JP2003057837A - 多重露光描画装置および多重露光描画方法 - Google Patents

多重露光描画装置および多重露光描画方法

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JP2003057837A
JP2003057837A JP2001249947A JP2001249947A JP2003057837A JP 2003057837 A JP2003057837 A JP 2003057837A JP 2001249947 A JP2001249947 A JP 2001249947A JP 2001249947 A JP2001249947 A JP 2001249947A JP 2003057837 A JP2003057837 A JP 2003057837A
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パターンの画素サイズがどのような大きさの
ものであっても、そのパターンを適正に描画する。 【解決手段】 マトリクス状に配列された多数のマイク
ロミラーと、これらマイクロミラーからの光学像を投影
する光学系とを持つ露光ユニットを用いて、多重露光に
より描画面上に所定パターンを描画する。各露光ユニッ
トの数に対応して分割した回路パターンのラスタデータ
を分割領域用メモリ541に格納する。各露光ユニット
におけるマイクロミラーの相対位置を示す露光点座標デ
ータと、描画面に対する各露光ユニットの相対位置を示
す露光位置データとを加算し、読み出しアドレスデータ
を生成する。この読み出しアドレスデータに対応するラ
スタデータを分割領域用メモリ541から読み出して露
光データメモリ549に格納し、格納された露光データ
を個々のマイクロミラーに与える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はマトリクス状に配置
された多数の変調素子を持つ露光ユニットを用いて描画
面上に所定のパターンを描画する描画装置および描画方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】上述したような描画装置は一般的には適
当な被描画体の表面に微細なパターンや文字等の記号を
光学的に描画するために使用される。代表的な使用例と
しては、フォトリゾグラフィ(photolithography)の手
法によりプリント回路基板を製造する際の回路パターン
の描画が挙げられ、この場合には被描画体はフォトマス
ク用感光フィルム或いは基板上のフォトレジスト層であ
る。
【0003】近年、回路パターンの設計プロセスから描
画プロセスに至るまでの一連のプロセスは統合されてシ
ステム化され、描画装置はそのような統合システムの一
翼を担っている。統合システムには、描画装置の他に、
回路パターンを設計するためのCAD(Computer Aided
Design)ステーション、このCADステーションで得
られた回路パターンのベクタデータを編集するCAM
(Computer Aided Manufacturing)ステーション等が設
けられる。CADステーションで作成されたベクタデー
タ或いはCAMステーションで編集されたベクタデータ
は描画装置に転送され、そこでラスタデータに変換され
た後にビットマップメモリに格納される。
【0004】露光ユニットの一タイプとして、例えばD
MD(Digital Micromirror Device)或いはLCD(Li
quid Crystal Display)アレイ等から構成されるものが
知られている。周知のように、DMDの反射面には、マ
イクロミラーがマトリクス状に配置され、個々のマイク
ロミラーの反射方向が独立して制御されるようになって
おり、このためDMDの反射面の全体に導入された光束
は個々のマイクロミラーによる反射光束として分割され
るようになっており、このため各マイクロミラーは変調
素子として機能する。また、LCDアレイにおいては、
一対の透明基板間に液晶が封入され、その双方の透明基
板には互いに整合させられた多数対の微細な透明電極が
マトリクス状に配置され、個々の一対の透明電極に電圧
を印加するか否かにより光束の透過および非透過が制御
されるようになっており、このため各一対の透明電極が
変調素子として機能する。
【0005】描画装置には被描画体の感光特性に応じた
適当な光源、例えば超高圧水銀灯、キセノンランプ、フ
ラッシュランプ、LED(Light Emitting Diode)、レ
ーザ等が設けられ、また露光ユニットには結像光学系が
組み込まれる。光源から射出した光束は照明光学系を通
して露光ユニットに導入させられ、露光ユニットの個々
の変調素子はそこに入射した光束を回路パターンのラス
タデータに従って変調し、これにより回路パターンが被
描画体上に露光されて光学的に描画される。この場合、
描画される回路パターンの画素のサイズは変調素子のサ
イズに対応したものとなり、例えば、上述した結像光学
系の倍率が等倍であるとき、描画回路パターンの画素の
サイズと変調素子のサイズとは実質的に等しくなる。
【0006】通常、被描画体に描画されるべき回路パタ
ーンの描画面積は露光ユニットによる露光面積よりも遥
かに大きく、このため被描画体上に回路パターンの全体
を描画するためには、被描画体を露光ユニットで走査す
ることが必要となる。即ち、被描画体に対して露光ユニ
ットを相対的に移動させつつ回路パターンを部分的に描
画してその全体の回路パターンを得ることが必要とな
る。そこで、従来では、描画装置には、例えば所定の走
査方向に沿って移動可能な描画テーブルが設けられ、こ
の描画テーブルの移動経路の上方に露光ユニットが固定
位置に配置される。描画テーブル上には被描画体が所定
の位置に位置決めされ、描画テーブルを走査方向に沿っ
て間欠的に移動させつつ回路パターンを部分的に順次描
画して継ぎ足すことにより、全体の回路パターンが得ら
れることになる。このような露光方式についてはステッ
プ・アンド・リピート(Step & Repeat)方式と呼ばれ
る。
【0007】また、別のタイプの露光ユニットとして、
例えばレーザビーム走査光学系から構成されるものも知
られている。このようなタイプの露光ユニットを用いる
描画装置にあっては、被描画体の移動方向を横切る方向
にレーザビームを偏向させて該レーザビームでもって被
描画体を走査すると共に該走査レーザビームを一ライン
分の描画データ(ラスタデータ)でもって順次変調させ
ることによって、所望の回路パターンの描画が行われ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上で述べたような従
来の描画装置のいずれのタイプのものにあっては、回路
パターンの描画解像度は個々の描画装置で予め決められ
た画素サイズ(ドットサイズ)によって決まる。即ち、
マトリクス状に配列された変調素子から成る露光ユニッ
トを持つ描画装置にあっては、回路パターンの描画解像
度は個々の変調素子サイズ即ち画素サイズによって決ま
り、またレーザビーム走査光学系を持つ描画装置にあっ
ては、走査レーザビームのビーム径即ち画素サイズによ
って決まる。
【0009】かくして、従来では、CADステーション
或いはCAMステーションで回路パターンを設計する際
の画素サイズはその回路パターンを描画すべき個々の描
画装置によって予め決められた画素サイズに一致させる
ことが必要である。換言すれば、CADステーション或
いはCAMステーションでの回路パターンの設計の自由
度を高めるためには、種々の画素サイズに対応できる描
画装置が用意されなければならないし、種々の画素サイ
ズに対応できる描画装置を用意できなければ、CADス
テーション或いはCAMステーションでの回路パターン
の設計の自由度が制限されるということになる。
【0010】従って、本発明の目的は、マトリクス状に
配置された多数の変調素子を持つ露光ユニットを用いて
描画面上に所定のパターンを描画する描画装置および描
画方法であって、パターンデータの画素サイズがどのよ
うな大きさのものであっても、そのパターンデータに基
づいて所定のパターンを適正に描画し得るようになった
新規な多重露光描画装置および多重露光描画方法を提供
することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明に係る多重露光描
画装置は、所定方向に複数個並べられ、それぞれマトリ
クス状に配列された多数の変調素子によって描画面を多
重露光する露光ユニットと、描画面に露光すべきパター
ンのラスタデータを保持するメモリ手段と、パターンを
所定方向に沿って露光ユニットの数と等しい数のパター
ン領域に分割する分割手段と、個々のパターン領域を含
みかつパターン領域の所定方向における幅よりも大きい
幅を有する分割領域を決定する分割領域決定手段と、個
