JP2011124500A - 露光方法及び露光装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】同一の被露光体に対する複数種の露光パターンの形成効率を向上する。
【解決手段】被露光体を一方向に一定速度で搬送しながら該被露光体の搬送方向に所定間隔で配置された第１及び第２の露光領域毎に異なる露光パターンを形成する露光方法であって、各露光パターンに対応する第１及び第２のマスクパターン群を被露光体の搬送方向に所定間隔で並べて形成したフォトマスクの第１のマスクパターン群による被露光体の第１の露光領域に対する露光が終了すると、フォトマスクを所定距離だけ移動して第１のマスクパターン群から第２のマスクパターン群に切り替える段階と、第２のマスクパターン群により被露光体の第２の露光領域に対する露光を実行する段階と、を有し、第１及び第２のマスクパターン群の切り替え時における被露光体の移動距離がフォトマスクの移動距離よりも長くなるようにフォトマスクの移動速度を制御するものである。
【選択図】図１０

Description

本発明は、被露光体を一方向に一定速度で搬送しながら被露光体上に配置された複数の露光領域毎に異なる露光パターンを形成する露光方法及び露光装置に関し、詳しくは、複数種の露光パターンの形成効率を向上しようとする露光方法及び露光装置に係るものである。
従来、この種の露光方法は、被露光体を一方向に搬送しながら、フォトマスクの一のマスクパターン群を選択して該一のマスクパターン群により被露光体７の所定の露光領域に一の露光パターン群を露光形成し、次に、一旦上記被露光体７を露光開始前の待機位置まで戻した後、フォトマスクのマスクパターン群を別のマスクパターン群に切り替え、その後、被露光体の搬送を再開して上記別のマスクパターン群により被露光体の別の露光領域に別の露光パターン群を露光形成するようになっていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８−３１０２１７号公報
しかし、このような従来の露光方法においては、一つのマスクパターン群による露光が終了する度に被露光体を一旦、露光開始前の待機位置まで戻すものであるため、被露光体に対する全ての露光が終了するまでの被露光体の総移動距離が、形成しようとする露光パターンの種類が多くなるほど長くなっていた。したがって、同一の被露光体上に複数種の露光パターンを形成しようとした場合に、露光パターンの形成効率が悪いという問題があった。
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、同一の被露光体に対する複数種の露光パターンの形成効率を向上しようとする露光方法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、本発明による露光方法は、被露光体を一方向に一定速度で搬送しながら該被露光体の搬送方向に所定間隔で配置された複数の露光領域毎に異なる露光パターンを形成する露光方法であって、前記各露光パターンに対応する複数種のマスクパターン群を前記被露光体の搬送方向に所定間隔で並べて形成したフォトマスクの一のマスクパターン群による前記被露光体の一の露光領域に対する露光が終了すると、前記フォトマスクを所定距離だけ移動して前記一のマスクパターン群から他のマスクパターン群に切り替える段階と、前記他のマスクパターン群により前記被露光体の次の露光領域に対する露光を実行する段階と、を有し、前記一のマスクパターン群から他のマスクパターン群に切り替えるために、前記フォトマスクの移動を開始してからそれを停止するまでの間に前記被露光体の移動距離が前記フォトマスクの移動距離よりも長くなるように前記フォトマスクの移動速度を制御するものである。
このような構成により、被露光体を一方向に一定速度で搬送しながら、複数種のマスクパターン群を被露光体の搬送方向に所定間隔で並べて形成したフォトマスクの一のマスクパターン群による被露光体の一の露光領域に対する露光が終了すると、被露光体の移動距離がフォトマスクの移動距離よりも長くなるようにフォトマスクの移動速度を制御しながらフォトマスクを所定距離だけ移動して一のマスクパターン群から他のマスクパターン群に切り替え、他のマスクパターン群により被露光体の次の露光領域に対する露光を実行する。
また、前記フォトマスクの移動速度は、停止状態から所定速度まで加速する加速段階と、前記所定速度で移動する定速段階と、減速して停止するまでの減速段階とに切り替え制御される。これにより、フォトマスクの移動速度を停止状態から所定速度まで加速する加速段階と、所定速度で移動する定速段階と、減速して停止するまでの減速段階とに切り替えて制御し、一のマスクパターン群から他のマスクパターン群に切り替える。
そして、前記定速段階におけるフォトマスクの移動速度は、前記被露光体の搬送速度よりも速い。これにより、定速段階におけるフォトマスクの移動速度を被露光体の搬送速度よりも速くして一のマスクパターン群から他のマスクパターン群に切り替える。
