JP2023031962A - 描画装置および描画方法 - Google Patents

Abstract

【課題】第１基板保持部および第２基板保持部を有する描画装置において、スループットを向上する。【解決手段】描画装置１は、描画ヘッド４１と、第１ステージ２１ａおよび第２ステージ２１ｂと、第１測距センサ５とを有する。第１測距センサ５のセンサ要素５１は、一方のステージに保持された基板９にパターンが描画される間に、他方のステージに保持された基板９上の測定位置との間の距離を取得する。描画ヘッド４１は、パターンの描画を行っている基板９上の測定位置との間の距離を取得する第２測距センサ４１２を含む。制御部１０のフォーカス制御部は、パターンの描画前に第１測距センサ５により基板９から取得された情報と、当該基板９にパターンを描画中に第２測距センサ４１２から取得される情報とを用いて描画ヘッド４１から出射される光のフォーカス位置を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、基板に光を照射することにより、基板にパターンを描画する技術に関する。

従来、感光材料の層を表面に有する半導体基板、プリント基板、または、有機ＥＬ表示装置もしくは液晶表示装置用のガラス基板等（以下、感光材料の層を含めて「基板」という。）に光を照射することにより、パターンの描画が行われている。このような描画装置では、基板の搬入、基板のアライメント、基板に対する描画、および、基板の搬出が順次行われる。

近年、描画装置のスループット（単位時間当たりに処理する基板の数）を向上するために、１台の描画装置内に２つの基板保持部および１つの描画ヘッドを設け、一方の基板保持部上の基板に対する描画中に、他方の基板保持部上の基板の交換およびアライメント処理を行うことが提案されている。

例えば、特許文献１のステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置では、一方の基板保持部であるステージ上のウエハに対する露光中に他方のステージにおいて、ウエハ交換、アライメントのための計測、他方のステージでの露光終了までの待機が行われる（図４参照）。

なお、特許文献２では、基板に光を照射してパターンを描画する描画装置において、光学ヘッドと基板との間の離間距離を検出する検出器を光学ヘッドに設け、離間距離に従って描画光のフォーカス位置を調整するオートフォーカス機構が開示されている。また、描画領域によっては、光学ヘッドの検出器を用いて描画前に描画領域における離間距離の変動を取得しておき、この離間距離の変動に基づいて描画時にオートフォーカス制御を行う技術が開示されている。

国際公開第２００３／０１０８０２号 特開２０１４－１９７１２５号公報

ところで、多くの描画装置では、高精度な描画を基板の表面に行うために、描画ヘッドにオートフォーカス機能が設けられている。オートフォーカス機能により、描画ヘッドから出射される光により形成される像の高さ方向の位置が、基板の表面の高さ方向の位置に正確に合わされる。しかし、オートフォーカスのために必要な測距センサは描画ヘッドに設けられるため、オートフォーカスに関連して必要となる測定は、基板が描画ヘッドの下方に配置されてから行われることになる。したがって、基板が描画ヘッドの下方に配置されているにも関わらず描画が行われない時間が存在する。その結果、２つの基板保持部を設けているにも関わらず、スループットを十分に向上することができない。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、第１基板保持部および第２基板保持部を有する描画装置において、スループットを向上することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、基板に光を照射することにより、前記基板にパターンを描画する描画装置であって、変調された光を出射する描画ヘッドと、第１基板を保持する第１基板保持部と、第２基板を保持する第２基板保持部と、前記描画ヘッドから出射される光により前記第１基板保持部に保持された第１基板にパターンが描画される間、前記描画ヘッドを前記第１基板保持部に対して相対的に移動し、前記描画ヘッドから出射される光により前記第２基板保持部に保持された第２基板にパターンが描画される間、前記描画ヘッドを前記第２基板保持部に対して相対的に移動する移動機構と、前記第２基板保持部に保持された第２基板にパターンが描画される間に、前記第１基板保持部に保持された第１基板と対向して前記第１基板上の測定位置との間の距離を取得し、前記第１基板保持部に保持された第１基板にパターンが描画される間に、前記第２基板保持部に保持された第２基板と対向して前記第２基板上の測定位置との間の距離を取得する第１測距センサと、パターンの描画中に前記描画ヘッドから出射される光のフォーカス位置を前記パターンが描画される基板の表面の高さ方向の位置に合わせる制御を行うフォーカス制御部とを備え、前記描画ヘッドが、パターンの描画を行っている基板上の測定位置との間の距離を取得する第２測距センサと、前記描画ヘッドから出射される光のフォーカス位置を変更するフォーカス変更部とを含み、前記フォーカス制御部が、パターンの描画前に前記第１測距センサにより基板から取得された情報と、前記基板に前記パターンを描画中に前記第２測距センサから取得される情報とを用いて前記フォーカス変更部を制御する。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の描画装置であって、前記第１測距センサの測定精度が、前記第２測距センサの測定精度よりも低い。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の描画装置であって、前記描画ヘッドが、前記第１基板保持部または前記第２基板保持部に保持された基板にパターンの描画を開始する前に、前記フォーカス制御部が、前記第１測距センサにより取得された情報を用いて、前記描画ヘッドから出射される光のフォーカス位置を描画開始時の前記基板の表面の高さ方向の位置に近づける。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の描画装置であって、前記第１測距センサが、前記第１基板保持部または前記第２基板保持部に保持された基板上の描画開始位置近傍の複数の位置に測定位置を位置させつつ前記複数の位置までの複数の距離を取得し、前記フォーカス制御部が、前記複数の距離のうち、最も頻度が高い距離を前記第１測距センサと前記基板との間の距離として利用する。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の描画装置であって、前記第１測距センサが、前記第１基板保持部の上方において絶対位置が固定されたセンサ要素と、前記第２基板保持部の上方において絶対位置が固定されたセンサ要素とを含む。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の描画装置であって、前記第２基板保持部に保持された第２基板にパターンが描画される間に、前記第１基板保持部に保持された第１基板と対向して前記第１基板上のアライメントマークを撮像し、前記第１基板保持部に保持された第１基板にパターンが描画される間に、前記第２基板保持部に保持された第２基板と対向して前記第２基板上のアライメントマークを撮像するアライメントカメラと、前記第１基板保持部および前記第２基板保持部に対する前記アライメントカメラの相対位置を、前記第１基板保持部に保持された第１基板と対向する位置と、前記第２基板保持部に保持された第２基板と対向する位置との間で切り替えるカメラ位置切替部とをさらに備え、前記第１基板保持部および前記第２基板保持部に対する前記第１測距センサの相対位置が、前記カメラ位置切替部により、前記第１基板と対向する位置と前記第２基板と対向する位置との間で前記アライメントカメラと共に切り替えられる。

請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の描画装置であって、前記第１測距センサは、拡散反射方式であり、前記フォーカス制御部が、前記第１測距センサにより取得された前記第１測距センサから基板上の測定位置までの距離を補正する補正部、を含み、前記補正部が、基板の表面およびその近傍を形成する材料に応じて前記距離を補正する。

請求項８に記載の発明は、基板に光を照射することにより、前記基板にパターンを描画する描画方法であって、ａ）第１基板保持部により第１基板を保持する工程と、ｂ）前記第１基板に対向する第１測距センサにより、前記第１測距センサと前記第１基板上の測定位置との間の距離を取得する工程と、ｃ）変調された光を描画ヘッドから前記第１基板に向けて出射しつつ、前記描画ヘッドを前記第１基板保持部に対して相対的に移動することにより、前記第１基板にパターンを描画する工程と、ｄ）前記ｃ）工程が行われている間に、第２基板保持部により第２基板を保持する工程と、ｅ）前記ｃ）工程が行われている間に、前記第２基板と対向する前記第１測距センサにより、前記第１測距センサと前記第２基板上の測定位置との間の距離を取得する工程と、ｆ）前記ｃ）工程および前記ｅ）工程よりも後に、変調された光を前記描画ヘッドから前記第２基板に向けて出射しつつ、前記描画ヘッドを前記第２基板保持部に対して相対的に移動することにより、前記第２基板にパターンを描画する工程と、ｇ）前記ａ）ないしｆ）工程を繰り返す工程とを備え、前記ｆ）工程が行われている間に、次の第１基板に対する前記ａ）およびｂ）工程が行われ、前記ｆ）工程および前記次の第１基板に対する前記ｂ）工程よりも後に、前記次の第１基板に対する前記ｃ）工程が行われ、前記描画ヘッドが、パターンの描画を行っている基板上の測定位置との間の距離を取得する第２測距センサ、を含み、前記ｃ）工程において、前記ｂ）工程にて前記第１測距センサにより前記第１基板から取得された情報と、前記第１基板にパターンを描画中に前記第２測距センサから取得される情報とを用いて、前記描画ヘッドから出射される光のフォーカス位置を前記第１基板の表面の高さ方向の位置に合わせるフォーカス制御が行われ、前記ｆ）工程において、前記ｅ）工程にて前記第１測距センサにより前記第２基板から取得された情報と、前記第２基板にパターンを描画中に前記第２測距センサから取得される情報とを用いて、前記描画ヘッドから出射される光のフォーカス位置を前記第２基板の表面の高さ方向の位置に合わせるフォーカス制御が行われる。

本発明では、第１基板保持部および第２基板保持部を有する描画装置において、スループットを向上することができる。

一の実施の形態に係る描画装置を示す斜視図である。 コンピュータの構成を示す図である。 制御部およびその周辺の機能構成を示すブロック図である。 描画装置の動作の流れを示す図である。 描画装置の動作の流れを示す図である。 第１ステージおよび第２ステージの位置を示す図である。 第１ステージおよび第２ステージの位置を示す図である。 第１ステージおよび第２ステージの位置を示す図である。 第１ステージおよび第２ステージの位置を示す図である。 第１ステージおよび第２ステージの位置を示す図である。 第１ステージおよび第２ステージの位置を示す図である。 基板に対して描画が行われる様子を説明するための図である。 撮像部および第１測距センサに関連する構造の他の例を示す平面図である。 補正部およびその周辺の機能構成を示すブロック図である。

図１は、本発明の一の実施の形態に係る描画装置１を示す斜視図である。描画装置１は、基板９に光を照射することにより当該基板９にパターンを描画する装置である。描画装置１は、空間変調された略ビーム状の光を、感光材料の層を表面に有する基板９上に照射し、当該光の照射領域を基板９上にて走査することによりパターンの描画を行うツインステージタイプの直接描画装置である。図１では、互いに直交する３つの方向をＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向として矢印にて示している。図１に示す例では、Ｘ方向およびＹ方向は互いに垂直な水平方向であり、Ｚ方向は鉛直方向である。他の図においても同様である。

