JP4020248B2 - 光描画装置および光描画方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に変調された光を照射することによりパターンを描画する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レーザ光を変調しつつ照射することにより、レジスト膜が形成されたプリント配線基板上にパターンを描画する装置が知られている。また、例えば特開２００１−２６４６５４号公報には、プリント配線基板の伸縮に応じてレーザ光の走査制御を補正することにより、伸縮の影響を受けずに描画を行うレーザ描画装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光により描画を行う光描画装置を半導体基板に対する描画へと応用しようとした場合、描画のために生成されるデータが膨大な量になってしまい、データ生成に多くの時間が費やされることとなる。
【０００４】
また、プリント配線基板のように１つの基板全体に比較的粗い１ブロックのパターン（以下、「パターンブロック」という。）のみを描画する場合、基板の伸縮に合わせて一様にパターンブロックの伸縮を行うことにより適正なパターンを描画することができるが、半導体基板のように多数の非常に微細なパターンブロックが描画される場合に全パターンブロックを一様に伸縮すると、ラスタライズの際の離散化処理の影響により一部の微細パターンにおいて微小なずれが生じる可能性がある。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板上に多数の微細なパターンブロックを適切に描画する技術を提供することを主たる目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、光ビームを基板に照射して描画を行う光描画装置であって、変調された光ビームを出射する光ビーム出射部と、前記光ビーム出射部からの光ビームの基板上の照射位置を走査させる走査手段と、描画データを生成する描画データ生成部と、描画データに基づいて前記光ビーム出射部および前記走査手段を制御することにより、基板上に複数のパターンブロックの配列を描画する描画制御部と、基板の伸縮を検出する検出部とを備え、前記描画データ生成部が、前記検出部からの検出結果に基づいて、少なくとも一の方向に関してパターンブロックの幅を維持しつつパターンブロック間の間隙の幅を変更した描画データを生成する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光描画装置であって、前記描画データ生成部が、互いに垂直な２つの方向に関してパターンブロックの幅を維持しつつパターンブロック間の間隙の幅を変更した描画データを生成する。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光描画装置であって、前記走査手段が、光ビームの照射位置を主走査方向および副走査方向に走査し、前記副走査方向に伸びるストライプ状の領域の描画を前記主走査方向に繰り返し、各パターンブロックを含む単位領域の前記主走査方向側の境界がいずれかのストライプ状の領域の境界と一致する。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光描画装置であって、前記描画データ生成部が、単位領域を前記主走査方向に関して一定の幅となる複数の分割領域に分割し、分割領域ごとの部分描画データを生成する。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光描画装置であって、前記描画データ生成部が、前記検出結果に基づいて、前記部分描画データを前記副走査方向側の非パターン領域の幅を変更したデータへと修正する。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の光描画装置であって、前記描画データ生成部が、前記検出結果に基づいて、最も前記主走査方向側の分割領域に対応する部分描画データを前記主走査方向側の非パターン領域の幅を変更したデータへと修正する。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項１または２に記載の光描画装置であって、前記描画データ生成部が、前記検出結果に基づいて、各パターンブロックを含む単位領域の非パターン領域の幅を実質的に変更した描画データを生成する。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の光描画装置であって、各パターンブロックが、半導体基板上に描画される１チップのパターンに相当する。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、光ビームを基板に照射して描画を行う光描画方法であって、基板上に描画されるパターンブロックを含む画像データを準備する工程と、前記基板の伸縮の検出結果を取得する工程と、配列配置された複数のパターンブロックに対応する描画データを生成する工程と、前記描画データに基づいて、前記基板上の照射位置を走査させつつ変調された光ビームを照射することにより、前記基板上に前記複数のパターンブロックを描画する工程とを有し、前記描画データを生成する工程において、パターンブロックの少なくとも一の方向に関する幅を維持しつつパターンブロック間の間隙の幅を前記検出結果に基づいて変更した描画データが生成される。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の光描画方法であって、前記描画データを生成する工程において、互いに垂直な２つの方向に関してパターンブロックの幅を維持しつつパターンブロック間の間隙の幅を変更した描画データが生成される。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の光描画方法であって、前記描画する工程において、光ビームの照射位置を主走査方向および副走査方向に走査して前記副走査方向に伸びるストライプ状の領域の描画が前記主走査方向に繰り返され、各パターンブロックを含む単位領域の前記主走査方向側の境界がいずれかのストライプ状の領域の境界と一致する。
【００１７】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の光描画方法であって、前記描画データを生成する工程が、単位領域を前記主走査方向に関して一定の幅となる複数の分割領域に分割する工程と、分割領域ごとの部分描画データを生成する工程とを有する。
【００１８】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の光描画方法であって、前記描画データを生成する工程が、前記検出結果に基づいて前記部分描画データを前記副走査方向側の非パターン領域の幅を変更したデータへと修正する工程を有する。
【００１９】
請求項１４に記載の発明は、請求項１２または１３に記載の光描画方法であって、前記描画データを生成する工程が、前記検出結果に基づいて最も前記主走査方向側の分割領域に対応する部分描画データを前記主走査方向側の非パターン領域の幅を変更したデータへと修正する工程を有する。
【００２０】
請求項１５に記載の発明は、請求項９または１０に記載の光描画方法であって、前記描画データを生成する工程において、前記検出結果に基づいて、各パターンブロックを含む単位領域の非パターン領域の幅を実質的に変更した描画データが生成される。
【００２１】
