KR100852325B1

KR100852325B1 - 패턴 묘화 장치

Info

Publication number: KR100852325B1
Application number: KR1020070088288A
Authority: KR
Inventors: 구니오 이케후지; 아키히로 요코타
Original assignee: 다이니폰 스크린 세이조우 가부시키가이샤
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2007-08-31
Publication date: 2008-08-14
Also published as: JP2008116646A; KR20080040558A; TW200821763A; JP5095176B2

Abstract

일부의 광조사 수단에 이상이 발생한 경우에도, 묘화 처리를 계속할 수 있는 패턴 묘화 장치를 제공한다.

패턴 묘화 장치(1)는, CCD 카메라(41)를 사용하여 복수의 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)의 조사광을 촬영하고, 그 촬영 결과에 의거하여 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)에 이상이 발생하고 있는지의 여부를 판정한다. 그리고, 패턴 묘화 장치(1)는, 이상으로 판정된 광학 헤드가 담당하는 묘화 영역을 다른 광학 헤드로 보완 묘화한다. 이 때문에, 일부의 광조사 수단에 이상이 발생한 경우에도, 묘화 처리를 계속할 수 있어, 장치의 가동률을 향상시킬 수 있다.

Description

패턴 묘화 장치{PATTERN DRAWING APPARATUS}

본 발명은, 컬러 필터용 유리 기판, 플랫 패널 디스플레이용 유리 기판, 반도체 기판, 프린트 기판 등의 기판의 표면에 소정의 패턴을 묘화하는 패턴 묘화 장치에 관한 것이다.

종래로부터, 감광 재료가 도포된 기판의 표면에 광을 조사함으로써, 기판의 표면에 소정의 패턴을 묘화하는 패턴 묘화 장치가 알려져 있다. 패턴 묘화 장치는, 기판을 올려놓는 스테이지와, 스테이지를 이동시키기 위한 이동 기구와, 스테이지 상의 기판의 표면에 광을 조사하는 복수의 광학 헤드를 구비하고 있다. 패턴 묘화 장치는, 스테이지와 함께 기판을 수평 방향으로 이동시키면서, 복수의 광학 헤드에서 광을 조사함으로써, 기판의 표면에 소정의 패턴을 묘화한다.

이러한 패턴 묘화 장치에 있어서, 복수의 광학 헤드는, 각각, 조사광을 부분적으로 차광하기 위한 어퍼쳐나, 어퍼쳐의 위치를 조정하기 위한 구동 기구나, 광학계의 렌즈를 구동시키기 위한 구동 기구 등의 복수의 요소 부품에 의해 구성되어 있다. 그리고, 이러한 요소 부품이 모두 정상으로 동작함으로써, 기판 상에 정상인 광이 조사되도록 되어 있다. 또, 처리 대상이 되는 기판의 표면은, 복수의 광 학 헤드에 대응한 복수의 묘화 영역으로 분할되어 있고, 복수의 광학 헤드가 각 묘화 영역의 묘화를 담당하도록 되어 있다.

종래의 패턴 묘화 장치의 구성은, 예를 들면 특허 문헌 1에 개시되어 있다.

[특허 문헌 1] 일본 공개특허공보 2006-145745호 공보

상기와 같이, 패턴 묘화 장치는 복수의 광학 헤드를 구비하고 있고, 또, 각 광학 헤드는 복수의 요소 부품에 의해 구성되어 있다. 이 때문에, 요소 부품에 1개라도 이상이 발생한 경우에는, 당해 요소 부품을 갖는 광학 헤드가 사용 불능이 되어, 당해 광학 헤드에 의한 담당 묘화 영역의 묘화를 할 수 없는 상태가 된다. 또, 종래의 패턴 묘화 장치에서는, 각 광학 헤드가 각각의 담당 묘화 영역만을 묘화하는 구성으로 되어 있었기 때문에, 1개의 광학 헤드가 사용 불능이 된 경우에는 묘화 처리를 계속할 수 없어, 장치 전체를 정지하여 요소 부품의 수리를 행하지 않을 수 없었다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 일부의 광조사 수단에 이상이 발생한 경우에도, 묘화 처리를 계속할 수 있는 패턴 묘화 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 청구항 1에 따른 발명은, 기판의 표면에 소정의 패턴을 묘화하는 패턴 묘화 장치에 있어서, 표면에 감광 재료의 층이 형성된 기판을 유지하는 유지 수단과, 기판의 표면의 복수의 묘화 영역의 각각에 광을 조사하는 복수의 광조사 수단과, 상기 유지 수단과, 상기 광조사 수단을, 기판의 표면을 따른 방향으로 상대적으로 이동시키는 이동 수단과, 상기 복수의 광조사 수단의 각각에 이상이 발생하고 있는지의 여부를 판정하는 이상 판정 수단과, 상기 이상 판정 수단에 의해 이상으로 판정된 광조사 수단이 담당하는 묘화 영역을 다른 광조사 수단으로 보완 묘화하도록, 상기 이동 수단과 상기 광조사 수단을 제어하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 따른 발명은, 청구항 1에 기재된 패턴 묘화 장치에 있어서, 상기 복수의 광조사 수단의 각각에 대해서, 당해 광조사 수단이 이상으로 판정되었을 때에 상기 보완 묘화를 행하는 광조사 수단이 대응되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 따른 발명은, 청구항 2에 기재된 패턴 묘화 장치에 있어서, 상기 보완 묘화를 행하는 광조사 수단은, 이상으로 판정된 광조사 수단과 이웃하는 광조사 수단인 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 따른 발명은, 청구항 3에 기재된 패턴 묘화 장치에 있어서, 상기 제어 수단은, 이상으로 판정된 광조사 수단에 표준적으로 부여되는 조사 제어 신호를, 상기 보완 묘화를 행하는 광조사 수단에 할당하는 할당 수단을 갖는 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 따른 발명은, 청구항 4에 기재된 패턴 묘화 장치에 있어서, 상기 이동 수단은, 고정 설치된 광조사 수단에 대해서 상기 유지 수단을 이동시키는 것을 특징으로 한다.

