JP2011107569A - 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】光ビームによる基板の走査を複数回行って、基板にパターンを描画する際に、光ビームにより描画されるパターンの走査毎のずれを抑制して、描画精度を向上させる。
【解決手段】チャック１０と光ビーム照射装置２０とを相対的に移動しながら、描画データを光ビーム照射装置２０の駆動回路２７へ供給する。チャック１０に設けられた受光手段（ＣＣＤカメラ５１）により、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を受光し、受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターン２の走査毎のずれを検出し、検出結果に基づき、描画データの座標を補正する。
【選択図】図９

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、特に光ビームによる基板の走査を複数回行う露光装置、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

光ビームによる基板の走査は、光ビームを照射する光ビーム照射装置と、基板を支持するチャックとを、相対的に移動して行われる。図１５〜図１８は、光ビームによる基板の走査を説明する図である。図１５〜図１８は、８つの光ビーム照射装置を用い、８つの光ビーム照射装置からの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。各光ビーム照射装置は、光ビームを基板１へ照射する照射光学系を含むヘッド部２０ａを有し、図１５〜図１８においては、各光ビーム照射装置のヘッド部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、光ビーム照射装置とチャックとのＸ方向への相対的な移動によって、基板１を矢印で示す方向へ走査する。

図１５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１５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、光ビーム照射装置とチャックとのＹ方向への相対的な移動により、走査領域がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１６は、２回目の走査を示し、Ｘ方向への２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る。２回目の走査が終了すると、光ビーム照射装置とチャックとのＹ方向への相対的な移動により、走査領域がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１７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１７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、光ビーム照射装置とチャックとのＹ方向への相対的な移動により、走査領域がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１８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１８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。

なお、図１５〜図１８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。

この様に、光ビームによる基板の走査を複数回行う場合、光ビーム照射装置とチャックとの走査方向又は走査方向と直交する方向の相対的な移動に誤差があると、光ビームにより描画されるパターンが走査毎にずれるという問題がある。また、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は、露光領域が広いため、複数の光ビーム照射装置を用い、複数の光ビームにより基板の走査を並行して行うことが多く、その場合、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置が互いにずれていると、各光ビーム照射装置からの光ビームにより描画されるパターンにずれが発生するという問題がある。

従来、この様なパターンのずれの検査は、実際に露光を行った基板を分析して行われていた。そのため、光ビーム照射装置とチャックとの相対的な移動の誤差の修正や、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置の調節には、多くの時間と手間が掛かっていた。

本発明の課題は、光ビームによる基板の走査を複数回行って、基板にパターンを描画する際に、光ビームにより描画されるパターンの走査毎のずれを抑制して、描画精度を向上させることである。また、本発明の課題は、複数の光ビーム照射装置を用い、複数の光ビームにより基板の走査を並行して行う際に、各光ビーム照射装置からの光ビームにより描画されるパターンのずれを抑制して、描画精度を向上させることである。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、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含むヘッド部を有する光ビーム照射装置と、チャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動する移動手段とを備え、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査を複数回行って、基板にパターンを描画する露光装置であって、描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画制御手段と、チャックに設けられ、光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームを受光する受光手段と、受光手段により受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターンの走査毎のずれを検出する検出手段とを備え、描画制御手段が、検出手段の検出結果に基づき、描画データの座標を補正するものである。

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、チャックと、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含むヘッド部を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査を複数回行って、基板にパターンを描画する露光方法であって、チャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動しながら、描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、チャックに設けられた受光手段により、光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームを受光し、受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターンの走査毎のずれを検出し、検出結果に基づき、描画データの座標を補正するものである。

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照射される。チャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動しながら、描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、チャックに設けられた受光手段により、光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームを受光する。そして、受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターンの走査毎のずれを検出し、検出結果に基づき、描画データの座標を補正するので、光ビームにより描画されるパターンの走査毎のずれが抑制され、描画精度が向上する。

さらに、本発明の露光装置は、検出手段が、受光手段により受光した光ビームの強度の変化を検出し、描画制御手段が、検出手段の検出結果に基づき、光ビームの光量分布が均一になる様に描画データを補正するものである。また、本発明の露光方法は、受光手段により受光した光ビームの強度の変化を検出し、検出結果に基づき、光ビームの光量分布が均一になる様に描画データを補正するものである。光ビームの光量分布が均一になるので、パターンの描画が均一に行われる。

