(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にパターンを描画する描画装置であって、
基板に対して光を照射する光照射手段と、
前記光照射手段に対して基板を相対的に移動させる移動手段と、
前記光照射手段により光が照射されるべき１以上の露光位置を記憶する記憶手段と、
前記基板の相対位置をサンプリング周期Ｔ１ごとに測定位置として測定する位置測定手段と、
前記サンプリング周期Ｔ１の間に、前記移動手段により移動する前記基板の相対移動量を取得する移動量取得手段と、
前記露光位置から前記相対移動量を減じて得られる比較値と、前記測定位置とを比較する比較手段と、
前記比較手段によって、前記測定位置が前記比較値以上であることが検出されたときに、前記露光位置と前記測定位置との差および前記基板の相対移動量に基づいて、前記基板が前記測定位置に最も近い次の露光位置に到達するまでの到達時間を演算する時間演算手段と、
前記到達時間に応じて、前記基板に対して光を照射するように前記光照射手段を制御する制御手段と、
前記サンプリング周期Ｔ１に同期し、かつ、前記サンプリング周期Ｔ１よりも短い周期Ｔ２を有するクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、
前記到達時間を前記周期Ｔ２で除算することにより、前記到達時間の間に前記クロック信号生成手段が生成するクロック信号のパルス数を演算する遅延数演算部と、
前記クロック信号のパルス数をカウントするカウント手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記遅延数演算部により得られるパルス数を前記カウント手段によりカウントした後、光を照射させるように前記光照射手段を制御することを特徴とする描画装置。
【請求項２】
請求項１に記載の描画装置であって、
前記移動量取得手段は、前記位置測定手段により測定される前記基板の測定位置に基づいて、前記基板の相対移動量を演算して取得することを特徴とする描画装置。
【請求項３】
基板を光照射手段に対して相対的に移動させつつ、前記光照射手段から光を照射して前記基板にパターンを描画する描画方法であって、
(a) 前記光照射手段によって光が照射されるべき一以上の露光位置を記憶する工程と、
(b) 前記基板の相対位置をサンプリング周期Ｔ１ごとに測定位置として測定する工程と、
(c) 前記サンプリング周期Ｔ１の間に、前記移動手段により移動する前記基板の相対移動量を取得する工程と、
(d) 前記露光位置から前記相対移動量を減じることによって比較値を求める工程と、
(e) 前記測定位置と前記比較値とを比較する工程と、
(f) 前記(e)工程において前記測定位置が前記比較値以上であることが検出されたときに、前記露光位置と前記測定位置との差および前記基板の相対移動量に基づいて、前記基板が前記測定位置に最も近い次の露光位置に到達するまでの到達時間を演算する工程と、
(g) 前記到達時間に応じて、前記基板に対して光を照射するように前記光照射手段を制御する工程と、
(h) 前記サンプリング周期Ｔ１に同期し、かつ、前記サンプリング周期Ｔ１よりも高速の周期Ｔ２を有するクロック信号を生成する工程と、
(i) 前記到達時間を前記周期Ｔ２で除算することにより、前記到達時間の間に前記(g)工程で生成されるクロック信号のパルス数を演算する工程と、
(j) 前記(i)工程において得られる前記パルス数をカウントする工程と、
を有し、
前記(g)工程は、前記(j)工程においてパルス数をカウントした後、前記基板に対して光を照射するように前記光照射手段を制御する工程であることを特徴とする描画方法。
【請求項４】
請求項３に記載の描画方法であって、
前記(c)工程は、
前記(b)工程により測定される前記基板の測定位置に基づいて、前記基板の相対移動量を演算して取得する工程であ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、基板上の感光材料に光を照射することによりパターンを描画する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体基板やプリント基板、あるいは、プラズマ表示装置、液晶表示装置、フォトマスク用のガラス基板等（以下、単に「基板」と称する。）の製造工程においては、基板の表面に形成された感光材料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描画装置が使用されている。従来の描画装置は、描画材料となる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いる。そして、基板を移動させつつレーザ測長器により基板の精密な位置を測定し、所望の露光位置にて光学ヘッドから光を照射することにより、マスクを使用することなく基板の上面に直接に所定のパターンを描画する。従来の描画装置の構成は、例えば特許文献１に開示されている。このような描画装置では、パターンのピッチや幅の変更に柔軟に対応することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２２１５９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、現状のレーザ測長器では、位置更新データを読み出せる周期が数ＭＨｚから１０ＭＨｚ程度に留まっているため、描画時におけるステージの移動速度を上げた場合に、所望の露光位置を測定または検出することができず、描画位置の精度が低下するという問題があった。
