KR20220121697A

KR20220121697A - 묘화 장치, 묘화 방법 및 기록 매체에 기록된 프로그램

Info

Publication number: KR20220121697A
Application number: KR1020220011449A
Authority: KR
Inventors: 미치아키 사카모토
Original assignee: 가부시키가이샤 스크린 홀딩스
Priority date: 2021-02-25
Filing date: 2022-01-26
Publication date: 2022-09-01
Also published as: TWI807622B; JP2022129897A; TW202248771A; CN114967378A

Abstract

묘화 장치의 오토포커스 기구 (5) 는, 기판에 수직인 방향에 있어서 묘화 헤드 (31) 에 있어서의 기준 위치와 기판 사이의 이간 거리를 측정함과 함께, 이간 거리에 기초하여 묘화 헤드 (31) 로부터 출사되는 묘화광의 초점 위치를 기판에 맞추는 오토포커스 동작을 실시한다. 오토포커스 제어부 (43) 는, 스테이지의 주사 방향으로의 상대 이동에 병행하여, 오토포커스 기구 (5) 에 오토포커스 동작을 실행시킴과 함께, 이간 거리의 측정 위치가, 기판 상의 비묘화 영역에 포함되는 소정 영역에 중첩될 때에, 오토포커스 동작을 OFF 상태로 한다. 이로써, 오토포커스 동작에 이상이 발생하여, 묘화 영역에 있어서의 묘화에 영향이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Description

묘화 장치, 묘화 방법 및 기록 매체에 기록된 프로그램{DRAWING APPARATUS, DRAWING METHOD, AND PROGRAM RECORDED ON RECORDING MEDIUM}

본 발명은, 묘화 장치, 묘화 방법 및 기록 매체에 기록된 프로그램에 관한 것이다.

종래, 마스크를 사용하지 않고, 기판 상의 감광 재료에 패턴을 묘화하는 묘화 장치가 실용화되어 있다. 묘화 장치에서는, 묘화 헤드로부터 출사되는 묘화광의 초점 위치를 기판 표면에 맞추는 오토포커스 기구가 사용된다. 전형적인 오토포커스 기구에서는, 기판 표면에 레이저광을 조사하고, 당해 레이저광의 반사광을 수광함으로써, 기판의 표면 위치가 측정된다 (예를 들어, 일본 공개특허공보 2020-181132호 및 일본 공개특허공보 2016-31502호 참조). 패턴의 묘화가 실시되는 동안, 오토포커스 기구를 상시 사용함으로써, 기판의 두께에 편차가 있는 경우나, 기판이 휘어져 있는 경우 등이어도, 패턴을 적절히 묘화하는 것이 가능해진다.

그런데, 프린트 배선 기판 등, 홀 (장공, 드릴공 등) 이 형성된 기판에 패턴을 묘화하는 경우, 당해 홀에서는, 레이저광의 기판 표면으로부터의 반사광이 얻어지지 않는다. 이 경우, 오토포커스 기구가, 기판의 표면 위치를 오검출하여, 묘화광의 초점 위치를 기판 표면으로부터 크게 어긋난 위치에 배치하는 경우가 있다. 즉, 오토포커스 동작에 이상이 발생한다. 통상적으로 홀의 영역은 묘화가 실시되지 않는 비묘화 영역이다. 그러나, 홀에 있어서 오토포커스 동작에 이상이 발생하면, 당해 홀에 인접한 묘화 영역에 있어서, 묘화광의 초점 위치를 기판 표면에 곧바로 맞출 수 없어, 패턴을 적절히 묘화할 수 없게 된다. 홀이 형성된 기판 뿐만 아니라, 비교적 큰 요철 (예를 들어, 높은 패드 등) 이 형성된 기판에 있어서도, 상기 문제는, 동일하게 발생할 수 있다.

본 발명은, 패턴을 묘화하는 묘화 장치를 대상으로 하고 있으며, 오토포커스 동작에 이상이 발생하여, 묘화 영역에 있어서의 묘화에 영향이 발생하는 것을 방지 또는 억제하는 것을 목적으로 하고 있다.

본 발명에 관련된 묘화 장치는, 기판을 유지하는 스테이지와, 상기 스테이지 상의 기판을 향하여 변조된 묘화광을 출사하는 묘화 헤드와, 상기 스테이지를 상기 묘화 헤드에 대하여 상대적으로, 또한 상기 기판을 따른 주사 방향으로 연속적으로 이동시키는 이동 기구와, 상기 기판에 수직인 방향에 있어서 상기 묘화 헤드에 있어서의 기준 위치와 상기 기판 사이의 이간 거리를 측정함과 함께, 상기 이간 거리에 기초하여 상기 묘화 헤드로부터 출사되는 상기 묘화광의 초점 위치를 상기 기판에 맞추는 오토포커스 동작을 실시하는 오토포커스 기구와, 상기 스테이지의 상기 주사 방향으로의 상대 이동에 병행하여, 상기 오토포커스 기구에 상기 오토포커스 동작을 실행시킴과 함께, 상기 이간 거리의 측정 위치가, 상기 기판 상의 비묘화 영역에 포함되는 소정 영역에 중첩될 때에, 상기 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하는 오토포커스 제어부를 구비한다.

본 발명에 의하면, 오토포커스 동작에 이상이 발생하여, 묘화 영역에 있어서의 묘화에 영향이 발생하는 것을 방지 또는 억제할 수 있다.

바람직하게는, 상기 소정 영역이, 적어도 홀 영역을 포함한다.

바람직하게는, 상기 기판에 묘화해야 할 패턴 화상을 나타내는 설계 데이터가 준비되어 있고, 묘화 장치가, 상기 스테이지의 상기 주사 방향으로의 상대 이동에 의해 상기 이간 거리의 측정 위치가 통과하는 상기 기판 상의 경로에 대응하는 상기 패턴 화상 상의 라인을 설정하고, 상기 라인에서의 패턴 영역과 비패턴 영역의 전환을 나타내는 전환 데이터를 생성하는 전환 데이터 생성부를 추가로 구비하고, 상기 오토포커스 제어부가, 상기 전환 데이터에 따라서 상기 오토포커스 동작의 ON 상태와 OFF 상태를 전환시킨다.

바람직하게는, 상기 오토포커스 기구가, 상기 기판을 향하여 검출광을 출사함과 함께 상기 기판으로부터의 상기 검출광의 반사광을 수광하여 상기 이간 거리를 측정하는 거리 측정부를 구비하고, 상기 기판 상에 있어서의 상기 검출광의 스폿의 적어도 일부가 상기 소정 영역에 중첩되고 있는 동안, 상기 오토포커스 제어부가, 상기 오토포커스 동작을 OFF 상태로 한다.

바람직하게는, 상기 주사 방향에 수직이고 또한 상기 기판을 따른 폭 방향, 또는/및, 상기 주사 방향에 관하여, 설계 상의 상기 검출광의 스폿의 영역을 설정값만큼 확장시킨 영역의 적어도 일부가 상기 소정 영역에 중첩되고 있는 동안, 상기 오토포커스 제어부가, 상기 오토포커스 동작을 OFF 상태로 한다.

본 발명은, 묘화 장치를 사용하여 패턴을 묘화하는 묘화 방법도 대상으로 하고 있다. 본 발명에 관련된 묘화 방법에서는, 상기 묘화 장치가, 기판을 유지하는 스테이지와, 상기 스테이지 상의 기판을 향하여 변조된 묘화광을 출사하는 묘화 헤드와, 상기 스테이지를 상기 묘화 헤드에 대하여 상대적으로, 또한 상기 기판을 따른 주사 방향으로 연속적으로 이동시키는 이동 기구와, 상기 기판에 수직인 방향에 있어서 상기 묘화 헤드에 있어서의 기준 위치와 상기 기판 사이의 이간 거리를 측정함과 함께, 상기 이간 거리에 기초하여 상기 묘화 헤드로부터 출사되는 상기 묘화광의 초점 위치를 상기 기판에 맞추는 오토포커스 동작을 실시하는 오토포커스 기구를 구비하고, 상기 묘화 방법이, a) 상기 이동 기구에 의해 상기 스테이지를 상기 주사 방향으로 상대 이동시키면서, 상기 묘화 헤드에 의해 상기 기판에 패턴을 묘화하는 공정과, b) 상기 a) 공정에 병행하여, 상기 오토포커스 기구에 상기 오토포커스 동작을 실행시킴과 함께, 상기 이간 거리의 측정 위치가, 상기 기판 상의 비묘화 영역에 포함되는 소정 영역에 중첩될 때에, 상기 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하는 공정을 구비한다.

