WO2011077965A1 - 露光装置 - Google Patents

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beam spots
exposure apparatus
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水村　通伸
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V Technology Co Ltd
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    • H10P76/00—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography
    • H10P76/20—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography of masks comprising organic materials
    • H10P76/204—Manufacture or treatment of masks on semiconductor bodies, e.g. by lithography or photolithography of masks comprising organic materials of organic photoresist masks
    • H10P76/2041—Photolithographic processes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70383—Direct write, i.e. pattern is written directly without the use of a mask by one or multiple beams
    • G03F7/704—Scanned exposure beam, e.g. raster-, rotary- and vector scanning

Definitions

  • the present invention relates to an exposure apparatus that generates a predetermined light / dark pattern by driving a switching element made of an electro-optic crystal material, and exposes the light / dark pattern on an object to be exposed. Specifically, the exposure position is controlled in an analog manner.
  • the present invention relates to an exposure apparatus that attempts to improve exposure pattern positioning accuracy.
  • a predetermined pattern is generated by a pattern generator having a plurality of switching elements made of electro-optic crystal material arranged in a two-dimensional plane, and the pattern is applied to an object being conveyed in one direction.
  • the pattern generator includes a plurality of switching elements arranged in a straight line at a predetermined pitch in a direction orthogonal to the conveyance direction of the object to be exposed, in the conveyance direction of the object to be exposed.
  • a plurality of rows are arranged at predetermined intervals, and adjacent switching element rows are arranged by being shifted by a predetermined amount in a direction orthogonal to the conveyance direction of the object to be exposed (see, for example, Patent Document 1).
  • an object of the present invention is to provide an exposure apparatus that addresses such problems and attempts to improve the exposure pattern positioning accuracy by controlling the exposure position in an analog manner.
  • an exposure apparatus comprises a beam spot generating means for generating a plurality of beam spots by receiving light from a light source and arranging them in at least two rows alternately at a predetermined interval, and the plurality of beam spots.
  • Optical scanning means for reciprocating scanning within a predetermined range in the alignment direction of the plurality of beam spots, a center axis corresponding to the center of reciprocal scanning of the plurality of beam spots, respectively, and a pair of electrodes on opposing surfaces parallel to the central axis
  • a pattern generator for generating a predetermined light / dark pattern by optically modulating the light source light by driving on / off a plurality of switching elements made of a prismatic electro-optic crystal material provided with a light source;
  • a projection lens that projects onto the body, and sets the width of the beam spot in the scanning direction of each switching element to the beam spot. It is made larger than the width.
  • a plurality of beam spots are generated by receiving light source light from the beam spot generating means and arranged in at least two rows alternately at a predetermined interval, and the plurality of beam spots are respectively arranged in the arrangement direction by the optical scanning means.
  • the light source light is optically modulated to generate a predetermined light / dark pattern, and the light / dark pattern is projected onto the object to be exposed by the projection lens.
  • the width of the beam spot in the scanning direction of each switching element is made larger than the width of the beam spot in the same direction, the beam spot is scanned on the switching element, and the drive timing of the switching element is controlled to thereby expose the object to be exposed.
  • the position of the upper light / dark pattern is controlled in an analog manner.
  • the beam spot generating means is a microlens array having a plurality of condensing lenses arranged in a plane. Accordingly, a plurality of beam spots are generated by a microlens array having a plurality of condensing lenses arranged in a plane.
  • the beam spot generating means is a photomask having a plurality of openings arranged in a plane. As a result, a plurality of beam spots are generated by a photomask having a plurality of openings arranged in a plane.
  • the optical scanning means includes a pair of strip-shaped electrodes having a predetermined width on opposite side surfaces of the rectangular block-shaped electro-optic crystal material, and a longitudinal central axis thereof and a central axis of one of the vertical and horizontal sides of the side surface having a predetermined angle. Are formed so that light passes between the pair of electrodes.
  • a pair of band-shaped electrodes having a predetermined width are inclined on the opposite side surfaces of the square block-shaped electro-optic crystal material so that the longitudinal central axis thereof and the vertical or horizontal central axis of the side surface form a predetermined angle.
  • a plurality of beam spots are reciprocally scanned within a predetermined range by an optical scanning means formed and configured to allow light to pass between the pair of electrodes.
  • the object to be exposed is continuously moved in a direction substantially orthogonal to the scanning direction of the beam spot.
  • exposure is performed while continuously moving the object to be exposed in a direction substantially orthogonal to the beam spot scanning direction.
  • the beam spot in the scanning direction of the switching element is larger than the width of the beam spot in the same direction, the beam spot can be scanned on the switching element. it can. Therefore, by controlling the driving timing of the switching elements, the position of the light / dark pattern formed on the object to be exposed by light modulation by the plurality of switching elements can be controlled in an analog manner. Thereby, even with a simple pattern generator having a plurality of switching elements arranged in at least two rows, the exposure pattern positioning accuracy can be improved and the manufacturing cost of the apparatus can be reduced.
  • the light source light can be condensed to generate a beam spot, and the utilization efficiency of the light source light can be improved. Therefore, the power of the light source to be used can be reduced, and the burden on the light source can be reduced.
  • a plurality of beam spots can be generated by a photomask formed using photolithography technology. Therefore, the shape and position of the plurality of beam spots can be formed with high accuracy, and the positioning accuracy of the exposure pattern can be further improved.
  • the scanning of the beam spot can be controlled by the drive voltage. Therefore, if the correlation between the position of the beam spot on the switching element and the driving voltage is taken in advance, the position of the beam spot on the switching element can be known by the driving voltage, and the driving timing of the switching element is controlled by the driving voltage. can do.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram which shows embodiment of the exposure apparatus by this invention. It is a top view which shows the example of 1 structure of the color filter board
  • FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.
  • the exposure apparatus drives a switching element made of an electro-optic crystal material to generate a predetermined light / dark pattern, and exposes the light / dark pattern on an object to be exposed.
  • the conveying means 1, the exposure optical unit 2, An imaging unit 3 and a control unit 4 are provided.
  • the object to be exposed is a color filter substrate.
  • FIG. 2 is a plan view of the color filter substrate 5 used in the exposure apparatus of the present invention.
  • This color filter substrate 5 is formed by forming a black matrix provided with a plurality of pixels 6 transmitting light in a matrix on the surface of a transparent glass substrate.
  • the transport means 1 is configured to place the color filter substrate 5 coated with a predetermined color resist on the upper surface of the stage 7 and continuously transport it in one direction (in the direction of arrow A shown in FIG. 1).
  • the stage 7 is moved by a moving mechanism configured by combining a gear and the like.
  • the surface of the stage 7 is provided with a gas outlet and suction port, and the color filter substrate 5 is transported in a state where it floats on the stage 7 by a predetermined amount by balancing the gas output and suction force. May be.
  • the transport unit 1 is provided with a position sensor (not shown) for measuring the moving distance of the color filter substrate 5.
  • An exposure optical unit 2 is provided above the conveying means 1.
