JP5456607B2 - 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、特に複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器を用いて基板へ照射する光ビームを変調し、空間的光変調器の１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行う露光装置、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。

光ビームにより基板にパターンを描画する際、光ビームの変調には、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）が用いられる。ＤＭＤは、光ビームを反射する複数の微小なミラーを直交する二方向に配列して構成され、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。ＤＭＤの駆動回路は、描画データに基づいて、各ミラーを駆動するための駆動信号をＤＭＤへ出力する。

現在市販されているＤＭＤには、ＤＭＤ１個当たり数十万〜数百万個のミラーが設けられている。各ミラーの寸法は１０〜１５μｍ角程度であり、隣接するミラー間には１μｍ程度の隙間がある。ＤＭＤを光ビームによる基板の走査方向と平行に配置すると、各ミラーの配列方向（直交する二方向）が基板の走査方向と平行及び垂直になるので、隣接するミラー間の隙間と基板とが相対的に平行に移動し、この隙間に対応する箇所ではパターンの描画ができない。そのため、ＤＭＤは、特許文献１に記載の様に、光ビームによる基板の走査方向に対して傾けて使用される。そして、特許文献２に記載の様に、１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行うことにより、ＤＭＤのミラーのサイズより小さい分解能でパターンの描画を行うことができる。

光ビームによる基板の走査は、基板を支持するチャックと、ＤＭＤにより変調された光ビームを基板へ照射するヘッド部を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動して行われる。特許文献３には、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するため、ヘッド部の位置ずれを検出し、検出結果に基づき、ＤＭＤの駆動回路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、ＤＭＤの駆動回路へ供給する技術が開示されている。

特開２００５−３５３９２７号公報 特開２００４−１２８９９号公報 特開２０１０−１０２０８４号公報

描画データは、描画するパターンのＣＡＤデータから作られた座標データを元に生成されてメモリに記憶され、チャックと光ビーム照射装置との相対的な移動によりＤＭＤの各ミラーで反射された光が基板へ照射される領域が移動するのに伴い、メモリから読み出されてＤＭＤの駆動回路へ供給される。特許文献２に記載の様に多重露光でパターンの描画を高精細に行う場合、描画データの解像度はＤＭＤのミラーのサイズより小さく、描画データはＤＭＤのミラー数の数倍〜数十倍の膨大な量となる。従来は、描画データをその座標に従って順番にメモリに記憶していたため、ＤＭＤの各ミラーの中心点の位置に対応する座標の描画データをメモリから別々に読み出して並び替える必要があり、これらの処理に時間が掛かって、光ビームによる基板の走査速度を速くすることができなかった。特に、特許文献１に記載の様にＤＭＤを光ビームによる基板の走査方向に対して傾けて使用する場合、ＤＭＤの傾きに対応してメモリから読み出す描画データの座標を演算する複雑な処理が必要となり、描画データの供給を高速化することが困難であった。

本発明の課題は、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器を用い、多重露光を行って基板にパターンを描画する際、多量の描画データを空間的光変調器の駆動回路へ高速に供給することである。また、本発明の課題は、パターンの描画を高精細かつ高速に行って、高品質な表示用パネル基板を高いスループット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、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器、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、移動手段によりチャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動して、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査し、光ビーム照射装置の空間的光変調器の１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行って、基板にパターンを描画する露光装置であって、描画データを記憶するメモリと、描画データを、光ビームによる基板の走査方向と直交する方向において、光ビーム照射装置の空間的光変調器の隣接するミラーの中心点間の距離に応じた等間隔の座標毎に分けて、等間隔の座標毎にまとめてメモリに書き込む制御回路とを有し、光ビームによる基板の走査に伴い、描画データを等間隔の座標毎にまとめてメモリから読み出して光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画制御手段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、チャックと、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器、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、相対的に移動して、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査し、光ビーム照射装置の空間的光変調器の１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行って、基板にパターンを描画する露光方法であって、描画データを、光ビームによる基板の走査方向と直交する方向において、光ビーム照射装置の空間的光変調器の隣接するミラーの中心点間の距離に応じた等間隔の座標毎に分けて、等間隔の座標毎にまとめてメモリに記憶し、光ビームによる基板の走査に伴い、描画データを等間隔の座標毎にまとめてメモリから読み出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。

