专利名称：图案绘制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通过对基板上的感光材料照射光而绘制图案的技术。
背景技术：
在过去，作为通过对形成于半导体基板、印刷电路基板、或等离子显示装置、液晶显示装置、光掩模用的玻璃基板等(在下面称为“基板”)的感光材料照射光而绘制图案的方法，公知有近接式曝光方式、步进曝光方式等那样的在感光材料上转印掩模图案的方式。
在近接式曝光方式中，使形成有与所绘制的图案相对应的开口的、与基板相同大小的掩模接近基板而照射光，将图案全部转印到基板上的感光材料上。在步进曝光方式中，通过交替反复地进行掩模图案的投影和掩模图案的移动而在整个基板上进行图案的绘制。
另一方面，作为不采用掩模的绘制方法，象JP特开平5-150175号公报所公开的那样，人们还提出有下述的方式，即，使所调制的光束在感光材料上进行扫描，同时进行照射，而直接绘制图案(在下面称为“直绘方式”)。
近年，在平板显示装置的面板或滤色片等的制造装置的市场上，人们强烈地要求应对绘制于基板上的图案的高精度化以及基板的大型化。在将掩模图案全部地转印于感光材料上的近接式曝光方式中，由于使掩模与基板接近而照射光，故为了应对图案的高精度化和基板的大型化，掩模的价格较高。另外，近接式曝光方式和步进曝光方式具有下述缺点，即，不能够灵活地应对所绘制的图案的间距、宽度的变化。
在直绘方式中，一般是光栅方式，将图案作为微小的点(dot)(象素)的集合来表现，按照点(dot)单位而绘制图案，但是，为了与图案的高精度化相对应，必须提高绘制装置的分辨率(即，减小1个点的面积)，在大型的基板整体上绘制图案所需要的时间增加了。
作为缩短绘制时间的方式，人们考虑增加所扫描的光束的数量、同时增加所绘制的点数量的措施，但是，伴随着光束的增加，光照射机构的尺寸增加，制造装置的成本上升。特别是，从物理方面来说，难于伴随着图案的尺寸细微化和高精度化而设置必要数量的头部。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在基板上的感光材料上绘制图案的图案绘制装置，以高分辨率而高速地绘制图案。
本发明的图案绘制装置包括光源；保持部，保持导入来自上述光源的光的基板；第1掩模，设置于来自上述光源的光的光路上，上述光通过的多个第1光通过区域在规定方向上排列而形成；第2掩模，与上述第1掩模光学性地重合，形成分别与上述多个第1光通过区域相对应的多个第2光通过区域；掩模移动机构，沿上述规定方向，使上述第1掩模相对于上述第2掩模相对移动；照射区域移动机构，使照射按顺序通过上述多个第1光通过区域和上述多个第2光通过区域的光的、感光材料上的多个光照射区域，沿与上述多个光照射区域的排列方向相垂直的扫描方向，相对于上述感光材料相对移动。
按照本发明，采用第1和第2掩模，同时可使第1掩模相对于第2掩模而相对移动，由此，可在感光材料上高速地绘制各种规则的图案。
在本发明的优选的实施例中，上述多个光照射区域的上述规定方向的宽度相同，并且上述多个光照射区域的间距是一定的，图案绘制装置还可包括检测部，检测上述多个光照射区域的各自的上述规定方向的宽度；驱动部，驱动上述掩模移动机构；掩模移动控制部，根据上述检测部的检测结果，对上述驱动部进行控制。可通过由检测部检测图案的宽度，自动地改变图案的宽度。
另外，在优选的实施例中，图案绘制装置还还包括有光学系统，设置于上述第2掩模和上述保持部之间，使上述第2掩模和上述感光材料光学性地实现共轭。
特别是最好，上述光学系统包括倍率改变机构，放大或缩小上述多个光照射区域，图案绘制装置还包括检测部，检测上述多个光照射区域的间隔；驱动部，驱动上述倍率改变机构；倍率控制部，根据上述检测部的检测结果，对上述驱动部进行控制。可通过由检测部检测图案的间距，自动地检测图案的间距。
图案绘制装置也可包括更换机构，将上述第1掩模和上述第2掩模中的至少1个更换为其它的掩模。由此，可进一步增加能够绘图的图案的宽度和间距的范围。另外，为了进行各种绘图，图案绘制装置还包括光照射控制部，与上述多个光照射区域的移动同步，而控制对感光材料进行的光的照射的启动/停止；下述这样的机构，即以与保持于上述保持部上的基板上的面垂直的轴为中心，使上述保持部旋转，相对于感光材料而使上述扫描方向相对改变。
参照附图，根据在下面进行的本发明的具体描述，可知上述目的和其它目的、特征、形式和优点。
