(57)【要約】【課題】基材に形成された下地パターンの上に新たなパターンを露光する際、下地パターンの位置ずれ量を所定の時間内に高精度に測定する。【解決手段】基板１上における下地パターンの形状を、チャックの表面に多数配設されたラインセンサを用いて基板の裏面から検出し、検出された下地パターンの形状に基づいて、光ビーム照射装置２０の駆動回路へ供給する描画データを作成する。基板１をチャックに搭載し、チャック１０と、光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置２０とを、相対的に移動し、光ビーム照射装置２０からの光ビームにより基板１を走査して、基板１に下地パターンに対応した新たなパターンを描画する。【選択図】図８
2014066870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二方向に配列された複数のミラー群を描画データに基づいて駆動する空間的光変調器を用いて光ビームを変調し、樹脂膜の塗布された基材を保持するステージ手段を相対的に移動させながら前記光ビームを照射することによって前記基材の前記樹脂膜に前記描画データに基づいたパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記ステージ手段の表面に多数配設されたラインセンサ手段を用いて前記基材の裏面から前記基材上に形成されている第1のパターンの形状を検出し、検出された前記第1のパターンの形状に基づいて、前記基材に描画される第２のパターンに関する描画データを作成することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン形成方法において、前記ラインセンサ手段は、前記第1のパターンの形状に対応した明暗に基づいた信号を出力し、前記明暗に基づいた信号を処理して前記基材上に形成されている前記第1のパターンの形状を検出し、この検出結果に基づき前記第1のパターンの前記基材上における歪みを算出し、算出された歪みに基づいて前記基材に描画される第２のパターンに関する描画データを作成することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のパターン形成方法において、前記ラインセンサ手段の長手方向が前記ステージ手段の移動方向に対して１又は複数の角度で傾斜するように配設されていることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載のパターン形成方法において、前記ラインセンサ手段がマトリクス状に配列され、このマトリクス状に配列されたラインセンサ手段群の行方向及び列方向がそれぞれ前記ステージ手段の移動方向及びこれに直交する方向に対してそれぞれ所定の角度で傾斜して配列されていることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項５】
二方向に配列された複数のミラー群を描画データに基づいて駆動する空間的光変調器を用いて光ビームを変調し、樹脂膜の塗布された基材を保持するステージ手段を相対的に移動させながら前記光ビームを照射することによって前記基材の前記樹脂膜に前記描画データに基づいたパターンを形成するパターン形成装置であって、
前記ステージ手段の表面に多数配設されたラインセンサ手段群を用いて前記基材の裏面から前記基材上に形成されている第1のパターンの形状を測定するパターンずれ測定手段と、
前記ラインセンサ手段群によって検出された前記第1のパターンの形状に基づいて、前記基材に描画される第２のパターンに関する描画データを作成する描画データ作成手段と
を備えたことを特徴とするパターン形成装置。
【請求項６】
請求項５に記載のパターン形成装置において、前記ラインセンサ手段群は、前記第1のパターンの形状に対応した明暗に基づいた信号を出力し、前記パターンずれ測定手段は、前記ラインセンサ手段群から出力される前記明暗に基づいた信号を処理して前記基材上に形成されている前記第1のパターンの形状を検出し、その検出結果に基づき前記第1のパターンの前記基材上における歪みを測定し、前記描画データ作成手段は、前記パターン測定手段によって測定された前記歪みに基づいて前記基材に描画される第２のパターンに関する描画データを作成することを特徴とするパターン形成装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載のパターン形成装置において、前記ラインセンサ手段は、その長手方向が前記ステージ手段の移動方向に対して１又は複数の角度で傾斜するように配設されていることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項８】
請求項５、６又は７に記載のパターン形成装置において、前記ラインセンサ手段は、マトリクス状に配列され、このマトリクス状に配列されたラインセンサ手段群の行方向及び列方向がそれぞれ前記ステージ手段の移動方向及びこれに直交する方向に対してそれぞれ所定の角度で傾斜するように配列されていることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項９】
請求項１から４までのいずれか１に記載のパターン形成方法又は請求項５から８までのいずれか１に記載のパターン形成装置を用いて基材の露光を行うことを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
