JP4478496B2 - ローカルアライメント機能を有する露光装置 - Google Patents

Description

本発明は、被描画体に所定のパターンを描画する露光装置に関し、特に単一の基板上に複数のパターンの描画を行う露光装置に関する。

従来の描画の代表例としては、フォトリゾグラフィの手法によるプリント回路基板への回路パターンの印刷が挙げられる。この場合、被描画体は、上面にフォトレジスト層を形成された基板であり、描画装置により、基板上のフォトレジスト層に面付パターンが描画される。そして、回路パターン（面付パターン）の描画の後、種々の処理が施されることによりプリント回路基板が得られる。

面付パターンは、プリント基板上の予め定められた位置に描画される必要があるが、基板には、描画後の熱処理などにより微細な変形を生じる。そこで、例えば、基板上の四隅といった所定の位置に予め位置決めマークを設け、基板の変形による位置決めマークの位置ずれを予め測定し、この位置ずれを補正することにより、面付パターンの描画位置は調整されている。

また、比較的小さなサイズの面付パターンをいくつか含む領域（以下、描画領域という）を複数個、同一基板上に割付ける場合には、それぞれの描画領域の位置を補正するための位置決めマークが設けられる。そして、各描画領域の重心位置のずれを検出し、基板上での各描画領域の配置を修正することにより、描画位置を補正することが知られている（例えば特許文献１参照）。
特開２０００−１２２３０３号公報（第５〜６頁）

各描画領域の重心のずれに基づいて、基板に対する描画領域の配置のみを修正した場合、描画領域自体の変形を反映した補正は施されない。従って、複数の方向に沿って延びを生じるなど、基板が複雑に変形した場合、描画領域内の歪やゆがみが問題となる可能性があり、正確なアライメント補正が困難である。

そこで本発明においては、複数の描画領域を同一基板上に描画する場合において、描画領域ごとの配置の修正に加え、各描画領域自体に生じる変形についても個別に補正することにより、高精度の描画位置調整が可能である露光装置の提供を目的とする。

本発明の露光装置は、面付パターンを含む複数の描画領域の位置と輪郭とを定めるためのマークが表面に表された被描画体を描画する。露光装置は、マークの実際の位置を検出するマーク位置検出手段と、マークの実際の位置を示すマーク位置データを生成するマーク位置データ生成手段と、面付パターンを被描画体の表面に露光させて描画する描画手段を備える。露光装置は、さらに、描画すべき面付パターンを示すベクタデータと、マークの本来の位置を示すマーク位置情報とを含む描画データを記録する描画データ記録手段と、描画データを読出す描画データ読出し手段と、マーク位置データに基づいて実際の描画領域の位置と輪郭とを検出し、実際の描画領域の位置と輪郭とに基づいて、描画データを、対応する描画領域ごとに補正して補正描画データとする描画データ補正手段とを備え、、補正描画データに基づいて、面付パターンを被描画体に露光させて描画する。

描画データ補正手段は、実際の描画領域と、描画データにおける描画領域とのサイズ比と、重心の位置の差と、描画データにおける描画領域に対する実際の描画領域の回転角とに基づいて、描画データを補正して補正描画データとすることが好ましい。

描画領域は、例えば、矩形状の領域を有する。また、マークは、描画領域の端部にあることが好ましく、描画領域ごとに少なくとも３つあることがさらに好ましい。

露光装置は、被描画体を設置するための描画テーブルと、描画テーブルを所定の方向に移動させる被描画体移動手段とをさらに有することが望ましく、マーク位置検出手段は、例えば、所定の方向に移動する被描画体を撮影するカメラである。この場合、マーク位置データ生成手段は、カメラの撮影範囲の座標系におけるマークの位置に基づいて、マーク位置データを生成することが好ましい。

描画データ補正手段は、描画データを、対応する描画領域ごとに補正した後に単一の補正描画データとすることが望ましい。この場合、描画手段は、全ての面付パターンを被描画体に連続的に露光させて描画することがより望ましい。

本発明の描画方法は、面付パターンを含む複数の描画領域の位置と輪郭とを定めるマークが表面に表された被描画体を描画する方法である。描画方法においては、描画すべき面付パターンを示すベクタデータと、マークの本来の位置を示すマーク位置情報とを含む描画データを記録し、描画データを読出し、描画データに基づいてマークの実際の位置を検出し、マークの実際の位置を示すマーク位置データを生成し、マーク位置データに基づき、実際の描画領域の位置と輪郭とを検出し、実際の描画領域の位置と輪郭とに基づいて、描画データを、対応する描画領域ごとに補正して補正描画データとして、補正描画データとする。露光装置は、補正描画データに基づいて面付パターンを被描画体に露光させて描画する。

本発明によれば、同一基板上にある各描画領域の配置の修正に加え、描画領域内に生じる変形についても補正し、高精度の描画が可能な露光装置を提供できる。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本実施形態の露光装置１０を概略的に示す図である。

露光装置１０は、被描画体を露光させて描画する描画装置１４と、描画すべき面付パターンを示すベクタデータ等を含む描画データの編集や、描画装置１４への送信を行う描画制御部１２とを備える。描画制御部１２は、第１シーケンス制御部１８、通信処理部２０、制御部側データ処理部２２、データ記録部２３を備える。ユーザは、描画制御部１２の操作パネル１６を操作することにより、描画制御部１２に所定の指示を与える。第１シーケンス制御部１８は、操作パネル１６を介したユーザの指示に基づいて、描画装置１４に対する様々な指示信号を通信処理部２０に送信させ、制御部側データ処理部２２に描画データを処理させる。データ記録部２３は、描画データを記録する。

