JP5253037B2 - 露光装置、露光方法、及び表示用パネル基板の製造方法 - Google Patents

Description

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、特に光ビームによる基板の走査を複数回行う露光装置、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。

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フォトマスク（以下、「マスク」と称す）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。

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。
特開２００３−３３２２２１号公報 特開２００５−３５３９２７号公報 特開２００７−２１９０１１号公報

光ビームによる基板の走査は、基板と光ビームとを相対的に移動して行われるが、精密な光学系を含む光ビーム照射装置を固定し、基板を保持するチャックをステージにより移動して行うのが一般的である。図１１〜図１４は、光ビームによる基板の走査を説明する図である。図１１〜図１４は、８つの光ビーム照射装置を用い、８つの光ビーム照射装置からの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。各光ビーム照射装置は、光ビームを基板へ照射する照射光学系を含むヘッド部２０ａを有し、図１１〜図１４においては、各光ビーム照射装置のヘッド部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、ステージの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。

図１１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１１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、ステージの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１２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１２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、ステージの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１３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１３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、ステージの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１４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１４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。

この様に、光ビームによる基板の走査を複数回行う場合、光ビームの照射による基板上のフォトレジストの硬化が、走査毎に時間を空けて行われるため、描画されたパターンに、走査領域の境界線が発生することがある。半導体集積回路基板やプリント基板においては、回路パターンにこの様な境界線が発生しても、回路パターンが電気的につながっている限り、問題とならない。しかしながら、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板においては、パターンに境界線が発生すると、人の目で認識されるため、画質低下の原因になるという問題があった。

本発明の課題は、光ビームによる基板の走査を複数回行って、基板にパターンを描画する際に、パターンに走査領域の境界線が発生するのを抑制又は防止することである。また、本発明の課題は、光ビームによる基板の走査を複数回行って、基板にパターンを描画する際に、パターンに発生した走査領域の境界線が、人の目で認識され難い様にすることである。さらに、本発明の課題は、高品質な表示用パネル基板を製造することである。

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保持するチャックと、チャックを移動するステージと、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備え、ステージによりチャックを移動し、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査を複数回行って、基板にパターンを描画する露光装置であって、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データの座標の範囲を決定して、光ビーム照射装置の照射光学系から照射される光ビームのバンド幅を設定し、決定した座標の範囲の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画制御手段と、１回の走査毎に、ステージの移動を制御して、チャックを、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向と直交する方向へ、光ビーム照射装置の照射光学系から照射される光ビームのバンド幅より短い距離だけ移動する走査制御手段とを備え、基板の同じ領域を、複数回重ねて走査するものである。

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保持し、チャックをステージにより移動し、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からの光ビームによる基板の走査を複数回行って、基板にパターンを描画する露光方法であって、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データの座標の範囲を決定して、光ビーム照射装置の照射光学系から照射される光ビームのバンド幅を設定し、決定した座標の範囲の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、１回の走査毎に、ステージの移動を制御して、チャックを、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向と直交する方向へ、光ビーム照射装置の照射光学系から照射される光ビームのバンド幅より短い距離だけ移動し、基板の同じ領域を、複数回重ねて走査するものである。

光ビーム照射装置の空間的光変調器は、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、駆動回路が描画データに基づいて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。空間的光変調器により変調された光ビームは、光ビーム照射装置の照射光学系を含むヘッド部から、チャックに保持された基板へ照射される。光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データの座標の範囲を決定して、光ビーム照射装置の照射光学系から照射される光ビームのバンド幅を設定し、決定した座標の範囲の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する。そして、１回の走査毎に、ステージの移動を制御して、チャックを、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向と直交する方向へ、光ビーム照射装置の照射光学系から照射される光ビームのバンド幅より短い距離だけ移動し、基板の同じ領域を、複数回重ねて走査する。光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査領域が各回の走査で一部重なり、走査領域の境界がぼかされるので、パターンに走査領域の境界線が発生するのが抑制される。

なお、基板の同じ領域を複数回重ねて走査すると、走査回数は増加することになるが、各回の走査において、基板上のフォトレジストへ照射する光ビームの光量が少なく済む。従って、基板の各領域を１回だけ走査する場合に比べて、走査速度を速くすることができ、タクトタイムの増加を小さく抑えることができる。

