JP2012242630A - 露光装置、露光方法、及び表示用パネル基板の製造方法、並びに露光装置の検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光ビーム照射装置から照射される光ビームの歪みを抑制して、描画精度を向上させる。
【解決手段】チャック１０に第１の画像取得装置（ＣＣＤカメラ５１）を設け、光ビーム照射装置２０のヘッド部と第１の画像取得装置との間に、検査用パターンが設けられたレチクル２を配置する。検査用の描画データを光ビーム照射装置２０の駆動回路へ供給し、第１の画像取得装置により、レチクル２の検査用パターン２ａの画像及び光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの像２ｃを取得する。第１の画像取得装置により取得したレチクル２の検査用パターン２ａの画像及び光ビームの像２ｃから、光ビームの位置ずれを検出して、光ビームの歪みを検出する。光ビームの歪みの検出結果に基づき、露光用の描画データの座標を補正して、光ビーム照射装置２０の駆動回路へ供給する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板の製造において、フォトレジストが塗布された基板へ光ビームを照射し、光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置、露光方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に関する。

また、本発明は、フォトレジストが塗布された基板へ光ビームを照射し、光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置の検査方法に関する。

表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基板等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成して行われる。露光装置としては、従来、レンズ又は鏡を用いてマスクのパターンを基板上に投影するプロジェクション方式と、マスクと基板との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けてマスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ方式とがあった。

近年、フォトレジストが塗布された基板へ光ビームを照射し、光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置が開発されている。光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを直接描画するため、高価なマスクが不要となる。また、描画データ及び走査のプログラムを変更することにより、様々な種類の表示用パネル基板に対応することができる。この様な露光装置として、例えば、特許文献１、特許文献２、及び特許文献３に記載のものがある。

特開２０１０−４４３１８号公報 特開２０１０−６０９９０号公報 特開２０１０−１０２０８４号公報

光ビームにより基板にパターンを描画する際、光ビームの変調には、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）等の空間的光変調器が用いられる。ＤＭＤは、光ビームを反射する複数の微小なミラーを二方向に配列して構成され、駆動回路が描画データに基づいて各ミラーの角度を変更することにより、光源から供給された光ビームを変調する。ＤＭＤにより変調された光ビームは、光ビーム照射装置の投影レンズ等の照射光学系を含むヘッド部から基板へ照射される。

光ビーム照射装置内において、光源から空間的光変調器へ光ビームを供給する光学系や、空間的光変調器により変調された光ビームを基板へ照射する照射光学系に光路のずれ等が発生すると、光ビーム照射装置から照射される光ビームに歪みが生じる。特に、照射光学系において、投影レンズに歪みがあると、基板へ投影される図形の形状には、樽型や糸巻き型等の歪みが発生する。光ビーム照射装置から照射される光ビームに歪みがあると、光ビームにより描画されるパターンに歪みが発生する。従来、この様なパターンの歪みの検査は、実際に露光を行った基板を分析して行われていた。そのため、光ビームの歪みの検出及び修正には、多くの時間と手間が掛かっていた。

本発明の課題は、光ビーム照射装置から照射された光ビームの歪みを容易に検出することである。また、本発明の課題は、光ビーム照射装置から照射される光ビームの歪みを抑制して、描画精度を向上させることである。さらに、本発明の課題は、高品質な表示用パネル基板を製造することである。

本発明の露光装置は、フォトレジストが塗布された基板を支持するチャックと、光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を含むヘッド部を有する光ビーム照射装置と、チャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動する移動手段とを備え、移動手段によりチャックと光ビーム照射装置とを相対的に移動し、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置であって、検査用の描画データ及び露光用の描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画制御手段と、チャックに設けられた第１の画像取得装置と、光ビーム照射装置のヘッド部と第１の画像取得装置との間に配置され、検査用パターンが設けられたレチクルと、第１の画像取得装置が取得したレチクルの検査用パターンの画像及び光ビーム照射装置から照射された光ビームの像から、光ビームの位置ずれを検出する画像処理装置とを備え、描画制御手段が、検査用の描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、画像処理装置により検出した光ビームの位置ずれに基づき、光ビームの歪みを検出して、露光用の描画データの座標を補正するものである。

また、本発明の露光方法は、フォトレジストが塗布された基板をチャックで支持し、チャックと、光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を含むヘッド部を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光方法であって、チャックに第１の画像取得装置を設け、光ビーム照射装置のヘッド部と第１の画像取得装置との間に、検査用パターンが設けられたレチクルを配置し、検査用の描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、第１の画像取得装置により、レチクルの検査用パターンの画像及び光ビーム照射装置から照射された光ビームの像を取得し、第１の画像取得装置により取得したレチクルの検査用パターンの画像及び光ビームの像から、光ビームの位置ずれを検出して、光ビームの歪みを検出し、光ビームの歪みの検出結果に基づき、露光用の描画データの座標を補正して、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給するものである。

