JP2008003504A - 描画システム - Google Patents

Abstract

【課題】基板等の被描画体の変形に応じて描画位置を適切に補正し、様々な製造行程に対応可能であるとともに、精度よく描画パターンを形成する。
【解決手段】ＤＭＤなどの光変調素子を用いた描画装置において、ＣＣＤを使って４つのアライメント穴Ｍ０〜Ｍ３の位置を計測する。あらかじめ設定された基準矩形Ｚ０を２×２分割することによって規定される基準分割領域ＤＶ０〜ＤＶ３と、計測された４つのアライメント穴Ｍ０〜Ｍ３によって規定される変形矩形Ｚを２×２分割することによって規定される変形分割領域ＤＭ０〜ＤＭ３に基づき、各分割領域のオフセット量、回転角、スケール比を算出する。そして、基準分割領域に属する描画データを、オフセット量、回転角、スケール比に基づいて補正する。
【選択図】図６

Description

本発明は、原版となるフォトマスク（レクチル）、あるいは直接的にプリント基板やシリコンウェハ等の被描画体へ回路パターン等のパターンを形成する描画装置に関する。特に、基板の変形に応じて描画位置を補正する処理に関する。

基板等の被描画体の製造工程では、フォトレジスト等の感光材料を塗布した被描画体に対してパターン形成のため描画処理が実行され、現像処理、エッチングまたはメッキ処理、レジスト剥離等の工程を経て、被描画体にパターンが形成される。例えば、ＬＣＤ、ＤＭＤ、ＳＬＭ（Spatial Light Modulators）など光変調素子を二次元的に配列させた光変調ユニットを使用する描画装置では、光変調ユニットによる照射スポット（以下では、露光エリアという）を基板に対して相対的に走査させるとともに、描画パターンに応じて各光変調素子を所定のタイミングで制御する。

基板自体は熱処理、積層によって変形するため、アライメント調整用のマークがあらかじめ設けられており、基板が変形された状態で計測された位置決めマークに基づいてパターンの描画位置が補正される。例えば、基板の四隅に矩形を構成するアライメントマークを設定し、実際に計測されたアライメントマークの位置に基づいて基板変形による重心の位置のオフセット、描画領域の回転傾斜角などを算出する。そして、算出されたデータに基づいて描画位置を補正する（特許文献１、２参照）。
特開２００５−３００６２８号公報 特開２０００−１２２３０３号公報

基板の変形具合は不均一であるため、描画領域の中心付近とそれ以外、例えば境界付近とでは基板の変形方向、変形量などの変形具合が異なる。したがって、略同一サイズの描画パターンを基板に複数割り当てて（多面取りして）描画する場合、描画領域全体に対する代表的な補正量によって描画位置を補正すると、描画位置が適正な位置へ修正されず、精度よくパターンを形成することができない。

本発明の描画システムは、基板の変形に応じて描画データの位置を適切に補正するとともに、階層的に描画パターンを形成する際には各描画（面取り）パターンの領域形状を維持することが可能な描画システムである。描画システムは、光源と、被描画体に対して規定される座標系に基づいた位置座標をもつ描画データに従って、光源からの照明光を変調する少なくとも１つの光変調素子とを備える。例えば、ベクタデータのような位置座標情報をもつ描画データの位置座標を修正し、ラスタデータ等に変換して描画処理を実行すればよい。また、光変調素子としては、例えば、ＤＭＤ、ＬＣＤなど複数の光変調素子を二次元的に規則的に配列させて構成すればよい。

描画位置補正のため、基板には矩形（以下では、基準矩形という）の頂点を構成するように被描画体に設定された４つの計測用指標の位置が設定されている。そして描画システムは、被描画体が変形した状態で計測可能な計測手段と、描画データの位置座標を補正した描画データ（補正描画データ）を生成する補正手段と、補正描画データに基づいて描画パターンを形成するように、光変調素子を制御する描画処理手段とを備える。

本発明では、基準矩形を分割することによって複数の分割領域（以下では、基準分割領域という）を規定するとともに、計測された４つの計測用指標を頂点とする、基準矩形の変形した四角形（以下では、変形矩形という）を分割することによって矩形状の複数の分割領域（以下では、変形分割領域という）を規定する。すなわち、４点の計測用指標の全体的描画領域の中に、複数の描画領域を基準矩形、変形矩形それぞれに対して規定する。この分割された描画領域各々が、描画パターン領域となる。そして、補正手段は、各基準分割領域において、その領域内にある描画データの位置座標を補正する。さらに補正手段は、基準分割領域からの変形状態に基づいて各変形分割領域を矩形領域に修正するように、描画データの位置座標を補正する。ここでの変形状態は、基準分割領域に対する中心位置、重心位置のオフセット、回転度合い、スケール比などによって表される変形量である。変形された分割描画領を矩形状にするような描画位置補正により、階層的にパターンを形成する場合においても、パターンずれが生じない。また、各分割領域の誤差に基づいて修正されるため、全体的描画領域の局所的な誤差量も分割領域の数ｎに応じて１／ｎになり、補正の精度が向上する。各描画領域に形成される描画パターンとしては、繰り返し描画される（面取りされる）同一パターンサイズであればよく、繰り返しパターンごとに補正処理が行われる。この場合、ベクタデータには、どういつ描画パターンの配置座標、および隣接するパターン間の間隔（ピッチ）の情報が含まれる。

