CN101187781A - 图形描绘装置和图形描绘方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够缓解在扫描区域的连接点产生的不均的图形描绘装置。在该图形描绘装置中，通过向主扫描方向上的多次曝光扫描来进行图形描绘。在先行的曝光扫描和后续的曝光扫描之间，曝光头相对基板(9)在副扫描方向上相对移动的幅度(h)比一个扫描区域(As)在副扫描方向上的幅度(w)短。由此，通过先行的曝光扫描和后续的曝光扫描，使扫描区域As的一部分重复。因此，在毗邻的扫描区域As的连接点形成了实施过先行的曝光扫描和后续的曝光扫描两次曝光扫描的重复范围(B1)。在重复范围B1内，由于能够使曝光头两端部的不均匀特性的影响混匀平整，所以能够缓解在扫描区域As的连接点产生的不均。

Description

图形描绘装置和图形描绘方法
技术领域
本发明涉及一种在形成感光材料的基板上描绘规则图形的技术。
背景技术
一直以来，在液晶显示装置所具备的滤色器用基板、液晶显示装置或等离子显示装置等平板显示器(FPD)用玻璃基板、半导体衬底、印刷电路板等基板制造工序中，使用通过将光照射到感光材料形成的基板上而在基板表面上描绘规则图形的图形描绘装置。
作为这种图形描绘装置，例如专利文献1所记载的装置是公知的。专利文献1的图形描绘装置具有使来自光源并通过了掩模开口部的光照射到基板上且使基板曝光的曝光头，通过一边使来自该曝光头的光进行照射一边使曝光头相对基板在规定的主扫描方向上移动，在基板上描绘规则的图形。
专利文献1 JP特开2006-145745号公报
在上述那样的图形描绘装置中，提出这样一种技术方案，即不通过沿主扫描方向的一次曝光扫描，对基板进行图形描绘，而是使用比较紧凑的曝光头沿主扫描方向的多次曝光扫描，对基板实施图形描绘。此时在先行曝光扫描和后续曝光扫描之间，使曝光头沿与主扫描方向垂直的副扫描方向相对基板移动。
然而，这种通过由向主扫描方向的多次曝光扫描，进行图形描绘的时，成为这些多次曝光扫描的各自的对象的多个扫描区域，在基板上沿副扫描方向相互贴紧地毗邻配置。而且，在毗邻的扫描区域的边界中，因光学系统的像差、掩模开口部的位置误差以及曝光头的移动误差等，所描绘的图形的尺寸和位置等有时不连续地变化。这种在扫描区域的连接点所产生的图形的不连续性在制品上被识别为不均，因此需要对此进行改进的技术方案。
发明内容
本发明鉴于上述问题而提出，其目的是提供一种能够缓解在扫描区域的连接点产生的不均的图形描绘装置。
为了解决上述问题，技术方案1的发明是一种图形描绘装置，在形成感光材料的基板上描绘规则的图形，其特征在于，包括：光源；曝光头，其具有沿规定的副扫描方向以一定间距排列有的多个开口部的孔隙部，将来自上述光源并通过上述多个开口部的光照射到上述基板上，对上述基板进行曝光来描绘上述图形；主扫描机构，使上述曝光头对上述基板沿与上述副扫描方向垂直的主扫描方向作相对移动，使上述曝光头实施对上述基板的曝光扫描；副扫描机构，在先行的曝光扫描和后续的曝光扫描之间，使上述曝光头对上述基板沿上述副扫描方向作相对移动，来变更成为上述曝光扫描对象的上述基板上的扫描区域，上述副扫描机构通过以比上述扫描区域在上述副扫描方向上的宽度短的宽度，使上述曝光头相对移动来变更上述扫描区域，用上述先行的曝光扫描和上述后续的曝光扫描中，使上述扫描区域的一部分重复。
而且，技术方案2的发明是在技术方案1记载的图形描绘装置中，其特征在于：将在上述先行的曝光扫描中对上述扫描区域的重复范围内所包含的各个图形的曝光次数和在上述后续的曝光扫描中对上述扫描区域的重复范围内所包含的各个图形的曝光次数相加，其结果对包含在上述扫描区域的非重复范围的各个图形的曝光次数一致。
而且，技术方案3的发明是在技术方案1记载的图形描绘装置中，其特征在于：有关包含在上述扫描区域的重复范围内并沿上述主扫描方向的一个图形列，使在上述先行的曝光扫描中对应的上述孔隙部的开口部，和上述后续的曝光扫描中对应的上述孔隙部的开口部各自在主扫描方向上的长度相加，其结果和与上述扫描区域的非重复范围对应的上述孔隙部的开口部在主扫描方向上的长度一致。
而且，技术方案4的发明是在技术方案3记载的图形描绘装置中，其特征在于，在上述孔隙部中，与上述重复范围对应的开口部在上述主扫描方向上的长度是与上述非重复范围对应的开口部在主扫描方向上的长度的一半。
而且，技术方案5的发明是在技术方案1记载的图形描绘装置中，其特征在于：上述孔隙部在上述主扫描方向上具有多个开口部列，该开口部列由沿上述副扫描方向以一定间距排列的多个开口部组成，上述多个开口部的每一个在一次光照射中与一个图形对应，有关包含在上述扫描区域的重复范围内并沿上述主扫描方向的一个图形列，使在上述先行的曝光扫描中对应的上述孔隙部的开口部，和在上述后续的曝光扫描中对应的上述孔隙部的开口部的各自的数量相加，其结果和与包含在上述扫描区域的非重复范围内并沿上述主扫描方向的一个图形列对应的上述孔隙部的开口部的数量一致。
而且，技术方案6的发明是如技术方案5所记载的图形描绘装置，其特征在于：在上述孔隙部中，与上述重复范围对应的开口部在上述主扫描方向上的数量，是与上述非重复范围对应的开口部在上述主扫描方向上的数量的一半。
