(57)【要約】【課題】描画装置の機構に精度誤差があっても、パターン位置ずれを起こすことなく、精度よくパターンを形成する。【解決手段】露光ヘッドを備えた描画装置において、計測用基板を描画テーブルに搭載し、基準スポットパターンのパターンデータに基づいて露光動作が行われる。そして、装置外の計測器によってスポットパターンの位置を計測し、その位置座標データを描画装置のメモリに格納させる。パターンを描画するとき、描画パターンのパターンデータＰＤを、基準スポットパターンによって規定される矩形領域毎に分割し、各矩形領域ＬＭ１、ＬＭ２の閉領域パターンデータＰＤ１、ＰＤ２を、計測されたスポットパターンの位置座標に基づく変形、もしくは変位の生じた変形矩形領域ＬＮ１、ＬＮ２に合わせて補正する。【選択図】図８
2011082289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の空間光変調素子から構成される光変調素子アレイを備えた描画装置の描画テーブルに計測用被描画体を搭載し、
グリッドを規定する基準スポットパターンのパターンデータに基づき、前記描画テーブルを移動させながら露光動作を実行し、
前記計測用被描画体に形成されたスポットパターンの位置を計測器によって計測し、
描画パターンのパターンデータを、前記グリッドの各矩形領域に従って複数の閉領域パターンデータに分割し、
前記基準スポットパターンを基準とした計測スポットパターンの位置ずれに起因する各矩形領域の変位または変形に従い、各矩形領域の閉領域パターンデータを補正し、
補正されたパターンデータに従い、パターン用被描画体が搭載された前記描画テーブルを移動させながら露光動作を実行することを特徴とする描画方法。
【請求項２】
複数の空間光変調素子から構成される光変調アレイと、
露光エリアに対して相対的に移動する描画テーブルと、
グリッドを規定する基準スポットパターンのパターンデータに基づいて計測用被描画体に形成されたスポットパターンの位置を、データとしてメモリに格納するデータ格納手段と、
描画パターンのパターンデータを、前記グリッドの各矩形領域に従って複数の閉領域パターンデータに分割し、前記基準スポットパターンを基準とした計測スポットパターンの位置ずれに起因する各矩形領域の変位もしくは変形に従い、各矩形領域の閉領域パターンデータを補正するデータ補正手段と、
補正されたパターンデータに従い、パターン用被描画体に対して露光動作を実行する露光手段と
を備えたことを特徴とする描画装置。
【請求項３】
前記データ補正手段が、各矩形領域の境界線に沿ってその閉領域パターンデータの特徴点の内分比を算出し、そして、変位もしくは変形の生じた矩形領域において内分比が維持されるように、その特徴点の位置を補正することを特徴とする請求項２に記載の描画装置。
【請求項４】
前記基準スポットパターンの副走査方向に沿った間隔が、前記光変調素子アレイによる露光エリアのサイズ以下であることを特徴とする請求項２乃至３のいずれかに記載の描画措置。
【請求項５】
前記基準スポットパターンの主走査方向に沿った間隔が、前記描画テーブルを駆動する駆動機構の動作周期に応じたピッチ間隔以下であることを特徴とする請求項２乃至３のいずれかに記載の描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）など空間光変調素子によってパターンを直接描画するマスクレス露光装置に関し、特に、露光装置の機構に起因するパターン変形の補正に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＭＤなどの空間光変調素子を備えたマスクレス露光装置では、空間光変調素子（セル）を２次元配列させた光変調アレイによって露光動作を行い、パターンを基板、フィルムなどの描画面へ直接形成する。露光中、基板が搭載された描画テーブルが照明光の投影エリアに対して相対移動し、描画テーブルを往復移動させながら照明光をラスタ走査させることによって、描画パターンが形成される。
【０００３】
基板、フィルム自体は、熱処理、積層化によって変形する。そのため、アライメント調整用マークがあらかじめ基板に設けられており、基板が変形した状態でマークが計測されると、計測位置に基づいて描画データが補正される。また、描画領域内では局部的な変形が生じるため、描画領域を分割することによって規定される複数の矩形領域に対し変形量をそれぞれ検出し、変形した矩形領域に合わせて描画データを補正する（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
一方、ガイドレールなど描画テーブルの搬送機構の部品に精度誤差があるため、露光動作中にヨーイング運動によってテーブルが蛇行し、また、速度変動によって主走査方向に沿ったパターン変形が生じる。描画テーブルを走査方向に沿って安定した速度で移動しないと、精度ある描画パターンを基板に形成することが難しい。
