(57)【要約】【課題】被検出物の位置ずれを高速かつ高精度に検出する技術を提供する。【解決手段】ステージ上に載置された基板上に形成されたアライメントパターンＡＰをカメラにより撮像して撮像画像データを取得する。得られた撮像画像データの画素データ値をＸ，Ｙ各方向について積算して積算波形Ｓ（Ｙ），Ｓ（Ｘ）を取得する。得られた積算波形に基づいて、アライメントパターンＡＰを構成する４つのマーク図形Ｔ１〜Ｔ４のそれぞれの中心Ｃ１〜Ｃ４の位置を特定する。４つの中心の位置からアライメントパターンＡＰの中心位置ＡＭＯを特定し、基板の平行ずれ量を取得する。また、２つの中心Ｃ１，Ｃ３を結ぶ線分のＸ軸に対する傾き量に基づいて基板の回転ずれ量を取得する。取得されたずれ量に基づいてステージ位置および描画開始位置を補正することによって、載置位置のずれを補正して正確な位置に描画を行うことができる。【選択図】図８
2009014919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
載置された被検出物の理論的に載置されるべき所定の載置位置からの位置ずれを検出するずれ量検出装置であって、
前記被検出物上に形成され、第１の方向および前記第１の方向と直交する第２の方向のそれぞれについて互いにずれて配置された２以上のマーク図形を含む検出パターンを撮像して、撮像画像データを取得する撮像手段と、
前記撮像画像データの画素データ値を、前記第１の方向および前記第２の方向についてそれぞれ積算して、第１の積算波形と第２の積算波形とを取得する積算波形取得手段と、
前記第１の積算波形および前記第２の積算波形に基づいて、前記２以上のマーク図形のそれぞれの中心の座標値を特定するマーク中心位置特定手段と、
前記２以上のマーク図形のそれぞれの中心の座標値に基づいて前記検出パターンの中心の座標値を特定し、前記検出パターンの中心の座標値に基づいて前記被検出物の前記所定の載置位置からの平行ずれ量を取得する平行ずれ量取得手段と、
前記２以上のマーク図形のうちから選択された２つのマーク図形の中心位置を結ぶ線分の所定軸に対する傾き量を特定し、前記傾き量に基づいて前記被検出物の前記所定の載置位置からの回転ずれ量を取得する回転ずれ量取得手段と、
を備えることを特徴とするずれ量検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載のずれ量検出装置であって、
前記第１の積算波形において所定の閾値を超える値を有する領域を抽出して第１の抽出波形を取得するとともに、前記第２の積算波形において前記所定の閾値を超える値を有する領域を抽出して第２の抽出波形を取得する抽出波形取得手段、
を備え、
前記マーク中心位置特定手段が、
前記第１の抽出波形および前記第２の抽出波形に基づいて、前記２以上のマーク図形のそれぞれの中心の座標値を特定することを特徴とするずれ量検出装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のずれ量検出装置であって、
前記検出パターンが、４つのマーク図形を含むことを特徴とするずれ量検出装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のずれ量検出装置であって、
前記平行ずれ量と前記回転ずれ量とに基づいて、前記被検出物の位置ずれを補正するずれ補正手段、
を備えることを特徴とするずれ量検出装置。
【請求項５】
基板上に形成された感光材料に所定のパターンを描画する描画装置であって、
基板を載置するステージと、
前記ステージ上に載置された基板の上面に所定パターンの光を照射する光照射部と、
前記ステージと前記光照射部とを相対移動させるステージ駆動部と、
前記ステージ上に載置された基板の理論的に載置されるべき所定の載置位置からの位置ずれを検出するずれ量検出手段と、
前記ずれ量検出手段により検出されたずれ量に基づいて、前記基板の位置ずれを補正する補正手段と、
を備え、
前記ずれ量検出手段が、
基板上に形成され、第１の方向および前記第１の方向と直交する第２の方向のそれぞれについてついて互いにずれて配置された２以上のマーク図形を含む検出パターンを撮像して、撮像画像データを取得する撮像手段と、
前記撮像画像データの画素データ値を、前記第１の方向および前記第２の方向についてそれぞれ積算して、第１の積算波形と第２の積算波形とを取得する積算波形取得手段と、
前記第１の積算波形および前記第２の積算波形に基づいて、前記２以上のマーク図形のそれぞれの中心の座標値を特定するマーク中心位置特定手段と、
前記２以上のマーク図形のそれぞれの中心の座標値に基づいて前記検出パターンの中心位置を特定し、前記検出パターンの中心の座標値に基づいて前記基板の前記所定の載置位置からの平行ずれ量を取得する平行ずれ量取得手段と、
前記２以上のマーク図形のうちから選択された２つのマーク図形の中心位置を結ぶ線分の所定軸に対する傾き量を特定し、前記傾き量に基づいて前記基板の前記所定の載置位置からの回転ずれ量を取得する回転ずれ量取得手段と、
を備えることを特徴とする描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、載置された被検出物の理論的に載置されるべき載置位置からの位置ずれを検出するずれ量検出装置、および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（以下において単に「基板」という）上に形成された感光材料に所定のパターンを描画する描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、基板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パターン描画装置が使用されている。従来のパターン描画装置は、描画試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おり、基板を移動させつつそれに同期させ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構成となっている。従来のパターン描画装置の構成は、例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
このようなパターン描画装置においては、描画位置を高精度に調整する必要があるため、ステージ上に載置された基板の位置ずれを正確に検出して高精度に位置合わせする技術が要求される。
【０００４】
従来においては、位置ずれの検出は、例えば、基板に予め付されたマーク（アライメントマーク）がどの位置にあるかを検出することによって行われていた。このアライメントマークの検出は、ステージに載置された基板を撮像して得られた画像データと、予め登録されたマークのサンプル形状とのパターンマッチングを行うことによって行われる。検出されたアライメントマークの位置が理想位置からどれだけずれているかをみることによって、基板の載置位置のずれ量（実際の載置位置と理想的な載置位置（理論上載置されているべき位置）とのずれ量）を特定することができる。
【０００５】
