JP2008181010A - Substrate position adjusting system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate position adjusting system that can adjust relative positions between a substrate and a photomask with high accuracy without obstructing display even when an alignment mark is provided in the effective display area of the substrate. <P>SOLUTION: The substrate position adjusting system includes an imaging means to optically image an alignment mark formed on a substrate, an image optimizing means to optimize the obtained image, and an alignment adjusting means to finely adjust the alignment of the substrate based on the image information. The imaging means comprises inserting the substrate into between a pair of polarizing plates, projecting light through one of the polarizing plates and imaging the alignment mark through the other polarizing plate. The image optimizing means rotates at least one of the pair of polarizing plates around the optical axis so as to maximize the contrast of the imaged alignment mark. The alignment adjusting means finely adjusts the position of the substrate based on the optimized image information. The alignment mark is made of a liquid crystal material. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

発明の分野Field of Invention

本発明は、基板の有効表示エリア内にアライメントマークを設けた場合であっても表示を妨げることなく、基板とフォトマスクとの相対位置を高精度に調整できる、基板位置調整システムに関する。   The present invention relates to a substrate position adjustment system that can adjust the relative position between a substrate and a photomask with high accuracy without disturbing display even when an alignment mark is provided in an effective display area of the substrate.

半導体や電子ディスプレイの製造において、近年、フォトマスクを介した露光による微細パターニング技術、いわゆるフォトリソグラフィーが、不可欠な技術となっている。例えば、カラーフィルタは、液晶ディスプレイのカラー表示の性能を決める重要な部材であり、ガラス基板上に赤(R)、緑(G)、青(B)の三原色からなる微細パターンを形成したものである。そして、カラーフィルタを構成する上記の各部材のパターニングは、高精細、高解像度のパターニングが可能なフォトリソグラフィー法が好適に使用される。   In the manufacture of semiconductors and electronic displays, in recent years, a fine patterning technique by exposure through a photomask, so-called photolithography, has become an indispensable technique. For example, a color filter is an important member that determines the color display performance of a liquid crystal display, and a fine pattern composed of three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) is formed on a glass substrate. is there. For the patterning of each member constituting the color filter, a photolithography method capable of high-definition and high-resolution patterning is preferably used.

フォトリソグラフィー法は、カラス基材上に塗布したレジストにフォトマスクを介して露光を行うことにより行われる。このフォトマスクと基材との相対位置によって基材上に形成されるパターンが決定されるため、基板とフォトマスクとの位置合わせは厳密に行う必要がある。   The photolithographic method is performed by exposing a resist coated on a crow substrate through a photomask. Since the pattern formed on the base material is determined by the relative position between the photomask and the base material, it is necessary to strictly align the substrate and the photomask.

基板とフォトマスクとの位置合わせは、特開平1−293304号公報(特許文献1)、特開平2−89004号公報(特許文献2)および特開平2−160202号公報(特許文献3)に提案されているように、通常、基材と相対するフォトマスクとに設けたそれぞれのアライメントマークを相互に目視するかまたは機械的に認識して、基材およびフォトマスクの相対位置を調節することにより行われる。   The alignment between the substrate and the photomask is proposed in JP-A-1-293304 (Patent Document 1), JP-A-2-89004 (Patent Document 2) and JP-A-2-160202 (Patent Document 3). In general, by adjusting the relative positions of the substrate and the photomask by visually observing each other or mechanically recognizing the alignment marks provided on the substrate and the photomask facing each other. Done.

通常、このようなアライメントマークは、光源からの光を反射または吸収する、ある一定の形状のパターンによって形成されている。例えば、カラーフィルタの製版行程においては、まずブラックマトリックスとアライメントマークとを、基材上に同時に形成する。この際、有効表示部となるブラックマトリックス領域は、構成される基材に対して相対位置が一律に決定されるものではなく、アライメントマークとの相対位置がフォトマスクのデザインによって一律に決定されるものである。その後に続いて行われるRGBの着色パターンの形成は、先にブラックマトリックスとともに形成したアライメントマークを基準として、フォトマスクに形成されたアライメントマークと併せて位置が調整されて、露光することにより行われる。   Usually, such an alignment mark is formed by a pattern having a certain shape that reflects or absorbs light from a light source. For example, in the plate making process of the color filter, first, a black matrix and an alignment mark are simultaneously formed on the substrate. At this time, the relative position of the black matrix region serving as an effective display portion is not uniformly determined with respect to the base material to be configured, but the relative position with the alignment mark is uniformly determined by the design of the photomask. Is. The subsequent formation of the RGB coloring pattern is performed by adjusting the position together with the alignment mark formed on the photomask with reference to the alignment mark previously formed together with the black matrix, and performing exposure. .

アライメントマークとしては、通常、遮光性または反射性の標識が使用されるが、反射パターンであっても透過パターンであっても、光学的にその形状を認識できることが必要である。そのため、基材上に設けるアライメントマークとしては、反射および透過の両方で使用が可能なクロム薄膜やアルミ薄膜が用いられたり、主として透過モードで使用が可能な樹脂ブラック膜が用いられる。   As the alignment mark, a light-shielding or reflective sign is usually used. However, it is necessary to be able to optically recognize the shape of a reflection pattern or a transmission pattern. Therefore, as the alignment mark provided on the substrate, a chromium thin film or an aluminum thin film that can be used for both reflection and transmission, or a resin black film that can be used mainly in the transmission mode is used.

このようなアライメントマークは、基板とフォトマスクとの位置決めをする際には必須のものであるが、液晶ディスプレイ装置として組み立てた場合、アライメントマークが表示の妨げとなるため、通常、アライメントマークを表示有効エリア外に設けることが行われている。したがって、有効表示エリア外のアライメントマーク形成箇所を考慮して基板上にカラーフィルタ層を設ける必要があるため、有効表示エリア周囲に余裕を持たせた基板を使用する必要があった。
特開平1−293304号公報 特開平2−89004号公報 特開平2−160202号公報
Such an alignment mark is indispensable when positioning the substrate and the photomask. However, when assembled as a liquid crystal display device, the alignment mark usually hinders display. It is provided outside the effective area. Therefore, since it is necessary to provide a color filter layer on the substrate in consideration of the alignment mark formation location outside the effective display area, it is necessary to use a substrate having a margin around the effective display area.
JP-A-1-293304 JP-A-2-89004 JP-A-2-160202

本発明者らは、位相差を生じさせるような液晶材料をアライメントマークとして用い、そのアライメントマークを偏光板を介してのみ認識できるような撮像手段を用いることにより、基板の有効表示エリア内にアライメントマークを設けた場合であっても表示を妨げることなく、基板とフォトマスクとを高精度に位置決めできる、との知見を得た。本発明はかかる知見によるものである。   The inventors use a liquid crystal material that causes a phase difference as an alignment mark, and uses an imaging unit that can recognize the alignment mark only through the polarizing plate, thereby aligning the effective display area of the substrate. It was found that the substrate and the photomask can be positioned with high accuracy without hindering the display even when the mark is provided. The present invention is based on this finding.

したがって、本発明の目的は、基板の有効表示エリア内にアライメントマークを設けた場合であっても表示を妨げることなく、基板とフォトマスクとの相対位置を高精度に調整できる、基板位置調整システムを提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a substrate position adjustment system capable of adjusting the relative position between the substrate and the photomask with high accuracy without disturbing the display even when the alignment mark is provided in the effective display area of the substrate. Is to provide.

