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JP4081606B2 - Pattern drawing apparatus and pattern drawing method - Google Patents

Pattern drawing apparatus and pattern drawing method Download PDF

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JP4081606B2
JP4081606B2 JP2002291440A JP2002291440A JP4081606B2 JP 4081606 B2 JP4081606 B2 JP 4081606B2 JP 2002291440 A JP2002291440 A JP 2002291440A JP 2002291440 A JP2002291440 A JP 2002291440A JP 4081606 B2 JP4081606 B2 JP 4081606B2
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Japan
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pattern
exposure
light modulation
stage
light
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義則 小林
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Orc Manufacturing Co Ltd
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Orc Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原版となるフォトマスク(レクチル)あるいは直接シリコンウェハやプリント基板といった被描画体へ回路パターンなどの描画パターンを形成するパターン描画装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、シリコンウェハやLCD(Liquid Crystal Display)、PWB(Printed Wiring Board)など被描画体の表面に回路パターンを形成する描画装置が知られており、あらかじめ作成されたパターンデータに基づき電子ビームやレーザビームによって露光面が走査され、原版となるフォトマスクの表面に塗布された写真感材やフォトレジストなどの感光材料が光に反応することにより、回路パターンが形成される。また、フォトマスクを介さずにプリント基板やシリコンウェハなどの被描画体へ直接回路パターンを形成する描画装置も実現されている。
【0003】
描画装置においては、AOM(Acousto-Optic Modulator)など光のON/OFF制御をするための部材を光源側に設ける代わりに、LCD(Liquid Crystal Display)やDMD(Digital Micro-mirror Device)を用いて回路パターンを形成することが可能であり、LCDの液晶表示素子あるいはDMDの微小マイクロミラーをON/OFF制御することにより、回路パターンが被描画体に形成される(例えば、特許文献1参照)。LCD、DMDを使用することにより、精度ある回路パターンを形成することが可能となる。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−168003号公報(27頁〜30頁、図27)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、LCDやDMDなどの光変調ユニットを使用する場合、回路パターンの精度はLCDの解像度、あるいはDMDの配列構成および投影倍率に影響を受ける。すなわち、LCD、DMDの非露光面上での各素子サイズに従って、パターン精度が変わる。この場合、高精度パターンを形成するためには光を縮小投影させる必要があり、必然的に露光エリアが小さくなる。その結果、タクト(パターン形成時間)が長くなる。
【0006】
そこで本発明では、光変調ユニットを用いてパターン形成する場合において、パターンの幅に関して効率的かつ微細に調整することが可能なパターン描画装置およびパターン描画方法を得ることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明のパターン描画装置は、原版となるフォトマスクあるいはプリント基板、シリコンウェハなどの被パターン形成体の露光面にパターンを形成する描画装置であって、パターンを形成するため光を放射する光源と、規則的に配列された複数の光変調素子であって、それぞれ光源からの光を露光面へ導く第1の状態および露光面以外へ導く第2の状態のうちいずれかの状態で定められる複数の光変調素子を有する光変調ユニットと、被パターン形成体が載せられたステージを、光変調素子に対して走査方向および副走査方向へ2次元的に相対移動させるステージ相対移動手段と、露光面へ所定のパターンを形成するためにパターンデータに従って複数の光変調素子それぞれを独立に制御するパターン形成制御手段とを有する。例えば、光変調ユニットは、光変調素子としてマイクロミラーにより構成されるDMD(デジタルマイクロミラーデバイス)であり、マトリクス状にマイクロミラーが1次元あるいは2次元配列される。この場合、各マイクロミラーは、露光面へ光を導く第1の姿勢もしくは露光面外へ導く第2の姿勢のいずれかの姿勢で選択的に位置決めされる。あるいは、DMDの代わりにLCD(液晶表示装置)を適用し、液晶表示素子の配列方向を選択的に切り替えることによって光を透過もしくは遮蔽する。
【0008】
本発明のパターン描画装置は、連続移動方式によってステージを移動させる描画装置であり、ステージ相対移動手段は、ステージを一定速度で連続的に走査方向に沿って移動させる。すなわち、ラスタ走査が実行される。そして、描画装置には、光変調ユニットの露光エリアに対するステージの相対的位置を検出する位置検出手段が設けられている。なお、光変調ユニットを固定し、ステージを2次元的に移動させる構成にしてもよく、あるいは、ステージを副走査方向だけ移動させ、光変調ユニットを走査方向に沿って移動させる構成にしてもよい。
【0009】
本発明では、1つの光変調素子に応じた投影スポット分の走査方向に沿った距離(以下では素子幅距離という)をステージが相対的に移動する時間に比べ、より短い時間間隔によって複数の光変調素子それぞれ状態を切り替え可能である。したがって、光変調素子の投影スポットの領域内で露光部分および非露光部分を混在させることができる。パターン形成制御手段は、ステージの移動に合わせて定められるパターン形成露光時間および検出される該相対的位置とに従って複数の光変調素子それぞれを制御する。したがって、所定のラインにおいて走査方向の線幅が素子幅距離以下の微細なパターンを露光面に形成した後、次のラインにおいても露光タイミングを調整して同じ線幅のパターンを形成することができる。
【0010】
このように、ステージの移動スピードに対して高速で光変調素子を切替可能な光変調ユニットを備え、連続移動方式を適用することにより、光変調素子のサイズに拠らず走査方向に沿った線幅を微細に設定して回路パターンを露光面に形成することができる。また、光源側に絞りなどのシャッタ機能を有する部材を設けたり、光源自体を制御して光のON/OFF制御を行わないため、照明光が安定して露光面に到達し、高精度のパターンを形成することができる。
【0011】
連続移動方式では、露光する時間帯と露光しない時間帯が交互に訪れる。そのため、パターン形成制御手段は、回路パターンに応じた回路パターンデータを格納するパターンデータメモリと、露光面外へ光を導くように光変調素子を制御するOFFデータを格納するOFFデータメモリとを有し、光変調ユニットに応じた露光エリアを次の投影スポットまで移動させる間、OFFデータメモリに格納されるOFFデータメモリに基づいて光変調ユニットを制御することが望ましい露光しない時間帯では、常に同じメモリに格納されたOFFデータを使用するだけでよい。
【0012】
例えば、パターン形成制御手段は、パターンデータメモリおよびOFFデータメモリのいずれかと選択的に接続する露光/非露光選択スイッチを有する。パターン形成制御手段は、パターン形成露光時間が経過すると露光/非露光選択スイッチをパターンデータメモリからOFFデータメモリへ切り替える一方で、露光エリアが次の投影スポットまでステージが移動すると露光/非露光選択スイッチをOFFデータメモリからパターンデータメモリへ切り替える。
【0013】
副走査方向に沿って線幅の細いパターンを形成できるように、パターン形成露光時間は、前記露光面に対する前記露光エリアの位置に従って設定されるのが望ましい。この場合、露光面上における露光エリアの位置によって形成パターン露光時間が変わる。
【0014】
