JP5305967B2 - 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

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

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、１つの光ビーム照射装置を用い、一本の光ビームにより基板全体を走査すると、基板全体の走査に時間が掛かり、タクトタイムが長くなる。タクトタイムを短縮するためには、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必要がある。

光ビームによる基板の走査は、基板と光ビームとを相対的に移動して行われるが、精密な光学系を含む光ビーム照射装置を固定し、基板を支持するチャックをステージにより移動して行うのが一般的である。光ビーム照射装置は、光ビームを基板へ照射する照射光学系を含むヘッド部を有し、ヘッド部の位置が、例えばヘッド部を支持する支持部材の熱膨張等の原因により、所定の位置からずれることがある。１つの光ビーム照射装置を用い、一本の光ビームにより基板全体を走査する場合、光ビーム照射装置のヘッド部の位置がずれても、描画されるパターン全体が基板上でずれるだけなので、大きな問題とはならない。しかしながら、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行う場合、光ビーム照射装置のヘッド部の位置がずれると、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が互いにずれるので、パターンの描画が精度良く行われず、描画品質が著しく低下するという問題があった。

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行う際に、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれによる描画品質の低下を防止し、パターンの描画を精度良く行うことである。また、本発明の課題は、高品質な表示用パネル基板を短いタクトタイムで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、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複数の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、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、チャックの表面に設けられたヘッド位置ずれ検出用マークと、各光ビーム照射装置のヘッド部に設けられ、ヘッド位置ずれ検出用マークの画像を取得して、画像信号を出力する画像取得装置と、チャックの位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段の検出結果に基づき、ステージの移動を制御して、チャックを位置決めする制御手段と、各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを検出するヘッド位置ずれ検出手段と、ヘッド位置ずれ検出手段の検出結果に基づき、各光ビーム照射装置のヘッド部を移動して、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを補正する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、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、チャックの表面にヘッド位置ずれ検出用マークを設け、各光ビーム照射装置のヘッド部に、ヘッド位置ずれ検出用マークの画像を取得して、画像信号を出力する画像取得装置を設け、チャックの位置を検出し、チャックの位置の検出結果に基づき、ステージの移動を制御して、チャックを位置決めし、光ビーム照射装置のヘッド部に設けた画像取得装置により、ヘッド位置ずれ検出用マークの画像を取得し、各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを検出し、検出結果に基づき、各光ビーム照射装置のヘッド部を移動して、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを補正するものである。

各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、各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。チャックの表面にヘッド位置ずれ検出用マークを設け、各光ビーム照射装置のヘッド部に、ヘッド位置ずれ検出用マークの画像を取得して、画像信号を出力する画像取得装置を設ける。チャックの位置を検出し、チャックの位置の検出結果に基づき、ステージの移動を制御して、チャックを位置決めし、光ビーム照射装置のヘッド部に設けた画像取得装置により、ヘッド位置ずれ検出用マークの画像を取得する。そして、各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを検出し、検出結果に基づき、各光ビーム照射装置のヘッド部を移動して、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを補正する。各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれによる描画品質の低下が防止され、パターンの描画が精度良く行われる。

さらに、本発明の露光装置は、位置検出手段が、レーザー光を発生する光源と、チャックに取り付けられた反射手段と、光源からのレーザー光と反射手段により反射されたレーザー光との干渉を測定する干渉計とを含むレーザー測長系を有するものである。また、本発明の露光方法は、レーザー光を発生する光源と、チャックに取り付けられた反射手段と、光源からのレーザー光と反射手段により反射されたレーザー光との干渉を測定する干渉計とを含むレーザー測長系を用いて、チャックの位置を検出するものである。レーザー測長系を用いてチャックの位置が精度良く検出されるので、チャックの位置決めが精度良く行われ、各光ビーム照射装置のヘッド部に設けた画像取得装置により取得したヘッド位置ずれ検出用マークの画像から、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれが精度良く検出される。従って、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれが精度良く補正され、パターンの描画がさらに精度良く行われる。

