(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物体を複数重ね合わせた状態で、前記対象物体を独立して移動させる直線駆動装置であって、
前記対象物体の移動に応じて移動するよう前記複数の前記対象物体のそれぞれに設けられた位置検出用透光部であって、一の前記対象物体の前記位置検出用透光部が他の前記対象物体の前記位置検出用透光部とずれるように配置されている位置検出用透光部と、
複数の前記対象物体に設けられ、前記対象物体の移動方向に所定の長さを有する透光部であって、一の前記対象物体の前記透光部が他の前記対象物体の前記位置検出用透光部と重なるように配置された透光部と、
前記透光部及び位置検出用透光部に光を出射する光源と、
前記光源からの光を位置検出用透光部及び透光部を介して検出する光検出器とを備え、
前記光検出器での検出結果に基づいて、前記対象物体を移動させる直線駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載の直線駆動装置を備えた可変シャッター装置であって、
前記対象物体が開口部を有するシャッター板であり、
シャッター板を独立して移動させることによって、開口形状を変化させることを特徴とする可変シャッター装置。
【請求項３】
前記シャッター板がチタン板であることを特徴とする請求項２に記載の可変シャッター装置。
【請求項４】
前記複数のシャッター板の少なくとも一つに、移動方向に平行な方向と垂直な方向とから傾いた斜辺を有する開口部が形成されている請求項２、又は３に記載の可変シャッター装置。
【請求項５】
前記複数のシャッター板のうちの少なくとも２つに、前記斜辺を有する開口部を形成し
前記斜辺を有する開口部が形成された２つのシャッター板に設けられた斜辺が異なる角度になっている請求項４に記載の可変シャッター装置。
【請求項６】
請求項２〜５のいずれか１項に記載の可変シャッター装置を備え、
前記複数のシャッター板の開口部を重ね合わせて、ビームアパーチャーを形成しているビーム成形装置。
【請求項７】
２つの前記可変シャッター装置が交差するように配置されている請求項６に記載のビーム成形装置。
【請求項８】
ビーム発生源と、
前記ビーム発生源から発生されたビームの経路中に配置された請求項６又は７に記載のビーム成形装置とを備え、
前記ビーム成形装置のビームアパーチャーによって前記ビームのスポット形状を成形するビーム照射装置。
【請求項９】
前記シャッター板が目標位置まで移動したことを示す移動完了信号を前記ビーム発生源のトリガーとすることを特徴とする請求項８に記載のビーム照射装置。
【請求項１０】
所定のパターンが形成されたパターン基板上に光を照射して欠陥を修正する欠陥修正方法であって、
請求項６、又は７に記載のビーム成形装置に設けられたシャッター板を移動させて、前記ビームアパーチャーを修正する欠陥の形状に応じて変化させるステップと、
光源からの光を前記ビーム成形装置に入射させるステップと、
前記ビーム成形装置のビームアパーチャーを通過した光を、前記パターン基板の欠陥箇所に照射するステップと、を備える欠陥修正方法。
【請求項１１】
前記光源がパルスレーザ光源であり、
前記パルスレーザ光のパルスに応じて、前記ビームアパーチャーの形状を変化させる請求項１０に記載の欠陥修正方法。
【請求項１２】
前記シャッター板が目標位置まで移動したことを示す移動完了信号に基づいて、前記パルスレーザ光を出射することを特徴とする請求項１１に記載の欠陥修正方法。
【請求項１３】
前記パルスレーザ光を照射することによって、前記欠陥箇所のパターンを除去して、
前記パターンが除去された欠陥箇所に、前記パターンに応じた修正パターンを形成することを特徴とする請求項１１、又は１２に記載の欠陥修正方法。
【請求項１４】
前記ビームアパーチャーの形状をパルスレーザ光のパルスに応じて変化させることによって、前記欠陥箇所に残存するパターンのエッジが階段状に加工されていることを特徴とする請求項１３に記載の欠陥修正方法。
【請求項１５】
前記基板の欠陥箇所に対応して配置されたマスクフィルムに前記パルスレーザ光を照射して、前記マスクフィルムに欠陥箇所に応じたフィルム開口部を形成し、
前記パターン基板に前記フィルム開口部を介してパルスレーザ光を照射して、前記欠陥箇所のパターンを除去する請求項１１乃至１４のいずれかに記載の欠陥修正方法。
【請求項１６】
前記パルスレーザ光のパルスに応じて前記ビームアパーチャーの形状を変化させることによって、前記フィルム開口部のエッジを階段状に加工し、
前記階段状に加工されたフィルム開口部を介して、前記パターンに応じた修正パターンを前記パターン基板に形成することを特徴とする請求項１５に記載の欠陥修正方法。
【請求項１７】
所定のパターンが形成されたパターン基板の製造方法であって、
基板上にパターンを形成するステップと
基板上の欠陥を検出するステップと、
前記欠陥が検出された欠陥箇所に対して、請求項１１乃至１６のいずれかに記載の欠陥修正方法で欠陥を修正するパターン基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
液晶ディスプレイ用カラーフィルタの製造工程において、歩留りを改善するためにカラーフィルタ基板中の欠陥を修正している。カラーフィルタ基板の欠陥修正装置では、例えば、異物等が付着した欠陥箇所にレーザ光を照射して欠陥を除去している。レーザ光を照射する欠陥修正装置では、レーザ光を欠陥の形状に応じたスポット形状にする必要がある。
【０００２】
ビーム成形装置となるスリット機構を用いて、レーザ光を欠陥形状に合わせた形状にしている（特許文献１参照）。この特許文献では、４枚の遮光板と、それぞれの遮光手段を駆動する回転駆動機構及び往復動駆手段とを有するスリット機構を用いている。そして、回転駆動手段、及び往復動駆動手段を独立して制御して、開口形状を変化させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１３８１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の欠陥修正装置のスリット機構では、それぞれの遮光板を駆動するためモータ等が必要となり、駆動機構が複雑になってしまうという問題点があった。また、上記のスリット機構では、高速に開口形状を変化させることが困難であった。従って、欠陥修正の効率を向上することが困難であった。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので簡便な構成の直線駆動装置、可変シャッター装置、ビーム成形装置及びそれを用いたレーザ照射装置、並びに欠陥修正方法、及びパターン基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様にかかる直線駆動装置は、複数の対象物体を独立して直進移動させる直線駆動装置であって、前記複数の対象物体に対応して設けられた複数の配線基板と、前記複数の配線基板のそれぞれに形成されたコイル配線と、前記コイル配線の一部を挟むように配置され、前記コイル配線を横切る方向の磁界を発生させるマグネット対と、を備えたものである。これにより、簡易な構成とすることができる。
【０００７】
本発明の第２の態様にかかる直線駆動装置は、上記の直線駆動装置であって、前記コイル配線に対して電流を供給する供給配線が形成されたフレキシブル配線部が、前記配線基板から前記マグネット対の外側まで延設されているものである。これにより、しなやかな移動体への配線部を構成し、多数回のストロークでも断線しない。さらに、重ねた配線部が干渉しないため、直線性を向上することができる。
【０００８】
本発明の第３の態様にかかる直線駆動装置は、上記の直線駆動装置であって、前記配線基板の移動に応じて移動する位置検出用透光部と、移動方向に所定の長さを有する透光部とが形成された位置検出部をさらに備え、前記位置検出部には、前記透光部及び位置検出部に光を出射する光源と、前記光源からの光を位置検出用透光部及び透光部を介して検出する光検出器が設けられ、前記光検出器での検出結果に基づいて前記配線基板の位置を測定するものである。これにより、位置精度を向上することができる。
【０００９】
本発明の第４の態様にかかる直線駆動装置は、上記の直線駆動装置であって、前記位置検出部での検出結果に基づいて、前記コイル配線に供給する電流をフィードバック制御するものである。これにより、移動時間を短縮することができる。
【００１０】
本発明の第５の態様にかかる可変シャッター装置は、開口形状を変化させることができる可変シャッター装置であって、上記のうちのいずれかの直線駆動装置と、前記複数の対象物体となる複数のシャッター板とを備え、前記複数のシャッター板のそれぞれに開口部が形成され、前記シャッター板を変位することによって、前記開口形状を変化させているものである。これにより、簡易な構成とすることができる。
【００１１】
本発明の第６の態様にかかる可変シャッター装置は、上記の可変シャッター装置であって、前記複数のシャッター板の少なくとも一つに、移動方向に平行な方向と垂直な方向とから傾いた斜辺を有する開口部が形成されているものである。これにより、開口形状を様々な形状にすることができる。
【００１２】
本発明の第７の態様にかかる可変シャッター装置は、上記の可変シャッター装置であって、前記複数のシャッター板のうちの少なくとも２つに、前記斜辺を有する開口部を形成し、前記斜辺を有する開口部が形成された２つのシャッター板に設けられた斜辺が異なる角度になっているものである。これにより、開口形状のバリエーションを広くすることができる。
【００１３】
本発明の第８の態様にかかる可変シャッター装置は、上記の可変シャッター装置であって、前記シャッター板の端部と前記配線基板の端部とが重なり合うように配置され、前記複数の配線基板のうちの隣接する２枚の配線基板では、反対方向側の面に前記シャッター板が取り付けられているものである。これにより、シャッター板と配線基板の端面同士が衝突するのを防ぐことができる。
【００１４】
本発明の第９の態様にかかる可変シャッター装置は、開口部が形成されたシャッター板を複数重ね合わせた状態で、前記シャッター板を独立して移動させることによって、開口形状を変化させる可変シャッター装置であって、前記複数のシャッター板のそれぞれに対して異なる位置に設けられ、シャッター板の移動に応じて移動する位置検出用透光部と、前記位置検出用透光部と重なるように配置され、前記シャッター板の移動方向に所定の長さを有する透光部と、前記透光部及び位置検出用透光部に光を出射する光源と、前記光源からの光を位置検出用透光部及び透光部を介して検出する光検出器とを備え、前記光検出器での検出結果に基づいて、前記シャッター板を移動させるものである。これにより、正確に位置を制御することができる。
【００１５】
本発明の第１０の態様にかかる可変シャッター装置は、上記の可変シャッター装置において、前記シャッター板がチタン板であることを特徴とするものである。軽量、高剛性のチタン板をシャッター板として用いることによって、高速化を実現することができる。
【００１６】
本発明の第１１の態様にかかるビーム成形装置は、上記の可変シャッター装置を備え、前記複数のシャッター板の開口部を重ね合わせて、ビームアパーチャーを形成しているものである。これにより、簡易な構成とすることができる。
【００１７】
本発明の第１２の態様にかかるビーム成形装置は、上記のビーム成形装置であって、２つの前記可変シャッター装置が交差するように配置されているものである。これにより、簡易な構成で、様々な形状にビームを成形することができる。
【００１８】
本発明の第１３の態様にかかるビーム照射装置は、ビーム発生源と、前記ビーム発生源から発生されたビームの経路中に配置された上記のビーム成形装置とを備え、前記ビーム成形装置のビームアパーチャーによって前記ビームのスポット形状を成形するものである。これにより、簡易な構成で、様々なスポット形状のビームを照射することができる。
【００１９】
本発明の第１４の態様にかかるビーム照射装置は、上記のビーム照射装置であって、前記シャッター板が目標位置まで移動したことを示す移動完了信号を前記ビーム発生源のトリガーとすることを特徴とするものである。これにより、所定の領域のみにビームを照射することができる。
【００２０】
本発明の第１５の態様にかかる欠陥修正方法は、所定のパターンが形成されたパターン基板上に光を照射して欠陥を修正する欠陥修正方法であって、上記のビーム成形装置に設けられたコイル配線に電流を供給して、前記ビームアパーチャーを修正する欠陥の形状に応じて変化させるステップと、光源からの光を前記ビーム成形装置に入射させるステップと、前記ビーム成形装置のビームアパーチャーを通過した光を、前記パターン基板の欠陥箇所に照射するステップと、を備えるものである。これにより、簡便に欠陥を修正することができる。
【００２１】
本発明の第１６の態様にかかる欠陥修正方法は、上記の欠陥修正方法であって、前記光源がパルスレーザ光源であり、前記パルスレーザ光のパルスに応じて、前記ビームアパーチャーの形状を変化させるものである。これにより、確実に欠陥を修正することができる。
【００２２】
本発明の第１７の態様にかかる欠陥修正方法は、上記の欠陥修正方法であって、前記シャッター板が目標位置まで移動したことを示す移動完了信号に基づいて、前記パルスレーザ光を出射することを特徴とするものである。これにより、確実に欠陥を修正することができる。
【００２３】
本発明の第１８の態様にかかる欠陥修正方法は、上記の欠陥修正方法であって、前記パルスレーザ光を照射することによって、前記欠陥箇所のパターンを除去して、前記パターンが除去された欠陥箇所に、前記パターンに応じた修正パターンを形成することを特徴とするものである。これにより、生産性を向上することができる。
【００２４】
本発明の第１９の態様にかかる欠陥修正方法は、上記の欠陥修正方法であって、前記ビームアパーチャーの形状をパルスレーザ光のパルスに応じて変化させることによって、前記欠陥箇所に残存するパターンのエッジが階段状に加工されていることを特徴とするものである。これにより、確実に欠陥を修正することができる。