  • the exposure optical unit 2 modulates the light source light L 1 to generate exposure light L 2 having a predetermined light / dark pattern, and irradiates the surface of the color filter substrate 5 with the exposure light L 2 .
  • the color resist on the corresponding pixel 6 is exposed, and the light source device 8, the beam spot generating means 9, the optical scanning means 10, the pattern generator 11, and the projection lens 12 are arranged from the upstream side in the light traveling direction. Prepare in order.
  • the light source device 8 irradiates the beam spot generating means 9 described later with the parallel light of the light source light L 1 having a uniform luminance distribution.
  • the light source device 8 emits ultraviolet light and the laser light source emits the light.
  • a beam expander for enlarging the source light L 1 of the light flux diameter which is, with, for example photo integrator beam diameter causes uniform the luminance distribution of the source light L 1 that has been enlarged, the source light L 1 that the luminance distribution is uniformized
  • a condenser lens that converts the light into parallel light.
  • the beam spot generating means 9 receives the light source light L 1 and generates a plurality of beam spots by arranging them in at least two rows in an array pitch W 1 in a direction orthogonal to the substrate transport direction indicated by arrow A in FIG. Specifically, as shown in FIG. 3, a microlens array having a plurality of condensing lenses 13 arranged in, for example, two rows on the surface of a transparent substrate 14. In this case, the interval between the two lens rows 15 is set to W2. In addition, a light shielding film 16 is formed around each condenser lens 13 to block light transmission.
  • the optical scanning means 10 respectively has a plurality of beam spots generated by the beam spot generation means 9 in a direction (arrangement direction of the plurality of condenser lenses 13) orthogonal to the substrate transport direction (arrow A direction).
  • a pair of strip-shaped electrodes 18 having a predetermined width are formed on the opposing side surface 17a of the square block-shaped electro-optic crystal material 17 as shown in FIG.
  • the side surface 17a is formed so as to be inclined with respect to one of the vertical and horizontal central axes so that light passes between the pair of electrodes 18.
  • the pattern generator 11 is controlled by the control means 4 (see FIG. 10), which will be described later, and modulates the light source light L 1 to generate a predetermined light / dark pattern (exposure light L 2 ).
  • the center axis is aligned with the center of the reciprocating scanning of the plurality of beam spots 19, and the scanning direction of the beam spot 19 indicated by arrows B and C in FIG. 5 (indicated by the arrow A in FIG. 1).
  • a width W 3 (in this embodiment) corresponding to the scanning direction (arrow B, C direction) of the beam spot 19 is arranged in two rows alternately in the arrangement pitch W 1 in the direction orthogonal to the substrate transport direction.
  • the pattern generator 11 includes a switching element assembly 23 including the plurality of switching elements 21, a polarizing plate 24 disposed in the vicinity of the incident side end face of the optical scanning unit 10, and an emission of the switching element assembly 23. And a polarizing plate 25 arranged close to the side end face.
  • the two polarizing plates 24 and 25 have a crossed Nicols arrangement in which the polarization axes are orthogonal to each other.
  • the pattern generator 11 configured as described above operates as follows. That is, as shown in FIG. 6, the light source light L 1 that has passed through the condenser lens 13 of the beam spot generating unit 9 is linearly polarized by the polarizing plate 24 and then enters the incident side end face 21 a of the switching element 21. . In this case, as shown in FIG. 5A, when no voltage is applied to the electrode 20 of the switching element 21, the switching element 21 is driven to turn off, and the polarization plane of the linearly polarized light passing through the switching element 21 is rotated. Not.
  • the polarization plane of the linearly polarized light emitted from the emission side end face 21 b of the switching element 21 is orthogonal to the polarization axis of the polarizing plate 25, and the linearly polarized light is blocked by the polarizing plate 25.
  • the polarization plane of linearly polarized light passing through the switching element 21 is 90 °. It is rotated. Therefore, the polarization plane of the linearly polarized light emitted from the emission side end face 21 b of the switching element 21 coincides with the polarization axis of the polarizing plate 25, and the linearly polarized light passes through the polarizing plate 25.
  • the pattern generator 11 by driving on and off according to the plurality of switching elements 21 in a predetermined pattern, can be injected to generate the exposure light L 2 which is optically modulated light and dark.
  • a method for forming the switching element assembly 23 will be described with reference to FIG. First, on one surface of a strip-shaped plate material 26 made of an electro-optic crystal material as shown in FIG. 7A, a dicing saw is used, as shown in FIG. the grooves 27 are formed of, forming a pair of projecting portions 28 having a width W 5 symmetrically to the longitudinal central axis. At this time, the center line spacing biconvex portion 28 is a distance W 2.
  • a conductive film 29 is formed on both side surfaces parallel to the long axis of the pair of convex portions 28 and the bottom surface portion of the groove 27 by a known technique.
  • W 5 the separation grooves 30 deeper than the depth D of the grooves 27 are formed at a pitch 2W 3 , and the pair of convex portions 28 are divided into a plurality of pieces to form a plurality of switching elements 21.
  • the pair of electrodes 20 of each switching element 21 is the electrode 20 on the longitudinal central axis side of the switching element assembly 23. Becomes the ground electrode.
  • FIG. 8 is an explanatory view showing another method for forming the switching element assembly 23.
  • a strip-shaped plate material 26 of electro-optic crystal material in which a conductive film 29 is formed on the side surface parallel to the long axis of the pair of convex portions 28 and the bottom surface portion of the groove 27 shown in FIG.
  • a dicing saw is used to form a separating groove 30 having a depth deeper than the depth D of the groove 27 with respect to the pair of convex portions 28, and the pair of convex portions 28 are divided into a plurality of portions.
  • the projection lens 12 projects the light / dark pattern generated by the pattern generator 11 on the color filter substrate 5 in a reduced scale, and includes an imaging lens 31 and an objective lens 32. .
  • An imaging unit 3 is provided on the front side of the exposure optical unit 2 in the substrate transport direction (arrow A direction).
  • This imaging means 3 is for imaging the surface of the color filter substrate 5 and is a line camera having a large number of light receiving elements arranged in a straight line substantially orthogonal to the substrate transport direction.
  • FIG. 23 is arranged at a distance L from the central axis of the switching element row 22a on the near side in the substrate transport direction.
  • the switching element assembly 23 and the imaging unit 3 are positioned and arranged with respect to each other, and the switching element 21A of the switching element assembly 23 corresponds to the positions x 1 to x 2 on the longitudinal center axis of the imaging unit 3.
  • the switching element 21B corresponds to the positions x 2 to x 3
  • the switching element 21C corresponds to the positions x 3 to x 4
  • the switching element 21D corresponds to the positions x 4 to x 5
  • the switching element 21E corresponds to the position x. corresponding to 5 ⁇ x 6
  • switching element 21F is made to correspond to the position x 6 ⁇ x 7.
  • An illumination unit (not shown) is provided on the lower side of the stage 7 so as to face the imaging position of the imaging unit 3, and the imaging position of the color filter substrate 5 is illuminated to illuminate the surface of the substrate by the imaging unit 3. Imaging is possible.
