JP4324645B2

JP4324645B2 - Multiple exposure drawing apparatus and multiple exposure drawing method

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Publication number: JP4324645B2
Application number: JP2001249947A
Authority: JP
Inventors: 隆志奥山
Original assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-08-21
Filing date: 2001-08-21
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2021-08-21
Also published as: JP2003057837A

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、フォトリゾグラフィ（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、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。この場合、描画される回路パターンの画素のサイズは変調素子のサイズに対応したものとなり、例えば、上述した結像光学系の倍率が等倍であるとき、描画回路パターンの画素のサイズと変調素子のサイズとは実質的に等しくなる。
【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】
また、別のタイプの露光ユニットとして、例えばレーザビーム走査光学系から構成されるものも知られている。このようなタイプの露光ユニットを用いる描画装置にあっては、被描画体の移動方向を横切る方向にレーザビームを偏向させて該レーザビームでもって被描画体を走査すると共に該走査レーザビームを一ライン分の描画データ（ラスタデータ）でもって順次変調させることによって、所望の回路パターンの描画が行われる。
【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のいずれのタイプのものにあっては、回路パターンの描画解像度は個々の描画装置で予め決められた画素サイズ（ドットサイズ）によって決まる。即ち、マトリクス状に配列された変調素子から成る露光ユニットを持つ描画装置にあっては、回路パターンの描画解像度は個々の変調素子サイズ即ち画素サイズによって決まり、またレーザビーム走査光学系を持つ描画装置にあっては、走査レーザビームのビーム径即ち画素サイズによって決まる。
【０００９】
かくして、従来では、ＣＡＤステーション或いはＣＡＭステーションで回路パターンを設計する際の画素サイズはその回路パターンを描画すべき個々の描画装置によって予め決められた画素サイズに一致させることが必要である。換言すれば、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高めるためには、種々の画素サイズに対応できる描画装置が用意されなければならないし、種々の画素サイズに対応できる描画装置を用意できなければ、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が制限されるということになる。
【００１０】
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であって、パターンデータの画素サイズがどのような大きさのものであっても、そのパターンデータに基づいて所定のパターンを適正に描画し得るようになった新規な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。
【００１１】
【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、所定方向に複数個並べられ、それぞれマトリクス状に配列された多数の変調素子によって描画面を多重露光する露光ユニットと、描画面に露光すべきパターンのラスタデータを保持するメモリ手段と、パターンを所定方向に沿って露光ユニットの数と等しい数のパターン領域に分割する分割手段と、個々のパターン領域を含みかつパターン領域の所定方向における幅よりも大きい幅を有する分割領域を決定する分割領域決定手段と、個々の分割領域に対応するラスタデータをメモリ手段から読み出す読み出し手段と、読み出し手段により読み出された分割領域のラスタデータの中から所定のラスタデータを選択し、分割領域に対応する露光ユニットの各変調素子を駆動制御する変調素子制御手段とを備えることを最大の特徴としている。
【００１２】
多重露光描画装置において、露光ユニットの所定方向における最大露光幅が、パターン領域の幅より長く、かつ分割領域の幅より短い。
【００１３】
また、本発明に係る多重露光描画方法は、所定方向に複数個並べられ、それぞれマトリクス状に配列された多数の変調素子を有する露光ユニットを用いて多重露光することにより所定パターンを描画面上に描画する多重露光描画方法であって、所定パターンのラスタデータをメモリに保持する第１ステップと、所定パターンを所定方向に沿って露光ユニットの数と等しい数のパターン領域に分割する第２ステップと、個々のパターン領域を含みかつパターン領域の所定方向における幅よりも大きい幅を有する分割領域を決定する第３ステップと、個々の分割領域に対応するラスタデータをメモリから読み出す第４ステップと、読み出し手段により読み出された分割領域のラスタデータの中から所定のラスタデータを選択し、分割領域に対応する露光ユニットの各変調素子を駆動制御する第５ステップとを備えることを特徴とする多重露光描画方法。
【００１４】
【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。
【００１５】
図１には、本発明による多重露光描画装置の第１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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
本実施形態では、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マトリクス状に配列されるように設置される。
【００２０】
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。
【００２１】
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。照明光の強度は被描画体３０のフォトレジスト層の感度に応じて調整される。
【００２２】
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、反射率の高い一辺長さＣの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。
【００２３】
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。
【００２４】
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板２９に向かって反射されて結像光学系２８から逸らされる。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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が得られる。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）の一辺の長さ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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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２０₀₁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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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、この帯状露光領域の幅はそれぞれ全面露光領域Ｕａ₀₁〜Ｕａ₁₅の幅に略一致する。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。
【００３８】
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。本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。
【００３９】
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、本実施形態では１≦ｍ≦１０２４および１≦ｎ≦１２８０となる。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
図３では、露光ユニット２０₀₁〜２０₁₅のマイクロミラーの並びはＸ軸およびＹ軸に平行であったが、露光ユニット２０₀₁〜２０₁₅の姿勢をＸ軸に対して微少角αだけ傾斜させつつ移動させる構成であってもよい。このとき、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、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。
【００４６】
図５は、露光ユニット２０₀₁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。
【００４７】
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軸および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軸方向および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）およびＵ（９，１）がそれぞれ破線、一点鎖線および実線の引出し線で例示的に示されている。
【００４８】
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）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。
【００４９】
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および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。
【００５０】
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２４０個の露光点を分布させるためには、Ｘ軸に沿って１６個およびＹ軸に沿って１５個配列させればよいことになり、距離ａおよび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／２４０＝２０μｍ／２４０＝０．０８３３μｍ
【００５１】
なお、言うまでもないが、距離ｂを０．０８３３μｍ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０．０８３３μｍだけシフトするように描画テーブル１６の傾斜角度αを設定するということに他ならない。
【００５２】
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。
【００５３】
さらに、露光点ＣＮ（１，１）から距離（＋１５ａ，−１５ｂ）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，−１６ｂ）だけ離れた露光点ＣＮ（６６，１）は第１７回目露光位置における第６６ラインの先頭のマイクロミラーＭ（６６，１）によって得られる単位露光領域Ｕ（６６，１）の中心である。同様に、露光点ＣＮ（１，１）から距離（０，−２２４ｂ）だけ離れた露光点ＣＮ（９１１，１）は第２４１回目露光位置における第９１１ラインの先頭のマイクロミラーＭ（９１１，１）によって得られる単位露光領域Ｕ（９１１，１）の中心であり、露光点ＣＮ（１，１）から距離（１５ａ，−２３９ｂ）だけ離れた露光点ＣＮ（９７５，１）は第２４０回目露光位置における第９７５ラインの先頭のマイクロミラーＭ（９７５，１）によって得られる単位露光領域Ｕ（９７５，１）の中心である。
【００５４】
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軸およびＹ軸のそれぞれに沿ってピッチａおよび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２４０個の露光点が均一に分布させられる。
【００５５】
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４８０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、０．８３３μｍ／２に設定される。
【００５６】
また、図６に示す例では１５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および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。
【００５７】
このように本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。
【００５８】
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２４０回にわたって多重露光を受けることになる。
【００５９】
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６０回にわたって多重露光を受けることになる。
【００６０】
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（本実施形態では、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。
【００６１】
図７は多重露光描画装置１０の制御ブロック図である。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。即ち、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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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に書き込んで格納する。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。
【００６７】
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に書き込まれる。要するに、ビットマップメモリ５２には回路パターンデータとして０または１で表されたビットデータとして格納される。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でのデータ書込み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行われる。
【００６８】
ビットマップメモリ５２には、１５個の露光データ生成回路５４₀₁〜５４₁₅（図７では４つの露光データ生成回路５４₀₁、５４₀₂、５４₀₃および５４₁₅のみを示す）が接続される。各露光データ回路５４₀₁〜５４₁₅はそれぞれ露光ユニット２０₀₁〜２０₁₅に対応しており、各露光ユニットに与えるべきビットデータをビットマップメモリ５２から読み出し、露光データを生成してＤＭＤ駆動回路５６に出力する。露光データは個々の露光ユニット２０₀₁〜２０₁₅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ビットデータである。
【００６９】
ＤＭＤ駆動回路５６はその露光データに基づいて露光ユニット２０₀₁〜２０₁₅をそれぞれ独立して作動し、これにより各露光ユニット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。露光データは露光ユニット２０₀₁〜２０₁₅による露光作動が繰り返される度毎に書き換えられる。
【００７０】
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５６によってそれぞれ駆動されることは言うまでもない。
【００７１】
図８には、ビットマップメモリ５２上に展開された回路パターンのラスタデータの一部分が模式的に示されている。同図に示すライン番号Ｌは描画面３２上に描画されるべき回路パターンのＹ軸に沿う描画ライン番号に対応し、各ラインには１２８０×１５個のビットデータが含まれる。同図に示すように、個々のビットデータは“Ｂ”で示され、この“Ｂ”には描画されるべき回路パターンに従って“１”か“０”のうちのいずれかの値が与えられる。
【００７２】
本発明によれば、回路パターンデータ（ラスタデータ）の画素サイズ、即ち個々のビットデータ“Ｂ”のサイズについてはその回路パターンの設計段階で種々の大きさを与えることが可能である。例えば、ビットデータ“Ｂ”のサイズが１０μｍ×１０μｍであれば、描画面３２上に描かれるべき描画ラインの幅も１０μｍとなり、ビットデータ“Ｂ”のサイズが２０μｍ×２０μｍであれば、描画ラインの幅も２０μｍとなり、ビットデータ“Ｂ”のサイズが３０μｍ×３０μｍであれば、描画ラインの幅も３０μｍとなる。
【００７３】
図８に示すように、各ラインに含まれる１２８０×１５個のビットデータは第１番目ないし第１５番目のグループに分けられる。図３に示すように描画面３２がＸ軸に平行な方向に移動する場合、第１露光ユニット２０₀₁によって描かれるべき回路パターンに必要なデータは左端から１２８０ビット分のラスタデータである。しかし、図５に示すように露光ユニットがＸ軸に対して傾斜して移動する場合には、露光領域Ｕａ₀₁がＹ軸に沿ってシフトするため露光データの生成には１２８０ビット以上のラスタデータが必要である。
【００７４】
そこで本実施形態においては、第１露光データ生成回路５４₀₁は、ビットマップメモリ５２から、先頭（図中左端）から（１２８０＋β）ビット分のラスタデータを読み出しており、読み出された第１番目のグループのラスタデータに基づいて第１露光ユニット２０₀₁に与えるべき露光データを生成する、即ちこれらラスタデータからＹ軸方向に並ぶ１２８０個のマイクロミラーに与えるべき１２８０ビット分のラスタデータを選択して露光データとして出力する。
【００７５】
第２露光データ生成回路５４₀₂は、ビットマップメモリ５２から、左端から１２８１番目から２５６０番目までの１２８０ビット分のラスタデータを含み、その前後βビット分だけ多い（１２８０＋２β）ビット分のラスタデータを第２番目のグループとして読み出し、第２露光ユニット２０₀₂に与えるべき露光データを生成する。第３〜第１４露光データ生成回路５４₀₃〜５４₁₄についても、第２露光データ生成回路５４₀₂と同様に（１２８０＋２β）ビット分のラスタデータを読み出して露光データを生成する。第１５露光データ生成回路５４₁₅は、最後（図中右端）の（１２８０＋β）ビット分のラスタデータを読み出して露光データを生成する。