例えば、各変形分割領域の４つの頂点を４つの変形分割用指標として仮想的に設定するとともに、基準分割矩形の４つの頂点を４つの基準分割用指標として仮想的に設定し、描画データを補正する。また、補正手段は、変形量として中心位置のオフセット量、回転量、スケール比の少なくともいずれか一つを算出し、描画データの位置座標を補正すればよい。例えば、基準分割領域に対する変形分割領域の中心位置のオフセット量、基準分割領域に対する変形分割領域の回転角、および基準分割領域に対する変形分割領域のスケール比に基づいて、描画データの位置座標を補正する。

スケール比の取り方については様々であるが、変形分割領域を矩形に修正することを考え、例えば、変形分割領域の相対する一対の辺の長さの平均と、対応する基準分割領域の一対の辺の長さの比によって求めるのがよい。一方、基板の製造においては、描画（露光）行程を何度も繰り返し、積層的にパターンを形成する場合がある。この場合、後行程においても同一のパターンを重ねて形成するため、変形分割領域を同一サイズの矩形に修正するのが望ましい。そのため、補正手段は、基準分割領域に対する変形分割領域の中心位置のオフセット量、基準分割領域に対する変形分割領域の回転角、および基準矩形に対する変形矩形のスケール比に基づいて、描画データの位置座標を補正する。

本発明の描画データ補正装置は、基準矩形の頂点を構成するように被描画体にあらかじめ設けられた４つの計測用指標の位置を、被描画体が変形した状態で計測可能な計測手段と、基準矩形を分割することによって規定される複数の基準分割領域と、計測された４つの計測用指標を頂点とする変形矩形を分割することによって規定される矩形状の複数の変形分割領域とに基づき、各基準分割領域において描画データの位置座標を補正し、補正描画データを生成する補正手段とを備え、補正手段が、各変形分割領域を対応する基準分割領域からの変形量に基づいて矩形領域に修正するように、描画データの位置座標を補正することを特徴とする。

本発明のプログラムは、基準矩形の頂点を構成するように被描画体にあらかじめ設けられた４つの計測用指標の位置を、被描画体が変形した状態で計測可能な計測手段と、基準矩形を分割することによって規定される複数の基準分割領域と、計測された４つの計測用指標を頂点とする変形矩形を分割することによって規定される矩形状の複数の変形分割領域とに基づき、各基準分割領域において描画データの位置座標を補正し、補正描画データを生成する補正手段とを機能させ、各変形分割領域を対応する基準分割領域からの変形量に基づいて矩形領域に修正するように描画データの位置座標を補正するように、補正手段を機能させることを特徴とする。

本発明の描画データ補正方法は、基準矩形の頂点を構成するように被描画体にあらかじめ設けられた４つの計測用指標の位置を、被描画体が変形した状態で計測し、基準矩形を分割することによって規定される複数の基準分割領域と、計測された４つの計測用指標を頂点とする変形矩形を分割することによって規定される矩形状の複数の変形分割領域とに基づき、各基準分割領域において描画データの位置座標を補正して、補正描画データを生成し、各変形分割領域を対応する基準分割領域からの変形量に基づいて矩形領域に修正するように、描画データの位置座標を補正することを特徴とする。

本発明の基板の製造方法は、１）ブランクスである基板に感光材料を塗布し、２）塗布された基板に対して描画処理を実行し、３）描画処理された基板に対して現像処理をし、４）現像処理された基板に対してエッチングまたはメッキ処理をし、５）エッチングまたはメッキ処理された基板に対して感光材料の剥離処理をする基板の製造方法であって、描画処理において、上記描画データ補正方法によって描画データを補正することを特徴とする。

本発明によれば、基板等の被描画体の変形に応じて描画位置を適切に補正し、様々な製造行程に対応可能であるとともに、精度よく描画パターンを形成することができる。

以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１は、本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。図２は、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は、露光エリアＥＡの相対移動、すなわち露光エリアＥＡによる走査を示した図である。

描画システムは、描画装置１０を備える。描画装置１０は、フォトレジスト等の感光材料を表面に塗布した基板ＳＷへ光を照射することによって回路パターンを形成する装置であり、ゲート状構造体１２、基台１４を備える。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が搭載されており、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、描画システムは、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３０を備える。描画制御部３０は、制御ユニット３０Ａ、キーボード３０Ｂ、モニタ３０Ｃによって構成されており、オペレータが露光条件等を設定する。基板ＳＷは、例えばシリコンウェハ、フィルム、ガラス基板、あるいは銅貼積層板であり、プリペーグ処理、フォトレジストの塗布等の処理が施されたブランクスの状態でＸ−Ｙステージ１８に搭載される。ここでは、ネガ型のフォトレジストが基板ＳＷの表面に形成されている。

基板ＳＷには、描画位置をアライメント調整するためのアライメント孔がＡＭ基板ＳＷの四隅に形成されている。ゲート状構造体１２には、アライメント孔ＡＭの位置を検出するためのＣＣＤ１３が基板ＳＷの方向を向くように取り付けられており、Ｘ−Ｙステージ１８の移動に従ってアライメント穴ＡＭを検出する。基板ＳＷに対しては、互いに直交なＸ−Ｙ座標系が規定されており、Ｘ−Ｙ座標系に基づいてアライメント調整が行われる。ここでは、主走査方向をＸ方向、副走査方向をＹ方向とする。

