(57)【要約】【課題】スループットを低下させることなく、露光対象面に適合するパターンを基板等へ確実に形成させる。【解決手段】基板が描画システムに搬入されると、露光対象面に形成されたアライメントマークの位置を検出し、第１面の基準アライメントマークとアライメントマークのマーク間隔の誤差量から、補正アライメントマークを算出する。そして、補正アライメントマークのマーク間隔ＳＬｎｍと、計測したアライメントマークのマーク間隔ＭＬｎｍとの平均差である指標Ｓｔを算出する。同様に、第２面に対しても指標Ｓｂを算出する。指標Ｓｔ＜Ｓｂの場合、第１面が露光対象面になっていると判断し、第１面の描画データに基づき描画処理を実行する。【選択図】図４
2009223262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブルに搭載され、設定位置の異なるマークを両面に形成した被描画体に対し、露光対象面のマークの位置を検出するマーク位置検出手段と、
一方の第１面にあらかじめ設定される第１基準マークの位置を基準とした前記マークの位置ずれと、他方の第２面にあらかじめ設定される第２基準マークの位置を基準とした前記マークの位置ずれに基づいて、前記被描画体の露光対象面が前記第１面と前記第２面のいずれであるかを判定する判定手段と
を備えたことを特徴とする露光システム。
【請求項２】
露光対象面に応じたパターンを選択して露光処理を実行する露光手段をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の露光システム。
【請求項３】
前記判定手段が、マーク間隔誤差に基づいて露光対象面を判定することを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の露光システム。
【請求項４】
アライメントマークの位置ずれ量から求められる補正係数に基づき、描画データの補正量を算出するデータ補正量算出手段をさらに有し、
前記判定手段が、前記第１面に関する描画データの補正係数から求められる第１基準アライメントマークの補正位置と、前記第２面に関する補正係数から求められる第２基準アライメントマークの補正位置とに基づいて、露光対象面を判定することを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の露光システム。
【請求項５】
前記マーク位置検出手段が、前記第１および第２基準アライメントマークの補正位置と、計測される前記アライメントマークの位置とのマーク間隔誤差の比較に基づいて、露光対象面を判定することを特徴とする請求項４に記載の露光システム。
【請求項６】
前記判定手段が、描画パターンの中心位置から前記第１及び第２基準アライメントマークの補正位置までの距離間隔に対する補正スケール量によって、前記第１および第２基準アライメントマークの補正位置を算出することを特徴とする請求項４に記載の露光システム。
【請求項７】
前記第１および第２基準マークが、少なくとも３つの基準マークから成り、
前記判定手段が、対応する少なくとも３つのマークの位置を検出することを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の露光システム。
【請求項８】
前記露光手段が、前記第１面および第２面に対して連続的に描画処理を実行可能であることを特徴とする請求項２に記載の露光システム。
【請求項９】
テーブルに搭載され、設定位置の異なるマークを両面に形成した被描画体に対し、露光対象面のマークの位置を検出するマーク位置検出手段と、
一方の第１面にあらかじめ設定される第１基準マークの位置を基準とした前記マークの位置ずれと、他方の第２面にあらかじめ設定される第２基準マークの位置を基準とした前記マークの位置ずれに基づいて、前記被描画体の露光対象面が前記第１面と前記第２面いずれであるかを判定する判定手段と
を機能させることを特徴とする露光システムのプログラム。
【請求項１０】
テーブルに搭載され、設定位置の異なる複数のマークを両面に形成した基材に対し、露光対象面のマークの位置を検出し、
一方の第１面にあらかじめ設定される第１基準マークの位置を基準とした前記マークの位置ずれと、他方の第２面にあらかじめ設定される第２基準マークを基準とした前記マークの位置ずれに基づいて、前記被描画体の露光対象面が前記第１面と前記第２面いずれであるかを判定することを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路基板等にパターンを形成する露光システム、露光方法に関する。特に、両面にパターンを形成可能な基板の表裏判定に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の製造工程では、フォトレジスト等の感光材料を塗布、貼付した基板に対し、マスク（レチクル）を使用する露光装置、あるいはマスクレスの描画装置などを使って、パターン形成の露光処理が行われる。描画装置では、電子ビーム、レーザビームを変調させて露光面を走査し、あるいは、ＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）など空間光変調素子（セル）をマトリクス状に２次元配列させた露光ユニット（光変調器）を使って露光面を走査する。描画処理後は、現像、エッチング、フォトレジスト除去などの処理が施される。