【００７６】
なおβは正の整数であり、システムコントロール回路３４において予め設定された定数である。特にその値は限定されないが、数十程度が好ましい。また、各グループのラスタデータの数を全て等しくする必要は無く、個々のグループについて任意に変更しても良い。
【００７７】
各グループの個々のビットデータ“Ｂ”に対しては、図９に模式的に示すようなアドレスデータ［Ｌ_x，Ｒ_y］が与えられる。アドレスデータ成分Ｌ_xはライン番号Ｌ（図８）を示し、アドレスデータ成分Ｒ_yは各グループの最上ビットからの数えて何ビット目に当たるかを表す。例えば、アドレスデータ［０００００１，０００１］は各グループのライン番号１の最上位ビットのビットデータ“Ｂ”を表し、アドレスデータ［０００００３，０００１］は各グループのライン番号３の最上位ビットのビットデータ“Ｂ”を表し、またアドレスデータ［０００００１，１２７８］は各グループのライン番号１の最上位ビットから数えて１２７８番目のビットデータ“Ｂ”を表し、アドレスデータ［０００００３，１２７８］は各グループのライン番号３の最上位ビットから数えて１２７８番目のビットデータ“Ｂ”を表し、更にアドレスデータ［０００００１，１２８０］は各グループのライン番号１の最下位ビットのビットデータ“Ｂ”を表し、アドレスデータ［０００００３，１２８０］は各グループのライン番号３の最下位ビットのビットデータ“Ｂ”を表す。
【００７８】
図１０は、回路パターンと、第１および第２露光ユニット２０₀₁および２０₀₂との関係を示す模式図である。説明を簡単にするために、ここでは描画面３２をＸ軸に平行に移動させた場合（図３）について説明する。
【００７９】
第１露光ユニット２０₀₁は、全面露光領域Ｕａ₀₁と同一幅である帯状の領域を多重露光により描画する。この帯状の領域を第１パターン領域Ｒａ₀₁と定義する。第１露光ユニットは第１パターン領域Ｒａ₀₁のＹ方向長さ（以下、パターン領域幅Ｄ１と記載する）よりも幅の大きい領域（破線で囲まれる）を露光するだけの数（Ｙ方向に１２８０個）のマイクロミラーを備えているが、実際に露光作動させられるマイクロミラーは、右上がりのハッチングで示される全面露光領域Ｕａ₀₁に対応する１２８０個以下のマイクロミラーのみである。この第１パターン領域Ｒａ₀₁に描かれる回路パターンは、そのＹ方向長さがパターン全体のＹ方向長さの１／１５に相当し、図８に示す第１番目のグループに含まれる先頭からパターン領域幅Ｄ１に相当するラスタデータに基づいて描かれる。
【００８０】
第１番目のグループに含まれるラスタデータに対応する領域を第１分割領域Ｂａ₀₁（図中一点鎖線で囲まれた領域）として定義すると、この第１分割領域Ｂａ₀₁のＹ方向長さである分割領域幅Ｄ２はパターン領域幅Ｄ１よりも長く設定され、その差Ｄ３はβビット分のラスタデータに相当する長さ（β×ＰＳ）に等しい。即ち、第１露光データ生成回路５４₀₁において第１分割領域Ｂａ₀₁に相当するラスタデータが読み出され、その中から第１パターン領域Ｒａ₀₁に相当するビットデータが露光データとして選択され、第１露光ユニット２０₀₁が作動させられる。
【００８１】
第２露光ユニット２０₀₂についても同様に、第２露光データ生成回路５４₀₂によってパターン領域幅Ｄ１よりも長さ（Ｄ３×２）だけ長い分割領域幅Ｄ４を持つ第２分割領域Ｂａ₀₂に相当する（１２８０＋２β）ビット分のラスタデータが読み出され、この第２分割領域Ｂａ₀₂に含まれる第２パターン領域Ｒａ₀₂を多重露光するための露光データが生成される。なお、第３〜第１５露光データ生成回路５４₀₂〜５４₁₅においても同様に露光データが生成されることは言うまでもない。
【００８２】
隣り合う２つのパターン領域Ｒａ₀₁およびＲａ₀₂は重なることはなく実質的に隙間なく並んでいるが、隣り合う２つの分割領域Ｂａ₀₁およびＢａ₀₂はＹ方向に長さＤ３×２だけ重なり合っている。即ち、第１および第２露光データ生成回路５４₀₁および５４₀₂は２βビット分のラスタデータを共有することになる。なお、第１分割領域Ｂａ₀₁の分割領域幅Ｄ２は、第１露光ユニット２０₀₁の最大露光幅Ｄ５よりも大きい値に設定される。
【００８３】
このように、パターン領域よりも広い分割領域に相当するラスタデータを読み出して露光データを生成するので、上記のようにパターン領域がＹ方向にシフトする場合や、回路パターンを座標変換（回転、拡大、縮小、移動等）して描画する場合においても十分に対応することができる。
【００８４】
図１１は、回路パターンに回転変換を施した場合の分割領域とパターン領域との関係を示す図である。本来の回路パターンを破線で示し、時計回りに角度θだけ回転変換した回路パターンを実線で示す。
【００８５】
回路パターンを回転した場合、図に示すように本来第１露光ユニット２０₀₁のみで描画すべき幅Ｄ１の回路パターン（第１パターン領域Ｒａ₀₁）を第１および第２露光ユニット２０₀₁、２０₀₂の双方を用いて描画しなければならない。即ち、第１パターン領域Ｒａ₀₁のうち右上がりのハッチングで示される台形の領域が第１露光ユニット２０₀₁により描画され、右下がりのハッチングで示される残りの三角形領域が第２露光ユニット２０₀₂により描画されるべきである。従って、第２分割領域Ｂａ₀₂の分割領域幅Ｄ４は、回転変換前の第１パターン領域Ｒａ₀₁の一部を含むようにパターン領域幅Ｄ１よりも大きく設定される。これにより、実質的に回路パターンを回転させて描くことができる。
【００８６】
図１２は、図７に示す第１露光データ生成回路５４₀₁の構成をさらに詳細に示すブロック図である。なお、残り１４個の露光データ生成回路５４₀₂〜５４₁₅は、第１露光データ生成回路５４₀₁と同じ構成を有しており、ここでは説明を省略する。
【００８７】
第１露光データ生成回路５４₀₁には、分割領域チェック回路５４０および分割領域メモリ５４１が設けられる。分割領域チェック回路５４０には、システムコントロール回路３４により第１分割領域Ｂａ₀₁に相当するラスタデータのアドレスデータ（以下、分割領域データと記載する）が与えられ、ビットマップメモリ５２から順に読み出されたラスタデータから第１分割領域Ｂａ₀₁に相当するラスタデータのみを抽出して、分割領域用メモリ５４１に格納する。即ち、分割領域用メモリ５４１には第１分割領域Ｂａ₀₁に相当するラスタデータが格納される。
【００８８】
第１露光データ生成回路５４₀₁には露光点座標データメモリ５４２が設けられ、この露光点座標データメモリ５４２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個の露光点ＣＮ（ｍ，ｎ）の座標データが格納される。この露光点座標データは、第１ラインの先頭のマイクロミラーＭ（１，１）に対応する露光点ＣＮ（１，１）を原点とする２次元直交座標系で表され、その座標系の２軸はそれぞれＸ軸およびＹ軸に平行である。この露光点座標データは描画面３２全体の描画が行われる毎に見直され、必要に応じてシステムコントロール回路３４から与えられ、更新される。
【００８９】
第１露光データ生成回路５４₀₁のカウンタ５４４には、システムコントロール回路３４から基本制御クロックパルスＣＬＫ１および露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫが入力され、その出力は露光点座標データメモリ５４２および露光データメモリ５４９に入力される。
【００９０】
基本制御クロックパルスＣＬＫ１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は露光開始タイミングを制御するパルスである。露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫの周期はクロックパルスＣＬＫ１の周期の１３１０７２０倍以上とされる。
【００９１】
カウンタ５４４は基本制御クロックパルスＣＬＫ１のパルス数をカウントし、そのカウント値を出力する。このカウント値は露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫの入力毎に初期値０にリセットされる。従って、カウンタ５４４からの出力は露光点座標データメモリ５４２または露光データメモリ５４９から各マイクロミラーに与えるべきビットデータの読み出す順番を示すアドレスデータに相当する。
【００９２】
また第１露光データ生成回路５４₀₁には露光位置データメモリ５４６が設けられ、この露光位置データメモリ５４６には露光作動毎に変化する第１露光ユニット２０₀₁の描画面３２に対する相対位置データ（以下、露光位置データと記載する）、具体的には第１ラインの先頭のマイクロミラーＭ（１，１）に対応する露光点ＣＮ（１，１）の座標データが格納される。露光位置データは描画毎にシステムコントロール回路３４から与えられ、更新される。
【００９３】
第１露光データ生成回路５４₀₁のカウンタ５４５には、システムコントロール回路３４から露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫが入力されており、パルス数がカウントされる。カウント値は露光位置データメモリ５４６から露光位置データを読み出すアドレスデータとして露光位置データメモリ５４６に出力される。
【００９４】
露光点座標データメモリ５４２はクロックパルスＣＬＫ１に同期してアドレス変更される毎にパターン領域幅チェック回路５４３を介して加算器５４７に順次露光点座標データを出力し、露光位置データメモリ５４６はクロックパルスＥ＿ＣＬＫに同期してアドレスが変更される毎に加算器５４７に露光位置データを出力する。
【００９５】
パターン領域幅チェック回路５４３は、個々の露光点座標データが、パターン領域幅Ｄ１を超えていないかどうかをチェックするための回路であり、パターン領域幅Ｄ１のデータ、即ち露光ユニット２０₀₁のパターン領域幅を示すＹ座標からなるパターン領域データはシステムコントロール回路３４により与えられる。
【００９６】
加算器５４７では個々の露光点座標データに現在の露光位置データを加算し、両者の和をピクセル処理回路５４８に出力する。露光位置データおよび露光点座標データはμｍ単位で表された値であるため、ピクセル処理回路５４８では描画すべきラスタデータの画素サイズＰＳに基づいたデータに変換する。このデータが分割領域用メモリ５４１からラスタデータを読み出す際の読出しアドレスデータ［Ｌ_x，Ｒ_y］となる。
【００９７】
分割領域用メモリ５４１から読み出されたラスタデータは、露光データメモリ５４９に一旦格納され、カウンタ５４４からの出力、即ち各マイクロミラーに与えるべきビットデータの読み出す順番を示すアドレスデータに基づいて露光データとして読み出され、ＤＭＤ駆動回路５６に出力される。なお、座標変換を行う際には、システムコントロール回路３４において露光点座標データまたは露光位置座標データに座標変換が施され、これにより読み出すべきラスタデータの位置を変更している。
【００９８】
以下に露光ユニット２０₀₁の個々のマイクロミラーＭ（ｍ，ｎ）と各露光位置でのビットデータ“Ｂ”との関係について説明する。
【００９９】
露光ユニット２０₀₁が露光開始位置即ち第１回目露光位置に置かれている場合にその任意のマイクロミラーによって得られる単位露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）の露光点ＣＮ（ｍ，ｎ）のＸＹ座標Ｐ_[x(m),y(n)]（１≦ｍ≦１０２４，１≦ｎ≦１２８０）については以下のように表される。尚、Ｃは単位露光領域のサイズであり、Ｘｐ（ｍ）およびＹｐ（ｎ）は露光点座標データである。ここで、ｂは前述したように、Ｘ軸方向に（Ａ＋ａ）だけ移動した際のＹ方向の移動量である。
ｘ（ｍ）＝Ｘｐ（ｍ）＝（ｍ−１）Ｃ
ｙ（ｎ）＝Ｙｐ（ｎ）＝（ｎ−１）Ｃ−b（ｍ−１）
【０１００】
露光ユニット２０₀₁が第１回目露光位置からＸ軸方向に距離（Ａ＋ａ）ずつ順次移動させられて第ｉ回目露光位置まで到達したとすると、そのときの露光位置データＸｓ（ｉ）およびＹｓ（ｉ）は以下のように表される。ここで、“ｉ”は露光回数である。
Ｘｓ（ｉ）＝（Ａ＋ａ）（ｉ−１） …（１）
Ｙｓ（ｉ）＝０ …（２）
【０１０１】
従って、露光ユニット２０₀₁が第ｉ回目露光位置まで到達したときの座標Ｐ_[x(m),y(n)]のＸ成分ｘ（ｍ）およびＹ成分ｙ（ｎ）は以下の式で示される。
ｘ（ｍ）＝Ｘｓ（ｉ）＋Ｘｐ（ｍ） …（３）
ｙ（ｎ）＝Ｙｓ（ｉ）＋Ｙｐ（ｎ） …（４）
【０１０２】
第ｉ回目露光位置において、任意のマイクロミラーによって得られる単位露光領域（Ｕ_(m,n)）の露光点ＣＮ_(m,n)の座標Ｐ_[x(m),y(n)]が或る一画素領域内に含まれるとき、その一画素領域に対応するビットデータ“Ｂ”のアドレス［Ｌ_x，Ｒ_y］は上述の２つの（３）式および（４）式の演算結果を用いて以下の式で表せる。
Ｌ_x＝ＩＮＴ［ｘ（ｍ）／ＰＳ］＋１ … （５）
Ｒ_y＝ＩＮＴ［ｙ（ｎ）／ＰＳ］＋１ … （６）
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。また、“ＰＳ”はビットデータ“Ｂ”のサイズを表す。
【０１０３】
かくして、第ｉ回目露光位置では、座標Ｐ_[x(m),y(n)]に対応したマイクロミラーは上述の（５）式および（６）式の演算結果によって決まるアドレス［Ｌ_x，Ｒ_y］のビットデータ“Ｂ”に従って動作されることになる。
【０１０４】
上述の（３）式の演算結果、即ち座標Ｐ_[x(m),y(n)]のＸ成分の演算結果が以下の関係となったとき、
ｘ（ｍ）＜０
座標Ｐ_[x(m),y(n)]は未だ描画面３２上の描画領域に侵入していないことになる。従って、この場合には、座標Ｐ_[x(m),y(n)]に対応したマイクロミラーを動作すべきビットデータは存在しないことになり、このとき該マイクロミラーはダミーデータ“０”に従って動作させられる。
【０１０５】
また、上述の（４）式の演算結果ｙ（ｎ）、即ち座標Ｐ_[x(m),y(n)]のＹ成分の演算結果が以下の関係となったとき、
ｙ（ｎ）＜０
座標Ｐ_[x(m),y(n)]は描画領域のＹ軸に沿う負側の境界線を越えることになる。従って、この場合にも、座標Ｐ_[x(m),y(n)]に対応したマイクロミラーを動作すべきビットデータは存在しないことになり、このとき該マイクロミラーはダミーデータ“０”に従って動作させられる。
【０１０６】
第１列目のその他の露光ユニット２０₀₃〜２０₁₅に含まれる任意のマイクロミラーを露光動作時にどのビットデータ“Ｂ”によって動作させるべきかも上述の場合と同様な態様で確定することが可能であるが、しかしその場合には、上述の演算時に露光ユニット２０₀₃、２０₀₅、〜２０₁₅の各々が露光ユニット２０₀₁よりも座標原点からＹ軸に沿って正側に離れていることが考慮されなければならない。また、第２列目の露光ユニット２０₀₂、２０₀₄、〜２０₁₄のそれぞれの任意のマイクロミラーを各露光動作時にどのビットデータ“Ｂ”によって動作させるべきかも上述の場合と同様な態様で確定することが可能であるが、しかしその場合には、上述の演算時に露光ユニット２０₀₂、２０₀₄、〜２０₁₄の各々が露光ユニット２０₀₁よりも座標原点からＸ軸に沿って負側にしかもＹ軸に沿って正側に離れていることが考慮されなければならない。
【０１０７】
上述した実施形態では、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。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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
このように、本実施形態においては、回路パターンを露光ユニットの数に応じて分割しており、さらにこれら分割されたパターン領域よりも大きい分割領域を決定し、この分割領域に相当するラスタデータから任意のラスタデータを選択するため、座標変換が簡単な構成で容易に行える。また、ビットマップメモリ５２内のラスタデータには何ら座標変換を施す必要がない。
【０１１０】
【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。
【０１１１】
また、本発明による多重露光装置にあっては、回路パターンを露光ユニットの数に応じて分割しており、さらにこれら分割されたパターン領域よりも大きい分割領域を決定し、この分割領域に相当するラスタデータから任意のラスタデータを選択するため、座標変換が簡単な構成で容易に行える。また、１５個の露光ユニットについてそれぞれの露光データを同時に生成できるので、時間短縮が図れる。
【０１１２】
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。
【０１１３】
本発明による多重露光方式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。
【０１１４】
本発明による多重露光方法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】本発明による多重露光描画装置で描画すべき回路パターンのラスタデータの一部をビットマップメモリ上に展開した状態で示す模式図である。
【図９】図８に示すビットデータの一部とその読出しアドレスデータとの関係を示す模式図である。
【図１０】回路パターンのパターン領域と分割領域との関係を示す模式図である。
【図１１】回路パターンを回転させたときのパターン領域と分割領域との関係を示す模式図である。
【図１２】図７に示す第１露光データ生成回路の内部を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
１６描画テーブル
２０₀₁、…２０₁₅ 露光ユニット
２７ＤＭＤ素子
Ｍ（１，１）、…Ｍ（１０２４，１２８０）マイクロミラー（変調素子）
３０被描画体
３２描画面
３４システムコントロール回路
５２ビットマップメモリ
５４₀₁、…５４₁₅ 露光データ生成回路
５６ＤＭＤ駆動回路[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a drawing apparatus and a drawing method for drawing a predetermined pattern on a drawing surface using an exposure unit having a large number of modulation elements arranged in a matrix.
[0002]
[Prior art]
A drawing apparatus as described above is generally used for optically drawing a fine pattern or a symbol such as a character on the surface of an appropriate drawing object. A typical example of use is drawing a circuit pattern when a printed circuit board is manufactured by a photolithography technique. In this case, the object to be drawn is on a photosensitive film for a photomask or a substrate. It is a photoresist layer.
[0003]
