(57)【要約】【課題】高精細なパターンの描画を高速に行う。【解決手段】光ビーム照射装置２０に、複数のミラーを直交する二方向に配列した複数の空間的光変調器（ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）と、描画データに基づいて各空間的光変調器（ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）を駆動する駆動回路（ＤＭＤ駆動回路２７）と、各空間的光変調器（ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）により変調された光ビームを合成して照射する光学系とを設ける。複数の光源２１ａ，２１ｂ，２１ｃから発生した光ビームを光ビーム照射装置２０へ供給し、描画データを光ビーム照射装置２０の駆動回路（ＤＭＤ駆動回路２７）へ供給し、描画データに基づき、複数の光源２１ａ，２１ｂ，２１ｃから供給した光ビームを、複数の空間的光変調器（ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ）により変調して、チャック１０に支持された基板１へ照射する。【選択図】図４
2011158492.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトレジストが塗布された基板を支持するチャックと、
前記チャックに支持された基板へ光ビームを照射する光ビーム照射装置と、
前記チャックと前記光ビーム照射装置とを相対的に移動する移動手段とを備え、
前記移動手段により前記チャックと前記光ビーム照射装置とを相対的に移動し、前記光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置であって、
光ビームを発生する複数の光源と、
前記光ビーム照射装置へ描画データを供給する描画制御手段とを備え、
前記光ビーム照射装置は、複数のミラーを直交する二方向に配列した複数の空間的光変調器と、描画データに基づいて各空間的光変調器を駆動する駆動回路と、各空間的光変調器により変調された光ビームを合成して照射する光学系とを有し、前記描画制御手段から供給された描画データに基づき、前記複数の光源から供給された光ビームを、複数の空間的光変調器により変調して、前記チャックに支持された基板へ照射することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記駆動回路は、各空間的光変調器をそれぞれ異なったタイミングで駆動することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記駆動回路は、前記描画制御手段から供給された描画データを、空間的光変調器毎に、走査方向と直交する方向へ所定距離分だけシフトして、各空間的光変調器を駆動することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
フォトレジストが塗布された基板をチャックで支持し、
光ビームを光ビーム照射装置からチャックに支持された基板へ照射し、
チャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動し、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光方法であって、
光ビーム照射装置に、複数のミラーを直交する二方向に配列した複数の空間的光変調器と、描画データに基づいて各空間的光変調器を駆動する駆動回路と、各空間的光変調器により変調された光ビームを合成して照射する光学系とを設け、
複数の光源から発生した光ビームを光ビーム照射装置へ供給し、
描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、
描画データに基づき、複数の光源から供給した光ビームを、複数の空間的光変調器により変調して、チャックに支持された基板へ照射することを特徴とする露光方法。
【請求項５】
駆動回路により、各空間的光変調器をそれぞれ異なったタイミングで駆動することを特徴とする請求項４に記載の露光方法。
【請求項６】
駆動回路により、描画データを、空間的光変調器毎に、走査方向と直交する方向へ所定距離分だけシフトして、各空間的光変調器を駆動することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の露光方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
【請求項８】
請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の露光方法を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板の製造において、フォトレジストが塗布された基板へ光ビームを照射し、光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置、露光方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に係り、特に複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器を用いて基板へ照射する光ビームを変調する露光装置、露光方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に関する。
【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）基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基板等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成して行われる。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板上に投影するプロジェクション方式と、マスクと基板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板へ転写するプロキシミティ方式とがあった。