【０００３】
露光、描画処理では、基板両面にパターンを形成することが可能であり、例えば描画装置に基板を表裏反転させる機構を設け、パターンを連続的に基板両面へ形成する。また、基板に対して階層的にパターンを形成する場合、異なるパターンを複数回に分けて描画し、パターンを重ね合わせていく。
【０００４】
描画装置では、基板の所定位置に精度よくパターンを形成するため、アライメントを正確に調整することが要求される。しかしながら、熱処理などに起因して基板自身が変形すると、パターン位置がずれる。そこで、例えば描画領域の四隅に位置決め用のアライメントマークを設け、ＣＣＤカメラによってアライメントマークの位置ずれを検出する。計測した位置ずれ量から描画データを補正し、パターン形成位置を調整する（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
一方、位置決め用アライメントマークは、基板の向き、表裏を検出するのに利用することができる。製造工程においては、品質検査のためサンプルとなる基板を工程中からランダムに抜き出し、検査後に再び戻す作業が多々ある。そのため、基板の向き、表裏が誤ったまま描画装置へ搬入されてしまう。特に、基板両面に同じアライメントマークを設けている場合、表裏を混同しやすい。
【０００６】
そのような基板搭載の誤りを防ぐため、四隅に設けたアライメントマークの１つについて、アライメントマークの大きさ、形状、模様などを他のアライメントマークと相違させる方法が知られている（特許文献３参照）。そこでは、他と異なるアライメントマークの位置を検出し、そのアライメントマーク位置が予定される適切な位置に該当するか判断する。検出したアライメントマーク位置が異なった位置にある場合、基板の向き、あるいは表裏が誤っていると判断し、描画処理を行わない。
【特許文献１】特開２００５−３００６２８号公報
【特許文献２】特開２０００−１２２３０３号公報
【特許文献３】特開２００５−１０７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年の露光、描画装置では、精度よくパターンを形成しながら、スループット向上による大量生産が要求されている。そのため、パターン精度の向上に合わせてアライメントマークの設定位置、サイズなども制限が課せられ、従来の方法ではアライメントマークの位置検出、表裏判定が難しい。また、露光、描画処理前に行われるアライメントマークの設定処理をできるだけ効率よく行う必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の露光システムは、マスクレスの描画装置、あるいはマスク使用の露光装置などを含めた露光システムであり、基板などの被描画体に対してパターンを形成可能である。被描画体は、設定位置の異なる複数のマークを両面に形成し、露光時にテーブルに搭載される。各面に対して複数設けられるマークとしてここでは穴も含まれ、例えば位置決め用アライメントマークが適用される。ここで、「設定位置が異なる」とは、被描画体を互いに反転させたときに少なくとも１つのマークについて基準点からの位置が異なることを示す。被描画体がテーブルに搭載されると、どちらか一方の面が露光対象面、すなわち表面となって、他方の面が描画テーブルと向かい合う底面になる。
【０００９】
本発明の露光システムは、テーブルに搭載された被描画体の露光対象面のマークの位置を検出するマーク位置検出手段と、２面のうち一方の面（第１面）にあらかじめ設定される第１基準マークの位置を基準としたマークの位置ずれと、他方の面（第２面）にあらかじめ設定される第２基準マークの位置を基準としたマークの位置ずれに基づいて、被描画体の露光対象面が第１面と第２面いずれであるかを判定する判定手段を備える。
【００１０】
第１基準マークは、データとしてあらかじめ設定された設計上のマークであり、基板変形等がなければ、基準マークの位置と計測したマークの位置とが一致する。第２基準マークは、第２面に対する設計上の基準となるマークである。
【００１１】
例えば第１面が露光対象面になっている場合、その第１面に応じた設計上の基準マークの位置と計測したマークの位置との誤差（位置ずれ）は、基板変形などに起因するだけであって、誤差はそれほど大きくない。一方、第１面の第１基準マークとは、マーク位置の異なる第２基準マークと計測マークとの位置ずれは、基板変形だけでなく、本来あるべき位置とは異なる場所にマークが設定されるため、第１面の誤差に比べて大きくなるとみてよい。
【００１２】
本発明では、第１、第２面両方の基準マークと実際計測したマークとの位置ずれの程度から、露光対象面がどちらの面になっているか判断する。よって、誤って反転して基板等が設置された場合、同一形状のマークの計測位置だけに基づいて、自動的にその誤りが検出可能となる。