图1为表示第1实施例的图案绘制装置的结构的视图；图2为表示第1掩模的视图；图3为表示第2掩模的视图；图4为表示掩模部的结构的视图；图5为表示光照射区域的一部分的视图；图6为表示控制部的结构和控制信息的流程的示意图；图7为表示图案的绘制动作的流程的视图；图8和图9为表示调整光照射区域的宽度和间距的动作的流程的视图；图10为表示第2实施例的图案绘制装置的掩模部的视图；图11和图12为表示所绘制的图案的实例的视图；图13为表示掩模的另一实例的视图；图14为表示掩模的再一实例的视图。
具体实施例方式
图1为表示本发明的第1实施例的图案绘制装置1的结构的视图。图案绘制装置1是这样的装置，即通过对液晶显示装置用的玻璃基板9(在下面简称为“基板9”)照射光，而在基板9上的感光材料(在本实施例中为“着色防染层(colour resist)”)上绘制多个条带状的图案。绘制有图案的基板9通过后续的另一工序，最终成为作为液晶显示装置的组装部件的滤色片。
在图案绘制装置1中，在基台11上设置有台移动机构2，通过该台移动机构2，保持基板9的台组件3可沿基板9的主面在图1中的X方向上移动。在基台11上以横跨台组件3的方式固定有支架12，在该支架12上，安装有头部5和掩模更换器6。
台移动机构2采用下述的结构，即在马达21上连接有滚珠丝杠22，另外，固定于台组件3上的螺母23安装于滚珠丝杠22上。在滚珠丝杠22的上方固定有导轨24，当马达21旋转时，台组件3与螺母23一起沿导轨24在X方向上滑动。
台组件3包括台32，该台32直接保持基板9；台旋转机构33，该台旋转机构33以与基板9的主面相垂直的轴为中心而旋转台32；支承板34，该支承板34以可旋转的方式支承着台32；台升降机构35，该台升降机构35沿图1中的Z方向移动支承板34；底板36，该底板36保持台升降机构35，上述螺母23直接固定于上述底板36上。另外，在支承板34上，设置有照相机4，该照射机4通过两维排列的作为感光元件组的拍摄器件，接收从头部5照射的光。另外，照相机4的拍摄面预先调整为与基板9上的感光材料的表面相同的高度。
头部5包括头支承部50，该头支承部50支承头部5；头部移动机构501，该头部移动机构501沿图1的Y方向(即，与头部5相对台组件3的相对移动方向相垂直的方向)移动头部5；光射出部51，该光射出部51向基板9射出光；掩模部52，该掩模部52具有排列多个开口而形成的2个掩模(在下面，按照从接近光射出部5 1的一侧起的顺序，称为第1掩模53、第2掩模54)；光学组件58，该光学组件58对通过掩模部52而照射到基板9上的光的照射区域进行放大或缩小；光学组件驱动部581，该光学组件驱动部581驱动光学组件58所具有的倍率改变机构582。头部移动机构501通过马达502驱动滚珠丝杠机构，沿导轨503在Y方向上移动头部5。通过光学组件58，第2掩模54(或掩模部52)与感光材料从光学上说是实现共轭，在本实施例中，光学组件58的倍率在具有等倍的规定范围内变化。
光射出部51通过光纤511、与实现对感光材料的光的照射的启动/停止的快门512，而与水银灯513连接。来自水银灯513的光从光射出部51射出，依次通过设置于光路上的第1掩模53和第2掩模54(在下面，以2个1组指称第1掩模和第2掩模时，称为“掩模组”)的开口，通过光学组件58而导向基板9。
掩模更换器6包括存储多个掩模的掩模存储部61；存储部升降机构62，该存储部升降机构62沿Z方向移动掩模存储部61；2个插脱机构63，其将存储于掩模存储部61中的掩模安装于掩模部52上，或将安装于掩模部2上的掩模拆下。
台移动机构2、台组件3、照相机4、快门512、头部移动机构501、掩模部52、光学组件58和掩模更换器6与控制部7连接，这些部分通过控制部7进行控制，而由图案绘制装置1对基板9上进行图案的绘制。另外，输入部8与控制部7连接，基板9上的多个光照射区域的分别在Y方向上的宽度(即，排列有第1掩模53的开口的方向的宽度，在下面简称为“宽度”)、与多个光照射区域的间隔(即，从各光照射区域的中心到相邻的光照射区域的中心的距离，在下面将其称为“间距”。)的设定值由操作者通过输入部8而输入到控制部7中。
