(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベクトルデータで記述された描画パターンを複数の分割パターンに分割し、描画対象物に形成された下地パターンに対して重ね合わせて描画するパターン描画方法であって、
前記ベクトルデータをラスタライズして画素の集合により表現される描画データを作成し、記憶部に書き込む第１工程と、
前記下地パターンに対する前記描画パターンの位置ズレを補正するための補正量を算出する第２工程と、
前記分割パターン毎に、前記描画データのうち当該分割パターンに対応するデータを記憶部から読み出して前記補正量に基づき補正した後に補正されたデータから分割描画データを生成する第３工程と、
前記分割描画データで前記分割パターンを描画する第４工程とを備え、
前記描画データおよび前記分割描画データはランレングスデータであり、
前記第１工程では、前記描画データを前記分割パターンよりも細かく且つ複数のラインデータで構成される複数のブロックランレングスデータに区分けして前記記憶部に書き込むとともに、各ラインデータの前記記憶部での記憶位置を示す情報を有するインデックスファイルを形成し、
前記第３工程では、前記ブロックランレングスデータ毎に補正する
ことを特徴とするパターン描画方法。
【請求項２】
前記分割描画データで第１の分割パターンを描画している間に、前記第１の分割パターンの次に描画する第２の分割パターンに対応するデータを前記記憶部から読み出して前記補正量に基づき補正し、補正されたデータから前記第２の分割パターン用の分割描画データを生成する請求項１に記載のパターン描画方法。
【請求項３】
同一の下地パターンが形成された前記複数の描画対象物の各々に描画パターンを描画するとき、
前記複数の描画対象物のうち最初の描画対象物に前記描画パターンを描画する際には前記第１工程ないし前記第４工程を実行する一方、最初の描画対象物を除く前記描画対象物に前記描画パターンを描画する際には前記第１工程を実行することなく前記第２工程ないし前記第４工程を実行する請求項１または２に記載のパターン描画方法。
【請求項４】
分割描画データに基づきエネルギービームを描画対象物に照射して分割パターンを形成する動作を繰り返して前記複数の分割パターンで構成される描画パターンを前記描画対象物に形成された下地パターンに対して重ね合わせて描画するパターン描画部と、
前記描画パターンが記述されたベクトルデータから、前記分割パターン毎に、前記パターン描画部により当該分割パターンを描画するのに適した分割描画データを生成するデータ処理部とを備え、
前記データ処理部は、
前記ベクトルデータをラスタライズして画素の集合により表現される描画データを作成する描画データ作成部と、
前記描画データを記憶する記憶部と、
前記下地パターンに対する前記描画パターンの位置ズレを補正するための補正量を算出する算出部と、
前記描画データのうち分割パターンに対応するデータを前記記憶部から読み出して前記補正量に基づき補正するデータ補正部と、
前記補正部で補正された補正データに基づき前記パターン描画部に適した分割描画データを生成し、出力するデータ生成部とを備え、
前記描画データおよび前記分割描画データはランレングスデータであり、
前記描画データ作成部は、前記描画データを前記分割パターンよりも細かく且つ複数のラインデータで構成される複数のブロックランレングスデータに区分けして形成するとともに、各ラインデータの前記記憶部での記憶位置を示す情報を有するインデックスファイルを形成し、
前記データ補正部は前記ブロックランレングスデータ毎に補正する
ことを特徴とするパターン描画装置。
【請求項５】
分割描画データに基づきエネルギービームを描画対象物に照射して分割パターンを形成する動作を繰り返して前記複数の分割パターンで構成される描画パターンを前記描画対象物に形成された下地パターンに対して重ね合わせて描画するパターン描画装置に前記分割パターンを描画するための分割描画データを出力するデータ処理装置であって、
前記描画パターンが記述されたベクトルデータをラスタライズして画素の集合により表現される描画データを作成する描画データ作成部と、
前記描画データを記憶する記憶部と、
前記下地パターンに対する描画パターンの位置ズレを補正するための補正量を算出する算出部と、
前記分割パターン毎に、前記描画データのうち当該分割パターンに対応するデータを前記記憶部から読み出して前記補正量に基づき補正するデータ補正部と、
前記補正部で補正された補正データに基づき前記分割描画データを生成するデータ生成部とを備え、
前記描画データおよび前記分割描画データはランレングスデータであり、
前記描画データ作成部は、前記描画データを前記分割パターンよりも細かく且つ複数のラインデータで構成される複数のブロックランレングスデータに区分けして形成するとともに、各ラインデータの前記記憶部での記憶位置を示す情報を有するインデックスファイルを形成し、
前記データ補正部は前記ブロックランレングスデータ毎に補正する
ことを特徴とするデータ処理装置。
【請求項６】
分割描画データに基づきエネルギービームを描画対象物に照射して分割パターンを形成する動作を繰り返して複数の分割パターンで構成される描画パターンを描画対象物に形成された下地パターンに対して重ね合わせて描画するパターン描画装置に前記分割パターンを描画するための分割描画データを出力するデータ処理方法であって、
前記描画パターンが記述されたベクトルデータをラスタライズして画素の集合により表現される描画データを作成し、記憶部に書き込む第１工程と、
前記下地パターンに対する前記描画パターンの位置ズレを補正するための補正量を算出する第２工程と、
前記分割パターン毎に、前記描画データのうち当該分割パターンに対応するデータを前記記憶部から読み出して前記補正量に基づき補正する第３工程と、
前記第３工程で補正されたデータに基づき前記パターン描画装置に適した分割描画データを生成する第４工程とを備え、
前記描画データおよび前記分割描画データはランレングスデータであり、
前記第１工程では、前記描画データを前記分割パターンよりも細かく且つ複数のラインデータで構成される複数のブロックランレングスデータに区分けして前記記憶部に書き込み、各ラインデータの前記記憶部での記憶位置を示す情報を有するインデックスファイルを形成し、
