JP2005221596A - パターン描画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上の感光材料にパターンを描画するパターン描画装置において、パターンの端部における累積光量をパターン上の他の部位と等しくする。
【解決手段】パターン描画装置１は、基板９を保持するステージユニット３、ステージユニット３をＸ方向に移動するステージ移動機構２、水銀灯５１２、シャッタ開口を有するシャッタ、複数のマスクセット開口を有するマスクセット、シャッタをＸ方向に移動するＸ方向移動機構を備え、シャッタ開口およびマスクセット開口を通過した光が導かれる光照射領域が走査されてパターンが描画される。パターン描画装置１では、パターンの描画開始点近傍および描画終了点近傍において、ステージユニット３の移動速度と等しい移動速度でシャッタがＸ方向に移動されて光照射領域の長さが変更され、パターンの端部における累積光量が調整されてパターン上の他の部位における累積光量と等しくされる。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板上の感光材料に光を照射することによりパターンを描画する技術に関する。

従来より、半導体基板やプリント基板、あるいは、プラズマ表示装置、液晶表示装置、フォトマスク用のガラス基板等（以下、「基板」という。）に形成された感光材料に光を照射することによりパターンを描画する方法として、プロキシミティ露光方式やステップ露光方式等のように感光材料にマスクパターンを転写する手法が知られている。このようなマスクパターンを転写する描画方式では、描画するパターンのピッチや幅の変更に柔軟に対応することが困難である。

一方、マスクを使用しない描画方法として、特許文献１に開示されているように、変調される光ビームを感光材料上で走査させながら照射し、パターンを直接描画する方式（以下、「直描方式」という。）も提案されており、直描方式によればパターンのピッチや幅の変更に柔軟に対応することができる。
特開平５−１５０１７５号公報

ところで、光ビームを走査させてパターンを描画する直描方式では、描画の開始点および終了点において光ビームの照射のＯＮ／ＯＦＦが行われる。このとき、光ビームを走査しながら単に光源をＯＮ／ＯＦＦするのみでは、パターンの端部における累積光量がパターンの最端部に向かって漸次減少する分布となり、パターンの端部において輪郭がぼやける等、描画精度が低下する恐れがある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、パターンの端部における累積光量をパターン上の他の部位と等しくすることを目的としている。

請求項１に記載の発明は、基板上の感光材料にパターンを描画するパターン描画装置であって、光源と、前記光源からの光が導かれる基板を保持する保持部と、前記光源からの光を部分的に遮ることにより、前記基板上の感光材料上において、第１の方向に配列された複数の照射領域へと光を導く遮光機構と、前記第１の方向に垂直な第２の方向へと前記複数の照射領域を前記感光材料に対して一定の移動速度で相対的に移動する照射領域移動機構と、前記遮光機構を制御することにより、前記感光材料上の描画開始点近傍において、各照射領域の前記第２の方向における端部を前記描画開始点に一致させつつ前記各照射領域の前記第２の方向の長さを前記移動速度で増大し、描画終了点近傍において、各照射領域の前記第２の方向における端部を前記描画終了点に一致させつつ前記各照射領域の前記第２の方向の長さを前記移動速度で縮小する遮光機構制御部とを備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のパターン描画装置であって、前記複数の照射領域のそれぞれが前記第１の方向および前記第２の方向に平行な辺を有する略矩形である。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のパターン描画装置であって、前記遮光機構が、シャッタと、複数の光通過領域が形成されたマスクと、前記マスクに対して前記シャッタを相対的に移動することにより、前記複数の照射領域のそれぞれの前記第２の方向の長さを変更する機構とを備える。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のパターン描画装置であって、前記遮光機構が、前記シャッタを前記マスクに対して前記第１の方向に対応する方向に相対的に移動する機構をさらに備える。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のパターン描画装置であって、前記シャッタが、前記マスクの前記複数の光通過領域へと光を導くことができる大きさの開口領域と、前記開口領域の前記第１の方向および前記第２の方向に対応する方向に隣接し、それぞれが前記複数の光通過領域への光を遮蔽することができる大きさの２つの遮光領域と、前記２つの遮光領域に隣接し、前記複数の光通過領域へと光を導くことができる大きさのもう１つの開口領域とを備える。

請求項６に記載の発明は、請求項３ないし５のいずれかに記載のパターン描画装置であって、描画途上の各照射領域の長さが最大となる状態において、前記各照射領域の前記第２の方向における一の端部が前記シャッタにより形成される。

請求項７に記載の発明は、請求項３ないし６のいずれかに記載のパターン描画装置であって、前記マスクの前記複数の光通過領域の前記第１の方向に対応する方向の幅が同一であり、かつ、前記複数の光通過領域の間隔が一定であり、前記遮光機構が、前記マスクを前記第１の方向に対応する方向に移動するマスク移動機構をさらに備える。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載のパターン描画装置であって、前記マスクが、前記複数の光通過領域の前記第１の方向に対応する方向に隣接して形成され、前記第１の方向に配列される間隔またはそれぞれの幅が前記複数の光通過領域と異なるもう１つの複数の光通過領域を備える。

請求項９に記載の発明は、請求項３ないし８のいずれかに記載のパターン描画装置であって、前記光源からの光を均一化するインテグレータをさらに備え、前記シャッタが、前記インテグレータの光出射面近傍に配置される。

請求項１０に記載の発明は、請求項４ないし７のいずれかに記載のパターン描画装置であって、前記光源またはもう１つの光源から光が導かれ、前記遮光機構に対する相対位置が固定されたもう１つの遮光機構をさらに備える。

本発明では、パターンの端部における累積光量をパターン上の他の部位と等しくすることができる。

請求項３の発明では、簡単な構成で複数の照射領域の第２の方向の長さを変更することができる。

請求項４の発明では、基板上の照射領域の個数を変更することができる。

請求項５の発明では、シャッタの第１の方向に対応する方向の幅を小さくすることができる。

請求項６の発明では、描画途上の複数の照射領域の第２の方向の長さを調整することができる。

請求項７の発明では、複数の照射領域の第１の方向の位置を容易に微調整することができる。

請求項８の発明では、パターンの第１の方向の幅またはピッチを大きく変更することができる。

請求項９の発明では、シャッタを容易に配置することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るパターン描画装置１の構成を示す図である。パターン描画装置１は、液晶表示装置用のガラス基板９（以下、単に「基板９」という。）に光を照射することにより、基板９上の感光材料（本実施の形態ではカラーレジスト）に複数のストライプ状のパターンを描画する装置である。パターンが描画された基板９は、後続の別工程を経て最終的には液晶表示装置の組立部品であるカラーフィルタとなる。

パターン描画装置１は、基板９を保持するステージユニット３、基台１１上に設けられてステージユニット３をＸ方向に移動するステージ移動機構２、ステージユニット３を跨ぐように基台１１に固定されるフレーム１２、および、フレーム１２に取り付けられて基板９に光源からの光を導くヘッド部５を備える。

ステージ移動機構２は、モータ２１にボールねじ２２が接続され、さらに、ステージユニット３に固定されたナット２３がボールねじ２２に取り付けられた構造とされる。ボールねじ２２の上方にはガイドレール２４が固定され、モータ２１が回転すると、ナット２３と共にステージユニット３がガイドレール２４に沿ってＸ方向に滑らかに移動する。

ステージユニット３の（＋Ｘ）側には、ステージユニット３のＸ方向における位置を計測する位置計測部２５が設けられる。位置計測部２５は、レーザ光源、リニア干渉系およびレシーバ、並びに、ステージユニット３の（＋Ｘ）側の側面に設けられるステージミラー２５１を備える。位置計測部２５では、レーザ光源から出射された光ビームがリニア干渉系を介してステージミラー２５１に入射し、その反射光がリニア干渉系にて元の光ビームと干渉してレシーバにより受光され、レシーバからの出力に基づいてステージユニット３（に保持される基板９）の位置が精度良く求められる。

ステージユニット３は、基板９を直接保持するステージ３２、基板９の主面に垂直な軸を中心にステージ３２を回動するステージ回動機構３３、ステージ３２を回動可能に支持する支持プレート３４、図１中のＺ方向に支持プレート３４を移動するステージ昇降機構３５、および、ステージ昇降機構３５を保持するベースプレート３６を備え、ベースプレート３６には上記のナット２３が直接固定される。支持プレート３４上のステージ３２の（＋Ｘ）側には、ヘッド部５から照射される光を２次元配列された受光素子群である撮像デバイスにて受光するカメラ４が設けられる。なお、カメラ４の撮像面は基板９上の感光材料の表面と同じ高さに予め調整されている。

ヘッド部５は、ヘッド部５を支持するヘッド支持部５０、ヘッド部５を図１中のＹ方向（すなわち、ヘッド部５のステージユニット３に対する相対移動方向に直交する方向）に移動するヘッド部移動機構５０１、基板９に向けて光を出射する光出射部５１、光出射部５１から入射した光を均一化して出射するインテグレータ５１３、インテグレータ５１３の（−Ｚ）側の端面（以下、「光出射面」という。）５１３１近傍に配置される開口が形成されたシャッタ機構５５、光の発散を抑制する等倍光学系である第１光学ユニット５６、複数の光通過領域である開口がＹ方向に配列して形成された２枚のマスク（以下、光出射部５１に近い側から第１マスク５３、第２マスク５４と呼ぶ。）を有するマスク部５２、第２光学ユニット５７、および、第２光学ユニット５７から基板９に照射される光の照射領域を拡大または縮小する倍率変更機構である第３光学ユニット５８を備える。

ヘッド部移動機構５０１は、モータ５０２がボールねじ機構を駆動することによりヘッド部５をガイドレール５０３に沿ってＹ方向に移動する。光出射部５１は光ファイバ５１１を介して光源である水銀灯５１２に接続される。水銀灯５１２からの光は、光出射部５１から出射され、矩形の光出射面５１３１を有するインテグレータ５１３、シャッタ機構５５の開口、第１光学ユニット５６、インテグレータ５１３の光出射面５１３１と光学的にほぼ共役な位置に配置される第１マスク５３および第２マスク５４（以下、第１マスクと第２マスクとを２枚１組で指す場合、「マスクセット」という。）の複数の開口、並びに、第２光学ユニット５７を順に通過し、第３光学ユニット５８を介して基板９上の複数の光照射領域へと導かれる。第３光学ユニット５８は、第３光学ユニット５８による投影倍率を変更する光学ユニット駆動部５８１を備える。

