(57)【要約】【課題】光ビーム照射装置から照射された光ビームの強度分布を精度良く検出する。【解決手段】光ビーム照射装置２０から照射される光ビームの一部を遮光する測定具５０を、光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの照射領域２６ａで移動しながら、光ビーム照射装置２０から照射されて測定具５０により一部が遮光された光ビームを受光して、受光した光ビーム全体の強度を検出する。受光した光ビーム全体の強度の測定具の移動に伴う変化から、測定具５０により遮光された光ビームの強度とその位置とを検出して、光ビームの強度分布を検出し、検出結果に基づき、光ビームの強度分布のばらつきを補正する。【選択図】図１２
2013178445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトレジストが塗布された基板を支持するチャックと、
光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置と、
前記チャックと前記光ビーム照射装置とを相対的に移動する移動手段とを備え、
前記移動手段により前記チャックと前記光ビーム照射装置とを相対的に移動し、前記光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置であって、
前記光ビーム照射装置から照射された光ビームの一部を遮光しながら、前記光ビーム照射装置から照射された光ビームの照射領域を移動する測定具と、
前記光ビーム照射装置から照射されて前記測定具により一部が遮光された光ビームを受光して、受光した光ビーム全体の強度を検出する検出装置とを備え、
前記検出装置により受光した光ビーム全体の強度の前記測定具の移動に伴う変化から、前記測定具により遮光された光ビームの強度とその位置とを検出して、光ビームの強度分布を検出し、検出結果に基づき、光ビームの強度分布のばらつきを補正したことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記測定具は、細長い棒状であり、前記光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向に、光ビームの照射領域に渡って配置され、前記光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向と直交する方向へ移動することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記測定具は、前記光ビーム照射装置からの光ビームが入射する表面が、円柱の表面の一部又はそれに近い曲面からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
フォトレジストが塗布された基板をチャックで支持し、
チャックと、光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、
光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光方法であって、
光ビーム照射装置から照射される光ビームの一部を遮光する測定具を、光ビーム照射装置から照射された光ビームの照射領域で移動しながら、
光ビーム照射装置から照射されて測定具により一部が遮光された光ビームを受光して、受光した光ビーム全体の強度を検出し、
受光した光ビーム全体の強度の測定具の移動に伴う変化から、測定具により遮光された光ビームの強度とその位置とを検出して、光ビームの強度分布を検出し、検出結果に基づき、光ビームの強度分布のばらつきを補正することを特徴とする露光方法。
【請求項５】
細長い棒状の測定具を、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向に、光ビームの照射領域に渡って配置し、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向と直交する方向へ移動することを特徴とする請求項４に記載の露光方法。
【請求項６】
測定具の光ビーム照射装置からの光ビームが入射する表面を、円柱の表面の一部又はそれに近い曲面とすることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の露光方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
【請求項８】
請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の露光方法を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板の製造において、フォトレジストが塗布された基板へ光ビームを照射し、光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置、露光方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基板等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成して行われる。露光装置としては、従来、レンズ又は鏡を用いてマスクのパターンを基板上に投影するプロジェクション方式と、マスクと基板との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けてマスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ方式とがあった。
【０００３】
近年、フォトレジストが塗布された基板へ光ビームを照射し、光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置が開発されている。光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを直接描画するため、高価なマスクが不要となる。また、描画データ及び走査のプログラムを変更することにより、様々な種類の表示用パネル基板に対応することができる。
【０００４】
