JP4235584B2 - Exposure apparatus and pattern forming method - Google Patents
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Description
本発明は、被露光体上に機能パターンを直接露光する露光装置及びパターン形成方法に関し、詳しくは、上記被露光体に予め形成した基準となる機能パターンに設定された基準位置を撮像手段で撮像して検出し、該基準位置を基準にして光ビームの照射開始又は照射停止の制御を行うことによって、機能パターンの重ね合わせ精度を向上すると共に露光装置の高騰を抑制しようとする露光装置及びパターン形成方法に係るものである。 The present invention relates to an exposure apparatus and a pattern forming method for directly exposing a functional pattern on an object to be exposed, and more particularly, to image a reference position set in a reference function pattern previously formed on the object to be exposed by an imaging unit. The exposure apparatus and pattern that improve detection accuracy of the functional pattern and suppress the rise of the exposure apparatus by controlling the start or stop of irradiation of the light beam with reference to the reference position. It relates to a forming method.
従来の露光装置は、ガラス基板に機能パターンに相当するマスクパターンを予め形成したマスクを使用し、被露光体上に上記マスクパターンを転写露光する、例えばステッパー(Stepper)やマイクロミラー・プロジェクション(Mirror Projection)やプロキシミティ(Proximity)の各装置がある。しかし、これら従来の露光装置において、複数層の機能パターンを積層形成する場合には、各層間の機能パターンの重ね合わせ精度が問題となる。特に、大型液晶ディスプレイ用のTFTやカラーフィルターの形成に使用する大型マスクの場合には、マスクパターンの配列に高い絶対寸法精度が要求され、マスクのコストを高騰させていた。また、上記重ね合わせ精度を得るためには下地層の機能パターンとマスクパターンとのアライメントが必要であり、特に大型マスクにおいては、このアライメントが困難であった。 A conventional exposure apparatus uses a mask in which a mask pattern corresponding to a functional pattern is formed in advance on a glass substrate, and transfers and exposes the mask pattern on an object to be exposed. For example, a stepper or a micromirror projection (Mirror) There are Projection and Proximity devices. However, in these conventional exposure apparatuses, when a plurality of layers of functional patterns are formed in layers, the overlay accuracy of the functional patterns between the layers becomes a problem. In particular, in the case of a large mask used for forming a TFT or a color filter for a large liquid crystal display, high absolute dimensional accuracy is required for the arrangement of the mask pattern, and the cost of the mask is increased. In addition, in order to obtain the overlay accuracy, alignment of the functional pattern of the underlayer and the mask pattern is necessary, and this alignment is difficult particularly in a large mask.
一方、マスクを使用せず、電子ビームやレーザビームを使用して被露光体上にCADデータのパターンを直接描画する露光装置がある。この種の露光装置は、レーザ光源と、該レーザ光源から発射されるレーザビームを往復走査する露光光学系と、被露光体を載置した状態で搬送する搬送手段とを備え、CADデータに基づいてレーザ光源の発射状態を制御しながらレーザビームを往復走査すると共に被露光体をレーザビームの走査方向と直交する方向に搬送して、被露光体上に機能パターンに相当するCADデータのパターンを二次元的に形成するようになっている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、このような直接描画型の従来の露光装置において、CADデータのパターン配列に高い絶対寸法精度が要求される点は、マスクを使用する露光装置と同様であり、また複数の露光装置を用いて機能パターンを形成するような製造工程においては、露光装置間に精度のばらつきがあるときは機能パターンの重ね合わせ精度が悪くなる問題があった。したがって、このような問題に対処するためには高精度な露光装置が必要であり、露光装置のコストを高いものとしていた。 However, in such a direct drawing type conventional exposure apparatus, the point that high absolute dimensional accuracy is required for the pattern arrangement of CAD data is the same as the exposure apparatus using a mask, and a plurality of exposure apparatuses are used. In the manufacturing process for forming a functional pattern, there is a problem that the accuracy of superimposing the functional patterns is deteriorated when there is a variation in accuracy between exposure apparatuses. Therefore, in order to cope with such a problem, a high-precision exposure apparatus is necessary, and the cost of the exposure apparatus is increased.
さらに、下地層の機能パターンとCADデータのパターンとのアライメントを事前に取らなければならない点は、マスクを使用する他の露光装置と同様であり、前述と同様の問題があった。 Further, the point that the alignment of the functional pattern of the underlayer and the CAD data pattern has to be taken in advance is the same as in other exposure apparatuses using a mask, and there is the same problem as described above.
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、機能パターンの重ね合わせ精度を向上すると共に露光装置の高騰を抑制しようとする露光装置及びパターン形成方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an exposure apparatus and a pattern forming method that address such problems and improve the overlay accuracy of functional patterns and suppress the rise of the exposure apparatus.
上記目的を達成するために、本発明による露光装置は、被露光体を所定方向に搬送しながら、露光光学系により光ビームを被露光体の搬送方向と略直交方向に走査して、該被露光体上に機能パターンを直接露光する露光装置であって、前記被露光体の搬送方向にて前記光ビームの走査位置の手前側を撮像位置として、前記被露光体に予め形成された露光位置の基準となる機能パターンを撮像する撮像手段と、前記基準となる機能パターンを照明して前記撮像手段による撮像を可能にする照明手段と、前記光ビームの走査開始側に該光ビームの走査方向に直交して設けられ、光ビームの走査開始時刻を検出するラインセンサーと、前記撮像手段で撮像された前記基準となる機能パターンに予め設定された露光の開始及び終了の基準位置を検出し、前記光ビームが前記ラインセンサーを通過する走査開始時刻を基準にして光ビームが前記各基準位置を通過する時刻を演算し、該演算された時刻に基づいて前記光ビームの照射開始及び照射停止の制御を行う光学系制御手段と、を備えたものである。 To achieve the above object, an exposure apparatus according to the present invention, while conveying the object to be exposed in a predetermined direction, by scanning the light beam in the direction substantially perpendicular to the conveyance direction of the object to be exposed by the exposure optical system,該被An exposure apparatus that directly exposes a functional pattern on an exposure body, the exposure position formed in advance on the object to be exposed, with the front side of the scanning position of the light beam being an imaging position in the transport direction of the object to be exposed An imaging means for imaging a functional pattern serving as a reference, an illuminating means for illuminating the functional pattern serving as a reference and enabling imaging by the imaging means, and a scanning direction of the light beam on a scanning start side of the light beam orthogonally provided on a line sensor that detects the scanning start time of the light beam, the start and end of the reference position of the preset exposure function pattern to be imaged the reference by said image pickup means to detect Calculating a time at which the light beam passes through the respective reference positions with respect to the scanning start time, wherein the light beam passes through the line sensor, the irradiation start and irradiation stop of the light beam on the basis of the calculated time Optical system control means for performing control.
