(57)【要約】【課題】パターン描画装置において、光照射部からの光を受光するセンサ部と光照射部の制御を調整する調整部とを接続する接続部の設計の自由度を向上する。【解決手段】パターン描画装置１では、センサ部５１および調整部６１にそれぞれ常時接続されたセンサコネクタ７３と調整部コネクタ７１とを有する着脱式の接続部７が設けられ、センサ部５１から調整部６１へのデータ出力時にのみ、センサコネクタ７３が調整部コネクタ７１に装着されてセンサ部５１と調整部６１とが接続され、基板９に対するパターンの描画時には接続されない。このため、接続部７のセンサケーブルや調整部ケーブル７７が、パターンの描画時における基板保持部３の繰り返し移動により屈曲されることが防止される。その結果、センサケーブルや調整部ケーブル７７に対して高い屈曲耐性が要求されることはなく、接続部７の設計の自由度を向上することができる。【選択図】図１
2008309972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の感光材料に光を照射してパターンを描画するパターン描画装置であって、
主面上に感光材料の層が形成された基板を保持する基板保持部と、
前記基板上の前記感光材料に変調された光を照射する光照射部と、
前記基板保持部を前記基板の前記主面に平行な移動方向に移動する保持部移動機構と、
前記移動方向に関して前記基板保持部に対して相対的に固定されるとともに前記光照射部からの光を受光するセンサ部と、
前記センサ部からの出力に基づいて前記光照射部の制御を調整する調整部と、
前記センサ部から前記調整部への出力時に前記センサ部と前記調整部とを接続する着脱式の接続部と、
を備え、
前記接続部が、
前記調整部に常時接続される調整部コネクタと、
前記センサ部に常時接続され、前記調整部コネクタに対して相対移動することにより前記調整部コネクタに対して着脱されるセンサコネクタと、
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、
前記センサ部が、前記光照射部からの光を受光する受光素子を備え、
前記基板の前記主面に垂直な方向に関し、前記受光素子の受光面と前記光照射部との間の距離が、前記基板の前記主面と前記光照射部との間の距離に等しいことを特徴とするパターン描画装置。
【請求項３】
請求項２に記載のパターン描画装置であって、
前記センサ部が、前記受光素子からの出力を演算処理して前記調整部に出力する処理部をさらに備え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ないし３のいずれかに記載のパターン描画装置であって、
前記光照射部により、前記基板上において前記移動方向に垂直な方向に並ぶ複数の照射位置のそれぞれに変調された光が照射されることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項５】
請求項４に記載のパターン描画装置であって、
前記光照射部が、
レーザ光源と、
前記レーザ光源からの光を前記基板へと導く回折格子型の光変調素子と、
を備えることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載のパターン描画装置であって、
前記センサ部を前記移動方向に垂直な方向に移動することにより、前記光照射部からの複数の変調された光を前記センサ部にて順次受光するセンサ部移動機構をさら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６に記載のパターン描画装置であって、
前記センサ部移動機構による前記センサ部の移動と並行して、前記センサ部からの出力が前記調整部へと送信され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ないし７のいずれかに記載のパターン描画装置であって、
前記調整部コネクタが前記光照射部に対して相対的に固定されており、
前記保持部移動機構による前記基板保持部の移動により、前記基板保持部または前記センサ部に固定されている前記センサコネクタの前記調整部コネクタに対する着脱が行われることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項９】
請求項８に記載のパターン描画装置であって、
前記調整部コネクタを支持するコネクタ支持部と、
前記コネクタ支持部、前記基板保持部および前記センサ部の少なくともいずれかに設けられて前記センサコネクタの前記調整部コネクタに対する装着を案内する装着案内部と、
を備えることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項１０】
請求項６に記載のパターン描画装置であって、
前記調整部コネクタが前記光照射部に対して相対的に固定されており、
前記センサ部移動機構による前記センサ部の移動により、前記センサ部に固定されている前記センサコネクタの前記調整部コネクタに対する着脱が行われることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のパターン描画装置であって、
前記調整部コネクタを支持するコネクタ支持部と、
前記コネクタ支持部および前記センサ部の少なくとも一方に設けられて前記センサコネクタの前記調整部コネクタに対する装着を案内する装着案内部と、
を備えることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項１２】
請求項１ないし１１のいずれかに記載のパターン描画装置であって、
前記センサ部からの出力が、前記光照射部からの光の強度に係る情報を含む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、基板上の感光材料に光を照射して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、液晶表示装置用のガラス基板やプラズマ表示装置用のガラス基板、あるいは、半導体基板やプリント基板等（以下、「基板」という。）に形成された感光材料に光を照射することによりパターンの描画が行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１では、所定の方向に配列された複数の矩形状の開口を有するマスクを介してヘッド部の水銀灯からの光を基板上の感光材料に照射しつつ、基板を開口の配列方向に垂直な方向へと移動することにより、ストライプ上のパターンを感光材料上に描画する技術が開示されている。特許文献１のパターン描画装置では、撮像デバイスを有するカメラが、基板を保持するステージユニット上に設けられており、ヘッド部から照射される光をカメラにて受光し、カメラからの出力に基づいてマスクの開口ピッチ等が調整される。