さらに、本発明の露光装置は、移動手段が、チャックと光ビーム照射装置とを相対的に往復させて移動し、受光手段が、少なくとも２回の連続した走査の開始位置又は終了位置で光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームをそれぞれ受光し、検出手段が、受光手段により受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターンの走査方向のずれを検出するものである。また、本発明の露光方法は、チャックと光ビーム照射装置とを相対的に往復させて移動し、チャックに設けられた受光手段により、少なくとも２回の連続した走査の開始位置又は終了位置で光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームをそれぞれ受光し、受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターンの走査方向のずれを検出するものである。チャックと光ビーム照射装置とを相対的に往復させて移動し、光ビームによる基板の走査を複数回行う際、往路と復路とでチャックと光ビーム照射装置との相対的な移動に誤差があっても、光ビームにより描画されるパターンの走査方向のずれが抑制される。

また、本発明の露光装置は、受光手段が、１つの走査領域と他の走査領域との境界で光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームをそれぞれ受光し、検出手段が、受光手段により受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターンの走査方向と直交する方向のずれを検出するものである。また、本発明の露光方法は、チャックに設けられた受光手段により、１つの走査領域と他の走査領域との境界で光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームをそれぞれ受光し、受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターンの走査方向と直交する方向のずれを検出するものである。光ビームによる基板の走査領域を変更する際のチャックと光ビーム照射装置との相対的な移動に誤差があっても、光ビームにより描画されるパターンの走査方向と直交する方向のずれが抑制される。

また、本発明の露光装置は、光ビーム照射装置を複数備え、複数の光ビーム照射装置からの複数の光ビームにより基板の走査を並行して行い、受光手段が、１つの光ビーム照射装置からの光ビームによる走査領域と他の光ビーム照射装置からの光ビームによる走査領域との境界で２つの光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームをそれぞれ受光し、検出手段が、受光手段により受光した光ビームから、予め、１つの光ビーム照射装置からの光ビームにより描画されるパターンと他の光ビーム照射装置からの光ビームにより描画されるパターンとのずれを検出するものである。また、本発明の露光方法は、複数の光ビーム照射装置を設け、複数の光ビーム照射装置からの複数の光ビームにより基板の走査を並行して行い、チャックに設けられた受光手段により、１つの光ビーム照射装置からの光ビームによる走査領域と他の光ビーム照射装置からの光ビームによる走査領域との境界で２つの光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームをそれぞれ受光し、受光した光ビームから、予め、１つの光ビーム照射装置からの光ビームにより描画されるパターンと他の光ビーム照射装置からの光ビームにより描画されるパターンとのずれを検出するものである。複数の光ビーム照射装置を用い、複数の光ビームにより基板の走査を並行して行う際に、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置が互いにずれていても、各光ビーム照射装置からの光ビームにより描画されるパターンのずれが抑制され、描画精度が向上する。

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、光ビームにより描画されるパターンの走査毎のずれが抑制され、描画精度が向上するので、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、チャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動しながら、描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、チャックに設けられた受光手段により、光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームを受光し、受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターンの走査毎のずれを検出し、検出結果に基づき、描画データの座標を補正することにより、光ビームにより描画されるパターンの走査毎のずれを抑制して、描画精度を向上させることができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、受光手段により受光した光ビームの強度の変化を検出し、検出結果に基づき、光ビームの光量分布が均一になる様に描画データを補正することにより、パターンの描画を均一に行うことができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、チャックに設けられた受光手段により、少なくとも２回の連続した走査の開始位置又は終了位置で光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームをそれぞれ受光し、受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターンの走査方向のずれを検出することにより、チャックと光ビーム照射装置とを相対的に往復させて移動し、光ビームによる基板の走査を複数回行う際、往路と復路とでチャックと光ビーム照射装置との相対的な移動に誤差があっても、光ビームにより描画されるパターンの走査方向のずれを抑制することができる。

また、本発明の露光装置及び露光方法によれば、チャックに設けられた受光手段により、１つの走査領域と他の走査領域との境界で光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームをそれぞれ受光し、受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターンの走査方向と直交する方向のずれを検出することにより、光ビームによる基板の走査領域を変更する際のチャックと光ビーム照射装置との相対的な移動に誤差があっても、光ビームにより描画されるパターンの走査方向と直交する方向のずれを抑制することができる。

