JP6055704B2 - 描画方法及び描画制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は描画方法及び描画制御装置に係り、さらに詳しくは、CAD等で設計されたプリント基板の配線パターンを露光装置で使用する露光パターンに変換する描画方法及び描画制御装置に関する。
露光装置の1つである直接露光装置は、マスクフィルムを用いずにプリント基板に配線パターンを露光する装置である。この露光装置では、露光の際にCAD(Computer-Aided Design )等で設計された設計配線パターンを露光パターンに変換して(以下、この変換を「ラスタ変換」と称する。)露光する。
設計配線パターンはベクトル図形で表現される図形データ(図形は、円、多角形等の形状の図形である。)の集合で構成される。一方、露光パターンは露光の解像度に応じたサイズのビットマップ画像(ラスタデータ)で構成される。露光パターンは画素単位では2値(例えば白と黒)のビットマップ画像であり、それぞれ露光領域若しくは非露光領域に割り当てられる。
一方、露光対象となるプリント基板は製造工程において熱等により、たわみ、伸縮等の変形が発生し、この変形の度合いは1枚毎に異なる。プリント基板製造の歩留まり向上のためには、1枚毎に変形を検出し、露光パターンに対して1枚毎の変形に応じた補正を行うことが好ましい。
プリント基板の変形に応じて設計配線パターンを補正する方法として、1枚のプリント基板の四隅に基準となるアライメントマークを設けておき、露光に先立ち、アライメントマークをCCDカメラ等で読み取り、本来あるべきアライメントマーク位置との差分をもとに補正係数を計算し、この補正係数に基づいて露光パターンを補正して露光(描画)する方法がある。
また、1枚の大きなプリント基板(母基板)上に製品となる小さなプリント基板(子基板)の位置をずらして配置した、いわゆる多数個取りのプリント基板においては、描画精度を向上させるため、1枚のプリント基板に対して複数の補正領域を設ける場合がある。例えば、各子基板の四隅にアライメントマークを設け、これを1つの補正領域とし、それぞれのアライメントマークの位置ずれに基づいてそれぞれ補正係数を計算し、補正領域毎にそれぞれの補正係数を用いて露光パターンを補正して、子基板に露光パターンを描画する方法である。
このときの露光方式としては、アライメントマークの読み取り、露光パターンの補正、露光の各処理を補正領域毎に繰り返すステップ露光方式、あるいは一度に全体のアライメントマークを読み取り、補正領域毎の露光パターンの補正を一括して行い、各補正領域の補正された露光パターンを結合した露光パターンを用いて、一括して露光する一括露光方式などがある。
また、複数の補正領域を設けた場合、補正領域を跨った設計配線パターンが存在する場合がある。このような場合、補正領域を跨った設計配線パターンを分割する方法(特許文献1)や、補正領域境界と設計配線パターンが交差する点を計算し、新たにその設計配線パターンの頂点の1つとする方式等が提案されている(特許文献2)。
特開2011−28182号公報 特開2011−82289号公報
ところで、近年プリント基板の微細化が進んでおり、このため露光装置の露光精度の向上が求められている。露光精度の向上には、基板1枚毎に複数の補正領域を設けて、補正領域毎に個別に補正を実施し、高精度に補正を行うことが望ましい。このとき補正領域を跨った図形を描画する場合がある。
従来の方式では、前記特許文献1あるいは2のように補正領域を跨った設計配線パターンの分割、あるいは補正領域境界と設計配線パターンとが交差する頂点の計算を実施する必要がある。しかし、この方式では、何れも補正領域や設計配線パターンが多くなる毎に、この演算が膨大になり、必要とされるリソース(ソフトウェアで処理する場合はCPUの演算性能、ハードウェアで処理する場合は論理回路規模)が多くなる。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、高精度な露光を実現するためにプリント基板に複数の補正領域を設けた場合に、補正領域を跨る設計配線パターンが多数ある場合でも、必要とするソフトウェアやハードウェアのリソースを最小限にすることにある。