チャックに第１の画像取得装置を設け、光ビーム照射装置のヘッド部と第１の画像取得装置との間に、検査用パターンが設けられたレチクルを配置し、検査用の描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、第１の画像取得装置により、レチクルの検査用パターンの画像及び光ビーム照射装置から照射された光ビームの像を取得し、第１の画像取得装置により取得したレチクルの検査用パターンの画像及び光ビームの像から、光ビームの位置ずれを検出するので、実際に基板の露光を行うことなく、光ビーム照射装置から照射された光ビームの歪みが容易に検出される。また、光ビームの像だけから光ビームの位置ずれを検出する場合は、レーザー測長系等を用いて、第１の画像取得装置の位置を別途測定する必要があるが、本発明では、レチクルの検査用パターンの画像及び光ビームの像から、光ビームの位置ずれを検出するので、精度の高いレチクルの検査用パターンを用いて、光ビームの位置ずれが精度良く検出され、光ビームの歪みが精度良く検出される。そして、光ビームの歪みの検出結果に基づき、露光用の描画データの座標を補正して、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給するので、光ビーム照射装置から照射される光ビームの歪みが抑制され、描画精度が向上する。

さらに、本発明の露光装置は、レチクルが、複数の位置確認用パターンを有し、レチクルの複数の位置確認用パターンの画像を取得する複数の第２の画像取得装置を備え、画像処理装置が、複数の第２の画像取得装置が取得したレチクルの複数の位置確認用パターンの画像から、レチクルの位置ずれを検出して、光ビームの位置ずれの検出結果を補正するものである。また、本発明の露光方法は、レチクルに、複数の位置確認用パターンを設け、レチクルの複数の位置確認用パターンの画像を取得する複数の第２の画像取得装置を設け、複数の第２の画像取得装置により取得したレチクルの複数の位置確認用パターンの画像から、レチクルの位置ずれを検出して、光ビームの位置ずれの検出結果を補正するものである。レチクルの位置ずれを検出して、光ビームの位置ずれの検出結果を補正するので、光ビームの位置ずれの検出結果の精度が向上し、光ビームの歪みがさらに精度良く検出される。

本発明の表示用パネル基板の製造方法は、上記のいずれかの露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うものである。上記の露光装置又は露光方法を用いることにより、光ビーム照射装置から照射される光ビームの歪みが抑制され、描画精度が向上するので、高品質な表示用パネル基板が製造される。

本発明の露光装置の検査方法は、フォトレジストが塗布された基板をチャックで支持し、チャックと、光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を含むヘッド部を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置の検査方法であって、チャックに第１の画像取得装置を設け、光ビーム照射装置のヘッド部と第１の画像取得装置との間に、検査用パターンが設けられたレチクルを配置し、検査用の描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、第１の画像取得装置により、レチクルの検査用パターンの画像及び光ビーム照射装置から照射された光ビームの像を取得し、第１の画像取得装置により取得したレチクルの検査用パターンの画像及び光ビームの像から、光ビームの位置ずれを検出して、光ビームの歪みを検出するものである。実際に基板の露光を行うことなく、光ビーム照射装置から照射された光ビームの歪みが容易に検出される。また、レチクルの検査用パターンの画像及び光ビームの像から、光ビームの位置ずれを検出するので、精度の高いレチクルの検査用パターンを用いて、光ビームの位置ずれが精度良く検出され、光ビームの歪みが精度良く検出される。

さらに、本発明の露光装置の検査方法は、レチクルに、複数の位置確認用パターンを設け、レチクルの複数の位置確認用パターンの画像を取得する複数の第２の画像取得装置を設け、複数の第２の画像取得装置により取得したレチクルの複数の位置確認用パターンの画像から、レチクルの位置ずれを検出して、光ビームの位置ずれの検出結果を補正するものである。レチクルの位置ずれを検出して、光ビームの位置ずれの検出結果を補正するので、光ビームの位置ずれの検出結果の精度が向上し、光ビームの歪みがさらに精度良く検出される。

本発明の露光装置及び露光方法によれば、チャックに第１の画像取得装置を設け、光ビーム照射装置のヘッド部と第１の画像取得装置との間に、検査用パターンが設けられたレチクルを配置し、検査用の描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、第１の画像取得装置により、レチクルの検査用パターンの画像及び光ビーム照射装置から照射された光ビームの像を取得し、第１の画像取得装置により取得したレチクルの検査用パターンの画像及び光ビームの像から、光ビームの位置ずれを検出して、光ビームの歪みを検出することにより、実際に基板の露光を行うことなく、光ビーム照射装置から照射された光ビームの歪みを容易に検出することができる。また、レチクルの検査用パターンの画像及び光ビームの像から、光ビームの位置ずれを検出することにより、精度の高いレチクルの検査用パターンを用いて、光ビームの位置ずれを精度良く検出し、光ビームの歪みを精度良く検出することができる。そして、光ビームの歪みの検出結果に基づき、露光用の描画データの座標を補正して、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給することにより、光ビーム照射装置から照射される光ビームの歪みを抑制して、描画精度を向上させることができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、レチクルの位置ずれを検出して、光ビームの位置ずれの検出結果を補正することにより、光ビームの位置ずれの検出結果の精度を向上させて、光ビームの歪みをさらに精度良く検出することができる。

本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、光ビーム照射装置から照射される光ビームの歪みを抑制して、描画精度を向上させることができるので、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。