【０００５】
このような描画装置の動作自身に起因する描画パターンの変形を解消するため、基準スケールなどの計測器によってテーブル移動方向の変動量があらかじめ測定される。そして、テーブルの位置変動量に応じて基板位置が修正され、描画パターンが適正な位置に形成される（特許文献２参照）。また、描画装置に設けられたカメラによってアライメントマークの位置が計測され、ヨーイングを相殺するように、描画データがマーク位置のずれに基づいて補正される（特許文献２、３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−３５０４号公報
【特許文献２】特開２００６−３０９０２３号公報
【特許文献３】特開２００５−３１６４１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年のパターンの微細化、複雑化に伴い、パターン内容によって照明光の投影エリアのサイズが調整される（具体的には、露光光学系の倍率などが変更される）。このような投影エリアのサイズ変更があると、露光中の投影エリアの走査経路（投影エリア通過経路）も描画パターンによって変化する。
【０００８】
一方、搬送機構の精度誤差等を原因とするテーブルの位置変動は、ヨーイング、移動速度の変動など、様々な動作の乱れによって生じる。そのため、テーブルに搭載された基板の位置変動量は、１つの基板に対して一律に決定できるものではなく、基板上の各点において異なる。
【０００９】
したがって、描画パターンを基板上の正確な位置に形成するためには、基板上のあらゆる位置について位置変動量を取得しなければならない。一方、膨大なデータ量の描画データを迅速に処理し、基板のスループットを向上させる必要があることから、基板の位置変動量に基づく描画データの補正処理は、効率よく行われなければならない。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の描画方法は、ＤＭＤなど空間光変調素子を備えた光変調素子アレイ（光変調器）を利用してパターンを形成する描画装置における描画方法であり、複数の空間光変調素子から構成される光変調アレイを備えた描画装置の描画テーブルに計測用被描画体を搭載し、グリッドを規定するスポットパターン（以下、基準スポットパターンという）のパターンデータに基づき、描画テーブルを移動させながら露光動作を実行する。
【００１１】
基準スポットパターンは、グリッドを規定するように直交する２方向に沿って所定間隔に並ぶ２次元配列パターンを表す。このパターンデータに基づいて露光動作を実行すると、描画テーブル機構部品の精度誤差（バラツキ）などによって、テーブルのヨーイングなどが生じ、パターン位置ずれが生じる。そのため、基板などに形成されたスポットパターンは、基準スポットパターンと一致しない（本来あるべき位置にパターンが形成されない）。
【００１２】
本発明では、パターン描画前に、計測用被描画体に形成されたスポットパターンの位置を計測器によって計測する。計測器は、描画テーブルの移動なくスポットパターンの位置を計測可能であり、例えば、露光装置による露光結果を検証する２次元座標計測器など、計測用被描画体を移動させないでスポットパターンの位置を計測可能な計測器が用いられる。
【００１３】
そして、計測用被描画体と同じ座標系が規定されているパターン用被描画体が描画テーブルに搭載され、描画パターンのパターンデータに基づいて露光動作が行われる。本発明では、描画パターンのパターンデータを、グリッドの各矩形領域に従って複数の閉領域パターンデータに分割する。パターンデータは、例えばベクタデータとして表され、描画パターンの輪郭線に沿った端点、頂点などの特徴点の位置座標によって描画パターンが表現される。そして、各矩形領域内の頂点、端点など特徴点の位置座標（ベクタデータ）によって閉領域パターンデータが表される。
【００１４】
実測されるスポットパターンによって規定されるグリッドは、基準スポットパターンによるグリッドのように同サイズの矩形領域から構成されず、また、主走査方向あるいは副走査方向に沿ってずれが生じる場合もある。各矩形領域にはスポットパターン位置ずれによって変形が生じ、サイズが実質的同一であっても、ヨーイングなどによって矩形領域全体の位置が変位（変動）する。その結果、部分的なパターン位置誤差が基板全体の中で散在してしまう。
【００１５】
本発明では、基準スポットパターンを基準としたときの計測スポットパターンの位置ずれに起因する各矩形領域の変位／変形に基づき、パターン変形のないように各矩形領域の閉領域パターンデータを補正する。すなわち、テーブル機構などに起因するパターン位置誤差を相殺するように、各閉領域パターンデータが補正される。補正されたパターンデータに従い、描画テーブルを移動させながら露光動作が実行される。
【００１６】