图2为表示第1掩模53的视图，图3为表示第2掩模54的视图。在第1掩模53中，通过光的多个的作为光通过区域的第1开口531在图2中的Y方向上排列而形成。在第2掩模54中，排列有多个作为光通过区域的第2开口541，该多个第2开口541分别与多个第1开口531相对应。第1开口531和第2开口541的形状为矩形，而对于开口的长度(即，与第1开口531和第2开口541的排列方向相垂直的方向的尺寸)和宽度(即，第1开口531和第2开口541所排列的方向的宽度)，第1开口531大于第2开口541。另外，第1开口531的宽度相同，并且间距(即，从各第1开口531的中心到相邻的第1开口531的中心的距离)也是一定的。同样，各第2开口541的宽度和间距也相等，第2开口541的间距与第1开口531的间距相等。
图4为表示掩模部52的结构的视图。该掩模部52包括第1掩模保持部55，该第1掩模保持部55保持第1掩模53；第2掩模保持部56，该第2掩模保持部56保持第2掩模54；掩模滑动机构57，该掩模滑动机构57使第1掩模53沿图4中的Y方向(即，第1开口531和第2开口541所排列的方向)移动。另外，在图4中以粗线表示第1掩模保持部55和第1开口531。
第1掩模53和第2掩模54通过插脱机构63(参照图1)，分别从图4所示的(+X)侧向着(-X)方向而分别安装于第1掩模保持部55和第2掩模保持部56上。
第2掩模54按照各第2开口541与所对应的第1开口531重合的方式与第1掩模53接触。由此，第1开口531和第2开口541的重合区域(在图4中以平行斜线表示)520为相同宽度，以与第1开口531和第2开口541相等的一定的间距排列。来自光射出部51(参照图1)的光依次通过第1开口531和第2开口541而被导向基板9上的感光材料，对具有与区域520相对应的形状和间距的多个光照射区域进行照射。在下面的描述中，将作为实际的光的通过区域的区域520称为“掩模组开口”。
另外，第2掩模54不必一定是与第1掩模53物理性的接触，可仅仅光学性的重合。比如，第1掩模53和第2掩模54可以按照考虑了焦点深度的量(比如，数μm左右)分离开，也可分别设置于光学性的实现共轭的位置上。
掩模滑动机构57包括滑动架571，该滑动架571保持第1掩模保持部55；滑动用马达572；滚珠丝杠机构573，该滚珠丝杠机构573与滑动用马达572连接，当通过控制部7的控制而滑动用马达572驱动滚珠丝杠机构573时，第1掩模保持部55沿滑动架571沿Y方向移动。其结果是，保持于第1掩模保持部55上的第1掩模53也沿Y方向移动，第1开口531和第2开口541的重合状态发生变化，掩模组开口520的宽度变化，基板9上的光照射区域的宽度也变化。此时，由于掩模组开口520的间距未变化，仅仅掩模组开口520的宽度相对于掩模组开口520之间的(光未通过的区域的)宽度的比变化。
虽然图中未示出，但是在第1掩模保持部55和第2掩模保持部56之间设置有离合机构，在第1掩模保持部55移动期间，第2掩模保持部56稍稍下降，第1掩模53和第2掩模54分离开。由此，防止第1掩模53和第2掩模54之间的损伤或产生灰尘。
图5为表示形成于基板9的感光材料上的多个光照射区域90的一部分的视图。多个光照射区域90分别与掩模组开口520(参照图4)相对应，多个光照射区域90的宽度相同，并且间距也是一定的。
象已描述的那样，光照射区域90的宽度和间距设置于图1所示的第2掩模54和台组件3之间，可通过具有倍率改变机构582的光学组件58进行放大和缩小。比如，当控制部7对光学组件驱动部581进行控制而使光学组件58的倍率增加时，光照射区域90从图5中实线所示的状态变为双点划线所示的状态。
图6为表示控制部7的结构、以及与控制有关的信息的流程的框图。控制部7中的各种构成示出了其功能，实际上通过按照程序进行运算处理的CPU、存储器、专用的运算电路、接口等而实线。控制部7，作为其主要组成，包括控制光照射区域90的宽度和间距的照射区域控制部71；以及控制对基板9上的感光材料的光照射区域90的扫描的扫描控制部72。
照射区域控制部71包括宽度检测部711，该宽度检测部711根据来自照相机4的图象信号，检测多个光照射区域90的各自的宽度；间距检测部712，该间距检测部712检测间距；宽度控制部713，该宽度控制部713对光照射区域90的宽度进行控制；间距控制部714，该间距控制部714对间距进行控制；存储部715，该存储部715存储光照射区域90的宽度和间距的调整所必需的信息。
