TWI542955B - 描繪裝置及描繪方法 - Google Patents

Description

描繪裝置及描繪方法

本發明係關於一種對半導體基板、印刷基板、液晶顯示裝置等所具備之彩色濾光片用基板、液晶顯示裝置或電漿顯示裝置等所具備之平板顯示器用玻璃基板、磁碟用基板、光碟用基板、太陽電池用面板等各種基板等(以下，亦簡稱為「基板」)照射光，而於基板上描繪圖案之技術。

已知有一種曝光裝置(所謂之描繪裝置)，其於塗佈於基板上之感光材料上曝光電路等圖案時，不使用光罩等而藉由根據記述圖案之資料調變之光(描繪光)掃描基板上之感光材料，藉此於該感光材料上直接曝光圖案。作為此種描繪裝置，已知有例如自具備以像素單位對光束進行接通/斷開調變之空間光調變器之光學頭，對相對該光學頭相對地移動之基板照射描繪光而於基板上曝光(描繪)圖案者(例如，參照專利文獻1)。

於描繪裝置中，光學頭一面射出例如剖面為帶狀之描繪光，一面沿著與描繪光之長度方向正交之軸(主掃描軸)相對基板相對地移動(主掃描)。藉由進行該主掃描，相對基板上之沿著主掃描軸之一條帶狀區域進行圖案之曝光。光學頭完成伴有描繪光之照射之主掃描後，於沿著與主掃描軸正交之副掃描軸相對基板相對地移動後，再次進行伴有描繪光之照射之主掃描。藉此，對已於前次主掃描中曝光圖案之 帶狀區域之毗鄰之帶狀區域進行圖案之曝光。如此般，藉由間隔副掃描而反復進行伴有描繪光之照射之主掃描，於基板之整個區域曝光圖案。又，一般而言，亦預先於副掃描方向配置複數個光學頭，藉由上述主掃描同時於複數個帶狀區域描繪圖案。

又，為使描繪光之焦點對準於基板上，有對光學頭設置自動聚焦機構之情形。自動聚焦機構藉由於圖案描繪中，計測光學頭、基板間之距離之變動，檢測因基板之彎曲或不平整等引起之曝光面之上下變動。自動聚焦機構根據該變動使光學頭之透鏡上升下降，藉此使描繪光之焦點始終對準於基板上之所需之曝光面。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2009-237917號公報

然而，藉由上述之掃描進行圖案描繪處理時，存在對於複數個光學頭中之一部分光學頭，藉由自動聚焦機構獲得之上述距離之變動之檢測位置成為基板之外側或基板之端部之情形。基板之端部因未層壓有光阻膜或形成有階差或孔等，故而不適合於上述距離之計測之情形較多。因此，有自動聚焦機構無法正常發揮功能之情形。因此，關於基板端附近之帶狀區域，有描繪精度降低之虞。

本發明係鑑於上述問題而完成者，目的在於提供一種提高基板端部之帶狀區域之圖案之描繪精度之技術。

為解決上述問題，第1態樣係對形成有感光體之基板照射光而於上述基板上描繪圖案之描繪裝置，該描繪裝置包含：複數個光學頭，其排列於副掃描方向，且各自射出帶狀之描繪光；掃描機構，其藉由 使上述複數個光學頭相對於上述基板，朝上述副掃描方向及與上述副掃描方向正交之主掃描方向相對地移動，來以上述描繪光掃描基板；及複數個自動聚焦機構，其設置於上述複數個光學頭之各者，並配合由檢測上述光學頭及上述基板之間之間隔距離之變動之檢測器所檢測出之上述間隔距離之變動，調整上述光學頭之上述描繪光之焦點位置；且上述複數個光學頭中之至少一部分光學頭之上述自動聚焦機構，以從上述描繪光之中央位置向與上述副掃描方向相反之方向偏移之基板上之位置，作為上述間隔距離之變動之檢測位置。

又，第2態樣係如第1態樣之描繪裝置，其中於上述一部分光學頭中包含朝向上述副掃描方向配置於最外側之上述光學頭。

又，第3態樣係如第1或第2態樣之描繪裝置，其中上述一部分光學頭包含安裝機構，其以將上述檢測位置分別設定在相對於上述描繪光之中央位置於上述副掃描方向或其相反方向偏移之位置之方式，來安裝上述檢測器。

又，第4態樣係如第1至第3態樣中任一1態樣之描繪裝置，其中上述一部分光學頭中，描繪基板之位於上述副掃描方向端部之端部帶狀區域之上述光學頭之上述自動聚焦機構，於描繪上述端部帶狀區域時，基於前次主掃描時所獲得之上述間隔距離之變動之檢測結果，調整上述焦點位置。

又，第5態樣係如第1至第4態樣中任一1態樣之描繪裝置，其中進而包含控制上述掃描機構及上述自動聚焦機構之控制部，上述控制部一面以使上述一部分光學頭中，描繪基板之位於上述副掃描方向端部之端部帶狀區域之上述光學頭之上述自動聚焦機構之檢測位置，被包含於基板之既定之有效區域之方式，使上述光學頭沿著上述副掃描方向相對移動，然後朝上述主掃描方向相對移動，一面使上述自動聚焦機構進行上述間隔距離之變動之檢測。