基板９は、例えば、平面視において略矩形状の板状部材である。基板９は、例えば、製造途上のプリント回路基板である。基板９の（＋Ｚ）側の表面（以下、「上面９１」とも呼ぶ。）では、感光材料により形成されたレジスト膜が銅層上に設けられる。描画装置１では、基板９の当該レジスト膜に回路パターンが描画（すなわち、形成）される。なお、基板９の種類および形状等は様々に変更されてよい。

描画装置１は、第１搬送機構２ａと、第２搬送機構２ｂと、撮像部３と、パターン描画部４と、フレーム７と、制御部１０とを備える。制御部１０は、第１搬送機構２ａ、第２搬送機構２ｂ、撮像部３およびパターン描画部４等を制御する。

フレーム７は、描画装置１の各構成が取り付けられる本体ベース部である。フレーム７は、略直方体状の基台７１と、基台７１を跨ぐ門形の第１ガントリー部７２および第２ガントリー部７３とを備える。第２ガントリー部７３は、第１ガントリー部７２の（＋Ｙ）側に近接して配置される。以下の説明では、第１ガントリー部７２および第２ガントリー部７３をまとめて「ガントリー部７４」とも呼ぶ。基台７１上には第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂが取り付けられる。第１ガントリー部７２は撮像部３を支持する。第２ガントリー部７３はパターン描画部４を支持する。フレーム７は、図示省略の台座上に載置される。

第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂはそれぞれ、撮像部３およびパターン描画部４の下方（すなわち、（－Ｚ）側）にて基板９を保持および移動する機構である。第２搬送機構２ｂは、第１搬送機構２ａの（＋Ｘ）側に隣接して配置される。第１搬送機構２ａと第２搬送機構２ｂとは略同様の構造を有する。

第１搬送機構２ａは、第１ステージ２１ａと、第１移動機構２２ａとを備える。第１ステージ２１ａは、略水平状態の基板９を下側から保持する略平板状の第１基板保持部である。第１ステージ２１ａは、例えば、基板９の下面を吸着して保持するバキュームチャックである。第１ステージ２１ａは、バキュームチャック以外の構造を有していてもよい。第１ステージ２１ａ上に載置された基板９の上面９１は、Ｚ方向（すなわち、上下方向）に対して略垂直であり、Ｘ方向およびＹ方向に略平行である。

第１移動機構２２ａは、第１ステージ２１ａを撮像部３およびパターン描画部４に対して略水平方向（すなわち、基板９の上面９１に略平行な方向）に相対的に移動する第１ステージ移動機構である。第１移動機構２２ａは、撮像部３およびパターン描画部４の下方にて、ガイドレール２２１ａ上に支持された第１ステージ２１ａをガイドレール２２１ａに沿ってＹ方向に直線移動する。これにより、第１ステージ２１ａに保持された基板９がＹ方向に移動する。以下の説明では、Ｙ方向を「基板移動方向」または「主走査方向」とも呼ぶ。第１移動機構２２ａの駆動源は、例えば、リニアサーボモータ、または、ボールネジにモータが取り付けられたものである。第１移動機構２２ａの構造は、様々に変更されてよい。

第２搬送機構２ｂは、第２ステージ２１ｂと、第２移動機構２２ｂとを備える。第２ステージ２１ｂは、略水平状態の基板９を下側から保持する略平板状の第２基板保持部である。第２ステージ２１ｂは、第１ステージ２１ａの側方（すなわち、（＋Ｘ）側）に隣接して配置される。第２ステージ２１ｂの上面は、第１ステージ２１ａの上面と上下方向（すなわち、Ｚ方向）において実質的に同じ高さに位置する。第２ステージ２１ｂは、例えば、基板９の下面を吸着して保持するバキュームチャックである。第２ステージ２１ｂは、バキュームチャック以外の構造を有していてもよい。第２ステージ２１ｂ上に載置された基板９の上面９１は、Ｚ方向に対して略垂直であり、Ｘ方向およびＹ方向に略平行である。第２ステージ２１ｂに保持された基板９の上面９１は、第１ステージ２１ａに保持された基板９の上面９１と上下方向の略同じ高さ（すなわち、Ｚ方向の略同じ位置）に位置する。

第２移動機構２２ｂは、第２ステージ２１ｂを撮像部３およびパターン描画部４に対して略水平方向（すなわち、基板９の上面９１に略平行な方向）に相対的に移動する第２ステージ移動機構である。第２移動機構２２ｂは、撮像部３およびパターン描画部４の下方にて、ガイドレール２２１ｂ上に支持された第２ステージ２１ｂをガイドレール２２１ｂに沿ってＹ方向（すなわち、基板移動方向）に直線移動する。これにより、第２ステージ２１ｂに保持された基板９がＹ方向に移動する。第２移動機構２２ｂによる第２ステージ２１ｂの移動方向は、第１移動機構２２ａによる第１ステージ２１ａの移動方向と略平行である。第２移動機構２２ｂの駆動源は、例えば、リニアサーボモータ、または、ボールネジにモータが取り付けられたものである。第２移動機構２２ｂの構造は、様々に変更されてよい。

第１移動機構２２ａと第２移動機構２２ｂとは、基板移動方向（すなわち、Ｙ方向）と交差する方向に並んで配置される。図１に示す例では、第１移動機構２２ａと第２移動機構２２ｂとはＸ方向に並んで配置され、第２移動機構２２ｂは、第１移動機構２２ａの（＋Ｘ）側の側方に隣接する。第１移動機構２２ａと第２移動機構２２ｂとは、上下方向の略同じ高さに位置する。

第１移動機構２２ａおよび第２移動機構２２ｂは、フレーム７の基台７１により下方から支持される。第１移動機構２２ａおよび第２移動機構２２ｂは、第２ガントリー部７３よりも（＋Ｙ）側から（－Ｙ）方向へと延び、第２ガントリー部７３に支持されたパターン描画部４の下方、および、第１ガントリー部７２に支持された撮像部３の下方を通過して、第１ガントリー部７２から（－Ｙ）側に突出する。第１ガントリー部７２は、第１移動機構２２ａおよび第２移動機構２２ｂのＹ方向における中央部と、Ｙ方向において略同じ位置に位置する。

描画装置１では、第１ステージ２１ａが第１ガントリー部７２よりも（－Ｙ）側に位置している状態で、第１ステージ２１ａに対する基板９の搬出入が行われる。また、第２ステージ２１ｂが第１ガントリー部７２よりも（－Ｙ）側に位置している状態で、第２ステージ２１ｂに対する基板９の搬出入が行われる。

上述のように、第１ガントリー部７２および第２ガントリー部７３は、第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂを跨いで設けられる。第１ガントリー部７２は、第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂのＸ方向の両側にてＺ方向に延びる２本の支柱部と、２本の支柱部の上端部を接続する梁部とを備える。当該梁部は、第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂの上方にてＸ方向に延びる。第１ガントリー部７２の２本の支柱部は、（－Ｚ）側の端部において基台７１と接続される。第２ガントリー部７３は、第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂのＸ方向の両側にてＺ方向に延びる２本の支柱部と、２本の支柱部の上端部を接続する梁部とを備える。当該梁部は、第１搬送機構２ａおよび第２搬送機構２ｂの上方にてＸ方向に延びる。第２ガントリー部７３の２本の支柱部は、（－Ｚ）側の端部において基台７１と接続される。

撮像部３は、複数（図１に示す例では、２つ）のアライメントカメラ３１と、カメラ位置切替部３２とを備える。複数のアライメントカメラ３１は、Ｘ方向に配列されて、第１ガントリー部７２の梁部に移動可能に取り付けられる。カメラ位置切替部３２は、梁部に取り付けられ、複数のアライメントカメラ３１を梁部に沿ってＸ方向に移動する。カメラ位置切替部３２の駆動源は、例えば、リニアサーボモータ、または、ボールネジにモータが取り付けられたものである。図１に示す例では、２つのアライメントカメラ３１のＸ方向における間隔は変更可能である。なお、撮像部３では、アライメントカメラ３１の数は、１であってもよく、３以上であってもよい。

各アライメントカメラ３１は、図示省略の撮像センサおよび光学系を備えるカメラである。各アライメントカメラ３１は、例えば、２次元の画像を取得するエリアカメラである。撮像センサは、例えば、マトリクス状に配列された複数のＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の素子を備える。各アライメントカメラ３１では、図示省略の光源から基板９の上面９１へと導かれた照明光の反射光が、光学系を介して撮像センサへと導かれる。撮像センサは、基板９の上面９１からの反射光を受光し、略矩形状の撮像領域の画像を取得する。上記光源としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の様々な光源が利用可能である。なお、各アライメントカメラ３１は、ラインカメラ等、他の種類のカメラであってもよい。

描画装置１では、カメラ位置切替部３２により、複数のアライメントカメラ３１が第１搬送機構２ａの上方の第１撮像位置と、第２搬送機構２ｂの上方の第２撮像位置との間で移動される。第１撮像位置は、撮像時にアライメントカメラ３１が第１ステージ２１ａおよび第１基板９と対向する位置である。第２撮像位置は、撮像時にアライメントカメラ３１が第２ステージ２１ｂおよび第２基板９と対向する位置である。図１では、複数のアライメントカメラ３１は、第１撮像位置に位置している。複数のアライメントカメラ３１は、第１撮像位置において第１ステージ２１ａ上の基板９の上面９１を撮像する。また、複数のアライメントカメラ３１は、第２撮像位置において第２ステージ２１ｂ上の基板９の上面９１を撮像する。

パターン描画部４は、複数（図１に示す例では、６つ）の描画ヘッド４１と、描画ヘッド移動機構４２とを備える。複数の描画ヘッド４１は、Ｘ方向に配列されて、第２ガントリー部７３の梁部に移動可能に取り付けられる。描画ヘッド移動機構４２は、梁部に取り付けられ、複数の描画ヘッド４１を梁部に沿ってＸ方向に一体的に移動する。描画ヘッド移動機構４２の駆動源は、例えば、リニアサーボモータ、または、ボールネジにモータが取り付けられたものである。なお、パターン描画部４では、描画ヘッド４１の数は、１であってもよく、複数であってもよい。

各描画ヘッド４１は、図示省略の光源、光学系および空間光変調素子を備える。空間光変調素子としては、ＤＭＤ（Digital Micro Mirror Device）やＧＬＶ（Grating Light Valve：グレーチング・ライト・バルブ）（シリコン・ライト・マシーンズ（サニーベール、カリフォルニア）の登録商標）等の様々な素子が利用可能である。光源としては、ＬＤ（Laser Diode）等の様々な光源が利用可能である。複数の描画ヘッド４１は、略同じ構造を有する。