本発明の露光装置の検査方法によれば、実際に基板の露光を行うことなく、光ビーム照射装置から照射された光ビームの歪みを容易に検出することができる。また、レチクルの検査用パターンの画像及び光ビームの像から、光ビームの位置ずれを検出することにより、精度の高いレチクルの検査用パターンを用いて、光ビームの位置ずれを精度良く検出し、光ビームの歪みを精度良く検出することができる。

さらに、本発明の露光装置方法によれば、レチクルの位置ずれを検出して、光ビームの位置ずれの検出結果を補正することにより、光ビームの位置ずれの検出結果の精度を向上させて、光ビームの歪みをさらに精度良く検出することができる。

本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。 本発明の一実施の形態による露光装置の側面図である。 本発明の一実施の形態による露光装置の正面図である。 光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。 ＤＭＤのミラー部の一例を示す図である。 レーザー測長系の動作を説明する図である。 描画制御部の概略構成を示す図である。 本発明の一実施の形態による露光方法を説明する図である。 本発明の一実施の形態による露光方法を説明する図である。 本発明の一実施の形態による露光方法を説明する図である。 図１１（ａ）はレチクルの下面図、図１１（ｂ）は検査用パターン群の一例の拡大図、図１１（ｃ）は検査用パターンの画像と光ビームの像の一例を示す図である。 光ビームによる基板の走査を説明する図である。 光ビームによる基板の走査を説明する図である。 光ビームによる基板の走査を説明する図である。 光ビームによる基板の走査を説明する図である。 液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。 液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。

図１は、本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。また、図２は本発明の一実施の形態による露光装置の側面図、図３は本発明の一実施の形態による露光装置の正面図である。露光装置は、ベース３、Ｘガイド４、Ｘステージ５、Ｙガイド６、Ｙステージ７、θステージ８、チャック１０、ゲート１１、光ビーム照射装置２０、リニアスケール３１，３３、エンコーダ３２，３４、レーザー測長系、レーザー測長系制御装置４０、画像処理装置５０、ＣＣＤカメラ５１，５２、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０を含んで構成されている。なお、図２及び図３では、レーザー測長系のレーザー光源４１、レーザー測長系制御装置４０、画像処理装置５０、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０が省略されている。露光装置は、これらの他に、基板１をチャック１０へ搬入し、また基板１をチャック１０から搬出する基板搬送ロボット、装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。

なお、以下に説明する実施の形態におけるＸＹ方向は例示であって、Ｘ方向とＹ方向とを入れ替えてもよい。

図１及び図２において、チャック１０は、基板１の受け渡しを行う受け渡し位置にある。受け渡し位置において、図示しない基板搬送ロボットにより基板１がチャック１０へ搬入され、また図示しない基板搬送ロボットにより基板１がチャック１０から搬出される。チャック１０は、基板１の裏面を真空吸着して支持する。基板１の表面には、フォトレジストが塗布されている。

基板１の露光を行う露光位置の上空に、ベース３をまたいでゲート１１が設けられている。ゲート１１には、複数の光ビーム照射装置２０が搭載されている。なお、本実施の形態は、８つの光ビーム照射装置２０を用いた露光装置の例を示しているが、光ビーム照射装置の数はこれに限らず、本発明は１つ又は２つ以上の光ビーム照射装置を用いた露光装置に適用される。

図４は、光ビーム照射装置の概略構成を示す図である。光ビーム照射装置２０は、光ファイバー２２、レンズ２３、ミラー２４、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）２５、投影レンズ２６、及びＤＭＤ駆動回路２７を含んで構成されている。光ファイバー２２は、レーザー光源ユニット２１から発生された紫外光の光ビームを、光ビーム照射装置２０内へ導入する。光ファイバー２２から射出された光ビームは、レンズ２３及びミラー２４を介して、ＤＭＤ２５へ照射される。ＤＭＤ２５は、光ビームを反射する複数の微小なミラーを直交する二方向に配列して構成された空間的光変調器であり、各ミラーの角度を変更して光ビームを変調する。ＤＭＤ２５により変調された光ビームは、照射光学系の投影レンズ２６を含むヘッド部２０ａから照射される。ＤＭＤ駆動回路２７は、主制御装置７０から供給された描画データに基づいて、ＤＭＤ２５の各ミラーの角度を変更する。

図２及び図３において、チャック１０は、θステージ８に搭載されており、θステージ８の下にはＹステージ７及びＸステージ５が設けられている。Ｘステージ５は、ベース３に設けられたＸガイド４に搭載され、Ｘガイド４に沿ってＸ方向へ移動する。Ｙステージ７は、Ｘステージ５に設けられたＹガイド６に搭載され、Ｙガイド６に沿ってＹ方向へ移動する。θステージ８は、Ｙステージ７に搭載され、θ方向へ回転する。Ｘステージ５、Ｙステージ７、及びθステージ８には、ボールねじ及びモータや、リニアモータ等の図示しない駆動機構が設けられており、各駆動機構は、図１のステージ駆動回路６０により駆動される。

