(57)【要約】【課題】高い精度で基板の位置決めを行うことを可能としながら、位置合わせに掛かる時間を短縮する。【解決手段】第１及び第２移動ステージ１２ａ，１２ｂは、それぞれ基板１0を積載し、ガイドレール１５に支持されて同一の一次元軌道上を往復移動する。この軌道上には、描画データに基づき、下方を通過する基板１１に対して順次に露光を行う露光部１１が設けられている。基板１０が載置された移動ステージ１２ａ，１２ｂがそれぞれ移動しながら補助的計測部３０ａ，３０ｂで補助的アライメント計測を行った後、基板１０を変位させて補助的アライメント補正を行い、さらに精密計測部３３ａ，３３ｂで精密アライメント計測を行った値に基づいて画像データの精密アライメント補正を行い、補正後の画像データで基板１０への露光を行う。【選択図】図１
2008250072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに基づき、描画領域を通過する基板に対して順次に描画を行う描画部と、前記基板を移動させ前記描画領域を通過させる基板移動部と、前記描画部による描画の前に前記基板の適正位置に対する位置ずれ量を計測する基板位置ずれ量計測部と、前記位置ずれ量が所定範囲を超えたときに前記位置ずれ量に基づき前記基板を前記適正位置に近づけるように変位させる基板変位部と、前記基板変位部による基板変位後の位置ずれ量に基づいて前記描画データを補正する描画データ補正部とを備えることを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記第１の計測手段による基板位置と基準位置とのずれ量を算出する位置ずれ量演算手段と、前記基板変位部による基板変位後の基板に対し位置を測定する第２の計測手段と、前記第２の計測手段による基板位置と基準位置とのずれ量を算出する位置ずれ量算出手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の描画装置。
【請求項３】
前記基板移動部は、一次元軌道と、この軌道上で往復移動する移動ステージとを有し、前記基板変位部は、前記移動ステージに載せられる載置位置とこの載置位置から浮上する浮上位置との間で昇降する基板ホルダと、前記基板ホルダの少なくとも２辺を各辺に略平行な方向に移動し、前記基板ホルダ上の基板を変位させる第１及び第２の変位ユニットとを有することを特徴とする請求項２記載の描画装置。
【請求項４】
前記基板ホルダは、前記基板を吸着自在に保持する第１の吸着手段を有し、前記移動ステージは、前記載置位置の基板ホルダを吸着自在に保持する第２の吸着手段を備えることを特徴とする請求項３記載の描画装置。
【請求項５】
前記第１及び第２の変位ユニットは、前記基板ホルダの移動対象の辺に対して平行方向で移動するように移動ステージに取り付けられる辺方向移動部と、前記基板に垂直な軸廻りに回転自在に前記辺方向移動部に連結され、前記辺に交差する方向で移動自在であり、前記基板ホルダの移動対象の辺に固定される押さえ板とを有することを特徴とする請求項３又は４記載の描画装置。
【請求項６】
前記押さえ板は、板状の長辺と板状の短辺とをＬ字形状に連続させて構成されており、短片の下端部が前記基板ホルダに固定されていることを特徴とする請求項４記載の描画装置。
【請求項７】
基板を移動させて描画領域を通過する前記基板に対し、画像データに基づき描画手段により順次に描画を行う描画方法において、
前記描画手段による描画の前に、前記基板の基準位置に対する位置ずれ量を検出し、前記位置ずれ量が所定範囲を超えているときに前記位置ずれ量に基づき前記基板を前記基準位置に近づけるように変位させ、
変位後の基板の位置ずれ量に基づいて前記描画データを補正することを特徴とする描画方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上へ２次元パターンを描画する描画装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ装置は、さらなる画面の大型化及び高精細な画質を表示することが望まれてる。そこで、大型の液晶ディスプレイ用基板の回路パターンを精度良く形成する描画装置として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）等の空間光変調素子を描画部に設け、描画データに基づいてＤＭＤを駆動制御し、光ビームを変調することにより、基板上に描画（露光）を行うデジタル露光装置（マルチビーム露光装置とも称される）が使用されている。
【０００３】
このようなデジタル露光装置では、基板に回路パターンを形成する際、基板を所定位置に正確に位置合わせしなければ精度が上がらず、高精細な画像を表示可能とする液晶ディスプレイ装置を製造することができない。そこで、基板を所定位置に正確に位置合わせする露光装置の構成が種々提案されており、例えば特許文献１記載の露光装置では、載置台に載置された基板の位置を移動させる移動手段としてＸ，Ｙ方向に移動し、θ方向に回転するステージ、このステージを駆動するアクチュエータを備えており、外周縁又は検出用マークを読み取り、この検出結果に基づいてアクチュエータを駆動させることによって基板をX，Ｙ，θ方向に移動させて位置合わせを行う構成が記載されている。また、最近では、特許文献２に記載されているように、露光パターンのフレームデータ（画像データ）に画像処理を施す方法、すなわち、ステージ上に載置された基板をスキャンして２次元データを読み取り、このデータに基づいて露光パターンの画像データに回転処理などのアライメント処理を施す方法が提案されている。