光ビームにより基板にパターンを描画する際、光ビームの変調には、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）等の空間的光変調器が用いられる。ＤＭＤは、光ビームを反射する複数の微小なミラーを二方向に配列して構成され、駆動回路が描画データに基づいて各ミラーの角度を変更することにより、光源から供給された光ビームを変調する。ＤＭＤにより変調された光ビームは、光ビーム照射装置の照射光学系から基板へ照射される。
【０００５】
空間的光変調器、または空間的光変調器により変調された光ビームを基板へ照射する照射光学系において、光学部品の光学的特性により光ビームにむらが発生すると、光ビーム照射装置から照射される光ビームの強度分布が均一でなくなる。また、空間的光変調器や照射光学系に位置ずれがあると、光ビームの光路がずれ、光ビームの回折光の強度分布が変化する。光ビーム照射装置から照射される光ビームの強度分布にばらつきがあると、解像性能のばらつきとなり、パターンの描画が均一に行われず、描画品質が低下する。そのため、従来は、保守者が、検出装置を用いて人手により光ビームの強度分布を検出し、必要な調整を行っていたが、この作業には多くの時間と手間が掛かっていた。
【０００６】
これに対し、特許文献１には、光ビームの強度を検出する検出装置をチャックに取り付け、光ビーム照射装置と検出装置との間にスリットを設け、スリットを用いて、光ビーム照射装置から照射される光ビームの照射領域を、同じ面積の複数の検査領域に分割することにより、光ビーム照射装置から照射された光ビームの強度分布を容易に検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−２３７６８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
光ビーム照射装置から照射する光ビームを完全に平行な光線束とすることは難しく、光ビーム照射装置から照射される光ビームには、微妙に角度の異なる成分が混在する。通常、特許文献１に記載の様なスリットは、平らな板から細長い穴を打ち抜いて作成されるが、その際、穴の両端部分の表面の高さがわずかに変位し、変位量が穴の両端で完全に同じとならないため、穴を挟んで微小な段差が発生する。また、スリットは、光ビームの光軸に対して垂直に設置する必要があるが、設置がわずかにずれていると、光ビームの角度が測定に影響を与えてしまう。そのため、従来のスリットを用いて光ビームの強度分布を検出する方法では、穴の両端部分へ照射される光ビームの角度がわずかに異なっても、通過する光ビームの量が大きく変化し、光ビームの強度分布を高精度に検出することが難しかった。
【０００９】
また、光ビームによる基板の走査では、１回の走査を行った後、基板又は光ビーム照射装置を次の走査位置へステップ移動して次の走査を行い、これらの動作を繰り返して基板全体の走査が行われる。この様に、光ビームによる基板の走査を複数回行う場合、光ビームによる基板の走査方向と直交する方向において光ビームの強度分布にばらつきがあると、走査領域の境界で左右の露光量が異なる継ぎ目が発生する。半導体集積回路基板やプリント基板においては、回路パターンにこの様な継ぎ目が発生しても、回路パターンが電気的につながっている限り、問題とならない。しかしながら、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板においては、この様な継ぎ目が人の目で認識されるため、画質低下の原因になるという問題があった。
【００１０】
本発明の課題は、光ビーム照射装置から照射された光ビームの強度分布を精度良く検出することである。また、本発明の課題は、光ビーム照射装置から照射される光ビームの強度分布を精度良く均一にして、描画品質を向上させることである。特に、光ビームによる基板の走査方向と直交する方向における光ビームの強度分布を精度良く検出して、光ビームによる基板の走査方向と直交する方向における光ビームの強度分布を精度良く均一にすることである。さらに、本発明の課題は、高品質な表示用パネル基板を製造することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の露光装置は、フォトレジストが塗布された基板を支持するチャックと、光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置と、チャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動する移動手段とを備え、移動手段によりチャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動し、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置であって、光ビーム照射装置から照射された光ビームの一部を遮光しながら、光ビーム照射装置から照射された光ビームの照射領域を移動する測定具と、光ビーム照射装置から照射されて測定具により一部が遮光された光ビームを受光して、受光した光ビーム全体の強度を検出する検出装置とを備え、検出装置により受光した光ビーム全体の強度の測定具の移動に伴う変化から、測定具により遮光された光ビームの強度とその位置とを検出して、光ビームの強度分布を検出し、検出結果に基づき、光ビームの強度分布のばらつきを補正したものである。
【００１２】
また、本発明の露光方法は、フォトレジストが塗布された基板をチャックで支持し、チャックと、光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光方法であって、光ビーム照射装置から照射される光ビームの一部を遮光する測定具を、光ビーム照射装置から照射された光ビームの照射領域で移動しながら、光ビーム照射装置から照射されて測定具により一部が遮光された光ビームを受光して、受光した光ビーム全体の強度を検出し、受光した光ビーム全体の強度の測定具の移動に伴う変化から、測定具により遮光された光ビームの強度とその位置とを検出して、光ビームの強度分布を検出し、検出結果に基づき、光ビームの強度分布のばらつきを補正するものである。
【００１３】
