KR20220038545A - Pattern drawing device and pattern drawing method - Google Patents
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Abstract
패턴 묘화 장치는, 묘화 데이터에 따라 변조된 빔을 기판 상에서 주주사 방향으로 주사하는 주사기와, 주사기가 빔의 주사를 개시하는 타이밍을 나타내는 원점 신호를 발생하는 원점 검출기를 포함하는 묘화 유닛과, 기판을 지지하는 표면의 적어도 일부에 형성된 기준 패턴을 가지고, 기판을 주주사 방향과 직교하는 부주사 방향으로 이동시키는 반송 기구와, 빔이 반송 기구의 표면, 또는 기판의 표면을 주사했을 때에 발생하는 반사광을 수광하여, 기준 패턴, 또는 기판 상에 형성된 마크에 따라 강도 변화하는 검출 신호를 출력하는 캘리브레이션 검출계와, 원점 검출기로부터의 원점 신호에 근거하여 정해지는 빔의 주사 개시 위치와, 캘리브레이션 검출계로부터의 검출 신호에 근거하여 정해지는 빔의 주사 위치와의 관계에 근거하여, 묘화 유닛에 의한 패턴의 묘화 위치를 조정하는 제어부를 구비한다.The pattern writing apparatus comprises: a writing unit including a scanner for scanning a beam modulated in accordance with writing data in a main scanning direction on a substrate; A conveying mechanism having a reference pattern formed on at least a part of a supporting surface and moving the substrate in a sub-scan direction orthogonal to the main scanning direction, and receiving reflected light generated when the beam scans the surface of the conveying mechanism or the surface of the substrate Thus, a calibration detection system that outputs a detection signal whose intensity changes according to a reference pattern or a mark formed on the substrate, a beam scan start position determined based on the origin signal from the origin detector, and detection from the calibration detection system and a control unit that adjusts the drawing position of the pattern by the drawing unit based on the relationship with the scanning position of the beam determined based on the signal.
Description
본 발명은, 기판 상에 미세한 전자(電子) 디바이스의 구조체를 형성하기 위한 패턴 묘화 장치 및 패턴 묘화 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a pattern writing apparatus and a pattern writing method for forming a structure of a fine electronic device on a substrate.
종래, 기판 처리 장치(패턴 묘화 장치)로서, 시트 모양의 매체(기판) 상(上)의 소정 위치에 묘화(描畵)를 행하는 제조 장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 특허 문헌 1에 기재된 제조 장치는, 폭방향으로 신축하기 쉬운 가요성(可撓性)의 장척(長尺)의 시트 기판에 대해서, 얼라이먼트 마크를 검출함으로써 시트 기판의 신축을 계측하고, 신축에 따라 묘화 위치(가공 위치)를 보정하고 있다. DESCRIPTION OF RELATED ART Conventionally, as a substrate processing apparatus (pattern drawing apparatus), the manufacturing apparatus which draws at a predetermined position on a sheet-like medium (substrate) is known (for example, refer patent document 1). The manufacturing apparatus of
특허 문헌 1의 제조 장치에서는, 기판을 반송 방향으로 반송하면서, 공간 변조 소자(DMD:Digital Micro mirror Device)를 스위칭함으로써 노광(露光)을 행하고, 복수의 묘화 유닛에 의해 기판에 패턴을 묘화한다. 특허 문헌 1의 제조 장치에서는, 기판의 폭 방향으로 인접하는 패턴끼리를, 복수의 묘화 유닛에 의해서 이음 노광하고 있지만, 이음 노광의 오차를 억제하기 위해, 테스트 노광과 현상(現像)을 행하여 생성되는 이음부에서의 패턴의 위치 오차의 계측 결과를 피드백하고 있다. 그렇지만, 그러한 테스트 노광, 현상, 계측 등의 작업을 포함하는 피드백 공정은, 그 빈도에도 관계되지만, 제조 라인을 일시적으로 멈추게 되어, 제품의 생산성을 저하시킴과 아울러, 기판의 낭비가 발생할 가능성이 있다. In the manufacturing apparatus of
본 발명의 형태는, 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 복수의 묘화 유닛을 사용하여, 기판의 폭방향으로 패턴을 서로 이어서 노광(묘화)한 경우에도, 패턴끼리의 이음 오차를 저감하고, 기판에 큰 면적의 패턴을 고정밀도로 안정되게 묘화하는 패턴 묘화 장치 및 패턴 묘화 방법을 제공하는 것에 있다. The aspect of this invention is made|formed in view of the said subject, The objective is to reduce the joint error between patterns even when the pattern is exposed (drawing) successively in the width direction of a board|substrate using a plurality of drawing units. and to provide a pattern writing apparatus and a pattern writing method for writing a large area pattern on a substrate stably with high precision.
본 발명의 제1 형태에 따르면, 가요성을 가지는 기판 상에, 묘화 데이터에 근거하여 패턴을 묘화하는 패턴 묘화 장치로서, 상기 묘화 데이터에 따라 변조된 빔을 상기 기판 상에서 주주사 방향으로 주사하는 주사기(走査器)와, 상기 주사기가 상기 빔의 주사를 개시하는 타이밍을 나타내는 원점 신호를 발생하는 원점 검출기를 포함하는 묘화 유닛과, 상기 기판을 지지하는 표면의 적어도 일부에 형성된 기준 패턴을 가지고, 상기 기판을 상기 주주사 방향과 직교하는 부주사 방향으로 이동시키는 반송 기구와, 상기 빔이 상기 반송 기구의 표면, 또는 상기 기판의 표면을 주사했을 때에 발생하는 반사광을 수광하여, 상기 기준 패턴, 또는 상기 기판 상에 형성된 마크에 따라 강도 변화하는 검출 신호를 출력하는 캘리브레이션 검출계와, 상기 원점 검출기로부터의 상기 원점 신호에 근거하여 정해지는 상기 빔의 주사 개시 위치와, 상기 캘리브레이션 검출계로부터의 상기 검출 신호에 근거하여 정해지는 상기 빔의 주사 위치와의 관계에 근거하여, 상기 묘화 유닛에 의한 상기 패턴의 묘화 위치를 조정하는 제어부를 구비하는 패턴 묘화 장치가 제공된다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a pattern writing apparatus for writing a pattern on the basis of writing data on a flexible substrate, comprising: a syringe for scanning a beam modulated according to the writing data in a main scanning direction on the substrate ( a writing unit comprising: a reference pattern formed on at least a part of a surface supporting the substrate; a conveying mechanism for moving in a sub-scan direction perpendicular to the main scanning direction, and receiving reflected light generated when the beam scans the surface of the conveying mechanism or the surface of the substrate to receive the reference pattern or onto the substrate a calibration detection system for outputting a detection signal whose intensity changes according to a mark formed on The pattern writing apparatus provided with the control part which adjusts the writing position of the said pattern by the said writing unit based on the relationship with the scanning position of the said beam which is determined is provided.
본 발명의 제2 형태에 따르면, 가요성을 가지는 기판 상에, 묘화 데이터에 근거하여 패턴을 묘화하는 패턴 묘화 방법으로서, 회전 다면경과 f-θ 렌즈계를 포함하는 묘화 유닛의 상기 회전 다면경의 회전에 의해서, 상기 묘화 데이터에 따라 강도 변조된 빔을 상기 기판 상에서 주주사 방향으로 주사하는 공정과, 상기 기판을 지지하는 표면의 적어도 일부에 기준 패턴이 형성된 반송 기구에 의해서, 상기 기판을 상기 주주사 방향과 직교하는 부주사 방향으로 이동시키는 공정과, 상기 회전 다면경의 각 반사면의 각도 위치를 검출하는 원점 검출기로부터, 상기 빔의 주사를 개시하는 타이밍을 나타내는 원점 신호를 얻는 공정과, 상기 빔이 상기 반송 기구의 표면, 또는 상기 기판의 표면을 주사했을 때에 발생하는 반사광을, 상기 f-θ 렌즈계와 상기 회전 다면경을 거쳐 수광하는 캘리브레이션 검출계에 의해서, 상기 반사광의 강도 변화에 따른 검출 신호를 얻는 공정과, 상기 원점 신호에 근거하여 정해지는 상기 빔의 주사 개시 위치와, 상기 검출 신호에 근거하여 정해지는 상기 빔의 주사 위치와의 관계에 근거하여, 상기 묘화 유닛에 의한 상기 패턴의 묘화 위치를 조정하는 공정을 포함하는 패턴 묘화 방법이 제공된다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a pattern drawing method for drawing a pattern on a flexible substrate based on drawing data, wherein the rotation of the rotary polygonal mirror of a drawing unit including a rotary polygonal mirror and an f-θ lens system is performed. By this, a step of scanning a beam intensity-modulated according to the writing data in a main scanning direction on the substrate, and a conveying mechanism in which a reference pattern is formed on at least a part of a surface supporting the substrate, the substrate is moved orthogonally to the main scanning direction a step of moving in the sub-scan direction to A step of obtaining a detection signal according to a change in intensity of the reflected light by a calibration detection system that receives reflected light generated when the surface of or the surface of the substrate is received through the f-θ lens system and the rotating polygonal mirror; , adjusting a writing position of the pattern by the writing unit based on a relationship between a scanning start position of the beam determined based on the origin signal and a scanning position of the beam determined based on the detection signal A pattern writing method comprising a process is provided.
본 발명의 형태에 의하면, 복수의 묘화 유닛을 이용하여 기판의 폭방향으로 패턴을 이음 노광할 때의 이음 오차를 저감하고, 복수의 묘화 유닛에 의한 묘화를 기판에 대해서 바람직하게 행할 수 있는 패턴 묘화 장치 및 패턴 묘화 방법을 제공할 수 있다. 게다가, 1개의 묘화 유닛이 묘화 라인을 따라서 패턴을 묘화할 때의 묘화 정밀도(노광량의 균일성 등)나 충실도를 높인 패턴 묘화 방법을 제공할 수 있다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the aspect of this invention, the joint error at the time of joint exposure of a pattern in the width direction of a board|substrate using a some drawing unit is reduced, and pattern drawing which can perform drawing by a some drawing unit preferably with respect to a board|substrate. An apparatus and a pattern writing method can be provided. Furthermore, it is possible to provide a pattern writing method in which writing precision (uniformity of exposure dose, etc.) and fidelity when one writing unit draws a pattern along a writing line can be provided.
도 1은, 제1 실시 형태의 노광 장치(기판 처리 장치)의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는, 도 1의 노광 장치의 주요부의 배치를 나타내는 사시도이다.
도 3은, 기판 상에서의 얼라이먼트 현미경과 묘화(描畵) 라인과의 배치 관계를 나타내는 도면이다.
도 4는, 도 1의 노광 장치의 회전 드럼 및 묘화 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5는, 도 1의 노광 장치의 주요부의 배치를 나타내는 평면도이다.
도 6은, 도 1의 노광 장치의 분기(分岐) 광학계의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 7은, 도 1의 노광 장치의 복수의 주사기(走査器)의 배치 관계를 나타내는 도면이다.
도 8은, 주사기의 반사면의 틸트(tilt)에 의한 묘화 라인의 어긋남을 해소하기 위한 광학 구성을 설명하는 도면이다.
도 9는, 기판 상에서의 얼라이먼트 현미경과 묘화 라인과 엔코더 헤드와의 배치 관계를 나타내는 사시도이다.
도 10은, 도 1의 노광 장치의 회전 드럼의 표면 구조를 나타내는 사시도이다.
도 11은, 기판 상에서의 묘화 라인과 묘화 패턴과의 위치 관계를 나타내는 설명도이다.
도 12는, 빔 스폿과 묘화 라인과의 관계를 나타내는 설명도이다.
도 13은, 기판 상에서 얻어지는 2펄스분(分)의 빔 스폿의 중첩량에 의한 강도 분포의 변화를 시뮬레이션한 그래프이다.
도 14는, 제1 실시 형태의 노광 장치의 조정 방법에 관한 플로우차트이다.
도 15는, 회전 드럼의 기준 패턴과, 묘화 라인과의 관계를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 16은, 회전 드럼의 기준 패턴으로부터의 반사광을 명시야(明視野)로 수광(受光)하는 광전(光電) 센서로부터 출력되는 신호를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 17은, 회전 드럼의 기준 패턴으로부터의 반사광을 암시야(暗視野)로 수광하는 광전 센서를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 18은, 회전 드럼의 기준 패턴으로부터의 반사광을 암시야로 수광하는 광전 센서로부터 출력되는 신호를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 19는, 회전 드럼의 기준 패턴끼리의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 20은, 복수의 묘화 라인의 상대적인 위치 관계를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 21은, 기판의 단위시간당 이동 거리와, 이동 거리 내에 포함되는 묘화 라인의 갯수와의 관계를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 22는, 펄스 광원의 시스템 클럭(clock)과 동기(同期)한 펄스광을 모식적으로 설명하는 설명도이다.
도 23은, 펄스 광원의 시스템 클럭을 생성하는 회로 구성의 일례를 설명하는 블록도이다.
도 24는, 도 23의 회로 구성에서의 각 부의 신호의 천이(遷移)를 나타내는 타이밍 차트이다.
도 25는, 각 디바이스 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다.1 : is a figure which shows the whole structure of the exposure apparatus (substrate processing apparatus) of 1st Embodiment.
FIG. 2 is a perspective view showing the arrangement of main parts of the exposure apparatus of FIG. 1 .
3 : is a figure which shows the arrangement|positioning relationship of the alignment microscope on a board|substrate, and a drawing line.
4 : is a figure which shows the structure of the rotating drum of the exposure apparatus of FIG. 1, and a drawing apparatus.
FIG. 5 is a plan view showing the arrangement of main parts of the exposure apparatus of FIG. 1 .
FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of a branching optical system of the exposure apparatus of FIG. 1 .
FIG. 7 is a diagram showing an arrangement relationship of a plurality of injectors in the exposure apparatus of FIG. 1 .
Fig. 8 is a view for explaining an optical configuration for resolving the deviation of the drawing line due to the tilt of the reflective surface of the syringe.
It is a perspective view which shows the arrangement|positioning relationship of the alignment microscope on a board|substrate, a drawing line, and an encoder head.
FIG. 10 is a perspective view showing a surface structure of a rotary drum of the exposure apparatus of FIG. 1 .
It is explanatory drawing which shows the positional relationship between a drawing line and a drawing pattern on a board|substrate.
12 is an explanatory diagram showing the relationship between a beam spot and a drawing line.
Fig. 13 is a graph simulating a change in intensity distribution due to an overlap amount of beam spots for two pulses obtained on a substrate.
14 is a flowchart regarding a method of adjusting the exposure apparatus according to the first embodiment.
15 : is explanatory drawing which shows typically the relationship between the reference pattern of a rotating drum, and a drawing line.
Fig. 16 is an explanatory diagram schematically showing a signal output from a photoelectric sensor that receives reflected light from a reference pattern of a rotating drum in a bright field.
Fig. 17 is an explanatory diagram schematically showing a photoelectric sensor that receives reflected light from a reference pattern of a rotating drum in a dark field.
18 is an explanatory diagram schematically illustrating a signal output from a photoelectric sensor that receives reflected light from a reference pattern of a rotating drum in a dark field.
19 : is explanatory drawing which shows typically the positional relationship between reference patterns of a rotating drum.
20 is an explanatory diagram schematically illustrating a relative positional relationship between a plurality of drawing lines.
21 is an explanatory diagram schematically illustrating the relationship between the movement distance per unit time of the substrate and the number of drawing lines included in the movement distance.
22 is an explanatory diagram schematically illustrating pulsed light synchronized with a system clock of a pulsed light source.
23 is a block diagram for explaining an example of a circuit configuration for generating a system clock of a pulsed light source.
Fig. 24 is a timing chart showing transitions of signals of respective parts in the circuit configuration of Fig. 23;
25 is a flowchart showing each device manufacturing method.
본 발명을 실시하기 위한 형태(실시 형태)에 대해, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 이하의 실시 형태에 기재한 내용에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 또, 이하에 기재한 구성요소에는, 당업자가 용이하게 생각 할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함된다. 게다가, 이하에 기재한 구성요소는 적절히 조합시키는 것이 가능하다. 또, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성요소의 여러 가지의 생략, 치환 또는 변경을 행할 수 있다. EMBODIMENT OF THE INVENTION The form (embodiment) for implementing this invention is demonstrated in detail, referring drawings. This invention is not limited by the content described in the following embodiment. In addition, the components described below include those that can be easily conceived by those skilled in the art and those that are substantially the same. In addition, the components described below can be appropriately combined. In addition, various omissions, substitutions, or changes of components can be made without departing from the gist of the present invention.
[제1 실시 형태] [First embodiment]
도 1은, 제1 실시 형태의 노광 장치(기판 처리 장치)의 전체 구성을 나타내는 도면이다. 제1 실시 형태의 기판 처리 장치는, 기판(P)에 노광 처리를 실시하는 노광 장치(EX)이며, 노광 장치(EX)는, 노광후의 기판(P)에 각종 처리를 실시하여 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 시스템(1)에 조립되어 있다. 먼저, 디바이스 제조 시스템(1)에 대해 설명한다. 1 : is a figure which shows the whole structure of the exposure apparatus (substrate processing apparatus) of 1st Embodiment. The substrate processing apparatus of the first embodiment is an exposure apparatus EX that performs an exposure treatment on a substrate P, and the exposure apparatus EX performs various processes on the substrate P after exposure to manufacture a device. It is assembled in the
<디바이스 제조 시스템><Device manufacturing system>
디바이스 제조 시스템(1)은, 디바이스로서의 플렉시블·디스플레이를 제조하는 라인(플렉시블·디스플레이 제조 라인)이다. 플렉시블·디스플레이로서는, 예를 들면 유기 EL디스플레이 등이 있다. 이 디바이스 제조 시스템(1)은, 가요성(可撓性)(플렉시블)인 장척(長尺)의 기판(P)을 롤 모양으로 권회(卷回)한 도시하지 않은 공급용 롤로부터, 상기 기판(P)이 송출되고, 송출되어진 기판(P)에 대해서 각종 처리를 연속적으로 실시한 후, 처리 후의 기판(P)을 가요성의 디바이스로서 도시하지 않은 회수용 롤에 권취하는, 이른바 롤·투·롤(Roll to Roll) 방식으로 되어 있다. 제1 실시 형태의 디바이스 제조 시스템(1)에서는, 필름 모양의 시트인 기판(P)이 공급용 롤로부터 송출되고, 공급용 롤로부터 송출되어진 기판(P)이, 차례로, 프로세스 장치(U1), 노광 장치(EX), 프로세스 장치(U2)를 거쳐, 회수용 롤에 권취될 때까지의 예를 나타내고 있다. 여기서, 디바이스 제조 시스템(1)의 처리 대상이 되는 기판(P)에 대해 설명한다. The
기판(P)은, 예를 들면, 수지(樹脂) 필름, 스테인리스강 등의 금속 또는 합금으로 이루어지는 박(箔)(포일(foil)) 등이 이용된다. 수지 필름의 재질로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에스테르 수지, 에틸렌 비닐 공중합체 수지, 폴리염화비닐 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 초산비닐수지 중 하나 또는 둘 이상을 포함하고 있다. As the board|substrate P, the foil (foil) etc. which consist of metals, such as a resin film and stainless steel, or an alloy, etc. are used, for example. Examples of the material of the resin film include polyethylene resin, polypropylene resin, polyester resin, ethylene vinyl copolymer resin, polyvinyl chloride resin, cellulose resin, polyamide resin, polyimide resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, It contains one or two or more of vinyl acetate resins.
기판(P)은, 예를 들면, 기판(P)에 실시되는 각종 처리에서 받은 열에 의한 변형량을 실질적으로 무시할 수 있도록, 열팽창 계수가 현저하게 크지 않은 것을 선정하는 것이 바람직하다. 열팽창 계수는, 예를 들면, 무기 필러를 수지 필름에 혼합하는 것에 의해서, 프로세스 온도 등에 따른 문턱값 보다도 작게 설정되어 있어도 괜찮다. 무기 필러는, 예를 들면, 산화 티탄, 산화 아연, 알루미나, 산화 규소 등이라도 좋다. 또, 기판(P)은, 플로트법(float法) 등에 의해 제조된 두께 100㎛ 정도의 매우 얇은 유리의 단층체라도 좋고, 이 매우 얇은 유리에 상기의 수지 필름, 박 등을 접합시킨 적층체라도 좋다. For the substrate P, for example, it is preferable to select a material having a remarkably large coefficient of thermal expansion so that the amount of deformation due to heat received in various processes performed on the substrate P is substantially negligible. The thermal expansion coefficient may be set smaller than the threshold value according to process temperature etc. by mixing an inorganic filler with a resin film, for example. The inorganic filler may be, for example, titanium oxide, zinc oxide, alumina, silicon oxide or the like. Further, the substrate P may be a single layer of very thin glass with a thickness of about 100 μm manufactured by a float method or the like, or may be a laminate in which the resin film, foil, or the like is bonded to this very thin glass. good night.
이와 같이 구성된 기판(P)은, 롤 모양으로 권회됨으로써 공급용 롤이 되고, 이 공급용 롤이, 디바이스 제조 시스템(1)에 장착된다. 공급용 롤이 장착된 디바이스 제조 시스템(1)은, 디바이스를 제조하기 위한 각종의 처리를, 공급용 롤로부터 장척 방향으로 송출되는 기판(P)에 대해서 반복하여 실행한다. 이 때문에, 처리 후의 기판(P) 상에는, 복수의 전자(電子) 디바이스(표시 패널, 프린트 기판 등)용의 패턴이 장척 방향으로 일정한 간격으로 이어진 상태로 형성된다. 즉, 공급용 롤로부터 송출되는 기판(P)은, 다면취용(多面取用)의 기판으로 되어 있다. 또, 기판(P)은, 미리 소정의 전(前)처리에 의해서, 그 표면을 개질(改質)하여 활성화한 것, 혹은, 표면에 정밀 패터닝을 위한 미세한 격벽(隔璧) 구조(임프린트법(imprint法)에 의해 형성한 요철 구조)를 형성한 것이라도 좋다. The board|substrate P comprised in this way becomes a roll for supply by being wound in roll shape, and this roll for supply is attached to the
처리 후의 기판(P)은, 롤 모양으로 권회됨으로써 회수용 롤로서 회수된다. 회수용 롤은, 도시하지 않은 다이싱(dicing) 장치에 장착된다. 회수용 롤이 장착된 다이싱 장치는, 처리 후의 기판(P)을, 디바이스마다 분할(다이싱)함으로써, 복수개의 디바이스로 한다. 기판(P)의 치수는, 예를 들면, 폭방향(단척(短尺)이 되는 방향)의 치수가 10cm~2m 정도이며, 길이 방향(장척이 되는 방향)의 치수가 10m 이상이다. 또, 기판(P)의 치수는, 상기한 치수로 한정되지 않는다. The board|substrate P after a process is collect|recovered as a roll for collection|recovery by winding up in roll shape. The recovery roll is mounted on a dicing device (not shown). The dicing apparatus with the roll for collection|recovery sets it as a some device by dividing|segmenting the board|substrate P after a process for every device (dicing). As for the dimension of the board|substrate P, the dimension of the width direction (the direction becoming short) is about 10 cm - 2 m, and the dimension of the longitudinal direction (the direction becoming long) is 10 m or more, for example. In addition, the dimension of the board|substrate P is not limited to said dimension.
이어서, 도 1을 참조하여, 디바이스 제조 시스템(1)에 대해 설명한다. 디바이스 제조 시스템(1)은, 프로세스 장치(U1)와, 노광 장치(EX)와, 프로세스 장치(U2)를 구비한다. 또, 도 1에서는, X방향, Y방향 및 Z방향이 직교하는 직교 좌표계로 되어 있다. X방향은, 수평면내에서, 프로세스 장치(U1)로부터 노광 장치(EX)를 거쳐 프로세스 장치(U2)로 향하는 방향이다. Y방향은, 수평면내에서 X방향에 직교하는 방향이며, 기판(P)의 폭방향으로 되어 있다. Z방향은, X방향과 Y방향에 직교하는 방향(연직 방향)이며, XY면은 노광 장치(EX)가 설치되는 제조 라인의 설치면(E)과 평행으로 한다. Next, with reference to FIG. 1, the
프로세스 장치(U1)는, 노광 장치(EX)에서 노광 처리되는 기판(P)에 대해서 전(前)공정의 처리(전(前)처리)를 행한다. 프로세스 장치(U1)는, 전처리를 행한 기판(P)을 노광 장치(EX)로 향하여 보낸다. 이 때, 노광 장치(EX)로 보내어지는 기판(P)은, 그 표면에 감광성 기능층(광 감응층(感應層))이 형성된 기판(감광 기판)(P)으로 되어 있다. The process apparatus U1 performs the process of a pre-process (pre-process) with respect to the board|substrate P exposed by the exposure apparatus EX. The process apparatus U1 sends the board|substrate P which performed the preprocessing toward the exposure apparatus EX. At this time, the board|substrate P sent to the exposure apparatus EX becomes the board|substrate (photosensitive board|substrate) P in which the photosensitive functional layer (photosensitive layer) was formed in the surface.
여기서, 감광성 기능층은, 용액(溶液)으로 하여 기판(P) 상에 도포되고, 건조하는 것에 의해서 층(막)이 된다. 감광성 기능층의 전형적인 것은 포토레지스트이지만, 현상(現像) 처리 불필요한 재료로서, 자외선의 조사(照射)를 받는 부분의 친발액성(親撥液性)이 개질(改質)되는 감광성 실란 커플링재(SAM), 혹은 자외선의 조사를 받는 부분에 도금 환원기가 드러나는 감광성 환원재 등이 있다. 감광성 기능층으로서 감광성 실란 커플링재를 이용하는 경우는, 기판(P) 상의 자외선에 의해 노광된 패턴 부분이 발액성으로부터 친액성으로 개질되기 때문에, 친액성이 된 부분 위에 도전성(導電性) 잉크(은이나 동 등의 도전성 나노 입자를 함유하는 잉크)를 선택 도포하고, 패턴층을 형성한다. 감광성 기능층으로서, 감광성 환원재를 이용하는 경우는, 기판 상의 자외선에 의해 노광된 패턴 부분에 도금 환원기가 드러나기 때문에, 노광 후, 기판(P)을 즉시 팔라듐(palladium) 이온 등을 포함하는 도금액 중에 일정시간 침지함으로써, 팔라듐에 의한 패턴층이 형성(석출)된다. Here, the photosensitive functional layer is apply|coated on the board|substrate P as a solution, and becomes a layer (film|membrane) by drying. Although a photoresist is typical of a photosensitive functional layer, it is a material unnecessary for image development, and a photosensitive silane coupling material (SAM) in which the lyophilic property of the portion exposed to ultraviolet rays is modified. ), or a photosensitive reducing material in which the plating reducing group is exposed on the portion that is irradiated with ultraviolet rays. When a photosensitive silane coupling material is used as the photosensitive functional layer, since the pattern portion exposed by ultraviolet rays on the substrate P is modified from lyophilic to lyophilic, conductive ink (silver) on the lyophilic portion. Ink containing conductive nanoparticles such as copper or copper) is selectively applied to form a patterned layer. When a photosensitive reducing material is used as the photosensitive functional layer, since the plating reducing group is exposed on the pattern portion exposed by ultraviolet light on the substrate, the substrate P is immediately placed in a plating solution containing palladium ions or the like after exposure. By time immersion, a pattern layer by palladium is formed (precipitated).
노광 장치(EX)는, 프로세스 장치(U1)로부터 공급된 기판(P)에 대해서, 예를 들면 디스플레이 패널용의 각종 회로 또는 각종 배선 등의 패턴을 묘화하고 있다. 상세는 후술하지만, 이 노광 장치(EX)는, 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)의 각각으로부터 기판(P)을 향해서 투사되는 묘화 빔(LB)의 각각을 소정의 주사(走査) 방향으로 주사함으로써 얻어지는 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)에 의해서, 기판(P)에 소정의 패턴을 노광한다. The exposure apparatus EX draws patterns, such as various circuits for display panels, or various wirings, on the board|substrate P supplied from the process apparatus U1, for example. Although the detail is mentioned later, this exposure apparatus EX scans each of the writing beam LB projected toward the board|substrate P from each of some writing unit UW1-UW5 in a predetermined scanning direction. A predetermined pattern is exposed to the board|substrate P with some drawing line LL1-LL5 obtained by doing it.
프로세스 장치(U2)는, 노광 장치(EX)에서 노광 처리된 기판(P)을 받아 들이고, 기판(P)에 대해서 후(後)공정의 처리(후처리)를 행한다. 프로세스 장치(U2)는, 기판(P)의 감광성 기능층이 포토레지스트인 경우는, 기판(P)의 유리 전이(轉移) 온도 이하에서의 포스트베이크(postbake) 처리, 현상 처리, 세정 처리, 건조 처리 등을 행한다. 게다가, 기판(P)의 감광성 기능층이 감광성 도금 환원재인 경우, 프로세스 장치(U2)는 무전해(無電解) 도금 처리, 세정 처리, 건조 처리 등을 행한다. 게다가, 기판(P)의 감광성 기능층이 감광성 실란 커플링재인 경우, 프로세스 장치(U2)는 기판(P) 상의 친액성이 된 부분으로의 액상(液狀) 잉크의 선택적인 도포 처리, 건조 처리 등을 행한다. 이러한 프로세스 장치(U2)를 거치는 것에 의해서, 기판(P) 상에 디바이스의 패턴층이 형성된다. The process apparatus U2 receives the board|substrate P exposed by the exposure apparatus EX, and performs the process (post-process) of a post process with respect to the board|substrate P. Process apparatus U2, when the photosensitive functional layer of the board|substrate P is a photoresist, the postbake process below the glass transition temperature of the board|substrate P, a developing process, a washing|cleaning process, drying processing, etc. Moreover, when the photosensitive functional layer of the board|substrate P is a photosensitive plating reducing material, the process apparatus U2 performs an electroless plating process, a washing process, a drying process, etc. In addition, when the photosensitive functional layer of the substrate P is a photosensitive silane coupling material, the process apparatus U2 selectively applies the liquid ink to the lyophilic portion on the substrate P, and a drying treatment do etc. By passing through such a process apparatus U2, the pattern layer of a device is formed on the board|substrate P.
<노광 장치(기판 처리 장치)><Exposure apparatus (substrate processing apparatus)>
이어서, 도 1 내지 도 10을 참조하여, 노광 장치(EX)에 대해 설명한다. 도 2는, 도 1의 노광 장치의 주요부의 배치를 나타내는 사시도이다. 도 3은, 기판 상에서의 얼라이먼트 현미경과 묘화 라인과의 배치 관계를 나타내는 도면이다. 도 4는, 도 1의 노광 장치의 회전 드럼 및 묘화 장치(묘화 유닛)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 5는, 도 1의 노광 장치의 주요부의 배치를 나타내는 평면도이다. 도 6은, 도 1의 노광 장치의 분기(分岐) 광학계의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 7은, 도 1의 노광 장치의 복수의 묘화 유닛 내의 주사기(走査器)의 배치 관계를 나타내는 도면이다. 도 8은, 주사기의 반사면의 틸트(tilt)에 의한 묘화 라인의 어긋남을 해소하기 위한 광학 구성을 설명하는 도면이다. 도 9는, 기판 상에서의 얼라이먼트 현미경과 묘화 라인과 엔코더 헤드와의 배치 관계를 나타내는 사시도이다. 도 10은, 도 1의 노광 장치의 회전 드럼의 표면 구조의 일례를 나타내는 사시도이다. Next, the exposure apparatus EX will be described with reference to FIGS. 1 to 10 . FIG. 2 is a perspective view showing the arrangement of main parts of the exposure apparatus of FIG. 1 . It is a figure which shows the arrangement|positioning relationship of the alignment microscope on a board|substrate, and a drawing line. 4 : is a figure which shows the structure of the rotating drum of the exposure apparatus of FIG. 1, and a drawing apparatus (drawing unit). FIG. 5 is a plan view showing the arrangement of main parts of the exposure apparatus of FIG. 1 . FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of a branching optical system of the exposure apparatus of FIG. 1 . FIG. 7 is a diagram showing an arrangement relationship of injectors in a plurality of drawing units of the exposure apparatus of FIG. 1 . Fig. 8 is a view for explaining an optical configuration for resolving the deviation of the drawing line due to the tilt of the reflective surface of the syringe. It is a perspective view which shows the arrangement|positioning relationship of the alignment microscope on a board|substrate, a drawing line, and an encoder head. FIG. 10 is a perspective view showing an example of the surface structure of the rotary drum of the exposure apparatus of FIG. 1 .
도 1에 나타내는 바와 같이, 노광 장치(EX)는, 마스크를 이용하지 않은 노광 장치, 이른바 마스크리스(maskless) 방식의 묘화 노광 장치이며, 본 실시 형태에서는, 기판(P)을 반송 방향(장척 방향)으로 일정한 속도로 연속 반송하면서, 묘화 빔(LB)의 스폿 광을 소정의 주사 방향(기판(P)의 폭방향)으로 고속 주사함으로써, 기판(P)의 표면에 묘화를 행하여, 기판(P) 상에 소정의 패턴을 형성하는 래스터 스캔(raster scan) 방식의 직묘(直描) 노광 장치이다. As shown in FIG. 1, the exposure apparatus EX is the exposure apparatus which does not use a mask, a so-called maskless type drawing exposure apparatus, and in this embodiment, the board|substrate P is conveyed in the conveyance direction (long direction). ) while continuously conveying at a constant speed, by high-speed scanning the spot light of the writing beam LB in a predetermined scanning direction (the width direction of the substrate P), writing is performed on the surface of the substrate P, and the substrate P ) is a direct drawing exposure apparatus of a raster scan method that forms a predetermined pattern on the image.
