JP2013138100A - 描画装置および描画方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ステージと光学ヘッドとが無駄に相対移動される距離を小さくできる技術を提供する。
【解決手段】描画装置1は、基板Wを水平姿勢で保持するステージ10と、基板Wに対して光を照射して、基板にパターンを描画する光学ユニット40と、ステージ10と光学ユニット40とを相対移動させるステージ駆動機構20と、ステージ駆動機構20に、主走査と副走査とを繰り返して行わせる移動制御部91と、主走査が行われる間に、光学ユニット40に、ステージ10に保持されている基板Wに対して光を照射させて、主走査方向に沿うストライプ領域71にパターンを描画させる光学ユニット制御部92と、複数回行われる主走査のそれぞれの相対移動量を、当該主走査で描画される予定のストライプ領域71の主走査方向の両端位置に基づいて、個別に算出する主走査移動量算出部931と、を備える。
【選択図】図5
【解決手段】描画装置1は、基板Wを水平姿勢で保持するステージ10と、基板Wに対して光を照射して、基板にパターンを描画する光学ユニット40と、ステージ10と光学ユニット40とを相対移動させるステージ駆動機構20と、ステージ駆動機構20に、主走査と副走査とを繰り返して行わせる移動制御部91と、主走査が行われる間に、光学ユニット40に、ステージ10に保持されている基板Wに対して光を照射させて、主走査方向に沿うストライプ領域71にパターンを描画させる光学ユニット制御部92と、複数回行われる主走査のそれぞれの相対移動量を、当該主走査で描画される予定のストライプ領域71の主走査方向の両端位置に基づいて、個別に算出する主走査移動量算出部931と、を備える。
【選択図】図5
Description
この発明は、半導体基板、プリント基板、液晶表示装置等に具備されるカラーフィルタ用基板、液晶表示装置やプラズマ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、磁気ディスク用基板、光ディスク用基板、太陽電池用パネルなどの各種基板等(以下、単に「基板」ともいう)に対して光を照射して、基板にパターンを描画する技術に関する。
感光材料等が塗布された基板に対して光を照射して、当該基板にパターンを描画する装置においては、例えば、処理対象となる基板を載置したステージと光学ヘッドとを相対移動させながら、光学ヘッドからステージ上の基板に対して光を照射して、基板にパターンを形成する(特許文献1,2参照)。
ところで、描画処理にてパターンを描画するべき領域(描画対象領域)の形状やサイズは、対象となる基板の形状やサイズに応じて異なってくる。また、必ずしも、対象となる基板の主面の全域が描画対象領域になるとは限らないため、たとえ形状およびサイズが同じ基板同士であっても、描画対象領域の形状やサイズが異なってくる場合もある。
上述したような、基板を載置したステージと光学ヘッドとを相対移動させながら光学ヘッドからステージ上の基板に対して光を照射してパターンを形成する装置構成の場合、ステージと光学ヘッドとを相対移動させる範囲は、描画対象領域の形状やサイズに関係なく固定範囲とされていることが一般的であり、例えば、ステージは、毎回、当該装置で想定される最大の描画対象領域をカバーできるような固定範囲を、光学ヘッドに対して相対移動されていた。したがって、実際の描画対象領域が当該固定範囲に比べて小さい場合、光学ヘッドが実際の描画対象領域の外側で相対移動されている時間帯が発生してしまう。このような時間帯は、光学ヘッドから描画対象領域への光の照射が行われない、無駄な時間帯であり、装置のスループット低下等の一因となってしまう。
この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ステージと光学ヘッドとが無駄に相対移動される距離を小さくできる技術を提供することを目的とする。
第1の態様は、描画装置であって、基板を水平姿勢で保持するステージと、前記基板に対して光を照射して、前記基板にパターンを描画する光学ヘッドと、前記ステージと前記光学ヘッドとを相対移動させる駆動部と、前記駆動部を制御して、前記ステージと前記光学ヘッドとを主走査方向に沿って相対移動させる主走査と、前記ステージと前記光学ヘッドとを前記主走査方向と直交する副走査方向に沿って相対移動させる副走査と、を繰り返して行わせる、移動制御部と、前記主走査が行われる間に、前記光学ヘッドに、前記ステージに保持されている基板に対して光を照射させて、前記主走査方向に沿うストライプ領域にパターンを描画させる、光学ヘッド制御部と、複数回行われる前記主走査のそれぞれの相対移動量を、当該主走査で描画される予定の前記ストライプ領域の前記主走査方向の両端位置に基づいて、個別に算出する主走査移動量算出部と、を備える。
第2の態様は、第1の態様に係る描画装置であって、前記光学ヘッドを複数個備え、前記複数の光学ヘッドが、前記副走査方向に沿って間隔をあけて配置されており、前記主走査移動量算出部が、複数回行われる前記主走査のそれぞれの前記相対移動量を、当該主走査で前記複数の光学ヘッドによって描画される予定の複数の前記ストライプ領域それぞれの前記主走査方向の両端位置に基づいて算出する。
第3の態様は、第1または第2の態様に係る描画装置であって、前記ステージに保持される基板が円形である。
第4の態様は、第1から第3のいずれかの態様に係る描画装置であって、1回目の前記主走査を開始する際の前記ステージの副走査軸についての位置と、前記主走査を実行する回数とを、描画対象領域の前記副走査方向の両端位置に基づいて算出する副走査移動量算出部、をさらに備える。
第5の態様は、描画方法であって、a)ステージに基板を水平姿勢で保持させる工程と、b)前記ステージと光学ヘッドとを主走査方向に沿って相対移動させる主走査を行いつつ、前記光学ヘッドから前記ステージに保持されている基板に対して光を照射させて、前記主走査方向に沿うストライプ領域にパターンを描画させる工程と、c)前記ステージと前記光学ヘッドとを前記主走査方向と直交する副走査方向に沿って相対移動させる副走査を行う工程と、d)前記b)工程、および、前記c)工程を繰り返して行わせる工程と、e)複数回行われる前記主走査のそれぞれの相対移動量を、当該主走査で描画される予定の前記ストライプ領域の前記主走査方向の両端位置に基づいて、個別に算出する工程と、を備える。
第6の態様は、第5の態様に係る描画方法であって、前記光学ヘッドを複数個備え、前記複数の光学ヘッドが、前記副走査方向に沿って間隔をあけて配置されており、前記e)工程で、複数回行われる前記主走査のそれぞれの前記相対移動量を、当該主走査で前記複数の光学ヘッドによって描画される予定の複数の前記ストライプ領域それぞれの前記主走査方向の両端位置に基づいて、算出する。
第7の態様は、第5または第6の態様に係る描画方法であって、前記ステージに保持される基板が円形である。
第8の態様は、第5から第7のいずれかの態様に係る描画方法であって、f)1回目の前記主走査を開始する際の前記ステージの副走査軸についての位置と、前記主走査を実行する回数とを、描画対象領域の前記副走査方向の両端位置に基づいて算出する工程、をさらに備える。
第1、第5の態様によると、複数回行われる主走査のそれぞれの相対移動量が、当該主走査で描画される予定のストライプ領域の主走査方向の両端位置に基づいて、個別に規定される。この構成によると、ステージと光学ヘッドとが無駄に相対移動される距離を小さくすることができる。
第2、第6の態様によると、複数回行われる主走査のそれぞれの相対移動量が、当該主走査で複数の光学ヘッドによって描画される予定の複数のストライプ領域それぞれの主走査方向の両端位置に基づいて規定される。この構成によると、ステージと複数の光学ヘッドとが無駄に相対移動される距離を小さく抑えつつ、複数の光学ヘッドを用いて迅速に処理を行うことができる。
第3、第7の態様によると、処理対象となる基板が円形である。円形の基板は、各主走査で描画されるストライプ領域の長さ(主走査方向の長さ)のバラツキが比較的大きくなり得るため、ステージと光学ヘッドとが無駄に相対移動される距離が比較的大きくなり得るところ、ここでは、各主走査の相対移動量が、当該主走査で描画される予定のストライプ領域の主走査方向の両端位置に基づいて個別に規定されるので、円形の基板であっても、ステージと光学ヘッドとが無駄に相対移動される距離を効果的に小さくすることができる。
