CN102804075B - 对准方法、对准装置及曝光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种对准方法、对准装置及曝光装置。一边输送将图案形成为矩阵状的基板，一边对通过摄像机构以一定的时间间隔拍摄到的多个图像依次进行处理而检测受光元件的排列方向上的亮度变化的位置，在基板移动一定距离期间，将在相同位置检测到的亮度变化的次数进行累计，得到与检测到的亮度变化的位置对应排列的多个边缘个数数据，使模板移动，并对算出的多个边缘个数数据进行相关运算，得到多个相关值数据，根据超过了预先设定的阈值的多个相关值数据来确定多个图案的位置，从其中选择与摄像机构的目标位置接近的图案的位置，算出该图案的位置与摄像机构的目标位置的位置偏差量，以该位置偏差量成为预先设定的值的方式使光掩模沿着与基板的输送方向大致正交的方向移动，其中该摄像机构具有在与基板的输送方向交叉的方向上排列成一直线状的多个受光元件。

Description

对准方法、对准装置及曝光装置
技术领域
本发明涉及使光掩模与将一定的图案形成为矩阵状且沿一方向输送中的被曝光体进行位置对合的对准方法，详细而言，涉及即使对于复杂图形的图案也能够进行高精度的位置对合的对准方法、对准装置及曝光装置。
背景技术
以往的这种对准方法通过将多个受光元件在与滤色基板的输送方向正交的方向上排列成一直线状而成的摄像机构，拍摄在滤色基板(被曝光体)上形成的矩形形状的多个像素，基于该摄像图像的亮度信息来检测滤色基板的左端像素的左侧缘部的位置，算出该左端像素的左侧缘部的位置与预先设定于摄像机构的基准位置(目标位置)之间的位置偏差量，为了补偿该位置偏差量而使光掩模沿着与滤色基板的输送方向正交的方向移动，以进行光掩模与滤色基板的位置对合(例如，参照专利文献1)。
先行技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-76709号公报
然而，在这种现有的对准方法中，检测亮度从暗到明变化的位置，并以该位置为基准来进行被曝光体的图案与光掩模的开口部的位置对合，因此，对于矩形形状的简单图形的图案，在图案的缘部设定的基准位置的检测容易且位置对合也容易，但对于例如TFT基板那样的在像素内具有配线图案的复杂图形的图案或通过反射照明所得到的复杂的线条画图形的图案，在图案的缘部设定的基准位置的检测困难，位置对合不容易。因而，难以高精度地进行被曝光体的图案与光掩模的开口部的位置对合。
发明内容
因此，本发明应对这种问题点，其目的在于提供一种即使对于复杂图形的图案也能够进行光掩模的高精度的位置对合的对准方法、对准装置及曝光装置。
为了实现上述目的，本发明的对准方法使光掩模与以矩阵状具有一定图案且沿着一方向输送中的被曝光体进行位置对合，并执行如下的步骤：
对通过摄像机构以一定的时间间隔拍摄到的多个图像依次进行处理而检测受光元件的排列方向上的亮度变化的位置的步骤，该摄像机构具有在与所述被曝光体的输送方向交叉的方向上排列成一直线状的多个所述受光元件；
在所述被曝光体移动一定距离期间，将在所述受光元件的排列方向上的相同位置检测到的所述亮度变化的次数沿着被曝光体的输送方向进行累计，得到与所述检测到的亮度变化的位置对应排列的多个边缘个数数据的步骤；
使对于与所述图案相同形状的图案预先设定了单位边缘个数数据的模板从所述算出的多个边缘个数数据的排列方向的一端朝向另一端移动，并对所述算出的多个边缘个数数据进行相关运算，得到多个相关值数据的步骤；
根据超过了利用所述多个相关值数据所预先设定的阈值的多个相关值数据来确定多个图案的位置的步骤；
从所述确定的多个图案的位置中选择与预先设定于所述摄像机构的目标位置接近的图案的位置的步骤；
算出所述选择的图案的位置与所述摄像机构的目标位置的位置偏差量的步骤；
以所述位置偏差量成为预先设定的值的方式至少使所述光掩模沿着与所述被曝光体的输送方向交叉的方向进行相对移动，从而进行所述光掩模与所述被曝光体的位置对合的步骤。
根据这种结构，沿着一方向输送以矩阵状具有一定图案的被曝光体，并对通过摄像机构以一定的时间间隔拍摄到的多个图像依次进行处理而检测受光元件的排列方向上的亮度变化的位置，在被曝光体移动一定距离期间，将在上述受光元件的排列方向上的相同位置检测到的亮度变化的次数沿着被曝光体的输送方向进行累计，得到与上述检测到的亮度变化的位置对应排列的多个边缘个数数据，使对于与上述图案相同形状的图案预先设定了单位边缘个数数据的模板从上述算出的多个边缘个数数据的排列方向的一端朝向另一端移动，并对算出的多个边缘个数数据进行相关运算，得到多个相关值数据，根据超过了利用该多个相关值数据所规定的阈值的多个相关值数据来确定多个图案的位置，从该确定的多个图案的位置中选择与预先设定于摄像机构的目标位置接近的图案的位置，算出该选择的图案的位置与摄像机构的目标位置的位置偏差量，以该位置偏差量成为预先设定的值的方式至少使光掩模沿着与被曝光体的输送方向交叉的方向进行相对移动，从而进行光掩模与被曝光体的位置对合，其中该摄像机构具有在与所述被曝光体的输送方向交叉的方向上排列成一直线状的多个所述受光元件。