々の分割領域に対応するラスタデータをメモリ手段から
読み出す読み出し手段と、読み出し手段により読み出さ
れた分割領域のラスタデータの中から所定のラスタデー
タを選択し、分割領域に対応する露光ユニットの各変調
素子を駆動制御する変調素子制御手段とを備えることを
最大の特徴としている。
【0012】多重露光描画装置において、露光ユニット
の所定方向における最大露光幅が、パターン領域の幅よ
り長く、かつ分割領域の幅より短い。
【0013】また、本発明に係る多重露光描画方法は、
所定方向に複数個並べられ、それぞれマトリクス状に配
列された多数の変調素子を有する露光ユニットを用いて
多重露光することにより所定パターンを描画面上に描画
する多重露光描画方法であって、所定パターンのラスタ
データをメモリに保持する第1ステップと、所定パター
ンを所定方向に沿って露光ユニットの数と等しい数のパ
ターン領域に分割する第2ステップと、個々のパターン
領域を含みかつパターン領域の所定方向における幅より
も大きい幅を有する分割領域を決定する第3ステップ
と、個々の分割領域に対応するラスタデータをメモリか
ら読み出す第4ステップと、読み出し手段により読み出
された分割領域のラスタデータの中から所定のラスタデ
ータを選択し、分割領域に対応する露光ユニットの各変
調素子を駆動制御する第5ステップとを備えることを特
徴とする多重露光描画方法。
【0014】
【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して、本発
明による多重露光描画装置の一実施形態について説明す
る。
【0015】図1には、本発明による多重露光描画装置
の第1実施形態が斜視図として概略的に示される。この
多重露光描画装置はプリント回路基板を製造するための
基板上に形成されたフォトレジスト層に回路パターンを
直接描画するように構成されている。
【0016】図1に示すように、多重露光描画装置10
は床面上に据え付けられる基台12を備える。基台12
上には一対のガイドレール14が平行に敷設され、さら
にそれらガイドレール14上には描画テーブル16が搭
載される。この描画テーブル16は図示されない適当な
駆動機構、例えばボール螺子等をステッピングモータ等
のモータにより駆動させられ、これにより一対のガイド
レール14に沿ってそれらの長手方向であるX方向に相
対移動する。描画テーブル16上には被描画体30とし
てフォトレジスト層を持つ基板が設置され、このとき被
描画体30は図示されない適当なクランプ手段によって
描画テーブル16上に適宜固定される。
【0017】基台12上には一対のガイドレール14を
跨ぐようにゲート状構造体18が固設され、このゲート
状構造体18の上面には複数の露光ユニットが描画テー
ブル16の移動方向(X方向)に対して直角なY方向に
2列に配列される。第1列目に配された8個の露光ユニ
ットを図の左側から順に符号2001、2003、2005
2007、2009、2011、2013および2015で示し、
その後方に配された第2列目の7個の露光ユニットを図
の左側から符号2002、2004、2006、20 08、20
10、2012および2014で示している。
【0018】第1列目の露光ユニット2001、2003
2005、2007、2009、2011、2013および2015
と、第2列目の露光ユニット2002、2004、2006
20 08、2010、2012および2014とは所謂千鳥状に
配置される。即ち、隣り合う2つの露光ユニット間の距
離は、全て1つの露光ユニットの幅に略等しく設定さ
れ、第2列目の露光ユニット2002、2004、2006
2008、2010、2012および2014の配列ピッチは第
1列目の露光ユニット2001、2003、2005、2
07、2009、2011、2013および2015の配列ピッ
チに対して半ピッチだけずらされている。
【0019】本実施形態では、15個の露光ユニット2
01〜2015はそれぞれDMDユニットとして構成され
ており、各露光ユニットの反射面は例えば1024×1
280のマトリクス状に配列された1310720個の
マイクロミラーから形成される。各露光ユニット2001
〜2015は、X方向に沿って1024個、Y方向に沿っ
て1280個のマイクロミラーがマトリクス状に配列さ
れるように設置される。
【0020】ゲート状構造体18の上面の適当な箇所、
例えば第1露光ユニット2001の図中左方には光源装置
22が設けられる。この光源装置22には図示しない複
数のLED(Light Emitting Diode)が含まれ、これら
LEDから発した光は集光されて平行光束として光源装
置22の射出口から射出される。光源装置22にはLE
Dの他、レーザ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプお
よびフラッシュランプ等を用いてもよい。
【0021】光源装置22の射出口には15本の光ファ
イバケーブル束が接続され、個々の光ファイバケーブル
24は15個の露光ユニット2001〜2015のそれぞれ
に対して延設され、これにより光源装置22から各露光
ユニット2001〜2015へ照明光が導入される。各露光
ユニット2001〜2015は、光源装置22からの照明光
を描くべき回路パターンに応じて変調し、図の下方即ち
ゲート状構造体18の内側を進む描画テーブル16上の
被描画体30に向かって出射する。これにより、被描画
体30の上面に形成されたフォトレジスト層において照
明光が照射された部分だけが感光する。照明光の強度は
被描画体30のフォトレジスト層の感度に応じて調整さ
れる。
【0022】図2には、第1露光ユニット2001の主要
構成が概念的に図示されている。他の14個の露光ユニ
ット2002〜2015は第1露光ユニット201と同じ構
成および機能を有しており、ここでは説明を省略する。
第1露光ユニット201には、照明光学系26および結
像光学系28が組み込まれ、両者の間の光路上にはDM
D素子27が設けられる。このDMD素子27は、例え
ばウェハ上にアルミスパッタリングで作りこまれた、反
射率の高い一辺長さCの正方形マイクロミラーを静電界
作用により動作させるデバイスであり、このマイクロミ
ラーはシリコンメモリチップの上に1024×1280
のマトリクス状に1310720個敷き詰められてい
る。それぞれのマイクロミラーは、対角線を中心に回転
傾斜することができ、安定した2つの姿勢に位置決めで
きる。
【0023】照明光学系26は凸レンズ26Aおよびコ
リメートレンズ26Bを含み、凸レンズ26Aは光源2
2から延設された光ファイバケーブル24と光学的に結
合される。このような照明光学系26により、光ファイ
バケーブル24から射出した光束は第1露光ユニット2
01のDMD素子27の反射面全体を照明するような平
行光束LBに成形される。結像光学系28には2つの凸
レンズ28Aおよび28Cと、2つの凸レンズ28Aお
よび28C間に配されるリフレクタ28Bとが含まれ、
この結像光学系28の倍率は例えば等倍(倍率1)に設
定される。
【0024】第1露光ユニット2001に含まれる個々の
マイクロミラーはそれぞれに入射した光束を結像光学系
28に向けて反射させる第1の反射位置(以下、露光位
置と記載する)と該光束を結像光学系28から逸らすよ
うに反射させる第2の反射位置(以下、非露光位置と記
載する)との間で回動変位するように動作させられる。
任意のマイクロミラーM(m,n)(1≦m≦102
4,1≦n≦1280)が露光位置に位置決めされる
と、そこに入射したスポット光は一点鎖線LB1で示さ
れるように結像光学系28に向かって反射され、同マイ
クロミラーM(m,n)が非露光位置に位置決めされる
と、スポット光は一点鎖線LB2で示されるように光吸
収板29に向かって反射されて結像光学系28から逸ら
される。
【0025】マイクロミラーM(m,n)から反射され
たスポット光LB1は、結像光学系28によって描画テ
ーブル16上に設置された被描画体30の描画面32上
に導かれる。例えば、第1露光ユニット2001に含まれ
る個々のマイクロミラーM(m,n)のサイズがC×C
であるとすると、結像光学系28の倍率は等倍であるか
ら、マイクロミラーM(m,n)の反射面は描画面32
上のC×Cの露光領域U(m,n)として結像される。
Cは例えば20μmである。
【0026】なお、1つのマイクロミラーM(m,n)
によって得られるC×Cの露光領域は以下の記載では単
位露光領域U(m,n)として言及され、全てのマイク
ロミラーM(1,1)〜M(1024,1280)によ
って得られる(C×1024)×(C×1280)の露
光領域は、全面露光領域Ua01として言及される。
【0027】図2の左上隅のマイクロミラーM(1,
1)に対応する単位露光領域U(1,1)は全面露光領