請求項１６に記載の発明は、請求項９ないし１５のいずれかに記載の光描画方法であって、各パターンブロックが、半導体基板上に描画される１チップのパターンに相当する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一の実施の形態に係る光描画装置１を示す斜視図である。光描画装置１は、光ビームを半導体基板（以下、「基板」という。）９に照射することにより基板９上のレジスト膜に描画を行う装置であり、基板９を収容するカセット９１が載置されるカセット台１１、カセット９１から基板９を取り出して搬送する搬送ロボット１２、プリアライメントを行うプリアライメント部１３、描画時に基板９が載置されるステージ１４、および、基板９にレーザ光を照射する露光ヘッド１５を備える。
【００２５】
ステージ１４はステージ移動機構１４１により図１中のＹ方向（光ビームの副走査方向）へと移動し、露光ヘッド１５はヘッド移動機構１５１によりＸ方向（光ビームの主走査方向）へと移動する。光描画装置１の各構成の動作は電装ラック１６内の制御回路により制御され、さらに、電装ラック１６には描画に必要なデータ生成を行う回路も設けられる。
【００２６】
図２は露光ヘッド１５の主な内部構成を示す図である。露光ヘッド１５内には光源であるレーザ２１、ビームエキスパンダ２２、ビームスプリッタ２３および多チャンネルの音響光学変調器２４が順に配置され、ビームスプリッタ２３からの複数のレーザ光ビームが音響光学変調器２４にて個別に変調される。音響光学変調器２４からの多チャンネルの光ビームは各種レンズやミラーを有する光学ユニット２５により調整され、ミラー２６により反射されてポリゴンミラー２７へと導かれる。
【００２７】
ポリゴンミラー２７にて偏向された光ビームは、折り返しミラー２８にて基板９に対して垂直な方向（図１中の（−Ｚ）方向）へと向かい（図２では折り返しミラー２８以降の様子も同一平面内に描いている。）、フィールドレンズやシリンドリカルレンズを有する光学ユニット２９を介して基板９に照射される。ポリゴンミラー２７による光ビームの主走査は、図１中のＸ方向に対応する。
【００２８】
図３は光描画装置１にて露光によるパターンの描画が行われる基板９を例示する図である。基板９上には多数のＬＳＩチップに相当するダイのパターンブロックが、互いに垂直なＸおよびＹ方向に格子状に配列して描画される。図３において、各パターンブロックを含む領域（パターンの繰り返しの単位となる領域であり、以下、「単位領域」という。）に符号９０１を付している。図４は１つの単位領域９０１を拡大して示す図である。１つの単位領域９０１は、パターンブロック９１１と、パターンブロック９１１の周囲の余白となる非パターン領域９１２とを合わせた領域となっている。したがって、基板９上には非パターン領域９１２が介在しつつ複数のパターンブロックが配列された状態となる。
【００２９】
パターンの描画は、図３に示すようにＹ方向（副走査方向）に伸びるストライプ状の領域（以下、「ストライプ」という。）９２１毎に主走査方向に繰り返し行われる。光ビームの照射位置のポリゴンミラー２７（図２参照）による主走査は各ストライプ９２１内にてＸ方向に行われ、ステージ１４がステージ移動機構１４１によりＹ方向に移動することにより（図１参照）、副走査が行われる。１つのストライプ９２１への描画が完了すると、露光ヘッド１５がヘッド移動機構１５１により主走査方向に移動して次のストライプ９２１の描画が開始される。
【００３０】
ストライプ９２１への描画は符号９２２にて示す描画開始点から開始される。描画開始点９２２は、（−Ｙ）側の単位領域９０１において（−Ｘ）側かつ（−Ｙ）側の角の位置、および、この位置から（＋Ｘ）側へと所定の距離だけ離れた位置となっている。すなわち、描画開始点９２２は、単位領域９０１中の特定に位置に設定され、単位領域９０１の主走査方向側の境界がいずれかのストライプ９２１の境界と一致する。これにより、各単位領域９０１はストライプ９２１により同様に分割されることとなり、後述の描画データの生成に要する演算量の削減が実現される。
【００３１】
図５は光描画装置１の描画制御に係る構成を示すブロック図である。コンピュータ３１および描画制御部３２は電装ラック１６内に設けられており、カメラ１５ａは基板９上のアライメントマークを撮像するために露光ヘッド１５内に設けられている（図１参照）。コンピュータ３１はＣＰＵやメモリ３１１等を有し、ラスタライズ部３１２、伸縮率算出部３１３、データ修正部３１４およびデータ生成部３１５は、コンピュータ３１内のＣＰＵが所定のプログラムに従って演算処理することにより実現される機能を示している。描画制御部３２は露光ヘッド１５、ヘッド移動機構１５１およびステージ移動機構１４１の制御を行い、これにより、複数のパターンブロック９１１の描画が行われる。
【００３２】
図６は描画に用いられるラスタデータが準備される際の光描画装置１の動作の流れを示す図であり、図７および図８は光描画装置１が描画を行う動作の流れを示す図である。以下、図１ないし図８を参照しながら光描画装置１の動作について説明する。
【００３３】
図５および図６に示すように光描画装置１では、まず、１つのＬＳＩに相当する画像のデータ（パターンブロック９１１を含む単位領域９０１の画像データであり、ベクトル形式等の任意の形式の画像データであってよい。）がＬＳＩデータ９３１としてメモリ３１１に準備される（図６：ステップＳ１１）。ＬＳＩデータ９３１は、外部のＣＡＤ等により生成されたデータである。ラスタライズ部３１２は、ＬＳＩデータ９３１が示す単位領域９０１を分割してラスタライズし、ラスタデータ９３２を生成してメモリ３１１に保存する（ステップＳ１２，Ｓ１３）。
【００３４】
図９はラスタライズ部３１２による処理を説明するための図である。ラスタライズ部３１２では、まずＬＳＩデータ９３１が示す単位領域９０１を（−Ｘ）側から主走査方向に関して所定幅Ｗ１となる分割領域９０１ａに分割する（ステップＳ１２）。ただし、最も（＋Ｘ）側の分割領域９０１ｂの主走査方向に対する幅Ｗ２はＷ１以下とされる。そして、ラスタライズ部３１２は各分割領域９０１ａ，９０１ｂをラスタライズし、分割領域ごとのラスタデータ９３２（部分的な描画データ）を生成する（ステップＳ１３）。
【００３５】
ラスタデータ９３２が準備されると、または、ラスタデータ９３２の準備と並行して、図１に示す光描画装置１ではカセット９１が搬入され、カセット台１１上に配置される（図７：ステップＳ２１）。搬送ロボット１２はカセット９１から基板９を１枚取り出し、プリアライメント部１３へと搬送する。プリアライメント部１３ではプリアライメントにより基板９のおよその位置決めが行われ（ステップＳ２２）、搬送ロボット１２により基板９がステージ１４に載置される（ステップＳ２３）。
【００３６】
その後、ステージ移動機構１４１およびヘッド移動機構１５１により基板９上の各アライメントマークが順番に露光ヘッド１５の下方に位置し、カメラ１５ａにより撮像が行われる。カメラ１５ａからの画像のデータは電装ラック１６内の画像処理回路（図５において図示省略）により処理され、アライメントマークのステージ１４上の位置が正確に求められる。ステージ１４には基板９をＺ方向を向く軸を中心にわずかに回転させる回転機構が設けられており、基板９が描画に適した向きとなるように回転機構によるアライメント（位置合わせ）が行われる（ステップＳ２４）。
【００３７】
図５に示す伸縮率算出部３１３は、画像処理回路にて求められた基板９上のアライメントマークの位置、および、基板９の向きの修正量を取得し（ステップＳ２５）、アライメント後のアライメントマークの位置、並びに、主走査方向および副走査方向に対する基板９の伸縮率（すなわち、主面の伸縮率）を求める（ステップＳ２６）。
【００３８】
一方、データ修正部３１４は図９に示す最も（−Ｘ）側の分割領域９０１ａのラスタデータ９３２を取得し（ステップＳ２７）、伸縮の検出結果である伸縮率に基づいてデータの修正を行う（ステップＳ２８）。図１０はデータ修正部３１４によるデータ修正を説明するための図である。図１０中の左側の分割領域９０１ａは修正前の状態を示し、中央の分割領域９０１ａは基板９が副走査方向に伸びた場合の修正後のデータに相当し、右側の分割領域９０１ａは基板９が副走査方向に縮んだ場合の修正後のデータに相当する。
【００３９】
