JP6783172B2 - 描画装置および描画方法 - Google Patents

Description

本発明は、対象物上に画像を描画する技術に関する。

従来、半導体基板、プリント基板、または、プラズマ表示装置もしくは液晶表示装置用のガラス基板等（以下、「基板」という。）に形成された感光材料に光を照射することにより、パターンの描画が行われている。近年、パターンの高精細化に伴い、変調される光ビームを感光材料上にて走査してパターンを直接描画する描画装置が利用されている。

上述のような描画装置では、基板に反り、ゆがみ、歪み等の変形が生じている場合、基板の変形に合わせて描画データが補正される。描画データの補正は、通常、基板上に設けられたアライメントマーク等の目印の位置を測定し、測定結果から基板上の各位置の変位を算出した後、各位置の描画データを当該変位に整合させることにより行われる。

例えば、特許文献１では、描画パターンの下地パターンからズレ量を求めて描画データを補正する際に、画素サイズよりも小さいズレ量に対応して描画データを補正する技術が提案されている。具体的には、特許文献１の描画装置では、ベクトルデータで記述された描画パターンが、第１のラスタライズ開始位置からラスタライズされて第１の描画データが取得される。また、第１のラスタライズ開始位置から画素サイズよりも小さいシフト量だけシフトした第２のラスタライズ開始位置から、描画パターンがラスタライズされて第２の描画データが取得される。そして、第１の描画データおよび第２の描画データのうち、下地パターンに対する位置ズレを補正するための補正量に対応する描画データが選択され、当該補正量に基づいて補正される。

また、このような下地パターンの局所的な歪み（すなわち、非線形歪み）ではなく、基板の全体的な伸縮（すなわち、線形歪み）が生じている場合、従来の描画装置では機械的な補正が行われる。具体的には、感光材料上にて走査される光ビームの変調間隔が調整され、また、光ビームの走査領域の幅方向におけるステップ移動の間隔が調整される。これにより、基板上に描画されるパターンが縦横に伸縮される。

特許第５７５２９６７号公報

ところで、フィルム基板、プリント基板、樹脂基板または金属基板等、伸縮が比較的大きい基板では、上述のような描画装置の機械的な補正では、基板の伸縮に対応することができない場合がある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、伸縮した対象物に対する描画を迅速に行うことを目的としている。

請求項１に記載の発明は、対象物上に画像を描画する描画装置であって、光源と、前記光源からの光を変調する光変調部と、前記光変調部により変調された光を対象物上にて走査する走査機構と、描画データに基づいて前記光変調部および前記走査機構を制御することにより前記対象物に対する描画を実行させる制御部とを備え、前記制御部が、基準状態からの前記対象物の伸縮の程度を示す複数の伸縮率について、各伸縮率にて伸縮している前記対象物に対して描画が行われる場合の画像のランレングスデータを、複数の初期描画データとして予め記憶する記憶部と、前記対象物の実際の伸縮率に基づいて前記複数の初期描画データから選択された１つの初期描画データである選択描画データを利用して前記描画データを生成するデータ生成部とを備え、前記複数の伸縮率は、前記描画装置において機械的な補正で対応できる伸縮率である対応限界伸縮率よりも大きい伸縮率を含み、前記実際の伸縮率と前記選択描画データに対応する伸縮率との差は前記対応限界伸縮率以下である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の描画装置であって、前記対象物上に位置する複数の目印を撮像する撮像部をさらに備え、前記制御部が、前記撮像部による撮像結果に基づいて前記複数の目印の測定位置を取得し、前記複数の目印の前記測定位置と設計位置とを比較することにより、前記対象物の実際の伸縮率を取得する伸縮率取得部をさらに備える。

請求項３に記載の発明は、対象物上に画像を描画する描画装置であって、光源と、前記光源からの光を変調する光変調部と、前記光変調部により変調された光を対象物上にて走査する走査機構と、描画データに基づいて前記光変調部および前記走査機構を制御することにより前記対象物に対する描画を実行させる制御部とを備え、前記制御部が、基準状態からの前記対象物の伸縮の程度を示す複数の伸縮率について、各伸縮率にて伸縮している前記対象物に対して描画が行われる場合の画像のランレングスデータを、複数の初期描画データとして予め記憶する記憶部と、前記対象物の実際の伸縮率に基づいて前記複数の初期描画データから選択された１つの初期描画データである選択描画データを利用して前記描画データを生成するデータ生成部とを備え、前記データ生成部において、仮に、前記基準状態に対応する初期描画データを利用して前記描画データが生成された場合、前記走査機構による主走査方向への走査時における前記光変調部による変調間隔の変更、および、前記走査機構による前記主走査方向への走査時に走査される走査領域の副走査方向における間隔の変更によって描画可能な前記対象物の伸縮率よりも大きい伸縮率が、前記複数の伸縮率に含まれる。

請求項４に記載の発明は、対象物上に画像を描画する描画装置であって、光源と、前記光源からの光を変調する光変調部と、前記光変調部により変調された光を対象物上にて走査する走査機構と、描画データに基づいて前記光変調部および前記走査機構を制御することにより前記対象物に対する描画を実行させる制御部とを備え、前記制御部が、基準状態からの前記対象物の伸縮の程度を示す複数の伸縮率について、各伸縮率にて伸縮している前記対象物に対して描画が行われる場合の画像のランレングスデータを、複数の初期描画データとして予め記憶する記憶部と、前記対象物の実際の伸縮率に基づいて前記複数の初期描画データから選択された１つの初期描画データである選択描画データを利用して前記描画データを生成するデータ生成部とを備え、前記対象物上の描画領域に複数の描画ブロックが設定されており、前記データ生成部が、前記描画データを生成する際に、前記選択描画データの前記複数の描画ブロックにそれぞれ対応する部分を前記描画領域の歪みに基づいて補正する。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の描画装置であって、前記データ生成部による前記選択描画データの前記複数の描画ブロックにそれぞれ対応する部分の補正が、前記描画領域における前記複数の描画ブロックのそれぞれの設計位置からの位置ずれの補正である。

