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【発明の名称】 描画システム
【発明者】 【氏名】三好 久司

【要約】 【課題】基板等の被描画体の変形に応じて描画位置を適切に補正し、精度よく描画パターンを形成する。

【構成】DMDなどの光変調素子を用いた描画装置において、CCDを使って4つのアライメント穴の位置を計測する。そして、描画データの位置座標、すなわち描画位置を、基準矩形Z0の一対の辺TA1、TA2および一対の辺TB1、TB1からの距離の比(m:nおよびM:N)を維持するように、変形後の四角形Zの一対の辺TA1、TA2および一対の辺B1、TB1に対し、X,Y方向に沿ってシフトさせる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光源と、
被描画体に対して規定される座標系に基づいた位置座標をもつ描画データに従って、光源からの照明光を変調する少なくとも1つの光変調素子と、
相対する第1の一対の基準辺と第2の一対の基準辺から成る基準矩形の頂点を構成するように前記被描画体に設定された4つの計測用指標の位置を、被描画体が変形した状態で計測可能な計測手段と、
計測された前記4つの計測用指標を頂点し、前記第1の一対の基準辺に応じた第1の一対の変動辺と前記第2の一対の基準辺に応じた第2の一対の変動辺から構成される変形矩形に基づいて、描画データの位置座標を補正し、補正描画データを生成する補正手段と、
補正描画データに基づいて描画パターンを形成するように、前記光変調素子を制御する描画処理手段とを備え、
前記補正手段が、前記第1の一対の変動辺から前記第2の一対の基準辺に沿った描画データの補正位置までの距離の比が、前記第1の一対の基準辺から前記第2の一対の基準辺に沿った描画データの基準位置までの距離の比と一致させるとともに、前記第2の一対の変動辺から前記第1の一対の基準辺に沿った描画データの補正位置までの距離の比が、前記第2の一対の基準辺から前記第1の一対の基準辺に沿った描画データの基準位置までの距離の比と一致させるように、前記描画データの位置座標を補正することを特徴とする描画システム。
【請求項2】
前記第1及び第2の一対の基準辺が、前記座標系を規定する互いに直交な第1、第2の軸にそれぞれ平行になるように、前記4つの計測用指標が設定されることを特徴とする請求項1に記載の描画システム。
【請求項3】
前記光変調素子が、二次元的に規則的に配列された複数の光変調素子から構成されることを特徴とする請求項1に記載の描画システム。
【請求項4】
前記描画データが、ベクタデータであることを特徴とする請求項1に記載の描画システム。
【請求項5】
相対する第1の一対の基準辺と第2の一対の基準辺から成る基準矩形の頂点を構成するように前記被描画体に設定された4つの計測用指標の位置を、被描画体が変形した状態で計測可能な計測手段と、
計測された前記4つの計測用指標を頂点し、前記第1の一対の基準辺に応じた第1の一対の変動辺と前記第2の一対の基準辺に応じた第2の一対の変動辺から構成される変形矩形に基づいて、描画データの位置座標を補正し、補正描画データを生成する補正手段とを備え、
前記補正手段が、前記第1の一対の変動辺から前記第2の一対の基準辺に沿った描画データの補正位置までの距離の比が、前記第1の一対の基準辺から前記第2の一対の基準辺に沿った描画データの基準位置までの距離の比と一致させるとともに、前記第2の一対の変動辺から前記第1の一対の基準辺に沿った描画データの補正位置までの距離の比が、前記第2の一対の基準辺から前記第1の一対の基準辺に沿った描画データの基準位置までの距離の比と一致させるように、前記描画データの位置座標を補正することを特徴とする描画データ補正装置。
【請求項6】
相対する第1の一対の基準辺と第2の一対の基準辺から成る基準矩形の頂点を構成するように前記被描画体に設定された4つの計測用指標の位置を、被描画体が変形した状態で計測可能な計測手段と、
計測された前記4つの計測用指標を頂点し、前記第1の一対の基準辺に応じた第1の一対の変動辺と前記第2の一対の基準辺に応じた第2の一対の変動辺から構成される変形矩形に基づいて、描画データの位置座標を補正し、補正描画データを生成する補正手段とを機能させ、
前記第1の一対の変動辺から前記第2の一対の基準辺に沿った描画データの補正位置までの距離の比が、前記第1の一対の基準辺から前記第2の一対の基準辺に沿った描画データの基準位置までの距離の比と一致させるとともに、前記第2の一対の変動辺から前記第1の一対の基準辺に沿った描画データの補正位置までの距離の比が、前記第2の一対の基準辺から前記第1の一対の基準辺に沿った描画データの基準位置までの距離の比と一致させるように、前記描画データの位置座標を補正するように、前記補正手段を機能させることを特徴とするプログラム。
【請求項7】
相対する第1の一対の基準辺と第2の一対の基準辺から成る基準矩形の頂点を構成するように前記被描画体に設定された4つの計測用指標の位置を、被描画体が変形した状態で計測し、
