JP2008309820A - 描画システム、描画装置、および描画方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数台の描画装置または複数の描画処理部において、１つの光源からの光を使用して描画処理とその他の処理とを並行して進行させることができ、レーザの稼働率および基板の製造効率を向上させることができる描画システム、描画装置、および描画方法を提供する。
【解決手段】描画システム１００は、レーザ発振器１１０から出射されるパルス光を主パルス光と副パルス光とに分割し、主パルス光および副パルス光を第１描画装置１ａと第２描画装置１ｂとに交互に振り分ける。このため、２台の描画装置１ａ，１ｂにおいて、主パルス光を使用した描画処理と、副パルス光を使用したキャリブレーション処理とを交互に並行して行うことができる。これにより、レーザ発振器１１０の稼働率および基板９の製造効率を向上させることができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、液晶表示装置に具備されるカラーフィルタ用ガラス基板、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に対して光を照射することにより、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システム、描画装置、および描画方法に関する。

基板の製造工程においては、基板に対して光を照射することにより、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が使用されている。従来の描画装置は、例えば、基板を水平姿勢で保持しつつ水平面内において基板を移動させるステージと、光源としてのレーザ発振器と、レーザ発振器から出射された光を所定のパターンに成形しつつ基板の上面に照射させる照射ヘッドとを備えている。

このような描画装置において基板を処理するときには、まず、描画装置は、所定の搬送機構により基板を搬入し、ステージ上に基板を載置する。また、描画装置は、ステージ上に載置された基板のアライメントを行う。基板のアライメントが完了すると、描画装置は、ステージとともに基板を移動させつつレーザ発振器から光を断続的に出射することにより、基板の上面に所定のパターンを描画する。その後、描画装置は、描画処理済みの基板を所定の搬送機構により搬出する。また、描画装置は、必要に応じて、照射ヘッドからの照射光の状態を補正する処理（キャリブレーション処理）を行う。

このような従来の描画装置については、例えば、特許文献１に開示されている。また、描画装置と同じように光源から出射された光を基板の上面に照射させる装置の例が特許文献２に開示されている。

特開２００６−１４５７４５号公報 特開昭６１−１６１７１９号公報

上記のように、描画装置の動作時間の中には、レーザ発振器を動作させて描画処理を行う時間のほかに、レーザ発振器を動作させることなく基板の搬出入やアライメントなどを行う時間がある。また、従来では、１台の描画装置に対して１台のレーザ発振器が設けられていた。このため、レーザ発振器の稼働率が低く、レーザ発振器の設置台数に対する基板の製造効率が悪かった。

一方、描画装置は、描画処理以外にも、上記のキャリブレーション処理のように、描画処理ほどの光強度は必要ではないものの、レーザ発振器からの光を使用する処理を行う場合もある。このため、１台のレーザ発振器からの光を単純に複数台の描画装置に順次に切り替えて供給するだけでは、複数台の描画装置において描画処理とその他の処理とを並行して進行させることはできなかった。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、複数台の描画装置または複数の描画処理部において、１つの光源からの光を使用して描画処理とその他の処理とを並行して進行させることができ、レーザの稼働率および基板の製造効率を向上させることができる描画システム、描画装置、および描画方法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、基板に対して光を照射することにより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を備えた描画システムであって、光源と、前記光源から出射される光を複数の分割光に分割するとともに、前記複数の分割光を複数の光路に振り分ける振り分け装置と、前記複数の光路上にそれぞれ配置された複数の前記描画装置と、を備え、前記複数の分割光は、他の分割光に比べて光強度の高い１本の描画用分割光を含み、前記振り分け装置は、前記描画用分割光を前記複数の光路に順次に振り分けることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の描画システムにおいて、前記複数の描画装置は、それぞれ、前記描画用分割光以外の前記分割光を使用して基板に対する光の照射状態を補正する補正手段を有することを特徴とする。

請求項３に係る発明は、基板に対して光を照射することにより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を備えた描画システムであって、光源と、前記光源から出射される光を比較的光強度の高い第１分割光と比較的光強度の低い第２分割光とに分割するとともに、前記第１分割光および前記第２分割光を２つの光路に振り分ける振り分け装置と、前記２つの光路上にそれぞれ配置された２台の前記描画装置と、を備え、前記振り分け装置は、前記第１分割光および前記第２分割光を前記２つの光路に交互に振り分けることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項３に記載の描画システムにおいて、前記２台の描画装置は、交互に描画処理を行い、前記振り分け装置は、前記２台の描画装置のうち描画処理を行う描画装置に対して前記第１分割光を与えるように、前記第１分割光と前記第２分割光とを前記２つの光路に振り分け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に記載の描画システムにおいて、前記２台の描画装置は、それぞれ、前記第２分割光を使用して基板に対する光の照射状態を補正する補正手段を有することを特徴とする。

請求項６に係る発明は、請求項３から請求項５までのいずれかに記載の描画システムにおいて、前記振り分け装置は、前記光源から出射された光を、当該光軸に対して直交し、互いに反対方向に進む前記第１分割光と前記第２分割光とに分割する光分割部と、前記光軸を中心として前記光分割部を旋回させる旋回手段と、を有することを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項３から請求項５までのいずれかに記載の描画システムにおいて、前記振り分け装置は、前記第１分割光に相当する光強度の光を反射するとともに前記第２分割光に相当する光強度の光を透過する第１部分透過ミラーと、前記第１分割光に相当する光強度の光を透過するとともに前記第２分割光に相当する光強度の光を反射する第２部分透過ミラーと、前記第１部分透過ミラーおよび前記第２部分透過ミラーを、前記光源から出射される光の光路上に選択的に配置する配置手段と、を有することを特徴とする。

