JP2009265313A - Scanning exposure device and scanning exposure method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スキャン露光装置およびスキャン露光方法に関し、より詳細には、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の大型のフラットパネルディスプレイのカラーフィルタ基板やアレイ基板上に繰り返し露光領域と非繰り返し露光領域を露光転写するのに好適なスキャン露光装置およびスキャン露光方法に関する。 The present invention relates to a scanning exposure apparatus and a scanning exposure method, and more specifically, exposure transfer and non-repetition exposure areas are exposed and transferred onto a color filter substrate or array substrate of a large flat panel display such as a liquid crystal display or a plasma display. The present invention relates to a scan exposure apparatus and a scan exposure method suitable for the above.
大型の薄形テレビ等に用いられる液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の大型のフラットパネルディスプレイの露光方法として、マスクを細分化して、これらマスクを保持する複数のマスク保持部を千鳥状に配置し、基板を一方向に移動させながら露光を行うスキャン露光方式が知られている(例えば、特許文献1参照。)。この露光方式では、基板に形成されるパターンに、ある程度繰り返される部位(繰り返し露光領域)があることを前提として、これをつなぎ合わせることで大きなパターンを形成できることを利用したものである。この場合、マスクは、パネルに合わせて大きくする必要がなく、比較的安価なマスクを用いることができる。 As an exposure method for large flat panel displays such as liquid crystal displays and plasma displays used in large thin TVs, etc., the mask is subdivided, and a plurality of mask holders for holding these masks are arranged in a staggered manner, and the substrate There is known a scanning exposure method in which exposure is performed while moving the lens in one direction (see, for example, Patent Document 1). This exposure method uses the fact that a large pattern can be formed by joining together on the assumption that the pattern formed on the substrate has a portion that is repeated to some extent (repeated exposure region). In this case, the mask does not need to be large in accordance with the panel, and a relatively inexpensive mask can be used.
また、マスクを利用しないパターン形成方法としては、画像データに基づいて、ポリゴンミラー等の回転を利用してスキャンを行いながら、レーザビームをオンオフ制御して、所望の領域のみを所定の露光量で描画する露光方向が考案されている(例えば、特許文献2参照。)。
ところで、フラットパネルディスプレイのアレイ基板には、ゲート、ドレイン、ソースの各電極等の繰り返し露光領域と、該基板の周囲に配置される駆動回路や、各電極を接続する配線等の非繰り返し露光領域とが設けられている。また、カラーフィルタ基板の場合には、赤(R)、緑(G)、青(B)の各パターンが形成される繰り返し露光領域と、該基板の周囲に配置される、製造番号等の非繰り返し露光領域とが設けられている。 By the way, the array substrate of a flat panel display has a repeated exposure region such as gate, drain, and source electrodes, and a non-repeated exposure region such as a drive circuit disposed around the substrate and wiring connecting the electrodes. And are provided. In the case of a color filter substrate, a repetitive exposure region where each pattern of red (R), green (G), and blue (B) is formed, and a non-manufactured number such as a manufacturing number disposed around the substrate. A repeated exposure region is provided.
特許文献1に記載の露光装置では、基板の繰り返し露光領域しか露光することができず、非繰り返し露光領域を露光する場合には、例えば、特許文献2に記載の直描による露光装置を別途設ける必要があった。 In the exposure apparatus described in Patent Document 1, only the repeated exposure area of the substrate can be exposed, and when exposing the non-repeated exposure area, for example, an exposure apparatus by direct drawing described in Patent Document 2 is separately provided. There was a need.