このような構成により、被露光体を所定方向に搬送しながら、照明手段で被露光体に予め形成された基準となる機能パターンを照明し、撮像手段により被露光体の搬送方向にて光ビームの走査位置の手前側を撮像位置として上記基準となる機能パターンを撮像し、露光光学系により光ビームを被露光体の搬送方向と略直交方向に走査し、光ビームの走査開始側に該光ビームの走査方向に直交して設けられたラインセンサーで光ビームの走査開始時刻を検出し、光学系制御手段により撮像手段で撮像された上記基準となる機能パターンに予め設定された露光の開始及び終了の基準位置を検出し、光ビームがラインセンサーを通過する走査開始時刻を基準にして光ビームが各基準位置を通過する時刻を演算し、該演算された時刻に基づいて光ビームの照射開始及び照射停止を制御する。これにより、被露光体に予め形成された基準となる機能パターンに対する所定の機能パターンの重ね合せ精度を向上する。 With such a configuration, while the object to be exposed is transported in a predetermined direction, the illumination unit illuminates a reference function pattern formed in advance on the object to be exposed, and the imaging unit emits a light beam in the transport direction of the object to be exposed. The functional pattern serving as the reference is imaged with the near side of the scanning position as the imaging position, and the exposure optical system scans the light beam in a direction substantially perpendicular to the conveying direction of the object to be exposed, and the light beam is scanned on the scanning start side. The light sensor scanning start time is detected by a line sensor provided orthogonal to the beam scanning direction, and the exposure start preset to the reference function pattern imaged by the imaging means by the optical system control means and detecting a reference position of the end, with respect to the scanning start time the light beam passes through the line sensor calculates the time the light beam passes through the respective reference position, the light Bee based on the calculated time Controlling the start and irradiation stop of irradiation. Thereby, the overlay accuracy of the predetermined function pattern with respect to the reference function pattern formed in advance on the object to be exposed is improved.
また、前記光学系制御手段による前記基準位置の検出は、前記撮像手段で取得した前記基準となる機能パターンの画像を2値化処理し、予め設定された前記基準位置に相当する画像データと比較して、両データが一致した部分を検出して行うものである。これにより、撮像手段で取得した基準となる機能パターンの画像を光学系制御手段で2値化処理し、予め設定された基準位置に相当する画像データと比較し、両データが一致した部分を基準位置として検出する。 In addition, the detection of the reference position by the optical system control unit is performed by binarizing the image of the reference function pattern acquired by the imaging unit and comparing it with image data corresponding to the preset reference position. Thus, it is performed by detecting a portion where both data coincide with each other. As a result, the image of the function pattern serving as a reference acquired by the imaging unit is binarized by the optical system control unit, and compared with image data corresponding to a preset reference position. Detect as position.
さらに、前記撮像手段は、受光素子が一列状に配列されたものである。これにより、受光素子が一列状に配列された撮像手段で基準となる機能パターンの一次元の画像データを取得する。 Further, the image pickup means has light receiving elements arranged in a line. As a result, the one-dimensional image data of the functional pattern serving as a reference is acquired by the imaging means in which the light receiving elements are arranged in a line.
また、前記照明手段は、前記被露光体の背面側に備えられたものである。これにより、照明手段で被露光体の背面側から照明する。 Further, the illumination means is provided on the back side of the object to be exposed. Thereby, it illuminates from the back side of a to-be-exposed body with an illumination means.
さらに、前記露光光学系は、偏光軸を互いに直交させて離して配置した二つの偏光素子と、該二つの偏光素子の間に配設され電圧の印加で偏光の偏波面を変化させる電気光学変調器とを有する光スイッチを、前記光ビームの光軸上に備えたものである。これにより、偏光軸を互いに直交させて配置した二つの偏光素子の間に配設した電気光学変調器の印加電圧を制御して光ビームの照射開始又は照射停止をさせる。 Further, the exposure optical system includes two polarization elements arranged with their polarization axes orthogonal to each other and separated from each other, and electro-optic modulation arranged between the two polarization elements to change the polarization plane of polarized light by applying a voltage an optical switch having a vessel, in which provided on the optical axis of the light beam. As a result, the applied voltage of the electro-optic modulator disposed between two polarizing elements disposed with the polarization axes orthogonal to each other is controlled to start or stop irradiation of the light beam.
そして、前記被露光体は、該被露光体に対して相対的に走査する前記光ビームの走査軌跡が、前記基準となる機能パターンの配列方向と平行となるように移動方向に対して傾けて配置されたものである。これにより、被露光体を移動方向に対して傾けて配置し、光ビームの走査軌跡が基準となる機能パターンの配列方向と平行となるようにする。 Then, the object to be exposed is inclined with respect to the moving direction so that the scanning locus of the light beam that is scanned relative to the object to be exposed is parallel to the arrangement direction of the reference function pattern. in which arranged. Accordingly, the object to be exposed is arranged to be inclined with respect to the moving direction so that the scanning trajectory of the light beam is parallel to the reference direction of the functional pattern.
また、本発明によるパターン形成方法は、被露光体を所定方向に搬送しながら、露光光学系により光ビームを被露光体の搬送方向と略直交方向に走査して、該被露光体上に露光パターンを直接形成するパターン形成方法であって、照明手段により前記被露光体に予め形成された露光位置の基準となる機能パターンを照明し、前記被露光体の搬送方向にて前記光ビームの走査位置の手前側の位置で、前記基準となる機能パターンを撮像手段により撮像し、前記光ビームの走査開始側に該光ビームの走査方向に直交して設けられたラインセンサーにより光ビームの走査開始時刻を検出し、光学系制御手段により前記撮像手段で撮像された前記基準となる機能パターンに予め設定された露光の開始及び終了の基準位置を検出し、前記光ビームが前記ラインセンサーを通過する走査開始時刻を基準にして光ビームが前記各基準位置を通過する時刻を演算し、該演算された時刻に基づいて前記光ビームの照射開始及び照射停止の制御をし、所定位置に所定の露光パターンを形成するものである。 The pattern forming method according to the invention, while conveying the object to be exposed in a predetermined direction, by scanning the light beam in the direction substantially perpendicular to the conveyance direction of the object to be exposed by the exposure optical system, the exposure on該被exposure member A pattern forming method for directly forming a pattern, wherein a functional pattern serving as a reference of an exposure position previously formed on the object to be exposed is illuminated by an illuminating unit, and the light beam is scanned in the transport direction of the object to be exposed The reference functional pattern is imaged by an imaging means at a position on the near side of the position, and scanning of the light beam is started by a line sensor provided on the light beam scanning start side orthogonal to the scanning direction of the light beam. time is detected and the detected start and end of the reference position of the preset exposure function pattern to be imaged the reference by the imaging means by an optical system control means, wherein the light beam is the Calculating a time at which the light beam passes through the respective reference positions with respect to the scanning start time passing in the sensor, and the control of irradiation start and irradiation stop of the light beam based on the calculated time, predetermined A predetermined exposure pattern is formed at the position .
