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】複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器を用い、多重露光を行って基板にパターンを描画する際、描画データの量を増やすことなく描画品質を向上させて、高速かつ高精細にパターンの描画を行う。
【解決手段】光ビーム照射装置（２０）の空間的光変調器（２５）の１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行って、基板にパターンを描画する。基板に描画するパターンの図形の座標データから、描画の要否を判定するサンプリング点を解像度の大きさの露光領域（２ａ）毎に周期的に変動させて、描画データを生成し、生成した描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路（２７）へ供給する。
【解決手段】光ビーム照射装置（２０）の空間的光変調器（２５）の１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行って、基板にパターンを描画する。基板に描画するパターンの図形の座標データから、描画の要否を判定するサンプリング点を解像度の大きさの露光領域（２ａ）毎に周期的に変動させて、描画データを生成し、生成した描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路（２７）へ供給する。
【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係り、特に複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器を用いて基板へ照射する光ビームを変調し、空間的光変調器の１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行う露光装置、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。
【０００４】
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）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直交する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。
【０００５】
現在市販されているＤＭＤには、ＤＭＤ１個当たり数十万〜数百万個のミラーが設けられている。各ミラーの寸法は１０〜１５μｍ角程度であり、隣接するミラー間には１μｍ程度の隙間がある。ＤＭＤを光ビームによる基板の走査方向と平行に配置すると、各ミラーの配列方向（直交する二方向）が基板の走査方向と平行及び垂直になるので、隣接するミラー間の隙間と基板とが相対的に平行に移動し、この隙間に対応する箇所ではパターンの描画ができない。そのため、ＤＭＤは、特許文献１に記載の様に、光ビームによる基板の走査方向に対して傾けて使用される。そして、特許文献２に記載の様に、１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行うことにより、ＤＭＤのミラーのサイズより小さい分解能でパターンの描画を行うことができる。
【０００６】
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ヘッド部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。特許文献３には、光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれによる描画品質の低下を防止するため、ヘッド部の位置ずれを検出し、検出結果に基づき、ＤＭＤの駆動回路へ供給する描画データの座標を補正し、補正した座標の描画データを、ＤＭＤの駆動回路へ供給する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３５３９２７号公報
【特許文献２】特開２００４−１２８９９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】
【０００８】
描画データは、描画するパターンのＣＡＤデータから作られた座標データを元に生成されてメモリに記憶され、チャックと光ビーム照射装置との相対的な移動によりＤＭＤの各ミラーで反射された光が基板へ照射される領域が移動するのに伴い、メモリから読み出されてＤＭＤの駆動回路へ供給される。特許文献２に記載の様に多重露光でパターンの描画を高精細に行う場合、描画データの解像度はＤＭＤのミラーのサイズより小さく、描画データはＤＭＤのミラー数の数倍〜数十倍の膨大な量となる。
【０００９】
パターンの描画をさらに高精細に行うためには、描画データの解像度をさらに上げる必要があるが、描画データの解像度を上げると、描画データの量がさらに増大し、描画データをＤＭＤの駆動回路へ高速化に供給することが困難となって、光ビームによる基板の走査速度を速くすることができないという問題がある。
【００１０】
本発明の課題は、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器を用い、多重露光を行って基板にパターンを描画する際、描画データの量を増やすことなく描画品質を向上させて、高速かつ高精細にパターンの描画を行うことである。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】
【００１１】
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、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器、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て、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査し、光ビーム照射装置の空間的光変調器の１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行って、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座標データを記憶するメモリと、メモリに記憶された座標データから、描画の要否を判定するサンプリング点を解像度の大きさの露光領域毎に周期的に変動させて、描画データを生成する描画データ生成手段とを有し、描画データ生成手段が生成した描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画制御手段を備えたものである。
【００１２】
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、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器、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、相対的に移動して、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査し、光ビーム照射装置の空間的光変調器の１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行って、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座標データから、描画の要否を判定するサンプリング点を解像度の大きさの露光領域毎に周期的に変動させて、描画データを生成し、生成した描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給するものである。
【００１３】