請求項８に係る発明は、基板に対して光を照射することにより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、光源と、前記光源から出射される光を複数の分割光に分割するとともに、前記複数の分割光を複数の光路に振り分ける振り分け手段と、前記複数の光路上にそれぞれ配置された複数の描画処理部と、を備え、前記複数の分割光は、他の分割光に比べて光強度の高い１本の描画用分割光を含み、前記振り分け手段は、前記描画用分割光を前記複数の光路に順次に振り分けることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、基板に対して光を照射することにより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、光源と、前記光源から出射される光を比較的光強度の高い第１分割光と比較的光強度の低い第２分割光とに分割するとともに、前記第１分割光および前記第２分割光を２つの光路に振り分ける振り分け手段と、前記２つの光路上にそれぞれ配置された２つの描画処理部と、を備え、前記振り分け手段は、前記第１分割光および前記第２分割光を前記２つの光路に交互に振り分けることを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、基板に対して光を照射することにより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処理を、複数の描画処理部において順次に行う描画方法であって、所定の光源から出射される光を、複数の分割光に分割する分割工程と、前記複数の分割光を前記複数の描画処理部に振り分ける振り分け工程と、を備え、前記振り分け工程では、前記描画用分割光のうち、他の分割光よりも光強度の高い１本の描画用分割光を、前記複数の描画処理部に順次に振り分けることを特徴とする。

請求項１〜２に記載の発明によれば、描画システムは、光源から出射される光を複数の分割光に分割し、他の分割光よりも光強度の高い描画用分割光を複数の描画装置に順次に振り分ける。このため、複数の描画装置において描画用分割光を使用した描画処理を順次に行いつつ、他の描画装置において他の分割光を使用した処理を並行して行うことができる。これにより、光源の稼働率および基板の製造効率を向上させることができる。

特に、請求項２に記載の発明によれば、描画装置は、描画用分割光以外の分割光を使用して基板に対する光の照射状態を補正する。このため、１つの描画装置における描画処理と並行して、他の描画装置において光の照射状態を補正する処理を行うことができる。

また、請求項３〜７に記載の発明によれば、描画システムは、光源から出射される光を第１分割光と第２分割光とに分割し、第１分割光および第２分割光を２台の描画装置に交互に振り分ける。このため、２台の描画装置において、第１分割光を使用した描画処理と、第２分割光を使用した他の処理とを交互に並行して行うことができる。これにより、光源の稼働率および基板の製造効率を向上させることができる。

特に、請求項４に記載の発明によれば、振り分け装置は、２台の描画装置のうち描画処理を行う描画装置に対して第１分割光を与えるように、第１分割光と第２分割光とを振り分ける。このため、描画処理のタイミングに応じて適切に分割光を振り分けることができる。

特に、請求項５に記載の発明によれば、描画装置は、第２分割光を使用して基板に対する光の照射状態を補正する。このため、１つの描画装置における描画処理と並行して、他の描画装置において光の照射状態を補正する処理を行うことができる。

特に、請求項６に記載の発明によれば、振り分け装置は、光源から出射された光を、当該光軸に対して直交し、互いに反対方向に進む第１分割光と第２分割光とに分割する光分割部と、光軸を中心として光分割部を旋回させる旋回手段とを有する。このため、第１分割光と第２分割光とを２つの光路に適切かつ容易に振り分けることができる。

特に、請求項７に記載の発明によれば、振り分け装置は、第１分割光に相当する光強度の光を反射するとともに第２分割光に相当する光強度の光を透過する第１部分透過ミラーと、第１分割光に相当する光強度の光を透過するとともに第２分割光に相当する光強度の光を反射する第２部分透過ミラーと、第１部分透過ミラーおよび第２部分透過ミラーを、前記光源から出射される光の光路上に選択的に配置する配置手段と、を有する。このため、第１分割光と第２分割光とを２つの光路に適切かつ容易に振り分けることができる。

また、請求項８に記載の発明によれば、描画装置は、光源から出射される光を複数の分割光に分割し、他の分割光よりも光強度の高い描画用分割光を複数の描画処理部に順次に振り分ける。このため、複数の描画処理部において描画用分割光を使用した描画処理を順次に行いつつ、他の描画処理部において他の分割光を使用した処理を並行して行うことができる。これにより、光源の稼働率および基板の製造効率を向上させることができる。

また、請求項９に記載の発明によれば、描画装置は、光源から出射される光を第１分割光と第２分割光とに分割し、第１分割光および第２分割光を２つの描画処理部に交互に振り分ける。このため、２つの描画処理部において、第１分割光を使用した描画処理と、第２分割光を使用した他の処理とを交互に並行して行うことができる。これにより、光源の稼働率および基板の製造効率を向上させることができる。

また、請求項１０に記載の発明によれば、描画方法は、光源から出射される光を複数の分割光に分割し、他の分割光よりも光強度の高い１本の描画用分割光を複数の描画処理部に順次に振り分ける。このため、複数の描画処理部において描画用分割光を使用した描画処理を順次に行いつつ、他の描画処理部において他の分割光を使用した処理を並行して行うことができる。これにより、光源の稼働率および基板の製造効率を向上させることができる。

