JP2012027271A - Exposure device, exposure method and method for manufacturing color filter - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exposure device in which a mask can be initially arranged so as not to be inclined to a substrate transfer direction, in a continuous exposure system for small masks that exposes using small masks arranged in a direction perpendicular to the substrate transfer direction while continuously transferring substrates.SOLUTION: On a transfer stage 2, an alignment mark 8 is provided as a reference in adjusting an initial position of a photomask 4. A driving mechanism 6 that holds the photomask 4 within an exposure head 3 not only moves the photomask 4 in parallel but also rotates the photomask 4 to adjust its inclination to a transfer direction (y axis). In adjusting the initial position of the photomask 4, a positional relationship between the alignment mark 8 and a pattern on the photomask 4 is determined from an image captured by an imaging device 7, and an inclination of the photomask 4 is adjusted by the driving mechanism 6 so that each line in an image forming pattern on the photomask 4 is aligned in a direction perpendicular to the transfer direction based on a position of the alignment mark 8.

Description

本発明は、カラーフィルタの着色層を形成するために用いられる露光装置及び露光方法に関する。また、本発明は、カラーフィルタの製造方法に関する。   The present invention relates to an exposure apparatus and an exposure method used for forming a colored layer of a color filter. The present invention also relates to a method for manufacturing a color filter.

液晶表示装置やタッチパネルに用いられるカラーフィルタは、製造コストを低減するため、1枚の大型ガラス基板(マザーガラス)上に複数並べて形成されることが一般的である。大型の液晶表示装置等が普及するのに伴って、ガラス基板のサイズも大型化しているが、ガラス基板の前面に一括して露光できるサイズのフォトマスクを作製すると製造コストの大幅な増大を招く。そこで、着色層の露光工程で用いるフォトマスクのコストを低減するために、ガラス基板より小さなフォトマスクを複数用いた露光方法(以下、「小型マスク露光方式」という)が種々検討されている。   In order to reduce manufacturing costs, a plurality of color filters used for liquid crystal display devices and touch panels are generally formed side by side on a single large glass substrate (mother glass). With the spread of large-sized liquid crystal display devices and the like, the size of the glass substrate is also increasing. However, if a photomask having a size that can be exposed on the front surface of the glass substrate is manufactured, the manufacturing cost is significantly increased. . Therefore, in order to reduce the cost of the photomask used in the exposure process of the colored layer, various exposure methods using a plurality of photomasks smaller than the glass substrate (hereinafter referred to as “small mask exposure method”) have been studied.

小型マスク露光方式では、基板の搬送方向と直交する方向に複数の小型のフォトマスクを並べ、基板を連続搬送しながら、光源からの光を基板に照射することによって、フォトマスク上のパターンを繰り返し転写する。光源としては、連続点灯する光源または点滅式光源のいずれも利用可能である。点滅式光源を用いる場合、光源が点灯する度に基板が所定ピッチだけ搬送されるので、フォトマスクを一方向に順次移動させながら複数回のショット露光が行われたことになる。   In the small mask exposure method, multiple small photomasks are arranged in a direction orthogonal to the substrate transport direction, and the pattern on the photomask is repeated by irradiating the substrate with light from a light source while continuously transporting the substrate. Transcript. As the light source, either a continuously lit light source or a flashing light source can be used. When a flashing light source is used, the substrate is transported by a predetermined pitch each time the light source is turned on, so that multiple shot exposures are performed while sequentially moving the photomask in one direction.

露光中は、基板上の遮光層(ブラックマトリクスや配線層)をカメラで撮像し、撮像した画像から露光対象領域を検出してフォトマスクの位置合わせを行う。具体的には、フォトマスクに設けられたパターン観察用開口部を通じて撮影した基板の画像パターンに基づいて、搬送方向と直交する方向におけるフォトマスクと基板との位置関係を求め、フォトマスクが適切な位置に配置されるように調整を行う。また、点滅式光源を用いる場合は、点灯時にフォトマスクの開口と基板上の露光対象箇所(画素)との搬送方向の位置が合っている必要があるので、取得した画像パターンに基づいて基板の搬送速度が調整される。   During exposure, the light shielding layer (black matrix or wiring layer) on the substrate is imaged with a camera, and the exposure target area is detected from the captured image to align the photomask. Specifically, the positional relationship between the photomask and the substrate in the direction orthogonal to the transport direction is obtained based on the image pattern of the substrate photographed through the pattern observation opening provided in the photomask, and the photomask is appropriate. Make adjustments so that they are positioned. In addition, when a flashing light source is used, the position of the photomask opening and the exposure target portion (pixel) on the substrate in the transport direction need to be aligned at the time of lighting. The conveyance speed is adjusted.

尚、基板の搬送方向に対してフォトマスクが傾いている場合、基板上に設けられた格子状の遮光層に対して着色層がずれて形成されてしまう。したがって、フォトマスクを露光ヘッドにセットした際に、フォトマスク上の開口が正確に搬送方向と直交する方向に整列していることが重要である。   Note that when the photomask is inclined with respect to the transport direction of the substrate, the colored layer is shifted from the grid-shaped light-shielding layer provided on the substrate. Therefore, when the photomask is set on the exposure head, it is important that the openings on the photomask are accurately aligned in a direction perpendicular to the transport direction.

