JP2010191127A - 露光装置、露光方法、及び表示用パネル基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する際、光ビームを変調する空間的光変調器の不具合を早期に検出する。
【解決手段】光ビーム照射装置２０の空間的光変調器２５は、光ビームを反射する複数の微小なミラーを二方向に配列して構成され、駆動回路２７が描画データに基づいて各ミラーの角度を変更することにより、基板１へ照射する光ビームを変調する。空間的光変調器２５により変調された光ビームは、光ビーム照射装置２０の照射光学系を含むヘッド部２０ａから、基板１へ照射される。光ビーム照射装置２０の駆動回路２７へ描画データを供給し、光ビーム照射装置２０の空間的光変調器２５の各ミラーの動作を監視し、光ビーム照射装置２０の駆動回路へ供給した描画データと監視した空間的光変調器２５の各ミラーの動作とから、空間的光変調器２５の各ミラーが正常に動作したか否かを判定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板の製造において、フォトレジストが塗布された基板へ光ビームを照射し、光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置、露光方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に係り、特に空間的光変調器の二方向に配列された複数のミラーを動作させて光ビームを変調する露光装置、露光方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に関する。

表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基板等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成して行われる。露光装置としては、従来、レンズ又は鏡を用いてマスクのパターンを基板上に投影するプロジェクション方式と、マスクと基板との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けてマスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ方式とがあった。

近年、フォトレジストが塗布された基板へ光ビームを照射し、光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置が開発されている。光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを直接描画するため、高価なマスクが不要となる。また、描画データ及び走査のプログラムを変更することにより、様々な種類の表示用パネル基板に対応することができる。この様な露光装置として、例えば、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３に記載のものがある。

特開２００３−３３２２２１号公報 特開２００５−３５３９２７号公報 特開２００７−２１９０１１号公報

特許文献１〜３に記載されている様に、基板へ光ビームを照射し、光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置では、基板へ照射する光ビームを、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ：ディジタルマイクロミラーデバイス）等の空間的光変調器により変調して、パターニングを行う。その際、空間的光変調器に故障や制御不良等の不具合が発生すると、パターンの描画が正常に行われず、所望のパターン形状が得られない。従来は、露光が終了した基板のパターン形状を検査して、パターンの描画不良を検出していたため、その間に露光された基板にもパターンの描画不良が発生するという問題があった。

本発明の課題は、光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する際、光ビームを変調する空間的光変調器の不具合を早期に検出することである。また、本発明の課題は、光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する際、光ビームを変調する空間的光変調器の一部に不具合が発生しても、パターンの描画を正常に行うことである。さらに、本発明の課題は、高品質な表示用パネル基板を製造することである。

本発明の露光装置は、フォトレジストが塗布された基板を支持するチャックと、チャックを移動するステージと、二方向に配列された複数のミラーを動作させて光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置とを備え、ステージによりチャックを移動し、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置であって、光ビーム照射装置の空間的光変調器の各ミラーの動作を監視する監視手段と、光ビーム照射装置の駆動回路へ描画データを供給し、供給した描画データと監視手段により監視した空間的光変調器の各ミラーの動作とから、空間的光変調器の各ミラーが正常に動作したか否かを判定する描画制御手段とを備えたものである。

また、本発明の露光方法は、フォトレジストが塗布された基板をチャックで支持し、チャックをステージにより移動し、二方向に配列された複数のミラーを動作させて光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光方法であって、光ビーム照射装置の駆動回路へ描画データを供給し、光ビーム照射装置の空間的光変調器の各ミラーの動作を監視し、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給した描画データと監視した空間的光変調器の各ミラーの動作とから、空間的光変調器の各ミラーが正常に動作したか否かを判定するものである。

光ビーム照射装置の空間的光変調器は、光ビームを反射する複数の微小なミラーを二方向に配列して構成され、駆動回路が描画データに基づいて各ミラーの角度を変更することにより、基板へ照射する光ビームを変調する。空間的光変調器により変調された光ビームは、光ビーム照射装置の照射光学系を含むヘッド部から、チャックに支持された基板へ照射される。光ビーム照射装置の駆動回路へ描画データを供給し、光ビーム照射装置の空間的光変調器の各ミラーの動作を監視し、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給した描画データと監視した空間的光変調器の各ミラーの動作とから、空間的光変調器の各ミラーが正常に動作したか否かを判定するので、光ビームを変調する空間的光変調器の不具合が早期に検出される。

