CN103415810A - 曝光装置 - Google Patents

Abstract

在曝光装置中，设置有射入透过了光源和掩模的曝光用光，并以具有规定的规则性配置的使正立等倍像在基板上成像的多个微透镜的微透镜阵列。进而，在基板到达了规定位置时，从光源脉冲地照射激光，将基板依次曝光，在基板的曝光对象区域的全域被曝光之后，将微透镜阵列与掩模的相对位置关系，仅以微透镜的行间距，在列方向依次切换，进行下一个顺序的曝光。由此，能以短曝光行程进行高精度且高分辨率的曝光。

Description

曝光装置

技术领域

本发明涉及将使用于便携式电话用的液晶显示面板等中的玻璃基板等进行曝光的曝光装置，特别是，涉及边使形成了多个成为单个基板的区域的基板在一方向移动，边按成为1个或多个的单个基板的区域照射曝光用光，并统一曝光的分档器方式的曝光装置。

背景技术

到目前为止，在使用于大型液晶显示面板等中的例如玻璃基板等的曝光中，使用透镜扫描（lens scanning）方式、镜面投影（mirror projection）方式以及邻近（proximity）方式等的曝光装置。进而，使形成于大型掩模上的图案的透过光，射入到多个投影光学系统（多物镜）并在基板上分割使其成像，通过一次的曝光，将基板上的多个区域进行曝光。这样的曝光方法被采用于需要3μm以上的分辨率的基板的曝光中。

但是，例如在使用于便携式电话用的液晶显示面板等中的玻璃基板等中、使用的基板小的情况下，由于需要2μm以下这样的高分辨率，所以不能采用上述那样的使用了多目镜的曝光方法。因此，使用在半导体用基板等的曝光中使用的分档器方式的曝光装置（例如，专利文献1和2）。

在分档器方式的曝光装置中，形成于掩模的各图案的透过光，在通过缩小光学系统之后，照射到基板。到目前为止，使用于便携式电话用的液晶显示面板等中的玻璃基板，例如是从1.5m见方的大型基板制造的，在曝光时，按成为1枚或多枚的单个的玻璃基板的区域多次曝光。进而，将通过多次曝光成为单个基板的区域的全部被曝光的基板，在之后的工序中进行分割来制造多枚玻璃基板。

现有技术文献 

专利文献 

 专利文献1：特开2006-235515号公报；

专利文献2：国际公开第2005／038518号。

发明内容

本发明所要解决的技术问题

但是，在上述现有技术中，存在以下的问题。即，在分档器方式的曝光装置中，图案的透过光透过缩小光学系统并照射到基板。因此，在曝光用光的1次照射（1发射）中能曝光的范围例如变窄到130至150mm方形左右为止。因此，存在为了将1.5m见方的基板的变为单个基板的多个区域的整个面进行曝光，需要将上述窄范围的曝光例如反复进行30次以上，曝光行程长期化的问题。

本发明是鉴于所涉及的问题点而做出的发明，其目的在于，提供一种在将形成了变为多枚单个基板的区域的基板进行曝光时，能以短曝光行程进行高精度且高分辨率的曝光的曝光装置。

用于解决技术问题的技术方案

本发明所涉及的曝光装置其特征在于，具有：脉冲地发出激光的光源；形成了应曝光的图案的掩模；使正立等倍像在基板上成像的多个微透镜在行方向的第一方向排列并且在列方向的第二方向以规定的行间距设置多行的微透镜阵列；将来自所述光源的激光通过所述掩模导入所述微透镜阵列的光学系统；使所述基板在所述第二方向移动的驱动装置；将所述微透镜阵列与所述掩模的相对位置关系仅以所述微透镜的所述行间距在所述第二方向依次切换的切换装置；以及将基于所述驱动装置的所述基板的移动、基于所述切换装置的所述微透镜阵列与所述掩模的相对位置关系的切换、以及所述激光的照射定时进行控制的控制装置。

在上述的曝光装置中，例如所述微透镜阵列是以1次所述激光的照射，将对应于微透镜的数量的多个矩形的区域进行曝光的微透镜阵列，在棋盘格状的位置，在第一方向相互间设置间隔并在第一方向以规定的列间距配置所述矩形的区域，在所述第一方向，隔开1个或多个位置，以规定的列间距将第一行的所述区域的配置位置进行配置，在与所述第一行的区域的所述间隔的位置对应的位置，在所述第一方向，设置所述列间距配置相对所述第一行在第二方向邻接的第二行的所述区域，进一步，在有共用于所述第一行和所述第二行的间隔的位置的情况下在与该位置对应的位置、在没有所述共用的间隔的位置的情况学下在与所述第一行的所述区域对应的位置，在所述第一方向，设置所述列间距并配置相对所述第二行在第二方向邻接的第三行的所述区域，以下同样地相对各行，直到没有共用于前段的全部的行的区域之间的间隔为止使所述第一方向的配置位置错开来配置后段的行的区域，在没有共用于全部的行的区域之间的间隔时，就第一方向而言在与第一行相同的配置位置配置所述区域并再一次依次配置多行的所述区域。

所述微透镜阵列,例如具有：所述多个微透镜在行方向的第一方向排列并在列方向的第二方向以规定的行间距多行设置的4枚微透镜阵列单体；由遮光性的材料构成并且以多个矩形的透光部与所述微透镜的位置对应的方式设置的遮光构件，在2枚微透镜阵列单体与2枚微透镜阵列单体之间的倒立等倍像的成像位置配置所述遮光构件，并以相同光轴配置各微透镜和透光部。。

例如，所述控制装置反复进行在将所述微透镜阵列与所述掩模的相对位置关系维持原样不变，使所述基板在第二方向的正方向移动并将所述基板发曝光对象区域整体曝光之后，通过所述切换装置使所述微透镜阵列与所述掩模的相对位置关系在第二方向仅错开所述行间距而切换之后，使所述基板在第二方向的反方向移动并将所述基板的曝光对象区域整体曝光，进一步，通过所述切换装置使所述微透镜阵列与所述掩模的相对位置关系在第二方向仅错开所述行间距而切换之后，使所述基板在第二方向的正方向移动并将所述基板的曝光对象区域整体曝光这样的工序，在所述基板的曝光对象区域整体转印所述掩模的曝光图案。