請求項６に記載の発明は、対象物上に画像を描画する描画装置であって、光源と、前記光源からの光を変調する光変調部と、前記光変調部により変調された光を対象物上にて走査する走査機構と、描画データに基づいて前記光変調部および前記走査機構を制御することにより前記対象物に対する描画を実行させる制御部とを備え、前記制御部が、基準状態からの前記対象物の伸縮の程度を示す複数の伸縮率について、各伸縮率にて伸縮している前記対象物に対して描画が行われる場合の画像のランレングスデータを、複数の初期描画データとして予め記憶する記憶部と、前記対象物の実際の伸縮率に基づいて前記複数の初期描画データから選択された１つの初期描画データである選択描画データを利用して前記描画データを生成するデータ生成部とを備え、前記対象物の実際の伸縮率に対応する初期描画データが前記複数の初期描画データに含まれていない場合、前記対象物に対する描画が中止されて他の対象物に対する描画が開始され、他の対象物に対する描画と並行して前記対象物の実際の伸縮率に対応する初期描画データが生成された後、前記対象物に対する描画が行われる。

請求項７に記載の発明は、光源と、前記光源からの光を変調する光変調部と、前記光変調部により変調された光を対象物上にて走査する走査機構とを備える描画装置により、前記対象物上に画像を描画する描画方法であって、ａ）基準状態からの前記対象物の伸縮の程度を示す複数の伸縮率について、各伸縮率にて伸縮している前記対象物に対して描画が行われる場合の画像のランレングスデータを、複数の初期描画データとして予め記憶する工程と、ｂ）前記対象物の実際の伸縮率に基づいて前記複数の初期描画データから選択された１つの初期描画データである選択描画データを利用して描画データを生成する工程と、ｃ）前記描画データに基づいて前記光変調部および前記走査機構を制御することにより前記対象物に対する描画を実行させる工程とを備え、前記複数の伸縮率は、前記描画装置において機械的な補正で対応できる伸縮率である対応限界伸縮率よりも大きい伸縮率を含み、前記実際の伸縮率と前記選択描画データに対応する伸縮率との差は前記対応限界伸縮率以下である。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の描画方法であって、ｄ）前記ｂ）工程よりも前に、前記対象物上に位置する複数の目印を撮像する工程と、ｅ）前記ｄ）工程における撮像結果に基づいて前記複数の目印の測定位置を取得し、前記複数の目印の前記測定位置と設計位置とを比較することにより、前記対象物の実際の伸縮率を取得する工程とをさらに備える。

請求項９に記載の発明は、光源と、前記光源からの光を変調する光変調部と、前記光変調部により変調された光を対象物上にて走査する走査機構とを備える描画装置により、前記対象物上に画像を描画する描画方法であって、ａ）基準状態からの前記対象物の伸縮の程度を示す複数の伸縮率について、各伸縮率にて伸縮している前記対象物に対して描画が行われる場合の画像のランレングスデータを、複数の初期描画データとして予め記憶する工程と、ｂ）前記対象物の実際の伸縮率に基づいて前記複数の初期描画データから選択された１つの初期描画データである選択描画データを利用して描画データを生成する工程と、ｃ）前記描画データに基づいて前記光変調部および前記走査機構を制御することにより前記対象物に対する描画を実行させる工程とを備え、前記ｂ）工程において、仮に、前記基準状態に対応する初期描画データを利用して前記描画データが生成された場合、前記走査機構による主走査方向への走査時における前記光変調部による変調間隔の変更、および、前記走査機構による前記主走査方向への走査時に走査される走査領域の副走査方向における間隔の変更によって描画可能な前記対象物の伸縮率よりも大きい伸縮率が、前記複数の伸縮率に含まれる。

請求項１０に記載の発明は、光源と、前記光源からの光を変調する光変調部と、前記光変調部により変調された光を対象物上にて走査する走査機構とを備える描画装置により、前記対象物上に画像を描画する描画方法であって、ａ）基準状態からの前記対象物の伸縮の程度を示す複数の伸縮率について、各伸縮率にて伸縮している前記対象物に対して描画が行われる場合の画像のランレングスデータを、複数の初期描画データとして予め記憶する工程と、ｂ）前記対象物の実際の伸縮率に基づいて前記複数の初期描画データから選択された１つの初期描画データである選択描画データを利用して描画データを生成する工程と、ｃ）前記描画データに基づいて前記光変調部および前記走査機構を制御することにより前記対象物に対する描画を実行させる工程とを備え、前記対象物上の描画領域に複数の描画ブロックが設定されており、前記ｂ）工程において、前記描画データが生成される際に、前記選択描画データの前記複数の描画ブロックにそれぞれ対応する部分が、前記描画領域の歪みに基づいて補正される。

請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の描画方法であって、前記ｂ）工程における前記選択描画データの前記複数の描画ブロックにそれぞれ対応する部分の補正が、前記描画領域における前記複数の描画ブロックのそれぞれの設計位置からの位置ずれの補正である。

