KR20240014513A - 노광 장치, 제어 방법, 및 디바이스 제조 방법 - Google Patents

노광 장치, 제어 방법, 및 디바이스 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240014513A
KR20240014513A KR1020237045134A KR20237045134A KR20240014513A KR 20240014513 A KR20240014513 A KR 20240014513A KR 1020237045134 A KR1020237045134 A KR 1020237045134A KR 20237045134 A KR20237045134 A KR 20237045134A KR 20240014513 A KR20240014513 A KR 20240014513A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
scanning direction
exposure
predetermined range
substrate
exposing
Prior art date
Application number
KR1020237045134A
Other languages
English (en)
Inventor
마사키 가토
야스시 미즈노
도시하루 나카시마
요시히코 후지무라
Original Assignee
가부시키가이샤 니콘
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 니콘 filed Critical 가부시키가이샤 니콘
Publication of KR20240014513A publication Critical patent/KR20240014513A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70358—Scanning exposure, i.e. relative movement of patterned beam and workpiece during imaging
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70258—Projection system adjustments, e.g. adjustments during exposure or alignment during assembly of projection system
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70283—Mask effects on the imaging process
    • G03F7/70291—Addressable masks, e.g. spatial light modulators [SLMs], digital micro-mirror devices [DMDs] or liquid crystal display [LCD] patterning devices
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
    • G03F7/70508—Data handling in all parts of the microlithographic apparatus, e.g. handling pattern data for addressable masks or data transfer to or from different components within the exposure apparatus
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70716—Stages
    • G03F7/70725—Stages control
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70758—Drive means, e.g. actuators, motors for long- or short-stroke modules or fine or coarse driving

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

정밀도가 높은 노광을 고스루풋으로 실현하기 위해서, 노광 장치는, 기판을 유지하여 이동하는 기판 홀더와, 2 차원 배열된 광변조 소자를 갖는 공간 광변조기와, 상기 공간 광변조기에 조명광을 조사하는 조명 유닛과, 상기 기판 상에 있어서 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 2 차원 배열된 광 조사 영역군의 각각으로 상기 광변조 소자로부터의 상기 조명광을 유도하는 투영 유닛을 포함하는 모듈과, 상기 기판 홀더를 주사 방향으로 구동시키는 제어부를 구비하고, 상기 광변조 소자는, 상기 주사 방향 및 그 주사 방향에 직교하는 비주사 방향에 대해서 소정 각도 θ (0°＜ θ ＜ 90°) 경사지게 2 차원 배열되고, 상기 제어부는, 상기 기판의 소정 범위를 노광할 때에, 상기 소정 범위 내에 조사되는 상기 광변조 소자 각각으로부터 출사되는 상기 조명광의 중심을 나타내는 스폿 위치가 지그재그 배치로 되는 속도로, 상기 기판 홀더를 주사한다.

Description

노광 장치
노광 장치에 관한 것이다.
종래, 액정이나 유기 EL 에 의한 표시 패널, 반도체 소자 (집적 회로 등) 등의 전자 디바이스 (마이크로 디바이스) 를 제조하는 리소그래피 공정에서는, 스텝·앤드·리피트 방식의 투영 노광 장치 (이른바 스테퍼), 혹은 스텝·앤드·스캔 방식의 투영 노광 장치 (이른바 스캐닝·스테퍼 (스캐너라고도 불린다)) 등이 사용되었다. 이런 종류의 노광 장치는, 유리 기판, 반도체 웨이퍼, 프린트 배선 기판, 수지 필름 등의 피노광 기판 (이하, 간단히 기판이라고도 부른다) 의 표면에 도포된 감광층에 전자 디바이스용의 마스크 패턴을 투영 노광하였다.
그 마스크 패턴을 고정적으로 형성하는 마스크 기판의 제조에는 시간과 경비를 필요로 하기 때문에, 마스크 기판 대신에, 미소 변위되는 마이크로 미러의 다수를 규칙적으로 배열한 디지털·미러·디바이스 (DMD) 등의 공간 광변조 소자 (가변 마스크 패턴 생성기) 를 사용한 노광 장치가 알려져 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1 에 개시된 노광 장치에서는, 예를 들어, 파장 375 ㎚ 의 레이저 다이오드 (LD) 로부터의 광과 파장 405 ㎚ 의 LD 로부터의 광을 멀티 모드의 파이버 번들로 혼합한 조명광을, 디지털·미러·디바이스 (DMD) 에 조사하여, 경사 제어된 다수의 마이크로 미러의 각각으로부터의 반사광을 결상 광학계, 마이크로 렌즈 어레이를 개재하여 기판에 투영 노광한다.
노광 장치에 있어서는, 정밀도가 높은 노광을 고스루풋으로 실현하는 것이 요망되고 있다.
일본 공개특허공보 2019-23748호
개시의 양태에 의하면, 노광 장치는, 기판을 유지하여 이동하는 기판 홀더와, 2 차원 배열된 광변조 소자를 갖는 공간 광변조기와, 상기 공간 광변조기에 조명광을 조사하는 조명 유닛과, 상기 기판 상에 있어서 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 2 차원 배열된 광 조사 영역군의 각각으로 상기 광변조 소자로부터의 상기 조명광을 유도하는 투영 유닛을 포함하는 모듈과, 상기 기판 홀더를 주사 방향으로 구동시키는 제어부를 구비하고, 상기 광변조 소자는, 상기 주사 방향 및 그 주사 방향에 직교하는 비주사 방향에 대해서 소정 각도 θ (0°＜ θ ＜ 90°) 경사지게 2 차원 배열되고, 상기 제어부는, 상기 기판의 소정 범위를 노광할 때에, 상기 소정 범위 내에 조사되는 상기 광변조 소자 각각으로부터 출사되는 상기 조명광의 중심을 나타내는 스폿 위치가 지그재그 배치로 되는 속도로, 상기 기판 홀더를 주사한다.
또한, 후술하는 실시형태의 구성을 적절히 개량해도 되고, 또, 적어도 일부를 다른 구성물로 대체시켜도 된다. 또한, 그 배치에 대해서 특별히 한정이 없는 구성 요건은, 실시형태에서 개시한 배치에 한정하지 않고, 그 기능을 달성할 수 있는 위치에 배치할 수 있다.
도 1 은, 일 실시형태에 관련된 노광 장치의 외관 구성의 개요를 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 복수의 노광 모듈의 각각의 투영 유닛에 의해서 기판 상에 투사되는 DMD 의 투영 영역의 배치예를 나타내는 도면이다.
도 3 은, 도 2 에 있어서, 특정한 4 개의 투영 영역의 각각에 의한 연속 노광의 상태를 설명하는 도면이다.
도 4 는, X 방향 (주사 노광 방향) 으로 나열된 2 개의 노광 모듈의 구체적인 구성을 XZ 면 내에서 본 광학 배치도이다.
도 5(a) 는, DMD 를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 5(b) 는, 전원이 OFF 인 경우의 DMD 를 나타내는 도면이며, 도 5(c) 는, ON 상태의 미러에 대해서 설명하기 위한 도면이고, 도 5(d) 는, OFF 상태의 미러에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 6 은, 노광 장치의 기판 홀더 상의 단부에 부설된 교정용 기준부에 형성되는 얼라인먼트 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 7 은, 투영 영역 (광 조사 영역군) 과, 기판 상의 노광 대상 영역 (라인 패턴을 노광하는 영역) 을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 8 은, 라인상의 노광 대상 영역의 일부인 직사각형 영역과, 투영 영역 (광 조사 영역군) 을 나타내는 도면이다.
도 9(a) ∼ 도 9(c) 는, 직사각형 영역에 있어서 스폿 위치가 정방 배치로 되는 경우의 예에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 10(a) ∼ 도 10(c) 는, 직사각형 영역에 있어서 스폿 위치가 지그재그 배치로 되는 경우의 예에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 11 은, 지그재그 노광에 있어서의 스폿 위치의 배치예를 나타내는 표이다.
도 12 는, 연속부에 있어서의 지그재그 노광에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 13 은, 연속부에 있어서 2 개의 DMD 에 의해서 분담하여 노광하는 예에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 14(a) ∼ 도 14(k) 는, 라인 패턴의 위치 보정에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 15 는, 도 14(a) ∼ 도 14(k) 의 방법으로 라인 패턴의 위치 보정을 행했을 때의, 위치 계측 결과를 나타내는 그래프이다.
도 16(a) ∼ 도 16(k) 는, 라인 패턴의 선폭 조정에 대해서 설명하기 위한 도면 (그 1) 이다.
도 17(a) ∼ 도 17(l) 은, 라인 패턴의 선폭 조정에 대해서 설명하기 위한 도면 (그 2) 이다.
도 18 은, 도 16(a) ∼ 도 17(l) 의 방법으로 라인 패턴의 선폭 조정을 행했을 때의, 선폭 계측 결과를 나타내는 그래프이다.
도 19(a) ∼ 도 19(g) 는, 디스토션 측정 결과에 기초하는 보정에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
도 20(a) ∼ 도 20(g) 는, 조도 분포의 측정 결과에 기초하는 보정에 대해서 설명하기 위한 도면이다.
일 실시형태에 관련된 패턴 노광 장치 (이하, 간단히 노광 장치라고 기재한다) 에 대해서, 도면을 참조하여 설명한다.
[노광 장치의 전체 구성]
도 1 은, 일 실시형태에 관련된 노광 장치 (EX) 의 외관 구성의 개요를 나타내는 사시도이다. 노광 장치 (EX) 는, 공간 광변조 소자 (SLM : Spatial Light Modulator) 에 의해서, 공간 내에서의 강도 분포가 동적으로 변조되는 노광광을 피노광 기판에 결상 투영하는 장치이다. 공간 광변조기의 예로는, 액정 소자, 디지털 마이크로 미러 디바이스 (DMD : Digital Micromirror Device), 자기 광학 공간 광변조기 (MOSLM : Magneto Optic Spatial Light Modulator) 등을 들 수 있다. 본 실시형태에 관련된 노광 장치 (EX) 는, 공간 광변조기로서 DMD (10) 를 구비하지만, 다른 공간 광변조기를 구비하고 있어도 된다.