而且，技术方案7的发明是如技术方案1所记载的图形描绘装置，其特征在于，上述扫描区域的重复范围内所包含的各个图形通过上述先行曝光扫描和后续曝光扫描中的任意一次曝光进行描绘，有关包含在上述扫描区域的重复范围内并沿上述主扫描方向的一个图形列，上述曝光头在上述先行曝光扫描中以一定间距描绘一部分图形，在上述后续曝光扫描中对剩余的图形进行描绘。
而且技术方案8的发明是一种图形描绘方法，在形成感光材料的基板上描绘规则的图形，其特征在于，包括：主扫描工序，使曝光头对上述基板沿与副扫描方向垂直的主扫描方向作相对移动，使上述曝光头对上述基板进行曝光扫描，所述曝光头具有在规定的副扫描方向上以一定间距排列有的多个开口部的孔隙部，并将来自规定光源并通过上述多个开口部的光照射到上述基板上，对上述基板进行曝光而描绘上述图形；副扫描工序，在先行的曝光扫描和后续的曝光扫描之间，使上述曝光头对上述基板沿上述副扫描方向作相对移动，来变更成为上述曝光扫描对象的上述基板上的扫描区域，在上述副扫描工序中，使上述曝光头以比上述扫描区域在上述副扫描方向的宽度短的宽度相对移动来变更上述扫描区域，在上述先行的曝光扫描和后续的曝光扫描中，使上述扫描区域的一部分重复。
根据技术方案1～8的发明，由于连续曝光扫描的扫描区域的一部分被重复，从而毗邻的扫描区域的连接点能够平滑地连接。其结果，能够缓解在扫描区域的连接点产生的不均。
此外，根据技术方案2的发明，能够使扫描区域的重复范围所包含的各个图形的曝光量与非重复范围所包含的各个图形的曝光量一致。
此外，根据技术方案3的发明，能够使扫描区域的重复范围所包含的各个图形的曝光量与非重复范围所包含的各个图形的曝光量一致。
此外，根据技术方案4的发明，由于能够使曝光头两端部的不均匀特性的影响以相同比例反映，所以毗邻的扫描区域的连接点能够平滑地连接。
此外，根据技术方案5的发明，能够使扫描区域的重复范围所包含的各个图形的曝光量与非重复范围所包含的各个图形的曝光量一致。
此外，根据技术方案6的发明，由于能够使曝光头两端部的不均匀特性的影响以相同比例反映，所以，毗邻的扫描区域的连接点能够更平滑地连接。
此外，根据技术方案7的发明，由于能够使先行曝光扫描中所描绘的图形和在后续曝光扫描中所描绘的图形分别周期性的存在，所以能够防止曝光头两端部的特性不均地反映。
附图说明
图1是表示图形描绘装置结构的侧视图。
图2是表示图形描绘装置结构的俯视图。
图3是表示孔隙(aperture)部具有的掩模一个例子的图。
图4是示意地表示图形描绘装置结构的框图。
图5是表示图形描绘装置的基本动作流程的图。
图6是表示进行描绘图形的动作过程中基板状态的图。
图7是表示进行描绘图形的动作过程中基板状态的图。
图8是表示进行描绘图形的动作过程中基板状态的图。
图9是表示进行描绘图形的动作过程中基板状态的图。
图10是表示进行描绘图形的动作过程中基板状态的图。
图11是示意地说明扫描区域中的连接点的描绘结果图。
图12是示意地说明扫描区域中的连接点的描绘结果图。
图13是进行描绘图形前的基板上的描绘对象区域局部放大图。
图14是用于说明在各个要素区域中描绘图形的动作图。
图15是用于说明在各个要素区域中描绘图形的动作图。
图16是用于说明在各个要素区域中描绘图形的动作图。
图17是用于说明在各个要素区域中描绘图形的动作图。
图18是用于说明在各个要素区域中描绘图形的动作图。
图19是用于说明在各个要素区域中描绘图形的动作图。
图20是用于说明在各个要素区域中描绘图形的动作图。
图21是用于说明在各个要素区域中描绘图形的动作图。
图22是表示孔隙部具有的掩模的另一个示例图。
图23是表示孔隙部具有的掩模的另一个示例图。
图24是表示孔隙部具有的掩模的另一个示例图。
图25是表示孔隙部具有的掩模的另一个示例图。
图26是表示孔隙部具有的掩模的另一个示例图。
图27是表示孔隙部具有的掩模的另一个示例图。
图28是表示孔隙部具有的掩模的另一个示例图。
图29是用于说明在各个要素区域中描绘图形的动作图。
图30是用于说明在各个要素区域中描绘图形的动作图。
图31是用于说明在各个要素区域中描绘图形的动作图。
图32是用于说明在各个要素区域中描绘图形的动作图。
图33是用于说明在各个要素区域中描绘图形的动作图。
图34是用于说明在各个要素区域中描绘图形的动作图。
具体实施方式
下文将参照附图来说明本发明的实施方式。
1.第一实施方式
1-1.结构
图1和2是表示第一实施方式的图形描绘装置1的结构的图，图1是侧视图，图2是俯视图。在制造液晶显示装置的滤色器的工序中，该图形描绘装置1是用于在形成了感光材料(在本实施方式中彩色保护层)的滤色器用玻璃基板(下文简称为“基板”)9上描绘规定图形的装置。如图1和2所示，图形描绘装置1主要设置有基座11、用于保持基板9的台架10、相对基座11驱动台架10的驱动部20、多个曝光头30。
而且在下文介绍中，在表示方向和朝向时，适合地使用图中所示的三维XYZ直角座标。该XYZ轴相对基座11而被固定。在此，X轴和Y轴方向是水平方向，Z轴方向是垂直方向。图形描绘装置1中的主扫描方向对应于Y轴方向，副扫描方向对应于X轴方向。
台架10具有平板状外形，起到以大致水平状态保持装载在其上的基板9的保持部的作用。在台架10的上表面上形成了多个吸引孔(省略图示)。通过这些吸引孔的吸引压，将装载在台架10上的基板9固定保持在台架10的上面。
