JP2011002475A - アライメント方法、アライメント装置及び露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な図形のパターンに対してもフォトマスクの高精度な位置合わせを可能とする。
【解決手段】パターンをマトリクス状に備えた基板を搬送しながら、基板の搬送方向に略直交方向に複数の受光素子を一直線状に並べて有する撮像手段により所定の時間間隔で撮像された複数の画像を逐次処理して上記受光素子の並び方向における輝度変化の位置を検出し、基板が所定距離だけ移動する間に同じ位置で検出される輝度変化の回数を基板搬送方向に積算してエッジ数データを得、所定の閾値を超えたエッジ数から上記パターンの搬送方向に平行な複数の長辺の位置を特定し、その複数の近接ペアの中点位置を演算し、該近接ペアの中点位置から撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した中点位置を選択し、該中点位置と撮像手段のターゲット位置との位置ずれ量を算出し、該位置ずれ量が所定値となるようにフォトマスクを基板の搬送方向と略直交方向に移動する。
【選択図】図６

Description

本発明は、少なくとも一部に長辺を有するパターンをマトリクス状に備え長辺方向に搬送中の被露光体に対してフォトマスクを位置合わせするアライメント方法に関し、詳しくは、複雑な図形のパターンに対しても高精度な位置合わせを可能とするアライメント方法、アライメント装置及び露光装置に係るものである。

従来のこの種のアライメント方法は、カラーフィルタ基板の搬送方向と直交方向に複数の受光素子を一直線状に並べて有する撮像手段により、カラーフィルタ基板（被露光体）上に形成された矩形状の複数のピクセルを撮像し、その撮像画像の輝度情報に基づいてカラーフィルタ基板の左端ピクセルの左側縁部の位置を検出し、該左端ピクセルの左側縁部の位置と撮像手段に予め設定された基準位置（ターゲット位置）との間の位置ずれ量を算出し、該位置ずれ量を補正するようにフォトマスクをカラーフィルタ基板の搬送方向と直交方向に移動してフォトマスクとカラーフィルタ基板との位置合わせをするようになっていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−７６７０９号公報

しかし、このような従来のアライメント方法においては、輝度が暗から明に変化する位置を検出し、該位置を基準にして被露光体のパターンとフォトマスクの開口部との位置合わせをするものであったので、矩形状の単純な図形のパターンに対してはパターンの縁部に設定された基準位置の検出が容易であり位置合わせも容易であったが、例えばＴＦＴ基板のようなピクセル内に配線パターンを有するような複雑な図形のパターンに対しては、パターンの縁部に設定された基準位置の検出が困難であり、位置合わせも容易でなかった。それ故、被露光体のパターンとフォトマスクの開口部との位置合わせを高精度に行うことが困難であった。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、複雑な図形のパターンに対してもフォトマスクの高精度な位置合わせを可能とするアライメント方法、アライメント装置及び露光装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によるアライメント方法は、少なくとも一部に長辺を有するパターンをマトリクス状に備え前記長辺方向に搬送中の被露光体に対してフォトマスクを位置合わせするアライメント方法であって、前記被露光体の搬送方向と交差する方向に複数の受光素子を一直線状に並べて有する撮像手段により所定の時間間隔で撮像された複数の画像を逐次処理して前記受光素子の並び方向における輝度変化の位置を検出する段階と、前記被露光体が所定距離だけ移動する間に前記受光素子の並び方向における同じ位置で検出される前記輝度変化の回数を被露光体の搬送方向に積算してエッジ数データを得る段階と、前記エッジ数データにて所定の閾値を超えたエッジ数から前記パターンの前記搬送方向に平行な複数の前記長辺の位置を特定する段階と、前記特定された複数の長辺の位置から前記撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した長辺の位置を選択する段階と、前記選択された長辺の位置と前記撮像手段のターゲット位置との位置ずれ量を算出する段階と、前記位置ずれ量が所定値となるように少なくとも前記フォトマスクを前記被露光体の搬送方向と交差する方向に相対移動して前記フォトマスクと前記被露光体との位置合わせをする段階と、を実行するものである。