又，第6態樣係對形成有感光體之基板照射光而於上述基板上描繪圖案之描繪方法，該描繪方法包含：(a)自排列於副掃描方向之複數個光學頭之各者射出帶狀之描繪光之步驟；(b)於上述(a)步驟中，藉由使上述複數個光學頭相對於上述基板，朝上述副掃描方向及與上述副掃描方向正交之主掃描方向相對地移動，來以上述描繪光掃描基板之步驟；及(c)於上述(b)步驟中，藉由檢測器檢測上述光學頭及上述基板之間之間隔距離之變動，並配合所檢測出之上述間隔距離之變動，調整上述光學頭之上述描繪光之焦點之步驟；且於上述(c)步驟中，對於上述複數個光學頭中之至少一部分光學頭，於從自上述描繪光之中央位置向與上述副掃描方向相反之方向偏移之基板上之位置，檢測上述間隔距離之變動。

又，第7態樣係如第6態樣之描繪方法，其中上述一部分光學頭包含朝向上述副掃描方向配置於最外側之上述光學頭。

又，第8態樣係如第6或第7態樣之描繪方法，其中上述一部分光學頭包含安裝機構，其以將上述檢測位置分別設定在相對於上述描繪光之中央位置於上述副掃描方向或其相反方向偏移之位置之方式，來安裝上述檢測器。

又，第9態樣係如第6至第8態樣中任一1態樣之描繪方法，其中於上述(c)步驟中，對於上述一部分光學頭中描繪基板之位於上述副掃描方向端部之端部帶狀區域之上述光學頭，係於描繪上述端部帶狀區域時，基於由前次主掃描所獲得之上述間隔距離之變動之檢測結果，調整上述焦點位置。

又，第10態樣係如第6至第9態樣中任一1態樣之描繪方法，其中上述(c)步驟包含：(c-1)以使針對上述一部分光學頭中描繪基板之位於上述副掃描方向端部之端部帶狀區域之上述光學頭之上述檢測位置，被包含於基板之既定之有效區域之方式，使上述光學頭沿著上述 副掃描方向相對移動之步驟；及(c-2)於上述(c-1)步驟後，一面使上述光學頭33朝上述主掃描方向相對移動，一面檢測上述離間距離之變動之步驟。

根據第1至第10態樣，可使針對至少一部分光學頭之檢測間隔距離之變動之檢測位置，相對於描繪光之中央位置向與副掃描方向相反之方向偏移。藉此，可提高於描繪基板之端部帶狀區域時，可將檢測位置設定於檢測有效之區域之可能性。藉此，可提高端部帶狀區域之描繪精度。

又，根據第2及第7之態樣，可使針對描繪端部帶狀區域之光學頭之檢測位置，相對於描繪光之中央向與副掃描方向相反之方向位移。藉此，可提高端部帶狀區域之描繪精度。

又，根據第3及第8之態樣，只要變更檢測器之安裝方法就可決定針對各光學頭之檢測位置之位移方向。藉由此種零件之共通化，易進行零件管理，又可謀求裝置成本之降低化。

又，根據第4及第9態樣，即使於描繪端部帶狀區域時光學頭之檢測位置自檢測有效之區域偏離之情形時，亦可利用前次檢測結果進行描繪光之焦點位置之調整。因此，可對端部帶狀區域良好地進行圖案描繪。

又，根據第5及第10態樣，於圖案描繪之前，以將檢測位置設定於檢測有效之有效區域之方式移動光學頭，然後檢測間隔距離之變動。藉此，於端部帶狀區域之圖案描繪時，即便檢測位置自既定之有效區域偏離，亦可基於預先取得之間隔距離之變動，有效地調整描繪光之焦點位置。

1‧‧‧台座

2‧‧‧移動板組

3‧‧‧曝光部

4‧‧‧光調變部

5‧‧‧控制部

6‧‧‧自動聚焦機構

11‧‧‧橋接構造體

21‧‧‧基板保持板

22‧‧‧支撐板

23‧‧‧底板

24‧‧‧基台

31‧‧‧LED光源部

32‧‧‧照明光學系統

33‧‧‧光學頭

33a‧‧‧光學頭

33b‧‧‧光學頭

33c‧‧‧光學頭

33d‧‧‧光學頭

33e‧‧‧光學頭

33R‧‧‧描繪區域

51‧‧‧CPU

52‧‧‧ROM

53‧‧‧RAM

54‧‧‧記憶體

55‧‧‧程式

56‧‧‧顯示部

57‧‧‧操作部

61‧‧‧檢測器

62‧‧‧安裝機構

63‧‧‧升降機構

71‧‧‧檢測位置

71a‧‧‧檢測位置

71b‧‧‧檢測位置

71c‧‧‧檢測位置

71d‧‧‧檢測位置

71e‧‧‧檢測位置

81‧‧‧圖表

83‧‧‧圖表

85‧‧‧圖表

90‧‧‧基板

100‧‧‧描繪裝置

211‧‧‧轉動機構

211a‧‧‧線性馬達

211b‧‧‧轉動軸

221‧‧‧副掃描機構

221a‧‧‧線性馬達

221b‧‧‧引導部

231‧‧‧主掃描機構

231a‧‧‧線性馬達

231b‧‧‧引導部

332‧‧‧投影光學系統

541‧‧‧圖案資料

611‧‧‧照射部

613‧‧‧受光部

a‧‧‧距離

AR11‧‧‧掃描方向

AR12‧‧‧掃描方向

AR13‧‧‧掃描方向

CP‧‧‧中央位置

CPa‧‧‧中央位置

CPb‧‧‧中央位置

CPc‧‧‧中央位置

CPd‧‧‧中央位置

CPe‧‧‧中央位置

H‧‧‧間隔

L1‧‧‧間隔距離

Mx‧‧‧移動量

NR‧‧‧不適合區域

p‧‧‧寬度

q‧‧‧寬度

r‧‧‧有效區域VR之裕度

R1‧‧‧帶狀區域

R2‧‧‧帶狀區域

R3‧‧‧帶狀區域

R11‧‧‧端部帶狀區域

S1‧‧‧步驟

S2‧‧‧步驟

S3‧‧‧步驟

SW‧‧‧描繪光之寬度(條寬度)

