TWI781340B - 描繪裝置以及描繪方法 - Google Patents

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日商斯庫林集團股份有限公司
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Abstract

本發明係提供一種描繪裝置以及描繪方法。描繪裝置1係具備光學單元40及控制部60。控制部60係控制光學單元40以便光學單元40進行多重曝光處理。多重曝光處理係包含複數個曝光處理。曝光處理係表示藉由光學單元40對基板W之預定區域W1照射描繪光的處理。複數個曝光處理的各個曝光處理係包含藉由光學單元40來並列地照射描繪光以便形成有連接區域G3的處理。連接區域G3係表示並列地照射後之描繪光的照射區域之一部分彼此重疊的區域。

Description

描繪裝置以及描繪方法
本發明係關於一種描繪裝置以及描繪方法。
專利文獻1所記載的描繪裝置係將應曝光的區域分離成複數個場域(field)，並且將場域分離成複數個子場域(subfield)。然後，專利文獻1所記載的描繪裝置係使用依已分離之場域的每一個場域而可變成形的電子束來施予逐次曝光處理，且在鄰接的場域之邊界部進行多重曝光處理以在基板上曝光所期望的圖案(pattern)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2000-260686號公報 。
[發明所欲解決之課題]
但是，圖案顯影後，恐有在邊界部(連接區域)產生曝光條紋之虞。邊界部的曝光條紋亦可能成為邊界部中的圖案之不連續性(例如圖案之中斷、變粗、或變細)的原因。因曝光條紋非為所期望的圖案，故而恐有在外觀檢查時成為NG(不良品)之虞。又，在使用感光性絕緣膜的情況下，當產生曝光條紋時，曝光條紋就會殘留在製品中。在該情況下，即便曝光條紋不直接影響到製品的電氣特性仍不被允許。
本發明係提供一種能夠緩和產生於連接區域之曝光條紋的描繪裝置以及描繪方法。 [用以解決課題的手段]
依據本發明之第一態樣，描繪裝置係藉由對基板照射描繪光而在前述基板描繪圖案。描繪裝置係具備照射部及控制部。照射部係照射前述描繪光。控制部係控制前述照射部。前述控制部係控制前述照射部以便前述照射部進行多重曝光處理。前述多重曝光處理係包含複數個曝光處理。曝光處理係表示藉由前述照射部對前述基板之預定區域照射前述描繪光的處理。前述複數個曝光處理的各個曝光處理係包含藉由前述照射部並列地照射前述描繪光以便形成有連接區域的處理。前述連接區域係表示並列地照射後之前述描繪光的照射區域之一部分相互地重疊的區域。
在本發明之描繪裝置中，藉由前述多重曝光處理所形成的複數個前述連接區域係位於彼此不重疊的場所。
在本發明之描繪裝置中，前述控制部係控制前述照射部，以便在前述複數個曝光處理中之至少兩個曝光處理中於前述基板描繪有同一圖案。
在本發明之描繪裝置中，前述連接區域為供圖案描繪的區域。
在本發明之描繪裝置中，前述控制部係控制前述照射部，以便在藉由前述多重曝光處理而在前述基板描繪有預定圖案的情況下依每一前述曝光處理而照射於前述基板的複數個前述描繪光之曝光量各自的合計成為與為了描繪前述預定圖案所需的必要曝光量大致相等。
本發明之描繪裝置係進一步具備載置台(stage)及驅動機構。載置台係保持前述基板。驅動機構係使前述載置台相對於前述照射部移動。藉由前述控制部控制前述驅動機構來調整前述描繪光之曝光量，以便前述載置台相對於前述照射部的移動速度變得越快則前述描繪光相對於前述基板的曝光量就越減少。
在本發明之描繪裝置中，表示前述描繪光相對於前述基板的照射位置與前述描繪光的曝光量之關係的圖(graph)係具有形成梯形狀的部分。前述梯形狀的部分係具有中央部及一對端部。在中央部中前述曝光量為固定。一對端部係與前述中央部相連。在一對端部中，前述曝光量會伴隨遠離前述中央部而遞減。前述中央部係位於前述一對端部之間。
在本發明之描繪裝置中，前述複數個曝光處理係包含第一曝光處理及第二曝光處理。在前述第一曝光處理時已照射於前述基板的前述描繪光之第一曝光量係與在前述第二曝光處理時已照射於前述基板的前述描繪光之第二曝光量相等，或者前述第一曝光量係與前述第二曝光量不同。
依據本發明之第二態樣，描繪方法係藉由對基板照射描繪光而在前述基板描繪圖案。描繪方法係包含進行多重曝光處理的多重曝光步驟。前述多重曝光處理係包含複數個曝光處理。曝光處理係表示對前述基板之預定區域照射前述描繪光的處理。前述複數個曝光處理的各個曝光處理係包含並列地照射前述描繪光以便形成有連接區域的處理。前述連接區域係表示並列地照射後之前述描繪光的照射區域之一部分相互地重疊的區域。 [發明功效]
依據本發明的描繪裝置以及描繪方法，能夠緩和產生於連接區域的曝光條紋。
一邊參照圖式一邊說明本發明之實施形態。再者，圖中有關相同或相當部分係附記同一個元件符號且不重複說明。
參照圖1及圖2來說明本發明之實施形態的描繪裝置1。圖1係示意性地顯示本發明之實施形態的描繪裝置1之構成的側視圖。圖2係示意性地顯示描繪裝置1之構成的俯視圖。
如圖1及圖2所示，描繪裝置1係將依預定之資料而調變後的描繪光照射於形成有如阻劑(resist)的感光材料之層的基板W，藉此來曝光(描繪)如電路圖案的圖案。預定之資料係表示如CAD(Computer Aided Design；電腦輔助設計)資料之圖案的資料。在本實施形態中，不使用遮罩(mask)，而是藉由描繪光來掃描基板W上的感光材料，藉此進行直接將圖案描繪於感光材料的無遮罩(maskless)曝光。
