(57)【要約】【課題】描画対象物が連続的に相対移動する間に該描画対象物を全面に亘って直接描画できるように並んだ複数の描画ヘッドを用いて、描画図形にずれが生じることのない高い描画精度を有する直接描画処理を実行する描画方法および描画装置を実現する。【解決手段】相対移動する描画対象基板Ｓの面上に光を照射することで、露光対象基板Ｓの面上に所望の描画パターンを形成する描画装置１は、描画対象基板Ｓの相対移動方向に沿って規定された走査領域ごとに割り当てられて設置される、上記所望の描画パターンを形成するためのパターンデータに対応した光を発する複数の描画ヘッド１０Ａおよび１０Ｂと、各描画ヘッド１０Ａおよび１０Ｂが発した光を、描画対象基板Ｓの面上において、描画対象基板Ｓの相対移動方向と直交する方向に沿って規定された一領域Ｐ上に導く光学ユニット２０と、を備える。【選択図】図１
2007316224.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対移動する描画対象物の面上に光を照射することで、前記面上に所望の描画パターンを形成する描画方法であって、
前記描画対象物の相対移動方向に沿って規定された走査領域ごとに割り当てられて設置された複数の描画ヘッドが発する、前記所望の描画パターンを形成するための光を、前記描画対象物の面上において、前記相対移動方向と直交する方向に沿って規定された一領域上に照射することを特徴とする描画方法。
【請求項２】
各前記描画ヘッドは、前記相対移動方向と直交する方向に隣接する前記描画ヘッド同士については、前記相対移動方向に互いにずれた位置に設置される請求項１に記載の描画方法。
【請求項３】
各前記描画ヘッドは、前記相対移動方向と直交する方向に沿う２列に、前記相対移動方向と直交する方向に隣接する前記描画ヘッド同士については少なくとも同一列内に位置することがないよう、グループ分けされて設置される請求項１に記載の描画方法。
【請求項４】
相対移動する描画対象物の面上に光を照射することで、前記面上に所望の描画パターンを形成する描画装置であって、
前記描画対象物の相対移動方向に沿って規定された走査領域ごとに割り当てられて設置される、前記所望の描画パターンを形成するためのパターンデータに対応した光を発する複数の描画ヘッドと、
各該描画ヘッドが発した光を、前記描画対象物の面上において、前記相対移動方向と直交する方向に沿って規定された一領域上に導く光学ユニットと、
を備えることを特徴とする描画装置。
【請求項５】
各前記描画ヘッドは、前記相対移動方向と直交する方向に隣接する前記描画ヘッド同士については、前記相対移動方向に互いにずれた位置に設置される請求項４に記載の描画装置。
【請求項６】
各前記描画ヘッドは、前記相対移動方向と直交する方向に沿う２列に、前記相対移動方向と直交する方向に隣接する前記描画ヘッド同士については少なくとも同一列内に位置することがないよう、グループ分けされて設置される請求項４に記載の描画装置。
【請求項７】
前記光学ユニットは、
前記描画対象物と、前記所望の描画パターンを形成するための光を前記描画対象物の面の方向に発する前記描画ヘッドの各前記列と、の間において前記描画ヘッドの各前記列ごとにそれぞれ設置され、前記描画ヘッドからの光を受光する２つの反射手段と、
各該反射手段によって反射した光を、前記描画対象物の面上における前記一領域上に導くクロスプリズムと、
を有する請求項６に記載の描画装置。
【請求項８】
前記光学ユニットは、
前記描画ヘッドの各前記列の間に設置されるクロスプリズムであって、各前記描画ヘッドが発した光を、前記描画対象物の面上における前記一領域上に導くクロスプリズムを有する請求項６に記載の描画装置。
【請求項９】
相対移動する描画対象物の面上に光を照射することで、前記面上に所望の描画パターンを形成する描画方法であって、
前記描画対象物の相対移動方向に沿って規定された走査領域ごとに割り当てられて設置された、前記所望の描画パターンを形成するためのパターンデータに応答して傾動する複数の光変調素子がマトリクス状に配置された空間光変調素子を、光源から照射される光のうち、前記所望の描画パターンを形成するための光のみ、前記相対移動方向と直交する方向に沿って規定された前記描画対象物の面上の一領域の方向へ反射するよう、前記パターンデータに基づいて制御する制御ステップを備えることを特徴とする描画方法。
【請求項１０】
各前記空間光変調素子は、前記相対移動方向と直交する方向に隣接する前記空間光変調素子同士については、前記相対移動方向に互いにずれた位置に設置される請求項９に記載の描画方法。
【請求項１１】
各前記空間光変調素子は、前記相対移動方向と直交する方向に沿う２列に、前記相対移動方向と直交する方向に隣接する前記空間光変調素子同士については少なくとも同一列内に位置することがないよう、グループ分けされて設置される請求項９に記載の描画方法。
【請求項１２】
相対移動する描画対象物の面上に光を照射することで、前記面上に所望の描画パターンを形成する描画装置であって、