  • Control means 4 is provided in electrical connection with the transport means 1, the optical scanning means 10, the switching element assembly 23 of the pattern generator 11, and the imaging means 3. This control means 4 drives each component appropriately, and as shown in FIG. 10, the image processing part 33, the calculating part 34, the memory 35, the conveyance means drive controller 36, and the optical scanning means.
  • a drive controller 37, a switching element drive controller 38, and a control unit 39 are provided.
  • the image processing unit 33 processes the one-dimensional image of the pixel 6 of the color filter substrate 5 acquired by the imaging unit 3 to detect a position where the luminance changes suddenly, and the position of the edge of the pixel 6 is detected. This is detected as the position.
  • the computing unit 34 calculates the moving distance of the color filter substrate 5 based on the output of the position sensor of the transport means 1, and the color filter substrate 5 is preset and stored in a memory 35 described later.
  • a drive command is issued to a switching element drive controller 38 described later. Yes.
  • the memory 35 stores in advance data of initial setting values such as the power of the laser light source and the distances L, (L + W 2 ) between the imaging means 3 and the switching element arrays 22a, 22b of the switching element assembly 23.
  • the calculation result in the calculation unit 34 and the position data of the edge of the pixel 6 detected by the image processing unit 33 are temporarily stored.
  • the transport means drive controller 36 drives the moving mechanism of the transport means 1 to continuously move the stage 7 at a constant speed in the direction of arrow A in FIG.
  • the optical scanning means drive controller 37 transmits a sawtooth drive signal shown in FIG. 11 to the optical scanning means 10, so that the portion sandwiched between the band-like electrodes 18 of the optical scanning means 10 and the other portions.
  • the refractive index difference generated at the interface 17b is continuously changed within a predetermined range, and the beam spot 19 of the laser beam emitted from the optical scanning means 10 is reciprocated within the predetermined range.
  • the repetition period of the drive signal is controlled to set the scanning speed of the beam spot 19 to the moving speed of the stage 7 of the transport means 1. (Same as the moving speed of the color filter substrate 5).
  • the scanning speed of the beam spot 19 is normally one round trip while the color filter substrate 5 travels a distance W 5 (W 5 is equal to the width of the switching element 21 in the substrate transport direction) or a distance shorter than that. Is set as follows. In the present embodiment, the scanning speed of the beam spot 19 is set sufficiently higher than the moving speed of the color filter substrate 5. Further, the falling speed of the drive signal is controlled to be 10 times the rising speed so that the scanning speed of the beam spot 19 in the backward path is approximately 10 times the scanning speed in the forward path.
  • the switching element drive controller 38 receives the drive command transmitted from the calculation unit 34 and sequentially reads the position data of the edge of the pixel 6 stored in the memory 35, and each switching element corresponding to the position data.
  • a drive signal for driving the on / off of the motor 21 is transmitted to the switching element assembly 23.
  • the switching element driving controller 38 transmits an on / off driving signal to the switching element assembly 23 during the forward scanning period of the beam spot 19 that performs reciprocating scanning, and transmits an off driving signal during the backward scanning period of the beam spot 19. It is like that.
  • the control unit 39 is a CPU that mediates the respective elements so as to be driven appropriately.
  • the color filter substrate 5 coated with a predetermined color resist is positioned and placed at a predetermined position on the stage 7 of the transport means 1. Thereafter, when the activation switch is turned on, the conveyance means 1 is activated under the control of the conveyance means drive controller 36 of the control means 4, and the color filter substrate 5 is conveyed at a constant speed in the direction of arrow A shown in FIG.
  • the surface of the color filter substrate 5 is imaged by the imaging means 3, and this one-dimensional captured image is subjected to image processing in the image processing unit 33 of the control means 4. Is done.
  • the image processing unit 33 the luminance change in the direction orthogonal to the substrate transport direction (arrow A direction) of the captured image is checked, and the pixel 6 (bright portion) indicates the position where the luminance has suddenly changed beyond a predetermined threshold. Detect as the edge.
  • the captured image captured at this time is captured.
  • the positions x 8 , x 9 , x 10 , x 11 ... Of the edge of the pixel 6 (bright part) on the line P 1 are detected, and this position data is stored in the memory 35.
  • other colors for example, green, blue, etc.
  • Pixels 6G and 6B can be ignored.
  • the color filter substrate 5 is conveyed in the direction of arrow A in FIG. 12 (a), the the line P 1 matches the center axis of the switching element array 22a of the switching device assembly 23, the respective switching elements 21 of the switching element array 22a predetermined position on the line P 1 is selectively exposed. That is, between the position x 8, x 3 on line P 1, the position x 4, between x 9 and position x 12, x 13 between the respective switching element 21C, 21E, 21K is exposed in charge. In this case, the switching element 21C is controlled to be turned on by the switching element drive controller 38 only while the beam spot 19 scans between the positions x 8 and x 3 .
  • the switching element 21E is turned on for driving while the beam spot 19 is scanning between position x 4, x 9, the switching element 21K, the beam spot 19 scans between position x 12, x 13 It is driven on only while As a result, as shown by cross-hatching in the figure, the region between the positions x 8 and x 3 , the position between the positions x 4 and x 9 and the position between the positions x 12 and x 13 on the pixel 6R is exposed. At this time, the switching elements 21A, 21G, 21I, and 21M of the switching element row 22a are driven off.
  • the position of the beam spot 19 on the switching element 21 correlates with the deflection angle ⁇ of the laser beam by the optical scanning means 10, and the deflection angle ⁇ of the laser beam correlates with the drive signal voltage by the optical scanning means drive controller 37. To do. Therefore, the position of the beam spot 19 on the switching element 21 can be known from the drive signal voltage.
  • the switching elements 21 of the switching element array 22a are driven in the same manner as described above while reciprocatingly scanning the beam spot 19, and the color filter substrate 5 moving at a constant speed is exposed.
  • the imaging sequential position shifted in the arrow A and the opposite direction by the line P 1 distance color filter substrate 5 is equal to the distance moved while the beam spot 19 makes one reciprocation This is performed by driving each of the switching elements 21 based on the image data.
  • the switching elements 21 of the switching element array 22a is the position data of the edges of the arrow A and the direction opposite to W 2 shifted by the line P 2 on pixels 6R respect to the line P 1 is read from the memory 35 switching It is driven by the element drive controller 38. Then, the position between the positions x 3 and x 4 of the pixel 6R on the line P 2 is exposed by the switching element 21C, and the position between the positions x 12 and x 13 of the pixel 6R is exposed by the switching element 21K. At this time, the switching elements 21A, 21E, 21G, 21J, and 21M are off-driven.
  • a predetermined position on the pixel 6R is exposed in advance by the switching element array 22a while reciprocally scanning the beam spot 19 with respect to the color filter substrate 5 moving at a constant speed, and the switching element array 22b performs the switching element array 22b.
  • the portion between the switching elements 21 of 22a is complemented and exposed.
  • the pixel 6R is exposed and a predetermined exposure pattern 40 is formed.
