露光装置、露光方法、及び表示用パネル基板の製造方法
【課題】基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を複数の直線で近似する際、円の半径に応じた分割角度を簡単な処理で高速に決定する。
【解決手段】基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似したときの近似誤差を、分割角度毎に予め求めたデータとから、近似誤差が許容値以下となる様に最大分割角度を決定し、決定した最大分割角度以下の分割角度で分割し、分割した各弧の始点と終点を結んだ複数の直線で近似して、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成する。作成したベクターデータから、基板に対し光ビームの照射を開始する位置と、光ビームの照射を終了する位置とを演算で求めて、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成する。
【解決手段】基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似したときの近似誤差を、分割角度毎に予め求めたデータとから、近似誤差が許容値以下となる様に最大分割角度を決定し、決定した最大分割角度以下の分割角度で分割し、分割した各弧の始点と終点を結んだ複数の直線で近似して、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成する。作成したベクターデータから、基板に対し光ビームの照射を開始する位置と、光ビームの照射を終了する位置とを演算で求めて、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板の製造において、フォトレジストが塗布された基板へ光ビームを照射し、光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置、露光方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基板等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成して行われる。露光装置としては、従来、レンズ又は鏡を用いてマスクのパターンを基板上に投影するプロジェクション方式と、マスクと基板との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けてマスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ方式とがあった。
【０００３】
近年、フォトレジストが塗布された基板へ光ビームを照射し、光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置が開発されている。光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを直接描画するため、高価なマスクが不要となる。また、描画データ及び走査のプログラムを変更することにより、様々な種類の表示用パネル基板に対応することができる。この様な露光装置として、例えば、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３に記載のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４４３１８号公報
【特許文献２】特開２０１０−６０９９０号公報
【特許文献３】特開２０１０−１０２０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光ビームにより基板にパターンを描画する際、光ビームの変調には、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）等の空間的光変調器が用いられる。ＤＭＤは、光ビームを反射する複数の微小なミラーを二方向に配列して構成され、各ミラーの角度を変更することにより、基板へ照射する光ビームを変調する。ＤＭＤの駆動回路は、描画データに基づいて、各ミラーを駆動するための駆動信号をＤＭＤへ出力する。光ビームによる基板の走査は、基板を支持するチャックと、ＤＭＤにより変調された光ビームを基板へ照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動して行われる。
【０００６】
ＤＭＤの駆動回路へ供給される描画データは、描画データ生成回路により、基板に描画するパターンの図形のＣＡＤ／ＣＡＭデータを処理したベクターデータから生成される。描画データは、パターンの図形に含まれるドットの座標を示すラスターデータ（ビットマップデータ）で表され、パターンの図形を構成する線の始点及び終点の座標と両点をつなぐ情報とから成るベクターデータに比べて、データ量が非常に多い。そのため、全ての描画データを予め用意しておくと、非常に大きな容量のメモリが必要となり、また、描画データを外部のメモリから供給する場合、描画データの供給量がデータの通信速度により制限されて、走査速度を速くすることができない。そこで、描画データ生成回路による描画データの生成は、光ビームによる基板の走査中に行われる。
【０００７】
ベクターデータを元にした描画データの生成は、スキャンライン方式で行われ、光ビームによる基板の走査方向の直線（走査線）と、パターンの図形を構成する線との交点を演算で求める処理が行われる。このとき、パターンの図形が直線のみで構成されている場合は、直線と直線の交点を求める演算処理だけで済む。しかしながら、パターンの図形が円の弧で構成された部分を含む場合は、直線と円の弧との交点を求める演算処理が必要となり、この演算処理は、直線と直線の交点を求める演算処理に比べて時間が掛かる。そこで、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似することが望ましい。
【０００８】
円の弧を複数の直線で近似する場合、円の半径に係わらず円の弧の分割角度を一定にすると、半径が大きな円の弧では、分割点が足りずに滑らかな描画が行われず、半径が小さい円の弧では、分割点が余って必要以上の近似処理を行う結果となる。そのため、円の半径に応じて、円の弧の分割角度を変更する必要があるが、この分割角度を決定する処理に時間が掛かると、ベクターデータの作成に多大な時間を要する。
【０００９】
本発明の課題は、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を複数の直線で近似する際、円の半径に応じた分割角度を簡単な処理で高速に決定して、描画データの生成に適したベクターデータを速やかに作成することである。また、本発明の課題は、高品質な表示用パネル基板を高いスループットで製造することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の露光装置は、フォトレジストが塗布された基板を支持するチャックと、光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置と、チャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動する移動手段とを備え、移動手段によりチャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動し、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置であって、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを記憶するメモリと、メモリに記憶されたベクターデータから、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成する描画データ生成手段とを備え、メモリに記憶されたベクターデータの内、パターンの図形の円の弧で構成された部分が、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似したときの近似誤差を、分割角度毎に予め求めたデータとから、近似誤差が許容値以下となる様に決定された最大分割角度以下の分割角度で分割されて、分割された各弧の始点と終点を結んだ複数の直線で近似され、描画データ生成手段が、メモリに記憶されたベクターデータから、基板に対し光ビームの照射を開始する位置と光ビームの照射を終了する位置とを演算で求めて、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成するものである。
【００１１】
また、本発明の露光方法は、フォトレジストが塗布された基板をチャックで支持し、チャックと、光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光方法であって、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似したときの近似誤差を、分割角度毎に予め求めたデータとから、近似誤差が許容値以下となる様に最大分割角度を決定し、決定した最大分割角度以下の分割角度で分割し、分割した各弧の始点と終点を結んだ複数の直線で近似して、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成し、作成したベクターデータから、基板に対し光ビームの照射を開始する位置と光ビームの照射を終了する位置とを演算で求めて、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成するものである。
【００１２】
基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似したときの近似誤差を、分割角度毎に予め求めたデータとから、近似誤差が許容値以下となる様に最大分割角度を決定し、決定した最大分割角度以下の分割角度で分割し、分割した各弧の始点と終点を結んだ複数の直線で近似して、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成するので、円の半径に応じた分割角度が簡単な処理で高速に決定され、描画データの生成に適したベクターデータが速やかに作成される。そして、作成したベクターデータから、基板に対し光ビームの照射を開始する位置と、光ビームの照射を終了する位置とを演算で求めて、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成するので、直線と円の弧との交点を求める演算処理が必要なく、描画データが速やかに生成される。
【００１３】
さらに、本発明の露光装置は、メモリに記憶されたベクターデータの内、パターンの図形の円の弧で構成された部分が、当該円の半径と、当該円の弧を決定された最大分割角度以下の分割角度で均等に分割した分割点の角度とから、演算で求められた分割点の座標を含むものである。また、本発明の露光方法は、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の弧を決定した最大分割角度以下の分割角度で均等に分割し、当該円の半径と、分割点の角度とから、分割点の座標を演算で求めて、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成するものである。基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を複数の直線で近似する際、当該円の弧を均等に分割するので、パターンがより滑らかに描画される。そして、当該円の半径と、分割点の角度とから、三角関数を使用して、分割点の座標が演算で簡単に求められ、描画データの生成に適したベクターデータが速やかに作成される。
【００１４】
あるいは、本発明の露光装置は、メモリに記憶されたベクターデータの内、パターンの図形の円の弧で構成された部分が、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を決定された最大分割角度で均等に分割した分割点の座標を、分割角度毎に予め求めたデータとから、演算で求められた分割点の座標を含むものである。また、本発明の露光方法は、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を決定した最大分割角度で均等に分割した分割点の座標を、分割角度毎に予め求めたデータとから、分割点の座標を演算で求めて、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成するものである。基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を複数の直線で近似する際、円の弧を均等に分割する必要がない場合に、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を決定した最大分割角度で均等に分割した分割点の座標を、分割角度毎に予め求めたデータとから、分割点の座標が演算でさらに簡単に求められ、描画データの生成に適したベクターデータがさらに速やかに作成される。