さらに、本発明の露光装置は、ヘッド位置ずれ検出用マークを複数備え、各ヘッド位置ずれ検出用マークが、チャックの表面に、各光ビーム照射装置のヘッド部の間隔と同じ間隔で設けられたものである。また、本発明の露光方法は、チャックの表面に、各光ビーム照射装置のヘッド部の間隔と同じ間隔で複数のヘッド位置ずれ検出用マークを設けるものである。チャックの表面に、各光ビーム照射装置のヘッド部の間隔と同じ間隔で複数のヘッド位置ずれ検出用マークを設けるので、チャックの一回の位置決めで、複数の光ビーム照射装置のヘッド部に設けた画像取得装置により複数のヘッド位置ずれ検出用マークの画像を取得し、複数の光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを検出することができる。従って、全ての光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを検出するのに必要なチャックの位置決め回数が少なく済み、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれが短時間で補正される。また、全ての光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを検出するのに必要なステージの移動量が少なく済み、露光装置の光ビームによる基板の走査方向と直交する方向の寸法を小さくすることができる。

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、複数の光ビームにより基板の走査が並行して行われ、パターンの描画が精度良く行われるので、高品質な表示用パネル基板が短いタクトタイムで製造される。

本発明の露光装置及び露光方法によれば、チャックの表面にヘッド位置ずれ検出用マークを設け、各光ビーム照射装置のヘッド部に、ヘッド位置ずれ検出用マークの画像を取得して、画像信号を出力する画像取得装置を設け、チャックの位置を検出し、チャックの位置の検出結果に基づき、ステージの移動を制御して、チャックを位置決めし、光ビーム照射装置のヘッド部に設けた画像取得装置により、ヘッド位置ずれ検出用マークの画像を取得し、各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを検出し、検出結果に基づき、各光ビーム照射装置のヘッド部を移動して、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを補正することにより、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行う際に、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれによる描画品質の低下を防止し、パターンの描画を精度良く行うことができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、レーザー光を発生する光源と、チャックに取り付けられた反射手段と、光源からのレーザー光と反射手段により反射されたレーザー光との干渉を測定する干渉計とを含むレーザー測長系を用いて、チャックの位置を検出することにより、チャックの位置を精度良く検出することができるので、チャックの位置決めを精度良く行うことができ、各光ビーム照射装置のヘッド部に設けた画像取得装置により取得したヘッド位置ずれ検出用マークの画像から、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを精度良く検出することができる。従って、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを精度良く補正することができ、パターンの描画をさらに精度良く行うことができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、チャックの表面に、各光ビーム照射装置のヘッド部の間隔と同じ間隔で複数のヘッド位置ずれ検出用マークを設けることにより、全ての光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを検出するのに必要なチャックの位置決め回数が少なく済み、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを短時間で補正することができる。また、全ての光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを検出するのに必要なステージの移動量が少なく済み、露光装置の光ビームによる基板の走査方向と直交する方向の寸法を小さくすることができる。

本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、複数の光ビームにより基板の走査を並行して行い、パターンの描画を精度良く行うことができるので、高品質な表示用パネル基板を短いタクトタイムで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。 チャックの上面図である。 チャック及び光ビーム照射装置の側面図である。 チャック及び光ビーム照射装置の正面図である。 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。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、ＣＣＤカメラ５０、ヘッド位置ずれ検出回路５１、ステージ駆動回路６０，６１、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、ヘッド位置ずれ検出回路５１、ステージ駆動回路６０，６１、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、図示しないボールねじ等の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。

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、ヘッド位置ずれ検出回路５１、及びステージ駆動回路６１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、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、チャック１０のＹ方向の位置を検出する。

図６は、チャックの上面図である。また、図７はチャック及び光ビーム照射装置の側面図、図８はチャック及び光ビーム照射装置の正面図である。図６に示す様に、チャック１０の表面の隅には、上面がチャック１０の他の表面より低い段差部１０ａが設けられている。段差部１０ａには、レチクルバー１２が取り付けられており、レチクルバー１２には、複数のヘッド位置ずれ検出用マーク１３が設けられている。図８に示す様に、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａは、Ｙ方向に同じ間隔Ｄで配置されており、図６に示す様に、各ヘッド位置ずれ検出用マーク１３は、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの間隔Ｄと同じ間隔Ｄで配置されている。なお、本実施の形態では、ヘッド位置ずれ検出用マーク１３が光ビーム照射装置２０の数と同じ数だけ設けられているが、本発明はこれに限らず、ヘッド位置ずれ検出用マーク１３の数は光ビーム照射装置２０の数より少なくてもよい。