【０００３】
近年、フォトレジストが塗布された基板へ光ビームを照射し、光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置が開発されている。光ビームにより基板を走査して、基板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、様々な種類の表示用パネル基板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】
【０００４】
【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
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光ビームにより基板にパターンを描画する際、光ビームの変調には、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）が用いられる。ＤＭＤ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、各ミラーの角度を変更することにより、光源から供給された光ビームを変調する。ＤＭＤの駆動回路は、描画データに基づいて、各ミラーを駆動するための駆動信号をＤＭＤへ出力する。現在市販されているＤＭＤには、ＤＭＤ１個当たり数十万〜数百万個のミラーが設けられている。
【０００６】
ＤＭＤを用いて高精細なパターンを描画するためには、多くのミラーを高速に駆動する必要がある。また、ＤＭＤを用いてパターンの描画を高速に行うためには、必要な露光光の光量を確保した上で、各ミラーの駆動周期を速くして、走査速度を上げる必要がある。しかしながら、駆動回路へ供給する描画データの転送量に制約があるため、駆動信号のフレームレートを上げて各ミラーの駆動周期を速くするのには限界があった。
【０００７】
本発明の課題は、高精細なパターンの描画を高速に行うことである。また、本発明の課題は、高品質な表示用パネル基板を高いスループットで製造することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の露光装置は、フォトレジストが塗布された基板を支持するチャックと、チャックに支持された基板へ光ビームを照射する光ビーム照射装置と、チャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動する移動手段とを備え、移動手段によりチャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動し、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置であって、光ビームを発生する複数の光源と、光ビーム照射装置へ描画データを供給する描画制御手段とを備え、光ビーム照射装置が、複数のミラーを直交する二方向に配列した複数の空間的光変調器と、描画データに基づいて各空間的光変調器を駆動する駆動回路と、各空間的光変調器により変調された光ビームを合成して照射する光学系とを有し、描画制御手段から供給された描画データに基づき、複数の光源から供給された光ビームを、複数の空間的光変調器により変調して、チャックに支持された基板へ照射するものである。
【０００９】
また、本発明の露光方法は、フォトレジストが塗布された基板をチャックで支持し、光ビームを光ビーム照射装置からチャックに支持された基板へ照射し、チャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動し、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光方法であって、光ビーム照射装置に、複数のミラーを直交する二方向に配列した複数の空間的光変調器と、描画データに基づいて各空間的光変調器を駆動する駆動回路と、各空間的光変調器により変調された光ビームを合成して照射する光学系とを設け、複数の光源から発生した光ビームを光ビーム照射装置へ供給し、描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、描画データに基づき、複数の光源から供給した光ビームを、複数の空間的光変調器により変調して、チャックに支持された基板へ照射するものである。
【００１０】
光ビーム照射装置に、複数のミラーを直交する二方向に配列した複数の空間的光変調器と、描画データに基づいて各空間的光変調器を駆動する駆動回路と、各空間的光変調器により変調された光ビームを合成して照射する光学系とを設けるので、光ビーム照射装置を走査方向に複数設ける場合に比べ、光ビーム照射装置間の複雑な同期制御が必要なく、また光ビームを照射する光学系が１つで済んで、光学系の調整の手間が少ない。そして、複数の光源から発生した光ビームを光ビーム照射装置へ供給し、描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、描画データに基づき、複数の光源から供給した光ビームを、複数の空間的光変調器により変調して、チャックに支持された基板へ照射するので、光ビームの光量が増加し、かつ、描画データの転送量を上げることなく、多くの光ビームが変調される。従って、走査速度を上げて、高精細なパターンの描画を高速に行うことができる。
【００１１】
さらに、本発明の露光装置は、駆動回路が、各空間的光変調器をそれぞれ異なったタイミングで駆動するものである。また、本発明の露光方法は、駆動回路により、各空間的光変調器をそれぞれ異なったタイミングで駆動するものである。各空間的光変調器をそれぞれ異なったタイミングで駆動するので、各空間的光変調器により変調された光ビームの照射位置が走査方向へずれて、パターンの描画が緻密に行われる。