さらに、本発明の露光装置は、光ビーム照射装置の空間的光変調器が、ミラーをオフ姿勢からオン姿勢に変えて光ビームを変調し、監視手段が、オン姿勢のミラーにより反射された光ビームを分岐する分岐手段と、受光面の各画素が空間的光変調器の各ミラーに対応して配置された撮像装置と、分岐手段により分岐された光ビームを撮像装置の受光面に結像させる手段とを有するものである。また、本発明の露光方法は、光ビーム照射装置の空間的光変調器のミラーをオフ姿勢からオン姿勢に変えて光ビームを変調し、オン姿勢のミラーにより反射された光ビームを分岐し、分岐した光ビームを、受光面の各画素が空間的光変調器の各ミラーに対応して配置された撮像装置の受光面に結像させて、空間的光変調器の各ミラーの動作を監視するものである。オン姿勢のミラーにより反射された光ビームは、光ビーム照射装置の照射光学系を含むヘッド部へ照射され、ヘッド部からチャックに支持された基板へ照射される。このオン姿勢のミラーにより反射された光ビームを分岐し、分岐した光ビームを、受光面の各画素が空間的光変調器の各ミラーに対応して配置された撮像装置の受光面に結像させることにより、空間的光変調器の各ミラーの動作が容易に監視される。

あるいは、本発明の露光装置は、光ビーム照射装置の空間的光変調器が、ミラーをオフ姿勢からオン姿勢に変えて光ビームを変調し、監視手段が、受光面の各画素が空間的光変調器の各ミラーに対応して配置された撮像装置と、オフ姿勢のミラーにより反射された光ビームを撮像装置の受光面に結像させる手段とを有するものである。また、本発明の露光方法は、光ビーム照射装置の空間的光変調器のミラーをオフ姿勢からオン姿勢に変えて光ビームを変調し、オフ姿勢のミラーにより反射された光ビームを、受光面の各画素が空間的光変調器の各ミラーに対応して配置された撮像装置の受光面に結像させて、空間的光変調器の各ミラーの動作を監視するものである。オフ姿勢のミラーにより反射された光ビームは、光ビーム照射装置の照射光学系を含むヘッド部の方向から外れ、チャックに支持された基板へ照射されない。このオフ姿勢のミラーにより反射された光ビームを、受光面の各画素が空間的光変調器の各ミラーに対応して配置された撮像装置の受光面に結像させることにより、空間的光変調器の各ミラーの動作が容易に監視される。

さらに、本発明の露光装置は、描画制御手段が、光ビーム照射装置の空間的光変調器の各ミラーの動作の判定結果に基づき、正常に動作しなかったミラーによる光ビームの走査の抜けを補う描画データを作成して、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給するものである。また、本発明の露光方法は、光ビーム照射装置の空間的光変調器の各ミラーの動作の判定結果に基づき、正常に動作しなかったミラーによる光ビームの走査の抜けを補う描画データを作成して、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給するものである。光ビームを変調する空間的光変調器の一部のミラーに不具合が発生しても、他のミラーにより光ビームの走査の抜けが補われて、パターンの描画が正常に行われる。

本発明の表示用パネル基板の製造方法は、上記のいずれかの露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うものである。上記の露光装置又は露光方法を用いることにより、空間的光変調器の不具合によるパターンの描画不良が防止されるので、高品質な表示用パネル基板が製造される。

本発明の露光装置及び露光方法によれば、光ビーム照射装置の駆動回路へ描画データを供給し、光ビーム照射装置の空間的光変調器の各ミラーの動作を監視し、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給した描画データと監視した空間的光変調器の各ミラーの動作とから、空間的光変調器の各ミラーが正常に動作したか否かを判定することにより、光ビームを変調する空間的光変調器の不具合を早期に検出することができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、光ビーム照射装置の空間的光変調器のミラーをオフ姿勢からオン姿勢に変えて光ビームを変調し、オン姿勢のミラーにより反射された光ビームを分岐し、分岐した光ビームを、受光面の各画素が空間的光変調器の各ミラーに対応して配置された撮像装置の受光面に結像させることにより、空間的光変調器の各ミラーの動作を容易に監視することができる。

あるいは、本発明の露光装置及び露光方法によれば、光ビーム照射装置の空間的光変調器のミラーをオフ姿勢からオン姿勢に変えて光ビームを変調し、オフ姿勢のミラーにより反射された光ビームを、受光面の各画素が空間的光変調器の各ミラーに対応して配置された撮像装置の受光面に結像させることにより、空間的光変調器の各ミラーの動作を容易に監視することができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、光ビーム照射装置の空間的光変調器の各ミラーの動作の判定結果に基づき、正常に動作しなかったミラーによる光ビームの走査の抜けを補う描画データを作成して、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給することにより、光ビームを変調する空間的光変調器の一部のミラーに不具合が発生しても、パターンの描画を正常に行うことができる。

本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、空間的光変調器の不具合によるパターンの描画不良を防止することができるので、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。

本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。 本発明の一実施の形態による露光装置の側面図である。 本発明の一実施の形態による露光装置の正面図である。 光ビーム照射装置の一例の概略構成を示す図である。 ＤＭＤの描画用エリアを示す図である。 光ビーム照射装置の他の例の概略構成を示す図である。 レーザー測長系の動作を説明する図である。 基板のアライメントマークを示す図である。 図９（ａ）は温度調節装置の上面図、図９（ｂ）は温度調節装置の側面図である。 受け渡し位置にあるチャックの上面図である。 受け渡し位置にあるチャックの側面図である。 描画制御部の概略構成を示す図である。 光ビームによる基板の走査を説明する図である。 光ビームによる基板の走査を説明する図である。 光ビームによる基板の走査を説明する図である。 光ビームによる基板の走査を説明する図である。 液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。 液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。