また、本発明の露光装置及び露光方法によれば、チャックに設けられた受光手段により、１つの光ビーム照射装置からの光ビームによる走査領域と他の光ビーム照射装置からの光ビームによる走査領域との境界で２つの光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームをそれぞれ受光し、受光した光ビームから、予め、１つの光ビーム照射装置からの光ビームにより描画されるパターンと他の光ビーム照射装置からの光ビームにより描画されるパターンとのずれを検出することにより、複数の光ビーム照射装置を用い、複数の光ビームにより基板の走査を並行して行う際に、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置が互いにずれていても、各光ビーム照射装置からの光ビームにより描画されるパターンのずれを抑制して、描画精度を向上させることができる。

本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、光ビームにより描画されるパターンの走査毎のずれを抑制して、描画精度を向上させ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。 描画制御部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方法を説明する図である。 図７に示したチャックの上面図である。 図７に示したチャックの正面図である。 光ビームにより描画されるパターンの一例を示す図である。 光ビームにより描画されるパターンの他の例を示す図である。 図１２（ａ）はＣＣＤカメラの視野内で描画されるパターンを示す図、図１２（ｂ），（ｃ）は光ビームの強度を示す図である。 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。 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。

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。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、画像処理装置５０、ＣＣＤカメラ５１、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０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、画像処理装置５０、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０が省略されている。露光装置は、これらの他に、基板１をチャック１０へ搬入し、また基板１をチャック１０から搬出する基板搬送ロボット、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、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、本発明は１つ又は２つ以上の光ビーム照射装置を用いた露光装置に適用される。

図４は、光ビーム照射装置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）２５、投影レンズ２６、及びＤＭＤ駆動回路２７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、各ミラーの角度を変更して光ビームを変調する。ＤＭＤ２５により変調された光ビームは、投影レンズ２６を含むヘッド部２０ａから照射される。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。Ｘステージ５、Ｙステージ７、及びθステージ８には、ボールねじ及びモータや、リニアモータ等の図示しない駆動機構が設けられており、各駆動機構は、図１のステージ駆動回路６０により駆動される。

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。

なお、本実施の形態では、Ｘステージ５によりチャック１０をＸ方向へ移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査を行っているが、光ビーム照射装置２０を移動することにより、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査を行ってもよい。また、本実施の形態では、Ｙステージ７によりチャック１０をＹ方向へ移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査領域を変更しているが、光ビーム照射装置２０を移動することにより、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査領域を変更してもよい。

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。図１の主制御装置７０は、エンコーダ３２の座標系の基準位置を設定する。エンコーダ３２は、基準位置からリニアスケール３１の目盛の検出を開始して、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。図１の主制御装置７０は、エンコーダ３４の座標系の基準位置を設定する。エンコーダ３４は、基準位置からリニアスケール３３の目盛の検出を開始して、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５は、レーザー測長系の動作を説明する図である。なお、図５においては、図１に示したゲート１１、光ビーム照射装置２０、及び画像処理装置５０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方向へ伸びる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方向へ伸びる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。主制御装置７０は、レーザー測長系制御装置４０の座標系の基準位置を設定する。レーザー測長系制御装置４０は、レーザー干渉計４２の測定結果から、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、レーザー干渉計４４の測定結果から、チャック１０のＹ方向の位置を検出する。

図４において、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６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、及び描画データ作成部７７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ＸＹ座標で示されている。描画データ作成部７７は、メモリ７６に格納された設計値マップから、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。

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６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。

座標決定部７５は、中心点座標決定部７４が決定したチャック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。

以下、本発明の一実施の形態による露光方法について説明する。図７は、本発明の一実施の形態による露光方法を説明する図である。また、図８は図７に示したチャックの上面図、図９は図７に示したチャックの正面図である。なお、図７及び図８においては、図１に示したゲート１１及び光ビーム照射装置２０が省略され、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。

図８及び図９において、チャック１０には切り欠き部１０ａが設けられており、切り欠き部１０ａには２つのＣＣＤカメラ５１が設置されている。各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａは、Ｙ方向に等間隔で配置されており、２つのＣＣＤカメラ５１は、チャック１０に、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの間隔の整数倍の間隔で設けられている。各ＣＣＤカメラ５１の焦点は、チャック１０に搭載される基板の表面の高さに合っている。なお、本実施の形態では、チャック１０に２つのＣＣＤカメラ５１が設けられているが、チャック１０に３つ以上のＣＣＤカメラ５１を設けてもよい。