【００１５】
本発明の表示用パネル基板の製造方法は、上記のいずれかの露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うものである。上記の露光装置又は露光方法を用いることにより、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分が、円の半径に応じた分割数の直線で近似され、描画データが速やかに生成されるので、高品質な表示用パネル基板が高いスループットで製造される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の露光装置及び露光方法によれば、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似したときの近似誤差を、分割角度毎に予め求めたデータとから、近似誤差が許容値以下となる様に最大分割角度を決定し、決定した最大分割角度以下の分割角度で分割し、分割した各弧の始点と終点を結んだ複数の直線で近似して、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成することにより、円の半径に応じた分割角度を簡単な処理で高速に決定して、描画データの生成に適したベクターデータを速やかに作成することができる。そして、作成したベクターデータから、基板に対し光ビームの照射を開始する位置と光ビームの照射を終了する位置とを演算で求めて、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成することにより、直線と円の弧との交点を求める演算処理を行うことなく、描画データを速やかに生成することができる。
【００１７】
さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を複数の直線で近似する際、当該円の弧を均等に分割することにより、パターンをより滑らかに描画することができる。そして、当該円の半径と、分割点の角度とから、三角関数を使用して、分割点の座標を演算で簡単に求めて、描画データの生成に適したベクターデータを速やかに作成することができる。
【００１８】
あるいは、本発明の露光装置及び露光方法によれば、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を複数の直線で近似する際、円の弧を均等に分割する必要がない場合に、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を決定した最大分割角度で均等に分割した分割点の座標を、分割角度毎に予め求めたデータとから、分割点の座標を演算でさらに簡単に求めて、描画データの生成に適したベクターデータをさらに速やかに作成することができる。
【００１９】
本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を、円の半径に応じた分割数の直線で近似し、描画データを速やかに生成することができるので、高品質な表示用パネル基板を高いスループットで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態による露光装置の側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態による露光装置の正面図である。
【図４】光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。
【図５】ＤＭＤのミラー部の一例を示す図である。
【図６】レーザー測長系の動作を説明する図である。
【図７】本発明の一実施の形態による描画制御部の概略構成を示す図である。
【図８】ベクターデータの作成を説明する図である。
【図９】多角形近似を説明する図である。
【図１０】単位半径の円における近似誤差のデータを示す表である。
【図１１】円の弧を均等に分割するときの動作を説明する図である。
【図１２】単位半径の円における分割点の角度と座標を示す図である。
【図１３】単位半径の円における分割点の座標のデータを示す表である。
【図１４】円の弧を均等に分割する必要がないときの動作を説明する図である。
【図１５】光ビームによる基板の走査を説明する図である。
【図１６】光ビームによる基板の走査を説明する図である。
【図１７】光ビームによる基板の走査を説明する図である。
【図１８】光ビームによる基板の走査を説明する図である。
【図１９】液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図２０】液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。また、図２は本発明の一実施の形態による露光装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態による露光装置の正面図である。露光装置は、ベース３、Ｘガイド４、Ｘステージ５、Ｙガイド６、Ｙステージ７、θステージ８、チャック１０、ゲート１１、光ビーム照射装置２０、リニアスケール３１，３３、エンコーダ３２，３４、レーザー測長系、レーザー測長系制御装置４０、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０を含んで構成されている。なお、図２及び図３では、レーザー測長系のレーザー光源４１、レーザー測長系制御装置４０、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０が省略されている。露光装置は、これらの他に、基板１をチャック１０へ搬入し、また基板１をチャック１０から搬出する基板搬送ロボット、装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。
【００２２】
なお、以下に説明する実施の形態におけるＸＹ方向は例示であって、Ｘ方向とＹ方向とを入れ替えてもよい。
【００２３】
図１及び図２において、チャック１０は、基板１の受け渡しを行う受け渡し位置にある。受け渡し位置において、図示しない基板搬送ロボットにより基板１がチャック１０へ搬入され、また図示しない基板搬送ロボットにより基板１がチャック１０から搬出される。チャック１０は、基板１の裏面を真空吸着して支持する。基板１の表面には、フォトレジストが塗布されている。
【００２４】
基板１の露光を行う露光位置の上空に、ベース３をまたいでゲート１１が設けられている。ゲート１１には、複数の光ビーム照射装置２０が搭載されている。なお、本実施の形態は、８つの光ビーム照射装置２０を用いた露光装置の例を示しているが、光ビーム照射装置の数はこれに限らず、本発明は１つ又は２つ以上の光ビーム照射装置を用いた露光装置に適用される。
【００２５】
図４は、光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。光ビーム照射装置２０は、光ファイバー２２、レンズ２３、ミラー２４、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）２５、投影レンズ２６、及びＤＭＤ駆動回路２７を含んで構成されている。光ファイバー２２は、レーザー光源ユニット２１から発生された紫外光の光ビームを、光ビーム照射装置２０内へ導入する。光ファイバー２２から射出された光ビームは、レンズ２３及びミラー２４を介して、ＤＭＤ２５へ照射される。ＤＭＤ２５は、光ビームを反射する複数の微小なミラーを直交する二方向に配列して構成された空間的光変調器であり、各ミラーの角度を変更して光ビームを変調する。ＤＭＤ２５により変調された光ビームは、投影レンズ２６を含むヘッド部２０ａから照射される。ＤＭＤ駆動回路２７は、主制御装置７０から供給された描画データに基づいて、ＤＭＤ２５の各ミラーの角度を変更する。
【００２６】
図２及び図３において、チャック１０は、θステージ８に搭載されており、θステージ８の下にはＹステージ７及びＸステージ５が設けられている。Ｘステージ５は、ベース３に設けられたＸガイド４に搭載され、Ｘガイド４に沿ってＸ方向へ移動する。Ｙステージ７は、Ｘステージ５に設けられたＹガイド６に搭載され、Ｙガイド６に沿ってＹ方向へ移動する。θステージ８は、Ｙステージ７に搭載され、θ方向へ回転する。Ｘステージ５、Ｙステージ７、及びθステージ８には、ボールねじ及びモータや、リニアモータ等の図示しない駆動機構が設けられており、各駆動機構は、図１のステージ駆動回路６０により駆動される。
【００２７】
θステージ８のθ方向への回転により、チャック１０に搭載された基板１は、直交する二辺がＸ方向及びＹ方向へ向く様に回転される。Ｘステージ５のＸ方向への移動により、チャック１０は、受け渡し位置と露光位置との間を移動される。露光位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動により、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームが、基板１をＸ方向へ走査する。また、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームによる基板１の走査領域が、Ｙ方向へ移動される。図１において、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、θステージ８のθ方向へ回転、Ｘステージ５のＸ方向への移動、及びＹステージ７のＹ方向への移動を行う。
【００２８】
図５は、ＤＭＤのミラー部の一例を示す図である。光ビーム照射装置２０のＤＭＤ２５は、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査方向（Ｘ方向）に対して、所定の角度θだけ傾いて配置されている。ＤＭＤ２５を、走査方向に対して傾けて配置すると、直交する二方向に配列された複数のミラー２５ａのいずれかが、隣接するミラー２５ａ間の隙間に対応する箇所をカバーするので、パターンの描画を隙間無く行うことができる。
【００２９】
なお、本実施の形態では、Ｘステージ５によりチャック１０をＸ方向へ移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査を行っているが、光ビーム照射装置２０を移動することにより、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査を行ってもよい。また、本実施の形態では、Ｙステージ７によりチャック１０をＹ方向へ移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査領域を変更しているが、光ビーム照射装置２０を移動することにより、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査領域を変更してもよい。
【００３０】
図１及び図２において、ベース３には、Ｘ方向へ伸びるリニアスケール３１が設置されている。リニアスケール３１には、Ｘステージ５のＸ方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。また、Ｘステージ５には、Ｙ方向へ伸びるリニアスケール３３が設置されている。リニアスケール３３には、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。
【００３１】
図１及び図３において、Ｘステージ５の一側面には、リニアスケール３１に対向して、エンコーダ３２が取り付けられている。エンコーダ３２は、リニアスケール３１の目盛を検出して、パルス信号を主制御装置７０へ出力する。また、図１及び図２において、Ｙステージ７の一側面には、リニアスケール３３に対向して、エンコーダ３４が取り付けられている。エンコーダ３４は、リニアスケール３３の目盛を検出して、パルス信号を主制御装置７０へ出力する。主制御装置７０は、エンコーダ３２のパルス信号をカウントして、Ｘステージ５のＸ方向への移動量を検出し、エンコーダ３４のパルス信号をカウントして、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出する。
【００３２】
