JP2005321676A

JP2005321676A - 描画装置

Info

Publication number: JP2005321676A
Application number: JP2004140706A
Authority: JP
Inventors: Takashi Okuyama; 隆志奥山
Original assignee: Pentax Corp
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 2004-05-11
Filing date: 2004-05-11
Publication date: 2005-11-17

Abstract

【課題】基板を連続的に搬送させている間に基板の位置ずれが生じてもパターンずれを生じず、高解像度のパターンを形成させる。
【解決手段】４つの露光ヘッド１２Ａ〜１２Ｄを基板ＳＷ上方に配置し、露光ヘッド１２Ａ〜１２Ｄによる露光エリアＥＡ１〜ＥＡ４を、基板ＳＷ上に規定される走査バンドＳ１〜Ｓ４に沿って相対移動させる。そして、露光ヘッド１２Ａ〜１２Ｄにそれぞれ設けられた４つのＤＭＤを、露光エリアＥＡ１〜ＥＡ４の相対位置に応じて独立制御し、パターンに応じた露光動作を実行する。そして、ローラＣＲ２の回転位置に応じた露光エリアの相対的位置ずれに従ってデータシフト量が読み出され、ビットマップメモリに書き込まれたラスタデータをデータシフト量だけシフトさせた領域から読み出す。
【選択図】図２

Description

本発明は、マスク（レチクル）、ガラス基板などの回路パターン形成用基板や、記録用紙などの感光材料へパターンを描画する描画装置に関し、特に、感光材料を相対移動させるときに生じる位置ずれに合わせた描画処理に関する。

レーザビーム走査による描画装置、あるいはマイクロミラーなどの光変調素子を２次元配列させたＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）等の光変調ユニットを使用する描画装置では、ガラス基板やシート状基板を一定方向へ搬送させ、パターンに応じて露光動作（描画）を行う（例えば特許文献１参照）。レーザビーム走査の場合、基板を一定速度で連続的に搬送させ、基板の移動方向に垂直な方向（走査方向）に沿ってビームを走査させる。基板を移動させる間、ローラやステージなどの搬送機構の精度に起因して、基板の移動方向に直交する方向に沿って位置ずれが生じる。レーザビーム走査方式の場合、基板搬送中の位置ずれを補正するため、レーザビームの走査開始位置をずれ量に合わせてシフトさせる（特許文献２参照）。
特開２００３−５７８３７号公報特開２０００−２２７６６１号公報

基板の搬送速度は、ローラやテーブル移動機構などの搬送機構の精度に起因して一定とならず変動し、送りムラが生じる。そのため、照射領域である露光エリアの相対位置は、搬送速度が一定である場合の相対位置（以下、基準位置という）から搬送方向に沿って変動する。その結果、実際の露光エリアの位置に対応しない光束から成る光が照射され、パターンずれが生じる。

露光動作から次の露光動作までの間にはパターンデータのデータ処理が行われており、一定の時間間隔をもって露光動作が行われる。しかしながら、基板の速度等が一定でない場合、制御時間間隔と露光エリアの相対移動位置が一致せず、パターンの位置ずれが生じる。特に、基板の送り速度が早くなった場合、露光タイミングの遅延による調整ではずれの問題を解消できず、基板の搬送速度をあらかじめ予測して遅くしなければならない。

本発明の描画装置は、連続的に搬送される感光材料に光変調ユニットを使用して描画する描画装置であり、フォトマスク（レチクル）、フィルム状基板といったパターン形成用基板へ回路パターンを描画する描画装置、あるいは、記録用シートなどの感材にパターンを形成する画像形成用描画装置に適用される。

本発明の描画装置は、パターン形成のため光を放射する光源と、光変調ユニットと、走査手段と、描画手段とを備える。光変調ユニットでは、複数の光変調素子が規則的に配列され、パターンに応じて光源からの光をそれぞれ感光材料へ投影する。例えば、ＤＭＤやＬＣＤなどが適用され、ＤＭＤの場合にはミラーがＯＮ／ＯＦＦ制御されることによってパターンに応じた光が照射される。走査手段は、光変調ユニットの照射領域である露光エリアを感光材料に対して相対的に移動させる。例えば、ステージなど感光材料を支持する部材を一定方向へ一定速度で移動させる。描画手段は、複数の光変調素子の配列に応じたデータ配列をもつ描画データに基づいて、光変調ユニットを制御する。すなわち、露光エリアの相対位置に応じた描画データによって複数の光変調素子を制御し、パターンを形成する。