在存储部715中，预先制作而存储有掩模表716，该掩模表716表示出安装于掩模部52上的掩模组和可通过上述掩模组和光学组件58实现的光照射区域90的宽度和间距的对应关系。另外，在存储部715中，存储有对焦表717，该对焦表717表示光线组件58的倍率与对焦位置的对应关系；从输入部8输入的光照射区域90的宽度的设定值(在下面称为“设定宽度”)718；以及间距的设定值(在下面称为“设定间距”)719。
在照射区域控制部71上，连接有台移动机构2、台升降机构35、照相机4、快门512、掩模滑动机构57、光学组件驱动部581、掩模更换器6和输入部8，根据来自照相机4和输入部8的信息，照射区域控制部71对这些组成部分进行控制，由此，调整光照射区域90的宽度和间距。
在扫描控制部72上，连接有台移动机构2、台旋转机构33、头部移动机构501和快门512，扫描控制部72对这些组成部分进行控制，由此，实现对感光材料进行的光的照射和对照射区域90的扫描。
图7为表示图案绘制装置1进行的对感光材料的图案的绘制动作的流程的视图。首先，设定宽度718和设定间距719通过操作者而从输入部8输入，由照射区域控制部71接收而存储于存储部715中(步骤S11)。接着，通过控制部7的控制，光照射区域90的宽度和间距被调整为与设定宽度718和设定间距719相等(步骤S12)。
图8和图9为表示调整光照射区域90的宽度和间距的动作(步骤S12)的具体流程的视图。当接收设定宽度718和设定间距719时，首先，照射区域控制部71根据掩模表716，判断安装于掩模部52上的掩模组是否可与设定宽度718和设定间距719相对应(步骤S120)，在不可对应的情况下，通过照射区域控制部71的控制，将第1掩模53和第2掩模54中的至少一个更换为其他的掩模(步骤S1201)。
在进行掩模更换时，首先，根据掩模表716，从安装于图1中所示的掩模部52上的第1掩模53、第2掩模54、以及存储于掩模更换器6的掩模存储部61中的掩模中，选择可与设定宽度718和设定间距719相对应的掩模的组合。
作为该选择的结果，比如，在仅仅将第1掩模53更换为另一掩模的情况下，通过照射区域控制部71的控制，驱动图1所示的存储部升降机构62，使掩模存储部61沿Z方向移动，使得掩模存储部61的空的空间为与第1掩模保持部55相同的高度。接着，通过插脱机构63，将第1掩模53从第1掩模保持部55上取下，将其存储于掩模存储部61的空的空间内。接着，对存储升降机构62进行控制，使所选择的掩模移动到与第1掩模保持部55对向的高度，通过插脱机构63，将该掩模安装于第1掩模保持部55上。
在仅仅对第2掩模54进行更换的情况下，通过存储部升降机构62和插脱机构63，与第1掩模53的情况相同地进行。在对第1掩模53和第2掩模54这两者都进行更换的情况下，依次对这些掩模进行更换。另外，仅对第1掩模53或第2掩模54的更换是在改变掩模组开口520的宽度的调整范围的情况下进行的，对第1掩模53以及第2掩模54的更换是在改变掩模组开口520的间距的情况下进行的。
当掩模组的准备完毕后，通过照射区域控制部71，对台移动机构2进行控制，使台组件3移动，直至设置于支承板34上的照相机4位于头部5的正下方(由图1中的双点划线示出移动后的照相机4和台32。)(步骤S121)，打开快门512，开始对照相机4进行光的照射(步骤S122)。由此，代替感光材料，对照相机4的拍摄面上的光照射区域(与图5相同，称为“光照射区域90”)照射光。
接着，照相机4进行拍摄，由此，获得表示多个光照射区域90的状态的图象(步骤S123)，从照相机4向照射区域控制部71发送图象数据，通过间距检测部712的运算处理，检测出多个光照射区域90的间距(步骤S124)。另外，在本实施例中，由于间距是一定的，不必通过照相机4检测全部的光照射区域90。作为检测结果的间距(在下面称为“检测间距”)与存储于存储部715中的设定间距719进行比较(步骤S125)，设定间距719和检测间距不相等的情况下，通过间距控制部714，根据设定间距719和检测间距，对光学组件驱动部581进行控制，改变光学组件58的倍率，改变光照射区域90的间距(步骤S1251)。
当间距的调整完毕后，根据光学组件58的倍率和对焦表717，判断光学组件58的对焦位置与照相机4的拍摄面是否一致(即，对焦位置是否与基板9上的感光材料一致)(步骤S126)，在不一致的情况下，通过控制部7对台升降机构35进行控制，支承板34沿Z方向移动，改变台32和倍率改变机构582(或光学组件58)之间的距离(步骤S1261)。由此，改变光学组件58和感光材料之间的距离，使光学组件58的对焦位置与感光材料的表面一致。另外，即使在改变倍率的情况下，仍保持光学组件58的照相机4侧的远心性，伴随着台32的升降，光照射区域90的间距不变化。另外，也可不采用对焦表717，而反复进行拍摄和台32的升降，进行焦距调整。