描画装置１では、描画ヘッド移動機構４２により、複数の描画ヘッド４１が第１搬送機構２ａの上方の第１描画位置と、第２搬送機構２ｂの上方の第２描画位置との間で移動される。第１描画位置は、描画時に描画ヘッド４１が第１ステージ２１ａおよび第１基板９と対向する位置である。第２描画位置は、描画時に描画ヘッド４１が第２ステージ２１ｂおよび第２基板９と対向する位置である。図１では、複数の描画ヘッド４１は、第２描画位置に位置している。複数の描画ヘッド４１は、第１描画位置において第１ステージ２１ａ上の基板９の上面９１にパターンを描画する。また、複数の描画ヘッド４１は、第２描画位置において第２ステージ２１ｂ上の基板９の上面９１にパターンを描画する。また、第１ステージ２１ａ上の基板９の上面９１にパターンを描画する際に、描画ヘッド移動機構４２により、描画ヘッド４１のＸ方向へのステップ移動も行われる。同様に、第２ステージ２１ｂ上の基板９の上面９１にパターンを描画する際に、描画ヘッド移動機構４２により、描画ヘッド４１のＸ方向へのステップ移動も行われる。

第１描画位置および第２描画位置は、第１移動機構２２ａおよび第２移動機構２２ｂのＹ方向における中央部と、Ｙ方向において略同じ位置に位置する。また、上述の第１撮像位置および第２撮像位置も、第１移動機構２２ａおよび第２移動機構２２ｂのＹ方向における中央部と、Ｙ方向において略同じ位置に位置する。換言すれば、パターン描画部４の複数の描画ヘッド４１、および、撮像部３の複数のアライメントカメラ３１は、第１移動機構２２ａおよび第２移動機構２２ｂのＹ方向における中央部と、Ｙ方向において略同じ位置に位置する。

第１描画位置においてパターンが描画される際には、パターン描画部４の複数の描画ヘッド４１から、下方の第１ステージ２１ａ上の基板９に向けて、変調（すなわち、空間変調）された光が照射される。そして、当該光の照射と並行して、基板９が第１移動機構２２ａによりパターン描画部４の（＋Ｙ）側から（－Ｙ）方向（すなわち、基板移動方向）に水平移動される。これにより、複数の描画ヘッド４１からの光の照射領域が基板９上にて（＋Ｙ）方向に相対的に主走査され、基板９に対するパターン（例えば、回路パターン）の描画が行われる。第１移動機構２２ａは、各描画ヘッド４１からの光の照射領域を基板９上にてＹ方向に移動する走査機構である。

１回の主走査が完了すると、描画ヘッド移動機構４２により、描画ヘッド４１は（＋Ｘ）方向に所定の距離だけステップ移動（すなわち、副走査）し、基板９の（＋Ｙ）方向への移動が行われる。すなわち、描画ヘッド４１からの光の照射と並行して、基板９が第１移動機構２２ａにより（＋Ｙ）方向に水平移動される。これにより、複数の描画ヘッド４１からの光の照射領域が基板９上にて（－Ｙ）方向に相対的に主走査され、基板９に対するパターンの描画が行われる。その後、本実施の形態では、描画ヘッド４１が（＋Ｘ）方向に所定の距離だけステップ移動し、照射領域の（＋Ｙ）方向への主走査によるパターンの描画がさらに行われる。このように、描画装置１では、第１ステージ２１ａのＹ方向への移動とＸ方向へのステップ移動とが繰り返されるマルチパス方式により、基板９に対する描画が行われる。第２描画位置におけるパターンの描画は、第１ステージ２１ａおよび第１移動機構２２ａが第２ステージ２１ｂおよび第２移動機構２２ｂに変更される点を除き、上述の第１描画位置におけるパターンの描画と同様である。

基板９に対する描画は、いわゆるシングルパス（ワンパス）方式で行われてもよい。具体的には、第１ステージ２１ａの場合、第１移動機構２２ａにより、第１ステージ２１ａが複数の描画ヘッド４１に対してＹ方向に相対移動され、複数の描画ヘッド４１からの光の照射領域が、基板９の上面９１上にてＹ方向に１回のみ走査される。これにより、基板９に対する描画が完了する。第２ステージ２１ｂに関しても同様である。

基板９にパターンが描画される際の主走査の回数は、１回でも２回でも３回でもよく、４回以上でもよい。複数回の主走査が行われる場合は、好ましくは、基板９の移動は（＋Ｙ）方向および（－Ｙ）方向に交互に行われ、移動方向が切り替われる際に、描画ヘッド４１は基板９に対して（＋Ｘ）方向にステップ移動する。もちろん、描画ヘッド４１のステップ移動は（－Ｘ）方向でもよい。

以上のように、描画装置１では、第１移動機構２２ａおよび描画ヘッド移動機構４２により、描画時に、第１ステージ２１ａに保持された基板９に対して描画ヘッド４１を相対的に移動する機構が構成される。ただし、シングルパス動作が行われる場合は、第１移動機構２２ａが、描画時に、第１ステージ２１ａに保持された基板９に対して描画ヘッド４１を相対的に移動する機構となる。同様に、描画装置１では、第２移動機構２２ｂおよび描画ヘッド移動機構４２により、描画時に、第２ステージ２１ｂに保持された基板９に対して描画ヘッド４１を相対的に移動する機構が構成される。シングルパス動作が行われる場合は、第２移動機構２２ｂが、描画時に、第２ステージ２１ｂに保持された基板９に対して描画ヘッド４１を相対的に移動する機構となる。

また、描画ヘッド移動機構４２は、描画ヘッド４１の位置を、第１ステージ２１ａに保持された基板９に対向する位置と、第２ステージ２１ｂに保持された基板９に対向する位置との間で切り替えるヘッド位置切替部を兼ねる。ヘッド位置切替部は、描画ヘッド移動機構４２が兼ねる必要はなく、例えば、描画ヘッド４１の位置を、第１ステージ２１ａに対向する位置と、第２ステージ２１ｂに対向する位置との間で切り替える移動機構を設け、この移動機構上に、描画ヘッド４１をＸ方向にステップ移動させる機構が設けられてもよい。すなわち、描画時に、第１ステージ２１ａに保持された基板９に対して描画ヘッド４１を相対的に移動する機構と、描画時に、第２ステージ２１ｂに保持された基板９に対して描画ヘッド４１を相対的に移動する機構と、第１ステージ２１ａに保持された基板９と対向する位置と、第２ステージ２１ｂに保持された基板９と対向する位置との間で描画ヘッド４１を第１ステージ２１ａおよび第２ステージ２１ｂに対して相対的に移動する機構（ヘッド位置切替部）とが様々な形態にて描画装置１に設けられてよい。

以下の説明では、これらの機構の全てを「移動機構２」と総称する。図１の描画装置１の場合、移動機構２は、第１移動機構２２ａ、第２移動機構２２ｂ、描画ヘッド移動機構４２を含む。移動機構２は、描画ヘッド４１から出射される光により第１ステージ２１ａ（第１基板保持部）に保持された基板９にパターンが描画される間、描画ヘッド４１を第１ステージ２１ａに対して相対的に移動し、描画ヘッド４１から出射される光により第２ステージ２１ｂ（第２基板保持部）に保持された基板９にパターンが描画される間、描画ヘッド４１を第２ステージ２１ｂに対して相対的に移動する。

描画装置１は、第１測距センサ５をさらに備える。第１測距センサ５は、第１ガントリー部７２の梁部の（－Ｙ）側に配置される。第１測距センサ５は複数のセンサ要素５１を含む。複数のセンサ要素５１は、Ｘ方向に配列される。センサ要素５１の数は、原則として描画ヘッド４１の数の２倍である。第１ステージ２１ａの上方に、描画ヘッド４１の数と原則として同じ数のセンサ要素５１が配置され、第２ステージ２１ｂの上方に、描画ヘッド４１の数と原則として同じ数のセンサ要素５１が配置される。図１の例では、描画ヘッド４１の数は６であり、センサ要素５１の数は１２である。第１ステージ２１ａの上方においてセンサ要素５１のピッチ（すなわち、センサ要素５１のＸ方向における中心の間隔）は、描画ヘッド４１のピッチ（すなわち、描画ヘッド４１のＸ方向における中心の間隔）と同じである。第２ステージ２１ｂの上方においてもセンサ要素５１のピッチは、描画ヘッド４１のピッチと同じである。

各センサ要素５１は、下方に位置する第１ステージ２１ａまたは第２ステージ２１ｂに保持された基板９との間の距離を取得する。正確には、この測定により、基板９の上面９１上の測定位置とその上方のセンサ要素５１の特定の部分との間の距離が取得される。センサ要素５１の高さ方向の位置は予め測定により取得されており、センサ要素５１の高さ方向の位置と取得された距離とから測定位置の高さ方向の位置を求めることができる。したがって、センサ要素５１と測定位置との間の距離の測定は、実質的に測定位置の高さ方向の位置を取得することである。正確には、センサ要素５１からの出力値が制御部１０の後述のフォーカス制御部１１３にて測定位置の高さ方向の位置に変換される。変換には、例えば、１次関数が利用される。なお、測定位置は原則としてセンサ要素５１の真下の位置であるが、およそ下方の位置であればよく、真下であることには限定されない。

各センサ要素５１は、拡散反射方式を採用する。具体的には、センサ要素５１からレーザ光が投光レンズを介して基板９に照射され、基板９からの拡散反射光は、受光レンズを介して受光位置検出センサ（例えば、ＰＳＤ（Position Sensitive Detector）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor））にて受光され、受光位置が検出される。そして、受光位置からセンサ要素５１と基板９上の測定位置との間の距離が求められる。拡散反射方式のセンサは入手容易かつ安価であるが、測定精度は比較的低い。第１測距センサ５から出射される光の波長は、基板９の表面（すなわち、上面９１）を形成する感光材料に影響を与えない波長であれば任意の波長が採用されてよい。第１測距センサ５の光源は、好ましくは、可視光または赤外光の半導体レーザであり、より好ましくは可視光の半導体レーザである。