도 1에 나타내는 바와 같이, 노광 장치(EX)는, 묘화 장치(11)와, 기판 반송 기구(12)와, 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)과, 제어부(16)를 구비하고 있다. 묘화 장치(11)는, 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)을 구비하고 있다. 그리고, 묘화 장치(11)는, 기판 반송 기구(12)의 일부에서도 있는 원통 모양의 회전 드럼(DR)의 외주면의 상부에 밀착 지지된 상태로 반송되는 기판(P)의 일부분에, 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)에 의해서, 소정의 패턴을 묘화한다. 기판 반송 기구(12)는, 전(前)공정의 프로세스 장치(U1)로부터 반송되는 기판(P)을, 후(後)공정의 프로세스 장치(U2)에 소정의 속도로 반송하고 있다. 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)은, 기판(P) 상에 묘화해야 할 패턴과 기판(P)을 상대적으로 위치 맞춤(얼라이먼트)하기 위해서, 기판(P)에 미리 형성된 얼라이먼트 마크 등을 검출한다. 컴퓨터, 마이크로컴퓨터, CPU, FPGA 등을 포함하는 제어부(16)는, 노광 장치(EX)의 각 부를 제어하고, 각 부에 처리를 실행시킨다. 제어부(16)는, 디바이스 제조 시스템(1)을 제어하는 상위(上位)의 제어장치의 일부 또는 전부라도 괜찮다. 또, 제어부(16)는, 상위의 제어장치에 의해 제어된다. 상위의 제어장치는, 예를 들면 제조 라인을 관리하는 호스트 컴퓨터 등의 다른 장치라도 좋다. As shown in FIG. 1, exposure apparatus EX is equipped with the
또, 도 2에 나타내는 바와 같이, 노광 장치(EX)는, 묘화 장치(11) 및 기판 반송 기구(12)의 적어도 일부(회전 드럼(DR) 등)를 지지하는 장치 프레임(13)을 구비하며, 그 장치 프레임(13)에는, 회전 드럼(DR)의 회전 각도 위치나 회전 속도, 회전축 방향의 변위 등을 검출하는 회전 위치 검출 기구(도 4 및 도 9에 나타내는 엔코더 헤드 등)와, 도 1(또는 도 3, 도 9)에 나타내는 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2) 등이 장착된다. 게다가, 노광 장치(EX) 내에는, 묘화 빔(LB)으로서의 자외(紫外) 레이저광(펄스광)을 사출(射出)하는 광원 장치(CNT)가, 도 4, 도 5에 나타내는 바와 같이 마련되어 있다. 이 노광 장치(EX)는, 광원 장치(CNT)로부터 사출된 묘화 빔(LB)을, 묘화 장치(11)를 구성하는 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)의 각각에 거의 균등인 광량(光量)(조도(照度))으로 분배한다. Moreover, as shown in FIG. 2, the exposure apparatus EX is equipped with the
도 1에 나타내는 바와 같이, 노광 장치(EX)는, 온조(溫調, 온도조절) 챔버(EVC) 내에 격납되어 있다. 온조 챔버(EVC)는, 패시브(passive) 또는 액티브(active)한 방진(防振) 유닛(SU1, SU2)을 매개로 하여 제조 공장의 설치면(바닥면)(E)에 설치된다. 방진 유닛(SU1, SU2)은, 설치면(E) 상에 마련되어 있고, 설치면(E)으로부터의 진동을 저감한다. 온조 챔버(EVC)는, 내부를 소정의 온도로 유지함으로써, 내부에서 반송되는 기판(P)의 온도에 의한 형상 변화를 억제하고 있다. As shown in FIG. 1, exposure apparatus EX is stored in temperature control chamber EVC. The temperature control chamber EVC is installed on the installation surface (floor surface) E of the manufacturing plant via passive or active vibration-proof units SU1 and SU2 as a medium. The vibration isolating units SU1 and SU2 are provided on the installation surface E, and reduce the vibration from the installation surface E. The temperature control chamber EVC is suppressing the shape change by the temperature of the board|substrate P conveyed inside by maintaining the inside at a predetermined temperature.
노광 장치(EX)의 기판 반송 기구(12)는, 기판(P)의 반송 방향의 상류측으로부터 순서대로, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC), 구동 롤러(DR4), 텐션 조정 롤러(RT1), 회전 드럼(원통 드럼)(DR), 텐션 조정 롤러(RT2), 구동 롤러(DR6), 및 구동 롤러(DR7)를 가지고 있다. The board|
엣지 포지션 컨트롤러(EPC)는, 프로세스 장치(U1)로부터 반송되는 기판(P)의 폭방향(Y방향)에서의 위치를 조정한다. 엣지 포지션 컨트롤러(EPC)는, 프로세스 장치(U1)로부터 보내어지는 기판(P)의 폭방향의 단부(엣지) 위치가, 목표 위치에 대해서 ±십수㎛~수십㎛ 정도의 범위에 들어가도록, 기판(P)을 폭방향으로 미동(微動)시켜, 기판(P)의 폭방향에서의 위치를 수정한다. Edge position controller EPC adjusts the position in the width direction (Y direction) of the board|substrate P conveyed from the process apparatus U1. The edge position controller EPC is configured such that the position of the end (edge) in the width direction of the substrate P sent from the process device U1 falls within the range of ± tens of μm to about tens of μm with respect to the target position. P) is finely moved in the width direction, and the position in the width direction of the board|substrate P is corrected.
닙(nip) 방식의 구동 롤러(DR4)는, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC)로부터 반송되는 기판(P)의 표리(表裏) 양면을 사이에 끼워 지지하면서 회전하여, 기판(P)을 반송 방향의 하류측으로 송출함으로써, 기판(P)을 회전 드럼(DR)으로 향하여 반송한다. 회전 드럼(DR)은, 기판(P) 상에서 패턴 노광되는 부분을, Y방향으로 연장되는 회전 중심선(회전축)(AX2)으로부터 일정 반경의 원통 모양의 외주면에 밀착시켜 지지하면서, 회전 중심선(AX2)의 둘레로 회전함으로써, 기판(P)을 장척 방향으로 반송한다. The drive roller DR4 of a nip system rotates while holding the front and back both surfaces of the board|substrate P conveyed from the edge position controller EPC, and the downstream of the conveyance direction of the board|substrate P By sending out to the side, the board|substrate P is conveyed toward rotary drum DR. The rotary drum DR adheres and supports the portion to be pattern exposed on the substrate P to the cylindrical outer circumferential surface of a certain radius from the rotation center line (rotation axis) AX2 extending in the Y direction, while supporting the rotation center line AX2. By rotating to the circumference of the board|substrate P, the board|substrate P is conveyed in a long direction.
이러한 회전 드럼(DR)을 회전 중심선(AX2)의 둘레로 회전시키기 위해서, 회전 드럼(DR)의 양측에는 회전 중심선(AX2)과 동축(同軸)의 샤프트부(Sf2)가 마련되며, 샤프트부(Sf2)는 도 2에 나타내는 바와 같이 장치 프레임(13)에 베어링을 매개로 하여 축지지된다. 이 샤프트부(Sf2)에는, 도시하지 않은 구동원(모터나 감속 기어 기구 등)으로부터의 회전 토크가 부여된다. 또, 회전 중심선(AX2)을 포함하여 YZ면과 평행한 면을, 중심면(p3)으로 한다. In order to rotate the rotary drum DR around the rotational center line AX2, a shaft portion Sf2 coaxial with the rotational centerline AX2 is provided on both sides of the rotary drum DR, and the shaft portion ( Sf2) is axially supported by the
2조(組)의 텐션 조정 롤러(RT1, RT2)는, 회전 드럼(DR)에 감겨져 지지되는 기판(P)에, 소정의 텐션을 부여하고 있다. 2조의 닙식의 구동 롤러(DR6, DR7)는, 기판(P)의 반송 방향으로 소정의 간격을 두고 배치되어 있고, 노광후의 기판(P)에 소정의 늘어짐(여유)(DL)을 부여하고 있다. 구동 롤러(DR6)는, 반송되는 기판(P)의 상류측을 사이에 끼워 지지하여 회전하고, 구동 롤러(DR7)는, 반송되는 기판(P)의 하류측을 사이에 끼워 지지하여 회전함으로써, 기판(P)을 프로세스 장치(U2)로 향하여 반송한다. 이 때, 기판(P)은, 늘어짐(DL)이 부여되어 있기 때문에, 구동 롤러(DR6) 보다도 반송 방향의 하류측에서 발생하는 기판(P)의 반송 속도의 변동을 흡수할 수 있어, 반송 속도의 변동에 의한 기판(P)으로의 노광 처리의 영향을 절연 할 수 있다. Two sets of tension adjustment rollers RT1 and RT2 are providing predetermined tension to the board|substrate P wound and supported by rotary drum DR. Two sets of nip-type drive rollers DR6 and DR7 are arranged at predetermined intervals in the conveyance direction of the substrate P, and a predetermined slack (surplus) DL is provided to the substrate P after exposure. . The drive roller DR6 rotates while holding the upstream side of the board|substrate P conveyed between them, and the drive roller DR7 rotates by pinching|interposing the downstream side of the board|substrate P conveyed, The board|substrate P is conveyed toward the process apparatus U2. At this time, since the sagging DL is provided, the board|substrate P can absorb the fluctuation|variation of the conveyance speed of the board|substrate P which generate|occur|produces on the downstream side of a conveyance direction rather than drive roller DR6, and a conveyance speed It is possible to insulate the influence of the exposure treatment on the substrate P due to the fluctuation of .
따라서, 기판 반송 기구(12)는, 프로세스 장치(U1)로부터 반송되어 온 기판(P)을, 엣지 포지션 롤러(EPC)에 의해서 폭방향에서의 위치를 조정한다. 기판 반송 기구(12)는, 폭방향의 위치가 조정된 기판(P)을, 구동 롤러(DR4)에 의해 텐션 조정 롤러(RT1)로 반송하고, 텐션 조정 롤러(RT1)를 통과한 기판(P)을, 회전 드럼(DR)으로 반송한다. 기판 반송 기구(12)는, 회전 드럼(DR)을 회전시킴으로써, 회전 드럼(DR)에 지지되는 기판(P)을, 텐션 조정 롤러(RT2)로 향하여 반송한다. 기판 반송 기구(12)는, 텐션 조정 롤러(RT2)로 반송된 기판(P)을, 구동 롤러(DR6)로 반송하고, 구동 롤러(DR6)로 반송된 기판(P)을, 구동 롤러(DR7)로 반송한다. 그리고, 기판 반송 기구(12)는, 구동 롤러(DR6) 및 구동 롤러(DR7)에 의해, 기판(P)에 늘어짐(DL)을 부여하면서, 기판(P)을 프로세스 장치(U2)로 향하여 반송한다. Therefore, the board|
다시 도 2를 참조하여, 노광 장치(EX)의 장치 프레임(13)에 대해 설명한다. 도 2에서는, X방향, Y방향 및 Z방향이 직교하는 직교 좌표계로 되어 있고, 도 1과 동일한 직교 좌표계로 되어 있다. With reference again to FIG. 2, the
도 2에 나타내는 바와 같이, 장치 프레임(13)은, Z방향의 하부측으로부터 순서대로, 본체 프레임(21)과, 지지 기구인 3점 시트(22)와, 제1 광학 정반(定盤)(23)과, 이동 기구(24)와, 제2 광학 정반(25)을 가지고 있다. 본체 프레임(21)은, 방진 유닛(SU1, SU2)을 매개로 하여 설치면(E) 상에 설치되는 부분이다. 본체 프레임(21)은, 회전 드럼(DR) 및 텐션 조정 롤러(RT1(미도시), RT2)를 회전 가능하게 축지지(지지)하고 있다. 제1 광학 정반(23)은, 회전 드럼(DR)의 연직 방향의 상부측에 마련되며, 3점 시트(22)를 매개로 하여 본체 프레임(21)에 설치되어 있다. 3점 시트(22)는, 제1 광학 정반(23)을 3개의 지지점에서 지지하고 있으며, 각 지지점에서의 Z방향의 위치(높이 위치)를 조정 가능하게 되어 있다. 이 때문에, 3점 시트(22)는, 수평면에 대한 제1 광학 정반(23)의 반면(盤面)의 기울기를 소정의 기울기로 조정할 수 있다. 또, 장치 프레임(13)의 조립시에, 본체 프레임(21)과 3점 시트(22)와의 사이는, XY면내에서, X방향 및 Y방향으로 위치 조정 가능하게 되어 있다. 한편으로, 장치 프레임(13)의 조립후에, 본체 프레임(21)과 3점 시트(22)와의 사이는 XY면내에서는 고정된 상태(리지드(rigid)한 상태)가 된다. As shown in FIG. 2 , the
제2 광학 정반(25)은, 제1 광학 정반(23)의 연직 방향의 상부측에 마련되며, 이동 기구(24)를 매개로 하여 제1 광학 정반(23)에 설치되어 있다. 제2 광학 정반(25)은, 그 반면(盤面)이 제1 광학 정반(23)의 반면(盤面)과 평행하게 되어 있다. 제2 광학 정반(25)에는, 묘화 장치(11)의 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)이 설치된다. 이동 기구(24)는, 제1 광학 정반(23) 및 제2 광학 정반(25)의 각각의 반면(盤面)을 평행하게 유지한 상태에서, 연직 방향으로 연장되는 소정의 회전축(I)을 중심으로, 제1 광학 정반(23)에 대해서 제2 광학 정반(25)을 정밀하게 미소(微小) 회전시킬 수 있다. 그 회전 범위는, 예를 들면 기준 위치에 대해서 ±수백밀리 라디안(radian) 정도이며, 1~수밀리 라디안의 분해능으로 각도 설정을 할 수 있는 구조로 되어 있다. 또, 이동 기구(24)는, 제1 광학 정반(23) 및 제2 광학 정반(25)의 각각의 반면(盤面)을 평행하게 유지한 상태에서, 제1 광학 정반(23)에 대해서 제2 광학 정반(25)을 X방향 및 Y방향 중 적어도 일방으로 정밀하게 미소하게 시프트 이동시키는 기구도 구비하며, 회전축(I)을 기준 위치로부터 X방향 또는 Y방향으로 ㎛오더(order)의 분해능으로 미소 변위시킬 수 있다. 이 회전축(I)은, 기준 위치에서, 중심면(p3) 내에서 연직 방향으로 연장됨과 아울러, 회전 드럼(DR)에 감겨진 기판(P)의 표면(원주면을 따라 만곡한 묘화면(描畵面)) 내의 소정점(所定点)(기판(P)의 폭방향의 중점(中点))을 통과하고 있다(도 3 참조). 이러한 이동 기구(24)에 의해서, 제1 광학 정반(23)에 대해서 제2 광학 정반(25)을 회전 또는 시프트 이동시킴으로써, 회전 드럼(DR), 혹은 회전 드럼(DR)에 감겨진 기판(P)에 대한 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)의 위치를 일체적으로 조정할 수 있다. The 2nd
이어서, 도 5를 참조하여, 광원 장치(CNT)에 대해 설명한다. 광원 장치(CNT)는, 장치 프레임(13)의 본체 프레임(21) 상에 설치되어 있다. 광원 장치(CNT)는, 기판(P)에 투사되는 묘화 빔(LB)으로서의 레이저광을 사출한다. 광원 장치(CNT)는, 기판(P) 상의 감광성 기능층의 노광에 적절한 소정의 파장역의 광으로서, 광 활성 작용이 강한 자외역의 광을 사출하는 광원을 가진다. 광원으로서는, 예를 들면, YAG의 제3 고조파 레이저광(파장 355nm)이고, 연속 발진, 또는 수KHz~수백MHz 정도로 펄스 발진(發振)하는 레이저 광원을 이용할 수 있다. Next, with reference to FIG. 5, the light source device CNT is demonstrated. The light source device CNT is provided on the
광원 장치(CNT)는, 레이저광 발생부(CU1) 및 파장 변환부(CU2)를 구비하고 있다. 레이저광 발생부(CU1)는, 레이저 광원(OSC), 파이버 앰프(fiber amplifier)(FB1, FB2)를 구비하고 있다. 레이저광 발생부(CU1)는, 기본파(基本波) 레이저광(Ls)을 출사한다. 파이버 앰프(FB1, FB2)는, 기본파 레이저광(Ls)을 광 파이버에 의해 증폭한다. 레이저광 발생부(CU1)는, 증폭된 기본파 레이저광(Lr)을 파장 변환부(CU2)에 입사시킨다. 파장 변환부(CU2)에는, 파장 변환 광학 소자, 다이클로익 미러나 편광빔 스플리터, 프리즘 등이 마련되며, 이들 광(파장) 선택 부품을 이용하는 것에 의해서 제3 고조파 레이저인 파장 355nm의 레이저광(묘화 빔(LB))을 취출하고 있다. 그 때, 종광(種光)을 발생시키는 레이저 광원(OSC)을 시스템 클럭 등과 동기(同期)하여 펄스 점등시키는 것에 의해서, 광원 장치(CNT)는, 파장 355nm의 묘화 빔(LB)을 수KHz~수백MHz 정도의 펄스광으로서 발생시킨다. 또, 이런 종류의 파이버 앰프를 이용한 경우, 레이저 광원(OSC)의 펄스 구동의 형태에 의해, 최종적으로 출력되는 레이저광(Lr나 LB)의 1펄스의 발광 시간을 피코초(pico秒) 오더로 할 수 있다. The light source device CNT is equipped with the laser-beam generation|occurrence|production part CU1 and the wavelength conversion part CU2. Laser-beam generation part CU1 is equipped with laser light source OSC and fiber amplifier FB1, FB2. Laser-beam generating part CU1 radiates|emits the fundamental-wave laser beam Ls. The fiber amplifiers FB1 and FB2 amplify the fundamental wave laser light Ls with an optical fiber. The laser light generation unit CU1 makes the amplified fundamental wave laser light Lr enter the wavelength conversion unit CU2 . The wavelength conversion unit CU2 is provided with a wavelength conversion optical element, a dichroic mirror, a polarizing beam splitter, a prism, and the like, and by using these light (wavelength) selection components, a third harmonic laser having a wavelength of 355 nm ( The writing beam LB) is taken out. In that case, by making the laser light source OSC which generate|occur|produces a seed light pulse-light in synchronization with a system clock etc., the light source device CNT emits the writing beam LB with a wavelength of 355 nm several KHz - It is generated as pulsed light of about several hundred MHz. In addition, when this type of fiber amplifier is used, the emission time of one pulse of the finally output laser light (Lr or LB) is in the order of picoseconds according to the pulse driving mode of the laser light source (OSC). can do.
또, 광원으로서는, 예를 들면, 자외역의 휘선(g선, h선, i선 등)을 가지는 수은 램프 등의 램프 광원, 파장 450nm 이하의 자외역에 발진 피크를 가지는 레이저 다이오드, 발광 다이오드(LED) 등의 고체 광원, 또는 원자외광(DUV 광)을 발진하는 KrF 엑시머 레이저광(파장 248nm), ArF 엑시머 레이저광(파장 193nm), XeCl 엑시머 레이저(파장 308nm) 등의 기체 레이저 광원을 이용할 수 있다. As the light source, for example, a lamp light source such as a mercury lamp having a bright line (g-line, h-line, i-line, etc.) in the ultraviolet region, a laser diode having an oscillation peak in the ultraviolet region with a wavelength of 450 nm or less, a light emitting diode ( LED), or gas laser light sources such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), and XeCl excimer laser (wavelength 308 nm) oscillating deep ultraviolet light (DUV light) can be used. there is.
여기서, 광원 장치(CNT)로부터 사출된 묘화 빔(LB)은, 후술하는 바와 같이, 각 묘화 유닛(UW1~UW5) 내에 마련되는 편광빔 스플리터(PBS)를 매개로 하여 기판(P)에 투사된다. 일반적으로, 편광빔 스플리터(PBS)는, S편광의 직선 편광이 되는 광속(光束)을 반사하고, P편광의 직선 편광이 되는 광속을 투과한다. 이 때문에, 광원 장치(CNT)에서는, 편광빔 스플리터(PBS)에 입사하는 묘화 빔(LB)이 직선 편광(S편광)의 광속이 되는 레이저광을 사출하는 것이 바람직하다. 또, 레이저광은, 에너지 밀도가 높기 때문에, 기판(P)에 투사되는 광속의 조도를 적절히 확보할 수 있다. Here, the writing beam LB emitted from the light source device CNT is projected onto the substrate P via a polarization beam splitter PBS provided in each writing unit UW1 to UW5 as a medium, as will be described later. . In general, the polarization beam splitter PBS reflects a light beam that becomes linearly polarized light of S-polarized light, and transmits a light beam that becomes linearly polarized light of P-polarized light. For this reason, in light source device CNT, it is preferable that writing beam LB which injects into polarization beam splitter PBS emits the laser beam used as the light beam of linearly polarized light (S polarization). Moreover, since a laser beam has high energy density, the illuminance of the light beam projected on the board|substrate P can be ensured suitably.
다음으로, 노광 장치(EX)의 묘화 장치(11)에 대해서, 도 3도 참조하여 설명한다. 묘화 장치(11)는, 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)을 이용한, 이른바 멀티 빔형의 묘화 장치(11)로 되어 있다. 이 묘화 장치(11)는, 광원 장치(CNT)로부터 사출된 묘화 빔(LB)을 복수로 분기시키고, 분기시킨 복수의 묘화 빔(LB)을, 도 3과 같은 기판(P) 상의 복수(제1 실시 형태에서는 예를 들면 5개)의 묘화 라인(LL1~LL5)을 따라서 각각 미소한 스폿 광(수㎛ 지름)으로 집광하여 주사시키고 있다. 그리고, 묘화 장치(11)는, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 각각에 의해서 기판(P) 상에 묘화되는 패턴끼리를, 기판(P)의 폭방향으로 서로 잇고 있다. 먼저, 도 3을 참조하여, 묘화 장치(11)에 의해 복수의 묘화 빔(LB)을 주사함으로써 기판(P) 상에 형성되는 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)(스폿 광의 주사 궤적)에 대해 설명한다. Next, the
도 3에 나타내는 바와 같이, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)은, 중심면(p3)을 사이에 두고 회전 드럼(DR)의 주방향(周方向, 둘레 방향)으로 2열로 배치된다. 회전 방향의 상류측의 기판(P) 상에는, 홀수번째의 제1 묘화 라인(LL1), 제3 묘화 라인(LL3) 및 제5 묘화 라인(LL5)이, Y축과 평행하게 배치된다. 회전 방향의 하류측의 기판(P) 상에는, 짝수번째의 제2 묘화 라인(LL2) 및 제4 묘화 라인(LL4)이 Y축과 평행하게 배치된다. As shown in FIG. 3, some drawing line LL1-LL5 is arrange|positioned by 2 rows in the circumferential direction (circumference direction) of rotary drum DR across the center plane p3. On the board|substrate P of the upstream of the rotation direction, odd-numbered 1st writing line LL1, 3rd writing line LL3, and 5th writing line LL5 are arrange|positioned parallel to a Y-axis. On the substrate P on the downstream side of the rotational direction, the even-numbered second writing line LL2 and the fourth writing line LL4 are arranged parallel to the Y-axis.
각 묘화 라인(LL1~LL5)은, 기판(P)의 폭방향(Y방향), 즉 회전 드럼(DR)의 회전 중심선(AX2)을 따라서 거의 평행하게 형성되어 있고, 폭방향에서의 기판(P)의 길이 보다도 짧게 되어 있다. 보다 정확하게는, 각 묘화 라인(LL1~LL5)은, 기판 반송 기구(12)에 의해 기준 속도로 기판(P)을 반송했을 때에, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)에 의해 얻어지는 패턴의 이음 오차가 최소가 되도록, 회전 드럼(DR)의 회전 중심선(AX2)이 연장되는 방향(축방향 또는 폭방향)에 대해, 소정의 각도분(分)만큼 경사져도 괜찮다. Each drawing line LL1-LL5 is formed substantially parallel along the width direction (Y direction) of the board|substrate P, ie, rotation center line AX2 of rotary drum DR, and board|substrate P in the width direction ) is shorter than the length of More precisely, when each drawing line LL1-LL5 conveys the board|substrate P with the reference speed by the board|
홀수번째의 제1 묘화 라인(LL1), 제3 묘화 라인(LL3) 및 제5 묘화 라인(LL5)은, 회전 드럼(DR)의 중심선(AX2) 방향으로, 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 또, 짝수번째의 제2 묘화 라인(LL2) 및 제4 묘화 라인(LL4)은, 회전 드럼(DR)의 중심선(AX2) 방향으로, 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 이 때, 제2 묘화 라인(LL2)은, 중심선(AX2) 방향에서, 제1 묘화 라인(LL1)과 제3 묘화 라인(LL3)과의 사이에 배치된다. 마찬가지로, 제3 묘화 라인(LL3)은, 중심선(AX2) 방향에서, 제2 묘화 라인(LL2)과 제4 묘화 라인(LL4)과의 사이에 배치된다. 제4 묘화 라인(LL4)은, 중심선(AX2) 방향에서, 제3 묘화 라인(LL3)과 제5 묘화 라인(LL5)과의 사이에 배치된다. 그리고, 제1 ~ 제5 묘화 라인(LL1~LL5)은, 기판(P) 상에 묘화되는 노광 영역(A7)의 폭방향(축방향)의 전체 폭을 커버하도록, 배치되어 있다. Odd-numbered 1st writing line LL1, 3rd writing line LL3, and 5th writing line LL5 are arrange|positioned at the center line AX2 direction of rotary drum DR at predetermined intervals. Moreover, the even-numbered 2nd writing line LL2 and 4th writing line LL4 are arrange|positioned at the center line AX2 direction of the rotary drum DR at predetermined intervals. At this time, the second writing line LL2 is disposed between the first writing line LL1 and the third writing line LL3 in the center line AX2 direction. Similarly, the third writing line LL3 is disposed between the second writing line LL2 and the fourth writing line LL4 in the center line AX2 direction. The fourth writing line LL4 is disposed between the third writing line LL3 and the fifth writing line LL5 in the center line AX2 direction. And the 1st - 5th drawing lines LL1-LL5 are arrange|positioned so that the full width of the width direction (axial direction) of the exposure area|region A7 drawn on the board|substrate P may be covered.
홀수번째의 제1 묘화 라인(LL1), 제3 묘화 라인(LL3) 및 제5 묘화 라인(LL5)을 따라서 주사되는 묘화 빔(LB)의 스폿 광의 주사 방향은, 1차원의 방향으로 되어 있고, 동일한 방향으로 되어 있다. 또, 짝수번째의 제2 묘화 라인(LL2) 및 제4 묘화 라인(LL4)을 따라서 주사되는 묘화 빔(LB)의 스폿 광의 주사 방향은, 1차원의 방향으로 되어 있고, 동일한 방향으로 되어 있다. 이 때, 홀수번째의 묘화 라인(LL1, LL3, LL5)을 따라서 주사되는 묘화 빔(LB)의 스폿 광의 주사 방향(+Y방향)과, 짝수번째의 묘화 라인(LL2, LL4)을 따라서 주사되는 묘화 빔(LB)의 스폿 광의 주사 방향(-Y방향)은, 도 3 중의 화살표로 나타내는 바와 같이 반대 방향으로 되어 있다. 이것은, 묘화 유닛(UW1~UW5)의 각각을 동일 구성으로 하고, 홀수번째의 묘화 유닛과 짝수번째의 묘화 유닛을 XY면내에서 180° 회전시켜 마주보게 배치함과 아울러, 각 묘화 유닛(UW1~UW5)에 마련되는 빔 주사기(走査器)로서의 회전 폴리곤(polygon) 미러를 동일 방향으로 회전시켰기 때문이다. 이 때문에, 기판(P)의 반송 방향으로부터 보아, 홀수번째의 묘화 라인(LL3, LL5)의 묘화 개시 위치와, 짝수번째의 묘화 라인(LL2, LL4)의 묘화 개시 위치는, Y방향에 관해서 스폿 광의 지름 치수 이하의 오차로 인접(혹은 일치)하고, 마찬가지로, 홀수번째의 묘화 라인(LL1, LL3)의 묘화 종료 위치와, 짝수번째의 묘화 라인(LL2, LL4)의 묘화 종료 위치는, Y방향에 관해서 스폿 광의 지름 치수 이하의 오차로 인접(혹은 일치)하고 있다. The scanning direction of the spot light of the writing beam LB scanned along the odd-numbered 1st writing line LL1, the 3rd writing line LL3, and the 5th writing line LL5 is a one-dimensional direction, are in the same direction. Moreover, the scanning direction of the spot light of the writing beam LB scanned along the even-numbered 2nd writing line LL2 and 4th writing line LL4 is a one-dimensional direction, and it is the same direction. At this time, the scanning direction (+Y direction) of the spot light of the writing beam LB scanned along odd-numbered writing lines LL1, LL3, LL5, and writing scanned along even-numbered writing lines LL2, LL4 The scanning direction (-Y direction) of the spot light of the beam LB is opposite as indicated by the arrow in FIG. In this case, each of the drawing units UW1 to UW5 has the same configuration, the odd-numbered drawing unit and the even-numbered drawing unit are rotated 180° in the XY plane to face each other, and each drawing unit UW1 to UW5 This is because the rotating polygon mirror as a beam injector provided in ) is rotated in the same direction. For this reason, as seen from the conveyance direction of the board|substrate P, the writing start position of odd-numbered writing line LL3, LL5, and the writing start position of even-numbered writing line LL2, LL4 are spots with respect to the Y direction. They are adjacent (or coincident) with an error equal to or less than the diameter of the light, and similarly, the writing end positions of the odd-numbered writing lines LL1 and LL3 and the writing ending positions of the even-numbered writing lines LL2, LL4 are in the Y direction. , adjacent (or coincident) with an error equal to or less than the diameter dimension of the spot light.
이상 설명한 바와 같이, 홀수번째의 묘화 라인(LL1, LL3, LL5)의 각각은, 기판(P) 상에서 회전 드럼(DR)의 회전 중심선(AX2)과 거의 평행하게 되도록, 기판(P)의 폭방향으로 일렬로 배치되어 있다. 그리고 짝수번째의 묘화 라인(LL2, LL4)의 각각은, 기판(P) 상에서 회전 드럼(DR)의 회전 중심선(AX2)과 거의 평행하게 되도록, 기판(P)의 폭방향으로 일렬로 배치되어 있다. As explained above, each of odd-numbered drawing line LL1, LL3, LL5 may become substantially parallel to the rotation center line AX2 of the rotary drum DR on the board|substrate P, The width direction of the board|substrate P are arranged in a row. And each of even-numbered drawing line LL2, LL4 is arrange|positioned in a line in the width direction of the board|substrate P so that it may become substantially parallel to the rotation center line AX2 of the rotating drum DR on the board|substrate P. .