計測された前記4つの計測用指標を頂点し、前記第1の一対の基準辺に応じた第1の一対の変動辺と前記第2の一対の基準辺に応じた第2の一対の変動辺から構成される変形矩形に基づいて、描画データの位置座標を補正し、補正描画データを生成する描画データ補正方法であって、
前記第1の一対の変動辺から前記第2の一対の基準辺に沿った描画データの補正位置までの距離の比が、前記第1の一対の基準辺から前記第2の一対の基準辺に沿った描画データの基準位置までの距離の比と一致させるとともに、前記第2の一対の変動辺から前記第1の一対の基準辺に沿った描画データの補正位置までの距離の比が、前記第2の一対の基準辺から前記第1の一対の基準辺に沿った描画データの基準位置までの距離の比と一致させるように、前記描画データの位置座標を補正することを特徴とする描画データ補正方法。
【請求項8】
1)ブランクスである基板に感光材料を塗布し、
2)塗布された基板に対して描画処理を実行し、
3)描画処理された基板に対して現像処理をし、
4)現像処理された基板に対してエッチングまたはメッキ処理をし、
5)エッチングまたはメッキ処理された基板に対して感光材料の剥離処理をする基板の製造方法であって、
描画処理において、請求項7に記載された描画データ補正方法によって描画データを補正することを特徴とする基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
本発明は、原版となるフォトマスク(レクチル)、あるいは直接的にプリント基板やシリコンウェハ等の被描画体へ回路パターン等のパターンを形成する描画装置に関する。特に、基板の変形に応じて描画位置を補正する処理に関する。
【背景技術】
【0002】
基板等の被描画体の製造工程では、フォトレジスト等の感光材料を塗布した被描画体に対してパターン形成のための描画処理が実行され、現像処理、エッチングまたはメッキ処理、レジスト剥離等の工程を経て、被描画体にパターンが形成される。例えば、LCD、DMD、SLM(Spatial Light Modulators)など光変調素子を二次元的に配列させた光変調ユニットを使用する描画装置では、光変調ユニットによる照射スポット(以下では、露光エリアという)を基板に対して相対的に走査させるとともに、描画パターンに応じて各光変調素子を所定のタイミングで制御する。
【0003】
基板自体が熱処理、積層によって変形することから、アライメント調整用のマークが設けられており、基板が変形された状態で計測された位置決めマークに基づいてパターンの描画位置が補正される。特に、一枚の基板に対して小サイズの描画パターンを複数個割り当てて描画する場合、各描画パターンの描画領域に対してその四隅に矩形を構成するアライメントマークを設定し、実際に計測されたアライメントマークの位置に基づいて基板変形による重心の位置のオフセット、描画領域の回転傾斜角などを算出する。そして、算出されたデータに基づいて描画位置を補正する(特許文献1、2参照)。
【特許文献1】特開2005−300628号公報
【特許文献2】特開2000−122303号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
基板の変形具合は不均一であるため、各描画領域の中心付近とそれ以外、例えば境界付近とでは基板の変形方向、変形量などの変形具合が異なる。したがって、重心位置など描画領域の代表的な位置(中心位置など)に関する変動量に基づいてその領域内にある各描画データの描画位置を補正した場合、境界付近の描画位置に関しては適切な位置補正がなされず、基板の変形に合わせたパターンを精度よく形成することができない。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の描画システムは、基板の変形に応じて描画データの位置を適切に補正する描画システムであり、光源と、被描画体に対して規定される座標系に基づいた位置座標をもつ描画データに従って、光源からの照明光を変調する少なくとも1つの光変調素子とを備える。例えば、ベクタデータのような位置座標情報をもつ描画データの位置座標を修正し、ラスタデータ等に変換して描画処理を実行すればよい。また、光変調素子としては、例えば、DMD、LCDなど複数の光変調素子を二次元的に規則的に配列させて構成すればよい。
【0006】
また、描画システムは、被描画体に設定された4つの計測用指標の位置を、被描画体が変形した状態で計測可能な計測手段と、描画データの位置座標を補正した描画データ(補正描画データ)を生成する補正手段と、補正描画データに基づいて描画パターンを形成するように、光変調素子を制御する描画処理手段とを備える。
【0007】
被描画体の変形前においては、基準矩形の頂点を構成するように計測用指標が被描画体上に設定されている。ここで、基準矩形は、略長方形あるいは略正方形なる矩形によって構成され、相対する一対の平行な辺(以下では、第1の一対の基準辺という)と他方の一対の平行辺(以下では、第2の一対の基準辺という)から成る矩形を示す。計測用指標としては、例えば、マークを被描画体に印づけ、あるいは計測用の孔を被描画体に形成すればよい。基準矩形の領域は、例えば基板に複数の描画パターンを割り当てて描画処理する場合には、各描画パターンの描画領域として定められる。座標計算を容易にするため、1及び第2の一対の基準辺が、座標系を規定する互いに直交な第1、第2の軸(X軸、Y軸)にそれぞれ平行であるように、4つの計測用指標を設定すればよい。