另外，在确定了所述多个图案的位置之后，取代选择与预先设定于所述摄像机构的目标位置接近的图案的位置的步骤，而执行对所述多个图案的邻近对的中点位置进行运算的步骤和从该多个中点位置中选择与预先设定于所述摄像机构的目标位置接近的中点位置的步骤，在算出所述位置偏差量的步骤中，算出所述选择的中点位置与所述摄像机构的目标位置的位置偏差量。由此，在确定了多个图案的位置后，运算该确定的多个图案的邻近对的中点位置，从该多个中点位置中选择与预先设定于摄像机构的目标位置接近的中点位置，算出该选择的中点位置与摄像机构的目标位置的位置偏差量。
而且，在检测所述亮度变化的位置的步骤中，检测从明至暗及从暗至明的亮度变化的位置，在得到所述多个边缘个数数据的步骤中，将从明至暗及从暗至明的亮度变化的次数分别进行累计而得到各边缘个数数据，在得到所述多个相关值数据的步骤中，对于所述算出的各边缘个数数据进行相关运算，求出与从明至暗的亮度变化对应的多个相关值数据及与从暗至明的亮度变化对应的多个相关值数据，之后，对该多个相关值数据中的邻近对进行平均而得到平均化相关值数据，在确定所述多个图案的位置的步骤中，根据超过了利用所述平均化相关值数据所预先设定的阈值的多个相关值数据来确定多个图案的位置。由此，检测从明至暗及从暗至明的亮度变化的位置，将该从明至暗及从暗至明的亮度变化的次数分别进行累计而得到各边缘个数数据，之后，对于该算出的各边缘个数数据进行相关运算，求出与从明至暗的亮度变化对应的多个相关值数据及与从暗至明的亮度变化对应的多个相关值数据，进而对该多个相关值数据中的邻近对进行平均而得到平均化相关值数据，之后根据超过了利用该平均化相关值数据所预先设定的阈值的多个相关值数据来确定多个图案的位置。
此外，所述摄像机构通过反射照明来拍摄所述被曝光体的图案。由此，利用摄像机构通过反射照明来拍摄被曝光体的图案。
并且，所述被曝光体是形成有配线图案的TFT基板。由此，检测形成有配线图案的TFT基板的图案的位置。
另外，本发明的对准装置使光掩模与以矩阵状具有一定图案且沿着一方向输送中的被曝光体进行位置对合，其特征在于，具备：
图象处理部，其对通过摄像机构以一定的时间间隔拍摄到的多个图像依次进行处理而检测受光元件的排列方向上的亮度变化的位置，在所述被曝光体移动一定距离期间，将在所述受光元件的排列方向上的相同位置检测到的所述亮度变化的次数沿着被曝光体的输送方向进行累计，得到与所述检测到的亮度变化的位置对应排列的多个边缘个数数据，使对于与所述图案相同形状的图案预先设定了单位边缘个数数据的模板从所述算出的多个边缘个数数据的排列方向的一端朝向另一端移动，并对所述算出的多个边缘个数数据进行相关运算，得到多个相关值数据，根据超过了利用该多个相关值数据所预先设定的阈值的多个相关值数据来确定多个图案的位置，其中，所述摄像机构具有在与所述被曝光体的输送方向交叉的方向上排列成一直线状的多个所述受光元件；
运算部，其从所述确定的多个图案的位置中选择与预先设定于所述摄像机构的目标位置接近的图案的位置，算出该选择的图案的位置与所述摄像机构的目标位置的位置偏差量；
对准机构，其以所述位置偏差量成为预先设定的值的方式至少使所述光掩模沿着与所述被曝光体的输送方向交叉的方向进行相对移动，从而进行所述光掩模与所述被曝光体的位置对合。
根据这种结构，利用图像处理部对通过摄像机构以一定的时间间隔拍摄到的多个图像依次进行处理而检测受光元件的排列方向上的亮度变化的位置，在被曝光体移动一定距离期间，将在上述受光元件的排列方向上的相同位置检测到的亮度变化的次数沿着被曝光体的输送方向进行累计，得到与上述检测到的亮度变化的位置对应排列的多个边缘个数数据，使对于与上述图案相同形状的图案预先设定了单位边缘个数数据的模板从上述算出的多个边缘个数数据的排列方向的一端朝向另一端移动，并对算出的多个边缘个数数据进行相关运算，得到多个相关值数据，根据超过了利用该多个相关值数据所预先设定的阈值的多个相关值数据来确定多个图案的位置，利用运算部从确定的多个图案的位置中选择与预先设定于摄像机构的目标位置接近的图案的位置，算出该选择的图案的位置与摄像机构的目标位置的位置偏差量，通过对准机构，以上述位置偏差量成为预先设定的值的方式至少使光掩模沿着与被曝光体的输送方向交叉的方向进行相对移动，从而进行光掩模与被曝光体的位置对合，其中该摄像机构具有在与所述被曝光体的输送方向交叉的方向上排列成一直线状的多个所述受光元件，该被曝光体将一定的图案形成为矩阵状且沿着一方向被输送。
而且，所述运算部运算所述确定的多个图案的邻近对的中点位置，从该多个中点位置中选择与预先设定于所述摄像机构的目标位置接近的中点位置，算出该选择的中点位置与所述摄像机构的目标位置的位置偏差量。由此，利用运算部运算确定的多个图案的邻近对的中点位置，从该多个中点位置中选择与预先设定于摄像机构的目标位置接近的中点位置，算出该选择的中点位置与摄像机构的目标位置的位置偏差量。
