(57)【要約】【課題】ＤＭＤのミラーの駆動周期に関わらず、光ビーム照射装置から照射される光ビームの強度分布を高精度に均一化して、描画品質を安定させる。【解決手段】動作ミラー間隔決定部（７９）は、光ビーム照射装置の空間的光変調器の動作させるミラーの間隔を決定する。ミラーブロック決定部（８０）は、各ミラーを、動作させるミラーの間隔毎のブロックに分ける。駆動制限回数決定部（８２）は、各検査領域の光ビームの強度に応じて、各検査領域においてミラーの駆動を制限する回数を決定する。補正データ作成部（８４）は、駆動制限回数決定部（８２）が決定した回数だけ各検査領域においてブロック単位でミラーの駆動を制限する補正データを作成する。描画制御部（７１）は、作成した補正データにより描画データを補正して、補正した描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する。【選択図】図１４
2014146013.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光性樹脂が塗布された基材を支持するチャックと、
光ビームを反射する複数の微小なミラーを直交する二方向に配列して構成され、各ミラーの角度を変更して光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器の各ミラーを駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置と、
前記チャックと前記光ビーム照射装置とを相対的に移動する移動手段とを備え、
前記移動手段により前記チャックと前記光ビーム照射装置とを相対的に移動し、前記光ビーム照射装置からの光ビームにより基材を走査して、基材にパターンを描画するパターン形成装置であって、
前記チャックに取り付けられ、前記光ビーム照射装置から照射される光ビームの照射領域を複数の検査領域に分割した各検査領域へ照射された光ビームを受光して、各検査領域の光ビームの強度を検出する検出装置と、
前記光ビーム照射装置の空間的光変調器の動作させるミラーの間隔を決定する動作ミラー間隔決定部、各ミラーを、動作させるミラーの間隔毎のブロックに分けるミラーブロック決定部、前記検出装置により検出した各検査領域の光ビームの強度に応じて、各検査領域においてミラーの駆動を制限する回数を決定する駆動制限回数決定部、及び前記駆動制限回数決定部が決定した回数だけ各検査領域においてブロック単位でミラーの駆動を制限する補正データを作成する補正データ作成部を有し、前記補正データ作成部が作成した補正データにより描画データを補正して、補正した描画データを前記光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画制御手段とを備えたことを特徴とするパターン形成装置。
【請求項２】
前記描画制御手段は、乱数発生回路を有し、
前記補正データ作成部は、前記乱数発生回路から発生した乱数に応じ、各検査領域においてミラーの駆動を制限するブロックをランダムに決定して、補正データを作成することを特徴とする請求項１に記載のパターン形成装置。
【請求項３】
感光性樹脂が塗布された基材をチャックで支持し、
チャックと、光ビームを反射する複数の微小なミラーを直交する二方向に配列して構成され、各ミラーの角度を変更して光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器の各ミラーを駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、
光ビーム照射装置からの光ビームにより基材を走査して、基材にパターンを描画するパターン形成方法であって、
光ビーム照射装置から照射される光ビームの照射領域を複数の検査領域に分割し、チャックに取り付けた検出装置により、各検査領域へ照射された光ビームを受光して、各検査領域の光ビームの強度を検出し、
光ビーム照射装置の空間的光変調器の動作させるミラーの間隔を決定し、
各ミラーを、動作させるミラーの間隔毎のブロックに分け、
検出装置により検出した各検査領域の光ビームの強度に応じて、各検査領域においてミラーの駆動を制限する回数を決定し、
決定した回数だけ各検査領域においてブロック単位でミラーの駆動を制限する補正データを作成し、
作成した補正データにより描画データを補正して、補正した描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項４】
乱数発生回路から乱数を発生させ、
発生させた乱数に応じ、各検査領域においてミラーの駆動を制限するブロックをランダムに決定して、補正データを作成することを特徴とする請求項３に記載のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の波長の光によって重合や硬化等の化学反応を起こす感光性樹脂が塗布された基材へ光ビームを照射し、光ビームにより基材を走査して、基材にパターンを描画するパターン形成装置及びパターン形成方法に関する。
【０００２】
なお、本発明において、基材は、その表面又は内部にパターンが形成されるものであって、板状のもの（通常「基板」と呼ばれるもの）やフィルム状のものを含む。また、感光性樹脂には、フォトレジスト等の紫外線硬化樹脂、スクリーン印刷等の製版材に使用される樹脂、ホログラフィーの記録媒体用の樹脂、ラピッドプロトタイピングに使用される樹脂等が含まれる。
【背景技術】
【０００３】
表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基材やカラーフィルタ基材、プラズマディスプレイパネル用基材、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基材等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基材上にパターンを形成して行われる。露光装置としては、従来、レンズ又は鏡を用いてマスクのパターンを基材上に投影するプロジェクション方式と、マスクと基材との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けてマスクのパターンを基材へ転写するプロキシミティ方式とがあった。