域Ua01の左下隅に位置し、左下隅のマイクロミラーM
(1024,1)に対応する単位露光領域U(102
4,1)は全面露光領域Ua01の左上隅に位置する。ま
た、右上隅のマイクロミラーM(1,1280)に対応
する単位露光領域U(1,1280)は全面露光領域U
01の右下隅に位置し、右下隅のマイクロミラーM(1
024,1280)に対応する単位露光領域U(102
4,1280)は全面露光領域Ua01の右上隅に位置す
る。
【0028】第1露光ユニット2001では、個々のマイ
クロミラーM(m,n)は通常は非露光位置に位置決め
されているが、露光時には非露光位置から露光位置に回
動変位させられる。マイクロミラーM(m,n)の非露
光位置から露光位置への回動変位の制御については、後
述するように回路パターンのラスタデータに基づいて行
われる。なお、結像光学系28から逸らされたスポット
光LB2は描画面32に到達しないように光吸収板29
によって吸収される。
【0029】第1露光ユニット2001に含まれる131
0720個の全てのマイクロミラーが露光位置に置かれ
たときは、全マイクロミラーから反射された全スポット
光が結像光学系28に入射させられ、描画面32上には
第1露光ユニット2001による全面露光領域Ua01が得
られる。全面露光領域Ua01のサイズについては、単位
露光領域U(m,n)の一辺の長さCが20μmであれ
ば、25.6mm(=1024×20μm)×20.4
8mm(=1280×20μm)となり、そこに含まれ
る総画素数は勿論1024×1280個となる。
【0030】図3(a)〜(c)を参照して、多重露光
描画装置における描画処理について説明する。図3
(a)〜(c)は描画処理の経時変化を段階的に示す図
であり、被描画体30の描画面32の平面図である。以
下の説明の便宜上、描画面32を含む平面上にはX−Y
直交座標系が定義される。破線で囲まれた長方形の領域
は、15個の露光ユニット2001〜2015のそれぞれに
よってX−Y平面上で得られる全面露光領域Ua01〜U
15である。第1列の全面露光領域Ua01、Ua03、U
05、Ua07、Ua09、Ua11、Ua13およびUa15
その図中下辺がY軸に一致するように配置させられ、第
2列の全面露光領域Ua02、Ua04、Ua06、Ua08
Ua10、Ua12およびUa14はその図中下辺がY軸から
負側に距離Sだけ離れた直線に一致するように配され
る。
【0031】X−Y直交座標系のX軸は露光ユニット2
01〜2015の配列方向に対して直角とされ、このため
各露光ユニット2001〜2015内のそれぞれ13107
20(1024×1280)個のマイクロミラーもX−
Y直交座標系のX軸およびY軸に沿ってマトリクス状に
配列される。
【0032】図3では、X−Y直交座標系の座標原点は
第1列目の第1露光ユニット2001によって得られる全
面露光領域Ua01の図中左下角に一致しているように図
示されているが、正確には、座標原点は第1露光ユニッ
ト2001のY軸に沿う第1ラインのマイクロミラーのう
ちの先頭のマイクロミラーM(1,1)によって得られ
る単位露光領域U(1,1)の中心に位置する。上述し
たように、本実施形態では単位露光領域U(1,1)の
サイズは20μm×20μmであるので、Y軸は第1露
光ユニット2001による全面露光領域Ua01の境界から
10μmだけ内側に進入したものとなっている。換言す
れば、第1列目の8つの露光ユニット2001、2003
2005、2007、2009、2011、2013および2015
のそれぞれの第1ラインに含まれる1280個のマイク
ロミラーM(1,n)(1≦n≦1280)の全ての中
心がY軸上に位置する。
【0033】描画面32は描画テーブル16により白抜
き矢印で示すようにX軸に沿ってその負の方向に向かっ
て移動させられるので、全面露光領域Ua01〜Ua15
描画面32に対してX軸の正の方向に相対移動すること
になる。
【0034】描画面32に設定された描画開始位置SL
がY軸、即ち第1列目の8個の露光ユニット2001、2
03、2005、2007、2009、2011、2013および
20 15に対応する第1列目の全面露光領域Ua01、Ua
03、Ua05、Ua07、Ua09、Ua11、Ua13およびU
15の境界に一致すると、まず第1列目の露光ユニット
2001、2003、2005、2007、2009、2011、2
13および2015により描画面32の露光が開始され
る。図3(a)に示すように、第1列目の全面露光領域
Ua01、Ua03、Ua05、Ua07、Ua09、Ua11、U
13およびUa15のY軸に達していない部分に対応する
マイクロミラーについては非露光位置に位置決めされた
まま露光は行われず、また第2列目の全面露光領域Ua
02、Ua04、Ua06、Ua08、Ua10、Ua12およびU
14もY軸に達していないため、露光ユニット2002
2004、2006、2008、2010、2012および2014
による露光も停止させられている。図3では、第1列目
の8個の露光ユニット2001、2003、2005、2
07、2009、2011、2013および2015によって露
光された領域を右上がりのハッチングで示している。
【0035】さらに描画面32が移動し、全面露光領域
Ua02、Ua04、Ua06、Ua08、Ua10、Ua12およ
びUa14の境界がY軸に一致すると、第2列目の7個の
露光ユニット2002、2004、2006、2008、2
10、2012および2014による露光が開始される。図
3(b)に示すように、第2列目の露光ユニット2002
2004、2006、2008、2010、2012および2014
による露光は、第1列目の露光ユニット2001、2
03、2005、2007、2009、2011、2013および
2015による露光よりも常に距離Sだけ遅れて進行す
る。図3では、第2列目の露光ユニット2002、2
04、2006、2008、2010、2012および2014
よって露光された領域を右下がりのハッチングで示して
いる。
【0036】さらに描画面32が相対移動して、図3
(c)に示すように第1列目の全面露光領域Ua01、U
03、Ua05、Ua07、Ua09、Ua11、Ua13および
Ua15の境界が描画終了位置ELに達すると、第1列目
の露光ユニット2001、2003、2005、2007、20
09、2011、2013および2015による露光が停止させ
られる。厳密にいえば、描画終了位置ELに達した単位
露光領域U(m,n)に対応するマイクロミラーM
(m,n)から順に非露光位置に静止させられる。図3
(c)の状態からさらに描画面32が距離Sだけ進む
と、第2列目の全面露光領域Ua02、Ua04、Ua06
Ua08、Ua10、Ua12およびUa14の境界が描画終了
位置ELに達し、第2列目の露光ユニット2002、20
04、2006、20 08、2010、2012および2014によ
る露光が停止させられる。
【0037】以上のように、15個の露光ユニット20
01〜2015は、X軸に平行な帯状領域をそれぞれ露光
し、この帯状露光領域の幅はそれぞれ全面露光領域Ua
01〜Ua15の幅に略一致する。隣り合う2つの帯状領域
の境界部分は微少量だけ重ね合わされている。なお、同
一ライン上に描かれるべき回路パターンを一致させるた
めに、第1列目の露光ユニット2001、2003、2
05、2007、2009、20 11、2013および2015
所定ラインの回路パターンに応じた露光データが与えら
れると、第2列目の露光ユニット2002、2004、20
06、2008、2010、2012および2014には描画面3
2が距離Sを移動する時間だけ遅れたタイミングで同一
ラインの露光データが与えられる。
【0038】露光方式としては、描画テーブル16を走
査方向に沿って間欠的に移動させる動作と、描画テーブ
ル16の停止時に回路パターンを部分的に順次描画する
動作とを交互に繰り返すことにより、各描画領域を継ぎ
足して全体の回路パターンを得るステップ・アンド・リ
ピート(Step & Repeat)方式を採用してもよいし、描
画テーブル16を一定速度で移動させつつ同時に描画動
作を行う方式であってもよい。本実施形態では説明を容
易にするためにステップ・アンド・リピート方式を採用
する。即ち、多重露光描画装置10では、描画テーブル
16を所定の移動間隔で間欠的に移動させつつ、回路パ
ターンのラスタデータに従って回路パターンを多重露光
により描画する描画方法が採用される。以下に、このよ
うな多重露光描画方法の原理について説明する。
【0039】図4には、第1露光ユニット2001によっ
て描画面32上に投影される全面露光領域Ua01の一部
が示され、この全面露光領域Ua01は各マイクロミラー
M(m,n)から得られる単位露光領域U(m,n)か
ら成る。ここで、パラメータmは第1露光ユニット20