【０００４】
一方、特許文献２では、基板ではなくドラムに装着された記録媒体に対してレーザ光を照射して画像を記録する画像記録装置が開示されており、画像記録装置では、空間光変調器として回折型ライトバルブを有する記録ヘッドを利用して当該記録ヘッドをドラムの軸芯方向に往復移動しつつ画像の記録が行われる。特許文献２の画像記録装置では、記録ヘッドと画像信号処理部とが可動ケーブル束により接続されており、記録されるべき画像の信号が可動ケーブル束を介して記録ヘッドに送信される。
【特許文献１】特開２００５−２２１５９６号公報
【特許文献２】特開２００２−７２１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１や特許文献２のような感光材料に光を照射してパターンや画像を描画する装置では、光照射部からの光の強度の経時変化等を修正して描画の質の低下を防止するため、定期的なキャリブレーション（すなわち、光照射部の制御の調整）が必要である。このようなキャリブレーションは、光照射部からの光を撮像デバイス等により受光し、撮像デバイスからの出力に基づいて光照射部の制御部が調整されることにより行われる。
【０００６】
特許文献１のようなパターン描画装置では、装置構造の簡素化等の観点から、キャリブレーション用の撮像デバイスは、マスクの開口ピッチ調整用のカメラと同様に、基板を保持するステージユニット上に設けられることが好ましい。この場合、光照射部とステージユニット上の撮像デバイスとは、キャリブレーション用のデータの送信に利用されるケーブルにより接続され、接続部であるケーブルは、必要に応じてケーブルベアに収容される。
【０００７】
一方、パターン描画装置では、パターンの描画の際に、基板を保持するステージユニットの光照射部に対する相対移動が繰り返されるため、光照射部と撮像デバイスとを接続するケーブルが屈曲と伸張を繰り返すこととなる。近年では、生産性向上の要求に伴って基板の移動速度や移動時の加速度が大きくなっており、また、装置の連続稼働時間も長くなっている。さらには、基板の大型化に伴ってステージユニットの移動距離も大きくなっている。したがって、光照射部とステージユニットとの間において、長いケーブルが多回数、高速にて屈曲と伸張を繰り返すこととなるため、ケーブルおよびケーブルを収容するケーブルベアに高い屈曲耐性が求められることになる。例えば、ステージユニットを１分間に１６往復させる装置を１年間連続稼働させた場合、１年間の屈曲回数および伸張回数はそれぞれ約８４０万回となる。
【０００８】
また、パターン描画装置では、基板に照射される光の多チャンネル化、および、描画されるパターンの高精細化に伴い、キャリブレーション時に送信されるデータ量も非常に多くなっているため、高速送信が可能な通信方法が利用されることが好ましい。このような通信方法の１つとして、例えば、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling）を利用するものがあり、この場合、ＬＶＤＳ専用のケーブルが必要となるが、ＬＶＤＳ専用のケーブルで上述のような屈曲耐性を満足するものは市販されていない。なお、赤外線や無線等を利用した通信であればケーブルは不要となるが、このような通信方法では要求される通信速度を実現することは困難である。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、パターン描画装置において、光照射部からの光を受光するセンサ部と光照射部の制御を調整する調整部とを接続する接続部の設計の自由度を向上することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、基板上の感光材料に光を照射してパターンを描画するパターン描画装置であって、主面上に感光材料の層が形成された基板を保持する基板保持部と、前記基板上の前記感光材料に変調された光を照射する光照射部と、前記基板保持部を前記基板の前記主面に平行な移動方向に移動する保持部移動機構と、前記移動方向に関して前記基板保持部に対して相対的に固定されるとともに前記光照射部からの光を受光するセンサ部と、前記センサ部からの出力に基づいて前記光照射部の制御を調整する調整部と、前記センサ部から前記調整部への出力時に前記センサ部と前記調整部とを接続する着脱式の接続部とを備え、前記接続部が、前記調整部に常時接続される調整部コネクタと、前記センサ部に常時接続され、前記調整部コネクタに対して相対移動することにより前記調整部コネクタに対して着脱されるセンサコネクタとを備える。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のパターン描画装置であって、前記センサ部が、前記光照射部からの光を受光する受光素子を備え、前記基板の前記主面に垂直な方向に関し、前記受光素子の受光面と前記光照射部との間の距離が、前記基板の前記主面と前記光照射部との間の距離に等しい。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のパターン描画装置であって、前記センサ部が、前記受光素子からの出力を演算処理して前記調整部に出力する処理部をさらに備える。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のパターン描画装置であって、前記光照射部により、前記基板上において前記移動方向に垂直な方向に並ぶ複数の照射位置のそれぞれに変調された光が照射される。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のパターン描画装置であって、前記光照射部が、レーザ光源と、前記レーザ光源からの光を前記基板へと導く回折格子型の光変調素子とを備える。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載のパターン描画装置であって、前記センサ部を前記移動方向に垂直な方向に移動することにより、前記光照射部からの複数の変調された光を前記センサ部にて順次受光するセンサ部移動機構をさらに備える。