基板に描画するパターンの図形の座標データから、描画データを生成する際、従来は、解像度の大きさの露光領域の中心点をサンプリング点として、描画の要否を判定していた。そのため、例えば、パターンの図形の線で構成された部分（描画するパターンのエッジ（縁）の部分）がＸ方向又はＹ方向へ伸びる直線の場合、その直線が通る露光領域では、描画の有無が全て同じになっていた。本発明では、基板に描画するパターンの図形の座標データから、描画の要否を判定するサンプリング点を解像度の大きさの露光領域毎に周期的に変動させて、描画データを生成するので、例えば、パターンの図形の線で構成された部分（描画するパターンのエッジ（縁）の部分）がＸ方向又はＹ方向へ伸びる直線であっても、その直線が通る露光領域では、描画の有無が周期的に変化する。
【００１４】
複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器を用い、多重露光を行って基板にパターンを描画する際、サンプリング点を周期的に変動させた描画データにより変調された光ビームは、１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なることにより、露光量が平均化されて、解像度の間隔より小さい間隔でパターンの描画が可能となる。従って、描画データの量を増やすことなく描画品質が向上して、高速かつ高精細にパターンの描画が行われる。
【００１５】
さらに、本発明の露光装置は、描画データ生成手段が、解像度の大きさの露光領域を複数の区画に分割した各区画内の１点を、互いに異なる順番でサンプリング点として決定する複数のサンプリング点決定回路と、メモリに記憶された座標データについて、各サンプリング点決定回路が決定したサンプリング点で描画の要否を判定する複数のサンプリング回路と、各サンプリング回路の判定結果に応じて、描画データのパターンを生成する複数のパターン生成回路と、複数のパターン生成回路により生成された描画データのパターンの１つを順番に選択する選択回路とを有するものである。
【００１６】
また、本発明の露光方法は、複数のサンプリング点決定回路により、解像度の大きさの露光領域を複数の区画に分割した各区画内の１点を、互いに異なる順番でサンプリング点として決定し、複数のサンプリング回路により、基板に描画するパターンの図形の座標データについて、各サンプリング点決定回路が決定したサンプリング点で描画の要否を判定し、複数のパターン生成回路により、各サンプリング回路の判定結果に応じて、描画データのパターンを生成し、選択回路により、複数のパターン生成回路により生成した描画データのパターンの１つを順番に選択して、描画データを生成するものである。
【００１７】
複数のサンプリング点決定回路、複数のサンプリング回路、複数のパターン生成回路、及び選択回路を用いた簡単な構成により、サンプリング点を解像度の大きさの露光領域毎に周期的に変動させた描画データを容易に生成することができる。
【００１８】
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、描画データの量を増やすことなく描画品質が向上して、高速かつ高精細にパターンの描画が行われるので、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】
【００１９】
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座標データから、描画の要否を判定するサンプリング点を解像度の大きさの露光領域毎に周期的に変動させて、描画データを生成し、生成した描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給することにより、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器を用い、多重露光を行って基板にパターンを描画する際、描画データの量を増やすことなく描画品質を向上させて、高速かつ高精細に描画を行うことができる。
【００２０】
さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、複数のサンプリング点決定回路、複数のサンプリング回路、複数のパターン生成回路、及び選択回路を用いた簡単な構成で、サンプリング点を解像度の大きさの露光領域毎に周期的に変動させた描画データを容易に生成することができる。
【００２１】
本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、描画データの量を増やすことなく描画品質を向上させて、高速かつ高精細に描画を行うことができるので、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】
【００２２】
【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】描画データ生成回路の一例のブロック図である。
【図９】本発明を用いない場合の描画データの一例を示す図である。
【図１０】サンプリング点決定回路の動作を説明する図である。
【図１１】選択回路の動作を説明する図である。
【図１２】サンプリング点を図９の場合に対応させて示した図である。
【図１３】本発明を用いた場合の描画データの一例を示す図である。
【図１４】光ビームによる基板の走査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】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１９】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】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、照射光学系の投影レンズ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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
描画図形座標メモリ８２には、描画するパターンのＣＡＤデータから作られた座標データが記憶されている。描画データ生成部８４は、座標補正回路８５及び描画データ生成回路８６を含んで構成されている。座標補正回路８５は、描画図形座標メモリ８２に記憶された座標データを、ＤＭＤ２５の傾きに対応して補正して、描画データ生成回路８６へ出力する。描画データ生成回路８６は、後述する様に、座標補正回路８５により補正された座標データから、描画データを生成する。メモリ７２は、描画データ生成回路８６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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、描画データ生成回路の一例のブロック図である。本例の描画データ生成回路８６は、Ｘ座標カウンタ８７、Ｙ座標カウンタ８８、サンプリング点決定回路９０ａ，９０ｂ、サンプリング回路９７ａ，９７ｂ、パターン生成回路９８ａ，９８ｂ、及び選択回路９９を含んで構成されている。
【００４３】
サンプリング点決定回路９０ａ，９０ｂは、図７の座標補正回路８５により補正された座標データについて描画の要否を判定するサンプリング点を決定する。図９は、本発明を用いない場合の描画データの一例を示す図である。本例は、描画データの解像度が０．５の場合を示し、実線で示す複数の小さい四角は、解像度の大きさの露光領域２ａを表している。図９では、パターンの図形２に対して、描画データにより変調された光ビームが照射される露光領域２ａが、灰色で示されている。
【００４４】
基板１に描画するパターンの図形２の座標データから、描画データを生成する際、従来は、解像度の大きさの露光領域２ａの中心点（図９に示す破線の交点）をサンプリング点として、描画の要否を判定していた。そのため、図９に示す様に、パターンの図形２の線で構成された部分（描画するパターンのエッジ（縁）の部分）がＸ方向又はＹ方向へ伸びる直線の場合、その直線が通る露光領域２ａでは、描画の有無が全て同じになっていた。
【００４５】