請求項１２に記載の発明は、光源と、前記光源からの光を変調する光変調部と、前記光変調部により変調された光を対象物上にて走査する走査機構とを備える描画装置により、前記対象物上に画像を描画する描画方法であって、ａ）基準状態からの前記対象物の伸縮の程度を示す複数の伸縮率について、各伸縮率にて伸縮している前記対象物に対して描画が行われる場合の画像のランレングスデータを、複数の初期描画データとして予め記憶する工程と、ｂ）前記対象物の実際の伸縮率に基づいて前記複数の初期描画データから選択された１つの初期描画データである選択描画データを利用して描画データを生成する工程と、ｃ）前記描画データに基づいて前記光変調部および前記走査機構を制御することにより前記対象物に対する描画を実行させる工程とを備え、前記対象物の実際の伸縮率に対応する初期描画データが前記複数の初期描画データに含まれていない場合、前記対象物に対する描画が中止されて他の対象物に対する描画が開始され、他の対象物に対する描画と並行して前記対象物の実際の伸縮率に対応する初期描画データが生成された後、前記対象物に対する描画が行われる。

本発明では、伸縮した対象物に対する描画を迅速に行うことができる。

描画装置の側面図である。 描画装置の平面図である。 制御部のブロック図である。 描画装置における描画の流れを示す図である。 描画装置における描画の流れを示す図である。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る描画装置１の構成を示す側面図である。図２は、描画装置１を示す平面図である。描画装置１は、描画の対象物であるフィルム基板、プリント基板、樹脂基板または金属基板等（以下、単に「基板９」という。）の表面に設けられた感光材料に光を照射することにより、基板９上に回路パターン等の画像を直接的に描画する直描装置である。

描画装置１は、走査機構２と、基板保持部３と、光照射部４と、撮像部５とを備える。基板保持部３は、（＋Ｚ）側の主面９１（以下、「上面９１」という。）上に感光材料の層が形成された基板９を保持する。走査機構２は、基台１１上に設けられ、基板保持部３をＺ方向に垂直なＸ方向およびＹ方向に移動する。換言すれば、走査機構２は、基板保持部３を水平移動する保持部移動機構である。

基台１１には、フレーム１２が、基板保持部３および走査機構２を跨いで固定される。光照射部４および撮像部５は、フレーム１２に取り付けられる。光照射部４は、基板９上の感光材料に変調された光を照射する。撮像部５は、例えば、基板９のＸ方向の全幅に亘って設けられ、基板９の上面９１を撮像する。また、描画装置１は、図１に示すように、走査機構２、光照射部４および撮像部５等の各構成を制御する制御部６を備える。なお、図２では、制御部６の図示を省略している。

基板保持部３は、ステージ３１と、ステージ回転機構３２と、支持プレート３３とを備える。基板９は、ステージ３１上に載置される。支持プレート３３は、ステージ３１を回転可能に支持する。ステージ回転機構３２は、支持プレート３３上において、基板９の上面９１に垂直な回転軸３２１を中心としてステージ３１を回転する。

走査機構２は、副走査機構２３と、ベースプレート２４と、主走査機構２５とを備える。副走査機構２３は、基板保持部３をＸ方向（以下、「副走査方向」という。）に移動する。ベースプレート２４は、副走査機構２３を介して支持プレート３３を支持する。主走査機構２５は、基板保持部３をベースプレート２４と共にＸ方向に垂直なＹ方向（以下、「主走査方向」という。）に移動する。描画装置１では、走査機構２により、基板９の上面９１に平行な主走査方向および副走査方向に基板保持部３が移動される。

副走査機構２３は、リニアモータ２３１と、１対のリニアガイド２３２とを備える。リニアモータ２３１は、支持プレート３３の下側（すなわち、（−Ｚ）側）において、ステージ３１の主面に平行、かつ、主走査方向に垂直な副走査方向に伸びる。１対のリニアガイド２３２は、副走査方向に伸びる。１対のリニアガイド２３２は、リニアモータ２３１の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側に配置される。主走査機構２５は、リニアモータ２５１と、１対のエアスライダ２５２とを備える。リニアモータ２５１は、ベースプレート２４の下側において、ステージ３１の主面に平行な主走査方向に伸びる。１対のエアスライダ２５２は、主走査方向に伸びる。１対のエアスライダ２５２は、リニアモータ２５１の（＋Ｘ）側および（−Ｘ）側に配置される。

図２に示すように、光照射部４は、副走査方向に沿って等ピッチにて配列されてフレーム１２に取り付けられる複数（本実施の形態では、８つ）の光学ヘッド４１を備える。また、光照射部４は、図１に示すように、各光学ヘッド４１に接続される光源光学系４２、並びに、紫外光を出射する光源４３および光源駆動部４４を備える。光源４３は固体レーザである。光源駆動部４４が駆動されることにより、光源４３から波長３５５ｎｍの紫外光が出射され、光源光学系４２を介して光学ヘッド４１へと導かれる。

各光学ヘッド４１は、出射部４５と、光学系４５１，４７と、光変調部４６とを備える。出射部４５は、光源４３からの光を下方に向けて出射する。光学系４５１は、出射部４５からの光を反射して光変調部４６へと導く。光変調部４６は、光学系４５１を介して照射された出射部４５からの光（すなわち、光源４３からの光）を変調しつつ反射する。光学系４７は、光変調部４６からの変調された光を、基板９の上面９１に設けられた感光材料上へと導く。

光変調部４６は、例えば、出射部４５を介して照射された光源４３からの光を基板９の上面９１へと導く回折格子型の複数の光変調素子を備える。回折格子型の光変調素子としては、例えば、ＧＬＶ（Grating Light Valve：グレーチング・ライト・バルブ）（シリコン・ライト・マシーンズ（サニーベール、カリフォルニア）の登録商標）が知られている。なお、光変調部４６では、回折格子型の光変調素子以外の様々な光変調素子または光変調装置が利用されてよい。また、光変調部４６による光の変調は、ＯＮ／ＯＦＦのみであってもよく、ＯＮ時の光量が多段階に変更可能であってもよい。

