JP2011138057A - Exposure apparatus, exposure method, and method of manufacturing display panel substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板の製造において、フォトレジストが塗布された基板へ光ビームを照射し、光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置、露光方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に係り、特に複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器を用い、各ミラーの角度を変更して基板へ照射する光ビームを変調する露光装置、露光方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に関する。 The present invention relates to an exposure apparatus that exposes a light beam to a substrate coated with a photoresist, scans the substrate with the light beam, and draws a pattern on the substrate in the manufacture of a display panel substrate such as a liquid crystal display device. The present invention relates to a method and a method of manufacturing a display panel substrate using the same, and in particular, light that irradiates the substrate by changing the angle of each mirror using a spatial light modulator in which a plurality of mirrors are arranged in two orthogonal directions. The present invention relates to an exposure apparatus that modulates a beam, an exposure method, and a method of manufacturing a display panel substrate using the exposure apparatus.
表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のTFT(Thin Film Transistor)基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機EL(Electroluminescence)表示パネル用基板等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成して行われる。露光装置としては、従来、レンズ又は鏡を用いてマスクのパターンを基板上に投影するプロジェクション方式と、マスクと基板との間に微小な間隙(プロキシミティギャップ)を設けてマスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ方式とがあった。 Manufacturing of TFT (Thin Film Transistor) substrates, color filter substrates, plasma display panel substrates, organic EL (Electroluminescence) display panel substrates, and the like of liquid crystal display devices used as display panels is performed using photolithography using an exposure apparatus. This is performed by forming a pattern on the substrate by a technique. Conventionally, as an exposure apparatus, a projection method in which a mask pattern is projected onto a substrate using a lens or a mirror, and a minute gap (proximity gap) is provided between the mask and the substrate to transfer the mask pattern to the substrate. There was a proximity method to transfer.
近年、フォトレジストが塗布された基板へ光ビームを照射し、光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置が開発されている。光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを直接描画するため、高価なマスクが不要となる。また、描画データ及び走査のプログラムを変更することにより、様々な種類の表示用パネル基板に対応することができる。この様な露光装置として、例えば、特許文献1、特許文献2、及び特許文献3に記載のものがある。
In recent years, an exposure apparatus has been developed that irradiates a substrate coated with a photoresist with a light beam, scans the substrate with the light beam, and draws a pattern on the substrate. Since the substrate is scanned by the light beam and the pattern is directly drawn on the substrate, an expensive mask is not required. Further, by changing the drawing data and the scanning program, various types of display panel substrates can be supported. Examples of such an exposure apparatus include those described in
光ビームにより基板にパターンを描画する際、光ビームの変調には、DMD(Digital Micromirror Device)が用いられる。DMDは、光ビームを反射する複数の微小なミラーを直交する二方向に配列して構成され、各ミラーの角度を変更することにより、基板へ照射する光ビームを変調する。DMDの駆動回路は、描画データに基づいて、各ミラーを駆動するための駆動信号をDMDへ出力する。 When a pattern is drawn on a substrate with a light beam, a DMD (Digital Micromirror Device) is used to modulate the light beam. The DMD is configured by arranging a plurality of minute mirrors that reflect a light beam in two orthogonal directions, and modulates the light beam applied to the substrate by changing the angle of each mirror. The DMD drive circuit outputs a drive signal for driving each mirror to the DMD based on the drawing data.
現在市販されているDMDには、DMD1個当たり数十万〜数百万個のミラーが設けられている。各ミラーの寸法は10〜15μm角程度であり、隣接するミラー間には1μm程度の隙間がある。DMDを光ビームによる基板の走査方向と平行に配置すると、各ミラーの配列方向(直交する二方向)が基板の走査方向と平行及び垂直になるので、隣接するミラー間の隙間と基板とが相対的に平行に移動し、この隙間に対応する箇所ではパターンの描画ができない。そのため、DMDは、特許文献1〜3に記載の様に、光ビームによる基板の走査方向に対して傾けて使用される。
Currently available DMDs are provided with hundreds of thousands to millions of mirrors per DMD. The size of each mirror is about 10 to 15 μm square, and there is a gap of about 1 μm between adjacent mirrors. When the DMD is arranged in parallel with the scanning direction of the substrate by the light beam, the arrangement direction of each mirror (two directions perpendicular to each other) is parallel and perpendicular to the scanning direction of the substrate. Therefore, the pattern cannot be drawn at a location corresponding to the gap. Therefore, as described in
DMDにより変調された光ビームは、光ビーム照射装置の照射光学系を含むヘッド部から、基板へ照射される。DMDの各ミラーに対応する各光ビーム照射領域は、ミラーの形状と同じ正方形であり、基板に描画されるパターンは、微小な正方形のドットを重ねたものとなる。DMDを用いてパターンの描画を高精細に行うためには、DMDの各ミラーの角度の切り換えを短い周期で行う必要があるが、ミラーの駆動周期を短くすると、露光量が低下するため、光ビームによる基板の走査速度を遅くする必要があり、露光時間が長くなるという問題がある。 The light beam modulated by the DMD is irradiated onto the substrate from the head unit including the irradiation optical system of the light beam irradiation apparatus. Each light beam irradiation area corresponding to each mirror of the DMD is the same square as the shape of the mirror, and the pattern drawn on the substrate is a superposition of minute square dots. In order to perform high-definition pattern drawing using DMD, it is necessary to switch the angle of each mirror of the DMD in a short cycle. However, if the mirror drive cycle is shortened, the exposure amount is reduced. It is necessary to slow down the scanning speed of the substrate by the beam, and there is a problem that the exposure time becomes long.
本発明の課題は、露光量を低下させることなく、パターンの描画を高精細に行うことである。また、本発明の課題は、高品質な表示用パネル基板を高いスループットで製造することである。 An object of the present invention is to perform pattern drawing with high definition without reducing the exposure amount. Another object of the present invention is to manufacture a high-quality display panel substrate with high throughput.
本発明の露光装置は、フォトレジストが塗布された基板を支持するチャックと、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を含むヘッド部を有する光ビーム照射装置と、チャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動する移動手段とを備え、移動手段によりチャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動し、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置であって、光ビーム照射装置の空間的光変調器が、光ビームによる基板の走査方向に対して傾いて配置され、かつ、複数のミラーが、直交する二方向の内の走査方向に近い方向に、ミラーの数が異なる複数の区画に分割されて使用され、光ビーム照射装置の駆動回路が、光ビーム照射装置の空間的光変調器の各区画のミラーを、区画毎に異なる周期で駆動し、ミラーの数が多い区画の駆動周期が、ミラーの数が少ない区画の駆動周期より短いものである。 An exposure apparatus of the present invention drives a spatial light modulator based on drawing data, a chuck that supports a substrate coated with a photoresist, a spatial light modulator in which a plurality of mirrors are arranged in two orthogonal directions. A light beam irradiation apparatus having a head portion including an irradiation optical system for irradiating a light beam modulated by a drive circuit and a spatial light modulator; and a moving means for relatively moving the chuck and the light beam irradiation apparatus. An exposure apparatus that relatively moves a chuck and a light beam irradiation device by a moving means, scans the substrate with a light beam from the light beam irradiation device, and draws a pattern on the substrate, the light beam irradiation device The spatial light modulator is inclined with respect to the scanning direction of the substrate by the light beam, and the number of mirrors is close to the scanning direction of the two orthogonal directions. The drive circuit of the light beam irradiation apparatus drives the mirrors of each section of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus with a different period for each section, and the number of mirrors is The drive cycle of many sections is shorter than the drive cycle of sections with a small number of mirrors.