ところで、基板に対して多層描画を行う場合、前層の処理工程の影響（例えば、現像処理時のゴミの発生の影響、レジスト塗布ムラの影響、複数回繰り返される描画工程によって試料に生じる膨張の影響等）を受けて、アライメントマーク付近にゴミが付着したり、アライメントマークの形状に歪みが生じたりすることがある。これにより、アライメントマークの正確な位置を特定することができないという問題があった。すなわち、上記の位置ずれの検出方法では、ずれ量を精度よく検出することができなかった。
【０００６】
また、基板をステージに載置する際の置き精度にある程度の誤差を許容するためには、カメラ視野をなるべく広くすることが望ましいとされる（カメラ視野が狭くなると、基板上に形成されているアライメントマークをカメラ視野内に入れるために高い置き精度が要求されるからである）ところ、従来の構成では、カメラ視野を広くすればするほど、パターンマッチング（すなわち、アライメントマークの位置検出）に時間がかかってしまうという問題があった。
【０００７】
このような問題を解決すべく、例えば特許文献２には、撮像された画像データのＸ，Ｙ方向の投影データを取得して、この投影データに基づいてアライメントマーク位置を検出する技術が提案されている。これにより、パターンマッチングによりアライメントマークを検出する構成と比べると、カメラ視野が広くなってもアライメントマークを高速に検出することができるという利点がある。さらに、ここには、投影データのうち、所定の閾値以上の波形部分については、アライメントマークの位置特定に用いるデータから排除する構成について記載されている。これにより、精度の悪いマーク（形状や位置に異常があるマーク）に起因するデータ値の影響を排除して、正確なアライメントマーク位置を特定することが可能となっている。なお、特許文献３，４には、投影データを空間周波数領域に変換することによって、アライメントマークの中心位置を正確に特定する技術が記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３２１０２５号公報
【特許文献２】特開平８−１９２３３７号公報
【特許文献３】特開平３−２８２７１５号公報
【特許文献４】特開２００４−２４１６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２に記載の技術によると、アライメントマークの位置を精度よく検出することができる。しかしながら、ここに記載の構成においては、被検出物の理論的に載置されるべき載置位置からの回転ずれ量を特定するために、被検出物の互いに異なる位置に設けられた４つのアライメントマークの位置を検出することが必須となる。したがって、位置ずれの検出に相当の時間が必要となるという問題があった。また、４つのアライメントマークのそれぞれを撮像するために４つのカメラが必要となるので、装置の製造コスト面からみても問題があった。
【００１０】
この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で被検出物の位置ずれを高速かつ高精度に検出する技術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】
【００１１】
請求項１の発明は、載置された被検出物の理論的に載置されるべき所定の載置位置からの位置ずれを検出するずれ量検出装置であって、前記被検出物上に形成され、第１の方向および前記第１の方向と直交する第２の方向のそれぞれについて互いにずれて配置された２以上のマーク図形を含む検出パターンを撮像して、撮像画像データを取得する撮像手段と、前記撮像画像データの画素データ値を、前記第１の方向および前記第２の方向についてそれぞれ積算して、第１の積算波形と第２の積算波形とを取得する積算波形取得手段と、前記第１の積算波形および前記第２の積算波形に基づいて、前記２以上のマーク図形のそれぞれの中心の座標値を特定するマーク中心位置特定手段と、前記２以上のマーク図形のそれぞれの中心の座標値に基づいて前記検出パターンの中心の座標値を特定し、前記検出パターンの中心の座標値に基づいて前記被検出物の前記所定の載置位置からの平行ずれ量を取得する平行ずれ量取得手段と、前記２以上のマーク図形のうちから選択された２つのマーク図形の中心位置を結ぶ線分の所定軸に対する傾き量を特定し、前記傾き量に基づいて前記被検出物の前記所定の載置位置からの回転ずれ量を取得する回転ずれ量取得手段と、を備える。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載のずれ量検出装置であって、前記第１の積算波形において所定の閾値を超える値を有する領域を抽出して第１の抽出波形を取得するとともに、前記第２の積算波形において前記所定の閾値を超える値を有する領域を抽出して第２の抽出波形を取得する抽出波形取得手段、を備え、前記マーク中心位置特定手段が、前記第１の抽出波形に基づいて前記２以上のマーク図形のそれぞれの中心の座標値を特定する。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のずれ量検出装置であって、前記検出パターンが、４つのマーク図形を含む。
【００１４】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載のずれ量検出装置であって、前記平行ずれ量と前記回転ずれ量とに基づいて、前記被検出物の位置ずれを補正するずれ補正手段、を備える。
【００１５】
請求項５の発明は、基板上に形成された感光材料に所定のパターンを描画する描画装置であって、基板を載置するステージと、前記ステージ上に載置された基板の上面に所定パターンの光を照射する光照射部と、前記ステージと前記光照射部とを相対移動させるステージ駆動部と、前記ステージ上に載置された基板の理論的に載置されるべき所定の載置位置からの位置ずれを検出するずれ量検出手段と、前記ずれ量検出手段により検出されたずれ量に基づいて、前記基板の位置ずれを補正する補正手段と、を備え、前記ずれ量検出手段が、基板上に形成され、第１の方向および前記第１の方向と直交する第２の方向のそれぞれについてついて互いにずれて配置された２以上のマーク図形を含む検出パターンを撮像して、撮像画像データを取得する撮像手段と、前記撮像画像データの画素データ値を、前記第１の方向および前記第２の方向についてそれぞれ積算して、第１の積算波形と第２の積算波形とを取得する積算波形取得手段と、前記第１の積算波形および前記第２の積算波形に基づいて、前記２以上のマーク図形のそれぞれの中心の座標値を特定するマーク中心位置特定手段と、前記２以上のマーク図形のそれぞれの中心の座標値に基づいて前記検出パターンの中心位置を特定し、前記検出パターンの中心の座標値に基づいて前記基板の前記所定の載置位置からの平行ずれ量を取得する平行ずれ量取得手段と、前記２以上のマーク図形のうちから選択された２つのマーク図形の中心位置を結ぶ線分の所定軸に対する傾き量を特定し、前記傾き量に基づいて基板の前記所定の載置位置からの回転ずれ量を取得する回転ずれ量取得手段と、を備える。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１〜５に記載の発明によれば、検出パターンに含まれる複数のマーク図形のそれぞれの中心の座標値を積算波形を用いて特定するので、マーク図形それぞれの中心を高速かつ高精度に特定することができる。したがって、位置ずれを高速かつ高精度に検出することができる。また、検出パターンに含まれる２つのマーク図形の中心位置を結ぶ線分の所定軸に対する傾き量に基づいて回転ずれ量を取得するので、回転ずれ量を特定するのに必ずしも複数の検出パターンを要しない。したがって、簡易な構成で位置ずれを検出することができる。また、特に、単独の検出パターンを用いて位置ずれを検出すれば、被検出物に膨張や歪みが生じている場合であっても、その影響を受けずに正確な回転ずれ量を取得することができる。
