(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
露光装置の1つである直接露光装置は、マスクフィルムを用いずにプリント基板に配線
パターンを露光する装置である。この露光装置では、露光の際にCAD(Computer-Aided
Design )等で設計された設計配線パターンを露光パターンに変換して(以下、この変換
を「ラスタ変換」と称する。)露光する。
【0003】
設計配線パターンはベクトル図形で表現される単位図形データ(単位図形は、円、四角形、三角形などの単純な形状の図形である)の集合(以下、「ベクタデータ」と称する。)で構成される。
【0004】
露光装置はベクタデータを格納するベクタメモリ、ラスタ変換を行うラスタ変換部、ラ
スタデータを格納するラスタメモリ等を備えている。ラスタ変換部はベクタメモリから取
り出したベクタデータをラスタ変換してラスタデータを生成し、ラスタメモリに格納する。ラスタメモリに格納されたラスタデータは露光パターンとして露光の際に使用される。
【0005】
露光対象となるプリント基板は製造工程において熱等により、たわみ、伸縮等の変形が
発生し、この変形の度合いは基板1枚毎に異なる。プリント基板製造の歩留まり向上のた
めには、基板1枚毎に変形を検出し、露光パターンに対して1枚毎の変形に応じた補正を
実施することが好ましい。
【0006】
プリント基板の変形に応じて配線パターンを補正する方法として、1枚のプリント基板
の四隅に基準となるアライメントマークを設けておき、露光に先立ち、アライメントマー
クをCCDカメラ等で読み取り、本来あるべきアライメントマーク位置との差分をもとに
補正係数を計算し、この補正係数に基づいて露光パターンを補正して露光(描画)する方
法がある。
【0007】
また補正には2種類の補正方法があり、ベクタデータに対して補正を実施する方法(以
下、この補正を「ベクタ補正」と称する。)と、ベクタデータをラスタ変換したラスタデ
ータ(以下、単に「ラスタデータ」と称する。)に対して補正を実施する方法(以下、この補正を「ラスタ補正」と称する。)がある
。
【0008】
ベクタ補正は、ベクタ図形の頂点(四角形なら4つの頂点)毎に補正を実施する。頂点毎に補正を実施すると、図形の形状に応じた正確な補正が期待できる。このときの演算量は設計配線パターンに含まれるベクタデータの数に依存する。そのためベクタ補正を実施する場合、設計配線パターン毎の処理時間は一定でない。また、基板1枚毎に補正を実施する場合は、この補正とベクタデータをラスタデータに変換するラスタ変換処理をリアルタイムに実施する必要がある。
【0009】
ラスタ補正はラスタデータに対して補正を実施する。この場合、図形の形状に依存しない補正となるため、補正の正確さではベクタ補正に劣る。しかし、前記ラスタデータのサイズが露光する基板サイズと分解能により決定されるため、補正の演算量は一定である。従って設計配線パターン毎の処理時間も一定である。また、基板1枚毎に補正を実施する場合は、前記ラスタデータに対する補正のみをリアルタイムに実施すればよい。
【0010】
ベクタ補正は、正確な補正ができる一方、設計配線パターン毎の処理時間は一定でない
。ラスタ補正は、補正の正確さはベクタ補正には劣るが、設計配線パターン毎の処理時間
は一定である。
【0011】
このようなラスタ補正の公知例として例えば特開2010−204421号公報(特許
文献1)に記載された技術が知られている。この公知技術は、簡易な処理にて基板の変形
に応じた描画データの補正処理を行える直接描画装置を提供するためになされたもので、
ベクタ形式のパターンデータから変換されたラスタ形式の初期描画データが表現する描画
対象画像を含む描画領域を、複数のメッシュ領域に仮想的に分割し、複数のメッシュ領域
の各々について、描画領域における配置位置と当該配置位置における描画内容とを関連づ
けた分割描画データを生成しておき、描画時には、描画対象とされる基板を撮像すること
により得られる撮像画像から特定される、基板に設けられたアライメントマークの位置に
基づいて、複数のメッシュ領域を基板の形状に応じて再配置する際の配置位置を特定し、