第4、第8の態様によると、1回目の主走査を開始する際のステージの副走査軸についての位置と、主走査を実行する回数とが、描画対象領域の副走査方向の両端位置に基づいて規定される。この構成によると、ステージと光学ヘッドとが副走査方向について無駄に相対移動される距離を小さくすることができる。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
<1.装置構成>
第1の実施の形態に係る描画装置1の構成について、図1、図2を参照しながら説明する。図1は、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。
第1の実施の形態に係る描画装置1の構成について、図1、図2を参照しながら説明する。図1は、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。
描画装置1は、レジスト等の感光材料の層が形成された基板Wの上面に光を照射して、パターン(例えば、回路パターン)を露光する露光装置である。なお、基板Wは、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、太陽電池用パネルなどの各種基板等の各種基板のいずれであってもよい。この実施の形態においては、例えば、円形の半導体基板を処理対象とするものとする。ただし、ここでいう「円形」には、完全な円形だけでなく、円形の外周縁の一部に切り欠きまたは平坦な縁部等が形成されている形状を含む。
描画装置1は、本体フレーム101で構成される骨格の天井面および周囲面にカバーパネル(図示省略)が取り付けられることによって形成される本体内部と、本体フレーム101の外側である本体外部とに、各種の構成要素を配置した構成となっている。
描画装置1の本体内部は、処理領域102と受渡し領域103とに区分されている。処理領域102には、主として、基板Wを保持するステージ10、ステージ10を移動させるステージ駆動機構20、ステージ10の位置を計測するステージ位置計測部30、基板Wの上面に光を照射する2個の光学ユニット40、および、基板W上のアライメントマークを撮像するアライメント撮像部50が配置される。一方、受渡し領域103には、処理領域102に対する基板Wの搬出入を行う搬送装置60とプリアライメント部70とが配置される。
描画装置1の本体外部であって、受渡し領域103に隣接する位置には、カセットCを載置するためのカセット載置部104が配置される。受渡し領域103に配置された搬送装置60は、カセット載置部104に載置されたカセットCに収容された未処理の基板Wを取り出して処理領域102に搬入するとともに、処理領域102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。カセット載置部104に対するカセットCの受渡しは外部搬送装置(図示省略)によって行われる。
また、描画装置1は、描画装置1が備える各部と電気的に接続されて、これら各部の動作を制御する制御部80を備える。
以下において、描画装置1が備える各部の構成について説明する。
<ステージ10>
ステージ10は、平板状の外形を有し、その上面に円形の基板Wを水平姿勢に載置して保持する保持部である。ステージ10の上面には、複数の吸引孔(図示省略)が形成されており、この吸引孔に負圧(吸引圧)を形成することによって、ステージ10上に載置された基板Wをステージ10の上面に固定保持することができるようになっている。
ステージ10は、平板状の外形を有し、その上面に円形の基板Wを水平姿勢に載置して保持する保持部である。ステージ10の上面には、複数の吸引孔(図示省略)が形成されており、この吸引孔に負圧(吸引圧)を形成することによって、ステージ10上に載置された基板Wをステージ10の上面に固定保持することができるようになっている。
<ステージ駆動機構20>
ステージ駆動機構20は、ステージ10を基台105に対して移動させる機構であり、ステージ10を主走査方向(Y軸方向)、副走査方向(X軸方向)、および回転方向(Z軸周りの回転方向(θ軸方向))に移動させる。ステージ駆動機構20は、具体的には、ステージ10を回転させる回転機構21と、回転機構21を介してステージ10を支持する支持プレート22と、支持プレート22を副走査方向に移動させる副走査機構23とを備える。ステージ駆動機構20は、さらに、副走査機構23を介して支持プレート22を支持するベースプレート24と、ベースプレート24を主走査方向に移動させる主走査機構25とを備える。
ステージ駆動機構20は、ステージ10を基台105に対して移動させる機構であり、ステージ10を主走査方向(Y軸方向)、副走査方向(X軸方向)、および回転方向(Z軸周りの回転方向(θ軸方向))に移動させる。ステージ駆動機構20は、具体的には、ステージ10を回転させる回転機構21と、回転機構21を介してステージ10を支持する支持プレート22と、支持プレート22を副走査方向に移動させる副走査機構23とを備える。ステージ駆動機構20は、さらに、副走査機構23を介して支持プレート22を支持するベースプレート24と、ベースプレート24を主走査方向に移動させる主走査機構25とを備える。
回転機構21は、ステージ10の上面(基板Wの載置面)の中心を通り、当該載置面に垂直な回転軸Aを中心としてステージ10を回転させる。回転機構21は、例えば、上端が載置面の裏面側に固着され、鉛直軸に沿って延在する回転軸部211と、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(例えば、回転モータ)212とを含む構成とすることができる。この構成においては、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が水平面内で回転軸Aを中心として回転することになる。
副走査機構23は、支持プレート22の下面に取り付けられた移動子とベースプレート24の上面に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ231とを有している。また、ベースプレート24には、副走査方向に延びる一対のガイド部材232が敷設されており、各ガイド部材232と支持プレート22との間には、ガイド部材232に摺動しながら当該ガイド部材232に沿って移動可能なボールベアリングが設置されている。つまり、支持プレート22は、当該ボールベアリングを介して一対のガイド部材232上に支持される。この構成においてリニアモータ231を動作させると、支持プレート22はガイド部材232に案内された状態で副走査方向に沿って滑らかに移動する。
主走査機構25は、ベースプレート24の下面に取り付けられた移動子と描画装置1の基台105上に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ251を有している。また、基台105には、主走査方向に延びる一対のガイド部材252が敷設されており、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常時エアが供給されており、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上に非接触で浮上支持される。この構成においてリニアモータ251を動作させると、ベースプレート24はガイド部材252に案内された状態で主走査方向に沿って摩擦なしで滑らかに移動する。
<ステージ位置計測部30>
ステージ位置計測部30は、ステージ10の位置を計測する機構であり、ステージ10外からステージ10に向けてレーザ光を出射するとともにその反射光を受光し、当該反射光と出射光との干渉からステージ10の位置(具体的には、主走査方向に沿うY位置、および、回転方向に沿うθ位置)を計測する、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、ステージ10の位置を計測する機構であり、ステージ10外からステージ10に向けてレーザ光を出射するとともにその反射光を受光し、当該反射光と出射光との干渉からステージ10の位置(具体的には、主走査方向に沿うY位置、および、回転方向に沿うθ位置)を計測する、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の−Y側の側面に取り付けられるとともに、−Y側の面に主走査方向に垂直な反射面を備えるプレーンミラー31と、ステージの−Y側において基台105に対して固定される各部(具体的には、レーザ光源32、スプリッタ33、第1リニア干渉計34、第1レシーバ35、第2リニア干渉計36および第2レシーバ37)とを備える構成とすることができる。
