼ 13 ㎛ 이다.The drawing device 1 is a direct drawing device (so-called drawing device) that performs pattern drawing by irradiating a space-modulated, substantially beam-shaped light onto a photosensitive material on the substrate 9 and scanning the irradiation area of the light on an object. . The substrate 9 is, for example, a flexible printed wiring board. In the substrate 9, a resist film formed of a photosensitive material is formed on the copper layer. In the drawing device 1, a circuit pattern is drawn on the resist film of the substrate 9. In the circuit pattern, for example, the line of L / S (that is, the pattern width) is 7 µm to 9 µm, and the space of L / S (that is, the gap width between patterns) is 11 µm to 13 µm.

묘화 장치 (1) 는, 도시가 생략된 클린룸 내에 배치된다. 클린룸의 내부 공간은, 소정의 온도가 되도록 온도 조절 설비에 의해 조절되고 있다. 묘화 장치 (1) 는, 스테이지 (21) 와, 스테이지 이동 기구 (22) 와, 스테이지 승강 기구 (23) 와, 묘화부 (3) 와, 압력 센서 (41) 와, 제어부 (6) 를 구비한다. 스테이지 (21), 스테이지 이동 기구 (22), 스테이지 승강 기구 (23) 및 묘화부 (3) 는, 도시가 생략된 하우징의 내부에 수용되어 있다. 압력 센서 (41) 는, 예를 들어, 당해 하우징의 내측면에 장착되며, 하우징 내부의 압력 (즉, 기압) 을 측정한다. 제어부 (6) 는, 스테이지 이동 기구 (22), 스테이지 승강 기구 (23) 및 묘화부 (3) 등을 제어한다.The drawing device 1 is disposed in a clean room in which illustration is omitted. The interior space of the clean room is controlled by a temperature control facility so as to reach a predetermined temperature. The drawing device 1 includes a stage 21, a stage moving mechanism 22, a stage lifting mechanism 23, a drawing unit 3, a pressure sensor 41, and a control unit 6 . The stage 21, the stage moving mechanism 22, the stage lifting mechanism 23, and the drawing unit 3 are accommodated inside the housing, not shown. The pressure sensor 41 is mounted on the inner surface of the housing, for example, and measures the pressure (ie, air pressure) inside the housing. The control unit 6 controls the stage moving mechanism 22, the stage lifting mechanism 23, the drawing unit 3, and the like.

도 2 는, 제어부 (6) 가 구비하는 컴퓨터 (8) 의 구성을 나타내는 도면이다. 컴퓨터 (8) 는, 프로세서 (81) 와, 메모리 (82) 와, 입출력부 (83) 와, 버스 (84) 를 구비하는 통상의 컴퓨터이다. 버스 (84) 는, 프로세서 (81), 메모리 (82) 및 입출력부 (83) 를 접속하는 신호 회로이다. 메모리 (82) 는, 프로그램 및 각종 정보를 기억한다. 프로세서 (81) 는, 메모리 (82) 에 기억되는 프로그램 등에 따라, 메모리 (82) 등을 이용하면서 여러 가지 처리 (예를 들어, 수치 계산이나 화상 처리) 를 실행한다. 입출력부 (83) 는, 조작자로부터의 입력을 받아들이는 키보드 (85) 및 마우스 (86), 그리고, 프로세서 (81) 로부터의 출력 등을 표시하는 디스플레이 (87) 를 구비한다. 또, 입출력부 (83) 는, 프로세서 (81) 로부터의 출력 등을 송신하는 송신부 (88), 및 후술하는 각 센서로부터의 출력을 수신하는 수신부 (89) 를 구비한다. 또한, 제어부 (6) 는, 프로그래머블 로직 컨트롤러 (PLC : Programmable Logic Controller) 나 회로 기판 등이어도 되고, 이들과 1 개 이상의 컴퓨터의 조합이어도 된다.2 is a diagram showing a configuration of the computer 8 included in the control unit 6. The computer 8 is a normal computer provided with a processor 81, a memory 82, an input / output unit 83, and a bus 84. The bus 84 is a signal circuit that connects the processor 81, the memory 82, and the input / output unit 83. The memory 82 stores programs and various information. The processor 81 performs various processes (for example, numerical calculation or image processing) while using the memory 82 or the like, depending on a program or the like stored in the memory 82. The input / output unit 83 includes a keyboard 85 and a mouse 86 that receive input from an operator, and a display 87 that displays output from the processor 81 and the like. In addition, the input / output unit 83 includes a transmission unit 88 that transmits output from the processor 81 and the like, and a reception unit 89 that receives output from each sensor described later. Further, the control unit 6 may be a programmable logic controller (PLC) or a circuit board, or a combination of these and one or more computers.

도 3 은, 컴퓨터 (8) 에 의해 실현되는 제어부 (6) 의 기능을 나타내는 블록도이다. 도 3 에서는, 제어부 (6) 이외의 구성도 아울러 나타낸다. 제어부 (6) 는, 기억부 (61) 와, 화상 처리부 (62) 와, 헤드 제어부 (63) 와, 이동 제어부 (64) 를 구비한다. 기억부 (61) 는, 주로 메모리 (82) 에 의해 실현되며, 압력 센서 (41), 제 1 온도 센서 (36) 및 제 2 온도 센서 (37) (후술) 로부터 보내어진 측정값 등의 각종 정보를 기억한다. 화상 처리부 (62) 는, 주로 프로세서 (81) 에 의해 실현되며, 후술하는 촬상부 (51) 로부터 보내어진 화상으로부터 여러 가지 정보를 취득한다. 헤드 제어부 (63) 는, 주로 프로세서 (81) 에 의해 실현되며, 묘화부 (3) 의 묘화 헤드 (31) (후술) 를 제어한다. 이동 제어부 (64) 는, 주로 프로세서 (81) 에 의해 실현되며, 스테이지 (21) 를 이동시키는 스테이지 이동 기구 (22) 등을 제어한다.3 is a block diagram showing the function of the control unit 6 realized by the computer 8. In FIG. 3, the configuration other than the control part 6 is also shown. The control unit 6 includes a storage unit 61, an image processing unit 62, a head control unit 63, and a movement control unit 64. The storage unit 61 is mainly realized by the memory 82, and various information such as measurement values sent from the pressure sensor 41, the first temperature sensor 36 and the second temperature sensor 37 (described later) Remember. The image processing unit 62 is mainly implemented by the processor 81, and acquires various information from an image sent from the imaging unit 51 to be described later. The head control part 63 is mainly implemented by the processor 81, and controls the drawing head 31 (to be described later) of the drawing part 3. The movement control unit 64 is mainly realized by the processor 81, and controls the stage movement mechanism 22 and the like for moving the stage 21.

도 1 에 나타내는 바와 같이, 스테이지 (21) 는, 묘화부 (3) 의 하방 (즉, (-Z) 측) 에 있어서, 수평 상태의 기판 (9) 을 하측으로부터 유지하는 대략 평판상의 유지부이다. 스테이지 (21) 에 의해 유지된 기판 (9) 의 (+Z) 측의 표면 (이하, 「상면 (91)」이라고 부른다.) 은, Z 방향에 대해 대략 수직이고, X 방향 및 Y 방향에 대략 평행하다.As shown in FIG. 1, the stage 21 is a substantially flat plate-shaped holding portion that holds the substrate 9 in a horizontal state from the lower side of the drawing portion 3 (that is, the (-Z) side). . The surface of the substrate 9 held by the stage 21 on the (+ Z) side (hereinafter referred to as "top surface 91") is approximately perpendicular to the Z direction and approximately to the X direction and the Y direction. Parallel

스테이지 승강 기구 (23) 는, 스테이지 (21) 를 Z 방향으로 이동시킨다. 스테이지 이동 기구 (22) 는, 스테이지 (21) 를 묘화부 (3) 에 대해 상대적으로 이동시킨다. 도 1 에 나타내는 예에서는, 스테이지 이동 기구 (22) 는, 스테이지 (21) 를 스테이지 승강 기구 (23) 와 함께 X 방향 및 Y 방향으로 이동시킨다. 바꾸어 말하면, 스테이지 이동 기구 (22) 는, 기판 (9) 의 상면 (91) 에 대략 평행한 방향으로, 스테이지 (21) 를 묘화부 (3) 에 대해 상대적으로 이동시킨다.The stage lifting mechanism 23 moves the stage 21 in the Z direction. The stage movement mechanism 22 moves the stage 21 relative to the drawing unit 3. In the example shown in FIG. 1, the stage movement mechanism 22 moves the stage 21 together with the stage elevation mechanism 23 in the X direction and the Y direction. In other words, the stage movement mechanism 22 moves the stage 21 relative to the drawing unit 3 in a direction substantially parallel to the upper surface 91 of the substrate 9.

스테이지 이동 기구 (22) 는, 예를 들어, 스테이지 (21) 를 가이드 레일을 따라 직선상으로 이동시키는 기구이고, 구동원으로서, 예를 들어, 리니어 서보모터가 사용된다. 이로써, 스테이지 (21) 는 고정밀도로 이동한다. 스테이지 이동 기구 (22) 의 구동원으로는, 볼 스크루에 모터를 장착한 것이 사용되어도 된다. 묘화 장치 (1) 에서는, 스테이지 승강 기구 (23) 가 생략되어도 되고, Z 방향에 평행한 축을 중심으로 하여 스테이지 (21) 를 회전시키는 회전 기구가 형성되어도 된다.The stage movement mechanism 22 is, for example, a mechanism for linearly moving the stage 21 along a guide rail, and, for example, a linear servomotor is used as a driving source. Thereby, the stage 21 moves with high precision. As a drive source of the stage moving mechanism 22, a ball screw may be used with a motor. In the drawing device 1, the stage lifting mechanism 23 may be omitted, or a rotating mechanism that rotates the stage 21 around an axis parallel to the Z direction may be formed.

묘화부 (3) 는, X 방향 및 Y 방향으로 배열되는 복수 (도 1 에 나타내는 예에서는 5 개) 의 묘화 헤드 (31) 를 구비한다. 복수의 묘화 헤드 (31) 는, 스테이지 (21) 에 걸쳐 형성되는 헤드 지지부 (11) 에 의해, 스테이지 (21) 의 상방에서 지지된다. 복수의 묘화 헤드 (31) 는, 거의 동일한 구조를 갖는다.The drawing unit 3 includes a plurality of drawing heads 31 arranged in the X direction and the Y direction (five in the example shown in FIG. 1). The plurality of drawing heads 31 are supported above the stage 21 by a head support portion 11 formed over the stage 21. The plurality of drawing heads 31 have almost the same structure.

묘화 장치 (1) 에서는, 묘화부 (3) 의 복수의 묘화 헤드 (31) 로부터 변조 (즉, 공간 변조) 된 광을 기판 (9) 의 상면 (91) 상에 조사하면서, 스테이지 이동 기구 (22) 에 의해 기판 (9) 을 Y 방향으로 이동시킨다. 이로써, 복수의 묘화 헤드 (31) 로부터의 광의 조사 영역이 기판 (9) 상에서 Y 방향으로 주사되어, 기판 (9) 에 대한 회로 패턴의 묘화가 실시된다. 이하의 설명에서는, Y 방향을 「주사 방향」이라고도 부르고, X 방향을 「폭 방향」이라고도 부른다. 스테이지 이동 기구 (22) 는, 각 묘화 헤드 (31) 로부터의 광의 조사 영역을 기판 (9) 상에서 주사 방향으로 이동시키는 주사 기구이다.In the drawing device 1, the stage moving mechanism 22 while irradiating light modulated (that is, spatially modulated) from the plurality of drawing heads 31 of the drawing unit 3 on the upper surface 91 of the substrate 9 ) To move the substrate 9 in the Y direction. Thereby, the irradiation region of the light from the plurality of drawing heads 31 is scanned in the Y direction on the substrate 9, and the circuit pattern is drawn to the substrate 9. In the following description, the Y direction is also referred to as a “scanning direction” and the X direction is also referred to as a “width direction”. The stage movement mechanism 22 is a scanning mechanism that moves the irradiation region of light from each drawing head 31 in the scanning direction on the substrate 9.

묘화 장치 (1) 에서는, 기판 (9) 에 대한 묘화는, 이른바 싱글 패스 (원 패스) 방식으로 실시된다. 구체적으로는, 스테이지 이동 기구 (22) 에 의해, 스테이지 (21) 가 복수의 묘화 헤드 (31) 에 대해 Y 방향으로 상대 이동되고, 복수의 묘화 헤드 (31) 로부터의 광의 조사 영역이, 기판 (9) 의 상면 (91) 상에서 Y 방향 (즉, 주사 방향) 으로 1 회만 주사된다. 이로써, 기판 (9) 에 대한 묘화가 완료된다.In the drawing device 1, drawing to the substrate 9 is performed by a so-called single pass (one pass) method. Specifically, the stage moving mechanism 22 moves the stage 21 relative to the plurality of drawing heads in the Y direction, and the irradiation region of the light from the plurality of drawing heads 31 is a substrate ( On the upper surface 91 of 9), scanning is performed only once in the Y direction (ie, scanning direction). Thereby, drawing to the substrate 9 is completed.

도 4 는, 1 개의 묘화 헤드 (31) 의 구성을 나타내는 측면도이다. 묘화 헤드 (31) 는, 광원 (32) 과, 조명 광학계 (33) 와, 광변조부 (34) 와, 투영 광학계 (35) 와, 제 1 온도 센서 (36) 와, 제 2 온도 센서 (37) 와, 거리 센서 (38) 를 구비한다. 광원 (32) 은, 예를 들어, LED (Light Emitting Diode) 광원 또는 LD (Laser Diode) 광원이다. 광변조부 (34) 는, 광변조 디바이스 (341) 를 구비한다. 광변조 디바이스 (341) 는, 예를 들어, 복수의 미소 미러가 2 차원으로 배열된 DMD (Digital Micromirror Device) 이다. 광원 (32) 및 조명 광학계 (33) 는, 프레임 (30) 의 상부에 고정된다.4 is a side view showing the configuration of one drawing head 31. The drawing head 31 includes a light source 32, an illumination optical system 33, a light modulation unit 34, a projection optical system 35, a first temperature sensor 36, and a second temperature sensor 37 ) And a distance sensor 38. The light source 32 is, for example, a light emitting diode (LED) light source or a laser diode (LD) light source. The optical modulation unit 34 includes an optical modulation device 341. The optical modulation device 341 is, for example, a DMD (Digital Micromirror Device) in which a plurality of micromirrors are arranged in two dimensions. The light source 32 and the illumination optical system 33 are fixed to the upper part of the frame 30.