【００１２】
あるいは、本発明の露光装置は、駆動回路が、描画制御手段から供給された描画データを、空間的光変調器毎に、走査方向と直交する方向へ所定距離分だけシフトして、各空間的光変調器を駆動するものである。また、本発明の露光方法は、駆動回路により、描画データを、空間的光変調器毎に、走査方向と直交する方向へ所定距離分だけシフトして、各空間的光変調器を駆動するものである。描画データを、空間的光変調器毎に、走査方向と直交する方向へ所定距離分だけシフトするので、各空間的光変調器により変調された光ビームの照射位置が走査方向と直交する方向へずれて、パターンの描画が緻密に行われる。
【００１３】
本発明の表示用パネル基板の製造方法は、上記のいずれかの露光装置又は露光方法を用いて基板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、高精細なパターンの描画が高速に行われるので、高品質な表示用パネル基板が高いスループットで製造される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の露光装置及び露光方法によれば、光ビーム照射装置に、複数のミラーを直交する二方向に配列した複数の空間的光変調器と、描画データに基づいて各空間的光変調器を駆動する駆動回路と、各空間的光変調器により変調された光ビームを合成して照射する光学系とを設けることにより、光ビーム照射装置を走査方向に複数設ける場合に比べ、光ビーム照射装置間の複雑な同期制御をなくすことができ、また光ビームを照射する光学系が１つで済んで、光学系の調整の手間を少なくすることができる。そして、複数の光源から発生した光ビームを光ビーム照射装置へ供給し、描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、描画データに基づき、複数の光源から供給した光ビームを、複数の空間的光変調器により変調して、チャックに支持された基板へ照射することにより、光ビームの光量を増加させることができ、かつ、描画データの転送量を上げることなく、多くの光ビームを変調することができる。従って、走査速度を上げて、高精細なパターンの描画を高速に行うことができる。
【００１５】
さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、駆動回路により、各空間的光変調器をそれぞれ異なったタイミングで駆動することにより、各空間的光変調器により変調された光ビームの照射位置を走査方向へずらして、パターンの描画を緻密に行うことができる。
【００１６】
あるいは、本発明の露光装置及び露光方法によれば、駆動回路により、描画データを、空間的光変調器毎に、走査方向と直交する方向へ所定距離分だけシフトして、各空間的光変調器を駆動することにより、各空間的光変調器により変調された光ビームの照射位置を走査方向と直交する方向へずらして、パターンの描画を緻密に行うことができる。
【００１７】
本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、高精細なパターンの描画を高速に行うことができるので、高品質な表示用パネル基板を高いスループットで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態による露光装置の側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態による露光装置の正面図である。
【図４】本発明の一実施の形態による光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。
【図５】レーザー測長系の動作を説明する図である。
【図６】描画制御部の概略構成を示す図である。
【図７】各ＤＭＤのミラーの使用領域を示す図である。
【図８】駆動信号のタイミングを示す図である。
【図９】各ＤＭＤのミラーで反射された光ビームの照射位置を示す図である。
【図１０】各ＤＭＤのミラーで反射された光ビームの照射位置を示す図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態による光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。
【図１２】光ビームによる基板の走査を説明する図である。
【図１３】光ビームによる基板の走査を説明する図である。
【図１４】光ビームによる基板の走査を説明する図である。
【図１５】光ビームによる基板の走査を説明する図である。
【図１６】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１７】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】
【００１９】
図１は、本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。また、図２は本発明の一実施の形態による露光装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態による露光装置の正面図である。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、チャック１０、ゲート１１、光ビーム照射装置２０、複数のレーザー光源ユニット、リニアスケール３１，３３、エンコーダ３２，３４、レーザー測長系、レーザー測長系制御装置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１では、レーザー光源ユニットが省略されている。また、図２及び図３では、レーザー光源ユニット、レーザー測長系のレーザー光源４１、レーザー測長系制御装置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１をチャック１０へ搬入し、また基板１をチャック１０から搬出する基板搬送ロボット、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。