このステージ位置計測部30においては、レーザ光源32から出射されたレーザ光は、スプリッタ33により2分割され、一方のレーザ光の一部が第1リニア干渉計34を介してプレーンミラー31上の第1の部位に入射し、プレーンミラー31からの反射光が、第1リニア干渉計34において元のレーザ光の一部(これが参照光として利用される)と干渉して第1レシーバ35により受光される。第1レシーバ35における、反射光と参照光との干渉後の強度変化に基づいて、第1リニア干渉計34とプレーンミラー31との主走査方向における距離が特定される。この第1レシーバ35からの出力に基づいて、専門の演算回路(図示省略)にてステージ10の主走査方向における位置が求められる。
一方、レーザ光源32から出射されてスプリッタ33により分割された他方のレーザ光の一部は、取付台38の内部を+X側から−X側へと通過し、第2リニア干渉計36を介してプレーンミラー31に入射する。ここで、第2リニア干渉計36からのレーザ光は、プレーンミラー31上の第1の部位から副走査方向に一定距離だけ離間したプレーンミラー31上の第2の部位に入射することになる。プレーンミラー31からの反射光は、第2リニア干渉計36において元のレーザ光の一部と干渉して第2レシーバ37により受光される。第2レシーバ37における、反射光と参照光との干渉後の強度変化に基づいて、第2リニア干渉計36とプレーンミラー31との主走査方向における距離が特定される。第2レシーバ37からの出力と上述した第1レシーバ35からの出力に基づいて、専門の演算回路(図示省略)にてステージ10の回転角度が求められる。
<光学ユニット40>
光学ユニット40は、ステージ10上に保持された基板Wの上面に光を照射して基板Wにパターンを描画するための機構である。上述したとおり、描画装置1は2個の光学ユニット40,40を備える。一方の光学ユニット40は基板Wの+X側半分の露光を担当し、他方の光学ユニット40は基板Wの−X側半分の露光を担当する。これら2個の光学ユニット40,40は、ステージ10およびステージ駆動機構20を跨ぐようにして基台105上に架設された支持フレーム107に、副走査方向(X軸方向)に沿って、間隔をあけて固設される。なお、2個の光学ユニット40,40の間隔は必ずしも一定に固定されている必要はなく、光学ユニット40,40の一方あるいは両方の位置を変更可能とする機構を設けて、両者の間隔を調整可能としてもよい。
光学ユニット40は、ステージ10上に保持された基板Wの上面に光を照射して基板Wにパターンを描画するための機構である。上述したとおり、描画装置1は2個の光学ユニット40,40を備える。一方の光学ユニット40は基板Wの+X側半分の露光を担当し、他方の光学ユニット40は基板Wの−X側半分の露光を担当する。これら2個の光学ユニット40,40は、ステージ10およびステージ駆動機構20を跨ぐようにして基台105上に架設された支持フレーム107に、副走査方向(X軸方向)に沿って、間隔をあけて固設される。なお、2個の光学ユニット40,40の間隔は必ずしも一定に固定されている必要はなく、光学ユニット40,40の一方あるいは両方の位置を変更可能とする機構を設けて、両者の間隔を調整可能としてもよい。
2個の光学ユニット40,40はいずれも同じ構成を備える。すなわち、各光学ユニット40は、天板を形成するボックスの内部に配置されたレーザ駆動部41、レーザ発振器42および照明光学系43と、支持フレーム107の+Y側に取り付けられた付設ボックスの内部に収容されたヘッド部400とを備える。ヘッド部400は、空間光変調ユニット44と投影光学系45と光路補正部46とを主として備える。
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)からレーザ光を出射する。照明光学系43は、レーザ発振器42から出射された光(スポットビーム)を、強度分布が均一な線状の光(光束断面が線状の光であるラインビーム)とする。レーザ発振器42から出射され、照明光学系43にてラインビームとされた光は、ヘッド部400に入射する。
ヘッド部400に入射した光は、ここでパターンデータ5(図4参照)に応じた空間変調を施された上で、基板Wに照射される。すなわち、ヘッド部400に入射した光は、具体的には、ミラー47を介して、定められた角度で空間光変調ユニット44に入射する。空間光変調ユニット44は、当該入射光をパターンデータ5に応じて空間変調して、パターンの描画に寄与させる必要光と、パターンの描画に寄与させない不要光とを、互いに異なる方向に反射させる。ただし、光を空間変調させるとは、光の空間分布(振幅、位相、および偏光等)を変化させることを意味する。
空間光変調ユニット44は、具体的には、電気的な制御によって入射光を空間変調させる空間光変調器441を備える。空間光変調器441は、その反射面の法線が、ミラー47を介して入射する入射光の光軸に対して傾斜して配置され、当該入射光を制御部80(具体的には、制御部80において実現される描画制御部9(図5参照))の制御に応じて空間変調させる。空間光変調器441は、例えば、回折格子型の空間変調器(例えば、GLV(Grating Light Valve:グレーチング・ライト・開閉弁)(シリコン・ライト・マシーンズ(サンノゼ、カリフォルニア)の登録商標)等を利用して構成される。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。
空間光変調器441の構成例についてより具体的に説明する。空間光変調器441は、例えば、複数の空間光変調素子を一次元に並べた構成となっている。各空間光変調素子の動作は、電圧のオン/オフで制御される。すなわち、例えば電圧がオフされている状態においては空間光変調素子の表面は平面となっており、この状態で空間光変調素子に光が入射すると、その入射光は回折せずに正反射する。これにより、正反射光(0次回折光)が発生する。一方、例えば電圧がオンされている状態においては、空間光変調素子の表面には平行な溝が周期的に並んで複数本形成される。この状態で空間光変調素子に光が入射すると、正反射光(0次回折光)は打ち消しあって消滅し、他の次数の回折光(±1次回折光、±2次回折光、および、さらに高次の回折光)が発生する。より正確には、0次回折光の強度が最小となり、他の次数の回折光の強度が最大となる。空間光変調器441は、複数の空間光変調素子のそれぞれに対して独立に電圧を印加可能なドライバ回路ユニットを備えており、各空間光変調素子の電圧が独立して切り換え可能となっている。
投影光学系45は、空間光変調器441にて空間変調された光のうち、パターンの描画に寄与させるべきでない不要光を遮断するとともにパターンの描画に寄与させるべき必要光のみを基板Wの表面に導いて、当該表面に結像させる。ただし、空間光変調器441にて空間変調された光には、上述したとおり、0次回折光と、0次以外の次数の回折光(具体的には、±1次回折光、±2次回折光、および、比較的微量の±3次以上の高次回折光)とが含まれており、0次回折光がパターンの描画に寄与させるべき必要光であり、それ以外の回折光がパターンの描画に寄与させるべきでない不要光である。これら必要光と不要光とは互いに異なる方向に沿って出射される。すなわち、必要光はZ軸に沿って−Z方向に、不要光はZ軸から±X方向に僅かに傾斜した軸に沿って−Z方向に、それぞれ出射される。投影光学系45は、例えば、遮断板によって、Z軸から±X方向に僅かに傾斜した軸に沿って進行する不要光を遮断するとともに、Z軸に沿って進行する必要光のみを通過させる。投影光学系45は、この遮断板の他に、入射光の幅を広げる(あるいは狭める)ズーム部を構成する複数のレンズ、入射光を定められた倍率として基板W上に結像させる対物レンズ、等をさらに含む構成とすることができる。
光学ユニット40に描画動作を実行させる場合、描画制御部9(図5参照)は、レーザ駆動部41を駆動してレーザ発振器42から光を出射させる。出射された光は照明光学系43にてラインビームとされ、ミラー47を介して空間光変調ユニット44の空間光変調器441に入射する。上述したとおり、空間光変調器441においては複数の空間光変調素子が副走査方向(X軸方向)に沿って並んで配置されており、入射光はその線状の光束断面を空間光変調素子の配列方向に沿わせるようにして、一列に配列された複数の空間光変調素子に入射する。描画制御部9は、パターンデータ5に基づいてドライバ回路ユニットに指示を与え、ドライバ回路ユニットが指示された空間光変調素子に対して電圧を印加する。これによって、各空間光変調素子にて個々に空間変調された光が形成され、基板Wに向けて出射されることになる。空間光変調器441が備える空間光変調素子の個数を「N個」とすると、空間光変調器441からは、副走査方向に沿うN画素分の空間変調された光が出射されることになる。空間光変調器441にて空間変調された光は、必要な場合は後述する光路補正部46によりその光路を補正された上で、投影光学系45に入射する。そして、投影光学系45においては、入射光のうちの不要光が遮断されるとともに必要光のみが基板Wの表面に導かれ、定められた倍率とされて基板Wの表面に結像される。