【００１３】
例えば、マーク位置にずれがある場合、マーク間隔に誤差が生じる。判定手段は、このマーク間隔誤差に基づいて露光対象面を判定すればよい。マークの数は任意であるが、パターン面全体の位置ずれ程度を検出することを考慮すれば、第１および第２基準マークを、少なくとも３つの基準マークから構成し、マーク位置検出手段が、対応する少なくとも３つのマークの位置を検出すればよい。一カ所のマークだけ位置ずれが大きい場合、そのマーク位置を中心として測定される３つのマーク間隔結合線のずれが大きくなり、判定がしやすい。
【００１４】
露光対象面がどちらであるか判断された場合、その露光対象面に合わせて露光処理を実行するのが望ましい。そのため、露光システムの露光手段では、露光対象面に応じたパターンを選択して露光処理を実行するのがよい。この場合、基板等の搭載に関係なく、その露光対象面に合った描画パターンが形成される。
【００１５】
例えば、第１面に応じた描画データを格納するメモリと、第２面に応じた描画データを格納するメモリを設け、露光対象面判定の後、いずれか一方の描画データを取り出すように構成すればよい。特に、反転機構などを備え、第１面および第２面に対して連続的に描画処理を実行可能である露光システムの場合、被描画体がいずれの面を露光対象面として搬入されてきても、両面に適正な描画パターンが形成される。
【００１６】
基板変形が大きく、各マークの位置ずれが大きい場合、単に計測したマーク位置の位置ずれの程度を比較しただけでは、判断が困難になる恐れがある。一方、描画データを補正する場合、計測したマークの位置座標と基準のマークの位置座標に基づいて補正係数を算出できる。したがって、描画データの補正処理で用いられる補正係数を利用して表裏判断するのが望ましい。
【００１７】
そのため、判定手段は、第１面に関する描画データの補正係数から求められる第１基準アライメントマークの補正位置と、第２面に関する補正係数から求められる第２基準アライメントマークの補正位置との比較に基づいて、露光対象面を判定するのがよい。
【００１８】
例えば、判定手段は、第１および第２基準アライメントマークの補正位置と、アライメントマークの位置とのマーク間隔誤差の比較に基づいて、露光対象面を判定すればよい。また、補正スケール量に基づいてアライメントマーク位置を補正するため、パターンの中心位置から第１及び第２基準アライメントマークの補正位置までの距離間隔に対する補正スケール量によって、第１および第２アライメントマークの補正位置を算出してもよい。
【００１９】
本発明の露光システムのプログラムは、テーブルに搭載され、設定位置の異なるマークを両面に形成した被描画体に対し、露光対象面のマークの位置を検出するマーク位置検出手段と、一方の第１面にあらかじめ設定される第１基準マークの位置を基準としたマークの位置ずれと、他方の第２面にあらかじめ設定される第２基準マークの位置を基準としたマークの位置ずれに基づいて、被描画体の露光対象面が第１面と第２面いずれであるかを判定する判定手段とを機能させることを特徴とする。
【００２０】
本発明の露光方法は、テーブルに搭載され、設定位置の異なる複数のマークを両面に形成した基材に対し、露光対象面のマークの位置を検出し、一方の第１面にあらかじめ設定される第１基準マークの位置を基準としたマークの位置ずれと、他方の第２面にあらかじめ設定される第２基準マークを基準としたマークの位置ずれに基づいて、被描画体の露光対象面が第１面と第２面いずれであるかを判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、スループットを低下させることなく、露光対象面に適合するパターンを基板等へ確実に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。
【００２３】
図１は、本実施形態である描画システムを概略的に示した図である。
【００２４】
描画システム１０は、フォトレジスト等の感光材料を表面に形成した基板ＳＷへ光を照射することによって回路パターンを形成し、搬送されてくる基板の両面にパターンを続けて形成可能である。描画システム１０は、第１の露光機２０および第２の露光機４０を備え、第１の露光機２０は上流側（基板搬入の入口側）、第２の露光機４０は下流側（基板出口側）に設置されている。
【００２５】
矩形状の基板ＳＷは、例えばシリコンウェハ、ドライフィルム、ガラス基板などの電子回路用基板であり、プリベイク処理、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、第１の露光機２０の描画テーブル２２へ搭載される。ここでは、基板ＳＷが外部から描画システム１０へ搬入されるとき表側となっている露光対象面を、第１面ＯＳと定義する。
【００２６】
基板ＳＷには、描画パターン領域の四隅に４つの円状アライメントマーク（アライメント用穴）ＡＭ０〜ＡＭ３が設けられている。第１の露光機２０には、描画テーブル２２の鉛直上方に一対のＣＣＤカメラ２４Ａ、２４Ｂが所定間隔で設置され、ＣＣＤカメラ２４Ａ、２４Ｂは、基板ＳＷのアライメントマークＡＭ０、ＡＭ１（ＡＭ２、ＡＭ３）の距離間隔に合わせて離れている。
