JP2006259204A - パターン描画装置、パターン検査装置、基板、パターン描画方法およびパターン検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上にパターンの描画に関連する描画関連情報を効率よく記録する。
【解決手段】パターン描画装置１では、情報パターン生成部５１１により描画関連情報を示す情報パターンが生成され、描画データ生成部５１２により配線パターンに情報パターンが追加されて拡張描画パターンが生成される。そして、ステージ移動機構３１およびヘッドユニット移動機構３２により光ビーム出射部４１１からの光ビームの基板９上における照射位置が走査され、情報パターンを含む拡張描画パターンが基板９上の配線パターン形成用のレジストに描画される。これにより、パターン描画装置１では、他の記録装置等を利用することなく、基板９上に描画関連情報を効率よく記録することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板にパターンを描画する技術、基板上に形成されたパターンを検査する技術、並びに、パターンを有する基板に関する。

従来より、プリント基板や半導体基板等（以下、「基板」という。）にパターンを描画するパターン描画装置が利用されている。パターン描画装置では、光ビーム出射部とステージ上に載置される基板の表面との間の距離が検出されることにより、光学系により光ビーム出射部からの光ビームの合焦位置が基板の表面に合わせられ、パターンの描画が行われる。また、より高度なパターン描画を行う際には、基板上の所定位置に形成された複数のマークを検出することにより基板の伸縮量が取得され、この伸縮量に合わせて描画制御が行われる。

なお、特許文献１では、製造工程中に基板の厚さをオンラインで測定する手法の一例として、主面の法線が水平方向を向く状態にて連続的に移動する矩形の基板において、第１画像検出部にて下側の端面の位置の高さ方向の変化を検出しつつ、この変化に基づいて下側の端面に対向する第２画像検出部を昇降してこの端面の画像を取得することにより、基板の厚さを正確に求める技術が開示されている。非特許文献１では、多層樹脂基板上の四隅に設けられたテストクーポンを電気的に測定することにより、各層の位置ずれ情報や伸縮情報を取得する装置が紹介されている。

また、特許文献２では、原画フィルムの画像が焼き付けられた刷版を現像した後に絵柄面積率を測定し、刷版の外縁部に形成された磁気面に記録装置を用いて測定データを書き込み、印刷の際には、刷版上の磁気面から測定データを読み込むことにより印刷に必要な情報である絵柄面積率を取得する技術が開示されており、さらに、この情報をジェットプリンタを用いてバーコードとして刷版に付す技術も提案されている。
特開２００２−２２８４２２号公報 特開平３−９９８８９号公報 "商品情報 エンジニアリング"、［online］、兼松エレクトロニクス株式会社、［平成１７年２月３日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.kel.co.jp/products/index.cgi?pro_no=4＞

ところで、パターン描画の後続の工程においても基板の厚さや基板の伸縮量が利用される場合があり、例えば、基板上に形成されたパターンを検査するパターン検査装置では、撮像部により被検査画像を取得する際に基板の厚さを用いて合焦位置調整範囲を設定することが必要となり、被検査画像と予め準備される参照画像との比較においては、基板の伸縮量を用いることにより適切な比較検査が実現される。したがって、パターン検査の際においても、ノギス等を利用した基板の厚さの取得や、パターン検査装置自体または他の装置による基板の伸縮量の取得等、パターン描画の際に取得される情報と同様の情報を取得するための重複した作業が行われている。

なお、特許文献２の技術を基板に対する処理に採用することにより、記録装置を用いて基板上に形成された磁気面にパターンの描画に関連する情報を記録したり、ジェットプリンタを用いてこれらの情報をバーコードとして基板に付すことも考えられるが、情報の記録のために別途装置を設けなければならず、基板に対する処理が煩雑となってしまう。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板上にパターンの描画に関連する情報を効率よく記録することを主たる目的とし、パターン描画の後続の工程において描画に関連する情報が参照可能な基板を提供することも目的とし、さらに、描画に関連する情報を利用して基板上のパターンを効率よく検査することも目的としている。

請求項１に記載の発明は、基板にパターンを描画するパターン描画装置であって、基板を保持する保持部と、前記基板に向けて描画用の光または電子のビームを出射するビーム出射部と、前記ビーム出射部からのビームの前記基板上における照射位置を走査する走査機構と、パターン描画前に前記基板から取得された情報、パターン描画前に描画環境もしくは描画条件として取得された情報、または、パターン描画に先行する前記基板への他のパターン描画時に取得された情報を含む描画関連情報を示す情報パターンを生成する情報パターン生成部と、前記情報パターンを含む拡張描画パターンを示す描画データを生成する描画データ生成部と、前記描画データに基づいて前記ビーム出射部および前記走査機構を制御することにより、前記拡張描画パターンを前記基板上に描画する制御部とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のパターン描画装置であって、前記保持部が前記基板が載置されるステージであり、描画時に前記基板の前記ビーム出射部側の面の前記照射位置における前記ステージからの高さである表面高さが実質的に取得されて前記表面高さに基づいて前記ビーム出射部からのビームの前記基板に対する合焦位置が変更され、前記描画関連情報が、前記表面高さから導かれる情報を含む。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のパターン描画装置であって、前記描画関連情報が、前記ビームの強度を含む。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のパターン描画装置であって、前記基板上の所定位置に形成された複数のマークの位置を検出するマーク位置検出部をさらに備え、前記制御部が、前記複数のマークの位置に基づいて前記基板の伸縮量を求め、前記伸縮量に合わせて描画制御を行い、前記描画関連情報が、前記伸縮量を含む。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のパターン描画装置であって、前記基板の周囲の温度または湿度を計測するセンサをさらに備え、前記描画関連情報が、前記温度または前記湿度を含む。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載のパターン描画装置であって、前記描画データ生成部および前記制御部により、前記基板上の複数の領域に対して描画パターンを示す描画データの生成および描画が順次行われ、前記描画関連情報が、前記複数の領域のうちの最後に描画が行われる最終領域を除くものへの描画が行われる間に取得され、前記情報パターンの生成および前記拡張描画パターンを示す描画データの生成が前記最終領域への描画の際に行われる。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載のパターン描画装置であって、前記情報パターンが、二次元バーコードである。

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載のパターン描画装置であって、前記基板が、複数の層のうち最も前記ビーム出射部側の層以外の少なくとも１つの層に他の情報パターンが配線と共に金属にて形成された多層樹脂基板であり、前記制御部が、前記多層樹脂基板に垂直な方向に関して前記他の情報パターンとは重ならない領域に前記情報パターンを描画する。

請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のパターン描画装置であって、前記多層樹脂基板に向けてＸ線を出射しつつ、前記多層樹脂基板を通過したＸ線を検出することにより、前記他の情報パターンを基板から読み取る読取部をさらに備え、前記制御部が、前記他の情報パターンから取得される描画関連情報に基づいて描画制御を行う。

請求項１０に記載の発明は、基板上に形成されたパターンを検査するパターン検査装置であって、基板の表面または内部のパターンの形成時におけるパターンの描画の際に描画対象から取得された情報、または、描画環境もしくは描画条件として取得された情報を含む描画関連情報を示す情報パターンを基板から読み取る読取部と、読み取られた前記情報パターンから前記描画関連情報を取得し、前記描画関連情報を利用しつつ検査対象となる所定の対象パターンの検査を行う検査部とを備える。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のパターン検査装置であって、前記描画関連情報が、基板の伸縮量を示す情報を含み、前記検査部が、前記基板を撮像して被検査画像を取得する撮像部と、参照画像を記憶する記憶部と、前記被検査画像および前記参照画像のうちの一方の画像を前記伸縮量に基づいて伸縮した上で前記被検査画像と前記参照画像とを比較する比較部とを備える。

請求項１２に記載の発明は、請求項１０に記載のパターン検査装置であって、前記描画関連情報が、前記基板の厚さを示す情報を含み、パターン検査時に、前記厚さを示す情報を参照しつつ前記撮像部の合焦位置が前記基板の表面に合わせられる。

