JP4532200B2

JP4532200B2 - 描画装置

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Publication number: JP4532200B2
Application number: JP2004233146A
Authority: JP
Inventors: 隆志奥山
Original assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-08-10
Filing date: 2004-08-10
Publication date: 2010-08-25
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Also published as: US7248333B2; JP2006053216A; US20060033897A1

Description

本発明は、基板へ回路パターンを直接描画する描画装置に関し、特に、回路パターンの位置決めに関する。

回路基板の製造工程では、基板全体に回路パターンを多面取りする（繰り返し形成する）場合、例えばマスク（レチクル）を利用する露光装置が使用され、基板全体に対してショット露光を繰り返し、パターンを転写する。あるいは、分割露光方式の代わりに直接描画装置を利用してパターンを多面取りすることも可能である。直接描画装置では、レーザビーム走査の代わりに、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）など光変調素子を２次元配列した光変調ユニットを使用した描画処理が知られている（例えば、特許文献１参照）。

基板製造過程では、熱処理に伴って基板が変形する場合があり、回路パターンを多面取りする場合、各パターンの位置に応じて変形度が異なる。このような変形誤差を補正するため、例えば、あらかじめ各パターンに対して位置決め穴が形成され、各パターンに対してマークの位置ずれが検出される。そして、局所的な位置決め誤差に基づいて、パターンの描画位置が補正される（例えば特許文献２参照）。また、分割露光方式および直接描画方式を行って階層的にパターンを形成する場合、ステップ＆リピート方式による一括露光処理において位置決め精度の問題があり、パターンごとに異なった位置決め誤差が生じる。そのため、各パターンの所定位置（例えば四隅）に基準マークを形成したマスクによって露光処理を行い、直接描画装置では、基準マークの位置ずれに合わせてパターンの描画位置が補正される。
特開２００３−５７８３７号公報(図１) 特開２０００−１２２３０３号公報（図１０）

ＤＭＤなどの光変調ユニットを使用する場合、照明スポットである露光エリアは走査バンドを相対移動していく。そして、あらかじめＣＡＤデータとして設計されている基板全体の描画パターンデータは、走査バンドごとのデータに変換される。そのため、走査バンド幅とパターンのサイズがマッチングしなければ、各パターンに合わせてパターンの描画位置補正をすることができない。言い換えれば、多面取りされるパターンのサイズが、走査バンド幅、すなわちＤＭＤなどの光変調ユニットのサイズ、構成によって制限されてしまう。

本発明の描画装置は、ＤＭＤなどの光変調ユニットを使用する直接描画装置であり、要素パターンが多面取りされた基板へ描画可能な描画装置である。描画装置は、光源と、複数の光変調素子が規則的に配列され、光源からの光を基板へ投影する光変調ユニットと、光変調ユニットによる露光エリアを、基板に規定される複数の走査バンドに沿って相対移動させながら走査させる走査手段と、要素パターンにマッチングする配列パターンのパターンデータに基づき、各走査バンドに応じたバンド描画データを生成する描画データ処理手段と、バンド描画データに基づいて、複数の光変調素子をそれぞれ独立制御する描画手段と、要素パターンのサイズに合わせてグリットを規定し、当該グリットで囲まれる各パターンエリアに対する要素パターンの描画位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、要素パターンにマッチングさせてパターニングするため、描画位置ずれから要素パターンに対するアライメント補正値をパターンエリアごとに算出する補正値算出手段とを備える。例えばパターンデータがベクタデータであり、描画データ処理手段は、各光変調素子の配列に対応するラスタデータとしてバンド描画データを生成する。また、位置ずれ検出手段は、各パターンエリアの要素パターンの描画位置ずれとして、例えば、回転ずれ、グリットに沿ったシフトずれを検出する。

描画データ処理手段は、バンド描画データを各パターンエリアの要素パターンに応じて分別し、分別された描画データを、対応する各パターンエリアのアライメント補正値に基づいて補正することを特徴とする。露光エリアは走査バンドに沿って移動するため、バンド描画データは要素パターンのサイズに一致しない。そのバンド描画データが各パターンエリアの要素パターンに応じて分別され、パターンエリアごとに分別された描画データは、そのパターンエリアにおけるアライメント補正値によって補正される。