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、一台で繰り返し露光領域と非繰り返し露光領域とを同時に露光することができる露光装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an exposure apparatus capable of simultaneously exposing a repeated exposure region and a non-repeated exposure region with a single unit.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 繰り返し露光領域と非繰り返し露光領域を有する基板を所定の方向に沿って搬送可能な基板搬送機構と、
前記基板に向けて露光用光を照射する照射部と、
前記露光用光が照射されて、前記基板の繰り返し露光領域を露光するためのマスクを保持するマスク保持部と、
前記マスクを照射する前記照射部の露光用光の一部を利用して、前記基板の非繰り返し露光領域を描画露光する直描部と、
を備えることを特徴とするスキャン露光装置。
(2) 前記マスク保持部及び直描部は、前記基板の位置を検知するための検知部を用いて、前記基板と位置合わせされることを特徴とする(1)に記載のスキャン露光装置。
(3) 前記直描部は、前記マスク保持部を駆動することで、前記基板と位置合わせされることを特徴とする(1)に記載のスキャン露光装置。
(4) 基板を所定の方向に沿って搬送可能な基板搬送機構と、前記基板に向けて露光用光を照射する照射部と、マスクを保持するマスク保持部と、前記マスクを照射する前記照射部の露光用光の一部を利用して、前記基板を描画露光する直描部と、を備えるスキャン露光装置のスキャン露光方法であって、
前記所定の方向に搬送される基板に対して前記マスクを介して前記露光用光を照射して、前記基板に繰り返し露光領域を露光する第1の露光工程と、
該第1の露光工程と同時に、前記直描部によって前記基板に非繰り返し露光領域を描画露光する第2の露光工程と、
を備えることを特徴とするスキャン露光方法。
The above object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1) a substrate transport mechanism capable of transporting a substrate having a repeated exposure region and a non-repeated exposure region along a predetermined direction;
An irradiation unit for irradiating exposure light toward the substrate;
A mask holding unit for holding a mask for irradiating the exposure light and exposing a repeated exposure region of the substrate;
A direct drawing unit that draws and exposes a non-repeated exposure region of the substrate, using a part of the exposure light of the irradiation unit that irradiates the mask;
A scan exposure apparatus comprising:
(2) The scan exposure apparatus according to (1), wherein the mask holding unit and the direct drawing unit are aligned with the substrate using a detection unit for detecting the position of the substrate.
(3) The scan exposure apparatus according to (1), wherein the direct drawing unit is aligned with the substrate by driving the mask holding unit.
(4) A substrate transport mechanism capable of transporting a substrate along a predetermined direction, an irradiation unit that irradiates exposure light toward the substrate, a mask holding unit that holds a mask, and the irradiation that irradiates the mask A direct exposure part that draws and exposes the substrate using a part of the exposure light of the part, and a scan exposure method of a scan exposure apparatus comprising:
A first exposure step of repeatedly exposing an exposure area to the substrate by irradiating the exposure light to the substrate conveyed in the predetermined direction through the mask;
Simultaneously with the first exposure step, a second exposure step of drawing and exposing a non-repeated exposure region on the substrate by the direct drawing unit;
A scan exposure method comprising:
本発明のスキャン露光装置及びスキャン露光方法によれば、一台の露光装置で繰り返し露光領域と非繰り返し露光領域とを同時に露光することができるようになり、装置のコストダウンが図れるとともに、タクトタイムを短縮することができる。また、直描部の光源がマスクを照射する照射部の光源と同一であるので、よりコストダウンを図ることができる。 According to the scan exposure apparatus and the scan exposure method of the present invention, it becomes possible to simultaneously expose a repetitive exposure area and a non-repetitive exposure area with a single exposure apparatus, thereby reducing the cost of the apparatus and improving the tact time. Can be shortened. Moreover, since the light source of the direct drawing part is the same as the light source of the irradiation part which irradiates the mask, the cost can be further reduced.
また、マスク保持部及び直描部は、基板の位置を検知するための検知部を用いて、基板と位置合わせされるので、繰り返し露光領域と非繰り返し露光領域とが同時に高精度に露光することができる。 In addition, since the mask holding unit and the direct drawing unit are aligned with the substrate using a detection unit for detecting the position of the substrate, the repeated exposure region and the non-repeated exposure region can be simultaneously exposed with high accuracy. Can do.
以下、本発明に係るスキャン露光装置及び露光方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下では、下地パターン層としてのブラックマトリクス層の上に、赤(R)、緑(G)、青(B)の各着色層が形成される繰り返し露光領域と、ブラックマトリクス層の外側に形成される製造番号等の非繰り返し露光領域とを備えたカラーフィルタ基板を露光する近接スキャン露光装置及び露光方法について説明する。 Embodiments of a scanning exposure apparatus and an exposure method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In the following, repeated exposure regions where red (R), green (G), and blue (B) colored layers are formed on the black matrix layer as the base pattern layer and outside the black matrix layer. A proximity scan exposure apparatus and an exposure method for exposing a color filter substrate having a non-repeated exposure region such as a manufacturing number to be formed will be described.
