(57)【要約】【課題】レンズ歪み等に起因する複数の結像位置のそれぞれの理想結像位置（理論上結像されるべき位置）からのずれを所定の許容範囲内におさめることができる技術を提供する。【解決手段】基板上に結像されたサンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）の結像位置を測定し、各パターンについて、理想的な結像位置とのずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）を算出する。このずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）に基づいて、アパーチャ位置のオフセット補正量を決定する。そして、アパーチャＡＰの位置をオフセット補正量だけ移動することによって、複数の規則的パターンの結像位置を所定方向に一律にシフトさせる。これによって、最大ずれ量が低減される。【選択図】図８
2008304834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光材料が形成された基板に複数の規則的パターンを描画するパターン描画装置であって、
複数の開口部が形成された遮光板により光源からの光を部分的に遮光して、複数の光束を形成するマスク手段と、
前記複数の光束をレンズによって変倍して基板上に複数の規則的パターンを結像させる結像手段と、
前記複数の規則的パターンのうちの少なくとも１つをサンプルパターンとし、前記サンプルパターンのそれぞれの結像位置を測定する結像位置測定手段と、
前記サンプルパターンのそれぞれについて、前記結像位置と、理論上結像されるべき位置である理想結像位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、
前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量に基づいて前記マスク手段のオフセット補正量を決定するオフセット補正量決定手段と、
前記オフセット補正量に基づいて前記マスク手段の位置を調整するマスク位置調整手段と、
を備えることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン描画装置であって、
前記複数の開口部が所定の方向について等間隔で形成されたものであり、
前記サンプルパターンが、前記複数の規則的パターンのうちの、所定の方向について両端部に形成されたパターンを含む少なくとも３つのパターンであり、
前記所定の方向について形成された開口部列の両端部に位置する開口部をそれぞれ通過した光束の結像位置の間隔が、前記理想結像位置における両端部の間隔と一致するように前記レンズの倍率を決定するレンズ倍率決定手段、
を備えることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のパターン描画装置であって、
前記ずれ量が、前記結像位置が前記理想結像位置から所定方向についてどれだけずれているかを示す値であり、
前記オフセット補正量決定手段が、
前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量のうちの最大値と最小値とを抽出し、前記最大値と前記最小値の平均値に基づいて、前記所定の方向についての前記オフセット補正量を決定することを特徴とするパターン描画装置。
【請求項４】
請求項１または２に記載のパターン描画装置であって、
前記ずれ量が、前記結像位置が前記理想結像位置から所定方向についてどれだけずれているかを示す値であり、
前記オフセット補正量決定手段が、
前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量の平均値に基づいて、前記所定の方向についての前記オフセット補正量を決定することを特徴とするパターン描画装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載のパターン描画装置であって、
前記ずれ量が、前記結像位置が前記理想結像位置から所定方向についてどれだけずれているかを示す値であり、
前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量を最小二乗法にて近似した一次関数を取得する近似直線算出手段と、
前記一次関数に基づいて、最小二乗法にて近似した一次関数の傾きが０となるようなずれ量を与える前記レンズの倍率を算出して、適正倍率として取得する適正倍率算出手段と、
前記レンズの倍率を、前記適正倍率に調整するレンズ倍率調整手段と、
を備えることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項６】
複数の開口部が形成された遮光板により光源からの光を部分的に遮光して複数の光束を形成し、前記複数の光束をレンズによって変倍して感光材料が形成された基板上に結像させることによって、前記基板に複数の規則的パターンを描画するパターン描画装置における描画位置を補正する補正方法であって、
前記複数の規則的パターンのうちの少なくとも１つをサンプルパターンとし、前記サンプルパターンのそれぞれの所定の方向についての結像位置を測定する工程と、
前記サンプルパターンのそれぞれについて、前記結像位置が前記理想結像位置から前記所定の方向についてどれだけずれているかを示すずれ量を算出する工程と、
前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量に基づいて前記遮光板の前記所定の方向についてのオフセット補正量を決定する工程と、
前記オフセット補正量に基づいて、前記遮光板の前記所定方向についての位置を調整する工程と、
を備えることを特徴とする歪み補正方法。
【請求項７】
複数の開口部が形成された遮光板により光源からの光を部分的に遮光して複数の光束を形成し、前記複数の光束をレンズによって変倍して感光材料が形成された基板上に結像させることによって、前記基板に複数の規則的パターンを描画するパターン描画装置における描画位置を補正する補正方法であって、
前記複数の規則的パターンのうちの少なくとも１をサンプルパターンとし、前記サンプルパターンのそれぞれの所定の方向についての結像位置を測定する工程と、
前記サンプルパターンのそれぞれについて、前記結像位置が前記理想結像位置から前記所定の方向についてどれだけずれているかを示すずれ量を算出する工程と、
前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量を最小二乗法にて近似した一次関数を取得する工程と、
前記一次関数に基づいて、最小二乗法にて近似した一次関数の傾きが０となるようなずれ量を与える前記レンズの倍率を算出して、適正倍率として取得する工程と、
前記レンズの倍率を、前記適正倍率に調整する工程と、
前記サンプルパターンのそれぞれについて、前記適正倍率の下でのずれ量を算出する工程と、
前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記適正倍率の下でのずれ量に基づいて前記遮光板の前記所定の方向についてのオフセット補正量を決定する工程と、
前記オフセット補正量に基づいて、前記遮光板の前記所定方向についての位置を調整する工程と、
を備えることを特徴とする歪み補正方法。
【請求項８】
請求項６または７に記載の歪み補正方法であって、
前記複数の開口部が所定の方向について等間隔で形成されたものであり、
前記サンプルパターンが、前記複数の規則的パターンのうちの、所定の方向について両端部に形成されたパターンを含む少なくとも３つのパターンであり、
前記ずれ量を算出する前に、
前記所定の方向について形成された開口部列の両端部に位置する開口部をそれぞれ通過した光束の結像位置の間隔が、前記理想結像位置における両端部の間隔と一致するように前記レンズの倍率を決定する工程、
を備えることを特徴とする歪み補正方法。
【請求項９】
請求項６から８のいずれかに記載の歪み補正方法であって、
前記ずれ量が、前記結像位置が前記理想結像位置から所定方向についてどれだけずれているかを示す値であり、
前記オフセット補正量を決定する工程において、
前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量のうちの最大値と最小値とを抽出し、前記最大値と前記最小値の平均値に基づいて、前記所定の方向についての前記オフセット補正量を決定することを特徴とする歪み補正方法。
【請求項１０】
請求項６から９のいずれかに記載の歪み補正方法であって、
前記複数の開口部が、第１の方向および前記第１の方向と直交する第２の方向についてそれぞれ等間隔で形成されたものであり、
前記遮光板の前記第１の方向についての位置を調整した後に、前記第２の方向についての位置を調整することを特徴とする歪み補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光材料が形成された基板に複数の規則的パターンを描画する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、液晶表示装置に具備されるカラーフィルタ用基板、液晶表示装置やプラズマ表示装置などのフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用ガラス基板、半導体基板、プリント基板等の基板の製造工程においては、感光材料が形成された基板に光を照射することにより、基板の表面に規則的なパターンを描画するパターン描画装置が使用されている。