In recent years, a series of processes from a circuit pattern design process to a drawing process are integrated into a system, and the drawing apparatus plays a part in such an integrated system. In addition to the drawing device, the integrated system includes a CAD (Computer Aided Design) station for designing circuit patterns, a CAM (Computer Aided Manufacturing) station for editing circuit pattern vector data obtained by the CAD stations, and the like. Provided. Vector data created by the CAD station or vector data edited by the CAM station is transferred to the drawing apparatus, where it is converted into raster data and then stored in the bitmap memory.
[0004]
As one type of exposure unit, for example, one constituted by a DMD (Digital Micromirror Device) or LCD (Liquid Crystal Display) array is known. As is well known, micromirrors are arranged in a matrix on the reflective surface of the DMD, and the reflection direction of each micromirror is controlled independently, so that the entire reflective surface of the DMD can be controlled. The introduced light beam is split as a reflected light beam by the individual micromirrors. For this reason, each micromirror functions as a modulation element. In an LCD array, liquid crystal is sealed between a pair of transparent substrates, and a plurality of fine transparent electrodes aligned with each other are arranged in a matrix on both transparent substrates. The transmission and non-transmission of the light flux are controlled depending on whether or not a voltage is applied to the first and second electrodes, and thus each pair of transparent electrodes functions as a modulation element.
[0005]
The drawing apparatus is provided with an appropriate light source according to the photosensitive characteristics of the drawing object, for example, an ultra-high pressure mercury lamp, a xenon lamp, a flash lamp, an LED (Light Emitting Diode), a laser, and the like, and the exposure unit has an imaging optical system. Is incorporated. The light beam emitted from the light source is introduced into the exposure unit through the illumination optical system, and each modulation element of the exposure unit modulates the light beam incident thereon according to the raster data of the circuit pattern, whereby the circuit pattern is formed on the drawing object. It is exposed and optically drawn. In this case, the pixel size of the circuit pattern to be drawn corresponds to the size of the modulation element. For example, when the magnification of the imaging optical system described above is equal, the pixel size of the drawing circuit pattern and the modulation element Is substantially equal to the size of.
[0006]
Usually, the drawing area of the circuit pattern to be drawn on the drawing object is much larger than the exposure area by the exposure unit. Therefore, in order to draw the entire circuit pattern on the drawing object, the drawing object is exposed. It is necessary to scan with the unit. That is, it is necessary to partially draw a circuit pattern while moving the exposure unit relative to the drawing object to obtain the entire circuit pattern. Therefore, conventionally, the drawing apparatus is provided with, for example, a drawing table movable along a predetermined scanning direction, and the exposure unit is disposed at a fixed position above the movement path of the drawing table. An object to be drawn is positioned at a predetermined position on the drawing table, and the entire circuit pattern is obtained by drawing a part of the circuit pattern sequentially while adding the drawing table intermittently along the scanning direction. Will be obtained. Such an exposure method is called a step & repeat method.
[0007]
As another type of exposure unit, for example, an exposure unit composed of a laser beam scanning optical system is also known. In a drawing apparatus using such an exposure unit, a laser beam is deflected in a direction transverse to the moving direction of the drawing object, the drawing object is scanned with the laser beam, and the scanning laser beam is integrated. A desired circuit pattern is drawn by sequentially modulating the drawing data (raster data) for a line.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In any of the conventional drawing apparatuses as described above, the drawing resolution of the circuit pattern is determined by the pixel size (dot size) determined in advance for each drawing apparatus. That is, in a drawing apparatus having an exposure unit composed of modulation elements arranged in a matrix, the drawing resolution of a circuit pattern is determined by the size of each modulation element, that is, the pixel size, and has a laser beam scanning optical system. In this case, it is determined by the beam diameter of the scanning laser beam, that is, the pixel size.
[0009]
Thus, conventionally, the pixel size when designing a circuit pattern in a CAD station or a CAM station needs to match the pixel size predetermined by each drawing apparatus to draw the circuit pattern. In other words, in order to increase the degree of freedom in designing the circuit pattern in the CAD station or CAM station, a drawing device that can handle various pixel sizes must be prepared, and a drawing device that can handle various pixel sizes. If this cannot be prepared, the degree of freedom of circuit pattern design at the CAD station or CAM station is limited.
[0010]
Accordingly, an object of the present invention is a drawing apparatus and a drawing method for drawing a predetermined pattern on a drawing surface using an exposure unit having a large number of modulation elements arranged in a matrix, and the pixel size of the pattern data is To provide a novel multiple exposure drawing apparatus and multiple exposure drawing method capable of appropriately drawing a predetermined pattern based on the pattern data of any size.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The multiple exposure drawing apparatus according to the present invention includes an exposure unit for multiple exposure of a drawing surface by a large number of modulation elements arranged in a predetermined direction and arranged in a matrix, and raster data of a pattern to be exposed on the drawing surface. A memory means for holding the pattern, a dividing means for dividing the pattern into a number of pattern areas equal to the number of exposure units along a predetermined direction, and a width including the individual pattern areas and larger than the width in the predetermined direction of the pattern areas. A divided area determining means for determining a divided area, a reading means for reading out raster data corresponding to each divided area from the memory means, and predetermined raster data from the raster data of the divided areas read by the reading means; Modulation element control means for selecting and controlling the drive of each modulation element of the exposure unit corresponding to the divided area It is the biggest feature of the door.
[0012]
In the multiple exposure drawing apparatus, the maximum exposure width in a predetermined direction of the exposure unit is longer than the width of the pattern area and shorter than the width of the divided area.
[0013]
Also, the multiple exposure drawing method according to the present invention provides a predetermined pattern on the drawing surface by performing multiple exposure using an exposure unit having a large number of modulation elements arranged in a predetermined direction and arranged in a matrix. A multiple exposure drawing method for drawing, wherein a first step of storing raster data of a predetermined pattern in a memory, a second step of dividing the predetermined pattern into a number of pattern areas equal to the number of exposure units along a predetermined direction, A third step of determining a divided area including the individual pattern areas and having a width larger than the width of the pattern area in a predetermined direction; a fourth step of reading out raster data corresponding to the individual divided areas from the memory; A predetermined raster data is selected from the raster data of the divided area read by the means, and the data corresponding to the divided area is selected. Multiple exposure drawing method characterized by comprising a fifth step of controlling the driving of the respective modulation element of the exposure unit.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of a multiple exposure drawing apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0015]
FIG. 1 schematically shows a first embodiment of a multiple exposure drawing apparatus according to the present invention as a perspective view. This multiple exposure drawing apparatus is configured to directly draw a circuit pattern on a photoresist layer formed on a substrate for manufacturing a printed circuit board.