また、本発明による露光装置は、被露光体を一方向に一定速度で搬送しながら該被露光体の搬送方向に所定間隔で配置された複数の露光領域毎に異なる露光パターンを形成する露光装置であって、前記被露光体を所定速度で搬送する搬送手段と、前記搬送手段の上面に対向して配設され、前記各露光パターンに対応する複数種のマスクパターン群を前記被露光体の搬送方向に所定間隔で並べて形成したフォトマスクを保持すると共に、前記フォトマスクの一のマスクパターン群による前記被露光体の一の露光領域に対する露光が終了すると、前記フォトマスクを所定距離だけ移動して前記一のマスクパターン群から他のマスクパターン群に切り替えるマスクステージと、前記マスクステージの移動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記一のマスクパターン群から他のマスクパターン群に切り替えるために、前記フォトマスクの移動を開始してからそれを停止するまでの間に前記被露光体の移動距離が前記フォトマスクの移動距離よりも長くなるように前記マスクステージの移動速度を制御するものである。
このような構成により、搬送手段で被露光体を一方向に一定速度で搬送しながら、複数種のマスクパターン群を被露光体の搬送方向に所定間隔で並べて形成したフォトマスクの一のマスクパターン群による被露光体の一の露光領域に対する露光が終了すると、制御手段により被露光体の移動距離がフォトマスクの移動距離よりも長くなるようにマスクステージの移動速度を制御しながらフォトマスクを所定距離だけ移動して一のマスクパターン群から他のマスクパターン群に切り替え、他のマスクパターン群により被露光体の次の露光領域に対する露光を実行する。
さらに、前記制御手段は、前記マスクステージの移動速度を停止状態から所定速度まで加速する加速段階と、前記所定速度で移動する定速段階と、減速して停止するまでの減速段階とに切り替え制御するものである。これにより、制御手段でマスクステージの移動速度を停止状態から所定速度まで加速する加速段階と、所定速度で移動する定速段階と、減速して停止するまでの減速段階とに切り替えて制御し、一のマスクパターン群から他のマスクパターン群に切り替える。
そして、前記制御手段は、前記定速段階におけるマスクステージの移動速度を前記被露光体の搬送速度よりも速くなるように制御する。これにより、制御手段で定速段階におけるマスクステージの移動速度を被露光体の搬送速度よりも速くなるように制御する。
また、前記フォトマスクは、前記複数種のマスクパターン群を１組として複数組を所定間隔で一列に並べて有する第１及び第２のフォトマスクから成り、前記複数組のマスクパターン群が前記被露光体の搬送方向と略直交する方向に所定ピッチで互い違いに並ぶように前記第１及び２のフォトマスクを互いに前記被露光体の搬送方向と略直交する方向に所定寸法だけずらして配置したものである。これにより、複数種のマスクパターン群を１組として複数組を所定間隔で一列に並べて有し、該複数組のマスクパターン群が被露光体の搬送方向と略直交する方向に所定ピッチで互い違いに並ぶように互いに被露光体の搬送方向と略直交する方向に所定寸法だけずらして配置した第１及び第２のフォトマスクにより、被露光体の複数の露光領域にマスクパターン群を切り替えて露光する。
さらに、前記第１及び第２のフォトマスクの複数種のマスクパターン群のうち、同種のマスクパターン群は、前記被露光体の搬送方向に見て隣接する二つのマスクパターン群の端部領域に位置するマスクパターンが互いに重なるようにされ、且つ、前記端部領域に位置するマスクパターンは、前記隣接する二つのマスクパターン群の対応するマスクパターンとの重ね露光により所定の露光量が得られるように前記マスクパターン群の中央部に位置するマスクパターンと形状を異ならせたものである。これにより、第１及び第２のフォトマスクの複数種のマスクパターン群のうち、同種のマスクパターン群について被露光体の搬送方向に見て隣接する二つのマスクパターン群の端部領域に位置し、互いに重なるようにされたマスクパターンの形状をマスクパターン群の中央部に位置するマスクパターンの形状と異ならせて、上記隣接する二つのマスクパターン群の対応するマスクパターンとの重ね露光により所定の露光量が得られるようにする。
さらにまた、前記第１及び第２のフォトマスクの各マスクパターン群の端部領域に位置するマスクパターンは、前記被露光体の搬送方向と略直交して所定ピッチで複数に分割されている。これにより、第１及び第２のフォトマスクの各マスクパターン群の端部領域に位置し、被露光体の搬送方向と略直交して所定ピッチで複数に分割されたマスクパターンにより重ね露光して所定の露光量を得る。
そして、前記第１及び第２のフォトマスクの各マスクパターン群の端部領域に位置するマスクパターンは、前記被露光体の搬送方向と略直交して所定間隔で複数の微小パターンに分割されると共に、前記複数の微小パターンの面積の総和が所定値となるように各微小パターンの大きさが設定されている。これにより、第１及び第２のフォトマスクの各マスクパターン群の端部領域に位置し、被露光体の搬送方向と略直交して所定間隔で複数の微小パターンに分割されると共に、複数の微小パターンの面積の総和が所定値となるように各微小パターンの大きさが設定されたマスクパターンにより重ね露光して所定の露光量を得る。