後に明らかになるように、光学ユニット40は、主走査方向(Y軸方向)に沿って光学ユニット40に対して相対的に移動されるステージ10に保持された基板Wに対して、副走査方向に沿うM画素分の空間変調された光を断続的に照射し続ける(すなわち、基板Wの表面にパルス光を繰り返して投影し続ける)。したがって、光学ユニット40が主走査方向に沿って基板Wに対して相対移動して基板Wを横断すると、基板Wの表面に、主走査方向に沿って延在し、副走査方向に沿ってM画素分の幅(以下、「描画幅T」ともいう)をもつ、1本の帯状領域に、パターン群が描画されることになる。この、帯状領域を、以下、「ストライプ領域」ともいう。
光路補正部46は、ヘッド部400において、空間光変調ユニット44と投影光学系45との間に設けられ、空間光変調ユニット44で変調された光の経路を副走査方向(X方向)に沿ってシフトさせる。光路補正部46は、例えば、2個のウェッジプリズム(非平行な光学面を備えることにより入射光の光路を変更できるプリズム)と、一方のウェッジプリズムを、他方のウェッジプリズムに対して、入射光の光軸の方向(Z軸方向)に沿って直線的に移動させるウェッジプリズム移動機構とから実現することができる。この構成においては、ウェッジプリズム移動機構を駆動制御して、2個のウェッジプリズム間の離間距離を調整することによって、必要な量だけ入射光をシフトさせることができる。光路補正部46が必要に応じて光の経路をシフトさせることによって、基板Wに照射される光の位置を副走査方向に沿って微調整することが可能となる。
<アライメント撮像部50>
アライメント撮像部50は、支持フレーム107に固設され、基板Wの上面に形成されたアライメントマークを撮像する。アライメント撮像部50は、例えば、鏡筒、対物レンズ、および、例えばエリアイメージセンサ(二次元イメージセンサ)により構成されるCCDイメージセンサ(いずれも図示省略)を備える。また、アライメント撮像部50は、撮像に用いられる照明光を供給する照明ユニット501とファイバ等を介して接続される。ただし、この照明光としては、基板W上のレジスト等を感光させない波長の光源が採用される。照明ユニット501から出射される光はファイバを介してアライメント撮像部50の鏡筒に導かれ、鏡筒を介して基板Wの上面に導かれる。そして、その反射光が、対物レンズを介してCCDイメージセンサで受光される。これによって、基板Wの上面の撮像データが取得されることになる。CCDイメージセンサは、制御部80からの指示に応じて撮像データを取得するとともに、取得した撮像データを制御部80に送信する。なお、アライメント撮像部50はオートフォーカス可能なオートフォーカスユニットをさらに備えていてもよい。
アライメント撮像部50は、支持フレーム107に固設され、基板Wの上面に形成されたアライメントマークを撮像する。アライメント撮像部50は、例えば、鏡筒、対物レンズ、および、例えばエリアイメージセンサ(二次元イメージセンサ)により構成されるCCDイメージセンサ(いずれも図示省略)を備える。また、アライメント撮像部50は、撮像に用いられる照明光を供給する照明ユニット501とファイバ等を介して接続される。ただし、この照明光としては、基板W上のレジスト等を感光させない波長の光源が採用される。照明ユニット501から出射される光はファイバを介してアライメント撮像部50の鏡筒に導かれ、鏡筒を介して基板Wの上面に導かれる。そして、その反射光が、対物レンズを介してCCDイメージセンサで受光される。これによって、基板Wの上面の撮像データが取得されることになる。CCDイメージセンサは、制御部80からの指示に応じて撮像データを取得するとともに、取得した撮像データを制御部80に送信する。なお、アライメント撮像部50はオートフォーカス可能なオートフォーカスユニットをさらに備えていてもよい。
<搬送装置60>
搬送装置60は、基板Wを支持するための2本のハンド61,61と、ハンド61,61を独立に移動させるハンド駆動機構62とを備える。各ハンド61は、ハンド駆動機構62によって駆動されることにより進退移動および昇降移動されて、ステージ10に対する基板Wの受渡しを行う。
搬送装置60は、基板Wを支持するための2本のハンド61,61と、ハンド61,61を独立に移動させるハンド駆動機構62とを備える。各ハンド61は、ハンド駆動機構62によって駆動されることにより進退移動および昇降移動されて、ステージ10に対する基板Wの受渡しを行う。
<プリアライメント部70>
プリアライメント部70は、基板Wの回転位置を粗く補正する装置である。プリアライメント部70は、例えば、回転可能に構成された載置台と、載置台に載置された基板Wの外周縁の一部に形成された切り欠き部(例えば、ノッチ、オリエンテーションフラット等)の位置を検出するセンサと、載置台を回転させる回転機構とから構成することができる。この場合、プリアライメント部70におけるプリアライメント処理は、まず、載置台に載置された基板Wの切り欠き部の位置をセンサで検出し、続いて、回転機構が、当該切り欠き部の位置が定められた位置となるように載置台を回転させることによって行われる。
プリアライメント部70は、基板Wの回転位置を粗く補正する装置である。プリアライメント部70は、例えば、回転可能に構成された載置台と、載置台に載置された基板Wの外周縁の一部に形成された切り欠き部(例えば、ノッチ、オリエンテーションフラット等)の位置を検出するセンサと、載置台を回転させる回転機構とから構成することができる。この場合、プリアライメント部70におけるプリアライメント処理は、まず、載置台に載置された基板Wの切り欠き部の位置をセンサで検出し、続いて、回転機構が、当該切り欠き部の位置が定められた位置となるように載置台を回転させることによって行われる。
<制御部80>
制御部80は、描画装置1が備える各部と電気的に接続されており、各種の演算処理を実行しつつ描画装置1の各部の動作を制御する。
制御部80は、描画装置1が備える各部と電気的に接続されており、各種の演算処理を実行しつつ描画装置1の各部の動作を制御する。
図3は、制御部80のハードウエア構成を示すブロック図である。制御部80は、例えば、CPU81、ROM82、RAM83、記憶装置84等がバスライン85を介して相互接続された一般的なコンピュータによって構成されている。ROM82は基本プログラム等を格納しており、RAM83はCPU81が所定の処理を行う際の作業領域として供される。記憶装置84は、フラッシュメモリ、あるいは、ハードディスク装置等の不揮発性の記憶装置によって構成されている。記憶装置84にはプログラムPが格納されており、このプログラムPに記述された手順に従って、主制御部としてのCPU81が演算処理を行うことにより、各種機能が実現されるように構成されている。プログラムPは、通常、予め記憶装置84等のメモリに格納されて使用されるものであるが、CD−ROMあるいはDVD−ROM、外部のフラッシュメモリ等の記録媒体に記録された形態(プログラムプロダクト)で提供され(あるいは、ネットワークを介した外部サーバからのダウンロードなどにより提供され)、追加的または交換的に記憶装置84等のメモリに格納されるものであってもよい。なお、制御部80において実現される一部あるいは全部の機能は、専用の論理回路等でハードウエア的に実現されてもよい。また、制御部80は、通信回線等を介して互いに接続された複数のコンピュータが協働することにより実現されるものであってもよい。
また、制御部80では、入力部86、表示部87、通信部88もバスライン85に接続されている。入力部86は、各種スイッチ、タッチパネル等により構成されており、オペレータから各種の入力設定指示を受け付ける。表示部87は、液晶表示装置、ランプ等により構成されており、CPU81による制御の下、各種の情報を表示する。通信部88は、LAN等を介したデータ通信機能を有する。
<2.機能構成>