このような方法により、被露光体を所定方向に搬送しながら、撮像手段で被露光体の搬送方向にて光ビームの走査位置の手前側の位置で、基準となる機能パターンを撮像し、露光光学系により光ビームを被露光体の搬送方向と略直交方向に走査し、光ビームの走査開始側に該光ビームの走査方向に直交して設けられたラインセンサーにより光ビームの走査開始時刻を検出し、光学系制御手段により撮像手段で撮像された上記機能パターン画像に予め設定した露光の開始及び終了の基準位置を検出し、光ビームがラインセンサーを通過する走査開始時刻を基準にして光ビームが各基準位置を通過する時刻を演算し、該演算された時刻に基づいて光ビームの照射開始及び照射停止の制御をして、上記機能パターンに対応した位置に他の機能パターンの露光を行う。 With such a method, while the object to be exposed is transported in a predetermined direction, the imaging unit captures an image of the reference function pattern at the position in front of the scanning position of the light beam in the transport direction of the object to be exposed, and exposure. The optical system scans the light beam in a direction substantially perpendicular to the conveying direction of the object to be exposed, and the light beam scanning start time is set by a line sensor provided on the light beam scanning start side perpendicular to the light beam scanning direction. Detecting and detecting a reference position for the start and end of exposure set in advance in the functional pattern image picked up by the image pickup means by the optical system control means , and light based on the scan start time when the light beam passes through the line sensor. calculating a time at which the beam passes through the reference position, and the control of irradiation start and irradiation stop of the light beam based on the calculated time, other functions putter at positions corresponding to the functional patterns Performing the exposure of.
また、前記光学系制御手段による前記基準位置の検出は、前記撮像手段で取得した前記基準となる機能パターンの画像を2値化処理し、予め設定された前記基準位置に相当する画像データと比較して、両データが一致した部分を検出して行うものである。これにより、撮像手段で取得した基準となる機能パターンの画像を光学系制御手段で2値化処理し、予め設定された基準位置に相当する画像データと比較し、両データが一致した部分を基準位置として検出する。 In addition, the detection of the reference position by the optical system control unit is performed by binarizing the image of the reference function pattern acquired by the imaging unit and comparing it with image data corresponding to the preset reference position. Thus, it is performed by detecting a portion where both data coincide with each other. As a result, the image of the function pattern serving as a reference acquired by the imaging unit is binarized by the optical system control unit, and compared with image data corresponding to a preset reference position. Detect as position.
さらに、前記撮像手段は、受光素子が一列状に配列されたものである。これにより、受光素子が一列状に配列された撮像手段で基準となる機能パターンの一次元の画像データを取得する。 Further, the image pickup means has light receiving elements arranged in a line. As a result, the one-dimensional image data of the functional pattern serving as a reference is acquired by the imaging means in which the light receiving elements are arranged in a line.
また、前記照明手段は、前記被露光体の背面側に備えられたものである。これにより、照明手段で被露光体の背面側から照明する。 Further, the illumination means is provided on the back side of the object to be exposed. Thereby, it illuminates from the back side of a to-be-exposed body with an illumination means.
さらに、前記露光光学系は、偏光軸を互いに直交させて離して配置した二つの偏光素子と、該二つの偏光素子の間に配設され電圧の印加で偏光の偏波面を変化させる電気光学変調器とを有する光スイッチを、前記光ビームの光軸上に備えたものである。これにより、偏光軸を互いに直交させて配置した二つの偏光素子の間に配設した電気光学変調器の印加電圧を制御して光ビームの照射開始又は照射停止をさせる。 Further, the exposure optical system includes two polarization elements arranged with their polarization axes orthogonal to each other and separated from each other, and electro-optic modulation arranged between the two polarization elements to change the polarization plane of polarized light by applying a voltage an optical switch having a vessel, in which provided on the optical axis of the light beam. As a result, the applied voltage of the electro-optic modulator disposed between two polarizing elements disposed with the polarization axes orthogonal to each other is controlled to start or stop irradiation of the light beam.
そして、前記被露光体は、該被露光体に対して相対的に走査する前記光ビームの走査軌跡が、前記基準となる機能パターンの配列方向と平行となるように移動方向に対して傾けて配置されたものである。これにより、被露光体を移動方向に対して傾けて配置し、光ビームの走査軌跡が基準となる機能パターンの配列方向と平行となるようにする。 Then, the object to be exposed is inclined with respect to the moving direction so that the scanning locus of the light beam that is scanned relative to the object to be exposed is parallel to the arrangement direction of the reference function pattern. in which arranged. Accordingly, the object to be exposed is arranged to be inclined with respect to the moving direction so that the scanning trajectory of the light beam is parallel to the reference direction of the functional pattern.