請求項１から４までのいずれか１に記載のパターン形成方法又は請求項５から８までのいずれか１に記載のパターン形成装置を用いて、表示用パネルを製造することを特徴とする表示用パネル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の波長の光によって重合や硬化などの化学反応を起こす樹脂材の塗布された基材へ光ビームを照射し、光ビームにより基材を走査して、基材に所定のパターンを描画するパターン形成方法及び装置、露光装置並びに表示用パネル製造方法に係り、特に基材に形成された下地パターンの上に新たなパターンを描画するのに好適なパターン形成方法及び装置、露光装置並びに表示用パネル製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基材やカラーフィルタ基材、プラズマディスプレイパネル用基材、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基材等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基材上にパターンを描画形成して行われる。露光装置としては、従来、レンズ又は鏡を用いてマスクのパターンを基材上に投影するプロジェクション方式やスキャン方式と、マスクと基材との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けてマスクのパターンを基材へ転写するプロキシミティ方式があった。
近年、フォトレジストが塗布された基材へ光ビームを照射し、光ビームにより基材を走査して、基材にパターンを描画する露光装置が開発されている。光ビームにより基材を走査して、基材にパターンを直接描画するため、高価なマスクが不要となる。また、描画データ及び走査のプログラムを変更することにより、さまざまな種類の表示用パネル基材に対応することができる。この様な露光装置として、例えば、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３に記載のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３３２２２１号公報
【特許文献２】特開２００５−３５３９２７号公報
【特許文献３】特開２００７−２１９０１１号公報
【特許文献４】特開２０１１−０８２３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、表示用パネルの各種基材の製造では、大型化及びサイズの多様化に対応するため、比較的大きな基材を用意し、表示用パネルのサイズに応じて、１枚の基材から複数枚の表示用パネル基材を製造している。主に大型の基材の露光に用いられるプロキシミティ方式では、基材の一面を一括して露光しようとすると、基材と同じ大きさのマスクが必要となり、高価なマスクのコストがさらに増大する。そこで、基材より比較的小さなマスクを用い、基材をＸＹ方向にステップ移動させて、基材の一面を複数のショットに分けて露光する方式が主流となっている。基材の一面を複数のショットに分けて露光する場合、マスクと基材との相対的な位置及び回転、並びにマスクと基材との間のプロキシミティギャップを各ショットで全く同じにすることは困難であり、基材へ転写されるパターンの位置、回転又は大きさがショット毎に微妙に変化する。
【０００５】
また、基材にパターンを直接描画する方式では、基材と光ビームとを相対的に移動して光ビームによる基材の走査を行うが、その際、精密な光学系を含む光ビーム照射装置を固定し、基材を搭載するチャックをステージにより移動するのが一般的である。ステージによりチャックを移動する際、ステージに横揺れやヨーイング等の走行誤差が発生して、チャックに搭載された基材の移動経路がずれると、光ビーム照射装置からの光ビームにより描画されるパターンの位置がずれる。このステージの走行誤差によるパターンの位置ずれ量は、基材内で場所によって異なってくる。
【０００６】
この様に、プロキシミティ方式又は基材にパターンを直接描画する方式による露光で基材に形成された下地パターンの上に、新たなパターンを露光する場合、下地パターンの位置ずれ量が基材内で場所によって異なるため、下地パターンと新たに露光するパターンとの位置関係が基材内で場所によって変化する。そのため、例えば、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基材の製造において、基材上に形成されたブラックマトリクスの上に着色パターンを露光する場合、着色パターンが、基材内で場所によって各画素の位置からずれてしまうという問題があった。
【０００７】
このような問題を解決するため、出願人は、特許文献４の露光装置を提案している。この特許文献１に記載の露光装置は、基材が搭載されているチャックの上空にＣＣＤカメラなどからなる検出装置を４個程度配置し、これらを基材上空で移動させて基材に描画されている下地パターンを検出し、その形状の歪みを測定するようにしたものである。しかし、この方式によれば、検出装置の移動によって数μｍ程度の移動誤差が生じ、所定のタクトタイム内に下地パターンの歪みを高精度に検出するという課題を克服することが困難な状況にあった。一方、下地パターンの歪み等を高精度に測定しようとすると、検出装置を下地パターンの多数箇所へ移動しなければならず、移動後に測定を行なうという移動−測定−移動の繰り返し動作によって、タクトタイムが増加する傾向にあった。
【０００８】
