TWI301932B

TWI301932B - Pattern writing apparatus and pattern writing method

Info

Publication number: TWI301932B
Application number: TW094112212A
Authority: TW
Inventors: Shirota Hiroyuki
Original assignee: Dainippon Screen Mfg
Priority date: 2004-06-14
Filing date: 2005-04-18
Publication date: 2008-10-11
Also published as: TW200540577A; CN1716099A; CN100451837C; KR20060046159A; JP2005353927A; KR100678507B1

Description

1301932 九、發明說明：【發明所屬之技術領域】本發明為關於在感光材料照射被空間調變的光圖案之圖案描晝裝置。【先前技術】以前即被提案有使用空間光調變裝置在感光材晝圖案之技術。此種技術，例如，在日本特開2 0 0 3 -號公報（文獻 1 )揭示有藉 DMD(數位微鏡裝置 D m i c r 〇 m i r r 〇 r d e v i c e )對被投影之光照射領域群在方向朝傾斜的掃描方向和感光材料上掃描，而以比領域群更高之密度在感光材料上被設定的描晝單位 (w r i t i n g c e 1 1 )群之描晝圖案技術。又，在專利文揭示有藉光照射領域群在各移動描晝單位圖案胞2 距離對各光照射領域作光照射之.ON/OFF控制，以倍描晝之方法。但是藉半導體基板或印刷基板的微細化而提高描晝速度變成很重要，在專利文獻1之方法中也以倍速的速度而希望可實現圖案描晝。但是，單純只照射領域群的移動速度並不一定可適切地實現高速【發明内容】本發明為適用於在感光材料照射光而描晝圖案描晝裝置，其目的為對2次元排列之光照射領域群方向呈傾斜的掃描方向掃描而以高解析度實施描晝實現高速且適當之描畫者。 312XP/發明說明書(補件)/94-08/94112212 而描晝料上描 332221 i g i t a 1 其排列光照射圖案胞獻1也個份之速實施圖案之超過2 提高光描畫。之圖案於排列時，可 6 1301932

本發明之圖案描晝裝置為具有：在感光材料上之互相垂直的2個排列方向對各別以一定的節距（p i t c h )所排列之光照射領域群照射被調變的光之光照射部；及，在感光材料上對光照射領域群以對排列方向傾斜之掃描方向予以掃描，在掃描方向及和掃描方向垂直方向以一定的掃描節距對各別被固定排列在感光材料上的描畫領域群使複數個光照射領域相對通過的掃描機構；及，和光照射領域群之掃描同步而藉對光照射領域各別控制光照射之〇 N / 0 F F，並控制照射在感光材料上之各描晝領域之光的量之控制部；在光照射領域群之2個排列方向之中大致沿著掃描方向的方向之互相隣接的光照射領域中，對掃描方向垂直方向之中心之間的距離為等於描晝節距，而對掃描方向之中心間的距離為描畫節距之a倍（但是，a為2以上之整數），控制部僅在光照射領域群在相對移動其距離為描晝節距之η倍 (但是，η為3以上之整數）作一次光照射之0 Ν / 0 F F控制，而（a2 + l)和 η 互為素數（relatively prime)。根據本發明，使用被空間調變的光可以高解像度實施高 _速描晝。較佳為，在光照射領域群中上述2個排列方向中沿著大致掃描方向之方向所排列的光照射領域為Μ，Μ為（a X η)之整數倍，藉此，可在各描晝領域僅以相同次數作重覆曝光。又，在發明之一形態為，對光照射領域的光照射在成為 0Ν之後，在光照射領域群的描畫節距之η倍距離相對移動終了前對光照射領域之光照射成為 OFF。較好是在對光照 312XP/發明說明書(補件)/94-08/94112212 1301932 射領域的光照射自成為〇 N至成為0 F F之間，光照射領域群僅相對移動描晝節距。藉此，可抑制掃描方向描晝解析度之降低。實施此一描畫控制時，光照射部以具備有可控制 ON/OFF之光源及可將光源的光空間調變之空間光調變裝置者較佳，藉控制光源之0 N / 0 F F則可容易抑制掃描方向的解析度之降低。又，本發明也可適用於在感光材料上照射光而描晝圖案之圖案描晝方法。

以下參照圖式詳細說明本發明之上述目的、特徵、態樣及優點。【實施方式】圖1表示本發明之一實施形態的圖案描晝裝置1之構成圖。圖1為表示裝置之内部構造而以虛線表示裝置之一部份。圖案描晝裝置 1為具有：可保持形成光阻膜的基板 9 之工作台（stage)2、對圖1中之Y方向可移動工作台2之工作台移動裝置3 1、朝基板9可射出光束之光照射部4、對圖1中之X方向可移動光照射部4的頭部4 0之頭部移動機構3 2、及，被接續至光照射部4及頭部移動機構3 2之控制部5。光照射部4具有被接續至頭部4 0之光源單元4 1，光源單元41具有光源之高輸出的LED411及透鏡群412，自透鏡群4 1 2來的光入射至光纖4 1 3而被導入頭部4 0。頭部4 0 具有設置排列成格子狀之微小鏡群的 DMD42，藉由微小鏡群自光源單元4〗來的光束被反射而導出2次元空間調變之 8 312XP/發明說明書(補件)/94_08/941 ]2212 1301932 光束。具體而言，自光纖 41 3被射出的光為藉由標尺積分器 (rodintegrator)433、透鏡 434 及鏡 435 而被導入鏡 436, 鏡4 3 6再將光束聚集導入DMD42。對DMD42入射之光束為以一定的入射角而均勻地照射至 D M D 4 2 之微小鏡群。如上，藉標尺積分器433、透鏡434、鏡435及鏡436使自光源單元41來的光導入DMD42而構成照明光學系統43。