前記描画対象物の相対移動方向に沿って規定された走査領域ごとに割り当てられて設置された、前記所望の描画パターンを形成するためのパターンデータに応答して傾動する複数の光変調素子がマトリクス状に配置された空間光変調素子であって、光源から照射される光のうち、前記所望の描画パターンを形成するための光のみ、前記相対移動方向と直交する方向に沿って規定された前記描画対象物の面上の一領域の方向へ反射する空間光変調素子を備えることを特徴とする描画装置。
【請求項１３】
各前記空間光変調素子は、前記相対移動方向と直交する方向に隣接する前記空間光変調素子同士については、前記相対移動方向に互いにずれた位置に設置される請求項１２に記載の描画装置。
【請求項１４】
各前記空間光変調素子は、前記相対移動方向と直交する方向に沿う２列に、前記相対移動方向と直交する方向に隣接する前記空間光変調素子同士については少なくとも同一列内に位置することがないよう、グループ分けされて設置される請求項１２に記載の描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画対象物が連続的に相対移動する間にこの描画対象物を全面に亘って直接描画できるように並んだ複数の描画ヘッドを用いて、直接描画処理を実行する描画方法および描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）などの描画ヘッド（空間光変調素子）を用いて露光する描画装置すなわち露光装置においては、描画対象面積が大きい描画対象基板（描画対象物）を連続的に露光するために、描画対象基板を一定の搬送速度で描画装置に対して相対移動させるとともに、この相対移動に合わせて描画ヘッドから出力される描画パターンを変化させることで露光処理を行う（例えば、特許文献１参照）。空間光変調素子としては、ディジタルマイクロミラーデバイス以外にも、マイクロリボンアレイやＤ−ＩＬＡ素子などがある。
【０００３】
図１２は、描画対象基板を連続的に露光する描画装置の一従来例を模式的に示す斜視図である。以降、異なる図面において同じ参照符号が付されたものは同じ機能を有する構成要素であることを意味するものとする。
【０００４】
図示の例では、描画装置１０１が、シート状の描画対象基板Ｓを直接露光するものとする（例えば、特許文献２参照）。描画対象基板Ｓは、例えば数百メートルの長さを有し、ロールされた状態で設置され、搬送ローラ２１により図中の矢印の方向に略一定の搬送速度で連続的に搬送される。
【０００５】
一般に描画装置１０１においては、１つの描画ヘッドが一度に描画可能な領域は限られているので、描画対象基板Ｓの搬送方向と直交する方向についても満遍なく描画できるように、複数の描画ヘッド１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃおよび１１Ｄが、描画対象基板Ｓの搬送方向と直交する方向に配列される。各描画ヘッド１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃおよび１１Ｄは、これら描画ヘッドの描画処理を制御するための制御部１００に接続される。搬送ローラ２１にはロータリエンコーダ２２が接続されており、搬送ローラ２１の回転速度を検知し、この信号を制御部１００へ送出する。また、センサ１２は、描画対象基板Ｓ上に設けられた描画処理のための基準位置を検出する。なお、図示の従来例では、描画ヘッドの個数を一例として４個としたが、その他の個数であってもよい。
【０００６】
上述のように、描画装置においては、１つの描画ヘッドが一度に描画可能な領域は限られているので、描画対象基板の搬送方向と直交する方向についても満遍なく描画できるように、複数の描画ヘッドが設けられる。描画ヘッドの本体の大きさは当該描画ヘッドが一度に描画可能な領域に比べて大きいので、描画対象基板の搬送方向と直交する方向についても満遍なく描画できるようにするために、複数の描画ヘッドを、描画対象基板の搬送方向と直交する方向に単純に一列に並べることはせず、描画対象基板の搬送方向に沿ってみたときに互いにずれることになるように並べる。なお、図１２には、各描画ヘッドがいわゆる階段状になるように配列される例を示したが、この他にいわゆる千鳥状に配列される例もある（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
図１３は、従来の描画装置による描画対象基板に対する連続露光処理を説明する図である。この図では、シート状の描画対象基板Ｓ、各描画ヘッド１１Ａ−１、１１Ｂ−１、１１Ｃ−１および１１Ｄ−１ならびに１１Ａ−２、１１Ｂ−２、１１Ｃ−２および１１Ｄ−２と、センサ１２と、の位置関係の一例が示されている。図中、描画対象基板Ｓの搬送方向を矢印で示すものとし、各描画ヘッド１１Ａ−１、１１Ｂ−１、１１Ｃ−１および１１Ｄ−１ならびに１１Ａ−２、１１Ｂ−２、１１Ｃ−２および１１Ｄ−２による描画が完了した描画対象基板面上の領域をハッチングで示す。
【０００８】
図中の白丸は、シート状の描画対象基板Ｓを搬送するために、描画対象基板Ｓの面上に搬送方向に沿って規則的に配列されるスプロケット孔を表すものである。このスプロケット孔は、描画対象基板Ｓの搬送に用いられる他に、描画対象基板Ｓについて連続露光する際の基準位置としても用いられる。基準位置としてのスプロケット孔の検出は、センサ１２によって行われる。
