JP2008065237A - 液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法、及び液晶ディスプレイパネル用基板、並びに露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板のパターン間のずれを抑制し、パターンの精度向上を図ることができる液晶ディスプレイパネルの製造方法及び露光装置を提供する。
【解決手段】カラーフィルタ基板Ｗは、製造したＴＦＴ基板Ｗｔと基準マスクＭｓとのアライメントを行なって、検出した測定データを元に補正量を算出し、この補正量に基づいて露光されるので、製造したＴＦＴ基板Ｗｔのパターンの精度に基づいて露光される。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶ディスプレイパネル用基板（ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板、或はカラーフィルタ基板）の製造方法、及び液晶ディスプレイパネル用基板、並びに、その露光に用いられる露光装置に関する。

液晶ディスプレイ装置は、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とを貼り合わせ、これらの間に液晶層を形成することで製造されるものが主流となっている。一般に、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板は、それぞれ複数のパネルのパターンを各ガラス基板に形成した後、これらの基板を接着剤で貼り合わせ、個々のパネルに切断している。

例えば、図１１に示す液晶ディスプレイパネルでは、ＴＦＴ基板１０１には、ＴＦＴ素子１０２、透明導電膜で形成される画素電極１０３、及びそれらをつなぐ配線、配向膜１０４等が形成されている。また、カラーフィルタ基板１０５には、ブラックマトリクス１０６、カラーフィルタ１０７、対向電極１０８、配向膜１０９、フォトスペーサ１１０等が形成される。ここで、１１１は、液晶であり、１１２は、接着剤である。

これらＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板は、絶対座標上で設計されたマスクを使用して露光することで製造されている。しかしながら、これらの露光においては、熱によるマスクの歪みや機械的な位置ずれ等により、露光された基板上のパターンにずれ、例えば、位置ずれが生じる場合があり、これら基板を貼り合わせた際にもこれら基板の両パターン間にずれが生じる。特に、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の一層目のブラックマトリクス層との両パターン間のずれは、液晶ディスプレイパネルの製品としての品質に影響を及ぼす。この場合、Ｒ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタ層はブラックマトリクス層の上層に露光されるので、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ層との両パターン間にもずれが生じる。

このため、ＴＦＴ基板やカラーフィルタ基板を露光する際の露光精度を向上する方法が種々提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。特許文献１に記載の方法では、基板に露光されたパターンを専用の測定装置で測定し、この測定データにより算出された補正量に基づいてマスクの転写パターンを設計することで、マスクの自重等によるパターンのずれを防止している。また、特許文献２に記載の方法では、変位センサによってマスク保持枠に対するマスクの位置を検出し、マスクのずれを調整している。特許文献３に記載の方法では、ＴＦＴ基板に形成されたパターンをイメージスキャナで読み取り、読み取ったパターンデータを加工後、加工データに基づいてマスクの転写パターンを設計し、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との整合を図っている。
特開２０００−２６７２５３号公報 特開２００６−１００５９０号公報 特開平８−２３４４０９号公報

ところで、上述したようにＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板について別々の測長装置を用いてパターンの精度を測定し、この測定データに基づいてマスクの転写パターンを設計する場合、基板毎の絶対座標に対する誤差は抑制することができるが、これら基板を貼り合わせた際に、各基板における誤差の合計が相対ずれ量（相対位置ずれ量）となって残る可能性がある。また、測定データには測長装置自体の精度誤差が含まれてしまうという課題がある。そのため、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板とを同一の専用測長器で測定する必要がある。

また、特許文献３に記載の方法では、ＴＦＴ基板のパターンに基づいて設計されたマスクを用いてカラーフィルタ基板を露光し、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との整合を図っているが、カラーフィルタ基板を製造する露光装置に機械的な位置ずれ等による誤差が生じる場合には、この誤差は基板を貼り合わせた際の相対ずれ量となって残るという課題がある。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板のパターン間のずれを抑制し、パターンの精度向上を図ることができる液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法、及び液晶ディスプレイパネル用基板、並びに露光装置を提供することにある。また、第２の目的は、基板上の複数のパターン間のずれを抑制し、パターンの精度向上を図ることができる液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法、及び液晶ディスプレイパネル用基板、並びに露光装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 予め精度が測定された基準マスクを準備する工程と、
前記ＴＦＴ基板と前記カラーフィルタ基板のいずれか一方の基板に所望のパターンを露光する露光装置上で、製造された前記ＴＦＴ基板と前記カラーフィルタ基板の他方の基板と前記基準マスクとのアライメントを行って、これらの相対位置を検出する工程と、
前記相対位置に基づいて前記一方の基板に前記所望のパターンを露光する際の補正量を決定する工程と、
前記補正量に基づいて前記一方の基板に前記所望のパターンを露光する工程と、
を有することを特徴とする液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法。
（２） 前記一方の基板に前記所望のパターンを露光する際のマスクの転写パターンは、前記補正量に基づいて形成されることを特徴とする（１）に記載の液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法。
（３） 前記一方の基板に前記所望のパターンを露光する際、前記マスクと前記一方の基板とは、前記補正量に基づいて相対位置決めされることを特徴とする（１）または（２）に記載の液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法。
（４） 前記相対位置の検出は、前記露光装置に具備される光学検出系によって行なわれることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法。
（５） 前記基準マスクを用いて仮基板に前記所望のパターンを露光する工程と、
前記露光装置上で、露光された前記仮基板と前記基準マスクとのアライメントを行なって、これらの相対位置を検出する工程と、
をさらに備え、
前記補正量の決定工程は、製造された前記他方の基板と前記基準マスクとの相対位置、及び、前記仮基板と前記基準マスクとの前記相対位置に基づいて前記補正量を決定することを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の液晶ディスプレイ用基板の製造方法。
（６） 前記一方の基板は前記カラーフィルタ基板であり、前記他方の基板は前記ＴＦＴ基板であることを特徴とする（１）〜（５）のいずれかに記載の液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法。
（７） （１）〜（６）のいずれかの製造方法によって製造されることを特徴とする液晶ディスプレイパネル用基板。
（８） （１）〜（７）のいずれかに記載の前記一方の基板の露光に用いられることを特徴とする露光装置。

