JP2008129051A - パターン描画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置の安定度を考慮した適正な時間間隔で照射位置の較正処理を行うことができ、装置の稼働率と描画品質とを両立させることができるパターン描画装置を提供する。
【解決手段】本実施形態のパターン描画装置１は、各光学ヘッドによるパルス光の照射位置を計測し、その照射位置のずれ量Ｐおよびずれ量の差分ΔＰに応じて較正処理の時間間隔Ｔｓを変更する。このため、光学ヘッドの安定度を考慮した適正な時間間隔Ｔｓで較正処理を行うことができ、装置の稼働率と描画品質とを両立させることができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、カラーフィルタ用ガラス基板、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板、半導体基板、プリント基板等の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に関する。

従来より、感光材料が塗布された基板の表面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知られている。パターン描画装置は、基板を載置するステージと、ステージ上の基板の表面に光を照射する複数の光学ヘッドとを備えており、ステージとともに基板を水平方向に移動させつつ複数の光学ヘッドから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。

このようなパターン描画装置の各光学ヘッドの内部には、所定の遮光部が形成されたガラス板であるアパーチャが搭載されている。パターン描画装置は、光源から出射された光が各光学ヘッド内においてアパーチャを通過することにより、所定パターンの光束となって基板の表面に照射される構成となっている。

このような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。

特開２００６−１４５７４５号公報

従来のパターン描画装置の各光学ヘッドには、アパーチャの位置を調整するための駆動機構が設けられている。パターン描画装置は、描画データに基づいてアパーチャを移動させることにより、光の照射位置を調整できるようになっている。このような光学ヘッドにおいて、アパーチャの位置は、駆動機構の径時変化によって次第にずれてしまう場合がある。このため、従来のパターン描画装置では、所定の時間間隔ごとに各光学ヘッドによる光の照射位置を較正していた。

しかしながら、上記の較正処理は、頻繁に実行すると装置の稼働率を低下させてしまうこととなり、生産効率上好ましくない。一方、較正処理の時間間隔を大きくしすぎると、照射位置のずれ量が大きくなってしまう恐れがあり、描画品質上好ましくない。従来のパターン描画装置では、各光学ヘッドが安定しているか不安定であるかに関わらず、このような較正処理を一定の時間間隔で行っていた。このため、必ずしも装置の稼働率と描画品質とを両立させるために最適な時間間隔にはなっていなかった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、装置の安定度を考慮した適正な時間間隔で照射位置の較正処理を行うことができ、装置の稼働率と描画品質とを両立させることができるパターン描画装置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に係る発明は、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において、表面に感光材料の層が形成された基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板の表面に光を照射する光照射手段と、前記保持手段と前記光照射手段とを相対的に移動させる移動手段と、前記光照射手段による光の照射位置を計測する計測手段と、前記計測手段により計測された照射位置と理想位置とのずれ量を算出する算出手段と、前記ずれ量を減少させるように、前記照射位置を調整する調整手段と、前記計測手段、前記算出手段、および前記調整手段による一連の較正処理を複数回行うときに、その時間間隔を前記ずれ量に応じて変更する間隔変更手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、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において、表面に感光材料の層が形成された基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板の表面に光を照射する光照射手段と、前記保持手段と前記光照射手段とを相対的に移動させる移動手段と、前記光照射手段による光の照射位置を計測する計測手段と、前記計測手段により計測された照射位置と理想位置とのずれ量を算出する算出手段と、前記ずれ量を減少させるように、前記照射位置を調整する調整手段と、前記計測手段、前記算出手段、および前記調整手段による一連の較正処理を複数回行うときに、前記ずれ量の増減傾向を取得する増減傾向取得手段と、前記較正処理の時間間隔を前記増減傾向に応じて変更する間隔変更手段と、を備えることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、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において、表面に感光材料の層が形成された基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板の表面に光を照射する光照射手段と、前記保持手段と前記光照射手段とを相対的に移動させる移動手段と、前記光照射手段による光の照射位置を計測する計測手段と、前記計測手段により計測された照射位置と理想位置とのずれ量を算出する算出手段と、前記ずれ量を減少させるように、前記照射位置を調整する調整手段と、前記計測手段、前記算出手段、および前記調整手段による一連の較正処理を複数回行うときに、前記ずれ量の増減傾向を取得する増減傾向取得手段と、前記較正処理の時間間隔を、前記ずれ量と前記増減傾向とに応じて変更する間隔変更手段と、を備えることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載のパターン描画装置において、前記間隔変更手段は、前記ずれ量に基づいて決まる第１の時間間隔と、前記増減傾向に基づいて決まる第２の時間間隔とにそれぞれ所定の係数を乗じて両者を合算することにより、変更後の時間間隔を算出することを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項３または請求項４に記載のパターン描画装置において、複数の前記光照射手段を有し、前記算出手段により前記光照射手段ごとに算出されたずれ量と、前記増減傾向取得手段により前記光照射手段ごとに算出された前記増減傾向とのそれぞれについて、代表値を決定する代表値決定手段を更に備え、前記間隔変更手段は、前記較正処理の時間間隔を前記代表値に応じて変更することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、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において、表面に感光材料の層が形成された基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板の表面に光を照射する複数の光照射手段と、前記保持手段と前記複数の光照射手段とを相対的に移動させる移動手段と、前記複数の光照射手段による光の照射位置をそれぞれ計測する計測手段と、前記計測手段により計測された複数の照射位置の相対的な差を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記複数の照射位置の相対的な差を減少させるように、前記照射位置を調整する調整手段と、前記計測手段、前記算出手段、および前記調整手段による一連の較正処理を複数回行うときに、その時間間隔を、前記算出手段により算出された前記複数の照射位置の相対的な差に応じて変更する間隔変更手段と、を備えることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、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において、表面に感光材料の層が形成された基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板の表面に光を照射する複数の光照射手段と、前記保持手段と前記複数の光照射手段とを相対的に移動させる移動手段と、前記複数の光照射手段による光の照射位置をそれぞれ計測する計測手段と、前記計測手段により計測された複数の照射位置の相対的な差を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記複数の照射位置の相対的な差を減少させるように、前記照射位置を調整する調整手段と、前記計測手段、前記算出手段、および前記調整手段による一連の較正処理を複数回行うときに、前記複数の照射位置の相対的な差の増減傾向を取得する増減傾向取得手段と、前記較正処理の時間間隔を前記増減傾向に応じて変更する間隔変更手段と、を備えることを特徴とする。