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のパターン描画装置であって、前記センサ部移動機構による前記センサ部の移動と並行して、前記センサ部からの出力が前記調整部へと送信される。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載のパターン描画装置であって、前記調整部コネクタが前記光照射部に対して相対的に固定されており、前記保持部移動機構による前記基板保持部の移動により、前記基板保持部または前記センサ部に固定されている前記センサコネクタの前記調整部コネクタに対する着脱が行われる。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項８に記載のパターン描画装置であって、前記調整部コネクタを支持するコネクタ支持部と、前記コネクタ支持部、前記基板保持部および前記センサ部の少なくともいずれかに設けられて前記センサコネクタの前記調整部コネクタに対する装着を案内する装着案内部とを備える。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、請求項６に記載のパターン描画装置であって、前記調整部コネクタが前記光照射部に対して相対的に固定されており、前記センサ部移動機構による前記センサ部の移動により、前記センサ部に固定されている前記センサコネクタの前記調整部コネクタに対する着脱が行われる。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載のパターン描画装置であって、前記調整部コネクタを支持するコネクタ支持部と、前記コネクタ支持部および前記センサ部の少なくとも一方に設けられて前記センサコネクタの前記調整部コネクタに対する装着を案内する装着案内部とを備える。
【００２１】
請求項１２に記載の発明は、請求項１ないし１１のいずれかに記載のパターン描画装置であって、前記センサ部からの出力が、前記光照射部からの光の強度に係る情報を含む。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、着脱式のコネクタを用いることにより、接続部の設計の自由度を向上することができる。また、請求項２の発明では、受光素子の受光面と基板の主面とを同じ高さとすることにより、光照射部の調整を高精度に行うことができ、請求項３の発明では、センサ部に演算処理を行う処理部を設けることにより、センサ部から調整部への送信量を低減することができる。
【００２３】
請求項６の発明では、センサ部を移動しつつ光照射部からの複数の光を順次受光することにより、センサ部を小型化することができ、請求項７の発明では、センサ部の移動と調整部への送信とが平行して行われることにより、光照射部の調整を迅速に行うことができる。
【００２４】
請求項８の発明では、保持部移動機構によりコネクタの着脱が行われることにより、装置の構造を簡素化することができる。また、請求項９および１１の発明では、装着案内部が設けられることにより、センサ部と調整部との接続を容易とすることができる。さらには、請求項１０の発明では、センサ部移動機構によりコネクタの着脱が行われることにより、装置の構造を簡素化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るパターン描画装置１の構成を示す側面図であり、図２は、パターン描画装置１の平面図である。パターン描画装置１は、液晶表示装置用のガラス基板９（以下、単に「基板９」という。）上の感光材料に光を利用してパターンを描画する装置である。本実施の形態では、パターン描画装置１により、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）の回路パターンが基板９に描画される。
【００２６】
図１および図２に示すように、パターン描画装置１は、（＋Ｚ）側の主面９１（以下、「上面９１」という。）上に感光材料の層が形成された基板９を保持する基板保持部３、基台１１上に設けられて基板保持部３をＸ方向およびＹ方向に移動する保持部移動機構２、基板保持部３および保持部移動機構２を跨ぐように基台１１に固定されるフレーム１２、フレーム１２に取り付けられて基板９上の感光材料に変調された光を照射する光照射部４、光照射部４からの光を受光するセンサ部５１、並びに、センサ部５１をＸ方向に移動するセンサ部移動機構５２を備え、また、図１に示すように、センサ部５１からの出力に基づいて光照射部４の制御を調整する調整部６１を備える。パターン描画装置１は、また、図１および図２に示すように、センサ部５１と調整部６１とを接続する着脱式の接続部７を備える。
【００２７】
調整部６１は、通常のコンピュータと同様に、各種演算処理を行うＣＰＵ、実行されるプログラムを記憶したり演算処理の作業領域となるＲＡＭ、基本プログラムを記憶するＲＯＭ、各種情報を記憶する固定ディスク、作業者に各種情報を表示するディスプレイ、および、キーボードやマウス等の入力部等を接続した構成となっている。
【００２８】
図１および図２に示すように、基板保持部３は、基板９が載置されるステージ３１、ステージ３１を回転可能に支持する支持プレート３３、および、支持プレート３３上において、基板９の上面９１に垂直な回転軸３２１を中心としてステージ３１を回転するステージ回転機構３２を備える。ステージ回転機構３２は、ステージ３１の（＋Ｘ）側に設けられたリニアモータ３２２を備え、リニアモータ３２２は、ステージ３１の（＋Ｘ）側の側面に固定された移動子、および、支持プレート３３の上面に設けられた固定子を備える。ステージ回転機構３２では、リニアモータ３２２の移動子が固定子の溝に沿ってＹ方向に移動することにより、ステージ３１が、支持プレート３３上に設けられた回転軸３２１を中心として所定の角度の範囲内で回転する。
【００２９】
保持部移動機構２は、基板保持部３を図１および図２中のＸ方向（以下、「副走査方向」という。）に移動する副走査機構２３、副走査機構２３を介して支持プレート３３を支持するベースプレート２４、並びに、基板保持部３をベースプレート２４と共にＸ方向に垂直なＹ方向（以下、「主走査方向」という。）に移動する主走査機構２５を備える。パターン描画装置１では、保持部移動機構２により、基板９の上面９１に平行な主走査方向および副走査方向に基板保持部３が移動される。
