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技術 描画装置、及び描画方法

出願人 株式会社SCREENホールディングス
発明者 間嶋翔太
出願日 2018年9月14日 (2年2ヶ月経過) 出願番号 2018-172476
公開日 2020年3月26日 (8ヶ月経過) 公開番号 2020-046460
状態 未査定
技術分野
  • -
主要キーワード 受渡し領域 ユーティリティ設備 表面溝 回転方向θ 多重露光処理 描画光 ハンド駆動機構 感光性絶縁膜
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (15)

課題

つなぎ領域に発生する露光スジ緩和することができる描画装置、及び描画方法を提供する。

解決手段

描画装置1は、光学ユニット40と、制御部60とを備える。光学ユニット40が多重露光処理を行うように、制御部60が光学ユニット40を制御する。多重露光処理は、複数の露光処理を含む。露光処理は、基板Wの所定領域W1に対して光学ユニット40により描画光照射する処理を示す。複数の露光処理の各々は、つなぎ領域G3が形成されるように光学ユニット40により描画光を並列に照射する処理を含む。つなぎ領域G3は、並列に照射された描画光の照射領域の一部同士が重なる領域を示す。

概要

背景

特許文献1に記載の描画装置は、露光すべき領域を複数のフィールドに分離すると共に、フィールドを複数のサブフィールドに分離する。そして、特許文献1に記載の描画装置は、分離したフィールド毎に可変成形電子ビームを用いて逐次露光処理を施し、かつ隣接するフィールドの境界部で多重露光処理を行って基板上に所望のパターンを露光する。

概要

つなぎ領域に発生する露光スジ緩和することができる描画装置、及び描画方法を提供する。描画装置1は、光学ユニット40と、制御部60とを備える。光学ユニット40が多重露光処理を行うように、制御部60が光学ユニット40を制御する。多重露光処理は、複数の露光処理を含む。露光処理は、基板Wの所定領域W1に対して光学ユニット40により描画光照射する処理を示す。複数の露光処理の各々は、つなぎ領域G3が形成されるように光学ユニット40により描画光を並列に照射する処理を含む。つなぎ領域G3は、並列に照射された描画光の照射領域の一部同士が重なる領域を示す。

目的

本発明は、つなぎ領域に発生する露光スジを緩和することができる描画装置、及び描画方法を提供する

効果

実績

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牽制数
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請求項1

基板描画光照射することで前記基板にパターンを描画する描画装置であって、前記描画光を照射する照射部と、前記照射部を制御する制御部とを備え、前記照射部が多重露光処理を行うように、前記制御部が前記照射部を制御し、前記多重露光処理は、前記基板の所定領域に対して前記照射部により前記描画光を照射する露光処理を複数含み、前記複数の露光処理の各々は、つなぎ領域が形成されるように前記照射部により前記描画光を並列に照射する処理を含み、前記つなぎ領域は、前記並列に照射された前記描画光の照射領域の一部同士が重なる領域を示す、描画装置。

請求項2

前記多重露光処理により形成された複数の前記つなぎ領域が、互いに重ならない場所に位置する、請求項1に記載の描画装置。

請求項3

前記複数の露光処理のうちの少なくとも2つの露光処理では前記基板に同一のパターンが描画されるように、前記制御部が前記照射部を制御する、請求項1、又は請求項2に記載の描画装置。

請求項4

前記つなぎ領域はパターンが描画される領域である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の描画装置。

請求項5

前記多重露光処理により前記基板に所定パターンが描画される場合、前記露光処理毎に前記基板に照射された前記描画光の露光量の各々の合計が、前記所定パターンを描画するために必要な必要露光量と略等しくなるように、前記制御部が前記照射部を制御する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の描画装置。

請求項6

前記基板を保持するステージと、前記照射部に対して前記ステージを移動させる駆動機構とをさらに備え、前記照射部に対する前記ステージの移動速度が速くなる程、前記基板に対する前記描画光の露光量が減少するように、前記制御部が前記駆動機構を制御することで前記描画光の露光量を調整する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の描画装置。

請求項7

前記基板に対する前記描画光の照射位置と、前記描画光の露光量との関係を示すグラフは、台形状に形成される部分を有し、前記台形状の部分は、前記露光量が一定の中央部と、前記中央部に連なり、前記中央部から離間するのに伴って前記露光量が逓減する一対の端部とを有し、前記一対の端部の間には前記中央部が位置する、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の描画装置。

請求項8

前記複数の露光処理は、第1の露光処理と、第2の露光処理とを含み、前記第1の露光処理時に前記基板に照射された前記描画光の第1露光量が、前記第2の露光処理時に前記基板に照射された前記描画光の第2露光量と等しく、又は、前記第1露光量が前記第2露光量と異なる、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の描画装置。

請求項9

基板に描画光を照射することで前記基板にパターンを描画する描画方法であって、多重露光処理を行う多重露光工程を含み、前記多重露光処理は、前記基板の所定領域に対して前記描画光を照射する露光処理を複数含み、前記複数の露光処理の各々は、つなぎ領域が形成されるように前記描画光を並列に照射する処理を含み、前記つなぎ領域は、前記並列に照射された前記描画光の照射領域の一部同士が重なる領域を示す、描画方法。

技術分野

0001

本発明は、描画装置、及び描画方法に関する。

背景技術

0002

特許文献1に記載の描画装置は、露光すべき領域を複数のフィールドに分離すると共に、フィールドを複数のサブフィールドに分離する。そして、特許文献1に記載の描画装置は、分離したフィールド毎に可変成形電子ビームを用いて逐次露光処理を施し、かつ隣接するフィールドの境界部で多重露光処理を行って基板上に所望のパターンを露光する。

先行技術

0003

特開2000−260686号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、パターン現像後に、境界部(つなぎ領域)に露光スジが発生するおそれがあった。境界部の露光スジは、境界部におけるパターンの不連続性(例えば、パターンの途切れ、太り、又は細り)の原因とも成り得る。露光スジは、所望のパターンではないため、外観検査時にNGとなるおそれがあった。また、感光性絶縁膜が用いられる場合、露光スジが発生すると、露光スジが製品中に残る。この場合、露光スジが製品の電気的特性に直接に影響しなくても許容されない。