前記第３工程では、前記ブロックランレングスデータ毎に補正する
ことを特徴とするデータ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベクトルデータで記述された描画パターンを複数の分割パターンに分割し、描画対象物に形成された下地パターンに対して重ね合わせて描画する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体基板（以下単に「基板」という）に形成されるＬＳＩ（Large Scale Integrated Circuit）の高集積化に伴い、光ビームを照射してパターンを描画するパターン描画装置が利用されている。このパターン描画装置では、基板に描画すべき描画パターンがベクトル形式のデータ、例えばＣＡＤ（Computer Aided Design）データにしたがって下地パターンが形成されている基板に描画される。例えば特許文献１に記載の装置では、ＣＡＤデータに対して第１のデータ変換処理を加えて中間データを生成し、記憶部に記憶しておき、描画ブロック単位で中間データを読み出し、第２のデータ変換処理によりビットマップデータに変換した後、そのビットマップデータに基づき描画処理を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４４１３０３６号公報（例えば図１１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、基板にＬＳＩを形成するためには、上記のようにして描画パターンを基板上に既設の下地パターンに重ね合わせながら焼き付ける処理（いわゆる露光処理）が行われるのみならず、レジスト塗布処理、現像処理、エッチング処理および洗浄処理などが繰り返して行われる。したがって、描画パターンをＣＡＤデータに従って所望位置、つまり初期描画位置に描画したとしても、上記した処理を受けている間に基板の伸縮が発生してしまっているために下地パターンからずれて描画パターンが描画されてしまうことがあった。
【０００５】
そこで、上記した特許文献１に記載の発明では、下地パターンからずれ量を求め、そのずれ量に基づき記憶部から読み出した中間データに対してアライメント・補正処理を加えた後で、その補正された中間データをビットマップデータに変換している。このように２段階のデータ変換処理が行われている。これらのうち第１のデータ変換処理については描画開始前に予め実行しておくことができるが、第２のデータ変換処理は必ず描画処理中に行う必要があり、その結果、次の問題が発生している。すなわち、第２のデータ変換処理は中間データをビットマップデータに変換するＲＩＰ（Raster image processor）処理であるため、その処理に比較的長い時間を要する。また近年パターンの高精細化や複雑化に伴いＲＩＰ処理に要する時間がさらに長くなる傾向にある。したがって、描画開始指令が与えられてから最初の描画が開始されるまでに多くの時間が経過してしまうという問題があった。また、最初の描画処理が実行された後も、ＣＡＤデータの内容に応じてＲＩＰ処理に要する時間が変動し、ＲＩＰ処理が完了するまで描画が一時的に中断されて待機することもあり、描画時間が変動してパターン描画を安定して行うことが困難であった。
【０００６】
この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、描画パターンを下地パターンに一致させながら描画対象物に描画するパターン描画を短時間で開始することができ、しかもパターン描画を安定して実行することができる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明にかかるパターン描画方法は、ベクトルデータで記述された描画パターンを複数の分割パターンに分割し、描画対象物に形成された下地パターンに対して重ね合わせて描画するパターン描画方法であって、上記目的を達成するため、ベクトルデータをラスタライズして画素の集合により表現される描画データを作成し、記憶部に書き込む第１工程と、下地パターンに対する描画パターンの位置ズレを補正するための補正量を算出する第２工程と、分割パターン毎に、描画データのうち当該分割パターンに対応するデータを記憶部から読み出して補正量に基づき補正した後に補正されたデータから分割描画データを生成する第３工程と、分割描画データで分割パターンを描画する第４工程とを備え、描画データおよび分割描画データはランレングスデータであり、描画データ作成部は、描画データを分割パターンよりも細かく且つ複数のラインデータで構成される複数のブロックランレングスデータに区分けして形成するとともに、各ラインデータの記憶部での記憶位置を示す情報を有するインデックスファイルを形成し、データ補正部はブロックランレングスデータ毎に補正することを特徴としている。
【０００８】
また、この発明にかかるパターン描画装置は、上記目的を達成するため、分割描画データに基づきエネルギービームを描画対象物に照射して分割パターンを形成する動作を繰り返して複数の分割パターンで構成される描画パターンを描画対象物に形成された下地パターンに対して重ね合わせて描画するパターン描画部と、描画パターンが記述されたベクトルデータから、分割パターン毎に、パターン描画部により当該分割パターンを描画するのに適した分割描画データを生成するデータ処理部とを備え、データ処理部は、ベクトルデータをラスタライズして画素の集合により表現される描画データを作成する描画データ作成部と、描画データを記憶する記憶部と、下地パターンに対する描画パターンの位置ズレを補正するための補正量を算出する算出部と、描画データのうち分割パターンに対応するデータを記憶部から読み出して補正量に基づき補正するデータ補正部と、補正部で補正された補正データに基づきパターン描画部に適した分割描画データを生成し、出力するデータ生成部とを備え、描画データおよび分割描画データはランレングスデータであり、描画データ作成部は、描画データを分割パターンよりも細かく且つ複数のラインデータで構成される複数のブロックランレングスデータに区分けして形成するとともに、各ラインデータの記憶部での記憶位置を示す情報を有するインデックスファイルを形成し、データ補正部はブロックランレングスデータ毎に補正することを特徴としている。