感光材料を相対的に移動させる場合、ローラやステージなどの搬送機構の精度に起因して、露光エリアが走査方向（搬送方向）に沿って相対的な位置ずれが生じる。すなわち、単位時間当たりの露光エリアの相対的移動量が一定である場合の露光エリアの相対位置（基準位置）と実際の露光エリアの相対位置とのずれが生じる。描画手段は、相対的位置ずれに従い、露光エリアの相対的位置に形成すべきパターンに応じた光を投影するように描画処理を行う。このように信号、データ処理によりパターンずれの発生を防ぐことができ、基板の送り速度を調整することなく高精度のパターンを形成することができる。

相対的位置ずれの変位量が規則的であってあらかじめ確認可能であれば、描画前に相対的位置ずれを測定し、描画時に位置ずれに合わせた描画処理を行えばよい。描画時にリアルタイムで露光エリアの相対位置を計測する場合、例えば、感光材料の位置を検出する基板位置計測手段と、感光材料の位置に基づいて位置ずれを検出する位置ずれ検出手段とを有する。

描画手段は、分割描画データを、感光材料に対する位置ずれ変位量に従って相対的にデータシフトさせる。データシフトは、感光材料における露光エリアの相対位置に合わせてデータ化されている描画データを、位置ずれに合わせて実際の露光エリアの位置に応じた描画データを抽出するように、描画データをシフトすることを表す。

例えば、描画手段は、描画データをラスタデータとして格納可能なメモリと、露光エリアの相対位置に応じて描画データをメモリへ順次書き込み、露光エリアの搬送方向幅より大きいデータサイズで分割描画データを読み出して出力するデータ変換処理手段とを有する。この場合、ラスタデータをデータシフト量だけずらしてメモリから読み出す。

本発明の描画方法は、複数の光変調素子が規則的に配列され、パターンに応じて光源からの光をそれぞれ感光材料へ投影し、光変調ユニットの照射領域である露光エリアを感光材料に対して相対的に移動ささせ、複数の光変調素子の配列に応じたデータ配列をもつ描画データに基づいて、光変調ユニットを制御し、感光材料の移動方向に沿った露光エリアの相対的位置ずれに従い、露光エリアの相対的位置に形成すべきパターンに応じた光を投影するように描画処理を行うことを特徴とする。

本発明によれば、基板を連続的に搬送させている間に位置ずれが生じてもパターンずれが生じず、高解像度のパターンが形成される。

以下では、図面を参照して本発明の実施形態である描画システムについて説明する。

図１は、第１の実施形態である描画システムを模式的に示した斜視図である。

描画装置１０は基板ＳＷを直接描画する描画装置であり、ワークステーションなどのパターンデータ処理部１１と接続され、フォトレジストなどの感光材料が塗布された基板ＳＷの搬送経路中に配置される。基板ＳＷは、銅張積層板などによってシート状に形成され、数百メートルの長さを有する。基板ＳＷはロールされた状態で設置されており、描画装置１０外部にある搬送ローラＣＲ１〜ＣＲ３などにより、搬送方向Ｍの方向に沿って略一定速度で絶え間なく搬送される。この間、基板ＳＷは描画装置１０の進入口１０Ａから出口１０Ｂを通過していく。搬送ローラＣＲ１〜ＣＲ３は、後述するようにスプロケット状に構成されている。描画装置１０は、連続的に一定速度で進入してくる基板ＳＷに対して連続的に絶え間なく描画し続ける。描画装置１０を通過した基板ＳＷは現像処理、エッチングなど他の処理を行う装置へそのまま搬送されていく。なお、ローラＣＲ１〜ＣＲ３は、図示しない筐体内に配置されている。

図２は、描画装置１０の内部構成を模式的に示した斜視図である。図３は、１つの露光ヘッドの内部構成を模式的に示した図である。

描画装置１０は、４つの露光ヘッド１２Ａ〜１２Ｄを備え、基板ＳＷから所定距離だけ鉛直上方に離れた場所に規則的に配置されている。４つの露光ヘッド１２Ａ〜１２Ｄは、基板ＳＷの搬送方向Ｍに対して斜め方向に一列に配置されており、搬送方向Ｍに沿って互いに一定間隔ずつ離れて配置される。ここでの基板ＳＷの幅は、およそ１００〜６００ｍｍの範囲にあり、各列の隣接する露光ヘッドの搬送方向に沿った距離間隔は、およそ２００〜６００ｍｍの範囲にある。以下では、搬送方向Ｍに沿った方向を“Ｘ”、搬送方向Ｍに垂直な基板ＳＷの幅方向を“Ｙ”で表す。