0005

本発明は、つなぎ領域に発生する露光スジを緩和することができる描画装置、及び描画方法を提供する。

課題を解決するための手段

0006

本発明の第1の局面によれば、描画装置は、基板に描画光照射することで前記基板にパターンを描画する。描画装置は、照射部と、制御部とを備える。照射部は、前記描画光を照射する。制御部は、前記照射部を制御する。前記照射部が多重露光処理を行うように、前記制御部が前記照射部を制御する。前記多重露光処理は、複数の露光処理を含む。露光処理は、前記基板の所定領域に対して前記照射部により前記描画光を照射する処理を示す。前記複数の露光処理の各々は、つなぎ領域が形成されるように前記照射部により前記描画光を並列に照射する処理を含む。前記つなぎ領域は、前記並列に照射された前記描画光の照射領域の一部同士が重なる領域を示す。

0007

本発明の描画装置において、前記多重露光処理により形成された複数の前記つなぎ領域が、互いに重ならない場所に位置する。

0008

本発明の描画装置において、前記複数の露光処理のうちの少なくとも2つの露光処理では前記基板に同一のパターンが描画されるように、前記制御部が前記照射部を制御する。

0009

本発明の描画装置において、前記つなぎ領域はパターンが描画される領域である。

0010

本発明の描画装置において、前記多重露光処理により前記基板に所定パターンが描画される場合、前記露光処理毎に前記基板に照射された複数の前記描画光の露光量の合計が、前記所定パターンを描画するために必要な必要露光量と略等しくなるように、前記制御部が前記照射部を制御する。

0011

本発明の描画装置は、ステージと、駆動機構とをさらに備える。ステージは、前記基板を保持する。駆動機構は、前記照射部に対して前記ステージを移動させる。前記照射部に対する前記ステージの移動速度が速くなる程、前記基板に対する前記描画光の露光量が減少するように、前記制御部が前記駆動機構を制御することで、前記描画光の露光量を調整する。

0012

本発明の描画装置において、前記基板に対する前記描画光の照射位置と、前記描画光の露光量との関係を示すグラフは、台形状に形成される部分を有する。前記台形状の部分は、中央部と、一対の端部とを有する。中央部では、前記露光量が一定である。一対の端部は、前記中央部に連なる。一対の端部では、前記中央部から離間するのに伴って前記露光量が逓減する。前記一対の端部の間には前記中央部が位置する。

0013

本発明の描画装置において、前記複数の露光処理は、第1の露光処理と、第2の露光処理とを含む。前記第1の露光処理時に前記基板に照射された前記描画光の第1露光量が、前記第2の露光処理時に前記基板に照射された前記描画光の第2露光量と等しく、又は、前記第1露光量が前記第2露光量と異なる。

0014

本発明の第2の局面によれば、描画方法は、基板に描画光を照射することで前記基板にパターンを描画する。描画方法は、多重露光処理を行う多重露光工程を含む。前記多重露光処理は、複数の露光処理を含む。露光処理は、前記基板の所定領域に対して前記描画光を照射する処理を示す。前記複数の露光処理の各々は、つなぎ領域が形成されるように前記描画光を並列に照射する処理を含む。前記つなぎ領域は、前記並列に照射された前記描画光の照射領域の一部同士が重なる領域を示す。

発明の効果

0015

本発明の描画装置、及び描画方法によれば、つなぎ領域に発生する露光スジを緩和することができる。

図面の簡単な説明

0016

本発明の実施形態に係る描画装置の構成を模式的に示す側面図である。
描画装置の構成を模式的に示す平面図である。
描画装置の構成を示すブロック図である。
描画装置が基板にパターンを描画する手順を示すブロック図である。
第1の露光処理が行われている状態を示す模式図である。
第1グラフの一部拡大図である。
第2の露光処理が行われている状態を示す模式図である。
基板に描画された所定パターンを示す模式図である。
(a)は基板に露光量100%の描画光が照射された状態を模式的に示す側面図である。(b)は従来のパターン現像後の基板を示す平面図である。
(a)は基板に対して第1の露光処理と第2の露光処理とが行われた状態を模式的に示す側面図である。(b)は本願のパターン現像後の基板を示す平面図である。
合成グラフの第1変形例を示す図である。
合成グラフの第2変形例を示す図である。
合成グラフの第3変形例を示す図である。
合成グラフの第4変形例を示す図である。

実施例

0017

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。

0018

図1及び図2を参照して、本発明の実施形態に係る描画装置1について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る描画装置1の構成を模式的に示す側面図である。図2は、描画装置1の構成を模式的に示す平面図である。

0019

図1及び図2に示すように、描画装置1は、レジストのような感光材料の層が形成された基板Wに、所定のデータに応じて変調した描画光を照射することで、回路パターンのようなパターンを露光(描画)する。所定のデータは、CADデータのようなパターンを示すデータである。本実施形態では、マスクを用いずに、描画光により基板W上の感光材料を走査することで、感光材料に直接にパターンを描画するマスクレス露光が行われる。

0020

基板Wは、例えば、シリコンウエハ樹脂基板、又は、ガラス石英基板である。基板Wは、例えば、半導体基板プリント基板カラーフィルタ用基板フラットパネルディスプレイ用ガラス基板磁気ディスク用基板光ディスク用基板、又は、太陽電池用パネルである。カラーフィルタ用基板は、例えば、液晶表示装置等に具備される。フラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、例えば、液晶表示装置、又はプラズマ表示装置に具備される。図1及び図2には、基板Wとして、円形の半導体基板が例示されている。なお、基板Wの形状は特に限定されない。基板Wは、例えば、矩形状に形成されていてもよい。

0021

描画装置1は、本体フレーム2を備える。本体フレーム2は、描画装置1の筐体を構成する。本体フレーム2の内部には、処理領域3と、受渡し領域4とが形成される。処理領域3と、受渡し領域4とは、互いに区分されている。

0022

描画装置1は、基台5と、支持フレーム6と、カセット載置部7と、ステージ10と、駆動機構20と、ステージ位置計測部30と、光学ユニット40と、搬送装置50と、制御部60とをさらに備える。