θステージ８のθ方向への回転により、チャック１０に搭載された基板１は、直交する二辺がＸ方向及びＹ方向へ向く様に回転される。Ｘステージ５のＸ方向への移動により、チャック１０は、受け渡し位置と露光位置との間を移動される。露光位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動により、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームが、基板１をＸ方向へ走査する。また、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームによる基板１の走査領域が、Ｙ方向へ移動される。図１において、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、θステージ８のθ方向へ回転、Ｘステージ５のＸ方向への移動、及びＹステージ７のＹ方向への移動を行う。

図５は、ＤＭＤのミラー部の一例を示す図である。光ビーム照射装置２０のＤＭＤ２５は、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査方向（Ｘ方向）に対して、所定の角度θだけ傾いて配置されている。ＤＭＤ２５を、走査方向に対して傾けて配置すると、直交する二方向に配列された複数のミラー２５ａのいずれかが、隣接するミラー２５ａ間の隙間に対応する箇所をカバーするので、パターンの描画を隙間無く行うことができる。

なお、本実施の形態では、Ｘステージ５によりチャック１０をＸ方向へ移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査を行っているが、光ビーム照射装置２０を移動することにより、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査を行ってもよい。また、本実施の形態では、Ｙステージ７によりチャック１０をＹ方向へ移動することによって、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査領域を変更しているが、光ビーム照射装置２０を移動することにより、光ビーム照射装置２０からの光ビームによる基板１の走査領域を変更してもよい。

図１及び図２において、ベース３には、Ｘ方向へ伸びるリニアスケール３１が設置されている。リニアスケール３１には、Ｘステージ５のＸ方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。また、Ｘステージ５には、Ｙ方向へ伸びるリニアスケール３３が設置されている。リニアスケール３３には、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出するための目盛が付けられている。

図１及び図３において、Ｘステージ５の一側面には、リニアスケール３１に対向して、エンコーダ３２が取り付けられている。エンコーダ３２は、リニアスケール３１の目盛を検出して、パルス信号を主制御装置７０へ出力する。また、図１及び図２において、Ｙステージ７の一側面には、リニアスケール３３に対向して、エンコーダ３４が取り付けられている。エンコーダ３４は、リニアスケール３３の目盛を検出して、パルス信号を主制御装置７０へ出力する。主制御装置７０は、エンコーダ３２のパルス信号をカウントして、Ｘステージ５のＸ方向への移動量を検出し、エンコーダ３４のパルス信号をカウントして、Ｙステージ７のＹ方向への移動量を検出する。

図６は、レーザー測長系の動作を説明する図である。なお、図６においては、図１に示したゲート１１、光ビーム照射装置２０、及び画像処理装置５０が省略されている。レーザー測長系は、公知のレーザー干渉式の測長系であって、レーザー光源４１、レーザー干渉計４２，４４、及びバーミラー４３，４５を含んで構成されている。バーミラー４３は、チャック１０のＹ方向へ伸びる一側面に取り付けられている。また、バーミラー４５は、チャック１０のＸ方向へ伸びる一側面に取り付けられている。

レーザー干渉計４２は、レーザー光源４１からのレーザー光をバーミラー４３へ照射し、バーミラー４３により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４３により反射されたレーザー光との干渉を測定する。この測定は、Ｙ方向の２箇所で行う。レーザー測長系制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、レーザー干渉計４２の測定結果から、チャック１０のＸ方向の位置及び回転を検出する。

一方、レーザー干渉計４４は、レーザー光源４１からのレーザー光をバーミラー４５へ照射し、バーミラー４５により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光源４１からのレーザー光とバーミラー４５により反射されたレーザー光との干渉を測定する。レーザー測長系制御装置４０は、主制御装置７０の制御により、レーザー干渉計４４の測定結果から、チャック１０のＹ方向の位置を検出する。

図４において、主制御装置７０は、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ描画データを供給する描画制御部を有する。図７は、描画制御部の概略構成を示す図である。描画制御部７１は、メモリ７２，７６、バンド幅設定部７３、中心点座標決定部７４、座標決定部７５、描画データ作成部７７、及び座標演算部７８を含んで構成されている。

メモリ７６には、設計値マップが格納されている。設計値マップには、描画データがＸＹ座標で示されている。描画データ作成部７７は、メモリ７６に格納された設計値マップから、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する露光用の描画データを作成する。メモリ７２は、描画データ作成部７７が作成した露光用の描画データを、そのＸＹ座標をアドレスとして記憶する。また、メモリ７２は、後述する光ビームの歪みを検出するための検査用の描画データを格納している。

バンド幅設定部７３は、メモリ７２から読み出す描画データのＹ座標の範囲を決定することにより、光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射される光ビームのＹ方向のバンド幅を設定する。

レーザー測長系制御装置４０は、露光位置における基板１の露光を開始する前のチャック１０のＸＹ方向の位置を検出する。中心点座標決定部７４は、レーザー測長系制御装置４０が検出したチャック１０のＸＹ方向の位置から、基板１の露光を開始する前のチャック１０の中心点のＸＹ座標を決定する。図１において、光ビーム照射装置２０からの光ビームにより基板１の走査を行う際、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｘステージ５によりチャック１０をＸ方向へ移動させる。基板１の走査領域を移動する際、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｙステージ７によりチャック１０をＹ方向へ移動させる。図７において、中心点座標決定部７４は、エンコーダ３２，３４からのパルス信号をカウントして、Ｘステージ５のＸ方向への移動量及びＹステージ７のＹ方向への移動量を検出し、チャック１０の中心点のＸＹ座標を決定する。