４つの露光ヘッド１２Ａ〜１２Ｄに対し、４つの半導体レーザ（ここでは図示せず）および反射ミラー（図示せず）が基板ＳＷの上方に配置されており、各半導体レーザから放射された光は、それぞれ対応する反射ミラーを介して対応する露光ヘッドに導かれる。露光ヘッド１２Ａ〜１２Ｄ各々は、複数のマイクロミラーを２次元配列させたＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を備える。

図３に示すように、４つの露光ヘッドのうち露光ヘッド１２Ｃは、ＤＭＤ１３Ｃ、照明光学系２４、結像光学系２６を備えており、半導体レーザから放射されたビームＬＢは照明光学系２４へ導かれる。照明光学系２４はレーザビームＬＢの光束を平行光束に成形し、照明光学系２４を通過した光はＤＭＤ１３Ｃの全体照射領域ＡＭを照射する。ＤＭＤ１３Ｃでは、高さｈ、幅ｗであってＭ×Ｎ個のマイクロミラーがマトリクス状に配列されており、位置（ｉ，ｊ）に応じてマイクロミラーをＸ_ij（１≦ｉ≦Ｍ，１≦ｊ≦Ｎ）と表す。

マイクロミラーＸ_ijは、光を基板ＳＷ上へ導く第１の姿勢と基板ＳＷ外へ導く第２の姿勢のいずれかに選択的に位置決めされ、各ミラーは独立して制御される。マイクロミラーＸ_ijが第１の姿勢（ＯＮ状態）である場合、マイクロミラーＸ_ijに反射した光は、結像光学系２６を介して基板ＳＷ上へ導かれる。一方、マイクロミラーＸ_ijが第２の姿勢（ＯＦＦ状態）ある場合、マイクロミラーＸ_ijに反射した光は光吸収版２９へ導かれる。なお、ここでは結像光学系２６の結像倍率が１に定められている。他の露光ヘッド１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｄについても、同様の構成である。

露光ヘッド１２Ａ〜１２Ｄには、基板ＳＷを搬送方向Ｍに沿って４つに分割することにより規定される描画領域がそれぞれ割り当てられ、露光ヘッド１２Ａ〜１２Ｄに対して走査バンドＳ１〜Ｓ４が規定される（図２参照）。露光ヘッド１２Ａ〜１２Ｄからの光の照射領域（ビームスポット）である露光エリアＥＡ１〜ＥＡ４は、それぞれ走査バンドＳ１〜Ｓ４の幅に従って形成され、４つの露光エリアＥＡ１〜ＥＡ４によって基板全体へ光が照射される。隣接する露光エリアは、搬送方向Ｍに沿って互いに所定距離間隔ＤＬだけ離れて位置決めされる。

基板ＳＷの両側には、搬送方向Ｍに沿ってスプロケット孔ＰＲが形成されおり、露光エリアの距離間隔ＤＬに比べて非常に短い距離間隔で規則的に形成されている。例えば、距離間隔ＤＬが数百ミリ程度である場合、スプロケット孔ＰＲは数ミリ程度の距離間隔で形成される。基板ＳＷは、それぞれスプロケットＣＲ４、ＣＲ５を両端に取り付けたローラＣＲ２、ＣＲ３と係合し、ローラＣＲ２、ＣＲ３の回転によって略一定速度で搬送方向Ｍへ移動する。この移動に伴い、露光エリアＥＡ１〜ＥＡ４は、走査バンドＳ１〜Ｓ４に沿って基板ＳＷに対し相対移動する。エンコーダ３１は、ローラＣＲ２を回転させるモータＭＫの回転量を計測することで基板ＳＷの移動量を検出し、基板ＳＷに対する露光エリアＥＡ１〜ＥＡ４の相対位置が計測する。露光エリアＥＡ１〜ＥＡ４の相対位置に応じて各ＤＭＤが制御され、その位置に形成すべきパターンに応じた光束から成る光が基板ＳＷへ照射される。