また、本発明の露光方法は、フォトレジストが塗布された基板をチャックで支持し、チャックと、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を含むヘッド部を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光方法であって、光ビーム照射装置の空間的光変調器を、光ビームによる基板の走査方向に対して傾けて配置し、かつ、空間的光変調器の複数のミラーを、直交する二方向の内の走査方向に近い方向に、ミラーの数が異なる複数の区画に分割して使用し、光ビーム照射装置の駆動回路により、光ビーム照射装置の空間的光変調器の各区画のミラーを、区画毎に異なる周期で駆動し、ミラーの数が多い区画の駆動周期を、ミラーの数が少ない区画の駆動周期より短くするものである。 In addition, the exposure method of the present invention supports a substrate coated with a photoresist with a chuck, a spatial light modulator in which the chuck and a plurality of mirrors are arranged in two orthogonal directions, and spatial light based on drawing data. A light beam irradiation apparatus having a head part including a driving circuit for driving the modulator and an irradiation optical system for irradiating the light beam modulated by the spatial light modulator is moved relative to the light beam irradiation apparatus. An exposure method for drawing a pattern on the substrate by scanning the substrate with a light beam of the light beam irradiation device, wherein the spatial light modulator of the light beam irradiation device is arranged inclined with respect to the scanning direction of the substrate by the light beam, and The plurality of mirrors of the spatial light modulator are divided into a plurality of sections having different numbers of mirrors in a direction close to the scanning direction of two orthogonal directions, and the drive circuit of the light beam irradiation device Light beam The mirror of each section of the spatial light modulator of the projecting device is driven with a different period for each section, and the driving period of the section with a large number of mirrors is made shorter than the driving period of the section with a small number of mirrors. .
複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器を、光ビームによる基板の走査方向に対して傾けて配置するので、直交する二方向に配列された複数のミラーのいずれかが、隣接するミラー間の隙間に対応する箇所をカバーして、パターンの描画が隙間無く行われる。空間的光変調器の複数のミラーを、直交する二方向の内の走査方向に近い方向に、ミラーの数が異なる複数の区画に分割して使用し、光ビーム照射装置の駆動回路により、光ビーム照射装置の空間的光変調器の各区画のミラーを、区画毎に異なる周期で駆動するので、ミラーの駆動周期が短い区画では、パターンの描画が高精細に行われる。そして、ミラーの数が多い区画の駆動周期を、ミラーの数が少ない区画の駆動周期より短くするので、ミラーの駆動周期を短くしても、露光時間と露光回数とを掛けた露光量が低下しない。 Since the spatial light modulator in which a plurality of mirrors are arranged in two orthogonal directions is inclined with respect to the scanning direction of the substrate by the light beam, any of the plurality of mirrors arranged in two orthogonal directions A pattern is drawn without a gap, covering a portion corresponding to a gap between adjacent mirrors. A plurality of mirrors of a spatial light modulator are divided into a plurality of sections having different numbers of mirrors in a direction close to the scanning direction of two orthogonal directions, and light is irradiated by a drive circuit of a light beam irradiation device. Since the mirror of each section of the spatial light modulator of the beam irradiation apparatus is driven with a different period for each section, pattern drawing is performed with high definition in a section with a short mirror driving period. And since the drive cycle of the section with a large number of mirrors is made shorter than the drive cycle of the section with a small number of mirrors, the exposure amount multiplied by the exposure time and the number of exposures is reduced even if the drive period of the mirror is shortened. do not do.
さらに、本発明の露光装置は、光ビーム照射装置の駆動回路が、光ビーム照射装置の空間的光変調器の各区画のミラーを、区画毎にミラーの数に反比例する周期で駆動するものである。また、本発明の露光方法は、光ビーム照射装置の駆動回路により、光ビーム照射装置の空間的光変調器の各区画のミラーを、区画毎にミラーの数に反比例する周期で駆動するものである。光ビーム照射装置の駆動回路により、光ビーム照射装置の空間的光変調器の各区画のミラーを、区画毎にミラーの数に反比例する周期で駆動するので、走査速度が一定のとき、ミラーの数に反比例する露光時間とミラーの数に比例する露光回数とを掛けた露光量は、区画によらず一定となる。そして、ミラーの数が多い区画では、ミラーの駆動周期がミラーの数に反比例して短くなるので、パターンの描画が高精細に行われる。 Furthermore, in the exposure apparatus of the present invention, the drive circuit of the light beam irradiation device drives the mirrors of each section of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus at a cycle inversely proportional to the number of mirrors for each section. is there. In the exposure method of the present invention, the drive circuit of the light beam irradiation apparatus drives the mirrors of each section of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus with a period inversely proportional to the number of mirrors for each section. is there. Since the drive circuit of the light beam irradiation device drives the mirror of each section of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus with a period inversely proportional to the number of mirrors for each section, when the scanning speed is constant, The exposure amount obtained by multiplying the exposure time inversely proportional to the number and the number of exposures proportional to the number of mirrors is constant regardless of the section. In a section where the number of mirrors is large, the mirror driving cycle is shortened in inverse proportion to the number of mirrors, so that the pattern is drawn with high definition.
さらに、本発明の露光装置は、光ビーム照射装置の駆動回路が、光ビーム照射装置の空間的光変調器の1つの区画のミラーを第1の周期で駆動し、その区画よりミラーの数が多い区画のミラーを第1の周期より短い第2の周期で駆動し、光ビーム照射装置の駆動回路により第1の周期で駆動されるミラーに対応して、基板に描画するパターンのエッジを含まない部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、光ビーム照射装置の駆動回路により第2の周期で駆動されるミラーに対応して、基板に描画するパターンのエッジを含む部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画制御手段を備えたものである。 Furthermore, in the exposure apparatus of the present invention, the drive circuit of the light beam irradiation apparatus drives the mirrors in one section of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus in the first period, and the number of mirrors is larger than that section. The mirrors of many sections are driven in a second cycle shorter than the first cycle, and include the edge of the pattern to be drawn on the substrate corresponding to the mirror driven in the first cycle by the drive circuit of the light beam irradiation device The portion including the edge of the pattern to be drawn on the substrate corresponding to the mirror that supplies the drawing data of the non-existing portion to the drive circuit of the light beam irradiation device and is driven in the second cycle by the drive circuit of the light beam irradiation device Is provided with a drawing control means for supplying the drawing data to the drive circuit of the light beam irradiation apparatus.
また、本発明の露光方法は、光ビーム照射装置の駆動回路により、光ビーム照射装置の空間的光変調器の1つの区画のミラーを第1の周期で駆動し、その区画よりミラーの数が多い区画のミラーを第1の周期より短い第2の周期で駆動し、光ビーム照射装置の駆動回路により第1の周期で駆動するミラーに対応して、基板に描画するパターンのエッジを含まない部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、光ビーム照射装置の駆動回路により第2の周期で駆動するミラーに対応して、基板に描画するパターンのエッジを含む部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給するものである。 Further, in the exposure method of the present invention, the drive circuit of the light beam irradiation apparatus drives the mirror of one section of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus in the first period, and the number of mirrors from the section is increased. The mirrors in many sections are driven in a second cycle shorter than the first cycle, and do not include the edge of the pattern to be drawn on the substrate corresponding to the mirror driven in the first cycle by the drive circuit of the light beam irradiation device The drawing data of the part is supplied to the drive circuit of the light beam irradiation apparatus, and the drawing of the part including the edge of the pattern to be drawn on the substrate corresponding to the mirror driven at the second period by the drive circuit of the light beam irradiation apparatus Data is supplied to the drive circuit of the light beam irradiation apparatus.