（９） 予め露光されたパターンを有する基板、及び、予め精度が測定された基準マスクを準備する工程と、
前記基板に所望のパターンを露光する露光装置上で、前記基板と前記基準マスクとのアライメントを行って、これらの相対位置を検出する工程と、
前記相対位置に基づいて前記基板に前記所望のパターンを露光する際の補正量を決定する工程と、
前記補正量に基づいて前記基板に前記所望のパターンを露光する工程と、
を有することを特徴とする液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法。
（１０） 前記基板に前記所望のパターンを露光する際のマスクの転写パターンは、前記補正量に基づいて形成されることを特徴とする（９）に記載の液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法。
（１１） 前記基板に前記所望のパターンを露光する際、前記マスクと前記基板とは、前記補正量に基づいて相対位置決めされることを特徴とする（９）または（１０）に記載の液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法。
（１２） 前記相対位置の検出は、前記露光装置に具備される光学検出系によって行なわれることを特徴とする（９）〜（１１）のいずれかに記載の液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法。
（１３） 前記基準マスクを用いて仮基板に前記所望のパターンを露光する工程と、
前記露光装置上で、露光された前記仮基板と前記基準マスクとのアライメントを行なって、これらの相対位置を検出する工程と、
をさらに備え、
前記補正量の決定工程は、製造された前記他方の基板と前記基準マスクとの相対位置、及び、前記仮基板と前記基準マスクとの前記相対位置に基づいて前記補正量を決定することを特徴とする（９）〜（１２）のいずれかに記載の液晶ディスプレイ用基板の製造方法。
（１４） （９）〜（１３）のいずれかの製造方法によって製造されることを特徴とする液晶ディスプレイパネル用基板。
（１５） （９）〜（１３）のいずれかに記載の前記基板の露光に用いられることを特徴とする露光装置。

本発明によれば、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板のいずれか一方の基板は、製造されたＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の他方の基板と、予め精度が測定された基準マスクとのアライメントを行なって相対位置を検出し、該相対位置に基づいて決定される補正量を用いて露光されるので、貼り合わされた際におけるＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板のパターン間のずれを抑制し、パターンの精度向上を図ることができる。これにより、液晶ディスプレイパネルの品質及び生産性を向上することができる。
特に、ＴＦＴ基板はカラーフィルタ基板よりも高い露光精度が要求されることから、製造されたＴＦＴ基板のパターン精度に基づいてカラーフィルタ基板を製造することが好ましい。

また、本発明によれば、予め露光されたパターンを有する基板と、予め精度が測定された基準マスクとのアライメントを行って相対位置を検出し、該相対位置に基づいて決定される補正量を用いて該基板に所望のパターンを露光するので、基板上の複数のパターン間のずれを抑制し、パターンの精度向上を図ることができる。これにより、液晶ディスプレイパネルの品質及び生産性を向上することができる。

以下、本発明に係る液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法及びその露光に用いられる露光装置の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態では、カラーフィルタ基板を、製造されたＴＦＴ基板のパターン精度に基づいて露光する方法について説明する。

（第１実施形態）
図１は、大型のカラーフィルタ用ガラス基板（例えば、対角長が５００ｍｍ以上）上にマスクの転写パターンを分割して近接露光するステップ式近接露光装置ＰＥを示すものであり、露光パターンを有するマスクＭをｘ、ｙ、θ方向に移動可能に保持するマスクステージ１０と、被露光材としてのガラス基板Ｗをｘ、ｙ、ｚ方向に移動可能に保持する基板ステージ２０と、パターン露光用の光をマスクＭを介して基板Ｗに照射する照明光学系４０と、とから主に構成されている。

なお、カラーフィルタ用ガラス基板Ｗ（以下、「基板Ｗ」或は「カラーフィルタ基板Ｗ」と称する。）は、マスクＭに対向配置されており、このマスクＭに描かれた転写パターンを露光転写すべく表面（マスクＭの対向面側）に感光剤が塗布されている。