【０００５】
現在の半導体業界においては、基板処理時間の短縮化がますます求められており、ステージの移動速度（すなわち基板の移動速度）を高速化した状態で描画を行いたいという需要がある。しかし、従来のレーザ測長器では、このような需要に応えられないという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、描画時間の短縮を実現しつつ描画位置精度を高くする描画装置および描画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】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、基板にパターンを描画する描画装置であって、基板に対して光を照射する光照射手段と、前記光照射手段に対して基板を相対的に移動させる移動手段と、前記光照射手段により光が照射されるべき１以上の露光位置を記憶する記憶手段と、前記基板の相対位置をサンプリング周期Ｔ１ごとに測定位置として測定する位置測定手段と、前記サンプリング周期Ｔ１の間に、前記移動手段により移動する前記基板の相対移動量を取得する移動量取得手段と、前記露光位置から前記相対移動量を減じて得られる比較値と、前記測定位置とを比較する比較手段と、前記比較手段によって、前記測定位置が前記比較値以上であることが検出されたときに、前記露光位置と前記測定位置との差および前記基板の相対移動量に基づいて、前記基板が前記測定位置に最も近い次の露光位置に到達するまでの到達時間を演算する時間演算手段と、前記到達時間に応じて、前記基板に対して光を照射するように前記光照射手段を制御する制御手段と、前記サンプリング周期Ｔ１に同期し、かつ、前記サンプリング周期Ｔ１よりも短い周期Ｔ２を有するクロック信号を生成するクロック信号生成手段と、前記到達時間を前記周期Ｔ２で除算することにより、前記到達時間の間に前記クロック信号生成手段が生成するクロック信号のパルス数を演算する遅延数演算部と、前記クロック信号のパルス数をカウントするカウント手段と、を備え、前記制御手段は、前記遅延数演算部により得られるパルス数を前記カウント手段によりカウントした後、光を照射させるように前記光照射手段を制御することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る描画装置であって、前記移動量取得手段は、前記位置測定手段により測定される前記基板の測定位置に基づいて、前記基板の相対移動量を演算して取得することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３の発明は、基板を光照射手段に対して相対的に移動させつつ、前記光照射手段から光を照射して前記基板にパターンを描画する描画方法であって、(a)前記光照射手段によって光が照射されるべき一以上の露光位置を記憶する工程と、(b)前記基板の相対位置をサンプリング周期Ｔ１ごとに測定位置として測定する工程と、(c)前記サンプリング周期Ｔ１の間に、前記移動手段により移動する前記基板の相対移動量を取得する工程と、(d)前記露光位置から前記相対移動量を減じることによって比較値を求める工程と、(e)前記測定位置と前記比較値とを比較する工程と、(f)前記(e)工程において前記測定位置が前記比較値以上であることが検出されたときに、前記露光位置と前記測定位置との差および前記基板の相対移動量に基づいて、前記基板が前記測定位置に最も近い次の露光位置に到達するまでの到達時間を演算する工程と、(g)前記到達時間に応じて、前記基板に対して光を照射するように前記光照射手段を制御する工程と、(h)前記サンプリング周期Ｔ１に同期し、かつ、前記サンプリング周期Ｔ１よりも高速の周期Ｔ２を有するクロック信号を生成する工程と、(i)前記到達時間を前記周期Ｔ２で除算することにより、前記到達時間の間に前記(g)工程で生成されるクロック信号のパルス数を演算する工程と、(j)前記(i)工程において得られる前記パルス数をカウントする工程と、を有し、前記(g)工程は、前記(j)工程においてパルス数をカウントした後、前記基板に対して光を照射するように前記光照射手段を制御する工程であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４の発明は、請求項３の発明に係る描画方法であって、前記(c)工程は、前記(b)工程により測定される前記基板の測定位置に基づいて、前記基板の相対移動量を演算して取得する工程であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１または２の発明によれば、基板の相対移動量に基づいて到達時間を算出する時間演算手段と、到達時間分遅らせて光を照射するように光照射手段を制御する制御手段を備えることにより、基板を光照射手段に対して相対的に高速で移動させた場合であっても、位置測定手段の位置測定のサンプリングレートによらず、位置精度の優れたパターン描画を実行できる。
また、到達時間の間にクロック信号生成手段が生成するクロック信号のパルス数を算出し、そのパルス数をカウント手段によりカウントする。したがって到達時間を正確に計測でき、パターンの描画位置の精度を向上させることができる。
【００１４】