투영 광학계 (35) 는, 초점 렌즈군 (351) 과, 대물 렌즈군 (352) 과, 초점 조절 기구 (353) 를 구비한다. 도 4 에서는, 초점 렌즈군 (351) 에 포함되는 렌즈의 도시는 생략하고, 당해 렌즈가 수용되어 있는 경통에 부호 351 을 붙이고 있다. 대물 렌즈군 (352) 에 대해서도 마찬가지이다. 초점 렌즈군 (351) 은, 초점 조절 기구 (353) 를 개재하여, 프레임 (30) 의 상부에 장착된다. 초점 렌즈군 (351) 의 광축은, 수평 방향 (예를 들어, Y 방향) 에 대략 평행하게 연장된다. 초점 조절 기구 (353) 는, 초점 렌즈군 (351) 을 당해 광축에 평행한 방향 (예를 들어, Y 방향) 으로 직선상으로 이동시킨다. 초점 조절 기구 (353) 는, 예를 들어, 볼 스크루를 모터로 구동시키는 기구와, 초점 렌즈군 (351) 을 Y 방향으로 가이드하는 기구를 조합한 것이다. 초점 조절 기구 (353) 의 구동원으로서, 리니어 서보모터가 사용되어도 된다. 대물 렌즈군 (352) 은, 프레임 (30) 의 측부에 고정된다. 대물 렌즈군 (352) 의 광축은, Z 방향 (즉, 상하 방향) 에 대략 평행하게 연장된다. 초점 조절 기구 (353) 에 의한 초점 렌즈군 (351) 의 이동은, 대물 렌즈군 (352) 으로부터 독립적으로 실시된다.The projection optical system 35 includes a focus lens group 351, an objective lens group 352, and a focus adjustment mechanism 353. In Fig. 4, illustration of the lenses included in the focus lens group 351 is omitted, and reference numeral 351 is attached to the barrel in which the lens is accommodated. The same is true for the objective lens group 352. The focus lens group 351 is attached to the upper portion of the frame 30 via a focus adjustment mechanism 353. The optical axis of the focus lens group 351 extends substantially parallel to the horizontal direction (eg, Y direction). The focus adjustment mechanism 353 moves the focus lens group 351 linearly in a direction parallel to the optical axis (for example, the Y direction). The focus adjustment mechanism 353 is a combination of, for example, a mechanism for driving a ball screw with a motor and a mechanism for guiding the focus lens group 351 in the Y direction. As the driving source of the focus adjustment mechanism 353, a linear servomotor may be used. The objective lens group 352 is fixed to the side of the frame 30. The optical axis of the objective lens group 352 extends substantially parallel to the Z direction (that is, the vertical direction). Movement of the focus lens group 351 by the focus adjustment mechanism 353 is performed independently from the objective lens group 352.

묘화 장치 (1) 에서는, 묘화 헤드 (31) 의 광원 (32) 으로부터 출사된 광은, 조명 광학계 (33) 에 의해 광변조부 (34) 로 유도되어, 광변조부 (34) 의 광변조 디바이스 (341) 에서 공간 변조된 후, 투영 광학계 (35) (즉, 초점 렌즈군 (351) 및 대물 렌즈군 (352)) 에 의해 스테이지 (21) 상의 기판 (9) 으로 유도된다. 투영 광학계 (35) 에서는, 초점 조절 기구 (353) 에 의해 초점 렌즈군 (351) 이 이동되어, 묘화 헤드 (31) 의 광축 상에 있어서의 초점 렌즈군 (351) 의 위치가 변경됨으로써, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치가, 대물 렌즈군 (352) 의 하방에 있어서 상하 방향으로 조절된다.In the drawing device 1, the light emitted from the light source 32 of the drawing head 31 is guided to the light modulation unit 34 by the illumination optical system 33, and the light modulation device of the light modulation unit 34 After being spatially modulated at 341, it is guided to the substrate 9 on the stage 21 by the projection optical system 35 (ie, the focus lens group 351 and the objective lens group 352). In the projection optical system 35, the focus lens group 351 is moved by the focus adjustment mechanism 353, and the position of the focus lens group 351 on the optical axis of the drawing head 31 is changed, whereby the drawing head The focal position of 31 is adjusted in the vertical direction in the downward direction of the objective lens group 352.

거리 센서 (38) 는, 투영 광학계 (35) 의 대물 렌즈군 (352) 에 장착된다. 상세하게는, 거리 센서 (38) 는, 대물 렌즈군 (352) 의 경통의 하단부에 장착된다. 거리 센서 (38) 는, 대물 렌즈군 (352) 의 하단에서부터 스테이지 (21) 상의 기판 (9) 까지의 거리 (이하, 「조사 거리」라고 부른다.) 를 측정한다. 거리 센서 (38) 는, 발광부 (381) 와, 수광부 (382) 와, 센서 프레임 (383) 을 구비한다. 센서 프레임 (383) 은, 예를 들어, Y 방향으로 연장되는 대략 판상의 부재이며, 대물 렌즈군 (352) 의 경통의 하단부에 고정된다. 발광부 (381) 는 센서 프레임 (383) 의 (-Y) 측의 단부에 고정되고, 수광부 (382) 는 센서 프레임 (383) 의 (+Y) 측의 단부에 고정된다. 발광부 (381) 로부터 (+Y) 측이면서 (-Z) 측으로 출사된 광은, 기판 (9) 의 상면 (91) 에서 반사되어 수광부 (382) 에 의해 수광된다. 수광부 (382) 는, 예를 들어 라인 센서이다. 그리고, 기판 (9) 으로부터의 반사광의 수광부 (382) 에 있어서의 수광 위치에 기초하여, 상기 서술한 조사 거리가 구해진다.The distance sensor 38 is attached to the objective lens group 352 of the projection optical system 35. Specifically, the distance sensor 38 is attached to the lower end of the barrel of the objective lens group 352. The distance sensor 38 measures the distance from the lower end of the objective lens group 352 to the substrate 9 on the stage 21 (hereinafter referred to as "irradiation distance"). The distance sensor 38 includes a light emitting portion 381, a light receiving portion 382, and a sensor frame 383. The sensor frame 383 is, for example, a substantially plate-shaped member extending in the Y direction, and is fixed to the lower end of the barrel of the objective lens group 352. The light emitting portion 381 is fixed to the end of the sensor frame 383 on the (-Y) side, and the light receiving portion 382 is fixed to the end of the sensor frame 383 on the (+ Y) side. The light emitted from the light emitting portion 381 to the (+ Y) side and to the (-Z) side is reflected by the upper surface 91 of the substrate 9 and is received by the light receiving portion 382. The light receiving portion 382 is, for example, a line sensor. And the irradiation distance mentioned above is calculated | required based on the light-receiving position in the light-receiving part 382 of the reflected light from the substrate 9.

묘화 장치 (1) 에서는, 기판 (9) 에 대한 묘화가 실시되고 있는 동안에, 거리 센서 (38) 에 의한 상기 서술한 조사 거리의 측정이 계속적으로 실시된다. 거리 센서 (38) 에 의해 측정된 조사 거리 (이하, 「측정 조사 거리」라고 부른다.) 는, 제어부 (6) 의 헤드 제어부 (63) (도 3 참조) 에 출력된다. 헤드 제어부 (63) 는, 거리 센서 (38) 로부터의 출력에 기초하여 초점 조절 기구 (353) 를 제어한다. 이로써, 초점 렌즈군 (351) 의 위치가 조절되고, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치가 조절된다. 묘화 장치 (1) 에서는, 기판 (9) 에 대한 묘화가 실시되고 있는 동안에, 헤드 제어부 (63) 에 의해 초점 조절 기구 (353) 가 계속적으로 제어됨으로써, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치가 기판 (9) 의 상면 (91) 에 맞춰진다. 바꾸어 말하면, 묘화 장치 (1) 에 있어서의 묘화시에는, 거리 센서 (38), 초점 조절 기구 (353) 및 헤드 제어부 (63) 등에 의한 오토포커스가 실시된다. 그 결과, 기판 (9) 에 휘어짐 등의 변형이 발생한 경우라 하더라도, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치를 기판 (9) 의 상면 (91) 에 맞출 수 있기 때문에, 고정밀도의 묘화를 실현할 수 있다. 헤드 제어부 (63) 에 의한 초점 조절 기구 (353) 의 제어의 상세한 내용에 대해서는, 후술한다.In the drawing device 1, while the drawing on the substrate 9 is being performed, the above-mentioned irradiation distance is measured by the distance sensor 38 continuously. The irradiation distance (hereinafter referred to as "measurement irradiation distance") measured by the distance sensor 38 is output to the head control unit 63 (see Fig. 3) of the control unit 6. The head control unit 63 controls the focus adjustment mechanism 353 based on the output from the distance sensor 38. Thereby, the position of the focus lens group 351 is adjusted, and the focus position of the drawing head 31 is adjusted. In the drawing device 1, the focusing mechanism 353 is continuously controlled by the head control unit 63 while drawing is performed on the substrate 9, so that the focal position of the drawing head 31 is the substrate ( It fits on the upper surface 91 of 9). In other words, at the time of drawing in the drawing device 1, autofocusing is performed by the distance sensor 38, the focus adjustment mechanism 353, the head control unit 63, and the like. As a result, even if deformation such as warping occurs on the substrate 9, since the focal position of the drawing head 31 can be adjusted to the upper surface 91 of the substrate 9, high-precision drawing can be realized. . Details of the control of the focus adjustment mechanism 353 by the head control unit 63 will be described later.

제 1 온도 센서 (36) 는, 투영 광학계 (35) 에 장착되거나, 혹은 투영 광학계 (35) 의 근방에 배치되어, 투영 광학계 (35) 의 온도를 측정한다. 도 4 에 나타내는 예에서는, 제 1 온도 센서 (36) 는, 투영 광학계 (35) 의 대물 렌즈군 (352) 에 장착된다. 제 1 온도 센서 (36) 는, 예를 들어, 대물 렌즈군 (352) 의 하단부에 있어서, 대물 렌즈군 (352) 의 경통의 외측면에 첩부되는 열전쌍이다. 제 1 온도 센서 (36) 에 의해 측정된 투영 광학계 (35) 의 온도 (이하, 「투영 광학계 (35) 의 측정 온도」라고 부른다.) 는, 제어부 (6) 의 헤드 제어부 (63) 에 출력된다. 헤드 제어부 (63) 에 의한 초점 조절 기구 (353) 의 제어는, 제 1 온도 센서 (36) 로부터의 출력에도 기초하여 실시된다.The 1st temperature sensor 36 is attached to the projection optical system 35, or is arrange | positioned in the vicinity of the projection optical system 35, and measures the temperature of the projection optical system 35. In the example shown in FIG. 4, the first temperature sensor 36 is attached to the objective lens group 352 of the projection optical system 35. The first temperature sensor 36 is, for example, a thermocouple attached to the outer surface of the barrel of the objective lens group 352 at the lower end of the objective lens group 352. The temperature of the projection optical system 35 measured by the first temperature sensor 36 (hereinafter referred to as "measurement temperature of the projection optical system 35") is output to the head control unit 63 of the control unit 6. . The control of the focus adjustment mechanism 353 by the head control unit 63 is also performed based on the output from the first temperature sensor 36.

제 2 온도 센서 (37) 는, 거리 센서 (38) 에 장착되거나, 혹은 거리 센서 (38) 의 근방에 배치되어, 거리 센서 (38) 의 온도를 측정한다. 도 4 에 나타내는 예에서는, 제 2 온도 센서 (37) 는, 거리 센서 (38) 의 센서 프레임 (383) 에 장착된다. 제 2 온도 센서 (37) 는, 예를 들어, 센서 프레임 (383) 의 수광부 (382) 근방에 첩부되는 열전쌍이다. 제 2 온도 센서 (37) 에 의해 측정된 거리 센서 (38) 의 온도 (이하, 「거리 센서 (38) 의 측정 온도」라고 부른다.) 는, 제어부 (6) 의 헤드 제어부 (63) 에 출력된다. 헤드 제어부 (63) 에 의한 초점 조절 기구 (353) 의 제어는, 제 2 온도 센서 (37) 로부터의 출력에도 기초하여 실시된다.The second temperature sensor 37 is mounted on the distance sensor 38 or is disposed in the vicinity of the distance sensor 38 to measure the temperature of the distance sensor 38. In the example shown in FIG. 4, the second temperature sensor 37 is attached to the sensor frame 383 of the distance sensor 38. The second temperature sensor 37 is, for example, a thermocouple attached to the vicinity of the light receiving portion 382 of the sensor frame 383. The temperature of the distance sensor 38 measured by the second temperature sensor 37 (hereinafter referred to as "measurement temperature of the distance sensor 38") is output to the head control unit 63 of the control unit 6. . Control of the focus adjustment mechanism 353 by the head control unit 63 is also performed based on the output from the second temperature sensor 37.

상기 서술한 바와 같이, 압력 센서 (41) 는, 묘화 장치 (1) 의 하우징 내부의 압력 (즉, 기압) 을 측정한다. 당해 하우징 내부의 압력은, 하우징 내부에 있어서의 위치가 상이해도 거의 변화하지 않기 때문에, 압력 센서 (41) 에 의해 측정된 압력 (이하, 「측정 압력」이라고 부른다.) 은, 각 묘화 헤드 (31) 주위의 압력과 거의 동일하다. 바꾸어 말하면, 묘화 장치 (1) 에서는, 압력 센서 (41) 에 의해, 각 묘화 헤드 (31) 주위의 압력이 측정된다. 압력 센서 (41) 에 의한 측정 압력은, 제어부 (6) 의 헤드 제어부 (63) 에 출력된다. 헤드 제어부 (63) 에 의한 초점 조절 기구 (353) 의 제어는, 압력 센서 (41) 로부터의 출력에도 기초하여 실시된다. 압력 센서 (41) 는, 예를 들어 다이어프램 게이지이다.As described above, the pressure sensor 41 measures the pressure (that is, air pressure) inside the housing of the drawing device 1. Since the pressure inside the housing hardly changes even if the position inside the housing is different, the pressure measured by the pressure sensor 41 (hereinafter referred to as "measurement pressure") is defined by each drawing head 31 ) It is almost the same as the surrounding pressure. In other words, in the drawing device 1, the pressure around each drawing head 31 is measured by the pressure sensor 41. The pressure measured by the pressure sensor 41 is output to the head control unit 63 of the control unit 6. Control of the focus adjustment mechanism 353 by the head control unit 63 is also performed based on the output from the pressure sensor 41. The pressure sensor 41 is, for example, a diaphragm gauge.

도 5 는, 스테이지 (21) 의 (+Y) 측의 단부 근방의 구성을 나타내는 측면도이다. 도 5 에 나타내는 바와 같이, 묘화 장치 (1) 는, 촬상부 (51) 와, 지그 (52) 를 추가로 구비한다. 지그 (52) 는, 스테이지 (21) 의 (+Y) 측의 측면에 고정되는 평판상의 유리 플레이트이다. 지그 (52) 는, 주면이 Z 방향에 수직이 되도록, 스테이지 (21) 의 상기 측면으로부터 (+Y) 방향으로 돌출된다. 지그 (52) 의 상면은, 스테이지 (21) 상에 재치 (載置) 된 휘어짐 등의 변형이 없는 기판 (9) 의 상면 (91) 과, 상하 방향에 있어서 동일한 위치에 위치한다. 지그 (52) 는, 평면에서 볼 때 X 방향으로 긴 대략 장방형이다. 지그 (52) 는, 투광성을 갖는 재료에 의해 형성되어 있으며, 바람직하게는 투명하다. 지그 (52) 의 상면에는, X 방향으로 배열된 다수의 표식이 형성된다. 지그 (52) 상의 당해 표식은, 예를 들어, 크로스 패턴 또는 다른 형상의 패턴이다.5 is a side view showing a configuration near the end of the stage 21 on the (+ Y) side. As shown in FIG. 5, the drawing device 1 further includes an imaging unit 51 and a jig 52. The jig 52 is a flat plate-like glass plate fixed to the side of the stage 21 on the (+ Y) side. The jig 52 protrudes in the (+ Y) direction from the side surface of the stage 21 so that the main surface is perpendicular to the Z direction. The upper surface of the jig 52 is located at the same position in the vertical direction as the upper surface 91 of the substrate 9 without deformation such as warping placed on the stage 21. The jig 52 is substantially rectangular, which is long in the X direction when viewed in a plane. The jig 52 is formed of a light-transmitting material, and is preferably transparent. On the upper surface of the jig 52, a number of marks arranged in the X direction are formed. The mark on the jig 52 is, for example, a cross pattern or another pattern.