01のX軸方向に沿うライン番号を示し、パラメータnは
第1露光ユニット2001のY軸方向に沿う行番号を示
し、本実施形態では1≦m≦1024および1≦n≦1
280となる。
【0040】要するに、単位露光領域U(1,1)、U
(1,2)、U(1,3)、U(1,4)、U(1,
5)、…、U(1,1280)は第1露光ユニット20
01のY軸に沿う第1ラインの1280個のマイクロミラ
ーM(1,1)〜M(1,1280)から得られるもの
であり、単位露光領域U(2,1)、U(2,2)、U
(2,3)、U(2,4)、U(2,5)、…、U
(2,1280)は第1露光ユニット2001のY軸に沿
う第2ラインの1280個のマイクロミラーM(2,
1)〜M(2,1280)から得られるものであり、単
位露光領域U(3,1)、U(3,2)、U(3,
3)、U(3,4)、U(3,5)、…、U(3,12
80)は第1露光ユニット2001のY軸に沿う第3ライ
ンのマイクロミラーM(3,1)〜M(3,1280)
から得られるものである。
【0041】例えば、露光1回当たりの移動距離が単位
露光領域の1つ分のサイズCの整数倍である距離A(例
えばA=4C)と距離a(0≦a<C)との和である場
合について説明すると、描画テーブル16がX軸に沿っ
てその負側に移動させられる、即ち第1露光ユニット2
01が描画テーブル16に対してX軸の正側に向かって
相対移動し、単位露光領域Ua01が描画面32上の描画
開始位置SLに到達すると、そこで一旦停止させられて
第1露光ユニット2001の第1ラインの1280個のマ
イクロミラーM(1,1)〜M(1,1280)が所定
の回路パターンのラスタデータに従って動作させられて
第1回目の露光が行われる。このときの描画面32の相
対位置を第1回目露光位置と定義する。
【0042】第1回目の露光が終了すると、第1露光ユ
ニット2001は再びX軸に沿ってその正側に相対移動
し、その単位露光領域Ua01の移動量が(A+a)とな
ったとき、第1露光ユニット2001は第2回目露光位置
に到達したと判断されて停止され、第1露光ユニット2
01の第1〜第5ラインのマイクロミラーM(1,1)
〜M(5,1280)が所定の回路パターンのラスタデ
ータに従って動作させられて第2回目の露光が行われ
る。
【0043】第2回目の露光が終了すると、第1露光ユ
ニット2001は更にX軸に沿ってその正側に移動量(A
+a)だけ移動させられて第3回目露光位置で停止さ
れ、第1露光ユニット2001の第1〜第9ラインのマイ
クロミラーM(1,1)〜M(9,1280)が所定の
回路パターンのラスタデータに従って動作させられて第
3回目の露光が行われる。
【0044】このように第1露光ユニット2001がX軸
に沿ってその正側に移動量(A+a)だけ移動させられ
る度毎に停止されて露光作動が繰り返され、描画面32
の同一領域が第1露光ユニット2001によって多数回に
渡って多重露光されることになる。例えば、a=0の場
合、第1露光ユニット2001はX軸に沿ってその正側に
A(=4C)ずつ移動し、単位露光領域U(m,n)の
中心は常に同一点上に一致する。このため、第1列目の
先頭のマイクロミラーM(1,1)によって露光された
C×Cの領域は、さらに第(4k+1)番目の先頭のマ
イクロミラーM(4k+1,1)によって露光され(た
だし、1≦k≦255)、合計256回(=1024C
/A)だけ多重露光されることになる。一方、a≠0の
場合、重なり合う単位露光領域U(m,n)の中心は距
離aだけ徐々にずれていくため、同一領域が256回多
重露光されるとは限らない。そこで、所定の領域を25
6回露光させるために、各単位露光領域U(m,n)の
中心を256個だけこの所定領域内に均等に配列させ、
実質的に256回多重露光させている。
【0045】図3では、露光ユニット2001〜2015
マイクロミラーの並びはX軸およびY軸に平行であった
が、露光ユニット2001〜2015の姿勢をX軸に対して
微少角αだけ傾斜させつつ移動させる構成であってもよ
い。このとき、第1露光ユニット2001がX軸に沿って
その正側に移動量(A+a)だけ移動させられる度毎
に、単位露光領域U(m,n)はY軸に沿ってその負側
に所定距離だけ相対的にシフトすることになる。
【0046】図5は、露光ユニット2001をX軸に対し
て傾斜させつつ順次移動させたときの単位露光領域U
(m,n)の変位を経時的に示す図である。図5を参照
すると、第1回目露光位置での全面露光領域Ua01の一
部が破線で示され、第2回目露光位置での全面露光領域
Ua01の一部が一点鎖線で示され、第3回目露光位置で
の全面露光領域Ua01の一部が実線で示され、各単位露
光領域U(m,n)のY軸の負側に沿う移動距離がbで
示されている。
【0047】第1回目露光位置において第1露光ユニッ
ト2001の第1ラインのマイクロミラーM(1,1)〜
M(1,1280)によって得られる単位露光領域U
(1,1)、U(1,2)、…U(1,1280)に注
目すると、これら単位露光領域U(1,1)、U(1,
2)、…U(1,1280)に対して、第2回目露光位
置における第1露光ユニット2001の第5ラインのマイ
クロミラーM(5,1)〜M(5,1280)によって
得られる単位露光領域U(5,1)、U(5,2)、…
U(5,1280)がX軸およびY軸に沿ってそれぞれ
(+a)および(−b)だけずれて互いに重なり合い、
さらに第3回目露光位置においては第1露光ユニット2
01の第9ラインのマイクロミラーM(9,1)〜M
(9,1280)によって得られる単位露光領域U
(9,1)、U(9,2)、…U(9,1280)は、
X軸方向およびY軸方向にそれぞれ(+2a)および
(−2b)だけずれて互いに重なり合うことになる。な
お、図5では、3つの互いに重なり合う単位露光領域U
(1,1)、U(5,1)およびU(9,1)がそれぞ
れ破線、一点鎖線および実線の引出し線で例示的に示さ
れている。
【0048】ここで各単位露光領域U(m,n)の相対
位置をその中心である露光点CN(m,n)で代表して
示すと、第2回目露光位置における露光点CN(5,
1)は、第1回目露光位置における露光点CN(1,
1)から(+a,−b)だけ離れており、第3回目露光
位置における露光点CN(9,1)は、第1回目露光位
置における露光点CN(1,1)から(+2a,−2
b)だけ離れて存在することになる。なお、各ラインに
おける互いに隣接した露光点間の距離は単位露光領域U
(m,n)のサイズC(=20μm)に一致する。
【0049】上述したように、移動距離が、単位露光領
域U(m,n)の一辺長さCの4倍と距離aとの和とさ
れるとき、距離aおよびbを適当に選ぶことにより、個
々の単位露光領域U(m,n)と同じ大きさの面積C×
C内に露光点を均一に分布させることができる。
【0050】例えば、図6に示すように、単位露光領域
U(m,n)と同じ大きさの面積C×C(=20μm×
20μm)内に240個の露光点を分布させるために
は、X軸に沿って16個およびY軸に沿って15個配列
させればよいことになり、距離aおよびbは以下の計算
式によって定められる。 a=C/16 =20μm/16 =1.25μm b=C/240=20μm/240=0.0833μm
【0051】なお、言うまでもないが、距離bを0.0
833μmに設定するということは、描画テーブル16
がX軸の負側に距離(A+a=81.25μm)だけ移
動したとき、個々の単位露光領域U(m,n)がY軸の
負側に0.0833μmだけシフトするように描画テー
ブル16の傾斜角度αを設定するということに他ならな
い。
【0052】図6において、参照符号CN(1,1)で
示される露光点が例えば第1回目露光位置における第1
露光ユニット2001の第1ラインの先頭のマイクロミラ
ーM(1,1)によって得られる単位露光領域U(1,
1)のものであるとすると、先の記載から明らかなよう
に、露光点CN(5,1)は第2回目露光位置における
第1露光ユニット2001の第5ラインの先頭のマイクロ
ミラーM(5,1)によって得られる単位露光領域U
(5,1)のものであり、露光点CN(9,1)は第3
回目露光位置における第1露光ユニット2001の第9ラ
インの先頭のマイクロミラーM(9,1)によって得ら
れる単位露光領域U(9,1)のものとなる。
【0053】さらに、露光点CN(1,1)から距離
(+15a,−15b)だけ離れた露光点CN(61,
1)は、第16回目露光位置における第61ラインの先
頭のマイクロミラーM(61,1)によって得られる単
位露光領域U(61,1)の中心であり、露光点CN
(1,1)から距離(0,−16b)だけ離れた露光点
CN(66,1)は第17回目露光位置における第66
ラインの先頭のマイクロミラーM(66,1)によって
得られる単位露光領域U(66,1)の中心である。同
様に、露光点CN(1,1)から距離(0,−224