図６は、レーザー測長系の動作を説明する図である。なお、図６においては、図１に示したゲート１１、及び光ビーム照射装置２０が省略されている。レーザー測長系は、公知のレーザー干渉式の測長系であって、レーザー光源４１、レーザー干渉計４２，４４、及びバーミラー４３，４５を含んで構成されている。バーミラー４３は、チャック１０のＹ方向へ伸びる一側面に取り付けられている。また、バーミラー４５は、チャック１０のＸ方向へ伸びる一側面に取り付けられている。
【００３３】
レーザー干渉計４２は、レーザー光源４１からのレーザー光をバーミラー４３へ照射し、バーミラー４３により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４３により反射されたレーザー光との干渉を測定する。この測定は、Ｙ方向の２箇所で行う。レーザー測長系制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、レーザー干渉計４２の測定結果から、チャック１０のＸ方向の位置及び回転を検出する。
【００３４】
一方、レーザー干渉計４４は、レーザー光源４１からのレーザー光をバーミラー４５へ照射し、バーミラー４５により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４５により反射されたレーザー光との干渉を測定する。レーザー測長系制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、レーザー干渉計４４の測定結果から、チャック１０のＹ方向の位置を検出する。
【００３５】
図４において、主制御装置７０は、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ描画データを供給する描画制御部を有する。図７は、本発明の一実施の形態による描画制御部の概略構成を示す図である。描画制御部７１は、メモリ７２、バンド幅設定部７３、中心点座標決定部７４、座標決定部７５、描画図形座標メモリ８２、及び描画データ生成部８４を含んで構成されている。
【００３６】
描画図形座標メモリ８２には、基板に描画するパターンの図形のＣＡＤ／ＣＡＭデータを処理したベクターデータが記憶されている。描画データ生成部８４は、座標演算回路８５、及び描画データ生成回路８６を含んで構成されている。座標演算回路８５は、描画図形座標メモリ８２に記憶されたベクターデータから、光ビームによる基板の走査方向の直線（走査線）と、パターンの図形を構成する線との交点を演算で求めて、基板１に対し光ビームの照射を開始する位置と、光ビームの照射を終了する位置とを決定する。描画データ生成回路８６は、座標演算回路８５により決定された光ビームの照射を開始する位置と光ビームの照射を終了する位置との間を塗りつぶしてパターンを描画するため、両位置の間の描画データを生成する。メモリ７２は、描画データ生成部８４が生成した描画データを、そのＸＹ座標をアドレスとして記憶する。
【００３７】
バンド幅設定部７３は、メモリ７２から読み出す描画データのＹ座標の範囲を決定することにより、光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射される光ビームのＹ方向のバンド幅を設定する。
【００３８】
レーザー測長系制御装置４０は、露光位置における基板１の露光を開始する前のチャック１０のＸＹ方向の位置を検出する。中心点座標決定部７４は、レーザー測長系制御装置４０が検出したチャック１０のＸＹ方向の位置から、基板１の露光を開始する前のチャック１０の中心点のＸＹ座標を決定する。図１において、光ビーム照射装置２０からの光ビームにより基板１の走査を行う際、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｘステージ５によりチャック１０をＸ方向へ移動させる。基板１の走査領域を移動する際、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｙステージ７によりチャック１０をＹ方向へ移動させる。図７において、中心点座標決定部７４は、エンコーダ３２，３４からのパルス信号をカウントして、Ｘステージ５のＸ方向への移動量及びＹステージ７のＹ方向への移動量を検出し、チャック１０の中心点のＸＹ座標を決定する。
【００３９】
座標決定部７５は、中心点座標決定部７４が決定したチャック１０の中心点のＸＹ座標に基づき、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データのＸＹ座標を決定する。メモリ７２は、座標決定部７５が決定したＸＹ座標をアドレスとして入力し、入力したＸＹ座標のアドレスに記憶された描画データを、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ出力する。
【００４０】
以下、本発明の一実施の形態による露光方法について説明する。図８は、ベクターデータの作成を説明する図である。ベクターデータを作成する装置は、ＣＡＤ／ＣＡＭ用コンピュータ９０、ベクターデータ処理回路９１、近似処理用データメモリ９２、及び入力装置９３を含んで構成されている。ＣＡＤ／ＣＡＭ用コンピュータ９０は、基板に描画するパターンの図形のＣＡＤ／ＣＡＭデータを作成する。ＣＡＤ／ＣＡＭ用コンピュータ９０で作成されたＣＡＤ／ＣＡＭデータは、パターンの図形を構成する線の始点及び終点の座標と両点をつなぐ情報とから成るベクターデータである。ベクターデータ処理回路９１は、ＣＡＤ／ＣＡＭ用コンピュータ９０で作成されたＣＡＤ／ＣＡＭデータの内、パターンの図形の円の弧で構成された部分のデータについて、後述する近似処理用データメモリ９２に記憶されたデータに基づいて、多角形近似の処理を行い、描画図形座標メモリ８２に記憶されるベクターデータを作成する。
【００４１】
図９は、多角形近似を説明する図である。本発明における多角形近似とは、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似することを言う。図９は、破線で示した弧ＡＤを分割点Ｂ，Ｃで３つに分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、弧ＡＤを３つの直線ＡＢ，ＢＣ，ＣＤで近似した例を示している。図９において、円の半径をＲ、分割角度をθとすると、弧ＡＤと直線ＡＢ，ＢＣ，ＣＤとのずれ量が最大となる位置での近似誤差は、
近似誤差＝Ｒ×（１−ｃｏｓ（θ／２））
となる。
【００４２】
表示用パネル基板の露光を行う露光装置において、パターンの露光位置の誤差の許容値は、基板の種類により異なる。パターンの図形の円の弧で構成された部分について、高精度に滑らかな描写が要求される基板もあり、円の半径の値に比べて、非常に細かな分解能が要求される。また、円の半径は、同じ基板においても場所により異なる。本実施の形態では、図８において、露光装置の操作者が、多角形近似を行う際の近似誤差の許容値を、入力装置９３から入力し、ベクターデータ処理回路９１は、近似誤差が入力された許容値以下となる様に、円の半径に応じて円の弧の分割角度を決定する。
【００４３】
図１０は、単位半径の円における近似誤差のデータを示す表である。図１０は、半径が１μｍの円の円周を整数個に分割したときの、分割数、分割角度、及び近似誤差を示している。単位半径の円における近似誤差の値は、描画するパターンの図形の円の半径や近似誤差の許容値とは関係ない固有の値であり、分割角度毎に予め求めることができる。図８において、近似処理用データメモリ９２には、図１０に示した分割数、分割角度、及び近似誤差のデータが記憶されている。
【００４４】
なお、近似処理用データメモリ９２に記憶するデータは、単位半径の円のものに限らず、所定の半径の円において、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似したときの近似誤差を、分割角度毎に予め求めたデータであればよい。
【００４５】
ベクターデータ処理回路９１は、ＣＡＤ／ＣＡＭ用コンピュータ９０で作成されたＣＡＤ／ＣＡＭデータに含まれるパターンの図形の円の半径と、入力装置９３から入力された許容値とに基づき、近似処理用データメモリ９２に記憶された単位半径の円における近似誤差のデータから、以下の式に該当する近似誤差を検索する。
近似誤差≦許容値／円の半径
ここで、許容値を円の半径で割った値は、単位半径の円における許容値を示している。
【００４６】
近似処理用データメモリ９２に記憶された近似誤差のデータは、大きい順に並んでおり、ベクターデータ処理回路９１は、これらのデータを順番に検索して、該当する近似誤差が１つ見つかると検索を終了する。そして、ベクターデータ処理回路９１は、該当する近似誤差における分割角度を、多角形近似を行う際の最大分割角度として決定する。
【００４７】
本来、近似誤差を求めるためには、図９に示す様に三角関数を用いた演算を行う必要があるが、本実施の形態では、単位半径の円における近似誤差のデータを近似処理用データメモリ９２に予め記憶しておくことで、三角関数を用いた演算が不要となる。そして、１回の除算と数値の大小の比較のみで、円の半径に応じた円の弧の最大分割角度を決定することができる。
【００４８】
図８において、ベクターデータ処理回路９１は、ＣＡＤ／ＣＡＭ用コンピュータ９０で作成されたＣＡＤ／ＣＡＭデータの内、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、決定した最大分割角度以下の分割角度で多角形近似を行って、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成する。図１１は、円の弧を均等に分割するときの動作を説明する図である。円の弧を均等に分割するとき、ベクターデータ処理回路９１は、円の弧の開始角度及び終了角度と、決定した最大分割角度とから、以下の式を用いて、分割数が整数となる様に、円の弧の分割数を決定する。
分割数≧（終了角度−開始角度）／最大分割角度
次に、ベクターデータ処理回路９１は、円の弧の開始角度及び終了角度と、決定した分割数とから、以下の式を用いて、円の弧の分割角度を決定する。
分割角度＝（終了角度−開始角度）／分割数
【００４９】
続いて、ベクターデータ処理回路９１は、円の半径Ｒと、円の弧の開始角度と、決定した分割角度とから、以下の式により、円の中心Ｏの座標を（０，０）としたときの分割点のＸＹ座標を演算する。
Ｘ座標＝Ｒ×ｃｏｓ（ｎ×分割角度＋開始角度）
Ｙ座標＝Ｒ×ｓｉｎ（ｎ×分割角度＋開始角度）
ここで、ｎは自然数、（ｎ×分割角度＋開始角度）は各分割点の角度を示している。そして、ベクターデータ処理回路９１は、上式で求めたＸＹ座標に、円の中心の座標を加算して、分割点のＸＹ座標を求める。
【００５０】
基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を複数の直線で近似する際、当該円の弧を均等に分割するので、パターンが滑らかに描画される。そして、当該円の半径と、分割点の角度とから、三角関数を使用して、分割点の座標が演算で簡単に求められ、描画データの生成に適したベクターデータが速やかに作成される。
【００５１】
次に、図１２〜図１４を用いて、円の弧を均等に分割する必要がない場合について説明する。図１２は、単位半径の円における分割点の角度と座標を示す図である。半径が１μｍの円の円周について、図１２（ａ）は分割角度が１８０°のとき、図１２（ｂ）は分割角度が１２０°のとき、図１２（ｃ）は分割角度が９０°のとき、図１２（ｄ）は分割角度が７２°のとき、図１２（ｅ）は分割角度が６０°のときの、分割点の角度とＸＹ座標を示している。単位半径の円における分割点のＸＹ座標の値は、描画するパターンの図形の円の半径とは関係ない固有の値であり、分割角度毎に予め求めることができる。図１３は、単位半径の円における分割点の座標のデータを示す表である。図１３（ａ）〜（ｅ）は、図１２（ａ）〜（ｅ）に対応して、分割角度毎に分割点の角度とＸＹ座標を示している。図８において、近似処理用データメモリ９２には、図１０に示した分割数、分割角度、及び近似誤差のデータの他に、図１３に示した分割点の角度と座標のデータが記憶されている。
【００５２】
図１４は、円の弧を均等に分割する必要がないときの動作を説明する図である。円の弧を均等に分割する必要がないとき、ベクターデータ処理回路９１は、円の弧の開始角度から終了角度までの間を有効範囲として、近似処理用データメモリ９２に記憶された単位半径の円における分割点の角度と座標のデータの中から、決定した最大分割角度における、有効範囲内の角度にある分割点のＸＹ座標を読み出す。次に、ベクターデータ処理回路９１は、読み出した分割点のＸＹ座標の値に円の弧の半径Ｒを掛けて、円の中心Ｏの座標を（０，０）としたときの分割点のＸＹ座標を演算する。そして、ベクターデータ処理回路９１は、求めたＸＹ座標に、円の中心の座標を加算して、分割点のＸＹ座標を求める。
【００５３】