ステージ移動機構２、位置計測部２５、ステージユニット３、カメラ４、ヘッド部移動機構５０１、シャッタ機構５５、マスク部５２および第３光学ユニット５８は制御部７に接続され、これらの構成が制御部７により制御されて、パターン描画装置１による基板９上へのパターンの描画が行われる。また、制御部７には入力部８が接続され、基板９上の複数の光照射領域のそれぞれのＹ方向の幅（すなわち、第１マスク５３の開口が配列される方向の幅であり、以下、単に「幅」という。）、および、複数の光照射領域の間隔（すなわち、各光照射領域の中心から隣接する光照射領域の中心までの距離であり、以下、「ピッチ」という。）等の設定値が操作者により入力部８を介して制御部７に入力される。

図２は、シャッタ機構５５を示す平面図である。シャッタ機構５５は、図１に示すインテグレータ５１３の光出射面５１３１とほぼ等しい大きさの開口領域であるシャッタ開口５５１を中央に有するシャッタ５５２、シャッタ５５２を保持するフレーム５５３、シャッタ５５２をＸ方向に移動するＸ方向移動機構５５４、および、シャッタ５５２をＹ方向に移動するＹ方向移動機構５５５を備える。

シャッタ５５２は、シャッタ開口５５１を除く部位に光を遮る加工が施されたガラス板であり、Ｘ方向の長さおよびＹ方向の幅はそれぞれ、シャッタ開口５５１の長さおよび幅の３倍以上とされる。すなわち、シャッタ５５２では、シャッタ開口５５１の（＋Ｘ）側および（−Ｘ）側、並びに、（＋Ｙ）側および（−Ｙ）側に、シャッタ５５２上における光の照射領域以上の大きさの遮光領域が隣接して設けられる。なお、シャッタ５５２は、開口を有する金属板等であってもよく、また、シャッタ開口５５１は、シャッタ５５２上における光の照射領域よりある程度大きくても小さくてもよい。

Ｘ方向移動機構５５４は、モータ５５４１およびボールねじ機構５５４２を備え、制御部７の制御によりモータ５５４１がボールねじ機構５５４２を駆動することによりシャッタ５５２がフレーム５５３に沿ってＸ方向に移動する。Ｙ方向移動機構５５５も同様にモータ５５５１およびボールねじ機構５５５２を備え、制御部７の制御によりモータ５５５１がボールねじ機構５５５２を駆動することにより、シャッタ５５２がフレーム５５３と共にガイドレール５５５３に案内されてＹ方向に移動する。

図３は第１マスク５３を、図４は第２マスク５４をそれぞれ示す平面図である。第１マスク５３には、光が通過する複数の光通過領域である第１開口５３１が図３中のＹ方向に配列して形成される。第２マスク５４には、複数の第１開口５３１にそれぞれが対応する複数の光通過領域である第２開口５４１がＹ方向に配列して形成される。第１開口５３１および第２開口５４１はＸ方向（ステージユニット３の移動方向）およびＹ方向（第１開口５３１および第２開口５４１の配列方向）に平行な辺を有する矩形であり、開口のＸ方向の長さ（以下、単に「長さ」という。）およびＹ方向の幅（以下、単に「幅」という。）は、第２開口５４１に比べて第１開口５３１の方が大きい。また、複数の第１開口５３１のそれぞれの幅は同一であり、かつ、ピッチ（すなわち、配列された複数の第１開口５３１の間隔であり、各第１開口５３１の中心から隣接する第１開口５３１の中心までの距離）も一定である。同様に、各第２開口５４１も幅およびピッチが等しく、第２開口５４１のピッチは第１開口５３１のピッチに等しい。

図５は、マスク部５２の構成を示す図である。マスク部５２は、第１マスク５３を保持する第１マスク保持部５３２、第２マスク５４を保持する第２マスク保持部５４２、図５中のＹ方向へと第１マスク５３を移動するマスクスライド機構５２１、および、マスクセット（第１マスク５３および第２マスク５４）をＹ方向に移動するマスクセット移動機構５２５を備える。なお、図５では第１マスク保持部５３２および第１開口５３１を太線にて示している。

第２マスク５４は、各第２開口５４１が対応する第１開口５３１と重なるように第１マスク５３に対して当接する。これにより、第１開口５３１と第２開口５４１とが重なり合って形成される光が通過する領域（図５中に平行斜線を付して示す領域であり、以下、「マスクセット開口」という。）５２０のそれぞれの幅は同一とされ、マスクセット開口５２０は第１開口５３１および第２開口５４１に等しい一定のピッチ（間隔）にて配列される。なお、第２マスク５４は第１マスク５３に対して必ずしも物理的に当接する必要はなく、光学的に重ね合わされるのみでよい。例えば、第１マスク５３と第２マスク５４とは、焦点深度を考慮した分（例えば、数μｍ程度）だけ離れていてもよく、光学的に共役な位置に個別に配置されてもよい。

マスクスライド機構５２１は、第１マスク保持部５３２を保持するスライド枠５２２、モータ５２３、および、モータ５２３に接続されたボールねじ機構５２４を備え、制御部７の制御によりモータ５２３がボールねじ機構５２４を駆動することにより第１マスク保持部５３２がスライド枠５２２に沿ってＹ方向に移動する。その結果、第１マスク保持部５３２に保持された第１マスク５３もＹ方向に移動し、第１開口５３１と第２開口５４１との重なる状態が変化してマスクセット開口５２０の幅が変化し、基板９上の光照射領域の幅も変化する。このとき、マスクセット開口５２０のピッチは変化しないため、マスクセット開口５２０の間の（光が通過しない領域の）幅に対するマスクセット開口５２０の幅の比のみが変化する。

図示を省略しているが、第１マスク保持部５３２と第２マスク保持部５４２との間には離合機構が設けられており、第１マスク保持部５３２が第２マスク保持部５４２に対して相対的に移動する間は、第２マスク保持部５４２がわずかに下降して第１マスク５３と第２マスク５４とが離間する。これにより、第１マスク５３の移動時に第１マスク５３と第２マスク５４との摩擦による損傷や発塵が防止される。

マスクセット移動機構５２５は、スライド枠５２２（に保持される第１マスク５３）および第２マスク保持部５４２（に保持される第２マスク５４）を一体的に保持するフレーム５２６、モータ５２７、並びに、ボールねじ機構５２８を備える。マスクセット移動機構５２５では、モータ５２７がボールねじ機構５２８を駆動することによりフレーム５２６がＹ方向に移動し、その結果、第１マスク５３および第２マスク５４が一体的にＹ方向（マスクセット開口５２０の配列方向）に移動する。

ヘッド部５では、水銀灯５１２（図１参照）からの光が、シャッタ開口５５１（図２参照）を通過（透過）してマスクセット上のマスクセット開口５２０を含む領域に導かれ、マスクセット開口５２０を通過して基板９上の感光材料へと導かれ、図６に示すように、マスクセット開口５２０に対応する複数の光照射領域９０に照射される。図６では、基板９の感光材料上に形成される複数の光照射領域９０の一部を示している。複数の光照射領域９０のそれぞれは、Ｙ方向（光照射領域９０の配列方向）およびＸ方向（光照射領域９０の配列方向に垂直な方向）に平行な辺を有する矩形（略矩形であればよい。）であり、幅およびピッチは一定とされる。

光照射領域９０の幅およびピッチは、第３光学ユニット５８により拡大および縮小可能とされる。例えば、制御部７が光学ユニット駆動部５８１を制御して第３光学ユニット５８の倍率が増加すると、図６中に実線にて示す状態から二点鎖線にて示す状態へと光照射領域９０が変化する。

ヘッド部５では、図２に示すシャッタ機構５５のシャッタ開口５５１以外の部位、または、図５に示すマスク部５２のマスクセット開口５２０以外の部位に照射された光は、シャッタ５５２またはマスクセットにより遮られ、基板９には照射されない。すなわち、シャッタ機構５５およびマスク部５２は、水銀灯５１２からの光を部分的に遮ることにより、基板９上の感光材料上においてＹ方向に配列された複数の光照射領域９０へと光を導く遮光機構として機能する。

シャッタ機構５５およびマスク部５２では、Ｘ方向移動機構５５４によりシャッタ５５２がマスクセットに対してＸ方向に相対的に移動することにより、シャッタ開口５５１に対応するマスクセット上の領域がマスクセット開口５２０に対してＸ方向に移動する。その結果、マスクセット開口５２０を通過する光のＸ方向の長さが変更され、複数の光照射領域９０のそれぞれのＸ方向の長さが変更される。Ｘ方向移動機構５５４によりシャッタ開口５５１が光路上から退避すると、インテグレータ５１３から出射される光は全てシャッタ５５２により遮られ、基板９上には導かれなくなる。以下、水銀灯５１２からの光が全てシャッタ５５２により遮られ基板９上に照射されない状態を、「シャッタ５５２が閉じられた状態」といい、シャッタ開口５５１を通過した光が基板９上に照射される状態を、「シャッタ５５２が開かれた状態」という。

また、Ｙ方向移動機構５５５によりシャッタ５５２がマスクセットに対してＹ方向（マスクセット開口５２０の配列方向）に相対的に移動することにより、シャッタ開口５５１に対応するマスクセット上の領域がマスクセット開口５２０の配列に対してＹ方向に移動する。これにより、マスクセット上において光が照射される領域に含まれるマスクセット開口５２０の個数が変更され、基板９上の光照射領域９０の個数が変更される。なお、シャッタ５５２はシャッタ開口５５１（シャッタ５５２上の照射領域）のＹ方向の開口幅のおよそ３倍の幅を有し、（＋Ｙ）方向および（−Ｙ）方向にそれぞれシャッタ開口５５１の開口幅だけ移動することから、シャッタ５５２の移動にはおよそシャッタ開口５５１の開口幅の５倍の範囲が必要となる。

さらに、マスクセット移動機構５２５がマスクセット開口５２０をＹ方向に移動することにより、複数の光照射領域９０のＹ方向の位置をヘッド部５全体を移動することなく容易に微調整することができる。なお、基板９上の光照射領域９０の個数変更は、シャッタ５５２を固定してマスクセット移動機構５２５がマスクセットをＹ方向に移動することにより、あるいは、シャッタ５５２およびマスクセットの双方をＹ方向に移動することにより行われてもよい。