  • the beam spot scanning speed is sufficiently higher than the moving speed of the color filter substrate 5 as in this embodiment, the edge of the exposure pattern that obliquely intersects the substrate transport direction as shown in FIG. Further, the edge of the circular exposure pattern can be formed smoothly.
  • the irradiation position of the beam spot in the direction orthogonal to the substrate transport direction can be controlled in an analog manner, a finer pattern exposure can be performed unlike conventional digital control.
  • the switching element assembly 23 is configured by the two switching element arrays 22a and 22b has been described.
  • the present invention is not limited to this, and the two switching element arrays 22a. , 22b may be arranged as a set and a plurality of sets may be arranged at a predetermined pitch in the substrate transport direction.
  • the area on the pixel 6 of the color filter substrate 5 can be subjected to multiple exposure by the switching elements 21 of the plurality of sets of switching element arrays 22a and 22b, and the power of the laser light source is lowered to reduce the burden on the laser light source. be able to.
  • the beam spot generating means 9 is a microlens array.
  • the present invention is not limited to this, and the beam spot generating means 9 is a photo having a plurality of openings arranged in a plane. It may be a mask.
  • the optical scanning unit 10 has a pair of strip-shaped electrodes 18 having a predetermined width on the opposing side surface 17 a of the square block-shaped electro-optic crystal material 17, and either the longitudinal center axis or the side surface 18 is vertically or horizontally.
  • the optical scanning means 10 may be a laser beam such as an electromagnetic actuator or an acousto-optic device. Any device capable of reciprocating scanning may be used.
  • the object to be exposed is the color filter substrate 5
  • the present invention is not limited to this, and the object to be exposed may be any circuit board, for example.
  • Color filter substrate (exposed body) 9 ... beam spot generating means 10 ... scanning means 12 ... projection lens 13 ; condenser lens 17 ... electro-optical crystal material 17a ... opposite sides 18, 20 ... electrode 19 ... beam spot 21, 21A ⁇ 21M ... switching element L 1 ... Light source light L 2 ... exposure light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

　本発明は、光源光Ｌ１を受けて所定間隔で互い違いに少なくとも２列に並べて複数のビームスポットを生成するビームスポット生成手段９と、前記複数のビームスポットをそれらの並び方向に夫々所定範囲内で往復走査させる光走査手段１０と、前記複数のビームスポットの往復走査の中心に夫々中心軸を合致させて配置され、前記中心軸に平行な対向面に一対の電極を設けた角柱状の電気光学結晶材料から成る複数のスイッチング素子をオン・オフ駆動することにより、前記光源光Ｌ１を光変調して所定の明暗パターンを生成するパターンジェネレータ１１と、前記明暗パターンをカラーフィルタ基板５上に投影する投影レンズ１２と、を備え、前記各スイッチング素子の前記ビームスポットの走査方向の幅を前記ビームスポットの同方向の幅よりも大きくしたものである。

Description

露光装置
　本発明は、電気光学結晶材料から成るスイッチング素子を駆動して所定の明暗パターンを生成し、該明暗パターンを被露光体上に露光する露光装置に関し、詳しくは、露光位置をアナログ的に制御して露光パターンの位置決め精度を向上しようとする露光装置に係るものである。
　従来のこの種の露光装置は、電気光学結晶材料から成る複数のスイッチング素子を二次元平面内に並べて有するパターンジェネレータにより所定のパターンを生成し、該パターンを一方向に搬送中の被露光体に対して露光するようになっており、上記パターンジェネレータは、複数のスイッチング素子を被露光体の搬送方向と直交する方向に所定ピッチで一直線状に配置されたスイッチング素子列を被露光体の搬送方向に所定間隔で複数列配置すると共に隣接するスイッチング素子列を互いに被露光体の搬送方向と直交する方向に所定量だけずらして配置したものとなっていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７－３１０２５１号公報