このように、グリッドを規定するスポットパターンによってパターン位置変動量をあらかじめ計測することにより、被描画体のどの位置に対しても位置変動量を検出することが可能となり、グリッドの格子サイズ等を変えることによって、アライメントマークの位置間隔、投影エリア（露光エリア）のサイズ等に制限されることなく、位置変動量が検出可能となる。
【００１７】
そして、描画データをグリッドに応じて複数のデータに分割し、各矩形領域の変形、変位に応じて各矩形領域内のデータ（以下、閉領域パターンデータという）が補正される。その結果、全体としてパターン位置ずれのない描画パターンが基板などの被描画体に形成される。
【００１８】
一方、本発明の描画装置は、複数の空間光変調素子から構成される光変調アレイと、露光動作のとき、照明光の投影エリアである露光エリアに対して相対的に移動する描画テーブルと、パターンを形成するため露光動作を実行する露光手段を備える。ＤＭＤ、ＬＣＤなどの光変調素子アレイは、光源からの照明光をパターンに応じて被描画体へ導き、照明光を被描画体もしくは被描画体外へ選択的に導く複数の空間光変調素子（セル）によって構成される。
【００１９】
被描画体へ照明光を照射するために描画テーブルを移動させて走査するとき、例えば、間欠的に露光エリアを相対移動させるステップ＆リピート方式、あるいは連続移動させる連続移動方式などが適用される。走査中に空間光変調素子をパターンに応じて制御（例えばＯＮ／ＯＦＦ制御）することによって、所定のパターンが被描画体に形成される。例えば、パターンデータとして装置に入力されるベクタデータなどをラスタデータに変換し、ラスタデータから各光変調素子を制御する露光データが生成される。
【００２０】
本発明の描画装置は、グリッドを規定する基準スポットパターンのパターンデータに基づいて計測用被描画体に形成されたスポットパターンの位置を、データとしてメモリに格納するデータ格納手段を備える。さらに描画装置は、描画パターンのパターンデータを、グリッドの各矩形領域に従って複数の閉領域パターンデータに分割し、基準スポットパターンを基準としたときの計測されたスポットパターンの位置ずれに起因する各矩形領域の変形／変位に従い、パターン位置ずれを生じさせないように、各矩形領域の閉領域パターンデータを補正するデータ補正手段を備える。補正されたパターンデータに従い、パターン用被描画体に対して露光動作が実行される。
【００２１】
パターンデータがベクタデータで表される場合、各矩形領域の閉領域パターンデータは、パターン輪郭線の端点、頂点の位置座標によって表される。矩形領域の変位、変形具合に合わせてパターンデータ補正を行うことを考慮すると、データ補正手段は、各矩形領域の境界線に沿ってその閉領域パターンデータの特徴点（頂点、端点）の内分比を算出し、ずれの生じた矩形領域においても内分比（線分比）が維持されるように、その特徴点の位置を補正するのがよい。これにより、境界線上におけるデータの特徴点が、境界線の両端点（閉領域頂点）からの距離関係を維持した状態でデータ補正処理され、矩形領域の変形に合わせたデータ補正処理が可能となる。
【００２２】
例えば、矩形領域の境界線上に閉領域パターンの特徴点がある場合、データ補正手段は、変形、変位した矩形領域の境界線上に沿って内分比の一致する位置に特徴点を移動させればよい。あるいは、矩形領域内部にある特徴点の場合、各境界線の内分比に従ってデータ補正が行われる。
【００２３】
照明光学系の投影倍率を調整することによって露光エリアの走査経路が変化する。どの走査経路においても位置変動量を検出することを考慮すると、基準スポットパターンの副走査方向に沿った間隔は、光変調素子アレイによるおよそ露光エリアのサイズ以下に定めるのがよい。一方、基準スポットパターンの主走査方向に沿った間隔は、描画テーブルを駆動する駆動機構の動作周期（例えば、ガイド機構に用いられるベアリングの一回転に相当する距離）に応じたピッチ間隔以下に概ね定めるのがよい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、描画装置の機構に精度誤差があっても、パターン形成位置のずれを起こすことなく、精度よくパターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本実施形態である描画装置を模式的に示した斜視図である。
【図２】露光動作時の走査経路を示した図である。
【図３】描画装置のブロック図である。
【図４】計測用に用いられるスポットパターンを示した図である。
【図５】計測器によって実際に検出されるスポットパターンの位置を示した図である。
【図６】パターンの位置ずれを示した図である。
【図７】パターンデータを補正する手順を示したフローチャートである。
【図８】図６に示したパターンデータの補正を示した図である。
【図９】矩形領域内部にあるベクタデータの補正を示した図である。
【図１０】補正後のパターンデータを示した図である。