【００２７】
描画データは、外部のデータサーバ８０にあらかじめＣＡＤ／ＣＡＭデータとして格納されていて、第１の露光機２０、第２の露光機４０へ順次描画データを送信する。描画テーブル２２の移動によってアライメントマークＡＭ０〜ＡＭ３の描画テーブル２２に対する相対的位置が検出されると、基板ＳＷの変形具合に応じて第１面ＯＳの描画データが補正される。補正描画データに基づき、描画処理が第１面ＯＳに対して実行される。
【００２８】
第１面ＯＳ全体に対する描画処理が終了すると、基板ＳＷが反転機構６０に送られる。反転機構６０は基板ＳＷの表裏を反転させ、これによって裏側の面（以下、第２面という）ＵＳが露光対象面になる。反転させられた基板ＳＷは第２の露光機４０の描画テーブル４２に搭載される。
【００２９】
基板ＳＷの第２面ＵＳにも、描画パターンの四隅にアライメントマークＢＭ０〜ＢＭ３が設けられている。第１面ＯＳのアライメントマークＡＭ０〜ＡＭ３と、第２面ＵＳのアライメントマークＢＭ０〜ＢＭ３とは、アライメントマークの設置位置が異なる。具体的には、アライメントマークを頂点とする図形形状が第１面ＯＳと第２面ＵＳで異なるように、マーク位置が設定されている。
【００３０】
第２の露光機４０に設けられた一対のＣＣＤカメラ４４Ａ、４４ＢによってアライメントマークＢＭ０〜ＢＭ３の相対的位置が検出されると、第２面ＵＳに応じた描画データが補正される。そして補正された描画データに基づき、描画処理が実行される。描画処理が第２面ＵＳ全体に対して終了すると、基板ＳＷは次の装置へ搬送されていく。    
【００３１】
図２は、描画システム１０のブロック図である。
【００３２】
第１の露光機２０は、光変調素子としてマイクロミラーをマトリクス状に配列させた複数のＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）２１を備える。各ＤＭＤは、照明光学系、結像光学系とともに露光ヘッド（図示せず）内部に装着され、照明光学系を介して光源からの照明光を空間変調する。各マイクロミラーは独立してＯＮ／ＯＦＦ制御され、これによって描画パターンに応じた光束が基板ＳＷに照射される。露光ヘッドは副走査方向に沿って等間隔で並び、基板ＳＷが走査方向に沿って相対的に移動しながらＤＭＤ２１による描画処理が行われる。
【００３３】
システムコントロール回路３０は、第１の露光機２０の動作を制御し、描画テーブル制御回路３５、読み出しアドレス制御回路３６、ＤＭＤ駆動回路３８などの回路へ制御信号を出力する。また、システムコントロール回路３０は、外部のデータサーバ８０と接続され、基板ＳＷの第１面ＯＳの描画データ、その反対側の第２面ＵＳの描画データを、それぞれ第１メモリ２９Ａ、第２メモリ２９Ｂに格納する。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３０内のＲＯＭ（図示せず）に格納されている。
【００３４】
データサーバ８０からＣＡＤ／ＣＡＭデータとして送られるパターンデータは、座標データによって表されるベクタデータであり、システムコントロール回路３０は、通常第１メモリ２９Ａに格納された第１面ＯＳのパターンデータを読み出す。そして、ラスタ変換回路３２では、ベクタデータが描画用イメージデータであるラスタデータに変換される。ラスタデータは、１もしくは０の２値データによって表される回路パターンの２次元ドットパターンデータであり、各マイクロミラーの位置をＯＮ状態もしくはＯＦＦ状態に決める。
【００３５】
描画処理に合わせて順次生成されるラスタデータは、バッファメモリ３４に一時的に格納されて、ＤＭＤ駆動回路３８へ送られる。ＤＭＤ駆動回路３８は、ラスタデータを格納するビットマップメモリを備え、ラスタデータを制御信号（描画信号）として各ＤＭＤのマイクロミラーへ出力する。ラスタデータ読み出し、ＤＭＤ駆動回路３８への書き込みタイミングは、読み出しアドレス制御回路３６によって制御される。
【００３６】
描画テーブル制御回路３５は、駆動回路３７へ制御信号を出力し、ステージ機構３９の移動を制御する。ステージ機構３９は、描画テーブル２２を走査、副走査方向（Ｘ−Ｙ方向）へ移動させるとともに、描画テーブル２２を回転させることも可能である。位置検出センサ３３は、描画テーブル２２の位置を検出することによって基板ＳＷの相対的位置を検出する。システムコントロール回路３０は、描画テーブル制御回路３５を介して検出する基板ＳＷの相対位置に基づき、ＤＭＤ駆動回路３４、読み出しアドレス制御回路３７等を制御する。
【００３７】
露光対象エリアに応じたラスタデータがＤＭＤ駆動回路３８に入力されると、描画タイミングを合わせるクロックパルス信号に同期しながら、各マイクロミラーを制御する制御信号が出力される。これにより、各ＤＭＤのマイクロミラーは、対応する描画信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御される。露光方式として、ここではステップ＆リピート方式、あるいは連続移動方式が適用される。