図２に示すように、露光ユニット２０は、光源２１、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）２２、および露光用光学系として照明光学系２４、結像光学系２６を備えており、光源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。半導体レーザなどの光源２１は、一定の強度でビームを連続的に放射し、放射された光は照明光学系２４へ導かれる。照明光学系２４は、拡散板２４Ａとコリメータレンズ２４Ｂから構成されており、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に成形される。なお、図２に示すＤＭＤ２２だけでなく、複数のＤＭＤが主走査方向（Ｘ方向）に沿って配置されており、光源２２から放射されるビームは各ＤＭＤへ光ファイバ（図示せず）を介して伝達される。

ＤＭＤ２２は、マイクロメートル（μｍ）のオーダ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変動する。本実施形態では、ＤＭＤ２２はＭ×Ｎ個のマイクロミラーがマトリクス状に配列されることによって構成されており、以下では配列（ｉ，ｊ）の位置に応じたマイクロミラーを“Ｘ_ｉｊ”（１ ≦ ｉ ≦ Ｍ，１ ≦ ｊ ≦ Ｎ）と表す。例えば、１０２４×７６８のマイクロミラーによってＤＭＤ２２が構成される。

マイクロミラーＸ_ｉｊは、光源２１からのビーム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、制御ユニット３０Ａ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Ｘ_ｉｊ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Ｘ_ｉｊ上で反射した光は、結像光学系２６の方向へ導かれる。模式的に示した結像光学系２６は、２つの凸レンズとリフレクタレンズ（図示せず）から構成されており、結像光学系２６を通った光は、フォトレジスト層が形成されている露光面ＳＵの所定領域を照射する。

一方、マイクロミラーＸ_ｉｊが第２の姿勢で位置決めされた場合、マイクロミラーＸ_ｉｊで反射した光は光吸収板（図示せず）の方向へ導かれ、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Ｘ_ｉｊ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。

結像光学系２６の倍率は、ここでは１倍に定められているため、１つのマイクロミラーＸ_ｉｊによる照射スポットＹ_ｉｊのサイズ（幅、高さ）は、マイクロミラーＸ_ｉｊのサイズと一致する。マイクロミラーＸ_ｉｊの副走査方向（Ｙ方向）に対応する高さをｈ、走査方向（Ｘ方向）に対応する幅をｌと表すと、ｌ×ｈのサイズを有する照射スポット（以下では、微小スポットという）になる。マイクロミラーＸ_ｉｊは正方形状であり（ｈ＝ｌ）、また、パターンの線幅に対してマイクロミラーＸ_ｉｊのサイズは非常に微小であって、一片の長さは数μｍ〜数十μｍに定められている。

ＤＭＤ２２のサイズは、テレビジョンの表示規格に従って定められ、ＤＭＤ２２の主走査方向に対応する方向を横方向、副走査方向に対応する方向を縦方向と規定し、幅（横方向長さ）および高さ（縦方向長さ）をそれぞれ「Ｗ」、「Ｋ」と表すと、ＤＭＤ２２のアスペクト比（横縦比Ｗ：Ｋ）は３：４と定められる。

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、所定サイズを有するスポットＥＡが当たる（以下では、このスポット領域を露光エリアという）。結像光学系２６の倍率は１倍であることから、Ｄ×Ｒ＝Ｋ×Ｗ（＝（Ｍ×ｈ）×（Ｎ×ｌ））の関係が成り立つ。

ＤＭＤ２２ではマイクロミラーＸ_ｉｊ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る。その結果、露光面ＳＵ上において露光エリアＥＡが位置する任意の領域Ｅｗ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。ラスタ走査に従い、Ｘ−Ｙステージ１８は一定速度で移動し、これに伴い、露光エリアＥＡは主走査方向（Ｘ方向）に沿って露光面ＳＵ上を相対的に一定速度で移動し、回路パターンが主走査方向（Ｘ方向）に沿って形成されていく。

Ｘ−Ｙステージ１８が一定速度で移動している間、微小スポットの照射位置Ｙ_ｉｊをずらす、すなわちオーバラップさせるように露光動作が実行される。すなわち、所定の露光動作時間間隔（露光周期）で繰り返し光を投影開始させるためのマイクロミラーＸ_ｉｊのＯＮ切替制御が実行されるとともに、Ｘ方向に並んだデジタルマイクロミラーが順番に所定のエリアへ向けて光を投影する際、順次照射する微小スポットの位置が部分的に重なるように（オーバラップするように）露光動作時間隔、走査速度が定められる。ここでは、マイクロミラーＸ_ｉｊの微小スポットＹ_ｉｊの幅ｌに応じた区間ｌを露光エリアＥＡが移動するにかかる時間よりも短い時間間隔で露光動作が実行される。

このような露光動作のタイミング制御により、基板ＳＷが一定速度で相対的に移動する間、露光エリアＥＡが距離ｄ（＜ｌ）だけ進む毎に露光エリアの動作が繰り返し実行される。また、１回の露光動作の中で、各マイクロミラーのＯＮ状態が継続されている時間は、露光エリアＥＡが距離ｄだけ進むのに掛かる時間よりも短くなるように、マイクロミラーが制御される。ここでは、露光エリアＥＡが距離Ｌｄ（＜ｄ）だけ進む時間だけマイクロミラーがＯＮ状態に維持され、残りの距離を露光エリアＥＡが移動する間、各マイクロミラーはＯＦＦ状態にある。