本実施の形態では、基板の露光を開始する前に、チャック１０に設けられたＣＣＤカメラ５１を用いて、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を受光する。そして、受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターンの走査毎のずれを検出する。図７において、まず、主制御装置７０は、ずれを検出するパターンの基板上の位置と、検出に用いるＣＣＤカメラ５１の位置の違いの分だけ、エンコーダ３２，３４及びレーザー測長系制御装置４０の座標系の基準位置をシフトする。

次に、主制御装置７０は、チャック１０に基板が搭載されていない状態で、レーザー測長系制御装置４０の検出結果に基づき、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｘステージ５及びＹステージ７により、チャック１０を、露光を開始する前の所定の位置へ移動させる。次に、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をＹ方向へ移動させ、ずれを検出するパターンを描画する光ビームがＣＣＤカメラ５１の視野を通過する様に、光ビームによる走査領域を変更する。そして、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をＸ方向へ移動させながら、描画制御部７１から、描画データを光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する。

図６において、描画制御部７１の中心点座標決定部７４は、座標系の基準位置がシフトされたレーザー測長系制御装置４０及びエンコーダ３２，３４の出力信号に基づいて、チャック１０の中心点座標を決定するため、描画制御部７１からＤＭＤ駆動回路２７へ供給される描画データは、ずれを検出するパターンの基板上の位置と、検出に用いるＣＣＤカメラ５１の位置の違いの分だけ、ＸＹ座標がオフセットされたものとなる。

図９において、ＣＣＤカメラ５１は、チャック１０に支持される基板の表面の高さに焦点を合わせて、光ビーム照射装置２０から照射された光ビームを受光する。図７において、ＣＣＤカメラ５１は、受光した光ビームの画像信号を、画像処理装置５０へ出力する。画像処理装置５０は、ＣＣＤカメラ５１の画像信号を処理し、光ビームにより描画されるパターンの走査毎のずれを検出する。

図６において、描画制御部７１の描画データ作成部７７は、画像処理装置５０の検出結果に基づき、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新たに作成する。基板１の露光を行う際、主制御装置７０は、エンコーダ３２，３４及びレーザー測長系制御装置４０の座標系の基準位置を正常に戻し、主制御装置７０の描画制御部７１は、新たに作成した描画データをＤＭＤ駆動回路２７へ供給する。チャック１０に設けられたＣＣＤカメラ５１により、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を受光し、受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターンの走査毎のずれを検出し、検出結果に基づき、描画データの座標を補正するので、光ビームにより描画されるパターンの走査毎のずれが抑制され、描画精度が向上する。

図１０は、光ビームにより描画されるパターンの一例を示す図である。図１０では、光ビームにより描画されるパターン２が、黒く塗りつぶして示されている。図１５〜図１８に示した例の様に、チャック１０と光ビーム照射装置２０とを相対的に往復させて移動し、光ビームによる基板１の走査を複数回行う際、往路と復路とでチャック１０と光ビーム照射装置２０との相対的な移動に誤差があると、図１０に示す様に、光ビームにより描画されるパターン２が、往路の走査領域１と復路の走査領域２とで、走査方向（Ｘ方向）にずれる。

図１０中の破線は、ＣＣＤカメラ５１の視野を示し、本実施の形態では、チャック１０に設けられたＣＣＤカメラ５１により、少なくとも２回の連続した走査の開始位置又は終了位置で光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームをそれぞれ受光し、受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターン２の走査方向のずれを検出し、検出結果に基づき、描画データの座標を補正する。往路と復路とでチャック１０と光ビーム照射装置２０との相対的な移動に誤差があっても、光ビームにより描画されるパターン２の走査方向のずれが抑制される。

図１１は、光ビームにより描画されるパターンの他の例を示す図である。図１１では、図１０と同様に、光ビームにより描画されるパターン２が、黒く塗りつぶして示されている。光ビームによる基板１の走査領域を変更する際のチャック１０と光ビーム照射装置２０との相対的な移動に誤差があると、図１１に示す様に、光ビームにより描画されるパターン２が、走査方向と直交する方向（Ｙ方向）にずれる。

