描画装置
【課題】発光素子アレイが傾いている場合や、発光素子アレイにおいて発光素子が正常に並んでいない場合でも、パターンデータに基づいて意図した通りのパターンを描画することのできる描画装置を提供すること。
【解決手段】描画装置は、基板を載置するテーブルと、複数の発光素子を有する発光素子アレイにより基板に光を照射するヘッドと、基板に対してヘッドを相対的に移動させるステージ移動機構と、制御ユニットを備える。制御ユニットは、基板上に描画すべきパターンデータから、基板に対するヘッドの相対位置がどの位置にあるときに上記複数の光供給素子のどの光供給素子から光を供給すべきかを示す描画データを生成し、ヘッドから照射される光の理想的な照射位置と実際の照射位置との差分を計測し、当該差分に応じて上記描画データを補正し、当該補正された描画データに基づいて上記発光素子アレイを制御する。
【解決手段】描画装置は、基板を載置するテーブルと、複数の発光素子を有する発光素子アレイにより基板に光を照射するヘッドと、基板に対してヘッドを相対的に移動させるステージ移動機構と、制御ユニットを備える。制御ユニットは、基板上に描画すべきパターンデータから、基板に対するヘッドの相対位置がどの位置にあるときに上記複数の光供給素子のどの光供給素子から光を供給すべきかを示す描画データを生成し、ヘッドから照射される光の理想的な照射位置と実際の照射位置との差分を計測し、当該差分に応じて上記描画データを補正し、当該補正された描画データに基づいて上記発光素子アレイを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画装置に関し、特に、所定方向に配列された複数の光供給素子を有するアレイユニットを用いて描画処理を行う描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）またはＬＤ（Laser Diode）等の発光素子をライン上に並べた発光素子アレイを用いて基板に光を照射する描画装置がある。このような描画装置では、基板の主面に沿った方向に発光素子アレイを移動（走査）させながら、基板上に描画すべきパターンデータと、当該走査に応じて周期的に入力される発光タイミング信号に基づいて、各発光素子を間欠的に発光させることによって、基板上に所定のパターンを描画する。
【０００３】
上記のような描画装置においては、各発光素子は、発光タイミング信号の入力タイミングに合わせて発光するため、主走査方向の解像度を高めるためには、発光素子アレイの移動速度を遅くするか、発光タイミング信号の周期を短くする必要がある。例えば、特許文献１には、ＰＬＬ回路により発光タイミング信号を逓倍する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４５１６９号公報（図２、図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような描画装置では、発光素子アレイに含まれる複数の発光素子が発光タイミング信号の入力タイミングに合わせて同時に発光するため、発光素子アレイが正常な状態から傾いている場合や、発光素子アレイにおいて発光素子が正常に並んでいない場合には、パターンを正しく描画することができないという問題がある。
【０００６】
それゆえに本発明は、発光素子アレイが傾いている場合や、発光素子アレイにおいて発光素子が正常に並んでいない場合でも、パターンデータに基づいて意図した通りのパターンを描画することのできる描画装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下のような構成を採用した。なお、括弧内の参照符号等は、本発明の理解を助けるために後述する実施形態との対応関係の一例を示したものであって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【０００８】
本発明の描画装置は、基板を載置するテーブル（１１）と、所定方向に配列された複数の光供給素子（発光素子）を有する１以上のアレイユニット（発光素子アレイ３１）により上記基板の主面上に形成された感光性材料の層に光を照射するヘッド（３０）と、上記基板の主面に沿った方向に上記基板に対して上記ヘッドを相対的に移動させる走査手段（１０）と、上記基板上に描画すべきパターンデータから、上記基板に対する上記ヘッドの相対位置がどの位置にあるときに上記複数の光供給素子のどの光供給素子から光を供給すべきかを示す描画データ（図９）を生成する描画データ生成手段（５０）と、上記ヘッドから照射される光の理想的な照射位置と実際の照射位置との差分を計測する差分計測手段（５０、Ｓ１５、図１５Ｂ）と、上記描画データ生成手段によって生成された描画データを、上記差分計測手段によって計測された差分に応じて補正する補正手段（５０、Ｓ１６）と、上記補正手段によって補正された描画データに基づいて上記アレイユニットを制御する制御手段（５０）とを備える。なお、上記光供給素子は、発光型、反射型、回折型、透過型のいずれでもよい。
【０００９】
なお、上記描画装置は、上記基板に対する上記ヘッドの相対位置に基づいて露光タイミング信号（発光タイミング信号）を発生させる露光タイミング信号発生手段（５４）をさらに備え、上記描画データは、上記露光タイミング信号に応じて各上記光供給素子から光を供給すべきか否か、および、光を供給すべき場合には当該露光タイミング信号からどれだけずれたタイミングで各上記光供給素子から光を供給すべきかを示す多値データ（１ビットの発光データと８ビットのオフセットデータ）であってもよい。
【００１０】
また、上記描画装置は、上記露光タイミング信号を逓倍する逓倍手段（３０３）をさらに備え、上記描画データは、上記逓倍手段により逓倍された露光タイミング信号（発光トリガ信号）のうち、どの逓倍された露光タイミング信号（発光トリガ信号）に合わせて各上記光供給素子から光を供給すべきかを示すデータ（オフセットデータ）を含んでいてもよい。
【００１１】
また、上記光供給素子は、自ら光を発光する発光素子であってもよい。
【００１２】
また、上記光供給素子は、光源からの光を反射する反射素子であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、発光素子アレイが傾いている場合や、発光素子アレイにおいて発光素子が正常に並んでいない場合でも、パターンデータに基づいて意図した通りのパターンを描画することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】露光装置１の外観を示す図
【図２】露光装置１の外観を示す図
【図３】発光素子アレイ３１の構成を示す図
【図４】制御ユニット４の構成を示す図
【図５】ヘッド３０の走査例を示す
【図６】ヘッド３０の走査例を示す
【図７】従来技術による斜め線の描画結果を示す図
【図８】本実施形態による斜め線の描画結果を示す図
【図９】描画データの詳細を示す図
【図１０】ヘッド３０の構成を示す図
【図１１】ＰＬＬ回路３０３の動作を示す図
【図１２】一致検出回路３０４の動作を示す図
【図１３】発光素子アレイ３１の傾き補正処理の流れを示すフローチャート
【図１４】図１３のステップＳ１１で発光させる発光素子を示す図
【図１５Ａ】図１３のステップＳ１２で撮像される画像の一例を示す図
【図１５Ｂ】図１３のステップＳ１２で撮像される画像の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（露光装置の全体構成）