図１は、本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。また、図２は本発明の一実施の形態による露光装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態による露光装置の正面図である。本実施の形態は、プロキシミティ方式による露光で基板に形成された下地パターンの上に、新たなパターンを露光する露光装置の例を示している。露光装置は、ベース３、Ｘガイド４、Ｘステージ５、Ｙガイド６、Ｙステージ７、θステージ８、チャック１０、ゲート１１、光ビーム照射装置２０、リニアスケール３１，３３、エンコーダ３２，３４、レーザー測長系、レーザー測長系制御装置４０、走行誤差検出回路４６、画像処理装置４８，５３、温度調節装置５０、位置検出回路５４、ステージ駆動回路６０、主制御装置７０、及び表示装置８０を含んで構成されている。なお、図２及び図３では、レーザー測長系のレーザー光源４１、レーザー測長系制御装置４０、走行誤差検出回路４６、画像処理装置４８，５３、温度調節装置５０、位置検出回路５４、ステージ駆動回路６０、主制御装置７０、及び表示装置８０が省略されている。露光装置は、これらの他に、基板搬送ロボット、装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。

なお、以下に説明する実施の形態におけるＸＹ方向は例示であって、Ｘ方向とＹ方向とを入れ替えてもよい。

図１及び図２において、チャック１０は、基板１の受け渡しを行う受け渡し位置にある。受け渡し位置において、図示しない基板搬送ロボットにより基板１がチャック１０へ搬入され、また図示しない基板搬送ロボットにより基板１がチャック１０から搬出される。チャック１０は、基板１の裏面を真空吸着して支持する。基板１の表面には、プロキシミティ方式による露光で形成された下地パターンの上に、フォトレジストが塗布されている。

基板１の露光を行う露光位置の上空に、ベース３をまたいでゲート１１が設けられている。ゲート１１には、複数の光ビーム照射装置２０が搭載されている。なお、本実施の形態は、８つの光ビーム照射装置２０を用いた露光装置の例を示しているが、光ビーム照射装置の数はこれに限らず、７つ以下又は９つ以上の光ビーム照射装置を用いてもよい。

図４は、光ビーム照射装置の一例の概略構成を示す図である。光ビーム照射装置２０は、光ファイバー２２、レンズ２３、ミラー２４、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ：ディジタルマイクロミラーデバイス）２５、投影レンズ２６、ＤＭＤ駆動回路２７、ハーフミラー８１、結像レンズ８２ａ、撮像装置８４ａ、及び画像処理装置８５を含んで構成されている。光ファイバー２２は、レーザー光源ユニット２１から発生された紫外光の光ビームを、光ビーム照射装置２０内へ導入する。光ファイバー２２から射出された光ビームは、レンズ２３及びミラー２４を介して、ＤＭＤ２５へ照射される。ＤＭＤ２５は、光ビームを反射する複数の微小なミラーを二方向に配列して構成された空間的光変調器であり、ミラーをオフ姿勢からオン姿勢に変えて光ビームを変調する。ＤＭＤ駆動回路２７は、主制御装置７０から供給された描画データに基づいて、ＤＭＤ２５の各ミラーの角度を変更する。

図５は、ＤＭＤの描画用エリアを示す図である。複数のミラー２５ａが二方向に配列されたＤＭＤ２５の表面は、通常描画用エリアと、補正描画用エリアとに分割されている。通常描画用エリアにある各ミラー２５ａは、通常のパターンの描画に用いられる。補正描画用エリアにある各ミラー２５ａは、後述する様に、通常描画用エリアにあるミラーが正常に動作しなかった場合に、正常に動作しなかったミラーによる光ビームの走査の抜けを補うために用いられる。なお、通常描画用エリアと補正描画用エリアの配置は、光ビームによる基板１の走査方向に応じて交互に変化する。

図４において、ＤＭＤ２５のオン姿勢のミラーにより反射された光ビームは、ハーフミラー８１へ照射される。ハーフミラー８１は、オン姿勢のミラーにより反射された光ビームを、透過光と反射光とに分岐する。ハーフミラー８１を透過した光ビームは、投影レンズ２６を含むヘッド部２０ａへ照射され、ヘッド部２０ａから基板１へ照射される。ＤＭＤ２５のオフ姿勢のミラーにより反射された光ビームは、ハーフミラー８１及びヘッド部２０ａの方向から外れ、基板１へ照射されない。

ハーフミラー８１により反射された光ビームは、結像レンズ８２ａへ照射され、結像レンズ８２ａにより収束されて、撮像装置８４ａの受光面で結像する。撮像装置８４ａの受光面には、各画素がＤＭＤ２５の各ミラーに対応して配置されており、撮像装置８４ａは、ハーフミラー８１により反射された光ビームを受光して、画像信号を出力する。画像処理装置８５は、撮像装置８４ａが出力した画像信号を処理して、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａの姿勢を検出する。