光ビーム照射装置の空間的光変調器を、光ビームによる基板の走査方向に対して傾けて配置すると、基板に描画するパターンのエッジ(縁)では描画されるパターンが階段状に変化し、パターンのエッジが滑らかにならない。光ビーム照射装置の駆動回路により、光ビーム照射装置の空間的光変調器の1つの区画のミラーを第1の周期で駆動し、その区画よりミラーの数が多い区画のミラーを第1の周期より短い第2の周期で駆動する。そして、光ビーム照射装置の駆動回路により第1の周期で駆動するミラーに対応して、基板に描画するパターンのエッジを含まない部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、光ビーム照射装置の駆動回路により第2の周期で駆動するミラーに対応して、基板に描画するパターンのエッジを含む部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給するので、基板に描画するパターンのエッジを含む部分が、エッジを含まない部分よりも高精細に描画され、パターンのエッジが滑らかになる。 When the spatial light modulator of the light beam irradiation device is arranged to be inclined with respect to the scanning direction of the substrate by the light beam, the drawn pattern changes stepwise at the edge of the pattern drawn on the substrate. The edges do not become smooth. The drive circuit of the light beam irradiation apparatus drives the mirrors in one section of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus in the first period, and the mirrors in the section having a larger number of mirrors than the sections are in the first period. Drive with a shorter second period. Then, corresponding to the mirror driven in the first cycle by the driving circuit of the light beam irradiation device, the drawing data of the portion not including the edge of the pattern to be drawn on the substrate is supplied to the driving circuit of the light beam irradiation device, The drawing data of the portion including the edge of the pattern to be drawn on the substrate is supplied to the drive circuit of the light beam irradiation device corresponding to the mirror driven by the drive circuit of the light beam irradiation device in the second period. The portion including the edge of the pattern to be drawn is drawn with higher definition than the portion not including the edge, and the pattern edge becomes smooth.
あるいは、本発明の露光装置は、光ビーム照射装置の駆動回路が、光ビーム照射装置の空間的光変調器の1つの区画のミラーを第1の周期で駆動し、その区画よりミラーの数が多い区画のミラーを第1の周期より短い第2の周期で駆動し、光ビーム照射装置の駆動回路により第1の周期で駆動されるミラーに対応して、基板に描画するパターンの走査方向に伸びるエッジを含む部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、光ビーム照射装置の駆動回路により第2の周期で駆動されるミラーに対応して、基板に描画するパターンの走査方向と直交する方向に伸びるエッジを含む部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画制御手段を備えたものである。 Alternatively, in the exposure apparatus of the present invention, the drive circuit of the light beam irradiation apparatus drives the mirrors in one section of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus in the first period, and the number of mirrors is larger than that section. The mirrors in many sections are driven in a second period shorter than the first period, and in the scanning direction of the pattern drawn on the substrate corresponding to the mirror driven in the first period by the drive circuit of the light beam irradiation device The drawing data of the portion including the extending edge is supplied to the drive circuit of the light beam irradiation device, and the pattern to be drawn on the substrate is scanned corresponding to the mirror driven by the drive circuit of the light beam irradiation device in the second period. The image forming apparatus includes drawing control means for supplying drawing data of a portion including an edge extending in a direction orthogonal to the direction to a drive circuit of the light beam irradiation apparatus.
また、本発明の露光方法は、光ビーム照射装置の駆動回路により、光ビーム照射装置の空間的光変調器の1つの区画のミラーを第1の周期で駆動し、その区画よりミラーの数が多い区画のミラーを第1の周期より短い第2の周期で駆動し、光ビーム照射装置の駆動回路により第1の周期で駆動するミラーに対応して、基板に描画するパターンの走査方向に伸びるエッジを含む部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、光ビーム照射装置の駆動回路により第2の周期で駆動するミラーに対応して、基板に描画するパターンの走査方向と直交する方向に伸びるエッジを含む部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給するものである。 Further, in the exposure method of the present invention, the drive circuit of the light beam irradiation apparatus drives the mirror of one section of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus in the first period, and the number of mirrors from the section is increased. The mirrors in many sections are driven in a second period shorter than the first period, and extend in the scanning direction of the pattern drawn on the substrate corresponding to the mirror driven in the first period by the drive circuit of the light beam irradiation device. The drawing data of the portion including the edge is supplied to the drive circuit of the light beam irradiation apparatus, and the scanning direction of the pattern to be drawn on the substrate is set in correspondence with the mirror driven by the drive circuit of the light beam irradiation apparatus at the second period. The drawing data of the portion including the edge extending in the orthogonal direction is supplied to the drive circuit of the light beam irradiation apparatus.
基板に描画するパターンが、走査方向に平行な線で構成されたエッジ及び走査方向に垂直な線で構成されたエッジを有する場合、走査方向に垂直な線で構成されたエッジでは、走査方向に平行な線で構成されたエッジに比べ、パターンの階段状の変化がぎざぎざに目立って認識される。光ビーム照射装置の駆動回路により、光ビーム照射装置の空間的光変調器の1つの区画のミラーを第1の周期で駆動し、その区画よりミラーの数が多い区画のミラーを第1の周期より短い第2の周期で駆動する。そして、光ビーム照射装置の駆動回路により第1の周期で駆動するミラーに対応して、基板に描画するパターンの走査方向に伸びるエッジを含む部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、光ビーム照射装置の駆動回路により第2の周期で駆動するミラーに対応して、基板に描画するパターンの走査方向と直交する方向に伸びるエッジを含む部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給するので、基板に描画するパターンの走査方向と直交する方向に伸びるエッジを含む部分が、走査方向に伸びるエッジを含む部分よりも高精細に描画され、走査方向に垂直な線で構成されたエッジのぎざぎざが目立たなくなる。 When the pattern drawn on the substrate has an edge composed of lines parallel to the scanning direction and an edge composed of lines perpendicular to the scanning direction, an edge composed of lines perpendicular to the scanning direction Compared to the edges composed of parallel lines, the step-like change in the pattern is noticeably noticeably jagged. The drive circuit of the light beam irradiation apparatus drives the mirrors in one section of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus in the first period, and the mirrors in the section having a larger number of mirrors than the sections are in the first period. Drive with a shorter second period. The drawing data of the portion including the edge extending in the scanning direction of the pattern drawn on the substrate corresponding to the mirror driven in the first cycle by the driving circuit of the light beam irradiation apparatus is supplied to the driving circuit of the light beam irradiation apparatus. The drawing data of the portion including the edge extending in the direction orthogonal to the scanning direction of the pattern to be drawn on the substrate corresponding to the mirror driven and supplied at the second cycle by the drive circuit of the light beam irradiation apparatus is irradiated with the light beam. Since it is supplied to the drive circuit of the apparatus, the portion including the edge extending in the direction orthogonal to the scanning direction of the pattern drawn on the substrate is drawn with higher definition than the portion including the edge extending in the scanning direction, and is perpendicular to the scanning direction. The jagged edges composed of lines become inconspicuous.
本発明の表示用パネル基板の製造方法は、上記のいずれかの露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うものである。上記の露光装置又は露光方法を用いることにより、露光量が低下することなく、パターンの描画が高精細に行われるので、高品質な表示用パネル基板が高いスループットで製造される。 The method for producing a display panel substrate according to the present invention involves exposing the substrate using any one of the above exposure apparatuses or exposure methods. By using the above-described exposure apparatus or exposure method, the pattern is drawn with high definition without reducing the exposure amount, so that a high-quality display panel substrate is manufactured with high throughput.