특정한 실시형태에 있어서, 노광 장치 (EX) 는, 표시 장치 (플랫 패널 디스플레이) 등에 사용되는 직사각형 (각형) 의 유리 기판을 노광 대상물로 하는 스텝·앤드·스캔 방식의 투영 노광 장치 (스캐너) 이다. 그 유리 기판은, 적어도 1 변의 길이, 또는 대각 길이가 500 ㎜ 이상이고, 두께가 1 ㎜ 이하인 플랫 패널 디스플레이용의 기판 (P) 으로 한다. 노광 장치 (EX) 는, 기판 (P) 의 표면에 일정한 두께로 형성된 감광층 (포토레지스트) 에 DMD 로 만들어지는 패턴의 투영 이미지를 노광한다. 노광 후에 노광 장치 (EX) 로부터 반출되는 기판 (P) 은, 현상 공정의 후에 소정의 프로세스 공정 (성막 공정, 에칭 공정, 도금 공정 등) 으로 보내어진다.
노광 장치 (EX) 는, 액티브 방진 유닛 (1a, 1b, 1c, 1d) (1d 는 도시 생략) 상에 재치된 페데스탈 (2) 과, 페데스탈 (2) 상에 재치된 정반 (3) 과, 정반 (3) 상에서 2 차원으로 이동 가능한 XY 스테이지 (4A) 와, XY 스테이지 (4A) 상에서 기판 (P) 을 평면 상에 흡착 유지하는 기판 홀더 (4B) 와, 기판 홀더 (4B) (기판 (P)) 의 2 차원의 이동 위치를 계측하는 레이저 측장 간섭계 (이하, 간단히 간섭계라고도 부른다) (IFX, IFY1 ∼ IFY4) 로 구성되는 스테이지 장치를 구비한다. 이와 같은 스테이지 장치는, 예를 들어, 미국 특허공개 제2010/0018950호 명세서, 미국 특허공개 제2012/0057140호 명세서에 개시되어 있다.
도 1 에 있어서, 직교 좌표계 XYZ 의 XY 면은 스테이지 장치의 정반 (3) 의 평탄한 표면과 평행하게 설정되고, XY 스테이지 (4A) 는 XY 면 내에서 병진 이동 가능하게 설정된다. 또, 본 실시형태에서는, 좌표계 XYZ 의 X 축과 평행한 방향이 스캔 노광시의 기판 (P) (XY 스테이지 (4A)) 의 주사 이동 방향으로 설정된다. 기판 (P) 의 X 축 방향의 이동 위치는 간섭계 (IFX) 에서 축차적으로 계측되고, Y 축 방향의 이동 위치는, 4 개의 간섭계 (IFY1 ∼ IFY4) 중 적어도 1 개 (바람직하게는 2 개) 이상에 의해서 축차적으로 계측된다. 기판 홀더 (4B) 는, XY 스테이지 (4A) 에 대해서, XY 면과 수직인 Z 축의 방향으로 미소 이동 가능하며, 또한 XY 면에 대해서 임의의 방향으로 미소 경사 가능하게 구성되고, 기판 (P) 의 표면과 투영된 패턴의 결상면의 포커스 조정과 레벨링 (평행도) 조정이 액티브하게 행해진다. 또한 기판 홀더 (4B) 는, XY 면 내에서의 기판 (P) 의 경사를 액티브하게 조정하기 위해서, Z 축과 평행한 축선의 둘레로 미소 회전 (θz 회전) 가능하게 구성되어 있다.
노광 장치 (EX) 는, 또한, 복수의 노광 (묘화) 모듈 (MU(A), MU(B), MU(C)) 을 유지하는 광학 정반 (5) 과, 광학 정반 (5) 을 페데스탈 (2) 로부터 지지하는 메인 칼럼 (6a, 6b, 6c, 6d) (6d 는 도시 생략) 을 구비한다. 복수의 노광 모듈 (MU(A), MU(B), MU(C)) 의 각각은, 광학 정반 (5) 의 ＋Z 방향측에 장착되어 있다. 또한, 복수의 노광 모듈 (MU(A), MU(B), MU(C)) 은, 각각 개별적으로 광학 정반 (5) 에 장착되어 있어도 되고, 2 이상의 노광 모듈끼리의 연결에 의해서 강성을 높인 상태에서, 광학 정반 (5) 에 장착되어 있어도 된다. 복수의 노광 모듈 (MU(A), MU(B), MU(C)) 의 각각은, 광학 정반 (5) 의 ＋Z 방향측에 장착되어 광 파이버 유닛 (FBU) 으로부터의 조명광을 입사하는 조명 유닛 (ILU) 과, 광학 정반 (5) 의 -Z 방향측에 장착되어 Z 축과 평행한 광축을 갖는 투영 유닛 (PLU) 을 갖는다. 또한 노광 모듈 (MU(A), MU(B), MU(C)) 의 각각은, 조명 유닛 (ILU) 으로부터의 조명광을 -Z 방향을 향하여 반사시켜, 투영 유닛 (PLU) 에 입사시키는 광변조부로서의 DMD (10) 를 구비한다. 조명 유닛 (ILU), DMD (10), 투영 유닛 (PLU) 에 의한 노광 모듈의 상세한 구성은 후술한다.
노광 장치 (EX) 의 광학 정반 (5) 의 -Z 방향측에는, 기판 (P) 상의 소정의 복수 위치에 형성된 얼라인먼트 마크를 검출하는 복수의 얼라인먼트계 (현미경) (ALG) 가 장착되어 있다. 또, 기판 홀더 (4B) 상의 -X 방향의 단부에는, 캘리브레이션용의 교정용 기준부 (CU) 가 형성되어 있다. 캘리브레이션은, 얼라인먼트계 (ALG) 의 각각의 검출 시야의 XY 면 내에서의 상대적인 위치 관계의 확인 (교정), 노광 모듈 (MU(A), MU(B), MU(C)) 의 각각의 투영 유닛 (PLU) 으로부터 투사되는 패턴 이미지의 각 투영 위치와 얼라인먼트계 (ALG) 의 각각의 검출 시야의 위치의 베이스 라인 오차의 확인 (교정), 및 투영 유닛 (PLU) 으로부터 투사되는 패턴 이미지의 위치나 이미지의 질의 확인 중 적어도 1 개를 포함한다. 또한, 도 1 에서는 일부를 도시 생략했지만, 노광 모듈 (MU(A), MU(B), MU(C)) 의 각각은, 본 실시형태에서는, 일례로서 9 개의 모듈이 Y 방향으로 일정 간격으로 나열되지만, 그 모듈수는 9 개보다 적어도 되고 많아도 된다. 또, 도 1 에서는, X 축 방향으로 노광 모듈을 3 열 배치하고 있지만, X 축 방향으로 배치하는 노광 모듈의 열의 수는, 2 열 이하여도 되고 4 열 이상이어도 된다.
도 2 는, 노광 모듈 (MU(A), MU(B), MU(C)) 의 각각의 투영 유닛 (PLU) 에 의해서 기판 (P) 상에 투사되는 DMD (10) 의 투영 영역 (IAn) 의 배치예를 나타내는 도면으로서, 직교 좌표계 XYZ 는 도 1 과 동일하게 설정된다. 투영 영역 (IAn) 은, DMD (10) 가 갖는 복수의 마이크로 미러 (10a) 에서 반사되고, 투영 유닛 (PLU) 에 의해서 기판 (P) 상에 유도되는 조명광의 조사 범위 (광 조사 영역군) 라고 할 수 있다. 본 실시형태에서는, X 방향으로 이간되어 배치되는 1 열째의 노광 모듈 (MU(A)), 2 열째의 노광 모듈 (MU(B)), 3 열째의 노광 모듈 (MU(C)) 의 각각은, Y 방향으로 나열된 9 개의 모듈로 구성된다. 노광 모듈 (MU(A)) 은, ＋Y 방향으로 배치된 9 개의 모듈 (MU1 ∼ MU9) 로 구성되고, 노광 모듈 (MU(B)) 은, -Y 방향으로 배치된 9 개의 모듈 (MU10 ∼ MU18) 로 구성되며, 노광 모듈 (MU(C)) 은, ＋Y 방향으로 배치된 9 개의 모듈 (MU19 ∼ MU27) 로 구성된다. 모듈 (MU1 ∼ MU27) 은 모두 동일한 구성이고, 노광 모듈 (MU(A)) 과 노광 모듈 (MU(B)) 을 X 방향에 관해서 대면의 관계로 했을 때, 노광 모듈 (MU(B)) 과 노광 모듈 (MU(C)) 은 X 방향에 관해서 반대의 관계로 되어 있다.
도 2 에 있어서, 모듈 (MU1 ∼ MU27) 의 각각에 의한 투영 영역 (IA1, IA2, IA3, ···, IA27) (n 을 1 ∼ 27 로 하고, IAn 으로 나타내기도 한다) 의 형상은, 일례로서, 거의 1 : 2 의 종횡비를 갖고 Y 방향으로 연장된 장방형으로 되어 있다. 본 실시형태에서는, 기판 (P) 의 ＋X 방향의 주사 이동에 수반하여, 1 열째의 투영 영역 (IA1 ∼ IA9) 의 각각의 -Y 방향의 단부와, 2 열째의 투영 영역 (IA10 ∼ IA18) 의 각각의 ＋Y 방향의 단부에서 연속 노광이 행해진다. 그리고, 1 열째와 2 열째의 투영 영역 (IA1 ∼ IA18) 의 각각에서 노광되지 않았던 기판 (P) 상의 영역은, 3 열째의 투영 영역 (IA19 ∼ IA27) 의 각각에 의해서 연속 노광된다. 1 열째의 투영 영역 (IA1 ∼ IA9) 의 각각의 중심점은 Y 축과 평행한 선 k1 상에 위치하고, 2 열째의 투영 영역 (IA10 ∼ IA18) 의 각각의 중심점은 Y 축과 평행한 선 k2 상에 위치하며, 3 열째의 투영 영역 (IA19 ∼ IA27) 의 각각의 중심점은 Y 축과 평행한 선 k3 상에 위치한다. 선 k1 과 선 k2 의 X 방향의 간격은 거리 XL1 로 설정되고, 선 k2 와 선 k3 의 X 방향의 간격은 거리 XL2 로 설정된다.