描画装置１４は、第２シーケンス制御部２４、装置側データ処理部２６等を備える。第２シーケンス制御部２４は、通信処理部２０から送信される指示信号に従って、装置側データ処理部２６、計測制御部２８、描画テーブル制御部３０、露光制御部３２を制御する。装置側データ処理部２６は、第２シーケンス制御部２４を介して描画データを受信し、この描画データに基づいて、被描画体上に描画するためのイメージ画像データ等を生成する。計測制御部２８は、補正前の描画データに基づき、被描画体上に予め設けられているアライメント穴の位置を検出するために、穴計測用カメラ（ここでは図示せず）がアライメント穴を撮影するように制御する。また、描画テーブル制御部３０は、被描画体が設置された描画テーブル３６の移動を制御する。露光制御部３２は、被描画体の露光のために、ビーム光を照射する光源３７を制御する。

図２は、描画テーブル３６に設置された被描画体を示す上面図である。

表面が矩形板状である被描画体３８は、原点Ｐを基準とする描画テーブル３６のＸ―Ｙ座標系（以下、描画座標系という）のＸ軸、及びＹ軸に輪郭が平行になるように、描画テーブル３６上に設置される。また、被描画体３８には、描画データの補正のための基準の穴である第１〜第１６アライメント穴４０〜５５が開けられている。被描画体３８の表面に描画されるべき面付パターンは、それぞれ同じ矩形状の領域を有する独立した４つの領域である第１〜第４描画領域６０〜６３に分かれている。第１〜第１６アライメント穴４０〜５５は、Ｘ軸に平行な４本の直線と、Ｙ軸に平行な４本の直線上にあるように、第１〜第４描画領域６０〜６３の端部に設けられている。ここでは、第１〜第４描画領域６０〜６３に、Ｆ字型のいずれも同じ面付パターンが形成される。

データ記録部２３に記録されている描画データには、描画装置１４が被描画体に描画すべき面付パターンを示すベクタデータと共に、被描画体３８の設置位置を示す被描画体情報と、被描画体３８に設けられた第１〜第１６アライメント穴４０〜５５の位置等を示す情報である穴情報とが含まれる。すなわち、第１〜第４描画領域６０〜６３のそれぞれにＦ字型の図形を描くためのベクタデータに加え、被描画体３８の端点Ｑが配置されるべき位置を示す描画座標系上の座標（ＢＯＸ、ＢＯＹ）、（１）式および（２）式に例示する第１〜第１６アライメント穴４０〜５５の数ＨＮ、径ＨＲ、および被描画体３８において端点Ｑを原点とした座標系（以下、被描画体座標系という）において第１〜第１６アライメント穴４０〜５５の中心点が位置すべき座標を含む。

ＨＮ＝１６ ・・・（１）
ＨＲ＝１．０（ｍｍ） ・・・（２）

図３は、描画テーブル３６に設置された被描画体３８を示す上面図であり、図４は、描画テーブル３６に設置された被描画体３８を示す斜視図である。図５は、被描画体３８の撮影のために描画テーブル３６が移動する移動量を示す図である。

第１〜第１６アライメント穴４０〜５５は、処理工程によって被描画体３８に生じる微細な変形量を予め把握するために設けられ、被描画体３８には、実際の処理工程が予め施されている。このため、描画データに含まれる、第１〜第１６アライメント穴４０〜５５の中心点が位置すべき点Ｈ［Ｇ］[Ｎ]の座標（ＨＸ［Ｇ］[Ｎ]、ＨＹ［Ｇ］[Ｎ]）（図３参照）は、実際に計測された被描画体３８上の第１〜第１６アライメント穴４０〜５５の中心位置の座標とは、わずかに異なっている。

なお、「Ｇ」及び「Ｎ」は、添字であって、「Ｇ」は、第１〜第４描画領域６０〜６３に対応する描画領域番号、「Ｎ」は、各描画領域内のアライメント穴を識別する穴番号である。そして、いずれも０〜３の４つの整数である描画領域番号「Ｇ」及び穴番号「Ｎ」を用いて、全てのアライメント穴の座標を識別する。すなわち、第１描画領域６０の第１〜第４アライメント穴４０〜４３の中心が位置すべき点は、描画領域番号Ｇ＝０を用いて、Ｈ［０］[０]（ＨＸ［０］［０］、ＨＹ［０］［０］）〜Ｈ［０］[３]（ＨＸ［０］［３］、ＨＹ［０］［３］）と表し、第２描画領域６１に含まれる第５〜第８アライメント穴４４〜４７の中心が位置すべき点は、描画領域番号Ｇ＝１を用いて、Ｈ［１］[０]（ＨＸ［１］［０］、ＨＹ［１］［０］）〜Ｈ［１］[３]（ＨＸ［１］［３］、ＨＹ［１］［３］）として表す。以下、第３、及び第４描画領域６２、６３についても同様である。

以下に説明するように、第１〜第１６アライメント穴４０〜５５の実際の位置と、本来位置すべき位置との差を算出することにより、第１〜第４描画領域６０〜６３の各描画データが補正される。なお、第１〜第１６アライメント穴４０〜５５の位置のずれの算出は、装置側データ処理部２６で行われ、描画データの補正は、後述のように、制御部側データ処理部２２にて実施される。