0023

基台5、支持フレーム6、ステージ10、駆動機構20、ステージ位置計測部30、及び光学ユニット40は、処理領域3に設置される。搬送装置50は、受渡し領域4に設置される。カセット載置部7は、本体フレーム2の外部に設置される。

0024

以下では、描画装置1が備える各部の構成について説明する。

0025

基台5は、ステージ10を支持する。支持フレーム6は、基台5に設置される。支持フレーム6は、光学ユニット40を支持する。

0026

ステージ10は、基板Wを保持する。ステージ10は、平板状の形状を有する。ステージ10の上面には、基板Wを載置可能な載置面11が形成される。ステージ10の載置面11には、複数の吸引孔(図示省略)が形成されている。ステージ10の吸引孔に負圧(吸引圧)が形成されることによって、ステージ10の載置面11に載置された基板Wがステージ10に固定される。その結果、ステージ10は、基板Wを保持する。

0027

駆動機構20は、ステージ10を移動させる。駆動機構20は、ステージ10を主走査方向Y、副走査方向X、及び回転方向θに沿って移動させる。主走査方向Yは、図1及び図2に示すY軸の+側方向である。副走査方向Xは、図1及び図2に示すX軸の+側方向である。回転方向θは、図1及び図2に示すZ軸周りの回転方向である。X軸、Y軸、及びZ軸は、互いに垂直な軸である。本実施形態では、Z軸の+側方向は、鉛直方向の上方を示す。また、本実施形態では、ステージ10の載置面11は、X軸及びY軸の各々に対して平行である。

0028

駆動機構20は、回転機構21と、支持プレート22と、副走査機構23と、ベースプレート24と、主走査機構25とを有する。回転機構21は、ステージ10を回転させる。支持プレート22は、回転機構21を介してステージ10を支持する。副走査機構23は、支持プレート22を副走査方向Xに沿って移動させる。ベースプレート24は、副走査機構23を介して支持プレート22を支持する。主走査機構25は、ベースプレート24を主走査方向Yに沿って移動させる。

0029

回転機構21は、回転軸Aを中心にしてステージ10を回転させる。回転軸Aは、ステージ10の中心を通ると共に、Z軸に対して平行な軸である。

0030

回転機構21は、例えば、回転軸部211と、回転駆動部212とを含む。回転軸部211は、載置面11の裏側に固定され、Z軸に沿って延びる。回転駆動部212は、例えば、モータを含む。回転駆動部212は、回転軸部211の下端に設けられ、回転軸部211を回転させる。回転駆動部212が回転軸部211を回転させることにより、ステージ10が回転軸Aを中心として回転する。

0031

副走査機構23は、リニアモータ231を有する。リニアモータ231は、移動子と、固定子とで構成される。移動子は、支持プレート22の下面に取り付けられる。固定子は、ベースプレート24の上面に敷設される。

0032

ベースプレート24には、副走査方向Xに延びる一対のガイド部材232が敷設される。各ガイド部材232と支持プレート22との間には、ボールベアリングが設置されている。ボールベアリングは、ガイド部材232に沿って摺動する。

0033

支持プレート22は、ボールベアリングを介して一対のガイド部材232に支持される。リニアモータ231が動作すると、支持プレート22はガイド部材232に案内されつつ、副走査方向Xに沿って移動する。

0034

主走査機構25は、リニアモータ251を有する。リニアモータ251は、移動子と、固定子とにより構成される。移動子は、ベースプレート24の下面に取り付けられる。固定子は、描画装置1の基台5上に敷設される。

0035

基台5には、主走査方向Yに延びる一対のガイド部材252が敷設されている。各ガイド部材252とベースプレート24との間には、例えば、エアベアリングが設置されている。エアベアリングには、ユーティリティ設備からエアが供給される。ベースプレート24は、エアベアリングによってガイド部材252上に浮上する。その結果、ベースプレート24は、ガイド部材252に対して非接触の状態で支持される。

0036

リニアモータ251が動作すると、ベースプレート24はガイド部材252に案内されつつ、主走査方向Yに沿って移動する。このとき、ベースプレート24とガイド部材252との間に摩擦が生じることが回避される。

0037

ステージ位置計測部30は、ステージ10の位置を計測する。ステージ位置計測部30は、例えば、干渉式のレーザ測長器により構成される。ステージ位置計測部30は、例えば、ステージ10外からステージ10に向けてレーザ光出射すると共に、ステージ10で反射したレーザ光を受光する。そして、ステージ位置計測部30は、ステージ10に向けて出射したレーザ光と、ステージ10で反射したレーザ光との干渉からステージ10の位置を計測する。ステージ10の位置は、主走査方向Yの位置と、回転方向θの位置とを示す。

0038

光学ユニット40は、ステージ10上に保持された基板Wに描画光を照射することで、基板Wにパターンを描画する。パターンは、例えば、Hole、Trench、及びGateなど一般的なパターンである。

0039

光学ユニット40は、本発明の照射部の一例である。

0040

光学ユニット40は、光源部401と、ヘッド部402とを有する。光源部401は、支持フレーム6に設置される。ヘッド部402は、支持フレーム6に取り付けられた付設ボックスの内部に収容される。

0041

光源部401は、I線を出射するレーザ光源として機能する。光源部401は、レーザ駆動部41と、レーザ発振器42と、照明光学系43とを有する。

0042

レーザ発振器42は、レーザ駆動部41からの駆動を受けて、出力ミラー(図示省略)からレーザ光であるスポットビームを出射する。スポットビームは、照明光学系43に入射する。照明光学系43は、スポットビームから線状の光を生成する。線状の光は、強度分布が略均一であり、光束断面帯状ラインビームである。ラインビームは、ヘッド部402に入射する。以下では、ヘッド部402に入射したラインビームを、入射光と記載することがある。