例えば、描画処理をしながらリアルタイムで描画データ補正処理するため、露光エリアの相対位置に合わせてバンド描画データを補正する。スループットを低下させることなく細かなアライメント補正が実行される。

本発明の描画データ処理装置は、基板に多面取りされた要素パターンにマッチングする配列パターンのパターンデータに基づき、各走査バンドに応じたバンド描画データを生成する描画データ処理手段と、要素パターンのサイズに合わせてグリットを規定し、グリットで囲まれる各パターンエリアに対する要素パターンの描画位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、要素パターンにマッチングさせてパターニングするため、描画位置ずれから要素パターンに対するアライメント補正値をパターンエリアごとに算出する補正値算出手段とを備え、描画データ処理手段は、バンド描画データを各パターンエリアの要素パターンに応じて分別し、分別された描画データを、対応するパターンエリアのアライメント補正値に基づいて補正することを特徴とする。

本発明の描画装置は、パターンを基板ＳＷに多面取り可能な描画装置であり、光源と、複数の光変調素子が規則的に配列され、光源からの光を基板へ投影する光変調ユニットと、光変調ユニットによる露光エリアを、基板に規定される複数の走査バンドに沿って相対移動させながら走査させる走査手段と、要素パターンを繰り返し形成した配列パターンのパターンデータに基づき、各走査バンドに応じたバンド描画データを生成する描画データ処理手段と、バンド描画データに基づいて、複数の光変調素子をそれぞれ独立制御する描画手段と、要素パターンのサイズに合わせてグリットを規定し、グリットで囲まれる各パターンエリアにおける描画位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、描画位置ずれから各パターンエリアに対するアライメント補正値をパターンエリアごとに算出する補正値算出手段とを備え、描画データ処理手段は、バンド描画データを各パターンエリアに応じて分別し、分別された描画データを、対応するパターンエリアのアライメント補正値に基づいて補正することを特徴とする。

本発明の描画データ処理装置は、要素パターンを繰り返し形成した配列パターンのパターンデータに基づき、各走査バンドに応じたバンド描画データを生成する描画データ処理手段と、要素パターンのサイズに合わせてグリットを規定し、グリットで囲まれる各パターンエリアにおける描画位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、描画位置ずれから各パターンエリアに対するアライメント補正値をパターンエリアごとに算出する補正値算出手段とを備え、描画データ処理手段は、バンド描画データを各パターンエリアに応じて分別し、分別された描画データを、対応するパターンエリアのアライメント補正値に基づいて補正することを特徴とする。

本発明によれば、多面取りするパターンのサイズに関らず、パターンの描画位置を精度よく補正することが可能である。

以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態である描画装置を概略的に示した斜視図である。図２は、露光ユニットの構成を模式的に示した図である。

パターン形成用描画装置１０は、描画テーブル１８を連続移動させながらラスタ走査する描画装置であり、ゲート状構造体１２と基台１４とを備える。描画テーブル１８は互いに平行な一対のガイドレール１９Ｘによって支持される。描画テーブル１８を支持するガイドレール１９Ｘは基台に搭載されており、描画テーブル１８はガイドレール１９Ｘに沿って移動可能である。露光ユニット２０を支持するガイドレール１９Ｙはゲート状構造体１２に搭載されており、露光ユニット２０はガイドレール１９Ｙに沿って移動可能である。描画テーブル１８の移動方向（以下では、Ｘ方向という）と露光ユニット２０の移動方向（以下、Ｙ方向という）は互いに直交し、ここではＸ方向を主走査方向、Ｙ方向を副走査方向と定める。描画テーブル１８および露光ユニット２０は、それぞれＸ方向駆動機構、Ｙ方向駆動機構（ここでは図示せず）によって移動し、描画制御部（ここでは図示せず）によって動作が制御される。

図２に示すように、露光ユニット２０は、半導体レーザ２１と、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）２２と、照明光学系２４と、結像光学系２６とを備え、半導体レーザ２１とＤＭＤ２２との間に照明光学系２４が配置され、ＤＭＤ２２と基板ＳＷとの間に結像光学系２６が配置される。