驱动部20是用于使台架10相对基座11沿主扫描方向(Y轴方向)、副扫描方向(X轴方向)和转动方向(围绕Z轴的转动方向)移动的驱动机构。驱动部20包括使台架10转动的转动机构21、从下面侧对台架10进行支撑的支撑板22、使支撑板22沿副扫描方向移动的副扫描机构23、通过副扫描机构23支撑支撑板22的底座板24、使底座板24沿主扫描方向移动的主扫描机构25。
转动机构21具有线性电动机21a，该线性电动机21a由安装在台架10的-Y侧端部上的转子、铺设在支撑板22上面的定子构成。而且，转动机构21在台架10的中央部下面侧和支撑板22之间具有转动轴21b。因此，一旦使线性电动机21a转动，则转子就在X轴方向上沿着定子移动，台架10以支撑板22上的转动轴21b为中心在规定角度的范围内转动。
副扫描机构23具有线性电动机23a，该线性电动机23a由安装在支撑板22下面的转子和铺设在底座板24上面的定子构成。而且，副扫描机构23在支撑板22和底座板24之间具有沿副扫描方向延伸的一对导轨部23b。因此，一旦使线性电动机23a动作，则支撑板22沿着底座板24上的导轨部23b在副扫描方向上移动。由于台架10被支撑板22支撑，因而副扫描机构23使台架10相对基座11沿副扫描方向移动。
主描机构25具有线性电动机25a，该线性电动机25a由安装在底座板24下面的转子和铺设在基座11上的定子构成。而且，主扫描机构25在底座板24和基座11之间具有沿主扫描方向延伸的一对导轨部25b。因此，一旦使线性电动机25a动作，则底座板24沿着基座11上的导轨部25b在主扫描方向上移动。由于台架10被支撑板22和底座板24支撑，因而主扫描机构25使台架10相对基座11沿主扫描方向移动。
多个曝光头30将脉冲光照射到被装载在台架10上的基板9的上面，对基板9进行曝光来描绘规则的图形。在基座11上固定设置有桥架结构的框架31，该框架31沿着副扫描方向架搭基座11的-X侧和+X侧，而且跨越台架10和驱动部20。多个曝光头30沿着副扫描方向以相同间距排列安装在框架31上。因而，多个曝光头30的位置相对基座11而被固定。
如上所述，驱动部20的主扫描机构25和副扫描机构23使台架10相对基座11移动。因而，一旦驱动主扫描机构25，则多个曝光头30会相对装载在台架10上的基板9在主扫描方向上移动，一旦驱动副扫描机构23，则多个曝光头30会相对载置在台架10上的基板9在副扫描方向上相对移动。
作为脉冲光光源的一个激光振荡器33通过光学照明系统32连接在各个曝光头30上，而且，激光器驱动部34连接在激光振荡器33上。因而，一旦使激光驱动部34动作，则通过激光振荡器33使脉冲光振荡，振荡的脉冲光经光学照明系统32被引导到各个曝光头30内。
在各个曝光头30的内部设置有：射出部35，其用于将由光学照明系统32引导的脉冲光向下方射出；孔隙部36，其用于对脉冲光进行局部遮蔽而形成规定形状的光束；投影光学系统37，其用于将该光束照射到基板9的上面。
从射出部35射出的脉冲光通过孔隙部36时被具有多个狭缝的掩模局部遮挡，形成为规定形状的光束，并入射到投影光学系统37中。而且，通过将经过了投影光学系统37的规定形状的脉冲光照射到基板9的上面，从而使涂覆在基板9上的感光材料曝光。在本实施方式中，为了防止一次照射过度的光而损害感光材料，将不造成感光材料损害程度的脉冲光对同一区域照射两次，通过两次曝光，描绘一个图形。
图3是表示孔隙部36具有的掩模361的一个例子的图。掩模361由实施过遮光加工的玻璃板或金属板等构成，如图所示，作为光能通过的开口部的多个狭缝SL沿着副扫描方向以一定间隔排列形成在掩模361上。通过使脉冲光经过这些狭缝SL，从而将与狭缝SL的形状对应形状的脉冲光投影到基板9上。
各个狭缝SL具有以主扫描方向为长轴方向的矩形形状。但是，各个狭缝SL在主扫描方向上的长度在整个掩模361上不统一。具体地说，在包含掩模361的副扫描方向中央部的大部分上，形成有主扫描方向上的长度较长的狭缝SL1。另一方面，在掩模361的+X侧端部和-X侧端部上分别形成有主扫描方向上的长度比狭缝SL1的短的狭缝SL2、SL3。
狭缝SL2、SL3在主扫描方向上的长度是狭缝SL1在主扫描方向上的长度的一半。狭缝SL2在-Y侧端部的位置与狭缝SL1在-Y侧端部的位置一致，狭缝SL3在+Y侧端部的位置与狭缝SL1在+Y侧端部的位置一致。而且形成了狭缝SL2的+X侧端部区域在副扫描方向上的宽度，与形成了狭缝SL3的-X侧端部区域在副扫描方向上的宽度一致。即，狭缝SL2的数量和狭缝SL3的数量相同。
还有，图形描绘装置1设置有控制部50，该控制部50在控制整个装置的同时，进行各种运算处理。图4是示意地表示包含控制部50的图形描绘装置1的结构的框图。控制部50由具有CPU和存储器等的计算机构成。CPU根据预先存储在存储器内的程序进行演算处理，由此实现对装置各部的控制功能和各种运算功能。如图所示，上述的主扫描机构25、副扫描机构23、转动机构21和激光驱动部34等与控制部50电相连，并在控制部50的控制下进行动作。
图形描绘装置1还包括接受用户各种操作的操作部51、输入描绘图形所必需的描绘数据的数据输入部52。数据输入部52例如作为在读取记录介质的读取装置或与外部装置之间进行数据通信的通信装置等构成。这些操作部12和数据输入部13也与控制部50电相连。从而，操作部12的操作内容作为信号而输入到控制部50内，同时由数据输入部13输入的描绘数据被存储在控制部50的存储器内。