基板W例如是矽晶圓(silicon wafer)、樹脂基板、玻璃(glass)基板或石英基板。基板W例如是半導體基板、印刷基板、彩色濾光片(color filter)用基板、平板表示器(flat panel display)用玻璃基板、磁碟用基板、光碟用基板或太陽能電池用面板。彩色濾光片用基板例如是具備於液晶顯示裝置等。平板顯示器用玻璃基板例如是具備於液晶顯示裝置或電漿(plasma)顯示裝置。在圖1及圖2係例示圓形的半導體基板作為基板W。再者，基板W的形狀係未被特別限定。基板W例如亦可形成矩形狀。
描繪裝置1係具備本體框架(frame)2。本體框架2係構成描繪裝置1的框體。在本體框架2之內部形成有處理區域3及授受區域4。處理區域3與授受區域4係相互地區分開。
描繪裝置1係進一步具備基台5、支撐框架6、卡匣(cassette)載置部7、載置台10、驅動機構20、載置台位置計測部30、光學單元40、搬運裝置50及控制部60。
基台5、支撐框架6、載置台10、驅動機構20、載置台位置計測部30及光學單元40係設置於處理區域3。搬運裝置50係設置於授受區域4。卡匣載置部7係設置於本體框架2之外部。
以下，針對描繪裝置1所具備的各部之構成加以說明。
基台5係支撐載置台10。支撐框架6係設置於基台5。支撐框架6係支撐光學單元40。
載置台10係保持基板W。載置台10係具有平板狀的形狀。在載置台10之上表面形成有能夠載置基板W的載置面11。在載置台10的載置面11形成有複數個吸孔(suction hole )(省略圖示)。在載置台10的吸孔形成有負壓(吸壓)，藉此已載置於載置台10之載置面11的基板W可固定於載置台10。結果，載置台10係保持基板W。
驅動機構20係使載置台10移動。驅動機構20係使載置台10沿主掃描方向Y、副掃描方向X及旋轉方向θ移動。主掃描方向Y為圖1及圖2所示的Y軸之+側方向。副掃描方向X為圖1及圖2所示的X軸之+側方向。旋轉方向θ為圖1及圖2所示的繞Z軸之旋轉方向。X軸、Y軸及Z軸為相互地垂直的軸。在本實施形態中，Z軸之+側方向係表示鉛直方向之上方。又，在本實施形態中，載置台10的載置面11係平行於X軸及Y軸的各個軸。
驅動機構20係具有旋轉機構21、支撐板22、副掃描機構23、底板(base plate)24及主掃描機構25。旋轉機構21係使載置台10旋轉。支撐板22係透過旋轉機構21來支撐載置台10。副掃描機構23係使支撐板22沿副掃描方向X移動。底板24係透過副掃描機構23來支撐支撐板22。主掃描機構25係使底板24沿主掃描方向Y移動。
旋轉機構21係以旋轉軸A為中心使載置台10旋轉。旋轉軸A是通過載置台10的中心並且平行於Z軸的軸。
旋轉機構21例如包含旋轉軸部211及旋轉驅動部212。旋轉軸部211係固定於載置面11的裡側且沿Z軸延伸。旋轉驅動部212例如包含馬達。旋轉驅動部212係設置於旋轉軸部211之下端且使旋轉軸部211旋轉。藉由旋轉驅動部212使旋轉軸部211旋轉，載置台10會以旋轉軸A作為中心旋轉。
副掃描機構23係具有線性馬達(linear motor)231。線性馬達231係由動子及定子所構成。動子係安裝於支撐板22的下表面。定子係鋪設於底板24的上表面。
在底板24鋪設有朝向副掃描方向X延伸的一對導引構件232。在各個導引構件232與支撐板22之間設置有滾珠軸承(ball bearing)。滾珠軸承係沿導引構件232滑動。
支撐板22係透過滾珠軸承而支撐於一對導引構件232。當線性馬達231動作時，支撐板22會一邊由導引構件232導引且一邊沿副掃描方向X移動。
主掃描機構25係具有線性馬達251。線性馬達251係藉由動子及定子所構成。動子係安裝於底板24的下表面。定子係鋪設於描繪裝置1的基台5上。
在基台5鋪設有朝向主掃描方向Y延伸的一對導引構件252。在各個導引構件252與底板24之間例如設置有空氣軸承(air bearing)。空氣軸承被公用設備(utility equipment)供給有空氣。底板24係藉由空氣軸承而浮起於導引構件252上。結果，底板24係以非接觸的狀態支撐於導引構件252。
當線性馬達251動作時，底板24會一邊由導引構件252導引且一邊沿主掃描方向Y移動。此時，可迴避在底板24與導引構件252之間發生摩擦。
載置台位置計測部30係計測載置台10的位置。載置台位置計測部30例如藉由干涉式的雷射測長器所構成。載置台位置計測部30例如從載置台10外朝向載置台10射出雷射光，並且接收在載置台10反射來的雷射光。然後，載置台位置計測部30係根據朝向載置台10射出的雷射光與在載置台10反射來的雷射光之干涉來計測載置台10的位置。載置台10的位置係表示主掃描方向Y的位置與旋轉方向θ的位置。
光學單元40係對已保持於載置台10上的基板W照射描繪光，藉此在基板W描繪圖案。圖案例如是孔洞(Hole)、溝渠(Trench)及閘道(Gate)等的一般圖案。
光學單元40為本發明的照射部之一例。
光學單元40係具有光源部401及頭部402。光源部401係設置於支撐框架6。頭部402係收容在已安裝於支撐框架6的附件盒(attachment box)之內部。
光源部401係具有作為射出I射線之雷射光源的功能。光源部401係具有雷射驅動部41、雷射振盪器42及照明光學系統43。