例如，在所述掩模中，在所述第二方向以所述行间距设置多个掩模位置的掩模指标，在所述微透镜阵列中，设置有利用所述掩模指标在与所述掩模的相对对位中使用的指标检测用微透镜，所述曝光装置具有检测出所述掩模位置的所述掩模指标的第一检测部，所述切换装置反复进行首先，在通过所述指标检测用微透镜，检测出所述掩模的第一掩模指标的状态下，固定所述掩模与所述微透镜阵列的位置关系，并在该状态下所述控制装置使所述基板相对所述微透镜阵列在第二方向的正方向移动，接着，通过所述指标检测用微透镜，以通过所述掩模中的所述第一掩模指标检测出在第二方向仅错开行间距的第二掩模指标的方式，将所述微透镜阵列与所述掩模的位置关系切换之后，固定该位置关系，并在该状态下所述控制装置使所述基板相对所述微透镜阵列在第二方向的反方向移动，进一步，通过所述指标检测用微透镜，以通过所述掩模中的所述第二掩模指标检测出在第二方向仅错开行间距的第三掩模指标的方式，将所述微透镜阵列与所述掩模的位置关系切换之后，固定该位置关系，并在该状态下所述控制装置使所述基板相对所述微透镜阵列在第二方向的正方向移动这样的工序，在所述基板的曝光对象区域整体转印所述掩模的曝光图案。

例如，能构成为，在所述基板中，在第二方向配置与应采取的单个基板对应的单个曝光区域，在所述单个曝光区域之间，设置有用于检测基板位置的基板指标，所述曝光装置具有检测出所述基板指标并检测出所述基板的第二方向的位置的第二检测部，所述控制装置以基于所述第二检测部的基板位置的检测定时，从所述光源射出激光进行脉冲曝光。

在这种情况下，所述控制装置能控制为，经由所述驱动装置，使所述基板在所述第二方向以固定速度移动，在通过所述第二检测部检测出所述基板指标时，从所述光源射出激光进行脉冲曝光。

或者，所述控制装置能控制为，经由所述驱动装置，对所述基板反复激光的照射时的低速移动时、非曝光时的高速移动时、所述低速移动时与所述高速移动时的加减速时的方式来控制所述基板的移动，在所述低速移动时或所述加减速时的所述低速移动时的附近的期间，即在所述第二检测部可检测出所述基板指标的期间的特定的时刻，从所述光源射出激光进行脉冲曝光。

进一步能构成为，还具有：检测所述第一方向中的所述掩模的位置的第三检测部；检测所述第一方向中的所述基板的位置的第四检测部；以及根据基于所述第三检测部和所述第四检测部的检测结果，在所述第一方向中的所述掩模的位置相对所述基板从规定的位置错开的情况下，修正所述第一方向中的所述掩模和所述微透镜阵列的位置的掩模位置控制装置。

发明效果

根据本发明，通过微透镜阵列将掩模的曝光图案以正立等倍像在基板表面曝光，此时，通过边使基板移动边反复进行脉冲状的曝光，将基板的全部的曝光对象区域进行曝光，之后，使微透镜阵列与掩模的位置关系仅错开行间距，边使基板移动边将所述掩模的曝光图案的其它区域进行曝光。这样，通过使将微透镜阵列和掩模仅错开行间距来曝光曝光区域的全域，能将掩模的曝光图案的全域在基板上进行曝光并转印。由于微透镜阵列的分辨率高，所以不使用分档器，而将高分辨率的图像，能以短曝光行程在基板上曝光。

附图说明

 

