JP5282979B2

JP5282979B2 - 露光装置

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Publication number: JP5282979B2
Application number: JP2009290649A
Authority: JP
Inventors: 通伸水村
Original assignee: V Technology Co Ltd
Current assignee: V Technology Co Ltd
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2029-12-22
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Description

本発明は、電気光学結晶材料から成るスイッチング素子を駆動して所定の明暗パターンを生成し、該明暗パターンを被露光体上に露光する露光装置に関し、詳しくは、露光位置をアナログ的に制御して露光パターンの位置決め精度を向上しようとする露光装置に係るものである。

従来のこの種の露光装置は、電気光学結晶材料から成る複数のスイッチング素子を二次元平面内に並べて有するパターンジェネレータにより所定のパターンを生成し、該パターンを一方向に搬送中の被露光体に対して露光するようになっており、上記パターンジェネレータは、複数のスイッチング素子を被露光体の搬送方向と直交する方向に所定ピッチで一直線状に配置されたスイッチング素子列を被露光体の搬送方向に所定間隔で複数列配置すると共に隣接するスイッチング素子列を互いに被露光体の搬送方向と直交する方向に所定量だけずらして配置したものとなっていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−３１０２５１号公報

しかし、このような従来の露光装置においては、露光位置の分解能はスイッチング素子の端面サイズ（ピクセルサイズ）及びスイッチング素子列の被露光体の搬送方向と直交する方向へのずらし量により決まるため、露光位置の分解能を上げるにはピクセルサイズを小さくすると共にスイッチング素子列の被露光体の搬送方向と直交する方向へのずらし量を小さくしなければならず、パターンジェネレータの製造が困難で部品コストが上がるおそれがあった。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、露光位置をアナログ的に制御して露光パターンの位置決め精度を向上しようとする露光装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明による露光装置は、光源光を受けて所定間隔で互い違いに少なくとも２列状態に並べて複数のビームスポットを生成するビームスポット生成手段と、前記複数のビームスポットをそれらの並び方向に夫々所定範囲内で往復走査させる光走査手段と、前記複数のビームスポットの往復走査の中心に夫々中心軸を合致させて配置され、前記中心軸に平行な対向面に一対の電極を設けた角柱状の電気光学結晶材料から成る複数のスイッチング素子をオン・オフ駆動することにより、前記光源光を光変調して所定の明暗パターンを生成するパターンジェネレータと、前記明暗パターンを被露光体上に投影する投影レンズと、を備え、前記各スイッチング素子の前記ビームスポットの走査方向の幅を前記ビームスポットの同方向の幅よりも大きくしたものである。

このような構成により、ビームスポット生成手段で光源光を受けて所定間隔で互い違いに少なくとも２列状態に並べて複数のビームスポットを生成し、この複数のビームスポットを光走査手段でそれらの並び方向に夫々所定範囲内で往復走査させ、パターンジェネレータで上記複数のビームスポットの往復走査の中心に夫々中心軸を合致させて配置され、上記中心軸に平行な対向面に一対の電極を設けた角柱状の電気光学結晶材料から成る複数のスイッチング素子をオン・オフ駆動することにより、光源光を光変調して所定の明暗パターンを生成し、投影レンズでこの明暗パターンを被露光体上に投影する。この場合、各スイッチング素子のビームスポットの走査方向の幅をビームスポットの同方向の幅よりも大きくしてビームスポットをスイッチング素子上を走査させ、スイッチング素子の駆動タイミングを制御することにより被露光体上の明暗パターンの位置をアナログ的に制御する。

また、前記ビームスポット生成手段は、複数の集光レンズを平面内に並べて有するマイクロレンズアレイである。これにより、複数の集光レンズを平面内に並べて有するマイクロレンズアレイで複数のビームスポットを生成する。

さらに、前記ビームスポット生成手段は、複数の開口を平面内に並べて有するフォトマスクである。これにより、複数の開口を平面内に並べて有するフォトマスクで複数のビームスポットを生成する。