ここで、従来のフォトマスクの初期位置調整方法を説明する。   Here, a conventional method for adjusting the initial position of the photomask will be described.

図5は、小型マスク露光方式を説明するための模式図である。   FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a small mask exposure method.

搬送ステージ81の上方には、複数のフォトマスク82が2列に分けて並べて配置されている。フォトマスク82は、各列において、所定間隔をあけて、基板の搬送方向(y軸正方向)と直交する方向(x軸方向)に整列し、異なる列同士で相補的となるように配置されている。フォトマスク82には、カラーフィルタの同一色の着色層を露光するためのスリット(図示せず)が形成されている。尚、フォトマスク82の各々は、光源を備えた露光ヘッドに取り付けられている。   Above the transfer stage 81, a plurality of photomasks 82 are arranged in two rows. The photomask 82 is aligned in a direction (x-axis direction) perpendicular to the substrate transport direction (y-axis positive direction) at predetermined intervals in each column, and is arranged to be complementary in different columns. ing. The photomask 82 is formed with slits (not shown) for exposing a colored layer of the same color of the color filter. Each of the photomasks 82 is attached to an exposure head having a light source.

露光処理の対象となる基板83上には、複数の露光領域84が所定の間隔を空けて行列状に形成されていると共に、複数のアライメントマーク85が形成されている。各露光領域84は、1枚のカラーフィルタに対応する。露光領域84は、ブラックマトリクス等の遮光層によって区画される領域であり、グリッド状にパターニングされた遮光層によって複数の画素に対応する開口部が形成されている。アライメントマーク85は、フォトマスク82の初期位置を調整するために用いられるものであるが、その詳細は後述する。   On the substrate 83 to be exposed, a plurality of exposure regions 84 are formed in a matrix at predetermined intervals, and a plurality of alignment marks 85 are formed. Each exposure area 84 corresponds to one color filter. The exposure region 84 is a region partitioned by a light shielding layer such as a black matrix, and openings corresponding to a plurality of pixels are formed by the light shielding layer patterned in a grid shape. The alignment mark 85 is used to adjust the initial position of the photomask 82, and details thereof will be described later.

図6は、従来のフォトマスクの初期位置調整方法を説明するための図である。   FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional method for adjusting the initial position of a photomask.

フォトマスク82を露光ヘッドに取り付けた後、まず、アライメントマーク85が付された基板83を、図6(a)の二点鎖線で示した位置から実線で示した位置まで移動させる。搬送ステージ81の下方に配置された撮像装置86を用いて、基板83のアライメントマーク85を撮影し、撮影された画像内で認識されるアライメントマークの位置が基準位置として登録される。   After the photomask 82 is attached to the exposure head, first, the substrate 83 with the alignment mark 85 is moved from the position indicated by the two-dot chain line in FIG. 6A to the position indicated by the solid line. Using the imaging device 86 disposed below the transfer stage 81, the alignment mark 85 of the substrate 83 is photographed, and the position of the alignment mark recognized in the photographed image is registered as the reference position.

次に、図6(b)に示すように、基板83をフォトマスク82の下方から引き出した後、撮像装置86でフォトマスク82上のアライメントマークを撮影する。フォトマスク82上のアライメントマークを撮影しながら、図示しない駆動機構によってフォトマスク82を移動させ、登録した基準位置に基づいて、フォトマスク82の位置及び傾きを調節する。尚、このフォトマスクの初期位置調節は、製品の生産開始前に一度だけ行い、生産開始後は行わない。これは、処理タクトを低下させないためである。   Next, as illustrated in FIG. 6B, the substrate 83 is pulled out from below the photomask 82, and then the alignment mark on the photomask 82 is photographed by the imaging device 86. While photographing the alignment mark on the photomask 82, the photomask 82 is moved by a driving mechanism (not shown), and the position and inclination of the photomask 82 are adjusted based on the registered reference position. The initial position adjustment of the photomask is performed only once before the production of the product is started, and is not performed after the production is started. This is because the processing tact is not reduced.

特開2006−292955号公報JP 2006-292955 A

図7は、フォトマスクの傾きを説明するための図であり、図8は、フォトマスクの傾きに起因するカラーフィルタの不具合を説明するための図である。尚、図7において、二点鎖線は、フォトマスクが本来配置されるべき初期位置を表す。   FIG. 7 is a diagram for explaining the inclination of the photomask, and FIG. 8 is a diagram for explaining a defect of the color filter due to the inclination of the photomask. In FIG. 7, a two-dot chain line represents an initial position where the photomask should be originally arranged.