描画データを、光ビームによる基板の走査方向と直交する方向において、光ビーム照射装置の空間的光変調器の隣接するミラーの中心点間の距離に応じた等間隔の座標毎に分けて、等間隔の座標毎にまとめてメモリに記憶し、光ビームによる基板の走査に伴い、描画データを等間隔の座標毎にまとめてメモリから読み出して光ビーム照射装置の駆動回路へ供給するので、従来の様に空間的光変調器の各ミラーの中心点の位置に対応する座標の描画データをメモリから別々に読み出して並び替える必要がなく、描画データがメモリから高速に読み出されて、空間的光変調器の駆動回路へ高速に供給される。

さらに、本発明の露光装置は、メモリが、複数のレイヤを有し、制御回路が、描画データを、等間隔の座標毎にメモリの各レイヤに振り分けて、等間隔の座標毎にまとめてメモリの各レイヤに書き込むものである。また、本発明の露光方法は、メモリに複数のレイヤを設け、描画データを、等間隔の座標毎にメモリの各レイヤに振り分けて、等間隔の座標毎にまとめてメモリの各レイヤに書き込むものである。描画データを、等間隔の座標毎にメモリの各レイヤに振り分けて、等間隔の座標毎にまとめてメモリの各レイヤに書き込むので、描画データの読み出しを行うレイヤを選択するだけで、描画データが等間隔の座標毎にまとめてメモリから読み出される。

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光ビームによる基板の走査方向に対して傾いて配置され、描画制御手段が、制御回路がメモリに書き込む描画データの座標を、光ビーム照射装置の空間的光変調器の傾きに応じて走査方向に補正する第１の補正回路と、メモリから読み出した描画データの座標を、光ビーム照射装置の空間的光変調器の傾きに応じて走査方向と直交する方向に補正する第２の補正回路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を、光ビームによる基板の走査方向に対して傾けて配置し、メモリに書き込む描画データの座標を、光ビーム照射装置の空間的光変調器の傾きに応じて走査方向に補正し、メモリから読み出した描画データの座標を、光ビーム照射装置の空間的光変調器の傾きに応じて走査方向と直交する方向に補正するものである。

複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器を、光ビームによる基板の走査方向に対して傾けて配置するので、直交する二方向に配列された複数のミラーのいずれかが、隣接するミラー間の隙間に対応する箇所をカバーして、パターンの描画が隙間無く行われる。そして、メモリに書き込む描画データの座標を、光ビーム照射装置の空間的光変調器の傾きに応じて走査方向に補正し、メモリから読み出した描画データの座標を、光ビーム照射装置の空間的光変調器の傾きに応じて走査方向と直交する方向に補正するので、従来の様に空間的光変調器の傾きに対応してメモリから読み出す描画データの座標を演算する複雑な処理が必要なく、描画データの座標を補正する簡単な処理で、空間的光変調器の傾きに対応した描画データが空間的光変調器の駆動回路へ高速に供給される。

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、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器を用い、多重露光を行って基板にパターンを描画する際、多量の描画データが空間的光変調器の駆動回路へ高速に供給されるので、光ビームによる基板の走査速度を速くすることができ、パターンの描画が高精細かつ高速に行われ、高品質な表示用パネル基板が高いスループットで製造される。

本発明の露光装置及び露光方法によれば、描画データを、光ビームによる基板の走査方向と直交する方向において、光ビーム照射装置の空間的光変調器の隣接するミラーの中心点間の距離に応じた等間隔の座標毎に分けて、等間隔の座標毎にまとめてメモリに記憶し、光ビームによる基板の走査に伴い、描画データを等間隔の座標毎にまとめてメモリから読み出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、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器を用い、多重露光を行って基板にパターンを描画する際、多量の描画データを空間的光変調器の駆動回路へ高速に供給することができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、メモリに複数のレイヤを設け、描画データを、等間隔の座標毎にメモリの各レイヤに振り分けて、等間隔の座標毎にまとめてメモリの各レイヤに書き込むことにより、描画データの読み出しを行うレイヤを選択するだけで、描画データを等間隔の座標毎にまとめてメモリから読み出すことができる。

