描绘装置以及描绘方法与流程

本发明涉及一种描绘装置以及描绘方法，特别涉及一种包括具有衍射光栅的调制器的描绘装置以及使用该描绘装置的描绘方法。

背景技术：

1、作为光刻(photolithography)中的典型的曝光方法，已广泛地使用通过光学系统将光掩膜的图案投影至基板上的方法。另一方面，有别于此，也有使用利用描绘头在感光面上描绘图案的方法，换言之直接描绘。在此情况下，有不需光掩膜的优点。作为直接描绘的技术，例如根据日本特开2015-170838号公报(专利文献1)公开了一种曝光方法，其意图在降低在凹部或凸部等倾斜面形成布线等膜图案时的曝光不良。上述公报主张通过控制偏光状态来抑制杂散光(stray light)，进而实现曝光不良的降低。此外，根据上述公报记载，当以高分辨率在倾斜面形成微细图案时，在投影光学系统的焦点深度(dof：depth of focus)存在限制，因此，必须将一个倾斜面分为多个曝光区域而对微细图案进行曝光。

2、现有技术文献

3、专利文献

4、专利文献1：日本特开2015-170838号公报

技术实现思路

1、发明所要解决的问题

2、随着器件(device)结构的复杂化，需要在具有台阶结构的面上直接描绘来进行曝光。用于进行直接描绘的描绘装置的dof典型为几μm(微米)至十几μm左右，当台阶结构的高低差大幅超过dof时，由于散焦(defocus)造成描绘图案与设计图案的差异容易变大。针对此问题，根据上述公报的技术，将一个倾斜面分为多个曝光区域而对微细图案进行曝光。然而，在此方法中，必须对应于各区域而复杂地调整光学系统的焦点，其结果，会使描绘装置的控制复杂化。特别是，当高低差超过100μm时，描绘装置用的典型的自动对焦机构难以跟随高度变化。

3、本发明为了解决上面那样的问题而提出，其目的在于，提供一种能够在具有超过dof的高低差的曝光面上以高精度描绘图案而不需复杂地调整光学系统的焦点的描绘装置以及描绘方法。

4、用于解决问题的手段

5、第一实施方式为一种描绘装置，用于在基板上的曝光面描绘至少一个描绘图案，其中，在所述曝光面设置有至少一个台阶结构，所述台阶结构具有台阶上表面、高度低于所述台阶上表面的台阶下表面、以及将所述台阶上表面与所述台阶下表面相互连接的倾斜面，至少一个所述描绘图案包括至少局部地描绘于所述台阶结构的所述倾斜面上的至少一个台阶图案，至少一个所述台阶图案在俯视下沿长度方向延伸，所述描绘装置具有：基板保持机构，将所述基板保持于水平面；光源；调制器，具有由沿排列方向排列的多个衍射构件构成的衍射光栅，所述调制器调制来自所述光源的光；投影光学系统，包括配置于所述曝光面与所述调制器之间的物镜；旋转机构，使所述基板在所述水平面内旋转；以及控制部，控制所述旋转机构来调整所述水平面中的所述基板的朝向，以使至少一个所述台阶图案的所述长度方向以及与所述衍射光栅的所述排列方向正交的正交方向在俯视下大致一致。

6、第二实施方式，在第一实施方式所述的描绘装置中，在所述光源与所述衍射光栅之间还具有照明光学系统，所述照明光学系统将来自所述光源的光在所述排列方向上作为平行光提供给所述衍射光栅。

7、第三实施方式，在第一实施方式或第二实施方式所述的描绘装置中，多个所述衍射构件仅在所述排列方向上排列。

8、第四实施方式，在第一实施方式至第三实施方式中任一实施方式所述的描绘装置中，所述控制部包括提取部，所述提取部将表示至少一个所述台阶图案中的以所述基板的第一基板方位为基准而在第一允许角度范围内具有长度方向的台阶图案的数据作为第一图案数据提取。

9、第五实施方式，在第四实施方式所述的描绘装置中，所述第一允许角度范围为±10度。

10、第六实施方式，在第四实施方式或第五实施方式所述的描绘装置中，所述提取部将表示至少一个所述台阶图案中的以所述基板的不同于所述第一基板方位的第二基板方位为基准而在第二允许角度范围内具有长度方向的台阶图案的数据作为第二图案数据提取。

11、第七实施方式，在第六实施方式所述的描绘装置中，所述第二基板方位与所述第一基板方位正交。

12、第八实施方式为一种描绘方法，用于在基板上的曝光面描绘至少一个描绘图案，其中，在所述曝光面设置有至少一个台阶结构，所述台阶结构具有台阶上表面、高度低于所述台阶上表面的台阶下表面、以及将所述台阶上表面与所述台阶下表面相互连接的倾斜面，至少一个所述描绘图案包括至少局部地描绘于所述台阶结构的所述倾斜面上的至少一个台阶图案，至少一个所述台阶图案在俯视下沿长度方向延伸，所述描绘方法具有：工序(a)，将所述基板保持于水平面；工序(b)，调整所述水平面中的所述基板的朝向；以及工序(c)，将由调制器所调制的光经由物镜照射至所述曝光面，所述调制器具有由沿排列方向排列的多个衍射构件构成的衍射光栅；进行所述工序(b)，以使至少一个所述台阶图案的所述长度方向以及与所述衍射光栅的所述排列方向正交的正交方向在俯视下大致一致。

13、发明的效果

14、根据上述各实施方式，调整基板的朝向，以使至少一个台阶图案的长度方向以及与衍射光栅的排列方向正交的正交方向在俯视下大致一致。由此，能够在具有超过dof的高低差的曝光面上以高精度来描绘图案而不需复杂地调整光学系统的焦点。

技术特征：

1.一种描绘装置，用于在基板上的曝光面描绘至少一个描绘图案，其中，

2.如权利要求1所述的描绘装置，其中，

3.如权利要求1或2所述的描绘装置，其中，

4.如权利要求1至3中任一项所述的描绘装置，其中，

5.如权利要求4所述的描绘装置，其中，

6.如权利要求4或5所述的描绘装置，其中，

7.如权利要求6所述的描绘装置，其中，

8.一种描绘方法，用于在基板上的曝光面描绘至少一个描绘图案，其中，

技术总结
本发明的目的在于提供一种能够在具有超过DOF的高低差的曝光面上以高精度描绘图案而不需复杂地调整光学系统的焦点的描绘装置以及描绘方法。描绘图案包括至少局部地描绘于台阶结构的倾斜面上的至少一个台阶图案，至少一个台阶图案在俯视下沿长度方向延伸，描绘装置具有：调制器(44)，具有由沿排列方向(GX)排列的多个衍射构件构成的衍射光栅；旋转机构(21)，使基板(W)在水平面内旋转；以及控制部(60)，控制旋转机构(21)来调整水平面中的基板(W)的朝向，以使至少一个所述台阶图案的长度方向以及与排列方向(GX)正交的正交方向(GY)在俯视下大致一致。

技术研发人员：间嶋翔太
受保护的技术使用者：株式会社斯库林集团
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16