近年、ガラス基板が大型化しているため、ブラックマトリクス等の遮光層の形成するための露光処理は、基板全体に対して一度に行うのではなく、基板より小さなフォトマスクをx軸方向及びy軸方向に移動させながら複数回のショットに分けて行うこと(いわゆる、ステップ露光)が一般的である。また、上述したアライメントマークは、遮光層との位置関係が固定されている必要があるので、遮光層と同じフォトマスクを用いて同時に露光される。   In recent years, since a glass substrate has become larger, exposure processing for forming a light-shielding layer such as a black matrix is not performed on the entire substrate at once, but a photomask smaller than the substrate is arranged in the x-axis direction and the y-axis. It is common to divide into multiple shots while moving in the direction (so-called step exposure). Moreover, since the positional relationship with the light shielding layer needs to be fixed, the alignment mark mentioned above is simultaneously exposed using the same photomask as the light shielding layer.

ただし、遮光層をステップ露光する際に、各ショット毎に遮光層露光用のフォトマスクの位置ずれや露光条件の相違に起因して、遮光層の配置にバラツキが生じる場合がある。この場合、遮光層と共に露光されるアライメントマークの位置も露光領域毎にばらついてしまう。   However, when stepwise exposing the light shielding layer, there may be variations in the arrangement of the light shielding layer due to the positional deviation of the photomask for light shielding layer exposure or the difference in exposure conditions for each shot. In this case, the position of the alignment mark exposed together with the light shielding layer also varies for each exposure region.

基板上に設けられるアライメントマークの位置がずれると、上述した図5の工程で着色層形成用フォトマスクの初期位置を調整する際、調整の基準位置自体がずれてしまう。フォトマスクの初期位置のx軸方向またはy軸方向の位置ずれは、着色層の露光処理中に補正することが可能であり、例えば、撮像装置で遮光層上のパターンを読み取り、遮光層の位置変化に追従するようにフォトマスク82の位置を微調整することによって補正される。しかしながら、露光処理中には、基板の搬送方向(y軸方向)に対するフォトマスク82の傾きは補正されないので、図7に示すように、フォトマスク82の初期位置がy軸に対して角度θだけ傾いた場合、x軸方向の露光位置によっては着色層の位置ずれが顕著に生じる。   If the position of the alignment mark provided on the substrate is deviated, the adjustment reference position itself is deviated when the initial position of the colored layer forming photomask is adjusted in the step of FIG. 5 described above. The positional deviation in the x-axis direction or the y-axis direction of the initial position of the photomask can be corrected during the exposure process of the colored layer. For example, the pattern on the light-shielding layer is read by the imaging device, and the position of the light-shielding layer is detected. Correction is made by finely adjusting the position of the photomask 82 so as to follow the change. However, since the inclination of the photomask 82 with respect to the substrate transport direction (y-axis direction) is not corrected during the exposure process, the initial position of the photomask 82 is only an angle θ with respect to the y-axis, as shown in FIG. When tilted, the color layer is significantly displaced depending on the exposure position in the x-axis direction.

具体的には、y軸に対してフォトマスク82が一定角度だけ傾いている場合、遮光層89に対する着色層88の傾きは、フォトマスク82のどの部分で露光されたかにかかわらず一定であるが、y軸方向における着色層の位置ずれは、フォトマスク82の左側部分及び右側部分で相対的に大きくなる。この結果、図8に示すように、フォトマスク82の左側部分及び右側部分で露光された基板上の領域では、着色層88と遮光層89との間に隙間が生じ(いわゆる、白抜け)、不良品が発生してしまう。   Specifically, when the photomask 82 is inclined at a certain angle with respect to the y-axis, the inclination of the colored layer 88 with respect to the light shielding layer 89 is constant regardless of which part of the photomask 82 is exposed. The positional deviation of the colored layer in the y-axis direction is relatively large at the left side portion and the right side portion of the photomask 82. As a result, as shown in FIG. 8, in the region on the substrate exposed in the left and right portions of the photomask 82, a gap is formed between the colored layer 88 and the light shielding layer 89 (so-called white spots), Defective product will occur.

それ故に、本発明は、基板を連続搬送しながら、基板搬送方向と直交する方向に並べた小型マスクを用いて露光を行う小型マスク連続露光方式において、基板搬送方向に対して傾くことなくマスクを初期配置することができる露光装置及び露光方法を提供することを目的とする。また、本発明は、基板上の遮光層と着色層との間に白抜けを生じることなくカラーフィルタを製造できるカラーフィルタの製造方法に関する。   Therefore, the present invention relates to a small mask continuous exposure method in which exposure is performed using a small mask arranged in a direction orthogonal to the substrate transport direction while continuously transporting the substrate, and the mask is not inclined with respect to the substrate transport direction. It is an object to provide an exposure apparatus and an exposure method that can be initially arranged. The present invention also relates to a method of manufacturing a color filter that can manufacture a color filter without causing white spots between a light shielding layer and a colored layer on a substrate.