【０００３】
このようなパターン描画装置は、例えば、複数の開口部（スリット）が形成された遮光板と、レンズにより構成される投影光学系とを備えている。光源からの光は、遮光板で部分的に遮光されて複数の光束となって投影光学系に入射し、さらに投影光学系にて変倍されて基板上で結像する。これによって、基板上に複数の規則的パターンが描画されることになる。
【０００４】
半導体集積回路の高集積化に伴うパターンの微細化が進む近年においては、パターンの描画位置にも高い精度が要求される。高精度な描画を妨げる原因の１つに、例えば、フォトマスク面内に傾向をもって発生する寸法ばらつきがある。特許文献１には、この寸法ばらつきを、フォトマスク面内の各位置に応じて電子ビームに付加するオフセット値を変化させることによって補正する技術が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３４１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
パターンの描画において描画位置（すなわち、基板上での光束の結像位置）が理論上結像されるべき描画位置（理想結像位置）からずれてしまう原因の１つには、投影光学系を構成するレンズの歪曲収差（ディストーション）が考えられる。
【０００７】
例えば、遮光板に所定の方向について等間隔でスリットが形成されているとする。このスリット列の両端部に位置するスリットをそれぞれ通過した２つの光束の結像位置は、投影光学系のレンズ倍率を調整することによって理想結像位置と一致させることができる（両端おさえによる倍率決定）。しかし、実際のレンズは歪曲収差を有するため、両端の位置を理想結像位置に一致させても、その間の結像位置（すなわち、両端以外のスリットを通過した光束の結像位置）は、理想結像位置からどうしてもずれてしまう。また、遮光板の歪み、光源の照射位置のずれも、結像位置が理想結像位置からずれる原因となってしまう。その結果、所定の方向について等間隔で形成されるべきパターンが不等間隔になってしまう。
【０００８】
この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、レンズ歪み等に起因する結像位置の理想結像位置（理論上結像されるべき位置）からのずれを所定の許容範囲内におさめることができる技術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】
【０００９】
請求項１の発明は、感光材料が形成された基板に複数の規則的パターンを描画するパターン描画装置であって、複数の開口部が形成された遮光板により光源からの光を部分的に遮光して、複数の光束を形成するマスク手段と、前記複数の光束をレンズによって変倍して基板上に複数の規則的パターンを結像させる結像手段と、前記複数の規則的パターンのうちの少なくとも１つをサンプルパターンとし、前記サンプルパターンのそれぞれの結像位置を測定する結像位置測定手段と、前記サンプルパターンのそれぞれについて、前記結像位置と、理論上結像されるべき位置である理想結像位置とのずれ量を算出するずれ量算出手段と、前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量に基づいて前記マスク手段のオフセット補正量を決定するオフセット補正量決定手段と、前記オフセット補正量に基づいて前記マスク手段の位置を調整するマスク位置調整手段と、を備える。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載のパターン描画装置であって、前記複数の開口部が所定の方向について等間隔で形成されたものであり、前記サンプルパターンが、前記複数の規則的パターンのうちの、所定の方向について両端部に形成されたパターンを含む少なくとも３つのパターンであり、前記所定の方向について形成された開口部列の両端部に位置する開口部をそれぞれ通過した光束の結像位置の間隔が、前記理想結像位置における両端部の間隔と一致するように前記レンズの倍率を決定するレンズ倍率決定手段、を備える。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２に記載のパターン描画装置であって、前記ずれ量が、前記結像位置が前記理想結像位置から所定方向についてどれだけずれているかを示す値であり、前記オフセット補正量決定手段が、前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量のうちの最大値と最小値とを抽出し、前記最大値と前記最小値の平均値に基づいて、前記所定の方向についての前記オフセット補正量を決定する。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１または２に記載のパターン描画装置であって、前記ずれ量が、前記結像位置が前記理想結像位置から所定方向についてどれだけずれているかを示す値であり、前記オフセット補正量決定手段が、前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量の平均値に基づいて、前記所定の方向についての前記オフセット補正量を決定する。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれかに記載のパターン描画装置であって、前記ずれ量が、前記結像位置が前記理想結像位置から所定方向についてどれだけずれているかを示す値であり、前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量を最小二乗法にて近似した一次関数を取得する近似直線算出手段と、前記一次関数に基づいて、最小二乗法にて近似した一次関数の傾きが０となるようなずれ量を与える前記レンズの倍率を算出して、適正倍率として取得する適正倍率算出手段と、前記レンズの倍率を、前記適正倍率に調整するレンズ倍率調整手段と、を備える。
【００１４】
請求項６の発明は、複数の開口部が形成された遮光板により光源からの光を部分的に遮光して複数の光束を形成し、前記複数の光束をレンズによって変倍して感光材料が形成された基板上に結像させることによって、前記基板に複数の規則的パターンを描画するパターン描画装置における描画位置を補正する補正方法であって、前記複数の規則的パターンのうちの少なくとも１つをサンプルパターンとし、前記サンプルパターンのそれぞれの所定の方向についての結像位置を測定する工程と、前記サンプルパターンのそれぞれについて、前記結像位置が前記理想結像位置から前記所定の方向についてどれだけずれているかを示すずれ量を算出する工程と、前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量に基づいて前記遮光板の前記所定の方向についてのオフセット補正量を決定する工程と、前記オフセット補正量に基づいて、前記遮光板の前記所定方向についての位置を調整する工程と、を備える。
【００１５】
請求項７の発明は、複数の開口部が形成された遮光板により光源からの光を部分的に遮光して複数の光束を形成し、前記複数の光束をレンズによって変倍して感光材料が形成された基板上に結像させることによって、前記基板に複数の規則的パターンを描画するパターン描画装置における描画位置を補正する補正方法であって、前記複数の規則的パターンのうちの少なくとも１をサンプルパターンとし、前記サンプルパターンのそれぞれの所定の方向についての結像位置を測定する工程と、前記サンプルパターンのそれぞれについて、前記結像位置が前記理想結像位置から前記所定の方向についてどれだけずれているかを示すずれ量を算出する工程と、前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量を最小二乗法にて近似した一次関数を取得する工程と、前記一次関数に基づいて、最小二乗法にて近似した一次関数の傾きが０となるようなずれ量を与える前記レンズの倍率を算出して、適正倍率として取得する工程と、前記レンズの倍率を、前記適正倍率に調整する工程と、前記サンプルパターンのそれぞれについて、前記適正倍率の下でのずれ量を算出する工程と、前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記適正倍率の下でのずれ量に基づいて前記遮光板の前記所定の方向についてのオフセット補正量を決定する工程と、前記オフセット補正量に基づいて、前記遮光板の前記所定方向についての位置を調整する工程と、を備える。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項６または７に記載の歪み補正方法であって、前記複数の開口部が所定の方向について等間隔で形成されたものであり、前記サンプルパターンが、前記複数の規則的パターンのうちの、所定の方向について両端部に形成されたパターンを含む少なくとも３つのパターンであり、前記ずれ量を算出する前に、前記所定の方向について形成された開口部列の両端部に位置する開口部をそれぞれ通過した光束の結像位置の間隔が、前記理想結像位置における両端部の間隔と一致するように前記レンズの倍率を決定する工程、を備える。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項６から８のいずれかに記載の歪み補正方法であって、前記ずれ量が、前記結像位置が前記理想結像位置から所定方向についてどれだけずれているかを示す値であり、前記オフセット補正量を決定する工程において、前記サンプルパターンのそれぞれについて算出された前記ずれ量のうちの最大値と最小値とを抽出し、前記最大値と前記最小値の平均値に基づいて、前記所定の方向についての前記オフセット補正量を決定する。