【００２０】
なお、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。
【００２１】
図１及び図２において、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、フォトレジストが塗布されている。
【００２２】
基板１の露光を行う露光位置の上空に、ベース３をまたいでゲート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、本実施の形態は、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。
【００２３】
図４は、本発明の一実施の形態による光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、３本の光ビームを合成して照射する光ビーム照射装置の例を示している。光ビーム照射装置２０は、光ファイバー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ、偏光ビームスプリッター２３ａ，２３ｂ，２３ｃ、二分の一波長板２４ａ２，２４ｆ２、四分の一波長板２４ａ４，２４ｂ４，２４ｃ４、偏光板２４ｅ、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）２５ａ，２５ｂ，２５ｃ、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。
【００２４】
レーザー光源ユニット２１ａ，２１ｂ，２１ｃは、紫外光の光ビームを発生するレーザーダイオード等の複数の半導体発光素子を有し、複数の半導体発光素子から発生した光ビームを光ファイバー等で集めて、光ビーム照射装置２０へ供給する光ビームを生成する。光ファイバー２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、各レーザー光源ユニット２１ａ，２１ｂ，２１ｃで生成された紫外光の光ビームを、光ビーム照射装置２０内へそれぞれ導入する。
【００２５】
図４において、図中の両方向の矢印は、直線偏光の光ビームの偏光方向が横方向（図面上下又は左右方向）であることを示し、黒丸は、直線偏光の光ビームの偏光方向が縦方向（図面奥行き方向）であることを示している。光ファイバー２２ａから射出された偏光方向が横方向の光ビームは、二分の一波長板２４ａ２を透過して偏光方向が縦方向となり、偏光ビームスプリッター２３ａで反射されて、四分の一波長板２４ａ４へ入射する。四分の一波長板２４ａ４へ入射した光ビームは、四分の一波長板２４ａ４を透過する際に直線偏光から円偏光へ変換されて、ＤＭＤ２５ａへ照射される。ＤＭＤ２５ａで変調された光ビームは、再び四分の一波長板２４ａ４を透過する際に円偏光から直線偏光へ変換されて偏光方向が横方向となり、偏光ビームスプリッター２３ａ，２３ｂを透過して、偏光板２４ｅへ入射する。偏光板２４ｅへ入射した光ビームは、偏光板２４ｅにより偏光方向が４５度回転され、その水平成分だけが二分の一波長板２４ｆ２を透過する。二分の一波長板２４ｆ２を透過した水平成分は、偏光ビームスプリッター２３ｃを透過して、投影レンズ２６へ入射する。
【００２６】
一方、光ファイバー２２ｂから射出された偏光方向が横方向の光ビームは、偏光ビームスプリッター２３ｂを透過して、四分の一波長板２４ｂ４へ入射する。四分の一波長板２４ｂ４へ入射した光ビームは、四分の一波長板２４ｂ４を透過する際に直線偏光から円偏光へ変換されて、ＤＭＤ２５ｂへ照射される。ＤＭＤ２５ｂで変調された光ビームは、再び四分の一波長板２４ｂ４を透過する際に円偏光から直線偏光へ変換されて偏光方向が縦方向となり、偏光ビームスプリッター２３ｂで反射されて、偏光板２４ｅへ入射する。偏光板２４へ入射した光ビームは、偏光板２４ｅにより偏光方向が４５度回転され、その水平成分だけが二分の一波長板２４ｆ２を透過する。二分の一波長板２４ｆ２を透過した水平成分は、偏光ビームスプリッター２３ｃを透過して、投影レンズ２６へ入射する。
【００２７】
また、光ファイバー２２ｃから射出された偏光方向が横方向の光ビームは、偏光ビームスプリッター２３ｃを透過して、四分の一波長板２４ｃ４へ入射する。四分の一波長板２４ｃ４へ入射した光ビームは、四分の一波長板２４ｃ４を透過する際に直線偏光から円偏光へ変換されて、ＤＭＤ２５ｃへ照射される。ＤＭＤ２５ｃで変調された光ビームは、再び四分の一波長板２４ｃ４を透過する際に円偏光から直線偏光へ変換されて偏光方向が縦方向となり、偏光ビームスプリッター２３ｃで反射されて、投影レンズ２６へ入射する。
【００２８】
投影レンズ２６へ入射した３本の光ビームは、投影レンズ２６で合成されて、投影レンズ２６を含むヘッド部２０ａから基板１へ照射される。ＤＭＤ駆動回路２７は、主制御装置７０から供給された描画データに基づき、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの各ミラーを駆動するための駆動信号を、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃへ出力する。
【００２９】
図２及び図３において、チャック１０は、θステージ８に搭載されており、θステージ８の下にはＹステージ７及びＸステージ５が設けられている。Ｘステージ５は、ベース３に設けられたＸガイド４に搭載され、Ｘガイド４に沿ってＸ方向へ移動する。Ｙステージ７は、Ｘステージ５に設けられたＹガイド６に搭載され、Ｙガイド６に沿ってＹ方向へ移動する。θステージ８は、Ｙステージ７に搭載され、θ方向へ回転する。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により駆動される。