図１および図２は、本発明の一実施形態に係る露光装置１の外観を示す図である。露光装置１は、感光性材料が塗布された基板２０を載置するためのステージ１１と、ステージ１１をＹ方向（主走査方向）およびＸ方向（副走査方向）に移動させるためのステージ移動機構１０と、ステージ１１上の基板２０に向けて光を照射するヘッド３０を備える。なお、本実施形態ではヘッド３０は１つであるが、露光装置１が複数のヘッド３０を備えていてもよい。
【００１６】
ステージ移動機構１０は、ステージ１１をＹ方向に移動（主走査）し、主走査が終了する毎に次の主走査の開始位置へとステージ１１をＸ方向に移動（副走査）させる。そして、次の主走査が前回の主走査とは逆向きに行われる。このように、ステージ移動機構１０により、基板２０の主面に沿った方向にヘッド３０がステージ１１に対して相対的に移動可能となっている。
【００１７】
露光装置１は、ステージ１１の側に配置されたセンサ部をさらに備えている。センサ部は、ヘッド３０からの光を受光する受光素子４０と、受光素子４０が上面に固定されたセンサステージ４５と、センサステージ４５の上面に固定されて受光素子４０からの出力を演算処理するセンサ処理部４４を備える。本実施形態では、一例として、受光素子４０としてフォトダイオードが利用される。図１に示すように、受光素子４０の受光面と基板２０の上面は同じ高さに位置する。
【００１８】
上記センサ部をＸ方向（副走査方向）に移動させるための機構として、露光装置１には、センサステージ４５が取り付けられたＸ方向を向くボールネジ４３と、センサステージ４５を支持するＸ方向を向く２本のガイドレール４１ａ，４１ｂと、ボールネジ４３に接続されるモータ４２が設けられている。ヘッド３０のキャリブレーションの際には、モータ４２によりボールネジ４３が回転することにより、受光素子４０およびセンサ処理部４４がセンサステージ４５と共にガイドレール４１ａ，４１ｂに沿ってＸ方向（副走査方向）に滑らかに移動し、ヘッド３０からの光が受光素子４０により順次受光されてセンサ処理部４４に送られる。
【００１９】
なお、図１および図２では図示していないが、露光装置１は後述する制御ユニット５０を有している。
【００２０】
（ヘッドの構成）
次に、ヘッド３０についてより詳細に説明する。
【００２１】
ヘッド３０には、図３に示すように、ライン状に並んだ複数の発光素子で構成される発光素子アレイ３１が設けられている。発光素子としては、ＬＥＤやＬＤ等を利用することができる。発光素子アレイから出力された光は、結像光学系を通じて基板２０上に（後述する差分計測処理の際には受光素子４０上に）結像される。なお、本実施形態では、パターンデータに基づいて発光素子から光を基板２０に照射するようにしているが、本発明はこれに限らず、例えば、レーザー光を、任意の空間光変調素子（反射型、回折格子型、透過型など）によってパターンデータに基づいて変調して基板２０に照射するようにしてもよい。
【００２２】
（制御ユニットの構成）
次に、図４を参照して、露光装置１の動作を制御する制御ユニット５０について説明する。
【００２３】
制御ユニット５０は、ＣＰＵ５１、バッファ５２、演算部５３、タイミング制御部５４、モータ制御部５５、およびＨＤＤ５６を備えている。
【００２４】
ＣＰＵ５１は、他の構成部を制御したり、基板２０に描画すべきパターンを表すパターンデータから後述する描画データを生成したりする。描画データの詳細は後述する。
【００２５】
演算部５３は、ＣＰＵ５１によって生成された描画データを、ヘッド３０の制御に適した形式へと変換し、バッファ５２へ出力する。
【００２６】
バッファ５２は、演算部５３から出力される描画データを一時的に保持し、タイミング制御部５４から出力される信号に基づくタイミングで、この描画データをヘッド３０へ出力する。
【００２７】
タイミング制御部５４は、バッファ５２からヘッド３０へ描画データの出力タイミングや、ヘッド３０における発光素子アレイ３１の発光タイミングを制御する。タイミング制御部５４は、ステージ１１に対するヘッド３０の相対位置に基づいて、それらのタイミングを制御する。ステージ１１に対するヘッド３０のＸ方向（副走査方向）の相対位置は、エンコーダ３３より出力される信号により判断することができる。ステージ１１に対するヘッド３０のＹ方向（主走査方向）の相対位置は、エンコーダ１３より出力される信号により判断することができる。エンコーダ３３は、ヘッド３０を移動させるためのモータ３２の回転量から、ヘッド３０の移動量を示す信号を生成するものである。エンコーダ１３は、ステージ１１を移動させるためのモータ１２の回転量から、ステージ１１の移動量を示す信号を生成するものである。
【００２８】
モータ制御部５５は、ヘッド３０を移動させるためのモータ３２、およびステージ１１を移動させるためのモータ１２を制御する。
【００２９】
ＨＤＤ５６は、基板２０に描画すべきパターンを示すパターンデータや、パターンデータから生成される前述の描画データなど、制御ユニット５０において利用する種々のデータを記憶する。
【００３０】
（露光装置の動作の概要）
次に、露光装置１の動作の概要を説明する。
【００３１】
図５は、ヘッド３０に発光素子アレイ３１が１つだけ設けられている場合の走査方法の一例を示している。ヘッド３０に発光素子アレイ３１が１つだけ設けられている場合には、基板２０を短冊状に複数の領域に区分し、例えば一番端の領域から順番に図５の矢印の方向にヘッド３０を移動させることで、基板２０の全体を走査することができる。
【００３２】
図６は、ヘッド３０に複数の発光素子アレイ３１が千鳥状に配置されている場合の走査方法の一例を示している。ヘッド３０に発光素子アレイ３１が複数設けられている場合には、基板２０の複数の領域を複数の発光素子アレイ３１でそれぞれ同時に走査することができるので、図５のように基板２０に対してヘッド３０を往復させることなく基板２０の全体を走査することができ、より短い時間で基板２０の全体を走査することができる。
【００３３】
上記のような走査の最中、タイミング制御部５４からヘッド３０に周期的に（すなわち、ステージ１１に対するヘッド３０の相対位置が一定距離だけ移動する毎に）発光タイミング信号が送信される。発光タイミング信号がヘッド３０に入力される毎に、ヘッド３０に取り付けられた発光素子アレイ３１に含まれる複数の発光素子のうち、描画しようとするパターンデータに対応する発光素子が発光する。これにより、発光タイミング信号がヘッド３０に入力される毎に、基板２０にパターンの一部が描画される。
【００３４】
なお、上記のように発光素子が発光タイミング信号に応じて間欠的に発光するため、従来の露光装置では、図７に太線で示すような斜め線を基板２０に描画しようとした場合、図７に示すように発光タイミング信号の周期に依存した段差を含む斜め線が描画されてしまう。一方、本実施形態の露光装置１によれば、後述するような構成を採用したことで、各発光素子を、発光タイミング信号の入力タイミングから個別にずらして発光させて、図８に示すように滑らかな斜め線を描画することが可能である。図８の発光トリガ信号の詳細については後述する。なお、図８では、発光タイミング信号の周期の４分の１の周期で発光トリガ信号を発生させているが、これは単なる一例に過ぎない。以下では、発光タイミング信号の周期の２５６分の１の周期で発光トリガ信号を発生させる例を説明する。
【００３５】
（露光装置の動作の詳細）
以下、図８のような滑らかな斜め線の描画を可能にするための本実施形態の特徴的な構成について説明する。
【００３６】
図９は、発光素子アレイ３１の制御に用いられる描画データの一例を示している。描画データは、ＣＰＵ５１により、基板に描画すべきパターンを示すパターンデータに基づいて生成される。パターンデータは、例えば、ＣＡＤソフトにより生成したベクトルデータである。ＣＰＵ５１は、このベクトルデータに基づいて、図９に示すような描画データを生成する。本実施形態では、描画データは、各チャンネル（１ＣＨ、２ＣＨ、３ＣＨ、・・・）のデータが直列に並んだ構成となっている。ここで、「チャンネル」とは、発光素子アレイ３１を制御する最小単位を表しており、本実施形態では、１つの発光素子を１チャンネルとして制御する。なお、本発明はこれに限らない。例えば、２つの発光素子を１チャンネルとして制御してもよい。