【図１１】描画制御部によって実行される露光動作処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
【００２７】
図１は、本実施形態である描画装置を模式的に示した斜視図である。図２は、露光動作時の走査経路を示した図である。
【００２８】
描画装置（露光装置）１０は、フォトレジストなどの感光材料を塗布あるいは貼り付けた基板ＳＷへ光を照射することによってパターンを形成するマスクレス露光装置であって、ゲート状構造体１２、基台１４を備える。基台１４には、描画テーブル１８を支持するテーブル駆動機構１９が搭載されており、図示しない吸着機構によって、基板ＳＷが描画テーブル１８上に設置されている。
【００２９】
ゲート状構造体１２には、光源１６Ａ、１６Ｂが設けられており、また、基板ＳＷの表面にパターンを形成する２つの露光ヘッド２０Ａ、２０Ｂが、所定間隔を置いて設置されている。さらに、基板ＳＷの変形状態などを検出するＣＣＤカメラ１３が設置されている。露光ヘッド２０Ａ、２０Ｂ各々は、複数のマイクロミラー（例えば、１０２４×７６８）をマトリクス状に配置させたＤＭＤ、ＤＭＤに平行光を照射させる照明光学系、ＤＭＤの反射光を基板ＳＷに結像させる結像光学系などを備える。
【００３０】
矩形状の基板ＳＷは、例えばシリコンウェハ、プリント基板、ドライフィルム、ガラス基板、銅貼積層板などの電子回路用基板であり、フォトレジストの塗布等の処理が施されたブランクスの状態で描画テーブル１８に搭載される。また、後述するように、計測用基板がパターン形成用基板ＳＷとは別に用意されている。
【００３１】
基板ＳＷ、すなわち描画テーブル１８には、互いに直交なＸ−Ｙ−Ｚ座標系が規定されており、描画テーブル１８は、テーブル駆動機構１９によりＸ，Ｙ方向に沿って移動可能である。テーブル駆動機構１９は、Ｘ方向、Ｙ方向に沿ってそれぞれ向かい合う２組のガイドレール対、およびリニア駆動部（いずれも図示せず）を備え、リニア駆動部によって描画テーブル１８はガイドレールに沿って移動する。ここでは、Ｘ方向を主走査方向、Ｙ方向を副走査方向と規定する。
【００３２】
描画装置１０は、描画制御部（ここでは図示せず）によって露光動作が実行、制御される。描画制御部には、モニタ、キーボードなどの入力装置（いずれも図示せず）が接続されており、オペレータの操作に従って描画処理が行われる。
【００３３】
露光方式として、ここでは連続移動方式による多重露光方式が適用される。すなわち、一定速度で描画テーブル１８が移動し、それに合わせて各マイクロミラーが所定の露光ピッチ間隔でＯＮ／ＯＦＦ制御される。なお、ステップ＆リピート方式による多重露光方式によって露光動作を行ってもよい。
【００３４】
光源１６Ａ、１６Ｂから放射された光は、図示しない照明光学系によって露光ヘッド２０Ａ、２０Ｂへそれぞれ導かれる。そして、描画パターンデータに基づき、露光ヘッド２０Ａ、２０Ｂ各々のＤＭＤがパターン光を形成する。すなわち、ＤＭＤの各マイクロミラーが描画パターンデータに従って選択的にＯＮ／ＯＦＦ状態に切り替わり、ＤＭＤに反射した光が照明光として基板ＳＷに照射される。
【００３５】
基板ＳＷが主走査方向（Ｘ方向）に沿って移動するのに伴い、露光ヘッド２０Ａ、２０Ｂによる投影領域（以下、露光エリアという）ＥＡ１、ＥＡ２が、基板ＳＷに対して相対的に移動する（図２参照）。露光エリアＥＡ１、ＥＡ２のサイズは、露光ヘッド２０Ａ、２０Ｂに設けられた結像光学系の光学倍率等に従う。
【００３６】
なお、基板ＳＷは、主走査方向に対し微小傾斜した状態で描画テーブル１８に配置可能である。この場合、描画テーブル１８が主走査方向に沿って移動するとき、露光エリアは基板ＳＷの長手方向、すなわち主走査方向に対して傾斜した状態で相対移動する。
【００３７】
描画テーブル１８が主走査方向に沿って移動している間、露光エリアの基板ＳＷに対する相対的位置に基づいて露光動作が行われる。すなわち、そのエリアに形成すべきパターンに合わせてＤＭＤの各マイクロミラーが独立にＯＮ／ＯＦＦ制御される。１ライン分の走査バンドに対する露光が終了すると、描画テーブル１８は副走査方向（Ｙ方向）に移動し、次の走査バンドに沿って露光動作が行われる。
【００３８】
露光エリアを主走査方向に沿って相対移動させながらラスタ走査が進み、基板全体にパターンが形成されていく。図２に示すように、露光ヘッド２０Ａ、２０Ｂは、副走査方向に沿って所定間隔離れており、それぞれ基板ＳＷの半分の領域に対しパターンを形成する。露光ヘッド２０Ａ、２０Ｂによる露光エリアＥＡ１、Ｅ２は、それぞれ走査バンドＫ１、Ｋ２に沿って進む。描画処理が終了すると、現像処理、エッチング又はメッキ、レジスト剥離処理などが施され、パターンの形成された基板が製造される。
【００３９】
