JP2009288740A - Pattern drawing device and pattern drawing method - Google Patents
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Abstract
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(液晶表示装置,プラズマ表示装置、有機EL表示装置等)用ガラス基板、半導体基板、プリント基板、記録ディスク用基板等の基板の主面にパターンを描画するパターン描画装置およびパターン描画方法に関する。 The present invention provides a pattern on the main surface of a substrate such as a glass substrate for a color filter, a glass substrate for a flat panel display (liquid crystal display device, plasma display device, organic EL display device, etc.), a semiconductor substrate, a printed substrate, or a recording disk substrate. The present invention relates to a pattern drawing apparatus and a pattern drawing method.
基板の製造工程において使用される装置として、感光材料の層が形成された基板の主面に光を照射することにより、基板の主面に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、ステージ上に載置された基板の主面に光を照射する光照射部とを備え、ステージを水平方向に移動させつつ、光照射部から断続的に光を照射することにより、基板の主面に所定のパターンを描画する。 2. Description of the Related Art As a device used in a substrate manufacturing process, there is known a pattern drawing device that draws a pattern on a main surface of a substrate by irradiating light on the main surface of the substrate on which a layer of a photosensitive material is formed. The pattern drawing apparatus includes a stage on which a substrate is placed and a light irradiation unit that irradiates light on the main surface of the substrate placed on the stage, and the stage is intermittently moved from the light irradiation unit while moving the stage in the horizontal direction. By irradiating with light, a predetermined pattern is drawn on the main surface of the substrate.
従来のパターン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。
A conventional pattern drawing apparatus is disclosed in
パターン描画装置の光照射部は、レンズやミラーなどの複数の光学部材により構成された光学系を有している。また、光照射部は、照射光のフォーカスや倍率を調整するために、これらの光学部材の位置を変動させる駆動機構を更に有している。駆動機構は、モータやセンサなどの複数の素子により構成され、これらの素子が電源装置からの電流の供給を受けて動作することにより、各光学部材の位置を変動させる。 The light irradiation unit of the pattern drawing apparatus has an optical system composed of a plurality of optical members such as lenses and mirrors. In addition, the light irradiation unit further includes a drive mechanism for changing the positions of these optical members in order to adjust the focus and magnification of the irradiation light. The drive mechanism is composed of a plurality of elements such as a motor and a sensor, and these elements operate by receiving a current supplied from the power supply device, thereby changing the position of each optical member.
しかしながら、モータやセンサなどの素子は、通電状態において僅かながら発熱し、その表面温度が上昇する。このため、これらの素子の発熱により、光学系の光路上において緩やかな上昇気流が発生する場合がある。そして、描画処理時にこのような空気の揺らぎが発生すると、基板の主面に照射される光の位置も揺らぎ、これにより、基板の主面に形成されるパターンにムラが発生する恐れがあった。 However, elements such as motors and sensors generate heat slightly in the energized state, and the surface temperature rises. For this reason, a gentle upward airflow may occur on the optical path of the optical system due to the heat generated by these elements. When such air fluctuation occurs during the drawing process, the position of the light irradiated on the main surface of the substrate also fluctuates, which may cause unevenness in the pattern formed on the main surface of the substrate. .
特に、複数の光学部材と駆動機構とが1つの筐体の内部に収容されている場合には、駆動機構の発熱により発生する空気の揺らぎが光学系の光路上に及びやすいと考えられるため、上記の問題はより深刻なものであった。 In particular, when a plurality of optical members and a drive mechanism are housed in one housing, it is considered that air fluctuations generated by the heat generated by the drive mechanism easily reach the optical path of the optical system. The above problem was more serious.
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、光照射部において光学系の光路上に空気の揺らぎが発生することを防止し、高い描画品質を得ることができるパターン描画装置およびパターン描画方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a pattern drawing apparatus and a pattern capable of preventing the occurrence of air fluctuation on the optical path of the optical system in the light irradiation unit and obtaining high drawing quality. An object is to provide a drawing method.
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、感光性材料の層が形成された基板の主面に光を照射することにより、基板の主面にパターンを描画するパターン描画装置において、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主面に光を照射する光照射部と、前記光照射部を制御する制御部と、を備え、前記光照射部は、光学系と、前記光学系の光路の近傍に配置され、通電により発熱を伴いつつ動作する発熱源と、前記光学系および前記発熱源を収容する筐体と、を有し、前記制御部は、前記ステージ上に載置された基板の主面に前記光照射部が光を照射するときには、前記発熱源に供給される電流を、前記発熱源を動作状態とするための動作電流値よりも低い値に抑制する制御処理を行うことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the invention according to
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のパターン描画装置において、前記制御部は、前記ステージ上に載置された基板の主面に前記光照射部が光を照射するときには、前記発熱源に供給される電流を遮断する制御処理を行うことを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the pattern drawing apparatus according to the first aspect, the control unit generates the heat when the light irradiation unit irradiates light on a main surface of the substrate placed on the stage. Control processing for cutting off the current supplied to the power source is performed.