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。

＜１．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描画システム１００の一部を構成する描画装置１の側面図および上面図である。この描画装置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、描画装置１は、主として、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、光源から供給されるパルス光を装置内へ導く照明光学系３０と、基板９の上面に向けてパルス光を照射する照射ヘッド４０と、照射ヘッド４０を撮影する撮影部５０と、装置内の各部を制御する装置コントローラ６０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。処理対象となる基板９の上面には、予めフォトレジスト等の感光材料が塗布形成されている。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の上面に固定的に保持される。

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７０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７０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７０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。

照明光学系３０は、後述するレーザ発振器１１０から出射され、後述する光振り分けユニット１２０を介して供給されるパルス光を、照射ヘッド４０へ導くための光学系である。照明光学系３０の内部には、入射光を光量の等しい複数本のパルス光に分割するためのビームスプリッタや、分割された各パルス光の光強度を調整するためのアッテネータや、各パルス光の光強度分布を均質化するためのホモジナイザなどが配置されている。

複数の照射ヘッド４０は、照明光学系３０を通過したパルス光を所定のパターン光に成形しつつ、当該パターン光をステージ１０上に保持された基板９の上面に向けて照射するための機構である。複数の照射ヘッド４０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７０上に架設されたフレーム８０に固定されている。

図１に示したように、各照射ヘッド４０の内部には、アパーチャユニット４１と投影光学系４２とが設けられている。アパーチャユニット４１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４１ａと、アパーチャ４１ａを支持する支持部４１ｂとを有している。また、投影光学系４２は、ズームレンズ４２ａ，４２ｂ、フォーカスミラー４２ｃ，４２ｄ等を有している。照射ヘッド４０に導入されたパルス光は、支持部４１ｂに支持されたアパーチャ４１ａを通過する際に部分的に遮光され、所定のパターン形状に成形されたパターン光として下方へ照射される。また、アパーチャ４１ａを通過したパルス光は、投影光学系４２のズームレンズ４２ａ，４２ｂおよびフォーカスミラー４２ｃ，４２ｄにより投影倍率およびフォーカスが調整され、調整後のパルス光が基板９の上面に照射される。

アパーチャユニット４１の支持部４１ｂには、駆動機構４１ｃが接続されている。駆動機構４１ｃを動作させると、支持部４１ｂおよび支持部４１ｂ上のアパーチャ４１ａが主走査方向、副走査方向、および回転方向に移動する。これにより、アパーチャユニット４１は、投影されるパターンを選択したり、パターンの投影位置を調整したりすることができる。なお、図１では、図示の便宜上、駆動機構４１ｃを概念的に示しているが、実際には、駆動機構４１ｃはリニアモータ等を使用した機構により実現され、フレーム８０に固定されている。

ズームレンズ４２ａ，４２ｂには、ズームレンズ４２ａ，４２ｂの高さを個別に変位させる駆動機構４２ｅ，４２ｆが接続されている。駆動機構４２ｅ，４２ｆを動作させると、ズームレンズ４２ａ，４２ｂの高さが変わり、これにより基板９の上面に投影されるパターンの倍率が調節される。また、フォーカスミラー４２ｃ，４２ｄには、これらを一体として主走査方向に変位させる駆動機構４２ｇが接続されている。駆動機構４２ｃを動作させると、フォーカスミラー４２ｃ，４２ｄの位置が変わることにより光路長が変化し、パルス光の焦点位置が調節される。なお、図１では、図示の便宜上、駆動機構４２ｅ〜４２ｇを概念的に示しているが、実際には、駆動機構４２ｅ〜４２ｇは、モータとボールねじとを使用した機構などにより実現され、いずれもフレーム８０に固定されている。

複数の照射ヘッド４０は、副走査方向に沿って等間隔に（例えば２００ｍｍ間隔で）配列されている。ステージ１０を主走査方向に移動させつつ、各照射ヘッド４０から断続的にパルス光を照射すると、基板９の上面には、断続的に露光された所定幅（例えば５０ｍｍ幅）のパターン群が複数本描画される。描画装置１は、１回の主走査方向への描画が終了すると、ステージ１０を副走査方向に照射ヘッド４０の照射幅分だけ移動させ、ステージ１０を再び主走査方向に移動させつつ、各照射ヘッド４０から断続的にパルス光を照射する。このように、描画装置１は、照射ヘッド４０の照射幅分ずつ基板９を副走査方向にずらしながら、主走査方向へのパターンの描画を所定回数（例えば４回）繰り返すことにより、基板９上の全面にカラーフィルタ用の規則性パターンを形成する。

撮影部５０は、パルス光の照射状態に関わる種々のパラメータを測定するために、各照射ヘッド４０から照射されるパルス光を撮影するための機構である。撮影部５０は、パルス光を撮影するカメラ５１と、カメラ５１を副走査方向に移動させるための移動機構５２とを有している。移動機構５２は、ベースプレート２４の＋Ｙ側の側辺に副走査方向に沿って敷設されたガイドレール５２ａを有しており、リニアモータ等の駆動力を利用して、カメラ５１をガイドレール５２ａに沿って移動させる。カメラ５１は、例えば、ＣＣＤカメラにより構成され、その視野が上方を向くように設置されている。

撮影部５０による撮影を行うときには、まず、カメラ５１が照射ヘッド４０の下方に位置するように、ステージ１０を主走査方向に移動させる（図１および図２の状態）。そして、移動機構５２を動作させることにより、ガイドレール５２ａに沿ってカメラ５１を副走査方向に移動させつつ、各照射ヘッド４０からパルス光を照射し、照射されたパルス光をカメラ５１で撮影する。また、撮影部５０は、カメラ５１による撮影結果を装置コントローラ６０へ送信する。