説明の便宜上、照明光学系４０から説明すると、照明光学系４０は、紫外線照射用の光源である例えば高圧水銀ランプ４１と、この高圧水銀ランプ４１から照射された光を集光する凹面鏡４２と、この凹面鏡４２の焦点近傍に切替え自在に配置された二種類のオプチカルインテグレータ４３と、光路の向きを変えるための平面ミラー４５，４６及び球面ミラー４７と、この平面ミラー４６とオプチカルインテグレータ４３との間に配置されて照射光路を開閉制御する露光制御用シャッター４４と、を備える。

そして、照明光学系４０では、露光時に露光制御用シャッター４４が開制御されると、高圧水銀ランプ４１から照射された光が、図１に示す光路Ｌを経て、マスクステージ１０に保持されるマスクＭ、さらには基板ステージ２０に保持される基板Ｗの表面に対して垂直にパターン露光用の平行光として照射される。これにより、マスクＭの転写パターンが基板Ｗ上に露光転写される。

マスクステージ１０は、中央部に矩形形状の開口１１ａが形成されるマスクステージベース１１と、マスクステージベース１１の開口１１ａにｘ軸，ｙ軸，θ方向に移動可能に装着され、マスクＭを保持するマスク保持枠１２と、マスクステージベース１１の上面に設けられ、マスク保持枠１２をｘ軸，ｙ軸，θ方向に移動させるマスク位置調整機構１３とを備える。

マスクステージベース１１は、基板ステージ側の装置ベース５０上に立設される複数の支柱５１に支持されており、マスクステージベース１１と支柱５１との間に設けられたｚ軸粗動機構５２（図２参照）によりマスクステージベース１１は装置ベース５０に対して昇降可能である。

マスク保持枠１２には、マスクＭの転写パターンが描かれていない周縁部を吸着するための図示しない複数の吸引ノズルが下面に開設されており、図示しない真空吸着機構によってマスクＭを着脱自在に保持する。

マスク位置調整機構１３は、マスク保持枠１２を駆動する各種シリンダ１３ｘ、１３ｘ、１３ｙ等のアクチュエータと、マスクステージベース１１とマスク保持枠１２との間に設けられた図示しないガイド機構等により、マスク保持枠１２をｘ軸，ｙ軸，θ方向に移動させる。

また、マスクステージ１０は、マスクＭと基板Ｗとの対向面間の所定のギャップを測定する複数のギャップセンサ１７（本実施形態では、８個）と、マスクＭ側の図示しないアライメントマークと基板Ｗ側の図示しないアライメントマークとを撮像して、マスクＭと基板Ｗとの平面ずれ量を検出する光学検出系である複数のアライメントカメラ１８（本実施形態では、４個）と、マスクＭを必要に応じて遮蔽するマスキングアパーチャ１９と、をさらに備える。なお、ギャップセンサ１７とアライメントカメラ１８は、マスク保持枠１２の辺部に沿って駆動可能に配置されてもよい。また、図では、マスキングアパーチャ１９は、開口１１ａのｘ方向の両端部のみ示されているが、ｙ方向の両端部にも設けられている。

基板ステージ２０は、基板Ｗを保持する基板保持部２１と、基板保持部２１を装置ベース５０に対してｘ、ｙ、ｚ方向に移動する基板移動機構２２と、を備える。

基板保持部２１は、上面に基板Ｗを吸引するための図示しない複数の吸引ノズルが開設されており、図示しない真空吸着機構によって基板Ｗを着脱自在に保持する。基板移動機構２２は、基板保持部２１の下方に、ｙ軸テーブル２３、ｙ軸送り機構２４、ｘ軸テーブル２５、ｘ軸送り機構２６、及びｚ−チルト調整機構２７を備える。

ｙ軸送り機構２４は、図２に示すように、リニアガイド２８と送り駆動機構２９とを備えて構成され、ｙ軸テーブル２３の裏面に取り付けられたスライダ３０が、転動体（図示せず）を介して装置ベース５０上に延びる２本の案内レール３１に跨架されると共に、モータ３２とボールねじ装置３３とによってｙ軸テーブル２３を案内レール３１に沿って駆動する。

なお、ｘ軸送り機構２６もｙ軸送り機構２４と同様の構成を有し、ｘ軸テーブル２５をｙ軸テーブル２３に対してｘ方向に駆動する。また、ｚ−チルト調整機構２７は、くさび状の移動体３４，３５と送り駆動機構３６とを組み合わせてなる可動くさび機構をｘ方向の一端側に１台、他端側に２台配置することで構成される。なお、送り駆動機構２９，３６は、モータとボールねじ装置とを組み合わせた構成であってもよく、固定子と可動子とを有するリニアモータであってもよい。また、ｚ-チルト調整機構２７の設置数は任意である。

これにより、基板移動機構２２は、基板保持部２１をｘ方向及びｙ方向に送り駆動するとともに、マスクＭと基板Ｗとの間のギャップを微調整するように、基板保持部２１をｚ軸方向に微動且つチルト調整する。

基板保持部２１のｘ方向側部とｙ方向側部にはそれぞれバーミラー６１，６２が取り付けられ、また、装置ベース５０のｙ方向端部とｘ方向端部には、計３台のレーザー干渉計６３，６４，６５が設けられている。これにより、レーザー干渉計６３，６４，６５からレーザー光をバーミラー６１，６２に照射し、バーミラー６１，６２により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光とバーミラー６１，６２により反射されたレーザー光との干渉を測定し、基板ステージの位置を検出する。