【０００９】
各描画ヘッド１１Ａ−１、１１Ｂ−１、１１Ｃ−１および１１Ｄ−１ならびに１１Ａ−２、１１Ｂ−２、１１Ｃ−２および１１Ｄ−２は、図示のように、描画対象基板Ｓの搬送方向に沿ってみたときに互いにずれることになるように並べられている。すなわち、図１３の例では、描画装置において、各描画ヘッド１１Ａ−１、１１Ｂ−１、１１Ｃ−１および１１Ｄ−１ならびに１１Ａ−２、１１Ｂ−２、１１Ｃ−２および１１Ｄ−２とセンサ１２とは、図示されたような位置関係で固定されている。
【００１０】
各描画ヘッド１１Ａ−１、１１Ｂ−１、１１Ｃ−１および１１Ｄ−１ならびに１１Ａ−２、１１Ｂ−２、１１Ｃ−２および１１Ｄ−２は、描画対象基板Ｓの搬送方向に沿って規定される走査領域ごとに割り当てられる。各走査領域の幅Ｗは、描画ヘッドが描画可能な、描画対象基板Ｓの搬送方向と直交する方向の長さに相当する。
【００１１】
描画対象基板Ｓは一定の搬送速度で搬送されるので、各描画ヘッド１１Ａ−１、１１Ｂ−１、１１Ｃ−１および１１Ｄ−１ならびに１１Ａ−２、１１Ｂ−２、１１Ｃ−２および１１Ｄ−２は、描画対象基板Ｓの搬送速度（相対移動速度）に同期して描画処理を実行することで描画対象基板Ｓに図形パターンを描画する。上述のように、各描画ヘッド１１Ａ−１、１１Ｂ−１、１１Ｃ−１および１１Ｄ−１ならびに１１Ａ−２、１１Ｂ−２、１１Ｃ−２および１１Ｄ−２は、描画対象基板Ｓの搬送方向に沿ってみたときに互いにずれているので、各描画ヘッド１１Ａ−１、１１Ｂ−１、１１Ｃ−１および１１Ｄ−１ならびに１１Ａ−２、１１Ｂ−２、１１Ｃ−２および１１Ｄ−２が実行する描画処理は、基準位置に対する各描画ヘッド１１Ａ−１、１１Ｂ−１、１１Ｃ−１および１１Ｄ−１ならびに１１Ａ−２、１１Ｂ−２、１１Ｃ−２および１１Ｄ−２の距離に応じて、タイミングをずらして実行する必要がある。
【００１２】
より具体的には次のとおりである。ここで、描画対象基板Ｓの搬送方向と直交する方向に沿ったある領域内の図形パターン（以下、「目標図形パターン」と称する。）を描画しようとする場合を考える。
【００１３】
センサ１２が基準位置となるスプロケット孔３１（以下、「基準マーク」と称する。）を検出してからＴ０秒後に、描画ヘッド１１Ａ−１および１１Ａ−２は、この目標図形パターンのうち、描画ヘッド１１Ａ−１および１１Ａ−２が１度に描画することができる領域（すなわち、描画対象基板Ｓの搬送方向と直交する方向に幅Ｗを有する領域）についての描画処理を実行する。
【００１４】
一方、描画ヘッド１１Ｂ−１および１１Ｂ−２については、センサ１２が基準マーク３２を検出してから同じくＴ０秒後（図示せず）に、この目標図形パターンのうち、描画ヘッド１１Ｂ−１および１１Ｂ−２が１度に描画することができる領域（同じく、描画対象基板Ｓの搬送方向と直交する方向に幅Ｗを有する領域）についての描画処理を実行する。すなわち、この描画ヘッド１１Ｂ−１および１１Ｂ−２による描画処理は、センサ１２が基準マーク３１を検出してからＴ１秒経過後に実行されるものである。
【００１５】
また、描画ヘッド１１Ｃ−１および１１Ｃ−２については、センサ１２が基準マーク３３を検出してから同じくＴ０秒後（図示せず）に、この目標図形パターンのための描画処理を同様に実行する。すなわち、この描画ヘッド１１Ｃ−１および１１Ｃ−２による描画処理は、センサ１２が基準マーク３１を検出してからＴ２秒経過後に実行されるものである。
【００１６】
また、描画ヘッド１１Ｄ−１および１１Ｄ−２については、センサ１２が基準マーク３４を検出してから同じくＴ０秒後（図示せず）に、この目標図形パターンのための描画処理を同様に実行する。すなわち、この描画ヘッド１１Ｄ−１および１１Ｄ−２による描画処理は、センサ１２が基準マーク３１を検出してからＴ３秒経過後に実行されるものである。
【００１７】
以上の描画処理を換言すると次のとおりである。例えば、図１３に示すように、描画対象基板Ｓの搬送方向と直交する方向に沿った例えば領域Ｐ（図中、一点点線で囲まれた枠内の領域）内の図形パターンは、図１３に示す時点（すなわちセンサ１２が基準マーク３１を検知してからＴ３秒経過後）では、描画ヘッド１１Ｄ−１および１１Ｄ−２が領域Ｐに対する描画処理を実行している。この領域Ｐに対しては、描画ヘッド１１Ｄ−１および１１Ｄ−２による描画処理の、「Ｔ３−Ｔ２」秒前には描画ヘッド１１Ｃ−１および１１Ｃ−２が、「Ｔ３−Ｔ１」秒前には描画ヘッド１１Ｂ−１および１１Ｂ−２が、「Ｔ３−Ｔ０」秒前には描画ヘッド１１Ａ−１および１１Ａ−２が、それぞれ描画処理を完了している。
【００１８】
このように、従来の描画装置においては、描画対象基板の搬送方向と直交する方向に沿った領域内の図形パターンは、各描画ヘッドが、異なる基準位置を用いて描画処理を実行することで形成するものである。連続的に搬送される描画対象基板は、各描画ヘッドの下を相対移動していくことで、上述のように順次直接露光され、面全体に亘って露光されることになる。
【００１９】