図３は、カメラ５１により撮影されたパルス光の光強度分布の例を示した図である。図３の横軸は副走査方向の位置を示しており、図３の縦軸は光強度を示している。装置コントローラ６０は、撮影部５０において取得された撮影結果を解析し、光源のレーザパワー（全パルス光の光強度の乗積算値）、パルス光全体の副走査方向の幅（図３中のｘ１）、各パルス光の光強度のばらつき（図３中のｙ１〜ｙ７のばらつき）、各パルス光のエッジ垂れ幅（図３中のΔ１〜Δ７）、およびパルス光の絶対位置（図３中のｘａ）等の情報を取得する。

装置コントローラ６０は、装置内の各部を動作制御するための処理部である。図４は、描画装置１の上記各部と装置コントローラ６０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、装置コントローラ６０は、上記のリニアモータ２１ａ，２３ａ，２５ａ、駆動機構４１ｃ，４２ｅ，４２ｆ，４２ｇ，カメラ５１，および移動機構５２と電気的に接続されており、これらの動作を制御する。装置コントローラ６０は、例えば、ＣＰＵやメモリを有するコンピュータによって構成され、コンピュータにインストールされたプログラムや各種の指示入力に従ってコンピュータが動作することにより、上記各部の制御を行う。

＜２．描画システムの構成＞
図５は、本発明の一実施形態に係る描画システム１００の構成を示した図である。図５に示したように、描画システム１００は、主として、２台の描画装置（第１描画装置１ａおよび第２描画装置１ｂ）と、１台のレーザ発振器１１０と、光振り分けユニット１２０とを備えている。第１描画装置１ａおよび第２描画装置１ｂは、いずれも上記の描画装置１と同等の構成を有する。

レーザ発振器１１０は、第１描画装置１ａと第２描画装置１ｂとに対してパルス光を供給する光源装置である。レーザ発振器１１０には、レーザコントローラ１１１が接続されている。また、レーザコントローラ１１１は、第１描画装置１ａおよび第２描画装置１ｂの各装置コントローラ６０と接続されている。レーザコントローラ１１１は、各装置コントローラ６０と通信し、各描画装置１ａ，１ｂにおける処理の進行状態に応じてレーザ発振器１１０に駆動信号を与えることにより、レーザ発振器１１０にパルス光を出射させる。レーザ発振器１１０から出射されたパルス光は、光振り分けユニット１２０に入射する。

光振り分けユニット１２０は、レーザ発振器１１０から出射されたパルス光を主パルス光と副パルス光とに分割し、分割された各パルス光を、第１描画装置１ａと第２描画装置１ｂとへ向かう２つの光路に振り分けるための光学ユニットである。図６は、光振り分けユニット１２０の概観斜視図である。また、図７および図８は、光振り分けユニット１２０の内部構成を示した断面図である。図６〜図８に示したように、光振り分けユニット１２０は、入射光軸Ａを中心として旋回可能な筐体１２１を有している。

筐体１２１には、レーザ発振器１１０から出射されたパルス光を筐体１２１の内部に取り込むための入射部１２１ａと、分割後の主パルス光を筐体１２１の外部へ出射するための主パルス光出射窓１２１ｂと、分割後の副パルス光を筐体１２１の外部へ出射するための副パルス光出射窓１２１ｃとを有している。主パルス光出射窓１２１ｂと副パルス光出射窓１２１ｃとは、入射光軸Ａを介して互いに筐体１２１の反対側の壁面に形成されている。

図７および図８に示したように、筐体１２１の内部には、部分反射ミラー１２２と、３枚の反射ミラー１２３〜１２５とが配置されている。部分反射ミラー１２２および３枚の反射ミラー１２３〜１２５は、いずれも筐体１２１に対してねじ止め等により固定されている。部分反射ミラー１２２は、入射されたパルス光の一部（例えば９０％）を反射し、残り（例えば１０％）を透過する。部分反射ミラー１２２において反射された光は、比較的光強度の高い主パルス光として主パルス光出射窓１２１ｂから筐体１２１の外部へ出射される。一方、部分反射ミラー１２２を透過した光は、反射ミラー１２３，１２４，１２５において順次に反射し、比較的光強度の低い副パルス光として副パルス光出射窓１２１ｃから筐体１２１の外部へ出射される。

光振り分けユニット１２０は、筐体１２１を入射光軸Ａを中心として旋回させる円環モータ１２６を有している。円環モータ１２６としては、例えば、超音波振動を利用してロータを回転させる超音波モータを使用することができる。円環モータ１２６は、モータコントローラ１２６ａと電気的に接続されている。モータコントローラ１２６ａから円環モータ１２６へ駆動信号を与えると、円環モータ１２６が動作し、入射光軸Ａを中心として筐体１２１が旋回する。これにより、第１描画装置１ａに主パルス光が与えられて第２描画装置１ｂに副パルス光が与えられる状態（図７の状態，以下「第１の状態」という）と、第１描画装置１ａに副パルス光が与えられて第２描画装置１ｂに主パルス光が与えられる状態（図８の状態，以下「第２の状態」という）とを、切り替えることができる。

また、光振り分けユニット１２０は、筐体１２１の旋回姿勢を検出するための検出センサ１２７を有している。検出センサ１２７は、筐体１２１の所定の部位を検出することにより、筐体１２１が第１の状態および第２の状態のいずれの状態であるかを検出する。検出センサ１２７は、例えば、光学式の非接触センサを用いて構成することができる。