촬상부 (51) 는, 지그 (52) 의 하방에서, 스테이지 (21) 의 (+Y) 측의 측면에 촬상부 이동 기구 (53) 를 개재하여 장착된다. 촬상부 (51) 는, 예를 들어, CCD (Charged Coupled Devices) 또는 CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) 를 촬상 소자로서 갖는 디지털 카메라이다. 촬상부 (51) 는, 촬상부 이동 기구 (53) 에 의해 X 방향으로 이동 가능하다. 촬상부 이동 기구 (53) 는, 예를 들어, 볼 스크루를 모터로 구동시키는 기구와, 촬상부 (51) 를 X 방향으로 가이드하는 기구를 조합한 것이다. 촬상부 이동 기구 (53) 의 구동원으로서, 리니어 서보모터가 사용되어도 된다.The imaging unit 51 is mounted under the jig 52 via the imaging unit moving mechanism 53 on the side of the stage 21 on the (+ Y) side. The imaging unit 51 is, for example, a digital camera having a CCD (Charged Coupled Devices) or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) as an imaging element. The imaging unit 51 is movable in the X direction by the imaging unit moving mechanism 53. The imaging unit moving mechanism 53 is a combination of, for example, a mechanism for driving a ball screw with a motor and a mechanism for guiding the imaging unit 51 in the X direction. A linear servomotor may be used as a driving source of the imaging unit moving mechanism 53.

묘화 장치 (1) 에서는, 1 개의 묘화 헤드 (31) 로부터 미리 정해진 패턴의 광이 지그 (52) 를 향하여 출사되고 있는 상태에서, 촬상부 (51) 가 지그 (52) 의 하방으로부터 화상을 취득한다. 촬상부 (51) 는, 지그 (52) 상에 있어서의 묘화 헤드 (31) 로부터의 광의 조사 영역을, 지그 (52) 상에 미리 형성되어 있는 상기 표식과 함께 촬상한다. 촬상부 (51) 에 의해 취득된 화상은, 제어부 (6) 에 보내지고, 당해 화상이 화상 처리부 (62) (도 3 참조) 에 의해 연산 처리됨으로써, 묘화 헤드 (31) 와 지그 (52) 의 위치 관계가 취득된다. 상기 서술한 바와 같이, 지그 (52) 는 스테이지 (21) 에 고정되어 있기 때문에, 상기 연산 처리에 의해, 묘화 헤드 (31) 와 스테이지 (21) 의 위치 관계도 취득된다.In the drawing device 1, the image pickup section 51 acquires an image from below the jig 52 in a state where light of a predetermined pattern is emitted from one drawing head 31 toward the jig 52. . The imaging part 51 captures the irradiation area of the light from the drawing head 31 on the jig 52 together with the above-mentioned marks previously formed on the jig 52. The image acquired by the imaging unit 51 is sent to the control unit 6, and the image is processed by the image processing unit 62 (see FIG. 3), whereby the drawing head 31 and the jig 52 are The positional relationship is obtained. As described above, since the jig 52 is fixed to the stage 21, the positional relationship between the drawing head 31 and the stage 21 is also obtained by the calculation processing.

다음으로, 헤드 제어부 (63) 에 의한 초점 조절 기구 (353) 의 제어에 대해서, 도 6 및 도 7 을 참조하면서 상세하게 설명한다. 묘화 장치 (1) 에서는, 기판 (9) 에 대한 묘화가 실시되기도 전에, 상기 서술한 오토포커스에 사용되는 오토포커스 기구 (즉, 거리 센서 (38) 및 초점 조절 기구 (353) 등) 의 조정이 실시된다 (도 6 참조). 그 후, 복수의 기판 (9) 에 대한 묘화가 연속적으로 실시된다. 도 7 에서는, 1 장의 기판 (9) 에 주목하여, 당해 기판 (9) 에 대한 묘화의 흐름을 나타낸다.Next, control of the focus adjustment mechanism 353 by the head control unit 63 will be described in detail with reference to FIGS. 6 and 7. In the drawing device 1, before the drawing on the substrate 9 is performed, adjustment of the autofocus mechanism (i.e., the distance sensor 38 and the focus adjustment mechanism 353) used for the autofocus described above is performed. Is implemented (see Figure 6). Then, drawing to the some board | substrate 9 is performed continuously. In FIG. 7, attention is paid to one substrate 9 and the flow of drawing to the substrate 9 is shown.

오토포커스 기구의 조정 (이른바 포커스 캘리브레이션) 에서는, 각 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치가, 상하 방향에 있어서 지그 (52) 의 상면과 동일한 위치 (즉, 휘어짐 등의 변형이 없는 기판 (9) 의 상면 (91) 상) 에 위치하도록, 초점 렌즈군 (351) 의 위치가 조절된다.In the adjustment of the autofocus mechanism (so-called focus calibration), the focal position of each drawing head 31 is the same as the upper surface of the jig 52 in the vertical direction (i.e., the substrate 9 without deformation such as bending) The position of the focus lens group 351 is adjusted so as to be positioned on the image plane 91).

오토포커스 기구의 조정은, 묘화 장치 (1) 가 클린룸 내에 설치될 때에 실시되고 있는데, 설치시의 클린룸 내의 온도 및 압력 (즉, 기압) 과, 기판 (9) 에 대한 묘화시에 있어서의 클린룸 내의 온도 및 압력과는 상이할 가능성이 있다. 클린룸 내의 온도가 상이하면, 묘화 헤드 (31) 의 각 구성이 팽창 또는 수축하거나 해서, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치가 기판 (9) 의 상면 (91) 상에서부터 상하 방향으로 어긋날 가능성이 있다. 또, 거리 센서 (38) 에 의한 측정 조사 거리에도 어긋남이 발생할 가능성이 있다. 클린룸 내의 압력이 상이하면, 대기의 밀도 등의 변화에서 기인하여, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치가 기판 (9) 의 상면 (91) 상에서부터 상하 방향으로 어긋날 가능성이 있다. 예를 들어, 당해 압력이 높아지면, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치는 하측으로 어긋난다.The adjustment of the autofocus mechanism is carried out when the drawing device 1 is installed in a clean room, but the temperature and pressure (i.e., air pressure) in the clean room at the time of installation and the drawing on the substrate 9 It may be different from the temperature and pressure in the clean room. When the temperature in the clean room is different, each configuration of the drawing head 31 expands or contracts, and there is a possibility that the focal position of the drawing head 31 is shifted in the vertical direction from the upper surface 91 of the substrate 9. . Moreover, there is a possibility that a shift may occur also in the measurement irradiation distance by the distance sensor 38. If the pressure in the clean room is different, there is a possibility that the focal position of the drawing head 31 is shifted in the vertical direction from the upper surface 91 of the substrate 9 due to changes in the density of the atmosphere and the like. For example, when the pressure increases, the focal position of the drawing head 31 is shifted downward.

도 6 은, 오토포커스 기구의 조정의 흐름의 일례를 나타내는 도면이다. 도 6 에서는, 1 개의 묘화 헤드 (31) 에 대한 오토포커스 기구의 조정의 흐름을 나타낸다. 오토포커스 기구의 조정이 실시될 때에는, 스테이지 이동 기구 (22) (도 1 참조) 에 의해 스테이지 (21) 가 Y 방향으로 이동되어, 묘화 헤드 (31) 가 미리 지그 (52) 의 상방에 위치하고 있다. 또, 촬상부 이동 기구 (53) 에 의해 촬상부 (51) 가 X 방향으로 이동되어, 촬상부 (51) 가 미리 당해 묘화 헤드 (31) 의 하방에 위치하고 있다. 또한, 묘화 장치 (1) 에서는, 복수의 묘화 헤드 (31) 에 대해서, 도 6 에 예시하는 오토포커스 기구의 조정이 순차적으로 실시된다.6 is a view showing an example of the flow of adjustment of the autofocus mechanism. In FIG. 6, the flow of adjustment of the autofocus mechanism with respect to one drawing head 31 is shown. When the autofocus mechanism is adjusted, the stage 21 is moved in the Y direction by the stage movement mechanism 22 (see Fig. 1), so that the drawing head 31 is positioned above the jig 52 in advance. . Moreover, the imaging part 51 is moved in the X direction by the imaging part moving mechanism 53, and the imaging part 51 is located below the said drawing head 31 beforehand. In addition, in the drawing apparatus 1, the adjustment of the autofocus mechanism illustrated in FIG. 6 is sequentially performed on the plurality of drawing heads 31.

오토포커스 기구의 조정에서는, 먼저, 압력 센서 (41) (도 1 참조) 에 의해, 묘화 헤드 (31) 주위의 압력이 측정된다. 압력 센서 (41) 에 의해 취득된 측정 압력은, 제어부 (6) 로 보내져, 「기준 압력」으로서 기억부 (61) (도 3 참조) 에 격납된다 (스텝 S11).In the adjustment of the autofocus mechanism, first, the pressure around the drawing head 31 is measured by the pressure sensor 41 (see FIG. 1). The measurement pressure obtained by the pressure sensor 41 is sent to the control unit 6 and stored as a "reference pressure" in the storage unit 61 (see Fig. 3) (step S11).

계속해서, 제 1 온도 센서 (36) 에 의해, 투영 광학계 (35) 의 온도가 측정된다. 제 1 온도 센서 (36) 에 의해 취득된 투영 광학계 (35) 의 측정 온도는, 제어부 (6) 로 보내져, 「투영 광학계 (35) 의 기준 온도」로서 기억부 (61) 에 격납된다. 또, 제 2 온도 센서 (37) 에 의해, 거리 센서 (38) 의 온도가 측정된다. 제 2 온도 센서 (37) 에 의해 취득된 거리 센서 (38) 의 측정 온도는, 제어부 (6) 로 보내져, 「거리 센서 (38) 의 기준 온도」로서 기억부 (61) 에 격납된다 (스텝 S12).Subsequently, the temperature of the projection optical system 35 is measured by the first temperature sensor 36. The measurement temperature of the projection optical system 35 acquired by the first temperature sensor 36 is sent to the control unit 6 and stored in the storage unit 61 as "reference temperature of the projection optical system 35". In addition, the temperature of the distance sensor 38 is measured by the second temperature sensor 37. The measurement temperature of the distance sensor 38 acquired by the second temperature sensor 37 is sent to the control unit 6 and stored in the storage unit 61 as "reference temperature of the distance sensor 38" (step S12) ).

또, 거리 센서 (38) 에 의해, 상기 서술한 조사 거리가 측정된다. 거리 센서 (38) 에 의해 취득된 측정 조사 거리는, 제어부 (6) 로 보내져, 「기준 조사 거리」로서 기억부 (61) 에 격납된다. 또, 거리 센서 (38) 의 수광부 (382) 에 있어서의 수광 위치도, 제어부 (6) 로 보내져, 「기준 수광 위치」로서 기억부 (61) 에 격납된다 (스텝 S13). 또한, 스텝 S11 ∼ S13 의 실행 순서는 적절히 변경되면 된다. 또, 스텝 S11 ∼ S13 중, 2 개 이상의 스텝이 병행하여 실행되어도 된다.In addition, the irradiation distance described above is measured by the distance sensor 38. The measurement irradiation distance obtained by the distance sensor 38 is sent to the control unit 6 and stored in the storage unit 61 as a "reference irradiation distance". Further, the light receiving position of the distance sensor 38 in the light receiving unit 382 is also sent to the control unit 6 and stored in the storage unit 61 as a "reference light receiving position" (step S13). Note that the execution order of steps S11 to S13 may be changed as appropriate. Moreover, two or more steps may be performed in parallel among steps S11 to S13.

다음으로, 초점 조절 기구 (353) 에 의해 초점 렌즈군 (351) 이 이동되어, 소정의 조정 개시 위치에 위치한다. 당해 조정 개시 위치는, 예를 들어, 초점 렌즈군 (351) 의 설계 위치 (즉, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치가 기판 (9) 의 상면 (91) 에 만날 예정인 설계상의 초점 렌즈군 (351) 의 위치) 이다. 그리고, 광원 (32) 및 광변조부 (34) 가 구동되어, 도 8 에 예시하는 소정의 캘리브레이션 패턴 (95) 이, 지그 (52) 에 조사된다. 도 8 에 나타내는 예에서는, 캘리브레이션 패턴 (95) 은, 격자상으로 배열된 4 개의 광점이다. 캘리브레이션 패턴 (95) 은, 도 8 의 형상에는 한정되지 않고, 여러 가지로 변경되면 된다.Next, the focus lens group 351 is moved by the focus adjustment mechanism 353, and is positioned at a predetermined adjustment start position. The adjustment starting position is, for example, a design position of the focus lens group 351 (i.e., a design focus lens group 351 in which the focus position of the drawing head 31 will meet the upper surface 91 of the substrate 9) ) Position). Then, the light source 32 and the light modulator 34 are driven, and the jig 52 is irradiated with the predetermined calibration pattern 95 illustrated in FIG. 8. In the example shown in Fig. 8, the calibration pattern 95 is four light spots arranged in a grid. The calibration pattern 95 is not limited to the shape of FIG. 8 and may be changed in various ways.

촬상부 (51) 는, 지그 (52) 를 투과한 캘리브레이션 패턴 (95) 을 촬상하고, 취득된 화상을 제어부 (6) 로 보낸다. 촬상부 (51) 에 의한 촬상시에는, 지그 (52) 상의 상기 표식에 대해서는 조명광이 조사되고 있지 않기 때문에, 촬상부 (51) 에 의해 취득되는 화상에는, 캘리브레이션 패턴 (95) 의 이미지는 포함되지만, 지그 (52) 상의 표식은 포함되지 않는다. 제어부 (6) 에서는, 촬상부 (51) 에 의해 취득된 캘리브레이션 패턴 (95) 의 화상에 기초하여, 화상 처리부 (62) (도 3 참조) 에 의해 콘트라스트 평가값이 구해진다. 콘트라스트 평가값은, 예를 들어, 캘리브레이션 패턴 (95) 의 광점의 가장자리부에 있어서의 콘트라스트의 미분값의 최대값이다.The imaging unit 51 captures the calibration pattern 95 that has passed through the jig 52 and sends the acquired image to the control unit 6. At the time of imaging by the imaging unit 51, since the illumination light is not irradiated with respect to the above mark on the jig 52, the image acquired by the imaging unit 51 includes the image of the calibration pattern 95, , The mark on the jig 52 is not included. In the control unit 6, the contrast evaluation value is obtained by the image processing unit 62 (see FIG. 3) based on the image of the calibration pattern 95 acquired by the imaging unit 51. The contrast evaluation value is, for example, the maximum value of the differential value of contrast at the edge of the light spot of the calibration pattern 95.

