(57)【要約】【課題】  パターン転写方法に関し、光制御素子やレンズを再設計することなしに、露光パターンの解像度を向上させる。【解決手段】  光制御素子に転写データ１を入力して基板上に光制御素子によって形成される二次元配列状の有効画素領域２からなる転写パターンを投影するパターン投影装置を用いたパターン転写方法する際に、基板と前記パターン投影装置を相対的に移動させて、ｎを整数とした場合に、一つの転写パターン３について転写データ１を構成する有効画素領域２の辺の長さの１／ｎ間隔だけずらしてｎ2 回順次露光を行う。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光制御素子に転写データを入力して基板上に光制御素子によって形成される二次元配列状の有効画素領域からなる転写パターンを投影するパターン投影装置を用いたパターン転写方法において、前記基板と前記パターン投影装置を相対的に移動させて、ｎを整数とした場合に、一つの転写パターンについて前記転写データを構成する前記有効画素領域の辺の１／ｎ間隔だけずらしてｎ2 回順次露光を行うことを特徴とするパターン転写方法。
【請求項２】
上記転写データから予想される転写パターン予想処理、前記転写パターン予想処理により得られた予想転写パターンと転写予定パターンとの相関を取る相関処理、及び、前記相関処理により得られた結果と前記転写予定パターンにより前記転写データを修正する転写データ修正処理を、少なくとも一サイクル行うことを特徴とする請求項１記載のパターン転写方法。
【請求項３】
前記有効画素領域が、前記光制御素子からの光を光学系においてサイズ変換されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載のパターン転写方式。
【請求項４】
上記転写パターン予想処理の入力として、上記基板に設けた感光剤の感度特性を加えたことを特徴とする請求項２または２に記載のパターン転写方法。
【請求項５】
上記転写パターン予想処理の入力として、上記基板における実露光量を加えたことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のパターン転写方法。
【請求項６】
上記相関処理が、差分処理であることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載のパターン転写方法。
【請求項７】
上記転写データが、上記転写パターン予想処理と上記相関処理と上記転写データ修正処理を含む処理のループを、前記相関処理の結果から得られる相関値が所定の値となるまで繰り返して得られたものであることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載のパターン転写方法。
【請求項８】
上記転写データ修正処理が、上記転写データで構成されたパターン上の特定の１有効画素領域について修正を行った後、前記特定の１有効画素領域となる有効画素領域の位置を別の有効画素領域に移動させて修正を行う単画素修正処理であることを特徴とする請求項７記載のパターン転写方法。
【請求項９】
上記単画素修正処理において、複数の上記有効画素領域の集合体からなるパターンを合成して構成された転写予想平面を作成し、前記有効画素領域の位置を別の有効画素領域に移動する際に、前記転写予想平面における座標上で一定の方向に折り返し順番付けした順番の通りに連続となるように有効画素領域を移動することを特徴とする請求項８記載のパターン転写方法。
【請求項１０】
上記単画素修正処理において、上記特定の１画素の修正によって影響を受ける位置の上記相関処理の結果のみを入力とすることを特徴とする請求項８または９に記載のパターン転写方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パターン転写方法に関するものであり、特に、液晶等の光制御素子に転写データを入力して基板上に光制御素子によって形成される二次元配列状の有効画素領域からなる転写パターンを投影するパターン転写方法において、有効画素領域の画素サイズより解像度の高いパターンを形成するための構成に特徴のあるパターン転写方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に半導体集積回路の製造やプリント基板の製造時の露光工程では、回路パターンが描かれたレチクルやフィルム等を含むマスクを用いてレジストが塗布されたウェハや基板上に回路パターンを描画させる必要があり、そのために露光装置あるいは露光機と呼ばれる装置を用いている。
【０００３】
また、マスクを用いることなく回路パターンをウェハ上に直接露光する露光機もあり、これはマスクレス露光機と呼ばれている。
これらマスクレス露光機には、従来の露光装置の光学系を用いてパターン描画する手法に基づく装置や紫外域のレーザ光を用いてパターン描画する手法に基づく装置などが開発されている。
【０００４】
このようなマスクレス露光機の例としては、透過型液晶パネルを用いて、透過型液晶パネル上にパターンを形成して光源からの紫外光を画素毎に透過・遮光を制御し、パターン描画するものがある。
【０００５】
或いは、反射型液晶パネルや微小なミラーを二次元配列状に多数並べた反射鏡表示素子（ＤＭＤ：デジタルマイクロミラーなどと呼ばれるミラーデバイス）を用いて、これに紫外光または紫外レーザ光を照射し、反射光をパターン的に制御してウェハや基板上にパターン描画するものもある。
【０００６】
これらの描画装置では、回路パターンの中の一部のパターンを一括して露光できることから、露光処理速度が速いという特徴があることが知られている（例えば、非特許文献１或いは非特許文献２参照）。