VR‧‧‧有效區域

Wb‧‧‧副掃描方向之寬度

x‧‧‧方向

X‧‧‧方向

y‧‧‧方向

Y‧‧‧方向

Z‧‧‧方向

圖1係顯示實施形態之描繪裝置之概略之立體圖。

圖2係顯示描繪裝置之概略之俯視圖。

圖3係描繪裝置之匯流排配線圖。

圖4係顯示曝光部之概略之立體圖。

圖5係顯示正在進行描繪處理之基板之俯視圖。

圖6係顯示光學頭之概略之側視圖。

圖7係顯示曝光部之概略之前視圖。

圖8係概念性顯示複數個光學頭對基板進行主掃描之位置之圖。

圖9係顯示描繪端部帶狀區域之光學頭之概略俯視圖。

圖10係顯示描繪端部帶狀區域之光學頭之概略俯視圖。

圖11係顯示由描繪端部帶狀區域之光學頭之檢測器所檢測出之間隔距離之變動量之圖。

圖12係顯示由描繪端部帶狀區域之光學頭之檢測器所檢測出之間隔距離之變動量之圖。

圖13係顯示由描繪端部帶狀區域之光學頭之檢測器所檢測出之間隔距離之變動量之圖。

圖14係顯示描繪端部帶狀區域之光學頭之概略俯視圖。

圖15係顯示描繪基板中位於與副掃描方向為相反方向之端部之帶狀區域之光學頭之概略俯視圖。

圖16係顯示藉由預聚焦所獲得之基板之表面高度之變動之圖表之圖。

圖17係顯示圖案描繪處理之流程之圖。

以下，一面參照圖式一面對本發明之實施形態進行說明。另外，於圖式中為容易理解而存在將各部之尺寸或數量誇大或簡略化圖示之情形。

<1.裝置構成>

圖1係顯示實施形態之描繪裝置100之概略之立體圖。又，圖2係顯示描繪裝置100之概略之俯視圖。再者，圖3係描繪裝置100之匯流排配線圖。於圖1中，雖為方便圖示及說明，而定義為Z軸方向表示鉛直方向，XY平面表示水平面者，但其等係為方便把握位置關係而定義者，並非限定以下將說明之各方向者。對於以下之各圖亦相同。又，於圖2中，為方便說明，藉由二點鏈線圖示橋接構造體11及光學頭33。

描繪裝置100係於製造印刷基板之步驟中，於形成於印刷基板(以下，簡稱為「基板」)90之上表面之感光材料(光阻膜)之層(感光體)上描繪用於器件形成之圖案之裝置。如圖1及圖2所示，描繪裝置100主要具備台座1、移動板組2、曝光部3、及控制部5。

○台座1

台座1具有大致長方體狀之外形，於其上表面之大致水平之區域中具備橋接構造體11或移動板組2。橋接構造體11大致水平地架設於移動板組2之上方而固定於台座1上。如圖1所示，台座1一體地支撐移動板組2與橋接構造體11。

○移動板組2

移動板組2主要具備：基板保持板21，其將基板90保持於其上表面之大致水平之區域；支撐板22，其自下方支撐基板保持板21；底板23，其自下方支撐支撐板22；基台24，其自下方支撐底板23；轉動機構211，其使基板保持板21繞Z軸轉動；副掃描機構221，其用於使支撐板22朝X軸方向移動；及主掃描機構231，其用於使底板23朝Y軸方向移動。

雖省略圖示，但基板保持板21於其上表面分散設置有複數個吸附孔。該等吸附孔連接於真空泵，藉由使該真空泵動作，可將基板及基板保持板21間之氣體排氣。藉此，可將基板90吸附保持於基板保持 板21之上表面。

如圖2所示，轉動機構211具有線性馬達211a，該線性馬達211a包含安裝於基板保持板21之(-Y)側端部之移動子與設置於支撐板22之上表面之固定子。又，轉動機構211於基板保持板21之中央部下表面側與支撐板22之間具有轉動軸211b。藉由使線性馬達211a動作，移動子沿著固定子朝X軸方向移動，基板保持板21則以支撐板22上之轉動軸211b為中心於特定角度之區域內轉動。

副掃描機構221具有線性馬達221a，該線性馬達211a包含安裝於支撐板22之下表面之移動子與設置於底板23之上表面之固定子。又，副掃描機構221於支撐板22與底板23之間，具有一對朝X軸方向延伸之引導部221b。藉由使線性馬達221a動作，支撐板22會沿著底板23上之引導部221b朝X軸方向移動。

主掃描機構231具有線性馬達231a，該線性馬達231a包含安裝於底板23之下表面之移動子與設置於基台24上之固定子。又，主掃描機構231於底板23與台座1之間具有一對朝Y軸方向延伸之引導部231b。藉由使線性馬達231a動作，底板23會沿著基台24上之引導部231b朝Y軸方向移動。因此，藉由於將基板90保持在基板保持板21上之狀態下，來使主掃描機構231動作，可使基板90沿著Y軸方向移動。另外，該等移動機構係利用後述之控制部5控制其動作。