本実施の形態では、サンプリング点決定回路９０ａ，９０ｂが、解像度の大きさの露光領域２ａを４つの区画に分割した各区画の中心点を、互いに異なる順番でサンプリング点として決定する。図８において、サンプリング点決定回路９０ａは、サンプリング点移動回路９１ａ、Ｘオフセットレジスタ９４ａ、Ｙオフセットレジスタ９５ａ、及び演算器９６ａを含んで構成されている。また、サンプリング点決定回路９０ｂは、サンプリング点移動回路９１ｂ、Ｘオフセットレジスタ９４ｂ、Ｙオフセットレジスタ９５ｂ、及び演算器９６ｂを含んで構成されている。
【００４６】
以下、描画データの解像度が、図９と同じ０．５の場合について説明する。Ｘ座標カウンタ８７は、解像度の大きさの各露光領域２ａについて、描画の有無を判定する露光領域２ａがＸ方向へ移行される毎に、解像度の値「０．５」を出力し、移行情報をサンプリング点移動回路９１ａ，９１ｂへ出力する。また、Ｙ座標カウンタ８８は、解像度の大きさの各露光領域２ａについて、描画の有無を判定する露光領域２ａがＹ方向へ移行される毎に、解像度の値「０．５」を出力し、移行情報を選択回路９９へ出力する。
【００４７】
サンプリング点移動回路９１ａは、レジスタ９２ａ及び選択回路９３ａを含んで構成されている。また、サンプリング点移動回路９１ｂは、レジスタ９２ｂ及び選択回路９３ｂを含んで構成されている。レジスタ９２ａ，９２ｂは、解像度の大きさの各露光領域２ａ内において、サンプリング点を決定するためのデータを記憶している。レジスタ９２ａとレジスタ９２ｂには、互いに異なる順番でデータが記憶されている。
【００４８】
図１０は、サンプリング点決定回路の動作を説明する図である。図１０（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）では、解像度の大きさの露光領域２ａを４つの区画に分割した各区画の中心点が、実線又は破線の十字の交点として示されている。各露光領域２ａの左上の角のＸＹ座標を仮に（０，０）としたとき、図１０（ａ）に実線の十字の交点として示した中心点の座標は、（０．３７５，０．３７５）、図１０（ｂ）に実線の十字の交点として示した中心点の座標は、（０．３７５，０．１２５）、図１０（ｃ）に実線の十字の交点として示した中心点の座標は、（０．１２５，０．３７５）、図１０（ｄ）に実線の十字の交点として示した中心点の座標は、（０．１２５，０．１２５）となる。
【００４９】
図８において、サンプリング点移動回路９１ａのレジスタ９２ａには、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に実線の十字の交点として示した中心点の座標が、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の順序で記憶されている。また、サンプリング点移動回路９１ｂのレジスタ９２ｂには、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に実線の十字の交点として示した中心点の座標が、図１０（ｃ），（ｄ），（ａ），（ｂ）の順序で記憶されている。
【００５０】
選択回路９３ａ，９３ｂは、Ｘ座標カウンタ８７から移行情報を入力する度に、レジスタ９２ａ，９２ｂに記憶されたデータの１つを順番に選択して出力する。Ｘオフセットレジスタ９４ａ，９４ｂは、選択回路９３ａ，９３ｂが出力したデータのＸ座標成分を記憶し、Ｙオフセットレジスタ９５ａ，９５ｂは、選択回路９３ａ，９３ｂが出力したデータのＹ座標成分を記憶する。
【００５１】
サンプリング点決定回路９０ａの演算器９６ａは、Ｘ座標カウンタ８７から入力した値を積算し、積算値にＸオフセットレジスタ９４ａに記憶されたＸ座標成分を加算し、またＹ座標カウンタ８８から入力した値を積算し、積算値にＹオフセットレジスタ９５ａに記憶されたＹ座標成分を加算して、サンプリング点のＸＹ座標を決定する。同様に、サンプリング点決定回路９０ｂの演算器９６ｂは、Ｘ座標カウンタ８７から入力した値を積算し、積算値にＸオフセットレジスタ９４ｂに記憶されたＸ座標成分を加算し、またＹ座標カウンタ８８から入力した値を積算し、積算値にＹオフセットレジスタ９５ｂに記憶されたＹ座標成分を加算して、サンプリング点のＸＹ座標を決定する。
【００５２】
図１０（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）では、解像度の大きさの露光領域２ａを４つの区画に分割した各区画の中心点のうち、サンプリング点として決定する中心点が実線の十字の交点として示され、他の中心点が破線の十字の交点として示されている。本実施の形態では、サンプリング点決定回路９０ａにより、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の順序で各区画の中心点がサンプリング点として決定され、サンプリング点決定回路９０ｂにより、図１０（ｃ），（ｄ），（ａ），（ｂ）の順序で各区画の中心点がサンプリング点として決定される。
【００５３】
なお、本発明においてサンプリング点を変動させる順序は、これらに限らず、サンプリング点移動回路９１ａ，９１ｂのレジスタ９２ａ，９２ｂに記憶するデータの順序を変えることにより、任意の順序でサンプリング点を変動させることができる。
【００５４】
図８において、サンプリング回路９７ａは、図７の座標補正回路８５により補正された座標データについて、サンプリング点決定回路９０ａが決定したサンプリング点で描画の要否を判定し、パターン生成回路９８ａは、サンプリング回路９７ａの判定結果に応じて、描画データのパターンを生成する。同様に、サンプリング回路９７ｂは、図７の座標補正回路８５により補正された座標データについて、サンプリング点決定回路９０ｂが決定したサンプリング点で描画の要否を判定し、パターン生成回路９８ｂは、サンプリング回路９７ｂの判定結果に応じて、描画データのパターンを生成する。
【００５５】
選択回路９９は、Ｙ座標カウンタ８８から移行情報を入力する度に、パターン生成回路９８ａ，９８ｂにより生成された描画データのパターンのいずれかを交互に選択し、描画データとして図７のメモリ７２へ出力する。図１１は、選択回路の動作を説明する図である。図１１では、解像度の大きさの露光領域２ａを４つの区画に分割した各区画の中心点のうち、サンプリング点決定回路９０ａ，９０ｂによりサンプリング点として決定された中心点が実線の十字の交点として示されている。選択回路９９は、図１１のＹ０，Ｙ２，Ｙ４，Ｙ６の列の各露光領域２ａでは、サンプリング点決定回路９０ａが決定したサンプリング点で描画の要否を判定した描画データを選択し、図１１のＹ１，Ｙ３，Ｙ５，Ｙ７の列の各露光領域２ａでは、サンプリング点決定回路９０ｂが決定したサンプリング点で描画の要否を判定した描画データを選択する。
【００５６】
図１２は、サンプリング点を図９の場合に対応させて示した図である。また、 図１３は、本発明を用いた場合の描画データの一例を示す図である。図１３では、図９と同様に、パターンの図形２に対して、描画データにより変調された光ビームが照射される露光領域２ａが、灰色で示されている。本実施の形態では、基板１に描画するパターンの図形２の座標データから、描画の要否を判定するサンプリング点を解像度の大きさの露光領域２ａ毎に周期的に変動させて、描画データを生成するので、例えば、パターンの図形２の線で構成された部分（描画するパターンのエッジ（縁）の部分）がＸ方向又はＹ方向へ伸びる直線であっても、その直線が通る露光領域２ａでは、描画の有無が周期的に変化する。
【００５７】
複数のミラー２５ａを直交する二方向に配列したＤＭＤ２５を用い、多重露光を行って基板１にパターンを描画する際、サンプリング点を周期的に変動させた描画データにより変調された光ビームは、１つのミラー２５ａで反射された光が基板１へ照射される領域と、他のミラー２５ａで反射された光が基板１へ照射される領域が、光ビームによる基板１の走査に伴って部分的に重なることにより、露光量が平均化されて、解像度の間隔より小さい間隔でパターンの描画が可能となる。従って、描画データの量を増やすことなく描画品質が向上して、高速かつ高精細にパターンの描画が行われる。
【００５８】
