(57)【要約】【課題】複数の描画対象領域を有する基板を対象とする場合でも露光走査の回数を低減できることを目的としており、また、感光材料上に複数の種類の規則的なパターンや幅を容易に描画することを目的とする。【解決手段】露光ヘッド３０ａ〜３０ｄそれぞれが第１走査領域Ａｓ１から第４走査領域Ａｓ４へかけて露光走査する際、各走査領域内の描画対象領域の幅それぞれに合わせた幅を有した単位パターン群ＳＬＧを予めマスク上に形成する。その結果、一つの走査領域Ａｓ内に一つの描画対象領域Ａｔの一部が含まれている場合でも、従来のように、様々な機構を使用して調整する必要がなく、また、一つの走査領域内に隣り合う二つの描画対象領域それぞれの一部が含まれている（すなわち、一つの走査領域に間隙領域の全体が含まれている）場合でも、同一の走査領域に対して二度の露光走査を行う必要がなくなる。【選択図】図８
2009204982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光材料が形成された基板の複数の描画対象領域のそれぞれに規則的なパターンを描画するパターン描画装置であって、
光源と、
前記光源からの光を通過させることで、前記基板上に所定の像の一部となる単位像を形成する、複数の開口部が副走査方向に規則的に配列されてなる単位パターン群が形成されたマスク手段と、
前記マスク手段の前記開口部を通過した光を前記基板上の感光材料に間欠的に照射することで、パターンを露光する複数の露光手段と、
前記基板を前記露光手段に対して主走査方向に相対的に移動させる主走査手段と、
前記基板を前記露光手段に対して副走査方向に相対的に間欠移動させる副走査手段と、
前記マスク手段の前記開口部が所定の位置に配置するように、前記マスク手段を主走査方向及び／又は副走査方向に移動させるマスク移動手段と、
を有するパターン描画装置において、
前記単位パターン群が前記マスク手段上に少なくとも２種類形成され、前記主走査手段及び／又は前記副走査手段による前記基板の移動に対応して、前記マスク移動手段で前記マスク手段を移動し、前記マスク手段上に形成された前記単位パターン群のうちの一つを選択して露光させ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において、
前記複数の露光手段は、前記基板に対して互いに直交する主走査方向と副走査方向とに相対移動し、前記基板上の開始位置から副走査方向に所定幅ごとに規定される複数の走査領域それぞれを主走査方向に沿って露光走査し、
前記マスク手段に形成された複数の前記単位パターン群は、
前記複数の走査領域に対応して、主走査方向に規則的に配列したものであ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又は請求項２に記載のパターン描画装置において、
前記マスク手段の前記複数の単位パターン群の副走査方向の幅は、
前記露光手段が露光走査するそれぞれの前記走査領域に含まれる前記描画対象領域の副走査方向の幅に合わせて、設定されてい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乃至請求項３のいずれかに記載のパターン描画装置において、
前記複数の単位パターン群は、
前記開口部が配列して構成された少なくとも２つの光通過口部と、
前記光通過口部間に形成された所定の長さの遮光部と、
が副走査方向に配列して構成される単位パターン群を有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又は請求項２に記載のパターン描画装置において、
前記マスク手段の前記複数の単位パターン群は、前記開口部の主走査方向及び／又は副走査方向の縮尺が互いに異なる複数の単位パターン群を含むことを特徴とするパターン描画装置。
【請求項６】
請求項５に記載のパターン描画装置において、
前記単位パターン群を構成する複数の開口部はいずれも、等しいピッチで副走査方向に配列していることを特徴とするパターン描画装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のパターン描画装置であって、
前記マスク手段は、前記基板上に形成される像の基準点となる基準パターンを更に有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乃至請求項７のいずれかに記載のパターン描画装置であって、
前記マスク手段は、所定の情報を認識するための認識パターンを更に有することを特徴とするパターン描画装置。
【請求項９】
光源と、前記光源からの光を通過させることで、基板上に所定の像の一部となる単位像を形成する、複数の開口部が副走査方向に規則的に配列されてなる単位パターン群が形成されたマスク手段とを有するパターン描画装置が、感光材料が形成された前記基板の複数の描画対象領域のそれぞれに規則的なパターンを描画するパターン描画方法であって、
前記マスク手段の前記開口部を通過した光を前記基板上の感光材料に間欠的に照射することで、パターンを露光する複数の露光手段を、前記基板を前記露光手段に対して主走査方向に相対的に移動させる主走査手段及び／又は副走査方向に相対的に間欠移動させる副走査手段により、前記基板に対して互いに直交する主走査方向と副走査方向とに相対移動し、前記基板上の開始位置から副走査方向に所定幅ごとに規定される複数の走査領域それぞれを主走査方向に沿って露光走査を行わせる走査工程と、
前記走査工程の前に、前記主走査手段及び／又は前記副走査手段による前記基板の移動に対応して、前記マスク移動手段で前記マスク手段を移動し、前記マスク手段上に形成された前記単位パターン群のうちの一つを選択して露光させるマスク選択工程と、
を備えることを特徴とするパターン描画方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光材料が形成された基板の複数の描画対象領域のそれぞれに規則的なパターンを描画する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、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（ＦＰＤ）用ガラス基板、半導体基板、プリント基板等の基板の製造工程においては、感光材料が形成された基板に光を照射することにより、基板の表面に規則的な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。
【０００３】
このようなパターン描画装置として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１のパターン描画装置は、マスクの開口部を通過した光源からの光を基板に照射して基板を露光する露光ヘッドを備え、この露光ヘッドから光を照射させつつ基板に対して露光ヘッドを所定の主走査方向に相対移動させることで、基板に規則的なパターンを描画するようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４７８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなパターン描画装置においては、基板に対する描画を、主走査方向への一度の露光走査によって行うのではなく、比較的コンパクトな露光ヘッドを用いた主走査方向への複数回の露光走査によって行うことが提案されている。この場合は、基板上の領域を、副走査方向（主走査方向に直交する方向）に所定幅ごとに分割し、その分割によって形成される複数の走査領域のそれぞれを担当するように、露光ヘッドが主走査方向に沿った露光走査を行うことになる。
【０００６】
ところで、パターン描画装置が処理対象とする基板においては、一つの最終製品に相当するパターンを描画すべき描画対象領域が複数設定される場合がある。このように複数の描画対象領域が設定された基板に関する描画を、主走査方向への複数回の露光走査によって行う場合においては、一つの走査領域内に、隣り合う二つの描画対象領域それぞれの一部が含まれることがある。この場合には、それら二つの描画対象領域の双方に対し、一度の露光走査によってパターンの描画を行うことができない。このため、当該走査領域に関しては、二度の露光走査を行い、一度目の露光走査で一方の描画対象領域のパターンを描画し、二度目の露光走査で他方の描画対象領域のパターンを描画するという例外処理を行う必要がある。このような同一の走査領域に対する二度の露光走査は、スループット（単位時間当たりの処理量）の低下に繋がる。
【０００７】
また、近年、液晶パネルやＰＤＰ用液晶パネルの大画面化が進み、生産性向上のため、使用されるマザーガラス基板も拡大の一途をたどっており、現在は既に、第８世代ライン（２１６０ｍｍ×２４００ｍｍ）の計画・投資も進んでいる。そのような大面積を分割露光するときの、パターンごとに必要となる大型マスクの制作費用や交換等のランニングコスト等が問題となっていた。
【０００８】