[图1]（a）是表示本发明的实施方式所涉及的曝光装置中，光源、掩模以及微透镜阵列的配置的侧视图，（b）是表示基板的俯视图；

[图2]（a）是表示本发明的实施方式所涉及的曝光装置的掩模的俯视图，（b）是相同地表示微透镜阵列的俯视图；

[图3]是表示本发明的实施方式所涉及的曝光装置的结构的方框图；

[图4]（a）、（b）是将微透镜的配置作为一例所表示的图；

[图5]是表示本发明的实施方式所涉及的曝光装置中，在基板形成第一曝光区域时的掩模与微透镜阵列的位置关系的图；

[图6]（a）是表示本发明的实施方式所涉及的曝光装置中，第一曝光区域的形成工序的侧视图，（b）是表示将形成于基板的曝光区域变为1枚单个基板的区域的图；

[图7]是表示本发明的实施方式所涉及的曝光装置中，在基板形成第二曝光区域时的掩模与微透镜阵列的位置关系的图；

[图8]（a）是表示本发明的实施方式所涉及的曝光装置中，第二曝光区域的形成工序的侧视图，（b）是表示将形成于基板的曝光区域变为1枚单个基板的区域的图；

[图9]是表示本发明的实施方式所涉及的曝光装置中，在基板形成第三曝光区域时的掩模与微透镜阵列的位置关系的图；

[图10]（a）是表示本发明的实施方式所涉及的曝光装置中，第三曝光区域的形成工序的侧视图，（b）是表示将形成于基板的曝光区域变为1枚单个基板的区域的图；

[图11]是表示本发明的实施方式所涉及的曝光装置中，在基板形成第四曝光区域时的掩模与微透镜阵列的位置关系的图；

[图12]（a）是表示本发明的实施方式所涉及的曝光装置中，第四的曝光区域的形成工序的侧视图，（b）是表示将形成于基板的曝光区域变为1枚单个基板的区域的图；

[图13]是表示本发明的第二实施方式所涉及的曝光装置中，工作台的移动速度的曲线图；

[图14]是表示本发明的第三和第四实施方式所涉及的曝光装置的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行具体地说明。图1（a）是表示本发明的实施方式所涉及的曝光装置中，光源、掩模以及微透镜阵列的配置的侧视图，图1（b）是表示基板的俯视图。图2（a）是表示本发明的实施方式所涉及的曝光装置的掩模的俯视图，图2（b）是相同地表示微透镜阵列的俯视图。另外，图3是表示本发明的实施方式所涉及的曝光装置的结构的方框图。如图1所示，本实施方式的曝光装置1具有：承载曝光对象的基板2的工作台10、射出脉冲激光的曝光用光的光源11、射入来自光源11的曝光用光并且设置有投影到基板2的变为单个基板的区域的图案122的掩模12、射入透过了图案122的曝光用光并且将图案122在基板2作为正立等倍像进行成像的微透镜阵列13。在曝光装置中也设置将来自光源11的激光通过掩模12引导到微透镜阵列13的例如全反射镜等的光学系统。如图1所示，工作台10以通过工作台驱动部14能在一方向往返移动的方式构成，并且通过由工作台驱动部14使工作台10移动，来搬运在工作台10上承载的基板2。在本实施方式中，工作台驱动部14，使工作台10和基板2以固定速度在图1中的扫描方向（第二方向）移动。

曝光对象的基板2例如是由1.5m见方的玻璃基板用材料构成的板材，如图1（b）所示，变为单个的玻璃基板的区域21，以在扫描方向（以下，也称为第二方向）和与该扫描方向垂直的方向（以下，也称为第一方向）并排的方式，设置在多个位置。变为该玻璃基板的区域，以相互邻接的方式设置也可，以适当的长度隔离设置也可，但是，在本实施方式中，如图1（b）所示，在基板2中，沿第二方向设置多个变为单个基板的区域21，变为单个基板的各区域21，在第二方向以适当的长度隔离设置。在本实施方式中，在变为各单个基板的区域21之间，设置有N字形状的标记2a（基板指标），并且使基板2在第二方向移动的同时，通过由曝光装置中设置的线阵CCD等的检测部22（第二检测部）检测标记2a，来决定从光源11使激光照射的定时。例如，在基板2的下方以与扫描方向垂直的方向（第一方向）延伸的方式配置作为检测部22的线阵CCD，当线阵CCD检测出N字形状的标记2a的斜边的中心通过了其上方时，后述的光源控制部，从光源11使脉冲激光的曝光用光射出。

本实施方式的光源11例如既是射出由紫外光构成的激光的光源，也是每1次以5n秒至7n秒左右的短时间且脉冲状地射出激光的脉冲激光源。在曝光装置1中，设置有光源控制部15，通过光源控制部15控制来自光源11的曝光用光的射出。例如，光源控制部15，与检测部22连接，根据基于检测部22的检测结果来控制从光源11使曝光用光射出的定时，在掩模12、微透镜阵列13或者基板2的位置从规定的位置偏离的情况下，以从光源11使曝光用光不射出的方式进行控制。从光源1射出的脉冲激光射入到掩模12。

如图2（a）所示，掩模12，例如在框体120的中央设置有图案形成部121，在图案形成部121的中央设置有入射从光源11射出的脉冲激光并且在变为单个基板的区域21成像的图案122。例如，由未图示的支承构件支承框体120，通过支承构件依赖掩模驱动部16沿第二方向移动，使掩模12沿第二方向移动。基于掩模驱动部16的掩模12的移动，例如由掩模位置控制部17来控制。

在本实施方式中，设置有图案122的区域，例如与使用于携带信息终端（PDA，Personal　Digital　Assistant）用或智能手机等的移动终端用的液晶显示器中的玻璃基板的大小相配合而形成，例如与基板2的扫描方向平行的第二方向的长度，例如为100mm左右，与变为1枚单个基板的区域的长度相等，或以若干变长的方式设置。另外，设置有图案122的区域，与扫描方向垂直的第一方向的宽度为100mm左右，与变为1枚以上的单个基板的区域的宽度相等，或者以若干变长的方式设置。此外，本实施方式中的玻璃基板的大小以及用途是一例，本发明并不限定于制造这样的用途的构件的情况下的曝光中，而能广泛适用于制造必需为高分辨率的构件的情况下的曝光中。

如图2（a）所示，在掩模12中，在第一方向中的图案形成部121的侧部，例如设置有多个十字形状的掩模指标123，并且以在第二方向并排的方式设置各掩模指标123。第二方向中的掩模指标123之间的距离，例如与后述的微透镜阵列13的第二方向中的微透镜131之间的距离相等。在本实施方式中，掩模指标123，在图案形成部121的两侧部，分别每四个地设置指标123a至123d。详细情况后述，但是，在基板2上形成第一层曝光区域时，通过CCD摄像机等的第一检测部19检测出掩模指标123，该掩模指标123使用于掩模12的位置相对微透镜阵列13是否处于规定的位置关系的判定中。进而，在通过第一检测部19检测出掩模指标123的情况下，连接于光源11的光源控制部15在规定的定时从光源11使曝光用光射出。

另外，图2（a）所示那样，在掩模12的图案形成部121中设置有狭缝124，通过在第二方向延伸的2条狭缝和以连结该狭缝 的互相相反一侧的端部间的方式，相对第一方向倾斜设置的1条狭缝，形成N字形状。在基板2上形成第二层之后的曝光区域时，该狭缝124使用于掩模位置的对准中。

微透镜阵列13由1枚遮光构件132和4枚微透镜单体130构成，如图1所示，在遮光构件132的上方配置有2枚微透镜单体130，在遮光构件132的下方配置有其它的2枚微透镜单体130。进而，透过了掩模12的图案122的曝光用光，例如通过全反射镜等的光学系统并射入上方的2枚微透镜单体130，作为倒立等倍像成像。在使该倒立等倍像成像的位置设置有遮光构件132，透过了设置在遮光构件132中的透光部的曝光用光射入到下方的2枚微透镜单体130，在基板2上使正立等倍像成像。