図５に示したように、モータコントローラ１２６ａおよび検出センサ１２７は、共通の振り分けコントローラ１２８にそれぞれ接続されている。振り分けコントローラ１２８は、検出センサ１２７から受信した検出信号に基づいてモータコントローラ１２６ａを制御する。これにより、円環モータ１２６を適切な角度で動作させることができ、筐体１２１の旋回姿勢を所望の状態（第１の状態または第２の状態）に制御することができる。また、振り分けコントローラ１２８は、第１描画装置１ａおよび第２描画装置１ｂの各装置コントローラ６０と接続されている。振り分けコントローラ１２８は、各装置コントローラ６０と通信し、各描画装置１ａ，１ｂにおける処理の進行状態に応じて筐体１２１の旋回姿勢を制御する。

＜３．描画システムの動作＞
続いて、描画システム１００の動作の流れについて、図９のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下に説明する動作は、振り分けコントローラ１２８、モータコントローラ１２６ａ、レーザコントローラ１１１、および描画装置１ａ，１ｂの各装置コントローラ６０が、相互に連携して制御のタイミングを調整しつつ、各部を動作制御することにより、進行する。

描画システム１００は、まず、円環モータ１２６を動作させることにより筐体１２１を旋回させ、光振り分けユニット１２０を第２の状態とする（ステップＳＡ１）。すなわち、描画システム１００は、光振り分けユニット１２０から第１描画装置１ａへ向けて比較的光強度の低い副パルス光が照射され、光振り分けユニット１２０から第２描画装置１ｂへ向けて比較的光強度の高い主パルス光が照射される状態とする。

次に、描画システム１００は、第１描画装置１ａにおいて、副パルス光を使用したキャリブレーション処理（複数の照射ヘッド４０から照射されるパルス光の補正処理）を行う（ステップＳＢ１）。第１描画装置１ａに向けて照射された副パルス光は、照明光学系３０において複数本に分割され、各照射ヘッド４０を介して下方へ照射される。第１描画装置１ａは、複数の照射ヘッド４０の下方において、カメラ５１を副走査方向に移動させつつ、各照射ヘッド４０からの照射光をカメラ５１により撮影する。

また、第１描画装置１ａの装置コントローラ６０は、カメラ５１において取得された撮影結果を分析し、副パルス光のレーザパワー、照射幅、光強度のばらつき、エッジ垂れ量、照射光の絶対位置等の情報を取得する。そして、装置コントローラ６０は、これらのパラメータをそれぞれ目標値に近づけるように、駆動機構４１ｃ，４２ｅ，４２ｆ，４２ｇを制御する。これにより、複数の照射ヘッド４０から照射されるパルス光の照射状態が補正される。

第１描画装置１ａにおいてキャリブレーション処理が完了すると、次に、描画システム１００は、処理対象となる基板９を第１描画装置１ａに搬入する（ステップＳＢ２）。具体的には、第１描画装置１ａは、所定の搬送機構（図示省略）により基板９をステージ１０の上面に載置し、ステージ１０の上面に基板９を吸着固定する。また、第１描画装置１ａは、ステージ駆動部２０を動作させることにより、基板９の位置及び傾きの調整（アライメント）を行う。

続いて、描画システム１００は、円環モータ１２６を動作させることにより筐体１２１を旋回させ、光振り分けユニット１２０を第１の状態とする（ステップＳＡ２）。すなわち、描画システム１００は、光振り分けユニット１２０から第１描画装置１ａへ向けて比較的光強度の高い主パルス光が照射され、光振り分けユニット１２０から第２描画装置１ｂへ向けて比較的光強度の低い副パルス光が照射される状態とする。

そして、描画システム１００は、第１描画装置１ａにおいて、主パルス光を使用した描画処理を行う（ステップＳＢ３）。第１描画装置１ａに向けて照射された主パルス光は、照明光学系３０において複数本に分割され、各照射ヘッド４０を介して下方へ照射される。第１描画装置１ａは、ステージ１０を主走査方向および副走査方向に移動させながら、複数の照射ヘッド４０から基板９の上面にパルス光（主パルス光を複数本に分割した各分割光）を照射させる。これにより、第１描画装置１ａのステージ１０上に保持された基板９の上面に、カラーフィルタ用の規則性パターンが描画される。

一方、描画システム１００は、第１描画装置１ａにおいて描画処理を行いつつ、第２描画装置１ｂにおいて、副パルス光を使用したキャリブレーション処理を行う（ステップＳＣ１）。第２描画装置１ｂに向けて照射された副パルス光は、照明光学系３０において複数本に分割され、各照射ヘッド４０を介して下方へ照射される。第２描画装置１ｂは、複数の照射ヘッド４０の下方において、カメラ５１を副走査方向に移動させつつ、各照射ヘッド４０からの照射光をカメラ５１により撮影する。

また、第２描画装置１ｂの装置コントローラ６０は、カメラ５１において取得された撮影結果を分析し、副パルス光のレーザパワー、照射幅、光強度のばらつき、エッジ垂れ量、照射光の絶対位置等の情報を取得する。そして、装置コントローラ６０は、これらのパラメータをそれぞれ目標値に近づけるように、駆動機構４１ｃ，４２ｅ，４２ｆ，４２ｇを制御する。これにより、複数の照射ヘッド４０から照射されるパルス光の照射状態が補正される。

