(57)【要約】【課題】基板表面の複数の領域に個別に基準パターンが形成されている場合であっても、各領域内の適正位置にパターンを描画することができるパターン描画装置およびパターン描画方法を提供する。【解決手段】パターン描画装置１は、基板９の四隅に形成されたアライメントマークだけではなく、露光領域ごとに形成された複数のアライメントマークを撮像し、その座標を抽出する。そして、各アライメントマークの座標に基づいて各露光領域の位置ずれ量および傾き角度を算出し、算出された位置ずれ量および傾き角度に応じて描画位置を補正しつつ、基板９の上面にパターンを描画する。このため、露光領域ごとにブラックマトリクスが位置ずれまたは傾きを有する場合にも、各露光領域においてブラックマトリクス内の適正位置にパターンを描画することができる。【選択図】図１
2008051866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の領域に個別に形成された複数の基準パターンを有する基板上の感光材料に所定のパターンを描画するパターン描画装置であって、
基板を支持する基板支持部と、
前記基板支持部に支持された基板の表面に前記所定のパターンの光を照射する光照射部と、
前記光照射部に対して前記基板支持部を相対的に移動させる移動手段と、
前記基板支持部に支持された基板上の前記領域ごとに、前記複数の基準パターンの位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段により検出された前記複数の基準パターンの位置に基づいて、前記光照射部による光の照射位置を補正する補正手段と、
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、
前記位置検出手段は、前記複数の領域ごとに形成された複数の位置決め用のマークに基づいて、前記複数の基準パターンの位置を検出す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であって、
前記光照射部は、基板の表面に向けて光を出射する出射部と、前記出射部から出射された光を部分的に遮光して前記所定のパターンの光を形成するアパーチャ部とを有し、
前記補正手段は、前記アパーチャ部の位置を調整することにより光の照射位置を補正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３に記載のパターン描画装置であって、
前記光照射部は複数の光照射ヘッドを有し、
前記補正手段は、前記複数の光照射ヘッドのそれぞれに設けられたアパーチャ部の位置を個別に調整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であって、
前記補正手段は、前記複数の領域ごとに前記複数の基準パターンの標準位置からの位置ずれ量を算出し、それらの平均値に基づいて光の照射位置を補正することを特徴とするパターン描画装置。
【請求項６】
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であって、
前記補正手段は、前記複数の領域ごとに前記複数の基準パターンの標準位置からの位置ずれ量を算出し、算出された位置ずれ量に基づいて前記複数の領域ごとに個別に光の照射位置を補正することを特徴とするパターン描画装置。
【請求項７】
請求項６に記載のパターン描画装置であって、
前記補正手段は、基板上の前記複数の領域のそれぞれが描画位置に差し掛かる直前に、前記光照射部による光の照射位置を調整することを特徴とするパターン描画装置。
【請求項８】
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であって、
前記補正手段は、前記複数の領域ごとに前記複数の基準パターンの標準位置からの傾き角度を算出し、算出された傾き角度に基づいて光の照射位置を連続的に補正することを特徴とするパターン描画装置。
【請求項９】
複数の領域に個別に形成された複数の基準パターンを有する基板上の感光材料に所定のパターンを描画するパターン描画方法であって、
基板を所定の支持部上に支持する第１の工程と、
前記基板支持部に支持された基板上の前記領域ごとに、前記複数の基準パターンの位置を検出する第２の工程と、
前記第２の工程において検出された前記複数の基準パターンの位置に基づいて光の照射位置を補正しつつ、前記支持部上の基板に所定のパターンの光を照射する第３の工程と、
を備えることを特徴とするパターン描画方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のパターン描画方法であって、
前記第１の工程と前記第２の工程との間に、前記支持部に支持された基板の水平面内における傾きを補正する第４の工程を更に備えることを特徴とするパターン描画方法。
【請求項１１】
複数の領域に個別に形成された複数の基準パターンを有する基板上の感光材料に所定のパターンを描画するパターン描画装置と、前記パターン描画装置における処理の前段階において基板に対して前工程処理を行う前処理装置とを備えた基板処理システムであって、
前記前処理装置は、
基板上の前記領域ごとに、前記複数の基準パターンの位置を検出する位置検出手段を有し、
前記パターン描画装置は、
基板を支持する基板支持部と、
前記基板支持部に支持された基板の表面に前記所定のパターンの光を照射する光照射部と、
前記光照射部に対して前記基板支持部を相対的に移動させる移動手段と、
前記位置検出手段により検出された前記複数の基準パターンの位置に基づいて、前記光照射部による光の照射位置を補正する補正手段と、