一方で、一般的にこのようなマスクを利用した露光方式では、描画するパターンの種類を変更する毎にマスクを入れ替えなければならず、露光工程に係る作業が煩雑となる。
【０００９】
そこで本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複数の描画対象領域を有する基板を対象とする場合でも露光走査の回数を低減できることを目的としており、また、感光材料上に複数の種類の規則的なパターンや幅を容易に描画することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、感光材料が形成された基板の複数の描画対象領域のそれぞれに規則的なパターンを描画するパターン描画装置であって、光源と、前記光源からの光を通過させることで、前記基板上に所定の像の一部となる単位像を形成する、複数の開口部が副走査方向に規則的に配列されてなる単位パターン群が形成されたマスク手段と、前記マスク手段の前記開口部を通過した光を前記基板上の感光材料に間欠的に照射することで、パターンを露光する複数の露光手段と、前記基板を前記露光手段に対して主走査方向に相対的に移動させる主走査手段と、前記基板を前記露光手段に対して副走査方向に相対的に間欠移動させる副走査手段と、前記マスク手段の前記開口部が所定の位置に配置するように、前記マスク手段を主走査方向及び／又は副走査方向に移動させるマスク移動手段と、を有するパターン描画装置において、前記単位パターン群が前記マスク手段上に少なくとも２種類以上形成され、前記主走査手段及び／又は前記副走査手段による前記基板の移動に対応して、前記マスク移動手段で前記マスク手段を移動し、前記マスク手段上に形成された前記単位パターン群のうちの一つを選択して露光させることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載のパターン描画装置において、前記複数の露光手段は、前記基板に対して互いに直交する主走査方向と副走査方向とに相対移動し、前記基板上の開始位置から副走査方向に所定幅ごとに規定される複数の走査領域それぞれを主走査方向に沿って露光走査し、前記マスク手段に形成された複数の前記単位パターン群は、前記複数の走査領域に対応して、主走査方向に規則的に配列したものであることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のパターン描画装置において、前記マスク手段の前記複数の単位パターン群の副走査方向の幅は、前記露光手段が露光走査するそれぞれの前記走査領域に含まれる前記描画対象領域の副走査方向の幅に合わせて、設定されていることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項４の発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のパターン描画装置において、前記複数の単位パターン群は、前記開口部が配列して構成された少なくとも２つの光通過口部と、前記光通過口部間に形成された所定の長さの遮光部と、が副走査方向に配列して構成される単位パターン群を有することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項５の発明は、請求項１又は請求項２に記載のパターン描画装置において、前記マスク手段の前記複数の単位パターン群は、前記開口部の主走査方向及び／又は副走査方向の縮尺が互いに異なる複数の単位パターン群を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、請求項６の発明は、請求項５に記載のパターン描画装置において、前記単位パターン群を構成する複数の開口部はいずれも、等しいピッチで副走査方向に配列していることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項７の発明は、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載のパターン描画装置であって、前記マスク手段は、前記基板上に形成される像の基準点となる基準パターンを更に有することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項８の発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載のパターン描画装置であって、前記マスク手段は、所定の情報を認識するための認識パターンを更に有することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項９の発明は、光源と、前記光源からの光を通過させることで、基板上に所定の像の一部となる単位像を形成する、複数の開口部が副走査方向に規則的に配列されてなる単位パターン群が形成されたマスク手段とを有するパターン描画装置が、感光材料が形成された前記基板の複数の描画対象領域のそれぞれに規則的なパターンを描画するパターン描画方法であって、前記マスク手段の前記開口部を通過した光を前記基板上の感光材料に間欠的に照射することで、パターンを露光する複数の露光手段を、前記基板を前記露光手段に対して主走査方向に相対的に移動させる主走査手段及び／又は副走査方向に相対的に間欠移動させる副走査手段により、前記基板に対して互いに直交する主走査方向と副走査方向とに相対移動し、前記基板上の開始位置から副走査方向に所定幅ごとに規定される複数の走査領域それぞれを主走査方向に沿って露光走査を行わせる走査工程と、前記走査工程の前に、前記主走査手段及び／又は前記副走査手段による前記基板の移動に対応して、前記マスク移動手段で前記マスク手段を移動し、前記マスク手段上に形成された前記単位パターン群のうちの一つを選択して露光させるマスク選択工程と、を備え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、前記単位パターン群が前記マスク手段上に少なくとも２種類以上形成され、前記主走査手段及び／又は前記副走査手段による前記基板の移動に対応して、前記マスク移動手段で前記マスク手段を移動し、前記マスク手段上に形成された前記単位パターン群のうちの一つを選択して露光させる。このような構成にしたことにより、本実施形態に係るパターン描画装置においては、マスク手段を少なくとも主走査方向に移動させるマスク移動手段が設けられており、複数の露光手段が、基板上の開始位置から副走査方向に所定幅ごとに規定される複数の走査領域それぞれを主走査方向に沿って露光走査を行う。カラーフィルタ等を量産させる場合、予め基板上のどの場所にパターンを描画するか把握しているので、各露光手段が各走査領域を走査するとき、各走査領域に含まれる描画対象領域の幅それぞれに合わせた複数の単位パターン群をマスク手段上に形成しておく。そして、各露光手段が各走査領域を露光走査するときに、マスク手段を主走査方向に移動し、単位パターン群を適宜選択して各走査領域を露光走査する。その結果、一つの走査領域内に一つの描画対象領域の一部が含まれている場合でも、従来のように、シャッタ機構の使用やマスクを２枚重ねしてスライドさせたりして単位パターン群の幅を調整する必要がなく、また、一つの走査領域内に隣り合う二つの描画対象領域それぞれの一部が含まれている（すなわち、一つの走査領域に間隙領域の全体が含まれている）場合でも、同一の走査領域に対して二度の露光走査を行う必要がなくなり、露光走査の回数を低減できることになる。
【００２０】
特に、請求項３に記載の発明によれば、前記マスク手段の前記複数の単位パターン群の副走査方向の幅は、前記露光手段が露光走査するそれぞれの前記走査領域に含まれる前記描画対象領域の副走査方向の幅に合わせて、設定されている。このため、従来のように各走査領域で露光走査する描画対象領域の幅に合わせてマスクの単位パターン群の副走査方向の幅を調整したり、毎回調整する必要がなく、従来に比べて短時間で露光走査することができる。
【００２１】
特に、請求項４に記載の発明によれば、前記複数の単位パターン群は、前記開口部が配列して構成された少なくとも２つの光通過口部と、前記光通過口部間に形成された所定の長さの遮光部と、が副走査方向に配列して構成される単位パターン群を有する。このため、従来のパターン描画装置では、一つの走査領域内に隣り合う二つの描画対象領域それぞれの一部が含まれている場合は、通常の露光走査を二度行うやり方等で処理（例外処理）していたが、本実施形態に係るパターン描画装置では、一度の露光走査で処理を行うことができる。
【００２２】
特に、請求項５に記載の発明によれば、前記マスク手段の前記複数の単位パターン群は、前記開口部の主走査方向及び／又は副走査方向の縮尺が互いに異なる複数の単位パターン群を含む。このように構成したことにより、許容できる範囲の幅のバラツキに対応した開口部を提供する。例えば、特定の色のカラーレジストにはこの開口部及び単位パターン群を使う、というように、縮尺が異なる開口部及び単位パターン群を適宜選択して露光走査することができる構成にした。