雷射振盪器42係接受來自雷射驅動部41的驅動而從輸出鏡片(output mirror)(省略圖示)射出作為雷射光的點束(spot beam)。點束係射入於照明光學系統43。照明光學系統43係從點束生成線狀的光。線狀的光之強度分布大致為均勻，且光束剖面為帶狀的線束(line beam)。線束係射入於頭部402。以下，有時將已射入於頭部402的線束記載為射入光。
再者，亦可設為以下的構成：藉由在射入光射入於頭部402之前的階段對射入光加上光圈來調整射入光的光量。
射入光係在頭部402中實施相應於圖案資料(pattern data)PD的空間調變。
圖案資料PD係指表示描繪光相對於基板W之照射位置的資訊以像素單位所記錄的資訊。
描繪裝置1係事先取得顯示圖案資料PD的資訊。描繪裝置1例如藉由從外部終端裝置透過網路(network)接收顯示圖案資料PD的資訊而取得。又，描繪裝置1例如藉由從已連接於描繪裝置1的記錄媒體讀取顯示圖案資料PD的資訊而取得。
使射入光進行空間調變係表示使射入光之空間分布變化。射入光之空間分布例如表示光之振幅、光之相位及／或偏光。射入光之空間分布例如藉由將使用CAD所生成的圖案之設計資料予以柵格化(rasterize)所生成。
頭部402係具有空間光調變單元44、投影光學系統45及鏡片46。
已射入於頭部402的射入光係透過鏡片46以事先所決定的角度射入於空間光調變單元44。
空間光調變單元44係具有空間光調變器441。空間光調變器441係藉由使射入光進行空間調變來將射入光區分成描繪光及不必要光。然後，空間光調變器441係射出沿著副掃描方向X的複數個像素份之描繪光。描繪光係表示有助於圖案之描繪的光。不必要光係表示無助於圖案之描繪的光。
空間光調變器441例如由配設有作為光調變元件之固定帶(fixed ribbon)與可撓帶的繞射光柵式(diffraction grating type)之空間調變器所構成。繞射光柵式之空間調變器例如是GLV(Grating Light Valve；光柵光閥)( 「GLV」為註冊商標)。在本實施形態中，GLV的最大曝光寬度係能夠藉由透鏡(lens)交換而變更。
繞射光柵式之空間調變器為能夠變更光柵之深度的繞射光柵，例如使用半導體裝置製造技術所製造。
空間光調變器441係具有複數個調變單位442(參照圖5)及驅動器(driver)電路單元443。複數個調變單位442係沿副掃描方向X排列。驅動器電路單元443係對複數個調變單位442的各個調變單位442施加電壓。驅動器電路單元443係能夠獨立控制施加於複數個調變單位442的各個調變單位442之電壓。
驅動器電路單元443係能夠將調變單位442之狀態切換至接通狀態(ON state)及斷開狀態(OFF state)中之其中任一個狀態。斷開狀態係表示未對調變單位442施加有電壓的狀態。接通狀態係表示對調變單位442施加有電壓的狀態。
當調變單位442呈斷開狀態時，由於可撓帶不撓彎所以調變單位442之表面會成為平面。當射入光射入於調變單位442之平面時，射入光不會繞射而是正反射。射入光係藉由正反射而成為屬於零次繞射光的描繪光。描繪光係當從調變單位442射出時會到達基板W。
當調變單位442呈接通狀態時，藉由可撓帶撓彎就會在調變單位442之表面形成有溝槽。當射入光射入於調變單位442之溝槽時，射入光會繞射。射入光係藉由繞射而成為屬於非零次繞射光的不必要光。不必要光係當從調變單位442射出時不會到達基板W。
以下，有時將形成於調變單位442之表面的溝槽記載為表面溝槽。
驅動器電路單元443係能夠藉由變更施加於調變單位442的電壓來變更表面溝槽的深度。可藉由表面溝槽的深度被變更來調整描繪光的光量。
控制部60係藉由控制驅動器電路單元443而針對每一調變單位442調整描繪光之射出率。描繪光之射出率係表示射出光量相對於射入光量的比(射出光量／射入光量)。射入光量係表示射入於調變單位442的射入光之光量。射出光量係表示從調變單位442射出的描繪光之光量。
在調變單位442為斷開狀態時，換句話說在調變單位442之表面為平面時，描繪光之射出率係成為射出率100%。當在調變單位442之表面形成有表面溝槽時，射出率會降低。表面溝槽變得越深射出率就變得越小。控制部60係控制驅動器電路單元443來變更表面溝槽之深度，藉此能夠將描繪光之射出率調整在射出率0%至射出率100%之間的任意值。
從調變單位442射出的描繪光係射入於投影光學系統45。
投影光學系統45係將從空間光調變器441射入的光中之描繪光導引至基板W。投影光學系統45例如具有阻隔板。阻隔板是形成有貫通孔的板狀之構件。
描繪光係通過貫通孔。結果，描繪光係到達基板W。相對於此，不必要光係不通過貫通孔而是到達阻隔板。結果，不必要光係藉由阻隔板來遮擋到達基板W。
藉由描繪光到達基板W而在基板W描繪有圖案。從一個調變單位442所射出的描繪光係形成被描繪於基板W的圖案之一個像素。
投影光學系統45亦可進一步具有變焦透鏡(zoom lens)及／或物鏡(objective lens)。變焦透鏡係構成調整描繪光之寬度的變焦部。調整描繪光之寬度係表示擴展描繪光之寬度及／或縮窄描繪光之寬度。物鏡係使描繪光以預定之倍率成像於基板W上。
搬運裝置50係進行基板W往處理區域3之搬入及／或基板W從處理區域3之搬出。搬運裝置50係具有複數個手部(hand)51及手部驅動機構52。手部51係搬運基板W。手部驅動機構52係使手部51驅動。