請求項１又は４に係る発明によれば、従来技術と違って、所定の露光領域に対する露光が終了する度に、被露光体を露光開始前の待機位置まで戻すことなく被露光体を連続して所定速度で移動しながら、複数の露光領域毎に夫々異なる露光パターンを形成することができる。したがって、全ての露光が終了するまでの被露光体の総移動距離は、従来技術よりも遥かに短くなる。それ故、同一の被露光体に対する複数種の露光パターンの形成効率を従来技術に増して向上することができる。また、一のマスクパターン群から他のマスクパターン群に切り替えるために、フォトマスクの移動を開始してからそれを停止するまでの間に被露光体の移動距離がフォトマスクの移動距離よりも長くなるようにフォトマスクの移動速度を制御しているので、例えば被露光体の搬送方向に先後して配置されたマスクパターン群の端部領域により重ね露光する場合、該端部領域の重ね露光によるオーバー露光を回避するために、上記端部領域のマスクパターン形状をマスクパターン群の中央部のマスクパターン形状と異ならせたときに、上記端部領域に対応して未露光部分が生じるという問題を解決することができる。
また、請求項２又は５に係る発明によれば、被露光体の搬送方向における複数の露光領域の配置間隔をフォトマスクの複数種のマスクパターン群の長手中心軸間距離よりも狭くしても、未露光部分の発生を防止することができる。
さらに、請求項３又は６に係る発明によれば、スチル露光状態を回避して露光領域全体に亘って略等しい露光量で均一に露光することができる。
また、請求項７に係る発明によれば、露光パターンを稠密に形成することができる。
さらに、請求項８に係る発明によれば、被露光体の搬送方向に先後して配置したマスクパターン群の端部領域による重ね露光で該端部領域に対応する露光領域がオーバー露光となるのを防止することができる。
さらにまた、請求項９に係る発明によれば、マスクパターン群の端部領域による露光を均一化することができる。
そして、請求項１０に係る発明によれば、マスクパターン群の端部領域による露光をより均一化することができる。
本発明による露光装置の実施形態を示す概要図である。 上記露光装置に使用する被露光体の表面に配置された複数の露光領域の一設配置例を示す平面図である。 上記露光装置に使用するフォトマスクの一構成例を示す平面図である。 上記フォトマスクのマスクパターン群の端部領域に位置するマスクパターンの一形状例を示す平面図である。 上記被露光体の第１の露光領域と第２の露光領域との間隔がフォトマスクの第１及び第２のマスクパターン群の長手中心軸間距離と等しい場合、マスクパターン群切り替え時に、フォトマスクの移動速度を被露光体の移動速度と同じにして移動したときの露光を示す説明図である。 上記被露光体の第１の露光領域と第２の露光領域との間隔がフォトマスクの第１及び第２のマスクパターン群の長手中心軸間距離に比して広い場合、マスクパターン群切り替え時に、フォトマスクの移動速度を被露光体の移動速度よりも遅くして移動したときの露光を示す説明図である。 上記第１の露光領域と第２の露光領域との間隔がフォトマスクの第１及び第２のマスクパターン群の長手中心軸間距離よりも狭い場合、マスクパターン群切り替え時に、フォトマスクの移動速度を被露光体の移動速度と同じにして移動したときの露光を示す説明図である。 本実施形態におけるフォトマスクの第１及び第２のマスクパターン群の形状を示す平面図である。 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。 本発明の露光方法を示すフローチャートである。 本発明の露光方法を示す説明図である。 本発明におけるマスクステージの移動の制御プロファイルの一例を示す説明図である。 上記被露光体の移動量とフォトマスクの移動量との関係について本発明の別の制御例を示すグラフである。 図１３の制御における被露光体及びフォトマスクの移動距離の差分の変動を示すグラフである。 上記フォトマスクの端部領域が複数に分割されてできた小単位の別の形状例を示す平面図である。 上記フォトマスクのマスクパターン群の端部領域に位置するマスクパターンの別の形状例を示す平面図である。
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概要図である。この露光装置は、露光工程の実行中、被露光体を一方向に一定速度で搬送しながら該被露光体上に配置された複数の露光領域毎に異なる露光パターンを形成するもので、搬送手段１と、光源２と、カップリング光学系３と、マスクステージ４と、撮像手段５と、制御手段６とを備えている。
上記搬送手段１は、上面１ａに被露光体７を載置して矢印Ａで示す方向に一定速度ＶＧで搬送するものであり、エアを上面１ａから噴射すると共に吸引し、該エアの噴射と吸引とをバランスさせて被露光体７を所定量だけ浮上させた状態で搬送するようになっている。また、搬送手段１には、被露光体７の移動速度ＶＧを検出する速度センサー及び被露光体７の位置を検出する位置センサー（図示省略）が備えられている。
ここで使用する被露光体７は、図２に示すように、第１の露光パターン群を形成しようとする第１の露光領域８と、第２の露光パターン群を形成しようとする第２の露光領域９とが搬送方向（矢印Ａ方向）に間隔Ｗ１で予め配置されたものであり、１枚の大型ガラス基板に例えばサイズの異なる複数の表示パネルが多面付けされたカラーフィルタ基板等である。
上記搬送手段１の上方には、光源２が設けられている。この光源２は、光源光として紫外線を放射するものであり、キセノンランプ、超高圧水銀ランプ、又はレーザ光源等である。
上記光源２の光放射方向前方には、カップリング光学系３が設けられている。このカップリング光学系３は、光源２から放射された光源光を平行光にして後述のフォトマスク１０のマスクパターン群に照射させるものであり、フォトインテグレータやコンデンサレンズ等の光学部品を含んで構成されている。さらに、フォトマスク１０の各マスクパターン群の形成領域の外形に合わせて光源光の横断面形状を整形するマスクも備えている。