청구항 6에 따른 발명은, 청구항 5에 기재된 패턴 묘화 장치에 있어서, 상기 복수의 광조사 수단의 각 조사광을 직접 촬영하는 촬영 수단을 더 구비하고, 상기 이상 판정 수단은, 상기 촬영 수단의 촬영 결과에 의거하여 이상 판정 처리를 행하는 것을 특징으로 한다.

청구항 7에 따른 발명은, 청구항 6에 기재된 패턴 묘화 장치에 있어서, 상기 복수의 광조사 수단은, 각각 복수의 요소 부품에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

청구항 8에 따른 발명은, 청구항 7에 기재된 패턴 묘화 장치에 있어서, 상기 보완 묘화를 포함하는 묘화 처리의 소요 시간을, 전후의 기판 처리 공정을 관리하는 공정 관리 장치에 통지하는 통지 수단을 더 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 1∼8에 기재된 발명에 의하면, 복수의 광조사 수단의 각각에 이상이 발생하고 있는지의 여부를 판정하여, 이상으로 판정된 광조사 수단이 담당하는 묘화 영역을 다른 광조사 수단으로 보완 묘화한다. 이 때문에, 일부의 광조사 수단에 이상이 발생한 경우에도 묘화 처리를 계속하여, 장치의 가동률을 향상시킬 수 있다.

특히, 청구항 2에 기재된 발명에 의하면, 복수의 광조사 수단의 각각에 대해서, 당해 광조사 수단이 이상으로 판정되었을 때에 보완 묘화를 행하는 광조사 수단이 대응되어 있다. 이 때문에, 대응된 광조사 수단을 사용하여 확실하게 보완 묘화를 행할 수 있다.

특히, 청구항 3에 기재된 발명에 의하면, 보완 묘화를 행하는 광조사 수단은, 이상으로 판정된 광조사 수단과 이웃하는 광조사 수단이다. 이 때문에, 이동 수단의 이동 범위를 최소한으로 억제하면서, 보완 묘화를 행할 수 있다.

특히, 청구항 4에 기재된 발명에 의하면, 제어 수단은, 이상으로 판정된 광 조사 수단에 표준적으로 부여되는 조사 제어 신호를, 보완 묘화를 행하는 광조사 수단에 할당하는 할당 수단을 갖는다. 이 때문에, 보완 묘화를 행하는 광조사 수단은, 이상으로 판정된 광조사 수단이 본래 묘화해야 할 패턴을 대체적으로 묘화할 수 있다.

특히, 청구항 5에 기재된 발명에 의하면, 이동 수단은, 고정 배치된 광조사 수단에 대해서 유지 수단을 이동시킨다. 이 때문에, 광조사 수단에 포함되는 광학계 등의 정밀한 부품을 이동시키지 않고, 묘화 처리를 행할 수 있다.

특히, 청구항 6에 기재된 발명에 의하면, 패턴 묘화 장치는, 복수의 광조사 수단의 각 조사광을 직접 촬영하는 촬영 수단을 더 구비하고, 이상 판정 수단은, 촬영 수단의 촬영 결과에 의거하여 이상 판정 처리를 행한다. 이 때문에, 테스트 묘화를 행하지 않고 광조사 수단의 이상을 판정할 수 있다.

특히, 청구항 7에 기재된 발명에 의하면, 복수의 광조사 수단은, 각각 복수의 요소 부품에 의해 구성되어 있다. 이 때문에, 각 광조사 수단의 구성이 복잡화하여 이상이 발생할 확률이 높아짐에도 불구하고, 이상이 발생한 경우에도 묘화 처리를 계속할 수 있다.

특히, 청구항 8에 기재된 발명에 의하면, 패턴 묘화 장치는, 보완 묘화를 포함하는 묘화 처리의 소요 시간을, 전후의 기판 처리 공정을 관리하는 공정 관리 장치에 통지하는 통지 수단을 더 구비한다. 이 때문에, 복수의 기판이 연속하여 처리되는 경우여도, 패턴 묘화 장치의 전후에서 기판이 정체하거나 고갈되거나 하는 것을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서 참조되는 각 도면에는, 각 부재의 위치 관계나 동작 방향을 명확화하기 위해서, 공통의 XYZ 직교 좌표계가 첨부되어 있다.