本発明の目的は、基材に形成された下地パターンの上に新たなパターンを露光する際、下地パターンの位置ずれ量を所定の時間内に高精度に測定することである。また、本発明の別の目的は、高品質な表示用パネル基材を製造することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の表示用パネル基材の製造方法は、上記のいずれかの露光装置又は露光方法を用いて基材の露光を行うものである。上記の露光装置又は露光方法を用いることにより、新たなパターンが基材全体に渡って下地パターンに合わせて露光されるので、高品質な表示用パネル基材が製造される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の表示用パネル基材の製造方法によれば、新たなパターンを基材全体に渡って下地パターンに合わせて露光することができるので、高品質な表示用パネル基材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１に示す露光装置の側面図である。
【図３】図２に示す露光装置の正面図である。
【図４】光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。
【図５】図１の露光装置に設けられたレーザー測長システムの動作を説明する図である。
【図６】基板の下地パターン及び下地パターンの位置ずれの様子を模式的に示す図である。
【図７】チャック内に埋め込まれている下地パターンずれ測定シテシムを構成するラインセンサ群の配置例を示す図である。
【図８】図７の下地パターンずれ測定シテシムを構成するラインセンサ群が図６の下地パターンとの関係を示す図である。
【図９】図８におけるラインセンサと下地パターンとの関係を示す拡大図である。
【図１０】図１、図４及び図５の主制御装置を構成する描画制御部の概略構成を示す図である。
【図１１】光ビームによる基板の走査を説明する１番目の図である。
【図１２】光ビームによる基板の走査を説明する２番目の図である。
【図１３】光ビームによる基板の走査を説明する３番目の図である。
【図１４】光ビームによる基板の走査を説明する４番目の図である。
【図１５】液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図１６】液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。この実施の形態では、パターン形成装置の一例として露光装置を例に説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。図２は、図１に示す露光装置の側面図、図３は、図２に示す露光装置の正面図である。本実施の形態は、前工程の露光で基板に形成された下地パターンの上に、新たなパターンを露光する露光装置の例を示している。露光装置は、ベース３、Ｘガイド４、Ｘステージ５、Ｙガイド６、Ｙステージ７、θステージ８、下地パターンずれ測定装置９、チャック１０、ゲート１１、光ビーム照射装置２０、リニアスケール３１，３３、エンコーダ３２，３４、レーザー測長システム制御装置４０、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０を含んで構成されている。なお、図２及び図３では、レーザー測長システムのレーザー光源４１、レーザー測長システム制御装置４０、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０が省略されている。露光装置は、これらの他に、基板搬送ロボット、装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。以下に説明する実施の形態におけるＸＹ方向は例示であって、Ｘ方向とＹ方向とを入れ替えてもよい。
【００１３】
図１〜図３に示すように、チャック１０は、基板１の受け渡しを行う受け渡し位置にある。受け渡し位置において、図示しない基板搬送ロボットにより基板１がチャック１０へ搬入され、また図示しない基板搬送ロボットにより基板１がチャック１０から搬出される。チャック１０は、基板１の裏面を真空吸着して支持する。基板１の表面には、フォトレジストなどの紫外線硬化樹脂が塗布されている。チャック１０の表面には、下地パターンずれ測定シテシムを構成する複数のラインセンサ群が埋め込まれている。図１では、チャック１０の表面にマトリクス状に示した点がラインセンサである。これらのラインセンサはチャック１０の表面にマトリクス状に規則的に埋め込まれており、基板１に予め描画されている下地パターンの形状に対応した明暗信号を出力する。図１において、チャック内に埋め込まれた多数のラインセンサの検出信号（明暗信号）は、下地パターンずれ測定装置９に取り込まれる。下地パターンずれ測定装置９は、このラインセンサからの検出信号に基づいてその明暗を微分処理して、コントラスト差を出す。これによって、下地パターンずれ測定装置９は、下地パターンの形状及び位置を認識可能とし、予め基準基板によって取得しておいた下地パターンの位置と比較することによって、下地パターンの位置ずれ及び歪み等を算出する。下地パターンずれ測定装置９は、多数のラインセンサ群をチャック１０の表面に実装していることにより、下地パターンの単純な大きさの拡大や縮小に関する情報だけでなく、チャック１０の平面における下地パターンの歪みを高精度に算出することができる。また、算出された下地パターンの歪み情報は、主制御装置７０に通信で報告される。主制御装置７０は、報告された下地パターンの歪み情報をもとに、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データを補正／修正して作成する。下地パターンずれ測定システムの詳細については後述する。