図２は、制御部１０が備えるコンピュータ１００の構成を示す図である。コンピュータ１００は、プロセッサ１０１と、メモリ１０２と、入出力部１０３と、バス１０４とを備える通常のコンピュータである。バス１０４は、プロセッサ１０１、メモリ１０２および入出力部１０３を接続する信号回路である。メモリ１０２は、プログラムおよび各種情報を記憶する。メモリ１０２は、例えば、ＲＡＭ（Ramdom Access Memory)や固定ディスクドライブである。プロセッサ１０１は、メモリ１０２に記憶されるプログラム等に従って、メモリ１０２等を利用しつつ様々な処理（例えば、数値計算や画像処理）を実行する。入出力部１０３は、操作者からの入力を受け付けるキーボード１０５およびマウス１０６、並びに、プロセッサ１０１からの出力等を表示するディスプレイ１０７を備える。なお、制御部１０は、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ：Programmable Logic Controller）や回路基板等であってもよく、これらと１つ以上のコンピュータとの組み合わせであってもよい。

図３は、コンピュータ１００により実現される制御部１０の機能構成をその周辺の機能構成と共に示すブロック図である。制御部１０は、撮像制御部１１１と、位置検出部１１２と、フォーカス制御部１１３と、描画制御部１１４と、記憶部１１５を備える。記憶部１１５は、主にメモリ１０２により実現される。記憶部１１５は、基板９に描画される予定のパターンのデータ（すなわち、描画用データ）や他の情報を記憶する。

撮像制御部１１１、位置検出部１１２、フォーカス制御部１１３および描画制御部１１４は、主にプロセッサ１０１により実現される。撮像制御部１１１は、撮像部３、第１移動機構２２ａおよび第２移動機構２２ｂを制御することにより、第１ステージ２１ａおよび第２ステージ２１ｂ上の基板９の上面９１上に設けられたマーク（パターンの一部であってもよい。）をアライメントカメラ３１によりに取得する。当該画像は、記憶部１１５へと送られて格納される。

位置検出部１１２は、当該画像を用いて基板９の位置（基板９の歪みを含む。）を検出する。描画制御部１１４は、移動機構２およびパターン描画部４を制御して、第１ステージ２１ａまたは第２ステージ２１ｂに保持された基板９に光を照射してパターンを描画する。このとき、位置検出部１１２により検出された基板９の位置を利用して、描画するパターンを補正しつつ描画が行われる。

パターン描画部４の各描画ヘッド４１は、既述のように、光源、光学系および光変調素子４１１を含む。なお、光源は、描画ヘッド４１と一体的に設けられてもよく、描画ヘッド４１から分離して設けられてもよい。光源が描画ヘッド４１と分離している場合、光源からの光は光ファイバ等を有する光学系を介して描画ヘッド４１に導入される。

図３に示すように、描画ヘッド４１は、第２測距センサ４１２とフォーカス変更部４１３とをさらに含む。第２測距センサ４１２は、パターンの描画を行っている基板９上の測定位置との間の距離を取得する。測定位置としては、描画位置または描画位置と同じ高さと見なすことができる位置が選択され、第２測距センサ４１２は、実質的に、描画ヘッド４１と基板９の上面９１との間の距離を測定する。正確には、第２測距センサ４１２は、基板９の上面９１の描画位置と、描画ヘッド４１に対して固定された位置であって描画位置の真上の位置との間の距離を取得する。ただし、第２測距センサ４１２が取得する距離は、描画ヘッド４１とその真下の位置との間の距離、あるいは、描画位置とその真上の位置との間の距離である必要はなく、これらの距離とみなすことができる所定の位置間の高さ方向の距離であればよい。すなわち、第２測距センサ４１２は、基板９の上面９１の描画位置からずれた位置と、描画ヘッド４１との間の高さ方向の距離を取得してもよい。

第２測距センサ４１２（あるいは描画ヘッド４１）の高さ方向の位置は予め測定により取得されており、第２測距センサ４１２の高さ方向の位置と取得された距離とから測定位置の高さ方向の位置を求めることができる。したがって、第２測距センサ４１２と測定位置との間の距離の測定は、実質的に測定位置の高さ方向の位置を取得することである。

第２測距センサ４１２は、第１測距センサ５と比べて精度の高い測定を行う。第２測距センサ４１２としては、例えば、基板９の表面に傾斜した光、例えばレーザ光を照射し、その正反射光の受光位置を精度の高い受光素子で検出する。第２測距センサ４１２は、受光位置に基づいて描画ヘッド４１と基板９との間の距離を取得する。第２測距センサ４１２としては、例えば、既述の特開２０１４－１９７１２５号公報に記載されたものを採用することができる。

フォーカス変更部４１３は、描画ヘッド４１から出射される光により形成される像のＺ方向の位置（すなわち、高さ方向の位置であり、以下、「フォーカス位置」とも呼ぶ。）を変更する。フォーカス変更部４１３は、例えば、描画ヘッド４１の光学系に含まれるフォーカスレンズと、フォーカスレンズを光軸に沿って移動する駆動部とを含む。フォーカスレンズは、１枚であっても２枚以上であってもよい。駆動部がフォーカスレンズの位置を光軸に沿って移動することにより、描画ヘッド４１から出射される光により形成される像の高さ方向の位置が変更される。

フォーカス制御部１１３は、第１測距センサ５の各センサ要素５１からの情報、および、第２測距センサ４１２からの情報を用いて、描画途上において、描画ヘッド４１から出射される光により形成される像のフォーカス位置を、描画位置における基板９の表面のＺ方向の位置と一致させる制御を行う。すなわち、基板９上の描画位置のＺ方向の位置は、描画位置の主走査方向の移動と共に僅かに上下に変動するが、フォーカス制御部１１３により、この変動に合わせて描画ヘッド４１から出射される光により形成される像のＺ方向の位置が変更される。なお、フォーカス制御部１１３による第１測距センサ５からの情報の利用については後述する。

第１測距センサ５の各センサ要素５１は、既述のように第２測距センサ４１２よりも精度が低く、安価である。これにより、描画装置１の製造コストの増大を抑制することができる。第１測距センサ５が複数のセンサ要素５１からなる場合、描画装置１の製造コストの増大をさらに抑制することができる。特に、図１の描画装置１のように、描画ヘッド４１の数の２倍の数のセンサ要素５１を設ける場合は、描画装置１の製造コストの増大を抑制する効果は大きい。

次に、図１に示す描画装置１による基板９へのパターンの描画の流れについて説明する。描画装置１では、大まかには、第１ステージ２１ａおよび第２ステージ２１ｂのうち一方のステージ上に保持された基板９に対して描画が行われている間に、他方のステージ上に基板９が搬入されてアライメント（すなわち、位置合わせ）等が行われる。そして、上記一方のステージ上に保持された基板９に対する描画が終了すると、上記他方のステージ上に保持された基板９に対する描画が開始される。また、当該他方のステージ上の基板９に対して描画が行われている間に、一方のステージ上から描画済みの基板９が搬出され、新たな基板９が当該一方のステージ上に搬入されてアライメント等の処理が行われる。

図４Ａおよび図４Ｂは、描画装置１における描画処理の流れの一例を示す図である。図４Ａおよび図４Ｂ中の左側のステップＳ１１～Ｓ１６は、第１ステージ２１ａ上における基板９への描画処理の流れを示し、図４Ａおよび図４Ｂ中の右側のステップＳ２１～Ｓ２６は、第２ステージ２１ｂ上における基板９への描画処理の流れを示す。また、図４Ａおよび図４Ｂ中の上下方向の同じ位置に位置するステップは、並行して行われる。具体的には、ステップＳ１１～Ｓ１５とステップＳ２６とは並行して行われる。また、ステップＳ１６とステップＳ２１～Ｓ２５とは並行して行われる。図４Ａおよび図４Ｂでは、描画装置１に最初に搬入される基板９および最後の搬出される基板９に対する動作の記載を省略している。

図４Ａおよび図４Ｂでは、第２搬送機構２ｂの第２ステージ２１ｂ上の基板９に対するパターンの描画が行われる状態から説明を開始する。また、図５～図１０は、描画処理中の描画装置１における第１ステージ２１ａおよび第２ステージ２１ｂのＹ方向における概略的な位置を示す概念図である。図５～図１０では、第１ステージ２１ａ、第１移動機構２２ａ、第２ステージ２１ｂおよび第２移動機構２２ｂを実線にて描き、アライメントカメラ３１、描画ヘッド４１の配列および第１測距センサ５のセンサ要素５１の配列を破線にて描く。

以下の説明では、Ｙ方向における第１ステージ２１ａの位置について、第１ステージ２１ａがアライメントカメラ３１および／または描画ヘッド４１と上下方向に重なる位置を「処理位置」と呼び、第１ステージ２１ａが第１移動機構２２ａの（－Ｙ）側の部位と上下方向に重なる位置を「搬出入位置」と呼び、第１ステージ２１ａが第１移動機構２２ａの（＋Ｙ）側の部位と上下方向に重なる位置を「待機位置」と呼ぶ。また、Ｙ方向における第２ステージ２１ｂの位置についても、第２ステージ２１ｂがアライメントカメラ３１および／または描画ヘッド４１と上下方向に重なる位置を「処理位置」と呼び、第２ステージ２１ｂが第２移動機構２２ｂの（－Ｙ）側の部位と上下方向に重なる位置を「搬出入位置」と呼び、第２ステージ２１ｂが第２移動機構２２ｂの（＋Ｙ）側の部位と上下方向に重なる位置を「待機位置」と呼ぶ。なお、上述の処理位置は、Ｙ方向における１点を指す概念ではなく、アライメントカメラ３１による基板９の撮像、および、描画ヘッド４１によるパターンの描画が行われるＹ方向の所定の範囲（すなわち、処理が行われる領域）を指す。

描画装置１では、図５に示すように、第２ステージ２１ｂが処理位置に位置し、描画ヘッド４１が第２描画位置に位置する状態で、第２ステージ２１ｂ上の基板９に対して、描画ヘッド４１によるパターンの描画が行われる（ステップＳ２６）。以下、第２ステージ２１ｂに保持された基板９または保持される予定の基板９を「第２基板９」と呼ぶ。「第２基板」とは、２番目の基板を意味せず、単に、第２ステージ２１ｂに関連する基板を意味する。ステップＳ２６では、描画制御部１１４（図３参照）によりパターン描画部４、第２移動機構２２ｂおよび描画ヘッド移動機構４２が制御されることにより、処理位置において（＋Ｙ）方向または（－Ｙ）方向へと移動する基板９に対してパターンの描画が行われる。

また、ステップＳ２６と並行して、搬出入位置に位置する第１ステージ２１ａから描画済みの基板９が搬出され、新たな基板９が第１ステージ２１ａ上に搬入されて保持される（ステップＳ１１，Ｓ１２）。以下、第１ステージ２１ａに保持された基板９または保持される予定の基板９を「第１基板９」と呼ぶ。「第１基板」とは、１番目の基板を意味せず、単に、第１ステージ２１ａに関連する基板を意味する。第１基板および後述の第２基板を区別しない場合は、単に「基板」と呼ぶ。