左側と中央の分割領域９０１ａを対比して分かるように、基板９が副走査方向に伸びた場合、分割領域９０１ａ内のパターンブロック９１１の部分の形状が維持された状態で副走査方向側（（＋Ｙ）側）の非パターン領域９１２の幅が増加される。左側と右側の分割領域９０１ａを対比して分かるように、基板９が副走査方向に縮んだ場合は、パターンブロック９１１の部分の形状が維持された状態で副走査側の非パターン領域９１２の幅が減少される。非パターン領域９１２の幅の変化量ΔＬ１１，ΔＬ１２は、単位領域９０１の副走査方向の長さに基板９の副走査方向の伸縮率を乗じた長さとされる。
【００４０】
次に、１つの分割領域９０１ａのデータ修正が終了すると、修正後のラスタデータ９３２がデータ生成部３１５へと送られる。データ生成部３１５では、図１１に示すように変更後の分割領域９０１ａが副走査方向に繰り返された描画データ、すなわち、図３に示す１つのストライプ９２１に相当するデータが生成される（ステップＳ３３）。生成された描画データは、データ生成部３１５から描画制御部３２へと送られ、描画制御部３２が露光ヘッド１５およびステージ移動機構１４１を制御することにより１ストライプ分の描画が行われる（ステップＳ３４）。なお、データ生成部３１５において、１つの分割領域のデータによる描画を繰り返すというコマンドを利用した形式の描画データが生成されてもよい。
【００４１】
１つのストライプ９２１に対する描画が終了すると、主走査方向側の次の分割領域９０１ａに対して同様の処理が行われ、ストライプ９２１ごとの描画が繰り返される（ステップＳ３５）。やがて、図９に示す最も（＋Ｘ）側の分割領域９０１ｂに対する処理へと移行し、分割領域９０１ｂがデータ修正部３１４に取得され（ステップＳ２７）、基板９の副走査方向の伸縮率に基づいて副走査方向側の非パターン領域９１２の幅が変更される（ステップＳ２８）。単位領域９０１の最後の分割領域９０１ｂの場合、さらに、主走査方向側（（＋Ｘ）側）の非パターン領域９１２の幅を変更するデータ修正が行われる（ステップＳ３１，Ｓ３２）。
【００４２】
図１２は主走査方向側の非パターン領域９１２の幅の変更を説明するための図である。図１２中の上側の分割領域９０１ｂは修正前の状態を示し、中央の分割領域９０１ｂは基板９が主走査方向に伸びた場合の修正後のデータに相当し、下側の分割領域９０１ｂは基板９が主走査方向に縮んだ場合の修正後のデータに相当する。
【００４３】
上側と中央の分割領域９０１ｂを対比して分かるように、基板９が主走査方向に伸びた場合、分割領域９０１ｂ中のパターンブロック９１１の部分の形状が維持された状態で主走査方向側（（＋Ｘ）側）の非パターン領域９１２の幅が増加される。上側と下側の分割領域９０１ｂを対比して分かるように、基板９が主走査方向に縮んだ場合は、パターンブロック９１１の部分の形状が維持された状態で主走査方向側の非パターン領域９１２の幅が減少される。非パターン領域９１２の幅の変化量ΔＬ２１，ΔＬ２２は、単位領域９０１の主走査方向の長さに基板９の主走査方向の伸縮率を乗じた長さとされる。
【００４４】
分割領域９０１ｂの主走査方向および副走査方向に対するデータ修正が終了すると、修正後のラスタデータ９３２がデータ生成部３１５へと送られ、図１３に示すように変更後の分割領域９０１ｂが副走査方向に繰り返された１ストライプ９２１分の描画データが生成される（ステップＳ３３）。生成された描画データは、データ生成部３１５から描画制御部３２へと送られ、１ストライプ９２１分の描画が行われる（ステップＳ３４）。
【００４５】
その後、分割領域９０１ｂに対応するストライプ９２１に隣接して副走査方向に並ぶ複数の単位領域９０１に対して同様の処理が行われ（図３参照）、基板９上の各ストライプ９２１に対する描画が行われる。基板９上の全ストライプ９２１の描画が終了すると（ステップＳ３５）、搬送ロボット１２により基板９がカセット９１へと戻され（ステップＳ３６）、次の基板９が取り出されて描画が行われる（ステップＳ３７）。さらに、カセット９１に収納されている全ての基板９に対する描画が終了すると、カセット９１が光描画装置１から搬出される（ステップＳ３８）。
【００４６】
以上、光描画装置１について説明してきたが、光描画装置１では基板９ごとに主走査方向および副走査方向の伸縮率が検出され、伸縮率に応じて分割領域に対する主走査方向側および副走査方向側（分割領域９０１ａに対しては副走査方向側のみ）の非パターン領域９１２の幅が変更される。このとき、パターンブロック９１１の大きさが維持されることから、主走査方向および副走査方向のそれぞれに関して基板９上に描画されるパターンブロック９１１の幅を維持しつつパターンブロック９１１間の間隙の幅を変更することが実現される。
【００４７】
通常、基板９上の１つのパターンブロック９１１に対応する伸縮量は微小なものであることから、パターンブロック９１１の幅を維持することにより、適正な描画が実現される。すなわち、仮に、基板９の伸縮に合わせて伸縮されたパターンブロック９１１を描画しようとした場合、ラスタライズや走査制御における離散化誤差の影響を受けて部分的にパターンがずれてしまう可能性があるが、光描画装置１ではそのような問題が発生することはない。
【００４８】
また、従来のように機械的に（すなわち、ステージの送りや光ビームの走査幅を変更することにより）基板９全体に描画されるパターンを伸縮しようとした場合、複雑な制御が必要となるが、光描画装置１ではパターンブロック９１１の大きさを変更しないため簡単に制御を行うことができる。
【００４９】
さらに、光描画装置１におけるラスタライズは１つのＬＳＩに相当するデータに対してのみ行われるため、基板９全体に描画されるパターンをラスタライズする場合に比べてデータ処理時間を大幅に削減することができる。
【００５０】
図１４は光描画装置１の動作の流れの他の例を示す図である。なお、光描画装置１の構成は図１、図２および図５に示すものと同様である。図１４は、ラスタライズ部３１２にてＬＳＩデータ９３１全体が予めラスタライズされ、ラスタデータ９３２としてメモリ３１１に保存された場合の動作例を示している。光描画装置１は、図７中のステップＳ２６とステップＳ２７との間にステップＳ４１，Ｓ４２が追加され、図８中のステップＳ３１，Ｓ３２が省かれるという点を除いて図７および図８と同様の動作を行う。
【００５１】
光描画装置１において主走査方向および副走査方向の基板９の伸縮率が求められると（ステップＳ２６）、図１５に例示するようにデータ修正部３１４が単位領域９０１全体に対してパターンブロック９１１の形状を維持しつつ非パターン領域９１２の幅を変更するデータ修正を行う（ステップＳ４１）。図１５では、副走査方向の幅Ｌ１がΔＬ１３だけ伸ばされ、主走査方向の幅Ｌ２がΔＬ２３だけ縮められた様子を例示している。
【００５２】
さらに、データ修正部３１４ではポリゴンミラー２７による主走査方向の光ビームの走査幅に合わせて変更後の単位領域９０１の分割が行われる（ステップＳ４２）。これにより、図９の分割領域９０１ａ，９０１ｂに相当するラスタデータが生成される。その後、１ストライプごとの描画データの生成（ステップＳ２７，Ｓ３３）および描画（図８：ステップＳ３４）が繰り返されることにより、基板９の主面全体への描画が行われる。
【００５３】
図１４に示す動作の場合、ラスタライズは単位領域９０１に対して行われるため、ラスタライズ自体は露光ヘッド１５の主走査の幅に拘束されず、汎用のコンピュータ３１の処理によりラスタデータ９３２を別途準備することが容易となる。
【００５４】
図１６は、コンピュータ３１内の機能構成の他の例を示す図である。なお、図１６は図５からデータ修正部３１４が省略された様子を示しており、ラスタライズ部３１２等の図示は省略している。また、ラスタデータ９３２としては図４と同様に単位領域９０１を分割した後のデータが準備される。
【００５５】