図４は、描画装置１０のブロック図である。

描画装置１０は、第１〜第４のデータ変換部１４Ａ〜１４Ｄ，第１〜第４の露光制御部１６Ａ〜１６Ｄ、光源制御部３３を備え、ＣＰＵを含むシステムコントロール回路３２が描画装置１０全体を制御する。光源駆動部３３は、半導体レーザ１１Ａ〜１１Ｄの発光を制御し、システムコントロール回路３２からの制御信号に基づいて半導体レーザ１１Ａ〜１１Ｄへ電流を送る。半導体レーザ１１Ａ〜１１Ｄから放射された光は、それぞれＤＭＤ１３Ａ〜１３Ｄを備えた露光ヘッド１２Ａ〜１２Ｄへ導かれる。

データ処理部１１では、ＣＡＤデータ（ベクタデータ）であるパターンデータが生成され、描画装置１０へ送られる。パターンデータは、４つの走査バンドＳ１〜Ｓ４に従って一連の分割パターンデータとして生成されており、分割パターンデータは、システムコントロール回路３２を介してそれぞれ第１〜第４のデータ変換部１４Ａ〜１４Ｄへ送られる。４つのデータ変換部１４Ａ〜１４Ｄのうち第３のデータ変換部１４Ｃでは、走査バンドＳ３に応じた分割パターンデータをベクタデータからラスタデータに変換するデータ変換処理が行われる。そして、変換されたラスタデータはビットマップメモリ１５Ｃへ順次書き込まれ、露光制御部１６Ｃへ順次出力される。ラスタデータは、走査バンドＳ３に沿ったパターンに応じて２値化されたビットデータであり、基板ＳＷ上に規定される各ドット位置に対応する。０または１いずれかのデータ値は、マイクロミラーのＯＮ／ＯＦＦ状態を規定する。

パルス発生器１７、１９は、第１〜第４のデータ変換部１４Ａ〜１４Ｄにおけるラスタデータの出力タイミングを制御する制御クロックパルス信号と、露光エリアＥＡ１〜ＥＡ４の相対位置に応じて露光タイミングを制御する描画制御信号をそれぞれ第１〜第４のデータ変換部１４Ａ〜１４Ｄ、第１〜第４の露光制御部１６Ａ〜１６Ｄへ出力する。

露光制御部１６Ｃでは、送られてくるラスタデータおよび描画制御信号に基づいて、ＤＭＤ１３Ｃの各マイクロミラーＸ_ijをＯＮ／ＯＦＦ制御する信号が露光ヘッド１２Ｃへ順次出力される。本実施形態では、いわゆる多重露光動作が実行され、各マイクロミラーがオーバラップ露光するように、各マイクロミラーＸ_ijの相対位置に合わせて描画制御信号が出力される。ビットマップメモリ１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｄをそれぞれ備えた第１、第２、第４データ変換部１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｄ、第１、第２、第４露光制御部１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｄも、それぞれ第３のデータ変換部１４Ｃ、第３の露光制御部１６Ｃと同様の構成である。

エンコーダ３１は、フォトインタラプタを備えたインクリメント型のフォトエンコーダであり、ローラＣＲ２の回転位置を計る時の基準位置に応じた基準信号を出力するとともに、位相が互いに９０度シフトされたＡ相、Ｂ相のパルス信号が出力される。カウンタ３５は、基板ＳＷが移動している間、エンコーダ３１から送られてくる信号に基づいてモータＭＫの回転位置、すなわちローラＣＲ２の回転位置を検出する。

メモリ３４には、ローラＣＲ２の回転位置それぞれに応じた一連のデータシフト量が格納されており、検出される回転位置に応じたデータシフト量が読み出される。一連のデータシフト量は、後述する基板ＳＷの位置ずれに従ったデータであり、描画開始前にあらかじめ定められている。例えば、発光ダイオードとリニアセンサを備えた計測センサをスプロケット孔に光を通すように配置し、実際の基板ＳＷの移動量とエンコーダ３１により検出される回転位置にとの差に基づいて位置ずれ変位量が検出され、メモリ３４に格納される。

図５は、ローラＣＲ２のスプロケット形状を示した図である。図６は、パターンずれを示した図である。図５、図６を用いて、基板ＳＷの位置ずれに伴うパターンずれについて説明する。ただし、図５では、一部のスプロケットのみ示している。