本発明のパターン描画方法は、被パターン形成体の露光面にパターンを形成するため光を放射し、規則的に配列された複数の光変調素子であって、それぞれ光源からの光を露光面へ導く第1の状態および露光面以外へ導く第2の状態のいずれかの状態で定められる複数の光変調素子を有する光変調ユニットに対して放射された光を照射させ、被パターン形成体が載せられたステージを、光変調素子に対して走査方向および副走査方向へ2次元的に相対移動させ、光変調ユニットによる露光エリアに対するステージの相対的位置を検出し、露光面へ所定のパターンを形成するため、パターンデータに従って複数の光変調素子それぞれを独立に制御するパターン描画方法であって、ステージを一定速度で連続的に走査方向に沿って移動させ、1つの光変調素子に応じた投影スポット分の走査方向に沿った距離をステージが相対的に移動する時間に比べて短い時間間隔によって、複数の光変調素子それぞれの状態を切り替え、ステージの移動に合わせて定められるパターン形成露光時間および検出される該相対的位置とに従って複数の光変調素子それぞれを制御することを特徴とする。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下では、図面を参照して本発明の実施形態であるパターン描画装置について説明する。
【0016】
図1は、本実施形態であるパターン描画装置を模式的に示した斜視図であり、図2は、パターン描画装置に設けられた露光ユニットを模式的に示した図である。そして、図3は、ステージの移動に伴う露光エリアの移動を示した図である。本実施形態のパターン描画装置は、フォトレジストを表面に塗布したプリント基板やシリコンウェハ等の基板へ直接光を照射することによって回路パターンを形成可能な描画装置である。
【0017】
パターン描画装置10は、ゲート状構造体12、基台14を備えており、基台14には、X−Yステージ18を支持するX−Yステージ駆動機構19が搭載され、X−Yステージ18上には基板SWが設置されている。ゲート状構造体12には、基板SWの表面に回路パターンを形成するための露光ユニット20が設けられており、X−Yステージ18の移動に合わせて露光ユニット20が動作する。また、描画装置10は、X−Yステージ18の移動および露光ユニット20の動作を制御する描画制御部(ここでは図示せず)を備えている。
【0018】
図2に示すように、露光ユニット20は、DMD(Digital Micro-mirror Device)22、照明光学系24、結像光学系26を備えており、光源として使用されるアルゴンレーザ21とDMD22との間に照明光学系24が配置され、DMD22と基板SWとの間に結像光学系26が配置されている。アルゴンレーザ21から一定の強度で連続的に放射される光(レーザビーム)は、光ファイバー束(図示せず)を通って照明光学系24へ導かれる。
【0019】
照明光学系24は、凸レンズ24Aとコリメータレンズ24Bから構成されており、レーザビームLBが照明光学系24を通過すると、DMD22を全体的に照明する光束からなる光が成形される。DMD22は、オーダがμmである微小のマイクロミラーがマトリクス状に配列された光変調ユニットであり、各マイクロミラーは、静電界作用により回転移動する。本実施形態では、DMD22はM×N個の正方形状のマイクロミラーがマトリクス状に配列されて構成されており、配列(i,j)の位置に応じたマイクロミラーを“Xij”(1 ≦ i ≦ M,1 ≦ j ≦ N)と表す。
【0020】
マイクロミラーXijは、アルゴンレーザ21からの光LBを基板SWの露光面SUの方向へ反射させる第1の姿勢と、露光面SU外の方向へ反射させる第2の姿勢いずれかの姿勢で位置決めされ、描画制御部からの制御信号に従って姿勢が切り替えられる。マイクロミラーXijが第1の姿勢で位置決めされている場合、マイクロミラーXij上で反射した光は、結像光学系26の方向へ導かれる。結像光学系26は、2つの凸レンズ26A、26Cとリフレクタレンズ26Bから構成されており、結像光学系26を通った光は、露光面SUにおいて所定のスポットを照射する。一方、マイクロミラーXijが第2の姿勢で位置決めされた場合、マイクロミラーXijで反射した光は、光吸収板29の方向へ導かれ、結像光学系26から逸れることによって露光面SUには光が照射されない。以下では、マイクロミラーXijが第1の姿勢で支持されている状態をON状態、第2の姿勢で支持されている状態をOFF状態と定める。また、本実施形態では、結像光学系26の倍率は1倍に定められており、1つのマイクロミラーXijによって光が照射された露光面SUの投影スポットYijのサイズ(幅、高さ)は、マイクロミラーXijのサイズと一致する。
【0021】
X−Yステージ18が停止した状態ですべてのマイクロミラーがON状態である場合、露光面SU上には(M×W)×(N×H)のサイズを有する露光エリアEA全面に光が照射される。ただし、マイクロミラーXijの幅をW、高さをHで表し、ここではW=Hである。DMD22ではマイクロミラーXijがそれぞれ独立してON/OFF制御されるため、DMD22全体に照射した光は、各マイクロミラーにおいて選択的に反射された光の光束から構成される光となって分割される。その結果、感光性のあるフォトレジスト層が形成された露光面SUの所定の領域には、その場所に形成すべき回路パターンに応じた光が照射される。X−Yステージ18が移動することにより、露光エリアEAは走査方向に沿って露光面SU上を相対的に移動し、これにより回路パターンが走査方向に沿って形成されていく。例えば、露光面SUのサイズは500×600mm、露光エリアEAのサイズは20×15mmに定められる。
【0022】
本実施形態では、ラスタ走査に従い、X−Yステージ18が走査方向に沿って一定の速度で移動する(図3参照)。DMD22のマイクロミラーXijは、回路パターンに応じたラスタデータに基づいてそれぞれ独立して制御されており、露光エリアEAに所定の回路パターンが形成されるように、マイクロミラーXijが第1の姿勢もしくは第2の姿勢でそれぞれ位置決めされる。そして、X−Yステージ18の移動に伴う露光エリアEAの相対的移動に従って、マイクロミラーXijが順次ON/OFF制御される。1ライン分の走査が終了すると、次のラインを露光できるようにX−Yステージ18が副走査方向(Y方向)へ移動し、折り返しX−Yステージ18が走査方向に沿って移動する。すべてのラインが露光されることにより、基板SW上に回路パターンが形成される。
【0023】
図4は、描画装置における描画制御部のブロック図である。
【0024】
描画制御部30は、システムコントロール回路32、DMD制御部34、ステージ制御部38、ステージ位置検出部40、ラスタ変換部42、光源制御部44を備えており、CPU(Central Processing Unit)を含むシステムコントロール回路32は、描画装置10全体を制御する。
【0025】
描画装置10に応じた回路パターンデータがCAMデータとして描画制御部30のラスタ変換部42へ送られると、回路パターンデータがラスタ走査に応じたラスタデータに変換され、DMD制御部34に送られる。DMD制御部34は、ラスタデータとステージ位置検出部40からの相対位置情報に基づいてDMD22におけるマイクロミラーXijそれぞれのON/OFFの制御を行う。ステージ制御部38は、モータ(図示せず)を備えたX−Yステージ駆動機構19を制御し、これによってX−Yステージ18の移動速度等が制御される。ステージ位置検出部40は、X−Yステージ18の露光エリアEAに対するX−Yステージ18の相対的位置を検出する。システムコントロール回路32は、アルゴンレーザ21から光を放出するために光源制御部44へ制御信号を送るとともに、DMD制御部34に対して露光タイミングを制御するための制御信号を出力する。
【0026】
図5は、DMD制御部34を詳細に示したブロック図であり、図6は、DMD制御部34の動作をタイミングチャートで示した図である。また、図7〜図11は、露光動作に関する図である。図3、図5〜図11を用いて、本実施形態における露光動作について説明する。
【0027】
DMD制御部34は、第1メモリ34A、第2メモリ34B、第3メモリ34Cを有し、また、2つのスイッチ36A、36Bを有する。第1メモリ34A、第2メモリ34Bには、ラスタ変換部42から送られてくる回路パターンに応じたラスタデータが順次書き込まれる。一方、第3メモリ34Cには、DMD22のマイクロミラーXijすべてをOFF状態、すなわち露光面SU外へ光を導く第2の姿勢で位置決めするデータ(以下では、OFFデータという)が書き込まれている。スイッチ36A、36Bは、システムコントロール回路32およびステージ位置検出部40からの信号に基づいて切り替えられる。また、DMD制御部34には、ラスタデータをDMD22の各マイクロミラーの配列に従ったデータに変換するため、ビットマップデータを格納するビットマップメモリ(図示せず)が設けられている。
【0028】
本実施形態では、図6に示すように、ステージ位置検出部40から送られてくる露光タイミング信号に合わせて、所定のラスタデータが第1メモリ34A、第2メモリ34Bへ交互に書き込まれる。露光タイミング信号は、例えば、X−Yステージ18が走査方向に沿って相対移動する過程において、今現在露光を実行する投影エリアEAに隣接し、露光エリアEAサイズと同一のサイズを有するエリアPA(図3参照)まで移動したときに出力される信号である。すなわち、露光エリアEAが露光面SU上において1エリア分だけ移動した時に露光タイミング信号が出力される。ラスタデータがスイッチ36A/36Bを介して一方のメモリに書き込まれている間、他方のメモリに書き込まれた1エリア分のラスタデータがスイッチ36B/36Aを介して読み出される。DMD制御部34では、読み出されたラスタデータが、2次元配列されたマイクロミラーのON/OFF制御に応じた2次元ビットマップデータとしてビットマップメモリに格納される。ビットマップデータは、DMD22の各マイクロミラーの駆動信号としてDMD22へ送られる。本実施形態においては、露光タイミング信号は露光エリアEAより小さな相対移動量L=EA/n(n:自然数)の間隔で出力すればよい。