【００１８】
請求項１０の発明は、請求項６から９のいずれかに記載の歪み補正方法であって、前記複数の開口部が、第１の方向および前記第１の方向と直交する第２の方向についてそれぞれ等間隔で形成されたものであり、前記遮光板の前記第１の方向についての位置を調整した後に、前記第２の方向についての位置を調整する。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１〜１０の発明によれば、複数の規則的パターンのうちの少なくとも１つをサンプルパターンとし、サンプルパターンのそれぞれの結像位置と理想結像位置とのずれ量に基づいてオフセット補正量を算出する。そして、得られたオフセット補正量に基づいてマスク手段の位置を調整する。したがって、各パターンの結像位置を一律にシフトさせることができる。これによって、結像位置の理想結像位置からのずれを所定の許容範囲内におさめることができる。
【００２０】
特に、請求項２，８の発明によれば、開口部列の両端部に位置する開口部をそれぞれ通過した２つの光束の結像位置の間隔が理想結像位置における両端部の間隔と一致するようにレンズの倍率を決定するので、結像位置の理想結像位置からのずれを所定の許容範囲内におさめることが可能なオフセット補正量を効率的に特定することができる。
【００２１】
特に、請求項３，９の発明によれば、ずれ量の最大値と最小値との平均値に基づいてオフセット補正量を決定する。すなわち、所定の方向についての最大のずれ量と、所定の方向と反対の方向についての最大のずれ量とに基づいてオフセット補正量を決定する。このように、ずれ量のピークの値を抽出し、当該ピークの値を用いてオフセット補正量を算出することによって、最大のずれ量を低減可能なオフセット補正量を簡易かつ効率的に算出することができる。
【００２２】
特に、請求項４の発明によれば、ずれ量の平均値に基づいてオフセット補正量を決定する。この構成によると、複数の規則的パターンのそれぞれについてのずれ量を加味したオフセット補正量を簡易に取得することができる。
【００２３】
特に、請求項５の発明によれば、レンズの倍率を、最小二乗法にて近似した一次関数の傾きが０となるようなずれ量を与えるレンズ倍率（適正倍率）に補正する。これによって、ずれ量の偏りを解消することができる。
【００２４】
特に、請求項７の発明によれば、レンズの倍率を調整することによってずれ量の偏りを解消した上で、オフセット補正量を算出して、遮光板の位置を調整する。これによって、複数の規則的パターンのそれぞれの結像位置の理想結像位置からのずれを有効に低減することができる。
【００２５】
特に、請求項１０の発明によれば、遮光板の位置を、第１の方向およびそれと直交する第２の方向についてそれぞれ調整するので、第１の方向と第２の方向の両方について、複数の規則的パターンのそれぞれの結像位置の理想的な結像位置からのずれを有効に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において参照される各図には、各部材の位置関係や動作方向を明確化するために、共通のＸＹＺ直交座標系が付されている。
【００２７】
〈１．パターン描画装置の全体構成〉
図１および図２は、本発明の一実施形態に係るパターン描画装置１の構成を示した側面図および上面図である。パターン描画装置１は、液晶表示装置のカラーフィルタを製造する工程において、カラーフィルタ用のガラス基板（以下、単に「基板」という。）９の上面に所定のパターンを描画するための装置である。図１および図２に示したように、パターン描画装置１は、基板９を保持するためのステージ１０と、ステージ１０に連結されたステージ駆動部２０と、複数の光学ヘッド３２を有するヘッド部３０と、各光学ヘッド３２からの照射光を撮影するための照射光撮影部４０と、装置各部の動作を制御するための制御部５０とを備えている。
【００２８】
ステージ１０は、平板状の外形を有し、その上面に基板９を水平姿勢に載置して保持するための保持部である。ステージ１０の上面には複数の吸引孔（図示省略）が形成されている。このため、ステージ１０上に基板９を載置したときには、吸引孔の吸引圧により基板９はステージ１０の上面に固定保持される。なお、ステージ１０上に保持された基板９の表面には、カラーレジスト等の感光材料の層が形成されている。
【００２９】
ステージ駆動部２０は、ステージ１０を主走査方向（Ｙ軸方向）、副走査方向（Ｘ軸方向）、および回転方向（Ｚ軸周りの回転方向）に移動させるための機構である。ステージ駆動部２０は、ステージ１０を回転させる回転機構２１と、ステージ１０を回転可能に支持する支持プレート２２と、支持プレート２２を副走査方向に移動させる副走査機構２３と、副走査機構２３を介して支持プレート２２を支持するベースプレート２４と、ベースプレート２４を主走査方向に移動させる主走査機構２５とを有している。
【００３０】
回転機構２１は、ステージ１０の−Ｙ側の端部に取り付けられた移動子と、支持プレート２２の上面に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ２１ａを有している。また、ステージ１０の中央部下面側と支持プレート２２との間には回転軸２１ｂが設けられている。このため、リニアモータ２１ａを動作させると、固定子に沿って移動子がＸ軸方向に移動し、支持プレート２２上の回転軸２１ｂを中心としてステージ１０が所定角度の範囲内で回転する。
【００３１】
副走査機構２３は、支持プレート２２の下面に取り付けられた移動子とベースプレート２４の上面に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ２３ａを有している。また、支持プレート２２とベースプレート２４との間には、副走査方向にのびる一対のガイド部２３ｂが設けられている。このため、リニアモータ２３ａを動作させると、ベースプレート２４上のガイド部２３ｂに沿って支持プレート２２が副走査方向に移動する。
【００３２】
主走査機構２５は、ベースプレート２４の下面に取り付けられた移動子と本装置１の基台６０上に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ２５ａを有している。また、ベースプレート２４と基台６０との間には、主走査方向にのびる一対のガイド部２５ｂが設けられている。このため、リニアモータ２５ａを動作させると、基台６０上のガイド部２５ｂに沿ってベースプレート２４が主走査方向に移動する。
【００３３】
ヘッド部３０は、ステージ１０上に保持された基板９の上面に所定パターンのパルス光を照射するための機構である。ヘッド部３０は、ステージ１０およびステージ駆動部２０を跨ぐようにして基台６０上に架設されたフレーム３１と、フレーム３１に副走査方向に沿って等間隔に取り付けられた７つの光学ヘッド３２とを有している。各光学ヘッド３２には、照明光学系３３を介して１つのレーザ発振器３４が接続されている。また、レーザ発振器３４にはレーザ駆動部３５が接続されている。このため、レーザ駆動部３５を動作させると、レーザ発振器３４からパルス光が発振され、発振されたパルス光は照明光学系３３を介して各光学ヘッド３２内に導入される。
【００３４】
各光学ヘッド３２の内部には、照明光学系３３から導入されたパルス光を下方へ向けて出射するための出射部３６と、パルス光を部分的に遮光して所定形状の光束を形成するためのアパーチャユニット３７と、パルス光を基板９の上面に結像させるための投影光学系３８とが設けられている。アパーチャユニット３７には、複数のスリットにより所定の遮光パターンが形成されたガラス板であるアパーチャＡＰがセットされている。なお、一般に、アパーチャＡＰには複数のスリットのそれぞれが、Ｘ方向（副走査方向）およびＹ方向（主走査方向）の各方向について等間隔で形成されている。出射部３６から出射されたパルス光は、アパーチャユニット３７にセットされたアパーチャＡＰを通過する際に部分的に遮光され、所定パターンの光束として投影光学系３８へ入射する。入射した光束は、投影光学系３８の備えるレンズによって変倍されて、基板９の上面に結像される。これによって、基板９の上面に形成された感光材料に、複数の規則的パターンが描画される。
【００３５】