【００１４】
基板１の露光を行う露光位置の上空には、ベース３を跨ぐようにゲート１１が設けられている。ゲート１１には、複数の光ビーム照射装置２０が搭載されている。なお、この実施の形態は、８つの光ビーム照射装置２０を用いた露光装置の例を示しているが、光ビーム照射装置の数はこれに限らず、本発明は１つ又は２つ以上の光ビーム照射装置を用いた露光装置に適用される。
【００１５】
図４は、光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。光ビーム照射装置２０は、光ファイバー２２、レンズ２３、ミラー２４、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）２５、投影レンズ２６、及びＤＭＤ駆動回路２７を含んで構成されている。光ファイバー２２は、レーザー光源ユニット２１から発生された紫外線光ビームを、光ビーム照射装置２０内へ導入する。光ファイバー２２から射出された光ビームは、レンズ２３及びミラー２４を介して、ＤＭＤ２５へ照射される。ＤＭＤ２５は、光ビームを反射する複数の微小なミラーを直交する二方向に配列して構成された空間的光変調器であり、各ミラーの角度を変更して光ビームを変調する。ＤＭＤ２５により変調された光ビームは、投影レンズ２６を含むヘッド部２０ａによって基板１の表面に照射される。ＤＭＤ駆動回路２７は、主制御装置７０から供給される描画データに基づいて、ＤＭＤ２５の各ミラーの角度を変更する。
【００１６】
図１〜図３に示すように、チャック１０は、θステージ８の上側に搭載されている。θステージ８の下側にはＸステージ５及びＹステージ７が設けられている。Ｘステージ５は、ベース３の上面に設けられた４本のＸガイド４上に搭載され、Ｘガイド４に沿ってＸ方向へ移動するようになっている。Ｙステージ７は、Ｘステージ５の上面に設けられた２本のＹガイド６上に搭載され、Ｙガイド６に沿ってＹ方向へ移動するようになっている。θステージ８は、Ｙステージ７上に搭載され、チャック１０をθ方向へ回転制御している。Ｘステージ５、Ｙステージ７及びθステージ８には、ボールねじ及びモータや、リニアモータ等の図示しない駆動機構がそれぞれ設けられており、各駆動機構は、図１のステージ駆動回路６０によって駆動制御されている。
【００１７】
θステージ８がチャック１０をθ方向へ回転することによって、チャック１０に搭載された基板１は、それぞれの直交する二辺がＸ方向及びＹ方向へ合致するように回転制御される。Ｘステージ５は、Ｘ方向へ移動することによって、チャック１０を受け渡し位置と露光位置との間で移動させる。露光位置において、Ｘステージ５がＸ方向へ移動することによって、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射される光ビームが、基板１の表面をＸ方向へ走査することになる。また、Ｙステージ７がＹ方向へ移動することによって、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射される光ビームのＸ方向の操作領域がＹ方向へ移動することになる。図１に示すように、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０に制御信号を出力し、ステージ駆動回路６０を制御することによって、θステージ８のθ方向の回転量及び回転位置、Ｘステージ５のＸ方向の移動量及び移動位置、及びＹステージ７のＹ方向の移動量及び移動位置の制御を行なう。
【００１８】
なお、この実施の形態では、チャック１０はＸステージ５と共にＸ方向へ移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームを用いた基板１の走査が行なわれているが、光ビーム照射装置２０を移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームを用いた基板１の走査が行なわれるようにしてもよい。また、チャック１０及び光ビーム照射装置２０の両方をＸ方向に移動するようにしてもよい。同様に、チャック１０はＹステージ７と共にＹ方向へ移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームを用いた基板１の走査領域が変更されるようにしているが、光ビーム照射装置２０を移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームを用いた基板１の走査領域の変更が行なわれるようにしてもよい。この場合も同様に、チャック１０及び光ビーム照射装置２０の両方をＹ方向へ移動するようにしてもよい。
【００１９】
図１〜図３に示すように、ベース３の側縁部上には、Ｘ方向へ伸びるリニアスケール３１が設置されている。リニアスケール３１は、Ｘステージ５のＸ方向への移動量を検出するためのエンコーダ３２用の目盛を備えている。また、Ｘステージ５の側縁部上には、Ｙ方向へ伸びるリニアスケール３３が設置されている。リニアスケール３３は、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出するためのエンコーダ３４用の目盛を備えている。
【００２０】
図１〜図３に示すように、Ｘステージ５の一側面には、リニアスケール３１の目盛に対向して、エンコーダ３２が取り付けられている。エンコーダ３２は、リニアスケール３１の目盛を検出し、その検出パルス信号を主制御装置７０へ出力する。Ｙステージ７の一側面には、リニアスケール３３の目盛に対向して、エンコーダ３４が取り付けられている。エンコーダ３４は、リニアスケール３３の目盛を検出し、その検出パルス信号を主制御装置７０へ出力する。主制御装置７０は、エンコーダ３２，３４からのパルス信号をカウントして、Ｘステージ５のＸ方向及びＹステージ７のＹ方向の移動量を検出し、その位置を特定する。