このような構成により、少なくとも一部に長辺を有するパターンをマトリクス状に備えた被露光体をその長辺方向に搬送しながら、被露光体の搬送方向と交差する方向に複数の受光素子を一直線状に並べて有する撮像手段により所定の時間間隔で撮像された複数の画像を逐次処理して上記受光素子の並び方向における輝度変化の位置を検出し、被露光体が所定距離だけ移動する間に上記受光素子の並び方向における同じ位置で検出される輝度変化の回数を被露光体の搬送方向に積算してエッジ数データを得、該エッジ数データにて所定の閾値を超えたエッジ数から上記パターンの搬送方向に平行な複数の長辺の位置を特定し、該特定された複数の長辺の位置から撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した長辺の位置を選択し、該選択された長辺の位置と撮像手段のターゲット位置との位置ずれ量を算出し、該位置ずれ量を補正するように少なくともフォトマスクを被露光体の搬送方向と交差する方向に相対移動してフォトマスクと被露光体との位置合わせをする。

また、前記複数の長辺の位置を特定した後、前記撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した長辺の位置を選択する段階に替えて、前記複数の長辺にて複数の近接ペアの中点位置を演算する段階と、前記複数の近接ペアの中点位置から前記撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した中点位置を選択する段階とを実行し、前記位置ずれ量を算出する段階においては、前記選択された中点位置と前記撮像手段のターゲット位置との位置ずれ量を算出するものである。これにより、複数の長辺の位置を特定した後、該複数の長辺にて複数の近接ペアの中点位置を演算し、該複数の近接ペアの中点位置から撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した中点位置を選択し、該選択された中点位置と撮像手段のターゲット位置との位置ずれ量を算出する。

さらに、前記撮像手段は、透過照明により前記被露光体のパターンを撮像するものである。これにより、撮像手段で透過照明により被露光体のパターンを撮像する。

そして、前記被露光体は、配線パターンを形成したＴＦＴ基板である。これにより、配線パターンを形成したＴＦＴ基板のパターンの搬送方向に平行な長辺を検出する。

また、本発明によるアライメント装置は、少なくとも一部に長辺を有するパターンをマトリクス状に備え前記長辺方向に搬送中の被露光体に対してフォトマスクを位置合わせするアライメント装置であって、前記被露光体の搬送方向と交差する方向に複数の受光素子を一直線状に並べて有する撮像手段により所定の時間間隔で撮像された複数の画像を逐次処理して前記受光素子の並び方向における輝度変化の位置を検出し、前記被露光体が所定距離だけ移動する間に前記受光素子の並び方向における同じ位置で検出される前記輝度変化の回数を被露光体の搬送方向に積算してエッジ数データを得、該エッジ数データにて所定の閾値を超えたエッジ数から前記パターンの前記搬送方向に平行な複数の前記長辺の位置を特定する画像処理部と、前記特定された複数の長辺の位置から前記撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した長辺の位置を選択し、該選択された長辺の位置と前記撮像手段のターゲット位置との位置ずれ量を算出する演算部と、前記位置ずれ量が所定値となるように少なくとも前記フォトマスクを前記被露光体の搬送方向と交差する方向に相対移動して前記フォトマスクと前記被露光体との位置合わせをするアライメント機構と、を備えたものである。

このような構成により、少なくとも一部に長辺を有するパターンをマトリクス状に備え長辺方向に搬送される被露光体の搬送方向と交差する方向に複数の受光素子を一直線状に並べて有する撮像手段により所定の時間間隔で撮像された複数の画像を画像処理部で逐次処理して上記受光素子の並び方向における輝度変化の位置を検出し、被露光体が所定距離だけ移動する間に上記受光素子の並び方向における同じ位置で検出される輝度変化の回数を被露光体の搬送方向に積算してエッジ数データを得、該エッジ数データにて所定の閾値を超えたエッジ数から上記パターンの上記搬送方向に平行な複数の長辺の位置を特定し、演算部で特定された複数の長辺の位置から撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した長辺の位置を選択し、該選択された長辺の位置と撮像手段のターゲット位置との位置ずれ量を算出し、アライメント機構により位置ずれ量が所定値となるように少なくともフォトマスクを被露光体の搬送方向と交差する方向に相対移動してフォトマスクと被露光体との位置合わせをする。

さらに、前記演算部は、前記特定された複数の長辺にて複数の近接ペアの中点位置を演算し、該複数の近接ペアの中点位置から前記撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した中点位置を選択し、該選択された中点位置と前記撮像手段のターゲット位置との位置ずれ量を算出するものである。これにより、演算部で、特定された複数の長辺にて複数の近接ペアの中点位置を演算し、該複数の近接ペアの中点位置から撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した中点位置を選択し、該選択された中点位置と撮像手段のターゲット位置との位置ずれ量を算出する。