【００２５】
本発明の第２０の態様にかかる欠陥修正方法は、上記の欠陥修正方法であって、前記基板の欠陥箇所に対応して配置されたマスクフィルムに前記パルスレーザ光を照射して、前記マスクフィルムに欠陥箇所に応じたフィルム開口部を形成し、前記パターン基板に前記フィルム開口部を介してパルスレーザ光を照射して、前記欠陥箇所のパターンを除去するものである。これにより、確実に欠陥を修正することができる。
【００２６】
本発明の第２１の態様にかかる欠陥修正方法は、上記の欠陥修正方法であって、前記パルスレーザ光のパルスに応じて前記ビームアパーチャーの形状を変化させることによって、前記フィルム開口部のエッジを階段状に加工し、前記階段状に加工されたフィルム開口部を介して、前記パターンに応じた修正パターンを前記パターン基板に形成することを特徴とするものである。これにより、確実に欠陥を修正することができる。
【００２７】
本発明の第２２の態様にかかるパターン基板の製造方法は、所定のパターンが形成されたパターン基板の製造方法であって、基板上にパターンを形成するステップと、基板上の欠陥を検出するステップと、前記欠陥が検出された欠陥箇所に対して、上記の欠陥修正方法で欠陥を修正するものである。これにより、生産性を向上することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、簡便な構成の直線駆動装置、可変シャッター装置、ビーム成形装置、及びビーム照射装置、並びにビーム成形装置を用いた欠陥修正方法及びパターン基板方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態にかかる可変シャッター装置を用いたビーム成形装置の構成を模式的に示す正面図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる可変シャッター装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかる可変シャッター装置に用いられているマグネット体の構成を示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態にかかる可変シャッター装置に用いられている配線基板の構成を示す正面図である。
【図５】本発明の実施の形態にかかる可変シャッター装置に用いられている配線基板とシャッター板の接続部を示す側面図である。
【図６】本発明の実施の形態にかかる可変シャッター装置に用いられている配線基板とシャッター板の接続部を示す正面図である。
【図７】本発明の実施の形態にかかるビーム成形装置によって形成されるビームアパーチャーの例を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態にかかる可変シャッター装置の位置検出部の構成を模式的に示す図である。
【図９】本発明の実施の形態にかかる欠陥修正装置の構成を模式的に示す側面図である。
【図１０】本発明にかかる欠陥修正装置で修正される欠陥部分の構成を拡大して示す側面断面図である。
【図１１】本発明にかかる欠陥修正装置で修正される欠陥部分の構成を拡大して示す側面断面図である。
【図１２】本発明にかかる可変シャッター装置に用いられる情報処理装置の構成を模式的に示すブロック図である。
【図１３】本発明にかかる欠陥修正装置で、修正可能なパターンの形状の一例を示す図である。
【図１４】本発明にかかる欠陥修正装置で、修正可能なパターンの形状の他の例を示す図である。
【図１５】欠陥箇所の構成を模式的に示す側面断面頭である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明の実施例ついて以下に図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施例を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施例に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものを実質的に同様の内容を示している。
発明の実施の形態１．
【００３１】
まず、本実施の形態にかかる可変シャッター装置を用いたビーム成形装置について図１を用いて説明する。ビーム成形装置２００は、光路中に挿入され、光ビームのスポット形状を所望の形状に変化させる。すなわち、ビーム成形装置２００を光ビームが通過することによって、光ビームの一部が遮光され、所望のスポット形状にすることができる。なお、図１は、ビーム成形装置２００の構成を模式的に示す正面図である。すなわち、図１は、光ビームの進行方向から見たビーム成形装置２００を示している。従って、ビーム成形装置２００は紙面垂直方向に進行する光ビームのスポット形状を成形する。さらに、図１に示すように光ビームの進行方向と垂直な方向をＸ方向、及びＹ方向とする。１００は可変シャッター装置、１０１は可変シャッター装置、１０３はリニアガイド、１２０はシャッター板、１３０はマグネット体、１３７はマグネット対、１３８はマグネット対、１４５はフレキシブル配線部、１５０は駆動部、１６０は位置検出部である。
【００３２】
ビーム成形装置２００は、可変シャッター装置１００と可変シャッター装置１０１とを備えている。可変シャッター装置１００、１０１のそれぞれには複数のシャッター板１２０が設けられている。ここでは、第１の可変シャッター装置１００には、４枚のシャッター板１２０が設けられていとして説明する。同様に、第２の可変シャッター装置１０１にも、４枚のシャッター板１２０が設けられている。それぞれシャッター板１２０の中央近傍には、所定の形状の開口部が形成されている。複数のシャッター板１２０は開口部近傍でそれぞれ重ね合わされている。すなわち、全てのシャッター板１２０の開口部の少なくとも一部が重ね合わせられている。光ビームは、全てのシャッター板１２０の開口部が重ね合わせられている部分を通過する。
【００３３】
可変シャッター装置１００、１０１はそれぞれ、シャッター板１２０を独立して直進移動させる駆動部１５０を備えている。直線駆動装置として機能する駆動部１５０は、後述するマグネット体１３０と、配線基板を備えている。可変シャッター装置１００、１０１は駆動部１５０を用いて、それぞれのシャッター板１２０を直線的に駆動する。具体的には、可変シャッター装置１００はＸ方向にシャッター板１２０を駆動する。また、可変シャッター装置１０１は、Ｘ方向と垂直なＹ方向にシャッター板１２０を駆動する。それぞれのシャッター板１２０は、駆動方向を長手方向とする矩形状である。また、全てのシャッター板１２０は独立に駆動される。これにより、それぞれのシャッター板１２０に設けられている開口部の位置がずれる。従って、それぞれのシャッター板１２０で光ビームが遮光される箇所が異なる。これにより、光ビームのスポット形状を所望の形状に変化させることができる。すなわち、全てのシャッター板１２０を通過する光ビームは所望のスポット形状に成形される。ここで、複数のシャッター板１２０の開口部により形成される通過穴をビームアパーチャー２０１とする。なお、それぞれのシャッター板１２０に設けられている開口部の形状については後述する。
【００３４】
ここで、可変シャッター装置１００、１０１の駆動方向における一端には、駆動部１５０が設けられ、他端には位置検出部１６０が設けられている。すなわち、可変シャッター装置１００の＋Ｘ側の端部には、駆動部１５０が設けられ、−Ｘ側の端部には位置検出部１６０が設けられている。ここで、可変シャッター装置１００に設けられた駆動部１５０は、上述のように、４枚のシャッター板１２０を独立にＸ方向に移動させる。駆動部１５０は、所定の磁場を形成するためのマグネット体１３０を備えている。マグネット体１３０は、図１の点線で示されたマグネット対１３７、及びマグネット対１３８を備えている。さらにマグネット体１３０の外側には、駆動電流を供給するためのフレキシブル配線部１４５が設けられている。駆動部１５０の詳細な構成に付いては後述する。
【００３５】
位置検出部１６０では、各シャッター板１２０の位置を検出している。そして、位置検出部１６０での検出結果に基づいて、シャッター板１２０の移動量をフィードバック制御している。すなわち、検出された位置に応じて、各シャッター板１２０が駆動される。そして、設定するビームアパーチャー２０１の形状に対応する目標位置までシャッター板１２０が移動したら、駆動を停止する。これにより、ビームアパーチャー２０１が所望の形状となる。なお、位置検出部１６０の構成、及びフィードバック制御については、後述する。
【００３６】
なお、可変シャッター装置１０１の基本的構成は、可変シャッター装置１００と同じである。すなわち、可変シャッター装置１００と同じ構成のものを９０°回転して取り付けることによって、可変シャッター装置１０１が構成される。可変シャッター装置１００のシャッター板１２０と可変シャッター装置１０１のシャッター板１２０とは、互いに接するように重ね合わせて配置される。
【００３７】
さらに、シャッター板１２０の両側部には、ベアリングなどを有するリニアガイド１０３が設けられている。リニアガイド１０３は、可変シャッター装置１００によるシャッター板１２０のＸ方向の移動をガイドする。同様に、リニアガイド１０３は、可変シャッター装置１０１によるシャッター板１２０のＹ方向の移動をガイドする。これにより、直進性を向上することができる。
【００３８】
次に、可変シャッター装置１００の構成について図２乃至図６を用いて説明する。図２は、本実施の形態にかかる可変シャッター装置１００の構成を模式的に示す斜視図である。図３は、可変シャッター装置１００に用いられているマグネット体１３０の構成を示す断面図である。図４は、可変シャッター装置１００に用いられる配線基板１４０の構成を示す正面図である。図５は、配線基板とシャッター板１２０の接続部を示す側面図である。図６は、それぞれのシャッター板１２０の構成を示す正面図である。
【００３９】
１２１は開口部、１２２は位置検出用透光部、１２３は透光部、１３１はヨーク、１３２はマグネット、１３３はマグネット、１３４はマグネット、１３５はマグネット、１４１はコイル配線、１４５はフレキシブル配線部、１４６は供給配線、１４７は端子、１４９は貫通孔、である。なお、各符号の後にａ〜ｄの文字を付して、４枚のシャッター板１２０に対する構成要素を区別している。すなわち、１枚目のシャッター板１２０に対する構成要素にはａが、２枚目のシャッター板１２０に対する構成要素にはｂが、３枚目のシャッター板１２０に対する構成要素にはｃが、４枚目のシャッター板１２０に対する構成要素にはｄが、付されている。従って、1枚目のシャッター板１２０はシャッター板１２０ａとなり、１枚目のシャッター板１２０ａに取り付けられている配線基板１４０は、配線基板１４０ａとなる。なお、他の構成要素についても同様である。
【００４０】
まず、可変シャッター装置１００の構成について、図２を中心に参照して説明する。シャッター板１２０の中心には、光ビームを成形するための開口部１２１が設けられている。なお、上述のように４枚のシャッター板１２０が重ね合わされている。４枚のシャッター板１２０は、同じ大きさであり、異なる形状の開口部１２１を有している。４枚のシャッター板１２０は、Ｘ方向を長手方向とした矩形状をしている。そして、Ｘ方向におけるシャッター板１２０の一端には、配線基板１４０が接続されている。配線基板１４０は例えば、リジッドなプリント配線基板である。また、シャッター板１２０の他端には、位置検出部１６０が設けられている。位置検出部１６０には、位置検出用透光部１２２が設けられている。位置検出部１６０に設けられている位置検出用透光部１２２の位置はそれぞれのシャッター板１２０で異なる。この位置検出部１６０の構成に付いては後述する。
【００４１】
配線基板１４０には、渦巻状のコイル配線１４１が形成されている。また、配線基板１４０を挟むようにマグネット体１３０が設けられている。駆動部１５０は、配線基板１４０とマグネット体１３０とを備えている。マグネット体１３０は、所定の磁場を生成する。すなわち、マグネット体１３０は、配線基板１４０を駆動するための界磁を構成する。駆動部１５０は、コイル配線１４１を流れる電流によって、シャッター板１２０を駆動する。具体的には、コイル配線１４１のうち、電流がＹ方向に流れている部分に、マグネット体１３０でＺ方向の磁場を発生させる。フレミングの法則に応じてＸ方向に推進力が発生する。すなわち、ボイスコイルモータと同様の原理によって、配線基板１４０がスライドする。これにより、配線基板１４０と接続されたシャッター板１２０がＸ方向に駆動する。また、コイル配線１４１の電流を反転させることによって、反対方向に移動させることができる。
【００４２】
ここで、４枚のシャッター板１２０のそれぞれに配線基板１４０が設けられている。従って、配線基板１４０に設けられたコイル配線１４１に流れる電流を制御することによって、それぞれのシャッター板１２０が独立して直進移動する。配線基板１４０のそれぞれには、フレキシブル配線部１４５が設けられている。フレキシブル配線部１４５がマグネット体１３０の外側まで延設されている。このフレキシブル配線部１４５から、コイル配線１４１に電流が供給される。このようにフレキシブル配線部１４５を用いることによって、しなやかな配線部を構成することができる。よって、多数回のストロークでも断線しない。具体的には数百万回のストロークでも断線しない。さらに、重ねた配線基板が干渉しないため、直線性を向上することができる。
【００４３】
マグネット体１３０と、配線基板１４０の構成について、図２とともに、図３、及び図４を参照して説明する。マグネット体１３０には、Ｚ方向の磁界を形成するため、ヨーク１３１と４つのマグネット１３２、１３３、１３４、１３５が設けられている。ここで、マグネット１３２とマグネット１３３とが図１で示したマグネット対１３７を構成する。また、マグネット１３４とマグネット１３５とが図１で示したマグネット対１３８を構成する。図3に示すように、マグネット対１３７を構成するマグネット１３２とマグネット１３３とはＺ方向において離間して設けられている。マグネット１３２とマグネット１３３との間に４枚の配線基板１４０ａ〜１４０ｄが配置される。同様にマグネット対１３８を構成するマグネット１３４及びマグネット１３５もＺ方向において離間して設けられている。マグネット１３４とマグネット１３５との間に４枚の配線基板１４０ａ〜１４０ｄが配置される。マグネット１３２、１３３、１３４、１３５は平板状に形成されている。