在卡匣載置部7係收容有未處理的基板W。搬運裝置50係從卡匣載置部7取出基板W並搬入至處理區域3，並且從處理區域3搬出處理完畢的基板W並收容於卡匣C。
其次，參照圖3進一步說明描繪裝置1。圖3係顯示描繪裝置1之構成的方塊圖。
如圖3所示，描繪裝置1係進一步具備輸入部70及記憶部80。
輸入部70係受理對描繪裝置1的指示。使用者(user)例如從輸入部70輸入對基板W描繪圖案的指示。輸入部70例如是已設置於描繪裝置1之框體的操作鍵(operation key)、或是如與描繪裝置1連接成能夠通信的PC(Personal Computer；個人電腦)的終端機。
記憶部80係包含如ROM(Read Only Memory；唯讀記憶體)及RAM(Random Access Memory；隨機存取記憶體)的主記憶裝置(例如半導體記憶體)，亦可進一步包含輔助記憶裝置(例如硬碟機(hard disk drive))。主記憶裝置及／或輔助記憶裝置係記憶藉由控制部60所執行的各種電腦程式(computer program)。
控制部60係包含如CPU(Central Processing Unit；中央處理單元)及MPU(Micro Processing Unit；微處理單元)的處理器。控制部60係控制描繪裝置1的各個要素。具體而言，控制部60的處理器係執行已記憶於記憶部80的電腦程式，藉此控制驅動機構20、載置台位置計測部30、光學單元40、搬運裝置50、輸入部70及記憶部80。
在本實施形態中，控制部60係在調整描繪光相對於基板W之曝光量的情況下不變更描繪光的能量而是變更載置台10的移動速度。具體而言，控制部60係在使描繪光相對於基板W之曝光量減少的情況下控制驅動機構20來加快載置台10相對於光學單元40的移動速度。結果，由於描繪光相對於基板W的照射時間變短，所以會減少描繪光相對於基板W的曝光量。相對於此，控制部60係在使描繪光相對於基板W之曝光量增加的情況下控制驅動機構20來減慢載置台10相對於光學單元40的移動速度。結果，由於描繪光相對於基板W的照射時間變長，所以會增加描繪光相對於基板W的曝光量。曝光量是描繪光之每一單位面積的能量與描繪光的照射時間之積。
其次，參照圖4至圖8來說明描繪裝置1於基板W描繪圖案的順序。圖4係顯示描繪裝置1於基板W描繪圖案之順序的方塊圖。
如圖4所示，在步驟S10中，輸入部70係受理對基板W之預定區域W1描繪預定圖案Q(參照圖8)的指示。預定圖案Q係表示所期望的圖案。
在本實施形態中，預定區域W1係表示基板W之表面的全區。又，在本實施形態中，預定圖案Q係表示以曝光量100%之描繪光所描繪的圖案。
在本實施形態中，曝光量係以相對於基準之曝光量100%的比例來表示。在本實施形態中，曝光量100%係例如表示照射描繪光T秒時的曝光量。T是比0更大的實數。
曝光量係與描繪光之照射時間成正比。從而，在照射描繪光(T／2)秒的情況下，曝光量係成為曝光量50%。
在本實施形態中，不對預定區域W1一次照射曝光量100%的描繪光，而是進行多重曝光處理。多重曝光處理係表示多重地照射描繪光的處理。
在多重曝光處理中係重複進行曝光處理。曝光處理係表示將描繪光照射於基板W之預定區域W1的處理。在本實施形態中，在多重曝光處理中進行第一曝光處理及第二曝光處理。
在步驟S20中，控制部60係進行第一曝光處理。在本實施形態中，可藉由進行第一曝光處理而在預定區域W1描繪第一圖案Q1。第一圖案Q1係表示以曝光量50%之描繪光所描繪的圖案。
第一曝光處理係表示多重曝光處理當中第一次所進行的曝光處理。
圖5係顯示進行第一曝光處理之狀態的示意圖。
如圖5所示，第一曝光處理係藉由以下所進行：在藉由載置台10保持基板W的狀態下，一邊藉由驅動機構20來移動載置台10一邊藉由光學單元40對基板W射出描繪光。
以下，針對第一曝光處理具體地說明。
首先，在已藉由載置台10保持基板W的狀態下，驅動機構20係使載置台10沿主掃描方向Y移動。結果，基板W會相對於光學單元40朝向主掃描方向Y移動。如箭頭AR11所示，當從基板W來觀察時， 光學單元40係沿主掃描方向Y而橫越基板W。
在光學單元40橫越基板W的期間，光學單元40係朝向基板W照射已形成有相應於圖案資料PD之空間調變的描繪光。在該情況下，光學單元40係一邊照射沿著副掃描方向X的複數個像素份之描繪光一邊沿主掃描方向Y而橫越基板W。
以下，有時將光學單元40一邊沿主掃描方向Y而橫越基板W且一邊對基板W照射相應於圖案資料PD之描繪光的處理記載為主掃描處理。
當光學單元40進行主掃描處理時，沿著箭頭AR11的照射區域G1會形成於基板W上。照射區域G1係表示光學單元40照射描繪光的區域。
當光學單元40進行一次主掃描處理時，會在基板W上形成有一個照射區域G1。
當結束一次的主掃描處理時，驅動機構20會使載置台10沿副掃描方向X移動達至預定距離。結果，基板W相對於光學單元40沿副掃描方向X移動達至預定距離。如箭頭AR12所示，當從基板W觀察時， 光學單元40係沿副掃描方向X移動達至預定距離。預定距離係比照射區域G1的副掃描方向X之尺寸更小。
以下，有時將光學單元40沿副掃描方向X移動達至預定距離的處理記載為副掃描處理。
如箭頭AR13所示，當結束副掃描處理時，進行主掃描處理。結果，沿著箭頭AR13的照射區域G1會形成於基板W上。如箭頭AR14所示，當結束主掃描處理時，進行副掃描處理。
在第一曝光處理中，交替地進行主掃描處理與副掃描處理。結果，對預定區域W1並列地照射有描繪光。