【0008】
被描画体が変形すると、計測された4つの計測用指標を頂点とする、完全な矩形から形の崩れた四角形(以下では、変形矩形という)が規定され、変形矩形は、第1の一対の基準辺に応じた一対の辺(以下では、第1の一対の変動辺という)と、第2の一対の基準辺に応じた一対の辺(以下では、第2の一対の変動辺という)から構成される。
【0009】
本発明では、補正手段が、描画データの位置座標によって規定される描画位置を、一対の辺からの距離比を維持するように、所定の位置(補正位置)へ修正する。そこでは、第1の一対の変動辺から第2の一対の基準辺に沿った描画データの補正描画位置までの距離の比が、第1の一対の基準辺から第2の一対の基準辺に沿った描画データの基準位置までの距離の比と一致させるとともに、第2の一対の変動辺から第1の一対の基準辺に沿った描画データの補正位置までの距離の比が、第2の一対の基準辺から第1の一対の基準辺に沿った描画データの基準位置までの距離の比と一致させる。例えば基準矩形が、第1、第2の軸に平行である場合、第1および第2の軸に沿って一対の辺からの距離比が同じになるように描画位置が補正される。基準矩形の互いに垂直な辺に沿って描画位置の移動量を算出するため、対象となる描画位置における被描画体の変形方向、変形量に応じた補正位置が算出され、描画領域内の描画位置が同一の補正量で補正されるのではなく、各描画位置に合った位置へ補正される。
【0010】
本発明の描画データ補正装置は、相対する第1の一対の基準辺と第2の一対の基準辺から成る基準矩形の頂点を構成するように被描画体に設定された4つの計測用指標の位置を、被描画体が変形した状態で計測可能な計測手段と、計測された4つの計測用指標を頂点し、第1の一対の基準辺に応じた第1の一対の変動辺と第2の一対の基準辺に応じた第2の一対の変動辺から構成される変形矩形に基づいて、描画データの位置座標を補正し、補正描画データを生成する補正手段とを備え、補正手段が、第1の一対の変動辺から第2の一対の基準辺に沿った描画データの補正位置までの距離の比が、第1の一対の基準辺から第2の一対の基準辺に沿った描画データの基準位置までの距離の比と一致させるとともに、第2の一対の変動辺から第1の一対の基準辺に沿った描画データの補正位置までの距離の比が、第2の一対の基準辺から第1の一対の基準辺に沿った描画データの基準位置までの距離の比と一致させるように、描画データの位置座標を補正することを特徴とする。
【0011】
本発明のプログラムは、相対する第1の一対の基準辺と第2の一対の基準辺から成る基準矩形の頂点を構成するように被描画体に設定された4つの計測用指標の位置を、被描画体が変形した状態で計測可能な計測手段と、計測された4つの計測用指標を頂点し、第1の一対の基準辺に応じた第1の一対の変動辺と第2の一対の基準辺に応じた第2の一対の変動辺から構成される変形矩形に基づいて、描画データの位置座標を補正し、補正描画データを生成する補正手段とを機能させ、第1の一対の変動辺から第2の一対の基準辺に沿った描画データの補正位置までの距離の比が、第1の一対の基準辺から第2の一対の基準辺に沿った描画データの基準位置までの距離の比と一致させるとともに、第2の一対の変動辺から第1の一対の基準辺に沿った描画データの補正位置までの距離の比が、第2の一対の基準辺から第1の一対の基準辺に沿った描画データの基準位置までの距離の比と一致させるように、描画データの位置座標を補正するように、補正手段を機能させることを特徴とする。
【0012】
本発明の描画データ補正方法は、相対する第1の一対の基準辺と第2の一対の基準辺から成る基準矩形の頂点を構成するように被描画体に設定された4つの計測用指標の位置を、被描画体が変形した状態で計測し、計測された4つの計測用指標を頂点し、第1の一対の基準辺に応じた第1の一対の変動辺と第2の一対の基準辺に応じた第2の一対の変動辺から構成される変形矩形に基づいて、描画データの位置座標を補正し、補正描画データを生成する描画データ補正方法であって、第1の一対の変動辺から第2の一対の基準辺に沿った描画データの補正位置までの距離の比が、第1の一対の基準辺から第2の一対の基準辺に沿った描画データの基準位置までの距離の比と一致させるとともに、第2の一対の変動辺から第1の一対の基準辺に沿った描画データの補正位置までの距離の比が、第2の一対の基準辺から第1の一対の基準辺に沿った描画データの基準位置までの距離の比と一致させるように、描画データの位置座標を補正することを特徴とする。
【0013】
本発明の基板の製造方法は、1)ブランクスである基板に感光材料を塗布し、2)塗布された基板に対して描画処理を実行し、3)描画処理された基板に対して現像処理をし、4)現像処理された基板に対してエッチングまたはメッキ処理をし、5)エッチングまたはメッキ処理された基板に対して感光材料の剥離処理をする基板の製造方法であって、描画処理において、上記描画データ補正方法によって描画データを補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、基板等の被描画体の変形に応じて描画位置を適切に補正し、精度よく描画パターンを形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