본 발명은, 묘화 장치를 사용하여 패턴을 묘화하는, 기록 매체에 기록된 프로그램도 대상으로 하고 있다. 본 발명에 관련된 프로그램에서는, 상기 묘화 장치가, 기판을 유지하는 스테이지와, 상기 스테이지 상의 기판을 향하여 변조된 묘화광을 출사하는 묘화 헤드와, 상기 스테이지를 상기 묘화 헤드에 대하여 상대적으로, 또한 상기 기판을 따른 주사 방향으로 연속적으로 이동시키는 이동 기구와, 상기 기판에 수직인 방향에 있어서 상기 묘화 헤드에 있어서의 기준 위치와 상기 기판 사이의 이간 거리를 측정함과 함께, 상기 이간 거리에 기초하여 상기 묘화 헤드로부터 출사되는 상기 묘화광의 초점 위치를 상기 기판에 맞추는 오토포커스 동작을 실시하는 오토포커스 기구를 구비하고, 상기 프로그램의 컴퓨터에 의한 실행은, 상기 컴퓨터에, a) 상기 이동 기구에 의해 상기 스테이지를 상기 주사 방향으로 상대 이동시키면서, 상기 묘화 헤드에 의해 상기 기판에 패턴을 묘화하는 공정과, b) 상기 a) 공정에 병행하여, 상기 오토포커스 기구에 상기 오토포커스 동작을 실행시킴과 함께, 상기 이간 거리의 측정 위치가, 상기 기판 상의 비묘화 영역에 포함되는 소정 영역에 중첩될 때에, 상기 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하는 공정을 실행시킨다.

상기 서술한 목적 및 다른 목적, 특징, 양태 및 이점은, 첨부한 도면을 참조하여 이하에 실시하는 이 발명의 상세한 설명에 의해 분명해진다.

도 1 은, 묘화 장치의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2 는, 묘화 헤드를 나타내는 사시도이다.
도 3 은, 복수의 묘화 헤드에 의한 패턴의 묘화를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 는, 묘화 헤드의 일부를 나타내는 측면도이다.
도 5 는, 컴퓨터의 구성을 나타내는 도면이다.
도 6 은, 제어부의 기능 구성을 나타내는 블록도이다.
도 7 은, 묘화 장치가 패턴을 묘화하는 동작의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 8 은, 기판의 상면을 나타내는 도면이다.
도 9a 는 기판의 상면 및 SR 패턴 화상을 나타내는 도면이다.
도 9b 는 기판의 상면 및 SR 패턴 화상을 나타내는 도면이다.
도 10a 는 SR 패턴 화상의 일부를 나타내는 도면이다.
도 10b 는 SR 패턴 화상의 일부를 나타내는 도면이다.
도 11a 는 SR 패턴 화상의 일부를 나타내는 도면이다.
도 11b 는 SR 패턴 화상의 일부를 나타내는 도면이다.
도 11c 는 SR 패턴 화상의 일부를 나타내는 도면이다.

도 1 은, 본 발명의 일 실시형태에 관련된 묘화 장치 (1) 의 구성을 나타내는 사시도이다. 도 1 에서는, 서로 직교하는 3 개의 방향을 X 방향, Y 방향 및 Z 방향으로서 화살표로 나타내고 있다. 도 1 에 나타내는 예에서는, X 방향 및 Y 방향은 수평 방향이고, Z 방향은 연직 방향이다.

묘화 장치 (1) 는, 공간 변조된 광을 기판 (9) 상의 감광 재료에 조사하고, 당해 광의 조사 영역을 기판 (9) 상에서 주사함으로써 패턴의 묘화를 실시하는 직접 묘화 장치이다. 기판 (9) 은, 예를 들어, 평면에서 봤을 때에 있어서 대략 직사각형상의 판상 부재이다. 기판 (9) 은, 예를 들어, 가요성을 갖는 프린트 배선 기판이다. 본 실시형태에서는, 기판 (9) 의 주면 (主面) (후술하는 상면 (91)) 에 회로 패턴이 이미 형성되어 있고, 감광 재료인 솔더 레지스트의 막이, 당해 주면의 대략 전체를 덮도록 형성되어 있다. 묘화 장치 (1) 에서는, 기판 (9) 의 솔더 레지스트막에 솔더 레지스트층의 패턴이 묘화된다. 후공정에서는, 현상 등의 처리가 실시되어, 회로 패턴 상에 솔더 레지스트층이 형성된 기판 (9) 이 얻어진다. 또한, 기판 (9) 상의 감광 재료의 막은, 솔더 레지스트막에는 한정되지 않으며, 예를 들어, 회로 패턴의 형성에 있어서 이용되는 레지스트막이어도 된다.

묘화 장치 (1) 는, 스테이지 (21) 와, 스테이지 이동 기구 (22) 와, 묘화부 (3) 와, 제어부 (4) 와, 오토포커스 기구 (5) (후술하는 도 4 참조) 를 구비한다. 제어부 (4) 는, 스테이지 이동 기구 (22), 묘화부 (3) 및 오토포커스 기구 (5) 등을 제어한다. 스테이지 (21) 는, 묘화부 (3) 의 하방 (즉, (-Z) 측) 에 있어서, 수평 상태의 기판 (9) 을 하측으로부터 유지하는 대략 평판상의 유지부이다. 스테이지 (21) 상에 재치 (載置) 된 기판 (9) 의 (＋Z) 측의 주면 (이하,「상면 (91)」이라고 부른다.) 은, Z 방향에 대하여 대략 수직이고, X 방향 및 Y 방향에 대략 평행이다. 스테이지 (21) 는, 기판 (9) 의 외측 가장자리를 파지하는 것 등이어도 된다.

스테이지 이동 기구 (22) 는, 지지 플레이트 (23) 와, 베이스 플레이트 (24) 와, 기대 (25) 와, 회동 (回動) 기구 (26) 와, 주주사 기구 (27) 와, 부주사 기구 (28) 를 구비한다. 지지 플레이트 (23) 는, 스테이지 (21) 를 하방으로부터 지지한다. 회동 기구 (26) 는, 예를 들어, 리니어 모터와, 회동축을 갖는다. 리니어 모터는, 스테이지 (21) 의 단부에 장착된 가동자와, 지지 플레이트 (23) 의 상면에 형성된 고정자를 갖는다. 회동축은, Z 방향에 대략 평행이고, 스테이지 (21) 의 하면의 중앙부에 형성된다. 당해 리니어 모터의 구동에 의해, 스테이지 (21) 가 당해 회동축을 중심으로 하여 소정의 각도 범위 내에서 회동한다.

부주사 기구 (28) 는, 예를 들어, 리니어 모터와, 1 쌍의 가이드부를 갖는다. 리니어 모터는, 지지 플레이트 (23) 의 하면에 장착된 가동자와, 베이스 플레이트 (24) 의 상면에 형성된 고정자를 갖는다. 1 쌍의 가이드부는, X 방향으로 연장되어 있고, 지지 플레이트 (23) 와 베이스 플레이트 (24) 사이에 형성된다. 당해 리니어 모터의 구동에 의해, 지지 플레이트 (23) 가 베이스 플레이트 (24) 상의 가이드부를 따라 X 방향으로 이동한다.

주주사 기구 (27) 는, 예를 들어, 리니어 모터와, 1 쌍의 가이드부를 갖는다. 리니어 모터는, 베이스 플레이트 (24) 의 하면에 장착된 가동자와, 기대 (25) 의 상면에 형성된 고정자를 갖는다. 1 쌍의 가이드부는, Y 방향으로 연장되어 있고, 베이스 플레이트 (24) 와 기대 (25) 사이에 형성된다. 당해 리니어 모터의 구동에 의해, 베이스 플레이트 (24) 가 기대 (25) 상의 가이드부를 따라 Y 방향으로 이동한다. 바꿔 말하면, 주주사 기구 (27) 는, 기판 (9) 의 상면 (91) 을 따른 Y 방향으로, 기판 (9) 및 스테이지 (21) 를 이동시킨다. 이하의 설명에서는, Y 방향을「주사 방향」이라고 하며, 주사 방향에 수직이고 또한 기판 (9) 의 상면 (91) 을 따른 X 방향을「폭 방향」이라고 한다. 회동 기구 (26), 부주사 기구 (28) 및 주주사 기구 (27) 의 구동원은, 리니어 모터 이외여도 되며, 예를 들어, 볼 나사에 모터를 장착한 것이 사용되어도 된다. 스테이지 이동 기구 (22) 에서는, 스테이지 (21) 를 Z 방향으로 승강시키는 스테이지 승강 기구가 형성되어도 된다. 또, 회동 기구 (26) 가 생략되어도 된다.

묘화부 (3) 는, 폭 방향으로 배열되는 복수의 묘화 헤드 (31) 를 구비한다. 본 실시형태에서는, 묘화 헤드 (31) 의 개수는, 5 이지만, 4 개 이하, 또는, 6 개 이상이어도 된다. 복수의 묘화 헤드 (31) 는, 스테이지 (21) 에 걸쳐서 형성되는 헤드 지지부 (19) 에 의해, 스테이지 (21) 의 상방에서 지지된다.