【０００４】
近年、フォトレジストが塗布された基材へ光ビームを照射し、光ビームにより基材を走査して、基材にパターンを描画する露光装置が開発されている。光ビームにより基材を走査して、基材にパターンを直接描画するため、高価なマスクが不要となる。また、描画データ及び走査のプログラムを変更することにより、様々な種類の基材に対応することができる。
【０００５】
光ビームにより基材にパターンを描画する際、光ビームの変調には、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の空間的光変調器が用いられる。ＤＭＤは、光ビームを反射する複数の微小なミラーを直交する二方向に配列して構成され、駆動回路が描画データに基づいて各ミラーの角度を変更することにより、光源から供給された光ビームを変調する。ＤＭＤにより変調された光ビームは、光ビーム照射装置の照射光学系から基材へ照射される。
【０００６】
光源から空間的光変調器へ光ビームを供給する光学系や、空間的光変調器により変調された光ビームを基材へ照射する照射光学系において、光学部品の光学的特性により光ビームにむらが発生すると、光ビーム照射装置から照射される光ビームの強度分布が均一でなくなる。光ビーム照射装置から照射される光ビームの強度分布が均一でないと、パターンの描画が均一に行われず、描画品質が低下する。特許文献１には、光ビーム照射装置から照射される光ビームの強度分布を均一にして、描画品質を向上させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−２３７６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ＤＭＤを用いて基材にパターンを描画する場合、ＤＭＤのミラーの駆動周期は、光ビームの照度や感光性樹脂の感度等の描画条件により決定される。そして、ミラーの駆動周期に応じて、ＤＭＤの全ミラーの内の動作させるミラーの間隔が決定される。例えば、ミラーのピッチが５μｍで、動作させるミラーの間隔が１５μｍであるとき、各ミラーは３枚に１枚の割合で使用され、残りのミラーは使用されない。
【０００９】
特許文献１に記載された技術の様に、光ビームの強度に応じ、ＤＭＤのミラーの駆動回数を制限して、描画データを補正する際、駆動を制限するミラーを均等に配置すると、もともと使用しないミラーにも駆動制限が割り当てられて、描画データの補正が十分に行われず、光ビームの強度分布が高精度に均一とならない。
【００１０】
本発明の課題は、ＤＭＤのミラーの駆動周期に関わらず、光ビーム照射装置から照射される光ビームの強度分布を高精度に均一化して、描画品質を安定させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のパターン形成装置は、感光性樹脂が塗布された基材を支持するチャックと、光ビームを反射する複数の微小なミラーを直交する二方向に配列して構成され、各ミラーの角度を変更して光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器の各ミラーを駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置と、チャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動する移動手段とを備え、移動手段によりチャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動し、光ビーム照射装置からの光ビームにより基材を走査して、基材にパターンを描画するパターン形成装置であって、チャックに取り付けられ、光ビーム照射装置から照射される光ビームの照射領域を複数の検査領域に分割した各検査領域へ照射された光ビームを受光して、各検査領域の光ビームの強度を検出する検出装置と、光ビーム照射装置の空間的光変調器の動作させるミラーの間隔を決定する動作ミラー間隔決定部、各ミラーを、動作させるミラーの間隔毎のブロックに分けるミラーブロック決定部、検出装置により検出した各検査領域の光ビームの強度に応じて、各検査領域においてミラーの駆動を制限する回数を決定する駆動制限回数決定部、及び駆動制限回数決定部が決定した回数だけ各検査領域においてブロック単位でミラーの駆動を制限する補正データを作成する補正データ作成部を有し、補正データ作成部が作成した補正データにより描画データを補正して、補正した描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画制御手段とを備えたものである。
【００１２】
また、本発明のパターン形成方法は、感光性樹脂が塗布された基材をチャックで支持し、チャックと、光ビームを反射する複数の微小なミラーを直交する二方向に配列して構成され、各ミラーの角度を変更して光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器の各ミラーを駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、光ビーム照射装置からの光ビームにより基材を走査して、基材にパターンを描画するパターン形成方法であって、光ビーム照射装置から照射される光ビームの照射領域を複数の検査領域に分割し、チャックに取り付けた検出装置により、各検査領域へ照射された光ビームを受光して、各検査領域の光ビームの強度を検出し、光ビーム照射装置の空間的光変調器の動作させるミラーの間隔を決定し、各ミラーを、動作させるミラーの間隔毎のブロックに分け、検出装置により検出した各検査領域の光ビームの強度に応じて、各検査領域においてミラーの駆動を制限する回数を決定し、決定した回数だけ各検査領域においてブロック単位でミラーの駆動を制限する補正データを作成し、作成した補正データにより描画データを補正して、補正した描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給するものである。