請求項1及び7に係る発明によれば、被露光体を所定方向に搬送しながら、撮像手段で被露光体に予め形成された基準となる機能パターンを撮像し、この撮像された基準となる機能パターン画像に予め設定された露光の開始及び終了の基準位置を検出し、露光光学系により光ビームを被露光体の搬送方向と略直交方向に走査し、光ビームの走査開始側に該光ビームの走査方向に直交して設けられたラインセンサーにより光ビームの走査開始時刻を検出し、光ビームがラインセンサーを通過する走査開始時刻を基準にして光ビームが各基準位置を通過する時刻を演算し、該演算された時刻に基づいて光ビームの照射開始及び照射停止の制御をすることができ、上記基準となる機能パターンに対して所定位置に所定の機能パターンの露光を高精度に行うことができる。したがって、複数層の機能パターンを積層して形成する場合にも、各層の機能パターンの重ね合せ精度が高くなる。これにより、複数の露光装置を使用して積層パターンを形成する場合にも、露光装置間の精度差に起因する機能パターンの重ね合せ精度の劣化の問題を排除することができ、露光装置のコストアップを抑制することができる。 According to the first and seventh aspects of the invention, while the object to be exposed is transported in a predetermined direction, the imaging unit captures a reference function pattern that is formed in advance on the object to be exposed, and this image is used as the reference. The exposure start and end reference positions set in advance in the functional pattern image are detected, and the exposure optical system scans the light beam in a direction substantially perpendicular to the conveying direction of the object to be exposed, and the light beam is scanned on the scanning start side. The scanning start time of the light beam is detected by a line sensor provided perpendicular to the scanning direction of the beam, and the time at which the light beam passes each reference position with reference to the scanning start time at which the light beam passes through the line sensor. calculated, based on the computed time can control the irradiation start and irradiation stop of the light beam, high-precision exposure of a predetermined function pattern in a predetermined position relative to the feature pattern to be the reference It can be carried out. Therefore, even when a plurality of layers of functional patterns are stacked, the accuracy of overlaying the functional patterns of each layer is increased. As a result, even when a multilayer pattern is formed using a plurality of exposure apparatuses, it is possible to eliminate the problem of deterioration in the accuracy of superimposing functional patterns due to the difference in accuracy between the exposure apparatuses. Up can be suppressed.
また、請求項2及び8に係る発明によれば、撮像手段で取得した基準となる機能パターンの画像を2値化処理し、予め設定した基準位置に相当する画像データとを比較して、両データが一致した部分を基準位置として検出するようにしたことにより、基準位置の検出をリアルタイムで高速に処理することができる。 According to the second and eighth aspects of the invention, the image of the reference function pattern acquired by the imaging unit is binarized and compared with image data corresponding to a preset reference position. By detecting the coincident part as the reference position, the reference position can be detected at high speed in real time.
さらに、請求項3及び9に係る発明によれば、受光素子が一列状に配列された撮像手段で基準となる機能パターンの一次元の画像データを取得するようにしたことにより、撮像手段のコストアップを抑制すると共に、データの処理速度を向上することができる。 Further, according to the inventions according to claims 3 and 9, the cost of the imaging means is obtained by acquiring the one-dimensional image data of the functional pattern serving as a reference by the imaging means in which the light receiving elements are arranged in a line. In addition to suppressing the increase, the data processing speed can be improved.
また、請求項4及び10に係る発明によれば、被露光体の背面側に照明手段を配設したことにより、撮像手段で取得する画像のコントラストが向上し、画像データの取得精度が向上する。したがって、高精度な露光を実現できる。 According to the fourth and tenth aspects of the present invention, since the illumination unit is disposed on the back side of the object to be exposed, the contrast of the image acquired by the imaging unit is improved and the acquisition accuracy of the image data is improved. . Therefore, highly accurate exposure can be realized.
さらに、請求項5及び11に係る発明によれば、偏光軸を互いに直交させて配置した二つの偏光素子の間に配設された電気光学変調器の印加電圧を制御して光ビームの照射開始又は照射停止をさせるようにしたことにより、光ビームの照射及び停止の切換動作を高速で行うことがでる。したがって、露光パターンの形成精度を向上することができる。
Further, according to the inventions according to
そして、請求項6及び12に係る発明によれば、一定速度で移動する被露光体に対する光ビームの走査軌跡が、基準となる機能パターンの配列方向と平行となるように被露光体を移動方向に対して傾けて配置したことにより、上記基準となる機能パターンの配列方向に露光開始位置と露光終了位置とのずれをなくして正確に露光パターンを形成することができる。
According to the inventions according to
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第1の実施形態を示す概念図である。この露光装置1は、被露光体上に機能パターンを直接露光するもので、レーザ光源2と、露光光学系3と、搬送手段4と、撮像手段5と、照明手段としての背面光照射手段6と、光学系制御手段7とを備えてなる。なお、上記機能パターンとは、製品が有する本来の目的の動作をするのに必要な構成部分のパターンであり、例えば、カラーフィルターにおいては、ブラックマトリクスのピクセルパターンや赤、青、緑の各色フィルターのパターンであり、半導体部品においては、配線パターンや各種電極パターン等である。以下の説明においては、被露光体としてカラーフルター用のガラス基板を用いた例を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a conceptual view showing a first embodiment of an exposure apparatus according to the present invention. The
上記レーザ光源2は、光ビームを発射するものであり、例えば355nmの紫外線を生成する出力が4W以上の高出力全固体モードロックのレーザ光源である。
The
上記レーザ光源2の光ビーム出射方向前方には、露光光学系3が設けられている。この露光光学系3は、光ビームとしてのレーザビームをガラス基板8上に往復走査するものであり、レーザビームの出射方向手前から光スイッチ9と、光偏向手段10と、第1のミラー11と、ポリゴンミラー12と、fθレンズ13と、第2のミラー14とを備えている。
An exposure optical system 3 is provided in front of the
上記光スイッチ9は、レーザビームの照射及び照射停止状態を切換えるものであり、例えば、図2に示すように第1及び第2の偏光素子15A,15Bを、該各偏光素子15A,15Bの偏光軸pが互いに直交するように離して配置し(同図においては、偏光素子15Aの偏光軸pは垂直方向に設定され、偏光素子15Bの偏光軸pは水平方向に設定されている)、該第1及び第2の偏光素子15A,15Bの間に電気光学変調器16を配設した構成を有している。上記電気光学変調器16は、電圧を印加すると偏光(直線偏光)の偏波面を数nsecの高速で回転させるように動作するものである。例えば、印加電圧ゼロのときには、同図(a)において第1の偏光素子15Aにより選択的に透過した例えば垂直方向の偏波面を有する直線偏光は、上記電気光学変調器16をそのまま透過し、第2の偏光素子15Bに達する。この第2の偏光素子15Bは、水平方向の偏波面を有する直線偏光を選択的に透過するように配設されているため、垂直方向の偏波面を有する上記直線偏光は透過できず、この場合レーザビームは照射停止状態になる。一方、同図(b)に示すように、電気光学変調器16に電圧が印加され、該電気光学変調器16に入射する直線偏光の偏波面が90度回転したときには、上記垂直方向の偏波面を有する直線偏光は、電気光学変調器16を出射するときには、水平方向の偏波面を有するものとなり、この直線偏光は、第2の偏光素子15Bを透過する。これにより、レーザビームは照射状態になる。
The optical switch 9 switches between irradiation of the laser beam and irradiation stop state. For example, as shown in FIG. 2, the first and second
上記光偏向手段10は、レーザビームの走査位置をその走査方向と直交する方向(ガラス基板8の移動方向で図1に示す矢印A方向に一致する)にずらして正しい位置を走査するように調整するものであり、例えば音響光学素子(AO素子)である。 The light deflecting means 10 is adjusted so as to scan the correct position by shifting the scanning position of the laser beam in a direction orthogonal to the scanning direction (coinciding with the direction of arrow A shown in FIG. 1 in the moving direction of the glass substrate 8). For example, an acousto-optic element (AO element) is used.