基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を複数の直線で近似する際、円の弧を均等に分割する必要がない場合に、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を決定した最大分割角度で均等に分割した分割点の座標を、分割角度毎に予め求めたデータとから、分割点の座標が演算でさらに簡単に求められ、描画データの生成に適したベクターデータがさらに速やかに作成される。
【００５４】
図１５〜図１８は、光ビームによる基板の走査を説明する図である。図１５〜図１８は、８つの光ビーム照射装置２０からの８本の光ビームにより、基板１のＸ方向の走査を４回行って、基板１全体を走査する例を示している。図１５〜図１８においては、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａが破線で示されている。各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームは、Ｙ方向にバンド幅Ｗを有し、Ｘステージ５のＸ方向への移動によって、基板１を矢印で示す方向へ走査する。
【００５５】
図１５は、１回目の走査を示し、Ｘ方向への１回目の走査により、図１５に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。１回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１６は、２回目の走査を示し、Ｘ方向への２回目の走査により、図１６に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。２回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１７は、３回目の走査を示し、Ｘ方向への３回目の走査により、図１７に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。３回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１８は、４回目の走査を示し、Ｘ方向への４回目の走査により、図１８に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われ、基板１全体の走査が終了する。
【００５６】
複数の光ビーム照射装置２０からの複数の光ビームにより基板１の走査を並行して行うことにより、基板１全体の走査に掛かる時間を短くすることができ、タクトタイムを短縮することができる。
【００５７】
なお、図１５〜図１８では、基板１のＸ方向の走査を４回行って、基板１全体を走査する例を示したが、走査の回数はこれに限らず、基板１のＸ方向の走査を３回以下又は５回以上行って、基板１全体を走査してもよい。
【００５８】
以上説明した実施の形態によれば、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似したときの近似誤差を、分割角度毎に予め求めたデータとから、近似誤差が許容値以下となる様に最大分割角度を決定し、決定した最大分割角度以下の分割角度で分割し、分割した各弧の始点と終点を結んだ複数の直線で近似して、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成することにより、円の半径に応じた分割角度を簡単な処理で高速に決定して、描画データの生成に適したベクターデータを速やかに作成することができる。そして、作成したベクターデータから、基板に対し光ビームの照射を開始する位置と光ビームの照射を終了する位置とを演算で求めて、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成することにより、直線と円の弧との交点を求める演算処理を行うことなく、描画データを速やかに生成することができる。
【００５９】
さらに、図１１を用いて説明した実施の形態によれば、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を複数の直線で近似する際、当該円の弧を均等に分割することにより、パターンをより滑らかに描画することができる。そして、当該円の半径と、分割点の角度とから、三角関数を使用して、分割点の座標を演算で簡単に求めて、描画データの生成に適したベクターデータを速やかに作成することができる。
【００６０】
また、図１２〜図１４を用いて説明した実施の形態によれば、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を複数の直線で近似する際、円の弧を均等に分割する必要がない場合に、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を決定した最大分割角度で均等に分割した分割点の座標を、分割角度毎に予め求めたデータとから、分割点の座標を演算でさらに簡単に求めて、描画データの生成に適したベクターデータをさらに速やかに作成することができる。
【００６１】
本発明の露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うことにより、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を、円の半径に応じた分割数の直線で近似し、描画データを速やかに生成することができるので、高品質な表示用パネル基板を高いスループットで製造することができる。
【００６２】
例えば、図１９は、液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法等により、基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布法等によりフォトレジストを塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、露光装置を用いて、フォトレジスト膜にパターンを形成する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、基板上にＴＦＴアレイが形成される。
【００６３】
また、図２０は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程（ステップ２０２）では、染色法や顔料分散法等により、基板上に着色パターンを形成する。この工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程（ステップ２０３）では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程（ステップ２０４）では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。
【００６４】
図１９に示したＴＦＴ基板の製造工程では、露光工程（ステップ１０３）において、図２０に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）及び着色パターン形成工程（ステップ２０２）の露光処理において、本発明の露光装置又は露光方法を適用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１ 基板
３ ベース
４ Ｘガイド
５ Ｘステージ
６ Ｙガイド
７ Ｙステージ
８ θステージ
１０ チャック
１１ ゲート
２０ 光ビーム照射装置
２０ａ ヘッド部
２１ レーザー光源ユニット
２２ 光ファイバー
２３ レンズ
２４ ミラー
２５ ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）
２６ 投影レンズ
２７ ＤＭＤ駆動回路
３１，３３ リニアスケール
３２，３４ エンコーダ
４０ レーザー測長系制御装置
４１ レーザー光源
４２，４４ レーザー干渉計
４３，４５ バーミラー
６０ ステージ駆動回路
７０ 主制御装置
７１ 描画制御部
７２ メモリ
７３ バンド幅設定部
７４ 中心点座標決定部
７５ 座標決定部
８２ 描画図形座標メモリ
８４ 描画データ生成部
８５ 座標演算回路
８６ 描画データ生成回路
９０ ＣＡＤ／ＣＡＭ用コンピュータ
９１ ベクターデータ処理回路
９２ 近似処理用データメモリ
９３ 入力装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板の製造において、フォトレジストが塗布された基板へ光ビームを照射し、光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置、露光方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基板等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成して行われる。露光装置としては、従来、レンズ又は鏡を用いてマスクのパターンを基板上に投影するプロジェクション方式と、マスクと基板との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けてマスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ方式とがあった。
【０００３】
近年、フォトレジストが塗布された基板へ光ビームを照射し、光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置が開発されている。光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを直接描画するため、高価なマスクが不要となる。また、描画データ及び走査のプログラムを変更することにより、様々な種類の表示用パネル基板に対応することができる。この様な露光装置として、例えば、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３に記載のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−４４３１８号公報
【特許文献２】特開２０１０−６０９９０号公報
【特許文献３】特開２０１０−１０２０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
光ビームにより基板にパターンを描画する際、光ビームの変調には、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）等の空間的光変調器が用いられる。ＤＭＤは、光ビームを反射する複数の微小なミラーを二方向に配列して構成され、各ミラーの角度を変更することにより、基板へ照射する光ビームを変調する。ＤＭＤの駆動回路は、描画データに基づいて、各ミラーを駆動するための駆動信号をＤＭＤへ出力する。光ビームによる基板の走査は、基板を支持するチャックと、ＤＭＤにより変調された光ビームを基板へ照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動して行われる。
【０００６】
ＤＭＤの駆動回路へ供給される描画データは、描画データ生成回路により、基板に描画するパターンの図形のＣＡＤ／ＣＡＭデータを処理したベクターデータから生成される。描画データは、パターンの図形に含まれるドットの座標を示すラスターデータ（ビットマップデータ）で表され、パターンの図形を構成する線の始点及び終点の座標と両点をつなぐ情報とから成るベクターデータに比べて、データ量が非常に多い。そのため、全ての描画データを予め用意しておくと、非常に大きな容量のメモリが必要となり、また、描画データを外部のメモリから供給する場合、描画データの供給量がデータの通信速度により制限されて、走査速度を速くすることができない。そこで、描画データ生成回路による描画データの生成は、光ビームによる基板の走査中に行われる。
【０００７】
ベクターデータを元にした描画データの生成は、スキャンライン方式で行われ、光ビームによる基板の走査方向の直線（走査線）と、パターンの図形を構成する線との交点を演算で求める処理が行われる。このとき、パターンの図形が直線のみで構成されている場合は、直線と直線の交点を求める演算処理だけで済む。しかしながら、パターンの図形が円の弧で構成された部分を含む場合は、直線と円の弧との交点を求める演算処理が必要となり、この演算処理は、直線と直線の交点を求める演算処理に比べて時間が掛かる。そこで、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似することが望ましい。
【０００８】