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を、光ビームによる基板の走査方向に対して傾けて配置し、メモリに書き込む描画データの座標を、光ビーム照射装置の空間的光変調器の傾きに応じて走査方向に補正し、メモリから読み出した描画データの座標を、光ビーム照射装置の空間的光変調器の傾きに応じて走査方向と直交する方向に補正することにより、描画データの座標を補正する簡単な処理で、空間的光変調器の傾きに対応した描画データを空間的光変調器の駆動回路へ高速に供給することができる。

本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器を用い、多重露光を行って基板にパターンを描画する際、多量の描画データを空間的光変調器の駆動回路へ高速に供給することができるので、光ビームによる基板の走査速度を速くしてパターンの描画を高精細かつ高速に行うことができ、高品質な表示用パネル基板を高いスループット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。 描画データ生成部の概略構成を示す図である。 描画制御部の概略構成を示す図である。 従来の描画データをメモリから読み出す動作を説明する図である。 本発明の一実施の形態による露光方法において、描画データをメモリに書き込む動作を説明する図である。 図１０（ａ）は描画データ生成部で生成された描画データの一例を示す図、図１０（ｂ）メモリの各レイヤに記憶された描画データの一例を示す図である。 本発明の一実施の形態による露光方法において、描画データの座標を補正する動作を説明する図である。 ＤＭＤのミラー部の一例を示す図である。 図１３（ａ）はＤＭＤを走査方向に平行に配置した場合の描画データの書き込みを説明する図、図１３（ｂ），（ｃ）はＤＭＤを走査方向に対して傾けて配置した場合の描画データの書き込みを説明する図である。 本発明の他の実施の形態による露光方法において、描画データの座標を補正する動作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。 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、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、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直交する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。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、及び光ビーム照射装置２０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。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４において、主制御装置７０は、描画データを生成する描画データ生成部と、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とを有する。図６は、描画データ生成部の概略構成を示す図である。また、図７は、描画制御部の概略構成を示す図である。図６において、描画データ生成部８１は、描画図形座標メモリ８２、座標補正回路８３、及び描画データ生成回路８４を含んで構成されている。図６及び図７において、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、座標決定部７５、描画データレイヤ制御回路７６、ＤＭＤ傾斜演算部７７、及びデータシフト回路７８を含んで構成されている。なお、図６では、描画制御部７１のバンド幅設定部７３、中心点座標決定部７４、座標決定部７５、及びデータシフト回路７８が省略されている。また、図７では、描画制御部７１の描画データレイヤ制御回路７６、及び描画データ生成部８１が省略されている。

図６において、描画データ生成部８１の描画図形座標メモリ８２には、描画するパターンのＣＡＤデータから作られた座標データが格納されている。座標補正回路８３は、描画図形座標メモリ８２に格納された座標データを、後述する様にＤＭＤ２５の傾きに対応して補正して、描画データ生成回路８４へ出力する。描画データ生成回路８４は、座標補正回路８３により補正された座標データから、描画データを生成して描画制御部７１へ供給する。

描画制御部７１は、描画データを記憶するメモリ７２を有し、メモリ７２には、複数のレイヤ７２ａ〜７２ｎが設けられている。描画データレイヤ制御回路７６は、描画データ生成部８１の描画データ生成回路８４で生成された描画データを、光ビームによる基板１の走査方向と直交する方向において、ＤＭＤ２５の隣接するミラーの中心点間の距離に応じた等間隔の座標毎にメモリ７２の各レイヤ７２ａ〜７２ｎに振り分けて、等間隔の座標毎にまとめてメモリ７２の各レイヤ７２ａ〜７２ｎに書き込む。