【００３７】
描画データには、チャンネル毎に、発光データとオフセットデータが含まれている。発光データとは、そのチャンネルの発光素子を発光させるか否かを示す１ビットのデータである。オフセットデータとは、そのチャンネルの発光素子の“詳細な”発光タイミングを規定する８ビットのデータである。より具体的に説明すると、発光素子アレイ３１は、大ざっぱに言うと、前述の発光タイミング信号の入力タイミングに合わせて発光するのであるが、実際には、発光素子アレイ３１の各発光素子は、発光タイミング信号の入力タイミングから、オフセットデータにおいて規定されたズレ量だけずれたタイミングでそれぞれ発光する。オフセットデータが８ビットである場合には、２５６通りのズレ量を規定することができる。なお、各チャンネルのオフセットデータは８ビットに限らず、任意のビット数でもよい。オフセットデータを構成するビット数を増やせば、より細かくズレ量を規定することができる。また、各チャンネルからの発光量を階調制御する場合には、各チャンネルの発光データを複数ビットで構成してもよい。
【００３８】
図１０は、ヘッド３０の詳細な構成を示している。ヘッド３０には、発光タイミング信号、チャンネルアドレス信号および描画データが入力される。発光タイミング信号およびチャンネルアドレス信号は、制御ユニット５０のタイミング制御部５４から送信され、描画データは、制御ユニット５０のバッファ５２から送信される。なお、チャンネルアドレス信号は、描画データと同期して入力される信号であって、図９のようにチャンネル毎に伝送される描画データを、そのチャンネルに対応するラッチ回路３０２（詳細は後述）にそれぞれ保持させるための信号である。描画データは、発光タイミング信号に同期して、チャンネル毎に順次、９ビット（１ビットの発光データと８ビットのオフセットデータ）のパラレルデータとしてヘッド３０に入力される。
【００３９】
アドレスデコーダ３０１は、チャンネルアドレス信号に基づいて、各チャンネルに対応するラッチ回路３０２に対して順番にラッチトリガ信号を出力する。なお、本実施形態のように１つの発光素子を１チャンネルとして制御する場合には、ラッチトリガ信号は同時に１つのラッチ回路３０２にしか入力されないが、複数の発光素子を１チャンネルとして制御する場合には、同一チャンネルに対応する複数のラッチ回路３０２に対してラッチトリガ信号が同時に入力される。
【００４０】
ラッチ回路３０２は、アドレスデコーダ３０１からのラッチトリガ信号に基づいて、ラッチトリガ信号が入力された時点でヘッド３０に入力されている描画データ、すなわち対応するチャンネルの描画データ（１ビットの発光データと８ビットのオフセットデータの合計９ビットのデータ）を保持し、次に再びラッチトリガ信号が入力されるまで当該描画データを一致検出回路３０４へ出力し続ける。
【００４１】
ＰＬＬ回路３０３は、発光タイミング信号に基づいて発光トリガ信号を出力する。発光トリガ信号は、オフセットデータと同じく８ビットのデジタルデータであって、この８ビットのデジタルデータがパラレルデータとして一致検出部３０４に出力される。本実施形態において、発光トリガ信号の出力周期は、前述のように、発光タイミング信号の２５６分の１である。ＰＬＬ回路３０３は、或る発光タイミング信号の入力タイミングから次の発光タイミング信号の入力タイミングまでの間、２５６通りのデジタルデータを出力する。
【００４２】
上記のような発光トリガ信号は、例えば、ＰＬＬ回路３０３において発光タイミング信号を２５６逓倍した信号を生成し、当該生成した信号に基づいて生成することができる。
【００４３】
図１１は、発光トリガ信号の生成方法の一例を示す図である。なお、図１１は、ＰＬＬ回路３０３から発光タイミング信号の４分の１の周期で２ビットの発光トリガ信号を出力する場合を示したものであるが、当業者であれば、本実施形態のようにＰＬＬ回路３０３から８ビットの発光トリガ信号を出力する場合の発光トリガ信号の生成方法を、図１１および本段落における説明から容易に類推可能であろう。図１１において、ＰＬＬ回路３０３は、まず、入力される発光タイミング信号を４逓倍した信号ＡをＰＬＬ（Phase Locked Loop）により生成する。そして、この信号Ａを２分周および４分周することによって、信号Ｂおよび信号Ｃをそれぞれ生成する。このようにして生成された信号Ｂおよび信号Ｃが、発光トリガ信号（２ビットのデジタルデータ）として、一致検出回路３０４へパラレル出力される。
【００４４】
一致検出回路３０４は、ラッチ回路３０２より入力される描画データに含まれるオフセットデータ（８ビット）と、ＰＬＬ回路３０３より入力される発光トリガ信号（８ビット）とを比較し、両者が一致する場合には、ラッチ回路３０２より入力される描画データに含まれる発光データを発光素子ドライバ３０５に出力する。
【００４５】
発光素子ドライバ３０５は、一致検出回路３０４より入力される発光データに基づいて、発光素子アレイ３１の中の対応する発光素子を一定時間発光させる。
【００４６】
図１２は、或る発光タイミング信号の入力タイミングから、次の発光タイミング信号の入力タイミングまでの間の、チャンネル１およびチャンネル２の描画データと発光タイミングの一例を示している。チャンネル１に対応する一致検出回路３０４には、チャンネル１に対応するラッチ回路３０２より、チャンネル１の発光データ「１」と、チャンネル１のオフセットデータ「１１０１０１００」が入力されている。また、チャンネル２に対応する一致検出回路３０４には、チャンネル２に対応するラッチ回路３０２より、チャンネル２の発光データ「１」と、チャンネル２のオフセットデータ「０１０１０１００」が入力されている。一方、ＰＬＬ回路３０３からは、図１２の矢印が示す順番で発光トリガ信号が順次出力される。ＰＬＬ回路３０３から発光トリガ信号「０１０１０１００」が出力されたとき、チャンネル２に対応する一致検出回路３０４では、発光トリガ信号「０１０１０１００」とオフセットデータ「０１０１０１００」の一致を検出し、発光データ「１」を出力する。これにより、チャンネル２に対応する発光素子が発光する。また、ＰＬＬ回路３０３から発光トリガ信号「１１０１０１００」が出力されたとき、チャンネル１に対応する一致検出回路３０４では、発光トリガ信号「１１０１０１００」とオフセットデータ「１１０１０１００」の一致を検出し、発光データ「１」を出力する。これにより、チャンネル１に対応する発光素子が発光する。
【００４７】
なお、上で説明したヘッド３０の構成は単なる一例に過ぎず、同様の機能を実現するために上記構成の一部を変更しても構わない。また、ＰＬＬ回路３０３やその他の構成要素は、必ずしもヘッド３０に内蔵されている必要は無く、ヘッド３０の外部（例えば制御ユニット５０内など）に設けられてもよい。
【００４８】
上記のように、本実施形態によれば、発光素子アレイ３１に含まれる各発光素子の発光タイミングを、発光タイミング信号の周期よりも細かい時間間隔で制御することができる。よって、図８に示したように、滑らかな斜め線を描画することが可能となる。
【００４９】