【００４４】
ここで、説明の明確化のため、Ｚ方向を上下方向として説明する。そして、マグネット１３２、及びマグネット１３４が上側のマグネットとし、マグネット１３３及びマグネット１３５を下側のマグネットとする。すなわち、マグネット１３３の上側にマグネット１３２が配置され、マグネット１３４の下側にマグネット１３５が配置されている。マグネット１３２〜１３５は、略同じ形状をしている。そして、その配置が異なっている。マグネット１３２、１３３、１３４、１３５は、ヨーク１３１に対して固定されている。ヨーク１３１は図３に示すように断面コの字型に形成されている。そして、コの字の内部に４つのマグネット１３２〜１３５が配置されている。すなわち、ヨーク１３１の内部に４つのマグネット１３２〜１３５が挿入されている。
【００４５】
マグネット対１３７を構成するマグネット１３２及びマグネット１３３は、Ｘ方向及びＹ方向において同じ位置に配設されている。なお、マグネット対１３８を構成するマグネット１３４及びマグネット１３５も、同様に、Ｘ方向、及びＹ方向において同じ位置に配設されている。マグネット対１３７とマグネット対１３８とはＸ方向の位置が異なる。
【００４６】
ここで、図３に示すように、マグネット１３２の下面がＮ極１３２Ｎであり、マグネット１３３の上面がＳ極１３３Ｓである。従って、マグネット対１３７の間の磁力線は、下方向（−Ｚ方向）に向かっている。そして、マグネット対１３７の異なる磁極の間に配線基板１４０が配置される。従って、マグネット対１３７では、−Ｚ方向の磁力線が配線基板１４０を横切る。
【００４７】
一方、マグネット１３４及びマグネット１３５では磁極の向きが反対となっている。すなわち、上側のマグネット１３４の下面がＳ極となり、下側のマグネット１３５の上面がＮ極となる。従って、マグネット対１３８の間の磁力線は、上方向（＋Ｚ方向）に向かっている。マグネット対１３７では、＋Ｚ方向の磁力線が配線基板１４０を横切る。このように、マグネット対１３７とマグネット対１３８とでは磁力線の方向が反対となる。そして、マグネット対１３７の間、並びにマグネット対１３８の間には配線基板１４０ａ〜１４０ｄが配設される。配線基板１４０のそれぞれは、平板状をしている。そして、平板状の配線基板１４０ａ〜１４０ｄは重ね合わされて配置されている。このように、配線基板１４０を挟むように配置されたマグネット対のうち、配線基板１４０側の２面が互いに異なる磁極となる。
【００４８】
シャッター板１２０に取り付けられている配線基板１４０は、図４に示すように渦巻き状のコイル配線１４１が形成されている。なお、４枚の配線基板１４０に設けられたコイル配線１４１は、互いに重ね合わされている。また、渦巻状のコイル配線１４１の中心部において、配線基板１４０に貫通孔１４９が設けられている。さらに、コイル配線１４１は、配線基板１４０の表面及び裏面に積層構造で形成されている。これにより、コイルのターン数を増やすことができる。渦巻き状のコイル配線１４１に一定の電流を流した場合、電流が渦巻き状に流れる。この場合、電流経路の方向は、例えば、＋Ｘ方向、−Ｙ方向、−Ｘ方向、＋Ｙ方向の順番で繰り返し変化していく。コイル配線１４１は渦巻き状に形成されているため、コイル配線１４１にはＹ方向に沿って形成されている部分が存在する。そして、コイル配線１４１に一定の電流を流すと、コイル配線１４１の一部では、＋Ｙ方向に流れ、対向する部分では−Ｙ方向に。さらに、コイル配線１４１には、Ｙ方向の電流経路と、−Ｙ方向の電流経路とが存在する。このように、渦巻き状のコイル配線１４１には、電流が流れる方向が反対となる部分が存在する。
【００４９】
図４において、マグネット対１３７、１３８を点線で図示している。マグネット対１３７、１３８はコイル配線１４１の電流が±Ｙ方向に流れる部分に配置される。すなわち、コイル配線１４１の中のＹ方向の電流経路は、マグネット対１３７の間、又はマグネット対１３８の間に含まれる。さらに、Ｘ方向において、マグネット対１３７とマグネット対１３８はコイル配線１４１の大きさに応じた距離だけ離れている。このように、±Ｙ方向の電流経路に対応して、マグネット対１３７、１３８が配置される。すなわち、マグネット対１３７の間、及びマグネット対１３８の間には、コイル配線１４１のうちのＹ方向の電流経路が配置される。従って、マグネット対１３７とマグネット対１３８とは、コイル配線１４１の電流の方向が反対となる部分に配置されている。すなわち、マグネット対１３７におけるコイル配線１４１の電流が＋Ｙ方向である場合、マグネット対１３８におけるコイル配線１４１の電流は−Ｙ方向となる。このように、マグネット対１３７では、コイル配線１４１の電流がＹ方向において一方の方向（例えば、＋Ｙ方向）にのみ流れ、反対方向（例えば、−Ｙ方向）に流れない。
【００５０】
上記のように、配線基板１４０には、マグネット体１３０によってＺ方向の磁界が発生している。例えば、マグネット対１３７の間では、＋Ｚ方向の磁界が発生している。この部分では、コイル配線１４１がＹ方向に形成され、＋Ｙ方向、又は−Ｙ方向に電流が流れる。従って、コイル配線１４１に電流を流すと、磁界の方向（Ｚ方向）と電流の方向（Ｙ方向）が直交する。これにより、配線基板１４０には、Ｘ方向に推力が発生する。この推力は、コイル配線１４１の電流に応じて変化する。具体的には、コイル配線１４１の電流の向きを反転させると、推力が反対になる。また、コイル配線１４１の電流の大きさに応じて、推力の大きさが変化する。
【００５１】
さらに、マグネット対１３８では、−Ｚ方向の磁界が形成されている。そして、この部分では、コイル配線１４１がＹ方向に形成され、−Ｙ方向、又は＋Ｙ方向に電流が流れる。ここで、マグネット対１３８の間の電流経路と、マグネット対１３７の間のコイル配線１４１の電流経路とでは、反対方向に電流が流れる。すなわち、マグネット対１３７とマグネット対１３８とでは、磁界の方向、及び電流の方向が反対になっている。従って、マグネット対１３８の磁界とコイル配線１４１の電流によって発生する推力は、マグネット対１３７の磁界とコイル配線１４１の電流によって発生する推力が同じ方向となる。このように、２つマグネット対１３７、１３８を設けているため、同じ電流であっても推力を２倍にすることができる。このように、コイル配線１４１の中で対向する反対方向の電流経路を挟むように２つのマグネット対１３７、１３８を配置されている。
【００５２】
ここで、マグネット対１３７、１３８に設けられているマグネット１３２〜１３５の形状は略直方体となっている。そして、マグネット対１３７、１３８はＸ方向に沿って設けられている。従って、マグネット対１３７の間、及びマグネット対１３８の間では、Ｘ方向に流れる電流の和は０となる。すなわち、＋Ｘ方向に流れる電流の和と、−Ｘ方向に流れる電流の和が等しくなる。従って、Ｙ方向に推力が発生するのを防ぐことができる。これにより、高い直進性で、シャッター板１２０をＸ方向に直進移動することができる。
【００５３】
このように、配線基板１４０に電流を流すことによって、Ｘ方向の推力が発生する。これにより、配線基板１４０に接続されたシャッター板１２０を駆動することができる。従って、コイル配線１４１に流れる電流を制御することによって、シャッター板１２０の移動量を制御することができる。そして、各コイル配線１４１の電流を独立して制御することによって、４枚のシャッター板１２０の位置がずれる。したがって、シャッター板１２０がそれぞれ異なる位置になるよう調整することができる。これにより、ビームアパーチャー２０１を所望の形状とすることができる。
【００５４】
さらに、配線基板１４０の端部からはフレキシブル配線部１４５が延設されている。フレキシブル配線部１４５は、配線基板１４０のシャッター板１２０が設けられている側と反対側の端部に設けられている。フレキシブル配線部１４５はＸ方向、すなわち駆動方向に沿って設けられている。フレキシブル配線部１４５には２本の供給配線１４６が形成されている。フレキシブル配線部１４５のコイル配線側と反対側の端部には、端子１４７が形成されている。端子１４７には外部配線が接続される。これにより、外部配線からの電流が、供給配線１４６を介してコイル配線１４１に供給される。２本の供給配線のうちの１本はスルーホールを介して、裏面側まで設けられている。そして、２本の供給配線１４６はコイル配線１４１と接続されている。ここで、フレキシブル配線部１４５は、可撓性を有している。従って、配線基板１４０がＸ方向に移動した場合でも、フレキシブル配線部１４５の形状が柔軟に変化する。これにより、配線基板１４０に加わる力を低減することができ、直線性を向上することができる。
【００５５】
フレキシブル配線部１４５は、図２に示すようにマグネット体１３０の外側まで延設されている。そして、マグネット体１３０の外側でＵ字状に折り曲げられている。これにより、Ｘ方向に移動した場合でも、配線基板１４０に加わる力を低減することができる。さらに、フレキシブル配線部１４５は互いに干渉しない配置されている。フレキシブル配線部１４５の配置について、図２、図３、及び図５を用いて説明する。なお、図３では、フレキシブル配線部１４５を点線で示している。
【００５６】
４つのフレキシブル配線部１４５のうちの半分は＋Ｚ方向（上方向）に折り曲げられ、もう半分は−Ｚ方向（下方向）に折り曲げられている。具体的には、図５に示すように４つのフレキシブル配線部１４５のうち、２つのフレキシブル配線部１４５ａ、１４５ｂを上側に折り曲げ、残りの２つのフレキシブル配線部１４５ｃ、１４５ｄを下側に折り曲げる。これにより、図２に示すように２つのフレキシブル配線部１４５ａ、１４５ｂの端子１４７がマグネット体１３０の＋Ｚ側まで延設される。また、残り２つのフレキシブル配線部１４５ｃ、１４５ｄの端子１４７がマグネット体１３０の−Ｚ側まで延設される。
【００５７】
ここで、上側（＋Ｚ側）に配置されて２つの配線基板１４０ａ、１４０ｂのフレキシブル配線部１４５ａ、１４５ｂについては、上側に折り曲げる。また、下側（−Ｚ側）に配置されて２つの配線基板１４０ｃ、１４０ｄのフレキシブル配線部１４５ｃ、１４５ｄについては、下側に折り曲げる。フレキシブル配線部１４５は、重ね合わされた配線基板１４０の位置に対応する方向に折り曲げられている。すなわち、重ね合わされた複数の配線基板１４０の中の位置に基づいて、フレキシブル配線部１４５の折り曲げ方向を決定する。具体的には、重ね合わされた複数の配線基板１４０ａ〜１４０ｂのうち、上側に位置する配線基板１４０ａ、１４０ｂについては、フレキシブル配線部１４５ａ、１４５ｂを上側に折り曲げる。一方、重ね合わされた複数の配線基板１４０のうち、下側に位置する配線基板１４０ｃ、１４０ｄについては、フレキシブル配線部１４５ｃ、１４５ｄを上側に折り曲げる。これにより、フレキシブル配線部１４５が互いに干渉するのを防ぐことができ、配線基板１４０に力が加わるのを防ぐことができる。
【００５８】
さらに、上側に折り曲げられたフレキシブル配線部１４５ａ、１４５ｂはＹ方向においてずれて配置されている。すなわち、同じ方向に折り曲げられたフレキシブル配線部１４５は、駆動方向と直交する方向において、異なる位置に配置されている。例えば、図３に示すように、フレキシブル配線部１４５ａは、配線基板１４０ａの＋Ｙ側の端部から延設されている。一方、フレキシブル配線部１４５ｂは、配線基板１４０ｂの−Ｙ側の端部から延設されている。すなわち、フレキシブル配線部１４５ａとフレキシブル配線部１４５ｂとが、Ｙ方向にずれて配置される。従って、配線基板１４０がＸ方向に駆動しても、フレキシブル配線部１４５同士が互いに接触するのを防ぐことができる。従って、配線基板１４０に力が加わるのを防ぐことができ、直進性を向上することができる。
【００５９】
ここで、シャッター板１２０に対する接続を所定の配置とすることで、４つのフレキシブル配線部１４５を全て同じ形状に統一することができる。この点について図５、及び図６を用いて説明する。なお、図６では配線基板１４０の一部の構成のみを示し、フレキシブル配線部１４５側の構成については省略している。ここで、図５に示すように、上からシャッター板１２０ａ、シャッター板１２０ｂ、シャッター板１２０ｃ、及びシャッター板１２０ｄの順番で配置されている。従って、上から配線基板１４０ａ、配線基板１４０ｂ、配線基板１４０ｃ、及び配線基板１４０ｄの順番で配置されている。配線基板１４０の配線形成面のうち、フレキシブル配線部１４５が延設されている面を表面１４２とし、反対側の面を裏面１４３とする。
【００６０】
配線基板１４０ａは上側に裏面１４３ａが配置され、配線基板１４０ｂは上側に表面１４２ｂが配置される。同様に、配線基板１４０ｃは上側に裏面１４３ｃが配置され、配線基板１４０ｄは上側に表面１４２ｄが配置される。ここで、図６は、それぞれのシャッター板１２０及び配線基板１４０を配線基板１４０の表面１４２側から見た図である。この場合、配線基板１４０ａ、１４０ｃがシャッター板１２０ａ、１２０ｃの手前側に位置する。一方、シャッター板１２０ｂ、１２０ｄが、配線基板１４０ｂ、１２０ｄの手前側に位置する。このように、隣接する２枚の配線基板１４０は、配線基板１４０における反対側の面でシャッター板１２０に接続される。すなわち、隣接する２枚のシャッター板１２０では、配線基板１４０の反対側の面が接続面となる。このように、配線基板１４０における同一面が、１枚おきに、接続面となっている。換言すると、配線基板１４０の裏面１４３及び表面１４２は、交互に接続面となっている。
【００６１】
この場合、隣接する２枚の配線基板１４０はＸ方向の中心線で反転された配置となる。よって、隣接する２枚の配線基板１４０において、フレキシブル配線部１４５が反対側に配置される。これにより、４枚のシャッター板１２０に対して、同じ形状の配線基板１４０を用いることができる。すなわち、配線基板１４０ａ、１４０ｂを同じ形状とした場合でも、フレキシブル配線部１４５の位置がＹ方向にずれる。従って、部品を共通化することができ、生産コストを低減することができる。
