(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
描画面に対し所定方向に複数個並べられ、それぞれマトリクス状に配列された多数の変調素子によって前記描画面を露光する複数の露光ユニットを備え、前記複数の露光ユニットによる露光領域を前記描画面に対して相対移動させながら多重露光動作を行う露光描画装置において、
前記描画面に露光すべきパターンのラスタデータを保持するメモリ手段と、
前記パターンを、各露光ユニットによって前記描画面に定められる帯状走査領域に従い、前記所定方向に沿って露光ユニットの数だけある複数のパターン領域に分割する分割手段と、
個々のパターン領域に対し、前記所定方向におけるパターン領域幅よりも大きい幅を有する分割領域を決定する分割領域決定手段と、
各パターン領域に対して定められた分割領域に対応するラスタデータを前記メモリ手段から読み出す読み出し手段と、
各露光ユニットに対し、前記読み出し手段により読み出された分割領域のラスタデータの中から、露光動作時に走査される領域に描画されるパターンに応じたラスタデータを選択し、選択されたラスタデータに基づいて各変調素子を駆動制御する変調素子制御手段とを備え、
前記パターンが、前記描画面に対して座標変換可能であることを特徴とする多重露光描画装置。
【請求項２】
前記露光ユニットの前記所定方向における最大露光幅が、前記パターン領域の幅より長く、かつ前記分割領域の幅より短いことを特徴とする請求項１に記載の多重露光描画装置。
【請求項３】
描画面に対し所定方向に複数個並べられ、それぞれマトリクス状に配列された多数の変調素子を有する複数の露光ユニットを使用し、前記複数の露光ユニットによる露光領域を前記描画面に対して相対移動させながら多重露光動作を行うことにより所定パターンを描画面上に描画する多重露光描画方法であって、
所定パターンのラスタデータをメモリに保持する第１ステップと、
前記所定パターンを、各露光ユニットによって前記描画面に定められる帯状走査領域に従い、前記所定方向に沿って前記露光ユニットの数だけある複数のパターン領域に分割する第２ステップと、
個々のパターン領域に対し、前記所定方向におけるパターン領域幅よりも大きい幅を有する分割領域を決定する第３ステップと、
各パターン領域に対して定められた分割領域に対応するラスタデータを前記メモリから読み出す第４ステップと、
前記読み出し手段により読み出された分割領域のラスタデータの中から、露光動作時に走査される領域に描画されるパターンに応じたラスタデータを選択し、選択されたラスタデータに基づいて各変調素子を駆動制御する第５ステップとを備え、
前記パターンが、前記描画面に対して座標変換可能であることを特徴とする多重露光描画方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はマトリクス状に配置された多数の変調素子を持つ露光ユニットを用いて描画面上に所定のパターンを描画する描画装置および描画方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述したような描画装置は一般的には適当な被描画体の表面に微細なパターンや文字等の記号を光学的に描画するために使用される。代表的な使用例としては、フォトリゾグラフィ（photolithography）の手法によりプリント回路基板を製造する際の回路パターンの描画が挙げられ、この場合には被描画体はフォトマスク用感光フィルム或いは基板上のフォトレジスト層である。
【０００３】
近年、回路パターンの設計プロセスから描画プロセスに至るまでの一連のプロセスは統合されてシステム化され、描画装置はそのような統合システムの一翼を担っている。統合システムには、描画装置の他に、回路パターンを設計するためのＣＡＤ（Computer Aided Design）ステーション、このＣＡＤステーションで得られた回路パターンのベクタデータを編集するＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）ステーション等が設けられる。ＣＡＤステーションで作成されたベクタデータ或いはＣＡＭステーションで編集されたベクタデータは描画装置に転送され、そこでラスタデータに変換された後にビットマップメモリに格納される。
【０００４】
露光ユニットの一タイプとして、例えばＤＭＤ（Digital Micromirror Device）或いはＬＣＤ（Liquid Crystal Display）アレイ等から構成されるものが知られている。周知のように、ＤＭＤの反射面には、マイクロミラーがマトリクス状に配置され、個々のマイクロミラーの反射方向が独立して制御されるようになっており、このためＤＭＤの反射面の全体に導入された光束は個々のマイクロミラーによる反射光束として分割されるようになっており、このため各マイクロミラーは変調素子として機能する。また、ＬＣＤアレイにおいては、一対の透明基板間に液晶が封入され、その双方の透明基板には互いに整合させられた多数対の微細な透明電極がマトリクス状に配置され、個々の一対の透明電極に電圧を印加するか否かにより光束の透過および非透過が制御されるようになっており、このため各一対の透明電極が変調素子として機能する。
【０００５】
描画装置には被描画体の感光特性に応じた適当な光源、例えば超高圧水銀灯、キセノンランプ、フラッシュランプ、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、レーザ等が設けられ、また露光ユニットには結像光学系が組み込まれる。光源から射出した光束は照明光学系を通して露光ユニットに導入させられ、露光ユニットの個々の変調素子はそこに入射した光束を回路パターンのラスタデータに従って変調し、これにより回路パターンが被描画体上に露光されて光学的に描画される。この場合、描画される回路パターンの画素のサイズは変調素子のサイズに対応したものとなり、例えば、上述した結像光学系の倍率が等倍であるとき、描画回路パターンの画素のサイズと変調素子のサイズとは実質的に等しくなる。
【０００６】
通常、被描画体に描画されるべき回路パターンの描画面積は露光ユニットによる露光面積よりも遥かに大きく、このため被描画体上に回路パターンの全体を描画するためには、被描画体を露光ユニットで走査することが必要となる。即ち、被描画体に対して露光ユニットを相対的に移動させつつ回路パターンを部分的に描画してその全体の回路パターンを得ることが必要となる。そこで、従来では、描画装置には、例えば所定の走査方向に沿って移動可能な描画テーブルが設けられ、この描画テーブルの移動経路の上方に露光ユニットが固定位置に配置される。描画テーブル上には被描画体が所定の位置に位置決めされ、描画テーブルを走査方向に沿って間欠的に移動させつつ回路パターンを部分的に順次描画して継ぎ足すことにより、全体の回路パターンが得られることになる。このような露光方式についてはステップ・アンド・リピート（Step & Repeat）方式と呼ばれる。
【０００７】
また、別のタイプの露光ユニットとして、例えばレーザビーム走査光学系から構成されるものも知られている。このようなタイプの露光ユニットを用いる描画装置にあっては、被描画体の移動方向を横切る方向にレーザビームを偏向させて該レーザビームでもって被描画体を走査すると共に該走査レーザビームを一ライン分の描画データ（ラスタデータ）でもって順次変調させることによって、所望の回路パターンの描画が行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上で述べたような従来の描画装置のいずれのタイプのものにあっては、回路パターンの描画解像度は個々の描画装置で予め決められた画素サイズ（ドットサイズ）によって決まる。即ち、マトリクス状に配列された変調素子から成る露光ユニットを持つ描画装置にあっては、回路パターンの描画解像度は個々の変調素子サイズ即ち画素サイズによって決まり、またレーザビーム走査光学系を持つ描画装置にあっては、走査レーザビームのビーム径即ち画素サイズによって決まる。
【０００９】
かくして、従来では、ＣＡＤステーション或いはＣＡＭステーションで回路パターンを設計する際の画素サイズはその回路パターンを描画すべき個々の描画装置によって予め決められた画素サイズに一致させることが必要である。換言すれば、ＣＡＤステーション或いはＣＡＭステーションでの回路パターンの設計の自由度を高めるためには、種々の画素サイズに対応できる描画装置が用意されなければならないし、種々の画素サイズに対応できる描画装置を用意できなければ、ＣＡＤステーション或いはＣＡＭステーションでの回路パターンの設計の自由度が制限されるということになる。
【００１０】