また、第1のミラー11は、光偏向手段10を通過したレーザビームの進行方向を後述のポリゴンミラー12の設置方向に曲げるためのものであり、平面ミラーである。さらに、ポリゴンミラー12は、レーザビームを往復走査するものであり、例えば正八角形の柱状回転体の側面に八つのミラーを形成している。この場合、上記ミラーの一つで反射されるレーザビームは、ポリゴンミラー12の回転に伴って一次元の往方向に走査され、レーザビームの照射位置が次のミラー面に移った瞬間に復方向に戻って、再びポリゴンミラー12の回転に伴って一次元の往方向への走査を開始することになる。
The
また、fθレンズ13は、レーザビームの走査速度がガラス基板8上で等速となるようにするものであり、焦点位置を上記ポリゴンミラー12のミラー面の位置に略一致させて配置される。そして、第2のミラー14は、fθレンズ13を通過したレーザビームを反射して、ガラス基板8の面に対して略垂直方向に入射させるためのものであり、平面ミラーである。また、上記fθレンズ13の出射側の面近傍部にて往復走査するレーザビームの走査開始側の部分には、走査方向と直交するようにラインセンサー17が設けられており、レーザビームの所定走査位置と実際の走査位置とのずれ量を検出すると共に、レーザビームの走査開始時刻を検出するようになっている。なお、このラインセンサー17は、fθレンズ13側ではなく、レーザビームの走査開始点を検出できればどこに設けてもよく、例えば、後述するガラス基板搬送用のステージ18側に設けてもよい。
Further, the
上記第2のミラー14の下方には、搬送手段4が設けられている。この搬送手段4は、ステージ18上にガラス基板8を載置して、上記レーザビームの走査方向に直交する方向に所定の速度で搬送するものであり、上記ステージ18を移動させる例えば搬送ローラ19と、該搬送ローラ19を回転駆動する例えばモータ等の搬送駆動部20とを備えている。
A conveying
上記搬送手段4の上方にて矢印Aで示す搬送方向の上記レーザビームの走査位置手前側には、撮像手段5が設けられている。この撮像手段5は、ガラス基板8に予め形成された露光位置の基準となる機能パターンとしてのブラックマトリクスのピクセルを撮像するものであり、受光素子が一列状に配列された例えばラインCCDである。ここで、図3に示すように、上記撮像手段5の撮像位置Eと上記レーザビームの走査位置Fとの距離Dは、ブラックマトリクス21のピクセル22の搬送方向配列ピッチPの整数倍(n倍)となるように設定される。これにより、ガラス基板8が搬送されて上記ピクセル22の中心とレーザビームの走査位置とが一致したときにレーザビームが走査を開始するように走査タイミングを合わせることができる。また、上記距離Dは、小さい程よい。これにより、ガラス基板8の移動誤差を少なくすることができ、レーザビームの走査位置を上記ピクセル22に対してより正確に位置決めすることができる。なお、図1には、撮像手段5を三台設置した例を示しているが、レーザビームの走査範囲が一台の撮像手段5の画像処理領域より狭いときには、撮像手段5は一台でよく、上記走査範囲が一台の撮像手段5の画像処理領域より広いときには、それに応じて複数台の撮像手段5を設置するとよい。
An
上記搬送手段4の下側には、背面光照射手段6が設けられている。この背面光照射手段6は、上記ピクセル22を照明して撮像手段5による撮像を可能にするものであり、例えば面光源である。
A back light irradiating means 6 is provided below the conveying
上記レーザ光源2、光スイッチ9、光偏向手段10、ポリゴンミラー12、ラインセンサー17、搬送手段4及び撮像手段5に接続して光学系制御手段7が設けられている。この光学系制御手段7は、撮像手段5で撮像された上記ピクセル22のパターン画像に予め設定された露光の開始及び終了の基準位置を検出し、レーザビームがラインセンサー17を通過する走査開始時刻を基準にしてレーザビームが上記各基準位置を通過する時刻を演算し、該演算された時刻に基づいてレーザ光源2におけるレーザビームの照射開始及び照射停止の制御を行うと共に、ラインセンサー17の出力に基づいて光偏向手段10に印加する電圧を制御してレーザビームの出射方向を偏向させ、ポリゴンミラー12の回転速度を制御してレーザビームの走査速度を所定速度に維持し、搬送手段4によるガラス基板8の搬送速度を所定の速度に制御するものである。そして、レーザ光源2を点灯させる光源駆動部23と、レーザビームの照射開始及び照射停止を制御する光スイッチコントローラ24と、光偏向手段10におけるレーザビームの偏向量を制御する光偏向手段駆動部25Aと、ポリゴンミラー12の駆動を制御するポリゴン駆動部25Bと、搬送手段4の搬送速度を制御する搬送コントローラ26と、背面光照射手段6の点灯及び消灯を行う背面光コントローラ27と、撮像手段5で撮像した画像をA/D変換するA/D変換部28と、A/D変換された画像データに基づいてレーザビームの照射開始位置及び照射停止位置を判定する画像処理部29と、画像処理部29で処理して得たレーザビームの照射開始位置(以下、露光開始位置と記載)及び照射停止位置(以下露光終了位置と記載)のデータを記憶すると共に、後述の露光開始位置及び露光終了位置のルックアップテーブル等を記憶する記憶部30と、該記憶部30から読み出した露光開始位置及び露光終了位置のデータに基づいて光スイッチ9をオン/オフする変調データを作成する変調データ作成処理部31と、装置全体が所定の目的の動作をするように適切に制御する制御部32とを備えている。
An optical system control means 7 is provided in connection with the
図4及び図5は、画像処理部29の一構成例を示すブロック図である。図4に示すように、画像処理部29は、例えば三つ並列に接続したリングバッファーメモリ33A,33B,33Cと、該リングバッファーメモリ33A,33B,33C毎にそれぞれ並列に接続した例えば三つのラインバッファーメモリ34A,34B,34Cと、該ラインバッファーメモリ34A,34B,34Cに接続され決まった閾値と比較してグレーレベルのデータを2値化して出力する比較回路35と、上記九つのラインバッファーメモリ34A,34B,34Cの出力データと図1に示す記憶部30から得た露光開始位置を定める第1の基準位置に相当する画像データのルックアップテーブル(露光開始位置用LUT)とを比較して、両データが一致したときに露光開始位置判定結果を出力する露光開始位置判定回路36と、上記九つのラインバッファーメモリ34A,34B,34Cの出力データと、図1に示す記憶部30から得た露光終了位置を定める第2の基準位置に相当する画像データのルックアップテーブル(露光終了位置用LUT)とを比較して、両データが一致したときに露光終了位置判定結果を出力する露光終了位置判定回路37とを備えている。
4 and 5 are block diagrams illustrating an example of the configuration of the