遮光构件132是例如由铬等的具有遮光性的材料构成的板材，在其中央，设置有多个矩形的透光部的开口132a。进而，该矩形的开口132a，以如下的规则性被排列。即，在棋盘格状的位置，在第一方向相互间设置间隔，在第一方向以规定的列间距配置多个开口132a，在第一方向隔开1个或多个位置，以规定的列间距配置第一行的矩形区域的配置位置，在与第一行的矩形区域的间隔的位置对应的位置，在第一方向设置与第一行相同的列间距配置相对第一行在第二方向邻接的第二行的矩形区域，进一步，在有共用于第一行和第二行的间隔的位置的情况下在与该位置对应的位置，在没有共用的间隔的位置的情况下在与第一行的矩形区域对应的位置，在第一方向设置与第一行相同的列间距配置相对第二行在第二方向邻接的第三行的矩形区域，以下同样地相对各行，直到没有共用于前段的全部的行的区域间的间隔为止，使第一方向的配置位置错开,来配置后段的行的区域，当没有共用于全部的行的区域间的间隔时，涉及第一方向在与第一行相同的配置位置，配置矩形区域，再一次依次配置多行的矩形区域。

在本实施方式中，如图2（b）所示，矩形的开口132a，沿与基板2的扫描方向垂直的第一方向没有列，沿第二方向设置有多个列的开口132a的列。进而，以第二方向中的开口132a的每一长度隔离的方式设置在第二方向邻接的开口132a的列。进而，在邻接的列之间以在第二方向位置错开的方式设置各开口132a的列。即，以在第二方向并排的方式设置各开口132a以及与其邻接的列的开口132a之间的遮光部，在邻接的2列中，沿第一方向锯齿状地设置多个开口132a。因此，在本实施方式中，在第二方向并排的开口132a彼此按每四个开口132a的长度隔离设置。本实施方式中的掩模12构成为在第二方向可移动，因此，伴随掩模12的移动，图案122的透过光照射到微透镜阵列13的区域也在第二方向移动。在本实施方式中，以变得比掩模12的透过光所照射的区域的全可动范围大的方式设置遮光构件132的大小。因此，只有透过了微透镜阵列13的曝光用光能照射到基板2。

4枚微透镜单体130是例如由石英等的透光性的材料构成的板材在规定位置以球面状突出到上方和下方的单体，该突出部分变为微透镜131。以与遮光构件132的开口132a对应的方式配置多个微透镜131。

图4（a）和图4（b）是表示将微透镜和遮光构件的配置作为一例的图。如图4所示，各微透镜102例如在俯视时为圆形或椭圆形。因此，在使矩形的曝光用光透过各微透镜102的情况下，设置于遮光构件101中的矩形的开口101a，在俯视时，在与将微透镜102投影后的圆形或椭圆形内切的矩形的情况下，其大小为最大。因此，如图4（a）所示，在将微透镜102以在与基板的扫描方向垂直的方向并排的方式设置的情况下，曝光用光不透过开口101a之间的区域103。另外，在使微透镜102彼此最接近地配置的图4（b）的情况下，微透镜102彼此虽说在第一方向无间隙地配置，但透过凸透镜的曲率等的影响，实际上，在开口101a间的区域，产生不透过曝光用光的区域，在基板上形成的曝光区域的边界线部分就会产生连续的凹凸不平。

在本实施方式中，如图2（b）所示，各微透镜131和遮光构件的开口132a，在基板2的扫描方向的第二方向和与该第二方向垂直的第一方向，以适当的长度隔离的方式被配置，在第二方向，以没有共用于全部的行的区域之间的间隔的方式被配置。进而，通过将微透镜阵列与掩模的相对的位置关系仅以行间距在第二方向切换，并依次曝光，就能防止如图4所示的配置的曝光区域之间的连续凹凸不平的产生。

如图2（b）所示，在本实施方式中，在微透镜阵列13中，在第一方向中的遮光构件132的侧部也设置有矩形的开口132b，例如，在与微透镜单体130中的开口132b对应的位置，也设置有微透镜。以与掩模指标123的间隔变为相同的方式设置第二方向中的开口132b的间隔。另外，在曝光装置1中，在开口132b的下方，例如设置有CCD摄像机等的（第一）检测部19，并以经由开口132b能检测出掩模指标123的方式构成。即，在掩模12与微透镜阵列13的位置关系处于曝光时的规定的位置关系的情况下，通过第一检测部19经由开口132b检测出掩模指标123，并检测出掩模12与微透镜阵列13的相对位置关系为正确。第一检测部19连接于光源控制部15。进而，光源控制部15，在通过第一检测部19检测出掩模指标123的情况下，在搬运基板2的期间，以规定的定时从光源11使曝光用光射出，在第一检测部19不能检测出掩模指标123的情况下，判定为掩模12或微透镜阵列13的位置错开，不射出曝光用光。

由此，在经由开口132b，通过第一检测部19检测出指标123a时，从光源11以规定的定时射出曝光用光，掩模12的透过光射入到在微透镜阵列13的上方配置的2枚微透镜单体131，在遮光构件132的位置使倒立等倍像成像。进而，曝光用光在遮光构件132的开口132a以矩形透过，并且透过遮光构件132的下方配置的微透镜单体130的各微透镜131，在基板2的位置使正立等倍像成像。

在本实施方式中，在基板2的整个面曝光时，按每一相对微透镜阵列13的掩模12的相对位置，将曝光工序分开。即，在将相对微透镜阵列13的掩模12的1相对位置关系维持原样不变，使基板2在扫描方向移动的同时，当基板2到达了规定位置时，从光源11使脉冲激光的曝光用光射出，就变为1枚单个基板的区域21而言，通过1次曝光用光的照射，瞬间使1个曝光区域的形成完成。通过将此反复进行，就变为单个基板的区域21的全部而言，将规定区域进行曝光。之后，通过掩模驱动部16使掩模12移动，来变更相对微透镜阵列13的掩模12的相对位置。之后，通过工作台驱动部14使工作台10在相反方向移动的同时，进行下一顺序的曝光区域的形成。将此依次反复4次。由此，在本实施方式中，就变为1枚单个基板的区域21而言，通过4次曝光用光的照射能将整个面进行曝光，曝光行程非常短。