【００２１】
図５は、図１の露光装置に設けられたレーザー測長システムの動作を説明する図である。図５において、図１と同じ構成のものには同一の符号が付してあるので、その説明は省略する。また、図５では、レーザー測長システムの動作説明に必要なデバイスのみを示し、図１のゲート１１及び光ビーム照射装置２０などは省略してある。レーザー測長システムは、公知のレーザー干渉式の測長システムで構成されており、レーザー光源４１、レーザー干渉計４２，４４、及びバーミラー４３，４５を含んで構成されている。バーミラー４３は、チャック１０のＹ方向へ伸びる一側面に取り付けられている。また、バーミラー４５は、チャック１０のＸ方向へ伸びる一側面に取り付けられている。
【００２２】
レーザー干渉計４２は、レーザー光源４１から出射され、ハーフミラー４６及びミラー４７によって導入されたレーザー光を受光する。レーザー干渉計４２は、受光したレーザー光をバーミラー４３へ照射し、バーミラー４３により反射されたレーザー光を受光する。レーザー干渉計４２は、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４３によって反射されたレーザー光との干渉を、Ｙ方向の２箇所で測定する。レーザー干渉計４２は、Ｙ方向の２箇所で干渉をそれぞれ測定することによって、チャック１０の回転を検出している。レーザー測長システム制御装置４０は、主制御装置７０の制御によって、レーザー干渉計４２の測定結果を取り込み、チャック１０のＸ方向の位置及び回転を検出する。
【００２３】
レーザー干渉計４４は、レーザー光源４１から出射され、ハーフミラー４６及びミラー４８によって導入されたレーザー光を受光する。レーザー干渉計４４は、受光したレーザー光をバーミラー４５へ照射し、バーミラー４５により反射されたレーザー光を受光する。レーザー干渉計４４は、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４５により反射されたレーザー光との干渉を測定する。レーザー測長システム制御装置４０は、主制御装置７０の制御によって、レーザー干渉計４４の測定結果を取り込み、チャック１０のＹ方向の位置を検出する。なお、レーザー干渉計４４によってＸ方向の２箇所で干渉を測定することによってチャック１０の回転を検出するようにしてもよい。また、レーザー干渉計４２，４４の両方でチャック１０の回転を検出してもよい。
【００２４】
図６は、基板の下地パターン及び下地パターンの位置ずれの様子を模式的に示す図である。図６は、基板１から１２枚の表示用パネル基板を製造する場合の一例を示している。基板１の表面の四隅には、基板１の位置及び回転を検出するためのグローバルアライメントマークＧＡＭが設けられている。また、基板１の表面には、４回のショットにより、４つの下地パターン２ａ〜２ｄが形成されている。４回のショットに分けて露光されたため、各下地パターン２ａ〜２ｄの位置、回転及び大きさには、それぞれ歪みやずれが生じている。また、各下地パターン２ａ〜２ｄには、３つの表示パネル用下地パターン１ａ〜１ｃがそれぞれ含まれており、各下地パターン２ａ〜２ｄ内の表示パネル用下地パターン１ａ〜１ｃの大きさ及び形状にも、それぞれ歪みやずれが生じている。なお、図６では下地パターンの位置ずれや歪みを誇張して表示してあるが、実際のずれ量は非常に小さいものである。
【００２５】
図７は、チャック内に埋め込まれている下地パターンずれ測定シテシムを構成するラインセンサ群の配置例を示す図である。図７（Ａ）は、チャック１０を上面から見た図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のラインセンサ群の横一列に沿った断面図である。図７（Ａ）に示すように、チャック１０には、紙面縦方向（Ｘ方向）に８行、紙面横方向（Ｙ方向）に１5列のマトリクス状に１２０個のラインセンサ１５群が埋め込まれている。１行１列（最上段左端）のラインセンサ１５の上端から右方向（Ｙ方向）に向けて描かれた一点鎖線１６は、Ｙ方向に平行な線である。また、１行１列（最上段左端）のラインセンサ１５の左端から下方向（−Ｘ方向）に描かれた一点鎖線１７は、Ｘ方向に平行な線である。これらの一点鎖線１６，１７に対してそれぞれ隣接するラインセンサ１５との位置関係は、次のようになっている。１行目のＹ方向に並ぶラインセンサ１５群の上端を結ぶ点線１８と一点鎖線１６とは微小角だけ傾斜している。また、１列目のＸ方向に並ぶラインセンサ１５群の左端を結ぶ点線１９と一点鎖線１７も同じ微小角だけ傾斜している。すなわち、８行１5列のマトリクス状に配列された１２０個のラインセンサ１５群の行方向及び列方向は、それぞれステージ手段の移動方向（Ｙ方向）及びこれに直交するＸ方向に対してそれぞれ所定の角度で傾斜するよう配置されている。これによって、下地パターンの位置、回転及び大きさにずれが生じていても、これらのずれ具合を精度良く測定することができる。なお、実施の形態に示したラインセンサ１５群の配列数及び配列パターンは、一例であり、これ以上又はこれ以下の配列数であってもよいし、配列パターンもその配列数に応じて適宜変更してもよい。また、この実施の形態では、ラインセンサ１５群が微小角だけ傾斜した場合を示したが、傾斜していなくてもよい。
【００２６】