<1. 패턴 묘화 장치의 전체 구성>

도 1 및 도 2는, 본 발명의 한 실시 형태에 따른 패턴 묘화 장치(1)의 구성을 도시한 측면도 및 상면도이다. 패턴 묘화 장치(1)는, 액정 표시 장치의 컬러 필터를 제조하는 공정에 있어서, 컬러 필터용의 유리 기판(이하, 간단히 「기판」이라고 한다.)(9)의 상면에 소정의 패턴을 묘화하기 위한 장치이다. 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 패턴 묘화 장치(1)는, 기판(9)을 유지하기 위한 스테이지(10)와, 스테이지(10)에 연결된 스테이지 구동부(20)와, 복수의 광학 헤드(32a∼32g)를 갖는 헤드부(30)와, 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)로부터의 조사광을 촬영하기 위한 조사광 촬영부(40)와, 장치 각 부의 동작을 제어하기 위한 제어부(50)를 구비하고 있다.

스테이지(10)는, 평판 형상의 외형을 갖고, 그 상면에 기판(9)을 수평 자세로 올려놓고 유지하기 위한 유지부이다. 스테이지(10)의 상면에는 복수의 흡인구멍(도시 생략)이 형성되어 있다. 이 때문에, 스테이지(10) 상에 기판(9)를 올려놓았을 때에는, 흡인구멍의 흡인압에 의해 기판(9)은 스테이지(10)의 상면에 고정 유지된다. 또한, 스테이지(10) 상에 유지된 기판(9)의 표면에는, 컬러 레지스트 등의 감광 재료의 층이 형성되어 있다.

스테이지 구동부(20)는, 스테이지(10)를 주주사 방향(Y축 방향), 부주사 방향(X축 방향), 및 회전 방향(Z축 둘레의 회전 방향)으로 이동시키기 위한 기구이다. 스테이지 구동부(20)는, 스테이지(10)를 회전시키는 회전 기구(21)와, 스테이지(10)를 회전 가능하게 지지하는 지지 플레이트(22)와, 지지 플레이트(22)를 부주사 방향으로 이동시키는 부주사 기구(23)와, 부주사 기구(23)를 통해 지지 플레이트(22)를 지지하는 베이스 플레이트(24)와, 베이스 플레이트(24)를 주주사 방향으로 이동시키는 주주사 기구(25)를 갖고 있다.

회전 기구(21)는, 스테이지(10)의 -Y측의 단부에 장착된 이동자와, 지지 플레이트(22)의 상면에 부설된 고정자에 의해 구성된 리니어 모터(21a)를 갖고 있다. 또, 스테이지(10)의 중앙부 하면측과 지지 플레이트(22)의 사이에는 회전축(21b)이 설치되어 있다. 이 때문에, 리니어 모터(21a)를 동작시키면, 고정자를 따라 이동자가 X축 방향으로 이동하고, 지지 플레이트(22) 상의 회전축(21b)을 중심으로 하여 스테이지(10)가 소정 각도의 범위 내에서 회전한다.

부주사 기구(23)는, 지지 플레이트(22)의 하면에 장착된 이동자와 베이스 플레이트(24)의 상면에 부설된 고정자에 의해 구성된 리니어 모터(23a)를 갖고 있다. 또, 지지 플레이트(22)와 베이스 플레이트(24)의 사이에는, 부주사 방향으로 신장되는 한 쌍의 가이드부(23b)가 설치되어 있다. 이 때문에, 리니어 모터(23a)를 동작시키면, 베이스 플레이트(24) 상의 가이드부(23b)를 따라 지지 플레이트(22)가 부주사 방향으로 이동한다.

주주사 기구(25)는, 베이스 플레이트(24)의 하면에 장착된 이동자와 본 장 치(1)의 기대(基臺)(60) 상에 부설된 고정자에 의해 구성된 리니어 모터(25a)를 갖고 있다. 또, 베이스 플레이트(24)와 기대(60)의 사이에는, 주주사 방향으로 신장되는 한 쌍의 가이드부(25b)가 설치되어 있다. 이 때문에, 리니어 모터(25a)를 동작시키면, 기대(60) 상의 가이드부(25b)를 따라 베이스 플레이트(24)가 주주사 방향으로 이동한다.

헤드부(30)는, 스테이지(10) 상에 유지된 기판(9)의 상면에 소정 패턴의 펄스광을 조사하기 위한 기구이다. 헤드부(30)는, 스테이지(10) 및 스테이지 구동부(20)에 걸치도록 하여 기대(60) 상에 가설된 프레임(31)과, 프레임(31)에 부주사 방향을 따라 등간격으로 장착된 7개의 광학 헤드(32a∼32g)를 갖고 있다. 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)에는, 조명 광학계(33)을 통해 1개의 레이저 발진기(34)가 접속되어 있다. 또, 레이저 발진기(34)에는 레이저 구동부(35)가 접속되어 있다. 이 때문에, 레이저 구동부(35)를 동작시키면, 레이저 발진기(34)에서 펄스광이 발진되고, 발진된 펄스광은 조명 광학계(33)를 통해 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g) 내에 도입된다.

각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)의 내부에는, 조명 광학계(33)에서 도입된 펄스광을 아래쪽을 향해 출사하기 위한 출사부(36)와, 펄스광을 부분적으로 차광하기 위한 어퍼쳐 유닛(37)과, 펄스광을 기판(9)의 상면에 결상시키기 위한 투영 광학계(38)가 설치되어 있다. 어퍼쳐 유닛(37)에는, 소정의 차광 패턴이 형성된 유리판인 어퍼쳐 AP가 세트되어 있다. 출사광(36)에서 출사된 펄스광은, 어퍼쳐 유닛(37)에 세트된 어퍼쳐 AP를 통과할 때에 부분적으로 차광되고, 소정 패턴의 광속 으로서 투영 광학계(38)로 입사한다. 그리고, 투영 광학계(38)를 통과한 펄스광이 기판(9)의 상면에 조사됨으로써, 기판(9) 상의 감광 재료에 소정의 패턴이 묘화된다.