半導体レーザ２１から放出されたレーザビームＬＢは、光ファイバー束（図示せず）を通って照明光学系２４へ導かれる。照明光学系２４は、凸レンズ２４Ａとコリメータレンズ２４Ｂから構成されており、レーザビームＬＢは、照明光学系２４を通過することによってＤＭＤ２２を全体的に照明する。ＤＭＤ２２は、マイクロメートルオーダの矩形状マイクロミラーをマトリクス状に配列させた光変調ユニットであり、各マイクロミラーは静電界作用により軸回転（姿勢変化）する。ここでは、Ｍ×Ｎ個の正方形状マイクロミラーが配列されており、位置（ｉ，ｊ）に応じてマイクロミラーを“Ｘ_ij”（１≦ｉ≦Ｍ，≦１≦ｊ≦Ｎ）と表す。

マイクロミラーＸ_ijは、半導体レーザ２１からのレーザビームＬＢを基板ＳＷの露光面ＳＵ方向へ反射させる第１の姿勢と、露光面ＳＵ外方向へ反射する第２の姿勢いずれかの姿勢に位置決めされ、描画制御部からの制御信号に基づいて姿勢が切り替えられる。マイクロミラーＸ_ijが第１の姿勢（ＯＮ状態）で位置決めされている場合、マイクロミラーＸ_ijで反射した光ＬＢは結像光学系２６の方向へ導かれる。結像光学系２６は２つの凸レンズ２６Ａ、２６Ｃとリフレクタ２６Ｂから構成されており、結像光学系２６を通った光によってレジスタ層で覆われた露光面ＳＵにパターン像が結像される。ここでは結像光学系２６の倍率は１倍に定められ、マイクロミラーＸ_ijと投影スポットＹ_ijのサイズは一致する。一方、マイクロミラーＸ_ijが第２の姿勢（ＯＦＦ状態）で位置決めされる場合、マイクロミラーＸ_ijで反射したレーザビームＬＢは光吸収板２９へ導かれ、露光面ＳＵに光が照射されない。

マイクロミラーＸ_ijの幅をＷ、高さをＨで表すと（Ｗ＝Ｈ）、ＤＭＤ２２すべてのマイクロミラーがＯＮ状態である場合、（Ｍ×Ｗ）×（Ｎ×Ｈ）のサイズである投影スポット（以下、露光エリアという）ＥＡが露光面ＳＵに形成される。ＤＭＤ２２の各マイクロミラーＸ_ijは独立してＯＮ／ＯＦＦ制御されるため、ＤＭＤ２２全体を照射した光は、各マイクロミラーＸ_ijにおいて選択的に反射された光の光束から構成される。その結果、露光エリアＥＡの位置に形成すべき回路パターンに応じた光が照射する。

基板ＳＷは、シリコンウェハ、プリント基板あるいはガラス基板により構成され、階層的にパターンを形成するため、マスク（レチクル）を使用するステップ＆リピート方式の露光装置（図示せず）によって所定のパターンがあらかじめ繰り返し規則的に形成されている。すなわち、パターンが多面取りされている。基板ＳＷ上に感光材料であるレジスト材料が塗布された後、基板ＳＷが描画テーブル１８に搭載される。ゲート状構造体１４内部には、基板ＳＷ上に形成されたパターンの位置ずれを検出するＣＣＤカメラ１５が配置されており、描画テーブル１８をＸ方向に沿って移動させながらパターンの位置ずれを検出する。パターンの位置ずれが検出されると、パターニングが開始される。

基板ＳＷの所定の位置を描画開始位置としてセッティングすると、露光ユニット２０が停止している状態で描画テーブル１８がＸ方向に沿って移動する。露光エリアＥＡのサイズに合わせて複数の走査バンドが規定され、露光エリアＥＡは描画テーブル１８の移動に伴って相対移動する。露光エリアＥＡの相対位置に合わせて描画処理が行われ、１走査バンドの描画処理が終了すると、Ｙ方向へ露光ユニット２０が所定距離移動し、次の走査バンドを露光エリアＥＡが移動していく。露光エリアＥＡが各走査バンドを順次移動しながらラスタ走査することにより、基板全体に対する描画処理が実行される。描画処理が終了すると、現像処理、エッチング、レジスト剥離処理などが実行され、階層的回路パターンが基板ＳＷに形成される。