묘화 장치 (1) 에서는, 초점 조절 기구 (353) 에 의한 초점 렌즈군 (351) 의 위치의 변경, 촬상부 (51) 에 의한 캘리브레이션 패턴 (95) 의 촬상, 및 화상 처리부 (62) 에 의한 콘트라스트 평가값의 취득이 소정 횟수 (2 회 이상) 반복된다 (스텝 S14). 초점 렌즈군 (351) 의 상기 위치 변경은, 소정 거리씩 이동하는 스텝 이동에 의해 실시된다. 당해 소정 거리는, 묘화 헤드 (31) 의 초점 심도의 절반의 깊이에 대응하는 초점 렌즈군 (351) 의 이동 거리를 「초점 심도 펄스」라고 부르면, 예를 들어, 초점 심도 펄스의 4 배이다.In the drawing device 1, the position of the focus lens group 351 is changed by the focus adjustment mechanism 353, the imaging of the calibration pattern 95 by the imaging unit 51, and contrast by the image processing unit 62. The acquisition of the evaluation value is repeated a predetermined number of times (two or more times) (step S14). The above-mentioned position change of the focus lens group 351 is performed by a step movement that moves by a predetermined distance. The predetermined distance is, for example, four times the depth of focus pulse when the moving distance of the focus lens group 351 corresponding to the depth of half the depth of focus of the drawing head 31 is called a “focus depth pulse”.

화상 처리부 (62) 에서는, 취득된 복수의 콘트라스트 평가값과, 당해 복수의 콘트라스트 평가값에 대응하는 초점 렌즈군 (351) 의 복수의 위치에 기초하여, 콘트라스트 평가값과 초점 렌즈군 (351) 의 위치의 관계를 나타내는 「렌즈 위치-콘트라스트 데이터」가 작성된다 (스텝 S15). 그리고, 렌즈 위치-콘트라스트 데이터에 기초하여, 콘트라스트 평가값의 피크 검출 처리가 화상 처리부 (62) 에 의해 실시된다 (스텝 S16). 스텝 S16 에 있어서의 피크 검출 처리는, 예를 들어, 렌즈 위치-콘트라스트 데이터 중 피크 근방의 데이터를 추출하고, 추출된 데이터를 2 차 근사하여 극값을 구함으로써 실시된다. 당해 피크 검출 처리는, 다른 여러 가지 방법에 의해 실시되어도 된다.In the image processing unit 62, the contrast evaluation value and the focus lens group 351 are based on the obtained plurality of contrast evaluation values and a plurality of positions of the focus lens group 351 corresponding to the plurality of contrast evaluation values. "Lens position-contrast data" indicating the relationship between positions is created (step S15). Then, on the basis of the lens position-contrast data, peak detection processing of the contrast evaluation value is performed by the image processing unit 62 (step S16). The peak detection processing in step S16 is performed, for example, by extracting data in the vicinity of the peak from the lens position-contrast data, and quadrangically approximating the extracted data to obtain an extreme value. The peak detection processing may be performed by various other methods.

스텝 S16 에 있어서 콘트라스트 평가값의 피크가 검출되면 (스텝 S17), 당해 피크에 대응하는 초점 렌즈군 (351) 의 위치가, 「기준 위치」로서 기억부 (61) 에 격납되고 (스텝 S18), 오토포커스 기구의 조정이 정상적으로 종료된다.When the peak of the contrast evaluation value is detected in step S16 (step S17), the position of the focus lens group 351 corresponding to the peak is stored in the storage unit 61 as a "reference position" (step S18), The adjustment of the autofocus mechanism ends normally.

한편, 스텝 S16 에 있어서 콘트라스트 평가값의 피크가 검출되지 않은 경우 (스텝 S17), 초점 렌즈군 (351) 의 이동 횟수가 상한에 이르지 않은 것이 확인되고 (스텝 S19), 초점 조절 기구 (353) 에 의한 초점 렌즈군 (351) 의 위치의 변경, 촬상부 (51) 에 의한 캘리브레이션 패턴 (95) 의 촬상, 및 화상 처리부 (62) 에 의한 콘트라스트 평가값의 취득이 1 회 실시된다 (스텝 S20). 스텝 S20 에 있어서의 초점 렌즈군 (351) 의 이동 거리는, 스텝 S14 에 있어서의 이동 거리보다 작으며, 예를 들어, 초점 심도 펄스와 동등한 거리가 된다.On the other hand, when the peak of the contrast evaluation value is not detected in step S16 (step S17), it is confirmed that the number of movements of the focus lens group 351 has not reached the upper limit (step S19), and the focus adjustment mechanism 353 is used. By changing the position of the focus lens group 351, the imaging of the calibration pattern 95 by the imaging unit 51, and the acquisition of the contrast evaluation value by the image processing unit 62 are performed once (step S20). The movement distance of the focus lens group 351 in step S20 is smaller than the movement distance in step S14, and is, for example, a distance equivalent to a focus depth pulse.

그리고, 스텝 S15 로 되돌아가, 스텝 S20 에서 취득된 콘트라스트 평가값도 포함하여 렌즈 위치-콘트라스트 데이터가 새로 작성되고 (스텝 S15), 콘트라스트 평가값의 피크 검출 처리가 실시된다 (스텝 S16). 콘트라스트 평가값의 피크가 검출되면, 상기 서술한 바와 같이 초점 렌즈군 (351) 의 기준 위치가 기억부 (61) 에 격납되고, 오토포커스 기구의 조정이 정상적으로 종료된다 (스텝 S17, S18). 한편, 콘트라스트 평가값의 피크가 검출되지 않는 경우 (스텝 S17), 초점 렌즈군 (351) 의 이동 횟수가 상한에 이를 때까지, 스텝 S19, S20, S15 ∼ S17 이 반복된다. 그리고, 초점 렌즈군 (351) 의 이동 횟수가 상한에 이르러도 콘트라스트 평가값의 피크가 검출되지 않은 경우, 묘화 장치 (1) 의 조작자 등에게 이상 종료의 에러 경고를 발하고, 오토포커스 기구의 조정이 종료된다.Then, the process returns to step S15, new lens position-contrast data including the contrast evaluation value acquired in step S20 is created (step S15), and peak detection processing of the contrast evaluation value is performed (step S16). When the peak of the contrast evaluation value is detected, the reference position of the focus lens group 351 is stored in the storage unit 61 as described above, and the adjustment of the autofocus mechanism is normally ended (steps S17, S18). On the other hand, when the peak of the contrast evaluation value is not detected (step S17), steps S19, S20, S15 to S17 are repeated until the number of movements of the focus lens group 351 reaches the upper limit. Then, when the peak of the contrast evaluation value is not detected even when the number of movements of the focus lens group 351 reaches the upper limit, an error warning of abnormal termination is issued to the operator of the drawing device 1, etc., and adjustment of the autofocus mechanism is performed. This ends.

오토포커스 기구의 조정이 정상적으로 종료되면, 기판 (9) 에 대한 묘화가 실시된다. 도 7 은, 1 장의 기판 (9) 에 대한 묘화의 흐름의 일례를 나타내는 도면이다. 묘화 장치 (1) 에서는, 먼저, 오토포커스 기구의 조정시부터의 압력 및 온도의 변화에 따라, 초점 렌즈군 (351) 의 기준 위치의 보정, 및 거리 센서 (38) 의 기준 수광 위치의 보정이 실시된 후, 기판 (9) 에 대한 묘화가 실시된다. 상기 서술한 바와 같이, 묘화 장치 (1) 에서는, 오토포커스 기구의 조정 후, 복수의 기판 (9) 에 대한 묘화가 연속해서 실시된다. 따라서, 오토포커스 기구의 조정 종료 직후에는, 초점 렌즈군 (351) 의 기준 위치 및 거리 센서 (38) 의 기준 수광 위치에 대한 보정량은 비교적 작지만, 오토포커스 기구의 조정 종료부터의 경과 시간이 커지면, 당해 보정량은 비교적 커지는 경우가 있다.When the adjustment of the autofocus mechanism ends normally, drawing to the substrate 9 is performed. 7 is a diagram showing an example of the flow of drawing to one substrate 9. In the drawing device 1, first, correction of the reference position of the focus lens group 351 and correction of the reference light receiving position of the distance sensor 38 according to changes in pressure and temperature from the time of adjustment of the autofocus mechanism are performed. After being carried out, drawing on the substrate 9 is performed. As described above, in the drawing device 1, after adjusting the autofocus mechanism, drawing to the plurality of substrates 9 is continuously performed. Therefore, immediately after the adjustment of the autofocus mechanism, the correction amount for the reference position of the focus lens group 351 and the reference light receiving position of the distance sensor 38 is relatively small, but when the elapsed time from the adjustment end of the autofocus mechanism becomes large, The correction amount may be relatively large.

기판 (9) 에 대한 묘화가 실시될 때에는, 묘화 헤드 (31) 는, 도 4 에 나타내는 바와 같이 기판 (9) 의 상방에 위치한다. 그리고, 압력 센서 (41) 에 의한 압력 (즉, 기압) 의 측정이 실시되고, 압력 센서 (41) 에 의해 취득된 측정 압력이, 제어부 (6) 의 헤드 제어부 (63) 로 보내진다 (스텝 S31). 또, 제 1 온도 센서 (36) 및 제 2 온도 센서 (37) 에 의한 온도 측정이 실시되고, 제 1 온도 센서 (36) 및 제 2 온도 센서 (37) 에 의해 취득된 투영 광학계 (35) 의 측정 온도 및 거리 센서 (38) 의 측정 온도가, 헤드 제어부 (63) 로 보내진다 (스텝 S32). 또한, 스텝 S31, S32 의 실행 순서는 적절히 변경되면 된다. 또, 스텝 S31 및 스텝 S32 는, 병행하여 실행되어도 된다.When writing to the substrate 9 is performed, the drawing head 31 is positioned above the substrate 9 as shown in FIG. 4. Then, the pressure (that is, air pressure) is measured by the pressure sensor 41, and the measurement pressure obtained by the pressure sensor 41 is sent to the head control unit 63 of the control unit 6 (step S31). ). Moreover, the temperature measurement by the 1st temperature sensor 36 and the 2nd temperature sensor 37 is performed, and the projection optical system 35 acquired by the 1st temperature sensor 36 and the 2nd temperature sensor 37 The measurement temperature and the measurement temperature of the distance sensor 38 are sent to the head control unit 63 (step S32). Note that the execution order of steps S31 and S32 may be changed as appropriate. Moreover, step S31 and step S32 may be performed in parallel.

헤드 제어부 (63) 에서는, 스텝 S31, S32 에 있어서 취득된 측정 압력 및 투영 광학계 (35) 의 측정 온도에 기초하여, 초점 렌즈군 (351) 의 기준 위치의 보정이 실시된다 (스텝 S33). 그리고, 초점 조절 기구 (353) 에 의해, 보정 후의 기준 위치 (이하, 「보정 기준 위치」라고 부른다.) 로 초점 렌즈군 (351) 이 이동된다 (스텝 S34). 스텝 S33 에서는, 예를 들어, 수학식 1 에 나타내는 보정 거리 dF (㎚) 만큼, 초점 렌즈군 (351) 이 기준 위치로부터 이동된다.In the head control unit 63, correction of the reference position of the focus lens group 351 is performed based on the measurement pressure obtained in steps S31 and S32 and the measurement temperature of the projection optical system 35 (step S33). Then, by the focus adjustment mechanism 353, the focus lens group 351 is moved to the reference position after correction (hereinafter referred to as "corrected reference position") (step S34). In step S33, the focus lens group 351 is moved from the reference position by, for example, the correction distance dF (nm) shown in equation (1).

dF = Kp × dP + Kt1 × dT1 ㆍㆍㆍ (수학식 1)dF = Kp × dP + Kt1 × dT1 ㆍ ㆍ ㆍ (Equation 1)

수학식 1 에 있어서의 dP 는, 상기 기준 압력과 스텝 S31 에 있어서 취득된 측정 압력의 차인 압력차 (hPa) 이고, Kp 는, 단위 압력차당 초점 렌즈군 (351) 의 이동 거리를 나타내는 계수 (㎚/hPa) 이다. 또, 수학식 1 에 있어서의 dT1 은, 투영 광학계 (35) 의 상기 기준 온도와, 스텝 S32 에 있어서 취득된 투영 광학계 (35) 의 측정 온도의 차인 투영 광학계 (35) 의 온도차 (deg) 이고, Kt1 은, 투영 광학계 (35) 의 단위 온도차당 초점 렌즈군 (351) 의 이동 거리를 나타내는 계수 (㎚/deg) 이다.DP in Equation (1) is a pressure difference (hPa) which is a difference between the reference pressure and the measurement pressure obtained in step S31, and Kp is a coefficient (nm) indicating the moving distance of the focus lens group 351 per unit pressure difference / hPa). Moreover, dT1 in Formula 1 is the temperature difference (deg) of the projection optical system 35 which is the difference between the said reference temperature of the projection optical system 35 and the measurement temperature of the projection optical system 35 acquired in step S32, Kt1 is a coefficient (nm / deg) indicating the moving distance of the focus lens group 351 per unit temperature difference of the projection optical system 35.

계수 Kp, Kt1 은, 미리 취득되어 기억부 (61) 에 기억되어 있다. 계수 Kp 는, 예를 들어, 압력 센서 (41) 에 의해 측정되는 묘화 장치 (1) 의 하우징 내의 압력이 상이한 복수의 상태에 있어서 상기 서술한 포커스 캘리브레이션을 실시하여, 당해 압력의 변화와 초점 렌즈군 (351) 의 위치의 변화의 관계를 직선 근사한 다음에, 근사 곡선의 기울기로서 구해진다. 계수 Kt1 은, 예를 들어, 제 1 온도 센서 (36) 에 의해 측정되는 투영 광학계 (35) 의 온도가 상이한 복수의 상태에 있어서 상기 서술한 포커스 캘리브레이션을 실시하여, 당해 온도의 변화와 초점 렌즈군 (351) 의 위치의 변화의 관계를 직선 근사한 다음에, 근사 곡선의 기울기로서 구해진다.The coefficients Kp and Kt1 are acquired in advance and stored in the storage unit 61. The coefficient Kp is, for example, the above-mentioned focus calibration is performed in a plurality of states in which the pressure in the housing of the drawing device 1 measured by the pressure sensor 41 is different, the change in pressure and the focus lens group The relationship of the change in the position of (351) is approximated linearly, and then determined as the slope of the approximation curve. The coefficient Kt1 is, for example, the above-mentioned focus calibration is performed in a plurality of states in which the temperatures of the projection optical system 35 measured by the first temperature sensor 36 are different, and the temperature change and the focus lens group are performed. The relationship of the change in the position of (351) is approximated linearly, and then determined as the slope of the approximation curve.