なお、滑らかな斜め線を描画するために、本実施形態のように各発光素子の発光タイミングをずらす代わりに、発光タイミング信号そのものの周期を２５６分の１に短くして、より解像度の高い描画データを用いてパターンを描画することも考えられる。しかしながら、この場合には、主走査方向に関する描画データの解像度が２５６倍になるため、本実施形態においてヘッド３０に供給される発光データの総量の２５６倍のデータ量の発光データをヘッド３０に供給する必要があり、そのような高速なデータ転送が可能なシステムが必要となってしまう。一方、本実施形態によれば、各発光データに対して８ビットのオフセットデータを付加しているので、ヘッド３０に供給すべき描画データのデータ量は、発光データのみを供給する場合と比べて９倍になるだけで、上記の例と比較して大幅に少ないデータ量で滑らかな斜め線を描画することが可能である。
【００５０】
（発光素子アレイの傾き補正）
なお、本実施形態は、発光素子アレイ３１の傾きの補正にも利用することができる。以下、発光素子アレイ３１の傾きの補正方法について説明する。
【００５１】
図１３は、発光素子アレイ３１の位置ズレ補正に係る描画装置１の動作フローの一例を示している。ここでは、共通の描画データに基づいて複数の基板に共通のパターンを描画する場合を例として説明する。
【００５２】
図１３において、ステージ１１上に基板がセットされると、ステップＳ１１において、特定の発光素子を発光させる。本実施形態では、図１４に示すように、発光素子アレイ３１の両端からそれぞれ３つの発光素子を発光させるものとする。なお、ステップＳ１１において発光させる発光素子は、発光素子アレイ３１の両端からそれぞれ３つの発光素子に限らず、少なくとも２つの任意の発光素子であればよい。
【００５３】
ステップＳ１２では、ステージ１１の側に配置されたセンサ部に設けられた受光素子４０によって、発光素子からの光を撮像する。図１５Ａは、発光素子アレイ３１が理想的な状態でヘッド３０に取り付けられている場合の撮像画像の一例であり、図１５Ｂは、発光素子アレイ３１が傾いた状態でヘッド３０に取り付けられている場合の撮像画像の一例である。
【００５４】
ステップＳ１３では、制御ユニット５０のＣＰＵ５１が、ステップＳ１２で撮像された画像に基づいて、当該画像に含まれる各発光スポット（図１５Ａ、図１５Ｂ参照）の重心を計算する。
【００５５】
ステップＳ１４では、ＣＰＵ５１は、ステップＳ１３で計算された各発光スポットの重心から発光素子アレイ３１の傾きを計算する。
【００５６】
ステップＳ１５では、ＣＰＵ５１は、ステップＳ１４で計算された発光素子アレイ３１の傾きに基づいて、各発光素子の照射位置のズレ量（すなわち、各発光素子の理想的な照射位置と実際の照射位置との差分であって、特定の基準位置からのずれ量であってもよいし、特定の発光素子の照射位置を基準とした相対的なズレ量であってもよい）を計算する。なお、ここでは、発光素子アレイ３１において複数の発光素子が真っ直ぐに並んで配置され、それらの発光素子から同一方向に光が照射されることを前提としているため、図１５Ｂに示すような２つの発光スポットの重心位置から各発光素子のズレ量を計算することができる。なお、このようなことを前提としない場合（すなわち、発光素子アレイ３１において複数の発光素子が真っ直ぐに並んでいない可能性や、各発光素子から照射される光の方向が異なっている可能性がある場合）には、各発光素子からの光を個別に撮像して、発光素子毎に照射位置のズレ量を計測するようにしてもよい。
【００５７】
ステップＳ１６では、ＣＰＵ５１は、ステージ１１上にセットされた基板の描画に利用される描画データ（発光データ＋オフセットデータ）をＨＤＤ５６から読み出して、そのオフセットデータを、ステップＳ１５で計算された各発光素子のズレ量に応じて補正する。すなわち、標準位置からヘッド３０の進行方向側に相対的にずれて配置されている発光素子については、より遅いタイミングで発光し、標準位置からヘッド３０の進行方向と反対側に相対的にずれて配置されている発光素子については、より早いタイミングで発光するように、各チャンネルのオフセットデータが補正される。
【００５８】
ステップＳ１７では、ステップＳ１６において補正された後の描画データを用いてパターンの描画が行われる。
【００５９】
ステップＳ１８では、全ての基板の描画が完了したかどうかを判断し、まだ全ての基板の描画が完了していない場合には、次の基板をステージ１１にセットした上で、処理はステップＳ１１に戻る。一方、全ての基板の描画が完了した場合には、処理を終了する。
【００６０】
なお、本実施形態では、１枚の基板の描画が完了する度に、各発光素子のズレ量を計算し直しているが、本発明はこれに限らず、１枚目の基板を描画する前に、各発光素子のズレ量を１度だけ計算するようにしてもよいし、複数枚の基板の描画が完了する度に、各発光素子のズレ量を計算し直すようにしてもよい。
【００６１】
なお、本実施形態では、１枚の基板の描画が完了する度に、各発光素子のズレ量を計算し直しているが、このようにすることで、複数の基板に共通のパターンを描画している途中で発光素子アレイ３１の傾きが変化してしまった場合でも、残った基板にパターンを正しく描画することができる。
【００６２】
以上のように、本実施形態によれば、発光素子アレイ３１の傾きや、発光素子アレイ３１に含まれる各発光素子の位置を物理的に移動させなくても、オフセットデータを補正することによってソフトウェア的に、発光素子アレイ３１の傾きや、発光素子アレイ３１に含まれる各発光素子の位置を補正することができるので、補正が容易であり、必要に応じて即座に補正することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、例えば基板の主面上に形成された感光性材料の層に所定のパターンデータに基づいて光を照射する露光装置として有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 露光装置
１０ ステージ移動機構
１１ ステージ
２０ 基板
３０ ヘッド
３１ 発光素子アレイ
４０ 受光素子
４１ａ、４１ｂ ガイドレール
４２ モータ
４３ ボールネジ
４４ センサ処理部
４５ センサステージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画装置に関し、特に、所定方向に配列された複数の光供給素子を有するアレイユニットを用いて描画処理を行う描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）またはＬＤ（Laser Diode）等の発光素子をライン上に並べた発光素子アレイを用いて基板に光を照射する描画装置がある。このような描画装置では、基板の主面に沿った方向に発光素子アレイを移動（走査）させながら、基板上に描画すべきパターンデータと、当該走査に応じて周期的に入力される発光タイミング信号に基づいて、各発光素子を間欠的に発光させることによって、基板上に所定のパターンを描画する。
【０００３】
上記のような描画装置においては、各発光素子は、発光タイミング信号の入力タイミングに合わせて発光するため、主走査方向の解像度を高めるためには、発光素子アレイの移動速度を遅くするか、発光タイミング信号の周期を短くする必要がある。例えば、特許文献１には、ＰＬＬ回路により発光タイミング信号を逓倍する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４５１６９号公報（図２、図７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような描画装置では、発光素子アレイに含まれる複数の発光素子が発光タイミング信号の入力タイミングに合わせて同時に発光するため、発光素子アレイが正常な状態から傾いている場合や、発光素子アレイにおいて発光素子が正常に並んでいない場合には、パターンを正しく描画することができないという問題がある。
【０００６】