図８は、従来の描画データをメモリから読み出す動作を説明する図である。図８は、描画データを所定の面積の各露光領域２ａに対応させて模擬的に図示したものであり、図中の灰色で示した部分が、パターンが露光される領域を示している。また、図８では、描画データに対応して、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａを太枠で示し、各ミラー２５ａの中心点を黒く塗りつぶした四角形で示している。なお、実際のＤＭＤ２５では、各ミラー２５ａの間に１μｍ程度の隙間が設けられているが、図８では各ミラー２５ａの隙間が省略されている。

従来は、描画データ生成部８１で生成された描画データを、その座標に従って順番にメモリ７２に記憶していた。そして、後述する座標決定部７５で決定された座標に基づき、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａの中心点の位置に対応する座標の描画データを、メモリ７２から読み出していた。そのため、従来は、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａの中心点の位置に対応する座標の描画データが、メモリ７２内に飛び飛びに散在しており、図８に示す様に、ＤＭＤ２５の各ミラーの中心点の位置に対応する座標の描画データをメモリ７２から別々に読み出して並び替える必要があった。そのため、これらの処理に時間が掛かって、光ビームによる基板１の走査速度を速くすることができなかった。

図９は、本発明の一実施の形態による露光方法において、描画データをメモリに書き込む動作を説明する図である。図９は、図８と同様に、描画データを所定の面積の各露光領域２ａに対応させて模擬的に図示したものであり、図中の灰色で示した部分が、パターンが露光される領域を示している。また、図９（ａ）では、描画データに対応して、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａを太枠で示している。なお、実際のＤＭＤ２５では、各ミラー２５ａの間に１μｍ程度の隙間が設けられているが、図９（ａ）では各ミラー２５ａの隙間が省略されている。

図９（ａ）において、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａは、同じピッチＰで等間隔に並んでおり、各ミラー２５ａの中心点の位置に対応する描画データの座標の間隔は等しい。図６の描画データレイヤ制御回路７６は、描画データ生成部８１の描画データ生成回路８４から供給された描画データを、光ビームによる基板１の走査方向と直交する方向において、ＤＭＤ２５の隣接するミラー２５ａの中心点間の距離を描画分解能で割った数に分けて抽出し、隣接するミラー２５ａの中心点間の距離に応じた等間隔の座標の描画データが同じ分類となる様に、描画データの並び替えを行う。そして、描画データレイヤ制御回路７６は、並び替えた描画データを、等間隔の座標毎にメモリ７２の各レイヤ７２ａ〜７２ｎに振り分けて、等間隔の座標毎にまとめてメモリ７２の各レイヤ７２ａ〜７２ｎに書き込む。図９（ｂ）は、メモリ７２のレイヤ７２ａに記憶する描画データの抽出及び並び替えを示し、図９（ｃ）は、メモリ７２のレイヤ７２ｂ及びレイヤ７２ｎに記憶する描画データの抽出及び並び替えを示している。

図１０（ａ）は描画データ生成部で生成された描画データの一例を示す図、図１０（ｂ）メモリの各レイヤに記憶された描画データの一例を示す図である。図１０（ａ）は、図８と同様に、描画データを所定の面積の各露光領域２ａに対応させて模擬的に図示したものであり、図中の灰色で示した部分が、パターンが露光される領域を示している。図１０（ａ）に示す描画データ生成部８１で生成された描画データは、描画データレイヤ制御回路７６により、メモリ７２の各レイヤ７２ａ〜７２ｎに、図１０（ｂ）に示す描画データに振り分けられて書き込まれる。

図７において、描画制御部７１のバンド幅設定部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７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、読み出しを行う描画データの座標の１つを決定し、決定した座標から、描画データの読み出しを行うメモリ７２のレイヤ７２ａ〜７２ｎを選択する。描画データを、等間隔の座標毎にメモリ７２の各レイヤ７２ａ〜７２ｎに振り分けて、等間隔の座標毎にまとめてメモリ７２の各レイヤレイヤ７２ａ〜７２ｎに書き込むので、描画データの読み出しを行うレイヤ７２ａ〜７２ｎを選択するだけで、描画データが等間隔の座標毎にまとめてメモリ７２から読み出される。

