JP2006301301A - 搬送誤差計測方法、校正方法、描画方法、露光描画方法、描画装置及び露光描画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ワークの搬送に伴う蛇行やピッチング振動等による描画位置のずれを高精度に計測して、描画処理に反映させる。
【解決手段】計測用ワーク３６ａを露光ヘッドに対して相対的に搬送する第１の搬送部１００と、計測用ワーク３６ａに対して複数のテストパターン画像を露光ヘッドによって連続的に描画する第１の描画部１０２と、計測用ワーク３６ａに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて少なくとも計測用ワーク３６ａの相対的な搬送誤差を計測する計測部１０４と、前記搬送誤差に基づいて、描画タイミングと画像の変形に関する情報を作成する補正部１０６と、正規のワーク３６を露光ヘッドに対して相対的に搬送する第２の搬送部１０８と、正規のワーク３６に対して描画すべき画像を、補正部１０６にて作成された情報に基づいて描画する第２の描画部１１０とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば製造工程に投入されるワークへの画像描画に先立って、該ワークの搬送誤差を計測する搬送誤差計測方法と、ワークへの画像描画に関する描画位置を校正する校正方法と、前記ワークへの画像描画を行う描画方法と、前記ワークへの画像描画を露光によって行う露光描画方法と、前記ワークに対して画像描画を行う描画装置と、前記ワークへの画像描画を露光によって行う露光描画装置に関する。

例えば、所望の画像パターンに従ってレーザビームを制御し、シート状の感光材料を露光走査することにより、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等のフィルタやプリント基板を製造する露光装置が開発されている。図２６は、このような露光装置２００の概略構成を示す（特許文献１参照）。

露光装置２００は、例えば６本の脚部２０２により支持される長方形状の定盤２０４と、定盤２０４上に配設された２本のガイドレール２０６ａ、２０６ｂに沿って移動可能な移動ステージ２０８と、定盤２０４上に配設される門型のコラム２１０と、コラム２１０に固定され、移動ステージ２０８に位置決めされた露光対象物２１２（ワーク）をレーザビームにより照射するスキャナ２１４とを備える。

ワーク２１２は、移動ステージ２０８と共に矢印方向に移動される一方、スキャナ２１４から出力されるレーザビームが矢印方向と直交する方向に照射されることで、二次元画像が記録される。

ここで、スキャナ２１４は、例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）等の空間光変調素子をパターンジェネレータとする複数の露光ヘッドからなり、各露光ヘッドにより二次元画像パターンを高精細且つ高速度に記録するように構成されている。

ＤＭＤは、制御信号に応じて反射面の角度が変化する多数のマイクロミラーをシリコン等の半導体基板上に二次元的に配列したミラーデバイスであり、レーザ光源から出力されたレーザビームをコリメータレンズでコリメートした後、反射面の角度が制御されたＤＭＤによって選択的に反射させ、マイクロレンズアレーを介してワーク２１２上に集光させることにより、二次元画像パターンの記録が行われる。

つまり、ワーク２１２に形成される二次元画像パターン（単に、画像パターンと記す）は、各露光ヘッドから出射されたレーザビームによる複数の画像の配列によって形成される。もちろん、複数の画像を直線上に配列して線状の画像パターンを形成することも可能である。

特開２００４−６２１５５号公報

ところで、ワーク２１２へのパターン描画のために移動ステージ２０８を移動させると、移動によって移動ステージ２０８に蛇行が発生して移動ステージ２０８に位置ずれが生じ、ワーク２１２に描画されるパターンに歪みが生じるという問題がある。この蛇行とは、移動ステージ２０８の移動によって発生する移動ステージ２０８のワーク載置面に対して移動方向と交差する方向へのずれをいい、移動によって移動ステージのワーク載置面が交差する方向にずれるため、露光ヘッドからワーク２１２上に光ビームが照射される位置のずれとなる。

また、ワーク２１２を載置した移動ステージ２０８をパターン描画のために移動させると、移動によって移動ステージ２０８にピッチング振動が発生して、移動ステージ２０８に位置ずれが生じ、ワーク２１２に描画されるパターンに歪みが生じるという問題がある。このピッチング振動とは、移動ステージ２０８の垂直方向への円弧状の振り子振動をいい、移動ステージ２０８のワーク載置面を傾斜させてしまうため、移動ステージ２０８の上方から照射される光ビームの光路長が変化し、この変化分が移動ステージ２０８のワーク載置面の走査ピッチのずれとなる。

さらに、移動ステージ２０８が移動すると、移動ステージ２０８にはヨーイング動作（移動ステージ２０８の移動方向への動作）に起因して、各位置に微妙に異なる蛇行動作が発生したり、各位置に微妙に異なるピッチング振動が発生する。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、ワークの搬送に伴う蛇行やピッチング振動等による描画位置のずれを高精度に計測することができ、例えばその後のワークへの画像描画や露光を高精度に行わせることができる搬送誤差計測方法及び校正方法を提供することを目的とする。

また、本発明の他の目的は、ワークの搬送に伴う蛇行やピッチング振動等による描画位置のずれを高精度に計測し、その計測結果を描画画像に論理的に反映させて、前記蛇行やピッチング振動等による露光位置のずれを解消することができ、ワークへの画像描画や露光を高精度、且つ、低コストで行うことができる描画方法、露光描画方法、描画装置及び露光描画装置を提供することを目的とする。

本発明に係る搬送誤差計測方法は、ワークが保持されたステージを描画部に対して相対的に搬送する搬送ステップと、前記ワークに対して複数のテストパターン画像を前記描画部によって描画する描画ステップと、前記ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて少なくとも前記ワークの相対的な搬送誤差を計測する計測ステップとを有することを特徴とする。

これにより、ワークの搬送に伴う蛇行やピッチング振動等による描画位置のずれを高精度に計測することができ、例えばその後のワークへの画像描画や露光を高精度に行わせることができる。

そして、前記方法において、前記計測ステップは、前記ワークに連続的に描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて計測を行うようにしてもよい。

前記描画ステップは、前記描画部による多重描画によって前記複数のテストパターン画像を前記ワークに描画するようにしてもよいし、前記描画部の一部の領域内の画素を使用して前記複数のテストパターン画像を前記ワークに描画するようにしてもよい。

また、前記計測ステップは、前記ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて、前記ワークの相対的な搬送方向と直交する方向における基準位置から前記テストパターン画像の前記方向に沿ったずれ量を計測するようにしてもよい。

前記計測ステップは、前記ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて、前記ワークの相対的な搬送方向における基準位置から前記テストパターン画像の前記搬送方向に沿ったずれ量を計測するようにしてもよい。

また、前記描画ステップは、前記描画部における前記ワークの相対的な搬送方向と直交する方向に沿って離れた少なくとも２つの領域内の画素をそれぞれ使用して前記ワークに描画するようにしてもよい。

前記計測ステップは、前記ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて、前記ワークの相対的な搬送方向又は該搬送方向と直交する方向に対する回転成分を計測するようにしてもよい。

次に、本発明に係る校正方法は、上述した本発明に係る搬送誤差計測方法を用いて前記描画部による描画位置を校正することを特徴とする。

これにより、ワークの搬送に伴う蛇行やピッチング振動等による描画位置のずれを高精度に計測することができ、例えばその後のワークへの画像描画や露光を高精度に行わせることができる。

次に、本発明に係る描画方法は、計測用ワークが保持されたステージを描画部に対して相対的に搬送する第１の搬送ステップと、前記計測用ワークに対して複数のテストパターン画像を前記描画部によって描画する第１の描画ステップと、前記計測用ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて少なくとも前記計測用ワークの相対的な搬送誤差を計測する計測ステップと、前記計測ステップにて計測された前記搬送誤差に基づいて、前記描画部の描画に関する情報を作成する補正ステップと、前記ステージに正規のワークを保持して前記描画部に対して相対的に搬送する第２の搬送ステップと、前記正規のワークに対して描画すべき画像を前記補正ステップにて作成された前記描画に関する情報に基づいて描画する第２の描画ステップとを有することを特徴とする。

これにより、ワークの搬送に伴う蛇行やピッチング振動等による描画位置のずれを高精度に計測し、その計測結果を描画画像に論理的に反映させて、前記蛇行やピッチング振動等による露光位置のずれを解消することができ、ワークへの画像描画や露光を高精度、且つ、低コストで行うことができる。

そして、前記方法において、前記計測ステップは、前記計測用ワークに連続的に描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて計測を行うようにしてもよい。

また、前記第１の描画ステップは、前記描画部による多重描画によって前記複数のテストパターン画像を前記計測用ワークに描画するようにしてもよいし、前記描画部の一部の領域内の画素を使用して前記複数のテストパターン画像を前記計測用ワークに描画するようにしてもよい。

また、前記計測ステップは、前記計測用ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて、前記計測用ワークの相対的な搬送方向と直交する方向における基準位置から前記テストパターン画像の前記方向に沿ったずれ量を計測するようにしてもよい。