【０００７】
例えば、透過型液晶パネルを用いた露光装置では、およそ８０万個（１０２４×７６８個）の画素の液晶パネルが用いられており、各画素の大きさは２０μｍ前後の大きさであり、これを縮小投影光学系によって、基板上に１／５の大きさに縮小させることによって、１つの画素に対応するパターンは1 辺が４μｍの矩形となる。
但し、液晶パネルの格子状の非開口部を埋める露光をするためにずらし多重露光を行う必要があり、通常は、一つの画素を４回ずらして露光している。
【０００８】
一方、ミラーデバイスを用いた露光装置では、およそ１００万個（約５００×約２０００個）のマイクロミラーを用いたミラーデバイスが用いられ、各マイクロミラーは１６μｍ前後の大きさであり、これを縮小投影光学系によって、基板上に１／１６０の大きさに縮小投影させることによって、１つのマイクロミラーに対応するパターンは１辺が０．１μｍの正方形となる。
【０００９】
これらの描画装置では、露光されるパターンの解像度、即ち、加工寸法が、液晶パネルやミラーデバイスの画素の大きさと光学系の縮小率で決まってくる。
一般に縮小光学系にはレンズが用いられるが、縮小率を小さくするためには大口径で複雑なレンズ設計が必要となり限界がある。
【００１０】
一方、画素の寸法を小さくするには、液晶パネルやミラーデバイス自体をいかに小さく製造できるかにかかっているが、これも前述の数十μｍ程度が現状での限界とされている。
【非特許文献１】Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ，Ｐｈｏｔｏｍａｓｋ  ａｎｄ  Ｎｅｘｔ−Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  Ｍａｓｋ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ＩＸ，Ｖｏｌ．４７５４，ｐｐ．７３７−７４４，Ｊｕｌ．２００２
【非特許文献２】Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ，２０ｔｈ  Ａｎｎｕａｌ  ＢＡＣＵＳ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｐｈｏｔｏｍａｓｋ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．４１８６，ｐｐ．１６−２１，Ｊａｎ．２００１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述のように、マスクレス露光機において、露光パターンの解像度を上げるには光を制御する液晶パネルやミラーデバイス等の光制御素子の画素を小さくするか或いはレンズをより縮小できるものに交換する必要があるが、いずれの場合も電気的・機械的・構造的な限界があり、ある時点からそれ以上解像度を上げることが困難になる。
【００１２】
したがって、本発明は、光制御素子やレンズを再設計することなしに、露光パターンの解像度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
図１は本発明の原理的構成図であり、ここで図１を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図１参照
（１）上記課題を解決するために、本発明は、光制御素子に転写データ１を入力して基板上に光制御素子によって形成される二次元配列状の有効画素領域２からなる転写パターン３を投影するパターン投影装置を用いたパターン転写方法において、基板と前記パターン投影装置を相対的に移動させて、ｎを整数とした場合に、一つの転写パターン３について転写データ１を構成する有効画素領域２の辺の長さの１／ｎ間隔だけずらしてｎ2 回順次露光を行うことを特徴とする。
【００１４】
このように、一つの転写パターン３について転写データ１を構成する有効画素領域２の辺の長さの１／ｎ間隔だけずらしてｎ2 回順次露光を行うことによって、有効画素領域２サイズの１００／ｎ2 ％の縮小サイズの画素からなる転写パターン３を形成することができる。
【００１５】
なお、本発明における光制御素子とは、透過型液晶表示素子、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラー）、或いは、半導体レーザアレイ等の自己発光素子を意味する。
因に、透過型液晶表示素子における有効画素領域２は、開口率が２５％の場合には、開口率と同じ画素領域の２５％となる。ＤＭＤの場合には、ミラーと同じ、即ち、画素と同じサイズとなるが、各画素毎に設けられたマイクロレンズによって、投影された有効画素領域２のサイズを２５％にすることも可能である。
【００１６】
（２）また、本発明は、上記（１）において、転写データ１から予想される転写パターン予想処理、転写パターン予想処理により得られた予想転写パターンと転写予定パターンとの相関を取る相関処理、及び、相関処理により得られた結果と転写予定パターンにより転写データ１を修正する転写データ修正処理を、少なくとも一サイクル行うことを特徴とする。
【００１７】
この様に、転写パターン予想処理、相関処理及び転写データ修正処理を少なくとも一サイクル行うことによって、転写予定パターンとより一致した転写パターン３を得ることができる。
【００１８】
（３）また、本発明は、上記（１）または（２）において、有効画素領域２が、光制御素子からの光を光学系においてサイズ変換されたものであることを特徴とする。
【００１９】