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。
【0016】
図1は、本実施形態である描画システムを模式的に示した斜視図である。図2は、描画装置に設けられた露光ユニットを模式的に示した図である。図3は、露光エリアEAの相対移動、すなわち露光エリアEAによる走査を示した図である。
【0017】
描画システムは、描画装置10を備える。描画装置10は、フォトレジスト等の感光材料を表面に塗布した基板SWへ光を照射することによって回路パターンを形成する装置であり、ゲート状構造体12、基台14を備える。基台14にはX−Yステージ18を支持するX−Yステージ駆動機構19が搭載されており、X−Yステージ18上には基板SWが設置されている。ゲート状構造体12には、基板SWの表面に回路パターンを形成するための露光ユニット20が設けられており、X−Yステージ18の移動に合わせて露光ユニット20が動作する。
【0018】
また、描画システムは、X−Yステージ18の移動および露光ユニット20の動作を制御する描画制御部30を備える。描画制御部30は、制御ユニット30A、キーボード30B、モニタ30Cによって構成されており、オペレータが露光条件等を設定する。基板SWは、例えばシリコンウェハ、フィルム、ガラス基板、あるいは銅貼積層板であり、プリペーグ処理、フォトレジストの塗布等の処理が施されたブランクスの状態でX−Yステージ18に搭載される。ここでは、ネガ型のフォトレジストが基板SWの表面に形成されている。
【0019】
基板SWには、4つの同一サイズの描画パターンを形成するため、4つの描画領域が割り当てられており、各描画領域GRの四隅には、描画位置をアライメント調整するためのアライメント孔AMが形成されている。ゲート状構造体12には、アライメント孔AMの位置を検出するためのCCD13が基板SWの方向を向くように取り付けられており、X−Yステージ18の移動に従ってアライメント穴AMを検出する。基板SWに対しては、互いに直交なX−Y座標系が規定されており、X−Y座標系に基づいてアライメント調整が行われる。ここでは、主走査方向をX方向、副走査方向をY方向とする。
【0020】
図2に示すように、露光ユニット20は、光源21、DMD(Digital Micro-mirror Device)22、および露光用光学系として照明光学系24、結像光学系26を備えており、光源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が配置されている。半導体レーザなどの光源21は、一定の強度でビームを連続的に放射し、放射された光は照明光学系24へ導かれる。照明光学系24は、拡散板24Aとコリメータレンズ24Bから構成されており、ビームLBが照明光学系24を通過すると、DMD22を全体的に照明する光束からなる光に成形される。なお、図2に示すDMD22だけでなく、複数のDMDが主走査方向(X方向)に沿って配置されており、光源22から放射されるビームは各DMDへ光ファイバ(図示せず)を介して伝達される。
【0021】
DMD22は、マイクロメートル(μm)のオーダである微小のマイクロミラーがマトリクス状に配列された光変調ユニットであり、各マイクロミラーは、静電界作用により回転変動する。本実施形態では、DMD22はM×N個のマイクロミラーがマトリクス状に配列されることによって構成されており、以下では配列(i,j)の位置に応じたマイクロミラーを“Xij”(1 ≦ i ≦ M,1 ≦ j ≦ N)と表す。例えば、1024×768のマイクロミラーによってDMD22が構成される。
【0022】
マイクロミラーXijは、光源21からのビームLBを基板SWの露光面SUの方向へ反射させる第1の姿勢と、露光面SU外の方向へ反射させる第2の姿勢いずれかの姿勢で位置決めされ、制御ユニット30Aからの制御信号に従って姿勢が切り替えられる。マイクロミラーXijが第1の姿勢で位置決めされている場合、マイクロミラーXij上で反射した光は、結像光学系26の方向へ導かれる。模式的に示した結像光学系26は、2つの凸レンズとリフレクタレンズ(図示せず)から構成されており、結像光学系26を通った光は、フォトレジスト層が形成されている露光面SUの所定領域を照射する。
【0023】
一方、マイクロミラーXijが第2の姿勢で位置決めされた場合、マイクロミラーXで反射した光は光吸収板(図示せず)の方向へ導かれ、露光面SUには光が照射されない。以下では、マイクロミラーXijが第1の姿勢で支持されている状態をON状態、第2の姿勢で支持されている状態をOFF状態と定める。
【0024】