図３は、アパーチャＡＰの一例を示す図である。アパーチャＡＰは、光を遮る加工が施されたガラス板や金属板等で構成される。図３に例示するように、アパーチャＡＰには、光を通過する開口部である多数のスリットＳＬが、主走査方向（Ｙ方向）および副走査方向（Ｘ方向）のそれぞれに沿って等間隔で配列して形成されている。なお、図３では簡略化しているが、各アパーチャＡＰには、例えば副走査方向について約３００μｍ間隔で１７０個程度のスリットＳＬが形成される。また、図３においては、各スリットＳＬは主走査方向を長手方向とする矩形形状を有しているものとして示しているが、スリットＳＬの形状はこれに限らない。これらのスリットＳＬを通過したパルス光が基板９に照射されることにより、基板９には多数の規則的パターンが描画される。
【００３６】
また、図１に概念的に示したように、各光学ヘッド３２には、アパーチャユニット３７にセットされたアパーチャＡＰの位置を調整するためのアパーチャ駆動部３９が設けられている。アパーチャ駆動部３９は、アパーチャＡＰの水平位置（水平面内の傾きを含む）を調整することにより、基板９に対するパターンの投影位置を調整することができる。アパーチャ駆動部３９は、例えば、複数のリニアモータを組み合わせて構成することができる。
【００３７】
照射光撮影部４０は、各光学ヘッド３２から照射されるパルス光を撮影するための機構である。照射光撮影部４０は、ＣＣＤカメラ４１と、ガイドレール４２と、リニアモータ等により構成されたカメラ駆動機構４３とを有している。ＣＣＤカメラ４１は、撮影方向を上方に向けて配置されている。また、カメラ駆動機構４３を動作させると、ベースプレート２４の＋Ｙ側の側辺に取り付けられたガイドレール４２に沿ってＣＣＤカメラ４１が副走査方向に移動する。
【００３８】
ＣＣＤカメラ４１を使用するときには、まず、主走査機構２５を動作させ、ＣＣＤカメラ４１がヘッド部３０の下方に位置するように、ベースプレート２４を位置決めする（図１および図２の状態）。そして、カメラ駆動機構４３を動作させることによりＣＣＤカメラ４１を副走査方向に移動させつつ、各光学ヘッド３２から照射されるパルス光をＣＣＤカメラ４１で撮影する。撮影により取得された画像データは、ＣＣＤカメラ４１から制御部５０に転送される。
【００３９】
制御部５０は、パターン描画装置１内の上記各部の動作を制御するための処理部である。図４は、パターン描画装置１の上記各部と制御部５０との間の接続構成を示したブロック図である。図４に示したように、制御部５０は、上記の回転機構２１、副走査機構２３、主走査機構２５、レーザ駆動部３５、照明光学系３３、投影光学系３８、アパーチャ駆動部３９、ＣＣＤカメラ４１、およびカメラ駆動機構４３と電気的に接続されており、これらの動作を制御する。なお、制御部５０は、例えば、ＣＰＵやメモリを有するコンピュータにより構成され、コンピュータにインストールされたプログラムに従ってコンピュータが動作することにより上記の制御を行う。
【００４０】
このようなパターン描画装置１において描画処理を行うときには、入力された描画データにしたがい、ステージ１０を主走査方向および副走査方向に移動させつつ、各光学ヘッド３２からパルス光を照射し、基板９上にパターンを描画する。具体的には、まず、ステージ１０を主走査方向に移動させつつ、各光学ヘッド３２からパルス光を照射する。これにより、基板９の上面には所定の露光幅（例えば５０ｍｍ幅）で複数本のパターンが主走査方向に描画される。１回の主走査方向への描画が終了すると、パターン描画装置１は、ステージ１０を副走査方向に露光幅分だけ移動させ、ステージ１０を再び主走査方向に移動させつつ、各光学ヘッド３２からパルス光を照射する。このように、パターン描画装置１は、光学ヘッド３２の露光幅ずつ基板９を副走査方向にずらしながら、主走査方向への描画を所定回数（例えば４回）繰り返すことにより、基板９上にカラーフィルタ用のパターンを描画する。
【００４１】
〈２．像歪み補正機能〉
上述の通り、基板上の感光材料に対するパターンの描画は、アパーチャＡＰに形成されたスリットＳＬを通過したパルス光が投影光学系３８により基板９の上面に結像されることにより行われる。ここで、投影光学系３８は複数のレンズにより構成されており、これらレンズのディストーション（歪み）のために、基板９の上面における光束の結像位置（パターンの描画位置）が、理論上結像されるべき位置（理想結像位置）からずれてしまう（像歪み）。すなわち、理論上はＸ方向およびＹ方向のそれぞれに等間隔で配列して描画されるべきパターンの間隔が、不等間隔になってしまう（例えば、図９（ｂ）参照）。このパターン描画装置１は、この像歪みの影響を低減する機能（像歪み補正機能）を備えている。パターン描画装置１にて実現可能な像歪み補正機能には、２つの態様がある。以下において、各態様について具体的に説明する。
【００４２】
〈Ａ．第１の態様に係る像歪み補正機能〉
〈Ａ−１．補正の原理〉
第１の態様は、アパーチャＡＰの水平位置を調整することによって像歪みを補正するものである。この補正の原理について説明する。投影光学系３８のレンズディストーションのために、複数の規則的パターンの結像位置に、理想結像位置からのずれ（ずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）が生じてしまう（例えば、図９（ｂ）上段参照）。パターンの描画においては、複数のパターンのそれぞれについての理想結像位置からのずれが、所定の許容誤差の範囲内にあることが求められる。換言すると、理想結像位置から最も大きくずれるパターンについてのずれ量（最大ずれ量ＰｘＭ（図９（ａ）参照））を所定の許容誤差以下にすることが求められる。第１の態様においては、アパーチャＡＰの位置を、適切な方向に適切な距離だけ移動させることによって、複数の規則的パターンの結像位置を所定方向に一律にシフトさせる（図９（ｂ）下段）。これによって、最大ずれ量の低減を実現する（図９（ｃ））。
【００４３】
〈Ａ−２．機能構成〉
第１の態様に係る像歪み補正機能について図５を参照しながら具体的に説明する。図５は、パターン描画装置１の構成のうち、第１の態様に係る像歪み補正機能に関わる部分のみを模式的に示した図である。
【００４４】
パターン描画装置１は、照射光撮影部４０、アパーチャ駆動部３９、および制御部５０を使用して、像歪み補正機能を実現する。制御部５０の内部には、照射光撮影部４０から受信した画像データをアナログデータからデジタルデータに変換するためのＡ／Ｄ変換部５１と、画像データや、後述するずれ量等のデータを一時的に保持するためのメモリ５２と、メモリ５２にアクセスしつつ種々のデータ処理を行うためのＣＰＵ５３と、ＣＰＵ５３からの指令に基づきアパーチャ駆動部３９を動作させるためのドライバ５４とが設けられ、これらは相互に電気的に接続されている。また、Ａ／Ｄ変換部５１は照射光撮影部４０のＣＣＤカメラ４１と電気的に接続されており、ドライバ５４はアパーチャ駆動部３９と電気的に接続されている。
【００４５】
また、ＣＰＵ５３には、ずれ量算出部５３１と、オフセット補正量決定部５３２とが実現される。ずれ量算出部５３１は、基板の上面における複数の規則的パターンの各結像位置と理想結像位置とのずれ量を算出する。オフセット補正量決定部５３２は、ずれ量算出部５３１が算出したずれ量に基づいて、最大ずれ量を低減可能なオフセット補正量を決定する。ただし、「オフセット補正量」は、後述するように、アパーチャＡＰを移動させる方向および移動させる距離を規定する値である。これら各機能部は、ＣＰＵ５３がプログラムを実行することにより実現されてもよいし、回路的（ハードウェア的）に実現されてもよい。
【００４６】
〈Ａ−３．処理の動作〉
〈全体の流れ〉
第１の態様に係る像歪み補正処理動作について説明する。なお、以下に説明する補正処理は、描画データが変更される度毎に行われてもよいし、投影光学系３８の倍率設定が変更される度毎に行われてもよい。また、所定時間おきに定期的に行われてもよい。あるいは、装置の初期設定時に行われてもよい。
【００４７】
この補正処理においては、図６に示すように、はじめにＸ方向についての像歪みを補正し（ステップＳ１）、続いてＹ方向についての像歪みを補正する（ステップＳ２）。すなわち、アパーチャＡＰの水平位置を、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれについて独立に調整することによって各方向についての像歪みを補正する。
【００４８】
〈Ｘ方向についての像歪みの補正処理の流れ〉
Ｘ方向についての像歪みを補正する処理について図７〜図９を参照しながら説明する。図７は、Ｘ方向についての像歪みの補正処理の流れを示す図である。図８は結像位置の取得処理の流れを示す図である。図９は、アパーチャ位置の調整前後におけるずれ量の変化を説明するための図である。図９（ｂ）は、本来であればＸ方向について等間隔で結像されるべき複数の規則的パターン（理想結像位置）が、レンズ歪みのために不等間隔で結像される様子を示している。また、図９（ａ）および図９（ｃ）は、複数の規則的パターンの理想結像位置からのずれ量をわかりやすく示すための図であり、各パターンの理想結像位置を横軸に、理想結像位置からの＋Ｘ方向についてのずれ量を縦軸に示している（後に参照する図１１についてもこれと同様である）。特に、図９（ａ）は、アパーチャ位置の調整前のずれ量を示している。また、図９（ｃ）は、アパーチャ位置の調整後のずれ量を示している。