【００１７】
特に、請求項２に記載の発明によれば、検出パターンに含まれる複数のマーク図形のそれぞれの中心の座標値を、積算波形において所定の閾値を超える値を有する領域が抽出された波形、すなわち、ゴミ等に起因する信頼性の低いデータの影響を排除した波形、を用いて特定する。このように、信頼性の高いデータのみを用いて中心の座標値を特定することによって、位置ずれを特に高精度に検出することができる。
【００１８】
特に、請求項３に記載の発明によれば、検出パターンが４つのマーク図形を含むので、４つのマーク図形の中心の座標値に基づいて被検出物の平行ずれ量と回転ずれ量とを特定することができる。これによって、取得されるずれ量の信頼性を高めることができる。
【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形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において参照される各図には、各部材の位置関係や動作方向を明確化するために、共通のＸＹＺ直交座標系が付されている。なお、以下において、Ｚ軸について反時計周りの回転方向を「＋θ方向」と示す。
【００２０】
〈１．パターン描画装置の構成〉
図１および図２は、本発明の一実施形態に係るパターン描画装置１の構成を示した側面図および上面図である。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、カラーフィルタ用のガラス基板（以下、単に「基板」という。）Ｗの上面に所定のパターンを描画するための装置である。図１および図２に示したように、パターン描画装置１は、基板Ｗを保持するためのステージ１０と、ステージ１０に連結された駆動部２０と、複数の光学ヘッド３２を有するヘッド部３０と、アライメントカメラ４１とを備えている。
【００２１】
ステージ１０は、平板状の外形を有し、その上面に基板Ｗを水平姿勢に載置して保持するための保持部である。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。このため、ステージ１０上に基板Ｗを載置したときには、吸引孔の吸引圧により基板Ｗはステージ１０の上面に固定保持される。
【００２２】
駆動部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。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を回転可能に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。
【００２３】
回転機構２１は、ステージ１０の−Ｙ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により構成されたリニアモータ２１ａを有している。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。
【００２４】
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、支持プレート２２とベースプレート２４との間には、副走査方向にの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。
【００２５】
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本装置１の基台６０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、ベースプレート２４と基台６０との間には、主走査方向にの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。
【００２６】
ヘッド部３０は、ステージ１０上に保持された基板Ｗ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。ヘッド部３０は、ステージ１０および駆動部２０を跨ぐようにして基台６０上に架設されたフレーム３１と、フレーム３１上に副走査方向に沿って等間隔に（例えば２００ｍｍ間隔で）取り付けられた複数の光学ヘッド３２とを有している。各光学ヘッド３２には、照明光学系３３を介して１つのレーザ発振器３４が接続されている。また、レーザ発振器３４にはレーザ駆動部３５が接続されている。このため、レーザ駆動部３５を動作させると、レーザ発振器３４からパルス光が発振され、発振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。
【００２７】
各光学ヘッド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Ｗ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がセットされている。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９の上面に結像される。これによって、基板９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。
【００２８】
また、図１に概念的に示したように、各光学ヘッド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Ｗ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。
【００２９】
アライメントカメラ４１は、基板Ｗ上面の一隅に形成された検出パターン（アライメントパターン）ＡＰ（図５参照）を撮像するための撮像機構である。アライメントカメラ４１には、駆動機構４１ａが接続されている。アライメントパターンＡＰを撮影するときには、アライメントカメラ４１の下方に基板Ｗ上に形成されたアライメントパターンＡＰが位置するように（すなわち、カメラ視野内にアライメントパターンＡＰが入るように）、駆動部２０を動作させてステージ１０を位置決めするとともに、駆動機構４１を動作させてアライメントカメラ４１を位置決めする（図３に示す状態）。アライメントパターンＡＰを撮像して得られた撮像画像データは、後述するようにずれ量の検出に用いられる。
【００３０】
制御部５０は、パターン描画装置１内の上記各部の動作を制御するための処理部である。図４は、パターン描画装置１の上記各部と制御部５０との間の接続構成を示したブロック図である。図４に示したように、制御部５０は、上記の回転機構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、アパーチャユニット３７、アライメントカメラ４１、およびカメラ駆動機構４１ａと電気的に接続されており、これらの動作を制御する。なお、制御部５０は、例えば、ＣＰＵやメモリ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。