請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に記載のパターン描画装置において、前記光照射部は、前記筐体の内部において上下に配置された少なくとも2つの前記発熱源を有し、前記制御部は、2つの前記発熱源のうち、少なくとも下側に配置された前記発熱源について、前記制御処理を行うことを特徴とする。
The invention according to
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3までのいずれかに記載のパターン描画装置において、前記発熱源は、前記光学系を構成する光学素子の位置を変動させる駆動素子であることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the pattern drawing apparatus according to any one of the first to third aspects, the heat generation source is a drive element that varies a position of an optical element constituting the optical system. It is characterized by.
請求項5に係る発明は、請求項4に記載のパターン描画装置において、前記光学素子は、レンズまたはミラーであり、前記駆動素子は、前記光学素子の位置を変動させることにより、前記光学系により照射される光のフォーカス調整または倍率調整を行うことを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the pattern drawing apparatus according to the fourth aspect, the optical element is a lens or a mirror, and the drive element is changed by the optical system by changing a position of the optical element. The focus adjustment or magnification adjustment of the irradiated light is performed.
請求項6に係る発明は、請求項1から請求項5までのいずれかに記載のパターン描画装置において、前記発熱源は、前記筐体の内部において所定の計測処理を行う計測手段であることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the pattern drawing apparatus according to any one of the first to fifth aspects, the heat generation source is a measurement unit that performs a predetermined measurement process inside the housing. Features.
請求項7に係る発明は、請求項1から請求項6までのいずれかに記載のパターン描画装置において、前記光照射部は、前記ステージ上に載置された基板の主面に複数本の光を同時に照射する複数の光学系と、前記複数の光学系のそれぞれの光路の近傍に配置された複数の発熱源と、前記複数の光学系および前記複数の発熱源を収容する筐体と、を有することを特徴とする。
The invention according to
請求項8に係る発明は、請求項1から請求項7までのいずれかに記載のパターン描画装置において、前記ステージと前記光照射部とを相対的に移動させる移動手段を更に備えることを特徴とする。
The invention according to
請求項9に係る発明は、ステージ上に載置された基板の主面に光照射部から光を照射することにより、基板の主面にパターンを描画するパターン描画方法において、前記光照射部において、通電により発熱を伴いつつ動作する発熱源を動作させることにより、1つの筐体の内部に前記発熱源とともに収容された光学系の調整を行う調整工程と、前記発熱源に供給する電流を、前記発熱源を動作状態とするための動作電流値よりも低い値に抑制しつつ、前記光照射部から光を照射する照射工程と、を備えることを特徴とする。
The invention according to
請求項1〜8に記載の発明によれば、パターン描画装置の制御部は、ステージ上に載置された基板の主面に光照射部が光を照射するときには、光照射部の発熱源に供給される電流を、発熱源を動作状態とするための動作電流値よりも低い値に抑制する。このため、描画処理時における発熱源の発熱を抑制し、光照射部の光路上に熱による空気の揺らぎが発生することを防止することができる。従って、高い描画品質を得ることができる。 According to invention of Claims 1-8, when the light irradiation part irradiates light to the main surface of the substrate placed on the stage, the control part of the pattern drawing apparatus serves as a heat source of the light irradiation part. The supplied current is suppressed to a value lower than the operating current value for setting the heat source to the operating state. For this reason, the heat generation of the heat generation source during the drawing process can be suppressed, and the occurrence of air fluctuation due to heat on the optical path of the light irradiation unit can be prevented. Therefore, high drawing quality can be obtained.
特に、請求項2に記載の発明によれば、制御部は、ステージ上に載置された基板の主面に光照射部が光を照射するときには、発熱源に供給される電流を遮断する制御処理を行う。このため、描画処理時における発熱源の発熱の発熱を無くし、光路上に熱による空気の揺らぎが発生することを防止することができる。従って、更に高い描画品質を得ることができる。 In particular, according to the second aspect of the present invention, the control unit controls the current supplied to the heat source when the light irradiation unit irradiates light to the main surface of the substrate placed on the stage. Process. For this reason, it is possible to eliminate the heat generated by the heat source during the drawing process, and to prevent the air from fluctuating due to heat on the optical path. Therefore, higher drawing quality can be obtained.
特に、請求項3に記載の発明によれば、光照射部は、筐体の内部において上下に配置された少なくとも2つの発熱源を有し、制御部は、2つの発熱源のうち、少なくとも下側に配置された発熱源について、制御処理を行う。このため、筐体の内部において上昇気流の発生を効果的に抑制することができる。 In particular, according to the third aspect of the present invention, the light irradiation unit has at least two heat generation sources arranged above and below in the housing, and the control unit includes at least the lower of the two heat generation sources. Control processing is performed on the heat source arranged on the side. For this reason, generation | occurrence | production of an updraft inside a housing | casing can be suppressed effectively.