ローラＣＲ２では、基板ＳＷと係合するスプロケットＣＲ４の曲率が一定とならず、真円度に誤差が生じて楕円形状である。ここでは、スプロケット形状が短軸Ｄ_min、長軸Ｄ_maxの楕円として示されている。また、他のローラＣＲ１、ＣＲ３においても同様の真円度の誤差が生じる。基板ＳＷはスプロケットが形成する曲線ＣＫを通ることから、ローラＣＲ２が回転している間、基板ＳＷの単位時間当たりの送り量が一定にならず、送りムラが生じる。

図６に示すように基板ＳＷの所定領域Ｊに文字「Ａ」型のパターンを形成する場合、露光エリアＥＡ１〜ＥＡ４の中で先頭位置にある露光エリアＥＡ４が領域Ｊに位置するタイミング（時刻Ｔ₁）でパターンＫ１を形成するように、描画処理が行われる。その後、ローラＣＲ２の回転精度に起因して基板ＳＷの送り量が変動した場合、移動量ＤＬに応じた時刻Ｔ₂に描画処理を行うと、変位量ΔＬだけ基板ＳＷに対して位置ずれが生じる。ただし、ΔＬは、基板ＳＷの送り量が一定である場合の露光エリアＥＡ３の相対位置に対するずれを表す。この位置ずれの結果、「Ａ」型のパターンのつなぎ目が一致せず、パターンずれが生じる。

図７は、描画補正処理を示したフローチャートであり、図８は、メモリ３４に格納されたローラＣＲ２の回転位置とデータシフト量とを示した図である。図９は、描画データのデータシフトを示した図である。なお、図７、図８では、走査バンドＳ３に応じた露光エリアＥＡ３に対する描画処理、すなわち第３の露光ヘッド１２Ｃ、第３のデータ変換部１４Ｃ，第３の露光制御部１６Ｃによる描画処理を示す。他の走査バンドに対しても、同様の描画処理が行われる。

描画開始命令が検出されると、基板ＳＷを一定速度で移動させるようにローラＣＲ２、ＣＲ３が回転する。そして、基板ＳＷが一定速度になると、描画を開始するために露光動作が実行される。ステップＳ１０１では、エンコーダ３１によりローラＣＲ２の回転位置が検出される。

エンコーダ３１は、基準位置１回転に１回出力するＺ相のクロックパルス信号とともに、回転量を示す位相が９０度ずれたＡ相、Ｂ相のクロックパルス信号を出力する。カウンタ３５は、これらクロックパルス信号のパルス数をカウントし、Ｚ相のクロックパルス信号の出力位置を基準としてモータＭＫ、すなわちローラＣＲ２の回転角度（回転位置）を検出する。ここでは、検出する時間間隔を最小にするため、Ａ相のクロックパルス信号の１／４周期を１パルスとして回転位置が逐次検出される。

メモリ３４には、基準位置からの回転位置に応じたデータシフト量があらかじめ格納されている。データシフト量は、ベクタデータから変換されたラスタデータをビットマップメモリ１５Ｃへ書き込む時のアドレスのシフト量（座標変換移動量）を示しており、描画装置１０において描画開始する前にあらかじめ算出される。ここでは、位置検出センサ（図示せず）などを用いて実際の基板ＳＷの移動量とエンコーダ３１により算出される基板ＳＷ速度一定である場合の理想的な移動量との差を位置ずれ変位量を計測し、それに応じたラスタデータのデータシフト量（ＤＴ₁、ＤＴ₂、ＤＴ₃、・・・・ＤＴ_i、・・・）が格納されている。データシフト量は、図８に示すように、０〜４００パルスまではＤＴ₁、４００〜１０００まではＤＴ₂、・・・に定められる。ローラＣＲ２に起因した露光エリアＥＡ３の相対的位置ずれが、ローラＣＲ２の一回転を周期として規則的に現われる。したがって、ローラＣＲ２が回転するのに応じてデータシフト量が繰り返し読み出される。

ステップＳ１０２では、ローラＣＲ２の回転位置（パルス数）に応じたデータシフト量がメモリ３４から読み出される。そして、ステップＳ１０３では、読み出されたデータシフト量に基づいて、ビットマップメモリ１５Ｃに書き込まれたラスタデータが順次読みだされる。図９に示すように、ビットマップメモリ１５Ｃには、露光エリアＥＡ３の搬送方向Ｍに沿った幅よりも大きいエリアに応じたラスタデータが格納されており、ここでは分割パターンデータＰＤ３がラスタデータとして格納されている。露光エリアＥＡ３の搬送方向Ｍの幅に応じたデータ幅を“ＥＬ”で表す。