請求項８に係る発明は、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において、表面に感光材料の層が形成された基板を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された基板の表面に光を照射する複数の光照射手段と、前記保持手段と前記複数の光照射手段とを相対的に移動させる移動手段と、前記複数の光照射手段による光の照射位置をそれぞれ計測する計測手段と、前記計測手段により計測された複数の照射位置の相対的な差を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された前記複数の照射位置の相対的な差を減少させるように、前記照射位置を調整する調整手段と、前記計測手段、前記算出手段、および前記調整手段による一連の較正処理を複数回行うときに、前記照射位置の相対的な差の増減傾向を取得する増減傾向取得手段と、前記較正処理の時間間隔を、前記算出手段により算出された前記複数の照射位置の相対的な差と前記増減傾向とに応じて変更する間隔変更手段と、を備えることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項８に記載のパターン描画装置において、前記間隔変更手段は、前記複数の照射位置の相対的な差に基づいて決まる第１の時間間隔と、前記増減傾向に基づいて決まる第２の時間間隔とにそれぞれ所定の係数を乗じて両者を合算することにより、変更後の時間間隔を算出することを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、請求項１から請求項９までのいずれかに記載のパターン描画装置において、前記光照射手段は、光源から出射される光を部分的に遮光して所定パターンの光束を形成するアパーチャを有し、前記調整手段は、前記アパーチャの位置を移動させることにより前記照射位置を調整することを特徴とする。

請求項１１に係る発明は、請求項１から請求項１０までのいずれかに記載のパターン描画装置において、前記計測手段は、前記光照射手段から照射される光を撮影する撮影手段を有し、前記撮影手段により取得された画像データに基づいて前記照射位置を計測することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、パターン描画装置は、光照射手段による光の照射位置を計測し、その照射位置のずれ量に応じて較正処理の時間間隔を変更する。このため、光照射手段の安定度を考慮した適正な時間間隔で較正処理を行うことができ、装置の稼働率と描画品質とを両立させることができる。

請求項２に記載の発明によれば、パターン描画装置は、光照射手段による光の照射位置を計測し、その照射位置のずれ量の増減傾向に応じて較正処理の時間間隔を変更する。このため、光照射手段の安定度を考慮した適正な時間間隔で較正処理を行うことができ、装置の稼働率と描画品質とを両立させることができる。

請求項３に記載の発明によれば、パターン描画装置は、光照射手段による光の照射位置を計測し、その照射位置のずれ量およびずれ量の増減傾向に応じて較正処理の時間間隔を変更する。このため、光照射手段の安定度を考慮した適正な時間間隔で較正処理を行うことができ、装置の稼働率と描画品質とを両立させることができる。