さらにまた、前記光走査手段は、角型ブロック状の電気光学結晶材料の対向側面に所定幅の一対の帯状電極を、その長手中心軸と前記側面の縦横いずれか一方の中心軸とが所定角度を成すように傾けて形成し、該一対の電極間を光が通過するようにしたものである。これにより、角型ブロック状の電気光学結晶材料の対向側面に所定幅の一対の帯状電極を、その長手中心軸と上記側面の縦横いずれか一方の中心軸とが所定角度を成すように傾けて形成し、該一対の電極間を光が通過するようにした光走査手段で複数のビームスポットを夫々所定範囲内で往復走査させる。

そして、前記被露光体は、前記ビームスポットの走査方向と略直交する方向に連続して移動するようにされたものである。これにより、被露光体をビームスポットの走査方向と略直交する方向に連続して移動しながら露光を行なう。

請求項１に係る発明によれば、スイッチング素子のビームスポットの走査方向の幅をビームスポットの同方向の幅よりも大きくしているので、ビームスポットがスイッチング素子上を走査するようにすることができる。したがって、スイッチング素子の駆動タイミングを制御することにより、複数のスイッチング素子により光変調されて被露光体上に形成される明暗パターンの位置をアナログ的に制御することができる。これにより、複数のスイッチング素子を少なくとも２列状態に並べて有する簡単な構成のパターンジェネレータであっても露光パターンの位置決め精度を向上することができると共に装置の製造コストを低減することができる。

また、請求項２に係る発明によれば、光源光を集光してビームスポットを生成することができ、光源光の利用効率を向上することができる。したがって、使用する光源のパワーを小さくすることができ、光源の負担を軽減することができる。

さらに、請求項３に係る発明によれば、フォトリソグラフィー技術を使用して形成されたフォトマスクにより複数のビームスポットを生成することができる。したがって、この複数のビームスポットの形状及び位置を高精度に形成することができ、露光パターンの位置決め精度をより向上することができる。

さらにまた、請求項４に係る発明によれば、ビームスポットの走査を駆動電圧により制御することができる。したがって、スイッチング素子上のビームスポットの位置と駆動電圧との相関を予め取っておけば、スイッチング素子上のビームスポットの位置は駆動電圧で知ることができ、スイッチング素子の駆動タイミングは駆動電圧で制御することができる。

そして、請求項５に係る発明によれば、被露光体を連続的に移動しながら露光することができ、露光工程のタクトを短縮することができる。

本発明による露光装置の実施形態を示す概要図である。上記実施形態に使用するカラーフィルタ基板の一構成例を示す平面図である。本発明の露光装置のビームスポット生成手段の一構成例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。本発明の露光装置の光走査手段の一構成例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＯ矢視図である。本発明の露光装置のスイッチング素子組立体の一構成例を示す平面図である。上記スイッチング素子組立体の各スイッチング素子の動作を示す説明図であり、（ａ）はオフ駆動状態を示し、（ｂ）はオン駆動状態を示している。上記スイッチング素子組立体の形成方法を説明する工程図である。上記スイッチング素子組立体の他の形成方法を示す説明図であり、最終工程を示している。本発明の露光装置のスイッチング素子組立体と撮像手段との位置関係を示す説明図である。本発明の露光装置の制御手段の構成を示すブロック図である。上記光走査手段を駆動する駆動信号波形を示す説明図である。本発明の露光装置による露光動作を示す説明図である。上記露光動作により形成される露光パターンの一例を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による露光装置の実施形態を示す概要図である。この露光装置は、電気光学結晶材料から成るスイッチング素子を駆動して所定の明暗パターンを生成し、該明暗パターンを被露光体上に露光するもので、搬送手段１と、露光光学ユニット２と、撮像手段３と、制御手段４とを備えている。以下、被露光体がカラーフィルタ基板である場合について説明する。

図２は、本発明の露光装置に使用するカラーフィルタ基板５の平面図である。このカラーフィルタ基板５は、光を透過させる複数のピクセル６をマトリクス状に備えたブラックマトリクスを透明なガラス基板の表面に形成したものである。