制御装置７０は、図３に示すように、アライメントカメラ１８、ギャップセンサ１７、レーザー干渉計６３，６４，６５からの検出信号を検出値として読み込むためのＡ／Ｄ変換機能を有する入力インターフェース回路７０ａと、演算処理装置７０ｂと、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶装置７０ｃと、演算処理装置７０ｂで得られた制御信号を、マスク位置調整機構１３、基板移動機構２２、ｚ軸粗動機構５２、露光制御用シャッター４４の各駆動回路に出力する出力インターフェース回路７０ｄとを備えている。

制御装置７０は、照明光学系４０のシャッター開制御、基板移動機構２２の送り制御、ステップ送り誤差量の演算、アライメント調整時の補正量の演算、ギャップ調整時のｚ−チルト調整機構２７の駆動制御、本装置に組み込まれた殆どのアクチュエータの駆動及び所定の演算処理をマイクロコンピュータやシーケンサ等を用いたシーケンス制御を基本として実行する。

上記構成のステップ式近接露光装置ＰＥでは、マスク保持枠１２にマスクＭが保持され、基板保持部２１に基板Ｗが保持された状態で、制御装置７０がアライメントカメラ１８、ギャップセンサ１７、レーザー干渉計６３，６４，６５の検出信号に基づき、マスク位置調整機構１３を駆動制御して基板保持部２１に対するマスクＭの初期位置を合わせ、ｚ軸粗動機構５２、ｚ−チルト調整機構２７を駆動制御してマスクＭと基板Ｗとの対向面間を所定のギャップに調整して、互いに近接配置する。

そして、露光制御用シャッター４４を所定の時間だけ開くと、照明光学系４０からのパターン露光用の光が、マスクＭを介して基板Ｗに照射される。これにより、マスクＭの転写パターンが基板Ｗに露光転写される。

図４に示すように、上記近接露光装置ＰＥを用いたカラーフィルタ基板の製造方法では、まず、別途製造されたＴＦＴ基板Ｗｔを準備する（ステップＳ１２）と共に、カラーフィルタ用基準マスクＭｓを準備する（ステップＳ１４）。カラーフィルタ用基準マスクＭｓは、そのパターン形状を専用測定器で計測することで、正確なパターン形状が把握されている。

そして、近接露光装置ＰＥのマスクステージ１０に基準マスクＭｓを保持させると共に、ワークステージ２０にＴＦＴ基板Ｗｔを保持させ、基準マスクＭｓとＴＦＴ基板Ｗｔとを図５に示すような露光位置へと移動させる。この露光位置に移動させた後に基準マスクＭｓの基準パターンＰｓとＴＦＴ基板Ｗｔの露光パターンＰｔとの相対位置をアライメントカメラ１８を用いて検出する（ステップＳ１６）。

なお、基準マスクＭｓは１つ設けられてもよいし、ブラックマトリクス層とＲ，Ｇ，Ｂの各カラーフィルタ層毎に設けられてもよく、特に、ブラックマトリクス層とＲ，Ｇ，Ｂの各カラーフィルタ層をマスクを交換して１台の近接露光装置ＰＥで露光する場合には、基準マスクＭｓは１つ設けられればよい。そして、各層を露光する近接露光装置ＰＥ上で、各層用の基準マスクＭｓとＴＦＴ基板Ｗｔとの相対位置が検出される。

また、通常露光する際にマスクと基板とのアライメントマークによるアライメント調整は、カラーフィルタ層を露光する過程で行われ、ブラックマトリクス層を露光する場合には不要である。しかしながら、本実施形態では、ブラックマトリクス層を露光する場合においても、ブラックマトリクス用の基準マスクＭｓとＴＦＴ基板Ｗｓとの相対位置を検出する必要があるため、ブラックマトリスク層を露光する近接露光装置ＰＥにおいても、マスクと基板とのアライメントマークを検出するアライメントカメラ１８を有している。

さらに、相対位置を検出する場合には、露光装置ＰＥの熱変形等を考慮するため、実際の露光動作相当まで露光装置ＰＥを作動させ、装置が安定状態になった後に検出を行なうようにすると、装置自体の誤差が小さくなり、検出精度が向上する。

制御装置７０は、アライメントカメラ１８で検出された相対位置に関する測定データを取り込んで、実際に露光する際の補正量を算出し（ステップＳ１８）、記憶装置７０ｃに記憶する。ここで、検出された相対位置に関する測定データには、図５に示すようなＴＦＴ基板を製造する際のマスクの歪みによるパターンの位置ずれに関するものと、図６に示すようなマスクと基板との機械的な位置ずれに関する情報の２種類が存在する。このため、この補正量は、実際の露光に使用されるカラーフィルタ用量産マスクの転写パターン形状と、実際にカラーフィルタ基板を露光する際のマスクと基板との相対位置決め時の指令位置とに反映される。ここで、マスクと基板との機械的な位置ずれに関する情報には、ＴＦＴ基板を製造した際の機械的な位置ずれと、カラーフィルタ基板を製造する際の機械的な位置ずれとの相対位置ずれ量が検出される。なお、この測定データをいずれの補正量とするかは、人的に判断してもよく、演算処理装置内のプログラムによって解析されてもよい。

