(57)【要約】【課題】複数の光学ヘッドに搭載されるアパーチャの交換作業を自動化し、アパーチャを効率よく交換するとともに、アパーチャの汚染も防止することができるパターン描画装置を提供する。【解決手段】このパターン描画装置１は、主としてアパーチャ交換部４０とアパーチャユニット３６とを制御部５０からの指令に基づいて動作させることにより、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇに搭載されたアパーチャＡＰの交換処理を行う。具体的には、複数の光学ヘッド３２ａ〜３２ｇに沿ってハンド部４１を移動させ、−Ｙ側へ進出させたアパーチャユニットに対してハンド部４１を接近および離間させることにより、アパーチャＡＰの受け渡しを行う。このため、アパーチャＡＰを自動的かつ効率よく交換することができ、アパーチャＡＰの汚染も防止することができる。【選択図】図２
2008130817.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定方向に沿って配列された複数の光学ヘッドから基板に向けて光を照射することにより、基板の表面にパターンを描画するパターン描画装置において、
前記複数の光学ヘッドのそれぞれにおいて、所定のパターン形状に光を透過させるためのアパーチャ部材を保持するアパーチャ保持手段と、
前記アパーチャ保持手段に保持されるアパーチャ部材を交換するアパーチャ交換手段と、
を備え、
前記アパーチャ交換手段は、
前記アパーチャ部材を保持しつつ搬送するハンド部と、
前記ハンド部を、少なくとも前記複数の光学ヘッドが配列された範囲内に亘って前記所定方向と平行な方向に移動させる移動手段と、
前記移動手段により前記ハンド部を前記複数のアパーチャ保持手段のそれぞれに対向する位置に移動させた後、前記ハンド部を前記アパーチャ保持手段に対して接近および離間させることにより、前記アパーチャ保持手段と前記ハンド部との間でアパーチャ部材の受け渡しを行う制御手段と、
を有す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において、
前記アパーチャ保持手段を、前記光学ヘッド内の照射位置と前記ハンド部の移動経路上の位置との間で進退移動させる進退手段を更に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または請求項２に記載のパターン描画装置において、
前記ハンド部は、一対の保持爪によりアパーチャ部材の端部を摘むことによりアパーチャ部材を保持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から請求項３までのいずれかに記載のパターン描画装置において、
前記アパーチャ保持手段は、前記ハンド部の進入を許容するための切り欠き部を有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から請求項４までのいずれかに記載のパターン描画装置において、
前記移動手段による前記ハンド部の移動経路上に配置され、アパーチャ部材を収納するカセット部を更に備えることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項６】
請求項５に記載のパターン描画装置において、
前記カセット部は、複数のアパーチャ部材を上下方向に多段に収納するものであり、
前記カセット部を昇降移動させる昇降手段を更に備えることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載のパターン描画装置において、
前記カセット部は、所定の回動軸の周囲に複数の収納部を有し、
前記回動軸を中心として前記カセット部を回動させる回動手段を更に備えることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項８】
請求項５から請求項７までのいずれかに記載のパターン描画装置において、
前記カセット部は、アパーチャ部材の両端部を保持するためのガイド部を有し、
前記ガイド部は、アパーチャ部材の両端部を載置する載置面と、前記載置面の外側においてせり上がるテーパ面とを有することを特徴とするパターン描画装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれかに記載のパターン描画装置において、
前記アパーチャ保持手段は、アパーチャ部材を固定する状態と、アパーチャ部材の固定を解除する状態とを切り替える固定解除手段を有することを特徴とするパターン描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーフィルタ用ガラス基板、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板、半導体基板、プリント基板等の基板の表面にパターンを描画するパターン描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、感光材料が塗布された基板の表面に光を照射することにより、基板の表面に所定のパターンを描画するパターン描画装置が知られている。パターン描画装置は、基板を載置するステージと、ステージを移動させるための移動機構と、ステージ上の基板の表面に光を照射する複数の光学ヘッドとを備えている。パターン描画装置は、ステージとともに基板を水平方向に移動させつつ、複数の光学ヘッドから光を照射することにより、基板の表面に所定のパターンを描画する。