여기에서, 투영 영역 (IA9) 의 -Y 방향의 단부와 투영 영역 (IA10) 의 ＋Y 방향의 단부의 연속부를 OLa, 투영 영역 (IA10) 의 -Y 방향의 단부와 투영 영역 (IA27) 의 ＋Y 방향의 단부의 연속부를 OLb, 그리고 투영 영역 (IA8) 의 ＋Y 방향의 단부와 투영 영역 (IA27) 의 -Y 방향의 단부의 연속부를 OLc 로 했을 때, 그 연속 노광의 상태를 도 3 에서 설명한다. 도 3 에 있어서, 직교 좌표계 XYZ 는 도 1, 도 2 와 동일하게 설정되고, 투영 영역 (IA8, IA9, IA10, IA27) (및, 다른 모든 투영 영역 (IAn)) 내의 좌표계 X'Y' 는, 직교 좌표계 XYZ 의 X 축, Y 축 (선 k1 ∼ k3) 에 대해서, 각도 θk (0°＜ θk ＜90°) 만큼 경사지도록 설정된다. 즉, DMD (10) 의 다수의 마이크로 미러에서 반사된 조명광이 투영되는 기판 (P) 상의 영역 (광 조사 영역) 은, X' 축 및 Y' 축을 따라서 2 차원 배열되어 있다.
도 3 중의 투영 영역 (IA8, IA9, IA10, IA27) (및, 다른 모든 투영 영역 (IAn) 도 동일하다) 의 각각을 포함하는 원형의 영역은, 투영 유닛 (PLU) 의 원형 이미지 필드 (PLf') 를 나타낸다. 연속부 (OLa) 에서는, 투영 영역 (IA9) 의 -Y' 방향의 단부의 경사 (각도 θk) 로 나열된 마이크로 미러의 투영 이미지 (광 조사 영역) 와, 투영 영역 (IA10) 의 ＋Y' 방향의 단부의 경사 (각도 θk) 로 나열된 마이크로 미러의 투영 이미지 (광 조사 영역) 가 오버랩하도록 설정된다. 또, 연속부 (OLb) 에서는, 투영 영역 (IA10) 의 -Y' 방향의 단부의 경사 (각도 θk) 로 나열된 마이크로 미러의 투영 이미지 (광 조사 영역) 와, 투영 영역 (IA27) 의 ＋Y' 방향의 단부의 경사 (각도 θk) 로 나열된 마이크로 미러의 투영 이미지 (광 조사 영역) 가 오버랩하도록 설정된다. 마찬가지로, 연속부 (OLc) 에서는, 투영 영역 (IA8) 의 ＋Y' 방향의 단부의 경사 (각도 θk) 로 나열된 마이크로 미러의 투영 이미지 (광 조사 영역) 와, 투영 영역 (IA27) 의 -Y' 방향의 단부의 경사 (각도 θk) 로 나열된 마이크로 미러의 투영 이미지 (광 조사 영역) 가 오버랩하도록 설정된다.
[조명 유닛의 구성]
도 4 는, 도 1, 도 2 에 나타낸 노광 모듈 (MU(B)) 중의 모듈 (MU18) 과, 노광 모듈 (MU(C)) 중의 모듈 (MU19) 의 구체적인 구성을 XZ 면 내에서 본 광학 배치도이다. 도 4 의 직교 좌표계 XYZ 는 도 1 ∼ 도 3 의 직교 좌표계 XYZ 와 동일하게 설정된다. 또, 도 2 에 나타낸 각 모듈의 XY 면 내에서의 배치로부터 명확한 바와 같이, 모듈 (MU18) 은 모듈 (MU19) 에 대해서 ＋Y 방향으로 일정 간격만큼 어긋남과 함께, 서로 반대의 관계로 설치되어 있다. 모듈 (MU18) 내의 각 광학 부재와 모듈 (MU19) 내의 각 광학 부재는, 각각 동일한 재료로 동일하게 구성되기 때문에, 여기에서는 주로 모듈 (MU18) 의 광학 구성에 대해서 상세하게 설명한다. 또한, 도 1 에 나타낸 광 파이버 유닛 (FBU) 은, 도 2 에 나타낸 27 개의 모듈 (MU1 ∼ MU27) 의 각각에 대응하여, 27 개의 광 파이버속 (FB1 ∼ FB27) 으로 구성된다.
모듈 (MU18) 의 조명 유닛 (ILU) 은, 광 파이버속 (FB18) 의 출사단으로부터 -Z 방향으로 진행되는 조명광 (ILm) 을 반사하는 미러 (100), 미러 (100) 로부터의 조명광 (ILm) 을 -Z 방향으로 반사하는 미러 (102), 콜리메이터 렌즈로서 작용하는 인풋 렌즈계 (104), 조도 조정 필터 (106), 마이크로·플라이·아이 (MFE) 렌즈나 필드 렌즈 등을 포함하는 옵티컬 인테그레이터 (108), 콘덴서 렌즈계 (110), 및, 콘덴서 렌즈계 (110) 로부터의 조명광 (ILm) 을 DMD (10) 를 향하여 반사하는 경사 미러 (112) 로 구성된다. 미러 (102), 인풋 렌즈계 (104), 옵티컬 인테그레이터 (108), 콘덴서 렌즈계 (110), 그리고 경사 미러 (112) 는, Z 축과 평행한 광축 (AXc) 을 따라서 배치된다.
광 파이버속 (FB18) 은, 1 개의 광 파이버선, 또는 복수 개의 광 파이버선을 묶어 구성된다. 광 파이버속 (FB18) (광 파이버선의 각각) 의 출사단으로부터 조사되는 조명광 (ILm) 은, 후단의 인풋 렌즈계 (104) 에서 거절되지 않고 입사되는 개구수 (NA, 발산각이라고도 부른다) 로 설정되어 있다. 인풋 렌즈계 (104) 의 전측 초점의 위치는, 설계 상으로는 광 파이버속 (FB18) 의 출사단의 위치와 동일해지도록 설정된다. 또한, 인풋 렌즈계 (104) 의 후측 초점의 위치는, 광 파이버속 (FB18) 의 출사단에 형성되는 단일 또는 복수의 점 광원으로부터의 조명광 (ILm) 을 옵티컬 인테그레이터 (108) 의 MFE 렌즈 (108A) 의 입사면측에서 중첩시키도록 설정되어 있다. 따라서, MFE 렌즈 (108A) 의 입사면은 광 파이버속 (FB18) 의 출사단으로부터의 조명광 (ILm) 에 의해서 쾰러 조명된다. 또한, 초기 상태에서는, 광 파이버속 (FB18) 의 출사단의 XY 면 내에서의 기하학적인 중심점이 광축 (AXc) 상에 위치하고, 광 파이버선의 출사단의 점 광원으로부터의 조명광 (ILm) 의 주광선 (중심선) 은 광축 (AXc) 과 평행 (또는 동축) 하게 되어 있는 것으로 한다.
인풋 렌즈계 (104) 로부터의 조명광 (ILm) 은, 조도 조정 필터 (106) 에서 0 ％ ∼ 90 ％ 범위의 임의의 값으로 조도가 감쇠된 후, 옵티컬 인테그레이터 (108) (MFE 렌즈 (108A), 필드 렌즈 등) 를 통과하여, 콘덴서 렌즈계 (110) 에 입사된다. MFE 렌즈 (108A) 는, 가로 세로 수십 ㎛ 의 직사각형의 마이크로 렌즈를 2 차원으로 다수 배열한 것으로서, 그 전체의 형상은 XY 면 내에서, DMD (10) 의 미러면 전체의 형상 (종횡비가 약 1 : 2) 과 거의 비슷해지도록 설정된다. 또, 콘덴서 렌즈계 (110) 의 전측 초점의 위치는, MFE 렌즈 (108A) 의 사출면의 위치와 거의 동일해지도록 설정된다. 그 때문에, MFE 렌즈 (108A) 의 다수의 마이크로 렌즈의 각 사출측에 형성되는 점 광원으로부터의 조명광의 각각은, 콘덴서 렌즈계 (110) 에 의해서 거의 평행한 광속으로 변환되고, 경사 미러 (112) 에서 반사된 후, DMD (10) 상에서 중첩되어 균일한 조도 분포가 된다. MFE 렌즈 (108A) 의 사출면에는, 다수의 점 광원 (집광점) 이 2 차원적으로 조밀하게 배열된 면 광원이 생성되는 점에서, 면 광원화 부재로서 기능한다.
도 4 에 나타내는 모듈 (MU18) 내에 있어서, 콘덴서 렌즈계 (110) 를 통과하는 Z 축과 평행한 광축 (AXc) 은, 경사 미러 (112) 에서 절곡되어 DMD (10) 에 이르지만, 경사 미러 (112) 와 DMD (10) 사이의 광축을 광축 (AXb) 으로 한다. 본 실시형태에 있어서, DMD (10) 의 다수의 마이크로 미러의 각각의 중심점을 포함하는 중립면은, XY 면과 평행하게 설정되어 있는 것으로 한다. 따라서, 그 중립면의 법선 (Z 축과 평행) 과 광축 (AXb) 이 이루는 각도가, DMD (10) 에 대한 조명광 (ILm) 의 입사각 θα 로 된다. DMD (10) 는, 조명 유닛 (ILU) 의 지지 칼럼에 고정 설치된 마운트부 (10M) 의 하측에 장착된다. 마운트부 (10M) 에는, DMD (10) 의 위치나 자세를 미세 조정하기 위해서, 예를 들어, 국제 공개특허 2006/120927호에 개시되어 있는 바와 같은 패러렐 링크 기구와 신축 가능한 피에조 소자를 조합한 미동 스테이지가 형성된다.