図８は、図７の下地パターンずれ測定シテシムを構成するラインセンサ群が図６の下地パターンとの関係を示す図である。図８に示すように、各下地パターン２ａ〜２ｄ内の下地パターン１ａ〜１ｃは、１２枚の表示用パネル基板に相当する。通常、１枚の表示用パネル基板に対して最低４箇所を測定することによって、下地パターンのずれや歪み等を測定することが可能である。この実施の形態では、１枚の表示用パネル基板に対して、８〜１０箇所を測定可能となっている。
【００２７】
図９は、図８におけるラインセンサと下地パターンとの関係を示す拡大図である。図９（Ａ）に示すように、各ラインセンサ１５は、３列構成のラインセンサで構成され、その中の中央１列で下地パターンの形状に対応した明暗を検出する。各ラインセンサ１５の長手方向は、基板保持手段となるチャック１０の表面に設けられた円形状の穴１５１の内部にＹ方向及びＸ方向に対してそれぞれ約４５度傾斜するように埋め込まれている。図９（Ａ）に示すように、ラインセンサ１５の長さは、円形状の穴１５１の直径に相当する。また、ラインセンサ１５の長さは下地パターンによって形成される画素相当の開口１５５よりも十分に大きく設定してある。図９（Ｂ）は、ラインセンサ１５を約４５度傾斜した左下斜め方向から見た構成の一例を示す図である。図９（Ｂ）に示すようにラインセンサ１５の長手方向長さは円形状の穴１５１と同じであるが、この中で下地パターンのＸ方向の検出信号として利用できるのは、ラインセンサ１５の長さにｃｏｓ（π／２）を乗じた長さＬである。図９（Ｃ）は、ラインセンサ１５の有効長さＬに相当する検出信号の一例を示す図である。図９（Ｃ）に示すように、下地パターンの存在する部分（ブラックマトリクス部分）は暗信号となり、下地パターンの存在しない部分（画素部や着色パターン部分）は明信号となる。この明信号の中で最も長いものが下地パターンの画素相当の開口１５５のＸ方向の長さｅに対応する。この長さｅに対応する画素相当の開口１５５の位置を検出することによって、下地パターンのずれや歪みの度合を高精度に検出することができる。図１において、下地パターンずれ測定装置９は、ラインセンサ１５群からの検出信号に基づいて、下地パターンのずれや歪みの度合を示す信号を主制御装置７０に出力する。これによって、この実施の形態に係る露光装置は、基板１全体に渡って下地パターンのずれや歪みの度合を精度良く検出することができる。なお、ラインセンサ１５としては、画素数が約４０００画素で２５６階調／画素の検出精度のものを用いることが好ましい。
【００２８】
なお、この実施の形態では、ラインセンサ１５を約４５度傾斜する場合について説明したが、画素相当の開口１５５の形状に応じて、この傾斜角度を適宜変更することによって、開口１５５の縦方向及び横方向の幅を高精度に検出することが可能となる。例えば、開口１５５の対角線に相当するだけラインセンサ１５を傾斜させることによって、縦方向及び横方向の幅を検出することができる。また、この傾斜角を複数設定し、ラインセンサ１５群に規則的に割り当てることによって、あらゆる開口の形状に対応することが可能となる。例えば、第１列，第４列行，第７列，第１０列，第１３列のラインセンサ１５群のＸ方向の傾斜角を３０°、第２列，第５列，第８列，第１１列，第１４列のラインセンサ１５群のＸ方向の傾斜角を４５°、第３列，第６列，第９列，第１２列，第１５列のラインセンサ１５群のＸ方向の傾斜角を６０°のように配列してもよい。また、例えば、ラインセンサ１５の長手方向がＸ方向に沿ったものを奇数列に、Ｙ方向に沿ったものを偶数列になるように交互に、又はこれらを市松模様状に配列してもよい。
【００２９】
主制御装置７０は、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ描画データを供給する描画制御部を有する。図１０は、図１、図４及び図５の主制御装置を構成する描画制御部の概略構成を示す図である。描画制御部７１は、描画データ用メモリ７２、バンド幅設定部７３、中心点座標決定部７４、座標決定部７５、設計値マップ用メモリ７６、及び描画データ作成部７７を含んで構成されている。
【００３０】
設計値マップ用メモリ７６には、設計値マップが格納されている。この設計値マップには、描画データが、下地パターンの基板１内での位置、回転及び大きさが設計値通りである場合のＸＹ座標で示されている。描画データ作成部７７は、下地パターンずれ測定装置９が検出した下地パターンの基板１内での位置、回転及び大きさに応じて、設計値マップ用メモリ７６に格納された設計値マップの描画データのＸＹ座標を変換して、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データを作成する。描画データ用メモリ７２は、描画データ作成部７７が作成した描画データを、そのＸＹ座標をアドレスとして記憶する。描画データ用メモリ７２には、チャック１０に搭載された基板１に対する描画データを記憶する領域が設けられている。
【００３１】
バンド幅設定部７３は、描画データ用メモリ７２から読み出す描画データのＹ座標の範囲を決定することにより、光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射される光ビームのＹ方向のバンド幅を設定する。
【００３２】