【0029】
次に、図7〜図11を用いて、本実施形態における露光動作について説明する。
【0030】
図7は、DMD22の1つのマイクロミラーXijに応じた投影スポットYijを示した図であり、図8は、マイクロミラーXijの相対移動に伴う投影スポットYijの相対移動を示した図である。前述したように、X−Yステージ18が静止した状態で1つのマイクロミラーXijが第1の姿勢(ON状態)にある場合、露光面SUにおける投影スポットYijのサイズは、X,Y方向に沿ってW×H(W=H)に定められる。
【0031】
X−Yステージ18がX方向に沿って幅W以下の距離d(<W)だけ相対移動した場合、露光面SU上の投影スポットYijも相対的に距離dだけ移動する。マイクロミラーXijがその間ON状態で維持された場合、走査方向(X方向)に沿った露光量分布は、図9に示すようになる。以下では、距離dだけ相対移動する時間を露光時間Tとする。
【0032】
図9には、1つのマイクロミラーXijの距離dに応じた全露光区間TEに対する露光量分布が示されている。アルゴンレーザ21からの光の強度が一定であり、また露光量は露光時間に比例して増加するため、全露光区間TEの中で露光時間Tの間常に光が照射されていた領域では、最大露光量pが得られる。よって、全露光区間TEに渡る露光量の分布は、0から最大露光量pに向かって次第に増加し、最大区間MEにわたって最大露光量pが維持され、その後0に向かって減少する。最大露光量pは、スポットYijの光量および距離d(露光時間T)に従う。
【0033】
本実施形態では、このような露光分布において露光量がp/2以上ある露光区間をW’と定め、W’×Hのエリアを1画素露光領域NP(図10の斜線部)として定義する。そして、距離dに応じた露光時間Tだけ所定のマイクロミラーXijがON状態に設定される。露光区間W’は投影スポットYijの幅Wと一致するため、1画素露光領域NPのサイズ(W’×H)は、投影スポットYijのサイズ(W×H)と一致する。したがって、X−Yステージ18が一定速度で移動する間に形成される回路パターンでは、マイクロミラーXijのサイズに応じた1画素露光領域NPが画素単位(露光単位)となる。露光時間T(距離d)は、感光材料の必要露光量およびスポットYijの光量によって定められる。またエッチング補正等で露光面SU上の位置により微妙に線幅を変化させたい場合に露光エリアEAと露光面SUの相対位置に応じて設定される。
【0034】
図11は、本実施形態における露光動作を示した図である。
【0035】
本実施形態では、露光エリアEAが所定距離だけ相対移動する期間に1回の露光動作が実行され、走査方向に沿って規則的に逐次露光動作が実行される。1回の露光動作から次の露光動作までの間にX−Yステージ18が相対移動する距離をAとすると、距離Aは、1画素露光領域NP、すなわち露光スポットYijのX方向に沿った幅Wの整数倍に定められる。
A=W×m (mは整数) ・・・・(1)
【0036】
そして、露光面SU上では、露光エリアEAが距離Aだけ相対移動する間、距離dに応じた露光時間Tだけ所定のマイクロミラーXijがON状態に設定され、露光エリアEAが残りの距離(A−d)を相対移動する間、すべてのマイクロミラーXijがOFF状態に設定される。
【0037】
図6では、1回目、2回目、3回目・・・の露光動作に合わせて露光時間をT1、T2・・と示しており、露光時間T1、T2、T3・・はステージ位置検出クロック信号に従って定められる。露光時間T1、T2、T3・・は、投影スポットYijが自身の幅WだけX方向に沿って相対移動する時間よりも短く、また、露光面SU上における露光エリアEAの場所に従って設定される。露光時間T1が経過する間、第1メモリ34Aに格納されたデータに基づいて所定のマイクロミラーXijがON状態に設定され、残りの距離(A―d)だけ移動する時間T1’が経過する間、第3メモリ34Cに格納されたデータに基づいてすべてのマイクロミラーXijがOFF状態に設定される。
【0038】
露光エリアEAが距離Aだけ相対移動すると、1回目と同様に2回目の露光動作が実行される。さらに露光エリアEAが距離Aだけ相対移動すると、3回目の露光動作が実行される。このような露光動作が走査方向(X方向)に沿って1ラインごとに順次実行され、その結果、露光面SUの全体に回路パターンが形成される。
【0039】
このように本実施形態によれば、光強度変調用デバイスとしてDMD22が描画装置10に設けられており、DMD22のマイクロミラーXijそれぞれを独立制御することによって露光面SUがパターニングされる。X−Yステージ18が一定の速度で連続的に移動することに伴い、露光エリアEAが走査方向(X方向)に沿って相対的に移動し、これにより回路パターンが露光面SU全体に形成される。また、マイクロミラーXijのON/OFF切替時間隔は、1つのマイクロミラーXijの幅W分だけX−Yステージ18が相対移動するのにかかる時間よりも短くなるように構成されており、露光時間Tは、幅Wだけ相対移動するのに掛かる時間よりも短く設定可能である。そして、露光エリアEAと露光面SUの相対位置に応じて露光時間Tが定められる。これにより、副走査方向(Y方向)に沿った導体パターンの幅を精度よく形成することができる。
【0040】
本実施形態ではDMD22が光変調素子ユニットとして適用されているが、SLM(Spatial Light Modulator)デバイスを適用してもよい。あるいは、DMD22の代わりに、LCDを用いてもよい。
【0041】
【発明の効果】
このように本発明によれば、光源側に変調機能を持たせる必要がなくなり、また、導線幅に関してより微細に調整したパターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態であるパターン描画装置を模式的に示した斜視図である。
【図2】パターン描画装置に設けられた露光ユニットを模式的に示した図である。
【図3】ステージの移動に伴う露光エリアの移動を示した図である。
【図4】描画装置における描画制御部のブロック図である。
【図5】DMD制御部を詳細に示したブロック図である。
【図6】DMD制御部の動作をタイミングチャートで示した図である。
【図7】DMDのマイクロミラーに応じた投影スポットを示した図である。
【図8】マイクロミラーの相対移動に伴う投影スポットの相対移動を示した図である。
【図9】マイクロミラーの全露光区間に対する露光量分布を示した図である。
【図10】1画素露光領域を示した図である。
【図11】露光動作を示した図である。
【符号の説明】
10 パターン描画装置
18 X−Yステージ(ステージ)
19 X−Yステージ駆動機構(ステージ相対移動手段)
20 露光ユニット
21 アルゴンレーザ(光源)
22 DMD(光変調ユニット)
34 DMD制御部
34A 第1メモリ(パターンデータメモリ)
34B 第2メモリ(パターンデータメモリ)
34C 第3メモリ(OFFデータメモリ)
36B 選択スイッチ(露光/非露光選択スイッチ)
38 ステージ制御部
40 ステージ位置検出部
SW 基板(被パターン形成体)
SU 露光面
W マイクロミラー幅
EA 露光エリア
ij マイクロミラー(光変調素子)
T1、T2、T3 露光時間(パターン形成露光時間)
NP 1画素露光領域
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pattern drawing apparatus for forming a drawing pattern such as a circuit pattern on a drawing object such as a photomask (rectile) or a direct silicon wafer or printed board as an original plate.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, drawing apparatuses that form circuit patterns on the surface of an object to be drawn, such as silicon wafers, LCDs (Liquid Crystal Displays), and PWBs (Printed Wiring Boards), are known. Electron beams and lasers are based on pre-created pattern data. The exposure surface is scanned by the beam, and a photosensitive material such as a photographic material or a photoresist applied to the surface of the photomask as an original plate reacts with light to form a circuit pattern. In addition, a drawing apparatus that directly forms a circuit pattern on a drawing object such as a printed circuit board or a silicon wafer without using a photomask has been realized.