また、請求項２の発明によれば、移動量取得手段は、基板の相対移動量を測定位置情報に基づいて算出するため、相対移動量は周期Ｔ１ごとに更新される。したがって、到達時間の誤差を比較的小さくでき、パターン描画位置の精度を上げることができる。
【００１６】
また、請求項３または４の発明によれば、基板の相対移動量に基づいて到達時間を演算する工程と、到達時間分遅らせて光を照射するように光照射手段を制御する工程を有することにより、基板を光照射手段に対して相対的に高速で動かした場合であっても、基板の位置を測定するサンプリングレートによらず、位置精度の優れたパターン描画を実行できる。
また、到達時間の間に生成されるクロック信号のパルス数を演算する工程と、そのパルス数をカウントする工程を有する。したがって到達時間を正確に計測できるため、パターン描画位置の精度を向上させることができる。
【００１７】
また、請求項４の発明によれば、基板の相対移動速度を測定位置情報に基づいて算出する工程を有するため、基板の相対移動量は周期Ｔ１ごとに更新される。したがって、到達時間の誤差を比較的小さくでき、パターン描画位置の精度を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しつつ、詳細に説明する。
【００２０】
＜１．  第１の実施の形態＞
＜１．１．  描画装置の構成について＞
図１は、本発明に係る描画装置１の構成を示した側面図である。図２は、本発明に係る描画装置１の構成を示した上面図である。
【００２１】
なお、図１および図２において、図示および説明の都合上、Ｚ軸方向が鉛直方向を表し、ＸＹ平面が水平面を表すものとして定義するが、それらは位置関係を把握するために便宜上定義するものであって、以下に説明する各方向を限定するものではない。またＺ軸について反時計回りの回転方向を「＋θ方向」と定義する。
【００２２】
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の上面に所定のパターンを描画するための装置として構成される。図１および図２に示すように、描画装置１は主に、基板９０を保持するステージ１０と、ステージ１０に連結された移動機構２０と、基板９０に向けて光を照射する光照射部３０と、移動機構２０や光照射部３０等の動作を制御する制御部５０と、ベースプレート２４の位置を測定するレーザ測長器７０とから構成される。
【００２３】
ステージ１０は、平板状の外形を有しており、またステージ１０の上面には、図示しない複数の吸引孔が形成されている。ステージ１０の上面に基板９０を載置する際には、吸引孔の吸引圧により基板９０を水平に保ちつつ、ステージ１０の上面に固定保持することができる。
【００２４】
移動機構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（θ方向））に移動させるための機構である。移動機構２０は、ステージ１０を回転させる回転機構２１、ステージ１０を回転可能に支持する支持プレート２２、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、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およびベースプレート２４を主走査方向に移動させる主走査機構２５から構成される。また、ベースプレート２４の（＋Ｘ）方向の側面には、後述するレーザ測長器７０から出射される光を反射するミラー２６が固設されている。
【００２５】
回転機構２１は、ステージ１０の（−Ｙ）方向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を有するリニアモータ２１ａを備えている。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。
【００２６】
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を有するリニアモータ２３ａを備えている。また支持プレート２２とベースプレート２４との間には、副走査方向に伸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。
【００２７】
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描画装置１の基台６０上に敷設された固定子とを有するリニアモータ２５ａを備えている。また、ベースプレート２４と基台６０との間には、主走査方向に伸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。
【００２８】
光照射部３０は、ステージ１０上に保持された基板９０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。光照射部３０は、ステージ１０および移動機構２０の上方であって、ステージ１０の両側部分から略水平方向に掛け渡されたフレーム３１と、フレーム３１上にＸ軸方向に沿って等間隔（例えば２００ｍｍ間隔）に取り付けられた複数の光学ヘッド３２とを備えている。
【００２９】
光学ヘッド３２には、照明光学系３３を介して一つのレーザ発振器３４が接続されており、レーザ発振器３４には、レーザ駆動部３５が接続されている。したがって、レーザ駆動部３５を動作させると、レーザ発振器３４からパルス光が出射され、出射されたパルス光は照明光学系３３を介して、各光学ヘッド３２内に導入される。
【００３０】