そして、図９（ｂ），（ｃ）に示す様に、メモリ７２の各レイヤ７２ａ〜７２ｎに記憶された描画データは、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａの中心点の位置に対応する座標毎にまとめられているので、従来の様にＤＭＤ２５の各ミラー２５ａの中心点の位置に対応する座標の描画データをメモリ７２から別々に読み出して並び替える必要がなく、座標決定部７５で決定した座標により、ＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データが、メモリ７２の各レイヤ７２ａ〜７２ｎの１つからまとめて高速に読み出されて、ＤＭＤ駆動回路２７へ高速に供給される。

図１１は、本発明の一実施の形態による露光方法において、描画データの座標を補正する動作を説明する図である。図１１は、図８と同様に、描画データを所定の面積の各露光領域２ａに対応させて模擬的に図示したものであり、図中の灰色で示した部分が、パターンが露光される領域を示している。また、図１１では、座標を補正した後の描画データにより描画されるパターンの輪郭を太枠で示している。例えば、特許文献３に開示された、光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの位置ずれの検出結果に基づき、ＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データの座標を補正する場合等の様に、座標決定部７５で決定する座標が変更されたとき、図１１に示す様に、描画データの座標を走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）へ補正する動作は、描画データを読み出すメモリ７２のレイヤ７２ａ〜７２ｎを変更して行われ、描画データの座標を走査方向（Ｘ方向）へ補正する動作は、メモリ７２の各レイヤ７２ａ〜７２ｎ内の読み出し開始アドレスを変更して行われる。読み出しを行う描画データの座標を再度演算する必要がないため、パターンの描画精度を容易に向上することができる。

図１２は、ＤＭＤのミラー部の一例を示す図である。光ビーム照射装置２０のＤＭＤ２５は、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査方向（Ｘ方向）に対して、所定の角度θだけ傾いて配置されている。ＤＭＤ２５を、走査方向に対して傾けて配置すると、直交する二方向に配列された複数のミラー２５ａのいずれかが、隣接するミラー２５ａ間の隙間に対応する箇所をカバーするので、パターンの描画を隙間無く行うことができる。

図１３（ａ）はＤＭＤを走査方向に平行に配置した場合の描画データの書き込みを説明する図、図１３（ｂ），（ｃ）はＤＭＤを走査方向に対して傾けて配置した場合の描画データの書き込みを説明する図である。図１３は、描画データを模擬的に図示したものであり、図中の実線で示した部分が、描画されるパターンの輪郭を示している。また、図１３では、描画データに対応して、ＤＭＤ２５の各ミラー２５ａ及び各ミラー２５ａの中心点を破線で示している。なお、実際のＤＭＤ２５では、各ミラー２５ａの間に１μｍ程度の隙間が設けられているが、図１３では各ミラー２５ａの隙間が省略されている。

図１３（ａ）に示す様に、ＤＭＤ２５を走査方向に平行に配置した場合、例えば、図中に黒い丸で示された位置と、黒い三角形で示された位置は、走査方向と直交する方向において同じ座標にあるので、描画データをそのまま同じレイヤに振り分けることができる。一方、図１３（ｂ）に示す様に、ＤＭＤ２５を走査方向に対して傾けて配置した場合、描画データの座標をＤＭＤ２５の傾きに対応して補正して、図１３（ｃ）に示す様に、描画データのパターンを傾斜させる必要がある。しかしながら、描画データのパターンを図１３（ｃ）に示す様に傾斜させると、例えば、図中に黒い丸で示された位置と、黒い三角形で示された位置は、走査方向と直交する方向において異なる座標にあるので、描画データをそのまま同じレイヤに振り分けることができない。また、傾斜により、パターンが設定したバンド幅からはみ出してしまい、描画が困難となる。