[0016]
As shown in FIG. 1, the multiple exposure drawing apparatus 10 includes a base 12 installed on the floor surface. A pair of guide rails 14 are laid in parallel on the base 12, and a drawing table 16 is mounted on the guide rails 14. The drawing table 16 is driven by a suitable driving mechanism (not shown) such as a ball screw by a motor such as a stepping motor, and thereby relatively moves along the pair of guide rails 14 in the X direction which is the longitudinal direction thereof. A substrate having a photoresist layer is placed on the drawing table 16 as the drawing target 30. At this time, the drawing target 30 is appropriately fixed on the drawing table 16 by an appropriate clamping means (not shown).
[0017]
A gate-like structure 18 is fixed on the base 12 so as to straddle the pair of guide rails 14, and a plurality of exposure units are arranged on the upper surface of the gate-like structure 18 in the moving direction (X direction) of the drawing table 16. Are arranged in two rows in the Y direction perpendicular to the. The eight exposure units arranged in the first row are denoted by reference numeral 20 in order from the left side of the figure. ₀₁ , 20 ₀₃ , 20 ₀₅ , 20 ₀₇ , 20 ₀₉ , 20 ₁₁ , 20 ₁₃ And 20 ₁₅ The seven exposure units in the second row arranged behind are shown by reference numeral 20 from the left side of the figure. ₀₂ , 20 ₀₄ , 20 ₀₆ , 20 ₀₈ , 20 _Ten , 20 ₁₂ And 20 ₁₄ Is shown.
[0018]
Exposure unit 20 in the first row ₀₁ , 20 ₀₃ , 20 ₀₅ , 20 ₀₇ , 20 ₀₉ , 20 ₁₁ , 20 ₁₃ And 20 ₁₅ And the exposure unit 20 in the second row ₀₂ , 20 ₀₄ , 20 ₀₆ , 20 ₀₈ , 20 _Ten , 20 ₁₂ And 20 ₁₄ Are arranged in a so-called staggered pattern. That is, the distance between two adjacent exposure units is set to be approximately equal to the width of one exposure unit, and the exposure unit 20 in the second row. ₀₂ , 20 ₀₄ , 20 ₀₆ , 20 ₀₈ , 20 _Ten , 20 ₁₂ And 20 ₁₄ The arrangement pitch of the exposure units 20 in the first row is ₀₁ , 20 ₀₃ , 20 ₀₅ , 20 ₀₇ , 20 ₀₉ , 20 ₁₁ , 20 ₁₃ And 20 ₁₅ Is shifted by a half pitch with respect to the array pitch.
[0019]
In the present embodiment, 15 exposure units 20 ₀₁ ~ 20 ₁₅ Are configured as DMD units, and the reflection surface of each exposure unit is formed of 1310720 micromirrors arranged in a 1024 × 1280 matrix, for example. Each exposure unit 20 ₀₁ ~ 20 ₁₅ Are arranged so that 1024 micromirrors are arranged in the X direction and 1280 micromirrors are arranged in the Y direction.
[0020]
An appropriate location on the upper surface of the gate-shaped structure 18, for example, the first exposure unit 20 ₀₁ A light source device 22 is provided on the left side of FIG. The light source device 22 includes a plurality of LEDs (Light Emitting Diodes) (not shown), and the light emitted from these LEDs is collected and emitted from the exit of the light source device 22 as a parallel light flux. As the light source device 22, a laser, an ultra-high pressure mercury lamp, a xenon lamp, a flash lamp, or the like may be used in addition to the LED.
[0021]
A bundle of 15 optical fiber cables is connected to the exit of the light source device 22, and each optical fiber cable 24 includes 15 exposure units 20. ₀₁ ~ 20 ₁₅ Thus, the light source device 22 extends to each exposure unit 20. ₀₁ ~ 20 ₁₅ Illumination light is introduced. Each exposure unit 20 ₀₁ ~ 20 ₁₅ Modulates the illumination light from the light source device 22 in accordance with the circuit pattern to be drawn, and emits the light toward the drawing object 30 on the drawing table 16 that travels in the lower part of the drawing, that is, inside the gate-like structure 18. Thereby, only the part irradiated with illumination light in the photoresist layer formed on the upper surface of the drawing object 30 is exposed. The intensity of the illumination light is adjusted according to the sensitivity of the photoresist layer of the drawing object 30.
[0022]
FIG. 2 shows the first exposure unit 20. ₀₁ The main components are conceptually illustrated. The other 14 exposure units 20 ₀₂ ~ 20 ₁₅ Is the first exposure unit 20 ₁ The configuration and function are the same as those in FIG. First exposure unit 20 ₁ Includes an illumination optical system 26 and an imaging optical system 28, and a DMD element 27 is provided on the optical path between them. The DMD element 27 is a device that operates, by electrostatic field action, a square micromirror having one side length C, which is made of aluminum sputtering on a wafer and has a high reflectivity. The micromirror is formed on a silicon memory chip. 1310720 in a 1024 × 1280 matrix. Each micromirror can be rotated and tilted about a diagonal line, and can be positioned in two stable postures.
[0023]
The illumination optical system 26 includes a convex lens 26A and a collimator lens 26B, and the convex lens 26A is optically coupled to an optical fiber cable 24 extended from the light source 22. By such an illumination optical system 26, the light beam emitted from the optical fiber cable 24 is converted into the first exposure unit 20. ₀₁ Is formed into a parallel light beam LB that illuminates the entire reflecting surface of the DMD element 27. The imaging optical system 28 includes two convex lenses 28A and 28C and a reflector 28B disposed between the two convex lenses 28A and 28C. The magnification of the imaging optical system 28 is, for example, equal magnification (magnification 1). Is set.
[0024]
First exposure unit 20 ₀₁ Each of the micromirrors included in the first mirror reflects a light beam incident thereon toward the imaging optical system 28 (hereinafter referred to as an exposure position) and deflects the light beam from the imaging optical system 28. And a second reflection position (hereinafter, referred to as a non-exposure position) to be reflected. When an arbitrary micromirror M (m, n) (1 ≦ m ≦ 1024, 1 ≦ n ≦ 1280) is positioned at the exposure position, the spot light incident thereon is a one-dot chain line LB. ₁ When the micromirror M (m, n) is positioned at the non-exposure position as reflected by the imaging optical system 28 as shown in FIG. ₂ Is reflected toward the light absorbing plate 29 and deflected from the imaging optical system 28.
[0025]
Spot light LB reflected from the micromirror M (m, n) ₁ Is guided onto the drawing surface 32 of the drawing object 30 installed on the drawing table 16 by the imaging optical system 28. For example, the first exposure unit 20 ₀₁ If the size of each of the micromirrors M (m, n) included in C is C × C, since the magnification of the imaging optical system 28 is equal, the reflection surface of the micromirror M (m, n) is An image is formed as a C × C exposure region U (m, n) on the drawing surface 32. C is, for example, 20 μm.
[0026]
The C × C exposure region obtained by one micromirror M (m, n) is referred to as a unit exposure region U (m, n) in the following description, and all the micromirrors M (1,1) ˜ The exposure area of (C × 1024) × (C × 1280) obtained by M (1024, 1280) is the entire exposure area Ua ₀₁ As mentioned.
[0027]
The unit exposure area U (1,1) corresponding to the micromirror M (1,1) in the upper left corner of FIG. ₀₁ The unit exposure area U (1024, 1) corresponding to the micro mirror M (1024, 1) in the lower left corner is the entire surface exposure area Ua. ₀₁ Located in the upper left corner. The unit exposure area U (1,1280) corresponding to the micromirror M (1,1280) in the upper right corner is the entire surface exposure area Ua. ₀₁ The unit exposure area U (1024, 1280) corresponding to the micromirror M (1024, 1280) in the lower right corner is the entire surface exposure area Ua. ₀₁ Located in the upper right corner.
[0028]
First exposure unit 20 ₀₁ The individual micromirrors M (m, n) are normally positioned at the non-exposure position, but are rotated and displaced from the non-exposure position to the exposure position during exposure. Control of the rotational displacement of the micromirror M (m, n) from the non-exposure position to the exposure position is performed based on the raster data of the circuit pattern as will be described later. The spot light LB deflected from the imaging optical system 28 ₂ Is absorbed by the light absorbing plate 29 so as not to reach the drawing surface 32.
[0029]
First exposure unit 20 ₀₁ When all of the 1310720 micromirrors included in are placed at the exposure position, all spot lights reflected from all the micromirrors are made incident on the imaging optical system 28, and the first exposure is formed on the drawing surface 32. Unit 20 ₀₁ Full exposure area Ua ₀₁ Is obtained. Full exposure area Ua ₀₁ If the length C of one side of the unit exposure region U (m, n) is 20 μm, the size is 25.6 mm (= 1024 × 20 μm) × 20.48 mm (= 1280 × 20 μm), and is included therein. Of course, the total number of pixels is 1024 × 1280.
[0030]
With reference to FIGS. 3A to 3C, a drawing process in the multiple exposure drawing apparatus will be described. FIGS. 3A to 3C are diagrams showing the change over time of the drawing process step by step, and are plan views of the drawing surface 32 of the drawing object 30. For convenience of the following description, an XY orthogonal coordinate system is defined on a plane including the drawing surface 32. A rectangular area surrounded by a broken line indicates 15 exposure units 20. ₀₁ ~ 20 ₁₅ The entire exposure area Ua obtained on the XY plane by ₀₁ ~ Ua ₁₅ It is. First row whole exposure area Ua ₀₁ , Ua ₀₃ , Ua ₀₅ , Ua ₀₇ , Ua ₀₉ , Ua ₁₁ , Ua ₁₃ And Ua ₁₅ Are arranged so that the lower side in the figure coincides with the Y-axis, and the entire exposure area Ua in the second row ₀₂ , Ua ₀₄ , Ua ₀₆ , Ua ₀₈ , Ua _Ten , Ua ₁₂ And Ua ₁₄ Are arranged so that the lower side in the figure coincides with a straight line separated by a distance S from the Y axis to the negative side.
[0031]
The X axis of the XY Cartesian coordinate system is the exposure unit 20 ₀₁ ~ 20 ₁₅ Therefore, each exposure unit 20 is ₀₁ ~ 20 ₁₅ Of these, 1310720 (1024 × 1280) micromirrors are also arranged in a matrix along the X-axis and Y-axis of the XY orthogonal coordinate system.
[0032]
In FIG. 3, the coordinate origin of the XY orthogonal coordinate system is the first exposure unit 20 in the first row. ₀₁ The overall exposure area Ua obtained by ₀₁ Although it is illustrated so as to coincide with the lower left corner of the drawing, the coordinate origin is precisely the first exposure unit 20. ₀₁ Is located at the center of the unit exposure region U (1,1) obtained by the first micromirror M (1,1) of the first-line micromirrors along the Y axis. As described above, since the size of the unit exposure region U (1, 1) is 20 μm × 20 μm in the present embodiment, the Y axis is the first exposure unit 20. ₀₁ Full exposure area Ua ₀₁ It has entered the inner side by 10 μm from the boundary. In other words, the eight exposure units 20 in the first row. ₀₁ , 20 ₀₃ , 20 ₀₅ , 20 ₀₇ , 20 ₀₉ , 20 ₁₁ , 20 ₁₃ And 20 ₁₅ The centers of all 1280 micromirrors M (1, n) (1 ≦ n ≦ 1280) included in the first lines are positioned on the Y axis.