請求項１３に記載の発明は、請求項１０または１１に記載のパターン検査装置であって、前記基板が、複数の層のうち前記対象パターンが形成された最も外側の層以外の少なくとも１つに前記情報パターンが配線と共に金属膜にて形成された多層樹脂基板であり、前記読取部が、前記多層樹脂基板に向けてＸ線を出射しつつ、前記多層樹脂基板を通過したＸ線を検出することにより、前記情報パターンを読み取る。

請求項１４に記載の発明は、基板であって、基板本体と、前記基板本体の表面または内部に形成されたパターンとを備え、前記パターンが、当該パターンの形成時におけるパターンの描画の際に描画対象から取得された情報、または、描画環境もしくは描画条件として取得された情報を含む描画関連情報を示す情報パターンを包含する。

請求項１５に記載の発明は、請求項１４に記載の基板であって、前記基板本体が樹脂にて形成された多層構造を有し、前記パターンとの間で少なくとも１つの層を挟んで前記基板本体内にもう１つのパターンがさらに形成されており、前記もう１つのパターンが、当該もう１つのパターンの形成時におけるパターンの描画の際に描画対象から取得された情報、または、描画環境もしくは描画条件として取得された情報を含む描画関連情報を示すもう１つの情報パターンを包含し、前記パターンおよび前記もう１つのパターンのそれぞれが配線を含む金属にて形成されており、前記情報パターンと前記もう１つの情報パターンとが、前記基板本体に垂直な方向に関して重ならない。

請求項１６に記載の発明は、基板にパターンを描画するパターン描画方法であって、基板へのパターン描画前に前記基板から取得された情報、パターン描画前に描画環境もしくは描画条件として取得された情報、または、パターン描画に先行する前記基板への他のパターン描画時に取得された情報を含む描画関連情報を示す情報パターンを生成する工程と、前記情報パターンを含む拡張描画パターンを示す描画データを生成する工程と、前記描画データに基づいてビーム出射部から基板に向けて出射される描画用の光または電子のビームの出射、および、前記ビームの前記基板上における照射位置の走査を制御することにより、前記拡張描画パターンを前記基板上に描画する工程とを備える。

請求項１７に記載の発明は、基板上に形成されたパターンを検査するパターン検査方法であって、基板の表面または内部のパターンの形成時におけるパターンの描画の際に描画対象から取得された情報、または、描画環境もしくは描画条件として取得された情報を含む描画関連情報を示す情報パターンを基板から読み取る工程と、読み取られた前記情報パターンから前記描画関連情報を取得し、前記描画関連情報を利用しつつ検査対象となる所定の対象パターンの検査を行う工程とを備える。

請求項１ないし９並びに１６の発明では、基板上に描画関連情報を効率よく記録することができる。

また、請求項２の発明では、基板の厚さに関する情報を当該基板上に記録することができ、請求項３の発明では、基板に照射されるビームの強度を当該基板上に記録することができる。

また、請求項４の発明では、パターンを描画する際における基板の伸縮量を当該基板上に記録することができ、請求項５の発明では、パターンを描画する際における基板の周囲の温度または湿度を当該基板上に記録することができる。

また、請求項６の発明では、最終領域を除く領域への描画途上に取得される情報を基板上に記録することができ、請求項７の発明では、基板上の情報パターンが記録される領域を情報量に対して相対的に小さくすることができる。

また、請求項９の発明では、多層樹脂基板において既存の情報パターンから描画関連情報を取得することにより、パターンの描画を適切に行うことができる。

請求項１０ないし１３並びに１７の発明では、描画関連情報を利用して当該基板上のパターンを効率よく検査することができる。

また、請求項１１の発明では、基板に記録された伸縮量に基づいて当該基板上のパターンを適切に検査することができ、請求項１２の発明では、基板に記録された基板の厚さに基づいて被検査画像を適切に取得することができる。

また、請求項１３の発明では、多層樹脂基板において内部に形成された情報パターンに基づいて最も外側の層に形成されたパターンを適切に検査することができる。

請求項１４および１５の発明では、パターン描画の後続の工程において基板から描画関連情報を参照することができる。

図１はパターン描画装置１の構成を示す図である。パターン描画装置１は、表面に金属膜およびフォトレジスト膜が基板本体側から順に形成された樹脂基板９（以下、「基板９」という。）を保持するステージユニット２、ステージユニット２を基板９の主面に沿って図１中のＹ方向へと移動するステージ移動機構３１、それぞれが変調された光ビームを基板９に向けて出射する複数のヘッド４１（ただし、（＋Ｘ）側のヘッドに符号４１ａを付している。）を有するヘッドユニット４、ヘッドユニット４を基板９の主面に沿ってＹ方向に垂直なＸ方向へと移動するヘッドユニット移動機構３２、基板９上（のフォトレジスト膜）に描画されるパターンの描画データを生成する演算部５１、並びに、ステージユニット２、ステージ移動機構３１、ヘッドユニット４、ヘッドユニット移動機構３２および演算部５１に接続された制御部５２を備える。

ステージユニット２は、基板９が載置されるステージ２１を備え、ステージ２１の上面には基板９を固定するチャック機構が設けられて基板９がステージ２１上に保持される。ステージ２１の下側にはステージ２１を図１中のＺ方向に移動するステージ昇降機構２２が設けられ、ステージ昇降機構２２はステージ２１とは反対側にてステージ支持部２３に固定される。ステージ支持部２３はリニアモータであるステージ移動機構３１の移動体側に固定されており、制御部５２がステージ移動機構３１を制御することにより、基板９が図１中のＹ方向（主走査方向）に移動する。また、ステージユニット２は、後述のヘッドユニット４のＸ線出射部４１５から出射されるＸ線の基板９を透過した成分を検出するＸ線検出部２４を有し、Ｘ線検出部２４はステージ２１に組み込まれる（図５参照）。なお、Ｘ線出射部４１５およびＸ線検出部２４については、後に説明するパターン描画装置１の他の動作例にて利用される。

ヘッドユニット４は、ヘッドユニット移動機構３２の移動体側に固定され、ヘッドユニット移動機構３２によりヘッドユニット４が主走査方向（Ｙ方向）にほぼ垂直な副走査方向（Ｘ方向）に移動する。後述するパターンの描画の際には、基板９のＹ方向への移動（すなわち、主走査）が終了する毎にヘッドユニット移動機構３２はヘッドユニット４をＸ方向に間欠的に移動する（すなわち、副走査を行う。）。

このようにパターン描画装置１では、ステージ移動機構３１およびヘッドユニット移動機構３２によりヘッドユニット４がステージユニット２に対して図１中のＸ方向およびＹ方向へと相対的に移動し、これにより、複数のヘッド４１からそれぞれ光が照射される基板９上の複数の領域が基板９に対してＸ方向およびＹ方向へと走査する。

各ヘッド４１は、基板９に向けて描画用の光を出射する光ビーム出射部４１１を備える（ただし、図１では（＋Ｘ）側のヘッド４１ａ、および、（−Ｘ）側のヘッド４１のそれぞれの光ビーム出射部４１１のみを図示している。）。光ビーム出射部４１１は、例えば光源および格子状に配列された微小ミラー群が設けられたＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）を有し、微小ミラー群により光源からの光ビームが反射されることにより空間変調された光ビームが出射される。光ビーム出射部４１１からの（変調された）光ビームはズームレンズを有する投影光学系４１２へと導かれ、所定の倍率にて基板９上へと照射される。

また、各ヘッド４１には、ヘッド４１（の所定部位）と基板９の表面との間のＺ方向の距離を検出する距離検出部４１３が設けられる。ヘッド４１では、距離検出部４１３からの出力に基づいてズームレンズ内のフォーカスレンズが光軸に沿って移動することにより、光ビーム出射部４１１からの光ビームによりＤＭＤの像が形成される合焦位置が基板９に対して変更されて基板９の表面に合わされる。なお、光源自体が空間変調される場合は基板９上には光源や絞りの像が形成されてもよく、１つの光源からの１つの変調された光ビームが基板９上に照射されてもよい。いずれの場合においても、光ビームのフォーカスが合わせられる合焦位置が基板９の表面に合わせられる。