并且，所述图像处理部检测从明至暗及从暗至明的亮度变化的位置，将该从明至暗及从暗至明的亮度变化的次数分别进行累计而得到各边缘个数数据，之后，对于该算出的各边缘个数数据进行相关运算，求出与从明至暗的亮度变化对应的多个相关值数据及与从暗至明的亮度变化对应的多个相关值数据，进而对该多个相关值数据中的邻近对进行平均而得到平均化相关值数据，之后，根据超过了利用该平均化相关值数据所预先设定的阈值的相关值数据来确定多个图案的位置。由此，利用图像处理部检测从明至暗及从暗至明的亮度变化的位置，将该从明至暗及从暗至明的亮度变化的次数分别进行累计而得到各边缘个数数据，之后，对于该算出的各边缘个数数据进行相关运算，求出与从明至暗的亮度变化对应的多个相关值数据及与从暗至明的亮度变化对应的多个相关值数据，进而对该多个相关值数据中的邻近对进行平均而得到平均化相关值数据，之后，根据超过了利用该平均化相关值数据所预先设定的阈值的多个相关值数据来确定多个图案的位置。
另外，本发明的曝光装置使光掩模与以矩阵状具有一定图案且沿着一方向输送中的被曝光体进行位置对合并进行曝光，其特征在于，具备：
光源，其放射紫外线；
掩模台，其与所述输送中的被曝光体的面接近对置并保持所述光掩模；
摄像机构，其具有在与所述被曝光体的输送方向交叉的方向上排列成一直线状的多个受光元件，并对所述光掩模进行曝光的曝光位置的向所述输送方向的相反方向隔开一定距离的位置进行拍摄；
对准装置，其对通过所述摄像机构以一定的时间间隔拍摄到的多个图像依次进行处理而检测所述受光元件的排列方向上的亮度变化的位置，在所述被曝光体移动一定距离期间，将在所述受光元件的排列方向上的相同位置检测到的所述亮度变化的次数沿着被曝光体的输送方向进行累计，得到与所述检测到的亮度变化的位置对应排列的多个边缘个数数据，使对于与所述图案相同形状的图案预先设定了单位边缘个数数据的模板从所述算出的多个边缘个数数据的排列方向的一端朝向另一端移动，并对所述算出的多个边缘个数数据进行相关运算，得到多个相关值数据，根据超过了利用该多个相关值数据所预先设定的阈值的多个相关值数据来确定多个图案的位置，从该确定的多个图案的位置中选择与预先设定于所述摄像机构的目标位置接近的图案的位置，算出该选择的图案的位置与所述摄像机构的目标位置的位置偏差量，以该位置偏差量成为预先设定的值的方式至少使所述光掩模沿着与所述被曝光体的输送方向交叉的方向进行相对移动，从而进行所述光掩模与所述被曝光体的位置对合。
根据这种结构，沿着一方向输送以矩阵状具有一定图案的被曝光体，并利用对准装置对通过摄像机构以一定的时间间隔拍摄到的多个图像依次进行处理而检测受光元件的排列方向上的亮度变化的位置，在被曝光体移动一定距离期间，将在上述受光元件的排列方向上的相同位置检测到的亮度变化的次数沿着被曝光体的输送方向进行累计，得到与上述检测到的亮度变化的位置对应排列的多个边缘个数数据，使对于与上述图案相同形状的图案预先设定了单位边缘个数数据的模板从上述算出的多个边缘个数数据的排列方向的一端朝向另一端移动，并对算出的多个边缘个数数据进行相关运算，得到多个相关值数据，根据超过了利用该多个相关值数据所预先设定的阈值的多个相关值数据来确定多个图案的位置，从该确定的多个图案的位置中选择与预先设定于摄像机构的目标位置接近的图案的位置，算出该选择的图案的位置与所述摄像机构的目标位置的位置偏差量，以上述位置偏差量成为预先设定的值的方式至少使与输送中的被曝光体的面接近对置并保持光掩模的掩模台沿着与被曝光体的输送方向交叉的方向进行相对移动，从而进行光掩模与被曝光体的位置对合，从光源放射紫外线而对被曝光体进行曝光，其中该摄像机构具有在与被曝光体的输送方向交叉的方向上排列成一直线状的多个受光元件。
此外，所述对准装置在确定了所述多个图案的位置后，运算该多个图案的邻近对的中点位置，从该多个中点位置中选择与预先设定于所述摄像机构的目标位置接近的中点位置，算出该选择的中点位置与所述摄像机构的目标位置的位置偏差量。由此，利用对准装置在确定了多个图案的位置后，运算该多个图案的邻近对的中点位置，从该多个中点位置中选择与预先设定于所述摄像机构的目标位置接近的中点位置，算出该选择的中点位置与摄像机构的目标位置的位置偏差量。
并且，所述对准装置检测从明至暗及从暗至明的亮度变化的位置，将该从明至暗及从暗至明的亮度变化的次数分别进行累计而得到各边缘个数数据，之后，对于该算出的各边缘个数数据进行相关运算，求出与从明至暗的亮度变化对应的多个相关值数据及与从暗至明的亮度变化对应的多个相关值数据，进而对该多个相关值数据中的邻近对进行平均而得到平均化相关值数据，之后，根据超过了利用该平均化相关值数据所预先设定的阈值的多个相关值数据来确定多个图案的位置。由此，利用对准装置，检测从明至暗及从暗至明的亮度变化的位置，将该从明至暗及从暗至明的亮度变化的次数分别进行累计而得到各边缘个数数据，之后，对于该算出的各边缘个数数据进行相关运算，求出与从明至暗的亮度变化对应的多个相关值数据及与从暗至明的亮度变化对应的多个相关值数据，进而对该多个相关值数据进行平均而得到平均化相关值数据，之后，根据超过了利用该平均化相关值数据所预先设定的阈值的多个相关值数据来确定多个图案的位置。
[发明效果]
