JP2010080777A - 露光装置および露光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】データ量の多い高密度の描画パターンに対しても、データ処理スピードを落とすことなく高精度のパターンを形成する。
【解決手段】描画パターンＰＷから描画パターンに繰り返し現れる定形パターンＣＰを抽出し、一連の露光用定形ラスタデータを貼付番号と関連づけながらメモリに格納する。露光動作のとき、露光エリアの相対位置に応じて固有パターンＰＢのベクタデータをラスタデータに変換するとともに、露光エリアの相対位置に応じた露光用定形ラスタデータをメモリから読み出す。そして、読み出された露光用定形ラスタデータと固有ラスタデータとを合成し、全体の露光ラスタデータを生成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子回路基板等の被描画体に回路パターン等のパターンを形成する露光装置、露光方法に関する。特に、マイクロミラーなどを２次元配列させた露光デバイスを備えた露光装置のデータ処理に関する。

基板の製造工程では、フォトレジスト等の感光材料を基板に塗布、あるいは貼り付けし、パターン形成の描画処理が行われる。露光装置（描画装置）としては、ＬＣＤ、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）など、マイクロミラーといった光変調素子（セル）をマトリクス状に２次元配列させて露光動作を行い、マスク無しで直接パターンを形成する露光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ＣＡＤ／ＣＡＭデータなどの描画データは、パターンの輪郭線を表すベクタデータなどによって表現される。そのため、露光処理では描画データをラスタデータに変換する。すなわち、各光変調素子（セル）をＯＮ／ＯＦＦに定める２次元ドットパターンデータを生成する。描画面上で投影エリアを移動させて走査を行い、それに合わせて投影エリアの位置で描画すべき描画パターンのラスタデータが順次生成され、露光動作が行われる。

描画データのデータ量は膨大であり、描画データからラスタデータへの変換処理には時間がかかる。一方、熱などに起因して基板の変形が生じた場合、基板のアライメントを描画データに反映させる必要がある。そのため、描画装置に基板を搭載させてアライメント調整を行い、回転、スケール変換などの変換処理によって描画データを修正する。したがって、ＣＡＤ／ＣＡＭデータをそのまま露光用ラスタデータに変換することができず、露光処理と平行して描画データの変換処理を行わなければならない。

このようなリアルタイムで行われる描画データの変換処理の負担を軽減するため、例えば、描画データを露光デバイスの露光座標に適合したベクタデータに変換し、ベクタデータの一部を抽出して露光動作を実行する（特許文献２参照）。あるいは、所定の繰り返しパターンに応じた分割パターンデータを生成し、分割パターンデータをオフセット加算しながらラスタデータに変換する（特許文献３参照）。
特開２００３−５７８３６号公報 特開２００３−８４１９８号公報 特開２００５−３００８０７号公報

ベクタ形式の描画データからラスタデータへの変換処理時間は、パターンの複雑さに応じて変化し、高密度で連続的な描画パターンほどデータ変換処理に時間がかかる。例えば、ＬＣＤなどのディスプレイ基板では、微細パターンが密集した状態で連続的に形成される。また、プリント配線基板では、パッドなど微細な円弧状パターンが非常に数多く形成される。データ量の大きいパターンデータの変換処理に時間が費やされることにより、描画工程全体のスループット向上が難しい。

本発明の露光装置は、どのような描画パターンでも描画パターンのデータ処理スピードを低下させることなく描画処理することが可能な露光装置であり、複数の空間光変調素子をマトリクス状に配列した少なくとも１つの露光ユニットと、露光ユニットの投影領域となる露光エリアを、基板などの被描画体に対し、相対的に走査方向に沿って移動させる走査手段とを備える。

ＤＭＤ、ＬＣＤ、ＳＬＭなどの露光デバイスは、光源からの照明光をパターンに応じて被描画体へ導き、マイクロミラー、液晶素子など照明光を被描画体もしくは被描画体外へ選択的に導く複数の光変調素子（セル）によって構成される。走査手段は、例えば、間欠的に露光エリアを相対移動させるステップ＆リピート方式、あるいは連続移動させる連続移動方式などが適用可能である。

さらに、本発明の露光装置は、描画パターンのパターンデータに基づいて、複数の空間光変調素子の配列に合わせた露光ラスタデータを生成するデータ処理手段と、生成された露光ラスタデータおよび露光エリアの被描画体に対する相対位置に基づいて複数の光変調素子を制御し、露光動作を実行する露光制御手段とを備える。パターンデータは、例えばベクタ形式のデータである。また、露光制御手段は、各光変調素子の単位露光エリアを互いにオーバラップさせながら露光動作を実行するのがよい。

本発明では、描画パターンに繰り返し現れる定形パターンと、定形パターンで表すことができない固有パターンとを、別々にデータ処理することが可能である。本発明のデータ処理手段は、定形パターンのパターンデータに基づいて露光用定形ラスタデータを生成する。そして、露光動作のときには、露光エリアの相対位置に基づいて固有パターンのラスタデータを固有ラスタデータに変換するとともに、露光エリアの相対位置に応じて露光用定形ラスタデータを固有ラスタデータと合成させる。

描画パターン全体の中で繰り返し形成され、データ量が膨大になる定形パターンがあらかじめラスタデータとして用意されるため、露光エリアの相対移動、すなわち走査位置に応じてラスタ変換処理する必要のあるデータが、定形パターンを除いた固有データに限定される。これによって、走査に合わせてリアルタイムで実行されるラスタ変換処理速度が向上する。

ＣＡＤ／ＣＡＭなどにおいて描画データを作成するとき、繰り返し形成されるパターンをテンプレートパターンとして用意し、作成する場合が多い。そのめ、テンプレートパターンを定形パターンとして定め、ＣＡＤ／ＣＡＭデータ作成時に利用した描画データおよびそれに関連する配置情報を定形パターンの配置情報として取得し、露光処理に使用するのが好ましい。