【０００９】
また、この発明にかかるデータ処理装置は、分割描画データに基づきエネルギービームを描画対象物に照射して分割パターンを形成する動作を繰り返して複数の分割パターンで構成される描画パターンを描画対象物に形成された下地パターンに対して重ね合わせて描画するパターン描画装置に分割パターンを描画するための分割描画データを出力するデータ処理装置であって、上記目的を達成するため、描画パターンが記述されたベクトルデータをラスタライズして画素の集合により表現される描画データを作成する描画データ作成部と、描画データを記憶する記憶部と、下地パターンに対する描画パターンの位置ズレを補正するための補正量を算出する算出部と、分割パターン毎に、描画データのうち当該分割パターンに対応するデータを記憶部から読み出して補正量に基づき補正するデータ補正部と、補正部で補正された補正データに基づき分割描画データを生成するデータ生成部とを備え、描画データおよび分割描画データはランレングスデータであり、描画データ作成部は、描画データを分割パターンよりも細かく且つ複数のラインデータで構成される複数のブロックランレングスデータに区分けして形成するとともに、各ラインデータの記憶部での記憶位置を示す情報を有するインデックスファイルを形成し、データ補正部はブロックランレングスデータ毎に補正することを特徴としている。
【００１０】
また、この発明にかかるデータ処理方法は、分割描画データに基づきエネルギービームを描画対象物に照射して分割パターンを形成する動作を繰り返して複数の分割パターンで構成される描画パターンを描画対象物に形成された下地パターンに対して重ね合わせて描画するパターン描画装置に分割パターンを描画するための分割描画データを出力するデータ処理方法であって、上記目的を達成するため、描画パターンが記述されたベクトルデータをラスタライズして画素の集合により表現される描画データを作成し、記憶部に書き込む第１工程と、下地パターンに対する描画パターンの位置ズレを補正するための補正量を算出する第２工程と、分割パターン毎に、描画データのうち当該分割パターンに対応するデータを記憶部から読み出して補正量に基づき補正する第３工程と、第３工程で補正されたデータに基づきパターン描画装置に適した分割描画データを生成する第４工程とを備え、描画データおよび分割描画データはランレングスデータであり、第１工程では、描画データを分割パターンよりも細かく且つ複数のラインデータで構成される複数のブロックランレングスデータに区分けして記憶部に書き込み、各ラインデータの記憶部での記憶位置を示す情報を有するインデックスファイルを形成し、第３工程では、ブロックランレングスデータ毎に補正することを特徴としている。
【００１１】
このように構成された発明（パターン描画方法、パターン描画装置、データ処理装置およびデータ処理方法）では、描画パターンを記述したベクトルデータがラスタライズされて画素の集合により表現される描画データが作成され、記憶部に書き込まれる。このように描画処理前にラスタライズ処理（ＲＩＰ処理）が実行される。そして、描画処理は、分割パターン毎に次のようにして行われる。つまり、描画データのうち分割パターンに対応するデータが記憶部から読み出され、補正量（下地パターンに対する描画パターンの位置ズレを補正するための値）に基づき補正される。そして、その補正されたデータから分割描画データが生成される。このように描画処理が開始されると、既にラスタライズされた描画データを直接補正して分割描画データが作成される。したがって、描画処理中にＲＩＰ処理を行っていた従来技術に比べてパターン描画が短時間で開始される。また、各分割パターンを描画するための時間も、描画パターンの内容にかかわらず、ほぼ同一であり、パターン描画を安定して実行することができる。
【００１２】
ここで、分割パターンの描画と、次の分割描画データの生成とを並行して行うように構成してもよい。例えば分割描画データで第１の分割パターンを描画している間に、第１の分割パターンの次に描画する第２の分割パターンに対応するデータを記憶部から読み出して位置ズレを補正するための補正量に基づき補正し、その補正されたデータから第２の分割パターン用の分割描画データを生成するように構成してもよい。このように第１の分割パターンの描画と、第２の分割パターン用分割描画データの生成とを並行して行うことで、描画パターンに要する時間をさらに短縮することができる。
【００１３】
また、同一の下地パターンが形成された複数の描画対象物、例えば同一ロットの基板の各々に描画パターンを描画することがあるが、この場合、最初の描画対象物と、それ以降の描画対象物とで工程内容を異ならせてもよい。例えば複数の描画対象物のうち最初の描画対象物に描画パターンを描画する際には第１工程ないし第４工程を実行する一方、最初の描画対象物を除く描画対象物に描画パターンを描画する際には第１工程を実行することなく第２工程ないし第４工程を実行してもよい。このように最初の描画対象物を除く２つ目以降の描画対象物について第１工程を省くことができ、処理時間をさらに短縮することができる。
【００１４】
なお、描画データおよび分割描画データとしては、例えばランレングスデータを用いることができる。また、描画データを複数のブロックランレングスデータに区分けして前記記憶部に書き込み、各ブロックランレングスデータを構成するラインデータの前記記憶部での記憶位置を示す情報を有するインデックスファイルを形成してもよく、この場合、インデックスファイルを参照することでランレングスデータに含まれるデータに対して容易に、しかも正確にアクセスすることが可能となっている。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、描画データを作成して記憶部に書き込んでおき、実際の描画処理においては、分割パターン毎に、描画データのうち分割パターンに対応するデータを記憶部から読み出して補正量に基づき補正した後にその補正されたデータから分割描画データを生成して分割描画データで分割パターンを描画している。その結果、描画パターンを下地パターンに一致させながら描画対象物に描画するパターン描画を短時間で開始することができ、しかもパターン描画を安定して実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明にかかるパターン描画装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示すパターン描画装置の側面図である。