此外，在本实施方式中，虽然仅对将曝光行程分为4次的情况进行了说明，但在将曝光行程分为5次以上的情况下，也能得到与本实施方式相同的效果。

接下来，对本实施方式的曝光装置的动作进行说明。在本实施方式中，通过曝光装置1，在基板2形成一层曝光区域。图5至图12是将基于本发明的实施方式所涉及的曝光装置的曝光工序按其工序顺序所表示的图，图5、图7、图9、图11是表示在基板上依次形成第一层曝光区域时的掩模与微透镜阵列的位置关系的图，图6、图8、图10、图12是表示各曝光工序和将由此在基板上形成的曝光区域变为1枚单个基板的区域的图。

在开始基于曝光装置1的曝光时，首先，在工作台10上的规定位置承载基板2，并根据需要，调节第一和第二方向中的基板2的位置等。

当在工作台10上的规定的位置设置基板2之后，工作台10通过工作台驱动部14在扫描方向的第二方向以固定速度移动。由此，在工作台10上承载的基板2，与工作台10一起以固定速度在第二方向移动，向微透镜阵列13的下方进行搬运。掩模位置控制部17，首先，通过掩模驱动部16使掩模12移动，并将相对微透镜阵列13的掩模12的相对位置设定在第一位置。此外，在以下的说明中，所谓第一至第四位置是指相对微透镜阵列13的掩模12的相对位置关系处于曝光时的规定的位置关系，意味着没有错开的情况。

通过单侧4个掩模指标123中与第一位置对应设置的十字状的指标123a的位置确认相对微透镜阵列13掩模12是否移动到规定的位置。即，在相对微透镜阵列13的掩模12的相对位置处于规定的位置的情况下，如图5所示，与第一位置对应设置的指标123a处于从微透镜阵列13的开口132b能观察到的位置，能将此通过第一检测部19进行检测。但是，在相对微透镜阵列13的掩模12的相对位置从规定的位置错开的情况下，通过第一检测部19不能检测出指标123a。在这种情况下，第一检测部19将不能检测出指标123a的信号发送到光源控制部15。进而，基于从第一检测部19发送的信号，光源控制部15从光源11不使曝光用光射出。

通过分别对应于变为单个基板的区域21设置的标记2a的位置得知基板2的位置。在本实施方式中，如图1（b）所示，在基板2的下方，以在第一方向延伸的方式配置线阵CCD等的（第二）检测部22，通过该检测部22例如检测出N字形状的标记2a的斜边。即，标记2a的斜边，随着向第二方向的基板2的移动，线阵CCD上的通过位置在第一方向移动。这样，如果由检测部22检测出标记2a的第一方向中的通过位置，则能正确地知道基板2的曝光对象区域的位置。进而，例如当检测出标记2a的斜边的中心通过了线阵CCD上时，如果从光源11使脉冲激光的曝光用光射出，则相对曝光对象区域的位置，能将曝光用光的照射位置高精度地配合。此外，为了辅助性地得知基板2的位置，例如在工作台10中沿第二方向设置多个指标，该指标以通过编码器等的工作台位置检测部20能检测出的方式构成也可。

从光源11射出的曝光用光，例如通过全反射镜等的光学系统，射入到掩模12的图案122的整个面，并透过图案122。透过了图案122的曝光用光，首先，射入到微透镜阵列13的上方的2枚微透镜单体130。进而，在遮光构件132的位置，使图案122的倒立等倍像成像。如图5所示，在遮光构件132中，在第一方向和第二方向以适当的长度隔离设置多个开口132a，由于遮光构件132由铬等的遮光性的材料构成，所以如图6（a）所示，仅开口132a的透过光射入到下方的2枚微透镜单体130。进而，透过了2枚微透镜单体130的曝光用光，在基板2的变为单个基板的区域21作为正立等倍像成像。由此，如图6（b）所示，在变为单个基板的区域21上，以与开口132a的排列对应的方式，形成第一曝光区域21a。

在第一位置中的曝光用光的照射时，以第一曝光区域21a中需要的分辨率的误差范围，继续工作台10的移动。例如，在将第二方向中的第一曝光区域21a的分辨率的误差范围收敛于例如0.1μm以下的情况下，曝光用光的脉冲宽度为1μ秒的情况下，将工作台10的移动速度设定在100mm／秒以下。

这样，在变为单个基板的区域21被统一曝光后，继续工作台10的移动，变为与扫描方向的第二方向邻接的单个基板的区域21马上被搬运向微透镜阵列13的下方。在这种情况下，与上述相同，例如在检测出标记2a的斜边的中心通过了线阵CCD上时，光源控制部15从光源11使脉冲激光的曝光用光射出。由此，与上述的情况相同，在变为单个基板的区域21上，以与开口132a的排列对应的方式，形成第一曝光区域21a。通过反复进行以上的工序，在基板2的变为单个基板的区域21的全部，高精度地形成规定区域的第一曝光区域21a。

接下来，掩模位置控制部17，通过掩模驱动部16使掩模12移动，并将相对微透镜阵列13的掩模12的相对位置设定在第二位置。在本实施方式中，从第一位置到第二位置的移动距离是第二方向中的微透镜131的行间距。通过与第二位置对应设置的十字状的掩模的指标123b的位置确认掩模12是否移动到规定的位置。即，在相对微透镜阵列13的掩模12的相对位置处于规定的位置的情况下，如图7所示，与第二位置对应设置的指标123b处于能从微透镜阵列13的开口132b观察的位置，通过第一检测部19能检测出该指标123b。但是，在相对微透镜阵列13的掩模12的相对位置从规定的位置错开的情况下，通过第一检测部19不能检测出指标123b。此时，第一检测部19，将不能检测出指标123b的信号发送到光源控制部15。进而，基于从第一检测部19发送的信号，光源控制部15从光源11不使曝光用光射出。

