JP2008116708A - パターン描画装置及びパターン描画方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パターン描画装置が複数の描画対象領域を有する基板を対象とする場合における露光走査の回数を低減する。
【解決手段】パターン描画装置では、複数の露光ヘッドを基板に対して主走査方向と副走査方向とに相対移動させることで、基板９上の開始位置Ｐｓから副走査方向に所定幅ｗごとに規定される複数の走査領域Ａｓのそれぞれを担当する主走査方向に沿った露光走査が行われる。開始位置Ｐｓは、所定幅ｗ、並びに、間隙領域Ａｖの間隙端距離Ｌａ及び間隙幅Ｌｄに基づいて、走査領域Ａｓの境界のいずれかが間隙領域Ａｖに位置するように決定される。したがって、一つの走査領域Ａｓに二つの描画対象領域Ａｔの一部が含まれることが無くなる。その結果、複数の描画対象領域Ａｔを有する基板９を処理対象とする場合でも、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。
【選択図】図１３

Description

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。

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。

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。

特開２００６−１４５７４５号公報

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。

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、スループットの低下に繋がる。

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技術を提供することを目的とする。

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可能なパターン描画装置であって、光源からの光を前記基板に照射し、前記基板を露光して前記パターンを描画する露光手段と、前記露光手段を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させ、前記基板上の開始位置から前記副走査方向に所定幅ごとに規定される複数の走査領域のそれぞれを担当する前記主走査方向に沿った露光走査を、前記露光手段に行わせる走査機構と、前記所定幅、並びに、前記副走査方向に隣り合う前記描画対象領域の間隙領域の位置情報に基づいて、隣り合う前記走査領域の境界のいずれかが前記間隙領域に位置するように前記開始位置を決定する決定手段と、を備えている。

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、前記露光手段は、前記所定幅の自然数倍のピッチで前記副走査方向に配列された複数の露光ヘッドを備えている。

また、請求項３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方法であって、光源からの光を前記基板に照射し、前記基板を露光して前記パターンを描画する露光手段を、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させ、前記基板上の開始位置から前記副走査方向に所定幅ごとに規定される複数の走査領域のそれぞれを担当する前記主走査方向に沿った露光走査を、前記露光手段に行わせる走査工程と、前記走査工程の前に、前記所定幅、並びに、前記副走査方向に隣り合う前記描画対象領域の間隙領域の位置情報に基づいて、隣り合う前記走査領域の境界のいずれかが前記間隙領域に位置するように前記開始位置を決定する決定工程と、を備えている。

請求項１ないし３の発明によれば、走査領域の境界が間隙領域に位置することから、一つの走査領域に二つの描画対象領域の一部が含まれることが無くなる。これにより、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、同一の走査領域に対して露光走査を重複して行う必要がなくなり、露光走査の回数を低減することができる。

また、特に請求項２の発明によれば、複数の走査領域のそれぞれを担当する露光走査を複数の露光ヘッドで分担できるため、露光走査の回数をさらに低減できる。

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。

＜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とを備えている。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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アパーチャ部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、アパーチャ部３６に照射するパルス光を部分的に遮光するシャッタ機構３８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、アパーチャ部３６を通過する際に複数のスロットを有するマスクによって部分的に遮光され、所定形状の光束に成形されて投影光学系３７へ入射する。そして、投影光学系３７を通過した所定形状のパルス光が基板９の上面に照射されることにより、基板９に塗布された感光材料が感光して、基板９にパターンが描画される。また、シャッタ機構３８は、出射部３５とアパーチャ部３６との間に配置され、アパーチャ部３６に照射されるパルス光を副走査方向の端部から部分的に遮光し、基板９上においてパターンを描画する領域の副走査方向の幅を調整する。

図３は、アパーチャ部３６が有するマスク３６１の一例を示す図である。マスク３６１は、光を遮る加工が施されたガラス板や金属板等で構成される。図に示すように、マスク３６１には、光を通過する開口部である多数のスロットＳＬが、副走査方向に沿って等間隔で配列して形成されている。各スロットＳＬは、主走査方向を長手方向とする矩形形状を有している。これらのスロットＳＬを通過したパルス光が基板９に照射されることにより、基板９には副走査方向に沿って矩形形状の多数のパターンが描画される。また、アパーチャ部３６は、マスク３６１を主走査方向及び副走査方向に微少に変位させる駆動部（図示省略）を備えており、基板９上においてパターンを描画する位置を微調整できるようにもなっている。