続いて、第１移動機構２２ａにより第１ステージ２１ａが（＋Ｙ）方向へと移動され、図６に示すように処理位置に位置する。図６に示す状態では、第２ステージ２１ｂは処理位置に位置したままであり、第２ステージ２１ｂ上の基板９に対する描画が行われている。また、アライメントカメラ３１はカメラ位置切替部３２により第１ステージ２１ａ（第１基板保持部）に保持された第１基板９と対向する第１撮像位置に位置する。なお、アライメントカメラ３１の間隔は、第１基板９のサイズに合わせて予め調整されている。

第１ステージ２１ａが処理位置に位置すると、撮像制御部１１１（図３参照）により第１移動機構２２ａが制御されることにより、第１ステージ２１ａが所定の速度で（＋Ｙ）方向に移動する。撮像制御部１１１によるアライメントカメラ３１の制御により、第１基板９上のアライメントマーク（図示省略）がアライメントカメラ３１の下方に位置した瞬間に撮像が行われ、取得された画像が位置検出部１１２へと送られる。なお、撮像時に第１ステージ２１ａの移動は停止してもよい。撮像は、第１基板９上の各アライメントマークに対して行われる。位置検出部１１２では、当該画像に対して基準画像を用いたパターンマッチングが行われる。当該パターンマッチングは、例えば、公知のパターンマッチング法（例えば、幾何学形状パターンマッチングや正規化相関サーチ等）により行われる。これにより、当該画像中におけるアライメントマークの位置が求められ、第１ステージ２１ａに対する第１基板９の位置が検出される（ステップＳ１３）。以下、位置検出部１１２により取得される基板９の位置に関する情報を「アライメント情報」と呼ぶ。

位置検出部１１２により検出される第１基板９の位置とは、基板保持部である第１ステージ２１ａに対する第１基板９のＸ方向およびＹ方向における座標、第１基板９の向き（すなわち、回転位置）、並びに、第１基板９の歪み等による変形を示す情報を含む。また、第１基板９の変形を示す情報とは、変形している第１基板９の形状、および、当該第１基板９上における描画領域の位置等の情報である。位置検出部１１２では、検出されたアライメント情報に基づいて、第１ステージ２１ａ上の第１基板９用の描画データの補正（すなわち、アライメント処理）が行われる。なお、第１移動機構２２ａが第１ステージ２１ａをＺ方向を向く軸を中心として回転する機能を有する場合、アライメント情報に基づいて第１基板９の回転が行われてもよい。第１基板９に関するアライメントの上記説明は、後述の第２基板９に対する処理においても同様である。

第１基板９の（－Ｙ）側の部位が第１測距センサ５の下方を通過する際には、第１ステージ２１ａ側の６個のセンサ要素５１からの出力が制御部１０の記憶部１１５に記録される。すなわち、各センサ要素５１から、当該センサ要素５１と第１基板９の上面９１との間の距離が繰り返し出力され、制御部１０の記憶部１１５に記録される。センサ要素５１と第１基板９の上面９１との間の距離は、センサ要素５１による測定位置における基板９の上面９１の高さ方向の位置に対応する。したがって、上記測定により、測定位置の移動範囲における第１基板９の上面９１の高さの方向の位置の変動が取得される。以下、測定位置または描画位置における基板９の上面９１の高さ方向の位置を「表面高さ位置」ともいう。各センサ要素５１にて取得された情報から得られた第１基板９の多数の測定位置における表面高さ位置から、フォーカス制御部１１３は最頻値を求める（ステップＳ１４）。以下、最頻値を「プリフォーカス情報」と呼ぶ。第１測距センサ５のセンサ要素５１の数と同数のプリフォーカス情報が取得される。

基板９にはスルーホールや段差等の基板９の上面９１の高さとすべきではない測定位置が存在する。各センサ要素５１にて取得された第１基板９の多数の表面高さ位置の最頻値を第１基板９の上面９１の高さ方向の位置として採用することにより、多数の表面高さ位置を代表する正しい表面高さ位置を得ることができる。なお、「最頻値」とは、高さ方向の位置を複数の小範囲に分割し、各センサ要素５１にて取得された多数の表面高さ位置を各小範囲に属するものに区分し、最も多くの表面高さ位置が属する小範囲の中央値が多数の測定位置を代表する正しい表面高さ位置として採用される。

基板９上の各センサ要素５１の測定位置の移動範囲は、後の工程でのいずれかの描画ヘッド４１が描画を開始する際の描画位置の移動の奇蹟と重なる。すなわち、各センサ要素５１のＸ方向の位置は、後の描画時におけるいずれかの描画ヘッド４１の描画開始時のＸ方向の位置と一致する。したがって、第１測距センサ５の各センサ要素５１（正確には、第１基板９側の各センサ要素５１）は、第１基板保持部である第１ステージ２１ａに保持された第１基板９上の描画開始位置近傍の（主走査方向に並ぶ）複数の位置に測定位置を位置させつつ当該複数の位置までの複数の距離を取得する。そして、フォーカス制御部１１３は、取得された複数の距離のうち、最も頻度が高い距離を第１測距センサ５の各センサ要素５１と第１基板９との間の距離として利用する。既述のように、各センサ要素５１と第１基板９との間の距離は、実質的に描画開始時の描画位置における基板９の表面高さ位置を示すプリフォーカス情報である。

第２ステージ２１ｂ（第２基板保持部）に保持された第２基板９にパターンが描画される間に、第１基板９からのアライメント情報およびプリフォーカス情報の取得が完了すると、第１移動機構２２ａにより第１ステージ２１ａがさらに（＋Ｙ）方向へと移動され、図７に示すように待機位置に位置する（ステップＳ１５）。図７に示す状態では、第２ステージ２１ｂは処理位置（正確には、描画を行うための一定範囲を有する位置）に位置したままであり、第２基板９に対する描画が行われている。第１ステージ２１ａは、第２基板９に対する描画が終了するまで、待機位置にて待機する。

第２基板９に対する描画（ステップＳ２６）が終了すると、第２移動機構２２ｂにより第２ステージ２１ｂが（－Ｙ）方向へと移動され、第２ステージ２１ｂは図８に示すように搬出入位置に位置する。また、この動作と並行して、第１移動機構２２ａにより第１ステージ２１ａが（－Ｙ）方向へと移動され、処理位置に位置する。さらに、アライメントカメラ３１は、第１撮像位置から第２ステージ２１ｂ（第２基板保持部）に保持された第２基板９と対向する（正確には、撮像時に対向する）第２撮像位置へと移動され、描画ヘッド４１は、第２描画位置から第１描画位置へと移動される。そして、上述のアライメント処理済みの描画データ等に基づいて、描画制御部１１４によりパターン描画部４および第１移動機構２２ａが制御されることにより、処理位置においてＹ方向へと移動する第１ステージ２１ａ上の第１基板９に対してパターンの描画が行われる（ステップＳ１６）。

図１１は、第１基板９に対して描画が行われる様子を説明するための図である。第２基板９に対する描画も同様である。したがって、以下の図１１に関する説明では、第１基板９および第２基板９を区別することなく、「基板９」と総称する。図１１では、６個の描画ヘッド４１を破線にて示している。基板９上に描かれた１８個のＹ方向に長い領域８のそれぞれは、基板９がＹ方向に移動する際に１つの描画ヘッド４１が描画を行う領域を示す。描画ヘッド４１の光変調素子４１１としてＤＭＤが用いられ、ＤＭＤの矩形の像が基板９上にて傾斜して投影される場合は、正確には、複数の領域８はＸ方向において僅かに重なる。

太い実線にて示す矢印８１は、複数の描画ヘッド４１の描画位置の最初の移動を示す。すなわち、基板９が（－Ｙ）方向に移動することにより、描画位置が基板９上を相対的に（＋Ｙ）方向に移動することを示している。描画位置が領域８の（＋Ｙ）側の端部まで移動すると、描画ヘッド移動機構４２により描画ヘッド４１が（＋Ｘ）方向にステップ移動し、これにより、描画位置が基板９上を（＋Ｘ）方向にステップ移動する。そして、基板９が（＋Ｙ）方向に移動することにより、破線の矢印８２にて示すように、描画位置が（－Ｙ）方向に移動し、２番目の領域８への描画が行われる。描画位置が２番目の領域８の（－Ｙ）側の端部まで移動すると、描画ヘッド移動機構４２により描画ヘッド４１が（＋Ｘ）方向にステップ移動し、これにより、描画位置が基板９上を（＋Ｘ）方向にステップ移動する。そして、基板９が（－Ｙ）方向に移動することにより、破線の矢印８３にて示すように、描画位置が（＋Ｙ）方向に移動し、３番目の領域８への描画が行われる。

図１１の例の場合、基板９に対して描画ヘッド４１がＹ方向に１往復半移動することにより、描画が完了する。なお、既述のように、描画ヘッド４１の数や領域８の幅は様々に変更されてよい。好ましくは、描画ヘッド４１の数は２以上である。また、基板９に対して描画ヘッド４１がＹ方向、すなわち、主走査方向に１回だけ移動することにより、描画が完了してもよいし、主走査方向に２回以上移動することにより、描画が完了してもよい。第１基板９ついて一般的に表現すれば、変調された光を描画ヘッド４１から第１基板９に向けて出射しつつ、描画ヘッド４１を第１ステージ２１ａ（第１基板保持部）に対して相対的に移動することにより、当該第１基板９にパターンが描画される。第２基板９の場合についても第１ステージ２１ａが第２ステージ２１ｂ（第２基板保持部）に置き換えられる点を除いて同様である。

なお、描画が完了するまでの主走査方向の移動が奇数回の場合、描画が完了した時点の基板９の位置と搬出入位置とを近づけるために、描画ヘッド４１に対して待機位置は搬出入位置とは反対側であることが好ましい。逆に、描画が完了するまでの主走査方向の移動が偶数回の場合、描画が完了した時点の基板９の位置と搬出入位置とを近づけるために、描画ヘッド４１に対して待機位置と搬出入位置とは同じ側であることが好ましい。