在DMD42的各微小鏡中藉由以既定姿勢（在後述藉DMD42 之光照射的說明中，係對應於0Ν狀態之姿勢）之微小鏡來的反射光所形成之被調變的光束之束（亦即，被空間調變之光束）為對立方體光線分割器（cube beam splitter)441入射而反射，藉可變焦距透鏡（zoomlens)442而被調整倍率並被導入至投影透鏡4 4 3。可變焦距透鏡4 4 2為藉焦距用之致動器（actuator)442a而可變倍，投影透鏡443為以自動焦點（A F )用之致動器（a c t u a t 〇 r ) 4 4 3 a 而可對準焦點。又，自投影透鏡4 3 9來之光束為對微小鏡群被導入光學上有共軛（c ο n j u g a t e )之基板9上的領域，以各微小鏡照射而被調變（亦即，成為調變之因素）之光束所對應之光照射領域。因此，圖案描晝裝置1為藉立方體光線分割器4 41、可變焦距透鏡4 4 2、投影透鏡4 4 3，使自各微小鏡來的光對基板9上所對應之光照射領域縮小投影而構成投影光學系統4 4 〇又，在立方形光線分割器4 4 1之上方，配置有半透_明鏡 (half-mirror)451、AF 用之雷射二極管（ld)452 及 AF 檢測 9 312XP/發明說明書(補件)/94-08/94112212

1301932 用之感測器4 5 3，由L D 4 5 2來的光透過半透明鏡立方形光線分割器4 4 1、可變焦距透鏡4 4 2、投影而照射至基板9上，自基板9的光進入逆方向而鏡4 5 1被反射再藉由感測器4 5 3被檢測。感測器出被利用於A F時之致動器（a c t u a t 〇 r ) 4 4 3 a的控· 工作台2被固定在線型馬達之工作台移動機構動體側，其藉由控制部5控制工作台移動機構3 1 鏡群來的光被照射的光照射領域群（1個微小鏡對光照射領域）而在圖1中使光阻膜上之Y方向連續動。亦即，光照射領域群為對頭部4 0被相對的固基板9的移動使光照射領域群在基板9上移動。頭部4 0被固定在頭部移動機構3 2的移動體側射領域群的主掃描方向（圖1中之Y方向）間歇地副掃描方向（X方向）移動。亦即，在每次主掃描部移動機構3 2則對次一個主掃描的開始位置使S 動至X方向。圖2表示DMD42。DMD42為在矽基板421之上隔格子狀配列多數個微小鏡（m i c r 〇 - m i r r 〇 r )(以相垂直之2方向排列成M列N行來說明）之微小的空間光調變裝置，依照對應於各微小鏡被寫入元（m e m 〇 r y c e 1 1 )的資料，各微小鏡藉靜電場作用定角度傾斜。又，光為對DMD42呈垂直之行方向 45度的角度之面以入射角24度入射，而可均勻小鏡照明。D M D 4 2 實際為使用具有 7 6 8列（r 〇 w 312XP/發明說明書(補件)/94-08/94112212 451藉由透鏡44 3 以半透明 4 5 3之輸 3 1的移，由微小應於1個的相對移定，而藉，對光照在垂直之終了時頭 i部40移以同等間下以在互鏡群4 2 2 在記憶單而僅在一沿著形成地對各微 )1 0 2 4 行 10 1301932 (c ο 1 u m η )的微小鏡，而自排頭列起僅照明1 9 2列份。

如圖1所示自控制部5對D M D 4 2被輸入重設脈衝（r e s e t p u 1 s e )時，各微小鏡依照被寫入在所對應之記憶單元的資料以反射面之對角線作為軸以一定姿勢一齊傾斜。藉此，被D M D 4 2所照射之光束因應於各微小鏡的傾斜方向而被反射，而對光照射領域之光照射實施0 Ν / 0 F F。亦即，當在記憶單元寫入表示有 0Ν的資料之微小鏡而接收到重設脈衝時，入射至該微小鏡的光則朝可變焦距透鏡 4 3 7而被反射，並在所對應之光照射領域被照射光（微小光束）。又，微小鏡在0 F F狀態時，微小鏡將所入射的光對可變焦距透鏡4 3 7不同的既定位置作反射，而使所對應之光照射領域成為不能導光之狀態。圖3表示在圖案描晝裝置1中之基板9上的光照射領域 6 1及描晝單位圖案胞（w r i t i n g c e 1 1 ) 6 2 0之圖。光照射領域6 1為對頭部4 0被固定之領域，描畫單位圖案胞6 2 0為相當於被固定在基板 9上的描畫控制之最小單位的領域 (例如，2 μ ni四邊），藉頭部4 0對基板9相對的移動，光照射領域6 1可在描晝單位圖案胞6 2 0上相對的移動。描畫單位圖案胞6 2 0為藉以D M D 4 2之光照射領域6 1的中心位置 (正確為連續的移動途中之光照射領域 61的中心位置）作為基準分割基板9上之領域的曝光領域。在圖3中，以二點鏈線表示對應於D M D 4 2之各微小鏡的光被照射之格子狀的光照射領域群，以實線表示在基板9上之描晝單位圖案胞群。又，在圖3僅圖示描晝單位圖案胞6 2 0及光照射領 11 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-08/94112212 1301932 域61之一部份。