なお、以上説明した実施の形態では、解像度の大きさの露光領域２ａを４つの区画に分割した各区画の中心点をサンプリング点としていたが、本発明はこれに限らず、サンプリング点移動回路内のオフセット値を入れ替えることにより、分割数を容易に変更することができ、露光領域２ａを複数の区画に分割した各区画内の１点をサンプリング点とすればよい。
【００５９】
図１４〜図１７は、光ビームによる基板の走査を説明する図である。図１４〜図１７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１４〜図１７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。
【００６０】
図１４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１４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１５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１５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１６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１６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１７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１７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。
【００６１】
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。
【００６２】
なお、図１４〜図１７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。
【００６３】
以上説明した実施の形態によれば、基板１に描画するパターンの図形の座標データから、描画の要否を判定するサンプリング点を解像度の大きさの露光領域２ａ毎に周期的に変動させて、描画データを生成し、生成した描画データを、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給することにより、複数のミラー２５ａを直交する二方向に配列したＤＭＤ２５を用い、多重露光を行って基板１にパターンを描画する際、描画データの量を増やすことなく描画品質を向上させて、高速かつ高精細に描画を行うことができる。
【００６４】
さらに、複数のサンプリング点決定回路９０ａ，９０ｂ、複数のサンプリング回路９７ａ，９７ｂ、複数のパターン生成回路９８ａ，９８ｂ、及び選択回路９９を用いた簡単な構成で、サンプリング点を解像度の大きさの露光領域２ａ毎に周期的に変動させた描画データを容易に生成することができる。
【００６５】
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、描画データの量を増やすことなく描画品質を向上させて、高速かつ高精細に描画を行うことができるので、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。
【００６６】
例えば、図１８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。
【００６７】
また、図１９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。
【００６８】
図１８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１９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】
【００６９】
１ 基板
２ パターンの図形
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 座標補正回路
８６ 描画データ生成回路
８７ Ｘ座標カウンタ
８８ Ｙ座標カウンタ
９０ａ，９０ｂ サンプリング点決定回路
９１ａ，９１ｂ サンプリング点移動回路
９２ａ，９２ｂ レジスタ
９３ａ，９３ｂ，９９ 選択回路
９４ａ，９４ｂ Ｘオフセットレジスタ
９５ａ，９５ｂ Ｙオフセットレジスタ
９６ａ，９６ｂ 演算器
９７ａ，９７ｂ サンプリング回路
９８ａ，９８ｂ パターン生成回路
【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係り、特に複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器を用いて基板へ照射する光ビームを変調し、空間的光変調器の１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行う露光装置、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。
【０００４】
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）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直交する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。
【０００５】
現在市販されているＤＭＤには、ＤＭＤ１個当たり数十万〜数百万個のミラーが設けられている。各ミラーの寸法は１０〜１５μｍ角程度であり、隣接するミラー間には１μｍ程度の隙間がある。ＤＭＤを光ビームによる基板の走査方向と平行に配置すると、各ミラーの配列方向（直交する二方向）が基板の走査方向と平行及び垂直になるので、隣接するミラー間の隙間と基板とが相対的に平行に移動し、この隙間に対応する箇所ではパターンの描画ができない。そのため、ＤＭＤは、特許文献１に記載の様に、光ビームによる基板の走査方向に対して傾けて使用される。そして、特許文献２に記載の様に、１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行うことにより、ＤＭＤのミラーのサイズより小さい分解能でパターンの描画を行うことができる。
【０００６】
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ヘッド部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。特許文献３には、光ビーム照射装置のヘッド部の位置ずれによる描画品質の低下を防止するため、ヘッド部の位置ずれを検出し、検出結果に基づき、ＤＭＤの駆動回路へ供給する描画データの座標を補正し、補正した座標の描画データを、ＤＭＤの駆動回路へ供給する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−３５３９２７号公報
【特許文献２】特開２００４−１２８９９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】
【０００８】
描画データは、描画するパターンのＣＡＤデータから作られた座標データを元に生成されてメモリに記憶され、チャックと光ビーム照射装置との相対的な移動によりＤＭＤの各ミラーで反射された光が基板へ照射される領域が移動するのに伴い、メモリから読み出されてＤＭＤの駆動回路へ供給される。特許文献２に記載の様に多重露光でパターンの描画を高精細に行う場合、描画データの解像度はＤＭＤのミラーのサイズより小さく、描画データはＤＭＤのミラー数の数倍〜数十倍の膨大な量となる。
【０００９】
パターンの描画をさらに高精細に行うためには、描画データの解像度をさらに上げる必要があるが、描画データの解像度を上げると、描画データの量がさらに増大し、描画データをＤＭＤの駆動回路へ高速化に供給することが困難となって、光ビームによる基板の走査速度を速くすることができないという問題がある。
【００１０】