このように、有効画素領域２は、光学系を用いない近接露光によるものでも良いが、光学系においてサイズ変換されたもの、例えば、縮小投影露光されたものでも良い。
さらには、光制御素子が透過型液晶表示装置の場合、開口部を通過した光が広がるので、この広がりを光学系で縮小して開口部に対して等倍露光になるようにしても良い。
【００２０】
（４）また、本発明は、上記（２）または（３）において、転写パターン予想処理の入力として、基板に設けた感光剤の感度特性を加えたことを特徴とする。
【００２１】
このように、転写パターン予想処理の入力として、基板に設けた感光剤の感度特性を加えることにより、転写予定パターンとより一層一致した転写パターン３を得ることができる。
【００２２】
（５）また、本発明は、上記（２）乃至（４）のいずれかにおいて、転写パターン予想処理の入力として、基板における実露光量を加えたことを特徴とする。
【００２３】
この様に、転写パターン予想処理の入力として、基板における実露光量を加えることにより、光源或いは液晶透過率の経時変化或いは電圧変動に起因する実露光量変動の影響を抑制することができる。
【００２４】
（６）また、本発明は、上記（２）乃至（５）のいずれかにおいて、相関処理が、差分処理であることを特徴とする。
【００２５】
このように、相関処理としては、差分処理が典型的な処理である。
【００２６】
（７）また、本発明は、上記（２）乃至（６）のいずれかにおいて、転写データ１が、転写パターン予想処理と相関処理と転写データ修正処理を含む処理のループを、相関処理の結果から得られる相関値が所定の値となるまで繰り返して得られたものであることを特徴とする。
【００２７】
このように、処理ループを相関処理の結果から得られる相関値が所定の値となるまで繰り返し行うことで、転写予定パターンと一致した転写パターン３を得るための転写データ１を生成することができる。
【００２８】
（８）また、本発明は、上記（７）において、転写データ修正処理が、転写データ１で構成されたパターン上の特定の１有効画素領域２について修正を行った後、特定の１有効画素領域２となる有効画素領域２の位置を別の有効画素領域２に移動させて修正を行う単画素修正処理であることを特徴とする。
【００２９】
このように、転写データ修正処理としては、転写データ１で構成されたパターン上の特定の１有効画素領域２について修正を行った後、特定の１有効画素領域２となる有効画素領域２の位置を別の有効画素領域２に移動させて修正を行う単画素修正処理が典型的なものである。
【００３０】
（９）また、本発明は、上記（８）において、単画素修正処理において、複数の有効画素領域２の集合体からなるパターンを合成して構成された転写予想平面を作成し、有効画素領域２の位置を別の有効画素領域２に移動する際に、転写予想平面における座標上で一定の方向に折り返し順番付けした順番の通りに連続となるように有効画素領域２を移動することを特徴とする。
【００３１】
このように、単画素修正処理を行う場合、転写予想平面における座標上で一定の方向に折り返し順番付けした順番の通りに連続となるように有効画素領域２を移動することによって、修正処理を同じ手順に基づいてスムーズに行うことができる。
特に、斜め方向に折り返し順番付けすることによって、全体の修正処理に要する時間を大幅に短縮することができる。
【００３２】
（１０）また、本発明は、上記（８）または（９）において、単画素修正処理において、特定の１画素の修正によって影響を受ける位置の相関処理の結果のみを入力とすることを特徴とする。
【００３３】
この様に、単画素修正処理する場合、特定の１画素の修正によって影響を受ける位置の相関処理の結果のみを入力とすることによって、修正処理に要する時間を短縮することができる。
因に、有効画素領域２の１／ｎ間隔だけずらしてｎ2 個の相関グリッドの結果を考慮すれば良い。
【発明の効果】
【００３４】
従来においては、１回の露光で得られるパターンの画素区切り、即ち、グリッドが光制御素子の有効画素領域の大きさであるのに対して、本発明においては、位置をずらす間隔１／ｎに応じてｎ2 回の位置の異なるパターンのグリッドが重なることでより細かなグリッドを実現することができるとともに、光制御素子やレンズを再設計することなく露光パターンの解像度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明においては、時間的・空間的に異なるパターンの照射の結果として転写されるパターンを転写データから予想する転写パターン予想処理、転写パターン予想処理により得られた予想転写パターンと所望の転写予定パターンとの相関を取る相関処理、相関処理により得られた結果と所望の転写予定パターンにより転写データを修正する転写データ修正処理からなるループを少なくとも一回行って光制御素子制御装置に入力する転写データを生成して転写を行うものである。
【００３６】
特に、転写データ修正処理においては、複数の有効画素領域の集合体からなるパターンを合成して構成された転写予想平面を作成し、有効画素領域の位置を別の有効画素領域に移動する際に、転写予想平面における座標上で一定の方向に折り返し順番付けした順番の通りに連続となるように有効画素領域を移動する単画素修正処理を行うものである。
【実施例１】
【００３７】
ここで、図２乃至図２７を参照して、本発明の実施例１のパターン転写方法を説明する。
図２参照  
図２は、本発明の実施例１のパターン転写方式と転写パターン生成方法を模式的に表したものである。
【００３８】
パターン転写装置１０は、透過型液晶表示素子等の光制御素子２１を主構成要素とするパターン投影装置２０、光制御素子２１における光透過状態或いは光反射状態を制御する光制御素子制御装置２２、被露光対象となる基板１１を搭載するとともに、光制御素子２１に対してＸ，Ｙ方向に相対的移動させるＸ−Ｙステージ１２から構成される。