【００２３】
特に、請求項７に記載の発明によれば、前記マスク手段は、前記基板上に形成される像の基準点となる基準パターンを更に有する。このため、例えば、ブラックマトリクスやアライメントマークを所定の位置に形成することができる。
【００２４】
特に、請求項８に記載の発明によれば、前記マスク手段は、所定の情報を認識するための認識パターンを更に有する。このため、作業者の、パターンに対する認識能力やカラーフィルタに対する識別能力を向上させることができる。
【００２５】
また、請求項９に記載の発明によれば、前記マスク手段の前記開口部を通過した光を前記基板上の感光材料に間欠的に照射することで、パターンを露光する複数の露光手段を、前記基板を前記露光手段に対して主走査方向に相対的に移動させる主走査手段及び／又は副走査方向に相対的に間欠移動させる副走査手段により、前記基板に対して互いに直交する主走査方向と副走査方向とに相対移動し、前記基板上の開始位置から副走査方向に所定幅ごとに規定される複数の走査領域それぞれを主走査方向に沿って露光走査を行わせる走査工程と、前記走査工程の前に、前記主走査手段及び／又は前記副走査手段による前記基板の移動に対応して、前記マスク移動手段で前記マスク手段を移動し、前記マスク手段上に形成された前記単位パターン群のうちの一つを選択して露光させるマスク選択工程と、
を備える。このため、一つの走査領域内に一つの描画対象領域の一部が含まれている場合でも、従来のように、シャッタ機構の使用やマスクを２枚重ねしてスライドさせたりして単位パターン群の幅を調整する必要がなく、また、一つの走査領域内に隣り合う二つの描画対象領域それぞれの一部が含まれている（すなわち、一つの走査領域に間隙領域の全体が含まれている）場合でも、同一の走査領域に対して二度の露光走査を行う必要がなくなり、露光走査の回数を低減できることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。
【００２７】
＜１．構成＞
図１及び図２は、本発明の実施の形態に係るパターン描画装置１の構成を示す図であり、図１は側面図、図２は上面図である。このパターン描画装置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、感光材料（本実施の形態ではカラーレジスト）が形成されたカラーフィルタ用のガラス基板（以下、単に「基板」という。）９に、所定のパターンを描画するための装置である。図１及び図２に示すように、パターン描画装置１は主に、基台１１と、基板９を保持するためのステージ１０と、基台１１に対してステージ１０を駆動する駆動部２０と、複数の露光ヘッド３０（本実施形態では露光ヘッドは４つあり、それぞれを３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄとし、その総称として３０とする）と、撮像部４０とを備えている。
【００２８】
なお、以下の説明においては、方向及び向きを示す際に、適宜、図中に示す３次元のＸＹＺ直交座標を用いる。このＸＹＺ軸は基台１１に対して相対的に固定される。ここで、Ｘ軸及びＹ軸方向は水平方向、Ｚ軸方向は鉛直方向である。パターン描画装置１における主走査方向はＹ軸方向に対応し、副走査方向はＸ軸方向に対応する。
【００２９】
ステージ１０は、平板状の外形を有し、その上面に載置された基板９を略水平姿勢に保持する保持部として機能する。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。これらの吸引孔の吸引圧により、ステージ１０上に載置された基板９は、ステージ１０の上面に固定保持される。
【００３０】
駆動部２０は、基台１１に対してステージ１０を主走査方向（Ｙ軸方向）、副走査方向（Ｘ軸方向）、及び、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を下面側から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。
【００３１】
回転機構２１は、ステージ１０の−Ｙ側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、回転機構２１は、ステージ１０の中央部下面側と支持プレート２２との間に、回転軸２１ｂを有している。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。
【００３２】
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、副走査機構２３は、支持プレート２２とベースプレート２４との間に、副走査方向に延びる一対のガイド部２３ｂを有している。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。ステージ１０は支持プレート２２に支持されるため、副走査機構２３は、基台１１に対してステージ１０を副走査方向に移動させることになる。
【００３３】
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基台１１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、主走査機構２５は、ベースプレート２４と基台１１との間に、主走査方向に延びる一対のガイド部２５ｂを有している。このため、リニアモータ２５ａを動作させると、基台１１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。ステージ１０は支持プレート２２及びベースプレート２４に支持されるため、主走査機構２５は、基台１１に対してステージ１０を主走査方向に移動させることになる。
【００３４】
複数の露光ヘッド３０は、ステージ１０上に載置された基板９の上面にパルス光を照射し、基板９を露光して規則的なパターンを描画するものである。基台１１には、基台１１の−Ｘ側及び＋Ｘ側端部を副走査方向に沿って掛け渡し、かつ、ステージ１０及び駆動部２０を跨ぐ架橋構造のフレーム３１が固設されている。複数の露光ヘッド３０は、このフレーム３１に対して、副走査方向に沿って同一ピッチで配列して取り付けられている。したがって、複数の露光ヘッド３０の位置は、基台１１に対して固定される。
【００３５】
前述のように、駆動部２０の主走査機構２５及び副走査機構２３は、基台１１に対してステージ１０を移動させる。このため、主走査機構２５を駆動させるとステージ１０上に載置された基板９に対して複数の露光ヘッド３０が主走査方向に相対的に移動し、副走査機構２３を駆動させるとステージ１０上に載置された基板９に対して複数の露光ヘッド３０が副走査方向に相対的に移動することになる。
【００３６】
各露光ヘッド３０には、照明光学系３２を介してパルス光の光源である１つのレーザ発振器３３が接続され、さらに、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を介して各露光ヘッド３０内に導かれる。
【００３７】
各露光ヘッド３０の内部には、照明光学系３２により導か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形状の光束を形成するためのマスクユニット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、マスクユニット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。
【００３８】
４つのアライメントカメラ４１〜４４はそれぞれ、ステージ１０よりも上方に配置されてステージ１０に載置された基板９を撮像して画像を取得する撮像部４０であり、光学系とＣＣＤなどの撮像素子とを有している。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５参照）を撮像するための機構である。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。アライメントカメラ４１〜４４は、その光学系の光軸を鉛直下方（−Ｚ側）に向けた状態で、保持部（図示省略）を介して基台１１に対して固定される。これらのアライメントカメラ４１〜４４で取得された画像は、ステージ１０に載置された基板９を所定の理想位置に位置合わせするアライメントに利用される。つまり、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。
【００３９】