[0033]
Since the drawing surface 32 is moved by the drawing table 16 in the negative direction along the X axis as indicated by the white arrow, the entire exposure area Ua ₀₁ ~ Ua ₁₅ Moves relative to the drawing surface 32 in the positive direction of the X axis.
[0034]
The drawing start position SL set on the drawing surface 32 is the Y axis, that is, the eight exposure units 20 in the first row. ₀₁ , 20 ₀₃ , 20 ₀₅ , 20 ₀₇ , 20 ₀₉ , 20 ₁₁ , 20 ₁₃ And 20 ₁₅ The first row entire exposure area Ua corresponding to ₀₁ , Ua ₀₃ , Ua ₀₅ , Ua ₀₇ , Ua ₀₉ , Ua ₁₁ , Ua ₁₃ And Ua ₁₅ First, the exposure unit 20 in the first row is matched. ₀₁ , 20 ₀₃ , 20 ₀₅ , 20 ₀₇ , 20 ₀₉ , 20 ₁₁ , 20 ₁₃ And 20 ₁₅ Thus, the exposure of the drawing surface 32 is started. As shown in FIG. 3A, the entire surface exposure area Ua in the first row. ₀₁ , Ua ₀₃ , Ua ₀₅ , Ua ₀₇ , Ua ₀₉ , Ua ₁₁ , Ua ₁₃ And Ua ₁₅ The micromirror corresponding to the portion not reaching the Y-axis is not exposed while being positioned at the non-exposure position, and the entire exposure area Ua in the second row ₀₂ , Ua ₀₄ , Ua ₀₆ , Ua ₀₈ , Ua _Ten , Ua ₁₂ And Ua ₁₄ Has not reached the Y axis, the exposure unit 20 ₀₂ , 20 ₀₄ , 20 ₀₆ , 20 ₀₈ , 20 _Ten , 20 ₁₂ And 20 ₁₄ The exposure due to is also stopped. In FIG. 3, eight exposure units 20 in the first row. ₀₁ , 20 ₀₃ , 20 ₀₅ , 20 ₀₇ , 20 ₀₉ , 20 ₁₁ , 20 ₁₃ And 20 ₁₅ The area exposed by is shown by hatching upward.
[0035]
Further, the drawing surface 32 moves and the entire exposure area Ua. ₀₂ , Ua ₀₄ , Ua ₀₆ , Ua ₀₈ , Ua _Ten , Ua ₁₂ And Ua ₁₄ When the boundary of the two coincides with the Y axis, the seven exposure units 20 in the second row ₀₂ , 20 ₀₄ , 20 ₀₆ , 20 ₀₈ , 20 _Ten , 20 ₁₂ And 20 ₁₄ The exposure by is started. As shown in FIG. 3B, the exposure unit 20 in the second row. ₀₂ , 20 ₀₄ , 20 ₀₆ , 20 ₀₈ , 20 _Ten , 20 ₁₂ And 20 ₁₄ The exposure by means of the exposure unit 20 in the first row ₀₁ , 20 ₀₃ , 20 ₀₅ , 20 ₀₇ , 20 ₀₉ , 20 ₁₁ , 20 ₁₃ And 20 ₁₅ It always proceeds with a delay of S from the exposure by. In FIG. 3, the exposure unit 20 in the second row. ₀₂ , 20 ₀₄ , 20 ₀₆ , 20 ₀₈ , 20 _Ten , 20 ₁₂ And 20 ₁₄ The area exposed by is shown by hatching downward.
[0036]
Further, the drawing surface 32 is relatively moved, and as shown in FIG. 3C, the entire exposure area Ua in the first row. ₀₁ , Ua ₀₃ , Ua ₀₅ , Ua ₀₇ , Ua ₀₉ , Ua ₁₁ , Ua ₁₃ And Ua ₁₅ When the boundary of the image reaches the drawing end position EL, the exposure unit 20 in the first row ₀₁ , 20 ₀₃ , 20 ₀₅ , 20 ₀₇ , 20 ₀₉ , 20 ₁₁ , 20 ₁₃ And 20 ₁₅ The exposure by is stopped. Strictly speaking, the micromirror M (m, n) corresponding to the unit exposure region U (m, n) that has reached the drawing end position EL is sequentially stopped at the non-exposure position. When the drawing surface 32 further advances from the state of FIG. 3C by the distance S, the entire exposure area Ua in the second row. ₀₂ , Ua ₀₄ , Ua ₀₆ , Ua ₀₈ , Ua _Ten , Ua ₁₂ And Ua ₁₄ Reaches the drawing end position EL, and the exposure unit 20 in the second row ₀₂ , 20 ₀₄ , 20 ₀₆ , 20 ₀₈ , 20 _Ten , 20 ₁₂ And 20 ₁₄ The exposure by is stopped.
[0037]
As described above, the 15 exposure units 20 ₀₁ ~ 20 ₁₅ , Each of the strip-shaped regions parallel to the X axis is exposed, and the width of each strip-shaped exposure region is set to the entire surface exposure region Ua. ₀₁ ~ Ua ₁₅ It almost matches the width of. A border portion between two adjacent belt-like regions is overlapped by a minute amount. In order to match circuit patterns to be drawn on the same line, the exposure unit 20 in the first row is used. ₀₁ , 20 ₀₃ , 20 ₀₅ , 20 ₀₇ , 20 ₀₉ , 20 ₁₁ , 20 ₁₃ And 20 ₁₅ When exposure data corresponding to a circuit pattern of a predetermined line is given to the exposure unit 20 in the second row. ₀₂ , 20 ₀₄ , 20 ₀₆ , 20 ₀₈ , 20 _Ten , 20 ₁₂ And 20 ₁₄ Is provided with exposure data of the same line at a timing delayed by the time the drawing surface 32 moves the distance S.
[0038]
As an exposure method, each drawing area is set by alternately repeating an operation of intermittently moving the drawing table 16 along the scanning direction and an operation of partially drawing a circuit pattern sequentially when the drawing table 16 is stopped. A step-and-repeat method in which the entire circuit pattern is obtained by addition may be adopted, or a drawing operation may be performed simultaneously while moving the drawing table 16 at a constant speed. In this embodiment, a step-and-repeat method is adopted for easy explanation. That is, the multiple exposure drawing apparatus 10 employs a drawing method that draws a circuit pattern by multiple exposure according to the raster data of the circuit pattern while moving the drawing table 16 intermittently at a predetermined movement interval. The principle of such a multiple exposure drawing method will be described below.
[0039]
FIG. 4 shows the first exposure unit 20. ₀₁ The entire exposure area Ua projected on the drawing surface 32 by ₀₁ A part of the entire exposure area Ua is shown. ₀₁ Consists of a unit exposure region U (m, n) obtained from each micromirror M (m, n). Here, the parameter m is the first exposure unit 20. ₀₁ Indicates the line number along the X-axis direction, and the parameter n is the first exposure unit 20. ₀₁ In the present embodiment, 1 ≦ m ≦ 1024 and 1 ≦ n ≦ 1280.
[0040]
In short, the unit exposure areas U (1, 1), U (1, 2), U (1, 3), U (1, 4), U (1, 5),. 1 exposure unit 20 ₀₁ Obtained from 1280 micromirrors M (1,1) to M (1,1280) in the first line along the Y axis of the unit exposure areas U (2,1) and U (2,2). , U (2,3), U (2,4), U (2,5),..., U (2,1280) are the first exposure unit 20. ₀₁ Obtained from 1280 micromirrors M (2,1) to M (2,1280) in the second line along the Y-axis, and unit exposure areas U (3,1) and U (3,2) , U (3,3), U (3,4), U (3,5),..., U (3,1280) are the first exposure unit 20. ₀₁ Obtained from the third-line micromirrors M (3,1) to M (3,1280) along the Y-axis.
[0041]
For example, a case where the movement distance per exposure is the sum of a distance A (for example, A = 4C) and a distance a (0 ≦ a <C) that is an integral multiple of the size C of one unit exposure area. To explain, the drawing table 16 is moved to the negative side along the X axis, that is, the first exposure unit 20. ₀₁ Moves relative to the drawing table 16 toward the positive side of the X-axis, and the unit exposure area Ua ₀₁ When reaching the drawing start position SL on the drawing surface 32, the first exposure unit 20 is temporarily stopped there. ₀₁ The 1280 micromirrors M (1,1) to M (1,1280) of the first line are operated according to raster data of a predetermined circuit pattern, and the first exposure is performed. The relative position of the drawing surface 32 at this time is defined as the first exposure position.
[0042]
When the first exposure is completed, the first exposure unit 20 ₀₁ Again moves relative to the positive side along the X axis, and its unit exposure area Ua. ₀₁ When the amount of movement of (A + a) becomes 1, the first exposure unit 20 ₀₁ Is determined to have reached the second exposure position and stopped, and the first exposure unit 20 is stopped. ₀₁ The first to fifth lines of micromirrors M (1,1) to M (5,1280) are operated in accordance with raster data of a predetermined circuit pattern, and the second exposure is performed.
[0043]
When the second exposure is completed, the first exposure unit 20 ₀₁ Is further moved along the X axis to the positive side by the movement amount (A + a) and stopped at the third exposure position. ₀₁ The first to ninth lines of micromirrors M (1,1) to M (9,1280) are operated in accordance with raster data of a predetermined circuit pattern, and the third exposure is performed.
[0044]
Thus, the first exposure unit 20 ₀₁ Is stopped every time it is moved to the positive side along the X axis by the movement amount (A + a), and the exposure operation is repeated, so that the same area of the drawing surface 32 is moved to the first exposure unit 20. ₀₁ As a result, multiple exposure is performed multiple times. For example, when a = 0, the first exposure unit 20 ₀₁ Moves along the X axis to the positive side by A (= 4C), and the center of the unit exposure area U (m, n) always coincides with the same point. Therefore, the C × C area exposed by the first micromirror M (1,1) in the first row is further exposed by the (4k + 1) th first micromirror M (4k + 1,1) ( However, multiple exposure is performed for a total of 256 times (= 1024 C / A), 1 ≦ k ≦ 255). On the other hand, when a ≠ 0, the centers of the overlapping unit exposure regions U (m, n) are gradually shifted by the distance a, and thus the same region is not always subjected to multiple exposures 256 times. Therefore, in order to expose a predetermined area 256 times, only 256 centers of each unit exposure area U (m, n) are evenly arranged in the predetermined area, and substantially multiple exposure is performed 256 times.
[0045]
In FIG. 3, the exposure unit 20 ₀₁ ~ 20 ₁₅ Although the arrangement of the micromirrors in FIG. 2 was parallel to the X axis and the Y axis, the exposure unit 20 ₀₁ ~ 20 ₁₅ The configuration may be such that the posture is moved while being inclined by a minute angle α with respect to the X axis. At this time, the first exposure unit 20 ₀₁ Is moved by the amount of movement (A + a) to the positive side along the X axis, the unit exposure region U (m, n) is relatively shifted by a predetermined distance along the Y axis to the negative side. It will be.
[0046]
FIG. 5 shows the exposure unit 20. ₀₁ It is a figure which shows the displacement of the unit exposure area | region U (m, n) when moving sequentially, inclining with respect to an X-axis. Referring to FIG. 5, the entire exposure area Ua at the first exposure position. ₀₁ Is indicated by a broken line, and the entire exposure area Ua at the second exposure position ₀₁ Is indicated by a one-dot chain line, and the entire exposure area Ua at the third exposure position ₀₁ Is indicated by a solid line, and the movement distance along the negative side of the Y-axis of each unit exposure region U (m, n) is indicated by b.