従って、本発明の目的は、マトリクス状に配置された多数の変調素子を持つ露光ユニットを用いて描画面上に所定のパターンを描画する描画装置および描画方法であって、パターンデータの画素サイズがどのような大きさのものであっても、そのパターンデータに基づいて所定のパターンを適正に描画し得るようになった新規な多重露光描画装置および多重露光描画方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る多重露光描画装置は、所定方向に複数個並べられ、それぞれマトリクス状に配列された多数の変調素子によって描画面を多重露光する露光ユニットと、描画面に露光すべきパターンのラスタデータを保持するメモリ手段と、パターンを所定方向に沿って露光ユニットの数と等しい数のパターン領域に分割する分割手段と、個々のパターン領域を含みかつパターン領域の所定方向における幅よりも大きい幅を有する分割領域を決定する分割領域決定手段と、個々の分割領域に対応するラスタデータをメモリ手段から読み出す読み出し手段と、読み出し手段により読み出された分割領域のラスタデータの中から所定のラスタデータを選択し、分割領域に対応する露光ユニットの各変調素子を駆動制御する変調素子制御手段とを備えることを最大の特徴としている。
【００１２】
多重露光描画装置において、露光ユニットの所定方向における最大露光幅が、パターン領域の幅より長く、かつ分割領域の幅より短い。
【００１３】
また、本発明に係る多重露光描画方法は、所定方向に複数個並べられ、それぞれマトリクス状に配列された多数の変調素子を有する露光ユニットを用いて多重露光することにより所定パターンを描画面上に描画する多重露光描画方法であって、所定パターンのラスタデータをメモリに保持する第１ステップと、所定パターンを所定方向に沿って露光ユニットの数と等しい数のパターン領域に分割する第２ステップと、個々のパターン領域を含みかつパターン領域の所定方向における幅よりも大きい幅を有する分割領域を決定する第３ステップと、個々の分割領域に対応するラスタデータをメモリから読み出す第４ステップと、読み出し手段により読み出された分割領域のラスタデータの中から所定のラスタデータを選択し、分割領域に対応する露光ユニットの各変調素子を駆動制御する第５ステップとを備えることを特徴とする多重露光描画方法。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して、本発明による多重露光描画装置の一実施形態について説明する。
【００１５】
図１には、本発明による多重露光描画装置の第１実施形態が斜視図として概略的に示される。この多重露光描画装置はプリント回路基板を製造するための基板上に形成されたフォトレジスト層に回路パターンを直接描画するように構成されている。
【００１６】
図１に示すように、多重露光描画装置１０は床面上に据え付けられる基台１２を備える。基台１２上には一対のガイドレール１４が平行に敷設され、さらにそれらガイドレール１４上には描画テーブル１６が搭載される。この描画テーブル１６は図示されない適当な駆動機構、例えばボール螺子等をステッピングモータ等のモータにより駆動させられ、これにより一対のガイドレール１４に沿ってそれらの長手方向であるＸ方向に相対移動する。描画テーブル１６上には被描画体３０としてフォトレジスト層を持つ基板が設置され、このとき被描画体３０は図示されない適当なクランプ手段によって描画テーブル１６上に適宜固定される。
【００１７】
基台１２上には一対のガイドレール１４を跨ぐようにゲート状構造体１８が固設され、このゲート状構造体１８の上面には複数の露光ユニットが描画テーブル１６の移動方向（Ｘ方向）に対して直角なＹ方向に２列に配列される。第１列目に配された８個の露光ユニットを図の左側から順に符号２０01、２０03、２０05、２０07、２０09、２０11、２０13および２０15で示し、その後方に配された第２列目の７個の露光ユニットを図の左側から符号２０02、２０04、２０06、２０08、２０10、２０12および２０14で示している。
【００１８】
第１列目の露光ユニット２０01、２０03、２０05、２０07、２０09、２０11、２０13および２０15と、第２列目の露光ユニット２０02、２０04、２０06、２０08、２０10、２０12および２０14とは所謂千鳥状に配置される。即ち、隣り合う２つの露光ユニット間の距離は、全て１つの露光ユニットの幅に略等しく設定され、第２列目の露光ユニット２０02、２０04、２０06、２０08、２０10、２０12および２０14の配列ピッチは第１列目の露光ユニット２０01、２０03、２０05、２０07、２０09、２０11、２０13および２０15の配列ピッチに対して半ピッチだけずらされている。
【００１９】
本実施形態では、１５個の露光ユニット２０01〜２０15はそれぞれＤＭＤユニットとして構成されており、各露光ユニットの反射面は例えば１０２４×１２８０のマトリクス状に配列された１３１０７２０個のマイクロミラーから形成される。各露光ユニット２０01〜２０15は、Ｘ方向に沿って１０２４個、Ｙ方向に沿って１２８０個のマイクロミラーがマトリクス状に配列されるように設置される。
【００２０】
ゲート状構造体１８の上面の適当な箇所、例えば第１露光ユニット２０01の図中左方には光源装置２２が設けられる。この光源装置２２には図示しない複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）が含まれ、これらＬＥＤから発した光は集光されて平行光束として光源装置２２の射出口から射出される。光源装置２２にはＬＥＤの他、レーザ、超高圧水銀ランプ、キセノンランプおよびフラッシュランプ等を用いてもよい。
【００２１】
光源装置２２の射出口には１５本の光ファイバケーブル束が接続され、個々の光ファイバケーブル２４は１５個の露光ユニット２０01〜２０15のそれぞれに対して延設され、これにより光源装置２２から各露光ユニット２０01〜２０15へ照明光が導入される。各露光ユニット２０01〜２０15は、光源装置２２からの照明光を描くべき回路パターンに応じて変調し、図の下方即ちゲート状構造体１８の内側を進む描画テーブル１６上の被描画体３０に向かって出射する。これにより、被描画体３０の上面に形成されたフォトレジスト層において照明光が照射された部分だけが感光する。照明光の強度は被描画体３０のフォトレジスト層の感度に応じて調整される。
【００２２】
図２には、第１露光ユニット２０01の主要構成が概念的に図示されている。他の１４個の露光ユニット２０02〜２０15は第１露光ユニット２０1と同じ構成および機能を有しており、ここでは説明を省略する。第１露光ユニット２０1には、照明光学系２６および結像光学系２８が組み込まれ、両者の間の光路上にはＤＭＤ素子２７が設けられる。このＤＭＤ素子２７は、例えばウェハ上にアルミスパッタリングで作りこまれた、反射率の高い一辺長さＣの正方形マイクロミラーを静電界作用により動作させるデバイスであり、このマイクロミラーはシリコンメモリチップの上に１０２４×１２８０のマトリクス状に１３１０７２０個敷き詰められている。それぞれのマイクロミラーは、対角線を中心に回転傾斜することができ、安定した２つの姿勢に位置決めできる。
【００２３】
照明光学系２６は凸レンズ２６Ａおよびコリメートレンズ２６Ｂを含み、凸レンズ２６Ａは光源２２から延設された光ファイバケーブル２４と光学的に結合される。このような照明光学系２６により、光ファイバケーブル２４から射出した光束は第１露光ユニット２０01のＤＭＤ素子２７の反射面全体を照明するような平行光束ＬＢに成形される。結像光学系２８には２つの凸レンズ２８Ａおよび２８Ｃと、２つの凸レンズ２８Ａおよび２８Ｃ間に配されるリフレクタ２８Ｂとが含まれ、この結像光学系２８の倍率は例えば等倍（倍率１）に設定される。
【００２４】
第１露光ユニット２０01に含まれる個々のマイクロミラーはそれぞれに入射した光束を結像光学系２８に向けて反射させる第１の反射位置（以下、露光位置と記載する）と該光束を結像光学系２８から逸らすように反射させる第２の反射位置（以下、非露光位置と記載する）との間で回動変位するように動作させられる。任意のマイクロミラーＭ（ｍ，ｎ）（１≦ｍ≦１０２４，１≦ｎ≦１２８０）が露光位置に位置決めされると、そこに入射したスポット光は一点鎖線ＬＢ1で示されるように結像光学系２８に向かって反射され、同マイクロミラーＭ（ｍ，ｎ）が非露光位置に位置決めされると、スポット光は一点鎖線ＬＢ2で示されるように光吸収板２９に向かって反射されて結像光学系２８から逸らされる。
【００２５】
マイクロミラーＭ（ｍ，ｎ）から反射されたスポット光ＬＢ1は、結像光学系２８によって描画テーブル１６上に設置された被描画体３０の描画面３２上に導かれる。例えば、第１露光ユニット２０01に含まれる個々のマイクロミラーＭ（ｍ，ｎ）のサイズがＣ×Ｃであるとすると、結像光学系２８の倍率は等倍であるから、マイクロミラーＭ（ｍ，ｎ）の反射面は描画面３２上のＣ×Ｃの露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）として結像される。Ｃは例えば２０μｍである。