[DMD 의 구성]
도 5(a) 는, DMD (10) 를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 5(b) 는, 전원이 OFF 인 경우의 DMD (10) 를 나타내는 도면이며, 도 5(c) 는, ON 상태의 미러에 대해서 설명하기 위한 도면이고, 도 5(d) 는, OFF 상태의 미러에 대해서 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 5(a) ∼ 도 5(d) 에 있어서, ON 상태에 있는 미러를 해칭으로 나타내고 있다.
DMD (10) 는, 반사각 변경 제어 가능한 마이크로 미러 (10a) 를 복수 갖는다. 본 실시형태에 있어서, DMD (10) 는, ON 상태와 OFF 상태를 마이크로 미러 (10a) 의 롤 방향 경사와 피치 방향 경사로 전환하는 롤 ＆ 피치 구동 방식의 것으로 한다.
도 5(a) 에 나타내는 바와 같이, 전원이 오프 상태일 때, 각 마이크로 미러 (10a) 의 반사면은, X'Y' 면과 평행하게 설정된다. 각 마이크로 미러 (10a) 의 X' 방향의 배열 피치를 Pdx (㎛), Y' 방향의 배열 피치를 Pdy (㎛) 로 하지만, 실용상은 Pdx=Pdy 로 설정된다.
각 마이크로 미러 (10a) 는, Y' 축 둘레로 경사짐으로써 ON 상태로 된다. 도 5(c) 에서는, 중앙의 마이크로 미러 (10a) 만을 ON 상태로 하고, 다른 마이크로 미러 (10a) 는 뉴트럴한 상태 (ON 도 OFF 도 아닌 상태) 로 한 경우를 나타내고 있다. 또, 각 마이크로 미러 (10a) 는, X' 축 둘레로 경사짐으로써 OFF 상태로 된다. 도 5(d) 에서는, 중앙의 마이크로 미러 (10a) 만을 OFF 상태로 하고, 다른 마이크로 미러 (10a) 는 뉴트럴한 상태로 한 경우를 나타내고 있다. 또한, 간략화를 위해서 도시하고 있지 않지만, ON 상태의 마이크로 미러 (10a) 는, ON 상태의 마이크로 미러 (10a) 에 조사된 조명광이 XZ 평면의 X 방향으로 반사되도록, X'Y' 평면으로부터 소정의 각도 경사지도록 구동된다. 또, OFF 상태의 마이크로 미러 (10a) 는, ON 상태의 마이크로 미러 (10a) 에 조사된 조명광이 YZ 면 내의 Y 방향으로 반사되도록, X'Y' 평면으로부터 소정의 각도 경사지도록 구동된다. DMD (10) 는, 각 마이크로 미러 (10a) 의 ON 상태 및 OFF 상태를 전환함으로써, 노광 패턴을 생성한다.
OFF 상태의 미러에 의해서 반사된 조명광은, 도시 생략된 광 흡수체에 의해서 흡수된다.
또한, DMD (10) 를 공간 광변조기의 일례로서 설명했기 때문에, 레이저광을 반사하는 반사형으로서 설명을 했지만, 공간 광변조기는, 레이저광을 투과하는 투과형이어도 되고, 레이저광을 회절하는 회절형이어도 된다. 공간 광변조기는, 레이저광을 공간적으로, 또한, 시간적으로 변조할 수 있다.
도 4 로 되돌아와, DMD (10) 의 마이크로 미러 (10a) 중의 ON 상태의 마이크로 미러 (10a) 에 조사된 조명광 (ILm) 은, 투영 유닛 (PLU) 을 향하도록 XZ 면 내의 X 방향으로 반사된다. 한편, DMD (10) 의 마이크로 미러 (10a) 중의 OFF 상태의 마이크로 미러 (10a) 에 조사된 조명광 (ILm) 은, 투영 유닛 (PLU) 을 향하지 않도록 YZ 면 내의 Y 방향으로 반사된다.
DMD (10) 로부터 투영 유닛 (PLU) 사이의 광로 중에는, 비노광 기간 중에 DMD (10) 로부터의 반사광을 차폐하기 위한 가동 셔터 (114) 가 삽입과 탈리가 가능하도록 형성되어 있다. 가동 셔터 (114) 는, 모듈 (MU19) 측에서 도시한 바와 같이, 노광 기간 중에는 광로로부터 퇴피하는 각도 위치로 회동 (回動) 되고, 비노광 기간 중에는 모듈 (MU18) 측에 도시한 바와 같이, 광로 중에 경사지게 삽입되는 각도 위치로 회동된다. 가동 셔터 (114) 의 DMD (10) 측에는 반사면이 형성되고, 그곳에서 반사된 DMD (10) 로부터의 광은 광 흡수체 (117) 에 조사된다. 광 흡수체 (117) 는, 자외 파장역 (400 ㎚ 이하의 파장) 의 광 에너지를 재반사시키지 않고 흡수하여 열에너지로 변환된다. 그 때문에, 광 흡수체 (117) 에는 방열 기구 (방열 핀이나 냉각 기구) 도 형성된다. 또한, 도 4 에서는 도시 생략되어 있지만, 노광 기간 중에 OFF 상태로 되는 DMD (10) 의 마이크로 미러 (10a) 로부터의 반사광은, 상기 서술한 바와 같이, DMD (10) 와 투영 유닛 (PLU) 사이의 광로에 대해서 Y 방향 (도 4 의 지면과 직교한 방향) 으로 설치된 동일한 광 흡수체 (도 4 에서는 도시 생략) 에 의해서 흡수된다.
[투영 유닛의 구성]
광학 정반 (5) 의 하측에 장착된 투영 유닛 (PLU) 은, Z 축과 평행한 광축 (AXa) 을 따라서 배치되는 제 1 렌즈군 (116) 과 제 2 렌즈군 (118) 으로 구성되는 양측 텔레센트릭 결상 투영 렌즈계로서 구성된다. 제 1 렌즈군 (116) 과 제 2 렌즈군 (118) 은, 각각 광학 정반 (5) 의 하측에 고정 설치되는 지지 칼럼에 대해서, Z 축 (광축 (AXa)) 을 따른 방향으로 미동 액추에이터로 병진 이동하도록 구성된다. 제 1 렌즈군 (116) 과 제 2 렌즈군 (118) 에 의한 결상 투영 렌즈계의 투영 배율 Mp 는, DMD (10) 상의 마이크로 미러의 배열 피치 Pd 와, 기판 (P) 상의 투영 영역 (IAn) (n=1 ∼ 27) 내에 투영되는 패턴의 최소 선폭 (최소 화소 치수) Pg 의 관계로 결정된다.
일례로서, 필요시 되는 최소 선폭 (최소 화소 치수) Pg 가 1 ㎛ 이고, 마이크로 미러의 배열 피치 Pd 가 5.4 ㎛ 인 경우, 앞서의 도 3 에서 설명한 투영 영역 (IAn) (DMD (10)) 의 XY 면 내에서의 경사각 θk 도 고려하여, 투영 배율 Mp 는 약 1/6 으로 설정된다. 렌즈군 (116, 118) 에 의한 결상 투영 렌즈계는, DMD (10) 의 미러면 전체의 축소 이미지를 도립/반전시켜 기판 (P) 상의 투영 영역 (IA18) (IAn) 에 결상한다.
투영 유닛 (PLU) 의 제 1 렌즈군 (116) 은, 투영 배율 Mp 를 미세 조정 (±수십 ppm 정도) 하기 위해서, 액추에이터에 의해서 광축 (AXa) 방향으로 미동 가능하게 되고, 제 2 렌즈군 (118) 은 포커스의 고속 조정을 위해서 액추에이터에 의해서 광축 (AXa) 방향으로 미동 가능하게 된다. 또한, 기판 (P) 의 표면의 Z 축 방향의 위치 변화를 서브미크론 이하의 정밀도로 계측하기 위해서, 광학 정반 (5) 의 하측에는, 사입사광식의 포커스 센서 (120) 가 복수 형성되어 있다. 복수의 포커스 센서 (120) 는, 기판 (P) 의 전체적인 Z 축 방향의 위치 변화, 투영 영역 (IAn) (n=1 ∼ 27) 의 각각에 대응한 기판 (P) 상의 부분 영역의 Z 축 방향의 위치 변화, 혹은 기판 (P) 의 부분적인 경사 변화 등을 계측한다.
이상과 같은 조명 유닛 (ILU) 과 투영 유닛 (PLU) 은, 앞서의 도 3 에서 설명한 바와 같이, XY 면 내에서 투영 영역 (IAn) 을 각도 θk 만큼 경사지게 할 필요가 있기 때문에, 도 4 중의 DMD (10) 와 조명 유닛 (ILU) (적어도 광축 (AXc) 을 따른 미러 (102) ∼ 미러 (112) 의 광로 부분) 이, 전체적으로 XY 면 내에서 각도 θk 만큼 경사지도록 배치되어 있다.
DMD (10) 의 각 마이크로 미러 (10a) 중의 ON 상태에 있는 마이크로 미러 (10a) 로부터의 반사광만에 의해서 형성되는 광빔 (즉, 공간 변조된 광빔) 은, 투영 유닛 (PLU) 을 개재하여, 마이크로 미러 (10a) 에 대해서 광학적으로 공액 기판 (P) 상의 영역으로 조사된다. 또한, 이하에 있어서는, 각 마이크로 미러 (10a) 와 공액 기판 (P) 상의 영역을 광 조사 영역이라고 부르고, 광 조사 영역의 집합을 광 조사 영역군이라고 부르는 것으로 한다. 또한, 투영 영역 (IAn) 은, 광 조사 영역군과 일치한다. 즉, 기판 (P) 상의 광 조사 영역군은, 2 차원 방향 (X' 방향 및 Y' 방향) 으로 나열된 다수의 광 조사 영역을 갖는다.