１つの走査バンドＳＢに沿って走査が終了すると、Ｙ方向（副走査方向）へＸ−Ｙステージ１８が距離Ｄだけ移動し、次の走査バンドを相対移動していく（図３参照）。露光エリアＥＡが往復しながらすべての走査バンドを走査すると、描画処理が終了する。描画処理後には、現像処理、エッチング又はメッキ、レジスト剥離処理などが施され、回路パターンが形成された基板が製造される。

図４は、描画システムのブロック図である。

描画制御部３０の制御ユニット３０Ａは、システムコントロール回路３２、ＤＭＤ制御部３４、ステージ位置制御部３８、アライメントマーク検出部４０、データ演算部４２、光源制御部４４とを備え、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含むシステムコントロール回路３２は、描画装置１０全体を制御し、光源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。ＤＭＤ制御部３４は、あらかじめＲＯＭに格納された描画処理用プログラムに従ってＤＭＤ２２を制御する。

回路パターンデータは、ベクタデータ（ＣＡＭデータ）としてワークステーション（図示せず）から制御ユニット３０Ａのデータ入力部４１へ入力され、一時的にメモリであるデータバッファ４３に記憶される。パターンデータがデータ演算部４２に送られると、ベクタ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。ベクタデータは、描画パターンの位置座標情報をもったデータであり、Ｘ−Ｙ座標系に基づいた位置座標のデータをもつ。ラスタデータは、マイクロミラーのＯＮ／ＯＦＦいずれかを示す２値化データであり、回路パターンの２次元ドットパターンとして表される。

ＤＭＤ制御部３４では、ラスタデータが露光エリアＥＡの相対位置に合わせて所定のタイミングで順次読み出される。すなわち、読み出された２次元ドットデータとステージ位置制御部３８から送られてくる露光エリアＥＡの相対位置情報に基づいて、マイクロミラーをＯＮ／ＯＦＦ制御する制御信号がＤＭＤ２２へ出力される。ステージ位置制御部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。また、ステージ位置制御部３８は、露光エリアＥＡのＸ−Ｙステージ１８に対する相対的位置を検出する。

ＣＣＤ１３から読み出されたアライメント穴ＡＭの検出信号がアライメントマーク検出部４０へ送信されることによってアライメント穴ＡＭの位置情報が検出され、アライメント穴ＡＭの位置情報はデータバッファ４３を介してデータ演算部４２へ送られる。データ演算部４２では、アライメント穴ＡＭの位置情報に基づいて、ベクタデータの位置座標を補正し、補正されたベクタデータに基づいてラスタデータが生成される。

図５は、基準となる描画領域全体と、変形した描画領域を示した図である。図６は、基準となる描画領域全体を分割した分割領域と、変形した描画領域の分割領域を示した図である。図７、８は、矩形状に補正された変形分割領域を示した図である。図５〜図８を用いて、描画位置の補正プロセスを説明する。

基板ＳＷの１つの描画領域全体に対してアライメント穴を形成するとき、Ｘ−Ｙ座標系に沿って平行な矩形Ｚ０（基準矩形）の頂点を構成するように、４つのアライメント穴Ｈ０〜Ｈ３が位置決めされる。ここでは、矩形Ｚ０を破線で表している。

フォトレジストを塗布した基板ＳＷをＸ−Ｙテーブル１８に置いて描画処理を行うとき、熱等の原因によって基板ＳＷが変形し、アライメント穴Ｈ０〜Ｈ３の位置がずれる。ここでは、Ｘ−Ｙ座標系から見た変形後のアライメント穴（以下では、計測アライメント穴という）を符号「Ｍ０〜Ｍ３」で表し、計測アライメント穴Ｍ０〜Ｍ３を頂点として構成される四角形Ｚ（変形矩形）を実線で表す。ただし、図５では説明を簡単にするために変形具合を誇張して描いており、実際の変形量は微小である。

図６に示すように、複数の描画パターンを基板ＳＷに形成するため、基準矩形Ｚ０は２×２に均等分割され、４つの描画領域ＤＶ０〜ＤＶ３（以下では、基準分割領域という）が規定されている。矩形である基準分割領域のサイズは、描画パターンのサイズに相応し、各領域の４つの頂点の位置座標のデータがベクタデータとともにＣＡＭデータとして入力される。図６では、基準分割領域ＤＶ０の頂点ＰＤ０〜ＰＤ３が表されている。

一方、基板変形後の変形矩形Ｚに対しては、計測アライメント穴Ｍ０〜Ｍ３の位置座標に基づき、変形した各基準分割領域が定められる。変形矩形Ｚの各辺の中点を結ぶ直線によって４つの描画領域ＤＭ０〜ＤＭ３（以下では、変形分割領域という）が規定される。図６では、変形描画領域ＤＭ０〜ＤＭ３の位置、形状、サイズは、基準描画領域ＤＶ０〜ＤＶ３と一致していない。変形描画領域ＤＭ０の頂点を、ここでは「ＰＭ０〜ＰＭ３」で表す。