本発明は、基板を一定方向に連続搬送しながら露光処理を行う露光装置に関する。本発明に係る露光装置は、搬送ステージと、各々が光源と、フォトマスクと、フォトマスクを回転自在かつ搬送方向及びこれと直交する方向へ平行移動自在に保持する駆動機構とを有し、搬送ステージの上方に、搬送方向と直交する方向に並べて配置される複数の露光ヘッドと、露光ヘッドの各々に対応して搬送ステージに設けられる複数のアライメントマークと、アライメントマークと、フォトマスク上のパターンとを撮影する撮像装置とを備える。駆動機構は、フォトマスクの初期位置の調整時に、撮像装置によって撮影された画像に基づいて、フォトマスク上の画素形成用パターンが搬送方向と直交する方向に整列するように、搬送方向に対するフォトマスクの傾きを補正する。   The present invention relates to an exposure apparatus that performs an exposure process while continuously transporting a substrate in a certain direction. An exposure apparatus according to the present invention includes a transport stage, each of which includes a light source, a photomask, and a drive mechanism that holds the photomask rotatably and parallelly movable in a transport direction and a direction orthogonal thereto. A plurality of exposure heads arranged side by side in a direction perpendicular to the transport direction above the stage, a plurality of alignment marks provided on the transport stage corresponding to each of the exposure heads, an alignment mark, and a pattern on the photomask And an imaging device for photographing When the initial position of the photomask is adjusted, the drive mechanism is configured so that the pixel formation pattern on the photomask is aligned in a direction orthogonal to the transport direction based on the image captured by the imaging device. Correct the tilt.

また、本発明は、基板を一定方向に連続搬送しながら露光処理を行う露光方法に関する。本発明に露光方法では、係る搬送ステージの上方に、基板の搬送方向と直交する方向に複数のフォトマスクを並べて配置する。フォトマスクの各々に対応して搬送ステージに設けられる複数のアライメントマークと、フォトマスク上のパターンとを撮像装置を用いて撮影する。フォトマスクの初期位置の調整時に、撮像装置によって撮影された画像に基づいて、フォトマスク上の画素形成用パターンが搬送方向と直交する方向に整列するように、搬送方向に対するフォトマスクの傾きを補正する。フォトマスクの傾き補正後に、レジストが塗布された基板を搬送方向に連続搬送しながら、フォトマスク上の画素形成用パターンを通して、光源から出射された光をレジストに照射する。   The present invention also relates to an exposure method for performing an exposure process while continuously transporting a substrate in a certain direction. In the exposure method of the present invention, a plurality of photomasks are arranged side by side in a direction perpendicular to the substrate transport direction above the transport stage. A plurality of alignment marks provided on the transfer stage corresponding to each photomask and a pattern on the photomask are photographed using an imaging device. When adjusting the initial position of the photomask, the inclination of the photomask relative to the transport direction is corrected so that the pixel formation pattern on the photomask is aligned in a direction perpendicular to the transport direction based on the image captured by the imaging device To do. After correcting the inclination of the photomask, the resist is irradiated with light emitted from the light source through the pixel formation pattern on the photomask while continuously transporting the substrate coated with the resist in the transport direction.

また、本発明は、基板上に遮光層と複数色の着色層が形成されたカラーフィルタを製造するカラーフィルタの製造方法に関する。本発明に係るカラーフィルタの製造方法では、基板上に、行列状に配列される複数の画素形成領域を区画するための遮光層を形成する。搬送ステージの上方に、基板の搬送方向と直交する方向に複数のフォトマスクを並べて配置する。フォトマスクの各々に対応して搬送ステージに設けられる複数のアライメントマークと、フォトマスク上のパターンとを撮像装置を用いて撮影する。フォトマスクの初期位置の調整時に、撮像装置によって撮影された画像に基づいて、フォトマスク上の画素形成用パターンが搬送方向と直交する方向に整列するように、搬送方向に対するフォトマスクの傾きを補正する。フォトマスクの傾き補正後に、レジストが塗布された基板を搬送方向に連続搬送しながら、フォトマスク上の画素形成用パターンを通して、光源から出射された光をレジストに照射し、遮光層によって区画された画素形成領域を覆う着色層を形成する。   The present invention also relates to a color filter manufacturing method for manufacturing a color filter in which a light shielding layer and a plurality of colored layers are formed on a substrate. In the color filter manufacturing method according to the present invention, a light shielding layer for partitioning a plurality of pixel formation regions arranged in a matrix is formed on a substrate. A plurality of photomasks are arranged above the transfer stage in a direction orthogonal to the substrate transfer direction. A plurality of alignment marks provided on the transfer stage corresponding to each photomask and a pattern on the photomask are photographed using an imaging device. When adjusting the initial position of the photomask, the inclination of the photomask relative to the transport direction is corrected so that the pixel formation pattern on the photomask is aligned in a direction perpendicular to the transport direction based on the image captured by the imaging device To do. After correction of the photomask tilt, the resist-coated substrate was transported continuously in the transport direction, and the light emitted from the light source was irradiated to the resist through the pixel formation pattern on the photomask, and was partitioned by the light shielding layer. A colored layer covering the pixel formation region is formed.

本発明によれば、搬送ステージに設けられたアライメントマークを基準とするため、フォトマスクの初期配置時の傾きを常に一定にすることができる。   According to the present invention, since the alignment mark provided on the transfer stage is used as a reference, the inclination of the photomask at the initial placement can always be made constant.