다음으로, 도 4 내지 도 7을 참조하여, 묘화 장치(11)에 대해 설명한다. 묘화 장치(11)는, 상기한 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)과, 광원 장치(CNT)로부터의 묘화 빔(LB)을 분기하여 묘화 유닛(UW1~UW5)으로 안내하는 분기 광학계(SL)와, 캘리브레이션(callibration)을 행하기 위한 캘리브레이션 검출계(檢出系)(31)를 가진다. Next, with reference to FIGS. 4-7, the
분기 광학계(SL)는, 광원 장치(CNT)로부터 사출된 묘화 빔(LB)을 복수로 분기하고, 분기한 복수의 묘화 빔(LB)을 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)으로 향하여 각각 안내하고 있다. 분기 광학계(SL)는, 광원 장치(CNT)로부터 사출된 묘화 빔(LB)을 2개로 분기하는 제1 광학계(41)와, 제1 광학계(41)에 의해 분기된 일방의 묘화 빔(LB)이 입사하는 제2 광학계(42)와, 제1 광학계(41)에 의해 분기된 타방의 묘화 빔(LB)이 입사하는 제3 광학계(43)를 가진다. 또, 분기 광학계(SL)의 제1 광학계(41)에는, 묘화 빔(LB)의 진행축과 직교하는 면내에서 묘화 빔(LB)을 2차원적으로 옆으로 시프트시키는 빔 시프터 기구(44)가 마련되며, 분기 광학계(SL)의 제3 광학계(43)에는, 묘화 빔(LB)을 2차원적으로 옆으로 시프트시키는 빔 시프터 기구(45)가 마련되어 있다. 분기 광학계(SL)는, 광원 장치(CNT)측의 일부가 본체 프레임(21)에 설치되는 한편으로, 묘화 유닛(UW1~UW5)측의 다른 일부가 제2 광학 정반(25)에 설치되어 있다. The branch optical system SL branches a plurality of writing beams LB emitted from the light source device CNT, and guides the plurality of branched writing beams LB to the plurality of writing units UW1 to UW5, respectively. there is. The branched optical system SL is a first
제1 광학계(41)는, 1/2 파장판(51)과, 편광 미러(편광빔 스플리터)(52)와, 빔 디퓨저(diffuser)(53)와, 제1 반사 미러(54)와, 제1 릴레이 렌즈(55)와, 제2 릴레이 렌즈(56)와, 빔 시프터 기구(44)와, 제2 반사 미러(57)와, 제3 반사 미러(58)와, 제4 반사 미러(59)와, 제1 빔 스플리터(60)를 가진다. 또, 도 4, 도 5에서는 그들 각 부재의 배치 관계를 알기 어렵기 때문에, 도 6의 사시도도 참조하여 설명한다. The first
도 6에 나타내는 바와 같이, 광원 장치(CNT)로부터 +X방향으로 사출된 묘화 빔(LB)은, 1/2 파장판(波長板)(51)에 입사한다. 1/2 파장판(51)은, 묘화 빔(LB)의 입사면내에서 회전 가능하게 되어 있다. 1/2 파장판(51)에 입사한 묘화 빔(LB)은, 그 편광 방향이, 1/2 파장판(51)의 회전 위치(각도)에 따른 소정의 편광 방향이 된다. 1/2 파장판(51)을 통과한 묘화 빔(LB)은, 편광 미러(52)에 입사한다. 편광 미러(52)는, 묘화 빔(LB)에 포함되는 소정의 편광 방향의 광 성분을 투과하는 한편으로, 그것 이외의 편광 방향의 광 성분을 +Y방향으로 반사한다. 이 때문에, 편광 미러(52)에서 반사되는 묘화 빔(LB)의 강도는, 1/2 파장판(51) 및 편광 미러(52)의 협동에 의해서, 1/2 파장판(51)의 회전 위치에 따라 조정할 수 있다. As shown in FIG. 6 , the writing beam LB emitted from the light source device CNT in the +X direction is incident on the 1/2
편광 미러(52)를 투과한 묘화 빔(LB)의 일부(불필요한 광 성분)는, 빔 디퓨저(광 트랩(trap))(53)에 조사된다. 빔 디퓨저(53)는, 입사하여 온 묘화 빔(LB)의 일부의 광 성분을 흡수하여, 그 광 성분이 외부로 누설되는 것을 억제하고 있다. 게다가, 묘화 빔(LB)이 통과하는 각종 광학계의 조정 작업시에, 레이저 파워가 최대인 상태에서는 파워가 너무 강해서 위험하기 때문에, 빔 디퓨저(53)가 묘화 빔(LB)의 많은 광 성분을 흡수하도록, 1/2 파장판(51)의 회전 위치(각도)를 바꾸어, 묘화 유닛(UW1~UW5)을 향하는 묘화 빔(LB)의 파워를 큰 폭으로 감쇠시키기 위해서도 사용된다. A part (unnecessary light component) of the writing beam LB transmitted through the
편광 미러(52)에서 +Y방향으로 반사된 묘화 빔(LB)은, 제1 반사 미러(54)에 의해 +X방향으로 반사되고, 제1 릴레이 렌즈(55) 및 제2 릴레이 렌즈(56)를 매개로 하여 빔 시프터 기구(44)에 입사하여, 제2 반사 미러(57)에 이른다. The writing beam LB reflected in the +Y direction by the
제1 릴레이 렌즈(55)는, 광원 장치(CNT)로부터의 묘화 빔(LB)(거의 평행 광속)을 수렴하여 빔 웨이스트(beam waist)를 형성하고, 제2 릴레이 렌즈(56)는 수렴 후에 발산하는 묘화 빔(LB)을 다시 평행 광속으로 한다. The
빔 시프터 기구(44)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 묘화 빔(LB)의 진행 방향(+X방향)을 따라서 배치되는 2매의 평행 평면판(석영)을 포함하며, 그 평행 평면판의 일방은 Y축과 평행한 축 둘레로 경사 가능하게 마련되고, 타방의 평행 평면판은 Z축과 평행한 축 둘레로 경사 가능하게 마련된다. 각 평행 평면판의 경사 각도에 따라서, 묘화 빔(LB)은 ZY면내에서 옆으로 시프트하여 빔 시프터 기구(44)로부터 사출된다. As shown in FIG. 6 , the
그 후, 묘화 빔(LB)은, 제2 반사 미러(57)에 의해 -Y방향으로 반사되어, 제3 반사 미러(58)에 이르고, 제3 반사 미러(58)에 의해 -Z방향으로 반사되어, 제4 반사 미러(59)에 이른다. 제4 반사 미러(59)에 의해서 묘화 빔(LB)은, +Y방향으로 반사되어, 제1 빔 스플리터(60)에 입사한다. 제1 빔 스플리터(60)는, 묘화 빔(LB)의 일부의 광량 성분을 -X방향으로 반사하여 제2 광학계(42)로 안내함과 아울러, 묘화 빔(LB)의 나머지의 광량 성분을 제3 광학계(43)로 안내한다. 본 실시 형태의 경우, 제2 광학계(42)로 안내되는 묘화 빔(LB)은, 그 곳에서 3개의 묘화 유닛(UW1, UW3, UW5)으로 분배되고, 제3 광학계(43)로 안내되는 묘화 빔(LB)은, 그 곳에서 2개의 묘화 유닛(UW2, UW4)으로 분배된다. 그 때문에, 제1 빔 스플리터(60)는, 광 분할면에서의 반사율과 투과율의 비(比)를 3:2(반사율 60%, 투과율 40%)로 하는 것이 바람직하지만, 반드시 그럴 필요는 없고, 1:1이라도 상관없다. Thereafter, the writing beam LB is reflected in the -Y direction by the
여기서, 제3 반사 미러(58)와 제4 반사 미러(59)는, 이동 기구(24)의 회전축(I) 상에서 소정의 간격을 두고 마련되어 있다. 즉, 제3 반사 미러(58)에서 반사하여 제4 반사 미러(59)를 향하는 묘화 빔(LB)(평행 광속)의 중심선이, 회전축(I)과 일치하도록(동축이 되도록) 설정된다. Here, the
또, 제3 반사 미러(58)를 포함하는 광원 장치(CNT)까지의 구성(도 4의 Z방향의 상부측에서 2점 쇄선에 의해 둘러싸인 부분)은, 본체 프레임(21)측에 설치되는 한편으로, 제4 반사 미러(59)를 포함하는 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)까지의 구성(도 4의 Z방향의 하부측에서 2점 쇄선에 의해 둘러싸인 부분)은, 제2 광학 정반(25)측에 설치된다. 이 때문에, 이동 기구(24)에 의해 제1 광학 정반(23)과 제2 광학 정반(25)이 상대 회전해도, 회전축(I)과 동축으로 묘화 빔(LB)이 통과하도록 제3 반사 미러(58)와 제4 반사 미러(59)가 마련되어 있기 때문에, 제4 반사 미러(59)로부터 제1 빔 스플리터(60)에 이르는 묘화 빔(LB)의 광로는 변경되지는 않는다. 따라서, 이동 기구(24)에 의해 제1 광학 정반(23)에 대해서 제2 광학 정반(25)이 회전해도, 본체 프레임(21)측에 설치된 광원 장치(CNT)로부터 사출되는 묘화 빔(LB)을, 제2 광학 정반(25)측에 설치된 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)으로 바람직하게 안정적으로 안내하는 것이 가능해진다. In addition, the configuration up to the light source device CNT including the third reflection mirror 58 (the portion surrounded by the dashed-dotted line on the upper side in the Z direction in Fig. 4) is provided on the
제2 광학계(42)는, 제1 광학계(41)의 제1 빔 스플리터(60)에서 분기된 일방의 묘화 빔(LB)을, 후술하는 홀수번째의 묘화 유닛(UW1, UW3, UW5)으로 향하여 분기하여 안내하고 있다. 제2 광학계(42)는, 제5 반사 미러(61)와, 제2 빔 스플리터(62)와, 제3 빔 스플리터(63)와, 제6 반사 미러(64)를 가진다. The second
제1 광학계(41)의 제1 빔 스플리터(60)에서 -X방향으로 반사된 묘화 빔(LB)은, 제5 반사 미러(61)에 의해 -Y방향으로 반사되어, 제2 빔 스플리터(62)에 입사한다. 제2 빔 스플리터(62)에 입사한 묘화 빔(LB)은, 그 일부가 -Z방향으로 반사되어, 홀수번째 중 1개의 묘화 유닛(UW5)으로 안내된다(도 5 참조). 제2 빔 스플리터(62)를 투과한 묘화 빔(LB)은, 제3 빔 스플리터(63)에 입사한다. 제3 빔 스플리터(63)에 입사한 묘화 빔(LB)은, 그 일부가 -Z방향으로 반사되어, 홀수번째 중 1개의 묘화 유닛(UW3)으로 안내된다(도 5 참조). 그리고 제3 빔 스플리터(63)를 투과한 묘화 빔(LB)의 일부는, 제6 반사 미러(64)에 의해 -Z방향으로 반사되어, 홀수번째 중 1개의 묘화 유닛(UW1)으로 안내된다(도 5 참조). 또, 제2 광학계(42)에서, 홀수번째의 묘화 유닛(UW1, UW3, UW5)에 조사되는 묘화 빔(LB)은, -Z방향에 대해서 약간 경사지게 되어 있다. The writing beam LB reflected in the -X direction by the
또, 묘화 빔(LB)의 파워를 유효 이용하기 위해, 제2 빔 스플리터(62)의 반사율과 투과율의 비를 1:2, 제3 빔 스플리터(63)의 반사율과 투과율의 비를 1:1에 근접시키는 것이 좋다. Moreover, in order to effectively use the power of the writing beam LB, the ratio of the reflectance and transmittance of the
한편, 제3 광학계(43)는, 제1 광학계(41)의 제1 빔 스플리터(60)에서 분기된 타방의 묘화 빔(LB)을, 후술하는 짝수번째의 묘화 유닛(UW2, UW4)으로 향하여 분기하여 안내하고 있다. 제3 광학계(43)는, 제7 반사 미러(71)와, 빔 시프터 기구(45)와, 제8 반사 미러(72)와, 제4 빔 스플리터(73)와, 제9 반사 미러(74)를 가진다. On the other hand, the third
제1 광학계(41)의 제1 빔 스플리터(60)에서 +Y방향으로 투과한 묘화 빔(LB)은, 제7 반사 미러(71)에 의해 +X방향으로 반사되어, 빔 시프터 기구(45)를 투과하여 제8 반사 미러(72)에 입사한다. 빔 시프터 기구(45)는, 빔 시프터 기구(44)와 동일한 경사 가능한 2매의 평행 평면판(석영)으로 구성되고, 제8 반사 미러(72)를 향해서 +X방향으로 진행하는 묘화 빔(LB)을 ZY면내에서 옆으로 시프트시킨다. The writing beam LB transmitted in the +Y direction by the
제8 반사 미러(72)에 의해 -Y방향으로 반사된 묘화 빔(LB)은, 제4 빔 스플리터(73)에 입사한다. 제4 빔 스플리터(73)에 조사된 묘화 빔(LB)은, 그 일부가 -Z방향으로 반사되어, 짝수번째 중 1개의 묘화 유닛(UW4)으로 안내된다(도 5 참조). 제4 빔 스플리터(73)를 투과한 묘화 빔(LB)은, 제9 반사 미러(74)에 의해 -Z방향으로 반사되어, 짝수번째 중 1개의 묘화 유닛(UW2)으로 안내된다. 또, 제3 광학계(43)에 서도, 짝수번째의 묘화 유닛(UW2, UW4)에 조사되는 묘화 빔(LB)은, -Z방향에 대해서 약간 경사지게 되어 있다. The writing beam LB reflected in the -Y direction by the
이와 같이, 분기 광학계(SL)에서는, 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)으로 향하여, 광원 장치(CNT)로부터의 묘화 빔(LB)을 복수로 분기시키고 있다. 이 때, 제1 빔 스플리터(60), 제2 빔 스플리터(62), 제3 빔 스플리터(63) 및 제4 빔 스플리터(73)는, 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)에 조사되는 묘화 빔(LB)의 빔 강도가 동일 강도가 되도록, 그 반사율(투과율)을, 묘화 빔(LB)의 분기수(分岐數)에 따라 적절한 반사율로 하고 있다. In this way, in the branch optical system SL, the writing beam LB from the light source device CNT is branched toward some writing unit UW1 - UW5 into a plurality. At this time, the
그런데, 빔 시프터 기구(44)는, 제2 릴레이 렌즈(56)와 제2 반사 미러(57)와의 사이에 배치되어 있다. 빔 시프터 기구(44)는, 기판(P) 상에 형성되는 묘화 라인(LL1~LL5)의 모든 위치를, 기판(P)의 묘화면내에서 ㎛오더로 미세 조정할 수 있다. Incidentally, the
또, 빔 시프터 기구(45)는, 기판(P) 상에 형성되는 묘화 라인(LL1~LL5) 중, 짝수번째의 제2 묘화 라인(LL2) 및 제4 묘화 라인(LL4)을, 기판(P)의 묘화면내에서㎛오더로 미세 조정할 수 있다. Moreover, the
게다가, 도 4, 도 5 및 도 7을 참조하여, 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)에 대해 설명한다. 도 4(및 도 1)에 나타내는 바와 같이, 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)은, 중심면(p3)을 사이에 두고 회전 드럼(DR)의 주방향으로 2열로 배치된다. 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)은, 중심면(p3)을 사이에 두고, 제1, 제3, 제5 묘화 라인(LL1, LL3, LL5)이 배치되는 측(도 5의 -X방향측)에, 제1 묘화 유닛(UW1), 제3 묘화 유닛(UW3) 및 제5 묘화 유닛(UW5)이 배치된다. 제1 묘화 유닛(UW1), 제3 묘화 유닛(UW3) 및 제5 묘화 유닛(UW5)은, Y방향으로 소정의 간격을 두고 배치된다. 또, 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)은, 중심면(p3)을 사이에 두고, 제2, 제4 묘화 라인(LL2, LL4)이 배치되는 측(도 5의 +X방향측)에, 제2 묘화 유닛(UW2) 및 제4 묘화 유닛(UW4)이 배치된다. 제2 묘화 유닛(UW2) 및 제4 묘화 유닛(UW4)은, Y방향으로 소정의 간격을 두고 배치된다. 이 때, 앞의 도 2, 또는 도 5에 나타내는 바와 같이, 제2 묘화 유닛(UW2)은, Y방향에서, 제1 묘화 유닛(UW1)과 제3 묘화 유닛(UW3)과의 사이에 위치하고 있다. 마찬가지로, 제3 묘화 유닛(UW3)은, Y방향에서, 제2 묘화 유닛(UW2)과 제4 묘화 유닛(UW4)과의 사이에 위치하고 있다. 제4 묘화 유닛(UW4)은, Y방향에서, 제3 묘화 유닛(UW3)과 제5 묘화 유닛(UW5)과의 사이에 위치하고 있다. 또, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 묘화 유닛(UW1), 제3 묘화 유닛(UW3) 및 제5 묘화 유닛(UW5)과, 제2 묘화 유닛(UW2) 및 제4 묘화 유닛(UW4)은, Y방향으로부터 보아 중심면(p3)을 중심으로 대칭으로 배치되어 있다. Furthermore, with reference to FIG.4, FIG.5, and FIG.7, the some drawing unit UW1 - UW5 is demonstrated. As shown in FIG. 4 (and FIG. 1), some drawing unit UW1-UW5 is arrange|positioned by two rows in the circumferential direction of rotary drum DR with center plane p3 interposed therebetween. The plurality of writing units UW1 to UW5 are arranged on the side (the -X direction side in FIG. 5 ) on which the first, third, and fifth writing lines LL1 , LL3 and LL5 are arranged with the center plane p3 interposed therebetween. ), the first drawing unit UW1 , the third drawing unit UW3 , and the fifth drawing unit UW5 are arranged. 1st drawing unit UW1, 3rd drawing unit UW3, and 5th drawing unit UW5 are arrange|positioned at predetermined intervals in the Y direction. In addition, the plurality of writing units UW1 to UW5 are disposed on the side (+X direction side in FIG. 5 ) on which the second and fourth writing lines LL2 and LL4 are arranged with the center plane p3 interposed therebetween. A second writing unit UW2 and a fourth writing unit UW4 are arranged. The 2nd writing unit UW2 and the 4th writing unit UW4 are arrange|positioned at predetermined intervals in the Y direction. At this time, as shown in previous FIG. 2 or FIG. 5 , the second writing unit UW2 is located between the first writing unit UW1 and the third writing unit UW3 in the Y direction. . Similarly, the 3rd drawing unit UW3 is located between the 2nd drawing unit UW2 and the 4th drawing unit UW4 in the Y direction. 4th drawing unit UW4 is located between 3rd drawing unit UW3 and 5th drawing unit UW5 in the Y direction. Moreover, as shown in FIG. 4, 1st drawing unit UW1, 3rd drawing unit UW3, and 5th drawing unit UW5, 2nd drawing unit UW2, and 4th drawing unit UW4 are , are arranged symmetrically about the central plane p3 as viewed from the Y direction.
다음으로, 도 4를 참조하여, 각 묘화 유닛(UW1~UW5) 내의 광학계의 구성에 대해 설명한다. 또, 각 묘화 유닛(UW1~UW5)은, 동일한 구성으로 되어 있기 때문에, 제1 묘화 유닛(UW1)(이하, 간단히 '묘화 유닛(UW1)'이라고 함)을 예로 설명한다. Next, with reference to FIG. 4, the structure of the optical system in each drawing unit UW1 - UW5 is demonstrated. In addition, since each drawing unit UW1 - UW5 has the same structure, 1st drawing unit UW1 (hereafter simply referred to as "drawing unit UW1") is demonstrated as an example.
도 4에 나타내는 묘화 유닛(UW1)은, 묘화 라인(LL1)(제1 묘화 라인(LL1))을 따라서 묘화 빔(LB)의 스폿 광을 주사하도록 , 광 편향기(81)와, 편광빔 스플리터(PBS)와, 1/4 파장판(82)과, 주사기(走査器)(83)와, 절곡 미러(84)와, f-θ 렌즈계(85)와, 실린드리칼 렌즈(86)를 포함하는 Y배율 보정용 광학 부재(렌즈군)(86B)를 구비한다. 또, 편광빔 스플리터(PBS)에 인접하여, 캘리브레이션 검출계(31)가 마련되어 있다. The writing unit UW1 shown in FIG. 4 includes a
광 편향기(81)는, 예를 들면, 음향 광학 소자(AOM:Acousto Optic Modulator)이 이용되어 있다. AOM은, 내부에 초음파(고주파 신호)에 의해서 회절 격자를 생성하는지 아닌지에 의해서, 입사한 묘화 빔의 1차 회절광을 소정의 회절 각 방향으로 발생시키는 ON 상태와, 1차 회절광을 발생시키지 않은 OFF 상태로 스위칭하는 광 스위칭 소자이다. As the
도 1에 나타낸 제어부(16)는, 광 편향기(81)를 ON/OFF로 스위칭함으로써, 묘화 빔(LB)의 기판(P)으로의 투사/비(非)투사를 고속으로 바꾼다. 구체적으로, 광 편향기(81)에는, 분기 광학계(SL)에서 분배된 묘화 빔(LB) 중 1개가, 릴레이 렌즈(91)을 매개로 하여, -Z방향에 대해서 약간 경사져 조사된다. 광 편향기(81)가, OFF로 스위칭되면, 묘화 빔(LB)이 경사진 상태로 직진하고, 광 편향기(81)를 통과한 곳에 마련되는 차광판(92)에 의해 차광된다. 한편으로, 광 편향기(81)가, ON으로 스위칭되면, 묘화 빔(LB)(1차 회절광)이 -Z방향으로 편향되어, 광 편향기(81)를 통과하고, 광 편향기(81)의 Z방향 상에 마련되는 편광빔 스플리터(PBS)에 조사된다. 이 때문에, 광 편향기(81)가 ON으로 스위칭되면, 묘화 빔(LB)의 스폿 광이 기판(P)에 투사되고, 광 편향기(81)가 OFF로 스위칭되면, 묘화 빔(LB)의 스폿 광은 기판(P)에 투사되지 않는다. The
또, AOM은, 릴레이 렌즈(91)에 의해서 수렴되는 묘화 빔(LB)의 빔 웨이스트의 위치에 배치되므로, 광 편향기(81)로부터 사출하는 묘화 빔(LB)(1차 회절광)은 발산한다. 그 때문에, 광 편향기(81)의 뒤에, 발산하는 묘화 빔(LB)을 평행 광속으로 되돌리는 릴레이 렌즈(93)가 마련된다. In addition, since the AOM is disposed at the position of the beam waist of the writing beam LB converged by the
편광빔 스플리터(PBS)는, 광 편향기(81)로부터 릴레이 렌즈(93)를 매개로 하여 조사된 묘화 빔(LB)을 반사한다. 편광빔 스플리터(PBS)를 사출한 묘화 빔(LB)은, 1/4 파장판(82), 주사기(83)(회전 폴리곤 미러), 절곡 미러(84), f-θ 렌즈계(85), Y배율 보정용 광학 부재(86B), 및 실린드리칼 렌즈(86)의 순서대로 진행되어, 기판(P) 상에 주사 스폿 광으로서 집광된다. The polarization beam splitter PBS reflects the writing beam LB irradiated from the
한편으로, 편광빔 스플리터(PBS)는, 편광빔 스플리터(PBS)와 주사기(83)와의 사이에 마련되는 1/4 파장판(82)과 협동하여, 기판(P) 또는 그 아래의 회전 드럼(DR)의 외주면에 투사된 묘화 빔(LB)의 반사광이, Y배율 보정용 광학 부재(86B), 실린드리칼 렌즈(86), f-θ 렌즈계(85), 절곡 미러(84), 주사기(83)의 순서대로 역진(逆進)하여 오기 때문에, 그 반사광을 투과시킬 수 있다. 즉, 광 편향기(81)로부터 편광빔 스플리터(PBS)에 조사되는 묘화 빔(LB)은, S편광의 직선 편광이 되는 레이저광이고, 편광빔 스플리터(PBS)에 의해 반사된다. 또, 편광빔 스플리터(PBS)에 의해 반사된 묘화 빔(LB)은, 1/4 파장판(82), 주사기(83), 절곡 미러(84), f-θ 렌즈계(85), Y배율 보정용 광학 부재(86B), 실린드리칼 렌즈(86)를 통과하여 기판(P)에 조사되고, 기판(P) 상에 집광되는 묘화 빔(LB)의 스폿 광은 원편광(圓偏光)으로 되어 있다. 기판(P)(또는 회전 드럼(DR)의 외주면)으로부터의 반사광은, 묘화 빔(LB)의 송광로(送光路)를 역진하고, 1/4 파장판(82)을 다시 통과함으로써, P편광의 직선 편광이 되는 레이저광이 된다. 이 때문에, 기판(P)(또는 회전 드럼(DR))으로부터 편광빔 스플리터(PBS)에 이르는 반사광은, 편광빔 스플리터(PBS)를 투과하여, 릴레이 렌즈(94)를 매개로 하여 캘리브레이션 검출계(31)의 광전 센서(31Cs)에 조사된다. On the other hand, the polarization beam splitter PBS cooperates with the
이와 같이, 편광빔 스플리터(PBS)는, 주사기(83)를 포함하는 주사 광학계와, 캘리브레이션 검출계(31)와의 사이에 배치되는 광 스플리터이다. 캘리브레이션 검출계(31)는, 묘화 빔(LB)의 기판(P)으로의 송광(送光) 광학계의 많은 일부를 공용하기 때문에, 용이하고 컴팩트한 광학계가 된다. As described above, the polarization beam splitter PBS is an optical splitter disposed between the scanning optical system including the
도 4 및 도 7에 나타내는 바와 같이, 주사기(83)는, 반사 미러(96)와, 회전 폴리곤 미러(회전 다면경(多面鏡))(97)와, 원점 검출기(98)를 가진다. 1/4 파장판(82)을 통과한 묘화 빔(LB)(평행 광속)은, 실린드리칼 렌즈(95)를 매개로 하여 반사 미러(96)에 의해 XY면내에서 반사되어, 회전 폴리곤 미러(97)에 조사된다. 회전 폴리곤 미러(97)는, Z방향으로 연장되는 회전축(97a)과, 회전축(97a) 둘레로 형성되는 복수의 반사면(97b)을 포함하여 구성되어 있다. 회전 폴리곤 미러(97)는, 회전축(97a)을 중심으로 소정의 회전 방향으로 회전시킴으로써, 반사면(97b)에 조사되는 묘화 빔(LB)(광 편향기(81)에서 강도 변조된 빔)의 반사각을 XY면내에서 연속적으로 변화시키고, 이것에 의해, 반사한 묘화 빔(LB)이, 절곡 미러(84), f-θ 렌즈계(85), 제2 실린드리칼 렌즈(86)(및 Y배율 보정용 광학 부재(86B))에 의해서 스폿 광에 집광되고, 기판(P) 상의 묘화 라인(LL1)(마찬가지로 LL2~LL5)을 따라서 주사한다. 원점 검출기(98)는, 기판(P)의 묘화 라인(LL1)(마찬가지로 LL2~LL5)을 따라서 주사하는 묘화 빔(LB)의 원점을 검출하고 있다. 원점 검출기(98)는, 각 반사면(97b)에서 반사하는 묘화 빔(LB)을 사이에 두고, 반사 미러(96)의 반대측에 배치되어 있다. 4 and 7 , the
도 7에서는, 설명을 간단하게 하기 위해, 원점 검출기(98)는 광전 검출기만을 도시했지만, 실제는, 묘화 빔(LB)이 투사되는 회전 폴리곤 미러(97)의 반사면(97b)을 향해서 검출용 빔을 투사하는 LED나 반도체 레이저 등의 검출용 광원이 마련되며, 원점 검출기(98)는, 그 검출용 빔의 반사면(97b)에서의 반사광을 가는 슬릿을 통해서 광전 검출한다. In Fig. 7, for simplicity of explanation, only the photoelectric detector is shown as the
이것에 의해서, 원점 검출기(98)는, 기판(P) 상의 묘화 라인(LL1(LL2~LL5))의 묘화 개시 위치에 스폿 광이 조사되는 타이밍에 대해서 항상 일정 시간만큼 바로 앞에서, 원점을 나타내는 펄스 신호를 출력하도록 설정되어 있다. Thereby, the
주사기(83)로부터 절곡 미러(84)에 조사된 묘화 빔(LB)은, 절곡 미러(84)에 의해 -Z방향으로 반사되고, f-θ 렌즈계(85), 실린드리칼 렌즈(86)(및 Y배율 보정용 광학 부재(86B))에 입사한다. The writing beam LB irradiated from the
그런데, 회전 폴리곤 미러(97)의 각 반사면(97b)이, 회전축(97a)의 중심선과 엄밀하게 평행이 아니고, 약간 경사져 있으면(면이 틸팅되어 있으면), 기판(P) 상에 투사되는 스폿 광에 의한 묘화 라인(LL1~LL5)은, 반사면(97b)마다 기판(P) 상에서 X방향으로 흔들리게 된다. 여기서, 도 8을 이용하여, 2개의 실린드리칼 렌즈(95, 86)를 마련한 것에 의해서, 회전 폴리곤 미러(97)의 각 반사면(97b)의 면 틸트(tilt)에 대해서, 묘화 라인(LL1~LL5)의 X방향으로의 흔들림을 저감 또는 해소할 수 있는 것을 설명한다. By the way, when each
도 8의 좌측은, 실린드리칼 렌즈(95), 주사기(83), f-θ 렌즈계(85), 실린드리칼 렌즈(86)의 광로를 XY평면에 전개(展開)한 모습을 나타내며, 도 8의 우측은, 그 광로를 XZ평면내에 전개한 모습을 나타낸다. 기본적인 광학 배치로서, 회전 폴리곤 미러(97)의 묘화 빔(LB)이 조사되는 반사면(97b)은, f-θ 렌즈계(85)의 입사동(入射瞳) 위치(전측 초점 위치)가 되도록 배치된다. 이것에 의해서, 회전 폴리곤 미러(97)의 회전각 θp/2에 대해서, f-θ 렌즈계(85)에 입사하는 묘화 빔(LB)의 입사각은 θp가 되고, 그 입사각 θp에 비례하여 기판(P)(피(被)조사면) 상에 투사되는 스폿 광의 상고(像高) 위치가 결정된다. 또, 반사면(97b)을 f-θ 렌즈계(85)의 전측 초점 위치로 함으로써, 기판(P)에 투사되는 묘화 빔(LB)은 묘화 라인 상의 어느 위치에서도 텔레센트릭(telecentric)한 상태(스폿 광이 되는 묘화 빔의 주광선이 항상 f-θ 렌즈계(85)의 광축(AXf)과 평행한 상태)가 된다. The left side of Fig. 8 shows a state in which the optical paths of the
도 8에 나타내는 바와 같이, 2개의 실린드리칼 렌즈(95, 86)는, 회전 폴리곤 미러(97)의 회전축(97a)과 수직인 면(XY면) 내에서는, 모두 굴절력(屈折力)(파워)이 제로인 평행 평판 유리로서 기능하고, 회전축(97a)이 연장되는 Z방향(XZ면내)에서는 일정한 정(正)의 굴절력을 가지는 볼록 렌즈로서 기능한다. 제1 실린드리칼 렌즈(95)에 입사하는 묘화 빔(LB)(거의 평행 광속)의 단면 형상은 수mm 정도의 원형이지만, 실린드리칼 렌즈(95)의 XZ면내에서의 초점 위치를, 반사 미러(96)를 매개로 하여 회전 폴리곤 미러(97)의 반사면(97b) 상에 설정하면, XY면내에서는 수mm의 빔 폭을 가지며, Z방향으로는 수렴한 슬릿 모양의 스폿 광이, 반사면(97b) 상에 회전 방향으로 연장되어 집광된다. As shown in Fig. 8, both of the two
회전 폴리곤 미러(97)의 반사면(97b)에서 반사한 묘화 빔(LB)은, XY면내에서는 평행 광속이지만, XZ면내(회전축(97a)이 연장되는 방향)에서는, 발산 광속이 되어 f-θ 렌즈계(85)에 입사한다. 그 때문에, f-θ 렌즈계(85)를 사출한 직후의 묘화 빔(LB)은, XZ면내(회전축(97a)이 연장되는 방향)에서는, 거의 평행 광속으로 되어 있지만, 제2 실린드리칼 렌즈(86)의 작용에 의해서, XZ면내, 즉 기판(P) 상에서는 묘화 라인(LL1~LL5)이 연장되는 방향과 직교한 기판(P)의 반송 방향에 관해서도, 스폿 광으로 집광된다. 그 결과, 기판(P) 상의 각 묘화 라인 상에는, 원형의 작은 스폿 광이 투사된다. The writing beam LB reflected by the
실린드리칼 렌즈(86)를 마련하는 것에 의해, 도 8의 우측에 나타내는 바와 같이, XZ면내에서는, 회전 폴리곤 미러(97)의 반사면(97b)과 기판(P)(피조사면)을 광학적으로 상공역(像共役) 관계로 설정할 수 있다. 그 때문에, 회전 폴리곤 미러(97)의 각 반사면(97b)이, 묘화 빔(LB)의 주사 방향과 직교하는 비주사 방향(회전축(97a)이 연장되는 방향)에 대해서 틸트(tilt) 오차를 가졌다고 해도, 기판(P) 상의 묘화 라인(LL1~LL5)의 위치는, 스폿 광의 비주사 방향(기판(P)의 반송 방향)으로 흔들리지는 않는다. 이와 같이, 회전 폴리곤 미러(97)의 전과 후에 실린드리칼 렌즈(95, 86)를 마련하는 것에 의해, 비주사 방향에 대한 폴리곤 반사면의 면 틸트 보정 광학계를 구성할 수 있다. By providing the
여기서, 도 7에 나타내는 바와 같이, 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)의 각 주사기(83)는 중심면(p3)에 대해서 대칭인 구성으로 되어 있다. 복수의 주사기(83)는, 묘화 유닛(UW1, UW3, UW5)에 대응하는 3개의 주사기(83)가, 회전 드럼(DR)의 회전 방향의 상류측(도 7의 -X방향측)에 배치되고, 묘화 유닛(UW2, UW4)에 대응하는 2개의 주사기(83)가, 회전 드럼(DR)의 회전 방향의 하류측(도 7의 +X방향측)에 배치되어 있다. 그리고, 상류측의 3개의 주사기(83)와, 하류측의 2개의 주사기(83)는, 중심면(p3)을 사이에 두고, 대향하여 배치되어 있다. 이와 같이, 상류측의 3개의 주사기(83)와, 하류측의 2개의 주사기(83)는, 회전축(I)(Z축)을 중심으로 180°회전한 배치 관계로 되어 있다. 이 때문에, 상류측의 3개의 회전 폴리곤 미러(97)가, 예를 들면 반시계 방향으로 회전하면서, 회전 폴리곤 미러(97)에 묘화 빔(LB)이 조사되면, 회전 폴리곤 미러(97)에 의해 반사된 묘화 빔(LB)은, 묘화 개시 위치로부터 묘화 종료 위치로 향하여 소정의 주사 방향(예를 들면 도 7의 +Y방향)으로 주사된다. 한편으로, 하류측의 2개의 회전 폴리곤 미러(97)가 반시계 방향으로 회전하면서, 회전 폴리곤 미러(97)에 묘화 빔(LB)이 조사되면, 회전 폴리곤 미러(97)에 의해 반사된 묘화 빔(LB)은, 묘화 개시 위치로부터 묘화 종료 위치로 향하여, 상류측의 3개의 회전 폴리곤 미러(97)와는 반대가 되는 주사 방향(예를 들면 도 7의 -Y방향)으로 주사된다. Here, as shown in FIG. 7, each
여기서, 도 4의 XZ면내에서 보았을 때, 홀수번째의 묘화 유닛(UW1, UW3, UW5)으로부터 기판(P)에 이르는 묘화 빔(LB)의 축선은, 설치 방위선(Le1)과 일치한 방향으로 되어 있다. 즉, 설치 방위선(Le1)은, XZ면내에서, 홀수번째의 묘화 라인(LL1, LL3, LL5)과, 회전 중심선(AX2)을 잇는 선으로 되어 있다. 마찬가지로, 도 4의 XZ면내에서 보았을 때, 짝수번째의 묘화 유닛(UW2, UW4)으로부터 기판(P)에 이르는 묘화 빔(LB)의 축선은, 설치 방위선(Le2)과 일치한 방향으로 되어 있다. 즉, 설치 방위선(Le2)은, XZ면내에서, 짝수번째의 묘화 라인(LL2, LL4)과, 회전 중심선(AX2)을 잇는 선으로 되어 있다. 이 때문에, 기판(P)에 스폿 광이 되어 투사되는 묘화 빔(LB)의 각 진행 방향(주광선)은, 모두 회전 드럼(DR)의 회전 중심선(AX2)을 향하도록 설정되어 있다. Here, the axis of the writing beam LB from the odd-numbered writing units UW1, UW3, UW5 to the substrate P when viewed in the XZ plane in Fig. 4 is in the direction coincident with the installation azimuth Le1, there is. That is, the installation azimuth line Le1 is a line connecting the odd-numbered drawing lines LL1, LL3, LL5 and the rotation center line AX2 in the XZ plane. Similarly, when viewed in the XZ plane of FIG. 4 , the axis of the writing beam LB from the even-numbered writing units UW2 and UW4 to the substrate P is in the same direction as the installation azimuth Le2. That is, the installation azimuth line Le2 is a line connecting the even-numbered drawing lines LL2 and LL4 and the rotation center line AX2 in the XZ plane. For this reason, each advancing direction (principal ray) of the writing beam LB which becomes spot light and is projected to the board|substrate P is set so that all may face the rotation center line AX2 of the rotating drum DR.