特に、請求項4に記載の発明によれば、発熱源は、光学系を構成する光学素子の位置を変動させる駆動素子である。このため、駆動素子の発熱により空気の揺らぎが発生することを防止することができる。 In particular, according to the fourth aspect of the present invention, the heat generation source is a drive element that varies the position of the optical element constituting the optical system. For this reason, it is possible to prevent the occurrence of air fluctuation due to the heat generated by the drive element.
特に、請求項6に記載の発明によれば、発熱源は、筐体の内部において所定の計測処理を行う計測手段である。このため、計測手段の発熱により空気の揺らぎが発生することを防止することができる。 In particular, according to the invention described in claim 6, the heat generation source is a measurement unit that performs a predetermined measurement process inside the housing. For this reason, it is possible to prevent the occurrence of air fluctuation due to the heat generated by the measuring means.
特に、請求項7に記載の発明によれば、光照射部は、ステージ上に載置された基板の主面に複数本の光を同時に照射する複数の光学系と、複数の光学系のそれぞれの光路の近傍に配置された複数の発熱源と、複数の光学系および複数の発熱源を収容する筐体と、を有する。このため、複数の光学系の各光路上に熱による空気の揺らぎが発生することを防止することができる。
In particular, according to the invention described in
また、請求項9に記載の発明によれば、パターン描画方法は、光照射部において、通電により発熱を伴いつつ動作する発熱源を動作させることにより、1つの筐体の内部に発熱源とともに収容された光学系の調整を行う調整工程と、発熱源に供給する電流を、発熱源を動作状態とするための動作電流値よりも低い値に抑制しつつ、光照射部から光を照射する描画工程と、を備える。このため、描画工程における発熱源の発熱を抑制し、光照射部の光路上に熱による空気の揺らぎが発生することを防止することができる。従って、高い描画品質を得ることができる。
According to the invention described in
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。以下の説明において参照する図1〜図9のうち、図1〜図5には、パターン描画装置1の各部の位置関係や動作方向を明確化するために、共通のXYZ直交座標系が示されている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 9 referred to in the following description, FIGS. 1 to 5 show a common XYZ orthogonal coordinate system in order to clarify the positional relationship and the operation direction of each part of the
<1.パターン描画装置の構成>
図1は、本発明の一実施形態に係るパターン描画装置1の側面図である。なお、図1では、筐体32および光学ヘッド33を明示するために、フレーム31を縦断面で示している。また、図2は、パターン描画装置1の上面図である。
<1. Configuration of pattern drawing apparatus>
FIG. 1 is a side view of a
このパターン描画装置1は、液晶表示装置の部品であるカラーフィルタの製造工程において、カラーフィルタ用のガラス基板(以下、単に「基板」という。)9の上面に形成されたカラーレジストに、液晶表示装置の画素となる規則性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、主として、基板9を保持するステージ10と、ステージ10を移動させるステージ移動機構20と、基板9の上面にパルス光を照射するヘッド部30と、ヘッド部30からの照射光を撮影する照射光撮影部40と、制御部50とを備えている。
The
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、多数の吸引孔(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が載置されると、基板9は、吸引孔の吸引圧によりステージ10の上面に吸着固定される。なお、本実施形態において描画処理の対象となる基板9の上面(主面)には、カラーレジスト(感光材料)の層が予め形成されている。
The
ステージ移動機構20は、本装置1の基台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)、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。ステージ移動機構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。
The stage moving mechanism 20 moves the
回転機構21は、ステージ10の−Y側の端辺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との間には回転軸受機構21bが設けられている。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副走査方向に移動し、回転軸受機構21bの回転軸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。
The
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副走査方向の推進力を発生させるリニアモータ23aを有している。また、副走査機構23は、ベースプレート24に対して支持プレート22を副走査方向に沿って案内する一対のガイドレール23bを有している。リニアモータ23aを動作させると、ベースプレート24上のガイドレール23bに沿って支持プレート22およびステージ10が副走査方向に移動する。