0043

なお、入射光がヘッド部402に入射する前の段階で入射光に絞りをかけることで、入射光の光量を調整する構成としてもよい。

0044

入射光は、ヘッド部402において、パターンデータPDに応じた空間変調を施される。

0045

パターンデータPDは、基板Wに対する描画光の照射位置を示す情報が画素単位で記録された情報である。

0046

描画装置1は、パターンデータPDを示す情報を、予め取得している。描画装置1は、例えば、外部端末装置からネットワークを介してパターンデータPDを示す情報を受信することによって取得する。また、描画装置1は、例えば、描画装置1に接続された記録媒体からパターンデータPDを示す情報を読み取ることによって取得する。

0047

入射光を空間変調させることは、入射光の空間分布を変化させることを示す。入射光の空間分布は、例えば、光の振幅、光の位相、及び/又は、偏光を示す。入射光の空間分布は、例えば、CAD(Computer Aided Desing)を用いて生成されたパターンの設計データをラスタライズすることにより生成される。

0048

ヘッド部402は、空間光変調ユニット44と、投影光学系45と、ミラー46とを有する。

0049

ヘッド部402に入射した入射光は、ミラー46を介して、予め定められた角度で空間光変調ユニット44に入射する。

0050

空間光変調ユニット44は、空間光変調器441を有する。空間光変調器441は、入射光を空間変調させることで、入射光を描画光と不要光とに分別する。そして、空間光変調器441は、副走査方向Xに沿った複数画素分の描画光を出射する。描画光は、パターンの描画に寄与する光を示す。不要光は、パターンの描画に寄与しない光を示す。

0051

空間光変調器441は、例えば、光変調素子である固定リボンと可撓リボンとが配設された回折格子型空間変調器で構成される。回折格子型の空間変調器は、例えば、GLV(Grating Light Valve:グレーチングライトバルブ)(「GLV」は登録商標)である。本実施形態では、GLVの最大露光幅は、レンズ交換により変更可能である。

0052

回折格子型の空間変調器は、格子の深さを変更することができる回折格子であり、例えば、半導体装置製造技術を用いて製造される。

0053

空間光変調器441は、複数の変調単位442(図5参照)と、ドライバ回路ユニット443とを有する。複数の変調単位442は、副走査方向Xに沿って並べられる。ドライバ回路ユニット443は、複数の変調単位442の各々に対して電圧印加する。ドライバ回路ユニット443は、複数の変調単位442の各々に印加する電圧を、独立して制御することができる。

0054

ドライバ回路ユニット443は、変調単位442の状態を、オフ状態、及びオン状態のうちのいずれかの状態に切り替えることができる。オフ状態は、変調単位442に電圧が印加されていない状態を示す。オン状態は、変調単位442に電圧が印加されている状態を示す。

0055

変調単位442がオフ状態にされると、可撓リボンが撓まないので、変調単位442の表面は、平面となる。変調単位442の平面に入射光が入射すると、入射光は回折せずに正反射する。入射光は、正反射することで、0次回析光である描画光になる。描画光は、変調単位442から出射すると、基板Wに到達する。

0056

変調単位442がオン状態にされると、可撓リボンが撓むことで、変調単位442の表面には溝が形成される。変調単位442の溝に入射光が入射すると、入射光は回析する。入射光は、回析することで、非0次回折光である不要光になる。不要光は、変調単位442から出射すると、基板Wに到達しない。

0057

以下では、変調単位442の表面に形成される溝を、表面溝を記載することがある。

0058

ドライバ回路ユニット443は、変調単位442に印加する電圧を変更することで、表面溝の深さを変更できる。表面溝の深さが変更されることで描画光の光量が調整される。

0059

制御部60は、ドライバ回路ユニット443を制御することで、変調単位442毎に描画光の出射率を調整する。描画光の出射率は、入射光量に対する出射光量の比(出射光量/入射光量)を示す。入射光量は、変調単位442に入射する入射光の光量を示す。出射光量は、変調単位442から出射する描画光の光量を示す。

0060

変調単位442がオフ状態のとき、つまり、変調単位442の表面が平面のとき、描画光の出射率は出射率100%になる。変調単位442の表面に表面溝が形成されると、出射率が低下する。表面溝が深くなる程、出射率が小さくなる。制御部60は、ドライバ回路ユニット443を制御して、表面溝の深さを変更することで、描画光の出射率を、出射率0%から出射率100%までの間の任意の値に調整できる。

0061

変調単位442から出射した描画光は、投影光学系45に入射する。

0062

投影光学系45は、空間光変調器441から入射する光のうち、描画光を基板Wに導く。投影光学系45は、例えば、遮断板を有する。遮断板は、貫通孔が形成された板状の部材である。

0063

描画光は、貫通孔を通過する。その結果、描画光は、基板Wに到達する。これに対し、不要光は、貫通孔を通過せず、遮断板に到達する。その結果、不要光は、遮断板により、基板Wに到達することが遮られる。

0064

描画光が基板Wに到達することで、基板Wにパターンが描画される。1個の変調単位442から出射された描画光は、基板Wに描画されるパターンの1画素を形成する。

0065

投影光学系45は、ズームレンズ、及び/又は、対物レンズをさらに有していてもよい。ズームレンズは、描画光の幅を調整するズーム部を構成する。描画光の幅を調整することは、描画光の幅を広げること、及び/又は、描画光の幅を狭めることを示す。対物レンズは、描画光を所定の倍率で基板W上に結像させる。

0066

搬送装置50は、処理領域3への基板Wの搬入、及び処理領域3からの基板Wの搬出を行う。搬送装置50は、複数のハンド51と、ハンド駆動機構52とを有する。ハンド51は、基板Wを搬送する。ハンド駆動機構52は、ハンド51を駆動させる。

0067

カセット載置部7には、未処理の基板Wが収容される。搬送装置50は、カセット載置部7から基板Wを取り出して処理領域3に搬入すると共に、処理領域3から処理済みの基板Wを搬出してカセットCに収容する。

0068

次に、図3を参照して、描画装置1についてさらに説明する。図3は、描画装置1の構成を示すブロック図である。

0069

図3に示すように、描画装置1は、入力部70と、記憶部80とをさらに備える。

0070

入力部70は、描画装置1に対する指示を受け付ける。ユーザーは、例えば、基板Wにパターンを描画する指示を入力部70から入力する。入力部70は、例えば、描画装置1の筐体に設けられた操作キー、又は、描画装置1と通信可能に接続されたPC(Personal Computer)のような端末である。