まず、実際の被描画体上の第１〜第１６アライメント穴４０〜５５を撮影するために、描画データが、制御部側データ処理部２２、通信処理部２０、第２シーケンス制御部２４を介して制御部側データ処理部２２に送られる。そして、（３）式及び（４）式に示すように、第１〜第１６アライメント穴４０〜５５の中心点が位置すべき点Ｈ［Ｇ］[Ｎ]の座標（ＨＸ［Ｇ］[Ｎ]、ＨＹ［Ｇ］[Ｎ]）に、被描画体３８の端点Ｑの座標（ＢＯＸ、ＢＯＹ）が加算され、被描画体座標系における座標（ＨＸ［Ｇ］、ＨＹ[Ｎ]）が、描画座標系の座標（ＨＸ’［Ｇ］［Ｎ］、ＨＹ’［Ｇ］[Ｎ]）に変換される。

ＨＸ’［Ｇ］［Ｎ］＝ＨＸ［Ｇ］［Ｎ］＋ＢＯＸ（Ｇ、Ｎ＝０、１、２、３）・・（３）
ＨＹ’［Ｇ］［Ｎ］＝ＨＹ［Ｇ］［Ｎ］＋ＢＯＹ（Ｇ、Ｎ＝０、１、２、３）・・（４）

続いて、第２シーケンス制御部２４は、第１〜第１６アライメント穴４０〜５５の描画座標系における座標（ＨＸ’［Ｇ］［Ｎ］、ＨＹ’［Ｇ］[Ｎ]）に基づいて計測制御部２８と描画テーブル制御部３０とを制御して、以下のように、第１〜第３穴計測用カメラ５６〜５８（図３および図４参照）に第１〜第１６アライメント穴４０〜５５を撮影させる。

描画テーブル制御部３０は、描画テーブル３６を矢印Ａが示すＸ軸の正の方向に沿って移動させ、第１〜第１６アライメント穴４０〜５５のいずれかが、第１〜第３穴計測用カメラ５６〜５８の撮影範囲内に位置したところで描画テーブル３６を停止させる。そして、計測制御部２８の制御のもと、第１〜第３穴計測用カメラ５６〜５８が各撮影範囲５６Ａ〜５８Ａに含まれる第１〜第１６アライメント穴４０〜５５のいずれかを撮影する。この描画テーブル３６の移動距離である第１〜第３移動距離Ｘ１〜Ｘ３が、後述のように算出される。なお、第１〜第３穴計測用カメラ５６〜５８は、描画座標系のＹ軸と平行に設置されていて、描画座標系における第１〜第３穴計測用カメラ５６〜５８の撮影範囲の中心のＸ座標はいずれも等しく、これらのＸ座標は、ＣＯＸで表される（図５参照）。

描画テーブル制御部３０は、被描画体３８の設置後、まず、第１１及び第１２アライメント穴５０、５１、第１５及び第１６アライメント穴５４、５５（以下、第１アライメント穴群という）を撮影するために、これらの中心点のＸ座標であるＨＸ３が、第１〜第３穴計測用カメラ５６〜５８のＸ座標ＣＯＸと一致するまで、描画テーブル３６を移動させる。従って、描画テーブル３６の最初の移動量である第１移動距離Ｘ１は、（５）式が示すように算出される。なお、第１アライメント穴群の各アライメント穴のＸ座標は、被描画体３８の変形に伴ってわずかに異なる可能性があるため、予め定めておいた第１アライメント穴群のいずれか一つの位置に基づいて第１移動距離Ｘ１を算出する。以下の移動量の算出においても同様である。

Ｘ１＝ＣＯＸ−ＨＸ３ ・・・（５）

描画テーブル３６が、第１移動距離Ｘ１だけ移動して停止すると、第１〜第３穴計測用カメラ５６〜５８が、第１アライメント穴群を撮影する。

この撮影結果に基づいて、描画座標系における第１アライメント穴群に属する第１１及び第１２アライメント穴５０、５１、第１５及び第１６アライメント穴５４、５５の中心点の実際の位置を示す座標（ｈｘ[Ｇ] [Ｎ]、ｈｙ[Ｇ] [Ｎ]）が、以下のように算出される。まず、第１〜第３穴計測用カメラ５６〜５８の各撮影範囲である、第１〜第３撮影範囲５６Ａ〜５８Ａにおける、原点Ｒを有する座標系（以下、撮影座標系という）におけるアライメント穴の中心点（ｃｘ[Ｇ] [Ｎ]、ｃｙ[Ｇ] [Ｎ]）が占める位置が、アライメント穴の径ＨＲを用いた撮影画像の解析によって算出される。第１穴計測用カメラ５６の第１撮影範囲５６Ａ内で撮影された第１１アライメント穴５１を例にすると、描画座標系における位置が（ｈｘ[２] [３]、ｈｙ[２] [３]）である中心点の撮影座標系における座標は、（ｃｘ[２] [３]、ｃｙ[２] [３]）となる（図５参照）。

なお、撮影座標系の原点ＲのＸ座標は、描画座標系における第１〜第３穴計測用カメラ５６〜５８のＸ座標であるＣＯＸと一致する。また、第１〜第３穴計測用カメラ５６〜５８は、設置場所が異なるものの、いずれも同一のカメラであるため、第２撮影範囲５７Ａ、及び第３撮影範囲５８Ａについても、第１撮影範囲５６Ａと同じ座標系が定義される。従って、第１１及び第１２アライメント穴５０、５１、第１５及び第１６アライメント穴５４、５５の中心点の実際の位置を示す座標（ｈｘ[Ｇ] [Ｎ]、ｈｙ[Ｇ] [Ｎ]）は、（６）式および（７）式のように示される。