前記計測ステップは、前記計測用ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて、前記計測用ワークの相対的な搬送方向における基準位置から前記テストパターン画像の前記搬送方向に沿ったずれ量を計測するようにしてもよい。

また、前記描画部は、１以上の描画ヘッドを有し、前記補正ステップは、前記計測ステップにて計測された前記搬送誤差に基づいて、前記描画すべき画像データを前記描画ヘッド毎に論理的に変形し、その変形に関する情報を情報テーブルとして作成するテーブル作成ステップを有し、前記第２の描画ステップは、前記情報テーブルに格納された前記変形に関する情報に基づいて前記正規のワークに前記描画すべき画像を描画するようにしてもよい。

また、前記描画部は、１以上の描画ヘッドを有し、前記補正ステップは、前記計測ステップにて計測された前記搬送誤差に基づいて、前記描画すべき画像データにおける前記描画ヘッド毎の読み出し開始アドレスを論理的に変更し、該アドレス変更に関する情報を情報テーブルとして作成するテーブル作成ステップを有し、前記第２の描画ステップは、前記情報テーブルに格納された前記アドレス変更に関する情報に基づいて前記正規のワークに前記描画すべき画像を描画するようにしてもよい。

また、前記第１の描画ステップは、前記描画部における前記計測用ワークの相対的な搬送方向と直交する方向に沿って離れた少なくとも２つの領域内の画素をそれぞれ使用して前記計測用ワークに描画するようにしてもよい。

前記計測ステップは、前記計測用ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて、前記計測用ワークの相対的な搬送方向又は該搬送方向と直交する方向に対する回転成分を計測し、前記補正ステップは、前記描画部の描画に関する情報を前記回転成分を反映させて作成するようにしてもよい。

次に、本発明に係る露光描画方法は、上述した本発明に係る描画方法を用いて少なくとも前記正規のワークに露光を行うことを特徴とする。

これにより、ワークの搬送に伴う蛇行やピッチング振動等による描画位置のずれを高精度に計測し、その計測結果を描画画像に論理的に反映させて、前記蛇行やピッチング振動等による露光位置のずれを解消することができ、ワークへの画像描画や露光を高精度、且つ、低コストで行うことができる。

次に、本発明に係る描画装置は、計測用ワークが保持されたステージを描画部に対して相対的に搬送する第１の搬送手段と、前記計測用ワークに対して複数のテストパターン画像を前記描画部によって描画する第１の描画手段と、前記計測用ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて少なくとも前記計測用ワークの相対的な搬送誤差を計測する計測手段と、前記計測ステップにて計測された前記搬送誤差に基づいて、前記描画部の描画に関する情報を作成する補正手段と、前記ステージに正規のワークを保持して前記描画部に対して相対的に搬送する第２の搬送手段と、前記正規のワークに対して描画すべき画像を前記補正ステップにて作成された前記描画に関する情報に基づいて描画する第２の描画手段とを有することを特徴とする。

これにより、ワークの搬送に伴う蛇行やピッチング振動等による描画位置のずれを高精度に計測し、その計測結果を描画画像に論理的に反映させて、前記蛇行やピッチング振動等による露光位置のずれを解消することができ、ワークへの画像描画や露光を高精度、且つ、低コストで行うことができる。

そして、前記描画装置において、前記計測手段は、前記計測用ワークに連続的に描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて計測を行うようにしてもよい。

また、前記第１の描画手段は、前記描画部による多重描画によって前記複数のテストパターン画像を前記計測用ワークに描画するようにしてもよいし、前記描画部の一部の領域内の画素を使用して前記複数のテストパターン画像を前記計測用ワークに描画するようにしてもよい。

また、前記計測手段は、前記計測用ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて、前記計測用ワークの相対的な搬送方向と直交する方向における基準位置から前記テストパターン画像の前記方向に沿ったずれ量を計測するようにしてもよい。

前記計測手段は、前記計測用ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて、前記計測用ワークの相対的な搬送方向における基準位置から前記テストパターン画像の前記搬送方向に沿ったずれ量を計測するようにしてもよい。

また、前記描画部は、１以上の描画ヘッドを有し、前記補正手段は、前記計測手段にて計測された前記搬送誤差に基づいて、前記描画すべき画像データを前記描画ヘッド毎に論理的に変形し、その変形に関する情報を情報テーブルとして作成するテーブル作成手段を有し、前記第２の描画手段は、前記情報テーブルに格納された前記変形に関する情報に基づいて前記正規のワークに前記描画すべき画像を描画するようにしてもよい。

また、前記描画部は、１以上の描画ヘッドを有し、前記補正手段は、前記計測手段にて計測された前記搬送誤差に基づいて、前記描画すべき画像データにおける前記描画ヘッド毎の読み出し開始アドレスを論理的に変更し、該アドレス変更に関する情報を情報テーブルとして作成するテーブル作成手段を有し、前記第２の描画手段は、前記情報テーブルに格納された前記アドレス変更に関する情報に基づいて前記正規のワークに前記描画すべき画像を描画するようにしてもよい。

前記第１の描画手段は、前記描画部における前記計測用ワークの相対的な搬送方向と直交する方向に沿って離れた少なくとも２つの領域内の画素をそれぞれ使用して前記計測用ワークに描画するようにしてもよい。

前記計測手段は、前記計測用ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて、前記計測用ワークの相対的な搬送方向又は該搬送方向と直交する方向に対する回転成分を計測し、前記補正手段は、前記描画部の描画に関する情報を前記回転成分を反映させて作成するようにしてもよい。

次に、本発明に係る露光描画装置は、上述した本発明に係る描画装置を有し、少なくとも前記正規のワークに露光によって前記画像の描画を行うことを特徴とする。

これにより、ワークの搬送に伴う蛇行やピッチング振動等による描画位置のずれを高精度に計測し、その計測結果を描画画像に論理的に反映させて、前記蛇行やピッチング振動等による露光位置のずれを解消することができ、ワークへの画像描画や露光を高精度、且つ、低コストで行うことができる。

以上説明したように、本発明に係る搬送誤差計測方法及び校正方法によれば、ワークの搬送に伴う蛇行やピッチング振動等による描画位置のずれを高精度に計測することができ、例えばその後のワークへの画像描画や露光を高精度に行わせることができる。

また、本発明に係る描画方法、露光描画方法、描画装置及び露光描画装置によれば、ワークの搬送に伴う蛇行やピッチング振動等による描画位置のずれを高精度に計測し、その計測結果を描画画像に論理的に反映させて、前記蛇行やピッチング振動等による露光位置のずれを解消することができ、ワークへの画像描画や露光を高精度、且つ、低コストで行うことができる。

以下、本発明に係る搬送誤差計測方法、校正方法、描画方法、露光描画方法、描画装置及び露光描画装置を例えばＤＭＤを有するデジタル露光装置に適用した実施の形態例を図１〜図２５を参照しながら説明する。

本実施の形態に係る露光装置１０は、図１に示すように、例えば６つの脚部１２により支持される長方形状の定盤（基台）１４と、該定盤１４上に配設される２本のガイドレール１６ａ、１６ｂに沿って矢印Ａ、Ｂ方向に移動可能な移動ステージ１８と、定盤１４上に配設されるコラム２０ａ、２０ｂと、コラム２０ａ、２０ｂ間に固定されるスキャナ定盤２２と、該スキャナ定盤２２に位置決め固定される８組の露光ヘッド２４ａ〜２４ｈと、コラム２０ａ、２０ｂ間に固定されるカメラ定盤２６と、該カメラ定盤２６に位置決め固定される２台のアライメントカメラ２８ａ、２８ｂ（ＣＣＤカメラ等）とから基本的に構成される。少なくとも２つのコラム２０ａ、２０ｂとスキャナ定盤２２にて門型のヘッド保持構成体３０が構成される。

移動ステージ１８は、定盤１４上に配設されたガイドレール１６ａ、１６ｂに沿って移動する移動台座３２と、該移動台座３２の上面部に昇降機構３４を介して配設され、露光対象物であるワーク３６を位置決め保持する露光テーブル３８とを備える。ワーク３６としては、基板、感光材料、プリント基板、表示装置用基板、表示装置用フィルタ等が挙げられる。

また、図２に示すように、露光装置１０を制御する制御ユニット４０は、移動ステージ駆動部４２を制御して移動ステージ１８を移動させると共に、アライメントカメラ２８ａ、２８ｂにより撮影したワーク３６のアライメントマークに基づいて画像の記録位置を調整するアライメント部４４と、光源ユニット４６及び露光ヘッド２４ａ〜２４ｈを制御して、ワーク３６に所望の画像パターン（二次元画像の組み合わせ）を露光記録する露光処理部４８とを有する。この場合、図３に示すように、２列の千鳥状に配設された各露光ヘッド２４ａ〜２４ｈは、各露光エリア５０ａ〜５０ｈに対して複数の画素からなる二次元画像を同時に記録する。