それゆえに本発明は、発光素子アレイが傾いている場合や、発光素子アレイにおいて発光素子が正常に並んでいない場合でも、パターンデータに基づいて意図した通りのパターンを描画することのできる描画装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下のような構成を採用した。なお、括弧内の参照符号等は、本発明の理解を助けるために後述する実施形態との対応関係の一例を示したものであって、本発明の範囲を何ら限定するものではない。
【０００８】
本発明の描画装置は、基板を載置するテーブル（１１）と、所定方向に配列された複数の光供給素子（発光素子）を有する１以上のアレイユニット（発光素子アレイ３１）により上記基板の主面上に形成された感光性材料の層に光を照射するヘッド（３０）と、上記基板の主面に沿った方向に上記基板に対して上記ヘッドを相対的に移動させる走査手段（１０）と、上記基板上に描画すべきパターンデータから、上記基板に対する上記ヘッドの相対位置がどの位置にあるときに上記複数の光供給素子のどの光供給素子から光を供給すべきかを示す描画データ（図９）を生成する描画データ生成手段（５０）と、上記ヘッドから照射される光の理想的な照射位置と実際の照射位置との差分を計測する差分計測手段（５０、Ｓ１５、図１５Ｂ）と、上記描画データ生成手段によって生成された描画データを、上記差分計測手段によって計測された差分に応じて補正する補正手段（５０、Ｓ１６）と、上記補正手段によって補正された描画データに基づいて上記アレイユニットを制御する制御手段（５０）とを備える。なお、上記光供給素子は、発光型、反射型、回折型、透過型のいずれでもよい。
【０００９】
なお、上記描画装置は、上記基板に対する上記ヘッドの相対位置に基づいて露光タイミング信号（発光タイミング信号）を発生させる露光タイミング信号発生手段（５４）をさらに備え、上記描画データは、上記露光タイミング信号に応じて各上記光供給素子から光を供給すべきか否か、および、光を供給すべき場合には当該露光タイミング信号からどれだけずれたタイミングで各上記光供給素子から光を供給すべきかを示す多値データ（１ビットの発光データと８ビットのオフセットデータ）であってもよい。
【００１０】
また、上記描画装置は、上記露光タイミング信号を逓倍する逓倍手段（３０３）をさらに備え、上記描画データは、上記逓倍手段により逓倍された露光タイミング信号（発光トリガ信号）のうち、どの逓倍された露光タイミング信号（発光トリガ信号）に合わせて各上記光供給素子から光を供給すべきかを示すデータ（オフセットデータ）を含んでいてもよい。
【００１１】
また、上記光供給素子は、自ら光を発光する発光素子であってもよい。
【００１２】
また、上記光供給素子は、光源からの光を反射する反射素子であってもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、発光素子アレイが傾いている場合や、発光素子アレイにおいて発光素子が正常に並んでいない場合でも、パターンデータに基づいて意図した通りのパターンを描画することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】露光装置１の外観を示す図
【図２】露光装置１の外観を示す図
【図３】発光素子アレイ３１の構成を示す図
【図４】制御ユニット４の構成を示す図
【図５】ヘッド３０の走査例を示す
【図６】ヘッド３０の走査例を示す
【図７】従来技術による斜め線の描画結果を示す図
【図８】本実施形態による斜め線の描画結果を示す図
【図９】描画データの詳細を示す図
【図１０】ヘッド３０の構成を示す図
【図１１】ＰＬＬ回路３０３の動作を示す図
【図１２】一致検出回路３０４の動作を示す図
【図１３】発光素子アレイ３１の傾き補正処理の流れを示すフローチャート
【図１４】図１３のステップＳ１１で発光させる発光素子を示す図
【図１５Ａ】図１３のステップＳ１２で撮像される画像の一例を示す図
【図１５Ｂ】図１３のステップＳ１２で撮像される画像の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（露光装置の全体構成）
図１および図２は、本発明の一実施形態に係る露光装置１の外観を示す図である。露光装置１は、感光性材料が塗布された基板２０を載置するためのステージ１１と、ステージ１１をＹ方向（主走査方向）およびＸ方向（副走査方向）に移動させるためのステージ移動機構１０と、ステージ１１上の基板２０に向けて光を照射するヘッド３０を備える。なお、本実施形態ではヘッド３０は１つであるが、露光装置１が複数のヘッド３０を備えていてもよい。
【００１６】
ステージ移動機構１０は、ステージ１１をＹ方向に移動（主走査）し、主走査が終了する毎に次の主走査の開始位置へとステージ１１をＸ方向に移動（副走査）させる。そして、次の主走査が前回の主走査とは逆向きに行われる。このように、ステージ移動機構１０により、基板２０の主面に沿った方向にヘッド３０がステージ１１に対して相対的に移動可能となっている。
【００１７】
露光装置１は、ステージ１１の側に配置されたセンサ部をさらに備えている。センサ部は、ヘッド３０からの光を受光する受光素子４０と、受光素子４０が上面に固定されたセンサステージ４５と、センサステージ４５の上面に固定されて受光素子４０からの出力を演算処理するセンサ処理部４４を備える。本実施形態では、一例として、受光素子４０としてフォトダイオードが利用される。図１に示すように、受光素子４０の受光面と基板２０の上面は同じ高さに位置する。
【００１８】
上記センサ部をＸ方向（副走査方向）に移動させるための機構として、露光装置１には、センサステージ４５が取り付けられたＸ方向を向くボールネジ４３と、センサステージ４５を支持するＸ方向を向く２本のガイドレール４１ａ，４１ｂと、ボールネジ４３に接続されるモータ４２が設けられている。ヘッド３０のキャリブレーションの際には、モータ４２によりボールネジ４３が回転することにより、受光素子４０およびセンサ処理部４４がセンサステージ４５と共にガイドレール４１ａ，４１ｂに沿ってＸ方向（副走査方向）に滑らかに移動し、ヘッド３０からの光が受光素子４０により順次受光されてセンサ処理部４４に送られる。
【００１９】
なお、図１および図２では図示していないが、露光装置１は後述する制御ユニット５０を有している。
【００２０】
（ヘッドの構成）
次に、ヘッド３０についてより詳細に説明する。
【００２１】
ヘッド３０には、図３に示すように、ライン状に並んだ複数の発光素子で構成される発光素子アレイ３１が設けられている。発光素子としては、ＬＥＤやＬＤ等を利用することができる。発光素子アレイから出力された光は、結像光学系を通じて基板２０上に（後述する差分計測処理の際には受光素子４０上に）結像される。なお、本実施形態では、パターンデータに基づいて発光素子から光を基板２０に照射するようにしているが、本発明はこれに限らず、例えば、レーザー光を、任意の空間光変調素子（反射型、回折格子型、透過型など）によってパターンデータに基づいて変調して基板２０に照射するようにしてもよい。
【００２２】
（制御ユニットの構成）
次に、図４を参照して、露光装置１の動作を制御する制御ユニット５０について説明する。
【００２３】
制御ユニット５０は、ＣＰＵ５１、バッファ５２、演算部５３、タイミング制御部５４、モータ制御部５５、およびＨＤＤ５６を備えている。
【００２４】
ＣＰＵ５１は、他の構成部を制御したり、基板２０に描画すべきパターンを表すパターンデータから後述する描画データを生成したりする。描画データの詳細は後述する。
【００２５】
演算部５３は、ＣＰＵ５１によって生成された描画データを、ヘッド３０の制御に適した形式へと変換し、バッファ５２へ出力する。
【００２６】