[노광 제어 장치의 구성]
상기 구성을 갖는 노광 장치 (EX) 에 있어서 행해지는, 주사 노광 처리를 포함하는 각종 처리는, 노광 제어 장치 (300) 에 의해서 제어된다. 도 6 은, 본 실시형태에 관련된 노광 장치 (EX) 가 구비하는 노광 제어 장치 (300) 의 기능 구성을 나타내는 기능 블록도이다.
노광 제어 장치 (300) 는, 묘화 데이터 기억부 (310) 와, 제어 데이터 작성부 (301) 와, 구동 제어부 (304) 와, 노광 제어부 (306) 를 구비한다.
묘화 데이터 기억부 (310) 에는, 복수의 모듈 (MUn) (n=1 ∼ 27) 의 각각에서 노광되는 표시 패널용의 패턴의 묘화 데이터가 기억되어 있다. 묘화 데이터 기억부 (310) 는, 도 2 에 나타낸 27 의 모듈 (MU1 ∼ MU27) 의 각각의 DMD (10) 에, 패턴 노광용의 묘화 데이터 MD1 ∼ MD27 을 송출한다. 모듈 (MUn) (n=1 ∼ 27) 은, 묘화 데이터 MDn 에 기초하여 DMD (10) 의 마이크로 미러 (10a) 를 선택적으로 구동시켜, 묘화 데이터 MDn 에 대응한 패턴을 생성하고, 기판 (P) 에 투영 노광한다. 즉, 묘화 데이터는, DMD (10) 의 각 마이크로 미러 (10a) 의 ON 상태와 OFF 상태를 전환시키는 데이터이다.
구동 제어부 (304) 는, 간섭계 (IFX) 의 계측 결과에 기초하여, 제어 데이터 CD1 ∼ CD27 을 작성하여, 모듈 (MU1 ∼ MU27) 에 송출한다. 또, 구동 제어부 (304) 는, 간섭계 (IFX) 의 계측 결과에 기초하여, XY 스테이지 (4A) 를 주사 방향 (X 축 방향) 으로 소정 속도로 주사한다.
모듈 (MU1 ∼ MU27) 은, 주사 노광 중, 묘화 데이터 MD1 ∼ MD27 과, 구동 제어부 (304) 로부터 송출된 제어 데이터 CD1 ∼ CD27 에 기초하여, DMD (10) 의 마이크로 미러 (10a) 의 구동을 제어한다. 여기에서, 제어 데이터 CD1 ∼ CD27 은 리셋 펄스이다. 각 마이크로 미러 (10a) 는, 리셋 펄스를 수신하면, 묘화 데이터 MD1 ∼ MD27 에 따라서 소정의 자세로 된다. 이 때, 각 마이크로 미러 (10a) 는, 리셋 펄스를 수신할 때마다, 리셋 펄스를 수신한 횟수에 대응하는 자세로 변화한다.
노광 제어부 (시퀸서) (306) 는, 기판 (P) 의 주사 노광 (이동 위치) 에 동기하여, 묘화 데이터 기억부 (310) 로부터의 묘화 데이터 MD1 ∼ MD27 의 모듈 (MU1 ∼ MU27) 에의 송출과, 구동 제어부 (304) 로부터의 제어 데이터 CD1 ∼ CD27 (리셋 펄스) 의 송출을 제어한다.
[라인 패턴의 노광 처리]
도 7 은, 투영 영역 (광 조사 영역군) (IAn) 과, 기판 (P) 상의 노광 대상 영역 (라인 패턴을 노광하는 영역) (30) 을 모식적으로 나타내는 도면이다. 본 실시형태에서는, 노광 대상 영역 (30) 이 투영 영역 (광 조사 영역군) (IAn) 에 대해서 주사되고, DMD (10) 는, 투영 영역 (광 조사 영역군) (IAn) 에 포함되는 광 조사 영역 (32) 의 중심 (스폿 위치라고 부른다) 이 노광 대상 영역 (30) 내에 위치하는 타이밍으로, 당해 광 조사 영역 (32) 에 대응하는 마이크로 미러 (10a) 를 ON 상태로 한다.
여기에서, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 라인상의 노광 대상 영역 (30) 의 일부인 직사각형 영역 (34) 에 주목한다 (도 7 의 파선 범위 (부호 34) 참조). 이 직사각형 영역 (34) 은, 예를 들어 1 변이 1 ㎛ 인 정방형 영역이다. 또, 각 마이크로 미러 (10a) 에 대응하는 광 조사 영역 (32) 도 1 변이 1 ㎛ 인 정방형 영역인 것으로 한다. 그리고, θk (X 축에 대한 X' 축의 경사 각도) 는, tanθk=1/5 를 만족하는 각도인 것으로 한다.
이하, 기판 (P) 의 주사 속도의 차이에 따른, 직사각형 영역 (34) 의 노광법의 차이에 대해서 설명한다.
(제 1 주사 속도의 경우)
제 1 주사 속도는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 직사각형 영역 (34) 이 위치 34A 에 있는 타이밍으로 DMD (10) 가 구동 제어부 (304) 로부터 리셋 펄스를 수신하여 광 조사 영역 (210a) 에 대응하는 마이크로 미러를 온 상태로 하고, DMD (10) 가 다음의 리셋 펄스를 수신하여 광 조사 영역 (210c) 에 대응하는 마이크로 미러를 온 상태로 할 때에 직사각형 영역 (34) 이 위치 34C 에 위치하는 속도이다. 이 경우, 직사각형 영역 (34) 은, 리셋 펄스간에 있어서, 도 8 에 나타내는 공주 (空走) 거리만큼 이동하게 된다. 요컨대, 공주 거리란, 위치 34A 에 위치하는 직사각형 영역 (34) 과, 위치 34C 에 위치하는 직사각형 영역 (34) 사이의 거리이다.
여기에서, 위치 34C 의 앞의 위치 34B (파선 직사각형 프레임 참조) 에서는, 직사각형 영역 (34) 의 중심 위치와, 광 조사 영역 (210b) 의 중심 위치가 일치하고 있다. 또, 위치 34A 에 있어서도, 직사각형 영역 (34) 의 중심 위치와, 광 조사 영역 (210a) 의 중심 위치가 일치하고 있다. 따라서, 공주 거리를 생략 하면, 제 1 주사 속도로 기판 (P) 을 주사하는 경우의, 직사각형 영역 (34) 과 광 조사 영역군의 위치 관계는, 도 9(a) 와 같이 나타낼 수 있다. 도 9(a) 에 있어서는, DMD (10) 가 마이크로 미러 (10a) 의 상태를 변화시킬 때마다의 직사각형 영역 (34) 의 위치와, 직사각형 영역 (34) 을 노광하는 마이크로 미러 (10a) 에 대응하는 광 조사 영역 (32) 의 중심 위치 (●) 가 나타내어져 있다. 또한, 도 9(b) 는, 도 9(a) 로부터 광 조사 영역 (32) 의 도시를 생략한 도면이다. 이와 같이 직사각형 영역 (34) 을 노광했을 경우, 26 펄스로, 6×6 의 정방 배치로 스폿 위치가 위치하도록 (XY 방향으로 나열된 격자점 상에 스폿 위치가 위치하도록) 직사각형 영역 (34) 이 노광되게 된다. 이 때, 인접하는 스폿 위치간의, X 축 방향 및 Y 축 방향의 간격은 0.2 ㎛ 가 된다.
(제 2 주사 속도의 경우)
제 2 주사 속도는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 직사각형 영역 (34) 이 위치 34D 에 있는 타이밍으로 DMD (10) 가 구동 제어부 (304) 로부터 리셋 펄스를 수신하여 광 조사 영역 (210d) 에 대응하는 마이크로 미러를 온 상태로 하고, DMD (10) 가 다음의 리셋 펄스를 수신하여 광 조사 영역 (210f) 에 대응하는 마이크로 미러를 온 상태로 할 때에 직사각형 영역 (34) 이 위치 34F 에 위치하는 속도이다. 이 경우, 직사각형 영역 (34) 은, 리셋 펄스간에 있어서 도 8 에 나타내는 공주 거리＋1/5 (㎛) 만큼 이동하게 된다.
여기에서, 위치 34F 의 앞의 위치 34E 에서는, 직사각형 영역 (34) 의 중심 위치와 광 조사 영역 (210e) 의 중심 위치가 일치하고 있다. 또, 위치 34D 에 있어서의 직사각형 영역 (34) 의 중심 위치와 광 조사 영역 (210d) 의 중심 위치가 일치하고 있다. 따라서, 공주 거리를 생략하면, 제 2 주사 속도로 기판 (P) 을 주사하는 경우의, 직사각형 영역 (34) 과 광 조사 영역군의 위치 관계는, 도 10(a) 와 같이 나타낼 수 있다. 도 10(a) 에 있어서는, DMD (10) 가 리셋 펄스를 수신하여, 마이크로 미러 (10a) 의 상태를 변화시킬 때마다의 직사각형 영역 (34) 의 위치와, 직사각형 영역 (34) 을 노광하는 마이크로 미러 (10a) 에 대응하는 광 조사 영역 (32) 의 중심 위치 (●) 를 나타내고 있다. 또한, 도 10(b) 는, 도 10(a) 로부터 광 조사 영역 (32) 의 도시를 생략한 도면이다. 이와 같이 직사각형 영역 (34) 을 노광했을 경우, 14 펄스로, 도 10(c) 에 나타내는 바와 같이 18 개 지점에 스폿 위치가 배치 (지그재그 배치) 된 상태에서 직사각형 영역 (34) 이 노광되게 된다. 이 때, 인접하는 스폿 위치와의 X 축 방향 및 Y 축 방향의 간격은 0.2 ㎛ 로 된다.