另外，關於轉動機構211、副掃描機構221及主掃描機構231之驅動，係非限定於利用上述線性馬達211a、221a、231a者。例如，關於轉動機構211及副掃描機構221，亦可為利用伺服馬達及滾珠螺桿驅動者。又，亦可設置使曝光部3移動之移動機構，來取代使基板90移動。再者，亦可使基板90及曝光部3兩者均移動。又，雖省略圖示，但亦可設置例如藉由使基板保持板21於Z軸方向升降，而使基板90上下升降之升降機構。

○曝光部3

回到圖1，曝光部3具備複數個光學單元(此處為5個)，該等光學單元係包含LED(Light Emitting Diode：發光二極體)光源部31、照明光學系統32及光學頭33。另外，於圖1中雖省略圖示，但針對各光學頭33，分別設置有LED光源部31及照明光學系統32。LED光源部31係基於自控制部5所傳送而來之所需之驅動信號，射出所需波長之雷射光之光源裝置。自LED光源部31射出之光束，經由包含桿積算器、透鏡及鏡面等之照明光學系統32而被導入光學頭33。

各光學頭33係將自照明光學系統32射出之光線照射至基板90之上表面者。各光學頭33沿著X軸方向以等間距配設於橋接構造體11之側面上部。

圖4係顯示曝光部3之概略之立體圖。又，圖5係顯示光學頭33之概略之側視圖。另外，於圖4中光調變部4及投影光學系統332配置於各光學頭33之內部之特定位置。自LED光源部31射出之光束於照明光學系統32中成形為矩形狀。且，通過照明光學系統32之光束導入至光調變部4，從而照射至光調變部4之調變動作有效區域。

照射至光調變部4之光束基於控制部5之控制空間調變，而射入至投影光學系統332。投影光學系統332將射入之光變倍至所需之倍率，而導向朝主掃描方向移動之基板90上。

○光調變部4

光調變部4具備數位鏡面裝置(DMD：Digital Mirror Device)，其藉由電性控制使入射光空間調變，並使有助於圖案之描繪之必要光與不助於圖案之描繪之不必要光，相互朝不同之方向反射。DMD係將例如1邊約10μm之正方形之微小鏡面排列成1920×1080個矩陣狀而成之空間調變元件。各個鏡面構成為根據寫入至記憶單元之資料，以正方形之對角為軸，而以所需角度傾斜。根據來自控制部5之復位信 號，各個鏡面一齊驅動。

顯示於DMD之圖案藉由投影光學系統332投影於基板90之曝光面上。又，顯示於DMD之圖案如後述般，隨著由主掃描機構231產生之基板保持板21之移動，藉由基於主掃描機構231之編碼器信號所製作之復位脈衝連續重寫。藉此，描繪光照射至基板90之曝光面上，而形成條狀之像。

圖5係顯示正在進行描繪處理之基板90之俯視圖。描繪處理係藉由一面在控制部5之控制下使主掃描機構231及副掃描機構221載置於基板保持板21之基板90相對複數個光學頭33相對地移動，一面自複數個光學頭33之各者對基板90之上表面照射經空間調變之光而進行。

另外，於以下之說明中，於基板90上定義相互正交之x軸方向及y軸方向。該基板90上所定義之xy座標系，隨著由主掃描機構231產生之基板90之移動，沿著XYZ座標系之Y軸方向移動。又，xy座標系隨著由副掃描機構221產生之基板90之移動，沿著XYZ座標系之X軸方向移動。

又，將藉由主掃描機構231移動基板90時之自基板90觀察到之光學頭33之移動方向作為主掃描方向。又，將藉由副掃描機構231移動基板90時之自基板90觀察到之光學頭33之移動方向作為副掃描方向。於圖5所示之例中，主掃描方向成為+y方向(箭頭符號AR11)及-y方向(箭頭符號AR13)，副掃描方向成為+x方向(箭頭符號AR12)。

首先，藉由主掃描機構231使基板保持板12朝-Y方向移動，藉此使基板90相對光學頭相對地移動(主掃描)。自基板90觀察此時，複數個光學頭33如箭頭符號AR11所示般朝+y方向相對地移動。進行該主掃描之期間，各光學頭33將根據圖案資料541調變之剖面矩形狀之描繪光連續照射於基板90。即，將光投影至基板90之曝光面。於各光學頭33沿著主掃描方向(+y方向)橫截基板90一次時，與各描繪光對 應之描繪區域33R通過基板90上，藉此於帶狀區域R1中描繪圖案。該帶狀區域R1係朝主掃描方向延伸，且沿著副掃描方向之寬度相當於描繪光之寬度(條寬度)之區域。此處，由於5個光學頭33同時於基板90上進行橫截，故可藉由1次主掃描同時於5條帶狀區域R1之各者中描繪圖案。

結束1次主掃描後，藉由副掃描機構221使基板保持板21朝+X方向移動既定之距離，藉此使基板90相對光學頭33相對移動(副掃描)。自基板90觀察此時，如箭頭符號AR12所示般，複數個光學頭33朝副掃描方向(+x方向)移動既定之距離。

結束副掃描後，再次進行主掃描。即，藉由主掃描機構231使基板保持板21朝+Y方向移動，藉此使基板90相對複數個光學頭33相對地移動。自基板90觀察此時，各光學頭33藉由朝-y方向移動，而如箭頭符號AR13所示般，橫截基板90上之鄰接於由前次主掃描所描繪之帶狀區域R1之區域。於該主掃描中，各光學頭33亦向基板90連續地照射根據圖案資料541調變之描繪光。藉此，於鄰接於由前次主掃描所描繪之帶狀區域R1之帶狀區域R2中描繪圖案。