<1-2.基本动作>
下文对图形描绘装置1的基本动作进行介绍。图5是表示图形描绘装置1的基本动作流程的图。首先由搬送机械手等将预先涂覆了感光材料(彩色保护膜)的基板9搬入，并将其装载在台架10的上面。基板9被形成在台架10上面的吸附口吸引，并以大致水平状态保持在台架10的上面(步骤S1)
然后在基板9上描绘规则的图形。图6～图10分别是表示描绘图形的动作过程中基板9状态的图。在这些图中，附图标记91所示的区域表示应该进行图形描绘的描绘对象区域。根据预先存储在控制部50的存储器内的描绘数据来确定该描绘对象区域91。而且在这些图中，附图标记81所示矩形范围表示一个曝光头30一次射出的脉冲光所能描绘图形的范围(可曝光范围)  (下文称为“描绘范围”)。如上所述，由于多个曝光头30以相同间距H(在本实施方式中，例如200毫米)沿着副扫描方向排列，因此分别对应于多个曝光头30的多个描绘范围80也以相同间距H(例如200毫米)沿着副扫描方向排列。
各个曝光头30分4次对基板9上的直至与+X侧毗邻的曝光头30的宽度H的区域进行扫描。具体地说，如图6所示，使多个曝光头30(即，描绘范围80)移动到由描绘数据确定的基板9的起始位置上(步骤S2)。
然后如图7所示，使曝光头30(即，描绘范围80)相对基板9沿主扫描方向的+Y侧以一定速度移动。此时，从曝光头30以规定的时间周期照射脉冲光。从而每个曝光头30都进行以基板9上沿主扫描方向延伸的区域As为对象的曝光扫描。在下文将这种成为一次沿主扫描方向曝光扫描的对象的基板9上的区域As称作“扫描区域”。在由曝光扫描进行了曝光的扫描区域As上描绘规则的图形。在图中，将描绘了图形的区域标上斜影线来表示(步骤S3)。
一旦结束一次沿主扫描方向的曝光扫描，为了进行下一次曝光扫描，使曝光头30(即描绘范围80)相对基板9沿副扫描方向的+X侧移动规定宽度(在步骤S4中为Yes，进入步骤S5)。然后如图8所示，使曝光头30(即描绘范围80)相对基板9沿主扫描方向的-Y侧以一定速度移动。从而每个曝光头30以与在上次曝光扫描中成为对象的扫描区域As不同的一个扫描区域As作为对象来进行曝光扫描(步骤S3)。
同样地，如图9所示，在先行的曝光扫描和后续的曝光扫描之间，使曝光头30相对基板9向+X侧移动，变更扫描区域As，并第二次(一个往复)重复向主扫描方向的曝光扫描(在步骤S4中“是”，步骤S5，步骤S3)，从而如图10所示，将规则的图形描绘到整个描绘对象区域91上。
描绘了图形的基板9由搬送机械手等从台架10的上面搬出(在步骤S4中“否”，步骤S6)，被描绘在基板9上的各个图形在后续工序中显影，从而作成具有R、G、B任一颜色的子像素。然后，通过使与R、G、B对应地重复3次如后面子像素的形成(图形描绘以及显影)，基板9的描绘对象区域91作成一个滤色器。
但是，在上述的图形描绘动作中，毗邻的扫描区域As之间不是正好邻接，而是一部分相重合。如图10的下方区域A的放大图所示，相对一个扫描区域As在副扫描方向的宽度w(即描绘范围80在副扫描方向上的宽度，例如52毫米)，在先行曝光扫描和后续曝光扫描之间曝光头30相对基板9向副扫描方向移动的宽度h(例如50毫米)短，因而，通过先行曝光扫描和后续曝光扫描，扫描区域As的一部分重合。因而，在毗邻的扫描区域As的连接点上，形成了实施过先行曝光扫描和后续曝光扫描共二次曝光扫描的重复范围B1。
在各个扫描区域As中，包含副扫描方向上的中央部的大部分成为没有重合的非重复范围B0，副扫描方向上的端部成为重复范围B1。通过这样在毗邻的扫描区域As的连接点上形成实施过两次曝光扫描的重复范围B1，从而能够缓解在该连接点上所产生的不均。
图11和12是示意地说明扫描区域As上的连接点的描绘结果的图。在图中，横轴表示副扫描方向(X轴方向)的位置。另一方面，纵轴示意地表示曝光头30中各种不均匀特性带给图形描绘结果的影响程度。在此所谓的不均匀特性是指妨碍图形描绘结果的均匀性的曝光头30的特性，列举有照明光学系统32和投影光学系统37的像差以及掩模361的狭缝SL的位置误差等。因曝光头30在副扫描方向部分不同不均匀性特性出现差异，在曝光头30的两端部之间不均匀性产生差别。而且，如图所示，在每个扫描区域As上形成了反应这种曝光头30的不均匀性影响的描绘结果。
因此，如图11所示，在不使毗邻的扫描区域As之间重合而使其相互贴紧毗邻的情况下，由于曝光头30的两个端部之间的不均匀特性差异，在毗邻的扫描区域As的边界B中，描绘结果不连续地变化，这种不连续性被识别为制品上不均。
相对此，如图12所示，在使毗邻的扫描区域As之间有重合的场合下，在重复范围B1内，通过利用先行曝光扫描和后续曝光扫描实施两次曝光扫描，从而使曝光头30两端部的不均匀特性的影响混匀平整。由此，在毗邻的扫描区域As上的连接点(重复范围B1)，能够使描绘结果变得平滑，能够缓解在连接点产生的不均。
1-3.曝光量一致
在重复范围B1内，实施先行曝光扫描和后续曝光扫描共两次曝光扫描，而在非重复区域B0内，仅实施一次曝光扫描。由此，必须使重复范围B1所包含的图形的曝光量和非重复区域B0所包含的图形的曝光量一致。在下文将介绍在重复范围B1内和非重复区域B0内使各个图形曝光量一致的方法。