前記課題を解決するため、本発明は、前記ワークにおいて前記二つの方向に配置されている基準アライメントマークのなかの4個によって定められる方形領域を単位として複数の補正領域設定する工程と、前記設計配線パターンを前記補正領域毎に基本図形で構成される第1の配線パターンに分割する工程と、記基準アライメントマークの実際の位置を計測する工程と、前記基準アライメントマークの設計上の座標値と前記計測する工程で得られた実際の座標値とから前記補正領域毎補正係数を生成する工程と、前記基準アライメントマークの設計上の座標値と前記計測する工程で得られた実際の座標値とから前記補正領域毎の計測補正領域を生成する工程と、前記計測補正領域の輪郭を前記二つの方向のうちの一方の方向の座標毎の他方の方向の始点座標と終点座標として計算した情報を格納する補正領域輪郭テーブルを前記計測補正領域毎に生成する工程と、前記補正領域毎に、対応する前記補正係数を用いて前記第1の配線パターンを補正して第2の配線パターンを生成する工程と、前記補正領域毎に、前記第2の配線パターンを前記二つの方向のうちの一方の方向の座標毎の他方の方向の始点座標と終点座標とから表される線分の集合となる第1の露光パターンに変換する工程と、前記補正領域毎に、対応する前記補正領域輪郭テーブルを参照して前記第1の露光パターンの前記補正領域からはみ出す部分を削除して第2の露光パターンを生成する工程と、前記第2の露光パターンを全て結合して補正済み露光パターンを生成する工程と、前記補正済み露光パターンにより前記ワークを露光する工程と、を備え、ベクタデータである設計配線パターンをラスタデータである露光パターンに変換する描画方法を特徴とする
本発明によれば、複数の補正領域を設けたプリント基板を露光する場合、補正領域を跨
る配線パターンの演算処理を低減でき、より少ないリソースで高精度な補正処理を実現す
ることができる。なお、前記以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明において明らかにされる。
本発明の実施形態に係る描画しようとするプリント基板の平面図である。 本発明の実施形態に係る描画装置の描画手順を示すフローチャートである。 撮像装置により測定された基準アライメントマークの一例を示す図である。 計測補正領域の生成例を示す図である。 計測補正領域の輪郭情報生成例を示す図である。 輪郭テーブルの格納例を示す図である。 配線パターンの補正例を示す図である。 配線パターンをベクタデータからラスタデータに変換した例を示す図である。 輪郭テーブルを用いて露光パターンを生成するときの生成例を示す図である。 各補正領域の露光パターンを結合した補正済み露光パターンの例を示す図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は本発明の実施形態で実行される描画方法及び描画制御装置で描画する描画対象のプリント基板の平面図である。同図に示すように、プリント基板K1には、予め第1ないし第9の基準アライメントマークA1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,A8,A9が方形の格子上に配置されている。
なお、基準アライメントマークの数及び設置座標はプリント基板K1の種類、描画精度等により異なる。図1では、第1ないし第4の領域H1〜H4の領域を、基準アライメントマークを選択することにより設定している。すなわち、
1)第1の領域H1:第1、第2、第4及び第5の基準アライメントマークA1,A2,A4,A5で囲まれた領域
2)第2の領域H2:第2、第3、第5及び第6の基準アライメントマークA2,A3,A5,A6で囲まれた領域
3)第3の領域H3:第4、第5、第7及び第8の基準アライメントマークA4,A5,A7,A8で囲まれた領域
4)第4の領域H4:第5、第6、第8及び第9の基準アライメントマークA5,A6,A8,A9で囲まれた領域
としている。なお、図1に示した例では、隣接する補正領域では基準アライメントマークを共用しているが、補正領域毎に4個ずつの基準アライメントマークを設けてもよい。