結像光学系26の倍率は、ここでは1倍に定められているため、1つのマイクロミラーXijによる照射スポットYijのサイズ(幅、高さ)は、マイクロミラーXijのサイズと一致する。マイクロミラーXijの副走査方向(Y方向)に対応する高さをh、走査方向(X方向)に対応する幅をlと表すと、l×hのサイズを有する照射スポット(以下では、微小スポットという)になる。マイクロミラーXijは正方形状であり(h=l)、また、パターンの線幅に対してマイクロミラーXijのサイズは非常に微小であって、一片の長さは数μm〜数十μmに定められている。
【0025】
DMD22のサイズは、テレビジョンの表示規格に従って定められ、DMD22の主走査方向に対応する方向を横方向、副走査方向に対応する方向を縦方向と規定し、幅(横方向長さ)および高さ(縦方向長さ)をそれぞれ「W」、「K」と表すと、DMD22のアスペクト比(横縦比W:K)は3:4と定められる。
【0026】
X−Yステージ18が停止した状態ですべてのマイクロミラーがON状態である場合、露光面SU上には、所定サイズを有するスポットEAが当たる(以下では、このスポット領域を露光エリアという)。結像光学系26の倍率は1倍であることから、D×R=K×W(=(M×h)×(N×l))の関係が成り立つ。
【0027】
DMD22ではマイクロミラーXijがそれぞれ独立してON/OFF制御されるため、DMD22全体に照射した光は、各マイクロミラーにおいて選択的に反射された光の光束から構成される光となる。その結果、露光面SU上において露光エリアEAが位置する任意の領域Ewには、その場所に形成すべき回路パターンに応じた光が照射される。ラスタ走査に従い、X−Yステージ18は一定速度で移動し、これに伴い、露光エリアEAは主走査方向(X方向)に沿って露光面SU上を相対的に一定速度で移動し、回路パターンが主走査方向(X方向)に沿って形成されていく。
【0028】
X−Yステージ18が一定速度で移動している間、微小スポットの照射位置Yijをずらす、すなわちオーバラップさせるように露光動作が実行される。すなわち、所定の露光動作時間間隔(露光周期)で繰り返し光を投影開始させるためのマイクロミラーXijのON切替制御が実行されるとともに、X方向に並んだデジタルマイクロミラーが順番に所定のエリアへ向けて光を投影する際、順次照射する微小スポットの位置が部分的に重なるように(オーバラップするように)露光動作時間隔、走査速度が定められる。ここでは、マイクロミラーXijの微小スポットYijの幅lに応じた区間lを露光エリアEAが移動するにかかる時間よりも短い時間間隔で露光動作が実行される。
【0029】
このような露光動作のタイミング制御により、基板SWが一定速度で相対的に移動する間、露光エリアEAが距離d(<l)だけ進む毎に露光エリアの動作が繰り返し実行される。また、1回の露光動作の中で、各マイクロミラーのON状態が継続されている時間は、露光エリアEAが距離dだけ進むのに掛かる時間よりも短くなるように、マイクロミラーが制御される。ここでは、露光エリアEAが距離Ld(<d)だけ進む時間だけマイクロミラーがON状態に維持され、残りの距離を露光エリアEAが移動する間、各マイクロミラーはOFF状態にある。
【0030】
1つの走査バンドSBに沿って走査が終了すると、Y方向(副走査方向)へX−Yステージ18が距離Dだけ移動し、次の走査バンドを相対移動していく(図3参照)。露光エリアEAが往復しながらすべての走査バンドを走査すると、描画処理が終了する。描画処理後には、現像処理、エッチング又はメッキ、レジスト剥離処理などが施され、回路パターンが形成された基板が製造される。
【0031】
図4は、描画システムのブロック図である。
【0032】
描画制御部30の制御ユニット30Aは、システムコントロール回路32、DMD制御部34、ステージ位置制御部38、アライメントマーク検出部40、データ演算部42、光源制御部44とを備え、CPU、RAM、ROM等を含むシステムコントロール回路32は、描画装置10全体を制御し、光源21から光を放出するために光源制御部44へ制御信号を送るとともに、DMD制御部34に対して露光タイミングを制御するための制御信号を出力する。DMD制御部34は、あらかじめROMに格納された描画処理用プログラムに従ってDMD22を制御する。
【0033】
回路パターンデータは、ベクタデータ(CAMデータ)としてワークステーション(図示せず)から制御ユニット30Aのデータ入力部41へ入力され、一時的にメモリであるデータバッファ43に記憶される。パターンデータがデータ演算部42に送られると、ベクタデータがラスタ走査に応じたラスタデータに変換され、DMD制御部34に送られる。ベクタデータは、描画パターンの位置座標情報をもったデータであり、X−Y座標系に基づいた位置座標のデータをもつ。ラスタデータは、マイクロミラーのON/OFFいずれかを示す2値化データであり、回路パターンの2次元ドットパターンとして表される。
【0034】
DMD制御部34では、ラスタデータが露光エリアEAの相対位置に合わせて所定のタイミングで順次読み出される。すなわち、読み出された2次元ドットデータとステージ位置制御部38から送られてくる露光エリアEAの相対位置情報に基づいて、マイクロミラーをON/OFF制御する制御信号がDMD22へ出力される。ステージ位置制御部38は、モータ(図示せず)を備えたX−Yステージ駆動機構19を制御し、これによってX−Yステージ18の移動速度等が制御される。また、ステージ位置制御部38は、露光エリアEAのX−Yステージ18に対する相対的位置を検出する。