ＤＭＤ２５のミラー２５ａをオフ姿勢からオン姿勢に変えて光ビームを変調し、オン姿勢のミラーにより反射された光ビームを分岐し、分岐した光ビームを、受光面の各画素がＤＭＤ２５の各ミラー２５ａに対応して配置された撮像装置８４ａの受光面に結像させることにより、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａの動作が容易に監視される。

図６は、光ビーム照射装置の他の例の概略構成を示す図である。光ビーム照射装置２０は、光ファイバー２２、レンズ２３、ミラー２４、ＤＭＤ２５、投影レンズ２６、ＤＭＤ駆動回路２７、結像レンズ８２ｂ、減透過フィルタ８３、撮像装置８４ｂ、及び画像処理装置８５を含んで構成されている。光ファイバー２２、レンズ２３、ミラー２４、ＤＭＤ２５、投影レンズ２６及びＤＭＤ駆動回路２７は、図４に示した例と同じである。

ＤＭＤ２５のオン姿勢のミラーにより反射された光ビームは、投影レンズ２６を含むヘッド部２０ａへ照射され、ヘッド部２０ａから基板１へ照射される。ＤＭＤ２５のオフ姿勢のミラーにより反射された光ビームは、結像レンズ８２ｂへ照射され、結像レンズ８２ｂにより収束されて、撮像装置８４ｂの受光面で結像する。結像レンズ８２ｂと撮像装置８４ｂとの間には、減透過フィルタ８３が設けられており、減透過フィルタ８３は、撮像装置８４ｂで受光される光ビームの強度を調節する。撮像装置８４ｂの受光面には、各画素がＤＭＤ２５の各ミラーに対応して配置されており、撮像装置８４ｂは、オフ姿勢のミラーにより反射された光ビームを受光して、画像信号を出力する。画像処理装置８５は、撮像装置８４ｂが出力した画像信号を処理して、ＤＭＤ２５の各ミラーの姿勢を検出する。

ＤＭＤ２５のミラー２５ａをオフ姿勢からオン姿勢に変えて光ビームを変調し、オフ姿勢のミラーにより反射された光ビームを、受光面の各画素がＤＭＤ２５の各ミラー２５ａに対応して配置された撮像装置８４ｂの受光面に結像させることにより、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａの動作が容易に監視される。

図２及び図３において、チャック１０は、θステージ８に搭載されており、θステージ８の下にはＹステージ７及びＸステージ５が設けられている。Ｘステージ５は、ベース３に設けられたＸガイド４に搭載され、Ｘガイド４に沿ってＸ方向へ移動する。Ｙステージ７は、Ｘステージ５に設けられたＹガイド６に搭載され、Ｙガイド６に沿ってＹ方向へ移動する。θステージ８は、Ｙステージ７に搭載され、θ方向へ回転する。

θステージ８のθ方向への回転により、チャック１０に搭載された基板１は、直交する二辺がＸ方向及びＹ方向へ向く様に回転される。Ｘステージ５のＸ方向への移動により、チャック１０は、受け渡し位置と露光位置との間を移動される。露光位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動により、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームが、基板１をＸ方向へ走査する。また、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームによる基板１の走査領域が、Ｙ方向へ移動される。図１において、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、θステージ８のθ方向へ回転、Ｘステージ５のＸ方向への移動、及びＹステージ７のＹ方向への移動を行う。

図１及び図２において、ベース３には、Ｘ方向へ伸びるリニアスケール３１が設置されている。リニアスケール３１には、Ｘステージ５のＸ方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。また、Ｘステージ５には、Ｙ方向へ伸びるリニアスケール３３が設置されている。リニアスケール３３には、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。

図１及び図３において、Ｘステージ５の一側面には、リニアスケール３１に対向して、エンコーダ３２が取り付けられている。エンコーダ３２は、リニアスケール３１の目盛を検出して、パルス信号を主制御装置７０へ出力する。また、図１及び図２において、Ｙステージ７の一側面には、リニアスケール３３に対向して、エンコーダ３４が取り付けられている。エンコーダ３４は、リニアスケール３３の目盛を検出して、パルス信号を主制御装置７０へ出力する。主制御装置７０は、エンコーダ３２のパルス信号をカウントして、Ｘステージ５のＸ方向への移動量を検出し、エンコーダ３４のパルス信号をカウントして、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出する。

図７は、レーザー測長系の動作を説明する図である。なお、図７においては、図１に示したゲート１１、光ビーム照射装置２０、画像処理装置４８，５３、温度調節装置５０、位置検出回路５４、及び表示装置８０が省略されている。レーザー測長系は、公知のレーザー干渉式の測長系であって、レーザー光源４１、レーザー干渉計４２，４４、及びバーミラー４３，４５を含んで構成されている。バーミラー４３は、チャック１０のＹ方向の一側面に取り付けられている。また、バーミラー４５は、チャック１０のＸ方向の一側面に取り付けられている。