座標決定部７５は、中心点座標決定部７４が決定したチャック１０の中心点のＸＹ座標に基づき、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する露光用の描画データのＸＹ座標を決定する。メモリ７２は、座標決定部７５が決定したＸＹ座標をアドレスとして入力し、入力したＸＹ座標のアドレスに記憶された露光用の描画データを、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ出力する。

以下、本発明の一実施の形態による露光方法について説明する。図８〜図１０は、本発明の一実施の形態による露光方法を説明する図である。なお、図９は図８に示したチャックの拡大図であり、図８及び図９においては、図１に示したゲート１１、光ビーム照射装置２０、及びＣＣＤカメラ５２が省略され、光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａが破線で示されている。また、図１０はゲートの一部断面側面図である。

図９及び図１０において、チャック１０には切り欠き部１０ａが設けられており、切り欠き部１０ａには２つのＣＣＤカメラ５１が設置されている。各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａは、Ｙ方向に等間隔で配置されており、２つのＣＣＤカメラ５１は、チャック１０に、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの間隔の整数倍の間隔で設けられている。各ＣＣＤカメラ５１の焦点は、チャック１０に搭載される基板の表面の高さに合っている。なお、本実施の形態では、チャック１０に２つのＣＣＤカメラ５１が設けられているが、チャック１０に３つ以上のＣＣＤカメラ５１を設けてもよい。

本実施の形態では、基板の露光を開始する前に、チャック１０に設けられたＣＣＤカメラ５１を用いて、後述するレチクル２の検査用パターンの画像及び各光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの像を取得し、取得したレチクル２の検査用パターンの画像及び光ビームの像から、予め、各光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの歪みを検出する。

図１０において、ゲート１１の内部には、２つのＣＣＤカメラ５２が設置されている。各光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの歪みを検出する際、ゲート１１の下側に、レチクルホルダ５３を取り付け、レチクルホルダ５３にレチクル２を装着する。レチクル２は、下面の高さがチャック１０に搭載される基板の表面の高さと同じになる様に設置する。

図１１（ａ）は、レチクルの下面図である。レチクル２の下面には、光ビーム照射装置２０の数に対応した数の検査用パターン群２ａＧと、２つの位置確認用パターン２ｂとが設けられている。各検査用パターン群２ａＧは、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの間隔と同じ間隔で設けられている。２つの位置確認用パターン２ｂは、ゲート１１の内部に設けられた２つのＣＣＤカメラ５２の間隔と同じ間隔で設けられている。

図１０において、各ＣＣＤカメラ５２の焦点は、レチクル２の下面の高さに合っている。各ＣＣＤカメラ５２は、レチクル２の下面の各位置確認用パターン２ｂの画像を取得する。レチクル２は、２つのＣＣＤカメラ５２が取得した２つの位置確認用パターン２ｂの画像に基づき、各検査用パターン群２ａＧの中心が各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの中心と一致する様に、位置決めされる。

図１１（ｂ）は、検査用パターン群の一例の拡大図である。図１１（ｂ）は、１つの検査用パターン群２ａＧに、９つの検査用パターン２ａが設けられた例を示している。本例の各検査用パターン２ａは、正方形の枠の形をしている。図１１（ｂ）において、破線で示す大きい四角２６ａは、ＤＭＤ２５により変調されて投影レンズ２６から照射される光ビームの照射領域を示している。また、破線で示す小さい四角５１ａは、ＣＣＤカメラ５１の視野の大きさを示している。

図８において、主制御装置７０は、チャック１０に基板が搭載されていない状態で、レーザー測長系制御装置４０の検出結果に基づき、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｘステージ５及びＹステージ７によりチャック１０を移動させ、チャック１０に取り付けられたＣＣＤカメラ５１を、光ビームの歪みを検出する光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの真下に位置させる。図８〜図１０は、ＣＣＤカメラ５１が、光ビームの歪みを検出する光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの真下にある状態を示している。

この状態で、主制御装置７０は、描画制御部７１から、検査用の描画データを、光ビームの歪みを検出する光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する。検査用の描画データが供給された光ビーム照射装置２０は、そのヘッド部２０ａから、検査用の光ビームを照射する。検査用の描画データに基づいてＤＭＤ２５により変調された検査用の光ビームは、歪みが無いとき、図１１（ｂ）に示した各検査用パターン２ａの中心へそれぞれ照射される。

次に、主制御装置７０は、レーザー測長系制御装置４０の検出結果に基づき、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｘステージ５及びＹステージ７によりチャック１０を移動させ、ＣＣＤカメラ５１を検査用パターン群２ａＧの中の１つの検査用パターン２ａの真下へ移動する。ＣＣＤカメラ５１は、レチクル２の下面の高さに焦点を合わせて、レチクル２の検査用パターン２ａの画像及び光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの像を取得する。