0071

記憶部80は、ROM(Read Only Memory)、及びRAM(Random Access Memory)のような主記憶装置(例えば、半導体メモリー)を含み、補助記憶装置(例えば、ハードディスクドライブ)をさらに含んでもよい。主記憶装置、及び/又は,補助記憶装置は、制御部60によって実行される種々のコンピュータープログラムを記憶する。

0072

制御部60は、CPU(Central Processing Unit)及びMPU(Micro Processing Unit)のようなプロセッサーを含む。制御部60は、描画装置1の各要素を制御する。具体的には、制御部60のプロセッサーは、記憶部80に記憶されたコンピュータープログラムを実行することにより、駆動機構20と、ステージ位置計測部30と、光学ユニット40と、搬送装置50と、入力部70と、記憶部80とを制御する。

0073

本実施形態では、制御部60は、基板Wに対する描画光の露光量を調整する場合、描画光のエネルギーを変更せず、ステージ10の移動速度を変更する。具体的には、制御部60は、基板Wに対する描画光の露光量を減少させる場合、駆動機構20を制御して、光学ユニット40に対するステージ10の移動速度を速くする。その結果、基板Wに対する描画光の照射時間が短くなるので、基板Wに対する描画光の露光量が減少する。これに対し、制御部60は、基板Wに対する描画光の露光量を増加させる場合、駆動機構20を制御して、光学ユニット40に対するステージ10の移動速度を遅くする。その結果、基板Wに対する描画光の照射時間が長くなるので、基板Wに対する描画光の露光量が増加する。露光量は、描画光の単位面積当たりのエネルギーと、描画光の照射時間との積である。

0074

次に、図4から図8を参照して、描画装置1が基板Wにパターンを描画する手順について説明する。図4は、描画装置1が基板Wにパターンを描画する手順を示すブロック図である。

0075

図4に示すように、ステップS10において、入力部70は、基板Wの所定領域W1に対して所定パターンQ(図8参照)を描画する指示を受け付ける。所定パターンQは、所望のパターンを示す。

0076

本実施形態では、所定領域W1は、基板Wの表面の全域を示す。また、本実施形態では、所定パターンQは、露光量100%の描画光で描画されるパターンを示す。

0077

本実施形態では、露光量は、基準の露光量100%に対する割合で表される。本実施形態では、露光量100%は、例えば、描画光がT秒間照射されたときの露光量を示す。Tは、0よりも大きい実数である。

0078

露光量は、描画光の照射時間に比例する。従って、描画光が(T/2)秒間照射された場合、露光量は、露光量50%になる。

0079

本実施形態では、所定領域W1に対して露光量100%の描画光が一度に照射されず、多重露光処理が行われる。多重露光処理は、描画光を多重に照射する処理を示す。

0080

多重露光処理では、露光処理が重複して行われる。露光処理は、基板Wの所定領域W1に描画光を照射する処理を示す。本実施形態では、多重露光処理において、第1の露光処理と、第2の露光処理とが行われる。

0081

ステップS20において、制御部60は、第1の露光処理を行う。本実施形態では、第1の露光処理が行われることで、所定領域W1に第1パターンQ1が描画される。第1パターンQ1は、露光量50%の描画光で描画されるパターンを示す。

0082

第1の露光処理は、多重露光処理のうちの1回目に行われる露光処理を示す。

0083

図5は、第1の露光処理が行われている状態を示す模式図である。

0084

図5に示すように、第1の露光処理は、ステージ10により基板Wが保持された状態で、駆動機構20によりステージ10が移動されつつ、光学ユニット40により基板Wに対して描画光が出射されることによって行われる。

0085

以下では、第1の露光処理について具体的に説明する。

0086

まず、ステージ10により基板Wが保持された状態で、駆動機構20は、ステージ10を主走査方向Yに沿って移動させる。その結果、基板Wが、光学ユニット40に対して主走査方向Yに移動する。基板Wから見ると、矢印AR11に示すように、光学ユニット40は、主走査方向Yに沿って基板Wを横断する。

0087

光学ユニット40が基板Wを横断する間、光学ユニット40は、パターンデータPDに応じた空間変調が形成された描画光を、基板Wに向けて照射する。この場合、光学ユニット40は、副走査方向Xに沿った複数画素分の描画光を照射しながら、主走査方向Yに沿って基板Wを横断する。

0088

以下では、光学ユニット40が主走査方向Yに沿って基板Wを横断しつつ、基板Wに対してパターンデータPDに応じた描画光を照射する処理を、主走査処理と記載することがある。

0089

光学ユニット40が主走査処理を行うと、矢印AR11に沿った照射領域G1が基板W上に形成される。照射領域G1は、光学ユニット40が描画光を照射する領域を示す。

0090

光学ユニット40が主走査処理を1回行うと、基板W上に1つの照射領域G1が形成される。

0091

1回の主走査処理が終了すると、駆動機構20は、ステージ10を副走査方向Xに沿って所定距離だけ移動させる。その結果、基板Wが、光学ユニット40に対して副走査方向Xに沿って所定距離だけ移動する。基板Wからみると、矢印AR12に示すように、光学ユニット40は副走査方向Xに沿って所定距離だけ移動する。所定距離は、照射領域G1の副走査方向Xの寸法よりも小さい。

0092

以下では、光学ユニット40が副走査方向Xに沿って所定距離だけ移動することを、副走査処理と記載することがある。

0093

副走査処理が終了すると、矢印AR13に示すように、主走査処理が行われる。その結果、矢印AR13に沿った照射領域G1が基板W上に形成される。主走査処理が終了すると、矢印AR14に示すように、副走査処理が行われる。

0094

第1の露光処理において、主走査処理と副走査処理とが交互に行われる。その結果、所定領域W1に対して描画光が並列に照射される。

0095

主走査処理と副走査処理とが交互に行われることで、所定領域W1に第1パターンQ1が描画される。基板Wの所定領域W1に第1パターンQ1が描画されると、第1の露光処理が終了する。