描晝單位圖案胞6 2 0在圖3中之X方向（副掃描方向）及 Y 方向（主掃描方向）各以同一節距（p i t c h )(以下，稱「描晝節距」）PW被固定排列之矩形的曝光領域，依對應之描晝單位圖案胞資料（寫入在D M D 4 2之資料）光的照射以光照射領域6 1的中央之描畫單位圖案胞6 2 0 (附加符號6 2 1 )作為中心而實施。D M D 4 2之各微小鏡的反射光所照射之光照射領域 6 1 對應於微小鏡的形狀而變成大致呈正方形之領域。如圖4所示，光照射領域6 1對應於D M D 4 2之微小鏡而對互相垂直的2方向以一定節距（以下稱為「照射節距」。）以ΡI排列成Μ列Ν行，光照射領域61之排列方向對主掃描方向傾斜而D M D 4 2被設成在頭部4 0内傾斜。如圖3所示，對光照射領域群之主掃描方向之傾斜，在光照射領域群之2個排列方向中，對大致沿著主掃描方向的方向（和主掃描方向所成角度較小的方向）在互相隣接之 2個光照射領域6 1中，副掃描方向（X方向）之中心間距離 L1和描晝單位圖案胞6 2 0的描晝節距P W (副掃描方向所隣接之描晝單位圖案胞6 2 0的中心間距離）成為相同，且主掃描方向（Υ方向）的中心間距離L 2成為描晝節距P W之4倍而傾斜。以下之說明，大致沿著Υ方向之方向在D M D 4 2中稱為行方 > ，而大致沿著X方向之另一方向稱為列方向。在圖4中如附加平行斜線所示者，正確地沿著主掃描方向排列之2個光照射領域61在行方向距離照射節距Ρ I之4 倍，在列方向距離照射節距Ρ I。 12 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-08/94112212

1301932 其次參照圖5說明圖案描畫裝置1對基板實施圖案描晝時之動作。以下在說明圖案描作中，對描晝單位圖案胞光照射領域群為在副掃描方向移動。首先，描晝開始時，朝對應描晝單位圖案最初的光照射領域6 1之位置（例如，圖3中領域61的中央附加符號6 21之描晝單位圖1 位圖案胞資料被自控制部5發送至所對應之小鏡之記憶元（步驟 S 1 1 )。其次，開始光照掃描（步驟 S 1 2 )，對描晝單位圖案胞群光照描晝開始位置時（步驟S 1 3 )，控制部5則藉衝至 DMD42，而各微小鏡變成因應於記憶勢，而對最初的描晝單位圖案胞6 2 1實施曝又，正確者為，上述曝光是指控制光照射的作，其雖然包含未照射光之情形，但是在以有關曝光之控制僅稱為「曝光」。被發送重設脈衝後，立刻發送對應於次一案胞 6 2 0 (在本實施形態為在圖 3中之各描 6 2 1之（-Y )側僅離開4描晝節距之描晝單位描畫單位圖案胞資料至各微小鏡之記憶元，元寫入資料（步驟S 1 6 )。重設脈衝對D M D 4 2 和工作台移動機構3 1使工作台2在向主掃描的動作同步實施，自第1次重設脈衝起描晝對主掃描方向僅移動描畫節距Ρ的4倍距離 312XP/發明說明書(補件)/94-08/941〗22 ] 2 9上的光阻膜晝裝置1之動主掃描方向及胞620之中之位於各光照射 I胞）的描畫單 D M D 4 2的各微射領域群之主射領域群到達由發送重設脈元的資料之姿 (步驟 S 1 4 )。 ΟΝ/OFF之動下之說明中，個描晝單位圖晝單位圖案胞圖案胞6 2 2 )之而實施對記憶之發送為，在方向連續移動單位圖案胞群之時點而下一 13 1301932 個重設脈衝對D M D 4 2發送（步驟S 1 7、S 1 4 )，各微小鏡則變成隨從描畫單位圖案胞資料的姿勢。因此，最初的重設脈衝後對各光照射領域之光照射的〇 N / 0 F F狀態則被維持在描畫單位圖案胞群於描晝節距的4倍距離之間移動。