【００３０】
θステージ８のθ方向への回転により、チャック１０に搭載された基板１は、直交する二辺がＸ方向及びＹ方向へ向く様に回転される。Ｘステージ５のＸ方向への移動により、チャック１０は、受け渡し位置と露光位置との間を移動される。露光位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動により、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が、基板１をＸ方向へ走査する。また、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、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による基板１の走査領域が、Ｙ方向へ移動される。図１において、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、θステージ８のθ方向へ回転、Ｘステージ５のＸ方向への移動、及びＹステージ７のＹ方向への移動を行う。
【００３１】
なお、本実施の形態では、Ｘステージ５によりチャック１０をＸ方向へ移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査を行っているが、光ビーム照射装置２０を移動することにより、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査を行ってもよい。また、本実施の形態では、Ｙステージ７によりチャック１０をＹ方向へ移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査領域を変更しているが、光ビーム照射装置２０を移動することにより、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査領域を変更してもよい。
【００３２】
図１及び図２において、ベース３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には、Ｘステージ５のＸ方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。また、Ｘステージ５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には、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。
【００３３】
図１及び図３において、Ｘステージ５の一側面には、リニアスケール３１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の目盛を検出して、パルス信号を主制御装置７０へ出力する。また、図１及び図２において、Ｙステージ７の一側面には、リニアスケール３３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の目盛を検出して、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方向への移動量を検出し、エンコーダ３４のパルス信号をカウントして、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出する。
【００３４】
図５は、レーザー測長系の動作を説明する図である。なお、図５においては、図１に示したゲート１１、及び光ビーム照射装置２０が省略されている。レーザー測長系は、公知のレーザー干渉式の測長系であって、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。
【００３５】
レーザー干渉計４２は、レーザー光源４１からの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して、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４３により反射されたレーザー光との干渉を測定する。この測定は、Ｙ方向の２箇所で行う。レーザー測長系制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、レーザー干渉計４２の測定結果から、チャック１０のＸ方向の位置及び回転を検出する。
【００３６】
一方、レーザー干渉計４４は、レーザー光源４１からの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して、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。レーザー測長系制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、レーザー干渉計４４の測定結果から、チャック１０のＹ方向の位置を検出する。
【００３７】
図４において、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６は、描画制御部の概略構成を示す図である。描画制御部７１は、メモリ７２、バンド幅設定部７３、中心点座標決定部７４、及び座標決定部７５を含んで構成されている。メモリ７２は、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、そのＸＹ座標をアドレスとして記憶している。
【００３８】
バンド幅設定部７３は、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。
【００３９】