【００４９】
なお、以下においては、アパーチャＡＰには、Ｘ方向について等間隔で形成されたｎ個のスリットＳＬにより構成されるスリット列が１以上形成されており、１回の照射にてＸ方向についてｎ個のパターンが基板上に描画されるものとする（ｎは、例えば１７０程度）。以下において、これらｎ個のパターンのうち、Ｘ方向についてｉ番目に位置するパターンを、パターンＴ（ｉ）と示す（ｉは１〜ｎの自然数）。
【００５０】
図７を参照する。まず、初期状態（より具体的には、初期状態のレンズ倍率および初期状態のアパーチャＡＰ位置）において、基板上に結像された各パターンＴ（１），Ｔ（２），…Ｔ（ｎ）の、Ｘ方向についての結像位置を示す結像位置情報（すなわち、結像位置のＸ座標値）を取得する（ステップＳ１１）。ただし、ｎ個のパターンＴ（１），Ｔ（２），…Ｔ（ｎ）の全ての結像位置情報を取得する必要はなく、この実施の形態においては、少なくともスリット列（Ｘ方向についてのスリット列）の両端部に形成されたパターンＴ（１），Ｔ（ｎ）を含む３以上のパターン（例えば、所定数個（例えば２個）おきのパターン）Ｔ（１），Ｔ（４），Ｔ（７），…Ｔ（ｎ）をサンプルパターンとし、これらサンプルパターン（以下において、サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），Ｓ（３），…Ｓ（ｍ）と示す）についての結像位置情報ｘ（１），ｘ（２），ｘ（３），…ｘ（ｍ）を取得すればよい（図９（ｂ）参照）。この事情は、後述するステップＳ１４の処理においても同様である。サンプルパターンの個数を増やせば補正処理の精度を高めることができる。逆にサンプルパターンの個数を減らせば処理速度を高速化することができる。
【００５１】
ここで、結像位置情報の取得処理について、図８を参照しながら説明する。図８は、結像位置情報の取得処理の流れを示す図である。まず、制御部５０が、主走査機構２５を動作させ、ＣＣＤカメラ４１がヘッド部３０の下方に位置するようにベースプレート２４を移動させる（図１および図２の状態）。そして、各光学ヘッド３２からパルス光を照射しつつＣＣＤカメラ４１を副走査方向に移動させ、各光学ヘッド３２から照射され、アパーチャＡＰおよび投影光学系３８を通過してきたパルス光をＣＣＤカメラ４１で撮影する（ステップＳ１２１）。ここで撮影により取得された画像データは、ＣＣＤカメラ４１から制御部５０内のＡ／Ｄ変換部５１に送信される。
【００５２】
続いて、Ａ／Ｄ変換部５１が、ステップＳ１２１でＣＣＤカメラ４１から受信した画像データをアナログデータからデジタルデータに変換し、変換後の画像データをメモリ５２に保存する（ステップＳ１２２）。
【００５３】
続いて、ＣＰＵ５３が、ステップＳ１２２でメモリ５２に保存された画像データを読み出し、読み出した画像データを解析することにより、サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）のそれぞれについての結像位置情報ｘ（１），ｘ（２），…ｘ（ｍ）を取得する（ステップＳ１２３）。以上で、結像位置情報が取得される。
【００５４】
再び図７を参照する。ステップＳ１１の処理が実行されて、初期状態における結像位置情報が取得されると、続いて、ステップＳ１１で取得された結像位置情報ｘ（１），ｘ（２），…ｘ（ｍ）に基づいて、投影光学系３８のレンズの倍率およびレンズの焦点を調整する（ステップＳ１２）。より具体的には、制御部５０が、パターンＴ（１）とパターンＴ（ｎ）の各結像位置の間隔ｄ（すなわち、各スリット列の両端部に位置するスリットＳＬをそれぞれ通過した光束の結像位置の離間距離）が、各パターンＴ（１），Ｔ（ｎ）の各理想結像位置の間隔ｄｏ（すなわち、パターンＴ（１）の理想結像位置とパターンＴ（ｎ）の理想結像位置との離間距離）と一致するように、投影光学系３８のレンズ倍率を調整する（図９（ｂ）参照）。
【００５５】
続いて、パターンＴ（１）とパターンＴ（ｎ）の各結像位置が、理想結像位置と一致するように、アパーチャＡＰの位置を調整する（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１３の処理は必ずしも必須ではない。アパーチャＡＰの位置については後の処理（ステップＳ１７）においてより正確に調整するからである。例えば、パターンＴ（１），Ｔ（２）の結像位置が、理想結像位置より所定値を超えて大幅にずれていると判断された場合にのみ、この処理を実行する構成としてもよい。
【００５６】
続いて、ステップＳ１２で調整されたレンズ倍率の下で基板上に結像された各パターンＴ（１），Ｔ（２），…Ｔ（ｎ）の、Ｘ方向についての結像位置を示す結像位置情報（すなわち、結像位置のＸ座標値）を取得する（ステップＳ１４）。ただし、ここにおいても、上述の通り、ｎ個のパターンＴ（１），Ｔ（２），…Ｔ（ｎ）の全ての結像位置情報を取得する必要はなく、サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）についての結像位置情報ｘ（１），ｘ（２），…ｘ（ｍ）を取得すればよい。ステップＳ１４の処理は、ステップＳ１１の処理と同様に行われてもよい（すなわち、ＣＣＤカメラ４１でパルス光を撮影することによって取得された画像データに基づいて結像位置情報を取得してもよい）。また、変倍の中心位置が正確にわかっている場合（すなわち、投影光学系３８のレンズを変倍した場合に、基板の上面に形成される複数のパターンが、どの位置を中心として均等に変倍されるかがわかっている場合）には、再度パルス光を撮影するまでもなく、ステップＳ１１で取得した結像位置情報に基づいて、計算によって変倍後の結像位置情報を算出してもよい。
【００５７】
続いて、ずれ量算出部５３１が、ステップＳ１４で取得された結像位置情報ｘ（１），ｘ（２），…ｘ（ｍ）に基づいて、サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）それぞれについてのずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）を算出する（ステップＳ１５）。ただし、このずれ量は、図９（ｂ）に示すように、各パターンの結像位置が理想結像位置から＋Ｘ方向についてどれだけずれているかを示す値である。すなわち、サンプルパターンＳ（ｉ）の結像位置が、理想結像位置よりも＋Ｘ方向にずれている場合は、ずれ量Ｐｘ（ｉ）は正の値をとる。一方、理想結像位置よりも−Ｘ方向にずれている場合は、ずれ量Ｐｘ（ｉ）は負の値をとる。なお、ステップＳ１２において、スリット列の両端部に位置するスリットＳＬを通過した光束の結像位置（パターンＴ（１）、Ｔ（ｎ）（すなわち、サンプルパターンＳ（１），Ｓ（ｍ））の結像位置）の間隔ｄが、各理想結像位置の間隔ｄｏと一致するように投影光学系３８のレンズ倍率が調整されているため、ステップＳ１３で算出されるずれ量のうち、ずれ量Ｐｘ（１）およびずれ量Ｐｘ（ｍ）の値はともに同じ値となる。特に、ステップＳ１３の処理が実行されて、パターンＴ（１）とパターンＴ（ｎ）の各結像位置が理想結像位置と一致するようにアパーチャＡＰの位置が調整されている場合、ずれ量Ｐｘ（１）およびずれ量Ｐｘ（ｍ）の値はともに「０」となる。
【００５８】
続いて、オフセット補正量決定部５３２が、ステップＳ１５で取得されたサンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）それぞれについてのずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）に基づいて、最大ずれ量ＰｘＭ（各ずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）の中の最大値（図９（ａ）参照））を低減可能なオフセット補正量Ｑｘを決定する（ステップＳ１６）。オフセット補正量Ｑｘの決定処理の詳細については、後に具体的に説明する。
【００５９】
続いて、ＣＰＵ５３は、ドライバ５４を介してアパーチャ駆動部３９を動作させ、ステップＳ１６で算出されたオフセット補正量Ｑｘに基づいて、アパーチャＡＰの位置を調整する（ステップＳ１７）。ただし、ステップＳ１６で決定されるオフセット補正量Ｑｘの値は、アパーチャＡＰを＋Ｘ方向に移動させるべき距離を規定する。すなわち、オフセット補正量Ｑｘが正の値「＋ｔ」の場合は、ＣＰＵ５３は、アパーチャＡＰを＋Ｘ方向に「ｔ／ｍ（ただし、「ｍ」は投影光学系３８のレンズ倍率）」だけ移動させる。一方、オフセット補正量Ｑｘが負の値「−ｔ」の場合は、アパーチャＡＰを−Ｘ方向に「ｔ／ｍ」だけ移動させる。アパーチャＡＰの位置をオフセット補正量Ｑｘに基づいて移動させると、図９（ｂ）に示すように、複数の規則的パターンＴ（１），Ｔ（２），…Ｔ（ｎ）の結像位置は一律にシフトする。ここでは、オフセット補正量Ｑｘとして、最大ずれ量ＰｘＭを低減可能な値が得られているので、アパーチャＡＰをオフセット補正量Ｑｘに基づいて移動させることによって、図９（ｃ）に示すように、基板上に形成される複数の規則的パターンの最大ずれ量ＰｘＭを低減することができる。
【００６０】