[0003]
In a drawing apparatus, instead of providing a light source side member such as an AOM (Acousto-Optic Modulator) on the light source side, an LCD (Liquid Crystal Display) or DMD (Digital Micro-mirror Device) is used. A circuit pattern can be formed, and a circuit pattern is formed on an object to be drawn by ON / OFF control of a liquid crystal display element of an LCD or a micro micromirror of a DMD (see, for example, Patent Document 1). By using the LCD and DMD, it becomes possible to form a circuit pattern with accuracy.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2001-168003 A (pages 27 to 30, FIG. 27)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, when an optical modulation unit such as an LCD or DMD is used, the accuracy of the circuit pattern is affected by the resolution of the LCD or the arrangement configuration of the DMD and the projection magnification. That is, the pattern accuracy changes according to the element size on the non-exposed surface of the LCD or DMD. In this case, in order to form a high-precision pattern, it is necessary to project light in a reduced size, which inevitably reduces the exposure area. As a result, the tact (pattern formation time) becomes longer.
[0006]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a pattern drawing apparatus and a pattern drawing method capable of efficiently and finely adjusting a pattern width when a pattern is formed using a light modulation unit.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A pattern drawing apparatus according to the present invention is a drawing apparatus that forms a pattern on an exposure surface of a pattern forming body such as a photomask, a printed substrate, or a silicon wafer as an original plate, and a light source that emits light to form a pattern; A plurality of regularly arranged light modulation elements, each of which is determined in one of a first state for guiding light from the light source to the exposure surface and a second state for guiding light to other than the exposure surface. A light modulating unit having the light modulating element, a stage relative movement means for two-dimensionally moving the stage on which the pattern forming body is mounted in the scanning direction and the sub-scanning direction with respect to the light modulating element, and an exposure surface Pattern forming control means for independently controlling each of the plurality of light modulation elements according to the pattern data in order to form a predetermined pattern. For example, the light modulation unit is a DMD (digital micromirror device) configured by a micromirror as a light modulation element, and the micromirrors are arranged one-dimensionally or two-dimensionally in a matrix. In this case, each micromirror is selectively positioned in either the first position for guiding light to the exposure surface or the second position for guiding light to the outside of the exposure surface. Alternatively, an LCD (liquid crystal display device) is applied instead of the DMD, and light is transmitted or shielded by selectively switching the arrangement direction of the liquid crystal display elements.
[0008]
The pattern drawing apparatus of the present invention is a drawing apparatus that moves the stage by a continuous movement method, and the stage relative movement means continuously moves the stage along the scanning direction at a constant speed. That is, raster scanning is executed. The drawing apparatus is provided with position detecting means for detecting the relative position of the stage with respect to the exposure area of the light modulation unit. The light modulation unit may be fixed and the stage may be moved two-dimensionally, or the stage may be moved only in the sub-scanning direction and the light modulation unit may be moved along the scanning direction. .