[0047]
The first exposure unit 20 at the first exposure position ₀₁ Focusing on the unit exposure areas U (1,1), U (1,2),... U (1,1280) obtained by the micromirrors M (1,1) to M (1,1280) of the first line of The first exposure unit 20 at the second exposure position for these unit exposure regions U (1,1), U (1,2),... U (1,1280). ₀₁ Unit exposure areas U (5,1), U (5,2),... U (5,1280) obtained by the fifth-line micromirrors M (5,1) to M (5,1280) And overlap each other by being shifted by (+ a) and (−b) along the Y axis, respectively, and at the third exposure position, the first exposure unit 20 ₀₁ Unit exposure areas U (9,1), U (9,2),... U (9,1280) obtained by the ninth-line micromirrors M (9,1) to M (9,1280) They are shifted from each other by (+ 2a) and (−2b) in the axial direction and the Y-axis direction, and overlap each other. In FIG. 5, three unit exposure regions U (1,1), U (5,1), and U (9,1) that overlap each other are exemplarily shown by broken lines, alternate long and short dash lines, and solid lead lines. ing.
[0048]
Here, when the relative position of each unit exposure region U (m, n) is represented by the exposure point CN (m, n) as the center, the exposure point CN (5, 1) at the second exposure position is The exposure point CN (1, 1) at the first exposure position is separated from the exposure point CN (1, 1) by (+ a, -b), and the exposure point CN (9, 1) at the third exposure position is exposed at the first exposure position. The point CN (1, 1) exists at a distance of (+ 2a, -2b). The distance between adjacent exposure points in each line matches the size C (= 20 μm) of the unit exposure region U (m, n).
[0049]
As described above, when the moving distance is the sum of the length a of one side C of the unit exposure region U (m, n) and the distance a, each distance a and b can be selected appropriately. The exposure points can be uniformly distributed within an area C × C having the same size as the unit exposure region U (m, n).
[0050]
For example, as shown in FIG. 6, in order to distribute 240 exposure points within an area C × C (= 20 μm × 20 μm) having the same size as the unit exposure region U (m, n), It is sufficient to arrange 16 along the Y axis and 15 along the Y axis, and the distances a and b are determined by the following equations.
a = C / 16 = 20 μm / 16 = 1.25 μm
b = C / 240 = 20 μm / 240 = 0.0833 μm
[0051]
Needless to say, setting the distance b to 0.0833 μm means that when the drawing table 16 is moved to the negative side of the X axis by a distance (A + a = 81.25 μm), each unit exposure area U (m , N) is nothing but setting the inclination angle α of the drawing table 16 so that the negative side of the Y-axis is shifted by 0.0833 μm.
[0052]
In FIG. 6, the exposure point indicated by the reference sign CN (1, 1) is, for example, the first exposure unit 20 at the first exposure position. ₀₁ As described above, the exposure point CN (5,1) is assumed to be in the unit exposure region U (1,1) obtained by the first micromirror M (1,1) of the first line. ) Is the first exposure unit 20 at the second exposure position. ₀₁ In the unit exposure region U (5, 1) obtained by the micromirror M (5, 1) at the head of the fifth line, and the exposure point CN (9, 1) is the first exposure at the third exposure position. Unit 20 ₀₁ The unit exposure region U (9, 1) obtained by the first micromirror M (9, 1) of the ninth line.
[0053]
Further, an exposure point CN (61, 1) that is separated from the exposure point CN (1, 1) by a distance (+ 15a, −15b) is a micromirror M (61, 1) at the head of the 61st line at the 16th exposure position. The exposure point CN (66, 1) that is the center of the unit exposure region U (61, 1) obtained by () and is separated from the exposure point CN (1, 1) by the distance (0, -16b) is the 17th exposure. This is the center of the unit exposure region U (66, 1) obtained by the micromirror M (66, 1) at the head of the 66th line at the position. Similarly, an exposure point CN (911, 1) that is separated from the exposure point CN (1, 1) by a distance (0, -224b) is a micromirror M (911, 1) at the head of the 911st line at the 241st exposure position. The exposure point CN (975, 1) that is the center of the unit exposure region U (911, 1) obtained by () and is separated from the exposure point CN (1, 1) by the distance (15a, -239b) is the 240th exposure. This is the center of the unit exposure region U (975, 1) obtained by the first micromirror M (975, 1) of the 975th line at the position.
[0054]
Thus, 15 exposure units 20 ₀₁ ~ 20 ₁₅ If the drawing table 16 is intermittently moved to the negative side of the X axis under the above-described conditions, the exposure units 20 ₀₁ ~ 20 ₁₅ The center of the unit exposure region U (m, n) obtained by the individual micromirrors M (m, n), that is, the exposure point CN (m, n) has pitches a and b along the X axis and Y axis, respectively. Thus, the entire drawing surface 32 is arranged. 240 exposure points are uniformly distributed in a region C × C (20 μm × 20 μm) having the same size as each unit pixel region.
[0055]
The exposure unit 20 ₀₁ ~ 20 ₁₅ Of course, it is possible to distribute the individual exposure points in FIG. 4 with a higher density over the entire drawing surface 32. For example, when the centers of 480 unit exposure regions are uniformly arranged in an area of 20 μm × 20 μm. The distance A is set to twice (40 μm) the size C of the unit exposure area, and the distances a and b are set to 1.25 μm / 2 and 0.833 μm / 2, respectively.
[0056]
In the example shown in FIG. 6, the 15 exposure points are arranged in parallel along the Y axis, but the exposure points are inclined along the Y axis by slightly changing the values of the distances a and b. It is also possible to arrange them.
[0057]
As described above, in the multiple exposure drawing apparatus 10 of the present embodiment, when a circuit pattern is drawn based on the raster data of the circuit pattern, no matter what the pixel size of the circuit pattern data is, It is possible to draw a circuit pattern. In other words, it can be said that the pixel concept for the circuit pattern to be drawn does not exist on the multiple exposure drawing apparatus 10 side.
[0058]
For example, when the pixel size of the raster data is set to 20 μm × 20 μm, if “1” is given to any 1-bit data, one pixel area (20 μm × 20) corresponding to the 1-bit data at the time of exposure operation. The micromirror M (m, n) corresponding to each exposure point CN (m, n) included in 20 μm) is operated by the 1-bit data and rotated from the non-exposure position to the exposure position. One pixel area (20 μm × 20 μm) is subjected to multiple exposure for a total of 240 times.
[0059]
As another example, when the pixel size of raster data is set to 10 μm × 10 μm, if “1” is given to arbitrary 1-bit data, one corresponding to the 1-bit data at the time of exposure operation. The micromirror M (m, n) corresponding to each exposure point CN (m, n) included in the pixel area (10 μm × 10 μm) is operated by the 1-bit data and rotated from the non-exposure position to the exposure position. As a result, one pixel region (10 μm × 10 μm) is subjected to multiple exposure for a total of 60 times.
[0060]
Note that the exposure time, that is, the time during which each micromirror M (m, n) is held at the exposure position, the number of exposures in one pixel region on the drawing surface 32, the object to be drawn 30 (in this embodiment, photo It is determined based on the sensitivity of the resist layer), the light intensity of the light source device 22, and the like, and is set so that a desired exposure amount can be obtained for each one-pixel exposure region.
[0061]
FIG. 7 is a control block diagram of the multiple exposure drawing apparatus 10. As shown in the figure, the multiple exposure drawing apparatus 10 is provided with a system control circuit 34 composed of a microcomputer. That is, the system control circuit 34 is a central processing unit (CPU), a read-only memory (ROM) that stores programs and constants for executing various routines, and a write / read function that temporarily stores operation data and the like. And a general memory (RAM) and an input / output interface (I / O), and controls the overall operation of the multiple exposure drawing apparatus 10.
[0062]
The drawing table 16 is driven along the X-axis direction by the drive motor 36. The drive motor 36 is configured as a stepping motor, for example, and the drive control is performed according to the drive pulse output from the drive circuit 38. As described above, a drive mechanism including a ball screw or the like is interposed between the drawing table 16 and the drive motor 36. Such a drive mechanism is symbolically indicated by a broken-line arrow in FIG. Yes.
[0063]
The drive circuit 38 is operated under the control of the drawing table control circuit 40, and the drawing table control circuit 40 is connected to a drawing table position detection sensor 42 provided in the drawing table 16. The drawing table position detection sensor 42 detects an optical signal from a linear scale 44 installed along the movement path of the drawing table 16 and detects its position along the X-axis direction of the drawing table 16. In FIG. 7, the detection of the optical signal from the linear scale 44 is symbolically shown by a broken line arrow.
[0064]
During movement of the drawing table 16, the drawing table position detection sensor 42 sequentially detects a series of optical signals from the linear scale 44 and outputs them to the drawing table control circuit 40 as a series of detection signals (pulses). In the drawing table control circuit 40, a series of detection signals input thereto are appropriately processed, and a series of control clock pulses are generated based on the detection signals. A series of control clock pulses are output from the drawing table control circuit 40 to the drive circuit 38, and the drive circuit 38 generates drive pulses for the drive motor 36 according to the series of control clock pulses. In short, the drawing table 16 can be moved along the X-axis direction with an accuracy corresponding to the accuracy of the linear scale 44. Such movement control of the drawing table 16 is well known.
[0065]
As shown in FIG. 7, the drawing table control circuit 40 is connected to the system control circuit 34, whereby the drawing table control circuit 40 is performed under the control of the system control circuit 34. On the other hand, a series of detection signals (pulses) output from the drawing table position detection sensor 42 are also input to the system control circuit 34 via the drawing table control circuit 40, whereby the system control circuit 34 causes the X axis of the drawing table 16 to be detected. The moving position along can always be monitored.
[0066]
The system control circuit 34 is connected to a CAD station or CAM station via a LAN (Local Area Network), and the vector data of the circuit pattern created and processed there is transferred to the system control circuit 34 from the CAD station or CAM station. A hard disk device 46 is connected to the system control circuit 34 as data storage means. When the circuit pattern vector data is transferred from the CAD station or CAM station to the system control circuit 34, the system control circuit 34 stores the circuit pattern vector data. Once written to the hard disk device 46, it is stored. A keyboard 48 is connected to the system control circuit 34 as an external input device, and various command signals and various data are input to the system control circuit 34 via the keyboard 48.
[0067]
The raster conversion circuit 50 is operated under the control of the system control circuit 34. Prior to the drawing operation, vector data of a circuit pattern is read from the hard disk device 46 and output to the raster conversion circuit 50. This vector data is converted into raster data by the raster conversion circuit 50, and this raster data is stored in the bitmap memory. 52 is written. In short, the bit map memory 52 stores bit data represented by 0 or 1 as circuit pattern data. Data conversion processing in the raster conversion circuit 50 and data writing in the bitmap memory 52 are performed by command signals input via the keyboard 48.
[0068]
The bitmap memory 52 includes 15 exposure data generation circuits 54. ₀₁ ~ 54 ₁₅ (In FIG. 7, four exposure data generation circuits 54 are provided. ₀₁ , 54 ₀₂ , 54 ₀₃ And 54 ₁₅ Connected only). Each exposure data circuit 54 ₀₁ ~ 54 ₁₅ Are respectively exposure units 20 ₀₁ ~ 20 ₁₅ The bit data to be given to each exposure unit is read from the bitmap memory 52, and the exposure data is generated and output to the DMD driving circuit 56. The exposure data is stored in the individual exposure unit 20. ₀₁ ~ 20 ₁₅ Bit data for positioning the micromirror at the exposure position or the non-exposure position.
[0069]
Based on the exposure data, the DMD drive circuit 56 uses the exposure unit 20. ₀₁ ~ 20 ₁₅ Are operated independently, whereby the individual micromirrors of each exposure unit selectively perform the exposure operation. Exposure data is exposure unit 20 ₀₁ ~ 20 ₁₅ It is rewritten every time the exposure operation is repeated.
[0070]
In FIG. 7, the exposure operation of each micromirror is symbolically illustrated by a dashed arrow. In FIG. 7, only one exposure unit is shown in order to avoid complication of the drawing, but in reality, 15 exposure units (20 ₀₁ ~ 20 ₁₅ Needless to say, they exist and are each driven by the DMD drive circuit 56.