図３は、描画装置１０のブロック図である。

描画制御部３０は、システムコントロール回路３２、ＤＭＤ制御部３４、テーブル制御部３８、位置検出部４０、ラスタ変換部４２、光源制御部４４とを備える。基板ＳＷ全体の回路パターンデータがワークステーションなどからＣＡＤデータとして描画制御部３０へ送られてくると、ラスタ変換部４２では、ベクタデータであるパターンデータがラスタデータに変換される。ラスタデータは走査バンドごとに生成され、露光エリアＥＡの相対位置に合わせてビットマップメモリ３３へ順次格納される。ラスタデータは、回路パターンを２次元ドットで表した２値化データであり、各ドットの描画データはマイクロミラーのＯＮ／ＯＦＦいずれかを示す。

テーブル制御部３８は、モータなどを備えたＸ方向駆動機構４６、Ｙ方向駆動機構４８を制御し、描画テーブル１８、露光ユニット２０の移動および停止のタイミングを制御する。ＣＣＤラインセンサなどを備えた位置検出部４０は、テーブル制御部３８から送られてくる信号に基づいて露光エリアＥＡの相対位置を検出し、ＤＭＤ制御部へ位置検出信号を出力する。ＤＭＤ制御部３４では、露光エリアＥＡの相対位置に基づいて、対応するラスタデータがビットマップメモリ３３から読み出される。そして、位置検出部４０から送られてくる検出信号と同期しながら、ＤＭＤ２２へマイクロミラーをＯＮ／ＯＦＦ制御する描画信号が出力される。ＣＰＵおよびＲＡＭ、ＲＯＭを組み込んだシステムコントロール回路３２は、ＤＭＤ制御部３４など各回路へ制御信号を送る。

パターン位置ずれ検出用のカメラ１５は画像処理部３９に接続されており、描画処理前、描画テーブル１８を移動させながらカメラ１５によって基板ＳＷの所定ラインを撮影する。カメラ１５の撮影により得られる画像信号は画像処理部３９において処理され、パターンの位置ずれが検出される。システムコントロール回路３２は、検出されたパターン位置ずれに基づいてラスタデータを補正するため、制御信号をＤＭＤ制御部３４へ出力する。そして、補正されたラスタデータがビットマップメモリ３３へ書き込み、読み出され、描画信号がＤＭＤ２２へ出力される。

図４は、パターンＭＰの位置ずれを示した図である。

上述したように、描画装置１０による直接描画処理の前、分割露光方式の露光装置によってパターンが多面取りされており、同一パターンＭＰが繰り返し規則的に形成されている。ここでは説明上パターンＭＰをマスクの投影サイズに合わせて矩形状で表しているが、実際には配線を所定方向に張り巡らしたパターンが形成されている。

描画装置１０では、各パターンＭＰのエリアに合わせてパターンを階層的に形成するように描画処理が行われる。しかしながら、露光装置における位置決め精度の問題により、各パターンは意図した場所へ正確に形成されない。例えば、基板ＳＷの左下隅に形成されたパターンＭＰは、実際に形成されるべきエリアＭＰ０に対し回転ずれを生じて形成される。露光処理における位置決め誤差は各パターンに応じて異なっており、上下左右方向に沿ったシフト誤差、および回転誤差がパターンごとに生じる。そのため、以下に示すように、描画位置を補正する処理を行う。

図５は、基板ＳＷに設定されたパターンエリアを示した図である。

基板ＳＷには走査バンドＳＢ１、ＳＢ２、・・・が規定されており、一括露光装置により形成されたパターンＭＰは、複数の走査バンドに渡って形成されている。ベクタデータとして設計されたパターンデータは、各走査バンドに合わせて分割され、走査バンドごとにラスタデータが生成される。

基板ＳＷに対し、各パターンＭＰのサイズに合わせてグリッドＧＤが規定され、グリッドＧＤで囲まれる領域を、ここでは“パターンエリア”Ｚ_lm（０≦ｌ≦Ｌ、０≦ｍ≦Ｍ）と表す。図５では、パターンエリアＺ₀₀，Ｚ₁₀，Ｚ₀₁，Ｚ₁₁が示されている。ステップ＆リピート方式の露光装置の位置決め精度に起因して生じるパターンＭＰのパターン位置ずれは、パターンエリアＺ_lmごとに検出される。このパターン位置ずれに従い、パターンの描画位置の補正が、各パターンエリアＺ_lmについて行われる。