上記搬送手段１は、所定のカラーレジストを塗布したカラーフィルタ基板５をステージ７の上面に載置して一方向（図１に示す矢印Ａ方向）に連続して搬送するものであり、例えばモータとギア等を組み合わせて構成した移動機構によりステージ７を移動するようになっている。又は、ステージ７の表面に気体の噴出口及び吸引口を備え、気体の噴出力及び吸引力をバランスさせてカラーフィルタ基板５をステージ７上に所定量だけ浮上させた状態で搬送するものであってもよい。そして、搬送手段１には、カラーフィルタ基板５の移動距離を計測するための位置センサー（図示省略）が設けられている。

上記搬送手段１の上方には、露光光学ユニット２が設けられている。この露光光学ユニット２は、光源光Ｌ_１を光変調して所定の明暗パターンの露光光Ｌ_２を生成し、該露光光Ｌ_２をカラーフィルタ基板５の表面に照射してカラーフィルタ基板５の対応ピクセル６上のカラーレジストを露光するものであり、光源装置８と、ビームスポット生成手段９と、光走査手段１０と、パターンジェネレータ１１と、投影レンズ１２とを光の進行方向上流側からこの順番で備えている。

ここで、上記光源装置８は、後述のビームスポット生成手段９に均一な輝度分布を有する光源光Ｌ_１の平行光を照射させるものであり、紫外線を放射するレーザ光源と、このレーザ光源から放射された光源光Ｌ_１の光束径を拡大するビームエキスパンダと、光束径が拡大された光源光Ｌ_１の輝度分布を均一化させる例えばフォトインテグレータと、輝度分布が均一化された光源光Ｌ_１を平行光にするコンデンサレンズとを備えて構成されている。

また、上記ビームスポット生成手段９は、光源光Ｌ_１を受けて図１において矢印Ａで示す基板搬送方向と直交する方向に配列ピッチＷ_１で互い違いに少なくとも２列状態に並べて複数のビームスポットを生成するものであり、具体的には、図３に示すように複数の集光レンズ１３を透明な基板１４の表面に例えば２列状態に並べて有するマイクロレンズアレイである。この場合、２列のレンズ列１５の間隔はＷ_２に設定されている。また、各集光レンズ１３の周囲には遮光膜１６が形成されて、光の透過が遮断されるようになっている。

さらに、上記光走査手段１０は、上記ビームスポット生成手段９で生成された複数のビームスポットを基板搬送方向（矢印Ａ方向）と直交する方向（上記複数の集光レンズ１３の並び方向）に夫々所定範囲内で往復走査させるものであり、図４（ａ）に示すように角型ブロック状の電気光学結晶材料１７の対向側面１７ａに所定幅の一対の帯状電極１８を、その長手中心軸と上記側面１７ａの縦横いずれか一方の中心軸とが所定角度を成すように傾けて形成し、該一対の電極１８間を光が通過するようにしたものである。この場合、両電極１８間に電界をかけると、両電極１８により挟まれた部分の電気光学結晶材料１７の屈折率が変化し、該両電極１８により挟まれた部分と他の部分との間（界面１７ｂ）で屈折率差が生じる。したがって、この屈折率差に応じて光源光Ｌ_１は、上記界面１７ｂで屈折される。それ故、光走査手段１０の上記電極１８間の電界を変化させて上記界面１７ｂにおける屈折率差を変化させると、同図（ｂ）に示すように光走査手段１０から射出する光源光Ｌ_１は所定の振れ角θで振られ、ビームスポット１９が後述のスイッチング素子２１（図５参照）上を同図に示す矢印Ｂ，Ｃ方向に往復走査することになる。