ｈｘ[Ｇ] [Ｎ]＝ＣＯＸ−ＨＸ３＋ｃｘ[Ｇ] [Ｎ] ・・・（６）
ｈｙ[Ｇ] [Ｎ]＝ｃｙ[Ｇ] [Ｎ] ・・・（７）

第１アライメント穴群の撮影に続き、第３及び第４アライメント穴４２、４３、第７〜第１０アライメント穴４６〜４９、第１３及び第１４アライメント穴５２、５３（以下第２アライメント穴群という）が撮影される。このため、描画テーブル制御部３０は、第３及び第４アライメント穴４２、４３、第７、第８アライメント穴４６、４７の中心点のＸ座標であるＨＸ２が、第１〜第３穴計測用カメラ５６〜５８のＸ座標ＣＯＸと一致するまで、描画テーブル３６を移動させる。よって、描画テーブル３６の２回目の移動量である第２移動距離Ｘ２は、（８）式が示すように算出される。

Ｘ２＝ＨＸ３−ＨＸ２ ・・・（８）

描画テーブル３６が、第２移動距離Ｘ２だけ移動して停止すると、第１〜第３穴計測用カメラ５６〜５８が第２アライメント穴群を撮影する。

撮影結果に基づいて、描画座標系における第２アライメント穴群に属する各アライメント穴の中心点の実際の位置を示す座標（ｈｘ[Ｇ] [Ｎ]、ｈｙ[Ｇ] [Ｎ]）が、第１アライメント穴群と同様に算出され、（９）式および（１０）式のように示される。

ｈｘ[Ｇ] [Ｎ]＝ＣＯＸ−ＨＸ２＋ｃｘ[Ｇ] [Ｎ] ・・・（９）
ｈｙ[Ｇ] [Ｎ]＝ｃｙ[Ｇ] [Ｎ] ・・・（１０）

なお、第２アライメント穴群のうち、中心点のＸ座標の値が同一である第９及び第１０アライメント穴４８、４９、第１３及び第１４アライメント穴５２、５３についても、第１〜第３撮影範囲５６Ａ〜５８Ａに含まれるため、第２アライメント穴群を構成する全てのアライメント穴は、同時に撮影可能である。

第２アライメント穴群の撮影後、第１及び第２アライメント穴４０、４１、第５及び第６アライメント穴４４、４５（以下第３アライメント穴群という）を撮影するために、これらのアライメント穴の中心点のＸ座標であるＨＸ１が、第１〜第３穴計測用カメラ５６〜５８のＸ座標ＣＯＸと一致するまで移動するように、描画テーブル３６は制御される。よって、描画テーブル３６の３回目の移動の移動量Ｘ３は、（１１）式が示すように算出される。

Ｘ３＝ＨＸ２−ＨＸ１ ・・・（１１）

描画テーブル３６が、移動量Ｘ３だけ移動して停止すると、第１〜第３穴計測用カメラ５６〜５８が第３アライメント穴群を撮影する。

撮影結果に基づいて、描画座標系における第３アライメント穴群に属する各アライメント穴の中心点の実際の位置を示す座標（ｈｘ[Ｇ] [Ｎ]、ｈｙ[Ｇ] [Ｎ]）が、第１及び第２アライメント穴群と同様に算出され、（１２）式および（１３）式のように示される。

ｈｘ[Ｇ] [Ｎ]＝ＣＯＸ−ＨＸ１＋ｃｘ[Ｇ] [Ｎ] ・・・（１２）
ｈｙ[Ｇ] [Ｎ]＝ｃｙ[Ｇ] [Ｎ] ・・・（１３）

このように、描画テーブル３６の移動と、停止後の第１〜第３穴計測用カメラ５６〜５８による撮影は、第２シーケンス制御部２４の制御のもとで繰り返され、第１〜第１６アライメント穴４０〜５５の実際の位置を示す座標の算出が終了する。こうして算出された座標値は、被描画体３８上における第１〜第１６アライメント穴４０〜５５の実際の位置を示す、マーク位置データとして、第２シーケンス制御部２４、通信処理部２０を介して、制御部側データ処理部２２に送られる。

図６は、描画データに基づく描画領域と、マーク位置データに基づく実際の描画領域とを概略的に示す図である。

制御部側データ処理部２２は、マーク位置データから、実際の描画領域である第１〜第４実測描画領域７０〜７３の位置と輪郭とを検出する（図６（ａ）参照）。そして、第１〜第４実測描画領域７０〜７３と、第１〜第４描画領域６０〜６３との重心の位置の差、サイズ比、および第１〜第４描画領域６０〜６３に対する第１〜第４実測描画領域７０〜７３の回転角に基づいて、制御部側データ処理部２２は、描画データを補正する。以下に、第１描画領域６０と第１実測描画領域７０を例に、制御部側データ処理部２２による描画データの補正について説明する（図６（ｂ）参照）。なお、第１〜第４描画領域６０〜６３と、それぞれ対応する第１〜第４実測描画領域７０〜７３との差は、実際にはわずかであるものの、ここでは、説明を容易にするために誇張されている。

第１描画領域６０の重心Ｃの描画座標系における座標ＧＣＸ［０］、ＧＣＹ［０］は、第１〜第４アライメント穴４０〜４３の座標（ＨＸ’［Ｇ］［Ｎ］、ＨＹ’［Ｇ］［Ｎ］）（Ｇ＝０、Ｎ＝０、１、２、３）を用いて、（１４）式および（１５）式のように示される。

ＧＣＸ［０］＝（ＨＸ’［０］［０］＋ＨＸ’［０］［３］）／２ ・・・（１４）
ＧＣＹ［０］＝（ＨＹ’［０］［０］＋ＨＹ’［０］［１］）／２ ・・・（１５）

一方、第１実測描画領域７０の重心Ｃ’の座標ｇｃｘ［０］、ｇｃｙ［０］は、第１〜第４アライメント穴４０〜４３が、それぞれ実際に計測された点である第１〜第４実測アライメント穴８０〜８３の位置座標（ｈｘ［Ｇ］［Ｎ］、ｈｙ［Ｇ］［Ｎ］）（Ｇ＝０、Ｎ＝０、１、２、３）を用いて、（１６）式および（１７）式のように示される。