図１１（ｃ）は検査用パターンの画像と光ビームの像の一例を示す図である。光ビーム照射装置２０から照射された光ビームに歪みが無い場合、光ビームの像２ｃは、検査用パターン２ａの中心に現れる。光ビームに歪みが有る場合、光ビームの像２ｃは、図１１（ｃ）に示す様に、検査用パターン２ａの中心から外れる。図１１（ｃ）に示す例において、検査用パターン２ａと光ビームの像２ｃとの位置ずれ量は、ｄＸ，ｄＹである。図１において、画像処理装置５０は、ＣＣＤカメラ５１の画像信号を処理して、検査用パターン２ａと光ビームの像２ｃとの位置ずれ量を検出する。

光ビームの像２ｃだけから光ビームの位置ずれを検出する場合は、レーザー測長系等を用いて、ＣＣＤカメラ５１の位置を別途測定する必要があるが、本実施の形態では、レチクル２の検査用パターン２ａの画像及び光ビームの像２ｃから、光ビームの位置ずれを検出するので、精度の高いレチクル２の検査用パターン２ａを用いて、光ビームの位置ずれが精度良く検出される。

さらに、画像処理装置５０は、２つのＣＣＤカメラ５２が取得したレチクル２の２つの位置確認用パターンの画像の画像信号を処理して、レチクル２の位置ずれ量を検出し、光ビームの位置ずれ量を補正する。レチクル２の位置ずれを検出して、光ビームの位置ずれの検出結果を補正するので、光ビームの位置ずれの検出結果の精度が向上する。

同様にして、主制御装置７０は、レーザー測長系制御装置４０の検出結果に基づき、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｘステージ５及びＹステージ７によりチャック１０を移動させ、ＣＣＤカメラ５１を検査用パターン群２ａＧの中の他の検査用パターン２ａの真下へ順番に移動する。ＣＣＤカメラ５１は、レチクル２の下面の高さに焦点を合わせて、各検査用パターン２ａの画像及び各光ビームの像２ｃをそれぞれ取得する。画像処理装置５０は、ＣＣＤカメラ５１の画像信号を処理して、各検査用パターン２ａと各光ビームの像２ｃとの位置ずれ量をそれぞれ検出する。そして、画像処理装置５０は、２つのＣＣＤカメラ５２が取得したレチクル２の２つの位置確認用パターンの画像の画像信号を処理して、レチクル２の位置ずれ量を検出し、各検出箇所における光ビームの位置ずれ量をそれぞれ補正する。

図７において、描画制御部７１の座標演算部７８は、画像処理装置５０により検出した、９つの検出箇所における各検査用パターン２ａと各光ビームの像２ｃとの位置ずれ量から、光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの歪みを検出する。

チャック１０にＣＣＤカメラ５１を設け、光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａとＣＣＤカメラ５１との間に、検査用パターン２ａが設けられたレチクル２を配置し、検査用の描画データを光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給し、ＣＣＤカメラ５１により、レチクル２の検査用パターン２ａの画像及び光ビーム照射装置から照射された光ビームの像２ｃを取得し、ＣＣＤカメラ５１により取得したレチクル２の検査用パターン２ａの画像及び光ビームの像２ｃから、光ビームの位置ずれを検出して、光ビームの歪みを検出するので、実際に基板の露光を行うことなく、光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの歪みが容易に検出される。

同様にして、主制御装置７０は、ＣＣＤカメラ５１を、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａの真下に順番に位置させ、検査用の描画データを、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ順番に供給して、各光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの歪みを検出する。全ての光ビーム照射装置２０について光ビームの歪みを検出した後、ゲート１１の下面からレチクル２及びレチクルホルダ５３を取り外す。

図７において、描画制御部７１の描画データ作成部７７は、座標演算部７８の光ビームの歪みの検出結果に基づき、メモリ７２に記憶された露光用の描画データのＸＹ座標を補正する。基板１の露光を行う際、描画制御部７１は、座標を補正した露光用の描画データを各ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給する。各光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの歪みの検出結果に基づき、露光用の描画データの座標を補正して、各光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給するので、各光ビーム照射装置２０から照射される光ビームの歪みが抑制され、描画精度が向上する。

なお、以上説明した実施の形態では、光ビームの照射領域２６ａ内の９箇所で光ビームの位置ずれを検出していたが、本発明はこれに限らず、光ビームの照射領域２６ａの他の複数箇所で光ビームの位置ずれ量を検出して、光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの歪みを検出してもよい。

図１２〜図１５は、光ビームによる基板の走査を説明する図である。図１２〜図１５は、８つの光ビーム照射装置２０からの８本の光ビームにより、基板１のＸ方向の走査を４回行って、基板１全体を走査する例を示している。図１２〜図１５においては、各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａが破線で示されている。各光ビーム照射装置２０のヘッド部２０ａから照射された光ビームは、Ｙ方向にバンド幅Ｗを有し、Ｘステージ５のＸ方向への移動によって、基板１を矢印で示す方向へ走査する。