以上の処理によって、Ｘ方向についての像歪みが補正される。上述した通り、Ｘ方向についての補正処理が終了すると、続いてＹ方向についての補正処理が実行される（図６）。Ｙ方向についての補正処理は、上記と同様の処理をＹ方向について実行することによって行われる。
【００６１】
〈オフセット補正量の決定方法〉
上述の通り、オフセット補正量決定部５３２は、サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）のそれぞれについてのずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）に基づいて、最大ずれ量ＰｘＭを低減することができるオフセット補正量Ｑｘを決定する（図７のステップＳ１６）。オフセット補正量Ｑｘの決定処理には２つの態様がある。第１の態様は、ずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）の中の最大値および最小値を用いてオフセット補正量を算出するものである。第２の態様は、ずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）の平均値を用いてオフセット補正量を算出するものである。オフセット補正量決定部５３２には、いずれの態様でオフセット補正量を算出させてもよい。以下において、各態様について具体的に説明する。
【００６２】
〈第１の態様に係るオフセット補正量の算出処理〉
第１の態様に係るオフセット補正量の算出処理について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、オフセット補正量の算出処理の流れを示す図である。
【００６３】
まず、サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）それぞれについてのずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）の中の最大値Ｋ１と最小値Ｋ２とを抽出する（ステップＳ１０１）。すなわち、最大値Ｋ１は、＋Ｘ方向についての最大のずれ量を示す値であり、最小値Ｋ２は、−Ｘ方向についての最大のずれ量を示す値である。換言すると、最大値Ｋ１および最小値Ｋ２は、Ｘ方向についてのずれ量のピークを示す値である。
【００６４】
続いて、ステップＳ１０１で抽出された最大値Ｋ１と最小値Ｋ２との平均値Ｋａｖを算出してオフセット量として取得する（ステップＳ１０２）。
【００６５】
続いて、ステップＳ２２で算出されたオフセット量（すなわち、平均値Ｋａｖ）の符号を逆にした値をオフセット補正量Ｑｘとして取得する（ステップＳ２３）。
【００６６】
つまり、オフセット補正量Ｑｘは、（数１）に示す演算を実行することによって取得される。
【００６７】
Ｑｘ＝（Ｋ１＋Ｋ２）／（−２）      ・・・（数１）
【００６８】
例えば、図９（ａ）に示すように、各サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）の結像位置が＋Ｘ方向に偏っており、このときのずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）の最大値Ｋ１および最小値Ｋ２がそれぞれ「４」および「０」であるとすると、オフセット補正量Ｑｘは、（数１）より「−２」となる。
【００６９】
この場合、ステップＳ１７（図７）の処理が実行されることによって、アパーチャＡＰは−Ｘ方向について「２」だけ移動されることになる。これにより、図９（ｂ）に示すように、複数の規則的パターンＴ（１），Ｔ（２），…Ｔ（ｎ）の結像位置は一律に、−Ｘ方向に「２」だけシフトする。その結果、図９（ｃ）に示すように、アパーチャ位置の調整後のずれ量の最大値は「２」となり、最小値は「−２」となる。つまり、アパーチャ位置の調整によって、最大ずれ量ＰｘＭが「４」から「２」まで低減される。
【００７０】
また例えば、図１１（ａ）の仮想線にて示すように、各サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）の結像位置が−Ｘ方向に偏っており、このときのずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）の最大値Ｋ１および最小値Ｋ２がそれぞれ「０」および「−３」であるとすると、オフセット補正量Ｑｘは、（数１）より「＋１．５」となる。
【００７１】
この場合、ステップＳ１７（図７）の処理が実行されることによって、アパーチャＡＰは＋Ｘ方向について「１．５」だけ移動されることになる。これにより、複数の規則的パターンＴ（１），Ｔ（２），…Ｔ（ｎ）の結像位置は一律に、＋Ｘ方向に「１，５」だけシフトする。その結果、図１１（ａ）の実線にて示すように、アパーチャ位置の調整後のずれ量の最大値は「＋１．５」となり、最小値は「−１．５」となる。つまり、アパーチャ位置の調整によって、最大ずれ量ＰｘＭが「３」から「１．５」まで低減される。
【００７２】
また例えば、図１１（ｂ）の仮想線にて示すように、各サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）の結像位置が−Ｘ方向および−Ｘ方向にＳ字を描いてずれており、このときのずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）の最大値Ｋ１および最小値Ｋ２がそれぞれ「５」および「−２」であるとすると、オフセット補正量Ｑｘは、（数１）より「−１．５」となる。
【００７３】
この場合、ステップＳ１７（図７）の処理が実行されることによって、アパーチャＡＰは−Ｘ方向について「１．５」だけ移動されることになる。これにより、複数の規則的パターンＴ（１），Ｔ（２），…Ｔ（ｎ）の結像位置は一律に、−Ｘ方向に「１，５」だけシフトする。その結果、図１１（ｂ）の実線にて示すように、アパーチャ位置の調整後のずれ量の最大値は「−３．５」となり、最小値は「−３．５」となる。つまり、アパーチャ位置の調整によって、最大ずれ量ＰｘＭが「５」から「３．５」まで低減される。以上が、第１の態様に係るオフセット補正量の算出処理である。
【００７４】
〈第２の態様に係るオフセット補正量の算出処理〉
第２の態様に係るオフセット量の算出処理について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、オフセット補正量の算出処理の流れを示す図である。
【００７５】
まず、サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）のそれぞれについてのずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）の平均値Ｐａｖを算出してオフセット量として取得する（ステップＳ２０１）。
【００７６】
続いて、ステップＳ２０１で取得されたオフセット量（すなわち、平均値Ｐａｖ）の符号を逆にした値をオフセット補正量Ｑｘとして取得する（ステップＳ３２）。
【００７７】
つまり、オフセット補正量Ｑｘは、（数２）に示す演算を実行することによって取得される（ただし、「ｍ」はサンプルパターン（すなわち、測定点）の個数）。
【００７８】
Ｑｘ＝（Ｐｘ（１）＋Ｐｘ（２）＋…＋Ｐｘ（ｍ））／（−ｍ）      ・・・（数２）
【００７９】
例えば、各サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）のずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）がそれぞれ「０」、「１」、「２」、「３」、「４」、「３」、「２」、「１」および「０」であるとすると、オフセット補正量Ｑｘは、（数２）より「−２」となる。
【００８０】
この場合、ステップＳ１７（図７）の処理が実行されることによって、アパーチャＡＰは−Ｘ方向について「２」だけ移動されることになる。これにより、複数の規則的パターンＴ（１），Ｔ（２），…Ｔ（ｎ）の結像位置は一律に、−Ｘ方向に「２」だけシフトする（図９（ｂ）参照）。その結果、アパーチャ位置の調整後のずれ量の最大値は「２」となり、最小値は「−２」となる。つまり、アパーチャ位置の調整によって、最大ずれ量ＰｘＭは「４」から「２」まで低減される。以上が、第２の態様に係るオフセット補正量の算出処理である。
【００８１】
〈Ａ−４．効果〉
第１の態様に係る像歪み補正機能によると、ずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）に基づいてオフセット補正量Ｑｘを算出し、得られたオフセット補正量Ｑｘに基づいてアパーチャＡＰの位置を調整するので、複数の規則的パターンＴ（１），Ｔ（２），…Ｔ（ｎ）のそれぞれの結像位置を一律にシフトさせることができる。これによって、最大ずれ量ＰｘＭを低減して所定の許容範囲内におさめることができる。
【００８２】
また、アパーチャＡＰの位置を、Ｘ方向およびＹ方向のについてそれぞれ調整するので、両方向について最大ずれ量を所定の許容範囲内におさめることができる。
【００８３】
また、調整に係る方向について形成されたスリット列の両端部に位置するスリットＳＬをそれぞれ通過した光束の結像位置が、理想結像位置と一致するように、投影光学系３８のレンズ倍率を調整した上でオフセット補正量Ｑｘを算出するので、適切なオフセット補正量Ｑｘを効率的に算出することができる。