レーザー測長系制御装置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、レーザー測長系制御装置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６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。
【００４０】
座標決定部７５は、中心点座標決定部７４が決定したチャック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。
【００４１】
以下、本発明の一実施の形態による露光方法について説明する。本実施の形態では、図４のＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃにおいて、走査方向にそれぞれ異なった一部の領域のミラーを使用して、光ビームの変調を行う。図７は、各ＤＭＤのミラーの使用領域を示す図である。図７（ａ）はＤＭＤ２５ａを示し、ＤＭＤ２５ａでは、ミラー部２５ａＭのうち、斜線で示す部分だけを光ビームの変調に使用する。図７（ｂ）はＤＭＤ２５ｂを示し、ＤＭＤ２５ｂでは、ミラー部２５ｂＭのうち、斜線で示す部分だけを光ビームの変調に使用する。図７（ｃ）はＤＭＤ２５ｃを示し、ＤＭＤ２５ｃでは、ミラー部２５ｃＭのうち、斜線で示す部分だけを光ビームの変調に使用する。ミラー部２５ａＭ，２５ｂＭ，２５ｃＭのうち、それぞれ１／３の領域のミラーしか使用しないので、ミラー部２５ａＭ，２５ｂＭ，２５ｃＭの全体を使用する場合に比べ、必要な描画データは１／３となる。従って、主制御装置７０の描画制御部７１からＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データの転送量が少なくなり、描画データの転送速度を速くすることができる。
【００４２】
また、本実施の形態では、ＤＭＤ駆動回路２７により、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃをそれぞれ異なったタイミングで駆動する。図８は、駆動信号のタイミングを示す図である。図８（ａ）はＤＭＤ駆動回路２７からＤＭＤ２５ａへ出力する駆動信号、図８（ｂ）はＤＭＤ駆動回路２７からＤＭＤ２５ｂへ出力する駆動信号、図８（ｃ）はＤＭＤ駆動回路２７からＤＭＤ２５ｃへ出力する駆動信号を示す。ＤＭＤ駆動回路２７は、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃへ出力する駆動信号のタイミングをそれぞれ異ならせることにより、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃをそれぞれ異なったタイミングで駆動する。
【００４３】
図９は、各ＤＭＤのミラーで反射された光ビームの照射位置を示す図である。図９（ａ），（ｂ）は、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃのそれぞれ１つのミラーで反射された光ビームの照射領域２６ａが、走査方向へ４回の駆動周期分移動する様子を示している。ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃを同じタイミングで駆動した場合、図９（ａ）に示す様に、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの各ミラーで反射された光ビームの照射領域２６ａは、互いに重なり合って、走査方向へ移動する。本実施の形態では、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃをそれぞれ異なったタイミングで駆動するので、図９（ｂ）に示す様に、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの各ミラーで反射された光ビームの照射位置が走査方向へずれて、パターンの描画が緻密に行われる。
【００４４】
あるいは、本実施の形態では、ＤＭＤ駆動回路２７により、描画データを、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ毎に、走査方向と直交する方向へミラーのピッチの１／３の距離分だけシフトして、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃを駆動する。図１０は、各ＤＭＤのミラーで反射された光ビームの照射位置を示す図である。図１０（ａ），（ｂ）は、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃのそれぞれ４つのミラーで反射された光ビームの照射領域２６ａを示している。ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃを同じ描画データに基づいて駆動すると、図１０（ａ）に示す様に、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの各ミラーで反射された光ビームの照射領域２６ａは、互いに重なり合う。本実施の形態では、描画データを、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ毎に、走査方向と直交する方向へミラーのピッチの１／３の距離分だけシフトするので、図１０（ｂ）に示す様に、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの各ミラーで反射された光ビームの照射位置が走査方向と直交する方向へずれて、パターンの描画が緻密に行われる。
【００４５】