【００１３】
光ビーム照射装置の空間的光変調器の動作させるミラーの間隔を決定し、各ミラーを、動作させるミラーの間隔毎のブロックに分ける。例えば、ミラーのピッチが５μｍで、動作させるミラーの間隔が１５μｍであるとき、光ビームによる基材の走査方向に隣接する３枚のミラーで１つのブロックが構成され、各ブロック内には動作されるミラーが必ず１つ含まれる。そして、検出装置により検出した各検査領域の光ビームの強度に応じて、各検査領域においてミラーの駆動を制限する回数を決定し、決定した回数だけ各検査領域においてブロック単位でミラーの駆動を制限する補正データを作成するので、必ず、動作されるミラーに駆動制限が割り当てられる。従って、光ビームの強度分布に応じた描画データの補正が適切に行われ、光ビームの強度分布が高精度に均一となって、描画品質が安定する。
【００１４】
さらに、本発明のパターン形成装置は、描画制御手段が、乱数発生回路を有し、補正データ作成部が、乱数発生回路から発生した乱数に応じ、各検査領域においてミラーの駆動を制限するブロックをランダムに決定して、補正データを作成するものである。また、本発明のパターン形成方法は、乱数発生回路から乱数を発生させ、発生させた乱数に応じ、各検査領域においてミラーの駆動を制限するブロックをランダムに決定して、補正データを作成するものである。各検査領域においてミラーの駆動を制限するブロックが片寄りなく配置され、パターンの描画が均一に行われる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、光ビーム照射装置の空間的光変調器の動作させるミラーの間隔を決定し、各ミラーを、動作させるミラーの間隔毎のブロックに分け、各検査領域の光ビームの強度に応じて、各検査領域においてミラーの駆動を制限する回数を決定し、決定した回数だけ各検査領域においてブロック単位でミラーの駆動を制限する補正データを作成することにより、ＤＭＤのミラーの駆動周期に関わらず、光ビーム照射装置から照射される光ビームの強度分布を高精度に均一化して、描画品質を安定させることができる。
【００１６】
さらに、乱数発生回路から乱数を発生させ、発生させた乱数に応じ、各検査領域においてミラーの駆動を制限するブロックをランダムに決定して、補正データを作成することにより、各検査領域においてミラーの駆動を制限するブロックを片寄りなく配置して、パターンの描画を均一に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施の形態によるパターン形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態によるパターン形成装置の側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態によるパターン形成装置の正面図である。
【図４】光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。
【図５】移動ステージの側面図である。
【図６】移動ステージの正面図である。
【図７】ＤＭＤのミラー部の一例を示す図である。
【図８】レーザー測長系の動作を説明する図である。
【図９】描画制御部の概略構成を示す図である。
【図１０】チャックの上面図である。
【図１１】チャックの背面図である。
【図１２】光ビームの照射領域と検査領域の一例を示す図である。
【図１３】レーザーパワーメータの上面図である。
【図１４】強度分布補正部のブロック図である。
【図１５】光ビームによる基材の走査を説明する図である。
【図１６】光ビームによる基材の走査を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態によるパターン形成装置の概略構成を示す図である。また、図２は本発明の一実施の形態によるパターン形成装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態によるパターン形成装置の正面図である。パターン形成装置は、ベース３、Ｘガイド４、移動ステージ、チャック１０、ゲート１１、光ビーム照射装置２０、リニアスケール３１，３３、エンコーダ３２，３４、エンコーダ信号分配器３５、レーザー測長系、レーザー測長系制御装置４０、レーザーパワーメータ５３、増幅器５４、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０を含んで構成されている。なお、図２及び図３では、エンコーダ信号分配器３５、レーザー測長系のレーザー光源４１、レーザー測長系制御装置４０、増幅器５４、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０が省略されている。パターン形成装置は、これらの他に、基材１をチャック１０へ搬入し、また基材１をチャック１０から搬出する基材搬送ロボット、装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。
【００１９】
なお、以下に説明する実施の形態におけるＸＹ方向は例示であって、Ｘ方向とＹ方向とを入れ替えてもよい。
【００２０】
図１及び図２において、チャック１０は、基材１の受け渡しを行う受け渡し位置にある。受け渡し位置において、図示しない基材搬送ロボットにより基材１がチャック１０へ搬入され、また図示しない基材搬送ロボットにより基材１がチャック１０から搬出される。チャック１０は、基材１の裏面を真空吸着して支持する。基材１の表面には、フォトレジスト等の感光性樹脂が塗布されている。