図４は、シャッタ機構３８の構成を示す図である。図に示すように、シャッタ機構３８は、シャッタ開口３８１を中央に有するシャッタ３８２と、シャッタ３８２を保持する保持部３８３と、シャッタ３８２を副走査方向に移動するシャッタ駆動部３８４とを備えている。

シャッタ３８２は、シャッタ開口３８１を除く部位に光を遮る加工が施されたガラス板や金属板等で構成される。シャッタ３８２は、−Ｙ側端部及び＋Ｙ側端部において保持部３８３に保持されている。シャッタ駆動部３８４は、副走査方向に延びる一対のガイド部３８５と、リニアモータ３８６とを備えており、リニアモータ３８６の移動子が保持部３８３に接続されている。これにより、リニアモータ３８６を動作させると、ガイド部３８５に沿って、保持部３８３とそれに保持されたシャッタ３８２とが副走査方向に移動する。

シャッタ機構３８においては、シャッタ３８２のシャッタ開口３８１に照射されたパルス光のみが通過して、アパーチャ部３６のマスク３６１に照射される。シャッタ３８２を副走査方向に移動すると、マスク３６１にパルス光が照射される領域も副走査方向に移動する。これにより、マスク３６１の＋Ｘ側端部あるいは−Ｘ側端部における一部のスロットＳＬへのパルス光が遮光される。その結果、パルス光が通過するスロットＳＬの個数が減少し、基板９上において描画されるパターンの数も減少する。シャッタ機構３８は、このようなシャッタ３８２の移動により、露光ヘッド３０が一度のパルス光の照射により基板９上にパターンを描画する領域（露光する領域）の副走査方向の幅を調整する。

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５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。

図５に示すように、上述した主走査機構２５、副走査機構２３、回転機構２１、レーザ駆動部３４及びシャッタ駆動部３８４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。

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。

図６ないし図８は、パターン描画装置１が処理対象とする基板９に設定される描画対象領域の位置の例を示す図である。これらの図において、符号Ａｔで示す領域は、パターンを描画すべき描画対象領域を示している。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。

パターン描画装置１では、図６のように一つの基板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７及び図８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に対してパターンの描画を行うことが可能となっている。

＜２．パターンの描画動作＞
次に、上記構成を有するパターン描画装置１において、基板９の上面にパターンを描画する工程の動作について説明する。図９は、パターンを描画する工程の動作過程における、基板９に設定された一つの描画対象領域Ａｔに係る状態の遷移を示す図である。

図９おいて、符号４０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。この描画可能範囲４０の副走査方向の幅は、所定幅ｗ（本実施の形態では、例えば５０ｍｍ）とされている。

前述のように、複数の露光ヘッド３０は副走査方向に沿って同一ピッチＨで配列されるが、このピッチＨは所定幅ｗの４倍（本実施の形態では、例えば２００ｍｍ）とされている。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４０も、副走査方向に沿ってこれと同一のピッチＨ（例えば２００ｍｍ）で配列される。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Ｈの領域を４回に分けて走査することになる。

すなわち、ステートＳｔ１を初期状態としてまず、露光ヘッド３０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３０（すなわち、描画可能範囲４０）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、かつ、副走査方向の幅が所定幅ｗとなる一つの走査領域Ａｓ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（ステートＳｔ２）。この露光走査により描画可能範囲４０が通過した走査領域Ａｓには、規則的なパターンが描画される。図９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。

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３０（すなわち、描画可能範囲４０）を所定幅ｗだけ副走査方向の＋Ｘ側に相対移動させる。続いて、基板９に対して露光ヘッド３０（すなわち、描画可能範囲４０）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走査領域Ａｓの＋Ｘ側に隣接する一つの走査領域Ａｓに対して露光走査が行われる（ステートＳｔ３）。

同様にして、露光ヘッド３０を基板９に対して所定幅ｗずつ副走査方向に移動させながら、主走査方向への露光走査がさらに二度（一往復）繰り返される（ステートＳｔ４）。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の領域を分割した四つの走査領域Ａｓ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。

複数の走査領域Ａｓは、最も−Ｘ側に配置された露光ヘッド３０が露光走査を開始する開始位置Ｐｓから、副走査方向に所定幅ｗごとに規定される。そして、この複数の走査領域Ａｓのそれぞれを担当する主走査方向に沿った露光走査が露光ヘッド３０により行われ、これにより各走査領域Ａｓにパターンが描画されることになる。