b)だけ離れた露光点CN(911,1)は第241回
目露光位置における第911ラインの先頭のマイクロミ
ラーM(911,1)によって得られる単位露光領域U
(911,1)の中心であり、露光点CN(1,1)か
ら距離(15a,−239b)だけ離れた露光点CN
(975,1)は第240回目露光位置における第97
5ラインの先頭のマイクロミラーM(975,1)によ
って得られる単位露光領域U(975,1)の中心であ
る。
【0054】かくして、15個の露光ユニット2001
2015に対して描画テーブル16が上述した条件下でX
軸の負側に間欠的に移動させられると、それら露光ユニ
ット2001〜2015の個々のマイクロミラーM(m,
n)よって得られる単位露光領域U(m,n)の中心、
即ち露光点CN(m,n)がX軸およびY軸のそれぞれ
に沿ってピッチaおよびbで描画面32の全体にわたっ
て配列されることになる。個々の単位画素領域と同じ大
きさの領域C×C(20μm×20μm)内には240
個の露光点が均一に分布させられる。
【0055】なお、露光ユニット2001〜2015におけ
る個々の露光点を描画面32の全体にわたって更に高密
度に分布させることももちろん可能であり、例えば、2
0μm×20μmの面積内に480個の単位露光領域の
中心を均一に配列させる場合には、距離Aは単位露光領
域のサイズCの2倍(40μm)に設定され、距離aお
よびbはそれぞれ1.25μm/2、0.833μm/
2に設定される。
【0056】また、図6に示す例では15個の露光点は
Y軸に沿って平行に配列されているが、距離aおよびb
の値を僅かに変化させることによって、露光点をY軸に
沿って斜めに配列させることも可能である。
【0057】このように本実施形態の多重露光描画装置
10においては、回路パターンのラスタデータに基づい
て回路パターンの描画が行われるとき、該回路パターン
データの画素サイズがどのようなサイズであっても、そ
の回路パターンを描画することが可能である。換言すれ
ば、多重露光描画装置10側には、描画されるべき回路
パターンに対する画素の概念は存在しないといえる。
【0058】例えば、ラスタデータの画素サイズが20
μm×20μmに設定されている場合には、任意の1ビ
ットデータに“1”が与えられると、露光作動時にその
1ビットデータに対応する一画素領域(20μm×20
μm)に含まれる個々の露光点CN(m,n)に対応し
たマイクロミラーM(m,n)が該1ビットデータによ
って動作されて非露光位置から露光位置に回動させら
れ、これによりかかる一画素領域(20μm×20μ
m)が総計240回にわたって多重露光を受けることに
なる。
【0059】また、別の例として、ラスタデータの画素
サイズが10μm×10μmに設定されている場合に
は、任意の1ビットデータに“1”が与えられると、露
光作動時にその1ビットデータに対応する一画素領域
(10μm×10μm)に含まれる個々の露光点CN
(m,n)に対応したマイクロミラーM(m,n)が該
1ビットデータによって動作されて非露光位置から露光
位置に回動させられ、これによりかかる一画素領域(1
0μm×10μm)が総計60回にわたって多重露光を
受けることになる。
【0060】なお、露光時間、即ち個々のマイクロミラ
ーM(m,n)が露光位置に留められる時間について
は、描画面32における一画素領域内での露光回数、被
描画体30(本実施形態では、フォトレジスト層)の感
度、光源装置22の光強度等に基づいて決められ、これ
により各一画素露光領域について所望の露光量が得られ
るように設定される。
【0061】図7は多重露光描画装置10の制御ブロッ
ク図である。同図に示すように、多重露光描画装置10
にはマイクロコンピュータから構成されるシステムコン
トロール回路34が設けられる。即ち、システムコント
ロール回路34は中央演算処理ユニット(CPU)、種
々のルーチンを実行するためのプログラムや定数等を格
納する読出し専用メモリ(ROM)、演算データ等を一
時的に格納する書込み/読出し自在なメモリ(RA
M)、および入出力インターフェース(I/O)から成
り、多重露光描画装置10の作動全般を制御する。
【0062】描画テーブル16は、駆動モータ36によ
ってX軸方向に沿って駆動させられる。この駆動モータ
36は例えばステッピングモータとして構成され、その
駆動制御は駆動回路38から出力される駆動パルスに従
って行われる。描画テーブル16と駆動モータ36との
間には先に述べたようにボール螺子等を含む駆動機構が
介在させられるが、そのような駆動機構については図7
では破線矢印で象徴的に示されている。
【0063】駆動回路38は描画テーブル制御回路40
の制御下で動作させられ、この描画テーブル制御回路4
0は描画テーブル16に設けられた描画テーブル位置検
出センサ42に接続される。描画テーブル位置検出セン
サ42は描画テーブル16の移動経路に沿って設置され
たリニアスケール44からの光信号を検出して描画テー
ブル16のX軸方向に沿うその位置を検出するものであ
る。なお、図7では、リニアスケール44からの光信号
の検出が破線矢印で象徴的に示されている。
【0064】描画テーブル16の移動中、描画テーブル
位置検出センサ42はリニアスケール44から一連の光
信号を順次検出して一連の検出信号(パルス)として描
画テーブル制御回路40に対して出力する。描画テーブ
ル制御回路40では、そこに入力された一連の検出信号
が適宜処理され、その検出信号に基づいて一連の制御ク
ロックパルスが作成される。描画テーブル制御回路40
からは一連の制御クロックパルスが駆動回路38に対し
て出力され、駆動回路38ではその一連の制御クロック
パルスに従って駆動モータ36に対する駆動パルスが作
成される。要するに、リニアスケール44の精度に応じ
た正確さで描画テーブル16をX軸方向に沿って移動さ
せることができる。なお、このような描画テーブル16
の移動制御自体は周知のものである。
【0065】図7に示すように、描画テーブル制御回路
40はシステムコントロール回路34に接続され、これ
により描画テーブル制御回路40はシステムコントロー
ル回路34の制御下で行われる。一方、描画テーブル位
置検出センサ42から出力される一連の検出信号(パル
ス)は描画テーブル制御回路40を介してシステムコン
トロール回路34にも入力され、これによりシステムコ
ントロール回路34では描画テーブル16のX軸に沿う
移動位置を常に監視することができる。
【0066】システムコントロール回路34はLAN
(Local Area Network)を介してCADステーション或
いはCAMステーションに接続され、CADステーショ
ン或いはCAMステーションからはそこで作成処理され
た回路パターンのベクタデータがシステムコントロール
回路34に転送される。システムコントロール回路34
にはデータ格納手段としてハードディスク装置46が接
続され、CADステーション或いはCAMステーション
から回路パターンのベクタデータがシステムコントロー
ル回路34に転送されると、システムコントロール回路
34は回路パターンのベクタデータを一旦ハードディス
ク装置46に書き込んで格納する。また、システムコン
トロール回路34には外部入力装置としてキーボード4
8が接続され、このキーボード48を介して種々の指令
信号や種々のデータ等がシステムコントロール回路34
に入力される。
【0067】ラスタ変換回路50はシステムコントロー
ル回路34の制御下で動作させられる。描画作動に先立
って、ハードディスク装置46から回路パターンのベク
タデータが読み出されてラスタ変換回路50に出力さ
れ、このベクタデータはラスタ変換回路50によってラ
スタデータに変換され、このラスタデータはビットマッ
プメモリ52に書き込まれる。要するに、ビットマップ
メモリ52には回路パターンデータとして0または1で
表されたビットデータとして格納される。ラスタ変換回
路50でのデータ変換処理およびビットマップメモリ5
2でのデータ書込みについてはキーボード48を介して
入力される指令信号により行われる。
【0068】ビットマップメモリ52には、15個の露
光データ生成回路5401〜5415(図7では4つの露光
データ生成回路5401、5402、5403および5415
みを示す)が接続される。各露光データ回路5401〜5
15はそれぞれ露光ユニット2001〜2015に対応して
おり、各露光ユニットに与えるべきビットデータをビッ
トマップメモリ52から読み出し、露光データを生成し
てDMD駆動回路56に出力する。露光データは個々の
露光ユニット2001〜2015のマイクロミラーを露光位
置または非露光位置に位置決めさせるためのビットデー
タである。
【0069】DMD駆動回路56はその露光データに基
づいて露光ユニット2001〜2015をそれぞれ独立して
