JP2008286925A - 露光用マスクの初期位置及び姿勢調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスクホルダー内の複数の露光用マスクの夫々と、露光対象基板との位置関係をチェックし、容易に複数の露光用マスクの夫々の初期位置及び姿勢をセットする方法を提供する。
【解決手段】基板Ｗの第２のアライメントマークを、ＣＣＤカメラ６で撮像しその画像がＣＣＤカメラ６の画像の所定の位置に位置するようにＣＣＤカメラ６の位置をセットしその位置における前記第２のアライメントマークのＣＣＤカメラ６の画像上の位置データを記憶させた後マスク４ａの第１のアライメントマークをＣＣＤカメラ６で撮像して得られた、第１のアライメントマークのＣＣＤカメラ６の画像上の位置データと上記第２のアライメントマークの位置データとを比較し第１のアライメントマークと第２のアライメントマークとの位置ズレ量が最小になるように露光用マスク４ａの初期位置及び姿勢を調整する。
【選択図】図６

Description

本発明は、近接露光用マスクの初期位置及び姿勢の調整方法に関し、詳しくは、露光対象基板より小さいマスクを用いて、連続的に近接露光する露光装置における、露光用マスクの初期位置及び姿勢の調整方法に関するものである。

近年の液晶表示装置のカラーフィルター等の基板の大型化の伴い、露光に用いられる露光装置は、露光対象基板より小さい露光用マスクを、露光対象基板に近接させて露光用マスクの露光用パターンを露光対象基板に転写露光する装置（以下、「近接露光装置）という）が提案されている。
この近接露光装置では、露光対象基板を所定の露光位置にステップ移動させながら、露光する方式もの（特許文献１）と、露光対象基板を所定の露光位置に連続的に移動させながら露光する方式もの（特許文献２）があるが、いずれの方式においても、マスクホルダー下方に保持された露光対象基板に、露光用マスクの露光パターンが間欠的または連続的に転写されるため、露光用マスクと露光対象基板との位置合わせを、各ステップごと、または、連続的に行いながら、露光用マスクの露光用パターンを、露光対象基板に転写露光している。
特開２００２−２６５８１０号公報 特開２００６−３２３１８８号公報

しかし、露光対象基板より小さい複数の露光用マスクをマスクホルダーに平面状に並べて、１つのマスクユニットとして使用する場合は、この複数の露光用マスクの夫々の初期位置及び姿勢が、ステップ送り、または、連続送りされる露光対象基板に対して正しい位置及び姿勢でないと、その正しくない位置及び姿勢による、露光用パターンによる露光対象基板への露光が繰り返し行われてしまう問題がある。
特に、露光用マスクの露光用パターンが、図３に示すようなスリット状のものである場合、このスリットが露光対象基板の搬送方向に平行でないと、前記スリット幅より広い幅で露光対象基板が露光されてしまうため、前記連続近接露光装置の組立て時に、露光用マスクの位置及び姿勢を予め露光対象基板の搬送方向に平行で、適正位置になるようセットする必要がある。
そして、この露光用マスクの位置及び姿勢を予め露光対象基板の搬送方向に平行で、適正位置になるようセットするためには、前記連続近接露光装置の組立て時に、夫々の露光用マスクと露光対象基板との位置関係をチェックしながら、露光用マスクの初期位置をセットする必要があり、前記連続近接露光装置の組立て作業時間の短縮ができないという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑み、マスクホルダー内の少なくも１つ以上の露光用マスクと、露光対象基板との位置関係をチェックし、容易に露光用マスクの夫々の初期位置及び姿勢をセットする方法を提供することを目的としている。