図１２は、１回目の走査を示し、Ｘ方向への１回目の走査により、図１２に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。１回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１３は、２回目の走査を示し、Ｘ方向への２回目の走査により、図１３に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。２回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１４は、３回目の走査を示し、Ｘ方向への３回目の走査により、図１４に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われる。３回目の走査が終了すると、Ｙステージ７のＹ方向への移動により、基板１がＹ方向へバンド幅Ｗと同じ距離だけ移動される。図１５は、４回目の走査を示し、Ｘ方向への４回目の走査により、図１５に灰色で示す走査領域でパターンの描画が行われ、基板１全体の走査が終了する。

複数の光ビーム照射装置２０からの複数の光ビームにより基板１の走査を並行して行うことにより、基板１全体の走査に掛かる時間を短くすることができ、タクトタイムを短縮することができる。

なお、図１２〜図１５では、基板１のＸ方向の走査を４回行って、基板１全体を走査する例を示したが、走査の回数はこれに限らず、基板１のＸ方向の走査を３回以下又は５回以上行って、基板１全体を走査してもよい。

以上説明した実施の形態によれば、チャック１０にＣＣＤカメラ５１を設け、光ビーム照射装置１０のヘッド部２０ａとＣＣＤカメラ５１との間に、検査用パターン２ａが設けられたレチクル２を配置し、検査用の描画データを光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給し、ＣＣＤカメラ５１により、レチクル２の検査用パターン２ａの画像及び光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの像２ｃを取得し、ＣＣＤカメラ５１により取得したレチクル２の検査用パターン２ａの画像及び光ビームの像２ｃから、光ビームの位置ずれを検出して、光ビームの歪みを検出することにより、実際に基板の露光を行うことなく、光ビーム照射装置２０から照射された光ビームの歪みを容易に検出することができる。また、レチクル２の検査用パターン２ａの画像及び光ビームの像２ｃから、光ビームの位置ずれを検出することにより、精度の高いレチクル２の検査用パターン２ａを用いて、光ビームの位置ずれを精度良く検出し、光ビームの歪みを精度良く検出することができる。そして、光ビームの歪みの検出結果に基づき、露光用の描画データの座標を補正して、光ビーム照射装置２０のＤＭＤ駆動回路２７へ供給することにより、光ビーム照射装置１０から照射される光ビームの歪みを抑制して、描画精度を向上させることができる。

さらに、レチクル２の位置ずれを検出して、光ビームの位置ずれの検出結果を補正することにより、光ビームの位置ずれの検出結果の精度を向上させて、光ビームの歪みをさらに精度良く検出することができる。

本発明の露光装置又は露光方法を用いて基板の露光を行うことにより、光ビーム照射装置から照射される光ビームの歪みを抑制して、描画精度を向上させることができるので、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。

例えば、図１６は、液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法等により、基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布法等によりフォトレジストを塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、露光装置を用いて、フォトレジスト膜にパターンを形成する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、基板上にＴＦＴアレイが形成される。

また、図１７は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程（ステップ２０２）では、染色法や顔料分散法等により、基板上に着色パターンを形成する。この工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程（ステップ２０３）では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程（ステップ２０４）では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。

図１６に示したＴＦＴ基板の製造工程では、露光工程（ステップ１０３）において、図１７に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）及び着色パターン形成工程（ステップ２０２）の露光処理において、本発明の露光装置又は露光方法を適用することができる。

本発明の露光装置の検査方法は、フォトレジストが塗布された基板をチャックで支持し、チャックと、光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置の検査方法であって、チャックに第１の画像取得装置を設け、光ビーム照射装置のヘッド部と第１の画像取得装置との間に、検査用パターンが設けられたレチクルを配置し、検査用の描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、第１の画像取得装置により、レチクルの検査用パターンの画像及び光ビーム照射装置から照射された光ビームの像を取得し、第１の画像取得装置により取得したレチクルの検査用パターンの画像及び光ビームの像から、光ビームの位置ずれを検出するものである。実際に基板の露光を行うことなく、光ビーム照射装置から照射された光ビームの歪みを容易に検出することができる。また、レチクルの検査用パターンの画像及び光ビームの像から、光ビームの位置ずれを検出することにより、精度の高いレチクルの検査用パターンを用いて、光ビームの位置ずれを精度良く検出し、光ビームの歪みを精度良く検出することができる。

さらに、本発明の露光装置の検査方法は、レチクルに、複数の位置確認用パターンを設け、レチクルの複数の位置確認用パターンの画像を取得する複数の第２の画像取得装置を設け、複数の第２の画像取得装置により取得したレチクルの複数の位置確認用パターンの画像から、レチクルの位置ずれを検出して、光ビームの位置ずれの検出結果を補正するものである。レチクルの位置ずれを検出して、光ビームの位置ずれの検出結果を補正することにより、光ビームの位置ずれの検出結果の精度を向上させて、光ビームの歪みをさらに精度良く検出することができる。