Y배율 보정용 광학 부재(86B)는, f-θ 렌즈계(85)와 기판(P)과의 사이에 배치되어 있다. Y배율 보정용 광학 부재(86B)는, 각 묘화 유닛(UW1~UW5)에 의해서 형성되는 묘화 라인(LL1~LL5)을, Y방향에서, 등방적으로 미소량만큼 확대 또는 축소시킬 수 있다. The
구체적으로는, 묘화 라인(LL1~LL5)의 각각을 커버하는 일정 두께의 투과성의 평행 평면판(석영)을 묘화 라인이 연장되는 방향에 관해서 기계적으로 만곡(벤딩)시켜 묘화 라인의 Y방향의 배율(주사(走査) 길이)을 가변으로 하는 기구, 혹은, 볼록 렌즈, 오목 렌즈, 볼록 렌즈인 3군(群)의 렌즈계의 일부를 광축 방향으로 이동시켜 묘화 라인의 Y방향의 배율(주사 길이)을 가변으로 하는 기구 등을 사용할 수 있다. Specifically, a transmissive parallel flat plate (quartz) of a certain thickness that covers each of the drawing lines LL1 to LL5 is mechanically curved (bent) with respect to the direction in which the drawing line extends, so that the drawing line is magnified in the Y direction. The magnification (scan length) in the Y direction of the drawing line by moving a mechanism for making the (scan length) variable or a lens system of three groups of convex, concave and convex lenses in the optical axis direction It is possible to use an instrument or the like that makes it variable.
이와 같이 구성된 묘화 장치(11)는, 제어부(16)에 의해 각 부가 제어됨으로써, 기판(P) 상에 소정의 패턴이 묘화된다. 즉, 제어부(16)는, 기판(P)에 투사되는 묘화 빔(LB)이 주사 방향으로 주사되고 있는 기간 중, 기판(P)에 묘화해야 할 패턴의 CAD 정보에 근거하여, 광 편향기(81)를 ON/OFF 변조하는 것에 의해서 묘화 빔(LB)을 편향시키고, 기판(P)의 광 감응층 상에 패턴을 묘화하여 간다. 또, 제어부(16)는, 묘화 라인(LL1)을 따라서 주사하는 묘화 빔(LB)의 주사 방향과, 회전 드럼(DR)의 회전에 의한 기판(P)의 반송 방향의 이동을 동기시킴으로써, 노광 영역(A7) 중의 묘화 라인(LL1)에 대응한 부분에 소정의 패턴을 묘화한다. As for the
다음으로, 도 3과 함께 도 9를 참조하여, 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)에 대해 설명한다. 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)은, 기판(P) 상에 미리 형성된 얼라이먼트 마크, 또는 회전 드럼(DR) 상에 형성된 기준 마크나 기준 패턴 등을 검출한다. 이하, 기판(P)의 얼라이먼트 마크 및 회전 드럼(DR)의 기준 마크나 기준 패턴을, 간단히 마크로 칭한다. 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)은, 기판(P)과 기판(P) 상에 묘화되는 소정의 패턴을 위치 맞춤(얼라이먼트)하거나, 회전 드럼(DR)과 묘화 장치(11)를 캘리브레이션하거나 하기 위해서 이용된다. Next, with reference to FIG. 9 together with FIG. 3, alignment microscope AM1, AM2 is demonstrated. Alignment microscope AM1, AM2 detects the alignment mark previously formed on the board|substrate P, or the reference mark, reference|standard pattern, etc. formed on the rotating drum DR. Hereinafter, the alignment mark of the board|substrate P and the reference mark and reference pattern of the rotating drum DR are simply called a mark. Alignment microscope AM1, AM2 is used in order to align (align) the board|substrate P and the predetermined|prescribed pattern drawn on the board|substrate P, or to calibrate the rotating drum DR and the
얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)은, 묘화 장치(11)에서 형성되는 묘화 라인(LL1~LL5) 보다도, 회전 드럼(DR)의 회전 방향(기판(P)의 반송 방향)의 상류측에 마련되어 있다. 또, 얼라이먼트 현미경(AM1)은, 얼라이먼트 현미경(AM2)에 비교하여 회전 드럼(DR)의 회전 방향의 상류측에 배치되어 있다. Alignment microscope AM1, AM2 is provided in the upstream of the rotation direction (conveyance direction of the board|substrate P) of the rotary drum DR rather than drawing line LL1-LL5 formed with the
얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)은, 조명광을 기판(P) 또는 회전 드럼(DR)에 투사함과 아울러, 마크에서 발생한 광을 입사하는 검출 프로브로서의 대물 렌즈계(GA)(도 9에서는 대표하여 얼라이먼트 현미경(AM2)의 대물 렌즈계(GA4)로서 나타냄), 대물 렌즈계(GA)를 매개로 하여 수광한 마크의 상(像)(명시야상(明視野像), 암시야상(暗視野像), 형광상(螢光像) 등)을 2차원 CCD, CMOS 등에 의해 촬상하는 촬상계(GD)(도 9에서는 대표하여 얼라이먼트 현미경(AM2)의 촬상계(GD4)로서 나타냄) 등으로 구성된다. 또, 얼라이먼트용의 조명광은, 기판(P) 상의 광 감응층에 대해서 거의 감도를 가지지 않은 파장역의 광, 예를 들면 파장 500~800nm 정도의 광이다. Alignment microscopes AM1 and AM2 project illumination light onto a substrate P or a rotating drum DR, and an objective lens system GA as a detection probe that injects light generated from the mark (representative in Fig. 9, alignment microscopes) (represented as the objective lens system GA4 of (AM2)), the image of the mark received via the objective lens system GA as a medium (bright field image, dark field image, fluorescent image ( The imaging system GD (representatively shown as the imaging system GD4 of the alignment microscope AM2 in FIG. 9) etc. is comprised by the two-dimensional CCD, CMOS, etc. for imaging. Moreover, the illumination light for alignment is the light of the wavelength range which has little sensitivity with respect to the photosensitive layer on the board|substrate P, for example, light with a wavelength of about 500-800 nm.
얼라이먼트 현미경(AM1)은, Y방향(기판(P)의 폭방향)으로 일렬로 늘어서 복수(예를 들면 3개) 마련된다. 마찬가지로, 얼라이먼트 현미경(AM2)은, Y방향(기판(P)의 폭방향)으로 일렬로 늘어서 복수(예를 들면 3개) 마련된다. 즉, 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)은, 합계 6개 마련되어 있다. Alignment microscope AM1 is arranged in a line in a Y direction (the width direction of the board|substrate P), and multiple (for example, three pieces) are provided. Similarly, alignment microscope AM2 is arranged in a line in a Y direction (width direction of the board|substrate P), and multiple (for example, three pieces) are provided. That is, six alignment microscopes AM1 and AM2 are provided in total.
도 3에서는, 알기 쉽게 하기 위해, 6개의 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)의 각 대물 렌즈계(GA) 중, 3개의 얼라이먼트 현미경(AM1)의 각 대물 렌즈계(GA1~GA3)의 배치를 나타낸다. 3개의 얼라이먼트 현미경(AM1)의 각 대물 렌즈계(GA1~GA3)에 의한 기판(P)(또는 회전 드럼(DR)의 외주면) 상의 관찰 영역(검출 위치)(Vw1~Vw3)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 회전 중심선(AX2)과 평행한 Y방향으로, 소정의 간격으로 배치된다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 각 관찰 영역(Vw1~Vw3)의 중심을 통과하는 각 대물 렌즈계(GA1~GA3)의 광축(La1~La3)은, 모두 XZ면과 평행하게 되어 있다. 마찬가지로, 3개의 얼라이먼트 현미경(AM2)의 각 대물 렌즈계(GA)에 의한 기판(P)(또는 회전 드럼(DR)의 외주면) 상의 관찰 영역(Vw4~Vw6)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 회전 중심선(AX2)과 평행한 Y방향으로, 소정의 간격으로 배치된다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 각 관찰 영역(Vw4~Vw6)의 중심을 통과하는 각 대물 렌즈계(GA)의 광축(La4~La6)도, 모두 XZ면과 평행하게 되어 있다. 그리고, 관찰 영역(Vw1~Vw3)과, 관찰 영역(Vw4~Vw6)은, 회전 드럼(DR)의 회전 방향으로, 소정의 간격으로 배치된다. In Fig. 3, the arrangement of each of the objective lens systems GA1 to GA3 of the three alignment microscopes AM1 among the objective lens systems GA of the six alignment microscopes AM1 and AM2 is shown for clarity. The observation areas (detection positions) Vw1 to Vw3 on the substrate P (or the outer peripheral surface of the rotary drum DR) by the objective lens systems GA1 to GA3 of the three alignment microscopes AM1 are shown in FIG. 3 . As shown, they are arranged at predetermined intervals in the Y direction parallel to the rotation center line AX2. As shown in Fig. 9, the optical axes La1 to La3 of each objective lens system GA1 to GA3 passing through the center of each observation region Vw1 to Vw3 are all parallel to the XZ plane. Similarly, the observation areas Vw4 to Vw6 on the substrate P (or the outer peripheral surface of the rotary drum DR) by each objective lens system GA of the three alignment microscopes AM2 are rotated as shown in FIG. 3 . They are arranged at predetermined intervals in the Y direction parallel to the center line AX2. 9, the optical axes La4 to La6 of each objective lens system GA passing through the center of each observation area Vw4 to Vw6 are also parallel to the XZ plane. And observation area|region Vw1-Vw3 and observation area|region Vw4-Vw6 are arrange|positioned at predetermined intervals in the rotation direction of rotary drum DR.
이 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)에 의한 마크의 관찰 영역(Vw1~Vw6)은, 기판(P)이나 회전 드럼(DR) 상에서, 예를 들면, 500~200㎛각(角) 정도의 범위로 설정된다. 여기서, 얼라이먼트 현미경(AM1)의 광축(La1~La3), 즉, 대물 렌즈계(GA)의 광축(La1~La3)은, 회전 중심선(AX2)으로부터 회전 드럼(DR)의 지름 방향으로 연장되는 설치 방위선(Le3)과 동일한 방향으로 설정된다. 이와 같이, 설치 방위선(Le3)은, 도 9의 XZ면내에서 보았을 때, 얼라이먼트 현미경(AM1)의 관찰 영역(Vw1~Vw3)과, 회전 중심선(AX2)을 잇는 선으로 되어 있다. 마찬가지로, 얼라이먼트 현미경(AM2)의 광축(La4~La6), 즉, 대물 렌즈계(GA)의 광축(La4~La6)은, 회전 중심선(AX2)으로부터 회전 드럼(DR)의 지름 방향으로 연장되는 설치 방위선(Le4)과 동일한 방향으로 설정된다. 이와 같이, 설치 방위선(Le4)은, 도 9의 XZ면내에서 보았을 때, 얼라이먼트 현미경(AM2)의 관찰 영역(Vw4~Vw6)과, 회전 중심선(AX2)을 잇는 선으로 되어 있다. 이 때, 얼라이먼트 현미경(AM1)은, 얼라이먼트 현미경(AM2)에 비해 회전 드럼(DR)의 회전 방향의 상류측에 배치되어 있기 때문에, 중심면(p3)과 설치 방위선(Le3)이 이루는 각도는, 중심면(p3)과 설치 방위선(Le4)이 이루는 각도에 비해 크게 되어 있다. The observation areas Vw1 to Vw6 of the marks by the alignment microscopes AM1 and AM2 are set, for example, in the range of about 500 to 200 µm square on the substrate P or the rotary drum DR. do. Here, the optical axes La1 to La3 of the alignment microscope AM1, that is, the optical axes La1 to La3 of the objective lens system GA, are installation azimuth lines extending from the rotation center line AX2 in the radial direction of the rotary drum DR. set in the same direction as (Le3). In this way, the installation azimuth line Le3 is a line connecting the observation areas Vw1 to Vw3 of the alignment microscope AM1 and the rotation center line AX2 when viewed within the XZ plane of FIG. 9 . Similarly, the optical axes La4 to La6 of the alignment microscope AM2, that is, the optical axes La4 to La6 of the objective lens system GA, are the installation azimuth lines extending from the rotation center line AX2 in the radial direction of the rotary drum DR. set in the same direction as (Le4). In this way, the installation azimuth line Le4 is a line connecting the observation areas Vw4 to Vw6 of the alignment microscope AM2 and the rotation center line AX2 when viewed within the XZ plane of FIG. 9 . At this time, since the alignment microscope AM1 is disposed on the upstream side of the rotational direction of the rotary drum DR compared to the alignment microscope AM2, the angle between the central plane p3 and the installation direction line Le3 is, It is larger than the angle between the central plane p3 and the installation azimuth Le4.
기판(P) 상에는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 5개의 묘화 라인(LL1~LL5)의 각각에 의해서 묘화되는 노광 영역(A7)이, X방향으로 소정의 간격을 두고 배치된다. 기판(P) 상의 노광 영역(A7)의 주위에는, 위치 맞춤을 위한 복수의 얼라이먼트 마크(Ks1~Ks3)(이하, '마크'로 간략히 칭함)가, 예를 들면 십자 모양으로 형성되어 있다. On the board|substrate P, as shown in FIG. 3, exposure area|region A7 drawn by each of five writing lines LL1-LL5 is arrange|positioned at a predetermined space|interval in the X direction. A plurality of alignment marks Ks1 to Ks3 (hereinafter, simply referred to as “marks”) for alignment are formed, for example, in a cross shape around the exposure area A7 on the substrate P.
도 3에서, 마크(Ks1)는, 노광 영역(A7)의 -Y측의 주변 영역에, X방향으로 일정한 간격으로 마련되고, 마크(Ks3)는, 노광 영역(A7)의 +Y측의 주변 영역에, X방향으로 일정한 간격으로 마련된다. 게다가, 마크(Ks2)는, X방향으로 서로 이웃하는 2개의 노광 영역(A7)의 사이의 여백 영역에서, Y방향의 중앙에 마련된다. In FIG. 3 , marks Ks1 are provided at regular intervals in the X direction in the peripheral region on the -Y side of the exposure area A7, and the marks Ks3 are the peripheral regions on the +Y side of the exposure area A7. In, it is provided at regular intervals in the X direction. In addition, the mark Ks2 is provided in the center of the Y direction in a blank area between two exposure areas A7 adjacent to each other in the X direction.
그리고, 마크(Ks1)는, 얼라이먼트 현미경(AM1)의 대물 렌즈계(GA1)의 관찰 영역(Vw1) 내, 및 얼라이먼트 현미경(AM2)의 대물 렌즈계(GA)의 관찰 영역(Vw4) 내에서, 기판(P)이 보내어지고 있는 동안, 차례로 포착되도록 형성된다. 또, 마크(Ks3)는, 얼라이먼트 현미경(AM1)의 대물 렌즈계(GA3)의 관찰 영역(Vw3) 내, 및 얼라이먼트 현미경(AM2)의 대물 렌즈계(GA)의 관찰 영역(Vw6) 내에서, 기판(P)이 보내어지고 있는 동안, 차례로 포착되도록 형성된다. 게다가, 마크(Ks2)는, 각각, 얼라이먼트 현미경(AM1)의 대물 렌즈계(GA2)의 관찰 영역(Vw2) 내, 및 얼라이먼트 현미경(AM2)의 대물 렌즈계(GA)의 관찰 영역(Vw5) 내에서, 기판(P)이 보내어지고 있는 동안, 차례로 포착되도록 형성된다. And, the mark Ks1 is in the observation area Vw1 of the objective lens system GA1 of the alignment microscope AM1, and in the observation area Vw4 of the objective lens system GA of the alignment microscope AM2, the substrate ( While P) is being sent, it is formed to be captured in turn. In addition, the mark Ks3 is in the observation area Vw3 of the objective lens system GA3 of the alignment microscope AM1 and in the observation area Vw6 of the objective lens system GA of the alignment microscope AM2, the substrate ( While P) is being sent, it is formed to be captured in turn. In addition, the marks Ks2 are, respectively, within the observation area Vw2 of the objective lens system GA2 of the alignment microscope AM1 and within the observation area Vw5 of the objective lens system GA of the alignment microscope AM2, While the substrates P are being sent, they are formed so as to be captured one after the other.
이 때문에, 3개의 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2) 중, 회전 드럼(DR)의 Y방향의 양측의 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)은, 기판(P)의 폭방향의 양측에 형성된 마크(Ks1, Ks3)를 상시 관찰 또는 검출할 수 있다. 또, 3개의 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2) 중, 회전 드럼(DR)의 Y방향의 중앙의 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)은, 기판(P) 상에 묘화되는 노광 영역(A7)끼리의 사이의 여백부 등에 형성되는 마크(Ks2)를 상시 관찰 또는 검출할 수 있다. For this reason, alignment microscope AM1, AM2 of both sides of the Y direction of rotation drum DR among three alignment microscope AM1, AM2 marks Ks1, Ks3 formed in the both sides of the width direction of the board|substrate P. ) can be observed or detected at all times. Moreover, alignment microscope AM1, AM2 of the center of the Y direction of rotation drum DR among three alignment microscope AM1, AM2 is between exposure area|region A7 comrades drawn on the board|substrate P. The mark Ks2 formed in the blank area or the like can be observed or detected at all times.
여기서, 노광 장치(EX)는, 이른바 멀티 빔형의 묘화 장치이기 때문에, 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)의 각 묘화 라인(LL1~LL5)에 의해서, 기판(P) 상에 묘화되는 복수의 패턴끼리를, Y방향으로 바람직하게 서로 이어지도록, 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)에 의한 이음 정밀도를 허용 범위 내에 억제하기 위한 캘리브레이션이 필요하다. 또, 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)의 각 묘화 라인(LL1~LL5)에 대한 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)의 관찰 영역(Vw1~Vw6)의 상대적인 위치 관계는, 베이스 라인 관리에 의해서 정밀하게 구해질 필요가 있다. 그 베이스 라인 관리를 위해서도, 캘리브레이션이 필요하게 된다. Here, since the exposure apparatus EX is a so-called multi-beam type writing apparatus, the some pattern drawn on the board|substrate P by each writing line LL1-LL5 of some writing unit UW1-UW5 here. Calibration for suppressing the joint precision by a plurality of drawing units UW1 to UW5 within an allowable range is necessary so that each other may be preferably connected to each other in the Y direction. In addition, the relative positional relationship of the observation areas Vw1 to Vw6 of the alignment microscopes AM1 and AM2 with respect to the respective drawing lines LL1 to LL5 of the plurality of writing units UW1 to UW5 is precisely determined by baseline management. need to be saved Calibration is also required for the baseline management.
복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)에 의한 이음 정밀도를 확인하기 위한 캘리브레이션, 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)의 베이스 라인 관리를 위한 캘리브레이션에서는, 기판(P)을 지지하는 회전 드럼(DR)의 외주면의 적어도 일부에, 기준 마크나 기준 패턴을 마련할 필요가 있다. 그래서, 도 10에 나타내는 바와 같이, 노광 장치(EX)에서는, 외주면에 기준 마크나 기준 패턴을 마련한 회전 드럼(DR)을 이용하고 있다. In the calibration for confirming the joint precision by the plurality of drawing units UW1 to UW5, and the calibration for baseline management of the alignment microscopes AM1 and AM2, the outer peripheral surface of the rotating drum DR supporting the substrate P is It is necessary to provide a reference mark or a reference pattern at least in part. Then, as shown in FIG. 10, in the exposure apparatus EX, the rotating drum DR which provided the reference mark and the reference|standard pattern in the outer peripheral surface is used.
회전 드럼(DR)은, 그 외주면의 양단측에, 후술하는 회전 위치 검출 기구(14)의 일부를 구성하는 스케일부(GPa, GPb)가 도 3, 도 9와 마찬가지로 형성되어 있다. 또, 회전 드럼(DR)은, 스케일부(GPa, GPb)의 내측에, 오목 모양의 홈, 혹은 볼록 모양의 림(rim)에 의한 좁은 폭의 규제대(規制帶)(CLa, CLb)가 전체 둘레에 걸쳐서 새겨서 마련되어 있다. 기판(P)의 Y방향의 폭은, 그 2개의 규제대(CLa, CLb)의 Y방향의 간격 보다도 작게 설정되고, 기판(P)은 회전 드럼(DR)의 외주면 중, 규제대(CLa, CLb) 사이에 끼워진 내측의 영역에 밀착하여 지지된다. As for the rotary drum DR, the scale parts GPa, GPb which comprise a part of the rotational position detection mechanism 14 mentioned later are formed in both ends of the outer peripheral surface similarly to FIG. 3, FIG. Moreover, in the rotary drum DR, the narrow-width restriction bands CLa, CLb by a concave groove or a convex rim are provided inside the scale parts GPa, GPb. It is engraved all over the perimeter. The width of the Y-direction of the substrate P is set smaller than the interval in the Y-direction of the two regulating bands CLa, CLb, and the substrate P is a regulating band CLa, CLb) is supported in close contact with the inner region sandwiched between the CLb).
회전 드럼(DR)은, 규제대(CLa, CLb) 사이에서 끼워진 외주면에, 회전 중심선(AX2)에 대해서 +45도로 경사진 복수의 선 패턴(RL1)(라인 패턴)과, 회전 중심선(AX2)에 대해서 -45도로 경사진 복수의 선 패턴(RL2)(라인 패턴)을, 일정한 피치(주기)(Pf1, Pf2)로 반복하여 새겨서 마련한 메쉬(mesh) 모양의 기준 패턴(기준 마크로서도 이용 가능)(RMP)이 마련된다. 또, 선 패턴(RL1) 및 선 패턴(RL2)의 폭은 LW이다. Rotary drum DR has a plurality of line patterns RL1 (line patterns) inclined at +45 degrees with respect to rotation center line AX2 on an outer peripheral surface sandwiched between control tables CLa and CLb, and rotation center line AX2. A mesh-shaped reference pattern (which can also be used as a reference mark) prepared by repeating a plurality of line patterns RL2 (line patterns) inclined at -45 degrees with a constant pitch (period) Pf1, Pf2 (Pf1, Pf2) ( RMP) is provided. In addition, the width|variety of the line pattern RL1 and the line pattern RL2 is LW.
기준 패턴(RMP)은, 기판(P)과 회전 드럼(DR)의 외주면이 접촉하는 부분에서, 마찰력이나 기판(P)의 장력 등의 변화가 생기지 않도록, 전면(全面) 균일한, 경사 패턴(경사 격자 모양 패턴)으로 하고 있다. 또, 선 패턴(RL1, RL2)은, 반드시 기울기가 45도일 필요는 없고, 선 패턴(RL1)을 Y축과 평행하게 하고, 선 패턴(RL2)을 X축과 평행하게 한 종횡의 메쉬 형상 패턴으로 해도 괜찮다. 게다가, 선 패턴(RL1, RL2)을 90도로 교차시킬 필요는 없고, 인접하는 2개의 선 패턴(RL1)과, 인접하는 2개의 선 패턴(RL2)에 의해 둘러싸인 직사각형 영역이, 정방형(또는 장방형) 이외의 능형(菱形)이 되는 각도로, 선 패턴(RL1, RL2)을 교차시켜도 괜찮다. The reference pattern RMP is a uniform, inclined pattern ( inclined lattice pattern). Note that the line patterns RL1 and RL2 do not necessarily have an inclination of 45 degrees, and a vertical and horizontal mesh pattern in which the line pattern RL1 is parallel to the Y-axis and the line pattern RL2 is parallel to the X-axis. it's ok to do In addition, it is not necessary to intersect the line patterns RL1 and RL2 by 90 degrees, and the rectangular area surrounded by the two adjacent line patterns RL1 and the two adjacent line patterns RL2 is a square (or a rectangle). The line patterns RL1 and RL2 may intersect at an angle other than the ridge shape.
다음으로, 도 3, 도 4 및 도 9를 참조하여, 회전 위치 검출 기구(14)에 대해 설명한다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 회전 위치 검출 기구(14)는, 회전 드럼(DR)의 회전 위치를 광학적으로 검출하는 것이며, 예를 들면 로터리 엔코더 등을 이용한 엔코더 시스템이 적용되어 있다. 회전 위치 검출 기구(14)는, 회전 드럼(DR)의 양단부에 마련되는 스케일부(GPa, GPb)와, 스케일부(GPa, GPb)의 각각과 대향하는 복수의 엔코더 헤드(EN1, EN2, EN3, EN4)를 가지는 이동 계측 장치이다. 도 4 및 도 9에서는, 스케일부(GPa)에 대향한 4개의 엔코더 헤드(EN1, EN2, EN3, EN4)만이 나타내어져 있지만, 스케일부(GPb)에도 동일한 엔코더 헤드(EN1, EN2, EN3, EN4)가 대향하여 배치된다. 회전 위치 검출 기구(14)는, 회전 드럼(DR)의 양단부의 흔들림(회전 중심선(AX2)이 연장되는 Y방향의 미소 변위)을 검지할 수 있는 변위계(變位計)(YN1, YN2, YN3, YN4)를 가지고 있다. Next, with reference to FIG. 3, FIG. 4, and FIG. 9, the rotation position detection mechanism 14 is demonstrated. As shown in FIG. 9, the rotation position detection mechanism 14 optically detects the rotation position of the rotating drum DR, for example, the encoder system using a rotary encoder etc. is applied. The rotational position detection mechanism 14 is a plurality of encoder heads EN1, EN2, EN3 which face each of the scale parts GPa, GPb provided in the both ends of the rotating drum DR, and the scale parts GPa, GPb. , EN4) for movement measuring devices. 4 and 9, only the four encoder heads EN1, EN2, EN3, EN4 facing the scale part GPa are shown, but the same encoder heads EN1, EN2, EN3, EN4 also for the scale part GPb. ) are arranged opposite to each other. The rotational position detection mechanism 14 is a displacement gauge (YN1, YN2, YN3) which can detect the shake (small displacement in the Y direction in which the rotational center line AX2 extends) of the both ends of the rotary drum DR. , YN4).
스케일부(GPa, GPb)의 눈금은, 회전 드럼(DR)의 외주면의 주방향의 전체에 걸쳐서 고리 모양으로 각각 형성되어 있다. 스케일부(GPa, GPb)는, 회전 드럼(DR)의 외주면의 주방향으로 일정한 피치(예를 들면 20㎛)로 오목 모양 또는 볼록 모양의 격자선을 새겨서 마련한 회절 격자이며, 인크리멘털(incremental)형 스케일로서 구성된다. 이 때문에, 스케일부(GPa, GPb)는, 회전 중심선(AX2) 둘레로 회전 드럼(DR)과 일체로 회전한다. The scales of the scale portions GPa and GPb are formed in an annular shape over the entire circumferential direction of the outer peripheral surface of the rotary drum DR. The scale parts GPa, GPb are diffraction gratings prepared by engraving concave or convex grating lines at a constant pitch (for example, 20 μm) in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the rotating drum DR, and incremental (incremental) ) type scale. For this reason, scale part GPa, GPb rotates integrally with rotary drum DR around rotation center line AX2.
기판(P)은, 회전 드럼(DR)의 양단의 스케일부(GPa, GPb)를 피한 내측, 즉, 규제대(CLa, CLb)의 내측에 감겨지도록 구성된다. 엄밀한 배치 관계를 필요로 하는 경우, 스케일부(GPa, GPb)의 외주면과, 회전 드럼(DR)에 감겨진 기판(P)의 부분의 외주면이 동일면(중심선(AX2)으로부터 동일 반경)이 되도록 설정한다. 그러기 위해서는, 스케일부(GPa, GPb)의 외주면을, 회전 드럼(DR)의 기판 감기용의 외주면에 대해서, 지름 방향으로 기판(P)의 두께분만큼 높게 해 두면 좋다. 이 때문에, 회전 드럼(DR)에 형성되는 스케일부(GPa, GPb)의 외주면을, 기판(P)의 외주면과 거의 동일한 반경으로 설정할 수 있다. 그 때문에, 엔코더 헤드(EN1, EN2, EN3, EN4)는, 회전 드럼(DR)에 감겨진 기판(P) 상의 묘화면과 동일 지름 방향 위치에서 스케일부(GPa, GPb)를 검출할 수 있고, 계측 위치와 처리 위치가 회전계의 지름 방향으로 다름으로써 발생하는 아베(Abbe) 오차를 작게 할 수 있다. The board|substrate P is comprised so that the inside which avoided the scale parts GPa, GPb of the both ends of the rotary drum DR, ie, the inside of the regulation bases CLa, CLb, may be wound. When a strict arrangement relationship is required, the outer peripheral surfaces of the scale portions GPa and GPb and the outer peripheral surfaces of the portion of the substrate P wound around the rotary drum DR are set to be the same plane (the same radius from the center line AX2). do. For that purpose, what is necessary is just to make the outer peripheral surface of scale part GPa, GPb high only by the thickness of the board|substrate P in a radial direction with respect to the outer peripheral surface for board|substrate winding of rotary drum DR. For this reason, the outer peripheral surface of scale part GPa, GPb formed in rotating drum DR can be set to the substantially same radius as the outer peripheral surface of the board|substrate P. Therefore, the encoder heads EN1, EN2, EN3, EN4 can detect the scale parts GPa, GPb at the same radial position as the drawing surface on the board|substrate P wound on the rotating drum DR, The Abbe error caused by the difference between the measurement position and the processing position in the radial direction of the rotation system can be reduced.
엔코더 헤드(EN1, EN2, EN3, EN4)는, 회전 중심선(AX2)으로부터 보아 스케일부(GPa, GPb)의 주위에 각각 배치되어 있고, 회전 드럼(DR)의 주방향에서 다른 위치로 되어 있다. 이 엔코더 헤드(EN1, EN2, EN3, EN4)는, 제어부(16)에 접속되어 있다. 엔코더 헤드(EN1, EN2, EN3, EN4)는, 스케일부(GPa, GPb)를 향하여 계측용의 광빔을 투사하고, 그 반사 광속(회절광)을 광전 검출하는 것에 의해, 스케일부(GPa, GPb)의 주방향의 위치 변화에 따른 검출 신호(예를 들면, 90도의 위상차를 가진 2상(相) 신호)를 제어부(16)에 출력한다. 제어부(16)는, 그 검출 신호를 도시하지 않은 카운터 회로에 의해 내삽(內揷) 보간(補間)하여 디지털 처리하는 것에 의해, 회전 드럼(DR)의 각도 변화, 즉, 그 외주면의 주방향의 위치 변화를 서브 미크론의 분해능으로 계측할 수 있다. 제어부(16)는, 회전 드럼(DR)의 각도 변화로부터, 기판(P)의 반송 속도도 계측할 수 있다. Encoder heads EN1, EN2, EN3, EN4 are respectively arrange|positioned around the scale parts GPa, GPb as viewed from the rotation center line AX2, and are located at different positions in the circumferential direction of the rotary drum DR. The encoder heads EN1 , EN2 , EN3 , EN4 are connected to the
또, 도 4 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 엔코더 헤드(EN1)는, 설치 방위선(Le1) 상에 배치된다. 설치 방위선(Le1)은, XZ면내에서, 엔코더 헤드(EN1)에 의한 계측용 광빔의 스케일부(GPa(GPb)) 상으로의 투사 영역(판독 위치)과, 회전 중심선(AX2)을 잇는 선으로 되어 있다. 또, 상기한 바와 같이, 설치 방위선(Le1)은, XZ면내에서, 묘화 라인(LL1, LL3, LL5)과, 회전 중심선(AX2)을 잇는 선으로 되어 있다. 이상으로부터, 엔코더 헤드(EN1)의 판독 위치와 회전 중심선(AX2)을 잇는 선과, 묘화 라인(LL1, LL3, LL5)과, 회전 중심선(AX2)을 잇는 선은, 동일한 방위선으로 되어 있다. Moreover, as shown in FIG.4 and FIG.9, encoder head EN1 is arrange|positioned on the installation direction line Le1. The installation azimuth Le1 is a line connecting the projection area (reading position) on the scale part GPa (GPb) of the measurement light beam by the encoder head EN1 and the rotation center line AX2 in the XZ plane. has been Moreover, as described above, the installation azimuth Le1 is a line connecting the drawing lines LL1, LL3, LL5 and the rotation center line AX2 in the XZ plane. From the above, the line connecting the read position of the encoder head EN1 and the rotation center line AX2, the drawing lines LL1, LL3, LL5, and the line connecting the rotation center line AX2 are the same azimuth lines.