本発明による基板位置調整システムは、基板上に形成されたアライメントマークを、光学的に撮像する撮像手段と、その撮像した画像を最適化する画像最適化手段と、その画像情報に基づき前記基板のアライメント微調整動作を行うアライメント調整手段とを備える、基板位置調整システムにおいて、
前記撮像手段が、一対の偏光板の間に基板を挟入し、一方の偏光板側から投光して、他方の偏光板側からアライメントマークを撮像するものであり、
前記画像最適化手段が、撮像したアライメントマークのコントラストを最大になるように、一対の前記偏光板の少なくとも一方を光軸周りに回転させるものであり、
前記アライメント調整手段が、最適化された画像情報に基づいて、基板の位置の微調整を行うものであり、
前記アライメントマークが液晶材料からなる、ことを特徴とするものである。
A substrate position adjustment system according to the present invention includes an imaging unit that optically images an alignment mark formed on a substrate, an image optimization unit that optimizes the captured image, and the substrate based on the image information. In a substrate position adjustment system comprising an alignment adjustment means for performing an alignment fine adjustment operation,
The imaging means sandwiches a substrate between a pair of polarizing plates, projects light from one polarizing plate side, and images an alignment mark from the other polarizing plate side,
The image optimization means rotates at least one of the pair of polarizing plates around the optical axis so as to maximize the contrast of the captured alignment mark,
The alignment adjustment means performs fine adjustment of the position of the substrate based on the optimized image information,
The alignment mark is made of a liquid crystal material.

上記の態様においては、前記一対の偏光板が、パラレルニコルの状態となるように配置され、かつ前記一対の偏光板がパラレルニコルの状態を保持しながら光軸周りに回転するものであることが好ましい。   In the above aspect, the pair of polarizing plates are arranged so as to be in a parallel Nicol state, and the pair of polarizing plates rotate around the optical axis while maintaining the parallel Nicol state. preferable.

また、本発明の別の態様としての基板位置調整システムは、基板上に形成されたアライメントマークを、光学的に撮像する撮像手段と、その撮像した画像を最適化する画像最適化手段と、その画像情報に基づき前記基板のアライメント微調整動作を行うアライメント調整手段とを備える基板位置調整システムにおいて、
前記撮像手段が、撮像位置側から偏光板を介して基板に投光し、基板の、投光面と反対の面側に設けた光反射板により、基板を透過した光を反射させて、基板上のアライメントマークを撮像するものであり、
前記画像最適化手段が、撮像したアライメントマークのコントラストを最大になるように、前記偏光板を光軸周りに回転させるものであり、
前記アライメント調整手段が、最適化された画像情報に基づいて基板位置の微調整を行うものであり、
前記アライメントマークが液晶材料からなる、ことを特徴とするものである。
Further, a substrate position adjustment system as another aspect of the present invention includes an imaging unit that optically images an alignment mark formed on a substrate, an image optimization unit that optimizes the captured image, and In a substrate position adjustment system comprising alignment adjustment means for performing an alignment fine adjustment operation of the substrate based on image information,
The imaging means projects light onto the substrate through the polarizing plate from the imaging position side, reflects light transmitted through the substrate by a light reflecting plate provided on the surface of the substrate opposite to the projection surface, and The upper alignment mark is imaged,
The image optimization means rotates the polarizing plate around the optical axis so as to maximize the contrast of the captured alignment mark,
The alignment adjustment means performs fine adjustment of the substrate position based on the optimized image information;
The alignment mark is made of a liquid crystal material.

上記の基板位置調整システムにおいては、アライメントマークが、基板の有効表示エリア内に形成されていることが好ましい。   In the substrate position adjustment system, the alignment mark is preferably formed in the effective display area of the substrate.

また、本発明による基板位置調整システムにおいては、前記液晶材料が、一軸配向で固定されたネマチック液晶材料を含んでなることが好ましい。   In the substrate position adjusting system according to the present invention, it is preferable that the liquid crystal material includes a nematic liquid crystal material fixed in a uniaxial orientation.

本発明による基板位置調整システムは、カラーフィルタのパターニング等に用いられるフォトリソグラフィーに好適に適用できる。   The substrate position adjustment system according to the present invention can be preferably applied to photolithography used for patterning of color filters and the like.

また、本発明による基板位置調整システムは、基板切断加工や基板どうしの貼り合わせ加工にも好適に適用できる。   Further, the substrate position adjusting system according to the present invention can be suitably applied to substrate cutting processing and bonding processing between substrates.

さらに本発明の別の態様としての基板位置調整方法は、基板上に形成されたアライメントマークを、光学的に撮像し、その撮像した画像を最適化して、その最適化された画像情報に基づき前記基板のアライメント微調整動作を行う、基板位置調整方法において、
前記撮像を、一対の偏光板の間に基板を挟入し、一方の偏光板側から投光して、他方の偏光板側からアライメントマークを撮像することにより行い、
前記画像の最適化を、撮像したアライメントマークのコントラストを最大になるように、一対の前記偏光板の少なくとも一方を光軸周りに回転させることにより行う、ことを含んでなり、
前記アライメントマークが液晶材料からなる、ことを特徴とするものである。
Furthermore, the substrate position adjusting method according to another aspect of the present invention optically images an alignment mark formed on the substrate, optimizes the captured image, and based on the optimized image information, In the substrate position adjustment method for performing the substrate alignment fine adjustment operation,
The imaging is performed by inserting a substrate between a pair of polarizing plates, projecting light from one polarizing plate side, and imaging an alignment mark from the other polarizing plate side,
Performing optimization of the image by rotating at least one of the pair of polarizing plates around the optical axis so that the contrast of the captured alignment mark is maximized,
The alignment mark is made of a liquid crystal material.

上記の態様においては、前記一対の偏光板が、パラレルニコルの状態となるように配置され、かつ前記一対の偏光板がパラレルニコルの状態を保持しながら光軸周りに回転することが好ましい。   In the above aspect, it is preferable that the pair of polarizing plates are arranged so as to be in a parallel Nicol state, and the pair of polarizing plates rotate around the optical axis while maintaining the parallel Nicol state.

また、本発明の別の態様としての基板位置調整方法は、基板上に形成されたアライメントマークを、光学的に撮像し、その撮像した画像を最適化して、その最適化された画像情報に基づき前記基板のアライメント微調整動作を行う、基板位置調整方法において、
前記撮像を、撮像位置側から偏光板を介して基板に投光し、基板の、投光面と反対の面側に設けた光反射板により、基板を透過した光を反射させて、基板上のアライメントマークを撮像することにより行い、
前記画像の最適化を、撮像したアライメントマークのコントラストを最大になるように、前記偏光板を光軸周りに回転させることにより行う、ことを含んでなり、
前記アライメントマークが液晶材料からなる、ことを特徴とするものである。
Further, the substrate position adjusting method as another aspect of the present invention is based on the optimized image information by optically imaging the alignment mark formed on the substrate and optimizing the captured image. In the substrate position adjustment method for performing the fine alignment operation of the substrate,
The image is projected onto the substrate through the polarizing plate from the imaging position side, and the light transmitted through the substrate is reflected by the light reflecting plate provided on the surface of the substrate opposite to the light projecting surface. By imaging the alignment mark of
Performing the optimization of the image by rotating the polarizing plate around the optical axis so as to maximize the contrast of the captured alignment mark,
The alignment mark is made of a liquid crystal material.

本発明による基板位置調整方法においては、基板と偏光板との間にフォトマスクを挿入し、フォトマスクに形成されたアライメントマークと、前記基板に形成されたアライメントマークとの相対的位置により、基板のアライメント微調整動作を行うことが好ましい。   In the substrate position adjusting method according to the present invention, a photomask is inserted between the substrate and the polarizing plate, and the substrate is determined depending on the relative position between the alignment mark formed on the photomask and the alignment mark formed on the substrate. It is preferable to perform the fine alignment operation.