　しかし、このような従来の露光装置においては、露光位置の分解能はスイッチング素子の端面サイズ（ピクセルサイズ）及びスイッチング素子列の被露光体の搬送方向と直交する方向へのずらし量により決まるため、露光位置の分解能を上げるにはピクセルサイズを小さくすると共にスイッチング素子列の被露光体の搬送方向と直交する方向へのずらし量を小さくしなければならず、パターンジェネレータの製造が困難で部品コストが上がるおそれがあった。
　そこで、本発明は、このような問題点に対処し、露光位置をアナログ的に制御して露光パターンの位置決め精度を向上しようとする露光装置を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明による露光装置は、光源光を受けて所定間隔で互い違いに少なくとも２列に並べて複数のビームスポットを生成するビームスポット生成手段と、前記複数のビームスポットをそれらの並び方向に夫々所定範囲内で往復走査させる光走査手段と、前記複数のビームスポットの往復走査の中心に夫々中心軸を合致させて配置され、前記中心軸に平行な対向面に一対の電極を設けた角柱状の電気光学結晶材料から成る複数のスイッチング素子をオン・オフ駆動することにより、前記光源光を光変調して所定の明暗パターンを生成するパターンジェネレータと、前記明暗パターンを被露光体上に投影する投影レンズと、を備え、前記各スイッチング素子の前記ビームスポットの走査方向の幅を前記ビームスポットの同方向の幅よりも大きくしたものである。
　このような構成により、ビームスポット生成手段で光源光を受けて所定間隔で互い違いに少なくとも２列に並べて複数のビームスポットを生成し、この複数のビームスポットを光走査手段でそれらの並び方向に夫々所定範囲内で往復走査させ、パターンジェネレータで上記複数のビームスポットの往復走査の中心に夫々中心軸を合致させて配置され、該中心軸に平行な対向面に一対の電極を設けた角柱状の電気光学結晶材料から成る複数のスイッチング素子をオン・オフ駆動することにより、光源光を光変調して所定の明暗パターンを生成し、投影レンズでこの明暗パターンを被露光体上に投影する。この場合、各スイッチング素子のビームスポットの走査方向の幅をビームスポットの同方向の幅よりも大きくしてビームスポットをスイッチング素子上を走査させ、スイッチング素子の駆動タイミングを制御することにより被露光体上の明暗パターンの位置をアナログ的に制御する。
　また、前記ビームスポット生成手段は、複数の集光レンズを平面内に並べて有するマイクロレンズアレイである。これにより、複数の集光レンズを平面内に並べて有するマイクロレンズアレイで複数のビームスポットを生成する。
　さらに、前記ビームスポット生成手段は、複数の開口を平面内に並べて有するフォトマスクである。これにより、複数の開口を平面内に並べて有するフォトマスクで複数のビームスポットを生成する。
　さらにまた、前記光走査手段は、角型ブロック状の電気光学結晶材料の対向側面に所定幅の一対の帯状電極を、その長手中心軸と前記側面の縦横いずれか一方の中心軸とが所定角度を成すように傾けて形成し、該一対の電極間を光が通過するようにしたものである。これにより、角型ブロック状の電気光学結晶材料の対向側面に所定幅の一対の帯状電極を、その長手中心軸と上記側面の縦横いずれか一方の中心軸とが所定角度を成すように傾けて形成し、該一対の電極間を光が通過するようにした光走査手段で複数のビームスポットを夫々所定範囲内で往復走査させる。
　そして、前記被露光体は、前記ビームスポットの走査方向と略直交する方向に連続して移動するようにされたものである。これにより、被露光体をビームスポットの走査方向と略直交する方向に連続して移動しながら露光を行なう。
　請求項１に係る発明によれば、スイッチング素子のビームスポットの走査方向の幅をビームスポットの同方向の幅よりも大きくしているので、ビームスポットがスイッチング素子上を走査するようにすることができる。したがって、スイッチング素子の駆動タイミングを制御することにより、複数のスイッチング素子により光変調されて被露光体上に形成される明暗パターンの位置をアナログ的に制御することができる。これにより、複数のスイッチング素子を少なくとも２列に並べて有する簡単な構成のパターンジェネレータであっても露光パターンの位置決め精度を向上することができると共に装置の製造コストを低減することができる。
　また、請求項２に係る発明によれば、光源光を集光してビームスポットを生成することができ、光源光の利用効率を向上することができる。したがって、使用する光源のパワーを小さくすることができ、光源の負担を軽減することができる。
　さらに、請求項３に係る発明によれば、フォトリソグラフィー技術を使用して形成されたフォトマスクにより複数のビームスポットを生成することができる。したがって、この複数のビームスポットの形状及び位置を高精度に形成することができ、露光パターンの位置決め精度をより向上することができる。
　さらにまた、請求項４に係る発明によれば、ビームスポットの走査を駆動電圧により制御することができる。したがって、スイッチング素子上のビームスポットの位置と駆動電圧との相関を予め取っておけば、スイッチング素子上のビームスポットの位置は駆動電圧で知ることができ、スイッチング素子の駆動タイミングは駆動電圧で制御することができる。
　そして、請求項５に係る発明によれば、被露光体を連続的に移動しながら露光することができ、露光工程のタクトを短縮することができる。
本発明による露光装置の実施形態を示す概要図である。 上記実施形態に使用するカラーフィルタ基板の一構成例を示す平面図である。 本発明の露光装置のビームスポット生成手段の一構成例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 本発明の露光装置の光走査手段の一構成例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＯ矢視図である。 本発明の露光装置のスイッチング素子組立体の一構成例を示す平面図である。 上記スイッチング素子組立体の各スイッチング素子の動作を示す説明図であり、（ａ）はオフ駆動状態を示し、（ｂ）はオン駆動状態を示している。 上記スイッチング素子組立体の形成方法を説明する工程図である。 上記スイッチング素子組立体の他の形成方法を示す説明図であり、最終工程を示している。 本発明の露光装置のスイッチング素子組立体と撮像手段との位置関係を示す説明図である。 本発明の露光装置の制御手段の構成を示すブロック図である。 上記光走査手段を駆動する駆動信号波形を示す説明図である。 本発明の露光装置による露光動作を示す説明図である。 上記露光動作により形成される露光パターンの一例を示す説明図である。
　以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による露光装置の実施形態を示す概要図である。この露光装置は、電気光学結晶材料から成るスイッチング素子を駆動して所定の明暗パターンを生成し、該明暗パターンを被露光体上に露光するもので、搬送手段１と、露光光学ユニット２と、撮像手段３と、制御手段４とを備えている。以下、被露光体がカラーフィルタ基板である場合について説明する。
　図２は、本発明の露光装置に使用するカラーフィルタ基板５の平面図である。このカラーフィルタ基板５は、光を透過させる複数のピクセル６をマトリクス状に備えたブラックマトリクスを透明なガラス基板の表面に形成したものである。
