JP6900284B2 - 描画装置および描画方法 - Google Patents

Description

本発明は、描画装置および描画方法に関する。

従来、マスクを用いることなく、基板上の感光材料にパターンを描画する描画装置が実用化されている。描画装置では、ＣＡＤ／ＣＡＭを用いて作成した設計データから、描画データ生成用のコンピュータにおいて描画データが生成され、当該描画データが装置本体に転送されて当該描画データに基づくパターンの描画が行われる。また、処理対象の基板のアライメントマークを撮像して基板の変形を取得し、基板の変形に合わせてパターンを補正しつつ描画データを生成することも行われる。

描画装置の一例では、ステージを描画ヘッドに対して移動方向に連続的に移動することにより、移動方向に延びる基板上の帯領域（ストライプとも呼ばれる。）に対してパターンの描画が行われる。このような描画装置では、例えば、ステージの移動方向への連続移動と、移動方向に垂直な幅方向へのステージの間欠移動とを繰り返すことにより、幅方向に並ぶ複数の帯領域に対してパターンの描画が順次行われる。

なお、特許文献１では、印刷データ処理装置が開示されており、当該装置では、ＲＩＰ処理後の１シート当たりの予想データサイズと、ＲＩＰ処理後のデータを記憶させるＲＡＭの容量とに基づいて、処理の実行単位であるタスクのサイズ（１タスク当たりのシート数）が算出される。これにより、出力機に転送されるデータが欠落して印刷が停止することが防止される。

特開２０１５−１３００２９号公報

ところで、複数の帯領域が基板上に設定される描画装置において、基板の変形に合わせてパターンを補正しつつ描画データを生成する場合、基板のアライメントマークを撮像し、さらに、撮像画像に基づいて一の帯領域の全体に対する描画データを生成して装置本体に転送した後に、描画ヘッドによる当該帯領域に対するパターンの描画が開始される。換言すると、帯領域の全体に対する描画データの生成および転送に要する時間が、描画データの生成開始（撮像画像の取得完了）から、描画ヘッドによるパターンの描画を開始するまでの待ち時間となる。描画装置では、多数の基板が順次処理されるため、上記待ち時間を短くして、スループット（単位時間当たりに処理可能な基板の枚数）を向上することが求められている。

本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、描画装置におけるスループットを向上することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、基板にパターンを描画する描画装置であって、基板を保持するステージと、前記ステージ上の基板に変調された光を照射する描画ヘッドと、前記ステージを前記描画ヘッドに対して相対的に、かつ、移動方向に連続的に移動する移動機構と、前記ステージ上の基板における描画可能領域を、前記移動方向に垂直な幅方向に分割することにより、それぞれが前記移動方向に延びる複数の帯領域が設定され、前記ステージの前記移動方向への連続的な相対移動に並行して前記描画ヘッドを制御することにより、一の帯領域に対してパターンの描画を行う描画制御部と、前記描画可能領域に描画すべき全体パターンを示す全体パターンデータを記憶する全体パターンデータ記憶部と、処理対象の基板を前記ステージ上に保持した後に、前記処理対象の基板の前記帯領域を前記移動方向に分割して得られる複数の分割領域に対して、それぞれ対応する複数の分割描画データを、前記全体パターンデータから順次生成して前記描画制御部に転送する描画データ生成部と、前記帯領域への描画に要する帯描画時間と、前記複数の分割描画データの生成および転送に要する帯描画データ準備時間とに基づいて、前記複数の分割描画データの生成開始から、前記帯領域における最初の分割領域への描画を開始するまでの遅延時間を決定する遅延時間決定部とを備え、前記帯描画時間が前記帯描画データ準備時間よりも長くなる場合に、前記遅延時間が、前記最初の分割領域に対応する分割描画データの生成および転送に要する時間以上、かつ、前記時間に所定の追加時間を加えた時間以下であり、前記帯描画時間が前記帯描画データ準備時間以下となる場合に、前記遅延時間が、前記帯領域における最後の分割領域への描画開始時刻が前記複数の分割描画データの生成および転送の完了時刻となる時間以上、かつ、前記時間に所定の追加時間を加えた時間以下である。

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、前記複数の分割領域が、前記帯領域を前記移動方向に等分割して得られ、前記帯描画時間が前記帯描画データ準備時間以下となる場合に、前記帯領域における前記複数の分割領域の個数をｎとして、前記遅延時間が、前記帯描画時間に（（ｎ−１）／ｎ）を掛けて得た値を、前記帯描画データ準備時間から引くことにより得られる時間以上、かつ、前記時間に前記追加時間を加えた時間以下である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の描画装置であって、前記ステージ上の基板に形成されたアライメントマークを撮像して、撮像画像を取得する撮像部をさらに備え、前記撮像部が、前記処理対象の基板の前記撮像画像を取得し、前記描画データ生成部が、前記撮像画像が示す前記アライメントマークの位置に基づいてパターンを補正しつつ前記複数の分割描画データを生成する。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１つに記載の描画装置であって、前記描画ヘッドを含む複数の描画ヘッドを備え、前記複数の描画ヘッドが互いに異なる帯領域に対してパターンの描画を行い、前記描画データ生成部が、前記複数の描画ヘッドのそれぞれに対して前記複数の分割描画データを生成し、前記遅延時間決定部が、前記複数の描画ヘッドに対する複数の帯描画データ準備時間のうち、最長の帯描画データ準備時間を用いて前記遅延時間を決定する。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の描画装置であって、前記全体パターンデータがランレングスデータであり、前記全体パターンデータにおいて前記帯領域を示す部分に含まれる変化点の個数に基づいて、前記帯描画データ準備時間が取得される。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の描画装置であって、前記処理対象の基板と同じパターンが形成される他の基板に対する処理において、前記複数の分割描画データの生成および転送に要する時間が取得され、前記時間が前記処理対象の基板に対する前記帯描画データ準備時間として利用される。