【特許文献１】特開平9−２８３４０３号公報
【特許文献２】特開２００７−０１３０３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１のようにアクチュエータを用いた機構だけで基板の位置合わせを行うと、アクチュエータなどのメカ機構の精度に限界があり、最近の高精細な基板の回路パターンの描画に対応することができなくなっており、また大型の基板を移動させる際に加減速によって力が掛かるため移動ステージが変形し、この変形による誤差も大きい。さらに、また、上記特許文献２のように画像処理による画像データ上のアライメント補正だけで位置合わせを行うと、大型且つ高精細な基板用の画像データでは、画像処理のデータ量も膨大なものになり、読み取りから位置合わせ完了までの時間が長くなってしまう。
【０００５】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、高い精度で基板の位置決めを行うことを可能とし、且つ位置合わせに掛かる時間を短縮可能な描画装置及び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】
上記目的を達成するために、本発明の描画装置は、画像データに基づき、描画領域を通過する基板に対して順次に描画を行う描画部と、前記基板を移動させ前記描画領域を通過させる基板移動部と、前記描画部による描画の前に前記基板の適正位置に対する位置ずれ量を計測する基板位置ずれ量計測部と、前記位置ずれ量が所定範囲を超えたときに前記位置ずれ量に基づき前記基板を前記適正位置に近づけるように変位させる基板変位部と、前記基板変位部による基板変位後の位置ずれ量に基づいて前記描画データを補正する描画データ補正部とを備えることを特徴とする。
【０００７】
なお、前記第１の計測手段による基板位置と基準位置とのずれ量を算出する位置ずれ量演算手段と、前記基板変位部による基板変位後の基板に対し位置を測定する第２の計測手段と、前記第２の計測手段による基板位置と基準位置とのずれ量を算出する位置ずれ量算出手段とを備えることが好ましい。また、前記基板移動部は、一次元軌道と、この軌道上で往復移動する移動ステージとを有し、前記基板変位部は、前記移動ステージに載せられる載置位置とこの載置位置から浮上する浮上位置との間で昇降する基板ホルダと、前記基板ホルダの少なくとも２辺を各辺に略平行な方向に移動し、前記基板ホルダ上の基板を変位させる第１及び第２の変位ユニットとを有することが好ましい。さらにまた、前記基板ホルダは、前記基板を吸着自在に保持する第１の吸着手段を有し、前記移動ステージは、前記載置位置の基板ホルダを吸着自在に保持する第２の吸着手段を備えることが好ましい。
【０００８】
前記第１及び第２の変位ユニットは、前記基板ホルダの移動対象の辺に対して平行方向で移動するように移動ステージに取り付けられる辺方向移動部と、前記基板に垂直な軸廻りに回転自在に前記辺方向移動部に連結され、前記辺に交差する方向で移動自在であり、前記基板ホルダの移動対象の辺に固定される押さえ板とを有することが好ましい。あるいは、前記押さえ板は、板状の長辺と板状の短辺とをＬ字形状に連続させて構成されており、短片の下端部が前記基板ホルダに固定されていることが好ましい。
【０００９】
また、請求項７記載の描画方法は、基板を移動させて描画領域を通過する前記基板に対し、画像データに基づき描画手段により順次に描画を行う描画方法において、前記描画手段による描画の前に、前記基板の基準位置に対する位置ずれ量を検出し、前記位置ずれ量が所定範囲を超えているときに前記位置ずれ量に基づき前記基板を前記基準位置に近づけるように変位させ、変位後の基板の位置ずれ量に基づいて前記描画データを補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、描画手段による描画の前に、基板の基準位置に対する位置ずれ量を検出し、位置ずれ量が所定範囲を超えているときに位置ずれ量に基づき基板を基準位置に近づけるように変位させ、変位後の基板の位置ずれ量に基づいて描画データを補正しているので、高い精度で基板の位置決めを行うことを可能としながら、位置合わせに掛かる時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１において、デジタル露光装置２は、露光部１１と、移動ステージ１２ａ，１２ｂと、基体１４と、ガイドレール１５と、画像処理ユニット１６と、光源ユニット１７とを備える。第１及び第２移動ステージ１２ａ，１２ｂは、後述する基板ホルダ６２（図３参照）を備えており、この基板ホルダ６２によって基板１０を表面に吸着保持して移動させる。なお、本実施形態では、基板１０のサイズとしては、例えば２４００ｍｍ×２１００ｍｍとなる大型のものを使用する。また、デジタル露光装置２内における基板１０の搬送方向をＹとし、Ｙ方向に対し、直交する方向をＸとし、鉛直方向をＺとし、Ｚ軸を中心とする回転方向をθとして説明する。
【００１２】