以下，與上述同樣地反覆進行主掃描與副掃描，從而於基板90上之描繪對象區域之整個區域中描繪圖案後，描繪處理結束。於圖5所示之例中，藉由間隔2次副掃描之3次主掃描，各光學頭33橫截帶狀區域R1、R2、R3，藉此於描繪對象區域之整個區域中形成圖案。

○控制部5

如圖3所示，控制部5具備CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)51、讀取專用之ROM(Read Only Memory：唯讀記憶體)52、主要用作CPU51之暫時之工作區域之RAM(Random Access Memory：隨機存取記憶體)53及非揮發性之記錄媒體即記憶體54。又，控制部5與顯示部56、操作部57、轉動機構211、副掃描機構221、主掃描機構 231、LED光源部31(詳細而言，光源驅動器)、光調變部4及自動聚焦機構6等之描繪裝置100之各構成相連接，而進行該等各構成之動作之控制。

CPU51讀取並執行儲存於ROM52內之程式55，藉此進行針對記憶於RAM53或記憶體54之各種資料之運算。

記憶體54記憶關於應描繪於基板90上之圖案之圖案資料541。圖案資料541係例如將藉由CAD(computer-aided design：電腦輔助設計)軟體等製作之矢量形式之資料，展開為光柵形式之資料之圖像資料。控制部5基於該圖案資料541控制光調變部4，藉此調變自光學頭33射出之光束。另外，於描繪裝置100中，基於自主掃描機構231之線性馬達231a傳送而來之線性刻度信號，產生調變之復位脈衝。藉由基於該復位脈衝動作之調變部4，將根據基板4之位置調變之描繪光自各描繪頭33射出。

另外，於本實施形態中，圖案資料541可作為針對單一之圖像(表現應形成於整面基板90之圖案之圖像)之資料，亦可採用例如根據針對單一圖像之圖案資料541，於每個光學頭33個別地產生針對光學頭33各自擔當描繪之部分之圖像資料之構成。

顯示部56由一般之液晶顯示器等構成，藉由控制部5之控制將各種資料各種資料顯示給操作員。又，操作部57包含各種按鈕及按鍵、滑鼠、觸控面板等，為對描繪裝置100輸入指示，而由操作員進行操作。

○自動聚焦機構6

圖6係顯示光學頭33之概略之側視圖。如圖6所示，於各光學頭33上分別設置有自動聚焦機構6。自動聚焦機構6具備檢測器61，其係用於檢測光學頭33及基板90(詳細而言，曝光面)之間之間隔距離L1之變動。自動聚焦機構6配合利用檢測器61檢測出之間隔距離L1之變 動，調整光學頭33之描繪光之焦點。

檢測器61包含將雷射光照射至基板90之照射部611，及接收基板90反射之雷射光之受光部613。照射部611使雷射光沿著相對於基板90之表面之法線方向(此處為Z軸方向)僅傾斜特定之角度之軸，射入至基板90之上表面，以點狀照射。於以下之說明中，將該雷射光照射之基板90上之位置作為檢測位置71。受光部613包含例如朝Z軸方向延伸之線感測器。根據該線感測器上之雷射光之入射位置，檢測基板90之上表面之變動。檢測器61經由設置於光學頭33之投影光學系統332之框體外周面之安裝機構62，而固定於光學頭33。

又，自動聚焦機構6具備升降機構63，其根據利用檢測器61所檢測出之變動量，使投影光學系統332之透鏡於Z軸方向上升下降。將由檢測器61所檢測出之變動量交付至控制部5或未圖示之專用之運算電路等，按照所需之程式進行運算處理。藉此，決定以升降機構63所產生之透鏡之升降量。

圖7係顯示曝光部3之概略之前視圖。於圖7中，為識別5個光學頭33，朝副掃描方向(+x方向)於符號「33」上依序附注有符號「a」~「e」。例如朝與副掃描方向相反之方向(-x方向)配置於最外側之光學頭33為光學頭33a，朝副掃描方向配置於最外側之光學頭33為光學頭33e。

又，對於各光學頭33所具備之各自動聚焦機構6之檢測位置71，亦與上述同樣地於符號「71」上分別附注有符號「a」~「e」。例如，將光學頭33a之自動聚焦機構6之檢測位置71設為檢測71a。

再者，對於各光學頭33射出之描繪光之副掃描方向之中央位置CP，亦與上述同樣地於符號「CP」上分別附注有符號「a」~「e」。例如，光學頭33a之描繪光之中央位置CP為中央位置CPa。

於本實施形態中，各自動聚焦機構6之檢測位置71，係相對於對 應之光學頭33之描繪光之中央位置CP，向副掃描方向(+x方向)或其相反方向(-x方向)偏移之位置。更詳細而言，關於光學頭33a，將其檢測位置71a設定於較中央位置CPa向副掃描方向(+x方向)偏移既定距離之位置上。與此相對，關於其他光學頭33b~33e，將各自之檢測位置71b~71e設定在相對於中央位置CPb~CPe，分別向與副掃描方向相反之方向(-x方向)偏移既定之距離之位置上。