在间距调整和焦距调整结束后，宽度检测部711根据光照射区域90的图象，检测出多个光照射区域90的各自的宽度(步骤S127)。另外，在象本实施例那样，各光照射区域90的宽度是一定的情况下，可通过检测出1个光照射区域90的宽度，就获得全部的光照射区域90的宽度。
接着，对存储于存储部715中的设定宽度718和作为宽度检测部711的检测结果的各光照射区域90的宽度(在下面将其称为“检测宽度”)进行比较(步骤S128)。在设定宽度718和检测宽度不相等的情况下，通过宽度控制部713的控制，根据设定宽度718和检测宽度，驱动掩模滑动机构57，将第1掩模53移动，改变掩模组开口520的宽度，调整光照射区域90的宽度(步骤S1281)。当设定宽度718和检测宽度相等时，关闭快门512，光的照射停止(步骤S129)。
当光照射区域90的宽度和间距的调整结束后，通过扫描控制部72，对台移动机构2和头部移动机构501进行控制，相对台32，头部5朝向规定的绘图开始位置移动(图7步骤S13)。具体来说，台32朝向(+X)侧移动，头部5朝向(-Y)侧移动。从头部5开始光的射出(步骤S14)，对基板9的感光材料上的光照射区域90照射光。
然后，使台32开始朝向图1中的(-X)方向移动(步骤S15)，光照射区域90沿图1中的(+X)方向对感光材料，相对地以一定速度进行扫描，由此，将具有设定宽度和设定间距的条带状的多个图案绘制在基板9上的感光材料上。当光照射区域90的扫描到达规定的结束位置后，台32的移动停止(步骤S16)，光的照射停止(步骤S17)。
另外，当同时进行光的照射的开始(步骤S15)与台32的移动的开始(步骤S16)时，在图案的开始点附近的部位中，在曝光量不足、图案的边缘的精度降低的情况下，在步骤S15和步骤S16之间，设置适合的间隔，在停止扫描的状态下进行光的照射。另外，在图案的终点附近同样，通过在台32的移动的停止(步骤S17)与光的照射的停止(步骤S18)之间设置适当的间隔，由此，可提高终点附近的边缘的精度。
当对感光材料的第1次的扫描结束后，确认是否对基板9反复进行沿相同方向延伸的条带状的图案的绘制(即，下次扫描的有无)，在有下次扫描的情况下，返回到步骤S13，台32朝向下一绘制开始位置移动，按照必要的次数，反复进行光的照射和台32移动(步骤S13～S17)。光照射区域90的扫描时的台32的移动沿(+X)方向和(-X)方向交替地进行，在第2次以后的步骤S13中，头部移动机构501使头部5仅以规定距离向(+Y)方向移动，从而头部5朝向绘制开始位置移动。
当在基板9上的感光材料整体上绘制了条带状的图案后，图案绘制装置1的绘制动作结束。另外，在感光材料为着色防染层的情况下，不进行图7的步骤S19。
从图案绘制装置1送出已绘制了图案的基板9，对其另外进行显影，残留于基板9上的感光材料构成着色防染层的副象素。在此情况下，感光材料一般采用在显影时残留有曝光部分(即，照射了光的部分)的负片(ネガ)型的着色防染层。然后，着色防染层的涂敷、图案绘制装置1的绘制、以及显影反复进行，在基板9上形成R(红)，G(绿)，蓝(B)的3色的副象素。另外，经过透明电极的形成等的工序，基板9形成为用于液晶显示器的滤色片。
在基板9上绘制格子状的图案时，进行图7的步骤S19。作为具体实例，在将图案绘制装置1用于滤色片的黑色矩阵(black matrix)的绘制时进行。
在绘制格子状的图案的情况下，当通过步骤S11～S18完成1个方向的条带状的图案的绘制后，确认与绘制完的图案相垂直的方向的图案的绘制的有无(步骤S19)，通过控制部7，驱动台旋转机构33，以与保持于台组件3上的基板9的主面相垂直的轴为中心，将台32旋转90°(步骤S191)。由此，光照射区域90的扫描方向相对基板上的感光材料改变了90°。
按照必要次数，反复进行下述的动作，即，在扫描方向改变后，将台组件3朝向拍摄位置移动，调整光照射区域90的宽度和间距(步骤S12)，将台32朝向扫描开始位置移动，绘制条带状的图案。象上述那样，在图案绘制装置1中，也可通过旋转台32，在基板9上的感光材料上绘制格子状的图案。