請求項４に記載の発明によれば、パターン描画装置は、照射位置のずれ量に基づいて決まる第１の時間間隔と、照射位置のずれ量の増減傾向に基づいて決まる第２の時間間隔とにそれぞれ所定の係数を乗じて両者を合算することにより、変更後の時間間隔を算出する。このため、適正な時間間隔を容易に算出することができる。

請求項５に記載の発明によれば、パターン描画装置は、光照射手段ごとに算出されたずれ量と、光照射手段ごとに算出された増減傾向とのそれぞれについて代表値を決定し、その代表値に応じて較正処理の時間間隔を変更する。このため、最も不安定な値または最も不安定な光照射手段を基準として較正処理の時間間隔を変更することができる。

請求項６に記載の発明によれば、パターン描画装置は、複数の光照射手段による光の照射位置をそれぞれ計測し、それらの照射位置の相対的な差に応じて較正処理の時間間隔を変更する。このため、光照射手段の安定度を考慮した適正な時間間隔で較正処理を行うことができ、装置の稼働率と描画品質とを両立させることができる。

請求項７に記載の発明によれば、パターン描画装置は、複数の光照射手段による光の照射位置をそれぞれ計測し、それらの照射位置の相対的な差の増減傾向に応じて較正処理の時間間隔を変更する。このため、光照射手段の安定度を考慮した適正な時間間隔で較正処理を行うことができ、装置の稼働率と描画品質とを両立させることができる。

請求項８に記載の発明によれば、パターン描画装置は、複数の光照射手段による光の照射位置をそれぞれ計測し、それらの照射位置の相対的な差およびその増減傾向に応じて較正処理の時間間隔を変更する。このため、光照射手段の安定度を考慮した適正な時間間隔で較正処理を行うことができ、装置の稼働率と描画品質とを両立させることができる。

請求項９に記載の発明によれば、パターン描画装置は、複数の照射位置の相対的な差に基づいて決まる第１の時間間隔と、複数の照射位置の相対的な差の増減傾向に基づいて決まる第２の時間間隔とにそれぞれ所定の係数を乗じて両者を合算することにより、変更後の時間間隔を算出する。このため、適正な時間間隔を容易に算出することができる。

請求項１０に記載の発明によれば、パターン描画装置は、光照射手段内のアパーチャの位置を移動させることにより光の照射位置を調整する。このため、光の照射位置を容易に微調整することができる。

請求項１１に記載の発明によれば、計測手段は、光照射手段から照射される光を撮影する撮影手段を有し、撮影手段により取得された画像データに基づいて照射位置を計測する。このため、テスト描画を行うことなく光の照射位置を調整することができる。

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。

＜１．パターン描画装置の全体構成＞
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。）９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９を保持するためのステージ１０と、ステージ１０に連結されたステージ駆動部２０と、複数の光学ヘッド３２ａ〜３２ｇを有するヘッド部３０と、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇからの照射光を撮影するための照射光撮影部４０と、装置各部の動作を制御するための制御部５０とを備えている。

ステージ１０は、平板状の外形を有し、その上面に基板９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９を載置したときには、吸引孔の吸引圧により基板９はステージ１０の上面に固定保持される。なお、ステージ１０上に保持された基板９の表面には、カラーレジスト等の感光材料の層が形成されている。

ステージ駆動部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）に移動させるための機構である。ステージ駆動部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。

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。

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。

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。

ヘッド部３０は、ステージ１０上に保持された基板９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およびステージ駆動部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に副走査方向に沿って等間隔に取り付けられた７つの光学ヘッド３２ａ〜３２ｇとを有している。各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇ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３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇ内に導入される。

各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇ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するためのアパーチャユニット３７と、パルス光を基板９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、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。そして、投影光学系３８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上の感光材料に所定のパターンが描画される。

また、図１に概念的に示したように、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇ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９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。

照射光撮影部４０は、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇから照射されるパルス光を撮影するための機構である。照射光撮影部４０は、ＣＣＤカメラ４１と、ガイドレール４２と、リニアモータ等により構成されたカメラ駆動機構４３とを有している。ＣＣＤカメラ４１は、撮影方向を上方に向けて配置されている。また、カメラ駆動機構４３を動作させると、ベースプレート２４の＋Ｙ側の側辺に取り付けられたガイドレール４２に沿ってＣＣＤカメラ４１が副走査方向に移動する。