【００６２】
さらに、配線基板１４０及びシャッター板１２０は、互いに干渉しないよう、配置されている。この点について、図５を用いて説明する。配線基板１４０の端部とシャッター板１２０の端部とは互いに重なり合うように配置されている。ここで、配線基板１４０ａはシャッター板１２０ａの上面側に接続されている。一方、配線基板１４０ｂは、シャッター板１２０ｂの下面側に接続されている。さらに、配線基板１４０ｃはシャッター板１２０ｃの上面側に接続され、配線基板１４０ｄは、シャッター板１２０ｄの下面側に接続されている。すなわち、隣接する２枚のシャッター板１２０では、反対方向側の面が配線基板１４０との接続面となっている。換言すると、接続部において、隣接する配線基板１４０の間に配置されるシャッター板１２０の数は０か２になる。このように、隣接する配線基板１４０の間には、２枚のシャッター板１２０の端部が配置されるか、あるいは、シャッター板１２０の端部が１つも配置されない。
【００６３】
図５に示すように、最も上側及び下側の配線基板１４０を除いて、２枚のシャッター板１２０と２枚の配線基板１４０とがＺ方向において交互に配置される。換言すると、隣接する２枚のシャッター板１２０では、互いに反対方向の面に配線基板１４０が取り付けされる。具体的には、シャッター板１２０ａでは、上方向の面（＋Ｚ側の面）に配線基板１４０ａが取り付けられ、シャッター板１２０ｂでは、下方向の面（−Ｚ側の面）に配線基板１４０ｂが取り付けられる。シャッター板１２０ｃでは、上方向の面（＋Ｚ側の面）に配線基板１４０ｃが取り付けられ、シャッター板１２０ｄでは、下方向の面（−Ｚ側の面）に配線基板１４０ｄが取り付けられる。これにより、配線基板１４０と、シャッター板１２０とが干渉するのを防ぐことができる。すなわち、Ｘ方向に移動させた場合でも、配線基板１４０の側端面と、シャッター板１２０の側端面が衝突するのを防ぐことができる。
【００６４】
なお、配線基板１４０とシャッター板１２０とは、例えば、接着剤などによって接続されている。あるいは、配線基板１４０とシャッター板１２０とを一体的に形成してもよい。また、配線基板１４０の表面には、絶縁性の保護膜を形成する。これにより、コイル配線１４１及び供給配線１４６の上に保護膜が形成され、端子１４７のみが露出する。
【００６５】
駆動部１５０は、上記のように、４枚のシャッター板１２０を独立して駆動する。従って、それぞれシャッター板１２０に設けられた開口部１２１が、異なる位置に変化する。ここで、４枚のシャッター板１２０には、図６に示すような開口部１２１が設けられている。具体的には、シャッター板１２０ｃ、１２０ｄの開口部１２１ｃ、１２１ｄは、正方形状に形成されている。そして、開口部１２１ｃ、１２１ｄの各辺はＸ方向、又はＹ方向と平行に設けられている。開口部１２１ｃと開口部１２１ｄは同じ大きさである。
【００６６】
また、シャッター板１２０ａ、１２０ｂの開口部１２１ａ、１２１ｂは台形状に形成されている。台形状の開口部１２１ａ、１２１ｂのうちの２辺はＸ方向と平行に設けられている。そして、残りの２辺のうちの一方の辺はＹ方向に平行に設けられ、他方の辺はＸ方向から４５°傾いて設けられている。ここで、開口部１２１ａ、１２１ｂにＸ方向から４５°傾いて形成されている辺を斜辺とする。開口部１２１ａの斜辺と、開口部１２１ｂの斜辺とは、直交するよう設けられている。開口部１２１ａと開口部１２１ｂとは同じ大きさである。従って、開口部１２１ｂは、開口部１２１ａをＹ方向の線で反転した形状となっている。
【００６７】
そして、４枚のシャッター板１２０は、上記のように独立して、Ｘ方向に駆動される。上記の４つの開口部１２１を組み合わせることによって、光ビームのスポット形状を変化させることができる。すなわち、開口部１２１の辺がビームの通過を制限する境界線となる。ここで、図１に示すようにビーム成形装置２００は、２つの可変シャッター装置１００、１０１を有している。そして、可変シャッター装置１０１は、可変シャッター装置１００と同じ構成をいる。さらに、２つの可変シャッター装置１００、１０１の駆動方向は９０°異なっている。すなわち、可変シャッター装置１０１は、可変シャッター装置１００から９０°回転して設けられている。このように、可変シャッター装置１００と可変シャッター装置１０１を交差させることによって、様々な形状のビームアパーチャー２０１を形成することができる。すなわち、２つの可変シャッター装置１００、１０１を組み合わせることによって、ビームアパーチャー２０１を様々な形状に変化させることができる。
【００６８】
駆動方向がＸ方向の可変シャッター装置１００は、ビームのスポット形状をＹ方向に制限する。また、駆動方向がＹ方向の可変シャッター装置１０１は、ビームのスポット形状をＸ方向に制限する。さらに、開口部１２１の一部には、２つの可変シャッター装置１００、１０１の駆動方向から傾いた斜辺を設けている。これにより、ビームアパーチャー２０１を３角形、４角形、５角形、６角形、７角形、又は８角形にすることができる。
【００６９】
ここで、図７に、ビーム成形装置２００によって形成することがビームアパーチャー２０１の例を示す。図７では、１０個のビームアパーチャー２０１が示されている。図７に示すようにビームアパーチャー２０１の形状を、例えば、正方形、長方形、台形、直角二等辺三角形、平行四辺形、八角形などとすることができる。さらには、上記の形状を組み合わせたビームアパーチャー２０１を形成することもである。このように３〜８角形のビームアパーチャー２０１を形成することができる。もちろん、図示した形状に限られない。ここで、ビームアパーチャー２０１の辺は、Ｘ方向と平行方向、Ｘ方向と直角方向、又はＸ方向から４５°傾いた方向になっている。このように、Ｘ方向に変位する４枚のシャッター板１２０とＹ方向に変位する４枚のシャッター板１２０とを組み合わせることによって、様々な形状にビームを成形することができる。さらに、ビームアパーチャー２０１を上記の形状の相似形にすることもできる。すなわち、ビームアパーチャー２０１のサイズ変更も可能である。
【００７０】
複数のシャッター板１２０のうちの少なくとも一部には、移動方向と平行な辺を有する直角四辺形（長方形、正方形）の開口部を形成する。そして、複数のシャッター板１２０のうち、直角四辺形の開口部１２１が形成されたシャッター板１２０と異なるシャッター板１２０には、直角四辺形の辺から傾いた角度の斜辺を有する開口部１２１を形成する。斜辺を有する開口部１２１は、台形状とすることが好ましい。さらに、少なくとも２枚のシャッター板に対して、斜辺を有する開口部１２１を形成する。そして、２枚のシャッター板にそれぞれ設けられた斜辺を異なる角度とする。さらには、２つの斜辺を直交させてもよい。このような開口部を用いることによって、様々な形状のビームアパーチャー２０１を形成することができる。
【００７１】
上記のように、開口部１２１が設けられている複数のシャッター板１２０を独立して直進移動させる。これにより、シャッター板１２０の相対位置が変わり、開口部１２１が変位する。従って、ビームアパーチャー２０１の開口形状が変化する。このとき、複数のシャッター板の少なくとも一つに移動方向と平行な辺、及び垂直な辺を有する開口部を形成する。さらに、他のシャッター板１２０には、移動方向と平行な辺及び垂直な辺から傾いた斜辺を形成する。そして、２つのシャッター板１２０にそれぞれ設けられた開口部１２１の斜辺を異なる角度とする。さらに、２つの斜辺を直交するよう傾けることが好ましい。
【００７２】
次に位置検出部１６０の構成について、図８を用いて説明する。この位置検出部１６０でそれぞれのシャッター板１２０の位置を検出することによって、正確に移動させることができる。図８（ａ）は、位置検出部１６０の構成を模式的に示す側面図である。図８（ｂ）は、位置検出部１６０の構成を模式的に示す上面図である。１６１は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）アレイ、１６２はＬＥＤ、１６３は導光ブロック、１６４は導光ブロック１６３の入射面、１６５は導光ブロック１６３の出射面、１６６は検出器である。
【００７３】
位置検出部１６０は、ＬＥＤ１６２がアレイ状に配置されたＬＥＤアレイ１６１を有している。ＬＥＤアレイ１６１は、マトリクス状に配置された４×４個のＬＥＤ１６２を有している。すなわち、ＬＥＤアレイ１６１には、Ｙ方向に４個のＬＥＤ１６２が配列され、Ｚ方向に４個のＬＥＤ１６２が配置されている。ここで、ＬＥＤ１６２は＋Ｘ方向に白色光を出射する。ＬＥＤアレイ１６１から出射された光は、導光ブロック１６３の入射面１６４に出射する。導光ブロック１６３は、屈折率の高いアクリル樹脂等から構成されている。従って、導光ブロック１６３内に入射した光は、導光ブロック１６３の中で全反射して、導光ブロック１６３の出射面１６５から出射する。
【００７４】
ここで、導光ブロック１６３の入射面１６４はＹＺ平面に平行で、出射面１６５は、ＸＹ平面に平行である。そして、導光ブロック１６３内の光は、入射面１６４及び出射面１６５から傾いた面で全反射して、出射面１６５から出射する。このように、複数のＬＥＤ１６２からの光を導光ブロック１６３内に導いた後、出射面１６５から出射させることによって、空間的に均一な光を出射することができる。なお、導光ブロック１６３の入射面１６４、又は出射面１６５以外の面に金属などを蒸着してもよい。これにより、光漏れを防ぐことができる。
【００７５】
従って、ＬＥＤアレイ１６１からの光は、導光ブロック１６３の出射面１６５からシャッター板１２０方向に出射される。ここで、導光ブロック１６３の出射面１６５と対向する位置には、シャッター板１２０に透光部１２３、及び位置検出用透光部１２２が設けられている。さらに、位置検出用透光部１２２、及び透光部１２３に対応する位置には光検出器１６６が配置される。そして、この透光部１２３、及び位置検出用透光部を介してＬＥＤアレイ１６１からの光が、光検出器１６６に入射される。ここで、光検出器１６６は、位置検出素子（ＰＳＤ：Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）であり、光の入射位置に応じた検出信号を出力する。具体的には、光検出器１６６として、浜松ホトニクス社製の１次元ＰＳＤを用いることができる。従って、光検出器１６６の受光面は、帯状になる。すなわち、光検出器１６６はＸ方向に延びた受光面を持つ。光検出器１６６のＸ方向における光の入射位置を検出する。従って、光検出器１６６の受光面における光の入射位置に応じた信号を出力する。また、光検出器１６６の長さは、導光ブロック１６３のＸ方向の長さに対応している。従って、４枚のシャッター板１２０がない場合、光検出器１６６の受光面全体に導光ブロック１６３からの光が入射する。
【００７６】
このように、光検出器１６６と導光ブロック１６３の間に、シャッター板１２０が配置される。そして、シャッター板１２０には、透光部１２３、及び位置検出用透光部１２２が設けられている。従って、ＬＥＤアレイ１６１から出射した光は、透光部１２３、及び位置検出用透光部１２２を通過して、光検出器１６６に入射する。シャッター板１２０の背面側には、４枚のシャッター板１２０のそれぞれの位置を検出するため、４つの光検出器１６６が設けられている。４つの光検出器１６６のそれぞれは、Ｘ方向（駆動方向）に延びた帯状の受光面を持つ。また、４つの光検出器１６６ａ〜１６６ｄは、Ｙ方向に配列されている。ここで、４枚のシャッター板１２０は、導光ブロック１６３の出射面１６５と光検出器１６６の受光面との間に配置される。従って、ＬＥＤアレイ１６１からの光は、透光部１２３、及び位置検出用透光部１２２を介して、光検出器１６６に入射する。
【００７７】
ここで、位置検出用透光部１２２、及び透光部１２３の構成について、図８とともに、図６を参照して説明する。透光部１２３は、Ｘ方向に延びた帯状に形成されている。位置検出用透光部１２２は、例えば、透光部１２３に比べて十分小さくなっている。従って、透光部１２３を通過した光は、位置検出用透光部１２２によって遮光される。反対に、位置検出用透光部１２２を通過した光は、透光部１２３によって遮光されない。すなわち、透光部１２３は、位置検出用透光部１２２を通過する光、及び通過した光を遮らない。透光部１２３は、例えば、Ｘ方向に２５ｍｍ、Ｙ方向に２ｍｍの矩形状に設けられている。位置検出用透光部１２２は、例えば、Ｘ方向に１ｍｍ、Ｙ方向に２ｍｍの長方形状に設けられている。このように、位置検出用透光部１２２は、Ｘ方向において、透光部１２３よりも十分短くなっている。
【００７８】
それぞれのシャッター板１２０には、３つの透光部１２３と１つの位置検出用透光部１２２が形成されている。３つの透光部１２３と、１つの位置検出用透光部１２２はＹ方向に並んで配置されている。ここで、４枚のシャッター板１２０では、位置検出用透光部１２２の位置が異なっている。例えば、図６に示すようにシャッター板１２０ａでは、左側から、位置検出用透光部１２２ａ、透光部１２３ａ、透光部１２３ａ、透光部１２３ａの順番で配置される。また、シャッター板１２０ｂでは、左側から、透光部１２３ｂ、位置検出用透光部１２２ｂ、透光部１２３ｂ、透光部１２３ｂの順番で配置される。さらに、シャッター板１２０ｃでは、左側から、透光部１２３ｃ、透光部１２３ｃ、位置検出用透光部１２２ｃ、透光部１２３ｃの順番で配置され、シャッター板１２０ｄでは、左側から、透光部１２３ｄ、透光部１２３ｄ、透光部１２３ｄ、位置検出用透光部１２２ｄの順番で配置される。ここで、図８に示すように、シャッター板１２０ａの位置検出用透光部１２２ａには、シャッター板１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄの透光部１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄが重ね合わされる。シャッター板１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄに設けられた位置検出用透光部１２２も同様に、他の３枚に設けられている透光部１２３と重ね合わされる。すなわち、ＸＹ平面において、１つのシャッター板１２０の位置検出用透光部１２２の位置には、３つのシャッター板１２０の透光部１２３が配置される。