도 2 는, 1 개의 묘화 헤드 (31) 를 나타내는 사시도이다. 복수의 묘화 헤드 (31) 는, 대략 동일한 구조를 갖는다. 각 묘화 헤드 (31) 에는, 광원부 (36) 및 조명 광학계 (37) 가 접속된다. 광원부 (36) 는, 예를 들어 LED 등의 광원을 갖고, 소정 파장의 광을 출사한다. 광원부 (36) 는, 다른 종류의 광원을 가져도 된다. 조명 광학계 (37) 는, 예를 들어, 로드 인터그레이터 및 렌즈 등을 갖는다. 광원부 (36) 로부터 출사된 광은, 조명 광학계 (37) 를 개재하여 묘화 헤드 (31) 로 유도된다.

묘화 헤드 (31) 는, 광 변조부 (32) 와, 투영 광학계 (33) 를 구비한다. 광 변조부 (32) 는, 예를 들어, 복수의 미소 미러가 이차원으로 배열된 DMD (디지털 미러 디바이스) 이다. 조명 광학계 (37) 로부터의 광은, 광 변조부 (32) 에 있어서의 복수의 광 변조 소자 (여기서는, 복수의 미소 미러) 에 조사된다. 각 광 변조 소자에서는, 투영 광학계 (33) 를 향하여 광을 반사시키는 자세 (ON 상태) 와, 투영 광학계 (33) 와는 상이한 방향으로 광을 반사시키는 자세 (OFF 상태) 가, 제어부 (4) 의 제어에 의해 전환 가능하다. 광 변조부 (32) 에 조사된 광 중, ON 상태인 광 변조 소자에서 반사된 광이 투영 광학계 (33) 에 입사된다. 즉, 광 변조부 (32) 로부터 공간 변조된 광이, 투영 광학계 (33) 를 향하여 출사된다. 투영 광학계 (33) 는, 당해 광을 소정의 배율로 변배하고, 기판 (9) 의 상면 (91) 에 조사한다. 상면 (91) 에는, 광 변조부 (32) 의 이미지가 투영 (형성) 된다. 이하의 설명에서는, 각 묘화 헤드 (31) 로부터 기판 (9) 을 향하여 출사되는 변조된 광을「묘화광」이라고 한다. 또한, 광 변조부 (32) 는, 복수의 광 변조 소자가 일차원으로 배열된 변조기 등이어도 된다.

도 3 은, 복수의 묘화 헤드 (31) 에 의한 기판 (9) 에 대한 패턴의 묘화를 설명하기 위한 도면이다. 패턴의 묘화에서는, 먼저, 도 1 의 주주사 기구 (27) 에 의해, 스테이지 (21) 가 (＋Y) 측으로부터 (-Y) 방향으로 연속적으로 이동 (주주사) 한다. 이로써, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 각 묘화 헤드 (31) 로부터 출사되는 묘화광의 조사 영역 (A1) (평행 사선을 부여하는 직사각형으로 나타낸다.) 이, 기판 (9) 의 상면 (91) 을 (-Y) 측으로부터 (＋Y) 방향으로 이동하고, 상면 (91) 에 있어서 주사 방향으로 연장되는 띠상 영역 (R1) 에 패턴이 묘화된다. 이 때, 폭 방향 (X 방향) 에 있어서, 복수의 묘화 헤드 (31) 의 조사 영역 (A1) 의 사이에는 간극이 형성되어 있고, 복수의 띠상 영역 (R1) 의 사이에도 간극이 형성된다. 조사 영역 (A1) 이 기판 (9) 의 (＋Y) 측의 단부까지 도달하면, 부주사 기구 (28) 에 의해, 스테이지 (21) 가 (-X) 방향으로 소정의 거리만큼 이동 (부주사) 한다. 전형적으로는, 폭 방향에 있어서의 스테이지 (21) 의 이동 거리는, 띠상 영역 (R1) 의 폭과 동일하거나, 또는, 당해 폭보다 약간 작다 (이하 동일).

계속해서, 스테이지 (21) 가 (-Y) 측으로부터 (＋Y) 방향으로 연속적으로 이동하고, 묘화광의 조사 영역 (A1) 이 상면 (91) 상을 (＋Y) 측으로부터 (-Y) 방향으로 이동한다. 이로써, 각 띠상 영역 (R1) 에 대하여 (＋X) 측에 접함과 함께, 주사 방향으로 연장되는 띠상 영역 (R2) 에 패턴이 묘화된다. 띠상 영역 (R2) 은, 띠상 영역 (R1) 과 부분적으로 중첩되어 있어도 된다. 조사 영역 (A1) 이 기판 (9) 의 (-Y) 측의 단부까지 도달하면, 부주사 기구 (28) 에 의해, 스테이지 (21) 가 (-X) 방향으로 소정의 거리만큼 이동한다.

그 후, 스테이지 (21) 가 (＋Y) 측으로부터 (-Y) 방향으로 연속적으로 이동하고, 묘화광의 조사 영역 (A1) 이 상면 (91) 상을 (-Y) 측으로부터 (＋Y) 방향으로 이동한다. 이로써, 각 띠상 영역 (R2) 에 대하여 (＋X) 측에 접함과 함께, 주사 방향으로 연장되는 띠상 영역 (R3) 에 패턴이 묘화된다. 가장 (＋X) 측의 띠상 영역 (R3) 을 제외한 각 띠상 영역 (R3) 은, (＋X) 측에 위치하는 띠상 영역 (R1) 과도 접한다. 띠상 영역 (R3) 은, 띠상 영역 (R1, R2) 과 부분적으로 중첩되어 있어도 된다. 이상의 동작에 의해, 상면 (91) 에 있어서의 묘화 대상 영역의 전체에 패턴이 묘화된다. 본 실시형태에서는, 스테이지 (21) 가 묘화 헤드 (31) 에 대하여 주사 방향으로의 연속적인 상대 이동 (이하, 간단히「스테이지 (21) 의 주주사」라고 한다.) 을 3 회 실시함으로써, 상면 (91) 에 대한 패턴의 묘화가 완료된다.

묘화 장치 (1) 에서는, 스테이지 (21) 의 주주사를 2 회, 또는, 4 회 이상 실시함으로써, 묘화 대상 영역의 전체에 대하여 패턴이 묘화되어도 된다. 또, 1 회의 스테이지 (21) 의 주주사에 의해, 패턴의 묘화가 완료되어도 된다. 이 경우, 부주사 기구 (28) 가 생략되어도 된다. 또한, 조사 영역 (A1) 의 주사 방향으로의 이동은, 묘화 헤드 (31) 가 이동함으로써 실현되어도 된다. 조사 영역 (A1) 의 폭 방향으로의 이동에 대해 동일하다. 물론, 스테이지 (21) 및 묘화 헤드 (31) 의 쌍방이 이동해도 된다.

도 4 는, 묘화 헤드 (31) 의 일부를 나타내는 측면도이다. 각 묘화 헤드 (31) 에는, 오토포커스 기구 (5) 가 형성된다. 오토포커스 기구 (5) 는, 거리 측정부 (51) 와, 승강 기구 (52) 와, 도시가 생략된 연산부를 구비한다. 거리 측정부 (51) 는, 조사부 (511) 와, 수광부 (512) 를 구비한다. 도 4 의 예에서는, 조사부 (511) 및 수광부 (512) 는, 장착구 (513) 를 개재하여 투영 광학계 (33) 의 경통에 장착된다. 조사부 (511) 는, 레이저광인 검출광의 광원을 갖고, 기판 (9) 의 상면 (91) 을 향하여 검출광을 출사한다. 검출광은, 기판 (9) 에 수직인 Z 방향에 대하여 경사진 축을 따라 상면 (91) 으로 유도되고, 상면 (91) 에 검출광의 스폿이 형성된다.

수광부 (512) 는, 예를 들어, 대략 Z 방향으로 연장되는 라인 센서 (포지션 센서) 를 갖는다. 수광부 (512) 에서는, 기판 (9) 으로부터의 검출광의 반사광이, 당해 라인 센서에서 수광된다. 당해 라인 센서 상에 있어서, 당해 반사광의 수광 위치가 소정 위치로부터 어긋남으로써, Z 방향에 있어서, 묘화 헤드 (31) 에 있어서의 기준 위치와 기판 (9) 의 상면 (91) (정확하게는, 솔더 레지스트막의 표면) 사이의 이간 거리 (D1) 의 변동이 검출된다. 즉, 이간 거리 (D1) 가 실질적으로 측정된다. 이간 거리 (D1) 의 측정값 (소정 위치로부터의 어긋남량을 나타내는 값이어도 된다.) 은, 연산부에 출력된다. 묘화 헤드 (31) 의 기준 위치는, 조사부 (511) 및 수광부 (512) 에 대하여 고정된 위치이며, 예를 들어, 투영 광학계 (33) 의 하단이다. 이하의 설명에서는, 검출광이 조사되는 상면 (91) 상의 위치 (M1), 즉, 검출광의 스폿의 중심 위치 (M1) 를「측정 위치 (M1)」라고 한다. 측정 위치 (M1) 는, 투영 광학계 (33) 의 광축 (J1) 근방에 위치한다.