[0071]
FIG. 8 schematically shows part of raster data of a circuit pattern developed on the bitmap memory 52. The line number L shown in the figure corresponds to the drawing line number along the Y axis of the circuit pattern to be drawn on the drawing surface 32, and each line includes 1280 × 15 bit data. As shown in the figure, each bit data is indicated by “B”, and “B” is given either “1” or “0” according to the circuit pattern to be drawn.
[0072]
According to the present invention, the pixel size of circuit pattern data (raster data), that is, the size of each bit data “B” can be given various sizes at the design stage of the circuit pattern. For example, if the size of the bit data “B” is 10 μm × 10 μm, the width of the drawing line to be drawn on the drawing surface 32 is also 10 μm, and if the size of the bit data “B” is 20 μm × 20 μm, the drawing line When the size of the bit data “B” is 30 μm × 30 μm, the width of the drawing line is also 30 μm.
[0073]
As shown in FIG. 8, 1280 × 15 bit data included in each line is divided into first to fifteenth groups. When the drawing surface 32 moves in a direction parallel to the X axis as shown in FIG. ₀₁ The data necessary for the circuit pattern to be drawn is raster data for 1280 bits from the left end. However, when the exposure unit moves while being inclined with respect to the X axis as shown in FIG. ₀₁ Shifts along the Y-axis, the generation of exposure data requires raster data of 1280 bits or more.
[0074]
Therefore, in the present embodiment, the first exposure data generation circuit 54 is used. ₀₁ Read out raster data of (1280 + β) bits from the top (left end in the figure) from the bitmap memory 52, and the first exposure unit 20 is based on the read raster data of the first group. ₀₁ Exposure data to be given to the 1280 bits, that is, 1280 bits of raster data to be given to 1280 micromirrors arranged in the Y-axis direction are selected from these raster data and output as exposure data.
[0075]
Second exposure data generation circuit 54 ₀₂ Read from the bitmap memory 52 1280 bits of raster data from the 1281st to 2560th from the left end, and (1280 + 2β) bits of raster data that are larger by the preceding and subsequent β bits as a second group, Second exposure unit 20 ₀₂ The exposure data to be given to is generated. Third to fourteenth exposure data generation circuit 54 ₀₃ ~ 54 ₁₄ Also for the second exposure data generation circuit 54 ₀₂ Similarly, (1280 + 2β) bits of raster data are read to generate exposure data. 15th exposure data generation circuit 54 ₁₅ Reads the last (1280 + β) bits of raster data (the right end in the figure) to generate exposure data.
[0076]
Β is a positive integer and is a constant preset in the system control circuit 34. Although the value is not particularly limited, it is preferably about several tens. Moreover, it is not necessary to make all the numbers of raster data in each group equal, and each group may be arbitrarily changed.
[0077]
For each bit data “B” of each group, address data [L _x , R _y ] Is given. Address data component L _x Indicates the line number L (FIG. 8), and the address data component R _y Indicates how many bits are counted from the most significant bit of each group. For example, address data [000001,0001] represents the most significant bit bit data “B” of line number 1 of each group, and address data [000003,0001] represents the most significant bit bit data of line number 3 of each group. "B" represents the address data [000001, 1278] represents the 1278th bit data "B" counted from the most significant bit of the line number 1 of each group, and the address data [000003, 1278] represents each group. The 1278th bit data “B” counted from the most significant bit of the line number 3 represents the bit data “B” of the least significant bit of the line number 1 of each group, and the address data [000001,1280] represents the address. Data [000003, 1280] is line number 3 of each group. It represents the bit data "B" of the least significant bit.
[0078]
FIG. 10 shows a circuit pattern and the first and second exposure units 20. ₀₁ And 20 ₀₂ It is a schematic diagram which shows the relationship. In order to simplify the description, the case where the drawing surface 32 is moved parallel to the X axis (FIG. 3) will be described here.
[0079]
First exposure unit 20 ₀₁ Is the overall exposure area Ua ₀₁ A band-like region having the same width as that is drawn by multiple exposure. This belt-like area is defined as the first pattern area Ra. ₀₁ It is defined as The first exposure unit is a first pattern area Ra. ₀₁ The number of micromirrors (1280 in the Y direction) that only exposes a region (enclosed by a broken line) wider than the length in the Y direction (hereinafter referred to as the pattern region width D1), The micromirror that is actually operated for exposure is the entire exposure area Ua indicated by the right-up hatching. ₀₁ There are only 1280 or less micromirrors corresponding to. This first pattern area Ra ₀₁ The circuit pattern drawn in Fig. 8 has a Y-direction length corresponding to 1/15 of the Y-direction length of the entire pattern, and a raster corresponding to the pattern region width D1 from the top included in the first group shown in Fig. 8. It is drawn based on the data.
[0080]
An area corresponding to the raster data included in the first group is defined as the first divided area Ba. ₀₁ When defined as (region surrounded by a chain line in the figure), this first divided region Ba ₀₁ The divided region width D2, which is the length in the Y direction, is set to be longer than the pattern region width D1, and the difference D3 is equal to the length (β × PS) corresponding to β-bit raster data. That is, the first exposure data generation circuit 54 ₀₁ In the first divided area Ba ₀₁ Raster data corresponding to is read out from the first pattern area Ra ₀₁ Bit data corresponding to the first exposure unit 20 is selected as exposure data. ₀₁ Is activated.
[0081]
Second exposure unit 20 ₀₂ Similarly, the second exposure data generation circuit 54 ₀₂ The second divided region Ba having a divided region width D4 longer than the pattern region width D1 by a length (D3 × 2). ₀₂ Raster data corresponding to (1280 + 2β) bits corresponding to the second divided area Ba is read out. ₀₂ Second pattern region Ra included in ₀₂ Exposure data for multiple exposure is generated. The third to fifteenth exposure data generation circuits 54 ₀₂ ~ 54 ₁₅ It goes without saying that exposure data is also generated in the same way.
[0082]
Two adjacent pattern areas Ra ₀₁ And Ra ₀₂ Do not overlap and are lined up substantially without any gaps, but adjacent two divided regions Ba ₀₁ And Ba ₀₂ Are overlapped in the Y direction by a length D3 × 2. That is, the first and second exposure data generation circuit 54 ₀₁ And 54 ₀₂ Share 2β bits of raster data. The first divided area Ba ₀₁ The divided area width D2 of the first exposure unit 20 ₀₁ Is set to a value larger than the maximum exposure width D5.
[0083]
As described above, since exposure data is generated by reading raster data corresponding to a divided area wider than the pattern area, when the pattern area is shifted in the Y direction as described above, the circuit pattern is coordinate-transformed (rotated or enlarged). , Reduction, movement, etc.) can be adequately handled.
[0084]
FIG. 11 is a diagram illustrating the relationship between the divided area and the pattern area when the rotation conversion is performed on the circuit pattern. The original circuit pattern is indicated by a broken line, and the circuit pattern rotated and converted clockwise by an angle θ is indicated by a solid line.
[0085]
When the circuit pattern is rotated, as shown in FIG. ₀₁ Circuit pattern (first pattern region Ra) of width D1 to be drawn only ₀₁ ) For the first and second exposure units 20 ₀₁ , 20 ₀₂ Both must be used for drawing. That is, the first pattern region Ra ₀₁ The trapezoidal area indicated by the hatching rising to the right is the first exposure unit 20. ₀₁ The remaining triangular area drawn by the right hatching and indicated by the right-down hatching is the second exposure unit 20. ₀₂ Should be drawn by. Therefore, the second divided area Ba ₀₂ The divided area width D4 of the first pattern area Ra before rotation conversion ₀₁ Is set larger than the pattern region width D1 so as to include a part of the pattern area. Thereby, the circuit pattern can be substantially rotated and drawn.
[0086]
12 shows the first exposure data generation circuit 54 shown in FIG. ₀₁ It is a block diagram which shows the structure of in detail. The remaining 14 exposure data generation circuits 54 ₀₂ ~ 54 ₁₅ The first exposure data generation circuit 54 ₀₁ The description is omitted here.
[0087]
First exposure data generation circuit 54 ₀₁ Are provided with a divided area check circuit 540 and a divided area memory 541. The divided area check circuit 540 receives the first divided area Ba from the system control circuit 34. ₀₁ Address data (hereinafter referred to as divided area data) corresponding to the first divided area Ba from raster data sequentially read from the bitmap memory 52. ₀₁ Only the raster data corresponding to is extracted and stored in the divided area memory 541. That is, the divided area memory 541 includes the first divided area Ba. ₀₁ Raster data corresponding to is stored.
[0088]
First exposure data generation circuit 54 ₀₁ Is provided with an exposure point coordinate data memory 542, and 1310720 exposure points CN (m) corresponding to the micromirrors M (m, n) arranged in a matrix of 1024 × 1280 are provided in the exposure point coordinate data memory 542. , N) is stored. This exposure point coordinate data is represented by a two-dimensional orthogonal coordinate system with the exposure point CN (1, 1) corresponding to the micromirror M (1, 1) at the head of the first line as the origin. The axes are parallel to the X axis and the Y axis, respectively. The exposure point coordinate data is reviewed every time drawing of the entire drawing surface 32 is performed, and is provided from the system control circuit 34 and updated as necessary.
[0089]
First exposure data generation circuit 54 ₀₁ The counter 544 receives the basic control clock pulse CLK 1 and the exposure clock pulse E_CLK from the system control circuit 34, and outputs the same to the exposure point coordinate data memory 542 and the exposure data memory 549.
[0090]
The basic control clock pulse CLK1 is a pulse for controlling the timing for sequentially operating each of the 1310720 micromirrors, and the exposure clock pulse E_CLK is a pulse for controlling the exposure start timing. The cycle of the exposure clock pulse E_CLK is set to 1310720 times or more of the cycle of the clock pulse CLK1.
[0091]
The counter 544 counts the number of basic control clock pulses CLK1 and outputs the count value. This count value is reset to the initial value 0 every time the exposure clock pulse E_CLK is input. Therefore, the output from the counter 544 corresponds to address data indicating the order in which the bit data to be applied to each micromirror is read from the exposure point coordinate data memory 542 or the exposure data memory 549.
[0092]
The first exposure data generation circuit 54 ₀₁ Is provided with an exposure position data memory 546. The exposure position data memory 546 has a first exposure unit 20 that changes for each exposure operation. ₀₁ Relative position data with respect to the drawing surface 32 (hereinafter referred to as exposure position data), specifically, the coordinates of the exposure point CN (1, 1) corresponding to the first micromirror M (1, 1) of the first line. Data is stored. The exposure position data is supplied from the system control circuit 34 and updated every drawing.
[0093]
First exposure data generation circuit 54 ₀₁ The counter 545 receives the exposure clock pulse E_CLK from the system control circuit 34 and counts the number of pulses. The count value is output to the exposure position data memory 546 as address data for reading the exposure position data from the exposure position data memory 546.
[0094]
The exposure point coordinate data memory 542 sequentially outputs exposure point coordinate data to the adder 547 via the pattern area width check circuit 543 every time the address is changed in synchronization with the clock pulse CLK1, and the exposure position data memory 546 is clock pulse. Each time the address is changed in synchronization with E_CLK, the exposure position data is output to the adder 547.
[0095]
The pattern area width check circuit 543 is a circuit for checking whether or not each exposure point coordinate data exceeds the pattern area width D1, and the data of the pattern area width D1, that is, the exposure unit 20 ₀₁ The pattern area data consisting of the Y coordinate indicating the width of the pattern area is given by the system control circuit 34.
[0096]
The adder 547 adds the current exposure position data to the individual exposure point coordinate data, and outputs the sum of both to the pixel processing circuit 548. Since the exposure position data and the exposure point coordinate data are values expressed in units of μm, the pixel processing circuit 548 converts the data into data based on the pixel size PS of the raster data to be drawn. Read address data [L when this data is read out from the divided area memory 541 _x , R _y ].