在第二位置中，如图8（a）所示，工作台驱动部14使工作台10在与第一位置的情况相反的方向移动。在第二位置中的曝光时，通过与变为单个基板的区域21邻接设置的标记2a的位置能得知基板2的位置。即，通过基板2的下方设置的线阵CCD等的（第二）检测部22，检测出N字形状的标记2a的斜边。这样，通过由检测部22检测出标记2a的第一方向中的通过位置，能正确地知道基板2的曝光对象区域的位置。当相对微透镜阵列13的掩模12的相对位置处于第二位置时，曝光用光的照射区域，在第二方向仅错开行间距。因此，在第二位置中，当检测出从标记2a的斜边中的中心位置在第一方向错开了规定间距的部分通过了线阵CCD上时，从光源11使脉冲激光的曝光用光射出。

进而，从光源11射出的曝光用光，例如通过全反射镜等的光学系统，射入到掩模12的图案122的整个面，并透过图案122，射入到微透镜阵列13的上方的2枚微透镜单体130。进而，在遮光构件132的位置，使图案122的倒立等倍像成像。如图7所示，在遮光构件132中，在第一方向和第二方向以适当的长度隔离设置多个开口132a，由于遮光构件132由铬等的遮光性的材料构成，所以，如图8（a）所示，仅开口132a的透过光射入到下方的2枚微透镜单体130，透过了2枚微透镜单体130的曝光用光，在基板2的变为单个基板的区域21作为正立等倍像成像。由此，如图8（b）所示，在与变为单个基板的区域21上的第一曝光区域21a邻接的区域，以与开口132a的排列对应的方式，形成第二曝光区域21b。

这样，在变为1个的单个基板的区域21被曝光后，当工作台10以固定速度移动时，与扫描方向的第二方向邻接的下一顺序的变为单个基板的区域21马上搬运向微透镜阵列13的下方。进而，当检测出标记2a的斜边的规定部分通过了线阵CCD上时，光源控制部15从光源11使脉冲激光的曝光用光射出。进而，在变为单个基板的区域21上，以与开口132a的排列对应的方式，形成第二曝光区域21b。通过反复进行以上的工序，在变为单个基板的区域21的全部，形成规定区域的第二曝光区域21b。

以后，同样地，通过反复进行掩模12的移动以及工作台10的移动方向的反转和步骤曝光，如图9和图10所示，以与第二曝光区域21b邻接的方式形成第三曝光区域21c，如图11和图12所示，以与第三曝光区域21c邻接的方式形成第四曝光区域21d。进而，在本实施方式中，在第二方向，以没有共用于全部的行的区域之间的间隔的方式，配置微透镜阵列13的各微透镜131和遮光构件的开口132a。因此，在曝光区域间的边界线不产生连续的凹凸不平，高精度的曝光变为可能。进而，由于将微透镜阵列与掩模的相对位置关系仅以行间距在第二方向进行切换，并依次进行曝光，所以通过4次曝光，能将变为单个基板的区域21的整个面进行曝光。

如以上那样，本实施方式的曝光装置，通过微透镜阵列13将掩模12的曝光图案122以正立等倍像在基板2的表面进行曝光，此时，通过一边使基板2移动一边反复进行脉冲状的曝光，将基板2的全部的曝光对象区域进行曝光，之后，使微透镜阵列13与掩模12的位置关系仅错开行间距，一边使基板移动一边将所述掩模的曝光图案的其它区域进行曝光。这样，通过将微透镜阵列13与掩模12仅错开行间距并曝光曝光区域的全域，能将掩模12的曝光图案122的全域在基板2上曝光并转印。

进而，在本实施方式中，在曝光图案122的成像中使用微透镜阵列13。由于该微透镜阵列13的分辨率高，所以不使用分档器，而能以短曝光行程在基板上将高分辨率的图像进行曝光。

此外，在本实施方式中，虽然对在基板2中变为单个基板的区域21在第一方向形成1枚的情况进行了说明，但即使在第一方向形成多个变为单个基板的区域21的情况下，如果将掩模12和微透镜阵列13与多个区域21的大小配合设置，则也能得到与本实施方式相同的效果。

接下来，对本发明的第二实施方式所涉及的曝光装置进行说明。

虽然第一实施方式所涉及的曝光装置，通过工作台驱动部14，使工作台10和基板2在第二方向以固定速度移动，但本实施方式所涉及的曝光装置，使基于工作台驱动部14的工作台10和基板2的第二方向的移动速度适当地变化，由此，能进一步缩短曝光行程。图13是表示在本第二实施方式所涉及的曝光装置中，工作台的移动速度的曲线图。在1次曝光用光的照射后移动工作台10，直到下一个曝光对象区域到达曝光用光的照射预定位置为止，不需要射出曝光用光，只不过是搬运基板2而已。因此，直到下一个曝光对象区域与曝光用光的照射位置变近到某种程度为止，通过使工作台10移动的速度变大来缩短移动时间，能缩短曝光行程。例如工作台10的移动速度，如图13所示，能变大到200mm／秒左右为止。例如在图13所示的例中，从1个曝光区域到下一个曝光预定区域离开190mm间距，如第一实施方式那样，以20mm／秒的固定速度移动该距离的情况下，仅移动时间就要花费9.5秒，但如本实施方式那样，通过将工作台10进行加减速，能将190mm的距离例如以1.4秒进行移动。

在这种情况下，优选的是，在工作台10和基板2的移动速度中设定规定的阈值，并使工作台10和基板2的移动速度适当地变化。即，可想到在使基板2以高速进行移动的情况下，会超过曝光中所需的分辨率的允许误差而形成曝光区域。工作台10和基板2的移动速度的阈值，虽然通过曝光中所需的分辨率的允许误差的范围进行变化，但是，例如当形成第二方向中的长度为2μm的曝光区域时，在将分辨率的允许误差范围设为0.2μm的情况下，将曝光用光的照射时的工作台10的移动速度设为20mm／秒以下。