【図３】図１のパターン描画装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】ランレングスデータおよびインデックスファイルの概略構成を示す模式図である。
【図５】パターン描画装置によるパターン描画動作を示すフローチャートである。
【図６】補正量の算出処理を示すフローチャートである。
【図７】参照アライメントマーク座標と基板上マーク座標の関係を模式的に示す図である。
【図８】データ変換処理を示すフローチャートである。
【図９】ラインデータの生成方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は本発明にかかるパターン描画装置を示す斜視図であり、図２は図１に示すパターン描画装置の側面図であり、図３は図１のパターン描画装置の電気的構成を示すブロック図である。このパターン描画装置は、感光材料が表面に付与された半導体基板やガラス基板等の基板Ｗの表面に光を照射してパターンを描画する装置であり、描画エンジン（パターン描画部）１００と、描画エンジン１００に与えるストリップデータあるいは分割描画データと称する分割露光用データを生成するデータ処理部２００とを有している。
【００１８】
この描画エンジン１００では、本体フレーム１０１に対してカバー１０２が取り付けられて形成される本体内部に装置各部が配置されて本体部が構成されるとともに、本体部の外側（本実施形態では、図２に示すように本体部の右手側）に基板収納カセット１１０が配置されている。この基板収納カセット１１０には、いずれも同一の下地パターンを有する未処理基板Ｗが１ロット分収納されており、本体内部に配置される搬送ロボット１２０によって本体部にローディングされる。また、未処理基板Ｗに対して露光処理（パターン描画処理）が施された後、当該基板Ｗが搬送ロボット１２０によって本体部からアンローディングされて基板収納カセット１１０に戻される。
【００１９】
この本体部では、図１および図２に示すように、カバー１０２に囲まれた本体内部の右手端部に搬送ロボット１２０が配置されている。また、この搬送ロボット１２０の左手側には基台１３０が配置されている。この基台１３０の一方端側領域（図１および図２の右手側領域）が、搬送ロボット１２０との間で基板Ｗの受け渡しを行う基板受渡領域となっているのに対し、他方端側領域（図１および図２の左手側領域）が基板Ｗへのパターン描画を行うパターン描画領域となっている。この基台１３０上では、基板受渡領域とパターン描画領域の境界位置にヘッド支持部１４０が設けられている。このヘッド支持部１４０では、基台１３０から上方に２本の脚部材１４１、１４２が立設されるとともに、それらの脚部材１４１、１４２の頂部を橋渡しするように梁部材１４３が横設されている。そして、図２に示すように、梁部材１４３のパターン描画領域側側面にカメラ（撮像部）１５０が固定されてステージ１６０に保持された基板Ｗの表面（被描画面、被露光面）を撮像可能となっている。
【００２０】
このステージ１６０は基台１３０上でステージ移動機構１６１によりＸ方向、Ｙ方向ならびにθ方向に移動される。すなわち、ステージ移動機構１６１は基台１３０の上面にＹ軸駆動部１６１Ｙ（図３）、Ｘ軸駆動部１６１Ｘ（図３）およびθ軸駆動部１６１Ｔ（図３）をこの順序で積層配置したものであり、ステージ１６０を水平面内で２次元的に移動させて位置決めする。また、ステージ１６０をθ軸（鉛直軸）回りに回転させて後述する光学ヘッド１７０に対する相対角度を調整して位置決めする。なお、このようなステージ移動機構１６１としては、従来より多用されているＸ−Ｙ−θ軸移動機構を用いることができる。
【００２１】
また、このように構成されたヘッド支持部１４０のパターン描画領域側で光学ヘッド１７０がボックス１７２に対して固定的に取り付けられている。この光学ヘッド１７０は、光源から出射した光ビームを後述するストリップデータに基づき変調する。そして、光学ヘッド１７０は変調光ビームを光学ヘッド１７０の直下位置で移動している基板Ｗに対して落射することでステージ１６０に保持された基板Ｗを露光してパターンを描画する。これによって、この露光処理に先立って実行されたプロセスにより基板Ｗに形成されている下地パターンに対して描画パターンが重ねて描画される。なお、本実施形態では、光学ヘッド１７０はＸ方向に複数チャンネルで光を同時に照射可能となっており、Ｘ方向が「副走査方向」に相当している。また、ステージ１６０をＹ方向に移動させることで基板Ｗに対してＹ方向に延びるストリップ状のパターンを描画することが可能となっており、Ｙ方向が「主走査方向」に相当している。
【００２２】
また、基台１３０の反基板受渡側端部（図１および図２の左手側端部）においても、２本の脚部材１４４が立設されている。そして、この梁部材１４３と２本の脚部材１４４の頂部を橋渡しするように光学ヘッド１７０の照明光学系を収納したボックス１７２が設けられており、基台１３０のパターン描画領域を上方から覆っている。したがって、描画エンジン１００が設置されるクリーンルーム内に供給されているダウンフローを本体内部に引き入れたとしても、パターン描画領域にダウンフローが供給されない空間ＳＰが形成される。
【００２３】