또, 도 1에 개념적으로 도시한 바와 같이, 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)에는, 어퍼쳐 유닛(37)에 세트된 어퍼쳐 AP의 위치를 조정하기 위한 어퍼쳐 구동부(39)가 설치되어 있다. 어퍼쳐 구동부(39)는, 어퍼쳐 AP의 수평 위치(수평면 내의 기울기를 포함한다)를 조정함으로써, 기판(9) 상에 투영하는 패턴을 선택하거나, 패턴의 투영 위치를 조정하거나 할 수 있다. 또, 어퍼쳐 구동부(39)는, 펄스광의 조사 영역 전체를 어퍼쳐 AP의 차광부로 차단함으로써, 펄스광의 조사를 금지할 수도 있다. 어퍼쳐 구동부(39)는, 예를 들면, 복수의 리니어 모터를 조합하여 구성할 수 있다.

도 3은, 정상 동작시에 있어서의 기판(9) 상의 묘화 영역과 복수의 광학 헤드(32a∼32g)의 관계를 도시한 도면이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 광학 헤드(32a∼32g)는, 부주사 방향을 따라 등간격으로(예를 들면 200mm 간격으로) 배열되어 있다. 묘화 처리를 행할 때에는, 스테이지(10)를 주주사 방향으로 이동시키면서, 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)에서 펄스광을 조사한다. 이에 따라, 기판(9)의 상면에는 소정의 노광폭(W)(예를 들면 50mm 폭)으로 복수개의 패턴이 주주사 방향으로 묘화된다.

1회의 주주사 방향으로의 묘화가 종료하면, 패턴 묘화 장치(1)는, 스테이지(10)를 부주사 방향으로 노광폭(W)분만큼 이동시키고, 스테이지(10)를 다시 주주 사 방향으로 이동시키면서, 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)에서 펄스광을 조사한다. 이와 같이, 패턴 묘화 장치(1)는, 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)의 노광폭(W)씩 기판(9)을 부주사 방향으로 어긋나게 하면서, 주주사 방향으로의 묘화를 소정 회수(예를 들면 4회) 반복함으로써, 기판(9) 상에 컬러 필터용의 패턴을 형성한다.

이와 같이, 기판(9) 상의 묘화 영역은, 복수의 광학 헤드(32a∼32g)에 대응한 7개의 직사각형 형상의 묘화 영역(Aa, Ab, …, Ag)으로 분할되어 있다. 그리고, 정상 동작시에는, 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)가 각각 묘화 영역(Aa, Ab, …, Ag)의 묘화를 담당한다.

도 4는, 상기의 복수의 광학 헤드(32a∼32g)의 구성을 개념적으로 도시한 도면이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)는, 어퍼쳐 AP, 어퍼쳐 구동부(39), 투영 광학계(38) 등의 다수의 요소 부품에 의해 구성되어 있다. 그리고, 이러한 요소 부품이 모두 정상으로 동작함으로써, 기판(9) 상에 정상인 펄스광이 조사되도록 되어 있다.

도 1 및 도 2로 되돌아가, 조사광 촬영부(40)는, 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)에서 조사되는 펄스광을 촬영하기 위한 기구이다. 조사광 촬영부(40)는, CCD 카메라(41)와, 가이드 레일(42)과, 리니어 모터 등에 의해 구성된 카메라 구동 기구(43)를 갖고 있다. CCD 카메라(41)는, 촬영 방향을 위쪽을 향해 배치되어 있다. 또, 카메라 구동 기구(42)를 동작시키면, 베이스 플레이트(24)의 +Y측의 측변에 장착된 가이드 레일(42)을 따라 CCD 카메라(41)가 부주사 방향으로 이동한다.

CCD 카메라(41)를 사용할 때에는, 우선, 주주사 기구(25)를 동작시켜, CCD 카메라(41)가 헤드부(30)의 아래쪽에 위치하도록, 베이스 플레이트(24)를 위치 결정한다(도 1 및 도 2의 상태). 그리고, 카메라 구동 기구(43)를 동작시킴으로써 CCD 카메라(41)를 부주사 방향으로 이동시키면서, 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)에서 조사되는 펄스광을 CCD 카메라(41)로 촬영한다. 촬영에 의해 취득된 화상 데이터는, CCD 카메라(41)에서 제어부(50)로 전송된다.

제어부(50)는, 패턴 묘화 장치(1) 내의 상기 각 부의 동작을 제어하기 위한 처리부이다. 도 5는, 패턴 묘화 장치(1)의 상기 각 부와 제어부(50) 사이의 접속 구성을 도시한 블록도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 제어부(50)는, 상기의 회전 기구(21), 부주사 기구(23), 주주사 기구(25), 레이저 구동부(35), 조명 광학계(33), 투영 광학계(38), 어퍼쳐 구동부(39), CCD 카메라(41), 및 카메라 구동 기구(43)와 전기적으로 접속되어 있고, 이들의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(50)는, 예를 들면, CPU나 메모리를 갖는 컴퓨터에 의해 구성되고, 컴퓨터에 인스톨된 프로그램에 따라 컴퓨터가 동작함으로써 상기의 제어를 행한다.