以上对第1实施例的图案绘制装置1进行了描述，在图案绘制装置1中，由于与过去的光栅方式相比较，对面积较大的多个光照射区域90照射光，故可高速地进行绘图。另外，通过改变由第1掩模53和第2掩模54形成的掩模组开口520的宽度，由光学组件58放大或缩小光照射区域90，从而可容易改变所绘制的图案的宽度和间距。由此，可以较高的分辨率，高速地(即，在较短时间内)绘制条带状(或格子状)的图案。
比如，在以1μm的分辨率，在1条边的长度为1m的正方形的基板上绘制宽度在20～30μm的范围内、间距在300～1500μm的条带状的图案的情况下，通过光栅方式仅以1条光束进行扫描的情况下，由于光束的调制速度的限制，绘图需要较长时间，即使可排列多个头部的情况下，仍无法确保足够的空间。在本实施例的图案绘制装置1中，比如，通过在100mm宽度的范围内排列多个光照射区域90，可以数十秒，绘制上述条件的图案。
另外，在图案绘制装置1中，根据对光照射区域90进行拍摄而获得的数据与已预先输入的设定宽度718和设定间距719，可自动地调整光照射区域90的宽度和间距(即，所绘制的图案的宽度和间距)。另外，也可通过借助掩模更换器6更换掩模，将可绘制的图案的宽度和间距的范围扩大，提高绘制的自由度。
图10为表示第2实施例的图案绘制装置的掩模部52a的视图，图案绘制装置的掩模部52a以外的组成与图1相同。另外，在图10中，通过粗线表示在下面描述的第1掩模保持部55a和第1开口531a。
掩模部52a具有2个掩模，其中，沿X方向(即，光照射区域的扫描方向)排列有多个具有同一宽度和长度的矩形的开口群(在下面称为“开口排”)，该开口群按照一定间距沿图10中的X方向(即，与光照射区域的扫描方向相垂直的方向)排列形成。在以下的描述中，按照从接近光射出部51的掩模部起的顺序，称为“第1掩模部53a”，“第2掩模部54a”。另外，掩模部52a包括保持第1掩模53a的第1掩模保持部55a；保持第2掩模54a的第2掩模保持部56a；使第1掩模53a相对第2掩模54a朝向Y方向相对地移动的掩模滑动机构57a；掩模位置改变机构59，该掩模位置改变机构59使第1掩模53a和第2掩模54a朝向X方向移动。
象图10所示的那样，第1掩模53a和第2掩模54a分别包括3排开口排(也可为2排，或者4排以上)，如果在2个掩模的所对应的开口排之间进行比较，则与图4的掩模组相同，第1开口53a一方的开口的长度和宽度较大，开口的宽度相同。另外，如果对1个掩模中的开口排之间进行比较，则构成开口排的开口的宽度和/或间距相互不同。
第2掩模54a按照下述方式与第1掩模53a接触，该方式为其开口(在下面称为“第2开口”)541a与相对应的第1掩模53a的开口(在下面称为“第1开口”)531a重合。在掩模部52a中，第1开口531a和第2开口541a中的重合的区域形成作为实际的光通过区域的掩模组开口520a(在图中由平行斜线表示)。另外，与第1实施例相同，第2掩模54a不必一定与第1掩模53a物理性的接触，也可以光学性的重合。
掩模滑动机构57a包括滑动架571a，该滑动架571a保持第1掩模保持部55a和第2掩模保持部56a；作为驱动源的滑动用马达572a；与滑动用马达572a连接的滚珠丝杠机构573a，当通过控制部7的控制，滑动用马达572a驱动滚珠丝杠机构573a时，第1掩模保持部55a沿滑动架571a而沿Y方向移动。由此，保持于第1掩模保持部55a上的第1掩模53a也沿Y方向移动，第1开口531a和第2开口541a的重合状态变化，各掩模组开口520a的宽度变化。另外，通过图示省略的机构，在第1掩模保持部55a移动的期间，第1掩模53a和第2掩模54a离开。
掩模位置改变机构59包括保持滑动架571a的滑动架保持部591；掩模位置改变用马达592；与掩模位置改变用马达592连接的滚珠丝杠593；固定于滑动架571a上的螺母594；导轨595，当通过控制部7驱动掩模位置改变用马达592，滚珠丝杠593旋转时，与螺母594一起，滑动架571a沿滚珠丝杠595而朝向X方向移动。
在第2实施例的图案绘制装置中，在绘制图案时，仅仅采用1排开口排。通过掩模位置改变机构59，第1掩模53a和第2掩模54沿X方向移动，所采用的开口排设置于光射出部51的正下方。在无论采用哪排开口排，仍无法实现设定宽度和设定间距的情况下，与第1实施例相同，更换第1掩模53a和/或第2掩模54a。
