TW202016984A - 描繪裝置以及描繪方法 - Google Patents

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Abstract

描繪裝置的描繪頭31係具備有光源32、光線調變器件341以及投影光學系統35。來自光源32的光線係被導引至光線調變器件341。投影光學系統35係將經過光線調變器件341調變過的光線導引至工作台21。投影光學系統35係具備有對物透鏡群352、焦點透鏡群351以及焦點調節機構353。焦點調節機構353係變更焦點透鏡群351的光軸上的位置，藉此調節描繪頭31的焦點位置。頭控制部係依據壓力感測器所測定的描繪頭31的周圍的壓力控制焦點調節機構353。藉此，能修正描繪頭31的周圍的壓力變動所導致的描繪頭31的焦點位置的偏移。

Description

描繪裝置以及描繪方法
本發明係有關於一種用以對基板照射光線並進行圖案(pattern)的描繪之技術。
以往，已知一種直接描繪裝置(例如日本特開2014-197136號公報(文獻1))，係將經過調變的光線照射至工作台(stage)上的對象物並使該光線的照射區域於對象物上掃描，藉此描繪圖案。
在文獻1的直接描繪裝置中，當用以支撐描繪頭之橋接構造或者用以支撐對準(alignment)用照相機之橋接構造因為裝置自身的熱能而變形時，描繪頭在基板上的描繪位置與對準用照相機的視野位置之間的位置關係失真。因此，依據與溫度差對應之位置偏移量來修正描繪位置與視野位置之間的溫度依存性的位置偏移，藉此抑制描繪精度降低。
另一方面，在日本特開2013-210440號公報(文獻2)中揭示有一種投影曝光裝置，係以投影透鏡將形成於遮罩(mask)的圖案投影至工件(work)並進行曝光。在該投影曝光裝置中，拍攝形成於遮罩的對準標記(alignment mark)，藉此測定溫度的差異所導致的投影透鏡的描繪位置的變化，使該投影透鏡的描繪位置的變化反應至曝光圖案的繪出位置並進行曝光。
此外，於日本特開2002-195913號公報(文獻3)揭示有一種曝光裝置，係使用形成有半導體元件的電路圖案之瞄標(reticle)，藉由分步重複(step‐and‐repeat)方式將電路圖案的圖像轉印至晶圓。在該曝光裝置中，從將特定圖案照射至投影面時的圖像的位置的變化檢測溫度以及氣壓等的環境變化所導致的投影光學系統的成像特性的變化，並使投影光學系統的成像特性變化以控制成最佳的狀態。圖像的位置變化的檢測係藉由解析以可觀察投影面的照相機所取得的影像而進行。
此外，在用以對印刷基板直接描繪電路圖案之裝置中，隨著電路圖案的細微化而要求描繪的高精細化。因此，會有因為在無塵室(cleaning room)內所產生之程度較小的溫度變動以及壓力變動所導致的焦點距離的變化而對描繪精度造成大的影響之虞。已知有一種方法，於裝置內安裝用以覆蓋投影光學系統的鏡筒之內罩並將鏡筒周圍的空間與外部阻隔，並藉由溫度調節機降低溫度變動；然而，不容易將投影光學系統整體的溫度維持成均一的狀態。此外，在該方法中，無法降低壓力變動所導致的焦點距離的變化。
本發明係著眼於一種用以對基板照射光線並進行圖案的描繪之描繪裝置，目的在於修正壓力變動所導致的焦點位置的偏移。
本發明的一個較佳形態的描繪裝置係具備有：工作台，係保持基板；描繪頭，係對前述基板照射經過調變的光線；工作台移動機構，係使前述工作台於與前述基板的上表面平行的方向相對於前述描繪頭相對性地移動；壓力感測器，係測定前述描繪頭的周圍的壓力；以及頭控制部，係控制前述描繪頭。前述描繪頭係具備有：光源；光線調變器件，係導引來自前述光源的光線；以及投影光學系統，係將經過前述光線調變器件調變過的光線導引至前述工作台。前述投影光學系統係具備有：對物透鏡群；焦點透鏡群；以及焦點調節機構，係變更前述焦點透鏡群的光軸上的位置，藉此調節前述描繪頭的焦點位置。前述頭控制部係依據來自前述壓力感測器的輸出控制前述焦點調節機構。依據本發明，能修正壓力變動所導致的焦點位置的偏移。
較佳為，前述描繪頭係進一步具備有：第一溫度感測器，係測定前述投影光學系統的溫度。前述頭控制部對於前述焦點調節機構的控制係依據來自前述第一溫度感測器的輸出而進行。
較佳為，前述描繪頭係進一步具備有：距離感測器，係測定直至前述工作台上的前述基板為止的距離。在藉由前述工作台移動機構使前述工作台相對移動並使來自前述描繪頭的光線的照射區域於前述基板上掃描而對前述基板進行描繪之期間，前述距離感測器持續地進行直至前述基板為止的距離的測定。前述頭控制部對於前述焦點調節機構的控制係依據來自前述距離感測器的輸出而進行。在對前述基板進行描繪之期間，藉由前述頭控制部對於前述焦點調節機構的控制，前述描繪頭的前述焦點位置係對合至前述基板的前述上表面。
較佳為，前述描繪頭係進一步具備有：第二溫度感測器，係測定前述距離感測器的溫度。前述頭控制部對於前述焦點調節機構的控制係依據來自前述第二溫度感測器的輸出而進行。
較佳為，前述描繪裝置係進一步具備有：治具，係固定於前述工作台；拍攝部，係一起拍攝前述治具上之來自前述描繪頭的光線的照射區域與預先形成於前述治具上的標識；以及影像處理部，係依據前述拍攝部所取得的影像，取得前述描繪頭的照射位置相距於設計照射位置的偏移。在前述拍攝部進行前述治具的拍攝時，藉由前述頭控制部對於前述焦點調節機構的控制，前述描繪頭的前述焦點位置係對合至前述治具。
較佳為，藉由前述工作台移動機構使前述工作台相對移動並使來自前述描繪頭的光線的照射區域於前述基板上朝預定的掃描方向僅掃描一次，藉此結束對於前述基板的描繪。
較佳為，描繪於前述基板之前述圖案係電路圖案。前述電路圖案的L／S的線係7µm至9µm，空間(space)係11µm至13µm。
較佳為，前述焦點透鏡群係藉由前述焦點調節機構而與前述對物透鏡群獨立地移動。
本發明亦著眼於一種描繪方法，係藉由描繪裝置對基板照射光線並進行圖案的描繪；前述描繪裝置係具備有：工作台，係保持基板；描繪頭，係對前述基板照射經過調變的光線；以及工作台移動機構，係使前述工作台於與前述基板的上表面平行的方向相對於前述描繪頭相對性地移動。前述描繪頭係具備有：光源；光線調變器件，係導引來自前述光源的光線；以及投影光學系統，係將經過前述光線調變器件調變過的光線導引至前述工作台。前述投影光學系統係具備有對物透鏡群以及焦點透鏡群。前述描繪方法係具備有：工序(a)，係測定前述描繪頭的周圍的壓力；以及工序(b)，係依據前述工序(a)中所測定的壓力變更前述焦點透鏡群的光軸上的位置，藉此調節前述描繪頭的前述焦點位置。依據本發明，能修正壓力變動所導致的焦點位置的偏移。