【特許文献１】特開２００５−３００８０５号公報
【特許文献２】特開２００５−３３２９８７号公報
【特許文献３】特開２００３−５７８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
一般に、描画対象基板の搬送に用いられるスプロケット孔を描画対象基板上に形成する際に生じる誤差などの影響により、スプロケット孔の配列ピッチにばらつきが生じ、その結果、描画装置においては描画対象基板の搬送速度は完全には一定とはならない。スプロケット孔は描画処理の基準位置としても用いられるが、描画対象基板の搬送方向に沿ってみたときに互いにずれるように並べられた各描画ヘッドが、異なる基準位置を用いて描画処理を実行しているので、形成される図形パターンに大きなずれが生じやすい。描画対象基板の相対移動速度が速くなるほど、このような図形パターンのずれは顕著に現れる。このような図形パターンのずれは、露光完成品において、回路パターンのショートや接触不良などの重大な欠陥をもたらす。図１４は、図１３に示す従来の描画装置において形成される図形パターンのずれを説明する模式図である。図示の例では、図１３における各描画ヘッド１１Ａ−１、１１Ｂ−１、１１Ｃ−１および１１Ｄ−１により描画された図形パターン（ハッチングで示す。）のずれが例示されている。
【００２１】
従って本発明の目的は、上記問題に鑑み、描画対象物が連続的に相対移動する間に該描画対象物を全面に亘って直接描画できるように並んだ複数の描画ヘッドを用いて、描画図形にずれが生じることのない高い描画精度を有する直接描画処理を実行する描画方法および描画装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を実現するために、本発明においては、直接描画装置を用いて、相対移動する描画対象物すなわち描画対象基板の面上に光を照射することで該面上に所望の描画パターンを直接描画する際、描画対象基板の相対移動方向に沿って規定された走査領域ごとに割り当てられて設置された複数の描画ヘッドが発する、所望の描画パターンを形成するための光を、描画対象基板の面上において、描画対象基板の相対移動方向と直交する方向に沿って規定された一領域上に照射する。
【００２３】
図１は、本発明による描画装置の動作原理を説明する図である。以下、本発明においては、描画ヘッドの個数自体は本発明を限定するものではなく、任意の個数であってよい。
【００２４】
本発明による描画装置１においては、各描画ヘッド１０Ａ−１、１０Ａ−２、１０Ａ−３、１０Ｂ−１および１０Ｂ−２は、描画対象基板の相対移動方向と直交する方向に隣接する描画ヘッド同士については、描画対象基板の相対移動方向にみて互いにずれた位置に設置される。例えば、描画対象基板の相対移動方向と直交する方向に隣接する描画ヘッド１０Ａ−１と描画ヘッド１０Ｂ−１とは、描画対象基板の相対移動方向にみて、図示するように互いにずれた位置に設置される。
【００２５】
また、各描画ヘッド１０Ａ−１、１０Ａ−２、１０Ａ−３、１０Ｂ−１および１０Ｂ−２は、描画対象基板の相対移動方向と直交する方向に沿う２列に、該相対移動方向と直交する方向に隣接する描画ヘッド同士については少なくとも同一列内に位置することがないよう、グループ分けされて設置される。すなわち、図示の例では、描画ヘッド１０Ａ−１、１０Ａ−２および１０Ａ−３はＡ列に、描画ヘッド１０Ｂ−１および１０Ｂ−２はＢ列に、それぞれグループ分けされ、設置される。
【００２６】
そして、上記のような描画ヘッド１０Ａ−１、１０Ａ−２、１０Ａ−３、１０Ｂ−１および１０Ｂ−２の位置関係の下、各描画ヘッド１０Ａ−１、１０Ａ−２、１０Ａ−３、１０Ｂ−１および１０Ｂ−２が発する、所望の描画パターンを形成するための光を、描画対象基板の面上において、描画対象基板の相対移動方向と直交する方向に沿って規定された一領域Ｐ上に照射する。すなわち、図示の例では、描画ヘッド１０Ａ−１は、描画対象基板の面上における一領域Ｐ上のうち、領域ＰＡ−１に光を照射する。同様に、描画ヘッド１０Ｂ−１は領域ＰＢ−１に光を照射し、描画ヘッド１０Ａ−２は領域ＰＡ−２に光を照射し、描画ヘッド１０Ｂ−２は領域ＰＢ−２に光を照射し、描画ヘッド１０Ａ−３は領域ＰＡ−３に光を照射する。
【００２７】
図２は、本発明の第１の態様による描画装置を模式的に示す側面図である。本発明の第１の態様によれば描画対象基板Ｓが搬送ローラ２１により略一定の搬送速度で連続的に搬送される場合において、相対移動する描画対象基板Ｓの面上に光を照射することで、露光対象基板Ｓの面上に所望の描画パターンを形成する描画装置１は、次の構成要素を備える。すなわち、本発明の第１の態様による描画装置１は、描画対象基板Ｓの相対移動方向に沿って規定された走査領域ごとに割り当てられて設置される、上記所望の描画パターンを形成するためのパターンデータに対応した光を発する複数の描画ヘッド１０Ａおよび１０Ｂと、各描画ヘッド１０Ａおよび１０Ｂが発した光を、描画対象基板Ｓの面上において、描画対象基板Ｓの相対移動方向と直交する方向に沿って規定された一領域Ｐ上に導く光学ユニット２０と、を備える。光学ユニット２０は、例えば描画ヘッド１０Ａおよび１０Ｂと描画対象基板Ｓとの間に配置される。