光ビーム照射装置から照射される光ビームの一部を遮光する測定具を、光ビーム照射装置から照射された光ビームの照射領域で移動しながら、光ビーム照射装置から照射されて測定具により一部が遮光された光ビームを受光して、受光した光ビーム全体の強度を検出する。光ビームの強度分布にばらつきがあると、測定具により遮光される光ビームの強度は、測定具の位置に応じて異なり、その結果、受光した光ビーム全体の強度が、測定具の移動に伴って変化する。この受光した光ビーム全体の強度の測定具の移動に伴う変化から、測定具により遮光された光ビームの強度とその位置とを検出して、光ビームの強度分布を検出する。従来のスリットの通過光と異なり、測定具へ照射される光ビームの角度が若干異なっても、測定具で遮光される光ビームの量はほとんど変化せず、光ビーム照射装置から照射された光ビームの強度分布が精度良く検出される。そして、検出結果に基づき、光ビームの強度分布のばらつきを補正するので、光ビーム照射装置から照射される光ビームの強度分布が精度良く均一にされ、描画品質が向上する。
【００１４】
さらに、本発明の露光装置は、測定具が、細長い棒状であり、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向に、光ビームの照射領域に渡って配置され、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向と直交する方向へ移動するものである。また、本発明の露光方法は、細長い棒状の測定具を、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向に、光ビームの照射領域に渡って配置し、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向と直交する方向へ移動するものである。光ビームによる基板の走査方向と直交する方向における光ビームの強度分布が精度良く検出され、光ビームによる基板の走査方向と直交する方向における光ビームの強度分布が精度良く均一にされる。
【００１５】
さらに、本発明の露光装置は、測定具の光ビーム照射装置からの光ビームが入射する表面が、円柱の表面の一部又はそれに近い曲面からなるものである。また、本発明の露光方法は、測定具の光ビーム照射装置からの光ビームが入射する表面を、円柱の表面の一部又はそれに近い曲面とするものである。仮に、測定具の断面が四角形や多角形である場合、光ビームの入射角が大きく変化すると、光ビームの測定具により遮光される部分の面積が変動する。測定具の光ビーム照射装置からの光ビームが入射する表面を、円柱の表面の一部又はそれに近い曲面とすると、光ビームの入射角が大きく変化しても、光ビームの測定具により遮光される部分の面積が常にほぼ一定となるので、光ビーム照射装置から照射された光ビームの強度分布がさらに精度良く検出される。
【００１６】
本発明の表示用パネル基板の製造方法は、上記のいずれかの露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うものである。上記の露光装置又は露光方法を用いることにより、光ビーム照射装置から照射される光ビームの強度分布が精度良く均一になり、描画品質が向上するので、高品質な表示用パネル基板が製造される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の露光装置及び露光方法によれば、光ビーム照射装置から照射される光ビームの一部を遮光する測定具を、光ビーム照射装置から照射された光ビームの照射領域で移動しながら、光ビーム照射装置から照射されて測定具により一部が遮光された光ビームを受光して、受光した光ビーム全体の強度を検出し、受光した光ビーム全体の強度の測定具の移動に伴う変化から、測定具により遮光された光ビームの強度とその位置とを検出して、光ビームの強度分布を検出することにより、光ビーム照射装置から照射された光ビームの強度分布を精度良く検出することができる。そして、検出結果に基づき、光ビームの強度分布のばらつきを補正することにより、光ビーム照射装置から照射される光ビームの強度分布を精度良く均一にして、描画品質を向上させることができる。
【００１８】
さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、細長い棒状の測定具を、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向に、光ビームの照射領域に渡って配置し、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向と直交する方向へ移動することにより、光ビームによる基板の走査方向と直交する方向における光ビームの強度分布を精度良く検出して、光ビームによる基板の走査方向と直交する方向における光ビームの強度分布を精度良く均一にすることができる。
【００１９】
さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、測定具の光ビーム照射装置からの光ビームが入射する表面を、円柱の表面の一部又はそれに近い曲面とすることにより、光ビームの入射角が大きく変化しても、光ビームの測定具により遮光される部分の面積を常にほぼ一定にして、光ビーム照射装置から照射された光ビームの強度分布をさらに精度良く検出することができる。
【００２０】
本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、光ビーム照射装置から照射される光ビームの強度分布を精度良く均一にして、描画品質を向上させることができるので、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態による露光装置の側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態による露光装置の正面図である。
【図４】光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。
【図５】ＤＭＤのミラー部の一例を示す図である。
【図６】レーザー測長系の動作を説明する図である。
【図７】描画制御部の概略構成を示す図である。
【図８】Ｘステージ及びチャックの上面図である。
【図９】Ｘステージ及びチャックの正面図である。
【図１０】測定具及びレーザーパワーメータの斜視図である。
【図１１】測定具の断面形状の例を示す図である。
【図１２】本発明の一実施の形態による光ビームの強度分布検出方法を説明する図である。
【図１３】レーザーパワーメータの検出強度と光ビームの強度との関係を説明する図である。
【図１４】光ビームによる基板の走査を説明する図である。
【図１５】光ビームによる基板の走査を説明する図である。