本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
即ち、請求項１に係る露光用マスク設定方法は、露光用パターンが配設された露光用マスクと、前記露光用マスクを少なくとも１つ以上配列したマスクホルダーと、該露光用マスクの夫々の位置及び姿勢を該マスクホルダー内において制御するマスク駆動制御手段と、前記複数の露光用マスクの配列方向に対して直角方向に露光対象基板を連続搬送させる基板搬送手段を有し、前記露光用マスクの露光用パターンを前記露光対象基板の移動方向に沿って、連続的に露光させる、連続近接露光装置において、前記露光用マスクの遮光部に設けられた複数の第１のアライメントマークと、第１のアライメントマークと対応して、前記露光対象基板の非露光領域に設けられた複数の第２のアライメントマークと、前記露光対象基板より下方の位置に設けられて、前記複数の第１および第２のアライメントマークを撮像する複数の撮像手段と、を用いて、前記連続近接露光装置の露光用マスクの位置及び姿勢または位置の初期調整方法であって、前記露光対象基板の第２のアライメントマークを前記撮像手段の上方に移動させる工程と、前記第２のアライメントマークを前記撮像手段で撮像する工程と、該撮像された第２のアライメントマークの像が前記撮像手段の画像の所定の位置に位置するように、前記撮像手段の位置をセットする工程と、前記記撮像手段がセットされた位置における、前記第２のアライメントマークの前記撮像手段の画像上の位置データを記憶させる工程と、前記露光対象基板の第２のアライメントマークを一旦、前記撮像手段の撮像領域外に移動させる工程と、前記第１のアライメントマークを前記撮像手段で撮像する工程と、該第１のアライメントマークの前記撮像手段の画像上の位置データと、該第１のアライメントマークに対応する、前記記憶された第２のアライメントマークの前記撮像手段の画像上の位置データとを比較し、前記第１のアライメントマークと前記第２のアライメントマークとの位置ずれ量を算出する工程と、該算出された位置ずれ量に基づき、該位置ずれ量が最小になるように、前記露光用マスクを駆動制御する工程とを備えたことを特徴としている。

本発明によれば、以下の優れた効果を奏する。
請求項１に係る発明では、前述の方法とすることによって、前記露光対象基板の第２のアライメントマークを前記撮像手段の上方に移動させてから、前記第２のアライメントマークを前記撮像手段で撮像して、該撮像された第２のアライメントマークの像が前記撮像手段の画像の所定範囲内に位置するように、前記撮像手段の位置をセットするため、第２のアライメントマークの位置と前記撮像手段の概略位置合せが容易に行える。
そして、位置調整された前記撮像手段で前記露光用マスクの第１のアライメントマークを撮像することによって、前記第２のアライメントマークの位置データを基準として、前記第１のアライメントマークの位置データのズレ量が測定され、このズレ量が最小になるように、前記マスク移動手段によって、前記夫々の露光用マスクが駆動制御されるため、前記夫々の露光用マスクの初期位置及び姿勢の設定が容易に行える。

以下、添付の図面（図１〜図８）に基づいて本発明の一実施の形態に係る露光用マスク設定方法について説明する。
まず、図１は、連続近接露光装置１を示す概念図であり、本連続近接露光装置１に基づき、本発明の一実施の形態に係る露光用マスク設定方法を実施する。

連続近接露光装置１は、露光ステーション２と、露光ステーション２の下方に設けられ、露光対象基板（以下、「基板」という）Ｗを露光ステーション２に矢印イの方向に前進後退する基板搬送手段５と、後述の基板Ｗに設けられたアライメントマーク（以下、「第２のアイマーク」という。）を基板Ｗの下方から撮像する撮像手段６と、基板Ｗの露光基準となる特定部位を撮像する露光基準撮像手段（図示せず）と、基板Ｗを下方から照明する画像認識用光源（図示せず）と、接制御装置７とを備え、露光ステーション２において後述の露光用マスク（以下、「マスク」という。）４ａの露光パターンを基板Ｗに転写露光するようになっている。

露光ステーション２は、露光用光源３と、露光用光源３の下方に設置されたマスクホルダー４と、を備えている。
マスクホルダー４には、図３に一例を示すように複数のマスク４ａ（図２）が、露光用光源３の光軸（光路）Ｌに直交する同一平面内に、基板Ｗの搬送方向に直角な方向に直列に、配置されている。
さらに、複数のマスク４ａの夫々には、図示しないマスク駆動装置が取付けられており、このマスク駆動装置によって夫々のマスク４ａが、マスクホルダー４内において、図２のＸ、Ｙ軸方向への移動およびマスク４ａに垂直な軸（図２の紙面に垂直な方向）で回転させることができるようになっている。