露光デバイスを用いて露光動作を行う場合、所定の露光動作時に規定される定形パターンの描画位置と、その露光動作時の露光エリア内に規定される単位露光エリアの配列に沿ったグリッドとの間で、位置ずれが生じる。ただし、単位露光エリアは、１つの光変調素子の投影エリアを示す。描画パターンには単位露光エリアと同程度のパターンサイズが求められ、グリッドと描画パターンの輪郭線は必ずしも一致しない。

したがって、描画パターンを出来る限り精度よく形成する、すなわち、あらかじめ定められた描画位置およびパターン形状に出来る限り等しい露光用定形ラスタデータを生成するため、データ処理手段が、所定の露光動作時に規定される定形パターンの描画位置と、その露光動作時の露光エリア内に規定される単位露光エリア配列との位置ずれに基づいて、描画位置を修正した露光用定形ラスタデータを生成するのが好ましい。例えば、各単位露光エリアの基準点（左下隅端点、中心点など）がパターン照射／非照射エリアに属するか否かによって露光用定形ラスタデータを生成すればよい。

ある程度の位置ずれの程度を決めて描画位置を修正したラスタデータを用意してもよいが、パターン精度を向上させるため、位置ずれの程度を適切に変えながらそのずれの程度に応じて描画位置の修正された複数の露光用定形ラスタデータをあらかじめ用意し、複数の露光用定形ラスタデータの中から露光時に検出される位置ずれに相当する露光用定形ラスタデータを選択するのが好ましい。

したがって、データ処理手段は、位置ずれ程度のそれぞれ異なる複数の定形パターンを規定することによって、複数の露光用ラスタデータを作成し、露光動作時には、露光エリアの相対位置に基づいて検出される位置ずれに対応した露光用定形ラスタデータを複数の露光用ラスタデータの中から選択するのがよい。

複数の露光用ラスタデータを作成するとき、出来る限り位置ずれを均等に定めるのがよい。そのため、データ処理手段は、１つの単位露光エリア内における定形パターンの基準位置と、グリッドの基準点とのずれを位置ずれとして定め、グリッドに沿った直交する２方向に関して定形パターンの基準位置を所定間隔でシフトさせることによって複数の定形パターンを規定するのがよい。ただし、グリッドの基準点は、定形パターンの基準位置に対応するグリッドの格子点を表す。

本発明の基板の製造方法は、このような露光装置によってパターン形成された基板に対し、現像処理を行い、そして、エッチングまたはメッキ処理後に感光材料の剥離処理を行う。

本発明の露光方法は、描画パターンを、繰り返し現れる定形パターンと固有パターンとに分離し、複数の光変調素子をマトリクス状に配列した少なくとも１つの露光デバイスの投影領域となる露光エリアを、被描画体に対して相対的に走査方向に沿って移動させ、定形パターンのパターンデータに基づいて、複数の光変調素子の配列に合わせた露光用定形ラスタデータを生成し、露光動作に合わせて、露光エリアの相対位置に基づいて固有パターンのパターンデータを固有ラスタデータに変換し、露光エリアの相対位置に応じて露光用定形ラスタデータを固有ラスタデータと合成させて、露光ラスタデータを生成し、生成された露光ラスタデータおよび露光エリアの被描画体に対する相対位置に基づいて複数の光変調素子を制御し、露光動作を実行することを特徴とする。

本発明の描画データ処理装置は、描画パターンの中で繰り返し現れる定形パターンと固有パターンの描画位置を特定する描画位置検知手段と、定形パターンのパターンデータに基づいて、露光デバイスを構成する複数の光変調素子の配列に合わせた露光用定形ラスタデータを生成する定形パターン処理手段と、露光デバイスによって照明光を走査させる間、照明光の走査位置に応じて露光デバイスの固有パターンのパターンデータを固有ラスタデータに変換する固有パターン処理手段と、照明光の走査位置に応じて露光用定形ラスタデータを固有ラスタデータと合成させ、露光ラスタデータを生成するパターン合成手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の描画データ処理方法は、描画パターンの中で繰り返し現れる定形パターンと固有パターンの描画位置を特定し、定形パターンのパターンデータに基づいて、露光デバイスを構成する複数の光変調素子の配列に合わせた露光用定形ラスタデータを生成し、露光デバイスによって照明光を走査させる間、照明光の走査位置に応じて露光デバイスの固有パターンのパターンデータを固有ラスタデータに変換し、照明光の走査位置に応じて露光用定形ラスタデータを固有ラスタデータと合成させ、露光ラスタデータを生成することを特徴とする。

本発明によれば、データ量の多い高密度の描画パターンに対しても、データ処理スピードを落とすことなく高精度の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装置（露光装置）を模式的に示した外観図である。

露光装置である描画装置１０は、フォトレジスト等の感光材料を表面に形成した基板ＳＷへ光を照射することによって回路パターンを直接形成する装置であって、ゲート状構造体１２、基台１４を備える。基台１４には、描画テーブル１８を支持するＸ−Ｙステージ駆動機構（ここでは、図示せず）が搭載され、描画テーブル１８上に基板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８つの露光ヘッドが設けられ、また、ゲート状構造体１２の上部には、２つの光源ユニット１６Ａ、１６Ｂが向かい合うように配置されている。光源ユニット１６Ａ、光源ユニット１６Ｂから放射された照明光は、８つの露光ヘッド２０_１〜２０_８によって構成される露光ユニット２０へ導かれる。ただし、図１では、２つの露光ヘッド２０_１、２０_８のみ示している。

矩形状の基板ＳＷは、例えばシリコンウェハ、ドライフィルム、ガラス基板などの電子回路用基板であり、プリベイク処理、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描画テーブル１８に搭載される。互いに直交なＸ−Ｙ座標系が描画テーブル１８に対して規定されており、描画テーブル１８はＸ方向に沿って移動可能である。

露光ヘッド２０_１は、微小矩形状マイクロミラーをマトリクス状に２次元配列させたＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を備える（ここでは図示せず）。ランプから放射された照明光は、光学系（図示せず）によって光強度が均一な平行光束に変換された後、ＤＭＤへ導かれる。

各マイクロミラーは、光源ユニット１６Ａ、１６Ｂからのビームを基板ＳＷの露光面方向へ反射させる第１の姿勢（ＯＮ状態）と、露光面外の方向へ反射させる第２の姿勢（ＯＦＦ状態）いずれかの姿勢で位置決めされ、制御信号（描画信号）に従って姿勢が切り替えられる。

すべてのマイクロミラーがＯＮ状態である場合、基板ＳＷ上には所定サイズを有する投影スポットＥＡが規定される（以下では、この投影領域を露光エリアという）。ここでは、結像光学系の倍率は１倍であり、露光エリアのサイズはＤＭＤのサイズと一致する。

ＤＭＤでは、メモリセルに格納される制御信号（露光ラスタデータ）に基づいて、各マイクロミラーが選択的にＯＮ／ＯＦＦ制御される。ＯＮ状態のマイクロミラー上で反射した光は、結像光学系（図示せず）を通って基板ＳＷに照射する。したがって、基板ＳＷに照射される光は、マイクロミラーによって選択的に反射された光の光束から成り、露光面上に形成すべきパターンに応じた照明光となる。

露光方式としては、ステップ＆リピート方式による多重露光方式が適用され、描画テーブル１８は間欠的にＹ方向に沿って移動する。すなわち、露光エリアＥＡが相対的に所定の露光ピッチだけ移動する度に露光動作が実行される。露光ピッチは露光エリアＥＡのサイズ、さらには１つのマイクロミラーの投影エリアのサイズより短く、露光エリアを互いにオーバラップさせながら露光動作が繰り返される。露光エリアＥＡが走査方向、すなわちＸ方向に沿って基板ＳＷ上を間欠的に相対移動するのに伴い、回路パターンが基板ＳＷに形成されていく。

露光ヘッド２０_２〜２０_８においても同様な露光動作が実行され、走査方向（Ｘ方向）に沿って一列に並んだ露光ヘッド２０_１〜２０_８は、描画テーブル１８が走査方向に沿って移動するのに伴い、基板ＳＷを全体的に露光する。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、パターン形成された基板が製造される。

図２は、描画装置１０に設けられた描画制御部のブロック図である。

描画制御部３０は、外部のワークステーション（図示せず）と接続され、露光制御部３２を備える。露光制御部３２は描画処理を制御し、各回路へ制御信号を出力する。描画処理を制御するプログラムは、あらかじめ露光制御部３２内のＲＯＭ（図示せず）に格納されている。

ワークステーションからＣＡＤ／ＣＡＭデータとして送られるパターンデータは、ベクタ形式のデータであり、ベクタデータ処理部３１に入力される。ベクタデータ処理部３１に入力されるパターンデータは、固有パターンのデータ（以下、固有パターンデータという）と定形パターンのデータ（以下、定形パターンデータという）によって構成されている。また、パターンデータとともにパターン配置情報がワークステーションから送信される。

ベクタデータ処理部３１では、パターンデータのうち定形パターンデータが抽出され、露光制御部３２を介して貼付定形パターン作成部３３に送られる。また、露光制御部３２を介して固有パターンデータがラスタ変換部３６へ送られる。

貼付定形パターン作成部３３では、定形パターンデータに基づき、後述する一連の貼り付け定形パターンが規定される。そして、作成された貼り付け定形パターンがラスタ変換され、後述する一連の露光用定形ラスタデータが生成される。ラスタデータは、１もしくは０の２値データによって表される２次元ドットパターンのデータであり、各マイクロミラーの位置をＯＮ状態もしくはＯＦＦ状態に決める。生成されたラスタデータは、メモリ４１に格納される。

ラスタ変換部３６は、露光エリアの位置、すなわち走査位置に従って固有パターンデータを順次ラスタデータ（固有ラスタデータ）に変換する。選択部３９では、露光制御部３２によって検出される露光エリアの相対位置に基づき、対応する定形パターンのラスタデータをメモリ４１から読み出す。

そして、データ合成部４３では、定形ラスタデータと固定ラスタデータが合成される。合成によって生成されたラスタデータ（露光ラスタデータ）は、バッファメモリ４３を介してＤＭＤ駆動回路３４へ送られる。

描画テーブル制御回路３８は、駆動回路４４へ制御信号を出力してＸ−Ｙステージ機構の移動を制御する。位置検出センサ４８は、描画テーブル１８の位置を検出することによって露光エリアＥＡの相対的位置を検出する。露光制御部３２は、描画テーブル制御回路４２を介して検出する露光エリアの相対的位置およびパターン配置情報に基づき、ＤＭＤ駆動回路３４、読み出しアドレス制御回路３７等を制御する。

ＤＭＤ駆動回路３４は、露光ヘッド２０_１〜２０_８にそれぞれ設けられたＤＭＤ２４_１〜２４_８のマイクロミラーを駆動し、ラスタデータを描画信号として各ＤＭＤへ出力する。このとき、描画タイミングを合わせるクロックパルス信号に同期しながら、描画信号が各ＤＭＤへ出力される。これにより、ＤＭＤ２４_１〜２４_８のマイクロミラーは、対応ラスタデータに基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御される。

図３は、本実施形態のデータ処理過程を概念的に示した図である。

図３に示す描画パターンＰＷは、例えばＬＣＤなどのディスプレイ用基板パターンであり、格子状の規則的な繰り返しパターンＰＢとその枠を構成するパターンＰＡとによって構成される。繰り返しパターンＰＢは、テンプレートとして用意されるパターンＣＰを繰り返し配列することによって構成され、このパターンＣＰが定形パターンとして定められる。ＣＡＤデータ生成時には、定形パターンＣＰを使用しながら描画パターンＰＷが作成されている。

本実施形態では、描画パターンＰＷのベクタデータを、定形パターンＣＰを規則的に繰り返し現した繰り返しパターンＰＢと、定形パターンＣＰで表すことのできないそれ以外の固有パターンＰＡのベクタデータとに分離する。固有パターンＰＡのベクタデータは、露光エリアの相対位置に基づいて順次ラスタ変換処理される一方、定形パターンＣＰのベクタデータについては、露光動作実行開始時にはラスタデータをメモリ４１に格納している。

そして露光動作のときには、露光エリアの相対移動に合わせて生成される固有ラスタデータに対し、定形パターンＣＰのラスタデータを走査位置に応じて合成させる。合成によって得られる露光ラスタデータに基づいて露光動作が実行されることにより、基板ＳＷには描画パターンＰＷが形成される。

図４は、パターンの配置情報を示した図である。図５は、露光エリアＥＡに対する定形パターンの位置関係を示した図である。図４、図５を用いて、ＤＭＤ２４_１に対する定形パターンと露光エリアＥＡとの位置関係について説明する。

上述したように、描画パターンＰＷのベクタデータから固有パターンＰＡと定形パターンＣＰが抽出され、それらパターンの描画場所を特定するパターン配置情報が描画装置１０に入力される。図４は、図３に示した定形パターンＣＰと固有パターンＰＡのパターン配置情報を表し、固有パターンＰＡの基準位置、定形パターンＣＰの基準位置が図示されている。

固有パターンＰＡおよび定形パターンＣＰの配置場所は、基準位置によって表される。ここでは、定形パターンＣＰ、および固有パターＰＡを描画するエリアの左下隅を基準位置として定める。例えば、繰り返しパターンＰＢの中でエリアＴに描画される定形パターンＣＰについては、基準位置Ｃ０がパターン位置情報として取得される（図４参照）。また、固有パターンＰＡは、基準位置Ｓ０をパターン位置情報としている。

固有パターンＰＡと定形パターンＣＰは別々にデータ処理されるため、パターン配置情報を得ることで、固有パターンＰＡ、定形パターンＣＰのデータ合成タイミング、および露光タイミングが調整される。このパターン配置情報に基づき、定形パターンＣＰのラスタデータと固有パターンＰＡのラスタデータとを露光エリアの位置に合わせて合成し、露光動作を実行する。

図５には、図４に示したエリアＴにおける定形パターンＣＰの描画位置が図示されている。ただし、定形パターンＣＰのパターン形状は図３と異なり、フレーム内に十字を配置した（格子状の形をした）パターンが形成される。また、定形パターンＣＰのパターン領域を規定するエリアＴは、定形パターンＣＰを描画するときの貼付領域に相当し、その左下隅が基準位置Ｃ０として定められる。

ここでは、定形パターンＣＰの照射部分となる照射領域パターンＣＰＳ（以下、定形照射パターンという）は、１つのマイクロミラーのスポットエリアＥＵ（以下、単位露光エリアという）を構成単位としている。しかしながら、定形パターンＣＰの描画位置は、露光動作時の露光エリアＥＡの相対位置に関係なく決定されている。また、上述したように、オーバラップ露光動作は、単位露光エリアのサイズより短い露光ピッチによって行われる。

したがって、露光エリアＥＡが所定の位置で露光動作を実行するとき、定形照射パターンＣＰＳの輪郭線は、その露光エリアの位置で規定される単位露光エリアの配列とＸ，Ｙ方向に関して必ずしも一致しない（図５参照）。定形パターンＣＰが単位露光エリアＥＵを構成単位としない場合も同様である。このように、露光エリアＥＡ内の単位露光エリアの配列に従って規定されるグリッドＮと、定形照射パターンＣＰＳとの間に描画位置に関して位置ずれが生じる。

一方、ＤＭＤ２４は、各マイクロミラーをＯＮ／ＯＦＦ制御することによって照明光を投影するため、単位露光エリアＥＵが照明光を照射／非照射にする最小限エリアに相当する。そこで、グリッドＧＮと定形照射パターンＣＰＳとの間に生じる位置ずれを解消するため、ラスタデータ生成のとき、定形照射パターンＣＰＳの描画位置をグリッドＧＮに合わせて修正する必要がある。

具体的に説明すると、図５では、定形パターンＣＰの基準位置Ｃ０がグリッドＧＮの１つの格子点（基準点）Ｐ０と一致しており、定形パターンＣＰのエリアＴ内部では、定形照射パターンＣＰＳの輪郭線はグリッドＧＮ上にない。このままでは、ＤＭＤ２０のマイクロミラーの配列に合わせたラスタデータが生成できない。

そのため、定形照射パターンＣＰＳは、そのパターン位置およびパターン形状に関し、グリッドＧＮに合わせて修正される。ここでは、各単位露光エリアＥＵの左下隅端点を基準にして定形照射パターンＣＰＳを修正する。具体的には、エリアＴ内の各単位露光エリアＥＵの左下隅端点が照射パターンＣＰＳに属するか否かを判断し、マイクロミラーのＯＮ／ＯＦＦを決定する。なお、左下隅端点の代わりに中心点などを判断基準にしてもよい。

例えば、図５に示す１つの単位露光エリアＥＵ０の左下隅端点ＧＰ０は定形照射パターンＣＰＳ外部に該当するため、マイクロミラーＯＦＦのエリアに決定される。一方、その隣の単位露光エリアＥＵ１の左下隅端点ＧＰ１は定形照射パターンＣＰＳに属するため、マイクロミラーＯＮ領域に決定される。

このように、定形照射パターンＣＰとグリッドＧＮとの位置関係に基づいて、定形パターンＣＰのエリアＴに応じたマイクロミラー配列のＯＮ／ＯＦＦを決定することにより、ラスタデータとして構成される露光用定形パターンＤＰが得られる。露光用定形パターンＤＰは、エリアＫＷのサイズで規定され、定形パターンＤＰの照射部分である定形照射パターンＤＰＳは、修正前の定形照射パターンＣＰと同じパターン形状であり、描画位置だけが異なる。

露光動作時には、エリアＫＷのサイズをもつ定形パターンＤＰが、露光エリアＥＡの位置に応じて生成された固有パターンＰＡのラスタデータに合成される。すなわち、固有パターンＰＡに対して描画位置を修正した露光用定形パターンＤＰが貼り付けられる。露光用定形パターンＤＰの位置は、定形パターンＣＰの基準位置Ｃ０に応じたグリッドＧＮの格子点Ｐ０を基準にして定められる。

ところで、図５の場合、定形パターンＣＰの基準位置Ｃ０は、グリッドＧＮの格子点Ｐ０と格子点と一致している。しかしながら、定形パターンＣＰのグリッドＧＮに対する位置ずれは、図５に示すものに限定されるわけではなく、露光中における位置ずれを一様に決定することはできない。また、定形パターンＣＰとグリッドＧＮとの位置ずれの程度に応じて、露光用定形パターンＣＰの描画位置も変わる。

そこで、露光用定形パターンＤＰの貼付基準点となる格子点Ｐ０を出発点として、定形パターンＣＰの基準位置Ｃ０をＸ方向、Ｙ方向に沿って所定距離だけ順番にシフトさせ、定形パターンＣＰの位置（エリアＴの位置）をそれに合わせて順次ずらしていく。そして、シフトさせた回数分だけ露光用定形パターンを生成する。

図６は、定形パターンＣＰのグリッドＧＮに対する位置関係を示した図である。図７は、定形パターンＣＰのシフト順序を示した図である。

ここでは、サイズＣ×Ｃの正方形状である単位露光エリアＥＵを、Ｘ方向、およびＹ方向に沿ってｈ等分する。そして、露光用定形パターンＤＰの基準点Ｐ０から出発し、一定ピッチｄ（＝ｈ／Ｃ）によって定形パターンＣＰの基準位置Ｃ０をＸ方向、Ｙ方向に順にシフトさせる。これにより、定形パターンＣＰの描画位置を順にずらす。

具体的には、図７に示すように、定形パターンＣＰの基準位置Ｃ０をＸ方向に沿って１ライン分シフトさせると、Ｙ方向に沿ってピッチｄ（＝ｈ／Ｃ）だけシフトさせ、次のラインをＸ方向にシフトさせていく。このような基準位置Ｃ０のシフトを順番に行う。

そして、定形パターンＣＰの基準位置Ｃ０をｈ×ｈ回シフトさせるのに合わせて、ｈ×ｈ個の露光用定形パターンが規定される。上述したように、定形パターンＣＰのエリアＴ内に属する単位露光エリアの左下隅端点が照射領域内に属するか否か判断され、これによって一連の露光用定形パターンが定められる。

例えば、定形パターンＣＰの基準位置Ｃ０が基準点Ｐ０もしくはその付近に位置する場合、図５に示すパターン配置で露光用定形パターンＣＤが規定される。一方、定形パターンＣＰの基準位置Ｃ０が、図７に示すように基準点Ｐ０から最も離れた場合、図５に示すような定形照射パターンＤＰＳは規定されず、右斜め上方向に単位露光エリア１つ分だけパターン配置を全体的にシフトさせた定形照射パターンＤＰＳが形成される。

このように、基準位置Ｃ０のそれぞれ異なる一連（ｈ×ｈ個）の定形パターンＣＰを規定することによって、各定形パターンの描画位置に対するグリッドＧＮのずれの程度を考慮した一連（ｈ×ｈ個）の露光用定形パターンが作成される。この一連の露光用定形パターンの作成は、精度あるパターンの描画を可能にする。

すなわち、グリッドＧＮと定形パターンＣＰとの間にずれが生じるため、あらかじめ定められた描画位置と同じ位置で定形パターンを形成することはできないが、できる限り同じような描画位置でラスタ形式の定形パターンを投影することが可能となる。なお、固有パターンＰＡについても、グリッドＧＮに合わせて露光用定形パターンのラスタデータを作成すればよい。

露光用定形パターンＤＰの基準点Ｐ０からのシフト回数に合わせた番号Ｎを一連の定形パターンに割り当てると、その定形パターンの描画位置に応じた露光用定形パターンを番号Ｎ（以下、貼付番号という）によって関連づけることができる。

図６に示すようにＸ方向のシフト量がａ、Ｙ方向のシフト量がｂの場合、Ｘ方向のシフト回数、Ｙ方向に沿った１ラインのシフト回数をそれぞれＳｘ、Ｓｙとすると、ピッチｄ＝ｈ／Ｃであることから、以下の式が満たされる。

Ｓｘ＝ａ×（Ｃ／ｈ）＝（ａ×ｈ）／Ｃ
Ｓｙ＝ｂ×（Ｃ／ｈ）＝（ｂ×ｈ）／Ｃ ・・・・（１）

Ｘ方向に沿った１ライン分の全シフト回数がｈであるため、貼付番号Ｎは以下の式によって定められる。

Ｎ＝ｈ×Ｓｙ＋Ｓｘ＝ｈ×（ｂ×ｈ）／Ｃ＋（ａ×ｈ）／Ｃ・・・（２）

ｈ×ｈ個の定形パターンとｈ×ｈ個の露光用定形パターンは一対一対応であり、ある定形パターンの基準位置Ｃ０と基準点Ｐ０との位置関係が明らかになれば、貼付番号Ｎによって対応する露光用定形パターンを特定することができる。

図８は、露光制御部３２によって実行される描画処理のフローチャートである。なお、ここでは説明を簡単にするため、１つの露光ヘッド２０_１における描画処理について説明する。

描画処理が開始されると、描画テーブル１８が所定の位置まで移動し、所定の露光ピッチでステップ＆リピートによる多重露光動作が実行開始される。ステップＳ１０１では、露光エリアＥＡの基板ＳＷにおける相対位置が検出される。そして、ステップＳ１０２では、ＣＡＤ／ＣＡＭデータの描画パターンデータとともに、描画パターン生成時に作成されたパターン配置情報が受信される。

上述したように、パターン配置情報は、固有パターンＰＡおよび定形パターンＣＰの描画位置を表す情報であり、このパターン配置情報によって定形パターンＣＰの基板ＳＷにおける描画位置が特定される（Ｓ１０３）。

定形パターンＣＰおよび固有パターンＰＡのベクタデータが受信されると、描画パターン全体の中で繰り返し使用されている定形パターンのベクタデータが、貼付定形パターン作成部３３に送られる（Ｓ１０４）。そして貼付定形パターン作成部３３では、上述したようにｈ×ｈ個の露光用定形パターンがラスタデータとして作成され、メモリ４１に貼付番号Ｎと関連づけながら記憶される。

固有パターンＰＡのベクタデータは、露光エリアＥＡの相対位置に合わせて順次ラスタ変換部３６へ送られる（Ｓ１０５）。そして、ラスタ変換部３６では、露光エリアＥＡの相対位置に合わせて固有パターンＰＡのベクタデータが順次変換処理される。

一方、露光エリアＥＡの相対位置に基づき、定形パターンＣＰの描画位置とその露光エリアＥＡ内に規定されるグリッドＧＮとのずれから貼付番号Ｎが特定される（Ｓ１０６）。以下、貼付番号Ｎの特定について説明する。

図９は、ある露光動作時の定形パターンＣＰの位置を示した図である。図１０は、露光エリアＥＡにおける定形パターンＣＰの位置を示した図である。

基板ＳＷには描画原点Ｅ０が規定されており、ＣＡＤ／ＣＡＭデータであるベクタ形式の描画データは、原点Ｅ０を基準とした輪郭線の座標データ（線分データ）として表される。また、露光エリアＥＡの相対位置は、基準位置Ｗ０によって定められる。図９には、基準位置Ｃ０（ｘ、ｙ）をもつ定形パターンＣＰの描画位置と、露光エリアＥＡ内に規定されるグリッドＧＮが図示されている。

貼付番号Ｎを特定するために必要な位置情報は、露光エリアＥＡの基準位置Ｗ０に対する定形パターンＣＰの基準位置Ｃ０（ｘ、ｙ）の位置である。露光エリアＥＡの基準位置Ｗ０を座標（Ｘｅ，Ｙｅ）、定形パターンＣＰの基準位置Ｃを座標（Ｘｐ，Ｙｐ）で表すと、露光用定形パターンの基準点Ｐ０の位置は、単位露光エリアのサイズＣを使って以下の式で表すことができる。


ｍ＝ＩＮＴ［（Ｘｐ−Ｘｅ）／Ｃ］
ｎ＝ＩＮＴ［（Ｙｐ−Ｙｅ）／Ｃ］ ・・・・（３）

ただし、ｍは、基準位置Ｗ０からＸ方向に沿った単位露光エリアの数を表し、ｎは、基準位置Ｗ０からＸ方向に沿った単位露光エリアの数を表す。また、ＩＮＴ［・・］は、除算の整数の値を示す。

ｍ、ｎによって露光用定形パターンの基準点Ｐ０が特定される。そして、基準点Ｐ０から定形パターンＣＰの基準位置Ｃ０までの距離をＸ，Ｙ方向に沿ってそれぞれａ、ｂとすると、ａ、ｂは以下の式によって求められる（図１０参照）。

ａ＝（Ｘｐ−Ｘｅ）−Ｃ×ｍ
ｂ＝（Ｙｐ−Ｙｅ）−Ｃ×ｎ ・・・・（４）

したがって、（２）、（４）式に基づき、貼付番号Ｎは以下の式によって求められる。

Ｎ＝（ｂ×ｈ＋ａ）×ｈ／Ｃ ・・・・（５）

ただし、
ａ＝（Ｘｐ−Ｘｅ）−Ｃ×ｍ
ｂ＝（Ｙｐ−Ｙｅ）−Ｃ×ｎ

このように貼付番号Ｎが求められると、図８のＳ１０７では、メモリ４１にあらかじめ記憶されている一連の露光用定形パターンの中で、算出された貼付番号Ｎの露光用定形パターンが選択され、メモリ４１から読み出される。

露光用定形パターンのラスタデータがメモリ４１から読み出されると、露光エリアＥＡの相対位置に合わせて生成された固有ラスタデータと、メモリ４１から読み出された露光用定形パターンのラスタデータとを合成するため、データ合成部３２でのラスタデータ書き込みタイミングが調整される。これにより、露光エリアＥＡ全体に対する露光ラスタデータが生成される（Ｓ１０８）。

そして、露光データがＤＭＤ駆動部３４に送られることによって、ＤＭＤ２４_１の各マイクロミラーがＯＮ／ＯＦＦ制御される（Ｓ１０９）。描画処理の終了位置まで露光エリアＥＡが到達していない場合、所定の露光ピッチだけ露光エリアＥＡを相対的に移動させる（Ｓ１１０、Ｓ１１１）。描画処理が終了するまでＳ１０１〜Ｓ１１１が繰り返し実行される。

このように本実施形態によれば、描画パターンＰＷから描画パターンに繰り返し現れる定形パターンＣＰを抽出し、露光エリア内に規定されるマイクロミラー配列に沿ったグリッドＧＮと定形パターンの描画位置とのずれを所定間隔ｄでシフトさせながら、一連の定形パターンＣＰを規定する。そして、一連の定形パターンＣＰに応じた一連の露光用定形ラスタデータを作成し、貼付番号Ｎで関連づけながらメモリ４１に格納する。

そして露光動作では、露光エリアの相対位置に応じて固有パターンＰＢのベクタデータがラスタデータに変換されるとともに、露光エリアの相対位置から検出される定形パターンＣＰの描画位置に基づいて貼付番号Ｎが特定され、その貼付番号の露光用定形ラスタデータがメモリ４１から読み出される。そして、読み出された露光用定形ラスタデータと固有ラスタデータとを合成することによって、全体の露光ラスタデータが生成される。

あらかじめ繰り返される定形パターンがラスタデータとして用意されるため、露光動作と平行してラスタ変換処理しなければならないデータは、固有パターンのベクタデータだけとなる。これにより、データ処理速度が上がり、スループットが向上する。

また、貼付番号Ｎを用いて一連の露光用定形ラスタデータを作成することにより、定形パターンＣＰとグリッドＧＮがＸ，Ｙ方向に関して様々な位置ずれ関係を持つ場合にも、ベクタデータで定められた描画位置に出来る限り同じような位置、パターン形状で定形パターンを形成することができる。特に、オーバラップ露光動作によって同一照射エリアを何度も露光し、一定光量以上の照射部分がパターンとなることを考慮すれば、ほぼ所望する位置でパターンを形成することができる。

次に、図１１〜図１３を用いて、第２の実施形態である描画装置について説明する。第２の実施形態では、パッドなど円弧状のパターンを形成するとき、円弧状パターンを定形パターンとして分離、抽出する。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１１は、描画パターンの分離、合成過程を示した図である。図１２は、描画パターンの円弧部分をベクトルで示した図である。図１３は、図１２の円弧部分の拡大図である。

図１２に示すように、円弧形状を有する描画パターンＰＷの場合、ベクタデータがパターン輪郭線を線分によって表したものであるため、円弧部分を直線で近似する必要がある。図１３に示すように、四半円部分ＣＬを８分割しながら線分ベクタデータによって表現することによって、データ量が増加する。

第２の実施形態では、原描画パターンＰＷの４隅にある円弧部分については、円状の定形パターンＰＣを繰り返した規則的パターンＰＢとして構成し、固有パターンＰＡでは円弧部分を直線で表す（図１１参照）。ベクタデータで表現される描画パターンＰＶを従来のベクタデータ表現の描画パターンＰＤ０（図１２、図１３参照）と比較すると、１つの円弧部分のベクタデータは従来のベクタデータ数（＝８）と比べて少なく（１つ）、全体のデータ量が減少する。

このように、第１，第２実施形態いずれの描画パターンにおいても、定形パターンを描画パターンから抽出することにより、データ処理速度を上げた描画処理を実行することが可能となる。

なお、走査方式については、露光エリアの移動方向をＸ方向に傾斜させ、単位露光エリアに関してＸ，Ｙ両方向ともオーバラップさせる露光動作を行ってもよい。また、露光エリアを連続的に移動させながら露光処理を行ってもよい。さらに、露光装置にＣＣＤカメラを設けて基板四隅に形成されたアライメントマークの位置を検出し、設計上のアライメントマークの位置と検出されたアライメントマークの位置に基づき基板変形量を検出してもよい。この場合、基板のアライメント調整をベクタデータに反映させるため、ベクタデータに対して回転座標変換、スケール変換、平行移動変換等を行った後、ラスタデータ変換処理を行えばよい。

定形パターンは第１、第２の実施形態で示したパターン以外でもよい。また、一連の露光用定形パターンの作成に関しては、Ｘ，Ｙ方向に沿って定形パターンを一定間隔ｄずつシフトさせるのではなく、定形パターンのパターン形状等を考慮しながら１つの単位露光エリア内で基準点Ｐ０と定形パターンＣＰの基準位置Ｃ０との位置関係を変えていけばよい。

要求されるパターン精度が精密でない場合、一連の露光用定形ラスタデータを作成せず、マイクロミラー配列によるグリッドと定形パターンの描画位置とのずれそのままに露光動作を行ってもよい。

第１、第２の実施形態では、定形パターンとして、ＣＡＤ／ＣＡＭデータ作成時に用いられたテンプレートパターンを使用し、パターン配置情報を描画装置１０へ送信するようにしているが、描画装置１０において自動的に定形パターンを抽出し、定形パターンと固有パターンを分離するように構成してもよい。あるいはオペレータ操作で行ってもよい。

描画データは、ベクタデータ以外のパターンデータであってもよい。さらに、基板に回路パターンを形成する描画装置以外にも、任意のパターンを形成する露光装置に適用することが可能である。

本実施形態である描画装置（露光装置）を模式的に示した外観図である。 描画装置に設けられた描画制御部のブロック図である。 本実施形態のデータ処理過程を概念的に示した図である。 パターンの配置情報を示した図である。 露光エリアに対する定形パターンの位置関係を示した図である。 定形パターンのグリッドに対する位置関係を示した図である。 定形パターンのシフト順序を示した図である。 露光制御部によって実行される描画処理のフローチャートである。 ある露光動作時の定形パターンの位置を示した図である。 露光エリアにおける定形パターンの位置を示した図である。 描画パターンの分離、合成過程を示した図である。 描画パターンの円弧部分をベクトルで示した図である。 図１２の円弧部分の拡大図である。

符号の説明

１０ 描画装置
１８ 描画テーブル
２０ 露光ヘッド
２４ ＤＭＤ
３１ ベクタデータ処理部
３２ 露光制御部
３３ 貼付定形パターン作成部
３４ ＤＭＤ駆動回路
３６ ラスタ変換回路
３９ 選択部
４１ メモリ
４３ データ合成部
ＥＡ 露光エリア
ＥＵ 単位露光エリア
ＰＷ 描画パターン
ＰＡ 固有パターン
ＣＰ 定形パターン
Ｎ 貼付番号
ＧＮ グリッド

Claims (10)

1. 複数の光変調素子をマトリクス状に配列した少なくとも１つの露光デバイスと、
   前記露光デバイスの投影領域となる露光エリアを、被描画体に対して相対的に走査方向に沿って移動させる走査手段と、
   繰り返し現れる定形パターンと固有パターンとを含む描画パターンのパターンデータに基づいて、前記複数の空間光変調素子の配列に合わせた露光ラスタデータを生成するデータ処理手段と、
   生成された露光ラスタデータおよび露光エリアの前記被描画体に対する相対位置に基づいて前記複数の光変調素子を制御し、露光動作を実行する露光制御手段とを備え、
   前記データ処理手段が、前記定形パターンのパターンデータに基づいて露光用定形ラスタデータを生成し、露光動作のときには、露光エリアの相対位置に基づいて固有パターンのパターンデータを固有ラスタデータに変換するとともに、露光エリアの相対位置に応じて露光用定形ラスタデータを固有ラスタデータと合成させることを特徴とする露光装置。
2. 前記データ処理手段が、所定の露光動作時に規定される定形パターンの描画位置と、その露光動作時の露光エリア内に規定される単位露光エリア配列に沿ったグリッドとの位置ずれに基づいて、描画位置を修正した露光用定形ラスタデータを生成することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記データ処理手段が、位置ずれ程度のそれぞれ異なる複数の定形パターンを規定することによって、複数の露光用ラスタデータを作成し、露光動作時には、露光エリアの相対位置に基づいて検出される位置ずれに対応した露光用定形ラスタデータを前記複数の露光用ラスタデータの中から選択することを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
4. 前記データ処理手段が、１つの単位露光エリア内における定形パターンの基準位置と、前記グリッドの基準点とのずれを位置ずれとして定め、前記グリッドに沿った２方向に関して前記定形パターンの基準位置を所定間隔でシフトさせることによって前記複数の定形パターンを規定することを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
5. 前記定形パターンが、ＣＡＤもしくはＣＡＭデータの作成時に繰り返し形成されるテンプレートパターンに相当し、定形パターンの描画位置が前記定形パターンの配置情報として取得されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の露光装置。
6. 前記露光制御手段が、各光変調素子の単位露光エリアを互いにオーバラップさせながら露光動作を実行することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の露光装置。
7. 請求項１に記載された露光装置によってパターン形成された基板に対し、現像処理を行い、そして、エッチングまたはメッキ処理後に感光材料の剥離処理を行う基板の製造方法。
8. 描画パターンを、繰り返し現れる定形パターンと固有パターンとに分離し、
   複数の光変調素子をマトリクス状に配列した少なくとも１つの露光デバイスの投影領域となる露光エリアを、被描画体に対して相対的に走査方向に沿って移動させ、
   前記定形パターンのパターンデータに基づいて、複数の光変調素子の配列に合わせた露光用定形ラスタデータを生成し、
   露光動作に合わせて、露光エリアの相対位置に基づいて固有パターンのパターンデータを固有ラスタデータに変換し、
   露光エリアの相対位置に応じて露光用定形ラスタデータを固有ラスタデータと合成させて、露光ラスタデータを生成し、
   生成された露光ラスタデータおよび露光エリアの前記被描画体に対する相対位置に基づいて前記複数の光変調素子を制御し、露光動作を実行することを特徴とする露光方法。
9. 描画パターンの中で繰り返し現れる定形パターンと固有パターンの描画位置を特定する描画位置検知手段と、
   前記定形パターンのパターンデータに基づいて、露光デバイスを構成する複数の光変調素子の配列に合わせた露光用定形ラスタデータを生成する定形パターン処理手段と、
   前記露光デバイスによって照明光を走査させる間、照明光の走査位置に応じて前記露光デバイスの固有パターンのパターンデータを固有ラスタデータに変換する固有パターン処理手段と、
   照明光の走査位置に応じて露光用定形ラスタデータを固有ラスタデータと合成させ、露光ラスタデータを生成するパターン合成手段と
   を備えたことを特徴とする描画データ処理装置。
10. 描画パターンの中で繰り返し現れる定形パターンと固有パターンの描画位置を特定し、
    前記定形パターンのパターンデータに基づいて、露光デバイスを構成する複数の光変調素子の配列に合わせた露光用定形ラスタデータを生成し、
    前記露光デバイスによって照明光を走査させる間、照明光の走査位置に応じて前記露光デバイスの固有パターンのパターンデータを固有ラスタデータに変換し、
    照明光の走査位置に応じて露光用定形ラスタデータを固有ラスタデータと合成させ、露光ラスタデータを生成することを特徴とする描画データ処理方法。
    

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