【００２８】
図３は、図２に示す本発明の第１の態様の変形例による描画装置を模式的に示す側面図である。図２に示す本発明の第１の態様と同様に、本変形例においても、描画装置１は描画ヘッド１０Ａおよび１０Ｂと光学ユニット２０とを備えるが、光学ユニット２０は、描画ヘッド１０Ａと描画ヘッド１０Ｂとの間に設置され、各描画ヘッド１０Ａおよび１０Ｂが発した光を、描画対象基板Ｓの面上における一領域Ｐ上に導く。
【００２９】
また、本発明の第２の態様は、描画装置において、描画対象基板の相対移動方向に沿って規定された走査領域ごとに割り当てられて設置される描画ヘッドを、所望の描画パターンを形成するためのパターンデータに応答して傾動する複数の光変調素子がマトリクス状に配置された空間光変調素子とするものである。
【００３０】
各空間光変調素子は、描画対象物の相対移動方向と直交する方向に隣接する空間光変調素子同士については、描画対象物の相対移動方向に互いにずれた位置に設置される。また、各空間光変調素子は、描画対象物の相対移動方向と直交する方向に沿う２列に、描画対象物の相対移動方向と直交する方向に隣接する空間光変調素子同士については少なくとも同一列内に位置することがないよう、グループ分けされて設置される。空間光変調素子には光源から光が照射されるが、本発明の第２の態様においては、空間光変調素子は、光源から照射される光のうち、所望の描画パターンを形成するための光のみ、描画対象基板の相対移動方向と直交する方向に沿って規定された描画対象基板の面上の一領域の方向へ反射するようにする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、描画対象物が連続的に相対移動する間に該描画対象物を全面に亘って直接描画できるように並んだ複数の描画ヘッドを用いて、描画図形にずれが生じることのない高い描画精度を有する直接描画処理を実行することができ、描画完成品において、回路パターンのショートや接続不良などの重大な欠陥は生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明の第１の実施例は、図２を参照して説明した本発明の第１の態様に対応するものである。図４は、本発明の第１の実施例による描画装置を模式的に示す側面図であり、図５は、図４に示す本発明の第１の実施例による描画装置を模式的に示す上面図である。なお、図５において、白丸は、シート状の描画対象基板Ｓを搬送するために、描画対象基板Ｓの面上に搬送方向に沿って規則的に配列されるスプロケット孔を表すものである。このスプロケット孔は、描画対象基板Ｓの搬送に用いられる他に、描画対象基板Ｓを連続露光する際の基準位置にも用いられる。
【００３３】
本実施例の描画装置１は、図２の光学ユニット２０として、プリズム２５Ａおよび２５Ｂとクロスプリズム２６とを有する。
【００３４】
プリズム２５Ａは、描画対象基板Ｓと、所望の描画パターンを形成するための光を描画対象基板Ｓの面の方向に発する描画ヘッド１０Ａ−１、１０Ａ−２、１０Ａ−３および１０Ａ−４が並ぶ列（「Ａ列」と称する。）と、の間に、好ましくは描画ヘッド１０Ａ−１、１０Ａ−２、１０Ａ−３および１０Ａ−４のＡ列の下方に、設置される。プリズム２５Ａは、描画ヘッド１０Ａ−１、１０Ａ−２、１０Ａ−３および１０Ａ−４からの光を受光する。
【００３５】
プリズム２５Ｂは、描画対象基板Ｓと、所望の描画パターンを形成するための光を描画対象基板Ｓの面の方向に発する描画ヘッド１０Ｂ−１、１０Ｂ−２、１０Ｂ−３および１０Ｂ−４が並ぶ列（「Ｂ列」と称する。）と、の間に、好ましくは描画ヘッド１０Ｂ−１、１０Ｂ−２、１０Ｂ−３および１０Ｂ−４のＢ列の下方に、設置される。プリズム２５Ｂは、描画ヘッド１０Ｂ−１、１０Ｂ−２、１０Ｂ−３および１０Ｂ−４からの光を受光する。
【００３６】
クロスプリズム２６は、図示のようにプリズム２５Ａとプリズム２５Ｂとの間に設置され、各プリズム２５Ａおよび２５Ｂによって反射した光を、描画対象基板Ｓの面上における一領域Ｐ上に導く。
【００３７】
なお、プリズム２５Ａおよび２５Ｂの代替例として、例えばミラーなどその他の反射手段を用いてもよい。
【００３８】
本発明の第１の実施例の変形例は、図３を参照して説明した本発明の第１の態様の変形例に対応するものである。図６は、本発明の第１の実施例の変形例による描画装置を模式的に示す側面図であり、図７は、図６に示す本発明の第１の実施例の変形例による描画装置を模式的に示す上面図である。なお、図７において、白丸は、図５の場合と同様、スプロケット孔を表すものである。
【００３９】
本実施例の描画装置１は、図３の光学ユニット２０として、クロスプリズム２６を有する。クロスプリズム２６は、図示のように、描画ヘッド１０Ａ−１、１０Ａ−２、１０Ａ−３および１０Ａ−４が並ぶＡ列と、描画ヘッド１０Ｂ−１、１０Ｂ−２、１０Ｂ−３および１０Ｂ−４が並ぶＢ列と、の間に設置される。各描画ヘッド１０Ａ−１、１０Ａ−２、１０Ａ−３、１０Ａ−４、１０Ｂ−１、１０Ｂ−２、１０Ｂ−３および１０Ｂ−４は、図示のように、クロスプリズム２６の方向へ光を発する。クロスプリズム２６は、各描画ヘッド１０Ａ−１、１０Ａ−２、１０Ａ−３、１０Ａ−４、１０Ｂ−１、１０Ｂ−２、１０Ｂ−３および１０Ｂ−４が発した光を、描画対象基板Ｓの面上における一領域Ｐ上に導く。