【００３１】
このようなパターン描画装置１において描画処理を行うときには、入力された描画データにしたがい、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Ｗ上にパターンを描画する。具体的には、まず、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。これにより、基板Ｗの上面には所定の露光幅（例えば５０ｍｍ幅）で複数本のパターンが主走査方向に描画される。１回の主走査方向への描画が終了すると、パターン描画装置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。このように、パターン描画装置１は、光学ヘッド３２の露光幅ずつ基板Ｗを副走査方向にずらしながら、主走査方向への描画を所定回数（例えば４回）繰り返すことにより、基板Ｗ上にカラーフィルタ用のパターンを描画する。
【００３２】
〈２．ずれ量検出機能に関する構成〉
上記構成を有するパターン描画装置１は、描画処理に先立って、ステージ１０上に載置された基板Ｗの載置位置（以下において「載置位置Ｒ」と示す）の、理論的に載置されるべき所定の載置位置（以下において「理想載置位置Ｑ」と示す）からの位置ずれ（ずれ量）を検出する機能（以下において「ずれ量検出機能」という）を備えている。ただし、ここでいう「ずれ量」には、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれについて、載置位置Ｒが理想載置位置Ｑからどれだけずれているかを示す「平行ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）」（すなわち、Ｘ方向についてのずれ量ΔＸおよび、Ｙ方向についてのずれ量ΔＹ）と、Ｚ軸周り（θ方向）について、載置位置Ｒが理想載置位置Ｑからどれだけずれているかを示す「回転ずれ量Δθ」とが含まれる。
【００３３】
ずれ量の検出は、基板Ｗ上に形成されたアライメントパターンＡＰをアライメントカメラ４１で撮像することにより取得される撮像画像データＤを解析することによって行われる。ずれ量の検出機能について具体的に説明する前に、基板Ｗ上に形成されるアライメントパターンＡＰについて説明する。
【００３４】
〈２−１．アライメントパターン〉
アライメントパターンＡＰについて図５を参照しながら説明する。図５は、基板Ｗ上に形成されたアライメントパターンＡＰの様子を模式的に示す図である。
【００３５】
アライメントパターンＡＰは、複数（この実施の形態においては４つ）のマーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２，３，４）により構成されている。マーク図形Ｔｉのそれぞれは、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれについてついて互いにずれて配置されている。また、マーク図形Ｔｉのそれぞれは、例えば、矩形の図形であり、各辺がＸ，Ｙ各方向に平行となるように配置されている。
【００３６】
なお、アライメントパターンＡＰの全体のサイズは、カメラ視野内に容易に捉えられるようになるべく小さくすることが望ましい。ただし、各マーク図形Ｔｉのサイズは、基板Ｗ上に現れる可能性のあるゴミ（基板Ｗ処理において許容されうる程度の大きさのゴミ）よりも大きくする必要がある。このような要請に応じるには、マーク図形Ｔｉのサイズを例えば２０μｍ角とし、マーク図形Ｔｉの中心位置のＸ方向およびＹ方向についての離間距離を例えば４０μｍとすることが好ましい。
【００３７】
〈２−２．機能構成〉
ずれ量の検出機能について図６を参照しながら説明する。図６は、パターン描画装置１の構成のうち、ずれ量検出機能に関わる部分のみを模式的に示した図である。
【００３８】
パターン描画装置１は、アライメントカメラ４１および制御部５０を使用して、ずれ量検出機能を実現する。制御部５０の内部には、Ａ／Ｄ変換部５１と、メモリ５２と、ＣＰＵ５３と、ドライバ５４とが設けられる。これら各部は相互に電気的に接続されている。Ａ／Ｄ変換部５１は、アライメントカメラ４１と電気的に接続され、アライメントカメラ４１から受信した画像データをアナログデータからデジタルデータに変換する。メモリ５２は、画像データや、後述する平行ずれ量、回転ずれ量等のデータを一時的に保持する。ＣＰＵ５３は、メモリ５２にアクセスしつつ種々のデータ処理を行う。ドライバ５４は、回転機構２１、副走査機構２３および主走査機構２５等と電気的に接続され、ＣＰＵ５３からの指令に基づき各機構２１，２３，２５等を動作させる。
【００３９】
また、ＣＰＵ５３には、ずれ量検出部５３１が実現される。ずれ量検出部５３１は、アライメントカメラ４１が取得した撮像画像データＤに基づいて、載置位置Ｒの理想載置位置Ｑからのずれ量を検出する。ずれ量検出部５３１は、ＣＰＵ５３がプログラムを実行することにより実現されてもよいし、回路的（ハードウェア的）に実現されてもよい。
【００４０】
〈２−３．ずれ量検出部〉
ずれ量検出部５３１について、図７および図８を参照しながらより具体的に説明する。図７は、ずれ量検出部５３１の機能構成を示すブロック図である。図８は、アライメントカメラ４１がアライメントパターンＡＰを撮像して取得した撮像画像データＤの様子を模式的に示す図である。
【００４１】
ずれ量検出部５３１は、積算波形取得部５３１１と、抽出波形取得部５３１２と、マーク中心位置特定部５３１３と、平行ずれ量取得部５３１４と、回転ずれ量取得部５３１５と、を備える。
【００４２】
積算波形取得部５３１１は、アライメントカメラ４１により取得された撮像画像データＤに含まれる全画素データのデータ値（より具体的には、輝度値（グレイ値）Ｌ）をＸ方向について積算したＸ方向積算波形Ｓ（Ｙ）およびＹ方向について積算したＹ方向積算波形Ｓ（Ｘ）を取得する。すなわち、図８に示すように、Ｘ方向積算波形Ｓ（Ｙ）は、撮像画像データＤに含まれる画素データのうち、Ｘ軸に平行なライン（Ｙ＝ｔ）上にある画素データのデータ値（輝度値Ｌ）を総加算した値を、Ｘ方向積算波形Ｓ（Ｙ＝ｔ）の値として有する。同様に、Ｙ方向積算波形Ｓ（Ｘ）は、Ｙ軸に平行なライン（Ｘ＝ｔ）上にある画素データのデータ値を総加算した値を、Ｙ方向積算波形Ｓ（Ｘ＝ｔ）の値として有する。
【００４３】
抽出波形取得部５３１２は、積算波形取得部５３１１が取得した積算波形Ｓ（Ｙ），Ｓ（Ｘ）のそれぞれに基づいて、抽出波形Ｓａ（Ｙ），Ｓａ（Ｘ）を取得する。より具体的には、Ｘ方向積算波形Ｓ（Ｙ）において所定の閾値Ｗを超える値を有する領域を抽出してＸ方向抽出波形Ｓａ（Ｙ）として取得する。また、Ｙ方向積算波形Ｓ（Ｘ）において所定の閾値Ｗを超える値を有する領域を抽出してＹ方向抽出波形Ｓａ（Ｘ）として取得する。
【００４４】
ここで、抽出波形Ｓａ（Ｙ），Ｓａ（Ｘ）について、図８を参照しながらより具体的に説明する。抽出波形Ｓａ（Ｙ），Ｓａ（Ｘ）のそれぞれには、アライメントパターンＡＰを構成する４つのマーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２，３，４）のそれぞれに起因するピーク領域Ｅｉ（ｉ＝１，２，３，４）が現れる。なお、上述の通り、アライメントパターンＡＰを構成する４つのマーク図形Ｔｉのそれぞれは、Ｘ方向およびＹ方向について互いにずれて配置されている。したがって、ピーク領域Ｅｉ（ｉ＝１，２，３，４）のそれぞれは、互いに重複することなく離間した位置に現れることになる。