較佳為，前述描繪方法係進一步具備有：工序(c)，係測定前述投影光學系統的溫度。前述工序(b)中的前述描繪頭的前述焦點位置的調節亦依據在前述工序(c)中所測定的溫度而進行。
較佳為，前述描繪方法係進一步具備有：工序(d)，係在前述工序(b)中前述描繪頭的前述焦點位置對合至前述基板的前述上表面後，藉由前述工作台移動機構使前述工作台相對移動並使來自前述描繪頭的光線的照射區域於前述基板上掃描，藉此對前述基板進行描繪；工序(e)，係與前述工序(d)並行，持續地測定從前述描繪頭直至前述工作台上的前述基板為止的距離；以及工序(f)，係與前述工序(d)並行，依據在前述工序(e)中所測定的距離變更前述焦點透鏡群的光軸上的位置，藉此使前述描繪頭的前述焦點位置持續地對合至前述基板的前述上表面。
較佳為，前述描繪方法係進一步具備有：工序(g)，係測定在前述工序(e)中利用於直至前述基板為止的距離的測定之距離感測器的溫度。前述工序(b)中的前述描繪頭的前述焦點位置的調節亦依據在前述工序(g)中所測定的溫度而進行。
較佳為，前述描繪裝置係進一步具備有：治具，係固定於前述工作台；以及拍攝部，係拍攝前述治具。前述描繪方法係進一步具備有：工序(h)，係在前述工序(b)中使前述描繪頭的前述焦點位置對合至前述治具後，一起拍攝前述治具上之來自前述描繪頭的光線的照射區域與預先形成於前述治具上的標識；以及工序(i)，係依據在前述工序(h)中所取得的影像，取得前述描繪頭的照射位置相距於設計照射位置的偏移。
較佳為，藉由前述工作台移動機構使前述工作台相對移動並使來自前述描繪頭的光線的照射區域於前述基板上朝預定的掃描方向僅掃描一次，藉此結束對於前述基板的描繪。
較佳為，描繪於前述基板之前述圖案係電路圖案，前述電路圖案的L／S的線係7µm至9µm，空間係11µm至13µm。
較佳為，在前述工序(b)中，前述焦點透鏡群係與前述對物透鏡群獨立地移動。
本發明的目的以及其他的目的、特徵、態樣以及優點係參照隨附的圖式並藉由以下所進行的本發明的詳細的說明而明瞭。
圖1係顯示本發明的實施形態之一的描繪裝置1的構成之立體圖。在圖1中，以箭頭顯示相互正交的三個方向作為X方向、Y方向以及Z方向(其他圖亦同樣)。在圖1所示的例子中，X方向以及Y方向係水平方向，Z方向係鉛直方向。
描繪裝置1係直接描繪裝置(亦即所謂的直繪裝置)，將經過空間調變的略束(beam)狀的光線照射至基板9上的感光材料並將該光線的照射區域於對象物上描掃，藉此進行圖案的描繪。基板9係例如為具有可撓性之印刷配線基板。在基板9中，於銅層上設置有由感光材料所形成的阻劑(resist)膜。在描繪裝置1中，於基板9的阻劑膜描繪有電路圖案。在該電路圖案中，例如L／S的線(亦即圖案寬度)係7µm至9µm，L／S的空間(亦即圖案間的間隙寬度)係11µm至13µm。
描繪裝置1係配置於未圖示的無塵室內。無塵室的內部空間係以成為預定的溫度之方式藉由溫度調節設備調節。描繪裝置1係具備有工作台21、工作台移動機構22、工作台升降機構23、描繪部3、壓力感測器41以及控制部6。工作台21、工作台移動機構22、工作台升降機構23以及描繪部3係收容於未圖示的殼體(housing)的內部。壓力感測器41係例如安裝於該殼體的內側面，用以測定殼體內部的壓力(亦即氣壓)。控制部6係控制工作台移動機構22、工作台升降機構23以及描繪部3等。
圖2係顯示控制部6所具備的電腦8的構成之圖。電腦8係通常的電腦，具備有處理器(processor)81、記憶體82、輸入輸出部83以及匯流排(bus)84。匯流排84係訊號電路，用以連接處理器81、記憶體82以及輸入輸出部83。記憶體82係記憶程式以及各種資訊。處理器81係依循記憶於記憶體82的程式等，一邊利用記憶體82等一邊執行各種處理(例如數值計算、影像處理)。輸入輸出部83係具備有：鍵盤85以及滑鼠86，係接受操作者的輸入；以及顯示器87，係顯示處理器81的輸出等。此外，輸入輸出部83係具備有：發送部88，係發送來自處理器81的輸出等；以及接收部89，係接收來自後述的各個感測器的輸出。此外，控制部6係可為可程式邏輯控制器(PLC；Programmable Logic Controller)或者電路基板等，亦可為這些構件與一個以上的電腦的組合。
圖3係顯示藉由電腦8所實現的控制部6的功能之方塊圖。在圖3中，亦一併顯示控制部6以外的構成。控制部6係具備有記憶部61、影像處理部62、頭控制部63以及移動控制部64。記憶部61係主要藉由記憶體82所實現，用以記憶從壓力感測器41、第一溫度感測器36以及第二溫度感測器37(後述)所送來的測定值等各種資訊。影像處理部62係主要藉由處理器81所實現，基於從後述的拍攝部51所送來的影像取得各種資訊。頭控制部63係主要藉由處理器81所實現，用以控制描繪部3的描繪頭31(後述)。移動控制部64係主要藉由處理器81所實現，並控制用以移動工作台21之工作台移動機構22等。
如圖1所示，工作台21係略平板狀的保持部，用以在描繪部3的下方(亦即－Z側)中從下側保持水平狀態的基板9。被工作台21所保持的基板9的＋Z側的表面(以下稱為「上表面91」)係相對於Z方向為略垂直，且與X方向以及Y方向略平行。
工作台升降機構23係使工作台21於Z方向移動。工作台移動機構22係使工作台21相對於描繪部3相對性地移動。在圖1所示的例子中，工作台移動機構22係使工作台21與工作台升降機構23一起於X方向以及Y方向移動。換言之，工作台移動機構22係使工作台21於與基板9的上表面91略平行的方向相對於描繪部3相對性地移動。
工作台移動機構22係例如為用以使工作台21沿著導軌(guide rail)直線狀地移動之機構，且使用例如線性伺服馬達(linear servo motor)作為驅動源。藉此，工作台21係高精度地移動。亦可使用於滾珠螺桿(ball screw)安裝有馬達的機構作為工作台移動機構22的驅動源。在描繪裝置1中，亦可省略工作台升降機構23，或亦可設置有用以使工作台21以與Z方向平行的軸作為中心旋轉之旋轉機構。
描繪部3係具備有排列於X方向以及Y方向之複數個(在圖1所示的例子中為五個)描繪頭31。複數個描繪頭31係藉由跨越工作台21而設置的頭支撐部11在工作台21的上方被支撐。複數個描繪頭31係具有略相同的構造。
在描繪裝置1中，一邊從描繪部3的複數個描繪頭31將經過調變(亦即空間調變)的光線照射至基板9的上表面91上，一邊藉由工作台移動機構22將基板9於Y方向移動。藉此，來自複數個描繪頭31的光線的照射區域係在基板9上於Y方向掃描，並對基板9進行電路圖案的描繪。在以下的說明中，亦將Y方向稱為「掃描方向」，且亦將X方向稱為「寬度方向」。工作台移動機構22係掃描機構，用以使來自各個掃描頭31的光線的照射區域在基板9上於掃描方向移動。