【００４０】
なお、上述の第１の実施例およびその変形例における描画ヘッドとしては、例えばディジタルマイクロミラーデバイス、ＬＣＤアレイ、レーザダイオードのアレイ、マイクロリボンアレイ、あるいは、Ｄ−ＩＬＡ素子などがある。
【００４１】
本発明の第２の実施例は、上述した本発明の第２の態様に対応するものである。図８は、本発明の第２の実施例による描画装置を模式的に示す側面図であり、図９は、図８に示す本発明の第２の実施例による描画装置を模式的に示す上面図である。なお、本実施例においては、空間光変調素子としてディジタルマイクロミラーデバイスを用いるが、マイクロリボンアレイやＤ−ＩＬＡ素子などのその他の空間光変調素子であってもよい。また、ディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）の個数自体は本発明を限定するものではなく、任意の個数であってよい。また、図９において、白丸は、図５もしくは７の場合と同様、スプロケット孔を表すものである。
【００４２】
本発明の第２の実施例による描画装置１においては、各ディジタルマイクロミラーデバイス（図中では「ＤＭＤ」と標記する。）９Ａ−１、９Ａ−２、９Ａ−３、９Ａ−４、９Ｂ−１、９Ｂ−２、９Ｂ−３および９Ｂ−４は、描画対象基板Ｓの相対移動方向と直交する方向に隣接するディジタルマイクロミラーデバイス同士については、描画対象基板Ｓの相対移動方向にみて互いにずれた位置に設置される。例えば、描画対象基板Ｓの相対移動方向と直交する方向に隣接するディジタルマイクロミラーデバイス９Ａ−１とディジタルマイクロミラーデバイス９Ｂ−１とは、描画対象基板Ｓの相対移動方向にみて、図示するように互いにずれた位置に設置される。
【００４３】
また、各ディジタルマイクロミラーデバイス９Ａ−１、９Ａ−２、９Ａ−３、９Ａ−４、９Ｂ−１、９Ｂ−２、９Ｂ−３および９Ｂ−４は、描画対象基板Ｓの相対移動方向と直交する方向に沿う２列に、描画対象基板Ｓの相対移動方向と直交する方向に隣接するディジタルマイクロミラーデバイス同士については少なくとも同一列内に位置することがないよう、グループ分けされて設置される。すなわち、図示の例では、ディジタルマイクロミラーデバイス９Ａ−１、９Ａ−２、９Ａ−３および９Ａ−４はＡ列に、ディジタルマイクロミラーデバイス９Ｂ−１、９Ｂ−２、９Ｂ−３および９Ｂ−４はＢ列に、それぞれグループ分けされ、設置される。
【００４４】
描画対象基板Ｓと、ディジタルマイクロミラーデバイス９Ａ−１、９Ａ−２、９Ａ−３および９Ａ−４が並ぶＡ列と、の間、すなわちディジタルマイクロミラーデバイス９Ａ−１、９Ａ−２、９Ａ−３および９Ａ−４の下方には、レンズ８Ａ（図９には図示せず）が設置される。また、描画対象基板Ｓと、ディジタルマイクロミラーデバイス９Ｂ−１、９Ｂ−２、９Ｂ−３および９Ｂ−４が並ぶＢ列と、の間、すなわちディジタルマイクロミラーデバイス９Ｂ−１、９Ｂ−２、９Ｂ−３および９Ｂ−４の下方には、レンズ８Ｂ（図９には図示せず）が設置される。
【００４５】
ディジタルマイクロミラーデバイス９Ａ−１、９Ａ−２、９Ａ−３および９Ａ−４が並ぶＡ列の中心軸（すなわちＡ列から描画対象基板Ｓへ下ろした垂線）とレンズ８Ａの光軸とは、距離ｘ１の間隔をもって平行となるようにする。同様に、ディジタルマイクロミラーデバイス９Ｂ−１、９Ｂ−２、９Ｂ−３および９Ｂ−４が並ぶＢ列の中心軸（すなわちＢ列から描画対象基板Ｓへ下ろした垂線）とレンズ８Ｂの光軸とは、距離ｘ１の間隔をもって平行となるようにする。このように各軸間を平行にすることで、ディジタルマイクロミラーデバイス中に複数設けられた各マイクロミラーによる描画対象基板上における描画域が台形状になることを防ぐことができるとともに、描画対象基板上に焦点が結ぶことを確実にする。
【００４６】
各ディジタルマイクロミラーデバイス９Ａ−１、９Ａ−２、９Ａ−３、９Ａ−４、９Ｂ−１、９Ｂ−２、９Ｂ−３および９Ｂ−４には光源（図示せず）から光が照射される。各ディジタルマイクロミラーデバイス９Ａ−１、９Ａ−２、９Ａ−３、９Ａ−４、９Ｂ−１、９Ｂ−２、９Ｂ−３および９Ｂ−４は、光源から照射される光のうち、所望の描画パターンを形成するための光のみ、描画対象基板Ｓの相対移動方向と直交する方向に沿って規定された描画対象基板Ｓの面上の一領域Ｐの方向へ反射する。
【００４７】
図１０は、ディジタルマイクロミラーデバイス中のマイクロミラーの傾動角と入射光および反射光との関係を説明する図である。ここではマイクロミラー１３が基準軸（すなわち水平軸）に対して±α度で傾動する場合において、光源からの光が、基準軸に対して「９０−２α」度の角度でマイクロミラー１３へ入射するものとして説明する。なお、本明細書では、図１０（ａ）に示すようにマイクロミラー１３が傾動しているときの傾動角を「＋α」度、図１０（ｂ）に示すようにマイクロミラー１３が傾動しているときの傾動角を「−α」度と定義する。