ＣＣＤカメラ４１を使用するときには、まず、主走査機構２５を動作させ、ＣＣＤカメラ４１がヘッド部３０の下方に位置するように、ベースプレート２４を位置決めする（図１および図２の状態）。そして、カメラ駆動機構４３を動作させることによりＣＣＤカメラ４１を副走査方向に移動させつつ、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇから照射されるパルス光をＣＣＤカメラ４１で撮影する。撮影により取得された画像データは、ＣＣＤカメラ４１から制御部５０に転送される。

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３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３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、アパーチャ駆動部３９、ＣＣＤカメラ４１、およびカメラ駆動機構４３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。

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３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇからパルス光を照射し、基板９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３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇからパルス光を照射する。これにより、基板９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３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇ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３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇの露光幅ずつ基板９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９上にカラーフィルタ用のパターンを描画する。

＜２．照射位置の較正機能について＞
このパターン描画装置１は、入力された描画データに基づいて基板９上の正確な位置に描画を行うために、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇから照射されるパルス光の微小な位置ずれを較正する機能を有している。以下では、このような照射位置の較正機能について説明する。

図４は、パターン描画装置１の構成のうち、照射位置の較正機能に関わる部分のみを模式的に示した図である。図４に示したように、このパターン描画装置１は、照射光撮影部４０、アパーチャ駆動部３９、および制御部５０を使用して、照射位置の較正機能を実現する。制御部５０の内部には、照射光撮影部４０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ためのＡ／Ｄ変換部５１と、画像データや後述するずれ量Ｐ等のデータを一時的に保持するためのメモリ５２と、メモリ５２にアクセスしつつ種々のデータ処理を行うためのＣＰＵ５３と、ＣＰＵ５３からの指令に基づきアパーチャ駆動部３９を動作させるためのドライバ５４と、後述するルックアップテーブル５５ｘ，５５ｙを記憶保持するためのＬＵＴ保持部５５と、較正処理のタイミングを通知するためのタイマー５６とが設けられ、これらは相互に電気的に接続されている。また、Ａ／Ｄ変換部５１は照射光撮影部４０のＣＣＤカメラ４１と電気的に接続されており、ドライバ５４はアパーチャ駆動部３９と電気的に接続されている。

図５は、パターン描画装置１における照射位置の較正処理の流れを示したフローチャートである。光学ヘッド３２ａ〜３２ｇの照射位置を較正するときには、まず、主走査機構２５を動作させ、ＣＣＤカメラ４１がヘッド部３０の下方に位置するように、ベースプレート２４を移動させる（図１および図２の状態）。そして、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇからパルス光を照射しつつＣＣＤカメラ４１を副走査方向に移動させ、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇから照射されるパルス光をＣＣＤカメラ４１で撮影する（ステップＳ４１）。

撮影により取得された各画像データは、ＣＣＤカメラ４１から制御部５０内のＡ／Ｄ変換部５１に送信される。Ａ／Ｄ変換部５１は、ＣＣＤカメラ４１から受信した各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、変換後の各画像データをメモリ５２に保存する（ステップＳ４２）。

その後、ＣＰＵ５３は、メモリ５２に保存された各画像データを読み出し、読み出した画像データを解析することにより、光学ヘッドごとに、ＣＣＤカメラ４１の視野中心に対するパルス光の位置を取得する。そして、ＣＰＵ５３は、取得されたパルス光の位置と理想的なパルス光の位置とを比較することにより、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇの照射位置のずれ量Ｐを計測する（ステップＳ４３）。

ＣＰＵ５３は、光学ヘッドごとに計測された照射位置のずれ量Ｐを、後述するΔＰの算出処理で使用するために、一旦メモリ５２に保存する。また、ＣＰＵ５３は、各位置ずれ量Ｐを予め設定された閾値と比較することにより、較正処理の要否を判断する（ステップＳ４４）。具体的には、位置ずれ量Ｐが閾値を超えている場合には、当該光学ヘッドについて照射位置の較正処理が必要と判断する。また、位置ずれ量Ｐが閾値以下である場合には、当該光学ヘッドについて照射位置の較正処理は必要ないと判断する。

ＣＰＵ５３は、ドライバ５４を介して、照射位置の較正処理が必要と判断された光学ヘッドのアパーチャ駆動部３９を動作させ、上記の位置ずれ量Ｐを減少させるように当該光学ヘッドのアパーチャＡＰを移動させる（ステップＳ４５）。これにより、当該光学ヘッドにおけるパルス光の照射位置が較正される。一方、ＣＰＵ５３は、照射位置の較正処理が必要ないと判断された光学ヘッドについては、アパーチャ駆動部３９を動作させず、当該光学ヘッドのアパーチャＡＰをそのままの状態に維持する。