마찬가지로, 도 4 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 엔코더 헤드(EN2)는, 설치 방위선(Le2) 상에 배치된다. 설치 방위선(Le2)은, XZ면내에서, 엔코더 헤드(EN2)에 의한 계측용 광빔의 스케일부(GPa(GPb)) 상으로의 투사 영역(판독 위치)과, 회전 중심선(AX2)을 잇는 선으로 되어 있다. 또, 상기한 바와 같이, 설치 방위선(Le2)은, XZ면내에서, 묘화 라인(LL2, LL4)과, 회전 중심선(AX2)을 잇는 선으로 되어 있다. 이상으로부터, 엔코더 헤드(EN2)의 판독 위치와 회전 중심선(AX2)을 잇는 선과, 묘화 라인(LL2, LL4)과, 회전 중심선(AX2)을 잇는 선은, 동일한 방위선으로 되어 있다. Similarly, as shown in FIG.4 and FIG.9, encoder head EN2 is arrange|positioned on the installation direction line Le2. The installation azimuth Le2 is a line connecting the projection area (reading position) on the scale part GPa (GPb) of the measurement light beam by the encoder head EN2 and the rotation center line AX2 in the XZ plane. has been Moreover, as described above, the installation direction line Le2 is a line connecting the drawing lines LL2 and LL4 and the rotation center line AX2 in the XZ plane. From the above, the line connecting the read position of the encoder head EN2 and the rotation center line AX2, the drawing lines LL2, LL4, and the line connecting the rotation center line AX2 are the same azimuth lines.
또, 도 4 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 엔코더 헤드(EN3)는, 설치 방위선(Le3) 상에 배치된다. 설치 방위선(Le3)은, XZ면내에서, 엔코더 헤드(EN3)에 의한 계측용 광빔의 스케일부(GPa(GPb)) 상으로의 투사 영역(판독 위치)과, 회전 중심선(AX2)을 잇는 선으로 되어 있다. 또, 상기한 바와 같이, 설치 방위선(Le3)은, XZ면내에서, 얼라이먼트 현미경(AM1)에 의한 기판(P)의 관찰 영역(Vw1~Vw3)과, 회전 중심선(AX2)을 잇는 선으로 되어 있다. 이상으로부터, 엔코더 헤드(EN3)의 판독 위치와 회전 중심선(AX2)을 잇는 선과, 얼라이먼트 현미경(AM1)의 관찰 영역(Vw1~Vw3)과 회전 중심선(AX2)을 잇는 선은, XZ면내에서 보면, 동일한 방위선으로 되어 있다. Moreover, as shown in FIG.4 and FIG.9, encoder head EN3 is arrange|positioned on the installation direction line Le3. The installation azimuth Le3 is a line connecting the projection area (reading position) on the scale part GPa(GPb) of the measurement light beam by the encoder head EN3 and the rotation center line AX2 in the XZ plane. has been Moreover, as described above, the installation direction line Le3 is a line connecting the observation areas Vw1 to Vw3 of the substrate P by the alignment microscope AM1 and the rotation center line AX2 within the XZ plane. . From the above, the line connecting the reading position of the encoder head EN3 and the rotation center line AX2 and the line connecting the observation areas Vw1 to Vw3 of the alignment microscope AM1 and the rotation center line AX2 are, when viewed in the XZ plane, are of the same direction.
마찬가지로, 도 4 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 엔코더 헤드(EN4)는, 설치 방위선(Le4) 상에 배치된다. 설치 방위선(Le4)은, XZ면내에서, 엔코더 헤드(EN4)에 의한 계측용 광빔의 스케일부(GPa(GPb)) 상으로의 투사 영역(판독 위치)과, 회전 중심선(AX2)을 잇는 선으로 되어 있다. 또, 상기한 바와 같이, 설치 방위선(Le4)은, XZ면내에서, 얼라이먼트 현미경(AM2)에 의한 기판(P)의 관찰 영역(Vw4~Vw6)과, 회전 중심선(AX2)을 잇는 선으로 되어 있다. 이상으로부터, 엔코더 헤드(EN4)의 판독 위치와 회전 중심선(AX2)을 잇는 선과, 얼라이먼트 현미경(AM2)의 관찰 영역(Vw4~Vw6)과 회전 중심선(AX2)을 잇는 선은, XZ면내에서 보면, 동일한 방위선으로 되어 있다. Similarly, as shown in FIG.4 and FIG.9, encoder head EN4 is arrange|positioned on the installation direction line Le4. The installation azimuth Le4 is a line connecting the projection area (reading position) on the scale part GPa (GPb) of the measurement light beam by the encoder head EN4 and the rotation center line AX2 in the XZ plane. has been Moreover, as described above, the installation direction line Le4 is a line connecting the observation areas Vw4 to Vw6 of the substrate P by the alignment microscope AM2 and the rotation center line AX2 in the XZ plane. . From the above, the line connecting the reading position of the encoder head EN4 and the rotation center line AX2, and the line connecting the observation areas Vw4 to Vw6 of the alignment microscope AM2 and the rotation center line AX2, when viewed in the XZ plane, are of the same direction.
엔코더 헤드(EN1, EN2, EN3, EN4)의 설치 방위(회전 중심선(AX2)을 중심으로 한 XZ면내에서의 각도 방향)를 설치 방위선(Le1, Le2, Le3, Le4)에 의해 표현하는 경우, 도 4에 나타내는 바와 같이, 설치 방위선(Le1, Le2)이, 중심면(p3)에 대해서 각도 ±θ°가 되도록, 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5) 및 엔코더 헤드(EN1, EN2)가 배치된다. 설치 방위선(Le1)과 설치 방위선(Le2)은, 엔코더 헤드(EN1)와 엔코더 헤드(EN2)가 스케일부(GPa(GPb))의 눈금의 주위에 공간적으로 비(非)간섭 상태로 설치된다. When the mounting orientation of the encoder head (EN1, EN2, EN3, EN4) (the angular direction in the XZ plane centered on the rotational center line (AX2)) is expressed by the mounting orientation lines (Le1, Le2, Le3, Le4), Fig. As shown in 4 , a plurality of writing units UW1 to UW5 and encoder heads EN1 and EN2 are arranged so that the installation azimuth lines Le1 and Le2 are at an angle ±θ° with respect to the central plane p3 . The mounting azimuth Le1 and the mounting azimuth Le2 are spatially non-interfering with the encoder head EN1 and the encoder head EN2 around the scale of the scale portion GPa (GPb).
변위계(YN1, YN2, YN3, YN4)는, 회전 중심선(AX2)으로부터 보아 스케일부(GPa 또는 GPb)의 주위에 각각 배치되어 있고, 회전 드럼(DR)의 주방향에서 다른 위치로 되어 있다. 이 변위계(YN1, YN2, YN3, YN4)는, 제어부(16)에 접속되어 있다. The displacement gauges YN1, YN2, YN3, and YN4 are respectively arranged around the scale portion GPa or GPb as viewed from the rotation center line AX2, and are positioned at different positions in the circumferential direction of the rotary drum DR. The displacement meters YN1, YN2, YN3, and YN4 are connected to the
변위계(YN1, YN2, YN3, YN4)는, 회전 드럼(DR)에 감겨진 기판(P) 상의 묘화면과 가능한한 지름 방향으로 가까운 위치에서 변위를 검출함으로써, 아베(Abbe) 오차를 작게 할 수 있다. 변위계(YN1, YN2, YN3, YN4)는, 회전 드럼(DR)의 양단부 중 일방을 향하여 계측용의 광빔을 투사하고, 그 반사 광속(혹은 회절광)을 광전 검출하는 것에 의해, 회전 드럼(DR)의 양단부의 Y방향(기판(P)의 폭방향)의 위치 변화에 따른 검출 신호를 제어부(16)에 출력한다. 제어부(16)는, 그 검출 신호를 미도시의 계측 회로(카운터 회로나 내삽 보간 회로 등)에 의해서 디지털 처리하는 것에 의해, 회전 드럼(DR(및 기판(P))의 Y방향의 변위 변화를 서브 미크론의 분해능으로 계측할 수 있다. 제어부(16)는, 회전 드럼(DR)의 양단부 중 일방의 변화로부터, 회전 드럼(DR)의 회전 편차도 계측할 수 있다. The displacement gauges YN1, YN2, YN3, and YN4 detect the displacement at a position as close as possible to the drawing surface on the substrate P wound on the rotating drum DR in the radial direction, thereby reducing the Abbe error. there is. The displacement meters YN1, YN2, YN3, and YN4 project a light beam for measurement toward one of both ends of the rotary drum DR, and photoelectrically detect the reflected light beam (or diffracted light). ), a detection signal according to a change in the position of both ends in the Y direction (the width direction of the substrate P) is output to the
변위계(YN1, YN2, YN3, YN4)는, 4개 중 1개라면 괜찮지만, 회전 드럼(DR)의 회전 편차 등의 계측을 위해서는, 4개 중 3개 이상 있으면, 회전 드럼(DR)의 양단부 중 일방면의 움직임(동적인 기울기 변화 등)을 파악할 수 있다. 또, 제어부(16)가 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)에 의해서 기판(P) 상의 마크나 패턴(혹은 회전 드럼(DR) 상의 마크 등)을 정상적으로 계측할 수 있는 경우, 변위계(YN1, YN2, YN3, YN4)는, 생략해도 괜찮다. Displacement gauge YN1, YN2, YN3, YN4 may be one out of four, but for measurement of rotational deviation of rotary drum DR, etc., if there are three or more out of four, both ends of rotary drum DR Movement in one direction (dynamic inclination change, etc.) can be grasped. Moreover, when the
여기서, 제어부(16)는, 엔코더 헤드(EN1, EN2)에 의해서 스케일부(회전 드럼(DR))(GPa, GPb)의 회전 각도 위치를 검출하고, 검출한 회전 각도 위치에 근거하여, 홀수번째 및 짝수번째의 묘화 유닛(UW1~UW5)에 의한 묘화를 행하고 있다. 즉, 제어부(16)는, 기판(P)에 투사되는 묘화 빔(LB)이 주사 방향으로 주사하고 있는 기간 중, 기판(P)에 묘화해야 할 패턴의 CAD 정보에 근거하여, 광 편향기(81)를 ON/OFF 변조하지만, 광 편향기(81)에 의한 ON/OFF 변조의 타이밍을, 검출한 회전 각도 위치에 근거하여 행함으로써, 기판(P)의 광 감응층 상에 패턴을 정밀도 좋게 묘화할 수 있다. Here, the
또, 제어부(16)는, 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)에 의해 기판(P) 상의 얼라이먼트 마크(Ks1~Ks3)가 검출되었을 때의, 엔코더 헤드(EN3, EN4)에 의해서 검출되는 스케일부(GPa, GPb)(회전 드럼(DR))의 회전 각도 위치를 기억하는 것에 의해, 기판(P) 상의 얼라이먼트 마크(Ks1~Ks3)의 위치와 회전 드럼(DR)의 회전 각도 위치와의 대응 관계를 구할 수 있다. 마찬가지로, 제어부(16)는, 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)에 의해 회전 드럼(DR) 상의 기준 패턴(RMP)이 검출되었을 때의, 엔코더 헤드(EN3, EN4)에 의해서 검출되는 스케일부(GPa, GPb)(회전 드럼(DR))의 회전 각도 위치를 기억하는 것에 의해, 회전 드럼(DR) 상의 기준 패턴(RMP)의 위치와 회전 드럼(DR)의 회전 각도 위치와의 대응 관계를 구할 수 있다. 이와 같이, 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)은, 관찰 영역(Vw1~Vw6) 내에서, 마크를 샘플링한 순간의 회전 드럼(DR)의 회전 각도 위치(또는 주방향 위치)를 정밀하게 계측할 수 있다. 그리고, 노광 장치(EX)에서는, 이 계측 결과에 근거하여, 기판(P)과 기판(P) 상에 묘화되는 소정의 패턴을 위치 맞춤(얼라이먼트)하거나, 회전 드럼(DR)과 묘화 장치(11)를 캘리브레이션하거나 한다. Moreover, the
또, 실제의 샘플링은, 엔코더 헤드(EN3, EN4)에 의해서 계측되는 회전 드럼(DR)의 회전 각도 위치가, 미리 대략적으로 판명되어 있는 기판(P) 상의 마크나 회전 드럼(DR) 상의 기준 패턴의 위치에 대응한 각도 위치가 되었을 때에, 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)의 각 촬상계(GD)로부터 출력되는 화상(畵像) 정보를 고속으로 화상 메모리 등에 써넣는 것에 의해서 행하여진다. 즉, 엔코더 헤드(EN3, EN4)에서 계측되는 회전 드럼(DR)의 회전 각도 위치를 트리거(trigger)로 하여, 각 촬상계(GD)로부터 출력되는 화상 정보를 샘플링하고 있다. 이것과는 별도로, 일정 주파수의 클럭 신호의 각 펄스에 응답하여, 엔코더 헤드(EN3, EN4)에서 계측되는 회전 드럼(DR)의 회전 각도 위치(카운터 계측치)와, 각 촬상계(GD)로부터 출력되는 화상 정보를 동시에 샘플링 하는 방법도 있다. In addition, in actual sampling, the reference pattern on the mark on the board|substrate P or rotary drum DR from which the rotation angle position of the rotary drum DR measured by encoder heads EN3, EN4 has been identified approximately beforehand. It is performed by writing the image information output from each imaging system GD of alignment microscope AM1, AM2 to an image memory etc. at high speed when it becomes the angular position corresponding to the position of . That is, the image information output from each imaging system GD is sampled using the rotation angle position of the rotating drum DR measured by encoder heads EN3, EN4 as a trigger. Separately, in response to each pulse of a clock signal of a constant frequency, the rotation angle position (counter measurement value) of the rotary drum DR measured by the encoder heads EN3, EN4 and output from each imaging system GD There is also a method of simultaneously sampling the image information to be used.
또, 기판(P) 상의 마크나 회전 드럼(DR) 상의 기준 패턴(RMP)은, 관찰 영역(Vw1~Vw6)에 대해서 일방향으로 이동하고 있기 때문에, 각 촬상계(GD)로부터 출력되는 화상 정보의 샘플링에 있어서는, CCD나 CMOS의 촬상 소자로서 셔터 스피드가 빠른 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이것에 따라서, 관찰 영역(Vw1~Vw6)을 조명하는 조명광의 휘도를 올릴 필요도 있고, 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)의 조명 광원으로서, 스트로보 라이트(strobo light))나 고휘도 LED 등을 사용하는 것이 생각되어진다. Moreover, since the mark on the board|substrate P and the reference|standard pattern RMP on the rotating drum DR move in one direction with respect to observation area|regions Vw1 - Vw6, the image information output from each imaging system GD is In sampling, it is preferable to use a CCD or CMOS image pickup device with a fast shutter speed. Accordingly, it is necessary to increase the luminance of the illumination light that illuminates the observation regions Vw1 to Vw6. it is thought
도 11은, 기판 상에서의 묘화 라인과 묘화 패턴과의 위치 관계를 나타내는 설명도이다. 묘화 유닛(UW1~UW5)은, 묘화 라인(LL1~LL5)을 따라서 묘화 빔(LB)의 스폿 광을 주사함으로써, 패턴(PT1~PT5)을 묘화한다. 묘화 라인(LL1~LL5)의 묘화 개시 위치(OC1~OC5)가, 패턴(PT1~PT5)의 묘화 시단(始端)(PTa)이 된다. 묘화 라인(LL1~LL5)의 묘화 종료 위치(EC1~EC5)가, 패턴(PT1~PT5)의 묘화 종단(終端)(PTb)이 된다. It is explanatory drawing which shows the positional relationship between a drawing line and a drawing pattern on a board|substrate. The writing units UW1 to UW5 draw the patterns PT1 to PT5 by scanning the spot light of the writing beam LB along the writing lines LL1 to LL5. The writing start positions OC1 to OC5 of the writing lines LL1 to LL5 become the writing start ends PTa of the patterns PT1 to PT5. The writing end positions EC1 to EC5 of the writing lines LL1 to LL5 become the writing end positions PTb of the patterns PT1 to PT5.
패턴(PT1)의 묘화 시단(PTa), 묘화 종단(PTb) 중 묘화 종단(PTb)이 패턴(PT2)의 묘화 종단(PTb)과 서로 이어진다. 마찬가지로, 패턴(PT2)의 묘화 시단(PTa)이 패턴(PT3)의 묘화 시단(PTa)과 서로 이어지고, 패턴(PT3)의 묘화 종단(PTb)이 패턴(PT4)의 묘화 종단(PTb)과 서로 이어지며, 패턴(PT4)의 묘화 시단(PTa)이 패턴(PT5)의 묘화 시단(PTa)과 서로 이어진다. 이와 같이, 기판(P) 상에 묘화되는 패턴(PT1~PT5)끼리가 기판(P)의 장척 방향으로의 이동에 따라서 기판(P)의 폭방향으로 서로 이어져, 큰 노광 영역(A7)의 전체에 디바이스 패턴이 묘화된다. Among the drawing start end PTa and the drawing end PTb of the pattern PT1 , the drawing end PTb is connected to the drawing end PTb of the pattern PT2 . Similarly, the writing start end PTa of the pattern PT2 is connected with the writing start end PTa of the pattern PT3, and the writing end PTb of the pattern PT3 is connected with the writing end PTb of the pattern PT4. Then, the writing start end PTa of the pattern PT4 is connected to the writing start end PTa of the pattern PT5. In this way, the patterns PT1-PT5 comrades drawn on the board|substrate P connect with each other in the width direction of the board|substrate P according to the movement to the elongate direction of the board|substrate P, and the whole large exposure area A7 A device pattern is drawn on the
도 12는, 묘화 빔의 스폿 광과 묘화 라인과의 관계를 나타내는 설명도이다. 묘화 유닛(UW1~UW5) 중, 대표하여 묘화 유닛(UW1 및 UW2)의 묘화 라인(LL1 및 LL2)을 설명한다. 묘화 유닛(UW3~UW5)의 묘화 라인(LL3~LL5)에 대해서도 동일하므로 설명을 생략한다. 회전 폴리곤 미러(97)의 등속(等速) 회전에 의해서, 묘화 빔(LB)의 빔 스폿 광(SP)이 기판(P) 상의 묘화 라인(LL1 및 LL2)을 따라서, 묘화 개시 위치(OC1, OC2)로부터 묘화 종료 위치(EC1, EC2)까지의 묘화 라인의 길이 LBL만큼 주사된다. 12 is an explanatory diagram showing the relationship between a spot light of a writing beam and a writing line. Among the drawing units UW1 to UW5, the drawing lines LL1 and LL2 of the drawing units UW1 and UW2 will be described representatively. Since it is the same also about the drawing lines LL3 - LL5 of the drawing units UW3 - UW5, description is abbreviate|omitted. By constant velocity rotation of the
통상, 직묘(直描) 노광 방식에서는, 장치로서 노광 가능한 최소 사이즈의 패턴을 묘화하는 경우도, 복수의 스폿 광(SP)에 의한 다중 노광(다중 쓰기)에 의해서, 고정밀도로 안정된 패턴 묘화를 실현하고 있다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 묘화 라인(LL1 및 LL2) 상에서, 스폿 광(SP)의 실효적인 직경을 Xs로 하면, 묘화 빔(LB)이 펄스광이기 때문에, 1개의 펄스광(피코초 오더의 발광 시간)에 의해서 생성되는 스폿 광(SP)과, 다음의 1개의 펄스광에 의해서 생성되는 스폿 광(SP)은, 직경 Xs의 약 1/2의 거리 CXs로 Y방향(주(主)주사 방향)으로 중첩하도록 주사되어 있다. Normally, in the direct drawing exposure method, even when drawing a pattern of the smallest size that can be exposed as an apparatus, multiple exposure (multi-write) with a plurality of spot lights SP realizes stable pattern drawing with high precision. are doing As shown in Fig. 12, when the effective diameter of the spot light SP on the writing lines LL1 and LL2 is Xs, since the writing beam LB is a pulsed light, one pulsed light (of the picosecond order) The spot light SP generated by the light emission time) and the spot light SP generated by the next pulsed light are separated in the Y direction (main scanning) at a distance CXs of about 1/2 of the diameter Xs. direction) are scanned to overlap.
또, 각 묘화 라인(LL1, LL2)을 따른 스폿 광(SP)의 주(主)주사와 동시에, 기판(P)은 일정 속도로 +X방향으로 반송되어 있기 때문에, 각 묘화 라인(LL1, LL2)는 기판(P) 상을 X방향으로 일정 피치로 이동(부(副)주사)한다. 그 피치도, 여기에서는 스폿 광(SP)의 직경 Xs의 약 1/2의 거리 CXs로 설정되는 것으로 하지만, 그것에 한정되는 것은 아니다. 이것에 의해, 부(副)주사의 방향(X방향)에 대해서도, 직경 Xs의 1/2(혹은 그 것 이외의 중첩 거리라도 괜찮음)의 거리 CXs로 X 방향으로 인접하는 스폿 광(SP)끼리가 중첩하여 노광된다. 게다가, 묘화 라인(LL1)의 묘화 종료 위치(EC1)에서 발생되는 빔 스폿 광(SP)과, 묘화 라인(LL2)의 묘화 종료 위치(EC2)에서 발생되는 빔 스폿 광(SP)이, 기판(P)의 장척 방향으로의 이동(즉 부(副)주사)에 따라서 기판(P)의 폭방향(Y방향)으로 중첩 거리 CXs로 서로 이어지도록, 묘화 라인(LL1)의 묘화 개시 위치(OC1)와 묘화 종료 위치(EC1), 및 묘화 라인(LL2)의 묘화 개시 위치(OC2)와 묘화 종료 위치(EC2)가 설정된다. Moreover, simultaneously with the main scanning of the spot light SP along each writing line LL1, LL2, since the board|substrate P is conveyed in the +X direction at a constant speed, each writing line LL1, LL2 moves (sub-scan) on the substrate P at a constant pitch in the X direction. The pitch is also set to a distance CXs of about 1/2 of the diameter Xs of the spot light SP here, but is not limited thereto. Thereby, also in the sub-scan direction (X direction), spot lights SP adjacent to each other in the X direction at a distance CXs of 1/2 of the diameter Xs (or an overlapping distance other than that) are overlapped and exposed. In addition, the beam spot light SP generated at the writing end position EC1 of the writing line LL1 and the beam spot light SP generated at the writing end position EC2 of the writing line LL2 are the substrate ( The writing start position OC1 of the writing line LL1 so as to be connected to each other at an overlapping distance CXs in the width direction (Y direction) of the substrate P according to the movement (ie, sub-scanning) in the long direction of P). and a writing end position EC1, and a writing start position OC2 and a writing end position EC2 of the writing line LL2 are set.
일례로서, 빔 스폿 광(SP)의 실효적인 직경 Xs를 4㎛로 하면, 스폿 광(SP)의 2행×2열(주(主)주사와 부(副)주사의 양방향으로 중첩하여 늘어서는 합계 4개의 스폿 광)로 점유되는 면적, 혹은 3행×3열(주(主)주사와 부(副)주사의 양방향으로 중첩하여 늘어서는 합계 9개의 스폿 광)로 점유되는 면적을 최소 치수로 하는 패턴, 즉, 최소 치수가 6㎛~8㎛ 정도인 선폭(線幅)의 패턴을 양호하게 노광할 수 있다. 또, 회전 폴리곤 미러(97)의 반사면(97b)을 10면(面)으로 하고, 회전축(97a) 둘레의 회전 폴리곤 미러(97)의 회전 속도를 1만 rpm 이상으로 하면, 회전 폴리곤 미러(97)에 의한 묘화 라인(LL1~LL5) 상에서의 스폿 광(SP)(묘화 빔(LB))의 주사 횟수(주사 주파수 Fms로 함)는, 1666.66… 이상으로 가능하다. 이것은, 기판(P) 상에 1초당 반송 방향(X방향)으로 1666개 이상의 묘화 라인분(分)의 패턴을 묘화할 수 있는 것을 의미한다. 이것으로부터, 기판(P)의 1초당 반송 거리(반송 속도)를 늦추면, 부(副)주사의 방향(X방향)에 관한 스폿 광끼리의 중첩 거리 CXs가, 스폿 광의 직경 Xs의 1/2 이하의 값, 예를 들면 1/3, 1/4, 1/5, … 로 설정할 수 있고, 그 경우, 스폿 광의 묘화 라인을 따른 복수회의 주사에 걸쳐서 동일한 묘화 패턴을 노광함으로써, 기판(P)의 감광층에 부여하는 노광량을 증대시킬 수 있다.As an example, if the effective diameter Xs of the beam spot light SP is 4 µm, 2 rows x 2 columns of the spot light SP (main scanning and sub scanning are arranged overlapping in both directions) The area occupied by a total of 4 spot lights) or the area occupied by 3 rows x 3 columns (a total of 9 spot lights arranged overlapping in both directions of the main and sub scans) is the minimum dimension. The pattern to be used, that is, a pattern having a line width having a minimum dimension of about 6 µm to 8 µm can be exposed favorably. Further, if the
또, 회전 드럼(DR)의 회전 구동에 의한 기판(P)의 반송 속도가, 5mm/s 정도인 경우, 도 12에 나타낸 묘화 라인(LL1(LL2~LL5도 동일))의 X방향(기판(P)의 반송 방향)의 피치(거리 CXs)를 약 3㎛ 정도로 하는 것이 가능하다. Moreover, when the conveyance speed of the board|substrate P by the rotational drive of the rotary drum DR is about 5 mm/s, the X direction (substrate ( board|substrate) It is possible to make the pitch (distance CXs) of the conveyance direction of P) about 3 micrometers.
본 실시 형태의 경우, 주(主)주사 방향(Y방향)에 관한 패턴 묘화의 분해능 R은, 스폿 광(SP)의 실효적인 직경 Xs와 주사 주파수 Fms와 함께, 광 편향기(81)를 구성하는 음향 광학 소자(AOM)의 ON/OFF의 최소 스위칭 시간에 의해서 정해진다. 음향 광학 소자(AOM)로서, 최고 응답 주파수 Fss=50mHz의 것을 사용하면, ON 상태와 OFF 상태의 각 시간을 20nS 정도로 할 수 있다. 게다가, 회전 폴리곤 미러(97)의 1개의 반사면(97b)에 의한 묘화 빔(LB)의 실효 주사 기간(묘화 라인의 길이 LBL분(分)의 스폿 광의 주사)은, 1개의 반사면(97b)의 회전 각도분의 1/3 정도이기 때문에, 묘화 라인의 길이 LBL를 30mm로 한 경우, 광 편향기(81)의 스위칭 시간에 의존하여 정해지는 분해능 R은, R=LBL/(1/3)/(1/Fms)×(1/Fss)≒3㎛가 된다. In the case of this embodiment, the resolution R of pattern writing in the main scanning direction (Y direction) constitutes the
이 관계식으로부터, 패턴 묘화의 분해능 R을 향상시키기 위해, 예를 들면 광 편향기(81)의 음향 광학 소자(AOM)로서, 최고 응답 주파수 Fss가 100mHz의 것을 사용하고, ON/OFF의 스위칭 시간을 10nsec로 한다. 이것에 의해, 분해능 R은, 절반인 1.5㎛가 된다. 이 경우, 회전 드럼(DR)의 회전에 의한 기판(P)의 반송 속도를 절반으로 한다. 분해능 R을 향상시키는 다른 방법으로서는, 예를 들면 회전 폴리곤 미러(97)의 회전 속도를 올려도 괜찮다. From this relational expression, in order to improve the resolution R of pattern writing, for example, as an acousto-optical element (AOM) of the
일반적으로 포토리소그래피(photolithography)에서 사용되고 있는 레지스트(resist)에는, 레지스트 감도(感度) Sr로서 대체로 30mj/cm2 정도의 것이 사용된다. 광학계의 투과율 ΔTs를 0.5(50%), 회전 폴리곤 미러(97)의 1개의 반사면(97b) 중에서의 실효 주사 기간을 1/3 정도, 묘화 라인의 길이 LBL를 30mm, 묘화 유닛(UW1~UW5)의 수 Nuw를 5, 회전 드럼(DR)에 의한 기판(P)의 반송 속도 Vp를 5mm/s(300mm/min)로 하면, 광원 장치(CNT)의 필요 레이저 파워 Pw는, 다음 식과 같이 어림되어진다. In general, resists used in photolithography have a resist sensitivity Sr of about 30 mj/cm 2 . The transmittance ΔTs of the optical system is 0.5 (50%), the effective scanning period in one
Pw=30/60×3×30×5/0.5/(1/3)=1350mWPw=30/60×3×30×5/0.5/(1/3)=1350mW
만일, 묘화 유닛을 7개로 한 경우, 광원 장치(CNT)의 필요 레이저 파워 Pw는, 다음 식에서 어림되어진다. If seven drawing units are used, the required laser power Pw of the light source device CNT is approximated by the following equation.
Pw=30/60×3×30×7/0.5/(1/3)=1890mWPw=30/60×3×30×7/0.5/(1/3)=1890mW
예를 들면, 레지스트 감도가 80mj/cm2 정도이면, 동일한 스피드로 노광하기 위해서는, 빔 출력으로서 3~5W 정도의 광원 장치(CNT)가 필요하다. 그러한 하이파워인 광원을 준비하는 대신에, 회전 드럼(DR)의 회전에 의한 기판(P)의 반송 속도 Vp를 초기치인 5mm/s에 대해서 30/80로 저하시키면, 빔 출력으로서 1.4~1.9W 정도의 광원 장치에 의해 노광하는 것도 가능하게 된다. For example, if the resist sensitivity is about 80 mj/cm 2 , a light source device (CNT) with a beam output of about 3 to 5 W is required for exposure at the same speed. If, instead of preparing such a high-power light source, the transfer speed Vp of the substrate P by rotation of the rotary drum DR is reduced to 30/80 with respect to the initial value of 5 mm/s, the beam output is 1.4 to 1.9 W It also becomes possible to expose with a light source device of a certain degree.
또, 묘화 라인의 길이 LBL를 30mm로 하고, 만일 빔 스폿 광(SP)의 스폿 직경 Xs와, 광 편향기(81)의 음향 광학 소자(AOM)에 의한 광 스위칭에 의해 정해지는 분해능(빔 위치를 지정하는 최소 그리드(grid)이며, 1화소에 상당) Xg가 동일하고, 3㎛로 한 경우, 10면(面)의 회전 폴리곤 미러(97)의 회전 속도를 1만(万)rpm로 했을 때의 회전 폴리곤 미러(97)의 1회전의 시간은 3/500초, 회전 폴리곤 미러(97)의 1개의 반사면(97b)에 의한 실효 주사 기간을 1개의 반사면(97b)의 회전 각도분의 1/3로 하면, 1개의 반사면(97b)에 의한 실효적인 주사 시간 Ts(초)는, (3/500)×(1/10)×(1/3)로 구해지고, Ts=1/5000(초)가 된다. 이것으로부터, 광원 장치(CNT)가 펄스 레이저인 경우의 펄스 발광 주파수 Fz는, Fz=LBL/(Ts·Xs)에서 구해지며, Fz=50MHz가 최저 주파수가 된다. 따라서, 실시 형태에서는, 주파수 50MHz 이상의 펄스 레이저를 출력하는 광원 장치(CNT)가 필요하다. 이것으로부터, 광원 장치(CNT)의 펄스 발광 주파수 Fz는, 바람직하게는 광 편향기(81)의 음향 광학 소자(AOM)의 최고 응답 주파수 Fss(예를 들면 50MHz)의 2배 이상(예를 들면 100MHz)이 좋다. In addition, if the length LBL of the drawing line is 30 mm, the resolution (beam position) determined by the spot diameter Xs of the beam spot light SP and the optical switching by the acoustooptical element AOM of the
게다가, 광 편향기(81)의 음향 광학 소자(AOM)를 ON상태/OFF 상태로 전환하는 구동 신호는, 음향 광학 소자(AOM)가 ON상태로부터 OFF 상태로 천이(遷移)하는 동안, 또는 OFF 상태로부터 ON 상태로 천이하는 동안에 펄스 발광이 생기지 않도록, 광원 장치(CNT)를 펄스 발광 주파수 Fz에서 발진시키는 클럭 신호와 동기시키는 제어로 하는 것이 좋다. In addition, the driving signal for switching the acousto-optical element AOM of the
다음으로, 빔 스폿 광(SP)의 스폿 직경 Xs와 광원 장치(CNT)의 펄스 발광 주파수 Fz의 관계를, 빔 형상(중첩하는 2개의 스폿 광(SP)의 강도 분포)의 관점으로부터, 도 13의 그래프를 이용하여 설명한다. 도 13의 가로축은, 묘화 라인을 따른 Y방향, 또는 기판(P)의 반송 방향을 따른 X방향에서의 스폿 광(SP)의 묘화 위치, 혹은 스폿 광(SP)의 치수를 나타내고, 세로축은, 단독의 스폿 광(SP)의 피크 강도를 1.0로 규격화한 상대적인 강도치를 나타낸다. 또, 여기에서는, 단독의 스폿 광(SP)의 강도 분포를 J1으로 하고, 가우스(Gauss) 분포로 가정하여 설명한다. Next, the relationship between the spot diameter Xs of the beam spot light SP and the pulse emission frequency Fz of the light source device CNT from the viewpoint of the beam shape (intensity distribution of the two overlapping spot lights SP), Fig. 13 It is explained using the graph of The horizontal axis of FIG. 13 represents the writing position of the spot light SP in the Y direction along the writing line or the X direction along the conveyance direction of the substrate P, or the dimension of the spot light SP, the vertical axis is, The relative intensity value obtained by normalizing the peak intensity of the single spot light SP to 1.0 is shown. In addition, here, the intensity distribution of the single spot light SP is set to J1, and description is made assuming a Gaussian distribution.
도 13에서, 단독의 스폿 광(SP)의 강도 분포 J1은, 피크 강도에 대해서 1/e2인 강도로 3㎛의 직경을 가지는 것으로 한다. 강도 분포 J2~J6는, 그러한 스폿 광(SP)의 2펄스분을, 주(主)주사 방향 또는 부(副)주사 방향으로 위치를 어긋나게 조사했을 때에 기판(P) 상에서 얻어지는 적산(積算)의 강도 분포(프로파일)의 시뮬레이션 결과를 나타내고, 각각 위치의 어긋남량(간격 거리)을 다르게 한 것이다. In Fig. 13, it is assumed that the intensity distribution J1 of the single spot light SP has a diameter of 3 µm with an intensity equal to 1/e 2 of the peak intensity. Intensity distributions J2 to J6 are the integration values obtained on the substrate P when two pulses of such spot light SP are irradiated in a shifted position in the main or sub-scanning direction. The simulation result of the intensity distribution (profile) is shown, and the deviation amount (interval distance) of each position is varied.