【００３９】
この場合、パターン投影装置２０は光制御素子制御装置２２によって指示されたパターンをＸ−Ｙステージ１２上に搭載された基板１１に投影させ、また、Ｘ−Ｙステージ１２はパターン投影装置２０によって投影された転写パターンが所望の位置に来るように基板１１を移動させる。
また、パターン投影装置２０内には、光制御素子制御装置２２によってパターンが形成される光制御素子２１があり、これにより投影するパターンを自在に制御する。
【００４０】
図３参照  
図３は、パターン転写装置によって本発明のパターン転写方式を用いずに転写されたパターンのグリッド配列、即ち、プレーン３１を示すものであり、プレーン３１の一つのグリッド３２のサイズは光制御素子２１の画素サイズで大きさが決まり、従来はこのグリッドのサイズの解像度しかパターンを転写できなかった。
【００４１】
図３においては、以降の説明を簡単にするためにグリッド３２のサイズが画素サイズと同じになるＤＭＤの場合を示しているが、透過型液晶素子の場合には、画素における開口率を２５％とすると、一つのプレーン３１を転写するためには画素間の間隙を埋めるために４回の露光が必要となる。
【００４２】
本発明においては、後述するように、ｎを整数とした場合、グリッドを辺の長さの１／ｎの間隔ずらしてｎ2 回露光、典型的には１／２ずらして４回露光することによって、グレースケールを実現するものである。
因に、開口率が２５％の透過型液晶素子を用いた場合に、１／２の間隔ずらして４回露光してグレースケールを実現するとともに、画素の間隙に対しても同じ動作を行うことにより、４×４＝１６回の露光が必要になる。
【００４３】
図４参照  
図４は、実施例１におけるパターン転写方式の説明図であり、点線で示されたプレーン４１は従来の露光方式によるものである。
実施例１のパターン転写方式ではこのプレーン４１に加え、プレーン４２、４３、４４のようにプレーン４１対して縦横に順次ずらしながら多重に露光を行うものである。
【００４４】
なお、図４は、合計４枚のプレーン４１〜４４を露光してグリッドのサイズ（長さ）を１／２にしている例であり、サイズを１／２にするためにそれぞれのプレーンの露光において位置を半画素分ずらしている。
即ち、プレーン４２の露光ではプレーン４１対して右方向に半画素移動し、プレーン４３の露光ではプレーン４１対して右方向及び下方向に半画素移動し、プレーン４４の露光ではプレーン４１に対して下方向にのみ半画素移動している。
【００４５】
図５参照  
図５は図４において示した４枚のプレーン４１〜４４を多重露光した結果を示した図であり、従来の露光によるプレーン４１の解像度に比べ、２倍の解像度のプレーン４５が得られる。
【００４６】
図６参照  
図６は、本発明の実施例１の転写パターン生成方法の説明図であり、光制御素子制御装置２２は転写データ５１の内容によって投影するパターンを制御しているが、この転写データ５１を生成する方法が実施例１の転写パターン生成方法である。
【００４７】
即ち、実施例１の転写パターン生成方法においては、転写データ５１によって露光される最終的なパターンを転写パターン予想処理によって予測し、その予測によって得られた予想転写パターン５２と所望の転写予定パターン５３との相関処理を行い、さらに、相関処理の結果と所望の転写予定パターン５３に基づいて転写データ修正処理により転写データ５１を修正する。
【００４８】
この処理ループを有限回繰り返すことで得られた転写データ５１を、パターン転写装置１０の光制御素子制御装置２２に入力して転写すると、所望の転写予定パターン５３が露光パターンとして基板１１上に形成される。
【００４９】
図７参照  
図７は転写パターン予想処理の説明図であり、この例では４枚のプレーンを露光するために転写データ６０にはプレーン４枚分のデータ６１〜６４が格納されている。
この転写データ６０から上で説明したパターン露光方式を行った後の転写パターンを転写パターン予想処理によって予想した予想転写パターンがプレーン６５である。
【００５０】
図８参照  
図８は転写パターン予想処理の計算方法の説明図であり、予想転写パターンのグリッド一つが、転写データである４枚のプレーンのグリッドが４つ加算されたものであることを示している。
即ち、１枚目のプレーンの露光によるグリッド７１であり、斜線部７２が予想転写パターンのグリッドであり、下図に示すように予想転写パターンのグリッド、即ち、斜線部７２には２枚目のプレーンの露光によるグリッド７３の斜線部７４、３枚目のプレーンの露光によるグリッド７５の斜線部７６、４枚目のプレーンの露光によるグリッド７７の斜線部７８が重なるため、予想処理としてはこの斜線部７２，７４，７６，７８の光量の加算が予想転写パターンの１つのグリッド７９に当たる光の量となる。
なお、ここでは転写パターン予想処理として単純な計算法である光量加算のみを行っているが、さらに複雑な計算式を用いて予想を行っても良いことは言うまでもない。
【００５１】
図９参照  
図９は基板上に塗布した感光剤の感光特性の説明図であり、横軸に感光剤（レジスト）に入射する光の量、縦軸に感光剤を現像したときの膜厚を取った場合、感光剤の感光特性は曲線に示す特性となり、転写データのプレーンの１つのグリッドに当たる光の量を１００％、７５％、５０％、２５％、０％の５値に制御した場合、この感光特性から、転写パターン予想処理の結果である予想転写パターンのグリッドにレジストが残るか／残らないかを判断して、所望の転写予定パターンと相関を取る相関処理を行う。
【００５２】