檢測位置71之相對中央位置CP之位移方向，係由檢測器61之相對光學頭33之安裝方向所決定。即，如圖6所示，藉由安裝機構62，如實線所示般，以將照射部611配置於-Y側，將受光部613配置於+Y側之方式固定檢測器61。於該狀態下，檢測位置71成為相對描繪光之中央位置CP向與副掃描方向相反之方向(-x方向)位移之狀態。又，亦可藉由使檢測器61旋轉180度而安裝於安裝機構62，而於照射部611配置於+Y側，受光部613配置於-Y側之狀態下，將檢測器61固定於光學頭33。於該狀態下，檢測位置71成為相對描繪光之中央位置CP於副掃描方向(+x方向)位移之狀態。藉由設置此種安裝機構62，只要改變檢測器61之安裝方向即可變更檢測位置71之位移方向。如此般，藉由使零件共通化，可減少零件個數。因此，易進行零件管理，又可謀求裝置成本之降低化。

如圖5所示，有因基板90之副掃描方向之寬度，使基板90上之副掃描方向端部之帶狀區域(以下，稱為端部帶狀區域R11)，較所對應之光學頭之掃描區域33R更窄之情形。於此種情形時，根據自動聚焦機構6之檢測位置71之設定位置，有設定於自描繪對象區域偏離之位置之虞。於基板90之端部附近，有存在階差等之情形，若自動聚焦機構6於描繪對象區域外發揮功能，則有描繪精度顯著降低之虞。

於本實施形態中，將光學頭33b~33e所具備之各自動聚焦機構6之檢測位置71b~71e，設定在相對於描繪光之中央位置CPb~CPe向 與副掃描方向相反之方向位移之位置上。即，各光學頭33之自動聚焦機構6之檢測位置71於朝向基板90之內側之方向位移。因此，可提高將檢測位置71於基板90之端部附近之端部帶狀區域R11中，設定於描繪對象區域上之可能性。針對該點，一面參照圖8~圖10，一面從數學方面進行研究。

圖8係概念性顯示複數個光學頭33對基板90進行主掃描之位置之圖。如圖8所示，將基板90之副掃描方向之寬度設為Wb，將描繪光之寬度(條寬度)設為SW，將鄰接之光學頭33、33之間隔設為H時，描繪基板90之副掃描方向端部之端部帶狀區域R11之光學頭33由使用INT函數之以下之式決定。

N=int(Wb/H)+1‧‧‧(式1)

此處，N意指光學頭33之序號，頭序號「1」~「5」分別對應於光學頭33a~33e。

又，描繪端部帶狀區域R11時之主掃描之次數(條序號S)係以以下之式算出。

S=(Wb-(N-1)×H)/SW+1‧‧‧(式2)

又，自進行端部帶狀區域R11之描繪之光學頭33所射出之描繪光之端部(與副掃描方向為相反方向之端部)至基板90之副掃描方向端部之寬度p，係以以下之式算出。

p=Wb-(N-1)×H-(S-1)×SW‧‧‧(式3)

圖9及圖10係顯示描繪端部帶狀區域R11之光學頭33之概略俯視圖。於圖9及圖10中，將自與描繪光之副掃描方向為相反方向(-x側)之端部至檢測位置71之距離設為a。又，自基板90之端部離開特定寬度(q)之區域，由於例如未層壓有光阻膜或形成有階差或孔等，故設為不適合於由檢測器61測定間隔距離L1之區域(不適合區域NR)。圖9係顯示p-q≦a成立之狀態之圖，圖10係顯示p-q>a成立之狀態之 圖。

如圖9所示，於p-q≦a成立之情形時，檢測位置71包含於不適合區域NR。於該情形時，因由檢測器61計測基板90之表面之位置，並進行基於其結果之不適當之焦點之調整，故有描繪光之焦點偏移之虞。與此相對，如圖10所示，於p-q>a成立之情形時，檢測位置71包含於較不適合區域NR更為基板90內側之區域(有效區域VR)。藉此，由於即便於端部帶狀區域R11中，亦可進行適當之焦點調整，故而可高精度地描繪圖案。

根據以上，a越小檢測位置71設定於適合基板90上之間隔距離L1之位置之可能性越高，其結果，可實現高精度之圖案之描繪。另外，於將a設為「0」之情形時(即，將檢測位置71設定於描繪光之內側端部之位置之情形時)，始終為圖9所示之狀態，而理論上無檢測位置71包含於不適合區域NR之可能性。然而，檢測位置71關於平行於副掃描方向之方向，設定於描繪光偏移之位置時，亦可能產生於1個矩形狀之描繪光中，自檢測位置71遠離之描繪光之部分之曝光精度降低之不均一之問題。因此，自實現高精度之描繪之觀點出發，可以說較理想為關於副掃描方向，儘可能接近描繪光之中央位置CP而設定檢測位置71。

<檢測位置71屬於不適合區域NR之情形時之處理>

光學頭33描繪端部帶狀區域R11時，如圖9所示，自動聚焦機構6之檢測位置71包含於不適合區域NR之情形時(即，p-q≦a成立之情形時)，利用以該光學頭33所執行之前次主掃描獲得之間隔距離L1之變動之檢測結果亦有效。原因係因為可預測端部帶狀區域R11和與其鄰接之帶狀區域R1其高度之變動相似。作為如此般利用前次主掃描之檢測結果之自動聚焦處理，可列舉例如於以下將說明之若干個態樣為例。

圖11~圖13係顯示由描繪端部帶狀區域R11之光學頭33之檢測器61所檢測出之間隔距離L1之變動量之圖。另外，於圖11~13中，橫軸表示基板90之y軸方向之位置，縱軸表示間隔距離L1之變動量。又，以虛線表示之圖表83表示於描繪端部帶狀區域R11前之主掃描時所檢測出之間隔距離L1之變動。又，以實線表示之圖表81表示為描繪端部帶狀區域R11而決定之間隔距離L1之假想之變動。