또, 헤드 제어부 (63) 에서는, 스텝 S32 에 있어서 취득된 거리 센서 (38) 의 측정 온도에 기초하여, 거리 센서 (38) 의 수광부 (382) 에 있어서의 기준 수광 위치의 보정이 실시된다 (스텝 S35). 스텝 S35 에서는, 예를 들어, 수학식 2 에 나타내는 보정 거리 dD (pixel) 만큼 기준 수광 위치가 어긋난다. 이하의 설명에서는, 보정 후의 기준 수광 위치를 보정 기준 수광 위치라고 부른다.In addition, the head control unit 63 corrects the reference light receiving position in the light receiving unit 382 of the distance sensor 38 based on the measurement temperature of the distance sensor 38 acquired in step S32 (step) S35). In step S35, for example, the reference light receiving position is shifted by the correction distance dD (pixel) shown in equation (2). In the following description, the reference light receiving position after correction is called a correction reference light receiving position.

dD = Kt2 × dT2 ㆍㆍㆍ (수학식 2)dD = Kt2 × dT2 ㆍ ㆍ ㆍ (Equation 2)

수학식 2 에 있어서의 dT2 는, 거리 센서 (38) 의 상기 기준 온도와, 스텝 S32 에 있어서 취득된 거리 센서 (38) 의 측정 온도의 차인 거리 센서 (38) 의 온도차 (deg) 이고, Kt2 는, 거리 센서 (38) 의 단위 온도차당 기준 수광 위치의 이동 거리를 나타내는 계수 (pixel/deg) 이다.DT2 in Equation 2 is the temperature difference (deg) of the distance sensor 38 which is the difference between the reference temperature of the distance sensor 38 and the measurement temperature of the distance sensor 38 obtained in step S32, and Kt2 is , Is a coefficient (pixel / deg) indicating the moving distance of the reference light receiving position per unit temperature difference of the distance sensor 38.

계수 Kt2 는, 미리 취득되어 기억부 (61) 에 기억되어 있다. 계수 Kt2 는, 예를 들어, 이하와 같이 구해진다. 먼저, 제 2 온도 센서 (37) 에 의해 측정되는 거리 센서 (38) 의 온도가 상이한 복수의 상태에 있어서, 거리 센서 (38) 의 발광부 (381) 로부터 지그 (52) (도 5 참조) 를 향하여 광을 출사하고, 지그 (52) 의 상면으로부터의 반사광을 수광부 (382) 에 의해 수광하여 수광 위치를 구한다. 그리고, 당해 온도의 변화와 수광부 (382) 에 있어서의 수광 위치의 변화의 관계를 직선 근사하고, 근사 곡선의 기울기를 계수 Kt2 로서 구한다.The coefficient Kt2 is acquired in advance and stored in the storage unit 61. The coefficient Kt2 is obtained as follows, for example. First, in a plurality of states in which the temperature of the distance sensor 38 measured by the second temperature sensor 37 is different, the jig 52 (see FIG. 5) is provided from the light emitting unit 381 of the distance sensor 38. The light is emitted toward the light, and the reflected light from the upper surface of the jig 52 is received by the light receiving unit 382 to obtain a light receiving position. Then, the relationship between the change in temperature and the change in the light receiving position in the light-receiving portion 382 is linearly approximated, and the slope of the approximation curve is determined as the coefficient Kt2.

초점 렌즈군 (351) 이 보정 기준 위치에 위치하는 상태에서는, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치는, 휘어짐 등의 변형이 없는 기판 (9) 의 상면 (91) 에 만난다 (즉, 기판 (9) 의 상면 (91) 과 상하 방향의 동일한 위치에 위치한다). 또, 거리 센서 (38) 에서는, 발광부 (381) 로부터 출사되고, 휘어짐 등의 변형이 없는 기판 (9) 의 상면 (91) 에서 반사된 광은, 수광부 (382) 의 보정 기준 수광 위치에서 수광된다. 또한, 스텝 S33 ∼ S34 와 스텝 S35 의 실행 순서는 적절히 변경되면 된다. 또, 스텝 S33 ∼ S34 와 스텝 S35 는 병행하여 실행되어도 된다.In the state where the focus lens group 351 is positioned at the corrected reference position, the focal position of the drawing head 31 meets the upper surface 91 of the substrate 9 without deformation such as warpage (that is, the substrate 9) Is located at the same position in the vertical direction of the upper surface 91 of). In addition, in the distance sensor 38, light emitted from the light emitting portion 381 and reflected from the upper surface 91 of the substrate 9 without deformation such as warping is received at the correction reference light receiving position of the light receiving portion 382. do. Note that the execution order of steps S33 to S34 and step S35 may be changed as appropriate. Note that steps S33 to S34 and step S35 may be executed in parallel.

묘화 장치 (1) 에서는, 복수의 묘화 헤드 (31) 의 각각에 대하여, 스텝 S32 ∼ S35 가 종료되면, 이동 제어부 (64) 에 의해 스테이지 이동 기구 (22) 가 제어되고, 기판 (9) 의 Y 방향으로의 이동이 개시된다. 또, 각 묘화 헤드 (31) 에 있어서, 기억부 (61) 에 미리 기억되어 있는 묘화 데이터에 기초하여 헤드 제어부 (63) 에 의해 광변조부 (34) 가 제어되고, 이동 중의 기판 (9) 의 상면 (91) 에 대해, 각 묘화 헤드 (31) 로부터 변조된 광이 조사되어 패턴의 묘화가 실시된다 (스텝 S36).In the drawing device 1, for each of the plurality of drawing heads 31, when the steps S32 to S35 are completed, the stage movement mechanism 22 is controlled by the movement control unit 64, and the Y of the substrate 9 Movement in the direction is started. In addition, in each drawing head 31, the light modulation section 34 is controlled by the head control section 63 based on the drawing data stored in advance in the storage section 61, and the moving substrate 9 The modulated light is irradiated from each drawing head 31 to the upper surface 91 to perform pattern drawing (step S36).

기판 (9) 에 대한 패턴의 묘화 중에는, 상기 서술한 바와 같이, 거리 센서 (38), 초점 조절 기구 (353) 및 헤드 제어부 (63) 등에 의한 오토포커스가, 기판 (9) 에 대한 묘화와 병행하여 계속적으로 실시된다. 구체적으로는, 기판 (9) 에 대한 묘화가 실시되고 있는 동안에, 거리 센서 (38) 에 의한 조사 거리의 측정이 계속적으로 실시된다. 조사 거리의 측정에서는, 수광부 (382) 에 있어서의 수광 위치의 보정 기준 수광 위치로부터의 어긋남량이 구해지고, 당해 어긋남량에 기초하여, 측정 조사 거리의 기준 조사 거리로부터의 어긋남량 (즉, 기판 (9) 의 상면 (91) 의 상하 방향에 있어서의 변형량) 이 구해진다.During the drawing of the pattern on the substrate 9, as described above, the autofocus by the distance sensor 38, the focus adjustment mechanism 353, the head control unit 63, and the like is parallel to the drawing on the substrate 9 It is carried out continuously. Specifically, while imaging on the substrate 9 is being performed, the measurement of the irradiation distance by the distance sensor 38 is continuously performed. In the measurement of the irradiation distance, a shift amount from the correction reference light receiving position of the light receiving position in the light receiving unit 382 is obtained, and based on the shift amount, a shift amount from the reference irradiation distance of the measurement irradiation distance (that is, the substrate ( The amount of deformation in the vertical direction of the upper surface 91 of 9) is obtained.

그리고, 측정 조사 거리의 기준 조사 거리로부터의 어긋남량에 기초하여, 헤드 제어부 (63) 에 의해 초점 조절 기구 (353) 가 제어되어, 초점 렌즈군 (351) 이, 당해 어긋남량에 대응하는 이동 거리만큼 보정 기준 위치로부터 이동된다. 초점 렌즈군 (351) 의 위치 변경도, 기판 (9) 에 대한 묘화와 병행하여 계속적으로 실시된다. 이로써, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치가 상하 방향으로 이동되어, 기판 (9) 의 상면 (91) 에 맞춰진다. 그 결과, 기판 (9) 에 휘어짐 등의 변형이 발생한 경우라 하더라도, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치를 기판 (9) 의 상면 (91) 에 계속적으로 맞출 수 있기 때문에, 기판 (9) 에 대한 고정밀도의 묘화가 실현된다.Then, the focus adjustment mechanism 353 is controlled by the head control unit 63 based on the amount of shift from the reference irradiation distance of the measurement irradiation distance, and the focus lens group 351 moves the distance corresponding to the amount of shift. As much as it is shifted from the calibration reference position. The position change of the focus lens group 351 is also performed continuously in parallel with drawing to the substrate 9. Thereby, the focal position of the drawing head 31 is moved in the vertical direction, and is aligned with the upper surface 91 of the substrate 9. As a result, even if a deformation such as bending occurs on the substrate 9, since the focal position of the drawing head 31 can be continuously adjusted to the upper surface 91 of the substrate 9, the substrate 9 High-precision drawing is realized.

묘화 장치 (1) 에서는, 상기 서술한 바와 같이, 복수의 기판 (9) 에 대한 묘화가 연속적으로 실시되어, 각 기판 (9) 의 묘화 개시시에, 상기 서술한 스텝 S31 ∼ S35 가 실시된다. 이로써, 복수의 기판 (9) 에 대한 연속 묘화 중에, 묘화 헤드 (31) 주위의 압력 (즉, 클린룸 내의 압력), 투영 광학계 (35) 의 온도, 및 거리 센서 (38) 의 온도 중, 적어도 1 개 이상에 변화가 생긴 경우라 하더라도, 각 기판 (9) 에 대한 고정밀도의 묘화가 실현된다.In the drawing device 1, as described above, drawing to a plurality of substrates 9 is continuously performed, and at the start of drawing of each substrate 9, steps S31 to S35 described above are performed. Thereby, during continuous drawing to the plurality of substrates 9, at least of the pressure around the drawing head 31 (ie, the pressure in the clean room), the temperature of the projection optical system 35, and the temperature of the distance sensor 38, at least Even in the case where one or more changes occur, high-precision drawing for each substrate 9 is realized.

또한, 묘화 장치 (1) 에서는, 스텝 S31 ∼ S35 는, 반드시 각 기판 (9) 의 묘화 개시시에 실시될 필요는 없다. 스텝 S31 ∼ S35 는, 예를 들어, 1 장의 기판 (9) 의 묘화 개시시에 실시된 후에는 소정 장수의 기판 (9) 에 대한 묘화가 종료될 때까지 실시되지 않고, 소정 장수의 기판 (9) 에 대한 묘화 종료 후, 다음 기판 (9) 에 대한 묘화의 개시시에 실시되어도 된다. 또, 스텝 S11 ∼ S20 의 오토포커스 기구의 조정은, 예를 들어, 묘화 장치 (1) 의 기동시, 및 소정수의 로트의 기판 (9) 에 대한 묘화의 종료마다 실시되는 것이 바람직하다.In addition, in the drawing device 1, steps S31 to S35 are not necessarily performed at the start of drawing of each substrate 9. Steps S31 to S35 are performed, for example, at the start of drawing of one substrate 9, and are not performed until the drawing of the predetermined number of substrates 9 is finished, and the specified number of substrates 9 ) May be carried out at the start of drawing to the next substrate 9 after completion of drawing to. Moreover, it is preferable that adjustment of the autofocus mechanism of steps S11-S20 is performed, for example, at the start-up of the drawing device 1 and at the end of the drawing of the predetermined number of lots on the substrate 9.

이상으로 설명한 바와 같이, 묘화 장치 (1) 는, 스테이지 (21) 와, 묘화 헤드 (31) 와, 스테이지 이동 기구 (22) 와, 압력 센서 (41) 와, 헤드 제어부 (63) 를 구비한다. 스테이지 (21) 는, 기판 (9) 을 유지한다. 묘화 헤드 (31) 는, 기판 (9) 에 변조된 광을 조사한다. 스테이지 이동 기구 (22) 는, 기판 (9) 의 상면 (91) 에 평행한 방향으로, 스테이지 (21) 를 묘화 헤드 (31) 에 대해 상대적으로 이동시킨다. 압력 센서 (41) 는, 묘화 헤드 (31) 주위의 압력을 측정한다. 헤드 제어부 (63) 는, 묘화 헤드 (31) 를 제어한다. 묘화 헤드 (31) 는, 광원 (32) 과, 광변조 디바이스 (341) 와, 투영 광학계 (35) 를 구비한다. 광변조 디바이스 (341) 에는, 광원 (32) 으로부터의 광이 유도된다. 투영 광학계 (35) 는, 광변조 디바이스 (341) 에서 변조된 광을 스테이지 (21) 로 유도한다. 투영 광학계 (35) 는, 대물 렌즈군 (352) 과, 초점 렌즈군 (351) 과, 초점 조절 기구 (353) 를 구비한다. 초점 조절 기구 (353) 는, 초점 렌즈군 (351) 의 광축 상에 있어서의 위치를 변경함으로써, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치를 조절한다. 헤드 제어부 (63) 는, 압력 센서 (41) 로부터의 출력에 기초하여, 초점 조절 기구 (353) 를 제어한다.As described above, the drawing device 1 includes a stage 21, a drawing head 31, a stage moving mechanism 22, a pressure sensor 41, and a head control unit 63. The stage 21 holds the substrate 9. The drawing head 31 irradiates the modulated light to the substrate 9. The stage movement mechanism 22 moves the stage 21 relative to the drawing head 31 in a direction parallel to the upper surface 91 of the substrate 9. The pressure sensor 41 measures the pressure around the drawing head 31. The head control unit 63 controls the drawing head 31. The drawing head 31 includes a light source 32, a light modulation device 341, and a projection optical system 35. Light from the light source 32 is guided to the light modulation device 341. The projection optical system 35 directs the light modulated by the light modulation device 341 to the stage 21. The projection optical system 35 includes an objective lens group 352, a focus lens group 351, and a focus adjustment mechanism 353. The focus adjustment mechanism 353 adjusts the focus position of the drawing head 31 by changing the position of the focus lens group 351 on the optical axis. The head control unit 63 controls the focus adjustment mechanism 353 based on the output from the pressure sensor 41.

이로써, 묘화 헤드 (31) 주위의 압력 변동에서 기인하는 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치의 어긋남을 보정할 수 있다. 그 결과, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치를 기판 (9) 의 상면 (91) 에 양호한 정밀도로 맞출 수 있어, 기판 (9) 에 대한 고정밀도의 묘화를 실현할 수 있다. 또, 묘화 장치 (1) 에서는, 상기 서술한 스텝 S11 ∼ S20 에 나타내는 오토포커스 기구의 조정 (이른바 포커스 캘리브레이션) 을 1 회 실시한 후에는, 포커스 캘리브레이션 대신에, 헤드 제어부 (63) 에 의한 연산 처리에 의해 초점 위치의 어긋남을 보정할 수 있기 때문에, 초점 위치의 어긋남의 보정에 필요로 하는 시간을 단축시킬 수 있다. 그 결과, 묘화 장치 (1) 의 생산성을 향상시킬 수 있다.Thereby, the shift | offset | difference of the focus position of the drawing head 31 resulting from the pressure fluctuation around the drawing head 31 can be corrected. As a result, the focal position of the drawing head 31 can be adjusted to the upper surface 91 of the substrate 9 with good precision, and high-precision drawing with respect to the substrate 9 can be realized. In addition, in the drawing device 1, after performing the adjustment (so-called focus calibration) of the autofocus mechanism shown in steps S11 to S20 described above once, the calculation processing by the head control unit 63 is performed instead of the focus calibration. Since the shift of the focus position can be corrected, the time required for the correction of the shift of the focus position can be shortened. As a result, productivity of the drawing device 1 can be improved.