円の弧を複数の直線で近似する場合、円の半径に係わらず円の弧の分割角度を一定にすると、半径が大きな円の弧では、分割点が足りずに滑らかな描画が行われず、半径が小さい円の弧では、分割点が余って必要以上の近似処理を行う結果となる。そのため、円の半径に応じて、円の弧の分割角度を変更する必要があるが、この分割角度を決定する処理に時間が掛かると、ベクターデータの作成に多大な時間を要する。
【０００９】
本発明の課題は、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を複数の直線で近似する際、円の半径に応じた分割角度を簡単な処理で高速に決定して、描画データの生成に適したベクターデータを速やかに作成することである。また、本発明の課題は、高品質な表示用パネル基板を高いスループットで製造することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の露光装置は、フォトレジストが塗布された基板を支持するチャックと、光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置と、チャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動する移動手段とを備え、移動手段によりチャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動し、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置であって、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを記憶するメモリと、メモリに記憶されたベクターデータから、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成する描画データ生成手段とを備え、メモリに記憶されたベクターデータの内、パターンの図形の円の弧で構成された部分が、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似したときの近似誤差を、分割角度毎に予め求めたデータとから、近似誤差が許容値以下となる様に決定された最大分割角度以下の分割角度で分割されて、分割された各弧の始点と終点を結んだ複数の直線で近似され、描画データ生成手段が、メモリに記憶されたベクターデータから、基板に対し光ビームの照射を開始する位置と光ビームの照射を終了する位置とを演算で求めて、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成するものである。
【００１１】
また、本発明の露光方法は、フォトレジストが塗布された基板をチャックで支持し、チャックと、光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光方法であって、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似したときの近似誤差を、分割角度毎に予め求めたデータとから、近似誤差が許容値以下となる様に最大分割角度を決定し、決定した最大分割角度以下の分割角度で分割し、分割した各弧の始点と終点を結んだ複数の直線で近似して、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成し、作成したベクターデータから、基板に対し光ビームの照射を開始する位置と光ビームの照射を終了する位置とを演算で求めて、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成するものである。
【００１２】
基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似したときの近似誤差を、分割角度毎に予め求めたデータとから、近似誤差が許容値以下となる様に最大分割角度を決定し、決定した最大分割角度以下の分割角度で分割し、分割した各弧の始点と終点を結んだ複数の直線で近似して、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成するので、円の半径に応じた分割角度が簡単な処理で高速に決定され、描画データの生成に適したベクターデータが速やかに作成される。そして、作成したベクターデータから、基板に対し光ビームの照射を開始する位置と、光ビームの照射を終了する位置とを演算で求めて、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成するので、直線と円の弧との交点を求める演算処理が必要なく、描画データが速やかに生成される。
【００１３】
さらに、本発明の露光装置は、メモリに記憶されたベクターデータの内、パターンの図形の円の弧で構成された部分が、当該円の半径と、当該円の弧を決定された最大分割角度以下の分割角度で均等に分割した分割点の角度とから、演算で求められた分割点の座標を含むものである。また、本発明の露光方法は、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の弧を決定した最大分割角度以下の分割角度で均等に分割し、当該円の半径と、分割点の角度とから、分割点の座標を演算で求めて、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成するものである。基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を複数の直線で近似する際、当該円の弧を均等に分割するので、パターンがより滑らかに描画される。そして、当該円の半径と、分割点の角度とから、三角関数を使用して、分割点の座標が演算で簡単に求められ、描画データの生成に適したベクターデータが速やかに作成される。
【００１４】
あるいは、本発明の露光装置は、メモリに記憶されたベクターデータの内、パターンの図形の円の弧で構成された部分が、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を決定された最大分割角度で均等に分割した分割点の座標を、分割角度毎に予め求めたデータとから、演算で求められた分割点の座標を含むものである。また、本発明の露光方法は、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を決定した最大分割角度で均等に分割した分割点の座標を、分割角度毎に予め求めたデータとから、分割点の座標を演算で求めて、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成するものである。基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を複数の直線で近似する際、円の弧を均等に分割する必要がない場合に、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を決定した最大分割角度で均等に分割した分割点の座標を、分割角度毎に予め求めたデータとから、分割点の座標が演算でさらに簡単に求められ、描画データの生成に適したベクターデータがさらに速やかに作成される。
【００１５】
本発明の表示用パネル基板の製造方法は、上記のいずれかの露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うものである。上記の露光装置又は露光方法を用いることにより、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分が、円の半径に応じた分割数の直線で近似され、描画データが速やかに生成されるので、高品質な表示用パネル基板が高いスループットで製造される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の露光装置及び露光方法によれば、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似したときの近似誤差を、分割角度毎に予め求めたデータとから、近似誤差が許容値以下となる様に最大分割角度を決定し、決定した最大分割角度以下の分割角度で分割し、分割した各弧の始点と終点を結んだ複数の直線で近似して、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成することにより、円の半径に応じた分割角度を簡単な処理で高速に決定して、描画データの生成に適したベクターデータを速やかに作成することができる。そして、作成したベクターデータから、基板に対し光ビームの照射を開始する位置と光ビームの照射を終了する位置とを演算で求めて、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成することにより、直線と円の弧との交点を求める演算処理を行うことなく、描画データを速やかに生成することができる。
【００１７】
さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を複数の直線で近似する際、当該円の弧を均等に分割することにより、パターンをより滑らかに描画することができる。そして、当該円の半径と、分割点の角度とから、三角関数を使用して、分割点の座標を演算で簡単に求めて、描画データの生成に適したベクターデータを速やかに作成することができる。
【００１８】
あるいは、本発明の露光装置及び露光方法によれば、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を複数の直線で近似する際、円の弧を均等に分割する必要がない場合に、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を決定した最大分割角度で均等に分割した分割点の座標を、分割角度毎に予め求めたデータとから、分割点の座標を演算でさらに簡単に求めて、描画データの生成に適したベクターデータをさらに速やかに作成することができる。
【００１９】
本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を、円の半径に応じた分割数の直線で近似し、描画データを速やかに生成することができるので、高品質な表示用パネル基板を高いスループットで製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態による露光装置の側面図である。
【図３】本発明の一実施の形態による露光装置の正面図である。
【図４】光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。
【図５】ＤＭＤのミラー部の一例を示す図である。
【図６】レーザー測長系の動作を説明する図である。
【図７】本発明の一実施の形態による描画制御部の概略構成を示す図である。
【図８】ベクターデータの作成を説明する図である。
【図９】多角形近似を説明する図である。
【図１０】単位半径の円における近似誤差のデータを示す表である。
【図１１】円の弧を均等に分割するときの動作を説明する図である。
【図１２】単位半径の円における分割点の角度と座標を示す図である。
【図１３】単位半径の円における分割点の座標のデータを示す表である。
【図１４】円の弧を均等に分割する必要がないときの動作を説明する図である。
【図１５】光ビームによる基板の走査を説明する図である。
【図１６】光ビームによる基板の走査を説明する図である。
【図１７】光ビームによる基板の走査を説明する図である。
【図１８】光ビームによる基板の走査を説明する図である。
【図１９】液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図２０】液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。また、図２は本発明の一実施の形態による露光装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態による露光装置の正面図である。露光装置は、ベース３、Ｘガイド４、Ｘステージ５、Ｙガイド６、Ｙステージ７、θステージ８、チャック１０、ゲート１１、光ビーム照射装置２０、リニアスケール３１，３３、エンコーダ３２，３４、レーザー測長系、レーザー測長系制御装置４０、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０を含んで構成されている。なお、図２及び図３では、レーザー測長系のレーザー光源４１、レーザー測長系制御装置４０、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０が省略されている。露光装置は、これらの他に、基板１をチャック１０へ搬入し、また基板１をチャック１０から搬出する基板搬送ロボット、装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。