そこで、本実施の形態では、メモリ７２に書き込む描画データの座標を、ＤＭＤ２５の傾きに応じて走査方向に補正し、メモリ７２から読み出した描画データの座標を、ＤＭＤ２５の傾きに応じて走査方向と直交する方向に補正して、ＤＭＤ駆動回路２７へ供給する。図６において、描画制御部７１のＤＭＤ傾斜演算部７７は、ＤＭＤ２５の傾きに応じて、描画データを走査方向に補正する補正量を計算する。描画データ生成部８１の座標補正回路８３は、描画図形座標メモリ８２に格納された座標データを、ＤＭＤ傾斜演算部７７が計算した補正量だけ走査方向に補正して描画データ生成回路８４へ出力することにより、描画データ生成回路８４で生成されてメモリ７２に書き込まれる描画データの座標を、ＤＭＤ２５の傾きに応じて走査方向に補正する。

図１４は、本発明の他の実施の形態による露光方法において、描画データの座標を補正する動作を説明する図である。図１４（ａ）は座標を補正してない描画データの一例を示し、図１４（ｂ）は座標を走査方向に補正した描画データの一例を示している。図１４（ａ），（ｂ）は、描画データを所定の面積の各露光領域２ａに対応させて模擬的に図示したものであり、図中の灰色で示した部分が、パターンが露光される領域を示している。座標データを座標補正回路８３により走査方向（Ｘ方向）に補正した結果、描画データ生成回路８４で生成される描画データのパターンは、図１４（ｂ）に示す様に、走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）において複数に分割されて、走査方向（Ｘ方向）へ順次移動される。図１４（ｃ）は、図１４（ｂ）に示す描画データをそのまま使用した場合に描画されるパターンを示す。図１４（ｂ）に示す描画データをそのまま使用すると、描画されるパターンは、図１４（ｃ）に示す様に、描画データの座標を走査方向に補正した分だけ変形したパターンとなる。

図７において、描画制御部７１のＤＭＤ傾斜演算部７７は、ＤＭＤ２５の傾きに応じて、描画データを走査方向と直交する方向に補正する補正量を計算する。データシフト回路７８は、メモリ７２から読み出した描画データの座標を、ＤＭＤ傾斜演算部７７が計算した補正量だけ走査方向と直交する方向に補正して、各ＤＭＤ駆動回路２７へ供給する。図１４（ｄ）は図１４（ｂ）に示す描画データの座標を走査方向と直交する方向に補正した場合に描画されるパターンを示す図である。描画データの座標をデータシフト回路７８により走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に補正した結果、描画されるパターンは、図１４（ｄ）に示す様に、図１４（ｃ）に示すパターンが走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に補正量だけシフトされたものとなる。従来の様にＤＭＤ２５の傾きに対応してメモリ７２から読み出す描画データの座標を演算する複雑な処理が必要なく、描画データの座標を補正する簡単な処理で、ＤＭＤ２５の傾きに対応した描画データがＤＭＤ駆動回路２７へ高速に供給される。

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１５〜図１８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、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、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、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、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。

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。

以上説明した実施の形態によれば、描画データを、光ビームによる基板１の走査方向と直交する方向において、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ２５の隣接するミラー２５ａの中心点間の距離に応じた等間隔の座標毎に分けて、等間隔の座標毎にまとめてメモリ７２に記憶し、光ビームによる基板１の走査に伴い、描画データを等間隔の座標毎にまとめてメモリ７２から読み出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、複数のミラー２５ａを直交する二方向に配列したＤＭＤ２５を用い、多重露光を行って基板１にパターンを描画する際、多量の描画データをＤＭＤ駆動回路２７へ高速に供給することができる。

さらに、メモリ７２に複数のレイヤ７２ａ〜７２ｎを設け、描画データを、等間隔の座標毎にメモリ７２の各レイヤ７２ａ〜７２ｎに振り分けて、等間隔の座標毎にまとめてメモリ７２の各レイヤ７２ａ〜７２ｎに書き込むことにより、描画データの読み出しを行うレイヤ７２ａ〜７２ｎを選択するだけで、描画データを等間隔の座標毎にまとめてメモリ７２から読み出すことができる。