【００２６】
なお、１つのマイクロミラーＭ（ｍ，ｎ）によって得られるＣ×Ｃの露光領域は以下の記載では単位露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）として言及され、全てのマイクロミラーＭ（１，１）〜Ｍ（１０２４，１２８０）によって得られる（Ｃ×１０２４）×（Ｃ×１２８０）の露光領域は、全面露光領域Ｕａ01として言及される。
【００２７】
図２の左上隅のマイクロミラーＭ（１，１）に対応する単位露光領域Ｕ（１，１）は全面露光領域Ｕａ01の左下隅に位置し、左下隅のマイクロミラーＭ（１０２４，１）に対応する単位露光領域Ｕ（１０２４，１）は全面露光領域Ｕａ01の左上隅に位置する。また、右上隅のマイクロミラーＭ（１，１２８０）に対応する単位露光領域Ｕ（１，１２８０）は全面露光領域Ｕａ01の右下隅に位置し、右下隅のマイクロミラーＭ（１０２４，１２８０）に対応する単位露光領域Ｕ（１０２４，１２８０）は全面露光領域Ｕａ01の右上隅に位置する。
【００２８】
第１露光ユニット２０01では、個々のマイクロミラーＭ（ｍ，ｎ）は通常は非露光位置に位置決めされているが、露光時には非露光位置から露光位置に回動変位させられる。マイクロミラーＭ（ｍ，ｎ）の非露光位置から露光位置への回動変位の制御については、後述するように回路パターンのラスタデータに基づいて行われる。なお、結像光学系２８から逸らされたスポット光ＬＢ2は描画面３２に到達しないように光吸収板２９によって吸収される。
【００２９】
第１露光ユニット２０01に含まれる１３１０７２０個の全てのマイクロミラーが露光位置に置かれたときは、全マイクロミラーから反射された全スポット光が結像光学系２８に入射させられ、描画面３２上には第１露光ユニット２０01による全面露光領域Ｕａ01が得られる。全面露光領域Ｕａ01のサイズについては、単位露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）の一辺の長さＣが２０μｍであれば、２５．６ｍｍ（＝１０２４×２０μｍ）×２０．４８ｍｍ（＝１２８０×２０μｍ）となり、そこに含まれる総画素数は勿論１０２４×１２８０個となる。
【００３０】
図３（ａ）〜（ｃ）を参照して、多重露光描画装置における描画処理について説明する。図３（ａ）〜（ｃ）は描画処理の経時変化を段階的に示す図であり、被描画体３０の描画面３２の平面図である。以下の説明の便宜上、描画面３２を含む平面上にはＸ−Ｙ直交座標系が定義される。破線で囲まれた長方形の領域は、１５個の露光ユニット２０01〜２０15のそれぞれによってＸ−Ｙ平面上で得られる全面露光領域Ｕａ01〜Ｕａ15である。第１列の全面露光領域Ｕａ01、Ｕａ03、Ｕａ05、Ｕａ07、Ｕａ09、Ｕａ11、Ｕａ13およびＵａ15はその図中下辺がＹ軸に一致するように配置させられ、第２列の全面露光領域Ｕａ02、Ｕａ04、Ｕａ06、Ｕａ08、Ｕａ10、Ｕａ12およびＵａ14はその図中下辺がＹ軸から負側に距離Ｓだけ離れた直線に一致するように配される。
【００３１】
Ｘ−Ｙ直交座標系のＸ軸は露光ユニット２０01〜２０15の配列方向に対して直角とされ、このため各露光ユニット２０01〜２０15内のそれぞれ１３１０７２０（１０２４×１２８０）個のマイクロミラーもＸ−Ｙ直交座標系のＸ軸およびＹ軸に沿ってマトリクス状に配列される。
【００３２】
図３では、Ｘ−Ｙ直交座標系の座標原点は第１列目の第１露光ユニット２０01によって得られる全面露光領域Ｕａ01の図中左下角に一致しているように図示されているが、正確には、座標原点は第１露光ユニット２０01のＹ軸に沿う第１ラインのマイクロミラーのうちの先頭のマイクロミラーＭ（１，１）によって得られる単位露光領域Ｕ（１，１）の中心に位置する。上述したように、本実施形態では単位露光領域Ｕ（１，１）のサイズは２０μｍ×２０μｍであるので、Ｙ軸は第１露光ユニット２０01による全面露光領域Ｕａ01の境界から１０μｍだけ内側に進入したものとなっている。換言すれば、第１列目の８つの露光ユニット２０01、２０03、２０05、２０07、２０09、２０11、２０13および２０15のそれぞれの第１ラインに含まれる１２８０個のマイクロミラーＭ（１，ｎ）（１≦ｎ≦１２８０）の全ての中心がＹ軸上に位置する。
【００３３】
描画面３２は描画テーブル１６により白抜き矢印で示すようにＸ軸に沿ってその負の方向に向かって移動させられるので、全面露光領域Ｕａ01〜Ｕａ15は描画面３２に対してＸ軸の正の方向に相対移動することになる。
【００３４】
描画面３２に設定された描画開始位置ＳＬがＹ軸、即ち第１列目の８個の露光ユニット２０01、２０03、２０05、２０07、２０09、２０11、２０13および２０15に対応する第１列目の全面露光領域Ｕａ01、Ｕａ03、Ｕａ05、Ｕａ07、Ｕａ09、Ｕａ11、Ｕａ13およびＵａ15の境界に一致すると、まず第１列目の露光ユニット２０01、２０03、２０05、２０07、２０09、２０11、２０13および２０15により描画面３２の露光が開始される。図３（ａ）に示すように、第１列目の全面露光領域Ｕａ01、Ｕａ03、Ｕａ05、Ｕａ07、Ｕａ09、Ｕａ11、Ｕａ13およびＵａ15のＹ軸に達していない部分に対応するマイクロミラーについては非露光位置に位置決めされたまま露光は行われず、また第２列目の全面露光領域Ｕａ02、Ｕａ04、Ｕａ06、Ｕａ08、Ｕａ10、Ｕａ12およびＵａ14もＹ軸に達していないため、露光ユニット２０02、２０04、２０06、２０08、２０10、２０12および２０14による露光も停止させられている。図３では、第１列目の８個の露光ユニット２０01、２０03、２０05、２０07、２０09、２０11、２０13および２０15によって露光された領域を右上がりのハッチングで示している。
【００３５】
さらに描画面３２が移動し、全面露光領域Ｕａ02、Ｕａ04、Ｕａ06、Ｕａ08、Ｕａ10、Ｕａ12およびＵａ14の境界がＹ軸に一致すると、第２列目の７個の露光ユニット２０02、２０04、２０06、２０08、２０10、２０12および２０14による露光が開始される。図３(ｂ)に示すように、第２列目の露光ユニット２０02、２０04、２０06、２０08、２０10、２０12および２０14による露光は、第１列目の露光ユニット２０01、２０03、２０05、２０07、２０09、２０11、２０13および２０15による露光よりも常に距離Ｓだけ遅れて進行する。図３では、第２列目の露光ユニット２０02、２０04、２０06、２０08、２０10、２０12および２０14によって露光された領域を右下がりのハッチングで示している。
【００３６】
さらに描画面３２が相対移動して、図３（ｃ）に示すように第１列目の全面露光領域Ｕａ01、Ｕａ03、Ｕａ05、Ｕａ07、Ｕａ09、Ｕａ11、Ｕａ13およびＵａ15の境界が描画終了位置ＥＬに達すると、第１列目の露光ユニット２０01、２０03、２０05、２０07、２０09、２０11、２０13および２０15による露光が停止させられる。厳密にいえば、描画終了位置ＥＬに達した単位露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）に対応するマイクロミラーＭ（ｍ，ｎ）から順に非露光位置に静止させられる。図３（ｃ）の状態からさらに描画面３２が距離Ｓだけ進むと、第２列目の全面露光領域Ｕａ02、Ｕａ04、Ｕａ06、Ｕａ08、Ｕａ10、Ｕａ12およびＵａ14の境界が描画終了位置ＥＬに達し、第２列目の露光ユニット２０02、２０04、２０06、２０08、２０10、２０12および２０14による露光が停止させられる。
【００３７】
以上のように、１５個の露光ユニット２０01〜２０15は、Ｘ軸に平行な帯状領域をそれぞれ露光し、この帯状露光領域の幅はそれぞれ全面露光領域Ｕａ01〜Ｕａ15の幅に略一致する。隣り合う２つの帯状領域の境界部分は微少量だけ重ね合わされている。なお、同一ライン上に描かれるべき回路パターンを一致させるために、第１列目の露光ユニット２０01、２０03、２０05、２０07、２０09、２０11、２０13および２０15に所定ラインの回路パターンに応じた露光データが与えられると、第２列目の露光ユニット２０02、２０04、２０06、２０08、２０10、２０12および２０14には描画面３２が距離Ｓを移動する時間だけ遅れたタイミングで同一ラインの露光データが与えられる。
【００３８】