ｇｃｘ［０］＝（ｈｘ［０］［０］＋ｈｘ［０］［１］＋ｈｘ［０］［２］＋ｈｘ［０］［３］）／４ ・・・（１６）
ｇｃｙ［０］＝（ｈｙ［０］［０］＋ｈｙ［０］［１］＋ｈｙ［０］［２］＋ｈｙ［０］［３］）／４ ・・・（１７）

第２〜第４描画領域６１〜６３、及び第２〜第４実測描画領域７１〜７３についても同様に算出されることから、各実測描画領域と対応する描画領域との重心位置の差を示すベクタデータである配置オフセットｏｆｆ［Ｇ］（ｏｆｆｘ［Ｇ］、ｏｆｆｙ［Ｇ］）は、（１８）式〜（２３）式のように表される（Ｇ＝０、１、２、３）。

ｏｆｆｘ［Ｇ］＝ｇｃｘ［Ｇ］−ＧＣＸ［Ｇ］ ・・・（１８）
ｇｃｘ［Ｇ］＝（ｈｘ［Ｇ］［０］）＋ｈｘ［Ｇ］［１］＋ｈｘ［Ｇ］［２］＋ｈｘ［Ｇ］［３］）／４ ・・・（１９） ＧＣＸ［Ｇ］＝（ＨＸ’［Ｇ］［０］＋ＨＸ’［Ｇ］［３］）／２ ・・・（２０）

ｏｆｆｙ［Ｇ］＝ｇｃｙ［Ｇ］−ＧＣＹ［Ｇ］ ・・・（２１）
ｇｃｙ［Ｇ］＝（ｈｙ［Ｇ］［０］＋ｈｙ［Ｇ］［１］＋ｈｙ［Ｇ］［２］＋ｈｙ［Ｇ］［３］）／４ ・・・（２２）
ＧＣＹ［Ｇ］＝（ＨＹ’［Ｇ］［０］＋ＨＹ’［Ｇ］［１］）／２ ・・・（２３）

次に、第１〜第４実測描画領域７０〜７３と、第１〜第４描画領域６０〜６３とのサイズ比（スケール比）による補正データの算出について説明する。第１描画領域６０の輪郭のうち、長辺（Ｘ軸に平行な辺）の長さをＭＤＸ、短辺（Ｙ軸に平行な辺）の長さをＭＤＹとすると、これらは（２４）式および（２５）式のように示される。

ＭＤＸ＝（ＨＸ’［０］［３］−ＨＸ’［０］［０］） ・・・（２４）
ＭＤＹ＝（ＨＹ’［０］［１］−ＨＹ’［０］［０］） ・・・（２５）

一方、第１実測描画領域７０の長辺の平均長さｍｄｘ［０］、および短辺の平均長さｍｄｙ［０］は、第１〜第４実測アライメント穴８０〜８３の位置座標（ｈｘ［Ｇ］［Ｎ］、ｈｙ［Ｇ］［Ｎ］）（Ｇ＝０、Ｎ＝０、１、２、３）を用いて、（２６）式および（２７）式のように示される。

ｍｄｘ［０］＝（ｈｘ［０］［３］−ｈｘ［０］［０］＋ｈｘ［０］［２］−ｈｘ［０］［１］）／２ ・・・（２６）
ｍｄｙ［０］＝（ｈｙ［０］［１］−ｈｙ［０］［０］＋ｈｙ［０］［２］−ｈｙ［０］［３］）／２ ・・・（２７）

従って、第１実測描画領域７０の輪郭の長さが、第１描画領域６０の輪郭の長さに対する割合を示すＸ軸スケール比ｓｃｘ［０］、及びＹ軸スケール比ｓｃｙ［０］は、（２８）式および（２９）式のように示される。

ｓｃｘ［０］＝ｍｄｘ［０］／ＭＤＸ ・・・（２８）
ｓｃｙ［０］＝ｍｄｙ［０］／ＭＤＹ ・・・（２９）

第２〜第４描画領域６１〜６３、及び第２〜第４実測描画領域７１〜７３についても同様に算出され、長辺の長さＭＤＸと短辺の長さＭＤＹは、第１〜第４描画領域共通６０〜６３において共通であることから、各実測描画領域の輪郭の長さが、対応する描画領域の輪郭の長さに対する割合である、Ｘ軸スケール比ｓｃｘ［Ｇ］、及びＹ軸スケール比ｓｃｙ［Ｇ］は、（３０）式および（３１）式のように示される（Ｇ＝０、１、２、３）。

ｓｃｘ［Ｇ］＝ｍｄｘ［Ｇ］／ＭＤＸ
＝（（ｈｘ［Ｇ］［３］−ｈｘ［Ｇ］［０］＋ｈｘ［Ｇ］［２］−ｈｘ［Ｇ］［１］）／２）／（ＨＸ’［０］［３］−ＨＸ’［０］［０］） ・・・（３０）
ｓｃｙ［Ｇ］＝ｍｄｙ［Ｇ］／ＭＤＹ
＝（（ｈｙ［Ｇ］［１］−ｈｙ［Ｇ］［０］＋ｈｙ［Ｇ］［２］−ｈｙ［Ｇ］［３］）／２）／（ＨＹ’［０］［１］−ＨＹ’［０］［０］） ・・・（３１）