第２描画装置１ｂにおいてキャリブレーション処理が完了すると、次に、描画システム１００は、処理対象となる基板９を第２描画装置１ｂに搬入する（ステップＳＣ２）。具体的には、第２描画装置１ｂは、所定の搬送機構（図示省略）により基板９をステージ１０の上面に載置し、ステージ１０の上面に基板９を吸着固定する。また、第２描画装置１ｂは、ステージ駆動部２０を動作させることにより、基板９の位置及び傾きの調整（アライメント）を行う。

続いて、描画システム１００は、円環モータ１２６を動作させることにより筐体１２１を旋回させ、光振り分けユニット１２０を第２の状態とする（ステップＳＡ３）。すなわち、描画システム１００は、光振り分けユニット１２０から第１描画装置１ａへ向けて比較的光強度の低い副パルス光が照射され、光振り分けユニット１２０から第２描画装置１ｂへ向けて比較的光強度の高い主パルス光が照射される状態とする。

そして、描画システム１００は、第２描画装置１ｂにおいて、主パルス光を使用した描画処理を行う（ステップＳＣ３）。第２描画装置１ｂに向けて照射された主パルス光は、照明光学系３０において複数本に分割され、各照射ヘッド４０を介して下方へ照射される。第２描画装置１ｂは、ステージ１０を主走査方向および副走査方向に移動させながら、複数の照射ヘッド４０から基板９の上面にパルス光（主パルス光を複数本に分割した各分割光）を照射させる。これにより、第２描画装置１ｂのステージ１０上に保持された基板９の上面に、カラーフィルタ用の規則性パターンが描画される。

一方、描画システム１００は、第２描画装置１ｂにおいて描画処理を行いつつ、第１描画装置１ａにおいて、描画処理済みの基板９の搬出を行う（ステップＳＢ４）。具体的には、第１描画装置１ａは、ステージ１０上における基板９の固定を解除し、所定の搬送機構（図示省略）により基板９をステージ１０の上面から搬出する。

その後、描画システム１００は、第１描画装置１ａにおいて、副パルス光を使用したキャリブレーション処理を行う（ステップＳＢ５）。第１描画装置１ａに向けて照射された副パルス光は、照明光学系３０において複数本に分割され、各照射ヘッド４０を介して下方へ照射される。第１描画装置１ａは、複数の照射ヘッド４０の下方において、カメラ５１を副走査方向に移動させつつ、各照射ヘッド４０からの照射光をカメラ５１により撮影する。

また、第１描画装置１ａの装置コントローラ６０は、カメラ５１において取得された撮影結果を分析し、副パルス光のレーザパワー、照射幅、光強度のばらつき、エッジ垂れ量、照射光の絶対位置等の情報を取得する。そして、装置コントローラ６０は、これらのパラメータをそれぞれ目標値に近づけるように、駆動機構４１ｃ，４２ｅ，４２ｆ，４２ｇを制御する。これにより、複数の照射ヘッド４０から照射されるパルス光の照射状態が補正される。

第１描画装置１ａにおいてキャリブレーション処理が完了すると、次に、描画システム１００は、新たな基板９を第１描画装置１ａに搬入する（ステップＳＢ６）。具体的には、第１描画装置１ａは、所定の搬送機構（図示省略）により基板９をステージ１０の上面に載置し、ステージ１０の上面に基板９を吸着固定する。また、第１描画装置１ａは、ステージ駆動部２０を動作させることにより、基板９の位置及び傾きの調整（アライメント）を行う。

続いて、描画システム１００は、円環モータ１２６を動作させることにより筐体１２１を旋回させ、光振り分けユニット１２０を第１の状態とする（ステップＳＡ４）。すなわち、描画システム１００は、光振り分けユニット１２０から第１描画装置１ａへ向けて比較的光強度の高い主パルス光が照射され、光振り分けユニット１２０から第２描画装置１ｂへ向けて比較的光強度の低い副パルス光が照射される状態とする。

そして、描画システム１００は、第１描画装置１ａにおいて、主パルス光を使用した描画処理を行う（ステップＳＢ７）。また、描画システム１００は、第１描画装置１ａにおいて描画処理を行いつつ、第２描画装置１ｂにおいて、描画処理済みの基板９の搬出を行う（ステップＳＣ４）。

このように、この描画システム１００は、レーザ発振器１１０から出射されるパルス光を主パルス光と副パルス光とに分割し、主パルス光および副パルス光を第１描画装置１ａと第２描画装置１ｂとに交互に振り分ける。このため、２台の描画装置１ａ，１ｂにおいて、主パルス光を使用した描画処理と、副パルス光を使用したキャリブレーション処理とを交互に並行して行うことができる。これにより、レーザ発振器１１０の稼働率および基板９の製造効率を向上させることができる。

＜４．変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の例に限定されるものではない。上記の描画システム１００では、光振り分けユニット１２０を旋回させることにより主パルス光と副パルス光とを２つの描画装置１ａ，１ｂに振り分けていたが、他の方法により主パルス光と副パルス光とを振り分けるようにしてもよい。例えば、図１０に示したように、レーザ発振器１１０から出射されたパルス光の光路上に、反射率の異なる２枚の部分反射ミラー１３１，１３２を選択的に配置する構成としてもよい。

