JP2009251290A - Exposure apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent misoperation of an exposure apparatus by improving exposure position precision of the exposure apparatus. <P>SOLUTION: The exposure apparatus includes: an imaging means 5 which has a plurality of photodetectors arranged linearly in a direction substantially orthogonal to the conveying direction of a color filter substrate 7 and which images an alignment mark 17 which is provided nearby an exposure start position on a surface of the color filter substrate 7 and outside an exposure area and comprises a plurality of thin lines orthogonal to one another; and a control means which processes image data imaged by the imaging means 5 and recognizes thin line substantially parallel to the arrangement direction of the plurality of photodetectors among the plurality of thin lines orthogonal to one another as a reference position in the conveying direction of the color filter substrate 7, and determines a position across a preset distance away from the recognized reference position as the exposure start position to control the timing of irradiation of the color filter substrate 7 with exposure light. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、被露光体の表面に露光光を照射し、光路上に配設されたフォトマスクを介してマスクパターンを露光する露光装置に関するもので、詳しくは被露光体の表面に設けられたアライメントマークの一部を基準位置として、高精度で露光開始位置を設定できる露光装置に係るものである。   The present invention relates to an exposure apparatus that irradiates a surface of an object to be exposed with exposure light and exposes a mask pattern through a photomask disposed on an optical path. Specifically, the exposure apparatus is provided on the surface of an object to be exposed. The present invention relates to an exposure apparatus that can set an exposure start position with high accuracy using a part of an alignment mark as a reference position.

従来のこの種の露光装置は、マスク開口部の像を被露光体上に転写する際、一定速度で搬送中の被露光体に形成された基準パターンに予め設定された基準位置を基準にして、露光位置の設定及び露光光の照射タイミングを制御することで露光操作を行なっている。(例えば特許文献1)
特開2006−17895
In this type of conventional exposure apparatus, when transferring the image of the mask opening onto the object to be exposed, a reference position preset in a reference pattern formed on the object to be exposed being conveyed at a constant speed is used as a reference. The exposure operation is performed by controlling the setting of the exposure position and the irradiation timing of the exposure light. (For example, Patent Document 1)
JP2006-17895

しかし、このような従来の露光装置においては、マスクを用いた被露光体上への露光にあたり、第1回目の露光光照射位置の特定の際、誤検出となる可能性が残り、精度の高い露光操作ができない可能性があるという問題があった。   However, in such a conventional exposure apparatus, there is a possibility of erroneous detection when the exposure light irradiation position is specified for the first time in exposure on an object to be exposed using a mask, and the accuracy is high. There has been a problem that the exposure operation may not be possible.

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、小型のマスクを用いて、より正確な露光光照射位置の設定が可能な露光装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an exposure apparatus capable of setting the exposure light irradiation position more accurately using a small mask.

上記目的を達成するために本発明による露光装置は、表面に露光領域が設定された被露光体を上面に載置して、前記露光領域の設定方向に前記被露光体を搬送するステージと、前記ステージの上方に配設され、前記被露光体に近接対向させてフォトマスクを保持するマスクステージと、前記マスクステージに保持されたフォトマスクを介して前記被露光体に対して露光光を照射する光源と、前記光源とマスクステージとの間に配設され、前記フォトマスクに照射する露光光を平行光にする集光レンズとを備えた露光装置であって、前記被露光体の搬送方向と略直交する方向に一直線状に並べた複数の受光素子を有し、前記被露光体の表面の露光開始位置近傍で且つ露光領域外に設けられ、相互に直交する複数の細線からなるアライメントマークを撮像する撮像手段と、前記撮像手段により撮像された画像データを処理し、前記相互に直交する複数の細線で前記複数の受光素子の並び方向に略平行する細線を前記被露光体搬送方向における基準位置として認識し、認識された基準位置から予め設定された距離を隔てた位置を露光開始位置として前記被露光体への露光光の照射タイミングを制御する制御手段とを備えたものである。   In order to achieve the above object, an exposure apparatus according to the present invention has a stage on which an exposure object having an exposure area set on the surface is placed on the upper surface, and the exposure object is conveyed in the setting direction of the exposure area; A mask stage that is disposed above the stage and holds a photomask in close proximity to the object to be exposed, and irradiates the object to be exposed through the photomask held on the mask stage. An exposure apparatus comprising: a light source that performs light irradiation; and a condensing lens that is disposed between the light source and the mask stage and that converts the exposure light applied to the photomask into parallel light, the transport direction of the object to be exposed A plurality of light receiving elements arranged in a straight line in a direction substantially perpendicular to the surface of the exposure object, provided near the exposure start position on the surface of the object to be exposed and outside the exposure area, and an alignment marker comprising a plurality of thin lines orthogonal to each other Image processing means for processing the image data picked up by the image pickup means, and fine lines that are substantially parallel to the direction in which the plurality of light receiving elements are arranged by the plurality of thin lines orthogonal to each other in the transport direction of the object to be exposed And a control means for controlling the irradiation timing of the exposure light to the object to be exposed, with a position that is recognized as a reference position and that is separated from the recognized reference position by a preset distance as an exposure start position.