【００３８】
アライメント調整について説明すると、基板ＳＷが描画テーブル２２に設置されたとき、描画テーブル２２が走査方向へ移動させられる。これによって、ＣＣＤ２４Ａ、２４Ｂが基板ＳＷの露光対象面、すなわち第１面ＯＳに形成されたアライメントマークＡＭ０〜ＡＭ３を撮影する。マーク位置検出部２６は、撮影画像の画像信号を出力し、システムコントロール回路３０は、画像信号に基づいてアライメントマークＡＭ０〜ＡＭ３の（中心）位置座標を算出する。
【００３９】
システムコントロール回路３０は、データサーバ８０から送られ、一時的にメモリ２９Ａに格納されているアライメントマークの位置座標情報と、実際に計測されたアライメントマークＡＭ０〜ＡＭ３の位置座標に基づいて、描画データ（ベクタデータ）を補正する。そして、補正した描画データをラスタ変換回路３２へ出力する。
【００４０】
反転制御部６２は、第１の露光機２０の描画処理終了を検出すると、反転機構６０を駆動する。これによって、基板ＳＷが表裏反転され、第２の露光機４０の描画テーブル４９に設置される。
【００４１】
第２の露光機４０は、第１の露光機２０と同様に、複数のＤＭＤ４１を備え、各マイクロミラーをＯＮ／ＯＦＦ制御することによって光源からの照明光を空間変調する。システムコントロール回路５０は、第２の露光機４０の描画処理動作を制御し、読み出しアドレス制御回路５６、描画テーブル制御回路５５、ＤＭＤ駆動回路５８などへ制御信号を出力する。
【００４２】
第２の露光機４０にも、データサーバ８０から第１面ＯＳおよび第２面ＵＳ両方の描画データが送信され、それぞれ第１メモリ４９Ａ、第２メモリ４９Ｂに格納される。そして、通常第２面ＵＳに応じた描画データが読み出され、ラスタ変換回路５２においてラスタデータに変換され、バッファメモリ５４に格納される。そして、バッファメモリ５４から読み出されるラスタデータに基づいてＤＭＤのマイクロミラーを制御することにより、描画処理が実行される。
【００４３】
描画テーブル制御回路５５は、位置検出センサ５３からの描画テーブル４９の位置を検出し、ステージ機構５９を駆動する駆動回路５７へ制御信号を出力する。また、アライメントマーク位置検出部４６によって得られるＣＣＤ４４Ａ、４４Ｂの画像データに基づいて、アライメントマークＢＭ０〜ＢＭ３の位置座標が検出される。第１の露光機４０と同様、アライメントマークＢＭ０〜ＢＭ３の位置座標に基づいて描画データが補正される。
【００４４】
図３は、基板両面のアライメントマークを示した図である。
【００４５】
上述したように、本実施形態では、アライメントマーク位置の異なるアライメントマークＡＭ０〜ＡＭ３、ＢＭ０〜ＢＭ３がそれぞれ第１面ＯＳ、第２面ＵＳに形成されている。図３に示すように、各々円状であるアライメントマークＡＭ０〜ＡＭ３、ＢＭ０〜ＢＭ３を頂点とする矩形は台形形状であり、アライメントマークＢＭ０〜ＢＭ３は、アライメントマークＡＭ０〜ＡＭ３の台形形状を反転させた形になっている。ただし、基板変形していない状態でのアライメントマーク位置をここでは示している。
【００４６】
基板製造工程では、検査などによって特定の基板を抽出し、再び製造工程に戻す場合ある。このときに基板の表裏を反対にして戻すと、本来露光対象面になるべき面が逆になっている。したがって、描画システム１０の第１の露光機２０に搬入されたとき、第１面ＯＳが露光対象面となるべきところを、第２面ＯＳが上面となる事態が生じる。
【００４７】
アライメントマークＡＭ０、ＢＭ０と、アライメントマークＡＭ３、ＢＭ３の位置座標は基準点から大きく異なるため、あらかじめ設計データとして記憶されている基準アライメントマークの位置座標とのずれが大きい場合、表裏が逆になって基板ＳＷが設置されているとみなせる。
【００４８】
一方、描画データは、アライメントマーク位置に基づいて算出される補正係数によって補正される。そこで、その補正係数によって設計上定められたアライメントマーク位置を修正したとき、計測されたアライメントマーク位置との誤差が小さいならば表裏は誤っていないと判断し、表裏を判定する。以下、具体的に説明する。
【００４９】
図４は、システムコントロール回路３０によって実行される基板表裏判定を含めた描画処理を示すフローチャートである。ここでは、第１面が露光対象面になっていると仮定したときのアライメントマーク位置ずれに関する指標と、第２面が露光対象面となっていると仮定したときのアライメントマーク位置ずれに関する指標とを比較し、表裏判定する。そして、露光対象面の描画データに従って描画処理を実行する。
【００５０】
ステップＳ１０１では、基板ＳＷの第１面ＯＳ、第２面ＵＳ両方の基準アライメントマークの位置情報をデータサーバ８０から取得する。
【００５１】
図５は、第１面ＯＳに対する基準アライメントマークを示した図である。４つのアライメントマークＤＭ０〜ＤＭ３の位置座標（ＤＸｎ、ＤＹｎ（ｎ＝０〜３））のデータが第１メモリ２９Ａから読み出される。ただし、円状アライメントマークＤＭ０〜ＤＭ３の中心位置をアライメントマーク位置座標とする。また、基板ＳＷの一端Ｏを座標原点とする。  