先ず、本実施形態の近接スキャン露光装置1の構成について概略説明する。図1及び図2に示すように、本実施形態のスキャン露光装置1は、基板(カラーフィルタ基板)Wを浮上させて支持すると共に、所定方向(図1のX方向)に搬送可能な基板搬送機構10と、複数のマスクMをそれぞれ保持し、所定方向と交差する方向(図1のY方向)に沿って千鳥状に二列配置された複数(図1に示す実施形態において、左右それぞれ6個)のマスク保持部11と、マスク保持部11をそれぞれ駆動する複数のマスク駆動部12と、複数のマスク保持部11の上部にそれぞれ配置されて、基板Wに向けて露光用光を照射する複数の照射部13と、複数のマスク保持部11にそれぞれ保持されて、複数の照射部13ごとにそれぞれ設けられる複数の直描部14と、スキャン露光装置1の各作動部分の動きを制御する制御部15と、を主に備える。
First, a schematic configuration of the proximity scan exposure apparatus 1 of the present embodiment will be described. As shown in FIGS. 1 and 2, the scan exposure apparatus 1 of the present embodiment floats and supports a substrate (color filter substrate) W, and can transport the substrate in a predetermined direction (X direction in FIG. 1). A plurality of
基板搬送機構10は、浮上ユニット16と、基板WのY方向一側(図1において上辺)を保持してX方向に搬送する基板駆動ユニット17とを備える。浮上ユニット16は、複数のフレーム19上にそれぞれ設けられた複数の排気エアパッド20及び吸排気エアパッド21を備え、ポンプ(図示せず)やソレノイドバルブ(図示せず)を介して排気エアパッド20や吸排気エアパッド21からエアを排気或いは、吸排気する。これにより、基板Wは、浮上ユニット16上に空気流によって浮上した状態で保持され、基板Wを抵抗なく搬送可能となる。
The
基板駆動ユニット17は、図1に示すように、浮上ユニット16によって浮上、支持された基板Wの一端を保持する吸着パッド22を備え、モータ23、ボールねじ24、及びナット(図示せず)からなるボールねじ機構25によって、ガイドレール26に沿って基板WをX方向に搬送する。なお、図2に示すように、複数のフレーム19は、地面にレベルブロック18を介して設置された装置ベース27上に他のレベルブロック28を介して配置されている。また、基板Wは、ボールねじ機構25の代わりに、リニアサーボアクチュエータによって搬送されてもよい。
As shown in FIG. 1, the substrate driving unit 17 includes a suction pad 22 that holds one end of the substrate W that is levitated and supported by the levitating
マスク駆動部12は、フレーム(図示せず)に取り付けられ、マスク保持部11をX方向に沿って駆動するX方向駆動部31と、X方向駆動部31の先端に取り付けられ、マスク保持部11をY方向に沿って駆動するY方向駆動部32と、Y方向駆動部32の先端に取り付けられ、マスク保持部11をθ方向(X,Y方向からなる水平面の法線回り)に回転駆動するθ方向駆動部33と、θ方向駆動部33の先端に取り付けられ、マスク保持部11をZ方向(X,Y方向からなる水平面の鉛直方向)に駆動するZ方向駆動部34と、を有する。これにより、Z方向駆動部34の先端に取り付けられたマスク保持部11は、マスク駆動部12によってX,Y,Z,θ方向に駆動可能である。なお、X,Y,θ,Z方向駆動部31,32,33,34の配置の順序は、適宜変更可能である。
The
また、図1に示すように、千鳥状に二列配置された搬入側及び搬出側マスク保持部11a,11b間には、各マスク保持部11a,11bのマスクMを同時に交換可能なマスクチェンジャ2が配設されている。マスクチェンジャ2により搬送される使用済み或いは未使用のマスクMは、マスクストッカ3,4との間でローダー5により受け渡しが行われる。なお、マスクストッカ3,4とマスクチェンジャ2とで受け渡しが行われる間にマスクプリアライメント機構(図示せず)によってマスクMのプリアライメントが行われる。
Further, as shown in FIG. 1, a mask changer 2 in which the masks M of the
図2に示すように、各マスク保持部11の上部に配置される複数の照射部13は、YAGレーザーや、エキシマレーザーなどの光源41と、この光源41から照射された光を集光する凹面鏡42と、この凹面鏡42の焦点近傍に切替え自在に配置された二種類のオプチカルインテグレータ43と、光路の向きを変えるための平面ミラー45及び球面ミラー46と、この平面ミラー45とオプチカルインテグレータ43との間に配置されて照射光路を開閉制御する露光制御用シャッター44と、を備える。
As shown in FIG. 2, a plurality of
また、各照射部13と各マスク保持部11との間には、照射部13から出射された露光用光ELを遮光する複数の遮光装置50が配置されている。遮光装置50は、マスクの露光領域上でZ方向から見た投影面積が可変となるように、マスクの露光領域上を進退可能な複数のブラインド部材(一枚のブラインド部材51のみ図示する。)を備える。また、複数のブラインド部材のうち、図示したブラインド部材51は、平面ミラーによって構成されており、照射部13からの露光用光ELを平面ミラー52を介して直描部14へ照射する。
Further, a plurality of
直描部14と該直描部14の上方に位置する平面ミラー52は、複数のマスク保持部11にY方向に移動可能に保持されている。直描部14は、デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)と、レンズを含んだ光学系等(いずれも図示せず)を備えており、平面ミラー52を介して入射する露光用光ELを、マイクロミラー素子のON/OFF動作により反射し、反射した光を光学系を用いて基板上で結像することで基板Wに直接描画露光する。なお、照射部13からの露光用光ELを光源として取り入れる以外の直描部14の構成は、公知のものが適用される。
The