レーザー干渉計４２は、レーザー光源４１からのレーザー光をバーミラー４３へ照射し、バーミラー４３により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４３により反射されたレーザー光との干渉を測定する。この測定は、Ｙ方向の２箇所で行う。レーザー測長系制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、レーザー干渉計４２の測定結果から、Ｘステージ５により移動されるチャック１０のＸ方向の位置及び回転を検出する。

一方、レーザー干渉計４４は、レーザー光源４１からのレーザー光をバーミラー４５へ照射し、バーミラー４５により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４５により反射されたレーザー光との干渉を測定する。レーザー測長系制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、レーザー干渉計４４の測定結果から、Ｘステージ５により移動されるチャック１０のＹ方向の位置を検出する。

走行誤差検出回路４６は、レーザー測長系制御装置４０の検出結果から、Ｘステージ５がＸ方向へ移動する際の横揺れやヨーイング等の走行誤差を検出する。レーザー測長系を用いて、チャック１０の位置を検出することにより、チャック１０の位置を精度良く検出することができるので、Ｘステージ５の走行誤差を精度良く検出することができる。走行誤差検出回路４６は、検出結果を主制御装置７０へ出力する。

図１において、ベース３の手前には、温度調節装置５０が設置されている。通常、基板１は、前工程での処理により温度が上昇又は下降しているため、露光を行う前に基板１の冷却又は加温を行う必要がある。図示しない基板搬送ロボットは、基板１をチャック１０へ搬入する前に、基板１を温度調節装置５０へ搬入し、温度調節装置５０により温度が調節された基板１を、チャック１０へ搬入する。温度調節装置５０は、チャック１０に搭載された基板１の露光が行われている間、次に露光を行う基板１を搭載して、基板１の温度を調節する。本実施の形態では、基板１の表面をプロキシミティ方式により露光された各ショットの区画に分割し、温度調節装置５０により基板１の温度を調節している間に、各ショットの下地パターンのアライメントマークの位置を検出して、各ショットの区画毎の下地パターンの位置を検出し、各ショットの区画毎の下地パターンの位置に応じて、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データを作成する。

図８は、基板のアライメントマークを示す図である。図８は、１枚の基板から４枚の表示用パネル基板を製造する例を示している。基板１の表面の四隅には、基板１の位置及び回転を検出するためのクローバルアライメントマークＧＡＭが設けられている。また、基板１の表面には、４回のショットにより、４つの下地パターン２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが形成されている。下地パターン２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄには、下地パターン２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの位置、回転及び大きさを検出するためのショットアライメントマークＳＡＭａ，ＳＡＭｂ，ＳＡＭｃ，ＳＡＭｄがそれぞれ４つずつ設けられている。

図９（ａ）は温度調節装置の上面図、図９（ｂ）は温度調節装置の側面図である。図９（ａ），（ｂ）に示す様に、温度調節装置５０の上空には、基板１のクローバルアライメントマークＧＡＭの真上の位置に、ＣＣＤカメラ５１が設置されている。ＣＣＤカメラ５１は、クローバルアライメントマークＧＡＭの画像を取得し、画像信号を図１の画像処理装置５３へ出力する。また、温度調節装置５０の上空には、基板１のショットアライメントマークＳＡＭａ，ＳＡＭｂ，ＳＡＭｃ，ＳＡＭｄの真上の位置に、ＣＣＤカメラ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄが設置されている。ＣＣＤカメラ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄは、ショットアライメントマークＳＡＭａ，ＳＡＭｂ，ＳＡＭｃ，ＳＡＭｄの画像をそれぞれ取得し、画像信号を図１の画像処理装置５３へ出力する。

図１において、画像処理装置５３は、ＣＣＤカメラ５１が出力した画像信号を処理して、クローバルアライメントマークＧＡＭの位置を検出する。位置検出回路５４は、画像処理装置５３が検出したクローバルアライメントマークＧＡＭの位置から、温度調節装置５０に搭載された基板１の位置及び回転を検出する。また、画像処理装置５３は、ＣＣＤカメラ５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄが出力した画像信号を処理して、ショットアライメントマークＳＡＭａ，ＳＡＭｂ，ＳＡＭｃ，ＳＡＭｄの位置を検出する。位置検出回路５４は、検出した基板１の位置及び回転、並びに画像処理装置５３が検出したショットアライメントマークＳＡＭａ，ＳＡＭｂ，ＳＡＭｃ，ＳＡＭｄの位置から、下地パターン２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの基板１内での位置、回転及び大きさを検出する。各ショットの下地パターン２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに設けられたショットアライメントマークＳＡＭａ，ＳＡＭｂ，ＳＡＭｃ，ＳＡＭｄを用いて、画像処理により、各ショットの下地パターン２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの基板１内での位置が精度良く検出される。