最初の領域８への描画が開始される際に、ステップＳ１４にて取得されたプリフォーカス情報が利用される。描画装置１では、非常に精密な描画が行われる。そのため、基板９の表面の描画位置の高さ方向の位置、すなわち、表面高さ位置と、描画ヘッド４１からの光の像が形成される高さ方向の位置（以下、「像高さ位置」という。）との微小なずれも許容されない。描画が連続的に行われている間は、描画ヘッド４１の第２測距センサ４１２は、表面高さ位置を測定し、測定結果に基づいて制御部１０のフォーカス制御部１１３は描画ヘッド４１のフォーカス変更部４１３を制御する。すなわち、描画ヘッド４１内のフォーカスレンズを光軸に沿って微小に移動する。これにより、描画位置が基板９に平行に移動しても描画位置における表面高さ位置と像高さ位置とが正確に一致する。しかし、描画の開始時点では第２測距センサ４１２からの信頼性の高い情報が無いため、実際の表面高さ位置と制御前の像高さ位置とが大きくずれる可能性がある。特に、基板９に反りが存在する場合、基板９の端の方で、表面高さ位置と像高さ位置とが大きくずれることがある。像高さ位置の変更の速度には限りがあるため、表面高さ位置と像高さ位置とが大きくずれていると、表面高さ位置と像高さ位置とを合わせるには時間を要し、描画を開始してからしばらくの間、表面高さ位置と像高さ位置とを合わせることができないという問題が生じる。

そこで、描画装置１では、第１測距センサ５を設けることにより、描画開始前にプリフォーカス情報として、描画開始時の描画位置の基板９の表面の高さ方向の位置、すなわち、描画開始時の表面高さ位置を取得しておき、描画開始前に表面高さ位置と像高さ位置とを近づけておくことにより、描画開始直後からの速やかなオートフォーカス制御を実現している。正確には、第１測距センサ５の各センサ要素５１にて得られたプリフォーカス情報、すなわち、各センサ要素５１と基板９との間の距離が、対応する描画ヘッド４１と基板９との間の距離に変換されることにより、描画開始時のオートフォーカス制御に利用される。変換による描画ヘッド４１と基板９との間の距離の取得は、実質的に描画開始位置における表面高さ位置の取得と同等である。また、１つの領域８の描画が完了して次の領域８の描画が開始される際の表面高さ位置は、前の領域８の描画終了時に第２測距センサ４１２から得られた表面高さ位置を用いることができる。

第１測距センサ５を設けることにより、描画開始前に描画ヘッド４１の第２測距センサ４１２を用いて描画開始位置における表面高さ位置を測定する動作が不要となる。仮に、第１測距センサ５が設けられない場合、描画開始前に描画ヘッド４１を基板９に対して主走査方向に一定距離走査し、第２測距センサ４１２からの出力を用いて描画開始位置における表面高さ位置を取得する必要がある。これに対し、描画装置１では、第１測距センサ５からの情報を利用して、描画ヘッド４１を描画開始位置に位置させた直後から描画を開始することができ、描画装置１のスループットを向上することができる。

描画装置１では、図４Ｂに示すように、第１ステージ２１ａ上の第１基板９への描画（ステップＳ１６）と並行して、搬出入位置に位置する第２ステージ２１ｂから、描画済みの第２基板９が搬出され、新たな第２基板９が第２ステージ２１ｂ上に搬入されて保持される（ステップＳ２１，Ｓ２２）。続いて、第２移動機構２２ｂにより第２ステージ２１ｂが（＋Ｙ）方向へと移動され、ステップＳ１３，Ｓ１４と同様に、撮像制御部１１１の制御により、第２基板９のアライメント情報が取得され、これとほぼ並行してプリフォーカス情報が取得される（ステップＳ２３，Ｓ２４）。これらの動作は、第１基板９に対する上記説明において、第１基板９を第２基板９に、第１ステージ２１ａを第２ステージ２１ｂに、第１移動機構２２ａを第２移動機構２２ｂに、第１撮像位置を第２撮像位置に置き換えたものと同様である。

すなわち、撮像制御部１１１の制御により、図９に示すように第２基板９が処理位置に移動し、第２基板９が（＋Ｙ）方向に移動されつつアライメントマークがアライメントカメラ３１の下方に位置した瞬間に撮像が行われ、位置検出部１１２により第２基板９のアライメント情報が取得される（ステップＳ２３）。そして、第２基板９用の描画データの補正（すなわち、アライメント処理）が行われる。

第２基板９の（－Ｙ）側の部位が第１測距センサ５の下方を通過する際には、第２ステージ２１ｂ側の６個のセンサ要素５１からの出力が記憶部１１５に記録される。各センサ要素５１にて取得された情報から得られた第２基板９の上面９１の高さ方向の位置の多数の値（表面高さ位置）から、フォーカス制御部１１３は最頻値をプリフォーカス情報として求める（ステップＳ２４）。プリフォーカス情報は、描画開始時の対応する描画位置における第２基板９の上面９１の高さ方向の位置（表面高さ位置）を示す。

第１ステージ２１ａ（第１基板保持部）に保持された第１基板９にパターンが描画される間に、第２基板９からのアライメント情報およびプリフォーカス情報の取得が完了すると、第２移動機構２２ｂにより第２ステージ２１ｂがさらに（＋Ｙ）方向へと移動され、図１０に示すように待機位置に位置する（ステップＳ２５）。図１０に示す状態では、第１基板９に対する描画が行われている。第２ステージ２１ｂは、第１基板９に対する描画が終了するまで、待機位置にて待機する。

第１基板９に対する描画が終了すると、描画ヘッド４１は第２描画位置に移動し、アライメントカメラ３１は第１撮像位置に移動する。そして、図４Ａを参照して説明したように、第２基板９への描画が開始され（ステップＳ２６）、第２基板９への描画中に第１基板９の搬出および次の第１基板９の搬入（ステップＳ１１，Ｓ１２）、並びに、第１基板９に関するアライメント情報およびプリフォーカス情報の取得（ステップＳ１３，Ｓ１４）が行われ、第１基板９が待機位置に位置する（ステップＳ１５）。

第２基板９への描画の開始時においても、第１測距センサ５によりステップＳ２４にて取得されたプリフォーカス情報を利用して、速やかにオートフォーカス制御の開始が実現される。この動作は、第１基板９の場合と同様である。第１測距センサ５を設けることにより、描画開始前に描画ヘッド４１の第２測距センサ４１２を用いて描画開始位置における表面高さ位置を測定する動作が不要となる。その結果、描画ヘッド４１を第２描画位置に位置させた直後から描画を開始することができ、描画装置１のスループットを向上することができる。

図１２は、描画装置１の撮像部３および第１測距センサ５に関連する構造の他の例を示す平面図である。図１２は、第１ガントリー部７２に設けられる構造を示し、描画装置１の他の構造は図１と同様である。

図１２の第１ガントリー部７２の梁部には、Ｘ方向に延びるカメラ位置切替部３２が設けられる。カメラ位置切替部３２は、カメラベース３３を矢印３４にて示すようにＸ方向に移動する。カメラベース３３には２つのアライメントカメラ３１が設けられる。一方のアライメントカメラ３１はカメラ位置調整部３５を介してカメラベース３３に取り付けられる。カメラ位置調整部３５は、アライメントカメラ３１をカメラベース３３に対してＸ方向に相対的に移動する。カメラ位置調整部３５には様々な機構が採用されてよく、例えば、リニアサーボモータやボールネジにモータが取り付けられたものが用いられる。

カメラ位置調整部３５により、２つのアライメントカメラ３１の間隔が変更される。また、カメラ位置切替部３２により、２つのアライメントカメラ３１の位置は、第１ステージ２１ａおよび第１基板９と対向する（正確には、第１移動機構２２ａと対向する）第１撮像位置と、第２ステージ２１ｂおよび第２基板９と対向する（正確には、第２移動機構２２ｂと対向する）第２撮像位置とに間で切り替えられる。なお、図１の説明では簡略化したが、カメラベース３３およびカメラ位置調整部３５は、図１の描画装置１においても設けられる。カメラベース３３は、カメラ位置切替部３２の一部と捉えられてもよい。アライメントカメラ３１の数が１つの場合、カメラ位置調整部３５は設けられない。アライメントカメラ３１が３以上の場合は、１つのアライメントカメラ３１を除いた他のアライメントカメラ３１の全てに個別にカメラ位置調整部３５が設けられてもよい。なお、アライメントカメラ３１の数が２以上であっても、全てのアライメントカメラ３１の位置がカメラベース３３に対して固定されてもよい。

図１２では、図１の場合と異なり、第１測距センサ５がカメラベース３３に固定される。図１２の例では、第１測距センサ５の６個のセンサ要素５１がカメラベース３３に固定される。好ましくは、センサ要素５１のＸ方向の間隔、すなわち、Ｘ方向のピッチは、描画ヘッド４１のＸ方向のピッチと同じである。もちろん、センサ要素５１のＸ方向のピッチは、描画ヘッド４１のＸ方向のピッチと異なってもよい。センサ要素５１の数は、好ましくは描画ヘッド４１の数と同じであるが、異なってもよい。センサ要素５１の数は、好ましくは２以上であるが、１でもよい。

図１２に示す構造を有する描画装置１の動作は、第１測距センサ５がアライメントカメラ３１と共にＸ方向に移動するという点を除いて、図４Ａおよび図４Ｂを参照して説明した動作を同様である。すなわち、第２基板９にパターンが描画されている間に（ステップＳ２６）、第１基板９の搬出および搬入が行われ（ステップＳ１１,Ｓ１２）、アライメント情報およびプリフォーカス情報の取得が行われ（ステップＳ１３，Ｓ１４）、第２基板９へのパターンの描画が完了するまで第１基板９は待機位置で待機する（ステップＳ１５）。そして、第２基板９へのパターンの描画が完了すると、描画ヘッド４１は第２描画位置から第１描画位置へと移動し、これと同時にアライメントカメラ３１が第１撮像位置から第２撮像位置へと移動する。これにより、第１測距センサ５も第１移動機構２２ａと対向する位置（測定時に、第１ステージ２１ａおよび第１基板９と対向する位置）から第２移動機構２２ｂと対向する位置（測定時に、第２ステージ２１ｂおよび第２基板９と対向する位置）へと移動する。

その後、第１基板９にパターンが描画されている間に（ステップＳ１６）、第２基板９の搬出および搬入が行われ（ステップＳ２１,Ｓ２２）、アライメント情報およびプリフォーカス情報の取得が行われ（ステップＳ２３，Ｓ２４）、第１基板９へのパターンの描画が完了するまで第２基板９は待機位置で待機する（ステップＳ２５）。第１基板９へのパターンの描画が完了すると、描画ヘッド４１は第１描画位置から第２描画位置へと移動し、これと同時にアライメントカメラ３１が第２撮像位置から第１撮像位置へと移動する。これにより、第１測距センサ５も第２移動機構２２ｂと対向する位置から第１移動機構２２ａと対向する位置へと移動する。第１基板９および第２基板９への描画が開始される際には、既述のように、事前に取得されたプリフォーカス情報が利用される。これにより、描画装置１におけるスループットを向上することができる。