ヘッド４１には、さらに光ビーム出射部４１１をＸ方向に微小に移動する微小移動機構が設けられており、ヘッドユニット４を基準とする各ヘッド４１からの光ビームの照射位置（空間変調された光ビームが照射される領域の中心位置）を主走査方向にほぼ垂直な方向に互いに独立して移動して、複数の照射位置の間隔が任意に変更可能とされる。

ヘッドユニット４の（＋Ｘ）側のヘッド４１ａおよび（−Ｘ）側のヘッド４１のそれぞれには、さらに、基板９を撮像して基板９上の所定位置に形成されたマーク（例えば、アライメント用のマーク）の画像を取得するマーク画像取得部４１４が設けられ、２つのマーク画像取得部４１４により基板９上の複数のマークの位置が検出される。また、ヘッド４１ａには基板９に向けてＸ線を出射するＸ線出射部４１５が取り付けられる。なお、ステージユニット２、ステージ移動機構３１、ヘッドユニット４およびヘッドユニット移動機構３２はＸ線を遮蔽する専用のチャンバ部に収容され、外部へのＸ線の漏出が防止される。

演算部５１は、後述の描画関連情報を示す情報パターンを生成する情報パターン生成部５１１、および、ＣＡＤ（Computer Aided Design）等により生成された画像情報のデータから基板９上に描画されるパターンの描画データを生成する描画データ生成部５１２を有する。また、制御部５２は出射制御部５２１および走査制御部５２２を有し、描画データ生成部５１２にて生成された描画データは出射制御部５２１および走査制御部５２２へと出力される。パターン描画装置１では、描画データに基づいて出射制御部５２１により各ヘッド４１からの光ビームの出射が制御され、走査制御部５２２によりステージ移動機構３１、ヘッドユニット移動機構３２、ステージユニット２およびヘッド４１内の各種構成が制御される。制御部５２には、さらに、前述のチャンバ部内に設けられる温湿度センサ５３が接続され、温湿度センサ５３により基板９の周囲の温度および湿度が計測されて制御部５２へと出力される。なお、温湿度センサ５３では温度または湿度のみが取得されてもよい。

図２はパターン描画装置１が基板９にパターンを描画する動作の流れを示す図である。パターンを描画する際には、まず、基板９が所定の向きにてステージ２１上に載置されて保持される。温湿度センサ５３では基板９の周囲の温度および湿度が計測されて制御部５２を介して演算部５１へと出力され、図３に示すように描画関連情報の一部として記憶される（ステップＳ１１）。

続いて、基板９上に形成されたフォトレジスト膜の種類が操作者により図示省略の入力部を介して演算部５１へと入力され（あるいは、予め入力されており）、この種類に応じた適切な露光量が特定されて光ビーム出射部４１１からの光ビームの強度が決定される（ステップＳ１２）。決定された光ビームの強度も図３に示す描画関連情報の一部として記憶される。このとき、光ビーム出射部４１１において光ビームの強度の調整は、例えば光ビーム出射部４１１の光源からＤＭＤへと至る光路上に設けられた光量調整フィルタを調整することにより行われる。なお、後述するように、各ヘッド４１からの光ビームの照射位置は基板９に対して主走査方向に連続的に、かつ、一定速度にて相対移動するが、この移動速度において、光ビームの強度調整のみでは所望の露光量が実現できない場合（例えば、長期間に亘る使用により光源からの光の強度が低下した場合）等には、主走査方向への相対的な移動速度も変更されることとなる。

光ビームの強度が決定されると、ステージ移動機構３１およびヘッドユニット移動機構３２により各マーク画像取得部４１４による撮像位置が基板９上の所定位置に順次合わせられ、基板９上の複数のマークをそれぞれ示す複数の画像が取得される。

図４は基板９上の複数のマーク９１を示す図である。図４の基板９では、複数のマーク９１が基板９の四隅に形成されており、各マーク画像取得部４１４により基板９上のマーク９１近傍の画像が取得されることにより、複数のマーク９１のそれぞれのステージ２１上における位置が検出される。そして、複数のマーク９１の位置を示す情報が制御部５２に出力され、ステージ２１に対する基板９上の基準位置（例えば、中心の位置）が求められる。

また、図４に示すように、基板９は先行工程における処理により当初の形状（符号９０を付した形状）から伸縮しており（図４において伸縮を強調して示している。）、ステージ２１に対する複数のマーク９１の位置に基づいて当初の形状に対する基板９のＸ方向およびＹ方向のそれぞれの伸縮量が求められる（ステップＳ１３）。基板９の伸縮量は、図３に示す描画関連情報の一部として記憶される。なお、実質的に伸縮量を示す伸縮率が、描画関連情報の一部として記憶されてもよい。

続いて、制御部５２は基板９上の基準位置がヘッドユニット４に対する所定の位置に位置するように基板９を平行移動し、ヘッドユニット４に対する基板９の相対位置が補正される（いわゆる、アライメントが行われる。）（ステップＳ１４）。なお、ステージユニット２に基板９の向きを回転する機構が設けられ、アライメントに際して、複数のマーク９１の位置から求められる基板９の向き（傾き）が補正されてもよい。

基板９のアライメントが終了すると、パターン描画装置１では基板９上へのパターンの描画が開始される。図５は基板９上にパターンを描画する様子を説明するための図である。実際のパターンの描画では、図１のステージ２１が（＋Ｙ）側から（−Ｙ）方向へと移動して各ヘッド４１の照射位置が基板９に対して図５中の矢印Ａ１に示すように一定の主走査方向に移動する。そして、制御部５２が照射位置の主走査方向への走査制御と各ヘッド４１の光ビーム出射部４１１の出射制御とを同期させることにより、基板９上にパターンが描画される。ヘッドユニット４の基板９に対する１回の主走査方向の走査が完了すると、ヘッドユニット４が副走査方向に移動しつつステージ２１が（＋Ｙ）側へと戻って各ヘッド４１の照射位置が基板９上の次の主走査（描画）の開始位置に位置し、次のパターン描画が行われる。以下、パターンの描画についてより詳細に説明する。

描画データ生成部５１２では、各ヘッド４１の１回の主走査によりパターンが描画される領域（図５中にて符号９２を付す領域であり、以下、「ストライプ」という。）へのパターン描画（以下、単に「パターン描画」という場合には、各ヘッド４１による１回の主走査によるパターンの描画を意味する。）前に、基板９のＸ方向およびＹ方向のそれぞれの伸縮量に合わせて基板９上に描画されるべきパターンも同様に伸縮された上で、このストライプ９２に対する描画データが生成される。実際には、複数のヘッド４１により並行して複数のストライプ９２へのパターン描画が行われるため、複数のヘッド４１のそれぞれに対するストライプ９２の描画データが生成される。

制御部５２は、基板９のＸ方向の伸縮量に合わせて複数のヘッド４１の光ビーム出射部４１１をＸ方向に微小に移動する。これにより、基板９上の複数の照射位置のＸ方向の間隔が基板９の伸縮量に合わせて調整されることとなる。このとき、投影光学系４１２のズームレンズによる倍率も調整される。また、上記動作に並行して、各照射位置が対応するストライプ９２の描画の開始位置へと移動する。そして、ステージ移動機構３１により各照射位置が一定の速度にて基板９上を主走査しつつ、描画データに合わせて光ビーム出射部４１１からの光ビームの出射制御が行われ、各ヘッド４１により１つのストライプ９２に配線パターンが描画される（ステップＳ１５）。