を有することを特徴とする基板処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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（ＦＤＰ）用ガラス基板、半導体基板、プリント基板等の基板上にある感光材料に所定のパターンを描画するパターン描画装置、パターン描画方法、および基板処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板の製造工程においては、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使用されている。従来のパターン描画装置は、基板を水平姿勢で保持しつつ移動させるステージと、基板の上面に所定パターンの光を照射する光学ヘッドとを備えており、基板を移動させつつ光学ヘッドから光を照射することにより、基板の上面に所定のパターンを描画する構成となっている。
【０００３】
従来の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。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−１５０１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パターン描画装置において処理対象となる例えばカラーフィルタ用基板の表面には、ブラックマトリクスと、位置決め用の複数のアライメントマークとが、予め一括露光処理等により形成されている。なお、ブラックマトリクスとは、カラーフィルタの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色の画素を囲む格子状の黒い枠のことである。そして、従来のパターン描画装置は、基板の四隅に形成されたアライメントマークの位置を検出し、これらの位置情報に基づいて基板の位置や傾きを補正して、ブラックマトリクスの枠内に画素に応じた所定のパターンを描画していた。
【０００６】
しかしながら、近年では、一枚の基板から複数のカラーフィルタを製造するために、基板表面の複数の領域に個別にブラックマトリクスが露光されている場合がある。このような場合には、露光領域ごとにブラックマトリクスの位置が僅かにずれていたり、傾いていたりする可能性がある。しかしながら、上記従来の方法では、基板の四隅に形成されたアライメントマークのみに基づいて光学ヘッドの描画位置を決定していた。このため、全ての露光領域において必ずしも最適な位置にパターンが描画されるとは限らず、一部の露光領域においては、ブラックマトリクスと描画されるパターンとの間にずれが生じる恐れがあった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、基板表面の複数の領域に個別にブラックマトリクスなどの基準パターンが形成されている場合であっても、各領域内の適正位置にパターンを描画することができるパターン描画装置、パターン描画方法、および基板処理システム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、複数の領域に個別に形成された複数の基準パターンを有する基板上の感光材料に所定のパターンを描画するパターン描画装置であって、基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部に支持された基板の表面に前記所定のパターンの光を照射する光照射部と、前記光照射部に対して前記基板支持部を相対的に移動させる移動手段と、前記基板支持部に支持された基板上の前記領域ごとに、前記複数の基準パターンの位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段により検出された前記複数の基準パターンの位置に基づいて、前記光照射部による光の照射位置を補正する補正手段と、を備え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であって、前記位置検出手段は、前記複数の領域ごとに形成された複数の位置決め用のマークに基づいて、前記複数の基準パターンの位置を検出す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であって、前記光照射部は、基板の表面に向けて光を出射する出射部と、前記出射部から出射された光を部分的に遮光して前記所定のパターンの光を形成するアパーチャ部とを有し、前記補正手段は、前記アパーチャ部の位置を調整することにより光の照射位置を補正することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載のパターン描画装置であって、前記光照射部は複数の光照射ヘッドを有し、前記補正手段は、前記複数の光照射ヘッドのそれぞれに設けられたアパーチャ部の位置を個別に調整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であって、前記補正手段は、前記複数の領域ごとに前記複数の基準パターンの標準位置からの位置ずれ量を算出し、それらの平均値に基づいて光の照射位置を補正することを特徴とする。
【００１３】
請求項６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であって、前記補正手段は、前記複数の領域ごとに前記複数の基準パターンの標準位置からの位置ずれ量を算出し、算出された位置ずれ量に基づいて前記複数の領域ごとに個別に光の照射位置を補正することを特徴とする。
【００１４】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載のパターン描画装置であって、前記補正手段は、基板上の前記複数の領域のそれぞれが描画位置に差し掛かる直前に、前記光照射部による光の照射位置を調整することを特徴とする。
【００１５】
請求項８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であって、前記補正手段は、前記複数の領域ごとに前記複数の基準パターンの標準位置からの傾き角度を算出し、算出された傾き角度に基づいて光の照射位置を連続的に補正することを特徴とする。