露光エリアの位置ずれに応じてデータシフト量ＤＴ_iがメモリ３４から読み出されると、位置ずれを解消する方向にＤＴ_iだけシフトした領域からラスタデータが読み出される。図９では、ラインＬ₀〜ラインＬ_nまでのラスタデータ領域からラインＬ_0+kからラインＬ_n+kまでＤＴ_iだけシフトされたラスタデータ領域が読み出される。基板ＳＷの実際の搬送量が多い、すなわち露光エリアＥＡ３の相対位置が速度一定における位置（基準位置）より搬送方向Ｍに沿ってずれる場合、搬送方向Ｍに沿った方向へシフトさせた状態でラスタデータがビットマップメモリ１５Ｃから読み出される。一方、基板ＳＷの実際の搬送量が少ない場合、逆方向へシフトしてラスタデータが読み出される。

ステップＳ１０４では、ビットマップメモリ１５Ｃから読み出されたラスタデータが第３の露光制御部１６Ｃへ出力される。そして、露光制御部１６Ｃへ送られてくる描画制御信号に同期しながら描画信号がＤＭＤ１３Ｃへ出力される。

以上のように本実施形態によれば、４つの露光ヘッド１２Ａ〜１２Ｄが基板ＳＷ上方に配置され、露光ヘッド１２Ａ〜１２Ｄによる露光エリアＥＡ１〜ＥＡ４が、基板ＳＷ上に規定される走査バンドＳ１〜Ｓ４に沿って相対移動する。そして、ＤＭＤ１３Ａ〜ＤＭＤ１３Ｄが、それぞれ露光エリアＥＡ１〜ＥＡ４の相対位置に応じて独立制御され、パターンに応じた露光動作が実行される。そして、ローラＣＲ２の回転位置に応じてデータシフト量ＤＴ_iが読み出され、ビットマップメモリに書き込まれたラスタデータがデータシフト量ＤＴ_iだけシフトされた領域から読み出される。

露光ヘッドに設けられた結像光学系の倍率は任意に設定可能である。この場合、縮小率、倍率に応じてデータのシフト量、描画エリアのシフト量が定められる。スプロケット孔が形成されていない基板を使用してもよい。基板ＳＷの両面が銅箔によってカバーされている場合、エッチング等の処理による剥離を防止するため、基板ＳＷの裏面全体へ露光ヘッドにより光を照射すればよい。

なお、隣接する露光エリアの搬送方向Ｍに沿った距離間隔ＤＬをローラＣＲ２が一回転する時の基板ＳＷの移動量の整数倍に等しくした場合、各露光エリアの時間経過に伴った位置ずれが同一になる。この場合、データシフトによる位置ずれ補正処理を行う必要がない。

次に図１０〜１２を用いて、第２の実施形態である描画システムについて説明する。第２の実施形態では、第１の実施形態と異なり、描画信号の出力タイミングを制御することによって位置ずれ補正を行う。その他の構成については、第１の実施形態と同じである。

図１０は、エンコーダ３１から出力されるパルス数を示した図である。第１の実施形態で説明したように、図２に示すモータＭＫ、すなわちローラＣＲ２の一回転を１周期とするＺ相のパルス信号により、ローラＣＲ２の基準位置が周期的に計測され、Ａ、Ｂ相のパルス信号によりローラＣＲ２の基準位置からの回転位置（回転角度）が検出される。Ａ相、Ｂ相のパルス信号は位相互いに１／４周期ずれており、１周する間に回転位置をカウントするため、この１／４周期のパルス信号（以下では、分解能パルス信号という）に基づいてローラＣＲ２の回転位置が検出される。ここでは、エンコーダ分解能が４０９６の場合、４０９６パルスカウントされる間にローラＣＲ２が一回転する。