本実施形態では、描画データの座標位置は、基準分割領域ごとに補正される。そして、座標位置の補正量は、座標位置の属する基準分割領域とその領域に応じた変形分割領域とを対比することによって算出する。具体的には、基準分割領域の中心位置に対する変形分割領域の中心位置のオフセット、基準分割領域に対する変形分割領域の回転角、および基準分割領域に対する変形分割領域のスケール比を算出し、対象となる描画データの座標位置をそれぞれ求められたオフセット量、回転角、スケール比に基づいて補正する。

この補正によれば、各変形分割領域は、その場所の変形度合いに合わせた矩形（長方形）領域に修正される。スケール比は、各描画領域の代表的な長さを適用し、例えば、各変形描画領域の相対する一対の辺が平行でない場合において、その描画領域の代表的長さを変形描画領域の辺に沿って規定する。各描画位置は算出された所定のスケール比で補正されるため、基準描画領域全体に描画位置が設定されている場合、変形描画領域は矩形に修正される。

図７では、変形分割領域ＤＭ０の相対する一対の辺ＭＴ１、ＭＴ２のそれぞれの長さの平均値を変形分割領域距離Ｍ０の辺ＤＴ１、ＤＴ２（図６参照）に沿った長さ（大きさ）とし、基準分割領域ＤＶ０の対応する辺ＤＴ１（ＤＴ２）の長さとの比をスケール比としている。同様に、変形分割領域ＤＭ０の相対する一対の辺ＭＴ３、ＭＴ４の長さの平均を基準分割領域ＤＶ０の対応する辺ＤＴ３（ＤＴ４）の長さとの比をスケール比とする。そして、オフセット量、回転角、スケール比に基づいて描画位置ＰＰが描画位置ＰＰ’に補正される。基準分割領域ＤＶ０内のすべての描画位置を補正すれば、変形分割領域ＤＭ０は、長方形領域ＳＭ０（一点鎖線で表す）内の座標位置に変換される。

このような描画位置の補正が他の変形分割領域ＤＭ１、ＤＭ２、ＤＭ３内の描画位置に対しても実行される。図８では、変形分割領域ＤＭ０〜ＤＭ３が修正された長方形領域ＳＭ０〜ＳＭ３が表されている。

図９は、描画処理のフローチャートである。図１０は、基板変形前の基準矩形を示した図である。図１１は、基板変形後の変形矩形を示した図である。

ステップＳ１０１では、ワークステーション等から描画データであるベクタデータが描画システム３０に送信され、データバッファ４３に一時的に格納される。ここでは、ベクタデータとともに、分割描画領域の位置データおよびサイズの情報が含まれている。具体的には、基準分割領域の４つの頂点の位置座標が入力される。ステップＳ１０２では、アライメントマーク検出部４０において、計測されたアライメント穴の位置座標が検出される。そして、ステップＳ１０３では、計測されたアライメント穴の位置座標に基づき、変形分割領域の頂点の位置座標が算出される。

図１０には、あらかじめ設定されている基準矩形Ｎ０のアライメント穴の位置座標Ａ０（ａｘ_０，ａｙ_０）、Ａ１（ａｘ_１，ａｙ_１）、Ａ２（ａｘ_２，ａｙ_２）、Ａ３（ａｘ_３，ａｙ_３）と、基準矩形を２×２に分割することによって規定される基準分割領域のうち１つの基準分割領域ＮＶ０の頂点を構成する４つの分割位置座標Ｂ００（ｂｘ_００，ｂｙ_００）、Ｂ０１（ｂｘ_０１，ｂｙ_０１）、Ｂ０２（ｂｘ_０２，ｂｙ_０２）、Ｂ０３（ｂｘ_０３，ｂｙ_０３）が表されている。

一方、図１１には、変形矩形Ｎの計測されたアライメント穴の位置座標Ｃ０（ｃｘ_０，ｃｙ_０）、Ｃ１（ｃｘ_１，ｃｙ_１）、Ｃ２（ｃｘ_２，ｃｙ_２）、Ｃ３（ｃｘ_３，ｃｙ_３）と、変形矩形を２×２に分割することによって規定される変形分割領域のうち１つの変形分割領域ＭＶ０の頂点を構成する４つの分割位置座標Ｄ００（ｄｘ_００，ｄｙ_００）、Ｄ０１（ｄｘ_０１，ｄｙ_０１）、Ｄ０２（ｄｘ_０２，ｄｙ_０２）、Ｄ０３（ｄｘ_０３，ｄｙ_０３）が表されている。

各基準分割領域の位置座標はベクタデータにあらかじめ含まれている。一方、各変形分割領域の頂点を構成する４つの位置座標は、計測されたアライメント穴の位置座標Ｃ０〜Ｃ３に基づいて求められる。一つの変形分割領域ＭＶ０の頂点を構成する４つの位置座標は、以下の式によって求められる。

ｄｘ_００＝ｃｘ_０ ・・・（１）
ｄｙ_００＝ｃｙ_０ ・・・（２）
ｄｘ_０１＝（ｃｘ_０＋ｃｘ_１）／２ ・・・（３）
ｄｙ_０１＝（ｃｙ_０＋ｃｙ_１）／２ ・・・（４）
ｄｘ_０２＝（ｃｘ_０＋ｃｘ_１＋ｃｘ_２＋ｃｘ_３）／４ ・・・（５）
ｄｙ_０２＝（ｃｙ_０＋ｃｙ_１＋ｃｙ_２＋ｃｙ_３）／４ ・・・（６）
ｄｘ_０３＝（ｃｘ_０＋ｃｘ_３）／２ ・・・（７）
ｄｙ_０３＝（ｃｙ_０＋ｃｙ_３）／２ ・・・（８）