このような構成により、ステージの上面に被露光体を載置して、複数の露光領域の設定方向に被露光体を搬送し、マスクステージで被露光体に近接対向させてフォトマスクを保持し、被露光体に光源からフォトマスクを介して露光光を照射する。その際、集光レンズでフォトマスクに照射する露光光を平行光にする。また撮像手段で被露光体の表面の露光開始位置近傍で且つ露光領域外に設けられたアライメントマークを撮像し、さらに制御手段で撮像された画像データを処理し、アライメントマークの一部を基準位置として認識し、その基準位置から予め設定された距離を隔てた位置を露光開始位置として被露光体への露光光照射タイミングの制御を行ない、被露光体を露光する。   With such a configuration, the object to be exposed is placed on the upper surface of the stage, the object to be exposed is conveyed in the setting direction of a plurality of exposure areas, and the photomask is held in close proximity to the object to be exposed on the mask stage. The exposure object is irradiated with exposure light from a light source through a photomask. At that time, the exposure light applied to the photomask by the condenser lens is made parallel light. In addition, the image pickup means picks up an alignment mark provided near the exposure start position on the surface of the object to be exposed and outside the exposure area, further processes the image data picked up by the control means, and sets a part of the alignment mark as a reference position. Then, the exposure light irradiation timing to the object to be exposed is controlled with the position at a predetermined distance from the reference position as the exposure start position, and the object to be exposed is exposed.

さらに、前記相互に直交する複数の細線からなるアライメントマークは、前記複数の受光素子の並び方向に略直交する少なくとも2本の細線と、並び方向に略平行する1本の細線である。   Further, the alignment mark composed of a plurality of thin lines orthogonal to each other is at least two thin lines substantially orthogonal to the arrangement direction of the plurality of light receiving elements and one thin line substantially parallel to the arrangement direction.

そして、前記複数の受光素子の並び方向に略直交する少なくとも2本の細線の線幅が15〜25μmであり、並び方向に略平行する1本の細線の線幅が25〜35μmである。   The line width of at least two fine lines substantially perpendicular to the arrangement direction of the plurality of light receiving elements is 15 to 25 μm, and the line width of one thin line substantially parallel to the arrangement direction is 25 to 35 μm.

また、前記光源は、前記制御手段により点灯及び消灯するフラッシュランプである。   The light source is a flash lamp that is turned on and off by the control means.

請求項1に係る発明によれば、被露光体の表面の露光開始位置近傍で且つ露光領域外に設けられた相互に直交する複数の細線からなるアライメントマークの一部を基準位置として認識し、その基準位置から予め設定された距離を隔てた位置を露光開始位置として被露光体への照射タイミングを制御しているので、アライメントマークを誤検出することがなく正確な露光開始位置の設定が可能となる。さらに露光工程の時間短縮の実現も可能となる。   According to the invention according to claim 1, a part of an alignment mark made of a plurality of mutually perpendicular thin lines provided near the exposure start position on the surface of the object to be exposed and outside the exposure area is recognized as a reference position, The exposure start position is controlled at a position separated from the reference position by a preset distance, so that the exposure start position can be set accurately without misdetecting the alignment mark. It becomes. Furthermore, it is possible to reduce the time of the exposure process.

請求項2に係る発明によれば、マスクステージに変位手段を備えることで、フォトマスクのマスクパターンと被露光体の露光領域との位置合わせをすることができ、正確な露光位置の設定が可能となる。   According to the second aspect of the present invention, by providing the mask stage with the displacement means, it is possible to align the mask pattern of the photomask and the exposure area of the object to be exposed, and the accurate exposure position can be set. It becomes.

請求項3に係る発明によれば、相互に直交する複数の細線からなるアライメントマークを、複数の受光素子の並び方向に略直交する少なくとも2本の細線と、並び方向に略平行する1本の細線で構成することで、露光開始位置及び露光位置の精度をさらに向上させることができる。   According to the invention of claim 3, the alignment mark composed of a plurality of fine lines orthogonal to each other is arranged with at least two thin lines substantially orthogonal to the arrangement direction of the plurality of light receiving elements and one line substantially parallel to the arrangement direction. By configuring with fine lines, the accuracy of the exposure start position and the exposure position can be further improved.

請求項4に係る発明によれば、細線を認識する際の誤認識をなくし、露光開始位置及び露光位置の精度をさらに向上させることができる。   According to the invention which concerns on Claim 4, the misrecognition at the time of recognizing a thin line is eliminated, and the precision of an exposure start position and an exposure position can further be improved.

請求項5に係る発明によれば、露光光の照射及び停止の制御を容易に行なうことができると共に、その制御を高速で行なうことができる。   According to the invention which concerns on Claim 5, while being able to perform control of irradiation and stop of exposure light easily, the control can be performed at high speed.

以下、本発明の実施形態について添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は、本発明における露光装置の実施形態を示す概要図である。この露光装置は、被露光体を所定方向に搬送しながら、被露光体の表面にフォトマスクを介して所定のタイミングで露光光を照射し、所定の露光パターンを露光するもので、ステージ1と、マスクステージ2と、光源3と、集光レンズ4と、撮像手段5と、制御手段6とから構成されている。なお、以下の説明においては、被露光体が感光性樹脂としてカラーレジストを塗布したカラーフィルタ基板7である場合について述べる。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention. This exposure apparatus irradiates the surface of an object to be exposed with predetermined timing through a photomask while exposing the object to be exposed in a predetermined direction, and exposes a predetermined exposure pattern. , The mask stage 2, the light source 3, the condenser lens 4, the imaging means 5, and the control means 6. In the following description, the case where the object to be exposed is a color filter substrate 7 coated with a color resist as a photosensitive resin will be described.