　上記搬送手段１は、所定のカラーレジストを塗布したカラーフィルタ基板５をステージ７の上面に載置して一方向（図１に示す矢印Ａ方向）に連続して搬送するものであり、例えばモータとギア等を組み合わせて構成した移動機構によりステージ７を移動するようになっている。又は、ステージ７の表面に気体の噴出口及び吸引口を備え、気体の噴出力及び吸引力をバランスさせてカラーフィルタ基板５をステージ７上に所定量だけ浮上させた状態で搬送するものであってもよい。そして、搬送手段１には、カラーフィルタ基板５の移動距離を計測するための位置センサー（図示省略）が設けられている。
　上記搬送手段１の上方には、露光光学ユニット２が設けられている。この露光光学ユニット２は、光源光Ｌ１を光変調して所定の明暗パターンの露光光Ｌ２を生成し、該露光光Ｌ２をカラーフィルタ基板５の表面に照射してカラーフィルタ基板５の対応ピクセル６上のカラーレジストを露光するものであり、光源装置８と、ビームスポット生成手段９と、光走査手段１０と、パターンジェネレータ１１と、投影レンズ１２とを光の進行方向上流側からこの順番で備えている。
　ここで、上記光源装置８は、後述のビームスポット生成手段９に均一な輝度分布を有する光源光Ｌ１の平行光を照射させるものであり、紫外線を放射するレーザ光源と、このレーザ光源から放射された光源光Ｌ１の光束径を拡大するビームエキスパンダと、光束径が拡大された光源光Ｌ１の輝度分布を均一化させる例えばフォトインテグレータと、輝度分布が均一化された光源光Ｌ１を平行光にするコンデンサレンズとを備えて構成されている。
　また、上記ビームスポット生成手段９は、光源光Ｌ１を受けて図１において矢印Ａで示す基板搬送方向と直交する方向に配列ピッチＷ１で互い違いに少なくとも２列に並べて複数のビームスポットを生成するものであり、具体的には、図３に示すように複数の集光レンズ１３を透明な基板１４の表面に例えば２列に並べて有するマイクロレンズアレイである。この場合、２列のレンズ列１５の間隔はＷ２に設定されている。また、各集光レンズ１３の周囲には遮光膜１６が形成されて、光の透過が遮断されるようになっている。
　さらに、上記光走査手段１０は、上記ビームスポット生成手段９で生成された複数のビームスポットを基板搬送方向（矢印Ａ方向）と直交する方向（上記複数の集光レンズ１３の並び方向）に夫々所定範囲内で往復走査させるものであり、図４（ａ）に示すように角型ブロック状の電気光学結晶材料１７の対向側面１７ａに所定幅の一対の帯状電極１８を、その長手中心軸と上記側面１７ａの縦横いずれか一方の中心軸とが所定角度を成すように傾けて形成し、該一対の電極１８間を光が通過するようにしたものである。この場合、両電極１８間に電界をかけると、両電極１８により挟まれた部分の電気光学結晶材料１７の屈折率が変化し、該両電極１８により挟まれた部分と他の部分との間（界面１７ｂ）で屈折率差が生じる。したがって、この屈折率差に応じて光源光Ｌ１は、上記界面１７ｂで屈折される。それ故、光走査手段１０の上記電極１８間の電界を変化させて上記界面１７ｂにおける屈折率差を変化させると、同図（ｂ）に示すように光走査手段１０から射出する光源光Ｌ１は所定の振れ角θで振られ、ビームスポット１９が後述のスイッチング素子２１（図５参照）上を同図に示す矢印Ｂ，Ｃ方向に往復走査することになる。
　さらにまた、上記パターンジェネレータ１１は、後述の制御手段４（図１０参照）によって制御され、光源光Ｌ１を光変調して所定の明暗パターン（露光光Ｌ２）を生成するもので、図４（ｂ）に示すように、複数のビームスポット１９の往復走査の中心に夫々中心軸を合致させて、図５に矢印Ｂ，Ｃで示すビームスポット１９の走査方向（図１において矢印Ａで示す基板搬送方向と直交する方向）に配列ピッチＷ１で互い違いに２列に並べて配置され、上記ビームスポット１９の走査方向（矢印Ｂ，Ｃ方向）に対応する幅Ｗ３（本実施形態においては、Ｗ３＝Ｗ１で示す）がビームスポット１９の同方向の幅Ｗ４よりも大きく形成されると共にビームスポット１９の走査方向に平行な側面に対向して一対の電極２０を設けた角柱状の電気光学結晶材料から成る複数のスイッチング素子２１を有するものである。なお、２列のスイッチング素子列２２ａ，２２ｂの中心線間距離は、ビームスポット生成手段９の２列のレンズ列１５の中心線間距離Ｗ２に等しい。そして、パターンジェネレータ１１は、上記複数のスイッチング素子２１を備えたスイッチング素子組立体２３と、光走査手段１０の入射側端面に近接して配置された偏光板２４と、スイッチング素子組立体２３の射出側端面に近接して配置された偏光板２５とを含んで構成されている。この場合、二つの偏光板２４，２５は、偏光軸を互いに直交させたクロスニコル配置とされている。
　このように構成されたパターンジェネレータ１１は、次のように動作する。即ち、図６に示すように、ビームスポット生成手段９の集光レンズ１３を通過した光源光Ｌ１は、偏光板２４で直線偏光とされた後、スイッチング素子２１の入射側端面２１ａに入射する。この場合、同図（ａ）に示すように、スイッチング素子２１の電極２０に電圧が印加されていないときには、スイッチング素子２１はオフ駆動し、スイッチング素子２１内を通過する直線偏光の偏波面は回転されない。したがって、スイッチング素子２１の射出側端面２１ｂから射出する直線偏光の偏波面は、偏光板２５の偏光軸に対して直交し、直線偏光はこの偏光板２５で遮断される。
　一方、図６（ｂ）に示すように、スイッチング素子２１の電極２０に所定の電圧を印加してスイッチング素子２１をオン駆動すると、該スイッチング素子２１内を通過する直線偏光の偏波面が９０°回転される。したがって、スイッチング素子２１の射出側端面２１ｂから射出する直線偏光の偏波面は、偏光板２５の偏光軸と一致し、直線偏光は偏光板２５を通過していく。このように、パターンジェネレータ１１は、複数のスイッチング素子２１を所定のパターンに応じてオン・オフ駆動することにより、明暗に光変調された露光光Ｌ２を生成して射出することができる。
　次に、上記スイッチング素子組立体２３の形成方法について図７を参照して説明する。
　先ず、図７（ａ）に示すような電気光学結晶材料から成る短冊状板材２６の一面に、同図（ｂ）に示すように、ダイシングソーを使用してその長軸に平行に深さＤの溝２７を形成し、長手中心軸に対して対称に幅Ｗ５の一対の凸部２８を形成する。このとき、両凸部２８の中心線間隔は、間隔Ｗ２とされている。
　次に、図７（ｃ）に示すように、上記一対の凸部２８の長軸に平行な両側面及び溝２７の底面部に公知の技術により導電膜２９を形成する。
　続いて、同図（ｄ）に示すように、ブレードの歯厚がＷ３（＝Ｗ１）のダイシングソーを使用して上記一対の凸部２８の短軸方向に幅Ｗ３（Ｗ３＞Ｗ５）で上記溝２７の深さＤよりも深さの深い分離溝３０をピッチ２Ｗ３で形成し、一対の凸部２８を複数に分断して複数のスイッチング素子２１を形成する。このとき、同図（ｄ）において、右側凸部２８に対してダイシングソーのブレードを矢印Ｅ方向に移動して右側凸部２８を分断した後、左側凸部２８に対してダイシングソーのブレードを矢印Ｆ方向に移動して右側凸部２８の隣接する分離溝３０間に対応する左側凸部２８の部分を残して左側凸部２８を分断する。これにより、複数のスイッチング素子２１が互い違いに２列に並んだスイッチング素子組立体２３が形成される。この場合、長軸方向に延びる中央の溝２７の底面部の導電膜２９を接地電極端子とすると、各スイッチング素子２１の一対の電極２０にてスイッチング素子組立体２３の長手中心軸側の電極２０が接地電極となる。