パターンは、各走査領域Ａｓの全体に描画されるわけではなく、走査領域Ａｓに含まれる描画対象領域Ａｔに対して描画される。したがって、図９における走査領域Ａｓ１，Ａｓ２などのように、副走査方向の一部のみに描画対象領域Ａｔが含まれる走査領域Ａｓの露光走査を露光ヘッド３０が担当する場合は、描画可能範囲４０の一部を遮光するように、当該露光ヘッド３０内のシャッタ機構３８が副走査方向に移動される。これにより、露光ヘッド３０がパターンを描画する範囲が調整され、走査領域Ａｓの＋Ｘ側端部及び−Ｘ側端部のいずれか一方を含む一部の領域のみにパターンが描画されることになる。

このようにして基板９に描画された各パターンは、後の工程で現像されてＲ，Ｇ，Ｂのいずれかの色を有するサブ画素とされる。そして、各描画対象領域Ａｔは、基板９から切り出されて、一つのカラーフィルタとされることになる。

＜３．開始位置の決定＞
ところで、図１０に示すように、一つの基板９に複数の描画対象領域Ａｔが設定されている場合においては、隣り合う描画対象領域Ａｔの相互間の領域である間隙領域Ａｖ，Ａｗには、パターンの描画が不要である。主走査方向に隣り合う描画対象領域Ａｔの間隙領域Ａｗに関しては、露光走査中にパルス光の照射を停止することで、容易にパターンの描画を行わないようにすることができる。

一方、副走査方向に隣り合う描画対象領域Ａｔの間隙領域Ａｖに関しては、露光ヘッド３０内のシャッタ機構３８の移動により、パターンを描画する範囲を調整することで対応することになる。しかしながら、シャッタ機構３８は、描画可能範囲４０を、その＋Ｘ側端部あるいは−Ｘ側端部から任意の幅で遮光することが可能であるが、その中央部を任意の幅で遮光することはできない。

このため、図１０に示す走査領域Ａｓ３のように、一つの走査領域Ａｓ内に、副走査方向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場合（すなわち、一つの走査領域Ａｓに間隙領域Ａｖの全体が含まれる場合）には、一度の露光走査によって二つの描画対象領域Ａｔの双方に対してパターンの描画を行うことはできず、二度の露光走査を行う例外処理が必要となってしまう。

これに対応するため、パターン描画装置１においては、図１１に示すように、基板９上の開始位置Ｐｓの位置を、予め定められた基準位置Ｐｄから副走査方向に移動させることで、複数の走査領域Ａｓの全体の位置を副走査方向に移動させ、これにより、隣り合う走査領域Ａｓの境界のいずれかを間隙領域Ａｖに位置させるようにしている。その結果、一つの走査領域Ａｓには一つの描画対象領域Ａｔのみが含まれることになり、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ことになる。図１１の例では、走査領域Ａｓ３と走査領域Ａｓ４との境界が間隙領域Ａｖに位置し、走査領域Ａｓ３及び走査領域Ａｓ４にはそれぞれ一つの描画対象領域Ａｔのみが含まれている。

このような開始位置Ｐｓは、パターンを描画する工程の前に、制御部５０により行われる開始位置決定処理において決定される。以下、基準位置Ｐｄに対して開始位置Ｐｓを移動させる距離を「オフセット量」と称し、記号Ｌｏを用いる。オフセット量Ｌｏは、基準位置Ｐｄに対して開始位置Ｐｓを−Ｘ側に移動させる場合は正の値とし、基準位置Ｐｄに対して開始位置Ｐｓを＋Ｘ側に移動させる場合は負の値とする。例えば、基準位置Ｐｄに対して開始位置Ｐｓを−Ｘ側に５ｍｍ移動させる場合は、オフセット量Ｌｏは「＋５」ｍｍとなる。

開始位置決定処理は、このオフセット量Ｌｏを決定する処理であるともいえる。開始位置決定処理では、「−２５」ｍｍから「＋２５」ｍｍまでの５０ｍｍの範囲内で演算上のオフセット量Ｌｏを１ｍｍごとに変更し、各オフセット量Ｌｏにおいて間隙領域Ａｖに走査領域Ａｓの境界が位置するかどうかの判定がなされる。このオフセット量を変更する範囲の幅である５０ｍｍは、一つの走査領域Ａｓの幅である所定幅ｗと一致している。これは、複数の走査領域Ａｓを所定幅ｗ移動させれば、複数の走査領域Ａｓの配置位置が移動前の配置位置と同一になるためである。