本発明の露光装置を模式的に示す平面図The top view which shows typically the exposure apparatus of this invention 図1に示される露光装置の側面図Side view of the exposure apparatus shown in FIG. 本発明の露光装置が行うフォトマスクの初期位置調整方法を説明するための図The figure for demonstrating the initial position adjustment method of the photomask which the exposure apparatus of this invention performs 本発明の露光装置によって露光されたカラーフィルタの一部を示す平面図The top view which shows a part of color filter exposed by the exposure apparatus of this invention 小型マスク露光方式を説明するための模式図Schematic diagram for explaining the small mask exposure system 従来のフォトマスクの初期位置調整方法を説明するための図The figure for demonstrating the initial position adjustment method of the conventional photomask フォトマスクの傾きを説明するための図Diagram for explaining the tilt of the photomask フォトマスクの傾きに起因するカラーフィルタの不具合を説明するための図The figure for explaining the trouble of the color filter due to the inclination of the photomask

図1は、本発明の露光装置を模式的に示す平面図であり、図2は、図1に示される露光装置の側面図である。   FIG. 1 is a plan view schematically showing the exposure apparatus of the present invention, and FIG. 2 is a side view of the exposure apparatus shown in FIG.

露光装置1は、搬送ステージ2と、複数の露光ヘッド3と、撮像装置7とを備える。   The exposure apparatus 1 includes a transfer stage 2, a plurality of exposure heads 3, and an imaging device 7.

搬送ステージ2は、基板10の搬送路となるステージであって、例えば、基板の下面にエアーを噴出することによって基板を浮上させることができる。搬送ステージ2には、各露光ヘッド3の下方に対応する位置に、複数のアライメントマーク8が設けられている。アライメントマーク8は、露光ヘッド3に取り付けられるフォトマスク4の初期位置を調整する際の基準として用いられる。搬送ステージ2の下方からアライメントマーク8を観察できるように、アライメントマーク8が設けられる部分が透明であることが好ましい。搬送ステージ2の全体が透明であっても良い。   The transfer stage 2 is a stage serving as a transfer path for the substrate 10. For example, the substrate can be floated by blowing air to the lower surface of the substrate. The transport stage 2 is provided with a plurality of alignment marks 8 at positions corresponding to the lower portions of the exposure heads 3. The alignment mark 8 is used as a reference when adjusting the initial position of the photomask 4 attached to the exposure head 3. It is preferable that the part where the alignment mark 8 is provided is transparent so that the alignment mark 8 can be observed from below the transfer stage 2. The entire transfer stage 2 may be transparent.

露光ヘッド3は、搬送ステージ2の上方において、基板の搬送方向(y軸正方向)と直交する方向に2列に並べて配置されている。露光ヘッド3の各々は、光源5と、フォトマスク4と、フォトマスク4を移動自在に保持する駆動機構6とを有している。駆動機構6は、フォトマスク4をx軸方向、y軸方向に平行移動させるだけでなく、フォトマスク4を回転させて、y軸に対する傾きを調整することができる。   The exposure heads 3 are arranged in two rows above the transport stage 2 in a direction perpendicular to the substrate transport direction (y-axis positive direction). Each of the exposure heads 3 includes a light source 5, a photomask 4, and a drive mechanism 6 that holds the photomask 4 movably. The drive mechanism 6 can not only translate the photomask 4 in the x-axis direction and the y-axis direction but also rotate the photomask 4 to adjust the inclination with respect to the y-axis.

撮像装置7は、搬送ステージ2に設けられたアライメントマーク8と、フォトマスク4上のパターンとを撮影する。一例として、撮像装置7は、図2に示すように、搬送ステージ2の下方に配置される。ただし、ミラーやプリズムを用いて撮像装置7に入射する光の光路を折り曲げるなどして、撮像装置7を搬送ステージ2の下方以外の場所に配置しても良い。また、撮像装置7による撮像対象となるパターンは、フォトマスク4上に形成された画素形成用パターンでも良いし、位置決め用に設けたアライメントマークでも良い。撮像装置7は、アライメントマーク8とフォトマスク4上のパターンとを同時に撮影しても良いし、任意の順序で撮影しても良い。後者の場合、アライメントマーク8のz座標と、フォトマスク4上のパターンのz座標とに差があるので、鮮明な画像を得るために、撮像装置7の光学系が備えるフォーカシングレンズをz軸方向に移動させて焦点合わせを行う。あるいは、撮像装置7全体をz軸方向に移動させることにより、焦点を合わせても良い。   The imaging device 7 photographs the alignment mark 8 provided on the transport stage 2 and the pattern on the photomask 4. As an example, the imaging device 7 is disposed below the transfer stage 2 as shown in FIG. However, the imaging device 7 may be disposed at a place other than the lower side of the transport stage 2 by bending the optical path of light incident on the imaging device 7 using a mirror or a prism. The pattern to be imaged by the imaging device 7 may be a pixel formation pattern formed on the photomask 4 or an alignment mark provided for positioning. The imaging device 7 may photograph the alignment mark 8 and the pattern on the photomask 4 at the same time, or may photograph in any order. In the latter case, since there is a difference between the z-coordinate of the alignment mark 8 and the z-coordinate of the pattern on the photomask 4, in order to obtain a clear image, the focusing lens provided in the optical system of the imaging device 7 is used in the z-axis direction. Move to to focus. Alternatively, the focus may be adjusted by moving the entire imaging device 7 in the z-axis direction.