設計配線パターンは、多角形であれば図形の輪郭を示す線分の集合により表され、円形であれば中心座標と半径等のベクトル形式で表される。同図に実線で示す設計配線パターン(図形)Z1はこれから描画されるものであり、図形Z1は、第1ないし第4の頂点P1,P2,P3,P4を備え、隣接する点を結ぶ線分(第1の頂点P1の場合は第2の頂点P2及び第4の頂点P4)により図系Z1の輪郭が表される。
なお、本実施形態で描画する設計配線パターンは図形Z1のみ示しているが、通常は多数の種類及び多数の図形で表されることが多い。
図2は本発明の実施形態における描画処理の処理手順を示すフローチャートである。この処理手順は、図示しない描画装置若しくは描画装置を備えた露光装置の制御回路に搭載されたCPU(Central Processing Unit:中央処理装置)によって実行される。
なお、CPUは、制御部と演算部を含み、制御部が命令の解釈とプログラムの制御の流れを制御し、演算部が演算を実行する。また、プログラムは図示しないメモリに格納され、実行すべき命令(ある数値又は数値の並び)を前記プログラムの置かれたメモリから取り出し、前記プログラムを実行する。
図2において、描画が指示されると、まず指示された描画の内容が前回描画した内容と同じかどうかを確認する(ステップS1)。前回描画した内容と同じであれば、ステップS5に移行し、基準アライメントマークA1〜A9の実際の位置を測定し、記憶する。同じでなければ、CAD等で設計されたベクトルデータであるプリント基板K1の設計配線パターン及び第1ないし第9の基準アライメントマークA1〜A9の座標を読み込む(ステップS2)。
そして、第1ないし第9の基準アライメントマークA1〜A9の座標を記憶すると共に、4個の基準アライメントマークで構成される領域を1個の補正領域として定める(ステップS3)。4個の基準アライメントマークで構成される領域とは、前記1)〜4)に示す領域である。このとき、補正領域毎に4個ずつ基準アライメントマークを設けた場合は、基準アライメントマークの座標位置と、補正領域の4頂点の座標位置が必ずしも一致するとは限らない。
次に、読み込んだ設計配線パターンである図形Z1から、基本図形(三角形、四角形、円等の単純な図形)で構成される第1の配線パターン(図形Z1)を生成する(ステップS4)。図1では4頂点を有する四角形を例示しているが、図形Z1が4頂点より大きい多角形の場合は、複数の三角形や四角形に分割される。
次いで、CCDカメラ等の撮像装置により、第1ないし第9の基準アライメントマークA1〜A9の実際の位置を測定し、記憶する(ステップS5)。
図3は撮像装置により測定された基準アライメントマークの例を示す図である。以下、測定された基準アライメントマークを計測アライメントマークと称す。この実施例では、第1ないし第9の計測アライメントマークAh1〜Ah9が設定される。なお、プリント基板K1の変形は1枚毎に異なるので、第1ないし第9の計測アライメントマークAh1〜Ah9の座標値はプリント基板K1毎に異なる。また、第1ないし第9のアライメントマークAh1〜Ah9の座標値から、プリント基板K1が図1の状態からプリント基板Kh1のように、シフトし、回転し、あるいは変形していると推測することができる。
次に、第1ないし第9の基準アライメントマークA1〜A9の座標情報と、第1ないし第9の計測アライメントマークAh1〜Ah9の座標情報との対応するそれぞれの座標上の差分から、第1ないし第4の補正領域H1〜H4毎に補正係数を生成する(ステップS6)。この処理は、例えば、第1、第2、第4及び第5の基準アライメントマークA1,A2,A4,A5と、第1、第2、第4及び第5の計測アライメントマークAh1,Ah2,Ah4,Ah5との第1ないし第4のそれぞれのアライメントマークの座標値の差分から第1の補正領域H1の第1の補正係数HK1(例えば、台形補正の計算式における各係数など)を生成する。同様にして、第2ないし第4の補正領域H2〜H4の第2ないし第4の補正係数HK2〜HK4を生成する。
図4は、計測補正領域の生成例を示す図である。ステップS6で補正係数を生成した後、第1ないし第9の計測アライメントマークAh1〜Ah9に従って、第1ないし第4の補正領域H1〜H4を図4に示すように変形させた計測補正領域を生成する(ステップS7)。ここでは、第1、第2、第4及び第5の計測アライメントマークAh1,Ah2,Ah4,Ah5で囲まれた領域を第1の計測補正領域Hh1とする。同様にして、第2ないし第4の計測補正領域Hh2〜Hh4を生成する。