図３は、マスクユニット３６の構成を示した上面図である。マスクユニット３６は、所定の遮光パターンが形成されたガラス板や金属板等で構成されたマスク３６１（後述する着色パターン用マスク３６１ａ、ブラックマトリクスパターン用マスク３６１ｂ、アライメントマークパターン用マスク３６１ｃ、第１マスク部３６１ｄ、第２マスク部３６１ｅの総称として３６１とする）を保持しつつ、マスク３６１の水平面内における位置を調整するマスク移動機構を有する。マスクユニット３６内において、マスク３６１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とマスク３６１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、およびマスク３６１が一体として副走査方向に移動する。このように、マスクユニット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マスク３６１を移動させ、マスク３６１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】
マスク３６１は、複数の開口部ＳＬ・ＳＬ・ＳＬ・・・が副走査方向に等ピッチに規則的に配列されてなる単位パターン群ＳＬＧが形成され、レーザ発振器３３からのパルス光をマスク３６１の単位パターン群ＳＬＧを介して通過させることで、基板９上に所定の像の一部となる単位像を形成する構成をしている。そして、詳細は後述するが、複数の露光ヘッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄが、基板に対して互いに直交する主走査方向と副走査方向とに相対移動し、基板上の開始位置から副走査方向に所定幅ごとに規定される複数の走査領域Ａｓ（本実施形態では１つの露光ヘッド３０あたり走査領域は４つあり、それぞれをＡｓ１、Ａｓ２、Ａｓ３、Ａｓ４とし、その総称としてＡｓとする）（図７参照）それぞれを主走査方向に沿って露光走査する。マスク３６１に形成された複数の単位パターン群ＳＬＧ１、ＳＬＧ２、ＳＬＧ３、ＳＬＧ４（その総称としてＳＬＧとする）は、複数の走査領域Ａｓ１、Ａｓ２、Ａｓ３、Ａｓ４に対応して、−Ｙ側から順に主走査方向に規則的に配列している。マスクユニット３６は、マスク３６１の主走査方向の位置を調整することにより、複数の単位パターン群ＳＬＧのうちのいくつかをパルス光の照射領域に配置することができる。また、マスクユニット３６は、マスク３６１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、パターン描画装置１は、装置全体を制御するとともに、各種の演算処理を行う制御部５０を備えている。図４は、制御部５０を含めたパターン描画装置１の構成を概念的に示すブロック図である。制御部５０は、ＣＰＵ及びメモリ等を備えたコンピュータによって構成され、予めメモリに記憶されたプログラムに従ってＣＰＵが演算処理を行うことにより、装置各部の制御機能や各種の演算機能が実現される。
【００４３】
図４に示すように、上述したリニアモータ２１ａ、２３ａ、２５ａ、レーザ駆動部３４、第１駆動部３６ｂ、第２駆動部３６ｄ、およびアライメントカメラ４１〜４４等は、制御部５０に電気的に接続され、制御部５０の制御下で動作する。
【００４４】
また、パターン描画装置１は、ユーザの各種の操作を受け付ける操作部５１と、パターンの描画に必要な描画データを入力するデータ入力部５２とをさらに備えている。データ入力部５２は例えば、記録媒体を読み取る読取装置や、外部装置との間でデータ通信を行う通信装置などとして構成される。これら操作部５１及びデータ入力部５２も制御部５０に電気的に接続され、操作部５１の操作内容は信号として制御部５０に入力されるとともに、データ入力部５２に入力された描画データは制御部５０のメモリに記憶される。描画データには、処理対象の基板９におけるパターンを描画すべき領域である描画対象領域の位置を示す位置情報等が示される。
【００４５】
図５（ａ）は、パターン描画装置１の処理対象である基板９に形成されるサブ画素領域の位置の例を示す図であり、図５（ｂ）は、その概略図である。図５（ａ）において符号Ａｃで示す領域は、後の工程で形成（パターン描画及び現像）されるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のサブ画素領域であり、図５（ｂ）において符号Ａｔで示す領域は、複数のサブ画素領域Ａｃ・Ａｃ・Ａｃ・・・が規則的に配列したものを概略化した領域で、着色パターンを描画すべき描画対象領域を示している。この描画対象領域Ａｔは、制御部５０のメモリに予め記憶された描画データに基づいて定められる。これらの描画対象領域Ａｔのそれぞれは、各種の製造工程を経て、最終的に一つのカラーフィルタ（最終製品）とされることになる。
【００４６】
パターン描画装置１は、一つの基板９に一つの描画対象領域Ａｔが設定される場合はもちろん、図５（ｂ）に示すように一つの基板９に複数の描画対象領域Ａｔが二次元的に配列して設定される場合においても、それぞれの描画対象領域Ａｔに対して着色パターンの描画を行うことが可能となっている。なお、基板９の上面には、サブ画素領域Ａｃをその枠内の領域に形成させるブラックマトリクスＢＭが形成されており、基板９の四隅には、アライメントマークＡＭが形成されている。このアライメントマークＡＭの形成位置は、これに限定されるものではなく、例えば、描画対象領域Ａｔごとの周縁部に形成する構成でもよい。
【００４７】
＜２．パターンの描画動作＞
＜２−１．露光前：ステージ上に基板配置（ステップＳ１）＞
次に、パターン描画装置１の基本的な動作について説明する。図６は、パターン描画装置１の基本的な動作の流れを示したフローチャートである。まず、予め感光材料（カラーレジスト）が塗布された基板９が搬送ロボットなどにより搬入され、ステージ１０の上面に載置される。基板９は、ステージ１０の上面に形成された吸着口に吸引され、ステージ１０の上面に略水平姿勢で保持される（ステップＳ１）。
【００４８】
＜２−２．露光前：所定幅ｗについて＞
次に、基板９に規則的なパターンが描画される。図７乃至図１２はそれぞれ、パターンを描画する動作の過程における基板９の状態を示す図で、図の下方に各露光ヘッド３０に対応するマスク３６１ａを示してある。また、これらの図において、符号６０で示す矩形の範囲は、一つの露光ヘッド３０が一度のパルス光の照射によりパターンを描画可能な範囲（露光可能な範囲）（以下、「描画可能範囲」という。）を示している（本実施形態では露光ヘッドは４つあり、それぞれに対応する描画可能範囲を６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄとし、その総称として６０とする）。この描画可能範囲６０の幅（以下、「幅」とは、特に断り書きがなければ、副走査方向の幅のことをさす）は、所定幅ｗ（本実施の形態では、例えば５０ｍｍ）とされている。なお、図中では、アライメントマークＡＭの図示を省略している。
【００４９】
＜２−３．露光前：ピッチＨ１について＞
前述のように、複数の露光ヘッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄは副走査方向に沿って同一ピッチＨ１（本実施形態では、例えば２００ｍｍ）で配列されるため、複数の露光ヘッド３０のそれぞれに対応する複数の描画可能範囲６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄも、副走査方向に沿ってこれと同一のピッチＨ１（例えば２００ｍｍ）で配列される。このピッチＨ１の幅は、描画可能範囲６０の幅ｗの４倍にあたる。
【００５０】
＜２−４．露光前：露光ヘッドを開始位置に（ステップＳ２）＞
各露光ヘッド３０は、＋Ｘ側に隣接する露光ヘッド３０までの基板９上の幅Ｈ１の領域を４回に分けて走査することになる。具体的には、まず、図７に示すように、描画データによって定められる基板９の開始位置Ｐｓに、複数の露光ヘッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ（すなわち、描画可能範囲６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ）それぞれが移動される（ステップＳ２）。
【００５１】
次に、図１０に示すように、基板９に対して露光ヘッド３０（すなわち、描画可能範囲６０）が主走査方向の＋Ｙ側に一定速度で相対移動される。この際、露光ヘッド３０からは、パルス光が所定の時間周期で照射される。これにより、一つの露光ヘッド３０ごとに、基板９上の主走査方向に延びる領域Ａｓを対象とする露光走査が行われる。このように一度の主走査方向への露光走査の対象となる基板９上の領域Ａｓを、「走査領域」という。本実施形態では、露光ヘッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄそれぞれが露光走査する各回走査領域を、−Ｘ側から第１走査領域Ａｓ１、第２走査領域Ａｓ２、第３走査領域Ａｓ３、第４走査領域Ａｓ４とする。
【００５２】
＜２−５．マスク：第１実施形態＞
ここで、第１実施形態に係るマスクについて、以下説明する。ここでは、着色パターン用マスク３６１ａ（露光ヘッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄに対応する着色パターン用マスクは４つあり、それぞれを３６１ａａ、３６１ａｂ、３６１ａｃ、３６１ａｄとし、その総称として３６１ａとする）を例に説明する。