また、本発明による露光装置は、少なくとも一部に長辺を有するパターンをマトリクス状に備え前記長辺方向に搬送中の被露光体に対してフォトマスクを位置合わせして露光する露光装置であって、紫外線を放射する光源と、前記搬送中の被露光体の面に近接対向させて前記フォトマスクを保持するマスクステージと、前記被露光体の搬送方向と交差する方向に複数の受光素子を一直線状に並べて有し、前記フォトマスクによる露光位置の搬送方向手前側の位置を撮像する撮像手段と、前記撮像手段により所定の時間間隔で撮像された複数の画像を逐次処理して前記撮像手段の受光素子の並び方向における輝度変化の位置を検出し、前記被露光体が所定距離だけ移動する間に前記受光素子の並び方向における同じ位置で検出される前記輝度変化の回数を被露光体の搬送方向に積算してエッジ数データを得、該エッジ数データにて所定の閾値を超えたエッジ数から前記パターンの前記搬送方向に平行な複数の前記長辺の位置を特定し、該特定された複数の長辺の位置から前記撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した長辺の位置を選択し、該選択された長辺の位置と前記撮像手段のターゲット位置との位置ずれ量を算出し、該位置ずれ量が所定値となるように少なくとも前記マスクステージを前記被露光体の搬送方向と交差する方向に相対移動して前記フォトマスクと前記被露光体との位置合わせをするアライメント装置と、を備えたものである。

このような構成により、少なくとも一部に長辺を有するパターンをマトリクス状に備えた被露光体をその長辺方向に搬送しながら、被露光体の搬送方向と交差する方向に複数の受光素子を一直線状に並べて有する撮像手段により所定の時間間隔で撮像された複数の画像をアライメント装置で逐次処理して上記受光素子の並び方向における輝度変化の位置を検出し、被露光体が所定距離だけ移動する間に上記受光素子の並び方向における同じ位置で検出される輝度変化の回数を被露光体の搬送方向に積算してエッジ数データを得、該エッジ数データにて所定の閾値を超えたエッジ数から上記パターンの搬送方向に平行な複数の長辺の位置を特定し、該特定された複数の長辺の位置から撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した長辺の位置を選択し、該選択された長辺の位置と撮像手段のターゲット位置との位置ずれ量を算出し、少なくとも、搬送中の被露光体の面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を上記位置ずれ量が所定値となるように被露光体の搬送方向と交差する方向に相対移動してフォトマスクと被露光体との位置合わせをし、光源から紫外線を放射して被露光体を露光する。

さらに、前記アライメント装置は、前記複数の長辺の位置を特定した後、該複数の長辺にて複数の近接ペアの中点位置を演算し、該複数の近接ペアの中点位置から前記撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した中点位置を選択し、該選択された中点位置と前記撮像手段のターゲット位置との位置ずれ量を算出するものである。これにより、アライメント装置で複数の長辺の位置を特定した後、該複数の長辺にて複数の近接ペアの中点位置を演算し、該複数の近接ペアの中点位置から撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した中点位置を選択し、該選択された中点位置と撮像手段のターゲット位置との位置ずれ量を算出する。

請求項１又は５に係る発明によれば、被露光体に形成されたパターンの図形が複雑であっても、移動中の被露光体の撮像画像を逐次処理して被露光体上のパターンの搬送方向に平行な長辺部分を容易に検出することができる。したがって、検出した長辺部分を基準にしてフォトマスク搬送方向と交差する方向に振れながら搬送されるを被露光体の動きに追従させることができ、被露光体のパターンに対してフォトマスクの開口部を高精度に位置合わせすることができる。これにより、被露光体上のパターンに対するフォトマスクの開口部の重ね合わせ精度を向上することができる。

また、請求項２、６又は８に係る発明によれば、特定された複数の長辺の近接ペアの中点位置を検出して被露光体とフォトマスクとの位置合わせすることができる。したがって、暗から明への輝度変化と明から暗への輝度変化の両方を検出する場合に、撮像手段に設定されたターゲット位置に近接した位置合わせの対象位置を容易に選択することができる。

また、請求項３に係る発明によれば、撮像手段による撮像画像のコントラストが高くなり、被露光体のパターンの搬送方向に平行な長辺部分の検出が容易になる。したがって、被露光体とフォトマスクとの位置合わせをより高精度に行なうことができる。