【００７９】
従って、図８（ａ）に示すように、位置検出部１６０では、位置検出用透光部１２２のみ光が透過して、それ以外では遮光される。すなわち、ＬＥＤアレイ１６１からの光は、３枚のシャッター板１２０の透光部１２３と、１枚のシャッター板１２０の位置検出用透光部１２２を通過して、光検出器１６６に入射する。ここで、透光部１２３は、Ｘ方向において所定の長さを有しており、光検出器１６６の受光面よりも長くなっている。そして、透光部１２３は、シャッター板１２０の可動範囲よりも十分長く設けられている。従って、シャッター板１２０がどの位置にある場合でも、透光部１２３は、導光ブロック１６３の出射面１６５に対応する位置にある。すなわち、シャッター板１２０がＸ方向に移動しても、導光ブロック１６３の出射面１６５には透光部１２３が対向配置される。このように、導光ブロック１６３から出射した光は、透光部１２３の周辺ではほとんど遮光されない。
【００８０】
さらに、Ｘ方向における位置検出用透光部１２２の長さは、透光部１２３よりも十分短くなっている。Ｘ方向における位置検出用透光部１２２の長さは、光検出器１６６よりも十分短くなっている。位置検出用透光部１２２の長さは、光検出器の性能などに応じて設定することができる。従って、シャッター板１２０がＸ方向に移動すると、出射光が異なる位置で位置検出用透光部１２２を通過する。従って、光検出器１６６の受光面上における光の入射位置が、シャッター板１２０の位置に応じてＸ方向に変化する。受光面におけるＸ方向の入射位置に基づいて、位置検出用透光部１２２に対応するシャッター板１２０の位置が測定される。すなわち、通過した位置検出用透光部１２２が設けられているシャッター板１２０の位置が測定される。
【００８１】
ここで、図８（ｂ）に示すように、ＬＥＤアレイ１６１のうち、Ｚ方向に並んだＬＥＤ１６２の１列は、１つの導光ブロック１６３に対応している。すなわち、Ｚ方向に並んだ４つのＬＥＤ１６２からの光が１つの導光ブロック１６３に入射する。また、１つの導光ブロック１６３は、１つの光検出器１６６に対応している。すなわち、１つの導光ブロック１６３から出射した光が、１つの光検出器１６６に入射している。このように、ＬＥＤ１６２の列と、導光ブロック１６３と、光検出器１６６はそれぞれ対応している。
【００８２】
例えば、図８（ｂ）に示した構成のうち、最も−Ｙ側に配置された構成を考えると、ＬＥＤ１６２ａから出射した光は、導光ブロック１６３ａに入射する。そして、導光ブロック１６３ａから出射された光は、光検出器１６６ａに入射する。ここで、最も−Ｙ側には配置された導光ブロック１６３ａと光検出器１６６ａとの間には、図６で示したように、１つの位置検出用透光部１２２ａと３つの透光部１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄが配置される。導光ブロック１６３は、Ｘ方向に所定の長さを有する光を出射する。
【００８３】
従って、シャッター板１２０ａがＸ方向に移動すると、光検出器１６６ａの受光面上において、位置検出用透光部１２２ａを通過する光の入射位置が変化する。従って、位置検出用透光部１２２ａに基づいて、シャッター板１２０の位置を検出することができる。すなわち、光検出器１６６からの検出信号によって、シャッター板１２０の位置を検出することができる。ここで、シャッター板１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｃがＸ方向に移動しても、光検出器１６６ａの受光面上における光の入射位置は変化しない。すなわち、透光部１２３は、シャッター板１２０を移動した場合でも、光検出器１６６の受光面全体に光を入射させることができるよう、Ｘ方向に所定の長さを有している。導光ブロック１６３からの光は、位置検出用透光部１２２が設けられているシャッター板１２０ａによって制限される。このように、位置検出用透光部１２２ａに対応するシャッター板１２０ａによって、光検出器１６６ａに入射する光が遮光される。すなわち、シャッター板１２０ａの位置のみによって、光検出器１６６における入射位置が変化する。
【００８４】
このように、シャッター板１２０ａを駆動して、位置検出用透光部１２２ａを変位させると、光検出器１６６ａの受光面上での光の入射位置がＸ方向に変化する。従って、光検出器１６６ａからの出力が変化する。このように、光検出器１６６ａから出力される検出信号によって、シャッター板１２０ａの位置を検出することができる。さらに、それぞれのシャッター板１２０ａ〜１２０ｄの位置を検出するため、４つの光検出器１６６が設けられている。そして、４つの光検出器１６６に対応して、導光ブロック１６３、及びＬＥＤアレイ１６１を設ける。すなわち、１つの光検出器１６６、１つの導光ブロック、及び１列のＬＥＤ１６２を１組とすると、４組の構成をＹ方向に並べる。ここでは、光検出器１６６ａによってシャッター板１２０ａの位置を測定し、光検出器１６６ｂによってシャッター板１２０ｂの位置を測定し、光検出器１６６ｃによってシャッター板１２０ｃの位置を測定し、光検出器１６６ｄによってシャッター板１２０ｄの位置を測定する。このとき、それぞれの組で、シャッター板１２０に設けられた透光部１２３、及び位置検出用透光部１２２の位置を変える。すなわち、位置検出用透光部１２２をＹ方向にずらして配置する。そして、１のシャッター板１２０の位置検出用透光部１２２と、他のシャッター板１２０の透光部１２３とを重ね合わせて配置する。これにより、３枚以上重ね合わされた全てのシャッター板１２０の位置を検出することができる。
【００８５】
なお、複数の位置検出用透光部１２２は、平行な配置に限られるものではない。すなわち、複数の位置検出用透光部１２２が、ずれて配置されていればよい。もちろん、光検出器１６６についても、位置検出用透光部１２２に対応して、ずれて配置する。このとき、複数の光検出器１６６を駆動方向と垂直なＹ方向に配列することが好ましい。そして、複数の位置検出用透光部１２２についても、Ｙ方向において、異なる位置に配置する。これにより、シャッター板１２０のサイズの増大を防ぐことができる。なお、導光ブロック１６３の長さは、光検出器１６６の受光面の長さに対応するものであればよい。また、導光ブロック１６３の出射面１６５、及び光検出器１６６の受光面は、可動範囲よりも長くする。
【００８６】
さらに、透光部１２３は、導光ブロック１６３の長さ、とシャッター板１２０の可動距離との和よりも長くすることが好ましい。これにより、位置検出用透光部１２２の位置によらず、一定の強度の光を光検出器１６６に入射させることができる。よって、検出精度を向上することができる。透光部１２３の形状を、例えば、Ｘ方向に２５ｍｍ、Ｙ方向に２ｍｍの矩形状とする。これは、１枚のシャッター板１２０の可動距離を１２ｍｍとする場合、Ｘ方向における透光部１２３の長さは、（１２＋１＋１２）ｍｍで２５ｍｍとなるからである。これにより、導光ブロック１６３の出射面１６５には、シャッター板１２０の位置によらず、透光部１２３が対向配置される。
【００８７】
位置検出用透光部１２２、及び透光部１２３はシャッター板１２０に貫通孔を設けることによって形成される。もちろん、位置検出用透光部１２２、及び透光部１２３は、貫通孔に限られるものではなく、光を透過するものであればよい。例えば、透明フィルムなどにより、透光部１２３、及び位置検出用透光部１２２を形成してもよい。すなわち、透光部１２３、及び位置検出用透光部１２２は、光を透過することができるものであればよい。さらに、シャッター板１２０の一部を切り欠いて、透光部１２３を形成してもよい。すなわち、シャッター板１２０の端部に対してＸ方向に凹凸を形成して、透光部１２３を形成することが可能である。例えば、シャッター板１２０の端部の形状を櫛形とする。そして、櫛形の窪んだ箇所を透光部１２３としてもよい。さらには、シャッター板１２０の端部をＸ方向に突出させて、位置検出用透光部１２２を形成してもよい。
【００８８】
なお、ＬＥＤアレイ１６１のＬＥＤ１６２の列数、導光ブロック１６３の数、及び光検出器１６６の数は、シャッター板１２０の枚数に応じて決定すればよい。これにより、複数のシャッター板１２０を重ねた場合であっても、それぞれの位置を検出することができる。なお、位置検出部１６０の光源はＬＥＤアレイ１６１に限られるものではない。一定の幅を有する光を出射する光源であればよい。さらに、均一な光を出射する光源を用いた場合、導光ブロック１６３を不要とすることができる。さらに、ＬＥＤ１６２からの出射光の変動に応じて、測定結果を補正してもよい。具体的には、ＬＥＤアレイ１６１の各列に流れる電流に応じて、測定結果を補正する。
【００８９】
上記のように、シャッター板１２０のそれぞれに対して異なる位置に、位置検出用透光部１２２を形成する。この時、シャッター板１２０には、他のシャッター板１２０の位置検出用透光部１２２を塞がないように、透光部１２３を形成する。透光部１２３はＸ方向に所定の長さを有しているため、シャッター板１２０が変位した場合でも、位置検出用透光部１２２を塞がない。各シャッター板１２０には、１つの位置検出用透光部１２２が形成される。そして、１枚のシャッター板１２０に形成される位置検出用透光部１２２と透光部１２３との数の和が、シャッター板１２０の枚数と等しくなる。複数の透光部１２３を一体的に形成しても良い。
【００９０】
このように、位置検出部１６０でそれぞれのシャッター板１２０の位置を検出する。そして、それぞれのシャッター板１２０の位置に応じて、配線基板１４０のコイル配線１４１に供給する電流を制御する。これにより、シャッター板１２０の位置を正確に制御することができる。さらに、シャッター板１２０の位置に応じて、駆動電流をフィードバック制御する。例えば、可変シャッター装置１００では、駆動電流をＰＩＤ制御している。これにより、所定の位置まで、短時間でシャッター板１２０を移動させることができる。シャッター板１２０の位置制御については後述する。
【００９１】
上記の構成を有する位置検出部１６０は、駆動部１５０とは異なる方式で駆動する可変シャッター装置やビーム成形装置に対しても利用することができる。すなわち、開口部が形成されたシャッター板１２０を複数重ね合わせた状態で、シャッター板１２０によって独立して移動させる可変シャッター装置に上記の位置検出部１６０を設ける。さらに、複数のシャッター板のそれぞれに対して異なる位置に設けられ、シャッター板１２０の移動に応じて移動する位置検出用透光部１２２と、位置検出用透光部１２２と重なるように配置され、シャッター板１２０の移動方向に所定の長さを有する透光部１２３をシャッター板１２０に形成する。そして、光源から透光部及び位置検出用透光部に光を出射する。この光源からの光を位置検出用透光部及び透光部を介して検出する光検出器を設ける。そして、光検出器での検出結果に基づいて、シャッター板を制御する。これにより、それぞれのシャッター板を正確に移動させることができる。このようにして、開口形状を変化させることができる。ここで、様々なタイプの駆動機構を用いることができる。なお、位置検出用透光部１２２と透光部１２３とは、シャッター板１２０以外に形成することができる。すなわち、シャッター板１２０に取り付けられた別体に、位置検出用透光部１２２と透光部１２３を形成してもよい。
【００９２】
以下に、可変シャッター装置１００の具体的の構成の一例について説明する。シャッター板１２０としては、例えば、厚さ０．１ｍｍのチタン板を用いることができる。軽量、高剛性のチタン板をシャッター板１２０として用いることによって、高速化を実現することができるそして、シャッター板１２０に表面処理を施して、耐摩耗性を向上させている。ここでは、シャッター板１２０の表面にドライルーブ処理を施している。これにより、シャッター板１２０を重ね合わせた状態で移動させても、駆動による磨耗を低減することができる。なお、ドライルーブ処理は、シャッター板の片面のみに施してもよい。
【００９３】
シャッター板１２０のサイズはＸ方向に８０ｍｍで、Ｙ方向に３８ｍｍである。すなわち、シャッター板１２０は、８０ｍｍ×３８ｍｍの矩形状である。さらに、図６で示し下正方形状の開口部１２１ｃ、１２１ｄは、１辺１２ｍｍの正方形である。開口部１２１ａ、１２１ｂのうちの１辺はＹ方向に沿って設けられ、２辺はＸ方向に沿って設けられている。台形状の開口部１２１ａ、１２１ｂの残りの１辺は４５°の斜辺である。従って、開口部１２１ａ、１２１ｂのＸ方向の２辺のうちの一方は開口部１２１ｃの一辺と同じ長さであり、他方は２倍の長さである。
【００９４】
配線基板１４０上に、例えば、１ｍｍの幅のパターンの配線を１０回転の渦巻状に形成して、コイル配線１４１としている。ここでは、コイル配線１４１に最大２Ａの電流を流すことができる。さらに、推力を増加させるため、配線基板１４０の両面にコイル配線を形成している。さらに、表面、及び裏面のコイル配線１４１を積層している。ここでは、表面の配線、及び裏面においてコイル配線のそれぞれを２層にしている。従って、合計４層となり、４０ターンのコイル配線が形成される。もちろん、各層の配線の間には絶縁膜が形成されている。なお、コイル配線１４１には瞬間的に電流が流れるため、コイル配線１４１の加熱は実用上問題とならない。
【００９５】
さらに、マグネット１３２〜１３５はネオジウム磁石である。ここで、マグネット対１３７の間の表面磁場は、約１．３Ｔである。マグネット対１３８の表面磁場を同様である。このマグネット対１３７、１３８と、ヨークとを組み合わせ界磁としている。これにより、２Ａの駆動電流で、最大４００ｇｆの推力で加速することができる。ここで、１枚のシャッター板１２０と１枚の配線基板１４０との合計質量は約４ｇである。従って、１００Ｇの大きな加速度を得ることができる。これにより、短時間で目標位置まで移動させることができる。
【００９６】