バッファ５２は、演算部５３から出力される描画データを一時的に保持し、タイミング制御部５４から出力される信号に基づくタイミングで、この描画データをヘッド３０へ出力する。
【００２７】
タイミング制御部５４は、バッファ５２からヘッド３０へ描画データの出力タイミングや、ヘッド３０における発光素子アレイ３１の発光タイミングを制御する。タイミング制御部５４は、ステージ１１に対するヘッド３０の相対位置に基づいて、それらのタイミングを制御する。ステージ１１に対するヘッド３０のＸ方向（副走査方向）の相対位置は、エンコーダ３３より出力される信号により判断することができる。ステージ１１に対するヘッド３０のＹ方向（主走査方向）の相対位置は、エンコーダ１３より出力される信号により判断することができる。エンコーダ３３は、ヘッド３０を移動させるためのモータ３２の回転量から、ヘッド３０の移動量を示す信号を生成するものである。エンコーダ１３は、ステージ１１を移動させるためのモータ１２の回転量から、ステージ１１の移動量を示す信号を生成するものである。
【００２８】
モータ制御部５５は、ヘッド３０を移動させるためのモータ３２、およびステージ１１を移動させるためのモータ１２を制御する。
【００２９】
ＨＤＤ５６は、基板２０に描画すべきパターンを示すパターンデータや、パターンデータから生成される前述の描画データなど、制御ユニット５０において利用する種々のデータを記憶する。
【００３０】
（露光装置の動作の概要）
次に、露光装置１の動作の概要を説明する。
【００３１】
図５は、ヘッド３０に発光素子アレイ３１が１つだけ設けられている場合の走査方法の一例を示している。ヘッド３０に発光素子アレイ３１が１つだけ設けられている場合には、基板２０を短冊状に複数の領域に区分し、例えば一番端の領域から順番に図５の矢印の方向にヘッド３０を移動させることで、基板２０の全体を走査することができる。
【００３２】
図６は、ヘッド３０に複数の発光素子アレイ３１が千鳥状に配置されている場合の走査方法の一例を示している。ヘッド３０に発光素子アレイ３１が複数設けられている場合には、基板２０の複数の領域を複数の発光素子アレイ３１でそれぞれ同時に走査することができるので、図５のように基板２０に対してヘッド３０を往復させることなく基板２０の全体を走査することができ、より短い時間で基板２０の全体を走査することができる。
【００３３】
上記のような走査の最中、タイミング制御部５４からヘッド３０に周期的に（すなわち、ステージ１１に対するヘッド３０の相対位置が一定距離だけ移動する毎に）発光タイミング信号が送信される。発光タイミング信号がヘッド３０に入力される毎に、ヘッド３０に取り付けられた発光素子アレイ３１に含まれる複数の発光素子のうち、描画しようとするパターンデータに対応する発光素子が発光する。これにより、発光タイミング信号がヘッド３０に入力される毎に、基板２０にパターンの一部が描画される。
【００３４】
なお、上記のように発光素子が発光タイミング信号に応じて間欠的に発光するため、従来の露光装置では、図７に太線で示すような斜め線を基板２０に描画しようとした場合、図７に示すように発光タイミング信号の周期に依存した段差を含む斜め線が描画されてしまう。一方、本実施形態の露光装置１によれば、後述するような構成を採用したことで、各発光素子を、発光タイミング信号の入力タイミングから個別にずらして発光させて、図８に示すように滑らかな斜め線を描画することが可能である。図８の発光トリガ信号の詳細については後述する。なお、図８では、発光タイミング信号の周期の４分の１の周期で発光トリガ信号を発生させているが、これは単なる一例に過ぎない。以下では、発光タイミング信号の周期の２５６分の１の周期で発光トリガ信号を発生させる例を説明する。
【００３５】
（露光装置の動作の詳細）
以下、図８のような滑らかな斜め線の描画を可能にするための本実施形態の特徴的な構成について説明する。
【００３６】
図９は、発光素子アレイ３１の制御に用いられる描画データの一例を示している。描画データは、ＣＰＵ５１により、基板に描画すべきパターンを示すパターンデータに基づいて生成される。パターンデータは、例えば、ＣＡＤソフトにより生成したベクトルデータである。ＣＰＵ５１は、このベクトルデータに基づいて、図９に示すような描画データを生成する。本実施形態では、描画データは、各チャンネル（１ＣＨ、２ＣＨ、３ＣＨ、・・・）のデータが直列に並んだ構成となっている。ここで、「チャンネル」とは、発光素子アレイ３１を制御する最小単位を表しており、本実施形態では、１つの発光素子を１チャンネルとして制御する。なお、本発明はこれに限らない。例えば、２つの発光素子を１チャンネルとして制御してもよい。
【００３７】
描画データには、チャンネル毎に、発光データとオフセットデータが含まれている。発光データとは、そのチャンネルの発光素子を発光させるか否かを示す１ビットのデータである。オフセットデータとは、そのチャンネルの発光素子の“詳細な”発光タイミングを規定する８ビットのデータである。より具体的に説明すると、発光素子アレイ３１は、大ざっぱに言うと、前述の発光タイミング信号の入力タイミングに合わせて発光するのであるが、実際には、発光素子アレイ３１の各発光素子は、発光タイミング信号の入力タイミングから、オフセットデータにおいて規定されたズレ量だけずれたタイミングでそれぞれ発光する。オフセットデータが８ビットである場合には、２５６通りのズレ量を規定することができる。なお、各チャンネルのオフセットデータは８ビットに限らず、任意のビット数でもよい。オフセットデータを構成するビット数を増やせば、より細かくズレ量を規定することができる。また、各チャンネルからの発光量を階調制御する場合には、各チャンネルの発光データを複数ビットで構成してもよい。
【００３８】
図１０は、ヘッド３０の詳細な構成を示している。ヘッド３０には、発光タイミング信号、チャンネルアドレス信号および描画データが入力される。発光タイミング信号およびチャンネルアドレス信号は、制御ユニット５０のタイミング制御部５４から送信され、描画データは、制御ユニット５０のバッファ５２から送信される。なお、チャンネルアドレス信号は、描画データと同期して入力される信号であって、図９のようにチャンネル毎に伝送される描画データを、そのチャンネルに対応するラッチ回路３０２（詳細は後述）にそれぞれ保持させるための信号である。描画データは、発光タイミング信号に同期して、チャンネル毎に順次、９ビット（１ビットの発光データと８ビットのオフセットデータ）のパラレルデータとしてヘッド３０に入力される。
【００３９】
アドレスデコーダ３０１は、チャンネルアドレス信号に基づいて、各チャンネルに対応するラッチ回路３０２に対して順番にラッチトリガ信号を出力する。なお、本実施形態のように１つの発光素子を１チャンネルとして制御する場合には、ラッチトリガ信号は同時に１つのラッチ回路３０２にしか入力されないが、複数の発光素子を１チャンネルとして制御する場合には、同一チャンネルに対応する複数のラッチ回路３０２に対してラッチトリガ信号が同時に入力される。
【００４０】
ラッチ回路３０２は、アドレスデコーダ３０１からのラッチトリガ信号に基づいて、ラッチトリガ信号が入力された時点でヘッド３０に入力されている描画データ、すなわち対応するチャンネルの描画データ（１ビットの発光データと８ビットのオフセットデータの合計９ビットのデータ）を保持し、次に再びラッチトリガ信号が入力されるまで当該描画データを一致検出回路３０４へ出力し続ける。
【００４１】
ＰＬＬ回路３０３は、発光タイミング信号に基づいて発光トリガ信号を出力する。発光トリガ信号は、オフセットデータと同じく８ビットのデジタルデータであって、この８ビットのデジタルデータがパラレルデータとして一致検出部３０４に出力される。本実施形態において、発光トリガ信号の出力周期は、前述のように、発光タイミング信号の２５６分の１である。ＰＬＬ回路３０３は、或る発光タイミング信号の入力タイミングから次の発光タイミング信号の入力タイミングまでの間、２５６通りのデジタルデータを出力する。