描画装置１０のスライダ３１に配置されたＣＣＤカメラ１３は、基板ＳＷに形成されたアライメントマークを計測する。ＣＣＤカメラ１３は、駆動部（図示せず）によって副走査方向に移動可能である。基板ＳＷの四隅に形成されたアライメントマークの位置に基づいてアライメント補正が行われる。
【００４０】
図３は、描画装置のブロック図である。
【００４１】
描画制御部３０は、外部のワークステーション（図示せず）と接続されており、露光制御部３０が、データ演算部４２、光源制御部４４など各回路へ制御信号を出力する。描画処理を制御するプログラムは、あらかじめシステムコントロール回路３２内のＲＯＭ（図示せず）に格納されている。
【００４２】
ワークステーション（図示せず）から送信されるパターンデータは、描画パターンの位置情報をもつベクタデータ（ＣＡＤ／ＣＡＭデータ）であり、基板ＳＷ上に基準点をもつＸ−Ｙ座標系に基づいた位置座標データとして表される。データ入力部４１に入力されたベクタデータは、データバッファ４３に格納された後、データ演算部４２に送られる。データ演算部４２では、ベクタデータが、２次元ドットパターンデータ（ＯＮ／ＯＦＦデータ）であるラスタデータに変換される。
【００４３】
ＤＭＤ制御部３４では、データ演算部４２から送られてくるラスタデータが、所定のタイミングで露光ヘッド２０Ａ、２０Ｂに設けられたＤＭＤ２２Ａ、２２Ｂにそれぞれ出力される。出力されるラスタデータが露光データとしてＤＭＤ２２Ａ、２２Ｂ各々のマイクロミラーをＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００４４】
テーブル位置制御部３８は、駆動回路（図示せず）を介してテーブル駆動機構１９を制御し、これによって描画テーブル１８の移動速度、基板送り方向等が制御される。また、図示しない位置検出センサが、相対移動する描画テーブル１８の位置を検出し、これによって各露光ヘッドの露光エリアの相対的位置が検出される。
【００４５】
アライメントマーク検出部４０は、ＣＣＤカメラ１３からの画像信号に基づいて基板ＳＷに形成されたアライメントマークの位置を検出する。基板ＳＷが熱などの影響によって変形した場合、アライメントマークの位置ずれが検出される。データバッファ４３に格納された描画データ（ベクタデータ）は、アライメントマークの位置ずれに基づいて補正処理される。
【００４６】
後述するように、描画パターンを基板ＳＷに形成する露光作業の前に、専用計測器５０を用いたパターン位置ずれの測定作業が行われる。描画パターンを形成する基板ＳＷとは異なる計測用基板ＳＷ０が描画テーブル１８に搭載され、計測用パターンが基板ＳＷ０に形成される。計測用基板ＳＷ０と基板ＳＷは、同じ基準位置をもつ座標系であり、同一場所は同一の位置座標をもつ。計測用パターンが基板ＳＷ０に形成されると、従来周知の２次元座標計測器５０によってスポットパターンの位置が測定される。
【００４７】
計測器５０によって測定されたパターン位置情報は、テーブル駆動機構１９の精度誤差に起因するパターン位置ずれの情報を含み、記録装置、コンピュータなどを介して描画装置１０に入力され、メモリ３３に格納される。データ演算部４２では、パターン位置情報に基づいて描画データ（ベクタデータ）が補正される。
【００４８】
図４は、計測用に用いられるスポットパターンを示した図である。図５は、計測器によって実際に検出されるスポットパターンの位置を示した図である。
【００４９】
図４に示すスポットパターン（以下、基準スポットパターンという）ＰＸ０は、パターン位置ずれを計測するための専用パターンであり、複数の微小円状パターンが、主走査方向に沿って間隔ＰＸ、副走査方向に沿って間隔ＰＹでマトリクス状に並んでいる。
【００５０】
基準スポットパターンＰＸ０は、グリッドＧＬを規定する規則パターンであり、グリッドＧＬの交差する点（格子点）がスポット中心と一致し、スポット中心を結ぶ直線は互いに平行、あるいは直交する。しかしながら、スポットパターンＰＸ０のパターンデータに基づいて露光動作が行われると、図５に示すように、位置ずれの生じたスポットパターンＰＸが基板ＳＷ０に形成される。
【００５１】
基板ＳＷ０に実際に形成されるスポットパターンＰＸの位置は、図４に示すスポットパターンＰＸ０の位置と一致しない。各スポットは、図４に示すグリッドＧＬを規定するように形成されていない。これは、テーブル駆動機構１９の精度誤差に起因するスポットパターンの位置ずれが生じるためである。
【００５２】
上述したように、テーブル駆動機構１９はガイドレール、リニア駆動部を備えているが、ガイドレールに設けられたボールベアリングの真球度、ガイドレールの真直度などによる機構上精度誤差によって、描画テーブル１８が直線的に移動せず、一定速度で移動しない。描画テーブル１８は、ヨーイングしながら主走査方向に沿って速度変動を伴いながら移動する。
【００５３】