【００５３】
＜２−５−１．マスク：単位パターン群の符号について＞
着色パターン用マスク３６１ａには複数の単位パターン群ＳＬＧが主走査方向に規則的に配列しており、第１実施形態に係る単位パターン群の符号は、ＳＬＧｘｙ（ｘ及びｙは変数で、ｘはアルファベット、ｙは整数値）とし、ｘには、露光ヘッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄのアルファベットが入り、ｙには、そのアルファベットの露光ヘッド３０が露光走査する走査領域Ａｓ１、Ａｓ２、Ａｓ３、Ａｓ４の番号が入る。例えば、露光ヘッド３０ａが第１走査領域を露光走査するときに使用するマスク３６１ａａの単位パターン群はＳＬＧａ１で、露光ヘッド３０ｃが第２走査領域を露光走査するときに使用するマスク３６１ａｃの単位パターン群は、ＳＬＧｃ２である。
【００５４】
また、主走査方向に規則的に配列した複数の単位パターン群ＳＬＧは、同一ピッチＰでそれぞれ配列している。露光ヘッド３０が走査領域Ａｓを露光走査するときに、マスクユニット３６を−Ｙ側若しくは＋Ｙ側にピッチＰに対応する距離だけ移動させることで、所望する単位パターン群ＳＬＧを選択して露光走査を行うことができる。
【００５５】
露光ヘッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ（すなわち、描画可能範囲６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ）がそれぞれの第１走査領域Ａｓ１を同時に露光走査するときは、各露光ヘッドの下方に、単位パターン群ＳＬＧｘ１が位置するようにマスクユニット３６の第１駆動部３６ｂを主走査方向に移動させて選択して配置する。同様に、第２走査領域Ａｓ２を露光走査するときは単位パターン群ＳＬＧｘ２に、第３走査領域Ａｓ３を露光走査するときは単位パターン群ＳＬＧｘ３に、第４走査領域Ａｓ４を露光走査するときは単位パターン群ＳＬＧｘ４にそれぞれ選択して合わせる。
【００５６】
＜２−５−２．単位パターン群の幅について＞
次に、マスク３６１ａ上の複数の単位パターン群ＳＬＧそれぞれの副走査方向の幅について、図８及び図９に基づいて説明する。本実施形態では、マスク３６１ａ上の複数の単位パターン群ＳＬＧの副走査方向の幅は、露光ヘッド３０（すなわち、描画可能範囲６０）が露光走査する走査領域Ａｓに含まれる描画対象領域Ａｔの副走査方向の幅に合わせて設定している。本実施形態では、描画対象領域Ａｔは、−Ｘ側から順に３つの描画対象領域Ａｔ１、Ａｔ２、Ａｔ３が配列してあり、その総称としてＡｔとする。なお、以下の説明では、単位パターン群ＳＬＧの副走査方向の幅をｗＳＬＧ、走査領域Ａｓの副走査方向の幅をｗＡｓ（幅の大きさは実質的には所定幅ｗと同じ）、一つの走査領域に含まれる描画対象領域Ａｔの副走査方向の幅をｗＡｔとする。
【００５７】
＜２−５−２−１．描画対象領域の幅ｗＡｔが走査領域の幅ｗＡｓと同等の場合＞
一つの走査領域Ａｓの副走査方向の幅全域に一つの描画対象領域Ａｔが含まれている場合、つまり、一つの走査領域Ａｓに含まれる描画対象領域Ａｔの幅ｗＡｔと、走査領域Ａｓの幅ｗＡｓとが同等な場合、その走査領域Ａｓを露光走査する露光ヘッド３０の下方に配置するマスク３６１ａ上の単位パターン群ＳＬＧの幅ｗＳＬＧは、走査領域Ａｓの幅ｗＡｓ、つまり、所定幅ｗと対応する幅に設定する。
【００５８】
＜２−５−２−２．描画対象領域の幅ｗＡｔが走査領域の幅ｗＡｓより狭い場合＞
また、一つの走査領域Ａｓ内に一つの描画対象領域Ａｔの一部が含まれている場合、つまり、一つの走査領域Ａｓに含まれる描画対象領域Ａｔの幅ｗＡｔが、走査領域Ａｓの幅ｗＡｓより狭い場合、その走査領域Ａｓを露光走査する露光ヘッド３０の下方に配置するマスク３６１ａ上の単位パターン群ＳＬＧの幅ｗＳＬＧは、その走査領域Ａｓに含まれる描画対象領域Ａｔの幅ｗＡｔと対応する幅に設定する。このように設定することで、一つの走査領域Ａｓに含まれる描画対象領域Ａｔの幅ｗＡｔと同幅のパルス光をマスク３６１ａを介して基板９上に照射することができる。本実施形態において、このように単位パターン群の幅ｗＳＬＧを設定するのは、図８に示すように、第１走査領域Ａｓ１に含まれる描画対象領域Ａｔ１を露光走査する露光ヘッド３０ａの下方に配置するマスク３６１ａａの単位パターン群ＳＬＧａ１、第１走査領域Ａｓ１に含まれる描画対象領域Ａｔ１を露光走査する露光ヘッド３０ｂの下方に配置するマスク３６１ａｂの単位パターン群ＳＬＧｂ１、第２走査領域Ａｓ２に含まれる描画対象領域Ａｔ２を露光走査する露光ヘッド３０ｂの下方に配置するマスク３６１ａｂの単位パターン群ＳＬＧｂ２、第２走査領域Ａｓ２に含まれる描画対象領域Ａｔ３を露光走査する露光ヘッド３０ｄの下方に配置するマスク３６１ａｃの単位パターン群ＳＬＧｄ２、である。
【００５９】
＜２−５−２−３．描画対象領域の幅ｗＡｔが走査領域の幅ｗＡｓより狭い場合：例外処理＞
次に、一つの走査領域Ａｓ内に隣り合う二つの描画対象領域Ａｔ・Ａｔそれぞれの一部が含まれている場合について説明する。本実施形態では、露光ヘッド３０ｃが露光走査する第２走査領域Ａｓ２内に、隣り合う二つの描画対象領域Ａｔ２、Ａｔ３それぞれの一部が含まれている（すなわち、一つの走査領域に間隙領域Ａｖの全体が含まれている）。ここで、第２走査領域Ａｓ２内の描画対象領域Ａｔ２、Ａｔ３の幅をそれぞれｗＡｔ２、ｗＡｔ３とし、間隙領域Ａｖの幅をｗＡｖとする。なお、幅ｗＡｔ２と、幅ｗＡｖと、幅ｗＡｔ３とを足した合計値が、第２走査領域Ａｓ２の幅、つまり、所定幅ｗに相当する。
【００６０】
また、図９に示すように、このときの露光ヘッド３０ｃの下方に配置するマスク３６１ａｃの単位パターン群ＳＬＧｃ２は、複数の開口部ＳＬ・ＳＬ・・・が配列して構成された光通過口部ＬＰ１及びＬＰ２と、光通過口部ＬＰ１とＬＰ２との間に形成された遮光部ＳＨとが副走査方向に配列して構成されている。ここで、光通過口部ＬＰ１、ＬＰ２の幅をそれぞれｗＬＰ１、ｗＬＰ２とし、遮光部ＳＨの幅をｗＳＨとする。
【００６１】
ここで、光通過口部ＬＰ１の幅ｗＬＰ１を第２走査領域Ａｓ２内の描画対象領域Ａｔ２の幅ｗＡｔ２と、光通過口部ＬＰ２の幅ｗＬＰ２を第２走査領域Ａｓ２内の描画対象領域Ａｔ３の幅ｗＡｔ３と、遮光部ＳＨの幅ｗＳＨを間隙領域Ａｖの幅ｗＡｖと、をそれぞれ対応する幅に設定する。このように設定することにより、一つの走査領域Ａｓ２に含まれる、描画対象領域Ａｔ２の幅ｗＡｔ２及び描画対象領域Ａｔ３の幅ｗＡｔ３、と同幅のパルス光をマスク３６１ａｃを介してそれぞれ基板９上に照射することができる。従って、従来のパターン描画装置では、一つの走査領域内に隣り合う二つの描画対象領域それぞれの一部が含まれている場合は、通常の露光走査を二度行うやり方等で処理（例外処理）していたが、本実施形態に係るパターン描画装置１では、一度の露光走査で処理を行うことができる。
【００６２】
＜２−６．露光前：マスクの配置（ステップＳ３）＞
話を戻す。ステップＳ２の操作を行った後、マスクユニット３６の第１駆動部３６ｂを主走査方向に移動させて、第１走査領域Ａｓ１を露光走査する露光ヘッド３０ａの下方にマスク３６１ａａの単位パターン群ＳＬＧａ１、露光ヘッド３０ｂの下方にマスク３６１ａｂの単位パターン群ＳＬＧｂ１、露光ヘッド３０ｃの下方にマスク３６１ａｃの単位パターン群ＳＬＧｃ１、露光ヘッド３０ｄの下方にマスク３６１ａｄの単位パターン群ＳＬＧｄ１、がそれぞれ位置するように配置する（ステップＳ３）。
【００６３】
＜２−７．露光開始：第１走査領域Ａｓ１を＋Ｙ側へ走査（ステップＳ４）＞
そして、図１０に示すように、露光ヘッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄからパルス光を時間周期的に照射させつつ、基板９に対して露光ヘッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ（すなわち、描画可能範囲６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ）を主走査方向の＋Ｙ側に一定速度で相対移動させる。これにより、基板９上において主走査方向に延びる一つの走査領域Ａｓ１に対する露光走査が、一つの露光ヘッド３０ごとに行われる。この露光走査により描画可能範囲６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄが通過した第１走査領域Ａｓ１には、規則的なパターンが描画される。図中においては、パターンが描画された領域を斜線ハッチングを付して示している（ステップＳ４）。
【００６４】
＜２−８．第１走査領域Ａｓ１の露光走査終了：露光ヘッドを＋Ｘ側に移動（ステップＳ６）＞
一度の主走査方向への露光走査が終了すると、基板９に対して露光ヘッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ（すなわち、描画可能範囲６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ）を所定幅ｗだけ副走査方向の＋Ｘ側に相対移動させる（ステップＳ６）。