図６は、描画制御部３０において実行される描画処理を示したフローチャートである。

描画開始操作が検出されると、ステップＳ１０１では、描画テーブル１８をＸ方向へ移動させるため、テーブル制御部３８からＸ方向駆動機構４６へ制御信号が送られる。描画開始のときには、基板ＳＷの左下隅に露光エリアＥＡが位置し、図５に示すように、基板ＳＷの下から上へ向かって走査が行われる。ステップＳ１０２では、変数の初期化設定処理が実行される。そして、ステップＳ１０３では、露光エリアが移動している走査バンドが検出され、また、多重露光処理における露光ピッチが検出される。なお、多重露光処理は従来公知であるため、詳細な説明を省略する。

ステップＳ１０４では、露光ポイントとなる露光エリアＥＡの相対位置（ｘ１、ｙ１）（以下では、設定露光位置という）が以下の式に基づいて設定される。ここでは、設定露光位置（ｘ１、ｙ１）は露光エリアの代表的位置座標によって表され、（Ｐｘ、Ｐｙ）は露光エリアの位置する走査バンドの代表的位置座標を示し、Ｐｅは多重露光ピッチ、Ｎｅは多重露光回数を示す。ただし、走査バンドの代表的位置座標（Ｐｘ、Ｐｙ）は、各走査バンドの露光開始位置における端点（バンド隅）によって表される。多重露光ピッチＰｅは、露光エリアＥＡの走査方向幅に比べて非常に短い。

ｘ１＝Ｐｘ＋Ｐｅ×Ｎｅ・・・・（１）
ｙ１＝Ｐｙ・・・・（２）

ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４において設定された設定露光位置（ｘ１、ｙ１）に応じた描画データがラスタデータとして生成される。そして、ステップＳ１０６では、描画データがビットマップメモリ３３に格納される。ステップＳ１０７では、露光エリアＥＡの相対位置が設定相対位置（ｘ１、ｙ１）に到達したか否かが判断される。描画開始からの時間がカウントされており、ステージの速度に基づいて露光エリアＥＡの相対位置が検出される。露光エリアＥＡの相対位置が設定露光位置（ｘ１、ｙ１）に達していると判断されると、ステップＳ１０８では、描画処理が実行される。すなわち、その位置に応じたパターンに合わせて各マイクロミラーＸ_ijがＯＮ／ＯＦＦ制御される。

ステップＳ１０９では、露光エリアＥＡの相対位置が今現在移動している走査バンドの終点位置まで到達しているか否かが判断される。終点位置まで到達していないと判断されると、ステップＳ１１０へ進み、露光回数に１がインクリメントされる。そして、ステップＳ１０４へ戻り、Ｓ１０４〜Ｓ１１０を繰り返すことによって多重露光が実行される。一方、終点位置まで到達していると判断された場合、ステップＳ１１１へ進み、描画終了であるか否かが判断される。描画終了でないと判断されると、ステップＳ１１２へ進み、次の走査バンドの描画開始位置へ露光エリアＥＡを相対移動させるため、テーブル制御部３８からＹ方向駆動機構４８へ制御信号が出力される。そして、ステップＳ１１３では、露光回数が初期化され（０に設定）、ステップＳ１０３へ戻り一連の処理が繰り返し実行される。ステップＳ１１１ですべての走査バンドに対する描画処理が終了、ルーチンは終了する。

図７は、図６のステップＳ１０５のサブルーチンである描画データ生成処理を示したフローチャートである。図８は、パターンエリアと露光エリアの位置とを示した図である。図９は、パターンの位置ずれを示した図である。図７〜図９を用いて、描画パターンの位置決め補正処理について説明する。

ステップＳ２０１では、補正対象のマイクロミラーＸ_ijとしてマイクロミラーＸ₁₁（図２参照）が最初の対象ミラーとして設定される。ステップＳ２０２では、パターンエリアＺ_lmの変数（ｌ、ｍ）が初期値（０、０）に設定される。そして、ステップＳ２０３では、マイクロミラーＸ_ijのＤＭＤ２２における位置と露光エリアＥＡの相対位置に基づき、補正対象として選択されたマイクロミラーＸ_ijの基板ＳＷに対する露光点座標（Ｘ、Ｙ）が算出される。ただし、露光点座標（Ｘ、Ｙ）は、基板ＳＷ全体の描画エリアに対して規定される座標系Ｘ−Ｙ（図８参照）により表される。