続いて、第１〜第４描画領域６０〜６３に対して、対応する第１〜第４実測描画領域の傾きである回転角θの算出について説明する。第１実測描画領域７０の輪郭を形成する４辺のうち、第１実測アライメント穴８０の外周と第４実測アライメント穴８３の外周とを結ぶ辺が、対応する第１描画領域６０の輪郭の辺に対する傾きθ₀（ｄｙ／ｄｘ）は、（３２）式のように示される。そして、第１実測描画領域７０が、第１描画領域６０に対する回転角θ［０］（ｒａｄ）は、実際に計測された描画領域の輪郭を形成する４辺の傾きθ₀〜θ₃（ｄｙ／ｄｘ）の平均であるので、（３２）式の演算を４辺全てについて行って、それらを平均化することにより求められる。従って、第１実測描画領域７０の回転角θ［０］（ｒａｄ）は、（３３）〜（３５）式のように示される。

θ₀＝（ｈｙ［０］［３］−ｈｙ［０］［０］）／（ｈｘ［０］［３］−ｈｘ［０］［０］） ・・・（３２）
θ［０］（ｒａｄ）＝ＡＴＡＮ（ｄｙ／ｄｘ） ・・・（３３）
ｄｘ＝（ｈｘ［０］［３］−ｈｘ［０］［０］＋ｈｙ［０］［２］−ｈｙ［０］［３］＋ｈｘ［０］［２］−ｈｘ［０］［１］＋ｈｙ［０］［１］−ｈｙ［０］［０］）
・・・（３４）
ｄｙ＝（ｈｙ［０］［３］−ｈｙ［０］［０］＋ｈｘ［０］［３］−ｈｘ［０］［２］＋ｈｙ［０］［２］−ｈｙ［０］［１］＋ｈｘ［０］［０］−ｈｘ［０］［１］）
・・・（３５）

第１実測描画領域７０と同様に、第２〜第４描画領域７１〜７３についても回転角θ［１〜３］が算出されることから、回転角θ［Ｇ］の一般式は（３６）〜（３８）式のように示される。

θ［Ｇ］（ｒａｄ）＝ＡＴＡＮ（ｄｙ／ｄｘ） ・・・（３６）
ｄｘ＝（ｈｘ［Ｇ］［３］−ｈｘ［Ｇ］［０］＋ｈｙ［Ｇ］［２］−ｈｙ［Ｇ］［３］＋ｈｘ［Ｇ］［２］−ｈｘ［Ｇ］［１］＋ｈｙ［Ｇ］［１］−ｈｙ［Ｇ］［０］）
・・・（３７）
ｄｙ＝（ｈｙ［Ｇ］［３］−ｈｙ［Ｇ］［０］＋ｈｘ［Ｇ］［３］−ｈｘ［Ｇ］［２］＋ｈｙ［Ｇ］［２］−ｈｙ［Ｇ］［１］＋ｈｘ［Ｇ］［０］−ｈｘ［Ｇ］［１］）
・・・（３８）

こうして、第１〜第４実測描画領域７０〜７３のそれぞれについて算出された配置オフセットｏｆｆ［Ｇ］、Ｘ軸及びＹ軸スケール比ｓｃｘ［Ｇ］、ｓｃｙ［Ｇ］回転角θ［Ｇ］（いずれも、Ｇ＝０、１、２、３）に基づいて、元の描画データである第１〜第４描画領域６０〜６３に含まれる全ての面付パターンを示すベクタデータを補正し、補正描画データへと変換する。すなわち、まず、始点と終点とから成るベクタデータである描画データの、始点の座標に配置オフセットｏｆｆ［Ｇ］を加算して補正後の始点座標とする。次に、補正後の始点を基準として、新たな終点とのＸ軸方向、及びＹ軸方向の長さがそれぞれ元の長さにＸ軸及びＹ軸スケール比ｓｃｘ［Ｇ］、ｓｃｙ［Ｇ］を乗じた長さになるように、新たな終点の座標が仮に定められる。さらに、補正後の始終点から成る補正後のベクタデータが、元のベクタデータに対して、回転角θ［Ｇ］だけ回転するように、補正後の終点を最終的に定める。こうして、第１〜第４描画領域６０〜６３に対応する描画データは、補正後の始終点から成る補正描画データへとそれぞれ変換される。

以上のように、描画領域毎に対応する描画データを補正描画データに変換すると、制御部側データ処理部２２は、さらに描画領域毎の補正描画データを統合して、被描画体３８全体についての単一の補正描画データを生成する。こうして生成された単一の補正描画データは、通信処理部２０、第２シーケンス制御部２４を介して、装置側データ処理部２６に送られる。装置側データ処理部２６は、補正描画データに基づき、被描画体３８上に描画するためのイメージ画像を形成する。その結果、露光制御部３２が、被描画体３８上に全ての面付パターンを、連続的に露光するように光源３７を制御し、被描画体３８を描画する。

図７は、描画制御部１２において行なわれる、描画データ通知ルーチンを示すフローチャートである。

ユーザが、操作パネル１６を操作して、被描画体３８の第１〜第１６アライメント穴４０〜５５の位置（マーク位置）を計測するよう指示すると、描画データ通知ルーチンが開始される。ステップＳ７０１においては、制御部側データ処理部２２が、データ記録部２３に記録されていた描画データのうち穴情報および被描画体情報を読出し、ステップＳ７０２に進む。ステップＳ７０２では、通信処理部２０が、制御部側データ処理部２２によって読出された穴情報および被描画体情報を描画装置１４側の第２シーケンス制御部２４に送信し、ステップＳ７０３に進む。ステップＳ７０３では、通信処理部２０が、マーク位置を計測する指示を伝える信号を、第２シーケンス制御部２４に送信し、描画データ通知ルーチンは終了する。