【００５２】
ステップＳ１０２では、基板ＳＷが描画テーブル２２に搭載された状態で描画テーブル２２が移動し、第１の露光機２０のＣＣＤカメラ２４Ａ、２４Ｂによって基板ＳＷの露光対象面に形成されたアライメントマークを撮影する。以下では、第１面ＯＳもしくは第２面ＵＳである露光対象面に形成されているアライメントマークを、ＭＭ０〜ＭＭ３によって表す。
【００５３】
図６は、計測されたアライメントマークＭＭ０〜ＭＭ３の位置を示した図である。図６に示すように、基板ＳＷの熱変形などにより、設計上の基準アライメントマークＤＭ０〜ＤＭ３の位置に対して位置ずれが生じている。ステップＳ１０３では、アライメントマークＭＭ０〜ＭＭ３の画像データに基づき、アライメントマークＭＭ０〜ＭＭ３の位置座標（ＭＸｎ、ＭＹｎ（ｎ＝０〜３））が検出される。ここでは、中心位置をマーク位置として検出する。
【００５４】
ステップＳ１０４では、検出された位置座標（ＭＸｎ、ＭＹｎ）から、以下の式によって各アライメントマークの距離間隔ＭＬｎｍが算出される。すなわち、６つのアライメントマーク間隔ＭＬ０１、ＭＬ１２、ＭＬ２３、ＭＬ３０、ＭＬ１３、およびＭＬ０２が求められる。
【００５５】
【数１】
2009223262.tif 000003
【００５６】
一方、ステップＳ１０５では、ステップＳ１０１で求められた基準アライメントマークＤＭ０〜ＤＭ３の位置座標（ＤＸｎ、ＤＹｎ）に基づいて、設計データ上の（基板変形がない理想状態の）アライメントマーク間ＤＬｎｍが次式によって求められる。すなわち、６つのアライメントマーク間隔ＤＬ０１、ＤＬ１２、ＤＬ２３、ＤＬ３０、ＤＬ１３、およびＤＬ０２が算出される。
【００５７】
【数２】
2009223262.tif 000004
【００５８】
そして、ステップＳ１０６では、描画データを補正するときの補正スケール量ＳＣＸ、ＳＣＹが次式によって算出される。ＳＣＸはＸ方向（走査方向）に沿った補正スケール量を表し、ＳＣＹはＹ方向（副走査方向）の補正スケール量を表す。
【００５９】
【数３】
2009223262.tif 000005
【００６０】
（３）式に示すように、補正スケール量ＳＣＸ、ＳＣＹは、パターン中心（図形中心）を通るＸ方向、Ｙ方向に沿った二等分線上における図形の拡大／縮小比を示している。言い換えれば、基準アライメントマークＤＭ０〜ＤＭ３を頂点とする図形と、実測されたアライメントマークＭＭ０〜ＭＭ３を頂点とする図形とのＸ、Ｙ方向それぞれの平均的相似比（スケール比）を表す。
【００６１】
ステップＳ１０７では、補正スケール量に基づき、基準アライメントマークＤＭ０〜ＤＭ３の位置を補正する。補正アライメントマークＳＭ０〜ＳＭ３の位置座標（Ｓｘｎ、Ｓｙｎ（ｎ＝０〜３））は、以下の式によって求められる。ただし、（ＣＸ、ＣＹ）は、パターン領域の中心位置座標を表し、描画パターン形成の中心位置となる。描画パターンデータの位置座標は、この中心位置を基準として補正される。
【００６２】
【数４】
2009223262.tif 000006
【００６３】
図７は、補正アライメントマークＳＭ０〜ＳＭ３の位置を示した図である。（３）式に示すように、補正アライメントマークＳＭ０〜ＳＭ３の位置は、パターン中心位置から基準アライメントマークＤＭ０〜ＤＭ３までの距離に補正スケールを乗じることによって得られる。基準アライメントマークＤＭ０〜ＤＭ３を頂点とする図形をスケール比（相似比）分だけ全体的に拡大（縮小）させたとき、その図形の頂点が補正アライメントマークＳＭ０〜ＳＭ３の位置になる。
【００６４】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０７で算出された位置座標、（Ｓｘｎ、Ｓｙｎ）に基づいて、補正アライメントマークＳＭ０〜ＳＭ３のマーク間隔ＳＬｎｍが以下の式によって求められる。これにより、６つのマーク間隔ＳＬ０１、ＳＬ１２、ＳＬ２３、ＳＬ３０、ＳＬ１３、およびＳＬ０２が算出される。
【００６５】
【数５】
2009223262.tif 000007
【００６６】
ステップＳ１０９では、補正アライメントマークＳＭ０〜ＳＭ３のマーク間隔ＳＬｎｍと、計測されたアライメントマークＭＬｎｍとの差を表す指標Ｓｔを、以下の式によって求める。指標Ｓｔは、計測されたマーク間隔と補正アライメントマークとの６つのマーク間隔誤差｜ＭＬ０１−ＳＬ０１｜、｜ＭＬ１２−ＳＬ１２｜、｜ＭＬ２３−ＳＬ２３｜、｜ＭＬ３０−ＳＬ３０｜、｜ＭＬ０２−ＳＬ０２｜、｜ＭＬ３１−ＳＬ１３｜の平均値を表す。補正アライメントマークＳＭ０〜ＳＭ３が実際に計測したアライメントマークＭＭ０〜ＭＭ３に近いほど、指標Ｓｔの値が小さい。
【００６７】
【数６】
2009223262.tif 000008
【００６８】
ステップＳ１０１〜Ｓ１０９によって、第１面ＯＳの基準アライメントマークＤＭ０〜ＤＭ３の指標Ｓｔが求められると、ステップＳ１１０では、第２面ＵＳの基準アライメントマークＤＭ’０〜ＤＭ’３による指標Ｓｂが求められる。
【００６９】