図１０の部分反射ミラー１３１は、主パルス光に相当する光強度の光を反射するとともに、副パルス光に相当する光強度の光を透過する。このため、部分反射ミラー１３１をレーザ発振器１１０の光路上に配置すると、部分反射ミラー１３１において反射された光が、主パルス光として第１描画装置１ａへ照射され、また、部分反射ミラー１３１を透過した光が、反射ミラー１４０において反射した後、副パルス光として第２描画装置１ｂへ照射される。一方、部分反射ミラー１３２は、副パルス光に相当する光強度の光を反射するとともに、主パルス光に相当する光強度の光を透過する。このため、部分反射ミラー１３２をレーザ発振器１１０の光路上に配置すると、部分反射ミラー１３１において反射された光が、副パルス光として第１描画装置１ａへ照射され、また、部分反射ミラー１３１を透過した光が、反射ミラー１４０において反射した後、主パルス光として第２描画装置１ｂへ照射される。

部分反射ミラー１３１，１３２の切り替えは、例えば、図１１〜１４に示したような切り替え機構１３３〜１３５を利用して実現することができる。図１１，１２の切り替え機構１３３は、上下に配置された部分反射ミラー１３１，１３２を一体として上下に移動させることにより、レーザ発振器１１０の光路上に部分反射ミラー１３１が配置される状態（図１１の状態）と、レーザ発振器１１０の光路上に部分反射ミラー１３２が配置される状態（図１２の状態）とを切り替える。

図１３の切り替え機構１３４は、所定の中心軸周りに回転するターンテーブル１３４ａを有し、ターンテーブル１３４ａの上面に部分反射ミラー１３１と部分反射ミラー１３２とが起立姿勢で固定設置されている。切り替え機構１３４は、ターンテーブル１３４ａを回転させることにより、レーザ発振器１１０の光路上に部分反射ミラー１３１が配置される状態（図１３の状態）と、レーザ発振器１１０の光路上に部分反射ミラー１３２が配置される状態（図示省略）とを切り替える。

また、図１４の切り替え機構１３５は、レーザ発振器１１０の光路に対して所定の傾きを有する中心軸周りに回転する回転フレーム１３５ａを有し、回転フレームに形成された２つの貫通孔に、部分反射ミラー１３１と部分反射ミラー１３２とがそれぞれ嵌め込まれている。切り替え機構１３５は、回転フレーム１３５ａを回転させることにより、レーザ発振器１１０の光路上に部分反射ミラー１３１が配置される状態（図１４の状態）と、レーザ発振器１１０の光路上に部分反射ミラー１３２が配置される状態（図示省略）とを切り替える。

また、上記の描画システム１００では、描画処理の前に毎回キャリブレーション処理を行っていたが、キャリブレーション処理は、必ずしも毎回行う必要はなく、必要に応じて行えばよい。また、描画システム１００の各描画装置１ａ，１ｂは、副パルス光を使用してキャリブレーション処理以外の処理を行うようにしてもよい。例えば、副パルス光を使用して、光軸調整等のメンテナンス処理を行うようにしてもよい。

また、上記の描画システム１００は、１台のレーザ発振器１１０に対して２台の描画装置１ａ，１ｂが設けられていたが、１台のレーザ発振器１１０に対して３台以上の描画装置１が設けられていてもよい。図１５は、１台のレーザ発振器１１０に対して３台の描画装置１ａ，１ｂ，１ｃが設けられた描画システム２００の例を示した図である。この描画システム２００は、レーザ発振器１１０から出射されたパルス光を、光振り分け部１５０により、比較的光強度の高い１本の主パルス光と、比較的光強度の低い２本の副パルス光とに分割する。そして、描画システム２００は、３台の描画装置１ａ，１ｂ，１ｃに主パルス光が順次に供給されるように、３本の分割光を３台の描画装置１ａ，１ｂ，１ｃに振り分ける。これにより、基板９に対する描画処理を３台の描画装置１ａ，１ｂ，１ｃにおいて順次に行うとともに、他の２台の描画装置においてキャリブレーション処理やメンテナンス処理を並行して行うことができる。

図１５の描画システム２００では、主パルス光および２本の副パルス光の光強度の比率は、例えば、９０％，５％，５％とすればよい。また、光振り分け部１５０においておよその比率で主パルス光と２本の副パルス光とに分割し、各描画装置１ａ，１ｂ，１ｃの照明光学系３０に搭載されたアッテネータにおいて、主パルス光または副パルス光の光強度を最終的に微調整するようにしてもよい。

また、上記の描画システム１００，２００では、光源装置としてレーザ発振器１１０を使用していたが、ＬＥＤや水銀ランプ等の他の発光器を光源装置として使用してもよい。また、上記の描画装置１は、基板９の上面に複数本の光を同時に照射するものであったが、本発明の描画システムを構成する描画装置は、このようなマルチヘッドの描画装置に限定されるものではなく、基板９の上面に１本の光を照射するものであってもよい。また、上記の描画装置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、処理対象となる基板９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であってもよい。

また、上記の例では、複数台の描画装置を備えた描画システム１００，２００について説明したが、１台の描画装置の中に同等の構成が設けられていてもよい。すなわち、複数の描画処理部（ステージ）を有する１台の描画装置の中に、各描画処理部に対して主パルス光と副パルス光とを振り分ける光振り分けユニットが設けられていてもよい。このようにすれば、１台の描画装置の中で、複数の描画処理部において描画処理を順次に行いつつ、他の描画処理部においてキャリブレーション処理等を並行して行うことができる。