ビーム成形装置２００は、上記の可変シャッター装置１００と、可変シャッター装置１００と同じ構成の可変シャッター装置１０１とを備えている。そして、可変シャッター装置１００と可変シャッター装置１０１とは直交している。すなわち、４枚のシャッター板１２０と４枚のシャッター板１２０が直交する方向に配置される。これにより、図７に示すように、様々な形状のビームアパーチャー２０１を形成することができる。そして、ビーム成形装置２００は、レーザ光を照射するビーム照射装置に好適である。具体的には、ビーム成形装置２００は、カラーフィルタなどのパターン基板上の欠陥を修正する欠陥修正装置に好適である。すなわち、ビーム成形装置２００を欠陥修正装置などのレーザ加工装置に適用してもよい。これにより、加工形状の制御を正確に行うことができる。
【００９７】
上記の可変シャッター装置１００を用いることによって、シャッター板１２０を１２ｍｍのストロークで駆動させることができる。さらに、高い加速度を得ることができるため、１２ｍｍの移動時間を５ｍｓｅｃ以下にすることができ、例えば、移動時間を３ｍｓｅｃとすることも可能である。よって、アパーチャーの形状を変えるために必要な時間を短縮することができる。上記の可変シャッター装置１００、１０１を用いたビーム成形装置２００は、±２．５μｍ以下の位置精度を有している。従って、ビーム照射装置の対物レンズが２０倍の場合、物体上では、±０．１μｍ程度の位置精度でレーザ光を照射できる。従って、ビーム成形装置２００は、高精度が要求されるパターン基板の修正に好適である。さらに、短時間で開口形状を変化させることができるため、修正時間を短縮することができる。従って、高精度の修正を短時間で行うことができる。これにより、生産性を大幅に向上することができる。
【００９８】
レーザ加工装置などのレーザ照射装置にビーム成形装置２００を用いた場合、マグネット体１３０をレーザ照射装置の光学系に固定する。そして、レーザ光の光路中に、シャッター板１２０の開口部１２１を配置する。コイル配線１４１に対する駆動電流を制御すると、シャッター板１２０ａが移動する。これにより、ビームアパーチャー２０１の形状を変化させることができる。なお、シャッター板１２０を駆動すると、マグネット体１３０に対して反力が発生する。しかしながら、マグネット体１３０をレーザ照射装置に対して固定しているため、実用上問題とならない。また、リニアガイド１０３もレーザ照射装置に固定される。
【００９９】
複数のシャッター板１２０の界磁を共通に使用した場合、電機子反作用によってある程度の界磁乱れが発生するが、制御上問題となるレベルにはならない。特に、１つの界磁内の４枚のシャッター板１２０を逆方向に移動する場合、電機子反作用の出る方向が互いに逆となる。例えば、ビームアパーチャー２０１のサイズを変更する場合、シャッター板１２０ａ、１２０ｃを＋Ｘ方向に、シャッター板１２０ｂ、１２０ｃを−Ｘ方向に移動させる。この動作を行なうとき、電機子反作用が隣接するシャッター板１２０によって、強め合う。これにより、移動時間をさらに短縮することができる。
【０１００】
さらに、シャッター板１２０の加速度による機械的な反作用をキャンセルするため、ダミーの板を配置してもよい。例えば、８角形のビームアパーチャー２０１が不要で、四角形までで良い場合、４枚のシャッター板１２０のうち、２枚をダミー板としてもよい。ここで、ダミー板には、開口部１２１よりも十分に大きな開口部を形成する。これによって、反作用によって生じる振動をキャンセルすることができる。
【０１０１】
なお、上記の説明では、シャッター板１２０を４枚としたが、これに限るものではない。すなわち、可変シャッター装置１００には、複数のシャッター板１２０が設けられていればよい。また、可変シャッター装置１００、１０１は、簡易な構成であるため、２つの可変シャッター装置１００、１０１を交差させて配置した場合でも、駆動部１５０同士が干渉しない。従って、ビーム成形装置２００をコンパクトにすることができる。
【０１０２】
次に、上記のビーム成形装置２００を用いた欠陥修正装置について説明する。ここでは、液晶表示パネルの欠陥を修正する欠陥修正装置について、図９を用いて説明する。図９は、ビーム成形装置２００を用いた欠陥修正装置の光学系の構成を模式的に示す図である。欠陥修正装置は、レーザ光を基板６に照射する光学系４１を備えている。すなわち、欠陥修正装置は、ビーム成形装置を介してレーザ光を欠陥箇所に照射して、欠陥を修正する。さらに、この欠陥修正装置は、例えば、特許３５８０５５０号に示すように、マスクとなるマスクフィルム５を基板６上に配置して欠陥を修正している。
【０１０３】
光学系４１は、ハーフミラー３、レーザ光源１、ビーム成形機構２、対物レンズ４、ランプ光源９、フィルタ１０、ハーフミラー１１及びＣＣＤカメラ１２を備えている。光学系４１は、さらに基板６の欠陥箇所に転写された転写層に対してＵＶ光を照射するＵＶ光源１３を備えている。この光学系４１は基板６の上に配置されたリペアヘッドに設けられている。さらに、基板６の下方には、光源ヘッド３７が設けられている。光源ヘッド３７は照明光源５１とＵＶ光源５２とを有している。光学系４１のランプ光源９、ハーフミラー３、ハーフミラー１１、フィルタ１０及びＣＣＤカメラ１２ならびに光源ヘッド３７の照明光源５１は欠陥の検出あるいは、欠陥の修正が正常に行われたか否かを確認するために用いられる。すなわち、基板６の反射像あるいは透過像を観察して、欠陥の検出等が行なわれる。
【０１０４】
基板６の反射像を観察するための構成について説明する。反射観察用光源として光学系４１に設けられたランプ光源９を用いている。ランプ光源９は基板６の表面を照明するための白色光を出射する。ランプ光源９から出射した反射観察用の光はフィルタ１０を通過して、ハーフミラー１１に入射する。フィルタ１０は波長可変フィルタであり、所定の波長のみを遮光することができる。ここで、フィルタ１０は欠陥検出に好適な波長の光を出射させることができる。ハーフミラー１１に入射した光は基板６の方向に反射する。この光はハーフミラー３を透過して、対物レンズ４に入射する。対物レンズ４と基板６の間にはマスクフィルム５が基板６と対向して設けられている。そして、対物レンズ４で集光された光はマスクフィルム５を透過して基板６の表面に入射する。これにより、基板６の上面から基板６の一部を照明することができる。基板６で反射された光はマスクフィルム５、対物レンズ４、ハーフミラー３及びハーフミラー１１を透過してＣＣＤカメラ１２に入射する。ＣＣＤカメラ１２は基板６の表面での反射光に基づいて反射画像を検出する。これによって、基板６の反射像を観察することができる。
【０１０５】
次に、透過像を観察するための構成について説明する。本発明では、基板６の透過像を観察するため、光源ヘッド３７に照明光源５１を用いている。照明光源５１は、対物レンズ４の光軸上に設けられている。すなわち、照明光源５１の光軸は上記の反射像の観察用光学系の光軸と一致している。照明光源５１はステージ７を介して基板６の裏面側から基板６に透過照明光を入射させる。基板６を透過した透過光は、マスクフィルム５、対物レンズ４、ハーフミラー３及びハーフミラー１１を透過してＣＣＤカメラ１２に入射する。照明光源５１には、反射像の観察と同様にランプ光源を用いることができる。また、照明光源５１に対してレンズや波長可変フィルタなどのフィルタ等を設けても良い。欠陥検出時は、リペアヘッドと光源ヘッドを同期して移動させる。これにより、透過照明光と反射照明光とが同じ光軸で基板に入射するため、ランプ光源９及び照明光源５１のＯＮ／ＯＦＦを独立して制御することにより、透過像又は反射像のいずれを撮像するかを容易に切り替えることができる。
【０１０６】
なお、上記の説明では、マスクフィルム５を介して基板６の観察を行なったが、これに限るものではない。例えば、マスクフィルム５を基板６と光学系４１の間から外して観察を行なうこともできる。すなわち、マスクフィルム５を光軸からずらした状態で観察を行ってもよい。
【０１０７】
ＣＣＤカメラ１２はパーソナルコンピューター（ＰＣ）等の情報処理装置に接続されており、検出された画像に基づいて基板６の欠陥の有無を判断する。例えば、検出したリファレンスダイと比較するダイツーダイ方式（Ｄｉｅ−ｔｏ−Ｄｉｅ）を用いることができる。検出した画像がリファレンスダイと異なる場合は、欠陥部分であると判断する。この欠陥検出機構では、不透明な黒欠陥及び透明な白欠陥を区別して検出することができる。
【０１０８】
上記の光学系４１はリペアヘッド（図示せず）に設けられている。このリペアヘッドが基板６の上を移動可能に設けられている。さらに、リペアヘッドには、基板６に転写される転写層を有する転写フィルムが設けられている。すなわち、転写フィルムは、基板６に設けられているパターンに応じた転写層を有している。例えば、修正対象が液晶表示装置のカラーフィルタ基板に設けられた着色層である場合、転写フィルムには、Ｒ、Ｇ又はＢに着色された転写層が形成される。この転写フィルムの転写層を基板に付着して、欠陥が修正される。このような転写フィルムを有するリペアヘッドが基板６の上を移動可能に設けられている。
【０１０９】
情報処理装置はリペアヘッドのＸＹ駆動機構と接続され、欠陥検出時のリペアヘッドの位置から検出箇所が特定され、基板上における欠陥画素の座標が検出される。もちろん、欠陥検出機構は図示した構成に限らず、これ以外の構成を備える欠陥検出機構を用いてもよい。この欠陥検出機構については従来の欠陥検出装置と同様の構成を用いることができる。リペアヘッドを移動させることにより、基板６とランプ光源９からの光の相対位置を変化させて、基板６の全面の欠陥検出を行う。情報処理装置は、基板６の欠陥箇所の座標を、欠陥の種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ、遮光層）や欠陥の大きさと対応付けて記憶する。
【０１１０】
上述の欠陥検出機構により検出された欠陥は欠陥修正機構により、修正が行われる。欠陥修正機構について以下に説明する。レーザ光源１はＱスイッチＹＡＧレーザーであり、１０ｎｓｅｃ以下の短パルス光を出射することができる。さらに、レーザ光源１は、例えば、２０〜１００Ｈｚ以上のパルスレーザ光を出射することができる。レーザ光源１から出射した短パルスレーザ光はビーム成形機構２に入射する。ビーム成形機構２は上記のビーム成形装置２００を備えており、短パルス光のスポットを適当な形状に成形することが可能である。例えば、基板上での短パルス光のビームスポットをカラーフィルタの画素と略同じ形状に成形する。あるいは欠陥の形状と略同じ形状に成形するようにしてもよい。ハーフミラー３は短パルス光を基板６の方向に反射する。ここでレーザ光源１とランプ光源９からの光が同軸になるようにそれぞれの光学部品が配置されている。ハーフミラー３で反射した短パルスレーザ光はマスクフィルム５に照射される。このとき、マスクフィルム５はマスクフィルム固定治具によって固定されている。すなわち、基板６に対してマスクフィルム５が固定された状態で、マスクフィルム５にフィルム開口部が形成される。ここで、基板６上には、ビーム成形機構２のビームアパーチャーの像が結像されている。従って、ビームアパーチャーの形状に応じた領域に、レーザ光が照射される。これにより、基板６の欠陥を高い位置精度で修正することができる。
【０１１１】
さらにハーフミラー３にはレーザ光源１からのレーザ光を効率よく反射させるミラー等を用いることも可能である。例えば、レーザ光の波長に対して反射率の高いダイクロイックミラーや反射ミラーを用いてもよい。これにより、レーザ光１を効率よくマスクフィルム５に照射することができるため、レーザ光源１の出力を低減することができる。この場合、欠陥検出時や欠陥観察時には、ハーフミラー３を光路上から外してもよい。すなわち、欠陥検出時や欠陥観察時には、欠陥の検出や欠陥の観察に好適な波長の光によって基板６を照明するため、ハーフミラー３をランプ光源９の光路上から外すことが好ましい。このとき、ハーフミラー３を機械的に移動させることによって、光路上から取り除くようにする。欠陥検出時及び観察時には、ハーフミラー３をランプ光源９の光路上から除去し、開口部の形成時にはハーフミラー３をランプ光源９の光路上に配置する。
【０１１２】
このマスクフィルム５と基板６との構成について図１０を用いて説明する。図１０は修正箇所の構成を示す拡大断面図である。図１０（ａ）は短パルス光を照射中のマスクフィルム５と基板の構成を示している。図１０（ｂ）は欠陥画素の着色層が除去された基板の構成を示している。６１は赤色（Ｒ）の着色層、６２は緑色（Ｇ）の着色層、６３は青色（Ｂ）の着色層、６４はブラックマトリックス（ＢＭ）であり、これらは基板６の上面側、すなわち、リペアヘッド３５側に設けられている。まず、カラーフィルタ基板の一般的な製造方法について説明する。カラーフィルタ用の基板６には透明なガラス基板等に遮光膜となる黒色の樹脂膜等を形成して、露光、現像工程によりパターニングする。これにより、樹脂膜はマトリクス状に形成されたＢＭ６４となる。この上から、着色層の色に対応した顔料を分散した感光性樹脂を塗布して、露光、現像工程によりパターンニングする。この工程を繰り返すことにより、Ｒの着色層６１、Ｇの着色層６２及びＢの着色層６３をＢＭ６４の間に順番に設ける。もちろん、インクジェット方式によって着色層、及びＢＭを形成してもよい。ここでは図１０（ａ）に示すようにＲの着色層６１に白抜け部分が設けられているとする。すなわち、Ｒの着色層６１となる画素の一部に、Ｒの着色層６１が付着していない箇所があるとする。このような白抜け部分が設けられている画素は、欠陥検出機構により光を透過する欠陥画素として検出される。マスクフィルム５は基板６と略接触している。
【０１１３】