ステップＳ２０４では、マイクロミラーＸ_ijのＸ方向の露光点座標Ｘが以下の式を満たすか否かが判断される。

ＸＺ_l+1＞Ｘ ≧ ＸＺ_l ・・・・（３）

ただし、ＸＺ_l、ＸＺ_l+1は、パターンエリアＺ_lmのＸ方向に沿った両端点の位置座標を示す（図８参照）。（３）式を満たさないと判断されると、ステップＳ２０５へ進み、“ｌ”に１がインクリメントされる。そして、（３）式を満たすまでステップＳ２０４、Ｓ２０５が繰り返し実行される。（３）式を満たすと判断された場合、ステップＳ２０６へ進む。

ステップＳ２０６では、マイクロミラーＸ_ijのＹ方向の露光点座標Ｙが以下の式を満たすか否かが判断される。

ＹＺ_m+1＞Ｙ ≧ ＹＺ_m ・・・・（４）

ただし、ＹＺ_m、ＹＺ_m+1は、パターンエリアＺ_lmのＹ方向に沿った両端点の位置座標を示す。（４）式を満たさないと判断されると、ステップＳ２０７へ進み、“ｍ”に１がインクリメントされる。そして、（４）式を満たすまでステップＳ２０６、Ｓ２０７が繰り返し実行される。（４）式を満たすと判断された場合、ステップＳ２０８へ進む。

ステップＳ２０４〜Ｓ２０７の実行により、補正対象となるマイクロミラーの露光点位置座標がどのパターンエリア内に位置するか否か判断される。例えば、露光エリアＥＡの相対位置が図８に示す領域ＲＡ１である場合、露光エリアＥＡの左半分がパターンエリアＺ₀₀の領域にあり、右半分がパターンエリアＺ₁₀の領域にある。露光エリアＥＡの相対位置が領域ＲＡ２である場合、露光エリアＥＡの下半分がパターンエリアＺ₀₀の領域にあり、上半分がパターンエリアＺ₀₁の領域にある。さらに、露光エリアＥＡの相対位置が領域ＲＡ３である場合、露光エリアＥＡの左下半分がパターンエリアＺ₀₀、右下半分がパターンエリアＺ₁₀、左上半分がパターンエリアＺ₀₁、右上半分がパターンエリアＺ₁₁の領域にある。パターンエリアが判別されると、ステップＳ２０８へ進み、あらかじめ演算された一連のアライメント補正値の中から対応するパターンエリアのアライメント補正値がシステムコントロール回路３２のＲＡＭから読み出される。

図９には、一括露光装置によってあらかじめ基板ＳＷのパターンエリアＺ₀₀に形成されたパターンＭＰの描画位置が示されている。パターンＭＰの描画位置にずれが生じていない場合、破線で示すエリアにパターンＭＰ０が形成される。一括露光装置に使用されるマスクの４隅には十字マーク用パターンが形成されており、ラインＤＬ上に４つの十字マークＣＭ１〜ＣＭ４が形成される。一方、実線で示す領域にパターンＭＰが形成された場合、描画位置のずれが生じており、十字マークＣＭ’１〜ＣＭ’４の形成場所がずれる。

上述したように、描画開始前に描画テーブル１８がＸ、Ｙ方向に移動し、十字マークの位置がカメラ１５によって撮影される。そして、画像処理部３９において十字マークの位置ずれ、すなわちパターンの描画位置のずれが検出される。描画位置ずれとしては、回転ずれ、Ｘ、Ｙ方向に沿ったシフト、スケーリングが検出される。そして、検出された描画位置ずれに基づいて、各パターンエリアのアライメント補正値が算出され、システムコントロール回路３２のＲＡＭに格納される。ステップＳ２０８が実行されると、ステップＳ２０９へ進む。

ステップＳ２０９では、描画データ補正処理が実行される。すなわち、補正対象であるマイクロミラーの露光点座標をアライメント補正値で補正し、補正された露光点座標に応じたラスタデータを抽出する。すなわち、描画位置のずれがあるパターンＭＰにマッチングさせてパターンを形成するため、上露光点座標がアライメント補正値によって座標変換される。