0096

照射領域G1について説明する。

0097

主走査処理と副走査処理とが交互に行われることで、基板Wの所定領域W1には、複数の照射領域G1が形成される。複数の照射領域G1の各々は、主走査方向Yに沿って延びる。複数の照射領域G1は、並列に配置され、副走査方向Xに沿って並ぶ。

0098

照射領域G1は、一重照射領域G2と、つなぎ領域G3とを含む。一重照射領域G2は、隣り合う照射領域G1同士が重ならない領域を示す。第1の露光処理が行われる際に、一重照射領域G2に対しては、描画光が一重に照射される。

0099

つなぎ領域G3は、隣り合う照射領域G1の一部同士が重なる領域を示す。第1の露光処理が行われる際に、つなぎ領域G3に対しては、描画光が2重に照射される。つなぎ領域G3は、例えば、20μmの幅を有する。

0100

以下では、第1の露光処理が行われる際に、基板W上に形成されるつなぎ領域G3を、第1つなぎ領域G31と記載することがある。

0101

図5は、第1グラフJ1をさらに示す。図5を参照して第1グラフJ1について説明する。

0102

図5に示すように、第1グラフJ1は、第1の露光処理が行われたときの、描画光の露光量と、副走査方向Xの位置との関係を示したグラフである。第1グラフJ1の縦軸は、第1の露光処理時の描画光の露光量を示す。第1グラフJ1の横軸は、主走査方向Yの位置が位置Y1のときの、副走査方向Xの位置を示す。位置Y1は、主走査方向Yにおいて、基板Wの中心W2が位置する場所を示す。

0103

第1の露光処理が行われると、位置Y1において、一重照射領域G2と、第1つなぎ領域G31とが、副走査方向Xに沿って交互に配置される。

0104

一重照射領域G2には、露光量50%の描画光が照射される。その結果、一重照射領域G2に第1パターンQ1が描画される。

0105

第1グラフJ1は、台形状に変化する部分を有する。台形状の部分は、第1中央部J11と、一対の第1端部J12とを有する。第1中央部J11は、露光量が露光量50%で一定の部分である。一対の第1端部J12の各々は、第1中央部J11に連なり、第1中央部J11から離間するのに伴って露光量が逓減する。本実施形態では、一対の第1端部J12の各々において、第1中央部J11から離間するのに伴って描画光の出射率が逓減されることで、露光量が逓減する。一対の第1端部J12の間には第1中央部J11が位置する。

0106

次に、図5及び図6を参照して、第1つなぎ領域G31に照射される描画光の露光量について説明する。図6は、第1グラフJ1の一部拡大図である。

0107

図5及び図6に示すように、第1つなぎ領域G31において、描画光H1の露光量と、描画光H2の露光量とは、副走査方向Xの位置に応じて、露光量0%から露光量50%の間で変化する。描画光H1は、第1つなぎ領域G31に重ねて照射される2つの描画光のうちの一方の描画光を示す。描画光H2は、第1つなぎ領域G31に重ねて照射される2つの描画光のうちの他方の描画光を示す。

0108

図6は、任意位置Xαと、露光量α1%と、露光量α2%とを示す。任意位置Xαは、第1つなぎ領域G31内の副走査方向Xの任意の位置を示す。露光量α1%は、任意位置Xαに照射される描画光H1の露光量を示す。露光量α2%は、任意位置Xαに照射される描画光H2の露光量を示す。

0109

露光量α1%と、露光量α2%との和は、露光量50%である。その結果、第1つなぎ領域G31に露光量50%の描画光が照射されたことに相当するので、第1つなぎ領域G31に第1パターンQ1を描画することが可能になる。

0110

全ての一重照射領域G2と、全ての第1つなぎ領域G31とに第1パターンQ1が描画されることで、所定領域W1の全域に第1パターンQ1が描画される。

0111

図3に示すように、所定領域W1に第1パターンQ1が描画されると、ステップS20に示す第1の露光処理が終了する。その結果、処理がステップS30に移行する。

0112

ステップS30において、制御部60は、第2の露光処理を行う。本実施形態では、第2の露光処理が行われることで、所定領域W1の第1パターンQ1上に第2パターンQ2が描画される。第2パターンQ2は、露光量50%の描画光で描画されるパターンを示す。

0113

第2の露光処理では、所定領域W1に対して多重露光のうちの2回目の露光処理が行われる。

0114

図7は、第2の露光処理が行われている状態を示す模式図である。

0115

図7に示すように、第2の露光処理において、主走査処理と副走査処理とが交互に行われる。その結果、基板Wの所定領域W1に第2パターンQ2が描画される。

0116

基板Wの所定領域W1に第2パターンQ2が描画されると、処理が終了する。

0117

図7は、第2グラフJ2をさらに示す。図7を参照して第2グラフJ2について説明する。

0118

図7に示すように、第2グラフJ2は、第2の露光処理が行われたときの、描画光の露光量と、副走査方向Xの位置との関係を示したグラフである。第2グラフJ2の縦軸は、第2の露光処理時の描画光の露光量を示す。第2グラフJ2の横軸は、主走査方向Yの位置が位置Y1のときの、副走査方向Xの位置を示す。

0119

第2の露光処理が行われると、位置Y1において、一重照射領域G2と、つなぎ領域G3とが、副走査方向Xに沿って交互に配置される。

0120

第2グラフJ2は、台形状に変化する部分を有する。台形状の部分は、第2中央部J21と、一対の第2端部J22とを有する。第2中央部J21は、露光量が露光量50%で一定の部分である。一対の第2端部J22の各々は、第2中央部J21に連なり、第2中央部J21から離間するのに伴って露光量が逓減する。本実施形態では、一対の第2端部J22の各々において、第2中央部J21から離間するのに伴って描画光の出射率が逓減されることで、露光量が逓減する。一対の第2端部J22の間には第2中央部J21が位置する。

0121

以下では、第2の露光処理が行われる際に、基板W上に形成されるつなぎ領域G3を、第2つなぎ領域G32と記載することがある。

0122

一重照射領域G2には、露光量50%の描画光が照射される。その結果、一重照射領域G2に第2パターンQ2が描画される。

0123

図6に示すように、第2つなぎ領域G32に対しても、第1つなぎ領域G31と同様に、露光量の和が露光量50%になるように描画光が2重に照射される。その結果、第2つなぎ領域G32に第2パターンQ2が描画される。