上記ステージ1は、表面に露光領域が設定されたカラーフィルタ基板7を上面に載置して、露光領域の設定方向にカラーフィルタ基板7を搬送するものであり、搬送手段8によって、矢印Aで示す方向に移動するようになっている。またステージ1には、カラーフィルタ基板7の全露光領域に対応して図示省略の開口部が設けられており、ステージ1の下方に配置された照明手段9でカラーフィルタ基板7を下方から照明できるようになっている。   The stage 1 has a color filter substrate 7 having an exposure area set on the surface and is placed on the upper surface, and conveys the color filter substrate 7 in the setting direction of the exposure area. It moves in the direction shown. Further, the stage 1 is provided with an opening (not shown) corresponding to the entire exposure region of the color filter substrate 7, and the color filter substrate 7 can be illuminated from below by the illumination means 9 disposed below the stage 1. It is like that.

上記ステージ1の上方にはマスクステージ2が配設されている。このマスクステージ2はカラーフィルタ基板7に対して所定のギャップ、例えば100〜300μmで近接対向させてフォトマスク10を保持するもので、フォトマスク10の複数のマスクパターン11が形成された領域に対応して開口部が設けられており、フォトマスク10の周縁部を保持するように形成されている。そして、このマスクステージ2は、後述するカラーフィルタ基板7上に形成されたアライメントマーク17の撮像データに基づいて、図示しないモータ、ボールネジ、ガイドレール等の組み合わせで構成されるマスクステージ位置補正機構を用い、カラーフィルタ基板7との相対的位置関係における正常な位置に補正される。   A mask stage 2 is disposed above the stage 1. The mask stage 2 holds the photomask 10 so as to be close to and opposed to the color filter substrate 7 with a predetermined gap, for example, 100 to 300 μm, and corresponds to a region where a plurality of mask patterns 11 of the photomask 10 are formed. Thus, an opening is provided and formed so as to hold the peripheral edge of the photomask 10. The mask stage 2 includes a mask stage position correction mechanism configured by a combination of a motor, a ball screw, a guide rail and the like (not shown) based on imaging data of an alignment mark 17 formed on a color filter substrate 7 to be described later. Used and corrected to a normal position in the relative positional relationship with the color filter substrate 7.

上記フォトマスク10は、カラーフィルタ基板7上の感光性樹脂であるカラーレジストに光源3から照射された露光光を転写させるためのものであり、図2に示すように、透明基材13と、遮光膜12と、マスクパターン11と、撮像窓14とが形成されている。   The photomask 10 is for transferring the exposure light irradiated from the light source 3 to a color resist which is a photosensitive resin on the color filter substrate 7, and as shown in FIG. A light shielding film 12, a mask pattern 11, and an imaging window 14 are formed.

上記透明基材13は、紫外線及び可視光を高効率で透過する透明なガラス基材で、例えば石英ガラスである。
また上記透明基材13の一方の面13aには図2(X−X断面図及びY−Y断面図)に示すように、遮光膜12が形成されている。この遮光膜12は露光光を遮光するもので、不透明な例えばクロム(Cr)の薄膜である。
The transparent substrate 13 is a transparent glass substrate that transmits ultraviolet light and visible light with high efficiency, and is, for example, quartz glass.
Further, as shown in FIG. 2 (XX sectional view and YY sectional view), a light shielding film 12 is formed on one surface 13a of the transparent substrate 13. The light shielding film 12 shields exposure light and is an opaque thin film of, for example, chromium (Cr).

上記遮光膜12には、露光光を透過させる所定形状の開口である複数のマスクパターン11が一方向に並べて形成されている。このマスクパターン11は、対向して搬送されるカラーフィルタ基板7上に形成されたブラックマトリクスのピクセル18上に露光光を転写するものである。そして、例えば上記ピクセル18の縦横幅と略一致した矩形状とされ、上記ピクセル18のピッチ間隔と一致した間隔で形成されている。なお、図2においては、複数のマスクパターン11を一列に並べて設けた場合について示しているが、マスクパターン11の列は複数列を設けてもよい。   A plurality of mask patterns 11 each having an opening having a predetermined shape that transmits exposure light are arranged in one direction on the light shielding film 12. This mask pattern 11 is for transferring the exposure light onto the black matrix pixels 18 formed on the color filter substrate 7 conveyed oppositely. For example, the pixel 18 has a rectangular shape that substantially matches the vertical and horizontal widths, and is formed at an interval that matches the pitch interval of the pixels 18. Although FIG. 2 shows a case where a plurality of mask patterns 11 are provided in a line, a plurality of mask patterns 11 may be provided.

上記透明基材13の他方の面13bにて上記マスクパターン11の形成領域に対応した領域には、図2(X−X断面図)に示すように紫外線反射防止膜15が形成されており、露光光に含まれる紫外線成分の透過効率を向上できるようになっている。   In the region corresponding to the formation region of the mask pattern 11 on the other surface 13b of the transparent substrate 13, an ultraviolet antireflection film 15 is formed as shown in FIG. 2 (XX sectional view). The transmission efficiency of ultraviolet components contained in exposure light can be improved.