控制部 5藉工作台移動機構3 1和光照射領域群的掃描同步對光照射領域群各別控制光照射之 0 N / 0 F F而反覆以上的曝光時，在第1 8次的重設脈衝（包含最初之重設脈衝）以最初實施曝光之描晝單位圖案胞6 2 1為中心而實施第2 次曝光。在第 1 8次重設脈衝之正前的狀態（亦即，第17 次重設脈衝後之狀態），自最初被實施曝光之描晝單位圖案胞朝（-Y )方向以各別並列1 7個描晝單位圖案胞（包含最初之描晝單位圖案胞）為中心而成僅實施1次曝光之階段。關於上述描畫動作，茲參照圖6至圖9詳細說明之。圖6表示描晝單位圖案胞群和光照射領域群之圖，以塗黑之描晝單位圖案胞 6 2 0 (附加符號 6 2 a )作為中心在最初之重設脈衝時實施曝光。圖6中，在對描晝單位圖案胞6 2 a 位於（+ Y )側的光照射領域6卜亦即，在行方向4照射節距且僅在列方向1照射間距互相分離之複數個的光照射領域 6 1則附加平行斜線，從（-Y )側之順序被附加 6 1 a、6 1 b、 61c、 61d、 61e° 以下之說明為在重設脈衝時位於光照射領域6 1 a〜6 1 e的中央之描畫單位圖案胞被附加符號 6 2 a〜6 2 e。又，為了輔助理解起見，使用座標表現最初的曝光時位於光照射領域 6 1 a的中心之描晝單位圖案胞6 2 a的位置以C ( 0，0 )表示， 14 312XP/發明說明書(補件)/94-08/94112212 1301932 而以C ( 0，1 )表示隣接在描晝單位圖案胞6 2 a之（-Υ )側的描晝單位圖案胞之位置。又，光照射領域6 1 a〜6 1 e之位置也使用列及行方向的座標表現而各自以R ( 0，0 )、R ( 1，4 )、 R ( 2，8 )、R ( 3，1 2 )、R ( 4，1 6 )來表示。此些座標表現在說明中被適當地附加之。

圖7表示第2次的重設脈衝被發送到D M D 4 2時點之描晝單位圖案胞群和光照射領域群之圖。在第1次的重設脈衝後，光照射領域群對描晝單位圖案胞群移動描畫節距的 4 倍距離之間，對各光照射領域被維持曝光狀態（光照射之 Ο Ν或0 F F )，而在第2次的重設脈衝之時點，自最初的描畫單位圖案胞 6 2 a ( C ( 0，0 ))起在（-Υ )方向以僅離開描晝節距的4倍距離之描晝單位圖案胞6 2 a ( C ( 0，4 ))為中心而實施曝光。圖8表示第6次的重設脈衝時之情況，以（-Y ) 側的描晝單位圖案胞6 2 a ( C ( 0，2 0 ))為中心而對光照射領域 6 1 a實施曝光，同時，自最（+ Y )側之描晝单位圖案胞 6 2 a ( C ( 0，0 ))以僅離開3描晝節距（-Y )側的描晝單位圖案胞6 2 b ( C ( 0 , 3 ))為中心對光照射領域6 1 b ( R ( 1，4 ))亦實施曝光。此後，光照射領域群在每次移動描晝節距的4倍距離時在光照射領域6 1 b中自一個描畫單位圖案胞6 2 a以僅離開3描晝節距（-Y )側之描晝單位圖案胞為中心而實施曝光。圖9表示第1 8次的重設脈衝剛被發送到D M D 4 2之後之狀態的圖。如圖9所示，光照射領域群對（-Υ )方向和對描畫單位圖案胞群相對的移動時，藉最（_ Υ )側的光照射領域 15 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-08/94112212 1301932 6 1 a而成為曝光的中心之複數個描晝單位圖案胞6 2 a之間的描晝單位圖案胞作為中心而藉光照射領域6 1 b〜6 1 d實施曝光。結果，如注視圖9中之描晝單位圖案胞群的最（-X) 側之行的（+ Y )側之部份時，藉光照射領域6 1 a、6 1 d、6 1 c、

6 1 b而實施曝光之4個描晝單位圖案胞6 2 a、6 2 d、6 2 c、6 2 d 則變成朝（-Y )方向順序排列，在第 1 8次之重設脈衝之正前，成為自最初被實施曝光的描晝單位圖案胞6 2 a ( C( 0，0 )) 起朝（-Y )方向排列的1 7個描畫單位圖案胞（包含最初之描晝單位圖案胞）之各個為中心而僅實施1次曝光之階段。又，和第 1 8次的重設脈衝同步而最（+ Y )側的描晝單位圖案胞 6 2 a ( C ( 0，0 ))作為中心而向光照射領域 6 1 e ( R (4,16))實施曝光。以後，和重置脈衝同步，藉存在於比圖9所示之光照射領域更（+ Y )側的光照射領域，而以同一之描晝單位圖案胞作為中心順序實施第2次的曝光，進一步，對同一的描晝單位圖案胞也實施第3次以後的曝光。重複曝光的周期則成為第1 7次重置脈衝。如使用座標表現說明上述重複曝光之情況時，在重設脈衝時C ( 0，4 K )( K為0以上的整數）之描晝單位圖案胞6 2 0 為位於 R ( m，4 m ) ( m = 0、4、8、1 2 · · · · 4 4 )的光照射領域 6 1之中心，C( 0，4 K + 1 )之描晝單位圖案胞6 2 0則位在（m，4 m ) (m = 3、7、1 1、1 5 · · · · 4 7 )的光照射領域 6 1 之中心，C (0,4K + 2)的描晝單位圖案胞620為位在R(m，4m)(m = 2、 6、10、1 4 · · · · 4 6 )的光照射領域6 1之中心，C ( 0, 4 K + 3 ) 的描畫單位圖案胞6 2 0則位在R ( m，4 m ) ( m = 1、5、9、1 3 · 16 312XP/發明說明書(補件)/94-08/94112212 1301932 • ·· 4 5 )的光照射領域6 1之中心。