図１２は、開始位置決定処理の流れを示す図である。また、図１３及び図１４は、開始位置決定処理に用いられる各種の変数を説明するための概念図である。以下、図１２ないし図１４を参照して、開始位置決定処理の流れを説明する。

まず、制御部５０内のメモリから描画データが読み出される。そして、描画データから、処理の対象とする基板９に設定される各描画対象領域Ａｔに係る位置情報、具体的には、基準位置Ｐｄを基準とした−Ｘ側端部及び＋Ｘ側端部それぞれの副走査方向の位置（基準位置Ｐｄからの距離）が取得される。基板９に複数の描画対象領域Ａｔが設定されている場合は、複数の描画対象領域Ａｔのそれぞれについての位置情報が取得される。なお、基板９に一つの描画対象領域Ａｔのみが設定されている場合は、開始位置Ｐｓを基準位置Ｐｄとしても問題はないため、開始位置Ｐｓが基準位置Ｐｄに決定されて以降の処理はキャンセルされる。

次に、取得された各描画対象領域Ａｔの位置情報に基づいて、副走査方向に隣り合う描画対象領域Ａｔの間隙領域Ａｖの位置情報が取得される。具体的には、基準位置Ｐｄから間隙領域Ａｖの＋Ｘ側端部（以下、「間隙端」という。）Ｐｖまでの副走査方向の距離（以下、「間隙端距離」といい、記号Ｌａを用いる。）、及び、間隙領域Ａｖの副走査方向の幅（以下、「間隙幅」といい、記号Ｌｄを用いる。）が取得される。間隙端距離Ｌａは、基準位置Ｐｄを基準とした間隙領域Ａｖの間隙端Ｐｖの位置であるともいえ、間隙領域Ａｖの＋Ｘ側に隣接する描画対象領域Ａｔの−Ｘ側端部の位置に基づいて取得される。また、間隙幅Ｌｄは、当該間隙領域Ａｖの＋Ｘ側に隣接する描画対象領域Ａｔの−Ｘ側端部の位置と、−Ｘ側に隣接する描画対象領域Ａｔの＋Ｘ側端部の位置との間の長さによって与えられる。

副走査方向に隣り合う描画対象領域Ａｔの間隙領域Ａｖは、図７に示すように基板９に一つのみ存在する場合もあり、図８に示すように基板９に複数存在する場合もある。複数の間隙領域Ａｖが存在する場合は、複数の間隙領域Ａｖのそれぞれについての位置情報が取得される（ステップＳ１）。

次に、演算上のオフセット量Ｌｏに「−２５」ｍｍが設定値として設定される（ステップＳ２）。次に、一つの間隙領域Ａｖが処理の対象である「注目間隙領域」として決定される（ステップＳ３）。そして、オフセット量Ｌｏをその時点の設定値とした場合に、注目間隙領域Ａｖに走査領域Ａｓの境界が位置するかどうかが判定される（ステップＳ４）。

具体的には、まず、演算上のオフセット量Ｌｏ及び注目間隙領域Ａｖの間隙端距離Ｌａを用い、次の式（１）により、オフセット量Ｌｏに基づく開始位置Ｐｓから、注目間隙領域Ａｖの間隙端Ｐｖまでの距離Ｌｂが導出される（図１３，図１４も参照。）。

Ｌｂ ＝ Ｌａ ＋ Ｌｏ …式（１）
続いて、次の式（２）により、距離Ｌｂを所定幅ｗで割ったときの剰余が剰余幅ｒとして導出される。

ｒ ＝ Ｌｂ ＭＯＤ ｗ
（ただし、”ＭＯＤ”は打ち切り除算の剰余を返す関数）…式（２）
そして、この剰余幅ｒと注目間隙領域Ａｖの間隙幅Ｌｄとが比較され、次の式（３）を満足するか否かが判定される。

ｒ ＜ Ｌｄ …式（３）
剰余幅ｒが間隙幅Ｌｄよりも小さい場合は、図１３に示すように、注目間隙領域Ａｖに走査領域Ａｓの境界が位置する。一方、剰余幅ｒが間隙幅Ｌｄよりも大きい場合は、図１４に示すように、注目間隙領域に走査領域Ａｓの境界は位置しない。