基体１４は、４本の脚部１３を有する平板状で、上面には、Ｙ方向に沿って２本のガイドレール１５が互いに平行となるように延設されている。第１及び第２移動ステージ１２ａ，１２ｂは、ガイドレール１５によって同一の一次元軌道上を往復移動自在に支持されており、リニアモータ等により構成された第１及び第２移動ステージ駆動部５３a，５３ｂ（図２参照）によってそれぞれ駆動される。
【００１３】
基体１４上のＹ方向に関する中央部には、ガイドレール１５を跨ぐように門型のゲート１9が立設されており、このゲート１9には、露光部１１が取り付けられている。露光部１１は、第１及び第２移動ステージ１２ａ，１２ｂの移動経路に直交する方向に複数列（例えば２列）配列された計１６個の露光ヘッド２０からなり、第１及び第２移動ステージ１２ａ，１２ｂの移動経路上に固定配置されている。
【００１４】
露光部１１には、画像処理ユニット１６から引き出された信号ケーブル２１と、光源ユニット１７から引き出された光ファイバ２２とがそれぞれ接続されている。各露光ヘッド２０は、画像処理ユニット１６から入力されるフレームデータに基づき、光源ユニット１７から入力される光ビームを変調し、第１及び第２移動ステージ１２ａ，１２ｂによって搬送された基板１０に対して露光を行う。なお、露光ヘッド２０の数や配列は、基板１０のサイズ等に応じて適宜変更してよい。
【００１５】
基体１４上には、ゲート１9に関してＹ方向に対称な位置に、ガイドレール１５を跨ぐように一対のゲート２８ａ，２８ｂが設けられている。ゲート２８ａは、第１移動ステージ１２ａ側に位置し、３個のカメラ２９ａが取り付けられている。これらのカメラ２９ａは、第１移動ステージ１２ａの移動経路上に固定配置されおり、第１移動ステージ１２ａに載置された基板１０の補助的な位置測定（アライメント計測）を行う第１基板補助的計測部３０ａを構成している。他方のゲート２８ｂは、第２移動ステージ１２ｂ側に位置し、同様に３個のカメラ２９ｂが取り付けられている。これらのカメラ２９ｂは、第２移動ステージ１２ｂの移動経路上に固定配置されおり、第２移動ステージ１２ｂに載置された基板１０の補助的アライメント計測を行う第２基板補助的計測部３０ｂを構成している。
【００１６】
第１及び第２基板補助的計測部３０ａ，３０ｂは、基板１０上に設けられたマーク１０ａを読み取ることによってステージ上の適正位置に対する基板１０の位置ずれ量（Ｘ，Ｙ，θ方向のずれ量）を検出する。なお本実施形態では、マーク１０ａがＸ方向に対して３個ずつ並列に形成されているため、これを読み取るカメラ２９ａ，２９ｂも３個ずつ配置されている。なお、カメラ２９ａ，２９ｂの数は、基板１０のサイズ等に応じて適宜変更してよい。また、本実施形態では、カメラ２９ａ，２９ｂは、基板１０のマーク１０ａを読み取る設定にしているがこれに限らず、基板１０の位置を検出できるものであればよく、基板１０の外形などを読み取るようにしてもよい。また、カメラ２９ａ，２９ｂの撮影画角は、後述する搬送ロボット１１２ａ，１１２ｂのフォーク１１４ａ，１１４ｂ、アーム１１５ａ，１１５ｂなど外部機器の移動範囲と干渉しない位置に設定されている。
【００１７】
基体１４のＹ方向に関する両端部には、レーザ干渉式の測長器３１ａ，３１ｂがそれぞれ設けられている。測長器３１ａは、第１移動ステージ１２ａ側の基体１４の端部に、Ｘ方向に離間するように２個設けられており、第１移動ステージ１２ａの位置測定を行う第１ステージ位置検出部３２ａを構成している。他方の測長器３１ｂは、第２移動ステージ１２ｂ側の基体１４の端部に、Ｘ方向に離間するように２個設けられており、第２移動ステージ１２ｂの位置測定を行う第２ステージ位置検出部３２ｂを構成している。第１及び第２ステージ位置検出部３２ａ，３２ｂは、第１及び第２移動ステージ１２ａ，１２ｂの端面３３ａ，３３ｂにそれぞれレーザ光を照射して、軌道上の位置（Ｙ方向の位置）を検出する。この検出値は、第１及び第２移動ステージ１２ａ，１２ｂの位置ずれ補正に用いられる。
【００１８】
基体１４上にはさらに、露光部１１に近接し、且つ第１，第２基板補助的計測部３０ａ，３０ｂから所定の間隔を置いた位置に一対の第１，第２基板精密計測部３３ａ，３３ｂがそれぞれ設けられている。これらの第１，第２基板精密計測部３３ａ，３３ｂは、ゲート３４ａ，３４ｂ、カメラ３６ａ，３６ｂから構成される。そして、これらのカメラ３６ａ，３６ｂは、第１、第２移動ステージ１２ａの移動経路上に固定配置されおり、第１移動ステージ１２ａに載置された基板１０の精密アライメント計測を行う。なお、これらのカメラ３６ａ，３６ｂは、第１，第２基板補助的計測部３０ａ，３０ｂのカメラ２９ａ，２９ｂとＸ方向において同じ位置且つ同じ個数で配置しており、カメラ２９ａ，２９ｂと規格・性能のものを用いてもよく、またカメラ２９ａ，２９ｂよりも高解像度・高精細な画像を撮影するカメラを用いてもよい。
【００１９】
第１，第２基板精密計測部３３ａ，３３ｂのゲート３４ａ，３４ｂは、カメラ３６ａ，３６ｂを支持する支持部３７ａ，３７ｂがＸ方向と平行な中心軸の周りを回転可能に取り付けられている。第１，第２基板補助的計測部３０ａ，３０ｂ及び第１，第２基板精密計測部３３ａ，３３ｂの位置校正を行うとき、支持部３７ａ、３７ｂを９０°回転させて、カメラ３６ａ，３６ｂの撮影光軸を第１，第２基板補助的計測部３０ａ，３０ｂのカメラ２９ａ，２９ｂの方向に向ける。そして、例えば、カメラ３６ａ，３６ｂでカメラ２９ａ，２９ｂを撮影し、カメラ３６ａ，３６ｂの撮影画角中心の位置にカメラ２９ａ，２９ｂの所定部分が位置するように調整する。また、位置校正の基準としてはこれに限らず、例えばゲート２８ａ，２８ｂに形成した所定の位置決めマークにカメラ２９ａ，２９ｂの位置を合わせ、カメラ３６ａ，３６ｂの撮影画角中心の位置にこれらの位置決めマークが位置するように調整してもよい。また、第１，第２基板補助的計測部３０ａ，３０ｂ及び第１，第２基板精密計測部３３ａ，３３ｂは、互いに所定の間隔を置いて配置されているので、それぞれのメインテナンスを行うことが容易となっている。