[0009]
In the present invention, the distance along the scanning direction for the projection spot corresponding to one light modulation element (hereinafter referred to as the element width distance) is shorter than the time for the stage to move relatively, and a plurality of light beams are emitted at shorter time intervals. The state of each modulation element can be switched. Therefore, the exposed portion and the non-exposed portion can be mixed in the region of the projection spot of the light modulation element. The pattern formation control unit controls each of the plurality of light modulation elements according to the pattern formation exposure time determined in accordance with the movement of the stage and the detected relative position. Therefore, after forming a fine pattern whose line width in the scanning direction is equal to or less than the element width distance on a predetermined line on the exposure surface, a pattern with the same line width can be formed on the next line by adjusting the exposure timing. .
[0010]
In this way, the optical modulation unit that can switch the light modulation element at high speed with respect to the moving speed of the stage is provided, and by applying the continuous movement method, the line along the scanning direction is independent of the size of the light modulation element. The circuit pattern can be formed on the exposure surface by setting the width to be fine. In addition, since a member having a shutter function such as a diaphragm is not provided on the light source side, or the light source itself is not controlled to perform light ON / OFF control, the illumination light stably reaches the exposure surface, and a high-precision pattern Can be formed.
[0011]
In the continuous movement method, a time zone for exposure and a time zone for non-exposure come alternately. For this reason, the pattern formation control means has a pattern data memory for storing circuit pattern data corresponding to the circuit pattern and an OFF data memory for storing OFF data for controlling the light modulation element so as to guide the light to the outside of the exposure surface. In the non-exposure time zone, when it is desirable to control the light modulation unit based on the OFF data memory stored in the OFF data memory while moving the exposure area corresponding to the light modulation unit to the next projection spot, it is always the same. It is only necessary to use OFF data stored in the memory.
[0012]
For example, the pattern formation control means has an exposure / non-exposure selection switch that is selectively connected to either the pattern data memory or the OFF data memory. The pattern formation control means switches the exposure / non-exposure selection switch from the pattern data memory to the OFF data memory when the pattern formation exposure time elapses, while the exposure / non-exposure selection switch when the stage moves to the next projection spot. Is switched from the OFF data memory to the pattern data memory.
[0013]
The pattern formation exposure time is preferably set according to the position of the exposure area with respect to the exposure surface so that a pattern with a narrow line width can be formed along the sub-scanning direction. In this case, the formation pattern exposure time varies depending on the position of the exposure area on the exposure surface.
[0014]
The pattern drawing method of the present invention is a plurality of regularly arranged light modulation elements that emit light to form a pattern on an exposure surface of a pattern forming body, and each of the light modulation elements is regularly arranged on the exposure surface. Irradiated light is irradiated to the light modulation unit having a plurality of light modulation elements defined in either the first state for guiding or the second state for guiding to other than the exposure surface, and the pattern forming body is placed thereon. The stage thus moved is two-dimensionally moved relative to the light modulation element in the scanning direction and the sub-scanning direction, the relative position of the stage with respect to the exposure area by the light modulation unit is detected, and a predetermined pattern is formed on the exposure surface. Therefore, there is provided a pattern drawing method for independently controlling each of a plurality of light modulation elements according to pattern data, wherein the stage is moved continuously along the scanning direction at a constant speed. Switch the state of each of the light modulation elements according to the movement of the stage by a time interval shorter than the time the stage moves relative to the distance along the scanning direction for the projection spot corresponding to the light modulation element. Each of the plurality of light modulation elements is controlled according to a predetermined pattern formation exposure time and the detected relative position.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a pattern drawing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a pattern drawing apparatus according to this embodiment, and FIG. 2 is a view schematically showing an exposure unit provided in the pattern drawing apparatus. FIG. 3 shows the movement of the exposure area accompanying the movement of the stage. The pattern drawing apparatus of this embodiment is a drawing apparatus that can form a circuit pattern by directly irradiating light onto a substrate such as a printed board or a silicon wafer coated with a photoresist.
[0017]
The pattern drawing apparatus 10 includes a gate-like structure 12 and a base 14, and an XY stage driving mechanism 19 that supports an XY stage 18 is mounted on the base 14. A substrate SW is installed on the top. The gate-like structure 12 is provided with an exposure unit 20 for forming a circuit pattern on the surface of the substrate SW, and the exposure unit 20 operates in accordance with the movement of the XY stage 18. Further, the drawing apparatus 10 includes a drawing control unit (not shown here) that controls the movement of the XY stage 18 and the operation of the exposure unit 20.
[0018]
As shown in FIG. 2, the exposure unit 20 includes a DMD (Digital Micro-mirror Device) 22, an illumination optical system 24, and an imaging optical system 26, and is arranged between an argon laser 21 used as a light source and the DMD 22. The illumination optical system 24 is disposed, and the imaging optical system 26 is disposed between the DMD 22 and the substrate SW. Light (laser beam) continuously emitted from the argon laser 21 at a constant intensity is guided to the illumination optical system 24 through an optical fiber bundle (not shown).
[0019]
The illumination optical system 24 includes a convex lens 24 </ b> A and a collimator lens 24 </ b> B. When the laser beam LB passes through the illumination optical system 24, light composed of a light beam that totally illuminates the DMD 22 is formed. The DMD 22 is a light modulation unit in which minute micromirrors having an order of μm are arranged in a matrix, and each micromirror rotates and moves by an electrostatic field effect. In the present embodiment, the DMD 22 is configured by arranging M × N square micromirrors in a matrix, and micromirrors corresponding to the positions of the array (i, j) are “X ij ” (1 ≦ 1). i ≦ M, 1 ≦ j ≦ N).
[0020]
The micromirror X ij is positioned in one of a first posture for reflecting the light LB from the argon laser 21 in the direction of the exposure surface SU of the substrate SW and a second posture for reflecting the light LB in the direction outside the exposure surface SU. Then, the posture is switched according to the control signal from the drawing control unit. When the micromirror X ij is positioned in the first posture, the light reflected on the micromirror X ij is guided toward the imaging optical system 26. The imaging optical system 26 includes two convex lenses 26A and 26C and a reflector lens 26B, and light passing through the imaging optical system 26 irradiates a predetermined spot on the exposure surface SU. On the other hand, when the micromirror X ij is positioned in the second attitude, the light reflected by the micromirror X ij is guided toward the light absorbing plate 29 and deviates from the imaging optical system 26 to the exposure surface SU. Is not illuminated. Hereinafter, the state in which the micromirror X ij is supported in the first posture is defined as the ON state, and the state in which the micromirror X ij is supported in the second posture is defined as the OFF state. In the present embodiment, the magnification of the imaging optical system 26 is set to 1. The size (width, height) of the projection spot Y ij on the exposure surface SU irradiated with light by one micromirror X ij . ) Matches the size of the micromirror X ij .