そして、マスクの転写パターン形状に関する補正量を反映してカラーフィルタ用量産マスクが製造される（ステップＳ２０）。また、マスクとカラーフィルタ基板との相対位置決め時の指令位置は露光時にマスク位置調整機構１３を駆動するように記憶装置７０ｃに記憶される（ステップＳ２２）。

このようにして、上記補正量に基づいて製造された各層の量産マスクを使用し、且つ、アライメント調整時にマスクとカラーフィルタ基板Ｗとの相対位置決め時の指令位置を参照してマスク位置調整機構１３を駆動しながら各層の露光を行うことでカラーフィルタ基板Ｗが製造される（ステップＳ２４）。その後、ＴＦＴ基板Ｗｔとカラーフィルタ基板Ｗを接着剤で貼り合わせ、液晶を封入した後に、パネル毎に切断することで、液晶ディスプレイパネルが製造される（ステップＳ２６）。

従って、本実施形態では、カラーフィルタ基板Ｗは、製造したＴＦＴ基板Ｗｔと予め精度が測定された基準マスクＭｓとのアライメントを行なって、これらの相対位置を検出し、該相対位置に基づいて決定される補正量を用いて露光されるので、貼り合わされた際におけるＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板のパターン間のずれを抑制し、パターンの精度向上を図ることができる。これにより、液晶ディスプレイパネルの品質及び生産性を向上することができる。特に、上記アライメントはカラーフィルタ基板Ｗを露光する露光装置ＰＥ上で行なわれるので、ＴＦＴ基板を製造した際のずれだけでなく、当該露光装置ＰＥに起因するずれも補正量に含まれることから、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板との整合性が取れるだけでなく、カラーフィルタ基板Ｗの露光装置ＰＥに起因するずれも合せて補正することができる。

さらに、カラーフィルタ基板Ｗを露光する際のマスクＭの転写パターンは補正量に基づいて形成されるので、ＴＦＴ基板を製造する際のマスクの歪みに起因するＴＦＴ基板Ｗｔとカラーフィルタ基板Ｗの貼り合わせ後の相対位置ずれは抑制される。

また、カラーフィルタ基板を露光する際においても、カラーフィルタ基板用の量産マスクとカラーフィルタ基板とは、補正量に基づいてアライメント調整されるので、ＴＦＴ基板を製造する際のマスクと基板との機械的な位置ずれと、カラーフィルタ基板を製造する際のマスクと基板との機械的な位置ずれの両方に起因するＴＦＴ基板Ｗｔとカラーフィルタ基板Ｗの貼り合わせ後の相対位置ずれが抑制される。

また、相対位置の検出は、カラーフィルタ基板を露光する露光装置に具備されるアライメントカメラ１８によって行なわれるので、別途測定装置を設ける必要がなく、また、光学検出系自体の精度誤差がカラーフィルタ基板の露光精度に及ぼす影響を低減できる。

さらに、カラーフィルタ層用の露光装置は、ＴＦＴ基板やカラーフィルタ基板のブラックマトリクス層を露光する露光装置に必要なレーザー測長器（レーザー干渉計６３，６４，６５及びバーミラー６１，６２）を有しない構成であるが、本実施形態ではカラーフィルタ層の露光は上述した補正量に基づいて行われるので、レーザー測長器を有しない露光装置であっても精度のよい初期位置決めができると共に、微動での位置決め作業が不要となりスループットを向上することができる。また、ＴＦＴ基板やカラーフィルタ基板のブラックマトリクス層を露光する露光装置をレーザー測長器を有しない構成とした場合であっても、本実施形態の製造方法を適用することで精度のよい初期位置決めが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法について図７を参照して説明する。尚、本実施形態は、第１実施形態の工程に、露光装置の光源の歪み等による光学誤差を補正する工程を加えたものであり、露光装置の構成等、その他の部分については、第１実施形態のものと同様である。

本実施形態のカラーフィルタ基板の製造方法では、第１実施形態と同様、まず、ＴＦＴ基板Ｗｔを製造する（ステップＳ１２）と共に、ＣＦ用基準マスクＭｓを製造し（ステップＳ１４）、ＴＦＴ基板ＷｔとＣＦ用基準マスクＭｓとのアライメントを行なって、これらの相対位置をアライメントカメラ１８を用いて検出する（ステップＳ１６）。

また、本実施形態では、製造されたＣＦ用基準マスクＭｓを使用して、素ガラス（以下、「ＣＦ用仮基板Ｗｉ」と称す）を露光し（ステップＳ３０）、ＣＦ用露光装置ＰＥ上で、ＣＦ用基準マスクＭｓと露光済みのＣＦ用仮基板Ｗｉとのアライメントを行なって、これらの相対位置をアライメントカメラ１８を用いて検出する（ステップＳ３２）。

ステップＳ１８では、ステップＳ３２で得られたＣＦ用基準マスクＭｓと露光済みのＣＦ用仮基板Ｗｉとの相対位置に関する測定データと、ステップＳ１６で得られたＣＦ用基準マスクＭｓとＴＦＴ測定データの両方を取り込んで、実際に露光する際の補正量を算出する。