【００２１】
基材１にパターンの描画を行う描画位置の上空に、ベース３をまたいでゲート１１が設けられている。ゲート１１には、複数の光ビーム照射装置２０が搭載されている。なお、本実施の形態は、４つの光ビーム照射装置２０を用いたパターン形成装置の例を示しているが、光ビーム照射装置の数はこれに限らず、本発明は１つ又は２つ以上の光ビーム照射装置を用いたパターン形成装置に適用される。
【００２２】
図４は、光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。光ビーム照射装置２０は、光ファイバー２２、レンズ２３、ミラー２４、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）２５、投影レンズ２６、及びＤＭＤ駆動回路２７を含んで構成されている。光ファイバー２２は、レーザー光源ユニット２１から発生された特定の波長の光ビームを、光ビーム照射装置２０内へ導入する。光ファイバー２２から射出された光ビームは、レンズ２３及びミラー２４を介して、ＤＭＤ２５へ照射される。ＤＭＤ２５は、光ビームを反射する複数の微小なミラーを直交する二方向に配列して構成された空間的光変調器であり、各ミラーの角度を変更して光ビームを変調する。ＤＭＤ２５により変調された光ビームは、投影レンズ２６を含むヘッド部２０ａから照射される。ＤＭＤ駆動回路２７は、主制御装置７０から供給された描画データに基づいて、ＤＭＤ２５の各ミラーの角度を変更する。
【００２３】
なお、図４は、レーザー光源ユニットを用いた光ビーム照射装置の例を示しているが、光ビーム照射装置の光源として、水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等の様に、高圧ガスをバルブ内に封入したランプを使用してもよい。
【００２４】
図２及び図３において、チャック１０は、移動ステージに搭載されている。図５は、移動ステージの側面図である。また、図６は、移動ステージの正面図である。移動ステージは、Ｘステージ５、Ｙガイド６、Ｙステージ７、θステージ８、及びＺ−チルト機構９を含んで構成されている。Ｘステージ５は、ベース３に設けられたＸガイド４に搭載され、Ｘガイド４に沿ってＸ方向へ移動する。Ｙステージ７は、Ｘステージ５に設けられたＹガイド６に搭載され、Ｙガイド６に沿ってＹ方向へ移動する。θステージ８は、Ｙステージ７に搭載され、θ方向へ回転する。Ｘステージ５、Ｙステージ７、及びθステージ８には、ボールねじ及びモータや、リニアモータ等の図示しない駆動機構が設けられており、各駆動機構は、図１のステージ駆動回路６０により駆動される。Ｚ−チルト機構９は、θステージ８に搭載され、チャック１０の裏面を３点で支持して、チャック１０をＺ方向へ移動及びチルトする。
【００２５】
θステージ８のθ方向への回転により、チャック１０に搭載された基材１は、直交する二辺がＸ方向及びＹ方向へ向く様に回転される。Ｘステージ５のＸ方向への移動により、チャック１０は、受け渡し位置と描画位置との間を移動される。描画位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動により、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームが、基材１をＸ方向へ走査する。また、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームによる基材１の走査領域が、Ｙ方向へ移動される。図１において、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、θステージ８のθ方向へ回転、Ｘステージ５のＸ方向への移動、及びＹステージ７のＹ方向への移動を行う。
【００２６】
図７は、ＤＭＤのミラー部の一例を示す図である。光ビーム照射装置２０のＤＭＤ２５は、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基材１の走査方向（Ｘ方向）に対して、所定の角度θだけ傾いて配置されている。ＤＭＤ２５を、走査方向に対して傾けて配置すると、直交する二方向に配列された複数のミラー２５ａのいずれかが、隣接するミラー２５ａ間の隙間に対応する箇所をカバーするので、パターンの描画を隙間無く行うことができる。
【００２７】
なお、本実施の形態では、Ｘステージ５によりチャック１０をＸ方向へ移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基材１の走査を行っているが、光ビーム照射装置２０を移動することにより、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基材１の走査を行ってもよい。また、本実施の形態では、Ｙステージ７によりチャック１０をＹ方向へ移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基材１の走査領域を変更しているが、光ビーム照射装置２０を移動することにより、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基材１の走査領域を変更してもよい。
【００２８】
図１及び図２において、ベース３には、Ｘ方向へ伸びるリニアスケール３１が設置されている。リニアスケール３１には、Ｘステージ５のＸ方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。また、Ｘステージ５には、Ｙ方向へ伸びるリニアスケール３３が設置されている。リニアスケール３３には、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。
【００２９】