作動し、これにより各露光ユニットの個々のマイクロミ
ラーは選択的に露光作動を行うことになる。露光データ
は露光ユニット2001〜20 15による露光作動が繰り返
される度毎に書き換えられる。
【0070】なお、図7では、個々のマイクロミラーの
露光作動が破線矢印で象徴的に図示されている。また、
図7では図の複雑化を避けるために露光ユニットは1つ
しか示されていないが、実際には15個(2001〜20
15)存在し、DMD駆動回路56によってそれぞれ駆動
されることは言うまでもない。
【0071】図8には、ビットマップメモリ52上に展
開された回路パターンのラスタデータの一部分が模式的
に示されている。同図に示すライン番号Lは描画面32
上に描画されるべき回路パターンのY軸に沿う描画ライ
ン番号に対応し、各ラインには1280×15個のビッ
トデータが含まれる。同図に示すように、個々のビット
データは“B”で示され、この“B”には描画されるべ
き回路パターンに従って“1”か“0”のうちのいずれ
かの値が与えられる。
【0072】本発明によれば、回路パターンデータ(ラ
スタデータ)の画素サイズ、即ち個々のビットデータ
“B”のサイズについてはその回路パターンの設計段階
で種々の大きさを与えることが可能である。例えば、ビ
ットデータ“B”のサイズが10μm×10μmであれ
ば、描画面32上に描かれるべき描画ラインの幅も10
μmとなり、ビットデータ“B”のサイズが20μm×
20μmであれば、描画ラインの幅も20μmとなり、
ビットデータ“B”のサイズが30μm×30μmであ
れば、描画ラインの幅も30μmとなる。
【0073】図8に示すように、各ラインに含まれる1
280×15個のビットデータは第1番目ないし第15
番目のグループに分けられる。図3に示すように描画面
32がX軸に平行な方向に移動する場合、第1露光ユニ
ット2001によって描かれるべき回路パターンに必要な
データは左端から1280ビット分のラスタデータであ
る。しかし、図5に示すように露光ユニットがX軸に対
して傾斜して移動する場合には、露光領域Ua01がY軸
に沿ってシフトするため露光データの生成には1280
ビット以上のラスタデータが必要である。
【0074】そこで本実施形態においては、第1露光デ
ータ生成回路5401は、ビットマップメモリ52から、
先頭(図中左端)から(1280+β)ビット分のラス
タデータを読み出しており、読み出された第1番目のグ
ループのラスタデータに基づいて第1露光ユニット20
01に与えるべき露光データを生成する、即ちこれらラス
タデータからY軸方向に並ぶ1280個のマイクロミラ
ーに与えるべき1280ビット分のラスタデータを選択
して露光データとして出力する。
【0075】第2露光データ生成回路5402は、ビット
マップメモリ52から、左端から1281番目から25
60番目までの1280ビット分のラスタデータを含
み、その前後βビット分だけ多い(1280+2β)ビ
ット分のラスタデータを第2番目のグループとして読み
出し、第2露光ユニット2002に与えるべき露光データ
を生成する。第3〜第14露光データ生成回路5403
5414についても、第2露光データ生成回路5402と同
様に(1280+2β)ビット分のラスタデータを読み
出して露光データを生成する。第15露光データ生成回
路5415は、最後(図中右端)の(1280+β)ビッ
ト分のラスタデータを読み出して露光データを生成す
る。
【0076】なおβは正の整数であり、システムコント
ロール回路34において予め設定された定数である。特
にその値は限定されないが、数十程度が好ましい。ま
た、各グループのラスタデータの数を全て等しくする必
要は無く、個々のグループについて任意に変更しても良
い。
【0077】各グループの個々のビットデータ“B”に
対しては、図9に模式的に示すようなアドレスデータ
[Lx,Ry]が与えられる。アドレスデータ成分Lx
ライン番号L(図8)を示し、アドレスデータ成分Ry
は各グループの最上ビットからの数えて何ビット目に当
たるかを表す。例えば、アドレスデータ[00000
1,0001]は各グループのライン番号1の最上位ビ
ットのビットデータ“B”を表し、アドレスデータ[0
00003,0001]は各グループのライン番号3の
最上位ビットのビットデータ“B”を表し、またアドレ
スデータ[000001,1278]は各グループのラ
イン番号1の最上位ビットから数えて1278番目のビ
ットデータ“B”を表し、アドレスデータ[00000
3,1278]は各グループのライン番号3の最上位ビ
ットから数えて1278番目のビットデータ“B”を表
し、更にアドレスデータ[000001,1280]は
各グループのライン番号1の最下位ビットのビットデー
タ“B”を表し、アドレスデータ[000003,12
80]は各グループのライン番号3の最下位ビットのビ
ットデータ“B”を表す。
【0078】図10は、回路パターンと、第1および第
2露光ユニット2001および2002との関係を示す模式
図である。説明を簡単にするために、ここでは描画面3
2をX軸に平行に移動させた場合(図3)について説明
する。
【0079】第1露光ユニット2001は、全面露光領域
Ua01と同一幅である帯状の領域を多重露光により描画
する。この帯状の領域を第1パターン領域Ra01と定義
する。第1露光ユニットは第1パターン領域Ra01のY
方向長さ(以下、パターン領域幅D1と記載する)より
も幅の大きい領域(破線で囲まれる)を露光するだけの
数(Y方向に1280個)のマイクロミラーを備えてい
るが、実際に露光作動させられるマイクロミラーは、右
上がりのハッチングで示される全面露光領域Ua01に対
応する1280個以下のマイクロミラーのみである。こ
の第1パターン領域Ra01に描かれる回路パターンは、
そのY方向長さがパターン全体のY方向長さの1/15
に相当し、図8に示す第1番目のグループに含まれる先
頭からパターン領域幅D1に相当するラスタデータに基
づいて描かれる。
【0080】第1番目のグループに含まれるラスタデー
タに対応する領域を第1分割領域Ba01(図中一点鎖線
で囲まれた領域)として定義すると、この第1分割領域
Ba 01のY方向長さである分割領域幅D2はパターン領
域幅D1よりも長く設定され、その差D3はβビット分
のラスタデータに相当する長さ(β×PS)に等しい。
即ち、第1露光データ生成回路5401において第1分割
領域Ba01に相当するラスタデータが読み出され、その
中から第1パターン領域Ra01に相当するビットデータ
が露光データとして選択され、第1露光ユニット2001
が作動させられる。
【0081】第2露光ユニット2002についても同様
に、第2露光データ生成回路5402によってパターン領
域幅D1よりも長さ(D3×2)だけ長い分割領域幅D
4を持つ第2分割領域Ba02に相当する(1280+2
β)ビット分のラスタデータが読み出され、この第2分
割領域Ba02に含まれる第2パターン領域Ra02を多重
露光するための露光データが生成される。なお、第3〜
第15露光データ生成回路5402〜5415においても同
様に露光データが生成されることは言うまでもない。
【0082】隣り合う2つのパターン領域Ra01および
Ra02は重なることはなく実質的に隙間なく並んでいる
が、隣り合う2つの分割領域Ba01およびBa02はY方
向に長さD3×2だけ重なり合っている。即ち、第1お
よび第2露光データ生成回路5401および5402は2β
ビット分のラスタデータを共有することになる。なお、
第1分割領域Ba01の分割領域幅D2は、第1露光ユニ
ット2001の最大露光幅D5よりも大きい値に設定され
る。
【0083】このように、パターン領域よりも広い分割
領域に相当するラスタデータを読み出して露光データを
生成するので、上記のようにパターン領域がY方向にシ
フトする場合や、回路パターンを座標変換(回転、拡
大、縮小、移動等)して描画する場合においても十分に
対応することができる。
【0084】図11は、回路パターンに回転変換を施し
た場合の分割領域とパターン領域との関係を示す図であ
る。本来の回路パターンを破線で示し、時計回りに角度
θだけ回転変換した回路パターンを実線で示す。
【0085】回路パターンを回転した場合、図に示すよ
うに本来第1露光ユニット2001のみで描画すべき幅D
1の回路パターン(第1パターン領域Ra01)を第1お
よび第2露光ユニット2001、2002の双方を用いて描
画しなければならない。即ち、第1パターン領域Ra01
のうち右上がりのハッチングで示される台形の領域が第
1露光ユニット2001により描画され、右下がりのハッ
チングで示される残りの三角形領域が第2露光ユニット
2002により描画されるべきである。従って、第2分割
領域Ba02の分割領域幅D4は、回転変換前の第1パタ
ーン領域Ra01の一部を含むようにパターン領域幅D1