図１１は、図２に示すメモリ３４に格納されるシフトパルス数を示した図である。図１２は、描画制御信号のパルスシフトを示した図である。シフトパルス数は、第１〜第４の露光制御部１６Ａ〜１６Ｄにおける描画信号の出力タイミングを制御する描画制御信号を位相シフトさせるパルス数であり、分解能パルス信号よりも周波数の高い基準クロックパルス信号によってカウントされる。メモリ３４には、ローラＣＲ２の回転位置に従う一連のシフトパルス数が格納されており、描画前に各回転位置に応じたシフトパルス数があらかじめ測定されている。基板ＳＷの実際の搬送量が基準搬送量より少ない場合、描画制御信号の出力タイミングを遅らせるようにシフトパルス数が正の値で定められる。逆に、基板ＳＷの実際の搬送量が基準搬送量より少ない場合、描画制御信号の出力タイミングを早めるようにシフトパルス数が負の値で定められる。

描画開始されると、パルス発生器１７から出力される描画制御信号が回転位置に応じたシフトパルス数だけ位相シフトされ、出力タイミングがシフトパルス数だけずれる。図１２では、基準クロックパルス信号を基準として６パルス分位相がシフトされている。これにより、相対的に位置ずれしている露光エリアに対し、その位置に応じたパターンを形成する光が照射される。

次に、図１３〜図１５を用いて第３の実施形態である描画装置について説明する。第３の実施形態では、リアルタイムで位置ずれを検出しながら描画処理を行う。それ以外の構成については、第１の実施形態と同じである。

図１３は、第３の実施形態である描画装置のブロック図である。

データ処理部１１に接続された描画装置１０’は、基板ＳＷを搭載したステージ６３をＸ方向へ移動させる描画装置であり、テーブル駆動部６１、システムコントロール回路６２、パルス発生器６４、露光制御部６６、露光ヘッド６８、データ変換部７０とを備える。データ処理部１１から描画データがベクタデータとして送られてくると、データ変換部７０においてベクタデータがラスタデータに変換される。そして、露光制御部６６では、パルス発生器から出力される描画制御信号に基づいてＤＭＤ６７を制御する描画信号が出力される。ＤＭＤ６７は、描画信号に基づいてマイクロミラーをＯＮ／ＯＦＦ状態に変化させ、これによりパターンに応じた光が基板ＳＷを照射する。基板ＳＷがＸ方向に沿って移動することによって露光エリアが基板ＳＷに対して相対的に移動する。そして、Ｘ方向に沿って順次走査することにより、基板ＳＷ全体にパターンが形成される。

ステージ６３の裏面には、一定間隔で規則的にスリットが形成されたリニアエンコーダ６５が配置されている。描画開始に合わせてリニアエンコーダ６５へ光が照射されると、リニアエンコーダ６５は、スリットを通過する光の時間間隔を検知することにより、ステージ６３、すなわち基板ＳＷの実際の位置を検出する。露光制御部１０’は、リニアエンコーダ６５によりカウントされる時間間隔に応じた距離間隔に従って露光動作を行う。すなわち、時間間隔が検出される度に描画処理を行う。

図１４は、描画処理を示したフローチャートであり、図１５は、描画開始からの基板ＳＷの移動距離および位置ずれを示した図である。

ステップＳ２０１では、基板ＳＷをＸ方向に対して移動させるため、テーブル駆動部６１へ制御信号が送られる。そしてステップＳ２０２では、基準クロックパルス信号により所定の時刻を基準として時間間隔がカウントされる。描画開始直後は、描画開始からの時間間隔がカウントされる。ステップＳ２０３では、時間間隔がリニアエンコーダ６５のスリット間隔に応じたモニタ時間間隔Ｃｓになったか否かが判断される。

ステップＳ２０３においてモニタ時間間隔Ｃｓであると判断されると、ステップＳ２０４において、実際の基板ＳＷの位置Ｑが検出される。そして、基準クロックパルス信号によって計測される基板ＳＷの基準位置Ｑ０が算出される。基板ＳＷの基準位置Ｑ０は、基板ＳＷがＸ方向に沿って一定速度である場合の基板ＳＷの位置を表す。そしてステップＳ２０６では、ラスタデータに関するデータシフト量Δｘが検出される。なお、ここでは、露光エリアに応じた描画データがＸ方向に従ってＮライン分あり、Ｘ方向に沿ってＮ＋Ｍライン分あるラスタデータがデータ変換部７０に順次書き込まれ、読み出される。