図１６に示すデータ生成部３１５では、ラスタデータ９３２の修正は行われず、描画制御部３２による露光ヘッド１５からの光ビームの出射とステージ１４の移動とを制御するデータが生成され、これにより、パターンブロック９１１の大きさを変更することなく非パターン領域９１２の幅を変更した描画が行われる。
【００５６】
具体的には、基板９が副走査方向に伸びている場合には、１つの分割領域９０１ａ（または分割領域９０１ｂ）の描画が完了する毎にステージ１４を空送りし、次の分割領域の描画の開始位置へ光ビームの照射位置がシフトされる。これにより、副走査方向に対してパターンブロック９１１の幅を維持しつつパターンブロック９１１間の間隙の幅を増大させる。一方、基板９が副走査方向に縮んでいる場合には、１つの分割領域の描画が完了する前に次の分割領域の描画へと移行し、副走査方向に対してパターンブロック９１１の幅を維持しつつパターンブロック９１１間の間隙の幅を減少させる。
【００５７】
さらに、分割領域９０１ｂに対応するストライプ９２１の描画が終了すると、基板９の主走査方向に対する伸縮に応じて露光ヘッド１５の移動が制御され、次のストライプ９２１の描画の開始位置が主走査方向に関して調整される。その結果、主走査方向に対してもパターンブロック９１１の幅を維持しつつパターンブロック９１１間の間隙の幅が増減される。
【００５８】
以上のように、パターンブロック９１１間の間隙の幅の変更は機械的に行うことも可能であり、このような手法によっても基板９への適切な描画が実現される。
【００５９】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００６０】
光ビームは多チャンネルのビームに限定されず、１つのビームであってもよい。光ビームの光源もガスレーザや半導体レーザ以外のものが使用されてよく、例えば、ランプや発光ダイオード等が使用されてよい。光ビームの主走査もガルバノミラーを用いたり、露光ヘッド１５自体を移動させることにより行われてよい。
【００６１】
上記実施の形態ではコンピュータ３１により描画データが生成されるが、図５に示す各種機能の全てまたは一部が専用の電気回路により実現されてもよい。
【００６２】
基板９の伸縮の計測は他の手法により行われてもよく、例えば、別途照射される光ビームによる非接触計測が行われてもよい。また、基板９の計測はステージ１４以外の場所にて行われてもよい。
【００６３】
上記実施の形態では、主走査方向および副走査方向に対して単位領域９０１中の非パターン領域９１２の幅が変更されるが、パターンブロック９１１の幅が主走査方向または副走査方向のいずれかのみに関して維持され、他の方向に関しては主走査または副走査の制御により伸縮が行われてもよい。特に、上記実施の形態における光描画装置１の構成の場合、主走査方向に関してはポリゴンミラー２７の動作と光ビームの変調とを制御することにより、連続的に適切に伸縮させることが可能である。
【００６４】
上記実施の形態ではラスタデータ９３２に対して修正が行われるが、ＬＳＩデータ９３１に対して修正が行われてもよい。すなわち、単位領域９０１の非パターン領域９１２の幅が実質的に変更されるのであるならば、データ修正の手法は適宜変更されてよい。
【００６５】
パターンブロック９１１の配列は格子状には限定されず、例えば、副走査方向には整列されるが、主走査方向に関しては整列されていない配列であってもよい。
【００６６】
なお、光描画装置１は半導体基板に対する光を用いた描画に適しているが、複数のパターンブロック９１１が描画されるプリント配線基板等の他の基板にも利用することができる。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１ないし１６の発明によれば、基板上に複数のパターンブロックを適切に描画することができる。また、請求項３ないし６、並びに、請求項１１ないし１４の発明によれば、描画データを生成するための演算量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光描画装置を示す斜視図である。
【図２】露光ヘッドの主な内部構成を示す図である。
【図３】基板を例示する図である。
【図４】単位領域を示す図である。
【図５】光描画装置の描画制御に係る構成を示すブロック図である。
【図６】ラスタデータが準備される際の光描画装置の動作の流れを示す図である。
【図７】光描画装置が描画を行う動作の流れを示す図である。
【図８】光描画装置が描画を行う動作の流れを示す図である。
【図９】分割領域を示す図である。
【図１０】データ修正部によるデータ修正を説明するための図である。
【図１１】ストライプを例示する図である。
【図１２】データ修正部によるデータ修正を説明するための図である。
【図１３】ストライプを例示する図である。
【図１４】光描画装置の動作の流れの他の例を示す図である。
【図１５】データ修正の他の例を説明するための図である。
【図１６】コンピュータ内の機能構成の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１ 光描画装置
９ 基板
１５ 露光ヘッド
１５ａ カメラ
２７ ポリゴンミラー
３１ コンピュータ
３２ 描画制御部
１４１ ステージ移動機構
３１２ ラスタライズ部
３１３ 伸縮率算出部
３１４ データ修正部
３１５ データ生成部
９０１ 単位領域
９０１ａ，９０１ｂ 分割領域
９１１ パターンブロック
９１２ 非パターン領域
９２１ ストライプ
Ｓ１１〜Ｓ１３，Ｓ２５〜Ｓ２８，Ｓ３１〜Ｓ３５ ステップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上に変調された光を照射することによりパターンを描画する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レーザ光を変調しつつ照射することにより、レジスト膜が形成されたプリント配線基板上にパターンを描画する装置が知られている。また、例えば特開２００１−２６４６５４号公報には、プリント配線基板の伸縮に応じてレーザ光の走査制御を補正することにより、伸縮の影響を受けずに描画を行うレーザ描画装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光により描画を行う光描画装置を半導体基板に対する描画へと応用しようとした場合、描画のために生成されるデータが膨大な量になってしまい、データ生成に多くの時間が費やされることとなる。
【０００４】
また、プリント配線基板のように１つの基板全体に比較的粗い１ブロックのパターン（以下、「パターンブロック」という。）のみを描画する場合、基板の伸縮に合わせて一様にパターンブロックの伸縮を行うことにより適正なパターンを描画することができるが、半導体基板のように多数の非常に微細なパターンブロックが描画される場合に全パターンブロックを一様に伸縮すると、ラスタライズの際の離散化処理の影響により一部の微細パターンにおいて微小なずれが生じる可能性がある。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、基板上に多数の微細なパターンブロックを適切に描画する技術を提供することを主たる目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、光ビームを基板に照射して描画を行う光描画装置であって、変調された光ビームを出射する光ビーム出射部と、前記光ビーム出射部からの光ビームの基板上の照射位置を走査させる走査手段と、描画データを生成する描画データ生成部と、描画データに基づいて前記光ビーム出射部および前記走査手段を制御することにより、基板上に複数のパターンブロックの配列を描画する描画制御部と、基板の伸縮を検出する検出部とを備え、前記描画データ生成部が、前記検出部からの検出結果に基づいて、少なくとも一の方向に関してパターンブロックの幅を維持しつつパターンブロック間の間隙の幅を変更した描画データを生成する。