【0035】
CCD13から読み出されたアライメント穴AMの検出信号がアライメントマーク検出部40へ送信されることによってアライメント穴AMの位置情報が検出され、アライメント穴AMの位置情報はデータバッファ43を介してデータ演算部42へ送られる。データ演算部42では、アライメント穴AMの位置情報に基づいて、ベクタデータの位置座標を補正し、補正されたベクタデータに基づいてラスタデータが生成される。
【0036】
図5、図6は、描画位置の補正処理プロセスを示した図である。
【0037】
基板SWの1つの描画領域GR内にアライメント穴を形成するとき、X−Y座標系に沿って平行な矩形Z0(基準矩形)の頂点を構成するように、4つのアライメント穴AM0〜AM0が位置決めされる。ここでは、矩形Z0を一点鎖線で表している。
【0038】
フォトレジストを塗布した基板SWをX−Yテーブル18に置いて描画処理を行うとき、熱等の原因によって基板SWが変形し、アライメント穴AM0〜AM0の位置がずれる。ここでは、X−Y座標系から見た変形後のアライメント穴(以下では、計測アライメント穴という)を符号「AM〜AM」で表し、計測アライメント穴AM〜AMを頂点として構成される四角形Z(変形矩形)を破線で表す。
【0039】
本実施形態では、矩形Z0の各辺の方向、すなわちX方向、Y方向に沿った基板SWの変形量を考慮し、描画データの位置座標を補正する。まず、長方形である矩形Z0と変形した四角形Zとに基づいて、相対する辺に沿った2つの台形を構成する。
【0040】
基準矩形Z0のX方向に沿って平行な一対の辺TA1、TA2を通る直線と、計測アライメント穴AM、AMおよび計測アライメント穴AM、AMをそれぞれ通り、基準矩形Z0のY方向に沿って平行な一対の辺TB1、TB2に対応する一対の辺SB1、SB2を通る直線との交点をQ1、Q2、Q3、Q4とし、平行な一対の辺TA1、TA2上に上底、下底をもち、Q1、Q2、Q3、Q4を頂点とする台形SQ1を規定する(実線で表す)。
【0041】
同様に、基準矩形Z0のY方向に沿って平行な一対の辺TB1、TB2を通る直線と、計測アライメント穴AM、AMおよび計測アライメント穴AM、AMをそれぞれ通り、基準矩形Z0のX方向に沿って平行な一対の辺TA1、TA2に対応する一対の辺SA1、SA2を通る直線との交点をR1、R2、R3、R4とし、平行な一対の辺TB1、TB2上に上底、下底をもち、R1、R2、R3、R4を頂点とする台形SQ2(実線で表す)を規定する。
【0042】
図6に示すように、描画領域GR内の任意の描画データの位置座標に応じた描画位置PDに関し、X方向の描画位置が、基準矩形Z0のX方向に沿った一対の辺TB1、TB2からの距離の比m:nの位置である場合、基板SWの変形後の描画データのX方向に沿った位置PD’xを、四角形Zの一対の辺SB1、SB2からの距離の比がm:nになる位置に設定する。
【0043】
同様に、Y方向の描画位置が、基準矩形Z0のX方向に沿った一対の辺TA1、TA2からの距離の比M:Nの位置である場合、基板SWの変形後のX方向に沿った位置PD’yを、四角形Zの一対の辺SA1、SA2からの距離の比がM:Nになる位置に設定する。
【0044】
そして、求められた描画データのX方向の位置PD’x、Y方向の位置PD’yに基づいて、描画データの基板変形後の位置PD’(PD’x、PD’y)を補正位置として設定する(図6参照)。描画データの補正位置PD’は、元の位置PDにおけるX方向、Y方向に沿った基板SWの変形方向、変形量に依存する。
【0045】
図7は、描画処理のフローチャートである。図8は、設定されたアライメント穴と計測アライメント穴の座標を示した図である。図9は、補正後の描画データの位置PPを示した図である。
【0046】
ステップS101では、ワークステーション等から描画データであるベクタデータが描画システム30に送信され、データバッファ43に一時的に格納される。ステップS102では、アライメントマーク検出部40において、計測されたアライメント穴の位置座標が検出される。そして、ステップS103では、計測されたアライメント穴の位置座標に基づき、以下に示す計算処理が実行される。
【0047】
図8に示すように、変形前の基準アライメント穴の位置座標を、H0(xh0、yh0)、H1(xh1、yh1)、H2(xh2、yh2)、H3(xh3、yh3)とし、変形後の計測アライメント穴の位置座標を、M0(xm0、ym0)、M1(xm1、ym1)、M2(xm2、ym2)、M3(xm3、ym3)とすると、アライメント穴H3、H0を結ぶ直線とY座標上の切片“b03”はyh0となり、アライメント穴H1、H2を結ぶ直線とY座標上の切片“b12”は、yh1となる。また、アライメント穴H2、H3を結ぶ直線とX座標上の切片“b23”はxh2となり、アライメント穴H1、H0を結ぶ直線とX座標上の切片b10は、xh1となる。
【0048】
一方、変形後の計測アライメント穴M3、M0を通る直線の傾きA03とY座標上の切片B03は、それぞれ以下の式によって求められる。