光学ヘッド３２の内部には、照明光学系３３から導入されたパルス光を下方へ向けて出射するための出射部３６と、パルス光を部分的に遮光して所定形状の光束を形成するためのアパーチャユニット３７と、パルス光を基板９０の上面に結像させるための投影光学系３８とが設けられている。アパーチャユニット３７には、複数のスリットにより所定の遮光パターンが形成されたガラス板であるアパーチャＡＰが備えられている。出射部３６から出射されたパルス光は、アパーチャユニット３７にセットされたアパーチャＡＰ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３８へ入射する。入射した光束は、投影光学系３８の備えるレンズによって変倍されて、基板９０の上面に結像される。これにより、基板９０の上面に形成された感光材料に、複数の規則的パターンが描画される。
【００３１】
また、光学ヘッド３２には、アパーチャユニット３７にセットされたアパーチャＡＰの位置を調整するためのアパーチャ駆動部３９が設けられている。アパーチャ駆動部３９は、アパーチャＡＰの水平位置（水平面内の傾きを含む）を調整することにより、基板９０に対するパターンの投影位置を調整することができる。アパーチャ駆動部３９は、例えば、複数のリニアモータを組み合わせて構成することができる。
【００３２】
レーザ測長器７０は、図示しないレーザ光源（半導体レーザ）、リニア干渉系およびレシーバを備える。レーザ測長器７０では、レーザ光源から出射された光ビームがリニア干渉系を介してベースプレート２４に固設されたミラー２６に入射する。そして、その反射光がリニア干渉系にて元の光ビームと干渉してレシーバにより受光される。そのレシーバからの出力に基づいて、ベースプレート２４の位置が精度良く求められる。したがって、ステージ１０に保持された基板９０の位置情報を得ることができる。
【００３３】
図３は、本発明に係る描画装置１の各部と制御部５０との間の接続構成を示したブロック図である。制御部５０は、上述した回転機構２１、副走査機構２３、主走査機構２５、レーザ駆動部３５、照明光学系３３、投影光学系３８およびアパーチャユニット３７と電気的に接続しており、これらの動作を制御することができる。制御部５０は、例えば、ＣＰＵやメモリ等を有するコンピュータにより構成され、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の制御を行う。
【００３４】
また図１に示すように、制御部５０には入力部８０が接続されている。オペレータは入力部８０を介して、ステージ１０の移動速度や基板９０上の複数の光照射領域の間隔等を設定することができる。
【００３５】
このような描画装置１において描画処理を行う際には、入力部８０より入力された描画データに従い、ステージ１０を主走査方向および副走査方向に移動させつつ、各光学ヘッド３２からパルス光を照射し、基板９０上にパターンを描画する。具体的には、ステージ１０を主走査方向に移動させつつ、各光学ヘッド３２からパルス光を照射する。
【００３６】
これにより基板９０の上面には所定の露光幅（例えば５０ｍｍ）で複数本のパターンが主走査方向に描画される。一回の主走査方向への描画が終了すると、描画装置１はステージ１０を副走査方向に露光幅分だけ移動させ、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３２からパルス光を照射する。
【００３７】
このように描画装置１は、光学ヘッド３２の露光幅ずつ基板９０を副走査方向にずらしながら、主走査方向への描画を複数回（例えば４回）繰り返すことにより、基板９０上にカラーフィルタ用のパターンを描画する。
【００３８】
＜１．２．  補正処理部の構成および機能＞
次に、描画装置１の制御部５０が備える補正処理部５００の構成および機能について説明する。
【００３９】
図４は、本発明に係る描画装置１が備える補正処理部５００のブロック図である。図４に示すように補正処理部５００は、光照射部３０とレーザ測長器７０と入力部８０とに接続されており、レーザ測長器７０および入力部８０からの入力に基づいて後述する処理を実行して光照射部３０を制御する。
【００４０】
補正処理部５００は、露光位置記憶部５０１、露光位置演算部５０２、クロック信号生成部５０３、分周部５０４、レーザ測長インターフェース（Ｉ／Ｆ）５０５および位置サンプリング部５０６を備える。また補正処理部５００は、移動量取得部５０７、位置比較部５０８、位置保持レジスタ５０９、位置差分演算部５１０、到達時間演算部５１１、遅延パルス数演算部５１２、露光直前信号生成部５１３、カウンタ５１４および露光信号生成部５１５も備えている。
【００４１】
露光位置記憶部５０１は、入力部８０を介してオペレータが入力した露光位置データを記憶することができる。また露光位置記憶部５０１は、露光位置演算部５０２に接続されており、露光位置演算部５０２に露光位置データを出力する。
【００４２】
露光位置演算部５０２は、位置比較部５０８および位置差分演算部５１０に接続されており、露光位置記憶部５０１に記憶された露光位置データに基づき、露光位置信号を順次出力する。
【００４３】
クロック信号生成部５０３は、分周部５０４およびカウンタ５１４に接続されており、比較的高速の周期（Ｔ２）を有するクロック信号を生成し、生成したクロック信号を分周部５０４およびカウンタ５１４に出力する。
【００４４】