図１及び図３において、Ｘステージ５の一側面には、リニアスケール３１に対向して、エンコーダ３２が取り付けられている。エンコーダ３２は、リニアスケール３１の目盛を検出して、パルス信号をエンコーダ信号分配器３５へ出力する。また、図１及び図２において、Ｙステージ７の一側面には、リニアスケール３３に対向して、エンコーダ３４が取り付けられている。エンコーダ３４は、リニアスケール３３の目盛を検出して、パルス信号をエンコーダ信号分配器３５へ出力する。主制御装置７０は、エンコーダ信号分配器３５を介して、エンコーダ３２，３４のパルス信号を入力する。そして、主制御装置７０は、エンコーダ３２のパルス信号をカウントして、Ｘステージ５のＸ方向への移動量を検出し、エンコーダ３４のパルス信号をカウントして、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出する。
【００３０】
また、ステージ駆動回路６０は、エンコーダ信号分配器３５を介して、エンコーダ３２，３４のパルス信号を入力する。そして、ステージ駆動回路６０は、エンコーダ３２のパルス信号をカウントして、Ｘステージ５のＸ方向への移動量を検出し、エンコーダ３４のパルス信号をカウントして、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出し、Ｘステージ５及びＹステージ７をフィードバック制御する。
【００３１】
図８は、レーザー測長系の動作を説明する図である。なお、図８においては、図１に示したゲート１１、光ビーム照射装置２０、及び増幅器５４が省略されている。レーザー測長系は、レーザー干渉式の測長系であって、レーザー光源４１、レーザー干渉計４２，４４、及びバーミラー４３，４５を含んで構成されている。Ｙ方向へ伸びるバーミラー４３は、図５及び図６に示す様に、アーム５１によりＹステージ７のＹ方向へ伸びる一側面に取り付けられている。また、Ｘ方向へ伸びるバーミラー４５は、図５及び図６に示す様に、アーム５２によりＹステージ７のＸ方向へ伸びる一側面に取り付けられている。本実施の形態では、Ｙ方向へ伸びるバーミラー４３が、アーム５１により、移動ステージに搭載されたチャック１０の高さに取り付けられている。
【００３２】
図８において、レーザー干渉計４２は、レーザー光源４１からのレーザー光をバーミラー４３へ照射し、バーミラー４３により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４３により反射されたレーザー光との干渉を測定する。本実施の形態では、Ｙ方向へ伸びるバーミラー４３が、アーム５１により、移動ステージに搭載されたチャック１０の高さに取り付けられているので、レーザー干渉計４２は、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４３により反射されたレーザー光との干渉をチャック１０の高さで測定する。この測定は、Ｙ方向の２箇所で行う。レーザー測長系制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、レーザー干渉計４２の測定結果から、移動ステージのＸ方向の位置を検出する。
【００３３】
一方、レーザー干渉計４４は、レーザー光源４１からのレーザー光をバーミラー４５へ照射し、バーミラー４５により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４５により反射されたレーザー光との干渉を測定する。レーザー測長系制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、レーザー干渉計４４の測定結果から、移動ステージのＹ方向の位置を検出する。
【００３４】
図４において、主制御装置７０は、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ描画データを供給する描画制御部を有する。図９は、描画制御部の概略構成を示す図である。描画制御部７１は、メモリ７２，７６、バンド幅設定部７３、中心点座標決定部７４、座標決定部７５、描画データ作成部７７、強度分布補正部７８、及び動作ミラー間隔決定部７９を含んで構成されている。なお、図９では、エンコーダ３２，３４と主制御装置７０との間に設けられたエンコーダ信号分配器３５が省略されている。
【００３５】
メモリ７６には、設計値マップが格納されている。設計値マップには、描画データがＸＹ座標で示されている。描画データ作成部７７は、メモリ７６に格納された設計値マップの描画データから、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データを作成する。メモリ７２は、描画データ作成部７７が作成した描画データを、そのＸＹ座標をアドレスとして記憶する。また、メモリ７２は、後述する光ビームの強度分布を検出するための検査用の描画データを格納している。
【００３６】
バンド幅設定部７３は、メモリ７２から読み出す描画データのＹ座標の範囲を決定することにより、光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射される光ビームのＹ方向のバンド幅を設定する。
【００３７】
レーザー測長系制御装置４０は、描画位置におけるパターンの描画を開始する前の移動ステージのＸＹ方向の位置を検出する。中心点座標決定部７４は、レーザー測長系制御装置４０が検出した移動ステージのＸＹ方向の位置から、パターンの描画を開始する前のチャック１０の中心点のＸＹ座標を決定する。図１において、光ビーム照射装置２０からの光ビームにより基材１の走査を行う際、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｘステージ５によりチャック１０をＸ方向へ移動させる。基材１の走査領域を移動する際、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｙステージ７によりチャック１０をＹ方向へ移動させる。図９において、中心点座標決定部７４は、エンコーダ３２，３４からのパルス信号をカウントして、Ｘステージ５のＸ方向への移動量及びＹステージ７のＹ方向への移動量を検出し、チャック１０の中心点のＸＹ座標を決定する。