승강 기구 (52) 는, 투영 광학계 (33) 의 경통에 장착된 이동체와, 헤드 지지부 (19) 에 장착된 고정체를 갖는다. 이간 거리 (D1) 의 측정값에 기초한 연산부의 제어에 의해, 승강 기구 (52) 가 이동체와 함께 투영 광학계 (33) 를 Z 방향으로 이동시키고, 수광부 (512) 의 라인 센서 상에 있어서, 검출광의 반사광의 수광 위치가 소정 위치로 되돌려진다. 이로써, 광 변조부 (32) 의 이미지가 기판 (9) 의 상면 (91) (정확하게는, 솔더 레지스트막의 표면) 에 형성된다. 즉, 묘화광의 초점 위치가 기판 (9) 의 상면 (91) 에 맞춰진다. 승강 기구 (52) 의 일례는, 볼 나사를 모터로 구동시키는 기구와, 이동체를 Z 방향으로 가이드하는 기구를 조합한 것이다. 승강 기구 (52) 의 구동원으로서, 리니어 모터 등이 사용되어도 된다.

이상과 같이, 각 묘화 헤드 (31) 에 형성되는 오토포커스 기구 (5) 에서는, 이간 거리 (D1) 를 측정함과 함께, 이간 거리 (D1) 에 기초하여 묘화광의 초점 위치를 기판 (9) 에 맞추는 오토포커스 동작이 실시된다. 거리 측정부 (51) 에서는, 검출광을 사용하지 않는 수법에 의해 (예를 들어, 초음파 등을 이용하여), 이간 거리 (D1) 가 측정되어도 된다. 도 4 의 예에서는, 승강 기구 (52) 에 의해, 묘화 헤드 (31) 의 일부의 구성이 Z 방향으로 이동하지만, 묘화 헤드 (31) 의 전체가 Z 방향으로 이동해도 된다. 또, 1 개의 묘화 헤드 (31) 만이 형성되는 경우에는, 스테이지 (21) 가 Z 방향으로 이동해도 된다.

도 5 는, 컴퓨터 (11) 의 구성을 나타내는 도면이다. 컴퓨터 (11) 는, 각종 연산 처리를 실시하는 CPU (111) 와, 기본 프로그램을 기억하는 ROM (112) 과, 각종 정보를 기억하는 RAM (113) 을 포함하는 일반적인 컴퓨터 시스템의 구성으로 되어 있다. 컴퓨터 (11) 는, 정보 기억을 실시하는 고정 디스크 (114) 와, 각종 정보의 표시를 실시하는 표시부 (115) 와, 입력부 (116) 로서 조작자로부터의 입력을 접수하는 키보드 (116a) 및 마우스 (116b) 와, 광 디스크, 자기 디스크, 광 자기 디스크 등의 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 (12) 로부터 정보의 판독을 실시하거나 기록 매체 (12) 에 정보의 기입을 실시하는 판독/기입 장치 (118) 와, 묘화 장치 (1) 의 각 구성과 통신을 실시하는 통신부 (119) 를 추가로 포함한다.

컴퓨터 (11) 에서는, 사전에 판독/기입 장치 (118) 를 통하여, 프로그램 프로덕트인 기록 매체 (12) 로부터 프로그램 (120) 이 판독 출력되고, 고정 디스크 (114) 에 기억되고 있다. 프로그램 (120) 은 네트워크를 통하여 고정 디스크 (114) 에 기억되어도 된다. CPU (111) 가 RAM (113) 및 고정 디스크 (114) 를 이용하면서 프로그램 (120) 에 따라서 연산 처리를 실행함으로써 (즉, 컴퓨터가 프로그램을 실행함으로써), 컴퓨터 (11) 가, 도 1 의 묘화 장치 (1) 에 있어서의 제어부 (4) 로서 기능한다. 제어부 (4) 는, 전용의 전기 회로에 의해 구축되어도 되고, 부분적으로 전용의 전기 회로가 이용되어도 된다. 제어부 (4) 는, 복수의 컴퓨터가 협동하여 실현되어도 되고, 이 경우, 당해 복수의 컴퓨터가 서로 떨어진 위치에 형성되어도 된다.

도 6 은, 컴퓨터 (11) 에 의해 실현되는 제어부 (4) 의 기능 구성을 나타내는 블록도이다. 도 6 에서는, 제어부 (4) 이외의 구성도 함께 나타낸다. 제어부 (4) 는, 기억부 (41) 와, 전환 데이터 생성부 (42) 와, 오토포커스 제어부 (43) 와, 묘화 제어부 (44) 를 구비한다. 기억부 (41) 는, 주로 RAM (113) 및 고정 디스크 (114) 에 의해 실현되고, 설계 데이터 등의 각종 정보를 기억한다. 설계 데이터는, 기판 (9) 에 묘화해야 할 패턴 화상을 나타낸다. 전환 데이터 생성부 (42), 오토포커스 제어부 (43) 및 묘화 제어부 (44) 는, 주로 CPU (111) 에 의해 실현된다. 전환 데이터 생성부 (42) 는, 후술하는 전환 데이터를 생성한다. 오토포커스 제어부 (43) 는, 전환 데이터에 따라서 오토포커스 기구 (5) 에 있어서의 오토포커스 동작의 ON 상태와 OFF 상태를 전환시킨다. 묘화 제어부 (44) 는, 스테이지 이동 기구 (22) 및 묘화 헤드 (31) 등을 제어함으로써, 기판 (9) 에 대한 묘화를 실행시킨다.

도 7 은, 묘화 장치 (1) 가 패턴을 묘화하는 동작의 흐름을 나타내는 도면이다. 묘화 장치 (1) 가 패턴을 묘화할 때에는, 먼저, 기판 (9) 에 묘화해야 할 패턴 화상을 나타내는 설계 데이터가, 기억부 (41) 에 기억되어 준비된다 (스텝 S11). 설계 데이터는, 예를 들어, CAD (Computer-Aided Design) 데이터이며, 벡터 데이터이다. 설계 데이터는, 래스터 데이터여도 된다.

도 8 은, 스테이지 (21) 상에 재치된 기판 (9) (처리 대상의 기판 (9)) 의 상면 (91) 을 나타내는 도면이다. 이미 서술한 바와 같이, 기판 (9) 의 상면 (91) 에는 회로 패턴이 이미 형성되어 있다. 도 8 에서는, 회로 패턴이 형성된 영역 (911) 을 직사각형으로 나타내고 있다. 상기 설계 데이터가 나타내는 패턴 화상은, 기판 (9) 상에 형성되어야 할 솔더 레지스트층의 패턴을 나타낸다. 이하, 당해 패턴 화상을「SR 패턴 화상」이라고 한다. 실제로는, 기판 (9) 에는, 상면 (91) 의 대략 전체를 덮는 솔더 레지스트막이 형성되어 있지만, 도 8 에서는, 솔더 레지스트막의 도시를 생략하고 있다.

도 9a 및 도 9b 는, 기판 (9) 의 상면 (91) 의 일부, 및 SR 패턴 화상 (8) 의 일부를 나타내는 도면이다. 도 9a 의 좌측은, 도 8 의 상면 (91) 에 있어서 세선으로 둘러싸는 영역 (912) 에 포함되는 회로 패턴을 나타내고, 도 9a 의 우측은, 영역 (912) 에 대응하는 SR 패턴 화상 (8) 의 영역을 나타낸다. 도 9b 의 좌측은, 도 8 의 상면 (91) 에 있어서 세선으로 둘러싸는 영역 (913) 에 포함되는 회로 패턴을 나타내고, 도 9b 의 우측은, 영역 (913) 에 대응하는 SR 패턴 화상 (8) 의 영역을 나타낸다. 이미 서술한 바와 같이, SR 패턴 화상 (8) 은, 기판 (9) 의 상면 (91) 에 묘화해야 할 패턴을 나타낸다. 따라서,「상면 (91) 의 하나의 영역에 대응하는 SR 패턴 화상 (8) 의 영역」은, 상면 (91) 에 SR 패턴 화상 (8) 을 중첩시켰을 때에, 당해 하나의 영역과 중첩되는 SR 패턴 화상 (8) 의 영역을 의미한다.

도 9a 및 도 9b 의 좌측에서는, 상면 (91) 상의 홀 영역 (921) (일부의 홀 영역에 부호 921a ∼ 921d 를 부여하고 있다.) 및 패드 영역 (922) (일부의 패드 영역에 부호 922a, 922b 를 부여하고 있다.) 에 평행 사선을 부여하고 있다. 도 9a 및 도 9b 의 우측에서는, SR 패턴 화상 (8) 에 있어서의 비패턴 영역 (81) 에 평행 사선을 부여하고 있다. 비패턴 영역 (81) 은, 상면 (91) (의 솔더 레지스트막) 의 비묘화 영역, 즉, 솔더 레지스트층이 형성되지 않는 영역을 나타낸다. 도 9a 및 도 9b 에 나타내는 바와 같이, 상면 (91) 상의 홀 영역 (921) 및 패드 영역 (922) 에 대응하는 SR 패턴 화상 (8) 의 영역은, 비패턴 영역 (81) 이다. 한편, 상면 (91) 상의 홀 영역 (921) 및 패드 영역 (922) 에 대응하지 않는 SR 패턴 화상 (8) 의 영역 (즉, SR 패턴 화상 (8) 에 있어서, 홀 영역 (921) 및 패드 영역 (922) 에 대응하는 영역 이외의 영역) 의 대부분은, 패턴 영역 (82) 이다. 패턴 영역 (82) 은, 상면 (91) 의 묘화 영역 (묘화 헤드 (31) 로부터의 광이 조사되는 영역), 즉, 솔더 레지스트층이 형성되는 영역을 나타낸다. 전형적으로는, 상면 (91) 상의 배선 영역 등에 대응하는 SR 패턴 화상 (8) 의 영역은, 패턴 영역 (82) 에 포함된다.