藉反覆以上的動作，而在圖案描晝裝置1使用具有Μ列之微小鏡（m i c r 〇 m i r r 〇 r )的D M D 4 2時，藉工作台移動機構 3 1對基板9上的各描晝單位圖案胞6 2 0使複數的光照射領域6 1相對的通過則可作重複（Μ / 1 6 )次之曝光動作，而以各描晝單位圖案胞620作為中心控制（Μ/16)等級（gradation) 的光量。實際上Μ為1 9 2，而可實施1 2次的重複曝光的控制。如圖3所示，1個光照射領域61可覆蓋複數個描晝單位圖案胞6 2 0之大小，進一步，由於在2個重設脈衝間一面維持曝光狀態一面描晝單位圖案胞群會在描晝節距的 4 倍距離移動，因此，其不能正確實施（Μ / 1 6 )等級之光照射。但是，被描畫的圖案的最小線寬（亦即，圖案分解能力）為比線寬的最小控制單位（亦即，線寬精確度）更大許多，由於對連續存在的幾個描晝單位圖案胞6 2 0實施光照射，而對連續存在之其他幾個描晝單位圖案胞6 2 0則不實施光照射之動作，因此，實用上不會發生問題。例如，圖案中之線寬或所瞵接的線之間的間隔寬度成為2 0 μ m，而線寬或空間的寬度之最小控制單位則為2um。當光照射領域群之1次的主掃描之間所實施之描晝終了時（圖5 :步驟S1 5 )，則停止主掃描（步驟S1 6 )。又，在實施其他的主掃描時則藉頭部移動機構 3 2而光照射領域群在X方向被副掃描而返回步驟S 1 1，其藉工作台移動機構 31使工作台2朝逆方向（（-Y)方向）移動而一方面實施次一個描畫。 17 312XP/發明說明書(補件)/94-08/94112212

1301932 如上，圖案描晝裝置1，因為重設脈衝間使描畫單案胞群僅移動描晝節距之4倍的距離，因此，其比在脈衝間只將描晝單位圖案胞群移動描畫節距之情形， 4倍的速度實施描晝（以下將此一動作稱為「4倍速晝」。）。藉此，其可一面控制圖案之線寬而一面高速實施描晝。但是如圖9所示，為了使僅分開描畫節距4倍的2 晝單位圖案胞 6 2 a (塗黑之部份）之間的各描晝單位圖作為中心之光照射領域6 1 b〜6 1 d而可更確實地實施曝換言之，為了以各描畫單位圖案胞作為中心而實施曝光照射領域 61間的描晝節距數和重設脈衝間描晝單案胞群移動距離之描晝節距數必須互為素數（雙方之公約數為1 )。在圖9之情形，光照射領域6 1間之描距數為1 7，在重設脈衝間描晝單位圖案胞群移動距離晝節距數為4，雙方互為素數。又，由於光照射領域之描晝節距數為1 7，因此，光照射領域61之列數充時，可任意地變更描晝速度為2倍數至1 6倍數之間圖1 0至圖1 3表示光照射領域群之傾斜和光照射領的大小關係之圖。圖1 0表示沿著掃描方向排列之2個射領域61，在行方向離開照射節距PI的2倍，在列只離開照射節距PI之狀態，圖1 1、1 2、1 3表示沿著方向所排列之2個光照射領域6 1，在行方向各自分開節距PI的3、4、5倍，在列方向僅分開照射節距PI 態。在圖1 0至圖1 3，光照射領域6 1及描畫單位圖案月έ 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-08/94112212 位圖重設可以度描度地個描案胞光，光，位圖最大畫即之描 61間份大域61 光照方向掃描照射之狀 ,620 18 1301932 為正方形，在光照射領域群之2個排列方向中之大致沿著掃描方向之方向（行方向）互相所隣接之光照射領域 61 中，對在掃描方向垂直之中心間的距離和描晝節距PW為相等，而對掃描方向之中心間的距離則成為描晝節距 PW之 2、3、4、5倍（以下稱為「a倍」。但是，a為2以上之整數）。