描画装置1にて実行される描画処理に関する機能構成について、図4、図5を参照しながら説明する。図4は、当該機能構成を示すブロック図である。図5は、描画処理が行われる様子を説明するための図である。
描画装置1にて実行される描画処理に関する機能構成について、図4、図5を参照しながら説明する。図4は、当該機能構成を示すブロック図である。図5は、描画処理が行われる様子を説明するための図である。
描画装置1は、描画処理に係る制御を行う描画制御部9を備える。描画制御部9は、例えば、制御部80において、プログラムPに記述された手順に従って主制御部としてのCPU81が演算処理を行うことにより実現される機能部である。描画制御部9は、移動制御部91と、光学ユニット制御部92と、移動量算出部93とを備える。
<移動制御部91>
移動制御部91は、ステージ駆動機構20を制御して、ステージ10を光学ユニット40,40(すなわち、基台105に対して固定された支持フレーム107に、固設された、光学ユニット40,40)に対して移動させることによって、ステージ10と光学ユニット40,40とを相対的に移動させる。より具体的には、移動制御部91は、ステージ駆動機構20を制御して、ステージ10を主走査方向(Y軸方向)に沿って移動させることによって、ステージ10と光学ユニット40,40とを主走査方向に沿って相対的に移動させる(主走査)。また、移動制御部91は、ステージ駆動機構20を制御して、ステージ10を副走査方向(X軸方向)に沿って移動させることによって、ステージ10と光学ユニット40,40とを副走査方向に沿って相対的に移動させる(副走査)。
移動制御部91は、ステージ駆動機構20を制御して、ステージ10を光学ユニット40,40(すなわち、基台105に対して固定された支持フレーム107に、固設された、光学ユニット40,40)に対して移動させることによって、ステージ10と光学ユニット40,40とを相対的に移動させる。より具体的には、移動制御部91は、ステージ駆動機構20を制御して、ステージ10を主走査方向(Y軸方向)に沿って移動させることによって、ステージ10と光学ユニット40,40とを主走査方向に沿って相対的に移動させる(主走査)。また、移動制御部91は、ステージ駆動機構20を制御して、ステージ10を副走査方向(X軸方向)に沿って移動させることによって、ステージ10と光学ユニット40,40とを副走査方向に沿って相対的に移動させる(副走査)。
移動制御部91は、描画処理の実行にあたって、ステージ駆動機構20を制御して、上述した主走査と副走査とを繰り返して行わせる。すなわち、移動制御部91は、はじめに、ステージ10を例えばY軸に沿って+Y方向に、定められた距離(後述する主走査移動量算出部931により規定される距離)だけ移動させ、続いて、ステージ10を例えばX軸に沿って−X方向に、各光学ユニット40の描画幅Tに相当する距離だけ移動させる。そして、ステージ10をY軸に沿って今度は−Y方向に、定められた距離だけ移動させる。以降も同様で、ステージ10をX軸に沿って−X方向に各光学ユニット40の描画幅Tに相当する距離だけ移動させた上で、ステージ10を主走査方向に沿って今度はY軸に沿って+Y方向に、定められた距離だけ移動させる、といった具合に、主走査と副走査とを繰り返して行わせる。
上記の動作をステージ10に載置された基板Wからみると、図5に示されるように、光学ユニット40,40は、一回目の主走査において、Y軸に沿って−Y方向に移動しながらパターンを描画するべき領域(描画対象領域)7を横断することになる。そして、続く副走査において、光学ユニット40,40は、X軸に沿って+X方向に描画幅Tだけ移動する。続く二回目の主走査において、先の主走査で通過した道筋と描画幅Tだけ離間した道筋を、Y軸に沿って+Y方向に移動しながら描画対象領域7を横断することになる。
ただし、後述するとおり、主走査および副走査に係る各種の移動量(1回目の主走査を開始する際のステージ10の副走査軸(X軸)についての位置Po、主走査を実行させる回数N、および、N回実行される主走査のそれぞれの相対移動量D(i)(i=1,2,・・,N))は、移動量算出部93によって算出されて記憶装置84に移動量データ6として格納されており、移動制御部91は、移動量データ6に応じて、ステージ駆動機構20を制御する。
<光学ユニット制御部92>
光学ユニット制御部92は、2個の光学ユニット40,40のそれぞれを駆動制御して、各主走査が行われる間に、各光学ユニット40から、移動されるステージ10に保持された基板Wに対して、描画光(基板Wに描画すべきパターンを記述したパターンデータ5に応じた空間変調が施された光)を出射させる。
光学ユニット制御部92は、2個の光学ユニット40,40のそれぞれを駆動制御して、各主走査が行われる間に、各光学ユニット40から、移動されるステージ10に保持された基板Wに対して、描画光(基板Wに描画すべきパターンを記述したパターンデータ5に応じた空間変調が施された光)を出射させる。
ここで、パターンデータ5について説明する。パターンデータ5は、例えば、CAD(computer aided design)を用いて生成されたCADデータをラスタライズしたデータであり、光を照射すべき基板W上の位置情報が画素単位で記録される。パターンデータ5の取得は、例えばネットワーク等を介して接続された外部端末装置から受信することにより行われてもよいし、記録媒体から読み取ることにより行われてもよい。
ここで、パターンデータ5は、複数のストライプデータ51,51,・・に分割されて生成されている。各ストライプデータ51は、複数のストライプ領域71,71,・・のいずれかと対応しており、当該対応するストライプ領域71に描画すべきパターンを記述した情報となっている。ただし、ストライプ領域71とは、描画対象領域7が分割されることにより規定される領域であり、上述したとおり、主走査方向に沿って延在し、副走査方向に沿う幅が描画幅Tに相当する帯状領域である。各ストライプデータ51は、遅くとも、これと対応するストライプ領域71に対する描画が実行される前に、記憶装置84に格納される。
光学ユニット制御部92は、主走査(例えば、i回目の主走査)が開始されると(すなわち、2個の光学ユニット40,40のそれぞれが、ステージ10に載置された基板Wに対して主走査方向(Y方向)に相対的に移動開始されると)、当該i回目の主走査で各光学ユニット40が描画すべきストライプ領域71と対応するストライプデータ51をそれぞれ読み出し、各ストライプデータ51の記述内容に従って各光学ユニット40の空間光変調ユニット44を駆動する。これによって、各光学ユニット40から、各ストライプデータ51に応じた変調を受けたM画素分の空間変調された光が出射される。つまり、各光学ユニット40は、基板W上をY方向に沿って横断しつつ、副走査方向に沿うM画素分の空間変調された光を出射して、ストライプ領域71にパターン群を描画する。この実施の形態においては、光学ユニット40が2個設けられているため、1回の主走査が行われる間に、2個のストライプ領域71,71のそれぞれにパターン群が描画されることになる。i回目の主走査が完了した後、副走査を経て、(i+1)回目の主走査が行われると、先の主走査で描画された各ストライプ領域71に隣接するストライプ領域71にパターン群が描画されることになる。
ただし、各ストライプデータ51には、対応するストライプ領域71の主走査方向の両端部の各位置情報(座標情報)が含まれており、主走査方向に沿う移動が開始されてから、光学ユニット40の下方にストライプ領域71の主走査方向の一方の端部が到達するまでの間、および、光学ユニット40の下方をストライプ領域71の他方の端部が通過してから主走査方向に沿う移動が終了するまでの間は、光学ユニット制御部92は、基板Wに光を入射させないように光学ユニット40を制御する。具体的には、光学ユニット制御部92は、例えば、上記の各時間帯は、不要光のみが投影光学系45に入射するよう、空間光変調ユニット44を駆動して、基板Wの表面に光が照射されない状態にする。なお、例えば、レーザ発振器42と空間光変調ユニット44との間に開閉自在なシャッターを設けておき、上記の各時間帯は、光学ユニット制御部92が、当該シャッターを閉状態とさせることによって、基板Wに光を入射させないようにしてもよい。
<移動量算出部93>
移動量算出部93は、主走査および副走査に係る各種の移動量を算出する。移動量算出部93は、主走査に係る移動量を算出する主走査移動量算出部931と、副走査に係る移動量を算出する副走査移動量算出部932とを備える。