露光方式としては、描画テーブル１６を走査方向に沿って間欠的に移動させる動作と、描画テーブル１６の停止時に回路パターンを部分的に順次描画する動作とを交互に繰り返すことにより、各描画領域を継ぎ足して全体の回路パターンを得るステップ・アンド・リピート（Step & Repeat）方式を採用してもよいし、描画テーブル１６を一定速度で移動させつつ同時に描画動作を行う方式であってもよい。本実施形態では説明を容易にするためにステップ・アンド・リピート方式を採用する。即ち、多重露光描画装置１０では、描画テーブル１６を所定の移動間隔で間欠的に移動させつつ、回路パターンのラスタデータに従って回路パターンを多重露光により描画する描画方法が採用される。以下に、このような多重露光描画方法の原理について説明する。
【００３９】
図４には、第１露光ユニット２０01によって描画面３２上に投影される全面露光領域Ｕａ01の一部が示され、この全面露光領域Ｕａ01は各マイクロミラーＭ（ｍ，ｎ）から得られる単位露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）から成る。ここで、パラメータｍは第１露光ユニット２０01のＸ軸方向に沿うライン番号を示し、パラメータｎは第１露光ユニット２０01のＹ軸方向に沿う行番号を示し、本実施形態では１≦ｍ≦１０２４および１≦ｎ≦１２８０となる。
【００４０】
要するに、単位露光領域Ｕ（１，１）、Ｕ（１，２）、Ｕ（１，３）、Ｕ（１，４）、Ｕ（１，５）、…、Ｕ（１，１２８０）は第１露光ユニット２０01のＹ軸に沿う第１ラインの１２８０個のマイクロミラーＭ（１，１）〜Ｍ（１，１２８０）から得られるものであり、単位露光領域Ｕ（２，１）、Ｕ（２，２）、Ｕ（２，３）、Ｕ（２，４）、Ｕ（２，５）、…、Ｕ（２，１２８０）は第１露光ユニット２０01のＹ軸に沿う第２ラインの１２８０個のマイクロミラーＭ（２，１）〜Ｍ（２，１２８０）から得られるものであり、単位露光領域Ｕ（３，１）、Ｕ（３，２）、Ｕ（３，３）、Ｕ（３，４）、Ｕ（３，５）、…、Ｕ（３，１２８０）は第１露光ユニット２０01のＹ軸に沿う第３ラインのマイクロミラーＭ（３，１）〜Ｍ（３，１２８０）から得られるものである。
【００４１】
例えば、露光１回当たりの移動距離が単位露光領域の１つ分のサイズＣの整数倍である距離Ａ（例えばＡ＝４Ｃ）と距離ａ（０≦ａ＜Ｃ）との和である場合について説明すると、描画テーブル１６がＸ軸に沿ってその負側に移動させられる、即ち第１露光ユニット２０01が描画テーブル１６に対してＸ軸の正側に向かって相対移動し、単位露光領域Ｕａ01が描画面３２上の描画開始位置ＳＬに到達すると、そこで一旦停止させられて第１露光ユニット２０01の第１ラインの１２８０個のマイクロミラーＭ（１，１）〜Ｍ（１，１２８０）が所定の回路パターンのラスタデータに従って動作させられて第１回目の露光が行われる。このときの描画面３２の相対位置を第１回目露光位置と定義する。
【００４２】
第１回目の露光が終了すると、第１露光ユニット２０01は再びＸ軸に沿ってその正側に相対移動し、その単位露光領域Ｕａ01の移動量が（Ａ＋ａ）となったとき、第１露光ユニット２０01は第２回目露光位置に到達したと判断されて停止され、第１露光ユニット２０01の第１〜第５ラインのマイクロミラーＭ（１，１）〜Ｍ（５，１２８０）が所定の回路パターンのラスタデータに従って動作させられて第２回目の露光が行われる。
【００４３】
第２回目の露光が終了すると、第１露光ユニット２０01は更にＸ軸に沿ってその正側に移動量（Ａ＋ａ）だけ移動させられて第３回目露光位置で停止され、第１露光ユニット２０01の第１〜第９ラインのマイクロミラーＭ（１，１）〜Ｍ（９，１２８０）が所定の回路パターンのラスタデータに従って動作させられて第３回目の露光が行われる。
【００４４】
このように第１露光ユニット２０01がＸ軸に沿ってその正側に移動量（Ａ＋ａ）だけ移動させられる度毎に停止されて露光作動が繰り返され、描画面３２の同一領域が第１露光ユニット２０01によって多数回に渡って多重露光されることになる。例えば、ａ＝０の場合、第１露光ユニット２０01はＸ軸に沿ってその正側にＡ（＝４Ｃ）ずつ移動し、単位露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）の中心は常に同一点上に一致する。このため、第１列目の先頭のマイクロミラーＭ（１，１）によって露光されたＣ×Ｃの領域は、さらに第（４ｋ＋１）番目の先頭のマイクロミラーＭ（４ｋ＋１，１）によって露光され（ただし、１≦ｋ≦２５５）、合計２５６回（＝１０２４Ｃ／Ａ）だけ多重露光されることになる。一方、ａ≠０の場合、重なり合う単位露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）の中心は距離ａだけ徐々にずれていくため、同一領域が２５６回多重露光されるとは限らない。そこで、所定の領域を２５６回露光させるために、各単位露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）の中心を２５６個だけこの所定領域内に均等に配列させ、実質的に２５６回多重露光させている。
【００４５】
図３では、露光ユニット２０01〜２０15のマイクロミラーの並びはＸ軸およびＹ軸に平行であったが、露光ユニット２０01〜２０15の姿勢をＸ軸に対して微少角αだけ傾斜させつつ移動させる構成であってもよい。このとき、第１露光ユニット２０01がＸ軸に沿ってその正側に移動量（Ａ＋ａ）だけ移動させられる度毎に、単位露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）はＹ軸に沿ってその負側に所定距離だけ相対的にシフトすることになる。
【００４６】
図５は、露光ユニット２０01をＸ軸に対して傾斜させつつ順次移動させたときの単位露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）の変位を経時的に示す図である。図５を参照すると、第１回目露光位置での全面露光領域Ｕａ01の一部が破線で示され、第２回目露光位置での全面露光領域Ｕａ01の一部が一点鎖線で示され、第３回目露光位置での全面露光領域Ｕａ01の一部が実線で示され、各単位露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）のＹ軸の負側に沿う移動距離がｂで示されている。
【００４７】
第１回目露光位置において第１露光ユニット２０01の第１ラインのマイクロミラーＭ（１，１）〜Ｍ（１，１２８０）によって得られる単位露光領域Ｕ（１，１）、Ｕ（１，２）、…Ｕ（１，１２８０）に注目すると、これら単位露光領域Ｕ（１，１）、Ｕ（１，２）、…Ｕ（１，１２８０）に対して、第２回目露光位置における第１露光ユニット２０01の第５ラインのマイクロミラーＭ（５，１）〜Ｍ（５，１２８０）によって得られる単位露光領域Ｕ（５，１）、Ｕ（５，２）、…Ｕ（５，１２８０）がＸ軸およびＹ軸に沿ってそれぞれ（＋ａ）および（−ｂ）だけずれて互いに重なり合い、さらに第３回目露光位置においては第１露光ユニット２０01の第９ラインのマイクロミラーＭ（９，１）〜Ｍ（９，１２８０）によって得られる単位露光領域Ｕ（９，１）、Ｕ（９，２）、…Ｕ（９，１２８０）は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向にそれぞれ（＋２ａ）および（−２ｂ）だけずれて互いに重なり合うことになる。なお、図５では、３つの互いに重なり合う単位露光領域Ｕ（１，１）、Ｕ（５，１）およびＵ（９，１）がそれぞれ破線、一点鎖線および実線の引出し線で例示的に示されている。
【００４８】
ここで各単位露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）の相対位置をその中心である露光点ＣＮ（ｍ，ｎ）で代表して示すと、第２回目露光位置における露光点ＣＮ（５，１）は、第１回目露光位置における露光点ＣＮ（１，１）から（＋ａ，−ｂ）だけ離れており、第３回目露光位置における露光点ＣＮ（９，１）は、第１回目露光位置における露光点ＣＮ（１，１）から（＋２ａ，−２ｂ）だけ離れて存在することになる。なお、各ラインにおける互いに隣接した露光点間の距離は単位露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）のサイズＣ（＝２０μｍ）に一致する。
【００４９】
上述したように、移動距離が、単位露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）の一辺長さＣの４倍と距離ａとの和とされるとき、距離ａおよびｂを適当に選ぶことにより、個々の単位露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）と同じ大きさの面積Ｃ×Ｃ内に露光点を均一に分布させることができる。
【００５０】