对于第2实施例的图案绘制装置的动作，除了添加所采用的开口排的确定和定位的方面以外，其它的方面与第1实施例相同。即，通过光学组件58、台升降机构35(参照图1)和掩模滑动机构57a，对所采用的开口排的掩模组开口520a的光照射区域的宽度和间距进行调整，然后，仅按照必要的次数，反复进行条带状的多个图案的绘制。
在第2实施例的图案绘制装置中，由于准备具有因为第1掩模53a和第2掩模54a而不同的宽度和间距的多个开口排，而对所采用的开口排进行选择，故可减少将第1掩模53a和/或第2掩模54a更换为其他的掩模的次数。其结果是，可快速地应对多种图案的绘制。
下面对第3实施例的图案绘制装置进行描述。在第3实施例的图案绘制装置中，采用脉冲激光器，以代替图1中示出的图案绘制装置1的水银灯513和快门512，省略了台旋转机构33。其它的基本组成与图1相同，在下面的描述中，采用相同的标号。在第3实施例中，在台组件3上，设置有激光测长等的高精度的台位置测定机构，控制部7接收来自台位置测定机构的信号，对脉冲激光器进行控制，由此，使台32的移动和光照射的启动/停止同步。
由于将脉冲激光器用作光源，故可在图案绘制装置中，仅以较短时间(1纳秒～数十纳秒)对感光材料照射光。在光照射区域通过基板9上的应绘制图案的位置时，将信号从控制部7传送给脉冲激光器的驱动电路，由此，象图11所示的那样，实现与光照射区域的形状相对应的多个矩形的图案91的绘制。另外，与第1实施例相同，在绘制条带状的图案时，一边移动台32，一边连续地反复进行脉冲激光器的脉冲光的射出。
此外，也可准备沿与扫描方向相垂直的方向较长的条带状的掩模，而代替第1掩模53和第2掩模54，与台32的移动同步，使脉冲激光器在瞬间启动，由此，在基板9上的感光材料上，可绘制与扫描方向相垂直的方向延伸的条带状的图案。其结果是，在台32反复地沿X方向的移动(以及头部5的Y方向的移动)的同时，进行沿扫描方向(X方向)延伸的条带状的多个图案的绘制、矩形图案绘制、以及沿与扫描方向相垂直的方向(Y方向)延伸的条带状的多个图案的绘制，由此，可在感光材料上绘制多种图案。比如，可绘制图12所示的复杂的形状的黑色矩阵92。
象上述那样，在第3实施例的图案绘制装置中，由于设置高速地启动/停止光的照射的光源，与台32的移动同步而对光源进行控制，故可高速地绘制各种规则的图案。另外，与第1实施例相同，由于可采用2个掩模，容易地并且高精度地改变多个光照射区域的宽度和间距，故即使在改变应绘制图案的宽度和间距的情况下，仍可容易应对。
在第1～第3实施例中，给出在滤色片的制造时进行的图案绘制的实例，但是，在本发明的图案绘制装置中，由于可高速地绘制条带或规则的各种图案，故还适合于要求这样的图案的绘制的各种平板显示装置的制造的其它的各种工序。
以上对本发明的实施例进行了描述，但是，本发明不限于上述实施例，可实现各种变更。
比如，第1掩模和第2掩模的第1开口和第2开口的宽度和长度不限于图4和图10中给出的实例，可以第2开口较大，也可以第1和第2开口相等。另外，各掩模的开口形状不限于矩形，只要是沿光照射区域的扫描方向的边缘相互平行的开口，则可适当地绘制条带状的图案。另外，对应于所绘制的图案，掩模组开口的宽度和间距也可不是一定的。
图13为表示图案绘制装置1中所采用的掩模的另一优选实例的视图。第1掩模53b和第2掩模54b为梳状，使相当于在图13所示的Y方向(与扫描方向相垂直的方向)上排列形成的梳齿的间距的光照射区域重合，由此，也可形成由平行斜线表示的掩模组开口520b。
此外，象图14所示的那样，第1掩模53c(在图中由粗线示出)和第2掩模54c，也可是排列有多个矩形的板，该多个矩形的板设置有成为光照射区域的间距，沿Y方向排列。另外，在第1掩模53c的间距与第2掩模54c的间距重合的掩模组开口520c(由图14中的平行斜线表示)沿X方向过长的情况下，从光射出部51射出的光为光束截面沿Y方向较长的线状光。
第1掩模可相对第2掩模移动，也可代替第1掩模，而第2掩模移动，还可以是两个掩模均移动。此外，第1掩模和第2掩模的相对移动也可将照相机4获得的图象反映到监视器中，而由作业者以手动方式进行。
照相机4不必一定设置于支承板34上，其也可固定于台组件3的外部上，而头部5移动到照相机4的上方。另外，光照射区域的拍摄也可不将光直接照射到CCD等的拍摄器件上，而通过间接地对规定的照射范围进行拍摄的方式进行。另外，光照射区域的宽度、间距的检测也可通过沿与扫描方向相垂直的方向排列的1维的感光器件排列而进行。