本発明の課題は、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器を用い、多重露光を行って基板にパターンを描画する際、描画データの量を増やすことなく描画品質を向上させて、高速かつ高精細にパターンの描画を行うことである。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】
【００１１】
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、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器、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て、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査し、光ビーム照射装置の空間的光変調器の１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行って、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座標データを記憶するメモリと、メモリに記憶された座標データから、描画の要否を判定するサンプリング点を解像度の大きさの露光領域毎に周期的に変動させて、描画データを生成する描画データ生成手段とを有し、描画データ生成手段が生成した描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画制御手段を備えたものである。
【００１２】
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、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器、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、相対的に移動して、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査し、光ビーム照射装置の空間的光変調器の１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行って、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座標データから、描画の要否を判定するサンプリング点を解像度の大きさの露光領域毎に周期的に変動させて、描画データを生成し、生成した描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給するものである。
【００１３】
基板に描画するパターンの図形の座標データから、描画データを生成する際、従来は、解像度の大きさの露光領域の中心点をサンプリング点として、描画の要否を判定していた。そのため、例えば、パターンの図形の線で構成された部分（描画するパターンのエッジ（縁）の部分）がＸ方向又はＹ方向へ伸びる直線の場合、その直線が通る露光領域では、描画の有無が全て同じになっていた。本発明では、基板に描画するパターンの図形の座標データから、描画の要否を判定するサンプリング点を解像度の大きさの露光領域毎に周期的に変動させて、描画データを生成するので、例えば、パターンの図形の線で構成された部分（描画するパターンのエッジ（縁）の部分）がＸ方向又はＹ方向へ伸びる直線であっても、その直線が通る露光領域では、描画の有無が周期的に変化する。
【００１４】
複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器を用い、多重露光を行って基板にパターンを描画する際、サンプリング点を周期的に変動させた描画データにより変調された光ビームは、１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なることにより、露光量が平均化されて、解像度の間隔より小さい間隔でパターンの描画が可能となる。従って、描画データの量を増やすことなく描画品質が向上して、高速かつ高精細にパターンの描画が行われる。
【００１５】
さらに、本発明の露光装置は、描画データ生成手段が、解像度の大きさの露光領域を複数の区画に分割した各区画内の１点を、互いに異なる順番でサンプリング点として決定する複数のサンプリング点決定回路と、メモリに記憶された座標データについて、各サンプリング点決定回路が決定したサンプリング点で描画の要否を判定する複数のサンプリング回路と、各サンプリング回路の判定結果に応じて、描画データのパターンを生成する複数のパターン生成回路と、複数のパターン生成回路により生成された描画データのパターンの１つを順番に選択する選択回路とを有するものである。
【００１６】
また、本発明の露光方法は、複数のサンプリング点決定回路により、解像度の大きさの露光領域を複数の区画に分割した各区画内の１点を、互いに異なる順番でサンプリング点として決定し、複数のサンプリング回路により、基板に描画するパターンの図形の座標データについて、各サンプリング点決定回路が決定したサンプリング点で描画の要否を判定し、複数のパターン生成回路により、各サンプリング回路の判定結果に応じて、描画データのパターンを生成し、選択回路により、複数のパターン生成回路により生成した描画データのパターンの１つを順番に選択して、描画データを生成するものである。
【００１７】
複数のサンプリング点決定回路、複数のサンプリング回路、複数のパターン生成回路、及び選択回路を用いた簡単な構成により、サンプリング点を解像度の大きさの露光領域毎に周期的に変動させた描画データを容易に生成することができる。
【００１８】
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、描画データの量を増やすことなく描画品質が向上して、高速かつ高精細にパターンの描画が行われるので、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】
【００１９】
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座標データから、描画の要否を判定するサンプリング点を解像度の大きさの露光領域毎に周期的に変動させて、描画データを生成し、生成した描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給することにより、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器を用い、多重露光を行って基板にパターンを描画する際、描画データの量を増やすことなく描画品質を向上させて、高速かつ高精細に描画を行うことができる。
【００２０】
さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、複数のサンプリング点決定回路、複数のサンプリング回路、複数のパターン生成回路、及び選択回路を用いた簡単な構成で、サンプリング点を解像度の大きさの露光領域毎に周期的に変動させた描画データを容易に生成することができる。
【００２１】
本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、描画データの量を増やすことなく描画品質を向上させて、高速かつ高精細に描画を行うことができるので、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】
【００２２】
【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】描画データ生成回路の一例のブロック図である。
【図９】本発明を用いない場合の描画データの一例を示す図である。
【図１０】サンプリング点決定回路の動作を説明する図である。
【図１１】選択回路の動作を説明する図である。
【図１２】サンプリング点を図９の場合に対応させて示した図である。
【図１３】本発明を用いた場合の描画データの一例を示す図である。
【図１４】光ビームによる基板の走査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】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１９】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】