【００４５】
また、閾値Ｗの値は、積算関数Ｓ（Ｙ），Ｓ（Ｘ）の最大値と最小値に基づいて決定する。この値は、積算波形Ｓ（Ｙ），Ｓ（Ｘ）のピーク領域における最大値（すなわち、マーク図形Ｔｉに起因するピークの頂点値ｋ１）よりも十分小さく、かつ、ゴミＢ等（基板処理において許容される程度のサイズのゴミ等）に起因する波形の頂点値ｋ２よりも十分大きい値に設定することが望ましい。このような閾値Ｗを超える値を有する領域を抽出することによって、ゴミ等に起因するデータや、マーク図形に生じていた歪みの影響を受けたデータの影響を排除した波形を、抽出波形Ｓａ（Ｙ），Ｓａ（Ｘ）として取得することができる。
【００４６】
再び図７を参照する。マーク中心位置特定部５３１３は、抽出波形Ｓａ（Ｙ），Ｓａ（Ｘ）に基づいて、アライメントパターンＡＰを構成するマーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２，３，４）のそれぞれの中心Ｃｉの座標（中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）（ｉ＝１，２，３，４））を特定する。中心Ｃｉ（ｉ＝１，２，３，４）のＸ座標値Ｃｘｉは、Ｙ方向抽出波形Ｓａ（Ｘ）のピーク領域Ｅｉ（ｉ＝１，２，３，４）の重心位置をそれぞれ算出することによって取得される。同様に、中心Ｃｉ（ｉ＝１，２，３，４）のＹ座標値Ｃｙｉは、Ｘ方向抽出波形Ｓａ（Ｙ）のピーク領域Ｅｉ（ｉ＝１，２，３，４）の重心位置を算出することによって取得される。例えば、中心Ｃ１のＸ座標値Ｃｘ１は、Ｙ方向抽出波形Ｓａ（Ｘ）のピーク領域Ｅ１の重心位置（すなわち、ピーク領域Ｅ１について、Ｙ方向抽出波形Ｓａ（Ｘ）の値を積分のウエイトとしつつ、Ｘ値について加重平均して得られる値）を算出することによって取得される。
【００４７】
平行ずれ量取得部５３１４は、マーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２，３，４）のそれぞれの中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）（ｉ＝１，２，３，４）に基づいて、平行ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）を取得する。より具体的には、まず、中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）（ｉ＝１，２，３，４）の平均を算出することによって得られた値を、アライメントパターンＡＰの中心Ｃ０の座標（パターン中心位置座標Ｃ０（Ｃｘ０，Ｃｙ０）として取得する。そして、取得されたパターン中心位置座標Ｃ０（Ｃｘ０，Ｃｙ０）（すなわち、載置位置ＲにおけるアライメントパターンＡＰの中心位置）と、予めメモリ５２に格納された「理想中心位置座標Ｐ（Ｐｘ，Ｐｙ）」との差分を算出することによって平行ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）（すなわち、ΔＸ＝Ｃｘ０−Ｐｘ、ΔＹ＝Ｃｙ０−Ｐｙ）を取得する。ただし、「理想中心位置座標Ｐ（Ｐｘ，Ｐｙ）」とは、アライメントパターンＡＰの中心位置が理論的に置かれるべき位置の座標（すなわち、理想載置位置ＱにおけるアライメントパターンＡＰの中心位置）である。
【００４８】
回転ずれ量取得部５３１５は、マーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２，３，４）のそれぞれの中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）（ｉ＝１，２，３，４）に基づいて、回転ずれ量Δθを取得する。回転ずれ量Δθの取得について、図９および図１０を参照しながら具体的に説明する。図９および図１０は回転ずれ量Δθの取得方法を説明する図である。
【００４９】
まず、アライメントパターンＡＰに含まれる４つのマーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２，３，４）のうち、任意の２つのマーク図形（図９（ａ）の例では、マーク図形Ｔ２およびマーク図形Ｔ４）を選択し、当該選択されたマーク図形Ｔ２の中心Ｃ２とマーク図形Ｔ４の中心Ｃ４とを結ぶ線分ｄ２４のＸ軸に対する傾き量αを特定する。傾き量αは、例えば、
α＝Arctan（（Ｃｘ２−Ｃｘ４）／（Ｃｙ２−Ｃｙ４））  ・・・（数１）
なる演算によって算出することができる。
【００５０】
なお、マーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２，３，４）の中心位置Ｃｉ（ｉ＝１，２，３，４）相互の相対的位置関係は回転ずれ量Δθに関係なく一定に保存される。つまり、中心Ｃｉ間の離間距離は回転ずれ量Δθに関係なく一定であり、したがって、線分ｄ２４の長さは常に一定である。ここで線分ｄ２４の長さｄを予め記憶しておけば、傾き量αは、例えば、
α＝Arcsin（（Ｃｙ２−Ｃｙ４）／ｄ）  ・・・  （数２）
なる演算によって算出することもできる。
【００５１】
続いて、算出された傾き量α（すなわち、載置位置ＲにおけるアライメントパターンＡＰのＸ軸に対する傾き量）と、予めメモリ５２に格納された「理想傾き量α０」との差分を算出することによって回転ずれ量Δθ（すなわち、Δθ＝α−α０）を取得する。ただし、「理想傾き量α０」とは、線分ｄ２４が理論的にＸ軸となすべき角度（すなわち、理想載置位置ＱにあるアライメントパターンＡＰにおける線分ｄ２４の傾き量）である（図９（ｂ）参照）。ここで、回転ズレ量Δθの符号をみることによって、回転ずれの方向を判断することができる。例えば図９の例では、回転ズレ量Δθが正の場合には、＋θ方向にずれが生じていると判断することができる。
【００５２】
なお、図１０（ａ）に示すように、アライメントパターンＡＰに含まれる４つのマーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２，３，４）のうちから選択した一組のマーク図形（例えば、マーク図形Ｔ２とマーク図形Ｔ４）を結ぶ線分ｄ２４の所定軸（例えば、Ｘ軸）に対する傾き量αを特定するとともに、さらに別の一組のマーク図形（例えば、マーク図形Ｔ１とマーク図形Ｔ３）を結ぶ線分ｄ１３の所定軸（例えば、Ｙ軸）に対する傾き量βを特定してもよい。この場合、傾き量αと理想的傾き量α０との差分を算出することによって第１の回転ずれ量Δθ１（すなわち、Δθ１＝α−α０）を取得する。またさらに、傾き量βと理想的傾き量β０（すなわち、線分ｄ１３が理論的にＹ軸となすべき角度（図１０（ｂ）参照））との差分を算出することによって第２の回転ずれ量Δθ２（すなわち、Δθ２＝β−β０）を取得する。そして、取得された２つの回転ずれ量Δθ１，Δθ２の平均を回転ずれ量Δθとして取得する。この構成によると、回転ずれ量Δθを取得するのに用いる中心Ｃｉの点数が多くなるので、より高精度に回転ずれ量Δθを特定することができる。
【００５３】
〈２−４．処理動作〉