The sub-scanning mechanism 23 has a
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の上面に敷設された固定子とにより主走査方向の推進力を発生させるリニアモータ25aを有している。また、主走査機構25は、基台11に対してベースプレート24を主走査方向に沿って案内する一対のガイドレール25bを有している。リニアモータ25aを動作させると、基台11上のガイドレール25bに沿ってベースプレート24、支持プレート22、およびステージ10が主走査方向に移動する。
The
ヘッド部30は、ステージ10上に保持された基板9の上面に向けてパルス光PLを照射する光照射部である。ヘッド部30は、ステージ10およびステージ移動機構20を跨ぐようにして基台11上に架設されたフレーム31と、フレーム31に固定された筐体32と、筐体32の内部に副走査方向に沿って等間隔に配置された7つの光学ヘッド33とを有している。
The
7つの光学ヘッド33は、照明光学系34を介して1つのレーザ発振器35に光路接続されている。また、レーザ発振器35には、レーザ発振器35のオンオフ駆動を行うレーザ駆動部36が接続されている。レーザ駆動部36を動作させると、レーザ発振器35からパルス光PLが出射され、当該パルス光PLが照明光学系34を介して筐体32の内部の各光学ヘッド33に導入される。
The seven
各光学ヘッド33は、パルス光PLを部分的に遮蔽するマスクユニット61と、マスクユニット61を通過したパルス光PLを基板9の上面に照射する投影光学系62とを有する。マスクユニット61には、描画すべきパターンに応じた透光部と遮光部とを有するガラス板であるマスクMが搭載されている。筐体32の内部に導入されたパルス光PLは、マスクユニット61を通過する際にマスクM上のパターンに応じて部分的に遮光され、所定のパターン形状に成形された光束として投影光学系62へ入射する。そして、投影光学系62を介してパルス光PLが基板9の上面に照射され、基板9上のカラーレジストを露光することにより、基板9の上面にパターンが描画される。
Each
7つの光学ヘッド33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+Y方向に移動させつつ、各光学ヘッド33からパルス光を断続的に照射すると、マスクM上のパターンが基板9の上面に繰り返し投影され、図3に示したように、所定の露光幅D(例えば、50mm幅)を有する複数本のパターン群が基板9の上面に描画される。パターン描画装置1は、1回の主走査方向への描画が完了すると、ステージ10を+X方向に露光幅D分だけ移動させる。その後、パターン描画装置1は、ステージ10を−Y方向に移動させつつ、各光学ヘッド33からパルス光を断続的に照射する。このように、パターン描画装置1は、光学ヘッド33の露光幅分ずつ基板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、図4に示したように、基板9の描画領域全面にカラーフィルタ用の規則性パターンを形成する。
The seven
図5は、筐体32と、その内部に配置された光学ヘッド33の構成とを、概略的に示した図である。筐体32は、図5に示したように、筐体32の内部空間を上段室321と下段室322とに仕切る仕切壁323を有する。光学ヘッド33のマスクユニット61は、仕切壁323の上方に形成された上段室321に配置され、投影光学系62は、仕切壁323の下方に形成された下段室322に配置されている。
FIG. 5 is a diagram schematically showing the
また、筐体32の上壁(上面)、仕切壁323、および筐体32の底壁(底面)には、それぞれ、光学ヘッド33の光路と交わる位置に開口部32a,32b,32cが形成されている。照明光学系34から照射されたパルス光PLは、開口部32aを介して筐体32の内部に導入され、マスクユニット61、開口部32b、投影光学系62、および開口部32cを経て、筐体32の下方へ向けて出射される。
In addition,
図5に示したように、投影光学系62は、第1ズームレンズ621、第2ズームレンズ622、およびフォーカスレンズ623を有している。また、第1ズームレンズ621、第2ズームレンズ622、およびフォーカスレンズ623には、各レンズの位置を変動させるための駆動機構71,72,73が接続されている。駆動機構71,72,73は、投影光学系62の光路の近傍に配置され、第1ズームレンズ621、第2ズームレンズ622、およびフォーカスレンズ623とともに筐体32の下段室322の内部に収容されている。
As shown in FIG. 5, the projection
第1ズームレンズ621に接続された駆動機構71は、モータ71aと、モータ71aにより回転するボールネジ71bと、ボールネジ71bに螺合されたナット71cと、2つのリミットセンサ71d,71eとを有している。モータ71aを動作させると、ボールネジ71bが回転し、ナット71cおよびナット71cに連結された第1ズームレンズ621が、リミットセンサ71d,71eの検出位置に挟まれた領域の範囲内で移動する。
The
第2ズームレンズ622に接続された駆動機構72は、モータ72aと、モータ72aにより回転するボールネジ72bと、ボールネジ72bに螺合されたナット72cと、2つのリミットセンサ72d,72eとを有している。モータ72aを動作させると、ボールネジ72bが回転し、ナット72cおよびナット72cに連結された第2ズームレンズ622が、リミットセンサ72d,72eの検出位置に挟まれた領域の範囲内で移動する。
The drive mechanism 72 connected to the
パターン描画装置1は、このように、駆動機構71,72を動作させて第1ズームレンズ621および第2ズームレンズ622の位置を変動させることにより、基板9の上面に照射されるパルス光PLの倍率(すなわち、投影されるパターンの倍率)を調整する。
In this way, the
フォーカスレンズ623に接続された駆動機構73は、モータ73aと、モータ73aにより回転するボールネジ73bと、ボールネジ73bに螺合されたナット73cと、2つのリミットセンサ73d,73eと、モータ73aの回転角を検出するエンコーダ73fとを有している。モータ73aを動作させると、ボールネジ73bが回転し、ナット73cおよびナット73cに連結されたフォーカスレンズ623が、リミットセンサ73d,73eの検出位置に挟まれた領域の範囲内で移動する。また、エンコーダ73fは、モータ73cの回転角を検出して検出信号を出力する。