このとき、各ヘッド４１では、距離検出部４１３により基板９の表面上において光ビームの照射位置の（＋Ｙ）側の位置での検出距離（すなわち、ヘッド４１の所定部位と基板９の表面との間の距離）が一定の微小時間ごとに取得され、ある位置へと光ビームの照射位置が到達した際に、この位置に対して先行して取得された検出距離に基づいて光ビーム出射部４１１からの光ビームの合焦位置が基板９の表面に合わされる。これにより、基板９上に一定の倍率にて適切な光ビームの照射領域が形成されることとなる。また、パターン描画に並行して取得される検出距離は演算部５１へと順次出力され、検出距離の最大値および最小値が適宜更新される（ステップＳ１６）。

各ヘッド４１により最初のストライプ９２（図５中にて平行斜線を付すストライプ９２）にパターンが描画されると、このストライプ９２の（＋Ｘ）側の次に描画すべきストライプ９２（２番目のストライプ９２）が最終のストライプ９２であるか否かが確認され、図５の例では、２番目のストライプ９２が最終のストライプ９２ではないと判断される（ステップＳ１７）。また、ヘッドユニット４が副走査方向に移動しつつステージ２１が（＋Ｙ）側へと戻って、各照射位置が２番目のストライプ９２において（−Ｙ）側の次の描画の開始位置へと移動する。このとき、描画データ生成部５１２では、２番目のストライプ９２に対する描画データが生成される。そして、最初のストライプ９２の場合と同様に伸縮量に合わせた描画制御が行われ、距離検出部４１３により取得される検出距離の最大値および最小値を更新しつつ２番目のストライプ９２に配線パターンが描画される（ステップＳ１５，Ｓ１６）。

各ヘッド４１による２番目のストライプ９２へのパターンの描画が終了すると、２番目のストライプ９２の（＋Ｘ）側の次に描画すべきストライプ９２（３番目のストライプ９２）が最終のストライプ９２であるか否かが確認される。図５の例では、３番目のストライプ９２が最終のストライプ９２であると判断される（ステップＳ１７）。

最終のストライプ９２に対するパターン描画時には、各ヘッド４１による最初のストライプ９２へのパターン描画時、および、２番目のストライプ９２へのパターン描画時に取得された検出距離の最大値および最小値から、演算部５１により基板９の厚さに関する情報（以下、「基板厚さ関連情報」）が求められる。ここで、Ｚ方向に関して各ヘッド４１の位置はステージ２１に対して固定されており、ヘッド４１とステージ２１との間の距離（高さ）は一定とされることから、ヘッド４１とステージ２１との間の既知の距離を用いることにより、基板９のヘッド４１側の面の各照射位置においてステージ２１からの高さである表面高さ（正確には、所定の厚さのフォトレジスト膜を含む基板９の厚さ）が、対応する検出距離から取得可能となる。すなわち、距離検出部４１３では表面高さが実質的に取得され、最終のストライプ９２へのパターン描画前に取得された表面高さ（検出距離）の最大値および最小値から、基板９の厚さ（ただし、フォトレジスト膜の厚さは除かれる（以下同様）。）の最大値および最小値が基板厚さ関連情報として導かれ、図３に示す描画関連情報の一部とされる。

このように、パターン描画装置１では、最終のストライプ９２へのパターン描画の際に基板厚さ関連情報の内容が確定するが、実質的には、基板厚さ関連情報は、各ヘッド４１により描画が行われる基板９上の複数のストライプ９２のうちの最後に描画が行われる最終のストライプ９２を除くものへの描画が行われる間に取得される情報であるといえる。もちろん、基板厚さ関連情報は、基板９の厚さを示すものであれば、最大値あるいは最小値以外に、基板９の厚さの平均値や基板９の厚さの分布、平坦度を示す他の値等であってもよい。なお、基板厚さ関連情報以外に、温度および湿度等の描画関連情報に含まれるべき他の情報が最終のストライプ９２以外のストライプ９２への描画途上に取得されてもよい。

以上のようにして、パターン描画装置１では、最終のストライプ９２に対するパターン描画前に基板９から取得された基板９の伸縮量、パターン描画前に描画環境として取得された基板９の周囲の温度および湿度、描画条件として取得された光ビームの強度、並びに、最終のストライプ９２に対するパターン描画に先行する基板９への他のパターン描画時に取得された基板厚さ関連情報を含む描画関連情報が取得される。なお、パターン描画に先行する基板９への他のパターン描画時に取得された情報は、パターン描画前に基板９から取得された情報の一種でもあるが、特殊なものであるため、パターン描画装置１の説明においては確認的に別途記載している。情報パターン生成部５１１では描画関連情報を示す情報パターンが図形パターンである二次元バーコードとして生成される（ステップＳ１８）。

情報パターンが生成されると、描画データ生成部５１２により各ヘッド４１の最終のストライプ９２に対する描画データが生成される。このとき、図１の（＋Ｘ）側のヘッド４１ａに対しては、配線パターンに干渉しない予め定められた情報パターン用の領域内に情報パターンを配置させた描画パターンが拡張描画パターンとして生成され、拡張描画パターンを示す描画データが生成される（ステップＳ１９）。なお、（＋Ｘ）側のヘッド４１ａ以外の他のヘッド４１については、最初のストライプ９２および２番目のストライプ９２へのパターン描画の場合と同様にして描画データが生成される。

そして、制御部５２により、描画データに基づいて光ビーム出射部４１１から基板９に向けて出射される光ビームの出射、および、光ビームの基板９上における照射位置の走査が制御される。これにより、（＋Ｘ）側のヘッド４１ａにより対応する最終のストライプ９２に拡張描画パターンが描画され（ステップＳ２０）、パターンを描画する際における基板厚さ関連情報、基板９に照射される光ビームの強度、基板９の伸縮量、並びに、基板９の周囲の温度および湿度が基板９上に記録される。また、ヘッド４１ａ以外の他のヘッド４１により対応する最終のストライプ９２に配線パターンが描画され、パターン描画装置１による処理が終了する。

情報パターンおよび配線パターンを含むパターンが描画された基板９は、他の装置においてフォトレジスト膜が現像されることにより、フォトレジストによるパターンが形成される。そして、エッチング装置においてエッチングが施された後にフォトレジスト膜が剥離されることにより、パターン描画装置１にて描画された情報パターンおよび全ての配線パターンを含む全体のパターン（以下、「全体パターン」という。）が基板上に金属にて形成される。なお、基板に予め金属膜を形成しない場合には、フォトレジストによるパターンが形成された基板にスパッタ装置等により金属材料が付与され、フォトレジスト膜が剥離されることにより、金属にて全体パターンが形成されてもよい。

図６は、全体パターン９４１が形成された基板９ａを示す図であり、全体パターン９４１が形成される領域を平行四辺形にて示している。。全体パターン９４１は情報パターン９５１（図６では二次元バーコードを平行四辺形にて示している。）を包含する金属にて形成されたパターンであり、樹脂にて形成される基板本体である樹脂層９３１の表面に形成されている。また、上述のように、情報パターン９５１が示す描画関連情報は、全体パターン９４１の形成時におけるパターンの描画の際の基板９から取得された基板９の伸縮量および基板厚さ関連情報、描画環境として取得された基板９の周囲の温度および湿度、並びに、描画条件として取得された光ビームの強度を含むものとされる。

以上に説明したように、図１のパターン描画装置１では、情報パターン生成部５１１により描画関連情報を示す情報パターンが生成され、描画データ生成部５１２により配線パターンに情報パターンが追加（または、合成）されて拡張描画パターンが生成される。そして、ステージ移動機構３１およびヘッドユニット移動機構３２により光ビーム出射部４１１からの光ビームの基板９上における照射位置が走査され、情報パターンを含む拡張描画パターンが基板９上に描画される。これにより、パターン描画装置１では、他の記録装置等を利用することなく、基板９上に描画関連情報を効率よく記録することができる。