この画素に、レーザ光源１からの１０ｎｓｅｃ以下の短パルス光を照射する。対物レンズ４によって集光された短パルス光は基板６と近接するマスクフィルム５に入射する。この短パルス光はレーザアブレーションによりマスクフィルム５を部分的に開口するようにパワーが調整されている。本実施例では、ポリイミドフィルムを用いているため、ＹＡＧ短パルスレーザ光源１の３倍高調波の３５５ｎｍ又は４倍高調波の２６６ｎｍを使用すれば、短パルス光を吸収するので容易にマスクフィルム５にフィルム開口部を設けることができる。また、ポリイミドフィルムは可視光領域で吸収がなく略透明であるので観察が容易であり、ランプ光源９を用いて欠陥を検出することができる。なお、マスクフィルム５はポリイミドに限らず、光の照射によって、化学分解、熱的な分解、昇華又はアブレーション等によって開口する材質を用いることが出来る。レーザ光はビーム成形機構２によって、欠陥の形状又は画素の形状になるように成形されているので、マスクフィルム５のフィルム開口部の形状は欠陥形状又はＲの画素の形状と略同じ形状にすることができる。すなわち、ビームアパーチャー２０１の形状を画素形状に対応させている。レーザアブレーションによってＲの着色層６１とマスクフィルムの一部を略同時に除去することができる。
【０１１４】
除去されたＲの着色層６１はマスクフィルム５の開口部を通って、基板から離脱する。これにより、白欠陥画素のＲの着色層６１の略全てを除去することができ、図１０（ｂ）に示すように白欠陥６６となる。すなわち、ピンホール欠陥がある着色層６１を除去した画素が白欠陥６６となる。このとき、基板６から除去された着色層６１はマスクフィルム５の上に付着する。修正部周辺はフィルムでカバーされているため、Ｒの着色層６１が修正部周辺に付着して新たな欠陥を作ることがない。このように、レーザアブレーションによりフィルムと欠陥を略同時に除去することができる。なお、除去されたＲの着色層６１は１片となっているが多数のデブリとなって、マスクフィルム上に着地する場合もある。レーザ光源１のパワーは徐々にマスクフィルム５に穴を開けるように調整してもよいし、マスクフィルム５の穴あけと着色層等の除去を同時に行なうように調整してもよい。
【０１１５】
なお、上記の説明では、白抜きの画素において着色層６１を除去したが、異物が付着している画素にも適用することができる。この場合、画素に付着した異物がマスクフィルム５によって再度基板６に付着するのを防ぐことができる。異物が透明な場合、異物に短パルス光を照射しても、光の吸収がないのでレーザアブレーションが生じない。これに対し、マスクフィルム５としてポリイミドなどの光を吸収するフィルムを用いて、吸収フィルムを異物の上部に略接触させた状態で短パルスレーザ光を照射すると、マスクフィルムがレーザアブレーションで開口するのと同時に前方にとんだガスやデブリによって異物が基板に一瞬押し付けられ、その後の反跳によって基板から離脱することができる。上述の処理により基板上の異物とともに着色層６１が除去されるため、黒欠陥は光を透過する白欠陥６６となる。
【０１１６】
転写フィルム１８は熱転写によって転写する転写層を有する転写フィルムであり、例えば、富士写真フイルム社製トランサー（登録商標）を用いることができる。このフィルムにより、転写層の密着性を向上することができる。この転写フィルムを熱転写ロッドによって押圧することによって、欠陥を修正する。この転写工程について、図１１を用いて説明する。図１１は修正箇所の構成を示す拡大断面図である。なお、図１１は、図１０で示した白抜け箇所の構成を示している。
【０１１７】
マスクフィルム５の上には熱転写ロッド４３が配置されている。熱転写ロッドはリペアヘッドに設けられている。熱転写ロッド４３は上下に移動可能に設けられており、転写フィルム１８の転写層１８ｂを付着させる時には下に移動して転写フィルム１８を基板６に押圧する。ここで転写フィルム１８には、酸素遮断層、ベース層及び帯電防止層等が設けられているが、これらについては省略して図示してある。熱転写ロッド４３により転写フィルム１８を押圧すると図１１（ａ）に示す構成となる。
【０１１８】
熱転写ロッド４３を押しつけることにより、基板６と転写フィルム１８に開口部を有するマスクフィルム５が挟まれた状態となる。従って、転写層１８ｂがマスクフィルム５の開口部を介して基板６の欠陥位置に押し当てられる。開口部はレーザアブレーションにより着色層６１を除去した箇所と同じ大きさ及び同じ位置に設けられているため修正が必要な箇所と一致している。マスクフィルム５を介して転写層１８ｂを転写することにより開口部では基板６に転写層１８ｂが付着する。一方、開口部以外の領域では転写層１８ｂはマスクフィルム５の上面に付着される。
【０１１９】
このように、マスクフィルム５の開口部を介して着色層となる転写層１８ｂを転写することにより、欠陥箇所以外の領域に転写層１８ｂが付着されることを防止できる。これにより、簡易な構成で欠陥箇所にのみ転写層１８ｂを転写することができ、正確に欠陥を修正することが可能になる。また、余分な箇所に転写層１８ｂが付着されないため、後の工程で余分な箇所の転写層１８ｂを除去する必要がなくなり、生産性を向上することができる。
【０１２０】
さらに本実施例では、熱可塑性樹脂層１８ｄを介して転写層１８ｂを押下している。熱可塑性樹脂層１８ｄは弾力性を有し、転写フィルム１８を基板６に押圧する際にはクッション層として機能する。これにより、着色層６２、ＢＭ６４及びマスクフィルム５により生じる基板上の段差が吸収されるため、正確に転写層１８ｂを転写することができる。熱可塑性樹脂層１８ｄは厚さが２０μｍであるため、例えば、着色層が２μｍ、ＢＭが２μｍ、マスクフィルム５が８μｍの厚さであっても、これらにより生じる段差を吸収して正確に転写することができる。
【０１２１】
ここで、熱転写ロッド４３を押下して転写層１８ｂを熱転写している間、図９に示した光源ヘッド３７のＵＶ光源５２によって基板６の裏面側からＵＶ光を照射する。これにより、転写層１８ｂの基板６に対する密着性を向上することができる。裏面側からのＵＶ光の照射量は、例えば、約５０ｍＪとする。
【０１２２】
熱転写ロッド４３を上げて基板６と離した後、転写フィルム１８を保持する。フィルムホルダを上昇する。これにより基板６から転写フィルム１８が離れる。同時にマスクフィルム固定治具を上昇して、基板６からマスクフィルム５を離す。これにより、上面に転写層１８ｂが付着したマスクフィルム５が基板から剥離される。これにより、図１１（ｂ）に示す構成となる。このように、ドライプロセスにより転写層１８ｂを熱転写することができる。さらに、マスクフィルム固定治具を上げた後、マスクフィルムリール８を回転させる。基板６側に熱可塑性樹脂層１８ｄ等が付着してしまう場合は、後の洗浄工程において、弱アルカリ水溶液でシャワー噴霧処理を行い熱可塑性樹脂層１８ｄを除去する。もちろん、あるいは、熱可塑性樹脂層１８ｄを研磨テープで削り取る又は布テープで拭き取る等の方法により除去する。これにより、図１１（ｂ）に示すように白欠陥の位置に着色層となる転写層１８ｂが転写される。
【０１２３】
このようにマスクフィルム５を用いることにより、着色層として転写される層の厚さ、色、透過率などの特性を容易に制御することができる。すなわち、転写フィルム１８の転写層１８ｂを所望の特性で形成することにより、修正された着色層が正常な着色層と略同じ状態となるように修正することができる。これにより、正確な欠陥修正を行うことができる。また、マスクフィルム５を用いて転写することにより、転写層の密着性を向上することができる。上述の熱転写工程では、転写速度を上げるため。基板６を予備加熱するようにしてもよい。
【０１２４】
マスクフィルム５を基板６から剥がした後、転写箇所の上にＵＶ光源１３が配置されるようリペアヘッドを移動する。そして、基板６の表面側に設けられたＵＶ光源１３からＵＶ光を照射する。これにより、転写層１８ｂの両面からＵＶ光が照射されることになる。よって、転写層１８ｂに対して均一にＵＶ光を照射することができ、感光性樹脂からなる転写層１８ｂが均一に硬化される。なお、光学系４１にはＵＶ光源１３に対するレンズやフィルタ等を設けても良い。さらに、熱転写ロッド４３よりも高温のヒータロッドをリペアヘッドに設けても良い。そして、このヒータロッドを基板６に押圧することによって、転写された転写層１８ｂを加熱してもよい。
【０１２５】
ここで、マスクフィルム５のフィルム開口部の形状は、本実施の形態にかかるビーム成形装置２００を用いたビーム成形機構２によって決定される。すなわち、ビーム成形装置２００のビームアパーチャー２０１の形状に応じた形状のフィルム開口部が形成される。このフィルム開口部を介して欠陥を修正することによって、欠陥となる画素以外に転写層が転写されるのを防ぐことができる。よって、欠陥を精度よく修正することができ、生産性を向上することができる。
【０１２６】
なお、上記の修正工程以外で修正を行ってもよい。例えば、マスクフィルムを用いない欠陥修正装置に対しても利用することができる。この場合、レーザ光を欠陥箇所に照射して、欠陥となる着色層を除去する。すなわち、パターンに直接、パルスレーザ光を照射して欠陥を修正しても良い。また、着色層のパターンを除去して修正パターンを形成することも可能である。
【０１２７】
ここで、液晶表示装置などの表示装置を修正する場合、画素毎に欠陥を修正することがある。例えば、欠陥となる画素全体の着色層をレーザで除去した後、マスクフィルムのフィルム開口部を介して転写を行なう。この場合、表示装置の画素に応じた形状でカラーフィルタを除去する必要がある。すなわち、図１０で示したＢＭ６４を除去せず、着色層６１のみを除去する必要がある。この場合、ビーム成形装置２００の位置精度が重要となる。
【０１２８】
次に、位置検出部１６０における検出結果に基づいてフィードバック制御を行うための構成について図１２を用いて説明する。図１２は、本実施の形態にかかる可変シャッター装置１００において、フォードバックを行なうための情報処理装置の構成を示すブロック図である。この情報処理装置１７０は、フィードバック位置制御に加えて、上述の欠陥検出、欠陥修正のための制御を行っている。これについては、従来の同様の制御を用いることができるため、説明を省略する。情報処理装置１７０は上述のように、ＰＣなどである。この情報処理装置１７０によって、駆動電流がフィードバック制御される。具体的には、情報処理装置１７０は、位置検出の結果に応じて駆動電流をＰＩＤ制御する。すなわち、現在の検出位置及び目標位置に応じて、駆動電流を決定する。
【０１２９】
情報処理装置１７０には、補正テーブル１７１が設けられている。補正テーブル１７１はメモリ等の記憶装置を備えており、光検出器１６６の直線性を補正するためのテーブルデータを記憶している。例えば、ＰＳＤを光検出器１６６として用いた場合、その直線性は１％であり、十分でない場合がある。この場合、実際のサンプルであるカラーフィルターの着色層にレーザ光を照射して、位置補正用のテーブルデータを作成する。すなわち、補正テーブル１７１では、ＰＳＤである光検出器１６６によって検出された位置と、実際のシャッター板１２０の位置とが対応付けられて記憶されている。補正テーブル１７１に記憶されたテーブルデータに応じて、シャッター板１２０の位置が補正される。この補正テーブルは、全てのシャッター板１２０に対して作成される。従って、ここでは、８種類のテーブルデータを作成している。
【０１３０】
補正テーブル１７１を作成するため、１枚ずつシャッター板１２０を駆動する。具体的には、他の７枚のシャッター板１２０は全視野オープンの位置に固定しておいて、１枚のシャッター板１２０を徐々に開けていく。そして、シャッター板１２０の位置を変える毎に、基板６の着色層にパルスレーザ光を照射する。ここでは、損傷してもよい箇所の着色層にレーザ光を照射する。もちろん、補正テーブル作成用のダミー基板を用いてもよい。そして、レーザ光の入射位置をＣＣＤカメラ１２で確認する。ＣＣＤカメラ上の位置と、光検出器１６６での検出位置とを比較して、テーブルデータを決定する。そして、可動範囲全体を移動させて、補正テーブル１７１を作成する。これにより、光検出器で検出された位置が補正される。
【０１３１】
上記の処理を全てのシャッター板１２０に対して行う。これにより、０°、９０°のみならず、４５°の補正も行うことができる。すなわち、開口部１２１ａ、１２１ｂの斜辺の位置を正確に検出することができる。さらに、補正テーブル１７１に対して、予め測定したレンズの歪み関数を与える。これにより、ビームアパーチャー２０１を投影する対物レンズの歪みによる影響を取り除くことができる。従って、視野全体において、歪みの無い加工を行うことができる。
【０１３２】
シャッター板１２０の位置制御には、上記の補正テーブル１７１が参照される。具体的には、それぞれのシャッター板１２０の目標位置を位置設定部１７３に設定する。すなわち、位置設定部１７３には修正する画素に応じて目標位置が設定される。まず、この目標位置に移動するよう駆動電流を供給する。そして、シャッター板１２０の移動中に、光検出器１６６によって位置検出用透光部１２２を通過した光を検出する。そして、この検出結果を補正テーブル１７１によって補正する。これにより、シャッター板１２０の現在の位置を検出することができる。さらに制御部１７２は、シャッター板１２０の現在位置と、位置設定部１７３に設定された目標位置とに基づいて、駆動電流を決定する。そして、決定された駆動電流をそれぞれのコイル配線１４１に供給する。これを繰り返して、フィードバック制御する。
【０１３３】
なお、シャッター板１２０を移動させるときは、一定の加速度で加速する。そして、所定の速度となったら、電流を停止して、シャッター板１２０を等速度移動させる。そして、目標位置に近づいたら、電流を反転させてシャッター板１２０を減速する。このとき、検出された位置によって、目標位置に近づいたと判定される。これにより、短時間で移動させることができる。また、一定の時間だけ電流を流すことによって、コイル配線１４１が加熱されるのを防ぐことができる。
【０１３４】
さらに、シャッター板１２０が目標位置まで移動したことを示す信号をレーザ光源１のトリガーとしてもよい。すなわち、全てのシャッター板１２０が目標位置に到達したことを示す移動完了信号を情報処理装置１７０からレーザ光源１に入力する。レーザ光源１は移動完了信号をトリガー信号として、パルスレーザ光を出射する。すなわち、レーザ光源１には、シャッター板が目標位置まで移動したことを示す移動完了信号が入力される。そして、レーザ光源１のドライバは移動完了信号に基づいて、パルスレーザ光を出射する。これにより、目標となる形状のビームアパーチャー２０１を介して、ビームを照射することができる。従って、照射位置を正確に制御することができる。