算出された補正量には、第１実施形態と同様の、ＴＦＴ基板を製造する際のマスクの歪みによるパターンの位置ずれに関する情報、及び、マスクと基板との機械的な位置ずれに関する情報の２種類に加え、ＣＦ用露光装置ＰＥの光源の歪み等による光学誤差に関する情報が付加される。このため、上記３種類の情報を考慮した補正量が、実際の露光に使用されるカラーフィルタ用量産マスクの転写パターン形状と、実際にカラーフィルタ基板を露光する際のマスクと基板との相対位置決め時の指令位置とに反映される。

以後、第１実施形態と同様に、マスクの転写パターン形状に関する補正量を反映してカラーフィルタ用量産マスクを製造し（ステップＳ２０）、マスクとカラーフィルタ基板との相対位置決め時の指令位置を露光時にマスク位置調整機構１３を駆動するように記憶装置７０ｃに記憶する（ステップＳ２２）。そして、上記補正量に基づいて製造された各層の量産マスクを使用し、且つ、アライメント調整時にマスクとカラーフィルタ基板Ｗとの相対位置決め時の指令位置を参照してマスク位置調整機構１３を駆動しながら各層の露光を行うことでカラーフィルタ基板Ｗが製造される（ステップＳ２４）。その後、ＴＦＴ基板Ｗｔとカラーフィルタ基板Ｗを接着剤で貼り合わせ、液晶を封入した後に、パネル毎に切断することで、液晶ディスプレイパネルが製造される（ステップＳ２６）。

このように、本実施形態のカラーフィルタ基板の製造方法によれば、ＣＦ用基準マスクＭｓを用いてＣＦ用仮基板Ｗｉに所望のパターンを露光する工程と、露光装置ＰＥ上で、ＣＦ用仮基板ＷｉとＣＦ用基準マスクＭｓとのアライメントを行なって、これらの相対位置を検出する工程を備えるので、補正量の決定工程は、製造されたＴＦＴ基板ＷｔとＣＦ用基準マスクＭｓとの相対位置、及び、ＣＦ用仮基板ＷｉとＣＦ用基準マスクＭｓとの相対位置に基づいて補正量を決定するので、ＣＦ用露光装置ＰＥの光学誤差によるＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板のパターン間のずれを抑制し、さらなるパターンの精度向上を図ることができる。

なお、露光装置の光源の歪み等による光学誤差を補正する方法としては、上記実施形態の他、例えば、基準マスクＭｓとＴＦＴ基板Ｗｔとのアライメントを行なう際に、透過型のアライメントカメラを使用し、実際に露光する際の照明光学系４０の露光光を照射して、基準マスクＭｓとＴＦＴ基板Ｗｔとのアライメントマークを読み取ることで、光学誤差を検出することができ、この検出結果を補正量の算出に用いることも可能である。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法について図８を参照して説明する。尚、本実施形態は、カラーフィルタ基板の製造方法に関するものであり、露光装置の構成等、その他の部分については、第１実施形態のものと同様である。

本実施形態では、図８に示すように、まず、予め露光されたパターンであるブラックマトリクス層を有するカラーフィルタ基板Ｗｂを準備する（ステップＳ４２）と共に、予め精度が測定されたカラーフィルタ用基準マスクＭｓを準備する（ステップＳ４４）。

そして、所望のパターンであるカラーフィルタ層（ここでは、例えば、２層目としてのＲ層とする）を露光する近接露光装置ＰＥのマスクステージ１０に基準マスクＭｓを保持させると共に、ワークステージ２０にブラックマトリクス層を有するカラーフィルタ基板Ｗｂを保持させ、基準マスクＭｓとカラーフィルタ基板Ｗｂとを露光位置へと移動させる。この露光位置に移動させた後に基準マスクＭｓの基準パターンとカラーフィルタ基板Ｗｂの露光パターンとの相対位置をアライメントカメラ１８を用いて検出する（ステップＳ４６）。

制御装置７０は、アライメントカメラ１８で検出された相対位置に関する測定データを取り込んで、実際に露光する際の補正量を算出し（ステップＳ４８）、記憶装置７０ｃに記憶する。ここで、検出された相対位置に関する測定データには、ブラックマトリクス層を製造する際のマスクの歪みによるパターンの位置ずれに関するものと、マスクと基板との機械的な位置ずれに関する情報の２種類が存在する。このため、この補正量は、実際の露光に使用されるカラーフィルタ層（Ｒ層）用量産マスクの転写パターン形状と、実際にカラーフィルタ層（Ｒ層）を露光する際のマスクと基板との相対位置決め時の指令位置とに反映される。ここで、マスクと基板との機械的な位置ずれに関する情報は、ブラックマトリクス層を露光した際の機械的な位置ずれと、カラーフィルタ層（Ｒ層）を露光する際の機械的な位置ずれとの相対位置ずれ量が検出される。なお、この測定データをいずれの補正量とするかは、人的に判断してもよく、演算処理装置内のプログラムによって解析されてもよい。

そして、マスクの転写パターン形状に関する補正量を反映してカラーフィルタ層（Ｒ層）用量産マスクが製造される（ステップＳ５０）。また、マスクとカラーフィルタ基板との相対位置決め時の指令位置は露光時にマスク位置調整機構１３を駆動するように記憶装置７０ｃに記憶される（ステップＳ５２）。