ステップＳ２１０では、すべてのマイクロミラーに対して描画データ補正処理が実行されたか否かが判断される。すべてのマイクロミラーに対して描画データ補正処理は実行されていないと判断されると、ステップＳ２１１へ進み、隣接する次のマイクロミラーが補正対象として設定される。そしてステップＳ２０２へ戻り、ステップＳ２０２〜Ｓ２１１が繰り返し実行される。

以上のように本実施形態によれば、パターンＭＰが多面取りされた基板ＳＷに対してグリッドＧＤが規定され（図５）、グリットで囲まれる各パターンエリアＺ_lmにおけるパターンＭＰの描画位置のずれ検出、アライメント補正値の算出が描画開始前にあらかじめ実行される。そして、描画処理が開始されると、露光エリアＥＡの相対位置に従い、基板ＳＷ上における各マイクロミラーＸ_ijの露光点位置座標（Ｘ、Ｙ）がいずれのパターンエリアＺ_lmに位置するか判別される（ステップＳ２０４〜Ｓ２０７）。対応するパターンエリアＺ_lmが判別されると、そのパターンエリアに対応するアライメント補正値によって露光点位置座標（Ｘ、Ｙ）が補正される。補正された位置座標に対応する描画データがビットマップメモリ３３に書き込まれ、描画信号が出力される。

ＤＭＤの代わりに、ＬＣＤなど他の光変調ユニットを適用してもよい。カメラ走査以外の方法でパターンＭＰの描画位置ずれを検出してもよい。パターンエリアは一律に同一サイズでなくてよく、規則的なグリッドを規定し、各パターンエリアのアライメント補正値を求めればよい。アライメント補正値は、回転ずれ、シフトずれ以外の量で算出してもよい。ラスタデータでなく、ベクタデータのパターンデータに対して描画データ補正処理を行ってもよい。あらかじめ描画する前に、基板ＳＷ全体に対して描画データ補正処理を実行してもよい。

基板製造工程において基板が熱変形処理する場合がある。そのため、階層的パターンを形成するだけでなく、パターンＭＰがあらかじめ形成されていない基板ＳＷに対して描画データ補正処理を実行してもよい。この場合、各パターンエリア４隅に位置決め穴を形成し、各パターンエリアにおける描画位置ずれ（変形によるずれ）を検出し、アライメント補正値を算出すればよい。

本実施形態である描画装置を概略的に示した斜視図である。露光ユニットの構成を模式的に示した図である。描画装置のブロック図である。パターンの位置ずれを示した図である。基板に設定されたパターンエリアを示した図である。描画制御部において実行される描画処理を示したフローチャートである。図６のステップＳ１０５のサブルーチンである描画データ生成処理を示したフローチャートである。パターンエリアと露光エリアの位置とを示した図である。パターンの位置ずれを示した図である。

符号の説明

１０描画装置
１５ＣＣＤカメラ
１８描画テーブル
２０露光ユニット
２１半導体レーザ（光源）
２２ＤＭＤ（光変調ユニット）
３２システムコントロール回路
３４ＤＭＤ制御部
３９画像処理部
４６Ｘ方向駆動機構
４８Ｙ方向駆動機構
ＭＰパターン（要素パターン）
ＧＤグリッド
Ｚ_lm パターンエリア
Ｘ_ij マイクロミラー（光変調素子）
ＳＢ１〜ＳＢ５走査バンド
ＥＡ露光エリア