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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、照射光学系の投影レンズ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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
描画図形座標メモリ８２には、描画するパターンのＣＡＤデータから作られた座標データが記憶されている。描画データ生成部８４は、座標補正回路８５及び描画データ生成回路８６を含んで構成されている。座標補正回路８５は、描画図形座標メモリ８２に記憶された座標データを、ＤＭＤ２５の傾きに対応して補正して、描画データ生成回路８６へ出力する。描画データ生成回路８６は、後述する様に、座標補正回路８５により補正された座標データから、描画データを生成する。メモリ７２は、描画データ生成回路８６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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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、描画データ生成回路の一例のブロック図である。本例の描画データ生成回路８６は、Ｘ座標カウンタ８７、Ｙ座標カウンタ８８、サンプリング点決定回路９０ａ，９０ｂ、サンプリング回路９７ａ，９７ｂ、パターン生成回路９８ａ，９８ｂ、及び選択回路９９を含んで構成されている。
【００４３】
サンプリング点決定回路９０ａ，９０ｂは、図７の座標補正回路８５により補正された座標データについて描画の要否を判定するサンプリング点を決定する。図９は、本発明を用いない場合の描画データの一例を示す図である。本例は、描画データの解像度が０．５の場合を示し、実線で示す複数の小さい四角は、解像度の大きさの露光領域２ａを表している。図９では、パターンの図形２に対して、描画データにより変調された光ビームが照射される露光領域２ａが、灰色で示されている。
【００４４】
基板１に描画するパターンの図形２の座標データから、描画データを生成する際、従来は、解像度の大きさの露光領域２ａの中心点（図９に示す破線の交点）をサンプリング点として、描画の要否を判定していた。そのため、図９に示す様に、パターンの図形２の線で構成された部分（描画するパターンのエッジ（縁）の部分）がＸ方向又はＹ方向へ伸びる直線の場合、その直線が通る露光領域２ａでは、描画の有無が全て同じになっていた。
【００４５】
本実施の形態では、サンプリング点決定回路９０ａ，９０ｂが、解像度の大きさの露光領域２ａを４つの区画に分割した各区画の中心点を、互いに異なる順番でサンプリング点として決定する。図８において、サンプリング点決定回路９０ａは、サンプリング点移動回路９１ａ、Ｘオフセットレジスタ９４ａ、Ｙオフセットレジスタ９５ａ、及び演算器９６ａを含んで構成されている。また、サンプリング点決定回路９０ｂは、サンプリング点移動回路９１ｂ、Ｘオフセットレジスタ９４ｂ、Ｙオフセットレジスタ９５ｂ、及び演算器９６ｂを含んで構成されている。
【００４６】
以下、描画データの解像度が、図９と同じ０．５の場合について説明する。Ｘ座標カウンタ８７は、解像度の大きさの各露光領域２ａについて、描画の有無を判定する露光領域２ａがＸ方向へ移行される毎に、解像度の値「０．５」を出力し、移行情報をサンプリング点移動回路９１ａ，９１ｂへ出力する。また、Ｙ座標カウンタ８８は、解像度の大きさの各露光領域２ａについて、描画の有無を判定する露光領域２ａがＹ方向へ移行される毎に、解像度の値「０．５」を出力し、移行情報を選択回路９９へ出力する。
【００４７】
サンプリング点移動回路９１ａは、レジスタ９２ａ及び選択回路９３ａを含んで構成されている。また、サンプリング点移動回路９１ｂは、レジスタ９２ｂ及び選択回路９３ｂを含んで構成されている。レジスタ９２ａ，９２ｂは、解像度の大きさの各露光領域２ａ内において、サンプリング点を決定するためのデータを記憶している。レジスタ９２ａとレジスタ９２ｂには、互いに異なる順番でデータが記憶されている。
【００４８】
図１０は、サンプリング点決定回路の動作を説明する図である。図１０（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）では、解像度の大きさの露光領域２ａを４つの区画に分割した各区画の中心点が、実線又は破線の十字の交点として示されている。各露光領域２ａの左上の角のＸＹ座標を仮に（０，０）としたとき、図１０（ａ）に実線の十字の交点として示した中心点の座標は、（０．３７５，０．３７５）、図１０（ｂ）に実線の十字の交点として示した中心点の座標は、（０．３７５，０．１２５）、図１０（ｃ）に実線の十字の交点として示した中心点の座標は、（０．１２５，０．３７５）、図１０（ｄ）に実線の十字の交点として示した中心点の座標は、（０．１２５，０．１２５）となる。
【００４９】
図８において、サンプリング点移動回路９１ａのレジスタ９２ａには、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に実線の十字の交点として示した中心点の座標が、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の順序で記憶されている。また、サンプリング点移動回路９１ｂのレジスタ９２ｂには、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）に実線の十字の交点として示した中心点の座標が、図１０（ｃ），（ｄ），（ａ），（ｂ）の順序で記憶されている。
【００５０】
選択回路９３ａ，９３ｂは、Ｘ座標カウンタ８７から移行情報を入力する度に、レジスタ９２ａ，９２ｂに記憶されたデータの１つを順番に選択して出力する。Ｘオフセットレジスタ９４ａ，９４ｂは、選択回路９３ａ，９３ｂが出力したデータのＸ座標成分を記憶し、Ｙオフセットレジスタ９５ａ，９５ｂは、選択回路９３ａ，９３ｂが出力したデータのＹ座標成分を記憶する。
【００５１】
サンプリング点決定回路９０ａの演算器９６ａは、Ｘ座標カウンタ８７から入力した値を積算し、積算値にＸオフセットレジスタ９４ａに記憶されたＸ座標成分を加算し、またＹ座標カウンタ８８から入力した値を積算し、積算値にＹオフセットレジスタ９５ａに記憶されたＹ座標成分を加算して、サンプリング点のＸＹ座標を決定する。同様に、サンプリング点決定回路９０ｂの演算器９６ｂは、Ｘ座標カウンタ８７から入力した値を積算し、積算値にＸオフセットレジスタ９４ｂに記憶されたＸ座標成分を加算し、またＹ座標カウンタ８８から入力した値を積算し、積算値にＹオフセットレジスタ９５ｂに記憶されたＹ座標成分を加算して、サンプリング点のＸＹ座標を決定する。
【００５２】
図１０（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）では、解像度の大きさの露光領域２ａを４つの区画に分割した各区画の中心点のうち、サンプリング点として決定する中心点が実線の十字の交点として示され、他の中心点が破線の十字の交点として示されている。本実施の形態では、サンプリング点決定回路９０ａにより、図１０（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の順序で各区画の中心点がサンプリング点として決定され、サンプリング点決定回路９０ｂにより、図１０（ｃ），（ｄ），（ａ），（ｂ）の順序で各区画の中心点がサンプリング点として決定される。
【００５３】
なお、本発明においてサンプリング点を変動させる順序は、これらに限らず、サンプリング点移動回路９１ａ，９１ｂのレジスタ９２ａ，９２ｂに記憶するデータの順序を変えることにより、任意の順序でサンプリング点を変動させることができる。
【００５４】