【００４８】
図１０（ａ）に示すようにマイクロミラー１３が「＋α」度の傾動角で傾動しているときは、基準軸に対して「９０−２α」度の角度でマイクロミラー１３へ入射する光源からの光（入射光）は、マイクロミラー１３で反射して、基準軸に対して９０度の角度方向、すなわち、ディジタルマイクロミラーデバイスの直下の方向へ反射する。一方、図１０（ｂ）に示すようにマイクロミラー１３が「−α」度の傾動角で傾動しているときは、基準軸に対して「９０−２α」度の角度でマイクロミラー１３へ入射する光源からの光（入射光）は、マイクロミラー１３で反射して、基準軸に対して「９０＋２α」度の角度方向へ反射する。
【００４９】
本実施例では、ディジタルマイクロミラーデバイスの直下に光吸収板７（図８および９には図示せず）を設置する。図１０（ａ）に示すようにマイクロミラー１３で反射して基準軸に対して９０度の角度方向へ反射する光については光吸収板７で吸収させて描画処理には用いず、図１０（ｂ）に示すようにマイクロミラー１３で反射して基準軸に対して「９０＋２α」度の角度方向へ反射する光のみを描画処理に用いることができるような、所望の描画パターンを形成するためのパターンデータを予め作成しておき、このパターンデータを描画装置の制御部を介して各ディジタルマイクロミラーデバイスに供給し、描画処理を行う。
【００５０】
上述のように、本実施例では、各ディジタルマイクロミラーデバイスは、光源から照射される光のうち、所望の描画パターンを形成するための光のみ、描画対象基板Ｓの相対移動方向と直交する方向に沿って規定された描画対象基板Ｓの面上の一領域Ｐの方向へ反射する。このことを、図１１を用いてさらに詳しく説明すると次のとおりである。
【００５１】
図１１は、ディジタルマイクロミラーデバイス中のマイクロミラーの座標を定義する図である。この図において、描画対象基板の相対移動方向に沿う方向をｘ軸とし、該相対移動方向に垂直な方向をｙ軸とする。このようなｘｙ座標平面上において、ディジタルマイクロミラーデバイスの中心点の座標、すなわちディジタルマイクロミラーデバイスを長方形と見たときのその対角線の交点の座標を、ディジタルマイクロミラーデバイスの座標として定義する。また、ディジタルマイクロミラーデバイスにおいて、描画対象基板Ｓの相対移動方向に沿って、マイクロミラーを図１１に示すように０列目、１列目、・・・、ｎ列目（ただし、ｎは整数）と定義する。なお、説明を簡明にするために、図１１には、Ａ列のディジタルマイクロミラーデバイス９Ａと、このディジタルマイクロミラーデバイス９Ａに対して描画対象基板の相対移動方向に隣接するＢ列のディジタルマイクロミラーデバイス９Ｂのみが示されている。
【００５２】
各ディジタルマイクロミラーデバイスで反射された光を、描画対象基板Ｓの相対移動方向と直交する方向に沿って規定された描画対象基板Ｓの面上の一領域Ｐの方向へ反射するためには、図１１に示すｘｙ座標平面上で言えば、「Ａ列のディジタルマイクロミラーデバイス９Ａ中のｋ列目（１≦ｋ≦ｎ、ただし、ｋは整数）のマイクロミラーとＢ列のディジタルマイクロミラーデバイス９Ｂ中のｋ列目（１≦ｋ≦ｎ、ただし、ｋは整数）のマイクロミラーとは、所望の描画パターンを形成するための光（すなわち図１０（ｂ）で説明されるような光）を、描画対象基板の面上においてｘ座標については同一となる位置に導く」という要件を満たす必要がある。
【００５３】
ここで、図８に示すように、ディジタルマイクロミラーデバイスが並ぶ列の中心軸（すなわち該列から描画対象基板Ｓへ下ろした垂線）と各レンズの光軸との間の距離をｘ１、レンズの光軸と描画中心との間の距離をｘ２、ディジタルマイクロミラーデバイスの描画対象基板の面からの高さをｈ、ディジタルマイクロミラーデバイス中に配列されるマイクロミラーの間隔（ピッチ）をｐとする。
【００５４】
このとき、Ａ列のディジタルマイクロミラーデバイス９Ａの座標をＸA、該ディジタルマイクロミラーデバイス９Ａのｋ列目のｘ座標をＸAkとすると、式（１）が成り立つ。
【００５５】
【数１】
2007316224.tif 000003
【００５６】
同様に、Ｂ列のディジタルマイクロミラーデバイス９Ｂの座標をＸB、該ディジタルマイクロミラーデバイス９Ｂのｋ列目のｘ座標をＸBkとすると、式（２）が成り立つ。
【００５７】
【数２】
2007316224.tif 000004
【００５８】
所望の描画パターンを形成するための光（すなわち図１０（ｂ）で説明される光）は、Ａ列のディジタルマイクロミラーデバイス９Ａについては式（３）、Ｂ列のディジタルマイクロミラーデバイス９Ｂについては式（４）、で示される描画対象基板面上のｘ座標の位置に導かれる。
【００５９】
【数３】
2007316224.tif 000005
【００６０】
【数４】
2007316224.tif 000006
【００６１】
上記要件「Ａ列のディジタルマイクロミラーデバイス９Ａ中のｋ列目（１≦ｋ≦ｎ、ただし、ｋは整数）のマイクロミラーとＢ列のディジタルマイクロミラーデバイス９Ｂ中のｋ列目（１≦ｋ≦ｎ、ただし、ｋは整数）のマイクロミラーとは、所望の描画パターンを形成するための光を、描画対象基板の面上においてｘ座標については同一となる位置に導く」は、式（３）と式（４）とが等しいということを意味することから、式（５）が得られる。