【０００３】
このようなパターン描画装置の各光学ヘッドの内部には、所定の遮光部が形成されたガラス板であるアパーチャが搭載されている。光源から出射された光は、各光学ヘッド内においてアパーチャを通過することにより、所定パターンの光束となって基板の表面に照射される。パターン描画装置は、このように複数の光学ヘッドにそれぞれアパーチャを搭載する構成となっている。このため、各アパーチャのサイズを小さくすることができ、アパーチャの撓みの問題が少なくなるとともにアパーチャの取り扱いも容易となる。
【０００４】
このようなパターン描画装置の構成は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１４５７４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなパターン描画装置において、各光学ヘッドに搭載されるアパーチャは、描画すべきパターンに応じて交換される。しかしながら、アパーチャの交換作業をオペレータが手動で行うようにすると、使用済みのアパーチャを光学ヘッドから取り外し、新しいアパーチャを光学ヘッドに取り付ける作業を、全ての光学ヘッドについて行わなければならないため、オペレータの作業負担が増大する。また、オペレータがアパーチャに直接触れることにより、アパーチャにパーティクル等の異物を付着させてしまう恐れもある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、複数の光学ヘッドに搭載されるアパーチャの交換作業を自動化し、アパーチャを効率よく交換するとともに、アパーチャの汚染も防止することができるパターン描画装置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】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、所定方向に沿って配列された複数の光学ヘッドから基板に向けて光を照射することにより、基板の表面にパターンを描画するパターン描画装置において、前記複数の光学ヘッドのそれぞれにおいて、所定のパターン形状に光を透過させるためのアパーチャ部材を保持するアパーチャ保持手段と、前記アパーチャ保持手段に保持されるアパーチャ部材を交換するアパーチャ交換手段と、を備え、前記アパーチャ交換手段は、前記アパーチャ部材を保持しつつ搬送するハンド部と、前記ハンド部を、少なくとも前記複数の光学ヘッドが配列された範囲内に亘って前記所定方向と平行な方向に移動させる移動手段と、前記移動手段により前記ハンド部を前記複数のアパーチャ保持手段のそれぞれに対向する位置に移動させた後、前記ハンド部を前記アパーチャ保持手段に対して接近および離間させることにより、前記アパーチャ保持手段と前記ハンド部との間でアパーチャ部材の受け渡しを行う制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のパターン描画装置において、前記アパーチャ保持手段を、前記光学ヘッド内の照射位置と前記ハンド部の移動経路上の位置との間で進退移動させる進退手段を更に備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載のパターン描画装置において、前記ハンド部は、一対の保持爪によりアパーチャ部材の端部を摘むことによりアパーチャ部材を保持することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載のパターン描画装置において、前記アパーチャ保持手段は、前記ハンド部の進入を許容するための切り欠き部を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載のパターン描画装置において、前記移動手段による前記ハンド部の移動経路上に配置され、アパーチャ部材を収納するカセット部を更に備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載のパターン描画装置において、前記カセット部は、複数のアパーチャ部材を上下方向に多段に収納するものであり、前記カセット部を昇降移動させる昇降手段を更に備えることを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係る発明は、請求項５または請求項６に記載のパターン描画装置において、前記カセット部は、所定の回動軸の周囲に複数の収納部を有し、前記回動軸を中心として前記カセット部を回動させる回動手段を更に備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に係る発明は、請求項５から請求項７までのいずれかに記載のパターン描画装置において、前記カセット部は、アパーチャ部材の両端部を保持するためのガイド部を有し、前記ガイド部は、アパーチャ部材の両端部を載置する載置面と、前記載置面の外側においてせり上がるテーパ面とを有することを特徴とする。
【００１６】