도 13의 그래프에서, 강도 분포 J5는, 2펄스분의 스폿 광(SP)이 직경 3㎛와 동일한 간격 거리만큼 어긋나 있는 경우를 나타내고, 강도 분포 J4는, 2펄스분의 스폿 광(SP)의 간격 거리가 2.25㎛인 경우, 강도 분포 J3는, 2펄스분의 스폿 광(SP)의 간격 거리가 1.5㎛인 경우를 나타낸다. 이 강도 분포 J3~J5의 변화로부터 분명한 바와 같이, 강도 분포 J5에서는, 직경 3㎛인 스폿 광(SP)이 3㎛ 간격으로 조사되는 조건의 경우, 적산된 프로파일은, 2개의 스폿 광의 각각의 중심 위치에서 가장 높은 혹 모양이 되고, 2개의 스폿 광의 중점(中点)의 위치에서는, 규격화 강도가 0.3 정도밖에 얻어지지 않는다. 이것에 대해서, 직경 3㎛인 스폿 광(SP)이 1.5㎛ 간격으로 조사되는 조건의 경우, 적산된 프로파일은, 프로파일에 눈에 띈 혹 모양의 분포가 아니고, 2개의 스폿 광의 중점의 위치를 사이에 두고 거의 플랫(flat)하게 되어 있다. In the graph of Fig. 13, intensity distribution J5 shows a case where spot light SP for 2 pulses is shifted by an interval distance equal to 3 μm in diameter, and intensity distribution J4 is for spot light SP for 2 pulses. When the interval distance is 2.25 mu m, the intensity distribution J3 shows the case where the interval distance of the spot light SP for 2 pulses is 1.5 mu m. As is clear from the change in the intensity distributions J3 to J5, in the intensity distribution J5, under the condition that spot lights SP having a diameter of 3 µm are irradiated at intervals of 3 µm, the integrated profile is the center of each of the two spot lights. It becomes the highest hump at the position, and at the position of the midpoint of the two spot lights, only about 0.3 normalized intensity is obtained. On the other hand, in the case of a condition in which spot light SP with a diameter of 3 µm is irradiated at 1.5 µm intervals, the integrated profile is not a conspicuous lump-shaped distribution in the profile, but between the positions of the midpoints of the two spot lights. It is set to be almost flat.
또, 도 13에서, 강도 분포 J2는, 2펄스분의 스폿 광(SP)의 간격 거리를 0.75㎛로 한 경우의 적산 프로파일을 나타내고, 강도 분포 J6는, 간격 거리를, 단독인 스폿 광(SP)의 강도 분포 J1의 반값 전체 폭(FWHM)인 1.78㎛로 설정한 경우의 적산 프로파일을 나타낸다. 13, the intensity distribution J2 shows the integration profile when the interval distance of the spot light SP for 2 pulses is 0.75 µm, and the intensity distribution J6 indicates the interval distance of the single spot light SP ) shows the integration profile when the intensity distribution J1 is set to 1.78 µm, which is the full width at half maximum (FWHM).
이와 같이, 스폿 광(SP)의 직경 Xs와 동일 간격 보다도 짧은 간격 거리 CXs에서 2개의 스폿 광이 조사되는 펄스 발진의 조건의 경우, 2개의 혹 모양의 분포가 현저하게 나타나기 쉬우므로, 노광시에 강도 불균일(묘화 정밀도의 열화)이 되지 않은 최적인 간격 거리로 설정하는 것이 바람직하다. 도 13의 강도 분포 J3 또는 J6와 같이, 단일의 스폿 광(SP)의 직경 Xs의 절반 정도(예를 들면 40~60%)의 간격 거리 CXs로 중첩시켜 가는 것이 좋다. 그러한 최적인 간격 거리 CXs는, 주(主)주사 방향에 관해서는, 광원 장치(CNT)의 펄스 발광 주파수 Fz과, 묘화 라인을 따른 스폿 광(SP)의 주사 속도 혹은 주사 시간 Ts(회전 폴리곤 미러(97)의 회전 속도) 중 적어도 일방을 조정함으로써 설정할 수 있고, 부(副)주사 방향에 관해서는, 묘화 라인의 주사 주파수 Fms(회전 폴리곤 미러(97)의 회전 속도)와 기판(P)의 X방향의 이동 속도 중 적어도 일방을 조정함으로써 설정할 수 있다. As described above, in the case of the pulse oscillation condition in which two spot lights are irradiated with an interval distance CXs shorter than the diameter Xs of the spot light SP and the same interval, the distribution of two lumps tends to appear remarkably during exposure. It is preferable to set it to the optimal space|interval distance in which intensity|strength nonuniformity (deterioration of drawing precision) does not occur. Like the intensity distribution J3 or J6 of FIG. 13, it is preferable to overlap with the interval distance CXs of about half (for example, 40 to 60%) of the diameter Xs of the single spot light SP. Such an optimal interval distance CXs is, with respect to the main scanning direction, the pulse emission frequency Fz of the light source device CNT, and the scanning speed or scanning time Ts (rotating polygon mirror) of the spot light SP along the drawing line. It can be set by adjusting at least one of (rotation speed of 97), and with respect to the sub-scan direction, the scan frequency Fms (rotation speed of the rotating polygon mirror 97) of the drawing line and the substrate P It can set by adjusting at least one of the movement speeds of the X direction.
예를 들면, 회전 폴리곤 미러(97)의 회전 속도의 절대치(스폿 광의 주사 시간 Ts)를 고정밀도로 조정할 수 없는 경우는, 광원 장치(CNT)의 펄스 발광 주파수 Fz를 미세 조정함으로써, 주(主)주사 방향에 관한 스폿 광(SP)의 간격 거리 CXs와 스폿 광의 직경 Xs(치수)와의 비율을 최적인 범위로 조정할 수 있다. For example, when the absolute value of the rotation speed of the rotating polygon mirror 97 (spot light scanning time Ts) cannot be adjusted with high precision, the main The ratio between the interval distance CXs of the spot light SP in the scanning direction and the diameter Xs (dimension) of the spot light can be adjusted to an optimal range.
이와 같이, 2개의 스폿 광(SP)을 주사 방향으로 중첩시키는 경우, 즉, Xs>CXs로 하는 경우, 광원 장치(CNT)는, 펄스 발광 주파수 Fz를, Fz>LBL/(Ts·Xs)의 관계로서, Fz=LBL/(Ts·CXs)의 관계를 만족하도록 설정되어 있다. 예를 들면, 광원 장치(CNT)의 펄스 발광 주파수 Fz가 100MHz인 경우, 회전 폴리곤 미러(97)를 10면(面)으로 하여 1만rpm로 회전시키면, 1/e2, 또는 반값 전체 폭(FWHM)으로 규정되는 스폿 광의 실효적인 직경 Xs를 3㎛로 하여, 각 묘화 유닛(UW1~UW5)으로부터의 펄스 레이저 빔(스폿 광)을, 각 묘화 라인(LL1~LL5) 상에서 직경 Xs의 약 반인 1.5㎛의 간격 CXs로 조사할 수 있다. 이것에 의해서, 패턴 묘화시의 노광량의 균일성이 향상되고, 미세한 패턴에서도 묘화 데이터에 따른 충실한 노광상(露光像)(레지스트상(像))이 얻어지며, 고정밀한 묘화를 달성할 수 있다. In this way, when the two spot lights SP are superimposed in the scanning direction, that is, when Xs>CXs, the light source device CNT sets the pulse emission frequency Fz, Fz>LBL/(Ts·Xs) As a relationship, it is set so that the relationship of Fz=LBL/(Ts*CXs) may be satisfied. For example, when the pulse emission frequency Fz of the light source device CNT is 100 MHz, if the
게다가, 음향 광학 소자(AOM)의 광 스위칭 속도에 의해 정해지는 분해능(응답 주파수 Fss)과 펄스 레이저 광원인 광원 장치(CNT)의 펄스 발진 주파수 Fz는, h를 임의의 정수(整數)로 하면, 위치 혹은 시간으로 환산하여 정수배의 관계, 즉, Fz=h·Fss의 관계일 필요가 있다. 이것은, 음향 광학 소자(AOM)의 광 스위칭의 타이밍에 의해서, 펄스 광원 장치(CNT)로부터 펄스 빔이 한창 발광되고 있는 중에 ON/OFF를 행하지 않게 하기 위함이다. In addition, the resolution (response frequency Fss) determined by the optical switching speed of the acousto-optical element (AOM) and the pulse oscillation frequency Fz of the light source device (CNT) which is a pulse laser light source, if h is an arbitrary integer, In terms of position or time, it is necessary to have a relationship of integer multiples, that is, a relationship of Fz=h·Fss. This is in order not to perform ON/OFF by the timing of the optical switching of acousto-optical element AOM while the pulse beam is emitting light from the pulsed light source device CNT in full.
제1 실시 형태의 노광 장치(EX)에서는, 파이버 앰프(FB1, FB2)와 파장 변환부(CU2)의 파장 변환 소자를 조합시킨 펄스 광원 장치(CNT)를 이용하고 있으므로, 자외 파장역(400~300nm)에서, 이러한 높은 발진 주파수를 가지는 펄스광이 용이하게 얻어진다. In the exposure apparatus EX of the first embodiment, since a pulsed light source device CNT in which the fiber amplifiers FB1 and FB2 and the wavelength conversion element of the wavelength conversion unit CU2 are combined is used, the ultraviolet wavelength range 400 to 300 nm), pulsed light having such a high oscillation frequency is easily obtained.
또, 음향 광학 소자(AOM)에 의한 광 스위칭은, 묘화해야 할 패턴을, 예를 들면 3㎛×3㎛의 화소 단위로 분할하고, 각 화소 단위마다 펄스 빔의 스폿 광을 조사할지 여부를 「0」, 「1」로 나타낸 비트열(bit列)(묘화 데이터)에 근거하여 행하여진다. 묘화 라인의 길이 LBL이 30mm인 경우, 스폿 광의 1회의 주사 중의 화소수는 1만 화소가 되고, 음향 광학 소자(AOM)는 주사 시간(Ts)의 동안에 1만 화소 분의 비트열을 스위칭하는 응답성(응답 주파수 Fss)을 구비하고 있다. 한편으로, 주(主)주사 방향의 서로 이웃하는 스폿 광끼리는, 예를 들면, 직경 Xs의 1/2 정도만큼 중첩하도록 펄스 발진 주파수(Fz)가 설정된다. 이것으로부터, 앞의 관계식, Fz=h·Fss에서, 정수 h가 2이상, 즉 Fz>Fss가 되도록, 펄스 발진 주파수(Fz)와 음향 광학 소자(AOM)의 광 스위칭의 응답 주파수(Fss)와의 관계가 설정되는 것이 좋다.In addition, optical switching by an acousto-optical device (AOM) divides the pattern to be drawn into pixel units of, for example, 3 μm × 3 μm, and determines whether or not to irradiate a spot light of a pulsed beam for each pixel unit. It is performed based on the bit string (writing data) indicated by "0" and "1". When the length LBL of the drawing line is 30 mm, the number of pixels in one scan of the spot light becomes 10,000 pixels, and the acoustooptical element AOM switches the bit string corresponding to 10,000 pixels during the scanning time Ts. (response frequency Fss) is provided. On the other hand, the pulse oscillation frequency Fz is set so that the spot lights adjacent to each other in the main scanning direction overlap each other by, for example, about 1/2 of the diameter Xs. From this, in the previous relational expression, Fz=h·Fss, the pulse oscillation frequency Fz and the optical switching response frequency Fss of the acoustooptical element AOM are defined so that the integer h is 2 or more, that is, Fz>Fss. It is good to establish a relationship.
다음으로, 노광 장치(EX)의 묘화 장치(11)의 조정 방법에 대해 설명한다. 도 14는, 제1 실시 형태의 노광 장치의 조정 방법에 관한 플로우차트이다. 도 15는, 회전 드럼의 기준 패턴과, 묘화 라인과의 관계를 모식적으로 나타내는 설명도이다. 도 16은, 회전 드럼의 기준 패턴으로부터의 반사광을 명시야에서 수광하는 광전 센서로부터 출력되는 신호를 모식적으로 나타내는 설명도이다. 제어부(16)는, 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)의 위치 관계를 파악하는 캘리브레이션을 위해, 도 15에 나타내는 바와 같이, 회전 드럼(DR)을 회전시킨다. 회전 드럼(DR)은, 묘화 빔(LB)을 투과 할 수 있을 정도로 투광성이 있는 기판(P)을 반송해도 괜찮다. Next, the adjustment method of the
위에서 설명한 바와 같이, 기준 패턴(RMP)은, 회전 드럼(DR)의 외주면과 일체이다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 기준 패턴(RMP) 중, 임의의 기준 패턴(RMP1)은, 회전 드럼(DR)의 외주면의 이동에 따라서 이동한다. 이 때문에, 기준 패턴(RMP1)은, 묘화 라인(LL1, LL3, LL5)을 통과한 후, 묘화 라인(LL2, LL4)을 통과한다. 예를 들면, 제어부(16)는, 동일한 기준 패턴(RMP1)이 묘화 라인(LL1, LL3, LL5)을 통과한 경우, 묘화 유닛(UW1, UW3, UW5)의 묘화 빔(LB)을 주사시킨다. 그리고, 제어부(16)는, 동일한 기준 패턴(RMP1)이 묘화 라인(LL2, LL4)을 통과한 경우, 묘화 유닛(UW2, UW4)의 묘화 빔(LB)을 주사시킨다(스텝 S1). 이 때문에, 기준 패턴(RMP1)은, 묘화 유닛(UW1~UW5)의 위치 관계를 파악하기 위한 기준이 된다. As described above, the reference pattern RMP is integral with the outer peripheral surface of the rotary drum DR. As shown in FIG. 15, among reference|standard patterns RMP, arbitrary reference|standard pattern RMP1 moves according to the movement of the outer peripheral surface of rotary drum DR. For this reason, the reference pattern RMP1 passes through the writing lines LL1, LL3, and LL5, and then passes through the writing lines LL2 and LL4. For example, when the same reference pattern RMP1 passes through the writing lines LL1, LL3, and LL5, the
위에서 설명한 캘리브레이션 검출계(31)의 광전 센서(31Cs)(도 4)는, f-θ 렌즈계(85)와, 주사기(83)를 포함하는 주사 광학계를 매개로 하여, 기준 패턴(RMP1)으로부터의 반사광을 검출한다. 광전 센서(31Cs)는, 제어부(16)에 접속되어 있고, 제어부(16)가 광전 센서(31Cs)의 검출 신호를 검출한다(스텝 S2). 예를 들면, 묘화 유닛(UW1~UW5)은, 묘화 라인(LL1~LL5)마다, 복수의 묘화 빔(LB)의 각각을 소정의 주사 방향으로, 복수열(列) 주사한다. The photoelectric sensor 31Cs (FIG. 4) of the
예를 들면, 도 16에 나타내는 바와 같이, 묘화 유닛(UW1~UW5)은, 묘화 빔(LB)을 묘화 개시 위치(OC1)로부터, 위에서 설명한 회전 드럼(DR)의 회전 중심선(AX2)을 따른 방향(Y방향)으로 묘화 라인의 길이 LBL(도 12 참조)만큼 제1열 주사(SC1)를 행한다. 다음으로, 묘화 유닛(UW1~UW5)은, 묘화 빔(LB)을 묘화 개시 위치(OC1)로부터, 위에서 설명한 회전 드럼(DR)의 회전 중심선(AX2)을 따른 방향(Y방향)으로 묘화 라인의 길이 LBL(도 12 참조)만큼 제2열 주사(SC2)를 행한다. 다음으로, 묘화 유닛(UW1~UW5)은, 묘화 빔(LB)을 묘화 개시 위치(OC1)로부터, 위에서 설명한 회전 드럼(DR)의 회전 중심선(AX2)을 따른 방향(Y방향)으로 묘화 라인의 길이 LBL(도 12 참조)만큼 제3열 주사(SC3)를 행한다. For example, as shown in FIG. 16, the drawing units UW1 - UW5 direct the drawing beam LB from the drawing start position OC1 to the direction along the rotational center line AX2 of the rotary drum DR described above. In the (Y direction), the first column scan SC1 is performed by the length LBL of the writing line (refer to FIG. 12 ). Next, the writing units UW1 to UW5 direct the writing beam LB from the writing start position OC1 to the direction along the rotation center line AX2 of the rotary drum DR described above (the Y direction) of the writing line. The second column scan SC2 is performed by the length LBL (refer to Fig. 12). Next, the writing units UW1 to UW5 direct the writing beam LB from the writing start position OC1 to the direction along the rotation center line AX2 of the rotary drum DR described above (the Y direction) of the writing line. The third column scan SC3 is performed by the length LBL (refer to Fig. 12).
회전 드럼(DR)은, 회전 중심선(AX2)의 둘레로 회전하므로, 제1열 주사(SC1), 제2열 주사(SC2) 및 제3열 주사(SC3)의 기준 패턴(RMP1) 상에서의 X방향의 위치는,ΔP1,ΔP2만큼 차이가 있다. 또, 제어부(16)는, 회전 드럼(DR)을 정지(靜止)시킨 상태에서 제1열 주사(SC1)를 따른 묘화 빔(LB)의 주사를 행하고, 그 후, ΔP1분만큼 회전 드럼(DR)을 회전시켜 정지하고, 제2열 주사(SC2)를 따른 묘화 빔(LB)의 주사, 다시 회전 드럼(DR)을 ΔP2만큼 회전시켜 정지하여, 제3열 주사(SC3)를 따른 묘화 빔(LB)의 주사의 순서대로 각 부를 동작시키는 시퀀스라도 괜찮다. Since the rotating drum DR rotates around the rotational center line AX2, X on the reference pattern RMP1 of the first column scan SC1, the second column scan SC2, and the third column scan SC3 The position of the direction differs by ΔP1 and ΔP2. Moreover, the
위에서 설명한 바와 같이, 기준 패턴(RMP)은, 회전 드럼(DR)의 외주면에 형성되는 서로 교차하는 2개의 선 패턴(RL1, RL2)의 교점부(Cr1, Cr2)가, 위에서 설명한 묘화 라인이 길이 LBL 보다도 작게 설정되어 있다. 이 때문에, 제1열 주사(SC1), 제2열 주사(SC2) 및 제3열 주사(SC3)의 묘화 빔(LB)이 투사되면, 묘화 빔(LB)이 적어도 교점부(Cr1, Cr2)에 조사된다. 선 패턴(RL1, RL2)은, 회전 드럼(DR)의 표면에 요철로서 형성되어 있다. 회전 드럼(DR)의 표면의 요철의 단차량을 특정의 조건으로 해 두면, 묘화 빔(LB)이 선 패턴(RL1, RL2)에 투사되어 발생하는 반사광은, 부분적으로 반사 강도에 차이를 일으킨다. 예를 들면, 도 16에 나타내는 바와 같이, 선 패턴(RL1, RL2)이 회전 드럼(DR)의 표면의 오목부인 경우, 묘화 빔(LB)이 선 패턴(RL1, RL2)에 투사되면, 선 패턴(RL1, RL2)에서 반사하는 반사광이 광전 센서(31Cs)에 명시야로 수광된다. As described above, in the reference pattern RMP, the intersections Cr1 and Cr2 of the two line patterns RL1 and RL2 intersecting each other formed on the outer peripheral surface of the rotating drum DR are the lengths of the drawing lines described above. It is set smaller than LBL. For this reason, when the writing beam LB of the first column scanning SC1, the second column scanning SC2, and the third column scanning SC3 is projected, the writing beam LB is at least the intersection portion Cr1, Cr2. is investigated in The line patterns RL1 and RL2 are formed as irregularities on the surface of the rotary drum DR. When the amount of steps of the unevenness on the surface of the rotary drum DR is set as a specific condition, the reflected light generated by projecting the writing beam LB onto the line patterns RL1 and RL2 partially causes a difference in the reflection intensity. For example, as shown in Fig. 16 , when the line patterns RL1 and RL2 are concave portions on the surface of the rotary drum DR, the drawing beam LB is projected onto the line patterns RL1 and RL2, the line pattern The reflected light reflected by (RL1, RL2) is received by the photoelectric sensor 31Cs in a bright field.
제어부(16)는, 광전 센서(31Cs)로부터의 출력 신호에 근거하여, 기준 패턴(RMP)의 엣지 위치(pscl)를 검출한다. 예를 들면, 제어부(16)는, 제1열 주사(SC1)시에 광전 센서(31Cs)로부터 얻어진 출력 신호에 근거하여, 제1열 주사 위치 데이터(Dsc1)와, 기준 패턴(RMP)의 엣지 위치(pscl)의 센터치(mpscl)를 기억한다. The
다음으로, 제어부(16)는, 제2열 주사(SC2)시에 광전 센서(31Cs)로부터 얻어진 출력 신호에 근거하여, 제2열 주사 위치 데이터(Dsc2)와, 기준 패턴(RMP)의 엣지 위치(pscl)의 센터치(mpscl)를 기억한다. 그리고 제어부(16)는, 제3열 주사(SC3)시에 광전 센서(31Cs)로부터 얻어진 출력 신호에 근거하여, 제3열 주사 위치 데이터(Dsc3)와, 기준 패턴(RMP)의 엣지 위치(pscl)의 센터치(mpscl)를 기억한다. Next, the
제어부(16)는, 제1열 주사 위치 데이터(Dsc1), 제2열 주사 위치 데이터(Dsc2) 및 제3열 주사 위치 데이터(Dsc3)와, 복수의 기준 패턴(RMP)의 엣지 위치(pscl)의 센터치(mpscl)로부터, 서로 교차하는 2개의 선 패턴(RL1, RL2)의 교점부(Cr1, Cr2)의 좌표 위치를 연산에 의해서 구한다. 그 결과, 제어부(16)는, 서로 교차하는 2개의 선 패턴(RL1, RL2)의 교점부(Cr1, Cr2)와 묘화 개시 위치(OC1)와의 관계도 연산할 수 있다. 다른 묘화 유닛(UW2~5)에 대해서도 마찬가지로, 제어부(16)는, 서로 교차하는 2개의 선 패턴(RL1, RL2)의 교점부(Cr1, Cr2)와 묘화 개시 위치(OC2~OC5)(도 11 참조)와의 관계도 연산할 수 있다. 또, 위에서 설명한 센터치(mpscl)는, 광전 센서(31Cs)로부터 출력되는 신호의 피크치로부터 구해도 괜찮다. The
이상, 선 패턴(RL1, RL2)에서 반사하는 반사광을 광전 센서(31Cs)가 명시야로 수광하는 경우에 대해서, 설명했지만, 광전 센서(31Cs)는, 선 패턴(RL1, RL2)에서 반사하는 반사광을 암시야로 수광해도 괜찮다. 도 17은, 회전 드럼의 기준 패턴으로부터의 반사광을 암시야로 수광하는 광전 센서를 모식적으로 나타내는 설명도이다. 도 18은, 회전 드럼의 기준 패턴으로부터의 반사광을 암시야로 수광하는 광전 센서로부터 출력되는 신호를 모식적으로 나타내는 설명도이다. 도 17에서 나타내는 바와 같이, 캘리브레이션 검출계(31)는, 릴레이 렌즈(94)와 광전 센서(31Cs)와의 사이에, 고리 띠 모양의 광 투과부를 가지는 차광 부재(31f)를 배치하고 있다. 이 때문에, 광전 센서(31Cs)는, 선 패턴(RL1, RL2)에서 반사하는 반사광 중 엣지 산란광 또는 회절광을 수광한다. 예를 들면, 도 18에 나타내는 바와 같이, 선 패턴(RL1, RL2)이 회전 드럼(DR)의 표면의 오목부인 경우, 묘화 빔(LB)이 선 패턴(RL1, RL2)에 투사되면, 광전 센서(31Cs)는 선 패턴(RL1, RL2)에서 반사하는 반사광을 암시야로 수광한다. The case where the photoelectric sensor 31Cs receives the reflected light reflected by the line patterns RL1 and RL2 in the bright field has been described above. However, the photoelectric sensor 31Cs receives the reflected light reflected by the line patterns RL1 and RL2. It is okay to receive light in the dark field. Fig. 17 is an explanatory diagram schematically showing a photoelectric sensor that receives reflected light from a reference pattern of a rotating drum in a dark field. 18 is an explanatory diagram schematically illustrating a signal output from a photoelectric sensor that receives reflected light from a reference pattern of a rotating drum in a dark field. As shown in FIG. 17 , in the
제어부(16)는, 광전 센서(31Cs)로부터 출력되는 신호에 근거하여, 기준 패턴(RMP)의 엣지 위치(pscdl)를 검출한다. 예를 들면, 제어부(16)는, 제1열 주사(SC1)시에 광전 센서(31Cs)로부터 얻어진 출력 신호에 근거하여, 제1열 주사 위치 데이터(Dsc1)와, 기준 패턴(RMP)의 엣지 위치(pscdl)의 센터치(mpscdl)를 기억한다. 다음으로, 제어부(16)는, 제2열 주사(SC2)시에 광전 센서(31Cs)로부터 얻어진 출력 신호에 근거하여, 제2열 주사 위치 데이터(Dsc2)와, 기준 패턴(RMP)의 엣지 위치(pscdl)의 센터치(mpscdl)를 기억한다. 제어부(16)는, 제3열 주사(SC3)시에 광전 센서(31Cs)로부터 얻어진 출력 신호에 근거하여, 제3열 주사 위치 데이터(Dsc3)와, 기준 패턴(RMP)의 엣지 위치(pscdl)의 센터치(mpscdl)를 기억한다. The
제어부(16)는, 제1열 주사 위치 데이터(Dsc1), 제2열 주사 위치 데이터(Dsc2) 및 제3열 주사 위치 데이터(Dsc3)와, 복수의 기준 패턴(RMP)의 엣지 위치(pscdl)의 센터치(mpscdl)로부터, 서로 교차하는 2개의 선 패턴(RL1, RL2)의 교점부(Cr1, Cr2)를 연산에 의해서 구한다. 그 결과, 제어부(16)는, 서로 교차하는 2개의 선 패턴(RL1, RL2)의 교점부(Cr1, Cr2)의 좌표 위치와 묘화 개시 위치(OC1)와의 관계를 연산에 의해서 구한다. The
다른 묘화 유닛(UW2~5)에 대해서도 마찬가지로, 제어부(16)는, 서로 교차하는 2개의 선 패턴(RL1, RL2)의 교점부(Cr1, Cr2)와 묘화 개시 위치(OC2~OC5)와의 관계도 연산할 수 있다. 이와 같이, 선 패턴(RL1, RL2)에서 반사하는 반사광을 광전 센서(31Cs)가 암시야로 수광하는 경우, 복수의 기준 패턴(RMP)의 엣지 위치(pscdl)의 정밀도를 높일 수 있다. Similarly for the other drawing units UW2 to 5, the
도 14에 나타내는 바와 같이, 제어부(16)는, 스텝 S2에서 검출한 검출 신호로부터, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 배치 상태 또는 상호의 배치 오차에 대응하는 조정 정보(캘리브레이션 정보)를 구한다(스텝 S3). 도 19는, 회전 드럼의 기준 패턴끼리의 위치 관계를 모식적으로 나타내는 설명도이다. 도 20은, 복수의 묘화 라인의 상대적인 위치 관계를 모식적으로 나타내는 설명도이다. 위에서 설명한 바와 같이, 홀수번째의 제1 묘화 라인(LL1), 제3 묘화 라인(LL3) 및 제5 묘화 라인(LL5)이 배치되고, 도 19에 나타내는 바와 같이, 제1 묘화 라인(LL1), 제3 묘화 라인(LL3) 및 제5 묘화 라인(LL5)마다, 검지되는 교점부(Cr1) 사이의 기준 거리 PL는, 제어부(16)가 미리 기억하고 있다. 마찬가지로, 제2 묘화 라인(LL2) 및 제4 묘화 라인(LL4)마다, 검지되는 교점부(Cr1) 사이의 기준 거리 PL도, 제어부(16)가 미리 기억하고 있다. 또, 제2 묘화 라인(LL2) 및 제3 묘화 라인(LL3)마다, 검지되는 교점부(Cr1) 사이의 기준 거리 ΔPL도, 제어부(16)가 미리 기억하고 있다. 게다가, 또, 제4 묘화 라인(LL4) 및 제5 묘화 라인(LL5)마다, 검지되는 교점부(Cr1) 사이의 기준 거리 ΔPL도, 제어부(16)가 미리 기억하고 있다. As shown in FIG. 14, the
예를 들면, 도 20에 나타내는 바와 같이, 제어부(16)는, 제1 묘화 라인(LL1)의 묘화 개시 위치(OC1)는 원점 검출기(98)(도 7 참조)로부터의 신호에 근거하여, 위치 관계를 파악할 수 있으므로, 교점부(Cr1)와 묘화 개시 위치(OC1)와의 거리 BL1를 구할 수 있다. 또, 제어부(16)는, 제3 묘화 라인(LL3)의 묘화 개시 위치(OC3)가 원점 검출기(98)에 의해 위치를 검출할 수 있으므로, 교점부(Cr1)와 묘화 개시 위치(OC3)와의 거리 BL3를 구할 수 있다. 이 때문에, 제어부(16)는, 거리 BL1, 거리 BL3 및 기준 거리 PL에 근거하여, 묘화 개시 위치(OC1)와, 묘화 개시 위치(OC3)와의 위치 관계를 구하고, 묘화 라인(LL1, LL3)을 따라서 주사하는 묘화 빔(LB)의 원점 사이의 원점 사이 거리 ΔOC13를 기억할 수 있다. 마찬가지로, 제어부(16)는, 제5 묘화 라인(LL5)의 묘화 개시 위치(OC5)가 원점 검출기(98)에 의해 위치를 검출할 수 있으므로, 교점부(Cr1)와 묘화 개시 위치(OC5)와의 거리 BL5를 구할 수 있다. 이 때문에, 제어부(16)는, 거리 BL3, 거리 BL5 및 기준 거리 PL에 근거하여, 묘화 개시 위치(OC3)와, 묘화 개시 위치(OC5)와의 위치 관계를 구하고, 묘화 라인(LL3, LL5)을 따라서 주사하는 묘화 빔(LB)의 원점 사이의 원점 사이 거리 ΔOC35를 기억할 수 있다. For example, as shown in FIG. 20, the
제어부(16)는, 제2 묘화 라인(LL2)의 묘화 개시 위치(OC2)가 원점 검출기(98)에 의해 위치를 검출할 수 있으므로, 교점부(Cr1)와 묘화 개시 위치(OC2)와의 거리 BL2를 구할 수 있다. 또, 제어부(16)는, 제4 묘화 라인(LL4)의 묘화 개시 위치(OC4)가 원점 검출기(98)에 의해 위치를 검출할 수 있으므로, 교점부(Cr1)와 묘화 개시 위치(OC4)와의 거리 BL4를 구할 수 있다. 이 때문에, 제어부(16)는, 거리 BL2, 거리 BL4 및 기준 거리 PL에 근거하여, 묘화 개시 위치(OC2)와, 묘화 개시 위치(OC4)와의 위치 관계를 구하고, 묘화 라인(LL2, LL4)을 따라서 주사하는 묘화 빔(LB)의 원점 사이의 원점 사이 거리 ΔOC24를 기억할 수 있다. Since the
또, 제어부(16)는, 묘화 개시 위치(OC1)와, 묘화 개시 위치(OC2)가, 위에서 설명한 동일한 기준 패턴(RMP1)을 매개로 하여 구한 위치이므로, 용이하게 묘화 라인(LL1, LL2)을 따라서 주사하는 묘화 빔(LB)의 원점 사이의 원점 사이 거리 ΔOC12를 기억할 수 있다. 이상 설명한 바와 같이, 노광 장치(EX)는, 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)의 개개의 원점(묘화 개시점)의 상호의 위치 관계를 구할 수 있다. In addition, since the writing start position OC1 and the writing start position OC2 are positions obtained through the same reference pattern RMP1 as described above, the
또, 제어부(16)는, 제2 묘화 라인(LL2) 및 제3 묘화 라인(LL3)에서 검지되는 교점부(Cr1) 사이의 기준 거리 ΔPL로부터, 묘화 개시 위치(OC2)와, 묘화 개시 위치(OC3)가 서로 이어지는 오차를 검출할 수 있다. 게다가, 또, 제4 묘화 라인(LL4) 및 제5 묘화 라인(LL5)에서 검지되는 교점부(Cr1) 사이의 기준 거리 ΔPL로부터, 묘화 개시 위치(OC4)와 묘화 개시 위치(OC5)가 서로 이어지는 오차를 검출할 수 있다. In addition, the
각 묘화 라인(LL1~LL5)의 묘화 개시 위치(OC1~OC5)로부터 묘화 종료 위치(EC1~EC5)까지의 사이에 2개의 교점부(Cr1, Cr2)를 검출하도록 한다. 이것에 의해, 묘화 개시 위치(OC1~OC5)로부터 묘화 종료 위치(EC1~EC5)까지의 주사 방향을 검출할 수 있다. 그 결과, 제어부(16)는, 각 묘화 라인(LL1~LL5)이 중심선(AX2)을 따르는 방향(Y방향)에 대한 각도 오차를 검출할 수 있다. The two intersections Cr1 and Cr2 are detected between the writing start positions OC1 to OC5 and the writing end positions EC1 to EC5 of each of the writing lines LL1 to LL5. Thereby, the scanning direction from the drawing start positions OC1 to OC5 to the drawing end positions EC1 to EC5 can be detected. As a result, the
제어부(16)는, 위에서 설명한 기준 패턴(RMP1)에 대해, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 배치 상태 또는 상호의 배치 오차에 대응하는 조정 정보(캘리브레이션 정보)를 구한다. 기준 패턴(RMP1)를 포함하는 기준 패턴(RMP)은, 일정한 피치(주기)(Pf1, Pf2)로 반복하여 새겨서 마련한 메쉬 모양의 기준 패턴이다. 이 때문에, 제어부(16)가 각 피치 Pf1, Pf2로 반복하는 기준 패턴(RMP)에 대해, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 배치 상태 또는 상호의 배치 오차에 대응하는 조정 정보(캘리브레이션 정보)를 구하고, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 상대적인 위치 관계의 편차에 관한 정보를 연산한다. 그 결과, 제어부(16)는, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 배치 상태 또는 상호의 배치 오차에 대응하는 조정 정보(캘리브레이션 정보)의 정밀도를 보다 높일 수 있다. The
다음으로 도 14에 나타내는 바와 같이, 제어부(16)는, 묘화 상태를 조정하는 처리를 행한다(스텝 S4). 제어부(16)는, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 배치 상태 또는 상호의 배치 오차에 대응하는 조정 정보(캘리브레이션 정보) 및 엔코더 헤드(EN1, EN2)에 의해서 검출되는 스케일부(회전 드럼(DR))(GPa, GPb)의 회전 각도 위치에 근거하여, 홀수번째 및 짝수번째의 묘화 유닛(UW1~UW5)에 의한 묘화 위치를 조정한다. 엔코더 헤드(EN1, EN2)는, 위에서 설명한 스케일부(회전 드럼(DR))(GPa, GPb)에 근거하여, 기판(P)의 이송량을 검출할 수 있다. Next, as shown in FIG. 14, the
도 21은, 앞의 도 12와 마찬가지로, 기판의 단위시간당 이동 거리와, 이동 거리 내에 포함되는 묘화 라인의 갯수와의 관계를 모식적으로 나타내는 설명도이다. 도 21에 나타내는 바와 같이, 엔코더 헤드(EN1, EN2)는, 기판(P)의 단위시간당 이동 거리 ΔX를 검출하고, 기억할 수 있다. 또, 위에서 설명한 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)에 의해서, 복수의 얼라이먼트 마크(Ks1~Ks3)를 순차적으로 검출하여, 이동 거리 ΔX를 구하여 기억하도록 해도 괜찮다. Fig. 21 is an explanatory diagram schematically showing the relationship between the moving distance per unit time of the substrate and the number of drawing lines included in the moving distance, similarly to Fig. 12 above. As shown in FIG. 21 , the encoder heads EN1 and EN2 can detect and store the movement distance ΔX of the substrate P per unit time. Moreover, you may make it memorize|store after detecting several alignment mark Ks1 - Ks3 sequentially by alignment microscope AM1, AM2 demonstrated above, and calculating|requiring movement distance (DELTA)X.