上記マスクパターン11の並び方向の側方には、図2に示すように撮像窓14が形成されている。この撮像窓14は、対向して搬送される図3に示すカラーフィルタ基板7に形成されたアライメントマーク17及びピクセル18を撮像するためのもので、後述する撮像手段5で上記アライメントマーク17及びピクセル18に予め設定された基準位置が検出可能となっている。そして上記撮像窓14は、上記カラーフィルタ基板7の搬送方向に直交する方向に向かって延びた矩形状に形成されている。   An imaging window 14 is formed on the side of the mask pattern 11 in the arrangement direction as shown in FIG. The imaging window 14 is for imaging the alignment mark 17 and the pixel 18 formed on the color filter substrate 7 shown in FIG. 3 that is conveyed in the opposite direction. The imaging unit 5 described later uses the alignment mark 17 and the pixel. A reference position preset to 18 can be detected. The imaging window 14 is formed in a rectangular shape extending in a direction orthogonal to the conveyance direction of the color filter substrate 7.

また、図2(Y−Y断面図)に示すように、透明基材13の他方の面13bにて上記撮像窓14の形成領域に対応した領域には、可視光を透過し紫外線を反射する波長選択性膜16が形成され、露光光に含まれる紫外線成分が上記撮像窓14形成領域を通してカラーフィルタ基板7に照射され、カラーフィルタ基板7に塗布されたカラーレジストを露光するのを防止できるようになっている。   Further, as shown in FIG. 2 (YY cross-sectional view), visible light is transmitted and ultraviolet light is reflected in the region corresponding to the formation region of the imaging window 14 on the other surface 13b of the transparent substrate 13. A wavelength-selective film 16 is formed, and an ultraviolet component contained in the exposure light is irradiated to the color filter substrate 7 through the imaging window 14 formation region, so that it is possible to prevent the color resist applied to the color filter substrate 7 from being exposed. It has become.

上記カラーフィルタ基板7に形成されたアライメントマーク17は、図4に示すように相互に直交する複数の細線で構成され、詳しくは後述する撮像手段5の複数配列された受光素子の並び方向に略直交する少なくとも2本の細線17bと、並び方向に略平行する1本の細線17aで構成されている。そして、それぞれの細線の線幅は、略直交する少なくとも2本の細線17bを15〜25μmとし、略平行する1本の細線17aを25〜35μmとしている。なお、上記略直交するまたは略平行するという記載は、所定の許容範囲内で直交または平行するということを意味し、以下同様である。   The alignment mark 17 formed on the color filter substrate 7 is composed of a plurality of fine lines orthogonal to each other as shown in FIG. It is composed of at least two perpendicular thin wires 17b and one fine wire 17a substantially parallel to the arrangement direction. The line width of each thin line is 15 to 25 μm for at least two thin lines 17 b that are substantially orthogonal to each other, and 25 to 35 μm for one thin line 17 a that is substantially parallel. The description of being substantially orthogonal or substantially parallel means that it is orthogonal or parallel within a predetermined allowable range, and so on.

上記マスクステージ2の上方には、光源3が配設されている。この光源3はフォトマスク10を介してカラーフィルタ基板7に照射する紫外線の露光光を放射するものであり、制御手段6によって制御され点灯及び消灯するフラッシュランプである。   A light source 3 is disposed above the mask stage 2. The light source 3 emits ultraviolet exposure light that irradiates the color filter substrate 7 through the photomask 10, and is a flash lamp that is controlled by the control means 6 to be turned on and off.

上記光源3から放射される露光光は、例えばコンデンサレンズ4により平行光とされてフォトマスク10に照射される。   The exposure light emitted from the light source 3 is collimated by, for example, the condenser lens 4 and applied to the photomask 10.

上記ステージ1の上方には、撮像手段5が配設されている。この撮像手段5は、カラーフィルタ基板7に形成されたアライメントマーク17とピクセル18とをハーフミラー21を介して撮像するものであり、光を受光する複数の受光素子を一直線状に並べて備えた受光面としてのラインCCD22と、その前方に配設されてカラーフィルタ基板7に形成されたアライメントマーク17及びピクセル18をそれぞれ上記ラインCCD22上に結像する集光レンズ23と、受光素子と集光レンズ23との間に設けられた光学距離補正手段24とを備えている。   An imaging unit 5 is disposed above the stage 1. The imaging means 5 images the alignment marks 17 and the pixels 18 formed on the color filter substrate 7 through the half mirror 21 and receives light having a plurality of light receiving elements arranged in a straight line. A line CCD 22 as a surface, a condenser lens 23 that forms an image on the line CCD 22 with the alignment mark 17 and the pixel 18 disposed in front of the line CCD 22 and formed on the color filter substrate 7, and a light receiving element and a condenser lens. And an optical distance correction means 24 provided between the control unit 23 and the optical distance correction unit 23.