The
パターン描画装置1は、このように、駆動機構73を動作させてフォーカスレンズ62の位置を変動させることにより、基板9の上面に照射されるパルス光PLのフォーカスを調整する。
In this manner, the
図6は、上記のモータ71a,72a,73a、リミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73e、およびエンコーダ73fに対して電力の供給および電気的制御を行う制御系の構成を示したブロック図である。図6において、実線の矢印は電力の供給経路(電源線)を示し、破線の矢印は制御信号の伝達経路(制御線)を示している。なお、図6では、1つの光学ヘッド33のモータ71a,72a,73a、リミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73e、およびエンコーダ73fに対する制御系の構成を示しているが、全ての光学ヘッド33のモータ71a,72a,73a、リミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73e、およびエンコーダ73fに対して、図6のような制御系が同等に存在する。
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a control system that supplies electric power and electrically controls the
モータ71a,72a,73aは、各モータ71a,72a,73aに対して駆動電流を与えるドライバユニット81,82,83に、それぞれ接続されている。ドライバユニット83は、エンコーダ73fにも接続されており、エンコーダ73fに対して駆動電流を与えるとともに、エンコーダ73fから送信される検出信号を受信する役割も果たす。ドライバユニット81,82,83は、制御線を介して位置制御ユニット84に接続されている。また、ドライバユニット81,82,83は、電源線を介して装置電源86に接続されており、当該電源線には、通電のオンオフを切り替えるスイッチ回路85が介挿されている。
The
スイッチ回路85をオン(通電状態)にすると、装置電源86から各ドライバユニット81,82,83に電力が供給される。この状態において、各ドライバユニット81,82,83は、位置制御ユニット84からの制御信号に基づいて各モータ71a,72a,73aおよびエンコーダ73fに駆動電流を与える。モータ71a,72a,73aおよびエンコーダ73fは、与えられた駆動電流により動作状態とされ、それぞれの動作を行う。一方、スイッチ回路85をオフ(非通電状態)にすると、装置電源86からドライバユニット81,82,83への電力の供給が停止され、それゆえ、モータ71a,72a,73a、およびエンコーダ73fへの電流の供給も遮断される。
When the
リミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73eは、制御線を介してそれぞれ位置制御ユニット84に接続されている。また、リミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73eは、電源線を介して位置制御ユニット84に接続されており、当該電源線には、通電のオンオフを切り替えるスイッチ回路87が介挿されている。また、位置制御ユニット84は、電源線を介して装置電源に接続されている。
The
スイッチ回路87をオン(通電状態)にすると、装置電源86から位置制御ユニット84を介して各リミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73eに駆動電流が供給される。各リミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73eは、与えられた駆動電流により動作状態とされ、それぞれの検出動作を行う。各リミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73eにおいて発生した検出信号は、制御線を介して位置制御ユニット84へ送信される。一方、スイッチ回路87をオフ(非通電状態)にすると、位置制御ユニット84からリミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73eへの駆動電流の供給が遮断される。
When the
また、パターン描画装置1の制御部50は、制御線を介して位置制御ユニット84および2つのスイッチ回路85,87に接続されている。制御部50は、スイッチ回路85,87のオンオフを切り替えることにより、モータ71a,72a,73a、リミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73e、およびエンコーダ73fに対して駆動電流を供給する状態と、これらに対する駆動電流の供給を遮断する状態とを、切り替えることができる。
The
図1および図2に戻り、パターン描画装置1の他の部位の説明を続ける。
Returning to FIG. 1 and FIG. 2, description of other parts of the
照射光撮影部40は、各光学ヘッド33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、ベースプレート24の+Y側の端辺に固定されたガイドレール42と、ガイドレール42に沿ってCCDカメラ41を副走査方向に移動させるカメラ移動機構43とを有する。カメラ移動機構43は、例えば、CCDカメラ41とガイドレール42との間に設けられたリニアモータとして実現される。
The irradiation light photographing unit 40 is a mechanism for photographing the pulsed light emitted from each
照射光撮影部40による撮影を行うときには、まず、CCDカメラ41がヘッド部30の下方に位置するように(図1および図2の状態となるように)、ベースプレート24を移動させる。そして、ガイドレール42に沿ってCCDカメラ41を副走査方向に移動させつつ、各光学ヘッド33からパルス光PLを照射し、照射されたパルス光PLをCCDカメラ41により撮影する。CCDカメラ41により取得された画像データは、制御部50へ送信され、各光学ヘッド33から照射されたパルス光PLの光量、位置、倍率、フォーカス等を調整するために使用される。
When photographing by the irradiation light photographing unit 40, first, the