請求項７に記載の発明は、描画装置における描画方法であって、前記描画装置が、基板を保持するステージと、前記ステージ上の基板に変調された光を照射する描画ヘッドと、前記ステージを前記描画ヘッドに対して相対的に、かつ、移動方向に連続的に移動する移動機構と、前記ステージ上の基板における描画可能領域を、前記移動方向に垂直な幅方向に分割することにより、それぞれが前記移動方向に延びる複数の帯領域が設定され、前記ステージの前記移動方向への連続的な相対移動に並行して前記描画ヘッドを制御することにより、一の帯領域に対してパターンの描画を行う描画制御部とを備え、前記描画方法が、ａ）前記描画可能領域に描画すべき全体パターンを示す全体パターンデータを準備する工程と、ｂ）処理対象の基板を前記ステージ上に保持する工程と、ｃ）前記処理対象の基板の前記帯領域を前記移動方向に分割して得られる複数の分割領域に対して、それぞれ対応する複数の分割描画データを、前記全体パターンデータから順次生成して前記描画制御部に転送する工程と、ｄ）前記帯領域への描画に要する帯描画時間と、前記複数の分割描画データの生成および転送に要する帯描画データ準備時間とに基づいて、前記複数の分割描画データの生成開始から、前記帯領域における最初の分割領域への描画を開始するまでの遅延時間を決定する工程と、ｅ）前記複数の分割描画データに基づいて、前記処理対象の基板の前記帯領域にパターンを描画する工程とを備え、前記帯描画時間が前記帯描画データ準備時間よりも長くなる場合に、前記遅延時間が、前記最初の分割領域に対応する分割描画データの生成および転送に要する時間以上、かつ、前記時間に所定の追加時間を加えた時間以下であり、前記帯描画時間が前記帯描画データ準備時間以下となる場合に、前記遅延時間が、前記帯領域における最後の分割領域への描画開始時刻が前記複数の分割描画データの生成および転送の完了時刻となる時間以上、かつ、前記時間に所定の追加時間を加えた時間以下である。

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、前記複数の分割領域が、前記帯領域を前記移動方向に等分割して得られ、前記帯描画時間が前記帯描画データ準備時間以下となる場合に、前記帯領域における前記複数の分割領域の個数をｎとして、前記遅延時間が、前記帯描画時間に（（ｎ−１）／ｎ）を掛けて得た値を、前記帯描画データ準備時間から引くことにより得られる時間以上、かつ、前記時間に前記追加時間を加えた時間以下である。

請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載の描画方法であって、前記描画装置が、前記ステージ上の基板に形成されたアライメントマークを撮像して、撮像画像を取得する撮像部をさらに備え、前記描画方法が、前記ｂ）工程と前記ｃ）工程との間に、前記撮像部により前記処理対象の基板の前記撮像画像を取得する工程をさらに備え、前記ｃ）工程において、前記撮像画像が示す前記アライメントマークの位置に基づいてパターンを補正しつつ前記複数の分割描画データが生成される。

請求項１０に記載の発明は、請求項７ないし９のいずれか１つに記載の描画方法であって、前記描画装置が、前記描画ヘッドを含む複数の描画ヘッドを備え、前記複数の描画ヘッドが互いに異なる帯領域に対してパターンの描画を行い、前記ｃ）工程において、前記複数の描画ヘッドのそれぞれに対して前記複数の分割描画データが生成され、前記ｄ）工程において、前記複数の描画ヘッドに対する複数の帯描画データ準備時間のうち、最長の帯描画データ準備時間を用いて前記遅延時間が決定される。

請求項１１に記載の発明は、請求項７ないし１０のいずれか１つに記載の描画方法であって、前記全体パターンデータがランレングスデータであり、前記全体パターンデータにおいて前記帯領域を示す部分に含まれる変化点の個数に基づいて、前記帯描画データ準備時間が取得される。

請求項１２に記載の発明は、請求項７ないし１０のいずれか１つに記載の描画方法であって、前記処理対象の基板と同じパターンが形成される他の基板に対する処理において、前記複数の分割描画データの生成および転送に要する時間が取得され、前記時間が前記処理対象の基板に対する前記帯描画データ準備時間として利用される。

本発明によれば、描画装置におけるスループットを向上することができる。

描画システムの構成を示すブロック図である。 装置本体を示す斜視図である。 基板上の複数の帯領域を示す図である。 描画装置における機能構成を示すブロック図である。 描画装置がパターンを描画する処理の流れを示す図である。 基板の主面を示す図である。 基板の主面を示す図である。 基板の主面を示す図である。 遅延時間を決定する処理の流れを示す図である。 遅延時間の意義を説明するための図である。 遅延時間の意義を説明するための図である。 比較例の処理を説明するための図である。 描画装置における他の動作例を説明するための図である。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る描画システム１００の構成を示すブロック図である。描画システム１００は、プリント基板等の基板上の感光材料に光を照射して、当該感光材料に配線等のパターンを描画するシステムである。

描画システム１００は、コンピュータ１０１と、描画装置１とを備える。コンピュータ１０１は、基板に描画すべき全体パターンを示す設計データの生成に用いられる。設計データは、例えば、全体パターンを示すベクトルデータである。描画装置１は、２個のコンピュータ２１，２２と、装置本体１０とを備える。コンピュータ２１は、装置本体１０の全体制御を担う。コンピュータ２２は、設計データから装置本体１０にて用いられる描画データを生成する。コンピュータ１０１、コンピュータ２１、コンピュータ２２および装置本体１０は、互いに通信可能に接続されている。

図２は、装置本体１０を示す斜視図である。図２では、互いに直交する３つの方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向として矢印にて示している（他の図において同様）。図２の例では、Ｘ方向およびＹ方向は水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。描画装置１の設計によっては、Ｚ方向が鉛直方向に対して傾斜した方向、または、水平方向であってもよい。

装置本体１０は、複数の描画ヘッド３と、ステージ４１と、ステージ昇降機構４２と、ステージ移動機構４３と、撮像ユニット５とを備える。ステージ４１は、描画ヘッド３の下方（（−Ｚ）側）にて基板９を保持する。複数の描画ヘッド３は、Ｘ方向（以下、「幅方向」という。）に配列される。各描画ヘッド３では、光源から光変調部に向けてレーザ光が出射され、光変調部により当該光が変調される。変調（空間変調）された光は、ステージ４１上の基板９における（＋Ｚ）方向を向く主面９１に照射される。以下の説明では、複数の微小ミラーが二次元に配列されたＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）が、各描画ヘッド３の光変調部として利用されるものとする。光変調部は、複数の光変調素子が一次元に配列された変調器等であってもよい。