【００４２】
上記のような発光トリガ信号は、例えば、ＰＬＬ回路３０３において発光タイミング信号を２５６逓倍した信号を生成し、当該生成した信号に基づいて生成することができる。
【００４３】
図１１は、発光トリガ信号の生成方法の一例を示す図である。なお、図１１は、ＰＬＬ回路３０３から発光タイミング信号の４分の１の周期で２ビットの発光トリガ信号を出力する場合を示したものであるが、当業者であれば、本実施形態のようにＰＬＬ回路３０３から８ビットの発光トリガ信号を出力する場合の発光トリガ信号の生成方法を、図１１および本段落における説明から容易に類推可能であろう。図１１において、ＰＬＬ回路３０３は、まず、入力される発光タイミング信号を４逓倍した信号ＡをＰＬＬ（Phase Locked Loop）により生成する。そして、この信号Ａを２分周および４分周することによって、信号Ｂおよび信号Ｃをそれぞれ生成する。このようにして生成された信号Ｂおよび信号Ｃが、発光トリガ信号（２ビットのデジタルデータ）として、一致検出回路３０４へパラレル出力される。
【００４４】
一致検出回路３０４は、ラッチ回路３０２より入力される描画データに含まれるオフセットデータ（８ビット）と、ＰＬＬ回路３０３より入力される発光トリガ信号（８ビット）とを比較し、両者が一致する場合には、ラッチ回路３０２より入力される描画データに含まれる発光データを発光素子ドライバ３０５に出力する。
【００４５】
発光素子ドライバ３０５は、一致検出回路３０４より入力される発光データに基づいて、発光素子アレイ３１の中の対応する発光素子を一定時間発光させる。
【００４６】
図１２は、或る発光タイミング信号の入力タイミングから、次の発光タイミング信号の入力タイミングまでの間の、チャンネル１およびチャンネル２の描画データと発光タイミングの一例を示している。チャンネル１に対応する一致検出回路３０４には、チャンネル１に対応するラッチ回路３０２より、チャンネル１の発光データ「１」と、チャンネル１のオフセットデータ「１１０１０１００」が入力されている。また、チャンネル２に対応する一致検出回路３０４には、チャンネル２に対応するラッチ回路３０２より、チャンネル２の発光データ「１」と、チャンネル２のオフセットデータ「０１０１０１００」が入力されている。一方、ＰＬＬ回路３０３からは、図１２の矢印が示す順番で発光トリガ信号が順次出力される。ＰＬＬ回路３０３から発光トリガ信号「０１０１０１００」が出力されたとき、チャンネル２に対応する一致検出回路３０４では、発光トリガ信号「０１０１０１００」とオフセットデータ「０１０１０１００」の一致を検出し、発光データ「１」を出力する。これにより、チャンネル２に対応する発光素子が発光する。また、ＰＬＬ回路３０３から発光トリガ信号「１１０１０１００」が出力されたとき、チャンネル１に対応する一致検出回路３０４では、発光トリガ信号「１１０１０１００」とオフセットデータ「１１０１０１００」の一致を検出し、発光データ「１」を出力する。これにより、チャンネル１に対応する発光素子が発光する。
【００４７】
なお、上で説明したヘッド３０の構成は単なる一例に過ぎず、同様の機能を実現するために上記構成の一部を変更しても構わない。また、ＰＬＬ回路３０３やその他の構成要素は、必ずしもヘッド３０に内蔵されている必要は無く、ヘッド３０の外部（例えば制御ユニット５０内など）に設けられてもよい。
【００４８】
上記のように、本実施形態によれば、発光素子アレイ３１に含まれる各発光素子の発光タイミングを、発光タイミング信号の周期よりも細かい時間間隔で制御することができる。よって、図８に示したように、滑らかな斜め線を描画することが可能となる。
【００４９】
なお、滑らかな斜め線を描画するために、本実施形態のように各発光素子の発光タイミングをずらす代わりに、発光タイミング信号そのものの周期を２５６分の１に短くして、より解像度の高い描画データを用いてパターンを描画することも考えられる。しかしながら、この場合には、主走査方向に関する描画データの解像度が２５６倍になるため、本実施形態においてヘッド３０に供給される発光データの総量の２５６倍のデータ量の発光データをヘッド３０に供給する必要があり、そのような高速なデータ転送が可能なシステムが必要となってしまう。一方、本実施形態によれば、各発光データに対して８ビットのオフセットデータを付加しているので、ヘッド３０に供給すべき描画データのデータ量は、発光データのみを供給する場合と比べて９倍になるだけで、上記の例と比較して大幅に少ないデータ量で滑らかな斜め線を描画することが可能である。
【００５０】
（発光素子アレイの傾き補正）
なお、本実施形態は、発光素子アレイ３１の傾きの補正にも利用することができる。以下、発光素子アレイ３１の傾きの補正方法について説明する。
【００５１】
図１３は、発光素子アレイ３１の位置ズレ補正に係る描画装置１の動作フローの一例を示している。ここでは、共通の描画データに基づいて複数の基板に共通のパターンを描画する場合を例として説明する。
【００５２】
図１３において、ステージ１１上に基板がセットされると、ステップＳ１１において、特定の発光素子を発光させる。本実施形態では、図１４に示すように、発光素子アレイ３１の両端からそれぞれ３つの発光素子を発光させるものとする。なお、ステップＳ１１において発光させる発光素子は、発光素子アレイ３１の両端からそれぞれ３つの発光素子に限らず、少なくとも２つの任意の発光素子であればよい。
【００５３】
ステップＳ１２では、ステージ１１の側に配置されたセンサ部に設けられた受光素子４０によって、発光素子からの光を撮像する。図１５Ａは、発光素子アレイ３１が理想的な状態でヘッド３０に取り付けられている場合の撮像画像の一例であり、図１５Ｂは、発光素子アレイ３１が傾いた状態でヘッド３０に取り付けられている場合の撮像画像の一例である。
【００５４】
ステップＳ１３では、制御ユニット５０のＣＰＵ５１が、ステップＳ１２で撮像された画像に基づいて、当該画像に含まれる各発光スポット（図１５Ａ、図１５Ｂ参照）の重心を計算する。
【００５５】
ステップＳ１４では、ＣＰＵ５１は、ステップＳ１３で計算された各発光スポットの重心から発光素子アレイ３１の傾きを計算する。
【００５６】
ステップＳ１５では、ＣＰＵ５１は、ステップＳ１４で計算された発光素子アレイ３１の傾きに基づいて、各発光素子の照射位置のズレ量（すなわち、各発光素子の理想的な照射位置と実際の照射位置との差分であって、特定の基準位置からのずれ量であってもよいし、特定の発光素子の照射位置を基準とした相対的なズレ量であってもよい）を計算する。なお、ここでは、発光素子アレイ３１において複数の発光素子が真っ直ぐに並んで配置され、それらの発光素子から同一方向に光が照射されることを前提としているため、図１５Ｂに示すような２つの発光スポットの重心位置から各発光素子のズレ量を計算することができる。なお、このようなことを前提としない場合（すなわち、発光素子アレイ３１において複数の発光素子が真っ直ぐに並んでいない可能性や、各発光素子から照射される光の方向が異なっている可能性がある場合）には、各発光素子からの光を個別に撮像して、発光素子毎に照射位置のズレ量を計測するようにしてもよい。
【００５７】
ステップＳ１６では、ＣＰＵ５１は、ステージ１１上にセットされた基板の描画に利用される描画データ（発光データ＋オフセットデータ）をＨＤＤ５６から読み出して、そのオフセットデータを、ステップＳ１５で計算された各発光素子のズレ量に応じて補正する。すなわち、標準位置からヘッド３０の進行方向側に相対的にずれて配置されている発光素子については、より遅いタイミングで発光し、標準位置からヘッド３０の進行方向と反対側に相対的にずれて配置されている発光素子については、より早いタイミングで発光するように、各チャンネルのオフセットデータが補正される。