移動量算出部93は、主走査および副走査に係る各種の移動量を算出する。移動量算出部93は、主走査に係る移動量を算出する主走査移動量算出部931と、副走査に係る移動量を算出する副走査移動量算出部932とを備える。
<i.主走査移動量算出部931>
主走査移動量算出部931は、複数回行われる主走査のそれぞれの相対移動量D(i)(i=1,2,・・,N)を個別に算出する。ただし、「主走査の相対移動量」とは、ステージ10と光学ユニット40とを主走査方向について相対移動させる距離であり、この実施の形態においては、ステージ10を主走査方向に沿って移動させる距離である。ここでは、複数回行われる主走査のそれぞれの相対移動量D(i)が個別に算出されるので、各主走査の相対移動量D(i)が必ずしも互いに等しいものとなるとは限らず、主走査間でその相対移動量がバラバラになる可能性がある。
主走査移動量算出部931は、複数回行われる主走査のそれぞれの相対移動量D(i)(i=1,2,・・,N)を個別に算出する。ただし、「主走査の相対移動量」とは、ステージ10と光学ユニット40とを主走査方向について相対移動させる距離であり、この実施の形態においては、ステージ10を主走査方向に沿って移動させる距離である。ここでは、複数回行われる主走査のそれぞれの相対移動量D(i)が個別に算出されるので、各主走査の相対移動量D(i)が必ずしも互いに等しいものとなるとは限らず、主走査間でその相対移動量がバラバラになる可能性がある。
主走査移動量算出部931が、各主走査の相対移動量D(i)を算出する処理の流れについて、図6、図7を参照しながら説明する。図6は、当該処理の流れを示す図である。図7は、当該処理を説明するための図である。
主走査移動量算出部931は、まず、対象となる主走査(ここでは、i回目の主走査であるとし、以下「対象主走査」という)が行われる間に、一方の光学ユニット(第1の光学ユニット)40が描画すべきストライプ領域(第1のストライプ領域)71aの、主走査方向の両端部A1,A2の各位置を、当該第1のストライプ領域71aと対応するストライプデータ51に基づいて特定する(ステップS101)。ただし、上述したとおり、各ストライプデータ51には、対応するストライプ領域71の主走査方向の両端部の各位置情報が含まれている。
続いて、主走査移動量算出部931は、対象主走査が行われる間に、他方の光学ユニット(第2の光学ユニット)40が描画すべきストライプ領域(第2の対象ストライプ領域)71bの、主走査方向の両端部B1,B2の各位置を、第2のストライプ領域71bと対応するストライプデータ51に基づいて特定する(ステップS102)。
続いて、主走査移動量算出部931は、第1のストライプ領域71aの各端部A1,A2、および、第2のストライプ領域71bの各端部B1,B2のうち、最も主走査軸(Y軸)の−側にある最端部K1と、最も主走査軸の+側にある最端部K2とをそれぞれ特定し、各最端部K1,K2の位置情報を記憶する(ステップS103)。
続いて、主走査移動量算出部931は、ステップS103で特定された、各最端部K1,K2間の主走査方向についての離間距離を算出し、算出された値に、必要に応じて、定められた余長を付加した値を、対象主走査の相対移動量D(i)として記憶する(ステップS104)。例えば、ステージ10が停止状態から光学ユニット40に対する相対移動の速度が安定した状態となるまでに必要な助走距離と、当該安定した状態からステージ10が停止状態となるまでに必要な助走距離とを、余長として付加してもよい。また例えば、対象主走査の前の主走査における移動終了位置、および、対象主走査の後の主走査における移動開始位置を考慮して、必要な余長を算出してこれを付加してもよい。
以上の一連の処理によって、対象主走査の相対移動量D(i)が算出される。主走査移動量算出部931は、複数回繰り返される主走査のそれぞれについて、少なくとも当該主走査が実行される前に、上記の一連の処理を行って、当該主走査の相対移動量を算出して、記憶装置84に格納する。つまり、N回の主走査が行われる場合、N個の相対移動量D(1),D(2),・・,D(N)が記憶装置84に格納されることになる。
<ii.副走査移動量算出部932>
副走査移動量算出部932は、1回目の主走査を開始する際のステージ10の副走査軸(X軸)についての位置(以下「初期X位置」という)Po、および、主走査を実行させる回数(以下「主走査の回数」という)Nを算出する。これら各値Po,Nによって、副走査の相対移動量(具体的には、複数回の副走査によって、ステージ10と光学ユニット40とを副走査方向について相対移動させる総距離であり、この実施の形態においては、ステージ10を副走査方向に沿って移動させる総距離である)が規定されることになる。
副走査移動量算出部932は、1回目の主走査を開始する際のステージ10の副走査軸(X軸)についての位置(以下「初期X位置」という)Po、および、主走査を実行させる回数(以下「主走査の回数」という)Nを算出する。これら各値Po,Nによって、副走査の相対移動量(具体的には、複数回の副走査によって、ステージ10と光学ユニット40とを副走査方向について相対移動させる総距離であり、この実施の形態においては、ステージ10を副走査方向に沿って移動させる総距離である)が規定されることになる。
副走査移動量算出部932が、これらの各値を特定する処理の流れについて、図8、図9を参照しながら説明する。図8は、当該処理の流れを示す図である。図9は、当該処理を説明するための図である。
副走査移動量算出部932は、まず、描画対象領域7の、副走査方向の両端部C1,C2の副走査軸についての各位置を、処理レシピ、あるいは、パターンデータ5等に基づいて特定する(ステップS201)。
続いて、副走査移動量算出部932は、ステップS201で取得された、各端部C1,C2のうち、副走査におけるステージ10の移動方向について下流側の端部C1の位置に基づいて、初期X位置Poを決定する。具体的には、複数の光学ユニット40,40のうち、当該移動方向について最も下流側に配置された光学ユニット40と、ステージ10に載置された基板Wにおける当該端部C1に相当する位置とが、副走査軸について略同一位置におかれるような、ステージ10の副走査軸についての位置を、初期X位置Poとして記憶する(ステップS202)。
さらに、副走査移動量算出部932は、ステップS202で取得された各端部C1,C2間の副走査方向についての離間距離を算出する。そして、当該算出された値を、光学ユニット40の個数で割り、さらに、描画幅Tで割って得られた値を、主走査の回数Nとして記憶する(ステップS203)。
以上の一連の処理によって、ステージ10の初期X位置Po、および、主走査の回数Nが特定される。副走査移動量算出部932は、描画処理が開始される前に、上記の一連の処理を行って、ステージ10の初期X位置Poと、主走査の回数Nとを算出して、記憶装置84に格納する。
<3.基板Wに対する処理の流れ>
描画装置1において実行される基板Wに対する一連の処理の全体の流れについて、図10を参照しながら説明する。図10は、当該処理の流れを示す図である。以下に説明する一連の動作は、制御部80の制御下で行われる。
描画装置1において実行される基板Wに対する一連の処理の全体の流れについて、図10を参照しながら説明する。図10は、当該処理の流れを示す図である。以下に説明する一連の動作は、制御部80の制御下で行われる。
まず、搬送装置60が、カセット載置部104に載置されたカセットCから未処理基板Wを取り出して描画装置1に搬入する(ステップS1)。
続いて、搬送装置60は搬入した基板Wをプリアライメント部70に搬入し、プリアライメント部70にて当該基板Wに対するプリアライメント処理が行われる(ステップS2)。プリアライメント処理は、上述したとおり、例えば、載置台に載置された基板Wの切り欠き部の位置をセンサで検出し、当該切り欠き部の位置が定められた位置となるように載置台を回転させることによって行われる。これによって、載置台に載置された基板Wが定められた回転位置におおまかに位置合わせされた状態におかれることになる。
続いて、搬送装置60が、プリアライメント処理済みの基板Wをプリアライメント部70から搬出してこれをステージ10に載置する(ステップS3)。ステージ10は、その上面に基板Wが載置されると、これを吸着保持する。