【００８４】
また、特に第１の態様に係るオフセット補正量の算出処理においては、ずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）の最大値Ｋ１と最小値Ｋ２との平均値Ｋａｖに基づいてオフセット補正量Ｑｘを決定する。すなわち、調整に係る方向についてのずれ量のピークの値を抽出し、当該ピークの値を用いてオフセット補正量Ｑｘを算出することによって、最大ずれ量ＰｘＭを低減可能なオフセット補正量Ｑｘを簡易かつ効率的に算出することができる。
【００８５】
また、特に第２の態様に係るオフセット補正量の算出処理においては、ずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）の平均値Ｐａｖに基づいてオフセット補正量Ｑｘを決定するので、サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）のそれぞれについてのずれ量を加味して、最大ずれ量ＰｘＭを低減可能なオフセット補正量Ｑｘを簡易に取得することができる。
【００８６】
〈Ｂ．第２の態様に係る像歪み補正機能〉
〈Ｂ−１．補正の原理〉
第２の態様は、アパーチャＡＰの水平位置と投影光学系３８のレンズ倍率の両方を調整することによって像歪みを補正するものである。この補正の原理について説明する。先にも説明した通り、投影光学系３８のレンズディストーションのために、複数の規則的パターンの結像位置に理想結像位置からのずれ（ずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ））が生じてしまう（例えば、図１５（ｂ）上段参照）。第２の態様においては、はじめに、投影光学系３８のレンズ倍率を適切な値に調整することによって、ずれの偏りを解消する（図１５（ｂ）下段）。その上で、アパーチャＡＰを移動させることによって、複数の規則的パターンの結像位置を所定方向に一律にシフトさせる（図１６（ｂ））。これによって、最大ずれ量の低減を実現する（図１６（ｃ））。
【００８７】
〈Ｂ−２．機能構成〉
第２の態様に係る像歪み補正機能について図１３を参照しながら説明する。図１３は、パターン描画装置１の構成うち、第２の態様に係る像歪み補正機能に関わる部分のみを模式的に示した図である。なお、以下においては、第１の像歪み補正機能と相違する点についてのみ説明する。また、図１３において、図５と同様の機能部については、同じ符号を付して示している。
【００８８】
パターン描画装置１は、照射光撮影部４０、アパーチャ駆動部３９、投影光学系３８、および制御部５０を使用して、像歪み補正機能を実現する。制御部５０の内部には、Ａ／Ｄ変換部５１と、メモリ５２と、ＣＰＵ５３と、ドライバ５４とが設けられ、これらは相互に電気的に接続されている。また、Ａ／Ｄ変換部５１は照射光撮影部４０のＣＣＤカメラ４１と電気的に接続されており、ドライバ５４はアパーチャ駆動部３９と電気的に接続されている。また、ＣＰＵ５３は、投影光学系３８と電気的に接続されており、投影光学系３８のレンズ位置を調整することによって、レンズ倍率を所定の値に調整する。
【００８９】
また、ＣＰＵ５３には、ずれ量算出部５３１と、オフセット補正量決定部５３２と、近似直線算出部５３３と、レンズ倍率算出部５３４とが実現される。近似直線算出部５３３は、ずれ量を最小二乗法にて近似した一次関数（近似直線）を算出する。レンズ倍率算出部５３４は、近似直線算出部５３３により取得された近似直線に基づいて、ずれ量の偏りを均一にできる投影光学系３８のレンズ倍率を算出する。これら各機能部は、ＣＰＵ５３がプログラムを実行することにより実現されてもよいし、回路的（ハードウェア的）に実現されてもよい。
【００９０】
〈Ｂ−３．処理動作〉
〈全体の流れ〉
第２の態様に係る像歪み補正処理動作について説明する。なお、第２の像歪みの補正処理においても、第１の像歪み補正処理と同様、はじめに、Ｘ方向についての像歪みを補正し、続いて、Ｙ方向についての像歪みを補正する（図６参照）。
【００９１】
〈Ｘ方向についての像歪みの補正処理の流れ〉
Ｘ方向についての像歪みを補正する処理の流れについて図１４〜図１６を参照しながら説明する。図１４は、Ｘ方向についての像歪みの補正処理の流れを示す図である。図１５はレンズ倍率の調整の前後におけるずれ量の変化を説明するための図であり、図１６はアパーチャ位置の調整の前後におけるずれ量の変化を説明するための図である。
【００９２】
図１４を参照する。まず、制御部５０が、基板上に形成された各サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）のＸ方向についての結像位置情報ｘ（１），ｘ（２），…ｘ（ｍ）を取得して（ステップＳ２１）、取得した結像位置情報ｘ（１），ｘ（２），…ｘ（ｍ）に基づいて投影光学系３８のレンズの倍率およびレンズの焦点を調整し（ステップＳ２２）、必要な場合はさらにアパーチャＡＰの位置を調整する（ステップＳ２３）。続いて、ステップＳ２２で調整されたレンズ倍率（初期倍率Ｍｏ）の下での、基板上に形成された各サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）のＸ方向についての結像位置情報ｘ（１），ｘ（２），…ｘ（ｍ）を取得する（ステップＳ２４）。続いて、ずれ量算出部５３１が、ステップＳ２４で取得された結像位置情報ｘ（１），ｘ（２），…ｘ（ｍ）に基づいて、サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）それぞれについてのずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）を算出する（ステップＳ２５）。これらステップＳ２１〜ステップＳ２５の各処理は、第１の像歪み補正の処理に係るステップＳ１１〜ステップＳ１５の各処理（図７）と同様であるのでその詳細な説明は省略する。
【００９３】
サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）のそれぞれについてのずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）が算出されると、続いて、ＣＰＵ５３が、各ずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）に基づいて、ずれ量の偏りを均一にできる投影光学系３８のレンズ倍率Ｍを算出する（ステップＳ２６）。レンズ倍率Ｍの算出処理の詳細については、後に具体的に説明する。
【００９４】
続いて、ＣＰＵ５３は、投影光学系３８のレンズ倍率をステップＳ２６で算出されたレンズ倍率Ｍに変更する（ステップＳ２７）。
【００９５】
続いて、制御部５０が、ステップＳ２７で調整されたレンズ倍率Ｍの下での、各サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）の結像位置情報ｘ’（１），ｘ’（２），…ｘ’（ｍ）を取得する（ステップＳ２８）。この処理は、ステップＳ２１の処理と同様に行われてもよい（すなわち、ＣＣＤカメラ４１でパルス光を撮影することによって取得された画像データに基づいて結像位置情報を取得してもよい）。また、変倍の中心位置が正確にわかっている場合には、再度パルス光を撮影するまでもなく、計算によって変倍後の結像位置情報ｘ’（１），ｘ’（２），…ｘ’（ｍ）を算出してもよい。
【００９６】
続いて、ずれ量算出部５３１が、ステップＳ２８で取得された結像位置情報ｘ’（１），ｘ’（２），…ｘ’（ｍ）に基づいて、サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）それぞれについてのずれ量Ｐｘ’（１），Ｐｘ’（２）、…Ｐｘ’（ｍ）を算出する（ステップＳ２９）。この処理は、ステップＳ２５と同様である。ここでは、先のステップＳ２７において、投影光学系３８のレンズ倍率が初期倍率Ｍｏから新たなレンズ倍率Ｍに変更されているので、サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）のずれ量Ｐｘ’（１），Ｐｘ’（２）、…Ｐｘ’（ｍ）は、図１５（ｃ）に示すように、傾きが「０」の直線にて近似されるものとなっている。すなわち、各パターンのずれの偏りが均一化された状態となっている。
【００９７】
続いて、オフセット補正量決定部５３２が、ステップＳ２９で取得されたずれ量Ｐｘ’（１），Ｐｘ’（２）、…Ｐｘ’（ｍ）に基づいて、最大ずれ量ＰｘＭ（各ずれ量Ｐｘ’（１），Ｐｘ’（２）、…Ｐｘ’（ｍ）の中の最大値）を低減可能なオフセット補正量Ｑｘを決定する（ステップＳ３０）。この処理は、ステップＳ１６の処理（図７）と同様である。なお、ここでのオフセット補正量Ｑｘの決定処理にあたっても、上述した２つの決定処理態様のいずれが採用されてもよい。
【００９８】