図１０参照  
図１０は、相関処理の内容の説明図であり、この場合には、相関処理に差分処理を用いる。
相関処理は所望のパターンのグリッドの値毎に行い、そのグリッドにレジストを残さない（ポジ型レジストの場合、露光すべき）グリッドか、或いは、レジストを残す、即ち、露光しないグリッドかによって場合分けする。
【００５３】
レジストを残す場合は、図９に示した感度特性から明らかなように、予想転写パターンのグリッドが７５％以下のグリッドにおいては差分がマイナスとなってレジストが残らないためエラーとなる。
逆にレジストを残さない場合は、１００％以上のグリッドにおいては差分がプラスとなってレジストが残るためエラーとなる。
なお、本実施例では差分処理を用いたが、より複雑な他の計算式を用いても良いことは言うまでもない。
【００５４】
次に、図１１乃至図２７を参照して、本発明の実施例１における転写データ修正処理を説明するが、転写データ修正処理は相関処理の結果と所望のパターンを入力として処理を行い、転写データを修正するものである。
実施例１においては、転写データの４枚のプレーンのグリッドを一つ一つ調査・修正しつつ、前述の転写パターン予想処理や相関処理のループを何度も実行し、最終的に相関処理の結果にエラーが出ない転写データに収束させるような転写データ修正処理を使用する。
【００５５】
なお、転写データ修正処理としてより複雑な計算式、例えば入力データから一回の処理で転写データを修正して正しい転写データを生成するようなものや全てのパターンを試行して一致したものを転写データに当てはめるようなものであっても良いことは言うまでもない。
さらに転写データ修正処理として、計算式によらずデータベースなどから修正データを読み込んで転写データの修正を行うものであっても良いことは言うまでもない。
【００５６】
図１１参照  
図１１は転写データの４枚のプレーン８１〜８４において調査・修正を行うグリッドの基本的な順番を示したものである。
なお、基本的という意味は、転写データ修正処理の中でグリッドの移動を行う場合もあるため、相関処理の結果によってはこの順番に調査・修正を行うとは限らないからであり、また、順番については必ずこの順番で無ければならないという訳ではないことは言うまでもない。
【００５７】
図１２参照  
図１２に示した４枚のプレーン８５〜８８は、図１１に示した４枚のプレーン８１〜８４の左上３×３グリッドのみを抜き出したものであり、順番の法則性は４枚のプレーンを露光行う際の位置関係と関係があり、右図に示した多重露光を行った場合の重ね合わせプーレン８９から明らかなように左斜め方向へ順次進む順番となる。
【００５８】
図１３参照  
図１３は、転写データ修正処理のフローチャートであり、まず、1)のエラー情報取得処理によって、現在調査・修正を行っている転写データのグリッド、即ち、修正グリッドについて、その修正グリッドが露光されることによって影響を受ける予想転写パターンのグリッドから計算された相関処理の結果得られる１／２サイズの４つの相関グリッドを調査してエラー情報を得る。
【００５９】
この場合のエラー情報とは、
（１）エラーの有無、
（２）エラーの位置関係、
（３）対応する所望のパターンのグリッド、即ち、露光グリッドの値（露光グリッドか非露光グリッドか）
であり、４つの相関グリッドそれぞれについて調査する。
【００６０】
次いで、2)のエラーの有無の判定を行い、４つの相関グリッドに一つでもエラーがあった場合、3)の初期化処理を行い、一方、エラーが無い場合は修正グリッドの位置を図１１で説明した通り左斜め上方向に移動する。
【００６１】
この3)初期化処理においては、修正グリッドの値、即ち、修正グリッドの光量の値を０％に初期化し、次に、4)のデータ修正位置移動・値増減処理を行う。
この4)データ修正位置移動・値増減処理において、前述のエラー情報を解析して修正グリッドの修正と移動を行うが詳しい内容については後述する。
【００６２】
4)データ修正位置移動・値増減処理において、修正・移動を行った後、5)エラー情報取得処理によって1)のエラー情報取得処理と同様に再び４つの相関グリッドのエラー情報を取得する。
【００６３】
次いで、6)のエラーの有無の判定において、エラーが無い場合はこの処理を抜け、図１１に示した順番に沿った次の修正グリッドに移動する。
一方、6)のエラーの有無の判定において、エラーがある場合は再び4)データ修正位置移動・値増減処理に戻り処理を繰り返す。
【００６４】
次に、図１４乃至図１６を参照して、図１３における4)データ修正位置移動・値増減処理を説明する
図１４参照  
まず、４つの相関グリッドのエラーの有無により分岐するが、上述の2)のエラーの有無の判定においてエラーがあることが前提となるので、図１５へ進む。
これは、実施例１を実行するソフト上の実際のプログラムに組み込まれたエラー判断であり、プログラムを変更すればこの図１４の工程は不要となる。
【００６５】
図１５参照  
図１４に示したように、エラーがある場合には図１５に進み、まず、エラーの数が単数か複数かによって条件分岐を行う。
エラーの数が単数の場合、さらにエラーが起きている相関グリッドに対応する露光グリッドの値によって分岐する。
この露光グリッドが露光を行うグリッド（値が１００％のグリッド）であった場合、その露光グリッドを構成する転写データの４つのグリッド、即ち、４つの構成グリッドと呼ぶ）を不偏的に修正して、露光グリッドに対応する予想転写パターンのグリッド、即ち、転写グリッドの値を１００％になるように調整する。
【００６６】
図１６参照  