図１５では、一定の時間間隔Ｔｓによる基板ＳＷの相対位置ＧＸを示した図である。速度が一定である場合、基板ＳＷの相対位置は直線Ｐ０により表される。しかしながら、実際の基板ＳＷの相対位置は、曲線Ｐにより表される。したがって、位置ずれΔＸに応じたデータシフト量Δｘが実際の検出位置Ｑと基準位置Ｑ０との差に基づいて算出される。

ステップＳ２０７では、データ変換部７０内のビットマップメモリ（図示せず）から、Δｘだけシフトした領域からラスタデータが読み出される。そして、ステップＳ２０８では、読み出されたラスタデータに基づいて描画信号が露光制御部６６から出力される。一定の時間間隔Ｔｓごとに描画処理が実行され、ステップＳ２０２〜Ｓ２０８が繰り返し実行される。

なお、第２の実施形態のように、描画制御信号の出力タイミングをずらすように構成してもよい。ステージを移動させるかわりに露光ヘッドを相対移動させてもよい。

第１の実施形態である描画システムを模式的に示した斜視図である。描画装置の内部構成を模式的に示した斜視図である。１つの露光ヘッドの内部構成を模式的に示した図である。描画装置のブロック図である。ローラのスプロケット形状を示した図である。パターンずれを示した図である。描画補正処理を示したフローチャートである。メモリに格納されたローラの回転位置とデータシフト量とを示した図である。描画データのデータシフトを示した図である。第２の実施形態におけるエンコーダから出力されるパルス数を示した図である。第２の実施形態におけるメモリに格納されるシフトパルス数を示した図である。第２の実施形態における描画制御信号のパルスシフトを示した図である。第３の実施形態における描画装置のブロック図である。第３の実施形態における描画処理を示したフローチャートである。第３の実施形態における描画開始からの基板の移動距離および位置ずれを示した図である。

符号の説明

１０描画装置
１１Ａ〜１１Ｄ半導体レーザ（光源）
１２Ａ〜１２Ｄ露光ヘッド
１３Ａ〜１３ＤＤＭＤ（光変調ユニット）
１４Ａ〜１４Ｄデータ変換部（データ変換処理手段）
１５Ａ〜１５Ｄビットマップメモリ（第２のメモリ）
１６Ａ〜１６Ｄ露光制御部
３１エンコーダ
３２システムコントロール回路
３４メモリ(第１、第３のメモリ)
ＳＷ基板
Ｍ搬送方向
ＥＡ１〜ＥＡ４露光エリア
Ｓ１〜Ｓ４走査バンド
ＰＤ３分割パターンデータ

Claims

感光材料に対して描画する描画装置であって、
パターン形成のため光を放射する光源と、
複数の光変調素子が規則的に配列され、パターンに応じて前記光源からの光をそれぞれ前記感光材料へ投影する光変調ユニットと、
前記光変調ユニットの照射領域である露光エリアを前記感光材料に対して相対的に移動させる走査手段と、
前記複数の光変調素子の配列に応じたデータ配列をもつ描画データに基づいて、前記光変調ユニットを制御する描画手段とを備え、
前記描画手段が、前記感光材料の移動方向に沿った露光エリアの相対的位置ずれに従い、露光エリアの相対的位置に形成すべきパターンに応じた光を投影するように描画処理を行うことを特徴とする描画装置。
前記感光材料の位置を検出する基板位置計測手段と、
前記感光材料の位置に基づいて位置ずれを検出する位置ずれ検出手段とをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
前記描画手段が、分割描画データを、前記感光材料に対する露光エリアの相対的位置ずれに従って相対的にデータシフトさせることを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
前記描画手段が、
描画データをラスタデータとして格納可能なメモリと、
露光エリアの相対位置に応じて描画データを前記メモリへ順次書き込み、前記露光エリアの搬送方向幅より大きいデータサイズで分割描画データを読み出して出力するデータ変換処理手段とを有し、
ラスタデータをデータシフト量だけずらして前記メモリから読み出すことを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
複数の光変調素子が規則的に配列され、パターンに応じて光源からの光をそれぞれ前記感光材料へ投影し、
前記光変調ユニットの照射領域である露光エリアを前記感光材料に対して相対的に移動させ、
前記複数の光変調素子の配列に応じたデータ配列をもつ描画データに基づいて、前記光変調ユニットを制御し、
前記感光材料の移動方向に沿った露光エリアの相対的位置ずれに従い、露光エリアの相対的位置に形成すべきパターンに応じた光を投影するように描画処理を行うことを特徴とする描画方法。