複数のメッシュ領域を特定された配置位置に再配置させた状態で、分割描画データにおい
て複数のメッシュ領域と関連づけられている描画内容を合成し、一の描画データを生成す
るというものである。
【発明を実施するための形態】
【0024】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
【0025】
図1は本発明の実施形態に係る露光装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
図1
において、露光装置1は、CAD(Computer Aided Design)/CAM(Computer Aided
Manufacturing)システム2、描画制御装置3及び露光部4から基本的に構成され、CA
D/CAMシステム2及び描画制御装置3により描画装置7が構成される。
【0026】
CAD/CAMシステム2は、設計配線パターン101、プリント基板測定部102、
ベクタデータ生成部103、及び補正係数生成部104を備えている。
【0027】
描画制御装置3は、ベクタデータ格納部105、ラスタ変換処理部106、ラスタデー
タ格納部107、ラスタ補正部108、データ格納部109、データ転送部110、及び
補正係数格納部111を備えている。
【0028】
ラスタ補正部108は、さらに、メモリ制御部113、ライン補正部114、第1のキ
ャッシュメモリ115、第2のキャッシュメモリ116及びライン分割処理部117を含
む。
【0029】
露光部4は、プリント基板搬送装置5の上面に所定の間隔を持って対向して配置されて
いる。プリント基板搬送装置5の上面にはプリント基板6が所定間隔で載せられて搬送さ
れ、露光位置に達した位置で露光部4によってプリント配線パターンが露光される。
【0030】
露光部4によって露光する場合には、露光に先立ち、ベクタデータ生成部103は設計
配線パターン101をベクトル図形で表わされる単位図形データ(単位図形は、円、四角
形、三角形などの単純な形状の図形である)の集合に分解し、ベクタデータを生成する。
【0031】
ベクタデータ格納部105はベクタデータ生成部103で生成されたベクタデータを格
納する。なお、ベクタデータは圧縮された状態でベクタデータ格納部105に格納するこ
ともできる。このように圧縮すると、ベクタデータ格納部105のメモリ量を削減するこ
とが可能となる。
【0032】
ラスタ変換処理部106はベクタデータ格納部105に格納されたベクタデータをラス
タデータに変換し、ラスタデータ格納部107に格納する。
【0033】
ラスタ変換処理部106は、変換したラスタデータをラスタデータ格納部107に格納する際に一定サイズを処理領域と定義して処理領域毎に管理して格納する(例えば、縦256dotx横256dot)。このサイズは、後に説明するラスタ補正の処理領域と一致していることが望ましい。また、処理領域毎にラスタデータを圧縮してラスタデータ格納部107に格納してもよい。圧縮すると、ラスタデータ格納部107のメモリ量を削減することができる。
【0034】
プリント基板測定部102はプリント基板6の1枚毎に、プリント基板6に設けられた
アライメントマーク10をCCDカメラ等の撮像装置で読み取る。
【0035】
補正係数生成部104は読み取ったアライメントマーク位置と、本来あるべきアライメ
ントマーク位置との差分をもとに補正係数を生成し、補正係数格納部111に格納する。
【0036】
ラスタ補正部108は、補正係数格納部111に格納されている補正係数を用い、ラス
タデータ格納部107に格納されているラスタデータをラスタ補正の処理領域毎にラスタ補正する。
【0037】
メモリ制御部113は、ラスタデータ格納部107、データ格納部109、ライン補正
部114、第1のキャッシュメモリ115及び第2のキャッシュメモリ116のデータの
受け渡しを制御する。
【0038】
第1のキャッシュメモリ115は、ラスタデータ格納部107からメモリ制御部113
を経由して処理領域毎に送られてくるラスタデータの一部を格納する。第1のキャッシュメモリ115のサイズはラスタデータ格納部107の処理領域と同じサイズであることが望ましい。例えば、第1のキャッシュメモリ115のサイズが256dotx256dotである場合、第1のキャッシュメモリ115は