そのため、実際に形成されたスポットパターンＰＸの各スポット中心位置は、本来あるべきグリッドＧＬの格子点からずれる。計測器５０は、このスポットの位置ずれを検出する２次元座標測定器であり、グリッドＧＬを基板ＳＷ０の表面に規定し、基準座標となるグリッドの格子点と、その格子点に対して実際に形成されたスポットの中心位置とのずれを検出する。
【００５４】
図５には、１つのスポットパターンＳＰ３１に対するパターンの位置ずれを示している。格子点Ｌに対してΔＰ（ＭＰＸ３１、ＭＰＹ３１）だけスポット中心がずれている。他のスポットパターンにもこのような位置ずれが生じる。
【００５５】
本実施形態では、テーブル駆動機構１９に起因するパターン形成位置の誤差を解消（補償）するように、パターンデータ補正処理が行われる。描画テーブル１８が移動している間、パターンの位置ずれは基板ＳＷ０全体に生じ、また、パターン形成位置によってもそのずれ量は異なる。細かく２次元配列させたスポットパターンＰＸを基板ＳＷ０に形成することによって、基板ＳＷ０の任意の位置における位置ずれ量が検出可能となる。
【００５６】
速度変動による主走査方向に沿ったパターン位置ずれは、主走査方向に現れる。そのため、スポットパターンＰＸ０のスポット間隔ＰＸは、例えば、ガイドレールの軸支用ボールベアリングが一回転する距離として定められる。
【００５７】
一方、ヨーイング動作によるパターン位置ずれは、露光エリアの移動経路（走査経路）のずれとなって現れる。そのため、副走査方向のスポット間隔ＰＹは、露光エリアのバンド幅ＢＷに定められる。ここでは、図４に示すように、走査バンドＳＢのＹ方向に沿った中心位置に各スポットが形成される。
【００５８】
図６は、スポットパターンの位置ずれを示した図である。
【００５９】
図６では、パターンＰＤの一部が属する２つの矩形領域（格子領域）ＬＭ１、ＬＭ２を取り上げている。矩形領域ＬＭ１、ＬＭ２は、先のスポットパターンＰＸ０によって規定されるグリッドＧＬの格子領域である。スポットパターンに位置ずれが生じない場合、実際に測定されるスポットパターンのスポット中心位置は、矩形領域ＬＭ１、ＬＭ２の頂点（格子点）ａ〜ｆと一致する。
【００６０】
しかしながら、テーブル駆動機構１９の精度誤差が生じるため、実際に基板ＳＷに形成されるスポットパターンの中心位置と頂点ａ〜ｆとの間にずれが生じる。計測されるスポットパターンの中心位置を、ここでは“ａ１〜ｆ１”で表し、スポットパターンの中心位置ａ１〜ｆ１を結ぶことによって規定される矩形領域（以下、変形矩形領域という）を“ＬＮ１”、“ＬＮ２”と表す。
【００６１】
図６に示すスポットパターンの位置ずれでは、スポットパターンの中心位置ｂ１、ｅ１は、主走査方向に沿ってずれ量ＰＸ１だけずれており、副走査方向に沿ってそれぞれずれ量ＰＹ１、ＰＹ２だけずれている。また、スポットパターンの中心位置ｄ１、ｃ１は主走査方向に沿ってずれ量ＰＸ２だけずれている。
【００６２】
このようなスポットパターンの位置ずれを考慮して、パターンデータの補正が行われる。具体的には、ベクタデータで表されるパターンデータを矩形領域毎に分割し、スポットパターンの位置ずれに基づく各矩形領域の位置変動、変形具合に合わせてパターンデータを補正する。
【００６３】
図７は、パターンデータを補正する手順を示したフローチャートである。
【００６４】
基準スポットパターンのパターンデータに基づいて露光動作が行われた後、計測器５０によって実際のスポットパターンの位置が計測される（Ｓ１０１、Ｓ１０２）。そして、ネットワーク接続、あるいは携帯型メモリなどを介して描画装置１０に計測データが入力される（Ｓ１０３）。描画用のパターンデータが描画装置に入力されると、以下に説明するパターンデータの補正処理が行われる（Ｓ１０４、Ｓ１０５）。
【００６５】
図８は、図６に示したパターンデータの補正を示した図である。
【００６６】
パターンデータＰＤは、描画パターンの頂点、端点などパターンの特徴を表すポイント群のベクトル情報によって描画パターンを表現する。すなわち、パターンデータＰＤは、描画パターンを閉図形としたときの枠線情報として表される。
【００６７】
本実施形態では、描画パターンを矩形領域ごとに分割し、各矩形領域内のパターンエリアを１つの閉じたパターン領域とみなす。そして、パターンデータＰＤを矩形領域ごとに分割し、その閉図形の枠線情報に基づくベクタデータを規定する。各矩形領域のパターンデータ（以下、閉領域パターンデータという）は、実際に形成されたスポットパターンによって規定されるグリッドの変形矩形領域に合わせて補正される。
【００６８】
図８には、図６で示したパターンデータＰＤの一部を示している。矩形領域ＬＭ１、ＬＭ２に属するデータ部分をそれぞれ閉領域パターンデータＰＤ１、ＰＤ２とする。閉領域パターンデータＰＤ１は、Ｋ、Ｇ、ｂを頂点とする三角形によって表される。また、閉領域データＰＤ２は、ｂ、Ｈ、Ｉ、ｄ、Ｊ、Ｋを頂点とする六角形によって表される。
【００６９】