図１１中の破線は、ＣＣＤカメラ５１の視野を示し、本実施の形態では、チャック１０に設けられたＣＣＤカメラ５１により、１つの走査領域と他の走査領域との境界で光ビーム照射装置２０のヘッド部１から照射された光ビームをそれぞれ受光し、受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターン２の走査方向と直交する方向のずれを検出し、検出結果に基づき、描画データの座標を補正する。光ビームによる基板１の走査領域を変更する際のチャック１０と光ビーム照射装置２０との相対的な移動に誤差があっても、光ビームにより描画されるパターン２の走査方向と直交する方向のずれが抑制される。

また、本実施の形態の様に、複数の光ビーム照射装置２０を設け、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際、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの位置が互いにずれていると、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２にずれが発生する。

本実施の形態では、チャック１０に設けられたＣＣＤカメラ５１により、１つの光ビーム照射装置２０からの光ビームによる走査領域と他の光ビーム照射装置２０からの光ビームによる走査領域との境界で２つの光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームをそれぞれ受光し、受光した光ビームから、予め、１つの光ビーム照射装置２０からの光ビームにより描画されるパターン２と他の光ビーム照射装置２０からの光ビームにより描画されるパターンとのずれを検出し、検出結果に基づき、描画データの座標を補正する。複数の光ビーム照射装置２０を用い、複数の光ビームにより基板１の走査を並行して行う際に、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの位置が互いにずれていても、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のずれが抑制され、描画精度が向上する。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。

図１２（ａ）はＣＣＤカメラの視野内で描画されるパターンを示す図、図１２（ｂ），（ｃ）は光ビームの強度を示す図である。図１２（ａ）では、図１０と同様に、光ビームにより描画されるパターン２が、黒く塗りつぶして示されている。図１２（ｂ）の破線は、図１２（ａ）中に破線Ｂで示した位置における、光ビームの強度の時間的変化を示している。また、図１２（ｃ）の破線は、図１２（ａ）中に破線Ｃで示した位置を描画したときの、光ビームの強度の空間的変化を示している。図１２（ｂ），（ｃ）に破線で示した様に、パターン２を描画するときの光ビームの強度が時間的及び空間的に均一でないと、パターン２の描画が均一に行われない。

図７において、画像処理装置５０は、ＣＣＤカメラ５１の画像信号を処理し、光ビームの強度の時間的及び空間的変化を検出する。図６において、描画制御部７１の描画データ作成部７７は、画像処理装置５０の検出結果に基づき、メモリ７２に記憶された新たな描画データの内、光ビームの強度が強かった部分のデータを間引いて、光ビームの光量分布が均一になる様に、描画データを補正する。補正された描画データによる光ビームの強度を、図１２（ｂ），（ｃ）に実線で示す。光ビームの光量分布が均一になるので、パターン２の描画が均一に行われる。

以上説明した実施の形態によれば、チャック１０と光ビーム照射装置２０とを相対的に移動しながら、描画データを光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給し、チャック１０に設けられたＣＣＤカメラ５１により、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を受光し、受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターン２の走査毎のずれを検出し、検出結果に基づき、描画データの座標を補正することにより、光ビームにより描画されるパターン２の走査毎のずれを抑制して、描画精度を向上させることができる。

さらに、ＣＣＤカメラ５１により受光した光ビームの強度の変化を検出し、検出結果に基づき、光ビームの光量分布が均一になる様に描画データを補正することにより、パターン２の描画を均一に行うことができる。

さらに、チャック１０に設けられたＣＣＤカメラ５１により、少なくとも２回の連続した走査の開始位置又は終了位置で光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームをそれぞれ受光し、受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターン２の走査方向のずれを検出することにより、チャック１０と光ビーム照射装置２０とを相対的に往復させて移動し、光ビームによる基板１の走査を複数回行う際、往路と復路とでチャック１０と光ビーム照射装置２０との相対的な移動に誤差があっても、光ビームにより描画されるパターン２の走査方向のずれを抑制することができる。

また、チャック１０に設けられたＣＣＤカメラ５１により、１つの走査領域と他の走査領域との境界で光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームをそれぞれ受光し、受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターン２の走査方向と直交する方向のずれを検出することにより、光ビームによる基板１の走査領域を変更する際のチャック１０と光ビーム照射装置２０との相対的な移動に誤差があっても、光ビームにより描画されるパターン２の走査方向と直交する方向のずれを抑制することができる。