また、図5に示すように、画像処理部29は、上記露光開始位置判定結果を入力して第1の基準位置に相当する画像データの一致回数をカウントする計数回路38Aと、該計数回路38Aの出力と図1に示す記憶部30から得た露光開始ピクセル番号とを比較して両数値が一致したときに露光開始信号を図1に示す変調データ作成処理部31に出力する比較回路39Aと、上記露光終了位置判定結果を入力して第2の基準位置に相当する画像データの一致回数をカウントする計数回路38Bと、該計数回路38Bの出力と図1に示す記憶部30から得た露光終了ピクセル番号とを比較して両数値が一致したときに露光終了信号を図1に示す変調データ作成処理部31に出力する比較回路39Bと、上記計数回路38Aの出力に基づいて先頭ピクセルの数をカウントする先頭ピクセル計数回路40と、該先頭ピクセル計数回路40の出力と図1に示す記憶部30から得た露光ピクセル列番号とを比較して両数値が一致したときに露光ピクセル列指定信号を図1に示す変調データ作成処理部31に出力する比較回路41とを備えている。なお、上記計数回路38A,38Bは、撮像手段5による読取動作が開始されるとその読取開始信号によりリセットされる。また、先頭ピクセル計数回路40は、予め指定した所定の露光パターンの形成が終了すると露光パターン終了信号によりリセットされる。
As shown in FIG. 5, the
次に、このように構成された第1の実施形態の動作及びパターン形成方法について説明する。
先ず、露光装置1に電源が投入されると、光学系制御手段7が駆動する。これにより、レーザ光源2が起動してレーザビームが発射される。同時に、ポリゴンミラー12が回転を開始し、レーザビームの走査が可能になる。ただし、このときはまだ、光スイッチ9はオフされているためレーザビームは照射されない。
Next, the operation and pattern forming method of the first embodiment configured as described above will be described.
First, when the
次に、搬送手段4のステージ18上にガラス基板8が載置される。なお、搬送手段4は、一定速度でガラス基板8を搬送するため、図6に示すようにレーザビームの走査軌跡(矢印B)は、ステージ18の移動方向(矢印A)に対して相対的に斜めとなる。従って、ガラス基板8を上記移動方向(矢印A)に平行に設置している場合には、同図(a)に示すように露光位置がブラックマトリクス21の走査開始ピクセル22aと走査終了ピクセル22bとでずれる場合が生ずる。この場合には、同図(b)に示すように、ガラス基板8を搬送方向(矢印A方向)に対して傾けて設置して上記ピクセル22の配列方向とレーザビームの走査軌跡(矢印B)とが一致するようにするとよい。ただし、現実には、レーザビームの走査速度の方がガラス基板8の搬送速度よりもはるかに速いため上記ずれ量は少ない。従って、ガラス基板8は移動方向に対して平行に設置し、上記ずれ量を撮像手段5で撮像したデータに基づいて計測して、露光光学系3の光偏向手段10を制御してずれ量を補正してもよい。なお、以下の説明においては、上記ずれ量は無視できるものとして説明する。
Next, the
次に、搬送駆動部20を駆動してステージ18を図1の矢印A方向に移動する。このとき、搬送駆動部20は、光学系制御手段7の搬送コントローラ26により一定速度となるように制御される。
Next, the
次に、ガラス基板8に形成されたブラックマトリクス21が撮像手段5の撮像位置に達すると、撮像手段5は撮像を開始し、撮像したブラックマトリクス21の画像データに基づいて露光開始位置及び露光終了位置の検出を行う。以下、パターン形成方法を図7に示すフローチャートを参照して説明する。
Next, when the
先ず、ステップS1において、撮像手段5でブラックマトリクス21のピクセル22の画像が取得される。この取得した画像データは、図4に示す画像処理部29の三つのリングバッファーメモリ33A,33B,33Cに取り込まれて処理される。そして、最新の三つのデータが各リングバッファーメモリ33A,33B,33Cから出力される。この場合、例えばリングバッファーメモリ33Aから二つ前のデータが出力され、リングバッファーメモリ33Bから一つ前のデータが出力され、リングバッファーメモリ33Cから最新のデータが出力される。さらに、これらの各データはそれぞれ三つのラインバッファーメモリ34A,34B,34Cにより、例えば3×3のCCD画素の画像を同一のクロック(時間軸)に配置する。その結果は、例えば図8(a)に示すような画像として得られる。この画像を数値化すると、同図(b)のように3×3の数値に対応することになる。これらの数値化された画像は、同一クロック上に並んでいるので、比較回路35で閾値と比較されて2値化される。例えば、閾値を“45”とすれば、同図(a)の画像は、同図(c)のように2値化されることになる。
First, in step S <b> 1, the image of the
次に、ステップS2において、露光開始及び露光終了の基準位置が検出される。具体的には、基準位置検出は、露光開始位置判定回路36において、上記2値化データを図1に示す記憶部30から得た露光開始位置用LUTのデータと比較して行う。
Next, in step S2, a reference position for exposure start and exposure end is detected. Specifically, the reference position is detected by comparing the binarized data with the exposure start position LUT data obtained from the
例えば、露光開始位置を指定する第1の基準位置が、図9(a)に示すようにブラックマトリクス21のピクセル22の左上端隅部に設定されている場合には、上記露光開始用LUTは、同図(b)に示すものになり、このときの露光開始用LUTのデータは、“000011011”となる。従って、上記2値化データは、上記露光開始用LUTのデータ“000011011”と比較され、両データが一致したときに、撮像手段5で取得した画像データが第1の基準位置であると判定され、露光開始位置判定回路36から開始位置判定結果を出力する。なお、図10に示すようにピクセル22が六つ並んでいるときには、各ピクセル22の左上端隅部が第1の基準位置に該当することになる。
For example, when the first reference position for designating the exposure start position is set at the upper left corner of the
上記判定結果に基づいて、図5に示す計数回路38Aにおいて上記一致回数がカウントされる。そして、そのカウント数は、図1に示す記憶部30から得た露光開始ピクセル番号と比較回路39Aにおいて比較され、両数値が一致したとき露光開始信号を図1に示す変調データ作成処理部31に出力する。この場合、図10に示すように、例えば、レーザビームの走査方向にて1番目のピクセル221及び4番目のピクセル224の左上端隅部を第1の基準位置と定めると、該第1の基準位置に対応する撮像手段5のラインCCDにおけるエレメント番地、例えば“1000”,“4000”が光スイッチコントローラ24に記憶される。
Based on the determination result, the number of matches is counted in the