制御部50は、種々の演算処理を実行しつつ、パターン描画装置1の各部の動作を制御するための情報処理部である。図7は、パターン描画装置1の各部と制御部50との間の接続構成を示したブロック図である。図7に示したように、制御部50は、上記のリニアモータ21a,23a,25a、照明光学系34、レーザ駆動部36、CCDカメラ41、カメラ移動機構43、マスクユニット61、位置制御ユニット84、およびスイッチ回路85,87と電気的に接続されている。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、上記各部の動作制御を行う。
The
<2.パターン描画装置の動作>
続いて、上記のパターン描画装置1の動作の一例について、図8のフローチャートを参照しつつ説明する。
<2. Operation of pattern drawing device>
Next, an example of the operation of the
パターン描画装置1において基板9の処理を行うときには、まず、光学ヘッド33から照射されるパルス光PLの状態を調整するためのキャリブレーション処理を行う(ステップS1)。キャリブレーション処理においては、まず、ベースプレート24を移動させることにより、CCDカメラ41をヘッド部30の下方に配置する。そして、CCDカメラ41を副走査方向に移動させつつ、各光学ヘッド33からパルス光PLを照射し、照射されたパルス光PLをCCDカメラ41により撮影する。CCDカメラ41において取得された画像データは、CCDカメラ41から制御部50へ送信される。
When processing the
このステップS1において、制御部50は、スイッチ回路85,87をいずれもオンとしている。従って、各光学ヘッド33のモータ71a,72a,73a、リミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73e、およびエンコーダ73fは、駆動電流(待機電流を含む)の供給により動作状態とされている。制御部50は、CCDカメラ41から受信した画像データに基づいて、各光学ヘッド33のマスクユニット61を制御し、また、位置制御ユニット84を介して各光学ヘッド33のモータ71a,72a,73a、リミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73e、およびエンコーダ73fを動作制御する。このようにして、パターン描画装置1は、各光学ヘッド33から照射されるパルス光PLの位置、光量、フォーカス、倍率等を調整する。
In step S1, the
キャリブレーション処理が完了すると、次に、作業者または所定の搬送機構が基板9を搬入し、ステージ10の上面に基板9を載置する(ステップS2)。基板9の上面には、カラーレジストの層が予め形成されている。ステージ10上に基板9が載置された後、パターン描画装置1は、ステージ10上に載置された基板9とヘッド部30との相対位置を調整するためのアライメント処理を、必要に応じて実行する。
When the calibration process is completed, the operator or a predetermined transport mechanism then carries the
続いて、パターン描画装置1の制御部50は、スイッチ回路85,87をいずれもオフとする(ステップS3)。これにより、各光学ヘッド33のモータ71a,72a,73a、リミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73e、およびエンコーダ73fへの駆動電流(待機電流を含む)の供給が遮断される。
Subsequently, the
その後、パターン描画装置1は、基板9に対して描画処理を行う(ステップS4)。すなわち、パターン描画装置1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つつ、複数の光学ヘッド33から基板9の上面に向けてパルス光PLを断続的に照射することにより、基板9の上面に規則性パターンを描画する。
Thereafter, the
このステップS4の描画処理時には、各光学ヘッド33のモータ71a,72a,73a、リミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73e、およびエンコーダ73fには、駆動電流(待機電流を含む)の供給はされていない。このため、描画処理時にモータ71a,72a,73a、リミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73e、およびエンコーダ73fが発熱することはなく、筐体32の内部において投影光学系62の光路上に空気の揺らぎが発生することが防止される。従って、パターン描画装置1は、ステップS4の描画処理を高い精度で実行させることができ、基板9の主面に形成されるパターンにムラが発生することを防止することができる。
During the drawing process in step S4, a drive current (including a standby current) is supplied to the
なお、ステップS4の描画処理時には、パルス光PLのフォーカスや倍率の調整は行われない。このため、モータ71a,72a,73aやエンコーダエンコーダ73fに駆動電流が供給されていなくても、描画処理の進行に差し支えはない。また、ステップS4の描画処理時には、第1ズームレンズ621、第2ズームレンズ622、およびフォーカスレンズ623を移動させないので、リミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73eに駆動電流が供給されていなくても問題はない。
Note that the focus and magnification of the pulsed light PL are not adjusted during the drawing process in step S4. For this reason, even if the drive current is not supplied to the
描画処理が完了すると、パターン描画装置1は、ステージ移動機構20を動作させてステージ10および基板9を搬出位置に移動させる。そして、作業者または所定の搬送機構が、ステージ10の上面から基板9を搬出する(ステップS5)。以上をもって、1枚の基板9に対するパターン描画装置1の処理を終了する。
When the drawing process is completed, the
<3.変形例>
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
<3. Modification>
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.