図８は、第２面ＵＳの基準アライメントマークＤＭ’０〜ＤＭ’３を示した図である。第２メモリ２９Ｂから基準アライメントマークＤＭ’０〜ＤＭ’３の位置座標データが読み出されると、第１面ＯＳと同様に、以下の式によって指標Ｓｂが求められる。ただし、ＭＬ’ｎｍは、計測されたアライメントマークの距離間隔を示し、ＳＬ’ｎｍは、求められた補正スケール量による補正アライメントマークの距離間隔を表す。
【００７０】
【数７】
2009223262.tif 000009
【００７１】
ステップＳ１１１では、第１面ＯＳの指標Ｓｔと第２面ＵＳの指標Ｓｂとの大小が比較される。指標Ｓｔ＜Ｓｂの場合、第１面ＯＳが露光対象面になっていると仮定したときの補正アライメントマークＳＭ０〜ＳＭ３の位置が、計測したアライメントマークの位置ＭＭ０〜ＭＭ３の位置により近いとみなせる。すなわち、アライメントマークＭＭ０〜ＭＭ３の位置が、第２面ＵＳの基準アライメントマークＤＭ’０〜ＤＭ’３よりも第１面ＯＳの基準アライメントマークＤＭ０〜ＤＭ３に対して位置ずれが少なく、第一面ＯＳが露光対象面になっていると判断される。
【００７２】
逆に、指標Ｓｔ＞Ｓｂの場合、実際のアライメントマークＭＭ０〜ＭＭ３の位置が、第２面ＵＳの基準アライメントマークＤＭ’０〜ＤＭ‘’３の位置に近いとみなせることから、第２面ＵＳが露光対象面になっていると判断される。
【００７３】
したがって、Ｓｔ＜Ｓｂの場合、第１面ＯＳに応じた描画データを第１メモリ２９Ａから読み出し、Ｓｔ＞Ｓｂの場合、第２面ＵＳに応じた描画データが第２メモリ２９Ｂから読み出される。
【００７４】
なお、４つのアライメントマークすべてを検出せず、３つのアライメントマークの位置検出によっても表裏判定を行うことができる。例えば、アライメントマークＭＭ０が検出されなかった場合、ＭＬ１、ＭＬ２３、ＭＬ３１の平均値と、ＳＬ１２、ＳＬ２３、Ｓｌ３１の平均値を算出すればよい。
【００７５】
ステップＳ１１２では、先に算出した補正スケール量ＳＣＸ、ＳＣＹに加え、アライメント用のさらなる補正係数であるオフセット量ＯＦＦＸ、ＯＦＦＹ、および回転量Ｔｈが算出される。ただし、オフセット量ＯＦＦＸ、ＯＦＦＹは、それぞれＸ、Ｙ方向のオフセット量を表し、回転量Ｔｈは、パターン中心座標（ＣＸ、ＸＹ）を基準とした基準アライメントマークＤＭ０〜ＤＭ３（あるいはＤＭ’０〜ＤＭ’３）の回転角を表す。第１面ＯＳの描画データの場合、オフセット量、回転量は以下の式によって求められる。
【００７６】
【数８】
2009223262.tif 000010
【００７７】
ステップＳ１１３では、補正スケール量、オフセット量、回転量に基づき、ベクタデータの描画パターンデータが補正される。ベクタデータの場合、パターンの始点、終了位置の位置座標を描画データとして備えているため、補正スケール量、オフセット量、回転量に基づいて描画データが補正される。そして、ステップＳ１１４では、補正された描画データに基づいて、描画処理が実行される。
【００７８】
なお、オフセット、回転のアライメントについては、描画データを補正する代わりに、ステージ機構３９によって描画テーブル２２をシフト、回転させるように構成してもよい。
【００７９】
第１の露光機２０における描画処理が終了すると、第２の露光機４０における描画処理が実行される。第１の露光機２０と同様、図４のステップＳ１０１〜Ｓ１１３と同様な表裏判定、描画処理が実行される。なお、第１の露光機２０において表裏がすでに判定されているため、その情報を第１の露光機２０のシステムコントロール回路３０から受信し、その情報に基づいて露光対象面の描画データを読み出し、描画処理を行ってもよい。
【００８０】
また、図４のステップＳ１１０では、基準アライメントマークと計測したアライメントマークとのアライメントマーク間隔誤差平均を算出しているが、各アライメントマーク間隔の誤差を個別に算出し、最大誤差が存在する面と逆の面を露光対象面と判断するように構成してもよい。
【００８１】
例えば、第１面ＯＳを基準としたときの６つのアライメントマーク間隔誤差を、ＤＴｎｍ＝｜ＭＬｎｍ―ＳＬｎｍ｜とし、第２面を基準としたときのアライメントマーク間隔誤差をＤＴ’ｎｍ＝｜ＭＬｎｍ―ＳＬｎｍ｜とする。そして、６つのＤＴｎｍの中での最大誤差をＤＴｍａｘ、６つのＤＴ’ｎｍの中での最大誤差をＤＴ’ｍａｘとする。ＤＴｍａｘ＜ＤＴ’ｍａｘの場合、最大誤差の小さい第１面ＯＳが露光対象面になっていると判断し、ＤＴｍａｘ＜ＤＴ’ｍａｘの場合には第２面が露光対象面であると判断する。
【００８２】
このように本実施形態によれば、基板ＳＷが描画システム１０に搬入されると、露光対象面に形成されたアライメントマークＭＭ０〜ＭＭ３の位置がＣＣＤカメラ２２Ａ、２２Ｂによって検出される。そして、第１面ＯＳの基準アライメントマークＤＭ０〜ＤＭ３とアライメントマークＭＭ０〜ＭＭ３のマーク間隔の誤差量から補正スケール量ＳＣＸ、ＳＣＹを算出し、補正アライメントマークＳＭ０〜ＳＭ３を算出する。
【００８３】