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光描画装置であって、前記描画データ生成部が、互いに垂直な２つの方向に関してパターンブロックの幅を維持しつつパターンブロック間の間隙の幅を変更した描画データを生成する。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光描画装置であって、前記走査手段が、光ビームの照射位置を主走査方向および副走査方向に走査し、前記副走査方向に伸びるストライプ状の領域の描画を前記主走査方向に繰り返し、各パターンブロックを含む単位領域の前記主走査方向側の境界がいずれかのストライプ状の領域の境界と一致する。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光描画装置であって、前記描画データ生成部が、単位領域を前記主走査方向に関して一定の幅となる複数の分割領域に分割し、分割領域ごとの部分描画データを生成する。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光描画装置であって、前記描画データ生成部が、前記検出結果に基づいて、前記部分描画データを前記副走査方向側の非パターン領域の幅を変更したデータへと修正する。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の光描画装置であって、前記描画データ生成部が、前記検出結果に基づいて、最も前記主走査方向側の分割領域に対応する部分描画データを前記主走査方向側の非パターン領域の幅を変更したデータへと修正する。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、請求項１または２に記載の光描画装置であって、前記描画データ生成部が、前記検出結果に基づいて、各パターンブロックを含む単位領域の非パターン領域の幅を実質的に変更した描画データを生成する。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の光描画装置であって、各パターンブロックが、半導体基板上に描画される１チップのパターンに相当する。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、光ビームを基板に照射して描画を行う光描画方法であって、基板上に描画されるパターンブロックを含む画像データを準備する工程と、前記基板の伸縮の検出結果を取得する工程と、配列配置された複数のパターンブロックに対応する描画データを生成する工程と、前記描画データに基づいて、前記基板上の照射位置を走査させつつ変調された光ビームを照射することにより、前記基板上に前記複数のパターンブロックを描画する工程とを有し、前記描画データを生成する工程において、パターンブロックの少なくとも一の方向に関する幅を維持しつつパターンブロック間の間隙の幅を前記検出結果に基づいて変更した描画データが生成される。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の光描画方法であって、前記描画データを生成する工程において、互いに垂直な２つの方向に関してパターンブロックの幅を維持しつつパターンブロック間の間隙の幅を変更した描画データが生成される。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の光描画方法であって、前記描画する工程において、光ビームの照射位置を主走査方向および副走査方向に走査して前記副走査方向に伸びるストライプ状の領域の描画が前記主走査方向に繰り返され、各パターンブロックを含む単位領域の前記主走査方向側の境界がいずれかのストライプ状の領域の境界と一致する。
【００１７】
請求項１２に記載の発明は、請求項１１に記載の光描画方法であって、前記描画データを生成する工程が、単位領域を前記主走査方向に関して一定の幅となる複数の分割領域に分割する工程と、分割領域ごとの部分描画データを生成する工程とを有する。
【００１８】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の光描画方法であって、前記描画データを生成する工程が、前記検出結果に基づいて前記部分描画データを前記副走査方向側の非パターン領域の幅を変更したデータへと修正する工程を有する。
【００１９】
請求項１４に記載の発明は、請求項１２または１３に記載の光描画方法であって、前記描画データを生成する工程が、前記検出結果に基づいて最も前記主走査方向側の分割領域に対応する部分描画データを前記主走査方向側の非パターン領域の幅を変更したデータへと修正する工程を有する。
【００２０】
請求項１５に記載の発明は、請求項９または１０に記載の光描画方法であって、前記描画データを生成する工程において、前記検出結果に基づいて、各パターンブロックを含む単位領域の非パターン領域の幅を実質的に変更した描画データが生成される。
【００２１】
請求項１６に記載の発明は、請求項９ないし１５のいずれかに記載の光描画方法であって、各パターンブロックが、半導体基板上に描画される１チップのパターンに相当する。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一の実施の形態に係る光描画装置１を示す斜視図である。光描画装置１は、光ビームを半導体基板（以下、「基板」という。）９に照射することにより基板９上のレジスト膜に描画を行う装置であり、基板９を収容するカセット９１が載置されるカセット台１１、カセット９１から基板９を取り出して搬送する搬送ロボット１２、プリアライメントを行うプリアライメント部１３、描画時に基板９が載置されるステージ１４、および、基板９にレーザ光を照射する露光ヘッド１５を備える。
【００２５】
ステージ１４はステージ移動機構１４１により図１中のＹ方向（光ビームの副走査方向）へと移動し、露光ヘッド１５はヘッド移動機構１５１によりＸ方向（光ビームの主走査方向）へと移動する。光描画装置１の各構成の動作は電装ラック１６内の制御回路により制御され、さらに、電装ラック１６には描画に必要なデータ生成を行う回路も設けられる。
【００２６】
図２は露光ヘッド１５の主な内部構成を示す図である。露光ヘッド１５内には光源であるレーザ２１、ビームエキスパンダ２２、ビームスプリッタ２３および多チャンネルの音響光学変調器２４が順に配置され、ビームスプリッタ２３からの複数のレーザ光ビームが音響光学変調器２４にて個別に変調される。音響光学変調器２４からの多チャンネルの光ビームは各種レンズやミラーを有する光学ユニット２５により調整され、ミラー２６により反射されてポリゴンミラー２７へと導かれる。
【００２７】
ポリゴンミラー２７にて偏向された光ビームは、折り返しミラー２８にて基板９に対して垂直な方向（図１中の（−Ｚ）方向）へと向かい（図２では折り返しミラー２８以降の様子も同一平面内に描いている。）、フィールドレンズやシリンドリカルレンズを有する光学ユニット２９を介して基板９に照射される。ポリゴンミラー２７による光ビームの主走査は、図１中のＸ方向に対応する。
【００２８】
図３は光描画装置１にて露光によるパターンの描画が行われる基板９を例示する図である。基板９上には多数のＬＳＩチップに相当するダイのパターンブロックが、互いに垂直なＸおよびＹ方向に格子状に配列して描画される。図３において、各パターンブロックを含む領域（パターンの繰り返しの単位となる領域であり、以下、「単位領域」という。）に符号９０１を付している。図４は１つの単位領域９０１を拡大して示す図である。１つの単位領域９０１は、パターンブロック９１１と、パターンブロック９１１の周囲の余白となる非パターン領域９１２とを合わせた領域となっている。したがって、基板９上には非パターン領域９１２が介在しつつ複数のパターンブロックが配列された状態となる。
【００２９】