【００２２】
なお、以下に説明する実施の形態におけるＸＹ方向は例示であって、Ｘ方向とＹ方向とを入れ替えてもよい。
【００２３】
図１及び図２において、チャック１０は、基板１の受け渡しを行う受け渡し位置にある。受け渡し位置において、図示しない基板搬送ロボットにより基板１がチャック１０へ搬入され、また図示しない基板搬送ロボットにより基板１がチャック１０から搬出される。チャック１０は、基板１の裏面を真空吸着して支持する。基板１の表面には、フォトレジストが塗布されている。
【００２４】
基板１の露光を行う露光位置の上空に、ベース３をまたいでゲート１１が設けられている。ゲート１１には、複数の光ビーム照射装置２０が搭載されている。なお、本実施の形態は、８つの光ビーム照射装置２０を用いた露光装置の例を示しているが、光ビーム照射装置の数はこれに限らず、本発明は１つ又は２つ以上の光ビーム照射装置を用いた露光装置に適用される。
【００２５】
図４は、光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。光ビーム照射装置２０は、光ファイバー２２、レンズ２３、ミラー２４、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）２５、投影レンズ２６、及びＤＭＤ駆動回路２７を含んで構成されている。光ファイバー２２は、レーザー光源ユニット２１から発生された紫外光の光ビームを、光ビーム照射装置２０内へ導入する。光ファイバー２２から射出された光ビームは、レンズ２３及びミラー２４を介して、ＤＭＤ２５へ照射される。ＤＭＤ２５は、光ビームを反射する複数の微小なミラーを直交する二方向に配列して構成された空間的光変調器であり、各ミラーの角度を変更して光ビームを変調する。ＤＭＤ２５により変調された光ビームは、投影レンズ２６を含むヘッド部２０ａから照射される。ＤＭＤ駆動回路２７は、主制御装置７０から供給された描画データに基づいて、ＤＭＤ２５の各ミラーの角度を変更する。
【００２６】
図２及び図３において、チャック１０は、θステージ８に搭載されており、θステージ８の下にはＹステージ７及びＸステージ５が設けられている。Ｘステージ５は、ベース３に設けられたＸガイド４に搭載され、Ｘガイド４に沿ってＸ方向へ移動する。Ｙステージ７は、Ｘステージ５に設けられたＹガイド６に搭載され、Ｙガイド６に沿ってＹ方向へ移動する。θステージ８は、Ｙステージ７に搭載され、θ方向へ回転する。Ｘステージ５、Ｙステージ７、及びθステージ８には、ボールねじ及びモータや、リニアモータ等の図示しない駆動機構が設けられており、各駆動機構は、図１のステージ駆動回路６０により駆動される。
【００２７】
θステージ８のθ方向への回転により、チャック１０に搭載された基板１は、直交する二辺がＸ方向及びＹ方向へ向く様に回転される。Ｘステージ５のＸ方向への移動により、チャック１０は、受け渡し位置と露光位置との間を移動される。露光位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動により、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームが、基板１をＸ方向へ走査する。また、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームによる基板１の走査領域が、Ｙ方向へ移動される。図１において、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、θステージ８のθ方向へ回転、Ｘステージ５のＸ方向への移動、及びＹステージ７のＹ方向への移動を行う。
【００２８】
図５は、ＤＭＤのミラー部の一例を示す図である。光ビーム照射装置２０のＤＭＤ２５は、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査方向（Ｘ方向）に対して、所定の角度θだけ傾いて配置されている。ＤＭＤ２５を、走査方向に対して傾けて配置すると、直交する二方向に配列された複数のミラー２５ａのいずれかが、隣接するミラー２５ａ間の隙間に対応する箇所をカバーするので、パターンの描画を隙間無く行うことができる。
【００２９】
なお、本実施の形態では、Ｘステージ５によりチャック１０をＸ方向へ移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査を行っているが、光ビーム照射装置２０を移動することにより、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査を行ってもよい。また、本実施の形態では、Ｙステージ７によりチャック１０をＹ方向へ移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査領域を変更しているが、光ビーム照射装置２０を移動することにより、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査領域を変更してもよい。
【００３０】
図１及び図２において、ベース３には、Ｘ方向へ伸びるリニアスケール３１が設置されている。リニアスケール３１には、Ｘステージ５のＸ方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。また、Ｘステージ５には、Ｙ方向へ伸びるリニアスケール３３が設置されている。リニアスケール３３には、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。
【００３１】
図１及び図３において、Ｘステージ５の一側面には、リニアスケール３１に対向して、エンコーダ３２が取り付けられている。エンコーダ３２は、リニアスケール３１の目盛を検出して、パルス信号を主制御装置７０へ出力する。また、図１及び図２において、Ｙステージ７の一側面には、リニアスケール３３に対向して、エンコーダ３４が取り付けられている。エンコーダ３４は、リニアスケール３３の目盛を検出して、パルス信号を主制御装置７０へ出力する。主制御装置７０は、エンコーダ３２のパルス信号をカウントして、Ｘステージ５のＸ方向への移動量を検出し、エンコーダ３４のパルス信号をカウントして、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出する。
【００３２】
図６は、レーザー測長系の動作を説明する図である。なお、図６においては、図１に示したゲート１１、及び光ビーム照射装置２０が省略されている。レーザー測長系は、公知のレーザー干渉式の測長系であって、レーザー光源４１、レーザー干渉計４２，４４、及びバーミラー４３，４５を含んで構成されている。バーミラー４３は、チャック１０のＹ方向へ伸びる一側面に取り付けられている。また、バーミラー４５は、チャック１０のＸ方向へ伸びる一側面に取り付けられている。
【００３３】
レーザー干渉計４２は、レーザー光源４１からのレーザー光をバーミラー４３へ照射し、バーミラー４３により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４３により反射されたレーザー光との干渉を測定する。この測定は、Ｙ方向の２箇所で行う。レーザー測長系制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、レーザー干渉計４２の測定結果から、チャック１０のＸ方向の位置及び回転を検出する。
【００３４】
一方、レーザー干渉計４４は、レーザー光源４１からのレーザー光をバーミラー４５へ照射し、バーミラー４５により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４５により反射されたレーザー光との干渉を測定する。レーザー測長系制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、レーザー干渉計４４の測定結果から、チャック１０のＹ方向の位置を検出する。
【００３５】
図４において、主制御装置７０は、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ描画データを供給する描画制御部を有する。図７は、本発明の一実施の形態による描画制御部の概略構成を示す図である。描画制御部７１は、メモリ７２、バンド幅設定部７３、中心点座標決定部７４、座標決定部７５、描画図形座標メモリ８２、及び描画データ生成部８４を含んで構成されている。
【００３６】
描画図形座標メモリ８２には、基板に描画するパターンの図形のＣＡＤ／ＣＡＭデータを処理したベクターデータが記憶されている。描画データ生成部８４は、座標演算回路８５、及び描画データ生成回路８６を含んで構成されている。座標演算回路８５は、描画図形座標メモリ８２に記憶されたベクターデータから、光ビームによる基板の走査方向の直線（走査線）と、パターンの図形を構成する線との交点を演算で求めて、基板１に対し光ビームの照射を開始する位置と、光ビームの照射を終了する位置とを決定する。描画データ生成回路８６は、座標演算回路８５により決定された光ビームの照射を開始する位置と光ビームの照射を終了する位置との間を塗りつぶしてパターンを描画するため、両位置の間の描画データを生成する。メモリ７２は、描画データ生成部８４が生成した描画データを、そのＸＹ座標をアドレスとして記憶する。
【００３７】
バンド幅設定部７３は、メモリ７２から読み出す描画データのＹ座標の範囲を決定することにより、光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射される光ビームのＹ方向のバンド幅を設定する。
【００３８】
レーザー測長系制御装置４０は、露光位置における基板１の露光を開始する前のチャック１０のＸＹ方向の位置を検出する。中心点座標決定部７４は、レーザー測長系制御装置４０が検出したチャック１０のＸＹ方向の位置から、基板１の露光を開始する前のチャック１０の中心点のＸＹ座標を決定する。図１において、光ビーム照射装置２０からの光ビームにより基板１の走査を行う際、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｘステージ５によりチャック１０をＸ方向へ移動させる。基板１の走査領域を移動する際、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｙステージ７によりチャック１０をＹ方向へ移動させる。図７において、中心点座標決定部７４は、エンコーダ３２，３４からのパルス信号をカウントして、Ｘステージ５のＸ方向への移動量及びＹステージ７のＹ方向への移動量を検出し、チャック１０の中心点のＸＹ座標を決定する。
【００３９】
座標決定部７５は、中心点座標決定部７４が決定したチャック１０の中心点のＸＹ座標に基づき、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する描画データのＸＹ座標を決定する。メモリ７２は、座標決定部７５が決定したＸＹ座標をアドレスとして入力し、入力したＸＹ座標のアドレスに記憶された描画データを、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ出力する。
【００４０】
以下、本発明の一実施の形態による露光方法について説明する。図８は、ベクターデータの作成を説明する図である。ベクターデータを作成する装置は、ＣＡＤ／ＣＡＭ用コンピュータ９０、ベクターデータ処理回路９１、近似処理用データメモリ９２、及び入力装置９３を含んで構成されている。ＣＡＤ／ＣＡＭ用コンピュータ９０は、基板に描画するパターンの図形のＣＡＤ／ＣＡＭデータを作成する。ＣＡＤ／ＣＡＭ用コンピュータ９０で作成されたＣＡＤ／ＣＡＭデータは、パターンの図形を構成する線の始点及び終点の座標と両点をつなぐ情報とから成るベクターデータである。ベクターデータ処理回路９１は、ＣＡＤ／ＣＡＭ用コンピュータ９０で作成されたＣＡＤ／ＣＡＭデータの内、パターンの図形の円の弧で構成された部分のデータについて、後述する近似処理用データメモリ９２に記憶されたデータに基づいて、多角形近似の処理を行い、描画図形座標メモリ８２に記憶されるベクターデータを作成する。
【００４１】
図９は、多角形近似を説明する図である。本発明における多角形近似とは、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似することを言う。図９は、破線で示した弧ＡＤを分割点Ｂ，Ｃで３つに分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、弧ＡＤを３つの直線ＡＢ，ＢＣ，ＣＤで近似した例を示している。図９において、円の半径をＲ、分割角度をθとすると、弧ＡＤと直線ＡＢ，ＢＣ，ＣＤとのずれ量が最大となる位置での近似誤差は、