さらにまた、上記パターンジェネレータ１１は、後述の制御手段４（図１０参照）によって制御され、光源光Ｌ_１を光変調して所定の明暗パターン（露光光Ｌ_２）を生成するもので、図４（ｂ）に示すように、複数のビームスポット１９の往復走査の中心に夫々中心軸を合致させて、図５に矢印Ｂ，Ｃで示すビームスポット１９の走査方向（図１において矢印Ａで示す基板搬送方向と直交する方向）に配列ピッチＷ_１で互い違いに２列状態に並べて配置され、上記ビームスポット１９の走査方向（矢印Ｂ，Ｃ方向）に対応する幅Ｗ_３（本実施形態においては、Ｗ_３＝Ｗ_１で示す）がビームスポット１９の同方向の幅Ｗ_４よりも大きく形成されると共にビームスポット１９の走査方向に平行な側面に対向して一対の電極２０を設けた角柱状の電気光学結晶材料から成る複数のスイッチング素子２１を有するものである。なお、２列のスイッチング素子列２２ａ，２２ｂの中心線間距離は、ビームスポット生成手段９の２列のレンズ列１５の中心線間距離Ｗ_２に等しい。そして、パターンジェネレータ１１は、上記複数のスイッチング素子２１を備えたスイッチング素子組立体２３と、光走査手段１０の入射側端面に近接して配置された偏向板２４と、スイッチング素子組立体２３の射出側端面に近接して配置された偏向板２５とを含んで構成されている。この場合、二つの偏向板２４，２５は、偏向軸を互いに直交させたクロスニコル配置とされている。

このように構成されたパターンジェネレータ１１は、次のように動作する。即ち、図６に示すように、ビームスポット生成手段９の集光レンズ１３を通過した光源光Ｌ_１は、偏向板２４で直線偏光とされた後、スイッチング素子２１の入射側端面２１ａに入射する。この場合、同図（ａ）に示すように、スイッチング素子２１の電極２０に電圧が印加されていないときには、スイッチング素子２１はオフ駆動し、スイッチング素子２１内を通過する直線偏光の偏波面は回転されない。したがって、スイッチング素子２１の射出側端面２１ｂから射出する直線偏光の偏波面は、偏向板２５の偏向軸に対して直交し、直線偏光はこの偏向板２５で遮断される。

一方、図６（ｂ）に示すように、スイッチング素子２１の電極２０に所定の電圧を印加してスイッチング素子２１をオン駆動すると、該スイッチング素子２１内を通過する直線偏光の偏波面が９０°回転される。したがって、スイッチング素子２１の射出側端面２１ｂから射出する直線偏光の偏波面は、偏向板２５の偏向軸と一致し、直線偏光は偏向板２５を通過していく。このように、パターンジェネレータ１１は、複数のスイッチング素子２１を所定のパターンに応じてオン・オフ駆動することにより、明暗に光変調された露光光Ｌ_２を生成して射出することができる。

次に、上記スイッチング素子組立体２３の形成方法について図７を参照して説明する。
先ず、図７（ａ）に示すような電気光学結晶材料から成る短冊状板材２６の一面に、同図（ｂ）に示すように、ダイシングソーを使用してその長軸に平行に深さＤの溝２７を形成し、長手中心軸に対して対称に幅Ｗ_５の一対の凸部２８を形成する。このとき、両凸部２８の中心線間隔は、間隔Ｗ_２とされている。

次に、図７（ｃ）に示すように、上記一対の凸部２８の長軸に平行な両側面及び溝２７の底面部に公知の技術により導電膜２９を形成する。
続いて、同図（ｄ）に示すように、ブレードの歯厚がＷ_３（＝Ｗ_１）のダイシングソーを使用して上記一対の凸部２８の短軸方向に幅Ｗ_３（Ｗ_３＞Ｗ_５）で上記溝２７の深さＤよりも深さの深い分離溝３０をピッチ２Ｗ_３で形成し、一対の凸部２８を複数に分断して複数のスイッチング素子２１を形成する。このとき、同図（ｄ）において、右側凸部２８に対してダイシングソーのブレードを矢印Ｅ方向に移動して右側凸部２８を分断した後、左側凸部２８に対してダイシングソーのブレードを矢印Ｆ方向に移動して右側凸部２８の隣接する分離溝３０間に対応する左側凸部２８の部分を残して左側凸部２８を分断する。これにより、複数のスイッチング素子２１が互い違いに２列状態に並んだスイッチング素子組立体２３が形成される。この場合、長軸方向に延びる中央の溝２７の底面部の導電膜２９を接地電極端子とすると、各スイッチング素子２１の一対の電極２０にてスイッチング素子組立体２３の長手中心軸側の電極２０が接地電極となる。