図４に示すように、二次元画像の元となる１フレーム分の画像データ５２（ワークに描画される１枚の画像データ）は、１つのフレームメモリ５４に格納されており、ワーク３６への露光描画の際に、制御ユニット４０内にある画像分割部５６によって、図５に示すように、露光ヘッド２４ａ〜２４ｈの数に合わせて８つに分割されて（８つの画像データ５２ａ〜５２ｈ）、それぞれ対応するデータファイル５８ａ〜５８ｈに格納される。そして、各データファイル５４ａ〜５４ｈに格納されている画像データ５２ａ〜５２ｈがそれぞれ対応する露光ヘッド２４ａ〜２４ｈに供給されて、上述したように、ワーク３６に二次元画像が描画されることになる。

図２に示すように、移動ステージ１８の下部にはリニアエンコーダ６０が設けられており、移動ステージ１８の移動に伴って、リニアエンコーダ６０からパルスＰｉが出力され、このパルスＰｉにより移動ステージ１８のガイドレール１６ａ、１６ｂに沿った位置情報及び走査速度が検出可能となっている。

リニアエンコーダ６０は、移動ステージ１８が所定量（例えば、０．１μｍ）移動する毎にパルスＰｉを出力するようになっている。なお、制御ユニット４０での調整分解能を上げるため、図６Ａに示すように、０．１μｍピッチのパルスを２逓倍し、０．０５μｍピッチのパルスＰｉとして出力するようにしてもよい。

また、露光処理部４８は、移動ステージ１８の移動によって検出されるリニアエンコーダ６０からのパルスＰｉを例えば４０パルス分ずつカウントしてタイミングパルスＰｔとする。このタイミングパルスＰｔは露光ヘッド２４ａ〜２４ｈから光ビームが照射されるタイミングとなっている。つまり、タイミングパルスＰｔは、光照射タイミングでもある。従って、このタイミングパルスＰｔは、図６Ｂに示すように、２．０μｍ移動する毎に１回出力されこととなる。

図７に示すように、露光ヘッド２４ａ〜２４ｈには、例えば光源ユニット４６を構成する複数の半導体レーザから出力されたレーザビームＬａが合波され、光ファイバ６２を介して導入される。レーザビームＬａが導入された光ファイバ６２の出射端には、ロッドレンズ６４、反射ミラー６６及びデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）６８が順に配列される。ＤＭＤ６８は、レーザビームＬａを反射する多数のマイクロミラーを備えた空間光変調素子であり、制御ユニット４０からの駆動信号により各マイクロミラーが画像情報に応じて駆動制御される。

ＤＭＤ６８によるレーザビームＬａの反射側には、拡大光学系である第１結像光学レンズ７０、７２、ＤＭＤ６８の各マイクロミラーに対応して多数のレンズを配設したマイクロレンズアレー７４、等倍光学系である第２結像光学レンズ７６、７８及び焦点微調整機構であるプリズムペア８０が順に配列される。なお、マイクロレンズアレー７４の前後には、迷光を除去すると共に、レーザビームＬａを所定の径に調整するためのマイクロアパーチャアレー８２、８４が配設される。つまり、露光ヘッド２４ａ〜２４ｈは、ドット単位で制御され、ワーク３６に対してドットパターンを露光する。この実施の形態では、複数のドットパターンを用いて１画素の濃度を表現するようになっている。

また、図３及び図８Ｂに示すように、複数の露光ヘッド２４ａ〜２４ｈは、ｍ行ｎ列（例えば、２行４列）の略マトリックス状に配列されており、これら複数の露光ヘッド２４ａ〜２４ｈが移動ステージ１８の移動方向（以下、ステージ移動方向という）と直交する方向に配列される。本実施の形態では、ワーク３６の幅との関係で、２行で合計８個の露光ヘッドとした。また、移動ステージ１８の移動に伴って露光ヘッド２４ａ〜２４ｈが相対的に反対方向に移動することになるが、この方向を走査方向とする。

ここで、１つの露光ヘッド（例えば２４ｈ）による露光エリア５０ｈは、ステージ移動方向を短辺とする矩形状で、且つ、走査方向に対して所定の傾斜角で傾斜しており、移動ステージ１８の移動に伴い、ワーク３６には露光ヘッド２４ａ〜２４ｈ毎に帯状の露光済み領域が形成される（図８Ａ参照）。

上述した露光ヘッド２４ａ〜２４ｈは、例えば図９に示すように、二次元配列（例えば４×５）された２０個のドットによって形成される。

また、二次元配列のドットパターンは、走査方向に対して傾斜されていることで、走査方向に並ぶ各ドットが、走査方向と交差する方向に並ぶドット間を通過するようになっており、実質的なドット間ピッチを狭めることができ、高解像度化を図ることができる。特に、この実施の形態では、フレームメモリ５４に記録されている各行の画像データを８個の露光ヘッド２４ａ〜２４ｈに設けられた全てのドットあるいは一部のドットで描画するようになっている。つまり、例えば８個の露光ヘッド２４ａ〜２４ｈの全てのドットで１行ずつ画像データを描画していく形式となっている。

ここで、簡単に、実施の形態に係る露光装置１０の動作について図１等を参照しながら説明する。

先ず、制御ユニット４０は、移動ステージ駆動部４２（図２参照）を制御し、ワーク３６が位置決め固定された移動ステージ１８を、定盤１４のガイドレール１６ａ、１６ｂに沿って矢印Ａ方向に移動させる。移動ステージ１８がコラム２０ａ、２０ｂ間を通過する際、カメラ定盤２６に固定されたアライメントカメラ２８ａ、２８ｂは、ワーク３６の所定位置に予め記録されているアライメントマーク（図示せず）を撮影する。

制御ユニット４０は、撮影したアライメントマークの画像から、ワーク３６の位置ずれや変形等を検出し、ワーク３６に記録する画像情報に対する補正データを作成する。また、制御ユニット４０は、移動ステージ１８を構成する昇降機構３４を駆動して露光テーブル３８を昇降させると共に、露光ヘッド２４ａ〜２４ｈを構成するプリズムペア８０（図７参照）を制御し、露光ヘッド２４ａ〜２４ｈに対するワーク３６の焦点調整処理を行う。

次に、移動ステージ１８は、矢印Ｂ方向に移動し、露光ヘッド２４ａ〜２４ｈによる二次元画像パターン（単に、画像パターンと記す）の記録処理が行われる。すなわち、光源ユニット４６から出力されたレーザビームＬａは、光ファイバ６２を介して各露光ヘッド２４ａ〜２４ｈに導かれる。レーザビームＬａは、ロッドレンズ６４から反射ミラー６６を介してＤＭＤ６８に入射する。ＤＭＤ６８に入射したレーザビームＬａは、画像データ５２の情報に応じて制御された複数のマイクロミラーにより選択的に反射され、第１結像光学レンズ７０、７２により拡大された後、マイクロアパーチャアレー８２を介してマイクロレンズアレー７４に導かれる。マイクロレンズアレー７４は、各レーザビームＬａを第２結像光学レンズ７６、７８及びプリズムペア８０を介してワーク３６上に結像する。

ここで、制御ユニット４０における露光処理部４８での描画タイミングについて簡単に説明する。露光処理部４８は、図２に示すように、パルス計数回路８６と、レジスタ８８と、タイミング発生回路９０とを有する。そして、露光処理が開始されると、露光処理部４８において、移動ステージ１８の移動に伴って検出されるリニアエンコーダ６０からのパルスＰｉに基づいてタイミングパルスＰｔの出力タイミングが演算される。この演算は、パルス計数回路８６において、リニアエンコーダ６０からのパルスＰｉを計数し、レジスタ８８に格納されている計数値（例えば４０パルス）と一致した時点で、タイミング発生回路９０を活性させて該タイミング発生回路９０からタイミングパルスＰｔを出力させる。このタイミングパルスＰｔの出力タイミングに同期して、ＤＭＤ６８にレーザ光Ｌａが照射され、ＤＭＤ６８のマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光が光学系を介してワーク３６へと案内され、このワーク３６上に結像される。

ところで、移動ステージ１８には、移動に伴って蛇行やピッチング振動等が発生し、移動ステージ１８に位置ずれが生じるため、移動ステージ１８上のワーク３６に露光される画像に歪みが生じるという問題がある。

そこで、本実施の形態に係る露光装置１０における制御ユニット４０は、以下に示すソフトウェア及び／又はハードウェアによる機能部を有する。

すなわち、図２に示すように、制御ユニット４０は、第１の搬送部１００、第１の描画部１０２、計測部１０４、補正部１０６、第２の搬送部１０８、第２の描画部１１０とを有する。これらの構成並びに機能について図１０のフローチャート並びに図１１〜図２５も参照しながら説明する。

第１の搬送部１００は、アライメント部４４を制御して、計測に用いるワーク（以下、計測用ワーク３６ａと記す）が保持された移動ステージ１８を露光ヘッド２４ａ〜２４ｈに対して相対的に搬送させる。計測用ワーク３６ａは、上述したワーク３６（計測用ワークと区別するために正規のワーク３６という。）と同様の材料でもよいし、ガラス基板に感光材料が塗布されたものでもよい。