【００１６】
請求項９に係る発明は、複数の領域に個別に形成された複数の基準パターンを有する基板上の感光材料に所定のパターンを描画するパターン描画方法であって、基板を所定の支持部上に支持する第１の工程と、前記基板支持部に支持された基板上の前記領域ごとに、前記複数の基準パターンの位置を検出する第２の工程と、前記第２の工程において検出された前記複数の基準パターンの位置に基づいて光の照射位置を補正しつつ、前記支持部上の基板に所定のパターンの光を照射する第３の工程と、を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に係る発明は、請求項９に記載のパターン描画方法であって、前記第１の工程と前記第２の工程との間に、前記支持部に支持された基板の水平面内における傾きを補正する第４の工程を更に備えることを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に係る発明は、複数の領域に個別に形成された複数の基準パターンを有する基板上の感光材料に所定のパターンを描画するパターン描画装置と、前記パターン描画装置における処理の前段階において基板に対して前工程処理を行う前処理装置とを備えた基板処理システムであって、前記前処理装置は、基板上の前記領域ごとに、前記複数の基準パターンの位置を検出する位置検出手段を有し、前記パターン描画装置は、基板を支持する基板支持部と、前記基板支持部に支持された基板の表面に前記所定のパターンの光を照射する光照射部と、前記光照射部に対して前記基板支持部を相対的に移動させる移動手段と、前記位置検出手段により検出された前記複数の基準パターンの位置に基づいて、前記光照射部による光の照射位置を補正する補正手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１〜８に記載の発明によれば、パターン描画装置は、基板を支持する基板支持部と、基板支持部に支持された基板の表面に所定のパターンの光を照射する光照射部と、光照射部に対して基板支持部を相対的に移動させる移動手段と、基板支持部に支持された基板上の領域ごとに、複数の基準パターンの位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段により検出された複数の基準パターンの位置に基づいて、光照射部による光の照射位置を補正する補正手段と、を備える。このため、基板上の領域ごとに基準パターンが位置ずれまたは傾きを有する場合であっても、各領域内の適正位置にパターンを描画することができる。
【００２０】
特に、請求項２に記載の発明によれば、位置検出手段は、複数の領域ごとに形成された複数の位置決め用のマークに基づいて、複数の基準パターンの位置を検出する。このため、基準パターンの位置を容易かつ正確に検出することができる。
【００２１】
特に、請求項３に記載の発明によれば、光照射部は、基板の表面に向けて光を出射する出射部と、出射部から出射された光を部分的に遮光して所定のパターンの光を形成するアパーチャ部とを有し、補正手段は、アパーチャ部の位置を調整することにより光の照射位置を補正する。このため、光照射部による光の照射位置を容易に補正することができる。
【００２２】
特に、請求項４に記載の発明によれば、光照射部は複数の光照射ヘッドを有し、補正手段は、複数の光照射ヘッドのそれぞれに設けられたアパーチャ部の位置を個別に調整する。このため、基板上の領域ごとに位置ずれ量および傾き角度が異なる場合であっても、各領域の位置ずれ量および傾き角度に応じて光の照射位置を適切に補正することができる。
【００２３】
特に、請求項５に記載の発明によれば、補正手段は、複数の領域ごとに複数の基準パターンの標準位置からの位置ずれ量を算出し、それらの平均値に基づいて光の照射位置を補正する。このため、一部の領域において光の照射位置が大きくずれてしまうことを防止することができる。
【００２４】
特に、請求項６に記載の発明によれば、補正手段は、複数の領域ごとに複数の基準パターンの標準位置からの位置ずれ量を算出し、算出された位置ずれ量に基づいて複数の領域ごとに個別に光の照射位置を補正する。このため、基板上の全ての領域において、より適切な位置にパターンを描画することができる。
【００２５】
特に、請求項７に記載の発明によれば、補正手段は、基板上の複数の領域のそれぞれが描画位置に差し掛かる直前に、光照射部による光の照射位置を調整する。このため、基板上にパターンが描画されない位置を利用して光の照射位置を調整することができる。
【００２６】
特に、請求項８に記載の発明によれば、補正手段は、複数の領域ごとに複数の基準パターンの標準位置からの傾き角度を算出し、算出された傾き角度に基づいて光の照射位置を連続的に補正する。このため、基板上の一部の領域において基準パターンが傾いて形成されている場合であっても、その傾きに沿って光の照射位置を補正しつつパターンを描画することができる。
【００２７】
また、請求項９に記載の発明によれば、パターン描画方法は、基板を所定の支持部上に支持する第１の工程と、基板支持部に支持された基板上の領域ごとに、複数の基準パターンの位置を検出する第２の工程と、第２の工程において検出された複数の基準パターンの位置に基づいて光の照射位置を補正しつつ、支持部上の基板に所定のパターンの光を照射する第３の工程と、を備える。このため、基板上の領域ごとに基準パターンが位置ずれまたは傾きを有する場合であっても、各領域内の適正位置にパターンを描画することができる。
【００２８】
特に、請求項１０に記載の発明によれば、パターン描画方法は、第１の工程と第２の工程との間に、支持部に支持された基板の水平面内における傾きを補正する第４の工程を更に備える。このため、第２の工程において複数の基準パターンの位置を確実かつ正確に検出することができる。
【００２９】