上記光学距離補正手段24は、図5に示すように受光素子とカラーフィルタ基板7との間の光学距離及び受光素子とフォトマスク10との間の光学距離を略合致させるものであり、空気の屈折率よりも大きい所定の屈折率を有する透明な部材、例えばガラスプレートから成っている。これにより、撮像手段5の光軸方向にずれて位置するカラーフィルタ基板7上のアライメントマーク17と、フォトマスク10上に設定された基準位置とを同時にフォーカスさせて撮像することができる。   The optical distance correcting means 24 substantially matches the optical distance between the light receiving element and the color filter substrate 7 and the optical distance between the light receiving element and the photomask 10 as shown in FIG. It is made of a transparent member having a predetermined refractive index larger than the refractive index, for example, a glass plate. As a result, the alignment mark 17 on the color filter substrate 7 that is shifted in the optical axis direction of the image pickup means 5 and the reference position set on the photomask 10 can be simultaneously focused and imaged.

上記ステージ1の下方には、上記マスクステージ2と対向して照明手段9が配設されている。この照明手段9は、可視光からなる照明光を放射してカラーフィルタ基板7を裏面から照明し、撮像手段5によりカラーフィルタ基板7のアライメントマーク17とピクセル18とを撮像するためのもので、例えばハロゲンランプ等である。そして、照明手段9の照明光の放射方向前方には、図示省略の紫外線カットフィルタが設けられており、照明手段9から放射される可視光に含まれる紫外線でカラーフィルタ基板7に塗布したカラーレジストが露光されるのを防止している。   An illumination unit 9 is disposed below the stage 1 so as to face the mask stage 2. The illuminating means 9 radiates illumination light composed of visible light to illuminate the color filter substrate 7 from the back surface, and images the alignment marks 17 and pixels 18 of the color filter substrate 7 by the imaging means 5. For example, a halogen lamp or the like. An ultraviolet cut filter (not shown) is provided in front of the illumination unit 9 in the radiation direction of the illumination light, and a color resist applied to the color filter substrate 7 with ultraviolet rays included in visible light emitted from the illumination unit 9. Is prevented from being exposed.

上記ステージ1、マスクステージ2、光源3及び撮像手段5に結線して制御手段6が配設されている。この制御手段6は、撮像手段5により撮像されたカラーフィルタ基板7上のアライメントマーク17及びピクセル18の画像を処理し、光源3から放射される露光光の照射タイミングを制御するものであり、図6に示すようにステージ駆動コントローラ25と、画像処理部26と、マスクステージ駆動コントローラ27と、光源駆動コントローラ28と、照明手段駆動コントローラ29と、演算部30と、メモリ31と、制御部32とを備えている。   A control means 6 is arranged in connection with the stage 1, mask stage 2, light source 3 and imaging means 5. The control means 6 processes the images of the alignment marks 17 and the pixels 18 on the color filter substrate 7 imaged by the imaging means 5, and controls the irradiation timing of the exposure light emitted from the light source 3. 6, the stage drive controller 25, the image processing unit 26, the mask stage drive controller 27, the light source drive controller 28, the illumination means drive controller 29, the calculation unit 30, the memory 31, and the control unit 32. It has.

上記ステージ駆動コントローラ25は、搬送手段8によりステージ1を矢印A方向に所定速度で移動させるものであり、搬送手段8に備えた速度センサーの出力をフィードバックして速度制御するものである。   The stage drive controller 25 moves the stage 1 at a predetermined speed in the direction of arrow A by the transport unit 8 and feeds back the output of the speed sensor provided in the transport unit 8 for speed control.

上記画像処理部26は、撮像手段5により撮像された画像を2値化処理して1ライン分の画像データを順次出力するものである。   The image processing unit 26 binarizes the image picked up by the image pickup means 5 and sequentially outputs image data for one line.

上記マスクステージ駆動コントローラ27は、カラーフィルタ基板7上に形成されたアライメントマーク17と、フォトマスク10上に設定された基準位置とが所定の位置関係となるようにマスクステージ2を変位させるものである。   The mask stage drive controller 27 is for displacing the mask stage 2 so that the alignment mark 17 formed on the color filter substrate 7 and the reference position set on the photomask 10 have a predetermined positional relationship. is there.

上記光源駆動コントローラ28は、光源3の点灯及び消灯を駆動制御するものである。   The light source drive controller 28 controls the turning on and off of the light source 3.

上記照明手段駆動コントローラ29は、照明手段9の点灯及び消灯を駆動制御するものである。   The illumination means drive controller 29 controls the lighting and extinction of the illumination means 9.

上記演算部30は、画像処理部26からの画像データに基づいてカラーフィルタ基板7に形成されたピクセル18の搬送方向における中心位置を検出するものである。   The arithmetic unit 30 detects the center position in the transport direction of the pixels 18 formed on the color filter substrate 7 based on the image data from the image processing unit 26.

上記メモリ31は、図示省略の操作手段により入力される制御パラメータ、例えばカラーフィルタ基板7の搬送速度V、光源3の照射時間、光源3の出力値等や、カラーフィルタ基板7に形成されたアライメントマーク17における基準位置から第1回目の露光光照射位置までの設定距離D、及び上記演算部29で演算された結果等を一時的に保存するものである。   The memory 31 includes control parameters input by operating means (not shown), such as the conveyance speed V of the color filter substrate 7, the irradiation time of the light source 3, the output value of the light source 3, and the alignment formed on the color filter substrate 7. The setting distance D from the reference position in the mark 17 to the first exposure light irradiation position, the result calculated by the calculation unit 29, and the like are temporarily stored.