第１の描画部１０２は、露光処理部４８を制御して、計測用ワーク３６ａに対して複数のテストパターン画像１１２（図１１Ａ〜図１１Ｄ参照）を露光ヘッド２４ａ〜２４ｈによって連続的に描画する。もちろん、複数のテストパターン画像１１２を複数回に分割して描画するようにしてもよい。

具体的には、第１の搬送部１００は、図１０のステップＳ１において、計測用ワーク３６ａを保持した移動ステージ１８をリニアモータ（図示せず）の駆動力により、定盤１４のガイドレール１６ａ、１６ｂに沿って一方向（図１のＡ方向）に一定速度で移動する（往路移動）。この往路移動の際に、計測用ワーク３６ａに形成されているアライメントマークが検出される。このアライメントマークは、予め記憶されたマークと照合され、その位置関係に基づいて露光ヘッド２４ａ〜２４ｈによる露光開始時期が補正される。

また、第１の搬送部１００は、移動ステージ１８が往路端まで至った段階で、移動ステージ１８を今度は前記一方向とは逆方向（図１のＢ方向）に一定速度で移動する（復路移動）。そして、図１０のステップＳ２において、第１の描画部１０２は、移動ステージ１８の復路移動中に、露光処理部４８を制御して計測用ワーク３６ａへのテストパターン画像１１２の描画処理を開始する。

テストパターン画像１１２としては、例えば図１１Ａに示すように、円形の画像１１２ａや、図１１Ｂに示すように、複数の縦線が配列された画像１１２ｂや、図１１Ｃに示すように、複数の横線が配列された画像１１２ｃや、図１１Ｄに示すように、複数の縦線と横線が配列された画像１１２ｄ等がある。この中でも、円形の画像１１２ａは、その重心位置（中心位置）を計測するのが容易であり、基準位置からどの程度ずれているかを例えば三次元測定器やＣＣＤカメラ等を用いて容易に計測できるため、好ましい。これらのテストパターン画像１１２は、１つの露光ヘッド（２４ａ〜２４ｈのいずれか１つ）で描画するようにしてもよいし、複数の露光ヘッド（２４ａ〜２４ｈのいずれか）で描画するようにしてもよい。また、１つの露光ヘッド（２４ａ〜２４ｈのいずれか１つ）の一部の領域における画素にて描画するようにしてもよい。

さらに、本実施の形態で用いられる露光ヘッド２４ａ〜２４ｈは、上述したように、走査方向に対して傾斜させることで、多重露光を実現させることができる。すなわち、図１２Ａに示すように、露光ヘッド２４ａ〜２４ｈを走査方向に対してある程度の傾斜角をもたせた場合、図１２Ｂに示すように、各ドットは全て異なる位置を描画し、これによって、例えば１つの線分が描画されることになる（いわゆる１重描画）。一方、図１３Ａに示すように、露光ヘッド２４ａ〜２４ｈを図１２Ａの場合よりもさらに傾斜させると、図１３Ｂに示すように、多数のドットで同一位置を描画でき、重ね書きが実現できる（いわゆる多重描画）。図１３Ｂの例では、区間１１４で示す部分が２重描画となっている。

この多重描画によれば、各ドットの光強度分布にばらつきがあっても（欠陥も含む）、多重に描画することで、光強度分布を平均化することができ、例えば図１１Ａに示すような円形の画像１１２ａを高精度に描画することができ、その後の計測が容易になる。

そして、このテストパターン画像１１２の描画に当たっては、移動ステージ１８の移動に伴って出力されるリニアエンコーダ６０からのパルスＰｉを計数して、所定計数値となるたびに、テストパターン画像１１２を描画する。テストパターン画像１１２の配列ピッチは１０ｍｍや５０ｍｍ等が採用される。これにより、例えば図１１Ａに示すように、計測用ワーク３６ａには、複数のテストパターン画像１１２が走査方向に沿う形で描画されることになる。もちろん、テストパターン画像１１２の配列ピッチとして１ｍｍ等を採用して、帯状のテストパターン画像を形成するようにしてもよい。

そして、第１の描画部１０２によって、計測用ワーク３６ａに複数のテストパターン画像１１２を描画していく段階において、移動ステージ１８の移動に伴って移動ステージ１８に蛇行が発生し、また、移動ステージ１８にピッチング振動が発生して、移動ステージ１８に位置ずれが生じることとなる。さらに、移動ステージ１８にはヨーイング動作（移動ステージ１８の移動方向への動作）に起因して、各位置に微妙に異なる蛇行動作が発生したり、各位置に微妙に異なるピッチング振動が発生することとなる。

その結果、図１１Ａに示すように、第１の基準位置（テストパターン画像１１２の理想的な配列ピッチを基準にした位置であって、走査方向と直交する方向における基準位置：参照符号１１６で示す線）から左側あるいは右側にずれ、さらに、第２の基準位置（走査方向における基準位置：参照符号１１８で示す線）から上側（搬送方向上流側）あるいは下側（搬送方向下流側）にずれることとなる。例えば第１の基準位置１１６は、任意の位置を選択することができるが、その後の三次元測定器等で容易に計測できる位置が好ましい。また、第２の基準位置１１８は、第１の基準位置１１６上であって、かつ、テストパターン画像１１２の理想的な配列ピッチと同一の配列ピッチに位置されている。そして、テストパターン画像１１２はこれら第１の基準位置１１６及び第２の基準位置１１８の交点（便宜的に絶対基準１２０と記す）を目標に描画されることとなる。

そして、図１０のステップＳ３において、計測部１０４は、計測用ワーク３６ａに描画された複数のテストパターン画像１１２の描画状態に基づいて少なくとも計測用ワーク３６ａの相対的な搬送誤差を計測する。この計測に当たっては、移動ステージ１８上に保持されている計測用ワーク３６ａを例えばアライメントカメラ２８ａ、２８ｂにて撮影してテストパターン画像１１２の位置を計測するほか、テストパターン画像１１２の描画を終えた計測用ワーク３６ａを移動ステージ１８に保持したまま、あるいは、移動ステージ１８から取り外して別の計測用設備に運搬し、三次元測定器等を用いて精密にテストパターン画像１１２の位置を計測すること等がある。アライメントカメラ２８ａ、２８ｂによる撮影結果や三次元測定器による計測結果は、撮像データとしてあるいはオペレータによる数値入力等によって計測部１０４に供給される。

計測部１０４は、図１０のステップＳ４において、計測結果から各ずれ量を計算して対応するデータファイルに格納する。

すなわち、アライメントカメラ２８ａ、２８ｂによる撮影結果（撮像データ）や三次元測定器による計測結果（数値データ）に基づいて、各テストパターン画像１１２の中心位置の第１の基準位置１１６からのずれ量（走査方向と直交する方向のずれ量：第１のずれ量１２４ａ）を計算して、第１のデータファイル１２２ａ（図２参照）に格納し、各テストパターン画像１１２の中心位置のそれぞれ対応する第２の基準位置１１８からのずれ量（走査方向のずれ量：第２のずれ量１２４ｂ）を計算して、第２のデータファイル１１８ｂに格納する。

また、計測部１０４は、これらの計算結果に基づいて、図１４に示すように、テストパターン画像１１２の描画位置を結んだ包絡線１２６のデータを計算し、この包絡線１２６と絶対基準１２０とのずれ量、特に、走査方向と直交する方向に沿ったずれ量（第３のずれ量１２４ｃ）を計算して、第３のデータファイル１２２ｃに格納する。

なお、上述の例では、移動ステージ１８の移動に伴ってピッチング振動を生じることを前提にしているが、移動ステージ１８の機構によっては、ピッチング振動が生じない場合もある。つまり、光照射のタイミングをずらす必要がない場合がある。その場合には、計測部１０４は、第３のデータファイル１２２ｃを作成しない。

図２に示すように、補正部１０６は、少なくとも光照射補正部１２８と蛇行補正部１３０とを有する。

図１０のステップＳ５において、光照射補正部１２８は、第２のデータファイル１２２ｂに格納されている各テストパターン画像１１２毎の第２のずれ量１２４ｂに基づいて、光照射タイミングをずらすための情報を計算し、その結果を第１の情報テーブル１３２ａに格納する。すなわち、第１の情報テーブル１３２ａを作成する。

ここで、例えば、図１５に示すように、１つ目のテストパターン画像（５０ｍｍの地点）に＋４．５μｍ（「＋」は、１００ｍｍ地点に向けてずれていることを示す。以下、同様である。）の位置ずれが検出された場合、リニアエンコーダ６０からは移動ステージ１８が例えば０．０５μｍ移動する毎に２逓倍されたパルスＰｉが出力されるため、発生した＋４．５μｍのずれを補正するには、４．５μｍ／０．０５μｍ＝９０パルス分を減らす補正を行うことにより、０〜５０ｍｍ区間の間に生じたずれを補正することができる。また、２つ目のテストパターン画像（１００ｍｍの地点）に＋５．３μｍの位置ずれが検出された場合、１つ目のテストパターン画像から２つ目のテストパターン画像との間（５０〜１００ｍｍ区間）に＋５．３μｍ−４．５μｍ＝＋０．８μｍずれが大きくなっていることになる。従って、発生した０．８μｍのずれを補正するには、０．８μｍ／０．０５μｍ＝１６パルス分を減らす補正を行うことにより、５０〜１００ｍｍ区間の間に生じたずれを補正することができる。