請求項９に係る発明は、請求項１から請求項８までのいずれかに記載のパターン描画装置において、前記アパーチャ保持手段は、アパーチャ部材を固定する状態と、アパーチャ部材の固定を解除する状態とを切り替える固定解除手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１〜９に記載の発明によれば、パターン描画装置は、ハンド部を複数の光学ヘッドに沿って移動させた後、ハンド部をアパーチャ保持手段に対して接近および離間させることにより、アパーチャ保持手段とハンド部との間でアパーチャ部材の受け渡しを行う。このため、アパーチャ部材を自動的かつ効率よく交換することができ、アパーチャ部材の汚染も防止することができる。
【００１８】
特に、請求項２に記載の発明によれば、パターン描画装置は、アパーチャ保持手段を、光学ヘッド内の照射位置とハンド部の移動経路上の位置との間で進退移動させる進退手段を更に備える。このため、ハンド部の移動経路上でアパーチャ部材の受け渡し動作を行うことができ、また、ハンド部を移動させるときにはアパーチャ保持手段を退避させることができる。
【００１９】
特に、請求項３に記載の発明によれば、ハンド部は、一対の保持爪によりアパーチャ部材の端部を摘むことによりアパーチャ部材を保持する。このため、アパーチャ保持部内の深い位置までハンド部を挿入することなく、アパーチャ部材の受け渡し動作を行うことができる。
【００２０】
特に、請求項４に記載の発明によれば、アパーチャ保持手段は、ハンド部の進入を許容するための切り欠き部を有する。このため、アパーチャ保持手段とハンド部との干渉を回避しつつ、アパーチャ部材の受け渡し動作を行うことができる。
【００２１】
特に、請求項５に記載の発明によれば、パターン描画装置は、移動手段によるハンド部の移動経路上に配置され、アパーチャ部材を収納するカセット部を更に備える。このため、使用済みのアパーチャ部材や交換用のアパーチャ部材を１箇所に纏めて収納することができる。
【００２２】
特に、請求項６に記載の発明によれば、カセット部は、複数のアパーチャ部材を上下方向に多段に収納するものであり、パターン描画装置は、カセット部を昇降移動させる昇降手段を更に備える。このため、複数のアパーチャ部材をコンパクトに収納することができ、また、アパーチャ部材の取り出しまたは収納を行う段に応じてカセット部の高さを調節することができる。
【００２３】
特に、請求項７に記載の発明によれば、カセット部は、所定の回動軸の周囲に複数の収納部を有し、パターン描画装置は、回動軸を中心としてカセット部を回動させる回動手段を更に備える。このため、使用済みのアパーチャと交換用のアパーチャとを複数の収納部に分けて収納することができ、また、各収納部を容易に切り替えることができる。
【００２４】
特に、請求項８に記載の発明によれば、カセット部は、アパーチャ部材の両端部を保持するためのガイド部を有し、ガイド部は、アパーチャ部材の両端部を載置する載置面と、載置面の外側においてせり上がるテーパ面とを有する。このため、アパーチャ部材の位置が水平方向に多少ずれていても載置面上にアパーチャ部材を載置することができ、アパーチャ部材をカセット部に容易に収納することができる。
【００２５】
特に、請求項９に記載の発明によれば、アパーチャ保持手段は、アパーチャ部材を固定する状態と、アパーチャ部材の固定を解除する状態とを切り替える固定解除手段を有する。このため、描画処理時にはアパーチャ部材を確実に保持することができ、また、アパーチャ部材の交換時にはアパーチャ部材を容易に取り出すことができる。
【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は、本発明の一実施形態に係るパターン描画装置１の側面図である。また、図２は、パターン描画装置１を図１のＩＩ−ＩＩ位置から見た上面図である。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３２ａ〜３２ｇを有するヘッド部３０と、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇに搭載されているアパーチャＡＰを交換するためのアパーチャ交換部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３２ａ〜３２ｇとを有している。各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇ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３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇ内に導入される。
【００３４】