実際に計測されたスポットパターンａ１〜ｆ１によって規定される変形矩形領域ＬＮ１、ＬＮ２は、データ上で規定される矩形領域ＰＤ１、ＰＤ２と大きく異なる。そのため、閉領域パターンデータＰＤ１、ＰＤ２は、変形矩形領域ＬＮ１、ＬＮ２に合わせて修正される。
【００７０】
具体的には、変形のないデータ上の各矩形領域（以下、基準矩形領域という）の境界線（辺）と閉領域パターンデータとの交点について内分比（線分比）を算出し、その内分比を維持するように閉領域パターンデータＰＤ１、ＰＤ２を補正する。内分比は、基準矩形領域の各頂点の位置座標に基づいて算出し、内分比を維持する点を頂点とする変形矩形領域内の閉領域パターンデータ（以下、変形閉領域パターンデータＰＤＷ１、ＰＤＷ２という）を求める。
【００７１】
閉領域パターンデータＰＤ１を例にして説明すると、実測されたスポットパターンａ１、ｂ１、ｅ１、ｆ１によって変形矩形領域ＬＮ１が規定される場合、閉領域パターンデータＰＤ１の頂点Ｇは、内分比を維持しながらＧＧに移動される。頂点ＧＧは、以下の等式に基づいて算出される（ただし、ａｂ＝ＰＸ、ａ１ｂ１＝ＰＸ＋ＰＸ１）。
ａＧ：ａｂ＝ａ１ＧＧ：ａ１ｂ１            ・・・・・・（１）
【００７２】
基準矩形領域ＬＭ１と閉領域パターンデータＰＤ１との交点Ｇの位置座標は、閉領域パターンデータＰＤ１のパターン形状を表す１つのベクタデータである。したがって、（１）式により、変形領域パターンデータＰＤＷ１の１つのベクタデータＧＧが求められる。
【００７３】
同様に、閉領域パターンデータＰＤ１の頂点Ｋは、以下の式に基づいてＫＫに移動される（ただし、ｅｂ＝ＰＹ、ｅ１ｂ１＝ＰＹ１−ＰＹ２）。
ｅＫ：ｅｂ＝ｅ１ＫＫ：ｅ１ｂ１            ・・・・・・（２）
ＫＫ、ＧＧの位置座標が求められると、ｂ１、ＫＫ、ＧＧの位置座標、すなわちベクタデータによって表される変形閉領域パターンデータＰＤＷ１が生成される。
【００７４】
閉領域パターンデータＰＤ２についても、交点Ｊ、Ｋ、Ｈ、Ｉに対応する変形矩形領域ＬＮ２の境界線上の点ＪＪ、ＫＫ、ＨＨ、ＩＩが算出される。そして、変形矩形領域ＬＮ２の境界線上にある６つの交点ｅ１、ｂ１、ＨＨ、ＩＩ、ｄ１、ＪＪの位置座標によって変形閉領域パターンデータＰＤＷ２が求められる。
【００７５】
図８では、閉領域パターンデータのベクタデータが基準矩形領域の境界線上に位置しているが、閉領域パターンデータを表すベクタデータが基準矩形領域内部にある場合、すなわち、描画パターンの端点などが基準矩形領域内部に属している場合、以下のように閉領域パターンデータが補正される。
【００７６】
図９は、矩形領域内部にあるベクタデータの補正を示した図である。
【００７７】
図９では、ある矩形領域内の閉領域パターンデータＰＤＳの端点ｔが、Ｄ１〜Ｄ４を頂点とする基準矩形領域ＬＴ内部に存在する。位置座標（ｔＸ、ｔＹ）によって表される端点ｔのベクタデータに関し、Ｘ方向、Ｙ方向に沿った内分比（ｔＸ／ＰＸ、ｔＹ／ＰＹ）が求められる。そして、その内分比を維持するように、Ｃ０〜Ｃ３を頂点とする変形矩形領域ＬＴＷ内部における端点Ｔの位置が定められる。
【００７８】
具体的には、基準矩形領域ＬＴの境界線Ｄ２−Ｄ３、Ｄ０−Ｄ１に対応する変形矩形領域ＬＴＷの境界線Ｃ２‐Ｃ３、Ｃ０‐Ｃ１上に、線分Ｃ０−Ｃ１、線分Ｃ２−Ｃ３に対する内分比ｔＸ／ＰＸをもつ点Ｓ、Ｕをそれぞれ定める。同様に、境界線Ｄ１‐Ｄ２、Ｄ０−Ｄ３に対応する変形矩形領域ＬＴＷの境界線Ｃ１‐Ｃ２、Ｃ０‐Ｃ３上に、線分Ｃ１−Ｃ２、Ｃ３−Ｃ０に対する内分比ｔＹ／ＰＹをもつ点Ｒ、Ｖを定める。算出された点Ｓ、Ｒ、Ｕ、Ｖの位置座標に従って端点ｔの補正位置Ｔが求められる。
【００７９】
図１０は、補正後のパターンデータを示した図である。
【００８０】
図８、９で示したように各基準矩形領域の閉領域パターンデータに対してベクタデータの補正処理が行われる結果、各矩形領域の変形、変位に合わせた閉領域パターンデータが別々に生成される。これら修正した閉領域パターンデータを繋ぎ合わせることによって、パターンデータＰＤ’が生成される。ただし、図８〜図１０では、データ補正処理を説明するために矩形領域の変形を誇張して描いている。
【００８１】
図１１は、描画制御部３０によって実行される露光動作処理のフローチャートである。スポットパターンの位置計測、及び描画装置への計測データ入力が終了した後、実行開始される。
【００８２】
ステップＳ２０１では、描画パターンのパターンデータが入力される。ステップＳ２０２では、入力されたパターンデータが、以前の露光処理で使用されたパターンデータであるか否かが判断される。以前使用されたパターンデータである場合、パターンデータの補正処理は行われずにステップＳ２０７へ移る。
【００８３】