以下、同様に、３つ目のテストパターン画像（１５０ｍｍの地点）に−１．２μｍの位置ずれ（「−」は、５０ｍｍ地点に向けてずれていることを示す。）が検出された場合、２つ目のテストパターン画像から３つ目のテストパターン画像との間（１００〜１５０ｍｍ区間）に−１．２μｍ−５．３μｍ＝−６．５μｍずれが大きくなっていることになる。従って、発生した−６．５μｍのずれを補正するには、−６．５μｍ／０．０５μｍ＝１３０パルス分を増やす補正を行うことにより、１００〜１５０ｍｍ区間の間に生じたずれを補正することができる。

そして、光照射補正部１２８は、上述した手順に従って、第２のデータファイル１２２ｂから各テストパターン画像１２２の第２のずれ量１２４ｂを読み出して、各間隔（０〜５０ｍｍ、５０〜１００ｍｍ、１００〜１５０ｍｍ・・・）に対応する補正パルス数を計算して、図１６に示すように、第１の情報テーブル１３２ａに格納する。

次に、図１０のステップＳ６において、蛇行補正部１３０は、第３のデータファイル１２２ｃに格納されている各テストパターン画像１１２毎の第３のずれ量１２４ｃに基づいて、１フレーム分の画像データ（正規のワーク３６に描画される１枚の画像データ）を変形するための情報（画像データの変形に関する情報）を計算し、その結果を第２の情報テーブル１３２ｂ及び第３の情報テーブル１３２ｃに格納する。すなわち、第２の情報テーブル１３２ｂ及び第３の情報テーブル１３２ｃを作成する。

もちろん、ピッチング振動による光照射タイミングのずれを考慮しない場合は、第１の情報テーブル１３２ａに格納されている各テストパターン画像１１２毎の第１のずれ量１２４ａに基づいて、１フレーム分の画像データを変形するための情報を計算する。

ここで２つの情報テーブル１３２ｂ及び１３２ｃを作成する意義について説明すると、図８Ｂに示すように、８個の露光ヘッド２４ａ〜２４ｈは、２行４列の配列で並んでおり、しかも、１行目の４つの露光ヘッド２４ａ〜２４ｄと２行目の４つの露光ヘッド２４ｅ〜２４ｈ間には無視できないほどの距離Ｌが存在している。つまり、１行目の露光ヘッド２４ａ〜２４ｄで描画するタイミングでの移動ステージ１８の蛇行量と２行目の露光ヘッド２４ｅ〜２４ｈで描画するタイミングでの移動ステージ１８の蛇行量が大きく異なる場合があるからである。

そこで、この蛇行補正部１３０では、１行目の露光ヘッド２４ａ〜２４ｄに対応した画像データの変形に関する情報を第２の情報テーブル１３２ｂに格納し、２行目の露光ヘッド２４ｅ〜２４ｈに対応した画像データの変形に関する情報を第３の情報テーブル１３２ｃに格納する。

この画像データの変形には、２つの方式が存在し、第１の方式は、フレームメモリ５４に格納されている１フレーム分の画像データ５２自体を変形する。フレームメモリ５４に記録されている画像データ５２は、実際に描画される画像パターンに合わせてドットデータが二次元的に展開された構成を有する。画素データは、描画する画像データ５２がモノクロデータ（２階調）であれば、論理的に「１」又は「０」の値であり、描画する画像データ５２が２階調よりも多い階調のデータ（多階調）であれば、その最大階調に合わせた深度のビット数が割り当てられる。また、フレームメモリ５４の記憶容量、特に、二次元的な広がりは、正規のワーク３６に描画される画像データ５２の記録範囲よりも広いサイズを有する。フレームメモリ５４の記録範囲のうち、画像データ５２を除く部分は、初期値（０：露光を行わない論理値）が記録されている。従って、フレームメモリ５４から画像データ５２を行単位に読み出す場合は、開始行アドレスと開始列アドレスを指定する必要がある。この第１の方式では、開始行アドレスは画像データ５２を行単位に読み出すたびに自動更新されるが、開始列アドレスは固定となっている。なお、第１の方式を採用する場合は、画像データ５２の変形によってフレームメモリ５４上で行単位の画像データがシフトされるため、図４及び図１７Ａに示すように、予め最大シフト量を見込んで開始列アドレスを決定しておくことが好ましい。

そして、この第１の方式は、図１８のステップＳ１０１において、第３のデータファイル１２２ｃに格納されている各テストパターン画像１１２毎の第３のずれ量１２４ｃを読み出す。続いて、ステップＳ１０２において、これら第３のずれ量１２４ｃに基づいて、近似計算等を用いて、計測部にて計測された包絡線１２６（図１４参照）を復元する。その後、ステップＳ１０３において、画像データ５２の行単位のずれ量を計算する。このとき、１行目の露光ヘッド２４ａ〜２４ｄによる画像データ５２の行単位のずれ量（第４のずれ量）と、１行目の露光ヘッド２４ａ〜２４ｄから距離Ｌだけ離れた２行目の露光ヘッド２４ｅ〜２４ｈによる画像データ５２の行単位のずれ量（第５のずれ量）を計算する。さらに、ステップＳ１０４において、各第４のずれ量に基づいて対応する行に関する画素データのシフト方向とシフト量を計算し（図１７Ｂ参照）、同様に、ステップＳ１０５において、各第５のずれ量に基づいて対応する行に関する画素データのシフト方向とシフト量を計算する。図１７Ｂでは、画像データ５２をシフトした例を示しているが、この補正処理の段階では、画像データ５２のシフトは行わず、その情報（シフト方向とシフト量）を計算するだけである。なお、画素データには符号ビットの概念がないため、シフトした後の空いた画素データには０（露光を行わない画素データを示す）が強制的に格納される。

そして、図１８のステップＳ１０６において、第４のずれ量に基づいて行単位に計算された各画素データのシフト方向とシフト量が、それぞれ行単位に第２の情報テーブルに格納され（図１７Ｃ参照）、ステップＳ１０７において、第５のずれ量に基づいて行単位に計算された各画素データのシフト方向とシフト量は、それぞれ行単位に第３の情報テーブルに格納される（図１７Ｃ参照）。

次に、第２の方式について図１９及び図２０Ａ〜図２０Ｃを参照しながら説明する。この第２の方式では、画像データ５２を読み出すための開始列アドレスは、第１の方式のような最大シフト量を考慮する必要がない。従って、図２０Ａに示すように、初期の開始列アドレスは、画像データ５２の開始列アドレスと同じである。

先ず、図１９のステップＳ２０１〜ステップＳ２０３において、上述したステップＳ１０１〜ステップＳ１０３と同様に、１行目の露光ヘッド２４ａ〜２４ｄによる画像データ５２の行単位のずれ量（第４のずれ量）と、２行目の露光ヘッド２４ｅ〜２４ｈによる画像データ５２の行単位のずれ量（第５のずれ量）を計算する。その後、ステップＳ２０４において、全ての行のうち、第４のずれ量が最も大きく、且つ、例えば図１７Ｂの例で見たときに左方向にずれている行（アドレス計算上の基準行：図１７Ｂではｎ行）を特定し、ステップＳ２０５において、全ての行のうち、第５のずれ量が最も大きく、且つ、左方向にずれている行（アドレス計算上の基準行）を特定する。その後、ステップＳ２０６において、各第４のずれ量に基づいて対応する行に関する開始列アドレスを求める。このとき、ステップＳ２０４で特定された行の開始列アドレスを基準とし（図２０Ａにおける画像データ５２の初期の開始列アドレスと同じにする）、他の行の開始列アドレスを対応する第４のずれ量に応じて、図２０Ｂ上、左方の列を指定するようにする。これは、第５のずれ量に基づく開始列アドレスの特定においても同様である（ステップＳ２０７）。このように、読み出す開始列アドレスを行単位に変更することで、仮想的に画素データのシフト操作が行われたこととなる。なお、開始行アドレスは、第１の方式と同様に、行単位に画像データを読み出すたびに自動更新される。

そして、ステップＳ２０８において、第４のずれ量に基づいて行単位に計算された開始列アドレスは、それぞれ行単位に第２の情報テーブル１３２ｂに格納され（図２０Ｃ参照）、ステップＳ２０９において、第５のずれ量に基づいて行単位に計算された開始列アドレスは、それぞれ行単位に第３の情報テーブル１３２ｃに格納される（図２０Ｃ参照）。