以上が、パターン描画装置１における照射位置の較正処理の流れであるが、このような較正処理は、描画データが変更されたときに、あるいは、同一の描画データに基づいて複数回の描画処理を行う際に適当な時間間隔で、実行される。すなわち、同一の描画データに基づいて複数回の描画処理を行うときには、複数の基板に対して順次に描画処理を行いつつ、適当な時間間隔が経過した時点で、その次の基板を搬入する前に上記の較正処理を行う。そして、このパターン描画装置１は、このような「較正処理の時間間隔」を設定する機能を有している。以下では、このような「較正処理の時間間隔」を設定する処理の流れについて説明する。

図６は、較正処理の時間間隔を設定する処理の流れを示したフローチャートである。複数回の較正処理を行うときには、まず、制御部５０内のタイマー５６を初期化する（ステップＳ１）。すなわち、タイマー５６のカウント値Ｔとして標準の値Ｔ０を設定する。そして、タイマー５６の動作を開始させ（ステップＳ２）、タイマー５６のカウント値Ｔが０となるのを待つ（ステップＳ３）。なお、タイマー５６を動作させている間、パターン描画装置１は複数の基板９に対して順次に描画処理を行う。

やがて、タイマー５６のカウント値Ｔが０になると、パターン描画装置１は、その時点において実行されている基板９の描画処理が終了した後、その次の基板９の描画処理を行う前に、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇの照射位置の較正処理を行う（ステップＳ４）。較正処理の詳細は、上記のステップＳ４１〜Ｓ４５の通りである。すなわち、パターン描画装置１は、ＣＣＤカメラ４１により撮影された画像データに基づいて各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇによる照射位置のずれ量Ｐを計測し、そのずれ量Ｐを減少させるようにアパーチャＡＰを移動させることにより、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇの照射位置を較正する。

続いて、ＣＰＵ５３は、メモリ５２にアクセスし、今回の較正処理において取得された各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇの照射位置のずれ量Ｐ（以下Ｐ（ｉ）と表記する）と、前回の較正処理において取得された各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇの照射位置のずれ量Ｐ（以下Ｐ（ｉ−１）と表記する）とを読み出す。そして、光学ヘッドごとにこれらの差分ΔＰ＝Ｐ（ｉ）−Ｐ（ｉ−１）を算出する（ステップＳ５）。なお、上記のステップＳ４が１回目の較正処理である場合には、前回計測されたずれ量Ｐ（ｉ−１）は存在しないため、ステップＳ５では、Ｐ（ｉ−１）の代わりに予め設定された定数（例えば０）を使用すればよい。

図７は、このようにして光学ヘッドごとに取得された照射位置のずれ量Ｐおよび差分ΔＰの一例を示した図である。ＣＰＵ５３はこのような複数のずれ量Ｐおよび差分ΔＰのうち、それぞれ最も値の大きいものを装置としての照射位置のずれ量Ｐａおよび差分ΔＰａとして採用する（ステップＳ６）。例えば、図７の例では、光学ヘッド３２ｆの照射位置のずれ量（Ｐ＝１２）が最も大きいため、それを装置としての照射位置のずれ量Ｐａとして採用する。また、図７の例では、光学ヘッド３２ｂの照射位置のずれ量の差分（ΔＰ＝６）が最も大きいため、それを装置としての照射位置のずれ量の差分ΔＰａとして採用する。そして、これらの値を次のステップＳ７において使用する。

装置としての照射位置のずれ量Ｐａおよび差分ΔＰａが決まると、ＣＰＵ５３は、ＬＵＴ保持部５５からルックアップテーブル５５ｘ，５５ｙを読み出し、当該ルックアップテーブル５５ｘ，５５ｙを参照してＰａおよびΔＰａに対応する時間間隔ＴｘおよびＴｙを求める（ステップＳ７）。

図８，図９は、それぞれステップＳ７において使用されるルックアップテーブル５５ｘ，５５ｙの例を示した図である。ルックアップテーブル５５ｘは、照射位置のずれ量Ｐａが大きいほどそれに対応する時間間隔Ｔｘは小さくなるように設定されており、反対に、照射位置のずれ量Ｐａが小さいほどそれに対応する時間間隔Ｔｘは大きくなるように設定されている。また、ルックアップテーブル５５ｙでは、ずれ量の差分ΔＰａが大きいほど（ずれ量が増加幅が大きいほど）それに対応する時間間隔Ｔｙは小さくなるように設定されており、反対に、ずれ量の差分ΔＰａが小さいほど（ずれ量の増加幅が小さいほど）それに対応する時間間隔Ｔｙは大きくなるように設定されている。