図８において、サンプリング回路９７ａは、図７の座標補正回路８５により補正された座標データについて、サンプリング点決定回路９０ａが決定したサンプリング点で描画の要否を判定し、パターン生成回路９８ａは、サンプリング回路９７ａの判定結果に応じて、描画データのパターンを生成する。同様に、サンプリング回路９７ｂは、図７の座標補正回路８５により補正された座標データについて、サンプリング点決定回路９０ｂが決定したサンプリング点で描画の要否を判定し、パターン生成回路９８ｂは、サンプリング回路９７ｂの判定結果に応じて、描画データのパターンを生成する。
【００５５】
選択回路９９は、Ｙ座標カウンタ８８から移行情報を入力する度に、パターン生成回路９８ａ，９８ｂにより生成された描画データのパターンのいずれかを交互に選択し、描画データとして図７のメモリ７２へ出力する。図１１は、選択回路の動作を説明する図である。図１１では、解像度の大きさの露光領域２ａを４つの区画に分割した各区画の中心点のうち、サンプリング点決定回路９０ａ，９０ｂによりサンプリング点として決定された中心点が実線の十字の交点として示されている。選択回路９９は、図１１のＹ０，Ｙ２，Ｙ４，Ｙ６の列の各露光領域２ａでは、サンプリング点決定回路９０ａが決定したサンプリング点で描画の要否を判定した描画データを選択し、図１１のＹ１，Ｙ３，Ｙ５，Ｙ７の列の各露光領域２ａでは、サンプリング点決定回路９０ｂが決定したサンプリング点で描画の要否を判定した描画データを選択する。
【００５６】
図１２は、サンプリング点を図９の場合に対応させて示した図である。また、 図１３は、本発明を用いた場合の描画データの一例を示す図である。図１３では、図９と同様に、パターンの図形２に対して、描画データにより変調された光ビームが照射される露光領域２ａが、灰色で示されている。本実施の形態では、基板１に描画するパターンの図形２の座標データから、描画の要否を判定するサンプリング点を解像度の大きさの露光領域２ａ毎に周期的に変動させて、描画データを生成するので、例えば、パターンの図形２の線で構成された部分（描画するパターンのエッジ（縁）の部分）がＸ方向又はＹ方向へ伸びる直線であっても、その直線が通る露光領域２ａでは、描画の有無が周期的に変化する。
【００５７】
複数のミラー２５ａを直交する二方向に配列したＤＭＤ２５を用い、多重露光を行って基板１にパターンを描画する際、サンプリング点を周期的に変動させた描画データにより変調された光ビームは、１つのミラー２５ａで反射された光が基板１へ照射される領域と、他のミラー２５ａで反射された光が基板１へ照射される領域が、光ビームによる基板１の走査に伴って部分的に重なることにより、露光量が平均化されて、解像度の間隔より小さい間隔でパターンの描画が可能となる。従って、描画データの量を増やすことなく描画品質が向上して、高速かつ高精細にパターンの描画が行われる。
【００５８】
なお、以上説明した実施の形態では、解像度の大きさの露光領域２ａを４つの区画に分割した各区画の中心点をサンプリング点としていたが、本発明はこれに限らず、サンプリング点移動回路内のオフセット値を入れ替えることにより、分割数を容易に変更することができ、露光領域２ａを複数の区画に分割した各区画内の１点をサンプリング点とすればよい。
【００５９】
図１４〜図１７は、光ビームによる基板の走査を説明する図である。図１４〜図１７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１４〜図１７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。
【００６０】
図１４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１４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１５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１５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１６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１６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１７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１７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。
【００６１】
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。
【００６２】
なお、図１４〜図１７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。
【００６３】
以上説明した実施の形態によれば、基板１に描画するパターンの図形の座標データから、描画の要否を判定するサンプリング点を解像度の大きさの露光領域２ａ毎に周期的に変動させて、描画データを生成し、生成した描画データを、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給することにより、複数のミラー２５ａを直交する二方向に配列したＤＭＤ２５を用い、多重露光を行って基板１にパターンを描画する際、描画データの量を増やすことなく描画品質を向上させて、高速かつ高精細に描画を行うことができる。
【００６４】
さらに、複数のサンプリング点決定回路９０ａ，９０ｂ、複数のサンプリング回路９７ａ，９７ｂ、複数のパターン生成回路９８ａ，９８ｂ、及び選択回路９９を用いた簡単な構成で、サンプリング点を解像度の大きさの露光領域２ａ毎に周期的に変動させた描画データを容易に生成することができる。
【００６５】
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、描画データの量を増やすことなく描画品質を向上させて、高速かつ高精細に描画を行うことができるので、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。
【００６６】
例えば、図１８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。
【００６７】
また、図１９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。
【００６８】
図１８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１９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】
【００６９】
１ 基板
２ パターンの図形
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 座標補正回路
８６ 描画データ生成回路
８７ Ｘ座標カウンタ
８８ Ｙ座標カウンタ
９０ａ，９０ｂ サンプリング点決定回路
９１ａ，９１ｂ サンプリング点移動回路
９２ａ，９２ｂ レジスタ
９３ａ，９３ｂ，９９ 選択回路
９４ａ，９４ｂ Ｘオフセットレジスタ
９５ａ，９５ｂ Ｙオフセットレジスタ
９６ａ，９６ｂ 演算器
９７ａ，９７ｂ サンプリング回路
９８ａ，９８ｂ パターン生成回路
【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、