이와 같이 지그재그 배치 (도 10(c) 참조) 로 함으로써, 펄스수가 정방 배치 (도 9(c)) 보다 적어도 정방 배치의 경우와 동등하게 조밀한 노광을 행할 수 있다. 즉, 지그재그 배치로 함으로써, 정방 배치의 경우와 동등한 분해능으로 노광을 할 수 있다. 이로써, 기판 (P) 의 주사 속도를 빠르게 하는 것이 가능해져, 고스루풋화를 도모할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 스폿 위치가 도 10(c) 와 같은 지그재그 배치가 되도록, θk 와 기판 (P) 의 주사 속도를 결정하는 것으로 하고 있다. 이하, 도 10(c) 와 같은 노광을 지그재그 노광이라고 부르는 것으로 한다.
또한, 도 8 ∼ 도 10 의 예에서는, tanθk=1/5 인 경우에 대해서 설명했지만, 지그재그 노광을 행하기 위해서는, tanθk=1/A 의 A 를 5, 7, 9, 11 … 로 하면 된다. 또한, 회전각 (θk) 을 작게 함으로써, DMD (10) 의 길이를 유효하게 사용할 수 있기 때문에, 노광 장치에서는 실질적으로 1 : B 의 회전각으로 하면 된다 (단 B 는 정수).
예를 들어, tanθk=1/11 로 하고, 직사각형 영역 (34) (1 변 1 ㎛) 내에 스폿 위치를 지그재그 배치하는 경우 (인접하는 스폿 위치의 X 축, Y 축 방향의 간격=0.1 ㎛), 도 11 의 배치 (1) 과 같이, 직사각형 영역 (34) 의 4 개의 구석부에 스폿 위치를 위치시키는 배치로 할 수 있다. 또, 배치 (2) 와 같이, 직사각형 영역 (34) 의 4 개의 구석부에 스폿 위치를 위치시키지 않는 배치로 할 수도 있다. 또, 배치 (3) 과 같이, 각 스폿 위치가 직사각형 영역 (34) 의 내측에 존재하도록 할 수도 있다. 도 11 에 나타내는 바와 같이, 배치 (1), (2) 에서는, 필요 펄스수가 61 인 것에 비해서, 배치 (3) 에서는, 필요 펄스수를 50 으로 할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 기판 (P) 상에 도포하는 레지스트의 감도에 맞추어, 배치 (1), (2) 또는 (3) 중 어느 것을 선택할 수 있다.
[연속부를 사용한 라인 패턴의 노광]
도 12 는, 연속부 (예를 들어 연속부 (OLa)) 에 있어서 라인 패턴을 노광하는 상태를 모식적으로 나타내는 도면이다. 도 12 에 나타내는 바와 같이, 연속부 (OLa) 에 있어서 라인 패턴을 노광하는 경우에도, 본 실시형태에서는, 직사각형 영역 (34) 내를 지그재그 노광한다. 이 경우, 연속부 (OLa) 를 노광하는 일방의 DMD (예를 들어 투영 영역 (IA10) 에 대응하는 DMD) 로 라인 패턴 전체를 노광할 수 있는 경우에는, 일방의 DMD 만을 사용하여 라인 패턴을 노광해도 된다. 또, 양방의 DMD 를 사용하지 않으면 라인 패턴을 노광할 수 없는 경우에는, 일방의 DMD 로 노광할 수 있는 지점은 노광하고, 나머지의 지점을 타방의 DMD 로 노광하는 것으로 해도 된다. 또, 2 개의 DMD 각각에 대해서 노광 펄스수를 대략 균등하게 분담해도 된다. 이 경우, 각 DMD 를 사용하여 노광하는 지점 (스폿 위치) 을 랜덤하게 설정해도 되고, 도 13 에 있어서「흑색 원 (●)」과「백색 원 (○)」으로 나타내는 바와 같이, 일방의 DMD 가 노광하는 지점의 비율이, 비주사 방향 (Y 축 방향) 이나 주사 방향에 관해서 서서히 증감하도록 해도 된다.
또한, 도 12 에서는, 연속부가 2 개의 DMD 를 사용하여 노광하는 지점인 경우에 대해서 설명했지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 기판 (P) 을 1 개의 DMD 의 투영 영역에 대해서 주사 방향으로 주사하고, 비주사 방향으로 스텝한 후에, 조금 전과는 역방향으로 주사하는 동작을 반복하는 스텝·앤드·스캔 방식의 노광을 행하는 경우에는, DMD 의 투영 영역이 2 회 연속하여 통과하는 지점이 연속부로 된다. 이 연속부를 노광할 때에도, 상기 서술한 바와 같이하여 지그재그 노광을 행할 수 있다.
[라인 패턴의 위치 보정]
도 14(a) 에 나타내는 바와 같이, 1 ㎛ 폭의 라인 패턴을 그리드가 0.1 ㎛ 간격인 지그재그 쇼트로 실현하는 경우에 있어서, 10 ㎚ (=0.01 ㎛) 단위로 라인 패턴의 비주사 방향에 관한 위치를 보정하는 방법에 대해서 설명한다.
도 14(a) 의 라인 패턴을, 예를 들어 100 ㎚ 만큼 좌측 방향 (-Y 방향) 으로 어긋나게 하는 경우, 도 14(k) 에 나타내는 바와 같이, 우단의 스폿 열 (백색 원으로 나타내는 5 개의 스폿 위치) 을 없애고, 새로운 스폿 열 (이중 흑색 원으로 나타내는 5 개의 스폿 위치) 을 좌측 (라인 패턴을 이동시키고자 하는 측) 의 인접하는 위치에 1 열 추가함으로써 실현할 수 있다.
한편, 라인 패턴을 100 ㎚ 의 1/5 인 20 ㎚ 만큼 좌측 방향으로 어긋나게 하는 경우에 대해서, 도 14(c) 에 나타내는 바와 같이, 우단의 스폿 열의 중앙 부근의 1 개의 스폿 위치 (백색 원으로 나타내는 스폿 위치) 를 없애고, 새로운 스폿 위치 (이중 흑색 원으로 나타내는 스폿 위치) 를 좌측에 1 개 추가함으로써 실현할 수 있다.
또, 라인 패턴을 10 ㎚ 만큼 좌측 방향으로 어긋나게 하는 경우에는, 도 14(b) 에 나타내는 바와 같이, 중앙의 스폿 위치 (백색 원으로 나타내는 스폿 위치) 를 없애고, 새로운 스폿 위치 (이중 흑색 원으로 나타내는 스폿 위치) 를 좌측에 1 개 추가함으로써 실현할 수 있다. 라인 패턴은, 라인 패턴의 에지 상 혹은, 에지에 가까운 스폿 위치를 없애거나/추가하거나 함으로써, 라인 패턴의 중앙부 또는 그 부근의 스폿 위치를 없애거나/추가하거나 하는 것보다도, 어긋남량을 크게 할 수 있다.
이와 같이 좌측에 새로운 스폿을 추가하는 것과, 원래부터 존재하고 있던 스폿 위치의 일부를 삭제하는 (또는 삭제하지 않는) 것의 조합을 변경함으로써, 도 14(b) ∼ 도 14(k) 에 나타내는 바와 같이, 라인 패턴을 10 ㎚, 20 ㎚, …, 90 ㎚, 100 ㎚ 와 같이 10 ㎚ 단위로 좌측으로 어긋나게 할 수 있다.
도 15 에는, 도 14(a) ∼ 도 14(k) 의 방법으로 라인 패턴의 위치 보정을 행했을 때의, 위치 계측 결과가 나타내어져 있다. 이 위치 계측에 있어서는, 도 14(a) 에 있어서 화살표로 나타내는 X 축 방향의 11 개 지점에 있어서, 라인 패턴의 위치가 어느 정도 Y 축 방향으로 보정되었는지 (어긋났는지) 를 계측하였다. 도 15 로부터는, X 축 방향의 어느 위치에 있어서도, 라인 패턴의 위치를 대체로 원하는 위치로 보정할 수 있는 것을 알 수 있다.
본 실시형태에서는, 지그재그 배치의 그리드 간격 (스폿 위치의 X, Y 방향의 간격) 이하의 거리만큼 라인 패턴의 위치를 보정하고자 하는 경우에, 도 14(b) ∼ 도 14(k) 에서 나타내는 바와 같은 지그재그 노광이 행해지도록, DMD (10) 의 마이크로 미러 (10a) 의 ON/OFF 상태를 제어한다. 이로써, 원하는 위치에 패턴을 노광할 수 있다. 또한, 라인 패턴의 위치를 우측 (＋Y 방향) 으로 어긋나게 하는 보정을 행하는 경우에는, 도 14(b) ∼ 도 14(k) 를 좌우 반전시켜 적용하면 된다.
[라인 패턴의 선폭 조정]
도 16(a) 에 나타내는 바와 같이, 1 ㎛ 폭의 라인 패턴을 인접하는 스폿 위치의 간격 (X 축 및 Y 축 방향의 간격) 이 0.1 ㎛ 인 지그재그 배치로 실현하는 경우에 있어서, 10 ㎚ (=0.01 ㎛) 단위로 라인 패턴의 비주사 방향 (Y 축 방향) 에 관한 폭 (선폭) 을 조정하는 방법에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는, 도 16(a) 에 나타내는 원래의 라인 패턴 (기준 패턴이라고 부른다) 의 양 외측의 인접하는 위치에 동수의 새로운 스폿 위치를 배치하는 것과, 기준 패턴의 일부의 스폿 위치를 삭제하는 (또는 삭제하지 않는) 것의 조합에 의해서 선폭을 조정한다.