ステージ昇降機構４２は、ステージ４１をＺ方向に移動する。ステージ移動機構４３は、ステージ４１を、ステージ昇降機構４２と共にＹ方向（以下、「移動方向」という。）に移動する。撮像ユニット５は、複数の描画ヘッド３の（−Ｙ）側に配置される。撮像ユニット５は、複数の撮像部５１を有する。複数の撮像部５１は、幅方向に間隔を空けて配列される。各撮像部５１は、ステージ４１上の基板９を撮像して撮像画像のデータを取得する。描画装置１では、ステージ昇降機構４２が省略されてもよく、Ｚ方向に平行な軸を中心としてステージ４１を回転する回転機構が設けられてもよい。

後述の描画ヘッド３によるパターンの描画では、ステージ移動機構４３がステージ４１を移動方向に連続的に移動し、各描画ヘッド３からの光が照射される基板９上の位置が、基板９に対して移動方向に走査する。また、ステージ４１の移動に同期して、描画ヘッド３のＤＭＤが制御される。これにより、移動方向に延びる基板９の主面９１上の帯領域に対して、各描画ヘッド３によるパターンの描画が行われる。

図３は、基板９の主面９１上の複数の帯領域８１を示す図である。図３では、各帯領域８１をＹ方向に長い太線の矩形により示しており、各描画ヘッド３により光が照射される領域８２（以下、「照射領域８２」という。）も抽象的に示している。本処理例では、主面９１のほぼ全体が、描画装置１によるパターンの描画が可能な描画可能領域であり、主面９１の全体に感光材料が設けられている。また、装置本体１０では、複数の描画ヘッド３が幅方向に密に並んでおり、基板９上の複数の照射領域８２も幅方向に連続して並ぶ。したがって、複数の帯領域８１も幅方向に連続して並ぶ。複数の帯領域８１は、基板９の主面９１の全体、すなわち、描画可能領域の全体に亘る。換言すると、描画可能領域を幅方向に分割することにより、それぞれが移動方向に延びる複数の帯領域８１が設定されている。図３の例では、ステージ４１の移動方向への一回の連続移動により、複数の描画ヘッド３により複数の帯領域８１に対してそれぞれパターンの描画行われ、描画可能領域の全体へのパターンの描画が完了する（いわゆる、ワンパス描画が行われる）。

図４は、描画装置１における機能構成を示すブロック図である。描画装置１は、全体制御部２１１と、描画データ生成部２２１と、全体パターンデータ記憶部２２２と、複数の描画制御部６とを備える。全体制御部２１１は、図１のコンピュータ２１により実現される。全体制御部２１１は、遅延時間決定部２１２と、描画データ変換部２１３とを含む。描画データ生成部２２１および全体パターンデータ記憶部２２２は、コンピュータ２２により実現される。複数の描画制御部６は、装置本体１０において複数の描画ヘッド３の近傍に設けられる。複数の描画制御部６は、複数の描画ヘッド３にそれぞれ通信可能に接続される。各描画制御部６は、描画データメモリ６１と、変換データメモリ６２とを含む。全体制御部２１１、描画データ生成部２２１、全体パターンデータ記憶部２２２、および、複数の描画制御部６の機能の詳細については後述する。図４では、ステージ移動機構４３および撮像ユニット５もブロックにて示している。

図５は、描画装置１がパターンを描画する処理の流れを示す図である。描画装置１では、まず、基板９の描画可能領域に描画すべき全体パターンを示す全体パターンデータが準備される（ステップＳ１１）。本処理例では、事前準備として、当該全体パターンを示す設計データが、図１のコンピュータ１０１により生成されている。また、描画データ生成部２２１では、ベクトルデータである設計データがラスタデータに変換され（ラスタライズが行われ）、変換後のデータが、全体パターンデータとして全体パターンデータ記憶部２２２に記憶されている。このように、描画装置１では、ラスタデータである全体パターンデータが、全体パターンデータ記憶部２２２に予め記憶されて準備されている。本処理例では、全体パターンデータは、ランレングス圧縮されたランレングスデータである。

遅延時間決定部２１２では、遅延時間が決定される（ステップＳ１２）。遅延時間の意味、および、遅延時間を決定する処理の詳細については後述する。続いて、処理対象の基板９が、図２のステージ４１上に載置されて保持される（ステップＳ１３）。基板９は、ステージ４１の移動により撮像ユニット５の下方へと移動し、複数の撮像部５１により基板９の（＋Ｚ）方向を向く主面９１が撮像される（ステップＳ１４）。

図６は、基板９の主面９１を示す図である。基板９の主面９１上には複数のアライメントマーク９１１（実線にて示すアライメントマーク９１１参照）が形成されている。アライメントマーク９１１は感光材料を介して観察可能であり、各撮像部５１では、アライメントマーク９１１を撮像した撮像画像（のデータ）が取得される。図６の例では、移動方向（Ｙ方向）における両端部のそれぞれに複数のアライメントマーク９１１が設けられている。したがって、ステージ移動機構４３が基板９を移動方向に移動することにより、基板９の両端部における複数のアライメントマーク９１１が複数の撮像部５１により撮像される。本処理例では、基板９において（＋Ｙ）側の端部に設けられたアライメントマーク９１１が撮像された後、ステージ４１が（＋Ｙ）方向に移動し、（−Ｙ）側の端部に設けられたアライメントマーク９１１が撮像される。その後、基板９が、複数の描画ヘッド３から（＋Ｙ）側に僅かに離れた位置（以下、「待機位置」という。）に配置される。

複数の撮像画像は、全体制御部２１１に入力される。全体制御部２１１では、複数の撮像画像から、ステージ４１上の基板９における複数のアライメントマーク９１１の位置（主面９１の所定の位置を基準とする位置）が求められる。全体制御部２１１では、理想的な基板（変形が生じていない基板９）における複数のアライメントマーク９１１の位置も予め記憶されており、実際の基板９におけるアライメントマーク９１１の位置と比較される。これにより、基板９の変形を示す変形情報が取得される。基板９の変形は、当該基板９に対する前工程により基板９において発生する伸縮や歪みである。基板９の変形を示す変形情報は、描画データ生成部２２１へと出力される。図６では、基板９におけるアライメントマーク９１１を結んで形成される四角形Ｂ１を細い実線にて示している。また、理想的な基板におけるアライメントマーク９１１を二点鎖線にて示し、これらのアライメントマーク９１１を結んで形成される四角形Ｂ２も二点鎖線にて示している。