また、請求項１１に記載の発明によれば、前処理装置は、基板上の領域ごとに、複数の基準パターンの位置を検出する位置検出手段を有し、パターン描画装置は、基板を支持する基板支持部と、基板支持部に支持された基板の表面に所定のパターンの光を照射する光照射部と、光照射部に対して基板支持部を相対的に移動させる移動手段と、位置検出手段により検出された複数の基準パターンの位置に基づいて、光照射部による光の照射位置を補正する補正手段と、を有する。このため、基板上の領域ごとに基準パターンが位置ずれまたは傾きを有する場合であっても、各領域内の適正位置にパターンを描画することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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。
【００３１】
＜１．描画装置の構成＞
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に連結された駆動部２０と、複数の光学ヘッド３０と、撮像部４０とを備えている。
【００３２】
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。
【００３３】
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駆動機構である。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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
複数の光学ヘッド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。基台６０上には、ステージ１０および駆動部２０を跨ぐようにしてフレーム３１が架設されており、複数の光学ヘッド３０はこのフレーム３１上に副走査方向に沿って等間隔に取り付けられている。各光学ヘッド３０には、照明光学系３２を介して１つのレーザ発振器３３が接続されている。また、レーザ発振器３３にはレーザ駆動部３４が接続されている。このため、レーザ駆動部３４を動作させると、レーザ発振器３３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３２を介して各光学ヘッド３０内に伝送される。
【００３８】
各光学ヘッド３０の内部には、照明光学系３２から伝送されたパルス光を下方へ向けて出射するための出射部３５と、パルス光を部分的に遮光して所定パターンの光束を形成するためのアパーチャユニット３６と、当該光束を基板９の上面に照射するための投影光学系３７とが設けられている。出射部３５から出射されたパルス光は、アパーチャユニット３６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の上面に塗布された感光材料（カラーレジスト）に所定のパターンが描画される。
【００３９】
図３は、アパーチャユニット３６の構成を示した上面図である。アパーチャユニット３６は、所定の遮光パターンが形成されたガラス板である第１アパーチャＡＰ１を保持しつつ、第１アパーチャＡＰ１の水平面内における位置を調整する機能を有する。アパーチャユニット３６内において、第１アパーチャＡＰ１の＋Ｘ側および−Ｘ側の端部は、一対の保持部３６ａに保持されている。また、一対の保持部３６ａは、主走査方向に沿って敷設された第１駆動部３６ｂに接続されている。このため、第１駆動部３６ｂを動作させると、一対の保持部３６ａと第１アパーチャＡＰ１とが一体として主走査方向に移動する。なお、第１駆動部３６ｂは、例えばリニアモータにより構成することができる。
【００４０】
また、第１駆動部３６ｂの下部には、副走査方向にのびる一対のガイドレール３６ｃとリニアモータ等により構成された第２駆動部３６ｄとが設けられている。このため、第２駆動部３６ｄを動作させると、第１駆動部３６ｂ、保持部３６ａ、および第１アパーチャＡＰ１が一体として副走査方向に移動する。このように、アパーチャユニット３６は、第１駆動部３６ｂおよび第２駆動部３６ｄを動作させることにより第１アパーチャＡＰ１を移動させ、第１アパーチャＡＰ１の主走査方向および副走査方向の位置を調整することができる。
【００４１】
第１アパーチャＡＰ１上には、サイズの異なる３種類のスロットＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３がそれぞれ複数配置されている。複数のスロットＳＬ１、複数のスロットＳＬ２、および複数のスロットＳＬ３は、それぞれ副走査方向に１列に配列されてスロット群を形成しており、これらのスロット群が主走査方向に沿って配列されている。アパーチャユニット３６は、第１アパーチャＡＰ１の主走査方向の位置を調整することにより、３つのスロット群のうちの１つをパルス光の照射領域ＬＡ（図４参照）に配置することができる。また、アパーチャユニット３６は、第１アパーチャＡＰ１の主走査方向および副走査方向の位置を精密に変位させることにより、基板９上におけるパターンの投影位置を調整することができる。
【００４２】
また、第１アパーチャＡＰ１の上部には、第１アパーチャＡＰ１により投影されるパターンの幅を調節するための第２アパーチャＡＰ２が設けられている。図４は、第２アパーチャＡＰ２およびその保持機構の構成を示した上面図である。図４に示したように、第２アパーチャＡＰ２の＋Ｙ側および−Ｙ側の端部は、一対の保持部３６ｅに保持されている。また、一対の保持部３６ｅは、副走査方向に沿って敷設された第３駆動部３６ｆに接続されている。このため、第３駆動部３６ｆを動作させると、一対の保持部３６ｅと第２アパーチャＡＰ２とが一体として副走査方向に移動する。なお、第３駆動部３６ｆは、例えばリニアモータにより構成することができる。
【００４３】