図2に示すような形状である。
【0039】
第1のキャッシュメモリ115に格納されたラスタデータの一部は、補正を効率的に実施するために、Y方向の高さ1dotで第1のキャッシュメモリ115と同じ幅の単位で1行ずつ読み出される。このY方向の高さ1dotで第1キャッシュメモリ115と同幅のデータは、白黒入り混じったデータ系列であるが、これを第1のライン204と称する。例えば第1のキャッシュメモリ115のサイズが
図2に示すように256dotx256dotである場合、第1のライン204は高さ1dot、幅256dotの部分である。なお、第1のライン204の1dotは符号203で示す。
【0040】
第2のキャッシュメモリ116は、ライン補正部114とライン分割処理部117で生
成した補正後の第1のライン(以下、第2のラインと呼ぶ)205のラスタデータを格納
する。第2のキャッシュメモリ116のサイズは第1のキャッシュメモリ115のサイズ
を1処理領域とすると、3×3処理領域分のサイズである。なお、ここでは3×3のマト
リクスに設定しているが、m×m(mは3以上の整数)のマトリクスを用いることもでき
る。
【0041】
図3は第1のキャッシュメモリ115が256dotx256dotの場合の、第2のキャッシュメモリ(768dotx768dot)116への記憶の仕方の例である。
【0042】
ライン補正部114は、第1のキャッシュメモリ115からメモリ制御部113を経由
して送られた第1のライン204の両端座標に対して、補正係数格納部111に格納され
ている補正係数を用いて補正し、これを補正後の両端座標とする。補正後の両端座標に基
づいて、メモリ制御部113は第2のキャッシュメモリ116に読み込むべき処理領域を
決定し、データ格納部109からラスタデータの一部を読み込む。
【0043】
第2のキャッシュメモリ116に読み込む処理領域は、第2のラインの両端のX座標の
中点とY座標の中点が含まれる処理領域を基準とし(
図3の(2))、その左右の1処
理領域分、上方に2処理領域分である。このような基準で第2のキャッシュメモリ116
に読み込む処理領域を決定することにより、第1のキャッシュメモリ115に格納された
ラスタデータの一部に含まれる第1のライン204の全ては、補正後、第2のキャッシュメモリ116のいずれかの処理領域に必ず含まれる。
【0044】
ライン分割処理部117は、ライン補正部114で補正された第1のライン204の高
さが1dot以上になった場合、その補正された第1のライン204を複数の第2のライ
ン205に分割する。
【0045】
このように第1のライン204のラスタデータの補正を、ライン補正部114と、ライ
ン分割処理部117とでライン単位に補正を実施することにより、dot毎に補正を実施
する場合より演算量が削減され、効率的なラスタ補正が可能となる。
【0046】
ここで、簡単のために第1のキャッシュメモリ115のサイズを8dotX8dotとした場合の補正の例を
図4、
図5、
図6、
図7を用いて説明する。
【0047】
図4は、補正が実施される前のラスタデータの一部を示す図であり、簡単のために24dotX24dotのサイズとした。第1のキャッシュメモリ115は、処理すべき8dotx8dotのデータを格納する。例えば、第1のキャッシュメモリ115は、処理すべきラスタデータの一部として
図4の処理領域(2)を格納する。斜線部は、第1のキャッシュメモリ115から初めにライン補正部114に送られ、処理される第1のライン204である。
【0048】
ライン補正部114は、メモリ制御部113を経由して送られた第1のライン204に
対して、補正後の両端座標を計算する。例えば、
図5に示すようにライン補正部114で
の計算結果、両端座標がA(x1+2,y1+15),B(x2+2,y1+17)であ
ると、メモリ制御部113はその両端座標A,Bに基づき、第2のキャッシュメモリ11
6に読み込む処理領域を決定する。
【0049】
両端座標がA,Bの場合、X座標の中点はx1+5、Y座標の中点はy1+16である