　図８は、上記スイッチング素子組立体２３の他の形成方法を示す説明図である。同図に示すように、図７（ｃ）に示す一対の凸部２８の長軸に平行な側面及び溝２７の底面部に導電膜２９が形成された電気光学結晶材料の短冊状板材２６に対してダイシングソーを使用して上記溝２７の深さＤよりも深さの深い分離溝３０を上記一対の凸部２８に対して斜めに形成し、一対の凸部２８を複数に分断する。このとき、一対の凸部２８の中心線間隔Ｗ２及び上記分離溝の一対の凸部２８の長軸に対する傾き角度φを適切に設定することにより、基板移動方向（矢印Ａ方向）に見て隣接するスイッチング素子２１の端部２１ｃを同図に破線で示すようにオーバーラップさせることができる。これにより、カラーフィルタ基板５を図１において矢印Ａ方向に移動しながら露光する際に、基板移動方向に先後して存在するスイッチング素子２１の端部２１ｃにより重ね露光が行われ、露光パターンの一部に未露光部が生じるという問題を回避することができる。この場合、図８に示すようにスイッチング素子２１の端部２１ｃが斜めに切除されているため、該端部２１ｃによる平均露光量が直角に形成された端部２１ｃによる場合の露光量の半分となる。したがって、上記重ね露光により所定の露光量が得られ、所定深さの露光が行われることになる。それ故、重ね露光によるオーバー露光の問題を回避することができる。
　また、上記投影レンズ１２は、上記パターンジェネレータ１１で生成された明暗パターンをカラーフィルタ基板５面上に縮小投影するものであり、結像レンズ３１と、対物レンズ３２とを含んで構成されている。
　基板搬送方向（矢印Ａ方向）に向かって上記露光光学ユニット２の手前側には、撮像手段３が設けられている。この撮像手段３は、カラーフィルタ基板５表面を撮像するもので、基板搬送方向に略直交して多数の受光素子を一直線状に並べて有するラインカメラであり、図９に示すようにスイッチング素子組立体２３の、基板搬送方向に向かって手前側のスイッチング素子列２２ａの中心軸に対して距離Ｌだけ離れて配置されている。この場合、スイッチング素子組立体２３と撮像手段３とは互いに位置決めして配置されており、スイッチング素子組立体２３のスイッチング素子２１Ａが撮像手段３の長手中心軸上の位置ｘ１～ｘ２に対応し、スイッチング素子２１Ｂが位置ｘ２～ｘ３に対応し、スイッチング素子２１Ｃが位置ｘ３～ｘ４に対応し、スイッチング素子２１Ｄが位置ｘ４～ｘ５に対応し、スイッチング素子２１Ｅが位置ｘ５～ｘ６に対応し、スイッチング素子２１Ｆが位置ｘ６～ｘ７に対応するようになっている。なお、撮像手段３の撮像位置に対向してステージ７の下側には、図示省略の照明手段が設けられており、カラーフィルタ基板５の上記撮像位置を照明して撮像手段３による基板表面の撮像を可能にしている。
　上記搬送手段１、光走査手段１０、パターンジェネレータ１１のスイッチング素子組立体２３、及び撮像手段３に電気的に接続して制御手段４が設けられている。この制御手段４は、各構成要素を適切に駆動するものであり、図１０に示すように、画像処理部３３と、演算部３４と、メモリ３５と、搬送手段駆動コントローラ３６と、光走査手段駆動コントローラ３７と、スイッチング素子駆動コントローラ３８と、制御部３９とを備えている。
　ここで、上記画像処理部３３は、撮像手段３で取得されたカラーフィルタ基板５のピクセル６の一次元画像を処理して、輝度が急変する位置を検出し、該位置をピクセル６の縁部の位置として検出するものである。
　また、上記演算部３４は、搬送手段１の位置センサーの出力に基づいてカラーフィルタ基板５の移動距離を算出するものであり、カラーフィルタ基板５が後述のメモリ３５に予め設定して保存された撮像手段３とスイッチング素子組立体２３の各スイッチング素子列２２ａ，２２ｂとの間の距離Ｌ，（Ｌ＋Ｗ２）に等しい距離だけ移動すると後述のスイッチング素子駆動コントローラ３８に駆動指令を発するようになっている。
　さらに、上記メモリ３５は、レーザ光源のパワー、撮像手段３とスイッチング素子組立体２３の各スイッチング素子列２２ａ，２２ｂとの間の距離Ｌ，（Ｌ＋Ｗ２）等の初期設定値のデータを予め保存すると共に演算部３４における演算結果及び画像処理部３３で検出されたピクセル６の縁部の位置データを一時的に保存するものである。
　また、上記搬送手段駆動コントローラ３６は、搬送手段１の移動機構を駆動してステージ７を図１において矢印Ａ方向に一定速度で連続して移動させるものである。
　さらに、上記光走査手段駆動コントローラ３７は、光走査手段１０に図１１に示す鋸歯状の駆動信号を送信して、光走査手段１０の帯状電極１８に挟まれた部分と他の部分との間の界面１７ｂにおいて発生する屈折率差を所定範囲内で連続的に変化させ、光走査手段１０から射出するレーザ光のビームスポット１９を所定の範囲内で往復走査させるものである。この場合、ビームスポット１９の走査速度は、上記鋸歯状の駆動信号の繰り返し周期に依存するため、駆動信号の繰り返し周期を制御してビームスポット１９の走査速度を搬送手段１のステージ７の移動速度（カラーフィルタ基板５の移動速度に等しい）に同期させている。なお、ビームスポット１９の走査速度は、通常、カラーフィルタ基板５が距離Ｗ５（Ｗ５はスイッチング素子２１の基板搬送方向の幅に等しい）か又はそれよりも短い距離だけ進む間に一往復するように設定される。なお、本実施形態においては、ビームスポット１９の走査速度は、カラーフィルタ基板５の移動速度に対して十分に速く設定されている。また、ビームスポット１９の復路の走査速度が往路の走査速度の略１０倍となるように駆動信号の立ち下り速度を立ち上がり速度の１０倍に制御している。
　さらにまた、上記スイッチング素子駆動コントローラ３８は、演算部３４から伝送される駆動指令を受けてメモリ３５に保存されたピクセル６の縁部の位置データを逐次読み出し、該位置データに対応する各スイッチング素子２１をオン・オフ駆動するための駆動信号をスイッチング素子組立体２３に送信するものである。この場合、スイッチング素子駆動コントローラ３８は、往復走査するビームスポット１９の往走査期間にオン・オフ駆動信号をスイッチング素子組立体２３に送信し、ビームスポット１９の復走査期間はオフ駆動信号を送信するようになっている。
　そして、上記制御部３９は、上記各要素が適切に駆動するように仲立ちするもので、ＣＰＵである。
　次に、このように構成された露光装置の動作について説明する。
　先ず、所定のカラーレジストが塗布されたカラーフィルタ基板５を搬送手段１のステージ７上の所定位置に位置決めして載置する。その後、起動スイッチが投入されると制御手段４の搬送手段駆動コントローラ３６により制御されて搬送手段１が起動し、カラーフィルタ基板５が図１に示す矢印Ａ方向に一定速度で搬送される。
　カラーフィルタ基板５が搬送されて撮像手段３の撮像位置に達すると、撮像手段３によりカラーフィルタ基板５の表面が撮像され、この一次元の撮像画像が制御手段４の画像処理部３３において画像処理される。このとき、画像処理部３３においては、上記撮像画像の基板搬送方向（矢印Ａ方向）と直交する方向の輝度変化を調べ、輝度が所定の閾値を超えて急変した位置をピクセル６（明部）の縁部として検出する。
　具体的には、図１２（ａ）に示すように、カラーフィルタ基板５が搬送されて、ピクセル６の基板搬送方向先頭端が撮像手段３の撮像位置に達すると、このとき撮像された撮像画像に基づいて例えばラインＰ１上のピクセル６（明部）の縁部の位置ｘ８，ｘ９，ｘ１０，ｘ１１…が検出され、この位置データがメモリ３５に保存される。この場合、ピクセル６（明部）を二つ置きに検出するように予め設定しておくと、同じ色（例えば赤）の隣接する二つのピクセル６Ｒ間に位置する他の色（例えば緑、青）のピクセル６Ｇ，６Ｂを無視することができる。