本発明の露光装置及び露光方法によれば、光ビーム照射装置の空間的光変調器の複数のミラーを、直交する二方向の内の走査方向に近い方向に、ミラーの数が異なる複数の区画に分割して使用し、光ビーム照射装置の駆動回路により、光ビーム照射装置の空間的光変調器の各区画のミラーを、区画毎に異なる周期で駆動し、ミラーの数が多い区画の駆動周期を、ミラーの数が少ない区画の駆動周期より短くすることにより、露光量を低下させることなく、パターンの描画を高精細に行うことができる。 According to the exposure apparatus and the exposure method of the present invention, the plurality of mirrors of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus are divided into a plurality of sections having different numbers of mirrors in a direction close to the scanning direction of two orthogonal directions. The mirror of each section of the spatial light modulator of the light beam irradiation device is driven at a different period for each section, and the section having a large number of mirrors is driven by the drive circuit of the light beam irradiation apparatus. By making the cycle shorter than the drive cycle of the section having a small number of mirrors, the pattern can be drawn with high definition without reducing the exposure amount.
さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、光ビーム照射装置の駆動回路により、光ビーム照射装置の空間的光変調器の各区画のミラーを、区画毎にミラーの数に反比例する周期で駆動することにより、露光量を一定にしながら、パターンの描画を高精細に行うことができる。 Furthermore, according to the exposure apparatus and the exposure method of the present invention, the drive circuit of the light beam irradiation device causes the mirror of each section of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus to have a period inversely proportional to the number of mirrors for each section. By driving with, the pattern can be drawn with high definition while keeping the exposure amount constant.
さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、光ビーム照射装置の駆動回路により、光ビーム照射装置の空間的光変調器の1つの区画のミラーを第1の周期で駆動し、その区画よりミラーの数が多い区画のミラーを第1の周期より短い第2の周期で駆動し、光ビーム照射装置の駆動回路により第1の周期で駆動するミラーに対応して、基板に描画するパターンのエッジを含まない部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、光ビーム照射装置の駆動回路により第2の周期で駆動するミラーに対応して、基板に描画するパターンのエッジを含む部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給することにより、基板に描画するパターンのエッジを含む部分を、エッジを含まない部分よりも高精細に描画して、パターンのエッジを滑らかにすることができる。 Furthermore, according to the exposure apparatus and the exposure method of the present invention, the drive circuit of the light beam irradiation apparatus drives the mirror of one section of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus in the first period, and the section. A pattern in which a mirror in a section having a larger number of mirrors is driven in a second period shorter than the first period, and is drawn on the substrate corresponding to the mirror driven in the first period by the drive circuit of the light beam irradiation device The drawing data of the portion not including the edge of the pattern is supplied to the drive circuit of the light beam irradiation device, and the edge of the pattern to be drawn on the substrate corresponding to the mirror driven by the drive circuit of the light beam irradiation device in the second period By supplying the drawing data of the part including the pattern to the drive circuit of the light beam irradiation device, the part including the edge of the pattern to be drawn on the substrate is drawn with higher definition than the part not including the edge. It can be smoothly down the edges.
あるいは、本発明の露光装置及び露光方法によれば、光ビーム照射装置の駆動回路により、光ビーム照射装置の空間的光変調器の1つの区画のミラーを第1の周期で駆動し、その区画よりミラーの数が多い区画のミラーを第1の周期より短い第2の周期で駆動し、光ビーム照射装置の駆動回路により第1の周期で駆動するミラーに対応して、基板に描画するパターンの走査方向に伸びるエッジを含む部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、光ビーム照射装置の駆動回路により第2の周期で駆動するミラーに対応して、基板に描画するパターンの走査方向と直交する方向に伸びるエッジを含む部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給することにより、基板に描画するパターンの走査方向と直交する方向に伸びるエッジを含む部分を、走査方向に伸びるエッジを含む部分よりも高精細に描画して、走査方向に垂直な線で構成されたエッジのぎざぎざを目立たなくすることができる。 Alternatively, according to the exposure apparatus and the exposure method of the present invention, the drive circuit of the light beam irradiation apparatus drives the mirror of one section of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus in the first period, and the section. A pattern in which a mirror in a section having a larger number of mirrors is driven in a second period shorter than the first period, and is drawn on the substrate corresponding to the mirror driven in the first period by the drive circuit of the light beam irradiation device The drawing data of the portion including the edge extending in the scanning direction is supplied to the drive circuit of the light beam irradiation apparatus, and is drawn on the substrate corresponding to the mirror driven in the second cycle by the drive circuit of the light beam irradiation apparatus. By supplying drawing data of a portion including an edge extending in a direction orthogonal to the pattern scanning direction to the drive circuit of the light beam irradiation device, in a direction orthogonal to the scanning direction of the pattern drawn on the substrate The portion including the building edge, than the portion including the edge extending in the scanning direction to draw with high precision, can be made inconspicuous jagged edge configured with a line perpendicular to the scanning direction.
本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、露光量を低下させることなく、パターンの描画を高精細に行うことができるので、高品質な表示用パネル基板を高いスループットで製造することができる。 According to the method for manufacturing a display panel substrate of the present invention, since a pattern can be drawn with high definition without reducing the exposure amount, a high-quality display panel substrate can be manufactured with high throughput. it can.
図1は、本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。また、図2は本発明の一実施の形態による露光装置の側面図、図3は本発明の一実施の形態による露光装置の正面図である。露光装置は、ベース3、Xガイド4、Xステージ5、Yガイド6、Yステージ7、θステージ8、チャック10、ゲート11、光ビーム照射装置20、リニアスケール31,33、エンコーダ32,34、レーザー測長系、レーザー測長系制御装置40、ステージ駆動回路60、及び主制御装置70を含んで構成されている。なお、図2及び図3では、レーザー測長系のレーザー光源41、レーザー測長系制御装置40、ステージ駆動回路60、及び主制御装置70が省略されている。露光装置は、これらの他に、基板1をチャック10へ搬入し、また基板1をチャック10から搬出する基板搬送ロボット、装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。
FIG. 1 is a view showing the schematic arrangement of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. 2 is a side view of the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a front view of the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention. The exposure apparatus includes a
なお、以下に説明する実施の形態におけるXY方向は例示であって、X方向とY方向とを入れ替えてもよい。 Note that the XY directions in the embodiments described below are examples, and the X direction and the Y direction may be interchanged.