。メモリ制御部113は、処理すべきラスタデータの両端座標のX座標の中点とY座標の中点が含まれる処理領域を基準として読み込む処理領域を決定する。よって、メモリ制御部は、
図7に示すように処理領域(8)を基準とし、3×3処理領域サイズ分(
図7の処理領域(4)〜(12)のラスタデータを第2のキャッシュメモリ116に読み込む。
【0050】
ここで、
図5に示すように補正された場合、ライン補正部114で補正された第1のラ
インの高さは1dot以上(図では3dot)となる。従って、ライン分割処理部117
は、
図6に示すように補正された第1のラインを3つのY方向に平行な高さ1dotの第2のライン205に分割する。
【0051】
メモリ制御部113は、
図7に示すように第2のキャッシュメモリ116の処理領域、この場合、処理領域(5)(8)(9)に跨っているので、(5)(8)(9)に分割された3つの第2のライン205を書き込む。
【0052】
第1のキャッシュメモリ115に格納した1処理領域分のラスタデータの補正が完了すると、メモリ制御部113は、ラスタデータ格納部107から次の処理領域のラスタデータを第1のキャッシュメモリ115に格納する。
【0053】
また、メモリ制御部113は、第2のキャッシュメモリ116に格納されている補正後
のラスタデータをデータ格納部109に書き込む。
【0054】
ラスタ補正部108は、ラスタデータ格納部107に格納されているラスタデータを処理するまで処理領域毎に同様の処理を行う。
【0055】
データ格納部109は、ラスタ補正部108により補正後のラスタデータを格納する。ラスタ変換処理部106で変換されたラスタデータがラスタ補正部108により全て補正されると、データ格納部109は、補正後のラスタデータをデータ転送部110に送る。
【0056】
そして、データ転送部110は、データ格納部109に格納された補正後のラスタデータを露光部4に送る。露光部4は、補正後のラスタデータをプリント基板6に露光する。
【0057】
複数の基板に同種の基板データを露光する場合、1回目の処理でラスタ変換したラスタデータを2回目の処理でもそのまま使用する。このような手順で処理することにより、2回目以降の処理ではラスタ変換処理部106でのラスタ変換処理を省くことができる。
【0058】
図8は、
図4ないし
図7で説明した個々の補正処理を全体的にさらに具体的に示す説明図である。前述の従来技術で説明した
図10(B)と対応する。
【0059】
従来技術では、ラスタデータをマトリクス領域に分割し、アライメントマーク10の測
定結果に基づき、分割された小領域毎に伸縮率を決定して変形したプリント基板6上に仮
想的に貼り付けて補正データを合成していた。これに対して、本実施形態では、
図2ある
いは
図4に示したように高さ1ドットのラインに分割して第1のライン204を生成する。この状態を
図8(a)に示す。高さ1ドットのラインは、前述のように第1のキャッシュメモリ115と同じ幅の単位で読み出される。
【0060】
次いで、アライメントマーク10の位置からプリント基板6の歪みを測定し、補正係数
を生成する。
【0061】
補正係数の算出原理は、例えば従来から知られているものであるが、以下の通りである。
【0062】
図9は補正係数の算出原理を説明するための説明図である。同図において、プリント基
板6の四隅の本来あるべきアライメントマーク10位置(設計値)を点P1、P2、P3
、P4とする。変形したプリント基板6から読み取ったアライメントマーク10位置(測
定値)の前記各点P1、P2、P3、P4に対応する点をそれぞれ、点P11、点P21
、点P31、点P41とする。両者の差分、言い換えれば各点P11、P21、P31、
P41の点P1、P2、P3、P4に対する差分を、V1、V2、V3、V4とする。
【0063】
前記点P4と点P1を結ぶ線分をA1、点P1と点P2を結ぶ線分をB1、点P2と点
P3を結ぶ線分をC1、点P3と点P4を結ぶ線分をD1とし、点P41と点P11を結
ぶ線分をA2、点P11と点P21を結ぶ線分をB2、点P21と点P31を結ぶ線分を
C2、点P31と点P41を結ぶ線分をD2とする。
【0064】