[0021]
When all the micromirrors are in the ON state with the XY stage 18 stopped, the entire exposure area EA having a size of (M × W) × (N × H) is irradiated on the exposure surface SU. Is done. However, the width and height of the micromirror X ij are represented by W and H, respectively, where W = H. In the DMD 22, the micromirrors X ij are independently turned on / off, so that the light irradiated on the entire DMD 22 is divided into light composed of light beams selectively reflected by the micromirrors. The As a result, light corresponding to the circuit pattern to be formed at that place is irradiated onto a predetermined region of the exposure surface SU on which the photosensitive photoresist layer is formed. As the XY stage 18 moves, the exposure area EA relatively moves on the exposure surface SU along the scanning direction, whereby a circuit pattern is formed along the scanning direction. For example, the size of the exposure surface SU is set to 500 × 600 mm, and the size of the exposure area EA is set to 20 × 15 mm.
[0022]
In the present embodiment, the XY stage 18 moves at a constant speed along the scanning direction according to raster scanning (see FIG. 3). The micro mirrors X ij of the DMD 22 are independently controlled based on raster data corresponding to the circuit patterns, and the micro mirrors X ij are the first so that a predetermined circuit pattern is formed in the exposure area EA. Positioning is performed in the posture or the second posture. Then, according to the relative movement of the exposure area EA accompanying the movement of the XY stage 18, the micromirrors Xij are sequentially turned ON / OFF. When the scanning for one line is completed, the XY stage 18 moves in the sub-scanning direction (Y direction) so that the next line can be exposed, and the folded XY stage 18 moves along the scanning direction. By exposing all the lines, a circuit pattern is formed on the substrate SW.
[0023]
FIG. 4 is a block diagram of a drawing control unit in the drawing apparatus.
[0024]
The drawing control unit 30 includes a system control circuit 32, a DMD control unit 34, a stage control unit 38, a stage position detection unit 40, a raster conversion unit 42, and a light source control unit 44, and includes a CPU (Central Processing Unit). The control circuit 32 controls the entire drawing apparatus 10.
[0025]
When circuit pattern data corresponding to the drawing apparatus 10 is sent as CAM data to the raster conversion unit 42 of the drawing control unit 30, the circuit pattern data is converted into raster data corresponding to raster scanning and sent to the DMD control unit 34. The DMD control unit 34 performs ON / OFF control of each of the micromirrors X ij in the DMD 22 based on the raster data and the relative position information from the stage position detection unit 40. The stage control unit 38 controls an XY stage driving mechanism 19 having a motor (not shown), and thereby the moving speed of the XY stage 18 is controlled. The stage position detector 40 detects the relative position of the XY stage 18 with respect to the exposure area EA of the XY stage 18. The system control circuit 32 sends a control signal to the light source control unit 44 in order to emit light from the argon laser 21 and outputs a control signal for controlling the exposure timing to the DMD control unit 34.
[0026]
FIG. 5 is a block diagram illustrating the DMD control unit 34 in detail, and FIG. 6 is a timing chart illustrating the operation of the DMD control unit 34. 7 to 11 are diagrams relating to the exposure operation. The exposure operation in this embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 5 to 11.
[0027]
The DMD control unit 34 includes a first memory 34A, a second memory 34B, and a third memory 34C, and also includes two switches 36A and 36B. Raster data corresponding to the circuit pattern sent from the raster conversion unit 42 is sequentially written in the first memory 34A and the second memory 34B. On the other hand, in the third memory 34C, data for positioning all the micromirrors X ij of the DMD 22 in the OFF state, that is, in the second posture for guiding the light out of the exposure surface SU (hereinafter referred to as OFF data) is written. . The switches 36A and 36B are switched based on signals from the system control circuit 32 and the stage position detection unit 40. Further, the DMD control unit 34 is provided with a bitmap memory (not shown) for storing bitmap data in order to convert raster data into data according to the arrangement of each micromirror of the DMD 22.
[0028]
In the present embodiment, as shown in FIG. 6, predetermined raster data is alternately written in the first memory 34A and the second memory 34B in accordance with the exposure timing signal sent from the stage position detection unit 40. For example, in the process in which the XY stage 18 is relatively moved along the scanning direction, the exposure timing signal is adjacent to the projection area EA that is currently performing the exposure and has an area PA (the same size as the exposure area EA size). It is a signal output when moving to (see FIG. 3). That is, the exposure timing signal is output when the exposure area EA moves by one area on the exposure surface SU. While raster data is being written to one memory via the switch 36A / 36B, one area of raster data written to the other memory is read via the switch 36B / 36A. In the DMD control unit 34, the read raster data is stored in the bitmap memory as two-dimensional bitmap data corresponding to the ON / OFF control of the two-dimensionally arranged micromirrors. The bitmap data is sent to the DMD 22 as a drive signal for each micromirror of the DMD 22. In the present embodiment, the exposure timing signal may be output at an interval of relative movement amount L = EA / n (n: natural number) smaller than the exposure area EA.
[0029]
Next, the exposure operation in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
[0030]
7 is a diagram showing a projection spot Y ij corresponding to one micromirror X ij of the DMD 22, and FIG. 8 is a diagram showing a relative movement of the projection spot Y ij accompanying a relative movement of the micromirror X ij . It is. As described above, when the XY stage 18 is stationary and one micromirror Xij is in the first posture (ON state), the size of the projection spot Yij on the exposure surface SU is in the X and Y directions. And W × H (W = H).
[0031]
When the XY stage 18 is relatively moved along the X direction by a distance d (<W) that is equal to or smaller than the width W, the projection spot Y ij on the exposure surface SU is also relatively moved by the distance d. When the micromirror X ij is maintained in the ON state during that time, the exposure amount distribution along the scanning direction (X direction) is as shown in FIG. In the following, the exposure time T is the time for the relative movement by the distance d.
[0032]
FIG. 9 shows an exposure amount distribution for the entire exposure section TE according to the distance d of one micromirror Xij . Since the intensity of the light from the argon laser 21 is constant and the exposure amount increases in proportion to the exposure time, the maximum is obtained in the region where light is always irradiated during the exposure time T in the entire exposure section TE. An exposure amount p is obtained. Therefore, the distribution of the exposure amount over the entire exposure section TE gradually increases from 0 toward the maximum exposure amount p, maintains the maximum exposure amount p over the maximum section ME, and then decreases toward 0. The maximum exposure amount p follows the light amount of the spot Y ij and the distance d (exposure time T).
[0033]
In the present embodiment, an exposure section having an exposure amount of p / 2 or more in such an exposure distribution is defined as W ′, and an area of W ′ × H is defined as a one-pixel exposure area NP (shaded portion in FIG. 10). Then, the predetermined micromirror X ij is set to the ON state for the exposure time T corresponding to the distance d. Since the exposure section W ′ matches the width W of the projection spot Y ij , the size (W ′ × H) of the one-pixel exposure region NP matches the size (W × H) of the projection spot Y ij . Accordingly, X-Y stage 18 is a circuit pattern to be formed while moving at a constant speed, one pixel exposure region NP in accordance with the size of the micro-mirror X ij is a pixel unit (exposure unit). The exposure time T (distance d) is determined by the required exposure amount of the photosensitive material and the light amount of the spot Yij . Further, when it is desired to slightly change the line width depending on the position on the exposure surface SU by etching correction or the like, it is set according to the relative position between the exposure area EA and the exposure surface SU.