【００６５】
＜２−９．第２走査領域Ａｓ２の露光前：マスクの移動（ステップＳ３）＞
そして、第２走査領域Ａｓ２を露光走査する前に、マスクユニット３６の第１駆動部３６ｂを−Ｙ側にピッチＰに対応する距離だけ移動させて、第２走査領域Ａｓ２を露光走査する露光ヘッド３０ａの下方にマスク３６１ａａの単位パターン群ＳＬＧａ２、露光ヘッド３０ｂの下方にマスク３６１ａｂの単位パターン群ＳＬＧｂ２、露光ヘッド３０ｃの下方にマスク３６１ａｃの単位パターン群ＳＬＧｃ２、露光ヘッド３０ｄの下方にマスク３６１ａｄの単位パターン群ＳＬＧｄ２、がそれぞれ位置するように配置する。
【００６６】
＜２−１０．露光開始：第２走査領域Ａｓ２を−Ｙ側へ走査＞
続いて、図１１に示すように、基板９に対して露光ヘッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ（すなわち、描画可能範囲６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ）を主走査方向の−Ｙ側に一定速度で相対移動させることで、前回の露光走査がなされた第１走査領域Ａｓ１の＋Ｘ側に隣接する第２走査領域Ａｓ２に対して露光走査が行われる。
【００６７】
＜２−１１．第３走査領域Ａｓ３、第４走査領域Ａｓ４を走査＞
同様にして、図１２に示すように、露光ヘッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを基板９に対して所定幅ｗずつ副走査方向の＋Ｘ側に相対移動させながら、かつ、マスク３６１ａａ、３６１ａｂ、３６１ａｃ、３６１ａｄを−Ｙ側にピッチＰに対応する距離ずつ移動させ配置させながら、第３走査領域Ａｓ３、第４走査領域Ａｓ４と主走査方向への露光走査が更に行われる。これにより、各露光ヘッド３０は、＋Ｙ側に隣接する露光ヘッド３０までの幅Ｈの領域を分割した４つの走査領域Ａｓ１、Ａｓ２、Ａｓ３、Ａｓ４のそれぞれに関して露光走査を行い、パターンを描画することになる。
【００６８】
パターンが描画された基板９は、搬送ロボット等によりステージ１０の上面から搬出される（ステップＳ７）。基板９に描画された各パターンは、後の工程で現像されてＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいずれかの色を有するサブ画素領域Ａｃとされる。そして、このようなサブ画素領域の形成（パターン描画及び現像）を、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応するように３回繰り返すことにより、基板９の描画対象領域Ａｔ１、Ａｔ２、Ａｔ３は一つのカラーフィルタとされることになる。
【００６９】
＜２−１２．まとめ＞
以上説明したように、本実施形態に係るのパターン描画装置１においては、着色パターン用マスク３６１ａを少なくとも主走査方向に移動させるマスク移動機構（第１駆動部３６ｂ）が設けられている。そして、露光ヘッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄそれぞれが、−Ｘ側から副走査方向に所定幅ｗごとに規定される第１走査領域Ａｓ１から第４走査領域Ａｓ４へかけて露光走査を行う。カラーフィルタ等を量産させる場合、予め基板９上のどの場所に着色パターンを描画するか把握しているので、各露光ヘッド３０が各走査領域Ａｓを走査するとき、各走査領域Ａｓ内の描画対象領域Ａｔの幅ｗＡｔそれぞれに合わせた複数の単位パターン群ＳＬＧをマスク３６１ａ上に主走査方向に配列して形成しておく。そして、各露光ヘッド３０が各走査領域Ａｓを露光走査するときに、マスク３６１ａを主走査方向に移動し、単位パターン群ＳＬＧを適宜選択して各走査領域Ａｓを露光走査する。その結果、一つの走査領域Ａｓ内に一つの描画対象領域Ａｔの一部が含まれている場合でも、従来のように、シャッタ機構の使用やマスクを２枚重ねしてスライドさせたりして単位パターン群ＳＬＧの幅を調整する必要がなく、また、一つの走査領域Ａｓ内に隣り合う二つの描画対象領域Ａｔ、Ａｔそれぞれの一部が含まれている（すなわち、一つの走査領域Ａｔに間隙領域Ａｖの全体が含まれている）場合でも、同一の走査領域Ａｓに対して二度の露光走査を行う必要がなくなり、露光走査の回数を低減できることになる。
【００７０】
＜３．他の実施の形態＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この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。以下では、このような他の実施の形態について説明する。もちろん、以下で説明する形態を適宜に組み合わせてもよい。
【００７１】
＜３−１．第２実施形態＞
上記実施形態では、ブラックマトリクスＢＭと、アライメントマークＡＭと、感光材料（カラーレジスト）とが既に形成された基板９に、多種多様な形状の単位パターン群ＳＬＧを複数形成した着色パターン用マスク３６１ａを介して露光走査して、所定の着色パターンを描画していたが、同様に、多種多様な形状の単位パターン群を複数形成したマスクを介して、ブラックマトリクスＢＭやアライメントマークＡＭを、感光材料（カラーレジスト）が形成される前の基板９上に形成することも可能である。
【００７２】
図１３ないし図１５はそれぞれ、感光材料をその表面に塗布していない基板９上に、ブラックマトリクスＢＭ及びアライメントマークＡＭパターンを描画する動作の過程における基板９の状態を示す図で、図の下方に各露光ヘッド３０に対応するマスク３６１ｂ、３６１ｃを示してある。ブラックマトリクスＢＭは、後の工程で基板９上に形成されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のサブ画素領域の層の隙間から入射光が漏れると液晶ディスプレイ等のコントラストが低下するため、その間に光を遮断するブラックマトリクスＢＭを形成している。このブラックマトリクスＢＭの形成方法は、クロムＢＭ法、樹脂ＢＭ法や重ね合わせ法等があるが、基板９上に金属クロム等の遮光材を塗布した後、フォトリソグラフィ技術によってパターン加工し、ブラックマトリクスＢＭを形成する方法であれば特に限定しない。また、描画対象領域Ａｔの外側で、基板の四隅には、基板の実際の位置と理想位置とのずれ量を検出するためのアライメントマークＡＭが形成されている。アライメントマークＡＭは、ブラックマトリクスＢＭと同一の遮光材を同一形成工程時に露光、現像し、パターニングすることで形成される。
【００７３】
ブラックマトリクスパターン用マスク３６１ｂ（ブラックマトリクスパターン用マスク３６１ｂａ、３６１ｂｂ、３６１ｂｃ、３６１ｂｄの総称として３６１ｂとする）及びアライメントマークパターン用マスク３６１ｃ（アライメントマークパターン用マスク３６１ｃａ、３６１ｃｂの総称を３６１ｃとする）を使用した基板９上へのブラックマトリクスＢＭ及びアライメントマークＡＭのパターン形成の流れは、上記第１実施形態に係る着色パターン用マスク３６１ａを介して露光走査した図６のフローチャートに示す流れと基本的に同じである。よって、ブラックマトリクスＢＭ及びアライメントマークＡＭの形成について詳しい説明は省略する。なお、図中においては、露光走査において、未露光の領域（遮光材が後の工程で剥離される領域）を無地の白色で示している。また、後述するブラックマトリクスパターン用マスク３６１ｂの閉口部ＢＬ及び単位パターン群ＢＬＧ以外の部材も同じであるので、この場合も同一の符号を使用して図示している。
【００７４】
着色パターン用マスク３６１ａとブラックマトリクスパターン用マスク３６１ｂとの相違点（図１７参照）は、着色パターン用マスク３６１ａでは複数の開口部ＳＬの部分、及び複数の開口部ＳＬ・ＳＬ・・・からなる単位パターン群ＳＬＧが透過で、それ以外の部分が遮光材で覆われていたのに対し、ブラックマトリクスパターン用マスク３６１ｂでは、着色パターン用マスク３６１ａの開口部に相当する部分が遮光材で覆われていて（以下、その部分を閉口部ＢＬとし、複数の閉口部ＢＬ・ＢＬ・・・からなる単位パターン群をＢＬＧとする）、それ以外の部分が透過に構成にしている点である。但し、ブラックマトリクスパターン用マスク３６１ｂの閉口部ＢＬ及び単位パターン群ＢＬＧの形状、大きさ、位置は、着色パターン用マスク３６１ａの開口部ＳＬ及び単位パターン群ＳＬＧと基本的に同じである。
【００７５】
また、ブラックマトリクスパターン用マスク３６１ｂには複数の単位パターン群ＢＬＧが主走査方向に規則的に配列しており、第１実施形態に係る単位パターン群の符号は、ＢＬＧｘｙ（ｘ及びｙは変数で、ｘはアルファベット、ｙは整数値）とし、ｘには、露光ヘッド３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄのアルファベットが入り、ｙには、そのアルファベットの露光ヘッド３０が露光走査する走査領域Ａｓ１、Ａｓ２、Ａｓ３、Ａｓ４の番号が入る。例えば、露光ヘッド３０ａが第１走査領域を露光走査するときに使用するマスク３６１ｂａの単位パターン群はＢＬＧａ１で、露光ヘッド３０ｃが第２走査領域を露光走査するときに使用するマスク３６１ｂｃの単位パターン群は、ＢＬＧｃ２である。