よりも大きく設定される。これにより、実質的に回路パ
ターンを回転させて描くことができる。
【0086】図12は、図7に示す第1露光データ生成
回路5401の構成をさらに詳細に示すブロック図であ
る。なお、残り14個の露光データ生成回路5402〜5
15は、第1露光データ生成回路5401と同じ構成を有
しており、ここでは説明を省略する。
【0087】第1露光データ生成回路5401には、分割
領域チェック回路540および分割領域メモリ541が
設けられる。分割領域チェック回路540には、システ
ムコントロール回路34により第1分割領域Ba01に相
当するラスタデータのアドレスデータ(以下、分割領域
データと記載する)が与えられ、ビットマップメモリ5
2から順に読み出されたラスタデータから第1分割領域
Ba01に相当するラスタデータのみを抽出して、分割領
域用メモリ541に格納する。即ち、分割領域用メモリ
541には第1分割領域Ba01に相当するラスタデータ
が格納される。
【0088】第1露光データ生成回路5401には露光点
座標データメモリ542が設けられ、この露光点座標デ
ータメモリ542には1024×1280のマトリクス
状に配列されたマイクロミラーM(m,n)に対応する
1310720個の露光点CN(m,n)の座標データ
が格納される。この露光点座標データは、第1ラインの
先頭のマイクロミラーM(1,1)に対応する露光点C
N(1,1)を原点とする2次元直交座標系で表され、
その座標系の2軸はそれぞれX軸およびY軸に平行であ
る。この露光点座標データは描画面32全体の描画が行
われる毎に見直され、必要に応じてシステムコントロー
ル回路34から与えられ、更新される。
【0089】第1露光データ生成回路5401のカウンタ
544には、システムコントロール回路34から基本制
御クロックパルスCLK1および露光クロックパルスE
_CLKが入力され、その出力は露光点座標データメモ
リ542および露光データメモリ549に入力される。
【0090】基本制御クロックパルスCLK1は、13
10720個の各マイクロミラーを順次作動させるタイ
ミングを制御するパルスであり、露光クロックパルスE
_CLKは露光開始タイミングを制御するパルスであ
る。露光クロックパルスE_CLKの周期はクロックパ
ルスCLK1の周期の1310720倍以上とされる。
【0091】カウンタ544は基本制御クロックパルス
CLK1のパルス数をカウントし、そのカウント値を出
力する。このカウント値は露光クロックパルスE_CL
Kの入力毎に初期値0にリセットされる。従って、カウ
ンタ544からの出力は露光点座標データメモリ542
または露光データメモリ549から各マイクロミラーに
与えるべきビットデータの読み出す順番を示すアドレス
データに相当する。
【0092】また第1露光データ生成回路5401には露
光位置データメモリ546が設けられ、この露光位置デ
ータメモリ546には露光作動毎に変化する第1露光ユ
ニット2001の描画面32に対する相対位置データ(以
下、露光位置データと記載する)、具体的には第1ライ
ンの先頭のマイクロミラーM(1,1)に対応する露光
点CN(1,1)の座標データが格納される。露光位置
データは描画毎にシステムコントロール回路34から与
えられ、更新される。
【0093】第1露光データ生成回路5401のカウンタ
545には、システムコントロール回路34から露光ク
ロックパルスE_CLKが入力されており、パルス数が
カウントされる。カウント値は露光位置データメモリ5
46から露光位置データを読み出すアドレスデータとし
て露光位置データメモリ546に出力される。
【0094】露光点座標データメモリ542はクロック
パルスCLK1に同期してアドレス変更される毎にパタ
ーン領域幅チェック回路543を介して加算器547に
順次露光点座標データを出力し、露光位置データメモリ
546はクロックパルスE_CLKに同期してアドレス
が変更される毎に加算器547に露光位置データを出力
する。
【0095】パターン領域幅チェック回路543は、個
々の露光点座標データが、パターン領域幅D1を超えて
いないかどうかをチェックするための回路であり、パタ
ーン領域幅D1のデータ、即ち露光ユニット2001のパ
ターン領域幅を示すY座標からなるパターン領域データ
はシステムコントロール回路34により与えられる。
【0096】加算器547では個々の露光点座標データ
に現在の露光位置データを加算し、両者の和をピクセル
処理回路548に出力する。露光位置データおよび露光
点座標データはμm単位で表された値であるため、ピク
セル処理回路548では描画すべきラスタデータの画素
サイズPSに基づいたデータに変換する。このデータが
分割領域用メモリ541からラスタデータを読み出す際
の読出しアドレスデータ[Lx,Ry]となる。
【0097】分割領域用メモリ541から読み出された
ラスタデータは、露光データメモリ549に一旦格納さ
れ、カウンタ544からの出力、即ち各マイクロミラー
に与えるべきビットデータの読み出す順番を示すアドレ
スデータに基づいて露光データとして読み出され、DM
D駆動回路56に出力される。なお、座標変換を行う際
には、システムコントロール回路34において露光点座
標データまたは露光位置座標データに座標変換が施さ
れ、これにより読み出すべきラスタデータの位置を変更
している。
【0098】以下に露光ユニット2001の個々のマイク
ロミラーM(m,n)と各露光位置でのビットデータ
“B”との関係について説明する。
【0099】露光ユニット2001が露光開始位置即ち第
1回目露光位置に置かれている場合にその任意のマイク
ロミラーによって得られる単位露光領域U(m,n)の
露光点CN(m,n)のXY座標P[x(m),y(n)](1≦
m≦1024,1≦n≦1280)については以下のよ
うに表される。尚、Cは単位露光領域のサイズであり、
Xp(m)およびYp(n)は露光点座標データであ
る。ここで、bは前述したように、X軸方向に(A+
a)だけ移動した際のY方向の移動量である。 x(m)=Xp(m)=(m−1)C y(n)=Yp(n)=(n−1)C−b(m−1)
【0100】露光ユニット2001が第1回目露光位置か
らX軸方向に距離(A+a)ずつ順次移動させられて第
i回目露光位置まで到達したとすると、そのときの露光
位置データXs(i)およびYs(i)は以下のように
表される。ここで、“i”は露光回数である。 Xs(i)=(A+a)(i−1) …(1) Ys(i)=0 …(2)
【0101】従って、露光ユニット2001が第i回目露
光位置まで到達したときの座標P[x (m),y(n)]のX成分
x(m)およびY成分y(n)は以下の式で示される。 x(m)=Xs(i)+Xp(m) …(3) y(n)=Ys(i)+Yp(n) …(4)
【0102】第i回目露光位置において、任意のマイク
ロミラーによって得られる単位露光領域(U(m,n))の
露光点CN(m,n)の座標P[x(m),y(n)]が或る一画素領域
内に含まれるとき、その一画素領域に対応するビットデ
ータ“B”のアドレス[Lx,Ry]は上述の2つの
(3)式および(4)式の演算結果を用いて以下の式で
表せる。 Lx=INT[x(m)/PS]+1 … (5) Ry=INT[y(n)/PS]+1 … (6) ここで、一般的に、除算e/fが行われるとき、演算子
INT[e/f]は除算e/fの商を表し、0≦e<f
のとき、INT[e/f]=0として定義される。ま
た、“PS”はビットデータ“B”のサイズを表す。
【0103】かくして、第i回目露光位置では、座標P
[x(m),y(n)]に対応したマイクロミラーは上述の(5)
式および(6)式の演算結果によって決まるアドレス
[Lx,Ry]のビットデータ“B”に従って動作される
ことになる。
【0104】上述の(3)式の演算結果、即ち座標P
[x(m),y(n)]のX成分の演算結果が以下の関係となった
とき、 x(m)<0 座標P[x(m),y(n)]は未だ描画面32上の描画領域に侵
入していないことになる。従って、この場合には、座標
[x(m),y(n)]に対応したマイクロミラーを動作すべき
ビットデータは存在しないことになり、このとき該マイ
クロミラーはダミーデータ“0”に従って動作させられ
る。
【0105】また、上述の(4)式の演算結果y
(n)、即ち座標P[x(m),y(n)]のY成分の演算結果が
以下の関係となったとき、 y(n)<0 座標P[x(m),y(n)]は描画領域のY軸に沿う負側の境界
線を越えることになる。従って、この場合にも、座標P
[x(m),y(n)]に対応したマイクロミラーを動作すべきビ
ットデータは存在しないことになり、このとき該マイク
ロミラーはダミーデータ“0”に従って動作させられ
る。
【0106】第1列目のその他の露光ユニット2003
2015に含まれる任意のマイクロミラーを露光動作時に