在描繪裝置1中，對基板9的描繪係以所謂的單程(single pass)(單向(one pass))方式進行。具體而言，藉由工作台移動機構22使工作台21相對於複數個描繪頭31於Y方向相對性地移動，來自複數個描繪頭31的光線的照射區域係在基板9的上表面91上於Y方向(亦即掃描方向)僅掃描一次。藉此，結束對基板9的描繪。
圖4係顯示一個描繪頭31的構成之側視圖。描繪頭31係具備有光源32、照明光學系統33、光線調變部34、投影光學系統35、第一溫度感測器36、第二溫度感測器37以及距離感測器38。光源32係例如為LED(Light Emitting Diode；發光二極體)光源或者LD(Laser Diode；雷射二極體)光源。光線調變部34係具備有光線調變器件341。光線調變器件341係例如為二維地排列有複數個微小鏡子(mirror)之DMD(Digital Micromirror Device；數位微鏡器件)。光源32以及照明光學系統33係固定於框架(frame)30的上部。
投影光學系統35係具備有焦點透鏡群351、對物透鏡群352以及焦點調節機構353。在圖4中，焦點透鏡群351所含有之透鏡係未圖示，於收容有該透鏡的鏡筒附上元件符號351。對物透鏡群352亦同樣。焦點透鏡群351係經由焦點調節機構353安裝於框架30的上部。焦點透鏡群351的光軸係略平行地延伸於水平方向(例如Y方向)。焦點調節機構353係使焦點透鏡群351於與該光軸平行的方向(例如Y方向)直線狀地移動。焦點調節機構353係例如組合有用以藉由馬達驅動滾珠螺桿之機構以及用以將焦點透鏡群351於Y方向導引之機構。亦可使用線性伺服馬達作為焦點調節機構353的驅動源。對物透鏡群352係固定於框架30的側部。對物透鏡群352的光軸係於Z方向(亦即上下方向)略平行地延伸。焦點調節機構353所為之焦點透鏡群351的移動係與對物透鏡群352獨立地進行。
在描繪裝置1中，從描繪頭31的光源32射出的光線係藉由照明光學系統33導引至光線調變部34，在光線調變部34的光線調變器件341經過空間調變後，藉由投影光學系統35(亦即焦點透鏡群351以及對物透鏡群352)導引至工作台21上的基板9。在投影光學系統35中，藉由焦點調節機構353移動焦點透鏡群351，變更描繪頭31的光軸上的焦點透鏡群351的位置，藉此描繪頭31的焦點位置係在對物透鏡群352的下方中於上下方向調節。
距離感測器38係安裝於投影光學系統35的對物透鏡群352。詳細而言，距離感測器38係安裝於對物透鏡群352的鏡筒的下端部。距離感測器38係測定從對物透鏡群352的下端直至工作台21上的基板9為止的距離(以下稱為「照射距離」)。距離感測器38係具備有發光部381、受光部382以及感測器框架383。感測器框架383係例如為於Y方向延伸的略板狀的構件，並固定於對物透鏡352的鏡筒的下端部。發光部381係固定於感測器框架383的－Y側的端部，受光部382係固定於感測器框架383的＋Y側的端部。從發光部381朝＋Y側以及－Z側射出的光線係被基板9的上表面91反射並被受光部382受光。受光部382係例如為線感測器。此外，依據來自基板9的反射光的受光部382中的受光位置求出上述照射距離。
在掃瞄裝置1中，在對基板9進行描繪的期間，距離感測器38持續地進行上述照射距離的測定。距離感測器38所測定的照射距離(以下稱為「測定照射距離」)係輸出至控制部6的頭控制部63(參照圖3)。頭控制部63係依據來自距離感測器38的輸出控制焦點調節機構353。藉此，調節焦點透鏡群351的位置並調節描繪頭31的焦點位置。在描繪裝置1中，在對基板9進行描繪的期間，藉由頭控制部63持續地控制焦點調節機構353，藉此描繪頭31的焦點位置係對合至基板9的上表面91。換言之，在描繪裝置1描繪時，距離感測器38、焦點調節機構353以及頭控制部63等係進行自動對焦。結果，即使在因為於基板9產生翹曲等變形之情形中，由於能使描繪頭31的焦點位置對合至基板9的上表面91，因此能實現高精度的描繪。針對頭控制部63所為之焦點調節機構353的控制的詳細說明係於後述。
第一溫度感測器36係安裝於投影光學系統35或者配置於投影光學系統35的附近，用以測定投影光學系統35的溫度。在圖4所示的例子中，第一溫度感測器36係安裝於投影光學系統35的對物透鏡群352。第一溫度感測器36係例如為熱電偶(thermocouple)，在對物透鏡群352的下端部中貼附於對物透鏡群352的鏡筒的外側面。第一溫度感測器36所測定的投影光學系統35的溫度(以下稱為「投影光學系統35的測定溫度」)係輸出至控制部6的頭控制部63。頭控制部63所為之焦點調節機構353的控制亦依據來自第一溫度感測器36的輸出而進行。
第二溫度感測器37係安裝於距離感測器38或者配置於距離感測器38的附近，用以測定距離感測器38的溫度。在圖4所示的例子中，第二溫度感測器37係安裝於距離感測器38的感測器框架383。第二溫度感測器37係例如為熱電偶，貼附於感測器框架383的受光部382附近。第二溫度感測器37所測定的距離感測器38的溫度(以下稱為「距離感測器38的測定溫度」)係輸出至控制部6的頭控制部63。頭控制部63所為之焦點調節機構353的控制亦依據來自第二溫度感測器37的輸出而進行。
如上所述，壓力感測器41係測定描繪裝置1的殼體內部的壓力(亦即氣壓)。由於該殼體內部的壓力係即使殼體內部中的位置不同亦幾乎不會變化，因此壓力感測器41所測定的壓力(以下稱為「測定壓力」)係與各個描繪頭31的周圍的壓力大略相同。換言之，在描繪裝置1中，藉由壓力感測器41測定各個描繪頭31的周圍的壓力。壓力感測器41的測定壓力係輸出至控制部6的頭控制部63。頭控制部63所為之焦點調節機構353的控制亦依據來自壓力感測器41的輸出而進行。壓力感測器41係例如為膜片計(diaphragm gauge)。
圖5係顯示工作台21的＋Y側的端部附近的構成之側視圖。如圖5所示，描繪裝置1係進一步具備有拍攝部51以及治具52。治具52係平板狀的玻璃板，固定於工作台21的＋Y側的側面。治具52係以主面成為與Z方向垂直之方式從工作台21的上述側面朝＋Y方向突出。治具52的上表面係位於上下方向中與載置於工作台21上且無翹曲等變形的基板9的上表面91相同的位置。治具52係在俯視觀看時於X方向較長之略長方形。治具52係由具有透光性的材料所形成，較佳為透明。於治具52的上表面設置有排列於X方向的多個標識。治具52上的該標識係例如為十字圖案(cross pattern)或者其他形狀的圖案。