ヘッド部５では、マスクセット開口５２０と基板９上の光照射領域９０とは、Ｘ方向に関して正立の関係にあり、Ｙ方向に関して倒立の関係にあるため、例えば、光照射領域９０を（＋Ｙ）方向に移動する場合には、マスクセット開口５２０を（−Ｙ）方向に移動する必要がある。すなわち、シャッタ機構５５およびマスク部５２では、光照射領域９０の配列方向であるＹ方向に対応する方向は同じくＹ方向であるが、向きが逆転している。また、光照射領域９０の配列方向に垂直な方向であるＸ方向に対応する方向は、正負の向きも等しいＸ方向である。

図７は、制御部７の構成、および、制御に関する情報の流れを示すブロック図である。制御部７中の各種構成は機能を示しており、実際にはプログラムに従って演算処理を行うＣＰＵ、メモリ、専用の演算回路、インタフェース等により実現される。制御部７は主たる構成として、光照射領域９０の幅およびピッチを制御する照射領域制御部７１、基板９上の感光材料に対する光照射領域９０の走査を制御する走査制御部７２、並びに、各種情報を記憶する記憶部７３を備える。

照射領域制御部７１は、カメラ４からの画像信号に基づいて複数の光照射領域９０のそれぞれの幅を検出する幅検出部７１１、および、ピッチを検出するピッチ検出部７１２、並びに、光照射領域９０の幅を制御する幅制御部７１３、および、ピッチを制御するピッチ制御部７１４を備える。

照射領域制御部７１には、ステージ移動機構２、シャッタ機構５５、マスクスライド機構５２１、ステージ昇降機構３５、光学ユニット駆動部５８１、カメラ４および入力部８が接続され、カメラ４および入力部８からの情報、並びに、記憶部７３に記憶される情報に基づいて照射領域制御部７１がこれらの構成を制御することにより光照射領域９０の幅およびピッチが調整される。

走査制御部７２には、ステージ移動機構２、シャッタ機構５５、ステージ回動機構３３、ヘッド部移動機構５０１、マスクセット移動機構５２５、カメラ４および位置計測部２５が接続され、カメラ４および位置計測部２５からの情報、並びに、記憶部７３に記憶される情報に基づいて走査制御部７２がこれらの構成を制御することにより、感光材料に対する光の照射および光照射領域９０の走査が行われる。

記憶部７３には、第３光学ユニット５８の倍率と合焦位置との対応関係を示すフォーカステーブル７３１、入力部８から入力された光照射領域９０の幅の設定値（以下、「設定幅」という。）７３２、ピッチの設定値（以下、「設定ピッチ」という。）７３３、並びに、描画されるパターンの本数、描画開始位置および描画終了位置等の描画に係るデータ（以下、「描画データ」という。）７３４等が記憶される。

図８は、パターン描画装置１による感光材料へのパターンの描画動作の流れを示す図である。まず、設定幅７３２および設定ピッチ７３３が操作者により入力部８から入力されて受け付けられ、記憶部７３に記憶される（ステップＳ１１）。続いて、制御部７の制御により、光照射領域９０の幅およびピッチが設定幅７３２および設定ピッチ７３３に等しくなるように調整される（ステップＳ１２）。

具体的には、まず、照射領域制御部７１に制御されるカメラ４により複数の光照射領域９０が撮像され、ピッチ検出部７１２における演算処理により光照射領域９０のピッチが検出される。続いて、検出結果に基づいてピッチ制御部７１４により光学ユニット駆動部５８１が制御され、第３光学ユニット５８の倍率が変更されて光照射領域９０のピッチが設定ピッチ７３３と等しくされる。

次に、フォーカステーブル７３１等に基づいて制御されるステージ昇降機構３５によりステージ３２が昇降し、第３光学ユニット５８の合焦位置がカメラ４の撮像面（基板９上の感光材料の表面）に一致する。なお、第３光学ユニット５８のカメラ４側のテレセントリック性は倍率が変更されても維持されており、ステージ３２の昇降により光照射領域９０のピッチは変化しない。

ピッチ調整およびフォーカス調整が終了すると、幅検出部７１１により複数の光照射領域９０のそれぞれの幅が検出され、検出結果に基づいて幅制御部７１３によりマスクスライド機構５２１が制御されてマスクセット開口５２０の幅が変更される。その結果、光照射領域９０の幅が調整されて設定幅７３２と等しくされる。

光照射領域９０の幅およびピッチの調整が終了すると、走査制御部７２によりステージ移動機構２およびヘッド部移動機構５０１が制御され、光照射領域９０がステージユニット３上の基板９に対する所定の描画開始位置へと移動する（ステップＳ１３）。具体的には、走査制御部７２により、基板９上のアライメントマークを撮像したカメラ４からの画像データ、および、記憶部７３に記憶される描画データ７３４に基づいてヘッド部５に求められるＹ方向の移動量が算出され、位置計測部２５からのステージユニット３のＸ方向における位置データ、および、記憶部７３に記憶される描画データ７３４に基づいてステージユニット３に求められるＸ方向の移動量が算出される。その後、シャッタ５５２が閉じられ、算出された移動量に基づいてヘッド部５およびステージユニット３が移動する。このとき、Ｙ方向における移動距離が小さい場合には、ヘッド部移動機構５０１に代えてマスクセット移動機構５２５が駆動されてもよい。

ヘッド部５およびステージユニット３上の基板９が描画開始位置に位置すると、シャッタ機構５５によりシャッタ５５２が開かれて基板９の感光材料上の複数の光照射領域９０に光の照射が開始される。同時に、ステージ移動機構２により図１中の（＋Ｘ）方向へとステージユニット３の移動が開始され、基板９の感光材料上へのパターンの描画が開始される。このとき、制御部７によりシャッタ機構５５が制御されてシャッタ５５２の開放が調整され、基板９上のパターンの描画開始点近傍（すなわち、パターン端部）において照射される光の累積光量が調整される（ステップＳ１４）。シャッタ機構５５による累積光量の調整の詳細については後述する。

その後、ステージ移動機構２によりステージユニット３が（＋Ｘ）方向へと一定の移動速度で移動することにより、複数の光照射領域９０が（−Ｘ）方向（光照射領域９０の配列方向に垂直な方向）へと基板９上の感光材料に対して一定の移動速度で相対的に移動する。このように、Ｙ方向に配列された複数の光照射領域９０が基板９に対して走査されることにより、設定幅および設定ピッチを有するストライプ状の複数のパターンが基板９上の感光材料に描画される。

光照射領域９０の走査が所定の描画終了点近傍に到達すると、シャッタ機構５５により再び累積光量の調整（詳細は後述。）が行われつつシャッタ５５２が閉じられ、ステージユニット３の移動が停止してパターンの描画が終了する（ステップＳ１５）。このときの基板９およびステージユニット３の位置を図１中に二点鎖線にて示す。なお、パターンの描画開始点近傍および描画終了点近傍以外の描画途上においては、原則としてシャッタ５５２は完全に開いた状態とされる。

感光材料に対する１回目の走査が終了すると、基板９に対して同方向に伸びるストライプ状のパターンの描画が繰り返されるか否か（すなわち、次の走査の有無）が確認され（ステップＳ１６）、次の走査が有る場合にはステップＳ１３へと戻ってヘッド部５およびステージユニット３が次の描画開始位置へと移動し、描画開始点近傍および描画終了点近傍における累積光量の調整を伴うパターンの描画（ステップＳ１３〜Ｓ１５）が必要な回数だけ繰り返される。光照射領域９０の走査時のステージユニット３の移動は（＋Ｘ）方向と（−Ｘ）方向とに交互に行われ、２回目以降のステップＳ１３では、ヘッド部移動機構５０１がヘッド部５を所定の距離だけＹ方向へと移動するのみでヘッド部５が基板９に対する描画開始位置へと移動する。

基板９上の所定の描画領域にストライプ状のパターンが描画されるとパターン描画装置１による描画動作が終了する。なお、感光材料がカラーレジストである場合は、図８中のステップＳ１７は実行されない。

パターンが描画された基板９はパターン描画装置１から搬出され、別途現像されて基板９上に残存した感光材料はカラーフィルタのサブ画素とされる。この場合、感光材料は現像時に露光部分（すなわち、光が照射された部分）が残るネガ型のカラーレジストが一般的に用いられる。その後、カラーレジストの塗布、パターン描画装置１による描画、および、現像が繰り返され、基板９上にＲ（赤）、Ｇ（緑）、青（Ｂ）の３色のサブ画素が形成される。さらに、必要に応じて透明導電膜の形成等の工程を経て基板９が液晶表示装置に用いられるカラーフィルタとなる。

図８中のステップＳ１７は、格子状のパターンを基板９上に描画する際に実行される。具体例としては、パターン描画装置１がカラーフィルタのブラックマトリックスの描画に使用される際に実行される。

格子状のパターンが描画される場合、ステップＳ１１〜Ｓ１６により１方向のストライプ状のパターンの描画が完了すると、描画済みのパターンと直交する方向のパターンの描画の有無、すなわちステージ３２の回動の要否が確認され（ステップＳ１７）、制御部７によりステージ回動機構３３が駆動されて、ステージユニット３に保持された基板９の主面に垂直な軸を中心にステージ３２が９０°回動する（ステップＳ１８）。これにより、基板９上の感光材料に対して光照射領域９０の走査方向が相対的に９０°変更される。

走査方向変更後は、ステージユニット３を撮像位置へと移動して光照射領域９０の幅およびピッチを調整し（ステップＳ１２）、以下、ヘッド部５およびステージユニット３を描画開始位置へと移動してストライプ状のパターンを描画する動作が必要な回数だけ繰り返される（ステップＳ１３〜Ｓ１５）。以上のように、パターン描画装置１では、ステージ３２を回動することにより、基板９上の感光材料に格子状のパターンを描画することも可能とされている。

図９は、パターンの描画開始点近傍におけるシャッタ機構５５による累積光量の調整動作の流れを示す図である。図１０．Ａ〜図１０．Ｅは、累積光量の調整動作中のシャッタ５５２、マスクセット（第１マスク５３および第２マスク５４）および基板９、並びに、基板９の感光材料上の累積光量を示す図である。図１０．Ａ〜図１０．Ｅ中にて符号９００を付して示す細線はインテグレータ５１３（図１参照）からの光の輪郭を示し、符号９０１を付して示す点はパターンの描画開始点を示す。また、基板９上の各位置における累積光量は、図１０．Ｂ〜図１０．Ｅ中に平行斜線を付して示す領域の面積として模式的に示す。なお、図１０．Ａ〜図１０．Ｅでは、図示の便宜上、シャッタ５５２とマスクセット、並びに、マスクセットと基板９との間の各光学ユニットの図示を省略している。また、各光学ユニットは等倍光学系とみなしている。以下、図９、並びに、図１０．Ａ〜図１０．Ｅを参照しながら、パターンの描画開始点近傍におけるシャッタ機構５５による累積光量の調整について説明する。