例えば、図６に示すように、単位露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）と同じ大きさの面積Ｃ×Ｃ（＝２０μｍ×２０μｍ）内に２４０個の露光点を分布させるためには、Ｘ軸に沿って１６個およびＹ軸に沿って１５個配列させればよいことになり、距離ａおよびｂは以下の計算式によって定められる。
ａ＝Ｃ／１６  ＝２０μｍ／１６  ＝１．２５μｍ
ｂ＝Ｃ／２４０＝２０μｍ／２４０＝０．０８３３μｍ
【００５１】
なお、言うまでもないが、距離ｂを０．０８３３μｍに設定するということは、描画テーブル１６がＸ軸の負側に距離（Ａ＋ａ＝８１．２５μｍ）だけ移動したとき、個々の単位露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）がＹ軸の負側に０．０８３３μｍだけシフトするように描画テーブル１６の傾斜角度αを設定するということに他ならない。
【００５２】
図６において、参照符号ＣＮ（１，１）で示される露光点が例えば第１回目露光位置における第１露光ユニット２０01の第１ラインの先頭のマイクロミラーＭ（１，１）によって得られる単位露光領域Ｕ（１，１）のものであるとすると、先の記載から明らかなように、露光点ＣＮ（５，１）は第２回目露光位置における第１露光ユニット２０01の第５ラインの先頭のマイクロミラーＭ（５，１）によって得られる単位露光領域Ｕ（５，１）のものであり、露光点ＣＮ（９，１）は第３回目露光位置における第１露光ユニット２０01の第９ラインの先頭のマイクロミラーＭ（９，１）によって得られる単位露光領域Ｕ（９，１）のものとなる。
【００５３】
さらに、露光点ＣＮ（１，１）から距離（＋１５ａ，−１５ｂ）だけ離れた露光点ＣＮ（６１，１）は、第１６回目露光位置における第６１ラインの先頭のマイクロミラーＭ（６１，１）によって得られる単位露光領域Ｕ（６１，１）の中心であり、露光点ＣＮ（１，１）から距離（０，−１６ｂ）だけ離れた露光点ＣＮ（６６，１）は第１７回目露光位置における第６６ラインの先頭のマイクロミラーＭ（６６，１）によって得られる単位露光領域Ｕ（６６，１）の中心である。同様に、露光点ＣＮ（１，１）から距離（０，−２２４ｂ）だけ離れた露光点ＣＮ（９１１，１）は第２４１回目露光位置における第９１１ラインの先頭のマイクロミラーＭ（９１１，１）によって得られる単位露光領域Ｕ（９１１，１）の中心であり、露光点ＣＮ（１，１）から距離（１５ａ，−２３９ｂ）だけ離れた露光点ＣＮ（９７５，１）は第２４０回目露光位置における第９７５ラインの先頭のマイクロミラーＭ（９７５，１）によって得られる単位露光領域Ｕ（９７５，１）の中心である。
【００５４】
かくして、１５個の露光ユニット２０01〜２０15に対して描画テーブル１６が上述した条件下でＸ軸の負側に間欠的に移動させられると、それら露光ユニット２０01〜２０15の個々のマイクロミラーＭ（ｍ，ｎ）よって得られる単位露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）の中心、即ち露光点ＣＮ（ｍ，ｎ）がＸ軸およびＹ軸のそれぞれに沿ってピッチａおよびｂで描画面３２の全体にわたって配列されることになる。個々の単位画素領域と同じ大きさの領域Ｃ×Ｃ（２０μｍ×２０μｍ）内には２４０個の露光点が均一に分布させられる。
【００５５】
なお、露光ユニット２０01〜２０15における個々の露光点を描画面３２の全体にわたって更に高密度に分布させることももちろん可能であり、例えば、2０μｍ×２０μｍの面積内に４８０個の単位露光領域の中心を均一に配列させる場合には、距離Ａは単位露光領域のサイズＣの２倍（４０μｍ）に設定され、距離ａおよびｂはそれぞれ１．２５μｍ／２、０．８３３μｍ／２に設定される。
【００５６】
また、図６に示す例では１５個の露光点はＹ軸に沿って平行に配列されているが、距離ａおよびｂの値を僅かに変化させることによって、露光点をＹ軸に沿って斜めに配列させることも可能である。
【００５７】
このように本実施形態の多重露光描画装置１０においては、回路パターンのラスタデータに基づいて回路パターンの描画が行われるとき、該回路パターンデータの画素サイズがどのようなサイズであっても、その回路パターンを描画することが可能である。換言すれば、多重露光描画装置１０側には、描画されるべき回路パターンに対する画素の概念は存在しないといえる。
【００５８】
例えば、ラスタデータの画素サイズが２０μｍ×２０μｍに設定されている場合には、任意の１ビットデータに“１”が与えられると、露光作動時にその１ビットデータに対応する一画素領域（２０μｍ×２０μｍ）に含まれる個々の露光点ＣＮ（ｍ，ｎ）に対応したマイクロミラーＭ（ｍ，ｎ）が該１ビットデータによって動作されて非露光位置から露光位置に回動させられ、これによりかかる一画素領域（２０μｍ×２０μｍ）が総計２４０回にわたって多重露光を受けることになる。
【００５９】
また、別の例として、ラスタデータの画素サイズが１０μｍ×１０μｍに設定されている場合には、任意の１ビットデータに“１”が与えられると、露光作動時にその１ビットデータに対応する一画素領域（１０μｍ×１０μｍ）に含まれる個々の露光点ＣＮ（ｍ，ｎ）に対応したマイクロミラーＭ（ｍ，ｎ）が該１ビットデータによって動作されて非露光位置から露光位置に回動させられ、これによりかかる一画素領域（１０μｍ×１０μｍ）が総計６０回にわたって多重露光を受けることになる。
【００６０】
なお、露光時間、即ち個々のマイクロミラーＭ（ｍ，ｎ）が露光位置に留められる時間については、描画面３２における一画素領域内での露光回数、被描画体３０（本実施形態では、フォトレジスト層）の感度、光源装置２２の光強度等に基づいて決められ、これにより各一画素露光領域について所望の露光量が得られるように設定される。
【００６１】
図７は多重露光描画装置１０の制御ブロック図である。同図に示すように、多重露光描画装置１０にはマイクロコンピュータから構成されるシステムコントロール回路３４が設けられる。即ち、システムコントロール回路３４は中央演算処理ユニット（ＣＰＵ）、種々のルーチンを実行するためのプログラムや定数等を格納する読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、演算データ等を一時的に格納する書込み／読出し自在なメモリ（ＲＡＭ）、および入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）から成り、多重露光描画装置１０の作動全般を制御する。
【００６２】
描画テーブル１６は、駆動モータ３６によってＸ軸方向に沿って駆動させられる。この駆動モータ３６は例えばステッピングモータとして構成され、その駆動制御は駆動回路３８から出力される駆動パルスに従って行われる。描画テーブル１６と駆動モータ３６との間には先に述べたようにボール螺子等を含む駆動機構が介在させられるが、そのような駆動機構については図７では破線矢印で象徴的に示されている。
【００６３】
駆動回路３８は描画テーブル制御回路４０の制御下で動作させられ、この描画テーブル制御回路４０は描画テーブル１６に設けられた描画テーブル位置検出センサ４２に接続される。描画テーブル位置検出センサ４２は描画テーブル１６の移動経路に沿って設置されたリニアスケール４４からの光信号を検出して描画テーブル１６のＸ軸方向に沿うその位置を検出するものである。なお、図７では、リニアスケール４４からの光信号の検出が破線矢印で象徴的に示されている。
【００６４】
描画テーブル１６の移動中、描画テーブル位置検出センサ４２はリニアスケール４４から一連の光信号を順次検出して一連の検出信号（パルス）として描画テーブル制御回路４０に対して出力する。描画テーブル制御回路４０では、そこに入力された一連の検出信号が適宜処理され、その検出信号に基づいて一連の制御クロックパルスが作成される。描画テーブル制御回路４０からは一連の制御クロックパルスが駆動回路３８に対して出力され、駆動回路３８ではその一連の制御クロックパルスに従って駆動モータ３６に対する駆動パルスが作成される。要するに、リニアスケール４４の精度に応じた正確さで描画テーブル１６をＸ軸方向に沿って移動させることができる。なお、このような描画テーブル１６の移動制御自体は周知のものである。
【００６５】
図７に示すように、描画テーブル制御回路４０はシステムコントロール回路３４に接続され、これにより描画テーブル制御回路４０はシステムコントロール回路３４の制御下で行われる。一方、描画テーブル位置検出センサ４２から出力される一連の検出信号（パルス）は描画テーブル制御回路４０を介してシステムコントロール回路３４にも入力され、これによりシステムコントロール回路３４では描画テーブル１６のＸ軸に沿う移動位置を常に監視することができる。
【００６６】