図１０は、受け渡し位置にあるチャックの上面図である。また、図１１は、受け渡し位置にあるチャックの側面図である。図１０及び図１１に示す様に、受け渡し位置にあるチャック１０の上空には、基板１のクローバルアライメントマークＧＡＭの真上の位置に、ＣＣＤカメラ４７が設置されている。ＣＣＤカメラ４７は、クローバルアライメントマークＧＡＭの画像を取得し、画像信号を図１の画像処理装置４８へ出力する。図１において、画像処理装置４８は、ＣＣＤカメラ４７が出力した画像信号を処理して、クローバルアライメントマークＧＡＭの位置を検出する。

図１において、主制御装置７０は、画像処理装置４８が検出したクローバルアライメントマークＧＡＭの位置から、チャック１０に搭載された基板１の位置及び回転を検出する。主制御装置７０は、検出した基板１の位置に基づき、ステージ駆動回路６０を制御して、基板１の中心点が露光を開始する前の所定の位置へ来る様に、Ｘステージ５によりチャック１０を露光位置へ移動させる。また、主制御装置７０は、検出した基板１の回転に基づき、ステージ駆動回路６０を制御して、チャック１０に搭載された基板１の直交する二辺がＸ方向及びＹ方向へ向く様に、θステージ８をθ方向へ回転させる。

主制御装置７０は、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ描画データを供給する描画制御部を有する。図１２は、描画制御部の概略構成を示す図である。描画制御部７１は、メモリ７２，７６、バンド幅設定部７３、中心点座標決定部７４、座標決定部７５、描画データ作成部７７、及びミラー動作判定部７８を含んで構成されている。

メモリ７６には、設計値マップが格納されている。設計値マップには、描画データが、下地パターン２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの基板１内での位置、回転及び大きさが設計値通りである場合のＸＹ座標で示されている。描画データ作成部７７は、温度調節装置５０により基板１の温度を調節している間に、位置検出回路５４が検出した下地パターン２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの基板１内での位置、回転及び大きさに応じて、メモリ７６に格納された設計値マップの描画データのＸＹ座標を変換して、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データを作成する。メモリ７２は、描画データ作成部７７が作成した描画データを、そのＸＹ座標をアドレスとして記憶する。メモリ７２には、既にチャック１０に搭載された基板１に対する描画データＡを記憶する領域と、温度調節装置５０に搭載された基板１に対する描画データＢを記憶する領域とが設けられている。

バンド幅設定部７３は、メモリ７２から読み出す描画データのＹ座標の範囲を決定することにより、光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射される光ビームのＹ方向のバンド幅を設定する。

レーザー測長系制御装置４０は、露光位置における基板１の露光を開始する前のチャック１０のＸＹ方向の位置を検出する。中心点座標決定部７４は、レーザー測長系制御装置４０が検出したチャック１０のＸＹ方向の位置から、基板１の露光を開始する前のチャック１０の中心点のＸＹ座標を決定する。図１において、光ビーム照射装置２０からの光ビームにより基板１の走査を行う際、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｘステージ５によりチャック１０をＸ方向へ移動させる。基板１の走査領域を移動する際、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｙステージ７によりチャック１０をＹ方向へ移動させる。図１２において、中心点座標決定部７４は、エンコーダ３２，３４からのパルス信号をカウントして、Ｘステージ５のＸ方向への移動量及びＹステージ７のＹ方向への移動量を検出し、チャック１０の中心点のＸＹ座標を決定する。そして、中心点座標決定部７４は、走行誤差検出回路４６の検出結果に基づき、決定したチャック１０の中心点のＸＹ座標を補正する。

座標決定部７５は、中心点座標決定部７４が補正したチャック１０の中心点のＸＹ座標に基づき、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データのＸＹ座標を決定する。メモリ７２は、座標決定部７５が決定したＸＹ座標をアドレスとして入力し、入力したＸＹ座標のアドレスに記憶された描画データを、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ出力する。ＤＭＤ駆動回路２７は、メモリ７２から出力された描画データに基づき、ＤＭＤ２５の通常描画用エリアにあるミラー２５ａの角度を変更する。

各ショットの区画毎の下地パターン２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの基板１内での位置、回転及び大きさを検出し、検出結果に基づき、各ショットの区画毎の下地パターン２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの基板１内での位置、回転及び大きさに応じて、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データを作成するので、下地パターン２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの位置ずれ量が基板１内で場所によって異なっても、新たなパターンが基板１全体に渡って下地パターン２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに合わせて露光される。

また、温度調節装置５０により基板１の温度を調節している間に、各ショットの区画毎の下地パターン２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの位置、回転及び大きさの検出結果に基づき、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データを作成するので、基板１を温度調節装置５０からチャック１０へ搬送した後、描画データの作成を待つ必要がなく露光処理を開始することができ、タクトタイムが短くなる。

さらに、Ｘステージ５の走行誤差を検出し、Ｘステージ５の走行誤差の検出結果に基づき、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データの座標を補正し、補正した座標の描画データを、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給するので、Ｘステージ５に横揺れやヨーイング等の走行誤差が発生しても、パターンの描画が精度良く行われる。