【０１３５】
通常、ＹＡＧレーザは、１秒に２０〜２００ショットほどパルスレーザ光を出射することができる。さらに、可変シャッター装置１００、１０１の位置決め時間は５ｍｓｅｃ以下である。そのため、ビームアパーチャー２０１を１ショット毎に異なる形状とすることができる。すなわち、パルス毎にレーザ光を異なる位置に照射することができる。もちろん、複数のパルスレーザ光で重複する領域を照射しても良い。すなわち、同じ位置に同じ形状で２以上のパルスを照射してもよい。このように、パルスレーザ光のパルスに応じてビームアパーチャー２０１の位置や開口形状を変化させることができる。
【０１３６】
なお、４枚のシャッター板１２０の合計の厚みは、０．４ｍｍである。従って、シャッター板１２０の合計の厚みは、焦点深度に比べて十分薄い。よって、ビームアパーチャー２０１の像がぼけることがなく、高い位置精度で制御することができる。これにより、確実に欠陥を修正することができる。
【０１３７】
液晶表示装置の欠陥修正装置の場合、欠陥が画素形状に応じてビームを成形することがある。すなわち、欠陥と判定された画素については、その画素の着色層全体をレーザ光で除去する必要がある。さらに、アクティブマトリクス型の液晶表示装置では、着色層のパターン形状が複雑な形状となることがある。例えば、画素のＴＦＴ部分にはＢＭが形成されるため、画素の着色層パターンが図１３のように複雑な形状となってしまうことがある。
【０１３８】
図１３に示すような画素パターン２０９を照射領域とする場合、シャッター板１２０を駆動して、上下に長い八角形のビームアパーチャーを形成する。そして、ビームアパーチャーを介してパルスレーザ光を照射する。これにより、領域２１０ａのパターンが除去される。さらに、Ｘ方向、及びＹ方向にビームアパーチャーを狭くする。これにより、横幅が細く、かつ縦方向に短い八角形のビームアパーチャーが形成される。そして、ビームアパーチャーを介してパルスレーザ光を照射する。これにより、領域２１０ｂのパターンが除去される。最後に、三角形のビームアパーチャーを形成する。ビームアパーチャーを介してパルスレーザ光を照射する。これにより、領域２１０ｃのパターンが除去される。このように、複雑な形状に対しても欠陥を修正することができる。なお、各領域の一部は互いに重複している。
【０１３９】
さらに、図１４に示すように、くの字型の画素２１１を修正することもある。ここで、画素２１１の角度は４５°からずれている。すなわち、開口部１２１ａ、１２１ｂの斜辺と平行ではない。この場合、ショット数を増やすことによって、欠陥を修正することができる。具体的には平行四辺形のビームアパーチャーを形成する。そして、ビームアパーチャーを介してパルスレーザ光を照射する。これにより、領域２１０ａのパターンが除去される。次に、平行四辺形のビームアパーチャーを平行移動して、パルスレーザ光を照射する。これにより、領域２１０ｂのパターンが除去される。このとき、ビームアパーチャーの位置のみが変化して、開口形状は変化しない。
【０１４０】
くの字型の画素２１１の上半分にパルスレーザ光を照射したら、ビームアパーチャーを逆向きの平行四辺形とする。すなわち、斜辺の角度が９０°反転する。そして、逆向きの平行四辺形のビームアパーチャーを介してパルスレーザ光を照射すると、領域２１０ｅのパターンが除去される。このとき、平行四辺形の大きさは変化していない。そして、逆向きの平行四辺形を平行移動して、領域２１０ｈまでパルスレーザ光を順番に照射していく。これにより、くの字型のパターンを有する着色層が除去される。ここで、ショット数を多くすると、修正時間は長くなるが、画素の形状と、照射領域との誤差を小さくすることができる。このように、パルスレーザ光を照射することによって、欠陥パターンを除去して、欠陥修正を行う。これによって、図１０（ｂ）に示したように、正確に欠陥を除去することができる。もちろん、くの字型に限らず、Ｖ字型の画素や、複雑に屈曲した画素でも修正を行うことができる。すなわち、画素の形状に応じて、ビームアパーチャー２０１の形状を設定して、複数のショットで欠陥を除去すればよい。
【０１４１】
さらに、図１１で示したように、パターンを除去した部分にそのパターンに応じた転写層を転写することも可能である。すなわち、転写層を有する転写フィルムを用いることによって、パターンに応じた修正が可能となる。この場合、上記のマスクフィルム５を介して転写することが好ましい。マスクフィルム５を用いることによって、除去部分以外に転写層が転写されるのを防ぐことができる。よって、正確な欠陥修正が可能となる。さらに、パターンに応じた修正は、転写フィルムを用いるものに限られるものではない。例えばフィルム開口部を介して、除去部分に樹脂溶液を塗布することによって、修正してもよい。
【０１４２】
ここで、ビームアパーチャー２０１を徐々に開けながら、又は閉めながら、パルスレーザ光を照射する。これにより、マスクフィルム５又は、着色層のパターンにスロープ加工を施すことができる。例えば、ビームアパーチャー２０１を同じ位置で徐々に狭くすると、図１５に示すように、マスクフィルム５に階段状のフィルム開口部を形成することができる。すなわち、フィルム開口部のエッジをテーパ形状に加工することができる。なお、図１５は欠陥箇所の構成を模式的に示す側面断面図である。図１５では４パルスでマスクフィルム５を貫通させている。これにより、急峻な斜面のないフィルム開口部を形成することができる。
【０１４３】
これにより、確実に欠陥修正をすることができる。例えば、転写フィルムとして上記のトランサーを用いた場合、エッジ箇所で確実に修正できない場合がある。すなわち、欠陥箇所の周辺に急峻なエッジがあると、エッジ部分に転写されにくくなってしまう。また、マスクフィルムのフィルム開口部に急峻なエッジがあると、マスクフィルム５を剥離するときに、転写層が基板６から剥がれたりすることがある。この問題を解決するため、着色層のパターンやフィルム開口部を階段状に形成することが好ましい。これにより、階段状のスロープが形成され、確実に修正することができる。
【０１４４】
図１５に示す例では、４ショットで着色層６１を階段状に加工している。ここで、各ショットにおけるビームアパーチャー２０１の形状を徐々に小さくする。すなわち、ビームアパーチャー２０１を閉じながら、４パルス分のレーザ光を照射する。これにより、階段状のエッジを作成することができる。さらに、階段の段差は、パルスレーザ光の１ショットあたりのパワーや、ショット数を調整することによって、小さくすることができる。
【０１４５】
さらには、マスクフィルム５を用いずに欠陥を除去、修正することも可能である。例えば、レーザ光の照射を直接照射して欠陥箇所のパターンを除去する。そして、パターンが除去された箇所に、パターンに応じた修正パターンを形成する。修正パターンは、例えば、インクジェット方式によって形成することができる。すなわち、除去部分にのみ樹脂溶液を塗布することによって、修正パターンが形成される。そして、ビームアパーチャー２０１の形状をパルスに応じて変化させ、欠陥箇所に残存するパターンのエッジを階段状に加工できる。
【０１４６】
なお、カラーフィルタの着色層を修正する欠陥修正装置について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、修正対象は、表示装置のＴＦＴアレイ基板や、半導体基板等のパターン基板とすることができる。本実施の形態にかかるビーム成形装置２００は、パターン基板の微細な加工を行う欠陥修正装置に好適である。さらには、ビーム成形装置２００を露光装置に適用してもよい。このように、ビーム成形装置を有する欠陥修正装置で欠陥部分を除去することによって、正確な欠陥修正を短時間で行うことができる。よって、生産性を向上することができる。また、これらの欠陥を修正する工程をパターン基板の製造工程に加えることにより、欠陥の無いパターン基板を製造することができる。すなわち、フォトリソグラフィー法などによって基板上に所定のパターンを形成した後、欠陥修正装置に設けられた欠陥検出機構で欠陥を検出する。そして、この欠陥に対して上記の工程で欠陥修正を行う。これにより、パターン基板の生産性を向上するとができる。ステージ移動とスリット移動とを同期させた上で、露光用光源を組み合わせことにより、マスクパターンなしで、複雑な形状の任意パターンを高速で簡便に露光できる。また、パターン内での露光量の制御も簡便にできる。
【０１４７】
なお、上記の説明では光ビームを成形するための構成に付いて説明したが、ビーム成形装置２００は他のビームに対しても利用可能である。例えば、電子ビームやイオンビームなどの荷電粒子ビームを成形しても良い。すなわち、ビームの経路中に、ビーム成形装置２００を配置すればよい。この場合、シャッター板１２０の材質や、厚さは、ビームの種類やエネルギーに応じて決定すればよい。さらに、上記の可変シャッター装置１００を、ビームの成形以外について利用しても良い。例えば、可変シャッター装置１００を気体や流体やエネルギーの流れの一部を遮る用途に利用することも可能である。
【０１４８】
なお、上述したマグネット体１３０と、配線基板１４０からなる駆動部１５０を直線駆動装置として利用しても良い。この場合、移動対象となる物体を配線基板１４０に取り付ける。これにより、複数の対象物体を独立してＸ方向に直進移動させることができる。この場合、直線駆動装置は、複数の対象物体に対応して設けられた複数の配線基板と、複数の配線基板に渦巻状に形成されたコイル配線とを備える。さらに、コイル配線のＹ方向の電流経路を挟むように設けられたマグネットによって、コイル配線１４１のうち、Ｙ方向の電流経路部分を横切る方向の磁界が生成される。このように、コイル配線１４１の一部を挟むように配置されたマグネット対によって、その一部のコイル配線を横切る方向に磁場が生成される。これにより、マグネット体１３０と、配線基板１４０とがリニアモーターとして機能する。簡易な構成で複数の対象物体を独立して移動させることができる。この場合、マグネット体１３０を架台などに固定する。対象物体は板状の物体とすることが好ましい。
【０１４９】
さらに、直線駆動装置に位置検出部１６０を設けても良い。この場合、対象物体に貫通孔を設けて、位置検出用透光部１２２と透光部１２３を形成してもよい。また、対象物体に貫通孔を形成するのが困難な場合、対象物体や配線基板１４０に対して位置検出用透光部１２２と透光部１２３とを有する基板を取り付けてもよい。さらに、位置検出部１６０を、配線基板１４０の一部に設けても良い。例えば、十分大きい配線基板１４０に所定の数の貫通孔を設けて、位置検出用透光部１２２と、透光部１２３とを形成することができる。さらに、配線基板１４０に対して位置検出用透光部１２２、と透光部１２３とを有する基板を取り付けてもよい。このように、位置検出用透光部１２２が、配線基板１４０の移動に応じて移動する箇所に設ける。これにより、対象物体の位置を正確に制御することができる。
【０１５０】
このように、本実施の形態にかかる直線駆動装置、可変シャッター装置１００、ビーム成形装置２００は、簡易な構造で高速に移動させることができる。よって、処理時間を短縮することができる。上記の可変シャッター装置１００には４枚のシャッター板１２０を設けることが好適である。これにより、開口形状を様々な形状にすることができる。さらに、位置検出部１６０を設けることによって、位置精度を向上することができる。このようなビーム成形装置は、欠陥修正装置などのビーム照射装置に好適である。さらに、ビーム成形装置２００でビームを成形することによって、欠陥修正のアプリケーションを広くすることができる。例えば、テーパ形状の加工を容易に行うことができ、生産性を向上することができる。
【符号の説明】
【０１５１】
１  レーザ光源、２  ビーム成形機構、３  ハーフミラー、４  対物レンズ、
５  マスクフィルム、６  基板、７  ステージ、８  マスクフィルムリール、
９  ランプ光源、１０  波長可変フィルタ、１１  ハーフミラー、１２  ＣＣＤカメラ、
１３  ＵＶ光源、１８  転写フィルム、３７  光源ヘッド、４１  光学系、
４３  熱転写ロッド、５１  照明光源、５２  ＵＶ光源、
６１  赤色の着色層、６２  緑色の着色層、６３  青色の着色層、
６４  ブラックマトリクス、６５  異物、６６  白欠陥、
１００  可変シャッター装置、１０１  可変シャッター装置、１０３  リニアガイド、
１２０  シャッター板、１２１  開口部、１２２  位置検出用透光部、１２３  透光部、
１３０  マグネット体、１３１  ヨーク、１３２  マグネット、１３３  マグネット、
１３４  マグネット、１３５  マグネット、１３７  マグネット対、
１３８  マグネット対
１４０  配線基板、１４１  コイル配線、１４２  表面、１４３  裏面、
１４５  フレキシブル配線部、１４６、供給配線、１４７  端子、１４９  貫通孔
１５０  駆動部、１６０  検出部、１６１  フォトダイオードアレイ、
１６２  フォトダイオード、１６４  入射面、１６５  出射面、１６６  光検出器、
２００  ビーム成形装置、２０１  ビームアパーチャー、２０９  画素パターン、
２１０  領域、２１１  画素
【図１】
0005382826.tif 000002
【図２】
0005382826.tif 000003
【図３】
0005382826.tif 000004
【図４】
0005382826.tif 000005
【図５】
0005382826.tif 000006
【図６】
0005382826.tif 000007
【図７】
0005382826.tif 000008
【図８】
0005382826.tif 000009
【図９】
0005382826.tif 000010
【図１０】
0005382826.tif 000011
【図１１】
0005382826.tif 000012
【図１２】
0005382826.tif 000013
【図１３】
0005382826.tif 000014
【図１４】
0005382826.tif 000015
【図１５】
0005382826.tif 000016