【図１６】光ビームによる基板の走査を説明する図である。
【図１７】光ビームによる基板の走査を説明する図である。
【図１８】液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図１９】液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。また、図２は本発明の一実施の形態による露光装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態による露光装置の正面図である。露光装置は、ベース３、Ｘガイド４、Ｘステージ５、Ｙガイド６、Ｙステージ７、θステージ８、チャック１０、ゲート１１、光ビーム照射装置２０、リニアスケール３１，３３、エンコーダ３２，３４、レーザー測長系、レーザー測長系制御装置４０、測定具５０、レーザーパワーメータ５１、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０を含んで構成されている。なお、図２及び図３では、レーザー測長系のレーザー光源４１、レーザー測長系制御装置４０、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０が省略されている。露光装置は、これらの他に、基板１をチャック１０へ搬入し、また基板１をチャック１０から搬出する基板搬送ロボット、装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。
【００２３】
なお、以下に説明する実施の形態におけるＸＹ方向は例示であって、Ｘ方向とＹ方向とを入れ替えてもよい。
【００２４】
図１及び図２において、チャック１０は、基板１の受け渡しを行う受け渡し位置にある。受け渡し位置において、図示しない基板搬送ロボットにより基板１がチャック１０へ搬入され、また図示しない基板搬送ロボットにより基板１がチャック１０から搬出される。チャック１０は、基板１の裏面を真空吸着して支持する。基板１の表面には、フォトレジストが塗布されている。
【００２５】
基板１の露光を行う露光位置の上空に、ベース３をまたいでゲート１１が設けられている。ゲート１１には、複数の光ビーム照射装置２０が搭載されている。なお、本実施の形態は、８つの光ビーム照射装置２０を用いた露光装置の例を示しているが、光ビーム照射装置の数はこれに限らず、本発明は１つ又は２つ以上の光ビーム照射装置を用いた露光装置に適用される。
【００２６】
図４は、光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。光ビーム照射装置２０は、光ファイバー２２、コンデンサレンズ２３ａ、フライアイレンズ２３ｂ、ミラー２４、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）２５、投影レンズ２６、ＤＭＤ駆動回路２７、第１プリズム２８、及び第２プリズム２９を含んで構成されている。光ファイバー２２は、レーザー光源ユニット２１から発生された紫外光の光ビームを、光ビーム照射装置２０内へ導入する。光ファイバー２２から射出された光ビームは、コンデンサレンズ２３ａにより集光されて平行光線束となり、フライアイレンズ２３ｂへ入射する。フライアイレンズ２３ｂは、複数の単レンズを縦横に配列したレンズアレイであり、入射光を同じ照射面へ投影して重ね合わせて、照度分布を均一化する。なお、オプティカルインテグレータとして、フライアイレンズ２３ｂの代わりにロッドレンズ等を用いてもよい。
【００２７】
フライアイレンズ２３ｂから射出された光ビームは、ミラー２４を介して、第１プリズム２８へ入射し、第１プリズム２８の斜面で反射されて、第１プリズム２８からＤＭＤ２５へ照射される。ＤＭＤ２５は、光ビームを反射する複数の微小なミラーを直交する二方向に配列して構成された空間的光変調器であり、各ミラーの角度を変更して光ビームを変調する。ＤＭＤ駆動回路２７は、主制御装置７０から供給された描画データに基づいて、ＤＭＤ２５の各ミラーの角度を変更する。ＤＭＤ２５により変調された光ビームは、再び第１プリズム２８へ入射し、第１プリズム２８及び第２プリズム２９を透過して、第２プリズム２９の反射膜をコーティングした反射面へ照射される。第２プリズム２９の反射面で反射された光ビームは、第２プリズム２９の斜面で反射されて、第２プリズム２９から投影レンズ２６を含む照射光学系２０ｂへ入射する。照射光学系２０ｂへ入射した光ビームは、照射光学系２０ｂから基板１へ照射される。
【００２８】
図２及び図３において、チャック１０は、θステージ８に搭載されており、θステージ８の下にはＹステージ７及びＸステージ５が設けられている。Ｘステージ５は、ベース３に設けられたＸガイド４に搭載され、Ｘガイド４に沿ってＸ方向へ移動する。Ｙステージ７は、Ｘステージ５に設けられたＹガイド６に搭載され、Ｙガイド６に沿ってＹ方向へ移動する。θステージ８は、Ｙステージ７に搭載され、θ方向へ回転する。Ｘステージ５、Ｙステージ７、及びθステージ８には、ボールねじ及びモータや、リニアモータ等の図示しない駆動機構が設けられており、各駆動機構は、図１のステージ駆動回路６０により駆動される。
【００２９】
θステージ８のθ方向への回転により、チャック１０に搭載された基板１は、直交する二辺がＸ方向及びＹ方向へ向く様に回転される。Ｘステージ５のＸ方向への移動により、チャック１０は、受け渡し位置と露光位置との間を移動される。露光位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動により、各光ビーム照射装置２０の照射光学系２０ｂから照射された光ビームが、基板１をＸ方向へ走査する。また、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、各光ビーム照射装置２０の照射光学系２０ｂから照射された光ビームによる基板１の走査領域が、Ｙ方向へ移動される。図１において、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、θステージ８のθ方向へ回転、Ｘステージ５のＸ方向への移動、及びＹステージ７のＹ方向への移動を行う。
【００３０】