根据本发明的第一或第十方面，即使形成于被曝光体的图案的图形复杂或像通过反射照明所得到那样图案为复杂的线条画图形，也能够对移动中的被曝光体的摄像图像依次进行处理而容易检测在与被曝光体的输送方向交叉的方向上排列的多个图案的位置。因此，以检测到的图案的位置为基准，能够使光掩模追随在与输送方向交叉的方向上发生振动且同时被输送的被曝光体的移动，从而能够高精度地使光掩模的开口部与被曝光体的图案进行位置对合。而且，与二维图像的图案匹配法相比，能够减小电路规模，且能够高速地进行图像处理。因此，能够缩短曝光工序的生产节拍。
另外，根据本发明的第二、第十一或第十四方面，检测确定的多个图案的邻近对的中点位置，从而能够以该中点位置为基准来进行被曝光体与光掩模的位置对合。
此外，根据本发明的第三、第十二或第十五方面，能够更高精度地进行图案的位置的确定。因此，能够进一步提高被曝光体与光掩模的对准精度。
另外，根据本发明的第四及第五方面，能够容易进行由不透明的基板构成的被曝光体的图案的位置检测。
另外，根据本发明的第六、第七、第八及第九方面，即使对于在像素内具有配线图案那样的TFT基板，也能够高精度地进行光掩模的开口部的位置对合。
并且，根据本发明的第十三方面，即使形成于被曝光体的图案的图形复杂，也能够对移动中的被曝光体的摄像图像依次进行处理而容易检测在与被曝光体的输送方向交叉的方向上排列的多个图案的位置。因此，以检测到的图案的位置为基准，能够使光掩模追随在与输送方向交叉的方向上发生振动且同时被输送的被曝光体的移动，从而能够高精度地使光掩模的开口部与被曝光体的图案进行位置对合来进行曝光。而且，与二维图像的图案匹配法相比，能够减小电路规模，且能够高速地进行图像处理。因此，能够缩短曝光工序的生产节拍。
附图说明
图1是表示本发明的曝光装置的实施方式的主视图。
图2是表示在上述实施方式中使用的滤色基板的俯视图。
图3是表示在上述实施方式中使用的光掩模的俯视图，是表示掩模图案与摄像机构的位置关系的说明图。
图4是表示本发明的对准装置的实施方式的框图。
图5是表示本发明的对准方法的流程图。
图6是表示本发明的对准方法的说明图，(a)表示滤色基板的反射照明图像，(b)表示在(a)的滤色基板中与像素的输送方向平行的缘部的检测结果，(c)表示与上段的像素列对应的边缘个数数据，(d)表示与上段的像素对应的单位边缘个数数据所构成的模板，(e)表示将(d)与(c)进行相关比较而得到的相关值数据，(f)表示对(e)的相关值数据中的邻近对进行平均而得到的平均化相关值数据。
图7是表示向上述滤色基板上进行曝光的曝光例的说明图。
具体实施方式
以下，基于附图，详细地说明本发明的实施方式。图1是表示本发明的曝光装置的实施方式的主视图。该曝光装置使光掩模与将一定的图案形成为矩阵状且沿着一方向输送中的被曝光体进行位置对合来进行曝光，具备输送机构1、曝光光学系统2、掩模台3、摄像机构4、照明用光源5、对准装置6。
需要说明的是，在此，如图2所示，被曝光体例如是将黑底为矩形形状的像素7(图案)形成为矩阵状的滤色基板8，对沿着该图所示的箭头A方向输送的情况进行说明。
上述输送机构1在上表面载置滤色基板8而沿着图1中的箭头A方向进行输送，将在上表面具有喷出气体的多个喷出孔和对气体进行吸引的多个吸引孔的多个单位台9沿着滤色基板8的输送方向(以下，称为“基板输送方向”)并列设置，通过气体的喷出与吸引的平衡而使滤色基板8在多个单位台9上浮起规定量，在该状态下，通过输送辊10支承滤色基板8的两端缘部来进行输送。
在上述输送机构1的上方设有曝光光学系统2。该曝光光学系统2对后述的光掩模11照射均匀的光源光L1，从光路的上游朝向下游依次具备曝光用光源12、积光仪(photo integrator)13、聚光透镜14。
在此，曝光用光源12放射紫外线，是激光振荡器或氙气闪光灯等。而且，积光仪13使从曝光用光源12放射的光源光L1的横断面内的亮度分布均匀，是复眼透镜、柱状透镜或光导管等。并且，聚光透镜14将光源光L1形成为平行光而向光掩模11照射。
在上述输送机构1与曝光光学系统2之间设有掩模台3。该掩模台3与输送中的滤色基板8的面平行，且与该面接近对置而对光掩模11进行保持，在掩模台3的中央部形成开口15而对光掩模11的缘部进行保持。
如图3所示，上述光掩模11通过排列与上述像素7大致相同形状的多个开口部(以下，称为“掩模图案16”)而形成，所述多个开口部和平行于箭头A(基板输送方向)的中心线具有一定的位置关系，且其之间的间距是上述像素7在图2中与箭头A交叉(正交)方向上的排列间距的3倍。而且，在掩模图案16的列的侧方隔开一定距离形成有与掩模图案16的列平行的细长状的观察口(viewport)17，透过该观察口17利用后述的摄像机构4能够拍摄滤色基板8的表面。并且，如图3所示，以掩模图案16的列侧成为箭头A所示的基板输送方向的前头侧的方式由掩模台3保持。需要说明的是，在本实施方式中，掩模图案16的与基板输送方向(箭头A方向)交叉的方向的宽度形成为与像素7的同方向的排列间距相等的尺寸。