続いて、描画データ生成部２２１では、各描画ヘッド３において利用される複数の分割描画データの生成が行われる（ステップＳ１５）。ここで、描画装置１では、図３に示す各帯領域８１を移動方向に等分割することにより、複数の分割領域８１１（ブロックと捉えることもできる。）が設定されている。各描画ヘッド３に対する複数の分割描画データは、当該描画ヘッド３による複数の分割領域８１１へのパターンの描画にそれぞれ利用されるものであり、変形情報を参照して全体パターンデータから生成される。複数の分割描画データの生成における変形情報の参照については後述する。

本処理例では、後述の描画ヘッド３によるパターンの描画において、基板９が（−Ｙ）方向に連続的に移動し、各帯領域８１において最も（−Ｙ）側に配置される分割領域８１１に対して最初にパターンの描画が行われ、最も（＋Ｙ）側に配置される分割領域８１１に対して最後にパターンの描画が行われる。したがって、複数の分割描画データの生成では、最も（−Ｙ）側の分割領域８１１に対応する分割描画データが最初に生成され、最も（＋Ｙ）側の分割領域８１１に対応する分割描画データが最後に生成される。各分割描画データは、ラスタデータであり、生成された部分から順次、描画制御部６へと転送される。以上のように、描画データ生成部２２１は、複数の分割領域８１１にそれぞれ対応する複数の分割描画データを、移動方向における分割領域８１１の順序に従って全体パターンデータから順次生成し、描画制御部６に転送する。分割描画データは、描画データメモリ６１に記憶される。本処理例では、全体パターンデータと同様に、分割描画データもランレングス圧縮されたランレングスデータである。

また、複数の分割描画データの生成では、変形情報が参照される。変形情報は、理想的な基板（変形が生じていない基板９）におけるアライメントマーク９１１の位置と、実際の基板９におけるアライメントマーク９１１の位置との相違を示す。また、全体パターンデータ記憶部２２２に記憶される全体パターンデータは、理想的な基板に合わせた全体パターンを示す。したがって、描画データ生成部２２１では、変形情報を参照することにより、基板９の変形に合わせて、全体パターンデータが示す全体パターンを変形（補正）して、複数の分割描画データが生成される。

なお、主面９１の四隅近傍にアライメントマーク９１１が設けられる図６の基板９は一例に過ぎず、図７Ａに示すように、主面９１において移動方向および幅方向の中央にもアライメントマーク９１１が設けられてもよい。また、図７Ｂに示すように、主面９１において複数の個片領域９１０が設定され、個片領域９１０毎に変形情報に基づくパターンの補正が行われてもよい。

実際には、全体制御部２１１の描画データ変換部２１３では、各分割領域８１１に対応する分割描画データが描画データメモリ６１に送信されると直ぐに、ランレングスデータである分割描画データが、非圧縮のラスタデータに変換され（ビットマップデータに伸長され）、変換済み分割描画データとして変換データメモリ６２に記憶される。このとき、描画データ変換部２１３では、画素の値の縦横変換も行われる。具体的には、分割描画データが、移動方向に対応する方向に並ぶ画素の値を順に示すのに対し、変換済み分割描画データは、幅方向に対応する方向に並ぶ画素の値を順に示すものとなる。

一方、全体制御部２１１では、複数の分割描画データの生成開始からの時間が計測され、計測時間が、既述の遅延時間に到達したか否かが、微小時間毎に繰り返し確認される。計測時間が遅延時間に到達していない場合には（ステップＳ１６）、装置本体１０では、基板９が待機位置に配置された状態が維持される。計測時間が遅延時間に到達すると（ステップＳ１６）、ステージ移動機構４３が制御され、ステージ４１の（−Ｙ）方向への連続的な移動が開始される。そして、ステージ４１の連続移動に並行して、描画制御部６が複数の分割描画データに基づいて描画ヘッド３のＤＭＤ３１を制御することにより、帯領域８１に対してパターンの描画が行われる（ステップＳ１７）。

帯領域８１へのパターンの描画において、各描画ヘッド３が最初の分割領域８１１にパターンを描画する際には、後述するように、当該分割領域８１１に対応する分割描画データが既に描画データメモリ６１に記憶されている。実際には、分割描画データから変換済み分割描画データも生成されて、変換データメモリ６２に記憶されている。したがって、描画制御部６では、変換済み分割描画データを用いて、ＤＭＤ３１に含まれる複数のミラーの姿勢を高速に切り替えて、パターンを適切に描画することが可能である。他の各分割領域８１１へのパターンの描画を開始する際にも、当該分割領域８１１に対応する分割描画データの生成および転送が完了しており、当該分割領域８１１に対してパターンの描画が適切に行われる。複数の分割領域８１１に対するパターンの描画は、複数の分割描画データの生成および転送と部分的に並行して行われる。各描画ヘッド３からの光が照射される基板９上の位置が、主面９１の（＋Ｙ）側の端部へと到達すると、描画ヘッド３によるパターンの描画が完了する。

次に、ステップＳ１２において、遅延時間決定部２１２が遅延時間を決定する処理について説明する。図８は、遅延時間決定部２１２が遅延時間を決定する処理の流れを示す図である。上述のように、遅延時間は、複数の分割描画データの生成開始から、帯領域８１における最初の分割領域８１１への描画を開始するまでの時間である。

遅延時間の決定では、まず、図５のステップＳ１５において、複数の分割描画データの生成および転送に要すると推定される時間が、帯描画データ準備時間として取得される（ステップＳ１２１）。ここで、各帯領域８１に対する複数の（全ての）分割描画データの生成および転送に要する時間は、ランレングスデータである全体パターンデータにおいて当該帯領域８１を示す部分に含まれる変化点の個数に依存することが経験上判っている。遅延時間決定部２１２では、帯領域８１の変化点の個数と、当該帯領域８１に対する複数の分割描画データの生成および転送に要する時間との関係を示すテーブル（関数等であってもよい。）が予め準備されている。そして、全体パターンデータにおいて各描画ヘッド３の帯領域８１を示す部分に含まれる変化点の個数が求められ、当該変化点の個数を用いて上記テーブルを参照することにより、当該描画ヘッド３に対して帯描画データ準備時間が取得される。このようにして、複数の描画ヘッド３に対して複数の帯描画データ準備時間が取得される。