【００２０】
露光ヘッド２０は、図２に示すように、空間光変調素子としてのデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）３８、このＤＭＤ３８を駆動するＤＭＤドライバ３９などを備えている。ＤＭＤドライバ３９は前述の信号ケーブル２１が接続され、画像処理ユニット１６からフレームデータが入力される。ＤＭＤ３８は、例えば、６００個×８００個のマイクロミラーが２次元正方格子状に配列して揺動自在に支持されており、光源ユニット１７から光ファイバ２２を介して入力されたレーザ光が露光ヘッド２０の内部に組み込まれた入射光学系（図示せず）を通過して入射する。このＤＭＤ３８の各マイクロミラーは、画像処理ユニット１６からＤＭＤドライバ３６を介して入力されたフレームデータに基づいてレーザ光を変調して反射する。そしてＤＭＤ３８からの反射光は、拡大光学系（図示せず）によって拡大され、基板１０に像を投影（露光）する。
【００２１】
図１に示すように、各露光ヘッド２０は、Ｘ方向に２列に分けられ、各列において隙間無く配列されている。また、露光ヘッド２０は、第１列目と第２列目とで配列方向に所定間隔（配列ピッチの１／２倍）ずらして配列されている。これにより、第１列目の露光ヘッド２０によって露光できない部分が第２列目の露光ヘッド２０によって露光される。
【００２２】
図３に示すように、上述した第１基板補助的計測部３０ａと、第１移動ステージ１２ａと、第１移動ステージ駆動部５３ａと、第１ステージ位置検出部３２ａと、全体制御部５０とから補助的補正機構５１が構成される。なお、図２に示すように、全体制御部５０は、補助的アライメント計測部３０ａ，第１移動ステージ１２ａの他に、デジタル露光装置１０の全体を制御する。また、第２基板補助的計測部３０ｂ、第２移動ステージ１２ｂ、第２移動ステージ駆動部５３ｂ、第２ステージ位置検出部３２ｂ、全体制御部５０からも同様の補助的補正機構５２が構成される。また、全体制御部５０は、第１及び第２ステージ位置検出部３２ａ，３２ｂを制御し、このステージ位置の検出値を第１及び第２移動ステージ駆動部５３a，５３ｂの制御にフィードバックして各ステージの位置補正を行う。
【００２３】
図３及び図４に示すように、移動ステージ１２ａは、ベースユニット５６と、変位ユニット５７〜５９と、従動ユニット６１と、基板ホルダ６２とからなる。基板ホルダ６２は、略矩形の薄板形状に形成され、上面に多数の吸着孔６２ａが形成されている。これらの吸着孔６２ａには、ベースユニット５６とは別に設けた吸引部６８（第１の吸着手段）が接続され、上面に基板１０が載置されたとき、吸着孔６２ａから吸気して基板１０を吸着固定する。
【００２４】
ベースユニット５６は、図４に示すように、基板ホルダ６２に合わせて配置された多数のエアパッド６６と、このエアパッド６６に接続される排気吸引部６７（第２の吸着手段）とを備え、エアパッド６６の上面に基板ホルダ６２を支持する。排気吸引部６７としては周知のエアポンプなどが用いられるが、これに限らず、吸引及び排気の機能を有するものであればよい。ベースユニット５６は、アライメント（計測及び補正）時には、排気吸引部６７を排気動作させてエアパッド６６からエアを排出して基板ホルダ６２を上方へ浮上させるとともに、基板１０への露光時には、排気吸引部６７を吸気動作させてエアパッド６６に基板ホルダ６２を吸着固定させる。
【００２５】
図５に示すように、第１変位ユニット５７は、フレーム部材７１、Y方向移動部材７２、アクチュエータ７３、回転連結部材７４、ガイド部材７５、X方向移動部材７６、押さえ板７７からなるフレーム部材７１は。Y方向に長いガイド溝７１ａを有しており、このガイド溝７１ａにY方向移動部材７２が移動自在に保持されている。また、ガイド部材７５はＸ方向に長いガイド溝７５ａを有しており、このガイド溝７５ａにＸ方向移動部材７６が移動自在に保持される。回転連結部材７４は、図示しない連結ピンを備えており、Y方向移動部材７２及びガイド部材７５をZ軸廻りで回転自在に連結する。なお、Ｘ方向移動部材７６及びＹ方向移動部材７２のシフト量は好ましくは１ｍｍ以下であり、回転連結部材７４のフリー回転角度は好ましくは０．３度以内である。
【００２６】
図８に示すように、押さえ板７７は、薄板状の長辺部７７ａと短辺部７７ｂとを有し、Ｌ字形に形成されている。そして、長辺部７７ａの末端部がＸ方向移動部材７６に例えばネジ止めにより固着されている。また短辺部７７ｂは基板ホルダの端面６２ａの略中央に例えばネジ止めにより固着されている。この押さえ板７７は、アクチュエータ７３が駆動することによりＹ方向移動部材７２とともにＹ方向に移動する。この移動に伴い基板ホルダ６２もその端面６２ａの中央部でＹ方向に移動し、基板ホルダ６２の位置が僅かに変更される。また、第２及び第３変位ユニット５８，５９による基板ホルダ６２の変位は、回転連結部７４によるθ方向変位と、ガイド部材７５及びＸ方向移動部材７６によるＸ方向変位とにより吸収される。
【００２７】