本発明の別の態様として基板切断方法は、基板を所望の位置で切断する方法において、
液晶材料からなるアライメントマークが形成された基板を準備する工程と、
上記の基板位置調整システムを用いて、基板と切断手段との相対的位置を調整する工程と、
基板を切断手段によって切断する工程と、を含んでなることを特徴とするものである。
As another aspect of the present invention, a substrate cutting method is a method of cutting a substrate at a desired position.
Preparing a substrate on which an alignment mark made of a liquid crystal material is formed;
Adjusting the relative position between the substrate and the cutting means using the substrate position adjustment system described above;
And a step of cutting the substrate by a cutting means.

また、本発明の別の態様としての基板貼り合わせ方法は、一対の基板を、所望の相対的位置で貼着する方法において、
一対の基板の少なくとも一方に、液晶材料からなるアライメントマークを形成する工程と、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板位置調整システムを用いて、基板どうしの相対的位置を調整する工程と、
前記基板どうしを貼着する工程と、を含んでなることを特徴とするものである。
Moreover, the substrate bonding method as another aspect of the present invention is a method of bonding a pair of substrates at a desired relative position.
Forming an alignment mark made of a liquid crystal material on at least one of the pair of substrates;
Using the substrate position adjustment system according to any one of claims 1 to 5 to adjust the relative positions of the substrates;
And a step of adhering the substrates to each other.

本発明の基板位置調整システムによれば、液晶材料からなるアライメントマークは偏光板を介してのみ検知できる潜像であるため、基板の有効表示エリア内にアライメントマークを設けた場合であっても表示を妨げることなく、基板とフォトマスクとの相対位置を高精度に調整できる。   According to the substrate position adjusting system of the present invention, since the alignment mark made of a liquid crystal material is a latent image that can be detected only through the polarizing plate, even if the alignment mark is provided in the effective display area of the substrate, the display is performed. The relative position between the substrate and the photomask can be adjusted with high accuracy without disturbing the above.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の第1の態様による基板位置調整システムについて、液晶表示装置等に組み込まれるカラーフィルタの製造を一例として説明する。   The substrate position adjustment system according to the first aspect of the present invention will be described by taking as an example the production of a color filter incorporated in a liquid crystal display device or the like.

図1は、カラーフィルタのRGB微細パターニングを行う際に使用される本発明のシステムの概略を示した斜視図である。架台1上のXYθステージ2に基板3が載置されており、基板3上に形成されたアライメントマーク4を検知するための撮像素子が、アライメントマーク4上に配置されている。そして、当該システムは、基板3上に形成されたアライメントマーク4を、光学的に撮像する撮像手段と、その撮像した画像を最適化する画像最適化手段と、その画像情報に基づき前記基板のアライメント微調整動作を行うアライメント調整手段とを備えるものである。以下、各手段について説明する。   FIG. 1 is a perspective view showing an outline of the system of the present invention used when performing RGB fine patterning of a color filter. A substrate 3 is placed on the XYθ stage 2 on the gantry 1, and an image sensor for detecting the alignment mark 4 formed on the substrate 3 is disposed on the alignment mark 4. Then, the system includes an imaging unit that optically images the alignment mark 4 formed on the substrate 3, an image optimization unit that optimizes the captured image, and alignment of the substrate based on the image information. And an alignment adjusting means for performing a fine adjustment operation. Hereinafter, each means will be described.

(1)アライメントマーク撮像手段
本発明に使用される基板は、光透過性の材料であれば特に限定されるものではなく、ガラス等の無機材料やアクリル透明樹脂等の有機材料が好適に使用できる。有機材料としては、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、アクリル樹脂、トリアセチルセルロース等のセルロース樹脂、エポキシ樹脂、環状オレフィン樹脂、環状オレフィン共重合樹脂等が挙げられる。
(1) Alignment mark imaging means The substrate used in the present invention is not particularly limited as long as it is a light-transmitting material, and an inorganic material such as glass or an organic material such as acrylic transparent resin can be suitably used. . Examples of the organic material include polyester resins, polycarbonate resins, polyarylate resins, polyether sulfone resins, acrylic resins, cellulose resins such as triacetyl cellulose, epoxy resins, cyclic olefin resins, and cyclic olefin copolymer resins.

また、基材は板状のものでもフィルムのものでもよい。   The substrate may be a plate or a film.

基板3上には、カラーフィルタとしての着色領域の境界となるブラックマトリックスが形成されており(図示せず)、このブラックマトリックスが形成された領域が、カラーフィルタの有効表示エリアとなる。   On the substrate 3, a black matrix serving as a boundary of a colored region as a color filter is formed (not shown), and the region where the black matrix is formed becomes an effective display area of the color filter.

本発明においては、このブラックマトリックス領域内に、予めアライメントマーク4を形成しておく。このような液晶材料からなるアライメントマークは、以下に説明するように非偏光では潜像となるため、有効表示エリア内にアライメントマークを設けても表示の妨げとなることがない。   In the present invention, the alignment mark 4 is formed in advance in this black matrix region. Since the alignment mark made of such a liquid crystal material becomes a latent image when it is not polarized as described below, even if an alignment mark is provided in the effective display area, display is not hindered.

アライメントマーク4は、ネマチック液晶材料を主成分とする塗工液を、配向能を有する基板3上に塗布することにより形成できる。このネマチック液晶材料が一軸配向した塗工膜は、その屈折率異方性のために、偏光光の偏光状態を変化させる。その結果、このアライメントマークをパラレルニコルの偏光板で挟持して観察した場合は、ある方位角度においてアライメントマークが明るいバックグラウンドに対して暗い表示となって観察できる。すなわち、図2に示すように、一枚目の偏光板6を透過した所定の偏光方向を持った光が、アライメントマーク4部分を透過する際に偏光方向が変化するため、アライメントマーク4部分を透過した光は、一枚目の偏光板6とパラレルニコルの関係にある2枚目の偏光板7で吸収され、暗表示として撮像される。このため、偏光板6および7を介して撮像することによってのみアライメントマークを認識でき、通常の非偏光の光ではアライメントマークを認識できないため、潜像となる。   The alignment mark 4 can be formed by applying a coating liquid mainly composed of a nematic liquid crystal material on the substrate 3 having alignment ability. The coating film in which this nematic liquid crystal material is uniaxially oriented changes the polarization state of polarized light due to its refractive index anisotropy. As a result, when the alignment mark is observed while being sandwiched between parallel Nicol polarizing plates, the alignment mark can be observed as a dark display with respect to a bright background at a certain azimuth angle. That is, as shown in FIG. 2, since the light having a predetermined polarization direction that has passed through the first polarizing plate 6 is transmitted through the alignment mark 4 portion, the polarization direction changes. The transmitted light is absorbed by the second polarizing plate 7 having a parallel Nicol relationship with the first polarizing plate 6 and imaged as a dark display. For this reason, the alignment mark can be recognized only by taking an image through the polarizing plates 6 and 7, and the alignment mark cannot be recognized by normal non-polarized light, so that it becomes a latent image.

このような液晶材料としては、作業温度において固定化されているネマチック液晶材料を用いることができる。一例として、液晶相を示す温度から急冷することにより、その液晶構造を固定化することができる、側鎖に液晶性を発現するメソゲン基を有する高分子液晶材料や、分子中に不飽和二重結合を有し、重合によりその液晶構造を固定化できる、重合性液晶材料等を好適に使用できる。   As such a liquid crystal material, a nematic liquid crystal material fixed at a working temperature can be used. As an example, the liquid crystal structure can be fixed by quenching from the temperature showing the liquid crystal phase, a polymer liquid crystal material having a mesogenic group that exhibits liquid crystallinity in the side chain, and an unsaturated double molecule in the molecule. A polymerizable liquid crystal material having a bond and capable of fixing the liquid crystal structure by polymerization can be preferably used.