また、ステップＳ１７において、帯領域８１の各分割領域８１１へのパターンの描画に要すると推定される時間が、分割領域描画時間として取得される（ステップＳ１２２）。描画装置１では、基板９上の感光材料の感光に必要な光量および照度が予め設定されるとともに、描画ヘッド３において基板９上に照射可能な最大光量が求められている。また、全体制御部２１１では、これらの値から、描画ヘッド３によるパターンの描画時におけるステージ４１の移動方向への移動速度が求められている。したがって、移動方向における各分割領域８１１の長さ、および、ステージ４１の移動方向への移動速度から、分割領域８１１へのパターンの描画に要すると推定される時間、すなわち分割領域描画時間が求められる。また、帯領域８１に含まれる全ての分割領域８１１に対する分割領域描画時間の総和、すなわち、帯領域８１の全体への描画に要すると推定される時間が、帯描画時間として求められる。複数の描画ヘッド３では、帯描画時間は同じである。

図９Ａおよび図９Ｂは、遅延時間の意義を説明するための図であり、図５のパターンを描画する処理において一部のステップが行われる期間を示している。図９Ａおよび図９Ｂでは、ステップＳ１５において複数の分割描画データの生成および転送が行われる期間を、同じ符号Ｓ１５を付す実線の矢印にて示し、当該矢印Ｓ１５の長さを、複数の描画ヘッド３に対する複数の帯描画データ準備時間のうちの最長の帯描画データ準備時間であるＴとしている。また、ステップＳ１７において帯領域８１へのパターンの描画が行われる期間を、同じ符号Ｓ１７を付す実線の複数の矢印の集合にて示している。当該複数の矢印は、当該帯領域８１の複数の分割領域８１１へのパターンの描画が行われる期間をそれぞれ示し、各矢印の長さを分割領域描画時間であるＢとしている。帯描画時間は、帯領域８１における複数の分割領域８１１の個数をｎとして、（ｎ・Ｂ）となる。図９Ａおよび図９Ｂでは、ステップＳ１４における撮像ユニット５による複数の撮像画像の取得、および、基板９の変形を示す変形情報の取得に要する期間も、同じ符号Ｓ１４を付す実線の矢印にて示している。

続いて、遅延時間決定部２１２では、複数の描画ヘッド３に対する複数の帯描画データ準備時間のうち、最長の帯描画データ準備時間と、帯描画時間とが比較される。図９Ａに示すように、帯描画時間が最長の帯描画データ準備時間よりも長い、すなわち、（ｎ・Ｂ＞Ｔ）である場合には（ステップＳ１２３）、最初の分割領域８１１に対応する分割描画データの生成および転送に要する時間が、遅延時間Ｗとして決定される（ステップＳ１２４）。本処理例では、帯領域８１に含まれる複数の分割領域８１１における移動方向の長さが一定であり、複数の分割領域８１１にそれぞれ対応する複数の分割描画データの生成および転送に要する時間も、ほぼ一定であると考えられる。したがって、遅延時間Ｗは、（Ｔ／ｎ）により求められる。

既述のように、パターンを描画する処理では、遅延時間Ｗは、複数の分割描画データの生成開始から（ステップＳ１４の終了から）、帯領域８１における最初の分割領域８１１への描画を開始するまでの時間として扱われる。したがって、図５のステップＳ１６において、上記ステップＳ１２４にて決定される遅延時間Ｗを用いることにより、ステップＳ１７にて最初の分割領域８１１へのパターンの描画を開始する際に、最初の分割領域８１１に対応する分割描画データの生成および転送が完了している。これにより、最初の分割領域８１１に対して、パターンの描画が適切に行われる。また、帯描画時間が最長の帯描画データ準備時間よりも長いため、分割領域描画時間が、１つの分割領域８１１に対応する分割描画データの生成および転送に要する時間よりも長い。したがって、最初の分割領域８１１を除く、各分割領域８１１へのパターンの描画を開始する際にも、当該分割領域８１１に対応する分割描画データの生成および転送が完了しており、当該分割領域８１１に対してパターンの描画が適切に行われる。

一方、図９Ｂに示すように、帯描画時間が最長の帯描画データ準備時間以下となる、すなわち、（ｎ・Ｂ≦Ｔ）である場合には（ステップＳ１２３）、上記とは異なる遅延時間Ｗが求められる。具体的には、まず、帯描画時間に（（ｎ−１）／ｎ）を掛けた値（時間）が求められる。換言すると、（ｎ−１）個の分割領域８１１に対する描画時間の和（（ｎ−１）・Ｂ）が求められる。そして、最長の帯描画データ準備時間から、（ｎ−１）個の分割領域８１１に対する描画時間の和を引くことにより得られる時間、すなわち、（Ｔ−（ｎ−１）・Ｂ）が、遅延時間Ｗとして決定される（ステップＳ１２５）。

ここで、帯描画時間が最長の帯描画データ準備時間未満である、すなわち、分割領域描画時間が、１つの分割領域８１１に対応する分割描画データの生成および転送に要する時間よりも短い場合に、図９Ａの例と同様に、仮に遅延時間Ｗを（Ｔ／ｎ）により求めると、最初の分割領域８１１を除く、各分割領域８１１へのパターンの描画を開始する際に、当該分割領域８１１に対応する分割描画データの生成および転送が未完了となる。この場合、ステージ４１の連続移動を停止して、分割描画データの生成および転送を待つ必要が生じ、帯領域８１に対するパターンの描画を適切に行うことができない。