続いて、ＣＰＵ５３は、ドライバ５４を介して、アパーチャ駆動部３９を動作させ、ステップＳ３０で算出されたオフセット補正量Ｑｘに基づいて、アパーチャＡＰの位置を調整する（ステップＳ３１）。この処理は、ステップＳ１７（図７）と同様である。アパーチャＡＰの位置をオフセット補正量Ｑｘに基づいて移動させると、図１６（ｂ）に示すように、複数の規則的パターンＴ（１），Ｔ（２），…Ｔ（ｎ）の結像位置は一律にシフトする。ここでは、先にレンズ倍率の調整が行われることによって、ずれ量の偏りが均一化されている（図１６（ａ））。この状態で、アパーチャ位置を調整してパターンＴ（１），Ｔ（２），…Ｔ（ｎ）の結像位置を一律にシフトさせることによって、図１６（ｃ）に示すように、各パターンのずれ量を有効に低減することが可能となる。したがって、最大ずれ量ＰｘＭを大きく低減することができる。
【００９９】
以上の処理によって、Ｘ方向についての像歪みが補正される。上述した通り、Ｘ方向についての補正処理が終了すると、続いてＹ方向についての補正処理が実行される。Ｙ方向についての補正処理は、上記と同様の処理をＹ方向について実行することによって行われる。
【０１００】
〈レンズ倍率の算出方法〉
上述の通り、ＣＰＵ５３は、サンプルパターンＳ（１），Ｓ（２），…Ｓ（ｍ）のそれぞれについてのずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）に基づいて、ずれ量の偏りを均一にできる投影光学系３８のレンズ倍率Ｍを算出する（図１４のステップＳ２６）。レンズ倍率Ｍの算出処理について、図１７を参照しながら説明する。図１７は、レンズ倍率Ｍを算出する処理の流れを示す図である。なお、以下においては適宜図１５を参照する。
【０１０１】
まず、近似直線算出部５３３が、ずれ量Ｐｘ（１），Ｐｘ（２）、…Ｐｘ（ｍ）を近似する一次関数（近似直線Ｌ）を取得する（ステップＳ３０１）。より具体的には、図１５（ａ）に示すように、各パターンの理想結像位置（図１５の横軸）と、ずれ量（図１５の縦軸）との関係を近似する直線を最小二乗法によって算出して近似直線Ｌとして取得する。
【０１０２】
続いて、レンズ倍率算出部５３４が、ステップＳ３０１で取得された近似直線Ｌに基づいて、レンズ倍率Ｍを算出する。この処理は、より具体的には次のように行われる。まず、各スリット列の両端部に位置するスリットＳＬを通過した光束の理想結像位置（パターンＴ（１）、Ｔ（ｎ）（すなわち、サンプルパターンＳ（１），Ｓ（ｍ））の理想結像位置）において、近似直線Ｌから得られるずれ量ＰＬｘ（１），ＰＬｘ（ｍ）を取得する（図１５（ａ））（ステップＳ３０２）。
【０１０３】
続いて、ステップＳ３０２で算出されたずれ量ＰＬｘ（１），ＰＬｘ（ｍ）に基づいて、新たなレンズ倍率Ｍを算出する（ステップＳ３０３）。より具体的には、新たなレンズ倍率Ｍの下で取得されるずれ量Ｐｘ’（１），Ｐｘ’（２）、…Ｐｘ’（ｍ）を最小二乗法にて近似した一次関数の傾きが「０」となるようなレンズ倍率Ｍを算出する。このようなレンズ倍率Ｍは、各スリット列の両端部に位置するスリットＳＬを通過した光束の理想結像位置（パターンＳ（１）、Ｓ（ｍ）の理想結像位置）の離間距離を「Ｄｘ」とすると、（数３）に示す演算を実行することによって取得される。
【０１０４】
Ｍ＝Ｍｏ＊（Ｄｘ−ＰＬｘ（１）−ＰＬｘ（ｍ））／Ｄｘ      ・・・（数３）
【０１０５】
初期倍率Ｍｏは、サンプルパターンＳ（１），Ｓ（ｍ）の結像位置が理想結像位置に一致するように設定されている。したがって、初期倍率Ｍｏの下では、図１５（ｂ）の上段に示すように、サンプルパターンＳ（１）の結像位置とサンプルパターンＳ（ｍ）の結像位置との離間距離は「Ｄｘ」となっている。一方、調整後のレンズ倍率Ｍにおいては、図１５（ｂ）の下段に示すように、サンプルパターンＳ（１）の結像位置とサンプルパターンＳ（ｍ）の結像位置との離間距離は「Ｄｘ」から「Ｄｘ’」（ただし、Ｄｘ’＝Ｄｘ−ＰＬｘ（１）−ＰＬｘ（ｍ））に変更される。これにより、図１５（ｃ）に示すように、新たなレンズ倍率Ｍの元で得られるずれ量Ｐｘ’（１），Ｐｘ’（２）、…Ｐｘ’（ｍ）に係る近似直線Ｌの傾きが「０」となる。近似直線Ｌの傾きが「０」となることは、ずれ量Ｐｘ’（１），Ｐｘ’（２）、…Ｐｘ’（ｍ）においては、Ｘ方向についてのずれ量の偏り解消されて均一になっていることを意味している。以上が、レンズ倍率Ｍの算出処理である。
【０１０６】
〈Ｂ−４．効果〉
第２の態様に係る像歪み補正機能によると、レンズの倍率を調整することによってずれ量の偏りを解消した上で、オフセット補正量Ｑｘを算出し、得られたオフセット補正量Ｑｘに基づいてアパーチャＡＰの位置を調整するので、複数の規則的パターンＴ（１），Ｔ（２），…Ｔ（ｎ）のそれぞれの結像位置の理想結像位置からのずれを有効に低減することができる。
【０１０７】
〈３．変形例〉
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記のパターン描画装置１は、７つの光学ヘッド３２を有するものであったが、光学ヘッドの数は７つに限定されるものではない。また、上記のパターン描画装置１はレーザ発振器３４のパルス光を使用していたが、光源や照射方式は上記の例に限定されるものではない。例えば、単波長の光だけではなく複数の波長が混在している光や紫外線を使用する構成であってもよく、また、パルス光ではなく連続的な光を照射する構成であってもよい。
【０１０８】
また、上記のパターン描画装置１においては、オフセット量の算出に用いるずれ量を取得する前に、両端部のパターンの各結像位置の間隔を用いてレンズ倍率の調整を行う構成としている（図７のステップＳ１２）が、このレンズ倍率の調整処理は必ずしも必須ではない。例えばレンズ倍率が適正値に調整済みの状態であることが保証される場合等においては、この処理は省略してもよい。なお、レンズ倍率の調整処理を行わない場合には、処調整対象の方向について形成されたスリット列の両端部に形成されたパターンを必ずしもサンプルパターンに含める必要はなく、ｎ個のパターンのうちの少なくとも１以上のパターンをサンプルパターンとすればよい。
【０１０９】
また、上記のパターン描画装置１は、カラーフィルタ用のガラス基板９を処理対象としていたが、半導体基板、プリント基板、プラズマ表示装置用ガラス基板等の他の基板を処理対象とするものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の実施の形態に係るパターン描画装置の側面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るパターン描画装置の上面図である。
【図３】アパーチャの一例を示す図である。
【図４】制御部と各部との間の接続構成を示したブロック図である。
【図５】パターン描画装置の構成のうち、第１の態様に係る像歪み補正機能に関わる部分のみを模式的に示した図である。
【図６】補正処理の全体の流れを示す図である。
【図７】Ｘ方向についての像歪みの補正処理の流れを示す図である。
【図８】結像位置情報の取得処理の流れを示す図である。
【図９】補正処理の前後におけるずれ量の変化を説明するための図である。
【図１０】第１の態様に係るオフセット補正量の算出処理の流れを示す図である。
【図１１】補正処理の前後におけるずれ量の変化を説明するための図である。
【図１２】第２の態様に係るオフセット補正量の算出処理の流れを示す図である。
【図１３】パターン描画装置の構成のうち、第２の態様に係る像歪み補正機能に関わる部分のみを模式的に示した図である。
【図１４】Ｘ方向についての像歪みの補正処理の流れを示す図である。
【図１５】補正処理の前後におけるずれ量の変化を説明するための図である。
【図１６】補正処理の前後におけるずれ量の変化を説明するための図である。
【図１７】レンズ倍率Ｍを算出する処理の流れを示す図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１    パターン描画装置
９    基板
１０    ステージ
２０    ステージ駆動部
３０    ヘッド部
３２    光学ヘッド
３８    投影光学系
３９    アパーチャ駆動部
４０    照射光撮影部
４１    カメラ
５０    制御部
５３１    ずれ量算出部
５３２    オフセット補正量決定部
５３３    近似直線算出部
５３４    レンズ倍率算出部
ＡＰ    アパーチャ
【図１】
2008304834.tif 000003
【図２】
2008304834.tif 000004
【図３】
2008304834.tif 000005
【図４】
2008304834.tif 000006
【図５】
2008304834.tif 000007
【図６】
2008304834.tif 000008
【図７】
2008304834.tif 000009
【図８】
2008304834.tif 000010
【図９】
2008304834.tif 000011
【図１０】
2008304834.tif 000012
【図１１】
2008304834.tif 000013
【図１２】
2008304834.tif 000014
【図１３】
2008304834.tif 000015
【図１４】
2008304834.tif 000016
【図１５】
2008304834.tif 000017
【図１６】
2008304834.tif 000018
【図１７】
2008304834.tif 000019