藉由交替地進行主掃描處理與副掃描處理而在預定區域W1描繪有第一圖案Q1。當在基板W之預定區域W1描繪有第一圖案Q1時，結束第一曝光處理。
針對照射區域G1加以說明。
藉由交替地進行主掃描處理與副掃描處理而在基板W之預定區域W1形成有複數個照射區域G1。複數個照射區域G1的各個照射區域G1係沿主掃描方向Y延伸。複數個照射區域G1係並列地配置且沿副掃描方向X排列。
照射區域G1係包含一重照射區域G2及連接區域G3。一重照射區域G2係表示相鄰之照射區域G1彼此不重疊的區域。在進行第一曝光處理時，對一重照射區域G2一重地照射描繪光。
連接區域G3係表示相鄰之照射區域G2之一部分彼此重疊的區域。在進行第一曝光處理時，對連接區域G3雙重地照射描繪光。連接區域G3例如具有20μm的寬度。
以下，在進行第一曝光處理時，有時將形成於基板W上的連接區域G3記載為第一連接區域G31。
圖5係進一步顯示第一圖J1。參照圖5來說明第一圖J1。
如圖5所示，第一圖J1係表示已進行第一曝光處理時的描繪光之曝光量與副掃描方向X之位置的關係的圖。第一圖J1的縱軸係表示第一曝光處理時的描繪光之曝光量。第一圖J1的橫軸係表示主掃描方向Y之位置為位置Y1時的副掃描方向X之位置。位置Y1係在主掃描方向Y上表示基板W之中心W2所處的場所。
當進行第一曝光處理時，在位置Y1上，一重照射區域G2與第一連接區域G31會沿副掃描方向X交替地配置。
在一重照射區域G2係照射有曝光量50%之描繪光。結果，在一重照射區域G2描繪有第一圖案Q1。
第一圖J1係具有變化成梯形狀的部分。梯形狀的部分係具有第一中央部J11及一對第一端部J12。第一中央部J11是曝光量為曝光量50%且固定的部分。一對第一端部J12的各個第一端部J12係連接於第一中央部J11，且曝光量伴隨遠離第一中央部J11而遞減。在本實施形態中，在一對第一端部J12的各個第一端部J12中，描繪光之射出率會伴隨遠離第一中央部J11而遞減，藉此曝光量會遞減。第一中央部J11係位於一對第一端部J12之間。
其次，參照圖5及圖6來說明照射於第一連接區域G31的描繪光之曝光量。圖6係第一圖J1的一部分放大圖。
如圖5及圖6所示，在第一連接區域G31中，描繪光H1之曝光量與描繪光H2之曝光量係相應於副掃描方向X之位置而在曝光量0%至曝光量50%之間變化。描繪光H1係表示重疊照射於第一連接區域G31的兩個描繪光當中之一方的描繪光。描繪光H2係表示重疊照射於第一連接區域G31的兩個描繪光當中之另一方的描繪光。
圖6係表示任意位置Xα、曝光量α1%及曝光量α2%。任意位置Xα係表示第一連接區域G31內的副掃描方向X之任意的位置。曝光量α1%係表示照射於任意位置Xα的描繪光H1之曝光量。曝光量α2%係表示照射於任意位置Xα的描繪光H2之曝光量。
曝光量α1%與曝光量α2%的和為曝光量50%。結果，由於相當於曝光量50%之描繪光已照射於第一連接區域G31，所以可在第一連接區域G31描繪第一圖案Q1。
在全部的一重照射區域G2與全部的第一連接區域G31描繪有第一圖案Q1，藉此在預定區域W1之全區域描繪有第一圖案Q1。
如圖3所示，當在預定區域W1描繪有第一圖案Q1時，結束步驟S20所示的第一曝光處理。結果，處理會移行至步驟S30。
在步驟S30中，控制部60係進行第二曝光處理。在本實施形態中，藉由進行第二曝光處理而在預定區域W1之第一圖案Q1上描繪有第二圖案Q2。第二圖案Q2係表示以曝光量50%之描繪光所描繪的圖案。
在第二曝光處理中，對預定區域W1進行多重曝光當中之第二次的曝光處理。
圖7係顯示進行第二曝光處理之狀態的示意圖。
如圖7所示，在第二曝光處理中，交替地進行主掃描處理與副掃描處理。結果，在基板W之預定區域W1描繪有第二圖案Q2。
當在基板W之預定區域W1描繪有第二圖案Q2時，結束處理。
圖7係進一步表示第二圖J2。參照圖7來說明第二圖J2。
如圖7所示，第二圖J2係表示已進行第二曝光處理時的描繪光之曝光量與副掃描方向X之位置的關係的圖。第二圖J2的縱軸係表示第二曝光處理時的描繪光之曝光量。第二圖J2的橫軸係表示主掃描方向Y之位置為位置Y1時的副掃描方向X之位置。
當進行第二曝光處理時，在位置Y1上，一重照射區域G2與連接區域G3會沿副掃描方向X交替地配置。
第二圖J2係具有變化成梯形狀的部分。梯形狀的部分係具有第二中央部J21及一對第二端部J22。第二中央部J21是曝光量為曝光量50%且固定的部分。一對第二端部J22的各個第二端部J22係連接於第二中央部J21，且曝光量伴隨遠離第二中央部J21而遞減。在本實施形態中，在一對第二端部J22的各個第二端部J22中，描繪光之射出率會伴隨遠離第二中央部J21而遞減，藉此曝光量會遞減。第二中央部J21係位於一對第二端部J22之間。
以下，在進行第二曝光處理時，有時將形成於基板W上的連接區域G3記載為第二連接區域G32。
在一重照射區域G2係照射有曝光量50%之描繪光。結果，在一重照射區域G2描繪有第二圖案Q2。
如圖6所示，與第一連接區域G31同樣地，亦對第二連接區域G32雙重地照射有描繪光以便曝光量的和成為曝光量50%。結果，在第二連接區域G32描繪有第二圖案Q2。
其次，參照圖8來說明已描繪於基板W的預定圖案Q。圖8係表示已描繪於基板W之預定圖案Q的示意圖。
如圖8所示，藉由進行第一曝光處理與第二曝光處理而在基板W之預定區域W1形成有第一連接區域G31與第二連接區域G32。第一連接區域G31與第二連接區域G32係沿主掃描方向Y延伸。第一連接區域G31與第二連接區域G32係沿副掃描方向X交替地配置。第一連接區域G31與第二連接區域G32係配置於相互地不重疊的場所。再者，所謂重疊係表示重疊於Z軸之延伸的方向。又，所謂不重疊係表示不重疊於Z軸之延伸的方向。