描画装置１では、走査機構２の主走査機構２５により主走査方向に移動される基板９に対し、光照射部４の光変調部４６により変調された光が照射される。換言すれば、主走査機構２５は、光変調部４６から基板９へと導かれた光の基板９上における照射位置を、基板９に対して主走査方向に相対的に移動する照射位置移動機構となっている。なお、描画装置１では、例えば、基板９を移動することなく、光変調部４６が主走査方向に移動することにより基板９上の照射位置が主走査方向に移動されてもよい。描画装置１では、基板９を副走査方向にステップ移動して副走査方向における光の照射位置を決定した後、光変調部４６による光の変調を制御しつつ基板９を主走査方向に移動する。描画装置１では、当該動作が繰り返されることにより、基板９上にパターンが描画される。

図３は、制御部６の機能を示すブロック図である。図３では、制御部６以外の構成も併せて描いている。制御部６は、記憶部６１と、ランレングスデータ生成部６２と、データ生成部６３と、伸縮率取得部６４と、描画制御部６５とを備える。制御部６は、通常のコンピュータと同様に、各種演算処理を行うＣＰＵ、実行されるプログラムを記憶したり演算処理の作業領域となるＲＡＭ、基本プログラムを記憶するＲＯＭ、各種情報を記憶する固定ディスク、作業者に各種情報を表示するディスプレイ、および、キーボードやマウス等の入力部等を接続した構成となっている。図３では、制御部６のＣＰＵ等がプログラムに従って演算処理等を行うことにより実現される複数の機能を示している。なお、これらの機能は複数台のコンピュータにより実現されてもよい。

記憶部６１は、ＣＡＤ等により作成されたパターンデータを、基板９に描画する画像のデータとして記憶する。パターンデータは、回路パターン等の画像の設計データである。パターンデータは、通常、ポリゴン等のベクトルデータである。ランレングスデータ生成部６２は、当該ベクトルデータを変換してランレングスデータを生成する。ランレングスデータ生成部６２により生成されたランレングスデータは、記憶部６１に格納される。データ生成部６３は、記憶部６１に記憶されているランレングスデータを、基板９の変形に基づいて補正し、最終的な描画データを生成する。描画制御部６５は、当該描画データに基づいて、光変調部４６および走査機構２を制御することにより、光変調部４６により変調された光を基板９上にて走査し、基板９に対する描画を実行させる。伸縮率取得部６４は、基板９の伸縮率を取得する。

次に、基板上に描画される回路パターンのデータを補正する処理の基本概念について説明する。通常、パターンデータは、変形がなく上面が平坦な理想的な形状の基板（以下、「基準状態の基板」と呼ぶ。）を想定して作成される。しかしながら、実際の基板には、前工程での処理に伴う伸縮および歪み等の変形が生じている場合がある。この場合、パターンデータで設定されている基板上の配置位置に回路パターンが描画されると、所望の生産物を得ることはできない。このため、基板に生じている変形に合わせて回路パターンが形成されるように、回路パターンの描画位置を基板の変形に応じて変換する補正処理が必要となる。

従来の描画装置では、基板の基準状態からの伸縮については、光変調部および走査機構による機械的な補正により対応する。具体的には、基板が主走査方向に伸張している場合には、例えば、光変調部における光の変調間隔を増大させる。また、基板が副走査方向に伸張している場合には、例えば、副走査機構による基板上における光の照射位置のステップ移動距離（すなわち、主走査機構による光の走査領域の副走査方向における間隔）を増大させる。しかしながら、このような機械的な補正で対応できる伸縮率（以下、「対応限界伸縮率」と呼ぶ。）は、例えば１００ｐｐｍ程度である。

そこで、図１および図２に示す描画装置１では、対応限界伸縮率を超える基板９の伸縮にも対応するため、まず、基板９の伸縮に応じて回路パターン全体を伸縮する線形補正（いわゆる、グローバルアライメント）が行われる。その後、基板９の部分的な歪みに応じて回路パターンの一部の形状を補正する非線形補正（いわゆる、ローカルアライメント）が行われて描画データが生成される。

図４は、描画装置１における描画の流れを示す図である。描画装置１では、まず、基準状態からの基板９の伸縮の程度を示す複数の伸縮率が設定される。以下、設定された伸縮率を「設定伸縮率」という。複数の設定伸縮率はそれぞれ、対応限界伸縮率よりも大きい。複数の設定伸縮率は、例えば、０ｐｐｍから＋１００００ｐｐｍまでの間で１００ｐｐｍ毎に設定される。当該複数の設定伸縮率には、例えば、基板９が伸縮していない場合の伸縮率（すなわち、基準状態の伸縮率）である０ｐｐｍも含まれる。そして、各設定伸縮率にて伸縮している基板９に対して描画が行われる場合の画像のランレングスデータが、ランレングスデータ生成部６２により生成される。複数の設定伸縮率に対応する複数のランレングスデータは、複数の初期描画データとして、図３に示す制御部６の記憶部６１に格納される（ステップＳ１１）。すなわち、初期描画データは、上述のパターンデータを設定伸縮率で伸縮したものを、ランレングスデータに変換したものである。

次に、撮像部５により基板９の上面９１上に位置する複数の目印が撮像される（ステップＳ１２）。当該複数の目印は、例えば、基板９の位置決め等に利用するために設けられたアライメントマーク（いわゆる、グローバルアライメントマーク）である。なお、目印は、その位置を正確に特定できるのであれば、アライメントマークには限定されず、例えば、基板に設けられた貫通孔や回路パターンの一部であってもよい。撮像部５により取得された画像は、伸縮率取得部６４へと送られる。