图13是对描绘图形前的基板9上的描绘对象区域91一部分进行放大显示的图。如图所示，在基板9上的描绘对象区域91中形成作为网格状的黑框的黑色矩阵92。这种黑色矩阵92的框内区域就是最终成为滤色器的R、G、B任一的子像素的区域。因此，图形描绘装置1分别在这种黑色矩阵92的框内区域93描绘一个图形。下文将与一个图形(一个子像素)对应的区域93称作“要素区域”93。
如图所示，在描绘对象区域91中，沿着副扫描方向将应该成为R、G、B各自的子像素的要素区域93按照该顺序排列并周期性排布。因此，某一种颜色(例如R)的要素区域93以在三个要素区域93中有一个的比例，按照一定间隔排列。图形描绘装置1通过一次进行图5所示的一连串处理，从而仅在某种颜色的要素区域93内描绘图形。
下文将参考图14～21，对在各个要素区域93内描绘图形的动作进行具体说明。而且，这些图是对与毗邻的扫描区域As的重复范围B1附近相当的描绘区域91的一部分进行放大的图。在图中，仅显示了在一次处理中成为图形描绘对象的一种颜色(例如R)的要素区域93，省略其它要素区域93和黑色矩阵92的图示。图中左侧的扫描区域As就是成为先行曝光扫描的对象的扫描区域As1，图中右侧的扫描区域As就是成为后续曝光扫描的对象的扫描区域As2。
还有，这些图中所示的矩形区域81、82、83分别表示被通过了掩模361的狭缝SL1、SL2、SL3(参考图3)的脉冲光照射的照射区域。作为较长的狭缝SL1的投影区域的照射区域81在主扫描方向的长度是主扫描方向中要素区域93的排列间距P1的两倍。此外，作为较短的狭缝SL2、SL3各自的投影区域的照射区域82、83在主扫描方向的长度与间距P1相同。非重复范围B0所包含的各个要素区域93在照射区域81中进行曝光，重复范围B1所包含的各个要素区域93在照射区域82、83中进行曝光。
具体地说，首先，在先行曝光扫描中，使曝光头30相对基板9沿主扫描方向的+Y侧以一定速度移动。由此，如图14～16所示，照射区域81、82也在基板9的扫描区域As1上沿+Y侧以一定速度移动。而且，照射区域81、82(即，曝光头30)每移动间距P1，就射出脉冲光，在其射出时刻，照射区域81、82所包含的各个要素区域93被曝光。
如图14～16所示，通过该动作，有关扫描区域As1中非重复范围B0所包含的各个要素区域93，首先对照射区域81的+Y侧的一半部分进行第一次曝光。然后在下一个脉冲光射出时刻(照射区域81仅移动间距P1后)，在同一照射区域81的-Y侧的一半部分被第二次曝光。在图中，标上较稀疏的斜影线表示进行过一次曝光的要素区域93，标上较密的斜影线表示进行过两次曝光的要素区域93。
相对此，扫描区域As1中重复范围B1所包含的各个要素区域93，在照射区域82中仅进行一次曝光。这是因为在某个要素区域93曝光后，在射出后续的脉冲光时，照射区域82移动到与该要素区域93的+Y侧毗邻的要素区域93内。
因此，一旦先行的曝光扫描结束，则如图17所示，扫描区域As1中非重复范围B0所包含的各个要素区域93处于图形描绘所需的两次曝光结束后状态。另一方面，扫描区域As1中重复范围B1所包含的各个要素区域93处于仅进行一次曝光的状态。
在后续的曝光扫描中，使曝光头30相对基板9沿主扫描方向的-Y侧以一定速度移动。从而，如图18～20所示，照射区域81、83也在基板9的扫描区域As2上沿-Y侧以一定速度移动。而且此时，照射区域81、83每移动间距P1，就射出脉冲光。
如图18～20所示，利用该动作，与先行的曝光扫描同样地，扫描区域As2中非重复范围B0所包含的各个要素区域93，在照射区域81进行了两次曝光。另一方面，重复范围B1所包含的各个要素区域93(已经进行过一次曝光的要素区域93)在照射区域83中进行第二次曝光。因此，一旦后续的曝光扫描结束，就如图21所示，对非重复范围B0和重复范围B1所包含的所有要素区域93实施了两次曝光，成为图形被描绘后的状态。
这样一来，重复范围B1所包含的各个图形在先行的曝光扫描中进行了第一次曝光，在后续的曝光扫描中进行了第二次曝光。从而，在重复范围B1和非重复范围B0中使所包含的各个图形的曝光量能够一致，如果更普通地表现也可以说，通过将对重复范围B1所包含的各个图形在先行曝光扫描中的曝光次数(一次)以及后续曝光扫描中的曝光次数(一次)进行相加计算的结果，与对非重复范围B0所包含的各个图形的曝光次数(两次)一致，恻然使各个图形的曝光量一致。
而且这是由以下方式实现的，即，在孔隙部36的掩模361中，与重复范围B1对应的狭缝SL2、SL3在主扫描方向上的长度是与非重复范围B0对应的狭缝SL1在主扫描方向上的长度的一半。如果更普通地表现也可以说通过以下方式来实现，即重复范围B1所包含的沿着主扫描方向的一个图形列(要素区域93的列)，通过将先行曝光扫描中对应的狭缝SL2在主扫描方向上的长度和后续曝光扫描中对应的狭缝SL3在主扫描方向上的长度进行相加计算的结果，与和非重复范围B0对应的狭缝SL1在主扫描方向上的长度一致。
1-4.掩模的变形例