また、本発明においては、下記のように液晶構造を固定することができる重合性の液晶材料を用いることが好ましい。このような重合性のネマチック液晶材料としては、例えば、下記の一般式(1)で表わされる化合物や、下記の式(2−i)〜(2−xi)で表される化合物を挙げることができる。また、これらの化合物を単独で、もしくは混合して用いることができる。

Figure 2008181010
上記一般式(1)において、R及びRはそれぞれ水素又はメチル基を示すが、液晶相を示す温度範囲の広さからR及びRはともに水素であることが好ましい。Xは水素、塩素、臭素、ヨウ素、炭素数1〜4のアルキル基、メトキシ基、シアノ基、ニトロ基のいずれであっても差し支えないが、塩素又はメチル基であることが好ましい。また、上記一般式(1)において、分子鎖両端の(メタ)アクリロイロキシ基と芳香環とのスペーサーであるアルキレン基の鎖長を示すa及びbは、それぞれ個別に2〜12の範囲で任意の整数をとり得るが、4〜10の範囲であることが好ましく、6〜9の範囲であることがさらに好ましい。a=b=0である一般式(1)の化合物は、安定性に乏しく、加水分解を受けやすい上に、化合物自体の結晶性が高い。また、a及びbがそれぞれ13以上である一般式(1)の化合物は、アイソトロピック転移温度(TI)が低い。この理由から、これらの化合物はどちらも液晶相を示す温度範囲が狭く好ましくない。 In the present invention, it is preferable to use a polymerizable liquid crystal material capable of fixing the liquid crystal structure as described below. Examples of such polymerizable nematic liquid crystal materials include compounds represented by the following general formula (1) and compounds represented by the following formulas (2-i) to (2-xi). it can. These compounds can be used alone or in combination.
Figure 2008181010
In the above general formula (1), R 1 and R 2 each represent hydrogen or a methyl group, but both R 1 and R 2 are preferably hydrogen because of the wide temperature range showing the liquid crystal phase. X may be hydrogen, chlorine, bromine, iodine, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a methoxy group, a cyano group, or a nitro group, but is preferably a chlorine or methyl group. Moreover, in the said General formula (1), a and b which show the chain length of the alkylene group which is a spacer of the (meth) acryloyloxy group and aromatic ring of the molecular chain both ends are arbitrary in the range of 2-12, respectively. Although it can take an integer, it is preferably in the range of 4 to 10, and more preferably in the range of 6 to 9. The compound of the general formula (1) in which a = b = 0 is poor in stability, is susceptible to hydrolysis, and has high crystallinity. In addition, the compound of the general formula (1) in which a and b are each 13 or more has a low isotropic transition temperature (TI). For this reason, both of these compounds are not preferable because the temperature range in which the liquid crystal phase is exhibited is narrow.

なお、以上においては、ネマチック規則性を示す重合性の液晶材料として重合性液晶モノマーの例を挙げて説明したが、これに限らず、重合性液晶オリゴマーや重合性液晶高分子、高分子液晶などを用いることも可能である。このような重合性液晶オリゴマーや重合性液晶高分子、高分子液晶としては、従来から提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。

Figure 2008181010
In the above, an example of a polymerizable liquid crystal monomer has been described as a polymerizable liquid crystal material exhibiting nematic regularity. However, the present invention is not limited thereto, and a polymerizable liquid crystal oligomer, a polymerizable liquid crystal polymer, a polymer liquid crystal, etc. It is also possible to use. Such a polymerizable liquid crystal oligomer, a polymerizable liquid crystal polymer, and a polymer liquid crystal can be appropriately selected from those conventionally proposed.
Figure 2008181010

本発明においては、後記するように、バックグラウンドが最大輝度となるパラレルニコルの状態を保ったまま、2枚の偏光板を同時に回転させることにより、コントラストの高い撮像が得られるような偏光板位置を容易に設定できるため、作業の高速化の点で好ましい。   In the present invention, as described later, the position of the polarizing plate is such that high contrast imaging can be obtained by simultaneously rotating the two polarizing plates while maintaining the parallel Nicol state in which the background has the maximum luminance. Can be easily set, which is preferable in terms of speeding up the work.

液晶材料は基板上にそのまま塗布することも可能であるが、粘性を塗布装置に合わせたり、良好な配向状態を得る目的で、有機溶媒などの適当な溶媒に溶解させてインキ化するようにしてもよい。   The liquid crystal material can be applied as it is on the substrate, but in order to match the viscosity with the coating device or to obtain a good alignment state, it is dissolved in an appropriate solvent such as an organic solvent to make an ink. Also good.

このような溶媒としては、上述したような重合性のネマチック液晶材料を溶解することが可能なものであれば特に限定されるものではないが、基板を浸食しないものであることが好ましい。具体的には、アセトンや、酢酸−3−メトキシブチル、ジグライム、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、塩化メチレン、メチルエチルケトンなどが挙げられる。重合性の液晶材料の希釈の程度は特に限定されるものではないが、液晶自体が溶解性の低い材料であり、また粘性が高いことなどを考慮して、5〜50%、さらに好ましくは10〜30%程度に希釈することが好ましい。   Such a solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the polymerizable nematic liquid crystal material as described above, but preferably does not erode the substrate. Specific examples include acetone, 3-methoxybutyl acetate, diglyme, cyclohexanone, tetrahydrofuran, toluene, xylene, chlorobenzene, methylene chloride, methyl ethyl ketone, and the like. The degree of dilution of the polymerizable liquid crystal material is not particularly limited, but it is 5 to 50%, more preferably 10 in view of the fact that the liquid crystal itself is a material with low solubility and high viscosity. It is preferable to dilute to about 30%.

基板上に液晶材料を塗布して、アライメントマークを形成した後、配向処理工程において、一軸性の液晶構造が発現する所定の温度に保持し、液晶中の液晶分子を配向させる。次いで、配向した液晶分子を硬化させて液晶構造を固定化する。   After applying a liquid crystal material on the substrate to form an alignment mark, in an alignment treatment step, the liquid crystal molecules in the liquid crystal are aligned by maintaining a predetermined temperature at which a uniaxial liquid crystal structure is developed. Next, the aligned liquid crystal molecules are cured to fix the liquid crystal structure.

ここで、この硬化処理工程においては、放射線の照射により液晶性材料中の液晶分子を光重合させて硬化させる方法を用いることが好ましい。例えば、特開平14−286935号公報に記載されているような方法を用い、基板上に塗布された液晶材料からなる塗膜中の溶媒を蒸発させて半硬化状態の液晶層を形成した後、空気雰囲気中で当該液晶層に放射線を照射し、液晶層を時間をかけて硬化させることが好ましい。   Here, in the curing treatment step, it is preferable to use a method in which liquid crystal molecules in the liquid crystalline material are photopolymerized and cured by irradiation with radiation. For example, after forming a semi-cured liquid crystal layer by evaporating the solvent in the coating film made of the liquid crystal material applied on the substrate using a method as described in JP-A-14-286935, It is preferable to irradiate the liquid crystal layer in an air atmosphere and cure the liquid crystal layer over time.