次に、第２の搬送部１０８及び第２の描画部１１０の構成及び処理動作について説明する。

先ず、第２の搬送部１０８は、計測用ワーク３６ａに代えて正規のワーク３６が保持された移動ステージ１８を露光ヘッド２４ａ〜２４ｈに対して相対的に搬送させる。

第２の描画部１１０は、搬送中の正規のワーク３６に対して、描画すべき画像データ５２を前記補正部１０６にて作成された少なくとも第１〜第３の情報テーブル１３２ａ〜１３２ｃに基づいて描画する。

具体的には、第２の搬送部１０８は、図１０のステップＳ７において、第１の搬送部１００と同様に、正規のワーク３６を保持した移動ステージ１８をリニアモータ（図示せず）の駆動力により、定盤１４のガイドレール１６ａ、１６ｂに沿って一方向（図１のＡ方向）に一定速度で移動する（往路移動）。この往路移動の際に、正規のワーク３６に形成されているアライメントマークが検出される。このアライメントマークは、予め記憶されたマークと照合され、その位置関係に基づいて露光ヘッド２４ａ〜２４ｈによる露光開始時期が補正される。

また、第２の搬送部１０８は、移動ステージ１８が往路端まで至った段階で、移動ステージ１８を今度は前記一方向とは逆方向（図１のＢ方向）に一定速度で移動する（復路移動）。そして、図１０のステップＳ８において、第２の描画部１１０は、この復路移動中に、正規のワーク３６への画像の描画処理を開始する。

このステップＳ８での第２の描画部１１０による描画処理は、画像データの読出し処理（ステップＳ８ａ）、描画タイミングの変更処理（ステップＳ８ｂ）及び描画処理（ステップＳ８ｃ）が行われる。

ここで、ステップＳ８ａでの画像データ読出し処理について図２１を参照しながら説明する。

先ず、蛇行補正部１３０での２つの方式に応じて異なった処理を行う。すなわち、第１の方式を採用する場合は、図２１のステップＳ３０１において、１行目の露光ヘッド２４ａ〜２４ｄに対する画像データ５２のシフト処理を行う。具体的には、第２の情報テーブル１３２ｂから行単位に各画素データのシフト方向とシフト量を読み出して、図１７Ｂに示すように、フレームメモリ５４に格納されている画像データ５２の対応する行の画素データをシフトする。もちろん、画素データのシフトを行わない行も存在する。そして、全ての行についてのシフト操作を行った後、次のステップＳ３０２において、第２の描画部１１０は、画像分割部５６に対して初期の開始行アドレスと固定の開始列アドレスを与える。画像分割部５６は、フレームメモリ５４に格納されている画像データ５２を行単位に読み出す。開始行アドレスは上述したように自動更新される。従って、各行単位の画像データ５２は、与えられた固定の開始列アドレスから読み出されることになる。行単位に読み出された画像データは、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｈに対応して８つの画像データ５２ａ〜５２ｈに分割されて、そのうち、１行目の露光ヘッド２４ａ〜２４ｄに対応する４つの画像データ５２ａ〜５２ｄがそれぞれ対応する４つのデータファイル５８ａ〜５８ｄに格納される。この操作は全ての行について行われる。

その後、ステップＳ３０３において、２行目の露光ヘッド２４ｅ〜２４ｈに対する画像データ５２のシフト処理を行う。この場合は、事前にフレームメモリ５４にある変形後の画像データ５２を元の状態に戻す、すなわち、ステップＳ３０１でのシフト操作による変形の前の状態の画像データ５２に戻す。そして、第３の情報テーブル１３２ｃから行単位に各画素データのシフト方向とシフト量を読み出し、フレームメモリ５４に格納されている画像データ５２の対応する行の画素データをシフトする。全ての行についてのシフト操作を行った後、次のステップＳ３０４において、上述したステップＳ３０２と同様に、画像分割部５６は、フレームメモリ５４に格納されている画像データ５２を行単位に読み出し、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｈに対応して８つの画像データ５２ａ〜５２ｈに分割する。そして、８つの画像データ５２ａ〜５２ｈのうち、２行目の露光ヘッド２４ｅ〜２４ｈに対応する４つの画像データ５２ｅ〜５２ｈがそれぞれ対応する４つのデータファイル５８ｅ〜５８ｈに格納される。この操作は全ての行について行われる。

上述の処理によって、各データファイル５８ａ〜５８ｈには、１フレームの期間において、それぞれ対応する露光ヘッド２４ａ〜２４ｈに供給すべき画像データ５２が格納されることになる。

一方、蛇行補正部１３０が第２の方式を採用する場合は、図２２のステップＳ４０１において、１行目の露光ヘッド２４ａ〜２４ｄに関する画像データの開始列アドレスの変更処理が行われる。具体的には、第２の情報テーブル１３２ｂから行単位に開始列アドレスを読み出して、画像分割部５６に対して読み出し開始アドレスを与える。この読み出し開始アドレスは、最初は、初期の開始行アドレスと読み出された１行目の画像データの開始列アドレスを与える。その後は、第２の情報テーブルから順次読み出された開始行アドレスを与える。

画像分割部は、ステップＳ４０２において、フレームメモリ５４に格納されている画像データ５２を行単位に読み出す。開始行アドレスは上述したように自動更新される。従って、各行単位の画像データは、図２０Ｂに示すように、与えられた開始列アドレスから読み出されることになる。行単位に読み出された画像データは、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｈに対応して８つの画像データ５２ａ〜５２ｈに分割されて、そのうち、１行目の露光ヘッド２４ａ〜２４ｄに対応する４つの画像データ５２ａ〜５２ｄがそれぞれ対応する４つのデータファイル５８ａ〜５８ｄに格納される。この操作は全ての行について行われる。

その後、ステップＳ４０３において、２行目の露光ヘッド２４ｅ〜２４ｈに対する画像データのシフト処理を行う。この場合は、第３の情報テーブル１３２ｃから行単位に開始列アドレスを読み出して、画像分割部５６に与える。この操作は、上述したステップＳ４０１と同様であるため、その詳細は省略する。その後、ステップＳ４０４において、画像分割部５６は、フレームメモリ５４に格納されている画像データ５２を行単位に読み出す。行単位に読み出された画像データは、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｈに対応して８つの画像データ５２ａ〜５２ｈに分割され、そのうち、２行目の露光ヘッド２４ｅ〜２４ｈに対応する４つの画像データ５２ｅ〜５２ｈがそれぞれ対応する４つのデータファイル５８ｅ〜５８ｈに格納される。この操作は全ての行について行われる。

これによって、各データファイル５８ａ〜５８ｈには、１フレームの期間において、それぞれ対応する露光ヘッド２４ａ〜２４ｈに供給すべき画像データ５２が格納されることになる。

この第２の方式では、単に開始列アドレスを変更するだけであるため、フレームメモリ５４内の画像データを変形する必要がなく、演算速度を大幅に向上させることができ、高精細度な画像を描画する際に好適となる。

次に、図１０のステップＳ８ｂでの描画タイミング変更処理について説明する。この描画タイミング処理では、第２の描画部１１０は、第２の情報テーブル１３２ｂから補正パルス数を読み出して、これら補正パルス数に基づいて、それぞれ対応する区間（０〜５０ｍｍ、５０〜１００ｍｍ、１００〜１５０ｍｍ、・・・）での光照射タイミングを補正するという処理を行う。

具体的には、タイミングパルスＰｔは、図６Ｂ及び図２３Ａに示すように、２．０μｍ移動する毎に１回出力されており、理想的なテストパターン画像１１２の間隔（５０ｍｍ）毎に２５０００回出力される。補正により、例えば、５０〜１００ｍｍ区間に１６パルス分（０．８μｍ）を減らす場合は、図２３Ｂに示すように、２５０００回のうち、１６回分のタイミングパルスＰｔについて、パルスＰｉの計数を規定の４０パルスから３９パルスとする、すなわち、レジスタ８８（図２参照）に格納されている計数値を４０パルスから３９パルスにすることにより、１６回のタイミングパルスＰｔについてのパルス周期をそれぞれ０．０５μｍずつ短くすることができ、結果的に、０．８μｍ分だけ光照射タイミングを短くすることができる。

反対に、例えば、１００〜１５０ｍｍ区間に１３０パルス分（６．５μｍ）を増やす場合は、図２３Ｃに示すように、２５０００回のうち、１３０回分のタイミングパルスＰｔについて、パルスＰｉの計数を規定の４０パルスから４１パルスとする、すなわち、レジスタ８８に格納されている計数値を４０パルスから４１パルスにすることにより、１３０回のタイミングパルスＰｔについてのパルス周期をそれぞれ０．０５μｍずつ長くすることができ、結果的に、６．５μｍ分だけ光照射タイミングを長くすることができる。