図1及び図2において、チャック10は、基板1の受け渡しを行う受け渡し位置にある。受け渡し位置において、図示しない基板搬送ロボットにより基板1がチャック10へ搬入され、また図示しない基板搬送ロボットにより基板1がチャック10から搬出される。チャック10は、基板1の裏面を真空吸着して支持する。基板1の表面には、フォトレジストが塗布されている。
1 and 2, the
基板1の露光を行う露光位置の上空に、ベース3をまたいでゲート11が設けられている。ゲート11には、複数の光ビーム照射装置20が搭載されている。なお、本実施の形態は、8つの光ビーム照射装置20を用いた露光装置の例を示しているが、光ビーム照射装置の数はこれに限らず、本発明は1つ又は2つ以上の光ビーム照射装置を用いた露光装置に適用される。
A
図4は、光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。光ビーム照射装置20は、光ファイバー22、レンズ23、ミラー24、DMD(Digital Micromirror Device)25、投影レンズ26、及びDMD駆動回路27を含んで構成されている。光ファイバー22は、レーザー光源ユニット21から発生された紫外光の光ビームを、光ビーム照射装置20内へ導入する。光ファイバー22から射出された光ビームは、レンズ23及びミラー24を介して、DMD25へ照射される。DMD25は、光ビームを反射する複数の微小なミラーを直交する二方向に配列して構成された空間的光変調器であり、各ミラーの角度を変更して光ビームを変調する。DMD25により変調された光ビームは、投影レンズ26を含むヘッド部20aから照射される。DMD駆動回路27は、主制御装置70から供給された描画データに基づいて、DMD25の各ミラーの角度を変更する。
FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of the light beam irradiation apparatus. The light
図2及び図3において、チャック10は、θステージ8に搭載されており、θステージ8の下にはYステージ7及びXステージ5が設けられている。Xステージ5は、ベース3に設けられたXガイド4に搭載され、Xガイド4に沿ってX方向へ移動する。Yステージ7は、Xステージ5に設けられたYガイド6に搭載され、Yガイド6に沿ってY方向へ移動する。θステージ8は、Yステージ7に搭載され、θ方向へ回転する。Xステージ5、Yステージ7、及びθステージ8には、ボールねじ及びモータや、リニアモータ等の図示しない駆動機構が設けられており、各駆動機構は、図1のステージ駆動回路60により駆動される。
2 and 3, the
θステージ8のθ方向への回転により、チャック10に搭載された基板1は、直交する二辺がX方向及びY方向へ向く様に回転される。Xステージ5のX方向への移動により、チャック10は、受け渡し位置と露光位置との間を移動される。露光位置において、Xステージ5のX方向への移動により、各光ビーム照射装置20のヘッド部20aから照射された光ビームが、基板1をX方向へ走査する。また、Yステージ7のY方向への移動により、各光ビーム照射装置20のヘッド部20aから照射された光ビームによる基板1の走査領域が、Y方向へ移動される。図1において、主制御装置70は、ステージ駆動回路60を制御して、θステージ8のθ方向へ回転、Xステージ5のX方向への移動、及びYステージ7のY方向への移動を行う。
By rotation of the θ stage 8 in the θ direction, the
なお、本実施の形態では、Xステージ5によりチャック10をX方向へ移動することによって、光ビーム照射装置20からの光ビームによる基板1の走査を行っているが、光ビーム照射装置20を移動することにより、光ビーム照射装置20からの光ビームによる基板1の走査を行ってもよい。また、本実施の形態では、Yステージ7によりチャック10をY方向へ移動することによって、光ビーム照射装置20からの光ビームによる基板1の走査領域を変更しているが、光ビーム照射装置20を移動することにより、光ビーム照射装置20からの光ビームによる基板1の走査領域を変更してもよい。
In the present embodiment, the
図1及び図2において、ベース3には、X方向へ伸びるリニアスケール31が設置されている。リニアスケール31には、Xステージ5のX方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。また、Xステージ5には、Y方向へ伸びるリニアスケール33が設置されている。リニアスケール33には、Yステージ7のY方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。
1 and 2, the
図1及び図3において、Xステージ5の一側面には、リニアスケール31に対向して、エンコーダ32が取り付けられている。エンコーダ32は、リニアスケール31の目盛を検出して、パルス信号を主制御装置70へ出力する。また、図1及び図2において、Yステージ7の一側面には、リニアスケール33に対向して、エンコーダ34が取り付けられている。エンコーダ34は、リニアスケール33の目盛を検出して、パルス信号を主制御装置70へ出力する。主制御装置70は、エンコーダ32のパルス信号をカウントして、Xステージ5のX方向への移動量を検出し、エンコーダ34のパルス信号をカウントして、Yステージ7のY方向への移動量を検出する。
1 and 3, an
図5は、レーザー測長系の動作を説明する図である。なお、図5においては、図1に示したゲート11、及び光ビーム照射装置20が省略されている。レーザー測長系は、公知のレーザー干渉式の測長系であって、レーザー光源41、レーザー干渉計42,44、及びバーミラー43,45を含んで構成されている。バーミラー43は、チャック10のY方向へ伸びる一側面に取り付けられている。また、バーミラー45は、チャック10のX方向へ伸びる一側面に取り付けられている。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the laser length measurement system. In FIG. 5, the
レーザー干渉計42は、レーザー光源41からのレーザー光をバーミラー43へ照射し、バーミラー43により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源41からのレーザー光とバーミラー43により反射されたレーザー光との干渉を測定する。この測定は、Y方向の2箇所で行う。レーザー測長系制御装置40は、主制御装置70の制御により、レーザー干渉計42の測定結果から、チャック10のX方向の位置及び回転を検出する。
The
一方、レーザー干渉計44は、レーザー光源41からのレーザー光をバーミラー45へ照射し、バーミラー45により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源41からのレーザー光とバーミラー45により反射されたレーザー光との干渉を測定する。レーザー測長系制御装置40は、主制御装置70の制御により、レーザー干渉計44の測定結果から、チャック10のY方向の位置を検出する。
On the other hand, the
以下、本発明の一実施の形態による露光方法について説明する。図6は、DMDのミラー部の一例を示す図である。光ビーム照射装置20のDMD25は、光ビーム照射装置20からの光ビームによる基板1の走査方向(X方向)に対して、所定の角度θだけ傾いて配置されている。DMD25のミラー部には、一例として、一辺が10〜15μmの正方形のミラーが、DMD25の長辺方向に1024個、DMD25の短辺方向に768個配列されている。各ミラー間には、例えば1μm程の隙間が設けられている。DMD25を、走査方向に対して傾けて配置すると、直交する二方向に配列された複数のミラーのいずれかが、隣接するミラー間の隙間に対応する箇所をカバーするので、パターンの描画を隙間無く行うことができる。
Hereinafter, an exposure method according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a mirror section of the DMD. The
DMD25の直交する二方向に配列された複数のミラーは、直交する二方向の内の走査方向に近い方向に、ミラーの数が異なる複数の区画に分割されて使用される。本実施の形態では、DMD25のミラー部が、図6(a)に斜線を付した区画25aと、図6(b)に斜線を付した区画25bとに分割されている。一例として、区画25aには、ミラーが、走査方向と直交する方向に近い方向に1024個、走査方向に近い方向に256個配列され、区画25bには、ミラーが、走査方向と直交する方向に近い方向に1024個、走査方向に近い方向に512個配列されている。
The plurality of mirrors arranged in two orthogonal directions of the
なお、図6に示した例では、DMD25の複数のミラーをミラーの数が異なる2つの区画に分割して使用しているが、本発明はこれに限らず、DMD25の複数のミラーをミラーの数が異なる3つ以上の区画に分割して使用してもよい。
In the example shown in FIG. 6, a plurality of mirrors of the
図4において、主制御装置70は、光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27へ描画データを供給する描画制御部を有する。図7は、描画制御部の概略構成を示す図である。描画制御部71は、メモリ72,76、バンド幅設定部73、中心点座標決定部74、座標決定部75、及び描画データ作成部77を含んで構成されている。
In FIG. 4, the
メモリ76には、設計値マップが格納されている。設計値マップには、描画データがXY座標で示されている。描画データ作成部77は、メモリ76に格納された設計値マップから、光ビーム照射装置20のDMD25の複数のミラーの内、図6(a)に斜線を付した区画25aのミラーで描画する部分の描画データAと、図6(b)に斜線を付した区画25bのミラーで描画する部分の描画データBとを作成する。メモリ72は、描画データ作成部77が作成した描画データA,Bを、そのXY座標をアドレスとして記憶する。
The
バンド幅設定部73は、メモリ72から読み出す描画データのY座標の範囲を決定することにより、光ビーム照射装置20のヘッド部20aから照射される光ビームのY方向のバンド幅を設定する。
The
レーザー測長系制御装置40は、露光位置における基板1の露光を開始する前のチャック10のXY方向の位置を検出する。中心点座標決定部74は、レーザー測長系制御装置40が検出したチャック10のXY方向の位置から、基板1の露光を開始する前のチャック10の中心点のXY座標を決定する。図1において、光ビーム照射装置20からの光ビームにより基板1の走査を行う際、主制御装置70は、ステージ駆動回路60を制御して、Xステージ5によりチャック10をX方向へ移動させる。基板1の走査領域を移動する際、主制御装置70は、ステージ駆動回路60を制御して、Yステージ7によりチャック10をY方向へ移動させる。図7において、中心点座標決定部74は、エンコーダ32,34からのパルス信号をカウントして、Xステージ5のX方向への移動量及びYステージ7のY方向への移動量を検出し、チャック10の中心点のXY座標を決定する。
The laser length measurement