例如根据曝光用光的照射位置与基板2上的曝光预定区域之间的距离进行移动速度的变更。这种情况下，在曝光装置中例如设置检测部，该检测部是在第二方向延伸的线阵CCD等的检测部，并且构成为沿第二方向能检测出以与变为单个基板的区域21分别对应的方式设置的N字形状的标记2a的位置。进而，根据基于在第二方向延伸的线阵CCD的检测结果，当基板2的曝光预定区域从曝光用光的照射位置离开规定距离以上时，将工作台10的移动速度作为规定的阈值以上，当基板2的曝光预定区域接近至曝光用光的照射位置规定距离时，使工作台10减速，由此，以使曝光预定区域到达了曝光用光的照射预定位置时的工作台10的移动速度变为所述阈值以下的方式，来控制移动速度。在图13所示的例中，工作台控制部18，在形成1个曝光区域之后，使工作台10加速，并将从开始加速到0.5秒后的工作台的移动速度设为200mm／秒。进而，将工作台10的移动速度保持0.4秒。由此，下一个曝光区域到达曝光用光的照射预定位置为止的距离变为40mm。工作台控制部18，当基板2的曝光预定区域接近至该地点为止后，使工作台10减速，下一个曝光区域在0.5秒后将到达了曝光用光的照射预定位置时的工作台10的移动速度设为20mm／秒。

进而，通过光源控制部15，将射出曝光用光的定时进行控制。即，光源控制部15，基于第二检测部22的检测结果，在曝光预定的区域到达了微透镜阵列13的透过光的成像区域的瞬间，从光源11使脉冲激光射出。即，该曝光用光的射出的定时，根据第二方向中的N字形状的标记2a的位置来决定。由此，在曝光中所需的分辨率的允许误差范围内，能高精度地形成各曝光区域。

如上所述，在本实施方式中，通过根据需要使工作台10和基板2的移动速度变大，能大幅缩短曝光行程，并且通过根据曝光预定区域与曝光用光的照射预定位置的距离，使移动速度变化，高精度的曝光是可能的。

此外，在本实施方式的曝光装置中，检测部22与工作台控制部18连接也可，如果根据基于检测部22的检测结果，以能反馈控制工作台10的移动速度的方式构成，则进一步提高曝光精度。

接下来，对本发明的第三实施方式所涉及的曝光装置进行说明。在本实施方式中，在第一实施方式所涉及的曝光装置中，如图14所示，在曝光装置中设置有形成了第二层以后的曝光用图案的掩模12a。在本实施方式中，以在第一方向延伸的方式设置的线阵CCD等的检测部22，当形成第二层以后的曝光区域时，检测出以与变为各基板的区域21对应的方式形成的N字形状的标记2a，光源控制部15，根据基于检测部22的检测结果，以规定的定时从光源11射出脉冲激光的曝光用光。

如本实施方式那样，在基板2进行第二层以后的曝光的情况下，通过使用与第一层的曝光相同的基板指标决定曝光用光的射出的定时，形成的第二层以后的曝光区域，相对第一层的曝光区域的相对位置不错开地在全部的层一致。因此，特别是，在第二方向中，能维持高曝光精度。

此外，在本实施方式中，与第二实施方式相同，通过根据需要使工作台10和基板2的移动速度变化，在第二层以下的曝光中，曝光行程也显著地提高。

接下来，对本发明的第四实施方式所涉及的曝光装置进行说明。在本实施方式中，在图14所示的曝光装置中，在第一方向延伸的线阵CCD等的检测部22，就变为单个基板的区域21的分别对应设置的N字形状的标记2a而言，以也能检测出该第一方向中的位置的方式构成。即，在本实施方式中，检测部22通过检测出在标记2a的第二方向延伸的2边之间的中心位置，检测出在第一方向中变为单个基板的区域21的位置。同样地，检测部22就掩模12a的N字形状的狭缝124而言，以也能检测出第一方向中的中心位置的方式构成。进而，在第二层以后的图案的形成时，例如在线阵CCD检测出的狭缝124的位置相对变为单个基板的区域21错开的情况下，以将掩模12a和微透镜阵列13的位置在第一方向能仅修正错开量的方式构成。

在对基板2将图案多层转印的情况下，可想到交换掩模、随搬运基板2在第一方向蛇行的情况等。但是，如本实施方式那样，通过将形成于基板2的标记2a作为基准，修正掩模和微透镜阵列13的位置，在形成第二层以后的图案的情况下，在第一方向，也能将高曝光精度可靠地维持。

此外，在本实施方式中，虽然说明了仅在一处设置有检测第一方向中的基板2的位置的检测部和检测掩模12a的位置的线阵CCD等的检测部22的情况，但是，以与各个方向对应的方式单独设置检测部22也可。

工业实用性

本发明作为用于制造移动电话用的小型且高精细的液晶显示器面板等的曝光装置，是有益的。

附图标记说明 

1：曝光装置；

11：光源；

12：掩模；

13：微透镜阵列；

14：工作台驱动部；

15：光源控制部；

16：掩模驱动部；

17：掩模位置控制部；

18：工作台控制部；

19：第一检测部；

20：工作台位置检测部；

21：成为基板的区域，

22：检测部。

Claims (9)