【００３０】
副走査機構２３は、支持プレート３３の下側（すなわち、（−Ｚ）側）において、ステージ３１の主面に平行、かつ、主走査方向に垂直な副走査方向に伸びるリニアモータ２３１、並びに、リニアモータ２３１の（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側において副走査方向に伸びる一対のリニアガイド２３２を備える。リニアモータ２３１は、支持プレート３３の下面に固定された移動子、および、ベースプレート２４の上面に設けられた固定子を備え、当該移動子が固定子に沿って副走査方向に移動することにより、基板保持部３がリニアモータ２３１およびリニアガイド２３２に沿って副走査方向に直線的に移動する。
【００３１】
主走査機構２５は、ベースプレート２４の下側において、ステージ３１の主面に平行な主走査方向に伸びるリニアモータ２５１、並びに、リニアモータ２５１の（＋Ｘ）側および（−Ｘ）側において主走査方向に伸びる一対のエアスライダ２５２を備える。リニアモータ２５１は、ベースプレート２４の下面に固定された移動子、および、基台１１の上面に設けられた固定子を備え、当該移動子が固定子に沿って主走査方向に移動することにより、ベースプレート２４が、基板保持部３と共にリニアモータ２５１およびエアスライダ２５２に沿って主走査方向に直線的に移動する。
【００３２】
図２に示すように、光照射部４は、副走査方向に沿って等ピッチにて配列されてフレーム１２に取り付けられる複数（本実施の形態では、８つ）の光学ヘッド４１を備える。また、光照射部４は、図１に示すように、各光学ヘッド４１に接続される光源光学系４２、並びに、紫外光を出射するＵＶ光源４３および光源駆動部４４を備える。ＵＶ光源４３は固体レーザであり、光源駆動部４４が駆動されることにより、ＵＶ光源４３から波長３５５ｎｍの紫外光が出射され、光源光学系４２を介して光学ヘッド４１へと導かれる。
【００３３】
各光学ヘッド４１は、ＵＶ光源４３からの光を下方に向けて出射する出射部４５、出射部４５からの光を反射して空間光変調器４６へと導く光学系４５１、光学系４５１を介して照射された出射部４５からの光を変調しつつ反射する空間光変調器４６、および、空間光変調器４６からの変調された光を基板９の上面９１に設けられた感光材料上へと導く光学系４７を備える。
【００３４】
図３は、空間光変調器４６を拡大して示す図である。図３に示すように、空間光変調器４６は、出射部４５を介して照射されたＵＶ光源４３からの光を基板９の上面９１へと導く回折格子型の光変調素子４６１を備える。光変調素子４６１は半導体装置製造技術を利用して製造され、格子の深さを変更することができる回折格子となっている。光変調素子４６１には複数の可撓リボン４６１ａおよび固定リボン４６１ｂが交互に平行に配列形成され、複数の可撓リボン４６１ａは背後の基準面に対して個別に昇降移動可能とされ、複数の固定リボン４６１ｂは基準面に対して固定される。回折格子型の光変調素子としては、例えば、ＧＬＶ（Grating Light Valve：グレーチング・ライト・バルブ）（シリコン・ライト・マシーンズ（サニーベール、カリフォルニア）の登録商標）が知られている。
【００３５】
図４．Ａおよび図４．Ｂは、可撓リボン４６１ａおよび固定リボン４６１ｂに対して垂直な面における光変調素子４６１の断面を示す図である。図４．Ａに示すように可撓リボン４６１ａおよび固定リボン４６１ｂが基準面４６１ｃに対して同じ高さに位置する（すなわち、可撓リボン４６１ａが撓まない）場合には、光変調素子４６１の表面は面一となり、入射光Ｌ１の反射光が０次光Ｌ２として導出される。一方、図４．Ｂに示すように可撓リボン４６１ａが固定リボン４６１ｂよりも基準面４６１ｃ側に撓む場合には、可撓リボン４６１ａが回折格子の溝の底面となり、１次回折光Ｌ３（さらには、高次回折光）が光変調素子４６１から導出され、０次光Ｌ２は消滅する。このように、光変調素子４６１は回折格子を利用した光変調を行う。
【００３６】
図１に示す光照射部４では、ＵＶ光源４３からの光が光源光学系４２により線状光（光束断面が線状の光）とされ、出射部４５を介して空間光変調器４６のライン状に配列された複数の可撓リボン４６１ａおよび固定リボン４６１ｂ上に照射される。光変調素子４６１では、隣接する各１本の可撓リボン４６１ａおよび固定リボン４６１ｂを１つのリボン対とすると、３つ以上のリボン対が描画されるパターンの１つの画素に対応する。光変調素子４６１では、各空間光変調器４６に接続される光変調器制御部４８からの信号に基づいてパターンの各画素に対応するリボン対の可撓リボン４６１ａがそれぞれ制御され、各画素に対応するリボン対が０次光（正反射光）を出射する状態と、非０次回折光（主として１次回折光（（＋１）次回折光および（−１）次回折光））を出射する状態との間で遷移可能とされる。光変調素子４６１から出射される０次光は光学系４７へと導かれ、１次回折光は光学系４７とは異なる方向へと導かれる。なお、迷光となることを防止するために１次回折光は図示を省略する遮光部により遮光される。
【００３７】
光変調素子４６１からの０次光は、光学系４７を介して基板９の上面９１へと導かれ、これにより、基板９の上面９１上においてＸ方向（すなわち、主走査方向に垂直な副走査方向）に並ぶ複数の照射位置のそれぞれに変調された光が照射される。すなわち、光変調素子４６１の各画素に対応するリボン対は０次光を出射する状態がＯＮ状態であり、１次回折光を出射する状態がＯＦＦ状態とされる。
【００３８】
光変調素子４６１では、図４．Ａに示すように、可撓リボン４６１ａと固定リボン４６１ｂとの基準面４６１ｃからの高さを等しくすることにより、０次光が信号光として得られるが、可撓リボン４６１ａの高さを固定リボン４６１ｂの高さよりも僅かに低くすることにより信号光の光量を低下させることができ、この性質を利用して光変調素子４６１からの光量の調整を行うことができる。
【００３９】
パターン描画装置１では、保持部移動機構２により基板９を図１および図２に示す描画開始位置から（＋Ｙ）方向へと移動しつつ、光照射部４において各光学ヘッド４１の空間光変調器４６の光変調素子４６１（図３参照）が、描画されるべきパターンのデータに基づいて光変調器制御部４８により制御される（すなわち、各画素に対応するリボン対のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる）ことにより、基板９の上面９１上の感光材料に上記パターンが描画される。