図5は、計測補正領域の輪郭情報生成例を示す図である。ステップS7で第1ないし第4の計測補正領域Hh1〜Hh4を生成した後、これらの第1ないし第4の計測補正領域Hh1〜Hh4に対応する第1ないし第4の輪郭テーブルR1〜R4を生成する(ステップS8)。図5における格子と数値はラスタデータ(ビットマップ)に変換するときの座標系を示す。
図5では第1の計測補正領域Hh1のみ示している。図5に示すように第1の計測補正領域Hh1の輪郭情報は、Y座標毎のX始点座標とX終点座標を計算することによって生成する。
図6は輪郭テーブルの格納例を示す図である。ステップS8で生成した輪郭情報は例えば第1の輪郭テーブルR1に図6に示すように、Y座標毎のX始点座標とX終点座標の組合せのテーブルとして格納される。なお、図5の黒丸で示した格子の座標が前記組合せに対応する。
次に、第1の補正領域H1の第1の補正係数HK1を用いて第1の配線パターン(図形Z1)を補正し、第2の配線パターン(図形Zh1)を生成する(ステップS9)。
例えば、第1の補正領域H1に含まれる図形Z1の第1ないし第4の頂点P1〜P4は補正係数HK1を用いて水平方向及び垂直方向の伸縮補正、回転補正(例えば台形補正など)により頂点の座標値Ph1〜Ph4に補正される。すなわち、図7の配線パターンの補正例に示すように、図形Z1(第1の配線パターン)は、頂点の座標値Ph1〜Ph4をそれぞれ接続する線分を輪郭とする図形Zh1に補正され、第2の配線パターンとして記憶される。
第2の配線パターンとして記憶された後、第2の配線パターンである図形Zh1をベクタデータからラスタデータにラスタ変換し、第1の露光パターンとする(ステップS10)。ラスタ変換された図形Zh1は図8に示すように、Y座標毎にX始点座標とX終点座標とから表される線分の集合として生成される。なお、図8は配線パターンをベクタデータからラスタデータに変換した例を示す図である。
次に、生成された線分のY座標値から第1の輪郭テーブルR1の値を参照し、線分が計測補正領域Hh1内に含まれているか否かを判定する(ステップS11)。すなわち、図8の線分L1は、Y座標「13」、X始点座標「15」、X終点座標「17」である。図6に示した第1の輪郭テーブルR1のY座標「13」のテーブルを参照すると、X始点座標「8」、X終点座標「20」であることから、線分L1は第1の計測補正領域Hh1に全て含まれていることが分かる。
同様に、線分L2を判定すると、X終点座標が第1の計測補正領域Hh1からはみ出していることが分かる。このような場合、線分L2のX終点座標「22」を第1の輪郭テーブルR1のX終点座標「20」と入れ替えて図9に示すような新たな線分Lh2とする。線分L3はX始点座標、X終点座標ともに第1の計測補正領域Hh1からはみ出しているため、双方とも第1の輪郭テーブルR1の座標値と入れ替えて線分Lh3とする。線分L4はY座標自体が第1の計測補正領域Hh1に含まれていないため線分自体を削除する。
このようにして生成された線分をもとに、図9に示すように第1の補正領域Hh1の第2の露光パターンZhh1が生成される。同様にして、第2ないし第4の補正領域Hh2〜Hh4の第2ないし第4の露光パターンZhh2〜Zhh4を生成し、それぞれを結合すると図10に示すように、補正領域毎に個別の補正係数で補正された補正済み露光パターンZR1を生成することができる(ステップS12)。なお、図9は輪郭テーブルを用いて露光パターンを生成するときの生成例を示す図である。
そして、補正済み露光パターンZR1を用いてプリント基板K1を露光する(ステップS13)。
図10は各補正領域の露光パターンを結合した補正済み露光パターンの例を示す図である。同図に示すように補正済み露光パターンZR1に基づいて露光すると、隣接する補正領域H1〜H4間では第1ないし第4の輪郭テーブルR1〜R4を用いて境界処理を行っているため、補正領域H1〜H4を跨る図形がある場合でも補正領域の境界で図形がずれることはない。
また、補正領域H1〜H4を跨る図形の分割や補正領域境界との交点計算等をする必要がないため、演算処理を減らすことができる。