このようにして、上記補正量に基づいて製造されたカラーフィルタ層の量産マスクを使用し、且つ、アライメント調整時にマスクとカラーフィルタ基板との相対位置決め時の指令位置を参照してマスク位置調整機構１３を駆動しながらカラーフィルタ層（Ｒ層）の露光が行われる（ステップＳ５４）。

残りのカラーフィルタ層（ここでは、Ｇ層、Ｂ層）を露光する際には、Ｇ層又はＢ層を露光する露光装置上で、基準マスクＭｓとＲ層を有するカラーフィルタ基板とのアライメントを行ない、基準マスクＭｓの基準パターンとＲ層の露光パターンとの相対位置を検出して、補正量を決定し、この補正量に基づいてＧ層又はＢ層の露光を行なうことができる。或は、Ｒ層と同様に、Ｇ層又はＢ層を露光する露光装置上で基準マスクＭｓとブラックマトリクス層を有するカラーフィルタ基板とのアライメントを行い、基準マスクＭｓの基準パターンとブラックマトリクス層の露光パターンとの相対位置を検出して、補正量を決定し、この補正量に基づいてＧ層又はＢ層の露光を行なうことができる。また、カラーフィルタ層を形成後にフォトスペーサを露光する場合にも、上記と同様にして行われる。即ち、前工程までに予め露光されるいずれかパターンを有するカラーフィルタ基板と基準マスクとを、所望のパターンを露光する露光装置上でアライメントすることで、補正量を決定するための相対位置に関する測定データとして利用することができる。このようにして、各層を露光することでカラーフィルタ基板が製造される。

従って、本実施形態のカラーフィルタ基板の製造方法によれば、予め露光されたパターンを有する基板Ｗｂと、予め精度が測定された基準マスクＭｓとのアライメントを行って相対位置を検出し、該相対位置に基づいて決定される補正量を用いてカラーフィルタ基板Ｗｂに所望のパターンを露光するので、カラーフィルタ基板上の複数のパターン間のずれを抑制し、パターンの精度向上を図ることができる。これにより、液晶ディスプレイパネルの品質及び生産性を向上することができる。

なお、本実施形態では、第２実施形態と同様に、製造されたＣＦ用基準マスクＭｓを使用して、カラーフィルタ層を露光する露光装置ＰＥにてＣＦ用仮基板Ｗｉを露光し、該露光装置ＰＥ上で、ＣＦ用基準マスクＭｓと露光済みのＣＦ用仮基板Ｗｉとのアライメントを行なって、これらの相対位置を補正量の算出の際に使用することで、カラーフィルタ層を露光する露光装置の光学誤差を補正することができる。

また、本実施形態は、カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層の露光について説明しているが、例えば、図９に示すように、製造されたＣＦ用基準マスクＭｓを使用して（ステップＳ６２）、ブラックマトリクス層を露光する露光装置ＰＥにてＣＦ用仮基板Ｗｉを露光し（ステップＳ６４）、該露光装置ＰＥ上で、ＣＦ用基準マスクＭｓと露光済みのＣＦ用仮基板Ｗｉとのアライメントを行なって（ステップＳ６６）、これらの相対位置を補正量の算出の際（ステップＳ６８）に使用するようにしてもよい。

これにより、測定データには、ブラックマトリクス層を露光する露光装置の機械的なずれや光学誤差に関する情報が含まれることになり、これらの情報がブラックマトリクス層用の量産マスクの製造（ステップＳ７０）やブラックマトリクス層の露光時のマスクと基板との相対位置決め（ステップＳ７２）に反映されて、ブラックマトリクス層の露光が精度よく行なわれる（ステップＳ７４）。

また、本実施形態では、カラーフィルタ基板の製造方法について説明したが、ＴＦＴの電極、画素電極、ゲート線、ソース線、容量線等をネガ型或はポジ型のレジストにパターニングする際のＴＦＴ基板の露光方法においても適用可能である。即ち、図１０に示すように、前工程までに予め露光されるいずれかパターン（図１０では、１層目のパターン）を有するＴＦＴ基板と予め精度が測定された基準マスクとを準備し（ステップＳ４２ａ，４４ａ）、該パターンを有するＴＦＴ基板と基準マスクとを所望のパターン（２層目以降のパターン）を露光する露光装置上でアライメントを行なって相対位置を検出し（ステップＳ４６ａ）、この相対位置に基づいて補正量を決定し（ステップＳ４８ａ）、この補正量をＴＦＴ基板用の量産マスクの製造（ステップＳ５０ａ）やＴＦＴ露光時のマスクと基板との相対位置決め（ステップＳ５２ａ）に反映して、所望のパターンを露光する（ステップＳ５４ａ）。これにより、ＴＦＴ基板上の複数のパターン間のずれを抑制し、パターンの精度向上を図ることができる。これにより、液晶ディスプレイパネルの品質及び生産性を向上することができる。

なお、本発明は前述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

本実施形態では、製造したＴＦＴ基板Ｗｔのパターンの精度に基づいてカラーフィルタ基板Ｗを露光したが、製造したカラーフィルタ基板のパターン精度に基づいてＴＦＴ基板を露光してもよい。この場合にも、一般的なＴＦＴ基板製造用の露光装置を用いて行なうことが可能である。