押さえ板７７は、長辺部７７ａが薄く形成されている為、Z方向に撓むことができる。これにより、基板ホルダ６２が浮上して上下動しても、この浮上変位分を吸収することができる。また、押さえ板７７は、Ｘ方向、Ｙ方向には幅広に形成されている為、変位して欲しくないＹ方向及びＸ方向については高い剛性を保持することができ、これらの方向での撓みは少なく、精度のよい補助的アライメントが可能になる。
【００２８】
図６に示すように、第２変位ユニット５８は、第１変位ユニット５７とほぼ同様の構成であり、フレーム部材８１、Ｘ方向移動部材８２、アクチュエータ８３、回転連結部材８４、ガイド部材８５、Ｙ方向移動部材８６、押さえ板８７からなる。なお、第１変位ユニット５７と同一構成部材には同一符号が付してある。この第２変位ユニット５８は、アクチュエータ８３の駆動によりＸ方向移動部材８２がＸ方向に移動し、押さえ板８７を介して基板ホルダ６２の端面６２ｂの略中央部をＸ方向に移動することができる。また、他の変位ユニット５７，５９による基板ホルダ６２のθ方向変位を回転連結部材８４により吸収し、他の変位ユニット５７、５９による基板ホルダ６２のＹ方向変位をＹ方向移動部材８６により吸収する。
【００２９】
図７に示すように、第３変位ユニット５９は、押さえ板９２の取り付け方向が第２変位ユニット５８と反対側にされている点を除き、第２変位ユニット５８と同様に構成されており、同一構成部材には同一符号が付してある。
【００３０】
従動ユニット６１は、第１変位ユニット５７からアクチュエータ７３を取り除き、且つ押さえ板９７の取り付け方向を第１変位ユニット５７とは反対側にしたものであり、第１変位ユニット５７と同一構成部材には、同一符号が付してある。この従動ユニット６１は、第１〜第３変位ユニット５７〜５９による基板ホルダ６２の移動変位を吸収して基板ホルダ６２を保持する。
【００３１】
これらの変位ユニット５７〜５４及び従動ユニット６１の押さえ板７７，８２，９２，９７が基板ホルダ６２の各端面６２ａ〜６２d（図３参照）の略中央と固着されているため、変位ユニット５７〜５９の各アクチュエータ７３，８３が駆動してＸ，Ｙ，θ方向に基板ホルダ６２が移動したとき、基板ホルダ６２を安定して変位させることが可能であり、また基板ホルダ６２がベースユニット５６からの吸引排気動作により昇降したとき、さらにまた移動ステージ１２ａとともに移動したときも、基板ホルダ６２を確実に保持することができる。
【００３２】
全体制御部５０は、上述した第１及び第２補助的基板アライメント機構５１，５２の制御の他に、図２に示すように、画像処理ユニット１６及び光源ユニット１７を制御して露光を行わせる。
【００３３】
画像処理ユニット１６は、外部の画像データ出力装置１０３から出力されるラスター化された第１及び第２画像データ１０４ａ，１０４ｂを格納する画像データ記憶部１０５を備えている。第１画像データ１０４ａは、第１移動ステージ１２ａ上の基板１０に露光を行う際に用いられ、第２画像データ１０４ｂは、第２移動ステージ１２ｂ上の基板１０に露光を行う際に用いられる。なお、第１及び第２移動ステージ１２ａ，１２ｂは、露光時の移動方向（走査方向）が逆方向、つまり１８０°異なり、同一の画像データに基づいて露光を行うと各ステージ上の基板１０には同一のパターンが描画されないため、同一のパターンが描画されるように２種の画像データ（第１及び第２画像データ１０４ａ，１０４ｂ）が画像データ出力装置１０３にて用意されている。
【００３４】
画像データ記憶部１０５は、書き込み制御部１０６によって書き込みが制御され、読み出し制御部１０７によって読み出しが制御されている。書き込み制御部１０６は、画像データ出力装置１０３から入力される第１及び第２画像データ１０４ａ，５４ｂを画像データ記憶部１０５に書き込む。読み出し制御部１０７は、全体制御部５０の制御に基づき、画像データ記憶部１０５から選択的に第１画像データ１０４ａまたは第２画像データ１０４ｂを読み出して、フレームデータ生成部１０２に入力する。なお、画像データ記憶部１０５は、１つのメモリ装置として構成され、第１及び第２画像データ１０４ａ，１０４ｂがメモリ領域内の異なる領域に格納されるものであってもよいし、２つのメモリ装置として構成され、第１及び第２画像データ１０４ａ，１０４ｂが各メモリ装置にそれぞれ格納されるものであってもよい。
【００３５】
フレームデータ生成部１０２は、入力された第１画像データ１０４ａまたは第２画像データ１０４ｂに基づいてフレームデータを生成し、生成したフレームデータをＤＭＤドライバ３９に入力する。具体的には、フレームデータ生成部１０２は、ＤＭＤ３８の各マイクロミラーの配置及び各露光ヘッド１８の配置に応じて決まる各露光点の座標に基づいて、フレームデータを生成する。
【００３６】
さらに、フレームデータ生成部１０２は、描画データ補正部として機能し、第１及び第２基板精密計測部２５ａ，２５ｂによって検出される基板１１の位置ずれ量（X、Y、θ方向）に合わせた補正量で露光点の位置がもとのフレームデータの位置から変位するように、フレームデータを補正する。
【００３７】
図１0は、以上のように構成されたデジタル露光装置２に基板１０の交換（ロード・アンロード）機構を付加したデジタル露光システム１１０を示す。デジタル露光システム１１０には、コンベア１１１、第１及び第２搬送ロボット１１２ａ，１１２ｂが設けられており、各部は、不図示の制御部によって駆動制御されている。