なお、以上においては、ワークである被露光物がプリント基板である場合について説明したが、本発明はプリント基板の配線パターンに限らず、他のパターンにも適用することができる。
また、本実施形態では、描画方法について主に説明しているが、描画は前述のCPUによって前記図2に示す処理手順に基づいて実行されるので、前記CPUが描画制御装置として機能する。描画を実行させる各手段は、処理手順の各ステップに対応する。
以上のように、本実施形態に係る描画方法は、ベクタデータである設計配線パターン(図形Z1)をラスタデータである補正済み露光パターンZR1(露光パターン)に変換する描画方法であって、
第1ないし第9の基準アライメントマークA1〜A9が格子状に配置されているプリント基板K1(ワーク)に対して4個の前記基準アライメントマークA1,A2,A4,A5、A2,A3,A5,A6、A4,A5,A7,A8、A5,A6,A8,A9を基準に定められる方形領域H1〜H4を1個の補正領域H1〜H4として設定する工程(ステップS3)と、
描画を指定された設計配線パターン(図形Z1))を前記補正領域H1〜H4毎に基本図形で構成される第1の配線パターン(図形Z1)に分割する工程(ステップS4)と、
撮像装置により、前記基準アライメントマークA1〜A9の実際の位置を計測する工程(ステップS5)と、
前記基準アライメントマークA1〜A9の座標情報(第1ないし第9の基準アライメントマークA1〜A9の設計上の座標値)と、計測した前記基準アライメントマークA1〜A9の実際の座標値とから、前記補正領域H1〜H4毎に補正係数HK1〜HK4を生成する工程(ステップS6)と、
前記基準アライメントマークA1〜A9の座標情報(第1ないし第9の基準アライメントマークA1〜A9の設計上の座標値)と、計測した前記基準アライメントマークA1〜A9の実際の座標値とから、計測補正領域Hh1〜Hh4を生成する工程(ステップS7)と、
前記計測補正領域Hh1〜Hh4の輪郭を、Y座標毎のX始点座標とX終点座標として前記補正領域H1〜H4毎に計算した第1ないし第4の輪郭テーブルR1〜R4(補正領域輪郭テーブル)を生成する工程(ステップS8)と、
前記第1の配線パターン(図形Z1)を前記補正領域H1〜H4毎の補正係数HK1〜HK4を用いて補正して第2の配線パターン(図形Zh1)を生成する工程(ステップS9)と、
ベクタデータである前記第2の配線パターン(図形Zh1)をラスタデータである第1の露光パターン(図形Zh1)に前記補正領域H1〜H4毎に変換する工程(ステップS10)と、
前記補正領域H1〜H4毎に、前記第1ないし第4の輪郭テーブルR1〜R4(補正領域輪郭テーブル)を参照して前記第1の露光パターン(図形Zh1)の前記補正領域H1〜H4からはみ出す部分を削除して第2の露光パターンZhh1〜Zhh4を生成する工程(ステップS11)と、
前記補正領域H1〜H4毎に生成された前記第2の露光パターンZhh1〜Zhh4を結合して補正済み露光パターンZR1を生成する工程(ステップS12)と、
前記補正済み露光パターンZR1によりプリント基板K1(ワーク)を露光する工程(ステップS13)と、を備えたことを特徴とし、この構成により、複数の補正領域を設けたプリント基板を露光する場合、基板毎の変形に対応し、補正領域を跨る配線パターンの演算処理を低減でき、より少ないリソースで高精度な補正処理を実現することができる。
上記実施形態における効果の説明では、本実施形態の各部について、特許請求の範囲における各構成要素をかっこ書きで示し若しくは参照符号を付し、両者の対応関係を明確にしている。
なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全てが本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現することができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。
A1〜A9 基準アライメントマーク
H1〜H4 補正領域
Hh1〜Hh4 計測補正領域
HK1〜HK4 補正係数
K1,Kh1 プリント基板(ワーク)