図１０．Ａは、ステージ移動機構２により基板９が（＋Ｘ）方向に移動して描画開始位置に位置した状態（図８：ステップＳ１３）を示す。ヘッド部５では、インテグレータ５１３から出射された光の全てが、シャッタ５５２のシャッタ開口５５１の（＋Ｘ）側の遮光領域により遮られており、基板９には照射されない。このとき、光の輪郭９００の（−Ｘ）側の端部のＸ方向における位置は、シャッタ開口５５１の（＋Ｘ）側の端部、マスクセット開口５２０の（−Ｘ）側の端部、および、描画開始点９０１の位置と一致している。この状態から、Ｘ方向移動機構５５４によりシャッタ５５２が基板９と等しい移動速度で同じ方向（（＋Ｘ）方向）へと移動を開始することにより、パターンの描画が開始される（ステップＳ１４１）。

図１０．Ｂは、パターンの描画開始からシャッタ５５２および基板９がシャッタ開口５５１の長さの１／３（以下の説明ではこの長さをシャッタ５５２および基板９の移動の単位とみなし、「単位長さ」という。実際の単位長さはシャッタ開口５５１の長さに対して十分に小さい。）だけ（＋Ｘ）方向に移動した状態を示す。シャッタ５５２と基板９とは等しい移動速度で同じ方向に移動しているため、シャッタ開口５５１の（＋Ｘ）側の端部、および、描画開始点９０１のＸ方向における位置は一致している。ヘッド部５では、シャッタ開口５５１の一部（シャッタ開口５５１の（＋Ｘ）側の端部から単位長さの範囲に含まれる領域）がインテグレータ５１３から出射された光の光路上に位置し、シャッタ開口５５１を通過した光が光照射領域９０、すなわち、基板９上の描画開始点９０１の（−Ｘ）側に位置する単位長さの領域９０２に導かれる。

図１０．Ｃは、図１０．Ｂに示す状態からシャッタ５５２および基板９がさらに単位長さだけ（＋Ｘ）方向に移動した状態を示す。シャッタ開口５５１の（＋Ｘ）側の端部、および、描画開始点９０１のＸ方向における位置は一致している。また、シャッタ開口５５１の（＋Ｘ）側の端部から単位長さの２倍の長さの範囲に含まれる領域を通過した光が、領域９０２、および、領域９０２の（−Ｘ）側に位置する単位長さの領域９０３である光照射領域９０に導かれる。図１０．Ｃに示すように、領域９０２における累積光量は、領域９０３における累積光量の２倍となる。

図１０．Ｄは、図１０．Ｃに示す状態からシャッタ５５２および基板９がさらに単位長さだけ（＋Ｘ）方向に移動した状態を示す。このとき、シャッタ開口５５１の（＋Ｘ）側の端部、および、描画開始点９０１が、マスクセット開口５２０の（＋Ｘ）側の端部と重なる。また、シャッタ開口５５１の（−Ｘ）側の端部は、マスクセット開口５２０の（−Ｘ）側の端部と重なり、インテグレータ５１３から出射された光の全てがシャッタ開口５５１およびマスクセット開口５２０を通過し、領域９０２、領域９０３、および、領域９０３の（−Ｘ）側に位置する単位長さの領域９０４である光照射領域９０に導かれる。図１０．Ｄに示すように、領域９０２および領域９０３における累積光量は、領域９０４における累積光量のそれぞれ３倍および２倍となる。ヘッド部５では、この状態でシャッタ５５２の移動が停止される（ステップＳ１４２）。

図１０．Ｅは、図１０．Ｄに示す状態から基板９がさらに単位長さだけ（＋Ｘ）方向に移動した状態を示す。シャッタ５５２は上述のように停止しているため、描画開始点９０１はシャッタ開口５５１の（＋Ｘ）側の端部より単位長さだけ（＋Ｘ）側に位置している。また、インテグレータ５１３から出射された光の全てがシャッタ開口５５１およびマスクセット開口５２０を通過して基板９上の領域９０３、領域９０４、および、領域９０４の（−Ｘ）側に位置する単位長さの領域９０５である光照射領域９０に導かれる。図１０．Ｅに示すように、領域９０３および領域９０４における累積光量は、領域９０５における累積光量のそれぞれ３倍および２倍となる。また、領域９０２は光照射領域９０から外れているため、領域９０２における累積光量は変化しない。その結果、領域９０２および領域９０３における累積光量が等しくなる。以下、基板９の（＋Ｘ）方向への移動が継続され、領域９０４、９０５、および、領域９０５よりも（−Ｘ）側の領域における累積光量が順次等しくなっていく。

なお、実際には単位長さは非常に微小であり、光照射領域９０における累積光量は（−Ｘ）側から（＋Ｘ）側に向かって漸次増大するほぼ直線的な分布となる。

以上のように、パターン描画装置１では、制御部７によりシャッタ機構５５が制御されることにより、基板９の感光材料上の描画開始点９０１近傍において、光照射領域９０のＸ方向（光照射領域９０が走査される方向）における（＋Ｘ）側の端部を描画開始点９０１に一致させつつ光照射領域９０のＸ方向の長さが基板９（ステージユニット３）の移動速度と等しい速度で増大する。その結果、パターンの描画開始点９０１近傍における累積光量をパターン上の他の部位と等しくすることができる。

図１１は、パターンの描画終了点近傍におけるシャッタ機構５５による累積光量の調整動作の流れを示す図である。図１２．Ａ〜図１２．Ｄは、図１０．Ａ〜図１０．Ｅと同様に、累積光量の調整動作中のシャッタ５５２、マスクセットおよび基板９、並びに、基板９の感光材料上の累積光量を示す図である。図１２．Ａ〜図１２．Ｄ中にて符号９０６を付して示す点はパターンの描画終了点を示し、その他の同様の構成は同符号を付して示す。以下、図１１、並びに、図１２．Ａ〜図１２．Ｄを参照しながら、パターンの描画終了点近傍におけるシャッタ機構５５による累積光量の調整について説明する。

図１２．Ａは、ステージ移動機構２により基板９が（＋Ｘ）方向に移動して描画終了位置近傍に位置した状態、すなわち、描画終了点９０６のＸ方向における位置がシャッタ開口５５１の（−Ｘ）側の端部、および、マスクセット開口５２０の（−Ｘ）側の端部のＸ方向における位置と一致した状態を示す。ヘッド部５では、図１０．Ｅと同様に、インテグレータ５１３から出射された光の全てがシャッタ開口５５１およびマスクセット開口５２０を通過し、光照射領域９０に導かれる。図１２．Ａに示すように、光照射領域９０を描画終了点９０６に近い側（（−Ｘ）側）から単位長さ毎に分割した領域をそれぞれ、領域９０７〜領域９０９と呼ぶと、領域９０９における累積光量は領域９０９よりも（＋Ｘ）側の領域（既にパターンの描画が終了している領域）と等しく、また、領域９０９および領域９０８における累積光量は、領域９０７における累積光量のそれぞれ３倍および２倍となる。この状態から、Ｘ方向移動機構５５４によりシャッタ５５２が基板９（ステージユニット３）と等しい移動速度で同じ方向（（＋Ｘ）方向）へと移動を開始することにより、描画終了点９０６近傍における累積光量の調整が開始される（ステップＳ１５１）。

図１２．Ｂは、図１２．Ａに示す状態からシャッタ５５２および基板９が単位長さだけ（＋Ｘ）方向に移動した状態を示す。シャッタ５５２と基板９とは等しい移動速度で同じ方向に移動しているため、シャッタ開口５５１の（−Ｘ）側の端部、および、描画終了点９０６のＸ方向における位置は一致している。ヘッド部５では、シャッタ開口５５１の（−Ｘ）側の端部から単位長さの２倍の長さの範囲に含まれる領域を通過した光が、領域９０７および領域９０８である光照射領域９０に導かれる。図１２．Ｂに示すように、領域９０８における累積光量は領域９０９および領域９０９よりも（＋Ｘ）側の領域（既にパターンの描画が終了している領域）と等しく、また、領域９０７における累積光量の１．５倍となる。

図１２．Ｃは、図１２．Ｂに示す状態からシャッタ５５２および基板９がさらに単位長さだけ（＋Ｘ）方向に移動した状態を示す。シャッタ開口５５１の（−Ｘ）側の端部、および、描画終了点９０６のＸ方向における位置は一致しており、シャッタ開口５５１の（−Ｘ）側の端部から単位長さの範囲に含まれる領域を通過した光が領域９０７である光照射領域９０に導かれる。図１２．Ｃに示すように、領域９０７における累積光量は領域９０８および領域９０８よりも（＋Ｘ）側の領域と等しくなる。

図１２．Ｄは、図１２．Ｃに示す状態からシャッタ５５２および基板９がさらに単位長さだけ（＋Ｘ）方向に移動した状態を示す。シャッタ開口５５１の（−Ｘ）側の端部、および、描画終了点９０６のＸ方向における位置は一致した状態でマスクセット開口５２０の（＋Ｘ）側の端部に重なり、インテグレータ５１３から出射された光の全ては、シャッタ５５２のシャッタ開口５５１の（−Ｘ）側の遮光領域により遮られて基板９には照射されない。この状態でシャッタ５５２の移動が停止されてパターンの描画が終了する（ステップＳ１５２）。なお、既述のように、実際には単位長さは非常に微小である。

以上のように、パターン描画装置１では、制御部７によりシャッタ機構５５が制御されることにより、基板９の感光材料上の描画終了点９０６近傍において、光照射領域９０のＸ方向（光照射領域９０が走査される方向）における（−Ｘ）側の端部を描画終了点９０６に一致させつつ光照射領域９０のＸ方向の長さがステージユニット３の移動速度と等しい速度で縮小する。その結果、パターンの描画終了点９０６近傍における累積光量をパターン上の他の部位と等しくすることができる。