図８は、描画装置１４において行なわれる、マーク位置計測ルーチンを示すフローチャートである。

マーク位置計測ルーチンは、描画装置１４側の第２シーケンス制御部２４が、マーク位置計測の開始を促す信号を受信すると開始される。ステップＳ８０１では、第２シーケンス制御部２４が、通信処理部２０から受信していた穴情報および被描画体情報を、装置側データ処理部２６に送信し、ステップＳ８０２に進む。ステップＳ８０２では、装置側データ処理部２６が、被描画体座標系で規定されているマーク位置の座標（ＨＸ［Ｇ］[Ｎ]、ＨＹ［Ｇ］[Ｎ]）（Ｇ、Ｎ＝０、１、２、３）を、描画座標系に変換する処理を行い（（３）式および（４）式を参照）、ステップＳ８０３に進む。ステップＳ８０３では、装置側データ処理部２６が、描画座標系に変換されたマーク位置に基づいて、第１〜第３穴計測用カメラ５６〜５８によるアライメント穴撮影のために必要な描画テーブル３６の移動量である第１〜第３移動距離Ｘ１〜Ｘ３を算出され（（５）式、（８）式および（１１）式を参照）、ステップＳ８０４に進む。ステップＳ８０４においては、装置側データ処理部２６が、描画座標系のマーク位置と、第１〜第３移動距離Ｘ１〜Ｘ３とを第２シーケンス制御部２４に送信し、ステップＳ８０５に進む。

ステップＳ８０５では、描画データに含まれる第１〜第１６アライメント穴４０〜５５の数ＨＮに基づき、第２シーケンス制御部２４が、全てのマーク位置の撮影が終了したか否かを判断する。全てのマーク位置の撮影が終了していないと判断した場合、ステップＳ８０６に進み、全てのマーク位置の撮影が終了したと判断した場合、ステップＳ８０８に進む。ステップＳ８０６では、描画テーブル３６を、所定の移動量だけ移動するように、第２シーケンス制御部２４が描画テーブル制御部３０を制御し、さらに第１〜第３穴計測用カメラ５６〜５８にマーク位置を撮影させるように計測制御部２８を制御して、ステップＳ８０７に進む。ステップＳ８０７では、撮影画像の解析によって算出されたマーク位置に基づき、計測制御部２８が実際のアライメント穴の座標を算出し（（６）式、（７）式、（９）式、（１０）式、（１２）式および（１３）式を参照）、算出された座標データを第２シーケンス制御部２４に送信し、再びステップＳ８０５に進む。

一方、ステップＳ８０８では、第２シーケンス制御部２４が、算出された全てのマーク位置を示すデータ（マーク位置データ）を描画制御部１２側の通信処理部２０に送信して、マーク位置計測ルーチンは終了する。

図９は、描画制御部１２において行なわれる、描画データ補正ルーチンを示すフローチャートである。

描画データ補正ルーチンは、通信処理部２０を介して、制御部側データ処理部２２がマーク位置データを受信すると開始される。ステップＳ９０１では、制御部側データ処理部２２が、各実測描画領域と対応する描画領域との重心位置の差を示すベクタデータである配置オフセットｏｆｆ［Ｇ］を算出（（１４）式〜（２３）式を参照）し、ステップＳ９０２に進む。

ステップＳ９０２では、制御部側データ処理部２２が、各実測描画領域と対応する描画領域とのサイズ比であるスケール比ｓｃｘ［Ｇ］、ｓｃｙ［Ｇ］を算出（（２４）式〜（３１）式を参照）し、ステップＳ９０３に進む。

ステップＳ９０３では、制御部側データ処理部２２が、各描画領域に対する第１〜第４実測描画領域の傾きである回転角θ［Ｇ］を算出（（３２）式〜（３８）式を参照）し、ステップＳ９０４に進む。

ステップＳ９０４では、算出された配置オフセットｏｆｆ［Ｇ］、スケール比ｓｃｘ［Ｇ］、ｓｃｙ［Ｇ］および回転角θ［Ｇ］（Ｇ＝０、１、２、３）に基づいて、制御部側データ処理部２２が、描画データを第１〜第４描画領域６０〜６３毎にそれぞれ補正することにより、補正描画データに変換してステップＳ９０５に進む。ステップＳ９０５では、制御部側データ処理部２２が、描画領域毎の補正描画データを統合することにより、被描画体３８全体についての単一の補正描画データを生成する。そして、制御部側データ処理部２２が、生成した補正描画データをデータ記録部２３に送信して記録させることにより、描画データ補正ルーチンは終了する。

図１０は、描画装置１４において行なわれる、描画ルーチンを示すフローチャートである。

ユーザが、操作パネル１６を操作して、被描画体３８の描画を開始するように指示すると、描画ルーチンが開始される。ステップＳ１０１においては、第１シーケンス制御部１８の制御のもとで、データ記録部２３から、制御部側データ処理部２２、通信処理部２０を介して送信される補正描画データを第２シーケンス制御部２４が受信し、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、第２シーケンス制御部２４が、補正描画データに基づいて、所定の面付パターンを被描画体３８に描画させるように、露光制御部３２を制御しその結果、光源３７が被描画体３８にビーム光を露光させることにより描画を行う。被描画体３８の描画が終了すると、露光制御部３２が、描画の終了を操作パネル１６に示すための信号を、第２シーケンス制御部２４を介して描画制御部１２側の通信処理部２０に送信することにより、描画ルーチンは終了する。