拍攝部51係在治具52的下方經由拍攝部移動機構53安裝於工作台21的＋Y側的側面。拍攝部51係例如為具有CCD(Charged Coupled Devices；電荷耦合元件)或者CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor；互補式金屬氧化物半導體)作為拍攝元件之數位相機。拍攝部51係可藉由拍攝部移動機構53於X方向移動。拍攝部移動機構53係例如組合用以藉由馬達驅動滾珠螺桿之機構以及用以將拍攝部51於X方向導引之機構。亦可使用線性伺服馬達作為拍攝部移動機構53的驅動源。
在描繪裝置1中，在從一個描繪頭31朝治具52射出預先制定的圖案的光線之狀態下，拍攝部51係從治具52的下方取得影像。拍攝部51係一起拍攝治具52上之來自描繪頭31的光線的照射區域與預先形成於治具52上的上述標識。藉由拍攝部51所取得的影像係被輸送至控制部6，並藉由影像處理部62(參照圖3)運算處理該影像，藉此取得描繪頭31與治具52之間的位置關係。如上所述，由於治具52係固定於工作台21，因此藉由上述運算處理亦取得描繪頭31與工作台21之間的位置關係。
接著，參照圖6以及圖7詳細地說明頭控制部63所為之焦點調節機構353的控制。在描繪裝置1中，在對基板9進行描繪之前，進行使用於上述自動對焦之自動對焦機構(亦即距離感測器38以及焦點調節機構353等)的調整(參照圖6)。之後，連續地對複數個基板9進行描繪。在圖7中，顯示著眼於一片基板9並對該基板9進行描繪的流程。
在自動對焦機構的調整(亦即所謂的聚焦校準(focus calibration))中，以各個描繪頭31的焦點位置位於上下方向中與治具52的上表面相同的位置(亦即無翹曲等的變形之基板9的上表面91上)之方式調節聚焦透鏡群351的位置。
雖然自動對焦機構的調整係在描繪裝置1設置於無塵室內時進行，但會有設置時的無塵室內的溫度以及壓力(亦即氣壓)與對基板9描繪時的無塵室內的溫度以及壓力不同之可能性。當無塵室內的溫度不同時，會有與描繪頭31的各個構成膨脹或者收縮相等地描繪頭31的對焦位置從基板9的上表面91上朝上下方向偏移之可能性。此外，亦會有距離感測器38的測定照射距離產生偏移之可能性。當無塵室內的壓力不同時，會有描繪頭31的焦點位置因為大氣的密度等的變化而從基板9的上表面91上朝上下方向偏移之可能性。例如，當該壓力變高時，描繪頭31的焦點位置係朝下側偏移。
圖6係顯示自動對焦機構的調整的流程的一例之圖。在圖6中，顯示針對一個描繪頭31之自動對焦機構的調整的流程。在進行自動對焦機構的調整時，藉由工作台移動機構22(參照圖1)使工作台21於Y方向移動，描繪頭31係預先位於治具52的上方。此外，藉由拍攝部移動機構53使拍攝部51於X方向移動，拍攝部51係預先位於該描繪頭31的下方。此外，在描繪裝置1中，針對複數個描繪頭31依序進行圖6所例示的自動對焦機構的調整。
在自動對焦機構的調整中，首先，藉由壓力感測器41(參照圖1)測定描繪頭31的周圍的壓力。藉由壓力感測器41所取得的測定壓力係被輸送至控制部6並作為「基準壓力」儲存於記憶部61(參照圖3)(步驟S11)。
接著，藉由第一溫度感測器36測定投影光學系統35的溫度。藉由第一溫度感測器36所取得的投影光學系統35的測定溫度係被輸送至控制部6並作為「投影光學系統35的基準溫度」儲存於記憶部61。此外，藉由第二溫度感測器37測定距離感測器38的溫度。藉由第二溫度感測器37取得的距離感測器38的測定溫度係被輸送至控制部6並作為「距離感測器38的基準溫度」儲存於記憶部61(步驟S12)。
此外，藉由距離感測器38測定上述照射距離。藉由距離感測器38所取得的測定照射距離係被輸送至控制部6並作為「基準照射距離」儲存於記憶部61。此外，距離感測器38的受光部382中的受光位置亦被輸送至控制部6並作為「基準受光位置」儲存於記憶部61(步驟S13)。此外，亦可適當地變更步驟S11至步驟S13的執行順序。此外，亦可並行地執行步驟S11至步驟S13中的兩個以上的步驟。
接著，藉由焦點調節機構353使焦點透鏡群351移動並位於預定的開始調整位置。該開始調整位置係例如為焦點透鏡群35的設計位置(亦即描繪頭31的焦點位置對合至基板9的上表面91之預定的設計上的焦點透鏡群351的位置)。接著，驅動光源32以及光線調變部34，圖8所例示的預定的校準圖案95係照射至治具52。在圖8所示的例子中，校準圖案95係排列成格子狀的四個光點。校準圖案95並未限定於圖8的形狀，亦可變更成各種形狀。
拍攝部51係拍攝已透過治具52的校準圖案95，並將所取得的影像輸送至控制部6。在拍攝部51進行拍攝時，由於未對治具52上的上述標識照射照明光，因此雖然於拍攝部51所取得的影像包含有校準圖案95的圖像，但未包含有治具52上的標識。在控制部6中，影像處理部62(參照圖3)係依據拍攝部51所取得的校準圖案95的影像求出對比評價值。對比評價值係例如為校準圖案95的光點的緣部中的對比的微分值的最大值。
在描繪裝置1中，重複預定次數(兩次以上)焦點調節機構353所為之焦點透鏡群351的位置的變更、拍攝部51所為之校準圖案95的拍攝以及影像處理部62所為之對比評價值的取得(步驟S14)。焦點透鏡群351的上述位置變更係藉由每次移動預定距離之步進(step)移動而進行。該預定距離係將描繪頭31中之與焦點深度的一半的深度對應之焦點透鏡群351的移動距離稱為「焦點深度脈動(focus depth pulse)」，例如為焦點深度脈動的四倍。
在影像處理部62中，依據所取得的複數個對比評價值以及與該複數個對比評價值對應之焦點透鏡群351的複數個位置，作成用以顯示對比評價值與焦點透鏡群351的位置之間的關係之「透鏡位置－對比資料」(步驟S15)。接著，影像處理部62係依據透鏡位置－對比資料進行對比評價值的峰值檢測處理(步驟S16)。步驟S16中的峰值檢測處理係例如藉由下述方式進行：抽出透鏡位置－對比資料中的峰值附近的資料，將所抽出的資料予以二次近似(quadratic approximation)並求出極值。該峰值檢測處理亦可藉由其他各種方法來進行。
當在步驟S16中檢測到對比評價值的峰值時(步驟S17)，與該峰值對應之焦點透鏡群351的位置係作為「基準位置」儲存至記憶部61(步驟S18)，正常地結束自動對焦機構的調整。
另一方面，在步驟S16中未檢測到對比評價值的峰值之情形中(步驟S17)，確認焦點透鏡群351的移動次數未達到上限(步驟S19)，進行一次焦點調節機構353所為之焦點透鏡群351的位置的變更、拍攝部51所為之校準圖案95的拍攝以及影像處理部62所為之對比評價值的取得(步驟S20)。步驟S20中的焦點透鏡群351的移動距離係比步驟S14中的移動距離還小，例如作成與焦點深度脈動相等之距離。