図８は、上記スイッチング素子組立体２３の他の形成方法を示す説明図である。同図に示すように、図７（ｃ）に示す一対の凸部２８の長軸に平行な側面及び溝２７の底面部に導電膜２９が形成された電気光学結晶材料の短冊状板材２６に対してダイシングソーを使用して上記溝２７の深さＤよりも深さの深い分離溝３０を上記一対の凸部２８に対して斜めに形成し、一対の凸部２８を複数に分断する。このとき、一対の凸部２８の中心線間隔Ｗ_２及び上記分離溝の一対の凸部２８の長軸に対する傾き角度φを適切に設定することにより、基板移動方向（矢印Ａ方向）に見て隣接するスイッチング素子２１の端部２１ｃを同図に破線で示すようにオーバーラップさせることができる。これにより、カラーフィルタ基板５を図１において矢印Ａ方向に移動しながら露光する際に、基板移動方向に先後して存在するスイッチング素子２１の端部２１ｃにより重ね露光が行われ、露光パターンの一部に未露光部が生じるという問題を回避することができる。この場合、図８に示すようにスイッチング素子２１の端部２１ｃが斜めに切除されているため、該端部２１ｃによる平均露光量が直角に形成された端部２１ｃによる場合の露光量の半分となる。したがって、上記重ね露光により所定の露光量が得られ、所定深さの露光が行われることになる。それ故、重ね露光によるオーバー露光の問題を回避することができる。

また、上記投影レンズ１２は、上記パターンジェネレータ１１で生成された明暗パターンをカラーフィルタ基板５面上に縮小投影するものであり、結像レンズ３１と、対物レンズ３２とを含んで構成されている。

上記露光光学ユニット２の基板搬送方向（矢印Ａ方向）手前側には、撮像手段３が設けられている。この撮像手段３は、カラーフィルタ基板５表面を撮像するもので、基板搬送方向に略直交して多数の受光素子を一直線状に並べて有するラインカメラであり、図９に示すようにスイッチング素子組立体２３の基板搬送方向手前側のスイッチング素子列２２ａの中心軸に対して距離Ｌだけ離れて配置されている。この場合、スイッチング素子組立体２３と撮像手段３とは互いに位置決めして配置されており、スイッチング素子組立体２３のスイッチング素子２１Ａが撮像手段３の長手中心軸上の位置ｘ_１〜ｘ_２に対応し、スイッチング素子２１Ｂが位置ｘ_２〜ｘ_３に対応し、スイッチング素子２１Ｃが位置ｘ_３〜ｘ_４に対応し、スイッチング素子２１Ｄが位置ｘ_４〜ｘ_５に対応し、スイッチング素子２１Ｅが位置ｘ_５〜ｘ_６に対応し、スイッチング素子２１Ｆが位置ｘ_６〜ｘ_７に対応するようになっている。なお、撮像手段３の撮像位置に対向してステージ７の下側には、図示省略の照明手段が設けられており、カラーフィルタ基板５の上記撮像位置を照明して撮像手段３による基板表面の撮像を可能にしている。

上記搬送手段１、光走査手段１０、パターンジェネレータ１１のスイッチング素子組立体２３、及び撮像手段３に電気的に接続して制御手段４が設けられている。この制御手段４は、各構成要素を適切に駆動するものであり、図１０に示すように、画像処理部３３と、演算部３４と、メモリ３５と、搬送手段駆動コントローラ３６と、光走査手段駆動コントローラ３７と、スイッチング素子駆動コントローラ３８と、制御部３９とを備えている。

ここで、上記画像処理部３３は、撮像手段３で取得されたカラーフィルタ基板５のピクセル６の一次元画像を処理して、輝度が急変する位置を検出し、該位置をピクセル６の縁部の位置として検出するものである。

また、上記演算部３４は、搬送手段１の位置センサーの出力に基づいてカラーフィルタ基板５の移動距離を算出するものであり、カラーフィルタ基板５が後述のメモリ３５に予め設定して保存された撮像手段３とスイッチング素子組立体２３の各スイッチング素子列２２ａ，２２ｂとの間の距離Ｌ，（Ｌ＋Ｗ_２）に等しい距離だけ移動すると後述のスイッチング素子駆動コントローラ３８に駆動指令を発するようになっている。