【００４０】
図１および図２に示すように、基板保持部３のステージ３１の（＋Ｙ）側に配置されるセンサ部５１は、光照射部４からの光を受光する受光素子５１１、および、受光素子５１１が上面に固定されたセンサステージ５１３を備え、図２に示すように、センサステージ５１３の上面に固定されて受光素子５１１からの出力を演算処理するセンサ処理部５１２をさらに備える。本実施の形態では、受光素子５１１としてフォトダイオードが利用される。図１に示すように、パターン描画装置１では、基板９の上面９１に垂直なＺ方向に関し、受光素子５１１の（＋Ｚ）側の主面である受光面５１１１と光照射部４の空間光変調器４６との間の距離が、基板９の上面９１と空間光変調器４６との間の距離に等しくされる。換言すれば、受光素子５１１の受光面５１１１と基板９の上面９１とが同じ高さに位置する。
【００４１】
図１および図２に示すように、センサ部移動機構５２は、センサステージ５１３が取り付けられたＸ方向を向くボールネジ５２４、および、保持部移動機構２の支持プレート３３上に固定されるとともにセンサステージ５１３を支持するＸ方向を向く２本のガイドレール５２５を備え、図２に示すように、ボールネジ５２４に接続されるモータ５２６をさらに備える。
【００４２】
パターン描画装置１では、後述する光照射部４のキャリブレーションの際に、センサ部移動機構５２のモータ５２６によりボールネジ５２４が回転することにより、受光素子５１１およびセンサ処理部５１２がセンサステージ５１３と共にガイドレール５２５に沿ってＸ方向（すなわち、副走査方向）に滑らかに移動し、光照射部４からの複数の変調された光がセンサ部５１の受光素子５１１により順次受光されてセンサ処理部５１２に送られる。そして、センサ処理部５１２により演算処理されたデータが、センサ処理部５１２に接続される接続部７を介して図１に示す調整部６１に出力される。なお、センサ部５１は、基板保持部３の主走査方向であるＹ方向に関して、基板保持部３に対して相対的に固定されている。
【００４３】
図１および図２に示すように、接続部７は、調整部６１に常時接続されている調整部コネクタ７１、保持部移動機構２のベースプレート２４の（−Ｙ）側において基台１１上に固定されるとともに（＋Ｚ）側に調整部コネクタ７１が固定される調整部コネクタ支持部７２、センサ部５１のセンサ処理部５１２（図２参照）に常時接続されているセンサコネクタ７３、および、基板保持部３の支持プレート３３上において（−Ｘ）側かつ（−Ｙ）側の角部に固定されるとともに（＋Ｚ）側にセンサコネクタ７３が固定されるセンサコネクタ支持部７４を備える。接続部７は、また、図１に示すように、調整部コネクタ７１と調整部６１とを接続する調整部ケーブル７７を備え、さらに、図２に示すように、センサコネクタ７３とセンサ処理部５１２とを接続するセンサケーブル７８を備える。
【００４４】
図１および図２に示す調整部コネクタ７１および調整部コネクタ７１を支持する調整部コネクタ支持部７２は、Ｘ方向およびＹ方向に関して、光照射部４に対して相対的に固定されている。また、センサコネクタ７３およびセンサコネクタ７３を支持するセンサコネクタ支持部７４は、Ｘ方向およびＹ方向に関して、基板保持部３に対して相対的に固定されている。図２に示すように、調整部コネクタ７１および調整部コネクタ支持部７２は、Ｙ方向においてセンサコネクタ７３およびセンサコネクタ支持部７４と対向している。
【００４５】
図５．Ａおよび図５．Ｂは、接続部７の調整部コネクタ７１およびセンサコネクタ７３近傍を拡大して示す側面図である。図５．Ａに示すように、センサコネクタ支持部７４は（−Ｙ）方向へと突出する突起部７６を備え、調整部コネクタ支持部７２には、突起部７６が挿入される穴部７５が形成されている。なお、図１および図２では、図示の都合上、穴部７５および突起部７６の図示を省略している。図５．Ａに示す突起部７６は、先端部から離れるに従って径が大きくなるテーパピンであり、突起部７６の先端は、センサコネクタ７３の（−Ｙ）側の端部よりも（−Ｙ）側に位置している。
【００４６】
図１および図２に示すパターン描画装置１では、保持部移動機構２の主走査機構２５によりベースプレート２４が基板保持部３と共に（−Ｙ）方向に移動されることにより、基板保持部３に固定されているセンサコネクタ７３もベースプレート２４と共に（−Ｙ）方向に移動し、図５．Ｂに示すように、突起部７６が穴部７５に挿入されるとともにセンサコネクタ７３が調整部コネクタ７１に装着されて図１に示すセンサ部５１と調整部６１とが接続される。また、主走査機構２５によりベースプレート２４が図５．Ｂに示す位置から（＋Ｙ）方向に移動されることにより、調整部コネクタ７１とセンサコネクタ７３との接続が解除される。換言すれば、保持部移動機構２による基板保持部３の主走査方向への移動により、センサコネクタ７３が調整部コネクタ７１に対して主走査方向に相対移動し、これにより、センサコネクタ７３の調整部コネクタ７１に対する着脱が行われる。
【００４７】
図５．Ａに示す接続部７では、センサコネクタ７３の調整部コネクタ７１に対する装着の際に、仮にセンサコネクタ７３と調整部コネクタ７１との位置関係に多少のずれがあったとしても、センサコネクタ７３の調整部コネクタ７１に対する装着よりも前に穴部７５に挿入された突起部７６が穴部７５の内側面に接触して案内されることにより、センサコネクタ支持部７４が僅かに弾性変形してその位置が調整されるため、センサコネクタ７３と調整部コネクタ７１とが確実に装着される。すなわち、穴部７５および突起部７６は、調整部コネクタ支持部７２および基板保持部３上のセンサコネクタ支持部７４に設けられてセンサコネクタ７３の調整部コネクタ７１に対する装着を案内する装着案内部となっている。
【００４８】
図６は、調整部コネクタ７１とセンサコネクタ７３とが接続された状態のパターン描画装置１を示す平面図である。パターン描画装置１では、図６に示す状態において光照射部４のキャリブレーションが行われる。パターン描画装置１においてキャリブレーションが行われる際には、光照射部４の最も（−Ｘ）側の光学ヘッド４１から、当該光学ヘッド４１の（−Ｚ）側に位置するセンサ部５１の受光素子５１１へと光が照射され、当該光学ヘッド４１の光変調素子４６１（図３参照）の各画素に対応するリボン対からの光の強度に係る情報が受光素子５１１からセンサ処理部５１２へと送られる。また、光変調素子４６１の各画素に対応するリボン対のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられ、切り替えのタイミングに係る情報がセンサ処理部５１２へと送られる。