座標決定部75は、中心点座標決定部74が決定したチャック10の中心点のXY座標に基づき、各光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27へ供給する描画データのXY座標を決定する。メモリ72は、座標決定部75が決定したXY座標をアドレスとして入力し、入力したXY座標のアドレスに記憶された描画データを、各光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27へ出力する。
The coordinate
DMD駆動回路27は、メモリ72から供給された描画データに基づき、光ビーム照射装置20のDMD25の各ミラーを駆動する駆動信号を出力する。このとき、DMD駆動回路27は、駆動信号の周期を異ならせることにより、各区画のミラーを、区画毎にミラーの数に反比例する周期で駆動する。図8は、駆動信号の一例を示す図である。図8(a)は、図6(a)に斜線を付した区画25aのミラーの駆動信号を示す。また、図8(b)は、図6(b)に斜線を付した区画25bのミラーの駆動信号を示す。本例では、区画25bのミラーの数が、区画25aのミラーの数の2倍であるので、DMD駆動回路27は、区画25bのミラーの駆動信号の周期を、区画25aのミラーの駆動信号の周期の1/2とし、区画25bのミラーを区画25aのミラーの1/2の周期で駆動する。
The
DMD25の複数のミラーを、直交する二方向の内の走査方向に近い方向に、ミラーの数が異なる複数の区画25a,25bに分割して使用し、DMD駆動回路27により、DMD25の各区画のミラーを、区画毎に異なる周期で駆動するので、ミラーの駆動周期が短い区画25bでは、パターンの描画が高精細に行われる。そして、ミラーの数が多い区画25bの駆動周期を、ミラーの数が少ない区画25aの駆動周期より短くするので、ミラーの駆動周期を短くしても、露光時間と露光回数とを掛けた露光量が低下しない。
A plurality of mirrors of the
特に、DMD駆動回路27により、DMD25の各区画のミラーを、区画毎にミラーの数に反比例する周期で駆動するので、走査速度が一定のとき、ミラーの数に反比例する露光時間とミラーの数に比例する露光回数とを掛けた露光量は、区画によらず一定となる。そして、ミラーの数が多い区画25bでは、ミラーの駆動周期がミラーの数に反比例して短くなるので、パターンの描画が高精細に行われる。
In particular, the
図6に示す様に、DMD25を、光ビームによる基板1の走査方向に対して傾けて配置すると、基板1に描画するパターンのエッジ(縁)では描画されるパターンが階段状に変化し、パターンのエッジが滑らかにならない。そこで、本実施の形態では、基板1に描画するパターンのエッジを含まない部分を、区画25aのミラーで描画し、基板1に描画するパターンのエッジを含む部分を、区画25bのミラーで描画する。
As shown in FIG. 6, when the
図7において、描画制御部71の描画データ作成部77は、メモリ76に格納された設計値マップから、基板1に描画するパターンのエッジを含まない部分の描画データAと、基板1に描画するパターンのエッジを含む部分の描画データBとを作成する。メモリ72は、区画25aのミラーに対応して、基板1に描画するパターンのエッジを含まない部分の描画データAを、DMD駆動回路27へ供給し、区画25bのミラーに対応して、基板1に描画するパターンのエッジを含む部分の描画データBを、DMD駆動回路27へ供給する。図9〜図11は、描画データを、所定の面積の各露光領域2aに対応させて模擬的に図示したものであり、図中の灰色で示した部分が、パターンが露光される領域を示している。図9は描画データ全体の一例を示し、図10は描画データAの一例を示し、図11は描画データBの一例を示している。
In FIG. 7, the drawing
DMD駆動回路27により長い周期で駆動するミラーに対応して、基板1に描画するパターンのエッジを含まない部分の描画データを、DMD駆動回路27へ供給し、DMD駆動回路27により短い周期で駆動するミラーに対応して、基板1に描画するパターンのエッジを含む部分の描画データを、DMD駆動回路27へ供給するので、基板1に描画するパターンのエッジを含む部分が、エッジを含まない部分よりも高精細に描画され、パターンのエッジが滑らかになる。
Corresponding to the mirror driven by the
次に、本発明の他の実施の形態による露光方法について説明する。基板1に描画するパターンが、走査方向に平行な線で構成されたエッジ及び走査方向に垂直な線で構成されたエッジを有する場合、走査方向に垂直な線で構成されたエッジでは、走査方向に平行な線で構成されたエッジに比べ、パターンの階段状の変化がぎざぎざに目立って認識される。そこで、本実施の形態では、基板1に描画するパターンの走査方向へ伸びるエッジを含む部分を、区画25aのミラーで描画し、基板1に描画するパターンの走査方向と直交する方向に伸びるエッジを含む部分を、区画25bのミラーで描画する。
Next, an exposure method according to another embodiment of the present invention will be described. When the pattern drawn on the
図7において、描画制御部71の描画データ作成部77は、メモリ76に格納された設計値マップから、基板1に描画するパターンの走査方向へ伸びるエッジを含む部分の描画データAと、基板1に描画するパターンの走査方向と直交する方向に伸びるエッジを含む部分の描画データBとを作成する。メモリ72は、区画25aのミラーに対応して、基板1に描画するパターンの走査方向へ伸びるエッジを含む部分の描画データAを、DMD駆動回路27へ供給し、区画25bのミラーに対応して、基板1に描画するパターンの走査方向と直交する方向に伸びるエッジを含む部分の描画データBを、DMD駆動回路27へ供給する。図12〜図14は、描画データを、所定の面積の各露光領域2aに対応させて模擬的に図示したものであり、図中の灰色で示した部分が、パターンが露光される領域を示している。図12は描画データ全体の一例を示し、図13は描画データAの一例を示し、図14は描画データBの一例を示している。
In FIG. 7, the drawing
DMD駆動回路27により長い周期で駆動するミラーに対応して、基板1に描画するパターンの走査方向に伸びるエッジを含む部分の描画データを、DMD駆動回路27へ供給し、DMD駆動回路27により短い周期で駆動するミラーに対応して、基板1に描画するパターンの走査方向と直交する方向に伸びるエッジを含む部分の描画データを、DMD駆動回路27へ供給するので、基板1に描画するパターンの走査方向と直交する方向に伸びるエッジを含む部分が、走査方向に伸びるエッジを含む部分よりも高精細に描画され、走査方向に垂直な線で構成されたエッジのぎざぎざが目立たなくなる。
Corresponding to the mirror driven by the
図15〜図18は、光ビームによる基板の走査を説明する図である。図15〜図18は、8つの光ビーム照射装置20からの8本の光ビームにより、基板1のX方向の走査を4回行って、基板1全体を走査する例を示している。図15〜図18においては、各光ビーム照射装置20のヘッド部20aが破線で示されている。各光ビーム照射装置20のヘッド部20aから照射された光ビームは、Y方向にバンド幅Wを有し、Xステージ5のX方向への移動によって、基板1を矢印で示す方向へ走査する。
15 to 18 are diagrams for explaining scanning of the substrate by the light beam. 15 to 18 show an example in which the
図15は、1回目の走査を示し、X方向への1回目の走査により、図15に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。1回目の走査が終了すると、Yステージ7のY方向への移動により、基板1がY方向へバンド幅Wと同じ距離だけ移動される。図16は、2回目の走査を示し、X方向への2回目の走査により、図16に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。2回目の走査が終了すると、Yステージ7のY方向への移動により、基板1がY方向へバンド幅Wと同じ距離だけ移動される。図17は、3回目の走査を示し、X方向への3回目の走査により、図17に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。3回目の走査が終了すると、Yステージ7のY方向への移動により、基板1がY方向へバンド幅Wと同じ距離だけ移動される。図18は、4回目の走査を示し、X方向への4回目の走査により、図18に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われ、基板1全体の走査が終了する。
FIG. 15 shows the first scanning, and the pattern is drawn in the scanning area shown in gray in FIG. 15 by the first scanning in the X direction. When the first scanning is completed, the
複数の光ビーム照射装置20からの複数の光ビームにより基板1の走査を並行して行うことにより、基板1全体の走査に掛かる時間を短くすることができ、タクトタイムを短縮することができる。
By scanning the
なお、図15〜図18では、基板1のX方向の走査を4回行って、基板1全体を走査する例を示したが、走査の回数はこれに限らず、基板1のX方向の走査を3回以下又は5回以上行って、基板1全体を走査してもよい。
15 to 18 show an example in which the
以上説明した実施の形態によれば、光ビーム照射装置20のDMD25の複数のミラーを、直交する二方向の内の走査方向に近い方向に、ミラーの数が異なる複数の区画に分割して使用し、光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27により、光ビーム照射装置20のDMD25の各区画のミラーを、区画毎に異なる周期で駆動し、ミラーの数が多い区画の駆動周期を、ミラーの数が少ない区画の駆動周期より短くすることにより、露光量を低下させることなく、パターンの描画を高精細に行うことができる。
According to the embodiment described above, the plurality of mirrors of the
さらに、光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27により、光ビーム照射装置20のDMD25の各区画のミラーを、区画毎にミラーの数に反比例する周期で駆動することにより、露光量を一定にしながら、パターンの描画を高精細に行うことができる。
Further, the
さらに、光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27により、光ビーム照射装置20のDMD25の1つの区画のミラーを第1の周期で駆動し、その区画よりミラーの数が多い区画のミラーを第1の周期より短い第2の周期で駆動し、光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27により第1の周期で駆動するミラーに対応して、基板1に描画するパターンのエッジを含まない部分の描画データを、光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27へ供給し、光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27により第2の周期で駆動するミラーに対応して、基板1に描画するパターンのエッジを含む部分の描画データを、光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27へ供給することにより、基板1に描画するパターンのエッジを含む部分を、エッジを含まない部分よりも高精細に描画して、パターンのエッジを滑らかにすることができる。