伸縮率取得部６４では、撮像部５による撮像結果（すなわち、ステップＳ１２における撮像結果）に基づいて、上記複数の目印の測定位置を取得する。そして、当該複数の目印の測定位置と、予め記憶部６１に記憶されている当該複数の目印の設計位置（すなわち、基準状態の基板９上における複数の目印の位置）とが比較される。これにより、基板９の実際の伸縮率が取得される（ステップＳ１３）。伸縮率取得部６４により取得された基板９の実際の伸縮率は、データ生成部６３へと送られる。

データ生成部６３では、基板９の実際の伸縮率に基づいて、ステップＳ１１にて記憶部６１に予め記憶された複数の初期描画データから、１つの初期描画データが選択される。以下、選択された初期描画データを「選択描画データ」と呼ぶ。選択描画データは、例えば、基板９の実際の伸縮率に最も近い設定伸縮率に対応するランレングスデータである。基板９の実際の伸縮率と、当該最も近い設定伸縮率との差は、上述の対応限界伸縮率以下である。データ生成部６３では、選択描画データを利用して描画データの生成が行われる（ステップＳ１４）。

具体的には、選択描画データのうち、基板９上の描画領域に予め設定されている複数の描画ブロックにそれぞれ対応する部分（以下、「ブロック描画データ」と呼ぶ。）が、当該描画領域の歪み（すなわち、各描画ブロックの歪み）に基づいて補正される。複数の描画ブロックは、例えば、描画領域をマトリクス状に分割した領域であり、それぞれが矩形状の領域である。描画領域の歪みは、対応限界伸縮率に対応する変形よりも小さい変形である。

描画領域の歪みは、例えば、基板９の上面９１上に位置する複数の目印（いわゆる、ローカルアライメントマーク）が撮像部５により撮像され、撮像結果に基づいて求められる。描画領域の歪みを求めるための目印の撮像は、ステップＳ１２における複数の目印の撮像とは別に行われてもよく、並行して行われてもよい。各ブロック描画データの補正は、例えば、描画領域における各描画ブロックの設計位置からの位置ずれの補正である。すなわち、基板９上における描画ブロックの実際の位置と、当該描画ブロックの設計位置との差だけ、ブロック描画データの座標がシフトされる。

データ生成部６３により生成された描画データは、描画制御部６５に送られる。そして、描画制御部６５により描画データに基づいて走査機構２および光変調部４６が制御されることにより、基板９に対するパターンの描画が実行される（ステップＳ１５）。具体的には、上述のように、光変調部４６による光の変調を制御しつつ基板９が主走査方向に移動されることにより、主走査方向に延びる線状または帯状の走査領域への描画が行われる。当該走査領域は、走査機構２による主走査方向への光の走査時に、当該光により走査される基板９上の領域である。続いて、基板９が副走査方向に所定の距離だけステップ移動された後、光変調部４６による光の変調を制御しつつ基板９が主走査方向に移動されることにより、副走査方向において上記走査領域に隣接する次の走査領域への描画が行われる。そして、副走査方向に配列される複数の走査領域への描画が順次行われることにより、基板９上へのパターンの描画が行われる。

描画装置１では、ステップＳ１３にて取得された基板９の実際の伸縮率が、ステップＳ１４にて選択された選択描画データに対応する設定伸縮率と異なっている場合、当該設定伸縮率と実際の伸縮率との差は、上述の機械的な補正で対応可能であるため、ステップＳ１５における基板９に対する描画の際に機械的に補正される。例えば、主走査方向における伸縮率の差は、走査機構２による主走査方向への走査時における光変調部４６による光の変調間隔の変更により補正される。副走査方向における伸縮率の差は、例えば、走査機構２による主走査方向への走査時に走査される走査領域の副走査方向における間隔の変更により補正される。具体的には、副走査機構２３による基板９の副走査方向へのステップ移動の距離が変更される。あるいは、ズームレンズを利用して、基板９上に照射される光の副走査方向の幅が変更される。

以上に説明したように、描画装置１は、光源４３と、光変調部４６と、走査機構２と、制御部６とを備える。光変調部４６は、光源４３からの光を変調する。走査機構２は、光変調部４６により変調された光を対象物（すなわち、基板９）上にて走査する。制御部６は、描画データに基づいて光変調部４６および走査機構２を制御することにより、基板９に対する描画を実行させる。制御部６は、記憶部６１と、データ生成部６３とを備える。記憶部６１は、基準状態からの基板９の伸縮の程度を示す複数の伸縮率について、各伸縮率にて伸縮している基板９に対して描画が行われる場合の画像のランレングスデータを、複数の初期描画データとして予め記憶する（ステップＳ１１）。データ生成部６３は、基板９の実際の伸縮率に基づいて複数の初期描画データから選択された１つの初期描画データである選択描画データを利用して、上記描画データを生成する（ステップＳ１４）。これにより、伸縮した基板９に対する描画を行う毎に、基板９の伸縮率に合わせたランレングスデータを新たに作成する必要がないため、描画データを迅速に生成することができる。その結果、伸縮した基板９に対する描画を迅速かつ精度良く行うことができる。

上述のように、描画装置１は、撮像部５をさらに備える。撮像部５は、基板９上に位置する複数の目印を撮像する（ステップＳ１２）。制御部６は、伸縮率取得部６４をさらに備える。伸縮率取得部６４は、撮像部５による撮像結果に基づいて当該複数の目印の測定位置を取得し、複数の目印の測定位置と設計位置とを比較することにより、基板９の実際の伸縮率を取得する（ステップＳ１３）。これにより、基板９の実際の伸縮率を、描画装置１内において取得することができる。また、上記複数の目印の撮像結果を、描画装置１内における基板９の位置合わせにも利用することにより、基板９の描画に要する時間を短縮することができる。