[0034]
FIG. 11 is a view showing an exposure operation in the present embodiment.
[0035]
In the present embodiment, one exposure operation is performed during a period in which the exposure area EA relatively moves by a predetermined distance, and the sequential exposure operation is regularly performed along the scanning direction. Assuming that the distance that the XY stage 18 is relatively moved from one exposure operation to the next exposure operation is A, the distance A is along the X direction of the one-pixel exposure region NP, that is, the exposure spot Y ij . It is determined to be an integral multiple of the width W.
A = W × m (m is an integer) (1)
[0036]
On the exposure surface SU, while the exposure area EA moves relative to the distance A, the predetermined micromirror X ij is set to the ON state for the exposure time T corresponding to the distance d, and the exposure area EA is set to the remaining distance ( During the relative movement of Ad), all the micromirrors Xij are set to the OFF state.
[0037]
In FIG. 6, the exposure times are indicated as T1, T2,... In accordance with the first, second, third,... Exposure operations, and the exposure times T1, T2, T3,. Determined. The exposure times T1, T2, T3,... Are set shorter according to the location of the exposure area EA on the exposure surface SU than the time during which the projection spot Y ij moves relative to the projection spot Y ij along the X direction. . While the exposure time T1 elapses, the predetermined micromirror X ij is set to the ON state based on the data stored in the first memory 34A, and the time T1 ′ for moving the remaining distance (Ad) elapses. Meanwhile, all the micromirrors Xij are set to the OFF state based on the data stored in the third memory 34C.
[0038]
When the exposure area EA is relatively moved by the distance A, the second exposure operation is executed as in the first time. Further, when the exposure area EA is relatively moved by the distance A, the third exposure operation is executed. Such an exposure operation is sequentially executed for each line along the scanning direction (X direction). As a result, a circuit pattern is formed on the entire exposure surface SU.
[0039]
As described above, according to the present embodiment, the DMD 22 is provided in the drawing apparatus 10 as a light intensity modulation device, and the exposure surface SU is patterned by independently controlling each of the micromirrors X ij of the DMD 22. As the XY stage 18 continuously moves at a constant speed, the exposure area EA relatively moves along the scanning direction (X direction), whereby a circuit pattern is formed on the entire exposure surface SU. The Also, ON / OFF switching time interval of the micro-mirror X ij is configured so that only the width W min of the one micro-mirror X ij X-Y stage 18 is shorter than the time it takes for the relative movement, The exposure time T can be set shorter than the time required for relative movement by the width W. An exposure time T is determined according to the relative position between the exposure area EA and the exposure surface SU. Thereby, the width | variety of the conductor pattern along a subscanning direction (Y direction) can be formed accurately.
[0040]
In this embodiment, the DMD 22 is applied as a light modulation element unit, but an SLM (Spatial Light Modulator) device may be applied. Alternatively, an LCD may be used instead of the DMD 22.
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is not necessary to provide a modulation function on the light source side, and a pattern that is more finely adjusted with respect to the conductor width can be formed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a pattern drawing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing an exposure unit provided in the pattern drawing apparatus.
FIG. 3 is a view showing movement of an exposure area accompanying movement of a stage.
FIG. 4 is a block diagram of a drawing control unit in the drawing apparatus.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a DMD control unit in detail.
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of a DMD control unit.
FIG. 7 is a diagram showing projection spots according to DMD micromirrors.
FIG. 8 is a diagram showing relative movement of a projection spot accompanying relative movement of a micromirror.
FIG. 9 is a view showing an exposure amount distribution with respect to an entire exposure section of the micromirror.
FIG. 10 is a diagram showing a one-pixel exposure region.
FIG. 11 is a diagram showing an exposure operation.
[Explanation of symbols]
10 Pattern drawing device 18 XY stage (stage)
19 XY stage drive mechanism (stage relative movement means)
20 Exposure unit 21 Argon laser (light source)
22 DMD (Light Modulation Unit)
34 DMD control unit 34A First memory (pattern data memory)
34B Second memory (pattern data memory)
34C Third memory (OFF data memory)
36B selection switch (exposure / non-exposure selection switch)
38 Stage control unit 40 Stage position detection unit SW Substrate (patterned body)
SU Exposure surface W Micromirror width EA Exposure area X ij Micromirror (light modulation element)
T1, T2, T3 Exposure time (pattern formation exposure time)
NP 1 pixel exposure area

Claims (6)

被パターン形成体の露光面にパターンを形成するための光源と、
規則的に配列された複数の光変調素子であって、それぞれ前記光源からの光を前記露光面へ導く第1の状態および前記露光面以外へ導く第2の状態いずれかの状態に定められる複数の光変調素子を有する光変調ユニットと、
前記被パターン形成体が載せられたステージを、前記光変調素子に対して走査方向および副走査方向へ2次元的に相対移動させるステージ相対移動手段と、
前記光変調ユニットによる露光エリアに対する前記ステージの相対的位置を検出する位置検出手段と、
前記露光面へ所定のパターンを形成するため、パターンデータに従って前記複数の光変調素子それぞれを独立に制御するパターン形成制御手段とを備え、
前記ステージ相対移動手段が、前記ステージを一定速度で連続的に走査方向に沿って移動させ、
前記パターン形成制御手段が、1つの光変調素子に応じた投影スポットの走査方向に沿った距離を前記ステージが相対的に移動する時間に比べ、より短い時間間隔によって前記複数の光変調素子それぞれの状態を切り替えることが可能であり、前記ステージの移動に合わせて定められるパターン形成露光時間および検出される該相対的位置とに従って前記複数の光変調素子それぞれを制御し、
前記パターン形成制御手段が、
ラスタ変換により生成されるパターンデータが順次格納されるパターンデータメモリと、
前記複数の光変調素子すべてを前記第2の状態に定めるOFFデータを格納するOFFデータメモリとを含み、
前記パターン形成制御手段が、前記パターン形成露光時間の間、前記パターンデータメモリ内のパターンデータを前記光変調ユニットへ送り、前記パターン形成露光時間が経過してから次の露光動作までの間、前記パターンデータメモリから前記OFFデータメモリに切り替えて、前記OFFデータを前記光変調ユニットへ送ることを特徴とするパターン描画装置。
A light source for forming a pattern on the exposed surface of the object to be patterned;
A plurality of regularly arranged light modulation elements, each of which is defined as one of a first state for guiding light from the light source to the exposure surface and a second state for guiding light to other than the exposure surface. A light modulation unit having a light modulation element of
Stage relative movement means for two-dimensionally moving the stage on which the pattern forming body is mounted in a scanning direction and a sub-scanning direction with respect to the light modulation element;
Position detecting means for detecting a relative position of the stage with respect to an exposure area by the light modulation unit;
Pattern forming control means for independently controlling each of the plurality of light modulation elements according to pattern data in order to form a predetermined pattern on the exposure surface;
The stage relative movement means moves the stage continuously at a constant speed along the scanning direction,
The pattern formation control unit is configured so that each of the plurality of light modulation elements has a shorter time interval than a time in which the stage relatively moves a distance along the scanning direction of the projection spot corresponding to one light modulation element. The state can be switched, and each of the plurality of light modulation elements is controlled according to a pattern formation exposure time determined in accordance with the movement of the stage and the detected relative position ,
The pattern formation control means
A pattern data memory for sequentially storing pattern data generated by raster conversion;
An OFF data memory for storing OFF data for determining all of the plurality of light modulation elements in the second state;
The pattern formation control means sends the pattern data in the pattern data memory to the light modulation unit during the pattern formation exposure time, and after the pattern formation exposure time has elapsed until the next exposure operation, A pattern drawing apparatus which switches from a pattern data memory to the OFF data memory and sends the OFF data to the light modulation unit .