一方、初めて入力されたパターンデータである場合、ステップＳ２０３に進み、アライメントマークの位置が測定される。そして、ステップＳ２０４では、あらかじめ記録されていた実測スポットパターンの位置座標に基づき、パターンデータに対する補正処理が行われる。すなわち、矩形領域毎にパターンデータが分割され、各矩形領域の閉領域パターンデータが矩形領域の変位量、変形具合等に合わせて補正される。その結果、基板の各場所でのパターン位置誤差を相殺するように、パターンデータが修正される。
【００８４】
ステップＳ２０５では、実測されたスポットパターンの位置ずれに従い、計測されたアライメントマークの位置が補正される。補正されたアライメントマークの位置に基づき、露光動作中のパターンデータの基準位置座標が修正される。また、アライメントマークの位置から基板全体の変形量が検出されることにより、従来知られた回転量、オフセット量、スケール比などの補正量が求められ、パターンデータが修正される。ステップＳ２０６では、矩形領域毎に補正されたパターンデータは、データバッファ４３に一時的に格納される。
【００８５】
ステップＳ２０７では、補正されたパターンデータがデータバッファ４３から読み出され、データ演算部４２においてラスタ変換処理が実行される。ステップＳ２０８では、ラスタデータに基づいてＤＭＤ２２Ａ、２２Ｂが制御される。これにより、基板全体にパターンが形成される。
【００８６】
このように本実施形態によれば、露光ヘッド２０Ａ、２０Ｂを備えた描画装置１０において、計測用基板ＳＷ０が描画テーブル１８に搭載され、基準スポットパターンＰＸ０のパターンデータに基づいて露光動作が行われる。そして、装置外の計測器５０によってスポットパターンの位置が計測される。計測されたスポットパターンの位置座標データが描画装置１０のメモリ３３に格納される。
【００８７】
パターンを描画するとき、描画パターンのパターンデータＰＤは、基準スポットパターンＰＸ０によって規定される矩形領域毎に分割される。そして、各矩形領域の閉領域パターンデータは、計測されたスポットパターンの位置座標に基づく変位、変形の生じた矩形領域に合わせて補正される。これにより、補正された閉領域パターンデータが矩形領域毎に生成される。
【００８８】
テーブル駆動機構１９のガイドレールの直進性（真直度）、ボールベアリングの精度誤差により、テーブル１８の移動中にヨーイング、速度変動が発生する。しかしながら、あらかじめテーブル１８の特性を検出し、それに合わせてパターン変形を生じさせないようにパターンデータを微小な矩形領域毎に補正している。そのため、全体としてパターン位置ずれのない描画パターンが基板ＳＷに形成される。また、同一描画パターンを形成する間は同じ補正パターンデータを使用するため、スループット向上の障害にもならない。
【００８９】
基準スポットパターンの主走査方向、副走査方向の間隔ＰＸ、ＰＹが露光エリア幅、ボールベアリングの一回転距離に従って定められているため、テーブル１８のピッチ変動、ヨーイングを細かく検出することができ、基板の各位置に適したパターンデータの補正が確実に行われる。また、露光ヘッドの結像光学系の倍率を変更することによって走査バンド（走査経路）が変更されても、微小な矩形領域を基準としてパターンデータが補正されるため、データ補正は倍率変更に影響がない。
【００９０】
なお、間隔ＰＸ、ＰＹは、より精密なスポットパターン位置ずれを検出するため、実質的に露光エリア幅、ボールベアリングの一回転距離以下に定めてもよい。あるいは、パターン精度がそれほど要求されない場合、露光エリア幅、ボールベアリングの一回転距離も大きい距離に間隔ＰＸ、ＰＹを設定してもよい。また、ガイドレール以外のテーブル駆動機構１９の精度誤差を生じさせるパーツに合わせて間隔ＰＸ、ＰＹを定めてもよい。
【００９１】
本実施形態ではベクタデータであるパターンデータを補正しているが、ベクタデータ以外のパターンデータを対象にしてデータ補正処理を実行してもよい。また、内分比に基づいたパターンデータ補正に限定されず、各矩形領域の変位、変形に合わせて、パターン位置ずれを相殺するようにデータ補正処理を行えばよい。
【符号の説明】
【００９２】
１０  描画装置（露光装置）
１８  描画テーブル
１９  テーブル駆動機構
２２Ａ、２２Ｂ  ＤＭＤ（光変調素子アレイ）
３０  描画制御部
５０  計測器
ＳＷ  基板
ＰＸ０  基準スポットパターン
ＬＭ１、ＬＭ２  基準矩形領域
ＰＤ１、ＰＤ２  閉領域パターンデータ
【図１】
2011082289.tif 000003
【図２】
2011082289.tif 000004
【図３】
2011082289.tif 000005
【図４】
2011082289.tif 000006
【図５】
2011082289.tif 000007
【図６】
2011082289.tif 000008
【図７】
2011082289.tif 000009
【図８】
2011082289.tif 000010
【図９】
2011082289.tif 000011
【図１０】
2011082289.tif 000012
【図１１】
2011082289.tif 000013