したがって、式（３）を満足すれば、注目間隙領域Ａｖに走査領域Ａｓの境界が位置すると判定され、式（３）を満足しなければ、注目間隙領域Ａｖに走査領域Ａｓの境界が位置しないと判定される。換言すれば、式（３）を満足すれば、注目間隙領域Ａｖを含む走査領域Ａｓを一度の露光処理で描画可能と判定され、式（３）を満足しなければ、注目間隙領域Ａｖを含む走査領域Ａｓを一度の露光処理では描画不可能であると判定されるともいえる。なお、所定幅ｗ（＞剰余幅ｒ）が間隙幅Ｌｄよりも小さい場合は、式（３）を必ず満足するため、上記演算を行わなくてもよい。

このようにして注目間隙領域Ａｖに関する判定が完了すると、判定結果が制御部５０のメモリに記憶される。これとともに、判定が未了の間隙領域Ａｖが存在するか否かが判断される（ステップＳ５）。存在していた場合は（ステップＳ５にてＹｅｓ）、判定が未了の間隙領域Ａｖのうちの一つが次の注目間隙領域Ａｖとして決定される（ステップＳ３）。そして、上記と同様にして、注目間隙領域Ａｖに走査領域Ａｓの境界が位置するかどうかが判定される。この処理が繰り返され、全ての間隙領域Ａｖに関する判定が行われる。

続いて、演算上のオフセット量Ｌｏに、その時点の設定値に１ｍｍ加算した値が新たな設定値として設定される（ステップＳ７）。そして、再び、処理はステップＳ３に戻り、上記と同様の処理（ステップＳ３〜Ｓ５）が繰り返される。このような処理が繰り返されることにより、「−２５」ｍｍから「＋２５」ｍｍまでの範囲内で演算上のオフセット量Ｌｏが１ｍｍごとに変更して設定され（ステップＳ６，Ｓ７）、各オフセット量Ｌｏに関して上記同様の判定が行われて、その判定結果が制御部５０のメモリに記憶されることになる。

演算上のオフセット量Ｌｏを「＋２５」ｍｍに設定しての判定が完了すると（ステップＳ６にてＹｅｓ）、以上の判定結果に基づいて実際のオフセット量Ｌｏが決定される。具体的には、基板９に存在する間隙領域Ａｖの全てに関して走査領域Ａｓの境界が位置することになるオフセット量Ｌｏが選択されることになる（ステップＳ８）。

図１５は、基板９に三つの間隙領域Ａｖが存在する場合における判定結果の例を模式的に示す図である。図中において、横軸はオフセット量Ｌｏを示している。また、三つの間隙領域Ａｖ（第１〜第３間隙領域）のそれぞれに関して、走査領域Ａｓの境界が位置しないと判定されたオフセット量Ｌｏに対応する部分をハッチングにて示している。

図１５に示す例の場合は、矢印Ａｒ１及び矢印Ａｒ２で示す範囲のオフセット量Ｌｏにおいては、三つの間隙領域Ａｖの全てに関して走査領域Ａｓの境界が位置すると判定されている。すなわち、三つの間隙領域Ａｖの全てに関して、当該間隙領域Ａｖを含む走査領域Ａｓを一度の露光処理で処理可能であることになる。このため、矢印Ａｒ１及び矢印Ａｒ２で示す範囲に含まれるオフセット量Ｌｏのいずれかが、実際のオフセット量Ｌｏとして決定される。オフセット量Ｌｏの候補が多数存在する場合は、例えば、オフセット量Ｌｏの絶対値が最小のものを選択すればよい。

なお、基板９に存在する間隙領域Ａｖの全てに関して走査領域Ａｓの境界が位置することになるオフセット量Ｌｏが存在しない場合は、走査領域Ａｓの境界が位置すると判定された間隙領域Ａｖの数が最も多くなるオフセット量Ｌｏを選択すればよい。ただし、この場合は、一部の間隙領域Ａｖに関しては例外処理が必要となる。

このようにしてオフセット量Ｌｏが決定されると、決定されたオフセット量Ｌｏに基づいて開始位置Ｐｓが決定される（ステップＳ９）。そして、以降に実施されるパターンの描画する工程において、この決定された開始位置Ｐｓに＋Ｘ側端部の露光ヘッド３０が駆動部２０により移動され、この開始位置Ｐｓから露光走査が行われることになる。

以上説明したように、本実施の形態のパターン描画装置１においては、複数の露光ヘッド３０を基板９に対して主走査方向と副走査方向とに相対移動させる駆動部２０が設けられている。そして、基板９上の開始位置Ｐｓから副走査方向に所定幅ｗごとに規定される複数の走査領域Ａｓのそれぞれを担当する主走査方向に沿った露光走査が、露光ヘッド３０により行われる。開始位置Ｐｓは、所定幅ｗ、並びに、間隙領域Ａｖの間隙端距離Ｌａ及び間隙幅Ｌｄに基づいて、隣り合う走査領域Ａｓの境界のいずれかが間隙領域Ａｖに位置するように決定される。したがって、一つの走査領域Ａｓに二つの描画対象領域Ａｔの一部が含まれることが無くなる。その結果、複数の描画対象領域Ａｔを有する基板９を処理対象とする場合でも、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。