さらに、本発明の露光装置は、走査制御手段が、１回の走査毎に、チャックを、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向と直交する方向へ、基板に形成する画素のピッチ又はその倍数の距離だけ移動するものである。また、本発明の露光方法は、１回の走査毎に、チャックを、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向と直交する方向へ、基板に形成する画素のピッチ又はその倍数の距離だけ移動するものである。１回の走査毎に、チャックを、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向と直交する方向へ、基板に形成する画素のピッチ又はその倍数の距離だけ移動すると、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板に用いられるカラーフィルタ基板にブラックマトリクスのパターンを描画する場合、走査領域の境界を、ブラックマトリクスのパターンが少ない画素の位置にすることができるので、パターンに走査領域の境界線が発生しても、人の目で認識され難い。

また、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保持するチャックと、チャックを移動するステージと、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備え、ステージによりチャックを移動し、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査を複数回行って、基板にパターンを描画する露光装置であって、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データの座標の範囲を決定して、光ビーム照射装置の照射光学系から照射される光ビームのバンド幅を、基板に形成する画素のピッチの倍数に設定し、決定した座標の範囲の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画制御手段と、１回の走査毎に、ステージの移動を制御して、チャックを、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向と直交する方向へ、光ビーム照射装置の照射光学系から照射される光ビームのバンド幅と同じ距離だけ移動する走査制御手段とを備えたものである。

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保持し、チャックをステージにより移動し、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からの光ビームによる基板の走査を複数回行って、基板にパターンを描画する露光方法であって、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画データの座標の範囲を決定して、光ビーム照射装置の照射光学系から照射される光ビームのバンド幅を、基板に形成する画素のピッチの倍数に設定し、決定した座標の範囲の描画データを、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、１回の走査毎に、ステージの移動を制御して、チャックを、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向と直交する方向へ、光ビーム照射装置の照射光学系から照射される光ビームのバンド幅と同じ距離だけ移動するものである。

光ビーム照射装置の照射光学系から照射される光ビームのバンド幅を、基板に形成する画素のピッチの倍数に設定し、１回の走査毎に、ステージの移動を制御して、チャックを、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向と直交する方向へ、光ビーム照射装置の照射光学系から照射される光ビームのバンド幅と同じ距離だけ移動すると、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板に用いられるカラーフィルタ基板に着色パターンを描画する場合、走査領域の境界を、描画する着色パターンが無いブラックマトリクスの位置にすることができるので、パターンに走査領域の境界線が発生するのが防止される。

さらに、本発明の露光装置は、上記のいずれかの露光装置が、光ビーム照射装置を複数備え、複数の光ビーム照射装置からの複数の光ビームにより基板の走査を並行して行うものである。また、本発明の露光方法は、上記のいずれかの露光方法で、複数の光ビーム照射装置を設け、複数の光ビーム照射装置からの複数の光ビームにより基板の走査を並行して行うものである。複数の光ビーム照射装置からの複数の光ビームにより基板の走査を並行して行うので、基板全体の走査に掛かる時間が短く済み、タクトタイムが短縮される。

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、パターンに走査領域の境界線が発生するのが抑制又は防止されるので、高品質な表示用パネル基板が製造される。

本発明の露光装置及び露光方法によれば、１回の走査毎に、ステージの移動を制御して、チャックを、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向と直交する方向へ、光ビーム照射装置の照射光学系から照射される光ビームのバンド幅より短い距離だけ移動し、基板の同じ領域を、複数回重ねて走査することにより、走査領域を各回の走査で一部重ねて、走査領域の境界をぼかすことができるので、パターンに走査領域の境界線が発生するのを抑制することができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、１回の走査毎に、チャックを、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向と直交する方向へ、基板に形成する画素のピッチ又はその倍数の距離だけ移動することにより、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板に用いられるカラーフィルタ基板にブラックマトリクスのパターンを描画する場合、走査領域の境界を、ブラックマトリクスのパターンが少ない画素の位置にすることができるので、パターンに走査領域の境界線が発生しても、人の目で認識され難くすることができる。