図１１は、本発明の他の実施の形態による光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、４本の光ビームを合成して照射する光ビーム照射装置の例を示している。光ビーム照射装置２０は、光ファイバー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ、偏光ビームスプリッター２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ、二分の一波長板２４ａ２，２４ｆ２，２４ｈ２、四分の一波長板２４ａ４，２４ｂ４，２４ｃ４，２４ｄ４、偏光板２４ｅ，２４ｇ、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ、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。これらのうち、光ファイバー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ、偏光ビームスプリッター２３ａ，２３ｂ，２３ｃ、二分の一波長板２４ａ２，２４ｆ２、四分の一波長板２４ａ４，２４ｂ４，２４ｃ４、偏光板２４ｅ、及びＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃの配置並びに動作は、図４と同様である。
【００４６】
偏光ビームスプリッター２３ｃを透過したＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃにより変調された光ビームは、偏光板２４ｇへ入射する。偏光板２４ｇへ入射した光ビームは、偏光板２４ｇにより偏光方向が４５度回転され、その水平成分だけが二分の一波長板２４ｈ２を透過する。二分の一波長板２４ｈ２を透過した水平成分は、偏光ビームスプリッター２３ｄを透過して、投影レンズ２６へ入射する。
【００４７】
また、光ファイバー２２ｄから射出された偏光方向が横方向の光ビームは、偏光ビームスプリッター２３ｄを透過して、四分の一波長板２４ｄ４へ入射する。四分の一波長板２４ｄ４へ入射した光ビームは、四分の一波長板２４ｄ４を透過する際に直線偏光から円偏光へ変換されて、ＤＭＤ２５ｄへ照射される。ＤＭＤ２５ｄで変調された光ビームは、再び四分の一波長板２４ｄ４を透過する際に円偏光から直線偏光へ変換されて偏光方向が縦方向となり、偏光ビームスプリッター２３ｄで反射されて、投影レンズ２６へ入射する。
【００４８】
投影レンズ２６へ入射した４本の光ビームは、投影レンズ２６で合成されて、投影レンズ２６を含むヘッド部２０ａから基板１へ照射される。ＤＭＤ駆動回路２７は、主制御装置７０から供給された描画データに基づき、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄの各ミラーを駆動するための駆動信号を、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄへ出力する。
【００４９】
図１１に示した光ビーム照射装置では、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄにおいて、走査方向にそれぞれ異なった１／４の領域のミラーを使用して、光ビームの変調を行う。また、ＤＭＤ駆動回路２７は、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄへ出力する駆動信号のタイミングをそれぞれ異ならせることにより、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄをそれぞれ異なったタイミングで駆動する。あるいは、ＤＭＤ駆動回路２７は、描画データを、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ毎に、走査方向と直交する方向へミラーのピッチの１／４の距離分だけシフトして、ＤＭＤ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄを駆動する。
【００５０】
ＤＭＤの数をさらに増やす場合は、図１１の光ファイバー２２ｄ、偏光ビームスプリッター２３ｄ、四分の一波長板２４ｄ４、偏光板２４ｇ、及び二分の一波長板２４ｈ２に相当する光学部品を追加する。そして、ＤＭＤ駆動回路２７により、各ＤＭＤをそれぞれ異なったタイミングで駆動し、あるいは、ＤＭＤ駆動回路２７により、描画データを、ＤＭＤ毎に、走査方向と直交する方向へ所定距離分だけシフトして、各ＤＭＤを駆動する。ＤＭＤの数を増やす程、走査速度を上げて、高精細なパターンの描画をより高速に行うことができ、またパターンの描画をより緻密に行うことができる。
【００５１】
光ビーム照射装置２０に、複数のミラーを直交する二方向に配列した複数のＤＭＤと、描画データに基づいて各ＤＭＤを駆動するＤＭＤ駆動回路２７と、各ＤＭＤにより変調された光ビームを合成して照射する光学系とを設けるので、光ビーム照射装置２０を走査方向に複数設ける場合に比べ、光ビーム照射装置間の複雑な同期制御が必要なく、また光ビームを照射する光学系が１つで済んで、光学系の調整の手間が少ない。そして、複数のレーザー光源ユニットから発生した光ビームを光ビーム照射装置２０へ供給し、描画データを光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給し、描画データに基づき、複数のレーザー光源ユニットから供給した光ビームを、複数のＤＭＤにより変調して、チャック１０に支持された基板１へ照射するので、光ビームの光量が増加し、かつ、描画データの転送量を上げることなく、多くの光ビームが変調される。従って、走査速度を上げて、高精細なパターンの描画を高速に行うことができる。
【００５２】
図１２〜図１５は、光ビームによる基板の走査を説明する図である。図１２〜図１５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１２〜図１５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。
【００５３】