描画装置１では、上記複数の伸縮率に、対応限界伸縮率よりも大きい伸縮率が含まれる。対応限界伸縮率は、上述のように、データ生成部６３において、仮に、基準状態に対応する初期描画データを利用して描画データが生成された場合、走査機構２による主走査方向への走査時における光変調部４６による変調間隔の変更、および、走査機構２による主走査方向への走査時に走査される走査領域の副走査方向における間隔の変更によって描画可能な基板９の伸縮率の上限値である。これにより、描画装置１における上述の機械的な補正では対応不能な伸縮率にて伸縮している基板９に対しても、精度良く描画を行うことができる。

描画装置１にて描画が行われる基板９上の描画領域には、複数の描画ブロックが設定されている。データ生成部６３は、描画データを生成する際に、選択描画データの複数の描画ブロックにそれぞれ対応する部分を、描画領域の歪みに基づいて補正する（ステップＳ１４）。これにより、基板９上の描画領域の歪みに対応して、画像を精度良く描画することができる。

また、データ生成部６３による選択描画データの複数の描画ブロックにそれぞれ対応する部分の補正は、描画領域における複数の描画ブロックのそれぞれの設計位置からの位置ずれの補正である。描画装置１では、上述のように、基板９の比較的大きな伸縮の補正を、複数の初期描画データからの選択描画データの選択により行っているため、描画領域の歪みの補正をこのように簡素化することができる。

図５は、描画装置１における描画の流れの他の例を示す図である。図５中のステップＳ１１〜Ｓ１３の動作は、図４に示すステップＳ１１〜Ｓ１３と同様である。また、図５中のステップＳ１４，Ｓ１５の動作は、図４に示すステップＳ１４，Ｓ１５と同様である。

図５に示す例では、データ生成部６３において選択描画データを選択する際に、基板９の実際の伸縮率に最も近い設定伸縮率と、基板９の実際の伸縮率との差が、対応限界伸縮率と比較される。そして、当該伸縮率の差が対応限界伸縮率よりも大きい場合、基板９の実際の伸縮率に対応する初期描画データが、記憶部６１に予め記憶されている複数の初期描画データに含まれていないと判断され、選択描画データの選択が中止される（ステップＳ１３１）。

そして、基板保持部３上の基板９に対する描画が中止され、基板９が描画装置１から搬出される。続いて、次の基板９が描画装置１に搬入され（ステップＳ１３２）、ステップＳ１２に戻り、当該次の基板９に対して撮像、伸縮率の取得、および、伸縮率の比較が行われる（ステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１３１）。そして、当該次の基板９の実際の伸縮率に対応する初期描画データが、記憶部６１に予め記憶されている複数の初期描画データに含まれている場合、選択描画データの選択が行われ、描画データの生成、および、画像の描画が行われる（ステップＳ１４，Ｓ１５）。

描画装置１では、ステップＳ１３２にて搬出された基板９の実際の伸縮率に対応する初期描画データが、ランレングスデータ生成部６２により生成され、記憶部６１に格納される。当該初期描画データの生成は、好ましくは、他の基板９（例えば、上述の次の基板９）に対する描画と並行して行われる。そして、当該他の基板９に対する描画の終了よりも後に（例えば、１つのロットに含まれる複数の基板９に対する描画の終了後に）、ステップＳ１３２にて搬出された基板９に対する描画が行われる。

このように、描画装置１では、基板９の実際の伸縮率に対応する初期描画データが上記複数の初期描画データに含まれていない場合、基板９に対する描画が中止されて、他の基板９に対する描画が開始される。また、当該他の基板９に対する描画と並行して、描画が中止された基板９の実際の伸縮率に対応する初期描画データが生成される。その後、当該基板９に対する描画が行われる。これにより、複数の基板９に対する描画に要する時間を短縮することができる。

なお、描画装置１では、基板９の実際の伸縮率に対応する初期描画データが上記複数の初期描画データに含まれていない場合、基板９を搬出することなく、基板９の実際の伸縮率に対応する初期描画データが生成され、基板９に対する描画が行われてもよい。ただし、描画装置１のタクト短縮という観点からは、図５に示す上記処理が行われることが好ましい。

上述の描画装置１では、様々な変更が可能である。

例えば、データ生成部６３による各ブロック描画データの補正は、上述の描画ブロックの設計位置からの位置ずれの補正には限定されず、他の方法（例えば、各描画ブロックの設計形状からの変形の補正）により行われてもよい。

また、描画領域の歪みに基づく上述の各ブロック描画データの補正は、必ずしもデータ生成部６３により行われる必要はない。データ生成部６３にて各ブロック描画データの補正が行われない場合、データ生成部６３では、複数の初期描画データから選択描画データが選択され、例えば当該選択描画データをそのまま描画データとして流用することにより、描画データの生成が行われる。そして、当該描画データに対して描画領域の歪みに基づく補正が必要に応じて行われ、補正後の描画データに基づいて基板９に対する描画が行われる。

上述の初期描画データは、例えば、主走査方向および副走査方向における伸縮率が同じであるものとして、各伸縮率に応じて生成されてもよい。あるいは、主走査方向における伸縮率と、副走査方向における伸縮率とが異なる場合も考慮して、主走査方向の伸縮率および副走査方向の伸縮率の各組み合わせについて、初期描画データが生成されてもよい。

描画装置１では、撮像部５および伸縮率取得部６４は省略されてもよい。この場合、例えば、描画装置１以外の装置により取得された基板９の実際の伸縮率が、描画装置１に入力されて記憶部６１に予め記憶される。そして、データ生成部６３により、当該伸縮率に基づいて選択描画データが選択される。