パターンの描画は、図３に示すようにＹ方向（副走査方向）に伸びるストライプ状の領域（以下、「ストライプ」という。）９２１毎に主走査方向に繰り返し行われる。光ビームの照射位置のポリゴンミラー２７（図２参照）による主走査は各ストライプ９２１内にてＸ方向に行われ、ステージ１４がステージ移動機構１４１によりＹ方向に移動することにより（図１参照）、副走査が行われる。１つのストライプ９２１への描画が完了すると、露光ヘッド１５がヘッド移動機構１５１により主走査方向に移動して次のストライプ９２１の描画が開始される。
【００３０】
ストライプ９２１への描画は符号９２２にて示す描画開始点から開始される。描画開始点９２２は、（−Ｙ）側の単位領域９０１において（−Ｘ）側かつ（−Ｙ）側の角の位置、および、この位置から（＋Ｘ）側へと所定の距離だけ離れた位置となっている。すなわち、描画開始点９２２は、単位領域９０１中の特定に位置に設定され、単位領域９０１の主走査方向側の境界がいずれかのストライプ９２１の境界と一致する。これにより、各単位領域９０１はストライプ９２１により同様に分割されることとなり、後述の描画データの生成に要する演算量の削減が実現される。
【００３１】
図５は光描画装置１の描画制御に係る構成を示すブロック図である。コンピュータ３１および描画制御部３２は電装ラック１６内に設けられており、カメラ１５ａは基板９上のアライメントマークを撮像するために露光ヘッド１５内に設けられている（図１参照）。コンピュータ３１はＣＰＵやメモリ３１１等を有し、ラスタライズ部３１２、伸縮率算出部３１３、データ修正部３１４およびデータ生成部３１５は、コンピュータ３１内のＣＰＵが所定のプログラムに従って演算処理することにより実現される機能を示している。描画制御部３２は露光ヘッド１５、ヘッド移動機構１５１およびステージ移動機構１４１の制御を行い、これにより、複数のパターンブロック９１１の描画が行われる。
【００３２】
図６は描画に用いられるラスタデータが準備される際の光描画装置１の動作の流れを示す図であり、図７および図８は光描画装置１が描画を行う動作の流れを示す図である。以下、図１ないし図８を参照しながら光描画装置１の動作について説明する。
【００３３】
図５および図６に示すように光描画装置１では、まず、１つのＬＳＩに相当する画像のデータ（パターンブロック９１１を含む単位領域９０１の画像データであり、ベクトル形式等の任意の形式の画像データであってよい。）がＬＳＩデータ９３１としてメモリ３１１に準備される（図６：ステップＳ１１）。ＬＳＩデータ９３１は、外部のＣＡＤ等により生成されたデータである。ラスタライズ部３１２は、ＬＳＩデータ９３１が示す単位領域９０１を分割してラスタライズし、ラスタデータ９３２を生成してメモリ３１１に保存する（ステップＳ１２，Ｓ１３）。
【００３４】
図９はラスタライズ部３１２による処理を説明するための図である。ラスタライズ部３１２では、まずＬＳＩデータ９３１が示す単位領域９０１を（−Ｘ）側から主走査方向に関して所定幅Ｗ１となる分割領域９０１ａに分割する（ステップＳ１２）。ただし、最も（＋Ｘ）側の分割領域９０１ｂの主走査方向に対する幅Ｗ２はＷ１以下とされる。そして、ラスタライズ部３１２は各分割領域９０１ａ，９０１ｂをラスタライズし、分割領域ごとのラスタデータ９３２（部分的な描画データ）を生成する（ステップＳ１３）。
【００３５】
ラスタデータ９３２が準備されると、または、ラスタデータ９３２の準備と並行して、図１に示す光描画装置１ではカセット９１が搬入され、カセット台１１上に配置される（図７：ステップＳ２１）。搬送ロボット１２はカセット９１から基板９を１枚取り出し、プリアライメント部１３へと搬送する。プリアライメント部１３ではプリアライメントにより基板９のおよその位置決めが行われ（ステップＳ２２）、搬送ロボット１２により基板９がステージ１４に載置される（ステップＳ２３）。
【００３６】
その後、ステージ移動機構１４１およびヘッド移動機構１５１により基板９上の各アライメントマークが順番に露光ヘッド１５の下方に位置し、カメラ１５ａにより撮像が行われる。カメラ１５ａからの画像のデータは電装ラック１６内の画像処理回路（図５において図示省略）により処理され、アライメントマークのステージ１４上の位置が正確に求められる。ステージ１４には基板９をＺ方向を向く軸を中心にわずかに回転させる回転機構が設けられており、基板９が描画に適した向きとなるように回転機構によるアライメント（位置合わせ）が行われる（ステップＳ２４）。
【００３７】
図５に示す伸縮率算出部３１３は、画像処理回路にて求められた基板９上のアライメントマークの位置、および、基板９の向きの修正量を取得し（ステップＳ２５）、アライメント後のアライメントマークの位置、並びに、主走査方向および副走査方向に対する基板９の伸縮率（すなわち、主面の伸縮率）を求める（ステップＳ２６）。
【００３８】
一方、データ修正部３１４は図９に示す最も（−Ｘ）側の分割領域９０１ａのラスタデータ９３２を取得し（ステップＳ２７）、伸縮の検出結果である伸縮率に基づいてデータの修正を行う（ステップＳ２８）。図１０はデータ修正部３１４によるデータ修正を説明するための図である。図１０中の左側の分割領域９０１ａは修正前の状態を示し、中央の分割領域９０１ａは基板９が副走査方向に伸びた場合の修正後のデータに相当し、右側の分割領域９０１ａは基板９が副走査方向に縮んだ場合の修正後のデータに相当する。
【００３９】
左側と中央の分割領域９０１ａを対比して分かるように、基板９が副走査方向に伸びた場合、分割領域９０１ａ内のパターンブロック９１１の部分の形状が維持された状態で副走査方向側（（＋Ｙ）側）の非パターン領域９１２の幅が増加される。左側と右側の分割領域９０１ａを対比して分かるように、基板９が副走査方向に縮んだ場合は、パターンブロック９１１の部分の形状が維持された状態で副走査側の非パターン領域９１２の幅が減少される。非パターン領域９１２の幅の変化量ΔＬ１１，ΔＬ１２は、単位領域９０１の副走査方向の長さに基板９の副走査方向の伸縮率を乗じた長さとされる。
【００４０】
次に、１つの分割領域９０１ａのデータ修正が終了すると、修正後のラスタデータ９３２がデータ生成部３１５へと送られる。データ生成部３１５では、図１１に示すように変更後の分割領域９０１ａが副走査方向に繰り返された描画データ、すなわち、図３に示す１つのストライプ９２１に相当するデータが生成される（ステップＳ３３）。生成された描画データは、データ生成部３１５から描画制御部３２へと送られ、描画制御部３２が露光ヘッド１５およびステージ移動機構１４１を制御することにより１ストライプ分の描画が行われる（ステップＳ３４）。なお、データ生成部３１５において、１つの分割領域のデータによる描画を繰り返すというコマンドを利用した形式の描画データが生成されてもよい。
【００４１】
１つのストライプ９２１に対する描画が終了すると、主走査方向側の次の分割領域９０１ａに対して同様の処理が行われ、ストライプ９２１ごとの描画が繰り返される（ステップＳ３５）。やがて、図９に示す最も（＋Ｘ）側の分割領域９０１ｂに対する処理へと移行し、分割領域９０１ｂがデータ修正部３１４に取得され（ステップＳ２７）、基板９の副走査方向の伸縮率に基づいて副走査方向側の非パターン領域９１２の幅が変更される（ステップＳ２８）。単位領域９０１の最後の分割領域９０１ｂの場合、さらに、主走査方向側（（＋Ｘ）側）の非パターン領域９１２の幅を変更するデータ修正が行われる（ステップＳ３１，Ｓ３２）。
【００４２】
図１２は主走査方向側の非パターン領域９１２の幅の変更を説明するための図である。図１２中の上側の分割領域９０１ｂは修正前の状態を示し、中央の分割領域９０１ｂは基板９が主走査方向に伸びた場合の修正後のデータに相当し、下側の分割領域９０１ｂは基板９が主走査方向に縮んだ場合の修正後のデータに相当する。
【００４３】