0124

次に、図8を参照して、基板Wに描画された所定パターンQについて説明する。図8は、基板Wに描画された所定パターンQを示す模式図である。

0125

図8に示すように、第1の露光処理と第2の露光処理とが行われることで、基板Wの所定領域W1には、第1つなぎ領域G31と、第2つなぎ領域G32とが形成される。第1つなぎ領域G31と、第2つなぎ領域G32とは、主走査方向Yに沿って延びる。第1つなぎ領域G31と、第2つなぎ領域G32とは、副走査方向Xに沿って交互に配置される。第1つなぎ領域G31と、第2つなぎ領域G32とは、互いに重ならない場所に配置される。なお、重なることは、Z軸の延びる方向に重なることを示す。また、重ならないことは、Z軸の延びる方向に重ならないことを示す。

0126

図8は、合成グラフJをさらに示す。図8を参照して、合成グラフJについてさらに説明する。

0127

図8に示すように、合成グラフJは、露光処理毎に、描画光の露光量と、副走査方向Xの位置との関係を示したグラフである。本実施形態の合成グラフJは、図5に示す第1グラフJ1と、図7に示す第2グラフJ2とを組み合わせたグラフである。合成グラフJの縦軸は、第1の露光処理時の描画光の露光量と、第2の露光処理時の描画光の露光量とを示す。合成グラフJの横軸は、主走査方向Yの位置が位置Y1のときの、副走査方向Xの位置を示す。

0128

第1の露光処理と、第2の露光処理とが行われることで、基板Wの所定領域W1には、露光量50%の描画光が二重に照射される。従って、所定領域W1に対して2重に照射された描画光の露光量の和が、露光量100%になる。その結果、所定領域W1に露光量100%の描画光が照射されたことに相当するので、所定領域W1に所定パターンQを描画することが可能になる。

0129

次に、図9(a)及び図9(b)を参照して、基板Wに露光量100%の描画光が照射されたときの基板Wの状態について説明する。図9(a)は、基板Wに露光量100%の描画光が照射された状態を模式的に示す側面図である。図9(b)は、従来のパターン現像後の基板Wを示す平面図である。

0130

図9(a)及び図9(b)に示すように、従来は、基板Wに所定パターンQを描画する場合、基板Wに対して露光量100%の描画光が照射されていた。つまり、露光処理が一度で済まされていた。その結果、基板Wのレジストの表層には、所定パターンQの現像後に、露光スジRが発生していた。露光スジRは、つなぎ領域G3に発生していた。

0131

次に、図10(a)及び図10(b)を参照して、図4のステップS20に示す第1の露光処理と、ステップS30に示す第2の露光処理とが行われたときの基板Wの状態について説明する。図10(a)は、基板Wに対して第1の露光処理と第2の露光処理とが行われた状態を模式的に示す側面図である。図10(b)は、本願のパターン現像後の基板Wを示す平面図である。

0132

図10(a)及び図10(b)に示すように、本願発明者は、描画装置1に第1の露光処理と第2の露光処理とを行わせることで、基板Wに所定パターンQを描画した。つまり、本願発明者は、露光処理を複数行った。その結果、所定パターンQの現像後に、つなぎ領域G3に発生する露光スジRが緩和された。

0133

以下では、露光スジRが緩和される原理について説明する。本願発明者は、つなぎ領域G3の露光量が多くなる程、露光スジRが濃くなることを発見した。つなぎ領域G3の露光量は、つなぎ領域G3に重ねて照射される描画光の露光量の合計を示す。図9(a)及び図9(b)に示す従来の露光処理では、つなぎ領域G3の露光量は、露光量100%である。これに対し、図10(a)及び図10(b)に示す本願の露光処理では、つなぎ領域G3の露光量は、露光量50%である。従って、本願のように、所定領域W1に対する露光処理を複数行うことで、つなぎ領域G3の露光量を少なくすることができる。その結果、つなぎ領域G3に発生する露光スジRが薄くなるので、露光スジRが緩和される。

0134

以上、図4から図10(b)を参照して説明したように、多重露光処理が行われる。本実施形態の多重露光処理は、ステップS20に示す第1の露光処理と、ステップS30に示す第2の露光処理とを含む。制御部60は、駆動機構20と光学ユニット40とを制御することで、多重露光処理を行う。第1の露光処理では、第1つなぎ領域G31が形成されるように、光学ユニット40により描画光が並列に照射される。第2の露光処理では、第2つなぎ領域G32が形成されるように、光学ユニット40により描画光が並列に照射される。従って、露光処理を複数行うことで、露光処理を一度で済ます場合に比べて、第1つなぎ領域G31の露光量と、第2つなぎ領域G32の露光量とを少なくすることができる。その結果、露光スジRを緩和することができる。

0135

また、図8に示すように、露光処理毎に形成された第1つなぎ領域G31と第2つなぎ領域G31とが、互いに重ならない場所に位置する。従って、露光スジRを効果的に緩和することができる。

0136

以上、図面(図1図10)を参照しながら本発明の実施形態について説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である(例えば、(1)〜(10))。また、上記の実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の個数等は、図面作成都合から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

0137

(1)図8に示すように、本実施形態では、第1の露光処理では露光量50%の描画光が照射され、第2の露光処理でも露光量50%の描画光が照射される。つまり、第1の露光処理と、第2露光処理とでは、同一のパターンが描画される。しかし、本発明はこれに限定されない。第1の露光処理で照射される描画光の露光量と、第2の露光処理で照射される描画光の露光量との和が必要露光量と略等しければよい。必要露光量は、所定パターンQを描画するために必要な露光量を示す。本実施形態では、必要露光量は、露光量100%である。

0138

図11を参照して、露光処理の第1変形例について説明する。図11は、合成グラフJの第1変形例JAを示す図である。図11に示すように、必要露光量が露光量100%である場合、例えば、第1の露光処理で照射される描画光の露光量を露光量30%とし、第2の露光処理で照射される描画光の露光量を露光量70%としてもよい。従って、基板Wに露光量100%の描画光が照射される(30%+70%=100%)。その結果、必要露光量と等しい露光量の描画光が基板Wに照射されるので、基板Wに所定パターンQを描画することが可能になる。