【００４９】
そして、光変調素子４６１からの光の強度に係る情報、および、ＯＮ／ＯＦＦの切り替えのタイミングに係る情報が、センサ処理部５１２により演算処理されて調整部６１（図１参照）にて使用されるデータフォーマットに変換された後、これらの情報を含むキャリブレーション用のデータが、接続部７のセンサケーブル７８、センサコネクタ７３、調整部コネクタ７１および調整部ケーブル７７（図１参照）を介して調整部６１へと出力される。図１に示す調整部６１では、センサ部５１からの情報に基づいて、（−Ｘ）側の光学ヘッド４１の空間光変調器４６を制御する光変調器制御部４８に対する調整が行われ、光変調素子４６１の各画素に対応するリボン対からの光の強度が所定の強度とされて均一性が向上され、光変調素子４６１のＯＮ／ＯＦＦ指示に対する応答特性が調整される。
【００５０】
図６に示すパターン描画装置１では、センサ部５１からの出力の調整部６１（図１参照）への送信と並行して、センサ部移動機構５２によりセンサ部５１が（＋Ｘ）方向へと移動され、（−Ｘ）側から見て２番目の光学ヘッド４１の下方に位置する。そして、上記と同様の手順により、２番目の光学ヘッド４１に係るキャリブレーション用のデータが取得され、センサ部５１の（＋Ｘ）方向への移動と並行して調整部６１へと送信されてキャリブレーションが行われる。パターン描画装置１では、全ての光学ヘッド４１についてキャリブレーションが終了するまでデータの取得とセンサ部５１の移動とが繰り返される。
【００５１】
以上に説明したように、パターン描画装置１では、センサ部５１に常時接続されたセンサコネクタ７３と調整部６１に常時接続された調整部コネクタ７１とを有する着脱式の接続部７が設けられ、光照射部４のキャリブレーションが行われる際にのみ（すなわち、センサ部５１から調整部６１へのキャリブレーション用のデータの出力時にのみ）、接続部７によりセンサ部５１と調整部６１とが接続され、基板９に対するパターンの描画時にはセンサ部５１と調整部６１とは接続されない。
【００５２】
仮に、基板保持部上に設けられたセンサ部が、ケーブルや調整部を介して光照射部に常時接続されているとすると、パターンの描画時に（すなわち、基板の主走査方向への繰り返し移動の際に）センサ部が主走査方向において光照射部に対して繰り返し移動することとなり、センサ部と光照射部とを接続するケーブルが多回数、高速にて屈曲と伸張を繰り返すこととなるため、当該ケーブルに高い屈曲耐性が必要となる。
【００５３】
これに対し、パターン描画装置１では、上述のように、キャリブレーション時にのみセンサ部５１と調整部６１とが接続されるため、センサ部５１と調整部６１とを接続するセンサケーブル７８や調整部ケーブル７７が、キャリブレーション時以外に屈曲および伸張されることが防止され、センサケーブル７８および調整部ケーブル７７に対して高い屈曲耐性が要求されることはない。このため、センサ部５１と調整部６１とを接続する接続部７の設計の自由度（すなわち、調整部コネクタ７１およびセンサコネクタ７３の構造や調整部ケーブル７７およびセンサケーブル７８の材質等の選択の自由度）を向上することができる。これにより、センサ部５１から調整部６１へのデータ送信に利用される通信方法の選択の自由度が向上され、高精度なキャリブレーション用の大量のデータを高速通信（例えば、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differential Signaling））により送信することができる。その結果、光照射部４の制御の迅速かつ高精度な調整が実現される。
【００５４】
センサ部５１では、基板９の上面９１に垂直な方向に関し、受光素子５１１の受光面５１１１と光照射部４との間の距離が、基板９の上面９１と光照射部４との間の距離に等しくされる。これにより、光照射部４からの光が、基板９に対するパターンの描画時と同じ条件にて受光素子５１１により受光されるため、光照射部４の制御の調整を高精度に行うことができ、その結果、光照射部４からの複数の光の強度の均一性が向上される。パターン描画装置１では、センサ部５１が基板保持部３上に設けられることにより、受光素子５１１の受光面５１１１と基板９の上面９１とを容易に同じ高さとすることができる。
【００５５】
センサ部５１では、センサ処理部５１２により受光素子５１１からの出力が予め演算処理されてから送信されることにより、センサ部５１から調整部６１に出力されるキャリブレーション用のデータの送信量を低減することができる。その結果、光照射部４の制御の迅速な調整が実現される。また、接続部７の調整部ケーブル７７およびセンサケーブル７８に対して要求される通信速度等の性能が低く抑えられ、その結果、接続部７およびパターン描画装置１の設計の自由度が向上されるとともにパターン描画装置１の製造コストが低減される。
【００５６】
パターン描画装置１では、センサ部５１をＸ方向に移動するセンサ部移動機構５２が設けられ、センサ部５１の位置を変更しつつ複数の光学ヘッド４１からの光が順次受光される。これにより、複数の光学ヘッド４１からの光を同時に受光可能なＸ方向に長い受光素子を設ける場合に比べてセンサ部５１を小型化することができる。また、センサ部５１のＸ方向への移動とキャリブレーション用のデータの調整部６１への送信とが並行して行われることにより、センサ部５１によるデータの取得と調整部６１による光照射部４の制御の調整とを並行して行うことが可能とされるため、光照射部４の制御の調整をより迅速に行うことができる。
【００５７】
パターン描画装置１では、保持部移動機構２による基板保持部３の移動によりセンサコネクタ７３の調整部コネクタ７１に対する着脱が行われる。したがって、両コネクタを着脱するため機構を個別に設ける必要がないため、パターン描画装置１の構造をより簡素化することができる。また、調整部コネクタ支持部７２およびセンサコネクタ支持部７４に装着案内部となる穴部７５および突起部７６が設けられることにより、センサコネクタ７３が調整部コネクタ７１に容易かつ確実に装着されるため、センサ部５１と調整部６１との接続を確実かつ容易とすることができる。なお、突起部７６は、センサコネクタ支持部７４の（−Ｚ）側において、基板保持部３の支持プレート３３に設けられてもよい。