基板Wがステージ10に吸着保持された状態となると、続いて、当該基板Wが適正な回転位置にくるように精密に位置合わせする処理(ファインアライメント)が行われる(ステップS4)。具体的には、まず、ステージ駆動機構20が、ステージ10を受渡し位置からアライメント撮像部50の下方位置まで移動させる。ステージ10がアライメント撮像部50の下方に配置されると、続いて、アライメント撮像部50が、基板W上のアライメントマークを撮像して、当該撮像データを取得する。続いて、制御部80が、アライメント撮像部50により取得された撮像データを画像解析してアライメントマークの位置を検出し、その検出位置に基づいて基板Wの適正位置からのずれ量を算出する。ずれ量が算出されると、ステージ駆動機構20が当該算出されたずれ量だけステージ10を移動させて、基板Wが適正位置にくるように位置合わせする。
基板Wが位置合わせされると、続いて、描画処理が開始される(ステップS5)。この処理について、図5、および、図11を参照しながら具体的に説明する。図11は、当該処理の流れを示す図である。
まず、移動制御部91が、ステージ駆動機構20にステージ10を定められた初期位置まで移動させる(ステップS51)。ただし、ステージ10の主走査軸についての初期位置(初期Y位置)は、予め定められているとする。また、ステージ10の副走査軸についての初期位置(初期X位置)Poについては、上述したとおり、描画処理が開始されるのに先立って、副走査移動量算出部932が算出して記憶装置84に格納している。移動制御部91は、当該情報を記憶装置84から読み出して、副走査軸について当該指定された位置にステージ10を移動させるとともに、主走査軸について予め定められた位置にステージ10を移動させる。
続いて、移動制御部91が、ステージ駆動機構20にステージ10を主走査方向(Y軸方向)に沿って移動させる(主走査)(ステップS52)。ただし、上述したとおり、各主走査が開始されるのに先立って、主走査移動量算出部931が、当該主走査の相対移動量D(i)を算出して、記憶装置84に格納しており、移動制御部91は、当該主走査の相対移動量D(i)を記憶装置84から読み出して、指定された距離だけステージ10を主走査方向に移動させる。
一方、主走査が行われる間、光学ユニット制御部92が、各光学ユニット40に描画光(パターンデータ5に応じた空間変調が形成された、副走査方向に沿うN画素分の光)を生成させるとともにこれを基板Wに向けて照射させる。これによって、各光学ユニット40が、基板W上をY方向に沿って横断しつつ、ストライプ領域71にパターン群を描画することになる。ただし、上述したとおり、描画装置1は2個の光学ユニット40,40を備えており、1回の主走査が行われる間に、2個のストライプ領域71,71のそれぞれにパターン群が並行して描画されることになる。
1回の主走査が終了すると、ステージ駆動機構20は、ステージ10をX軸に沿って、描画幅Tだけ移動させる(副走査)(ステップS53)。
副走査が終了すると、再び主走査が行われるところ、ここでも、光学ユニット制御部92が、各光学ユニット40に描画光を基板Wに向けて照射させる。これによって、先の主走査で描画された各ストライプ領域71に隣接するストライプ領域71に、パターン群が描画されることになる。
定められた回数の主走査および副走査が完了すると(ステップS54でYES)、描画対象領域7の全域にパターンが描画された状態となり、移動制御部91は、ステージ駆動機構20にステージ10を定められた搬出位置まで移動させる。ただし、上述したとおり、描画処理が開始されるのに先立って、副走査移動量算出部932が、主走査の回数Nを特定して、記憶装置84に格納しており、移動制御部91は、記憶装置84に格納された当該回数Nと既に行われた主走査の回数とを比較して、描画完了のタイミングを判定する。
再び図10を参照する。描画対象領域7の全域にパターンが描画されると、搬送装置60が処理済みの基板Wを搬出する(ステップS6)。これによって、当該基板Wに対する一連の処理が終了する。
<4.効果>
上記の実施の形態によると、複数回行われる主走査のそれぞれの相対移動量D(i)(i=1,2,・・N)が、当該主走査で描画される予定のストライプ領域71の主走査方向の両端位置に基づいて、個別に規定される。この構成によると、ステージ10と光学ユニット40とが無駄に相対移動される距離を小さくすることができる。例えば、各主走査の相対移動量が一定値に固定されている場合と比較すると、上記の実施の形態を適用した場合、図5の領域Qで示される各部分において、無駄な相対移動が省かれていることがわかる。ステージ10と光学ユニット40とが無駄に相対移動される距離が小さくなると、無駄な搬送時間が省かれるため、装置のスループットが向上し、生産性が向上する。また、搬送機構の消耗の低減、消費電力の低減等といった利点も得られる。
上記の実施の形態によると、複数回行われる主走査のそれぞれの相対移動量D(i)(i=1,2,・・N)が、当該主走査で描画される予定のストライプ領域71の主走査方向の両端位置に基づいて、個別に規定される。この構成によると、ステージ10と光学ユニット40とが無駄に相対移動される距離を小さくすることができる。例えば、各主走査の相対移動量が一定値に固定されている場合と比較すると、上記の実施の形態を適用した場合、図5の領域Qで示される各部分において、無駄な相対移動が省かれていることがわかる。ステージ10と光学ユニット40とが無駄に相対移動される距離が小さくなると、無駄な搬送時間が省かれるため、装置のスループットが向上し、生産性が向上する。また、搬送機構の消耗の低減、消費電力の低減等といった利点も得られる。
また、上記の実施の形態によると、複数回行われる主走査のそれぞれの相対移動量D(i)(i=1,2,・・N)が、当該主走査で複数の光学ユニット40によって描画される予定の複数のストライプ領域71,71それぞれの主走査方向の両端位置に基づいて規定される。この構成によると、ステージ10と複数の光学ユニット40とが無駄に相対移動される距離を小さく抑えつつ、複数の光学ユニット40を用いて迅速に処理を行うことができる。
また、上記の実施の形態においては、処理対象となる基板Wが円形である。円形の基板Wは、各主走査で描画されるストライプ領域71の長さ(主走査方向の長さ)のバラツキが比較的大きくなり得るため、ステージ10と光学ユニット40とが無駄に相対移動される距離が比較的大きくなり得るところ、ここでは、各主走査の相対移動量D(i)(i=1,2,・・N)が、当該主走査で描画される予定のストライプ領域71の主走査方向の両端位置に基づいて個別に規定されるので、円形の基板Wであっても、ステージ10と光学ユニット40とが無駄に相対移動される距離を効果的に小さくすることができる。
また、上記の実施の形態によると、ステージ10の初期X位置Poと、主走査の回数Nとが、描画対象領域7の副走査方向の両端位置に基づいて規定される。この構成によると、ステージ10と光学ユニット40とが副走査方向について無駄に相対移動される距離を小さくすることができる。
<5.変形例>
上記の実施の形態においては、光学ユニット40を2個備える装置構成であったが、光学ユニット40は、1個であってもよいし、3個以上であってもよい。また、上記の実施の形態においては、描画対象となる基板Wは円形であったが、基板Wの形状は必ずしも円形でなくてもよい。光学ユニット40の個数が1個、あるいは、3個以上の場合、また、描画対象となる基板Wが例えば矩形の場合であっても、移動量算出部93が行う処理の流れは上記の実施の形態とほぼ同様である。ただし、描画装置に設けられる光学ユニットの個数が1個の場合は、主走査移動量算出部931は、対象主走査の相対移動量を算出するにあたって、当該対象主走査が行われる間に当該1個の光学ユニットによって描画される予定のストライプ領域71の主走査方向の両端部の各位置情報を、そのまま、最端部K1,K2の位置情報として記憶することになる(図6のステップS103参照)。一方、描画装置に設けられる光学ユニットの個数が例えば3個の場合は、主走査移動量算出部931は、対象主走査の相対移動量を算出するにあたって、当該対象主走査が行われる間に当該3個の光学ユニットによってそれぞれ描画される予定の3個のストライプ領域71の主走査方向の両端部の各位置情報を特定し(図6のステップS101〜ステップS102参照)、第1のストライプ領域71の各端部、第2のストライプ領域71の各端部、および、第3のストライプ領域71の各端部のうちから、最も主走査軸(Y軸)の−側にある最端部K1と、最も主走査軸の+側にある最端部K2とをそれぞれ特定することになる(図6のステップS103参照)。