また、チャックに設けられたＣＣＤカメラ５１により、１つの光ビーム照射装置２０からの光ビームによる走査領域と他の光ビーム照射装置２０からの光ビームによる走査領域との境界で２つの光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームをそれぞれ受光し、受光した光ビームから、予め、１つの光ビーム照射装置２０からの光ビームにより描画されるパターン２と他の光ビーム照射装置２０からの光ビームにより描画されるパターン２とのずれを検出することにより、複数の光ビーム照射装置２０を用い、複数の光ビームにより基板１の走査を並行して行う際に、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの位置が互いにずれていても、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２のずれを抑制して、描画精度を向上させることができる。

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、光ビームにより描画されるパターンの走査毎のずれを抑制して、描画精度を向上させ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１３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１４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、染色法や顔料分散法等により、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１３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１４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
２ パターン
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）
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
５０ 画像処理装置
５１ ＣＣＤカメラ
５１ａ ＣＣＤカメラの視野
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

Claims (12)

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、
   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含むヘッド部を有する光ビーム照射装置と、
   前記チャックと前記光ビーム照射装置とを相対的に移動する移動手段とを備え、
   前記光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査を複数回行って、基板にパターンを描画する露光装置であって、
   描画データを前記光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画制御手段と、
   前記チャックに設けられ、前記光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームを受光する受光手段と、
   前記受光手段により受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターンの走査毎のずれを検出する検出手段とを備え、
   前記描画制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づき、描画データの座標を補正することを特徴とする露光装置。
2. 前記検出手段は、前記受光手段により受光した光ビームの強度の変化を検出し、
   前記描画制御手段は、前記検出手段の検出結果に基づき、光ビームの光量分布が均一になる様に描画データを補正することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記移動手段は、前記チャックと前記光ビーム照射装置とを相対的に往復させて移動し、
   前記受光手段は、少なくとも２回の連続した走査の開始位置又は終了位置で前記光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームをそれぞれ受光し、
   前記検出手段は、前記受光手段により受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターンの走査方向のずれを検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
4. 前記受光手段は、１つの走査領域と他の走査領域との境界で前記光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームをそれぞれ受光し、
   前記検出手段は、前記受光手段により受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターンの走査方向と直交する方向のずれを検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
5. 前記光ビーム照射装置を複数備え、複数の光ビーム照射装置からの複数の光ビームにより基板の走査を並行して行い、
   前記受光手段は、１つの光ビーム照射装置からの光ビームによる走査領域と他の光ビーム照射装置からの光ビームによる走査領域との境界で２つの光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームをそれぞれ受光し、
   前記検出手段は、前記受光手段により受光した光ビームから、予め、１つの光ビーム照射装置からの光ビームにより描画されるパターンと他の光ビーム照射装置からの光ビームにより描画されるパターンとのずれを検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
6. フォトレジストが塗布された基板をチャックで支持し、
   チャックと、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含むヘッド部を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、
   光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査を複数回行って、基板にパターンを描画する露光方法であって、
   チャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動しながら、描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、
   チャックに設けられた受光手段により、光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームを受光し、
   受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターンの走査毎のずれを検出し、
   検出結果に基づき、描画データの座標を補正することを特徴とする露光方法。
7. 受光手段により受光した光ビームの強度の変化を検出し、
   検出結果に基づき、光ビームの光量分布が均一になる様に描画データを補正することを特徴とする請求項６に記載の露光方法。
8. チャックと光ビーム照射装置とを相対的に往復させて移動し、
   チャックに設けられた受光手段により、少なくとも２回の連続した走査の開始位置又は終了位置で光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームをそれぞれ受光し、
   受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターンの走査方向のずれを検出することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の露光方法。
9. チャックに設けられた受光手段により、１つの走査領域と他の走査領域との境界で光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームをそれぞれ受光し、
   受光した光ビームから、予め、光ビームにより描画されるパターンの走査方向と直交する方向のずれを検出することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の露光方法。
10. 複数の光ビーム照射装置を設け、複数の光ビーム照射装置からの複数の光ビームにより基板の走査を並行して行い、
    チャックに設けられた受光手段により、１つの光ビーム照射装置からの光ビームによる走査領域と他の光ビーム照射装置からの光ビームによる走査領域との境界で２つの光ビーム照射装置のヘッド部から照射された光ビームをそれぞれ受光し、
    受光した光ビームから、予め、１つの光ビーム照射装置からの光ビームにより描画されるパターンと他の光ビーム照射装置からの光ビームにより描画されるパターンとのずれを検出することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の露光方法。
11. 請求項１乃至請求項５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。
12. 請求項６乃至請求項１０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。

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