以上、第１の実施の形態に係るパターン描画装置１について説明してきたが、パターン描画装置１では、従来の光ビームのスポットよりも面積が大きい複数の光照射領域９０に光を照射して走査するため、ストライプ状（または、格子状）のパターンを高速に描画することができる。そして、パターンの端部における累積光量を調整してパターン上の他の部位と等しくすることにより、パターンの端部における描画精度を他の部位の描画精度と同じ程度まで向上することができる。また、シャッタ機構５５およびマスク部５２により、簡単な構成で複数の光照射領域９０の長さを変更し、パターンの端部における累積光量を調整することができる。

なお、上記の説明では、描画途上の光照射領域９０の長さが最大となる状態（図１０．Ｅ参照）において、各光照射領域９０の（＋Ｘ）側および（−Ｘ）側の端部とマスクセット開口５２０の（＋Ｘ）側および（−Ｘ）側の端部とがそれぞれ一致している（すなわち、シャッタ５５２が完全に開かれている）が、例えば、図１３に示すようにシャッタ５５２を完全には開かずに、シャッタ開口５５１の（−Ｘ）側の端部と一致している光照射領域９０の（−Ｘ）側の端部が、マスクセット開口５２０の（−Ｘ）側の端部よりも（＋Ｘ）側に位置してもよい。すなわち、各光照射領域９０のＸ方向における一の端部がシャッタ５５２により形成されてもよい。このように、パターン描画装置１では、光照射領域９０の走査時にシャッタ５５２により描画途上の各光照射領域９０の長さを調整し、基板９に照射される光量（すなわち、各位置の累積光量）を微調整することができる。この場合、描画開始点近傍における累積光量の調整と描画終了点近傍における累積光量の調整との間のいずれかの時点で、シャッタ５５２が完全に開く瞬間が存在する。しかし、その期間は極短く、基板９に照射される光量の変化は極僅かであるため、パターンの描画精度に実質的な影響はない。

なお、描画途上における光照射領域９０の長さは、第１マスク５３をＸ方向へと第２マスク５４に対して相対的に移動してマスクセット開口５２０の長さを予め変更しておくことによっても調整することができる。この場合、マスク部５２に、第１マスク５３をＸ方向へと移動する機構が設けられてもよい。

パターン描画装置１では、シャッタ機構５５がインテグレータ５１３の光出射面５１３１近傍に配置されているため、複数の光学ユニットおよびマスク部５２との干渉を避けてシャッタ５５２を容易に配置することができる。また、第１マスク５３と第２マスク５４とにより形成されるマスクセット開口５２０の幅を変更し、第３光学ユニット５８により光照射領域９０を拡大または縮小することにより、描画されるパターンの幅およびピッチを容易に変更することができる。

図１４は、基板９に描画されるパターン９１の一例を示す図であり、基板９上の複数（本実施の形態では４つ）の描画領域９１０のそれぞれにパターン９１の描画（いわゆる、「面付け」）が行われる。図１４では、７個のマスクセット開口５２０（図５参照）からの光が導かれる７個の光照射領域９０の（＋Ｘ）側から（−Ｘ）側への１回の走査により、右上（（＋Ｘ）側、かつ、（−Ｙ）側）の描画領域９１０に７本のパターン９１が描画された直後の状態を示すが、実際には描画領域９１０中に描画されるパターンおよびマスクセット開口５２０の数は非常に多い。図１４中では、描画済みのパターン９１を実線にて示し、描画予定のパターン９１を二点鎖線にて示す。

既述のように、パターン描画装置１では、基板９上における光照射領域９０の走査（ステージユニット３の移動）を行いつつシャッタ５５２をＸ方向に移動することにより、パターン９１の端部における累積光量の調整が行われる。したがって、図１４に示す描画済みのパターン９１に続いて右下の描画領域９１０への描画が行われる場合には、右上の描画領域９１０のパターン９１の描画終了点において、ステージユニット３の移動を停止することなく、累積光量の調整を行いつつ描画を終了し、そのままステージユニット３の移動を継続して右下の描画領域９１０に移動することができる。さらに、右下の描画領域９１０のパターン９１の描画開始点においても、ステージユニット３の移動を停止することなく、累積光量の調整を行いつつ描画を開始することができる。その結果、効率的に面付けを行うことができる。

なお、パターン描画装置１では、右上の描画領域９１０の描画終了点から右下の描画領域９１０の描画開始点までヘッド部５が基板９に対して相対的に移動する間に、シャッタ５５２を元の位置（すなわち、図１０．Ａに示すように、描画開始点における累積光量の調整を開始することができる位置）に戻す必要がある。シャッタ５５２が戻される際にはシャッタ５５２は一旦開くことになるが、この動作は基板９上の感光材料に影響を与えない程度に高速に行われる。

また、パターン描画装置１では、Ｙ方向移動機構５５５によりシャッタ５５２をＹ方向に移動することにより、基板９上の光照射領域９０の個数を変更することができる。したがって、右上の描画領域９１０において、描画済みのパターン９１に続いて、その（＋Ｙ）側に描画される予定の３本のパターン９１が描画される場合に、ヘッド部移動機構５０１によりヘッド部５を（＋Ｙ）方向に移動し、光照射領域９０の個数を３個に変更して容易に描画を行うことができる。さらには、ヘッド部５の移動終了後であっても、マスクセット移動機構５２５によりマスクセットをＹ方向に移動し、基板９上における光照射領域９０のＹ方向の位置を微調整することにより、描画済みの７本のパターン９１と次に描画される予定の３本のパターン９１との間の距離を微調整し、右上の描画領域９１０に描画される１０本のパターン９１のピッチを精度良く均一化することができる。

すなわち、パターン描画装置１では、描画されるパターン９１の本数がマスクセット開口５２０の個数、あるいは、その倍数に等しくない場合であっても、光照射領域９０の個数を変更することにより容易にパターン９１を描画することができる。また、１回の走査により描画されるパターン９１と隣接して描画されるパターン９１との位置関係を精度良く合わせることができる。

パターン描画装置１では、走査方向（Ｘ方向）に伸びるストライプ状の複数のパターンの描画、および、走査方向に垂直な方向（Ｙ方向）に伸びるストライプ状の複数のパターンの描画を、パターンの端部における累積光量を調整しつつ行うことにより、感光材料上に高精細、かつ、多様なパターンを描画することが可能となる。例えば、図１５に示す複雑な形状のブラックマトリクス９２の描画も可能となる。

図１６．Ａおよび図１６．Ｂは、第２の実施の形態に係るパターン描画装置のシャッタ５５２ａを示す図である。第２の実施の形態に係るパターン描画装置では、図２に示すシャッタ機構５５のシャッタ５５２に代えて、２つのシャッタ開口５５１ａを有するシャッタ５５２ａが設けられる。その他の構成は、図１に示すパターン描画装置１と同様であり、以下の説明において同符号を付す。なお、図１６．Ａおよび図１６．Ｂ中において平行斜線を付して示す領域は、インテグレータ５１３の光出射面５１３１から出射された光のシャッタ５５２ａ上における照射領域５５２０である。また、図２に示すＸ方向移動機構５５４およびＹ方向移動機構５５５によるシャッタ５５２ａの移動後の位置を二点鎖線にて示す。

図１６．Ａに示すシャッタ５５２ａは、シャッタ５５２と同様に、光を遮る加工が施されたガラス板であり、シャッタ５５２ａの（＋Ｙ）側の部位には、照射領域５５２０と等しい大きさの開口領域であるシャッタ開口５５１ａが形成され、その（＋Ｘ）側、（−Ｘ）側および（−Ｙ）側には、それぞれが基板９上の光照射領域９０（図６参照）への光を遮蔽することができる大きさ（照射領域５５２０以上の大きさ）の３つの遮光領域５５２１が隣接して設けられる。また、シャッタ５５２ａの（−Ｙ）側の部位には、これら３つの遮光領域５５２１のうちシャッタ開口５５１ａの（−Ｘ）側および（−Ｙ）側の遮光領域５５２１に隣接するもう１つのシャッタ開口５５１ａが形成され、その（−Ｘ）側にも前記同様の遮光領域５５２１が設けられる。

２つのシャッタ開口５５１ａは等しい大きさに形成されており、いずれかのシャッタ開口５５１ａがインテグレータ５１３の光出射面５１３１の直下に配置される（照射領域５５２０と重ね合わされる）ことにより、水銀灯５１２（図１参照）からの光がシャッタ開口５５１ａを通過（透過）してマスクセット上のマスクセット開口５２０を含む領域に導かれ、マスクセット開口５２０を通過して基板９上の複数の光照射領域９０へと導かれる。なお、２つのシャッタ開口５５１ａは、異なる大きさに形成されてもよい。

第２の実施の形態に係るパターン描画装置では、基板９上の光照射領域９０の個数を変更する場合、シャッタ５５２ａの（＋Ｙ）側に形成されたシャッタ開口５５１ａおよびその（−Ｙ）側に設けられた遮光領域５５２１、あるいは、（−Ｙ）側に形成されたシャッタ開口５５１ａおよびその（＋Ｙ）側に設けられた遮光領域５５２１のいずれかが用いられる。具体的には、照射領域５５２０の（＋Ｙ）側の一部に導かれた光を通過させる場合には、シャッタ５５２ａがＸ方向移動機構５５４およびＹ方向移動機構５５５により図１６．Ａ中に二点鎖線にて示す位置へと移動し、照射領域５５２０の（−Ｙ）側の一部に導かれた光を通過させる場合には、図１６．Ｂ中に二点鎖線にて示す位置へと移動する。

第２の実施の形態に係るパターン描画装置の動作は、第１の実施の形態と同様であり、第３光学ユニット５８、ステージ昇降機構３５（図１参照）およびマスクスライド機構５２１（図５参照）により、使用されるマスクセット開口による光照射領域の幅およびピッチが調整され、その後、シャッタ機構５５（図２参照）によりパターンの端部における累積光量の調整が行われつつストライプ状の複数のパターンの描画が必要な回数だけ繰り返される。このとき、シャッタ５５２ａが照射領域５５２０に対して移動することにより、照射領域５２２０が、例えば、（＋Ｙ）側のマスク開口５５１ａの（＋Ｘ）側から（−Ｘ）側へと移動し、（−Ｙ）方向へと移動して（−Ｙ）側のマスク開口５５１ａの（−Ｘ）側から（＋Ｘ）側へと移動し、さらに、（＋Ｙ）方向へと移動して元に位置に戻る。