【００６２】
【数５】
2007316224.tif 000007
【００６３】
式（５）から、Ａ列のディジタルマイクロミラーデバイス９Ａと、このディジタルマイクロミラーデバイス９Ａに対して描画対象基板の相対移動方向に隣接するＢ列のディジタルマイクロミラーデバイス９Ｂとの間の、ｘ方向の距離「｜ｘB−ｘA｜」、すなわち描画対象基板の相対移動方向に沿った距離は、ディジタルマイクロミラーデバイスの描画対象基板の面からの高さｈと各マイクロミラーの傾動角αとの関数によって画定されるということがわかる。なお、通常は傾動角αは所定の値に設定されているので、ディジタルマイクロミラーデバイスの描画対象基板の面からの高さｈを決定することにより、Ａ列のディジタルマイクロミラーデバイス９Ａと、このディジタルマイクロミラーデバイス９Ａに対して描画対象基板の相対移動方向に隣接するＢ列のディジタルマイクロミラーデバイス９Ｂとの間の、描画対象基板の相対移動方向に沿った距離は決定される。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、ディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、ＬＣＤアレイなどの描画ヘッド（光変調素子）を用いて露光する描画装置すなわち露光装置において、描画対象面積が大きい描画対象基板（描画対象物）上に描画パターンを直接描画する場合に適用することができる。特に、本発明は、金属板、金属フープ材、配線基板、フレキシブル基板などのシート状の描画対象基板が順次搬送されていく直接描画処理を実行する描画装置に適用することができる。
【００６５】
本発明によれば、描画対象物が連続的に相対移動する間に該描画対象物を全面に亘って直接描画できるように並んだ複数の描画ヘッドを用いて、描画図形にずれが生じることのない高い描画精度を有する直接描画処理を実行することができ、描画完成品において、回路パターンのショートや接続不良などの重大な欠陥は生じない。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明による描画装置の動作原理を説明する図である。
【図２】本発明の第１の態様による描画装置を模式的に示す側面図である。
【図３】図２に示す本発明の第１の態様の変形例による描画装置を模式的に示す側面図である。
【図４】本発明の第１の実施例による描画装置を模式的に示す側面図である。
【図５】図４に示す本発明の第１の実施例による描画装置を模式的に示す上面図である。
【図６】本発明の第１の実施例の変形例による描画装置を模式的に示す側面図である。
【図７】図６に示す本発明の第１の実施例の変形例による描画装置を模式的に示す上面図である。
【図８】本発明の第２の実施例による描画装置を模式的に示す側面図である。
【図９】図８に示す本発明の第２の実施例による描画装置を模式的に示す上面図である。
【図１０】ディジタルマイクロミラーデバイス中のマイクロミラーの傾動角と入射光および反射光との関係を説明する図である。
【図１１】ディジタルマイクロミラーデバイス中のマイクロミラーの座標を定義する図である。
【図１２】描画対象基板を連続的に露光する描画装置の一従来例を模式的に示す斜視図である。
【図１３】従来の描画装置による描画対象基板に対する連続露光処理を説明する図である。
【図１４】図１３に示す従来の描画装置において形成される図形パターンのずれを説明する模式図である。
【符号の説明】
【００６７】
１    描画装置
８Ａ、８Ｂ    レンズ
９Ａ−１、９Ａ−２、９Ａ−３、９Ａ−４    ディジタルマイクロミラーデバイス
９Ｂ−１、９Ｂ−２、９Ｂ−３、９Ｂ−４    ディジタルマイクロミラーデバイス
１０Ａ、１０Ａ−１、１０Ａ−２、１０Ａ−３、１０Ａ−４    描画ヘッド
１０Ｂ、１０Ｂ−１、１０Ｂ−２、１０Ｂ−３、１０Ｂ−４    描画ヘッド
２０    光学ユニット
２１    搬送ローラ
２５Ａ、２５Ｂ    プリズム
２６    クロスプリズム
Ｓ    描画対象基板
【図１】
2007316224.tif 000008
【図２】
2007316224.tif 000009
【図３】
2007316224.tif 000010
【図４】
2007316224.tif 000011
【図５】
2007316224.tif 000012
【図６】
2007316224.tif 000013
【図７】
2007316224.tif 000014
【図８】
2007316224.tif 000015
【図９】
2007316224.tif 000016
【図１０】
2007316224.tif 000017
【図１１】
2007316224.tif 000018
【図１２】
2007316224.tif 000019
【図１３】
2007316224.tif 000020
【図１４】
2007316224.tif 000021