図１や図１２に示す第１測距センサ５（第１測距センサ５が複数のセンサ要素５１を含む場合は各センサ要素５１（以下同様））は、拡散反射方式のセンサには限定されない。例えば、正反射方式や他の方式が可能な範囲内で採用されてもよい。拡散反射方式のセンサは、安価に入手できる一方で、測定に用いる光の測定対象に対する透過率が高い場合に、透過率が低い場合と同等に測定を行うことができないという短所を有する。そこで、測定に用いる光の測定対象に対する透過率が高い場合には、図１３に示すように、描画装置１のフォーカス制御部１１３には、第１測距センサ５により取得された第１測距センサ５（の各センサ要素５１）から基板９上の測定位置までの距離を補正する補正部１２が設けられる。すなわち、測定される表面高さ位置が補正される。上記実施の形態の場合は、補正部１２は、プリフォーカス情報を補正する。なお、図１３ではフォーカス制御部１１３および第１測距センサ５のみを示し、他の構成要素の図示は省略している。

補正は、第１測距センサ５から出射される光の波長に対する基板９の表面およびその近傍を形成する材料の透過率が５０％以上、好ましくは６０％以上、さらに好ましくは７０％以上の場合に行われることが好ましい。基板９の表面およびその近傍を形成するこのような材料は、レジスト膜が形成された青板ガラスまたはレジスト膜が形成されたドライフィルム（例えば、ポリエチレンテレフタレート）である。レジスト膜の上にさらに保護膜が存在してもよい。もちろん、補正が必要な材料は、これらの材料には限定されない。第１測距センサ５から出射される光の波長は、基板９の上面９１を形成する感光材料に影響を与えない波長であればよい。好ましくは、波長６００ｎｍ以上の可視光または赤外光である。例えば、波長は６６０ｎｍである。

補正部１２による補正が必要な場合は、例えば、予め校正作業により第１測距センサ５からの出力と距離との関係を示す関数（あるいは、出力と表面高さ位置との関係を示す関数）を求めておき、補正部１２は、この関数に第１測距センサ５からの出力を当てはめることにより第１測距センサ５と基板９との間の距離を求める。関数は好ましくは１次関数である。補正部１２を設けることにより、測定に用いる光に対して基板９の表面を形成する材料が透過性を有する場合であっても、拡散方式のセンサを第１測距センサ５として利用することができる。

上述の描画装置１では、様々な変更が可能である。

描画ヘッド４１は、２次元に空間変調された光を出射するものには限定されず、主走査方向と交差する方向に延びる線状であって１次元に空間変調された光を出射するものであってもよい。さらには、描画ヘッド４１は、スポット状の光を出射し、この光を主走査と交差する方向に走査しつつ変調してもよい。描画ヘッド４１として、変調された光を出射する様々な形態のものが採用可能である。

基板９を保持する基板保持部は、第１ステージ２１ａや第２ステージ２１ｂといったステージ状のものには限定されない。第１基板９を保持する第１基板保持部および第２基板９を保持する第２基板保持部としては様々な形態のものが採用可能である。例えば、第１基板保持部および第２基板保持部は、基板９の外縁部を爪状のもので保持してもよく、基板９の下面の中央を吸着保持してもよい。

移動機構２は、上記実施の形態にて示したものには限定されない。移動機構２は、描画ヘッド４１から出射される光により第１基板保持部に保持された第１基板９にパターンが描画される間、描画ヘッド４１を第１基板保持部に対して相対的に移動し、描画ヘッド４１から出射される光により第２基板保持部に保持された第２基板９にパターンが描画される間、描画ヘッド４１を第２基板保持部に対して相対的に移動する。ここで、第１基板９への描画時の第１基板９の移動と、第２基板９に対する測定時の第２基板９の移動とは独立して行われることが好ましいことから、移動機構２は、好ましくは、描画ヘッド４１および第１測距センサ５に対して第１基板９を相対的に水平に移動する第１基板移動機構（上述の第１移動機構２２ａとは異なり、広い定義である。）と、第１基板移動機構から独立して描画ヘッド４１および第１測距センサ５に対して第２基板９を相対的に水平に移動する第２基板移動機構（上述の第２移動機構２２ｂとは異なり、広い定義である。）とを含む。

さらに、描画中は、描画ヘッド４１の位置をできるだけ固定して描画ヘッド４１と第１基板９および第２基板９との間の位置ずれを最小限に抑えることが好ましいことから、第１基板移動機構は、図１に示すように、第１基板９を主走査方向に直進させる第１移動機構２２ａを含むことが好ましく、第２基板移動機構も第２基板９を主走査方向に直進させる第２移動機構２２ｂを含むことが好ましい。

図１の例では、基板９の位置を「搬出入位置」、「処理位置」および「待機位置」のいずれかとして説明したが、例えば、「搬出入位置」と「待機位置」とが同じ位置であってもよい。さらに、基板９の搬出入を行うロボットの構造によっては、「搬出入位置」と「処理位置」とが重なってもよい。この場合、基板９は、描画時の移動範囲内でのみ移動するのみでもよい。

図１の例では、描画ヘッド４１をＸ方向に移動させる描画ヘッド移動機構４２により、描画ヘッド４１が第１基板保持部と対向する位置と、第２基板保持部と対向する位置との間で切り替えられる。したがって、移動機構２は、概念的には、描画ヘッド４１を第１基板保持部と対向する位置と第２基板保持部と対向する位置との間で切り替えるヘッド位置切替部を含む。ヘッド位置切替部は、描画時に描画ヘッドをＸ方向に移動する機構と分離して設けられてもよい。したがって、移動機構２は、第１基板移動機構、第２基板移動機構およびヘッド位置切替部を含む。

第１測距センサ５は、第２基板保持部に保持された第２基板９にパターンが描画される間に、第１基板保持部に保持された第１基板９と対向して第１基板９上の測定位置との間の距離を取得し、さらに、第１基板保持部に保持された第１基板９にパターンが描画される間に、第２基板保持部に保持された第２基板９と対向して第２基板９上の測定位置との間の距離を取得する。この動作を実現するために、図１では、第１測距センサ５が、第１基板保持部の上方において絶対位置が固定されたセンサ要素５１と、第２基板保持部の上方において絶対位置が固定されたセンサ要素５１とを含む。ここで、「絶対位置」とは、描画装置１のフレーム７が設置される空間（すなわち、部屋）に対する位置を指す。なお、センサ要素５１の絶対位置は、センサ要素５１がガントリー部７４以外の部位に固定されることにより実現されてもよい。

センサ要素５１の絶対位置を固定することにより、センサ要素５１にて取得された距離の誤差を小さく抑えることができ、オートフォーカス制御に容易に利用することができる。センサ要素５１の絶対位置を固定する場合、図１２の場合よりもセンサ要素５１の数は多くなるが、センサ要素５１は安価なセンサであるため、装置製造コストは大幅に増大することはない。

第１基板保持部（図１の場合、第１ステージ２１ａ）の上方において絶対位置が固定されたセンサ要素５１の数は１でもよく、２以上であってもよい。第２基板保持部（図１の場合、第２ステージ２１ｂ）の上方において絶対位置が固定されたセンサ要素５１の数は１でもよく、２以上であってもよい。図１の例の場合、センサ要素５１の最小数は２である。

１つの基板９に同時に対向するセンサ要素５１の数が２以上の場合は、第１測距センサ５が、第１測距センサ５と基板９上の測定位置との間の距離を取得することは、各センサ要素５１と基板９上の対応する測定位置との間の距離を取得することを意味する。１つの基板９に対向するセンサ要素５１の数が１の場合は、第１測距センサ５が、第１測距センサ５と基板９上の測定位置との間の距離を取得することは、１つのセンサ要素５１と基板９上の対応する測定位置との間の距離を取得することを意味する。

図１２の例の場合、第１ステージ２１ａである第１基板保持部および第２ステージ２１ｂである第２基板保持部に対する第１測距センサ５の相対位置は、カメラ位置切替部３２により、第１基板保持部に保持された第１基板９と対向する位置と第２基板保持部に保持された第２基板９と対向する位置との間でアライメントカメラ３１と共に切り替えられる。この場合、第１測距センサ５のセンサ要素５１の数の最小値は１である。なお、第１測距センサ５は、アライメントカメラ３１と共に移動するのであれば、カメラベース３３以外の部位に固定されてもよい。カメラ位置切替部３２は、第１基板保持部および第２基板保持部に対するアライメントカメラ３１の相対位置を、第１基板保持部に保持された第１基板９と対向する位置と、第２基板保持部に保持された第２基板９と対向する位置との間で切り替えるものであれば、様々な構造が採用されてよい。

上記描画装置１では、フォーカス制御部１１３は、第１測距センサ５にて取得されたプリフォーカス情報を利用することにより、描画ヘッド４１のフォーカス位置（像高さ位置）を基板９の表面の位置（表面高さ位置）に近づけておき、描画ヘッド４１が第１または第２描画位置に配置されると直ぐにオートフォーカス制御を行いつつパターンの描画を開始することを実現している。しかし、第１測距センサ５にて取得される情報は、上記のように取得されるプリフォーカス情報には限定されない。

例えば、上記実施の形態では、最初の主走査を開始する位置における表面高さ位置を取得しているが、（＋Ｙ）方向および（－Ｙ）方向の全ての主走査を開始する位置における表面高さ位置が取得されてもよい。さらには、全ての主走査の全長における表面高さ位置の変動を第１測距センサ５にて取得しておき、この情報を第２測距センサ４１２を利用しつつパターンを描画する際に利用してもよい。例えば、各主走査において第２測距センサ４１２を利用するオートフォーカス制御がエラーになりそうな位置を第１測距センサ５にて検出しておき、描画の際の制御エラーの防止に利用してもよい。いずれの場合であっても、第１測距センサ５による測定は、上記ステップＳ１４，Ｓ２４にて行われる。以上のように、フォーカス制御部１１３は、パターンの描画前に第１測距センサ５により基板９から取得された情報と、当該基板９にパターンを描画中に第２測距センサ４１２から取得される情報とを様々な態様して利用しつつフォーカス変更部４１３を制御してよい。

フォーカス制御部１１３が第１測距センサ５からの情報と第２測距センサ４１２からの情報とを利用することにより、一方の基板保持部に保持された基板９にパターンを描画中に、他方の基板保持部に保持された基板９から第１測距センサ５による情報を取得しておき、当該他方の基板保持部に保持された基板にパターンの描画を行う際に第１測距センサにより取得された情報を利用することにより、パターンを描画する際のフォーカス制御を効率よく行うことができ、スループットを向上することができる。