分周部５０４は、レーザ測長Ｉ／Ｆ５０５と位置サンプリング部５０６と露光直前信号生成部５１３とに接続されている。分周部５０４は、クロック信号生成部５０３からの入力を受けて、クロック信号生成部５０３において生成されたクロック信号を分周し、分周周波数信号をレーザ測長Ｉ／Ｆ５０５と位置サンプリング部５０６と露光直前信号生成部５１３とに出力する。なおこのときの分周率は、レーザ測長器７０のサンプリング周期（Ｔ１）に応じて設定される。
【００４５】
レーザ測長器７０と補正処理部５００とを接続するインターフェースであるレーザ測長Ｉ／Ｆ５０５は、分周部５０４から入力される分周周波数信号をレーザ測長器７０に出力する。これにより、制御部５０（または補正処理部５００）とレーザ測長器７０とが同期して動作する。また、レーザ測長Ｉ／Ｆ５０５は、位置サンプリング部５０６に接続されており、レーザ測長器７０が測長した結果（すなわち、基板９０の測定位置）を、測定位置信号として位置サンプリング部５０６に出力する。
【００４６】
位置サンプリング部５０６は、移動量取得部５０７と位置比較部５０８と位置保持レジスタ５０９とに接続されており、レーザ測長Ｉ／Ｆ５０５から入力される測定位置信号をそれぞれに出力する。位置サンプリング部５０６は、分周部５０４から入力される分周周波数信号（周期Ｔ１）に同期して、測定位置信号を出力する。すなわち、移動量取得部５０７、位置比較部５０８および位置保持レジスタ５０９には、周期Ｔ１ごとに位置サンプリング部５０６から測定位置信号が入力される。
【００４７】
移動量取得部５０７は、位置比較部５０８と到達時間演算部５１１とに接続されており、位置サンプリング部５０６から送られてきた測定位置信号を基に基板９０の移動量を算出し、その結果を移動量信号として位置比較部５０８と到達時間演算部５１１とに出力する。具体的には、移動量取得部５０７は、最新の測定位置信号と前回の測定位置信号とに基づいて、その周期Ｔ１の間の基板９０の移動距離を求め、その値を基板９０の移動量として取得する。
【００４８】
位置比較部５０８は、位置保持レジスタ５０９および露光直前信号生成部５１３に接続されている。位置比較部５０８は、まず、露光位置演算部５０２より入力される最も近い次の露光位置の値から、移動量取得部５０７より入力される移動量を減じることにより、次の露光位置の直前の位置を比較値として算出する。そして、位置比較部５０８は、当該比較値と、位置サンプリング部５０６から入力される測定位置との比較を行う。さらに、位置比較部５０８は、当該測定位置が比較値を超える場合に、位置保持レジスタ５０９および露光直前信号生成部５１３に比較検出信号を出力する。
【００４９】
位置保持レジスタ５０９は、位置差分演算部５１０に接続されており、位置比較部５０８から比較検出信号が入力された場合に、保持している測定位置信号を位置差分演算部５１０に出力する。
【００５０】
位置差分演算部５１０は露光位置演算部５０２から入力される最も近い次の露光位置と、位置保持レジスタ５０９から入力される測定位置（信号）との差分距離を求める。位置差分演算部５１０は到達時間演算部５１１に接続されており、演算結果（差分距離）を差分信号として到達時間演算部５１１に出力する。
【００５１】
到達時間演算部５１１は、位置差分演算部５１０から入力される差分信号を受けて、その差分距離を、移動量取得部５０７から入力される基板９０の移動量で除算し、さらにその値に周期Ｔ１を乗算することにより、基板９０が最も近い次の露光位置に到達するまでにかかる時間（到達時間Ｔｄ）を演算する。到達時間演算部５１１は、遅延パルス数演算部５１２に接続されており、演算により求めた到達時間Ｔｄを到達時間信号として遅延パルス数演算部５１２に出力する。
【００５２】
遅延パルス数演算部５１２は、到達時間演算部５１１から入力される到達時間信号に基づいて、到達時間Ｔｄの間にクロック信号生成部５０３が生成するクロック信号のパルス数を演算する。遅延パルス数演算部５１２は、カウンタ５１４に接続されており、演算結果をパルス数信号としてカウンタ５１４に出力する。
【００５３】
露光直前信号生成部５１３は、カウンタ５１４に接続されており、位置比較部５０８から比較検出信号が入力された場合に、分周部５０４から入力される分周周波数信号に同期してパルス信号をカウンタ５１４に出力する。詳細は後述するが、露光直前信号生成部５１３は、カウンタ５１４に対して、パルス数のカウントを開始するタイミングを伝達する機能を有する。
【００５４】
カウンタ５１４は、遅延パルス数演算部５１２から入力されるパルス数信号に応じて、露光直前信号生成部５１３からパルス信号を受けた直後から、クロック信号生成部５０３が生成するクロック信号のパルス数をカウントする。カウンタ５１４は、露光信号生成部５１５に接続されており、上記カウントを完了すると、露光信号生成部５１５に対して命令信号を出力する。
【００５５】
露光信号生成部５１５は、光照射部３０に接続されており、カウンタ５１４から命令信号を受けて、光照射部３０に対して露光信号（パルス信号）を出力する。この露光信号を受けて、光照射部３０は基板９０に対して光を照射する。その結果、移動する基板９０の所定位置が露光されることとなる。
【００５６】
＜１．３．  描画装置の動作手順＞
次に、補正処理部５００を備えた描画装置１の動作について具体的に説明する。
【００５７】
図５は、本発明に係る描画装置１の動作の手順を示すの流れ図である。また図６は、本発明に係る描画装置１を動作させたときの補正処理部５００に関するタイミングチャート図である。
【００５８】