上記実施形態は、近接露光装置を用いて行なわれたが、これに限定されるものでなく、ミラープロジェクション露光装置やレンズ投影露光装置などを用いて行なわれても良い。また、露光方法も、逐次露光に限らず、走査（スキャン）露光などのいずれの方式であっても良い。

また、上記実施形態では、ＴＦＴ或はカラーフィルタ基板と基準マスクとの相対位置をアライメントカメラを用いて検出したが、位置ずれ検出用カメラなど他の光学検出系によって行なわれても良い。

本発明の第１実施形態に係るステップ式近接露光装置を説明するための斜視図である。 図１に示すステップ式近接露光装置の正面図である。 本発明の第１実施形態に係る近接露光装置の制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法を説明するためのフローチャートである。 ＴＦＴ基板と基準マスクとの相対位置ずれを説明するための図である。 ＴＦＴ基板と基準マスクとの相対位置ずれを説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る他の液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法を説明するためのフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係るさらに他の液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法を説明するためのフローチャートである。 一般的な液晶ディスプレイパネルの断面図である。

符号の説明

１０ マスクステージ
１８ アライメントカメラ（光学検出系）
２０ 基板ステージ
Ｍ マスク
ＰＥ ステップ式近接露光装置
Ｗ ガラス基板（カラーフィルタ基板）
Ｗｔ ＴＦＴ基板
Ｍｓ 基準マスク

Claims (15)

1. 予め精度が測定された基準マスクを準備する工程と、
   前記ＴＦＴ基板と前記カラーフィルタ基板のいずれか一方の基板に所望のパターンを露光する露光装置上で、製造された前記ＴＦＴ基板と前記カラーフィルタ基板の他方の基板と前記基準マスクとのアライメントを行って、これらの相対位置を検出する工程と、
   前記相対位置に基づいて前記一方の基板に前記所望のパターンを露光する際の補正量を決定する工程と、
   前記補正量に基づいて前記一方の基板に前記所望のパターンを露光する工程と、
   を有することを特徴とする液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法。
2. 前記一方の基板に前記所望のパターンを露光する際のマスクの転写パターンは、前記補正量に基づいて形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法。
3. 前記一方の基板に前記所望のパターンを露光する際、前記マスクと前記一方の基板とは、前記補正量に基づいて相対位置決めされることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法。
4. 前記相対位置の検出は、前記露光装置に具備される光学検出系によって行なわれることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法。
5. 前記基準マスクを用いて仮基板に前記所望のパターンを露光する工程と、
   前記露光装置上で、露光された前記仮基板と前記基準マスクとのアライメントを行なって、これらの相対位置を検出する工程と、
   をさらに備え、
   前記補正量の決定工程は、製造された前記他方の基板と前記基準マスクとの相対位置、及び、前記仮基板と前記基準マスクとの前記相対位置に基づいて前記補正量を決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の液晶ディスプレイ用基板の製造方法。
6. 前記一方の基板は前記カラーフィルタ基板であり、前記他方の基板は前記ＴＦＴ基板であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法。
7. 請求項１〜６のいずれかの製造方法によって製造されることを特徴とする液晶ディスプレイパネル用基板。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の前記一方の基板の露光に用いられることを特徴とする露光装置。
9. 予め露光されたパターンを有する基板、及び、予め精度が測定された基準マスクを準備する工程と、
   前記基板に所望のパターンを露光する露光装置上で、前記基板と前記基準マスクとのアライメントを行って、これらの相対位置を検出する工程と、
   前記相対位置に基づいて前記基板に前記所望のパターンを露光する際の補正量を決定する工程と、
   前記補正量に基づいて前記基板に前記所望のパターンを露光する工程と、
   を有することを特徴とする液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法。
10. 前記基板に前記所望のパターンを露光する際のマスクの転写パターンは、前記補正量に基づいて形成されることを特徴とする請求項９に記載の液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法。
11. 前記基板に前記所望のパターンを露光する際、前記マスクと前記基板とは、前記補正量に基づいて相対位置決めされることを特徴とする請求項９または１０に記載の液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法。
12. 前記相対位置の検出は、前記露光装置に具備される光学検出系によって行なわれることを特徴とする請求項９〜１１のいずれかに記載の液晶ディスプレイパネル用基板の製造方法。
13. 前記基準マスクを用いて仮基板に前記所望のパターンを露光する工程と、
    前記露光装置上で、露光された前記仮基板と前記基準マスクとのアライメントを行なって、これらの相対位置を検出する工程と、
    をさらに備え、
    前記補正量の決定工程は、製造された前記他方の基板と前記基準マスクとの相対位置、及び、前記仮基板と前記基準マスクとの前記相対位置に基づいて前記補正量を決定することを特徴とする請求項９〜１２のいずれかに記載の液晶ディスプレイ用基板の製造方法。
14. 請求項９〜１３のいずれかの製造方法によって製造されることを特徴とする液晶ディスプレイパネル用基板。
15. 請求項９〜１３のいずれかに記載の前記基板の露光に用いられることを特徴とする露光装置。

Images