<2. 보완 묘화의 기능에 대해서>

앞서 서술한 바와 같이, 이 패턴 묘화 장치(1)의 복수의 광학 헤드(32a∼32g)는, 각각 복수의 요소 부품에 의해 구성되어 있다. 이 때문에, 요소 부품에 1개라도 이상이 발생한 경우에는, 당해 요소 부품을 갖는 광학 헤드가 사용 불능이 되어, 당해 광학 헤드에 의한 담당 묘화 영역의 묘화를 할 수 없는 상태가 된다. 그래서, 본 실시 형태의 패턴 묘화 장치(1)는, 이상이 발생한 광학 헤드의 담당 묘화 영역을, 다른 광학 헤드로 보완 묘화하는 기능을 갖는다. 이하에서는, 이러한 보완 묘화를 실현하기 위한 구성에 대해서 설명한다.

도 6은, 제어부(50)를 중심으로 하는 패턴 묘화 장치(1)의 구성을, 그 기능마다 도시한 기능 블록도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 제어부(50)에는, CPU나 메모리가 동작함으로써 실현되는 처리부로서, A/D 변환부(51), 이상 판정부(52), 스테이지 위치 조정부(53), 조사 제어부(54a∼54g), 제어 전환 판정부(55), 퍼포먼스 판정부(56), 및 통신부(57)가 설치되어 있다.

A/D 변환부(51)는, CCD 카메라(41)에 의해 취득된 화상 데이터를 수신하여, 그 화상 데이터를 아날로그 데이터에서 디지털 데이터로 변환하기 위한 처리부이다. A/D 변환부(51)는, 화상 데이터를 아날로그 데이터에서 디지털 데이터로 변환하고, 변환 후의 화상 데이터를 이상 판정부(52)로 전송한다.

이상 판정부(52)는, A/D 변환부에서 전송된 화상 데이터를 수신하고, 그 화상 데이터에 의거하여 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)에 이상이 발생하고 있는지의 여부를 판정하기 위한 처리부이다. 구체적으로는, 이상 판정부(52)는, 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)의 펄스광의 위치, 라인 폭, 광량 등의 정보를 화상 데이터에서 취득한다. 그리고, 이러한 정보와 이상적인 조사 패턴의 정보를 비교함으로써, 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)에 이상이 발생하고 있는지의 여부를 판정한다. 이상 판정부(52)는, 어떠한 광학 헤드를 이상으로 판정하면, 그 판정 결과를 스테이지 위치 조정부(53), 제어 전환 판정부(55), 및 퍼포먼스 판정부(56)에 통지한다.

스테이지 위치 조정부(53)는, 보완 묘화시에 스테이지(10)의 위치를 조정하 기 위한 처리부이다. 스테이지 위치 조정부(53)는, 보완 묘화를 행할 때에, 이상으로 판정된 광학 헤드의 담당 묘화 영역을 그 이웃의 광학 헤드(보완 묘화를 행하는 광학 헤드)의 아래쪽에 위치시키도록, 스테이지(10)를 이동시키는 역할을 한다. 구체적으로는, 스테이지 위치 조정부(53)는, 이상 판정부(52)에서 통지된 판정 결과에 의거하여 스테이지 구동부(20)에 제어 신호를 부여하고, 이상을 갖는 광학 헤드와 보완 묘화를 행하는 광학 헤드의 간격분만큼 스테이지(10)를 부주사 방향으로 이동시켜 기판(9)의 위치를 조정한다. 또한, 이러한 스테이지의 위치 조정을 허용하기 위해서, 스테이지 구동부(20)의 부주사 기구(23)의 이동 범위는, 통상의 묘화 처리에 필요한 이동 범위보다도 커지고 있다.

조사 제어부(54a, 54b, …, 54g)는, 각각 묘화 영역(Aa, Ab, …, Ag)에 대한 펄스광의 조사 동작을 제어하기 위한 처리부이다. 또, 제어 전환 판정부(55)는, 조사 제어부(54a, 54, …, 54g)에 의한 조사 제어 신호(Sa, Sb, …, Sg)를 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)에 할당하기 위한 처리부이다. 제어 전환 판정부(55)는, 정상 동작시에는, 각 조사 제어부(54a, 54b, …, 54g)에 의한 조사 제어 신호(Sa, Sb, …, Sg)를, 각각 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)에 할당한다. 이에 따라, 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)가 각각 묘화 영역(Aa, Ab, …, Ag)의 묘화를 행한다. 또, 제어 전환 판정부(55)는, 보완 묘화시에는, 이상으로 판정된 광학 헤드에 대응하는 조사 제어 신호를, 보완 묘화를 행하는 광학 헤드에 할당한다.