マスク４ａは、図２ｃに示すごとく長方形の透明板４０と、透明板４０の一方の面（露光光が照射される側の面）に塗布した遮光膜４１とからなり、遮光膜４１には、スリット状の開口部（以下、「スリット」という）４２が所定間隔をあけて、マスク４ａの長辺方向（Ｙ軸方向）に沿って、短辺方向（Ｘ軸方向）と平行に、複数設けられている他、透明板４０の遮光膜４１に対向する面側の角部にアライメントマーク（以下、「第１のアイマーク」という。）が設けられている（図２ｂ）。
さらに、スリット４２の長さαは、例えば、後述の基板ＷのピクセルＷａのＸ軸方向（基板Ｗの搬送方向）における長さβと同じに設定され、幅ＤはピクセルＷ１のＹ軸方向における幅ｄよりやや大きく設定されており、スリット４２，４２の相互間隔ＰはピクセルＷ１の各着色層のＸ軸方向のピッチ間隔ｐと同じに設定されている。
なお、前記マスク駆動装置によって、夫々のマスク４ａのスリット４２，４２の中心を結ぶ線が光軸Ｌ上に位置させることができる他、後述のごとく、夫々の第１のアイマークを、夫々の第１のアイマークに対応する、後述の基板Ｗの第２のアイマークと、一致させることができるようになっている。

また、マスクホルダー４は、図示しないサーボモータ、リニアモータや所要の伝動機構等を有するマスクホルダー駆動手段によって光軸Ｌに垂直な水平面内におけるＸ、Ｙ軸方向への移動、位置調節およびマスクホルダー４の中央を中心とする軸（図３の紙面に垂直な方向）回りの旋回角の位置調節とを行うことができるようになっている。

また、基板搬送手段５は、露光ステーション２において光軸Ｌに垂直な水平面に沿って配置され、基板Ｗを水平面に平行に載置し、露光ステーション２に向かって矢印イの方向に前進後退可能にするものであって、サーボモータ、所要の伝動機構、基板Ｗの図１の矢印イの方向の位置を検出する位置センサー（いずれも図示しない）が設けられ、前記位置センサーの検出値にもとづいて基板搬送手段５の動作が後述の制御装置７によってフィードバック制御されるようになっている。
また、基板搬送手段５の下方には、マスク４ａの第１のアイマークまたは基板Ｗの第２のアイマークを下方から撮像するためのＣＣＤカメラ６が、基板Ｗの第２のアイマークの個数に等しい個数だけ設けられている。
夫々のＣＣＤカメラ６は、対応するマスク４ａの第１のアイマークまたは基板Ｗの第２のアイマークを含む所定の領域（二次元）を撮像するものであって、基板Ｗを所定に位置に搬送した際に、基板Ｗの第２のアイマークが全て、対応するＣＣＤカメラ６の画像内に納まるような初期位置にセットされている。

基板Ｗは、例えば、カラーフィルター基板であって、図４に示すように、ブラックマトリックス中に基板Ｗの搬送方向（Ｙ軸方向）に直線状に複数整列した各着色層（赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂ）用の矩形状の開口であるピクセル（基準パターン）Ｗａを、前記搬送方向に直角なＹ軸方向に複数列配置して形成したものであり、露光ステーション２において基板Ｗの表面が前記露光用光源３の光軸Ｌに垂直な水平面に沿って移動するようになっている。
そして、基板Ｗの搬送方向手前側（図４の左側）の非露光領域には、複数の第２のアイマークが設けられている。
尚、この第２のアイマークは、マスク４ａが基板Ｗに対し所定の位置及び姿勢（マスク４ａのスリット４２がピクセルＷａに平行となる姿勢）にセットされた場合における、マスク４ａの第１のアイマークに対応する基板Ｗ上の位置に設けられる。