上側と中央の分割領域９０１ｂを対比して分かるように、基板９が主走査方向に伸びた場合、分割領域９０１ｂ中のパターンブロック９１１の部分の形状が維持された状態で主走査方向側（（＋Ｘ）側）の非パターン領域９１２の幅が増加される。上側と下側の分割領域９０１ｂを対比して分かるように、基板９が主走査方向に縮んだ場合は、パターンブロック９１１の部分の形状が維持された状態で主走査方向側の非パターン領域９１２の幅が減少される。非パターン領域９１２の幅の変化量ΔＬ２１，ΔＬ２２は、単位領域９０１の主走査方向の長さに基板９の主走査方向の伸縮率を乗じた長さとされる。
【００４４】
分割領域９０１ｂの主走査方向および副走査方向に対するデータ修正が終了すると、修正後のラスタデータ９３２がデータ生成部３１５へと送られ、図１３に示すように変更後の分割領域９０１ｂが副走査方向に繰り返された１ストライプ９２１分の描画データが生成される（ステップＳ３３）。生成された描画データは、データ生成部３１５から描画制御部３２へと送られ、１ストライプ９２１分の描画が行われる（ステップＳ３４）。
【００４５】
その後、分割領域９０１ｂに対応するストライプ９２１に隣接して副走査方向に並ぶ複数の単位領域９０１に対して同様の処理が行われ（図３参照）、基板９上の各ストライプ９２１に対する描画が行われる。基板９上の全ストライプ９２１の描画が終了すると（ステップＳ３５）、搬送ロボット１２により基板９がカセット９１へと戻され（ステップＳ３６）、次の基板９が取り出されて描画が行われる（ステップＳ３７）。さらに、カセット９１に収納されている全ての基板９に対する描画が終了すると、カセット９１が光描画装置１から搬出される（ステップＳ３８）。
【００４６】
以上、光描画装置１について説明してきたが、光描画装置１では基板９ごとに主走査方向および副走査方向の伸縮率が検出され、伸縮率に応じて分割領域に対する主走査方向側および副走査方向側（分割領域９０１ａに対しては副走査方向側のみ）の非パターン領域９１２の幅が変更される。このとき、パターンブロック９１１の大きさが維持されることから、主走査方向および副走査方向のそれぞれに関して基板９上に描画されるパターンブロック９１１の幅を維持しつつパターンブロック９１１間の間隙の幅を変更することが実現される。
【００４７】
通常、基板９上の１つのパターンブロック９１１に対応する伸縮量は微小なものであることから、パターンブロック９１１の幅を維持することにより、適正な描画が実現される。すなわち、仮に、基板９の伸縮に合わせて伸縮されたパターンブロック９１１を描画しようとした場合、ラスタライズや走査制御における離散化誤差の影響を受けて部分的にパターンがずれてしまう可能性があるが、光描画装置１ではそのような問題が発生することはない。
【００４８】
また、従来のように機械的に（すなわち、ステージの送りや光ビームの走査幅を変更することにより）基板９全体に描画されるパターンを伸縮しようとした場合、複雑な制御が必要となるが、光描画装置１ではパターンブロック９１１の大きさを変更しないため簡単に制御を行うことができる。
【００４９】
さらに、光描画装置１におけるラスタライズは１つのＬＳＩに相当するデータに対してのみ行われるため、基板９全体に描画されるパターンをラスタライズする場合に比べてデータ処理時間を大幅に削減することができる。
【００５０】
図１４は光描画装置１の動作の流れの他の例を示す図である。なお、光描画装置１の構成は図１、図２および図５に示すものと同様である。図１４は、ラスタライズ部３１２にてＬＳＩデータ９３１全体が予めラスタライズされ、ラスタデータ９３２としてメモリ３１１に保存された場合の動作例を示している。光描画装置１は、図７中のステップＳ２６とステップＳ２７との間にステップＳ４１，Ｓ４２が追加され、図８中のステップＳ３１，Ｓ３２が省かれるという点を除いて図７および図８と同様の動作を行う。
【００５１】
光描画装置１において主走査方向および副走査方向の基板９の伸縮率が求められると（ステップＳ２６）、図１５に例示するようにデータ修正部３１４が単位領域９０１全体に対してパターンブロック９１１の形状を維持しつつ非パターン領域９１２の幅を変更するデータ修正を行う（ステップＳ４１）。図１５では、副走査方向の幅Ｌ１がΔＬ１３だけ伸ばされ、主走査方向の幅Ｌ２がΔＬ２３だけ縮められた様子を例示している。
【００５２】
さらに、データ修正部３１４ではポリゴンミラー２７による主走査方向の光ビームの走査幅に合わせて変更後の単位領域９０１の分割が行われる（ステップＳ４２）。これにより、図９の分割領域９０１ａ，９０１ｂに相当するラスタデータが生成される。その後、１ストライプごとの描画データの生成（ステップＳ２７，Ｓ３３）および描画（図８：ステップＳ３４）が繰り返されることにより、基板９の主面全体への描画が行われる。
【００５３】
図１４に示す動作の場合、ラスタライズは単位領域９０１に対して行われるため、ラスタライズ自体は露光ヘッド１５の主走査の幅に拘束されず、汎用のコンピュータ３１の処理によりラスタデータ９３２を別途準備することが容易となる。
【００５４】
図１６は、コンピュータ３１内の機能構成の他の例を示す図である。なお、図１６は図５からデータ修正部３１４が省略された様子を示しており、ラスタライズ部３１２等の図示は省略している。また、ラスタデータ９３２としては図４と同様に単位領域９０１を分割した後のデータが準備される。
【００５５】
図１６に示すデータ生成部３１５では、ラスタデータ９３２の修正は行われず、描画制御部３２による露光ヘッド１５からの光ビームの出射とステージ１４の移動とを制御するデータが生成され、これにより、パターンブロック９１１の大きさを変更することなく非パターン領域９１２の幅を変更した描画が行われる。
【００５６】
具体的には、基板９が副走査方向に伸びている場合には、１つの分割領域９０１ａ（または分割領域９０１ｂ）の描画が完了する毎にステージ１４を空送りし、次の分割領域の描画の開始位置へ光ビームの照射位置がシフトされる。これにより、副走査方向に対してパターンブロック９１１の幅を維持しつつパターンブロック９１１間の間隙の幅を増大させる。一方、基板９が副走査方向に縮んでいる場合には、１つの分割領域の描画が完了する前に次の分割領域の描画へと移行し、副走査方向に対してパターンブロック９１１の幅を維持しつつパターンブロック９１１間の間隙の幅を減少させる。
【００５７】
さらに、分割領域９０１ｂに対応するストライプ９２１の描画が終了すると、基板９の主走査方向に対する伸縮に応じて露光ヘッド１５の移動が制御され、次のストライプ９２１の描画の開始位置が主走査方向に関して調整される。その結果、主走査方向に対してもパターンブロック９１１の幅を維持しつつパターンブロック９１１間の間隙の幅が増減される。
【００５８】
以上のように、パターンブロック９１１間の間隙の幅の変更は機械的に行うことも可能であり、このような手法によっても基板９への適切な描画が実現される。
【００５９】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００６０】
光ビームは多チャンネルのビームに限定されず、１つのビームであってもよい。光ビームの光源もガスレーザや半導体レーザ以外のものが使用されてよく、例えば、ランプや発光ダイオード等が使用されてよい。光ビームの主走査もガルバノミラーを用いたり、露光ヘッド１５自体を移動させることにより行われてよい。
【００６１】
上記実施の形態ではコンピュータ３１により描画データが生成されるが、図５に示す各種機能の全てまたは一部が専用の電気回路により実現されてもよい。
【００６２】
基板９の伸縮の計測は他の手法により行われてもよく、例えば、別途照射される光ビームによる非接触計測が行われてもよい。また、基板９の計測はステージ１４以外の場所にて行われてもよい。
【００６３】
上記実施の形態では、主走査方向および副走査方向に対して単位領域９０１中の非パターン領域９１２の幅が変更されるが、パターンブロック９１１の幅が主走査方向または副走査方向のいずれかのみに関して維持され、他の方向に関しては主走査または副走査の制御により伸縮が行われてもよい。特に、上記実施の形態における光描画装置１の構成の場合、主走査方向に関してはポリゴンミラー２７の動作と光ビームの変調とを制御することにより、連続的に適切に伸縮させることが可能である。