본 실시형태에서는, 이미 서술한 바와 같이, 스테이지 (21) 가 묘화 헤드 (31) 에 대하여 주사 방향으로의 연속적인 상대 이동 (즉, 스테이지 (21) 의 주주사) 을 3 회 실시함으로써, 상면 (91) 에 대한 패턴의 묘화가 완료된다. 전환 데이터 생성부 (42) 에서는, 스테이지 (21) 의 주주사에 있어서, 각 묘화 헤드 (31) 의 거리 측정부 (51) 의 측정 위치 (M1) (도 4 참조) 가 통과하는 기판 (9) 상의 경로가 구해진다. 도 8 에서는, 1 회째의 스테이지 (21) 의 주주사에 있어서 측정 위치 (M1) 가 통과하는 경로 (K1), 2 회째의 스테이지 (21) 의 주주사에 있어서 측정 위치 (M1) 가 통과하는 경로 (K2), 및 3 회째의 스테이지 (21) 의 주주사에 있어서 측정 위치 (M1) 가 통과하는 경로 (K3) 를 파선으로 나타내고 있다. 본 실시형태에서는, 경로 (K1, K3) 는, (-Y) 측에서 (＋Y) 측을 향하고, 경로 (K2) 는, (＋Y) 측에서 (-Y) 측을 향한다. 또한, 복수의 묘화 장치 (1) 에 있어서 전환 데이터 생성부 (42) 가 공유되어도 되고, 이 경우, 대상이 되는 묘화 장치 (1) 의 기종에 맞춰 경로가 구해진다.

계속해서, 전환 데이터 생성부 (42) 에서는, SR 패턴 화상 (8) 에 있어서, 각 경로 (K1 ∼ K3) 에 대응하는 라인이 설정된다. 도 8, 그리고, 도 9a 및 도 9b 의 좌측에 나타내는 바와 같이, 상면 (91) 의 영역 (912, 913) 은, 경로 (K2) 에 중첩되어 있고, 도 9a 및 도 9b 의 우측에 나타내는 SR 패턴 화상 (8) 에서는, 경로 (K2) 에 대응하는 라인 (L2) (파선으로 나타낸다.) 이 설정된다. 도 9a 및 도 9b 의 우측에서는, 기판 (9) 상의 주사 방향에 대응하는 종방향으로, 라인 (L2) 이 연장된다. SR 패턴 화상 (8) 에 있어서, 라인 (L2) 을 따른 방향의 각 위치는, 주사 방향에 있어서의 기판 (9) 상의 위치를 나타낸다.

전환 데이터 생성부 (42) 에서는, SR 패턴 화상 (8) 에 있어서, 각 라인에서의 패턴 영역 (82) 과 비패턴 영역 (81) 의 전환을 나타내는 전환 데이터가 생성된다 (스텝 S12). 구체적으로, 도 9a 의 우측의 예에서는, 도면의 상측에서 하측을 향하여 라인 (L2) 상을 본 경우, 점 (P11) 에서 패턴 영역 (82) 에서 비패턴 영역 (81) 으로 전환되고, 점 (P12) 에서 비패턴 영역 (81) 에서 패턴 영역 (82) 으로 전환된다. 또, 점 (P13) 에서 패턴 영역 (82) 에서 비패턴 영역 (81) 으로 전환되고, 점 (P14) 에서 비패턴 영역 (81) 에서 패턴 영역 (82) 으로 전환된다. 또한, 점 (P15) 에서 패턴 영역 (82) 에서 비패턴 영역 (81) 으로 전환되고, 점 (P16) 에서 비패턴 영역 (81) 에서 패턴 영역 (82) 으로 전환된다. 도 9a 의 우측의 예에서는, 각 점 (P11 ∼ P16) 의 위치와, 당해 점 (P11 ∼ P16) 에 있어서 비패턴 영역 (81) 또는 패턴 영역 (82) 중 어느 것으로 전환되는지를 나타내는 전환 데이터가 생성된다. 도 9a 에서는, 점 (P11, P12) 은, 패드 영역 (922a) 의 (＋Y) 측 및 (-Y) 측의 단부 (경로 (K2) 상의 단부이다. 이하 동일.) 에 대응한다. 점 (P13, P14) 은, 홀 영역 (921a) 의 (＋Y) 측 및 (-Y) 측의 단부에 대응하고, 점 (P15, P16) 은, 홀 영역 (921b) 의 (＋Y) 측 및 (-Y) 측의 단부에 대응한다.

동일하게, 도 9b 의 우측의 예에서는, 도면의 상측에서 하측을 향하여 라인 (L2) 상을 본 경우, 점 (P21) 에서 패턴 영역 (82) 에서 비패턴 영역 (81) 으로 전환되고, 점 (P22) 에서 비패턴 영역 (81) 에서 패턴 영역 (82) 으로 전환된다. 또, 점 (P23) 에서 패턴 영역 (82) 에서 비패턴 영역 (81) 으로 전환되고, 점 (P24) 에서 비패턴 영역 (81) 에서 패턴 영역 (82) 으로 전환된다. 또한, 점 (P25) 에서 패턴 영역 (82) 에서 비패턴 영역 (81) 으로 전환되고, 점 (P26) 에서 비패턴 영역 (81) 에서 패턴 영역 (82) 으로 전환된다. 도 9b 의 우측의 예에서는, 각 점 (P21 ∼ P26) 의 위치와, 당해 점 (P21 ∼ P26) 에 있어서 비패턴 영역 (81) 또는 패턴 영역 (82) 중 어느 것으로 전환되는지를 나타내는 전환 데이터가 생성된다. 도 9b 에서는, 점 (P21, P22) 은, 패드 영역 (922b) 의 (＋Y) 측 및 (-Y) 측의 단부 (경로 (K2) 상의 단부) 에 대응한다. 점 (P23, P24) 은, 홀 영역 (921c) 의 (＋Y) 측 및 (-Y) 측의 단부에 대응하고, 점 (P25, P26) 은, 홀 영역 (921d) 의 (＋Y) 측 및 (-Y) 측의 단부에 대응한다.

이미 서술한 바와 같이, 라인 (L2) 을 따른 방향의 각 위치는, 주사 방향에 있어서의 기판 (9) 상의 위치를 나타낸다. 또, 후술하는 바와 같이, 오토포커스 제어부 (43) 에 의한 오토포커스 기구 (5) 의 제어에서는, 패턴 영역 (82) 에서 비패턴 영역 (81) 으로 전환되는 위치는, 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하는 위치를 나타낸다. 비패턴 영역 (81) 에서 패턴 영역 (82) 으로 전환되는 위치는, 오토포커스 동작을 ON 상태로 하는 위치를 나타낸다. 따라서, 도 9a 의 우측의 예에 있어서 생성되는 전환 데이터는, 각 점 (P11 ∼ P16) 에 대응하는 기판 (9) 상의 주사 방향의 위치와, 당해 점 (P11 ∼ P16) 에 있어서 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하거나, 또는, ON 상태로 하는 것을 지시하는 데이터가 된다. 도 9b 의 우측의 예에 있어서 생성되는 전환 데이터는, 각 점 (P21 ∼ P26) 에 대응하는 기판 (9) 상의 주사 방향의 위치와, 당해 점 (P21 ∼ P26) 에 있어서 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하거나, 또는, ON 상태로 하는 것을 지시하는 데이터가 된다.

전환 데이터가 생성되면, 묘화 제어부 (44) 의 제어에 의해, 스테이지 (21) 가 묘화 헤드 (31) 에 대하여 상대적으로, 또한 주사 방향으로 연속적으로 이동함과 함께, 이것에 병행하여, 복수의 묘화 헤드 (31) 로부터 스테이지 (21) 상의 기판 (9) 을 향하여 변조된 묘화광이 출사된다. 이로써, 기판 (9) 에 패턴이 묘화된다 (스텝 S13). 전형적으로는, 제어부 (4) 에서는, SR 패턴 화상 (8) 을 나타내는 설계 데이터로부터 제어용의 묘화 데이터가 생성되고, 묘화 데이터에 따라서 각 묘화 헤드 (31) 가 제어된다. 도 3 을 참조하여 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 주사 방향으로의 스테이지 (21) 의 연속 이동 (스테이지 (21) 의 주주사) 이 3 회 실시된다. 또한, 묘화 데이터는, 스테이지 (21) 상의 기판 (9) 의 변형에 따라 보정되어도 된다.