【００３８】
コンベア１１１は、デジタル露光装置１０の基体１４の長辺に沿って延在するように配置されており、第１及び第２搬送ロボット１１２ａ，１１２ｂは、それぞれ基体１４の短辺に対向するように配置されている。コンベア１１１は、複数の基板１０を所定間隔離間して、例えば、第１移動ステージ１２ａ側から第２移動ステージ１２ｂ側へ搬送する。なお、基板１０には、その方向を示すために「Ｆ」の文字を描画パターンとして示している。
【００３９】
第１搬送ロボット１１２ａは、基板１０を積載するフォーク状の積載部１１４ａと、一端が積載部１１４ａに連結され、積載部１１４ａを第１移動ステージ１２ａに対して近接／離間する方向に移動させるアーム部１１５ａと、アーム部１１５ａの他端を支持してθ方向への回転及びＺ方向（紙面に直交する方向）への上下動を行う可動式の台座１１６ａとからなる。同様に、第２搬送ロボット１１２ｂは、基板１０を積載するフォーク状の積載部１１４ｂと、一端が積載部１１４ｂに連結され、積載部１１４ｂを第１移動ステージ１２ａに対して近接／離間する方向に移動させるアーム部１１５ｂと、アーム部１１５ｂの他端を支持してθ方向への回転及びＺ方向への上下動を行う可動式の台座１１６ｂとからなる。
【００４０】
コンベア１１１、第１及び第２移動ステージ１２ａ，１２ｂの上面には、基板１０を、その下面に点接触して持ち上げる複数のリフトピン（図示せず）が設けられている。第１及び第２搬送ロボット１１２ａ，１１２ｂは、積載部１１４ａ，１１４ｂをリフトピンの間に挿入し、基板１０を下面側から持ち上げることで、基板１０を積載部１１４ａ，１１４ｂ上に載置して搬送する。具体的には、第１搬送ロボット１１２ａは、コンベア１１１上から未露光の基板１０を１枚取り出し、該基板１０を第１移動ステージ１２ａ上に移送する。また、第１搬送ロボット１１２ａは、露光が終了した該基板１０を第１移動ステージ１２ａからコンベア１１１上に移送する。第２搬送ロボット１１２ｂの動作は、第１搬送ロボット１１２ａの動作と同様であり、コンベア１１１、及び第２移動ステージ１２ｂの間で基板１０の移送を行う。
【００４１】
以上のように構成されたデジタル露光システム１１０の動作を図１１に示すフローチャートに沿って説明する。デジタル露光システム１１０が動作するときには、第１及び第２搬送ロボット１１２ａ，１１２ｂにより、第１及び第２移動ステージ１２ａ，１２ｂ上にそれぞれ基板１０がセットされる。第１及び第２移動ステージ１２ａ，１２ｂに基板１０がセットされると、基板ホルダ６２の吸引部６８が動作して基板１０を吸着保持する。このとき、移動ステージ１２ａ，１２ｂのベースユニット５６は排気吸引部６７が動作して、エアパッド６６からエアを排出することにより基板ホルダ６２が浮上した状態となっている（図１２（Ａ）に示す状態）。なお、図１２においては図面の煩雑を防ぐため、変位ユニット５７、従動ユニット６１などを省略している。またこのとき、各基板１０は、互いに１８０°の回転対称となる向きに配置される。この状態から先ずは第１移動ステージ１２ａが第２移動ステージ１２ｂに近接する方向へ向かって移動する。
【００４２】
そして、この移動中、第１移動ステージ１２ａが第１基板補助的計測部３０ａを通過する際に、補助的アライメント計測処理としての基板１０に形成されたマーク１０ａの読み取りを行う。このとき、図１３に示すように、基板１０（実線で示す位置）は、基準位置Ｐ（２点鎖線で示す位置）に対して位置がずれた状態で基板ホルダ６２上に吸着保持されている。なお、この基板１０の位置検出処理を行うときも基板ホルダ６２は、ベースユニット５６から浮上した状態のままである。
【００４３】
基板１０の位置検出の後、第１移動ステージ１２ａの移動を続行させるとともに、全体制御部５０は、補助的アライメント補正処理の実行、すなわち第１基板補助的計測部３０ａで読み取ったマーク１０ａの位置と予め設定されたマーク１０ａの基準位置とを比較してＸ、Ｙ、θ方向の位置ずれ量を算出し、位置ずれ量が所定の範囲を超えている場合、この位置ずれ量に基づいてマーク１０ａの位置を基準位置に近似する所定範囲内に修正するように、各変位ユニット５７〜５９のアクチュエータ７３，８３の駆動量を決定し、この駆動量でアクチュエータ７３，８３を動作させる。これによって、所定の範囲外に位置していた基板ホルダ６２上の基板１０は、所定の範囲内に変位した状態となる（図１３の点線で示す位置）。なお、この補助的アライメント補正で基板１０の位置を合わせる所定の範囲としては、第１及び第２基板精密計測部３３ａ，３３ｂのカメラ３６ａ，３６ｂでマーク１０ａを読み取り可能な範囲、すなわち、カメラ３６ａ，３６ｂの画角中心を基準位置に合わせてある場合、カメラ３６ａ，３６ｂの画角範囲内に位置を合わせるようにすればよい。
【００４４】
このようにして基板１０の補助的アライメント補正処理が完了した直後、第１基板精密計測部３３へ到達する前に、全体制御部５０は、排気吸引部６７を動作させて、移動ステージ１２ａのエアパッド６６からエアを吸気して基板ホルダ６２をベースユニット５６に吸着固定した状態とする。そして、第１移動ステージ１２ａは、第１基板精密計測部３３ａに到達し、この第１基板精密計測部３３ａを通過する際に精密アライメント計測としての基板１０のマーク読み取りを行う。なお、この第１基板精密計測部３３ａでは、第１基板補助的計測部３０ａにおける計測より遅い速度でより高精細にマーク読み取りを行うが、上述したように第１基板補助的計測部３０ａと第１基板精密計測部３３ａとは、所定の間隔を置いて設置されているので、第１基板精密計測部３３ａに第１移動ステージ１２ａが到達するまでの間に十分に第１移動ステージ１２ａを減速し、読み取り速度の差を吸収することが可能である。さらに、第１基板精密計測部３３ａを通過した後、露光部１１を一端通過して第２移動ステージ１２ｂに近接する位置に到達した後、移動方向を逆転し、今度は第２ステージ１２ｂと離間する反対方向へ移動する。