第２の実施の形態に係るパターン描画装置では、必要に応じてシャッタ５５２ａの２つのシャッタ開口５５１ａが切り替えられて光照射領域９０の個数の変更に使用されるため、シャッタ５５２ａのＹ方向における幅を照射領域５５２０（シャッタ開口５５１ａ）の幅の約２倍、シャッタ５５２ａの移動に必要なＹ方向の範囲を照射領域５５２０の幅の約３倍とすることができ、シャッタ機構５５の幅を小さくすることができる。

図１７は、第３の実施の形態に係るパターン描画装置の第１マスク５３ａおよび第２マスク５４ａを示す図である。第３の実施の形態に係るパターン描画装置では、図５に示すマスク部５２の第１マスク５３および第２マスク５４に代えて、第１マスク５３ａおよび第２マスク５４ａが設けられる。その他の構成は、図１に示すパターン描画装置１と同様であり、以下の説明において同符号を付す。

図１７中に示すように、第１マスク５３ａには、第１マスク５３と同じ大きさおよびピッチを有する第１開口５３１の配列に加えて、第１開口５３１とは幅および／またはピッチが異なる複数の開口５３１ａの配列が形成される。また、第２マスク５４ａも同様に、第２開口５４１の配列に加えて、第１開口５３１ａに対応する第２開口５４１ａの配列を備える。第２マスク５４ａは、第２開口５４１ａが対応する第１開口５３１ａと重なるように第１マスク５３ａに当接し、第１開口５３１ａと第２開口５４１ａとの重なり合う領域が実際の光通過領域であるマスクセット開口５２０ａ（図１７中にて平行斜線を付して示す。）となる。このように、マスク部５２では、開口の幅および／またはピッチがマスクセット開口５２０と異なる複数のマスクセット開口５２０ａが、マスクセット開口５２０の配列方向（（−Ｙ）側）に隣接して形成される。なお、第１の実施の形態と同様に、第２マスク５４ａは第１マスク５３ａに対して必ずしも物理的に当接する必要はなく、光学的に重ね合わされていればよい。

第３の実施の形態に係るパターン描画装置では、パターンを描画する際にマスクセット開口５２０またはマスクセット開口５２０ａのいずれかが選択され、マスクセット移動機構５２５により第１マスク５３ａおよび第２マスク５４ａがＹ方向に移動して選択されたマスクセット開口の配列がシャッタ開口５５１の下方に配置される。第３の実施の形態に係るパターン描画装置の動作は、使用されるマスクセット開口の決定および位置決めが追加されるという点を除いて第１の実施の形態と同様であり、使用されるマスクセット開口による光照射領域の幅およびピッチが調整された後、シャッタ機構５５によりパターンの端部における累積光量の調整が行われつつストライプ状の複数のパターンの描画が必要な回数だけ繰り返される。

第３の実施の形態に係るパターン描画装置では、１軸のマスクセット移動機構５２５により、必要に応じてマスクセット開口５２０とマスクセット開口５２０ａとを切り替えてパターンの描画が行われるため、第１マスク５３ａおよび／または第２マスク５４ａを他のマスクと交換することなく、パターンの幅および／またはピッチを大きく変更することができる。その結果、マスクセットの交換機構等を設けることなく、多種類のパターンの描画に迅速に対応することができる。

図１８は、第４の実施の形態に係るパターン描画装置のマスク部５２ｂを示す図である。第４の実施の形態に係るパターン描画装置は、図５に示すマスク部５２に代えてマスク部５２ｂが設けられる。その他の構成は、図１に示すパターン描画装置１と同様であり、以下の説明において同符号を付す。なお、図１８では、以下に説明する第１開口５３１ｂ、および、第１マスク５３ｂを保持する第１マスク保持部５３２を太線にて示している。

マスク部５２ｂは、図１８中のＹ方向（すなわち、光照射領域の走査方向に直交する方向）に一定ピッチで配列形成された同一の幅および長さを有する矩形の開口群（以下、「開口列」という。）がＸ方向（すなわち、光照射領域の走査方向）に複数配列された２枚のマスクを有する。以下の説明では、光出射部５１に近いものから順に「第１マスク５３ｂ」、「第２マスク５４ｂ」と呼ぶ。マスク部５２ｂでは、第１マスク５３ｂおよび第２マスク５４ｂを一体的にＸ方向へ移動するマスク位置変更機構５９が設けられる。なお、マスク部５２ｂでは、図５に示すマスク部５２と同様に、第１マスク５３ｂおよび第２マスク５４ｂを一体的にＹ方向へ移動するマスクセット移動機構も設けられるが、図示の便宜上、図１８では図示を省略している。

図１８に示すように、第１マスク５３ｂおよび第２マスク５４ｂはそれぞれ３列（２列であっても４列以上であってもよい。）の開口列を有し、２枚のマスクの対応する開口列同士で比較すると、図５に示すマスクセットと同様に、開口の長さおよび幅は第１マスク５３ｂの方が大きく、開口のピッチは等しい。また、１枚のマスク中の開口列同士を比較すると、開口列を構成する開口の幅および／またはピッチは互いに異なる。第２マスク５４ｂは、第２開口５４１ｂが対応する第１マスク５３ｂの第１開口５３１ｂと重なるように第１マスク５３ｂに当接する。マスク部５２ｂでは、第１開口５３１ｂと第２開口５４１ｂとの重なり合う領域が実際の光通過領域であるマスクセット開口５２０ｂ（図１８中にて平行斜線を付して示す。）となる。なお、第１の実施の形態と同様に、第２マスク５４ｂは第１マスク５３ｂに対して必ずしも物理的に当接する必要はなく、光学的に重ね合わされていればよい。

マスク位置変更機構５９は、第１マスク保持部５３２（に保持される第１マスク５３ｂ）および第２マスク保持部５４２（に保持される第２マスク５４ｂ）を一体的に保持するフレーム５２６ｂ、フレーム５２６ｂを支持する支持部５９１、モータ５９２、モータ５９２に接続されるボールねじ機構５９３、並びに、ガイドレール５９４を有し、制御部７によりモータ５９２が駆動されてボールねじ機構５９３が駆動されることにより、フレーム５２６ｂがガイドレール５９４に案内されてＸ方向に移動する。

第４の実施の形態に係るパターン描画装置では、パターンを描画する際に１つの開口列が選択され、マスク位置変更機構５９により第１マスク５３ｂおよび第２マスク５４ｂがＸ方向に移動して使用される開口列がシャッタ開口５５１の下方に配置される。第４の実施の形態に係るパターン描画装置の動作は、使用される開口列の決定および位置決めが追加されるという点を除いて第１の実施の形態と同様であり、マスクスライド機構５２１等により使用される開口列のマスクセット開口５２０ｂによる光照射領域の幅およびピッチが調整された後、シャッタ機構５５によりパターンの端部における累積光量の調整が行われつつストライプ状の複数のパターンの描画が必要な回数だけ繰り返される。

第４の実施の形態に係るパターン描画装置では、第１マスク５３ｂおよび第２マスク５４ｂにより異なる幅および／またはピッチを有する複数の開口列を準備しておいて使用される開口列の選択が行われるため、パターンの幅および／またはピッチを大きく変更することができ、多種類のパターンの描画に迅速に対応することができる。

図１９は、第５の実施の形態に係るパターン描画装置の複数のヘッド部５、および、複数のヘッド部５によりパターン９１が描画される基板９を示す平面図である。図１９に示すように、第５の実施の形態に係るパターン描画装置では、第１の実施の形態とほぼ同様の複数のヘッド部５がＹ方向に並ぶように３列に配列される。各ヘッド部５は、個別の光源を有していてもよく、共通の光源に接続されていてもよい。パターン描画装置では、各ヘッド部５を個別にＹ方向に移動する複数のヘッド部移動機構５０１（図１参照）が設けられ、複数のヘッド部５のＹ方向における互いの相対位置が調整されて固定された後、ステージユニット３が移動することによりパターン９１が描画される。図１９では、１つのヘッド部５による１回の走査により５本のパターン９１が描画されるように図示しているが、実際には多数のパターン９１が描画される。

第５の実施の形態に係るパターン描画装置においても、Ｙ方向移動機構５５５（図２参照）によりシャッタ５５２をＹ方向に移動して各ヘッド部５に対応する光照射領域９０の個数を変更することができる。したがって、複数のヘッド部５により面付けを行う際に、各描画領域９１０（図１３参照）に描画されるパターン９１の本数に合わせて各ヘッド部５（シャッタ機構５５およびマスク部５２）に対応する光照射領域９０の個数を設定することにより迅速な描画を実現することができる。

また、描画途上の光照射領域９０の最大長、すなわち、パターン９１の端部以外の部位が描画されている際の光照射領域９０に導かれる光量を図１３に示すシャッタ５５２で調整することにより、各ヘッド部５からの光量を均一化することができる。さらには、マスクセット移動機構５２５により光照射領域９０のＹ方向における位置を調整することができるため、複数のヘッド部５によりパターン９１を描画する際に、各ヘッド部５を移動することなく固定したままで、各ヘッド部５間における光照射領域９０のＹ方向における距離を微調整してパターン９１のピッチを均一化することができる。

なお、第５の実施の形態に係るパターン描画装置のシャッタ機構５５において、図１６．Ａに示すシャッタ５５２ａを採用した場合には、シャッタ機構５５の幅を小さくしてヘッド部５の幅を縮小することができるため、複数のヘッド部５をＹ方向に密に配置することができる。

第１ないし第５の実施の形態では、カラーフィルタの製造の際に行われるパターン描画を例示したが、本発明に係るパターン描画装置は、ストライプ状または規則的な様々なパターンを高速に描画することができるため、このようなパターンの描画が求められる各種フラットパネル表示装置の製造の他の様々な工程にも適している。

図２０は、パターン描画装置に用いられるシャッタの他の好ましい例を示す図である。図２０に示す、シャッタ５５２ｂは２枚の遮光板５５２１ｂを備え、２枚の遮光板５５２１ｂは個別にＹ方向に移動可能とされる。図２０中において平行斜線を付して示す領域は、インテグレータ５１３の光出射面５１３１から出射された光のシャッタ５５２ｂ上における照射領域５５２０である。シャッタ５５２ｂでは、２枚の遮光板５５２１ｂに挟まれて形成されたシャッタ開口５５１ｂを通過した光がマスク部に導かれる。この場合、２枚の遮光板５５２１ｂを個別にＹ方向に移動することにより、シャッタ開口５５１ｂのＹ方向における位置および幅を自在に変更することができる。シャッタ機構では、シャッタ５５２ｂの移動に必要なＹ方向の範囲を照射領域５５２０の幅の約３倍とすることができ、機構の小型化が実現される。