そして、上記制御部32は、上記各構成要素が適切に駆動するように装置全体を統合して制御するものである。   And the said control part 32 integrates and controls the whole apparatus so that each said component may drive appropriately.

このように構成された露光装置の動作方法について説明する。まず、フォトマスク10が遮光膜12を形成した側を下にして、撮像窓14をカラーフィルタ基板7の搬送方向(図1に示す矢印A方向)手前側に位置させ、且つマスクパターン11の列の中心軸Xが上記搬送方向と直交するようにマスクステージ2に保持される。   An operation method of the exposure apparatus configured as described above will be described. First, with the photomask 10 on the side where the light-shielding film 12 is formed, the imaging window 14 is positioned on the front side in the transport direction of the color filter substrate 7 (the direction of arrow A shown in FIG. 1), and Is held on the mask stage 2 so that the center axis X of the center is orthogonal to the transport direction.

次に、所定のカラーレジストを塗布したカラーフィルタ基板7がステージ1上の所定位置に載置される。そして、図示省略の露光開始スイッチが投入されると、露光装置が起動し、制御手段6の照明手段駆動コントローラ29により照明手段9が点灯される。また、ステージ駆動コントローラ25が起動してステージ1が所定速度Vで矢印A方向への移動を開始し、カラーフィルタ基板7が同方向に搬送される。この際、ステージ1の図示しない位置センサーからは、常時、カラーフィルタ基板7の位置データが出力されている。さらに、撮像手段5が起動し、フォトマスク10の撮像窓14を通してカラーフィルタ基板7上に形成されたアライメントマーク17が検出される。具体的には、撮像手段5により撮像された画像を制御手段6の画像処理部26で2値化処理し、上記アライメントマーク17を構成する相互に直交する複数の細線の複数存在する角部のポイントを算出する。そして、この算出した細線の角部の位置情報と、フォトマスク10上に予め設定され撮像手段5で確認された基準位置とに基づき、フォトマスク10を保持するマスクステージ2が、図示しないモータ、ボールネジ、ガイドレール等の組み合わせで構成されるマスクステージ位置補正機構を用い搬送方向に直交する方向及び回転方向において位置補正がなされ、カラーフィルタ基板7との相対的位置関係における正常な位置に補正がされる。   Next, the color filter substrate 7 coated with a predetermined color resist is placed at a predetermined position on the stage 1. When an exposure start switch (not shown) is turned on, the exposure apparatus is activated and the illumination unit 9 is turned on by the illumination unit drive controller 29 of the control unit 6. In addition, the stage drive controller 25 is activated and the stage 1 starts moving in the direction of arrow A at a predetermined speed V, and the color filter substrate 7 is transported in the same direction. At this time, position data of the color filter substrate 7 is always output from a position sensor (not shown) of the stage 1. Further, the imaging unit 5 is activated, and the alignment mark 17 formed on the color filter substrate 7 is detected through the imaging window 14 of the photomask 10. Specifically, the image picked up by the image pickup means 5 is binarized by the image processing section 26 of the control means 6, and a plurality of thin lines that are perpendicular to each other constituting the alignment mark 17 are present. Calculate points. Then, based on the calculated position information of the corners of the thin line and the reference position set in advance on the photomask 10 and confirmed by the imaging means 5, the mask stage 2 holding the photomask 10 is a motor (not shown), Using a mask stage position correction mechanism composed of a combination of a ball screw, a guide rail, and the like, position correction is performed in the direction orthogonal to the transport direction and in the rotation direction, and the normal position in the relative positional relationship with the color filter substrate 7 is corrected. Is done.

そして次に、上記工程で画像処理されたデータをもとに、上記撮像手段5の複数配列された受光素子の並び方向に略平行する1本の細線の中心線が算出される。そして、この算出された細線の中心線を基準位置として設定し、露光光照射位置の特定を行っていく。   Then, based on the data image-processed in the above process, the center line of one thin line that is substantially parallel to the arrangement direction of the plurality of light receiving elements arranged in the imaging means 5 is calculated. Then, the calculated center line of the thin line is set as a reference position, and the exposure light irradiation position is specified.

第1回目の露光光照射位置の特定方法について説明する。まず、図4に示すように上記算出された細線の中心線と矢印A方向に距離Dを隔てた位置を第1回目の露光光照射予測位置として設定し、メモリ31に記憶させる。   A method for specifying the first exposure light irradiation position will be described. First, as shown in FIG. 4, a position that is separated from the calculated center line of the thin line by a distance D in the direction of arrow A is set as a first exposure light irradiation predicted position and stored in the memory 31.

次に撮像手段5により撮像された画像の画像データにより、図4に示すカラーフィルタ基板7のピクセル18の搬送方向に先後して位置する二つの縁部18a,18bのうち先頭側の縁部18aが検出される。上記先頭側の縁部18aの検出は、上記撮像手段5の画像が暗から明に変化する瞬間をとらえることにより検出することができる。そして、上記先頭側の縁部18aが検出されると、その位置データP1がステージ1の位置センサーの出力により取得される。   Next, based on the image data of the image picked up by the image pickup means 5, the leading edge 18a of the two edges 18a, 18b positioned ahead of the conveying direction of the pixel 18 of the color filter substrate 7 shown in FIG. Is detected. The detection of the leading edge 18a can be detected by capturing the moment when the image of the imaging means 5 changes from dark to bright. When the leading edge 18a is detected, the position data P1 is obtained from the output of the position sensor of the stage 1.