そして、補正アライメントマークＳＭ０〜ＳＭ３のマーク間隔ＳＬｎｍと、計測したアライメントマークＭＭ０〜ＭＭ３のマーク間隔ＭＬｎｍとの平均差である指標Ｓｔを算出する。同様に、第２面ＵＳに対しても指標Ｓｂを算出する。指標Ｓｔ＜Ｓｂの場合、第１面ＯＳが露光対象面になっていると判断し、第１面ＯＳの描画データに基づき描画処理が行われる。すなわち、第１面に対して計算される計測アライメントマークＭＭ０〜ＭＭ３の位置ずれの程度が、第２面に対して計算される位置ずれの程度より少ないとみなし、露光対処面は第１面であると判断する。このように露光対象面を確実に判断するため、表裏を誤って基板が搬入されても、適切なパターンが第１面ＯＳ、第２面ＵＳともに形成される。
【００８４】
なお、上記説明では、第１面ＯＳが第１の露光機２０において露光対象面になる状態を正常と判断しているが、描画システム１０は、第１面ＯＳ、第２面ＵＳどちらを先にしても適切な描画データによって描画処理することができる。すなわち、描画システム１０は、表裏関係なく、露光対象面に適した描画データに基づいて描画処理を実行することが可能である。
【００８５】
例えば、最初に搬入される基板ＳＷに対して第１面、第２面の指標Ｓｔ、Ｓｂを算出し、ＳｔのＳｂ大小を比較する。そして、この大小判断を基準にして、次から順次搬入される基板の露光対象面を判定することができる。これにより、基板表裏がランダムな状態で搬入されても、適合したパターンを両面に形成することができる。
【００８６】
基板ＳＷの変形が大きい場合、アライメントマーク位置が最も大きく異なるような対応関係にあるアライメントマークＤＭ０、ＤＭ’３だけでなく、他のアライメントマークの位置もずれる。しかしながら、補正アライメントマークＳＭ０〜ＳＭ３の位置に基づいてアライメントマーク間隔誤差を比較判断するので、確実に表裏を判断することができる。
【００８７】
アライメントマークの数は４つに限定されず、アライメントマーク間隔誤差となって現れるように少なくとも３つアライメントマークを用いればよい。あるいは、２つのアライメントマークによって構成し、一方向のマーク間隔誤差で表裏判断してもよい。アライメントマークの形状、種類も円形状以外に設定可能である。また、描画データ補正用の位置決めマークとは別に専用マークを設定してもよい。マーク位置の設定場所も上述した台形頂点位置以外でもよく、表裏反転させたときにすべてのマーク位置座標が一致することがないように構成すればよい。
【００８８】
露光対象面の判断は、上述したマーク間隔誤差の総合平均、あるいは最大誤差の比較以外の方法によって判断してもよい。また、基準アライメントマークの補正位置は、パターン中心位置を基準とせずに算出してもよく、さらに、補正スケール量以外の補正係数によって算出してもよい。また、マーク距離間隔の代わりに、各マークの位置座標における位置ずれに基づいて表裏判断してもよい。
【００８９】
基板変形がそれほど生じない条件であれば、基準アライメントマークの補正位置を求めず、直接基準アライメントマークと計測したアライメントマークのマーク間隔誤差を算出し、位置ずれの程度を直接比較して表裏を判断してもよい。
【００９０】
本実施形態では、表裏反転していても、基板両面に続けて適切なパターンが形成される描画システムを提供するが、片面だけ描画処理する描画システムであってもよい。この場合、表裏が誤っている場合、描画処理を行わないように構成すればよい。また、描画システムだけでなく、ステッパーなどのマスク（レチクル）を使用する露光装置、あるいはそれ以外の露光によるパターン形成を行うシステムに適用してもよい。  
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本実施形態である描画システムを概略的に示した図である。
【図２】描画システムのブロック図である。
【図３】基板両面のアライメントマークを示した図である。
【図４】システムコントロール回路によって実行される基板表裏判定を含めた描画処理を示すフローチャートである。
【図５】第１面に対する基準アライメントマークを示した図である。
【図６】計測されたアライメントマークの位置を示した図である。
【図７】補正アライメントマークの位置を示した図である。
【図８】第２面ＵＳの基準アライメントマークを示した図である。
【符号の説明】
【００９２】
１０  描画システム
２０  第１の露光機
２２  描画テーブル
３０  システムコントロール回路
４０  第２の露光機
ＳＷ  基板（被描画体）
ＯＳ  第１面
ＵＳ  第２面
ＭＭ０〜ＭＭ３  アライメントマーク
ＤＭ０〜ＤＭ３  基準アライメントマーク（基準マーク）
ＳＭ０〜ＳＭ３  補正アライメントマーク
【図１】
2009223262.tif 000011
【図２】
2009223262.tif 000012
【図３】
2009223262.tif 000013
【図４】
2009223262.tif 000014
【図５】
2009223262.tif 000015
【図６】
2009223262.tif 000016
【図７】
2009223262.tif 000017
【図８】
2009223262.tif 000018