更具体而言，光掩模11在透明的玻璃基板18的一面形成铬(Cr)的遮光膜19，在该遮光膜19上形成上述掩模图案16及观察口17，在玻璃基板18的另一面形成与掩模图案16的列对应的防反射膜，且与观察口17对应地形成透过可视光而对紫外线进行反射的滤光器的膜。并且，如图1所示，以形成有遮光膜19的面成为下侧的方式由掩模台3保持。
在上述输送机构1的上方设有摄像机构4。该摄像机构4在光掩模11进行曝光的曝光位置的向基板输送方向的相反方向隔开一定距离的位置上拍摄形成在滤色基板8上的多个像素7，如图3所示，该摄像机构4是沿着与基板输送方向(箭头A方向)交叉的方向将多个受光元件20排列成一直线状而成的线性CCD(传感器)。而且，在直线状的受光部的规定位置(图3中的中心位置)预先设有作为滤色基板8与光掩模11的位置对合目标的目标位置T。在本实施方式中，如图3所示，以该目标位置T与平行于箭头A所示的基板输送方向的光掩模11的中心线一致的方式配设摄像机构4。
在从上述输送机构1朝向摄像机构4的光路被半透半反镜27分支的光路上设有照明用光源5。该照明用光源5使照明光L2透过光掩模11的观察口17向滤色基板8照射，通过滤色基板8的反射光而使摄像机构4能够拍摄滤色基板8的像素7，该照明用光源5是主要放射可视光的卤素灯等。
以上述掩模台3及摄像机构4能够一体地在与滤色基板8的面平行的面内沿着与基板输送方向交叉的方向移动的方式设置对准装置6。该对准装置6对通过摄像机构4以一定的时间间隔拍摄的多个一维图像依次进行处理，检测摄像机构4的受光元件20的排列方向上的从明至暗及从暗至明变化的亮度变化的位置，在滤色基板8移动一定距离期间，将在受光元件20的排列方向上的相同位置检测到的上述亮度变化的次数沿着基板输送方向进行累计，得到从明至暗及从暗至明的亮度变化的位置所对应的多个边缘个数数据(参照图6(c))，使对于滤色基板8的像素7的相同形状的图案预先设定了单位边缘个数数据的模板26(参照该图(d))从上述算出的多个边缘个数数据的排列方向的一端朝向另一端移动，并对上述算出的多个边缘个数数据进行相关运算，来求出与从明至暗的亮度变化对应的多个第一相关值数据(参照该图(e)的实线)，同时，求出与从暗至明的亮度变化对应的多个第二相关值数据(参照该图(e)的虚线)，之后，利用上述多个第一及第二相关值数据对邻近对进行平均而得到平均化相关值数据(参照该图(f))，然后根据超过了利用该平均化相关值数据所预先设定的阈值的多个相关值数据来确定多个像素7的位置，并运算该确定的多个像素7的邻近对的中点位置，从该多个中点位置中选择与预先设定于摄像机构4的目标位置T接近的中点位置，算出该选择的中点位置与摄像机构4的目标位置T的位置偏差量，以该位置偏差量成为预先设定的值的方式使光掩模11沿着与基板输送方向交叉的方向移动，从而进行光掩模11与滤色基板8的位置对合(对准)，如图4所示，该对准装置6具备对准机构21、位置偏差量检测部22、对准机构驱动控制器23。需要说明的是，在本实施方式中，由于光掩模11的掩模图案16的与基板输送方向交叉的方向的宽度形成为与像素7的同方向的排列间距相等的尺寸，因此通过上述对准，将掩模图案16的与基板输送方向(箭头A方向)平行的两端缘部定位在相邻的像素7之间的中间位置。
在此，上述对准机构21使掩模台3和摄像机构4一体地在与滤色基板8的面平行的面内沿着与基板输送方向交叉的方向移动，例如由电动机和滑动台等构成。而且，上述位置偏差量检测部22对通过摄像机构4拍摄到的图像进行处理而运算光掩模11与滤色基板8之间的位置偏差量，如图4所示，包括图像处理部24和由CPU构成的运算部25。这种情况下，图像处理部24对通过摄像机构4以一定的时间间隔拍摄到的多个图像依次进行处理，检测摄像机构4的受光元件20的排列方向上的从明至暗及从暗至明变化的亮度变化的位置，在滤色基板8移动一定距离期间，将在受光元件20的排列方向上的相同位置检测到的上述亮度变化的次数沿着基板输送方向进行累计，得到从明至暗及从暗至明的亮度变化的位置所对应的多个边缘个数数据(这不是摄像机构4所进行的一直线的数据取入中得到的边缘个数的累计的数据)，使对于滤色基板8的像素7的相同形状的图案预先设定了单位边缘个数数据的模板26从上述算出的多个边缘个数数据的排列方向的一端朝向另一端移动，并对上述算出的多个边缘个数数据进行相关运算，来求出与从明至暗的亮度变化对应的多个第一相关值数据，同时，求出与从暗至明的亮度变化对应的多个第二相关值数据，之后，利用上述多个第一及第二相关值数据对邻近对进行平均而得到平均化相关值数据，然后根据超过了利用该平均化相关值数据所预先设定的阈值的多个相关值数据来确定多个像素7的位置。而且，运算部25运算由图像处理部24确定的多个像素7的邻近对的中点位置，从该多个中点位置中选择与预先设定于摄像机构4的目标位置T接近的中点位置，算出该选择的中点位置与摄像机构4的目标位置T的位置偏差量，该运算部25通过软件来执行运算处理。并且，对准机构驱动控制器23驱动控制对准机构21的电动机，以运算部25所算出的上述位置偏差量成为预先设定的值的方式使掩模台3和摄像机构4一体移动。
接下来，参照图5的流程图说明如此构成的曝光装置的动作及本发明的对准方法。