近似誤差＝Ｒ×（１−ｃｏｓ（θ／２））
となる。
【００４２】
表示用パネル基板の露光を行う露光装置において、パターンの露光位置の誤差の許容値は、基板の種類により異なる。パターンの図形の円の弧で構成された部分について、高精度に滑らかな描写が要求される基板もあり、円の半径の値に比べて、非常に細かな分解能が要求される。また、円の半径は、同じ基板においても場所により異なる。本実施の形態では、図８において、露光装置の操作者が、多角形近似を行う際の近似誤差の許容値を、入力装置９３から入力し、ベクターデータ処理回路９１は、近似誤差が入力された許容値以下となる様に、円の半径に応じて円の弧の分割角度を決定する。
【００４３】
図１０は、単位半径の円における近似誤差のデータを示す表である。図１０は、半径が１μｍの円の円周を整数個に分割したときの、分割数、分割角度、及び近似誤差を示している。単位半径の円における近似誤差の値は、描画するパターンの図形の円の半径や近似誤差の許容値とは関係ない固有の値であり、分割角度毎に予め求めることができる。図８において、近似処理用データメモリ９２には、図１０に示した分割数、分割角度、及び近似誤差のデータが記憶されている。
【００４４】
なお、近似処理用データメモリ９２に記憶するデータは、単位半径の円のものに限らず、所定の半径の円において、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似したときの近似誤差を、分割角度毎に予め求めたデータであればよい。
【００４５】
ベクターデータ処理回路９１は、ＣＡＤ／ＣＡＭ用コンピュータ９０で作成されたＣＡＤ／ＣＡＭデータに含まれるパターンの図形の円の半径と、入力装置９３から入力された許容値とに基づき、近似処理用データメモリ９２に記憶された単位半径の円における近似誤差のデータから、以下の式に該当する近似誤差を検索する。
近似誤差≦許容値／円の半径
ここで、許容値を円の半径で割った値は、単位半径の円における許容値を示している。
【００４６】
近似処理用データメモリ９２に記憶された近似誤差のデータは、大きい順に並んでおり、ベクターデータ処理回路９１は、これらのデータを順番に検索して、該当する近似誤差が１つ見つかると検索を終了する。そして、ベクターデータ処理回路９１は、該当する近似誤差における分割角度を、多角形近似を行う際の最大分割角度として決定する。
【００４７】
本来、近似誤差を求めるためには、図９に示す様に三角関数を用いた演算を行う必要があるが、本実施の形態では、単位半径の円における近似誤差のデータを近似処理用データメモリ９２に予め記憶しておくことで、三角関数を用いた演算が不要となる。そして、１回の除算と数値の大小の比較のみで、円の半径に応じた円の弧の最大分割角度を決定することができる。
【００４８】
図８において、ベクターデータ処理回路９１は、ＣＡＤ／ＣＡＭ用コンピュータ９０で作成されたＣＡＤ／ＣＡＭデータの内、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、決定した最大分割角度以下の分割角度で多角形近似を行って、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成する。図１１は、円の弧を均等に分割するときの動作を説明する図である。円の弧を均等に分割するとき、ベクターデータ処理回路９１は、円の弧の開始角度及び終了角度と、決定した最大分割角度とから、以下の式を用いて、分割数が整数となる様に、円の弧の分割数を決定する。
分割数≧（終了角度−開始角度）／最大分割角度
次に、ベクターデータ処理回路９１は、円の弧の開始角度及び終了角度と、決定した分割数とから、以下の式を用いて、円の弧の分割角度を決定する。
分割角度＝（終了角度−開始角度）／分割数
【００４９】
続いて、ベクターデータ処理回路９１は、円の半径Ｒと、円の弧の開始角度と、決定した分割角度とから、以下の式により、円の中心Ｏの座標を（０，０）としたときの分割点のＸＹ座標を演算する。
Ｘ座標＝Ｒ×ｃｏｓ（ｎ×分割角度＋開始角度）
Ｙ座標＝Ｒ×ｓｉｎ（ｎ×分割角度＋開始角度）
ここで、ｎは自然数、（ｎ×分割角度＋開始角度）は各分割点の角度を示している。そして、ベクターデータ処理回路９１は、上式で求めたＸＹ座標に、円の中心の座標を加算して、分割点のＸＹ座標を求める。
【００５０】
基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を複数の直線で近似する際、当該円の弧を均等に分割するので、パターンが滑らかに描画される。そして、当該円の半径と、分割点の角度とから、三角関数を使用して、分割点の座標が演算で簡単に求められ、描画データの生成に適したベクターデータが速やかに作成される。
【００５１】
次に、図１２〜図１４を用いて、円の弧を均等に分割する必要がない場合について説明する。図１２は、単位半径の円における分割点の角度と座標を示す図である。半径が１μｍの円の円周について、図１２（ａ）は分割角度が１８０°のとき、図１２（ｂ）は分割角度が１２０°のとき、図１２（ｃ）は分割角度が９０°のとき、図１２（ｄ）は分割角度が７２°のとき、図１２（ｅ）は分割角度が６０°のときの、分割点の角度とＸＹ座標を示している。単位半径の円における分割点のＸＹ座標の値は、描画するパターンの図形の円の半径とは関係ない固有の値であり、分割角度毎に予め求めることができる。図１３は、単位半径の円における分割点の座標のデータを示す表である。図１３（ａ）〜（ｅ）は、図１２（ａ）〜（ｅ）に対応して、分割角度毎に分割点の角度とＸＹ座標を示している。図８において、近似処理用データメモリ９２には、図１０に示した分割数、分割角度、及び近似誤差のデータの他に、図１３に示した分割点の角度と座標のデータが記憶されている。
【００５２】
図１４は、円の弧を均等に分割する必要がないときの動作を説明する図である。円の弧を均等に分割する必要がないとき、ベクターデータ処理回路９１は、円の弧の開始角度から終了角度までの間を有効範囲として、近似処理用データメモリ９２に記憶された単位半径の円における分割点の角度と座標のデータの中から、決定した最大分割角度における、有効範囲内の角度にある分割点のＸＹ座標を読み出す。次に、ベクターデータ処理回路９１は、読み出した分割点のＸＹ座標の値に円の弧の半径Ｒを掛けて、円の中心Ｏの座標を（０，０）としたときの分割点のＸＹ座標を演算する。そして、ベクターデータ処理回路９１は、求めたＸＹ座標に、円の中心の座標を加算して、分割点のＸＹ座標を求める。
【００５３】
基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を複数の直線で近似する際、円の弧を均等に分割する必要がない場合に、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を決定した最大分割角度で均等に分割した分割点の座標を、分割角度毎に予め求めたデータとから、分割点の座標が演算でさらに簡単に求められ、描画データの生成に適したベクターデータがさらに速やかに作成される。
【００５４】
図１５〜図１８は、光ビームによる基板の走査を説明する図である。図１５〜図１８は、８つの光ビーム照射装置２０からの８本の光ビームにより、基板１のＸ方向の走査を４回行って、基板１全体を走査する例を示している。図１５〜図１８においては、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａが破線で示されている。各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームは、Ｙ方向にバンド幅Ｗを有し、Ｘステージ５のＸ方向への移動によって、基板１を矢印で示す方向へ走査する。
【００５５】
図１５は、１回目の走査を示し、Ｘ方向への１回目の走査により、図１５に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。１回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１６は、２回目の走査を示し、Ｘ方向への２回目の走査により、図１６に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。２回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１７は、３回目の走査を示し、Ｘ方向への３回目の走査により、図１７に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。３回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１８は、４回目の走査を示し、Ｘ方向への４回目の走査により、図１８に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われ、基板１全体の走査が終了する。
【００５６】
複数の光ビーム照射装置２０からの複数の光ビームにより基板１の走査を並行して行うことにより、基板１全体の走査に掛かる時間を短くすることができ、タクトタイムを短縮することができる。
【００５７】
なお、図１５〜図１８では、基板１のＸ方向の走査を４回行って、基板１全体を走査する例を示したが、走査の回数はこれに限らず、基板１のＸ方向の走査を３回以下又は５回以上行って、基板１全体を走査してもよい。
【００５８】
以上説明した実施の形態によれば、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似したときの近似誤差を、分割角度毎に予め求めたデータとから、近似誤差が許容値以下となる様に最大分割角度を決定し、決定した最大分割角度以下の分割角度で分割し、分割した各弧の始点と終点を結んだ複数の直線で近似して、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成することにより、円の半径に応じた分割角度を簡単な処理で高速に決定して、描画データの生成に適したベクターデータを速やかに作成することができる。そして、作成したベクターデータから、基板に対し光ビームの照射を開始する位置と光ビームの照射を終了する位置とを演算で求めて、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成することにより、直線と円の弧との交点を求める演算処理を行うことなく、描画データを速やかに生成することができる。
【００５９】
さらに、図１１を用いて説明した実施の形態によれば、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を複数の直線で近似する際、当該円の弧を均等に分割することにより、パターンをより滑らかに描画することができる。そして、当該円の半径と、分割点の角度とから、三角関数を使用して、分割点の座標を演算で簡単に求めて、描画データの生成に適したベクターデータを速やかに作成することができる。
【００６０】
また、図１２〜図１４を用いて説明した実施の形態によれば、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を複数の直線で近似する際、円の弧を均等に分割する必要がない場合に、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を決定した最大分割角度で均等に分割した分割点の座標を、分割角度毎に予め求めたデータとから、分割点の座標を演算でさらに簡単に求めて、描画データの生成に適したベクターデータをさらに速やかに作成することができる。
【００６１】
本発明の露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うことにより、基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分を、円の半径に応じた分割数の直線で近似し、描画データを速やかに生成することができるので、高品質な表示用パネル基板を高いスループットで製造することができる。
【００６２】
例えば、図１９は、液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法等により、基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布法等によりフォトレジストを塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、露光装置を用いて、フォトレジスト膜にパターンを形成する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、基板上にＴＦＴアレイが形成される。
【００６３】