상기 서술한 바와 같이, 묘화 헤드 (31) 는, 투영 광학계 (35) 의 온도를 측정하는 제 1 온도 센서 (36) 를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 또, 헤드 제어부 (63) 에 의한 초점 조절 기구 (353) 의 제어는, 제 1 온도 센서 (36) 로부터의 출력에도 기초하여 실시되는 것이 바람직하다. 이로써, 투영 광학계 (35) 의 온도 변동에서 기인하는 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치의 어긋남을 보정할 수 있다. 그 결과, 기판 (9) 에 대한 묘화의 정밀도를 향상시킬 수 있다.As described above, it is preferable that the drawing head 31 further includes a first temperature sensor 36 that measures the temperature of the projection optical system 35. Moreover, it is preferable that the control of the focus adjustment mechanism 353 by the head control unit 63 is also performed based on the output from the first temperature sensor 36. Thereby, the shift | offset | difference of the focus position of the drawing head 31 resulting from the temperature fluctuation of the projection optical system 35 can be corrected. As a result, the accuracy of drawing with respect to the substrate 9 can be improved.

상기 서술한 바와 같이, 묘화 헤드 (31) 는, 스테이지 (21) 상의 기판 (9) 까지의 거리를 측정하는 거리 센서 (38) 를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 또, 스테이지 이동 기구 (22) 에 의해 스테이지 (21) 를 상대 이동시켜 묘화 헤드 (31) 로부터의 광의 조사 영역을 기판 (9) 상에서 주사함으로써 기판 (9) 에 대한 묘화가 실시되고 있는 동안에, 거리 센서 (38) 에 의한 기판 (9) 까지의 거리의 측정이 계속적으로 실시되고, 헤드 제어부 (63) 에 의한 초점 조절 기구 (353) 의 제어는, 거리 센서 (38) 로부터의 출력에도 기초하여 실시되는 것이 바람직하다. 또한, 기판 (9) 에 대한 묘화가 실시되고 있는 동안에, 헤드 제어부 (63) 에 의한 초점 조절 기구 (353) 의 제어에 의해, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치는, 기판 (9) 의 상면 (91) 에 맞춰지는 것이 바람직하다. 이와 같이, 기판 (9) 에 대한 묘화시에 오토포커스가 실시됨으로써, 휘어짐 등의 변형이 발생한 기판 (9) 에 대해서도, 고정밀도의 묘화를 실현할 수 있다.As described above, it is preferable that the drawing head 31 further includes a distance sensor 38 that measures the distance to the substrate 9 on the stage 21. In addition, while the stage 21 is moved relative to the stage 21 by the stage movement mechanism 22, the area of the substrate 9 is drawn by scanning the irradiation region of the light from the drawing head 31 on the substrate 9 Measurement of the distance to the substrate 9 by the sensor 38 is continuously performed, and control of the focus adjustment mechanism 353 by the head control unit 63 is also performed based on the output from the distance sensor 38. It is desirable to be. In addition, while writing to the substrate 9 is being performed, the focus position of the drawing head 31 is controlled by the focus control mechanism 353 by the head control unit 63 so that the focus position of the drawing head 31 is the upper surface of the substrate 9 ( 91). As described above, by autofocusing during drawing on the substrate 9, high-precision drawing can also be realized on the substrate 9 where deformation such as warping occurs.

더욱 바람직하게는, 묘화 헤드 (31) 는, 거리 센서 (38) 의 온도를 측정하는 제 2 온도 센서 (37) 를 추가로 구비하여, 헤드 제어부 (63) 에 의한 초점 조절 기구 (353) 의 제어는, 제 2 온도 센서 (37) 로부터의 출력에도 기초하여 실시된다. 이로써, 거리 센서 (38) 의 온도 변동에서 기인하는 수광부 (382) 에 있어서의 수광 위치의 어긋남 (즉, 거리 센서 (38) 에 의해 취득되는 측정 조사 거리의 어긋남) 을 보정할 수 있다. 그 결과, 기판 (9) 에 대한 묘화의 정밀도를 향상시킬 수 있다.More preferably, the drawing head 31 further includes a second temperature sensor 37 that measures the temperature of the distance sensor 38, and the head control unit 63 controls the focus adjustment mechanism 353. Is performed based on the output from the second temperature sensor 37 as well. Thereby, the shift | offset | difference of the light-receiving position in the light-receiving part 382 resulting from the temperature fluctuation of the distance sensor 38 (namely, the shift | offset | difference of the measurement irradiation distance acquired by the distance sensor 38) can be corrected. As a result, the accuracy of drawing with respect to the substrate 9 can be improved.

상기 서술한 바와 같이, 묘화 장치 (1) 에서는, 스테이지 이동 기구 (22) 에 의해 스테이지 (21) 를 상대 이동시켜 묘화 헤드 (31) 로부터의 광의 조사 영역을 기판 (9) 상에서 소정의 주사 방향으로 1 회만 주사함으로써, 기판 (9) 에 대한 묘화가 완료되는 것이 바람직하다. 이와 같은 싱글 패스 방식의 묘화를 실현하기 위해서는, 투영 광학계 (35) 가 비교적 대형의 렌즈를 구비할 필요가 있다. 대형 렌즈에서는, 일반적으로 초점 심도가 얕아지기 때문에, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치는 기판 (9) 의 상면 (91) 으로부터 어긋나기 쉬워진다. 상기 서술한 바와 같이, 묘화 장치 (1) 에서는, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치를 기판 (9) 의 상면 (91) 에 양호한 정밀도로 맞출 수 있기 때문에, 묘화 장치 (1) 의 구조는, 싱글 패스 방식의 묘화가 실시되는 묘화 장치에 특히 적합하다.As described above, in the drawing device 1, the stage 21 is moved relative to the stage 21 by the stage moving mechanism 22, so that the irradiation area of the light from the drawing head 31 is set on the substrate 9 in a predetermined scanning direction. It is preferable that the imaging of the substrate 9 is completed by scanning only once. In order to realize such a single pass method, it is necessary for the projection optical system 35 to have a relatively large lens. In a large lens, since the depth of focus is generally shallow, the focal position of the drawing head 31 is easily shifted from the upper surface 91 of the substrate 9. As described above, in the drawing device 1, since the focal position of the drawing head 31 can be accurately adjusted to the upper surface 91 of the substrate 9, the structure of the drawing device 1 is single. It is particularly suitable for a drawing device in which a pass type drawing is performed.

상기 서술한 바와 같이, 바람직하게는, 기판 (9) 에 묘화되는 패턴은 회로 패턴이며, 당해 회로 패턴의 L/S 의 라인은 7 ㎛ ∼ 9 ㎛ 이고, 스페이스는 11 ㎛ ∼ 13 ㎛ 이다. 이와 같은 고정세의 묘화를 실현하기 위해서는, 투영 광학계 (35) 가 비교적 대형의 렌즈를 구비할 필요가 있다. 대형 렌즈에서는, 일반적으로 초점 심도가 얕아지기 때문에, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치는 기판 (9) 의 상면 (91) 으로부터 어긋나기 쉬워진다. 상기 서술한 바와 같이, 묘화 장치 (1) 에서는, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치를 기판 (9) 의 상면 (91) 에 양호한 정밀도로 맞출 수 있기 때문에, 묘화 장치 (1) 의 구조는, 고정세의 묘화가 실시되는 묘화 장치에 특히 적합하다.As described above, preferably, the pattern drawn on the substrate 9 is a circuit pattern, the L / S line of the circuit pattern is 7 µm to 9 µm, and the space is 11 µm to 13 µm. In order to realize such high-definition drawing, the projection optical system 35 needs to have a relatively large lens. In a large lens, since the depth of focus is generally shallow, the focal position of the drawing head 31 is easily shifted from the upper surface 91 of the substrate 9. As described above, in the drawing device 1, since the focal position of the drawing head 31 can be accurately adjusted to the upper surface 91 of the substrate 9, the structure of the drawing device 1 is fixed. It is particularly suitable for a drawing device in which three paintings are performed.

상기 서술한 바와 같이, 초점 렌즈군 (351) 은, 초점 조절 기구 (353) 에 의해 대물 렌즈군 (352) 으로부터 독립적으로 이동시키는 것이 바람직하다. 이로써, 초점 조절 기구 (353) 를 소형화할 수 있다. 초점 렌즈군 (351) 을 대물 렌즈군 (352) 으로부터 독립적으로 이동시키는 구조는, 초점 렌즈군 (351) 이 비교적 대형의 렌즈를 갖는 묘화 장치에 특히 적합하다.As described above, the focus lens group 351 is preferably moved independently from the objective lens group 352 by the focus adjustment mechanism 353. Thereby, the focus adjustment mechanism 353 can be downsized. The structure in which the focus lens group 351 is independently moved from the objective lens group 352 is particularly suitable for a drawing device in which the focus lens group 351 has a relatively large lens.

또, 초점 조절 기구 (353) 에 의한 초점 렌즈군 (351) 의 이동 방향은, 수평 방향인 것이 더욱 바람직하다. 이로써, 초점 렌즈군 (351) 이 대형화되어 중량이 큰 경우라 하더라도, 당해 이동 방향이 상하 방향인 경우에 비해, 초점 조절 기구 (353) 에 의한 초점 렌즈군 (351) 의 이동을 용이하게 할 수 있다.Moreover, it is more preferable that the moving direction of the focus lens group 351 by the focus adjustment mechanism 353 is a horizontal direction. As a result, even if the focus lens group 351 is enlarged and has a large weight, it is possible to facilitate the movement of the focus lens group 351 by the focus adjustment mechanism 353, compared to the case where the movement direction is the vertical direction. have.

묘화 장치 (1) 에 의해 기판 (9) 에 광을 조사하여 패턴의 묘화를 실시하는 묘화 방법은, 묘화 헤드 (31) 주위의 압력을 측정하는 공정 (스텝 S31) 과, 스텝 S31 에서 측정된 압력에 기초하여, 초점 렌즈군 (351) 의 광축 상에 있어서의 위치를 변경함으로써, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치를 조절하는 공정 (스텝 S33) 을 구비한다. 이로써, 상기 서술한 바와 같이, 묘화 헤드 (31) 주위의 압력 변동에서 기인하는 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치의 어긋남을 보정할 수 있다. 그 결과, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치를 기판 (9) 의 상면 (91) 에 양호한 정밀도로 맞출 수 있어, 기판 (9) 에 대한 고정밀도의 묘화를 실현할 수 있다.The drawing method in which the substrate 9 is irradiated with light by the drawing device 1 to draw a pattern includes steps of measuring the pressure around the drawing head 31 (step S31) and pressure measured in step S31. On the basis of this, a step (step S33) of adjusting the focus position of the drawing head 31 by changing the position of the focus lens group 351 on the optical axis is provided. Thereby, as mentioned above, the shift | offset | difference of the focus position of the drawing head 31 resulting from the pressure fluctuation around the drawing head 31 can be corrected. As a result, the focal position of the drawing head 31 can be adjusted to the upper surface 91 of the substrate 9 with good precision, and high-precision drawing with respect to the substrate 9 can be realized.

묘화 장치 (1) 에서는, 묘화 헤드 (31) 로부터의 광의 조사 위치와, 설계상의 당해 조사 위치의 수평 방향에 있어서의 어긋남을 조정하는 처리 (이른바 헤드 캘리브레이션) 에 있어서도, 상기 서술한 압력 및 온도에 기초하는 보정이 실시되는 것이 바람직하다. 당해 헤드 캘리브레이션은, 예를 들어, 묘화 장치 (1) 의 메인터넌스시에 실시된다. 헤드 캘리브레이션이 실시될 때에는, 조정 대상인 묘화 헤드 (31) 는 지그 (52) 의 상방으로 이동되고, 촬상부 (51) 는, 당해 묘화 헤드 (31) 의 하방에 위치한다.In the drawing apparatus 1, also in the process of adjusting the displacement in the horizontal direction of the irradiation position of the light from the drawing head 31 and the corresponding irradiation position in design (so-called head calibration), the pressure and temperature described above are also applied. It is preferable that the correction based on it is carried out. The head calibration is performed, for example, during maintenance of the drawing device 1. When the head calibration is performed, the drawing head 31 to be adjusted is moved upward of the jig 52, and the imaging unit 51 is located below the drawing head 31.

도 9 는, 헤드 캘리브레이션의 흐름의 일례를 나타내는 도면이다. 먼저, 압력 센서 (41) 에 의한 압력 (즉, 기압) 의 측정이 실시되고, 압력 센서 (41) 에 의해 취득된 측정 압력이, 제어부 (6) 의 헤드 제어부 (63) 로 보내진다 (스텝 S41). 또, 제 1 온도 센서 (36) 에 의한 온도 측정이 실시되고, 제 1 온도 센서 (36) 에 의해 취득된 투영 광학계 (35) 의 측정 온도가, 헤드 제어부 (63) 로 보내진다 (스텝 S42). 또한, 스텝 S41, S42 의 실행 순서는 적절히 변경되면 된다. 또, 스텝 S41 및 스텝 S42 는, 병행하여 실행되어도 된다.9 is a view showing an example of the flow of head calibration. First, the pressure (i.e., air pressure) is measured by the pressure sensor 41, and the measurement pressure obtained by the pressure sensor 41 is sent to the head control unit 63 of the control unit 6 (step S41) ). Moreover, temperature measurement by the 1st temperature sensor 36 is performed, and the measurement temperature of the projection optical system 35 acquired by the 1st temperature sensor 36 is sent to the head control part 63 (step S42). . Note that the execution order of steps S41 and S42 may be changed as appropriate. Moreover, step S41 and step S42 may be performed in parallel.

헤드 제어부 (63) 에서는, 스텝 S41, S42 에 있어서 취득된 측정 압력 및 투영 광학계 (35) 의 측정 온도에 기초하여, 초점 렌즈군 (351) 의 기준 위치의 보정이 실시된다 (스텝 S43). 그리고, 초점 조절 기구 (353) 에 의해, 보정 기준 위치로 초점 렌즈군 (351) 이 이동된다 (스텝 S44). 스텝 S43 에서는, 상기 서술한 스텝 S33 과 마찬가지로, 수학식 1 에 나타내는 보정 거리 dF (㎚) 만큼, 초점 렌즈군 (351) 이 기준 위치로부터 이동된다. 이로써, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치가, 지그 (52) 의 상면에 맞춰진다.In the head control unit 63, the reference position of the focus lens group 351 is corrected based on the measurement pressure obtained in steps S41 and S42 and the measurement temperature of the projection optical system 35 (step S43). Then, the focus lens group 351 is moved to the correction reference position by the focus adjustment mechanism 353 (step S44). In step S43, the focus lens group 351 is moved from the reference position by the correction distance dF (nm) shown in equation (1), similarly to step S33 described above. Thereby, the focal position of the drawing head 31 is adjusted to the upper surface of the jig 52.