接著，返回至步驟S15，重新作成亦包含有在步驟S20中所取得的對比評價值之透鏡位置－對比資料(步驟S15)，並進行對比評價值的峰值檢測處理(步驟S16)。當檢測到對比評價值的峰值時，如上所述將焦點透鏡群351的基準位置儲存至記憶部61，正常地結束自動對焦機構的調整(步驟S17、S18)。另一方面，在未檢測到對比評價值的峰值之情形中(步驟S17)，反復進行步驟S19、S20、S15至S17，直至焦點透鏡群351的移動次數到達上限為止。接著，在即使焦點透鏡群351的移動次數達到上限仍未檢測到對比評價值的峰值之情形中，對描繪裝置1的操作者等發出異常結束的錯誤警告，並結束自動對焦機構的調整。
當正常地結束自動對焦機構的調整時，對基板9進行描繪。圖7係顯示對一片基板9進行描繪的流程的一例之圖。在描繪裝置1中，首先，因應來自自動對焦機構的調整時的壓力以及溫度的變化進行焦點透鏡群351的基準位置的修正以及距離感測器38的基準受光位置的修正後，對基板9進行描繪。如上所述，在描繪裝置1中，在調整自動對焦機構後，連續地對複數個基板9進行描繪。因此，在剛結束自動對焦機構的調整後，雖然對於焦點透鏡群351的基準位置以及距離感測器38的基準受光位置之修正量較小，但當從結束自動對焦機構的調整後起的經過時間變大時，會有該修正量變得較大之情形。
如圖4所示，在對基板9進行描繪時，描繪頭31係位於基板9的上方。接著，壓力感測器41進行壓力(亦即氣壓)的測定，並將壓力感測器41所取得的測定壓力輸送至控制部6的頭控制部63(步驟S31)。此外，第一溫度感測器36以及第二溫度感測器37進行溫度測定，並將第一溫度感測器36以及第二溫度感測器37所取得的投影光學系統35的測定溫度以及距離感測器38的測定溫度輸送至頭控制部63(步驟S32)。此外，亦可適當地變更步驟S31、S32的執行順序。此外，亦可並行地進行步驟S31以及步驟S32。
在頭控制部63中，依據在步驟S31、S32中所取得的測定壓力以及投影光學系統35的測定溫度進行焦點透鏡群351的基準位置的修正(步驟S33)。接著，藉由焦點調節機構353使焦點透鏡群351朝修正後的基準位置(以下稱為「修正基準位置」)移動(步驟S34)。在步驟S33中，例如焦點透鏡群351係從基準位置移動達至數學式1所示的修正距離dF(nm)。
dF＝Kp×dP＋Kt1×dT1　(數學式1) 數學式1中的dP係壓力差(hPa)，且為上面所說明的基準壓力與在步驟S31中所取得的測定壓力之間的差；Kp係用以顯示每單位壓力差的焦點透鏡群351的移動距離之係數(nm／hPa)。此外，數學式1中的dT1係投影光學系統35的溫度差(deg)，且為投影光學系統35的上述基準溫度與在步驟S32中所取得的投影光學系統35的測定溫度之間的差；Kt1係用以顯示投影光學系統35的每單位溫度差的焦點透鏡群351的移動距離之係數(nm／deg)。
係數Kp、Kt1係預先取得並記憶至記憶部61。係數Kp係例如在藉由壓力感測器41所測定之描繪裝置1的殼體內的壓力不同之複數個狀態中進行上面所說明的聚焦校準，將該壓力的變化與焦點透鏡群351的位置的變化之間的關係予以直線近似後作為近似曲線的斜度求出。係數Kt1係例如在藉由第一溫度感測器36所測定之投影光學系統35的溫度不同之複數個狀態中進行上面所說明的聚焦校準，將該溫度的變化與焦點透鏡群351的位置的變化之間的關係予以直線近似後作為近似曲線的斜度求出。
此外，在頭控制部63中，依據在步驟S32中所取得的距離感測器38的測定溫度進行距離感測器38的受光部382中的基準受光位置的修正(步驟S35)。在步驟S35中，例如基準受光位置被挪移達至數學式2所示的修正距離dD(pixel)。在以下的說明中，將修正後的基準受光位置稱為修正基準受光位置。
dD＝Kt2×dT2　(數學式2) 數學式2中的dT2係距離感測器38的溫度差(deg)，且為距離感測器38的上述基準溫度與在步驟S32中所取得的距離感測器38的測定溫度之間的差；Kt2係用以顯示距離感測器38的每單位溫度差的基準受光位置的移動距離之係數(pixel／deg)。
係數Kt2係預先取得並記憶至記憶部61。係數Kt2係例如藉由以下方式求出。首先，在第二溫度感測器37所測定的距離感測器38的溫度不同之複數個狀態中，從距離感測器38的發光部381朝治具52(參照圖5)射出光線，藉由受光部382受光來自治具52的上表面的反射光並求出受光位置。接著，將該溫度的變化與受光部382中的受光位置的變化之間的關係予以直線近似並將近似曲線的斜度作為係數Kt2求出。
在焦點透鏡群351位於修正基準位置之狀態下，描繪頭31的焦點位置係對合至無翹曲等變形的基板9的上表面91(亦即位於上下方向中與基板9的上表面91相同的位置)。此外，在距離感測器38中，從發光部381射出且被無翹曲等變形的基板9的上表面91反射的光線係在受光部382的修正基準受光位置被接收。此外，亦可適當地變更步驟S33至步驟S34與步驟S35的執行順序。此外，亦可並行地執行步驟S33至步驟S34與步驟S35。
在描繪裝置1中，當針對複數個描繪頭31的各者結束步驟S32至步驟S35時，藉由移動控制部64控制工作台移動機構22開始朝基板9的Y方向移動。此外，在各個描繪頭31中，頭控制部63係依據預先記憶於記憶部61的描繪資料控制光線調變部34，從各個描繪頭31對移動中的基板9的上表面91照射經過調變的光線並進行圖案的描繪(步驟S36)。
如上所述，在對基板9描繪圖案的過程中，與對基板9的描繪並行地，距離感測器38、焦點調節機構353以及頭控制部63等持續地進行自動對焦。具體而言，在對基板9進行描繪的期間，距離感測器38持續地進行照射距離的測定。在照射距離的測定中，求出受光部382中的受光位置相距於修正基準受光位置的偏移量，並依據該偏移量求出測定照射距離相距於基準照射距離的偏移量(亦即基板9的上表面91的上下方向中的變形量)。
接著，頭控制部63係依據測定照射距離相距於基準照射距離的偏移量控制焦點調節機構353，使焦點透鏡群351從修正基準位置移動達至與該偏移量對應的移動距離。焦點透鏡群351的位置變更亦與對基板9的描繪並行地持續進行。藉此，描繪頭31的焦點位置係於上下方向移動並對合至基板9的上表面91。結果，即使在基板9產生翹曲等變形之情形中，由於能使描繪頭31的焦點位置持續地對合至基板9的上表面91，因此實現對基板9的高精度的描繪。