１ 基板
２ レチクル
２ａＧ 検査用パターン群
２ａ 検査用パターン
２ｂ 位置確認用パターン
２ｃ 光ビームの像
３ ベース
４ Ｘガイド
５ Ｘステージ
６ Ｙガイド
７ Ｙステージ
８ θステージ
１０ チャック
１１ ゲート
２０ 光ビーム照射装置
２０ａ ヘッド部
２１ レーザー光源ユニット
２２ 光ファイバー
２３ レンズ
２４ ミラー
２５ ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）
２６ 投影レンズ
２７ ＤＭＤ駆動回路
３１，３３ リニアスケール
３２，３４ エンコーダ
４０ レーザー測長系制御装置
４１ レーザー光源
４２，４４ レーザー干渉計
４３，４５ バーミラー
５０ 画像処理装置
５１，５２ ＣＣＤカメラ
５３ レチクルホルダ
６０ ステージ駆動回路
７０ 主制御装置
７１ 描画制御部
７２，７６ メモリ
７３ バンド幅設定部
７４ 中心点座標決定部
７５ 座標決定部
７７ 描画データ作成部
７８ 座標演算部

Claims (8)

1. フォトレジストが塗布された基板を支持するチャックと、
   光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を含むヘッド部を有する光ビーム照射装置と、
   前記チャックと前記光ビーム照射装置とを相対的に移動する移動手段とを備え、
   前記移動手段により前記チャックと前記光ビーム照射装置とを相対的に移動し、前記光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置であって、
   検査用の描画データ及び露光用の描画データを前記光ビーム照射装置の駆動回路へ供給する描画制御手段と、
   前記チャックに設けられた第１の画像取得装置と、
   前記光ビーム照射装置のヘッド部と前記第１の画像取得装置との間に配置され、検査用パターンが設けられたレチクルと、
   前記第１の画像取得装置が取得した前記レチクルの検査用パターンの画像及び前記光ビーム照射装置から照射された光ビームの像から、光ビームの位置ずれを検出する画像処理装置とを備え、
   前記描画制御手段は、検査用の描画データを前記光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、前記画像処理装置により検出した光ビームの位置ずれに基づき、光ビームの歪みを検出して、露光用の描画データの座標を補正することを特徴とする露光装置。
2. 前記レチクルは、複数の位置確認用パターンを有し、
   前記レチクルの複数の位置確認用パターンの画像を取得する複数の第２の画像取得装置を備え、
   前記画像処理装置は、前記複数の第２の画像取得装置が取得した前記レチクルの複数の位置確認用パターンの画像から、前記レチクルの位置ずれを検出して、光ビームの位置ずれの検出結果を補正することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. フォトレジストが塗布された基板をチャックで支持し、
   チャックと、光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を含むヘッド部を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、
   光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光方法であって、
   チャックに第１の画像取得装置を設け、
   光ビーム照射装置のヘッド部と第１の画像取得装置との間に、検査用パターンが設けられたレチクルを配置し、
   検査用の描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、
   第１の画像取得装置により、レチクルの検査用パターンの画像及び光ビーム照射装置から照射された光ビームの像を取得し、
   第１の画像取得装置により取得したレチクルの検査用パターンの画像及び光ビームの像から、光ビームの位置ずれを検出して、光ビームの歪みを検出し、
   光ビームの歪みの検出結果に基づき、露光用の描画データの座標を補正して、光ビーム照射装置の駆動回路へ供給することを特徴とする露光方法。
4. レチクルに、複数の位置確認用パターンを設け、
   レチクルの複数の位置確認用パターンの画像を取得する複数の第２の画像取得装置を設け、
   複数の第２の画像取得装置により取得したレチクルの複数の位置確認用パターンの画像から、レチクルの位置ずれを検出して、光ビームの位置ずれの検出結果を補正することを特徴とする請求項３に記載の露光方法。
5. 請求項１又は至請求項２に記載の露光装置を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
6. 請求項３又は請求項４に記載の露光方法を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
7. フォトレジストが塗布された基板をチャックで支持し、
   チャックと、光ビームを変調する空間的光変調器、描画データに基づいて空間的光変調器を駆動する駆動回路、及び空間的光変調器により変調された光ビームを照射する照射光学系を含むヘッド部を有する光ビーム照射装置とを、相対的に移動し、
   光ビーム照射装置からの光ビームにより基板を走査して、基板にパターンを描画する露光装置の検査方法であって、
   チャックに第１の画像取得装置を設け、
   光ビーム照射装置のヘッド部と第１の画像取得装置との間に、検査用パターンが設けられたレチクルを配置し、
   検査用の描画データを光ビーム照射装置の駆動回路へ供給し、
   第１の画像取得装置により、レチクルの検査用パターンの画像及び光ビーム照射装置から照射された光ビームの像を取得し、
   第１の画像取得装置により取得したレチクルの検査用パターンの画像及び光ビームの像から、光ビームの位置ずれを検出して、光ビームの歪みを検出することを特徴とする露光装置の検査方法。
8. レチクルに、複数の位置確認用パターンを設け、
   レチクルの複数の位置確認用パターンの画像を取得する複数の第２の画像取得装置を設け、
   複数の第２の画像取得装置により取得したレチクルの複数の位置確認用パターンの画像から、レチクルの位置ずれを検出して、光ビームの位置ずれの検出結果を補正することを特徴とする請求項７に記載の露光装置の検査方法。

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