どのビットデータ“B”によって動作させるべきかも上
述の場合と同様な態様で確定することが可能であるが、
しかしその場合には、上述の演算時に露光ユニット20
03、2005、〜2015の各々が露光ユニット2001より
も座標原点からY軸に沿って正側に離れていることが考
慮されなければならない。また、第2列目の露光ユニッ
ト2002、2004、〜2014のそれぞれの任意のマイク
ロミラーを各露光動作時にどのビットデータ“B”によ
って動作させるべきかも上述の場合と同様な態様で確定
することが可能であるが、しかしその場合には、上述の
演算時に露光ユニット2002、2004、〜2014の各々
が露光ユニット2001よりも座標原点からX軸に沿って
負側にしかもY軸に沿って正側に離れていることが考慮
されなければならない。
【0107】上述した実施形態では、描画作動時、描画
テーブル16が露光位置に到達する度毎に停止され、そ
の停止位置で露光ユニット2001〜2015による露光作
動が行われている。しかしながら、描画作動時、描画テ
ーブル16を間欠的に移動させることなく連続的に一定
速度で移動させつつ、所定の条件下で露光ユニット20
01〜2015による露光作動を行うことも可能である。詳
述すると、描画テーブル16が距離(A+a)だけ移動
する度毎に露光ユニット2001〜2015による露光作動
が開始されることは上述の実施形態と同じであるが、し
かし露光時間については、描画テーブル16が各露光ユ
ニットの個々のマイクロミラーによって得られる単位露
光領域のサイズ(20μm)より小さい距離dを移動す
る間の時間とされる。
【0108】このように露光時間を設定すれば、上述の
場合と同様な態様で回路パターンの描画を行うことがで
きるだけでなく、回路パターンの描画に必要とされる描
画時間も短縮することもできる。また、描画作動時、描
画テーブル16を連続的に一定速度で移動させる別の利
点として、描画テーブル16の駆動系が故障し難いとい
うことも挙げられる。
【0109】このように、本実施形態においては、回路
パターンを露光ユニットの数に応じて分割しており、さ
らにこれら分割されたパターン領域よりも大きい分割領
域を決定し、この分割領域に相当するラスタデータから
任意のラスタデータを選択するため、座標変換が簡単な
構成で容易に行える。また、ビットマップメモリ52内
のラスタデータには何ら座標変換を施す必要がない。
【0110】
【発明の効果】以上の記載から明らかなように、本発明
にあっては、パターンデータがどのような大きさの画素
サイズを持っていても、所定のパターンを適正に描画す
ることができるので、本発明による多重露光装置を1台
だけ用意するだけでCADステーション或いはCAMス
テーションでの回路パターンの設計の自由度を大巾に高
めることができる。
【0111】また、本発明による多重露光装置にあって
は、回路パターンを露光ユニットの数に応じて分割して
おり、さらにこれら分割されたパターン領域よりも大き
い分割領域を決定し、この分割領域に相当するラスタデ
ータから任意のラスタデータを選択するため、座標変換
が簡単な構成で容易に行える。また、15個の露光ユニ
ットについてそれぞれの露光データを同時に生成できる
ので、時間短縮が図れる。
【0112】また、本発明により得られる特徴的な作用
効果の1つとして、露光ユニット内の変調素子の幾つか
が正常に機能しなくなったとしても、画素欠陥を生じさ
せることなくパターンの描画を適正に行い得るという点
も挙げられる。というのは、描画パターン領域は複数回
の露光作動にわたる多重露光によって得られるので、そ
のうちの数回程度の露光作動が正常に行われなかったと
しても、その描画パターン領域の総露光量は十分に得ら
れるからである。
【0113】本発明による多重露光方式から得られる別
の作用効果として、個々の露光ユニットに組み込まれる
結像光学系に起因する露光むらがあったとしても、その
露光むらの影響は多重露光のために小さくされるという
点も挙げられる。
【0114】本発明による多重露光方法から得られる更
に別の作用効果として、光源装置の出力が低くても、多
重露光のために十分な露光量が確保し得るので、光源装
置を安価に構成し得る点も挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による多重露光描画装置の概略斜視図で
ある。
【図2】本発明による多重露光描画装置で用いる露光ユ
ニットの機能を説明するための概略概念図である。
【図3】図1に示す多重露光描画装置の描画テーブル上
の被描画体の描画面および各露光ユニットによる露光領
域を説明するための平面図である。
【図4】本発明による多重露光描画装置により実行され
る多重露光描画方法の原理を説明するための模式図であ
って、X−Y座標系のX軸に沿う複数の露光位置に露光
ユニットを順次移動させた状態を経時的に示す図であ
る。
【図5】図4と同様な模式図であって、X−Y座標系の
X軸に沿う複数の露光位置に露光ユニットを順次移動さ
せた際に該露光ユニットがY軸に沿って所定距離だけ変
位する状態を経時的に示す図である。
【図6】本発明の多重露光方法に従って露光ユニットを
複数の露光位置に順次移動させた際に該露光ユニットの
所定のマイクロミラーによって得られる単位露光領域の
中心が所定領域内にどのように分布するかを示す説明図
である。
【図7】本発明による多重露光描画装置のブロック図で
ある。
【図8】本発明による多重露光描画装置で描画すべき回
路パターンのラスタデータの一部をビットマップメモリ
上に展開した状態で示す模式図である。
【図9】図8に示すビットデータの一部とその読出しア
ドレスデータとの関係を示す模式図である。
【図10】回路パターンのパターン領域と分割領域との
関係を示す模式図である。
【図11】回路パターンを回転させたときのパターン領
域と分割領域との関係を示す模式図である。
【図12】図7に示す第1露光データ生成回路の内部を
詳細に示すブロック図である。
【符号の説明】 10 多重露光描画装置 16 描画テーブル 2001、…2015 露光ユニット 27 DMD素子 M(1,1)、…M(1024,1280) マイクロ
ミラー(変調素子) 30 被描画体 32 描画面 34 システムコントロール回路 52 ビットマップメモリ 5401、…5415 露光データ生成回路 56 DMD駆動回路

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 所定方向に複数個並べられ、それぞれマ
    トリクス状に配列された多数の変調素子によって描画面
    を多重露光する露光ユニットと、 前記描画面に露光すべきパターンのラスタデータを保持
    するメモリ手段と、 前記パターンを前記所定方向に沿って前記露光ユニット
    の数と等しい数のパターン領域に分割する分割手段と、 個々の前記パターン領域を含みかつ前記パターン領域の
    前記所定方向における幅よりも大きい幅を有する分割領
    域を決定する分割領域決定手段と、 個々の前記分割領域に対応するラスタデータを前記メモ
    リ手段から読み出す読み出し手段と、 前記読み出し手段により読み出された分割領域のラスタ
    データの中から所定のラスタデータを選択し、前記分割
    領域に対応する前記露光ユニットの各変調素子を駆動制
    御する変調素子制御手段とを備えることを特徴とする多
    重露光描画装置。
  2. 【請求項2】 前記露光ユニットの前記所定方向におけ
    る最大露光幅が、前記パターン領域の幅より長く、かつ
    前記分割領域の幅より短いことを特徴とする請求項1に
    記載の多重露光描画装置。
  3. 【請求項3】 所定方向に複数個並べられ、それぞれマ
    トリクス状に配列された多数の変調素子を有する露光ユ
    ニットを用いて多重露光することにより所定パターンを
    描画面上に描画する多重露光描画方法であって、 所定パターンのラスタデータをメモリに保持する第1ス
    テップと、 前記所定パターンを前記所定方向に沿って前記露光ユニ
    ットの数と等しい数のパターン領域に分割する第2ステ
    ップと、 個々の前記パターン領域を含みかつ前記パターン領域の
    前記所定方向における幅よりも大きい幅を有する分割領
    域を決定する第3ステップと、 個々の前記分割領域に対応するラスタデータを前記メモ
    リから読み出す第4ステップと、 前記読み出し手段により読み出された分割領域のラスタ
    データの中から所定のラスタデータを選択し、前記分割
    領域に対応する前記露光ユニットの各変調素子を駆動制
    御する第5ステップとを備えることを特徴とする多重露
    光描画方法。
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