上記搬送手段１の上面に対向してマスクステージ４が設けられている。このマスクステージ４は、被露光体７上に形成される異種類の第１及び第２の露光パターン群に夫々対応する第１及び第２のマスクパターン群１１，１２（図３参照）を、被露光体７上に配置された第１及び第２の露光領域８，９の間隔Ｗ１よりも狭い間隔Ｗ２（図３参照）で被露光体７の搬送方向（矢印Ａ方向）に並べて形成したフォトマスク１０の周縁部を保持すると共に、フォトマスク１０の第１のマスクパターン群１１を使用して行う被露光体７の第１の露光領域８に対する露光が終了すると、フォトマスク１０を被露光体７の搬送方向（矢印Ａ方向）と同方向（矢印Ｂ方向）に第１及び第２のマスクパターン群１１，１２の長手中心軸間距離Ｗ３（図３参照）と等しい距離だけ移動して第１のマスクパターン群１１から第２のマスクパターン群１２に切り替えるものであり、図示省略の速度センサーや位置センサーを備えている。
ここで、フォトマスク１０は、図３に示すように、第１及び第２のマスクパターン群１１，１２を１組として複数組を所定間隔で一列に並べて有する第１及び第２のフォトマスク１３，１４から成り、上記複数組のマスクパターン群１１，１２が被露光体７の搬送方向（矢印Ａ方向）と略直交する方向に所定ピッチで互い違いに並ぶように第１及び第２のフォトマスク１３，１４を互いに被露光体７の搬送方向（矢印Ａ方向）と略直交する方向に所定寸法だけずらして配置したものである。
この場合、第１及び第２のフォトマスク１３，１４の２種類のマスクパターン群１１，１２のうち同種のマスクパターン群、例えば第１のマスクパターン群１１は、被露光体７の搬送方向（矢印Ａ方向）に見て隣接する第１のマスクパターン群１１と端部領域（図３に示す二本の破線で挟まれた領域）１５が重なるようにされると共に、該二つの端部領域１５内のマスクパターン１６（図４参照）の位置が矢印Ａ方向において互いに合致するようにされている。また、上記端部領域１５に位置するマスクパターン１６は、互いに隣接する二つの第１のマスクパターン群１１の対応するマスクパターン１６との重ね露光により所定の露光量が得られるように第１のマスクパターン群１１の中央部に位置するマスクパターン１６と形状を異ならせたものとなっている。
より具体的には、図４に示すように、上記端部領域１５の形状を三角形にして該端部領域１５に位置する細長矩形状のマスクパターン１６の矢印Ａ方向の長さ寸法が第１のマスクパターン群１１の長手中心軸に沿って中央寄りから外寄りに進むに従って暫時短くなるように形成されており、矢印Ａ方向に隣接する二つの第１のマスクパターン群１１の端部領域１５内に位置する互いに対応する二つのマスクパターン１６ａ，１６ｂの開口面積の和が第１のマスクパターン群１１の中央部に位置するマスクパターン１６ｃの開口面積と略等しくなるようにされている。これにより、第１のマスクパターン群１１の上記端部領域１５の矢印Ａ方向に対応する二つのマスクパターン１６ａ，１６ｂによる重ね露光量が第１のマスクパターン群１１の中央部のマスクパターン１６ｃによる露光量と略等しくなり、オーバー露光が回避される。
このようなフォトマスク１０を使用して被露光体７の二つの露光領域に異なる露光パターンを形成する場合には、第１のマスクパターン群１１による被露光体７の第１の露光領域８に対する露光が終了すると、フォトマスク１０を被露光体７の搬送方向（矢印Ａ方向）と同方向（矢印Ｂ方向）に距離Ｗ３だけ移動して第１のマスクパターン群１１から第２のマスクパターン群１２に切り替え、該第２のマスクパターン群１２により被露光体７の第２の露光領域９に対する露光を実行することになる。
この場合、第１の露光領域８と第２の露光領域９との間隔Ｗ１がフォトマスク１０の第１及び第２のマスクパターン群１１，１２の長手中心軸間距離Ｗ３と等しいか又はそれよりも広いときには、第１のマスクパターン群１１から第２のマスクパターン群１２に切り替える際、フォトマスク１０を被露光体７の移動速度ＶＧと同じ速度か又はそれよりも遅い速度で移動すればよい。
図５は、被露光体７の第１の露光領域８と第２の露光領域９との間隔Ｗ１がフォトマスク１０の第１及び第２のマスクパターン群１１，１２の長手中心軸間距離Ｗ３と等しい場合、フォトマスク１０の移動速度ＶＭを被露光体７の移動速度ＶＧと同じにして移動したときの露光を示す説明図である。これによると、被露光体７の第１の露光領域８の矢印Ａ方向後尾端部８ａがフォトマスク１０の第１のマスクパターン群１１の長手中心軸と合致したとき（同図（ａ）参照、このとき、第２の露光領域９の矢印Ａ方向先頭端部９ａが第２のマスクパターン群１２の長手中心軸に合致する）、フォトマスク１０の矢印Ｂ方向への移動を開始してマスクパターン群の切り替えを行えば（同図（ｂ）参照）、第１の露光領域８の全域に第１のマスクパターン群１１による露光を行うことができ、第２の露光領域９の全域に第２の露光パターン群による露光を行うことができる。
図６は、被露光体７の第１の露光領域８と第２の露光領域９との間隔Ｗ１がフォトマスク１０の第１及び第２のマスクパターン群１１，１２の長手中心軸間距離Ｗ３に比して広い場合、フォトマスク１０の移動速度ＶＭを被露光体７の移動速度ＶＧよりも遅くして移動したときの露光を示す説明図である。これによると、被露光体７の第１の露光領域８の矢印Ａ方向後尾端部８ａがフォトマスク１０の第１のマスクパターン群１１の長手中心軸と合致したとき（同図（ａ）参照）、フォトマスク１０の矢印Ｂ方向への移動を開始してマスクパターン群の切り替えを行えば（同図（ｂ）参照）、切り替え終了時又はそれよりも遅れて被露光体７の第２の露光領域９の矢印Ａ方向先頭端部９ａをフォトマスク１０の第２のマスクパターン群１２の長手中心軸に合致させることができる。したがって、この場合も、第１の露光領域８の全域に第１のマスクパターン群１１による露光を行うことができ、第２の露光領域９の全域に第２のマスクパターン群１２による露光を行うことができる。