圖8係進一步表示合成圖J。參照圖8來進一步說明合成圖J。
如圖8所示，合成圖J係依每一曝光處理而表示描繪光之曝光量與副掃描方向X之位置的關係的圖。本實施形態的合成圖J係將圖5所示之第一圖J1與圖7所示之第二圖J2組合在一起後的圖。合成圖J的縱軸係表示第一曝光處理時的描繪光之曝光量與第二曝光處理時的描繪光之曝光量。合成圖J的橫軸係表示主掃描方向Y之位置為位置Y1時的副掃描方向X之位置。
藉由進行第一曝光處理與第二曝光處理而在基板W之預定區域W1雙重地照射有曝光量50%之描繪光。從而，已對預定區域W1雙重地照射後的描繪光之曝光量的和會成為曝光量100%。結果，由於曝光量100%之描繪光已照射於預定區域W1，所以可在預定區域W1描繪預定圖案Q。
其次，參照圖9中之(a)及圖9中之(b)來說明曝光量100%之描繪光已照射於基板W時的基板W之狀態。圖9中之(a)係示意性地表示曝光量100%之描繪光已照射於基板W後之狀態的側視圖。圖9中之(b)係表示習知之圖案顯影後的基板W之俯視圖。
如圖9中之(a)及圖9中之(b)所示，以往在基板W描繪預定圖案Q的情況下對基板W照射有曝光量100%之描繪光。換句話說，一次完成曝光處理。結果，在基板W的阻劑之表層會在預定圖案Q顯影之後產生了曝光條紋R。曝光條紋R係產生於連接區域G3。
其次，參照圖10中之(a)及圖10中之(b)來說明已進行圖4之步驟S20所示的第一曝光處理與步驟S30所示的第二曝光處理時的基板W之狀態。圖10中之(a)係示意性地表示對基板W進行了第一曝光處理與第二曝光處理之狀態的側視圖。圖10 中之(b)係表示本案之圖案顯影後的基板W之俯視圖。
如圖10中之(a)及圖10中之(b)所示，本案發明人係藉由使描繪裝置1進行第一曝光處理與第二曝光處理而在基板W描繪有預定圖案Q。換句話說，本案發明人係進行了複數次曝光處理。結果，在預定圖案Q顯影之後，已緩和了連接區域G3所產生的曝光條紋R。
以下，針對曝光條紋R被緩和的原理加以說明。本案發明人係發現了連接區域G3之曝光量越多則曝光條紋R就變得越濃。連接區域G3之曝光量係表示重複照射於連接區域G3的描繪光之曝光量的合計。在圖9中之(a)及圖9中之(b)所示的習知曝光處理中，連接區域G3之曝光量為曝光量100%。相對於此，在圖10中之(a)及圖10中之(b)所示的本案曝光處理中，連接區域G3之曝光量為曝光量50%。從而，如本案般，能夠藉由進行複數次對預定區域W1之曝光處理而減少連接區域G3之曝光量。結果，由於產生於連接區域G3的曝光條紋R變薄，所以曝光條紋R被緩和。
以上，如參照圖4至圖10中之(b)所說明般，進行多重曝光處理。本實施形態的多重曝光處理係包含步驟S20所示的第一曝光處理與步驟S30所示的第二曝光處理。控制部60係控制驅動機構20與光學單元40而進行多重曝光處理。在第一曝光處理中，為了形成有第一連接區域G31而藉由光學單元40並列地照射有描繪光。在第二曝光處理中，為了形成有第二連接區域G32而藉由光學單元40並列地照射有描繪光。從而，比起一次完成曝光處理的情況，藉由進行複數次曝光處理更能夠減少第一連接區域G31之曝光量與第二連接區域G32之曝光量。結果，能夠緩和曝光條紋R。
又，如圖8所示，依每一曝光處理而形成的第一連接區域G31與第二連接區域G32係位於相互地不重疊的場所。從而，能夠有效地緩和曝光條紋R。
以上，已一邊參照圖式(圖1至圖10)一邊說明本發明之實施形態。但是，本發明並未被限定於上述的實施形態，而是可在不脫離本發明的要旨的範圍內於各種的態樣中進行實施(例如，(1)至(10))。又，可藉由適當地組合上述實施形態所揭示的複數個構成要素來形成各種的發明。例如，亦可從實施形態所示的全部構成要素中削除幾個構成要素。圖式係為了易於理解而在主體中示意性地顯示各自的構成要素，有的情況所圖示的各個構成要素之個數等也會根據圖式製作的情形而與實際不同。又，上述實施形態所示的各個構成要素是一例，而非被特別限定，可在實質不脫離本發明之功效的範圍內進行各種的變更。
(1)如圖8所示，在本實施形態中，在第一曝光處理中照射有曝光量50%之描繪光，在第二曝光處理中也照射有曝光量50%之描繪光。換句話說，在第一曝光處理與第二曝光處理中係描繪有同一個圖案。但是，本發明不被限定於此。只要第一曝光處理中所照射的描繪光之曝光量與第二曝光處理中所照射的描繪光之曝光量的和與必要曝光量大致相等即可。必要曝光量係表示為了描繪預定圖案Q所需的曝光量。在本實施形態中，必要曝光量為曝光量100%。
參照圖11來說明曝光處理的第一變化例。圖11係顯示合成圖J之第一變化例JA的圖。如圖11所示，在必要曝光量為曝光量100%的情況下，例如亦可將第一曝光處理中所照射的描繪光之曝光量設為曝光量30%，且將第二曝光處理中所照射的描繪光之曝光量設為曝光量70%。從而，在基板W照射有曝光量100%之描繪光(30%+70%=100%)。結果，由於與必要曝光量相等的曝光量之描繪光被照射於基板W，所以可在基板W描繪預定圖案Q。
(2)在本實施形態中，必要曝光量為曝光量100%。但是，本發明未被限定於此。必要曝光量係只要比曝光量0%更大即可。又，必要曝光量亦可比曝光量100%更大。