ミラー動作判定部７８は、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給した描画データと、各光ビーム照射装置２０の画像処理装置８５が検出したＤＭＤ２５の各ミラー２５ａの姿勢とから、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａが正常に動作したか否かを判定する。ＤＭＤ駆動回路２７へ出力した描画データによりオン姿勢となるべきミラーが、画像処理装置８５による検出の結果オフ姿勢である場合、ミラー動作判定部７８は、そのミラーが正常に動作しなかったと判定する。そして、ミラー動作判定部７８は、正常に動作しなかったと判定したミラーの数及び位置を表示装置８０に表示し、正常に動作しなかったと判定したミラーの数が予め定めた許容値を超えた場合には、その旨の警告を表示装置８０に表示する。

光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ描画データを供給し、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ２５の各ミラー２５ａの動作を監視し、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給した描画データと監視したＤＭＤ２５の各ミラー２５ａの動作とから、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａが正常に動作したか否かを判定するので、光ビームを変調するＤＭＤ２５の不具合が早期に検出される。

描画データ作成部７７は、ミラー動作判定部７８によるＤＭＤ２５の各ミラー２５ａの動作の判定結果に基づき、メモリ７２に記憶された描画データのＸ座標を変換して、正常に動作しなかったミラーによる光ビームの走査の抜けを補う描画データを作成し、メモリ７２を介して、ＤＭＤ駆動回路２７へ出力する。ＤＭＤ駆動回路２７は、この描画データに基づき、ＤＭＤ２５の補正描画用エリアにあるミラー２５ａの角度を変更する。これにより、光ビームを変調するＤＭＤ２５の通常描画用エリアにあるミラーに不具合が発生しても、補正描画用エリアにあるミラーにより光ビームの走査の抜けが補われて、パターンの描画が正常に行われる。

図１３〜図１６は、光ビームによる基板の走査を説明する図である。図１３〜図１６は、８つの光ビーム照射装置２０からの８本の光ビームにより、基板１のＸ方向の走査を４回行って、基板１全体を走査する例を示している。図１３〜図１６においては、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａが破線で示されている。各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームは、Ｙ方向にバンド幅Ｗを有し、Ｘステージ５のＸ方向への移動によって、基板１を矢印で示す方向へ走査する。

図１３は、１回目の走査を示し、Ｘ方向への１回目の走査により、図１３に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。１回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１４は、２回目の走査を示し、Ｘ方向への２回目の走査により、図１４に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。２回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１５は、３回目の走査を示し、Ｘ方向への３回目の走査により、図１５に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。３回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１６は、４回目の走査を示し、Ｘ方向への４回目の走査により、図１６に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われ、基板１全体の走査が終了する。

複数の光ビーム照射装置２０からの複数の光ビームにより基板１を走査する際も、各光ビーム照射装置２０からの光ビームにより描画されるパターンがＸステージ５の走行誤差により互いにずれるのを防止することができるので、パターンの描画を精度良く行うことができる。そして、複数の光ビーム照射装置２０からの複数の光ビームにより基板１の走査を並行して行うことにより、基板１全体の走査に掛かる時間を短くすることができ、タクトタイムを短縮することができる。

なお、図１３〜図１６では、基板１のＸ方向の走査を４回行って、基板１全体を走査する例を示したが、走査の回数はこれに限らず、基板１のＸ方向の走査を３回以下又は５回以上行って、基板１全体を走査してもよい。

以上説明した実施の形態によれば、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ描画データを供給し、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ２５の各ミラー２５ａの動作を監視し、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給した描画データと監視したＤＭＤ２５の各ミラー２５ａの動作とから、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａが正常に動作したか否かを判定することにより、光ビームを変調するＤＭＤ２５の不具合を早期に検出することができる。

さらに、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ２５のミラー２５ａをオフ姿勢からオン姿勢に変えて光ビームを変調し、オン姿勢のミラーにより反射された光ビームを分岐し、分岐した光ビームを、受光面の各画素がＤＭＤ２５の各ミラー２５ａに対応して配置された撮像装置８４ａの受光面に結像させることにより、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａの動作を容易に監視することができる。

あるいは、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ２５のミラー２５ａをオフ姿勢からオン姿勢に変えて光ビームを変調し、オフ姿勢のミラーにより反射された光ビームを、受光面の各画素がＤＭＤ２５の各ミラー２５ａに対応して配置された撮像装置８４ｂの受光面に結像させることにより、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａの動作を容易に監視することができる。

さらに、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ２５の各ミラー２５ａの動作の判定結果に基づき、正常に動作しなかったミラーによる光ビームの走査の抜けを補う描画データを作成して、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給することにより、光ビームを変調するＤＭＤ２５の一部のミラーに不具合が発生しても、パターンの描画を正常に行うことができる。

本発明の露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うことにより、空間的光変調器の不具合によるパターンの描画不良を防止することができるので、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。

例えば、図１７は、液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法等により、基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布法等によりフォトレジストを塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、露光装置を用いて、フォトレジスト膜にパターンを形成する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、基板上にＴＦＴアレイが形成される。

また、図１８は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程（ステップ２０２）では、印刷法等により、基板上に着色パターンを形成する。この工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程（ステップ２０３）では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程（ステップ２０４）では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。