0139

(2)本実施形態では、必要露光量は、露光量100%である。しかし、本発明は、これに限定されない。必要露光量は、露光量0%よりも大きければよい。また、必要露光量は、露光量100%よりも大きくてもよい。

0140

図12を参照して、露光処理の第2変形例について説明する。図12は、合成グラフJの第2変形例JBを示す図である。図12に示すように、必要露光量が露光量70%である場合、例えば、第1の露光処理で照射される描画光の露光量を露光量35%とし、第2の露光処理で照射される描画光の露光量を露光量35%としてもよい。従って、基板Wに露光量70%の描画光が照射される(35%+35%=70%)。その結果、必要露光量と等しい露光量の描画光が基板Wに照射されるので、基板Wに所定パターンQを描画することが可能になる。

0141

(3)本実施形態では、必要露光量は、所定領域W1の全ての位置において一定の露光量100%である。しかし、本発明はこれに限定されない。必要露光量は、所定領域W1のうち描画光が照射される場所毎(画素毎)に異なっていてもよい。

0142

(4)本実施形態では、基板Wに所定パターンQを描画する際、露光処理が2回行われる。具体的には、第1の露光処理と、第2の露光処理とが行われる。しかし、本発明はこれに限定されない。露光処理は3回以上行われてもよい。例えば、露光処理は、4回行われてもよい。

0143

図13を参照して、露光処理が4回行われた場合の描画光の露光量について説明する。図13は、合成グラフJの第3変形例JCを示す図である。図13に示すように、第1の露光処理と、第2の露光処理と、第3の露光処理と、第4の露光処理とが行われてもよい。この場合、必要露光量を露光量100%とすると、第1の露光処理〜第4の露光処理の各々において、例えば、露光量25%の描画光が照射される。従って、基板Wに露光量100%の描画光が照射される(25%+25%+25%+25%=100%)。その結果、必要露光量と等しい露光量の描画光が基板Wに照射されるので、基板Wに所定パターンQを描画することが可能になる。

0144

(5)図14を参照して、第1つなぎ領域G31と、第2つなぎ領域G32との位置関係の変形例について説明する。図14は、合成グラフJの第4変形例JDを示す図である。

0145

本実施形態では、第1つなぎ領域G31と、第2つなぎ領域G32とは、互いに重ならない場所に配置される(図8参照)。しかし、本発明は、これに限定されない。露光処理毎に形成されるつなぎ領域G3の位置は、特に限定されない。図14に示すように、第1つなぎ領域G31と、第2つなぎ領域G32とが、互いに重なる場所に配置されてもよい。その結果、所定パターンQの現像後に、つなぎ領域G3に発生する露光スジRを緩和することができる。

0146

以下では、第1つなぎ領域G31と第2つなぎ領域G32とが互いに重なる場所に配置される場合も、露光スジRを緩和することができる原理について説明する。本願発明者は、つなぎ領域G3の露光量が所定の閾値を超えると、露光スジRの濃さが急に増すことを発見した。つまり、つなぎ領域G3の露光量が所定の閾値よりも少ないうちは、露光スジRが緩和されている。従って、本願のように所定領域W1に対する露光処理を複数行うことで、つなぎ領域G3の露光量を所定の閾値よりも少なくできるので、つなぎ領域G3に形成される露光スジRが緩和された状態を確保できる。その結果、第1つなぎ領域G31と第2つなぎ領域G32とが互いに重なる場所でも、露光処理を一度で済ます場合に比べて、露光スジRを緩和することができる。

0147

(6)光学ユニット40の光変調素子は、GLVに限定されない。光学ユニット40の光変調素子は、描画光の出射率を変更できる構造を有していればよい。光変調素子は、例えば、DMD(Digital Micromirror Device)でもよい。

0148

(7)本実施形態では、1つの光学ユニット40が設けられる。しかし、本発明はこれに限定されない。光学ユニット40は、例えば、2個以上設けられていてもよい。光学ユニット40が2個設けられる場合、例えば、一方の光学ユニット40が基板Wの所定領域W1のうちの半分の領域の露光を担当し、他方の光学ユニット40が所定領域W1のうちの残り半分の露光を担当する。

0149

(8)本実施形態では、露光処理が行われる際、基板Wが移動する。しかし、本発明はこれに限定されない。露光処理が行われる際、光学ユニット40が移動してもよく、基板W及び光学ユニット40の両方が移動してもよい。なお、基板Wが移動することは、基板Wがステージ10に保持されている状態で、ステージ10が移動することを示す。

0150

(9)図4に示すステップS20及びステップS30が行われる際の、基板Wの移動速度について説明する。

0151

本実施形態では、ステップS20及びステップS30の各々において、基板Wの所定領域W1に対して露光量50%の描画光を照射する場合(図5及び図7参照)、所定領域W1に対して露光量100%の描画光を一度に照射する場合(図9(a)参照)と比べて、描画光のエネルギーは同じにしつつ、基板Wの移動速度は2倍の速さにする。その結果、所定領域W1に対して露光量100%の描画光を一度に照射する場合と比べて、露光処理に要する時間が長くなることを抑制できる。しかし、本発明はこれに限定されない。

0152

ステップS20及びステップS30の各々において、基板Wの所定領域W1に対して露光量50%の描画光を照射する場合、露光量100%の描画光を一度に照射する場合と比べて、描画光のエネルギーは半減させつつ、基板Wの移動速度は同じにしてもよい。

0153

(10)本実施形態では、基板Wに描画されるパターンは、露光処理後の現像により、露光された領域が最終的に画像パターンとして残るネガパターンである。しかし、本発明はこれに限定されない。基板Wに描画されるパターンは、露光処理後の現像により、露光されなかった領域が残るポジパターンでもよい。

0154

本発明は、描画装置、及び描画方法の分野に利用可能である。

0155

W基板
1描画装置
10ステージ
20駆動機構
40光学ユニット(照射部)
60 制御部
G3つなぎ領域
W1 所定領域

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