レーザー測長システム制御装置４０は、露光位置における基板１の露光を開始する前のチャック１０のＸＹ方向の位置を検出する。中心点座標決定部７４は、レーザー測長システム制御装置４０が検出したチャック１０のＸＹ方向の位置から、基板１の露光を開始する前のチャック１０の中心点のＸＹ座標を決定する。図１において、光ビーム照射装置２０からの光ビームにより基板１の走査を行う際、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｘステージ５によりチャック１０をＸ方向へ移動させる。基板１の走査領域を移動する際、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｙステージ７によりチャック１０をＹ方向へ移動させる。図１０において、中心点座標決定部７４は、エンコーダ３２，３４からのパルス信号をカウントして、Ｘステージ５のＸ方向への移動量及びＹステージ７のＹ方向への移動量を検出し、チャック１０の中心点のＸＹ座標を決定する。
【００３３】
座標決定部７５は、中心点座標決定部７４が補正したチャック１０の中心点のＸＹ座標に基づき、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データのＸＹ座標を決定する。メモリ７２は、座標決定部７５が決定したＸＹ座標をアドレスとして入力し、入力したＸＹ座標のアドレスに記憶された描画データを、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ出力する。
【００３４】
下地パターンの基板１上におけるずれや歪みの度合を、基板１全体に渡って検出し、検出した下地パターンの基板１上におけるずれや歪みの度合に応じて、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データを作成するので、下地パターンの位置ずれや歪みの度合が基板１内で場所によって異なっても、新たなパターンが基板１全体に渡って下地パターンに合わせて露光されることになる。
【００３５】
図１１〜図１４は、光ビームによる基板の走査を説明する図である。図１１〜図１４は、８つの光ビーム照射装置２０からの８本の光ビームにより、基板１のＸ方向の走査を４回行って、基板１全体を走査する例を示している。図１１〜図１４においては、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａが破線で示されている。各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームは、Ｙ方向にバンド幅Ｗを有し、Ｘステージ５のＸ方向への移動によって、基板１を矢印で示す方向へ走査する。
【００３６】
図１１は、１回目の走査を示し、Ｘ方向への１回目の走査により、図１１に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。１回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１２は、２回目の走査を示し、Ｘ方向への２回目の走査により、図１２に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。２回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１３は、３回目の走査を示し、Ｘ方向への３回目の走査により、図１３に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。３回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１４は、４回目の走査を示し、Ｘ方向への４回目の走査により、図１４に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われ、基板１全体の走査が終了する。
【００３７】
複数の光ビーム照射装置２０からの複数の光ビームにより基板１を走査する際も、各光ビーム照射装置２０からの光ビームにより描画されるパターンがＸステージ５の走行誤差により互いにずれるのを防止することができるので、パターンの描画を精度良く行うことができる。そして、複数の光ビーム照射装置２０からの複数の光ビームにより基板１の走査を並行して行うことにより、基板１全体の走査に掛かる時間を短くすることができ、タクトタイムを短縮することができる。
【００３８】
なお、図１１〜図１４では、基板１のＸ方向の走査を４回行って、基板１全体を走査する例を示したが、走査の回数はこれに限らず、基板１のＸ方向の走査を３回以下又は５回以上行って、基板１全体を走査してもよい。
【００３９】
以上説明した実施の形態によれば、下地パターンの基板１上におけるずれや歪みの度合を、チャック内に設置されたラインセンサ１５によって基板１全体に渡って検出し、検出した下地パターンの基板１上における位置に応じて、下地パターンずれ測定装置９によってパターンのずれや歪みの度合を算出し、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データを作成することにより、下地パターンの位置ずれや歪みの度合が基板１上における場所によって異なっても、新たなパターンを基板１全体に渡って下地パターンに合わせて露光することができる。
【００４０】
なお、以上説明した実施の形態では、１枚の基板から１２枚の表示用パネル基板を製造する例を示したが、本発明は、１枚の基板から１１枚以下又は１３枚以上の表示用パネル基板を製造する場合にも適用することができる。
【００４１】
本発明の露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うことにより、新たなパターンを基板全体に渡って下地パターンに合わせて露光することができるので、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。
【００４２】