実際には、図５のステップＳ１６において、上記ステップＳ１２５にて決定される遅延時間Ｗを用いることにより、ステップＳ１７において、帯領域８１における最後の分割領域８１１への描画開始時刻が、複数の（全ての）分割描画データの生成および転送の完了時刻となる。したがって、最後の分割領域８１１に対して、パターンの描画が適切に行われる。また、分割領域描画時間が、１つの分割領域８１１に対応する分割描画データの生成および転送に要する時間以下（Ｂ≦（Ｔ／ｎ））であるため、最後の分割領域８１１を除く、各分割領域８１１へのパターンの描画を開始する際にも、当該分割領域８１１に対応する分割描画データの生成および転送が完了している。したがって、帯領域８１に含まれる全ての分割領域８１１に対するパターンの描画が、ステージ４１の連続移動を停止することなく適切に行われる。なお、複数の基板９に対して同じ全体パターンが描画される場合には、当該複数の基板９に対する図５の処理において、同じ遅延時間が用いられてよい。

図１０は、比較例の処理を説明するための図であり、基板９の主面９１上の複数の帯領域８１を示している。比較例の処理では、各帯領域８１において複数の分割領域８１１が設定されず、図５のステップＳ１２における遅延時間の決定も行われない。したがって、図９Ａおよび図９Ｂにて破線の矢印にて示すように、ステップＳ１５において複数の分割描画データの生成および転送が完了した後（実際には、各描画ヘッド３に対する帯領域８１全体の描画データを描画データメモリ６１に記憶した後）、ステップＳ１７において帯領域８１へのパターンの描画が開始される。したがって、複数の分割描画データの生成開始から、帯領域８１へのパターンの描画を開始するまでの待ち時間が長くなる。

これに対し、描画装置１では、帯描画時間が帯描画データ準備時間よりも長くなる場合に、遅延時間が、最初の分割領域８１１に対応する分割描画データの生成および転送に要する時間として決定される。また、帯描画時間が帯描画データ準備時間以下となる場合に、遅延時間が、帯領域８１における最後の分割領域８１１への描画開始時刻が複数の分割描画データの生成および転送の完了時刻となる時間として決定される。これにより、複数の分割描画データの生成開始から、帯領域８１へのパターンの描画を開始するまでの待ち時間を短くして、描画装置１におけるスループットを向上することができる。

描画装置１では、ランレングスデータである全体パターンデータにおいて、帯領域８１を示す部分に含まれる変化点の個数が求められる。これにより、上記変化点の個数に基づいて帯描画データ準備時間を容易に取得することが可能となる。また、複数の描画ヘッド３に対する複数の帯描画データ準備時間のうち、最長の帯描画データ準備時間を用いて遅延時間が決定されることにより、複数の描画ヘッド３を有する描画装置１において、遅延時間を適切に決定することができる。さらに、基板９上のアライメントマーク９１１の位置に基づいてパターンを補正しつつ、複数の分割描画データを生成することにより、各基板９の変形に合わせてパターンを適切に描画することができる。

次に、帯描画データ準備時間を取得する他の処理例について説明する。当該他の処理例に係る描画装置１では、複数の基板９に対して、同じ全体パターンデータを用いてパターンが描画されることが前提となる。例えば、最初の基板９に対する図５の処理では、遅延時間が設定されず（すなわち、ステップＳ１２がスキップされ）、ステップＳ１５において全ての分割描画データの生成および転送が完了した後、ステップＳ１７において帯領域８１へのパターンの描画が開始される。換言すると、全ての分割描画データの生成および転送に要する時間が遅延時間として扱われる。また、上記ステップＳ１５では、全体制御部２１１により、各帯領域８１に対する全ての分割描画データの生成および転送に要した時間が計測され、帯描画データ準備時間として取得される。

続いて、次の基板９（２番目の基板９）に対する図５の処理では、ステップＳ１２において、上記帯描画データ準備時間を用いて遅延時間が決定される。ステップＳ１３〜Ｓ１７の処理は、上記処理例と同じである。帯描画データ準備時間が計測される基板９は、当該帯描画データ準備時間を用いて遅延時間が決定される基板９（現在の処理対象の基板９）よりも前に処理されるのであるならば、最初に処理される基板９には限定されない。

以上のように、上記他の処理例では、処理対象の基板９と同じパターンが形成される他の基板９に対する処理において、複数の分割描画データの生成および転送に要する時間が取得され、当該時間が当該処理対象の基板９に対する帯描画データ準備時間として利用される。これにより、帯描画データ準備時間を容易に取得することができる。

上記描画装置１では様々な変形が可能である。

描画装置１では、ステージ４１の移動方向への連続移動と、移動方向に垂直な幅方向への間欠移動とを複数回繰り返すことにより、描画可能領域の全体へのパターンの描画が行われてもよい（いわゆるマルチパス描画）。図１１に示す例では、ステージ４１の移動方向への一回の連続移動（照射領域８２の移動方向への走査）において、複数の描画ヘッド３により互いに異なる帯領域８１に対してパターンの描画が行われる。当該帯領域８１は、移動方向に複数の分割領域８１１に分割されており、当該帯領域８１へのパターンの描画では、上記処理例と同様に、帯描画時間および帯描画データ準備時間に基づいて決定された遅延時間が利用される。

当該帯領域８１へのパターンの描画後、描画ヘッド３がステージ４１に対して幅方向に相対的に移動し、続いて、ステージ４１が移動方向に連続的に移動することにより、当該帯領域８１に隣接する他の帯領域８１へのパターンの描画が行われる。当該他の帯領域８１も移動方向に複数の分割領域８１１に分割されており、当該他の帯領域８１へのパターンの描画では、帯描画時間および帯描画データ準備時間に基づいて決定された遅延時間が利用される。このように、マルチパス描画を行う描画装置１においても、適切な遅延時間を決定することにより、スループットを向上することができる。

一方、図３を参照して説明したワンパス描画では、１つの帯領域８１に対する描画データのデータ量が、マルチパス描画におけるデータ量よりも大きくなる。したがって、仮に、帯領域８１を複数の分割領域８１１に分割しない場合、描画データの生成および転送に長時間を要し、描画データの生成開始から、帯領域８１へのパターンの描画を開始するまでの待ち時間が長くなる。このような観点では、帯領域８１を複数の分割領域８１１に分割するとともに、帯描画時間および帯描画データ準備時間に基づいて遅延時間を決定する上記手法は、ワンパス描画を行う描画装置１に特に適しているといえる。