ここで、転写グリッド９５は図に示すように、４つの構成グリッド９１〜９４の加算として予想処理されているので、この場合、４つの構成グリッド９１〜９４の内、どれをどの程度修正するかを決定しなければならない。
【００６７】
この不偏的に修正する処理において、まず、1)４つの構成グリッドの現在の値（光量に相当する）を調べ、最小の値を持つ構成グリッドから光量２５％ずつ増加させる。
この増加を行うたびに、2)構成グリッドの修正による相関グリッドのエラーが他の相関グリッドに及んでいないか調べ、エラーが及んでいればその構成グリッドの増加をキャンセルし、元の値に戻し、次の構成グリッドへ移って同じ処理を行う。
【００６８】
構成グリッドの修正による相関グリッドのエラーが他の相関グリッドに及んでいなければ、そのまま1)の４つの構成グリッドの現在の値の調査に戻り、転写グリッドが１００％になるまで繰り返し、１００％になった時点で図１５の処理を抜け、図１３に示した4)データ修正位置移動・値増減処理を抜ける。
【００６９】
しかし、図１５に示した1)と2)の処理で相関グリッドのエラーが解消されなかった場合は、エラーが起きている相関グリッドを構成する転写データのグリッド４つのうち、図１２に示す順番が最も若いものに移動する。
なお、移動した場合、移動先の番号より順番が後の転写データのグリッドの値はクリア（値なし）されるものとする。
【００７０】
なお、図１５においてエラーの数が単数で、エラーが起きている相関グリッドに対応する露光グリッドの値が露光を行わないグリッド（値が０％のグリッド）であった場合は、４つの構成グリッドを前述の場合と同様に不偏的に修正して転写グリッドの値を１００％未満になるように調整する。
なお、露光を行うグリッドの場合には２５％ずつ増加させたが、この場合、２５％ずつ減少させていくことになる。
【００７１】
図１７参照  
一方、図１５において、エラーの数が複数であった場合には図１７の処理に進み、エラーが起きている相関グリッドの位置関係によってまず３種類の条件分岐を行う。
なお、図における斜線のグリッドはエラーのあるグリッドを示し、図におけるドットは、少なくともこの内の１つのグリッドにエラーがある場合を示し、無地のグリッドはエラーのないグリッドを示す。
【００７２】
まず、左上の順番の最も若い相関グリッドにエラーが起きていないか調べ、エラーが起きていればモード１に示すように、相関グリッドを構成する修正グリッドのうち図１２で規定した順番の若い順になるように修正グリッドを左上→下→右上→下の順に移動させながら露光グリッドの値によって図１５の場合と同様に不偏的に修正グリッドの値を修正する。
【００７３】
このように、相関グリッドを構成する修正グリッドで順番の若い順になるように修正グリッドを移動させることによって、修正のチャンスが増えるのでスムーズな修正を行うことができる。
因に、右下から始めると、図１２で規定した順序に従うと右下のみの修正となるので、修正のチャンスが最小になる。
【００７４】
次に、モード２に示すように、左上の相関グリッドにはエラーが無いが左下の相関グリッドにエラーがあった場合は、モード１の場合と同様に相関グリッドを構成する修正グリッドのうち図１２で規定した順番の若い順になるように修正グリッドを左→下→右上→下の順に移動させながら露光グリッドの値によって不偏的に修正する。
【００７５】
最後に、モード３に示すように、左上と左下の相関グリッドにはエラーが無い場合には、複数のエラーがあることが前提であるので、右上と右下の相関グリッドにエラーがあることになる。
この場合は、同様に相関グリッドを構成する修正グリッドのうち図１２で規定した順番の若い順になるように修正グリッドを上→下→右上→下の順に移動させながら露光グリッドの値によって不偏的に修正する。
これらの処理が終了した場合は、図１７に示した処理及び図１３に示した4)データ修正位置移動・値増減処理を抜ける。
【００７６】
図１８乃至図２７参照  
図１８乃至図２７は、本発明の実施例１の転写データ生成方法の一例を可視化したものであり、図１８乃至図２１は転写データ生成前の状態を示し、図２２乃至図２７は転写データ生成後の状態し示したプレートである。
【００７７】
図１８は転写すべき所望の転写予定パターンであり、無地のグリッドを露光してレジストを残すグリッドで露光量としては１００％であり、また、斜線のグリッドを露光せずにレジストを除去するグリッドで、露光量としては０％である。
である。
【００７８】
図１９は、転写データ生成前の予想転写パターンであり、図２１に示すように転写データ生成前の転写データは当然全てのグリッドが０％であるので、予想転写パターンにおける全てのグリッドも０％となる。
【００７９】
図２０は、転写データ生成前の相関結果パターンであり、図１９に示した予想転写パターンと図１８に示した転写予定パターンを差分処理して得たものであり、図１８における１００％のグリッドに対応するグリッドが−１００％となってエラーとなる。
【００８０】
次いで、図２０に示した差分処理による相関結果パターンと、図２２に示した転写データ生成後の転写すべき所望の転写予定パターンと比較して修正処理を行うというループを、相関処理においてエラーなしと判定されるまで必要回数返して得られたのが、図２３に示す相関結果のパターンである。
なお、転写予定パターンは、転写データ作成前と作成後で変わることはないので図１８と図２２は全く同じパターンである。
【００８１】
この図２３に示した相関結果のパターンおいては、全てのグリッドにおいて７５％以下の数値となりエラーなしとなる。
即ち、転写予定パターンにおける１００％のグリッドに対応するグリッドは、差分処理の結果全て０でマイナスにはならないので、露光量は１００％となってレジストが除去されるためＯＫとなる。
【００８２】