また、パターン描画装置１では、描画データ生成部５１２および制御部５２により、基板９上の複数のストライプ９２に対して描画パターンを示す描画データの生成および描画が順次行われ、情報パターンの生成および拡張描画パターンを示す描画データの生成が最終のストライプ９２へのパターン描画時に行われることにより、最終のストライプ９２を除くストライプ９２への描画途上に取得された情報を基板９上に記録することができる。さらに、生成される情報パターンが二次元バーコードとされるため、基板９上の情報パターン９５１が記録される領域を情報量に対して相対的に小さくすることができる。その結果、記録すべき全ての情報を情報パターンに含めることができる。

図６の基板９ａでは、描画関連情報を示す情報パターン９５１が配線パターンと同時に全体パターン９４１の一部として形成されるため、全体パターン９４１の描画の後続の工程において基板９ａから描画関連情報を参照することができる。これにより、基板９ａの全体パターン９４１の検査の結果、例えばパターンの線幅の細りや太りが生じている場合に全体パターン９４１の描画の際の光ビームの強度を確認したり、基板９ａに形成されるスルーホールと配線パターンとの間に位置ずれが生じている場合に全体パターン９４１の描画の際の基板９の伸縮量、あるいは、この伸縮量に関係する周囲の温度や湿度を確認する等して、これらの欠陥の原因追求に役立てることができる（すなわち、情報パターン９５１はインストアマーキングとして利用される。）。なお、情報パターンを有する基板のパターンの検査については後述する。

次に、パターン描画装置１における他の動作例について説明を行う。本動作例では、図１のＸ線出射部４１５およびＸ線検出部２４が利用される。また、描画対象である基板本体は多層構造を有する多層樹脂基板（以下、「多層基板」という。）とされ、基板本体の最上層以外の層上に形成された内部のパターンは、上側の層が張り合わされる前に、情報パターンを含む全体パターンをパターン描画装置１により描画する工程を経て形成されたものとなっている。

図７は、金属膜およびフォトレジスト膜が形成された多層基板９ｂを示す図である。ただし、多層基板９ｂに垂直な方向に関して情報パターン９５１と重なる領域については金属膜が除去されている。図７に示すように、多層基板９ｂでは最も上側の樹脂層により情報パターン９５１を含む内部の全体パターン９４１が視認不能となっている。

図８は、パターン描画装置１が多層基板９ｂにパターンを描画する動作の流れの他の例を示す図であり、図２のステップＳ１４の直後に行われる処理を示している。本動作例では、多層基板９ｂのアライメントが行われると（ステップＳ１４）、多層基板９ｂの内部の所定範囲内に形成された情報パターン９５１がＸ線検出部２４の上方に配置され、Ｘ線出射部４１５が情報パターン９５１の上方へと移動する。そして、Ｘ線出射部４１５からＸ線を出射しつつ、多層基板９ｂを通過したＸ線をＸ線検出部２４にて検出することにより、多層基板９ｂの内部に形成された情報パターン９５１を示す画像が取得され、情報パターン９５１が多層基板９ｂから読み取られる（ステップＳ３１）。このとき、多層基板９ｂ上における情報パターン９５１の正確な位置も取得される。

続いて、情報パターン９５１から内部の全体パターン９４１を描画した際における描画関連情報が取得され、描画関連情報から導かれる基板厚さ関連情報から、全体パターン９４１の描画時における基板の厚さの最大値および最小値が特定される。制御部５２には、全体パターン９４１上にさらに形成された層の厚さの概算値が予め入力されており、この概算値を基板厚さ関連情報からの基板の厚さの最大値および最小値のそれぞれに加算することにより、多層基板９ｂの厚さの最大値および最小値（ここでは、フォトレジスト膜の厚さを含む。）が取得される（ステップＳ３２）。

そして、多層基板９ｂの厚さの最大値と最小値との間の中央の値を多層基板９ｂの基準厚さとみなして、この基準厚さにおいて、投影光学系４１２による光ビームの合焦位置の可変範囲の中央と多層基板９ｂの表面とが一致するように、ステージ昇降機構２２により多層基板９ｂが昇降される（ステップＳ３３）。多層基板９ｂとヘッドユニット４との間の距離が調整されると、制御部５２の制御によりストライプにパターンが描画される（ステップＳ１５）。このとき、多層基板９ｂの高さが予め調整されることにより、多層基板９ｂの厚さがばらついている場合であっても、光ビームの合焦位置の可変範囲を外れた高さに多層基板９ｂの表面が位置することが防止され、描画途上においてステージ昇降機構２２を駆動することなく多層基板９ｂ上に高速にかつ安定して適切なパターンを描画することが可能となる。このように、パターン描画装置１では多層基板９ｂの内部に形成された情報パターン９５１から取得される描画関連情報に基づいて描画制御が行われる。また、この場合にも距離検出部４１３により取得される検出距離の最大値および最小値が取得される（ステップＳ１６）。

そして、次に描画すべきストライプが最終のストライプとなるまで（ステップＳ１７）、取得される検出距離の最大値および最小値を更新しつつ各ヘッド４１に対応するストライプへの配線パターンの描画が繰り返される（ステップＳ１５，Ｓ１６）。

次に描画すべきストライプが最終のストライプであると判断されると（ステップＳ１７）、情報パターン生成部５１１では描画関連情報を示す情報パターンが二次元バーコードとして生成される（ステップＳ１８）。そして、（＋Ｘ）側のヘッド４１ａに対して、配線パターンに干渉しない予め定められた情報パターン用の領域内であって、多層基板９ｂに垂直な方向に関して既存の全体パターン９４１とは重ならない領域（図７中に二点鎖線にて示す符号９５２を付す領域であり、矩形にて示す全体パターン９４１では、実際には、情報パターン用の領域は空白となっている。）に情報パターンを配置させた描画パターンが拡張描画パターンとして生成され、拡張描画パターンを示す描画データが生成される（ステップＳ１９）。また、ヘッド４１ａを除く各ヘッド４１の最終のストライプに対する描画データも生成される。そして、描画データに基づいて光ビーム出射部４１１並びにステージ移動機構３１およびヘッドユニット移動機構３２を制御することにより、多層基板９ｂ上の最終のストライプにパターンが描画される（ステップＳ２０）。

情報パターンおよび配線パターンを含むパターンが描画された多層基板９ｂは、他の装置においてフォトレジスト膜が現像されることにより、フォトレジストによるパターンが形成される。そして、エッチング装置においてエッチングが施された後にフォトレジスト膜が剥離されることにより、パターン描画装置１にて描画された情報パターンおよび配線パターンを含む新たな全体パターンが多層基板９ｂ上に金属にて形成される。

このようにして、描画関連情報を示す新たな情報パターン（図７中において符号９５２を付して示す。）が他の配線パターンと共に新たな全体パターンとして、多層基板９ｂの内部の既存の全体パターン９４１との間で１つの樹脂層を挟んで形成される。この場合も、描画関連情報は、新たな全体パターンの形成時におけるパターンの描画の際の多層基板９ｂから取得された情報、および、描画環境または描画条件として取得された情報を含むものとされる。また、新たな情報パターン９５２は多層基板９ｂに垂直な方向に関して既存の情報パターン９５１とは重ならない位置に配置されている。なお、新たな全体パターンは、既存の全体パターン９４１との間に複数の樹脂層を挟んで形成されてもよい。すなわち、新たな全体パターンは、既存の全体パターン９４１との間に少なくとも１つの樹脂層を挟んで形成される。

以上に説明したように、パターン描画装置１による他の動作例では、描画対象の基板が、複数の層のうち最も光ビーム出射部４１１側の層以外の層に情報パターン９５１が配線パターンと共に金属にて形成された多層基板９ｂとされ、新たな全体パターンの描画の際に、Ｘ線出射部４１５およびＸ線検出部２４により内部の既存の情報パターン９５１が読み取られ、既存の全体パターンの描画の際における描画関連情報が取得される。これにより、新たな全体パターンの描画の際に、当該描画関連情報を利用して高精度なパターンの描画を適切に行うことができる。

また、上記動作にて作製された多層基板の表面の全体パターンの上側に樹脂層がさらに張り合わされて基板本体とされ、この基板本体に対してパターン描画装置１を利用した上記動作がさらに繰り返されてもよい。このとき、パターン描画装置１における描画対象は複数の樹脂層のうち最も外側の樹脂層以外の２つの層のそれぞれに他の情報パターンが形成された多層基板とされる。