描画装置１では、帯領域８１において、移動方向における複数の分割領域８１１の長さが互いに相違してもよい。この場合でも、図８のステップＳ１２４では、最初の分割領域８１１に対応する分割描画データの生成および転送に要する時間として、遅延時間が決定される。また、ステップＳ１２５では、帯領域８１における最後の分割領域８１１への描画開始時刻が、複数の（全ての）分割描画データの生成および転送の完了時刻となる時間として、遅延時間が決定される。これにより、描画装置１におけるスループットを向上することができる。

また、上記ステップＳ１２４，Ｓ１２５の処理により取得される時間よりも僅かに長い時間が、遅延時間として決定されてもよい。すなわち、帯描画時間が帯描画データ準備時間よりも長くなる場合、遅延時間は、最初の分割領域８１１に対応する分割描画データの生成および転送に要する時間以上、かつ、当該時間に所定の追加時間を加えた時間以下であればよい。また、帯描画時間が帯描画データ準備時間以下となる場合、遅延時間は、帯領域８１における最後の分割領域８１１への描画開始時刻が複数の分割描画データの生成および転送の完了時刻となる時間以上、かつ、当該時間に所定の追加時間を加えた時間以下であればよい。複数の分割描画データの生成開始から、帯領域８１へのパターンの描画を開始するまでの待ち時間を短くするという観点では、上記追加時間は、例えば１つの分割領域８１１への描画に要する時間であり、好ましくは、当該時間の半分である。

帯領域８１における複数の分割領域８１１の個数は、２以上の任意の個数に決定されてよい。ただし、上記実施の形態における全体パターンデータは、移動方向に対応する方向に並ぶ画素の値を順に示すため、分割領域８１１の個数が過度に多くなると、複数の分割描画データを生成する処理が煩雑となる。このような観点では、複数の分割領域８１１の個数は、例えば２０個以下であり、好ましくは１０個以下である。

ベクトルデータである全体パターンデータが、全体パターンデータ記憶部２２２に記憶されてもよい。この場合、描画データ生成部２２１では、基板９の変形に合わせてパターンを補正しつつラスタライズを行って、ラスタデータである複数の分割描画データが生成される。パターンの補正は、アライメントマーク９１１以外を用いて行われてもよい。例えば、撮像部５１により、基板９に形成されているビアホール等が撮像され、当該ビアホール等の位置に合わせてパターンを補正しつつ、複数の分割描画データが生成されてもよい。

図５のステップＳ１６において、計測時間が遅延時間に到達したことが全体制御部２１１により確認された際に、最初の分割領域８１１に対応する分割描画データの生成および転送の完了がさらに確認されることにより、ステップＳ１７における帯領域８１へのパターンの描画が開始されてもよい。例えば、最初の分割領域８１１に対応する分割描画データの最後に、当該分割描画データの最後であることを示すコードを挿入することにより、全体制御部２１１において、最初の分割領域８１１の分割描画データの生成および転送の完了が容易に確認可能となる。

上記実施の形態では、描画データ生成部２２１が、１つのコンピュータ２２により実現されるが、例えば、複数の描画制御部６にそれぞれ対応する複数のコンピュータが設けられ、当該複数のコンピュータにより当該複数の描画制御部６に対する描画データがそれぞれ生成されてもよい。この場合、当該複数のコンピュータにより描画データ生成部２２１が実現されていると捉えることができる。

描画装置１では、描画ヘッド３を移動方向に移動する移動機構が設けられてもよい。すなわち、描画装置１では、ステージ４１を描画ヘッド３に対して相対的に、かつ、移動方向に連続的に移動する移動機構が設けられる。

パターンが描画される基板９は、プリント基板以外に、半導体基板やガラス基板等であってもよい。

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
３ 描画ヘッド
６ 描画制御部
９ 基板
４１ ステージ
４３ ステージ移動機構
５１ 撮像部
８１ 帯領域
２１２ 遅延時間決定部
２２１ 描画データ生成部
２２２ 全体パターンデータ記憶部
８１１ 分割領域
９１１ アライメントマーク
Ｓ１１〜Ｓ１７，Ｓ１２１〜Ｓ１２５ ステップ

Claims (12)