なお、パルス数を減らす区間は、２５０００回中で均等間隔としてもよく、例えば乱数を用いて間隔を適宜変更してもよい。

そして、図１０のステップＳ８ｃの描画処理において、第２の描画部１１０は、各データファイル５８ａ〜５８ｈに格納された変形後の画像データ５２をそれぞれ対応する露光ヘッド２４ａ〜２４ｈに供給する。これにより、露光ヘッド２４ａ〜２４ｈは、補正された光出射タイミングで画像データ５２を描画していくことになる。

このように、本実施の形態に係る露光装置１０においては、第１の描画部１０２において、計測用ワーク３６ａに対して複数のテストパターン画像１１２を露光ヘッド２４ａ〜２４ｈによって連続的に描画し、計測部１０４において、第１のずれ量１２４ａ（テストパターン画像１１２の第１の基準位置１１６からのずれ量）、第２のずれ量１２４ｂ（各テストパターン画像１１２のそれぞれ対応する第２の基準位置１１８からのずれ量）及び第３のずれ量１２４ｃ（テストパターン画像１１２の描画位置を結んだ包絡線１２６と絶対基準１２０とのずれ量）とを計算するようにしたので、移動ステージ１８の移動に伴う蛇行やピッチング振動等による描画位置のずれを高精度に計測することができる。

また、本実施の形態に係る露光装置１０においては、上述した計測部１０４において計算された各テストパターン画像１１２毎の第２のずれ量１２４ｂに基づいて、光照射タイミングをずらすための情報を計算して、その結果に基づいて第１の情報テーブル１３２ａを作成し、上述した計測部１０４において計算された各テストパターン画像１１２毎の第３のずれ量１２４ｃ（又は第１のずれ量１２４ａ）に基づいて、１フレーム分の画像データ５２（正規のワーク３６に描画される１枚の画像データ）を変形するための情報を計算して、その結果に基づいて第２及び第３の情報テーブル１３２ｂ及び１３２ｃを作成するようにしたので、その後の第２の描画部１１０による正規のワーク３６に対する画像の描画の際に、第１〜第３の情報テーブル１３２ａ〜１３２ｃの情報を使用することで高精度に画像を描画することができる。

つまり、本実施の形態に係る露光装置１０は、ワーク３６の搬送に伴う蛇行やピッチング振動等による描画位置のずれを高精度に計測し、その計測結果を描画画像に論理的に反映させて、前記蛇行やピッチング振動等による露光位置のずれを解消することができ、ワーク３６への画像描画や露光を、高精度、且つ、低コストで行うことができる。

上述の例では、計測用ワーク３６ａの１つの第２の基準位置１１８に対して、１つのテストパターン画像１１２を描画した例を示したが、図２４に示すように、計測用ワーク３６ａの１つの第２の基準位置１１８に対して例えば２つのテストパターン画像１１２を描画するようにしてもよい。

この場合、計測部１０４において、描画された２つのテストパターン画像１１２にて特定される線分１３４と走査方向と直交する方向に対する回転成分（例えば角度θ）を計測することができる。角度θとしては、図２５に示すように、走査方向と直交する方向をｘｙ座標系のｘ軸方向とし、０以上の実数領域のみを考えたとき、線分２０４Ａが第１象限にある場合、＋θとし、第４象限にあるとき、−θとする。

しかも、テストパターン画像１１２は、走査方向に沿って例えば５０ｍｍピッチで描画されることから、５０ｍｍ単位の回転成分を計測することができる。そして、図２に示すように、補正部１０６内に回転成分補正部１３６を組み込み、該回転成分補正部１３６にて区間毎の回転成分を第４の情報テーブル１３２ｄとして作成することで、第２の描画部１１０、上述した第１の情報テーブル１３２ａに基づく光照射タイミングの補正や第２及び第３の情報テーブル１３２ｂ及び１３２ｃに基づく画像データ５２の変形に容易に反映させることができ、さらなる高精度な画像描画を実現させることができる。

なお、上述の実施の形態では、露光装置１０に適用した例を示したが、その他、アナログ露光装置、インクジェット装置、各種アライメント装置にも適用させることができる。

すなわち、本発明に係る搬送誤差計測方法、校正方法、描画方法、露光描画方法、描画装置及び露光描画装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

本実施の形態に係る露光装置の概略構成を示す斜視図である。 本実施の形態に係る露光装置の制御系の構成を示すブロック図である。 本実施の形態に係る露光装置を構成する露光ヘッドによる二次元画像形成処理の説明図である。 フレームメモリに記録された画像データを示す説明図である。 画像データの分割を示す説明図である。 図６Ａはリニアエンコーダから出力されるパルスを示すタイミングチャートであり、図６Ｂはタイミング発生回路から出力されるタイミングパルスを示すタイミングチャートである。 本実施の形態に係る露光装置を構成する露光ヘッドの構成図である。 図８Ａは露光ヘッドによる露光領域を示す平面図であり、図８Ｂは露光ヘッドの配列パターンの一例を示す平面図である。 露光ヘッドのドットパターンの配列状態の一例を示す平面図である。 本実施の形態に係る露光装置による処理動作を示すフローチャートである。 図１１Ａは円形のテストパターン画像を示す平面図であり、図１１Ｂは複数の縦線が配列されたテストパターン画像を示す平面図であり、図１１Ｃは複数の横線が配列されたテストパターン画像を示す平面図であり、図１１Ｄは複数の縦線と横線が配列されたテストパターン画像を示す平面図である。 図１２Ａは１重描画を行う場合の露光ヘッドの傾き状態の一例を示す説明図であり、図１２Ｂは描画位置に一重描画が行われた状態を示す説明図である。 図１３Ａは２重描画を行う場合の露光ヘッドの傾き状態の一例を示す説明図であり、図１３Ｂは描画位置に２重描画が行われた状態を示す説明図である。 第１のずれ量〜第３のずれ量を説明するための図１１Ａの拡大図である。 移動ステージに発生するピッチング振動による位置ずれ量の一例を示す図である。 第１の情報テーブルの内訳を示す説明図である。 図１７Ａは蛇行補正部で第１の方式を採用した場合の画像データの開始列アドレス（固定）を説明するための図であり、図１７Ｂは第３のずれ量（又は第１のずれ量）に基づく画像データの行単位のシフト操作を説明するための図であり、図１７Ｃは第２及び第３の情報テーブルの内訳を示す図である。 蛇行補正部の第１の方式による処理動作を示すフローチャートである。 蛇行補正部の第２の方式による処理動作を示すフローチャートである。 図２０Ａは蛇行補正部で第２の方式を採用した場合の画像データの開始列アドレス（初期）を説明するための図であり、図２０Ｂは第３のずれ量（又は第１のずれ量）に基づく画像データの行単位の開始列アドレスの指定を説明するための図であり、図２０Ｃは第２及び第３の情報テーブルの内訳を示す図である。 蛇行補正部が第１の方式を採用した場合の第２の描画部での処理、特に、画像読出し処理を示すフローチャートである。 蛇行補正部が第２の方式を採用した場合の第２の描画部での処理、特に、画像読出し処理を示すフローチャートである。 図２３Ａは通常のタイミングパルスの出力タイミングを示すタイミングチャートであり、図２３Ｂは１６パルス分の減少補正を行う場合のタイミングパルスの出力タイミングを示すタイミングチャートであり、図２３Ｃは１３０パルス分の増加補正を行う場合のタイミングパルスの出力タイミングを示すタイミングチャートである。 計測用ワークの１つの第２の基準位置に対して２つのテストパターン画像を描画した状態を示す説明図である。 ２つのテストパターン画像で特定された線分に基づく回転成分の関係を示す説明図である。 従来例に係るデジタル露光装置の概略構成を示す斜視図である。

符号の説明

１０…露光装置 １８…移動ステージ
２４ａ〜２４ｈ…露光ヘッド ３６…ワーク（正規のワーク）
３６ａ…計測用ワーク ４０…制御ユニット
４８…露光処理部 ５２…画像データ
５４…フレームメモリ ５６…画像分割部
６０…リニアエンコーダ １００…第１の搬送部
１０２…第１の描画部 １０４…計測部
１０６…補正部 １０８…第２の搬送部
１１０…第２の描画部 １１２…テストパターン画像
１２４ａ…第１のずれ量 １２４ｂ…第２のずれ量
１２４ｃ…第３のずれ量 １２８…光照射補正部
１３０…蛇行補正部
１３２ａ〜１３２ｄ…第１〜第４の情報テーブル
１３６…回転成分補正部

Claims (31)