制御装置７は、装置全体の動作を制御するものであり、基板搬送手段５、露光用光源３、前記マスク駆動装置及びマスクホルダー駆動手段、ＣＣＤカメラ６、外部入力手段（パーソナルコンピュータ）（以下、「外部ＰＣ」という）が接続されている。
そして、制御装置７には、基板搬送手段５、露光用光源３、前記マスク駆動装置、マスクホルダー駆動手段のそれぞれのコントローラ（図示せず）が備えられている他、ＣＣＤカメラ６で撮像された画像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（図示せず）と、このデジタル変換された画像信号を処理する画像処理部（図示せず）と、この画像処理されたデータを記憶するメモリー部（図示せず）と、このメモリーに記憶されたデータを引き出して、第１のアイマークと第２のアイマークの前記座標を比較演算する演算部（図示せず）と、が備えられている。

そして、前記演算部における比較演算によって得られた、第１のアイマークと第２のアイマークの座標データの差異（位置ズレ量）（図７ｃのΔｘ、Δｙ）が、予め決められている許容範囲外である場合には、この演算部から、前記マスク駆動装置のコントローラに信号が送られ、この信号に基づいて、前記マスク駆動装置のコントローラが駆動制御されるようになっている。
さらに、前記外部ＰＣに予め記憶された、露光条件に基づき、前記夫々のコントローラが制御され、基板搬送手段５、露光用光源３、前記マスクホルダー駆動手段の動作が適正に制御されるようになっている。

次に、上記のように構成された連続近接露光装置１に基づいて、本発明の一実施の形態に係る、マスク４ａの初期位置及び姿勢の調整方法について説明する。
先ず、ステップ１（Ｓ１）では、連続近接露光装置１の基板搬送手段５上に、予め第２のアイマークが設けられた基板Ｗを所定の位置及び姿勢で載置し、制御装置７を動作状態にして、ＣＣＤカメラ６を作動させてから、基板搬送手段５を作動させて、基板Ｗの第２のアイマークの像がＣＣＤカメラ６の画面のＸ軸方向の略中央となる位置まで前進させて保持する（図５の破線表示）。

その後、ステップ２（Ｓ２）で、基板Ｗの第２のアイマークが夫々のＣＣＤカメラ６の画面のＸ軸及びＹ軸方向の中央に位置するように、夫々のＣＣＤカメラ６の位置を調整し（図７ａ，ｂ）、その位置（図７ｂ）で夫々のＣＣＤカメラ６を固定し、その固定位置における、夫々の第２のアイマークの中心位置の座標を算出して、その結果を、夫々の第２のアイマークの中心座標データとして前記メモリーに記憶させる。

その後、ステップ３（Ｓ３）で、再び基板搬送手段５を作動させて、夫々のマスク４ａの第１のアイマークの像が、夫々のＣＣＤカメラ６によって撮像できるようになる位置まで基板Ｗを前記イとは反対方向に後退させて、基板Ｗを保持する。
その後、ステップ４（Ｓ４）で、夫々のマスク４ａの第１のアイマークを、夫々のＣＣＤカメラ６によって撮像し（図６）、夫々の第１のアイマークの中心位置の座標を算出し、その結果を、夫々の第１のアイマークの中心位置データとして前記メモリーに記憶させる。

その後、ステップ５（Ｓ５）で、前記演算部において、前記メモリーに記憶されている、夫々の第２のアイマークの中心座標データと、夫々の第１のアイマークの中心位置データとを比較し、前記位置ズレ量（図７ｃのΔｘ、Δｙ）が許容範囲内であるか否かを判断する。
前記判断で、所定範囲外と判断された場合（図６ｃ）は、前記演算部から前記マスク駆動手段に信号が送られ、マスク駆動手段が制御され、前記位置ズレ量が許容範囲内（図６ｄ）になるように、マスク４ａの位置及び姿勢が調整される。
尚、前記ズレ量の許容範囲は、基板Ｗのピクセル（基準パターン）Ｗａの露光許容幅によって、事前に決定される。
また、前記判断で、前記許容範囲内と判断された場合は、前記演算部から前記マスク駆動手段への信号は送られず、マスク４ａの位置及び姿勢調整は行われない。