【００４５】
この反対方向への移動を開始して露光部１１へ進入するまでの間に全体制御部５０は、フレームデータ生成部１０２を動作させて精密アライメント補正処理の実行、すなわち、第１基板精密計測部３３ａで計測したマーク１０ａの位置と基準位置とを比較してＸ、Ｙ、θ方向の位置ずれ量を算出し、基準位置に設定された各露光点の位置を算出した位置ずれ量に合わせて変位するように第１画像データ１０４ａを補正する。このとき基板１０は補助的アライメント補正された位置（点線で示す位置）にあり、この位置と、基準位置Ｐ（２点鎖線で示す位置）との位置ずれ量から、基準位置Ｐに対して設定された第１画像データ１０４ａを補助的アライメント補正された基板１０の位置に合わせて補正する。そして排気吸引部６７が吸気動作を続行してベースユニット５６に基板ホルダ６２を吸着固定した状態のまま、第１移動ステージ１２ａが露光部１１を通過し、この露光部１１を通過する際、基板１０に対して精密アライメント補正後の第１画像データ１０４ａに基づいた露光を行う。また、この露光中に、第２移動ステージ１２ｂが第１移動ステージ１２ａに近接する方向に向けて移動し、第２基板補助的計測部３０ｂを通過する際に基板１０の補助的アライメント計測を行い、さらに移動を続けながら補助的アライメント補正処理を行う。この補助的アライメント補正処理を完了した後、エアパッド６６からエアを吸気して基板ホルダ６２をベースユニット５６に吸着固定した状態とする。
【００４６】
第１移動ステージ１２ａは、露光部１１を通過して露光処理を完了した後、初期位置に戻る。このとき、第２移動ステージ１２ｂは、第２精密基板計測部３３ｂを通過し、この第２精密基板計測部３３ｂを通過する際、基板１０の精密アライメント計測を行う。なお、この第２移動ステージ１２ｂが第２精密基板計測部３３に到達するときも十分な減速を行っており、第２補助的基板計測部３０ｂ及び第２精密基板計測部３３ｂにおける読み取り速度の差を吸収している。そして露光部１１を一端通過し、移動方向を逆転して露光部１１に到達するまでの間に精密アライメント補正処理、すなわち、第２基板精密計測部３３ａで計測した基板１０の位置と基準位置とを比較してＸ、Ｙ、θ方向の位置ずれ量を算出し、位置ずれ量に合わせて第２画像データ１０４ｂを補正する。そしてベースユニット５６に基板ホルダ６２を吸着固定した状態のまま、第２移動ステージ１２ｂが露光部１１を通過し、この露光部１１を通過する際、基板１０に対して精密アライメント補正後の第２画像データ１０４ｂに基づいた露光を行う。
【００４７】
また、この露光中に、第１搬送ロボット１１２ａによって第１移動ステージ１２ａ上の基板１０が交換され、第１移動ステージ１２ａは、新たな基板１０を基板ホルダ６２に吸着保持するとともに、この基板ホルダ６２をベースユニット５６から浮上した状態にして第２移動ステージ１２ｂに近接する方向に向けて移動し、先程と同様に、基板１０の補助的アライメント計測及び補正を行う。第２移動ステージ１２ｂは、露光部１１を通過して露光処理を完了した後、初期位置へ戻り、このとき、第１移動ステージ１２ａは、基板ホルダ６２をベースユニット５６に吸着固定した状態として第１基板精密計測部３３ａ及び露光部１１を一端通過するとともに、精密アライメント計測を完了した後、第１移動ステージ１２ａは反対方向に移動し、露光部１１に到達するまでの間に、精密アライメント補正処理を完了して露光部１１へ進入し、基板ホルダ６２がベースユニット５６に吸着固定された状態のまま基板１０に対して精密アライメント補正後の第１画像データ１０４ａに基づいた露光を行う。また、この露光中に、第２搬送ロボット１１２ｂによって基板１０が交換された第２移動ステージ１２ｂは、新たな基板１０を基板ホルダ６２に吸着保持するとともに、基板ホルダ６２を浮上状態にして第１移動ステージ１２ａに近接する方向に向けて移動し、先程と同様に基板１０のアライメント計測及び補正を行う。これ以降は、以上の工程を１サイクルとして、同一動作が繰り返される。
【００４８】
本実施形態の効果について説明する。上述したように、基板１０を保持した基板ホルダ６２をアクチュエータ７３，８３の駆動によって変位させてメカ機構による基板１０の補助的アライメント補正を行った後、画像データの補正による精密アライメント補正を行っているので、補助的アライメント補正で所定範囲内に補正した分、精密アライメント補正の際の位置ずれ量が少なくなるから、フレームデータ生成部１０２による画像データ補正に掛かる時間が短縮されるとともに、露光時には精密アライメント補正された画像データを使用しているので、高い精度で基板１０への露光を行うことができる。また、上記構成では、デジタル露光装置１０の内部でメカ機構による補助的アライメント補正を行っているので、外部からデジタル露光装置２へ、すなわち、搬送コンベア１１１から第１及び第２搬送ロボット１１２ａ，１１２ｂを介して基板１０をデジタル露光装置２へ搬送するときには、基板１０の補助的アライメント補正（第１及び第２移動ステージ１２ａ，１２ｂに基板を載置する際の位置決め）を行う必要が無いため、搬送コンベア１１１から基板１０をリフト、回転、平行移動、及びデジタル露光装置２へ挿入し、移動ステージ１２ａ，１２ｂへ載置するまでの時間を短縮することができる。さらにまた、補助的アライメント計測及び補正を行うときは、基板１０を保持した基板ホルダ６２を浮上状態とし、基板１０への露光時には、基板ホルダ６２を吸着保持した状態としているので、移動時の加減速で基板ホルダ６２が変形することがなく、基板１０を確実に保持して移動させることができるため、駆動部及びメカ機構による誤差を抑制し、位置合わせの精度を高めることができる。