首先，将涂敷了规定的彩色抗蚀剂的滤色基板8定位并载置在输送机构1上的规定位置，沿着图1所示的箭头A方向以一定速度输送。
当滤色基板8的基板输送方向前头侧到达摄像机构4的摄像位置时，开始基于摄像机构4的摄像。此时，照明用光源5的照明光L2透过光掩模11的观察口17向滤色基板8照射，被滤色基板8反射的照明光L2由摄像机构4接受。由此，通过摄像机构4来拍摄形成于滤色基板8的多个像素7的与基板输送方向(箭头A)交叉的方向的一维图像。这种摄像机构4的摄像每当滤色基板8移动了与受光元件20的基板输送方向(图3所示的箭头A方向)的宽度大致相等的距离时执行。需要说明的是，如图6(a)所示，通过上述那样的反射照明所拍摄到的图像成为像素7的缘部被镶边成黑色的线条画图形。
在此，首先，在步骤S1中，通过摄像机构4以一定的时间间隔拍摄到的图像由图像处理部24依次处理，在与基板输送方向交叉的方向上分别检测滤色基板8的像素7的从明至暗进行亮度变化的多个边缘(参照图6(b)的实线)及从暗至明进行亮度变化的多个边缘(参照该图(b)的虚线)。
在步骤S2中，在滤色基板8移动与像素7的基板输送方向的排列间距相同的距离期间，将在摄像机构4的受光元件20的排列方向上的相同位置检测到的从明至暗的亮度变化的次数沿着基板输送方向进行累计，而得到与检测到的亮度变化的位置对应排列的多个边缘个数数据(参照图6(c)的实线)，并将从暗至明的亮度变化的次数沿着基板输送方向进行累计，而得到与检测到的亮度变化的位置对应排列的多个边缘个数数据(参照图6(c)的虚线)。
在步骤S3中，使对于滤色基板8的像素7的相同形状的图案预先设定了单位边缘个数数据的模板26(参照图6(d))从上述算出的多个边缘个数数据的排列方向的一端朝向另一端移动(参照该图(c)的箭头B)，并对上述算出的多个边缘个数数据进行相关运算，来求出与从明至暗的亮度变化对应的多个第一相关值数据(参照该图(e)的实线)，同时，求出与从暗至明的亮度变化对应的多个第二相关值数据(参照该图(e)的虚线)。此时，基于多个第一相关值数据能够确定该图(c)的箭头B方向上的多个第一像素位置，基于多个第二相关值数据能够确定多个第二像素位置。在此，模板26的中心坐标设定成与该图(d)的上段所示的像素7的中心一致。因此，上述第一相关值数据和第二相关值数据原本应该相互一致而出现在各像素7的中心位置。然而，实际上，由于摄像机构4的受光元件20的检测精度，使第一相关值数据和第二相关值数据存在该图(e)所示那样不一致的情况。因此，在本实施方式中，为了进一步提高各像素7的位置的确定精度，利用上述第一及第二相关值数据对邻近对进行平均而得到平均化相关值数据(参照该图(f))。
在步骤S4中，根据超过了利用在步骤S3中得到的平均化相关值数据所预先设定的阈值的多个相关值数据，来确定多个像素7的位置(参照图6(f))。
在步骤S5中，运算在步骤S4中确定的多个像素7的邻近对的中点位置。这种情况下，该中点位置相当于相邻的像素7之间的黑底上的中心位置。
在步骤S6中，从在步骤S5中算出的多个中点位置中抽出与设定于摄像机构4的目标位置T接近的中点位置。
在步骤S7中，算出在步骤S6中抽出的中点位置与设定于摄像机构4的目标位置T之间的位置偏差量。
在步骤S8中，通过对准机构驱动控制器23来驱动控制对准机构21的电动机，以步骤S7中算出的位置偏差量成为预先设定的值例如零的方式使掩模台3和摄像机构4一体地沿着与基板输送方向交叉的方向移动，来进行光掩模11的掩模图案16与滤色基板8的像素7的位置对合。
并且，上述步骤S1～S8在滤色基板8的移动中也始终执行，使光掩模11与移动中的滤色基板8进行位置对合并进行曝光。因此，即使滤色基板8在发生左右振动的同时被输送，也能够使光掩模11自动追随滤色基板8的移动来进行曝光，从而能够提高重叠曝光精度。
这种情况下，在上述步骤S4中，在得到超过了预先设定的阈值的多个相关值数据之后，即，在对像素7进行检测之后，立即基于输送机构1具备的未图示的位置传感器的输出，开始运算滤色基板8的移动距离，当滤色基板8移动一定距离而基板输送方向前头侧的像素7到达光掩模11的掩模图案16的正下方时，使曝光用光源12点亮一定时间。由此，使光源光L1向光掩模11照射一定时间而能够对滤色基板8的像素7上的彩色抗蚀剂进行曝光。
之后，每当滤色基板8移动与图2所示的像素7的基板输送方向(箭头A方向)的排列间距相等的距离时，使曝光用光源12点亮一定时间而执行曝光。或者也可以将各像素7的检测时作为基准来控制光源光L1的照射时机。由此，如图7中附加斜线所示，能够在滤色基板8的目标像素7上曝光形成对应色的彩色抗蚀剂。
需要说明的是，在上述实施方式中，说明了利用第一及第二相关值数据对邻近对进行平均而得到平均化相关值数据，然后根据超过了利用该平均化相关值数据所预先设定的阈值的相关值数据来确定多个像素7的位置的情况，但本发明并不局限于此，也可以根据超过了利用第一或第二相关值数据所预先设定的阈值的多个相关值数据来确定多个像素7的位置。