Ｔｘ，Ｔｙが決まると、ＣＰＵ５３は、これらを次の数１に代入し、最終的な時間間隔Ｔｓを算出する（ステップＳ８）。数１中のＡ，Ｂは、光学ヘッド３２ａ〜３２ｇの特性に基づいて予め設定された定数である。これにより、ずれ量Ｐａ、ずれ量の差分ΔＰａ、および光学ヘッド３２ａ〜３２ｇの特性に応じた較正処理の時間間隔が算出される。ＣＰＵ５３は、算出された時間間隔Ｔｓをタイマー５６のカウント値Ｔとして設定する（ステップＳ９）。

Ｔｓ＝Ａ・Ｔｘ＋Ｂ・Ｔｙ ・・・ （数１）

その後、ステップＳ２に戻り、タイマー５６の動作が開始される。パターン描画装置１は、このようなステップＳ２〜Ｓ９の処理を繰り返すことにより、時間間隔Ｔｓを動的に変更しつつ、各光学ヘッド３２ａ〜３２ｇの照射位置の較正処理を繰り返すこととなる。

以上のように、本実施形態のパターン描画装置１は、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇによるパルス光の照射位置を計測し、その照射位置のずれ量Ｐおよびずれ量の差分ΔＰに応じて較正処理の時間間隔Ｔｓを変更する。このため、光学ヘッド３２ａ〜３２ｇの安定度を考慮した適正な時間間隔Ｔｓで較正処理を行うことができる。これにより、光学ヘッド３２ａ〜３２ｇの照射位置が安定しているときには時間間隔Ｔｓを大きく設定して装置の稼働率を上げることができ、また、光学ヘッド３２ａ〜３２ｇの照射位置が不安定であるときには時間間隔Ｔｓを小さく設定して描画品質を維持することができる。したがって、装置の稼働率と描画品質とを両立させることができる。

特に、本実施形態のパターン描画装置１では、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇについて取得された照射位置のずれ量Ｐおよびずれ量の差分ΔＰのうち、最も値の大きいものを装置としてのずれ量Ｐａおよびずれ量の差分ΔＰとして（すなわち、代表値として）採用している。このため、最も不安定な値を基準として時間間隔Ｔｓを算出することができる。したがって、高い描画品質を維持することができる。

＜３．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。例えば、上記のステップＳ６では、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇについて取得された照射位置のずれ量Ｐおよびずれ量の差分ΔＰのうち、最も値の大きいものを装置としてのずれ量Ｐａおよびずれ量の差分ΔＰとして採用していたが、ＰａおよびΔＰａとして他の値を採用してもよい。例えば、図１０に示したように、光学ヘッドごとにＰ＋ΔＰを算出し、Ｐ＋ΔＰの値が最も大きい光学ヘッド（図１０の例では光学ヘッド３２ｆ）のＰおよびΔＰの値を、装置としての照射位置のずれ量Ｐａおよび差分ΔＰａとして選択してもよい。このようにすれば、最も不安定な１つの光学ヘッドを基準として較正処理の時間間隔Ｔｓを算出することができる。

また、上記の例では、時間間隔Ｔｘ，Ｔｙに基づいて最終的な時間間隔Ｔｓを算出していたが、時間間隔Ｔｓを算出することなく、時間間隔ＴｘまたはＴｙをタイマー５６のカウント値として使用してもよい。時間間隔Ｔｘを使用した場合には、照射位置のずれ量に応じた適正な時間間隔で較正処理を行うことができる。また、時間間隔Ｔｙを使用した場合には、照射位置のずれ量の増減傾向に応じた適正な時間間隔で較正処理を行うことができる。

また、上記のステップＳ４３では、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇのパルス光の位置と理想的なパルス光の位置とのずれ量Ｐを計測していたが、複数の光学ヘッド３２ａ〜３２ｇによる照射位置の相対的なずれ量を計測するようにしてもよい。そして、計測された相対的なずれ量とその増減傾向とに応じて較正処理の時間間隔を算出するようにしてもよい。