一方、上記2値化データは、露光終了位置判定回路37において、図1に示す記憶部30から得た露光終了位置用LUTのデータと比較される。例えば、露光終了位置を指定する第2の基準位置が、図11(a)に示すようにブラックマトリクス21のピクセル22の右上端隅部に設定されている場合には、上記露光終了位置用LUTは、同図(b)に示すものになり、このときの露光終了位置用LUTのデータは、“110110000”となる。従って、上記2値化データは、上記露光終了位置用LUTのデータ“110110000”と比較され、両データが一致したときに、撮像手段5で取得した画像データが露光終了の基準位置であると判定され、露光終了位置判定回路37から終了位置判定結果を出力する。なお、前述と同様に、図10に示すように例えばピクセル22が六つ並んでいるときには、各ピクセル22の右上端隅部が第2の基準位置に該当することになる。
On the other hand, the binarized data is compared with the exposure end position LUT data obtained from the
上記判定結果に基づいて、図5に示す計数回路38Bにおいて上記一致回数がカウントされる。そして、そのカウント数は、図1に示す記憶部30から得た露光終了ピクセル番号と比較回路39Bにおいて比較され、両数値が一致したとき露光終了信号を図1に示す変調データ作成処理部31に出力する。この場合、図10に示すように、例えば、レーザビームの走査方向にて1番目のピクセル221及び第4番目のピクセル224の右上端隅部を第2の基準位置と定めると、該第2の基準位置に対応する撮像手段5のラインCCDにおけるエレメント番地、例えば“1900”,“4900”が光スイッチコントローラ24に記憶される。そして、上述のようにして露光開始位置及び露光終了位置の基準位置が検出されると、ステップS3に進む。
Based on the determination result, the number of matches is counted in the counting circuit 38B shown in FIG. Then, the count number is compared with the exposure end pixel number obtained from the
ステップS3では、ガラス基板8の移動方向におけるが露光位置が検出される。ここで、図3に示すように、レーザビームの走査位置Fと撮像手段5の撮像位置間Eの距離Dは、上記ピクセル22の移動方向への配列ピッチPの整数倍(n倍)に設定されているため、レーザビームの走査周期をカウントすることによって上記露光位置を割り出すことができる。例えば、図12に示すように、レーザビームの走査位置と撮像手段5の撮像位置との間の距離Dがピクセル22の配列ピッチPの例えば3倍に設定されている場合に、ステップS2においてピクセル22の端部に第1及び第2の基準位置を検出した後(同図(a)参照)、ガラス基板8が移動してピクセル列中心線が撮像手段5の撮像位置に達したとき(同図(b)参照)、レーザビームの走査開始タイミングと一致する。ここで、レーザビームが周期Tで走査している場合、ガラス基板8の搬送速度は、レーザビームの周期Tに同期してピクセル22の1ピッチ分だけ移動するように制御される。したがって、次の1T間にピクセル22は同図(c)に示す位置に移動する。さらに、2T後には、ピクセル22は同図(d)に示す位置まで移動する。そして、3T後には、同図(e)に示すように、ピクセル22の列中心線がレーザビームの走査位置に達することになる。こうして、露光位置が検出される。
In step S3, the exposure position in the moving direction of the
次に、ステップS4において、レーザビームを走査しながら、上記露光位置の調整が行われる。具体的には、図13に示すように、露光位置の調整は、fθレンズ13に設けたラインセンサー17で検出した現在のレーザビームの走査位置(エレメント番地)と予め定めた基準エレメント番地とを比較してそのずれ量を検出し、光偏向手段10を制御してレーザビームの走査位置を基準エレメント番地(基準走査位置)に一致させるようにして行う。
Next, in step S4, the exposure position is adjusted while scanning the laser beam. Specifically, as shown in FIG. 13, the exposure position is adjusted by changing the current laser beam scanning position (element address) detected by the
次に、ステップS5において、露光が開始される。露光開始は、光スイッチ9のオンタイミングを光スイッチコントローラ24で制御して行う。この場合、先ず、光スイッチ9をオン状態にしてレーザビームを走査し、上記ラインセンサー17によってレーザビームの走査開始時刻が検出されると直ぐに光スイッチ9をオフとする。このとき、変調データ作成処理部31から、例えば図10の露光開始位置に対応する撮像手段5のエレメント番地“1000”が読み出されレーザビームの走査開始時刻から露光開始位置までの時間t1が制御部32で演算される。この場合、レーザビームの走査開始時刻から撮像手段5のエレメント番地“1”までの走査時間t0を予め計測しておき、またレーザビームの走査速度を撮像手段5のラインCCDのクロックCLKに同期させておけば、エレメント番地“1000”までのクロック数をカウントすることにより、走査開始時刻t1は、t1=t0+1000CLKとして容易に求めることができる。これにより、レーザビームの走査開始時刻からt1後に光スイッチ9をオンして露光を開始する。
Next, in step S5, exposure is started. The exposure is started by controlling the ON timing of the optical switch 9 with the
次に、ステップS6において、露光終了位置が検出される。露光終了位置は、上述と同様にして、例えばエレメント番地“1900”における露光終了時刻t2は、t2=t0+1900CLKとして求まる。これにより、レーザビームの走査開始時刻からt2後に光スイッチ9をオフして露光を終了する。 Next, in step S6, the exposure end position is detected. The exposure end position is obtained in the same manner as described above, for example, the exposure end time t 2 at the element address “1900” is t 2 = t 0 +1900 CLK. As a result, the optical switch 9 is turned off after t 2 from the scanning start time of the laser beam to complete the exposure.