図７に示す様に、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａには、ヘッド位置ずれ検出用マーク１３の画像を取得するＣＣＤカメラ５０が取り付けられている。図７及び図８に示す様に、各光ビーム照射装置２０は、Ｘステージ１７に搭載されており、Ｘステージ１７の下にはＹステージ１５が設けられている。各Ｙステージ１５は、ゲート１１に設けられたＹガイド１４に搭載され、Ｙガイド１４に沿ってＹ方向へ移動する。各Ｘステージ１７は、各Ｙステージ１５に設けられたＸガイド１６に搭載され、各Ｘガイド１６に沿ってＸ方向へ移動する。各Ｙステージ１５及び各Ｘステージ１７には、図示しないボールねじ等の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６１により駆動される。図１において、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６１を制御して、各Ｙステージ１５のＹ方向への移動、及び各Ｘステージ１７のＸ方向への移動を行う。

以下、本実施の形態による露光装置において、光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの位置ずれを補正する動作について説明する。本実施の形態では、基板１の露光を行う前、定期的に、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの位置ずれを補正する。図１において、主制御装置７０は、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を移動させ、チャック１０に設けられた各ヘッド位置ずれ検出用マーク１３のＸＹ方向の位置が、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａに設けられたＣＣＤカメラ５０のＸＹ方向の所定の位置と同じになる様に、チャック１０のＸＹ方向の位置決めを行う。このとき、レーザー測長系を用いて、チャック１０のＸＹ方向の位置が精度良く検出されるので、チャック１０のＸＹ方向の位置決めが精度良く行われる。図７及び図８は、各ヘッド位置ずれ検出用マーク１３のＸＹ方向の位置が、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａに設けられたＣＣＤカメラ５０のＸＹ方向の所定の位置と同じになった状態を示している。

図７及び図８において、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａに設けられたＣＣＤカメラ５０は、各ヘッド位置ずれ検出用マーク１３の画像を取得し、画像信号を図１のヘッド位置ずれ検出回路５１へ出力する。図１において、ヘッド位置ずれ検出回路５１は、各ＣＣＤカメラ５０の画像信号を処理して、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａのＸＹ方向の所定の位置からの位置ずれを検出する。このとき、チャック１０のＸＹ方向の位置決めが精度良く行われているので、光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの位置ずれが精度良く検出される。

また、チャック１０の表面に、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの間隔Ｄと同じ間隔Ｄで複数のヘッド位置ずれ検出用マーク１３を設けるので、チャック１０の一回の位置決めで、複数の光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａに設けたＣＣＤカメラ５０により複数のヘッド位置ずれ検出用マーク１３の画像を取得し、複数の光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの位置ずれを検出することができる。

図１において、主制御装置７０は、ヘッド位置ずれ検出回路５１が検出した各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの位置ずれに基づき、ステージ駆動回路６１を制御して、図８に示す各Ｙステージ１５及び各Ｘステージ１７を、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの位置ずれ分だけ逆方向へ移動させる。これにより、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの位置ずれが補正される。

図１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９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、バンド幅設定部７３、中心点座標決定部７４、及び座標決定部７５を含んで構成されている。メモリ７２は、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、そのＸＹ座標をアドレスとして記憶している。

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９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。

図１０〜図１３は、光ビームによる基板の走査を説明する図である。図１０〜図１３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１０〜図１３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１０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１０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１１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１１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１２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１２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１３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１３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１０〜図１３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、チャック１０の表面にヘッド位置ずれ検出用マーク１３を設け、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａに、ヘッド位置ずれ検出用マーク１３の画像を取得して、画像信号を出力するＣＣＤカメラ５０を設け、チャック１０の位置を検出し、チャック１０の位置の検出結果に基づき、Ｘステージ５及びＹステージ７の移動を制御して、チャック１０を位置決めし、光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａに設けたＣＣＤカメラ５０により、ヘッド位置ずれ検出用マーク１３の画像を取得し、各ＣＣＤカメラ５０が出力した画像信号を処理して、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの位置ずれを検出し、検出結果に基づき、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａを移動して、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの位置ずれを補正することにより、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の走査を行う際に、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの位置ずれによる描画品質の低下を防止し、パターンの描画を精度良く行うことができる。