さらに、撮像手段5の画像が明から暗に変化する瞬間をとらえて、ピクセル18の搬送方向後尾側の縁部18bが検出されると、その位置データP2がステージ1の位置センサーの出力により取得される。   Further, when the edge 18b on the rear side in the transport direction of the pixel 18 is detected by capturing the moment when the image of the imaging means 5 changes from light to dark, the position data P2 is acquired by the output of the position sensor of the stage 1. Is done.

そこで、上記二つの位置データP1,P2を用いて、ピクセル18の二つの縁部18a,18b間の中心位置P0が演算部30で(P1+P2)/2を演算することで算出される。この演算部30で演算された中心位置P0とメモリ31に記憶されている第1回目の露光光照射の予測位置とが一致した位置を第1回目の露光光照射基準位置として、メモリ31に再度記憶させる。   Therefore, the central position P0 between the two edge portions 18a and 18b of the pixel 18 is calculated by calculating (P1 + P2) / 2 by the calculation unit 30 using the two position data P1 and P2. The position where the center position P0 calculated by the calculation unit 30 and the predicted position of the first exposure light irradiation stored in the memory 31 coincide with each other as the first exposure light irradiation reference position in the memory 31 again. Remember me.

引き続きカラーフィルタ基板7は、図1に示す矢印A方向に搬送される。ステージ1の図示しない位置センサーから常時出力されるカラーフィルタ基板7の位置データとメモリ31に再度記憶させた第1回目の露光光照射基準位置のデータが比較される。そして、両データが一致したとき、光源3を点灯駆動する作動信号が光源駆動コントローラ28から光源3に出力され、光源3が所定時間だけ点灯される。これにより、光源3から所定時間だけ露光光が放射され、フォトマスク10のマスクパターン11がカラーフィルタ基板7のピクセル18上に露光される。   Subsequently, the color filter substrate 7 is conveyed in the direction of arrow A shown in FIG. The position data of the color filter substrate 7 constantly output from a position sensor (not shown) of the stage 1 is compared with the first exposure light irradiation reference position data stored again in the memory 31. When the two data match, an operation signal for driving the light source 3 to be turned on is output from the light source drive controller 28 to the light source 3, and the light source 3 is turned on for a predetermined time. As a result, exposure light is emitted from the light source 3 for a predetermined time, and the mask pattern 11 of the photomask 10 is exposed onto the pixels 18 of the color filter substrate 7.

以後、カラーフィルタ基板7の搬送方向に沿って並ぶ各ピクセル18の中心P0が検出される毎に、第2回目以降の露光光照射基準位置としてメモリ31に記憶させ、カラーフィルタ基板7が搬送されて、第2回目以降の露光光照射位置に達する毎に光源3を点灯駆動する作動信号が光源駆動コントローラ28から光源3に出力され、光源3が所定時間だけ点灯される。これにより、カラーフィルタ基板7の各ピクセル18上にフォトマスク10のマスクパターン11が露光される。さらに同様の動作を繰り返すことで、カラーフィルタ基板7全面のピクセル18上に、フォトマスク10のマスクパターン11が露光される。   Thereafter, each time the center P0 of each pixel 18 arranged in the transport direction of the color filter substrate 7 is detected, it is stored in the memory 31 as the second and subsequent exposure light irradiation reference positions, and the color filter substrate 7 is transported. Thus, every time the second and subsequent exposure light irradiation positions are reached, an operation signal for lighting the light source 3 is output from the light source drive controller 28 to the light source 3, and the light source 3 is turned on for a predetermined time. Thereby, the mask pattern 11 of the photomask 10 is exposed on each pixel 18 of the color filter substrate 7. Further, by repeating the same operation, the mask pattern 11 of the photomask 10 is exposed on the pixels 18 on the entire surface of the color filter substrate 7.

なお、本実施の形態においては、露光光の照射及び停止の制御を光源の点灯及び消灯の制御により行なう場合について説明したが、本発明はこれに限られず、シャッターの開閉により露光光の照射及び停止の制御を行なってもよい。   In the present embodiment, the case where exposure light irradiation and stop control is performed by controlling the turning on and off of the light source has been described, but the present invention is not limited to this, and exposure light irradiation and You may control a stop.

さらに本実施の形態においては、照明手段9をステージ1の下方に設けて背面照明とした場合について説明したが、本発明はこれに限られず、上記ステージ1の上方に設けて落射照明としてもよい。   Furthermore, in the present embodiment, the case where the illumination means 9 is provided below the stage 1 to provide the back illumination has been described, but the present invention is not limited to this, and the illumination means 9 may be provided above the stage 1 to provide epi-illumination. .

そして、以上の説明においては、被露光体がカラーフィルタ基板7である場合について述べたが、本発明はこれに限られず、被露光体は、所定の基準パターンがマトリクス状に設けられたものであれば如何なるものであってもよい。   In the above description, the case where the object to be exposed is the color filter substrate 7 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the object to be exposed is provided with a predetermined reference pattern in a matrix. Anything may be used.