ところが、図７に示す本実施形態の被露光体７のように、第１の露光領域８と第２の露光領域９との間隔Ｗ１がフォトマスク１０の第１及び第２のマスクパターン群１１，１２の長手中心軸間距離Ｗ３よりも狭いときには、同図に示すように、マスクパターン群を切り替える際に、フォトマスク１０の移動速度ＶＭを被露光体７の移動速度ＶＧと同じにして移動すると、第１の露光領域８の矢印Ａ方向後尾端部８ａ側又は第２の露光領域９の先頭端部９ａ側の一部に未露光部分１７が生じてしまう。また、第１のマスクパターン群１１から第２のマスクパターン群１２に切り替える際のフォトマスク１０の移動速度ＶＭを被露光体７の移動速度ＶＧよりも遅くした場合には、第１のマスクパターン群１１から第２のマスクパターン群１２に切り替わる前に、第２の露光領域９の矢印Ａ方向先頭端部９ａが第２のマスクパターン群１２の長手中心軸を越えて先に進んでしまい、第２の露光領域９の先頭端部９ａ側の一部に未露光部分１７が生じてしまう。
そこで、本実施形態においては、図８に示すように、同種のマスクパターン群にて矢印Ａ方向に隣接するマスクパターン群と重なる端部領域１５を矢印Ａ方向と略直交してピッチＷ４で複数に分割（同図においては１０分割で示す）すると共に分割してできた各小単位１５ａの形状を三角形としている。また、同時に、マスクパターン１６の移動速度ＶＭを停止状態から所定速度（本実施形態においては被露光体７の移動速度ＶＧと同じ速度）まで加速する加速段階と、上記所定速度で移動する定速段階と、減速して停止するまでの減速段階とに切り替え、上記加速及び減速段階において、フォトマスク１０をマスクパターン群１１，１２の端部領域１５の分割寸法Ｗ４と少なくとも同じ距離だけ移動させるようにしている。これにより、第１の露光領域８と第２の露光領域９との間隔Ｗ１が第１及び第２のマスクパターン群１１，１２の長手中心軸間距離Ｗ３よりも狭い場合にも、未露光部分１７を生じさせることなく、第１の露光領域８の全域に第１のマスクパターン群１１による露光を行うことができ、第２の露光領域９の全域に第２の露光パターン群による露光を行うことができる（図１１参照）。
上記フォトマスク１０による露光位置の搬送方向手前側の位置を撮像可能に撮像手段５が設けられている。この撮像手段５は、被露光体７の表面を撮像するものであり、搬送手段１の上面１ａに平行な面内にて搬送方向（矢印Ａ方向）と略直交する方向に複数の受光素子を一直線状に並べたラインカメラである。そして、撮像手段５の撮像中心とマスクステージ４が停止状態におけるフォトマスク１０による露光光照射領域の矢印Ａ方向後尾端との間は、距離Ｌに設定されている。
上記搬送手段１と、光源２と、マスクステージ４と、撮像手段５とに電気的に接続させて制御手段６が設けられている。この制御手段６は、第１のマスクパターン群１１から第２のマスクパターン群１２に切り替えるために、フォトマスク１０の移動を開始してからそれを停止するまでの間に被露光体７の移動距離がフォトマスク１０の移動距離よりも長くなるようにマスクステージ４の移動速度ＶＭを制御するものであり、図９に示すように、画像処理部１８と、メモリ１９と、演算部２０と、搬送手段駆動コントローラ２１と、マスクステージ駆動コントローラ２２と、光源駆動コントローラ２３と、制御部２４とを備えている。
ここで、画像処理部１８は、撮像手段５で撮像された被露光体７表面の画像を処理して各露光領域の搬送方向先頭側の位置を検出するものである。また、メモリ１９は、各露光領域の矢印Ａ方向の寸法Ｄ１，Ｄ２、撮像手段５の撮像中心とフォトマスク１０による露光光照射領域の矢印Ａ方向後尾端との間の距離Ｌ、被露光体７の移動速度ＶＧ及びマスクステージ４の移動速度ＶＭの制御プロファイルを記憶すると共に、後述の演算部２０における演算結果を一時的に記憶するものである。さらに、演算部２０は、搬送手段１の位置センサーの出力に基づいて被露光体７の移動距離を演算すると共に、マスクステージ４の位置センサーの出力に基づいてフォトマスク１０の移動距離を演算するものである。そして、搬送手段駆動コントローラ２１は、搬送手段１のステージが一定速度ＶＧで移動するように制御するものである。また、マスクステージ駆動コントローラ２２は、マスクステージ４の移動をメモリ１９に記憶された制御プロファイルに基づいて制御するものである。さらに、光源駆動コントローラ２３は、光源２の点灯及び消灯の駆動を制御するものである。そして、制御部２４は、上記各要素が適切に駆動するように全体を統合して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図１０を参照して説明する。
先ず、ステップＳ１においては、マスクステージ４は停止してフォトマスク１０の第１のマスクパターン群１１が選択されている。
ステップＳ２においては、搬送手段１が搬送手段駆動コントローラ２１によって制御されて移動を開始し、被露光体７を矢印Ａ方向に一定速度ＶＧで搬送する。