第２アパーチャＡＰ２上には、第１アパーチャＡＰ１上の複数のスロットＳＬ１，ＳＬ２，ＳＬ３に対応する複数のスロットＳＬ４，ＳＬ５，ＳＬ６が形成されている。第１アパーチャの複数のスロットＳＬ３が光の照射位置ＬＡに配置されるように第１アパーチャを位置決めするとともに、第１アパーチャＡＰ１上のスロットＳＬ３と第２アパーチャＡＰ２上のスロットＳＬ６とが部分的に重なるように第２アパーチャＡＰ２を位置決めし（図４の状態）、第２アパーチャＡＰ２の上方からパルス光を照射すると、スロットＳＬ３とスロットＳＬ６とが重なる部分のみにパルス光が通過し、基板９の上面には図５に示したようなパターンが投影される。また、第１アパーチャＡＰ１に対する第２アパーチャＡＰ２の副走査方向の相対位置を調整すると、基板９上に投影されるパターンの副走査方向の幅が調整される。
【００４４】
また、図６に示したように、第２アパーチャＡＰ２を副走査方向に大きく移動させると、第１アパーチャＡＰ１上の複数のスロットＳＬ３の一部が第２アパーチャＡＰ２の遮光部によって完全に遮光される。この状態で第２アパーチャＡＰ２の上方からパルス光を照射すると、基板９の上面には図７に示したようなパターンが投影される。このように、第２アパーチャＡＰ２は、副走査方向に関してパターンの投影範囲を調節する機能も有する。なお、基板９上におけるパターンの投影位置を調整するために、第１アパーチャＡＰ１を主走査方向または副走査方向に変位させたときには、第２アパーチャＡＰ２は、第１アパーチャとの相対位置を保持しつつ、第１アパーチャＡＰ２に追従移動する。
【００４５】
図１および図２に戻り、複数の光学ヘッド３０は、副走査方向に沿って等間隔に（例えば２００ｍｍピッチで）配列されている。ステージ１０を主走査方向に移動させつつ、各光学ヘッド３０からパルス光を照射すると、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。パターン描画装置１は、１回の主走査方向への描画が終了すると、ステージ１０を副走査方向に露光幅だけ移動させ、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３０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３０の露光幅ずつ基板９を副走査方向にずらしながら、主走査方向へのパターンの描画を所定回数（例えば４回）繰り返すことにより、基板９上の全面にカラーフィルタ用のパターンを形成する。
【００４６】
撮像部４０は、基板９の上面に予め形成されたアライメントマークＡＭ（図９参照）を撮像するための機構である。撮像部４０は、４つのアライメントカメラ４１〜４４を有している。各アライメントカメラ４１〜４４は、基板９がアライメント位置（図１，図２の位置）に配置されているときに、基板９の四隅に形成されたアライメントマークＡＭのほぼ真上に位置するように設置されている。このパターン描画装置１は、基板９をアライメント位置に配置しつつアライメントカメラ４１〜４４を動作させることにより、基板９の四隅に形成されたアライメントマークＡＭを撮像してそれらの座標を取得することができる。また、このパターン描画装置１は、基板９を主走査方向に移動させつつアライメントカメラ４１，４３を動作させることにより、基板９の＋Ｘ側および−Ｘ側の側辺に沿って形成された複数のアライメントマークＡＭを撮像してそれらの座標を取得することができる。
【００４７】
また、このパターン描画装置１は、上記の構成に加えて制御部５０を備えている。図８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８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３４、第１駆動部３６ｂ、第２駆動部３６ｄ、第３駆動部３６ｆ、およびアライメントカメラ４１〜４４と電気的に接続されており、これらの動作を制御する。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って構成され、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、上記各部の制御を行う。
【００４８】
＜２．パターン描画手順＞
続いて、上記構成を有するパターン描画装置１において、基板９の上面にパターンを描画するときの手順について説明する。なお、このパターン描画装置１において処理対象となる基板９の上面には、図９に例示したように、予め複数のブラックマトリクス（基準パターン）ＢＭが形成されている。複数のブラックマトリクスＢＭは、基板９上面の複数の領域ＡＲに個別に露光を行うことにより形成されたものであり、基板９の上面には露光領域ＡＲごとにアライメントマークＡＭが形成されている。パターン描画装置１は、このようなブラックマトリクスＢＭの枠内に所定のパターンを描画する。
【００４９】
図１０は、パターン描画装置１における描画処理の流れを示したフローチャートである。このパターン描画装置１において描画処理を行うときには、まず、ステージ１０の上面に基板９を載置する（ステップＳ１）。基板９は、ステージ１０の上面に形成された複数の吸引孔に吸着され、ステージ１０の上面に固定的に保持される。次に、パターン描画装置１は、ステージ１０上に保持された基板９の水平面内の傾き（ｚ軸周りの角度ずれ）を補正する（ステップＳ２）。
【００５０】
図１１は、ステップＳ２における動作の詳細を示したフローチャートである。ステップＳ２では、まず、パターン描画装置１は、リニアモータ２３ａ，２５ａを動作させ、ステージ１０および基板９をアライメント位置まで移動させる（ステップＳ２１）。アライメント位置においては、基板９の上面に形成された複数のアライメントマークＡＭのうち、基板９の四隅に形成された４つのアライメントマークＡＭがそれぞれアライメントカメラ４１〜４４のほぼ真下に位置決めされる。この状態において、アライメントカメラ４１〜４４は、基板９の四隅に形成されたアライメントマークＡＭを撮像し、取得された画像を制御部５０へ転送する（ステップＳ２２）。