【００５８】
ステップＳ１７では、ステップＳ１６において補正された後の描画データを用いてパターンの描画が行われる。
【００５９】
ステップＳ１８では、全ての基板の描画が完了したかどうかを判断し、まだ全ての基板の描画が完了していない場合には、次の基板をステージ１１にセットした上で、処理はステップＳ１１に戻る。一方、全ての基板の描画が完了した場合には、処理を終了する。
【００６０】
なお、本実施形態では、１枚の基板の描画が完了する度に、各発光素子のズレ量を計算し直しているが、本発明はこれに限らず、１枚目の基板を描画する前に、各発光素子のズレ量を１度だけ計算するようにしてもよいし、複数枚の基板の描画が完了する度に、各発光素子のズレ量を計算し直すようにしてもよい。
【００６１】
なお、本実施形態では、１枚の基板の描画が完了する度に、各発光素子のズレ量を計算し直しているが、このようにすることで、複数の基板に共通のパターンを描画している途中で発光素子アレイ３１の傾きが変化してしまった場合でも、残った基板にパターンを正しく描画することができる。
【００６２】
以上のように、本実施形態によれば、発光素子アレイ３１の傾きや、発光素子アレイ３１に含まれる各発光素子の位置を物理的に移動させなくても、オフセットデータを補正することによってソフトウェア的に、発光素子アレイ３１の傾きや、発光素子アレイ３１に含まれる各発光素子の位置を補正することができるので、補正が容易であり、必要に応じて即座に補正することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、例えば基板の主面上に形成された感光性材料の層に所定のパターンデータに基づいて光を照射する露光装置として有用である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 露光装置
１０ ステージ移動機構
１１ ステージ
２０ 基板
３０ ヘッド
３１ 発光素子アレイ
４０ 受光素子
４１ａ、４１ｂ ガイドレール
４２ モータ
４３ ボールネジ
４４ センサ処理部
４５ センサステージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を載置するテーブルと、
所定方向に配列された複数の光供給素子を有する１以上のアレイユニットにより前記基板の主面上に形成された感光性材料の層に光を照射するヘッドと、
前記基板の主面に沿った方向に前記基板に対して前記ヘッドを相対的に移動させる走査手段と、
前記基板上に描画すべきパターンデータから、前記基板に対する前記ヘッドの相対位置がどの位置にあるときに前記複数の光供給素子のどの光供給素子から光を供給すべきかを示す描画データを生成する描画データ生成手段と、
前記ヘッドから照射される光の理想的な照射位置と実際の照射位置との差分を計測する差分計測手段と、
前記描画データ生成手段によって生成された描画データを、前記差分計測手段によって計測された差分に応じて補正する補正手段と、
前記補正手段によって補正された描画データに基づいて前記アレイユニットを制御する制御手段とを備えた描画装置。
【請求項２】
請求項１に記載の描画装置において、
前記基板に対する前記ヘッドの相対位置に基づいて露光タイミング信号を発生させる露光タイミング信号発生手段をさらに備え、
前記描画データは、前記露光タイミング信号に応じて各前記光供給素子から光を供給すべきか否か、および、光を供給すべき場合には当該露光タイミング信号からどれだけずれたタイミングで各前記光供給素子から光を供給すべきかを示す多値データであることを特徴とする描画装置。
【請求項３】
請求項２に記載の描画装置において、
前記露光タイミング信号を逓倍する逓倍手段をさらに備え、
前記描画データは、前記逓倍手段により逓倍された露光タイミング信号のうち、どの逓倍された露光タイミング信号に合わせて各前記光供給素子から光を供給すべきかを示すデータを含んでいることを特徴とする描画装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の描画装置において、
前記光供給素子は、自ら光を発光する発光素子であることを特徴とする描画装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の描画装置において、
前記光供給素子は、光源からの光を反射する反射素子であることを特徴とする描画装置。
【請求項１】
基板を載置するテーブルと、
所定方向に配列された複数の光供給素子を有する１以上のアレイユニットにより前記基板の主面上に形成された感光性材料の層に光を照射するヘッドと、
前記基板の主面に沿った方向に前記基板に対して前記ヘッドを相対的に移動させる走査手段と、
前記基板上に描画すべきパターンデータから、前記基板に対する前記ヘッドの相対位置がどの位置にあるときに前記複数の光供給素子のどの光供給素子から光を供給すべきかを示す描画データを生成する描画データ生成手段と、
前記ヘッドから照射される光の理想的な照射位置と実際の照射位置との差分を計測する差分計測手段と、
前記描画データ生成手段によって生成された描画データを、前記差分計測手段によって計測された差分に応じて補正する補正手段と、
前記補正手段によって補正された描画データに基づいて前記アレイユニットを制御する制御手段とを備えた描画装置。
【請求項２】
請求項１に記載の描画装置において、
前記基板に対する前記ヘッドの相対位置に基づいて露光タイミング信号を発生させる露光タイミング信号発生手段をさらに備え、
前記描画データは、前記露光タイミング信号に応じて各前記光供給素子から光を供給すべきか否か、および、光を供給すべき場合には当該露光タイミング信号からどれだけずれたタイミングで各前記光供給素子から光を供給すべきかを示す多値データであることを特徴とする描画装置。
【請求項３】
請求項２に記載の描画装置において、
前記露光タイミング信号を逓倍する逓倍手段をさらに備え、
前記描画データは、前記逓倍手段により逓倍された露光タイミング信号のうち、どの逓倍された露光タイミング信号に合わせて各前記光供給素子から光を供給すべきかを示すデータを含んでいることを特徴とする描画装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の描画装置において、
前記光供給素子は、自ら光を発光する発光素子であることを特徴とする描画装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の描画装置において、
前記光供給素子は、光源からの光を反射する反射素子であることを特徴とする描画装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５Ａ】
【図１５Ｂ】
【公開番号】特開２０１０−１６７６３６（Ｐ２０１０−１６７６３６Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１２７９（Ｐ２００９−１１２７９）
【出願日】平成２１年１月２１日（２００９．１．２１）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２１日（２００９．１．２１）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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