図９は上記動作がさらに繰り返されることにより作製された多層基板９ｃの構成を示す分解斜視図であり、図１０は多層基板９ｃを示す平面図である。図９に示すように、多層基板９ｃは複数の樹脂層９３１〜９３３を有し、各樹脂層９３１〜９３３上には情報パターン９５１〜９５３を包含する全体パターン９４１〜９４３が金属にて形成されている。また、図１０に示すように、複数の情報パターン９５１〜９５３は多層基板９ｃに垂直な方向に関して互いに重ならないように、多層基板９ｃに沿う方向に関して互いにずれた位置に配置されている。

このように、パターン描画装置１では、複数の樹脂層のうち最も光ビーム出射部４１１側の樹脂層以外の少なくとも１つの樹脂層に情報パターンが配線パターンと共に金属にて形成された多層基板において、多層基板に垂直な方向に関して当該情報パターンとは重ならない位置に新たな情報パターンが描画されることにより、後続の工程（例えば、後述する検査工程）において多層基板から各情報パターンを読み取って対応する描画関連情報を取得することが実現される。

次に、図１０に示す多層基板９ｃ上に形成された配線パターンを検査するパターン検査装置について説明を行う。図１１はパターン検査装置６の構成を示す図である。パターン検査装置６は、多層基板９ｃを保持するステージ７１、多層基板９ｃを撮像して多層基板９ｃの多階調の画像を取得する撮像部７２、撮像部７２に対してステージ７１を相対的に移動するステージ駆動部７３、撮像部７２を多層基板９ｃに垂直な図１１中のＺ方向に移動する撮像部昇降機構７４、および、多層基板９ｃに向けてＸ線を出射するＸ線出射部７５を備える。なお、Ｘ線出射部７５および後述のＸ線検出部７６については、後に説明する他の動作例にて利用される。

撮像部７２は、照明光を出射する照明部７２１、多層基板９ｃに照明光を導くとともに多層基板９ｃからの光が入射する光学系７２２、および、光学系７２２により結像された多層基板９ｃの像を電気信号に変換する撮像デバイス７２３を有し、撮像デバイス７２３から多層基板９ｃの画像データが出力される。光学系７２２はオートフォーカス機構を有し、撮像部７２の合焦位置が所定の可変範囲内にて多層基板９ｃの表面に合わせられる。なお、多層基板９ｃの表面が撮像部７２の合焦位置の可変範囲外に位置する場合には、撮像部昇降機構７４により撮像部７２と多層基板９ｃとの間の距離が変更される。

ステージ駆動部７３はステージ７１を図１１中のＸ方向およびＹ方向に移動する機構を有する。また、ステージ７１には、Ｘ線出射部７５から出射されるＸ線の多層基板９ｃを透過した成分を検出するＸ線検出部７６が組み込まれる。

パターン検査装置６は、さらに、ＣＡＤデータ等から導かれる参照画像を記憶する参照画像メモリ７７、撮像部７２にて取得される被検査画像と参照画像とを比較する比較部７８、および、各種演算処理を行うＣＰＵや各種情報を記憶するメモリ等により構成されたコンピュータ７９を備え、コンピュータ７９によりパターン検査装置６の各構成が制御される。

図１２はパターン検査装置６が多層基板９ｃ上に形成されたパターンを検査する動作の流れを示す図である。まず、多層基板９ｃがステージ７１上に載置されると、撮像部７２により多層基板９ｃの最も外側の層である樹脂層９３３上の情報パターン９５３が撮像されて読み取られ（ステップＳ４１）、コンピュータ７９に出力される。このとき、撮像部昇降機構７４により撮像部７２と多層基板９ｃとの間の距離が必要に応じて変更される。

情報パターン９５３が読み取られると、コンピュータ７９では情報パターン９５３から全体パターン９４３の形成時におけるパターンの描画の際の基板から取得された情報、および、描画環境または描画条件として取得された情報を含む描画関連情報が二次元バーコードである情報パターン９５３から取得される（ステップＳ４２）。ここでは、全体パターン９４３の描画の際に取得された基板のＸ方向およびＹ方向のそれぞれの伸縮量、並びに、基板厚さ関連情報である多層基板９ｃの厚さの最大値および最小値が特定され、伸縮量は比較部７８へと出力される。また、多層基板９ｃの厚さの最大値と最小値との間の中央の値を多層基板９ｃの基準厚さとみなして、この基準厚さにおいて、光学系７２２による合焦位置の可変範囲の中央と多層基板９ｃの表面とが一致するように、撮像部昇降機構７４により撮像部７２が昇降される（ステップＳ４３）。

撮像部７２と多層基板９ｃとの間の距離が調整されると、ステージ駆動部７３により検査対象のパターンである樹脂層９３３上のパターンのある微小領域が、撮像部７２による撮像位置へと移動してこの微小領域の画像（すなわち、被検査画像）が取得され、比較部７８へと出力される（ステップＳ４４）。比較部７８では描画関連情報から取得された伸縮量に合わせてこの被検査画像が伸縮される。また、比較部７８には参照画像メモリ７７からこの領域に対応する参照画像が入力され、伸縮後の画像と比較されて比較結果がコンピュータ７９へと出力される（ステップＳ４５）。実際には、樹脂層９３３上の異なる位置に存在する複数の微小領域のそれぞれの被検査画像が順次取得され、比較部７８にて参照画像と比較されて検査される。このとき、撮像部７２と多層基板９ｃとの間の距離が多層基板９ｃの厚さの最大値および最小値に基づいて予め調整されていることにより、多層基板９ｃの厚さがばらついている場合であっても、各微小領域の撮像時に光学系７２２による撮像部７２の合焦位置の可変範囲を外れた高さに多層基板９ｃの表面が位置することが防止され、撮像部昇降機構７４を駆動することなく光学系７２２による合焦位置の調整のみにより短時間にてかつ安定して被検査画像が取得される。

以上に説明したように、図１１のパターン検査装置６では、多層基板９ｃの表面から読み取られる情報パターン９５３から描画関連情報が取得される。これにより、パターン検査の際に多層基板９ｃの厚さを測定することなく、多層基板９ｃに記録された基板厚さ関連情報を参照して被検査画像を適切に取得することができる。また、多層基板９ｃの伸縮量を測定することなく、多層基板９ｃに記録された伸縮量に基づいて多層基板９ｃ上のパターンを適切に検査することができる。このように、パターン検査装置６では描画関連情報を利用しつつ検査対象となる多層基板９ｃ上のパターンの検査が行われ、その結果、多層基板９ｃ上のパターンを効率よく検査することができる。

次に、パターン検査装置６が多層基板９ｃ上のパターンを検査する他の動作例について説明を行う。本動作例ではＸ線出射部７５およびＸ線検出部７６が利用される。

パターン検査装置６では、多層基板９ｃの内部に形成された全体パターン９４１，９４２のうち下側の全体パターン９４１中の所定位置に存在する情報パターン９５１がＸ線出射部７５の下方へと移動する。このとき、多層基板９ｃに垂直なＺ方向に関して情報パターン９５１はＸ線検出部７６の上方に配置される。そして、Ｘ線出射部７５から多層基板９ｃに向けてＸ線を出射しつつ、Ｘ線検出部７６にて多層基板９ｃを通過したＸ線を検出することにより、多層基板９ｃの内部に形成された情報パターン９５１を示す画像が取得され、情報パターン９５１が多層基板９ｃから読み取られる（図１２：ステップＳ４１）。また、最も外側の層である樹脂層９３３上の情報パターン９５３も同様にして多層基板９ｃから読み取られる。