如上所述，在描繪裝置1中，連續地對複數個基板9進行描繪，於開始描繪各個基板9時進行上述步驟S31至步驟S35。藉此，在對複數個基板9連續描繪的過程中，即使於描繪頭31的周圍的壓力(亦即無塵室內的壓力)、投影光學系統35的溫度以及距離感測器38的溫度中的至少一者以上產生變化之情形中，亦實現對各個基板9的高精度的描繪。
此外，在描繪裝置1中，步驟S31至步驟S35不一定需要在各個基板9開始描繪時進行。步驟S31至步驟S35例如亦可在一片基板9開始描繪時進行後直至結束對預定片數的基板9的描繪為止不再進行，且在結束對預定片數的基板9的描繪後再開始對下一個基板9描繪時進行。此外，步驟S11至步驟S20的自動對焦機構的調整較佳為例如在描繪裝置1的啟動時以及每次結束對預定數量的批量(lot)的基板9的描繪時進行。
如以上所說明般，描繪裝置1係具備有工作台21、描繪頭31、工作移動機構22、壓力感測器41以及頭控制部63。工作台21係保持基板9。描繪頭31係對基板9照射經過調變的光線。工作台移動機構22係使工作台21於與基板9的上表面91平行的方向相對於描繪頭31相對性地移動。壓力感測器41係測定描繪頭31的周圍的壓力。頭控制部63係控制描繪頭31。描繪頭31係具備有光源32、光線調變器件341以及投影光學系統35。於光線調變器件341導入有來自光源32的光線。投影光學系統35係將經過光線調變器件341調變過的光線朝工作台21導引。投影光學系統35係具備有對物透鏡群352、焦點透鏡群351以及焦點調節機構353。焦點調節機構353係變更焦點透鏡群351的光軸上的位置，藉此調節描繪頭31的焦點位置。頭控制部63係依據來自壓力感測器41的輸出控制焦點調節機構353。
藉此，能修正因為描繪頭31的周圍的壓力變動所導致的描繪頭31的焦點位置的偏移。結果，能使描繪頭31的焦點位置精度佳地對合至基板9的上表面91，而能實現對基板9的高精度的描繪。此外，在描繪裝置1中，在進行一次上述步驟S11至步驟S20所示的自動對焦機構的調整(亦即聚焦校準)後，由於能藉由頭控制部63的運算處理修正焦點位置的偏移以取代聚焦校準，因此能縮短焦點位置的偏移的修正所需的時間。結果，能提升描繪裝置1的生產性。
如上所述，較佳為描繪頭31係進一步具備有用以測定投影光學系統35的溫度之第一溫度感測器36。此外，較佳為頭控制部63對於焦點調節機構353的控制亦依據來自第一溫度感測器36的輸出而進行。藉此，能修正因對投影光學系統35的溫度變動所導致的描繪頭31的焦點位置的偏移。結果，能提升對基板9的描繪的精度。
如上所述，較佳為描繪頭31係進一步具備有用以測量直至工作台21上的基板9為止的距離之距離感測器38。此外，較佳為：在藉由工作台移動機構22使工作台21相對移動並使來自描繪頭31的光線的照射區域於基板9上掃描藉此對基板9進行描繪之期間，距離感測器38持續地進行測量至基板9為止的距離，且頭控制部63對於焦點調節機構353的控制亦依據來自距離感測器38的輸出而進行。再者，較佳為，在對基板9進行描繪之期間，藉由頭控制部63對於焦點調節機構353的控制使描繪頭31的焦點位置對合至基板9的上表面91。如此，在對基板9進行描繪時進行自動對焦，藉此亦可對產生翹曲等變形的基板9實現高精度的描繪。
更佳為，描繪頭31係進一步具備有用以測定距離感測器38的溫度之第二溫度感測器37；頭控制部63對於焦點調節機構353的控制亦依據來自第二溫度感測器37的輸出而進行。藉此，能修正距離感測器38因為溫度變動導致受光部382的受光位置的偏移(亦即藉由距離感測器38所取得的測定照射距離的偏移)。結果，能提升對基板9的描繪的精度。
如上所述，較佳為，在描繪裝置1中，藉由工作台移動機構22使工作台21相對移動並使來自描繪頭31的光線的照射區域於基板9上朝預定的掃描方向僅掃描一次，藉此結束對基板9的掃瞄。為了實現此種單程方式的掃瞄，投影光學系統35需要具備有較大型的透鏡。在大型透鏡中，由於一般而言焦點深度變淺，因此描繪頭31的焦點位置容易從基板9的上表面91偏移。如上所述，在描繪裝置1中，由於能使描繪頭31的焦點位置精度佳地對合至基板9的上表面91，因此描繪裝置1的構造係特別地適用於進行單程方式的掃描的描繪裝置。
如上所述，較佳為，描繪至基板9之圖案係電路圖案，該電路圖案的L／S的線係7µm至9µm，空間係11µm至13µm。為了實現此種高精細的描繪，投影光學系統35需要具備有較大型的透鏡。在大型透鏡中，由於一般而言焦點深度變淺，因此描繪頭31的焦點位置容易從基板9的上表面91偏移。如上所述，在描繪裝置1中，由於能使描繪頭31的焦點位置精度佳地對合至基板9的上表面91，因此描繪裝置1的構造係特別地適用於進行高精細的描繪的描繪裝置。
如上所述，較佳為焦點透鏡群351係藉由焦點調節機構353從對物透鏡群352獨立地移動。藉此，能將焦點調節機構353小型化。用以使焦點透鏡群351從對物透鏡群352獨立地移動之構造係特別適用於焦點透鏡群351具有較大型的透鏡之描繪裝置。
此外，更佳為，焦點調節機構353所為之焦點透鏡群351的移動方向係水平方向。藉此，與該移動方向為上下方向之情形相比，即使在焦點透鏡群351大型化且重量大之情形中亦能容易地藉由焦點調節機構353移動焦點透鏡群351。
用以藉由描繪裝置1對基板9照射光線並進行圖案的描繪之描繪方法係具備有下述工序：測定描繪頭31的周圍的壓力(步驟S31)；以及依據在步驟S31中所測定的壓力變更焦點透鏡群351的光軸上的位置，藉此調節描繪頭31的焦點位置(步驟S33)。藉此，如上所述，能修正因為描繪頭31的周圍的壓力變動導致描繪頭31的焦點位置的偏移。結果，能使描繪頭31的焦點位置精度佳地對合至基板9的上表面91，而能實現對基板9的高精度的描繪。
較佳為，在描繪裝置1中，即使在用以調整來自描繪頭31的光線的照射位置與設計上的該照射位置之間的水平方向中的偏移之處理(所謂的頭校準)中，亦進行依據上述壓力以及溫度的修正。該頭校準係例如在描繪裝置1的維護(maintenance)時進行。在進行頭校準時，屬於調整對象的描繪頭31係移動至治具52的上方，拍攝部51係位於該描繪頭31的下方。
圖9係顯示頭校準的流程的一例之圖。首先，壓力感測器41進行壓力(亦即氣壓)的測定，壓力感測器41所取得的測定壓力係被輸送至控制部6的頭控制部63(步驟S41)。此外，第一溫度感測器36進行溫度測定，第一溫度感測器36所取得的投影光學系統35的測定溫度係被輸送至頭控制部63(步驟S42)。此外，亦可適當地變更步驟S41、S42的執行順序。此外，亦可並行地執行步驟S41以及步驟S42。