도 7은, 제어 전환 판정부(55)에 있어서의 조사 제어 신호(Sa∼Sg)의 할당 기능의 구성을 보다 상세하게 도시한 도면이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 제어 전환 판정부(55)는, 광학 헤드(32a∼32g)에 대응하는 7개의 셀렉터(55a∼55g)를 갖고 있다. 그리고, 조사 제어 신호(Sa, Sb, …, Sg)는, 각각 대응하는 셀렉터와 그 양 이웃의 셀렉터에 입력되어 있다. 또, 각 셀렉터(55a, 55b, …, 55g)에는, 이상 판정부(52)에서 통지된 판정 결과에 의거한 전환 신호가 입력되어 있다. 각 셀렉터(55a, 55b, …, 55g)는, 각각 입력된 조사 제어 신호 중 1개를 전환 신호에 의거하여 선택적으로 출력하여, 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)의 조사 동작을 제어한다. 이에 따라, 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)에 대해서 각각 표준의 조사 제어 신호 이외의 조사 제어 신호를 입력하는 것이 가능해진다. 예를 들면, 광학 헤드(32a)에 조사 제어 신호(Sb)를 입력하는 것이 가능해진다.

도 6으로 되돌아가, 퍼포먼스 판정부(56)는, 패턴 묘화 장치(1)에 있어서의 묘화 처리의 소요 시간을 판정하기 위한 처리부이다. 퍼포먼스 판정부(56)는, 보완 묘화를 행할 때에는, 표준의 묘화 시간에 보완 묘화에 요하는 시간을 더한 합계 시간을 산출하여, 산출된 시간을 통신부(57)에 통지한다. 통신부(57)는, 퍼포먼스 판정부(56)에서 받은 묘화 시간의 정보를 외부의 공정 관리 장치(2)로 출력한다.

공정 관리 장치(2)는, LAN 등의 통신선(90)을 통해 전처리 장치(3) 및 후처리 장치(4)와 접속되어 있다. 전처리 장치(3)는, 패턴 묘화 장치(1)에 의한 묘화 처리 전에 기판(9)의 처리를 행하는 장치(예를 들면, 레지스트 도포 장치)이다. 한편, 후처리 장치(4)는, 패턴 묘화 장치(1)에 의한 묘화 처리의 뒤에 기판(9)의 처리를 행하는 장치(예를 들면, 현상 장치)이다. 공정 관리 장치(2)는, 패턴 묘화 장치(1)에서 받은 묘화 시간의 정보에 의거하여 전처리 장치(3) 및 후처리 장치(4) 에 관리 신호를 송신하여, 전처리 장치(3) 및 후처리 장치(4)에 있어서의 기판(9)의 처리 속도, 반송 속도, 또는 반송 간격을 조정한다. 이에 따라, 복수의 기판(9)이 연속하여 처리되는 경우여도, 패턴 묘화 장치(1)의 전후에서 기판(9)이 정체하거나 고갈되거나 하는 것을 방지할 수 있다.

<3. 패턴 묘화 장치의 동작>

계속해서, 상기 구성을 갖는 패턴 묘화 장치(1)의 동작에 대해서 설명한다. 도 8은, 패턴 묘화 장치(1)의 동작의 흐름을 도시한 흐름도이다. 또한, 이하에 설명하는 일련의 동작은, 제어부(50)가 상기의 회전 기구(21), 부주사 기구(23), 주주사 기구(25), 레이저 구동부(35), 조명 광학계(33), 투영 광학계(38), 어퍼쳐 구동부(39), CCD 카메라(41), 카메라 구동 기구(43) 등을 동작 제어함으로써 진행한다.

이 패턴 묘화 장치(1)에 있어서 묘화 처리를 행할 때에는, 우선, CCD 카메라(41)를 동작시켜, 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)에 이상이 발생하고 있지 않은지의 여부를 검사한다(단계 S1). 단계 S1에서는, 패턴 묘화 장치(1)는, 우선, 주주사 기구(25)를 동작시켜, CCD 카메라(41)가 헤드부(30)의 아래쪽에 위치하도록, 베이스 플레이트(24)를 이동시킨다(도 1 및 도 2의 상태). 그리고, 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)에서 펄스광을 조사하면서 CCD 카메라(41)를 부주사 방향으로 이동시켜, 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)에서 조사되는 펄스광을 CCD 카메라(41)로 촬영한다.

패턴 묘화 장치(1)는, 촬영된 화상 데이터를 제어부(50)에 전송하고, 제어 부(50) 내의 이상 판정부(52)에 있어서 당해 화상 데이터를 해석한다. 이상 판정부(52)는, 화상 데이터에 기록된 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)의 조사광 패턴을, 이상적인 조사광 패턴과 비교함으로써, 각 광학 헤드에 이상이 발생하고 있는지의 여부를 판정한다(단계 S2).

단계 S2에 있어서, 이상이 발생하고 있는 광학 헤드는 없다고 판정된 경우에는, 스테이지(10) 상에 기판(9)이 세트된 후, 패턴 묘화 장치(1)는, 모든 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)를 사용하여 각각의 담당 묘화 영역(Aa, Ab, …, Ag)을 묘화한다(단계 S3). 즉, 기판(9)을 주주사 방향 및 부주사 방향으로 이동시키면서, 모든 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)에서 펄스광을 조사함으로써, 모든 묘화 영역(Aa, Ab, …, Ag)에 패턴을 묘화한다(도 3의 상태).

한편, 단계 S2에 있어서, 이상이 발생하고 있는 광학 헤드가 있다고 판정된 경우에는, 패턴 묘화 장치(1)는, 그 후에 실행되는 묘화 처리(단계 S5∼S6의 묘화 처리)의 소요 시간을 산출하여, 산출된 시간을 공정 관리 장치(2)에 통지한다(단계 S4). 통지를 받은 공정 관리 장치(2)는, 전처리 장치(3) 및 후처리 장치(4)에 있어서의 기판(9)의 처리 속도 또는 반송 속도를 조정하여, 패턴 묘화 장치(1)의 전후에 있어서의 기판(9)의 정체나 고갈을 방지한다.