形成在孔隙部36的掩模361上的狭缝SL的形状和配置并不局限于图3所示情形。只要以满足“重复范围B1所包含的沿着主扫描方向的1个图形列，通过将先行曝光扫描中对应的狭缝SL2在主扫描方向上的长度和后续曝光扫描中对应的狭缝SL3在主扫描方向上的长度进行相加计算的结果，与和非重复范围B0对应的狭缝SL1在主扫描方向上的长度一致”条件的方式形成狭缝SL，就可以采用任意掩模361。
例如在图3中，虽然狭缝SL2和SL3相对掩模361的中心，点对称地配置，但如图22所示，狭缝SL2和SL3也可以相对掩模361的副扫描方向上的中心线对称地配置。此时，狭缝SL2和SL3在主扫描方向上的长度是狭缝SL1在主扫描方向上的长度的一半，将狭缝SL2和SL3各自在主扫描方向上的长度相加的结果，使其与狭缝SL1在主扫描方向上的长度一致。因此，能够在重复范围B1和非重复区域B0内使各个图形的曝光量一致。
还有，如果将一个图形的描绘所需的曝光次数设定为三次，也可以利用图23～25所示的掩模361。在图中，具有相同附图标记(a、b、c、d)的狭缝SL2和SL3与重复范围B1所包含的沿着主扫描方向的同一图形列对应。在任何种情况下，与沿着主扫描方向的一个图形列对应的狭缝SL2和SL3在主扫描方向上的长度，一种是狭缝SL1在主扫描方向上的长度的三分之一，另一种是狭缝SL1在主扫描方向上的长度的三分之二。由此，将与沿着主扫描方向的一个图形列对应的狭缝SL2和SL3各自在主扫描方向上的长度相加结果，使其与狭缝SL1在主扫描方向上的长度一致。
此时，在非重复范围B0所包含的各个要素区域93通过狭缝SL1进行三次曝光。另一方面，重复范围B1所包含的各个要素区域93在先行曝光扫描和后续的曝光扫描中的一侧进行一次曝光，在另一侧进行两次曝光，共计曝光三次。因此，在重复范围B1和非重复区域B0内使各个图形的曝光量一致。
当然，也可以将一个图形的描绘所需的曝光次数设定为四次以上。所需曝光次数如果是偶数，则如上述实施方式那样，如果与重复范围B1对应的狭缝SL2、SL3在主扫描方向上的长度是与非重复范围B0对应的狭缝SL1在主扫描方向上的长度的一半，就能够使曝光头30两端部的不均匀特性的影响以相同的比例在描绘结果中反映出来。因此，能够使毗邻的扫描区域As中连接点更光滑地连接。
而且，上述掩模361的狭缝SL(特别是狭缝SL1)在一次的脉冲光照射下承担多个图形(要素区域93)的曝光，但是一个狭缝SL也可以在一次的脉冲光照射下仅承担一个图形(要素区域93)的曝光。
图26是表示一个狭缝SL在一次的脉冲光照射下仅与一个图形相对应的掩模362的一个示例的图。在掩模362中，由沿副扫描方向以一定间距排列的多个狭缝SL组成的狭缝列(开口部列)SLL，沿主扫描方向上排列形成为两列。所有这些狭缝SL的尺寸相同，通过了各狭缝SL的脉冲光所照射的照射区域在主扫描方向的长度与间距P1(要素区域93在主扫描方向上的排列间距)一致，也就是说，一个照射区域内仅包含一个要素区域93。
而且，在包含与非重复范围B0对应的掩模362在副扫描方向的中央部在内的大部分区域内，沿主扫描方向配置有两个狭缝SL1，在与重复范围B1对应的掩模362在+X侧端部和-X侧端部的区域内，沿主扫描方向仅配置有一个狭缝SL2、SL3。
如果以与上述实施方式的掩模361相同地方式来利用掩模362，则可以针对非重复范围B0所包含的各个要素区域93在一次曝光扫描中进行两次曝光，针对重复范围B1所包含的各个要素区域93，通过在先行曝光扫描中进行一次曝光，在后续的曝光扫描中进行一次曝光，进行总计两次的曝光。因此这时，将针对重复范围B1所包含的各个图形的在先行曝光扫描中的曝光次数(一次)和在后续曝光扫描中的曝光次数(一次)相加结果，使其与针对非重复范围B0所包含的各个图形的曝光次数(两次)一致，从而能够使各个图形的曝光量变得一致。
而且，这是通过以下方法来实现的，即在孔隙部36的掩模362中，与重复范围B1对应的狭缝SL2、SL3在主扫描方向上的数量，是与非重复范围B0对应的狭缝SL1在主扫描方向上的数量一半。如果更普通地表现也可以说，重复范围B1所包含的沿着主扫描方向的一个图形列是通过将先行曝光扫描中对应的狭缝SL2的数量(一个)和在后续曝光扫描中对应的狭缝SL3数量(一个)进行相加计算，其结果与非重复范围B0所包含的、且与沿主扫描方向的一图形列对应的狭缝SL1的数量一致从而实现的。
因此只要以满足“重复范围B1所包含的沿着主扫描方向的一个图形列中将与先行曝光扫描中对应的狭缝SL2数量和在后续曝光扫描中对应的狭缝SL3的数量进行相加计算，其结果与非重复范围B0所包含的与沿主扫描方向的一个图形列对应的狭缝SL1的数量一致”的条件的方式，就可以利用任意的掩模362。
例如，如果将图形的描绘所需的曝光次数设定为三次，则可以利用图27所示的掩模362。在该掩模362中，由多个狭缝SL组成的狭缝列SLL沿主扫描方向上排成形成为三列。在该图中，具有相同附图标记(a、b、c、d)的狭缝SL2和SL3对应于重复范围B1所包含的沿着主扫描方向的同一图形列。在任一种情况下，与沿着主扫描方向的一个图形列对应的狭缝SL2和SL3在主扫描方向上的数量为一种狭缝是一个，另一狭缝是两个。由此，与沿着主扫描方向的一个图形列对应的狭缝SL2和SL3，各自在主扫描方向上的数量的相加，其结果和对应于一个图形列的狭缝SL1在主扫描方向上的数量一致。