在頭控制部63中，依據在步驟S41、S42中所取得的測定壓力以及投影光學系統35的測定溫度進行焦點透鏡群351的基準位置的修正(步驟S43)。接著，藉由焦點調節機構353使焦點透鏡群351朝修正基準位置移動(步驟S44)。與上述步驟S33同樣地，在步驟S43中使焦點透鏡群351從基準位置移動達至數學式1所示的修正距離dF(nm)。藉此，描繪頭31的焦點位置係對合至治具52的上表面。
當焦點透鏡群351位於修正基準位置時，從描繪頭31朝治具52照射光線，對治具52照射預定的校準圖案(未圖示)。接著，藉由拍攝部51一起拍攝治具52上之來自描繪頭31的光線的照射區域與預先形成於治具52上的上述標識(步驟S45)。從被固定於距離感測器38的光源對標識照射透明光。
拍攝部51所取得的影像係被輸送至控制部6的影像處理部62。影像處理部62係依據拍攝部51所取得的影像，取得實際的描繪頭31的照射位置與設計上的描繪頭31的照射位置(以下稱為「設計照射位置」)之間的水平方向的偏移。換言之，影像處理部62係依據在步驟S45中所取得的影像，取得描繪頭31的照射位置相距於設計照射位置的水平方向中的偏移(步驟S46)。
之後，頭移動機構(未圖示)係依據該偏移以描繪頭31的照射位置與設計照射位置一致之方式使描繪頭31朝水平方向移動(步驟S47)。在描繪裝置1中，針對複數個描繪頭31各者進行上述步驟S41至步驟S47，藉此結束複數個描繪頭31的水平方向中的位置調節(亦即頭校準)。
如以上所說明般，較佳為描繪裝置1係進一步具備有治具52、拍攝部51以及影像處理部62。治具52係固定至工作台21。拍攝部51係一起拍攝治具52上之來自描繪頭31的光線的照射區域與預先形成於治具52上的標識。影像處理部62係依據拍攝部51所取得的影像，取得描繪頭31的照射位置相距於設計照射位置的偏移。較佳為，在描繪裝置1中，在拍攝部51進行治具52的拍攝時，藉由頭控制部63對於焦點調節機構353的控制使描繪頭31的焦點位置對合至治具52。藉此，由於能高精度地取得描繪頭31的照射位置相距於設計照射位置的偏移，因此能實現高精度的頭校準。結果，能提升對基板9的描繪的精度。
在上述描繪裝置1以及描繪方法中，可進行各種變更。
第一溫度感測器36係無須貼附於圖4所例示的位置，例如亦可貼附於對物透鏡群352的其他的部位或者焦點透鏡群351。第二溫度感測器37亦同樣無須貼附於圖4所例示的位置，例如亦可貼附於發光部381或者受光部382。第一溫度感測器36以及第二溫度感測器37亦可為熱對偶以外的感測器。壓力感測器41的位置以及種類亦可適當地變更。
在描繪頭31中，亦可設置例如GLV(Grating Light Valve；柵光閥)(註冊商標)等其他的裝置作為光線調變器件341以取代DMD。
此外，在描繪頭31中，焦點透鏡群351不一定需要與對物透鏡群352獨立地移動，亦可藉由焦點調節機構353而與對物透鏡群352一起移動。
在上面所說明的自動對焦機構的調整中，在步驟S14中亦可基於拍攝部51所取得的影像求出對比評價值以外的參數，並另用該參數進行步驟S16中的峰值檢測處理。此外，步驟S11至步驟S13中的基準壓力、基準溫度以及基準受光位置的取得亦可在步驟S18中取得焦點透鏡群351的基準位置後再進行。
步驟S33中的焦點透鏡群351的基準位置的修正亦可利用數學式1以外的數學式來進行。或者，於記憶部61預先儲存有用以顯示描繪頭31的周圍的壓力以及投影光學系統35的溫度與焦點透鏡群351的位置之間的關係之表格，並利用該表格進行焦點透鏡群351的基準位置的修正。在焦點透鏡群351的基準位置的修正中，並不一定需要利用投影光學系統35的溫度，例如亦可僅依據描繪頭31的周圍的壓力進行該修正。針對步驟S43中的焦點透鏡群351的基準位置的修正亦同樣。
步驟S35中的基準受光位置的修正亦可利用數學式2以外的數學式來進行。或者，亦可預先於記憶部61儲存有用以顯示距離感測器38的溫度與基準受光位置之間的關係之表格，並利用該表格進行基準受光位置的修正。此外，亦可省略距離感測器38的基準受光位置的修正。
描繪裝置1對基板9的描繪不一定需要以單程方式進行，亦可以所謂的多程(multi pass)方式進行。在此情形中，首先，藉由工作台移動機構22使基板9於Y方向移動，並使來自複數個描繪頭31的光線的照射區域在基板9的上表面91上於Y方向掃描。接著，藉由工作台移動機構22使基板9朝X方向移動達至預定的距離(例如與一個描繪頭31的描繪寬度略相等的距離)。接著，再次使基板9於Y方向移動，並使來自複數個描繪頭31的光線的照射區域在基板9的上表面91上於Y方向掃描。接著，反復進行基板9朝Y方向(亦即掃描方向)的移動所致使之光線的掃描以及基板9朝X方向(亦即寬度方向)之步進移動，藉此對基板9進行電路圖案的描繪。
工作台移動機構22並不一定需要移動工作台21，例如亦可在被固定的工作台21的上方使複數個描繪頭31於與基板9的上表面91平行的方向移動。
設置於描繪部3之描繪頭31的數量亦可適當地變更。描繪頭31的數量係可為一個亦可為兩個以上。
在描繪裝置1中，亦可適當地變更描繪至基板9之電路圖案的L／S。此外，亦可對基板9描繪電路圖案以外的圖案。
在描繪裝置1中進行描繪的基板9並未限定於印刷配線基板。在描繪裝置1中亦可對例如半導體基板、液晶顯示裝置或者電漿顯示裝置等平板顯示裝置用的玻璃基板、光罩用的玻璃基板、太陽電池面板用的基板等進行電路圖案的描繪。
上述實施形態以及各個變化例中的構成只要彼此未矛盾則亦可適當地組合。
雖然已詳細地說明本發明，但上述說明僅為例示性而非限定性。因此，只要未逸離本發明的精神範圍，則可有多種變化以及態樣。
1:描繪裝置 3:描繪部 6、64:控制部 8:電腦 9:基板 21:工作台 22:工作台移動機構 23:工作台升降機構 30:框架 31:描繪頭 32:光源 33:照明光學系統 34:光線調變部 35:投影光學系統 36:第一溫度感測器 37:第二溫度感測器 38:距離感測器 41:壓力感測器 51:拍攝部 52:治具 53:拍攝部移動機構 61:記憶部 62:影像處理部 63:頭控制部 81:處理器 82:記憶體 83:輸入輸出部 84:匯流排 85:鍵盤 86:滑鼠 87:顯示器 88:發送部 89:接收部 91:(基板的)上表面 95:校準圖案 341:光線調變器件 351:焦點透鏡群 352:對物透鏡群 353:焦點調節機構 381:發光部 382:受光部 383:感測器框架