首先，如圖11所示，於第1自動聚焦處理中，將描繪端部帶狀區域R11時之間隔距離L1之變動量設為於前次主掃描中最後檢測出之變動量。因此，於第1自動聚焦處理中，描繪光之焦點位置固定於前次主掃描時最後檢測出變動量時之描繪光之焦點位置。於該情形時，有無需特別之運算處理之優點。又，亦有無需預先保持所有於前次主掃描時所檢測出之變動量之資料之優點。

又，如圖12所示，於第2自動聚焦處理中，將描繪端部帶狀區域R11時之間隔距離L1之變動量設為於前次主掃描中所檢測出之變動量之平均值。

又，如圖13所示，於第3自動聚焦處理中，將描繪端部帶狀區域R11時之間隔距離L1之變動量設為於前次主掃描中關於副掃描方向位於同位置時所檢測出之變動量。於該態樣之情形時，由於自動聚焦處理根據基板90之主掃描方向之位置而執行，故有可實現高精度描繪之可能性較高之優點。

上述圖11~圖13中說明之例任一者均係於以端部帶狀區域R11為對象之主掃描前，進行其他主掃描。然而，根據基板90之寬度(詳細而言，描繪對象區域之寬度)，亦設想無前次主掃描之情形，即以第1次主掃描於端部帶狀區域R11描繪圖案之情形。於此種情形時，於開始描繪之前，進行預聚焦處理。

於預聚焦處理中，以使以第1次主掃描描繪端部帶狀區域R11之 光學頭33所具備之檢測器61之檢測位置71包含於有效區域VR之方式，使基板90朝與副掃描方向相反之方向移動。且，於該檢測位置71包含於有效區域VR內之狀態下，使基板90朝主掃描方向移動，且由檢測器61檢測基板90之端部帶狀區域R11之各位置之間隔距離L1之變動，並保存於記憶部(亦包含RAM等暫時性記憶資訊者)。且，於圖案描繪處理中，預先自記憶部讀出於預聚焦處理時所取得之變動量之資料，並利用於針對描繪端部帶狀區域R11之光學頭33之自動聚焦處理。

圖14係顯示描繪端部帶狀區域R11之光學頭33之概略俯視圖。又，圖15係顯示描繪基板90中位於與副掃描方向為相反方向之端部之帶狀區域R1之光學頭33之概略俯視圖。

如圖14所示，基板90於預聚焦處理時朝-X方向移動。對其自基板90觀察時，光學頭33朝與副掃描方向相反之方向相對地移動移動量Mx。考慮到有效區域VR之裕度(r)，該移動量Mx以以下之式表示。

Mx=a-p+q+r(式4)

另外，藉由使基板90朝-X方向移動，描繪基板90中位於與副掃描方向為相反方向之端部之帶狀區域R1之光學頭33所具備之檢測器61之檢測位置71接近基板90之端部。對於描繪該帶狀區域R1之光學頭33，無須執行預聚焦處理。原因係因為即便不進行預聚焦處理，於進行帶狀區域R1之描繪時，亦可於有效區域VR內檢測間隔距離之變動。然而，於對該光學頭33亦執行預聚焦處理之情形時，需要於使基板90朝-X方向移動時，使光學頭33所具備之檢測器61之檢測位置71包含於有效區域VR。因此，需要如圖15所示般滿足以下之條件式。

SW-a>a-p+2q+2r‧‧‧(式5)

a<SW/2-q-r‧‧‧(式6)

圖16係顯示由預聚焦處理所獲得之基板90之表面高度之變動之 圖表85之圖。如圖16所示，於檢測基板90之表面高度之變動時，藉由設置於控制部5或自動聚焦機構6之運算機構，取得出現頻率最高之變動量。且，於光學頭33之焦點位置固定於與該變動量對應之位置之狀態下進行主掃描，從而進行端部帶狀區域R11之圖案之掃描。當然，如圖11~圖13中所說明般，亦可將描繪端部帶狀區域R11時之間隔距離L1之變動量設定為於預聚焦處理中最後獲得之變動量、於預聚焦處理時獲得之變動量之平均值、或於預聚焦處理時獲得之對應位置之變動量。

<2.圖案描繪處理之流程>

接著，對描繪裝置100之圖案描繪處理之流程加以簡單說明。圖17係顯示圖案描繪處理之流程之圖。

首先，於描繪處理前進行預聚焦處理(圖17：步驟S1)。接著，於預聚焦處理完成後，決定描繪端部帶狀區域R11時之自動聚焦機構6之動作內容(圖17：步驟S2)。具體而言，確定(1)由何光學頭33執行端部帶狀區域R11之描繪、及(2)端部帶狀區域R11之描繪以第幾次之主掃描進行。且，確定(3)擔當該描繪之光學頭33之自動聚焦機構6之檢測位置71是否包含於預先設定之有效區域VR。由於檢測位置71包含於有效區域VR之情形時，可順利地測定間隔距離L1之變動，故選擇通常之自動聚焦處理之動作。另一方面，於檢測位置71包含於有效區域VR外之不適合區域NR之情形時，如上述般，選擇利用於前次主掃描時獲得之間隔距離L1之變動之檢測結果之自動聚焦處理。

決定端部帶狀區域R11之自動聚焦機構6之動作後，執行圖案描繪處理(圖17：步驟S3)。於該步驟S3中，最初之主掃描係使用於步驟S1之預聚焦處理中所獲得之結果，而實施自動聚焦處理。又，對於端部帶狀區域R11，以使自動聚焦機構6進行於步驟S2中所決定之動作之方式進行控制。如以上般對基板90之描繪對象區域進行圖案之描 繪。