また、図２０は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程（ステップ２０２）では、染色法や顔料分散法等により、基板上に着色パターンを形成する。この工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程（ステップ２０３）では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程（ステップ２０４）では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。
【００６４】
図１９に示したＴＦＴ基板の製造工程では、露光工程（ステップ１０３）において、図２０に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）及び着色パターン形成工程（ステップ２０２）の露光処理において、本発明の露光装置又は露光方法を適用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１ 基板
３ ベース
４ Ｘガイド
５ Ｘステージ
６ Ｙガイド
７ Ｙステージ
８ θステージ
１０ チャック
１１ ゲート
２０ 光ビーム照射装置
２０ａ ヘッド部
２１ レーザー光源ユニット
２２ 光ファイバー
２３ レンズ
２４ ミラー
２５ ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）
２６ 投影レンズ
２７ ＤＭＤ駆動回路
３１，３３ リニアスケール
３２，３４ エンコーダ
４０ レーザー測長系制御装置
４１ レーザー光源
４２，４４ レーザー干渉計
４３，４５ バーミラー
６０ ステージ駆動回路
７０ 主制御装置
７１ 描画制御部
７２ メモリ
７３ バンド幅設定部
７４ 中心点座標決定部
７５ 座標決定部
８２ 描画図形座標メモリ
８４ 描画データ生成部
８５ 座標演算回路
８６ 描画データ生成回路
９０ ＣＡＤ／ＣＡＭ用コンピュータ
９１ ベクターデータ処理回路
９２ 近似処理用データメモリ
９３ 入力装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトレジストが塗布された基板を支持するチャックと、
光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置と、
前記チャックと前記光ビーム照射装置とを相対的に移動する移動手段とを備え、
前記移動手段により前記チャックと前記光ビーム照射装置とを相対的に移動し、前記光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置であって、
基板に描画するパターンの図形のベクターデータを記憶するメモリと、
前記メモリに記憶されたベクターデータから、前記光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成する描画データ生成手段とを備え、
前記メモリに記憶されたベクターデータは、パターンの図形の円の弧で構成された部分が、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似したときの近似誤差を、分割角度毎に予め求めたデータとから、近似誤差が許容値以下となる様に決定された最大分割角度以下の分割角度で分割されて、分割された各弧の始点と終点を結んだ複数の直線で近似され、
前記描画データ生成手段は、前記メモリに記憶されたベクターデータから、基板に対し光ビームの照射を開始する位置と光ビームの照射を終了する位置とを演算で求めて、前記光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記メモリに記憶されたベクターデータは、パターンの図形の円の弧で構成された部分が、当該円の半径と、当該円の弧を決定された最大分割角度以下の分割角度で均等に分割した分割点の角度とから、演算で求められた分割点の座標を含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記メモリに記憶されたベクターデータは、パターンの図形の円の弧で構成された部分が、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を決定された最大分割角度で均等に分割した分割点の座標を、分割角度毎に予め求めたデータとから、演算で求められた分割点の座標を含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】
フォトレジストが塗布された基板をチャックで支持し、
チャックと、光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、
光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光方法であって、
基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似したときの近似誤差を、分割角度毎に予め求めたデータとから、近似誤差が許容値以下となる様に最大分割角度を決定し、決定した最大分割角度以下の分割角度で分割し、分割した各弧の始点と終点を結んだ複数の直線で近似して、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成し、
作成したベクターデータから、基板に対し光ビームの照射を開始する位置と光ビームの照射を終了する位置と演算で求めて、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成することを特徴とする露光方法。
【請求項５】
基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の弧を決定した最大分割角度以下の分割角度で均等に分割し、当該円の半径と、分割点の角度とから、分割点の座標を演算で求めて、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成することを特徴とする請求項４に記載の露光方法。
【請求項６】
基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を決定した最大分割角度で均等に分割した分割点の座標を、分割角度毎に予め求めたデータとから、分割点の座標を演算で求めて、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成することを特徴とする請求項４に記載の露光方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
【請求項８】
請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の露光方法を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
【請求項１】
フォトレジストが塗布された基板を支持するチャックと、
光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置と、
前記チャックと前記光ビーム照射装置とを相対的に移動する移動手段とを備え、
前記移動手段により前記チャックと前記光ビーム照射装置とを相対的に移動し、前記光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置であって、
基板に描画するパターンの図形のベクターデータを記憶するメモリと、
前記メモリに記憶されたベクターデータから、前記光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成する描画データ生成手段とを備え、
前記メモリに記憶されたベクターデータは、パターンの図形の円の弧で構成された部分が、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似したときの近似誤差を、分割角度毎に予め求めたデータとから、近似誤差が許容値以下となる様に決定された最大分割角度以下の分割角度で分割されて、分割された各弧の始点と終点を結んだ複数の直線で近似され、
前記描画データ生成手段は、前記メモリに記憶されたベクターデータから、基板に対し光ビームの照射を開始する位置と光ビームの照射を終了する位置とを演算で求めて、前記光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記メモリに記憶されたベクターデータは、パターンの図形の円の弧で構成された部分が、当該円の半径と、当該円の弧を決定された最大分割角度以下の分割角度で均等に分割した分割点の角度とから、演算で求められた分割点の座標を含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記メモリに記憶されたベクターデータは、パターンの図形の円の弧で構成された部分が、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を決定された最大分割角度で均等に分割した分割点の座標を、分割角度毎に予め求めたデータとから、演算で求められた分割点の座標を含むことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】
フォトレジストが塗布された基板をチャックで支持し、
チャックと、光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、
光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光方法であって、
基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を複数に分割し、分割した各弧の始点と終点を直線で結んで、円の弧を複数の直線で近似したときの近似誤差を、分割角度毎に予め求めたデータとから、近似誤差が許容値以下となる様に最大分割角度を決定し、決定した最大分割角度以下の分割角度で分割し、分割した各弧の始点と終点を結んだ複数の直線で近似して、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成し、
作成したベクターデータから、基板に対し光ビームの照射を開始する位置と光ビームの照射を終了する位置と演算で求めて、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データを生成することを特徴とする露光方法。
【請求項５】
基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の弧を決定した最大分割角度以下の分割角度で均等に分割し、当該円の半径と、分割点の角度とから、分割点の座標を演算で求めて、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成することを特徴とする請求項４に記載の露光方法。
【請求項６】
基板に描画するパターンの図形の円の弧で構成された部分について、当該円の半径と、所定の半径の円において、円の弧を決定した最大分割角度で均等に分割した分割点の座標を、分割角度毎に予め求めたデータとから、分割点の座標を演算で求めて、基板に描画するパターンの図形のベクターデータを作成することを特徴とする請求項４に記載の露光方法。
【請求項７】
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の露光装置を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
【請求項８】
請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の露光方法を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１２−１０３３２１（Ｐ２０１２−１０３３２１Ａ）
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４９５９７（Ｐ２０１０−２４９５９７）
【出願日】平成２２年１１月８日（２０１０．１１．８）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月３１日（２０１２．５．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月８日（２０１０．１１．８）
【出願人】（５０１３８７８３９）株式会社日立ハイテクノロジーズ (4,325)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]