【００５１】
制御部５０は、アライメントカメラ４１〜４４から転送された画像から基板９の四隅に形成された各アライメントマークＡＭの座標を抽出し、それらの座標に基づいて基板９の傾き角度および伸縮量を算出する（ステップＳ２３）。そして、制御部５０は、算出された基板９の傾き角度を補正するようにリニアモータ２１ａを動作させ、回転軸２１ｂを中心として基板９を回転させる（ステップＳ２４）。これにより、水平面内における基板９の傾きが補正される。
【００５２】
基板９の傾きが補正されると、次に、パターン描画装置１は、基板９上に形成されたブラックマトリクスＢＭの露光領域ＡＲごとの位置ずれ量、伸縮量、および傾き角度を検出する（ステップＳ３）。図１２は、ステップＳ３における動作の詳細を示したフローチャートである。ステップＳ３では、まず、リニアモータ２５ａを動作させることによりステージ１０および基板９を主走査方向に搬送しつつ、２つのアライメントカメラ４１，４３により基板９上の複数のアライメントマークＡＭを撮像する（ステップＳ３１）。これにより、基板９の四隅に形成されたアライメントマークＡＭだけではなく、各露光領域ＡＲの＋Ｘ側または−Ｘ側に配置された複数のアライメントマークＡＭが撮像される。
【００５３】
取得された複数のアライメントマークＡＭの画像は、アライメントカメラ４１，４３から制御部５０へ転送される。制御部５０は、アライメントカメラ４１，４３から転送された画像から各アライメントマークＡＭの座標を検出し、それらの座標に基づいて露光領域ＡＲごとの位置ずれ量、伸縮量、および傾き角度を算出する（ステップＳ３２）。そして、制御部５０は、算出された露光領域ＡＲごとの位置ずれ量、伸縮量、および傾き角度を、制御部５０内に設けられた所定の記憶部に保存する（ステップＳ３３）。
【００５４】
その後、パターン描画装置１は、保存された位置ずれ量、伸縮量、および傾き角度に基づいて光学ヘッド３０の描画位置を補正しつつ、主走査方向および副走査方向に搬送される基板９の上面に所定のパターンを描画する（ステップＳ４）。描画位置の補正方法としては種々の方法が考えられるが、例えば、下記（１），（２），または（３）の補正方法により描画位置を補正すればよい。
【００５５】
（１）第１の補正方法
第１の補正方法では、まず、制御部５０は、露光領域ＡＲごとに保存された副走査方向の位置ずれ量の平均値を算出する。そして、算出された平均値の分だけ各光学ヘッド３０の描画位置を副走査方向に補正する。具体的には、算出された平均値に従って各光学ヘッド３０内の第２駆動部３６ｄを動作させ、第１アパーチャＡＰ１の位置を調整する。なお、第１アパーチャＡＰ１の位置を調整したときには、第１アパーチャＡＰ１とともに第２アパーチャＡＰ２の位置も一体的に移動する。そして、調整後の複数の光学ヘッド３０を使用して、基板９の上面にパターンを描画する。
【００５６】
図１３は、第１の補正方法により補正された描画領域の例を示した図である。図１３には、最も＋Ｘ側に配置された１つの光学ヘッド３０の描画領域が示されている（ハッチング部分）。図１３の例では、６つの露光領域ＡＲのうちの１つが副走査方向に位置ずれしているが、第１の補正方法では、その位置ずれ量を主走査方向に並んだ露光領域ＡＲの数（３つ）で案分した平均値の分だけ、描画位置を副走査方向に補正する。このため、１つの露光領域ＡＲにおいて描画位置が大きくずれてしまうことを防止することができる。
【００５７】
なお、上記の例では副走査方向の補正のみについて説明したが、主走査方向についても同じように描画位置を補正してもよい。すなわち、露光領域ＡＲごとに保存された主走査方向の位置ずれ量の平均値を算出し、算出された平均値の分だけ描画位置を主走査方向に補正してもよい。また、主走査方向および副走査方向の両方について、描画位置を補正してもよい。
【００５８】
また、上記の例では、各光学ヘッド３０の主走査ごとに、描画対象となる露光領域ＡＲのみの位置ずれ量について平均値を算出したが、全ての露光領域ＡＲの位置ずれ量について平均値を算出してもよい。例えば、図１３の例では、＋Ｘ側に配置された３つの露光領域ＡＲのみの位置ずれ量について平均値を算出し、算出された平均値に従って描画位置を補正したが、６つの露光領域ＡＲの位置ずれ量について平均値を算出し、算出された位置ずれ量に従って描画位置を補正してもよい。ただし、各光学ヘッド３０の主走査ごとに補正を行えば、描画対象となる露光領域ＡＲの位置ずれ量を大きく反映させて、より適切に描画位置を補正することができる。
【００５９】
また、基板９上において、副走査方向に配列された複数の露光領域ＡＲが全体的に副走査方向に位置ずれしている場合には、光学ヘッド３０の第１アパーチャＡＰ１および第２アパーチャＡＰ２の位置を調整する代わりに、ステージ１０の副走査方向の位置を調整することにより、基板９上の描画位置を補正するようにしてもよい。
【００６０】
（２）第２の補正方法
第２の補正方法では、パターン描画装置１は、露光領域ＡＲごとに保存された副走査方向の位置ずれ量に基づいて露光領域ＡＲごとに副走査方向の描画位置を補正しつつ、基板９の上面にパターンを描画する。すなわち、主走査方向に搬送される基板９上の各露光領域ＡＲが描画位置に差し掛かる直前に、各光学ヘッド３０の第２駆動部３６ｄを動作させて第１アパーチャＡＰ１の位置を調整し、当該露光領域ＡＲの位置ずれ量だけ描画位置を副走査方向に補正する。なお、第１アパーチャＡＰ１の位置を調整したときには、第１アパーチャＡＰ１とともに第２アパーチャＡＰ２の位置も一体的に移動する。
【００６１】
図１４は、第２の補正方法により補正された描画領域の例を示した図である。図１４には、最も＋Ｘ側に配置された１つの光学ヘッド３０の描画領域が示されている（ハッチング部分）。図１４の例では、６つの露光領域ＡＲのうちの１つが副走査方向に位置ずれしているが、第２の補正方法では、位置ずれした露光領域ＡＲを描画するときには、その位置ずれ量に従って光学ヘッド３０の描画位置を補正する。このため、各露光領域ＡＲにおいてブラックマトリクスＢＭ内の適正位置にパターンが描画される。