なおここでは、図示しない搬送機構（搬送用ロボなど）やオペレータ等により、基板９０はステージ１０に載置されており、またオペレータによる露光位置情報やステージの移動速度情報（図６では、５００ｍｍ／ｓｅｃに設定。）の入力はすでに完了しているものとする。また図６では説明のために、各タイミングにおける基板９０の位置（例えば７５ｎｍ等）を所定の位置（基準位置）からの距離として示している。また本実施形態では、所望する露光位置を１５０ｎｍと３００ｎｍとする。
【００５９】
まずはじめに制御部５０は、露光位置情報を基に、移動機構２０を動作させる。そして、基板９０は主走査方向に所定の速度で移動を開始する（ステップＳ１）。すなわち、基板９０は、図１および図２に示すＹ軸に沿って移動を開始する。
【００６０】
続いてレーザ測長器７０および位置サンプリング部５０６によりベースプレート２４の位置を測定する（ステップＳ２）。本実施の形態においてレーザ測長器７０は、サンプリング周期１００ｎｓｅｃ（Ｔ１）ごと（すなわち、測長クロックが１０ＭＨｚ）で測長する。このステップＳ２において、基板９０の測定位置情報を取得する（図６参照）。なお図６においては、測長クロックの立ち上がり時（タイミングａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ）に測長されるように設定している。
【００６１】
続いて移動量取得部５０７は、基板９０の移動量を取得する（ステップＳ３）。ここで移動量取得部５０７が移動量を取得する方法について、具体例をあげて説明する。
【００６２】
例えば図６に示すように、タイミングａにおいて、基板９０の位置は、レーザ側長値から、７６ｎｍの位置にあることが分かる。次にタイミングｂの時点では、基板の位置は１２６ｎｍの位置にある。すなわち１００ｎｓｅｃ（周期Ｔ１）の間に５０ｎｍ基板９０が進んだこととなり、移動量取得部５０７は、タイミングｂにおける基板９０の移動量を、５０ｎｍとして取得する。一方、タイミングｃにおいては、タイミングｂにおける測定位置が１２６ｎｍであり、タイミングｃにおける測定位置が１７７ｎｍである。したがって、移動量取得部５０７は、こタイミングｃにおける基板９０の移動量を５１ｎｍとして取得する。このようにして、移動量取得部５０７は、基板９０の移動量を取得する。
【００６３】
続いて位置比較部５０８により、比較値と測定位置との比較がなされる。すなわち、測定位置が比較値を越えるか否かが判定される（ステップＳ４）。ここで、図６を参照しつつ位置比較部５０８による処理を具体的に説明する。例えばタイミングｂにおいて、最も近い次の露光位置は１５０ｎｍであり、移動量取得部５０７から得られる基板９０の相対移動量は、５０ｎｍである。したがって、次の露光位置の直前の位置である比較値は、１００ｎｍ（＝１５０ｎｍ−５０ｎｍ）となる。ここで、タイミングｂにおける測定位置は１２６ｎｍであるが、この測定位置は、比較値（１００ｎｍ）以上の値となっている。この場合（ステップＳ４においてＹＥＳの場合）には、位置比較部５０８から比較検出信号が出力される。
【００６４】
一方、測定位置がこの比較値を超えない場合（ステップＳ４でＮＯの場合）には、比較検出信号は出力されない。例えば図６に示すように、タイミングｃにおいて、最も近い次の露光位置は３００ｎｍであり、基板９０の移動量は５１ｎｍである。したがって、比較値は２４９ｎｍ（＝３００ｎｍ−５１ｎｍ）となる。ここで、タイミングｃにおける測定位置は１７７ｎｍであるが、比較値２４９ｎｍと比較すると、比較値は測定位置を越えていない。このような場合には、図５に示すようにステップＳ２に戻り、以降の動作を繰り返す。
【００６５】
以上のように位置比較部５０８では、あるタイミングにおける基板９０の測定位置と、基板９０の移動量とに基づいて、算出される比較値が、最も近い次の露光位置を超えるか否かが検出される。
【００６６】
続いて比較値が最も近い次の露光位置を超えていた場合（ステップＳ４においてＹｅｓの場合）には、位置差分演算部５１０により当該露光位置と測定位置の差分距離が求められる（ステップＳ５）。図６に示すように、例えばタイミングｂにおいては、最も近い次の露光位置が１５０ｎｍ、測定位置が１２６ｎｍであるため、その差分距離が２４ｎｍとして算出される。また、タイミングｅにおいては、最も近い次の露光位置が３００ｎｍ、測定位置が２７５ｎｍであるため、その差分距離２５ｎｍが算出される。
【００６７】
続いて到達時間演算部５１１は、基板９０が測定位置から次の露光位置に移動するまでにかかる時間（到達時間Ｔｄ）を算出する（ステップＳ６）。具体的には、前述の差分距離を、基板９０の移動量で除算し、その値に周期Ｔ１を乗算することにより到達時間Ｔｄを求める。例えば図６に示すように、タイミングｂにおいて、差分距離の２４ｎｍを移動量５０ｎｍで除算し、その値（０．４８）に周期Ｔ１（１００ｎｓｅｃ）を乗算することで、４８ｎｓｅｃが到達時間Ｔｄとして求まる。
【００６８】
ここで、到達時間Ｔｄが移動速度で割り切れないような場合や、小数点以下の桁数が多くなる等により演算時間がかかりすぎることを防止するするために、例えばメモリテーブル変換を用いて、演算を所定の桁以下を計算せずに終了するように到達時間演算部５１１を設計してもよい。
【００６９】
続いて遅延パルス数演算部５１２は、到達時間Ｔｄの間にクロック信号生成部５０３が生成するクロック信号のパルス数を算出する（ステップＳ７）。このパルス数は、前述の到達時間Ｔｄを周期Ｔ２で除算することにより求められる。図６に示すように、例えばタイミングｂにおいては、到達時間Ｔｄが４８ｎｓｅｃであり、周期Ｔ２は２．５ｎｓｅｃであるので、パルス数は１９．２（＝４８ｎｓｅｃ÷２．５ｎｓｅｃ）となる。