続いて、コンピュータ７９では、情報パターン９５１，９５３から描画関連情報が取得される（ステップＳ４２）。ここでは、情報パターン９５１から全体パターン９４１の描画の際に取得された基板（すなわち、全体パターン９４１の描画時の描画対象）のＸ方向およびＹ方向のそれぞれの伸縮量が特定されるとともに、情報パターン９５３から基板厚さ関連情報である多層基板９ｃの厚さの最大値および最小値が特定され、伸縮量は比較部７８へと出力される。また、多層基板９ｃの厚さの最大値および最小値に基づいて撮像部７２と多層基板９ｃとの間の距離が調整される（ステップＳ４３）。そして、撮像部７２により被検査画像が取得される（ステップＳ４４）。比較部７８では被検査画像を伸縮量に基づいて伸縮した上で被検査画像と参照画像とが比較され、比較結果がコンピュータ７９へと出力される（ステップＳ４４）。

以上に説明したように、パターン検査装置６における他の動作例では、Ｘ線出射部７５およびＸ線検出部７６により多層基板９ｃの内部に形成された情報パターン９５１が読み取られる。そして、内部の情報パターン９５１から全体パターン９４１の形成時におけるパターンの描画の際の描画関連情報が取得され、これにより、最も外側の樹脂層９３３に形成されたパターンを適切に検査することができる。

なお、本動作例では多層基板９ｃの表面および内部の情報パターンがＸ線出射部７５およびＸ線検出部７６により読み取られるが、多層基板９ｃの表面の情報パターンまたは多層基板９ｃの内部の情報パターンのみが読み取られて描画関連情報が取得され、パターンの検査に利用されてもよい。また、パターン検査装置６における検査対象の基板は、内部の１つの樹脂層のみに情報パターンが形成されたものであってもよい。すなわち、パターン検査装置６では複数の樹脂層のうち最も外側の樹脂層以外の少なくとも１つの樹脂層に情報パターンが配線パターンと共に金属にて形成された多層基板において、情報パターンを多層基板から読み取ることにより、多層基板上のパターンを効率よく検査することが実現される。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

上記実施の形態におけるパターン描画装置１では、パターンの描画の際にのみ取得可能な情報やパターンの描画制御に用いられる情報等、パターンの描画に関連する情報のみが描画関連情報に含まれるが、少なくとも最終のストライプに対するパターン描画前に基板から取得された情報、パターン描画前に描画環境もしくは描画条件として取得された情報、または、パターン描画に先行する基板への他のパターン描画時に取得された情報を含むのであれば、描画関連情報には基板（すなわち、基板９，９ａ、または、多層基板９ｂ，９ｃ）のシリアル番号等の他の情報がさらに含められてもよい。また、同様に、製作される基板の情報パターンが示す描画関連情報は、少なくとも全体パターンの形成時におけるパターンの描画の際に描画対象から取得された情報、または、描画環境もしくは描画条件として取得された情報を含むのであれば、他の情報がさらに含められてもよい。

また、パターン描画装置１における描画関連情報において、最終のストライプに対するパターン描画前に基板から取得された情報は基板の伸縮量や基板厚さ関連情報以外であってもよく、パターン描画前に描画環境もしくは描画条件として取得される情報も基板の周囲の温度もしくは湿度または光ビームの強度以外であってもよい。

パターン描画装置１においてパターンの描画を短時間に行う必要がない場合には、ステージ昇降機構２２によりヘッドユニット４と基板との間の距離が変更されて、ステージ昇降機構２２のみにより光ビーム出射部４１１からの光ビームの基板に対する合焦位置が変更されてもよい。また、１つのマーク画像取得部４１４のみにより、基板上の複数のマークの位置が検出されてもよい。

基板上における光ビームの照射位置は、必ずしもステージ移動機構３１およびヘッドユニット移動機構３２により走査される必要はなく、ヘッドユニット４またはステージ２１のみをＸ方向およびＹ方向に移動する機構が設けられて照射位置が走査されてもよい。

また、パターン描画装置１では空間変調された光ビームが利用されるが、基板上に１つのスポットのみを形成する光ビームが利用されてもよい。また、電子ビームを出射するビーム出射部が設けられてもよく、この場合、電子ビームを偏向する機構が設けられて基板上における照射位置が走査されてもよい。

上記パターン描画装置１において、情報パターンのみが最終のストライプに描画されてもよい。また、基板厚さ関連情報に求められる精度が低くてもよい場合は、情報パターンが描画されるストライプは最終のストライプより前に描画されるものであってもよい。さらに、パターン描画装置の構成によっては必ずしもストライプごとに描画が行われる必要はなく、ストライプの概念を離れた動作により基板上に全体パターンが描画されてもよい。この場合、全体パターンのパターン描画前に基板から取得された情報、または、パターン描画前に描画環境もしくは描画条件として取得された情報が描画関連情報として取得され、情報パターンとして全体パターンに包含されて描画される。

上記パターン検査装置６では、撮像部７２、参照画像メモリ７７、比較部７８およびコンピュータ７９により、情報パターンから描画関連情報を取得して描画関連情報を利用したパターン検査を行う検査部としての役割が果たされるが、情報パターンから描画関連情報を取得するコンピュータ７９による機能は、専用の電気的回路により実現されてもよい。

また、比較部７８では、被検査画像が伸縮された後に、参照画像と比較されるが、参照画像が伸縮されて被検査画像と比較されてもよい。すなわち、比較部７８では被検査画像および参照画像のうちの一方の画像を取得される伸縮量に基づいて伸縮した上で、被検査画像と参照画像とが比較される。なお、パターン検査装置６において、被検査画像と参照画像との比較による比較検査以外に、例えば、被検査画像からパターンの線幅等の特徴量が求められ、情報パターンから取得される全体パターン形成時の光ビームの強度に基づいてこの特徴量が修正され、修正後の特徴量から検査結果を取得するパターン検査が行われてもよい。

基板に形成される情報パターンから取得される描画関連情報は、上記パターン検査装置ではパターンの検査に直接的に利用されるが、他の検査装置において検査結果に対応付けて利用されてもよい。例えば、基板に形成されたパターンの電気的な導通を検査する装置において、断線を示す検査結果が取得された場合に、描画関連情報が示す光ビームの強度等の情報を参照して断線の原因追及に利用することも可能である。

パターン検査装置６では、可視光である照明光を利用して撮像部７２にて画像が取得されるが、例えば、基板が半導体である場合は電子線を利用して画像が取得されてもよい。また、金属パターンではなく樹脂基板（または、多層樹脂基板）上のフォトレジストのパターンが検査対象とされてもよい。この場合、フォトレジストにより形成される情報パターンが読み取られて描画関連情報が取得され、パターンの検査に利用される。

パターン描画装置１による描画対象の基板は、基板の内部から情報パターンを読み取らない場合には必ずしも樹脂基板である必要はない。パターン描画装置１では半導体基板、ガラス基板等が描画対象の基板とされてもよい。また、パターン検査装置６による検査対象の基板は、基板の表面の情報パターンのみを読み取る場合には、樹脂基板以外の基板とされてもよい。

パターン描画装置の構成を示す図である。 基板にパターンを描画する動作の流れを示す図である。 描画関連情報のデータ構造を示す図である。 基板を示す平面図である。 基板にパターンを描画する様子を説明するための図である。 全体パターンが形成された基板を示す図である。 多層基板を示す平面図である。 多層基板にパターンを描画する動作の流れの一部を示す図である。 多層基板の構成を示す図である。 多層基板を示す平面図である。 パターン検査装置の構成を示す図である。 多層基板上に形成されたパターンを検査する動作の流れを示す図である。

符号の説明

１ パターン描画装置
６ パターン検査装置
９，９ａ 基板
９ｂ，９ｃ 多層基板
２１ ステージ
２４ （パターン描画装置の）Ｘ線検出部
３１ ステージ移動機構
３２ ヘッドユニット移動機構
５２ 制御部
５３ 温湿度センサ
７２ 撮像部
７５ （パターン検査装置の）Ｘ線出射部
７６ （パターン検査装置の）Ｘ線検出部
７７ 参照画像メモリ
７８ 比較部
９１ マーク
９２ ストライプ
４１１ 光ビーム出射部
４１４ マーク画像取得部
４１５ （パターン描画装置の）Ｘ線出射部
５１１ 情報パターン生成部
５１２ 描画データ生成部
９３１〜９３３ 樹脂層
９４１〜９４３ 全体パターン
９５１〜９５３ 情報パターン
Ｓ１８〜Ｓ２０，Ｓ４１，Ｓ４２，Ｓ４４，Ｓ４５ ステップ