そこで、本実施形態にかかる描画エンジン１００では、上記空間ＳＰの反搬送ロボット側にステージ１６０と光学ヘッド１７０のボックス１７２とに挟まれた空間ＳＰに向けて温調された気体を吹き出す気体吹出部１９０が配置されている。この実施形態では、本体部の左手側壁を構成するカバー１０２を貫通するように２つの気体吹出部１９０が上下に取り付けられている。これらの気体吹出部１９０は空調器１９１に接続されており、露光制御部１８１から指令に応じて作動して空調器１９１で温調された空気を空間ＳＰに向けて吹き出す。これによって、気体吹出部１９０から吹き出された温調気体が横向きに流れて空間ＳＰを通過する。これによって上記空間ＳＰの雰囲気が入れ替えられてパターン描画領域での温度変化が抑制される。また、このように上記空間ＳＰを通過した空気は搬送ロボット１２０に流れ込むが、この実施形態では、搬送ロボット１２０の下方部に排気口１９２が設けられるとともに、排気口１９２が配管１９３を介して空調器１９１に接続されている。したがって、排気口１９２を設けたことで搬送ロボット１２０を取り囲む雰囲気は排気されて同雰囲気内で下向きの気流、つまりダウンフローが形成される。したがって、搬送ロボット１２０でパーティクルが舞い上がり散乱するのが効果的に防止される。
【００２４】
本実施形態にかかるパターン描画装置は、上記のように構成された描画エンジン１００に適したストリップデータを供給するためのデータ処理部２００としてコンピュータを有している。このコンピュータ２００はＣＰＵや記憶部２０１等を有しており、描画エンジン１００の露光制御部１８１とともに電装ラック（図示省略）内に配置されている。また、コンピュータ２００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、ランレングスデータ生成部２０２、補正量算出部２０３、データ補正部２０４およびデータ生成部２０５が実現される。例えば下地パターンに重ね合わせて描画する描画パターンは外部のＣＡＤ等により生成されたベクトル形式の設計データで記述されており、その設計データがコンピュータ２００に入力されると、記憶部２０１に書き込まれて保存される。そして、当該設計データ２１１に対して以下の処理が施されて複数のストリップデータが生成され、描画エンジン１００に供給されて描画パターンが基板Ｗ上に描画される。
【００２５】
ランレングスデータ生成部２０２は、ベクトル形式の設計データ２１１をラスタライズしてランレングスデータ２１２を生成して記憶部２０１に保存する。なお、この実施形態では、図４に示すようにストリップ単位に分割して記憶部２０１に保存している。つまり、描画パターンをＮmax本の分割パターンに分割し、各分割パターンに対応する分割描画データをストリップデータ２１２ａとしている。また、後で説明するデータ処理を高精度に行うため、本実施形態ではランレングスデータ２１２をストリップ単位よりも細かいブロック単位、つまりブロックランレングスデータ２１２ｂに区分けしている。さらに、ランレングスデータ生成部２０２は、各ブロックランレングスデータ２１２ｂを構成する複数のラインデータ２１２ｃの記憶部２０１での先頭アドレスを示す情報をまとめたインディクスファイル２１３を作成し、記憶部２０１に保存する。このようにインディクスファイル２１３を作成することでランレングスデータ２１２へのアクセスが容易となり、優れたデータ処理性を確保している。
【００２６】
ランレングスデータ２１２およびインディクスファイル２１３の準備後、または、ランレングスデータ２１２およびインディクスファイル２１３の準備と並行して、上記のようにしてカセット１１０に収納されている未処理の基板Ｗが搬送ロボット１２０により搬出され、搬送ロボット１２０によってステージ１６０に載置される。
【００２７】
その後、コンピュータ２００から与えられるアライメントマーク（基準マーク）の設計位置情報に基づきステージ移動機構１６１によりステージ１６０がカメラ１５０の直下位置に移動して基板Ｗ上の各アライメントマークを順番にカメラ１５０の撮像可能位置に位置決めし、カメラ１５０によるマーク撮像が実行される。カメラ１５０から出力される画像信号は電装ラック内の画像処理回路（図３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１６０上の位置が正確に求められる。そして、これらの計測位置情報に基づきθ軸駆動部１６１Ｔが作動してステージ１６０を鉛直軸回りに微小回転させて基板Ｗへのパターン描画に適した向きにアライメント（位置合わせ）される。ここで、ステージ１６０を光学ヘッド１７０の直下位置に移動させた後で当該アライメントを行ってもよい。
【００２８】
図３に示す補正量算出部２０３は、画像処理回路にて求められた基板Ｗ上のアライメントマークの計測位置情報、および基板Ｗの向きの修正量を取得し、アライメント後のアライメントマークの位置、並びに、設計データで記述された描画パターンの下地パターンに対する位置ズレ量を求める。
【００２９】
一方、データ補正部２０４はランレングスデータ２１２をブロック単位、つまり１ストリップに対応するブロックランレングスデータ２１２ｂを読み出し、位置ズレ量に基づいて各ブロックランレングスデータ２１２ｂの補正を行う。なお、このデータ補正については後で詳述するが、ブロックランレングスデータ２１２ｂのデータ補正が終了すると、修正後のブロックランレングスデータ２１２ｂがデータ生成部２０５へと送られる。
【００３０】
データ生成部２０５は、補正後の各ブロックランレングスデータ２１２ｂからデータを切り出すとともに、それらを連結してＹ方向に延びるラインデータを生成し、さらにこうして生成されたラインデータを連結して分割領域に対応する描画データ、すなわち、１つのストリップ（つまり分割パターン）に相当するストリップデータ（分割描画データ）２１２ａを生成し、描画エンジン１００の露光制御部１８１に出力する。
【００３１】
次に、上記のように構成されたパターン描画装置によるパターン描画動作について図５ないし図９を参照しながら詳述する。図５はパターン描画装置によるパターン描画動作を示すフローチャートである。このパターン描画装置では、未処理の基板Ｗを１ロット分収納するカセット１１０が描画エンジン１００に搬送されてくるとともに、その基板Ｗに描画する描画パターンを記述した設計データ２１１がコンピュータ２００に与えられると、描画エンジン１００およびコンピュータ２００はそれぞれ以下のように動作して各基板Ｗへの描画パターンの描画を実行する。
【００３２】