기판(P)의 단위시간당 이동 거리 ΔX에서, 묘화 유닛(UW1)에 의한 복수의 묘화 라인(LL1)은, 빔 스폿 광(SP)의 빔 라인(SPL1, SPL2 및 SPL3)에 의해 묘화되고, 각각의 빔 스폿 광(SP)의 스폿 직경 Xs의 약 1/2로 X방향(및 Y방향)으로 중첩하도록 주사되어 있다. 마찬가지로, 묘화 라인(LL1)의 묘화 종단(PTb)측의 빔 스폿 광(SP)과, 묘화 라인(LL2)의 묘화 종단(PTb)측의 빔 스폿 광(SP)은, 기판(P)의 장척 방향으로의 이동에 따라서 기판(P)의 폭방향으로 중첩 거리 CXs로 서로 이어지게 된다. At the movement distance ΔX per unit time of the substrate P, the plurality of writing lines LL1 by the writing unit UW1 are drawn by the beam lines SPL1, SPL2 and SPL3 of the beam spot light SP, respectively, The beam of the spot light SP is scanned so as to overlap in the X-direction (and the Y-direction) at about 1/2 of the spot diameter Xs. Similarly, the beam spot light SP on the writing terminal PTb side of the writing line LL1 and the beam spot light SP on the writing end PTb side of the writing line LL2 are long of the substrate P. According to the movement in the direction, they are connected to each other by an overlapping distance CXs in the width direction of the substrate P.
예를 들면, 회전 드럼(DR)이 상하 이동하면, 홀수번째 및 짝수번째의 묘화 유닛(UW1~UW5)에 의한 X방향의 묘화 위치에 어긋남이 생기고, 예를 들면 X방향의 배율이 어긋나게 될 가능성이 있다. 제어부(16)는, 회전 드럼(DR)이 반송하는 기판(P)의 반송 속도(이동 속도)를 느리게 하면, 빔 라인(SPL1, SPL2 및 SPL3)의 X방향의 간격 거리 CXs가 작게 되고, X방향의 묘화 배율을 작게 하도록 조정할 수 있다. 반대로, 회전 드럼(DR)이 반송하는 기판(P)의 반송 속도(이동 속도)를 빠르게 하면, 빔 라인(SPL1, SPL2 및 SPL3)의 X방향의 간격 거리 CXs가 크게 되고, X방향의 묘화 배율을 크게 하도록 조정할 수 있다. 이상, 묘화 라인(LL1)에 대해서, 도 21을 참조하여 설명했지만, 다른 묘화 라인(LL2~LL5)에 대해서도 동일하다. 제어부(16)는, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 배치 상태 또는 상호의 배치 오차에 대응하는 조정 정보(캘리브레이션 정보) 및 엔코더 헤드(EN1, EN2)에 의해서 스케일부(회전 드럼(DR))(GPa, GPb)의 검출한 회전 각도 위치에 근거하여, 기판(P)의 장척 방향에서의, 기판(P)의 단위시간당 이동 거리 ΔX와, 상기 이동 거리 내에 포함되는 빔 라인(SPL1, SPL2 및 SPL3)의 갯수와의 관계를 변경할 수 있다. 이 때문에, 제어부(16)는, 홀수번째 및 짝수번째의 묘화 유닛(UW1~UW5)에 의한 X방향의 묘화 위치를 조정할 수 있다. For example, when the rotary drum DR moves up and down, a shift occurs in the writing positions in the X direction by the odd-numbered and even-numbered writing units UW1 to UW5, for example, the possibility that the magnification in the X direction will shift. There is this. When the
도 22는, 펄스 광원의 시스템 클럭과 동기하여 발광하는 펄스광을 모식적으로 설명하는 설명도이다. 이하, 묘화 라인(LL2)에 대해서, 도 21도 참조하여 설명하지만, 묘화 라인(LL1, LL3~LL5)에 대해서도 동일하다. 광원 장치(CNT)는, 시스템 클럭(SQ)으로서의 펄스 신호 wp와 동기하여 빔 스폿 광(SP)을 발생시킬 수 있다. 시스템 클럭(SQ)의 주파수 Fz를 변화시킴으로써, 펄스 신호 wp의 펄스 간격 Δwp(=1/Fz)가 변한다. 그 시간적인 펄스 간격 Δwp는, 묘화 라인(LL2) 상에서는, 펄스마다의 스폿 광(SP)의 주(主)주사 방향의 간격 거리 CXs에 대응하고 있다. 제어부(16)는, 묘화 빔(LB)의 빔 스폿 광(SP)을 기판(P) 상의 묘화 라인(LL2)을 따라서 묘화 라인의 길이 LBL만큼 주사시키고 있다. 22 is an explanatory diagram schematically illustrating pulsed light emitted in synchronization with the system clock of the pulsed light source. Hereinafter, although the drawing line LL2 is demonstrated also with reference to FIG. 21, the same applies to the drawing lines LL1 and LL3 to LL5. The light source device CNT may generate the beam spot light SP in synchronization with the pulse signal wp as the system clock SQ. By changing the frequency Fz of the system clock SQ, the pulse interval ?wp (=1/Fz) of the pulse signal wp is changed. The temporal pulse interval ?wp corresponds to the interval distance CXs in the main scanning direction of the spot light SP for each pulse on the writing line LL2. The
제어부(16)는, 묘화 빔(LB)이 묘화 라인(LL2)을 따라서 주사하고 있는 동안에, 시스템 클럭(SQ)의 주기를 부분적으로 변경하여, 펄스 간격 Δwp를, 묘화 라인(LL2) 중의 임의의 위치에서 증감시키는 기능을 구비하고 있다. 예를 들면, 본래의 시스템 클럭(SQ)이 100mHz인 경우, 제어부(16)는, 묘화 라인의 길이 LBL만큼 주사하는 동안에 일정한 시간 간격(주기)으로 부분적으로 시스템 클럭(SQ)을, 예를 들면 101mHz(혹은 99mHz)로 한다. 그 결과, 묘화 라인이 길이 LBL에서의 빔 스폿 광(SP)의 수가 증감한다. 환언하면, 제어부(16)는, 묘화 라인의 길이 LBL만큼 주사하는 동안에, 소정회(1이상)의 주기 간격으로 시스템 클럭(SQ)의 듀티(duty)를 부분적으로 증감한다. 이것에 의해, 펄스 간격 Δwp의 변화분만큼 광원(CNT)이 발생시키는 빔 스폿 광(SP)의 간격이 변화하고, 빔 스폿 광(SP)끼리의 중첩 거리 CXs가 변화한다. 그리고, Y방향의 묘화 시단(PTa)과 묘화 종단(PTb)과의 거리가 외관상, 신축한다. While the writing beam LB is scanning along the writing line LL2, the
일례를 설명하면, 묘화 라인의 길이 LBL가 30mm인 경우, 그것을 11등분하고, 약 3mm의 묘화 길이(주기 간격)마다 1개소만큼 시스템 클럭(SQ)의 펄스 간격 Δwp를 증감시킨다. 펄스 간격 Δwp의 증감량은, 도 13에서 설명한 바와 같이, 서로 이웃하는 2개의 스폿 광(SP)의 간격 거리 CXs의 변화에 따른 적산 프로파일(강도 분포)의 큰 악화를 초래하지 않는 범위, 예를 들면 기준의 간격 거리 CSx를 스폿 광의 직경 Xs(3㎛)의 50%로 하면, 그에 대해 ±15% 정도로 설정된다. 펄스 간격 Δwp의 증감이 +10%(간격 거리 CSx가 스폿 광의 직경 Xs의 60%)라고 하면, 길이 LBL의 묘화 라인 중의 이산적인 10개소의 각각에서, 1펄스분의 스폿 광이 직경 Xs의 10%분만큼 주(主)주사 방향으로 연장되도록 위치가 어긋난다. 그 결과, 묘화 후의 묘화 라인의 길이 LBL은, 30mm에 대해서 3㎛만큼 연장되게 된다. 이것은, 기판(P) 상에 묘화되는 패턴이 Y방향으로 0.01%(100ppm) 확대되는 것을 의미한다. 이것에 의해서, 기판(P)이 Y방향으로 신축하고 있는 경우에서도, 그것에 대응하여 묘화 패턴을 Y방향으로 신축시켜 노광할 수 있다. As an example, when the length LBL of the writing line is 30 mm, it is divided into 11 equal parts, and the pulse interval Δwp of the system clock SQ is increased or decreased by one place for every writing length (period interval) of about 3 mm. The increase/decrease amount of the pulse interval Δwp is a range that does not cause significant deterioration of the integration profile (intensity distribution) according to the change in the interval distance CXs of two spot lights SP adjacent to each other, as described in FIG. 13, for example. For example, if the standard interval distance CSx is 50% of the spot light diameter Xs (3 mu m), it is set to about ±15%. If the increase/decrease in the pulse interval Δwp is +10% (the interval distance CSx is 60% of the diameter Xs of the spot light), at each of 10 discrete points in the drawing line of length LBL, the spot light for 1 pulse is 10% of the diameter Xs The position is shifted so as to extend in the main scanning direction by minutes. As a result, the length LBL of the writing line after writing is extended by 3 micrometers with respect to 30 mm. This means that the pattern drawn on the substrate P is expanded by 0.01% (100 ppm) in the Y direction. Thereby, even when the board|substrate P expands and contracts in the Y direction, a drawing pattern can be expanded and contracted in a Y direction corresponding to it, and exposure can be carried out.
펄스 간격 Δwp를 증감하는 위치를, 예를 들면, 묘화 라인(LL1~LL5)의 1회의 주사마다, 예를 들면 시스템 클럭(SQ)의 100펄스마다, 200펄스 마다, …와 같이 임의의 값으로 프리(pre) 셋팅할 수 있는 구성으로 한다. 이와 같이 하면, 묘화 패턴의 주(主)주사 방향(Y방향)의 신축량을 비교적 큰 범위로 변화시킬 수 있게 되어, 기판(P)의 신축이나 변형에 대응하여, 동적으로 배율 보정을 시도할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 노광 장치(EX)의 제어부(16)에는, 시스템 클럭(SQ)의 발생 회로가 포함되고, 그 발생 회로는, 펄스 간격 Δwp가 일정한 원(原)클럭 신호를 시스템 클럭(SQ)으로서 발생하는 클럭 발진부와, 시스템 클럭(SQ)의 클럭 펄스수를 프리 셋팅된 값 정도만큼 카운트하면, 시스템 클럭(SQ)의 다음의 1클럭 펄스가 발생할 때까지의 시간을 바로 앞의 펄스 간격 Δwp에 대해서 증감시키는 타임 시프트부를 가진다. 또, 묘화 라인(길이(LBL)) 중에서, 시스템 클럭(SQ)의 펄스 간격 Δwp를 증감시키는 부분의 개수는, 묘화해야 할 패턴의 Y방향의 배율 보정비(ppm)에 의해서 대체로 정해지지만, 가장 적은 경우, 길이 LBL에 대응한 스폿 광(SP)의 주사 시간 Ts 중의 적어도 1개소라도 괜찮다. The position at which the pulse interval Δwp is increased or decreased is set for, for example, every scan of the drawing lines LL1 to LL5, for example, every 100 pulses of the system clock SQ, every 200 pulses, ... It has a configuration that can be pre-set to any value as shown. In this way, the amount of expansion and contraction in the main scanning direction (Y direction) of the drawing pattern can be changed within a relatively large range, and magnification correction can be attempted dynamically in response to the expansion and contraction or deformation of the substrate P. there is. Accordingly, the
도 23은, 시스템 클럭(SQ)의 펄스 간격 Δwp을 부분적으로 가변으로 하는 클럭 발생 회로의 일례를 나타낸다. 도 23에서, 클럭 발진부(200)로부터는, 시스템 클럭(SQ)과 동일한 주파수의 기본 클럭 신호(CKL)가 출력된다. 기본 클럭 신호(CKL)는, 기본 클럭 신호(CKL)의 펄스마다 소정의 지연 시간(Td)을 부가함으로써 시스템 클럭(SQ)을 생성하는 지연(遲延) 회로(202)와, 기본 클럭 신호(CKL)의 주파수를, 예를 들면 20체배(遞倍)한 체배 클럭 신호(CKs)를 출력하는 체배 회로(204)에 인가된다.Fig. 23 shows an example of a clock generation circuit that partially makes the pulse interval ?wp of the system clock SQ variable. In FIG. 23 , the basic clock signal CKL having the same frequency as the system clock SQ is output from the
지연 회로(202)는, 내부에 체배 클럭 신호(CKs)의 펄스수를 소정치(ΔNs)까지 계수(計數)하는 카운터를 가진다. 그 카운터가 소정치(ΔNs)를 계수하고 있는 시간이 지연 시간(Td)에 상당한다. 소정치(ΔNs)는, 프리셋(preset) 회로(206)에 의해서 셋팅된다. 프리셋 회로(206)는, 소정치(ΔNs)의 초기치가 되는 표준치(Ns0)를 내부에 구비하고 있고, 외부(메인 CPU 등)로부터 프리셋치(Dsb)(지연 시간(Td)의 변화분(ΔTd)에 대응한 값)가 보내어져 오면, 새로운 소정치(ΔNs)를, 직전의 소정치(ΔNs+Dsb)로 갱신한다.The
그 갱신은, 지연 회로(202)로부터 출력되는 시스템 클럭(SQ)의 펄스를 계수하는 카운터 회로(208)로부터의 완료 펄스 신호(b)에 응답하여 행하여진다. 카운터 회로(208)는, 프리셋치(Dsa)까지 시스템 클럭(SQ)의 펄스수를 계수하여 완료 펄스 신호(b)를 출력하면, 계수치를 영(零) 리셋하여 다시 시스템 클럭(SQ)의 펄스수를 계수하는 것을 반복하는 구성을 구비한다. 프리셋치(Dsa)는, 묘화 라인의 길이(LBL)을 N등분 했을 때의 1개의 길이(LBL/N)에 대응한 스폿 광의 펄스수(Nck)이지만, 반드시 길이(LBL/N)에 대응하고 있을 필요는 없고 임의의 값이라도 괜찮다. 또, 이상의 지연 회로(202), 프리셋 회로(206), 카운터 회로(208)에 의해서 타임 시프트부(shift部)가 구성된다.The update is performed in response to the completion pulse signal b from the
도 24는, 도 23의 회로 구성에서의 각 부의 신호의 시간 천이(遷移)를 나타내는 타이밍 차트이다. 프리셋 회로(206)에는, 초기치가 되는 표준치(Ns0)가 셋팅되고, 지연 회로(202)에 인가되는 소정치(ΔNs)는 표준치(Ns0)로 되어 있는 것으로 한다. 카운터 회로(208)가 설정된 펄스수(Nck)까지 계수하기 전, 즉 완료 펄스 신호(b)가 발생하기 전의 상태에서는, 프리셋 회로(206)로부터의 소정치(ΔNs)는 Ns0이며, 지연 회로(202)는, 도 24와 같이, 기본 클럭 신호(CKL)의 각 펄스의 시작에서부터 체배 클럭 신호(CKs)의 펄스수를 소정치(ΔNs)까지 계수하고, 그 계수 완료와 동시에 시스템 클럭(SQ)으로서 1개의 펄스(wp)를 출력한다. 따라서, 기본 클럭 신호(CKL)의 펄스의 시작에서부터, 시스템 클럭(SQ)의 대응하는 펄스(wp)의 시작까지의 지연 시간(Td1)은, 체배 클럭 신호(CKs)의 펄스를 소정치(ΔNs)분만큼 계수하는 시간에 상당한다.Fig. 24 is a timing chart showing time transitions of signals of respective parts in the circuit configuration of Fig. 23; It is assumed that a standard value Ns 0 serving as an initial value is set in the
도 24에서, 기본 클럭 신호(CKL)의 펄스(CKn)에 대응하여 지연 시간(Td1) 후에 발생한 시스템 클럭(SQ)의 펄스(wp)에 의해서, 카운터 회로(208)가 프리셋치(Dsa)(펄스수(Nck))분만큼 카운트 업(count up)했다고 하면, 카운터 회로(208)는 완료 펄스 신호(b)를 출력하고, 그것에 응답하여, 프리셋 회로(206)는, 새로운 소정치(ΔNs)를,〔직전의 소정치(ΔNs+Dsb)〕로 갱신한다. 프리셋치(Dsb)는, 도 22에 나타낸 펄스 간격 Δwp의 변화량(ΔTd)에 대응한 수치이며, 도 24에서는, 부(負)의 값으로 하여 셋팅되지만, 정(正)의 값이라도 동일하다. 따라서, 기본 클럭 신호(CKL)의 펄스(CKn)의 다음의 펄스(CKn+1)가 발생하기 전에, 지연 회로(202)에는, 표준치(Ns0)로 설정되는 지연 시간(Td1)보다도 ΔTd만큼 짧은 지연 시간(Td2)에 대응한 소정치(ΔNs)가 설정된다.In FIG. 24 , the
이것에 의해, 기본 클럭 신호(CKL)의 펄스(CKn+1)에 응답하여 발생하는 시스템 클럭(SQ)의 펄스(wp')와, 직전의 펄스(wp)와의 펄스 간격 Δwp'은, 그것 이전의 펄스 간격 Δwp 보다도 짧게 된다. 펄스(wp')의 발생 후에는, 카운터 회로(208)가 펄스수(Nck)분(分)의 시스템 클럭(SQ)을 계수할 때까지, 완료 펄스 신호(b)가 발생하지 않으므로, 지연 회로(202)에 설정되는 소정치(ΔNs)는 지연 시간(Td2)에 대응한 값 그대로이며, 다음에 완료 펄스 신호(b)가 발생할 때까지, 시스템 클럭(SQ)은 기본 클럭 신호(CKL)에 대해서 일률적으로 지연 시간(Td2)만큼 지연한 상태로 출력된다. 따라서, 기본 클럭 신호(CKL)의 주파수(Fz)로 정해지는 펄스 간격 Δwp과, 타임 시프트에 의해 보정된 펄스 간격 Δwp'의 비 β는,Accordingly, the pulse interval Δwp' between the pulse wp' of the system clock SQ generated in response to the pulse CK n+1 of the basic clock signal CKL and the pulse wp immediately preceding it is It becomes shorter than the pulse interval ?wp. After the pulse wp' is generated, the completion pulse signal b is not generated until the
β=Δwp'/Δwp=1±(ΔTd/wp)〔단,ΔTd<Δwp〕β=Δwp'/Δwp=1±(ΔTd/wp) [However, ΔTd<Δwp]
가 되고, 묘화 라인을 따라서 묘화되는 패턴의 폭방향의 치수는, β〉1일 때에는 묘화 데이터에서 규정되는 설계치 보다도 확대되며, β〈1일 때(도 24의 경우)에는 설계치 보다도 축소된다., and the dimension in the width direction of the pattern drawn along the drawing line is larger than the design value specified in the drawing data when β > 1, and smaller than the design value when β < 1 (in the case of FIG. 24).
이상의 도 23의 회로 구성에서는, 완료 펄스 신호(b)의 발생 직후에 만들어지는 시스템 클럭(SQ)의 1개의 펄스(wp)의 펄스 간격 Δwp을 시간 ΔTd만큼 변화시키는 것이, 시스템 클럭(SQ)의 펄스수(Nck)분(分)의 계수마다 반복하여 실행된다. 또, 도 23의 회로 구성의 경우, 프리셋 회로(206)가 내부에 기억하고 있는 표준치(Ns0)를 20으로 하고, 외부로부터 설정되는 프리셋치(Dsb)를 제로로 하면, 완료 펄스 신호(b)의 발생의 유무에 관계없이, 소정치(ΔNs)는 20인 그대로(Y방향의 묘화 배율 보정을 하지 않는 상태)이다. 또, 체배 클럭 신호(CKs)의 주파수가 기본 클럭 신호(CKL)의 주파수의 20배로 한 것이기 때문에, 소정치(ΔNs)를 20으로 한 경우, 프리셋치(Dsb)를 +1(또는 -1)로 셋팅하면, 소정치(ΔNs)는, 완료 펄스 신호(b)의 발생마다, 20, 21, 22, …(또는 20, 19, 18, …)로 증가(또는 감소)하도록 갱신된다. 게다가, 체배 클럭 신호(CKs)의 1펄스분이, 표준의 펄스 간격 Δwp(펄스 간격 거리(CXs))의 1/20(5%)에 상당하므로, 프리셋치(Dsb)를 ±1 변화시키면, 2개의 연속한 스폿 광의 중첩의 정도를 5% 단위로 바꿀 수 있다.In the circuit configuration of Fig. 23 described above, changing the pulse interval Δwp of one pulse wp of the system clock SQ generated immediately after the generation of the completion pulse signal b is changed by the time ΔTd of the system clock SQ It is repeatedly executed for every count equal to the number of pulses (Nck). In addition, in the case of the circuit configuration of Fig. 23, when the standard value Ns 0 stored inside the
이상과 같이, 이와 같이 펄스 간격 Δwp가 부분적으로 증감된 시스템 클럭(SQ)에 응답하여 상기 펄스 레이저의 광원 장치(CNT)로부터 출력되는 펄스 빔은, 묘화 유닛(UW1~UW5)의 각각에 공통으로 공급되므로, 묘화 라인(LL1~LL5)의 각각에서 묘화되는 패턴은 Y방향으로 동일한 비율로 신축된다. 따라서, 도 12(또는 도 11)에서 설명한 바와 같이, Y방향으로 서로 이웃하는 묘화 라인 사이에서의 이음 정밀도를 유지하기 위해, 묘화 라인(LL1~LL5)의 각각의 묘화 개시 위치(OC1~OC5)(또는 묘화 종료 위치(EC1~EC5))가 Y방향으로 시프트하도록, 묘화 타이밍이 보정된다. As described above, the pulse beam output from the light source device CNT of the pulse laser in response to the system clock SQ of which the pulse interval Δwp is partially increased or decreased in this way is common to each of the writing units UW1 to UW5. Therefore, the pattern drawn on each of the drawing lines LL1 to LL5 is expanded and contracted at the same rate in the Y direction. Therefore, as described with reference to Fig. 12 (or Fig. 11), in order to maintain the splicing precision between the drawing lines adjacent to each other in the Y direction, the drawing start positions OC1 to OC5 of the drawing lines LL1 to LL5 respectively. The writing timing is corrected so that (or the writing end positions EC1 to EC5) shift in the Y direction.
시스템 클럭(SQ)의 펄스 간격 Δwp을 부분적으로 가변으로 하는 회로 구성의 예는, 도 23, 도 24와 같이 지연 시간(Td1, Td2)을 디지털적으로 가변하는 방식 이외에, 아날로그적으로 가변하는 구성이라도 좋다. 또, 카운터 회로(208)가 프리셋치(Dsb)(펄스수(Nck))까지 시스템 클럭(SQ)을 계수할 때마다 보정되는 1개소의 펄스 간격 Δwp'이, 표준적인 펄스 간격 Δwp에 대해서, 예를 들면 1%라고 하는 약간의 값만큼 증감하는 구성으로 해도 괜찮다. 그 경우, 묘화 라인의 길이(LBL)를 따른 스폿 광의 1회의 주사 중에, 표준적인 펄스 간격 Δwp을 펄스 간격 Δwp'으로 보정하는 개소의 수를, 필요한 배율 보정량에 따라서 바꾸면 된다. 예를 들면, 보정하는 개소의 수를 100으로 하면, 1회의 스폿 광의 주사에 의해 묘화되는 패턴의 Y방향의 치수는, 펄스 간격 Δwp분만큼 증감한다.An example of a circuit configuration for partially varying the pulse interval Δwp of the system clock SQ is analogously variable in addition to the method of digitally varying the delay times Td 1 , Td 2 as shown in FIGS. 23 and 24 . Any configuration is fine. In addition, each time the
게다가, 도 4 중에 나타낸 광 편향기(AOM)(81)의 ON/OFF의 스위칭은, 묘화 데이터로서 송출되는 시리얼인 비트열(비트치 「0」또는 「1」의 줄)에 응답하여 행하여지지만, 그 비트치의 송출은, 펄스 간격 Δwp가 부분적으로 증감된 시스템 클럭(SQ)의 펄스 신호 wp(도 24)와 동기하도록 해도 좋다. 구체적으로는, 1개의 펄스 신호 wp가 발생하여 다음의 펄스 신호 wp가 발생할 때까지의 사이에, 1개의 비트치를 광 편향기(AOM)(81)의 드라이브(drive) 회로에 송출하고, 그 비트치가 예를 들면 「1」로서, 1개 전의 비트치가 「0」이었던 때에는, 광 편향기(AOM)(81)를 OFF 상태로부터 ON상태로 스위치하면 좋다. In addition, the ON/OFF switching of the optical deflector (AOM) 81 shown in Fig. 4 is performed in response to a serial bit string (a string of bit values "0" or "1") transmitted as writing data. , the bit value may be transmitted in synchronization with the pulse signal wp (FIG. 24) of the system clock SQ whose pulse interval ?wp is partially increased or decreased. Specifically, between the generation of one pulse signal wp and the generation of the next pulse signal wp, one bit value is transmitted to the drive circuit of the optical deflector (AOM) 81, and the bit When the value is "1", for example, and the previous bit value was "0", the optical deflector (AOM) 81 may be switched from the OFF state to the ON state.
그런데, 제어부(16)는, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 배치 상태 또는 상호의 배치 오차에 대응하는 조정 정보(캘리브레이션 정보) 및 회전 드럼(DR)의 양단부의 흔들림을 검지할 수 있는 변위계(YN1, YN2, YN3, YN4)의 검출한 정보에 근거하여, 회전 드럼(DR)의 회전 흔들림으로 의해서 생긴 Y방향의 오차를 상쇄하도록, 홀수번째 및 짝수번째의 묘화 유닛(UW1~UW5)에 의한 Y방향의 묘화 위치를 조정할 수 있다. 또, 제어부(16)는, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 배치 상태 또는 상호의 배치 오차에 대응하는 조정 정보(캘리브레이션 정보) 및 회전 드럼(DR)의 양단부의 흔들림을 검지할 수 있는 변위계(YN1, YN2, YN3, YN4)의 검출한 정보에 근거하여, 회전 드럼(DR)의 회전 흔들림으로 의해서 생긴 Y방향의 오차를 상쇄하도록, 홀수번째 및 짝수번째의 묘화 유닛(UW1~UW5)에 의한 Y방향의 길이(묘화 라인의 길이 LBL)를 변경할 수 있다. By the way, the
또, 제어부(16)는, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 배치 상태 또는 상호의 배치 오차에 대응하는 조정 정보(캘리브레이션 정보) 및 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)에 의해 검출된 정보에 근거하여, 기판(P)의 X방향 또는 Y방향의 오차를 상쇄하도록, 홀수번째 및 짝수번째의 묘화 유닛(UW1~UW5)에 의한 X방향 또는 Y방향의 묘화 위치를 조정할 수 있다. Moreover, the
제1 실시 형태의 노광 장치(EX)는, 위에서 설명한 바와 같이 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)의 각각으로부터의 묘화 빔(LB)에 의해서, 기판(P) 상에 형성되는 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)을 포함하는 묘화면내의 소정점인 회전축(I)을 중심으로 하여, 상기 묘화면내에서 제1 광학 정반(23)에 대해서 제2 광학 정반(25)을 시프트 이동시키는 시프트 보정 기구로서의 이동 기구(24)를 포함한다. 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 배치 상태 또는 상호의 배치 오차에 대응하는 조정 정보(캘리브레이션 정보)에 의해, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 전체가 X방향 및 Y방향 중 적어도 1개에 대해서 오차를 가지고 있는 경우, 제어부(16)는, 오차를 상쇄하는 시프트량이 되도록, 이동 기구(24)의 구동부에 대해 구동 제어를 행하여, 제2 광학 정반(25)을 X방향 및 Y방향 중 적어도 일방으로 시프트 이동시킬 수 있다. As described above, the exposure apparatus EX of the first embodiment includes a plurality of writing lines LB formed on the substrate P by the writing beams LB from each of the plurality of writing units UW1 to UW5. A shift correction mechanism for shifting and moving the second
제2 광학 정반(25)을 X방향 및 Y방향 중 적어도 일방으로 시프트 이동시키면, 그 시프트량만큼, 도 6에 나타내는 제4 반사 미러(59)가 X방향 또는 Y방향으로 변위한다. 특히 제4 반사 미러(59)의 Y방향의 변위는, 제3 반사 미러(58)로부터 오는 묘화 빔(LB)을 +Y방향으로 반사시킬 때에, Z방향으로 시프트 이동시켜 버린다. 그래서, 제1 광학계(41) 중의 빔 시프터 기구(44)에 의해서, 그 Z방향으로의 시프트 이동을 보정한다. 이것에 의해서, 제4 반사 미러(59) 이후의 제2 광학계(42) 및 제3 광학계(43)에 대해서는, 빔(LB)이 올바른 광로를 통과하도록 유지된다. When the second
또, 제1 실시 형태의 노광 장치(EX)에서, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 배치 상태 또는 상호의 배치 오차에 대응하는 조정 정보(캘리브레이션 정보)에 의해, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)이 X방향 및 Y방향의 적어도 1개에 대해서 오차를 가지고 있는 경우, 제어부(16)는, 오차를 상쇄하는 시프트량이 되도록, 빔 시프터 기구(44)에 대해 구동 제어를 행하여, 기판(P) 상에 형성되는 묘화 라인(LL1~LL5)을 X방향이나 Y방향으로 미소(微少) 시프트시킬 수 있다. Moreover, in the exposure apparatus EX of 1st Embodiment, by the adjustment information (calibration information) corresponding to the arrangement|positioning state of several drawing line LL1-LL5 or mutual arrangement error, some drawing line LL1-LL1- When LL5 has an error in at least one of the X direction and the Y direction, the
게다가, 제1 실시 형태의 노광 장치(EX)에서, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 배치 상태 또는 상호의 배치 오차에 대응하는 조정 정보(캘리브레이션 정보)에 의해, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5) 중 홀수번째 또는 짝수번째의 묘화 라인이, X방향 및 Y방향 중 적어도 1개에 대해서 오차를 가지고 있는 경우, 제어부(16)는, 오차를 상쇄하는 시프트량이 되도록, 빔 시프터 기구(45)에 대해 구동 제어를 행하여, 기판(P) 상에 형성되는 짝수번째의 묘화 라인(LL2, LL4)을 X방향이나 Y방향으로 미소 시프트시켜, 기판(P) 상에 형성되는 홀수번째의 묘화 라인(LL1, LL3, LL5)과의 상대적인 위치 관계를 미소하게 조정할 수 있다. Moreover, in the exposure apparatus EX of 1st Embodiment, by the adjustment information (calibration information) corresponding to the arrangement|positioning state of several drawing line LL1-LL5 or mutual arrangement|positioning error, some drawing line LL1-LL1 - When the odd-numbered or even-numbered drawing line among LL5) has an error in at least one of the X-direction and the Y-direction, the
또, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 배치 상태 또는 상호의 배치 오차에 대응하는 조정 정보(캘리브레이션 정보) 및 변위계(YN1, YN2, YN3, YN4) 또는 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)에 의해 검출된 정보에 근거하여, 제어부(16)는, 묘화 유닛(UW1~UW5)의 Y배율을 조정할 수도 있다. 예를 들면, f-θ 렌즈계(85)가 포함하는텔레센트릭 f-θ렌즈의 상고(像高)가 입사각에 비례한다. 이 때문에, 묘화 유닛(UW1)의 Y배율만큼을 조정하는 경우, 제어부(16)는, 조정 정보(캘리브레이션 정보) 및 변위계(YN1, YN2, YN3, YN4) 또는 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)에 의해 검출된 정보에 근거하여, 개별로 f-θ렌즈계(85)의 초점 거리 f를 조정함으로써 Y배율을 조정할 수 있다. 이러한 조정 기구에는, 예를 들면, 배율 보정을 위한 벤딩 플레이트(bending plate), 텔레센트릭 f-θ렌즈의 배율 보정 기구, 시프트 조정을 위한 하빙(halving)(경사 가능한 평행 평판 유리) 중 어느 하나 이상을 조합시켜도 좋다. 또 일정한 회전 속도로 회전하고 있는 회전 폴리곤 미러(97)의 회전 속도를 약간 가변함으로써, 시스템 클럭(SQ)에 동기하여 묘화되는 각 스폿 광(SP)(펄스광)의 간격 거리 CXs를 약간 바꾸는(서로 이웃하는 스폿 광끼리의 중첩량을 약간 어긋나게 하는) 것이 가능하고, 결과적으로 Y배율을 조정하는 것도 가능하다. Moreover, adjustment information (calibration information) corresponding to the arrangement state of the plurality of drawing lines LL1 to LL5 or a mutual arrangement error and displacement meters YN1, YN2, YN3, YN4 or alignment microscopes AM1 and AM2 are detected. Based on the obtained information, the
제1 실시 형태의 노광 장치(EX)는, 위에서 설명한 바와 같이 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)의 각각으로부터의 묘화 빔(LB)에 의해서, 기판(P) 상에 형성되는 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)을 포함하는 묘화면내의 소정점인 회전축(I)을 중심으로 하여, 상기 묘화면내에서 제1 광학 정반(23)에 대해서 제2 광학 정반(25)을 회전시키는 회전 기구로서의 이동 기구(24)를 포함한다. 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 배치 상태 또는 상호의 배치 오차에 대응하는 조정 정보(캘리브레이션 정보)에 의해, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)이 Y방향에 대해서 각도 오차를 가지고 있는 경우, 제어부(16)는, 각도 오차를 상쇄하는 회전량이 되도록, 이동 기구(24)의 구동부에 대해 구동 제어를 행하여, 제2 광학 정반(25)을 회전시킬 수 있다. As described above, the exposure apparatus EX of the first embodiment includes a plurality of writing lines LB formed on the substrate P by the writing beams LB from each of the plurality of writing units UW1 to UW5. Movement as a rotation mechanism for rotating the second
또, 각 묘화 유닛(UW1~UW5)을 개별로 회전 보정할 필요가 생긴 경우에는, 도 8에 나타낸 f-θ 렌즈계(85)와 제2 실린드리칼 렌즈(86)를 광축(AXf)의 둘레로 미소량 회전시킴으로써, 각 묘화 라인(LL1~LL5)을 기판(P) 상에서 개별로 미소하게 회전시키는(경사시키는) 것이 가능하다. 회전 폴리곤 미러(97)에 의해서 주사되는 빔(LB)은, 비주사 방향에 관해서 실린드리칼 렌즈(86)의 모선을 따라서 결상(結像)(집광)되기 때문에, 실린드리칼 렌즈(86)의 광축(AXf) 둘에의 회전에 의해, 각 묘화 라인(LL1~LL5)을 회전(경사)시키는 것이 가능하게 되는 것이다. In addition, when it is necessary to individually perform rotation correction of each of the drawing units UW1 to UW5, the f-
제1 실시 형태의 노광 장치(EX)는, 위에서 설명한 스텝 S4의 제어 장치에 의한 묘화 위치의 조정의 처리 중 적어도 1개를 처리하면 좋다. 또, 제1 실시 형태의 노광 장치(EX)는, 위에서 설명한 스텝 S4의 제어 장치에 의한 묘화 위치의 조정의 처리를 조합시켜, 처리해도 괜찮다. The exposure apparatus EX of 1st Embodiment should just process at least 1 of the process of adjustment of the drawing position by the control apparatus of step S4 demonstrated above. Moreover, the exposure apparatus EX of 1st Embodiment may combine processing of the adjustment of the drawing position by the control apparatus of step S4 demonstrated above, and may process it.