さらに、請求項４に係る発明によれば、ピクセル内に配線パターンを有するようなＴＦＴ基板に対してもフォトマスクの開口部を高精度に位置合わせすることができる。

そして、請求項７に係る発明によれば、被露光体に形成されたパターンの図形が複雑であっても、移動中の被露光体の撮像画像を逐次処理して被露光体上のパターンの搬送方向に平行な長辺部分を容易に検出することができる。したがって、検出した長辺部分を基準にしてフォトマスクを搬送方向と交差する方向に振れながら搬送される被露光体の動きに追従させることができ、被露光体のパターンに対してフォトマスクの開口部を高精度に位置合わせして露光することができる。これにより、被露光体上のパターンに対するフォトマスクの開口部の重ね露光精度を向上することができる。

本発明による露光装置の実施形態を示す正面図である。 上記実施形態において使用するカラーフィルタ基板を示す平面図である。 上記実施形態において使用するフォトマスクを示す平面図であり、撮像手段との位置関係を示す説明図である。 本発明によるアライメント装置の実施形態を示すブロック図である。 上記カラーフィルタ基板上への露光例を示す説明図である。 本発明によるアライメント方法を示すフォローチャートである。 本発明によるアライメント方法を示す説明図であり、（ａ）はカラーフィルタ基板を示し、（ｂ）は（ａ）のカラーフィルタ基板においてピクセルの搬送方向に平行な縁部の検出結果を示し、（ｃ）は上段のピクセル列に対応するエッジ数データを示している。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による露光装置の実施形態を示す正面図である。この露光装置は、少なくとも一部に長辺を有するパターンをマトリクス状に備え上記長辺方向に搬送中の被露光体に対してフォトマスクを位置合わせして露光するもので、搬送手段１と、露光光学系２と、マスクステージ３と、撮像手段４と、照明用光源５と、アライメント装置６とを備えて構成されている。

なお、ここでは、被露光体が、図２に示すように例えば矩形状のピクセル７（パターン）がマトリクス状に形成されたカラーフィルタ基板８であり、同図に示す矢印Ａ方向に搬送される場合について説明する。

上記搬送手段１は、上面にカラーフィルタ基板８を載置して図１において矢印Ａ方向に搬送するものであり、上面に気体を噴出する多数の噴出孔と気体を吸引する多数の吸引孔とを有した複数の単位ステージ９をカラーフィルタ基板８の搬送方向（以下、「基板搬送方向」という）に並設し、気体の噴出と吸引とのバランスによりカラーフィルタ基板８を複数の単位ステージ９上に所定量だけ浮かせた状態で、搬送ローラ１０によりカラーフィルタ基板８の両端縁部を支持して搬送するようになっている。

上記搬送手段１の上方には露光光学系２が設けられている。この露光光学系２は、後述のフォトマスク１１に均一な光源光Ｌ１を照射するものであり、露光用光源１２と、フォトインテグレータ１３と、コンデンサーレンズ１４とを光路の上流から下流に向かってこの順に備えている。

ここで、露光用光源１２は、紫外線を放射するものであり、レーザ発振器やキセノンフラッシュランプ等である。また、フォトインテグレータ１３は、露光用光源１２から放射された光源光Ｌ１の横断面内の輝度分布を均一にするものであり、フライアイレンズやロッドレンズ又はライトパイプ等である。そして、コンデンサーレンズ１４は、光源光Ｌ１を平行光にしてフォトマスク１１に照射させるものである。

上記搬送手段１と露光光学系２との間には、マスクステージ３が設けられている。このマスクステージ３は、搬送中のカラーフィルタ基板８の面に平行であって、該面に近接対向させてフォトマスク１１を保持するものであり、中央部に開口１５を形成してフォトマスク１１の縁部を保持するようになっている。

上記フォトマスク１１は、図３に示すように、上記ピクセル７と略同形状の開口部（以下、「マスクパターン１６」という）を矢印Ａ（基板搬送方向）に平行な中心線と所定の位置関係を有し、且つ上記ピクセル７の図２において矢印Ａと交差（直交）する方向の配列ピッチの３倍のピッチで複数並べて形成したものであり、マスクパターン１６の列の側方には、所定距離はなれてマスクパターン１６の列に平行に後述の照明用光源５の照明光Ｌ２を透過させるための照明用窓１７が形成されている。そして、図３に示すように、マスクパターン１６の列側が矢印Ａで示す基板搬送方向の先頭側となるようにしてマスクステージ３に保持されている。