また、本発明の露光装置及び露光方法によれば、光ビーム照射装置の照射光学系から照射される光ビームのバンド幅を、基板に形成する画素のピッチの倍数に設定し、１回の走査毎に、ステージの移動を制御して、チャックを、光ビーム照射装置からの光ビームによる基板の走査方向と直交する方向へ、光ビーム照射装置の照射光学系から照射される光ビームのバンド幅と同じ距離だけ移動することにより、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板に用いられるカラーフィルタ基板に着色パターンを描画する場合、走査領域の境界を、描画するパターンが無いブラックマトリクスの位置にすることができるので、パターンに走査領域の境界線が発生するのを防止することができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、複数の光ビーム照射装置からの複数の光ビームにより基板の走査を並行して行うことにより、基板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。

本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、パターンに走査領域の境界線が発生するのを抑制又は防止することができるので、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。

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、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、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、チャック１０へ基板１を供給する供給ユニット、チャック１０から基板１を回収する回収ユニット、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。

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。

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、図示しない供給ユニットにより基板１がチャック１０へ供給され、また図示しない回収ユニットにより基板１がチャック１０から回収される。チャック１０は、基板１の裏面を真空吸着して保持する。基板１の表面には、フォトレジストが塗布されている。

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、７つ以下又は９つ以上の光ビーム照射装置を用いてもよい。

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。

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。

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。

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。

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。

図１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５は、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、及び座標決定部７５を含んで構成されている。メモリ７２は、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を、そのＸＹ座標をアドレスとして記憶している。

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。

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。

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。

以下、本発明の露光方法について説明する。図６は、本発明の一実施の形態による露光方法を説明する図である。本実施の形態は、１回の走査毎に、Ｙステージ７の移動を制御して、チャック１０を、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）と直交する方向（Ｙ方向）へ、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バンド幅より短い距離だけ移動し、基板１の同じ領域を、複数回重ねて走査するものである。

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、Ｘステージ５をＸ方向へ移動させ、各光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１のＸ方向への１回目の走査を行う。Ｘ方向への１回目の走査が終了すると、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をＹ方向へ移動させ、チャック１０を、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）と直交する方向（Ｙ方向）へ、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バンド幅より短い距離だけ移動する。そして、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をＸ方向へ移動させ、各光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１のＸ方向への２回目の走査を行う。以後、これらの動作を繰り返して、基板１全体の走査を行う。

図６は、２回の走査による走査領域を示し、灰色で示す走査領域が各回の走査で一部重なり、走査領域の境界がぼかされるので、パターンに走査領域の境界線が発生するのが抑制される。なお、図６に示した実施の形態では、１回の走査毎に、チャック１０を、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バンド幅の半分の距離だけ移動しているが、本発明はこれに限らず、走査領域が各回の走査で一部重なる様に、１回の走査毎に、チャック１０を、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バンド幅より短い距離だけ移動すればよい。

図７は、本発明の他の実施の形態による露光方法を説明する図である。本実施の形態は、１回の走査毎に、チャック１０を、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板の走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）へ、基板１に形成する画素２のピッチ又はその倍数の距離だけ移動するものである。

液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板に用いられるカラーフィルタ基板にブラックマトリクスのパターンを描画する場合、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、Ｘステージ５をＸ方向へ移動させ、各光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１のＸ方向への１回目の走査を行う。Ｘ方向への１回目の走査が終了すると、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をＹ方向へ移動させ、チャック１０を、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）と直交する方向（Ｙ方向）へ、基板１に形成する画素のピッチ又はその倍数の距離だけ移動する。そして、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をＸ方向へ移動させ、各光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１のＸ方向への２回目の走査を行う。以後、これらの動作を繰り返して、基板１全体の走査を行う。

図７は、２回の走査による走査領域を示し、破線で示す各回の走査領域の境界を、ブラックマトリクスのパターンが少ない画素２の位置にすることができるので、パターンに走査領域の境界線が発生しても、人の目で認識され難い。なお、図７に示した実施の形態では、１回の走査毎に、チャック１０を、基板１に形成する画素のピッチの距離だけ移動しているが、本発明はこれに限らず、チャック１０を、基板１に形成する画素のピッチの倍数の距離だけ移動してもよい。