駆動機構6は、フォトマスク4の初期位置を調整する際に、撮像装置7によって撮影された画像に基づいて、フォトマスク4の傾きと、フォトマスク4のx軸方向及びy軸方向の位置を調整する。以下、この点を詳細に説明する。   When adjusting the initial position of the photomask 4, the drive mechanism 6 determines the inclination of the photomask 4 and the positions of the photomask 4 in the x-axis direction and the y-axis direction based on the image taken by the imaging device 7. adjust. Hereinafter, this point will be described in detail.

尚、基板10上には、ブラックマトリクス等の遮光層によって区画された露光領域が所定間隔を空けて行列状に設けられている。着色層の露光処理過程では、基板10は、図示しない搬送機構によって保持され、搬送ステージ上をy軸正方向に連続搬送される。基板を搬送しながら光源からの光を間欠的(点滅光源使用時)若しくは連続的(連続点灯光源使用時)に基板に照射することによって、露光領域上のレジストがパターニングされる。   On the substrate 10, exposure regions partitioned by a light shielding layer such as a black matrix are provided in a matrix at predetermined intervals. In the exposure process of the colored layer, the substrate 10 is held by a transport mechanism (not shown) and continuously transported on the transport stage in the positive y-axis direction. By irradiating the substrate with light from the light source intermittently (when using a flashing light source) or continuously (when using a continuous lighting light source) while transporting the substrate, the resist on the exposure region is patterned.

図3は、本発明の露光装置が行うマスクの初期位置調整方法を説明するための図である。   FIG. 3 is a view for explaining an initial mask position adjusting method performed by the exposure apparatus of the present invention.

図3において、フォトマスク4が本来配置されるべき位置を二点鎖線で示している。また、フォトマスク4の初期位置を決める際の基準となるアライメントマーク8を黒丸で表している。フォトマスク4に行列状に設けられた画素形成用パターン9は、基板上の各画素位置に着色層をパターニングするためのものであり、典型的には開口であるが、グレートーンマスクやハーフトーンマスク等でも良い。   In FIG. 3, the position where the photomask 4 should be originally arranged is indicated by a two-dot chain line. In addition, the alignment mark 8 serving as a reference for determining the initial position of the photomask 4 is represented by a black circle. The pixel forming pattern 9 provided in a matrix on the photomask 4 is for patterning a colored layer at each pixel position on the substrate, and is typically an opening. A mask may be used.

撮像装置7(図2)によって撮像された画像から、搬送ステージ2のアライメントマーク8と、フォトマスク4上のパターンとをそれぞれ検出し、アライメントマーク8に対するフォトマスク4の配置を求める。このアライメントマーク8とフォトマスク4との位置関係は、露光装置の制御装置を用いて所定の画像処理を実行することによって求められる。   The alignment mark 8 on the transfer stage 2 and the pattern on the photomask 4 are detected from the image captured by the imaging device 7 (FIG. 2), and the arrangement of the photomask 4 with respect to the alignment mark 8 is obtained. The positional relationship between the alignment mark 8 and the photomask 4 is obtained by executing predetermined image processing using a control device of the exposure apparatus.

ここで、図3(a)に示すように、フォトマスク4が本来配置されるべき二点鎖線の位置に対して、x軸方向及びy軸方向にずれていると共に、y軸に対して時計回りに角度θだけ傾いている場合を想定する。   Here, as shown in FIG. 3A, the photomask 4 is shifted in the x-axis direction and the y-axis direction with respect to the position of the two-dot chain line where the photomask 4 is supposed to be disposed, and the clock with respect to the y-axis. Assume a case where the robot is tilted around the angle θ.

まず、駆動機構は、フォトマスク4を図3(a)の矢印で示す方向に回転させて、図3(b)に示す通りに、y軸に対するフォトマスク4の傾きを補正する。より具体的には、フォトマスク4に設けられた画素形成用パターン9の各列の整列方向(図3(b)の破線)が搬送方向(y軸)と直交するようにフォトマスク4の回転量を制御する。   First, the drive mechanism rotates the photomask 4 in the direction indicated by the arrow in FIG. 3A to correct the inclination of the photomask 4 with respect to the y-axis as shown in FIG. More specifically, the photomask 4 is rotated so that the alignment direction (broken line in FIG. 3B) of each column of the pixel forming pattern 9 provided on the photomask 4 is orthogonal to the transport direction (y-axis). Control the amount.

次に、フォトマスク4の回転角を補正した後に撮影したフォトマスク4とアライメントマーク8との画像から、アライメントマーク8に対するフォトマスクのx軸方向及びy軸方向の位置を求める。駆動機構は、フォトマスク4をx軸方向及びy軸方向に移動させて、図3(c)に示す通りに、フォトマスク4がアライメントマーク8を基準とする所定の初期位置に配置されるように位置を調整する。   Next, the positions of the photomask in the x-axis direction and the y-axis direction with respect to the alignment mark 8 are obtained from the image of the photomask 4 and the alignment mark 8 taken after correcting the rotation angle of the photomask 4. The drive mechanism moves the photomask 4 in the x-axis direction and the y-axis direction so that the photomask 4 is arranged at a predetermined initial position with reference to the alignment mark 8 as shown in FIG. Adjust the position to.