초점 렌즈군 (351) 이 보정 기준 위치에 위치하면, 묘화 헤드 (31) 로부터 지그 (52) 로 광이 조사되어, 소정의 캘리브레이션 패턴 (도시 생략) 이, 지그 (52) 에 조사된다. 그리고, 촬상부 (51) 에 의해, 지그 (52) 상에 있어서의 묘화 헤드 (31) 로부터의 광의 조사 영역이, 지그 (52) 상에 미리 형성되어 있는 상기 표식과 함께 촬상된다 (스텝 S45). 표식에는, 예를 들어, 거리 센서 (38) 에 고정되어 있는 광원으로부터 조명광이 조사된다.When the focus lens group 351 is positioned at the corrected reference position, light is irradiated from the drawing head 31 to the jig 52, and a predetermined calibration pattern (not shown) is irradiated to the jig 52. Then, by the imaging unit 51, an irradiation region of light from the drawing head 31 on the jig 52 is imaged together with the above-described marks previously formed on the jig 52 (step S45). . The illumination light is irradiated from the light source fixed to the distance sensor 38, for example.

촬상부 (51) 에 의해 취득된 화상은, 제어부 (6) 의 화상 처리부 (62) 로 보내진다. 화상 처리부 (62) 는, 촬상부 (51) 에 의해 취득된 화상에 기초하여, 실제의 묘화 헤드 (31) 의 조사 위치와, 설계상의 묘화 헤드 (31) 의 조사 위치 (이하, 「설계 조사 위치」라고 부른다.) 의 수평 방향의 어긋남을 취득한다. 바꾸어 말하면, 화상 처리부 (62) 는, 스텝 S45 에서 취득된 화상에 기초하여, 묘화 헤드 (31) 의 조사 위치의 설계 조사 위치로부터의 수평 방향에 있어서의 어긋남을 취득한다 (스텝 S46).The image acquired by the imaging unit 51 is sent to the image processing unit 62 of the control unit 6. The image processing unit 62, based on the image acquired by the imaging unit 51, the irradiation position of the actual drawing head 31 and the irradiation position of the design drawing head 31 (hereinafter referred to as "design irradiation position" ”Is obtained. In other words, based on the image acquired in step S45, the image processing unit 62 acquires a shift in the horizontal direction from the design irradiation position of the irradiation position of the drawing head 31 (step S46).

그 후, 당해 어긋남에 기초하여, 묘화 헤드 (31) 의 조사 위치가 설계 조사 위치와 일치하도록, 묘화 헤드 (31) 가 헤드 이동 기구 (도시 생략) 에 의해 수평 방향으로 이동된다 (스텝 S47). 묘화 장치 (1) 에서는, 복수의 묘화 헤드 (31) 의 각각에 대하여, 상기 서술한 스텝 S41 ∼ S47 이 실시됨으로써, 복수의 묘화 헤드 (31) 의 수평 방향에 있어서의 위치 조절 (즉, 헤드 캘리브레이션) 이 종료된다.Then, based on the said shift, the drawing head 31 is moved in the horizontal direction by a head movement mechanism (not shown) so that the irradiation position of the drawing head 31 matches the design irradiation position (step S47). In the drawing device 1, the above-described steps S41 to S47 are performed on each of the plurality of drawing heads 31, thereby adjusting the position of the plurality of drawing heads in the horizontal direction (that is, head calibration). ) Ends.

이상으로 설명한 바와 같이, 묘화 장치 (1) 는, 지그 (52) 와, 촬상부 (51) 와, 화상 처리부 (62) 를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 지그 (52) 는, 스테이지 (21) 에 고정된다. 촬상부 (51) 는, 지그 (52) 상에 있어서의 묘화 헤드 (31) 로부터의 광의 조사 영역을, 지그 (52) 상에 미리 형성되어 있는 표식과 함께 촬상한다. 화상 처리부 (62) 는, 촬상부 (51) 에 의해 취득된 화상에 기초하여, 묘화 헤드 (31) 의 조사 위치의 설계 조사 위치로부터의 어긋남을 취득한다. 묘화 장치 (1) 에서는, 촬상부 (51) 에 의한 지그 (52) 의 촬상이 실시될 때, 헤드 제어부 (63) 에 의한 초점 조절 기구 (353) 의 제어에 의해, 묘화 헤드 (31) 의 초점 위치가 지그 (52) 에 맞춰지는 것이 바람직하다. 이로써, 묘화 헤드 (31) 의 조사 위치의 설계 조사 위치로부터의 어긋남을 고정밀도로 취득할 수 있기 때문에, 고정밀도의 헤드 캘리브레이션을 실현할 수 있다. 그 결과, 기판 (9) 에 대한 묘화의 정밀도를 향상시킬 수 있다.As described above, the drawing device 1 preferably further includes a jig 52, an imaging unit 51, and an image processing unit 62. The jig 52 is fixed to the stage 21. The imaging unit 51 captures the irradiation region of the light from the drawing head 31 on the jig 52 together with a mark previously formed on the jig 52. Based on the image acquired by the imaging unit 51, the image processing unit 62 acquires a shift in the irradiation position of the drawing head 31 from the design irradiation position. In the drawing device 1, when imaging of the jig 52 by the imaging unit 51 is performed, the focus of the drawing head 31 is controlled by the focus adjustment mechanism 353 by the head control unit 63 It is preferred that the position is fitted to the jig 52. Thereby, since the deviation of the irradiation position of the drawing head 31 from the design irradiation position can be acquired with high precision, high-precision head calibration can be realized. As a result, the accuracy of drawing with respect to the substrate 9 can be improved.

상기 서술한 묘화 장치 (1) 및 묘화 방법에서는, 여러 가지 변경이 가능하다.In the above-described writing device 1 and drawing method, various changes are possible.

제 1 온도 센서 (36) 는, 도 4 에 예시하는 위치에 첩부될 필요는 없으며, 예를 들어, 대물 렌즈군 (352) 의 다른 부위, 또는 초점 렌즈군 (351) 에 첩부되어도 된다. 제 2 온도 센서 (37) 도 마찬가지로, 도 4 에 예시하는 위치에 첩부될 필요는 없으며, 예를 들어, 발광부 (381) 또는 수광부 (382) 에 첩부되어도 된다. 제 1 온도 센서 (36) 및 제 2 온도 센서 (37) 는, 열전쌍 이외의 센서여도 된다. 압력 센서 (41) 의 위치 및 종류에 대해서도 적절히 변경되면 된다.The first temperature sensor 36 need not be affixed to the position illustrated in FIG. 4, but may be attached to, for example, another portion of the objective lens group 352 or the focal lens group 351. Likewise, the second temperature sensor 37 need not be attached to the position illustrated in FIG. 4, but may be attached to, for example, the light emitting portion 381 or the light receiving portion 382. The first temperature sensor 36 and the second temperature sensor 37 may be sensors other than a thermocouple. The position and type of the pressure sensor 41 may also be changed as appropriate.

묘화 헤드 (31) 에서는, DMD 대신에, 예를 들어 GLV (그레이팅ㆍ라이트ㆍ밸브) (등록 상표) 등의 다른 장치가, 광변조 디바이스 (341) 로서 형성되어도 된다.In the drawing head 31, instead of DMD, other apparatuses such as GLV (Grating Light Valve) (registered trademark), for example, may be formed as the light modulation device 341.

또, 묘화 헤드 (31) 에서는, 초점 렌즈군 (351) 은, 반드시 대물 렌즈군 (352) 으로부터 독립적으로 이동시킬 필요는 없으며, 초점 조절 기구 (353) 에 의해 대물 렌즈군 (352) 과 함께 이동되어도 된다.In addition, in the drawing head 31, the focus lens group 351 is not necessarily moved independently from the objective lens group 352, and is moved together with the objective lens group 352 by the focus adjustment mechanism 353. You may work.

상기 서술한 오토포커스 기구의 조정에서는, 스텝 S14 에 있어서, 촬상부 (51) 에 의해 취득된 화상으로부터 콘트라스트 평가값 이외의 파라미터가 구해지고, 당해 파라미터를 이용하여, 스텝 S16 에 있어서의 피크 검출 처리가 실시되어도 된다. 또, 스텝 S11 ∼ S13 에 있어서의 기준 압력, 기준 온도 및 기준 수광 위치의 취득은, 스텝 S18 에 있어서 초점 렌즈군 (351) 의 기준 위치가 취득된 후에 실시되어도 된다.In the adjustment of the autofocus mechanism described above, in step S14, parameters other than the contrast evaluation value are obtained from the image acquired by the imaging unit 51, and the peak detection processing in step S16 is obtained using the parameters. May be carried out. Moreover, the acquisition of the reference pressure, the reference temperature, and the reference light receiving position in steps S11 to S13 may be performed after the reference position of the focus lens group 351 is acquired in step S18.

스텝 S33 에 있어서의 초점 렌즈군 (351) 의 기준 위치의 보정은, 수학식 1 이외의 수식을 이용하여 실시되어도 된다. 혹은, 묘화 헤드 (31) 주위의 압력 및 투영 광학계 (35) 의 온도와, 초점 렌즈군 (351) 의 위치의 관계를 나타내는 테이블이 미리 기억부 (61) 에 격납되어 있어, 당해 테이블을 이용하여 초점 렌즈군 (351) 의 기준 위치의 보정이 실시되어도 된다. 초점 렌즈군 (351) 의 기준 위치의 보정에서는, 투영 광학계 (35) 의 온도는 반드시 이용될 필요는 없으며, 예를 들어, 묘화 헤드 (31) 주위의 압력에만 기초하여 당해 보정이 실시되어도 된다. 스텝 S43 에 있어서의 초점 렌즈군 (351) 의 기준 위치의 보정에 대해서도 마찬가지이다.The correction of the reference position of the focus lens group 351 in step S33 may be performed using an equation other than equation (1). Alternatively, a table showing the relationship between the pressure around the drawing head 31 and the temperature of the projection optical system 35 and the position of the focal lens group 351 is stored in the storage unit 61 in advance, and the table is used. The reference position of the focus lens group 351 may be corrected. In the correction of the reference position of the focus lens group 351, the temperature of the projection optical system 35 does not necessarily need to be used, for example, the correction may be performed based only on the pressure around the drawing head 31. The same applies to correction of the reference position of the focus lens group 351 in step S43.

스텝 S35 에 있어서의 기준 수광 위치의 보정은, 수학식 2 이외의 수식을 이용하여 실시되어도 된다. 혹은 거리 센서 (38) 의 온도와 기준 수광 위치의 관계를 나타내는 테이블이 미리 기억부 (61) 에 격납되어 있어, 당해 테이블을 이용하여 기준 수광 위치의 보정이 실시되어도 된다. 또한, 거리 센서 (38) 의 기준 수광 위치의 보정은 생략되어도 된다.The correction of the reference light receiving position in step S35 may be performed using an equation other than equation (2). Alternatively, a table showing the relationship between the temperature of the distance sensor 38 and the reference light receiving position is previously stored in the storage unit 61, and the table may be used to correct the reference light receiving position. Further, correction of the reference light receiving position of the distance sensor 38 may be omitted.

묘화 장치 (1) 에 있어서의 기판 (9) 에 대한 묘화는, 반드시 싱글 패스 방식으로 실시될 필요는 없으며, 이른바 멀티 패스 방식으로 실시되어도 된다. 이 경우, 먼저, 스테이지 이동 기구 (22) 에 의해 기판 (9) 이 Y 방향으로 이동되어, 복수의 묘화 헤드 (31) 로부터의 광의 조사 영역이, 기판 (9) 의 상면 (91) 상에서 Y 방향으로 주사된다. 계속해서, 스테이지 이동 기구 (22) 에 의해, 기판 (9) 이 X 방향으로 소정 거리 (예를 들어, 1 개의 묘화 헤드 (31) 에 의한 묘화폭과 거의 동등한 거리) 만큼 이동된다. 다음으로, 기판 (9) 이 다시 Y 방향으로 이동되어, 복수의 묘화 헤드 (31) 로부터의 광의 조사 영역이, 기판 (9) 의 상면 (91) 상에서 Y 방향으로 주사된다. 그리고, 기판 (9) 의 Y 방향 (즉, 주사 방향) 으로의 이동에 의한 광의 주사, 및 기판 (9) 의 X 방향 (즉, 폭 방향) 으로의 스텝 이동이 반복됨으로써, 기판 (9) 에 대한 회로 패턴의 묘화가 실시된다.The drawing of the substrate 9 in the drawing device 1 is not necessarily performed in a single pass method, but may be performed in a so-called multi-pass method. In this case, first, the substrate 9 is moved in the Y direction by the stage moving mechanism 22, so that the irradiation region of the light from the plurality of drawing heads 31 is in the Y direction on the upper surface 91 of the substrate 9 Is injected. Subsequently, the substrate 9 is moved by the stage movement mechanism 22 in the X direction by a predetermined distance (for example, a distance substantially equal to the drawing width by one drawing head 31). Next, the substrate 9 is moved again in the Y direction, and the irradiation region of the light from the plurality of drawing heads 31 is scanned in the Y direction on the upper surface 91 of the substrate 9. Then, scanning of light by movement of the substrate 9 in the Y-direction (i.e., scanning direction) and step movement of the substrate 9 in the X-direction (i.e., width direction) are repeated, thereby providing the Drawing of the circuit pattern for Korea is performed.

스테이지 이동 기구 (22) 는, 반드시 스테이지 (21) 를 이동시킬 필요는 없으며, 예를 들어, 고정된 스테이지 (21) 의 상방에 있어서, 복수의 묘화 헤드 (31) 를, 기판 (9) 의 상면 (91) 에 평행한 방향으로 이동시켜도 된다.The stage movement mechanism 22 does not necessarily need to move the stage 21, for example, in the upper side of the fixed stage 21, the plurality of drawing heads 31, the upper surface of the substrate 9 You may move in the direction parallel to (91).

묘화부 (3) 에 형성되는 묘화 헤드 (31) 의 수는, 적절히 변경되면 된다. 묘화 헤드 (31) 의 수는, 1 개여도 되고, 2 개 이상이어도 된다.The number of the drawing heads 31 formed in the drawing section 3 may be changed as appropriate. The number of drawing heads 31 may be one or two or more.

묘화 장치 (1) 에서는, 기판 (9) 에 묘화되는 회로 패턴의 L/S 는 적절히 변경되면 된다. 또, 회로 패턴 이외의 패턴이 기판 (9) 에 묘화되어도 된다.In the drawing device 1, the L / S of the circuit pattern drawn on the substrate 9 may be changed as appropriate. Further, patterns other than the circuit pattern may be drawn on the substrate 9.

묘화 장치 (1) 에 있어서 묘화가 실시되는 기판 (9) 은, 반드시 프린트 배선 기판에는 한정되지 않는다. 묘화 장치 (1) 에서는, 예를 들어, 반도체 기판, 액정 표시 장치나 플라즈마 표시 장치 등의 플랫 패널 표시 장치용의 유리 기판, 포토마스크용의 유리 기판, 태양 전지 패널용의 기판 등에 대한 회로 패턴의 묘화가 실시되어도 된다.The substrate 9 on which drawing is performed in the drawing device 1 is not necessarily limited to the printed wiring board. In the drawing device 1, for example, a circuit pattern for a semiconductor substrate, a glass substrate for a flat panel display device such as a liquid crystal display device or a plasma display device, a glass substrate for a photomask, a substrate for a solar panel, and the like Drawing may be performed.

상기 실시형태 및 각 변형예에 있어서의 구성은, 서로 모순되지 않는 한 적절히 조합되면 된다.The structures in the above-described embodiments and respective modifications may be appropriately combined as long as they do not contradict each other.