本発明による露光装置の実施形態を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows embodiment of the exposure apparatus by this invention. 上記露光装置において使用されるフォトマスクの平面図及び断面図である。It is the top view and sectional drawing of a photomask used in the said exposure apparatus. 上記露光装置において使用されるカラーフィルタ基板の平面図である。It is a top view of the color filter board | substrate used in the said exposure apparatus. 上記カラーフィルタ基板に形成されたアライメントマークの詳細図である。It is detail drawing of the alignment mark formed in the said color filter substrate. 上記露光装置に備えられた撮像手段の光学距離補正を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows optical distance correction | amendment of the imaging means with which the said exposure apparatus was equipped. 上記露光装置の制御手段の概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematic structure of the control means of the said exposure apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1 ステージ
2 マスクステージ
3 光源
4 集光レンズ
5 撮像手段
6 制御手段
7 カラーフィルタ基板
10 フォトマスク
11 マスクパターン
14 撮像窓
17 アライメントマーク
17a、17b 細線状パターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stage 2 Mask stage 3 Light source 4 Condensing lens 5 Imaging means 6 Control means 7 Color filter substrate 10 Photomask 11 Mask pattern 14 Imaging window 17 Alignment marks 17a and 17b Fine line pattern

Claims (5)

表面に露光領域が設定された被露光体を上面に載置して、前記露光領域の設定方向に前記被露光体を搬送するステージと、
前記ステージの上方に配設され、前記被露光体に近接対向させてフォトマスクを保持するマスクステージと、
前記マスクステージに保持されたフォトマスクを介して前記被露光体に対して露光光を照射する光源と、
前記光源とマスクステージとの間に配設され、前記フォトマスクに照射する露光光を平行光にする集光レンズとを備えた露光装置であって、
前記被露光体の搬送方向と略直交する方向に一直線状に並べた複数の受光素子を有し、前記被露光体の表面の露光開始位置近傍で且つ露光領域外に設けられ、相互に直交する複数の細線からなるアライメントマークを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により撮像された画像データを処理し、前記相互に直交する複数の細線で前記複数の受光素子の並び方向に略平行する細線を前記被露光体搬送方向における基準位置として認識し、認識された基準位置から予め設定された距離を隔てた位置を露光開始位置として前記被露光体への露光光照射タイミングを制御する制御手段とを備えたことを特徴とする露光装置。
A stage for placing an exposure object having an exposure area set on the surface thereof on the upper surface, and transporting the exposure object in a setting direction of the exposure area;
A mask stage disposed above the stage and holding a photomask in close proximity to the object to be exposed;
A light source that irradiates exposure light to the object to be exposed through a photomask held on the mask stage;
An exposure apparatus including a condensing lens disposed between the light source and a mask stage and configured to convert exposure light applied to the photomask into parallel light;
A plurality of light receiving elements arranged in a straight line in a direction substantially orthogonal to the conveying direction of the object to be exposed, provided near the exposure start position on the surface of the object to be exposed and outside the exposure area, and orthogonal to each other; An imaging means for imaging an alignment mark composed of a plurality of thin lines;
The image data picked up by the image pickup means is processed, and the thin lines that are substantially parallel to the arrangement direction of the plurality of light receiving elements are recognized as a reference position in the transport direction of the exposed body by the plurality of thin lines orthogonal to each other. An exposure apparatus comprising: control means for controlling exposure light irradiation timing to the object to be exposed with a position separated from the reference position set in advance as an exposure start position.
前記マスクステージは、前記撮像手段により撮像された前記被露光体の面上に設けられた相互に直交する複数の細線で前記複数の受光素子の並び方向に略直交する細線の画像データと、予め設定されているデータからずれ量を計測し、前記フォトマスクを変位可能に位置補正する変位手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の露光装置。 The mask stage includes a plurality of fine lines perpendicular to each other provided on the surface of the object to be imaged captured by the imaging unit, and fine line image data substantially orthogonal to the arrangement direction of the plurality of light receiving elements, 2. The exposure apparatus according to claim 1, further comprising a displacement unit that measures a shift amount from set data and corrects the position of the photomask so that the photomask can be displaced. 前記相互に直交する複数の細線からなるアライメントマークは、前記複数の受光素子の並び方向に略直交する少なくとも2本の細線と、並び方向に略平行する1本の細線であることを特徴とする請求項1又は2に記載の露光装置。 The alignment mark composed of a plurality of thin lines orthogonal to each other is at least two thin lines substantially orthogonal to the arrangement direction of the plurality of light receiving elements and one thin line substantially parallel to the arrangement direction. The exposure apparatus according to claim 1 or 2. 前記複数の受光素子の並び方向に略直交する少なくとも2本の細線の線幅が15〜25μmであり、並び方向に略平行する1本の細線の線幅が25〜35μmであることを特徴とする請求項3に記載の露光装置。   The line width of at least two fine lines substantially orthogonal to the arrangement direction of the plurality of light receiving elements is 15 to 25 μm, and the line width of one thin line substantially parallel to the arrangement direction is 25 to 35 μm. The exposure apparatus according to claim 3. 前記光源は、前記制御手段により点灯及び消灯するフラッシュランプであることを特徴とする請求項1〜4に記載の露光装置。





The exposure apparatus according to claim 1, wherein the light source is a flash lamp that is turned on and off by the control unit.





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