계속해서, 스테이지(10)에 기판(9)이 세트되면, 패턴 묘화 장치(1)는, 우선, 정상인 광학 헤드를 사용하여 각각의 담당 묘화 영역을 묘화한다(단계 S4). 예를 들면, 광학 헤드(32b)에 이상이 있다고 판정된 경우에는, 도 9에 도시한 바와 같이, 광학 헤드(32b) 이외의 광학 헤드(32a, 32c, 32d, …, 32g)를 사용하여 각각의 담당 묘화 영역(Aa, Ac, Ad, …, Ag)을 묘화한다. 패턴 묘화 장치(1)는, 기판(9)을 주주사 방향 및 부주사 방향으로 이동시키면서, 각 광학 헤드(32a, 32c, 32d, …, 32g)에서 펄스광을 조사함으로써, 묘화 영역(Aa, Ac, Ad, …, Ag)에 패턴을 묘화한다. 또, 이 때, 광학 헤드(32b)는, 펄스광의 조사 영역 전체를 어퍼쳐 AP의 차광부로 차단함으로써, 묘화 영역(Ab)의 묘화를 금지하고 있다.

그 후, 패턴 묘화 장치(1)는, 도 10에 도시한 바와 같이, 이상이 발생하고 있는 광학 헤드(32b)의 담당 묘화 영역(Ab)을, 그 이웃의 광학 헤드(32a)로 보완 묘화한다(단계 S5). 구체적으로는, 제어부(50) 내의 스테이지 위치 조정부(53)가 스테이지 구동부(20)를 제어하여, 광학 헤드(32a)의 아래쪽에 묘화 영역(Ab)의 묘화 개시 위치가 배치되도록 스테이지(10)를 부주사 방향으로 이동시킨다. 그리고, 기판(9)을 주주사 방향 및 부주사 방향으로 이동시키면서, 광학 헤드(32a)에서 펄스광을 조사함으로써, 묘화 영역(Ab)에 패턴을 묘화한다. 또한, 이 때, 제어 전환 판정부(55)의 전환 동작에 의해, 조사 제어부(54b)의 조사 제어 신호(Sb)가 광학 헤드(32a)에 입력된다. 이 때문에, 광학 헤드(32a)는, 묘화 영역(Ab)에 묘화해야 할 패턴(본래 광학 헤드(32b)가 묘화해야 할 패턴)을 대체적으로 묘화할 수 있다. 이와 같이 하여, 패턴 묘화 장치(1)는, 기판(9)의 모든 묘화 영역(Aa∼Ag)에 대한 묘화 처리를 완료한다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 패턴 묘화 장치(1)는, 복수의 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)의 각각에 이상이 발생하고 있는지의 여부를 판정하여, 이상으로 판정된 광학 헤드가 담당하는 묘화 영역을 다른 광학 헤드로 보완 묘화한다. 이 때 문에, 일부의 광조사 수단에 이상이 발생한 경우에도, 묘화 처리를 계속할 수 있어, 장치의 가동률을 향상시킬 수 있다.

<4. 변형예>

이상, 본 발명의 한 실시 형태에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 상기의 예에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상기의 예에서는, 이상으로 판정된 광학 헤드의 이웃의 광학 헤드를 사용하여 보완 묘화를 행하고 있었지만, 보완 묘화에 사용하는 광학 헤드는 반드시 이웃의 광학 헤드가 아니어도 된다. 예를 들면, 광학 헤드(32b)에 이상이 발생했을 때에, 광학 헤드(32b)와 이웃하지 않는 광학 헤드(32d, 32e, 32f, 또는 32g)를 사용하여 보완 묘화를 행해도 된다. 단, 이웃하는 광학 헤드(32a 또는 32c)를 사용하면, 부주사 방향의 이동량을 최소한으로 억제하면서 보완 묘화를 행할 수 있다.

각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)가 이상으로 판정되었을 때에 어느 광학 헤드를 사용하여 보완 묘화를 행할지는, 미리 테이블 데이터로서 제어부(50)에 설정해 두면 된다. 예를 들면, 도 11과 같은 테이블 데이터 TD를 제어부(50)에 기억시켜 두고, 이러한 테이블 데이터 TD에 따라 스테이지 위치 조정부(53)나 제어 전환 판정부(55)를 동작시키도록 하면 된다.

또, 상기의 패턴 묘화 장치(1)는, 고정 배치된 복수의 광학 헤드(32a∼32g)에 대해서 스테이지(10)를 이동시키는 구성이었지만, 스테이지(10)를 고정 배치하고, 그 위쪽에 있어서 복수의 광학 헤드(32a∼32g)를 이동시키는 구성이어도 된다. 단, 광학 헤드(32a∼32g)에는 광학계 등의 정밀 부품이 많이 이용되고 있다. 이 때문에, 정밀 부품의 조정을 복잡화시키지 않기 위해서는, 광학 헤드(32a∼32g)를 고정 배치하는 쪽이 바람직하다.