ステップＳ３においては、画像処理部１８で撮像手段５により撮像された被露光体７の表面の画像を処理し、第１の露光領域８の矢印Ａ方向の先頭端部にて、例えば第１の露光領域８内に予め形成されたピクセル等の基準パターンの矢印Ａ方向先頭側の縁部を検出する。
ステップＳ４においては、演算部２０により、搬送手段１の位置センサーの出力に基づいて第１の露光領域８の矢印Ａ方向の先頭端部を検出してから被露光体７が移動する距離を算出し、被露光体７の移動距離がメモリ１９から読み出した距離Ｌと合致して、ステップＳ４において“ＹＥＳ”判定となるとステップＳ５に進む。
ステップＳ５においては、光源駆動コントローラ２３が起動して光源２を点灯させる。これにより、光源２から放射され、カップリング光学系３を経て平行光にされ、さらに横断面形状がマスクパターン群の外形に合わせて矩形状に整形された光源光がフォトマスク１０の第１のマスクパターン群１１に照射する。これにより。被露光体７の第１の露光領域８にフォトマスク１０の第１のマスクパターン群１１に対応したパターンが露光され、第１の露光パターンが形成される。このとき、第１のフォトマスク１３の第１のマスクパターン群１１の端部領域１５による露光軌跡を辿って、第２のフォトマスク１４の第１のマスクパターン群１１の端部領域１５により重ね露光がなされ、所定深さの露光が行われる。
ステップＳ６においては、搬送手段１の位置センサーの出力に基づいて被露光体７の移動距離が演算部２０で演算され、該距離とメモリ１９から読み出した第１の露光領域８の矢印Ａ方向の寸法Ｄ１とが合致して第１の露光領域８に対する露光が終了したか否かが判定される。ここで、両者が合致して、ステップＳ６において“ＹＥＳ”判定となると、ステップＳ７に進む。なお、本実施形態においては、図１１（ａ）に示すように、被露光体７が距離（Ｄ１＋Ｗ４）（Ｗ４は第１のマスクパターン群１１の分割寸法）だけ移動したときに第１の露光領域８に対する露光が終了したと判定するようにしている。
ステップＳ７においては、マスクステージ駆動コントローラ２２が起動し、マスクステージ４の移動を図１２に示す制御プロファイルに従って制御し、第１のマスクパターン群１１から第２のマスクパターン群１２に切り替える。
以下、図１１及び図１２を参照して本発明の露光方法について説明する。
先ず、図１１（ａ）に示すように、第１のマスクパターン群１１による第１の露光領域８に対する露光が終了すると、マスクステージ４が矢印Ｂ方向へ移動を開始する。このとき、マスクステージ４の移動は、図１２に示すように、時間ｔ１経過後に被露光体７の移動速度ＶＧと等しい速度となるように加速される。したがって、この加速段階に移動するフォトマスク１０の移動距離は、ＶＧ・ｔ１／２となり、被露光体７の移動距離（ＶＧ・ｔ１）の半分となる。それ故、加速段階にフォトマスク１０の移動する距離が図１１（ｂ）に示すようにＷ４となるように、加速時間ｔ１を予め設定しておけば、加速が終了したとき被露光体７は、同図に示すように、さらに２Ｗ４だけ先に進むことになる。これにより、第１のマスクパターン群１１の端部領域１５に対応した第１の露光領域８は、未露光部分１７が生じることなく均一に露光される。
加速段階を終了すると、マスクステージ４は、図１２に示すように定速段階に移行する。このとき、マスクステージ４は、被露光体７の移動速度ＶＧと同じ速度で移動する。ここで、この定速段階におけるマスクステージ４の移動距離が例えば（Ｗ２＋８Ｗ４）となるように、時間（ｔ２−ｔ１）を予め設定しておけば、図１１（ｃ）に示すように、フォトマスク１０の第２のマスクパターン群１２の矢印Ａ方向先頭端部１２ａが光源光照射領域２５の矢印Ａ方向先頭端部２５ａから距離Ｗ４だけ手前の位置に達するまでフォトマスク１０は、被露光体７の移動速度ＶＧと同じ速度で移動する。したがって、この定速段階における露光は、スチル露光と同様の露光となり、図１１（ｃ）に示すように第２のマスクパターン群１２の形状が第２の露光領域９に転写されて、第２のマスクパターン群１２の端部領域１５に対応して未露光部分１７が生じることになる。
定速段階を終了すると、マスクステージ４は、図１２に示すように減速段階に移行し、速度を徐々に減らして（ｔ３−ｔ２）時間経過後に停止する。このとき、（ｔ３−ｔ２）＝ｔ１に設定しておけば、マスクステージ４は、図１１（ｄ）に示すように、減速段階において距離Ｗ４だけ進んで停止することになる。一方、被露光体７は、この減速段階において、マスクステージ４の移動距離の倍の距離２Ｗ４だけ進むので、図１１（ｄ）に示すように第２のマスクパターン群１２の端部領域１５により第２の露光領域９の未露光部分１７が露光される。
上述のように、マスクステージ４が移動を開始してから停止するまでに移動する距離は、図１２おいて台形ａｂｃｄの面積に相当するから、その距離は、ＶＧ・ｔ２となる。そして、その距離は、図１１においては、（Ｗ２＋１０Ｗ４）であり、これは第１及び第２のマスクパターン群１１，１２の長手中心軸間距離Ｗ３に等しく、マスクパターン群の切り替えが適切に行われることになる。
一方、マスクステージ４が移動を開始してから停止するまでに被露光体７が移動する距離は、図１２において長方形ａｅｆｄの面積に相当するから、その距離は、ＶＧ・ｔ３となる。そして、その距離は、図１１においては、（Ｗ２＋１２Ｗ４）であり、マスクステージ４の移動距離よりも長くなる。