Claims (17)

1. 基板にパターンを描画するパターン描画装置であって、
   基板を保持する保持部と、
   前記基板に向けて描画用の光または電子のビームを出射するビーム出射部と、
   前記ビーム出射部からのビームの前記基板上における照射位置を走査する走査機構と、
   パターン描画前に前記基板から取得された情報、パターン描画前に描画環境もしくは描画条件として取得された情報、または、パターン描画に先行する前記基板への他のパターン描画時に取得された情報を含む描画関連情報を示す情報パターンを生成する情報パターン生成部と、
   前記情報パターンを含む拡張描画パターンを示す描画データを生成する描画データ生成部と、
   前記描画データに基づいて前記ビーム出射部および前記走査機構を制御することにより、前記拡張描画パターンを前記基板上に描画する制御部と、
   を備えることを特徴とするパターン描画装置。
2. 請求項１に記載のパターン描画装置であって、
   前記保持部が前記基板が載置されるステージであり、
   描画時に前記基板の前記ビーム出射部側の面の前記照射位置における前記ステージからの高さである表面高さが実質的に取得されて前記表面高さに基づいて前記ビーム出射部からのビームの前記基板に対する合焦位置が変更され、
   前記描画関連情報が、前記表面高さから導かれる情報を含むことを特徴とするパターン描画装置。
3. 請求項１または２に記載のパターン描画装置であって、
   前記描画関連情報が、前記ビームの強度を含むことを特徴とするパターン描画装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載のパターン描画装置であって、
   前記基板上の所定位置に形成された複数のマークの位置を検出するマーク位置検出部をさらに備え、
   前記制御部が、前記複数のマークの位置に基づいて前記基板の伸縮量を求め、前記伸縮量に合わせて描画制御を行い、
   前記描画関連情報が、前記伸縮量を含むことを特徴とするパターン描画装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のパターン描画装置であって、
   前記基板の周囲の温度または湿度を計測するセンサをさらに備え、
   前記描画関連情報が、前記温度または前記湿度を含むことを特徴とするパターン描画装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のパターン描画装置であって、
   前記描画データ生成部および前記制御部により、前記基板上の複数の領域に対して描画パターンを示す描画データの生成および描画が順次行われ、
   前記描画関連情報が、前記複数の領域のうちの最後に描画が行われる最終領域を除くものへの描画が行われる間に取得され、前記情報パターンの生成および前記拡張描画パターンを示す描画データの生成が前記最終領域への描画の際に行われることを特徴とするパターン描画装置。
7. 請求項１ないし６のいずれかに記載のパターン描画装置であって、
   前記情報パターンが、二次元バーコードであることを特徴とするパターン描画装置。
8. 請求項１ないし７のいずれかに記載のパターン描画装置であって、
   前記基板が、複数の層のうち最も前記ビーム出射部側の層以外の少なくとも１つの層に他の情報パターンが配線と共に金属にて形成された多層樹脂基板であり、
   前記制御部が、前記多層樹脂基板に垂直な方向に関して前記他の情報パターンとは重ならない領域に前記情報パターンを描画することを特徴とするパターン描画装置。
9. 請求項８に記載のパターン描画装置であって、
   前記多層樹脂基板に向けてＸ線を出射しつつ、前記多層樹脂基板を通過したＸ線を検出することにより、前記他の情報パターンを基板から読み取る読取部をさらに備え、
   前記制御部が、前記他の情報パターンから取得される描画関連情報に基づいて描画制御を行うことを特徴とするパターン描画装置。
10. 基板上に形成されたパターンを検査するパターン検査装置であって、
    基板の表面または内部のパターンの形成時におけるパターンの描画の際に描画対象から取得された情報、または、描画環境もしくは描画条件として取得された情報を含む描画関連情報を示す情報パターンを基板から読み取る読取部と、
    読み取られた前記情報パターンから前記描画関連情報を取得し、前記描画関連情報を利用しつつ検査対象となる所定の対象パターンの検査を行う検査部と、
    を備えることを特徴とするパターン検査装置。
11. 請求項１０に記載のパターン検査装置であって、
    前記描画関連情報が、基板の伸縮量を示す情報を含み、
    前記検査部が、
    前記基板を撮像して被検査画像を取得する撮像部と、
    参照画像を記憶する記憶部と、
    前記被検査画像および前記参照画像のうちの一方の画像を前記伸縮量に基づいて伸縮した上で前記被検査画像と前記参照画像とを比較する比較部と、
    を備えることを特徴とするパターン検査装置。
12. 請求項１０に記載のパターン検査装置であって、
    前記描画関連情報が、前記基板の厚さを示す情報を含み、
    パターン検査時に、前記厚さを示す情報を参照しつつ前記撮像部の合焦位置が前記基板の表面に合わせられることを特徴とするパターン検査装置。
13. 請求項１０または１１に記載のパターン検査装置であって、
    前記基板が、複数の層のうち前記対象パターンが形成された最も外側の層以外の少なくとも１つに前記情報パターンが配線と共に金属膜にて形成された多層樹脂基板であり、
    前記読取部が、前記多層樹脂基板に向けてＸ線を出射しつつ、前記多層樹脂基板を通過したＸ線を検出することにより、前記情報パターンを読み取ることを特徴とするパターン検査装置。
14. 基板であって、
    基板本体と、
    前記基板本体の表面または内部に形成されたパターンと、
    を備え、
    前記パターンが、当該パターンの形成時におけるパターンの描画の際に描画対象から取得された情報、または、描画環境もしくは描画条件として取得された情報を含む描画関連情報を示す情報パターンを包含することを特徴とする基板。
15. 請求項１４に記載の基板であって、
    前記基板本体が樹脂にて形成された多層構造を有し、
    前記パターンとの間で少なくとも１つの層を挟んで前記基板本体内にもう１つのパターンがさらに形成されており、
    前記もう１つのパターンが、当該もう１つのパターンの形成時におけるパターンの描画の際に描画対象から取得された情報、または、描画環境もしくは描画条件として取得された情報を含む描画関連情報を示すもう１つの情報パターンを包含し、
    前記パターンおよび前記もう１つのパターンのそれぞれが配線を含む金属にて形成されており、
    前記情報パターンと前記もう１つの情報パターンとが、前記基板本体に垂直な方向に関して重ならないことを特徴とする基板。
16. 基板にパターンを描画するパターン描画方法であって、
    基板へのパターン描画前に前記基板から取得された情報、パターン描画前に描画環境もしくは描画条件として取得された情報、または、パターン描画に先行する前記基板への他のパターン描画時に取得された情報を含む描画関連情報を示す情報パターンを生成する工程と、
    前記情報パターンを含む拡張描画パターンを示す描画データを生成する工程と、
    前記描画データに基づいてビーム出射部から基板に向けて出射される描画用の光または電子のビームの出射、および、前記ビームの前記基板上における照射位置の走査を制御することにより、前記拡張描画パターンを前記基板上に描画する工程と、
    を備えることを特徴とするパターン描画方法。
17. 基板上に形成されたパターンを検査するパターン検査方法であって、
    基板の表面または内部のパターンの形成時におけるパターンの描画の際に描画対象から取得された情報、または、描画環境もしくは描画条件として取得された情報を含む描画関連情報を示す情報パターンを基板から読み取る工程と、
    読み取られた前記情報パターンから前記描画関連情報を取得し、前記描画関連情報を利用しつつ検査対象となる所定の対象パターンの検査を行う工程と、
    を備えることを特徴とするパターン検査方法。

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