예를 들어, 도 16(b) 에 나타내는 바와 같이, 도 16(a) 의 기준 패턴의 양 외측에 새로운 스폿 위치 (이중 흑색 원) 를 1 개씩 배치함과 함께, 기준 패턴의 스폿 위치를 2 개 삭제함 (백색 원) 으로써, 10 ㎚ 만큼 선폭을 크게 할 수 있다. 또, 20 ㎚ 만큼 선폭을 크게 하는 경우, 도 16(c) 에 나타내는 바와 같이, 기준 패턴의 양 외측에 새로운 스폿 위치 (이중 흑색 원) 를 1 개씩 배치함과 함께, 기준 패턴의 스폿 위치 (도 16(b) 와는 상이한 스폿 위치) 를 2 개 삭제하면 된다.
또, 30 ㎚ 만큼 선폭을 크게 하는 경우, 도 16(d) 에 나타내는 바와 같이, 기준 패턴의 양 외측에 새로운 스폿 위치 (이중 흑색 원) 를 1 개씩 배치함과 함께, 기준 패턴의 중앙 열의 스폿 위치를 3 개 삭제하면 된다. 또한, 40 ㎚ 만큼 선폭을 크게 하는 경우, 도 16(e) 에 나타내는 바와 같이, 기준 패턴의 양 외측에 새로운 스폿 위치 (이중 흑색 원) 를 1 개씩 배치하는 한편으로, 기준 패턴의 스폿은 삭제하지 않도록 하면 된다.
50 ㎚, 60 ㎚, … 220 ㎚ 만큼 선폭을 크게 하는 경우에 대해서도, 도 16(f) ∼ 도 16(k), 도 17(a) ∼ 도 17(l) 에 나타내는 바와 같이, 도 16(a) 의 기준 패턴의 양 외측에 동수의 새로운 스폿 위치를 배치하는 것과, 기준 패턴의 스폿 위치의 일부를 삭제하는 (또는 삭제하지 않는) 것의 조합에 의해서 선폭을 조정할 수 있다.
도 18 에는, 도 16(a) ∼ 도 17(l) 의 방법으로 라인 패턴의 선폭 조정을 행했을 때의, 선폭의 계측 결과가 나타내어져 있다. 이 선폭 계측에 있어서는, 도 16(a) 에 있어서 화살표로 나타내는 X 축 방향의 11 개 지점에 있어서, 라인 패턴의 선폭 (Y 축 방향의 폭) 이 어느 정도로 되었는지를 계측하였다. 도 18 에서는, X 축 방향의 어느 위치에 있어서도, 라인 패턴의 선폭을 대체로 원하는 선폭으로 조정할 수 있었던 것을 알 수 있다.
본 실시형태에서는, 지그재그 배치의 그리드 간격 (스폿 위치의 X, Y 방향의 간격) 이하의 크기만큼 라인 패턴의 선폭을 조정하고자 하는 경우에, 도 16(b) ∼ 도 17(l) 로 나타내는 바와 같은 노광이 행해지도록, DMD (10) 의 마이크로 미러 (10a) 의 ON/OFF 상태를 제어한다. 이로써, 양호한 정밀도로 원하는 라인 패턴을 얻을 수 있다.
[디스토션 측정 결과에 기초하는 보정]
도 19(a) 에는, 테스트 노광 등에 의해서 노광 모듈에 포함되는 모듈의 투영 이미지의 변형 (디스토션) 을 측정한 결과의 일례가 나타내어져 있다. 각 점에 있어서 나타내는 화살표는, 디스토션의 방향과 크기를 나타낸다. 디스토션의 측정은, 테스트 패턴을 사용한 기판 (P) 의 노광 (테스트 노광), 기판 (P) 상에 노광된 이미지 (전사 이미지) 의 검출, 및 그 검출 결과를 사용한 이미지 변형 데이터 (디스토션·데이터) 의 작성을 포함한다.
예를 들어 1 변이 1 ㎛ 인 정방형의 영역을 노광할 때에는, 디스토션의 영향을 상쇄하기 위해서, 이하와 같은 노광을 행한다.
예를 들어, 도 19(a) 에 나타내는 바와 같은 디스토션의 측정 결과가 얻어진 경우, 비주사 방향이 일치하는 점의 디스토션의 평균치를 산출한다. 비주사 방향마다의 디스토션의 평균치의 산출 결과의 일례가, 도 19(b) 에 나타내어져 있다. 이 비주사 방향마다의 디스토션의 평균치를 사용하여, 비주사 방향의 위치마다, 정방형의 영역을 노광할 때의 스폿 위치를 연구한다. 예를 들어, 도 19(b) 의 좌단에 나타내는 바와 같이, 디스토션의 평균치가 X 방향 : 0.05 ㎛, Y 방향 : -0.06 ㎛ 인 경우에는, 도 19(c) 에 나타내는 바와 같이, 기준이 되는 지그재그 노광 패턴 (기준 패턴) 의 좌측과 하측에 새로운 스폿 위치 (이중 흑색 원) 를 3 개씩 배치함과 함께, 원래의 정방형 패턴의 스폿 위치를 5 개 삭제하면 된다.
또, 다른 비주사 방향의 위치에 있어서도, 디스토션의 평균치에 맞추어, 도 19(d) ∼ 도 19(g) 에 나타내는 바와 같이, 스폿 위치를 변경하면 된다. 이로써, 디스토션에 의한 노광 정밀도에의 영향을 억제할 수 있다. 또한, 본 예에서는, 비주사 방향마다의 디스토션의 평균치를 산출하여 처리에 사용하기 때문에, 처리를 간소화할 수 있다. 또, 비주사 방향마다의 디스토션의 평균치를 사용함으로써, 예를 들어 주사 방향으로 연장되는 패턴이 깔쭉깔쭉한 형상으로 노광되는 것을 방지할 수 있다.
[조도 분포 측정 결과에 기초하는 보정]
도 20(a) 에는, 1 개의 노광 영역에 있어서의 조도 분포의 측정 결과의 일례가 나타내어져 있다.
예를 들어 1 변이 1 ㎛ 인 정방형의 영역을 노광할 때에는, 조도 분포에 의한 영향을 억제하기 위해서, 이하와 같은 노광을 행한다.
도 20(a) 에 나타내는 바와 같은 조도 분포의 측정 결과가 얻어진 경우, 비주사 방향이 일치하는 점의 조도의 평균치를 산출한다. 비주사 방향마다의 조도의 평균치의 산출 결과의 일례가, 도 20(b) 에 나타내어져 있다. 도 20(b) 의 예에서는, 왼쪽으로부터, 1.0 ％, 0.4 ％, 0.2 ％, 0.0 ％, 0.3 ％ 로 산출된 것으로 한다. 또, 본 예에서는, 포토레지스트의 조건으로부터, 조도가 1.0 ％ 오르면, 선폭이 50 ㎚ 좁아지는 것으로 하고, 조도가 높을수록 선폭이 커지도록 노광을 행하는 것으로 한다. 또한, 선폭을 확대하는 방법은, 도 16(b) ∼ 도 17(l) 과 동일하다.
예를 들어, 도 20(b) 의 좌단에 나타내는 바와 같이, 조도가 1.0 ％ 인 경우, 선폭을 50 ㎚ 만큼 넓히기 위해서, 도 20(c) 에 나타내는 바와 같이, 기준이 되는 지그재그 노광 패턴 (기준 패턴) 의 양측에 새로운 스폿 위치 (이중 흑색 원) 를 2 개씩 배치함과 함께, 기준 패턴의 스폿 위치를 2 개 삭제한다.
또, 다른 비주사 방향의 위치에 있어서도, 조도에 맞추어, 도 20(d) ∼ 도 20(g) 에 나타내는 바와 같이, 기준 패턴으로부터 스폿 위치를 변경한다. 이로써, 조도 분포에 의한 노광 정밀도에의 영향을 억제할 수 있다. 또한, 본 예에서는, 비주사 방향마다의 조도의 평균치를 산출하여 처리에 사용하기 때문에, 처리를 간소화할 수 있다. 또, 비주사 방향마다의 조도의 평균치를 사용함으로써, 예를 들어 주사 방향으로 연장되는 패턴이 깔쭉깔쭉한 형상으로 노광되는 것을 방지할 수 있다.
이상, 상세하게 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 기판 (P) 을 유지하여 이동하는 기판 홀더 (4B) 와, DMD (10) 를 갖는 노광 모듈 (MU(A), MU(B), MU(C)) 과, 기판 홀더 (4B) 를 주사 방향으로 구동시키는 구동 제어부 (304) 를 구비하고 있다. 그리고, 노광 모듈의 광 조사 영역군에 있어서의 광 조사 영역의 배열 방향 (X' 축, Y' 축) 이 주사 방향 및 비주사 방향에 대해서 각도 θk 만큼 경사져 있고, 구동 제어부 (304) 는, 기판 (P) 의 소정 범위를 노광할 때에 지그재그 노광이 되는 (스폿 위치가 지그재그 배치로 되는) 속도로 기판 홀더 (4B) 를 주사한다. 이로써, 스폿 위치가 정방 배치로 되는 경우보다 펄스수가 적음 (6 할 정도) 에도 불구하고 정방 배치와 동등한 분해능으로 노광을 행할 수 있다. DMD (10) 는, 주사 방향에 있어서 마이크로 미러 (10a) 의 수가 유한하지만, 적은 펄스수로 패턴을 노광함으로써, 한 번의 주사 동안에 원하는 패턴을 노광할 수 있을 가능성을 높일 수 있다. 또, 적은 펄스수로 패턴을 노광할 수 있기 때문에, 스테이지의 속도를 빠르게 할 수 있어, 노광 장치의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 2 개의 DMD (10) 를 사용하여 연속부를 노광하는 경우에도 지그재그 노광을 행하기 때문에, 연속부에 있어서도 연속부 이외와 동일한 패턴을 노광할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 라인 패턴을 그리드 간격보다 작은 거리만큼 어긋나게 하여 노광하고자 하는 경우에, 어긋나게 하기 전의 라인 패턴 내의 스폿 위치의 일부를 라인 패턴의 외측 (어긋나게 하고자 하는 방향의 외측) 으로 노광하도록 DMD (10) 를 구동시킨다. 이로써, 간이하게, 라인 패턴을 그리드 간격보다 작은 거리만큼 어긋나게 하여 노광할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 라인 패턴의 선폭을 그리드 간격보다 작은 치수만큼 크게 하고자 하는 경우에, 원래의 라인 패턴 (기준 패턴) 의 양 외측에 새로운 스폿 위치를 동수 배치함과 함께, 원래의 라인 패턴의 스폿 위치를 줄이도록 (또는 줄이지 않도록) DMD (10) 를 구동시킨다. 이로써, 간이하게, 라인 패턴의 선폭을 그리드 간격보다 작은 치수만큼 크게 노광할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 모듈의 디스토션이나, 조도 분포에 기초하여, 디스토션이나 조도 분포의 영향이 억제되도록, 라인 패턴의 스폿 위치를 변경한다. 이로써, 간이하게 디스토션이나 조도 분포에 의한 노광 정밀도에의 영향을 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시형태의 조명 유닛 (ILU) 에 있어서는, 해상도를 높이기 위해서, NA 나 σ 를 가변으로 하거나, 조명 조건을 가변으로 하거나, OPC (Optical Proximity Correction) 기술 (보조 패턴에 의해서 광 근접 효과를 극복하는 기술) 을 이용하거나 할 수 있다.