A03=(ym0−ym3)/(xm0−xm3) ・・(1)
B03=ym0−A03×xm0 ・・(2)

同様に、計測アライメント穴M1、M2を通る直線の傾きA12とY座標上の切片B12は、それぞれ以下の式によって求められる。

A12=(ym1−ym2)/(xm1−xm2) ・・(3)
B12=ym1−A12×xm1 ・・(4)

【0049】
さらに、変形後の計測アライメント穴M2、M3を通る直線の傾きA23とX座標上の切片B23は、それぞれ以下の式によって求められる。ただし、X座標に対する傾きをここでは求めている。

A23=(xm2−xm3)/(ym2−ym3) ・・(5)
B23=xm2−A23×ym2 ・・(6)

【0050】
同様に、変形後の計測アライメント穴M1、M0を通る直線の傾きA10とX座標上の切片B10は、それぞれ以下の式によって求められる。

A10=(xm1−xm0)/(ym1−ym0) ・・(7)
B10=xm1−A10×ym1 ・・(8)

ステップS103が実行されると、ステップS104へ進む。
【0051】
ステップS104では、以下に示す計算処理によって描画データの位置座標が補正され、補正された描画データがデータバッファ43に格納される。
【0052】
補正前の描画データの位置座標をP(x,y)、補正後の描画データの位置座標をPP(x’,y’)とする。また、P(x,y)を通ってX軸に平行な直線と変形前のアライメント穴H2、H3を通る直線およびアライメント穴H1、H0を通る直線との交点を、それぞれPhl(xhl,y)、Phr(xhr,y)とし、P(x,y)を通ってY軸に平行な直線と変形前のアライメント穴M2、M3を通る直線およびアライメント穴M1、M0を通る直線との交点を、それぞれPml(xml,y)、Pmr(xmr,y)とすると、補正後の描画データのX座標x’は、以下の式で求められる。

x’=(x−xhl)×xsc+xml ・・(9)

ただし、
xhl=b23 ・・(10)
xhr=b10 ・・(11)
xml=A23×y+B23 ・・(12)
xsc=(xmr−xml)/(xhr−xhl) ・・(13)