Further, the
あるいは、光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27により、光ビーム照射装置20のDMD25の1つの区画のミラーを第1の周期で駆動し、その区画よりミラーの数が多い区画のミラーを第1の周期より短い第2の周期で駆動し、光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27により第1の周期で駆動するミラーに対応して、基板1に描画するパターンの走査方向に伸びるエッジを含む部分の描画データを、光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27へ供給し、光ビーム照射装置20のDMD駆動回路27により第2の周期で駆動するミラーに対応して、基板1に描画するパターンの走査方向と直交する方向に伸びるエッジを含む部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給することにより、基板1に描画するパターンの走査方向と直交する方向に伸びるエッジを含む部分を、走査方向に伸びるエッジを含む部分よりも高精細に描画して、走査方向に垂直な線で構成されたエッジのぎざぎざを目立たなくすることができる。
Alternatively, the
本発明の露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うことにより、露光量を低下させることなく、パターンの描画を高精細に行うことができるので、高品質な表示用パネル基板を高いスループットで製造することができる。 By performing exposure of the substrate using the exposure apparatus or exposure method of the present invention, pattern drawing can be performed with high definition without reducing the amount of exposure, so a high-quality display panel substrate can be produced with high throughput. Can be manufactured.
例えば、図19は、液晶ディスプレイ装置のTFT基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程(ステップ101)では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長(CVD)法等により、基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程(ステップ102)では、ロール塗布法等によりフォトレジストを塗布して、薄膜形成工程(ステップ101)で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程(ステップ103)では、露光装置を用いて、フォトレジスト膜にパターンを形成する。現像工程(ステップ104)では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程(ステップ105)では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程(ステップ101)で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程(ステップ106)では、エッチング工程(ステップ105)でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄/乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、基板上にTFTアレイが形成される。 For example, FIG. 19 is a flowchart showing an example of the manufacturing process of the TFT substrate of the liquid crystal display device. In the thin film formation step (step 101), a thin film such as a conductor film or an insulator film, which becomes a transparent electrode for driving liquid crystal, is formed on the substrate by sputtering, plasma chemical vapor deposition (CVD), or the like. In the resist coating process (step 102), a photoresist is applied by a roll coating method or the like to form a photoresist film on the thin film formed in the thin film forming process (step 101). In the exposure step (step 103), a pattern is formed on the photoresist film using an exposure apparatus. In the development step (step 104), a developer is supplied onto the photoresist film by a shower development method or the like to remove unnecessary portions of the photoresist film. In the etching process (step 105), a portion of the thin film formed in the thin film formation process (step 101) that is not masked by the photoresist film is removed by wet etching. In the stripping step (step 106), the photoresist film that has finished the role of the mask in the etching step (step 105) is stripped with a stripping solution. Before or after each of these steps, a substrate cleaning / drying step is performed as necessary. These steps are repeated several times to form a TFT array on the substrate.
また、図20は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程(ステップ201)では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程(ステップ202)では、染色法や顔料分散法等により、基板上に着色パターンを形成する。この工程を、R、G、Bの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程(ステップ203)では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程(ステップ204)では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄/乾燥工程が実施される。 FIG. 20 is a flowchart showing an example of the manufacturing process of the color filter substrate of the liquid crystal display device. In the black matrix forming step (step 201), a black matrix is formed on the substrate by processing such as resist coating, exposure, development, etching, and peeling. In the colored pattern forming step (step 202), a colored pattern is formed on the substrate by a dyeing method, a pigment dispersion method, or the like. This process is repeated for the R, G, and B coloring patterns. In the protective film forming step (step 203), a protective film is formed on the colored pattern, and in the transparent electrode film forming step (step 204), a transparent electrode film is formed on the protective film. Before, during or after each of these steps, a substrate cleaning / drying step is performed as necessary.
図19に示したTFT基板の製造工程では、露光工程(ステップ103)において、図20に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程(ステップ201)及び着色パターン形成工程(ステップ202)の露光処理において、本発明の露光装置又は露光方法を適用することができる。 In the TFT substrate manufacturing process shown in FIG. 19, in the exposure process (step 103), in the color filter substrate manufacturing process shown in FIG. 20, in the black matrix forming process (step 201) and the colored pattern forming process (step 202). In this exposure process, the exposure apparatus or the exposure method of the present invention can be applied.