描画エンジン１００は、搬送ロボット１２０によってカセット１１０から未処理基板Ｗを１枚本体部に搬入する（ステップＳ１１）。そして、分割パターンのカウント値Ｎをゼロにクリアした（ステップＳ１２）後、コンピュータ２００からアライメントマーク（基準マーク）の設計位置情報が与えられると、その設計位置情報に基づきカメラ１５０により基板Ｗ上の各アライメントマークを順番に撮像し、アライメントマークのステージ１６０上の位置を求める。そして、その計測位置情報に基づきθ軸駆動部１６１Ｔにより基板Ｗをパターン描画に適した向きにアライメント（位置合わせ）する。そして、基板Ｗ上のアライメントマークの計測位置情報、および基板Ｗの向きの修正量をコンピュータ２００に与える（ステップＳ１３）。そして、カウント値Ｎを「１」だけインクリメントし（ステップＳ１４）、第Ｎ番目のストリップ（以下「第Ｎストリップ」という」）を描画するのに必要な第Ｎストリップデータ２１２ａがコンピュータ２００から送信されてくるのを待つ。
【００３３】
一方、コンピュータ２００は設計データ２１１を受け取ると、記憶部２０１に保存した後、設計データ２１１をラスタライズしてランレングスデータ２１２を生成するとともに、インディクスファイル２１３を作成する（ステップＳ２１）。そして、これらランレングスデータ２１２およびインディクスファイル２１３を記憶部２０１に書き込む（ステップＳ２２）。なお、ラスタライズの実行は基板搬入（ステップＳ１１）と並行して行ってもよいし、あるいは基板搬入前であってもよい。
【００３４】
次に、コンピュータ２００は分割パターンのカウント値Ｎをゼロにクリアした（ステップＳ２３）後、アライメントマーク（基準マーク）の設計位置情報を描画エンジン１００側に与える。そして、描画エンジン１００により計測された計測位置情報および基板Ｗの向きの修正量が与えられると、アライメント後のアライメントマークの位置、並びに、設計データで記述された描画パターンの下地パターンに対する位置ズレ量を求め、さらに位置ズレ量に基づき各ブロックランレングスデータ２１２ｂの補正量を算出する（ステップＳ２４）。この補正量の算出処理について、図６および図７を参照しつつ説明する。
【００３５】
図６は補正量の算出処理を示すフローチャートである。図７は参照アライメントマーク座標と基板上マーク座標の関係を模式的に示す図である。コンピュータ２００の補正量算出部２０３が、参照アライメントマーク座標ＲＭ１（ｒｘ１、ｒｙ１）、ＲＭ２（ｒｘ２、ｒｙ２）、ＲＭ３（ｒｘ３、ｒｙ３）、ＲＭ４（ｒｘ４、ｒｙ４）を設計データ２１１から選定し、これらの設計位置情報を描画エンジン１００側に与える（ステップＳ２４１）。そして、描画エンジン１００でのアライメント計測（ステップＳ１３）により計測された計測位置情報を受け取り、記憶部２０１に一時的に保存する（ステップＳ２４２）。すなわち、各参照アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２、ＲＭ３、ＲＭ４に対応して基板Ｗに形成されているマーク（以下「基板上マーク」という）の基板上マーク座標ＭＫ１（ｍｘ１、ｍｙ１）、ＭＫ２（ｍｘ２、ｍｙ２）、ＭＫ３（ｍｘ３、ｍｙ３）、ＭＫ４（ｍｘ４、ｍｙ４）が計測位置情報としてコンピュータ２００に与えられ、記憶部２０１に保存される。なお、ここでは位置ズレ量の検出原理を容易に理解できるよう、基板Ｗの向きの修正量がゼロであると仮定して説明する。
【００３６】
それに続いて、補正量算出部２０３は、以下の演算、つまり
ｄｘ１＝ｍｘ１−ｒｘ１、ｄｙ１＝ｍｙ１−ｒｙ１、
ｄｘ２＝ｍｘ２−ｒｘ２、ｄｙ２＝ｍｙ２−ｒｙ２、
ｄｘ３＝ｍｘ３−ｒｘ３、ｄｙ３＝ｍｙ３−ｒｙ３、
ｄｘ４＝ｍｘ４−ｒｘ４、ｄｙ４＝ｍｙ４−ｒｙ４
を実行して両マークの差分（ｄｘ１、ｄｙ１）、（ｄｘ２、ｄｙ２）、（ｄｘ３、ｄｙ３）、（ｄｘ４、ｄｙ４）を算出する（ステップＳ２４３）。こうして得られた差分（ｄｘ１、ｄｙ１）、（ｄｘ２、ｄｙ２）、（ｄｘ３、ｄｙ３）、（ｄｘ４、ｄｙ４）が下地パターンとの位置ズレ量に相当する。
【００３７】
次のステップＳ２４４では、コンピュータ２００の補正量算出部２０３がブロックランレングスデータ２１２ｂについて、差分（ｄｘ１、ｄｙ１）、（ｄｘ２、ｄｙ２）、（ｄｘ３、ｄｙ３）、（ｄｘ４、ｄｙ４）から当該ブロックランレングスデータ２１２ｂを下地パターンとマッチングさせるための補正量を求める。なお、この実施形態では、図７に示すように。投影変換による補正を用いている。
【００３８】
図７中の符号Trans（ｘ，ｙ）は参照アライメントマーク座標ＲＭ１（ｒｘ１、ｒｙ１）、ＲＭ２（ｒｘ２、ｒｙ２）、ＲＭ３（ｒｘ３、ｒｙ３）、ＲＭ４（ｒｘ４、ｒｙ４）を基板上マーク座標ＭＫ１（ｍｘ１、ｍｙ１）、ＭＫ２（ｍｘ２、ｍｙ２）、ＭＫ３（ｍｘ３、ｍｙ３）、ＭＫ４（ｍｘ４、ｍｙ４）に投影する変換関数を表している。この実施形態では、変換関数Trans（ｘ，ｙ）は、参照アライメントマーク座標ＲＭ１（ｒｘ１、ｒｙ１）、ＲＭ２（ｒｘ２、ｒｙ２）、ＲＭ３（ｒｘ３、ｒｙ３）を基板上マーク座標ＭＫ１（ｍｘ１、ｍｙ１）、ＭＫ２（ｍｘ２、ｍｙ２）、ＭＫ３（ｍｘ３、ｍｙ３）に投影するアフィン変換で表される。もちろん、参照アライメントマーク座標ＲＭ１（ｒｘ１、ｒｙ１）、ＲＭ２（ｒｘ２、ｒｙ２）、ＲＭ３（ｒｘ３、ｒｙ３）、ＲＭ４（ｒｘ４、ｒｙ４）を基板上マーク座標ＭＫ１（ｍｘ１、ｍｙ１）、ＭＫ２（ｍｘ２、ｍｙ２）、ＭＫ３（ｍｘ３、ｍｙ３）、ＭＫ４（ｍｘ４、ｍｙ４）に投影する斜影変換であってもよい。
【００３９】
コンピュータ２００の補正量算出部２０３は上記したように参照アライメントマーク座標（設定値）と基板上マーク座標（計測値）に基づき変換関数Trans（ｘ，ｙ）を求める。また、設計データ２１１で予め規定されている各ブロックランレングスデータ２１２ｂの設計描画位置（ｂｘ１，ｂｙ１）、（ｂｘ２，ｂｙ２）、…を変換関数Trans（ｘ，ｙ）により基板Ｗ上の位置（ｗｂｘ１，ｗｂｙ１）、（ｗｂｘ２，ｗｂｙ２）、…にそれぞれ変換し、設計描画位置との差分を次式、
ｂｄｘ１＝ｗｂｘ１−ｂｘ１、ｂｄｙ１＝ｗｂｙ１−ｂｙ１、
ｂｄｘ２＝ｗｂｘ２−ｂｘ２、ｂｄｙ２＝ｗｂｙ２−ｂｙ２、
…
にしたがって求める。さらに、補正量算出部２０３はこれらの差分ｂｄｘ１、ｂｄｙ１、ｂｄｘ２、ｂｄｙ２、…をラスタライズ処理（ＲＩＰ処理）の解像度で割り、その商を補正量として求める。
【００４０】