＜４．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。

例えば、上記実施の形態では、複数の走査領域のそれぞれを担当する露光走査を複数の露光ヘッド３０で分担していたが、一つの露光ヘッド３０で全ての走査領域に係る露光走査を担当するようにしてもよい。ただし、露光走査の回数を大幅に低減できるため、上記実施の形態のように複数の露光ヘッド３０で分担させることが好ましい。

また、上記実施の形態では、複数の露光ヘッド３０は、所定幅ｗの４倍のピッチＨで配列されていたが、４倍でなくても、所定幅ｗの自然数倍のピッチであればよい。

また、上記実施の形態の開始位置決定処理では、「−２５」ｍｍから「＋２５」ｍｍまでの範囲の全てオフセット量Ｌｏに関して判定を行うようにしているが、全ての間隙領域Ａｖに関して走査領域Ａｓの境界が位置しないオフセット量Ｌｏが判明した時点で、開始位置決定処理を終了してもよい。また、上記実施の形態の開始位置決定処理では、オフセット量Ｌｏを１ｍｍの間隔で変更しているが、１ｍｍ以上あるいは１ｍｍ以下の間隔で変更してもよい。

また、上記実施の形態では、各部の駆動機構としてリニアモータが使用されていたが、リニアモータ以外の公知の駆動機構を使用してもよい。例えば、モータの駆動力をボールねじを介して直動運動に変換する機構を使用してもよい。

また、上記実施の形態では、カラーフィルタ用のガラス基板９を処理対象と説明を行ったが、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したものであってもよい。

パターン描画装置の構成を示す側面図である。 パターン描画装置の構成を示す上面図である。 アパーチャ部が有するマスクの一例を示す図である。 シャッタ機構の構成を示す図である。 パターン描画装置の構成を概念的に示すブロック図である。 基板に設定される描画対象領域の位置の例を示す図である。 基板に設定される描画対象領域の位置の例を示す図である。 基板に設定される描画対象領域の位置の例を示す図である。 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。 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。 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。 開始位置決定処理の流れを示す図である。 開始位置決定処理に用いられる変数を説明するための概念図である。 開始位置決定処理に用いられる変数を説明するための概念図である。 判定結果の例を模式的に示す図である。

符号の説明

９ 基板
２３ 副走査機構
２５ 主走査機構
３０ 露光ヘッド
３６ アパーチャ部
３８ シャッタ機構
４０ 描画可能範囲
Ａｓ 走査領域
Ａｖ 間隙領域
Ｐｓ 開始位置

Claims (3)

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可能なパターン描画装置であって、
   光源からの光を前記基板に照射し、前記基板を露光して前記パターンを描画する露光手段と、
   前記露光手段を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させ、前記基板上の開始位置から前記副走査方向に所定幅ごとに規定される複数の走査領域のそれぞれを担当する前記主走査方向に沿った露光走査を、前記露光手段に行わせる走査機構と、
   前記所定幅、並びに、前記副走査方向に隣り合う前記描画対象領域の間隙領域の位置情報に基づいて、隣り合う前記走査領域の境界のいずれかが前記間隙領域に位置するように前記開始位置を決定する決定手段と、
   を備えることを特徴とするパターン描画装置。
2. 請求項１に記載のパターン描画装置において、
   前記露光手段は、前記所定幅の自然数倍のピッチで前記副走査方向に配列された複数の露光ヘッドを備えることを特徴とするパターン描画装置。
3. 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方法であって、
   光源からの光を前記基板に照射し、前記基板を露光して前記パターンを描画する露光手段を、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させ、前記基板上の開始位置から前記副走査方向に所定幅ごとに規定される複数の走査領域のそれぞれを担当する前記主走査方向に沿った露光走査を、前記露光手段に行わせる走査工程と、
   前記走査工程の前に、前記所定幅、並びに、前記副走査方向に隣り合う前記描画対象領域の間隙領域の位置情報に基づいて、隣り合う前記走査領域の境界のいずれかが前記間隙領域に位置するように前記開始位置を決定する決定工程と、
   を備えることを特徴とするパターン描画方法。

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