図4は、本発明の露光装置によって露光されたカラーフィルタの一部を示す平面図である。   FIG. 4 is a plan view showing a part of the color filter exposed by the exposure apparatus of the present invention.

フォトマスクがy軸に対して傾いている場合、y軸方向における遮光層と着色層との位置ずれが相対的に大きくなる箇所が基板上に生じる(図8参照)。   When the photomask is inclined with respect to the y-axis, a location where the positional deviation between the light-shielding layer and the colored layer in the y-axis direction becomes relatively large occurs on the substrate (see FIG. 8).

これに対して、本発明では、従来のように基板上に設けたアライメントマークを用いる代わりに、搬送ステージに設けられた不動のアライメントマークを用いてフォトマスクの初期位置決めを行う。これにより、搬送方向に対するフォトマスクの傾きを確実に補正できるため、フォトマスクの傾きに起因する遮光層13と着色層12との位置ずれが防止される。したがって、着色層の露光処理中に、遮光層のパターンに追従して、フォトマスクの位置をx軸方向またはy軸方向に微調整することによって、図4に示すように、遮光層13の開口部分に隙間なく着色層12を形成することができる。また、搬送ステージに設けたアライメントマークを位置の基準として用いるため、基板やその上に区画される露光領域のサイズ、フォトマスクの種類が変わっても、同様にフォトマスクの初期位置を調整することができる。   On the other hand, in the present invention, instead of using the alignment mark provided on the substrate as in the prior art, the initial alignment of the photomask is performed using the stationary alignment mark provided on the transfer stage. Thereby, since the inclination of the photomask with respect to the conveyance direction can be surely corrected, misalignment between the light shielding layer 13 and the colored layer 12 due to the inclination of the photomask is prevented. Accordingly, during exposure processing of the colored layer, the position of the photomask is finely adjusted in the x-axis direction or the y-axis direction following the pattern of the light-shielding layer, thereby opening the light-shielding layer 13 as shown in FIG. The colored layer 12 can be formed without gaps in the portions. In addition, since the alignment mark provided on the transfer stage is used as a position reference, the initial position of the photomask can be adjusted in the same way even if the size of the substrate, the exposure area partitioned on it, and the type of photomask change. Can do.

尚、本実施形態では、フォトマスクの回転角と、x軸及びy軸方向の位置との両方を補正しているが、x軸方向及びy軸方向の位置合わせは露光処理中にも行うことができるので、初期位置決めの段階では、フォトマスクの回転角のみ補正し、x軸及びy軸方向の調整は省略しても良い。   In this embodiment, both the rotation angle of the photomask and the positions in the x-axis and y-axis directions are corrected. However, the alignment in the x-axis direction and the y-axis direction is also performed during the exposure process. Therefore, at the initial positioning stage, only the rotation angle of the photomask may be corrected, and adjustment in the x-axis and y-axis directions may be omitted.

また、撮像装置の数は特に限定されず、1台でも良いし、露光ヘッドと同数でも良い。撮像装置の数を露光ヘッドの数より少なくする場合は、撮像装置をx軸方向に移動自在として複数の露光ヘッドで共有し、撮像装置をx軸方向に適宜移動させながらフォトマスクの初期位置調整を行うことができる。   The number of imaging devices is not particularly limited, and may be one or the same as the number of exposure heads. When the number of imaging devices is smaller than the number of exposure heads, the imaging device can be moved in the x-axis direction and shared by a plurality of exposure heads, and the initial position of the photomask is adjusted while appropriately moving the imaging devices in the x-axis direction. It can be performed.

本発明は、カラーフィルタ等の製造時に露光処理を行う露光装置に利用できる。   The present invention can be used in an exposure apparatus that performs an exposure process when manufacturing a color filter or the like.

1 露光装置
2 搬送ステージ
3 露光ヘッド
4 フォトマスク
5 光源
6 駆動機構
7 撮像装置
8 アライメントマーク
9 画素形成用パターン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exposure apparatus 2 Conveyance stage 3 Exposure head 4 Photomask 5 Light source 6 Drive mechanism 7 Imaging apparatus 8 Alignment mark 9 Pixel formation pattern

Claims (4)