一方、転写予定パターンにおける０％のグリッドに対応するグリッドは、差分処理の結果全て７５％以下、即ち、どんなに露光されても７５％以下であるので、レジストの感光特性と対比するとレジストが除去されることはないのでＯＫとなる。
【００８３】
この図２３に示した相関結果のパターンを得た時の転写データが、図２４に示す転写データを構成する４枚のプレートであり、この４枚のプレートを辺の長さの１／２ずつずらして４回露光することによって、図２５に示す予想転写パターン、即ち、予想露光パターンが得られる。
【００８４】
なお、図２６に示すように、図２４に示した転写データを画素サイズに位置が忠実に一致するように図示した場合には、転写データを構成する４枚のプレートが辺の長さの１／２ずつずれて重なって表示され見にくく且つ説明しにくくなるため、４枚のプレートが重ならないように位置関係はそのままに画素サイズを縮小して表示したものが図２７に示した表示データの等価マップである。
【００８５】
この図２７に表示データの等価マップとして示した転写データを用いて上述のパターン転写方式によって露光を行うと上述のように図２５に示した予想転写パターン、即ち、予想露光パターンが得られ、これを現像すると図１０に例示したレジストの感光特性により、図１８或いは図２２に示した所望の転写予定パターンと同一のパターンが基板上に形成されることになる。
【００８６】
このように、本発明の実施例１においては、有効画素領域を上下左右に１／２だけづらして逐次４回露光を行っているので、光制御素子やレンズを再設計することなしに、露光パターンの解像度を向上させることができる。
【００８７】
また、転写パターンを生成する差異に、転写データから予想される転写パターン予想処理、転写パターン予想処理により得られた予想転写パターンと転写予定パターンとの相関を取る相関処理、及び、相関処理により得られた結果と転写予定パターンにより転写データを修正する転写データ修正処理からなるループをエラーがなくなるまで繰り返しているので、所望とする有効画素領域のサイズより解像度の高い微細な露光パターンを得るための転写パターンを短時間で生成することができる。
【実施例２】
【００８８】
次に、図２８参照して、本発明の実施例２のパターン転写方式を説明する。
図２８参照  
実施例２におけるパターン生成方法は実施例１のパターン転写方式と同一であり、この実施例２においてはパターン投影装置２０内にレンズなどの光学系２３を用いて投影するパターンを縮小あるいは拡大するものである。
また、焦点補正のために光学系に等倍レンズを用いても良いことは言うまでもない。
【実施例３】
【００８９】
次に、図２９及び図３０を参照して、本発明の実施例３のパターン転写方法を説明する。
図２９参照  
実施例３におけるパターン転写装置１０は実施例１と同様であるが、実施例３は転写データ生成方法において、転写パターン予想処理入力として、基板１１上に塗布されている感光剤の感度特性を考慮したものである。
【００９０】
これは、感光剤はある特定の量の光が入射すると感光する特性を持つため、基板上に形成されるパターンのグリッドでそこが感光させたくないグリッドであった場合、グリッドに入射させても感光されない光の量を予め知っておく必要があるためである。
【００９１】
図３０参照  
図３０は、上述の図１０に示した感度特性と同様の特性を有するレジストＰＦＩ−３８Ａ（住友化学製商品名）の感度特性曲線であり、９８ｍＪ／ｃｍ2 の光量を１００％とすると、７５％以下ではレジストが除去されず残存することになり、１００％では完全に除去される。
【実施例４】
【００９２】
次に、図３１を参照して、本発明の実施例４のパターン転写方法を説明する。
図３１参照  
この実施例４においては実施例１におけるパターン転写装置１０の基板側に実際に露光を行った際の入射光の量を測定する基板状態取得装置１３を設けたものであり、この測定した基板状態に基づいて最終的に基板１１上に得られるパターンが所望の転写予定パターンとなるように転写パターン予想処理に入力して転写データを再生成する。
この場合、次に露光を行う際の転写データは露光毎に逐次生成されることになる。
【００９３】
このような基板状態取得装置１３を用いることにより、光源の光量が経時変化或いは電圧変動等によって変化した場合にも、再現性良く転写予定パターンを形成することができる。
また、光制御素子である透過型液晶表示素子の液晶の透過率が経時変化や電圧変動等によって変化した場合、或いは、ＤＭＤのミラーの反射率が経時的に低下した場合にも、再現性良く転写予定パターンを形成することができる。
【００９４】
以上、本発明の各実施例を説明したが、本発明は各実施例に記載された構成・条件に限られるものではなく、各種の変更が可能である。
例えば、実施例１においては、プレーン４２の露光ではプレーン４１対して右方向に半画素移動し、プレーン４３の露光ではプレーン４１対して右方向及び下方向に半画素移動し、プレーン４４の露光ではプレーン４１に対して下方向にのみ半画素移動しているが、移動の順番は任意で良いことは言うまでもない。
【００９５】
また、上記の実施例１の説明においては、プレーンの露光枚数は４枚であるが、解像度を向上させるためにさらに１／ｎ（ｎ≧３）の細かな移動とｎ2 の多重露光を行っても良いことはいうまでもない。
【００９６】