1. 基板にパターンを描画する描画装置であって、
   基板を保持するステージと、
   前記ステージ上の基板に変調された光を照射する描画ヘッドと、
   前記ステージを前記描画ヘッドに対して相対的に、かつ、移動方向に連続的に移動する移動機構と、
   前記ステージ上の基板における描画可能領域を、前記移動方向に垂直な幅方向に分割することにより、それぞれが前記移動方向に延びる複数の帯領域が設定され、前記ステージの前記移動方向への連続的な相対移動に並行して前記描画ヘッドを制御することにより、一の帯領域に対してパターンの描画を行う描画制御部と、
   前記描画可能領域に描画すべき全体パターンを示す全体パターンデータを記憶する全体パターンデータ記憶部と、
   処理対象の基板を前記ステージ上に保持した後に、前記処理対象の基板の前記帯領域を前記移動方向に分割して得られる複数の分割領域に対して、それぞれ対応する複数の分割描画データを、前記全体パターンデータから順次生成して前記描画制御部に転送する描画データ生成部と、
   前記帯領域への描画に要する帯描画時間と、前記複数の分割描画データの生成および転送に要する帯描画データ準備時間とに基づいて、前記複数の分割描画データの生成開始から、前記帯領域における最初の分割領域への描画を開始するまでの遅延時間を決定する遅延時間決定部と、
   を備え、
   前記帯描画時間が前記帯描画データ準備時間よりも長くなる場合に、前記遅延時間が、前記最初の分割領域に対応する分割描画データの生成および転送に要する時間以上、かつ、前記時間に所定の追加時間を加えた時間以下であり、前記帯描画時間が前記帯描画データ準備時間以下となる場合に、前記遅延時間が、前記帯領域における最後の分割領域への描画開始時刻が前記複数の分割描画データの生成および転送の完了時刻となる時間以上、かつ、前記時間に所定の追加時間を加えた時間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、
   前記複数の分割領域が、前記帯領域を前記移動方向に等分割して得られ、
   前記帯描画時間が前記帯描画データ準備時間以下となる場合に、前記帯領域における前記複数の分割領域の個数をｎとして、前記遅延時間が、前記帯描画時間に（（ｎ−１）／ｎ）を掛けて得た値を、前記帯描画データ準備時間から引くことにより得られる時間以上、かつ、前記時間に前記追加時間を加えた時間以下であることを特徴とする描画装置。
3. 請求項１または２に記載の描画装置であって、
   前記ステージ上の基板に形成されたアライメントマークを撮像して、撮像画像を取得する撮像部をさらに備え、
   前記撮像部が、前記処理対象の基板の前記撮像画像を取得し、
   前記描画データ生成部が、前記撮像画像が示す前記アライメントマークの位置に基づいてパターンを補正しつつ前記複数の分割描画データを生成することを特徴とする描画装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つに記載の描画装置であって、
   前記描画ヘッドを含む複数の描画ヘッドを備え、
   前記複数の描画ヘッドが互いに異なる帯領域に対してパターンの描画を行い、
   前記描画データ生成部が、前記複数の描画ヘッドのそれぞれに対して前記複数の分割描画データを生成し、
   前記遅延時間決定部が、前記複数の描画ヘッドに対する複数の帯描画データ準備時間のうち、最長の帯描画データ準備時間を用いて前記遅延時間を決定することを特徴とする描画装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つに記載の描画装置であって、
   前記全体パターンデータがランレングスデータであり、
   前記全体パターンデータにおいて前記帯領域を示す部分に含まれる変化点の個数に基づいて、前記帯描画データ準備時間が取得されることを特徴とする描画装置。
6. 請求項１ないし４のいずれか１つに記載の描画装置であって、
   前記処理対象の基板と同じパターンが形成される他の基板に対する処理において、前記複数の分割描画データの生成および転送に要する時間が取得され、前記時間が前記処理対象の基板に対する前記帯描画データ準備時間として利用されることを特徴とする描画装置。
7. 描画装置における描画方法であって、
   前記描画装置が、
   基板を保持するステージと、
   前記ステージ上の基板に変調された光を照射する描画ヘッドと、
   前記ステージを前記描画ヘッドに対して相対的に、かつ、移動方向に連続的に移動する移動機構と、
   前記ステージ上の基板における描画可能領域を、前記移動方向に垂直な幅方向に分割することにより、それぞれが前記移動方向に延びる複数の帯領域が設定され、前記ステージの前記移動方向への連続的な相対移動に並行して前記描画ヘッドを制御することにより、一の帯領域に対してパターンの描画を行う描画制御部と、
   を備え、
   前記描画方法が、
   ａ）前記描画可能領域に描画すべき全体パターンを示す全体パターンデータを準備する工程と、
   ｂ）処理対象の基板を前記ステージ上に保持する工程と、
   ｃ）前記処理対象の基板の前記帯領域を前記移動方向に分割して得られる複数の分割領域に対して、それぞれ対応する複数の分割描画データを、前記全体パターンデータから順次生成して前記描画制御部に転送する工程と、
   ｄ）前記帯領域への描画に要する帯描画時間と、前記複数の分割描画データの生成および転送に要する帯描画データ準備時間とに基づいて、前記複数の分割描画データの生成開始から、前記帯領域における最初の分割領域への描画を開始するまでの遅延時間を決定する工程と、
   ｅ）前記複数の分割描画データに基づいて、前記処理対象の基板の前記帯領域にパターンを描画する工程と、
   を備え、
   前記帯描画時間が前記帯描画データ準備時間よりも長くなる場合に、前記遅延時間が、前記最初の分割領域に対応する分割描画データの生成および転送に要する時間以上、かつ、前記時間に所定の追加時間を加えた時間以下であり、前記帯描画時間が前記帯描画データ準備時間以下となる場合に、前記遅延時間が、前記帯領域における最後の分割領域への描画開始時刻が前記複数の分割描画データの生成および転送の完了時刻となる時間以上、かつ、前記時間に所定の追加時間を加えた時間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、
   前記複数の分割領域が、前記帯領域を前記移動方向に等分割して得られ、
   前記帯描画時間が前記帯描画データ準備時間以下となる場合に、前記帯領域における前記複数の分割領域の個数をｎとして、前記遅延時間が、前記帯描画時間に（（ｎ−１）／ｎ）を掛けて得た値を、前記帯描画データ準備時間から引くことにより得られる時間以上、かつ、前記時間に前記追加時間を加えた時間以下であることを特徴とする描画方法。
9. 請求項７または８に記載の描画方法であって、
   前記描画装置が、前記ステージ上の基板に形成されたアライメントマークを撮像して、撮像画像を取得する撮像部をさらに備え、
   前記描画方法が、前記ｂ）工程と前記ｃ）工程との間に、前記撮像部により前記処理対象の基板の前記撮像画像を取得する工程をさらに備え、
   前記ｃ）工程において、前記撮像画像が示す前記アライメントマークの位置に基づいてパターンを補正しつつ前記複数の分割描画データが生成されることを特徴とする描画方法。
10. 請求項７ないし９のいずれか１つに記載の描画方法であって、
    前記描画装置が、前記描画ヘッドを含む複数の描画ヘッドを備え、
    前記複数の描画ヘッドが互いに異なる帯領域に対してパターンの描画を行い、
    前記ｃ）工程において、前記複数の描画ヘッドのそれぞれに対して前記複数の分割描画データが生成され、
    前記ｄ）工程において、前記複数の描画ヘッドに対する複数の帯描画データ準備時間のうち、最長の帯描画データ準備時間を用いて前記遅延時間が決定されることを特徴とする描画方法。
11. 請求項７ないし１０のいずれか１つに記載の描画方法であって、
    前記全体パターンデータがランレングスデータであり、
    前記全体パターンデータにおいて前記帯領域を示す部分に含まれる変化点の個数に基づいて、前記帯描画データ準備時間が取得されることを特徴とする描画方法。
12. 請求項７ないし１０のいずれか１つに記載の描画方法であって、
    前記処理対象の基板と同じパターンが形成される他の基板に対する処理において、前記複数の分割描画データの生成および転送に要する時間が取得され、前記時間が前記処理対象の基板に対する前記帯描画データ準備時間として利用されることを特徴とする描画方法。

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