いま、点P1、P2、P3、P4で形成される平面上に、本来あるべき変形していない
プリント基板6上のある任意の点POが、点P11、P21、P31、P41で形成され
る平面上の点PO1ずれているとき、このずれ量(指定位置に対する補正量)VOを求め
る。
【0065】
前記各点P1、P2、P3、P4と、点P11、P21、P31、P41の間には、
P11=P1+V1
P21=P2+V2
P31=P3+V3
P41=P4+V4
の関係がある。
【0066】
前記任意の点POを通り、線分A1と平行な線分A11を引き、線分B1、D1との交
点を求め、それぞれ点R1と点R2とする。同様に、点POを通り線分B1と平行な線分
B11を引き、線分A1、C1との交点を求め、それぞれ点S1、S2とする。
【0067】
線分B1と、点P1と点R1を結ぶ線分b1の比を、1:αとし、同様に、線分A1と
、点P1と点S1を結ぶ線分a1の比を、1:βとする。また、線分B1上の内分点R1に対する、線分B2上の内分点をR11とする。つまり、線分B2と、点P11と点R11を結ぶ線分b2の比は1:αとなる。すると、点R1に対する点R11のずれ量V11は、
V11=R11−R1
=(1−α)V1+αV2
また、点R2に対する点R21のずれ量V41は、
V41=R21−R2
=(1−α)V4+αV3
で求められる。よって、任意の点POに対する点PO1のずれ量VOは、
VO=PO1−PO
=(1−β)V11+βV41
=V1+α(V2−V1)+β(V4−V1)
+αβ(V1−V2+V3 −V4)
で求められる。
【0068】
従って、任意の点POについて、ずれ量VOを係数化し、補正係数として使用すること
ができる。
【0069】
図8(b),(b’)に示したような場合は、点P1に対応する本来あるべき第1のア
ライメントマーク10−1と変形した後の第1のアライメントマーク10−11とのずれ
量、本来あるべき第2のアライメントマーク10−2と変形した後の第2のアライメント
マーク10−21とのずれ量、本来あるべき第3のアライメントマーク10−3と変形し
た後の第3のアライメントマーク10−31とのずれ量、本来あるべき第4のアライメン
トマーク10−4と変形した後の第4のアライメントマーク10−41とのずれ量から4
つのアライメントマークの本来あるべき位置から変形後の位置に補正する補正係数を生成
する。生成された補正係数は、補正係数格納部111に格納される。
【0070】
そして、
図8(c)に示すように補正係数を用いて第1のライン204を補正し、補正
後のラスタデータを第2のキャッシュメモリ116に書き込む(
図5参照)。次いで、
図8(d)に示すように補正した第1のライン204を1ドットの高さのラインに分割した第2のライン205を生成し(
図6及び
図7参照)、補正後のラスタデータをデータ格納部109に書き込む。
【0071】
ラスタ変換処理部106で変換されたラスタデータがラスタ補正部108によりライン毎に全て補正されると、第2のラインに対応する補正後のラスタデータを
図8(e)に示すように全て結合することにより、補正後のラスタデータによって全補正領域について露光パターン206の補正が完了する。
【0072】
第2のラインデータによって全領域について補正が完了すると、データ格納部109は
、補正が完了した補正後のラスタデータをデータ転送部110に送り、露光部4では、データ転送された補正後のラスタデータに基づいて、変形したプリント基板6に対して露光処理を実行する。
【0073】
以上のように、本実施形態によれば、次のような効果を奏する。なお、以下の実施形態
における効果の説明では、特許請求の範囲における各構成要素と本実施形態の各部につい
てかっこ書き若しくは参照符号により両者の対応関係が明確になるようにした。
【0074】
1) 本実施形態に係るベクタデータである配線パターン(設計配線パターン101)を
ラスタデータである露光パターンに変換してワーク(プリント基板6)に露光する配線パ
ターンの描画方法では、
ベクタデータである前記配線パターン(設計配線パターン101)をラスタデータであ
る第1の露光パターンに変換する工程と(ベクタデータ格納部105→ラスタ変換処理部
106→ラスタデータ格納部107)、