さらに、上記メモリ３５は、レーザ光源のパワー、撮像手段３とスイッチング素子組立体２３の各スイッチング素子列２２ａ，２２ｂとの間の距離Ｌ，（Ｌ＋Ｗ_２）等の初期設定値のデータを予め保存すると共に演算部３４における演算結果及び画像処理部３３で検出されたピクセル６の縁部の位置データを一時的に保存するものである。

また、上記搬送手段駆動コントローラ３６は、搬送手段１の移動機構を駆動してステージ７を図１において矢印Ａ方向に一定速度で連続して移動させるものである。

さらに、上記光走査手段駆動コントローラ３７は、光走査手段１０に図１１に示す鋸波状の駆動信号を送信して、光走査手段１０の帯状電極１８に挟まれた部分と他の部分との間の界面１７ｂにおいて発生する屈折率差を所定範囲内で連続的に変化させ、光走査手段１０から射出するレーザ光のビームスポット１９を所定の範囲内で往復走査させるものである。この場合、ビームスポット１９の走査速度は、上記鋸波状の駆動信号の繰り返し周期に依存するため、駆動信号の繰り返し周期を制御してビームスポット１９の走査速度を搬送手段１のステージ７の移動速度（カラーフィルタ基板５の移動速度に等しい）に同期させている。なお、ビームスポット１９の走査速度は、通常、カラーフィルタ基板５が距離Ｗ_５（Ｗ_５はスイッチング素子２１の基板搬送方向の幅に等しい）か又はそれよりも短い距離だけ進む間に一往復するように設定される。なお、本実施形態においては、ビームスポット１９の走査速度は、カラーフィルタ基板５の移動速度に対して十分に速く設定されている。また、ビームスポット１９の復路の走査速度が往路の走査速度の略１０倍となるように駆動信号の立ち下り速度を立ち上がり速度の１０倍に制御している。

さらにまた、上記スイッチング素子駆動コントローラ３８は、演算部３４から伝送される駆動指令を受けてメモリ３５に保存されたピクセル６の縁部の位置データを逐次読み出し、該位置データに対応する各スイッチング素子２１をオン・オフ駆動するための駆動信号をスイッチング素子組立体２３に送信するものである。この場合、スイッチング素子駆動コントローラ３８は、往復走査するビームスポット１９の往走査期間にオン・オフ駆動信号をスイッチング素子組立体２３に送信し、ビームスポット１９の復走査期間はオフ駆動信号を送信するようになっている。
そして、上記制御部３９は、上記各要素が適切に駆動するように仲立ちするもので、ＣＰＵである。

次に、このように構成された露光装置の動作について説明する。
先ず、所定のカラーレジストが塗布されたカラーフィルタ基板５を搬送手段１のステージ７上の所定位置に位置決めして載置する。その後、起動スイッチが投入されると制御手段４の搬送手段駆動コントローラ３６により制御されて搬送手段１が起動し、カラーフィルタ基板５が図１に示す矢印Ａ方向に一定速度で搬送される。

カラーフィルタ基板５が搬送されて撮像手段３の撮像位置に達すると、撮像手段３によりカラーフィルタ基板５の表面が撮像され、この一次元の撮像画像が制御手段４の画像処理部３３において画像処理される。このとき、画像処理部３３においては、上記撮像画像の基板搬送方向（矢印Ａ方向）と直交する方向の輝度変化を調べ、輝度が所定の閾値を超えて急変した位置をピクセル６（明部）の縁部として検出する。

具体的には、図１２（ａ）に示すように、カラーフィルタ基板５が搬送されて、ピクセル６の基板搬送方向先頭端が撮像手段３の撮像位置に達すると、このとき撮像された撮像画像に基づいて例えばラインＰ_１上のピクセル６（明部）の縁部の位置ｘ_８，ｘ_９，ｘ_１０，ｘ_１１…が検出され、この位置データがメモリ３５に保存される。この場合、ピクセル６（明部）を二つ置きに検出するように予め設定しておくと、同じ色（例えば赤）の隣接する二つのピクセル６Ｒ間に位置する他の色（例えば緑、青）のピクセル６Ｇ，６Ｂを無視することができる。