上記の実施の形態においては、光学ユニット40を2個備える装置構成であったが、光学ユニット40は、1個であってもよいし、3個以上であってもよい。また、上記の実施の形態においては、描画対象となる基板Wは円形であったが、基板Wの形状は必ずしも円形でなくてもよい。光学ユニット40の個数が1個、あるいは、3個以上の場合、また、描画対象となる基板Wが例えば矩形の場合であっても、移動量算出部93が行う処理の流れは上記の実施の形態とほぼ同様である。ただし、描画装置に設けられる光学ユニットの個数が1個の場合は、主走査移動量算出部931は、対象主走査の相対移動量を算出するにあたって、当該対象主走査が行われる間に当該1個の光学ユニットによって描画される予定のストライプ領域71の主走査方向の両端部の各位置情報を、そのまま、最端部K1,K2の位置情報として記憶することになる(図6のステップS103参照)。一方、描画装置に設けられる光学ユニットの個数が例えば3個の場合は、主走査移動量算出部931は、対象主走査の相対移動量を算出するにあたって、当該対象主走査が行われる間に当該3個の光学ユニットによってそれぞれ描画される予定の3個のストライプ領域71の主走査方向の両端部の各位置情報を特定し(図6のステップS101〜ステップS102参照)、第1のストライプ領域71の各端部、第2のストライプ領域71の各端部、および、第3のストライプ領域71の各端部のうちから、最も主走査軸(Y軸)の−側にある最端部K1と、最も主走査軸の+側にある最端部K2とをそれぞれ特定することになる(図6のステップS103参照)。
図12には、本発明を、光学ユニット40を1個備える描画装置に適用した場合における、描画処理の様子が示されている。ここに示されるように、この場合も、例えば、各主走査の相対移動量が一定値に固定されている場合と比較すると、領域Q1で示される各部分において、無駄な相対移動が省かれていることがわかる。
また、図13には、本発明を、1個の光学ユニットを備える描画装置に適用し、さらに矩形の基板Wsに描画を行った場合における、描画処理の様子が示されている。この場合も、例えば、各主走査の相対移動量が、ステージ10sの主走査方向の長さと略同一の値に固定されており、複数回の副走査によってステージ10sと光学ユニット40とを副走査方向について相対移動させる総距離が、ステージ10sの副走査方向の長さと略同一の値に固定されている場合(図13の点線)と比較すると、無駄な相対移動が省かれていることがわかる。
また、上記の実施の形態においては、光学ユニット40に対してステージ10を移動させることによって、光学ユニット40とステージ10とを相対移動させる構成であったが、固定されたステージ10に対して光学ユニット40を移動させることによって、光学ユニット40とステージ10とを相対移動させてもよい。
また、上記の各実施形態では、空間光変調器441として変調単位である固定リボンと可動リボンとが一次元に配設された回折格子型の空間光変調器であるGLVが用いられていたが、このような形態には限られない。例えば、GLVに限らず、ミラーのような変調単位が、一次元に配列されている空間光変調器が利用される形態であってもよい。また、例えば、DMD(Digital Micromirror Device:デジタルマイクロミラーデバイス:テキサスインスツルメンツ社の登録商標)のような変調単位であるマイクロミラーが二次元的に配列された空間光変調器が利用されてもよい。
1 描画装置
10 ステージ
20 ステージ駆動機構
40 光学ユニット
80 制御部
9 描画制御部
91 移動制御部
92 光学ユニット制御部
93 移動量算出部
931 主走査移動量算出部
932 副走査移動量算出部
W 基板
10 ステージ
20 ステージ駆動機構
40 光学ユニット
80 制御部
9 描画制御部
91 移動制御部
92 光学ユニット制御部
93 移動量算出部
931 主走査移動量算出部
932 副走査移動量算出部
W 基板
Claims (8)
- 基板を水平姿勢で保持するステージと、
前記基板に対して光を照射して、前記基板にパターンを描画する光学ヘッドと、
前記ステージと前記光学ヘッドとを相対移動させる駆動部と、
前記駆動部を制御して、前記ステージと前記光学ヘッドとを主走査方向に沿って相対移動させる主走査と、前記ステージと前記光学ヘッドとを前記主走査方向と直交する副走査方向に沿って相対移動させる副走査と、を繰り返して行わせる、移動制御部と、
前記主走査が行われる間に、前記光学ヘッドに、前記ステージに保持されている基板に対して光を照射させて、前記主走査方向に沿うストライプ領域にパターンを描画させる、光学ヘッド制御部と、
複数回行われる前記主走査のそれぞれの相対移動量を、当該主走査で描画される予定の前記ストライプ領域の前記主走査方向の両端位置に基づいて、個別に算出する主走査移動量算出部と、
を備える、描画装置。 - 請求項1に記載の描画装置であって、
前記光学ヘッドを複数個備え、
前記複数の光学ヘッドが、前記副走査方向に沿って間隔をあけて配置されており、
前記主走査移動量算出部が、
複数回行われる前記主走査のそれぞれの前記相対移動量を、当該主走査で前記複数の光学ヘッドによって描画される予定の複数の前記ストライプ領域それぞれの前記主走査方向の両端位置に基づいて算出する、
描画装置。 - 請求項1または2に記載の描画装置であって、
前記ステージに保持される基板が円形である、
描画装置。 - 請求項1から3のいずれかに記載の描画装置であって、
1回目の前記主走査を開始する際の前記ステージの副走査軸についての位置と、前記主走査を実行する回数とを、描画対象領域の前記副走査方向の両端位置に基づいて算出する副走査移動量算出部、
をさらに備える、描画装置。 - a)ステージに基板を水平姿勢で保持させる工程と、
b)前記ステージと光学ヘッドとを主走査方向に沿って相対移動させる主走査を行いつつ、前記光学ヘッドから前記ステージに保持されている基板に対して光を照射させて、前記主走査方向に沿うストライプ領域にパターンを描画させる工程と、
c)前記ステージと前記光学ヘッドとを前記主走査方向と直交する副走査方向に沿って相対移動させる副走査を行う工程と、
d)前記b)工程、および、前記c)工程を繰り返して行わせる工程と、
e)複数回行われる前記主走査のそれぞれの相対移動量を、当該主走査で描画される予定の前記ストライプ領域の前記主走査方向の両端位置に基づいて、個別に算出する工程と、
を備える、描画方法。 - 請求項5に記載の描画方法であって、
前記光学ヘッドを複数個備え、
前記複数の光学ヘッドが、前記副走査方向に沿って間隔をあけて配置されており、
前記e)工程で、
複数回行われる前記主走査のそれぞれの前記相対移動量を、当該主走査で前記複数の光学ヘッドによって描画される予定の複数の前記ストライプ領域それぞれの前記主走査方向の両端位置に基づいて、算出する、
描画方法。 - 請求項5または6に記載の描画方法であって、
前記ステージに保持される基板が円形である、
描画方法。 - 請求項5から7のいずれかに記載の描画方法であって、
f)1回目の前記主走査を開始する際の前記ステージの副走査軸についての位置と、前記主走査を実行する回数とを、描画対象領域の前記副走査方向の両端位置に基づいて算出する工程、
をさらに備える、描画方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011288094A JP2013138100A (ja) | 2011-12-28 | 2011-12-28 | 描画装置および描画方法 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2015145864A1 (ja) * | 2014-03-24 | 2015-10-01 | 株式会社Screenホールディングス | 位置ずれ検出方法、位置ずれ検出装置、描画装置および基板検査装置 |
Citations (3)
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WO2009011119A1 (ja) * | 2007-07-13 | 2009-01-22 | Nikon Corporation | パターン形成方法及び装置、露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法及びデバイス |
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-
2011
- 2011-12-28 JP JP2011288094A patent/JP2013138100A/ja active Pending
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