1 基板
3 ベース
4 Xガイド
5 Xステージ
6 Yガイド
7 Yステージ
8 θステージ
10 チャック
11 ゲート
20 光ビーム照射装置
20a ヘッド部
21 レーザー光源ユニット
22 光ファイバー
23 レンズ
24 ミラー
25 DMD(Digital Micromirror Device)
26 投影レンズ
27 DMD駆動回路
31,33 リニアスケール
32,34 エンコーダ
40 レーザー測長系制御装置
41 レーザー光源
42,44 レーザー干渉計
43,45 バーミラー
60 ステージ駆動回路
70 主制御装置
71 描画制御部
72,76 メモリ
73 バンド幅設定部
74 中心点座標決定部
75 座標決定部
77 描画データ作成部
DESCRIPTION OF
26
Claims (10)
複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を含むヘッド部を有する光ビーム照射装置と、
前記チャックと前記光ビーム照射装置とを相対的に移動する移動手段とを備え、
前記移動手段により前記チャックと前記光ビーム照射装置とを相対的に移動し、前記光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置であって、
前記光ビーム照射装置の空間的光変調器は、光ビームによる基板の走査方向に対して傾いて配置され、かつ、複数のミラーが、直交する二方向の内の走査方向に近い方向に、ミラーの数が異なる複数の区画に分割されて使用され、
前記光ビーム照射装置の駆動回路は、前記光ビーム照射装置の空間的光変調器の各区画のミラーを、区画毎に異なる周期で駆動し、ミラーの数が多い区画の駆動周期が、ミラーの数が少ない区画の駆動周期より短いことを特徴とする露光装置。 A chuck for supporting a substrate coated with a photoresist;
Spatial light modulator in which a plurality of mirrors are arranged in two orthogonal directions, a drive circuit for driving the spatial light modulator based on drawing data, and irradiation optics for irradiating a light beam modulated by the spatial light modulator A light beam irradiation apparatus having a head portion including a system;
A moving means for relatively moving the chuck and the light beam irradiation device;
An exposure apparatus that relatively moves the chuck and the light beam irradiation device by the moving means, scans the substrate with the light beam from the light beam irradiation device, and draws a pattern on the substrate,
The spatial light modulator of the light beam irradiation device is arranged to be inclined with respect to the scanning direction of the substrate by the light beam, and the plurality of mirrors are arranged in a direction close to the scanning direction of two orthogonal directions. Is divided into multiple sections with different numbers,
The drive circuit of the light beam irradiation apparatus drives the mirrors of each section of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus with a different period for each section, and the drive period of the section with a large number of mirrors An exposure apparatus characterized by being shorter than a drive cycle of a small number of sections.
前記光ビーム照射装置の駆動回路により第1の周期で駆動されるミラーに対応して、基板に描画するパターンのエッジを含まない部分の描画データを、前記光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、前記光ビーム照射装置の駆動回路により第2の周期で駆動されるミラーに対応して、基板に描画するパターンのエッジを含む部分の描画データを、前記光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画制御手段を備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の露光装置。 The drive circuit of the light beam irradiation apparatus drives a mirror in one section of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus in a first period, and first sets a mirror in a section having a larger number of mirrors than the section. Driving in a second cycle shorter than the cycle of
Corresponding to the mirror driven in the first cycle by the drive circuit of the light beam irradiation apparatus, the drawing data of the portion not including the edge of the pattern to be drawn on the substrate is supplied to the drive circuit of the light beam irradiation apparatus. The drawing data of the portion including the edge of the pattern to be drawn on the substrate is supplied to the drive circuit of the light beam irradiation apparatus corresponding to the mirror driven in the second period by the drive circuit of the light beam irradiation apparatus. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a drawing control unit.
前記光ビーム照射装置の駆動回路により第1の周期で駆動されるミラーに対応して、基板に描画するパターンの走査方向に伸びるエッジを含む部分の描画データを、前記光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、前記光ビーム照射装置の駆動回路により第2の周期で駆動されるミラーに対応して、基板に描画するパターンの走査方向と直交する方向に伸びるエッジを含む部分の描画データを、前記光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画制御手段を備えたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の露光装置。 The drive circuit of the light beam irradiation apparatus drives a mirror in one section of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus in a first period, and first sets a mirror in a section having a larger number of mirrors than the section. Driving in a second cycle shorter than the cycle of
Corresponding to the mirror driven in the first cycle by the drive circuit of the light beam irradiation apparatus, the drawing data of the portion including the edge extending in the scanning direction of the pattern drawn on the substrate is used as the drive circuit of the light beam irradiation apparatus. Corresponding to the mirror driven in the second period by the drive circuit of the light beam irradiation device, and drawing data of a portion including an edge extending in a direction perpendicular to the scanning direction of the pattern drawn on the substrate, The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a drawing control unit that supplies the driving circuit of the light beam irradiation apparatus to the driving circuit.
チャックと、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を含むヘッド部を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、
光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光方法であって、
光ビーム照射装置の空間的光変調器を、光ビームによる基板の走査方向に対して傾けて配置し、かつ、空間的光変調器の複数のミラーを、直交する二方向の内の走査方向に近い方向に、ミラーの数が異なる複数の区画に分割して使用し、
光ビーム照射装置の駆動回路により、光ビーム照射装置の空間的光変調器の各区画のミラーを、区画毎に異なる周期で駆動し、ミラーの数が多い区画の駆動周期を、ミラーの数が少ない区画の駆動周期より短くすることを特徴とする露光方法。 Support the substrate coated with photoresist with a chuck,
A spatial light modulator in which a chuck and a plurality of mirrors are arranged in two orthogonal directions, a drive circuit for driving the spatial light modulator based on drawing data, and a light beam modulated by the spatial light modulator are irradiated. A light beam irradiation apparatus having a head portion including an irradiation optical system to move relatively,
An exposure method for drawing a pattern on a substrate by scanning the substrate with a light beam from a light beam irradiation device,
The spatial light modulator of the light beam irradiation device is arranged to be inclined with respect to the scanning direction of the substrate by the light beam, and the plurality of mirrors of the spatial light modulator are arranged in a scanning direction out of two orthogonal directions. Divide into multiple sections with different numbers of mirrors in the near direction,
The drive circuit of the light beam irradiation apparatus drives the mirrors of each section of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus with a different period for each section. An exposure method characterized in that the exposure period is shorter than the drive cycle of a small number of sections.
光ビーム照射装置の駆動回路により第1の周期で駆動するミラーに対応して、基板に描画するパターンのエッジを含まない部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、
光ビーム照射装置の駆動回路により第2の周期で駆動するミラーに対応して、基板に描画するパターンのエッジを含む部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の露光方法。 The drive circuit of the light beam irradiation apparatus drives the mirrors in one section of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus in the first period, and the mirrors in the section having a larger number of mirrors than the sections are in the first period. Driving with a shorter second period,
Corresponding to the mirror driven in the first cycle by the drive circuit of the light beam irradiation apparatus, the drawing data of the portion not including the edge of the pattern to be drawn on the substrate is supplied to the drive circuit of the light beam irradiation apparatus,
Corresponding to the mirror driven in the second period by the drive circuit of the light beam irradiation apparatus, the drawing data of the portion including the edge of the pattern to be drawn on the substrate is supplied to the drive circuit of the light beam irradiation apparatus. The exposure method according to claim 5 or 6.
光ビーム照射装置の駆動回路により第1の周期で駆動するミラーに対応して、基板に描画するパターンの走査方向に伸びるエッジを含む部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、
光ビーム照射装置の駆動回路により第2の周期で駆動するミラーに対応して、基板に描画するパターンの走査方向と直交する方向に伸びるエッジを含む部分の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の露光方法。 The drive circuit of the light beam irradiation apparatus drives the mirrors in one section of the spatial light modulator of the light beam irradiation apparatus in the first period, and the mirrors in the section having a larger number of mirrors than the sections are in the first period. Driving with a shorter second period,
Corresponding to the mirror driven in the first period by the drive circuit of the light beam irradiation apparatus, the drawing data of the portion including the edge extending in the scanning direction of the pattern drawn on the substrate is supplied to the drive circuit of the light beam irradiation apparatus. ,
Corresponding to the mirror driven in the second cycle by the drive circuit of the light beam irradiation apparatus, the drawing data of the portion including the edge extending in the direction orthogonal to the scanning direction of the pattern drawn on the substrate is driven by the light beam irradiation apparatus. The exposure method according to claim 5, wherein the exposure method is supplied to a circuit.
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