複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器、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て、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、前記光ビーム照射装置の空間的光変調器の１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行って、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座標データを記憶するメモリと、前記メモリに記憶された座標データから、描画の要否を判定するサンプリング点を解像度の大きさの露光領域毎に周期的に変動させて、描画データを生成する描画データ生成手段とを有し、前記描画データ生成手段が生成した描画データを、前記光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画制御手段を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記描画データ生成手段は、
解像度の大きさの露光領域を複数の区画に分割した各区画内の１点を、互いに異なる順番でサンプリング点として決定する複数のサンプリング点決定回路と、
前記メモリに記憶された座標データについて、各サンプリング点決定回路が決定したサンプリング点で描画の要否を判定する複数のサンプリング回路と、
各サンプリング回路の判定結果に応じて、描画データのパターンを生成する複数のパターン生成回路と、
前記複数のパターン生成回路により生成された描画データのパターンの１つを順番に選択する選択回路とを有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
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、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器、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、相対的に移動して、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査し、
光ビーム照射装置の空間的光変調器の１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行って、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座標データから、描画の要否を判定するサンプリング点を解像度の大きさの露光領域毎に周期的に変動させて、描画データを生成し、生成した描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給することを特徴とする露光方法。
【請求項４】
複数のサンプリング点決定回路により、解像度の大きさの露光領域を複数の区画に分割した各区画内の１点を、互いに異なる順番でサンプリング点として決定し、
複数のサンプリング回路により、基板に描画するパターンの図形の座標データについて、各サンプリング点決定回路が決定したサンプリング点で描画の要否を判定し、
複数のパターン生成回路により、各サンプリング回路の判定結果に応じて、描画データのパターンを生成し、
選択回路により、複数のパターン生成回路により生成した描画データのパターンの１つを順番に選択して、描画データを生成することを特徴とする請求項３に記載の露光方法。
【請求項５】
請求項１又は請求項２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６】
請求項３又は請求項４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、
複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器、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て、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、前記光ビーム照射装置の空間的光変調器の１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行って、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座標データを記憶するメモリと、前記メモリに記憶された座標データから、描画の要否を判定するサンプリング点を解像度の大きさの露光領域毎に周期的に変動させて、描画データを生成する描画データ生成手段とを有し、前記描画データ生成手段が生成した描画データを、前記光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画制御手段を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記描画データ生成手段は、
解像度の大きさの露光領域を複数の区画に分割した各区画内の１点を、互いに異なる順番でサンプリング点として決定する複数のサンプリング点決定回路と、
前記メモリに記憶された座標データについて、各サンプリング点決定回路が決定したサンプリング点で描画の要否を判定する複数のサンプリング回路と、
各サンプリング回路の判定結果に応じて、描画データのパターンを生成する複数のパターン生成回路と、
前記複数のパターン生成回路により生成された描画データのパターンの１つを順番に選択する選択回路とを有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
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、複数のミラーを直交する二方向に配列した空間的光変調器、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、相対的に移動して、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査し、
光ビーム照射装置の空間的光変調器の１つのミラーで反射された光が基板へ照射される領域と、他のミラーで反射された光が基板へ照射される領域が、光ビームによる基板の走査に伴って部分的に重なる多重露光を行って、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座標データから、描画の要否を判定するサンプリング点を解像度の大きさの露光領域毎に周期的に変動させて、描画データを生成し、生成した描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給することを特徴とする露光方法。
【請求項４】
複数のサンプリング点決定回路により、解像度の大きさの露光領域を複数の区画に分割した各区画内の１点を、互いに異なる順番でサンプリング点として決定し、
複数のサンプリング回路により、基板に描画するパターンの図形の座標データについて、各サンプリング点決定回路が決定したサンプリング点で描画の要否を判定し、
複数のパターン生成回路により、各サンプリング回路の判定結果に応じて、描画データのパターンを生成し、
選択回路により、複数のパターン生成回路により生成した描画データのパターンの１つを順番に選択して、描画データを生成することを特徴とする請求項３に記載の露光方法。
【請求項５】
請求項１又は請求項２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６】
請求項３又は請求項４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】
【公開番号】特開２０１２−１８５４３４（Ｐ２０１２−１８５４３４Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５００２９（Ｐ２０１１−５００２９）
【出願日】平成２３年３月８日（２０１１．３．８）
【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９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月８日（２０１１．３．８）
【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）】
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