このように、フォトマスク１０の第１のマスクパターン群１１による被露光体７の第１の露光領域８に対する露光が終了して、第１のマスクパターン群１１から第２のマスクパターン群１２に切り替えるとき、被露光体７の移動距離がフォトマスク１０の移動距離よりも長くなるようにフォトマスク１０の移動速度を制御することにより、フォトマスク１０の第１又は第２のマスクパターン群１１，１２の端部領域１５に対応して生じる未露光部分１７を無くすことができる。特に、フォトマスク１０の移動を加速・定速・減速の制御プロファイルに従って制御することにより、被露光体７の第１及び第２の露光領域８，９の間隔Ｗ１をフォトマスク１０の第１及び第２のマスクパターン群１１，１２の長手中心軸間距離Ｗ３よりも狭くしても、マスクパターン群の端部領域１５に対応した露光領域の部分に未露光部分１７が生じるのを防止することができる。
このようにしてフォトマスク１０のマスクパターン群の切り替えが終了すると、ステップＳ８に進んで、フォトマスク１０の第２のマスクパターン群１２により被露光体７の第２の露光領域９への露光が実行される。
そして、ステップＳ９においては、搬送手段１の位置センサーの出力に基づいて被露光体７の移動距離が演算部２０で演算され、該距離とメモリ１９から読み出した第２の露光領域９の矢印Ａ方向の寸法Ｄ２とが合致して第２の露光領域９に対する露光が終了したか否かが判定される。ここで、両者が合致して “ＹＥＳ”判定となると露光が終了する。そして、光源駆動コントローラ２３により制御されて光源２が消灯され、搬送手段駆動コントローラ２１により制御されて搬送手段１の駆動が停止される。ここで、複数の被露光体７が逐次搬送され、該複数の被露光体７に対して続けて露光が実行される場合には、搬送手段１は継続して駆動される。
なお、上記実施形態においては、フォトマスク１０の定速時の移動速度ＶＭが被露光体７の移動速度ＶＧと等しくなるように設定した場合について説明したが、本発明はこれに限られず、フォトマスク１０の定速時の移動速度ＶＭを被露光体７の移動速度ＶＧよりも速くなるように設定してもよい。
図１３は、被露光体７の移動量とフォトマスク１０の移動量との関係について本発明の別の制御例を示すグラフである。
図１３は、図８に示すフォトマスク１０を使用し、フォトマスク１０の加速度を1000mm/sec2、定速時のフォトマスク１０の移動速度ＶＭを130mm/sec、フォトマスク１０の移動距離を50mmとし、被露光体７の移動速度ＶＧを110mm/secとして計算したものである。この場合、被露光体７の第１の露光領域８と第２の露光領域９との間隔Ｗ１は25mmであり、フォトマスク１０の第１及び第２のマスクパターン群１１，１２の矢印Ａ方向の幅は40mmである。また、フォトマスク１０の移動開始直前においては、被露光体７の第１の露光領域８の矢印Ａ方向後尾端部８ａがフォトマスク１０の第１のマスクパターン群１１の矢印Ａ方向後尾端部１１ａよりも4.2mmだけ矢印Ａ方向に進んでいる状態を条件としている。
その結果、フォトマスク１０が50mm移動して第１のマスクパターン群１１から第２のマスクパターン群１２へマスクパターン群の切り替えが行なわれる間に被露光体７が移動する距離は、56.6mmとなる。また、定速時のフォトマスク１０の移動速度ＶＭを被露光体７の移動速度ＶＧよりも速くなるように設定しているので、フォトマスク１０の移動中におけるフォトマスク１０と被露光体７との間の移動距離の差分は、図１４に示すように変動する。したがって、上記実施形態において説明したようなフォトマスク１０の移動の定速段階におけるスチル露光と同様の露光状態が避けられる。これにより、上記定速段階におけるオーバー露光が回避でき、露光領域全面に亘って略等しい露光量で均一な露光を行なうことができる。
また、上記実施形態においては、マスクパターン群の端部領域１５を１０分割した場合について説明したが、本発明はこれに限られず、分割数は幾つであってもよい。特に、分割数が多いほど均一な露光を行なうことができる。
この場合、複数に分割された端部領域１５の各小単位１５ａの形状は、図８に示す二等辺三角形に限られず、図１５に示すように夫々基板搬送方向（矢印Ａ方向）先頭側の辺が矢印Ａ方向に直交する直角三角形であってもよく、又は同図に示すように、上記基板搬送方向先頭側の辺と矢印Ａ方向に対向する辺が双曲線をなしていてもよい。
さらに、上記実施形態においては、マスクパターン群の端部領域１５を三角形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、例えば、図１６に示すように、端部領域１５のマスクパターン１６の開口面積とトータル面積が等しくなるようにマスクパターン１６を被露光体７の搬送方向と略直交して間隔Ｗ５で複数の微小パターン２６に分割してもよい。この場合、間隔Ｗ５を解像力未満の寸法（例えば１μｍ程度）まで小さくすれば、より均一な露光を行なうことができる。
そして、上記実施形態においては、被露光体７に配置された露光領域が二つ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、配置される露光領域は三つ以上であってもよい。この場合、フォトマスク１０には、三つ以上のマスクパターン群が設けられており、上記ステップＳ９が終了するとステップＳ７に戻り、全ての露光領域に対する露光が終了するまでステップＳ７〜Ｓ９が繰り返し実行されることになる。