より具体的には、フォトマスク１１は、透明なガラス基板１８の一面にクロム（Ｃｒ）の遮光膜１９を形成し、該遮光膜１９に上記マスクパターン１６及び照明用窓１７を形成したものであり、ガラス基板１８の他面には、マスクパターン１６の列に対応して反射防止膜を形成し、照明用窓１７に対応して可視光を透過し紫外線を反射又は吸収するフィルタの膜が形成されている。そして、図１に示すように、遮光膜１９を形成した面を下側にしてマスクステージ３に保持されている。

上記マスクステージ３に対向して搬送手段１側には、撮像手段４が設けられている。この撮像手段４は、フォトマスク１１による露光位置の基板搬送方向手前側に所定距離はなれた位置においてカラーフィルタ基板８に形成された複数のピクセル７を撮像するものであり、図３に示すように、基板搬送方向（矢印Ａ方向）と交差する方向に複数の受光素子２０を一直線状に並べて有するラインＣＣＤ（センサー）である。また、ライン状の受光部の所定位置（図３においては長軸の中心位置）には、カラーフィルタ基板８とフォトマスク１１の位置合わせの目標となるターゲット位置Ｔが予め設定されている。そして、本実施形態においては、撮像手段４は、そのターゲット位置Ｔを、図３に示すように矢印Ａで示す基板搬送方向に平行なフォトマスク１１の中心線に合致させて配設されている。

上記撮像手段４に対向してマスクステージ３の上方には、照明用光源５が設けられている。この照明用光源５は、フォトマスク１１の照明用窓１７を通して照明光Ｌ２をカラーフィルタ基板８に照射し、カラーフィルタ基板８の透過光により撮像手段４がカラーフィルタ基板８のピクセル７を撮像することができるようにするものであり、可視光を主に放射するハロゲンランプ等である。

上記マスクステージ３及び撮像手段４を一体的に、カラーフィルタ基板８の面に平行な面内にて基板搬送方向と交差する方向に移動可能にアライメント装置６が設けられている。このアライメント装置６は、撮像手段４により所定の時間間隔で撮像された複数の画像を逐次処理して、撮像手段４の受光素子２０の並び方向における輝度変化の位置を検出し、カラーフィルタ基板８が所定距離だけ移動する間に受光素子２０の並び方向における同じ位置で検出される上記輝度変化の回数を基板搬送方向に積算してエッジ数データを得、該エッジ数データにて所定の閾値を超えたエッジ数からカラーフィルタ基板８のピクセル７の基板搬送方向に平行な複数の長辺の位置を特定し、該複数の長辺にて複数の近接ペアの中点位置を演算し、該複数の中点位置のうちから撮像手段４に予め設定されたターゲット位置Ｔに近接した中点位置を選択し、該選択された中点位置と撮像手段４のターゲット位置Ｔとの位置ずれ量を算出し、該位置ずれ量が所定値となるようにフォトマスク１１を基板搬送方向と交差する方向に移動してフォトマスク１１とカラーフィルタ基板８との位置合わせ（アライメント）をするものであり、図４に示すように、アライメント機構２１と、位置ずれ量検出部２２と、アライメント機構駆動コントローラ２３とを備えてなる。なお、本実施形態においては、上記アライメントによって、フォトマスク１１のマスクパターン１６の基板搬送方向（矢印Ａ方向）に平行な両端縁部が隣接するピクセル７間に位置付けられることになる。

ここで、上記アライメント機構２１は、マスクステージ３と撮像手段４とを一体的に、カラーフィルタ基板８の面に平行な面内にて基板搬送方向と交差する方向に移動させるものであり、例えばモータとスライドステージ等からなる。また、上記位置ずれ量検出部２２は、撮像手段４により撮像された画像を処理してフォトマスク１１とカラーフィルタ基板８との間の位置ずれ量を演算するものであり、図４に示すように、画像処理部２４とＣＰＵからなる演算部２５とで構成される。この場合、画像処理部２４は、撮像手段４により所定の時間間隔で撮像された複数の画像を逐次処理して、撮像手段４の受光素子２０の並び方向における輝度変化の位置を検出し、カラーフィルタ基板８が所定距離だけ移動する間に受光素子２０の並び方向における同じ位置で検出される上記輝度変化の回数を基板搬送方向に積算してエッジ数データを得（これは、撮像手段４による一ラインのデータ取り込み中に得られるエッジ数を積算したものではない）、該エッジ数データにて所定の閾値を超えたエッジ数からカラーフィルタ基板８のピクセル７の基板搬送方向に平行な複数の長辺の位置を特定する機能を有する。また、演算部２５は、画像処理部２４で特定された複数の長辺にて複数の近接ペアの中点位置を演算し、該複数の中点位置のうちから撮像手段４に予め設定されたターゲット位置Ｔに近接した中点位置を選択し、該選択された中点位置と撮像手段４のターゲット位置Ｔとの位置ずれ量を算出する機能を有し、ソフトウエアにより演算処理が実行される。そして、アライメント機構駆動コントローラ２３は、演算部２５で算出された上記位置ずれ量が所定値となるようにマスクステージ３と撮像手段４とを一体的に移動させるようにアライメント機構２１のモータを駆動制御するものである。