【００７０】
ここで、上記のようにパルス数が整数にならない様な場合に、例えば算出されうる値以上（あるいは以下）であって、かつ、その値に最も近い整数を選択するように、遅延パルス数演算部５１２を設計すればよい。本実施の形態において、遅延パルス数演算部５１２は、算出された値以下であって最も近い値である値をパルス数として算出する。すなわち、上記の場合には、パルス数が１９となる。
【００７１】
続いてカウンタ５１４により、クロック信号生成部５０３が生成するクロック信号を、ステップＳ７にて算出したパルス数分だけカウントする（ステップＳ８）。本実施の形態では、測長クロック信号の立ち下がるときに、露光直前信号を出力するように露光直前信号生成部５１３を設計し、その出力をうけてカウンタ５１４がカウントを開始するように構成している。例えば図６に示すように、タイミングｂからタイミングｃ間においては、タイミングｂとタイミングｃの中間時点（タイミングｂ１）に露光直前信号が生成される。これにより、カウンタ５１４をクロック信号と同期して動作させることができ、カウンタ５１４は１９パルス分のカウントを開始する。
【００７２】
カウンタ５１４が１９パルス分のカウントを終了すると、カウンタ５１４から露光信号生成部５１５に命令信号が送られる。この命令信号を受けて、露光信号生成部５１５は、露光信号を光照射部３０に出力する。これにより光照射部３０は、基板９０に対して光（パルス光）を照射する（ステップＳ９）。
【００７３】
続いて露光装置１は、次の露光位置が有るか否かを判定する（ステップＳ１０）。具体的には、露光位置演算部５０２が次の露光位置情報を出力するかどうかで判定する。有る場合（ＹＥＳの場合）にはステップＳ２に戻り、制御部５０は前述した動作を繰り返す。一方、次の露光位置が存在しない場合（ＮＯの場合）には、ステージ１０の移動を停止する（Ｓ１１）。そして描画装置１によるパターンの描画処理を終了する場合には、すべての動作を終了する。
【００７４】
＜１．４．  本実施例の効果＞
以上のように、本実施における描画装置１は補正処理部５００を備えることにより、到達時間Ｔｄに応じて露光信号生成部５１５が露光信号を光照射部３０に対して出力する。したがって、基板９０の移動速度を上げたとしても、パターンを描画するための位置精度（露光信号を生成するタイミング精度）の低下を抑制できる。これにより、基板製造の高スループット化を実現できる。
【００７５】
また、レーザ測長器７０のサンプリング周期Ｔ１を向上させる必要がないので、描画装置１の製造コストを抑えることができる。また、クロック信号生成部５０３が生成するクロック信号の周期Ｔ２を短くすることによって、さらにパターン描画の誤差を小さくすることができる。
【００７６】
＜２．  第２の実施の形態＞
第１の実施の形態において、移動量取得部５０７は、測定位置情報に基づいて基板９０の移動量を算出して取得するように構成されているが、移動量の取得方法はこれに限られるものではない。
【００７７】
図７は、このような原理に基づいて構成した第２の実施の形態における描画装置１が備える補正処理部５００ａのブロック図である。なお、第１の実施の形態と同様の構成については、適宜同符号を付し、説明を省略する。
【００７８】
図７に示すように、入力部８０ａは露光位置記憶部５０１および移動量取得部５０７ａに接続されている。すなわちオペレータが入力するステージ１０の主走査方向の移動速度の設定値を、そのまま移動量取得部５０７ａに出力することができるように構成されている。また、第１の実施の形態における位置サンプリング部５０６と異なり、位置サンプリング部５０６ａは位置比較部５０８および位置保持レジスタ５０９にのみ接続されており、移動量取得部５０７ａには接続されていない。
【００７９】
ここで、移動量取得部５０７ａは、入力されたステージ１０の移動速度の設定値から、測長レーザ７０のサンプリング周期Ｔ１の間にステージ１０が進む距離を算出し、その値を移動量として取得する。すなわち、例えばステージ１０の移動速度が５００ｎｍ／ｓｅｃ、周期Ｔ１が１００ｎｓｅｃであれば、移動量は５０ｎｍとなる。
【００８０】
このような場合であっても、基板９０が設定した値とほぼ同一の速度で移動する限り、第１の実施の形態と同様にパターン描画の位置精度を高めることができる。さらに、補正処理部５００ａの回路構成を単純化できるため、描画装置１の製造コストを抑えることもできる。
【００８１】
＜３．  変形例＞
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形が可能である。
【００８２】
上記の実施の形態における描画装置１では、静止状態の光学ヘッド３２に対してステージ１０を移動させる構成であったが、これに限られるものではなく、例えば静止状態のステージ１０上において光学ヘッド３２を移動させる構成であってもよい。
【００８３】
また、第１の実施の形態では、位置比較部５０８は、まず、最も近い次の露光位置の値から、移動領取得部５０７が取得する基板９０の最新の移動量を減じることによって、比較値を算出するとしているが、比較値の算出方法はこれに限られるものではない。例えば、最新の移動量情報ではなく、移動量取得部５０７がこれまでに取得した移動量情報のうちのいずれか一つを比較値の算出に使用してもよい。また、基板９０の複数の移動量の平均を移動量として、比較値の算出に使用してもよい。