基板を一定方向に連続搬送しながら露光処理を行う露光装置であって、
搬送ステージと、
各々が光源と、フォトマスクと、前記フォトマスクを回転自在かつ搬送方向及びこれと直交する方向へ平行移動自在に保持する駆動機構とを有し、前記搬送ステージの上方に、前記搬送方向と直交する方向に並べて配置される複数の露光ヘッドと、
前記露光ヘッドの各々に対応して前記搬送ステージに設けられる複数のアライメントマークと、
前記アライメントマークと、前記フォトマスク上のパターンとを撮影する撮像装置とを備え、
前記駆動機構は、前記フォトマスクの初期位置の調整時に、撮像装置によって撮影された画像に基づいて、前記フォトマスク上の画素形成用パターンが前記搬送方向と直交する方向に整列するように、前記搬送方向に対する前記フォトマスクの傾きを補正する、露光装置。
An exposure apparatus that performs exposure processing while continuously transporting a substrate in a certain direction,
A transfer stage;
Each has a light source, a photomask, and a drive mechanism that holds the photomask in a freely rotatable manner and in a direction parallel to the transport direction, and orthogonal to the transport direction above the transport stage. A plurality of exposure heads arranged side by side in a direction to
A plurality of alignment marks provided on the transfer stage corresponding to each of the exposure heads;
An imaging device that photographs the alignment mark and a pattern on the photomask;
The drive mechanism is configured such that when the initial position of the photomask is adjusted, the pixel formation pattern on the photomask is aligned in a direction orthogonal to the transport direction based on an image taken by an imaging device. An exposure apparatus that corrects an inclination of the photomask with respect to a transport direction.
前記フォトマスクの初期位置の調整時に、前記駆動機構は、更に、前記フォトマスクの前記搬送方向及びこれと直交する方向の位置を調整する、請求項1に記載の露光装置。   2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein at the time of adjusting the initial position of the photomask, the drive mechanism further adjusts the transport direction of the photomask and a position in a direction perpendicular thereto. 基板を一定方向に連続搬送しながら露光処理を行う露光方法であって、
搬送ステージの上方に、前記基板の搬送方向と直交する方向に複数のフォトマスクを並べて配置し、
前記フォトマスクの各々に対応して前記搬送ステージに設けられる複数のアライメントマークと、前記フォトマスク上のパターンとを撮像装置を用いて撮影し、
前記フォトマスクの初期位置の調整時に、前記撮像装置によって撮影された画像に基づいて、前記フォトマスク上の画素形成用パターンが前記搬送方向と直交する方向に整列するように、前記搬送方向に対する前記フォトマスクの傾きを補正し、
前記フォトマスクの傾き補正後に、レジストが塗布された前記基板を前記搬送方向に連続搬送しながら、前記フォトマスク上の前記画素形成用パターンを通して、光源から出射された光を前記レジストに照射する、露光方法。
An exposure method for performing an exposure process while continuously transporting a substrate in a certain direction,
Above the transfer stage, a plurality of photomasks are arranged in a direction perpendicular to the transfer direction of the substrate,
Photographing a plurality of alignment marks provided on the transfer stage corresponding to each of the photomasks and a pattern on the photomask using an imaging device,
When adjusting the initial position of the photomask, based on the image photographed by the imaging device, the pixel formation pattern on the photomask is aligned in a direction orthogonal to the transport direction, and Correct the tilt of the photomask,
Irradiating the resist with light emitted from a light source through the pixel formation pattern on the photomask while continuously transporting the substrate coated with a resist in the transport direction after correcting the inclination of the photomask; Exposure method.
基板上に遮光層と複数色の着色層が形成されたカラーフィルタを製造するカラーフィルタの製造方法であって、
前記基板上に、行列状に配列される複数の画素形成領域を区画するための遮光層を形成し、
搬送ステージの上方に、前記基板の搬送方向と直交する方向に複数のフォトマスクを並べて配置し、
前記フォトマスクの各々に対応して前記搬送ステージに設けられる複数のアライメントマークと、前記フォトマスク上のパターンとを撮像装置を用いて撮影し、
前記フォトマスクの初期位置の調整時に、前記撮像装置によって撮影された画像に基づいて、前記フォトマスク上の画素形成用パターンが前記搬送方向と直交する方向に整列するように、前記搬送方向に対する前記フォトマスクの傾きを補正し、
前記フォトマスクの傾き補正後に、レジストが塗布された前記基板を前記搬送方向に連続搬送しながら、前記フォトマスク上の前記画素形成用パターンを通して、光源から出射された光を前記レジストに照射し、前記遮光層によって区画された画素形成領域を覆う着色層を形成する、カラーフィルタの製造方法。
A color filter manufacturing method for manufacturing a color filter in which a light shielding layer and a colored layer of a plurality of colors are formed on a substrate,
Forming a light shielding layer on the substrate for partitioning a plurality of pixel formation regions arranged in a matrix;
Above the transfer stage, a plurality of photomasks are arranged in a direction perpendicular to the transfer direction of the substrate,
Photographing a plurality of alignment marks provided on the transfer stage corresponding to each of the photomasks and a pattern on the photomask using an imaging device,
When adjusting the initial position of the photomask, based on the image photographed by the imaging device, the pixel formation pattern on the photomask is aligned in a direction orthogonal to the transport direction, and Correct the tilt of the photomask,
After the photomask tilt correction, while continuously transporting the substrate coated with a resist in the transport direction, the resist is irradiated with light emitted from a light source through the pixel formation pattern on the photomask, A method for producing a color filter, comprising forming a colored layer covering a pixel formation region partitioned by the light shielding layer.
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