こうして各ブロックランレングスデータ２１２ｂの補正量の算出が完了すると、カウント値Ｎを「１」だけインクリメントする（ステップＳ２５）。そして、データ生成部２０５により第Ｎストリップデータ２１２ａのデータ変換処理を行って下地パターンとの位置ズレを考慮して修正した第Ｎストリップデータ２１２ａを取得する（ステップＳ２６）。
【００４１】
図８はデータ変換処理を示すフローチャートである。図９はラインデータの生成方法を示す模式図である。このデータ変換処理では、最初にブロックランレングスデータ２１２ｂを構成するラインデータ２１２ｃのカウント値Ｍをゼロにリセットする（ステップＳ２６１）。そして、第Ｎストリップに関連するブロックランレングスデータ２１２ｂを記憶部２０１から読み出す（ステップＳ２６２）。このように読み出されたブロックランレングスデータ２１２ｂは図９において点線で示すように設計データ２１１をラスタライズしたデータ２１２ｂ（図４参照）であり、下地パターンとの位置ズレは考慮していない。そこで、図９中の実線で示すように、ステップＳ２４で求められた補正量だけ各ブロックランレングスデータ２１２ｂをＸ方向およびＹ方向にシフトさせて各ブロックランレングスデータ２１２ｂを求める（ステップＳ２６３）。
【００４２】
次に、補正量に基づき求められたブロックランレングスデータ２１２ｂからラインデータ２１２ｃを順番に切り出して第Ｎストリップデータ２１２ａを生成する（ステップＳ２６４〜Ｓ２６６）。より詳しくは、ステップＳ２６４でカウント値Ｍを「１」だけインクリメントした後、図９に示すように各ブロックランレングスデータ２１２ｂの第Ｍ番目のラインデータ２１２ｃを切り出すとともに、それらのラインデータ２１２ｃを連結して第Ｎストリップデータ２１２ａの第Ｍラインデータ２１２ｃを生成する（ステップＳ２６５）。これらの処理（ステップＳ２６４、Ｓ２６５）を最終ライン、つまり第Ｍmax番目のラインまで繰り返して第Ｎストリップデータ２１２ａの再構築を完成させる。こうして得られた第Ｎストリップデータ２１２ａを記憶部２０１に一時的に保存する（ステップＳ２６７）。
【００４３】
図５に戻って説明を続ける。第Ｎストリップデータ２１２ａの再構築が完了すると、コンピュータ２００は第Ｎストリップデータ２１２ａを描画エンジン１００の露光制御部１８１に出力する（ステップＳ２７）。なお、本実施形態では、コンピュータ２００は、第Ｎストリップデータ２１２ａを出力した後、次のステップＳ２８でカウント値Ｎが最終値Ｎmaxでない、つまりデータ変換を行っていないストリップデータ２１２ａが残っていると判定すると、ステップＳ２５に戻り、次に説明するように描画エンジン１００で第Ｎストリップの描画を行っている間に、次の第（Ｎ＋１）ストリップデータ２１２ａの再構築を行う。
【００４４】
一方、再構築された第Ｎストリップデータ２１２ａを受け取った描画エンジン１００では、その第Ｎストリップデータ２１２ａに基づき露光処理を実行して第Ｎストリップを基板Ｗに描画する（ステップＳ１５）。このようにコンピュータ２００側で第Ｎストリップのデータ変換処理を行って第Ｎストリップデータ２１２ａの再構築を行うとともに、描画エンジン１００側では再構築後の第Ｎストリップデータ２１２ａに基づき描画処理を行っている。このようにコンピュータ２００側でのデータ変換処理と、描画エンジン１００側での描画処理との組み合わせによって、設計データ２１１で記述されている描画パターンと下地パターンとの間に位置ズレが生じていたとしても、第Ｎストリップを下地パターンに合致させた状態で描画することが可能となっている。このような処理の組み合わせ（ステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ２５〜Ｓ２７）は、ステップＳ１６、Ｓ２８でカウント値Ｎが最終値Ｎmaxであると判定されるまで繰り返され、この結果、所望の描画パターンが下地パターンと一致されながら基板Ｗに描画される。
【００４５】
基板Ｗへの描画が完了すると、ステージ１６０は描画済み基板Ｗを載置したまま基板受渡位置（図１および図２の右側領域）に移動した後、基板搬送ロボット１２０により基板Ｗがカセット１１０へと戻され、ステップＳ１８でカセット１１０に収納されている１ロット分の全基板Ｗについて描画処理が実行されたことが確認されるまで、ステップＳ１１に戻り、次の基板Ｗが取り出されて上記したと同様の一連の処理が繰り返される。また、コンピュータ２００側では、未処理基板Ｗがカセット１１０に残っている間、描画エンジン１００側と同様に処理を繰り返す。ただし、同一ロット内の基板Ｗについては、同一の下地パターンが形成されており、しかも、それらに同一の描画パターンを描画するため、２枚目以降の基板Ｗに対して処理を繰り返す場合には、ランレングスデータの生成処理（ステップＳ２１）およびランレングスデータの記憶部２０１への書込処理（ステップＳ２２）は不要である。そこで、本実施形態では、同一ロット内の基板Ｗについて処理を繰り返す場合、これらの処理（ステップＳ２１、Ｓ２２）をスキップし、ステップＳ２３に戻って補正量の算出（ステップＳ２４）、データ変換処理（ステップＳ２６）および第Ｎストリップデータの送信（ステップＳ２７）を繰り返して行う。これにより１ロット分の基板Ｗに対する描画に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００４６】
さらに、カセット１１０に収納されている全ての基板Ｗに対するパターン描画が終了すると、カセット１１０が描画エンジン１００から搬出される。
【００４７】
以上のように、本実施形態によれば、ベクトル形式の設計データ２１１を描画処理前にラスタライズ処理（ＲＩＰ処理）してランレングスデータ２１２を生成しておき、描画処理ではストリップ、つまり分割パターン単位でランレングスデータ２１２を直接補正してストリップデータ２１２ａを再構築しており、下地パターンに対する位置ズレに対応したストリップデータ（分割描画データ）２１２ａをリアルタイムに生成している。そして、そのストリップデータ２１２ａに基づき分割パターンを描画している。このため、描画処理中にＲＩＰ処理を行っていた特許文献１に記載の装置に比べてパターン描画を短時間で開始することができる。また、各分割パターンを描画するための時間も、描画パターンの内容にかかわらず、ほぼ同一であり、パターン描画を安定して実行することができる。