システムコントロール回路３４はＬＡＮ（Local Area Network）を介してＣＡＤステーション或いはＣＡＭステーションに接続され、ＣＡＤステーション或いはＣＡＭステーションからはそこで作成処理された回路パターンのベクタデータがシステムコントロール回路３４に転送される。システムコントロール回路３４にはデータ格納手段としてハードディスク装置４６が接続され、ＣＡＤステーション或いはＣＡＭステーションから回路パターンのベクタデータがシステムコントロール回路３４に転送されると、システムコントロール回路３４は回路パターンのベクタデータを一旦ハードディスク装置４６に書き込んで格納する。また、システムコントロール回路３４には外部入力装置としてキーボード４８が接続され、このキーボード４８を介して種々の指令信号や種々のデータ等がシステムコントロール回路３４に入力される。
【００６７】
ラスタ変換回路５０はシステムコントロール回路３４の制御下で動作させられる。描画作動に先立って、ハードディスク装置４６から回路パターンのベクタデータが読み出されてラスタ変換回路５０に出力され、このベクタデータはラスタ変換回路５０によってラスタデータに変換され、このラスタデータはビットマップメモリ５２に書き込まれる。要するに、ビットマップメモリ５２には回路パターンデータとして０または１で表されたビットデータとして格納される。ラスタ変換回路５０でのデータ変換処理およびビットマップメモリ５２でのデータ書込みについてはキーボード４８を介して入力される指令信号により行われる。
【００６８】
ビットマップメモリ５２には、１５個の露光データ生成回路５４01〜５４15（図７では４つの露光データ生成回路５４01、５４02、５４03および５４15のみを示す）が接続される。各露光データ回路５４01〜５４15はそれぞれ露光ユニット２０01〜２０15に対応しており、各露光ユニットに与えるべきビットデータをビットマップメモリ５２から読み出し、露光データを生成してＤＭＤ駆動回路５６に出力する。露光データは個々の露光ユニット２０01〜２０15のマイクロミラーを露光位置または非露光位置に位置決めさせるためのビットデータである。
【００６９】
ＤＭＤ駆動回路５６はその露光データに基づいて露光ユニット２０01〜２０15をそれぞれ独立して作動し、これにより各露光ユニットの個々のマイクロミラーは選択的に露光作動を行うことになる。露光データは露光ユニット２０01〜２０15による露光作動が繰り返される度毎に書き換えられる。
【００７０】
なお、図７では、個々のマイクロミラーの露光作動が破線矢印で象徴的に図示されている。また、図７では図の複雑化を避けるために露光ユニットは１つしか示されていないが、実際には１５個（２０01〜２０15）存在し、ＤＭＤ駆動回路５６によってそれぞれ駆動されることは言うまでもない。
【００７１】
図８には、ビットマップメモリ５２上に展開された回路パターンのラスタデータの一部分が模式的に示されている。同図に示すライン番号Ｌは描画面３２上に描画されるべき回路パターンのＹ軸に沿う描画ライン番号に対応し、各ラインには１２８０×１５個のビットデータが含まれる。同図に示すように、個々のビットデータは“Ｂ”で示され、この“Ｂ”には描画されるべき回路パターンに従って“１”か“０”のうちのいずれかの値が与えられる。
【００７２】
本発明によれば、回路パターンデータ（ラスタデータ）の画素サイズ、即ち個々のビットデータ“Ｂ”のサイズについてはその回路パターンの設計段階で種々の大きさを与えることが可能である。例えば、ビットデータ“Ｂ”のサイズが１０μｍ×１０μｍであれば、描画面３２上に描かれるべき描画ラインの幅も１０μｍとなり、ビットデータ“Ｂ”のサイズが２０μｍ×２０μｍであれば、描画ラインの幅も２０μｍとなり、ビットデータ“Ｂ”のサイズが３０μｍ×３０μｍであれば、描画ラインの幅も３０μｍとなる。
【００７３】
図８に示すように、各ラインに含まれる１２８０×１５個のビットデータは第１番目ないし第１５番目のグループに分けられる。図３に示すように描画面３２がＸ軸に平行な方向に移動する場合、第１露光ユニット２０01によって描かれるべき回路パターンに必要なデータは左端から１２８０ビット分のラスタデータである。しかし、図５に示すように露光ユニットがＸ軸に対して傾斜して移動する場合には、露光領域Ｕａ01がＹ軸に沿ってシフトするため露光データの生成には１２８０ビット以上のラスタデータが必要である。
【００７４】
そこで本実施形態においては、第１露光データ生成回路５４01は、ビットマップメモリ５２から、先頭（図中左端）から（１２８０＋β）ビット分のラスタデータを読み出しており、読み出された第１番目のグループのラスタデータに基づいて第１露光ユニット２０01に与えるべき露光データを生成する、即ちこれらラスタデータからＹ軸方向に並ぶ１２８０個のマイクロミラーに与えるべき１２８０ビット分のラスタデータを選択して露光データとして出力する。
【００７５】
第２露光データ生成回路５４02は、ビットマップメモリ５２から、左端から１２８１番目から２５６０番目までの１２８０ビット分のラスタデータを含み、その前後βビット分だけ多い（１２８０＋２β）ビット分のラスタデータを第２番目のグループとして読み出し、第２露光ユニット２０02に与えるべき露光データを生成する。第３〜第１４露光データ生成回路５４03〜５４14についても、第２露光データ生成回路５４02と同様に（１２８０＋２β）ビット分のラスタデータを読み出して露光データを生成する。第１５露光データ生成回路５４15は、最後（図中右端）の（１２８０＋β）ビット分のラスタデータを読み出して露光データを生成する。
【００７６】
なおβは正の整数であり、システムコントロール回路３４において予め設定された定数である。特にその値は限定されないが、数十程度が好ましい。また、各グループのラスタデータの数を全て等しくする必要は無く、個々のグループについて任意に変更しても良い。
【００７７】
各グループの個々のビットデータ“Ｂ”に対しては、図９に模式的に示すようなアドレスデータ［Ｌx，Ｒy］が与えられる。アドレスデータ成分Ｌxはライン番号Ｌ（図８）を示し、アドレスデータ成分Ｒyは各グループの最上ビットからの数えて何ビット目に当たるかを表す。例えば、アドレスデータ［０００００１，０００１］は各グループのライン番号１の最上位ビットのビットデータ“Ｂ”を表し、アドレスデータ［０００００３，０００１］は各グループのライン番号３の最上位ビットのビットデータ“Ｂ”を表し、またアドレスデータ［０００００１，１２７８］は各グループのライン番号１の最上位ビットから数えて１２７８番目のビットデータ“Ｂ”を表し、アドレスデータ［０００００３，１２７８］は各グループのライン番号３の最上位ビットから数えて１２７８番目のビットデータ“Ｂ”を表し、更にアドレスデータ［０００００１，１２８０］は各グループのライン番号１の最下位ビットのビットデータ“Ｂ”を表し、アドレスデータ［０００００３，１２８０］は各グループのライン番号３の最下位ビットのビットデータ“Ｂ”を表す。
【００７８】
図１０は、回路パターンと、第１および第２露光ユニット２０01および２０02との関係を示す模式図である。説明を簡単にするために、ここでは描画面３２をＸ軸に平行に移動させた場合（図３）について説明する。
【００７９】
第１露光ユニット２０01は、全面露光領域Ｕａ01と同一幅である帯状の領域を多重露光により描画する。この帯状の領域を第１パターン領域Ｒａ01と定義する。第１露光ユニットは第１パターン領域Ｒａ01のＹ方向長さ（以下、パターン領域幅Ｄ１と記載する）よりも幅の大きい領域（破線で囲まれる）を露光するだけの数（Ｙ方向に１２８０個）のマイクロミラーを備えているが、実際に露光作動させられるマイクロミラーは、右上がりのハッチングで示される全面露光領域Ｕａ01に対応する１２８０個以下のマイクロミラーのみである。この第１パターン領域Ｒａ01に描かれる回路パターンは、そのＹ方向長さがパターン全体のＹ方向長さの１／１５に相当し、図８に示す第１番目のグループに含まれる先頭からパターン領域幅Ｄ１に相当するラスタデータに基づいて描かれる。
【００８０】
第１番目のグループに含まれるラスタデータに対応する領域を第１分割領域Ｂａ01（図中一点鎖線で囲まれた領域）として定義すると、この第１分割領域Ｂａ01のＹ方向長さである分割領域幅Ｄ２はパターン領域幅Ｄ１よりも長く設定され、その差Ｄ３はβビット分のラスタデータに相当する長さ（β×ＰＳ）に等しい。即ち、第１露光データ生成回路５４01において第１分割領域Ｂａ01に相当するラスタデータが読み出され、その中から第１パターン領域Ｒａ01に相当するビットデータが露光データとして選択され、第１露光ユニット２０01が作動させられる。
【００８１】