描画装置１では、ランレングスデータ生成部６２は省略されてもよい。この場合、例えば、描画装置１以外の装置にて予め生成された複数の初期描画データが、描画装置１に入力されて記憶部６１に記憶される。

描画装置１により描画が行われる対象物は、上述の基板９には限定されず、例えば、液晶表示装置等のフラットパネル表示装置用のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、または、半導体基板であってもよい。また、描画装置１は、基板以外の様々な対象物上に画像を描画する際に利用されてもよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１ 描画装置
２ 走査機構
５ 撮像部
６ 制御部
９ 基板
４３ 光源
４６ 光変調部
６１ 記憶部
６３ データ生成部
６４ 伸縮率取得部
Ｓ１１〜Ｓ１５，Ｓ１３１，Ｓ１３２ ステップ

Claims (12)

1. 対象物上に画像を描画する描画装置であって、
   光源と、
   前記光源からの光を変調する光変調部と、
   前記光変調部により変調された光を対象物上にて走査する走査機構と、
   描画データに基づいて前記光変調部および前記走査機構を制御することにより前記対象物に対する描画を実行させる制御部と、
   を備え、
   前記制御部が、
   基準状態からの前記対象物の伸縮の程度を示す複数の伸縮率について、各伸縮率にて伸縮している前記対象物に対して描画が行われる場合の画像のランレングスデータを、複数の初期描画データとして予め記憶する記憶部と、
   前記対象物の実際の伸縮率に基づいて前記複数の初期描画データから選択された１つの初期描画データである選択描画データを利用して前記描画データを生成するデータ生成部と、
   を備え、
   前記複数の伸縮率は、前記描画装置において機械的な補正で対応できる伸縮率である対応限界伸縮率よりも大きい伸縮率を含み、
   前記実際の伸縮率と前記選択描画データに対応する伸縮率との差は前記対応限界伸縮率以下であることを特徴とする描画装置。
2. 請求項１に記載の描画装置であって、
   前記対象物上に位置する複数の目印を撮像する撮像部をさらに備え、
   前記制御部が、前記撮像部による撮像結果に基づいて前記複数の目印の測定位置を取得し、前記複数の目印の前記測定位置と設計位置とを比較することにより、前記対象物の実際の伸縮率を取得する伸縮率取得部をさらに備えることを特徴とする描画装置。
3. 対象物上に画像を描画する描画装置であって、
   光源と、
   前記光源からの光を変調する光変調部と、
   前記光変調部により変調された光を対象物上にて走査する走査機構と、
   描画データに基づいて前記光変調部および前記走査機構を制御することにより前記対象物に対する描画を実行させる制御部と、
   を備え、
   前記制御部が、
   基準状態からの前記対象物の伸縮の程度を示す複数の伸縮率について、各伸縮率にて伸縮している前記対象物に対して描画が行われる場合の画像のランレングスデータを、複数の初期描画データとして予め記憶する記憶部と、
   前記対象物の実際の伸縮率に基づいて前記複数の初期描画データから選択された１つの初期描画データである選択描画データを利用して前記描画データを生成するデータ生成部と、
   を備え、
   前記データ生成部において、仮に、前記基準状態に対応する初期描画データを利用して前記描画データが生成された場合、前記走査機構による主走査方向への走査時における前記光変調部による変調間隔の変更、および、前記走査機構による前記主走査方向への走査時に走査される走査領域の副走査方向における間隔の変更によって描画可能な前記対象物の伸縮率よりも大きい伸縮率が、前記複数の伸縮率に含まれることを特徴とする描画装置。
4. 対象物上に画像を描画する描画装置であって、
   光源と、
   前記光源からの光を変調する光変調部と、
   前記光変調部により変調された光を対象物上にて走査する走査機構と、
   描画データに基づいて前記光変調部および前記走査機構を制御することにより前記対象物に対する描画を実行させる制御部と、
   を備え、
   前記制御部が、
   基準状態からの前記対象物の伸縮の程度を示す複数の伸縮率について、各伸縮率にて伸縮している前記対象物に対して描画が行われる場合の画像のランレングスデータを、複数の初期描画データとして予め記憶する記憶部と、
   前記対象物の実際の伸縮率に基づいて前記複数の初期描画データから選択された１つの初期描画データである選択描画データを利用して前記描画データを生成するデータ生成部と、
   を備え、
   前記対象物上の描画領域に複数の描画ブロックが設定されており、
   前記データ生成部が、前記描画データを生成する際に、前記選択描画データの前記複数の描画ブロックにそれぞれ対応する部分を前記描画領域の歪みに基づいて補正することを特徴とする描画装置。
5. 請求項４に記載の描画装置であって、
   前記データ生成部による前記選択描画データの前記複数の描画ブロックにそれぞれ対応する部分の補正が、前記描画領域における前記複数の描画ブロックのそれぞれの設計位置からの位置ずれの補正であることを特徴とする描画装置。
6. 対象物上に画像を描画する描画装置であって、
   光源と、
   前記光源からの光を変調する光変調部と、
   前記光変調部により変調された光を対象物上にて走査する走査機構と、
   描画データに基づいて前記光変調部および前記走査機構を制御することにより前記対象物に対する描画を実行させる制御部と、
   を備え、
   前記制御部が、
   基準状態からの前記対象物の伸縮の程度を示す複数の伸縮率について、各伸縮率にて伸縮している前記対象物に対して描画が行われる場合の画像のランレングスデータを、複数の初期描画データとして予め記憶する記憶部と、
   前記対象物の実際の伸縮率に基づいて前記複数の初期描画データから選択された１つの初期描画データである選択描画データを利用して前記描画データを生成するデータ生成部と、