図５は、ＤＭＤのミラー部の一例を示す図である。光ビーム照射装置２０のＤＭＤ２５は、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査方向（Ｘ方向（図５の図面奥行き方向））と垂直なＺ方向に対して、所定の角度θだけ傾いて配置されている。ＤＭＤ２５を、Ｚ方向に対して傾けて配置すると、直交する二方向に配列された複数のミラー２５ａのいずれかが、隣接するミラー２５ａ間の隙間に対応する箇所をカバーするので、パターンの描画を隙間無く行うことができる。
【００３１】
なお、本実施の形態では、Ｘステージ５によりチャック１０をＸ方向へ移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査を行っているが、光ビーム照射装置２０を移動することにより、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査を行ってもよい。また、本実施の形態では、Ｙステージ７によりチャック１０をＹ方向へ移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査領域を変更しているが、光ビーム照射装置２０を移動することにより、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査領域を変更してもよい。
【００３２】
図１及び図２において、ベース３には、Ｘ方向へ伸びるリニアスケール３１が設置されている。リニアスケール３１には、Ｘステージ５のＸ方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。また、Ｘステージ５には、Ｙ方向へ伸びるリニアスケール３３が設置されている。リニアスケール３３には、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。
【００３３】
図１及び図３において、Ｘステージ５の一側面には、リニアスケール３１に対向して、エンコーダ３２が取り付けられている。エンコーダ３２は、リニアスケール３１の目盛を検出して、パルス信号を主制御装置７０へ出力する。また、図１及び図２において、Ｙステージ７の一側面には、リニアスケール３３に対向して、エンコーダ３４が取り付けられている。エンコーダ３４は、リニアスケール３３の目盛を検出して、パルス信号を主制御装置７０へ出力する。主制御装置７０は、エンコーダ３２のパルス信号をカウントして、Ｘステージ５のＸ方向への移動量を検出し、エンコーダ３４のパルス信号をカウントして、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出する。
【００３４】
図６は、レーザー測長系の動作を説明する図である。なお、図６においては、図１に示したゲート１１、光ビーム照射装置２０、測定具５０、及びレーザーパワーメータ５１が省略されている。レーザー測長系は、公知のレーザー干渉式の測長系であって、レーザー光源４１、レーザー干渉計４２，４４、及びバーミラー４３，４５を含んで構成されている。バーミラー４３は、チャック１０のＹ方向へ伸びる一側面に取り付けられている。また、バーミラー４５は、チャック１０のＸ方向へ伸びる一側面に取り付けられている。
【００３５】
レーザー干渉計４２は、レーザー光源４１からのレーザー光をバーミラー４３へ照射し、バーミラー４３により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４３により反射されたレーザー光との干渉を測定する。この測定は、Ｙ方向の２箇所で行う。レーザー測長系制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、レーザー干渉計４２の測定結果から、チャック１０のＸ方向の位置及び回転を検出する。
【００３６】
一方、レーザー干渉計４４は、レーザー光源４１からのレーザー光をバーミラー４５へ照射し、バーミラー４５により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４５により反射されたレーザー光との干渉を測定する。レーザー測長系制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、レーザー干渉計４４の測定結果から、チャック１０のＹ方向の位置を検出する。
【００３７】
図４において、主制御装置７０は、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ描画データを供給する描画制御部を有する。図７は、描画制御部の概略構成を示す図である。描画制御部７１は、メモリ７２，７６、バンド幅設定部７３、中心点座標決定部７４、座標決定部７５、描画データ作成部７７、及び強度分布補正部７８を含んで構成されている。
【００３８】
メモリ７６には、設計値マップが格納されている。設計値マップには、描画データがＸＹ座標で示されている。描画データ作成部７７は、メモリ７６に格納された設計値マップから、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データを作成する。メモリ７２は、描画データ作成部７７が作成した描画データを、そのＸＹ座標をアドレスとして記憶する。また、メモリ７２は、後述する光ビームの強度分布を検出するための検査用の描画データを格納している。
【００３９】
バンド幅設定部７３は、メモリ７２から読み出す描画データのＹ座標の範囲を決定することにより、光ビーム照射装置２０の照射光学系２０ｂから照射される光ビームのＹ方向のバンド幅を設定する。
【００４０】
レーザー測長系制御装置４０は、露光位置における基板１の露光を開始する前のチャック１０のＸＹ方向の位置を検出する。中心点座標決定部７４は、レーザー測長系制御装置４０が検出したチャック１０のＸＹ方向の位置から、基板１の露光を開始する前のチャック１０の中心点のＸＹ座標を決定する。図１において、光ビーム照射装置２０からの光ビームにより基板１の走査を行う際、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｘステージ５によりチャック１０をＸ方向へ移動させる。基板１の走査領域を移動する際、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｙステージ７によりチャック１０をＹ方向へ移動させる。図７において、中心点座標決定部７４は、エンコーダ３２，３４からのパルス信号をカウントして、Ｘステージ５のＸ方向への移動量及びＹステージ７のＹ方向への移動量を検出し、チャック１０の中心点のＸＹ座標を決定する。