上記実施の形態では、描画開始位置近傍を第１測距センサ５にて測定を行い、プリフォーカス情報としてセンサ要素５１と基板９との間の距離の最頻値が取得されるが、プリフォーカス情報は距離の平均値や中央値であってもよい。これらの情報であっても、描画ヘッド４１が、第１基板保持部または第２基板保持部に保持された基板９にパターンの描画を開始する前に、フォーカス制御部１１３が、第１測距センサ５により取得された情報を用いて、描画ヘッド４１から出射される光のフォーカス位置（像高さ位置）を描画開始時の基板９の表面高さ位置に近づけることができる。

図１の例の場合、好ましくは、第１測距センサ５のセンサ要素５１の数は、描画ヘッド４１の数の２倍である。これにより、各描画ヘッド４１が描画を開始する位置における描画ヘッド４１と基板９との間の距離を取得することができる。図１２の例の場合、好ましくは、第１測距センサ５のセンサ要素５１の数は、描画ヘッド４１の数と同じである。しかし、第１測距センサ５のセンサ要素５１の数は上記例には限定されない。センサ要素５１の測定位置が、描画ヘッド４１の描画開始位置と一致しない場合であっても、複数のセンサ要素５１の測定値を、例えば線形補間することにより、各描画ヘッド４１の描画開始位置における描画ヘッド４１と基板９との間の距離（あるいは、表面高さ位置）を取得することができる。

描画装置１では、第１搬送機構２ａは、第１基板保持部（第１ステージ２１ａ）をＸ方向に移動する移動機構、Ｚ方向に延びる回転軸を中心として第１基板保持部を回転する回転機構、および、第１基板保持部をＺ方向に移動する昇降機構のうち、１つ以上をさらに備えていてもよい。当該移動機構および昇降機構として、例えば、リニアサーボモータが利用可能である。また、当該回転機構として、例えば、サーボモータが利用可能である。当該移動機構、回転機構および昇降機構の構造は、様々に変更されてよい。第２搬送機構２ｂについても第１搬送機構２ａと同様である。

描画装置１では、基板保持部の数は３以上でもよい。この場合、同一の基板９への描画時に同時に利用される１以上の描画ヘッド４１（以下、「描画ヘッド群」という。）の数は基板保持部の数未満（かつ、１以上）であり、同一の基板９に対する撮像時に同時に利用される１以上のアライメントカメラ３１（以下、「カメラ群」という。）の数も基板保持部の数未満（かつ、１以上）であり、第１測距センサ５（すなわち、同一の基板９に対する測定時に同時に利用される１以上のセンサ要素５１）の数も基板保持部の数未満（かつ、１以上）であることが好ましい。各基板保持部で実行される処理は、上記第１基板保持部および第２基板保持部に関して行われる処理を同様である。

上記構成により、基板保持部の数よりも少ない数の描画ヘッド群、基板保持部の数よりも少ない数のカメラ群および基板保持部の数よりも少ない数の第１測距センサ５により、いずれかの基板９に描画を行っている間に、他の基板９のアライメント情報および第１測距センサ５からの情報の取得が可能となり、スループットを向上することができる。一般的に、パターンの描画動作に時間を要することから、描画ヘッド群の数は基板保持部の数よりも１だけ少ないことが好ましい。

上述の基板９は、必ずしもプリント回路基板には限定されない。描画装置１では、例えば、半導体基板、液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等のフラットパネル表示装置用のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、太陽電池パネル用の基板等に描画が行われてもよい。

上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。

１ 描画装置
２ 移動機構
５ 第１測距センサ
９ 基板（第１基板、第２基板）
１２ 補正部
２１ａ 第１ステージ（第１基板保持部）
２１ｂ 第２ステージ（第２基板保持部）
３１ アライメントカメラ
３２ カメラ位置切替部
４１ 描画ヘッド
５１ センサ要素
１１３ フォーカス制御部
４１２ 第２測距センサ
４１３ フォーカス変更部
Ｓ１１～Ｓ１６，Ｓ２１～Ｓ２６ ステップ

Claims (8)

1. 基板に光を照射することにより、前記基板にパターンを描画する描画装置であって、
   変調された光を出射する描画ヘッドと、
   第１基板を保持する第１基板保持部と、
   第２基板を保持する第２基板保持部と、
   前記描画ヘッドから出射される光により前記第１基板保持部に保持された第１基板にパターンが描画される間、前記描画ヘッドを前記第１基板保持部に対して相対的に移動し、前記描画ヘッドから出射される光により前記第２基板保持部に保持された第２基板にパターンが描画される間、前記描画ヘッドを前記第２基板保持部に対して相対的に移動する移動機構と、
   前記第２基板保持部に保持された第２基板にパターンが描画される間に、前記第１基板保持部に保持された第１基板と対向して前記第１基板上の測定位置との間の距離を取得し、前記第１基板保持部に保持された第１基板にパターンが描画される間に、前記第２基板保持部に保持された第２基板と対向して前記第２基板上の測定位置との間の距離を取得する第１測距センサと、
   パターンの描画中に前記描画ヘッドから出射される光のフォーカス位置を前記パターンが描画される基板の表面の高さ方向の位置に合わせる制御を行うフォーカス制御部と、
   を備え、
   前記描画ヘッドが、
   パターンの描画を行っている基板上の測定位置との間の距離を取得する第２測距センサと、
   前記描画ヘッドから出射される光のフォーカス位置を変更するフォーカス変更部と、
   を含み、
   前記フォーカス制御部が、パターンの描画前に前記第１測距センサにより基板から取得された情報と、前記基板に前記パターンを描画中に前記第２測距センサから取得される情報とを用いて前記フォーカス変更部を制御することを特徴とする描画装置。
2. 請求項１に記載の描画装置であって、
   前記第１測距センサの測定精度が、前記第２測距センサの測定精度よりも低いことを特徴とする描画装置。
3. 請求項１または２に記載の描画装置であって、
   前記描画ヘッドが、前記第１基板保持部または前記第２基板保持部に保持された基板にパターンの描画を開始する前に、前記フォーカス制御部が、前記第１測距センサにより取得された情報を用いて、前記描画ヘッドから出射される光のフォーカス位置を描画開始時の前記基板の表面の高さ方向の位置に近づけることを特徴とする描画装置。
4. 請求項３に記載の描画装置であって、
   前記第１測距センサが、前記第１基板保持部または前記第２基板保持部に保持された基板上の描画開始位置近傍の複数の位置に測定位置を位置させつつ前記複数の位置までの複数の距離を取得し、前記フォーカス制御部が、前記複数の距離のうち、最も頻度が高い距離を前記第１測距センサと前記基板との間の距離として利用することを特徴とする描画装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つに記載の描画装置であって、
   前記第１測距センサが、前記第１基板保持部の上方において絶対位置が固定されたセンサ要素と、前記第２基板保持部の上方において絶対位置が固定されたセンサ要素と、を含むことを特徴とする描画装置。
6. 請求項１ないし４のいずれか１つに記載の描画装置であって、
   前記第２基板保持部に保持された第２基板にパターンが描画される間に、前記第１基板保持部に保持された第１基板と対向して前記第１基板上のアライメントマークを撮像し、前記第１基板保持部に保持された第１基板にパターンが描画される間に、前記第２基板保持部に保持された第２基板と対向して前記第２基板上のアライメントマークを撮像するアライメントカメラと、
   前記第１基板保持部および前記第２基板保持部に対する前記アライメントカメラの相対位置を、前記第１基板保持部に保持された第１基板と対向する位置と、前記第２基板保持部に保持された第２基板と対向する位置との間で切り替えるカメラ位置切替部と、
   をさらに備え、
   前記第１基板保持部および前記第２基板保持部に対する前記第１測距センサの相対位置が、前記カメラ位置切替部により、前記第１基板と対向する位置と前記第２基板と対向する位置との間で前記アライメントカメラと共に切り替えられることを特徴とする描画装置。
7. 請求項１に記載の描画装置であって、
   前記第１測距センサは、拡散反射方式であり、
   前記フォーカス制御部が、前記第１測距センサにより取得された前記第１測距センサから基板上の測定位置までの距離を補正する補正部、を含み、
   前記補正部が、基板の表面およびその近傍を形成する材料に応じて前記距離を補正することを特徴とする描画装置。
8. 基板に光を照射することにより、前記基板にパターンを描画する描画方法であって、
   ａ）第１基板保持部により第１基板を保持する工程と、
   ｂ）前記第１基板に対向する第１測距センサにより、前記第１測距センサと前記第１基板上の測定位置との間の距離を取得する工程と、
   ｃ）変調された光を描画ヘッドから前記第１基板に向けて出射しつつ、前記描画ヘッドを前記第１基板保持部に対して相対的に移動することにより、前記第１基板にパターンを描画する工程と、
   ｄ）前記ｃ）工程が行われている間に、第２基板保持部により第２基板を保持する工程と、
   ｅ）前記ｃ）工程が行われている間に、前記第２基板と対向する前記第１測距センサにより、前記第１測距センサと前記第２基板上の測定位置との間の距離を取得する工程と、
   ｆ）前記ｃ）工程および前記ｅ）工程よりも後に、変調された光を前記描画ヘッドから前記第２基板に向けて出射しつつ、前記描画ヘッドを前記第２基板保持部に対して相対的に移動することにより、前記第２基板にパターンを描画する工程と、
   ｇ）前記ａ）ないしｆ）工程を繰り返す工程と、
   を備え、
   前記ｆ）工程が行われている間に、次の第１基板に対する前記ａ）およびｂ）工程が行われ、前記ｆ）工程および前記次の第１基板に対する前記ｂ）工程よりも後に、前記次の第１基板に対する前記ｃ）工程が行われ、
   前記描画ヘッドが、パターンの描画を行っている基板上の測定位置との間の距離を取得する第２測距センサ、を含み、
   前記ｃ）工程において、前記ｂ）工程にて前記第１測距センサにより前記第１基板から取得された情報と、前記第１基板にパターンを描画中に前記第２測距センサから取得される情報とを用いて、前記描画ヘッドから出射される光のフォーカス位置を前記第１基板の表面の高さ方向の位置に合わせるフォーカス制御が行われ、
   前記ｆ）工程において、前記ｅ）工程にて前記第１測距センサにより前記第２基板から取得された情報と、前記第２基板にパターンを描画中に前記第２測距センサから取得される情報とを用いて、前記描画ヘッドから出射される光のフォーカス位置を前記第２基板の表面の高さ方向の位置に合わせるフォーカス制御が行われることを特徴とする描画方法。

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