1.一种曝光装置，其特征在于，具有：

脉冲地发出激光的光源；

形成了应曝光的图案的掩模；

使正立等倍像在基板上成像的多个微透镜在行方向的第一方向排列并且在列方向的第二方向以规定的行间距设置多行的微透镜阵列；

将来自所述光源的激光通过所述掩模导入所述微透镜阵列的光学系统；

使所述基板在所述第二方向移动的驱动装置；

将所述微透镜阵列与所述掩模的相对位置关系仅以所述微透镜的所述行间距在所述第二方向依次切换的切换装置；以及

将基于所述驱动装置的所述基板的移动、基于所述切换装置的所述微透镜阵列与所述掩模的相对位置关系的切换、以及所述激光的照射定时进行控制的控制装置。

2.根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，

所述微透镜阵列是以1次所述激光的照射，将对应于微透镜的数量的多个矩形的区域进行曝光的微透镜阵列，

在棋盘格状的位置，在第一方向相互间设置间隔并在第一方向以规定的列间距配置所述矩形的区域，

在所述第一方向，隔开1个或多个位置，以规定的列间距将第一行的所述区域的配置位置进行配置，

在与所述第一行的区域的所述间隔的位置对应的位置，在所述第一方向，设置所述列间距配置相对所述第一行在第二方向邻接的第二行的所述区域，

进一步，在有共用于所述第一行和所述第二行的间隔的位置的情况下在与该位置对应的位置、在没有所述共用的间隔的位置的情况学下在与所述第一行的所述区域对应的位置，在所述第一方向，设置所述列间距并配置相对所述第二行在第二方向邻接的第三行的所述区域，

以下同样地相对各行，直到没有共用于前段的全部的行的区域之间的间隔为止使所述第一方向的配置位置错开来配置后段的行的区域，在没有共用于全部的行的区域之间的间隔时，就第一方向而言在与第一行相同的配置位置配置所述区域并再一次依次配置多行的所述区域。

3.根据权利要求1或2所述的曝光装置，其特征在于，

所述微透镜阵列具有：所述多个微透镜在行方向的第一方向排列并在列方向的第二方向以规定的行间距多行设置的4枚微透镜阵列单体；由遮光性的材料构成并且以多个矩形的透光部与所述微透镜的位置对应的方式设置的遮光构件，在2枚微透镜阵列单体与2枚微透镜阵列单体之间的倒立等倍像的成像位置配置所述遮光构件，并以相同光轴配置各微透镜和透光部。

4.根据权利要求1～3的任一项所述的曝光装置，其特征在于，

所述控制装置反复进行在将所述微透镜阵列与所述掩模的相对位置关系维持原样不变，使所述基板在第二方向的正方向移动并将所述基板发曝光对象区域整体曝光之后，通过所述切换装置使所述微透镜阵列与所述掩模的相对位置关系在第二方向仅错开所述行间距而切换之后，使所述基板在第二方向的反方向移动并将所述基板的曝光对象区域整体曝光，进一步，通过所述切换装置使所述微透镜阵列与所述掩模的相对位置关系在第二方向仅错开所述行间距而切换之后，使所述基板在第二方向的正方向移动并将所述基板的曝光对象区域整体曝光这样的工序，在所述基板的曝光对象区域整体转印所述掩模的曝光图案。

5.根据权利要求4所述的曝光装置，其特征在于，

在所述掩模中，在所述第二方向以所述行间距设置多个掩模位置的掩模指标，

在所述微透镜阵列中，设置有利用所述掩模指标在与所述掩模的相对对位中使用的指标检测用微透镜，

所述曝光装置具有检测出所述掩模位置的所述掩模指标的第一检测部，

所述切换装置反复进行

首先，在通过所述指标检测用微透镜，检测出所述掩模的第一掩模指标的状态下，固定所述掩模与所述微透镜阵列的位置关系，并在该状态下所述控制装置使所述基板相对所述微透镜阵列在第二方向的正方向移动，

接着，通过所述指标检测用微透镜，以通过所述掩模中的所述第一掩模指标检测出在第二方向仅错开行间距的第二掩模指标的方式，将所述微透镜阵列与所述掩模的位置关系切换之后，固定该位置关系，并在该状态下所述控制装置使所述基板相对所述微透镜阵列在第二方向的反方向移动，

进一步，通过所述指标检测用微透镜，以通过所述掩模中的所述第二掩模指标检测出在第二方向仅错开行间距的第三掩模指标的方式，将所述微透镜阵列与所述掩模的位置关系切换之后，固定该位置关系，并在该状态下所述控制装置使所述基板相对所述微透镜阵列在第二方向的正方向移动这样的工序，在所述基板的曝光对象区域整体转印所述掩模的曝光图案。

6.根据权利要求1～5的任一项所述的曝光装置，其特征在于，

在所述基板中，在第二方向配置与应采取的单个基板对应的单个曝光区域，在所述单个曝光区域之间，设置有用于检测基板位置的基板指标，

所述曝光装置具有检测出所述基板指标并检测出所述基板的第二方向的位置的第二检测部，

所述控制装置以基于所述第二检测部的基板位置的检测定时，从所述光源射出激光进行脉冲曝光。

7.根据权利要求6所述的曝光装置，其特征在于，

所述控制装置经由所述驱动装置，使所述基板在所述第二方向以固定速度移动，

在通过所述第二检测部检测出所述基板指标时，从所述光源射出激光进行脉冲曝光。

8.根据权利要求6所述的曝光装置，其特征在于，

所述控制装置，经由所述驱动装置，对所述基板反复激光的照射时的低速移动时、非曝光时的高速移动时、所述低速移动时与所述高速移动时的加减速时的方式来控制所述基板的移动，

在所述低速移动时或所述加减速时的所述低速移动时的附近的期间，即在所述第二检测部可检测出所述基板指标的期间的特定的时刻，从所述光源射出激光进行脉冲曝光。

9.根据权利要求1～8的任一项所述的曝光装置，其特征在于，

还具有：

检测所述第一方向中的所述掩模的位置的第三检测部；

检测所述第一方向中的所述基板的位置的第四检测部；以及

根据基于所述第三检测部和所述第四检测部的检测结果，在所述第一方向中的所述掩模的位置相对所述基板从规定的位置错开的情况下，修正所述第一方向中的所述掩模和所述微透镜阵列的位置的掩模位置控制装置。

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