次に、このように構成された露光装置の動作について説明する。
先ず、カラーレジストを塗布したカラーフィルタ基板８が搬送手段１上の所定位置に位置決めして載置され、図１に示す矢印Ａ方向に一定速度で搬送される。

カラーフィルタ基板８の基板搬送方向先頭側が撮像手段４の上方に達すると、撮像手段４による撮像が開始される。このとき、照明用光源５の照明光Ｌ２がフォトマスク１１の照明用窓１７を通してカラーフィルタ基板８に照射され、カラーフィルタ基板８のピクセル７を透過した照明光Ｌ２が撮像手段４で受光される。これにより、カラーフィルタ基板８に形成された複数のピクセル７の基板搬送方向（矢印Ａ）と交差する方向の一次元画像が撮像手段４により撮像される。このような撮像手段４による撮像は、受光素子２０の基板搬送方向（図３に示す矢印Ａ方向）の幅と略等しい距離だけカラーフィルタ基板８が移動する毎に実行される。

撮像手段４により所定の時間間隔で撮像された画像は、画像処理部２４で逐次処理されて二次元画像データが生成され、これを図示省略のメモリに保存されたルックアップテーブルと比較してカラーフィルタ基板８の基板搬送方向先頭側の、例えば図２に示すピクセル７の隅角部７ａが検出される。そして、このピクセル７の隅角部７ａが検出されてからカラーフィルタ基板８が所定距離だけ移動して上記ピクセル７がフォトマスク１１のマスクパターン１６の列の下側に達すると露光用光源１２が所定時間だけ点灯し、上記ピクセル７上のカラーレジストにフォトマスク１１のマスクパターン１６の像を転写露光する。なお、カラーフィルタ基板８の移動距離は、搬送手段１に設けた位置センサーにより検出するものである。

以後、カラーフィルタ基板８がピクセル７の基板搬送方向の配列ピッチと等しい距離だけ移動する毎に露光用光源１２が所定時間だけ点灯して露光が実行される。これにより、図５に斜線を付して示すようにカラーフィルタ基板８の所定のピクセル７上に対応色のカラーレジストが露光形成される。

この場合、フォトマスク１１とカラーフィルタ基板８との位置合わせは、カラーフィルタ基板８が撮像手段４による撮像位置とフォトマスク１１による露光位置との間を移動中に行なわれる。
以下、本発明のアライメント方法について図６のフローチャートを参照して説明する。
先ず、ステップＳ１においては、所定の時間間隔で撮像手段４から入力する画像が画像処理部２４で逐次処理され、カラーフィルタ基板８のピクセル７（図７（ａ）参照）の暗から明へ輝度変化するエッジ（同図（ｂ）の太い実線参照）及び明から暗へ輝度変化するエッジ（同図（ｂ）の太い破線参照）が夫々検出される。

ステップＳ２においては、カラーフィルタ基板８がピクセル７の基板搬送方向の配列ピッチと同じ距離だけ移動する間に撮像手段４の受光素子２０の並び方向における同じ位置で検出される暗から明へ輝度変化するエッジ及び明から暗へ輝度変化するエッジの数を基板搬送方向に夫々積算してエッジ数データを得る（図７（ｃ）参照）。

ステップＳ３においては、上記エッジ数データを所定の閾値と比較し、該閾値を超えたエッジ数に基づいてカラーフィルタ基板８のピクセル７の基板搬送方向に平行な複数のエッジ（長辺）を特定する。