図２１は、パターンの描画開始点近傍における累積光量の調整動作の流れの他の好ましい例を示す図である。図２２．Ａ〜図２２．Ｅは、図１０．Ａ〜図１０．Ｅと同様に、累積光量の調整動作中のシャッタ５５２、マスクセットおよび基板９、並びに、基板９の感光材料上の累積光量を示す図である。図２２．Ａ〜図２２．Ｅ中では、図１０．Ａ〜図１０．Ｅと同様の構成は同符号を付して示す。以下、図２１、並びに、図２２．Ａ〜図２２．Ｅを参照しながら、パターンの描画開始点近傍におけるシャッタ機構５５による累積光量の調整の他の例について説明する。

図２２．Ａは、ステージ移動機構２による基板９の（＋Ｘ）方向に移動して描画開始位置に位置した状態（図８：ステップＳ１３）を示す。このとき、基板９の移動は停止している。ヘッド部５では、インテグレータ５１３から出射された光の全てが、シャッタ５５２のシャッタ開口５５１の（−Ｘ）側の遮光領域により遮られており、基板９には照射されない。このとき、光の輪郭９００の（＋Ｘ）側の端部のＸ方向における位置は、シャッタ開口５５１の（−Ｘ）側の端部、マスクセット開口５２０の（＋Ｘ）側の端部、および、描画開始点９０１の位置と一致している。このように基板９の移動が停止した状態にて、Ｘ方向移動機構５５４によりシャッタ５５２が移動を開始することにより、パターンの描画が開始される（ステップＳ１４３）。このときシャッタ５５２は、後述のパターン９１の描画時におけるステージユニット３（基板９）の移動速度と等しい速度にて、描画時の基板９の移動方向とは反対の方向（（−Ｘ）方向）へと移動する。

図２２．Ｂは、パターンの描画開始からシャッタ５５２が単位長さ（シャッタ開口５５１の長さの１／３の場合を例示している。）だけ（−Ｘ）方向に移動した状態を示す。基板９は停止しているため、マスクセット開口５２０の（＋Ｘ）側の端部、および、描画開始点９０１のＸ方向における位置は一致している。ヘッド部５では、シャッタ開口５５１の一部（シャッタ開口５５１の（−Ｘ）側の端部から単位長さの範囲に含まれる領域）がインテグレータ５１３から出射された光の光路上に位置し、シャッタ開口５５１を通過した光が光照射領域９０、すなわち、基板９上の領域９０２に導かれる。

図２２．Ｃは、図２２．Ｂに示す状態からシャッタ５５２がさらに単位長さだけ（−Ｘ）方向に移動した状態を示す。マスクセット開口５２０の（＋Ｘ）側の端部、および、描画開始点９０１のＸ方向における位置は一致しており、シャッタ開口５５１の（−Ｘ）側の端部から単位長さの２倍の長さの範囲に含まれる領域を通過した光が、領域９０２および領域９０３である光照射領域９０に導かれる。図２２．Ｃに示すように、領域９０２における累積光量は、領域９０３における累積光量の２倍となる。

図２２．Ｄは、図２２．Ｃに示す状態からシャッタ５５２がさらに単位長さだけ（−Ｘ）方向に移動した状態を示す。このとき、シャッタ開口５５１の（＋Ｘ）側の端部が、マスクセット開口５２０の（＋Ｘ）側の端部、および、描画開始点９０１に重なる。また、シャッタ開口５５１の（−Ｘ）側の端部は、マスクセット開口５２０の（−Ｘ）側の端部と重なり、インテグレータ５１３から出射された光の全てがシャッタ開口５５１およびマスクセット開口５２０を通過し、領域９０２〜領域９０４である光照射領域９０に導かれる。図２２．Ｄに示すように、領域９０２および領域９０３における累積光量は、領域９０４における累積光量のそれぞれ３倍および２倍となる。ヘッド部５では、この状態でシャッタ５５２の移動が停止され、これと同期してステージユニット３（基板９）の（＋Ｘ）方向への移動が開始されて基板９に対する光照射領域９０の走査が行われる（ステップＳ１４４）。

図２２．Ｅは、図２２．Ｄに示す状態から基板９が単位長さだけ（＋Ｘ）方向に移動した状態を示す。シャッタ５５２は上述のように停止しているため、描画開始点９０１はシャッタ開口５５１の（＋Ｘ）側の端部より単位長さだけ（＋Ｘ）側に位置している。また、インテグレータ５１３から出射された光の全てがシャッタ開口５５１およびマスクセット開口５２０を通過して基板９上の光照射領域９０に導かれる。図２２．Ｅに示すように、領域９０３および領域９０４における累積光量は、領域９０５における累積光量のそれぞれ３倍および２倍となる。また、領域９０２は光照射領域９０から外れているため、領域９０２における累積光量は変化しない。その結果、領域９０２および領域９０３における累積光量が等しくなる。以下、基板９の（＋Ｘ）方向への移動が継続され、領域９０４、領域９０５、および、領域９０５よりも（−Ｘ）側の領域における累積光量も順次等しくされる。

パターン描画装置では、シャッタ機構５５が制御されて以上のような累積光量の調整動作を行うことにより、パターンの描画開始点９０１近傍における累積光量をパターン上の他の部位と等しくすることができる。

図２３は、パターンの描画終了点近傍におけるシャッタ機構５５による累積光量の調整動作の流れの他の好ましい例を示す図である。図２４．Ａ〜図２４．Ｄは、図１２．Ａ〜図１２．Ｄと同様に、累積光量の調整動作中のシャッタ５５２、マスクセットおよび基板９、並びに、基板９の感光材料上の累積光量を示す図である。図２４．Ａ〜図２４．Ｄ中では、図１２．Ａ〜図１２．Ｄと同様の構成は同符号を付して示す。以下、図２３、並びに、図２４．Ａ〜図２４．Ｄを参照しながら、パターンの描画終了点近傍におけるシャッタ機構５５による累積光量の調整の他の例について説明する。

図２４．Ａは、描画終了点９０６のＸ方向における位置がシャッタ開口５５１の（−Ｘ）側の端部、および、マスクセット開口５２０の（−Ｘ）側の端部のＸ方向における位置と一致し、ステージ移動機構２による基板９の（＋Ｘ）方向への移動が停止した状態を示す。図２４．Ａに示す時点では、領域９０９における累積光量は領域９０９よりも（＋Ｘ）側の領域（既にパターンの描画が終了している領域）と等しく、また、領域９０９および領域９０８における累積光量は、領域９０７における累積光量のそれぞれ３倍および２倍となる。ヘッド部５では、基板９の移動の停止と同時にＸ方向移動機構５５４によりシャッタ５５２が移動を開始することにより、描画終了点９０６近傍における累積光量の調整が開始される（ステップＳ１５３）。このときシャッタ５５２は、パターン９１の描画時におけるステージユニット３（基板９）の移動速度と等しい速度にて、描画時の基板９の移動方向とは反対の方向（（−Ｘ）方向）へと移動する。

図２４．Ｂは、図２４．Ａに示す状態からシャッタ５５２が単位長さだけ（−Ｘ）方向に移動した状態を示し、図２４．Ｃは、図２４．Ｂに示す状態からシャッタ５５２がさらに単位長さだけ（−Ｘ）方向に移動した状態を示す。図２４．Ｂに示す時点では、領域９０８における累積光量は領域９０９および領域９０９よりも（＋Ｘ）側の領域（既にパターンの描画が終了している領域）と等しく、また、領域９０７における累積光量の１．５倍となる。また、図２４．Ｃに示す時点では、領域９０７における累積光量は領域９０８および領域９０８よりも（＋Ｘ）側の領域と等しくなる。

図２４．Ｄは、図２４．Ｃに示す状態からシャッタ５５２がさらに単位長さだけ（−Ｘ）方向に移動した状態を示す。このとき、シャッタ開口５５１の（＋Ｘ）側の端部が、マスクセット開口５２０の（−Ｘ）側の端部、および、描画終了点９０６に重なり、インテグレータ５１３から出射された光の全ては、シャッタ５５２のシャッタ開口５５１の（＋Ｘ）側の遮光領域により遮られて基板９には照射されない。この状態でシャッタ５５２の移動が停止されてパターンの描画が終了する（ステップＳ１５４）。

パターン描画装置では、シャッタ機構５５が制御されて以上のような累積光量の調整動作を行うことにより、パターンの描画終了点９０６近傍における累積光量をパターン上の他の部位と等しくすることができる。以上のように、パターン描画装置では、パターンの端部においてステップＳ１４３，Ｓ１４４（図２１参照）、および、ステップＳ１５３，Ｓ１５４（図２３参照）に示す累積光量の調整動作を行うことにより、パターンの端部における描画精度を向上することができる。

また、パターン描画装置では、パターンの描画開始点および描画終了点における累積光量の調整動作は、上述の組み合わせには限定されず、描画するパターンの配列等に合わせて適宜変更されてよい。例えば、パターンの描画開始点においてステップＳ１４１，Ｓ１４２（図９参照）に示す動作が行われ、パターンの描画終了点においてステップＳ１５３，Ｓ１５４に示す動作が行われてもよく、パターンの描画開始点においてステップＳ１４３，Ｓ１４４に示す動作が行われ、パターンの描画終了点においてステップＳ１５１，Ｓ１５２（図１１参照）に示す動作が行われてもよい。これにより、描画終了時点のシャッタ５５２の位置が描画開始前の位置と同じになる。

以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。

例えば、マスク部においては、第１開口と第２開口との幅および長さは、どちらの開口が大きくてもよく、等しくてもよい。また、描画されるパターンに合わせて、マスクセット開口の幅やピッチは一定とされなくてもよい。第２マスクに対する第１マスクの移動は相対的であればよく、第１マスクに代えて第２マスクが移動してもよく、両マスクが移動してもよい。また、第１マスクと第２マスクとの相対移動は、カメラ４が取得した画像をモニタに映し出して作業者により手動で行われてもよい。

マスクセット開口の幅やピッチの大きな変更が頻繁に要求される場合には、第１マスクおよび／または第２マスクを他のマスクと交換する機構が設けられてもよい。また、マスクセット開口の幅やピッチの変更が少ない場合には、マスクセットの代わりに１枚のマスクのみが設けられてもよい。この場合、水銀灯５１２からの光が１枚のマスクと１枚のシャッタにより部分的に遮られることにより、基板９上の複数の光照射領域９０に光が導かれる。