R1〜R4 第1ないし第4の輪郭テーブル
Z1 設計配線パターン、第1の配線パターン(図形)
Zh1 第2の配線パターン(図形)
Zhh1〜Zhh4 第2の露光パターン
ZR1 補正済み露光パターン
ZR1 補正済み露光パターン

Claims (2)

  1. ベクタデータである設計配線パターンをラスタデータである露光パターンに変換し、互いに直角方向となる二つの方向のそれぞれの座標によって位置が指定される平面を有するワークに描画する描画方法であって、
    前記ワークにおいて前記二つの方向に配置されている基準アライメントマークのなかの4個によって定められる方形領域を単位として複数の補正領域設定する工程と、
    前記設計配線パターンを前記補正領域毎に基本図形で構成される第1の配線パターンに分割する工程と、
    記基準アライメントマークの実際の位置を計測する工程と、
    前記基準アライメントマークの設計上の座標値と前記計測する工程で得られた実際の座標値とから前記補正領域毎の補正係数を生成する工程と、
    前記基準アライメントマークの設計上の座標値と前記計測する工程で得られた実際の座標値とから前記補正領域毎の計測補正領域を生成する工程と、
    前記計測補正領域の輪郭を前記二つの方向のうちの一方の方向の座標毎の他方の方向の始点座標と終点座標として計算した情報を格納する補正領域輪郭テーブルを前記計測補正領域毎に生成する工程と、
    前記補正領域毎に、対応する前記補正係数を用いて前記第1の配線パターンを補正して第2の配線パターンを生成する工程と、
    前記補正領域毎に、前記第2の配線パターンを前記二つの方向のうちの一方の方向の座標毎の他方の方向の始点座標と終点座標とから表される線分の集合となる第1の露光パターンに変換する工程と、
    前記補正領域毎に、対応する前記補正領域輪郭テーブルを参照して前記第1の露光パターンの前記補正領域からはみ出す部分を削除して第2の露光パターンを生成する工程と、
    記第2の露光パターンを全て結合して補正済み露光パターンを生成する工程と、
    前記補正済み露光パターンにより前記ワークを露光する工程と、
    を備えた描画方法。
  2. ベクタデータである設計配線パターンをラスタデータである露光パターンに変換し、互いに直角方向となる二つの方向のそれぞれの座標によって位置が指定される平面を有するワークに描画する描画制御装置であって、
    前記ワークにおいて前記二つの方向に配置されている基準アライメントマークのなかの4個によって定められる方形領域を単位として複数の補正領域を設定する手段と、
    前記設計配線パターンを前記補正領域毎に基本図形で構成される第1の配線パターンに分割する手段と、
    前記基準アライメントマークの実際の位置を計測する手段と、
    前記基準アライメントマークの設計上の座標値と前記計測する手段で得られた実際の座標値とから前記補正領域毎の補正係数を生成する手段と、
    前記基準アライメントマークの設計上の座標値と前記計測する手段で得られた実際の座標値とから前記補正領域毎の計測補正領域を生成する手段と、
    前記計測補正領域の輪郭を前記二つの方向のうちの一方の方向の座標毎の他方の方向の始点座標と終点座標として計算した情報を格納する補正領域輪郭テーブルを前記計測補正領域毎に生成する手段と、
    前記補正領域毎に、対応する前記補正係数を用いて前記第1の配線パターンを補正して第2の配線パターンを生成する手段と、
    前記補正領域毎に、前記第2の配線パターンを前記二つの方向のうちの一方の方向の座標毎の他方の方向の始点座標と終点座標とから表される線分の集合となる第1の露光パターンに変換する手段と、
    前記補正領域毎に、対応する前記補正領域輪郭テーブルを参照して前記第1の露光パターンの前記補正領域からはみ出す部分を削除して第2の露光パターンを生成する手段と、
    前記第2の露光パターンを全て結合して補正済み露光パターンを生成する手段と、
    前記補正済み露光パターンにより前記ワークに露光させる手段と、
    を備えた描画制御装置
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