또, 오토포커스 제어부 (43) 는, 패턴의 묘화에 있어서의 스테이지 (21) 의 주주사에 병행하여, 오토포커스 기구 (5) 에 오토포커스 동작을 실행시킨다 (스텝 S14). 이 때, 전환 데이터에 따라서 오토포커스 동작의 ON 상태와 OFF 상태가 전환된다. 따라서, 거리 측정부 (51) 의 측정 위치 (M1) 가, 기판 (9) 상의 경로 (K2) 를 (＋Y) 측에서 (-Y) 측을 향하여 이동하는 도 9a 의 좌측의 예에서는, 측정 위치 (M1) 가 패드 영역 (922a) 의 (＋Y) 측의 단부에 도달할 때에, 오토포커스 동작이 OFF 상태로 되고, 측정 위치 (M1) 가 패드 영역 (922a) 의 (-Y) 측의 단부에 도달할 때에, 오토포커스 동작이 ON 상태로 된다. 또, 측정 위치 (M1) 가 홀 영역 (921a) 의 (＋Y) 측의 단부에 도달할 때에, 오토포커스 동작이 OFF 상태로 되고, 측정 위치 (M1) 가 홀 영역 (921a) 의 (-Y) 측의 단부에 도달할 때에, 오토포커스 동작이 ON 상태로 된다. 또한, 측정 위치 (M1) 가 홀 영역 (921b) 의 (＋Y) 측의 단부에 도달할 때에, 오토포커스 동작이 OFF 상태로 되고, 측정 위치 (M1) 가 홀 영역 (921b) 의 (-Y) 측의 단부에 도달할 때에, 오토포커스 동작이 ON 상태로 된다.

이상과 같이, 도 9a 의 좌측의 예에서는, 오토포커스 동작을 실행하면서, 이간 거리 (D1) 의 측정 위치 (M1) 가, 기판 (9) 상의 비묘화 영역에 포함되는 패드 영역 (922a) 및 홀 영역 (921a, 921b) 에 중첩될 때에, 오토포커스 동작이 OFF 상태로 된다. 도 9b 의 좌측의 예도, 동일하며, 오토포커스 동작을 실행하면서, 이간 거리 (D1) 의 측정 위치 (M1) 가, 기판 (9) 상의 비묘화 영역에 포함되는 패드 영역 (922b) 및 홀 영역 (921c, 921d) 에 중첩될 때에, 오토포커스 동작이 OFF 상태로 된다. 상면 (91) 에 있어서의 묘화 대상 영역의 전체에 패턴이 묘화되면, 묘화 장치 (1) 에 있어서의 패턴의 묘화가 완료된다.

여기서, 스테이지 (21) 의 주주사에 병행하여, 오토포커스 동작을 상시 ON 상태로 하는 비교예의 묘화 장치에 대해 서술한다. 비교예의 묘화 장치에서는, 이간 거리 (D1) 의 측정 위치 (M1) 가, 기판 (9) 상의 홀 영역에 중첩될 때에, 수광부 (512) 에서 검출광의 반사광을 적절히 수광할 수 없다. 이 경우, 이간 거리 (D1) 가 검출 가능 범위를 초과하고 있는 것으로 판정되어 (이간 거리 (D1) 를 오검출하여), 오토포커스 기구 (5) 가, 묘화광의 초점 위치를 기판 (9) 의 상면 (91) 으로부터 크게 어긋난 위치에 배치하는 경우가 있다. 즉, 오토포커스 동작에 이상이 발생한다. 그 결과, 비묘화 영역인 당해 홀 영역을 통과한 직후의 묘화 영역에 있어서, 묘화광의 초점 위치를 상면 (91) 에 곧바로 맞출 수 없어, 패턴을 적절히 묘화할 수 없게 된다. 이간 거리 (D1) 의 측정 위치 (M1) 가, 기판 (9) 상의 패드 영역에 중첩될 때에도, 동일하게, 오토포커스 동작에 이상이 발생하는 경우가 있다.

비교예의 묘화 장치에 있어서, 이간 거리 (D1) 가 검출 가능 범위를 초과하고 있는 것으로 판정되는 경우, 묘화광의 초점 위치를 어긋나게 하는 양을 제한함으로써, 오토포커스 동작의 상기 이상의 발생을 방지하는 것도 생각할 수 있지만, 이 경우, 오토포커스 동작이 기판 (9) 의 큰 휨에 추종할 수 없게 된다. 이와 같이, 비교예의 묘화 장치에서는, 오토포커스 동작을 기판 (9) 의 큰 휨에 추종시키는 것과, 홀 영역 등에 있어서의 오토포커스 동작의 이상의 발생을 방지하는 것을 양립시키는 것은 곤란하다.

이에 대하여, 묘화 장치 (1) 의 오토포커스 제어부 (43) 는, 스테이지 (21) 의 주사 방향으로의 상대 이동에 병행하여, 오토포커스 기구 (5) 에 오토포커스 동작을 실행시킴과 함께, 이간 거리 (D1) 의 측정 위치 (M1) 가, 기판 (9) 상의 비묘화 영역에 포함되는 소정 영역에 중첩될 때에, 오토포커스 동작을 OFF 상태로 한다. 이로써, 당해 소정 영역에 있어서 오토포커스 동작에 이상이 발생하여, 묘화 영역에 있어서의 묘화에 영향이 발생하는 것을 방지 또는 억제할 수 있다. 묘화 장치 (1) 에서는, 오토포커스 동작을 기판 (9) 의 큰 휨에 추종시키는 것도 가능하다.

이간 거리 (D1) 의 오검출은, 측정 위치 (M1) 가 홀 영역에 중첩될 때에 발생하기 쉽기 때문에, 묘화 장치 (1) 에서는, 측정 위치 (M1) 가 홀 영역에 중첩될 때에만, 오토포커스 동작이 OFF 상태로 되어도 된다. 바꿔 말하면, 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하는 상기 소정 영역은, 적어도 홀 영역을 포함하는 것이 바람직하다. 이로써, 홀 영역에 있어서 오토포커스 동작에 이상이 발생하여, 묘화 영역에 있어서의 묘화에 영향이 발생하는 것을 방지 또는 억제할 수 있다.

그런데, 측정 위치 (M1) 가 홀 영역에 중첩될 때에만, 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하려면, 기판 (9) 상의 홀 영역만을 나타내는 화상 데이터 등이 필요해진다. 그러나, 회로 패턴의 설계 데이터에는 다양한 정보가 포함되어 있어, 홀 영역만을 나타내는 데이터를 준비하는 것은 용이하지 않다. 조작자가, 기판 (9) 을 촬상한 화상에 있어서, 기판 (9) 상에 있어서의 홀 영역의 위치 및 범위를 입력하는 것도 가능하지만, 번잡한 작업이 필요해진다.

이에 대하여, 묘화 장치 (1) 에서는, 솔더 레지스트층의 패턴 화상 (SR 패턴 화상 (8)) 을 나타내는 설계 데이터가 준비된다. 전환 데이터 생성부 (42) 에서는, 스테이지 (21) 의 주사 방향으로의 상대 이동에 의해 측정 위치 (M1) 가 통과하는 기판 (9) 상의 경로에 대응하는 SR 패턴 화상 (8) 상의 라인이 설정되고, 당해 라인에서의 패턴 영역 (82) 과 비패턴 영역 (81) 의 전환을 나타내는 전환 데이터가 생성된다. 오토포커스 제어부 (43) 에서는, 전환 데이터에 따라서 오토포커스 동작의 ON 상태와 OFF 상태가 전환된다. SR 패턴 화상 (8) 에서는, 모든 홀 영역이 비패턴 영역 (81) 에 포함되기 때문에, SR 패턴 화상 (8) (설계 데이터) 으로부터 전환 데이터를 생성함으로써, 측정 위치 (M1) 가 홀 영역에 중첩될 때에 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하는 것이, 보다 확실하게, 또한 용이하게 실현 가능해진다.

이미 서술한 바와 같이, 묘화 장치 (1) 의 용도는, 솔더 레지스트층의 패턴의 묘화에는 한정되지 않는다. 즉, 설계 데이터는, SR 패턴 화상 (8) 이외의 패턴 (회로 패턴 등) 을 나타내는 것이어도 된다. 이 경우에도, 설계 데이터로부터 전환 데이터를 생성함으로써, 측정 위치 (M1) 가 묘화 영역에 중첩될 때에 오토포커스 동작을 ON 상태로 하고, 측정 위치 (M1) 가 비묘화 영역에 중첩될 때에 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하는 제어를, 양호한 정밀도로 실시할 수 있다. 묘화 장치 (1) 에서는, 기판 (9) 상에 있어서 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하는 영역을 조작자가 입력하는 등, 설계 데이터를 사용하지 않는 수법도 제외되지 않는다.