また、上記の各実施例においては、光制御素子として透過型液晶パネル或いはＤＭＤを前提としているが、透過型液晶パネル或いはＤＭＤ等の光制御素子に限られるものではなく、ＬＥＤアレイ或いはレーザダイオードアレイ、更には、ＣＲＴ等の自己発光素子を用いても良いものである。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明の活用例としては、プリント配線基板用の露光装置が典型的なものであるが、光制御素子の解像度をさらに高めたり、投影レンズにより縮小率を高めたり、或いは、ずらし露光量１／ｎのｎを大きくすることによって、液晶パネル製造用の露光装置或いは半導体集積回路装置製造用の露光装置としても使用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の原理的構成図である。
【図２】本発明の実施例１のパターン転写装置の概略的構成図である。
【図３】パターン転写装置で転写した１枚のプレーンの説明図である。
【図４】実施例１におけるパターン転写方式の説明図である。
【図５】実施例１におけるパターン転写方式により露光されるグリッドの説明図である。
【図６】実施例１の転写パターン生成方法の説明図である。
【図７】転写パターン予想処理の説明図である。
【図８】転写パターン予想処理の計算方法の説明図である。
【図９】基板上に塗布した感光剤の感光特性の説明図である。
【図１０】相関処理の内容の説明図である。
【図１１】転写データ修正処理における修正グリッドの移動方向の説明図である。
【図１２】転写データ修正処理における修正グリッドの移動方向の詳細説明図である。
【図１３】転写データ修正処理のフローチャートである。
【図１４】転写データ修正処理のアルゴリズムの説明図である。
【図１５】転写データ修正処理のアルゴリズムの説明図である。
【図１６】転写グリッドと構成グリッドの関係の説明図である。
【図１７】転写データ修正処理のアルゴリズムの説明図である。
【図１８】転写すべき所望の転写予定パターンの説明図である。
【図１９】転写データ生成前の予想転写パターンの説明図である。
【図２０】転写データ生成前の相関結果のパターンの説明図である。
【図２１】転写データ生成前の転写データの説明図である。
【図２２】転写データ生成後の転写すべき所望の転写予定パターンの説明図である。
【図２３】転写データ生成後の相関結果のパターンの説明図である。
【図２４】転写データ生成後の転写データの説明図である。
【図２５】転写データ生成後の予想転写パターンの説明図である。
【図２６】転写データと等価マップの関係の説明図である。
【図２７】表示データの等価マップの説明図である。
【図２８】本発明の実施例２のパターン転写方法の説明図である。
【図２９】本発明の実施例３のパターン転写方法の説明図である。
【図３０】レジストの感度特性の説明図である。
【図３１】本発明の実施例４のパターン転写方法の説明図である。
【符号の説明】
【００９９】
１  転写データ
２  有効画素領域
３  転写パターン
１０  パターン転写装置
１１  基板
１２  Ｘ−Ｙステージ
１３  基板状態取得装置
２０  パターン投影装置
２１  光制御素子
２２  光制御素子制御装置
２３  光学系
３１  プレーン
３２  グリッド
４１  プレーン
４２  プレーン
４３  プレーン
４４  プレーン
５１  転写データ
５２  予想転写パターン
５３  転写予定パターン
６０  転写データ
６１  データ
６２  データ
６３  データ
６４  データ
７１  グリッド
７２  斜線部
７３  グリッド
７４  斜線部
７５  グリッド
７６  斜線部
７７  グリッド
７８  斜線部
７９  グリッド
８１  プレーン
８２  プレーン
８３  プレーン
８４  プレーン
８５  プレーン
８６  プレーン
８７  プレーン
８８  プレーン
８９  プレーン
９１  構成グリッド
９２  構成グリッド
９３  構成グリッド
９４  構成グリッド
９５  転写グリッド
【図１】
2005202311.tif 000003
【図２】
2005202311.tif 000004
【図３】
2005202311.tif 000005
【図４】
2005202311.tif 000006
【図５】
2005202311.tif 000007
【図６】
2005202311.tif 000008
【図７】
2005202311.tif 000009
【図８】
2005202311.tif 000010
【図９】
2005202311.tif 000011
【図１０】
2005202311.tif 000012
【図１１】
2005202311.tif 000013
【図１２】
2005202311.tif 000014
【図１３】
2005202311.tif 000015
【図１４】
2005202311.tif 000016
【図１５】
2005202311.tif 000017
【図１６】
2005202311.tif 000018
【図１７】
2005202311.tif 000019
【図１８】
2005202311.tif 000020
【図１９】
2005202311.tif 000021
【図２０】
2005202311.tif 000022
【図２１】
2005202311.tif 000023
【図２２】
2005202311.tif 000024
【図２３】
2005202311.tif 000025
【図２４】
2005202311.tif 000026
【図２５】
2005202311.tif 000027
【図２６】
2005202311.tif 000028
【図２７】
2005202311.tif 000029
【図２８】
2005202311.tif 000030
【図２９】
2005202311.tif 000031
【図３０】
2005202311.tif 000032
【図３１】
2005202311.tif 000033