当然，也可以将一个图形的描绘所需的曝光次数设定为四次以上。所需的曝光次数是偶数时，如果与重复范围B1对应的狭缝SL2、SL3在主扫描方向上的数量是与非重复范围B0对应的狭缝SL1在主扫描方向上的数量的一半，则能够使曝光头30两端部的不均匀特性的影响以相同的比例在描绘结果中反映出来。因此，能够使毗邻的扫描区域As中的连接点更平滑地连接。
而且，在利用一个狭缝SL在一次的脉冲光照射下仅与一个图形对应的掩模362情况下，狭缝SL的形状无需是沿着主扫描方向的矩形形状。因此，如图28所示，也可以利用设置有具有相对主扫描方向倾斜的形状的狭缝SL的掩模362。
2.第二实施方式
下文将对第二实施方式进行介绍。第二实施方式的图形描绘装置1的结构和基本动作与第一实施方式大致相同，在下文仅以与第一实施方式不同之处为中心进行介绍。
在第一实施方式中，通过对一个图形进行多次曝光来进行描绘，但是在第二实施方式中，对1个图形仅进行1次曝光而进行描绘。也就是对于重复范围B1所包含的各个图形，不通过先行曝光扫描的曝光和后续的曝光扫描的曝光进行描绘，仅由先行曝光扫描的曝光或后续的曝光扫描的曝光进行描绘。
下文将参考图29～34，对在第二实施方式的各个要素区域93中进行描绘图形的动作进行具体介绍。与图14～21相同，这些图是对与毗邻的扫描区域As1、As2的重复范围B1附近相当的描绘对象区域91的一部分进行放大的图。还有，在该说明中使用的孔隙部36的掩模就是图3所示的掩模361，掩模361的狭缝SL1、SL2、SL3的投影区域分别作为照射区域81、82、83。在这些图中，由斜影线表示被曝光后的要素区域93。
在进行图形描绘时，首先，在先行曝光扫描中，使曝光头30相对基板9沿主扫描方向的+Y侧以一定速度移动，从而如图29～3 1所示，照射区域81、82也在基板9的扫描区域As1中以一定速度沿+Y侧移动。但是在第二实施方式中，照射区域81、82(即，曝光头30)每移动间距P1的两倍(相当于照射区域81在主扫描方向上的长度)，就射出脉冲光。
因此，如图29～31所示，在扫描区域As1中非重复范围B0内，对所有要素区域93实施描绘图形所需的一次曝光。各个要素区域93在照射区域81的+Y侧的一半部分或-Y侧的一半部分中曝光，从而在各个要素区域93上描绘图形。
另一方面，在扫描区域As1中重复范围B1内，对沿着副扫描方向的要素区域93的列每一列曝光一次。从而，描绘过图形的要素区域93的列与没有描绘图形的要素区域93的列沿着主扫描方向交替地设置。这是因为某个要素区域93在照射区域82内被曝光后然后在射出脉冲光德时刻，照射区域82移动到与该要素区域93的+Y侧毗邻的两个要素区域93。
在后续的曝光扫描中，使曝光头30相对基板9沿主扫描方向的-Y侧以一定速度移动。从而如图32～34所示，照射区域81、83也在基板9的扫描区域As1中以一定速度沿-Y侧移动。而且，此时，照射区域81、83每移动间距P1的两倍就射出脉冲光。
如图32～34所示，通过该动作，在扫描区域As2中非重复范围B0内，与先行的曝光扫描同样地，对全部要素区域93进行一次曝光，从而在各个要素区域93内描绘图形。
另一方面，在扫描区域As2内重复范围B1中，有关沿着副扫描方向的要素区域93的列，每隔一列曝光1次，有关没有用先行曝光扫瞄描绘图形的要素区域93进行曝光。因此，一旦后续的曝光扫描结束，非重复范围B0和重复范围B1所包含的全部要素区域93都变成描绘过图形的状态。
这样在第二实施方式中，重复范围B1内，在先行曝光扫描中对一部分图形进行描绘，在后续的曝光扫描中对残存的图形进行描绘。由此，此时，在重复范围B1内，能够使曝光头30两端部的不均匀特性的影响混匀平整。因而能够缓解在毗邻的扫描区域As的连接点产生的不均。
而且，如果关注重复范围B1所包含的沿着主扫描方向一个图形列，则在先行曝光扫描中一部分图形按照一定间距被描绘，在后续的曝光扫描中残存的图形按照一定间距被描绘。因此在处理后的重复范围B1内，能够使在先行曝光扫描中描绘的图形和在后续的曝光扫描中描绘的图形各自周期存在。因此，能够防止曝光头30两端部的不均匀特性不均地反映到描绘结果中。
此外，在本实施方式中，形成在孔隙部36的掩模361上的狭缝SL的形状和配置并不局限于图3所示情形。只要以能够在重复范围B1中，在先行曝光扫描中描绘一部分图形，在后续的曝光扫描中描绘残存的图形的方式形成狭缝SL，就可以采用任意的掩模。具体地说，在掩模的一个端部上，与重复范围B1对应的所有狭缝SL(狭缝SL2)未描绘的区域，与在另一端部中与重复范围B1对应的所有狭缝SL(狭缝SL3)描绘的区域的形状和朝向一致就行。
因此，在图22～28所示的掩模361、362中，可以将除了图24所示的掩模361之外的所有掩模361、362都良好地应用在第二实施方式中。图24的掩模361中由于由全部狭缝SL2未描绘得区域与由全部狭缝SL3描绘得区域的朝向不一致，因此不能使用。
3.其它实施方式
上文虽然对本发明的实施方式进行了介绍，但是本发明并不局限于上述实施方式，可以进行各种变形。下文对其它实施方式进行介绍。当然，也可以将下文介绍的各种方式适当地组合。
例如在上述实施方式中，由多个曝光头30分担多个扫描区域的每一个扫描区域的曝光扫描，但是也可以由一个曝光头30承担所有扫描区域的曝光扫描。但是为了大幅降低曝光扫描的次数，最好如上述实施方式那样，由多个曝光头30来分地。