[0097]
The raster data read from the divided area memory 541 is temporarily stored in the exposure data memory 549, and the exposure data is based on the output from the counter 544, that is, the address data indicating the order of reading the bit data to be applied to each micromirror. And output to the DMD driving circuit 56. When coordinate conversion is performed, the system control circuit 34 performs coordinate conversion on the exposure point coordinate data or the exposure position coordinate data, thereby changing the position of raster data to be read.
[0098]
The exposure unit 20 is shown below. ₀₁ The relationship between the individual micromirrors M (m, n) and the bit data “B” at each exposure position will be described.
[0099]
Exposure unit 20 ₀₁ Is placed at the exposure start position, ie, the first exposure position, the XY coordinates P of the exposure point CN (m, n) of the unit exposure area U (m, n) obtained by the arbitrary micromirror _{[x (m), y (n)]} (1 ≦ m ≦ 1024, 1 ≦ n ≦ 1280) is expressed as follows. C is the size of the unit exposure area, and Xp (m) and Yp (n) are exposure point coordinate data. Here, as described above, b is the amount of movement in the Y direction when moving by (A + a) in the X-axis direction.
x (m) = Xp (m) = (m−1) C
y (n) = Yp (n) = (n-1) Cb (m-1)
[0100]
Exposure unit 20 ₀₁ Are sequentially moved from the first exposure position by a distance (A + a) in the X-axis direction to reach the i-th exposure position, the exposure position data Xs (i) and Ys (i) at that time are as follows: It is expressed as follows. Here, “i” is the number of exposures.
Xs (i) = (A + a) (i-1) (1)
Ys (i) = 0 (2)
[0101]
Therefore, the exposure unit 20 ₀₁ Coordinate P when reaches the i-th exposure position _{[x (m), y (n)]} X component x (m) and Y component y (n) are represented by the following equations.
x (m) = Xs (i) + Xp (m) (3)
y (n) = Ys (i) + Yp (n) (4)
[0102]
At the i-th exposure position, a unit exposure area (U _{(m, n)} ) Exposure point CN _{(m, n)} Coordinate P _{[x (m), y (n)]} Is included in one pixel area, the address [L] of bit data “B” corresponding to the one pixel area _x , R _y ] Can be expressed by the following expression using the calculation results of the above two expressions (3) and (4).
L _x = INT [x (m) / PS] +1 (5)
R _y = INT [y (n) / PS] +1 (6)
Here, generally, when division e / f is performed, the operator INT [e / f] represents the quotient of division e / f, and when 0 ≦ e <f, INT [e / f] = 0. Is defined as “PS” represents the size of the bit data “B”.
[0103]
Thus, at the i-th exposure position, the coordinates P _{[x (m), y (n)]} The micromirror corresponding to the address [L] determined by the calculation result of the above formulas (5) and (6) _x , R _y ] In accordance with the bit data “B”.
[0104]
The calculation result of the above equation (3), that is, the coordinate P _{[x (m), y (n)]} When the calculation result of the X component of
x (m) <0
Coordinate P _{[x (m), y (n)]} Has not yet entered the drawing area on the drawing surface 32. Therefore, in this case, the coordinates P _{[x (m), y (n)]} There is no bit data for operating the micromirror corresponding to, and at this time, the micromirror is operated according to the dummy data “0”.
[0105]
In addition, the calculation result y (n) of the above equation (4), that is, the coordinate P _{[x (m), y (n)]} When the calculation result of the Y component of
y (n) <0
Coordinate P _{[x (m), y (n)]} Exceeds the negative boundary line along the Y axis of the drawing area. Therefore, in this case as well, the coordinate P _{[x (m), y (n)]} There is no bit data for operating the micromirror corresponding to, and at this time, the micromirror is operated according to the dummy data “0”.
[0106]
Other exposure units 20 in the first row ₀₃ ~ 20 ₁₅ It is possible to determine in the same manner as described above which bit data “B” should be operated by any micromirror included in the exposure operation, but in this case, the exposure is performed during the above-described calculation. Unit 20 ₀₃ , 20 ₀₅ , ~ 20 ₁₅ Each of which is an exposure unit 20 ₀₁ It must be taken into account that the distance from the coordinate origin to the positive side along the Y-axis is greater. The exposure unit 20 in the second row ₀₂ , 20 ₀₄ , ~ 20 ₁₄ It is possible to determine in the same manner as in the above case which bit data “B” should be operated for each arbitrary micromirror in each exposure operation, but in that case, in the above calculation, Exposure unit 20 ₀₂ , 20 ₀₄ , ~ 20 ₁₄ Each of which is an exposure unit 20 ₀₁ It must be considered that the distance from the coordinate origin to the negative side along the X axis and further to the positive side along the Y axis.
[0107]
In the embodiment described above, during the drawing operation, the drawing table 16 is stopped every time it reaches the exposure position, and the exposure unit 20 is stopped at the stop position. ₀₁ ~ 20 ₁₅ The exposure operation is performed. However, during the drawing operation, the exposure unit 20 is moved under a predetermined condition while moving the drawing table 16 continuously at a constant speed without being moved intermittently. ₀₁ ~ 20 ₁₅ It is also possible to perform the exposure operation by. More specifically, each time the drawing table 16 moves by a distance (A + a), the exposure unit 20 ₀₁ ~ 20 ₁₅ The exposure operation is started in the same manner as in the above-described embodiment, but with respect to the exposure time, the drawing table 16 is smaller than the size (20 μm) of the unit exposure area obtained by the individual micromirror of each exposure unit The distance d is the time during movement.
[0108]
By setting the exposure time in this way, not only can the circuit pattern be drawn in the same manner as described above, but also the drawing time required for drawing the circuit pattern can be shortened. Another advantage of moving the drawing table 16 continuously at a constant speed during the drawing operation is that the drive system of the drawing table 16 is unlikely to fail.
[0109]
As described above, in the present embodiment, the circuit pattern is divided according to the number of exposure units, and a divided area larger than the divided pattern areas is determined, and the raster data corresponding to the divided areas is determined. Since arbitrary raster data is selected, coordinate conversion can be easily performed with a simple configuration. Further, it is not necessary to perform coordinate conversion on the raster data in the bitmap memory 52.
[0110]
【The invention's effect】
As is apparent from the above description, in the present invention, a predetermined pattern can be drawn properly regardless of the pixel size of the pattern data. By preparing only one exposure apparatus, the degree of freedom of circuit pattern design at the CAD station or CAM station can be greatly increased.
[0111]
In the multiple exposure apparatus according to the present invention, the circuit pattern is divided according to the number of exposure units, and a divided area larger than these divided pattern areas is determined and corresponds to this divided area. Since arbitrary raster data is selected from the raster data, coordinate conversion can be easily performed with a simple configuration. Further, since the exposure data can be generated simultaneously for the 15 exposure units, the time can be shortened.
[0112]
In addition, as one of the characteristic operational effects obtained by the present invention, even if some of the modulation elements in the exposure unit do not function normally, the pattern is drawn properly without causing pixel defects. The point of obtaining is also mentioned. This is because the drawing pattern area is obtained by multiple exposure over a plurality of exposure operations, and even if several exposure operations are not performed normally, the total exposure amount of the drawing pattern area is sufficient. It is because it is obtained.
[0113]
As another effect obtained from the multiple exposure system according to the present invention, even if there is exposure unevenness due to the imaging optical system incorporated in each exposure unit, the influence of the uneven exposure is reduced due to the multiple exposure. There is also a point.
[0114]
As another effect obtained from the multiple exposure method according to the present invention, a sufficient amount of exposure can be ensured for multiple exposure even when the output of the light source device is low, so that the light source device can be configured at low cost. Can be mentioned.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view of a multiple exposure drawing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic conceptual diagram for explaining functions of an exposure unit used in the multiple exposure drawing apparatus according to the present invention.
3 is a plan view for explaining a drawing surface of an object to be drawn on the drawing table of the multiple exposure drawing apparatus shown in FIG. 1 and an exposure area by each exposure unit; FIG.
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the principle of a multiple exposure drawing method executed by a multiple exposure drawing apparatus according to the present invention, in which exposure units are arranged at a plurality of exposure positions along the X axis of an XY coordinate system. It is a figure which shows the state moved sequentially.
FIG. 5 is a schematic diagram similar to FIG. 4, and when the exposure unit is sequentially moved to a plurality of exposure positions along the X axis of the XY coordinate system, the exposure unit moves a predetermined distance along the Y axis. It is a figure which shows the state displaced only by time.
FIG. 6 shows how the center of a unit exposure area obtained by a predetermined micromirror of the exposure unit is distributed within the predetermined area when the exposure unit is sequentially moved to a plurality of exposure positions according to the multiple exposure method of the present invention. It is explanatory drawing which shows whether to do.
FIG. 7 is a block diagram of a multiple exposure drawing apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a part of raster data of a circuit pattern to be drawn by the multiple exposure drawing apparatus according to the present invention developed on a bitmap memory.
9 is a schematic diagram showing a relationship between a part of the bit data shown in FIG. 8 and its read address data. FIG.
FIG. 10 is a schematic diagram showing a relationship between a pattern area and a divided area of a circuit pattern.
FIG. 11 is a schematic diagram showing a relationship between a pattern area and a divided area when a circuit pattern is rotated.
12 is a block diagram showing in detail the inside of the first exposure data generation circuit shown in FIG. 7;
[Explanation of symbols]
10 Multiple exposure drawing device
16 Drawing table
20 ₀₁ ... 20 ₁₅ Exposure unit
27 DMD element
M (1, 1), ... M (1024, 1280) Micromirror (modulation element)
30 Drawing object
32 Drawing surface
34 System control circuit
52 Bitmap memory
54 ₀₁ ... 54 ₁₅ Exposure data generation circuit
56 DMD drive circuit

Claims

A plurality of exposure units that expose the drawing surface by a plurality of modulation elements arranged in a predetermined direction with respect to the drawing surface and arranged in a matrix, respectively, and exposing regions by the plurality of exposure units to the drawing surface In an exposure drawing apparatus that performs a multiple exposure operation while moving relative to it,
Memory means for holding raster data of a pattern to be exposed on the drawing surface;
Dividing means for dividing the pattern into a plurality of pattern areas corresponding to the number of exposure units along the predetermined direction in accordance with a belt-like scanning area defined on the drawing surface by each exposure unit;
Divided area determining means for determining a divided area having a width larger than the pattern area width in the predetermined direction for each pattern area;
Read means for reading out raster data corresponding to the divided areas defined for each pattern area from the memory means;
For each exposure unit, raster data corresponding to the pattern drawn in the area scanned during the exposure operation is selected from the divided area raster data read by the reading means, and the selected raster data is selected. Modulation element control means for driving and controlling each modulation element based on ,
The multiple exposure drawing apparatus , wherein the pattern can be coordinate-transformed with respect to the drawing surface .

2. The multiple exposure drawing apparatus according to claim 1, wherein a maximum exposure width in the predetermined direction of the exposure unit is longer than a width of the pattern area and shorter than a width of the divided area.

A plurality of exposure units having a plurality of modulation elements arranged in a predetermined direction with respect to the drawing surface and arranged in a matrix are used, and the exposure area by the plurality of exposure units is moved relative to the drawing surface. A multiple exposure drawing method for drawing a predetermined pattern on a drawing surface by performing a multiple exposure operation while
A first step of storing raster data of a predetermined pattern in a memory;
A second step of dividing the predetermined pattern into a plurality of pattern areas corresponding to the number of the exposure units along the predetermined direction according to a belt-shaped scanning area defined on the drawing surface by each exposure unit;
A third step of determining, for each pattern area, a divided area having a width larger than the pattern area width in the predetermined direction;
A fourth step of reading from the memory raster data corresponding to the divided areas defined for each pattern area;
Raster data corresponding to the pattern drawn in the area scanned during the exposure operation is selected from the divided area raster data read by the reading means, and each modulation element is selected based on the selected raster data. And a fifth step for driving control ,
A multiple exposure drawing method , wherein the pattern can be coordinate-transformed with respect to the drawing surface .