一邊，在圖1 0至圖1 3中，正確沿著掃描方向並列之2 個光照射領域6 1間之距離則成為描晝節距P W之5、1 0、 17、26倍（一般為（a2 + l)倍）。因此，圖10至圖13中，在各個5、1 0、1 7、2 6之間以互為素數之正的整倍數之速度而實施描晝，圖1 0之情形為2、3、4倍數之描晝，在圖 1 1之情形為3、5、7、9倍數之描晝，圖1 2之情形為2、3、 4、5 · · · ·倍數之描晝，圖1 3之情形為以3、5、7、9 · · ·之倍數而可描晝。亦即，（a 2 + 1 )和η互為素數時，控制部5 在使光照射領域群相對的僅移動描晝節距P W之η倍的距離時則可適當地作一次光照射的 ON/OFF控制而實施高解像度之η倍速描晝。此時，在每（a 2 +1 )次的重設脈衝，各描晝單位圖案胞 6 2 0使其通過在行方向照射節距P I之（a X η )倍，在列方向照射節距ΡI之η倍的分離之各別的光照射領域 61之中心。因此，光照射領域群為Μ列，亦即，被配列在大致沿著主掃描方向的光照射領域6 1的數為Μ時，如Μ為（a X η ) 的整數倍時，在光照射領域群相對的通過描晝單位圖案胞群時，則成為實施相等於在行方向並列之各描晝單位圖案胞6 2 0之次數之重複曝光（但是，光照射領域群的（± X )側 19 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-08/94112212 1301932 之端部通過之描t單位圖案胞除外。）。又，超過倍數而實施描晝時η成為3以上的整數，而向基板上的光阻膜描晝時，如考慮材料特性或光照射領域6 1 的大小等時較佳的η值可舉出4。又，實施η倍速描畫時，重複曝光次數成為（Μ Λ a X η ))(捨去小數點以下），相對的，描畫單位圖案胞群在各個描晝節距PW移動時，重設脈衝發送到DM D42以1倍速描晝時則可 (M/a)次重複曝光。實際上，由於大體上其不須要（M/a)次重複曝光，因此，η倍速曝光可說是具，有 D M D 4 2而儘量利用所具有的多數個微小鏡以最小限必要的重複曝光次數而可南速地實施描晝之技術。

但是，如圖1 0至圖1 3所示，使自光照射領域群的行方向之主掃描方向的傾斜構成愈小時，對描畫單位圖案胞 6 2 0則光照射領域6 1會相對的變大。相反的，光照射領域 6 1的大小一定時，可將自光照射領域群的行方向之主掃描方向起的傾斜構成更小而設定較小的描晝單位圖案胞 6 2 0。光照射領域 6 1之一邊的長度則變成描晝節距P W之 (a 2 +1 )的平方根倍，例如，a為4而實施4倍速描畫時在重設脈衝間對1個光照射領域61實施光照射時，在圖 1 4中的線6 3 1、6 3 2上之累積光量則成線6 4 1、6 4 2所示之分佈。亦即，對描晝單位圖案胞6 2 0的大小以廣範圍的光照射，特別是在主掃描方向以廣範圍之光照射。又，藉光照射之0 N / 0 F F則如圖1 4所示之光量分佈的疊合而變成在基板9上之感光材料蓄積的光能量之分佈，藉此一分佈則 20 312XP/發明說明書(補件)/94-08/94112212

1301932 可實施圖案之描晝。圖1 5 A表示光照射領域群在每1描畫節距移動時對射領域6 1之光照射交互予以0 N及0 F F時在主掃描方累積光量之圖。圖1 5 B〜圖1 5 G表示各個光照射領域群個描晝節距的2、3、4、5、6、8倍移動時交互以0N及作光照射時之累積光量。0N或OFF的距離愈長時，亦在副掃描方向描晝铤伸線時其線寬則愈大，而可看出光量分佈之頂點變高，而凹谷則變深。又，由於感光為被照射一定量以上的光而感光，因此，即使藉控制 (光功率）也可控制圖案之線寬。但是，感光材料係必須照射充份的光，在此情況下一方面調整來自光源的光之強度，同時，藉調整光照 0N及OFF的時機而描晝既定的線寬之圖案。例如，在排版器（image setter)中在I艮鹽（siliver salt)等的材料上描晝圖案時，藉著使感光材料感光而達成圖案之目的，因此只要在感光材料上照射感光必要之最小光即足。相對的，在半導體等之基板上的光阻劑上描案時，為了在後工程之蝕刻時剝離光阻劑而不會過度則必須照射使光阻劑感光以上之量的光。

在此情況下，如圖1 6所示，藉使8描晝節距光照射而使8描晝節距0 F F如此所得到之以細線7 1 1所表示積光量之分佈賦予感光材料，即使可以界 (t h r e s h ο 1 d ) T Η作為界限以線寬W而可感光時，將光提高以6描畫節距光照射0 Ν，而使1 0描晝節距0 F F 312XP/發明說明書(補件)/94-08/94112212 光照向的在每 OFF 即，累積材料光量，可射之影像感光描晝限的晝圖除去 0N，的累喂值強度時， 21

1301932 所得到之以粗線 7 1 2表示的累積光量之分佈賦予感料，即可得到具有充份被光照射之線寬W的圖案。此處，圖案描晝裝置1之情形為，利用如上述比描位圖案胞6 2 0更大的光照射領域6 1，使分佈光量在主方向及副掃描方向某程度廣佈。又，藉實施高速描晝圖1 4所示光量分佈則在主掃描方向可更加延伸。被描圖案的線寬充份大時，在主掃描方向之線寬雖可藉上強度及0 N / 0 F F控制之組合而維持精確度，但可描畫之線寬，亦即，解像度其比副掃描方向在主掃描方向則避免會降低。因此，圖案描晝裝置1被構成在描晝單位圖案胞群動η描晝節距的途中使光源之L E D 4 1 1可瞬間熄燈之去實施L E D 4 1 1之0 Ν / 0 F F控制（亦即，調變）時，在圖5 之圖案描晝裝置1的動作中在步驟S 1 4和步驟S 1 5之被實施圖17所示之步驟S21〜S23。在實施LED411之時，以步驟 S14 使各微小鏡的姿勢更新後，立 L E D 4 1 1 (步驟 S 2 1 )點燈，當描晝單位圖案胞群僅移動節距P W時（步驟S 2 2 )，則使L E D 4 1 1熄燈（步驟S 2 3 )。ί 在記憶元上寫入下一個描晝資料（步驟 S 1 6 )，當從前重設脈衝使描晝單位圖案胞僅移動描晝節距P W之η倍時（步驟S 1 7 )，則回至步驟S 1 4。藉以上之動作，對光照射領域6 1之光照射自0 Ν至為止之間，光照射領域群僅相對移動描晝節距PW，對射領域 61的光照射被限制於重設脈衝的間隔之 1 / η 312XP/發明說明書(補件)/94-08/94112212 光材晝單掃描，如畫之述光最小無法僅移 £制。所示間可調變刻使描晝 I後，面的距離 OFF 光照。結 22