而且，在上述实施方式中，说明了每一个曝光头30所承担的扫描区域As之间的一部分重合，当然，也可以使毗邻的曝光头30中一个曝光头承担的扫描区域As和另一个曝光头所承担的扫描区域As的一部分重合。
而且，在上述第一实施方式中，通过使孔隙部36的掩模中与重复范围B1对应的狭缝SL的尺寸比与非重复范围B0对应的狭缝SL的尺寸小，或通过减少数量，使在重复范围B1和非重复范围B0中各个图形的曝光量一致。相对此，也可以通过在脉冲光光学系统中设置了消光滤器等，使照射到重复范围B1的脉冲光强度比照射到非重复范围B0中的脉冲光强度低，使在重复范围B1和非重复范围B中各个图形的曝光量一致。
而且，在上述实施方式中，作为各部的驱动机构，使用线性电动机，但是也可以使用线性电动机之外的公知的驱动机构，例如也可以使用通过滚珠螺杆将电动机的驱动力变换为直线运动的机构。
而且，在上述实施方式中，虽然以滤色器用玻璃基板9为处理对象进行介绍，但是也可以以半导体衬底、印刷电路板、等离子显示装置用玻璃基板等其它基板为处理对象。
此外，上述实施方式的装置是从激光振荡器33向基板9上照射脉冲光来描绘图形的装置，但是光源和描绘方式并不局限于此。例如作为照射到基板9上的光，不但可以是短波长的光，而且也可以是掺杂多种波长的光，还可以是紫外线。此外，例如也可以通过由百叶窗机构等周期地将连续照射光遮断，从而脉冲性地将光照射到基板9上。

Claims (8)

1.一种图形描绘装置，在形成感光材料的基板上描绘规则的图形，其特征在于，包括：
光源；
曝光头，其具有沿规定的副扫描方向以一定间距排列有多个开口部的孔隙部，将来自上述光源并通过上述多个开口部的光照射到上述基板上，对上述基板进行曝光来描绘上述图形；
主扫描机构，使上述曝光头对上述基板沿与上述副扫描方向垂直的主扫描方向作相对移动，使上述曝光头实施对上述基板的曝光扫描；
副扫描机构，在先行的曝光扫描和后续的曝光扫描之间，使上述曝光头对上述基板沿上述副扫描方向作相对移动，来变更成为上述曝光扫描对象的上述基板上的扫描区域，
上述副扫描机构通过以比上述扫描区域在上述副扫描方向上的宽度短的宽度，使上述曝光头相对移动来变更上述扫描区域，用上述先行的曝光扫描和上述后续的曝光扫描，使上述扫描区域的一部分重复。
2.根据权利要求1所述的图形描绘装置，其特征在于，
将在上述先行的曝光扫描中对上述扫描区域的重复范围内所包含的各个图形的曝光次数和在上述后续的曝光扫描中对上述扫描区域的重复范围内所包含的各个图形的曝光次数相加，其结果与对包含在上述扫描区域的非重复范围的各个图形的曝光次数一致。
3.根据权利要求1所述的图形描绘装置，其特征在于，
有关包含在上述扫描区域的重复范围内并沿上述主扫描方向的一个图形列，使在上述先行的曝光扫描中对应的上述孔隙部的开口部，和在上述后续的曝光扫描中对应的上述孔隙部的开口部各自在主扫描方向上的长度相加，其结果和与上述扫描区域的非重复范围对应的上述孔隙部的开口部在主扫描方向上的长度一致。
4.根据权利要求3所述的图形描绘装置，其特征在于，
在上述孔隙部中，与上述重复范围对应的开口部在上述主扫描方向上的长度是与上述非重复范围对应的开口部在上述主扫描方向上的长度的一半。
5.根据权利要求1所述的图形描绘装置，其特征在于，
上述孔隙部在上述主扫描方向上具有多个开口部列，该开口部列由沿上述副扫描方向以一定间距排列的多个开口部组成，
上述多个开口部的每个在一次光照射中与一个图形对应，
有关包含在上述扫描区域的重复范围内并沿上述主扫描方向的一个图形列，使在上述先行的曝光扫描中对应的上述孔隙部的开口部，和在上述后续的曝光扫描中对应的上述孔隙部的开口部的各自的数量相加，其结果和与包含在上述扫描区域的非重复范围内并沿上述主扫描方向的一个图形列对应的上述孔隙部的开口部的数量一致。
6.根据权利要求5所述的图形描绘装置，其特征在于，
在上述孔隙部中，与上述重复范围对应的开口部在上述主扫描方向上的数量，是与上述非重复范围对应的开口部在上述主扫描方向上的数量的一半。
7.根据权利要求1所述的图形描绘装置，其特征在于，
上述扫描区域的重复范围内所包含的各个图形通过上述先行曝光扫描和后续曝光扫描中的任意一次曝光进行描绘，
有关包含在上述扫描区域的重复范围内并沿上述主扫描方向的一个图形列，上述曝光头在上述先行曝光扫描中以一定间距描绘一部分图形，在上述后续曝光扫描中对剩余的图形进行描绘。
8.一种图形描绘方法，在形成感光材料的基板上描绘规则的图形，其特征在于，
包括：
主扫描工序，使曝光头对上述基板沿与副扫描方向垂直的主扫描方向作相对移动，使上述曝光头对上述基板进行曝光扫描，所述曝光头具有在规定的副扫描方向上以一定间距排列有多个开口部的孔隙部，并将来自规定光源并通过上述多个开口部的光照射到上述基板上，对上述基板进行曝光而描绘上述图形，
副扫描工序，在先行的曝光扫描和后续的曝光扫描之间，使上述曝光头对上述基板沿上述副扫描方向作相对移动，来变更成为上述曝光扫描对象的上述基板上的扫描区域；
在上述副扫描工序中，使上述曝光头以比上述扫描区域在上述副扫描方向的宽度短的宽度相对移动来变更上述扫描区域，在上述先行的曝光扫描和后续的曝光扫描中，使上述扫描区域的一部分重合。
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