ステップＳ１０３が実行されると、ステップＳ１０４へ進む。

ステップＳ１０４では、描画データの位置座標がどの基準分割領域にあるか属するか判別され、その属する基準分割領域に対して算出されたスケール比、オフセット量、回転角に基づいて、描画データの位置座標が補正される。そして、補正された描画データがデータバッファ４３に格納される。

図１１に示す変形分割領域ＭＶ０のスケール比は、以下に示す式によって求められる。ｓｃｘは、Ｘ方向に沿った変形分割領域ＭＶ０の長さを示し、一対の相対する辺Ｑ１、Ｑ２の平均を表す。同様に、ｓｃｙは、Ｙ方向に沿った変形分割領域ＭＶ０の平均長さを示す。

ｓｃｘ＝Ｓ１／Ｓ２ ・・・（９）
ただし、
Ｓ１＝（（Ｊ１^２＋Ｊ２^２）^１／２＋（Ｊ３^２＋Ｊ４^２）^１／２）／２
Ｓ２＝（（Ｌ１^２＋Ｌ２^２）^１／２＋（Ｌ３^２＋Ｌ４^２）^１／２）／２
Ｊ１＝（ｄｘ_０１−ｄｘ_０２）
Ｊ２＝（ｄｙ_０１−ｄｙ_０２）
Ｊ３＝（ｄｘ_００−ｄｘ_０３）
Ｊ４＝（ｄｙ_００−ｄｙ_０３）
Ｌ１＝（ｂｘ_０１−ｂｘ_０２）
Ｌ２＝（ｂｙ_０１−ｂｙ_０２）
Ｌ３＝（ｂｘ_００−ｂｘ_０３）
Ｌ４＝（ｂｙ_００−ｂｙ_０３）

ｓｃｙ＝ＳＳ１／ＳＳ２ ・・・（１０）
ただし、
ＳＳ１＝（（ＪＪ１^２＋ＪＪ２^２）^１／２＋（ＪＪ３^２＋ＪＪ４^２）^１／２）／２
ＳＳ２＝（（ＬＬ１^２＋ＬＬ２^２）^１／２＋（ＬＬ３^２＋ＬＬ４^２）^１／２）／２
ＪＪ１＝（ｄｘ_０１−ｄｘ_００）
ＪＪ２＝（ｄｙ_０１−ｄｙ_００）
ＪＪ３＝（ｄｘ_０２−ｄｘ_０３）
ＪＪ４＝（ｄｙ_０２−ｄｙ_０３）
ＬＬ１＝（ｂｘ_０１−ｂｘ_００）
ＬＬ２＝（ｂｙ_０１−ｂｙ_００）
ＬＬ３＝（ｂｘ_０２−ｂｘ_０３）
ＬＬ４＝（ｂｙ_０２−ｂｙ_０３）

次に、オフセット量は、以下の式によって求められる。ただし、ｏｆｆｘ，ｏｆｆｙは、変形分割領域ＭＶ０の中心位置のオフセット量を示す。

ｏｆｆｘ＝Ａ１／４−Ａ２／４ ・・・（１１）
ただし、
Ａ１＝ｄｘ_００＋ｄｘ_０１＋ｄｘ_０２＋ｄｘ_０３
Ａ２＝ｂｘ_００＋ｂｘ_０１＋ｂｘ_０２＋ｂｘ_０３

ｏｆｆｙ＝ＡＡ１／４−ＡＡ２／４ ・・・（１２）
ただし、
ＡＡ１＝ｄｙ_００＋ｄｙ_０１＋ｄｙ_０２＋ｄｙ_０３
ＡＡ２＝ｂｙ_００＋ｂｙ_０１＋ｂｙ_０２＋ｂｙ_０３

そして、回転角は、以下の式によって求められる。ただし、ｔｈは、回転角を示す。

ｔｈ＝ａｒｃｔａｎ（Ｗ１／Ｗ２）−ａｒｃｔａｎ（ＷＷ１／ＷＷ２）
・・・（１３）
ただし、
Ｗ１＝Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３＋Ｂ４
Ｂ１＝ｄｘ_００−ｄｘ_０１
Ｂ２＝ｄｙ_０１−ｄｙ_０２
Ｂ３＝ｄｘ_０３−ｄｘ_０２
Ｂ４＝ｄｙ_００−ｄｙ_０３
Ｗ２＝Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４
Ｃ１＝ｄｙ_０１−ｄｙ_００
Ｃ２＝ｄｘ_０１−ｄｘ_０２
Ｃ３＝ｄｙ_０２−ｄｙ_０３
Ｃ４＝ｄｘ_００−ｄｘ_０３
ＷＷ１＝ＢＢ１＋ＢＢ２＋ＢＢ３＋ＢＢ４
ＢＢ１＝ｂｘ_００−ｄｘ_０１
ＢＢ２＝ｂｙ_０１−ｂｙ_０２
ＢＢ３＝ｂｘ_０３−ｂｘ_０２
ＢＢ４＝ｂｙ_００−ｂｙ_０３
ＷＷ２＝ＣＣ１＋ＣＣ２＋ＣＣ３＋ＣＣ４
ＣＣ１＝ｂｙ_０１−ｂｙ_００
ＣＣ２＝ｂｘ_０１−ｂｘ_０２
ＣＣ３＝ｂｙ_０２−ｂｙ_０３
ＣＣ４＝ｂｘ_００−ｂｘ_０３