上記の実施形態では、電源線上にスイッチ回路85,87を設け、描画処理時にはスイッチ回路85,87をオフとして電流の供給を遮断していたが、電流の供給を必ずしも完全に遮断しなくてもよい。例えば、図9に示したように、上記のスイッチ回路85,87に代えて電流調節器88,89を電源線上に設け、描画処理時にはモータ71a,72a,73a、リミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73e、およびエンコーダ73fに供給される電流を抑制するようにしてもよい。すなわち、描画処理時に、モータ71a,72a,73a、リミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73e、およびエンコーダ73fに供給される電流を、これらを動作状態(待機状態を含む)とするための動作電流値よりも低い値に抑制すればよい。これにより、筐体32の内部において投影光学系62の光路上に空気の揺らぎが発生することを抑制することができる。
In the above embodiment, the
また、上記の実施形態では、電流値を制御する対象として、モータ71a,72a,73a、リミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73e、およびエンコーダ73fを挙げたが、電流値を制御する対象となる素子は、これらの素子に限定されるものではない。本発明における「発熱源」は、投影光学系62とともに筐体32の内部に配置され、通電により発熱を伴いつつ動作する他の素子であってもよい。
In the above embodiment, the
また、上記の実施形態では、投影光学系62が3枚のレンズにより構成されていたが、投影光学系62は、ミラー等の他の光学素子を有していてもよい。また、パルス光PLのフォーカスや倍率を調整するために、ミラー等の他の光学素子の位置を変動させるための駆動素子を「発熱源」として更に備えていてもよい。また、筐体32の内部に、温度センサや位置センサ等の他の計測素子を「発熱源」として更に備えていてもよい。
In the above embodiment, the projection
筐体32の内部に複数の「発熱源」が配置されている場合には、それらの中の一部の「発熱源」について電流の抑制や遮断を行ってもよい。但し、複数の「発熱源」の高さ位置が相違する場合には、少なくとも、相対的に下側に配置された「発熱源」について電流の抑制や遮断を行うことが望ましい。このようにすれば、筐体32の内部において上昇気流の発生を効果的に抑制することができる。
In the case where a plurality of “heat generation sources” are arranged inside the
また、上記の実施形態では、ステップS3〜S5において、モータ71a,72a,73a、リミットセンサ71d,71e,72d,72e,73d,73e、およびエンコーダ73fへの駆動電流を遮断していたが、本発明においては、少なくともステージ上に載置された基板の主面に光照射部が光を照射するときに「発熱源」に対する電流の供給を抑制または遮断すればよい。従って、例えば、キャリブレーション処理時(上記のステップS1)にのみ「発熱源」に対して電流を供給し、他の処理時には「発熱源」に対する電流の供給を抑制または遮断するようにしてもよい。
In the above embodiment, the drive currents to the
また、上記のパターン描画装置1は、固定的に設置されたヘッド部33に対してステージ10を移動させるものであったが、本発明のパターン描画装置は、固定的に設置されたステージ10に対してヘッド部33を移動させるものであってもよい。また、ヘッド部30に配置される光学ヘッド33の数も、上記の7つに限定されるものではない。
Moreover, although the said
また、上記のパターン描画装置1は、マスクMを利用してパルス光PLを所定のパターンに対応する形状に成形するものであったが、本発明のパターン描画装置は、GLV(グレイティングライトバルブ)やDMD(デジタルマイクロミラーデバイス)等の光変調素子により光を変調して基板9の上面にパターンを描画するものであってもよい。
Further, the
また、上記の実施形態では、カラーフィルタ用の基板にパターンを描画するためのパターン描画装置1について説明したが、本発明のパターン描画装置は、フラットパネルディスプレイ(液晶表示装置,プラズマ表示装置,有機EL表示装置等)用ガラス基板、半導体基板、プリント基板、記録ディスク用基板等の他の基板にパターンを描画するための装置であってもよい。
In the above embodiment, the
1 パターン描画装置
9 基板
10 ステージ
20 ステージ移動機構
30 ヘッド部
32 筐体
33 光学ヘッド
34 照明光学系
35 レーザ発振器
36 レーザ駆動部
40 照射光撮影部
50 制御部
61 マスクユニット
62 投影光学系
71,72,73 駆動機構
71a,72a,73a モータ
71d,71e,72d,72e,73d,73e リミットセンサ
73f エンコーダ
85,87 スイッチ回路
88,89 電流調節器
621 第1ズームレンズ
622 第2ズームレンズ
623 フォーカスレンズ
PL パルス光
DESCRIPTION OF
Claims (9)
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主面に光を照射する光照射部と、
前記光照射部を制御する制御部と、
を備え、
前記光照射部は、
光学系と、
前記光学系の光路の近傍に配置され、通電により発熱を伴いつつ動作する発熱源と、
前記光学系および前記発熱源を収容する筐体と、
を有し、
前記制御部は、前記ステージ上に載置された基板の主面に前記光照射部が光を照射するときには、前記発熱源に供給される電流を、前記発熱源を動作状態とするための動作電流値よりも低い値に抑制する制御処理を行うことを特徴とするパターン描画装置。 In a pattern drawing apparatus that draws a pattern on a main surface of a substrate by irradiating light on the main surface of the substrate on which the layer of the photosensitive material is formed,
A stage on which a substrate is placed;
A light irradiator for irradiating light on the main surface of the substrate placed on the stage;
A control unit for controlling the light irradiation unit;
With
The light irradiator is
Optical system,
A heat source that is disposed in the vicinity of the optical path of the optical system and operates while generating heat by energization;
A housing for housing the optical system and the heat source;
Have
When the light irradiation unit irradiates light to the main surface of the substrate placed on the stage, the control unit is configured to change the current supplied to the heat generation source into an operation state. A pattern drawing apparatus that performs control processing to suppress a value lower than a current value.