ステップＳ４においては、ステップＳ３で特定された複数のエッジ（長辺）にて複数の近接エッジペアの中点位置を算出する。

ステップＳ５においては、ステップＳ４で算出された近接エッジペアの中点位置のうちから撮像手段４に設定されたターゲット位置Ｔに近接した中点位置を抽出する。

ステップＳ６においては、ステップＳ５で抽出された中点位置と撮像手段４に設定されたターゲット位置Ｔとの間の位置ずれ量を算出する。

ステップＳ７においては、アライメント機構駆動コントローラ２３によりアライメント機構２１のモータを駆動制御して、ステップＳ６で算出された位置ずれ量が所定値、例えばゼロとなるようにマスクステージ３を撮像手段４と一体的に基板搬送方向と交差する方向に移動してフォトマスク１１のマスクパターン１６とカラーフィルタ基板８のピクセル７との位置合わせを行う。

そして、上記ステップＳ１〜Ｓ７は、カラーフィルタ基板８の移動中も常時実行され、移動中のカラーフィルタ基板８に対してフォトマスク１１を位置合わせしながら露光が行われる。したがって、カラーフィルタ基板８が左右に振れながら搬送されても、カラーフィルタ基板８の移動にフォトマスク１１を自動追従させて露光することができ、重ね合わせ露光精度を向上することができる。

なお、上記実施形態においては、暗から明への輝度変化と明から暗への輝度変化の両方を検出してカラーフィルタ基板８のピクセル７の基板搬送方向に平行な複数の長辺の位置を特定した後、該複数の長辺にて複数の近接ペアの中点位置を演算し、該複数の近接ペアの中点位置から撮像手段４に予め設定されたターゲット位置Ｔに近接した中点位置を選択し、該選択された中点位置と撮像手段４のターゲット位置Ｔとの位置ずれ量を算出する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、暗から明への輝度変化又は明から暗への輝度変化のいずれか一方を検出してカラーフィルタ基板８のピクセル７の基板搬送方向に平行な複数の長辺を特定し、該特定された複数の長辺の位置から撮像手段４に予め設定されたターゲット位置Ｔに近接した長辺の位置を選択し、該選択された長辺の位置と撮像手段４のターゲット位置Ｔとの位置ずれ量を算出してもよい。

また、上記実施形態においては、アライメント装置６がマスクステージ３を撮像手段４と一体的に基板搬送方向と交差する方向に移動する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、マスクステージ３のみを移動してもよい。この場合、マスクステージ３の移動距離をリニアスケール等により計測可能にしておけば、カラーフィルタ基板８のピクセル７の上記選択された長辺の位置と撮像手段４のターゲット位置Ｔとの位置ずれ量に等しい距離だけマスクステージ３を移動すればよい。又は、アライメント装置６は、カラーフィルタ基板８を基板搬送方向と交差する方向に移動するものであってもよい。

さらに、上記実施形態においては、被露光体が表面に比較的単純な図形のパターン（ピクセル７）を形成したカラーフィルタ基板８である場合について説明したが、本発明はこれに限られず、被露光体は、表面に形成したパターンが基板搬送方向に平行な長辺部分を有するものであれば如何なるものであってもよく、例えばピクセル７内に複雑な配線パターンを有するＴＦＴ基板であってもよい。そして、このような複雑な図形のパターンを形成した被露光体において本発明の特徴が十分に発揮される。

そして、上記実施形態においては、照明が透過照明である場合について説明したが、本発明はこれに限られず、被露光体の各パターンが例えば光吸収膜で分離されているときには、照明は落射照明であってもよい。

１…搬送手段
３…マスクステージ
４…撮像手段
６…アライメント装置
７…ピクセル（パターン）
８…カラーフィルタ基板（被露光体）
１１…フォトマスク
１２…露光用光源（光源）
２０…受光素子
２１…アライメント機構
２４…画像処理部
２５…演算部

Claims (8)