ベクタデータの補正処理に関しては、まず、始点と終点の座標情報をもつベクタデータに対し、始点座標がオフセット量ｏｆｆｘ，ｏｆｆｙだけ補正される。次に、補正後の始点を基準として、新たな終点とのＸ、Ｙ軸方向の長さが、元の長さにスケール比ｓｃｘ、ｓｃｙだけそれぞれ乗じた長さになるように、新たな終点の座標が仮に求められる。そして、仮の始点、終点からなる補正後のベクタデータが元のベクタデータに対して回転角ｔｈだけ回転しているように、最終的に終点が求められる。

このような描画データの位置補正が各描画データに対して施される。そして、ステップＳ１０５では、補正されたベクタデータに基づいてラスタデータが生成され、ラスタデータに基づいてＤＭＤ２２がＯＮ／ＯＦＦ制御される。

以上のように本実施形態によれば、あらかじめ設定された基準矩形Ｚ０を２×２分割することによって規定される基準分割領域ＤＶ０〜ＤＶ３と、計測された４つのアライメント穴Ｍ０〜Ｍ３によって規定される変形矩形Ｚを２×２分割することによって規定される変形分割領域ＤＭ０〜ＤＭ３に基づき、各分割領域のオフセット量、回転角、スケール比が算出される。そして、その基準分割領域に属する描画データが、オフセット量、回転角、スケール比に基づいて補正され、変形分割領域を矩形に修正するような補正が実行される。４つのアライメントによって構成される描画領域を分割し、各描画領域で補正処理を行うため、分割された分だけ分散された誤差量に基づいて描画位置が補正され、精度よい修正が行われる。また、矩形を維持した状態で描画位置が補正されるため、階層的にパターンを繰り返す基板製造工程にも使用できる。

次に、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、基板全体の変形具合からスケール比を算出し、各描画パターンのサイズを同一にする。それ以外の構成については、第１の実施形態と実質的に同じである。

図１２は、スケール比を一定にしたときの変形分割領域の補正を示した図である。

あらかじめ基板ＳＷに設定された基準矩形Ｚ’０に対し、基板変形によって変形矩形Ｚ’の頂点を構成する４つの計測アライメント孔Ｍ’０〜Ｍ’３の位置座標が計測される。そして、変形矩形Ｚ’を４つに分割して変形分割領域（図示せず）を規定し、基準矩形Ｚ’０を４つに分割した基準分割領域（図示せず）に基づいて、描画位置のオフセット量、回転角、スケール比が算出される。

オフセット量、回転角については、第１の実施形態と同様に、各変形分割領域の中心位置に関するオフセット量、回転角が算出される。一方、スケール比については、４つの分割領域それぞれのスケール比を求めるのではなく、基準矩形Ｚ’０に対する変形矩形Ｚ’のスケール比が算出される。具体的には、基準矩形Ｚ’０の４つの頂点Ｈ０〜Ｈ３と計測されたアライメント孔Ｍ０〜Ｍ３の位置座標から求められる。この結果、矩形状の４つの分割領域ＳＭ’０〜ＳＭ’３が形成される。各分割領域に対して同一のスケール比を用いるため、同一サイズの描画パターンを階層的に形成することができる。

ベクタデータ以外の描画データに基づいて補正を行ってもよい。また、ＤＭＤ以外のＬＣＤといった光変調素子を適用してもよい。さらには、ＡＯＭなどの光変調素子でレーザビームを走査させる描画装置に適用してもよい。また、分割領域を矩形状に修正する処理に関しては、スケール比、オフセット量、回転角以外のパラメータ等によって実行してもよい。

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。 描画装置に設けられた露光ユニットを模式的に示した図である。 露光エリアの相対移動、すなわち露光エリアによる走査を示した図である。 描画システムのブロック図である。 基準となる描画領域全体と、変形した描画領域を示した図である。 基準となる描画領域全体を分割した分割領域と、変形した描画領域の分割領域を示した図である。 矩形状に補正された変形分割領域を示した図である。 矩形状に補正された変形分割領域を示した図である。 描画処理のフローチャートである。 基板変形前の基準矩形を示した図である。 基板変形後の変形矩形を示した図である。 第２の実施形態における、スケール比を一定にしたときの変形分割領域の補正を示した図である。

符号の説明

１０ 描画装置
２０ 露光ユニット
２１ 光源
２２ ＤＭＤ（光変調ユニット）
３０ 描画制御部
３０Ａ 制御ユニット
３２ システムコントロール回路
３４ ＤＭＤ制御部
３８ ステージ位置制御部
４０ アライメントマーク検出部
４２ データ演算部
４３ データバッファ
ＳＷ 基板（被描画体）
ＥＡ 露光エリア
Ｘ_ｉｊ デジタルマイクロミラー（光変調素子）
Ｙ_ｉｊ 微少スポット（露光スポット）
Ｚ０、Ｚ’０ 基準矩形
Ｚ、Ｚ’ 四角形（変形矩形）
ＤＶ０〜ＤＶ３ 基準分割領域
ＤＭ０〜ＤＭ３ 変形分割領域
ＳＭ０〜ＳＭ３ 矩形状に修正された変形分割領域
ＳＭ’０〜ＳＭ’３ 矩形状に修正された変形分割領域
Ｍ０〜Ｍ３ 計測アライメント穴（計測用指標）
ＰＰ 描画位置
ＰＤ’ 補正位置
Ｘ Ｘ座標
Ｙ Ｙ座標