다음으로, 바람직한 전환 데이터를 생성하는 수법에 대해 설명한다. 도 10a 및 도 10b 는, SR 패턴 화상의 일부를 나타내는 도면이다. 도 10a 및 도 10b 에 나타내는 비패턴 영역 (81) 은, 기판 (9) 상의 1 개의 홀 영역에 대응한다 (후술하는 도 11a 내지 도 11c 에 있어서 동일). 본 처리예에서는, 전환 데이터의 생성에 있어서, 라인 (L2) 을 따라, 패턴 영역 (82) 에서 비패턴 영역 (81) 으로 전환되는 점, 및 비패턴 영역 (81) 에서 패턴 영역 (82) 으로 전환되는 점을 검출할 때에, 검출광의 스폿의 크기 (직경) 가 고려된다.

구체적으로는, 전환 데이터 생성부 (42) 에서는, 기판 (9) 상에 있어서의 검출광의 스폿의 크기 (설계 상의 크기) 가 미리 설정된다. SR 패턴 화상 상에 있어서 당해 스폿에 대응하는 영역 (M20) (이하,「스폿 영역 (M20)」이라고 한다.) 을, 라인 (L2) 을 따라 도면의 상측에서 하측을 향하여 이동하는 경우, 스폿 영역 (M20) 의 외측 가장자리의 하측이 비패턴 영역 (81) 에 접할 때에 있어서의 스폿 영역 (M20) 의 중심의 위치 (P31) 가, 오토포커스 동작을 ON 상태에서 OFF 상태로 하는 위치로서 특정된다. 또, 스폿 영역 (M20) 의 전부가 비패턴 영역 (81) 과 중첩되지 않게 될 (스폿 영역 (M20) 의 외측 가장자리의 상측이 비패턴 영역 (81) 에 접할) 때에 있어서의 스폿 영역 (M20) 의 중심의 위치 (P32) 가, 오토포커스 동작을 OFF 상태에서 ON 상태로 하는 위치로서 특정된다. 이와 같이 하여, 전환 데이터가 생성된다.

라인 (L2) 이 비패턴 영역 (81) 의 대략 중앙을 통과하는 도 10a 의 예와, 라인 (L2) 이 비패턴 영역 (81) 의 중앙으로부터 우측으로 어긋난 위치를 통과하는 도 10b 의 예를 비교한 경우, 도 10b 의 예에서는, 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하는 위치 (P31) 가 도 10a 의 예보다 하측으로 어긋난다. 실제의 패턴의 묘화에서는, 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하는 위치가 (-Y) 측으로 어긋난다 (OFF 상태로 하는 타이밍이 늦어진다). 동일하게, 도 10b 의 예에서는, 오토포커스 동작을 ON 상태로 하는 위치 (P32) 가 도 10a 의 예보다 상측으로 어긋나 있어, 실제의 패턴의 묘화에서는, 오토포커스 동작을 ON 상태로 하는 위치가 (＋Y) 측으로 어긋난다 (ON 상태로 하는 타이밍이 빨라진다). 본 처리예에서는, 라인 (L2) 에서의 패턴 영역 (82) 과 비패턴 영역 (81) 의 전환을 스폿 영역 (M20) 을 사용하여 판정함으로써, 전환 데이터가 생성되어 있다고 파악하는 것이 가능하다.

이상과 같이, 묘화 장치 (1) 에서는, 검출광의 스폿의 크기를 고려하여 전환 데이터가 생성된다. 이로써, 기판 (9) 상에 있어서의 검출광의 스폿의 적어도 일부가 홀 영역에 중첩되고 있는 동안, 오토포커스 제어부 (43) 가, 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 홀 영역에 있어서 오토포커스 동작에 이상이 발생하여, 묘화 영역에 있어서의 묘화에 영향이 발생하는 것을 보다 확실하게 방지 또는 억제할 수 있다. 패드 영역 등, 비묘화 영역에 포함되는 다른 소정 영역에 있어서 오토포커스 동작에 이상이 발생하는 것을 방지 또는 억제하는 경우에도 동일하다. 묘화 장치 (1) 의 설계에 따라서는, 검출광의 스폿의 대략 전체가 소정 영역에 중첩되고 있는 동안에 있어서만, 오토포커스 동작이 OFF 상태로 되어도 된다.

다음으로, 다른 바람직한 전환 데이터를 생성하는 수법에 대해 설명한다. 도 11a 내지 도 11c 는, SR 패턴 화상의 일부를 나타내는 도면이다. 본 처리예에서는, 전환 데이터의 생성에 있어서, 라인 (L2) 을 따라, 패턴 영역 (82) 에서 비패턴 영역 (81) 으로 전환되는 점, 및 비패턴 영역 (81) 에서 패턴 영역 (82) 으로 전환되는 점을 검출할 때에, 검출광의 스폿의 크기, 및 폭 방향에 있어서의 거리 측정부 (51) 의 장착 오차 (장착 갭) 가 고려된다.

구체적으로는, 전환 데이터 생성부 (42) 에서는, 기판 (9) 상에 있어서의 검출광의 스폿의 크기, 및 장착 오차에 관한 설정값이 미리 설정된다. 당해 설정값은, 예를 들어 거리 측정부 (51) 의 장착 위치의 공차이다. 이로써, 도 11a 에 나타내는 바와 같이, SR 패턴 화상 상에 있어서, 당해 스폿에 대응하는 설계 상의 스폿 영역의 위치를, 설정값에 상당하는 범위에서 횡방향 양측으로 어긋나게 한 경우, 이들 스폿 영역의 전체를 포함하는 영역 (M30) (이하,「확장 스폿 영역 (M30)」이라고 한다.) 이 설정된다. 도 11a 내지 도 11c 에서는, 설계 상의 스폿 영역 (M20) 을 이점쇄선으로 나타내고 있다. 또, 확장 스폿 영역 (M30) 의 끝에 배치한 스폿 영역 (M20) (이하,「최대 어긋남의 스폿 영역 (M20)」이라고 한다.) 을 실선으로 나타냄과 함께 내부에 평행 사선을 부여하고 있다.

계속해서, 확장 스폿 영역 (M30) 을 라인 (L2) 을 따라 도면의 상측에서 하측을 향하여 이동하는 경우, 도 11b 에 나타내는 바와 같이, 확장 스폿 영역 (M30) 의 외측 가장자리의 하측이 비패턴 영역 (81) 에 접할 때에 있어서의 설계 상의 스폿 영역 (M20) (이점쇄선으로 나타내는 스폿 영역 (M20)) 의 중심의 위치 (P41) 가, 오토포커스 동작을 ON 상태에서 OFF 상태로 하는 위치로서 특정된다. 또, 도 11c 에 나타내는 바와 같이, 확장 스폿 영역 (M30) 의 전부가 비패턴 영역 (81) 과 중첩되지 않게 될 (확장 스폿 영역 (M30) 의 외측 가장자리의 상측이 비패턴 영역 (81) 에 접할) 때에 있어서의 설계 상의 스폿 영역 (M20) 의 중심의 위치 (P42) 가, 오토포커스 동작을 OFF 상태에서 ON 상태로 하는 위치로서 특정된다. 이와 같이 하여, 전환 데이터가 생성된다.

여기서, 도 11b 에서는, 설계 상의 스폿 영역 (M20) 은, 비패턴 영역 (81) 에 중첩되고 있지 않지만, 거리 측정부 (51) 의 장착 오차에 의해, 최대 어긋남의 스폿 영역 (M20) 과 같이, 실제의 검출광의 스폿에 대응하는 스폿 영역이, 종방향의 위치 (P41) 에서 비패턴 영역 (81) 에 중첩될 가능성이 있다. 따라서, 라인 (L2) 상의 위치 (P41) 가 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하는 위치가 된다. 이 경우, 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하는 위치가, 설계 상의 스폿 영역 (M20) 만을 사용하여 결정하는 위치보다 (＋Y) 측으로 어긋나게 된다 (OFF 상태로 하는 타이밍이 빨라진다).

또, 도 11c 에서는, 도면의 종방향에 관하여 위치 (P42) 보다 상측의 위치에서 설계 상의 스폿 영역 (M20) 이, 비패턴 영역 (81) 에 중첩되고 있지 않은 상태로 되어 있지만, 최대 어긋남의 스폿 영역 (M20) 과 같이, 당해 위치에서는, 실제의 검출광의 스폿에 대응하는 스폿 영역이, 비패턴 영역 (81) 에 중첩되고 있었을 가능성이 있다. 따라서, 확장 스폿 영역 (M30) 의 전부가 비패턴 영역 (81) 과 중첩되지 않게 되는 라인 (L2) 상의 위치 (P42) 가 오토포커스 동작을 ON 상태로 하는 위치가 된다. 이 경우, 오토포커스 동작을 ON 상태로 하는 위치가, 설계 상의 스폿 영역 (M20) 만을 사용하여 결정하는 위치보다 (-Y) 측으로 어긋나게 된다 (ON 상태로 하는 타이밍이 늦어진다). 본 처리예에서는, 라인 (L2) 에서의 패턴 영역 (82) 과 비패턴 영역 (81) 의 전환을 확장 스폿 영역 (M30) 을 사용하여 판정함으로써, 전환 데이터가 생성되어 있다고 파악하는 것이 가능하다.