ずれ量の検出処理・補正処理について、図１１〜図１３を参照しながら説明する。図１１および図１２は、ずれ量の検出・補正処理の流れを示す図である。また、図１３は、ずれ量の検出・補正処理の各段階における基板Ｗの位置を模式的に示した図である。
【００５４】
図示しない搬送機構によってステージ１０に基板Ｗが載置されると、制御部５０は、主走査機構２５を動作させ、ステージ１０に載置された基板Ｗ上に形成されたアライメントパターンＡＰが、アライメントカメラ４１のカメラ視野内に入る位置におかれるようにステージ１０を移動させる（図３の状態）（ステップＳ１）。
【００５５】
続いて、基板Ｗの上面をアライメントカメラ４１で撮像する（ステップＳ２）。すなわち、アライメントカメラ４１のカメラ視野内に位置しているアライメントパターンＡＰを撮像する。取得された画像データは、アライメントカメラ４１から制御部５０内のＡ／Ｄ変換部５１に送信される。さらに、Ａ／Ｄ変換部５１が、アライメントカメラ４１から受信した画像データをアナログデータからデジタルデータに変換し、変換後の画像データを撮像画像データＤとしてメモリ５２に保存する。
【００５６】
続いて、ずれ量検出部５３１が、ステップＳ２でメモリ５２に保存された撮像画像データＤに基づいて、アライメントパターンＡＰを構成するマーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２，３，４）のそれぞれの中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）（ｉ＝１，２，３，４）を特定する（ステップＳ３）。
【００５７】
ステップＳ３の処理について図１２を参照しながらより具体的に説明する。図１２は、撮像画像データＤに基づいて中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）を特定する際の処理の流れを示す図である。
【００５８】
まず、ずれ量検出部５３１が、メモリ５２に保存された撮像画像データＤを読み出す（ステップＳ１１）。
【００５９】
続いて、積算波形取得部５３１１が、ステップＳ１１で読み出された撮像画像データＤに基づいて、積算波形Ｓ（Ｙ），Ｓ（Ｘ）を取得する（ステップＳ１２）。すなわち、撮像画像データＤに含まれる画素データ値を、Ｘ方向およびＹ方向についてそれぞれ積算して、Ｘ方向積算関数Ｓ（Ｙ）とＹ方向積算関数Ｓ（Ｘ）とを取得する。
【００６０】
続いて、抽出波形取得部５３１２が、ステップＳ１１で取得された積算波形Ｓ（Ｙ），Ｓ（Ｘ）に基づいて、抽出波形Ｓａ（Ｙ），Ｓａ（Ｘ）を取得する（ステップＳ１３）。すなわち、Ｘ方向積算波形Ｓ（Ｙ）において所定の閾値Ｗを超える値を有する領域を抽出してＸ方向抽出波形Ｓａ（Ｙ）として取得し、Ｙ方向積算波形Ｓ（Ｘ）において所定の閾値Ｗを超える値を有する領域を抽出してＹ方向抽出波形Ｓａ（Ｘ）として取得する。
【００６１】
続いて、マーク中心位置特定部５３１３が、ステップＳ１３で取得された抽出波形Ｓａ（Ｙ），Ｓａ（Ｘ）に基づいて、アライメントパターンＡＰを構成するマーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２，３，４）のそれぞれの中心Ｃｉの座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）（ｉ＝１，２，３，４）を特定する（ステップＳ１４）。すなわち、抽出波形Ｓａ（Ｘ），抽出関数ＳＳａ（Ｙ）それぞれのピーク領域Ｅｉ（ｉ＝１，２，３，４）の重心位置をそれぞれ算出することによって、中心Ｃｉ（ｉ＝１，２，３，４）それぞれのＸ座標値ＣｘｉおよびＹ座標値Ｃｙｉを取得する。
【００６２】
再び図１１を参照する。アライメントパターンＡＰを構成するマーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２，３，４）のそれぞれの中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）（ｉ＝１，２，３，４）が特定されると、続いて、回転ずれ量取得部５３１５が、ステップＳ３で取得された中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘ，Ｃｙ）（ｉ＝１，２，３，４）に基づいて、回転ずれ量Δθを取得する（ステップＳ４）。すなわち、マーク図形の各中心を結ぶ線分の所定軸に対する傾き量を特定し、算出された傾き量と理想傾き量（当該線分が理論的に当該所定軸となすべき角度）との差分を算出することによって回転ずれ量Δθを取得する。
【００６３】
続いて、制御部５０が、回転機構２１を動作させてステージ１０を所定角度（すなわち、ステップＳ４で取得された回転ずれ量Δθ）だけ−θ方向に回転させることによって、基板Ｗの回転ずれを補正する（ステップＳ５）。これにより、ステージ１０上に載置された基板Ｗは、図１３（ａ）に示される位置Ｒ１から図１３（ｂ）に示される位置Ｒ２に移動する。ただし、図中破線で示されているのは理想載置位置Ｑにある基板Ｗである。
【００６４】
続いて、回転ずれの補正後の基板Ｗの上面を再びアライメントカメラ４１で撮像する（ステップＳ６）。撮影により取得された画像データは、アライメントカメラ４１から制御部５０内のＡ／Ｄ変換部５１に送信され、Ａ／Ｄ変換部５１によりデジタルデータに変換された後に撮像画像データＤ’としてメモリ５２に保存される。
【００６５】
続いて、ずれ量検出部５３１が、ステップＳ６でメモリ５２に保存された撮像画像データＤ’に基づいて、アライメントパターンＡＰを構成するマーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２，３，４）のそれぞれの回転ずれの補正後の中心Ｃｉ’の座標Ｃｉ’（Ｃｘｉ’，Ｃｙｉ’）（ｉ＝１，２，３，４）を特定する（ステップＳ７）。この処理はステップＳ３の処理と同様の処理動作によって実行される。
【００６６】
なお、ここでは、回転ずれの補正後の基板Ｗをアライメントカメラ４１で再び撮像して得られた撮像画像データＤ’を解析して、回転ずれの補正後の中心位置座標Ｃｉ’（Ｃｘｉ’，Ｃｙｉ’）（ｉ＝１，２，３，４）を特定する構成としているが（ステップＳ６〜ステップＳ７）、回転ずれの補正後の中心位置座標Ｃｉ’（Ｃｘｉ’，Ｃｙｉ’）（ｉ＝１，２，３，４）は、ステップＳ３で特定された回転ずれの補正前の中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）（ｉ＝１，２，３，４）に基づいて計算により取得してもよい。すなわち、回転ずれの補正を行う際の回転中心の座標値がわかっている場合、回転ずれの補正前の中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）が、回転補正後にどの位置にくるかを計算により求めることが可能となる。この場合は、必ずしも撮像画像データＤ’を取得する必要はない。
【００６７】
続いて、平行ずれ量取得部５３１４が、ステップＳ７で取得された回転ずれ補正後の中心位置座標Ｃｉ’（Ｃｘｉ’，Ｃｙｉ’）（ｉ＝１，２，３，４）に基づいて、平行ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）を取得する（ステップＳ８）。
【００６８】