   を備え、
   前記対象物の実際の伸縮率に対応する初期描画データが前記複数の初期描画データに含まれていない場合、前記対象物に対する描画が中止されて他の対象物に対する描画が開始され、他の対象物に対する描画と並行して前記対象物の実際の伸縮率に対応する初期描画データが生成された後、前記対象物に対する描画が行われることを特徴とする描画装置。
7. 光源と、前記光源からの光を変調する光変調部と、前記光変調部により変調された光を対象物上にて走査する走査機構とを備える描画装置により、前記対象物上に画像を描画する描画方法であって、
   ａ）基準状態からの前記対象物の伸縮の程度を示す複数の伸縮率について、各伸縮率にて伸縮している前記対象物に対して描画が行われる場合の画像のランレングスデータを、複数の初期描画データとして予め記憶する工程と、
   ｂ）前記対象物の実際の伸縮率に基づいて前記複数の初期描画データから選択された１つの初期描画データである選択描画データを利用して描画データを生成する工程と、
   ｃ）前記描画データに基づいて前記光変調部および前記走査機構を制御することにより前記対象物に対する描画を実行させる工程と、
   を備え、
   前記複数の伸縮率は、前記描画装置において機械的な補正で対応できる伸縮率である対応限界伸縮率よりも大きい伸縮率を含み、
   前記実際の伸縮率と前記選択描画データに対応する伸縮率との差は前記対応限界伸縮率以下であることを特徴とする描画方法。
8. 請求項７に記載の描画方法であって、
   ｄ）前記ｂ）工程よりも前に、前記対象物上に位置する複数の目印を撮像する工程と、
   ｅ）前記ｄ）工程における撮像結果に基づいて前記複数の目印の測定位置を取得し、前記複数の目印の前記測定位置と設計位置とを比較することにより、前記対象物の実際の伸縮率を取得する工程と、
   をさらに備えることを特徴とする描画方法。
9. 光源と、前記光源からの光を変調する光変調部と、前記光変調部により変調された光を対象物上にて走査する走査機構とを備える描画装置により、前記対象物上に画像を描画する描画方法であって、
   ａ）基準状態からの前記対象物の伸縮の程度を示す複数の伸縮率について、各伸縮率にて伸縮している前記対象物に対して描画が行われる場合の画像のランレングスデータを、複数の初期描画データとして予め記憶する工程と、
   ｂ）前記対象物の実際の伸縮率に基づいて前記複数の初期描画データから選択された１つの初期描画データである選択描画データを利用して描画データを生成する工程と、
   ｃ）前記描画データに基づいて前記光変調部および前記走査機構を制御することにより前記対象物に対する描画を実行させる工程と、
   を備え、
   前記ｂ）工程において、仮に、前記基準状態に対応する初期描画データを利用して前記描画データが生成された場合、前記走査機構による主走査方向への走査時における前記光変調部による変調間隔の変更、および、前記走査機構による前記主走査方向への走査時に走査される走査領域の副走査方向における間隔の変更によって描画可能な前記対象物の伸縮率よりも大きい伸縮率が、前記複数の伸縮率に含まれることを特徴とする描画方法。
10. 光源と、前記光源からの光を変調する光変調部と、前記光変調部により変調された光を対象物上にて走査する走査機構とを備える描画装置により、前記対象物上に画像を描画する描画方法であって、
    ａ）基準状態からの前記対象物の伸縮の程度を示す複数の伸縮率について、各伸縮率にて伸縮している前記対象物に対して描画が行われる場合の画像のランレングスデータを、複数の初期描画データとして予め記憶する工程と、
    ｂ）前記対象物の実際の伸縮率に基づいて前記複数の初期描画データから選択された１つの初期描画データである選択描画データを利用して描画データを生成する工程と、
    ｃ）前記描画データに基づいて前記光変調部および前記走査機構を制御することにより前記対象物に対する描画を実行させる工程と、
    を備え、
    前記対象物上の描画領域に複数の描画ブロックが設定されており、
    前記ｂ）工程において、前記描画データが生成される際に、前記選択描画データの前記複数の描画ブロックにそれぞれ対応する部分が、前記描画領域の歪みに基づいて補正されることを特徴とする描画方法。
11. 請求項１０に記載の描画方法であって、
    前記ｂ）工程における前記選択描画データの前記複数の描画ブロックにそれぞれ対応する部分の補正が、前記描画領域における前記複数の描画ブロックのそれぞれの設計位置からの位置ずれの補正であることを特徴とする描画方法。
12. 光源と、前記光源からの光を変調する光変調部と、前記光変調部により変調された光を対象物上にて走査する走査機構とを備える描画装置により、前記対象物上に画像を描画する描画方法であって、
    ａ）基準状態からの前記対象物の伸縮の程度を示す複数の伸縮率について、各伸縮率にて伸縮している前記対象物に対して描画が行われる場合の画像のランレングスデータを、複数の初期描画データとして予め記憶する工程と、
    ｂ）前記対象物の実際の伸縮率に基づいて前記複数の初期描画データから選択された１つの初期描画データである選択描画データを利用して描画データを生成する工程と、
    ｃ）前記描画データに基づいて前記光変調部および前記走査機構を制御することにより前記対象物に対する描画を実行させる工程と、
    を備え、
    前記対象物の実際の伸縮率に対応する初期描画データが前記複数の初期描画データに含まれていない場合、前記対象物に対する描画が中止されて他の対象物に対する描画が開始され、他の対象物に対する描画と並行して前記対象物の実際の伸縮率に対応する初期描画データが生成された後、前記対象物に対する描画が行われることを特徴とする描画方法。

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