도 11a 내지 도 11c 의 예에서는, 폭 방향에 있어서의 거리 측정부 (51) 의 장착 오차가 고려되기 때문에, 폭 방향에 대응하는 횡방향으로 연장되는 확장 스폿 영역 (M30) 이 설정되지만, 주사 방향에 대응하는 종방향으로도 연장되는 확장 스폿 영역이 설정되어, 폭 방향 및 주사 방향에 있어서의 거리 측정부 (51) 의 장착 오차가 고려되어도 된다. 또, 종방향으로만 연장되는 확장 스폿 영역이 설정되어, 주사 방향만에 있어서의 거리 측정부 (51) 의 장착 오차가 고려되어도 된다.

이상과 같이, 묘화 장치 (1) 에서는, 검출광의 스폿의 크기, 및 거리 측정부 (51) 의 장착 오차를 고려하여 전환 데이터가 생성된다. 이로써, 폭 방향 또는/및 주사 방향에 관하여, 설계 상의 검출광의 스폿의 영역을 설정값만큼 확장시킨 영역의 적어도 일부가 홀 영역에 중첩되고 있는 동안, 오토포커스 제어부 (43) 가, 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하는 것이 가능해진다. 그 결과, 홀 영역에 있어서 오토포커스 동작에 이상이 발생하여, 묘화 영역에 있어서의 묘화에 영향이 발생하는 것을 더욱 확실하게 방지 또는 억제할 수 있다. 패드 영역 등, 비묘화 영역에 포함되는 다른 소정 영역에 있어서 오토포커스 동작에 이상이 발생하는 것을 방지 또는 억제하는 경우에도 동일하다.

상기 묘화 장치 (1) 및 묘화 방법에서는 다양한 변형이 가능하다.

이미 서술한 바와 같이, 묘화 장치 (1) 는, 솔더 레지스트층의 패턴 이외의 패턴의 묘화에 이용되어도 된다. 패턴이 묘화되는 기판 (9) 은, 홀 영역이 형성되지 않는 기판이어도 된다. 또, 기판 (9) 은, 프린트 배선 기판 이외에, 반도체 기판이나 유리 기판 등이어도 된다.

상기 실시형태 및 각 변형예에 있어서의 구성은, 서로 모순되지 않는 한 적절히 조합되어도 된다.

발명을 상세하게 묘사하여 설명하였지만, 이미 서술한 설명은 예시적으로서 한정적인 것은 아니다. 따라서, 본 발명의 범위를 일탈하지 않는 한, 다수의 변형이나 양태가 가능하다고 할 수 있다.

1 : 묘화 장치
5 : 오토포커스 기구
8 : 패턴 화상
9 : 기판
11 : 컴퓨터
21 : 스테이지
22 : 스테이지 이동 기구
31 : 묘화 헤드
42 : 전환 데이터 생성부
43 : 오토포커스 제어부
51 : 거리 측정부
81 : 비패턴 영역
82 : 패턴 영역
120 : 프로그램
921, 921a ∼ 921d : 홀 영역
D1 : 이간 거리
K1 ∼ K3 : 경로
L2 : 라인
M1 : 측정 위치
S11 ∼ S14 : 스텝

Claims

패턴을 묘화하는 묘화 장치로서,
기판을 유지하는 스테이지와,
상기 스테이지 상의 기판을 향하여 변조된 묘화광을 출사하는 묘화 헤드와,
상기 스테이지를 상기 묘화 헤드에 대하여 상대적으로, 또한 상기 기판을 따른 주사 방향으로 연속적으로 이동시키는 이동 기구와,
상기 기판에 수직인 방향에 있어서 상기 묘화 헤드에 있어서의 기준 위치와 상기 기판 사이의 이간 거리를 측정함과 함께, 상기 이간 거리에 기초하여 상기 묘화 헤드로부터 출사되는 상기 묘화광의 초점 위치를 상기 기판에 맞추는 오토포커스 동작을 실시하는 오토포커스 기구와,
상기 스테이지의 상기 주사 방향으로의 상대 이동에 병행하여, 상기 오토포커스 기구에 상기 오토포커스 동작을 실행시킴과 함께, 상기 이간 거리의 측정 위치가, 상기 기판 상의 비묘화 영역에 포함되는 소정 영역에 중첩될 때에, 상기 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하는 오토포커스 제어부를 구비하는, 묘화 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 소정 영역이, 적어도 홀 영역을 포함하는, 묘화 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 기판에 묘화해야 할 패턴 화상을 나타내는 설계 데이터가 준비되어 있고, 상기 스테이지의 상기 주사 방향으로의 상대 이동에 의해 상기 이간 거리의 측정 위치가 통과하는 상기 기판 상의 경로에 대응하는 상기 패턴 화상 상의 라인을 설정하고, 상기 라인에서의 패턴 영역과 비패턴 영역의 전환을 나타내는 전환 데이터를 생성하는 전환 데이터 생성부를 추가로 구비하고,
상기 오토포커스 제어부가, 상기 전환 데이터에 따라서 상기 오토포커스 동작의 ON 상태와 OFF 상태를 전환시키는, 묘화 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 오토포커스 기구가, 상기 기판을 향하여 검출광을 출사함과 함께 상기 기판으로부터의 상기 검출광의 반사광을 수광하여 상기 이간 거리를 측정하는 거리 측정부를 구비하고,
상기 기판 상에 있어서의 상기 검출광의 스폿의 적어도 일부가 상기 소정 영역에 중첩되고 있는 동안, 상기 오토포커스 제어부가, 상기 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하는, 묘화 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 주사 방향에 수직이고 또한 상기 기판을 따른 폭 방향, 또는/및, 상기 주사 방향에 관하여, 설계 상의 상기 검출광의 스폿의 영역을 설정값만큼 확장시킨 영역의 적어도 일부가 상기 소정 영역에 중첩되고 있는 동안, 상기 오토포커스 제어부가, 상기 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하는, 묘화 장치.
묘화 장치를 사용하여 패턴을 묘화하는 묘화 방법으로서,
상기 묘화 장치가,
기판을 유지하는 스테이지와,
상기 스테이지 상의 기판을 향하여 변조된 묘화광을 출사하는 묘화 헤드와,
상기 스테이지를 상기 묘화 헤드에 대하여 상대적으로, 또한 상기 기판을 따른 주사 방향으로 연속적으로 이동시키는 이동 기구와,
상기 기판에 수직인 방향에 있어서 상기 묘화 헤드에 있어서의 기준 위치와 상기 기판 사이의 이간 거리를 측정함과 함께, 상기 이간 거리에 기초하여 상기 묘화 헤드로부터 출사되는 상기 묘화광의 초점 위치를 상기 기판에 맞추는 오토포커스 동작을 실시하는 오토포커스 기구를 구비하고,
상기 묘화 방법이,
a) 상기 이동 기구에 의해 상기 스테이지를 상기 주사 방향으로 상대 이동시키면서, 상기 묘화 헤드에 의해 상기 기판에 패턴을 묘화하는 공정과,
b) 상기 a) 공정에 병행하여, 상기 오토포커스 기구에 상기 오토포커스 동작을 실행시킴과 함께, 상기 이간 거리의 측정 위치가, 상기 기판 상의 비묘화 영역에 포함되는 소정 영역에 중첩될 때에, 상기 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하는 공정을 구비하는, 묘화 방법.
묘화 장치를 사용하여 패턴을 묘화하는, 기록 매체에 기록된 프로그램으로서,
상기 묘화 장치가,
기판을 유지하는 스테이지와,
상기 스테이지 상의 기판을 향하여 변조된 묘화광을 출사하는 묘화 헤드와,
상기 스테이지를 상기 묘화 헤드에 대하여 상대적으로, 또한 상기 기판을 따른 주사 방향으로 연속적으로 이동시키는 이동 기구와,
상기 기판에 수직인 방향에 있어서 상기 묘화 헤드에 있어서의 기준 위치와 상기 기판 사이의 이간 거리를 측정함과 함께, 상기 이간 거리에 기초하여 상기 묘화 헤드로부터 출사되는 상기 묘화광의 초점 위치를 상기 기판에 맞추는 오토포커스 동작을 실시하는 오토포커스 기구를 구비하고,
상기 프로그램의 컴퓨터에 의한 실행은, 상기 컴퓨터에,
a) 상기 이동 기구에 의해 상기 스테이지를 상기 주사 방향으로 상대 이동시키면서, 상기 묘화 헤드에 의해 상기 기판에 패턴을 묘화하는 공정과,
b) 상기 a) 공정에 병행하여, 상기 오토포커스 기구에 상기 오토포커스 동작을 실행시킴과 함께, 상기 이간 거리의 측정 위치가, 상기 기판 상의 비묘화 영역에 포함되는 소정 영역에 중첩될 때에, 상기 오토포커스 동작을 OFF 상태로 하는 공정을 실행시키는, 기록 매체에 기록된 프로그램.