圖1係顯示實施形態之一的描繪裝置的構成之立體圖。 圖2係顯示控制部所具備的電腦的構成之圖。 圖3係顯示控制部的功能之方塊圖。 圖4係顯示描繪頭之側視圖。 圖5係顯示工作台的端部附近之側視圖。 圖6係顯示自動對焦機構的調整的流程之圖。 圖7係顯示對基板的描繪的流程之圖。 圖8係顯示校準圖案(calibration pattern)之圖。 圖9係顯示頭校準(head calibration)的流程之圖。
9:基板
21:工作台
30:框架
31:描繪頭
32:光源
33:照明光學系統
34:光線調變部
35:投影光學系統
36:第一溫度感測器
37:第二溫度感測器
38:距離感測器
91:(基板的)上表面
341:光線調變器件
351:焦點透鏡群
352:對物透鏡群
353:焦點調節機構
381:發光部
382:受光部
383:感測器框架

Claims (16)

  1. 一種描繪裝置，係用以對基板照射光線並進行圖案的描繪，且具備有： 工作台，係保持基板； 描繪頭，係對前述基板照射經過調變的光線； 工作台移動機構，係使前述工作台於與前述基板的上表面平行的方向相對於前述描繪頭相對性地移動； 壓力感測器，係測定前述描繪頭的周圍的壓力；以及 頭控制部，係控制前述描繪頭； 前述描繪頭係具備有： 光源； 光線調變器件，係導引來自前述光源的光線；以及 投影光學系統，係將經過前述光線調變器件調變過的光線導引至前述工作台； 前述投影光學系統係具備有： 對物透鏡群； 焦點透鏡群；以及 焦點調節機構，係變更前述焦點透鏡群的光軸上的位置，藉此調節前述描繪頭的焦點位置； 前述頭控制部係依據來自前述壓力感測器的輸出控制前述焦點調節機構。
  2. 如請求項1所記載之描繪裝置，其中前述描繪頭係進一步具備有：第一溫度感測器，係測定前述投影光學系統的溫度； 前述頭控制部對於前述焦點調節機構的控制係依據來自前述第一溫度感測器的輸出而進行。
  3. 如請求項1所記載之描繪裝置，其中前述描繪頭係進一步具備有：距離感測器，係測定直至前述工作台上的前述基板為止的距離； 在藉由前述工作台移動機構使前述工作台相對移動並使來自前述描繪頭的光線的照射區域於前述基板上掃描而對前述基板進行描繪之期間，前述距離感測器持續地進行直至前述基板為止的距離的測定； 前述頭控制部對於前述焦點調節機構的控制係依據來自前述距離感測器的輸出而進行； 在對前述基板進行描繪之期間，藉由前述頭控制部對於前述焦點調節機構的控制，前述描繪頭的前述焦點位置係對合至前述基板的前述上表面。
  4. 如請求項3所記載之描繪裝置，其中前述描繪頭係進一步具備有：第二溫度感測器，係測定前述距離感測器的溫度； 前述頭控制部對於前述焦點調節機構的控制係依據來自前述第二溫度感測器的輸出而進行。
  5. 如請求項1所記載之描繪裝置，其中進一步具備有： 治具，係固定於前述工作台； 拍攝部，係一起拍攝前述治具上之來自前述描繪頭的光線的照射區域與預先形成於前述治具上的標識；以及 影像處理部，係依據前述拍攝部所取得的影像，取得前述描繪頭的照射位置相距於設計照射位置的偏移； 在前述拍攝部進行前述治具的拍攝時，藉由前述頭控制部對於前述焦點調節機構的控制，前述描繪頭的前述焦點位置係對合至前述治具。
  6. 如請求項1所記載之描繪裝置，其中藉由前述工作台移動機構使前述工作台相對移動並使來自前述描繪頭的光線的照射區域於前述基板上朝預定的掃描方向僅掃描一次，藉此結束對於前述基板的描繪。
  7. 如請求項1所記載之描繪裝置，其中描繪於前述基板之前述圖案係電路圖案，前述電路圖案的L／S的線係7µm至9µm，空間係11µm至13µm。
  8. 如請求項1至7中任一項所記載之描繪裝置，其中前述焦點透鏡群係藉由前述焦點調節機構而與前述對物透鏡群獨立地移動。
  9. 一種描繪方法，係藉由描繪裝置對基板照射光線並進行圖案的描繪； 前述描繪裝置係具備有： 工作台，係保持基板； 描繪頭，係對前述基板照射經過調變的光線；以及 工作台移動機構，係使前述工作台於與前述基板的上表面平行的方向相對於前述描繪頭相對性地移動； 前述描繪頭係具備有： 光源； 光線調變器件，係導引來自前述光源的光線；以及 投影光學系統，係將經過前述光線調變器件調變過的光線導引至前述工作台； 前述投影光學系統係具備有對物透鏡群以及焦點透鏡群； 前述描繪方法係具備有： 工序(a)，係測定前述描繪頭的周圍的壓力；以及 工序(b)，係依據前述工序(a)中所測定的壓力變更前述焦點透鏡群的光軸上的位置，藉此調節前述描繪頭的前述焦點位置。
  10. 如請求項9所記載之描繪方法，其中進一步具備有：工序(c)，係測定前述投影光學系統的溫度； 前述工序(b)中的前述描繪頭的前述焦點位置的調節亦依據在前述工序(c)中所測定的溫度而進行。
  11. 如請求項9所記載之描繪方法，其中進一步具備有： 工序(d)，係在前述工序(b)中前述描繪頭的前述焦點位置對合至前述基板的前述上表面後，藉由前述工作台移動機構使前述工作台相對移動並使來自前述描繪頭的光線的照射區域於前述基板上掃描，藉此對前述基板進行描繪； 工序(e)，係與前述工序(d)並行，持續地測定從前述描繪頭直至前述工作台上的前述基板為止的距離；以及 工序(f)，係與前述工序(d)並行，依據在前述工序(e)中所測定的距離變更前述焦點透鏡群的光軸上的位置，藉此使前述描繪頭的前述焦點位置持續地對合至前述基板的前述上表面。
  12. 如請求項11所記載之描繪方法，其中進一步具備有：工序(g)，係測定在前述工序(e)中利用於直至前述基板為止的距離的測定之距離感測器的溫度； 前述工序(b)中的前述描繪頭的前述焦點位置的調節亦依據在前述工序(g)中所測定的溫度而進行。
  13. 如請求項9所記載之描繪方法，其中描繪裝置係進一步具備有： 治具，係固定於前述工作台；以及 拍攝部，係拍攝前述治具； 前述描繪方法係進一步具備有： 工序(h)，係在前述工序(b)中使前述描繪頭的前述焦點位置對合至前述治具後，一起拍攝前述治具上之來自前述描繪頭的光線的照射區域與預先形成於前述治具上的標識；以及 工序(i)，係依據在前述工序(h)中所取得的影像，取得前述描繪頭的照射位置相距於設計照射位置的偏移。
  14. 如請求項9所記載之描繪方法，其中藉由前述工作台移動機構使前述工作台相對移動並使來自前述描繪頭的光線的照射區域於前述基板上朝預定的掃描方向僅掃描一次，藉此結束對於前述基板的描繪。
  15. 如請求項9所記載之描繪方法，其中描繪於前述基板之前述圖案係電路圖案，前述電路圖案的L／S的線係7µm至9µm，空間係11µm至13µm。
  16. 如請求項9至15中任一項所記載之描繪方法，其中在前述工序(b)中，前述焦點透鏡群係與前述對物透鏡群獨立地移動。
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