図１２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１２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１３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１３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１４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１４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１５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１５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。
【００５４】
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。
【００５５】
なお、図１２〜図１５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。
【００５６】
以上説明した実施の形態によれば、ビーム照射装置２０に、複数のミラーを直交する二方向に配列した複数のＤＭＤと、描画データに基づいて各ＤＭＤを駆動するＤＭＤ駆動回路２７と、各ＤＭＤにより変調された光ビームを合成して照射する光学系とを設けることにより、光ビーム照射装置２０を走査方向に複数設ける場合に比べ、光ビーム照射装置間の複雑な同期制御をなくすことができ、また光ビームを照射する光学系が１つで済んで、光学系の調整の手間を少なくすることができる。そして、複数のレーザー光源ユニットから発生した光ビームを光ビーム照射装置２０へ供給し、描画データを光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給し、描画データに基づき、複数のレーザー光源ユニットから供給した光ビームを、複数のＤＭＤにより変調して、チャック１０に支持された基板１へ照射することにより、光ビームの光量を増加させることができ、かつ、描画データの転送量を上げることなく、多くの光ビームを変調することができる。従って、走査速度を上げて、高精細なパターンの描画を高速に行うことができる。
【００５７】
さらに、ＤＭＤ駆動回路２７により、各ＤＭＤをそれぞれ異なったタイミングで駆動することにより、各ＤＭＤにより変調された光ビームの照射位置を走査方向へずらして、パターンの描画を緻密に行うことができる。
【００５８】
あるいは、ＤＭＤ駆動回路２７により、描画データを、ＤＭＤ毎に、走査方向と直交する方向へ所定距離分だけシフトして、各ＤＭＤを駆動することにより、各ＤＭＤにより変調された光ビームの照射位置を走査方向と直交する方向へずらして、パターンの描画を緻密に行うことができる。
【００５９】
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、高精細なパターンの描画を高速に行うことができるので、高品質な表示用パネル基板を高いスループットで製造することができる。
【００６０】
例えば、図１６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。
【００６１】
また、図１７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。
【００６２】
図１６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１７に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）及び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。
【符号の説明】
【００６３】
１  基板
３  ベース
４  Ｘガイド
５  Ｘステージ
６  Ｙガイド
７  Ｙステージ
８  θステージ
１０  チャック
１１  ゲート
２０  光ビーム照射装置
２０ａ  ヘッド部
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ  レーザー光源ユニット
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ  光ファイバー
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ  偏光ビームスプリッター
２４ａ２，２４ｆ２，２４ｈ２  二分の一波長板
２４ａ４，２４ｂ４，２４ｃ４，２４ｄ４  四分の一波長板
２４ｅ，２４ｇ  偏光板
２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ  ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）
２５ａＭ，２５ｂＭ，２５ｃＭ  ミラー部
２６  投影レンズ
２６ａ  光ビーム照射領域
２７  ＤＭＤ駆動回路
３１，３３  リニアスケール
３２，３４  エンコーダ
４０  レーザー測長系制御装置
４１  レーザー光源
４２，４４  レーザー干渉計
４３，４５  バーミラー
６０  ステージ駆動回路
７０  主制御装置
７１  描画制御部
７２  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
【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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【図１７】
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