【００５８】
光照射部４では、各光学ヘッド４１が、ＵＶ光源４３からの光を基板９へと導く回折格子型の光変調素子４６１を備えることにより、基板９に照射される複数の光のそれぞれの強度制御やＯＮ／ＯＦＦ制御を容易かつ高精度に行うことができる。
【００５９】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るパターン描画装置について説明する。図７は、第２の実施の形態に係るパターン描画装置１ａを示す平面図である。図７に示すように、パターン描画装置１ａでは、接続部７ａのセンサコネクタ７３がセンサ部５１のセンサステージ５１３上に固定されており、調整部コネクタ７１がセンサコネクタ７３とＸ方向において対向する位置に配置される。その他の構成は、図１ないし図３に示すパターン描画装置１と同様であり、以下の説明において同符号を付す。
【００６０】
図７に示すように、パターン描画装置１ａの接続部７ａは、調整部ケーブル７７（図１参照）を介して調整部６１（図１参照）に常時接続されている調整部コネクタ７１、保持部移動機構２のベースプレート２４の（−Ｘ）側において基台１１上に固定されるとともに（＋Ｚ）側に調整部コネクタ７１が固定される調整部コネクタ支持部７２、および、センサ部５１のセンサ処理部５１２にセンサケーブル７８を介して常時接続されているセンサコネクタ７３を備える。
【００６１】
調整部コネクタ７１および調整部コネクタ７１を支持する調整部コネクタ支持部７２は、第１の実施の形態と同様に、Ｘ方向およびＹ方向に関して、光照射部４に対して相対的に固定されている。また、センサコネクタ７３およびセンサコネクタ７３を支持するセンサステージ５１３は、Ｙ方向に関して、基板保持部３に対して相対的に固定されている。
【００６２】
図８は、接続部７ａの調整部コネクタ７１およびセンサコネクタ７３近傍を拡大して示す正面図である。図８に示すように、センサコネクタ７３を指示するセンサ部５１のセンサステージ５１３は、（−Ｘ）方向へと突出する突起部７６を備え、調整部コネクタ７１を指示する調整部コネクタ支持部７２には、突起部７６が挿入される穴部７５が形成されている。なお、図７では、図示の都合上、穴部７５および突起部７６の図示を省略している。図８に示す突起部７６は、第１の実施の形態と同様に、先端部から離れるに従って径が大きくなるテーパピンであり、突起部７６の先端は、センサコネクタ７３の（−Ｘ）側の端部よりも（−Ｘ）側に位置している。
【００６３】
パターン描画装置１ａでは、図７に示すセンサ部移動機構５２によりセンサ部５１が（−Ｘ）方向に移動されることにより、図８に示す突起部７６が穴部７５に挿入されるとともにセンサコネクタ７３が調整部コネクタ７１に装着されてセンサ部５１と調整部６１（図１参照）とが接続される。また、図７に示すセンサ部移動機構５２によりセンサ部５１が（＋Ｘ）方向に移動されることにより、調整部コネクタ７１とセンサコネクタ７３との接続が解除される。換言すれば、センサ部移動機構５２によるセンサ部５１の移動によりセンサコネクタ７３の調整部コネクタ７１に対する着脱が行われる。
【００６４】
パターン描画装置１ａでは、接続部７ａの調整部コネクタ７１とセンサコネクタ７３とが接続されていない状態で、センサ部５１が光照射部４の各光学ヘッド４１の（−Ｚ）側に順次位置するとともに、各光学ヘッド４１における光変調素子４６１（図３参照）からの光の強度に係る情報、および、ＯＮ／ＯＦＦの切り替えのタイミングに係る情報が受光素子５１１により順次取得されてセンサ処理部５１２へと送られる。
【００６５】
センサ処理部５１２では、各光学ヘッド４１に係る上記情報が演算処理された上で、演算処理された情報を含むキャリブレーション用のデータとして格納される。そして、全ての光学ヘッド４１のキャリブレーション用のデータが取得された後、センサ部移動機構５２によりセンサ部５１が（−Ｘ）方向に移動されてセンサコネクタ７３が調整部コネクタ７１に装着され、センサ処理部５１２に格納されている全光学ヘッド４１のキャリブレーション用のデータが、接続部７ａを介して調整部６１（図１参照）へと出力される。
【００６６】
以上に説明したように、パターン描画装置１ａでは、第１の実施の形態と同様に、センサ部５１に常時接続されたセンサコネクタ７３と調整部６１に常時接続された調整部コネクタ７１とを有する着脱式の接続部７ａが設けられ、光照射部４のキャリブレーションが行われる際にのみ（すなわち、センサ部５１から調整部６１へのキャリブレーション用のデータの出力時にのみ）、接続部７ａによりセンサ部５１と調整部６１とが接続され、基板９に対するパターンの描画時にはセンサ部５１と調整部６１とは接続されない。
【００６７】
このため、センサ部５１と調整部６１とを接続するセンサケーブル７８や調整部ケーブル７７（図１参照）に対して高い屈曲耐性が要求されることがなく、センサ部５１と調整部６１とを接続する接続部７ａの設計の自由度を向上することができる。これにより、センサ部５１から調整部６１へのデータ送信に利用される通信方法の選択の自由度が向上され、高精度なキャリブレーション用の大量のデータを高速通信により送信することができる。その結果、光照射部４の制御の迅速かつ高精度な調整が実現される。
【００６８】
センサ部５１では、第１の実施の形態と同様に、受光素子５１１の受光面５１１１（図１参照）と基板９の上面９１とを同じ高さに位置させることにより、光照射部４の制御の調整を高精度に行うことができ、光照射部４からの複数の光の強度の均一性を向上することができる。また、受光素子５１１からの出力を演算処理するセンサ処理部５１２が設けられることにより、センサ部５１から調整部６１に出力されるキャリブレーション用のデータの送信量が低減される。
【００６９】
パターン描画装置１ａでは、特に、センサ部移動機構５２によるセンサステージ５１３の移動によりセンサコネクタ７３の調整部コネクタ７１に対する着脱が行われる。したがって、両コネクタを着脱するため機構を個別に設ける必要がないため、パターン描画装置１ａの構造をより簡素化することができる。また、調整部コネクタ支持部７２およびセンサステージ５１３に装着案内部となる穴部７５および突起部７６が設けられることにより、センサコネクタ７３が調整部コネクタ７１に容易かつ確実に装着されるため、センサ部５１と調整部６１との接続を確実かつ容易とすることができる。