なお、xscは、描画データの位置座標PのX方向に沿った基準矩形と変形矩形のスケール比を表す。
【0053】
同様に、P(x、y)を通ってY軸に平行な直線と変形前のアライメント穴H3、H0を通る直線およびアライメント穴H2、H1を通る直線との交点を、それぞれPhd(x,yhd)、Phh(x,yhu)とし、P(x、y)を通ってY軸に平行な直線と変形前のアライメント穴M3、M0を通る直線およびアライメント穴M2、M1を通る直線との交点を、それぞれPmd(x,ymd)、Pmh(x,ymu)とすると、補正後の描画データのY座標y’は、以下の式で求められる。

y=(y−yhd)ysc+ymd ・・(14)

ただし、
yhd=b03 ・・(15)
yhu=b12 ・・(16)
ymd=A03×x+B03 ・・(17)
ymu=A12×x+B12 ・・(18)
ysc=(ymu−ymd)/(xhu−xhd) ・・(19)

また、yscは、描画データの位置座標PのY方向に沿った基準矩形と変形矩形のスケール比を表す。
【0054】
このような描画データの位置補正が各描画データに対して施される。そして、ステップS105では、補正されたベクタデータに基づいてラスタデータが生成され、ラスタデータに基づいてDMD22がON/OFF制御される。
【0055】
以上のように本実施形態によれば、描画データの位置座標、すなわち描画位置が、基準矩形Z0の一対の辺TA1、TA2および一対の辺TB1、TB1からの距離の比(m:nおよびM:N)を維持するように、変形後の四角形Zの一対の辺TA1、TA2および一対の辺B1、TB1に対し、X,Y方向に沿ってシフトされる。これにより、その描画位置の基板の変形方向、変形量といった変形状態に適した位置へ補正することができ、描画領域の各描画位置が基板の変形に合わせて適切に補正される。
【0056】
ベクタデータ以外の描画データに基づいて補正を行ってもよい。また、DMD以外のLCDといった光変調素子を適用してもよい。さらには、AOMなどの光変調素子でレーザビームを走査させる描画装置に適用してもよい。描画位置に関しては、描画領域内に限定されず、領域外でも可能である。この場合、一対の辺からの距離の内分比の代わりに、外分比を用いればよい。
【0057】
4つのアライメント穴を矩形の頂点位置からずらして設定してもよい。この場合、(1)〜(4)式において、H1〜H4を結ぶ直線のX,Y方向に対する傾きを考慮する。XY座標に平行でない矩形に対しても、座標変換等によって補正処理してもよい。
【図面の簡単な説明】
【0058】
【図1】本実施形態である描画システムを模式的に示した斜視図である。
【図2】描画装置に設けられた露光ユニットを模式的に示した図である。
【図3】露光エリアの相対移動、すなわち露光エリアによる走査を示した図である。
【図4】描画システムのブロック図である。
【図5】描画位置の補正処理プロセスの前半部を示した図である。
【図6】描画位置の補正処理プロセスの後半部を示した図である。
【図7】描画処理のフローチャートである。
【図8】設定されたアライメント穴と計測アライメント穴の座標を示した図である。
【図9】補正後の描画データの位置を示した図である。
【符号の説明】
【0059】
10 描画装置
20 露光ユニット
21 光源
22 DMD(光変調ユニット)
30 描画制御部
30A 制御ユニット
32 システムコントロール回路
34 DMD制御部
38 ステージ位置制御部
40 アライメントマーク検出部
42 データ演算部
43 データバッファ
SW 基板(被描画体)
EA 露光エリア
ij デジタルマイクロミラー(光変調素子)
ij 微少スポット(露光スポット)
TA1、TA2 一対の辺(第1の一対の基準辺)
TB1、TB2 一対の辺(第2の一対の基準辺)
SA1、SA2 一対の辺(第1の一対の変動辺)
SB1、SB2 一対の辺(第2の一対の変動辺)
Z0 基準矩形
Z 四角形(変形矩形)
AM〜AM 計測アライメント穴(計測用指標)
PD 描画位置
PD’ 補正位置
X X座標(第1の軸)
Y Y座標(第2の軸)
【出願人】 【識別番号】000128496
【氏名又は名称】株式会社オーク製作所
【出願日】 平成18年6月26日(2006.6.26)
【代理人】 【識別番号】100090169
【弁理士】
【氏名又は名称】松浦 孝

【識別番号】100124497
【弁理士】
【氏名又は名称】小倉 洋樹

【識別番号】100127306
【弁理士】
【氏名又は名称】野中 剛

【識別番号】100129746
【弁理士】
【氏名又は名称】虎山 滋郎

【識別番号】100132045
【弁理士】
【氏名又は名称】坪内 伸


【公開番号】 特開2008−3441(P2008−3441A)
【公開日】 平成20年1月10日(2008.1.10)
【出願番号】 特願2006−174884(P2006−174884)