さらに、ＤＭＤ２５を、光ビームによる基板１の走査方向に対して傾けて配置し、メモリ７２に書き込む描画データの座標を、ＤＭＤ２５の傾きに応じて走査方向に補正し、メモリ７２から読み出した描画データの座標を、ＤＭＤ２５の傾きに応じて走査方向と直交する方向に補正することにより、描画データの座標を補正する簡単な処理で、ＤＭＤ２５の傾きに対応した描画データをＤＭＤ駆動回路２７へ高速に供給することができる。

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、複数のミラー２５ａを直交する二方向に配列したＤＭＤ２５を用い、多重露光を行って基板１にパターンを描画する際、多量の描画データをＤＭＤ駆動回路２７へ高速に供給することができるので、光ビームによる基板１の走査速度を速くしてパターンの描画を高精細かつ高速に行うことができ、高品質な表示用パネル基板を高いスループットで製造することができる。

例えば、図１９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２０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１９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２０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）
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
６０ 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
７６ 描画データレイヤ制御回路
７７ ＤＭＤ傾斜演算部
７８ データシフト回路
８１ 描画データ生成部
８２ 描画図形座標メモリ
８３ 座標補正回路
８４ 描画データ生成回路

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、
   複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器、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、
   前記移動手段により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して、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、前記光ビーム照射装置の空間的光変調器の１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行って、基板にパターンを描画する露光装置であって、
   描画データを記憶するメモリと、描画データを、光ビームによる基板の走査方向と直交する方向において、前記光ビーム照射装置の空間的光変調器の隣接するミラーの中心点間の距離に応じた等間隔の座標毎に分けて、等間隔の座標毎にまとめて前記メモリに書き込む制御回路とを有し、光ビームによる基板の走査に伴い、描画データを等間隔の座標毎にまとめて前記メモリから読み出して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を備えたことを特徴とする露光装置。
2. 前記メモリは、複数のレイヤを有し、
   前記制御回路は、描画データを、等間隔の座標毎に前記メモリの各レイヤに振り分けて、等間隔の座標毎にまとめて前記メモリの各レイヤに書き込む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は、空間的光変調器が光ビームによる基板の走査方向に対して傾いて配置され、
   前記描画制御手段は、前記制御回路が前記メモリに書き込む描画データの座標を、前記光ビーム照射装置の空間的光変調器の傾きに応じて走査方向に補正する第１の補正回路と、前記メモリから読み出した描画データの座標を、前記光ビーム照射装置の空間的光変調器の傾きに応じて走査方向と直交する方向に補正する第２の補正回路とを有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. 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、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器、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、相対的に移動して、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査し、
   光ビーム照射装置の空間的光変調器の１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行って、基板にパターンを描画する露光方法であって、
   描画データを、光ビームによる基板の走査方向と直交する方向において、光ビーム照射装置の空間的光変調器の隣接するミラーの中心点間の距離に応じた等間隔の座標毎に分けて、等間隔の座標毎にまとめてメモリに記憶し、
   光ビームによる基板の走査に伴い、描画データを等間隔の座標毎にまとめてメモリから読み出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露光方法。
5. メモリに複数のレイヤを設け、
   描画データを、等間隔の座標毎にメモリの各レイヤに振り分けて、等間隔の座標毎にまとめてメモリの各レイヤに書き込むことを特徴とする請求項４に記載の露光方法。
6. 光ビーム照射装置の空間的光変調器を、光ビームによる基板の走査方向に対して傾けて配置し、
   メモリに書き込む描画データの座標を、光ビーム照射装置の空間的光変調器の傾きに応じて走査方向に補正し、
   メモリから読み出した描画データの座標を、光ビーム照射装置の空間的光変調器の傾きに応じて走査方向と直交する方向に補正す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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