【００７０】
接続部７ａでは、センサコネクタ７３がセンサ部５１のセンサステージ５１３に固定されているため、センサ部５１とセンサコネクタ７３とを接続するセンサケーブル７８の長さが短くされ、また、センサケーブル７８がセンサステージ５１３に固定される。これにより、センサケーブル７８に対する強度要求をより低くすることができるとともにパターン描画装置１ａの構造をさらに簡素化することができる。
【００７１】
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。
【００７２】
例えば、上記形態に係るパターン描画装置では、センサ部５１およびセンサ部移動機構５２は、基板保持部３の支持プレート３３上においてステージ３１の（−Ｙ）側に配置されてもよい。この場合、第１の実施の形態に係るパターン描画装置１において、センサコネクタ７３はセンサ部５１のセンサステージ５１３上に固定されてもよい。このとき、装着案内部である突起部７６は、センサ部５１のセンサステージ５１３から（−Ｙ）側に突出するように設けられることが好ましい。
【００７３】
調整部コネクタ７１とセンサコネクタ７３との着脱は、必ずしも保持部移動機構２またはセンサ部移動機構５２により行われる必要はなく、例えば、調整部コネクタ支持部７２に調整部コネクタ７１を進退させる進退機構が設けられ、調整部コネクタ７１とセンサコネクタ７３とが対向して近接された状態から、当該進退機構により調整部コネクタ７１がセンサコネクタ７３に向かって進退することにより行われてもよい。
【００７４】
接続部では、穴部７５と突起部７６に代えて、センサコネクタ７３の調整部コネクタ７１に対する相対移動を案内するガイドレール等の他の構造が装着案内部として設けられてもよい。
【００７５】
センサ部５１では、Ｘ方向に長い受光素子がセンサ部５１に設けられて複数の光学ヘッド４１からの光が同時に受光されてもよい。これにより、光照射部４のキャリブレーションを迅速に行うことができる。この場合、センサ部５１をＸ方向に移動するセンサ部移動機構は省略されるため、パターン描画装置の構造を簡素化することもできる。また、受光素子として、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等、フォトダイオード以外の他の素子が利用されてもよい。
【００７６】
上記実施の形態では、センサ部５１によりデジタル信号として取得された光の強度等に係る情報が、接続部７を介してデジタル信号として調整部６１へ出力されるものとして説明しているが、例えば、センサ部５１により光の強度等に係る情報がアナログ信号として取得された後、デジタル信号に変換されて調整部６１へ出力されてもよく、また、アナログ信号のまま調整部６１へ出力されてもよい。
【００７７】
上記実施の形態では、光変調素子４６１からの０次光が描画における信号光とされるが、１次回折光が信号光とされてもよい。また、撓んでいない状態の可撓リボン４６１ａと固定リボン４６１ｂとの相対的位置関係が上記実施の形態とは異なり、可撓リボン４６１ａが撓んだ状態で０次光が出射される光変調素子４６１が用いられてもよい。可撓リボン４６１ａおよび固定リボン４６１ｂは帯状の反射面として捉えることができるのであるならば、厳密な意味でのリボン形状である必要はない。例えば、ブロック形状の上面が固定リボンの反射面としての役割を果たしてもよい。
【００７８】
光照射部４では、空間光変調器４６の光変調素子４６１は回折格子型には限定されず、多チャンネルの液晶シャッタ等が光変調素子として利用されてもよい。また、光変調素子は光を反射するものにも限定されず、例えば、レーザアレイが光変調素子としての役割を果たしてもよい。さらには、２次元の空間光変調器が採用されてもよい。パターン描画装置では、光照射部４から基板９上の一の照射位置にのみ光が照射されてもよい。
【００７９】
上記実施の形態に係るパターン描画装置は、液晶表示装置用のカラーフィルタ基板に対するパターンの描画に利用されてもよく、また、プラズマ表示装置や有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置等の平面表示装置用のガラス基板、半導体基板やプリント配線基板、あるいは、フォトマスク用のガラス基板等に対するパターンの描画に利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】第１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】パターン描画装置の平面図である。
【図３】空間光変調器を拡大して示す図である。
【図４．Ａ】光変調素子の断面を示す図である。
【図４．Ｂ】光変調素子の断面を示す図である。
【図５．Ａ】調整部コネクタおよびセンサコネクタ近傍を拡大して示す側面図である。
【図５．Ｂ】調整部コネクタおよびセンサコネクタ近傍を拡大して示す側面図である。
【図６】パターン描画装置の平面図である。
【図７】第２の実施の形態に係るパターン描画装置の平面図である。
【図８】調整部コネクタおよびセンサコネクタ近傍を拡大して示す正面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１，１ａ    パターン描画装置
２    保持部移動機構
３    基板保持部
４    光照射部
７，７ａ    接続部
９    基板
４３    ＵＶ光源
５１    センサ部
５２    センサ部移動機構
６１    調整部
７１    調整部コネクタ
７２    調整部コネクタ支持部
７３    センサコネクタ
７５    穴部
７６    突起部
９１    上面
４６１    光変調素子
５１１    受光素子
５１２    センサ処理部
５１１１    受光面
【図１】
2008309972.tif 000003
【図２】
2008309972.tif 000004
【図３】
2008309972.tif 000005
【図４．Ａ】
2008309972.tif 000006
【図４．Ｂ】
2008309972.tif 000007
【図５．Ａ】
2008309972.tif 000008
【図５．Ｂ】
2008309972.tif 000009
【図６】
2008309972.tif 000010
【図７】
2008309972.tif 000011
【図８】
2008309972.tif 000012