【００６２】
また、このパターン描画装置１は、複数の光学ヘッド３０の第１アパーチャＡＰ１を、それぞれ独立に位置制御することができる。このため、露光領域ＡＲごとに位置ずれ量が異なる場合であっても、各露光領域ＡＲの位置ずれ量に応じて各光学ヘッド３０の描画位置を適切に補正することができる。例えば、副走査方向に隣接配置された２つの露光領域ＡＲが逆方向に位置ずれしていたとしても、各露光領域ＡＲの位置ずれに対応することができる。
【００６３】
なお、上記の例では副走査方向の補正のみについて説明したが、主走査方向についても同じように描画位置を補正してもよい。すなわち、露光領域ＡＲごとに保存された主走査方向の位置ずれ量に基づいて露光領域ＡＲごとに主走査方向の描画位置を補正するようにしてもよい。また、主走査方向および副走査方向の両方について、描画位置を補正してもよい。
【００６４】
また、基板９上において、副走査方向に配列された複数の露光領域ＡＲが全体的に副走査方向に位置ずれしている場合には、光学ヘッド３０の第１アパーチャＡＰ１および第２アパーチャＡＰ２の位置を調整する代わりに、ステージ１０の副走査方向の位置を調整することにより、基板９上の描画位置を補正するようにしてもよい。
【００６５】
（３）第３の補正方法
第３の補正方法では、パターン描画装置１は、露光領域ＡＲごとに保存された傾き角度に基づいて描画位置を連続的に補正しつつ、基板９の上面にパターンを描画する。すなわち、露光領域ＡＲが描画位置に差し掛かる直前だけではなく、各露光領域ＡＲの描画中においても、ステージ１０の動作に同期させて第２駆動部３６ｄを動作させることにより、第１アパーチャＡＰ１の位置を調整する。これにより、各露光領域ＡＲの傾きに応じて描画位置を副走査方向に補正しつつ描画を行う。なお、第１アパーチャＡＰ１の位置を調整したときには、第１アパーチャＡＰ１とともに第２アパーチャＡＰ２の位置も一体的に移動する。
【００６６】
図１５は、第３の補正方法により補正された描画領域の例を示した図である。図１５には、最も＋Ｘ側に配置された１つの光学ヘッド３０の描画領域が示されている（ハッチング部分）。図１５の例では、６つの露光領域ＡＲのうちの１つが傾いているが、第３の補正方法では、傾いた露光領域ＡＲを描画するときには、その傾き角度に応じて光学ヘッド３０の描画位置を副走査方向に補正しつつ、描画を行う。このため、各露光領域ＡＲにおいてブラックマトリクスＢＭ内の適正位置にパターンが描画される。
【００６７】
また、このパターン描画装置１は、複数の光学ヘッド３０の第１アパーチャＡＰ１を、それぞれ独立に位置制御することができる。このため、露光領域ＡＲごとに傾き角度が異なる場合であっても、各露光領域ＡＲの傾き角度に応じて各光学ヘッド３０の描画位置を適切に補正することができる。例えば、副走査方向に隣接配置された２つの露光領域ＡＲが逆方向に傾いていたとしても、各露光領域ＡＲの傾きに対応することができる。
【００６８】
なお、上記の例では副走査方向の補正のみについて説明したが、主走査方向についても同じように描画位置を補正してもよい。すなわち、露光領域ＡＲごとに保存された傾き角度に基づいて主走査方向および副走査方向の描画位置を連続的に変更させてもよい。描画位置を主走査方向および副走査方向に補正しつつ描画すれば、傾いたブラックマトリクスＢＭの枠内により正確に描画を行うことができる。
【００６９】
パターン描画装置１は、以上の（１），（２），または（３）のように描画位置を補正しつつ、基板９の上面に所定のパターンを描画する。パターン描画装置１は、基板９を副走査方向にずらしながら主走査方向の描画を複数回行い、基板９上の全てのブラックマトリクスＢＭの枠内にパターンを描画する。その後、ステージ１０の上面から基板９を搬出し（ステップＳ５）、１枚の基板９に対する描画処理を終了する。
【００７０】
以上のように、このパターン描画装置１は、基板９の四隅に形成されたアライメントマークＡＭだけではなく、露光領域ＡＲごとに形成された複数のアライメントマークＡＭを撮像し、その座標を抽出する。そして、各アライメントマークＡＭの座標に基づいて各露光領域ＡＲの位置ずれ量および傾き角度を算出し、算出された位置ずれ量および傾き角度に応じて描画位置を補正しつつ、基板９の上面にパターンを描画する。このため、露光領域ＡＲごとにブラックマトリクスＢＭが位置ずれまたは傾きを有する場合にも、各露光領域ＡＲにおいてブラックマトリクスＢＭ内の適正位置にパターンを描画することができる。
【００７１】
また、上記のステップＳ３１では、四隅のアライメントマークを撮像するために設けられているアライメントカメラ４１，４３を利用して、露光領域ＡＲごとのアライメントマークＡＭを撮像する。このため、露光領域ＡＲごとのアライメントマークＡＭを撮像するために、別個にアライメントカメラを設置する必要はなく、撮像系の構成を簡易化することができる。
【００７２】
また、上記のステップＳ４では、第１駆動部３６ｂおよび第２駆動部３６ｄを利用して第１アパーチャＡＰ１の位置を調整することにより、各光学ヘッド３０の描画位置を補正する。このため、各光学ヘッド３０による描画位置を補正するために、別個に調整機構を設置する必要はなく、光学ヘッド３０の構成を簡易化することができる。
【００７３】
また、基板９上において、副走査方向に配列された複数の露光領域ＡＲが一体的にＺ軸周りの回転方向に傾いている場合には、光学ヘッド３０の第１アパーチャＡＰ１および第２アパーチャＡＰ２の位置を調整する代わりに、ステージ１０を回転軸２１ｂ周りに回転させるとともに副走査方向の位置を調整することにより、基板９上の描画位置を補正するようにしてもよい。
【００７４】