상기 서술한 실시형태는 본 발명의 바람직한 실시의 예이다. 단, 이것에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
4B : 기판 홀더
10 : DMD
10a : 마이크로 미러
304 : 구동 제어부
EX : 노광 장치
P : 기판

Claims (10)

  1. 기판을 유지하여 이동하는 기판 홀더와,
    2 차원 배열된 광변조 소자를 갖는 공간 광변조기와, 상기 공간 광변조기에 조명광을 조사하는 조명 유닛과, 상기 기판 상에 있어서 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 2 차원 배열된 광 조사 영역군의 각각으로 상기 광변조 소자로부터의 상기 조명광을 유도하는 투영 유닛을 포함하는 모듈과,
    상기 기판 홀더를 주사 방향으로 구동시키는 제어부를 구비하고,
    상기 광변조 소자는, 상기 주사 방향 및 그 주사 방향에 직교하는 비주사 방향에 대해서 소정 각도 θ (0°＜ θ ＜ 90°) 경사지게 2 차원 배열되고,
    상기 제어부는, 상기 기판의 소정 범위를 노광할 때에, 상기 소정 범위 내에 조사되는 상기 광변조 소자 각각으로부터 출사되는 상기 조명광의 중심을 나타내는 스폿 위치가 지그재그 배치로 되는 속도로, 상기 기판 홀더를 주사하는, 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 모듈을 복수 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 복수의 모듈 중의 제 1 모듈과, 상기 제 1 모듈에 인접하는 제 2 모듈을 사용하여 노광할 수 있는 제 1 범위를 노광할 때에, 상기 제 1 범위 내의 상기 스폿 위치의 배치가 지그재그 배치로 되는 속도로, 상기 기판 홀더를 주사하는, 노광 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 모듈은, 상기 제 1 모듈과, 상기 제 2 모듈의 양방의 모듈에 의해서, 상기 제 1 범위를 노광하는, 노광 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지그재그 배치가 되도록 상기 소정 범위를 노광하는 것과, 상기 주사 방향 및 상기 비주사 방향으로 나열된 격자점 상에 상기 스폿 위치가 배치되는 정방 배치가 되도록 상기 소정 범위를 노광하는 것과, 상기 소정 범위의 내측에 상기 스폿 위치가 지그재그 배치되는 내측 지그재그 배치로 되도록 상기 소정 범위를 노광하는 것 중 어느 선택을 접수하는 접수부를 구비하는, 노광 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정 범위 내를 노광할 때의 상기 스폿 위치의 일부를, 상기 소정 범위의 외측의 상기 비주사 방향으로 인접하는 지점에 위치하도록 변경한 묘화 데이터를 사용하여 상기 공간 광변조기를 구동시킴으로써, 상기 소정 범위로부터 상기 비주사 방향으로 어긋난 범위를 노광하는, 노광 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정 범위 내를 노광할 때의 상기 스폿 위치의 일부를 줄이거나 또는 줄이지 않고, 상기 소정 범위의 상기 비주사 방향의 양측에 인접하는 지점에 새로운 스폿 위치를 추가하도록 변경한 묘화 데이터를 사용하여 상기 공간 광변조기를 구동시킴으로써, 상기 소정 범위보다 상기 비주사 방향으로 폭이 넓은 범위를 노광하는, 노광 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모듈에 의한 투영 이미지의 변형의 측정 결과에 기초하여, 상기 투영 이미지의 변형이 없는 상태에서 상기 소정 범위 내를 노광할 때의 상기 스폿 위치의 일부를 줄이거나 또는 줄이지 않고, 상기 소정 범위의 외측의 상기 비주사 방향으로 인접하는 지점에 새로운 스폿 위치를 추가하도록 변경한 묘화 데이터를 생성하고, 생성된 상기 묘화 데이터를 사용하여 상기 공간 광변조기를 구동시킴으로써, 상기 소정 범위를 노광하는, 노광 장치
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 투영 이미지의 변형을 2 차원 면 내의 복수 지점에서 측정하고, 상기 비주사 방향에 관한 위치가 일치하는 지점의 평균에 기초하여, 상기 비주사 방향의 각 위치에 대응하는 묘화 데이터를 생성하는, 노광 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 모듈의 조명 분포의 측정 결과에 기초하여, 상기 조명 분포가 이상적인 상태에서 상기 소정 범위 내를 노광할 때의 상기 스폿 위치의 일부를 줄이거나 또는 줄이지 않고, 상기 소정 범위의 상기 비주사 방향의 양측으로 인접하는 지점에 새로운 스폿 위치를 추가하도록 변경한 묘화 데이터를 생성하고, 생성된 상기 묘화 데이터를 사용하여 상기 공간 광변조기를 구동시킴으로써, 상기 소정 범위를 노광하는, 노광 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소정 각도 θ 는, tanθ=1/A 의 A 의 값이 5, 7, 9, 11 이 되는 각도인, 노광 장치.
KR1020237045134A 2021-07-05 2022-06-30 노광 장치, 제어 방법, 및 디바이스 제조 방법 KR20240014513A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2021-111804 2021-07-05
JP2021111804 2021-07-05
PCT/JP2022/026201 WO2023282168A1 (ja) 2021-07-05 2022-06-30 露光装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240014513A true KR20240014513A (ko) 2024-02-01

Family

ID=84801597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237045134A KR20240014513A (ko) 2021-07-05 2022-06-30 노광 장치, 제어 방법, 및 디바이스 제조 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240126178A1 (ko)
KR (1) KR20240014513A (ko)
CN (1) CN117616341A (ko)
TW (1) TW202318107A (ko)
WO (1) WO2023282168A1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019023748A (ja) 2018-10-11 2019-02-14 株式会社アドテックエンジニアリング 照度割合変更方法及び露光方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002367900A (ja) * 2001-06-12 2002-12-20 Yaskawa Electric Corp 露光装置および露光方法
JP3938714B2 (ja) * 2002-05-16 2007-06-27 大日本スクリーン製造株式会社 露光装置
JP4235972B2 (ja) * 2002-08-29 2009-03-11 株式会社オーク製作所 パターン描画装置およびパターン描画方法
JP2007033973A (ja) * 2005-07-28 2007-02-08 Fujifilm Corp 露光ヘッドおよび露光装置
JP2007318069A (ja) * 2005-12-06 2007-12-06 Nikon Corp 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法、投影光学系
JP2008065094A (ja) * 2006-09-08 2008-03-21 Fujifilm Corp 描画用処理回路及び描画方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019023748A (ja) 2018-10-11 2019-02-14 株式会社アドテックエンジニアリング 照度割合変更方法及び露光方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023282168A1 (ja) 2023-01-12
TW202318107A (zh) 2023-05-01
US20240126178A1 (en) 2024-04-18
CN117616341A (zh) 2024-02-27
JPWO2023282168A1 (ko) 2023-01-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8094290B2 (en) Illumination optical apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method
JP5360057B2 (ja) 空間光変調器の検査装置および検査方法、照明光学系、照明光学系の調整方法、露光装置、およびデバイス製造方法
WO2009125511A1 (ja) 空間光変調ユニット、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
WO2009087805A1 (ja) 空間光変調器、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
JP2002329651A (ja) 露光装置、露光装置の製造方法、及びマイクロデバイスの製造方法
KR100846337B1 (ko) 노광방법 및 노광장치
KR102047505B1 (ko) 노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법
WO2023282168A1 (ja) 露光装置
JPH11212266A (ja) 走査型露光装置
WO2023127499A1 (ja) 露光装置
US9316926B2 (en) Lithographic apparatus and device manufacturing method
WO2023282205A1 (ja) 露光装置及びデバイス製造方法
WO2023282109A1 (ja) 露光装置及び検査方法
TW201439589A (zh) 空間光調變器及其驅動方法、以及曝光方法及裝置
WO2023282213A1 (ja) パターン露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法
WO2023282208A1 (ja) パターン露光装置、デバイス製造方法、及び露光装置
WO2024075396A1 (ja) 露光方法及び露光装置
JP2004093953A (ja) 投影光学系、露光装置、及びマイクロデバイスの製造方法
KR20240017069A (ko) 노광 장치, 노광 방법 및 플랫 패널 디스플레이의 제조 방법, 그리고 노광 데이터 작성 방법
JP2004126520A (ja) 投影光学系、露光装置、及び回路パターンの形成方法
JP5055649B2 (ja) 投影光学装置、露光装置、デバイス製造方法、像面情報検出装置、および投影光学系の調整方法
JP2012028543A (ja) 照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
JP2011248125A (ja) 露光方法、露光装置、マスク及びデバイス製造方法
JP2011029596A (ja) 照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
WO2014073548A1 (ja) 空間光変調光学系、照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination