JP4258013B2 - 多重露光描画装置および多重露光描画方法 - Google Patents
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Description
【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、フォトリソグラフィ（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ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）或いはＬＣＤ（Liquid 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装置、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。光源装置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。
【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】
ＤＭＤあるいはＬＣＤアレイを含む露光ユニットは、一般にその露光可能な領域が数ｃｍ四方と限られているため、描画テーブルの移動方向に垂直な方向に露光ユニットを複数個並べ、一度に数十ｃｍの領域を露光している。
【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にあっては、各露光ユニットの描画面に対する露光位置を正確に位置決めする必要がある。各露光ユニットの位置ずれはそのまま描画領域のずれ、即ち回路パターンの位置ずれとなるためである。
【０００９】
従来では、このような個々の露光ユニットによって描かれる回路パターンを高精度に繋ぎ合わせるために、露光ユニットの取付け位置を専用の器具を用いて微調整していた。
【００１０】
しかし、露光ユニットの取付け位置を微調整する作業は極めて煩雑で時間を要する作業であり、効率化が望まれていた。
【００１１】
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複数個用いて描画面上に所定のパターンを描画する描画装置であって、簡単な構成で個々の露光ユニットによって描画された回路パターンを高精度に繋ぎ合わせることができる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。
【００１２】
【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、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所定のパターンを描画面上に多重露光により描画する多重露光描画装置であって、複数の露光ユニットを第１方向に沿って配列する配列手段と、第１方向とは異なる第２方向に沿って描画面を露光ユニットに対して相対移動させる移動手段と、個々の露光ユニットの露光タイミングを調整するタイミング調整手段とを備え、移動手段によって露光ユニットに対して描画面を第２方向に沿って相対移動させた時に、描画面上において個々の露光ユニットによる第１方向に沿う描画開始位置を一致させることを特徴とする。
【００１３】
上記多重露光描画装置において、タイミング調整手段は最も露光タイミングの早い露光ユニットに他の露光ユニットの露光タイミングを一致させることが好ましい。
【００１４】
多重露光描画装置において、露光ユニットが第２方向に関してそれぞれ異なる位置に配列されてもよい。
【００１５】
上記多重露光描画装置は、個々の前記露光ユニットについて所定パターンに対応した露光データを生成する露光データ生成手段を備え、さらにタイミング調整手段は、具体的には露光ユニットに与えるべき露光データを一時的に格納するＦＩＦＯ（First In First Out）メモリを有し、このＦＩＦＯメモリに対する読出しパルスを所定時間だけ間引くことにより露光タイミングを調整する。このＦＩＦＯメモリは露光ユニットの数と同じ数だけ設けられることが好ましい。
【００１６】
上記多重露光描画装置において、露光ユニットが２列の千鳥格子状に配列され、第１列目の露光ユニットが第２列目の露光ユニットに対して描画面の相対移動方向に関して所定距離だけ後方に離れて配置されてもよい。
【００１７】
上記多重露光描画装置は、所定パターンに対応するラスタデータを生成するラスタデータ生成手段を備え、さらにタイミング調整手段が、所定パターンのラスタデータのうち少なくとも所定距離に相当する長さのパターンのラスタデータを一時的に格納するバッファメモリを有し、第1列目の露光ユニットに与えるべき露光データをラスタデータ生成手段から直接得られるラスタデータに基づいて生成すると共に前記第２列目の露光ユニットに与えるべき露光データを前記バッファメモリを介して得られるラスタデータに基づいて生成することにより露光タイミングを調整する。
【００１８】
また、本発明に係る多重露光描画装置は、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所定のパターンを描画面上に多重露光により描画する多重露光描画装置であって、複数の露光ユニットを第１方向に沿って２列の千鳥格子状に配列し、かつ第１列目の露光ユニットを第２列目の露光ユニットに対して第１方向とは異なる第２方向に関して所定距離だけ後方に離れて配置する配列手段と、第２方向に沿って描画面を露光ユニットに対して相対移動させる移動手段と、第１列目または第２列目の露光ユニットの少なくとも一方の露光タイミングを調整する露光タイミング調整手段とを備え、移動手段によって露光ユニットに対して描画面を第２方向に沿って相対移動させた時に、露光タイミング調整手段によって、描画面上において第１列目および第２列目の露光ユニットによる第１方向に沿う描画開始位置を一致させることを特徴とする。この多重露光描画装置において、露光タイミング調整手段は、第２列目の露光ユニットの露光タイミングを、第１列目および第２列目の露光ユニット間の第２方向における所定距離を描画面が進む時間だけ遅らせてもよい。
【００１９】
また、本発明の多重露光描画方法は、マトリクス状に配置された多数の変調素子を有し、第１方向に沿って配列された複数個の露光ユニットを用いて、所定のパターンを描画面上に多重露光により描画する多重露光描画方法であって、第１方向とは異なる第２方向に沿って描画面を相対移動させる時に、個々の露光ユニットの露光タイミングを調整することによって、第１方向に沿う描画開始位置を一致させることを特徴としている。
【００２０】
【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。
【００２１】
図１には、本発明による多重露光描画装置の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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、２０08、２０10、２０12および２０14で示している。
【００２４】
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、２０08、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、２０07、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。
【００２５】
第１実施形態では、１５個の露光ユニット２０01〜２０15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１０２４×１２８０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配列されるように設置される。
【００２６】
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ＬＥＤ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。
【００２７】
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。
【００２８】
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ＤＭＤ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。
【００２９】
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は光源装置２２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２０01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。
【００３０】
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≦１０２４，１≦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版２９に向かって反射されて結像光学系２８から逸らされる。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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（１０２４，１）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Ｕａ01の右下隅に位置し、右下隅のマイクロミラーＭ（１０２４，１２８０）に対応する単位露光領域Ｕ（１０２４，１２８０）は全面露光領域Ｕａ01の右上隅に位置する。
【００３４】
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。
【００３５】
第１露光ユニット２０01に含まれる１３１０７２０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が形成される。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）の一辺長さＣが２０μｍであれば、２５．６ｍｍ（＝１０２４×２０μｍ）×２０．４８ｍｍ（＝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。
【００３６】
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〜Ｕａ15である。第１列の全面露光領域Ｕａ01、Ｕａ03、Ｕａ05、Ｕａ07、Ｕａ09、Ｕａ11、Ｕａ13およびＵａ15はその図中下辺が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。
【００３７】
Ｘ−Ｙ直交座標系のＸ軸は露光ユニット２０01〜２０15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１３１０７２０（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。
【００３８】
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２０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。
【００３９】
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は描画面３２に対してＸ軸の正の方向に相対移動することになる。
【００４０】
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、２０03、２０05、２０07、２０09、２０11、２０13および２０15に対応する第１列目の全面露光領域Ｕａ01、Ｕａ03、Ｕａ05、Ｕａ07、Ｕａ09、Ｕａ11、Ｕａ13およびＵａ15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、２０13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、Ｕａ13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Ｕａ02、Ｕａ04、Ｕａ06、Ｕａ08、Ｕａ10、Ｕａ12およびＵａ14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、２０07、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。
【００４１】
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、２０10、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、２０03、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、２０04、２０06、２０08、２０10、２０12および２０14に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。
【００４２】
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、Ｕａ03、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、２０09、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、２０04、２０06、２０08、２０10、２０12および２０14による露光が停止させられる。
【００４３】
以上のように、１５個の露光ユニット２０01〜２０15は、Ｘ軸に平行な帯状領域をそれぞれ露光し、この帯状領域の幅はそれぞれ全面露光領域Ｕａ01〜Ｕａ15の幅に実質的に一致する。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、２０05、２０07、２０09、２０11、２０13および２０15に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、２０06、２０08、２０10、２０12および２０14には描画面３２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。
【００４４】
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。第１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。
【００４５】
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２０01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、第１実施形態では１≦ｍ≦１０２４および１≦ｎ≦１２８０となる。
【００４６】
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２０01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（３，１２８０）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。
【００４７】
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２０01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。
【００４８】
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２０01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。
【００４９】
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。
【００５０】
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２５６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。
【００５１】
図３では、被描画体３０の移動方向はＸ軸に平行であったが、Ｘ軸に対して微少角αだけ傾斜させて移動させてもよい。このとき、第１露光ユニット２０01は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。
【００５２】
図５は、被描画体３０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。
【００５３】
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軸及び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２０01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軸方向及び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）及びＵ（９，１）がそれぞれ破線、一点鎖線及び実線の引出し線で例示的に示されている。
【００５４】
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）の位置で代表して示すと、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，−２ｂ）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。
【００５５】
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及び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。
【００５６】
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２５６個の露光点を分布させるためには、Ｘ軸及びＹ軸に沿ってそれぞれ２５６個の単位露光領域の中心を１６個ずつ配列させればよいことになり、距離ａ及び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／２５６＝２０μｍ／２５６＝０．０７８１２５μｍ
【００５７】
なお、言うまでもないが、距離ｂを０．０７８１２５μｍ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０．０７８１２５μｍだけシフトするように描画テーブル１６の傾斜角度α（約１．６８×１０-5度）を設定するということに他ならない。
【００５８】
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。
【００５９】
さらに、露光点ＣＮ（１，１）から距離（＋１６ａ，−１６ｂ）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，−ａ）だけ離れた露光点ＣＮ（６５，１）は第１７回目露光位置における第６５ラインの先頭のマイクロミラーＭ（６５，１）によって得られる単位露光領域Ｕ（６５，１）の中心である。同様に、露光点ＣＮ（１，１）から距離（０，−１５ａ）だけ離れた露光点ＣＮ（６５，１）は第２４１回目露光位置における第９６１ラインの先頭のマイクロミラーＭ（９６１，１）によって得られる単位露光領域Ｕ（９６１，１）の中心であり、露光点ＣＮ（１，１）から距離（１５ａ，−１６ａ）だけ離れた露光点ＣＮ（１０２１，１）は第２５６回目露光位置における第１０２１ラインの先頭のマイクロミラーＭ（１０２１，１）によって得られる単位露光領域Ｕ（１０２１，１）の中心である。
【００６０】
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軸及びＹ軸のそれぞれに沿ってピッチａ及び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２５６個の露光点が均一に分布させられる。
【００６１】
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、2０μｍ×２０μｍの面積内に５１２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、０．０７８１２５μｍ／２に設定される。
【００６２】
また、図６に示す例では１６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及び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。
【００６３】
このように第１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。
【００６４】
例えば、ラスタデータの画素サイズが２０μｍ×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×２０μｍ）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×２０μｍ）が総計２５６回にわたって多重露光を受けることになる。
【００６５】
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（１０μｍ×１０μｍ）が総計６４回にわたって多重露光を受けることになる。
【００６６】
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（第１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。
【００６７】
図７は多重露光描画装置１０のブロック図である。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。詳述すると、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（ＲＡＭ）、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。
【００６８】
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。
【００６９】
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４０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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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４８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。
【００７３】
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’０’、’１’から成るビットデータ列即ち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には回路パターンのラスタデータが格納される。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５２へのデータ書込み処理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開始される。
【００７４】
ビットマップメモリ５２の後段には露光データ生成回路５４が接続される。露光データ生成回路５４は、ビットマップメモリ５２から順次読み出されたラスタデータに基づいて、各露光ユニット２０01〜２０15に与えるべき露光データを生成し、露光タイミング調整回路５６に出力する。この露光データは、各露光ユニット２０01〜２０15の個々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二値データであり、露光ユニット２０01〜２０15による露光作動が繰り返される毎に書き換えられる。
【００７５】
露光タイミング調整回路５６は、後述するように各露光ユニット２０01〜２０15に露光データを与えるタイミングを調整し、ＤＭＤ駆動回路５８へ出力する。ＤＭＤ駆動回路５８は露光タイミング調整回路５６から得られた露光データに基づいて１５個の露光ユニット２０01〜２０15を個々に独立して駆動制御し、これにより各露光ユニット２０01〜２０15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。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（２０01〜２０15）存在し、ＤＭＤ駆動回路５８によってそれぞれ駆動されることは言うまでもない。
【００７６】
上述した第１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２０01〜２０15による露光作動を行うことも可能である。
【００７７】
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第１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。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。
【００７８】
図８は、露光データ生成回路５４および露光タイミング調整回路５６の一部を詳細に示すブロック図である。露光データ生成回路５４には、１５個の露光ユニット２０01〜２０15にそれぞれ対応したデータ生成タイミング調整回路が設けられているが、ここでは第１、第２露光ユニット２０01および２０02に対応した第１、第２データ生成回路５４01および５４02のみが示され、残り１３個のデータ生成回路については同様の構成であるため省略される。また、露光タイミング調整回路５６にも露光ユニット２０01〜２０15にそれぞれ対応して１５個のタイミング調整回路が設けられているが、図８では第１、第２タイミング調整回路５６01および５６02のみが示される。
【００７９】
第１データ生成回路５４01は、対応する第１露光ユニット２０01の露光すべき領域、厳密には実際に露光される領域よりも幅の大きい第１分割領域、に対応するラスタデータをビットマップメモリ５２から得て、露光データメモリ５４２01に格納する。そして、読出しアドレス制御回路５４４01により露光データメモリ５４２01からラスタデータを選択的に読み出すことにより、第１露光ユニット２０01に与えるべき露光データを生成し、第１タイミング調整回路５６01に出力する。座標変換等を行う場合には、この読出しアドレス制御回路５４４01から送出される読出しアドレスデータが変更される。
【００８０】
第１タイミング調整回路５４01にはＦＩＦＯ（First In First Out）メモリ５６２01が設けられ、このＦＩＦＯメモリ５６２01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個の露光データが一時的に保持される。このＦＩＦＯメモリ５６２01への書込みはシステムコントロール回路３４から出力される制御クロックパルスＣＬＫ０に同期して行われ、第１データ生成回路５４01から出力された露光データはその読み出された順に順次ＦＩＦＯメモリ５６２01へ書込まれる。そしてＦＩＦＯメモリ５４２01からの読み出しはパルス制御回路５６４01から出力された読出しクロックパルスＣＬＫ１に同期して行われ、ＦＩＦＯメモリ５６２01に早く入力された露光データから順に読み出される。
【００８１】
パルス制御回路５６４01は、システムコントロール回路３４から入力される制御クロックパルスＣＬＫ０、露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫおよびパルスデータＮ01に基づいて読み出しクロックパルスＣＬＫ１を生成する。制御クロックパルスＣＬＫ０は、１３１０７２０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は全ての露光ユニット２０01〜２０15の露光タイミングを統一させるためのパルスである。露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫの周期ｔeは制御クロックパルスＣＬＫ０の周期の１３１０７２０倍以上とされる。パルスデータＮ01については後で詳述する。
【００８２】
第１実施形態においては、読出しクロックパルスＣＬＫ１を制御することによってＦＩＦＯメモリ５６２01からの露光データの出力タイミングを調整しており、これにより第１露光ユニット２０01の露光タイミング、即ち描画面３２に対する全面露光領域Ｕａ01の相対位置を調整することができる。
【００８３】
第２タイミング調整回路５６02および残り１３個のタイミング調整回路も第１タイミング調整回路５６01と同様の構成を有しており、露光データの出力タイミングを各自独立して調整できる。従って、各露光ユニット２０01〜２０15の取付け位置がＸ方向にずれていたとしても、そのずれを相殺するように各読出しクロックパルス（ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、…）を調整すれば、描画面３２上における露光領域を同一ライン上に高精度に一致させることができ、繋ぎ目が目立たないように回路パターンを描画できる。
【００８４】
なお、図８において第２データ生成回路５４02の露光データメモリおよび読出しアドレス制御回路にはそれぞれ符号５４２02、５４４02が付され、第２タイミング調整回路５６02のＦＩＦＯメモリおよびパルス制御回路にはそれぞれ符号５６２02および５６４02が付されている。
【００８５】
図９は、３つの露光ユニット２０01、２０02および２０03の相対位置と、描画面３２上における各全面露光領域Ｕａ01、Ｕａ02およびＵａ03の相対位置を示す模式図である。図１０は、露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫ、露光番号、パルスデータ、制御クロックパルスＣＬＫ０、各読出しクロックパルスＣＬＫ１、ＣＬＫ２およびＣＬＫ３をそれぞれ示すタイミングチャートである。他の露光ユニット２０04〜２０15はここでは省略される。
【００８６】
本来であれば第１露光ユニット２０01と第３露光ユニット２０03とは同一ライン上に正確に位置決めされなければならないが、実際には各露光ユニット２０01〜２０15をゲート状構造体１８に取付ける際に取付け誤差が生じることがある。例えば図９に示すように、第３露光ユニット２０03が第１露光ユニット２０01より距離ＴだけＸ軸の正側に取付けられた場合には、描画面３２がＸ軸の負側に移動している時に同一タイミングで露光作動が実行されると、全面露光領域Ｕａ03は全面露光領域Ｕａ01よりもＸ軸の正側に距離Ｔだけずれてしまう。
【００８７】
そこで、両全面露光領域Ｕａ01およびＵａ03のＸ方向の位置を揃えるために、図１０に示すように第１露光ユニット２０01による露光開始タイミングを、描画面３２が距離Ｔだけ進む間に実行される露光回数分だけ、第３露光ユニット２０03による露光開始タイミングより遅らせている。この最も露光タイミングを早くすべき露光ユニット２０03を基準とする露光回数の遅れがパルスデータとして定義され、このパルスデータは１４個の露光ユニット２０01、２０02、２０04、…２０15についてそれぞれシステムコントロール回路３４により予め算出され、個々のパルス制御回路５４４01、５４４02、…に与えられている。
【００８８】
パルスデータについて詳述する。全面露光領域Ｕａ03に対する全面露光領域Ｕａ01のＸ方向のずれ量が距離Ｔであって、露光１回当たりの移動量が（Ａ＋ａ）であった場合、第１露光ユニット２０01による露光開始タイミングを決定するパルスデータＮ01は下記の（１）式により算出される。
Ｎ01＝ＩＮＴ［Ｔ／（Ａ＋ａ）］ ・・・（１）
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。
【００８９】
ここで、露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫのパルス数を露光番号として定義する。読出しクロックパルスＣＬＫ３が露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫの１番目の立ち上がりに同期して出力された場合、読出しクロックパルスＣＬＫ１は露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫの（１＋Ｎ01）番目の立ち上がりに同期して出力される。従って、ＦＩＦＯメモリ５４２01からの露光データの読み出しは、ＦＩＦＯメモリ５４２03よりも時間（ｔe×Ｎ01）だけ遅れることになる。言い換えると、第３露光ユニット２０03が露光番号”１”から露光作動を開始すれば、第１露光ユニット２０01は時間（ｔe×Ｎ01）だけ遅れた露光番号”１＋Ｎ01”から露光作動を開始することになる。
【００９０】
このように、システムコントロール回路３４は、所定周期の制御クロックパルスＣＬＫ０を遅らせて出力するためのパルスデータを算出して、パルス制御回路５４４に出力する。パルス制御回路５４４は入力された制御クロックパルスＣＬＫ０をパルスデータ分の露光回数が終了する時間だけ遅らせて読出しクロックパルスＣＬＫ１として出力する。
【００９１】
なお、（１）式の除算において剰余（Ｔ−Ｎ01×（Ａ＋ａ））が０でない場合には、図７のビットマップメモリ５２から読み出すべきラスタデータをその剰余に相当するピクセル数分だけずらせばよい。これにより、Ｘ方向に関して第１露光ユニット２０01による露光位置を第３露光ユニット２０03による露光位置とさらに厳密に一致させることができる。
【００９２】
第２露光ユニット２０02についても同様、第１露光ユニット２０01よりＸ軸の負側に距離Ｓだけ離れて取付けられていれば、第３露光ユニット２０03からの距離は（Ｓ＋Ｔ）となる。よって、第２露光ユニット２０02の露光開始タイミングを示すパルスデータＮ02は次の（２）式により決定される。
Ｎ02＝ＩＮＴ［（Ｓ＋Ｔ）／（Ａ＋ａ）］ ・・・（２）
【００９３】
従って、読出しクロックパルスＣＬＫ２は露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫの（１＋Ｎ02）番目の立ち上がりに同期して出力され、ＦＩＦＯメモリ５６２02からの露光データの読み出しは、ＦＩＦＯメモリ５６２03よりも時間（ｔe×Ｎ02）だけ遅れることになる。言い換えると、第２露光ユニット２０02は露光番号”１＋Ｎ02”から露光作動を開始することになる。なお、同様に、（２）式の除算における剰余（（Ｓ＋Ｔ）−Ｎ02×（Ａ＋ａ））が０でなかった場合、図７のビットマップメモリ５２からラスタデータを読み出す位置がその剰余に相当するピクセル数分だけずらされる。これにより描画面３２において、第２露光ユニット２０02のＸ方向に関する露光開始位置と第１露光ユニット２０01による露光開始位置とが同じになる。
【００９４】
このように、第１実施形態の多重露光描画装置１０においては、露光タイミング調整回路５６によって個々の露光ユニットへの露光データの送出タイミングを調整することによりＸ軸方向における全面露光領域Ｕａ01〜Ｕａ15の位置ずれを相殺するように構成されており、これにより露光ユニット２０01〜２０15がＸ軸方向にずれて取付けられても個々の露光開始位置を一致させるための微調整が容易に行える。なお、各タイミング調整回路のパルス制御回路に設定される露光番号は各全面露光領域の相対位置の実測値に基づいて予め算出されている。
【００９５】
次に、図１１および図１２を参照して、本発明による多重露光描画装置の第２実施形態を説明する。図１１は多重露光描画装置のブロック図であり、図１２は露光タイミング調整回路を露光データ生成回路の一部と共に詳細に示すブロック図である。第１実施形態の多重露光描画装置では個々の露光ユニットの露光タイミングのずれをそれぞれ調整する構成であるのに対し、第２実施形態の多重露光描画装置では第１列目と第２列目の露光ユニットの露光タイミングのずれを調整する点が第１実施形態と異なっており、その他の構成は第１実施形態と同様である。ここでは第１実施形態と同じ構成には同符号を付し、説明を省略する。
【００９６】
第２実施形態の多重露光描画装置は、ラスタ変換回路５０と露光データ生成回路５４との間に露光タイミング調整回路１５６を備えており、この露光タイミング調整回路１５６には１つのバッファメモリ１５７が設けられる。ラスタ変換回路５０から露光タイミング調整回路１５６へ出力された回路パターンのラスタデータは直接露光データ生成回路５４に送られる一方、バッファメモリ１５７において所定時間だけ遅らされて間接的に露光データ生成回路５４に送られる。
【００９７】
露光データ生成回路５４では、第１列目の露光ユニット２０01、２０03、…、２０15に対応するデータ生成回路（図１２では第１データ生成回路５４01のみを示す）が遅延せずに送られたラスタデータに基づいてそれぞれ露光データを生成し、第２列目の露光ユニット２０02、２０04、…、２０14に対応するデータ生成回路（図１２では第２データ生成回路５４02のみを示す）がバッファメモリ１５７により遅延して送られたラスタデータに基づいてそれぞれ露光データを生成する。バッファメモリ１５７によるラスタデータの遅延時間は、第１列目の露光ユニット２０01、２０03、…、２０15に対する第２列目の露光ユニット２０02、２０04、…、２０14のＸ方向におけるずれ量Ｔ（図９参照）だけ描画面３２が進む時間に相当する。
【００９８】
バッファメモリ１５７の構成および機能について詳述すると、バッファメモリ１５７は第１列目の露光ユニット２０01、２０03、…、２０15と第２列目の露光ユニット２０02、２０04、…、２０14との取付位置のＸ方向ずれ量Ｔに相当するラスタデータが格納できる容量を有する。バッファメモリ１５７の書込み動作および読出し動作はシステムコントロール回路３４により制御される。
【００９９】
このように、第２実施形態の多重露光描画装置によると、露光ユニット２０01、２０02、…、２０15をＸ方向に関して異なる位置に２列に配列させたときに、バッファメモリ１５７によって描画面３２の進行方向に対して前方に位置する第２列目の露光ユニット２０02、２０04、…、２０14の露光タイミングを遅らせており、これにより両列の露光ユニット２０01、２０02、…、２０15の描画開始位置を一致させることができる。特に、バッファメモリ１５７を１つ設けるだけでよいので、簡単な構成で２列間の位置ずれを解消できる。
【０１００】
なお、第２実施形態で用いた１個のバッファメモリを第１実施形態に適用してもよい。即ち、例えばバッファメモリをビットマップメモリ（５２）と露光データ生成回路（５４）との間に設けてもよい。この構成によると、１個のバッファメモリによって第１列目に対する第２列目の位置ずれを大まかに調整し、さらに１５個のＦＩＦＯメモリによって同一列の露光ユニットにおける位置ずれを細かく調整することができる。バッファメモリを追加することにより、各ＦＩＦＯメモリには同一列の露光ユニット間で調整するだけのメモリ容量でよいので、そのメモリ容量は第１実施形態に比べて遥かに小さくて済む。
【０１０１】
【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描画装置を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。
【０１０２】
また、本発明による多重露光描画装置にあっては、各露光ユニットの取付け位置の誤差を露光データの出力タイミングを調整することによって相殺しており、これにより高精度な位置決めは必要なく、煩雑な取付作業を大幅に効率化できる。
【０１０３】
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。
【０１０４】
本発明による多重露光描画装置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。
【０１０５】
本発明による多重露光描画装置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】図７に示す露光データ生成回路および露光タイミング調整回路の一部を詳細に示すブロック図である。
【図９】３つの露光ユニットおよび全面露光領域の相対関係を模式的に示す斜視図である。
【図１０】露光データ生成回路の３つのＦＩＦＯメモリに対する読出しパルスを時系列的に示すタイミングチャートである。
【図１１】本発明による多重露光描画装置の第２実施形態を示すブロック図である。
【図１２】図１１に示す露光タイミング調整回路を露光データ生成回路の一部と共に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
２０01、２０02、…２０15 露光ユニット
Ｍ（１，１）、…Ｍ（１０２４，１２８０） マイクロミラー（変調素子）
３２ 描画面
３４ システムコントロール回路
５０ ラスタ変換回路
５４ 露光データ生成回路
５６、１５６ 露光タイミング調整回路
５８ ＤＭＤ駆動回路
５６２01、５６２02 ＦＩＦＯメモリ
１５７ バッファメモリ
【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、フォトリソグラフィ（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ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）或いはＬＣＤ（Liquid 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装置、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。光源装置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。
【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】
ＤＭＤあるいはＬＣＤアレイを含む露光ユニットは、一般にその露光可能な領域が数ｃｍ四方と限られているため、描画テーブルの移動方向に垂直な方向に露光ユニットを複数個並べ、一度に数十ｃｍの領域を露光している。
【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にあっては、各露光ユニットの描画面に対する露光位置を正確に位置決めする必要がある。各露光ユニットの位置ずれはそのまま描画領域のずれ、即ち回路パターンの位置ずれとなるためである。
【０００９】
従来では、このような個々の露光ユニットによって描かれる回路パターンを高精度に繋ぎ合わせるために、露光ユニットの取付け位置を専用の器具を用いて微調整していた。
【００１０】
しかし、露光ユニットの取付け位置を微調整する作業は極めて煩雑で時間を要する作業であり、効率化が望まれていた。
【００１１】
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複数個用いて描画面上に所定のパターンを描画する描画装置であって、簡単な構成で個々の露光ユニットによって描画された回路パターンを高精度に繋ぎ合わせることができる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。
【００１２】
【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、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所定のパターンを描画面上に多重露光により描画する多重露光描画装置であって、複数の露光ユニットを第１方向に沿って配列する配列手段と、第１方向とは異なる第２方向に沿って描画面を露光ユニットに対して相対移動させる移動手段と、個々の露光ユニットの露光タイミングを調整するタイミング調整手段とを備え、移動手段によって露光ユニットに対して描画面を第２方向に沿って相対移動させた時に、描画面上において個々の露光ユニットによる第１方向に沿う描画開始位置を一致させることを特徴とする。
【００１３】
上記多重露光描画装置において、タイミング調整手段は最も露光タイミングの早い露光ユニットに他の露光ユニットの露光タイミングを一致させることが好ましい。
【００１４】
多重露光描画装置において、露光ユニットが第２方向に関してそれぞれ異なる位置に配列されてもよい。
【００１５】
上記多重露光描画装置は、個々の前記露光ユニットについて所定パターンに対応した露光データを生成する露光データ生成手段を備え、さらにタイミング調整手段は、具体的には露光ユニットに与えるべき露光データを一時的に格納するＦＩＦＯ（First In First Out）メモリを有し、このＦＩＦＯメモリに対する読出しパルスを所定時間だけ間引くことにより露光タイミングを調整する。このＦＩＦＯメモリは露光ユニットの数と同じ数だけ設けられることが好ましい。
【００１６】
上記多重露光描画装置において、露光ユニットが２列の千鳥格子状に配列され、第１列目の露光ユニットが第２列目の露光ユニットに対して描画面の相対移動方向に関して所定距離だけ後方に離れて配置されてもよい。
【００１７】
上記多重露光描画装置は、所定パターンに対応するラスタデータを生成するラスタデータ生成手段を備え、さらにタイミング調整手段が、所定パターンのラスタデータのうち少なくとも所定距離に相当する長さのパターンのラスタデータを一時的に格納するバッファメモリを有し、第1列目の露光ユニットに与えるべき露光データをラスタデータ生成手段から直接得られるラスタデータに基づいて生成すると共に前記第２列目の露光ユニットに与えるべき露光データを前記バッファメモリを介して得られるラスタデータに基づいて生成することにより露光タイミングを調整する。
【００１８】
また、本発明に係る多重露光描画装置は、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所定のパターンを描画面上に多重露光により描画する多重露光描画装置であって、複数の露光ユニットを第１方向に沿って２列の千鳥格子状に配列し、かつ第１列目の露光ユニットを第２列目の露光ユニットに対して第１方向とは異なる第２方向に関して所定距離だけ後方に離れて配置する配列手段と、第２方向に沿って描画面を露光ユニットに対して相対移動させる移動手段と、第１列目または第２列目の露光ユニットの少なくとも一方の露光タイミングを調整する露光タイミング調整手段とを備え、移動手段によって露光ユニットに対して描画面を第２方向に沿って相対移動させた時に、露光タイミング調整手段によって、描画面上において第１列目および第２列目の露光ユニットによる第１方向に沿う描画開始位置を一致させることを特徴とする。この多重露光描画装置において、露光タイミング調整手段は、第２列目の露光ユニットの露光タイミングを、第１列目および第２列目の露光ユニット間の第２方向における所定距離を描画面が進む時間だけ遅らせてもよい。
【００１９】
また、本発明の多重露光描画方法は、マトリクス状に配置された多数の変調素子を有し、第１方向に沿って配列された複数個の露光ユニットを用いて、所定のパターンを描画面上に多重露光により描画する多重露光描画方法であって、第１方向とは異なる第２方向に沿って描画面を相対移動させる時に、個々の露光ユニットの露光タイミングを調整することによって、第１方向に沿う描画開始位置を一致させることを特徴としている。
【００２０】
【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。
【００２１】
図１には、本発明による多重露光描画装置の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。
【００２２】
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。
【００２３】
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、２０08、２０10、２０12および２０14で示している。
【００２４】
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、２０08、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、２０07、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。
【００２５】
第１実施形態では、１５個の露光ユニット２０01〜２０15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１０２４×１２８０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配列されるように設置される。
【００２６】
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ＬＥＤ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。
【００２７】
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。
【００２８】
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ＤＭＤ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。
【００２９】
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は光源装置２２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２０01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。
【００３０】
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≦１０２４，１≦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版２９に向かって反射されて結像光学系２８から逸らされる。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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（１０２４，１）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Ｕａ01の右下隅に位置し、右下隅のマイクロミラーＭ（１０２４，１２８０）に対応する単位露光領域Ｕ（１０２４，１２８０）は全面露光領域Ｕａ01の右上隅に位置する。
【００３４】
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。
【００３５】
第１露光ユニット２０01に含まれる１３１０７２０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が形成される。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）の一辺長さＣが２０μｍであれば、２５．６ｍｍ（＝１０２４×２０μｍ）×２０．４８ｍｍ（＝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。
【００３６】
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〜Ｕａ15である。第１列の全面露光領域Ｕａ01、Ｕａ03、Ｕａ05、Ｕａ07、Ｕａ09、Ｕａ11、Ｕａ13およびＵａ15はその図中下辺が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。
【００３７】
Ｘ−Ｙ直交座標系のＸ軸は露光ユニット２０01〜２０15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１３１０７２０（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。
【００３８】
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２０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。
【００３９】
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は描画面３２に対してＸ軸の正の方向に相対移動することになる。
【００４０】
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、２０03、２０05、２０07、２０09、２０11、２０13および２０15に対応する第１列目の全面露光領域Ｕａ01、Ｕａ03、Ｕａ05、Ｕａ07、Ｕａ09、Ｕａ11、Ｕａ13およびＵａ15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、２０13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、Ｕａ13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Ｕａ02、Ｕａ04、Ｕａ06、Ｕａ08、Ｕａ10、Ｕａ12およびＵａ14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、２０07、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。
【００４１】
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、２０10、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、２０03、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、２０04、２０06、２０08、２０10、２０12および２０14に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。
【００４２】
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、Ｕａ03、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、２０09、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、２０04、２０06、２０08、２０10、２０12および２０14による露光が停止させられる。
【００４３】
以上のように、１５個の露光ユニット２０01〜２０15は、Ｘ軸に平行な帯状領域をそれぞれ露光し、この帯状領域の幅はそれぞれ全面露光領域Ｕａ01〜Ｕａ15の幅に実質的に一致する。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、２０05、２０07、２０09、２０11、２０13および２０15に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、２０06、２０08、２０10、２０12および２０14には描画面３２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。
【００４４】
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。第１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。
【００４５】
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２０01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、第１実施形態では１≦ｍ≦１０２４および１≦ｎ≦１２８０となる。
【００４６】
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２０01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（３，１２８０）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。
【００４７】
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２０01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。
【００４８】
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２０01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。
【００４９】
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。
【００５０】
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２５６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。
【００５１】
図３では、被描画体３０の移動方向はＸ軸に平行であったが、Ｘ軸に対して微少角αだけ傾斜させて移動させてもよい。このとき、第１露光ユニット２０01は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。
【００５２】
図５は、被描画体３０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。
【００５３】
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軸及び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２０01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軸方向及び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）及びＵ（９，１）がそれぞれ破線、一点鎖線及び実線の引出し線で例示的に示されている。
【００５４】
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）の位置で代表して示すと、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，−２ｂ）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。
【００５５】
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及び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。
【００５６】
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２５６個の露光点を分布させるためには、Ｘ軸及びＹ軸に沿ってそれぞれ２５６個の単位露光領域の中心を１６個ずつ配列させればよいことになり、距離ａ及び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／２５６＝２０μｍ／２５６＝０．０７８１２５μｍ
【００５７】
なお、言うまでもないが、距離ｂを０．０７８１２５μｍ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０．０７８１２５μｍだけシフトするように描画テーブル１６の傾斜角度α（約１．６８×１０-5度）を設定するということに他ならない。
【００５８】
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。
【００５９】
さらに、露光点ＣＮ（１，１）から距離（＋１６ａ，−１６ｂ）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，−ａ）だけ離れた露光点ＣＮ（６５，１）は第１７回目露光位置における第６５ラインの先頭のマイクロミラーＭ（６５，１）によって得られる単位露光領域Ｕ（６５，１）の中心である。同様に、露光点ＣＮ（１，１）から距離（０，−１５ａ）だけ離れた露光点ＣＮ（６５，１）は第２４１回目露光位置における第９６１ラインの先頭のマイクロミラーＭ（９６１，１）によって得られる単位露光領域Ｕ（９６１，１）の中心であり、露光点ＣＮ（１，１）から距離（１５ａ，−１６ａ）だけ離れた露光点ＣＮ（１０２１，１）は第２５６回目露光位置における第１０２１ラインの先頭のマイクロミラーＭ（１０２１，１）によって得られる単位露光領域Ｕ（１０２１，１）の中心である。
【００６０】
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軸及びＹ軸のそれぞれに沿ってピッチａ及び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２５６個の露光点が均一に分布させられる。
【００６１】
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、2０μｍ×２０μｍの面積内に５１２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、０．０７８１２５μｍ／２に設定される。
【００６２】
また、図６に示す例では１６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及び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。
【００６３】
このように第１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。
【００６４】
例えば、ラスタデータの画素サイズが２０μｍ×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×２０μｍ）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×２０μｍ）が総計２５６回にわたって多重露光を受けることになる。
【００６５】
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（１０μｍ×１０μｍ）が総計６４回にわたって多重露光を受けることになる。
【００６６】
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（第１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。
【００６７】
図７は多重露光描画装置１０のブロック図である。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。詳述すると、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（ＲＡＭ）、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。
【００６８】
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。
【００６９】
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４０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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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４８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。
【００７３】
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’０’、’１’から成るビットデータ列即ち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には回路パターンのラスタデータが格納される。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５２へのデータ書込み処理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開始される。
【００７４】
ビットマップメモリ５２の後段には露光データ生成回路５４が接続される。露光データ生成回路５４は、ビットマップメモリ５２から順次読み出されたラスタデータに基づいて、各露光ユニット２０01〜２０15に与えるべき露光データを生成し、露光タイミング調整回路５６に出力する。この露光データは、各露光ユニット２０01〜２０15の個々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二値データであり、露光ユニット２０01〜２０15による露光作動が繰り返される毎に書き換えられる。
【００７５】
露光タイミング調整回路５６は、後述するように各露光ユニット２０01〜２０15に露光データを与えるタイミングを調整し、ＤＭＤ駆動回路５８へ出力する。ＤＭＤ駆動回路５８は露光タイミング調整回路５６から得られた露光データに基づいて１５個の露光ユニット２０01〜２０15を個々に独立して駆動制御し、これにより各露光ユニット２０01〜２０15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。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（２０01〜２０15）存在し、ＤＭＤ駆動回路５８によってそれぞれ駆動されることは言うまでもない。
【００７６】
上述した第１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２０01〜２０15による露光作動を行うことも可能である。
【００７７】
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第１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。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。
【００７８】
図８は、露光データ生成回路５４および露光タイミング調整回路５６の一部を詳細に示すブロック図である。露光データ生成回路５４には、１５個の露光ユニット２０01〜２０15にそれぞれ対応したデータ生成タイミング調整回路が設けられているが、ここでは第１、第２露光ユニット２０01および２０02に対応した第１、第２データ生成回路５４01および５４02のみが示され、残り１３個のデータ生成回路については同様の構成であるため省略される。また、露光タイミング調整回路５６にも露光ユニット２０01〜２０15にそれぞれ対応して１５個のタイミング調整回路が設けられているが、図８では第１、第２タイミング調整回路５６01および５６02のみが示される。
【００７９】
第１データ生成回路５４01は、対応する第１露光ユニット２０01の露光すべき領域、厳密には実際に露光される領域よりも幅の大きい第１分割領域、に対応するラスタデータをビットマップメモリ５２から得て、露光データメモリ５４２01に格納する。そして、読出しアドレス制御回路５４４01により露光データメモリ５４２01からラスタデータを選択的に読み出すことにより、第１露光ユニット２０01に与えるべき露光データを生成し、第１タイミング調整回路５６01に出力する。座標変換等を行う場合には、この読出しアドレス制御回路５４４01から送出される読出しアドレスデータが変更される。
【００８０】
第１タイミング調整回路５４01にはＦＩＦＯ（First In First Out）メモリ５６２01が設けられ、このＦＩＦＯメモリ５６２01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個の露光データが一時的に保持される。このＦＩＦＯメモリ５６２01への書込みはシステムコントロール回路３４から出力される制御クロックパルスＣＬＫ０に同期して行われ、第１データ生成回路５４01から出力された露光データはその読み出された順に順次ＦＩＦＯメモリ５６２01へ書込まれる。そしてＦＩＦＯメモリ５４２01からの読み出しはパルス制御回路５６４01から出力された読出しクロックパルスＣＬＫ１に同期して行われ、ＦＩＦＯメモリ５６２01に早く入力された露光データから順に読み出される。
【００８１】
パルス制御回路５６４01は、システムコントロール回路３４から入力される制御クロックパルスＣＬＫ０、露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫおよびパルスデータＮ01に基づいて読み出しクロックパルスＣＬＫ１を生成する。制御クロックパルスＣＬＫ０は、１３１０７２０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は全ての露光ユニット２０01〜２０15の露光タイミングを統一させるためのパルスである。露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫの周期ｔeは制御クロックパルスＣＬＫ０の周期の１３１０７２０倍以上とされる。パルスデータＮ01については後で詳述する。
【００８２】
第１実施形態においては、読出しクロックパルスＣＬＫ１を制御することによってＦＩＦＯメモリ５６２01からの露光データの出力タイミングを調整しており、これにより第１露光ユニット２０01の露光タイミング、即ち描画面３２に対する全面露光領域Ｕａ01の相対位置を調整することができる。
【００８３】
第２タイミング調整回路５６02および残り１３個のタイミング調整回路も第１タイミング調整回路５６01と同様の構成を有しており、露光データの出力タイミングを各自独立して調整できる。従って、各露光ユニット２０01〜２０15の取付け位置がＸ方向にずれていたとしても、そのずれを相殺するように各読出しクロックパルス（ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、…）を調整すれば、描画面３２上における露光領域を同一ライン上に高精度に一致させることができ、繋ぎ目が目立たないように回路パターンを描画できる。
【００８４】
なお、図８において第２データ生成回路５４02の露光データメモリおよび読出しアドレス制御回路にはそれぞれ符号５４２02、５４４02が付され、第２タイミング調整回路５６02のＦＩＦＯメモリおよびパルス制御回路にはそれぞれ符号５６２02および５６４02が付されている。
【００８５】
図９は、３つの露光ユニット２０01、２０02および２０03の相対位置と、描画面３２上における各全面露光領域Ｕａ01、Ｕａ02およびＵａ03の相対位置を示す模式図である。図１０は、露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫ、露光番号、パルスデータ、制御クロックパルスＣＬＫ０、各読出しクロックパルスＣＬＫ１、ＣＬＫ２およびＣＬＫ３をそれぞれ示すタイミングチャートである。他の露光ユニット２０04〜２０15はここでは省略される。
【００８６】
本来であれば第１露光ユニット２０01と第３露光ユニット２０03とは同一ライン上に正確に位置決めされなければならないが、実際には各露光ユニット２０01〜２０15をゲート状構造体１８に取付ける際に取付け誤差が生じることがある。例えば図９に示すように、第３露光ユニット２０03が第１露光ユニット２０01より距離ＴだけＸ軸の正側に取付けられた場合には、描画面３２がＸ軸の負側に移動している時に同一タイミングで露光作動が実行されると、全面露光領域Ｕａ03は全面露光領域Ｕａ01よりもＸ軸の正側に距離Ｔだけずれてしまう。
【００８７】
そこで、両全面露光領域Ｕａ01およびＵａ03のＸ方向の位置を揃えるために、図１０に示すように第１露光ユニット２０01による露光開始タイミングを、描画面３２が距離Ｔだけ進む間に実行される露光回数分だけ、第３露光ユニット２０03による露光開始タイミングより遅らせている。この最も露光タイミングを早くすべき露光ユニット２０03を基準とする露光回数の遅れがパルスデータとして定義され、このパルスデータは１４個の露光ユニット２０01、２０02、２０04、…２０15についてそれぞれシステムコントロール回路３４により予め算出され、個々のパルス制御回路５４４01、５４４02、…に与えられている。
【００８８】
パルスデータについて詳述する。全面露光領域Ｕａ03に対する全面露光領域Ｕａ01のＸ方向のずれ量が距離Ｔであって、露光１回当たりの移動量が（Ａ＋ａ）であった場合、第１露光ユニット２０01による露光開始タイミングを決定するパルスデータＮ01は下記の（１）式により算出される。
Ｎ01＝ＩＮＴ［Ｔ／（Ａ＋ａ）］ ・・・（１）
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。
【００８９】
ここで、露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫのパルス数を露光番号として定義する。読出しクロックパルスＣＬＫ３が露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫの１番目の立ち上がりに同期して出力された場合、読出しクロックパルスＣＬＫ１は露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫの（１＋Ｎ01）番目の立ち上がりに同期して出力される。従って、ＦＩＦＯメモリ５４２01からの露光データの読み出しは、ＦＩＦＯメモリ５４２03よりも時間（ｔe×Ｎ01）だけ遅れることになる。言い換えると、第３露光ユニット２０03が露光番号”１”から露光作動を開始すれば、第１露光ユニット２０01は時間（ｔe×Ｎ01）だけ遅れた露光番号”１＋Ｎ01”から露光作動を開始することになる。
【００９０】
このように、システムコントロール回路３４は、所定周期の制御クロックパルスＣＬＫ０を遅らせて出力するためのパルスデータを算出して、パルス制御回路５４４に出力する。パルス制御回路５４４は入力された制御クロックパルスＣＬＫ０をパルスデータ分の露光回数が終了する時間だけ遅らせて読出しクロックパルスＣＬＫ１として出力する。
【００９１】
なお、（１）式の除算において剰余（Ｔ−Ｎ01×（Ａ＋ａ））が０でない場合には、図７のビットマップメモリ５２から読み出すべきラスタデータをその剰余に相当するピクセル数分だけずらせばよい。これにより、Ｘ方向に関して第１露光ユニット２０01による露光位置を第３露光ユニット２０03による露光位置とさらに厳密に一致させることができる。
【００９２】
第２露光ユニット２０02についても同様、第１露光ユニット２０01よりＸ軸の負側に距離Ｓだけ離れて取付けられていれば、第３露光ユニット２０03からの距離は（Ｓ＋Ｔ）となる。よって、第２露光ユニット２０02の露光開始タイミングを示すパルスデータＮ02は次の（２）式により決定される。
Ｎ02＝ＩＮＴ［（Ｓ＋Ｔ）／（Ａ＋ａ）］ ・・・（２）
【００９３】
従って、読出しクロックパルスＣＬＫ２は露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫの（１＋Ｎ02）番目の立ち上がりに同期して出力され、ＦＩＦＯメモリ５６２02からの露光データの読み出しは、ＦＩＦＯメモリ５６２03よりも時間（ｔe×Ｎ02）だけ遅れることになる。言い換えると、第２露光ユニット２０02は露光番号”１＋Ｎ02”から露光作動を開始することになる。なお、同様に、（２）式の除算における剰余（（Ｓ＋Ｔ）−Ｎ02×（Ａ＋ａ））が０でなかった場合、図７のビットマップメモリ５２からラスタデータを読み出す位置がその剰余に相当するピクセル数分だけずらされる。これにより描画面３２において、第２露光ユニット２０02のＸ方向に関する露光開始位置と第１露光ユニット２０01による露光開始位置とが同じになる。
【００９４】
このように、第１実施形態の多重露光描画装置１０においては、露光タイミング調整回路５６によって個々の露光ユニットへの露光データの送出タイミングを調整することによりＸ軸方向における全面露光領域Ｕａ01〜Ｕａ15の位置ずれを相殺するように構成されており、これにより露光ユニット２０01〜２０15がＸ軸方向にずれて取付けられても個々の露光開始位置を一致させるための微調整が容易に行える。なお、各タイミング調整回路のパルス制御回路に設定される露光番号は各全面露光領域の相対位置の実測値に基づいて予め算出されている。
【００９５】
次に、図１１および図１２を参照して、本発明による多重露光描画装置の第２実施形態を説明する。図１１は多重露光描画装置のブロック図であり、図１２は露光タイミング調整回路を露光データ生成回路の一部と共に詳細に示すブロック図である。第１実施形態の多重露光描画装置では個々の露光ユニットの露光タイミングのずれをそれぞれ調整する構成であるのに対し、第２実施形態の多重露光描画装置では第１列目と第２列目の露光ユニットの露光タイミングのずれを調整する点が第１実施形態と異なっており、その他の構成は第１実施形態と同様である。ここでは第１実施形態と同じ構成には同符号を付し、説明を省略する。
【００９６】
第２実施形態の多重露光描画装置は、ラスタ変換回路５０と露光データ生成回路５４との間に露光タイミング調整回路１５６を備えており、この露光タイミング調整回路１５６には１つのバッファメモリ１５７が設けられる。ラスタ変換回路５０から露光タイミング調整回路１５６へ出力された回路パターンのラスタデータは直接露光データ生成回路５４に送られる一方、バッファメモリ１５７において所定時間だけ遅らされて間接的に露光データ生成回路５４に送られる。
【００９７】
露光データ生成回路５４では、第１列目の露光ユニット２０01、２０03、…、２０15に対応するデータ生成回路（図１２では第１データ生成回路５４01のみを示す）が遅延せずに送られたラスタデータに基づいてそれぞれ露光データを生成し、第２列目の露光ユニット２０02、２０04、…、２０14に対応するデータ生成回路（図１２では第２データ生成回路５４02のみを示す）がバッファメモリ１５７により遅延して送られたラスタデータに基づいてそれぞれ露光データを生成する。バッファメモリ１５７によるラスタデータの遅延時間は、第１列目の露光ユニット２０01、２０03、…、２０15に対する第２列目の露光ユニット２０02、２０04、…、２０14のＸ方向におけるずれ量Ｔ（図９参照）だけ描画面３２が進む時間に相当する。
【００９８】
バッファメモリ１５７の構成および機能について詳述すると、バッファメモリ１５７は第１列目の露光ユニット２０01、２０03、…、２０15と第２列目の露光ユニット２０02、２０04、…、２０14との取付位置のＸ方向ずれ量Ｔに相当するラスタデータが格納できる容量を有する。バッファメモリ１５７の書込み動作および読出し動作はシステムコントロール回路３４により制御される。
【００９９】
このように、第２実施形態の多重露光描画装置によると、露光ユニット２０01、２０02、…、２０15をＸ方向に関して異なる位置に２列に配列させたときに、バッファメモリ１５７によって描画面３２の進行方向に対して前方に位置する第２列目の露光ユニット２０02、２０04、…、２０14の露光タイミングを遅らせており、これにより両列の露光ユニット２０01、２０02、…、２０15の描画開始位置を一致させることができる。特に、バッファメモリ１５７を１つ設けるだけでよいので、簡単な構成で２列間の位置ずれを解消できる。
【０１００】
なお、第２実施形態で用いた１個のバッファメモリを第１実施形態に適用してもよい。即ち、例えばバッファメモリをビットマップメモリ（５２）と露光データ生成回路（５４）との間に設けてもよい。この構成によると、１個のバッファメモリによって第１列目に対する第２列目の位置ずれを大まかに調整し、さらに１５個のＦＩＦＯメモリによって同一列の露光ユニットにおける位置ずれを細かく調整することができる。バッファメモリを追加することにより、各ＦＩＦＯメモリには同一列の露光ユニット間で調整するだけのメモリ容量でよいので、そのメモリ容量は第１実施形態に比べて遥かに小さくて済む。
【０１０１】
【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描画装置を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。
【０１０２】
また、本発明による多重露光描画装置にあっては、各露光ユニットの取付け位置の誤差を露光データの出力タイミングを調整することによって相殺しており、これにより高精度な位置決めは必要なく、煩雑な取付作業を大幅に効率化できる。
【０１０３】
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。
【０１０４】
本発明による多重露光描画装置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。
【０１０５】
本発明による多重露光描画装置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】図７に示す露光データ生成回路および露光タイミング調整回路の一部を詳細に示すブロック図である。
【図９】３つの露光ユニットおよび全面露光領域の相対関係を模式的に示す斜視図である。
【図１０】露光データ生成回路の３つのＦＩＦＯメモリに対する読出しパルスを時系列的に示すタイミングチャートである。
【図１１】本発明による多重露光描画装置の第２実施形態を示すブロック図である。
【図１２】図１１に示す露光タイミング調整回路を露光データ生成回路の一部と共に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
２０01、２０02、…２０15 露光ユニット
Ｍ（１，１）、…Ｍ（１０２４，１２８０） マイクロミラー（変調素子）
３２ 描画面
３４ システムコントロール回路
５０ ラスタ変換回路
５４ 露光データ生成回路
５６、１５６ 露光タイミング調整回路
５８ ＤＭＤ駆動回路
５６２01、５６２02 ＦＩＦＯメモリ
１５７ バッファメモリ
Claims (8)
- マトリクス状に配置された多数の変調素子をそれぞれ持つ複数の露光ユニットを用いて所定のパターンを描画面上に多重露光により描画する多重露光描画装置であって、
前記複数の露光ユニットが、第１方向に沿って配列する一方で、前記第１方向とは異なる第２方向に関し、組み付け誤差、あるいは組み付け誤差とともに所定距離だけ離れていることによって、それぞれ異なる位置で配列し、
前記第２方向に沿って前記描画面を前記露光ユニットに対して相対移動させる移動手段と、
最も露光タイミングの早い露光ユニットを基準として他の露光ユニットの露光開始タイミングを遅らせることによって、露光タイミングを統一させる露光クロックパルスに同期させながら個々の前記露光ユニットの露光タイミングを調整する露光タイミング調整手段とを備え、
前記露光タイミング調整手段が、前記第２方向に関して組み付け誤差に起因するずれ量が生じている露光ユニットに対し、前記描画面が前記ずれ量だけ進む間に実行される露光回数を表すパルスデータに従って露光開始タイミングを遅らせる一方、前記第２方向に関して組み付け誤差に起因するずれ量とともに所定距離だけ離れて配置されている露光ユニットに対し、前記描画面が前記ずれ量および前記所定距離だけ進む間に実行される露光回数を表すパルスデータに従って露光開始タイミングを遅らせ、
これらによって、前記描画面上において個々の前記露光ユニットによる前記第１方向に沿う描画開始位置を一致させることを特徴とする多重露光描画装置。 - 前記所定パターンに対応するラスタデータを生成するラスタデータ生成手段と、前記ラスタデータを一時的に格納するビットマップメモリと、ラスタデータに基づいて露光データを生成する露光データ生成手段とをさらに有し、
前記露光タイミング調整手段が、前記ずれ量もしくは前記ずれ量と所定距離の合計の距離を露光一回当たりの移動量で割ったときの剰余が０でない場合、前記ビットマップメモリに格納された前記ラスタデータの読み出す位置を、その剰余に相当するピクセル数分だけずらすことを特徴とする請求項１に記載の多重露光描画装置。 - 個々の前記露光ユニットについて前記所定パターンに対応した露光データを生成する露光データ生成手段を備え、さらに前記露光タイミング調整手段が、前記露光ユニットに与えるべき露光データを一時的に格納するＦＩＦＯ（First In First Out）メモリを有し、このＦＩＦＯメモリに対する読出しタイミングを前記パルスデータに応じて遅らせることにより、露光タイミングを調整することを特徴とする請求項１に記載の多重露光描画装置。
- 前記ＦＩＦＯメモリが前記露光ユニットの数と同じ数だけ設けられることを特徴とする請求項３に記載の多重露光描画装置。
- 前記露光ユニットが２列の千鳥格子状に配列され、第１列目の露光ユニットが第２列目の露光ユニットに対して前記描画面の相対移動方向に関して所定距離だけ後方に離れて配置されることを特徴とする請求項１に記載の多重露光描画装置。
- 前記所定パターンに対応するラスタデータを生成するラスタデータ生成手段を備え、さらに前記露光タイミング調整手段が、前記所定パターンのラスタデータのうち少なくとも前記所定距離に相当する長さのパターンのラスタデータを一時的に格納するバッファメモリを有し、前記第１列目の露光ユニットに与えるべき露光データを前記ラスタデータ生成手段から直接得られるラスタデータに基づいて生成すると共に前記第２列目の露光ユニットに与えるべき露光データを前記バッファメモリを介して得られるラスタデータに基づいて生成することにより露光タイミングを調整することを特徴とする請求項５に記載の多重露光描画装置。
- マトリクス状に配置された多数の変調素子をそれぞれ有し、第１方向に沿って配列された複数の露光ユニットを用いて、所定のパターンを描画面上に多重露光により描画する多重露光描画方法であって、
前記複数の露光ユニットが、前記第１方向とは異なる第２方向に関し、組み付け誤差、あるいは組み付け誤差とともに所定距離だけ離れていることによって、それぞれ異なる位置で配列し、
前記第２方向に沿って前記描画面を前記露光ユニットに対して相対移動させ、
最も露光タイミングの早い露光ユニットを基準として他の露光ユニットの露光開始タイミングを遅らせることによって、露光タイミングを統一させる露光クロックパルスに同期させながら個々の前記露光ユニットの露光タイミングを調整し、
露光タイミング調整において、前記第２方向に関して組み付け誤差に起因するずれ量が生じている露光ユニットに対し、前記描画面が前記ずれ量だけ進む間に実行される露光回数を表すパルスデータに従って露光開始タイミングを遅らせる一方、前記第２方向に関して組み付け誤差に起因するずれ量とともに所定距離だけ離れて配置されている露光ユニットに対し、前記描画面が前記ずれ量および前記所定距離だけ進む間に実行される露光回数を表すパルスデータに従って露光開始タイミングを遅らせ、
これらによって、前記第１方向に沿う描画開始位置を一致させることを特徴とする多重露光描画方法。 - さらに、前記所定パターンに対応するラスタデータを生成してビットマップメモリに格納した後、ラスタデータから露光データを生成し、
前記ずれ量もしくは前記ずれ量と所定距離の合計の距離を露光一回当たりの移動量で割ったときの剰余が０でない場合、前記ビットマップメモリに格納された前記ラスタデータの読み出す位置を、その剰余に相当するピクセル数分だけずらすことを特徴とする請求項７に記載の多重露光描画方法。
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