第２露光ユニット２０02についても同様に、第２露光データ生成回路５４02によってパターン領域幅Ｄ１よりも長さ（Ｄ３×２）だけ長い分割領域幅Ｄ４を持つ第２分割領域Ｂａ02に相当する（１２８０＋２β）ビット分のラスタデータが読み出され、この第２分割領域Ｂａ02に含まれる第２パターン領域Ｒａ02を多重露光するための露光データが生成される。なお、第３〜第１５露光データ生成回路５４02〜５４15においても同様に露光データが生成されることは言うまでもない。
【００８２】
隣り合う２つのパターン領域Ｒａ01およびＲａ02は重なることはなく実質的に隙間なく並んでいるが、隣り合う２つの分割領域Ｂａ01およびＢａ02はＹ方向に長さＤ３×２だけ重なり合っている。即ち、第１および第２露光データ生成回路５４01および５４02は２βビット分のラスタデータを共有することになる。なお、第１分割領域Ｂａ01の分割領域幅Ｄ２は、第１露光ユニット２０01の最大露光幅Ｄ５よりも大きい値に設定される。
【００８３】
このように、パターン領域よりも広い分割領域に相当するラスタデータを読み出して露光データを生成するので、上記のようにパターン領域がＹ方向にシフトする場合や、回路パターンを座標変換（回転、拡大、縮小、移動等）して描画する場合においても十分に対応することができる。
【００８４】
図１１は、回路パターンに回転変換を施した場合の分割領域とパターン領域との関係を示す図である。本来の回路パターンを破線で示し、時計回りに角度θだけ回転変換した回路パターンを実線で示す。
【００８５】
回路パターンを回転した場合、図に示すように本来第１露光ユニット２０01のみで描画すべき幅Ｄ１の回路パターン（第１パターン領域Ｒａ01）を第１および第２露光ユニット２０01、２０02の双方を用いて描画しなければならない。即ち、第１パターン領域Ｒａ01のうち右上がりのハッチングで示される台形の領域が第１露光ユニット２０01により描画され、右下がりのハッチングで示される残りの三角形領域が第２露光ユニット２０02により描画されるべきである。従って、第２分割領域Ｂａ02の分割領域幅Ｄ４は、回転変換前の第１パターン領域Ｒａ01の一部を含むようにパターン領域幅Ｄ１よりも大きく設定される。これにより、実質的に回路パターンを回転させて描くことができる。
【００８６】
図１２は、図７に示す第１露光データ生成回路５４01の構成をさらに詳細に示すブロック図である。なお、残り１４個の露光データ生成回路５４02〜５４15は、第１露光データ生成回路５４01と同じ構成を有しており、ここでは説明を省略する。
【００８７】
第１露光データ生成回路５４01には、分割領域チェック回路５４０および分割領域メモリ５４１が設けられる。分割領域チェック回路５４０には、システムコントロール回路３４により第１分割領域Ｂａ01に相当するラスタデータのアドレスデータ（以下、分割領域データと記載する）が与えられ、ビットマップメモリ５２から順に読み出されたラスタデータから第１分割領域Ｂａ01に相当するラスタデータのみを抽出して、分割領域用メモリ５４１に格納する。即ち、分割領域用メモリ５４１には第１分割領域Ｂａ01に相当するラスタデータが格納される。
【００８８】
第１露光データ生成回路５４01には露光点座標データメモリ５４２が設けられ、この露光点座標データメモリ５４２には１０２４×１２８０のマトリクス状に配列されたマイクロミラーＭ（ｍ，ｎ）に対応する１３１０７２０個の露光点ＣＮ（ｍ，ｎ）の座標データが格納される。この露光点座標データは、第１ラインの先頭のマイクロミラーＭ（１，１）に対応する露光点ＣＮ（１，１）を原点とする２次元直交座標系で表され、その座標系の２軸はそれぞれＸ軸およびＹ軸に平行である。この露光点座標データは描画面３２全体の描画が行われる毎に見直され、必要に応じてシステムコントロール回路３４から与えられ、更新される。
【００８９】
第１露光データ生成回路５４01のカウンタ５４４には、システムコントロール回路３４から基本制御クロックパルスＣＬＫ１および露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫが入力され、その出力は露光点座標データメモリ５４２および露光データメモリ５４９に入力される。
【００９０】
基本制御クロックパルスＣＬＫ１は、１３１０７２０個の各マイクロミラーを順次作動させるタイミングを制御するパルスであり、露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫは露光開始タイミングを制御するパルスである。露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫの周期はクロックパルスＣＬＫ１の周期の１３１０７２０倍以上とされる。
【００９１】
カウンタ５４４は基本制御クロックパルスＣＬＫ１のパルス数をカウントし、そのカウント値を出力する。このカウント値は露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫの入力毎に初期値０にリセットされる。従って、カウンタ５４４からの出力は露光点座標データメモリ５４２または露光データメモリ５４９から各マイクロミラーに与えるべきビットデータの読み出す順番を示すアドレスデータに相当する。
【００９２】
また第１露光データ生成回路５４01には露光位置データメモリ５４６が設けられ、この露光位置データメモリ５４６には露光作動毎に変化する第１露光ユニット２０01の描画面３２に対する相対位置データ（以下、露光位置データと記載する）、具体的には第１ラインの先頭のマイクロミラーＭ（１，１）に対応する露光点ＣＮ（１，１）の座標データが格納される。露光位置データは描画毎にシステムコントロール回路３４から与えられ、更新される。
【００９３】
第１露光データ生成回路５４01のカウンタ５４５には、システムコントロール回路３４から露光クロックパルスＥ＿ＣＬＫが入力されており、パルス数がカウントされる。カウント値は露光位置データメモリ５４６から露光位置データを読み出すアドレスデータとして露光位置データメモリ５４６に出力される。
【００９４】
露光点座標データメモリ５４２はクロックパルスＣＬＫ１に同期してアドレス変更される毎にパターン領域幅チェック回路５４３を介して加算器５４７に順次露光点座標データを出力し、露光位置データメモリ５４６はクロックパルスＥ＿ＣＬＫに同期してアドレスが変更される毎に加算器５４７に露光位置データを出力する。
【００９５】
パターン領域幅チェック回路５４３は、個々の露光点座標データが、パターン領域幅Ｄ１を超えていないかどうかをチェックするための回路であり、パターン領域幅Ｄ１のデータ、即ち露光ユニット２０01のパターン領域幅を示すＹ座標からなるパターン領域データはシステムコントロール回路３４により与えられる。
【００９６】
加算器５４７では個々の露光点座標データに現在の露光位置データを加算し、両者の和をピクセル処理回路５４８に出力する。露光位置データおよび露光点座標データはμｍ単位で表された値であるため、ピクセル処理回路５４８では描画すべきラスタデータの画素サイズＰＳに基づいたデータに変換する。このデータが分割領域用メモリ５４１からラスタデータを読み出す際の読出しアドレスデータ［Ｌx，Ｒy］となる。
【００９７】
分割領域用メモリ５４１から読み出されたラスタデータは、露光データメモリ５４９に一旦格納され、カウンタ５４４からの出力、即ち各マイクロミラーに与えるべきビットデータの読み出す順番を示すアドレスデータに基づいて露光データとして読み出され、ＤＭＤ駆動回路５６に出力される。なお、座標変換を行う際には、システムコントロール回路３４において露光点座標データまたは露光位置座標データに座標変換が施され、これにより読み出すべきラスタデータの位置を変更している。
【００９８】
以下に露光ユニット２０01の個々のマイクロミラーＭ（ｍ，ｎ）と各露光位置でのビットデータ“Ｂ”との関係について説明する。
【００９９】
露光ユニット２０01が露光開始位置即ち第１回目露光位置に置かれている場合にその任意のマイクロミラーによって得られる単位露光領域Ｕ（ｍ，ｎ）の露光点ＣＮ（ｍ，ｎ）のＸＹ座標Ｐ[x(m),y(n)]（１≦ｍ≦１０２４，１≦ｎ≦１２８０）については以下のように表される。尚、Ｃは単位露光領域のサイズであり、Ｘｐ（ｍ）およびＹｐ（ｎ）は露光点座標データである。ここで、ｂは前述したように、Ｘ軸方向に（Ａ＋ａ）だけ移動した際のＹ方向の移動量である。
ｘ（ｍ）＝Ｘｐ（ｍ）＝（ｍ−１）Ｃ
ｙ（ｎ）＝Ｙｐ（ｎ）＝（ｎ−１）Ｃ−b（ｍ−１）
【０１００】
露光ユニット２０01が第１回目露光位置からＸ軸方向に距離（Ａ＋ａ）ずつ順次移動させられて第ｉ回目露光位置まで到達したとすると、そのときの露光位置データＸｓ（ｉ）およびＹｓ（ｉ）は以下のように表される。ここで、“ｉ”は露光回数である。
Ｘｓ（ｉ）＝（Ａ＋ａ）（ｉ−１）        …（１）
Ｙｓ（ｉ）＝０                          …（２）
【０１０１】