【００４１】
座標決定部７５は、中心点座標決定部７４が決定したチャック１０の中心点のＸＹ座標に基づき、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データのＸＹ座標を決定する。メモリ７２は、座標決定部７５が決定したＸＹ座標をアドレスとして入力し、入力したＸＹ座標のアドレスに記憶された描画データを、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ出力する。
【００４２】
図８は、Ｘステージ及びチャックの上面図である。また、図９は、Ｘステージ及びチャックの正面図である。チャック１０のＹ方向へ伸びる側面には、光ビームの強度分布を検出する際に使用する測定具５０が取り付けられている。なお、本実施の形態では、チャック１０に測定具５０が２つ取り付けられているが、チャック１０に測定具５０を１つ又は３つ以上取り付けてもよい。
【００４３】
Ｘステージ５の上面には、各光ビーム照射装置２０に対応して、複数のレーザーパワーメータ５１が取り付けられている。各レーザーパワーメータ５１は、各光ビーム照射装置２０の照射光学系２０ｂを含むヘッド部２０ａの間隔と同じ間隔でＹ方向に配置されている。レーザーパワーメータ５１は、受光面にフォトダイオードやサーモパイル等からなる吸収体を備え、受光面で受光したレーザー光の光エネルギーを電気信号に変換して、レーザー光の強度（パワー又はエネルギー）に応じた検出信号を出力する。
【００４４】
本実施の形態では、チャック１０に取り付けられた測定具５０、及びＸステージ５に取り付けられたレーザーパワーメータ５１を用いて、定期的に、各光ビーム照射装置２０から照射される光ビームの強度分布を検出する。光ビームの強度分布を検出する際、図１の主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｘステージ５をＸ方向へ移動させ、Ｘステージ５に取り付けられた各レーザーパワーメータ５１を、各光ビーム照射装置２０の照射光学系２０ｂを含むヘッド部２０ａの下へ移動する。また、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｙステージ７をＹ方向へ移動させて、チャック１０に取り付けられた各測定具５０を、光ビームの強度分布を検出する光ビーム照射装置２０の照射光学系２０ｂを含むヘッド部２０ａの下へ移動する。
【００４５】
図８及び図９は、各レーザーパワーメータ５１を各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの下へ移動し、各測定具５０を光ビームの強度分布を検出する光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの下へ移動した状態を示している。なお、図８においては、図１に示したゲート１１及び光ビーム照射装置２０が省略され、各光ビーム照射装置２０の照射光学系２０ｂを含むヘッド部２０ａが破線で示されている。
【００４６】
図１０は、測定具及びレーザーパワーメータの斜視図である。なお、図１０では、図８及び図９においてチャック１０に取り付けられた２つの測定具５０の下方に位置する２つのレーザーパワーメータ５１のみが示されている。本実施の形態において、測定具５０は、水平方向に伸びる細長い棒状であり、チャック１０の側面に取り付ける部分がＬ字状に曲げられている。測定具５０の水平方向に伸びる部分は、光ビーム照射装置２０の照射光学系２０ｂから照射される光ビームの焦点の高さに設置され、光ビーム照射装置２０の照射光学系２０ｂからレーザーパワーメータ５１へ照射される光ビームの一部を遮光する。
【００４７】
図１１は、測定具の断面形状の例を示す図である。測定具５０は、光ビーム照射装置２０からの光ビームが入射する表面が、円柱の表面の一部又はそれに近い曲面からなっている。図１１（ａ）に示す例では、測定具５０の断面が円形となっているが、本発明はこれに限らず、測定具５０の断面を円形に近い楕円形としてもよい。また、図１１（ｂ）に示す様に、測定具５０の断面を、円形又は円形に近い楕円形の下方を切り取った形状としてもよい。測定具５０は、例えば炭化珪素等の様に、光ビーム照射装置２０から照射される短波長の光ビームを吸収し、かつ、熱膨張率が低い材料で構成されている。
【００４８】
仮に、測定具５０の断面が四角形や多角形である場合、光ビームの入射角が大きく変化すると、光ビームの測定具５０により遮光される部分の面積が変動する。本実施の形態では、測定具５０の光ビーム照射装置２０からの光ビームが入射する表面を、円柱の表面の一部又はそれに近い曲面とするので、光ビームの入射角が大きく変化しても、光ビームの測定具５０により遮光される部分の面積が常にほぼ一定となる。
【００４９】
図１２は、本発明の一実施の形態による光ビームの強度分布検出方法を説明する図である。図７において、主制御装置７０の描画制御部７１は、ヘッド部２０ａが測定具５０の上空に位置する光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７に対して、メモリ７２に格納された検査用の描画データを供給する。このとき使用する検査用の描画データは、ＤＭＤ２５の全ミラーを同じ角度に傾けて、各ミラーで反射された光ビームが全て光ビームの照射領域２６ａへ照射される様にするものである。図１２において、レーザーパワーメータ５１の受光面５１ａは、破線で示す光ビームの照射領域２６ａよりも広く、測定具５０がないとき、光ビームの照射領域２６ａへ照射された光ビームが全て、レーザーパワーメータ５１の受光面５１ａで受光される。
【００５０】
本実施の形態では、チャック１０に取り付けられた測定具５０が、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査方向（Ｘ方向）に、光ビームの照射領域２６ａに渡って配置されている。光ビーム照射装置２０から照射される光ビームの強度分布を検出する際、図１の主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｙステージ７をＹ方向へ移動させ、チャック１０に取り付けられた各測定具５０をＹ方向へ移動する。これにより、測定具５０は、光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの一部を遮光しながら、光ビームの照射領域を、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査方向と直交する方向（Ｙ方向）へ移動する。