図６及び図７に示した実施の形態によれば、１回の走査毎に、Ｙステージ７の移動を制御して、チャック１０を、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）と直交する方向（Ｙ方向）へ、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バンド幅より短い距離だけ移動し、基板１の同じ領域を、複数回重ねて走査することにより、走査領域を各回の走査で一部重ねて、走査領域の境界をぼかすことができるので、パターンに走査領域の境界線が発生するのを抑制することができる。

さらに、図７に示した実施の形態によれば、１回の走査毎に、チャック１０を、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）と直交する方向（Ｙ方向）へ、基板１に形成する画素２のピッチ又はその倍数の距離だけ移動することにより、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板に用いられるカラーフィルタ基板にブラックマトリクスのパターンを描画する場合、走査領域の境界を、ブラックマトリクスのパターンが少ない画素の位置にすることができるので、パターンに走査領域の境界線が発生しても、人の目で認識され難くすることができる。

なお、基板１の同じ領域を複数回重ねて走査すると、走査回数は増加することになるが、各回の走査において、基板１上のフォトレジストへ照射する光ビームの光量が少なく済む。従って、基板１の各領域を１回だけ走査する場合に比べて、走査速度を速くすることができ、タクトタイムの増加を小さく抑えることができる。

図８は、本発明のさらに他の実施の形態による露光方法を説明する図である。本実施の形態は、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バンド幅を、基板１に形成する画素２のピッチの倍数に設定し、１回の走査毎に、Ｙステージ７の移動を制御して、チャック１０を、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板の走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）へ、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バンド幅と同じ距離だけ移動するものである。

液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板に用いられるカラーフィルタ基板に着色パターンを描画する場合、図５において、描画制御部７１のバンド幅設定部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、基板１に形成する画素２のピッチの倍数に設定する。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、Ｘステージ５をＸ方向へ移動させ、各光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１のＸ方向への１回目の走査を行う。Ｘ方向への１回目の走査が終了すると、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をＹ方向へ移動させ、チャック１０を、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）と直交する方向（Ｙ方向）へ、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バンド幅と同じ距離だけ移動する。そして、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をＸ方向へ移動させ、各光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１のＸ方向への２回目の走査を行う。以後、これらの動作を繰り返して、基板１全体の走査を行う。

図８は、２回の走査による走査領域を示し、破線で示す各回の走査領域の境界を、描画する着色パターンが無いブラックマトリクスの位置にすることができるので、パターンに走査領域の境界線が発生するのが防止される。

図８に示した実施の形態によれば、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バンド幅を、基板１に形成する画素２のピッチの倍数に設定し、１回の走査毎に、Ｙステージ５の移動を制御して、チャック１０を、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板の走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）へ、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バンド幅と同じ距離だけ移動することにより、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板に用いられるカラーフィルタ基板に着色パターンを描画する場合、走査領域の境界を、描画する着色パターンが無いブラックマトリクスの位置にすることができるので、パターンに走査領域の境界線が発生するのを防止することができる。

以上説明した実施の形態によれば、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。

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、パターンに走査領域の境界線が発生するのを抑制又は防止することができるので、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。

例えば、図９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。

また、図１０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、印刷法等により、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。

図１０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。

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。 本発明の一実施の形態による露光装置の側面図である。 本発明の一実施の形態による露光装置の正面図である。 光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。 描画制御部の概略構成を示す図である。 本発明の一実施の形態による露光方法を説明する図である。 本発明の他の実施の形態による露光方法を説明する図である。 本発明のさらに他の実施の形態による露光方法を説明する図である。 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。 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。 光ビームによる基板の走査を説明する図である。 光ビームによる基板の走査を説明する図である。 光ビームによる基板の走査を説明する図である。 光ビームによる基板の走査を説明する図である。

符号の説明

１ 基板
２ 画素
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
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

Claims (12)