　カラーフィルタ基板５が図１２（ａ）において矢印Ａ方向に搬送され、ラインＰ１がスイッチング素子組立体２３のスイッチング素子列２２ａの中心軸に合致すると、該スイッチング素子列２２ａの各スイッチング素子２１によりラインＰ１上の所定位置が選択的に露光される。即ち、ラインＰ１上の位置ｘ８，ｘ３間、位置ｘ４，ｘ９間及び位置ｘ１２，ｘ１３間は、夫々スイッチング素子２１Ｃ，２１Ｅ，２１Ｋが担当して露光される。この場合、スイッチング素子２１Ｃは、ビームスポット１９が位置ｘ８，ｘ３間を走査している間だけスイッチング素子駆動コントローラ３８により制御されてオン駆動される。同様に、スイッチング素子２１Ｅは、ビームスポット１９が位置ｘ４，ｘ９間を走査している間だけオン駆動され、スイッチング素子２１Ｋは、ビームスポット１９が位置ｘ１２，ｘ１３間を走査している間だけオン駆動される。これにより、同図にクロスハッチングを掛けて示すように、ピクセル６Ｒ上の位置ｘ８，ｘ３間、位置ｘ４，ｘ９間及び位置ｘ１２，ｘ１３間の領域が露光される。このとき、スイッチング素子列２２ａのスイッチング素子２１Ａ，２１Ｇ，２１Ｉ，２１Ｍはオフ駆動されている。なお、スイッチング素子２１上のビームスポット１９の位置は、光走査手段１０によるレーザビームの振れ角θに相関し、該レーザビームの振れ角θは、光走査手段駆動コントローラ３７による駆動信号電圧に相関する。したがって、スイッチング素子２１上のビームスポット１９の位置は、上記駆動信号電圧により知ることができる。
　その後、ビームスポット１９を往復走査しながら上述と同様にしてスイッチング素子列２２ａの各スイッチング素子２１が駆動され、一定速度で移動中のカラーフィルタ基板５に対して露光が実行される。なお、この露光は、図１２（ａ）において、ビームスポット１９が一往復する間にカラーフィルタ基板５が移動する距離に等しい距離だけラインＰ１の矢印Ａと反対方向に逐次ずれた位置で撮像された画像データに基づいて上記各スイッチング素子２１を駆動して行われる。
　そして、図１２（ｂ）に示すように、カラーフィルタ基板５が移動してラインＰ１がスイッチング素子列２２ｂの中心軸と合致すると、該スイッチング素子列２２ｂの各スイッチング素子２１Ｂ，２１Ｄ，２１Ｆ，２１Ｈ，２１Ｊ，２１ＬによりラインＰ１上の所定位置が選択的に露光される。即ち、ラインＰ１上の位置ｘ４，ｘ５間、位置ｘ１０，ｘ１２間及び位置ｘ１３，ｘ１１間は、前述と同様にして夫々スイッチング素子２１Ｄ，２１Ｊ，２１Ｌが担当して露光される。このとき、スイッチング素子２１Ｂ，２１Ｆ，２１Ｈはオフ駆動されている。
　一方、スイッチング素子列２２ａの各スイッチング素子２１は、ラインＰ１に対して矢印Ａと反対方向にＷ２だけずれたラインＰ２上のピクセル６Ｒの縁部の位置データをメモリ３５から読み出してスイッチング素子駆動コントローラ３８によって駆動される。そして、ラインＰ２上のピクセル６Ｒの位置ｘ３，ｘ４間がスイッチング素子２１Ｃによって露光され、ピクセル６Ｒの位置ｘ１２，ｘ１３間がスイッチング素子２１Ｋによって露光される。このとき、スイッチング素子２１Ａ，２１Ｅ，２１Ｇ，２１Ｊ，２１Ｍはオフ駆動されている。
　以後、一定速度で移動中のカラーフィルタ基板５に対してビームスポット１９を往復走査しながらスイッチング素子列２２ａでピクセル６Ｒ上の所定位置を先行して露光すると共に、スイッチング素子列２２ｂでスイッチング素子列２２ａの各スイッチング素子２１間の部分を補完して露光する。これにより、図１３にクロスハッチングを掛けて示すように、ピクセル６Ｒ上が露光されて所定の露光パターン４０が形成されることになる。本実施形態のように、ビームスポットの走査速度がカラーフィルタ基板５の移動速度よりも十分に速い場合には、図１３に示すように基板搬送方向に対して斜めに交差する露光パターンの縁部や円形の露光パターンの縁部を滑らかに形成することができる。また、基板搬送方向と直交する方向のビームスポットの照射位置をアナログ的に制御することができるため、従来のデジタル制御と違ってより緻密なパターンの露光が可能となる。
　なお、上記実施形態においては、スイッチング素子組立体２３が２列のスイッチング素子列２２ａ，２２ｂで構成したものである場合について説明したが、本発明はこれに限られず、２列のスイッチング素子列２２ａ，２２ｂを１組として複数組を基板搬送方向に所定ピッチで並べて配置してもよい。これにより、カラーフィルタ基板５のピクセル６上の領域を複数組のスイッチング素子列２２ａ，２２ｂの各スイッチング素子２１で多重露光することができ、レーザ光源のパワーを下げてレーザ光源の負担を軽減することができる。
　また、上記実施形態においては、ビームスポット生成手段９がマイクロレンズアレイである場合について説明したが、本発明はこれに限られず、ビームスポット生成手段９は、複数の開口を平面内に並べて有するフォトマスクであってもよい。
　さらに、上記実施形態においては、光走査手段１０が角型ブロック状の電気光学結晶材料１７の対向側面１７ａに所定幅の一対の帯状電極１８を、その長手中心軸と側面１８の縦横いずれか一方の中心軸とが所定角度を成すように傾けて形成したものである場合について説明したが、本発明はこれに限られず、光走査手段１０は、例えば電磁アクチュエータや音響光学素子等、レーザビームを往復走査することができるものであれば如何なるものであってもよい。
　そして、以上の説明においては、被露光体がカラーフィルタ基板５である場合について述べたが、本発明はこれに限られず、被露光体は、例えば回路基板等、如何なるものであってもよい。
　５…カラーフィルタ基板（被露光体）
　９…ビームスポット生成手段
　１０…光走査手段
　１２…投影レンズ
　１３…集光レンズ
　１７…電気光学結晶材料
　１７ａ…対向側面
　１８，２０…電極
　１９…ビームスポット
　２１，２１Ａ～２１Ｍ…スイッチング素子
　Ｌ１…光源光
　Ｌ２…露光光
 

Claims (5)

  1. 　光源光を受けて所定間隔で互い違いに少なくとも２列に並べて複数のビームスポットを生成するビームスポット生成手段と、
    　前記複数のビームスポットをそれらの並び方向に夫々所定範囲内で往復走査させる光走査手段と、
    　前記複数のビームスポットの往復走査の中心に夫々中心軸を合致させて配置され、前記中心軸に平行な対向面に一対の電極を設けた角柱状の電気光学結晶材料から成る複数のスイッチング素子をオン・オフ駆動することにより、前記光源光を光変調して所定の明暗パターンを生成するパターンジェネレータと、
    　前記明暗パターンを被露光体上に投影する投影レンズと、
    を備え、
    　前記各スイッチング素子の前記ビームスポットの走査方向の幅を前記ビームスポットの同方向の幅よりも大きくしたことを特徴とする露光装置。
  2. 　前記ビームスポット生成手段は、複数の集光レンズを平面内に並べて有するマイクロレンズアレイであることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
  3. 　前記ビームスポット生成手段は、複数の開口を平面内に並べて有するフォトマスクであることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
  4. 　前記光走査手段は、角型ブロック状の電気光学結晶材料の対向側面に所定幅の一対の帯状電極を、その長手中心軸と前記側面の縦横いずれか一方の中心軸とが所定角度を成すように傾けて形成し、該一対の電極間を光が通過するようにしたものであることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
  5. 　前記被露光体は、前記ビームスポットの走査方向と略直交する方向に連続して移動するようにされたことを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の露光装置。
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