また、上記のパターン描画装置１は、ＣＣＤカメラ４１により各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇの照射光を直接撮影し、取得された画像データに基づいて各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇの照射位置のずれ量Ｐを計測する構成であったが、他の方法により照射位置のずれ量Ｐを計測するようにしてもよい。例えば、テスト用の基板にテスト用のパターンを描画し、その描画結果に基づいて各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇの照射位置のずれ量Ｐを計測するようにしてもよい。但し、各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇの照射光を直接撮影すれば、テスト描画を行うことなく容易に各光学ヘッド３２ａ，３２ｂ，…，３２ｇの照射位置のずれ量Ｐを計測することができる。

また、上記のパターン描画装置１は、固定配置された複数の光学ヘッド３２ａ〜３２ｇに対してステージ１０を移動させる構成であったが、ステージ１０を固定配置し、その上方において複数の光学ヘッド３２ａ〜３２ｇを移動させる構成であってもよい。すなわち、ステージ１０と複数の光学ヘッド３２ａ〜３２ｇとを相対的に移動させる構成であればよい。

また、上記のパターン描画装置１は、７つの光学ヘッド３２ａ〜３２ｇを有するものであったが、光学ヘッドの数は７つに限定されるものではない。また、上記のパターン描画装置１はレーザ発振器３４のパルス光を使用していたが、光源や照射方式は上記の例に限定されるものではない。例えば、単波長の光だけではなく複数の波長が混在している光や紫外線を使用する構成であってもよく、また、パルス光ではなく連続的な光を照射する構成であってもよい。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９を処理対象としていたが、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するものであってもよい。

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。 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。 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。 パターン描画装置の構成のうち、照射位置の較正機能に関わる部分のみを模式的に示した図である。 照射位置の較正処理の流れを示したフローチャートである。 較正処理の時間間隔を設定する処理の流れを示したフローチャートである。 各光学ヘッドの照射位置のずれ量および差分の一例を示した図である。 ルックアップテーブルの例を示した図である。 ルックアップテーブルの例を示した図である。 各光学ヘッドの照射位置のずれ量および差分の一例を示した図である。

符号の説明

１ パターン描画装置
９ 基板
１０ ステージ
２０ ステージ駆動部
３０ ヘッド部
３２ａ〜３２ｇ 光学ヘッド
３９ アパーチャ駆動部
４０ 照射光撮影部
４１ カメラ
５０ 制御部
５６ タイマー
ＡＰ アパーチャ
Ｔｓ，Ｔｘ，Ｔｙ 時間間隔

Claims (11)