したがって、前記実施の形態に係る露光用設定方法によれば、基板Ｗを基準として、位置決め用の検出手段のＣＣＤカメラ６の位置をセットし、その位置に固定されたＣＣＤカメラ６を、マスク４ａの第１のアイマークの検出手段として使用することができるので、小さなマスク４ａを複数使用する場合であっても、基板Ｗに対する複数のマスク４ａの夫々の初期位置及び姿勢を容易にセットすることができる。

本発明の第１の実施の形態に係る連続近接露光装置を示す概念図である。 マスクの構成を説明するための概略図である。 マスクホルダーの構成を説明するための概略図である。 ワークの構成を説明するための説明図であって、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ上面、裏面、側面から見た概略図である。 ＣＣＤカメラで基板の夫々のアイマークを撮像する方法を説明するための概略図である。 ＣＣＤカメラによる基板及びマスクの夫々のアイマークを撮像した画像を現す概略図であって、（ａ）は第２のアイマークを撮像した状態を示し、（ｂ）はＣＣＤカメラの画像の中心を台２のアイマークの略中心に位置セットした状態の画像を示し、（ｃ）は位置セット後のＣＣＤカメラによる第１のアイマークの画像を示し、（ｄ）はマスク駆動手段で夫々のマスクの位置及び姿勢が制御された後の第１のアイマークの画像を示すものである。 ＣＣＤカメラでマスクホルダー内の夫々のマスクのアイマークを撮像する方法を説明するための概略図である。 マスクの初期位置及び姿勢調整手順を説明するフロー図である。

符号の説明

１ 連続近接露光装置
２ 露光ステーション（露光部）
３ 露光用光源
４ マスク
５ 基板搬送手段
６ 撮像手段
７ 制御装置
Ｗ ワーク
Ｌ 光軸（光路）

Claims (1)

1. 露光用パターンが配設された露光用マスクと、前記露光用マスクを少なくとも１つ以上配列したマスクホルダーと、前記露光用マスクの夫々の姿勢または位置を前記マスクホルダー内において制御するマスク駆動制御手段と、前記露光用マスクの配列方向に対して直角方向に露光対象基板を連続搬送させる基板搬送手段を有し、前記露光用パターンを前記露光対象基板の移動方向に沿って、連続的に露光させる、連続近接露光装置における、
   前記露光用マスクの遮光部に設けられた複数の第１のアライメントマークと、第１のアライメントマークと対応して、前記露光対象基板の非露光領域に設けられた複数の第２のアライメントマークと、連続近接露光装置の、前記露光対象基板より下方の位置に設けられて、前記複数の第１および第２のアライメントマークを撮像する複数の撮像手段と、を用いて行う、前記露光用マスクの初期位置及び姿勢の調整方法であって、
   前記露光対象基板の第２のアライメントマークを前記撮像手段の上方に移動させる工程と、前記第２のアライメントマークを前記撮像手段で撮像する工程と、該撮像された第２のアライメントマークの像が前記撮像手段の画像の所定の位置に位置するように、前記撮像手段の位置をセットする工程と、前記記撮像手段がセットされた位置における、前記第２のアライメントマークの前記撮像手段の画像上の位置データを記憶させる工程と、前記露光対象基板の第２のアライメントマークを一旦、前記撮像手段の撮像領域外に移動させる工程と、前記第１のアライメントマークを前記撮像手段で撮像する工程と、該第１のアライメントマークの前記撮像手段の画像上の位置データと、該第１のアライメントマークに対応する、前記記憶された第２のアライメントマークの前記撮像手段の画像上の位置データとを比較し、前記第１のアライメントマークと前記第２のアライメントマークとの位置ずれ量を算出する工程と、該算出された位置ずれ量に基づき、該位置ずれ量が最小になるように、前記露光用マスクを駆動制御する工程とを備えた前記連続近接露光装置における露光用マスク初期位置及び姿勢の調整方法。