이상 설명한 기판 처리 장치의 조정 방법에 의해, 제1 실시 형태의 노광 장치(EX)에서는, 기판(P)의 폭방향(Y방향)에 인접하는 패턴(PT1~PT5)끼리의 이음 오차를 억제하기 위한 시험 노광이 불요(不要), 혹은 그 횟수가 격감된다. 이 때문에, 제1 실시 형태의 노광 장치(EX)는, 시험 노광, 건조 및 현상 공정, 노광 결과의 확인 작업 등의 시간을 들인 캘리브레이션 작업을 단축할 수 있다. 그리고, 제1 실시 형태의 노광 장치(EX)는, 시험 노광에 의해서 피드백하는 횟수분(分)의 기판(P)의 낭비를 억제할 수 있다. 제1 실시 형태의 노광 장치(EX)는, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 배치 상태 또는 상호의 배치 오차에 대응하는 조정 정보(캘리브레이션 정보)를 조기에 취득할 수 있다. 제1 실시 형태의 노광 장치(EX)는, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 배치 상태 또는 상호의 배치 오차에 대응하는 조정 정보(캘리브레이션 정보)에 근거하여, 미리 보정을 행하는 것에 의해, X방향 또는 Y방향에서의, 시프트, 회전, 배율 등의 각 성분을 용이하게 보정하는 것이 가능하다. 그리고, 제1 실시 형태의 노광 장치(EX)는, 기판(P) 상에 서로 겹쳐 노광을 하는 정밀도를 높일 수 있다. By the method of adjusting the substrate processing apparatus described above, in the exposure apparatus EX of the first embodiment, the joint error between the patterns PT1 to PT5 adjacent to the width direction (Y direction) of the substrate P is suppressed. Trial exposures are unnecessary, or the number of exposures is drastically reduced. For this reason, the exposure apparatus EX of 1st Embodiment can shorten the calibration work which took time, such as a trial exposure, drying and developing process, and confirmation work of an exposure result. And exposure apparatus EX of 1st Embodiment can suppress waste of the board|substrate P for the number of times fed back by trial exposure. Exposure apparatus EX of 1st Embodiment can acquire the adjustment information (calibration information) corresponding to the arrangement|positioning state of some drawing line LL1 - LL5, or a mutual arrangement error early. Exposure apparatus EX of 1st Embodiment correct|amends in advance based on the arrangement|positioning state of some drawing line LL1-LL5, or adjustment information (calibration information) corresponding to a mutual arrangement error, X, It is possible to easily correct each component such as shift, rotation, and magnification in the direction or the Y direction. And the exposure apparatus EX of 1st Embodiment can raise the precision which overlaps and exposes on the board|substrate P.
또, 제1 실시 형태의 노광 장치(EX)는, 광 편향기(81)가 음향 광학 소자를 포함하며, 묘화 빔(LB)을 회전 폴리곤 미러(97)에 의해서 스폿 주사하는 예를 설명했지만, 스폿 주사 이외에 DMD(Digital Micro mirror Device) 또는 SLM(Spatial light modulator:공간 광 변조기)를 사용하여 패턴을 묘화하는 방식이라도 좋다.In the exposure apparatus EX of the first embodiment, an example has been described in which the
[제2 실시 형태][Second embodiment]
다음으로, 제2 실시 형태의 노광 장치(EX)에 대해 설명한다. 또, 제2 실시 형태에서는, 제1 실시 형태와 중복하는 기재를 피할 수 있도록, 제1 실시 형태와 다른 부분에 대해서만 설명하고, 제1 실시 형태와 동일한 구성요소에 대해서는, 제1 실시 형태와 동일한 부호를 부여하여 설명한다. Next, the exposure apparatus EX of 2nd Embodiment is demonstrated. In addition, in 2nd Embodiment, in order to avoid description overlapping with 1st Embodiment, only the part different from 1st Embodiment is demonstrated, and about the same component as 1st Embodiment, it is the same as 1st Embodiment. It will be explained with reference numerals.
제2 실시 형태의 노광 장치(EX)에서, 캘리브레이션 검출계(31)의 광전 센서(31Cs)는, 기준 패턴(기준 마크로서도 이용 가능)(RMP)은 아니고, 기판(P) 상에 있는 얼라이먼트 마크(Ks1~Ks3)의 반사광(산란광)을 검출한다. 얼라이먼트 마크(Ks1~Ks3)는, 복수의 묘화 유닛(UW1~UW5)의 각 묘화 라인(LL1~LL5) 중 어느 하나를 통과하는 Y방향의 기판(P) 상의 위치에 배치되어 있다. 묘화 빔(LB)의 스폿 광(SP)이 얼라이먼트 마크(Ks1~Ks3)를 주사하면, 얼라이먼트 마크(Ks1~Ks3)에서 반사하는 산란광이 광전 센서(31Cs)에 명시야 또는 암시야로 수광된다. In the exposure apparatus EX of the second embodiment, the photoelectric sensor 31Cs of the
제어부(16)는, 광전 센서(31Cs)로부터 출력되는 신호에 근거하여, 얼라이먼트 마크(Ks1~Ks3)의 엣지 위치를 검출한다. 그리고, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 제어부(16)는, 광전 센서(31Cs)에서 검출한 검출 신호로부터, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 배치 상태 또는 상호의 배치 오차에 대응하는 조정 정보(캘리브레이션 정보)를 구할 수 있다. The
또, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 배치 상태 또는 상호의 배치 오차에 대응하는 조정 정보(캘리브레이션 정보) 및 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)에 의해 검출된 정보에 근거하여, 제어부(16)는, 기판(P)의 X방향 또는 Y방향의 오차를 상쇄하도록, 홀수번째 및 짝수번째의 묘화 유닛(UW1~UW5)에 의한 X방향 또는 Y방향의 묘화 위치를 조정할 수 있다. 묘화 빔(LB)의 스폿 광(SP)이 얼라이먼트 마크(Ks1~Ks3)에 투사되면, 얼라이먼트 마크(Ks1~Ks3) 상의 감광층이 감광하고, 그 후의 프로세스에서 얼라이먼트 마크(Ks1~Ks3)가 찌그러질 가능성이 있다. 얼라이먼트 마크(Ks1~Ks3)를 복수열 마련해 두고, 얼라이먼트 현미경(AM1, AM2)은, 노광에 의해 찌그러지지 않았던, 얼라이먼트 마크(Ks1~Ks3)를 판독하는 것이 바람직하다. Moreover, based on the adjustment information (calibration information) corresponding to the arrangement state of the plurality of drawing lines LL1 to LL5 or the arrangement error of each other, and the information detected by the alignment microscopes AM1 and AM2, the
이 때문에, 제2 실시 형태의 노광 장치(EX)는, 노광에 의해 찌그러져도 괜찮은 얼라이먼트 마크(Ks1~Ks3)의 근방은, 묘화 빔(LB)의 스폿 광(SP)에 의해 주사하고, 노광에 의해 찌그러지고 싶지 않은 얼라이먼트 마크(Ks1~Ks3)의 근방은 스폿 광(SP)이 조사되지 않도록, 광 편향기(AOM)(81)를 ON/OFF 하는 데이터를, 패턴 묘화용 데이터 중에 포함시켜 두는 것이 가능하다. 이것에 의해서, 묘화 빔(LB)에 의해 노광하면서, 캘리브레이션 정보를 거의 리얼타임으로 취득하고, 또한 얼라이먼트 마크(Ks1~Ks3)(기판(P)의 위치)를 판독할 수도 있다. For this reason, the exposure apparatus EX of 2nd Embodiment scans the vicinity of alignment marks Ks1 - Ks3 which may be distorted by exposure with the spot light SP of the writing beam LB, Data for turning on/off the optical deflector (AOM) 81 is included in the data for pattern writing so that spot light SP is not irradiated near the alignment marks Ks1 to Ks3 that do not want to be distorted by it is possible Thereby, while exposing with the writing beam LB, calibration information can be acquired substantially in real time, and alignment marks Ks1 - Ks3 (position of the board|substrate P) can also be read.
제2 실시 형태의 노광 장치(EX)는, 제1 실시 형태의 노광 장치(EX)와 마찬가지로, 이음 오차를 억제하기 위한 시험 노광이 불요, 혹은 그 횟수가 격감된다. 그것에 더하여 제2 실시 형태의 노광 장치(EX)에서는, 기판(P)에 패턴 노광하면서, 복수의 묘화 라인(LL1~LL5)의 배치 상태 또는 상호의 배치 관계 등의 오차 정보를 계측하고, 그것에 대응하는 조정 정보(캘리브레이션 정보)를 조기(거의 리얼타임)에 취득할 수 있다. 따라서, 제2 실시 형태의 노광 장치(EX)에서는, 조기에 계측되는 오차 정보, 혹은 조정 정보(캘리브레이션 정보)에 근거하여, 디바이스 패턴을 노광하면서, 소정의 정밀도를 유지하는 보정이나 조정을 순차적으로 행할 수 있으며, 멀티 묘화 헤드 방식에서 문제였던, X방향 또는 Y방향에서의 시프트 오차, 회전 오차, 배율 오차 등의 각 오차 성분을 감안한 묘화 유닛 사이의 이음 정밀도의 저하를 용이하게 억제하는 것이 가능하다. 이것에 의해서, 제2 실시 형태의 노광 장치(EX)는, 기판(P) 상에 서로 겹쳐 노광을 할 때의 겹침 정밀도를 높은 상태로 유지할 수 있다. The exposure apparatus EX of 2nd Embodiment is similar to the exposure apparatus EX of 1st Embodiment, the trial exposure for suppressing a noise error is unnecessary, or the frequency|count is reduced drastically. In addition to this, in the exposure apparatus EX of the second embodiment, error information such as the arrangement state of the plurality of drawing lines LL1 to LL5 or the mutual arrangement relationship is measured and corresponding to the pattern exposure to the substrate P adjustment information (calibration information) to be performed can be acquired early (almost real-time). Therefore, in the exposure apparatus EX of the second embodiment, on the basis of the error information or adjustment information (calibration information) measured at an early stage, while exposing the device pattern, correction and adjustment for maintaining a predetermined precision are sequentially performed. It is possible to easily suppress a decrease in the joint accuracy between the drawing units in consideration of each error component such as a shift error in the X or Y direction, a rotation error, and a magnification error, which was a problem in the multi-drawing head method. . Thereby, the exposure apparatus EX of 2nd Embodiment can maintain the overlapping precision at the time of mutually overlapping and exposing on the board|substrate P in a high state.
<디바이스 제조 방법><Device manufacturing method>
다음으로, 도 25를 참조하여, 디바이스 제조 방법에 대해 설명한다. 도 25는, 각 실시 형태의 디바이스 제조 방법을 나타내는 플로우차트이다. Next, with reference to FIG. 25, the device manufacturing method is demonstrated. 25 is a flowchart showing a device manufacturing method according to each embodiment.
도 25에 나타내는 디바이스 제조 방법에서는, 먼저, 예를 들면 유기 EL 등의 자발광 소자에 의한 표시 패널의 기능·성능 설계를 행하고, 필요한 회로 패턴이나 배선 패턴을 CAD 등에 의해 설계한다(스텝 S201). 또, 표시 패널의 기재가 되는 가요성의 기판(P)(수지 필름, 금속 박막, 플라스틱 등)이 감겨진 공급용 롤을 준비해 둔다(스텝 S202). 또, 이 스텝 S202에서 준비해 둔 롤 모양의 기판(P)은, 필요에 따라서 그 표면을 개질(改質)한 것, 기초층(예를 들면 임프린트 방식에 의한 미소 요철)을 사전 형성한 것, 광 감응성의 기능막이나 투명막(절연 재료)을 미리 라미네이트한 것이라도 좋다. In the device manufacturing method shown in Fig. 25, first, for example, a function/performance design of a display panel using a self-luminous element such as organic EL is performed, and necessary circuit patterns and wiring patterns are designed by CAD or the like (step S201). Moreover, the supply roll on which the flexible board|substrate P (resin film, metal thin film, plastic, etc.) used as a base material of a display panel was wound is prepared (step S202). In addition, the roll-shaped board|substrate P prepared in this step S202 has the surface modified as needed, the thing which preformed the base layer (for example, micro unevenness|corrugation by imprint method), A photosensitive functional film or a transparent film (insulating material) laminated in advance may be used.
다음으로, 기판(P) 상에 표시 패널 디바이스를 구성하는 전극이나 배선, 절연막, TFT(박막 반도체) 등에 의해서 구성되는 백플랜(back plane)층을 형성함과 아울러, 그 백플랜에 적층되도록, 유기 EL 등의 자발광 소자에 의한 발광층(표시 화소부)이 형성된다(스텝 S203). 이 스텝 S203에는, 앞의 각 실시 형태에서 설명한 노광 장치(EX)가 이용되고, 포토레지스트층을 노광하여 현상하는 종래의 포토리소그래피(photolithography) 공정, 포토레지스트 대신에 감광성 실란 커플링재를 도포한 기판(P)을 패턴 노광하여 표면을 친발수성으로 개질하여 패턴을 형성하는 노광 공정, 광 감응성의 촉매층을 패턴 노광하여 선택적인 도금 환원성을 부여하고, 무전해(無電解) 도금법에 따라 금속막의 패턴(배선, 전극 등)을 형성하는 습식 공정, 혹은, 은나노 입자를 함유한 도전성 잉크 등에 의해서 패턴을 묘화하는 인쇄 공정도 등에 의한 처리도 포함된다.Next, to form a back plane layer composed of electrodes or wiring, an insulating film, TFT (thin film semiconductor), etc. constituting the display panel device on the substrate P, and to be laminated on the back plane, A light-emitting layer (display pixel portion) of a self-luminous element such as organic EL is formed (step S203). In this step S203, the exposure apparatus EX described in each of the previous embodiments is used, and a conventional photolithography process of exposing and developing a photoresist layer, a substrate coated with a photosensitive silane coupling material instead of the photoresist (P) is pattern-exposed to modify the surface to be hydrophilic to form a pattern, the photosensitive catalyst layer is pattern-exposed to give selective plating reducibility, and the metal film is patterned ( Wiring, electrodes, etc.) or a process by a printing process diagram of drawing a pattern with a conductive ink containing silver nanoparticles or the like is also included.
다음으로, 롤 방식으로 장척의 기판(P) 상에 연속적으로 제조되는 표시 패널 디바이스마다, 기판(P)을 다이싱하거나, 각 표시 패널 디바이스의 표면에, 보호 필름(내환경 배리어층(barrier層))이나 칼라 필터 시트 등을 접합시키거나 하여, 디바이스를 조립한다(스텝 S204). 다음으로, 표시 패널 디바이스가 정상적으로 기능하는지, 소망의 성능이나 특성을 만족하고 있는지의 검사 공정이 행하여진다(스텝 S205). 이상과 같이 하여, 표시 패널(플렉시블·디스플레이)을 제조할 수 있다. 또, 플렉시블한 장척의 시트 기판에 작성되는 전자 디바이스는 표시 패널에 한정되지 않고, 자동차나 전차(電車) 등에 탑재되는 각종의 전자 부품 사이의 접속을 위한 하네스(harness)(배선 다발)로서의 플렉시블 배선망이라도 좋다. Next, for each display panel device continuously manufactured on a long substrate P by a roll method, the substrate P is diced, or a protective film (environment resistant barrier layer) is applied to the surface of each display panel device. )) or a color filter sheet, or the like, to assemble the device (step S204). Next, an inspection step is performed to determine whether the display panel device functions normally or satisfies desired performance and characteristics (step S205). As described above, a display panel (flexible display) can be manufactured. In addition, the electronic device created on a flexible long sheet board is not limited to a display panel, A flexible ship as a harness (wire bundle) for connection between various electronic components mounted on automobiles, electric trains, etc. Envy is good
1 : 디바이스 제조 시스템
11 : 묘화 장치
12 : 기판 반송 기구
13 : 장치 프레임
14 : 회전 위치 검출 기구
16 : 제어부
23 : 제1 광학 정반
24 : 이동 기구
25 : 제2 광학 정반
31 : 캘리브레이션 검출계
31Cs : 광전 센서
31f : 차광 부재
73 : 제4 빔 스플리터
81 : 광 편향기
83 : 주사기
96 : 반사 미러
97 : 회전 폴리곤 미러
97a : 회전축
97b : 반사면
98 : 원점 검출기
AM1, AM2 : 얼라이먼트 현미경
DR : 회전 드럼
EN1, EN2, EN3, EN4 : 엔코더 헤드
EX : 노광 장치
I : 회전축
LL1~LL5 : 묘화 라인
PBS : 편광빔 스플리터
UW1~UW5 : 묘화 유닛DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Device manufacturing system 11: Drawing apparatus
12: board|substrate conveyance mechanism 13: apparatus frame
14: rotation position detection mechanism 16: control unit
23: first optical platen 24: moving mechanism
25: second optical plate 31: calibration detection system
31Cs:
73: fourth beam splitter 81: optical deflector
83
97:
97b: reflective surface 98: origin detector
AM1, AM2: alignment microscope DR: rotating drum
EN1, EN2, EN3, EN4: Encoder head EX: Exposure device
I: rotation shaft LL1 to LL5: drawing line
PBS: Polarizing beam splitter UW1 to UW5: Writing unit
Claims (13)
상기 묘화 데이터에 따라 변조된 빔을 상기 기판 상에서 주주사 방향으로 주사하는 주사기(走査器)와, 상기 주사기가 상기 빔의 주사를 개시하는 타이밍을 나타내는 원점 신호를 발생하는 원점 검출기를 포함하는 묘화 유닛과,
상기 기판을 지지하는 표면의 적어도 일부에 형성된 기준 패턴을 가지고, 상기 기판을 상기 주주사 방향과 직교하는 부주사 방향으로 이동시키는 반송 기구와,
상기 빔이 상기 반송 기구의 표면, 또는 상기 기판의 표면을 주사했을 때에 발생하는 반사광을 수광하여, 상기 기준 패턴, 또는 상기 기판 상에 형성된 마크에 따라 강도 변화하는 검출 신호를 출력하는 캘리브레이션 검출계와,
상기 원점 검출기로부터의 상기 원점 신호에 근거하여 정해지는 상기 빔의 주사 개시 위치와, 상기 캘리브레이션 검출계로부터의 상기 검출 신호에 근거하여 정해지는 상기 빔의 주사 위치와의 관계에 근거하여, 상기 묘화 유닛에 의한 상기 패턴의 묘화 위치를 조정하는 제어부를 구비하는 패턴 묘화 장치.A pattern drawing apparatus for drawing a pattern on a flexible substrate based on drawing data, comprising:
A writing unit comprising a scanner for scanning a beam modulated according to the writing data in a main scanning direction on the substrate, and an origin detector for generating an origin signal indicating a timing at which the scanner starts scanning the beam; ,
a conveying mechanism having a reference pattern formed on at least a portion of a surface supporting the substrate and moving the substrate in a sub-scan direction orthogonal to the main scanning direction;
a calibration detection system that receives reflected light generated when the beam scans the surface of the conveying mechanism or the surface of the substrate, and outputs a detection signal whose intensity changes according to the reference pattern or a mark formed on the substrate; ,
the drawing unit, based on a relationship between a scanning start position of the beam determined based on the origin signal from the origin detector and a scanning position of the beam determined based on the detection signal from the calibration detection system; A pattern writing apparatus provided with a control unit for adjusting a writing position of the pattern by
상기 빔이 상기 주사기에 입사하기 전의 광로 중에 마련되고, 상기 기판 상에서 주사되는 상기 빔에 의한 묘화 라인을, 상기 주주사 방향, 또는 상기 부주사 방향으로 시프트시키는 빔 시프터 기구를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 빔 시프터 기구를 구동 제어하여 상기 묘화 위치를 조정하는 패턴 묘화 장치.The method according to claim 1,
a beam shifter mechanism provided in an optical path before the beam is incident on the scanner and shifting a drawing line by the beam scanned on the substrate in the main scanning direction or the sub-scan direction;
The said control part drives and controls the said beam shifter mechanism, The pattern writing apparatus which adjusts the said writing position.
상기 빔 시프터 기구는, 상기 빔의 진행축에 대해서 수직인 축의 둘레로 경사 가능한 평행 평면판으로 구성되는 패턴 묘화 장치.3. The method according to claim 2,
and the beam shifter mechanism is a pattern writing apparatus comprising a parallel flat plate that can be inclined around an axis perpendicular to the traveling axis of the beam.
상기 반송 기구는,
상기 주주사 방향과 평행하게 설정되는 중심선으로부터 일정 반경의 원통 모양의 외주면을 가지고, 상기 외주면에 의해 상기 기판을 지지하는 회전 드럼을 포함하는 패턴 묘화 장치.4. The method according to claim 3,
The conveying mechanism is
and a rotating drum having a cylindrical outer peripheral surface having a predetermined radius from a center line set parallel to the main scanning direction, and supporting the substrate by the outer peripheral surface.
상기 주사기는,
상기 빔을 편향시키는 회전 다면경과,
상기 회전 다면경에서 편향된 상기 빔을 상기 기판 상에 텔레센트릭한 상태로 투사함으로써 상기 빔을 상기 주주사 방향으로 주사하는 f-θ 렌즈계를 포함하고,
상기 캘리브레이션 검출계는, 상기 반사광을, 상기 f-θ 렌즈계와 상기 회전 다면경을 거쳐 수광하도록 배치되어 있는 패턴 묘화 장치.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The syringe is
a rotating polygonal mirror to deflect the beam;
and an f-θ lens system that scans the beam in the main scanning direction by projecting the beam deflected from the rotating polygonal mirror in a telecentric state on the substrate,
and the calibration detection system is arranged to receive the reflected light through the f-θ lens system and the rotating polygonal mirror.
상기 묘화 유닛은,
상기 회전 다면경을 향하는 상기 빔의 광로 중에 마련되는 제1 실린드리칼 렌즈와, 상기 f-θ 렌즈계와 상기 기판과의 사이의 상기 빔의 광로 중에 마련되는 제2 실린드리칼 렌즈를 포함하고,
상기 캘리브레이션 검출계는, 상기 반사광을, 상기 제2 실린드리칼 렌즈, 상기 f-θ 렌즈계, 상기 회전 다면경, 및 상기 제1 실린드리칼 렌즈의 순서로 거쳐 수광하도록 배치되는 패턴 묘화 장치.6. The method of claim 5,
The drawing unit is
a first cylindrical lens provided in an optical path of the beam toward the rotating polygon mirror, and a second cylindrical lens provided in an optical path of the beam between the f-θ lens system and the substrate;
and the calibration detection system is arranged to receive the reflected light through the second cylindrical lens, the f-θ lens system, the rotating polygonal mirror, and the first cylindrical lens in this order.
상기 캘리브레이션 검출계는,
상기 제1 실린드리칼 렌즈를 향하는 상기 빔과, 상기 제1 실린드리칼 렌즈를 거쳐 되돌아오는 상기 반사광을, 편광에 의해서 분리하는 편광빔 스플리터와,
상기 편광빔 스플리터를 거쳐 되돌아오는 상기 반사광을 명시야, 또는 암시야로 광전 검출하는 광전 센서를 포함하는 패턴 묘화 장치.7. The method of claim 6,
The calibration detection system,
a polarization beam splitter that separates the beam directed to the first cylindrical lens and the reflected light returning through the first cylindrical lens by polarization;
and a photoelectric sensor for photoelectrically detecting the reflected light returned through the polarization beam splitter in a bright field or a dark field.
회전 다면경과 f-θ 렌즈계를 포함하는 묘화 유닛의 상기 회전 다면경의 회전에 의해서, 상기 묘화 데이터에 따라 강도 변조된 빔을 상기 기판 상에서 주주사 방향으로 주사하는 공정과,
상기 기판을 지지하는 표면의 적어도 일부에 기준 패턴이 형성된 반송 기구에 의해서, 상기 기판을 상기 주주사 방향과 직교하는 부주사 방향으로 이동시키는 공정과,
상기 회전 다면경의 각 반사면의 각도 위치를 검출하는 원점 검출기로부터, 상기 빔의 주사를 개시하는 타이밍을 나타내는 원점 신호를 얻는 공정과,
상기 빔이 상기 반송 기구의 표면, 또는 상기 기판의 표면을 주사했을 때에 발생하는 반사광을, 상기 f-θ 렌즈계와 상기 회전 다면경을 거쳐 수광하는 캘리브레이션 검출계에 의해서, 상기 반사광의 강도 변화에 따른 검출 신호를 얻는 공정과,
상기 원점 신호에 근거하여 정해지는 상기 빔의 주사 개시 위치와, 상기 검출 신호에 근거하여 정해지는 상기 빔의 주사 위치와의 관계에 근거하여, 상기 묘화 유닛에 의한 상기 패턴의 묘화 위치를 조정하는 공정을 포함하는 패턴 묘화 방법.A pattern writing method for writing a pattern on a flexible substrate based on writing data, comprising:
scanning a beam intensity-modulated according to the writing data in a main scanning direction on the substrate by rotation of the rotating polyhedron of a writing unit including a rotating polyhedron and an f-θ lens system;
moving the substrate in a sub-scan direction orthogonal to the main-scan direction by a transfer mechanism in which a reference pattern is formed on at least a part of a surface supporting the substrate;
obtaining, from an origin detector that detects the angular position of each reflective surface of the rotating polygonal mirror, an origin signal indicating a timing for starting scanning of the beam;
By a calibration detection system that receives reflected light generated when the beam scans the surface of the conveying mechanism or the surface of the substrate through the f-θ lens system and the rotating polygonal mirror, obtaining a detection signal;
A step of adjusting a drawing position of the pattern by the drawing unit based on a relationship between a scanning start position of the beam determined based on the origin signal and a scanning position of the beam determined based on the detection signal A pattern writing method comprising a.
상기 빔이 상기 회전 다면경에 입사하기 전의 광로 중에 마련되고, 상기 기판 상에서 주사되는 상기 빔에 의한 묘화 라인을, 상기 주주사 방향, 또는 상기 부주사 방향으로 미소 시프트시키는 빔 시프터 기구가 마련되고,
상기 조정하는 공정에서는, 상기 빔 시프터 기구를 구동 제어하여 상기 묘화 위치를 조정하는 패턴 묘화 방법.9. The method of claim 8,
A beam shifter mechanism is provided in the optical path before the beam is incident on the rotating polygon mirror and finely shifts a drawing line by the beam scanned on the substrate in the main scanning direction or the sub-scan direction;
In the step of adjusting, the pattern writing method of controlling the driving of the beam shifter mechanism to adjust the writing position.
상기 빔 시프터 기구는, 상기 빔의 진행축에 대해서 수직인 축의 둘레로 경사 가능한 평행 평면판으로 구성되고,
상기 조정하는 공정에서는, 상기 평행 평면판의 경사 각도가 조정되는 패턴 묘화 방법.10. The method of claim 9,
The beam shifter mechanism is composed of a parallel flat plate that can be inclined around an axis perpendicular to the traveling axis of the beam,
In the step of adjusting, the inclination angle of the parallel flat plate is adjusted.
상기 반송 기구는,
상기 주주사 방향과 평행하게 설정되는 중심선으로부터 일정 반경의 원통 모양의 외주면을 가지고, 상기 외주면에 의해 상기 기판을 지지하는 회전 드럼을 포함하는 패턴 묘화 방법.10. The method of claim 9,
The conveying mechanism is
and a rotating drum having a cylindrical outer circumferential surface having a predetermined radius from a center line set parallel to the main scanning direction, and supporting the substrate by the outer circumferential surface.
상기 묘화 유닛은,
상기 회전 다면경을 향하는 상기 빔의 광로 중에 마련되는 제1 실린드리칼 렌즈와, 상기 f-θ 렌즈계와 상기 기판과의 사이의 상기 빔의 광로 중에 마련되는 제2 실린드리칼 렌즈를 포함하고,
상기 캘리브레이션 검출계는, 상기 반사광을, 상기 제2 실린드리칼 렌즈, 상기 f-θ 렌즈계, 상기 회전 다면경, 및 상기 제1 실린드리칼 렌즈의 순서로 거쳐 수광하는 패턴 묘화 방법.12. The method according to any one of claims 8 to 11,
The drawing unit is
a first cylindrical lens provided in an optical path of the beam toward the rotating polygon mirror, and a second cylindrical lens provided in an optical path of the beam between the f-θ lens system and the substrate;
wherein the calibration detection system receives the reflected light through the second cylindrical lens, the f-θ lens system, the rotating polygonal mirror, and the first cylindrical lens in this order.
상기 캘리브레이션 검출계는,
상기 제1 실린드리칼 렌즈를 향하는 상기 빔과, 상기 제1 실린드리칼 렌즈를 거쳐 되돌아오는 상기 반사광을, 편광에 의해서 분리하는 편광빔 스플리터와, 상기 편광빔 스플리터를 거쳐 되돌아오는 상기 반사광을 명시야, 또는 암시야로 광전 검출하는 광전 센서를 포함하는 패턴 묘화 방법.13. The method of claim 12,
The calibration detection system,
A polarization beam splitter that separates the beam directed to the first cylindrical lens and the reflected light returning through the first cylindrical lens by polarization, and the reflected light returning through the polarizing beam splitter A pattern writing method comprising a photoelectric sensor for photoelectrically detecting a field of view or a dark field.
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