【００５１】
レーザーパワーメータ５１は、光ビーム照射装置２０から照射されて測定具５０により一部が遮光された光ビームを受光して、受光した光ビーム全体の強度（パワー又はエネルギー）に応じた検出信号を出力する。図７において、各レーザーパワーメータ５１の検出信号は、強度分布検出回路５２へ入力される。強度分布検出回路５２は、レーザーパワーメータ５１により検出した光ビーム全体の強度の測定具５０の移動に伴う変化から、測定具５０により遮光された光ビームの強度とその位置とを検出して、光ビームの強度分布を検出する。
【００５２】
図１３は、レーザーパワーメータの検出強度と光ビームの強度との関係を説明する図である。図１３（ａ）において、横軸は測定具５０のＹ方向の位置を示し、縦軸はレーザーパワーメータ５１により受光した光ビーム全体の検出強度を示している。光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの強度分布にばらつきがあると、測定具５０により遮光される光ビームの強度は、測定具５０の位置に応じて異なる。その結果、図１３（ａ）に示す様に、レーザーパワーメータ５１により受光した光ビーム全体の検出強度が、測定具５０の移動に伴って変化する。
【００５３】
強度分布検出回路５２は、この受光した光ビーム全体の検出強度の測定具５０の移動に伴う変化から、図１３（ａ）に示す様に、測定具５０により遮光された光ビームの強度とその位置とを検出する。そして、強度分布検出回路５２は、測定具５０により遮光された光ビームの強度とその位置とから、光ビームの強度分布を検出する。図１３（ｂ）は、測定具５０により遮光された光ビームの強度が図１３（ａ）に示す様に変化したとき、検出される光ビームの強度分布を示す。図１３（ｂ）において、横軸は測定具５０のＹ方向の位置を示し、縦軸は光ビームの強度を示している。
【００５４】
光ビーム照射装置２０から照射される光ビームの一部を遮光する測定具５０を、光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの照射領域２６ａで移動しながら、光ビーム照射装置２０から照射されて測定具５０により一部が遮光された光ビームを受光して、受光した光ビーム全体の強度を検出し、受光した光ビーム全体の強度の測定具５０の移動に伴う変化から、測定具５０により遮光された光ビームの強度とその位置とを検出して、光ビームの強度分布を検出するので、従来のスリットの通過光と異なり、光ビームの角度が若干異なっても、測定具５０で遮光される光ビームの量はほとんど変化せず、光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの強度分布が精度良く検出される。
【００５５】
特に、本実施の形態では、細長い棒状の測定具５０を、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査方向（Ｘ方向）に、光ビームの照射領域２６ａに渡って配置し、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査方向と直交する方向（Ｙ方向）へ移動するので、光ビームによる基板１の走査方向と直交する方向における光ビームの強度分布が精度良く検出される。
【００５６】
主制御装置７０は、他の光ビーム照射装置２０についても、同様にして、光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの強度分布を検出する。図７において、強度分布検出回路５２の検出結果は、描画制御部７１の強度分布補正部７８へ入力される。強度分布補正部７８は、強度分布検出回路５２により検出した光ビームの強度分布に応じて、強度分布補正データを作成し、作成した強度分布補正データにより、光ビームの強度が大きかった部分に対応するミラーの駆動回数を制限して、光ビームの照射領域２６ａ全体で光ビームの強度が同じになる様に、メモリ７２に記憶された描画データを補正する。また、検出した光ビームの強度分布で光ビームのＹ方向の幅が所定のバンド幅と異なる場合は、投影倍率が設計値からずれているため、光ビーム照射装置２０内のＤＭＤ２５や投影レンズ２６を含む照射光学系２０ｂの位置調整を行う。
【００５７】
なお、以上説明した実施の形態では、レーザーパワーメータ５１を用いて、光ビームの強度を検出していたが、光ビームの強度を検出する他の検出装置を用いてもよい。
【００５８】
図１４〜図１７は、光ビームによる基板の走査を説明する図である。図１４〜図１７は、８つの光ビーム照射装置２０からの８本の光ビームにより、基板１のＸ方向の走査を４回行って、基板１全体を走査する例を示している。図１４〜図１７においては、各光ビーム照射装置２０の照射光学系２０ｂを含むヘッド部２０ａが破線で示されている。各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームは、Ｙ方向にバンド幅Ｗを有し、Ｘステージ５のＸ方向への移動によって、基板１を矢印で示す方向へ走査する。
【００５９】
図１４は、１回目の走査を示し、Ｘ方向への１回目の走査により、図１４に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。１回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１５は、２回目の走査を示し、Ｘ方向への２回目の走査により、図１５に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。２回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１６は、３回目の走査を示し、Ｘ方向への３回目の走査により、図１６に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。３回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１７は、４回目の走査を示し、Ｘ方向への４回目の走査により、図１７に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われ、基板１全体の走査が終了する。