1. ワークが保持されたステージを描画部に対して相対的に搬送する搬送ステップと、
   前記ワークに対して複数のテストパターン画像を前記描画部によって描画する描画ステップと、
   前記ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて少なくとも前記ワークの相対的な搬送誤差を計測する計測ステップとを有する搬送誤差計測方法。
2. 請求項１記載の搬送誤差計測方法において、
   前記計測ステップは、前記ワークに連続的に描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて計測を行うことを特徴とする搬送誤差計測方法。
3. 請求項１又は２記載の搬送誤差計測方法において、
   前記描画ステップは、前記描画部による多重描画によって前記複数のテストパターン画像を前記ワークに描画することを特徴とする搬送誤差計測方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の搬送誤差計測方法において、
   前記描画ステップは、前記描画部の一部の領域内の画素を使用して前記複数のテストパターン画像を前記ワークに描画することを特徴とする搬送誤差計測方法。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の搬送誤差計測方法において、
   前記計測ステップは、前記ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて、前記ワークの相対的な搬送方向と直交する方向における基準位置から前記テストパターン画像の前記方向に沿ったずれ量を計測することを特徴とする搬送誤差計測方法。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の搬送誤差計測方法において、
   前記計測ステップは、前記ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて、前記ワークの相対的な搬送方向における基準位置から前記テストパターン画像の前記搬送方向に沿ったずれ量を計測することを特徴とする搬送誤差計測方法。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の搬送誤差計測方法において、
   前記描画ステップは、前記描画部における前記ワークの相対的な搬送方向と直交する方向に沿って離れた少なくとも２つの領域内の画素をそれぞれ使用して前記ワークに描画することを特徴とする搬送誤差計測方法。
8. 請求項７記載の搬送誤差計測方法において、
   前記計測ステップは、前記ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて、前記ワークの相対的な搬送方向又は該搬送方向と直交する方向に対する回転成分を計測することを特徴とする搬送誤差計測方法。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の搬送誤差計測方法を用いて前記描画部による描画位置を校正することを特徴とする校正方法。
10. 計測用ワークが保持されたステージを描画部に対して相対的に搬送する第１の搬送ステップと、
    前記計測用ワークに対して複数のテストパターン画像を前記描画部によって描画する第１の描画ステップと、
    前記計測用ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて少なくとも前記計測用ワークの相対的な搬送誤差を計測する計測ステップと、
    前記計測ステップにて計測された前記搬送誤差に基づいて、前記描画部の描画に関する情報を作成する補正ステップと、
    前記ステージに正規のワークを保持して前記描画部に対して相対的に搬送する第２の搬送ステップと、
    前記正規のワークに対して描画すべき画像を前記補正ステップにて作成された前記描画に関する情報に基づいて描画する第２の描画ステップとを有することを特徴とする描画方法。
11. 請求項１０記載の描画方法において、
    前記計測ステップは、前記計測用ワークに連続的に描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて計測を行うことを特徴とする描画方法。
12. 請求項１０又は１１記載の描画方法において、
    前記第１の描画ステップは、前記描画部による多重描画によって前記複数のテストパターン画像を前記計測用ワークに描画することを特徴とする描画方法。
13. 請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の描画方法において、
    前記第１の描画ステップは、前記描画部の一部の領域内の画素を使用して前記複数のテストパターン画像を前記計測用ワークに描画することを特徴とする描画方法。
14. 請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の描画方法において、
    前記計測ステップは、前記計測用ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて、前記計測用ワークの相対的な搬送方向と直交する方向における基準位置から前記テストパターン画像の前記方向に沿ったずれ量を計測することを特徴とする描画方法。
15. 請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の描画方法において、
    前記計測ステップは、前記計測用ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて、前記計測用ワークの相対的な搬送方向における基準位置から前記テストパターン画像の前記搬送方向に沿ったずれ量を計測することを特徴とする描画方法。
16. 請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の描画方法において、
    前記描画部は、１以上の描画ヘッドを有し、
    前記補正ステップは、前記計測ステップにて計測された前記搬送誤差に基づいて、前記描画すべき画像データを前記描画ヘッド毎に論理的に変形し、その変形に関する情報を情報テーブルとして作成するテーブル作成ステップを有し、
    前記第２の描画ステップは、前記情報テーブルに格納された前記変形に関する情報に基づいて前記正規のワークに前記描画すべき画像を描画することを特徴とする描画方法。
17. 請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の描画方法において、
    前記描画部は、１以上の描画ヘッドを有し、
    前記補正ステップは、前記計測ステップにて計測された前記搬送誤差に基づいて、前記描画すべき画像データにおける前記描画ヘッド毎の読み出し開始アドレスを論理的に変更し、該アドレス変更に関する情報を情報テーブルとして作成するテーブル作成ステップを有し、
    前記第２の描画ステップは、前記情報テーブルに格納された前記アドレス変更に関する情報に基づいて前記正規のワークに前記描画すべき画像を描画することを特徴とする描画方法。
18. 請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の描画方法において、
    前記第１の描画ステップは、前記描画部における前記計測用ワークの相対的な搬送方向と直交する方向に沿って離れた少なくとも２つの領域内の画素をそれぞれ使用して前記計測用ワークに描画することを特徴とする描画方法。
19. 請求項１８記載の描画方法において、
    前記計測ステップは、前記計測用ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて、前記計測用ワークの相対的な搬送方向又は該搬送方向と直交する方向に対する回転成分を計測し、
    前記補正ステップは、前記描画部の描画に関する情報を前記回転成分を反映させて作成することを特徴とする描画方法。
20. 請求項１０〜１９のいずれか１項に記載の描画方法を用いて少なくとも前記正規のワークに露光を行うことを特徴とする露光描画方法。
21. 計測用ワークが保持されたステージを描画部に対して相対的に搬送する第１の搬送手段と、
    前記計測用ワークに対して複数のテストパターン画像を前記描画部によって描画する第１の描画手段と、
    前記計測用ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて少なくとも前記計測用ワークの相対的な搬送誤差を計測する計測手段と、
    前記計測ステップにて計測された前記搬送誤差に基づいて、前記描画部の描画に関する情報を作成する補正手段と、
    前記ステージに正規のワークを保持して前記描画部に対して相対的に搬送する第２の搬送手段と、
    前記正規のワークに対して描画すべき画像を前記補正ステップにて作成された前記描画に関する情報に基づいて描画する第２の描画手段とを有することを特徴とする描画装置。
22. 請求項２１記載の描画装置において、
    前記計測手段は、前記計測用ワークに連続的に描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて計測を行うことを特徴とする描画装置。
23. 請求項２１又は２０記載の描画装置において、
    前記第１の描画手段は、前記描画部による多重描画によって前記複数のテストパターン画像を前記計測用ワークに描画することを特徴とする描画装置。
24. 請求項２１〜２３のいずれか１項に記載の描画装置において、
    前記第１の描画手段は、前記描画部の一部の領域内の画素を使用して前記複数のテストパターン画像を前記計測用ワークに描画することを特徴とする描画装置。
25. 請求項２１〜２４のいずれか１項に記載の描画装置において、
    前記計測手段は、前記計測用ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて、前記計測用ワークの相対的な搬送方向と直交する方向における基準位置から前記テストパターン画像の前記方向に沿ったずれ量を計測することを特徴とする描画装置。
26. 請求項２１〜２５のいずれか１項に記載の描画装置において、
    前記計測手段は、前記計測用ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて、前記計測用ワークの相対的な搬送方向における基準位置から前記テストパターン画像の前記搬送方向に沿ったずれ量を計測することを特徴とする描画装置。
27. 請求項２１〜２６のいずれか１項に記載の描画装置において、
    前記描画部は、１以上の描画ヘッドを有し、
    前記補正手段は、前記計測手段にて計測された前記搬送誤差に基づいて、前記描画すべき画像データを前記描画ヘッド毎に論理的に変形し、その変形に関する情報を情報テーブルとして作成するテーブル作成手段を有し、
    前記第２の描画手段は、前記情報テーブルに格納された前記変形に関する情報に基づいて前記正規のワークに前記描画すべき画像を描画することを特徴とする描画装置。
28. 請求項２１〜２６のいずれか１項に記載の描画装置において、
    前記描画部は、１以上の描画ヘッドを有し、
    前記補正手段は、前記計測手段にて計測された前記搬送誤差に基づいて、前記描画すべき画像データにおける前記描画ヘッド毎の読み出し開始アドレスを論理的に変更し、該アドレス変更に関する情報を情報テーブルとして作成するテーブル作成手段を有し、
    前記第２の描画手段は、前記情報テーブルに格納された前記アドレス変更に関する情報に基づいて前記正規のワークに前記描画すべき画像を描画することを特徴とする描画装置。
29. 請求項２１〜２８のいずれか１項に記載の描画装置において、
    前記第１の描画手段は、前記描画部における前記計測用ワークの相対的な搬送方向と直交する方向に沿って離れた少なくとも２つの領域内の画素をそれぞれ使用して前記計測用ワークに描画することを特徴とする描画装置。
30. 請求項２９記載の描画装置において、
    前記計測手段は、前記計測用ワークに描画された複数のテストパターン画像の描画状態に基づいて、前記計測用ワークの相対的な搬送方向又は該搬送方向と直交する方向に対する回転成分を計測し、
    前記補正手段は、前記描画部の描画に関する情報を前記回転成分を反映させて作成することを特徴とする描画装置。
31. 請求項２１〜３０のいずれか１項に記載の描画装置を有し、少なくとも前記正規のワークに露光によって前記画像の描画を行うことを特徴とする露光描画装置。

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