描画装置の側面図である。 描画装置の上面図である。 カメラにより撮影されたパルス光の光強度分布の例を示した図である。 描画装置の各部と装置コントローラとの間の接続構成を示したブロック図である。 描画システムの構成を示した図である。 光振り分けユニットの概観斜視図である。 第１の状態における光振り分けユニットの断面図である。 第２の状態における光振り分けユニットの断面図である。 描画システムの動作の流れを示したフローチャートである。 変形例に係る描画システムの構成を示した図である。 ２枚の部分反射ミラーの切り替え機構の例を示した図である。 ２枚の部分反射ミラーの切り替え機構の例を示した図である。 ２枚の部分反射ミラーの切り替え機構の例を示した図である。 ２枚の部分反射ミラーの切り替え機構の例を示した図である。 変形例に係る描画システムの構成を示した図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ 描画装置
９ 基板
１０ ステージ
２０ ステージ駆動部
３０ 照明光学系
４０ 照射ヘッド
５０ 撮影部
６０ 装置コントローラ
１００，２００ 描画システム
１１０ レーザ発振器
１２０ 光振り分けユニット
１２１ 筐体
１２２ 部分反射ミラー
１２６ 円環モータ
１２７ 検出センサ
１２８ 振り分けコントローラ
１３１，１３２ 部分反射ミラー
１３３〜１３５ 切り替え機構
１５０ 光振り分け部

Claims (10)

1. 基板に対して光を照射することにより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を備えた描画システムであって、
   光源と、
   前記光源から出射される光を複数の分割光に分割するとともに、前記複数の分割光を複数の光路に振り分ける振り分け装置と、
   前記複数の光路上にそれぞれ配置された複数の前記描画装置と、
   を備え、
   前記複数の分割光は、他の分割光に比べて光強度の高い１本の描画用分割光を含み、
   前記振り分け装置は、前記描画用分割光を前記複数の光路に順次に振り分けることを特徴とする描画システム。
2. 請求項１に記載の描画システムにおいて、
   前記複数の描画装置は、それぞれ、前記描画用分割光以外の前記分割光を使用して基板に対する光の照射状態を補正する補正手段を有することを特徴とする描画システム。
3. 基板に対して光を照射することにより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を備えた描画システムであって、
   光源と、
   前記光源から出射される光を比較的光強度の高い第１分割光と比較的光強度の低い第２分割光とに分割するとともに、前記第１分割光および前記第２分割光を２つの光路に振り分ける振り分け装置と、
   前記２つの光路上にそれぞれ配置された２台の前記描画装置と、
   を備え、
   前記振り分け装置は、前記第１分割光および前記第２分割光を前記２つの光路に交互に振り分けることを特徴とする描画システム。
4. 請求項３に記載の描画システムにおいて、
   前記２台の描画装置は、交互に描画処理を行い、
   前記振り分け装置は、前記２台の描画装置のうち描画処理を行う描画装置に対して前記第１分割光を与えるように、前記第１分割光と前記第２分割光とを前記２つの光路に振り分けることを特徴とする描画システム。
5. 請求項３または請求項４に記載の描画システムにおいて、
   前記２台の描画装置は、それぞれ、前記第２分割光を使用して基板に対する光の照射状態を補正する補正手段を有することを特徴とする描画システム。
6. 請求項３から請求項５までのいずれかに記載の描画システムにおいて、
   前記振り分け装置は、
   前記光源から出射された光を、当該光軸に対して直交し、互いに反対方向に進む前記第１分割光と前記第２分割光とに分割する光分割部と、
   前記光軸を中心として前記光分割部を旋回させる旋回手段と、
   を有することを特徴とする描画システム。
7. 請求項３から請求項５までのいずれかに記載の描画システムにおいて、
   前記振り分け装置は、
   前記第１分割光に相当する光強度の光を反射するとともに前記第２分割光に相当する光強度の光を透過する第１部分透過ミラーと、
   前記第１分割光に相当する光強度の光を透過するとともに前記第２分割光に相当する光強度の光を反射する第２部分透過ミラーと、
   前記第１部分透過ミラーおよび前記第２部分透過ミラーを、前記光源から出射される光の光路上に選択的に配置する配置手段と、
   を有することを特徴とする描画システム。
8. 基板に対して光を照射することにより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、
   光源と、
   前記光源から出射される光を複数の分割光に分割するとともに、前記複数の分割光を複数の光路に振り分ける振り分け手段と、
   前記複数の光路上にそれぞれ配置された複数の描画処理部と、
   を備え、
   前記複数の分割光は、他の分割光に比べて光強度の高い１本の描画用分割光を含み、
   前記振り分け手段は、前記描画用分割光を前記複数の光路に順次に振り分けることを特徴とする描画装置。
9. 基板に対して光を照射することにより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、
   光源と、
   前記光源から出射される光を比較的光強度の高い第１分割光と比較的光強度の低い第２分割光とに分割するとともに、前記第１分割光および前記第２分割光を２つの光路に振り分ける振り分け手段と、
   前記２つの光路上にそれぞれ配置された２つの描画処理部と、
   を備え、
   前記振り分け手段は、前記第１分割光および前記第２分割光を前記２つの光路に交互に振り分けることを特徴とする描画装置。
10. 基板に対して光を照射することにより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処理を、複数の描画処理部において順次に行う描画方法であって、
    所定の光源から出射される光を、複数の分割光に分割する分割工程と、
    前記複数の分割光を前記複数の描画処理部に振り分ける振り分け工程と、
    を備え、
    前記振り分け工程では、前記描画用分割光のうち、他の分割光よりも光強度の高い１本の描画用分割光を、前記複数の描画処理部に順次に振り分けることを特徴とする描画方法。

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