各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇの内部には、パルス光を部分的に遮光するためのアパーチャユニット３６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３７とが設けられている。アパーチャユニット３６には、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。アパーチャＡＰは、例えば１００ｍｍ×１５０ｍｍ程度の小片である。照明光学系３３を介して各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇ内に導入されたパルス光は、アパーチャユニット３６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３７へ入射する。そして、投影光学系３７を通過したパルス光が基板９の上面に照射されることにより、基板９上の感光材料に所定のパターンが描画される。
【００３５】
図３は、アパーチャユニット３６の詳細を示した上面図である。図３に示したように、アパーチャユニット３６は、アパーチャＡＰを載置するための載置台３６１を有している。載置台３６１は、平板状の部材により構成されており、その上面にアパーチャＡＰが載置される。載置台３６１の中央部には、上下方向にパルス光を通過させるための窓部３６１ａが形成されている。また、載置台３６１の−Ｘ側の側部には、後述するハンド部４１の進入を許容するための切り欠き部３６１ｂが形成されている。
【００３６】
載置台３６１の上部には、載置台３６１上に載置されたアパーチャＡＰの側部に当接する当接ピン３６２，３６３が設けられている。−Ｙ側に配置された一対の当接ピン３６２は、それぞれバネ３６２ａを介して載置台３６１に取り付けられている。このため、載置台３６１上に載置されたアパーチャＡＰの−Ｙ側の側面には一対の当接ピン３６２が当接し、アパーチャＡＰは各当接ピン３６２から主走査方向の付勢力を受ける。
【００３７】
また、載置台３６１上の＋Ｙ側に配置された一対の当接ピン３６３は、それぞれモータ等により構成された当接ピン駆動部３６３ａに接続されている。このため、当接ピン駆動部３６３ａを動作させると、一対の当接ピン３６３がそれぞれ主走査方向に進退移動する。パターン描画装置は、一対の当接ピン３６３によりアパーチャＡＰの＋Ｙ側の側面を押圧してアパーチャＡＰを固定する状態と、一対の当接ピン３６３をアパーチャＡＰから離間させてアパーチャの固定を解除する状態とを切り替えることができる。これにより、パターン描画装置は、描画処理時にはアパーチャＡＰを確実に保持することができ、また、アパーチャＡＰの交換時にはアパーチャＡＰを容易に取り出すことができる。
【００３８】
また、アパーチャユニット３６は、アパーチャユニット３６を主走査方向に進退移動させる進退機構３６４に接続されている。図４は、進退機構３６４の概略構成を示した側面図である。進退機構３６４は、フレーム３１から−Ｙ側に突き出した梁部３６４ａに沿ってアパーチャユニット３６を進退移動させる機構である。具体的には、進退機構３６４は、梁部３６４ａの下面に主走査方向に沿って敷設されたリニアガイドと、梁部３６４ａとアパーチャユニット３６との間に設けられたリニアモータとにより構成されている。そして、リニアモータを動作させることにより、リニアガイドに沿ってアパーチャユニット３６が主走査方向に進退移動する構成となっている。
【００３９】
進退機構３６４は、複数の光学ヘッド３２ａ〜３２ｇのそれぞれに設けられており、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇのアパーチャユニット３６を、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇ内の照射位置と後述するハンド部４１の移動経路上の位置との間で進退移動させる。このため、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇに搭載されたアパーチャＡＰを交換するときには、後述するハンド部４１の移動経路上でアパーチャＡＰの受け渡し動作を行うことができる。
【００４０】
図１および図２に戻り、アパーチャ交換部４０は、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇに搭載されたアパーチャＡＰを交換するための機構である。アパーチャ交換部４０は、アパーチャＡＰを保持するためのハンド部４１と、ヘッド部３０の−Ｙ側においてハンド部４１を上下方向および副走査方向に移動させるためのハンド移動機構４２と、交換前または交換後のアパーチャＡＰを収納するためのカセット部４３とを有している。
【００４１】
図５は、ハンド部４１およびハンド移動機構４２の付近を＋Ｙ側から見た側面図である。また、図６は、ハンド部４１およびハンド移動機構４２の付近の上面図である。図５および図６に示したように、ハンド部４１は、一対の保持爪４１１、４１２によってアパーチャＡＰを−Ｘ側から摘んで保持する。一対の保持爪４１１，４１２は、それぞれモータ（例えばステッピングモータ）４１３に接続されている。このため、モータ４１３を動作させると、一対の保持爪４１１，４１２が互いに接近方向および離間方向に移動し、これによりアパーチャＡＰの保持および保持解除の動作が実現される。
【００４２】
また、保持爪４１１の先端部下面側および保持爪４１２の先端部上面側には、それぞれクッション性の材料（例えば、ウレタン）からなる当接部４１１ａ，４１２ａが設けられている。このため、アパーチャＡＰを保持するときには、保持爪４１１，４１２はそれぞれ当接部４１１ａ，４１２ａを介してアパーチャＡＰに当接し、アパーチャＡＰの損傷を防止する。