1. 少なくとも一部に長辺を有するパターンをマトリクス状に備え前記長辺方向に搬送中の被露光体に対してフォトマスクを位置合わせするアライメント方法であって、
   前記被露光体の搬送方向と交差する方向に複数の受光素子を一直線状に並べて有する撮像手段により所定の時間間隔で撮像された複数の画像を逐次処理して前記受光素子の並び方向における輝度変化の位置を検出する段階と、
   前記被露光体が所定距離だけ移動する間に前記受光素子の並び方向における同じ位置で検出される前記輝度変化の回数を被露光体の搬送方向に積算してエッジ数データを得る段階と、
   前記エッジ数データにて所定の閾値を超えたエッジ数から前記パターンの前記搬送方向に平行な複数の前記長辺の位置を特定する段階と、
   前記特定された複数の長辺の位置から前記撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した長辺の位置を選択する段階と、
   前記選択された長辺の位置と前記撮像手段のターゲット位置との位置ずれ量を算出する段階と、
   前記位置ずれ量が所定値となるように少なくとも前記フォトマスクを前記被露光体の搬送方向と交差する方向に相対移動して前記フォトマスクと前記被露光体との位置合わせをする段階と、
   を実行することを特徴とするアライメント方法。
2. 前記複数の長辺の位置を特定した後、前記撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した長辺の位置を選択する段階に替えて、前記複数の長辺にて複数の近接ペアの中点位置を演算する段階と、前記複数の近接ペアの中点位置から前記撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した中点位置を選択する段階とを実行し、
   前記位置ずれ量を算出する段階においては、前記選択された中点位置と前記撮像手段のターゲット位置との位置ずれ量を算出する、
   ことを特徴とする請求項１記載のアライメント方法。
3. 前記撮像手段は、透過照明により前記被露光体のパターンを撮像することを特徴とする請求項１又は２記載のアライメント方法。
4. 前記被露光体は、配線パターンを形成したＴＦＴ基板であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のアライメント方法。
5. 少なくとも一部に長辺を有するパターンをマトリクス状に備え前記長辺方向に搬送中の被露光体に対してフォトマスクを位置合わせするアライメント装置であって、
   前記被露光体の搬送方向と交差する方向に複数の受光素子を一直線状に並べて有する撮像手段により所定の時間間隔で撮像された複数の画像を逐次処理して前記受光素子の並び方向における輝度変化の位置を検出し、前記被露光体が所定距離だけ移動する間に前記受光素子の並び方向における同じ位置で検出される前記輝度変化の回数を被露光体の搬送方向に積算してエッジ数データを得、該エッジ数データにて所定の閾値を超えたエッジ数から前記パターンの前記搬送方向に平行な複数の前記長辺の位置を特定する画像処理部と、
   前記特定された複数の長辺の位置から前記撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した長辺の位置を選択し、該選択された長辺の位置と前記撮像手段のターゲット位置との位置ずれ量を算出する演算部と、
   前記位置ずれ量が所定値となるように少なくとも前記フォトマスクを前記被露光体の搬送方向と交差する方向に相対移動して前記フォトマスクと前記被露光体との位置合わせをするアライメント機構と、
   を備えたことを特徴とするアライメント装置。
6. 前記演算部は、前記特定された複数の長辺にて複数の近接ペアの中点位置を演算し、該複数の近接ペアの中点位置から前記撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した中点位置を選択し、該選択された中点位置と前記撮像手段のターゲット位置との位置ずれ量を算出することを特徴とする請求項５記載のアライメント装置。
7. 少なくとも一部に長辺を有するパターンをマトリクス状に備え前記長辺方向に搬送中の被露光体に対してフォトマスクを位置合わせして露光する露光装置であって、
   紫外線を放射する光源と、
   前記搬送中の被露光体の面に近接対向させて前記フォトマスクを保持するマスクステージと、
   前記被露光体の搬送方向と交差する方向に複数の受光素子を一直線状に並べて有し、前記フォトマスクによる露光位置の搬送方向手前側の位置を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段により所定の時間間隔で撮像された複数の画像を逐次処理して前記撮像手段の受光素子の並び方向における輝度変化の位置を検出し、前記被露光体が所定距離だけ移動する間に前記受光素子の並び方向における同じ位置で検出される前記輝度変化の回数を被露光体の搬送方向に積算してエッジ数データを得、該エッジ数データにて所定の閾値を超えたエッジ数から前記パターンの前記搬送方向に平行な複数の前記長辺の位置を特定し、該特定された複数の長辺の位置から前記撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した長辺の位置を選択し、該選択された長辺の位置と前記撮像手段のターゲット位置との位置ずれ量を算出し、該位置ずれ量が所定値となるように少なくとも前記マスクステージを前記被露光体の搬送方向と交差する方向に相対移動して前記フォトマスクと前記被露光体との位置合わせをするアライメント装置と、
   を備えたことを特徴とする露光装置。
8. 前記アライメント装置は、前記複数の長辺の位置を特定した後、該複数の長辺にて複数の近接ペアの中点位置を演算し、該複数の近接ペアの中点位置から前記撮像手段に予め設定されたターゲット位置に近接した中点位置を選択し、該選択された中点位置と前記撮像手段のターゲット位置との位置ずれ量を算出することを特徴とする請求項７記載の露光装置。

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