【００３８】
座標決定部７５は、中心点座標決定部７４が決定したチャック１０の中心点のＸＹ座標に基づき、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データのＸＹ座標を決定する。メモリ７２は、座標決定部７５が決定したＸＹ座標をアドレスとして入力し、入力したＸＹ座標のアドレスに記憶された描画データを、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ出力する。
【００３９】
図１０はチャックの上面図、図１１はチャックの背面図である。図１０及び図１１に示す様に、チャック１０の側面には、レーザーパワーメータ５３が取り付けられている。レーザーパワーメータ５３は、受光面にフォトダイオードやサーモパイル等からなる吸収体を備え、受光面で受光した光のエネルギーを電気信号に変換して、光の強度（パワー又はエネルギー）に応じた検出信号を出力する。本実施の形態では、チャック１０に取り付けられたレーザーパワーメータ５３を用い、定期的に、各光ビーム照射装置２０から照射される光ビームの強度分布を測定する。
【００４０】
図１において、主制御装置７０は、各光ビーム照射装置２０から照射される光ビームの強度分布を測定する際、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｘステージ５をＸ方向へ移動させ、Ｙステージ７をＹ方向へ移動させて、チャック１０に取り付けられたレーザーパワーメータ５３を、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの下へ移動する。このとき、主制御装置７０は、レーザー測長系制御装置４０が検出した移動ステージのＸＹ方向の位置、及びエンコーダ３２，３４からのパルス信号をカウントして検出したＸステージ５のＸ方向への移動量及びＹステージ７のＹ方向への移動量に基づき、ステージ駆動回路６０を制御して、レーザーパワーメータ５３を、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの真下に位置させる。
【００４１】
図１０及び図１１は、レーザーパワーメータ５３を１つの光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの下へ移動した状態を示している。なお、図１０においては、図１に示したゲート１１及び光ビーム照射装置２０が省略され、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａが破線で示されている。
【００４２】
図９において、主制御装置７０の描画制御部７１は、ヘッド部２０ａがレーザーパワーメータ５３の上空に位置する光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７に対して、メモリ７２に格納された検査用の描画データを供給する。このとき使用する検査用の描画データは、光ビーム照射装置２０から照射される光ビームの照射領域を、同じ面積の複数の検査領域に分割して、検査領域毎に光ビームを照射させるものである。
【００４３】
図１２は、光ビームの照射領域と検査領域の一例を示す図である。図１２に示した例では、光ビームの照射領域２６ａが、走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に、同じ面積の１６の検査領域２６ｂに分割されている。検査用の描画データを供給されたＤＭＤ駆動回路２７は、ＤＭＤ２５の各ミラーのうち、検査用の描画データで示された検査領域２６ｂに対応するミラーを同じ角度に傾けて、対応するミラーで反射された光ビームを光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの投影レンズ２６へ入射させる。従って、検査用の描画データで示された検査領域２６ｂへ光ビームが照射され、他の検査領域２６ｂへは光ビームが照射されない。検査用の描画データを用いて、光ビーム照射装置２０から照射される光ビームの照射領域２６ａが、同じ面積の複数の検査領域２６ｂに容易に分割される。
【００４４】
図１１において、レーザーパワーメータ５３は、光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームを受光する。図１３は、レーザーパワーメータの上面図である。図１３では、光ビームの照射領域２６ａが破線で示され、そのうちの光ビームが照射されている検査領域２６ｂが実線で示されている。レーザーパワーメータ５３は、光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから検査領域２６ｂへ照射された光ビームを受光して、その強度（パワー又はエネルギー）に応じた検出信号を出力する。
【００４５】
主制御装置７０の描画制御部７１は、各検査領域２６ｂについて、その検査領域２６ｂへ光ビームを照射させる検査用の描画データを、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ順番に供給する。図１３に示す様に、レーザーパワーメータ５３の受光面５３ａは、光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射される光ビームの照射領域２６ａより広く、レーザーパワーメータ５３は、Ｘステージ５及びＹステージ７により移動されることなく、各検査領域２６ｂへ照射される光ビームを順番に受光して、受光した光ビームの強度をそれぞれ検出する。
【００４６】