另外，在上述实施方式中，说明了利用位置被确定的多个像素7来运算多个邻近对的中点位置，并从该多个邻近对的中点位置中选择与预先设定于摄像机构4的目标位置T接近的中点位置，算出该选择的中点位置与摄像机构4的目标位置T的位置偏差量的情况，但本发明并不局限于此，也可以从确定的多个像素7的位置中选择与预先设定于摄像机构4的目标位置T接近的像素7的位置，算出该选择的像素7的位置与摄像机构4的目标位置T的位置偏差量。
此外，在上述实施方式中，说明了对准装置6使掩模台3和摄像机构4一体地沿着与基板输送方向交叉的方向移动的情况，但本发明并不局限于此，也可以仅使掩模台3移动。这种情况下，若能够利用线性刻度尺等计测掩模台3的移动距离，则只要使掩模台3移动与滤色基板8的上述选择的中点位置和摄像机构4的目标位置T的位置偏差量相等的距离即可。或者对准装置6还可以使滤色基板8沿着与基板输送方向交叉的方向移动。
另外，在上述实施方式中，说明了被曝光体是在表面形成有比较简单的图形的图案(像素7)的滤色基板8的情况，但本发明并不局限于此，被曝光体也可以是形成任意图形的图案的物体，例如是在像素7内具有复杂配线图案的TFT基板。并且，在这种形成有复杂图形的图案的被曝光体中，能有效地发挥本发明的特征。
并且，在上述实施方式中，说明了照明为反射照明的情况，但本发明并不局限于此，照明也可以是透过被曝光体的透过照明。
[符号说明]
1…输送机构
3…掩模台
4…摄像机构
6…对准装置
7…像素(图案)
8…滤色基板(被曝光体)
11…光掩模
12…曝光用光源(光源)
20…受光元件
21…对准机构
24…图像处理部
25…运算部
26…模板

Claims (15)

1.一种对准方法，使光掩模与以矩阵状具有一定图案且沿着一方向输送中的被曝光体进行位置对合，其特征在于，执行如下的步骤：
对通过摄像机构以一定的时间间隔拍摄到的多个图像依次进行处理而检测受光元件的排列方向上的亮度产生变化的多个位置的步骤，该摄像机构具有在与所述被曝光体的输送方向交叉的方向上排列成一直线状的多个所述受光元件；
在所述受光元件的排列方向上的检测到所述亮度的变化的多个位置的每一个位置处，将在所述被曝光体移动一定距离的期间内检测到的亮度变化的次数沿着被曝光体的输送方向分别进行累计，得到在与所述被曝光体的输送方向交叉的方向上排列的多个边缘个数数据的步骤；
使由与所述图案相同形状的图案的、与平行于所述被曝光体的输送方向的两端边缘对应地预先设定的单位边缘个数数据构成的模板从通过所述累计而得出的多个边缘个数数据的排列方向的一端朝向另一端移动，并进行求出所述模板的所述单位边缘个数数据和通过所述累计而得到的多个边缘个数数据的类似度的相关运算，得到表示类似度的多个相关值数据的步骤；
根据所述多个相关值数据内的、超过了预先设定的阈值的多个相关值数据来确定多个图案的各中心位置的步骤；
从所述确定的多个图案的各中心位置中选择与预先设定于所述摄像机构的目标位置接近的图案的中心位置的步骤；
算出所述选择的图案的中心位置与所述摄像机构的目标位置的位置偏差量的步骤；
以所述位置偏差量成为预先设定的值的方式至少使所述光掩模沿着与所述被曝光体的输送方向交叉的方向进行相对移动，从而进行所述光掩模与所述被曝光体的位置对合的步骤。
2.根据权利要求1所述的对准方法，其特征在于，
在确定了所述多个图案的各中心位置之后，取代选择与预先设定于所述摄像机构的目标位置接近的图案的中心位置的步骤，而执行对所述确定的多个图案的各中心位置的、各邻近对的中点位置分别进行运算的步骤和从该多个中点位置中选择与预先设定于所述摄像机构的目标位置接近的中点位置的步骤，
在算出所述位置偏差量的步骤中，算出所述选择的中点位置与所述摄像机构的目标位置的位置偏差量。
3.根据权利要求1或2所述的对准方法，其特征在于，
在检测所述亮度变化的位置的步骤中，检测从明至暗及从暗至明的亮度变化的位置，
在得到所述多个边缘个数数据的步骤中，将从明至暗及从暗至明的亮度变化的次数分别进行累计而得到各边缘个数数据，
在得到所述多个相关值数据的步骤中，对于通过所述累计而得到的各边缘个数数据进行相关运算，求出与从明至暗的亮度变化对应的多个相关值数据及与从暗至明的亮度变化对应的多个相关值数据，之后，对该多个相关值数据中的邻近对进行平均而得到多个平均化相关值数据，
在确定所述多个图案的各中心位置的步骤中，根据所述多个平均化相关值数据内的、超过了预先设定的阈值的多个相关值数据来确定多个图案的各中心位置。
4.根据权利要求1或2所述的对准方法，其特征在于，
所述摄像机构通过反射照明来拍摄所述被曝光体的图案。
5.根据权利要求3所述的对准方法，其特征在于，
所述摄像机构通过反射照明来拍摄所述被曝光体的图案。
6.根据权利要求1或2所述的对准方法，其特征在于，
所述被曝光体是形成有配线图案的TFT基板。
7.根据权利要求3所述的对准方法，其特征在于，
所述被曝光体是形成有配线图案的TFT基板。
8.根据权利要求4所述的对准方法，其特征在于，
所述被曝光体是形成有配线图案的TFT基板。
9.根据权利要求5所述的对准方法，其特征在于，
所述被曝光体是形成有配线图案的TFT基板。
10.一种对准装置，使光掩模与以矩阵状具有一定图案且沿着一方向输送中的被曝光体进行位置对合，其特征在于，具备：