ブラックマトリックスは、各画素間の境界における外光の反射を防止し、画像、映像のコントラストを高めるためのもので、通常は、黒色の細線で構成された、観察側から見て、縦横の格子状等、もしくは一方向のみの格子状等の、開孔部を有するパターン状に形成されたものである。   The black matrix is used to prevent reflection of external light at the boundary between each pixel and increase the contrast of images and videos. Usually, it is a vertical and horizontal grid made up of black thin lines as viewed from the observation side. Or a pattern having an opening, such as a lattice shape in only one direction.

ブラックマトリックスを形成するには、まず、基板1を充分に洗浄したのち、クロム等の金属を使用して、蒸着、イオンプレーティング、もしくはスパッ タリング等の各種の方法で金属薄膜を形成する。この場合、耐洗浄性および加工特性等を考慮すると、クロムからなる金属薄膜が最も好ましい。形成された金属薄膜から、上記のようなパターン状のブラックマトリックスを形成するには、通常のフォトリソグラフィー法等を利用することができ、例えば、形成された金属薄膜の表面にフォトレジストを塗布し、パターンマスクで被覆して露光、現像、エッチング、および洗浄等の各工程を経て行なうことができる。また、ブラックマトリックスは、無電界メッキ法、もしくは黒色のインキ組成物を用いた印刷法等を利用しても形成することができる。   In order to form a black matrix, first, the substrate 1 is sufficiently washed, and then a metal thin film is formed by various methods such as vapor deposition, ion plating, or sputtering using a metal such as chromium. In this case, a metal thin film made of chromium is most preferable in consideration of washing resistance and processing characteristics. In order to form the patterned black matrix as described above from the formed metal thin film, a normal photolithography method or the like can be used. For example, a photoresist is applied to the surface of the formed metal thin film. The film can be coated with a pattern mask and subjected to steps such as exposure, development, etching, and washing. The black matrix can also be formed by using an electroless plating method or a printing method using a black ink composition.

ブラックマトリックスの厚みは、薄膜で形成する場合には、0.2〜0.4μm程度であり、印刷法によるときは0.5〜2μm程度である。   The thickness of the black matrix is about 0.2 to 0.4 μm when it is formed as a thin film, and is about 0.5 to 2 μm when it is printed.

本発明においては、上記のようなアライメントマークが形成された基板を、XYθテーブル上に載置し、アライメントマークを撮像素子によって検知する。   In the present invention, the substrate on which the alignment mark as described above is formed is placed on the XYθ table, and the alignment mark is detected by the image sensor.

本発明の第1の態様の基板位置調整システムでは、図2に示すように、2枚の偏光板6および7の間に基板3を狭入するように、基板3下側(XYθステージ2側)と基板3上側(撮像素子5側)に偏光板6および7をそれぞれ配置する。基板3下側の偏光板7は、図2に示すようにXYθステージ2中に設けてもよく、また、XYθステージ2の一部に貫通孔等を設けて光が透過するようにしておき、XYθステージ2下側に偏光板7を設けたり、基板3とXYθステージ2との間に偏光板7を設けてもよい。   In the substrate position adjusting system according to the first aspect of the present invention, as shown in FIG. 2, the substrate 3 is placed on the lower side (XYθ stage 2 side) so as to sandwich the substrate 3 between the two polarizing plates 6 and 7. ) And polarizing plates 6 and 7 are arranged on the upper side of the substrate 3 (on the image pickup element 5 side), respectively. The polarizing plate 7 on the lower side of the substrate 3 may be provided in the XYθ stage 2 as shown in FIG. 2, or a through hole or the like is provided in a part of the XYθ stage 2 so that light can pass therethrough. The polarizing plate 7 may be provided below the XYθ stage 2 or the polarizing plate 7 may be provided between the substrate 3 and the XYθ stage 2.

一方、撮像素子5側に設ける偏光板6は、基板3と撮像素子5との間に配置されていればよく、撮像素子5と偏光板6とが一体化したものを用いてもよい。   On the other hand, the polarizing plate 6 provided on the image pickup device 5 side only needs to be disposed between the substrate 3 and the image pickup device 5, and may be one in which the image pickup device 5 and the polarizing plate 6 are integrated.

この2枚の偏光板は、図3に示すように、いずれも偏光方向がX―Y方向に変化できるよう、θ方向(光軸周り)に回転できるように設けられている。ただし、後記する画像の最適化を行うまでは、基板またはフォトマスクが観察できるように、2枚の偏光板をクロスニコル以外の状態になるように配置しておく。クロスニコルの状態で2枚の偏光板を配置すると光が透過しないため暗表示となるため、撮像のコントラストが悪くなるからである。本発明においては、アライメントマーク以外の部分(バックグラウンド部分)の画像の明るさが最大となるように、2枚の偏光板6および7をパラレルニコルの状態で配置することが好ましい。   As shown in FIG. 3, the two polarizing plates are provided so as to be rotatable in the θ direction (around the optical axis) so that the polarization direction can be changed in the XY directions. However, until the image optimization described later is performed, the two polarizing plates are arranged in a state other than crossed Nicols so that the substrate or the photomask can be observed. This is because if two polarizing plates are arranged in a crossed Nicol state, light is not transmitted and dark display is obtained, so that imaging contrast is deteriorated. In the present invention, it is preferable to arrange the two polarizing plates 6 and 7 in a parallel Nicol state so that the brightness of the image of the portion other than the alignment mark (background portion) is maximized.

本発明の第1の態様のシステムにおいては、図2に示すように、基板下側に設けられた偏光板7の下面から投光器8によって光を基板3に入射させて、基板3上のアライメントマーク4を撮像素子5によって撮像することによって検出する。基板3下側の投光器8からの光は、基板3と投光器8との間に設けられた偏光板7を通過することにより、直線偏光の光となる。この直線偏光は、上記したアライメントマークを構成するネマチック液晶を光が透過する際に偏光状態が変化するため、パラレルニコルの状態でアライメントマークを撮像した場合、明るいバックグラウンドに対してアライメントマーク部分が暗く表示された撮像画像となる。このように基板の中に形成されたアライメントマークを撮像手段によって認識できるため、撮像素子からの画像情報に基づいて基板の正確な位置を把握することができる。   In the system according to the first aspect of the present invention, as shown in FIG. 2, light is incident on the substrate 3 by the projector 8 from the lower surface of the polarizing plate 7 provided on the lower side of the substrate, and the alignment mark on the substrate 3 is obtained. 4 is detected by imaging with the image sensor 5. The light from the projector 8 on the lower side of the substrate 3 passes through the polarizing plate 7 provided between the substrate 3 and the projector 8 and becomes linearly polarized light. This linearly polarized light changes its polarization state when light passes through the nematic liquid crystal that constitutes the alignment mark described above. Therefore, when the alignment mark is imaged in a parallel Nicol state, the alignment mark portion is displayed against a bright background. The captured image is displayed dark. Thus, since the alignment mark formed in the board | substrate can be recognized by an imaging means, the exact position of a board | substrate can be grasped | ascertained based on the image information from an image pick-up element.

本発明の第2の態様のシステムにおいては、図4に示すように、撮像素子5側から基板3面に向けて光を照射する光源と、基板3に対して撮像素子5側とは反対の側に設けられた反射板10とから構成される。そして、撮像素子5と基板3との間には、1枚の偏光板6が設けられている。反射板10は、光を反射できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、鏡、基材上にアルミ等を蒸着したもの等を用いることができる。   In the system according to the second aspect of the present invention, as shown in FIG. 4, a light source that irradiates light from the image sensor 5 side toward the surface of the substrate 3 and the substrate 3 opposite to the image sensor 5 side. It is comprised from the reflecting plate 10 provided in the side. A single polarizing plate 6 is provided between the image sensor 5 and the substrate 3. The reflecting plate 10 is not particularly limited as long as it can reflect light, and for example, a mirror, a material obtained by vapor-depositing aluminum or the like on a base material, or the like can be used.

撮像素子5側から投光された光は、先ず偏光板6によって直線偏光となり、基板3に入射する。その際、基板3中のアライメントマーク4が形成された場所を透過した直線偏光は、偏光状態が変化し、それ以外の場所を透過する光は、偏光状態が変化することなく基板3を透過する。次いで、基板3を透過した光は反射板10にて反射されて再度、基板3を透過する。この際、アライメントマーク4が形成された場所を透過する光のみ偏光状態が変化し、それ以外の場所を透過する光は偏光状態が変化しない。そして、この透過した光は偏光板6を透過して撮像素子5へ入光する。ここで、アライメントマーク4部分を透過した光は偏光状態が変化しているため、当該光の一部分は偏光板6で吸収される。一方、バックグラウンドを透過した光は偏光状態が変化していないため、偏光板6で吸収されることなく透過する。そのため、撮像画像は、アライメントマーク4のある部分が暗く、バックグラウンドの部分が明るくなる。このように基板3の中に形成されたアライメントマーク4を撮像手段によって認識できるため、撮像素子からの画像情報に基づいて基板の正確な位置を把握することができる。   The light projected from the imaging element 5 side is first linearly polarized by the polarizing plate 6 and enters the substrate 3. At that time, the linearly polarized light transmitted through the place where the alignment mark 4 is formed in the substrate 3 changes its polarization state, and the light passing through the other place passes through the substrate 3 without changing its polarization state. . Next, the light transmitted through the substrate 3 is reflected by the reflecting plate 10 and passes through the substrate 3 again. At this time, the polarization state changes only for the light that passes through the place where the alignment mark 4 is formed, and the polarization state does not change for the light that passes through other places. The transmitted light passes through the polarizing plate 6 and enters the image sensor 5. Here, since the polarization state of the light transmitted through the alignment mark 4 is changed, a part of the light is absorbed by the polarizing plate 6. On the other hand, the light transmitted through the background is transmitted without being absorbed by the polarizing plate 6 because the polarization state has not changed. Therefore, in the captured image, the part with the alignment mark 4 is dark and the background part is bright. Thus, since the alignment mark 4 formed in the board | substrate 3 can be recognized by an imaging means, the exact position of a board | substrate can be grasped | ascertained based on the image information from an image pick-up element.

撮像素子側から光を入射するには、撮像素子とは別に投光器を設けてもよく、また、図4に示すように、撮像素子と一体化させた投光器を用いてもよい。   In order to make light incident from the image sensor side, a projector may be provided separately from the image sensor, or a projector integrated with the image sensor may be used as shown in FIG.

本発明において使用する光源光は、光路上に設置された反射板以外の光学部材を透過できれば特に限定されないが、単色光、もしくは半値幅の狭い光源が好ましい。またアライメントマークの設定位相差は、透過による観察では使用する光源の1/2波長、反射による観察では1/4波長に設定することが好ましい。単色光、もしくは半値幅の狭い光源と、1/2波長の位相差を有する透過観察用アライメントマーク、もしくは1/4波長の位相差を有する反射観察用アライメントマークを組み合わせることにより、パラレルニコルの観察系ではアライメントマークはほぼ完全な暗表示となり、高いコントラストが確保できるためである。   The light source light used in the present invention is not particularly limited as long as it can pass through an optical member other than the reflection plate installed on the optical path, but a monochromatic light or a light source having a narrow half-value width is preferable. The set phase difference of the alignment mark is preferably set to ½ wavelength of the light source used for observation by transmission and ¼ wavelength for observation by reflection. Parallel Nicol observation by combining monochromatic light or a light source with a narrow half-value width and a transmission observation alignment mark having a half-wave phase difference or a reflection observation alignment mark having a quarter-wave phase difference This is because in the system, the alignment mark is almost completely dark and high contrast can be secured.

撮像素子は、例えばCCDカメラ等を使用できる。また、撮像素子には、ズームレンズ等の光学レンズを装着して、アライメントマーク位置を正確に検知できるようにしてもよい。   A CCD camera etc. can be used for an image pick-up element, for example. Further, an optical lens such as a zoom lens may be attached to the image sensor so that the alignment mark position can be accurately detected.

(2)画像最適化手段
ネマチック液晶材料からなるアライメントマークは、基板に対しての液晶の配向方向、すなわち、配向軸の方位角度が定められていないため、基板の品種によってはアライメントマークの方位角度が異なる場合がある。そのため、液晶の配向方向によっては、十分なコントラストの画像が得られず、基板の正確な位置合わせができない場合も想定される。
(2) Image optimization means An alignment mark made of a nematic liquid crystal material is not defined in the alignment direction of the liquid crystal relative to the substrate, that is, the orientation angle of the alignment axis. May be different. Therefore, depending on the alignment direction of the liquid crystal, an image with sufficient contrast may not be obtained, and it may be assumed that the substrate cannot be accurately aligned.

本発明においては、上記のような問題を解決するため、撮像素子から得られた画像を最適化する手段を備えている。図3に示すように、撮像素子からの情報に基づき、2枚の偏光板6および7のいずれか一方を光軸周り(θ方向)に回転させて偏光板の偏光方向を可変させる。そして、画像のコントラストが最大になる位置で偏光板6および7を停止することにより、どのような方位角を有するアライメントマークであっても、最大のコントラストを有する画像が得られるため、高精度な位置合わせが可能になる。とりわけ、本発明の第1の態様である透過観察による基板位置調整システムにおいては、より好ましくは2枚の偏光板6および7がパラレルニコルの状態を保つように配置し、撮像画像のコントラストが最大となるように、2枚の偏光板を光軸周りに回転させることにより、明るいバックグラウンド画像を保持しながら、アライメントマークが最も暗く表示される方位を容易に検出できるため、画像のコントラストが最大の状態でアライメントマークを撮像できる。また、バックグラウンドの明るさは、投光機からの光源強度を調整したり、2枚の偏光板を独立させて光軸周りに回転させることによっても調整することができることはいうまでもない。   The present invention includes means for optimizing an image obtained from the image sensor in order to solve the above-described problems. As shown in FIG. 3, based on the information from the image sensor, one of the two polarizing plates 6 and 7 is rotated around the optical axis (θ direction) to change the polarizing direction of the polarizing plate. Then, by stopping the polarizing plates 6 and 7 at a position where the contrast of the image is maximized, an image having the maximum contrast can be obtained with any alignment mark having any azimuth angle. Alignment becomes possible. In particular, in the substrate position adjustment system by transmission observation according to the first aspect of the present invention, more preferably, the two polarizing plates 6 and 7 are arranged so as to maintain a parallel Nicol state, and the contrast of the captured image is maximized. By rotating the two polarizing plates around the optical axis, the orientation in which the alignment mark is displayed darkest can be easily detected while maintaining a bright background image, so that the contrast of the image is maximized. In this state, the alignment mark can be imaged. It goes without saying that the brightness of the background can also be adjusted by adjusting the light source intensity from the projector or by rotating the two polarizing plates independently around the optical axis.

(3)アライメント調整手段
上記したようにして、アライメントマークの検出によって基板の正確な位置情報を得ることができる。
(3) Alignment adjusting means As described above, accurate position information of the substrate can be obtained by detecting the alignment mark.

例えば、カラーフィルタの製造においては、基板上に形成したブラックマトリックスの各画素間にRGB各色を積層することによりカラーフィルタ層を形成する。このカラーフィルタ層の形成は、例えば赤色の微細カラーフィルタ領域をフォトリソグラフィー法によって形成し、緑色、青色と順次同様の操作を繰り返してフルカラーのカラーフィルタ層が形成される。   For example, in manufacturing a color filter, a color filter layer is formed by laminating RGB colors between pixels of a black matrix formed on a substrate. This color filter layer is formed, for example, by forming a red fine color filter region by photolithography, and repeating the same operation in order of green and blue to form a full color color filter layer.

本発明においては、基板の位置合わせとともに、カラーフィルタ層を形成する際に用いるフォトマスクにもアライメントマークを設けておくことで、基板とフォトマスクとの正確な位置合わせを行うことができる。例えば、図5に示すように、基板3側のアライメントマーク4を十字印(「+」)とし、フォトマスク11側のアライメントマーク12を四角印(「□」)として、その四角印内に十字が収まるように基板3とフォトマスク11との位置合わせを行うことができる。なお、フォトマスク11側に設けるアライメントマーク12は、従来の金属薄膜によって形成してもよく、また本発明において使用するネマチック液晶材料を用いてもよい。   In the present invention, the alignment of the substrate and the photomask can be performed accurately by providing the alignment mark on the photomask used when forming the color filter layer together with the alignment of the substrate. For example, as shown in FIG. 5, the alignment mark 4 on the substrate 3 side is a cross mark (“+”), the alignment mark 12 on the photomask 11 side is a square mark (“□”), and the cross mark is inside the square mark. The substrate 3 and the photomask 11 can be aligned so that the Note that the alignment mark 12 provided on the photomask 11 side may be formed of a conventional metal thin film, or a nematic liquid crystal material used in the present invention.

このようなアライメント調整手段は、上記の画像最適化手段によって得られた画像に基づき、基板が載置されているXYθステージをフォトマスクに対して相対的に作動させることにより行う。具体的には、得られたアライメントマークの画像データに対して、画像処理などを用いて、正しく位置合わせするために必要なX軸方向の補正量、Y軸方向の補正量、およびθ角度の補正量をそれぞれ算出する。この処理は、専用の画像処理装置として構成されたユニットにより行ってもよく、また、PCに画像データを取り込んで画像処理プログラムを実行させることにより行ってもよい。   Such alignment adjustment means is performed by operating the XYθ stage on which the substrate is placed relative to the photomask based on the image obtained by the image optimization means. Specifically, with respect to the image data of the obtained alignment mark, the correction amount in the X-axis direction, the correction amount in the Y-axis direction, and the θ angle necessary for correct alignment are performed using image processing or the like. Each correction amount is calculated. This processing may be performed by a unit configured as a dedicated image processing apparatus, or may be performed by fetching image data into a PC and executing an image processing program.

また、この算出したXYθそれぞれの補正量によって基板の位置合わせを行ったあと、撮像手段およびアライメント調整手段によって再度補正量を算出し、当該補正量が規格範囲内であるか否かを検証することにより、より正確な位置合わせを行うことができる。   In addition, after the substrate is aligned with the calculated correction amounts of XYθ, the correction amount is calculated again by the imaging unit and the alignment adjustment unit, and it is verified whether the correction amount is within the standard range. Thus, more accurate alignment can be performed.

また、基板3とフォトマスク11との位置合わせは、両者の相対位置によって行われるため、基板3が載置されたステージ2またはフォトマスク11のみを移動させてもよく、ステージ2とフォトマスク11の両方を移動させて位置調整を行ってもよい。   Further, since the alignment between the substrate 3 and the photomask 11 is performed based on the relative position between them, only the stage 2 or the photomask 11 on which the substrate 3 is placed may be moved. The stage 2 and the photomask 11 may be moved. Both may be moved for position adjustment.

本発明による基板位置調整システムは、上記に例示したカラーフィルタ基板を製造する際の基板パターニングに適用できるだけでなく、基板の相対的位置を調整する必要があるものに好適に適用できる。例えば、基板の切断加工において、上記の基板位置調整システムを用いて、基板上のアライメントマークを基点として、予めPCによってプログラミングされた座標位置で基板切断加工を行うような切断装置に適用できる。   The substrate position adjusting system according to the present invention can be suitably applied not only to substrate patterning when manufacturing the color filter substrate exemplified above, but also to those that need to adjust the relative position of the substrate. For example, the substrate cutting process can be applied to a cutting apparatus that uses the above-described substrate position adjustment system to perform a substrate cutting process at a coordinate position programmed in advance by a PC, using an alignment mark on the substrate as a base point.

また、TFT基板とカラーフィルタ基板とを貼り合わせる加工においても、いずれかまたは両方の基板に、ネマチック液晶からなるアライメントマークを形成しておき、当該システムを用いて、両基板の相対位置を調節することにより、高精度は貼り合わせが可能となる。   Also in the process of bonding the TFT substrate and the color filter substrate, an alignment mark made of nematic liquid crystal is formed on either or both substrates, and the relative position of both substrates is adjusted using the system. Thus, the bonding can be performed with high accuracy.

本発明の一実施態様を示した基板位置調整システムの斜視図である。It is a perspective view of a substrate position adjustment system showing an embodiment of the present invention. 本発明の一実施態様を示した基板位置調整システムの側面図である。It is a side view of a substrate position adjustment system showing an embodiment of the present invention. 本発明の一実施態様を示した基板位置調整システムの斜視部分拡大図であるIt is a perspective partial enlarged view of a substrate position adjustment system showing an embodiment of the present invention. 本発明の他の実施態様を示した基板位置調整システムの側面図である。It is a side view of the board | substrate position adjustment system which showed the other embodiment of this invention. 本発明の基板位置調整システムをフォトリソグラフィーに適用した一例である。It is an example which applied the board | substrate position adjustment system of this invention to photolithography.

符号の説明Explanation of symbols

1 架台
2 XYθステージ
3 基板
4,12 アライメントマーク
5 撮像素子
6,7 偏光板
8 投光器
10 反射板
11 フォトマスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stand 2 XY (theta) stage 3 Board | substrate 4,12 Alignment mark 5 Image pick-up element 6,7 Polarizing plate 8 Floodlight 10 Reflector 11 Photomask

Claims (15)