以上のように、本実施形態によれば、被描画体３８上にある第１〜第４描画領域６０〜６３の配置のみならず、各描画領域内の変形についても補正を施した描画データが生成できる。この補正描画データに基づいて被描画体を露光させることにより、精度の高い描画が可能になる。

第１〜第４描画領域６０〜６３に開けられるアライメント穴は、補正描画データの精度を高めるために、各描画領域の端部に設けることが好ましいが、アライメント穴の配置、数、径は本実施形態に限定されない。ただし、補正描画データの精度を維持するため、各描画領域に対してアライメント穴を３点以上設けることが必要である。また、アライメント穴の一部が、互いに隣接する描画領域によって共有化されても良い。例えば、図１１における被描画体３６が示すように、第１〜第４描画領域６０〜６３のうちで、互いに隣接する描画領域が共有するものを含めて、各描画領域に３点のアライメント穴を設けても良い。

描画領域の形状や数は、本実施形態に限定されない。

穴計測用カメラの数や配置は、本実施形態に限定されないが、アライメント穴計測の精度を高め、かつ計測時間を短縮するために、穴計測用カメラを移動させることなしに全てのアライメント穴が撮影できることが好ましい。このため、複数の穴計測用カメラを設置することが好ましい。

露光装置を概略的に示す図である。 描画テーブルに設置された被描画体を示す上面図である。 描画テーブルに設置された被描画体を示す上面図である。 描画テーブルに設置された被描画体を示す斜視図である。 被描画体の撮影のために描画テーブルが移動する移動量を示す図である。 描画データに基づく描画領域と実際の描画領域とを概略的に示す図である。 描画制御部における描画データ通知ルーチンを示すフローチャートである。 描画装置におけるマーク位置計測ルーチンを示すフローチャートである。 描画制御部における描画データ補正ルーチンを示すフローチャートである。 描画装置における描画ルーチンを示すフローチャートである。 各描画領域に３点のアライメント穴を設けた被描画体を示す図である。

符号の説明

１０ 露光装置
１２ 描画制御部
１４ 描画装置
２０ 通信処理部
２２ 制御部側データ処理部（描画データ読出し手段・描画データ補正手段）
２３ データ記録部（描画データ記録手段）
２４ 第２シーケンス制御部
２６ 装置側データ処理部（マーク位置データ生成手段）
３０ 描画テーブル制御部（被描画体移動手段）
３２ 露光制御部（描画手段）
３６ 描画テーブル
３７ 光源（描画手段）
４０〜５５ 第１〜第１６アライメント穴（マーク）
５６〜５８ 第１〜第３穴計測用カメラ（マーク位置検出手段・カメラ）
６０〜６３ 第１〜第４描画領域（描画データの描画領域）
７０〜７３ 第１〜第４実測描画領域（実際の描画領域）

Claims (8)

1. 面付パターンを含む複数の描画領域の位置と輪郭とを定めるマークが表面に表された被描画体を描画する露光装置であって、
   前記マークの実際の位置を検出するマーク位置検出手段と、
   前記マークの実際の位置を示すマーク位置データを生成するマーク位置データ生成手段と、
   前記面付パターンを前記被描画体の表面に露光させる描画手段と、
   描画すべき前記面付パターンを示すベクタデータと前記マークの本来の位置を示すマーク位置情報とを含む描画データを記録する描画データ記録手段と、
   前記描画データを読出す描画データ読出し手段と、
   前記マーク位置データに基づき、実際の描画領域の位置と輪郭とを検出し、前記実際の描画領域の位置と輪郭とに基づいて、前記描画データを対応する描画領域ごとに補正して補正描画データとする描画データ補正手段とを備え、
   前記描画データ補正手段が、前記実際の描画領域と前記描画データの描画領域とのサイズ比と、重心の位置の差と、前記描画データの描画領域に対する前記実際の描画領域の回転角とに基づいて、前記描画データを、対応する前記描画領域ごとに補正した後に単一の補正描画データとし、
   前記補正描画データに基づいて前記面付パターンを前記被描画体に露光させて描画することを特徴とする露光装置。
2. 前記描画領域が、矩形状の領域を有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記マークが、前記描画領域の端部にあることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
4. 前記マークが、前記描画領域ごとに少なくとも３つあることを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
5. 前記被描画体を設置するための描画テーブルと、前記描画テーブルを所定の方向に移動させる被描画体移動手段とをさらに有し、
   前記マーク位置検出手段が、前記所定の方向に移動する前記被描画体を撮影するカメラであることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
6. 前記マーク位置データ生成手段が、前記カメラの撮影範囲の座標系における前記マークの位置に基づいて、前記マーク位置データを生成することを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
7. 前記描画手段が、全ての前記面付パターンを前記被描画体に連続的に露光させて描画することを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
8. 面付パターンを含む複数の描画領域の位置と輪郭とを定めるマークが表面に表された被描画体を描画する描画方法であって、
   描画すべき前記面付パターンを示すベクタデータと前記マークの本来の位置を示すマーク位置情報とを含む描画データを記録し、
   前記描画データを読出し、
   前記描画データに基づいて前記マークの実際の位置を検出し、
   前記マークの実際の位置を示すマーク位置データを生成し、
   前記マーク位置データに基づき、実際の描画領域の位置と輪郭とを検出し、
   前記実際の描画領域と前記描画データの描画領域とのサイズ比と、重心の位置の差と、前記描画データの描画領域に対する前記実際の描画領域の回転角とに基づいて、前記描画データを、対応する前記描画領域ごとに補正した後に単一の補正描画データとし、
   前記補正描画データに基づいて前記面付パターンを前記被描画体に露光させて描画することを特徴とする描画方法。

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