続いて、制御部５０が、ステップＳ８で取得された平行ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）に基づいて、描画開始位置を補正する（ステップＳ９）。例えば、理想載置位置Ｑにおける描画開始位置が例えば原点Ｏ（０，０）に設定されていた場合、制御部５０は、描画開始位置をＯ’（ΔＸ，ΔＹ）に補正する。これにより、載置位置Ｒの平行ずれ量が相殺され、理想載置位置Ｑに置かれた基板Ｗの原点位置に相当する位置から描画が開始されることになる。したがって、正確な位置に描画処理が施されることになる。以上でずれ量の検出処理・補正処理が終了する。
【００６９】
〈３．効果〉
上記の実施の形態によれば、アライメントパターンＡＰに含まれる複数のマーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２，３，４）のそれぞれの中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）（ｉ＝１，２，３，４）を積算関数Ｓ（Ｙ），Ｓ（Ｘ）に基づいて特定する。したがって、カメラの視野が広くなっても、マーク図形Ｔｉの中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）を素早く特定することができる。また、積算関数Ｓ（Ｙ），Ｓ（Ｘ）においては、基板Ｗ上に発生しているゴミや、マーク図形Ｔｉの歪み等の影響が小さくなるので、中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）を正確に特定することができる。したがって、この中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）を用いて、平行ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）と回転ずれ量Δθとを特定することによって、位置ずれを高速かつ高精度に検出することができる。
【００７０】
また、アライメントパターンＡＰが複数のマーク図形Ｔｉを含む構成としているので、平行ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）と回転ずれ量Δθとを１個のアライメントパターンＡＰ（すなわち、１個の撮像画像データＤ）から特定することが可能となる。したがって、簡易な構成および簡易な処理動作で位置ずれを検出することができる。また、１個のアライメントパターンＡＰから回転ずれ量Δθを算出することによって、基板Ｗ全体に膨張や歪みが生じている場合であっても、その影響を受けずに正確な回転ずれ量Δθを取得することができる。
【００７１】
また、中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）を、積算関数Ｓ（Ｙ），Ｓ（Ｘ）において所定の閾値Ｗを超える値を有する領域が抽出された波形である抽出関数Ｓａ（Ｙ），Ｓａ（Ｘ）を用いて特定する。すなわち、ゴミ等に起因する信頼性の低いデータの影響を排除した波形を用いて中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）を特定することによって、位置ずれをより高精度に検出することができる。
【００７２】
また、４点の中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）に基づいて平行ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）と回転ずれ量Δθとを特定するので、取得されるずれ量の値の信頼性を高めることができる。
【００７３】
〈４．変形例〉
〈４−１．第１の変形例〉
上記の実施の形態においては、マーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２，３，４）の中心Ｃｉを結ぶ線分の傾きに基づいて回転ずれ量Δθを算出する構成としていたが、任意に選択された２つのマーク図形Ｔｉの所定方向についての離間距離を用いて、基板Ｗに回転ずれが生じているか否か、また生じている場合には回転ずれの方向（＋θ方向、−θ方向のいずれの方向に回転しているか）を判定する構成としてもよい。
【００７４】
この判定方法について図１５を参照しながらより具体的に説明する。まず、マーク中心位置特定部５３１３により  マーク図形Ｔｉ（例えば、ｉ＝１，２）の中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）が特定されると、所定方向（例えば、Ｙ方向）について、互いに隣接する２つのマーク図形（例えば、マーク図形Ｔ１とマーク図形Ｔ４の当該方向についての離間距離ｄｙ１４（ｄｙ１４＝Ｃｙ１−Ｃｙ４）を算出する。そして、この離間距離ｄｙ１４の値と、予めメモリ５２に格納された「理想離間距離ｄｙ０」との大小関係をみる。ただし、「理想離間距離ｄｙ０」とは、２つのマーク図形が当該方向について理論的に離間しているべき距離（すなわち、理想載置位置ＱにあるアライメントパターンＡＰにおける２つのパターンの所定方向についての離間距離）である。離間距離ｄｙ１４と理想離間距離ｄｙ０とが一致する場合、回転ずれは生じていないと判断する。また、離間距離ｄｙ１４が理想離間距離ｄｙ０よりも大きいか小さいかをみることによって、回転ずれの方向を判断する。例えば、図１５の例では、離間距離ｄｙ１４が理想離間距離ｄｙ０よりも大きい場合には、＋θ方向にずれが生じていると判断することができる。
【００７５】
また特に、アライメントパターンＡＰを構成するマーク図形Ｔｉを３つ以上とし、マーク図形Ｔｉのそれぞれを、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれについてついて等間隔で配置する構成とすれば、理想離間距離を予め記憶しておかなくとも、マーク図形Ｔｉ同士の離間距離の大小比較によって上記の判定を行うことができる。
【００７６】
この場合の判定方法について図１６を参照しながらより具体的に説明する。まず、マーク中心位置特定部５３１３により  マーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２，３）の中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）が特定されると、互いに隣接するマーク図形間の所定方向（例えばｙ方向）についての離間距離ｄｙ１３，ｄｙ３２（ｄｙ１３＝Ｃｙ３−Ｃｙ１，ｄｙ３２＝Ｃｙ２−Ｃｙ３）をそれぞれ算出する。そして、離間距離ｄｙ１３の値と、離間距離ｄｙ３２の値との大小関係をみる。離間距離ｄｙ１３と離間距離ｄｙ３２とが一致すれば回転ずれは生じていないと判断する。また、離間距離ｄｙ１３が離間距離ｄｙ３２よりも大きいか小さいかをみることによって、回転ずれの方向を判断する。例えば図１６の例では、離間距離ｄｙ１３が離間距離ｄｙ３２よりも大きい場合には、＋θ方向にずれが生じていると判断することができる。
【００７７】
〈４−２．第２の変形例〉
上記の実施の形態においては、基板Ｗ上に１つのアライメントパターンＡＰを形成するとともに、当該アライメントパターンＡＰを撮像する１個のアライメントカメラ４１を設ける構成としたが、基板Ｗ上に２以上のアライメントパターンＡＰを形成するとともに、各アライメントパターンＡＰを撮像する２以上のアライメントカメラ４１を設ける構成としてもよい。例えば、基板Ｗの４隅のそれぞれにアライメントパターンＡＰを形成してもよい。