【００６０】
なお、図１４〜図１７では、基板１のＸ方向の走査を４回行って、基板１全体を走査する例を示したが、走査の回数はこれに限らず、基板１のＸ方向の走査を３回以下又は５回以上行って、基板１全体を走査してもよい。
【００６１】
以上説明した実施の形態によれば、光ビーム照射装置２０から照射される光ビームの一部を遮光する測定具５０を、光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの照射領域２６ａで移動しながら、光ビーム照射装置２０から照射されて測定具５０により一部が遮光された光ビームを受光して、受光した光ビーム全体の強度を検出し、受光した光ビーム全体の強度の測定具５０の移動に伴う変化から、測定具５０により遮光された光ビームの強度とその位置とを検出して、光ビームの強度分布を検出することにより、光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの強度分布を精度良く検出することができる。そして、検出結果に基づき、光ビームの強度分布のばらつきを補正することにより、光ビーム照射装置２０から照射される光ビームの強度分布を精度良く均一にして、描画品質を向上させることができる。
【００６２】
さらに、細長い棒状の測定具５０を、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査方向に、光ビームの照射領域２６ａに渡って配置し、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査方向と直交する方向へ移動することにより、光ビームによる基板１の走査方向と直交する方向における光ビームの強度分布を精度良く検出して、光ビームによる基板１の走査方向と直交する方向における光ビームの強度分布を精度良く均一にすることができる。
【００６３】
さらに、測定具５０の光ビーム照射装置２０からの光ビームが入射する表面を、円柱の表面の一部又はそれに近い曲面とすることにより、光ビームの入射角が大きく変化しても、光ビームの測定具５０により遮光される部分の面積を常にほぼ一定にして、光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの強度分布をさらに精度良く検出することができる。
【００６４】
本発明の露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うことにより、光ビーム照射装置から照射される光ビームの強度分布を精度良く均一にして、描画品質を向上させることができるので、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。
【００６５】
例えば、図１８は、液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法等により、基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布法等によりフォトレジストを塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、露光装置を用いて、フォトレジスト膜にパターンを形成する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、基板上にＴＦＴアレイが形成される。
【００６６】
また、図１９は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程（ステップ２０２）では、染色法や顔料分散法等により、基板上に着色パターンを形成する。この工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程（ステップ２０３）では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程（ステップ２０４）では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。
【００６７】
図１８に示したＴＦＴ基板の製造工程では、露光工程（ステップ１０３）において、図１９に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）及び着色パターン形成工程（ステップ２０２）の露光処理において、本発明の露光装置又は露光方法を適用することができる。
【符号の説明】
【００６８】
１  基板
３  ベース
４  Ｘガイド
５  Ｘステージ
６  Ｙガイド
７  Ｙステージ
８  θステージ
１０  チャック
１１  ゲート
２０  光ビーム照射装置
２０ａ  ヘッド部
２０ｂ  照射光学系
２１  レーザー光源ユニット
２２  光ファイバー
２３ａ  コンデンサレンズ
２３ｂ  フライアイレンズ
２４  ミラー
２５  ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）
２６  投影レンズ
２６ａ  光ビームの照射領域
２７  ＤＭＤ駆動回路
２８  第１プリズム
２９  第２プリズム
３１，３３  リニアスケール
３２，３４  エンコーダ
４０  レーザー測長系制御装置
４１  レーザー光源
４２，４４  レーザー干渉計
４３，４５  バーミラー
５０  測定具
５１  レーザーパワーメータ
５２  強度分布検出回路
６０  ステージ駆動回路
７０  主制御装置
７１  描画制御部
７２，７６  メモリ
７３  バンド幅設定部
７４  中心点座標決定部
７５  座標決定部
７７  描画データ作成部
７８  強度分布補正部
【図１】
2013178445.tif 000003
【図２】
2013178445.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013178445.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2013178445.tif 000009
【図８】
2013178445.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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