1. 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において、
   表面に感光材料の層が形成された基板を保持する保持手段と、
   前記保持手段に保持された基板の表面に光を照射する光照射手段と、
   前記保持手段と前記光照射手段とを相対的に移動させる移動手段と、
   前記光照射手段による光の照射位置を計測する計測手段と、
   前記計測手段により計測された照射位置と理想位置とのずれ量を算出する算出手段と、
   前記ずれ量を減少させるように、前記照射位置を調整する調整手段と、
   前記計測手段、前記算出手段、および前記調整手段による一連の較正処理を複数回行うときに、その時間間隔を前記ずれ量に応じて変更する間隔変更手段と、
   を備えることを特徴とするパターン描画装置。
2. 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において、
   表面に感光材料の層が形成された基板を保持する保持手段と、
   前記保持手段に保持された基板の表面に光を照射する光照射手段と、
   前記保持手段と前記光照射手段とを相対的に移動させる移動手段と、
   前記光照射手段による光の照射位置を計測する計測手段と、
   前記計測手段により計測された照射位置と理想位置とのずれ量を算出する算出手段と、
   前記ずれ量を減少させるように、前記照射位置を調整する調整手段と、
   前記計測手段、前記算出手段、および前記調整手段による一連の較正処理を複数回行うときに、前記ずれ量の増減傾向を取得する増減傾向取得手段と、
   前記較正処理の時間間隔を前記増減傾向に応じて変更する間隔変更手段と、
   を備えることを特徴とするパターン描画装置。
3. 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において、
   表面に感光材料の層が形成された基板を保持する保持手段と、
   前記保持手段に保持された基板の表面に光を照射する光照射手段と、
   前記保持手段と前記光照射手段とを相対的に移動させる移動手段と、
   前記光照射手段による光の照射位置を計測する計測手段と、
   前記計測手段により計測された照射位置と理想位置とのずれ量を算出する算出手段と、
   前記ずれ量を減少させるように、前記照射位置を調整する調整手段と、
   前記計測手段、前記算出手段、および前記調整手段による一連の較正処理を複数回行うときに、前記ずれ量の増減傾向を取得する増減傾向取得手段と、
   前記較正処理の時間間隔を、前記ずれ量と前記増減傾向とに応じて変更する間隔変更手段と、
   を備えることを特徴とするパターン描画装置。
4. 請求項３に記載のパターン描画装置において、
   前記間隔変更手段は、前記ずれ量に基づいて決まる第１の時間間隔と、前記増減傾向に基づいて決まる第２の時間間隔とにそれぞれ所定の係数を乗じて両者を合算することにより、変更後の時間間隔を算出することを特徴とするパターン描画装置。
5. 請求項３または請求項４に記載のパターン描画装置において、
   複数の前記光照射手段を有し、
   前記算出手段により前記光照射手段ごとに算出されたずれ量と、前記増減傾向取得手段により前記光照射手段ごとに算出された前記増減傾向とのそれぞれについて、代表値を決定する代表値決定手段を更に備え、
   前記間隔変更手段は、前記較正処理の時間間隔を前記代表値に応じて変更することを特徴とするパターン描画装置。
6. 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において、
   表面に感光材料の層が形成された基板を保持する保持手段と、
   前記保持手段に保持された基板の表面に光を照射する複数の光照射手段と、
   前記保持手段と前記複数の光照射手段とを相対的に移動させる移動手段と、
   前記複数の光照射手段による光の照射位置をそれぞれ計測する計測手段と、
   前記計測手段により計測された複数の照射位置の相対的な差を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された前記複数の照射位置の相対的な差を減少させるように、前記照射位置を調整する調整手段と、
   前記計測手段、前記算出手段、および前記調整手段による一連の較正処理を複数回行うときに、その時間間隔を、前記算出手段により算出された前記複数の照射位置の相対的な差に応じて変更する間隔変更手段と、
   を備えることを特徴とするパターン描画装置。
7. 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において、
   表面に感光材料の層が形成された基板を保持する保持手段と、
   前記保持手段に保持された基板の表面に光を照射する複数の光照射手段と、
   前記保持手段と前記複数の光照射手段とを相対的に移動させる移動手段と、
   前記複数の光照射手段による光の照射位置をそれぞれ計測する計測手段と、
   前記計測手段により計測された複数の照射位置の相対的な差を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された前記複数の照射位置の相対的な差を減少させるように、前記照射位置を調整する調整手段と、
   前記計測手段、前記算出手段、および前記調整手段による一連の較正処理を複数回行うときに、前記複数の照射位置の相対的な差の増減傾向を取得する増減傾向取得手段と、
   前記較正処理の時間間隔を前記増減傾向に応じて変更する間隔変更手段と、
   を備えることを特徴とするパターン描画装置。
8. 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において、
   表面に感光材料の層が形成された基板を保持する保持手段と、
   前記保持手段に保持された基板の表面に光を照射する複数の光照射手段と、
   前記保持手段と前記複数の光照射手段とを相対的に移動させる移動手段と、
   前記複数の光照射手段による光の照射位置をそれぞれ計測する計測手段と、
   前記計測手段により計測された複数の照射位置の相対的な差を算出する算出手段と、
   前記算出手段により算出された前記複数の照射位置の相対的な差を減少させるように、前記照射位置を調整する調整手段と、
   前記計測手段、前記算出手段、および前記調整手段による一連の較正処理を複数回行うときに、前記照射位置の相対的な差の増減傾向を取得する増減傾向取得手段と、
   前記較正処理の時間間隔を、前記算出手段により算出された前記複数の照射位置の相対的な差と前記増減傾向とに応じて変更する間隔変更手段と、
   を備えることを特徴とするパターン描画装置。
9. 請求項８に記載のパターン描画装置において、
   前記間隔変更手段は、前記複数の照射位置の相対的な差に基づいて決まる第１の時間間隔と、前記増減傾向に基づいて決まる第２の時間間隔とにそれぞれ所定の係数を乗じて両者を合算することにより、変更後の時間間隔を算出することを特徴とするパターン描画装置。
10. 請求項１から請求項９までのいずれかに記載のパターン描画装置において、
    前記光照射手段は、光源から出射される光を部分的に遮光して所定パターンの光束を形成するアパーチャを有し、
    前記調整手段は、前記アパーチャの位置を移動させることにより前記照射位置を調整することを特徴とするパターン描画装置。
11. 請求項１から請求項１０までのいずれかに記載のパターン描画装置において、
    前記計測手段は、前記光照射手段から照射される光を撮影する撮影手段を有し、前記撮影手段により取得された画像データに基づいて前記照射位置を計測することを特徴とするパターン描画装置。

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