基板上に形成されたアライメントマークを、光学的に撮像する撮像手段と、その撮像した画像を最適化する画像最適化手段と、その画像情報に基づき前記基板のアライメント微調整動作を行うアライメント調整手段とを備える、基板位置調整システムにおいて、
前記撮像手段が、一対の偏光板の間に基板を挟入し、一方の偏光板側から投光して、他方の偏光板側からアライメントマークを撮像するものであり、
前記画像最適化手段が、撮像したアライメントマークのコントラストを最大になるように、一対の前記偏光板の少なくとも一方を光軸周りに回転させるものであり、
前記アライメント調整手段が、最適化された画像情報に基づいて、基板の位置の微調整を行うものであり、
前記アライメントマークが液晶材料からなる、ことを特徴とする、基板位置調整システム。
Imaging means for optically imaging the alignment mark formed on the substrate, image optimization means for optimizing the captured image, and alignment adjusting means for performing the fine alignment operation of the substrate based on the image information A substrate position adjustment system comprising:
The imaging means sandwiches a substrate between a pair of polarizing plates, projects light from one polarizing plate side, and images an alignment mark from the other polarizing plate side,
The image optimization means rotates at least one of the pair of polarizing plates around the optical axis so as to maximize the contrast of the captured alignment mark,
The alignment adjustment means performs fine adjustment of the position of the substrate based on the optimized image information,
A substrate position adjusting system, wherein the alignment mark is made of a liquid crystal material.
前記一対の偏光板が、パラレルニコルの状態となるように配置され、かつ前記一対の偏光板がパラレルニコルの状態を保持しながら光軸周りに回転する、請求項1に記載の基板位置調整システム。   The substrate position adjusting system according to claim 1, wherein the pair of polarizing plates are arranged so as to be in a parallel Nicol state, and the pair of polarizing plates rotate around an optical axis while maintaining the parallel Nicol state. . 基板上に形成されたアライメントマークを、光学的に撮像する撮像手段と、その撮像した画像を最適化する画像最適化手段と、その画像情報に基づき前記基板のアライメント微調整動作を行うアライメント調整手段とを備える基板位置調整システムにおいて、
前記撮像手段が、撮像位置側から偏光板を介して基板に投光し、基板の、投光面と反対の面側に設けた光反射板により、基板を透過した光を反射させて、基板上のアライメントマークを撮像するものであり、
前記画像最適化手段が、撮像したアライメントマークのコントラストを最大になるように、前記偏光板を光軸周りに回転させるものであり、
前記アライメント調整手段が、最適化された画像情報に基づいて基板位置の微調整を行うものであり、
前記アライメントマークが液晶材料からなる、ことを特徴とする、基板位置調整システム。
Imaging means for optically imaging the alignment mark formed on the substrate, image optimization means for optimizing the captured image, and alignment adjusting means for performing the fine alignment operation of the substrate based on the image information A substrate position adjustment system comprising:
The imaging means projects light onto the substrate through the polarizing plate from the imaging position side, reflects light transmitted through the substrate by a light reflecting plate provided on the surface of the substrate opposite to the projection surface, and The upper alignment mark is imaged,
The image optimization means rotates the polarizing plate around the optical axis so as to maximize the contrast of the captured alignment mark,
The alignment adjustment means performs fine adjustment of the substrate position based on the optimized image information;
A substrate position adjusting system, wherein the alignment mark is made of a liquid crystal material.
前記アライメントマークが、基板の有効表示エリア内に形成されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の基板位置調整システム。   The substrate alignment system according to claim 1, wherein the alignment mark is formed in an effective display area of the substrate. 前記液晶材料が、一軸配向で固定されたネマチック液晶材料を含んでなる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の基板位置調整システム。   The substrate position adjusting system according to any one of claims 1 to 4, wherein the liquid crystal material comprises a nematic liquid crystal material fixed in a uniaxial orientation. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板位置調整システムの、フォトリソグラフィーへの使用。   Use of the substrate positioning system according to any one of claims 1 to 5 for photolithography. 前記フォトリソグラフィーが、カラーフィルタのパターニングにおいて行われる、請求項6に記載の使用。   Use according to claim 6, wherein the photolithography is performed in the patterning of a color filter. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板位置調整システムの、基板切断加工への使用。   Use of the substrate position adjusting system according to any one of claims 1 to 5 for substrate cutting. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板位置調整システムの、基板貼り合わせ加工への使用。   Use of the substrate position adjusting system according to any one of claims 1 to 5 for substrate bonding processing. 基板上に形成されたアライメントマークを、光学的に撮像し、その撮像した画像を最適化して、その最適化された画像情報に基づき前記基板のアライメント微調整動作を行う、基板位置調整方法において、
前記撮像を、一対の偏光板の間に基板を挟入し、一方の偏光板側から投光して、他方の偏光板側からアライメントマークを撮像することにより行い、
前記画像の最適化を、撮像したアライメントマークのコントラストを最大になるように、一対の前記偏光板の少なくとも一方を光軸周りに回転させることにより行う、ことを含んでなり、
前記アライメントマークが液晶材料からなる、ことを特徴とする、基板位置調整方法。
In the substrate position adjustment method, the alignment mark formed on the substrate is optically imaged, the captured image is optimized, and the alignment fine adjustment operation of the substrate is performed based on the optimized image information.
The imaging is performed by inserting a substrate between a pair of polarizing plates, projecting light from one polarizing plate side, and imaging an alignment mark from the other polarizing plate side,
Performing optimization of the image by rotating at least one of the pair of polarizing plates around the optical axis so that the contrast of the captured alignment mark is maximized,
A substrate position adjusting method, wherein the alignment mark is made of a liquid crystal material.
前記一対の偏光板が、パラレルニコルの状態となるように配置され、かつ前記一対の偏光板がパラレルニコルの状態を保持しながら光軸周りに回転する、請求項10に記載の基板位置調整方法。   The substrate position adjusting method according to claim 10, wherein the pair of polarizing plates are arranged so as to be in a parallel Nicol state, and the pair of polarizing plates rotate around an optical axis while maintaining a parallel Nicol state. . 基板上に形成されたアライメントマークを、光学的に撮像し、その撮像した画像を最適化して、その最適化された画像情報に基づき前記基板のアライメント微調整動作を行う、基板位置調整方法において、
前記撮像を、撮像位置側から偏光板を介して基板に投光し、基板の、投光面と反対の面側に設けた光反射板により、基板を透過した光を反射させて、基板上のアライメントマークを撮像することにより行い、
前記画像の最適化を、撮像したアライメントマークのコントラストを最大になるように、前記偏光板を光軸周りに回転させることにより行う、ことを含んでなり、
前記アライメントマークが液晶材料からなる、ことを特徴とする、基板位置調整方法。
In the substrate position adjustment method, the alignment mark formed on the substrate is optically imaged, the captured image is optimized, and the alignment fine adjustment operation of the substrate is performed based on the optimized image information.
The image is projected onto the substrate through the polarizing plate from the imaging position side, and the light transmitted through the substrate is reflected by the light reflecting plate provided on the surface of the substrate opposite to the light projecting surface. By imaging the alignment mark of
Performing the optimization of the image by rotating the polarizing plate around the optical axis so as to maximize the contrast of the captured alignment mark,
A substrate position adjusting method, wherein the alignment mark is made of a liquid crystal material.
基板と偏光板との間にフォトマスクを挿入し、フォトマスクに形成されたアライメントマークと、前記基板に形成されたアライメントマークとの相対的位置により、基板のアライメント微調整動作を行う、請求項10〜12のいずれか一項に記載の基板位置調整方法。   A photomask is inserted between the substrate and the polarizing plate, and an alignment fine adjustment operation of the substrate is performed by a relative position between the alignment mark formed on the photomask and the alignment mark formed on the substrate. The substrate position adjusting method according to any one of 10 to 12. 基板を所望の位置で切断する方法において、
液晶材料からなるアライメントマークが形成された基板を準備する工程と、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板位置調整システムを用いて、基板と切断手段との相対的位置を調整する工程と、
基板を切断手段によって切断する工程と、を含んでなることを特徴とする、方法。
In a method of cutting a substrate at a desired position,
Preparing a substrate on which an alignment mark made of a liquid crystal material is formed;
Adjusting the relative position between the substrate and the cutting means using the substrate position adjusting system according to any one of claims 1 to 5;
Cutting the substrate with a cutting means.
一対の基板を、所望の相対的位置で貼着する方法において、
一対の基板の少なくとも一方に、液晶材料からなるアライメントマークを形成する工程と、
請求項1〜5のいずれか一項に記載の基板位置調整システムを用いて、基板どうしの相対的位置を調整する工程と、
前記基板どうしを貼着する工程と、を含んでなることを特徴とする、方法。
In a method of attaching a pair of substrates at a desired relative position,
Forming an alignment mark made of a liquid crystal material on at least one of the pair of substrates;
Using the substrate position adjustment system according to any one of claims 1 to 5 to adjust the relative positions of the substrates;
And a step of adhering the substrates together.
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