図９において、レーザーパワーメータ５３の検出信号は、増幅器５４で増幅されて、描画制御部７１の強度分布補正部７８へ入力される。強度分布補正部７８は、レーザーパワーメータ５３により検出された各検査領域の光ビームの強度に応じた補正データを作成して、メモリ７２へ供給する。この補正データは、ＤＭＤ２５の強度が大きかった検査領域２６ｂに対応するミラーの一部の駆動を制限する様に、メモリ７２に記憶された描画データの一部をマスキングして、各検査領域の光ビームの強度を均一化するものである。
【００４７】
主制御装置７０は、他の光ビーム照射装置２０についても、同様にして、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｙステージ７をＹ方向へ移動させて、チャック１０に取り付けられたレーザーパワーメータ５３を、光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの下へ移動する。そして、主制御装置７０は、ヘッド部２０ａがレーザーパワーメータ５３の上空に位置する光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７に対して、メモリ７２に格納された各検査領域２６ｂの検査用の描画データを順番に供給する。強度分布補正部７８は、レーザーパワーメータ５３により検出した各検査領域の光ビームの強度に応じた補正データを作成して、メモリ７２へ供給する。
【００４８】
なお、各検査領域２６ｂへ光ビームを照射させる検査用の描画データを、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ順番に供給する代わりに、１つの検査領域２６ｂへ照射された光ビームを透過させ、他の検査領域２６ｂへ照射された光ビームを遮断するスリットを、光ビーム照射装置２０とレーザーパワーメータ５３との間に設けて、光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの照射領域２６ａを、同じ面積の複数の検査領域２６ｂに分割してもよい。
【００４９】
また、以上説明した実施の形態では、光ビームの照射領域２６ａを１６の検査領域２６ｂに分割していたが、本発明はこれに限らず、光ビームの照射領域２６ａを、走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に、同じ面積の任意の数の検査領域に分割してもよい。また、以上説明した実施の形態では、レーザーパワーメータ５３を用いて、各検査領域２６ｂの光ビームの強度を検出していたが、光ビームの強度を検出する他の検出装置を用いてもよい。
【００５０】
図９において、動作ミラー間隔決定部７９は、光ビームの照度や感光性樹脂の感度等の描画条件により決定されるＤＭＤ２５のミラーの駆動周期に応じて、ＤＭＤ２５の全ミラーの内の動作させるミラーの間隔を決定する。メモリ７２は、強度分布補正部７８が作成した補正データにより描画データを補正して、補正した描画データを各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する。そして、メモリ７２は、動作ミラー間隔決定部７９が決定した動作させるミラーの間隔に従って、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データを更新する。
【００５１】
図１４は、強度分布補正部のブロック図である。強度分布補正部７８は、ミラーブロック決定部８０、メモリ８１、駆動制限回数決定部８２、乱数発生回路８３、及び補正データ作成部８４を含んで構成されている。ミラーブロック決定部８０は、ＤＭＤ２５の各ミラーを、動作ミラー間隔決定部７９が決定した動作させるミラーの間隔毎のブロックに分ける。例えば、ミラーのピッチが５μｍで、動作させるミラーの間隔が１５μｍであるとき、光ビームによる基材１の走査方向に隣接する３枚のミラーで１つのブロックが構成され、各ブロック内には動作されるミラーが必ず１つ含まれる。
【００５２】
メモリ８１は、増幅器５４から出力された各検査領域の光ビームの強度を記憶する。駆動制限回数決定部８２は、メモリ８１に記憶された各検査領域の光ビームの強度に応じ、各検査領域について、ミラーの駆動を制限する回数を決定する。補正データ作成部８４は、各検査領域において駆動制限回数決定部８２が決定した回数だけブロック単位でミラーの駆動を制限する補正データを作成する。各検査領域の光ビームの強度に応じて、各検査領域においてミラーの駆動を制限する回数を決定し、決定した回数だけ各検査領域においてブロック単位でミラーの駆動を制限する補正データを作成するので、必ず、動作されるミラーに駆動制限が割り当てられる。従って、光ビームの強度分布に応じた描画データの補正が適切に行われ、光ビームの強度分布が高精度に均一となって、描画品質が安定する。
【００５３】
このとき、補正データ作成部８４は、乱数発生回路８３から発生した乱数に応じ、各検査領域について、ミラーの駆動を制限するブロックをランダムに決定して、補正データを作成する。各検査領域においてミラーの駆動を制限するブロックが片寄りなく配置され、パターンの描画が均一に行われる。
【００５４】
図１５及び図１６は、光ビームによる基材の走査を説明する図である。図１５及び図１６は、４つの光ビーム照射装置２０からの４本の光ビームにより、基材１のＸ方向の走査を４回行って、基材１全体を走査する例を示している。図１５及び図１６においては、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａが破線で示されている。各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームは、Ｙ方向にバンド幅Ｗを有し、Ｘステージ５のＸ方向への移動によって、基材１を矢印で示す方向へ走査する。
【００５５】