输入到输入部8中的设定值只要实质上表现光照射区域的宽度和间距即可，还可输入比如宽度或者间距、宽度相对间距的比。或者，也可通过输入基板9的形式，通过控制部7，指定宽度和间距。
在第1实施例中，通过将台32旋转90°，可绘制格子状的图案，但是，也可设置2组头部5，沿相互垂直的方向，绘制条带状的图案。在此情况下，无需台旋转机构33。
在上述实施例中，提到负片型的感光材料，但是，也可采用在显影处理时，去除曝光部分的正片(ポジ)型的感光材料。此外，感光材料也可为不进行显影工序的其它的种类。
此外，象已描述的那样，本发明的图案绘制装置特别适合于平板显示装置(液晶显示装置、等离子显示装置、有机EL显示器等)的各种面板的制造，但是其也适合半导体基板、印刷电路基板、或光掩模用的玻璃基板等的规则的细微的图案的绘制。
上面对本发明进行了具体描述，但是，已进行的描述为实例性的，其不是限定性的。因此只要不脱离本发明的范围，可实现多种变形和形式。
权利要求
1.一种图案绘制装置，该图案绘制装置是在基板上的感光材料上绘制图案，其特征在于，包括光源；保持部，保持导入来自上述光源的光的基板；第1掩模，设置于来自上述光源的光的光路上，上述光通过的多个第1光通过区域在规定方向上排列；第2掩模，与上述第1掩模光学性地重合，形成分别与上述多个第1光通过区域相对应的多个第2光通过区域；掩模移动机构，沿上述规定方向，使上述第1掩模相对于上述第2掩模相对移动；照射区域移动机构，使顺序通过上述多个第1光通过区域和上述多个第2光通过区域的光所照射的感光材料上的多个光照射区域，沿与上述多个光照射区域的排列方向相垂直的扫描方向，相对于上述感光材料相对移动。
2.根据权利要求1所述的图案绘制装置，其特征在于，上述多个光照射区域的上述规定方向的宽度相同，并且上述多个光照射区域的间距是一定的。
3.根据权利要求2所述的图案绘制装置，其特征在于，还包括有检测部，检测上述多个光照射区域的各自的上述规定方向的宽度。
4.根据权利要求3所述的图案绘制装置，其特征在于，还包括驱动部，驱动上述掩模移动机构；掩模移动控制部，根据上述检测部的检测结果，对上述驱动部进行控制。
5.根据权利要求2所述的图案绘制装置，其特征在于，还包括有光学系统，设置于上述第2掩模和上述保持部之间，使上述第2掩模和上述感光材料光学性地实现共轭。
6.根据权利要求5所述的图案绘制装置，其特征在于，上述光学系统包括倍率改变机构，放大或缩小上述多个光照射区域。
7.根据权利要求6所述的图案绘制装置，其特征在于，还包括检测部，检测上述多个光照射区域的间隔。
8.根据权利要求7所述的图案绘制装置，其特征在于，还包括驱动部，驱动上述倍率改变机构；倍率控制部，根据上述检测部的检测结果，对上述驱动部进行控制。
9.根据权利要求6所述的图案绘制装置，其特征在于，还包括有改变上述保持部与上述倍率改变机构之间的距离的机构。
10.根据权利要求1所述的图案绘制装置，其特征在于，还包括有更换机构，将上述第1掩模和上述第2掩模中的至少1个更换为其它的掩模。
11.根据权利要求1所述的图案绘制装置，其特征在于，还包括有更换机构，将上述第1掩模和第2掩模更换为另外一个第1掩模和另外一个第2掩模。
12.根据权利要求1所述的图案绘制装置，其特征在于，还包括有光照射控制部，与上述多个光照射区域的移动同步，而控制对感光材料进行的光的照射的启动/停止。
13.根据权利要求1所述的图案绘制装置，其特征在于，还包括有下述这样的机构，即以与保持于上述保持部上的基板上的面垂直的轴为中心，使上述保持部旋转，相对于感光材料而使上述扫描方向相对改变。
全文摘要
一种图案绘制装置(1)，具有保持基板(9)的台(32)；将台(32)移动的台移动机构(2)；向基板(9)射出光的光射出部(51)；掩模部(52)，该掩模部(52)具有形成多个开口的第1掩模(53)和第2掩模(54)；光学组件(58)，该光学组件(58)对照射有通过掩模部(52)的光的基板(9)上的光照射区域进行放大、缩小。在该图案绘制装置(1)中，通过改变第1掩模(53)和第2掩模(54)的开口的重合部分、以及光学组件(58)的倍率，可容易改变所绘制的图案的宽度和间距，可以较高分辨率在基板(9)上的感光材料上高速地绘制条带状的图案。
文档编号H01L21/027GK1573555SQ200410031310
公开日2005年2月2日 申请日期2004年3月26日 优先权日2003年5月22日
发明者小八木康幸 申请人:大日本网目版制造株式会社