上記実施の形態では、マスクセット開口および光照射領域９０が同じ方向（Ｙ方向）に配列されているが、マスクセット開口と光照射領域９０との間にミラー等が配置される場合は、光照射領域９０の配列方向に対応するマスクセット開口の配列方向は、必ずしもＹ方向にはならない場合もある。

描画精度の管理の簡素化という観点からは、基板９上の光照射領域９０の形状（マスクセット開口の形状）は、光照射領域９０の走査方向（Ｘ方向）および走査方向に垂直な方向（Ｙ方向）に平行な辺を有する矩形とされることが好ましいが、それ以外の形状、例えば円形や菱形等であってもよい。

シャッタ機構５５は、配置の容易さの観点からは、インテグレータ５１３の光出射面５１３１近傍に配置されることが好ましいが、複数の光学ユニットおよびマスク部との干渉を避けて配置することができる場合には、光出射面５１３１から基板９までの光路上の任意の位置に配置されてよい。

また、パターン描画装置では、液晶シャッタが用いられてもよい。この場合、シャッタに対応する部位を移動する必要がないため、シャッタ機構の更なる小型化が実現される。

パターン９１の端部における累積光量の調整時におけるシャッタの移動は、パターン９１の描画精度の向上の観点からは、ステージの位置や移動開始、移動停止等と完全に同期することが好ましいが、要求される描画精度によっては多少の誤差を含んでいてもよい。パターン描画装置では、シャッタの移動がステージの移動等と完全には同期していない場合であっても、累積光量の調整を行わない場合に比べて、パターン９１の端部の描画精度を向上することができる。

パターン描画装置１では、第１マスクを第２マスクに対してＸ方向（走査方向）に相対的に移動する機構が設けられ、第１開口を第２開口に対して相対移動してマスクセット開口の長さを変更することにより、光照射領域９０の長さを変更してパターン９１の端部における累積光量の調整が行われてもよい。この場合、シャッタ機構は省略されてもよく、水銀灯５１２からの光が第１マスクおよび第２マスクにより部分的に遮られることにより、基板９上の複数の光照射領域９０に光が導かれる。すなわち、光照射領域９０の長さを変更するために遮光する領域を変更する機構において、シャッタ５５２とマスクとは相対的な役割を果たし、これらの名称は説明の便宜上与えられたものにすぎない。例えば、マスクは櫛歯状であってもよく、あるいは、シャッタ５５２が光照射領域９０に対応する複数の開口を有していたり、櫛歯状であってもよい。

第５の実施の形態では、複数のヘッド部５が同じ方向（Ｙ方向）に配列されるが、複数のヘッド部５は互いに直交する方向に配列されてもよい。この場合、基板９を回動することなく、互いに直行するストライプ状のパターンの描画が可能とされる。

上記実施の形態ではネガ型の感光材料に言及したが、現像時に露光部分が除去されるポジ型の感光材料が用いられてもよい。さらに、感光材料は現像工程を伴わない他の種類のものであってもよい。

また、既述のように、本発明に係るパターン描画装置はフラットパネル表示装置（液晶表示装置、プラズマ表示装置、有機ＥＬ表示装置等）に係る様々なパネルの製造に特に適しているが、半導体基板やプリント配線基板、あるいは、フォトマスク用のガラス基板等へ規則的な微細パターンの描画にも適している。

第１の実施の形態に係るパターン描画装置の構成を示す図である。 シャッタ機構を示す平面図である。 第１マスクを示す平面図である。 第２マスクを示す平面図である。 マスク部の構成を示す図である。 光照射領域の一部を示す図である。 制御部の構成、および、制御に関する情報の流れを示すブロック図である。 パターンの描画動作の流れを示す図である。 累積光量の調整動作の流れを示す図である。 描画開始点近傍の累積光量調整の様子を示す図である。 描画開始点近傍の累積光量調整の様子を示す図である。 描画開始点近傍の累積光量調整の様子を示す図である。 描画開始点近傍の累積光量調整の様子を示す図である。 描画開始点近傍の累積光量調整の様子を示す図である。 累積光量の調整動作の流れを示す図である。 描画終了点近傍の累積光量調整の様子を示す図である。 描画終了点近傍の累積光量調整の様子を示す図である。 描画終了点近傍の累積光量調整の様子を示す図である。 描画終了点近傍の累積光量調整の様子を示す図である。 光量調整の様子を示す図である。 描画されるパターンの例を示す図である。 描画されるパターンの例を示す図である。 第２の実施の形態に係るパターン描画装置のシャッタを示す図である。 第２の実施の形態に係るパターン描画装置のシャッタを示す図である。 第３の実施の形態に係るパターン描画装置の第１マスクおよび第２マスクを示す図である。 第４の実施の形態に係るパターン描画装置のマスク部を示す図である。 第５の実施の形態に係るパターン描画装置の複数のヘッド部、および、基板を示す平面図である。 シャッタの他の例を示す図である。 累積光量の調整動作の流れの他の例を示す図である。 描画開始点近傍の累積光量調整の様子を示す図である。 描画開始点近傍の累積光量調整の様子を示す図である。 描画開始点近傍の累積光量調整の様子を示す図である。 描画開始点近傍の累積光量調整の様子を示す図である。 描画開始点近傍の累積光量調整の様子を示す図である。 累積光量の調整動作の流れの他の例を示す図である。 描画終了点近傍の累積光量調整の様子を示す図である。 描画終了点近傍の累積光量調整の様子を示す図である。 描画終了点近傍の累積光量調整の様子を示す図である。 描画終了点近傍の累積光量調整の様子を示す図である。

符号の説明

１ パターン描画装置
２ ステージ移動機構
３ ステージユニット
７ 制御部
９ 基板
５２，５２ｂ マスク部
５３，５３ａ，５３ｂ 第１マスク
５４，５４ａ，５４ｂ 第２マスク
５５ シャッタ機構
９０ 光照射領域
９１ パターン
５１２ 水銀灯
５１３ インテグレータ
５２０，５２０ａ，５２０ｂ マスクセット開口
５２５ マスクセット移動機構
５５１，５５１ａ，５５１ｂ シャッタ開口
５５２，５５２ａ，５５２ｂ シャッタ
５５４ Ｘ方向移動機構
５５５ Ｙ方向移動機構
９０１ 描画開始点
９０６ 描画終了点
５１３１ 光出射面
５５２１ 遮光領域
Ｓ１１〜Ｓ１８，Ｓ１４１〜Ｓ１４４，Ｓ１５１〜Ｓ１５４ ステップ

Claims (10)

1. 基板上の感光材料にパターンを描画するパターン描画装置であって、
   光源と、
   前記光源からの光が導かれる基板を保持する保持部と、
   前記光源からの光を部分的に遮ることにより、前記基板上の感光材料上において、第１の方向に配列された複数の照射領域へと光を導く遮光機構と、
   前記第１の方向に垂直な第２の方向へと前記複数の照射領域を前記感光材料に対して一定の移動速度で相対的に移動する照射領域移動機構と、
   前記遮光機構を制御することにより、前記感光材料上の描画開始点近傍において、各照射領域の前記第２の方向における端部を前記描画開始点に一致させつつ前記各照射領域の前記第２の方向の長さを前記移動速度で増大し、描画終了点近傍において、各照射領域の前記第２の方向における端部を前記描画終了点に一致させつつ前記各照射領域の前記第２の方向の長さを前記移動速度で縮小する遮光機構制御部と、
   を備えることを特徴とするパターン描画装置。
2. 請求項１に記載のパターン描画装置であって、
   前記複数の照射領域のそれぞれが前記第１の方向および前記第２の方向に平行な辺を有する略矩形であることを特徴とするパターン描画装置。
3. 請求項１または２に記載のパターン描画装置であって、
   前記遮光機構が、
   シャッタと、
   複数の光通過領域が形成されたマスクと、
   前記マスクに対して前記シャッタを相対的に移動することにより、前記複数の照射領域のそれぞれの前記第２の方向の長さを変更する機構と、
   を備えることを特徴とするパターン描画装置。
4. 請求項３に記載のパターン描画装置であって、
   前記遮光機構が、前記シャッタを前記マスクに対して前記第１の方向に対応する方向に相対的に移動する機構をさらに備えることを特徴とするパターン描画装置。
5. 請求項４に記載のパターン描画装置であって、
   前記シャッタが、
   前記マスクの前記複数の光通過領域へと光を導くことができる大きさの開口領域と、
   前記開口領域の前記第１の方向および前記第２の方向に対応する方向に隣接し、それぞれが前記複数の光通過領域への光を遮蔽することができる大きさの２つの遮光領域と、
   前記２つの遮光領域に隣接し、前記複数の光通過領域へと光を導くことができる大きさのもう１つの開口領域と、
   を備えることを特徴とするパターン描画装置。
6. 請求項３ないし５のいずれかに記載のパターン描画装置であって、
   描画途上の各照射領域の長さが最大となる状態において、前記各照射領域の前記第２の方向における一の端部が前記シャッタにより形成されることを特徴とするパターン描画装置。
7. 請求項３ないし６のいずれかに記載のパターン描画装置であって、
   前記マスクの前記複数の光通過領域の前記第１の方向に対応する方向の幅が同一であり、かつ、前記複数の光通過領域の間隔が一定であり、
   前記遮光機構が、前記マスクを前記第１の方向に対応する方向に移動するマスク移動機構をさらに備えることを特徴とするパターン描画装置。
8. 請求項７に記載のパターン描画装置であって、
   前記マスクが、前記複数の光通過領域の前記第１の方向に対応する方向に隣接して形成され、前記第１の方向に配列される間隔またはそれぞれの幅が前記複数の光通過領域と異なるもう１つの複数の光通過領域を備えることを特徴とするパターン描画装置。
9. 請求項３ないし８のいずれかに記載のパターン描画装置であって、
   前記光源からの光を均一化するインテグレータをさらに備え、
   前記シャッタが、前記インテグレータの光出射面近傍に配置されることを特徴とするパターン描画装置。
10. 請求項４ないし７のいずれかに記載のパターン描画装置であって、
    前記光源またはもう１つの光源から光が導かれ、前記遮光機構に対する相対位置が固定されたもう１つの遮光機構をさらに備えることを特徴とするパターン描画装置。

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