【００４８】
また、第Ｎストリップの描画と、第（Ｎ＋１）ストリップデータの生成とを並行して行っているため、全ストリップを描画するのに要する時間を短縮することができる。
【００４９】
また、上記実施形態では、図６および図７に示すように参照アライメントマーク座標（設定値）と基板上マーク座標（計測値）に基づき変換関数Trans（ｘ，ｙ）を求め、その変換関数Trans（ｘ，ｙ）を用いて各ブロックランレングスデータ２１２ｂの補正量を算出している（ステップＳ２４）。したがって、基板Ｗが線形に歪んだ場合はもちろんのこと非線形に歪んだ場合であって、上記補正量を正確に求めることができ、描画パターンを下地パターンに高精度に一致させることが可能となっている。
【００５０】
このように本実施形態では、描画エンジン１００が本発明の「パターン描画部」に相当し、コンピュータ２００が本発明の「データ処理部」に相当している。また、基板Ｗが本発明の「描画対象物」に相当する。また、ランレングスデータ２１２が本発明の「画素の集合により表現される描画データ」に相当し、そのランレングスデータ２１２を構成する各ストリップデータ２１２ａで記述されるパターン、つまりストリップが本発明の「分割パターン」に相当する。また、設計データが本発明の「ベクトルデータ」に相当し、その設計データで記述されるパターンが本発明の「描画パターン」である。
【００５１】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、投影変換による補正を用いているが、投影変換以外の方法を用いてよい。例えば上記実施形態では参照アライメントマーク座標ＲＭ１（ｒｘ１、ｒｙ１）、ＲＭ２（ｒｘ２、ｒｙ２）、ＲＭ３（ｒｘ３、ｒｙ３）を基板上マーク座標ＭＫ１（ｍｘ１、ｍｙ１）、ＭＫ２（ｍｘ２、ｍｙ２）、ＭＫ３（ｍｘ３、ｍｙ３）に投影するアフィン変換を用いているが、この場合、２つの三角形の境界付近では位置ズレが大きくなる傾向にあり、異なる可能性が生じる。
【００５２】
また、最近点変換による補正を採用してもよい。つまり、各ブロックランレングスデータ２１２ｂにおいて、ブロックランレングスデータ２１２ｂの配置位置から参照アライメントマーク座標ＲＭ１（ｒｘ１、ｒｙ１）、…、ＲＭ４（ｒｘ４、ｒｙ４）までの距離をそれぞれ求め、最も近い点に対応する位置ズレ量に基づき歪み補正量を求めてもよい。例えば、ブロックランレングスデータ２１２ｂの初期描画位置（ｂｘ１、ｂｙ１）が参照アライメントマーク座標ＲＭ１（ｒｘ１、ｒｙ１）に最も近い場合、
ｂｄｘ１＝ｒｘ１−ｍｘ１
ｂｄｙ１＝ｒｙ１−ｍｙ１
となる。また、初期描画位置（ｂｘ１、ｂｙ１）から各参照アライメントマーク座標ＲＭ１〜ＲＭ４までの距離に応じて重み付けを行ってもよい。つまり、初期描画位置（ｂｘ１、ｂｙ１）から各参照アライメントマークＲＭ１〜ＲＭ４までの距離を、それぞれＷ１〜Ｗ４としたとき、
ｂｄｘ１＝（ｒｘ１−ｍｘ１）＊Ｗ１＋（ｒｘ２−ｍｘ２）＊Ｗ２
＋（ｒｘ３−ｍｘ３）＊Ｗ３＋（ｒｘ４−ｍｘ４）＊Ｗ４
ｂｄｙ１＝（ｒｙ１−ｍｙ１）＊Ｗ１＋（ｒｙ２−ｍｙ２）＊Ｗ２
＋（ｒｙ３−ｍｙ３）＊Ｗ３＋（ｒｙ４−ｍｙ４）＊Ｗ４
で位置ズレ量を求めてもよい。
【００５３】
これらの最近点変換を用いた場合、参照アライメントマークの点数は２点でも、４点以上でも同じアルゴリズムで適用することができる。これに対し、投影変換では、４点以上になった場合には、投影平面を構成する頂点データの選択の仕方により、補正結果が異なってくるため、参照アライメントマークの点数が多くなるにしたがって最近点変換の方が投影変換よりも有利であると言える。
【００５４】
また、参照アライメントマークの点数が多くなると、描画ブロックから配置位置（ｂｘｉ、ｂｙｉ）から各参照アライメントマークまでの距離計算に要する時間が増大するが、この場合ボロノイ図を利用してもよい。というのも、ボロノイ図を用いることで、複数の参照アライメントマークがある平面に任意の点を配置し、どの参照点が最も近いかを高速に求めることができるからである。
【００５５】
また、上記実施形態では、本発明の「画素の集合により表現される描画データ」としてランレングスデータを用いているが、これ以外にビットマップデータなどのラスター形式のデータを使用してもよい。
【００５６】
また、上記実施形態では、パターン描画装置は描画エンジン１００とコンピュータ２００とを一体的に備えているが、描画エンジン１００と同等の機能を有する既存のパターン描画装置に対し、コンピュータ２００と同等の機能を有するデータ処理装置を有線または無線により接続し、データ処理装置によりストリップデータ２１２ａを生成し、既存のパターン描画装置に出力して描画させるようにしてもよい。
【００５７】
さらに、本発明の適用対象はウエハなどの半導体基板Ｗを本発明の「描画対象物」として当該基板に対して光を照射して描画する装置に限定されるものではなく、下地パターンが形成されたプリント配線基板等の描画対象物に利用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１００…描画エンジン（パターン描画部、パターン描画装置）
２００…コンピュータ（データ処理部、データ処理装置）
２０１…記憶部
２０２…ランレングスデータ生成部
２０３…補正量算出部
２０４…データ補正部
２０５…データ生成部
２１１…設計データ
２１２…ランレングスデータ
２１２ａ…ストリップデータ
２１２ｂ…ブロックランレングスデータ
２１２ｃ…ラインデータ
２１３…インディクスファイル
Ｗ…基板
【図１】
0005622507.tif 000002
【図２】
0005622507.tif 000003
【図３】
0005622507.tif 000004
【図４】
0005622507.tif 000005
【図５】
0005622507.tif 000006
【図６】
0005622507.tif 000007
【図７】
0005622507.tif 000008
【図８】
0005622507.tif 000009
【図９】
0005622507.tif 000010