【００７８】
この場合、各アライメントパターンＡＰを対応するアライメントカメラ４１により撮像して、４つの撮像画像データを取得し、取得された４つの撮像画像データのそれぞれに基づいてずれ量（平行ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）および回転ずれ量Δθ）を取得する。そして、例えば、取得された４つのずれ量の平均を基板Ｗのずれ量として取得する。この構成によると、特に平行ズレ量（ΔＸ，ΔＹ）を高精度に特定することができる。４つのずれ量のうちで最も信頼性の高いものを選択してずれ量として取得する構成としてもよい。
【００７９】
〈４−３．第３の変形例〉
上記の実施の形態においては、アライメントパターンＡＰは４つのマーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２，３，４）を含む構成としたが、マーク図形は必ずしも４つ必要ではなく、少なくとも２以上あればよい。
【００８０】
例えばアライメントパターンＡＰが２つのマーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２）を含む構成とした場合、抽出波形取得部５３１２が取得する抽出波形Ｓａ（Ｙ），Ｓａ（Ｘ）においては、図１４に示すように、アライメントパターンＡＰを構成する２つのマーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２）のそれぞれに起因するピーク領域Ｅｉ（ｉ＝１，２）が現れることになる。この場合、平行ずれ量取得部５３１４および回転ずれ量取得部５３１５は次のように平行ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）および回転ずれ量Δθを取得する。
【００８１】
すなわち、マーク中心位置特定部５３１３は、抽出波形Ｓａ（Ｙ），Ｓａ（Ｘ）に基づいて、アライメントパターンＡＰを構成するマーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２）のそれぞれの中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）（ｉ＝１，２）を特定する。
【００８２】
また、平行ずれ量取得部５３１４は、マーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２）のそれぞれの中心位置座標Ｃｉ（Ｃｘｉ，Ｃｙｉ）（ｉ＝１，２）の平均を算出することによって得られた値を、パターン中心位置座標Ｃ０（Ｃｘ０，Ｃｙ０）として取得する。そして、取得されたパターン中心位置座標Ｃ０（Ｃｘ０，Ｃｙ０）と、理想中心位置座標Ｐ（Ｐｘ，Ｐｙ）との差分を算出することによって平行ずれ量（ΔＸ，ΔＹ）を取得する。
【００８３】
また、回転ずれ量取得部５３１５は、アライメントパターンＡＰに含まれる２つのマーク図形Ｔｉ（ｉ＝１，２）の各中心Ｃ１，Ｃ２を結ぶ線分の所定軸に対する傾き量を算出し、算出された傾き量と、予め記憶された理想傾き量との差分を算出することによって回転ずれ量Δθを取得する。
【００８４】
この変形例によると、カメラ視野に比べてアライメントパターンＡＰのサイズを小さくすることができるので、基板Ｗの置き精度を緩く設定することが可能となる。また、ずれ量の検出処理に要する時間を短縮することができる。
【００８５】
〈４−４．その他の変形例〉
上記のパターン描画装置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、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。すなわち、光学ヘッド３２とステージ１０とが、相対的に移動できる構成であればよい。
【００８６】
また、上記のパターン描画装置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ているが、露光パターンの生成機構はこれに限定されない。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パターン描画装置においても上記の発明を適用することができる。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。
【００８７】
また、上記のパターン描画装置１は、カラーフィルタ用のガラス基板Ｗを処理対象としていたが、本発明のパターン描画装置およびパターン描画方法は、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】
【００８８】
【図１】本発明の一実施形態に係るパターン描画装置の側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るパターン描画装置の上面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るパターン描画装置の上面図である。
【図４】制御部と各部との間の接続構成を示したブロック図である。
【図５】アライメントパターンの構成例を示す図である。
【図６】ずれ量検出機能に関わる部分を模式的に示す図である。
【図７】ずれ量検出部の機能構成を示すブロック図である。
【図８】撮像画像データの様子を模式的に示す図である。
【図９】回転ずれ量の取得方法を説明する図である。
【図１０】回転ずれ量の取得方法を説明する図である。
【図１１】ずれ量の検出・補正処理の流れを示す図である。
【図１２】中心位置座標を特定する際の処理の流れを示す図である。
【図１３】ずれ量の検出・補正処理中の基板の位置を模式的に示す図である。
【図１４】撮像画像データの様子を模式的に示す図である。
【図１５】撮像画像データの様子を模式的に示す図である。
【図１６】撮像画像データの様子を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００８９】
１    パターン描画装置
１０    ステージ
２０    駆動部
３０    ヘッド部
４１    アライメントカメラ
５０    制御部
５３１    ずれ量検出部
５３１１    積算波形取得部
５３１２    抽出波形取得部
５３１３    マーク中心位置特定部
５３１４    平行ずれ量取得部
５３１５    回転ずれ量取得部
Ｗ    基板
ＡＰ    アライメントパターン
Ｔｉ    マーク図形
Ｄ    撮像画像データ
【図１】
2009014919.tif 000003
【図２】
2009014919.tif 000004
【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】
2009014919.tif 000015
【図１４】
2009014919.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
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