また、露光装置1には、ギャップセンサ56、マスクアライメント用カメラ57、検知部としてのラインCCDカメラ58等の各種検出手段が配置されている。ギャップセンサ56は、マスク保持部11に取り付けられて、基板WとマスクMとのギャップを検出する。マスクアライメント用カメラ57は、マスク保持部11の下方に配置されたフレーム19に取り付けられて、マスクMに形成された基準マークを撮像し、制御部15に送信する。ラインCCDカメラ58も、フレーム19に取り付けられ、マスクMと基板Wとの相対位置ズレを検出するため、基板W上の基準マーク、又は基板Wに形成された下地パターンを撮像して、制御部15に送信する。
The exposure apparatus 1 is provided with various detection means such as a
次に、このように構成された近接スキャン露光装置1の動作について説明する。ここで、使用される基板Wとしては、例えば、図4に示すように、透明なガラス基板の一面に、多数の画素を構成するブラックマトリクス層からなるパネル(繰り返し露光領域)60がX方向に沿って3枚、Y方向に沿って2枚並んで形成されるものとする。また、ブラックマトリクス層のY方向一側には、製造番号等の非繰り返し露光領域61が設けられている。なお、各パネル60間に形成される非露光領域62は、多面取りされたパネル60を分離するための切断部分としても使用される。また、マスクMは、マスクパターンを形成した面を下にしてマスク保持部11に保持され、搬送される基板Wの上面に近接して対向するように配置される。
Next, the operation of the proximity scan exposure apparatus 1 configured as described above will be described. Here, as a substrate W to be used, for example, as shown in FIG. 4, a panel (repeated exposure region) 60 composed of a black matrix layer constituting a large number of pixels is arranged in the X direction on one surface of a transparent glass substrate. It is assumed that three are formed along the Y direction and two are formed along the Y direction. Further, a
近接スキャン露光装置1は、浮上ユニット16の排気エアパッド20及び吸排気エアパッド21の空気流によって基板Wを浮上させて保持し、基板Wの一端を基板駆動ユニット17で吸着してX方向に搬送する。そして、マスク保持部11の下方に位置する基板Wに対して、照射部13からの露光用光ELがマスクMを介して照射され、図5に示すように、赤(R)、緑(G)、青(B)の着色層のいずれかのパターンを基板Wに塗布されたフォトレジストに転写し、基板Wに繰り返し露光領域60を形成する(第1の露光工程)。このとき、基板WとマスクMとの位置誤差は、ラインCCDカメラ35が検出する基板W及びマスクMの位置データに基づいて制御部15から出力される指令信号によって、θ方向駆動部33、及びY方向駆動部32が作動してマスクMの位置を微調整することで補正(位置合わせ)される。
The proximity scan exposure apparatus 1 floats and holds the substrate W by the air flow of the
また、図5に示すように、非繰り返し露光領域61を形成する位置に配置されたマスク保持部11では、非繰り返し露光領域61と対応するY方向位置へブラインド部材51を移動させるとともに、直描部14も平面ミラー52とともに同じY方向位置へ移動させる。これにより、直描部14は、ブラインド部材51の平面ミラーと平面ミラー52を介して入射された照射部13からの露光用光ELを利用して、基板Wに非繰り返し露光領域61を直接描画露光する(第2の露光工程)。したがって、繰り返し露光領域60と非繰り返し露光領域61とが同時に露光される。なお、本実施形態では、直描部14がマスク保持部11に保持されているので、マスク保持部11によってマスクMの位置を微調整する際に、直描部14と基板Wとの位置も補正される。
Further, as shown in FIG. 5, in the
以上説明したように、本実施形態の近接スキャン露光装置1及び露光方法によれば、一台の露光装置1で多数の画素からなる着色層を構成する繰り返し露光領域と製造番号等の非繰り返し露光領域とを同時に露光することができるようになり、装置のコストダウンが図れるとともに、タクトタイムを短縮することができる。また、直描部14の光源がマスクMを照射する照射部13の光源と同一であるので、よりコストダウンを図ることができる。
As described above, according to the proximity scan exposure apparatus 1 and the exposure method of the present embodiment, non-repetitive exposure such as a repetitive exposure region and a manufacturing number constituting a colored layer composed of a large number of pixels by a single exposure apparatus 1. The area can be exposed at the same time, so that the cost of the apparatus can be reduced and the tact time can be shortened. Moreover, since the light source of the
また、マスク保持部11及び直描部14は、基板Wの位置を検知するためのラインCCDカメラ58を用いて、基板Wと位置合わせされるので、繰り返し露光領域と非繰り返し露光領域とが同時に高精度に露光することができる。
Further, since the
さらに、直描部14は、マスク保持部11に保持されており、マスク保持部11を駆動することで、マスクMと直描部14の基板Wとの位置合わせを容易に行うことができる。
Furthermore, the
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
上記実施形態においては、繰り返し露光領域をブラックマトリクス層、非繰り返し露光領域を製造番号等の表示領域として、カラーフィルタ基板の製造方法について説明したが、これに限定されるものでなく、例えば、ゲート、ドレイン、ソースの各電極等の繰り返し露光領域と、該基板の周囲に配置される駆動回路や、各電極を接続する配線等の非繰り返し露光領域とを備えるアレイ基板の製造方法にも適用できる。