カラーフィルタ基板５が図１２（ａ）において矢印Ａ方向に搬送され、ラインＰ_１がスイッチング素子組立体２３のスイッチング素子列２２ａの中心軸に合致すると、該スイッチング素子列２２ａの各スイッチング素子２１によりラインＰ_１上の所定位置が選択的に露光される。即ち、ラインＰ_１上の位置ｘ_８，ｘ_３間、位置ｘ_４，ｘ_９間及び位置ｘ_１２，ｘ_１３間は、夫々スイッチング素子２１Ｃ，２１Ｅ，２１Ｋが担当して露光される。この場合、スイッチング素子２１Ｃは、ビームスポット１９が位置ｘ_８，ｘ_３間を走査している間だけスイッチング素子駆動コントローラ３８により制御されてオン駆動される。同様に、スイッチング素子２１Ｅは、ビームスポット１９が位置ｘ_４，ｘ_９間を走査している間だけオン駆動され、スイッチング素子２１Ｋは、ビームスポット１９が位置ｘ_１２，ｘ_１３間を走査している間だけオン駆動される。これにより、同図にクロスハッチングを掛けて示すように、ピクセル６Ｒ上の位置ｘ_８，ｘ_３間、位置ｘ_４，ｘ_９間及び位置ｘ_１２，ｘ_１３間の領域が露光される。このとき、スイッチング素子列２２ａのスイッチング素子２１Ａ，２１Ｇ，２１Ｉ，２１Ｍはオフ駆動されている。なお、スイッチング素子２１上のビームスポット１９の位置は、光走査手段１０によるレーザビームの振れ角θに相関し、該レーザビームの振れ角θは、光走査手段駆動コントローラ３７による駆動信号電圧に相関する。したがって、スイッチング素子２１上のビームスポット１９の位置は、上記駆動信号電圧により知ることができる。

その後、ビームスポット１９を往復走査しながら上述と同様にしてスイッチング素子列２２ａの各スイッチング素子２１が駆動され、一定速度で移動中のカラーフィルタ基板５に対して露光が実行される。なお、この露光は、図１２（ａ）において、ビームスポット１９が一往復する間にカラーフィルタ基板５が移動する距離に等しい距離だけラインＰ_１の矢印Ａと反対方向に逐次ずれた位置で撮像された画像データに基づいて上記各スイッチング素子２１を駆動して行われる。

そして、図１２（ｂ）に示すように、カラーフィルタ基板５が移動してラインＰ_１がスイッチング素子列２２ｂの中心軸と合致すると、該スイッチング素子列２２ｂの各スイッチング素子２１Ｂ，２１Ｄ，２１Ｆ，２１Ｈ，２１Ｊ，２１ＬによりラインＰ_１上の所定位置が選択的に露光される。即ち、ラインＰ_１上の位置ｘ_４，ｘ_５間、位置ｘ_１０，ｘ_１２間及び位置ｘ_１３，ｘ_１１間は、前述と同様にして夫々スイッチング素子２１Ｄ，２１Ｊ，２１Ｌが担当して露光される。このとき、スイッチング素子２１Ｂ，２１Ｆ，２１Ｈはオフ駆動されている。

一方、スイッチング素子列２２ａの各スイッチング素子２１は、ラインＰ_１に対して矢印Ａと反対方向にＷ_２だけずれたラインＰ_２上のピクセル６Ｒの縁部の位置データをメモリ３５から読み出してスイッチング素子駆動コントローラ３８によって駆動される。そして、ラインＰ_２上のピクセル６Ｒの位置ｘ_３，ｘ_４間がスイッチング素子２１Ｃによって露光され、ピクセル６Ｒの位置ｘ_１２，ｘ_１３間がスイッチング素子２１Ｋによって露光される。このとき、スイッチング素子２１Ａ，２１Ｅ，２１Ｇ，２１Ｊ，２１Ｍはオフ駆動されている。