従って、露光ユニット２０01が第ｉ回目露光位置まで到達したときの座標Ｐ[x(m),y(n)]のＸ成分ｘ（ｍ）およびＹ成分ｙ（ｎ）は以下の式で示される。
ｘ（ｍ）＝Ｘｓ（ｉ）＋Ｘｐ（ｍ）        …（３）
ｙ（ｎ）＝Ｙｓ（ｉ）＋Ｙｐ（ｎ）        …（４）
【０１０２】
第ｉ回目露光位置において、任意のマイクロミラーによって得られる単位露光領域（Ｕ(m,n)）の露光点ＣＮ(m,n)の座標Ｐ[x(m),y(n)]が或る一画素領域内に含まれるとき、その一画素領域に対応するビットデータ“Ｂ”のアドレス［Ｌx，Ｒy］は上述の２つの（３）式および（４）式の演算結果を用いて以下の式で表せる。
Ｌx＝ＩＮＴ［ｘ（ｍ）／ＰＳ］＋１        …  （５）
Ｒy＝ＩＮＴ［ｙ（ｎ）／ＰＳ］＋１        …  （６）
ここで、一般的に、除算ｅ／ｆが行われるとき、演算子ＩＮＴ［ｅ／ｆ］は除算ｅ／ｆの商を表し、０≦ｅ＜ｆのとき、ＩＮＴ［ｅ／ｆ］＝０として定義される。また、“ＰＳ”はビットデータ“Ｂ”のサイズを表す。
【０１０３】
かくして、第ｉ回目露光位置では、座標Ｐ[x(m),y(n)]に対応したマイクロミラーは上述の（５）式および（６）式の演算結果によって決まるアドレス［Ｌx，Ｒy］のビットデータ“Ｂ”に従って動作されることになる。
【０１０４】
上述の（３）式の演算結果、即ち座標Ｐ[x(m),y(n)]のＸ成分の演算結果が以下の関係となったとき、
ｘ（ｍ）＜０
座標Ｐ[x(m),y(n)]は未だ描画面３２上の描画領域に侵入していないことになる。従って、この場合には、座標Ｐ[x(m),y(n)]に対応したマイクロミラーを動作すべきビットデータは存在しないことになり、このとき該マイクロミラーはダミーデータ“０”に従って動作させられる。
【０１０５】
また、上述の（４）式の演算結果ｙ（ｎ）、即ち座標Ｐ[x(m),y(n)]のＹ成分の演算結果が以下の関係となったとき、
ｙ（ｎ）＜０
座標Ｐ[x(m),y(n)]は描画領域のＹ軸に沿う負側の境界線を越えることになる。従って、この場合にも、座標Ｐ[x(m),y(n)]に対応したマイクロミラーを動作すべきビットデータは存在しないことになり、このとき該マイクロミラーはダミーデータ“０”に従って動作させられる。
【０１０６】
第１列目のその他の露光ユニット２０03〜２０15に含まれる任意のマイクロミラーを露光動作時にどのビットデータ“Ｂ”によって動作させるべきかも上述の場合と同様な態様で確定することが可能であるが、しかしその場合には、上述の演算時に露光ユニット２０03、２０05、〜２０15の各々が露光ユニット２０01よりも座標原点からＹ軸に沿って正側に離れていることが考慮されなければならない。また、第２列目の露光ユニット２０02、２０04、〜２０14のそれぞれの任意のマイクロミラーを各露光動作時にどのビットデータ“Ｂ”によって動作させるべきかも上述の場合と同様な態様で確定することが可能であるが、しかしその場合には、上述の演算時に露光ユニット２０02、２０04、〜２０14の各々が露光ユニット２０01よりも座標原点からＸ軸に沿って負側にしかもＹ軸に沿って正側に離れていることが考慮されなければならない。
【０１０７】
上述した実施形態では、描画作動時、描画テーブル１６が露光位置に到達する度毎に停止され、その停止位置で露光ユニット２０01〜２０15による露光作動が行われている。しかしながら、描画作動時、描画テーブル１６を間欠的に移動させることなく連続的に一定速度で移動させつつ、所定の条件下で露光ユニット２０01〜２０15による露光作動を行うことも可能である。詳述すると、描画テーブル１６が距離（Ａ＋ａ）だけ移動する度毎に露光ユニット２０01〜２０15による露光作動が開始されることは上述の実施形態と同じであるが、しかし露光時間については、描画テーブル１６が各露光ユニットの個々のマイクロミラーによって得られる単位露光領域のサイズ（２０μｍ）より小さい距離ｄを移動する間の時間とされる。
【０１０８】
このように露光時間を設定すれば、上述の場合と同様な態様で回路パターンの描画を行うことができるだけでなく、回路パターンの描画に必要とされる描画時間も短縮することもできる。また、描画作動時、描画テーブル１６を連続的に一定速度で移動させる別の利点として、描画テーブル１６の駆動系が故障し難いということも挙げられる。
【０１０９】
このように、本実施形態においては、回路パターンを露光ユニットの数に応じて分割しており、さらにこれら分割されたパターン領域よりも大きい分割領域を決定し、この分割領域に相当するラスタデータから任意のラスタデータを選択するため、座標変換が簡単な構成で容易に行える。また、ビットマップメモリ５２内のラスタデータには何ら座標変換を施す必要がない。
【０１１０】
【発明の効果】
以上の記載から明らかなように、本発明にあっては、パターンデータがどのような大きさの画素サイズを持っていても、所定のパターンを適正に描画することができるので、本発明による多重露光装置を１台だけ用意するだけでＣＡＤステーション或いはＣＡＭステーションでの回路パターンの設計の自由度を大巾に高めることができる。
【０１１１】
また、本発明による多重露光装置にあっては、回路パターンを露光ユニットの数に応じて分割しており、さらにこれら分割されたパターン領域よりも大きい分割領域を決定し、この分割領域に相当するラスタデータから任意のラスタデータを選択するため、座標変換が簡単な構成で容易に行える。また、１５個の露光ユニットについてそれぞれの露光データを同時に生成できるので、時間短縮が図れる。
【０１１２】
また、本発明により得られる特徴的な作用効果の１つとして、露光ユニット内の変調素子の幾つかが正常に機能しなくなったとしても、画素欠陥を生じさせることなくパターンの描画を適正に行い得るという点も挙げられる。というのは、描画パターン領域は複数回の露光作動にわたる多重露光によって得られるので、そのうちの数回程度の露光作動が正常に行われなかったとしても、その描画パターン領域の総露光量は十分に得られるからである。
【０１１３】
本発明による多重露光方式から得られる別の作用効果として、個々の露光ユニットに組み込まれる結像光学系に起因する露光むらがあったとしても、その露光むらの影響は多重露光のために小さくされるという点も挙げられる。
【０１１４】
本発明による多重露光方法から得られる更に別の作用効果として、光源装置の出力が低くても、多重露光のために十分な露光量が確保し得るので、光源装置を安価に構成し得る点も挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による多重露光描画装置の概略斜視図である。
【図２】本発明による多重露光描画装置で用いる露光ユニットの機能を説明するための概略概念図である。
【図３】図１に示す多重露光描画装置の描画テーブル上の被描画体の描画面および各露光ユニットによる露光領域を説明するための平面図である。
【図４】本発明による多重露光描画装置により実行される多重露光描画方法の原理を説明するための模式図であって、Ｘ−Ｙ座標系のＸ軸に沿う複数の露光位置に露光ユニットを順次移動させた状態を経時的に示す図である。
【図５】図４と同様な模式図であって、Ｘ−Ｙ座標系のＸ軸に沿う複数の露光位置に露光ユニットを順次移動させた際に該露光ユニットがＹ軸に沿って所定距離だけ変位する状態を経時的に示す図である。
【図６】本発明の多重露光方法に従って露光ユニットを複数の露光位置に順次移動させた際に該露光ユニットの所定のマイクロミラーによって得られる単位露光領域の中心が所定領域内にどのように分布するかを示す説明図である。
【図７】本発明による多重露光描画装置のブロック図である。
【図８】本発明による多重露光描画装置で描画すべき回路パターンのラスタデータの一部をビットマップメモリ上に展開した状態で示す模式図である。
【図９】図８に示すビットデータの一部とその読出しアドレスデータとの関係を示す模式図である。
【図１０】回路パターンのパターン領域と分割領域との関係を示す模式図である。
【図１１】回路パターンを回転させたときのパターン領域と分割領域との関係を示す模式図である。
【図１２】図７に示す第１露光データ生成回路の内部を詳細に示すブロック図である。
【符号の説明】
１０  多重露光描画装置
１６  描画テーブル
２０01、…２０15  露光ユニット
２７  ＤＭＤ素子
Ｍ（１，１）、…Ｍ（１０２４，１２８０）  マイクロミラー（変調素子）
３０  被描画体
３２  描画面
３４  システムコントロール回路
５２  ビットマップメモリ
５４01、…５４15  露光データ生成回路
５６  ＤＭＤ駆動回路
【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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