【００４３】
ハンド移動機構４２は、ハンド部４１を昇降移動させるための昇降機構４２１と、昇降機構４２１およびハンド部４１を一体として副走査方向に横行移動させるための横行機構４２２とを有している。図１に示したように、横行機構４２２は、フレーム３１上部の−Ｙ側に付き出した部分に設けられており、屈曲形成されたアーム部４２３を介して下方に配置された昇降機構４２１およびハンド部４１と接続されている。
【００４４】
図５に示したように、昇降機構４２１は、上下方向に立設されたボールネジ４２１ａと、ボールネジ４２１ａを回転させるためのモータ（例えばＡＣサーボモータ）４２１ｂと、ボールネジ４２１ａに沿って敷設された一対のリニアガイド４２１ｃとを有している。また、ハンド部４１は、ボールネジ４２１ａに螺合連結されている。このため、モータ４２１を動作させると、ボールネジ４２１ａが回転し、リニアガイド４２１ｃに沿ってハンド部４１が昇降移動する。
【００４５】
一方、図６に示したように、横行機構４２２は、副走査方向にのびるボールネジ４２２ａと、ボールネジ４２２ａを回転させるためのモータ（例えばＡＣサーボモータ）４２２ｂと、ボールネジ４２２ａに沿って敷設された一対のリニアガイド４２２ｃとを有している。また、アーム部４２３は、ボールネジ４２２ａに螺合連結されている。このため、モータ４２２ｂを動作させると、ボールネジ４２２ａが回転し、リニアガイド４２２ｃに沿ってアーム部４２３、昇降機構４２１、およびハンド部４１が一体として副走査方向に横行移動する。
【００４６】
ハンド部４１によりアパーチャＡＰを保持しつつ、上記の昇降機構４２１および横行機構４２２を動作させると、ヘッド部３０に沿ってアパーチャＡＰが上下方向および副走査方向に搬送される。これにより、後述するカセット部４３と、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇの−Ｙ側の位置（各アパーチャユニット３６が進出する位置）との間でアパーチャＡＰを搬送することができる。また、上記の各位置においてアパーチャＡＰの受け渡し動作を行うときには、カセット部４３またはアパーチャユニット３６の高さに応じてアパーチャＡＰの上下位置を調節することができる。
【００４７】
ハンド部４１の移動経路上の最も＋Ｘ側の位置には、交換用のアパーチャＡＰを収納するためのカセット部４３が設けられている。図７は、カセット部４３をＸＺ平面に沿って切断した縦断面図である。図７に示したように、カセット部４３は、使用済みのアパーチャＡＰを収納するための第１収納部４３１と、交換用のアパーチャＡＰを収納するための第２収納部４３２とを有しており、これらの収納部４３１，４３２には、それぞれ７枚（光学ヘッド３２ａ〜３２ｇの数と同数）のアパーチャＡＰを上下に多段に収納できる構成となっている。各収納部４３１，４３２の各段には、アパーチャＡＰの＋Ｙ側および−Ｙ側の側部を下方から受けるための一対のガイド部４３３が設けられている。アパーチャＡＰは、このような一対のガイド部４３３上に両端部を載置された状態で各段に収納される。
【００４８】
図８は、一対のガイド部４３３をＹＺ平面に沿って切断した縦断面図である。図８に示したように、各ガイド部４３３には、アパーチャＡＰの端部を載置するための載置面４３３ａと、載置面４３３ａの外側においてせり上がるテーパ面４３３ｂとが形成されている。このため、ガイド部４３３にアパーチャＡＰをセットするときにアパーチャＡＰの位置が載置面４３３ａの上方から多少水平方向にずれていたとしても、アパーチャＡＰはテーパ面４３３ｂに沿って載置面４３３ａ上まで滑り落ち、その水平位置が補正される。このため、ガイド部４３３上にアパーチャＡＰを容易にセットすることができる。また、載置面４３３ａ上に載置されたアパーチャＡＰの周囲には若干の隙間ｄ（例えば０．５ｍｍ）が確保されるように、載置面４３３ａの幅が規定されている。このため、テーパ面４３３ｂの内側にアパーチャＡＰが嵌合してしまうことはなく、アパーチャＡＰの載置および取り出しの動作を円滑に行うことができる。
【００４９】
図９は、カセット部４３に接続されている駆動機構の構成を示した図である。図９に示したように、カセット部４３の下部には第１ギヤ４３４ａが取り付けられており、カセット部４３および第１ギヤ４３４ａは、昇降台４４上に立設された回動軸４３４ｂの周りに回動可能となっている。また、第１ギヤ４３４ａは第２ギヤ４３４ｃと噛合されており、第２ギヤ４３４ｃは昇降台４４上に設けられたモータ（例えばステッピングモータ）４３４ｄと接続されている。このため、モータ４３４ｄを動作させると、第２ギヤ４３４ｃを介して第１ギヤ４３４ａに駆動力が伝達され、回動軸４３４ｂを中心としてカセット部４３が回動する。すなわち、上記の第１ギヤ４３４ａ、回動軸４３４ｂ、第２ギヤ４３４ｃ、およびモータ４３４ｄが、カセット部４３を回動させるための回動機構４３４を構成している。回動機構４３４は、第１収納部４３１がハンド部４１側を向く状態と、第２収納部４３２がハンド部４１側を向く状態とを切り替えることができる。
【００５０】