【００６４】
上記実施の形態ではラスタデータ９３２に対して修正が行われるが、ＬＳＩデータ９３１に対して修正が行われてもよい。すなわち、単位領域９０１の非パターン領域９１２の幅が実質的に変更されるのであるならば、データ修正の手法は適宜変更されてよい。
【００６５】
パターンブロック９１１の配列は格子状には限定されず、例えば、副走査方向には整列されるが、主走査方向に関しては整列されていない配列であってもよい。
【００６６】
なお、光描画装置１は半導体基板に対する光を用いた描画に適しているが、複数のパターンブロック９１１が描画されるプリント配線基板等の他の基板にも利用することができる。
【００６７】
【発明の効果】
請求項１ないし１６の発明によれば、基板上に複数のパターンブロックを適切に描画することができる。また、請求項３ないし６、並びに、請求項１１ないし１４の発明によれば、描画データを生成するための演算量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】光描画装置を示す斜視図である。
【図２】露光ヘッドの主な内部構成を示す図である。
【図３】基板を例示する図である。
【図４】単位領域を示す図である。
【図５】光描画装置の描画制御に係る構成を示すブロック図である。
【図６】ラスタデータが準備される際の光描画装置の動作の流れを示す図である。
【図７】光描画装置が描画を行う動作の流れを示す図である。
【図８】光描画装置が描画を行う動作の流れを示す図である。
【図９】分割領域を示す図である。
【図１０】データ修正部によるデータ修正を説明するための図である。
【図１１】ストライプを例示する図である。
【図１２】データ修正部によるデータ修正を説明するための図である。
【図１３】ストライプを例示する図である。
【図１４】光描画装置の動作の流れの他の例を示す図である。
【図１５】データ修正の他の例を説明するための図である。
【図１６】コンピュータ内の機能構成の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１ 光描画装置
９ 基板
１５ 露光ヘッド
１５ａ カメラ
２７ ポリゴンミラー
３１ コンピュータ
３２ 描画制御部
１４１ ステージ移動機構
３１２ ラスタライズ部
３１３ 伸縮率算出部
３１４ データ修正部
３１５ データ生成部
９０１ 単位領域
９０１ａ，９０１ｂ 分割領域
９１１ パターンブロック
９１２ 非パターン領域
９２１ ストライプ
Ｓ１１〜Ｓ１３，Ｓ２５〜Ｓ２８，Ｓ３１〜Ｓ３５ ステップ
Claims (16)
- 光ビームを基板に照射して描画を行う光描画装置であって、
変調された光ビームを出射する光ビーム出射部と、
前記光ビーム出射部からの光ビームの基板上の照射位置を走査させる走査手段と、
描画データを生成する描画データ生成部と、
描画データに基づいて前記光ビーム出射部および前記走査手段を制御することにより、基板上に複数のパターンブロックの配列を描画する描画制御部と、
基板の伸縮を検出する検出部と、
を備え、
前記描画データ生成部が、前記検出部からの検出結果に基づいて、少なくとも一の方向に関してパターンブロックの幅を維持しつつパターンブロック間の間隙の幅を変更した描画データを生成することを特徴とする光描画装置。 - 請求項１に記載の光描画装置であって、
前記描画データ生成部が、互いに垂直な２つの方向に関してパターンブロックの幅を維持しつつパターンブロック間の間隙の幅を変更した描画データを生成することを特徴とする光描画装置。 - 請求項２に記載の光描画装置であって、
前記走査手段が、光ビームの照射位置を主走査方向および副走査方向に走査し、前記副走査方向に伸びるストライプ状の領域の描画を前記主走査方向に繰り返し、
各パターンブロックを含む単位領域の前記主走査方向側の境界がいずれかのストライプ状の領域の境界と一致することを特徴とする光描画装置。 - 請求項３に記載の光描画装置であって、
前記描画データ生成部が、単位領域を前記主走査方向に関して一定の幅となる複数の分割領域に分割し、分割領域ごとの部分描画データを生成することを特徴とする光描画装置。 - 請求項４に記載の光描画装置であって、
前記描画データ生成部が、前記検出結果に基づいて、前記部分描画データを前記副走査方向側の非パターン領域の幅を変更したデータへと修正することを特徴とする光描画装置。 - 請求項４または５に記載の光描画装置であって、
前記描画データ生成部が、前記検出結果に基づいて、最も前記主走査方向側の分割領域に対応する部分描画データを前記主走査方向側の非パターン領域の幅を変更したデータへと修正することを特徴とする光描画装置。 - 請求項１または２に記載の光描画装置であって、
前記描画データ生成部が、前記検出結果に基づいて、各パターンブロックを含む単位領域の非パターン領域の幅を実質的に変更した描画データを生成することを特徴とする光描画装置。 - 請求項１ないし７のいずれかに記載の光描画装置であって、
各パターンブロックが、半導体基板上に描画される１チップのパターンに相当することを特徴とする光描画装置。 - 光ビームを基板に照射して描画を行う光描画方法であって、
基板上に描画されるパターンブロックを含む画像データを準備する工程と、
前記基板の伸縮の検出結果を取得する工程と、
配列配置された複数のパターンブロックに対応する描画データを生成する工程と、
前記描画データに基づいて、前記基板上の照射位置を走査させつつ変調された光ビームを照射することにより、前記基板上に前記複数のパターンブロックを描画する工程と、
を有し、
前記描画データを生成する工程において、パターンブロックの少なくとも一の方向に関する幅を維持しつつパターンブロック間の間隙の幅を前記検出結果に基づいて変更した描画データが生成されることを特徴とする光描画方法。 - 請求項９に記載の光描画方法であって、
前記描画データを生成する工程において、互いに垂直な２つの方向に関してパターンブロックの幅を維持しつつパターンブロック間の間隙の幅を変更した描画データが生成されることを特徴とする光描画方法。 - 請求項１０に記載の光描画方法であって、
前記描画する工程において、光ビームの照射位置を主走査方向および副走査方向に走査して前記副走査方向に伸びるストライプ状の領域の描画が前記主走査方向に繰り返され、
各パターンブロックを含む単位領域の前記主走査方向側の境界がいずれかのストライプ状の領域の境界と一致することを特徴とする光描画方法。 - 請求項１１に記載の光描画方法であって、
前記描画データを生成する工程が、
単位領域を前記主走査方向に関して一定の幅となる複数の分割領域に分割する工程と、
分割領域ごとの部分描画データを生成する工程と、
を有することを特徴とする光描画方法。 - 請求項１２に記載の光描画方法であって、
前記描画データを生成する工程が、前記検出結果に基づいて前記部分描画データを前記副走査方向側の非パターン領域の幅を変更したデータへと修正する工程を有することを特徴とする光描画方法。 - 請求項１２または１３に記載の光描画方法であって、
前記描画データを生成する工程が、前記検出結果に基づいて最も前記主走査方向側の分割領域に対応する部分描画データを前記主走査方向側の非パターン領域の幅を変更したデータへと修正する工程を有することを特徴とする光描画方法。 - 請求項９または１０に記載の光描画方法であって、
前記描画データを生成する工程において、前記検出結果に基づいて、各パターンブロックを含む単位領域の非パターン領域の幅を実質的に変更した描画データが生成されることを特徴とする光描画方法。 - 請求項９ないし１５のいずれかに記載の光描画方法であって、
各パターンブロックが、半導体基板上に描画される１チップのパターンに相当することを特徴とする光描画方法。
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