【００４９】
なお、上記実施形態においては、１つの変位ユニットに対してはＸ，Ｙ方向のうち、いずれか一方に駆動させるアクチュエータを備えた構成としているが、これに限らず、図１４に示すように、Ｘ，Ｙ方向にそれぞれ移動させる２つのアクチュエータ１２１ａ，１２１ｂを備えた変位ユニット１２０を使用してもよい。なお、この変位ユニット１２０は、上記の変位ユニット５７と同様にフレーム部材７１、Ｘ方向移動部材７２、回転部材７４と、ガイド部材７５と、Ｙ方向移動部材７６と、押さえ板７７とを備え、アクチュエータ１２１ａ，１２１ｂを構成するモータ１２２ａ，１２２ｂが全体制御部５０からの制御信号によって回転すると、ボールネジ１２３ａ，１２３ｂが回転してＸ方向移動部材７２，Ｙ方向移動部材７６をそれぞれ移動させる。このような変位ユニット１２０を用いる場合、基板ホルダ６２の端面の１つを変位ユニット１２０で押さえ、基板ホルダ６２の残りの３つの端面を上記実施形態同様の従動ユニットで押さえる構成とすれば、変位ユニット１２０を駆動させるだけで、上記実施形態と同様に基板ホルダ６２をＸ，Ｙ，θ方向に移動させることが可能となる。あるいは、複数の変位ユニットで基板ホルダの端面のうち少なくとも２つ以上を押さえるようにする構成としてもよい。
【００５０】
なお、上記実施形態では、２つの移動ステージを備え、交互に基板への露光を行う構成としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つの移動ステージで基板への露光を行う構成としてもよい。また、上記実施形態では、固定配置された露光部に対してステージを移動させているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ステージを停止し、露光部を移動させてもよい。
【００５１】
また、上記実施形態では、本発明に係わる描画装置の一形態として、描画データに基づいて光ビームを変調することにより基板上に露光を行うデジタル露光装置を例示しているが、本発明はこれに限定されることなく、描画データに基づいてドット状のインクを射出して描画を行うインクジェット描画装置などに適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】デジタル露光装置の構成を示す概略斜視図である。
【図２】デジタル露光装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】基板アライメント装置の構成を示す概略斜視図である。
【図４】移動ステージの構成を示す斜視図である。
【図５】変位ユニットの一つを示す斜視図である。
【図６】変位ユニットの一つを示す斜視図である。
【図７】変位ユニットの一つを示す斜視図である。
【図８】変位ユニットの動作の一例を示す説明図である。
【図９】従動ユニットを示す斜視図である。
【図１０】デジタル露光システムの構成を示す概略平面図である。
【図１１】デジタル露光システムの動作シーケンスを示すフローチャートである。
【図１２】移動ステージの動作状態を示す側面図である。
【図１３】補助的アライメント及び精密アライメントで移動する基板の状態を示す説明図である。
【図１４】変位ユニットの変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
２  デジタル露光装置
１０  基板
１１  露光部
２０  露光ヘッド
１２ａ，１２ｂ  移動ステージ
３０ａ，３０ｂ  補助的計測部
３３ａ，３３ｂ  精密計測部
５１，５２  補助的基板補正機構
５６  ベースユニット
５７，５８，５９  変位ユニット
６１  従動ユニット
６７  吸引排気部（第２の吸着手段）
６８  吸引部（第１の吸着手段）
１０２  フレーム生成部（描画データ補正部）
【図１】
2008250072.tif 000003
【図２】
2008250072.tif 000004
【図３】
2008250072.tif 000005
【図４】
2008250072.tif 000006
【図５】
2008250072.tif 000007
【図６】
2008250072.tif 000008
【図７】
2008250072.tif 000009
【図８】
2008250072.tif 000010
【図９】
2008250072.tif 000011
【図１０】
2008250072.tif 000012
【図１１】
2008250072.tif 000013
【図１２】
2008250072.tif 000014
【図１３】
2008250072.tif 000015
【図１４】
2008250072.tif 000016