前記光変調ユニットが、前記光変調素子としてマイクロミラーにより構成されるDMD(デジタルマイクロミラーデバイス)であることを特徴とする請求項1に記載のパターン描画装置。  The pattern writing apparatus according to claim 1, wherein the light modulation unit is a DMD (digital micromirror device) configured by a micromirror as the light modulation element. 前記パターンデータメモリが、第1および第2のメモリから構成され、
前記パターン形成制御手段が、露光タイミング信号に合わせて、パターンデータを前記第1のメモリおよび前記第2のメモリへ交互に書き込むとともに、一方のメモリへパターンデータを書き込む間、他方のメモリへ書き込まれたパターンデータを前記光変調ユニットへ送ることを特徴とする請求項1に記載の描画装置。
The pattern data memory is composed of first and second memories,
The pattern formation control unit alternately writes pattern data to the first memory and the second memory in accordance with an exposure timing signal, and while writing the pattern data to one memory, the pattern data is written to the other memory. 2. The drawing apparatus according to claim 1, wherein the pattern data is sent to the light modulation unit .
前記パターン形成制御手段が、前記光変調ユニットと接続される一方、前記パターンデータメモリおよび前記OFFデータメモリのいずれかと選択的に接続する露光/非露光選択スイッチを含み、
前記パターン形成制御手段が、前記パターン形成露光時間が経過すると前記露光/非露光選択スイッチを前記パターンデータメモリから前記OFFデータメモリへ切り替え、前記露光エリアが次の投影スポットに達すると前記露光/非露光選択スイッチを前記OFFデータメモリから前記パターンデータメモリへ切り替えることを特徴とする請求項に記載のパターン描画装置。
The pattern formation control means includes an exposure / non-exposure selection switch that is connected to the light modulation unit and selectively connected to either the pattern data memory or the OFF data memory ,
The pattern formation control means switches the exposure / non-exposure selection switch from the pattern data memory to the OFF data memory when the pattern formation exposure time elapses, and the exposure / non-exposure when the exposure area reaches the next projection spot. The pattern drawing apparatus according to claim 1 , wherein an exposure selection switch is switched from the OFF data memory to the pattern data memory.
前記パターン形成露光時間が、前記露光面に対する前記露光エリアの位置に従って設定されることを特徴とする請求項1に記載のパターン描画装置。  The pattern drawing apparatus according to claim 1, wherein the pattern formation exposure time is set according to a position of the exposure area with respect to the exposure surface. 被パターン形成体の露光面にパターンを形成するため光を放射し、
規則的に配列された複数の光変調素子であって、それぞれ前記光源からの光を前記露光面へ導く第1の状態および前記露光面以外へ導く第2の状態いずれかの状態に定められる複数の光変調素子を有する光変調ユニットに対し、パターン形成のため放射された光を照射させ、
前記被パターン形成体が載せられたステージを、前記光変調素子に対して走査方向および副走査方向へ2次元的に相対移動させ、
前記光変調ユニットによる露光エリアに対する前記ステージの相対的位置を検出し、
前記露光面へ所定のパターンを形成するため、パターンデータに従って前記複数の光変調素子それぞれを独立に制御するパターン描画方法であって、
前記ステージを一定速度で連続的に走査方向に沿って移動させ、
1つの光変調素子に応じた投影スポットの走査方向に沿った距離を前記ステージが相対的に移動する時間に比べ、より短い時間間隔によって前記複数の光変調素子それぞれの状態を切り替え、
前記ステージの移動に合わせて定められるパターン形成露光時間および検出される該相対的位置とに従って前記複数の光変調素子それぞれを制御し
前記パターン形成制御手段が、前記パターン形成露光時間の間、ラスタ変換により生成されるパターンデータが順次格納されるパターンデータメモリ内のパターンデータを前記光変調ユニットへ送り、前記パターン形成露光時間が経過してから前記露光エリアが次の投影スポットに到達するまでの間、前記パターンデータメモリから前記複数の光変調素子すべてを前記第2の状態に定めるOFFデータを格納するOFFデータメモリに切り替え、前記OFFデータを前記光変調ユニットへ送ることを特徴とするパターン描画方法。
Emits light to form a pattern on the exposed surface of the object to be patterned,
A plurality of regularly arranged light modulation elements, each of which is defined as one of a first state for guiding light from the light source to the exposure surface and a second state for guiding light to other than the exposure surface. The light modulation unit having the light modulation element is irradiated with light emitted for pattern formation,
The stage on which the pattern forming body is mounted is relatively moved two-dimensionally in the scanning direction and the sub-scanning direction with respect to the light modulation element,
Detecting the relative position of the stage with respect to an exposure area by the light modulation unit;
A pattern drawing method for independently controlling each of the plurality of light modulation elements according to pattern data in order to form a predetermined pattern on the exposure surface,
Moving the stage continuously at a constant speed along the scanning direction;
The state of each of the plurality of light modulation elements is switched by a shorter time interval than the time during which the stage relatively moves the distance along the scanning direction of the projection spot corresponding to one light modulation element,
Controlling each of the plurality of light modulation elements according to a pattern formation exposure time determined in accordance with the movement of the stage and the detected relative position ;
The pattern formation control means sends pattern data in a pattern data memory in which pattern data generated by raster conversion is sequentially stored during the pattern formation exposure time to the light modulation unit, and the pattern formation exposure time has elapsed. Until the exposure area reaches the next projection spot, the pattern data memory is switched from the pattern data memory to an OFF data memory for storing OFF data defining the second state. A pattern drawing method , wherein OFF data is sent to the light modulation unit .
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