また、上記実施形態においては、フォトマスク１０を被露光体７に近接対向して配置したプロキシミティ露光装置に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限られず、フォトマスク１０のマスクパターン群を被露光体７上に投影して露光する投影露光装置に適用してもよい。この場合、フォトマスク１０の移動方向は、被露光体７の搬送方向と反対方向となる。
１…搬送手段
４…マスクステージ
６…制御手段
７…被露光体
８…第１の露光領域
９…第２の露光領域
１０…フォトマスク
１１…第１のマスクパターン群
１２…第２のマスクパターン群
１３…第１のフォトマスク
１４…第２のフォトマスク
１５…マスクパターン群の端部領域
１６…マスクパターン
２６…微小パターン

Claims (10)

  1. 被露光体を一方向に一定速度で搬送しながら該被露光体の搬送方向に所定間隔で配置された複数の露光領域毎に異なる露光パターンを形成する露光方法であって、
    前記各露光パターンに対応する複数種のマスクパターン群を前記被露光体の搬送方向に所定間隔で並べて形成したフォトマスクの一のマスクパターン群による前記被露光体の一の露光領域に対する露光が終了すると、前記フォトマスクを所定距離だけ移動して前記一のマスクパターン群から他のマスクパターン群に切り替える段階と、
    前記他のマスクパターン群により前記被露光体の次の露光領域に対する露光を実行する段階と、を有し、
    前記一のマスクパターン群から他のマスクパターン群に切り替えるために、前記フォトマスクの移動を開始してからそれを停止するまでの間に前記被露光体の移動距離が前記フォトマスクの移動距離よりも長くなるように前記フォトマスクの移動速度を制御することを特徴とする露光方法。
  2. 前記フォトマスクの移動速度は、停止状態から所定速度まで加速する加速段階と、前記所定速度で移動する定速段階と、減速して停止するまでの減速段階とに切り替え制御されることを特徴とする請求項１記載の露光方法。
  3. 前記定速段階におけるフォトマスクの移動速度は、前記被露光体の搬送速度よりも速いことを特徴とする請求項２記載の露光方法。
  4. 被露光体を一方向に一定速度で搬送しながら該被露光体の搬送方向に所定間隔で配置された複数の露光領域毎に異なる露光パターンを形成する露光装置であって、
    前記被露光体を所定速度で搬送する搬送手段と、
    前記搬送手段の上面に対向して配設され、前記各露光パターンに対応する複数種のマスクパターン群を前記被露光体の搬送方向に所定間隔で並べて形成したフォトマスクを保持すると共に、前記フォトマスクの一のマスクパターン群による前記被露光体の一の露光領域に対する露光が終了すると、前記フォトマスクを所定距離だけ移動して前記一のマスクパターン群から他のマスクパターン群に切り替えるマスクステージと、
    前記マスクステージの移動を制御する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記一のマスクパターン群から他のマスクパターン群に切り替えるために、前記フォトマスクの移動を開始してからそれを停止するまでの間に前記被露光体の移動距離が前記フォトマスクの移動距離よりも長くなるように前記マスクステージの移動速度を制御することを特徴とする露光装置。
  5. 前記制御手段は、前記マスクステージの移動速度を停止状態から所定速度まで加速する加速段階と、前記所定速度で移動する定速段階と、減速して停止するまでの減速段階とに切り替え制御することを特徴とする請求項４記載の露光装置。
  6. 前記制御手段は、前記定速段階におけるマスクステージの移動速度を前記被露光体の搬送速度よりも速くなるように制御することを特徴とする請求項５記載の露光装置。
  7. 前記フォトマスクは、前記複数種のマスクパターン群を１組として複数組を所定間隔で一列に並べて有する第１及び第２のフォトマスクから成り、前記複数組のマスクパターン群が前記被露光体の搬送方向と略直交する方向に所定ピッチで互い違いに並ぶように前記第１及び２のフォトマスクを互いに前記被露光体の搬送方向と略直交する方向に所定寸法だけずらして配置したものであることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の露光装置。
  8. 前記第１及び第２のフォトマスクの複数種のマスクパターン群のうち、同種のマスクパターン群は、前記被露光体の搬送方向に見て隣接する二つのマスクパターン群の端部領域に位置するマスクパターンが互いに重なるようにされ、且つ、前記端部領域に位置するマスクパターンは、前記隣接する二つのマスクパターン群の対応するマスクパターンとの重ね露光により所定の露光量が得られるように前記マスクパターン群の中央部に位置するマスクパターンと形状を異ならせたことを特徴とする請求項７記載の露光装置。
  9. 前記第１及び第２のフォトマスクの各マスクパターン群の端部領域に位置するマスクパターンは、前記被露光体の搬送方向と略直交して所定ピッチで複数に分割されていることを特徴とする請求項８記載の露光装置。
  10. 前記第１及び第２のフォトマスクの各マスクパターン群の端部領域に位置するマスクパターンは、前記被露光体の搬送方向と略直交して所定間隔で複数の微小パターンに分割されると共に、前記複数の微小パターンの面積の総和が所定値となるように各微小パターンの大きさが設定されていることを特徴とする請求項８記載の露光装置。
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