【００７６】
また、アライメントマークパターン用マスク３６１ｃａ及び３６１ｃｂには、平面十字状の遮光部ＢＬｍが形成されており、ブラックマトリクスパターン用マスク３６１ｂａの−Ｙ側にはアライメントマークパターン用マスク３６１ｃａが、ブラックマトリクスパターン用マスク３６１ｂｄの＋Ｙ側にはアライメントマークパターン用マスク３６１ｃｂが、それぞれ同一平面上に配置されている。
【００７７】
したがって、ブラックマトリクスパターン用マスク３６１ｂ、及びアライメントマークパターン用マスク３６１ｃを使用することにより、基板９の上面に、サブ画素領域Ａｃをその枠内の領域に形成させるブラックマトリクスＢＭを形成し、基板９の四隅に、アライメントマークＡＭを形成することができる。
【００７８】
なお、本発明では、着色パターン用マスク３６１ａ、ブラックマトリクスパターン用マスク３６１ｂ、及びアライメントマークパターン用マスク３６１ｃを１枚のマスク３６１に配列させた構成をとることも可能で、アライメントマークＡＭ及びブラックマトリクスＢＭの形成、及び着色パターンの形成を１枚のマスク３６１で行うことも可能である。例えば、図１７では、着色パターン用マスク３６１ａとブラックマトリクスパターン用マスク３６１ｂを１枚のマスク３６１上に配列したものを図示している。
【００７９】
上記実施形態では、アライメントカメラ４１〜４４を４つ配置し、基板９の四隅に平面十字状のアライメントマークＡＭを形成したが、アライメントカメラの位置や数、及び、アライメントマークＡＭの形状、位置及び数は、これに限定されず種々変更可能である。例えば、図１６に示すように、多角形ＢＬｔ、円形（不図示）、バーコードマーク形状ＢＬｂでもよい。なお、バーコードマークは、二次元的に情報を表現する二次元コードＢＬｂ２でも一次元バーコードＢＬｂ１でもよい。ただし、多くの情報量を記録できるため、二次元格子状に配置されたドットの有無により情報を表現する情報記録コードを採用することが望ましい。ここでいう二次元コードＢＬｂ２とは、主走査方向と副走査方向、つまり二次元方向に情報をもつバーコードの表示方式を二次元コードと呼び、二次元コードＢＬｂ２はスタック式とマトリックス式とに大別される。スタック式とは、一次元バーコードを縦に積み重ねて縦横で情報を表示したバーコードである。マトリックス式とは、情報を白黒交互のます目（セル）で縦横モザイク状に表示したバーコードである。なお、図で示したアライメントマークＡＭは一例であり、その形状はアライメントマークＡＭとしての機能を有していれば特に限定しない。
【００８０】
また、上記実施形態では、描画対象領域Ａｔの外側に、基板９の実際の位置と理想位置とのずれ量を検出する印としてアライメントマークＡＭを形成していたが、所定の情報を認識するための認識領域（認識パターン）を形成してもよい。例えば、図示していないが、マスクの名称、工程、来歴等を機械で読み取りマスクや露光管理するために設けられるマスク識別バーコードマークや、マスクの名称、ロット管理番号、及びマスク製造業者等が記されたもので、通常は作業者に読み取れるよう文字で描かれているマスク識別子等がある。また、マスク上の短寸法管理をするためのパターンである短寸法測定パターンや、長寸法管理をするためのパターンである長寸法測定パターンをパターニングするとこも可能である。これらの認識パターンは、ブラックマトリクスＢＭと同一の遮光材を同一形成工程時にパターニングすることで形成されている。これにより、作業者の、パターンに対する認識能力やカラーフィルタに対する識別能力を向上させることができる。
【００８１】
＜３−２．第３実施形態＞
次に、マスク３６１上の複数の単位パターン群ＳＬＧが、開口部ＳＬの主走査方向及び／又は副走査方向の縮尺が互いに異なる複数の単位パターン群ＳＬＧを含む場合について、図１８乃至図２１に基づいて、以下説明する。
【００８２】
従来のパターン描画装置でのマスクの開口部の幅の管理は、使用するカラーレジストにマッチするように専用に設計したマスクを使用するのではなく、既存のマスクを使用して幅の調整を行っていた。例えば、２枚のマスクを重ね合わせて相対的にスライドさせることによりパターンの幅を調整したり、所望する幅より幾分か幅の細いマスクを使用し、露光量を調節する（幅を太くする場合には露光量を増加させる）ことにより幅をコントロールしていた。また、カラーレジストを塗布した基板にマスクを介した露光によってサブ画素を形成する際に、露光装置本体の温度や湿度は、クリーンルーム内の温度や湿度に依存しているため、露光、現像処理後に形成されるサブ画素の幅にバラツキが生じることがある。そこで、本発明は上記課題を解決すべく、本実施形態に係るパターン描画装置１のマスク３６１は、１枚のマスク３６１上に、同じピッチで主走査方向に拡大及び／又は縮小した複数の開口部ＳＬ・ＳＬ・・・を配列し、上記許容できる範囲の幅のバラツキに対応した開口部ＳＬを提供する。例えば、特定の色のカラーレジストにはこの開口部ＳＬ及び単位パターン群ＳＬＧを使う、というように、開口部ＳＬ及び単位パターン群ＳＬＧを適宜選択して露光走査することができる構成にした。
【００８３】
また、カラーレジストは、一般的には各色顔料と、紫外線硬化型樹脂等のエネルギー線硬化性樹脂であるバインダー樹脂と、その他添加剤等とで構成されており、赤色顔料としては、一般にカラーフィルタに用いられる赤色顔料を用いることが可能であり、例えば、ピグメントレッド１７７、ピグメントレッド２５４、およびピグメントレッド２０９等を挙げることができ、中でもピグメントレッド２０９が好適に用いられる。また、緑色顔料としては、一般にカラーフィルタに用いられる緑色顔料を用いることが可能であり、例えば、ピグメントグリーン３６、ピグメントグリーン３７、およびピグメントグリーン７等を挙げることができ、中でもピグメントグリーン３６が好適に用いられる。また、青色顔料としては、一般にカラーフィルタに用いられる青色顔料を用いることが可能であり、例えば、ピグメントブルー１５：３、ピグメントブルー１６、ピグメントブルー１７、およびピグメントブルー１５等を挙げることができ、中でもピグメントブルー１５：３が好適に用いられる。赤色カラーレジスト、青色カラーレジスト、緑色カラーレジストそれぞれに特性があり、それぞれに合わせた幅を有する開口部を形成したり、上述したように同じ色の顔料にしても数種類あるため、同じ色のカラーレジストにしても、顔料の種類によって微妙にカラーレジストの特性が異なる。したがって、１枚のマスク３６１上に、それぞれの顔料からなるカラーレジストの特性に合わせた開口部ＳＬ及び単位パターン群ＳＬＧをそれぞれ形成することも可能である。最終的には、基板９上に露光される着色パターンがいずれも同じ大きさとなるように、適宜マスク３６１の開口部ＳＬ及び単位パターン群ＳＬＧを選択して露光走査する。
【００８４】
＜３−２−１．開口部の主走査方向又は副走査方向のいずれかの幅が等幅＞
図１８は、第１マスク部３６１ｄと第２マスク部３６１ｅとが主走査方向に配列して、一枚のマスク３６１を構成した図である。第１マスク部３６１ｄ及び第２マスク部３６１ｅは、副走査方向に等ピッチに配列した７つの開口部ＳＬ・ＳＬ・・・（第３実施形態では、開口部ＳＬａ１、ＳＬａ２、ＳＬａ３、ＳＬｂ１、ＳＬｂ２、ＳＬｂ３、ＳＬｃ１、ＳＬｃ２、ＳＬｃ３の総称をＳＬとする）が単位パターン群ＳＬＧを構成し、その単位パターン群ＳＬＧが３つ主走査方向に一列に配列した構成になっている。その単位パターン群を、第１マスク部３６１ｄでは、−Ｙ側から単位パターン群ＳＬＧ５、ＳＬＧ６、ＳＬＧ７とし、第２マスク部３６１ｅでは、−Ｙ側から単位パターン群ＳＬＧ８、ＳＬＧ９、ＳＬＧ１０とする。
【００８５】
まず、第１マスク部３６１ｄについて説明する。各単位パターン群ＳＬＧ５、ＳＬＧ６、ＳＬＧ７をそれぞれ構成している開口部ＳＬａ１、ＳＬａ２、ＳＬａ３の副走査方向の幅は、いずれも同一の幅Ｒ１であり、ある開口部ＳＬａと副走査方向に隣り合う開口部ＳＬａとは同一のピッチＨ２で配列している。一方、主走査方向に配列している開口部ＳＬａ１、ＳＬａ２、ＳＬａ３それぞれの幅Ｒｙ１、Ｒｙ２、Ｒｙ３は、−Ｙ側から＋Ｙ側の開口部になるにつれて拡大している。つまり、開口部ＳＬａ１の主走査方向の幅Ｒｙ１が最も狭く、開口部ＳＬａ３の主走査方向の幅Ｒｙ３が最も広い。
【００８６】
次に、第２マスク部３６１ｅについて説明する。各単位パターン群ＳＬＧ８、ＳＬＧ９、ＳＬＧ１０をそれぞれ構成している開口部ＳＬｂ１、ＳＬｂ２、ＳＬｂ３の主走査方向の幅は、いずれも同一の幅Ｒ２である。一方、副走査方向に配列している開口部ＳＬｂ１、ＳＬｂ２、ＳＬｂ３それぞれの幅Ｒｘ１、Ｒｘ２、Ｒｘ３は、−Ｙ側から＋Ｙ側の開口部になるにつれて拡大している。つまり、開口部ＳＬｂ１の主走査方向の幅Ｒｘ１が最も狭く、開口部ＳＬｂ３の主走査方向の幅Ｒｘ３が最も広い。また、ある開口部と副走査方向に隣り合う開口部とは同一のピッチＨ３で配列している。