＜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。上記のステップＳ３１では、露光領域ＡＲごとにアライメントマークを２つずつ撮像したが、１つ露光領域ＡＲの中にアライメントマークＡＭが主走査方向に沿って３つ以上配列されている場合には、露光領域ＡＲごとに３つ以上のアライメントマークＡＭを撮像してもよい。各露光領域ＡＲの位置ずれ量や傾き角度を算出するためには、露光領域ＡＲごとに少なくとも２つのアライメントマークＡＭの座標を取得すればよいが、より多くのアライメントマークＡＭの座標を取得すれば、より正確に露光領域ＡＲごとの位置ずれ量や傾き角度を算出することができる。
【００７５】
また、上記のステップＳ３１では、２つのアライメントカメラ４１，４３を利用してアライメントマークＡＭの撮像を行ったが、２つのアライメントカメラ４１，４３の間に他のアライメントカメラを設け、３つ以上のアライメントカメラでアライメントマークＡＭの撮像を行ってもよい。このようにすれば、基板９の上面において副走査方向に３つ以上の露光領域ＡＲが配列されている場合であっても、各露光領域ＡＲに含まれるアライメントマークＡＭを撮像することができる。
【００７６】
また、上記の（２）では露光領域ＡＲの位置ずれに対して描画位置を補正し、上記の（３）では露光領域ＡＲの傾きに対して描画位置を補正していたが、上記の（２）および（３）の補正方法を組み合わせることにより、露光領域ＡＲの位置ずれおよび傾きの両方に対して光学ヘッド３０の描画位置を補正するようにしてもよい。
【００７７】
また、上記のパターン描画装置１では、各部の駆動機構としてリニアモータが使用されていたが、リニアモータ以外の公知の駆動機構を使用してもよい。例えば、モータの駆動力をボールねじを介して直動運動に変換する機構を使用してもよい。
【００７８】
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、本発明のパターン描画装置およびパターン描画方法は、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。
【００７９】
また、上記の例では、パターン描画装置１において露光領域ＡＲごとの位置ずれ量、伸縮量、および傾き角度を取得していたが、これらの情報を他の装置において取得する構成としてもよい。例えば、図１６に示したように、パターン描画処理の前段階の処理を行う前処理装置２（パターン描画装置１とは別体の装置）において、基板９上の各露光領域ＡＲのアライメントマークＡＭを撮像し、各露光領域ＡＲの位置ずれ量、伸縮量、および傾き角度を取得する構成としてもよい。そして、前処理装置２において取得された各露光領域ＡＲの位置ずれ量、伸縮量、および傾き角度をパターン描画装置１に提供し、パターン描画装置１と前処理装置２とで１つの基板処理システム３を構成するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【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】本発明の一実施形態に係るパターン描画装置の上面図である。
【図３】アパーチャユニットの構成を示した上面図である。
【図４】第２アパーチャおよびその保持機構の構成を示した上面図である。
【図５】基板の上面に投影されるパターンの例を示した図である。
【図６】第２アパーチャおよびその保持機構の構成を示した上面図である。
【図７】基板の上面に投影されるパターンの例を示した図である。
【図８】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９】処理対象となる基板の例を示した図である。
【図１０】パターン描画装置における描画処理の流れを示したフローチャートである。
【図１１】基板の傾きを補正する処理の詳細を示したフローチャートである。
【図１２】露光領域ごとの位置ずれ量および角度ずれ量を検出する処理の詳細を示したフローチャートである。
【図１３】第１の補正方法により補正された描画領域の例を示した図である。
【図１４】第２の補正方法により補正された描画領域の例を示した図である。
【図１５】第３の補正方法により補正された描画領域の例を示した図である。
【図１６】基板処理システムの構成を示した図である。
【符号の説明】
【００８１】
１    パターン描画装置
９    基板
１０    ステージ
２０    駆動部
２１    回転機構
２３    副走査機構
２５    主走査機構
３０    光学ヘッド
３３    レーザ発振器
３５    出射部
３６    アパーチャユニット
３６ｂ    第１駆動部
３６ｄ    第２駆動部
３７    投影光学系
４０    撮像部
４１〜４４    アライメントカメラ
５０    制御部
ＡＰ１    第１アパーチャ
ＡＰ２    第２アパーチャ
ＡＭ    アライメントマーク
ＡＲ    露光領域
ＢＭ    ブラックマトリクス
【図１】
2008051866.tif 000003
【図２】
2008051866.tif 000004
【図３】
2008051866.tif 000005
【図４】
2008051866.tif 000006
【図５】
2008051866.tif 000007
【図６】
2008051866.tif 000008
【図７】
2008051866.tif 000009
【図８】
2008051866.tif 000010
【図９】
2008051866.tif 000011
【図１０】
2008051866.tif 000012
【図１１】
2008051866.tif 000013
【図１２】
2008051866.tif 000014
【図１３】
2008051866.tif 000015
【図１４】
2008051866.tif 000016
【図１５】
2008051866.tif 000017
【図１６】
2008051866.tif 000018