Claims

要素パターンが多面取りされた基板へ描画可能な描画装置であって、
光源と、
複数の光変調素子が規則的に配列され、前記光源からの光を前記基板へ投影する光変調ユニットと、
前記光変調ユニットによる露光エリアを、前記基板に規定される複数の走査バンドに沿って相対移動させながら走査させる走査手段と、
前記要素パターンにマッチングする配列パターンのパターンデータに基づき、各走査バンドに応じたバンド描画データを、各光変調素子の配列に対応するラスタデータとして生成する描画データ処理手段と、
前記バンド描画データに基づいて、前記複数の光変調素子をそれぞれ独立制御する描画手段と、
描画処理前に、前記要素パターンのサイズに合わせてグリットを規定し、当該グリットで囲まれる各パターンエリアに対する前記要素パターンの描画位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、
描画処理前に、前記要素パターンにマッチングさせてパターニングするため、前記描画位置ずれから前記要素パターンに対するアライメント補正値を前記パターンエリアごとに算出する補正値算出手段とを備え、
前記描画データ処理手段が、前記露光エリアを走査させて描画処理する間、露光時の前記露光エリアの相対位置における各光変調素子の描画データがいずれのパターンエリアに属するかを判断し、パターンエリア毎に分別される各光変調素子の描画データを、対応するパターンエリアのアライメント補正値に基づいて補正することを特徴とする描画装置。
前記描画データ処理手段が、多重露光処理を実行するため、露光エリアの走査方向幅に比べて短い露光ピッチに合わせて、バンド描画データを生成することを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
前記パターンデータがベクタデータであり、
前記描画データ処理手段が、ベクタデータからバンド描画データを生成することを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
前記位置ずれ検出手段が、前記各パターンエリアの要素パターンの描画位置ずれとして、回転ずれと、前記グリットに沿ったシフトずれの少なくともいずれか１つを検出することを特徴とする請求項１に記載の描画装置。
基板に多面取りされた要素パターンにマッチングする配列パターンのパターンデータに基づき、各走査バンドに応じたバンド描画データを、各光変調素子の配列に対応するラスタデータとして生成する描画データ処理手段と、
描画処理前に、前記要素パターンのサイズに合わせてグリットを規定し、当該グリットで囲まれる各パターンエリアに対する前記要素パターンの描画位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、
描画処理前に、前記要素パターンにマッチングさせてパターニングするため、前記描画位置ずれから前記要素パターンに対するアライメント補正値を前記パターンエリアごとに算出する補正値算出手段とを備え、
前記描画データ処理手段が、前記露光エリアを走査させて描画処理する間、露光時の前記露光エリアの相対位置における各光変調素子の描画データがいずれのパターンエリアに属するかを判断し、パターンエリア毎に分別される各光変調素子の描画データを、対応するパターンエリアのアライメント補正値に基づいて補正することを特徴とする描画データ処理装置。
光源と、
複数の光変調素子が規則的に配列され、前記光源からの光を基板へ投影する光変調ユニットと、
前記光変調ユニットによる露光エリアを、前記基板に規定される複数の走査バンドに沿って相対移動させながら走査させる走査手段と、
要素パターンを繰り返し形成した配列パターンのパターンデータに基づき、各走査バンドに応じたバンド描画データを、各光変調素子の配列に対応するラスタデータとして生成する描画データ処理手段と、
前記バンド描画データに基づいて、前記複数の光変調素子をそれぞれ独立制御する描画手段と、
描画処理前に、前記要素パターンのサイズに合わせてグリットを規定し、当該グリットで囲まれる各パターンエリアにおける描画位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、
描画処理前に、前記描画位置ずれから前記各パターンエリアに対するアライメント補正値をパターンエリアごとに算出する補正値算出手段とを備え、
前記描画データ処理手段が、前記露光エリアを走査させて描画処理する間、露光時の前記露光エリアの相対位置における各光変調素子の描画データがいずれのパターンエリアに属するかを判断し、パターンエリア毎に分別される各光変調素子の描画データを、対応するパターンエリアのアライメント補正値に基づいて補正することを特徴とする描画装置。
要素パターンを繰り返し形成した配列パターンのパターンデータに基づき、各走査バンドに応じたバンド描画データを、各光変調素子の配列に対応するラスタデータとして生成する描画データ処理手段と、
描画処理前に、前記要素パターンのサイズに合わせてグリットを規定し、当該グリットで囲まれる各パターンエリアにおける描画位置ずれを検出する位置ずれ検出手段と、
描画処理前に、前記描画位置ずれから前記各パターンエリアに対するアライメント補正値をパターンエリアごとに算出する補正値算出手段とを備え、
前記描画データ処理手段が、前記露光エリアを走査させて描画処理する間、露光時の前記露光エリアの相対位置における各光変調素子の描画データがいずれのパターンエリアに属するかを判断し、パターンエリア毎に分別される各光変調素子の描画データを、対応するパターンエリアのアライメント補正値に基づいて補正することを特徴とする描画データ処理装置。