발명을 상세하게 묘사하여 설명하였지만, 이미 서술한 설명은 예시적인 것으로서 한정적인 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 한 다수의 변형이나 양태가 가능하다고 할 수 있다.Although the invention has been described in detail and described, the descriptions already described are illustrative and not restrictive. Therefore, it can be said that many modifications and aspects are possible without departing from the scope of the present invention.

1 : 묘화 장치
9 : 기판
21 : 스테이지
22 : 스테이지 이동 기구
31 : 묘화 헤드
32 : 광원
35 : 투영 광학계
36 : 제 1 온도 센서
37 : 제 2 온도 센서
38 : 거리 센서
41 : 압력 센서
51 : 촬상부
52 : 지그
62 : 화상 처리부
63 : 헤드 제어부
91 : (기판의) 상면
341 : 광변조 디바이스
351 : 초점 렌즈군
352 : 대물 렌즈군
353 : 초점 조절 기구
S11 ∼ S20, S31 ∼ S36, S41 ∼ S47 : 스텝
1: Drawing device
9: Substrate
21: Stage
22: stage moving mechanism
31: drawing head
32: light source
35: projection optical system
36: first temperature sensor
37: second temperature sensor
38: distance sensor
41: pressure sensor
51: imaging unit
52: jig
62: image processing unit
63: head control
91: (on the substrate) top
341: optical modulation device
351: focus lens group
352: objective lens group
353: focus adjustment mechanism
S11 to S20, S31 to S36, S41 to S47: Step

Claims (16)

기판에 광을 조사하여 패턴의 묘화를 실시하는 묘화 장치로서,
기판을 유지하는 스테이지와,
상기 기판에 변조된 광을 조사하는 묘화 헤드와,
상기 기판의 상면에 평행한 방향으로, 상기 스테이지를 상기 묘화 헤드에 대해 상대적으로 이동시키는 스테이지 이동 기구와,
상기 묘화 헤드 주위의 압력을 측정하는 압력 센서와,
상기 묘화 헤드를 제어하는 헤드 제어부를 구비하고,
상기 묘화 헤드는,
광원과,
상기 광원으로부터의 광이 유도되는 광변조 디바이스와,
상기 광변조 디바이스에서 변조된 광을 상기 스테이지로 유도하는 투영 광학계를 구비하고,
상기 투영 광학계는,
대물 렌즈군과,
초점 렌즈군과,
상기 초점 렌즈군의 광축 상에 있어서의 위치를 변경함으로써 상기 묘화 헤드의 초점 위치를 조절하는 초점 조절 기구를 구비하고,
상기 헤드 제어부는, 상기 압력 센서로부터의 출력에 기초하여 상기 초점 조절 기구를 제어하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
A drawing device for irradiating light onto a substrate to draw a pattern,
A stage for holding the substrate,
A drawing head for irradiating modulated light to the substrate;
A stage movement mechanism for moving the stage relative to the drawing head in a direction parallel to the upper surface of the substrate;
And a pressure sensor for measuring the pressure around the drawing head,
It has a head control unit for controlling the drawing head,
The drawing head,
Light Source,
A light modulation device through which light from the light source is derived,
And a projection optical system for guiding light modulated by the light modulation device to the stage,
The projection optical system,
The objective lens group,
Focal lens group,
And a focus adjustment mechanism for adjusting the focus position of the drawing head by changing the position on the optical axis of the focus lens group,
The head control unit controls the focus adjustment mechanism based on the output from the pressure sensor.
제 1 항에 있어서,
상기 묘화 헤드는, 상기 투영 광학계의 온도를 측정하는 제 1 온도 센서를 추가로 구비하고,
상기 헤드 제어부에 의한 상기 초점 조절 기구의 제어는, 상기 제 1 온도 센서로부터의 출력에도 기초하여 실시되는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
According to claim 1,
The drawing head further includes a first temperature sensor for measuring the temperature of the projection optical system,
The drawing device is characterized in that the control of the focus adjustment mechanism by the head control unit is also performed based on the output from the first temperature sensor.
제 1 항에 있어서,
상기 묘화 헤드는, 상기 스테이지 상의 상기 기판까지의 거리를 측정하는 거리 센서를 추가로 구비하고,
상기 스테이지 이동 기구에 의해 상기 스테이지를 상대 이동시켜 상기 묘화 헤드로부터의 광의 조사 영역을 상기 기판 상에서 주사함으로써 상기 기판에 대한 묘화가 실시되고 있는 동안에, 상기 거리 센서에 의한 상기 기판까지의 거리의 측정이 계속적으로 실시되고,
상기 헤드 제어부에 의한 상기 초점 조절 기구의 제어는, 상기 거리 센서로부터의 출력에도 기초하여 실시되고,
상기 기판에 대한 묘화가 실시되고 있는 동안에, 상기 헤드 제어부에 의한 상기 초점 조절 기구의 제어에 의해, 상기 묘화 헤드의 상기 초점 위치가 상기 기판의 상기 상면에 맞춰지는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
According to claim 1,
The drawing head further includes a distance sensor for measuring the distance to the substrate on the stage,
While the imaging is performed on the substrate by moving the stage relative to the stage by the stage moving mechanism and scanning the irradiation area of the light from the drawing head on the substrate, the distance sensor measures the distance to the substrate. Is carried out continuously,
Control of the focus adjustment mechanism by the head control unit is performed based on output from the distance sensor,
The drawing apparatus characterized in that while the drawing to the substrate is being performed, the focus position of the drawing head is aligned with the upper surface of the substrate by the control of the focus adjustment mechanism by the head control unit.
제 3 항에 있어서,
상기 묘화 헤드는, 상기 거리 센서의 온도를 측정하는 제 2 온도 센서를 추가로 구비하고,
상기 헤드 제어부에 의한 상기 초점 조절 기구의 제어는, 상기 제 2 온도 센서로부터의 출력에도 기초하여 실시되는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
The method of claim 3,
The drawing head further includes a second temperature sensor that measures the temperature of the distance sensor,
The drawing apparatus is characterized in that the control of the focus adjustment mechanism by the head control unit is also performed based on the output from the second temperature sensor.
제 1 항에 있어서,
상기 스테이지에 고정되는 지그와,
상기 지그 상에 있어서의 상기 묘화 헤드로부터의 광의 조사 영역을, 상기 지그 상에 미리 형성되어 있는 표식과 함께 촬상하는 촬상부와,
상기 촬상부에 의해 취득된 화상에 기초하여, 상기 묘화 헤드의 조사 위치의 설계 조사 위치로부터의 어긋남을 취득하는 화상 처리부를 추가로 구비하고,
상기 촬상부에 의한 상기 지그의 촬상이 실시될 때에, 상기 헤드 제어부에 의한 상기 초점 조절 기구의 제어에 의해, 상기 묘화 헤드의 상기 초점 위치가 상기 지그에 맞춰지는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
According to claim 1,
A jig fixed to the stage,
An imaging unit for imaging an irradiation region of light from the drawing head on the jig together with a mark previously formed on the jig,
On the basis of the image acquired by the imaging section, an image processing section for acquiring a deviation from the design irradiation position of the irradiation position of the drawing head is further provided,
When the imaging of the jig is carried out by the imaging unit, the drawing device is characterized in that the focus position of the drawing head is adjusted to the jig by control of the focus adjustment mechanism by the head control unit.
제 1 항에 있어서,
상기 스테이지 이동 기구에 의해 상기 스테이지를 상대 이동시켜 상기 묘화 헤드로부터의 광의 조사 영역을 상기 기판 상에서 소정의 주사 방향으로 1 회만 주사함으로써, 상기 기판에 대한 묘화가 완료되는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
According to claim 1,
The imaging apparatus characterized in that the imaging is completed on the substrate by moving the stage relative to the stage by the stage moving mechanism to scan the light irradiation area from the drawing head only once in the predetermined scanning direction on the substrate.
제 1 항에 있어서,
상기 기판에 묘화되는 상기 패턴이 회로 패턴이고, 상기 회로 패턴의 L/S 의 라인은 7 ㎛ ∼ 9 ㎛ 이고, 스페이스는 11 ㎛ ∼ 13 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
According to claim 1,
The patterning device to be drawn on the substrate is a circuit pattern, the L / S line of the circuit pattern is 7 µm to 9 µm, and the space is 11 µm to 13 µm.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 초점 렌즈군은, 상기 초점 조절 기구에 의해 상기 대물 렌즈군으로부터 독립적으로 이동하는 것을 특징으로 하는 묘화 장치.
The method according to any one of claims 1 to 7,
The focusing lens group is independently drawn from the objective lens group by the focus adjustment mechanism.
기판을 유지하는 스테이지와, 상기 기판에 변조된 광을 조사하는 묘화 헤드와, 상기 기판의 상면에 평행한 방향으로, 상기 스테이지를 상기 묘화 헤드에 대해 상대적으로 이동시키는 스테이지 이동 기구를 구비하는 묘화 장치에 의해, 기판에 광을 조사하여 패턴의 묘화를 실시하는 묘화 방법으로서,
상기 묘화 헤드는,
광원과,
상기 광원으로부터의 광이 유도되는 광변조 디바이스와,
상기 광변조 디바이스에서 변조된 광을 상기 스테이지로 유도하는 투영 광학계를 구비하고,
상기 투영 광학계는,
대물 렌즈군과,
초점 렌즈군을 구비하고,
a) 상기 묘화 헤드 주위의 압력을 측정하는 공정과,
b) 상기 a) 공정에서 측정된 압력에 기초하여, 상기 초점 렌즈군의 광축 상에 있어서의 위치를 변경함으로써, 상기 묘화 헤드의 상기 초점 위치를 조절하는 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 묘화 방법.
A drawing device comprising a stage for holding a substrate, a drawing head for irradiating modulated light to the substrate, and a stage moving mechanism for moving the stage relative to the drawing head in a direction parallel to the upper surface of the substrate. As a drawing method for irradiating light onto a substrate to draw a pattern,
The drawing head,
Light Source,
A light modulation device through which light from the light source is derived,
And a projection optical system for guiding light modulated by the light modulation device to the stage,
The projection optical system,
The objective lens group,
It has a focus lens group,
a) measuring the pressure around the drawing head,
b) a drawing method comprising adjusting the focus position of the drawing head by changing the position on the optical axis of the focus lens group based on the pressure measured in the step a).
제 9 항에 있어서,
c) 상기 투영 광학계의 온도를 측정하는 공정을 추가로 구비하고,
상기 b) 공정에 있어서의 상기 묘화 헤드의 상기 초점 위치의 조절은, 상기 c) 공정에서 측정된 온도에도 기초하여 실시되는 것을 특징으로 하는 묘화 방법.
The method of claim 9,
c) further comprising a process for measuring the temperature of the projection optical system,
The adjustment of the focal position of the drawing head in the step b) is performed based on the temperature measured in the step c).
제 9 항에 있어서,
d) 상기 b) 공정에 있어서 상기 묘화 헤드의 상기 초점 위치가 상기 기판의 상기 상면에 맞춰진 후, 상기 스테이지 이동 기구에 의해 상기 스테이지를 상대 이동시켜 상기 묘화 헤드로부터의 광의 조사 영역을 상기 기판 상에서 주사함으로써 상기 기판에 대한 묘화를 실시하는 공정과,
e) 상기 d) 공정과 병행하여, 상기 묘화 헤드로부터 상기 스테이지 상의 상기 기판까지의 거리를 계속적으로 측정하는 공정과,
f) 상기 d) 공정과 병행하여, 상기 e) 공정에서 측정된 거리에 기초하여 상기 초점 렌즈군의 광축 상에 있어서의 위치를 변경함으로써, 상기 묘화 헤드의 상기 초점 위치를 상기 기판의 상기 상면에 계속적으로 맞추는 공정을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 묘화 방법.
The method of claim 9,
d) In the step b), after the focal position of the drawing head is aligned with the upper surface of the substrate, the stage is moved relative to the stage to scan the irradiation area of the light from the drawing head on the substrate A process of drawing the substrate by doing so,
e) in parallel with the step d), a step of continuously measuring the distance from the drawing head to the substrate on the stage,
f) In parallel with the step d), by changing the position on the optical axis of the focus lens group based on the distance measured in the step e), the focus position of the drawing head is brought to the upper surface of the substrate. A drawing method characterized by further comprising a step of continuously fitting.
제 11 항에 있어서,
g) 상기 e) 공정에서 상기 기판까지의 거리의 측정에 이용되는 거리 센서의 온도를 측정하는 공정을 추가로 구비하고,
상기 b) 공정에 있어서의 상기 묘화 헤드의 상기 초점 위치의 조절은, 상기 g) 공정에서 측정된 온도에도 기초하여 실시되는 것을 특징으로 하는 묘화 방법.
The method of claim 11,
g) further comprising a step of measuring the temperature of the distance sensor used for measuring the distance from said step e) to said substrate,
The adjustment of the focal position of the drawing head in the step b) is performed based on the temperature measured in the step g).
제 9 항에 있어서,
상기 묘화 장치는,
상기 스테이지에 고정되는 지그와,
상기 지그를 촬상하는 촬상부를 추가로 구비하고,
상기 묘화 방법은,
h) 상기 b) 공정에 있어서 상기 묘화 헤드의 상기 초점 위치가 상기 지그에 맞춰진 후, 상기 지그 상에 있어서의 상기 묘화 헤드로부터의 광의 조사 영역을, 상기 지그 상에 미리 형성되어 있는 표식과 함께 촬상하는 공정과,
i) 상기 h) 공정에서 취득된 화상에 기초하여, 상기 묘화 헤드의 조사 위치의 설계 조사 위치로부터의 어긋남을 취득하는 공정을 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 묘화 방법.
The method of claim 9,
The drawing device,
A jig fixed to the stage,
Further provided with an imaging unit for imaging the jig,
The drawing method,
h) In the step b), after the focal position of the drawing head is aligned with the jig, an irradiation area of light from the drawing head on the jig is imaged together with a mark previously formed on the jig. The process to do,
i) A drawing method further comprising a step of acquiring a deviation from the design irradiation position of the irradiation position of the drawing head based on the image obtained in the step h).
제 9 항에 있어서,
상기 스테이지 이동 기구에 의해 상기 스테이지를 상대 이동시켜 상기 묘화 헤드로부터의 광의 조사 영역을 상기 기판 상에서 소정의 주사 방향으로 1 회만 주사함으로써, 상기 기판에 대한 묘화가 완료되는 것을 특징으로 하는 묘화 방법.
The method of claim 9,
The writing method for the substrate is completed by moving the stage relative to the stage by the stage moving mechanism to scan the irradiation region of light from the drawing head only once in a predetermined scanning direction on the substrate.
제 9 항에 있어서,
상기 기판에 묘화되는 상기 패턴이 회로 패턴이고, 상기 회로 패턴의 L/S 의 라인은 7 ㎛ ∼ 9 ㎛ 이고, 스페이스는 11 ㎛ ∼ 13 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 묘화 방법.
The method of claim 9,
The patterning method for drawing on the substrate is a circuit pattern, the L / S line of the circuit pattern is 7 µm to 9 µm, and the space is 11 µm to 13 µm.
제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서
상기 b) 공정에 있어서, 상기 초점 렌즈군은 상기 대물 렌즈군으로부터 독립적으로 이동하는 것을 특징으로 하는 묘화 방법.
The method according to any one of claims 9 to 15,
In the step b), the focusing lens group moves independently from the objective lens group.
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