1301932 果，可實現一面將在主掃描方向光照射擴展抑制成和副描方向相同程度而一面實施高速描晝。當使用L E D或L D作為光源時，以D M D 4 2之調變界限度的1 / 1 0以下的時間可0 Ν / 0 F F控制光源。因此，例如即使是8倍速描晝（η = 8 )也可一面抑制主掃描方向之解度之降低而一面容易實施描畫。在此情況下，由於在重脈衝間賦予感光材料之光能量減少至 1 / 8，因此，自光之光強度可被提高，而可被使用具有高感度之感光材料以上，雖然已說明本發明之實施形態，但本發明並不於上述實施形態，其可有各種的變形。被設在圖案描晝裝置1之空間光調變裝置，並不限於述實施形態所使用之 DMD42，例如，也可使用液晶快 (liquid crystal shutter)等之空間光調變裝置。又，可2次元排列作為光源之複數個發光二極管等，對應於光二極管群之光照射領域群的排列方向對掃描方向以成 φ 斜之狀態，而藉將各發光二極管之0N/0FF控制成和光照領域的相對移動同步，如此實施圖案描晝亦可。又，在實施光源之 0 N / 0 F F控制時，使用超高壓水銀作為光源 ο 在圖1 7所示之光源的0 Ν / 0 F F控制中，光源並不一定光照射領域群作 1描晝節距P W移動之時點成為 OFF， ^ 如，在須要有充份之累積光量時，使在描晝節距 PW之倍距離移動之時點才使其成為OFF亦可。亦即，對光照領域6 1之光的照射於0 N後，在光照射領域群之描晝節 312XP/發明說明書(補件)/94-08/94112212 掃速像設源〇限上門也發傾射未亦在例 2 射距 23 1301932 P W之η倍距離的相對移動終了前只要對光照射領域6 1的光照射成為OFF則OFF之時機被適當地設定，如此亦可。又，如藉光源以外的元件使得比空間光調變裝置之控制更快的光照射成為OFF，如此亦可。工作台 2和頭部 4 0對主掃描方向及副掃描方向之相對移動（亦即，基板9上之描晝單位圖案胞群和光照射領域群之相對移動）僅藉工作台2或頭部4 0之任一者的移動而實行，如此亦可。

進一步，在上述實施形態中雖然未提及對位於光照射領域群中之副掃描方向的端部之光照射領域 6 1 (例如，圖 4 中之（-X )側且（+ Y )側的光照射領域6 1 )的光照射控制，但為了可簡單地實施控制，其也可不必對此等光照射領域 6 1實施光照射，又如一面考慮副掃描後之描畫而對此等光照光照射領域6 1控制光照射，如此亦可。雖然上面已詳細說明本發明之敘述，但以上之說明僅為 φ 例示性者其並非限制性者。因此，只要在不脫離本發明之範圍，其可作多數的變形或態樣。【圖式簡單說明】圖1表示圖案描晝裝置之構成圖。圖2表示DMD之圖。圖3表示光照射領域及描晝單位圖案胞之圖。 ^ 圖4表示光照射領域群全體及描晝單位圖案胞群之圖。圖5表示圖案描畫之流程圖。圖6至圖9表示描晝途中之光照射領域及描晝單位圖案 24 312XP/發明說明書(補件)/94-08/94112212 1301932 胞之圖。圖1 0至圖1 3表示光照射領域群之傾斜和光照射領域的大小關係之圖。圖14表示累積光量之圖。圖1 5 A表示每1描晝節距之0 N / 0 F F的累積光量之圖。圖1 5 B表示每2描畫節距之0 N / 0 F F的累積光量之圖。圖1 5 C表不母3描晝郎距之0 N / 0 F F的累積光量之圖。圖1 5 D表示每4描晝節距之0 N / 0 F F的累積光量之圖。圖1 5 E表示每5描晝節距之0 N / 0 F F的累積光量之圖。圖1 5 F表不母6描晝郎距之0 N / 0 F F的累積光置之圖。圖1 5 G表示每8描晝節距之0 N / 0 F F的累積光量之圖。圖1 6表示光強度在不同時之累積光量的圖。圖1 7表示光源之0 N / 0 F F控制的流程圖。【主要元件符號說明】

1 圖案描晝裝置 2 工作台 4 光日召射部 5 控制部 9 基板 3 1 工作台移動機構 32 頭部移動機構 40 頭部 41 光源單元 42 DMD 312XP/發明說明書(補件)/94-08/94112212