또, 상기의 패턴 묘화 장치(1)는, CCD 카메라(41)에 의해 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)의 조사광을 직접 촬영하여, 취득된 화상 데이터에 의거하여 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)의 이상을 검사하는 구성이었지만, 다른 방법에 의해 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)의 이상을 검사해도 된다. 예를 들면, 테스트용의 기판에 테스트용의 패턴을 묘화하고, 그 묘화 결과에 의거하여 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)의 이상을 검사하도록 해도 된다. 단, 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)의 조사광을 직접 촬영하도록 하면, 테스트 묘화를 행하지 않고 용이하게 각 광학 헤드(32a, 32b, …, 32g)의 이상을 검사할 수 있다.

또, 상기의 패턴 묘화 장치(1)는, 7개의 광학 헤드(32a∼32g)를 갖는 것이었지만, 광학 헤드의 수는 7개로 한정되는 것은 아니다. 또, 상기의 패턴 묘화 장치(1)는, 컬러 필터용의 유리 기판(9)을 처리 대상으로 하고 있었지만, 반도체 기판, 프린트 기판, 플라즈마 표시 장치용 유리 기판 등의 다른 기판을 처리 대상으로 하는 것이어도 된다.

도 1은 본 발명의 한 실시 형태에 따른 패턴 묘화 장치의 측면도이다.

도 2는 본 발명의 한 실시 형태에 따른 패턴 묘화 장치의 상면도이다.

도 3은 정상 동작시에 있어서의 기판 상의 묘화 영역과 복수의 광학 헤드의 관계를 도시한 도면이다.

도 4는 복수의 광학 헤드의 구성을 개념적으로 도시한 도면이다.

도 5는 패턴 묘화 장치의 각 부와 제어부 사이의 접속 구성을 도시한 블록도이다.

도 6은 제어부를 중심으로 하는 패턴 묘화 장치의 구성을 기능마다 도시한 기능 블록도이다.

도 7은 제어 전환 판정부에 있어서의 조사 제어 신호의 할당 기능의 구성을 도시한 도면이다.

도 8은 패턴 묘화 장치에 있어서의 동작의 흐름을 도시한 흐름도이다.

도 9는 정상인 광학 헤드가 각 담당 묘화 영역을 묘화하는 모양을 도시한 도면이다.

도 10은 보완 묘화의 모양을 도시한 도면이다.

도 11은 테이블 데이터의 예를 도시한 도면이다.

[부호의 설명]

1…패턴 묘화 장치 2…공정 관리 장치

3…전처리 장치 4…후처리 장치

9…기판 10…스테이지

20…스테이지 구동부 23…부주사 기구

25…주주사 기구 30…헤드부

32a∼32g…광학 헤드 40…조사광 촬영부

50…제어부 52…이상 판정부

53…스테이지 위치 조정부 55…제어 전환 판정부

56…퍼포먼스 판정부 Aa∼Ag…묘화 영역

Claims

기판의 표면에 소정의 패턴을 묘화하는 패턴 묘화 장치에 있어서,

표면에 감광 재료의 층이 형성된 기판을 유지하는 유지 수단과,

기판의 표면의 복수의 묘화 영역의 각각에 광을 조사하는 복수의 광조사 수단과,

상기 유지 수단과, 상기 광조사 수단을, 기판의 표면을 따른 방향으로 상대적으로 이동시키는 이동 수단과,

상기 복수의 광조사 수단의 각각에 이상이 발생하고 있는지의 여부를 판정하는 이상 판정 수단과,

상기 이상 판정 수단에 의해 이상으로 판정된 광조사 수단이 담당하는 묘화 영역을 다른 광조사 수단으로 보완 묘화하도록, 상기 이동 수단과 상기 광조사 수단을 제어하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 패턴 묘화 장치.
청구항 1에 있어서,

상기 복수의 광조사 수단의 각각에 대해서, 당해 광조사 수단이 이상으로 판정되었을 때에 상기 보완 묘화를 행하는 광조사 수단이 대응되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴 묘화 장치.
청구항 2에 있어서,

상기 보완 묘화를 행하는 광조사 수단은, 이상으로 판정된 광조사 수단과 이웃하는 광조사 수단인 것을 특징으로 하는 패턴 묘화 장치.
청구항 3에 있어서,

상기 제어 수단은, 이상으로 판정된 광조사 수단에 표준적으로 부여되는 조사 제어 신호를, 상기 보완 묘화를 행하는 광조사 수단에 할당하는 할당 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 패턴 묘화 장치.
청구항 4에 있어서,

상기 이동 수단은, 고정 배치된 상기 광조사 수단에 대해서 상기 유지 수단을 이동시키는 것을 특징으로 하는 패턴 묘화 장치.
청구항 5에 있어서,

상기 복수의 광조사 수단의 각 조사광을 직접 촬영하는 촬영 수단을 더 구비하고,

상기 이상 판정 수단은, 상기 촬영 수단의 촬영 결과에 의거하여 이상 판정 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 패턴 묘화 장치.
청구항 6에 있어서,

상기 복수의 광조사 수단은, 각각 복수의 요소 부품에 의해 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 패턴 묘화 장치.
청구항 7에 있어서,

상기 보완 묘화를 포함하는 묘화 처리의 소요 시간을, 전후의 기판 처리 공정을 관리하는 공정 관리 장치에 통지하는 통지 수단을 더 구비한 것을 특징으로 하는 패턴 묘화 장치.