図１７に示したＴＦＴ基板の製造工程では、露光工程（ステップ１０３）において、図１８に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）及び着色パターン形成工程（ステップ２０２）の露光処理において、本発明の露光装置又は露光方法を適用することができる。

１ 基板
３ ベース
４ Ｘガイド
５ Ｘステージ
６ Ｙガイド
７ Ｙステージ
８ θステージ
１０ チャック
１１ ゲート
２０ 光ビーム照射装置
２０ａ ヘッド部
２１ レーザー光源ユニット
２２ 光ファイバー
２３ レンズ
２４ ミラー
２５ ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ：ディジタルマイクロミラーデバイス）
２５ａ ミラー
２６ 投影レンズ
２７ ＤＭＤ駆動回路
３１，３３ リニアスケール
３２，３４ エンコーダ
４０ レーザー測長系制御装置
４１ レーザー光源
４２，４４ レーザー干渉計
４３，４５ バーミラー
４６ 走行誤差検出回路
４７，５１，５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ ＣＣＤカメラ
４８，５３ 画像処理装置
５０ 温度調節装置
５４ 位置検出回路
６０ ステージ駆動回路
７０ 主制御装置
７１ 描画制御部
７２，７６ メモリ
７３ バンド幅設定部
７４ 中心点座標決定部
７５ 座標決定部
７７ 描画データ作成部
７８ ミラー動作判定部
８０ 表示装置
８１ ハーフミラー
８２ａ，８２ｂ 結像レンズ
８３ 減透過フィルタ
８４ａ，８４ｂ 撮像装置
８５ 画像処理装置

Claims (10)

1. フォトレジストが塗布された基板を支持するチャックと、
   前記チャックを移動するステージと、
   二方向に配列された複数のミラーを動作させて光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置とを備え、
   前記ステージにより前記チャックを移動し、前記光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置であって、
   前記光ビーム照射装置の空間的光変調器の各ミラーの動作を監視する監視手段と、
   前記光ビーム照射装置の駆動回路へ描画データを供給し、供給した描画データと前記監視手段により監視した空間的光変調器の各ミラーの動作とから、空間的光変調器の各ミラーが正常に動作したか否かを判定する描画制御手段とを備えたことを特徴とする露光装置。
2. 前記光ビーム照射装置の空間的光変調器は、ミラーをオフ姿勢からオン姿勢に変えて光ビームを変調し、
   前記監視手段は、オン姿勢のミラーにより反射された光ビームを分岐する分岐手段と、受光面の各画素が空間的光変調器の各ミラーに対応して配置された撮像装置と、前記分岐手段により分岐された光ビームを撮像装置の受光面に結像させる手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記光ビーム照射装置の空間的光変調器は、ミラーをオフ姿勢からオン姿勢に変えて光ビームを変調し、
   前記監視手段は、受光面の各画素が空間的光変調器の各ミラーに対応して配置された撮像装置と、オフ姿勢のミラーにより反射された光ビームを撮像装置の受光面に結像させる手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
4. 前記描画制御手段は、前記光ビーム照射装置の空間的光変調器の各ミラーの動作の判定結果に基づき、正常に動作しなかったミラーによる光ビームの走査の抜けを補う描画データを作成して、前記光ビーム照射装置の駆動回路へ供給することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の露光装置。
5. フォトレジストが塗布された基板をチャックで支持し、
   チャックをステージにより移動し、
   二方向に配列された複数のミラーを動作させて光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光方法であって、
   光ビーム照射装置の駆動回路へ描画データを供給し、
   光ビーム照射装置の空間的光変調器の各ミラーの動作を監視し、
   光ビーム照射装置の駆動回路へ供給した描画データと監視した空間的光変調器の各ミラーの動作とから、空間的光変調器の各ミラーが正常に動作したか否かを判定することを特徴とする露光方法。
6. 光ビーム照射装置の空間的光変調器のミラーをオフ姿勢からオン姿勢に変えて光ビームを変調し、
   オン姿勢のミラーにより反射された光ビームを分岐し、
   分岐した光ビームを、受光面の各画素が空間的光変調器の各ミラーに対応して配置された撮像装置の受光面に結像させて、空間的光変調器の各ミラーの動作を監視することを特徴とする請求項５に記載の露光方法。
7. 光ビーム照射装置の空間的光変調器のミラーをオフ姿勢からオン姿勢に変えて光ビームを変調し、
   オフ姿勢のミラーにより反射された光ビームを、受光面の各画素が空間的光変調器の各ミラーに対応して配置された撮像装置の受光面に結像させて、空間的光変調器の各ミラーの動作を監視することを特徴とする請求項５に記載の露光方法。
8. 光ビーム照射装置の空間的光変調器の各ミラーの動作の判定結果に基づき、正常に動作しなかったミラーによる光ビームの走査の抜けを補う描画データを作成して、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給することを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の露光方法。
9. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
10. 請求項５乃至請求項８のいずれか一項に記載の露光方法を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。

Images