1. フォトレジストが塗布された基板を保持するチャックと、
   前記チャックを移動するステージと、
   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前記空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び前記空間的光変調器により変調された前記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備え、
   前記ステージにより前記チャックを移動し、前記光ビーム照射装置からの前記光ビームによる前記基板の走査を複数回行って、前記基板上の前記フォトレジストの膜にパターンを描画する露光装置であって、
   前記光ビーム照射装置の前記駆動回路へ供給する前記描画データの座標の範囲を決定して、前記光ビーム照射装置の前記照射光学系から照射される前記光ビームのバンド幅を、前記基板に形成される画素のピッチの倍数に設定し、決定した座標の範囲の前記描画データを、前記光ビーム照射装置の前記駆動回路へ供給する描画制御手段と、
   １回の走査毎に、前記ステージの移動を制御して、前記チャックを、前記光ビーム照射装置からの前記光ビームによる前記基板の走査方向と直交する方向へ、前記画素のピッチの倍数に相当する前記バンド幅以下の距離であって、前記パターンが前記画素間に多く描画される場合には各回の走査領域の境界が前記画素上に位置するように移動し、前記パターンが前記画素上に多く描画される場合には各回の走査領域の境界が前記画素間に位置するように移動する走査制御手段と
   を備えたことを特徴とする露光装置。
2. 前記走査制御手段は、１回の走査毎に、前記チャックを、前記基板の走査方向と直交する方向へ、前記画素のピッチの倍数に相当する前記バンド幅より短い距離だけ移動することによって、前記基板の同じ領域を、複数回重ねて走査することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記走査制御手段は、１回の走査毎に、前記チャックを、前記基板の走査方向と直交する方向へ、前記バンド幅と同じ距離だけ移動することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
4. 前記走査制御手段は、前記フォトレジストの膜に描画されるパターンがブラックマトリクスの場合には、前記各回の走査領域の境界が前記画素上に位置するように移動し、前記フォトレジストの膜に描画されるパターンが着色パターンの場合には、前記各回の走査領域の境界が前記画素間に位置するように移動することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の露光装置。
5. 前記光ビーム照射装置を複数備え、複数の前記光ビーム照射装置からの複数の光ビームにより基板の走査を並行して行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の露光装置。
6. フォトレジストが塗布された基板をチャックで保持し、
   チャックをステージにより移動し、
   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前記空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び前記空間的光変調器により変調された前記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からの前記光ビームによる前記基板の走査を複数回行って、前記基板上の前記フォトレジストの膜にパターンを描画する露光方法であって、
   前記光ビーム照射装置の前記駆動回路へ供給する前記描画データの座標の範囲を決定して、前記光ビーム照射装置の前記照射光学系から照射される前記光ビームのバンド幅を、前記基板に形成される画素のピッチの倍数に設定し、
   決定した座標の範囲の前記描画データを、前記光ビーム照射装置の前記駆動回路へ供給し、
   １回の走査毎に、前記ステージの移動を制御して、前記チャックを、前記光ビーム照射装置からの前記光ビームによる前記基板の走査方向と直交する方向へ、前記画素のピッチの倍数に相当する前記バンド幅以下の距離であって、前記パターンが前記画素間に多く描画される場合には各回の走査領域の境界が前記画素上に位置するように移動し、前記パターンが前記画素上に多く描画される場合には各回の走査領域の境界が前記画素間に位置するように移動することを特徴とする露光方法。
7. １回の走査毎に、前記チャックを、前記基板の走査方向と直交する方向へ、前記画素のピッチの倍数に相当する前記バンド幅より短い距離だけ移動することによって、前記基板の同じ領域を、複数回重ねて走査することを特徴とする請求項６に記載の露光方法。
8. １回の走査毎に、前記チャックを、前記基板の走査方向と直交する方向へ、前記バンド幅と同じ距離だけ移動することを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
9. 前記フォトレジストの膜に描画されるパターンがブラックマトリクスの場合には、前記各回の走査領域の境界が前記画素上に位置するように移動し、前記フォトレジストの膜に描画されるパターンが着色パターンの場合には、前記各回の走査領域の境界が前記画素間に位置するように移動することを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか一項に記載の露光方法。
10. 前記光ビーム照射装置を複数設け、
    前記複数の光ビーム照射装置からの複数の光ビームにより前記基板の走査を並行して行うことを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか一項に記載の露光方法。
11. 請求項１乃至請求項５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。
12. 請求項６乃至請求項１０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。

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