例えば、図１５は、液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法等により、基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布法等によりフォトレジストを塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、露光装置を用いて、フォトレジスト膜にパターンを形成する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、基板上にＴＦＴアレイが形成される。
【００４３】
また、図１６は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程（ステップ２０２）では、染色法や顔料分散法等により、基板上に着色パターンを形成する。この工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程（ステップ２０３）では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程（ステップ２０４）では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。
【００４４】
図１５に示したＴＦＴ基板の製造工程では、露光工程（ステップ１０３）において、図１６に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、着色パターン形成工程（ステップ２０２）の露光処理において、本発明の露光装置又は露光方法を適用することができる。
【００４５】
上述の実施の形態では、紫外線硬化樹脂の塗布された基板としてＴＦＴ基板やカラーフィルタ基板を例に説明したが、これ以外に光硬化樹脂の塗布された基板上に、光ビームを空間的光変調器を用いて変調照射することによって光硬化樹脂に所定のパターンを描画するものに適用することが可能である。
【００４６】
なお、本明細書中において、基材とは、板状（通常基板と呼ばれるもの）やフィルム状のものを含む概念である。また、特定の波長の光によって重合や硬化などの化学反応を起こす樹脂とは、フォトレジストなどの紫外線硬化樹脂、スクリーン印刷等の製版に使用される樹脂、ホログラフィーの記録媒体用樹脂、ラピッドプロトタイピングの樹脂などを含むものである。
【００４７】
この実施の形態に係るパターン形成方法及び装置は、印刷（プリンタブル）技術によってフレキシブル基板などに、表示回路あるいは電子部品を作成するプリンタブルエレクトロニクス分野で使用される印刷技術によって基材（基板、フィルムなどの樹脂性のものを含む）に印刷用の版（マスク）をパターンニングする技術分野に応用可能である。また、画像データに応じて変調された光を感光層上に結像させて、該感光層を露光し、パッケージ基材を含むプリント配線基材分野あるいは半導体分野における高精細な永久パターン（保護膜、層間絶縁膜、及びソルダーレジストパターン）を効率よく形成するパターン形成装置にも応用可能である。このような印刷技術で作成される回路としては、例えば、電子ペーパ、電子看板、プリンタブルＴＦＴなどがある。
【００４８】
この実施の形態に係るパターン形成方法は、特定の波長の光によって重合や硬化などの化学反応を起こす樹脂を用いた基材の表面改質の分野にも応用可能である。また、半導体のＳｉ貫通電極（ｔｈｒｏｕｇｈ−ｓｉｌｉｃｏｎ  ｖｉａ、ＴＳＶ）のチップ聞の（リペア）配線などのパターンを形成する分野にも応用可能である。
さらに、これ以外にも、印刷の版を作成する装置、輪転機の版作成装置、リソグラフやプリポート等のステンシル印刷又は孔版印刷装置などにも応用可能である。スクリーン印刷等の製版装置、半導体装置のリペア方法及び装置、パッケージ基材を含むプリント配線基材製造装置、フラットパネルディスプレイやプリント基材などの微細な電極パターン、あるいは露光用マスクのパターン作成装置にも応用可能である。
基材には、ウエハ、プリント基材、フラットパネルディスプレイ、マスク、レチクルなど、さらには雑誌、新聞、本の複写に用いられる板型、これらをフィルム状にしたものなどが含まれる。
【符号の説明】
【００４９】
１…基板
１０…チャック
１１…ゲート
１５…ラインセンサ
１５１…穴
１５５…開口
１ａ〜１ｃ…下地パターン
２０…光ビーム照射装置
２０ａ…ヘッド部
２１…レーザー光源ユニット
２２…光ファイバー
２３…レンズ
２４…ミラー
２５…ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）
２６…投影レンズ
２７…ＤＭＤ駆動回路
２ａ〜２ｄ…下地パターン
３…ベース
３１，３３…リニアスケール
３２，３４…エンコーダ
４…Ｘガイド
４０…レーザー測長システム制御装置
４１…レーザー光源
４２，４４…レーザー干渉計
４３，４５…バーミラー
４６…ハーフミラー
４７…ミラー
４７…ラインセンサ
４８…ミラー
５…Ｘステージ
６…Ｙガイド
６０…ステージ駆動回路
７…Ｙステージ
７０…主制御装置
７１…描画制御部
７２…メモリ
７２…描画データ用メモリ
７３…バンド幅設定部
７４…中心点座標決定部
７５…座標決定部
７６…設計値マップ用メモリ
７７…描画データ作成部
８…θステージ
９…下地パターンずれ測定装置
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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