以上，雖詳細地說明了本發明，但上述之說明於所有態樣中為例示，本發明並非限定於其者。當明白可不脫離本發明之範圍設想未例示之無數個變形例。

3‧‧‧曝光部

6‧‧‧自動聚焦機構

33a‧‧‧光學頭

33b‧‧‧光學頭

33c‧‧‧光學頭

33d‧‧‧光學頭

33e‧‧‧光學頭

61‧‧‧檢測器

71a‧‧‧檢測位置

71b‧‧‧檢測位置

71c‧‧‧檢測位置

71d‧‧‧檢測位置

71e‧‧‧檢測位置

90‧‧‧基板

332‧‧‧投影光學系統

613‧‧‧受光部

CPa‧‧‧中央位置

CPb‧‧‧中央位置

CPc‧‧‧中央位置

CPd‧‧‧中央位置

CPe‧‧‧中央位置

L1‧‧‧間隔距離

x‧‧‧方向

X‧‧‧方向

y‧‧‧方向

Y‧‧‧方向

Z‧‧‧方向

Claims (10)

1. 一種描繪裝置，其係對形成有感光體之基板照射光而於上述基板上描繪圖案者，且包含：複數個光學頭，其排列於副掃描方向，且各自射出帶狀之描繪光；掃描機構，其藉由使上述複數個光學頭相對於上述基板，朝上述副掃描方向及與上述副掃描方向正交之主掃描方向相對地移動，而以上述描繪光掃描基板；及複數個自動聚焦機構，其設置於上述複數個光學頭之各者上，並配合由檢測上述光學頭及上述基板之間之間隔距離之變動之檢測器所檢測出之上述間隔距離之變動，調整上述光學頭之上述描繪光之焦點位置；且上述複數個光學頭中之至少一部分光學頭之上述自動聚焦機構，以從上述描繪光之中央位置向與上述副掃描方向相反之方向偏移之基板上之位置，作為上述間隔距離之變動之檢測位置。
2. 如請求項1之描繪裝置，其中上述一部分光學頭係除了向與上述副掃描方向相反之方向配置於最外側之上述光學頭以外之1個以上者。
3. 如請求項1之描繪裝置，其中上述一部分光學頭包含：安裝機構，其係以將上述檢測位置分別設定在相對於上述描繪光之中央位置向上述副掃描方向或其相反方向偏移之位置之方式安裝上述檢測器。
4. 如請求項1之描繪裝置，其中上述一部分光學頭中之描繪基板之位於上述副掃描方向端部之端部帶狀區域之上述光學頭之上述 自動聚焦機構，係於描繪上述端部帶狀區域時，基於前次主掃描時所獲得之上述間隔距離之變動之檢測結果，調整上述焦點位置。
5. 如請求項1之描繪裝置，其進而包含控制部，其控制上述掃描機構及上述自動聚焦機構；且上述控制部如下動作：一面以使上述一部分光學頭中描繪基板之位於上述副掃描方向端部之端部帶狀區域之上述光學頭之上述自動聚焦機構之檢測位置，被包含於基板之既定有效區域之方式，使上述光學頭沿著上述副掃描方向相對移動，然後朝上述主掃描方向相對移動，一面使上述自動聚焦機構進行上述間隔距離之變動之檢測。
6. 一種描繪方法，其係對形成有感光體之基板照射光而於上述基板上描繪圖案者，且包含：(a)自排列於副掃描方向之複數個光學頭之各者射出帶狀之描繪光之步驟；(b)於上述(a)步驟中，藉由使上述複數個光學頭相對於上述基板，朝上述副掃描方向及與上述副掃描方向正交之主掃描方向相對移動，而以上述描繪光掃描基板之步驟；及(c)於上述(b)步驟中，藉由檢測器檢測上述光學頭及上述基板之間之間隔距離之變動，並配合所檢測出之上述間隔距離之變動，調整上述光學頭之上述描繪光之焦點之步驟；且於上述步驟(c)中，對於上述複數個光學頭中之至少一部分光學頭，於自上述描繪光之中央位置向與上述副掃描方向相反之方向偏移之基板上之位置，檢測上述間隔距離之變動。
7. 如請求項6之描繪方法，其中上述一部分光學頭中包含向上述副 掃描方向配置於最外側之上述光學頭。
8. 如請求項6之描繪方法，其中上述一部分光學頭包含安裝機構，其以將上述檢測位置分別設定在相對於上述描繪光之中央位置向上述副掃描方向或其相反方向偏移之位置之方式，安裝上述檢測器。
9. 如請求項6之描繪方法，其中於上述(c)步驟中，對於上述一部分光學頭中描繪基板之位於上述副掃描方向端部之端部帶狀區域之上述光學頭，係於描繪上述端部帶狀區域時，基於由前次主掃描所獲得之上述間隔距離之變動之檢測結果，調整上述焦點位置。
10. 如請求項6之描繪方法，其中上述(c)步驟包含：(c-1)以使針對上述一部分光學頭中描繪基板之位於上述副掃描方向端部之端部帶狀區域之上述光學頭之上述檢測位置，被包含於基板之既定有效區域之方式，使上述光學頭沿著上述副掃描方向相對移動之步驟；及(c-2)於上述(c-1)步驟之後，一面使上述光學頭朝上述主掃描方向相對移動，一面檢測上述間隔距離之變動之步驟。