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
In the above embodiment, the method for manufacturing a color filter substrate has been described with the repeated exposure region as a black matrix layer and the non-repeated exposure region as a display region such as a manufacturing number. However, the present invention is not limited to this. It can also be applied to a method of manufacturing an array substrate having a repeated exposure region such as each electrode of drain, source and the like, and a non-repeated exposure region such as a drive circuit arranged around the substrate and a wiring connecting each electrode. .
また、上記実施形態においては、直描部14は、位置合わせが容易に行えるように、マスク保持部11によって保持されているが、マスク保持部11と独立に移動可能に保持するように構成されてもよい。
In the above-described embodiment, the
また、基板搬送機構10は、浮上ユニット16と基板駆動ユニット17によって基板Wを浮上して保持しながら搬送する場合について述べたが、これに限らず、基板Wを上面に載置しながら保持及び搬送するものであってもよい。
The
1 近接スキャン露光装置
10 基板搬送機構
11 マスク保持部
13 照射部
14 直描部
51 ブラインド部材(平面ミラー)
58 ラインCCDカメラ(検知部)
60 パネル
EL 露光用光
M マスク
W ガラス基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Proximity
58 line CCD camera (detector)
60 Panel EL Exposure light M Mask W Glass substrate
Claims (4)
前記基板に向けて露光用光を照射する照射部と、
前記露光用光が照射されて、前記基板の繰り返し露光領域を露光するためのマスクを保持するマスク保持部と、
前記マスクを照射する前記照射部の露光用光の一部を利用して、前記基板の非繰り返し露光領域を描画露光する直描部と、
を備えることを特徴とするスキャン露光装置。 A substrate transport mechanism capable of transporting a substrate having a repeated exposure region and a non-repeated exposure region along a predetermined direction;
An irradiation unit for irradiating exposure light toward the substrate;
A mask holding unit for holding a mask for irradiating the exposure light and exposing a repeated exposure region of the substrate;
A direct drawing unit that draws and exposes a non-repeated exposure region of the substrate, using a part of the exposure light of the irradiation unit that irradiates the mask;
A scan exposure apparatus comprising:
前記所定の方向に搬送される基板に対して前記マスクを介して前記露光用光を照射して、前記基板に繰り返し露光領域を露光する第1の露光工程と、
該第1の露光工程と同時に、前記直描部によって前記基板に非繰り返し露光領域を描画露光する第2の露光工程と、
を備えることを特徴とするスキャン露光方法。 A substrate transport mechanism capable of transporting a substrate along a predetermined direction, an irradiation unit that irradiates exposure light toward the substrate, a mask holding unit that holds a mask, and exposure of the irradiation unit that irradiates the mask A direct exposure part that draws and exposes the substrate using a part of the light, and a scan exposure method of a scan exposure apparatus comprising:
A first exposure step of repeatedly exposing an exposure area to the substrate by irradiating the exposure light to the substrate conveyed in the predetermined direction through the mask;
Simultaneously with the first exposure step, a second exposure step of drawing and exposing a non-repeated exposure region on the substrate by the direct drawing unit;
A scan exposure method comprising:
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