參照圖12來說明曝光處理的第二變化例。圖12係顯示合成圖J之第二變化例JB的圖。如圖12所示，在必要曝光量為曝光量70%的情況下，例如亦可將第一曝光處理中所照射的描繪光之曝光量設為曝光量35%，且將第二曝光處理中所照射的描繪光之曝光量設為曝光量35%。從而，在基板W照射有曝光量70%之描繪光(35%+35%=70%)。結果，由於與必要曝光量相等的曝光量之描繪光被照射於基板W，所以可在基板W描繪預定圖案Q。
(3)在本實施形態中，在預定區域W1之全部的位置上，必要曝光量為固定的曝光量100%。但是，本發明未被限定於此。必要曝光量亦可依預定區域W1當中描繪光被照射之每一場所(每一像素)而不同。
(4)在本實施形態中，在基板W描繪預定圖案Q時，進行曝光處理兩次。具體而言，進行第一曝光處理與第二曝光處理。但是，本發明未被限定於此。曝光處理亦可進行三次以上。例如曝光處理亦可進行四次。
參照圖13來說明已進行曝光處理四次之情況的描繪光之曝光量。圖13係表示合成圖J之第三變化例JC的圖。如圖13所示，亦可進行第一曝光處理、第二曝光處理、第三曝光處理及第四曝光處理。在此情況下，當將必要曝光量設為曝光量100%時，在第一曝光處理至第四曝光處理的各個曝光處理中，例如照射有曝光量25%之描繪光。從而，在基板W照射有曝光量100%之描繪光(25%+25%+25%+25%=100%)。結果，由於與必要曝光量相等的曝光量之描繪光被照射於基板W，所以可在基板W描繪預定圖案Q。
(5)參照圖14來說明第一連接區域G31與第二連接區域G32之位置關係的變化例。圖14係表示合成圖J之第四變化例JD的圖。
在本實施形態中，第一連接區域G31與第二連接區域G32係配置於相互地不重疊的場所(參照圖8)。但是，本發明未被限定於此。依每一曝光處理而形成的連接區域G3之位置係未被特別限定。如圖14所示，第一連接區域G31與第二連接區域G32亦可配置於相互地重疊的場所。結果，預定圖案Q顯影之後，能夠緩和產生於連接區域G3的曝光條紋R。
以下，針對第一連接區域G31與第二連接區域G32被配置於相互地重疊之場所的情況也能夠緩和曝光條紋R的原理加以說明。本案發明人發現了當連接區域G3之曝光量超過預定之臨限值時曝光條紋R之濃度會急劇地增加。換句話說，在連接區域G3之曝光量比預定之臨限值更少以內，曝光條紋R會緩和。從而，由於能夠如本案般地藉由進行複數次對預定區域W1之曝光處理而使連接區域G3之曝光量比預定之臨限值更少，所以能夠確保形成於連接區域G3的曝光條紋R已被緩和的狀態。結果，即便是在第一連接區域G31與第二連接區域G32相互地重疊的場所，仍能夠比一次完成曝光處理的情況更緩和曝光條紋R。
(6)光學單元40的光調變元件未被限定於GLV。光學單元40的光調變元件係只要具有能夠變更描繪光之射出率的構造即可。光調變元件例如亦可為DMD(Digital Micromirror Device；數位微鏡裝置)。
(7)在本實施形態中，設置有一個光學單元40。但是，本發明未被限定於此。光學單元40例如亦可設置有兩個以上。在光學單元40設置有兩個的情況下，例如一方的光學單元40負責基板W之預定區域W1當中的一半區域之曝光，另一方的光學單元40則負責預定區域W1當中的其餘一半之曝光。
(8)在本實施形態中，在進行曝光處理時基板W會移動。但是，本發明未被限定於此。在進行曝光處理時光學單元40亦可移動，且基板W及光學單元40之雙方亦可移動。再者，所謂基板W移動係表示在基板W被保持於載置台10的狀態下載置台10移動。
(9)針對進行圖4所示之步驟S20及步驟S30時的基板W之移動速度加以說明。
在本實施形態中，在步驟S20及步驟S30之各個步驟中，對基板W之預定區域W1照射曝光量50%之描繪光的情況(參照圖5及圖7)，與對預定區域W1一次照射曝光量100%之描繪光的情況(參照圖9中之(a))相較，描繪光之能量係設為相同，而基板W之移動速度係設為兩倍的速度。結果，與對預定區域W1一次照射曝光量100%之描繪光的情況相較，能夠抑制曝光處理所需的時間變長。但是，本發明未被限定於此。
在步驟S20及步驟S30的各個步驟中，對基板W之預定區域W1照射曝光量50%之描繪光的情況，與一次照射曝光量100%之描繪光的情況相較，亦可一邊使描繪光之能量減半且一邊使基板W之移動速度設為相同。
(10)在本實施形態中，被描繪於基板W的圖案是藉由曝光處理後之顯影而最終殘留有已被曝光後的區域來作為影像圖案的負型圖案(negative pattern)。但是，本發明未被限定於此。被描繪於基板W的圖案亦可為藉由曝光處理後之顯影而殘留有未被曝光之區域的正型圖案(positive pattern)。 [產業上之可利用性]
本發明係可利用於描繪裝置以及描繪方法的領域中。
1:描繪裝置 2:本體框架 3:處理區域 4:授受區域 5:基台 6:支撐框架 7:卡匣載置部 10:載置台 11:載置面 20:驅動機構 21:旋轉機構 22:支撐板 23:副掃描機構 24:底板 25:主掃描機構 30:載置台位置計測部 40:光學單元(照射部) 41:雷射驅動部 42:雷射振盪器 43:照明光學系統 44:空間光調變單元 45:投影光學系統 46:鏡片 50:搬運裝置 51:手部 52:手部驅動機構 60:控制部 70:輸入部 80:記憶部 211:旋轉軸部 212:旋轉驅動部 231、251:線性馬達 232、252:導引構件 401:光源部 402:頭部 441:空間光調變器 442:調變單位 443:驅動器電路單元 A:旋轉軸 AR11、AR12、AR13、AR14:箭頭 C:卡匣 G1:照射區域 G2:一重照射區域 G3:連接區域 G31:第一連接區域 G32:第二連接區域 H1、H2:描繪光 J:合成圖 J1:第一圖 J2:第二圖 J11:第一中央部 J12:第一端部 J21:第二中央部 J22:第二端部 JA:第一變化例 JB:第二變化例 JC:第三變化例 JD:第四變化例 PD:圖案資料 Q:預定圖案 Q1:第一圖案 Q2:第二圖案 R:曝光條紋 X:副掃描方向 Xα:任意位置 Y:主掃描方向 Y1:位置 W:基板 W1:預定區域 θ:旋轉方向 α1%、α2%:曝光量