【００８７】
＜３−２−２．開口部の主走査方向及び副走査方向の幅の縮尺が異なる＞
また、上記実施形態以外に、−Ｙ側から＋Ｙ側へ向かうにつれて、開口部ＳＬの主走査方向及び副走査方向の幅が拡大するように構成してもよい。つまり、複数の開口部ＳＬが副走査方向に一列に同一のピッチで配列し、開口部ＳＬが−Ｙ側から＋Ｙ側になるにつれて、主走査方向の幅と副走査方向の幅とが等倍率で拡大する構成である。その一例として、図１９に基づいて説明する。
【００８８】
主走査方向に一列に配列した４つの開口部ＳＬｃ・ＳＬｃ・・・が単位パターン群ＳＬＧを構成し、その単位パターン群を、−Ｙ側から単位パターン群ＳＬＧ１１、ＳＬＧ１２、ＳＬＧ１３とする。また、ある開口部ＳＬｃと副走査方向に隣り合う開口部ＳＬｃとは同一のピッチＨ４で配列している。一方、主走査方向に配列している開口部ＳＬｃ１、ＳＬｃ２、ＳＬｃ３それぞれの主走査方向の幅Ｒｙ４、Ｒｙ５、Ｒｙ６、及び副走査方向の幅Ｒｘ４、Ｒｘ５、Ｒｘ６は、−Ｙ側から＋Ｙ側の開口部になるにつれて拡大している。つまり、開口部ＳＬｃ１が最も小さく、開口部ＳＬｃ３が最も大きい。
【００８９】
また、−Ｙ側から＋Ｙ側へ向かうにつれて、開口部ＳＬの主走査方向及び副走査方向の幅が拡大する旨の記載をしたが、この拡大が一定の倍率（等倍率）でもそれ以外の倍率でもよい。
【００９０】
上記実施形態では、開口部が矩形のストライプ形状の場合を記載したが、開口部の形状はこれに限定しない。例えば、図２０に示すような略「Ｌ」字形状や、図２１に示すような略「く」字形状の開口部を、１枚のマスク３６１上に形成してもよい。
【００９１】
以上説明したように、１枚のマスク３６１の面に、複数の開口部を副走査方向に配列して単位パターン群を構成し、形状等が異なる単位パターン群を主走査方向に配列したことにより、マスクユニット３６の第１駆動部３６ｂを動作させてマスクを主走査方向に移動することで、露光ヘッドからのパルス光による照射対象が、ある単位パターン群とその他の単位パターン群との間で切り替えることができる。そして、ステージ移動機構により感光材料上の光の照射位置が走査方向へと感光材料に対して相対的にかつ連続的に移動しつつパルス光によりパターンの描画が行われる。これにより、パターン描画装置では、マスクを入れ替えることなく、感光材料上に複数の種類の規則的なパターンを容易に描画することができる。
【００９２】
なお、着色パターンを形成した上記第１実施形態及び第３実施形態、及びブラックマトリクスＢＭ及びアライメントマークＡＭのパターンを形成した上記第２実施形態で用いたマスク３６１はいずれも、ネガ型レジストを基板９上面に塗布したものに対応した開口部を複数形成したものである。ネガ型レジストの場合は、露光部分がパターンとして残り、ポジ型レジストの場合は、未露光部分（遮光部分）がパターンとして残るため、ポジ型レジストを塗布した場合は、上記とは逆の透過部分と遮光部分とを有したマスクを使用する。
【００９３】
＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。上記の実施形態では、例えば図９に示したように、マスク３６１ａｃ上に複数の開口部ＳＬを副走査方向に規則的に配列して複数の単位パターン群ＳＬＧ１、ＳＬＧ２、ＳＬＧ３、ＳＬＧ４を形成し、それらを−Ｙ側から順に主走査方向に規則的に配列させていた。上記の実施形態では、ある単位パターン群内の開口部ＳＬの開口位置と、他の単位パターン群内の開口部ＳＬの開口位置とを、主走査方向に同一直線Ｏ上にあるように配置させていたが、同一直線上に配置させない構成でもよい。例えば、従来のパターン描画装置では、一つの露光ヘッド３０が一度のパルス光の照射によりパターンを描画することができる範囲の幅を、例えば５０ｍｍだとすると、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のサブ画素領域のピッチは、各色で３００μｍ程度のオーダーであるため、マスク３６１の副走査方向の位置を、マスクユニット３６により、例えば第１走査目と第２走査目では厳密に副走査方向に変位させる必要があった。この点について、例えば図２２に示すように、副走査方向の変位に対応した複数種類の単位パターン群ＳＬＧを予めマスク３６１（図中ではマスク３６１ａｃ）上に形成させてもよい。このように構成することにより、マスク３６１を副走査方向に移動させることなく主走査方向に移動させるだけで、各走査領域Ａｓに対応したパターンを描画することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】パターン描画装置の構成を示す側面図である。
【図２】パターン描画装置の構成を示す上面図である。
【図３】マスクユニットの構成を示した上面図である。
【図４】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５】（ａ）は、パターン描画装置１の処理対象である基板９に形成されるサブ画素領域の位置の例を示す図であり、（ｂ）は、その概略図である。
【図６】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７】処理対象となる基板の例を示した図である。
【図８】描画対象領域の間隙領域と走査領域との位置関係の一例を示す図である。
【図９】一つの走査領域内に隣り合う描画対象領域の一部がそれぞれ含まれている場合に使用するマスクの図である。
【図１０】着色パターンを描画する動作過程における基板の状態の遷移を示す図である。
【図１１】着色パターンを描画する動作過程における基板の状態の遷移を示す図である。
【図１２】着色パターンを描画する動作過程における基板の状態の遷移を示す図である。
【図１３】ブラックマトリクスパターン及びアライメントマークパターンを描画する動作過程における基板の状態の遷移を示す図である。
【図１４】ブラックマトリクスパターン及びアライメントマークパターンを描画する動作過程における基板の状態の遷移を示す図である。
【図１５】ブラックマトリクスパターン及びアライメントマークパターンを描画する動作過程における基板の状態の遷移を示す図である。
【図１６】その他のアライメントマークパターンを示した図である。
【図１７】着色パターン用マスクとブラックマトリクスパターン用マスクを１枚のマスク上に配列した図である。
【図１８】開口部が−Ｙ側から＋Ｙ側になるにつれて、主走査方向又は副走査方向の幅が拡大する構成を示した図である。
【図１９】開口部が−Ｙ側から＋Ｙ側になるにつれて、主走査方向の幅と副走査方向の幅とが等倍率で拡大する構成を示した図である。
【図２０】図１９の他の実施形態を示した図である。
【図２１】図１９の他の実施形態を示した図である。
【図２２】開口部を主走査方向に同一直線上に配置させていない場合のマスクの図である。
【符号の説明】
【００９５】
１      パターン描画装置
３０、３０ａ〜３０ｄ      露光ヘッド
３６      マスクユニット
３６ａ      保持部
３６ｂ      第１駆動部
３６ｃ      ガイドレール
３６ｄ      第２駆動部
３６１      マスク
３６１ａ      着色パターン用マスク
３６１ｂ      ブラックマトリクスパターン用マスク
３６１ｃ      アライメントマークパターン用マスク
３６１ｄ      第１マスク部
３６１ｅ      第２マスク部
４０      撮影部
４１、４２、４３、４４      アライメントカメラ
５０      制御部
６０、６０ａ〜６０ｄ      描画可能範囲
９      基板
Ａｔ      描画対象領域
Ａｓ      走査領域
Ａｖ      間隙領域
ＡＭ      アライメントマーク
ＢＭ      ブラックマトリクス
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４      副走査方向のピッチ
ＬＰ      光通過口部
Ｐ      単位パターン群の主走査方向の距離
Ｐｓ      開始位置
Ｒ１、Ｒ２      開口部の幅
Ｒｘ１〜Ｒｘ６    開口部の副走査方向の幅
Ｒｙ１〜Ｒｙ６    開口部の主走査方向の幅
ＳＨ      遮光部
ＳＬ      開口部
ＳＬＧ      単位パターン群
ｗ      所定幅（一つの走査領域の幅）
ｗＳＬＧ      単位パターン群の幅
ｗＡｓ      走査領域の幅
ｗＡｔ      一つの走査領域内の描画対象領域の幅
ｗＡｖ      間隙領域の幅
ｗＬＰ      光通過口部の幅
ｗＳＨ      遮光部の幅
【図１】
2009204982.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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