さらに、以上説明した実施の形態によれば、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、チャック１０の位置決めを精度良く行うことができ、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａに設けたＣＣＤカメラ５０により取得したヘッド位置ずれ検出用マーク１３の画像から、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの位置ずれを精度良く検出することができる。従って、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの位置ずれを精度良く補正することができ、パターンの描画をさらに精度良く行うことができる。

さらに、以上説明した実施の形態によれば、チャック１０の表面に、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの間隔と同じ間隔で複数のヘッド位置ずれ検出用マーク１３を設けることにより、全ての光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの位置ずれを検出するのに必要なチャック１０の位置決め回数が少なく済み、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの位置ずれを短時間で補正することができる。また、全ての光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの位置ずれを検出するのに必要なＹステージ７の移動量が少なく済み、露光装置の光ビームによる基板１の走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）の寸法を小さくすることができる。

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、複数の光ビームにより基板の走査を並行して行い、パターンの描画を精度良く行うことができるので、高品質な表示用パネル基板を短いタクトタイムで製造することができる。

例えば、図１４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１５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１４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１５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
１２ レチクルバー
１３ ヘッド位置ずれ検出用マーク
１４ Ｙガイド
１５ Ｙステージ
１６ Ｘガイド
１７ Ｘステージ
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 ＣＣＤカメラ
５１ ヘッド位置ずれ検出回路
６０，６１ ステージ駆動回路
７０ 主制御装置
７１ 描画制御部
７２ 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

Claims (8)

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、
   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複数の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、
   前記チャックの表面に設けられたヘッド位置ずれ検出用マークと、
   各光ビーム照射装置のヘッド部に設けられ、前記ヘッド位置ずれ検出用マークの画像を取得して、画像信号を出力する画像取得装置と、
   前記チャックの位置を検出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段の検出結果に基づき、前記ステージの移動を制御して、前記チャックを位置決めする制御手段と、
   各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを検出するヘッド位置ずれ検出手段と、
   前記ヘッド位置ずれ検出手段の検出結果に基づき、各光ビーム照射装置のヘッド部を移動して、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを補正する手段とを備えたことを特徴とする露光装置。
2. 前記位置検出手段は、レーザー光を発生する光源と、前記チャックに取り付けられた反射手段と、光源からのレーザー光と反射手段により反射されたレーザー光との干渉を測定する干渉計とを含むレーザー測長系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. 前記ヘッド位置ずれ検出用マークを複数備え、
   各ヘッド位置ずれ検出用マークは、前記チャックの表面に、各光ビーム照射装置のヘッド部の間隔と同じ間隔で設けられた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. 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、
   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、
   チャックの表面にヘッド位置ずれ検出用マークを設け、
   各光ビーム照射装置のヘッド部に、ヘッド位置ずれ検出用マークの画像を取得して、画像信号を出力する画像取得装置を設け、
   チャックの位置を検出し、
   チャックの位置の検出結果に基づき、ステージの移動を制御して、チャックを位置決めし、
   光ビーム照射装置のヘッド部に設けた画像取得装置により、ヘッド位置ずれ検出用マークの画像を取得し、
   各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを検出し、
   検出結果に基づき、各光ビーム照射装置のヘッド部を移動して、各光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれを補正することを特徴とする露光方法。
5. レーザー光を発生する光源と、チャックに取り付けられた反射手段と、光源からのレーザー光と反射手段により反射されたレーザー光との干渉を測定する干渉計とを含むレーザー測長系を用いて、チャックの位置を検出することを特徴とする請求項４に記載の露光方法。
6. チャックの表面に、各光ビーム照射装置のヘッド部の間隔と同じ間隔で複数のヘッド位置ずれ検出用マークを設けることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の露光方法。
7. 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。
8. 請求項４乃至請求項６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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