前記第1の露光パターンをY方向の高さ1dotの一定長(実施形態では8dot)の
複数の第1のライン204に分離する工程と(メモリ制御部113、
図8(a))、
前記ワークに設けられたアライメントマーク10位置の設計値(10−1,2,3,4
,)と測定値(10−11,21,31,41)との差分から補正係数を生成する工程と
(プリント基板測定部102→補正係数生成部104、
図8(a)及び(b))、
各前記第1のライン204の両端座標A,Bに前記補正係数を用いて補正する工程と(
補正係数格納部111→ライン補正部114、
図8(c))、
補正後の前記第1のライン204をY方向に平行な高さ1dotの複数のラインに分割
して第2のライン205を生成する工程と(ライン分割処理部117、
図8(d))、
前記第2のライン205の結合により第2の露光パターン(全補正領域の露光パターン
206)を生成する工程と(ライン分割処理部117、ライン補正部114→メモリ制御
部113、
図8(e))、を備えた。
【0075】
これにより、
図10(A)(d)に示したラスタデータの重複も、
図10(B)(d)
に示したラスタデータのデータ抜けも生じることがなく、ラスタ補正が不可能となる場合
もなく高精度の補正が可能になる。また、Y方向の高さ1dotの1ライン単位で処理するので、1dot毎に処理した従来例に比較して格段に処理効率を高めることができる。
【0076】
2) ベクタデータである配線パターン(設計配線パターン101)をラスタデータであ
る露光パターンに変換してワーク(プリント基板6)に露光する配線パターンの描画装置
7であって、
ベクタデータである前記配線パターン(設計配線パターン101)をラスタデータであ
る第1の露光パターンに変換する手段(ラスタ変換処理部106)と、
前記第1の露光パターンをY方向の高さ1dotの一定長の複数の第1のライン204
に分離する手段(メモリ制御部113)と、
前記ワーク(プリント基板6)に設けられたアライメントマーク10位置の設計値(1
0−1,2,3,4)と測定値(10−11,21,31,41)との差分から補正係数
を生成する手段(補正係数生成部104)と、
前記第1のライン204の両端座標A,Bに前記補正係数を用いて補正する手段(ライ
ン補正部114)と、
補正後の前記第1のライン204をY方向に平行な高さ1dotの複数のラインに分割
して第2のライン205を生成する手段(ライン分割処理部117)と、
前記第2のライン205の結合により第2の露光パターン(全補正領域の露光パターン
206)を生成する手段(メモリ制御部113)と、
を備えたので、前記1)と同様の効果を奏する。
【0077】
3) 前記第1の露光パターンに変換する手段(ラスタ変換処理部106)によって変換
されたラスタデータを格納する第1の格納手段(第1のキャッシュメモリ115)と、前
記第2のラインを生成する手段(ライン分割処理部117)によって生成されたラスタデ
ータを格納する第2の格納手段(第2のキャッシュメモリ116)と、を備え、前記第2
の格納手段(第2のキャッシュメモリ116)のサイズは、前記第1の格納手段(第1の
キャッシュメモリ115)のm×m(mは3以上の整数)のサイズに設定されているので
、第1のライン204をm個のY方向に平行な高さ1dotの第2のライン205に分割することができる。
【0078】
4) 露光装置1が、前記描画装置7と、前記第2の露光パターンを生成する手段(メモリ制御部113)により生成されたラスタデータに基づいて前記ワークを露光する露光手段(露光部4)と、を備えているので、効率良く処理された描画データに基づいて高精度の露光が可能となる。
【0079】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々
の変形が可能であり、特許請求の範囲に記載された技術思想に含まれる技術的事項の全て
が本発明の対象となる。前記実施形態は、好適な例を示したものであるが、当業者ならば
、本明細書に開示の内容から、各種の代替例、修正例、変形例あるいは改良例を実現する
ことができ、これらは添付の特許請求の範囲に記載された技術的範囲に含まれる。