【００８４】
また、上記の実施の形態では、露光直前信号生成部５１３は、位置比較部５０８が比較検出信号を出力した後であって、かつ、測長クロック信号の立ち下がりのときに直前露光信号が出力されると説明した。この場合、露光信号の出力は、必ず測長クロックの周期Ｔ１の半分の時間遅れることとなる。したがって、基板９０を等速で移動させた状態でパターンを描画する場合には、所望する露光位置と実際の露光位置との間で一定のずれが発生する。このような場合であっても、例えば、予め入力部８０より設定する露光位置を、所望する露光位置からずれ分を考慮して算出した値に設定することで、そのずれを消失させることが可能である。または、露光位置演算部５０２でずれ分の演算処理が行われるような構成としてもよい。
【００８５】
また、上記の実施の形態における補正処理部５００，５００ａは、到達時間Ｔｄを算出してから遅延パルス数を算出している（図４，５，７参照）。これは、移動量取得部５０７，５０７ａが周期Ｔ１（実施例では１００ｎｓｅｃ）の間に進んだ距離として算出しており、一度到達時間を算出する必要があるためである。しかし、補正処理部５００，５００ａの構成はこれに限られるものではない。例えば、移動量取得部がクロック信号の周期Ｔ２の間に基板９０が進む距離Ｄとして遅延パルス数演算部に出力する。この出力された値から、遅延パルス数演算部５１２が測定位置と露光位置との差分距離を距離Ｄで除算する構成であってもよい。
【００８６】
具体的例をあげて説明すると、例えば、図６に示すタイミングｂにおいて、基板９０の移動量は、５０ｎｍであるため、周期Ｔ２（２．５ｎｓｅｃ，周波数４００ＭＨｚ）の間に移動する移動距離Ｄは、１．２５ｎｍ（＝５０ｎｍ÷１００ｎｓｅｃ×２．５ｎｓｅｃ）となる。そして、移動量取得部はこの値を遅延パルス数演算部に出力する。次に、遅延パルス数演算部は、露光位置と測定位置の差分距離（２４ｎｍ）を入力された移動距離Ｄ（１．２５ｎｍ）で除算することにより、パルス数（１９）を算出する。
【００８７】
これにより、露光装置１は、到達時間演算部５１１を経ずに、カウンタ５１４にカウントさせるパルス数を算出することができる。したがって、補正処理部５００，５００ａの回路構成をより単純化できるので、露光装置１の製造コストを抑えることが可能である。また、クロック信号生成部５０３が生成するクロック信号の周期Ｔ２を短くすることによって、さらにパターン描画の誤差を小さくすることができる。
【００８８】
また、上記の実施の形態において、補正処理部５００，５００ａはハードウェア的（回路的）に実現されているが、これに限られるものではなく、例えばＣＰＵがプログラムを実行する等、ソフトウェア的に実現されてもよい。
【００８９】
また、上記の実施の形態における描画装置１では、露光パターンをアパーチャＡＰによって生成する構成としたが、露光パターンの生成機構はこれに限定されるものではない。例えばグレーディング・ライト・バルブ（ＧＬＶ）等の光学変調素子によって、露光パターンを生成する構成を有する描画装置であってもよい。なお、ＧＬＶ（回折格子型の変調素子）は、０次回折光の強度が強くなる状態と、奇数次回折光の強度が強くなる状態との間で切り換え可能な回折格子により構成される。例えば０次回折光のみを投影光学系に導くように設計することによって、ＧＬＶを描画用の信号光のスイッチング素子として機能させることができる。
【００９０】
また、上記の実施の形態における描画装置１では、液晶表示装置のカラーフィルタ用のガラス基板を処理対象としているが、これに限られるものではなく、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。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明に係る描画装置の構成を示した側面図である。
【図２】本発明に係る描画装置の構成を示した上面図である。
【図３】本発明に係る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４】本発明に係る描画装置が備える補正処理部のブロック図である。
【図５】本発明に係る描画装置が備える補正処理部の動作の手順を示すの流れ図である。
【図６】本発明に係る描画装置を動作させたときのタイミングチャート図である。
【図７】第２の実施の形態における描画装置が備える補正処理部のブロック図である。
【符号の説明】
【００９２】
１  描画装置
１０  ステージ
２０  移動機構
２１  回転機構
２３  副走査機構
２５  主走査機構
３０  光照射部
５０  制御部
５００，５００ａ  補正処理部
５０１  露光位置記憶部
５０３  クロック信号生成部
５０６，５０６ａ  位置サンプリング部
５０７，５０７ａ  移動量取得部
５０８  位置比較部
５１１  到達時間演算部
５１２  遅延パルス数演算部
５１３  露光直前信号生成部
５１４  カウンタ
５１５  露光信号生成部
７０  レーザ測長器
９０  基板
ａ，ｂ，ｂ１，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ  タイミング
【図１】
0005044342.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0005044342.tif 000006
【図６】
0005044342.tif 000007
【図７】
0005044342.tif 000008