図１５（ａ）は、１回目の走査を示し、Ｘ方向への１回目の走査により、図１５（ａ）に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。１回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基材１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１５（ｂ）は、２回目の走査を示し、Ｘ方向への２回目の走査により、図１５（ｂ）に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。２回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基材１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１６（ａ）は、３回目の走査を示し、Ｘ方向への３回目の走査により、図１６（ａ）に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。３回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基材１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１６（ｂ）は、４回目の走査を示し、Ｘ方向への４回目の走査により、図１６（ｂ）に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われ、基材１全体の走査が終了する。
【００５６】
複数の光ビーム照射装置２０からの複数の光ビームにより基材１の走査を並行して行うことにより、基材１全体の走査に掛かる時間を短くすることができ、タクトタイムを短縮することができる。
【００５７】
なお、図１５及び図１６では、基材１のＸ方向の走査を４回行って、基材１全体を走査する例を示したが、走査の回数はこれに限らず、基材１のＸ方向の走査を３回以下又は５回以上行って、基材１全体を走査してもよい。
【００５８】
以上説明した実施の形態によれば、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ２５の動作させるミラーの間隔を決定し、各ミラーを、動作させるミラーの間隔毎のブロックに分け、各検査領域の光ビームの強度に応じて、各検査領域においてミラーの駆動を制限する回数を決定し、決定した回数だけ各検査領域においてブロック単位でミラーの駆動を制限する補正データを作成することにより、ＤＭＤ２５のミラーの駆動周期に関わらず、光ビーム照射装置２０から照射される光ビームの強度分布を高精度に均一化して、描画品質を安定させることができる。
【００５９】
さらに、乱数発生回路８３から乱数を発生させ、発生させた乱数に応じ、各検査領域においてミラーの駆動を制限するブロックをランダムに決定して、補正データを作成することにより、各検査領域においてミラーの駆動を制限するブロックを片寄りなく配置して、パターンの描画を均一に行うことができる。
【００６０】
本発明は、印刷技術によりフレキシブル基板等に表示回路、電子回路、電子部品等を作成するプリンタブルエレクトロニクス分野において、基材（基板、フィルム等）に印刷用の版（マスク）をパターニングする際に適用することができる。また、本発明は、パッケージ基材を含むプリント配線基材分野又は半導体分野において、高精細な永久パターン（保護膜、層間絶縁膜、ソルダーレジストパターン等）を形成する際にも適用することができる。これらの技術分野の製品として、例えば、電子ペーパー、電子看板、プリンタブルＴＦＴ等がある。
本発明は、特定の波長の光によって重合や硬化等の化学反応を起こす感光性樹脂を用いた基材の表面改質にも適用することができる。また、本発明は、半導体のＳｉ貫通電極（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｓｉｌｉｃｏｎ  ｖｉａ，ＴＳＶ）のチップ間のリペア配線等のパターンの形成にも適用することができる。
さらに、本発明は、印刷の版を作成する装置、輪転機の版作成装置、リソグラフやプリポート等のステンシル印刷装置又は孔版印刷装置等にも適用できる。また、本発明は、スクリーン印刷等の製版装置、半導体装置のリペア装置、パッケージ基材を含むプリント配線基材製造装置、フラットパネルディスプレイやプリント基材等の微細な電極パターンや露光用マスクのパターン作成装置にも適用することができる。
基材には、ウエハ、プリント基材、フラットパネルディスプレイ、マスク、レチクル等や、雑誌、新聞、本等の複写に用いられる板型が含まれ、さらに、それらをフィルム状にしたものも含まれる。
【符号の説明】
【００６１】
１  基材
３  ベース
４  Ｘガイド
５  Ｘステージ
６  Ｙガイド
７  Ｙステージ
８  θステージ
９  Ｚ−チルト機構
１０  チャック
１１  ゲート
２０  光ビーム照射装置
２０ａ  ヘッド部
２１  レーザー光源ユニット
２２  光ファイバー
２３  レンズ
２４  ミラー
２５  ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）
２６  投影レンズ
２７  ＤＭＤ駆動回路
３１，３３  リニアスケール
３２，３４  エンコーダ
３５  エンコーダ信号分配器
４０  レーザー測長系制御装置
４１  レーザー光源
４２，４４  レーザー干渉計
４３，４５  バーミラー
５１，５２  アーム
５３  レーザーパワーメータ
５４  増幅器
６０  ステージ駆動回路
７０  主制御装置
７１  描画制御部
７２，７６  メモリ
７３  バンド幅設定部
７４  中心点座標決定部
７５  座標決定部
７７  描画データ作成部
７８  強度分布補正部
７９  動作ミラー間隔決定部
８０  ミラーブロック決定部
８１  メモリ
８２  駆動制限回数決定部
８３  乱数発生回路
８４  補正データ作成部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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