图象处理部，其对通过摄像机构以一定的时间间隔拍摄到的多个图像依次进行处理而检测受光元件的排列方向上的亮度产生变化的多个位置，在所述受光元件的排列方向上的检测到所述亮度的变化的多个位置的每一个位置处，将在所述被曝光体移动一定距离的期间内检测到的亮度变化的次数沿着被曝光体的输送方向分别进行累计，得到在与所述被曝光体的输送方向交叉的方向上排列的多个边缘个数数据，使由与所述图案相同形状的图案的、与平行于所述被曝光体的输送方向的两端边缘对应地预先设定的单位边缘个数数据构成的模板从通过所述累计而得出的多个边缘个数数据的排列方向的一端朝向另一端移动，并进行求出所述模板的所述单位边缘个数数据与通过所述累计而得出的多个边缘个数数据的类似度的相关运算，得到表示类似度的多个相关值数据，根据该多个相关值数据内的、超过了预先设定的阈值的多个相关值数据来确定多个图案的各中心位置，其中，所述摄像机构具有在与所述被曝光体的输送方向交叉的方向上排列成一直线状的多个所述受光元件；
运算部，其从所述确定的多个图案的各中心位置中选择与预先设定于所述摄像机构的目标位置接近的图案的中心位置，算出该选择的图案的中心位置与所述摄像机构的目标位置的位置偏差量；
对准机构，其以所述位置偏差量成为预先设定的值的方式至少使所述光掩模沿着与所述被曝光体的输送方向交叉的方向进行相对移动，从而进行所述光掩模与所述被曝光体的位置对合。
11.根据权利要求10所述的对准装置，其特征在于，
所述运算部分别运算所述确定的多个图案的各中心位置的、各邻近对的中点位置，从该多个中点位置中选择与预先设定于所述摄像机构的目标位置接近的中点位置，算出该选择的中点位置与所述摄像机构的目标位置的位置偏差量。
12.根据权利要求10或11所述的对准装置，其特征在于，
所述图像处理部检测从明至暗及从暗至明的亮度变化的位置，将该从明至暗及从暗至明的亮度变化的次数分别进行累计而得到各边缘个数数据，之后，对于通过该累计而得到的各边缘个数数据进行相关运算，求出与从明至暗的亮度变化对应的多个相关值数据及与从暗至明的亮度变化对应的多个相关值数据，进而对该多个相关值数据中的邻近对进行平均而得到多个平均化相关值数据，之后，根据该多个平均化相关值数据内的、超过了预先设定的阈值的多个平均化相关值数据来确定多个图案的各中心位置。
13.一种曝光装置，使光掩模与以矩阵状具有一定图案且沿着一方向输送中的被曝光体进行位置对合并进行曝光，其特征在于，具备：
光源，其放射紫外线；
掩模台，其与所述输送中的被曝光体的面接近对置并保持所述光掩模；
摄像机构，其具有在与所述被曝光体的输送方向交叉的方向上排列成一直线状的多个受光元件，并对所述光掩模进行曝光的曝光位置的向所述输送方向的相反方向隔开一定距离的位置进行拍摄；
对准装置，其对通过所述摄像机构以一定的时间间隔拍摄到的多个图像依次进行处理而检测所述受光元件的排列方向上的亮度产生变化的多个位置，在所述受光元件的排列方向上的检测到所述亮度的变化的多个位置的每一个位置处，将在所述被曝光体移动一定距离的期间内检测到的亮度变化的次数沿着被曝光体的输送方向分别进行累计，得到在与所述被曝光体的输送方向交叉的方向上排列的多个边缘个数数据，使由与所述图案相同形状的图案的、与平行于所述被曝光体的输送方向的两端边缘对应地预先设定的单位边缘个数数据构成的模板从通过所述累计而得出的多个边缘个数数据的排列方向的一端朝向另一端移动，并进行求出所述模板的所述单位边缘个数数据与通过所述累计而得出多个边缘个数数据的类似度的相关运算，得到表示类似度的多个相关值数据，根据该多个相关值数据内的、超过了预先设定的阈值的多个相关值数据来确定多个图案的各中心位置，从该确定的多个图案的各中心位置中选择与预先设定于所述摄像机构的目标位置接近的图案的中心位置，算出该选择的图案的中心位置与所述摄像机构的目标位置的位置偏差量，以该位置偏差量成为预先设定的值的方式至少使所述光掩模沿着与所述被曝光体的输送方向交叉的方向进行相对移动，从而进行所述光掩模与所述被曝光体的位置对合。
14.根据权利要求13所述的曝光装置，其特征在于，
所述对准装置在确定了所述多个图案的各中心位置后，分别运算该确定的多个图案的各中心位置的、各邻近对的中点位置，从该多个中点位置中选择与预先设定于所述摄像机构的目标位置接近的中点位置，算出该选择的中点位置与所述摄像机构的目标位置的位置偏差量。
15.根据权利要求13或14所述的曝光装置，其特征在于，
所述对准装置检测从明至暗及从暗至明的亮度变化的位置，将该从明至暗及从暗至明的亮度变化的次数分别进行累计而得到各边缘个数数据，之后，对于通过该累计而得出的各边缘个数数据进行相关运算，求出与从明至暗的亮度变化对应的多个相关值数据及与从暗至明的亮度变化对应的多个相关值数据，进而对该多个相关值数据中的邻近对进行平均而得到多个平均化相关值数据，之后，根据该多个平均化相关值数据内的、超过了预先设定的阈值的多个平均化相关值数据来确定多个图案的各中心位置。
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