前記制御部は、前記ステージ上に載置された基板の主面に前記光照射部が光を照射するときには、前記発熱源に供給される電流を遮断する制御処理を行うことを特徴とするパターン描画装置。 The pattern drawing apparatus according to claim 1,
The said control part performs the control process which interrupts | blocks the electric current supplied to the said heat generation source, when the said light irradiation part irradiates light to the main surface of the board | substrate mounted on the said stage. Drawing device.
前記光照射部は、前記筐体の内部において上下に配置された少なくとも2つの前記発熱源を有し、
前記制御部は、2つの前記発熱源のうち、少なくとも下側に配置された前記発熱源について、前記制御処理を行うことを特徴とするパターン描画装置。 The pattern drawing apparatus according to claim 1 or 2,
The light irradiation unit has at least two of the heat sources arranged up and down inside the housing,
The pattern drawing apparatus, wherein the control unit performs the control process on at least the heat source disposed on the lower side of the two heat sources.
前記発熱源は、前記光学系を構成する光学素子の位置を変動させる駆動素子であることを特徴とするパターン描画装置。 In the pattern drawing apparatus in any one of Claim 1- Claim 3,
The pattern drawing apparatus, wherein the heat generation source is a drive element that varies a position of an optical element constituting the optical system.
前記光学素子は、レンズまたはミラーであり、
前記駆動素子は、前記光学素子の位置を変動させることにより、前記光学系により照射される光のフォーカス調整または倍率調整を行うことを特徴とするパターン描画装置。 The pattern drawing apparatus according to claim 4,
The optical element is a lens or a mirror;
The pattern drawing apparatus, wherein the drive element performs focus adjustment or magnification adjustment of light irradiated by the optical system by changing a position of the optical element.
前記発熱源は、前記筐体の内部において所定の計測処理を行う計測手段であることを特徴とするパターン描画装置。 The pattern drawing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The pattern drawing apparatus, wherein the heat generation source is a measurement unit that performs a predetermined measurement process inside the casing.
前記光照射部は、
前記ステージ上に載置された基板の主面に複数本の光を同時に照射する複数の光学系と、
前記複数の光学系のそれぞれの光路の近傍に配置された複数の発熱源と、
前記複数の光学系および前記複数の発熱源を収容する筐体と、
を有することを特徴とするパターン描画装置。 In the pattern drawing apparatus in any one of Claim 1- Claim 6,
The light irradiator is
A plurality of optical systems that simultaneously irradiate a plurality of lights onto the main surface of the substrate placed on the stage;
A plurality of heat sources arranged in the vicinity of each optical path of the plurality of optical systems;
A housing that houses the plurality of optical systems and the plurality of heat sources;
A pattern drawing apparatus comprising:
前記ステージと前記光照射部とを相対的に移動させる移動手段を更に備えることを特徴とするパターン描画装置。 In the pattern drawing apparatus in any one of Claim 1- Claim 7,
A pattern drawing apparatus, further comprising a moving means for relatively moving the stage and the light irradiation unit.
前記光照射部において、通電により発熱を伴いつつ動作する発熱源を動作させることにより、1つの筐体の内部に前記発熱源とともに収容された光学系の調整を行う調整工程と、
前記発熱源に供給する電流を、前記発熱源を動作状態とするための動作電流値よりも低い値に抑制しつつ、前記光照射部から光を照射する描画工程と、
を備えることを特徴とするパターン描画方法。 In the pattern drawing method for drawing a pattern on the main surface of the substrate by irradiating light from the light irradiation unit to the main surface of the substrate placed on the stage,
In the light irradiation unit, an adjustment process for adjusting an optical system housed together with the heat generation source inside one housing by operating a heat generation source that operates while generating heat by energization;
A drawing step of irradiating light from the light irradiation unit while suppressing a current supplied to the heat generation source to a value lower than an operation current value for setting the heat generation source in an operating state;
A pattern drawing method comprising:
Priority Applications (1)
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