また、カセット部４３の側方には、鉛直方向に立設されたボールネジ４３５ａと、ボールネジを回転させるためのモータ（例えば、ＡＣサーボモータ）４３５ｂと、ボールネジ４３５ａに沿ってのびるガイド軸４３５ｃとが設けられている。そして、上記の昇降台４４は、ボールネジ４３５ａおよびガイド軸４３５ｃに連結されている。このため、モータ４３５ｂを動作させると、ボールネジ４３５ａが回転し、昇降台４４および昇降台４４上の回動機構４３４およびカセット部４３が、ガイド軸４３５ｃに沿って昇降移動する。すなわち、上記のボールネジ４３５ａ、モータ４３５ｂ、およびガイド軸４３５ｃが、カセット部４３を昇降移動させるための昇降機構４３５を構成している。昇降機構４３５は、アパーチャＡＰの取り出しまたは収納を行う段に応じてカセット部４３の高さを調節することができる。
【００５１】
なお、カセット部４３は昇降台４４の上部から取り外し可能となっている。オペレータは、第１収納部４３１からアパーチャＡＰを取り出したり、第２収納部４３２にアパーチャＡＰを挿入したりするときには、昇降台４４上からカセット部４３を取り外して作業を行う。
【００５２】
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１０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１０に示したように、制御部５０は、上記のリニアモータ２１ａ，２３ａ，２５ａ、レーザ駆動部３５、照明光学系３３、投影光学系３７、当接ピン駆動部３６３ａ、進退機構３６４、モータ４１３，４２１ｂ，４２２ｂ，４３４ｄ，４３５ｂ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。
【００５３】
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従い、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３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇ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３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇ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３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇ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３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇ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。
【００５４】
＜２．アパーチャ交換時の動作＞
続いて、上記のパターン描画装置１において各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇに搭載されたアパーチャＡＰを交換するときの動作について、図１１のフローチャートおよび図１２〜図２２の動作状態図を参照しつつ説明する。なお、図１２〜図２２の動作状態図の中では、使用済みのアパーチャＡＰは無地の矩形で示されており、また、交換用のアパーチャＡＰはハッチング付きの矩形で示されている。
【００５５】
このパターン描画装置１においてアパーチャＡＰを交換するときには、まず、オペレータが、カセット部４３を昇降台４４上から取り外し、カセット部４３の第２収納部４３２の７つの段にそれぞれ交換用のアパーチャＡＰを挿入する。そして、オペレータは、カセット部４３を昇降台４４上にセットする（ステップＳ１）。オペレータは、カセット部４３を所定方向（例えば、第１収納部４３１が＋Ｙ側を向く方向）にセットするが、セット後に回動機構４３４が動作し、第１収納部４３１がハンド部４１側を向くようにカセット部４３の向きが調整される。その後、オペレータは制御部５０に対して所定の指示入力を行い、当該指示入力に基づいて、パターン描画装置１がアパーチャＡＰの自動交換処理を開始する。
【００５６】
パターン描画装置１は、まず、昇降機構４３４によりカセット部４３の高さ位置を調節する（ステップＳ２）。これにより、第１収納部４３１の最上段がハンド部４１と同等の高さに位置決めされ、第１収納部４３１は、最上段へのアパーチャＡＰの挿入を待ち受ける状態となる。次に、アパーチャ交換部４０は、横行機構４２２を動作させ、最も−Ｘ側の光学ヘッド３２ｇよりも更に−Ｘ側の位置までハンド部４１を移動させる（ステップＳ３，図１２の状態）。その後、光学ヘッド３２ｇは、進退機構３６４によりアパーチャユニット３６を−Ｙ方向に進出させる（ステップＳ４，図１３の状態）。このとき、ハンド部４１は光学ヘッド３２ｇよりも−Ｘ側に位置しているため、アパーチャユニット３６とハンド部４１とが干渉することはない。
【００５７】
−Ｙ側に進出したアパーチャユニット３６は、当接ピン駆動部３６３ａにより当接ピン３６３を後退させ（図３参照）、アパーチャＡＰの固定を解除する。一方、アパーチャ交換部４０は、ハンド部４１をアパーチャユニット３６に接近させ、載置台３６１の切り欠き部３６１に保持爪４１１，４１２を挿入させるとともに、載置台３６１上のアパーチャＡＰを保持爪４１１，４１２で摘んで保持する（ステップＳ５，図１４の状態）。そして、アパーチャ交換部４０は、ハンド部４１を若干上昇させるとともに−Ｘ方向に後退させ、アパーチャユニット３６からアパーチャＡＰを取り出す（ステップＳ６）。