Claims (12)

1. 光源と、
   被描画体に対して規定される座標系に基づいた位置座標をもつ描画データに従って、前記光源からの照明光を変調する少なくとも１つの光変調素子と、
   基準矩形の頂点を構成するように前記被描画体にあらかじめ設けられた４つの計測用指標の位置を、被描画体が変形した状態で計測可能な計測手段と、
   前記基準矩形を分割することによって規定される複数の基準分割領域と、計測された前記４つの計測用指標を頂点とする変形矩形を分割することによって規定される矩形状の複数の変形分割領域とに基づき、各基準分割領域において描画データの位置座標を補正し、補正描画データを生成する補正手段と、
   補正描画データに基づいて描画パターンを形成するように、前記光変調素子を制御する描画処理手段とを備え、
   前記補正手段が、各変形分割領域を対応する基準分割領域からの変形量に基づいて矩形領域に修正するように、描画データの位置座標を補正することを特徴とする描画システム。
2. 前記補正手段が、各変形分割領域の４つの頂点を４つの変形分割用指標として仮想的に設定するとともに、前記基準分割矩形の４つの頂点を４つの基準分割用指標として仮想的に設定し、前記４つの変形分割用指標と前記４つの基準分割用指標とに基づいて、描画データの位置座標を補正することを特徴とする請求項１に記載の描画システム。
3. 前記補正手段が、前記変形量として前記中心位置のオフセット量、回転量、スケール比の少なくともいずれか一つを算出し、描画データの位置座標を補正することを特徴とする請求項１に記載の描画システム。
4. 前記スケール比は、前記変形分割領域の相対する一対の辺の長さの平均と、対応する基準分割領域の一対の辺の長さの比であることを特徴とする請求項３に記載の描画システム。
5. 前記補正手段が、前記基準分割領域に対する前記変形分割領域の中心位置のオフセット量、前記基準分割領域に対する前記変形分割領域の回転角、および前記基準分割領域に対する前記変形分割領域のスケール比に基づいて、描画データの位置座標を補正することを特徴とする請求項３に記載の描画システム。
6. 前記補正手段が、前記基準分割領域に対する前記変形分割領域の中心位置のオフセット量、前記基準分割領域に対する前記変形分割領域の回転角、および前記基準矩形に対する前記変形矩形のスケール比に基づいて、描画データの位置座標を補正することを特徴とする請求項３に記載の描画システム。
7. 前記光変調素子が、二次元的に規則的に配列された複数の光変調素子から構成されることを特徴とする請求項１に記載の描画システム。
8. 前記描画データが、ベクタデータであることを特徴とする請求項１に記載の描画システム。
9. 基準矩形の頂点を構成するように前記被描画体にあらかじめ設けられた４つの計測用指標の位置を、被描画体が変形した状態で計測可能な計測手段と、
   前記基準矩形を分割することによって規定される複数の基準分割領域と、計測された前記４つの計測用指標を頂点とする変形矩形を分割することによって規定される矩形状の複数の変形分割領域とに基づき、各基準分割領域において描画データの位置座標を補正し、補正描画データを生成する補正手段とを備え、
   前記補正手段が、各変形分割領域を対応する基準分割領域からの変形量に基づいて矩形領域に修正するように、描画データの位置座標を補正することを特徴とする描画データ補正装置。
10. 基準矩形の頂点を構成するように前記被描画体にあらかじめ設けられた４つの計測用指標の位置を、被描画体が変形した状態で計測可能な計測手段と、
    前記基準矩形を分割することによって規定される複数の基準分割領域と、計測された前記４つの計測用指標を頂点とする変形矩形を分割することによって規定される矩形状の複数の変形分割領域とに基づき、各基準分割領域において描画データの位置座標を補正し、補正描画データを生成する補正手段とを機能させ、
    各変形分割領域を対応する基準分割領域からの変形量に基づいて矩形領域に修正するように描画データの位置座標を補正するように、前記補正手段を機能させることを特徴とするプログラム。
11. 基準矩形の頂点を構成するように前記被描画体にあらかじめ設けられた４つの計測用指標の位置を、被描画体が変形した状態で計測し、
    前記基準矩形を分割することによって規定される複数の基準分割領域と、計測された前記４つの計測用指標を頂点とする変形矩形を分割することによって規定される矩形状の複数の変形分割領域とに基づき、各基準分割領域において描画データの位置座標を補正して、補正描画データを生成し、
    各変形分割領域を対応する基準分割領域からの変形量に基づいて矩形領域に修正するように、描画データの位置座標を補正することを特徴とする描画データ補正方法。
12. １）ブランクスである基板に感光材料を塗布し、
    ２）塗布された基板に対して描画処理を実行し、
    ３）描画処理された基板に対して現像処理をし、
    ４）現像処理された基板に対してエッチングまたはメッキ処理をし、
    ５）エッチングまたはメッキ処理された基板に対して感光材料の剥離処理をする基板の製造方法であって、
    描画処理において、請求項１１に記載された描画データ補正方法によって描画データを補正することを特徴とする基板の製造方法。
    

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