圖1係示意性地顯示本發明之實施形態的描繪裝置之構成的側視圖。 圖2係示意性地顯示描繪裝置之構成的俯視圖。 圖3係顯示描繪裝置之構成的方塊圖。 圖4係顯示描繪裝置於基板描繪圖案之順序的方塊圖。 圖5係顯示進行第一曝光處理之狀態的示意圖。 圖6係第一圖的一部分放大圖。 圖7係顯示進行第二曝光處理之狀態的示意圖。 圖8係顯示已描繪於基板之預定圖案的示意圖。 圖9中之(a)係示意性地顯示曝光量100%之描繪光已照射於基板後之狀態的側視圖；圖9中之(b)係顯示習知之圖案顯影後的基板之俯視圖。 圖10中之(a)係示意性地顯示對基板進行了第一曝光處理與第二曝光處理之狀態的側視圖；圖10 中之(b)係顯示本案之圖案顯影後的基板之俯視圖。 圖11係顯示合成圖(synthetic graph)之第一變化例的圖。 圖12係顯示合成圖之第二變化例的圖。 圖13係顯示合成圖之第三變化例的圖。 圖14係顯示合成圖之第四變化例的圖。
10:載置台
G31:第一連接區域
G32:第二連接區域
J:合成圖
J1:第一圖
J2:第二圖
Q:預定圖案
Q1:第一圖案
Y1:位置
W:基板
W1:預定區域

Claims (7)

  1. 一種描繪裝置，係藉由對基板照射描繪光而在前述基板描繪圖案，且具備：照射部，係藉由空間光調變器生成前述描繪光且照射前述描繪光；載置台，係保持前述基板；驅動機構，係使前述載置台相對於前述照射部移動；以及控制部，係控制前述照射部以及前述驅動機構以便進行多重曝光處理，前述多重曝光處理係包含複數個曝光處理，前述複數個曝光處理的各個曝光處理係藉由前述照射部對前述基板的表面的全域照射前述描繪光；前述複數個曝光處理的各個曝光處理係包含藉由前述照射部並列地連續地照射前述描繪光以便形成有連接區域的處理；前述連接區域係表示並列地連續地照射後之前述描繪光的照射區域之一部分相互地重疊的區域；前述複數個曝光處理係包含第一曝光處理以及第二曝光處理；前述第一曝光處理係形成第一連接區域；前述第二曝光處理係形成第二連接區域；前述第一連接區域與前述第二連接區域係位於相互地不重疊的場所；前述控制部係控制從前述照射部照射的描繪光的能量與前述載置台的移動速度，以便在藉由前述多重曝光處理而在前述基板描繪有預定圖案的情況下依每一前述曝光處理而照射於前述基板的前述描繪光之曝光量各自的合計成為與為了描繪前述預定圖案所需的必要曝光量大致相等。
  2. 如請求項1所記載之描繪裝置，其中前述控制部係控制前述照 射部，以便在前述複數個曝光處理中之至少兩個曝光處理中於前述基板描繪有同一圖案。
  3. 如請求項1或2所記載之描繪裝置，其中前述連接區域為供圖案描繪的區域。
  4. 如請求項1或2所記載之描繪裝置，其中藉由前述控制部控制前述驅動機構來調整前述描繪光之曝光量，以便前述載置台相對於前述照射部的移動速度變得越快則前述描繪光相對於前述基板的曝光量就越減少。
  5. 如請求項1或2所記載之描繪裝置，其中表示前述描繪光相對於前述基板的照射位置與前述描繪光的曝光量之關係的圖係具有形成梯形狀的部分；前述梯形狀的部分係具有中央部及一對端部，前述中央部的前述曝光量為固定，前述一對端部係與前述中央部相連且前述曝光量會伴隨遠離前述中央部而遞減；前述中央部係位於前述一對端部之間。
  6. 如請求項1或2所記載之描繪裝置，其中在前述第一曝光處理時已照射於前述基板的前述描繪光之第一曝光量係與在前述第二曝光處理時已照射於前述基板的前述描繪光之第二曝光量相等，或者前述第一曝光量係與前述第二曝光量不同。
  7. 一種描繪方法，係藉由對基板照射由空間光調變器所生成的描繪光而在前述基板描繪圖案；前述描繪方法係具有多重曝光步驟，前述多重曝光步驟係控制照射部、載置台以及驅動機構以便進行多重曝光處理，前述照射部係具有前述空間光調變器，前述載置台係保持前述基板，前述驅動機構係使前述載置台相對於前述照射部移動，前述多重曝光處理係包含複數個曝光處理，前述複數個曝光處理的各個曝光處理係藉由前述照射部對前述基板的表面的全域照射前述描繪光； 前述複數個曝光處理的各個曝光處理係包含並列地連續地照射前述描繪光以便形成有連接區域的處理；前述連接區域係表示並列地連續地照射後之前述描繪光的照射區域之一部分相互地重疊的區域；前述複數個曝光處理係包含第一曝光處理以及第二曝光處理；前述第一曝光處理係形成第一連接區域；前述第二曝光處理係形成第二連接區域；前述第一連接區域與前述第二連接區域係位於相互地不重疊的場所；控制從前述照射部照射的描繪光的能量與前述載置台的移動速度，以便在藉由前述多重曝光處理而在前述基板描繪有預定圖案的情況下依每一前述曝光處理而照射於前述基板的前述描繪光之曝光量各自的合計成為與為了描繪前述預定圖案所需的必要曝光量大致相等。
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