以後、一定速度で移動中のカラーフィルタ基板５に対してビームスポット１９を往復走査しながらスイッチング素子列２２ａでピクセル６Ｒ上の所定位置を先行して露光すると共に、スイッチング素子列２２ｂでスイッチング素子列２２ａの各スイッチング素子２１間の部分を補完して露光する。これにより、図１３にクロスハッチングを掛けて示すように、ピクセル６Ｒ上が露光されて所定の露光パターン４０が形成されることになる。本実施形態のように、ビームスポットの走査速度がカラーフィルタ基板５の移動速度よりも十分に速い場合には、図１３に示すように基板搬送方向に対して斜めに交差する露光パターンの縁部や円形の露光パターンの縁部を滑らかに形成することができる。また、基板搬送方向と直交する方向のビームスポットの照射位置をアナログ的に制御することができるため、従来のデジタル制御と違ってより緻密なパターンの露光が可能となる。

なお、上記実施形態においては、スイッチング素子組立体２３が２列のスイッチング素子列２２ａ，２２ｂで構成したものである場合について説明したが、本発明はこれに限られず、２列のスイッチング素子列２２ａ，２２ｂを１組として複数組を基板搬送方向に所定ピッチで並べて配置してもよい。これにより、カラーフィルタ基板５のピクセル６上の領域を複数組のスイッチング素子列２２ａ，２２ｂの各スイッチング素子２１で多重露光することができ、レーザ光源のパワーを下げてレーザ光源の負担を軽減することができる。

また、上記実施形態においては、ビームスポット生成手段９がマイクロレンズアレイである場合について説明したが、本発明はこれに限られず、ビームスポット生成手段９は、複数の開口を平面内に並べて有するフォトマスクであってもよい。

さらに、上記実施形態においては、光走査手段１０が角型ブロック状の電気光学結晶材料１７の対向側面１７ａに所定幅の一対の帯状電極１８を、その長手中心軸と側面１８の縦横いずれか一方の中心軸とが所定角度を成すように傾けて形成したものである場合について説明したが、本発明はこれに限られず、光走査手段１０は、例えば電磁アクチュエータや音響光学素子等、レーザビームを往復走査することができるものであれば如何なるものであってもよい。

そして、以上の説明においては、被露光体がカラーフィルタ基板５である場合について述べたが、本発明はこれに限られず、被露光体は、例えば回路基板等、如何なるものであってもよい。

５…カラーフィルタ基板（被露光体）
９…ビームスポット生成手段
１０…光走査手段
１２…投影レンズ
１３…集光レンズ
１７…電気光学結晶材料
１７ａ…対向側面
１８，２０…電極
１９…ビームスポット
２１，２１Ａ〜２１Ｍ…スイッチング素子
Ｌ_１…光源光
Ｌ_２…露光光

Claims

光源光を受けて所定間隔で互い違いに少なくとも２列状態に並べて複数のビームスポットを生成するビームスポット生成手段と、
前記複数のビームスポットをそれらの並び方向に夫々所定範囲内で往復走査させる光走査手段と、
前記複数のビームスポットの往復走査の中心に夫々中心軸を合致させて配置され、前記中心軸に平行な対向面に一対の電極を設けた角柱状の電気光学結晶材料から成る複数のスイッチング素子をオン・オフ駆動することにより、前記光源光を光変調して所定の明暗パターンを生成するパターンジェネレータと、
前記明暗パターンを被露光体上に投影する投影レンズと、
を備え、
前記各スイッチング素子の前記ビームスポットの走査方向の幅を前記ビームスポットの同方向の幅よりも大きくしたことを特徴とする露光装置。
前記ビームスポット生成手段は、複数の集光レンズを平面内に並べて有するマイクロレンズアレイであることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
前記ビームスポット生成手段は、複数の開口を平面内に並べて有するフォトマスクであることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
前記光走査手段は、角型ブロック状の電気光学結晶材料の対向側面に所定幅の一対の帯状電極を、その長手中心軸と前記側面の縦横いずれか一方の中心軸とが所定角度を成すように傾けて形成し、該一対の電極間を光が通過するようにしたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の露光装置。
前記被露光体は、前記ビームスポットの走査方向と略直交する方向に連続して移動するようにされたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の露光装置。