【００５８】
アパーチャユニット３６からアパーチャＡＰが取り出されると、光学ヘッド３２ｇは、進退機構３６４によりアパーチャユニット３６を後退させる（ステップＳ７，図１５の状態）。これにより、ハンド部４１とカセット部４３との間にアパーチャＡＰの搬送経路が確保される。その後、アパーチャ交換部４０は、ハンド部４１を＋Ｘ方向に移動させて、アパーチャＡＰをカセット部４３まで搬送する（ステップＳ８）。ハンド部４１は、カセット部４３に接近すると、第１収納部４３１の最上段にアパーチャＡＰを挿入し、アパーチャＡＰを若干下降させるとともにアパーチャＡＰの保持を解除することにより、アパーチャＡＰをガイド部４３３上に載置する（ステップＳ９，図１６の状態）。
【００５９】
第１収納部４３１の最上段にアパーチャＡＰが収納されると、ハンド部４１は−Ｘ側に一旦退避する。そして、カセット部４３は、回動機構４３３により回動され、第２収納部４３２がハンド部４１側を向く状態に切り替えられる（ステップＳ１０，図１７の状態）。その後、ハンド部４１は再びカセット部４３に接近し、第２収納部４３２の最上段に収納された交換用のアパーチャＡＰを保持爪４１１，４１２で摘んで保持する（図１８の状態）。そして、ハンド部４１を若干上昇させるとともにハンド部４１を−Ｘ側に後退させることにより、第２収納部４３２からアパーチャＡＰを取り出す（ステップＳ１１）。
【００６０】
第２収納部４３２からアパーチャＡＰが取り出されると、ハンド部４１は、光学ヘッド３２ｇよりも−Ｘ側の位置まで移動することにより、アパーチャＡＰを−Ｘ方向に搬送する（ステップＳ１２，図１９の状態）。そして、光学ヘッド３２ｇは、進退機構３６４によりアパーチャユニット３６を−Ｙ方向に進出させる（ステップＳ１３，図２０の状態）。
【００６１】
アパーチャ交換部４０は、−Ｙ方向に進出されたアパーチャユニット３６にハンド部４１を接近させ、ハンド部４１を若干下降させるとともにアパーチャＡＰの保持を解除することにより、アパーチャＡＰを載置台３６１上に載置する（ステップＳ１４，図２１の状態）。アパーチャユニット３６は、一対の当接ピン３６３を前進させることによりアパーチャＡＰを固定する。その後、ハンド部４１が−Ｘ方向に退避するとともに、アパーチャユニット３６が＋Ｙ方向に後退し、光学ヘッド３２ｇについてのアパーチャＡＰの交換処理が終了する（ステップＳ１５，図２２の状態）。
【００６２】
光学ヘッド３２ｇについてのアパーチャＡＰの交換処理が終了すると、パターン描画装置１は、回動機構４３３によりカセット部４３を回動させ、第１収納部４３１がハンド部４１側を向く状態に切り替える（ステップＳ１６）。そして、ステップＳ２に戻り、第１収納部４３１の上から２つ目の段がハンド部４１と同等の高さとなるようにカセット部４３の高さ位置を調節する。その後、光学ヘッド３２ｆについてステップＳ３〜Ｓ１６の動作を再び行い、光学ヘッド３２ｆについてのアパーチャＡＰの交換処理を行う。
【００６３】
以下、カセット部４３の高さ位置を一段ずつ上昇させながら残りの光学ヘッド３２ｅ，３２ｄ，３２ｃ，３２ｂ，３２ａについても同様の動作を順次に行い、各光学ヘッドに搭載されたアパーチャＡＰの交換処理を行う。その結果、カセット部４３の第１収納部４３１には、光学ヘッド３２ｇ，３２ｆ，３２ｅ，３２ｄ，３２ｃ，３２ｂ，３２ａから取り出された使用済みのアパーチャＡＰが上段から順に収納される。また、交換用のアパーチャＡＰは、第２収納部４３２の上段から順に取り出され、光学ヘッド３２ｇ，３２ｆ，３２ｅ，３２ｄ，３２ｃ，３２ｂ，３２ａの各アパーチャユニット３６に搭載される。そして、全ての光学ヘッド３２ａ〜３２ｇについてアパーチャＡＰの交換処理が完了すると、パターン描画装置１は、アパーチャＡＰの自動交換処理を終了する。
【００６４】
以上のように、このパターン描画装置１は、主としてアパーチャ交換部４０とアパーチャユニット３６とを制御部５０からの指令に基づいて動作させることにより、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇに搭載されたアパーチャＡＰの交換処理を行う。具体的には、複数の光学ヘッド３２ａ〜３２ｇに沿ってハンド部４１を移動させ、−Ｙ側へ進出させたアパーチャユニット３６に対してハンド部４１を接近および離間させることにより、アパーチャＡＰの受け渡しを行う。このため、アパーチャＡＰを自動的かつ効率よく交換することができ、アパーチャＡＰの汚染も防止することができる。
【００６５】
また、このパターン描画装置１のハンド部４１は、一対の保持爪４１１，４１２によりアパーチャＡＰの端部を摘むことによりアパーチャＡＰを保持する。このため、アパーチャユニット３６およびカセット部４３の深い位置までハンド部４１を挿入することなく、アパーチャＡＰの受け渡しを行うことができる。
【００６６】
＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本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、モータとボールネジとを組み合わせた機構や、リニアモータを用いた機構により、各部の動作を実現していたが、他の公知の駆動機構を利用して同等の動作を実現する構成であってもよい。
【００６７】
また、上記のパターン描画装置１では、進退機構３６４によりアパーチャユニット３６を−Ｙ側に進出させ、ハンド移動機構４２の横行機構４２２を利用してハンド部４１をアパーチャユニット３６に接近させる構成であったが、必ずしもこのような動作関係でなくてもよい。例えば、ハンド部４１を主走査方向に進退移動させる機構を追加し、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇ内で静止するアパーチャユニット３６内にハンド部４１を−Ｙ側から接近させる構成であってもよい。
【００６８】
また、上記のパターン描画装置１では、カセット部４３は２つの収納部４３１，４３２を有していたが、収納部４３１は１つであってもよく、また、シャフト４３３ｂの周りに回動可能な３つ以上の収納部を設けた構成であってもよい。
【００６９】
また、上記のパターン描画装置１は、７つの光学ヘッド３２ａ〜３２ｇ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、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、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）用のガラス基板、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】
【００７０】
【図１】本発明の一実施形態に係るパターン描画装置の側面図である。
【図２】パターン描画装置を図１のＩＩ−ＩＩ位置から見た上面図である。
【図３】アパーチャユニットの詳細を示した上面図である。
【図４】進退機構の概略構成を示した側面図である。
【図５】ハンド部およびハンド移動機構の付近を＋Ｙ側から見た側面図である。
【図６】ハンド部およびハンド移動機構の付近の上面図である。
【図７】カセット部をＸＺ平面に沿って切断した縦断面図である。
【図８】一対のガイド部をＹＺ平面に沿って切断した縦断面図である。
【図９】カセット部に取り付けられた駆動機構の構成を示した図である。
【図１０】パターン描画装置の各部と制御部との間の接続構成を示したブロック図である。
【図１１】アパーチャを交換するときの動作の流れを示したフローチャートである。
【図１２】アパーチャを交換するときの動作状態図である。
【図１３】アパーチャを交換するときの動作状態図である。
【図１４】アパーチャを交換するときの動作状態図である。
【図１５】アパーチャを交換するときの動作状態図である。
【図１６】アパーチャを交換するときの動作状態図である。
【図１７】アパーチャを交換するときの動作状態図である。
【図１８】アパーチャを交換するときの動作状態図である。
【図１９】アパーチャを交換するときの動作状態図である。
【図２０】アパーチャを交換するときの動作状態図である。
【図２１】アパーチャを交換するときの動作状態図である。
【図２２】アパーチャを交換するときの動作状態図である。
【符号の説明】
【００７１】
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
３２ａ〜３２ｇ  光学ヘッド
３６  アパーチャユニット
４０  アパーチャ交換部
４１  ハンド部
４２  ハンド移動機構
４３  カセット部
３６１ｂ  切り欠き部
３６２，３６３  当接ピン
３６４  進退機構
４１１、４１２  保持爪
４２１  昇降機構
４２２  横行機構
４３１  第１収納部
４３２  第２収納部
４３３  ガイド部
４３４  回動機構
４３５  昇降機構
５０  制御部
ＡＰ  アパーチャ
【図１】
2008130817.tif 000003
【図２】
2008130817.tif 000004
【図３】
2008130817.tif 000005
【図４】
2008130817.tif 000006
【図５】
2008130817.tif 000007
【図６】
2008130817.tif 000008
【図７】
2008130817.tif 000009
【図８】
2008130817.tif 000010
【図９】
2008130817.tif 000011
【図１０】
2008130817.tif 000012
【図１１】
2008130817.tif 000013
【図１２】
2008130817.tif 000014
【図１３】
2008130817.tif 000015
【図１４】
2008130817.tif 000016
【図１５】
2008130817.tif 000017
【図１６】
2008130817.tif 000018
【図１７】
2008130817.tif 000019
【図１８】
2008130817.tif 000020
【図１９】
2008130817.tif 000021
【図２０】
2008130817.tif 000022
【図２１】
2008130817.tif 000023
【図２２】
2008130817.tif 000024