25 1301932 群

分器光線分割器距透鏡鏡

43 照明光 4 4 投影光 61、 6 1 a 〜6 1 e 光照射 62a〜 62e 描晝單 4 11 LED 4 12 透鏡群 4 13 光纖 422 微小鏡 433 標尺積 434 透鏡 4 3 5、 436 鏡 44 1 立方形 4 4 2、 437 可變焦 4 4 2a 、4 4 3 a 致動器 4 4 3、 449 投影透 45 1 半透明 452 雷射二 453 感測器 6 2 0、 621、 622 631、 6 3 2、 64 1 、 642 7 11 細線 7 12 粗線學系統學系統領域位圖案胞鏡極管描晝單位圖案胞線 26 312XP/發明說明書(補件)/94-08/94112212

Claims

1301932 十、申請專利範圍： 1 . 一種圖案描晝裝置，係在感光材料上照射光而描晝圖案之圖案描晝裝置，其具備有：在感光材料上之互相垂直的2個排列方向對各別以一定的節距所排列之光照射領域群照射被調變的光之光照射部；及，在感光材料上對前述光照射領域群以對排列方向傾斜之掃描方向予以掃描，在前述掃描方向及和前述掃描方向垂直方向以一定的描晝節距對各別被固定排列在前述感光材料上的描晝領域群使複數個光照射領域相對通過的掃描機構；及，和前述光照射領域群之掃描同步而對前述光照射領域群各別控制光照射之0 N / 0 F F，並控制照射在感光材料上之各描晝領域之光量的控制部；如此所成，

在前述光照射領域群之2個排列方向之中大致沿著前述掃描方向之方向的互相隣接的光照射領域中，對前述掃描方向垂直方向之中心間的距離為等於前述描畫節距，而對前述掃描方向之中心間的距離為前述描晝節距之 a倍（但是，a為2以上之整數），前述控制部僅在前述光照射領域群在相對移動其距離為前述描晝節距之η倍（但是，η為3 以上之整數）之間作一次前述光照射之 0 Ν / 0 F F控制，而 (a 2 + 1 )和η互為素數。 2.如申請專利範圍第1項之圖案描晝裝置，其中，在前述光照射領域群中之前述2個排列方向中在大致沿 27 312ΧΡ/發明說明書(補件)/94-08/94112212 1301932 著前述掃描方向所排列的光照射領域之數目為 Μ，而Μ為 (axn)之整數倍。 3. 如申請專利範圍第1項之圖案描晝裝置，其中，對光照射領域之光照射在成為 0N後，於前述光照射領域群之前述描晝節距的η倍距離之相對移動終了之前使前述光照射領域之光照射成為OFF。 4. 如申請專利範圍第3項之圖案描晝裝置，其中，自對前述光照射領域之光照射在成為0N起至OFF為止

之間，前述光照射領域群僅相對移動前述描晝節距。 5 .如申請專利範圍第3項之圖案描晝裝置，其中，前述光照射部具有：可ON/OFF控制之光源；及，可將自前述光源來的光空間調變之空間光調變裝置。 6 . —種圖案描晝方法，在感光材料上照射光而描晝圖案之圖案描畫方法，其具備有：在感光材料上之互相垂直的2個排列方向對各別以一定的節距所排列之光照射領域群照射被調變的光，對前述光照射領域群於排列方向傾斜之掃描方向予以掃描，在前述掃描方向及前述掃描方向之垂直方向以一定的描畫節距對各別被固定排列在前述感光材料上的描晝領域群使複數之光照射領域相對通過的掃描步驟；及，和前述光照射領域群之掃描同步藉一面對前述光照射領域群各別控制光照射之0 N / 0 F F，而一面控制照射在感光材料上之各描畫領域之光量的控制步驟， 28 312XP/發明說明書(補件)/94-08/94112212 1301932 在前述光照射領域群之前述2個排列方向之中大致沿著前述掃描方向之方向的互相隣接的光照射領域中，對前述掃描方向垂直方向之中心間的距離為等於前述描畫節距，而對前述掃描方向之中心間的距離成為前述描晝節距之 a 倍（但是，a為2以上之整數），前述控制步驟中僅在前述光照射領域群在相對移動其距離為前述描晝節距之 η倍 (但是，η為3以上之整數）之間作一次前述光照射之0 N / OF F 控制，而（a 2 +1 )和η互為素數。

7.如申請專利範圍第6項之圖案描晝方法，其中，在前述光照射領域群中之前述2個排列方向中在大致沿著前述掃描方向所排列的光照射領域之數目為Μ，而Μ為 (axn)之整數倍。 8 .如申請專利範圍第6項之圖案描晝方法，其中，對光照射領域之光照射在成為 0N後，在前述光照射領域群之前述描畫節距的η倍距離之相對移動終了之前使前述光照射領域之光照射成為OFF。 9.如申請專利範圍第8項之圖案描晝方法，其中，自對前述光照射領域之光照射在成為0N起至OFF為止之間，前述光照射領域群僅相對移動前述描晝節距。 1 0 .如申請專利範圍第8項之圖案描晝方法，其中，使來自0 N / 0 F F可控制之光源的光藉空間光調變裝置被空間調變而導至前述光照射領域群。 29 312XP/發明說明書(補件)/94-08/94112212