次に、ステップS7においては、レーザビームの一走査が終了したか否かを判定する。ここで、“NO”判定となると、ステップS2に戻って上述の動作を繰返す。そして、ステップS2において、図10に示すように、例えば第2の露光開始位置“4000”及び第2の露光終了位置“4900”が検出されると、ステップS4を経てステップS5に進んで、上述と同様にしてエレメント番地“4000”から露光が開始され、エレメント番地“4900”で露光が終了する。 Next, in step S7, it is determined whether one scanning of the laser beam is completed. If "NO" determination is made here, the process returns to step S2 and the above-described operation is repeated. Then, in step S2, as shown in FIG. 10, for example, when the second exposure start position “4000” and the second exposure end position “4900” are detected, the process proceeds to step S5 through step S4, and the above-mentioned. In the same manner as described above, the exposure starts from the element address “4000”, and the exposure ends at the element address “4900”.
また、ステップS7において、“YES”判定となるとステップS1に戻り、新たな露光位置を検出する動作に移る。そして、上述の動作を繰り返し実行することにより、所望の領域に対して露光パターンの形成を行う。 If “YES” determination is made in step S7, the process returns to step S1 to move to an operation for detecting a new exposure position. Then, by repeatedly executing the above operation, an exposure pattern is formed on a desired area.
なお、図5に示す露光ピクセル列番号が、例えば“L1,L4…”というように指定されていれば、図14に示すように第1列目のピクセル列L1に対して露光を実行した後、第2列及び第3列を飛び越して第4列目のピクセル列L4に対して露光を実行することができる。これにより、赤又は青若しくは緑に対応する領域に対してのみ露光を実行することができる。なお、ピクセル列番号ではなく、飛び越し数を指定してもよい。 If the exposure pixel column number shown in FIG. 5 is designated as “L 1 , L 4 ...”, For example, the first pixel column L 1 is exposed as shown in FIG. After the execution, the exposure can be executed on the fourth pixel column L 4 by skipping the second column and the third column. Thereby, it is possible to perform exposure only for a region corresponding to red or blue or green. Note that the number of jumps may be specified instead of the pixel column number.
このように、第1実施形態の露光装置及びパターン形成方法によれば、撮像手段5で撮像されたガラス基板8に予め形成されたブラックマトリクス21のピクセル22を撮影し、撮影されたピクセル22の画像に予め設定した基準位置を検出し、該基準位置を基準にしてレーザビームの照射開始又は照射停止の制御を行うことによって露光パターンを形成するようにしたので、上記ピクセル22に対する露光精度が向上する。
As described above, according to the exposure apparatus and pattern formation method of the first embodiment, the
また、上記ピクセル22に予め定めた基準位置に基づいて露光パターンを形成するようにしているので、露光装置間の精度差に起因する機能パターンの重ね合せ精度の劣化の問題を排除することができる。したがって、複数の露光装置1を使用して積層パターンを形成する工程に適用した場合にも高い重ね合わせ精度を確保することができる。これにより、露光装置1のコストアップを抑制することができる。
In addition, since the exposure pattern is formed on the
さらに、上記ピクセル22に予め定めた基準位置を撮像手段5で読み取り、該基準位置を基準にして露光及び露光停止をするようにしているので事前に上記ピクセル22と露光パターンとのアライメントを取る必要が無く、露光作業が容易になる。
Furthermore, since the reference position predetermined for the
そして、露光パターンのCADデータは、ピクセル22内に設定した基準位置を基準に露光される最小限の露光パターンのデータを備えていればよく、CADデータを記憶する記憶部の容量を小さくすることができる。したがって、装置のコストアップを抑制することができると共に、データの処理速度を向上することができる。
The CAD data of the exposure pattern only needs to include minimum exposure pattern data that is exposed based on the reference position set in the
図15は、本発明による露光装置の第2の実施形態の要部を示す概念図である。第2の実施形態の露光装置は、レーザ光源2とは別に波長が例えば550nm以上のガイド光を発射するガイド光源42を備えており、該ガイド光源42から出射するガイド光の進行方向前方にガイド光の進路をレーザビームの光路側に折り曲げるミラー43を配置し、レーザビームの光路上にて光スイッチ9と光偏向手段10との間にハーフミラー44を配置して上記ガイド光がレーザビームと同一光軸上で重ね合わされて出射するようにしている。これにより、レーザビームとガイド光とは互いに重なって走査される。この場合、レーザビームは、光スイッチ9によりオン・オフ制御されるが、ガイド光は装置が動作状態において常時オン状態(照射状態)とされる。
FIG. 15 is a conceptual view showing the main part of the second embodiment of the exposure apparatus according to the present invention. The exposure apparatus according to the second embodiment includes a
このように構成した第2の実施形態における露光動作は、先ず、ガイド光がラインセンサー17を通過した時刻を走査開始時刻として検出する。次に、該走査開始時刻を基準にして所定時間経過後に光スイッチコントローラ24により光スイッチ9をオンしてレーザビームを発射し、ガラス基板8上を照射して露光を開始する。次に、上記走査開始時刻から所定時間経過後に光スイッチ9をオフしてレーザビームの発射を停止し、露光を終了する。この場合、ガイド光は常時照射状態にあるが、上述したようにガイド光は波長の長い例えば赤色又は赤外光であるのでガラス基板8上に塗布された例えばレジスト等を露光することがない。
In the exposure operation in the second embodiment configured as described above, first, the time when the guide light passes through the
上記第2の実施形態によれば、第1の実施形態と同様の効果を奏すると共に、第1の実施形態における走査開始時刻の検出のための無駄な露光を無くして所定の位置に対してのみ露光をすることができる。 According to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and unnecessary exposure for detecting the scan start time in the first embodiment can be eliminated and only a predetermined position can be obtained. Can be exposed.
なお、図16に示すように、上記ピクセル22に予め定めた基準位置を基準として露光開始時間t3,t5…及び露光終了時間t4…を制御すると共にガラス基板8の搬送速度を制御すれば、同図に示すような複雑な形状のパターンの露光も可能である。
また、上記実施形態においては、照明手段を背面照明としたが落射照明としてもよい。
そして、本発明の露光装置は、液晶ディスプレイのカラーフィルター等の大型基板に適用するものに限定されず、半導体等の露光装置にも適用することができる。
As shown in FIG. 16, exposure start times t 3 , t 5 ... And exposure end times t 4 ... Are controlled with reference to a predetermined reference position for the
Moreover, in the said embodiment, although the illumination means was back lighting, it is good also as epi-illumination.
And the exposure apparatus of this invention is not limited to what is applied to large sized substrates, such as a color filter of a liquid crystal display, It can apply also to exposure apparatuses, such as a semiconductor.
1…露光装置
3…露光光学系
5…撮像手段
6…背面光照射手段
7…光学系制御手段
8…ガラス基板(被露光体)
9…光スイッチ
15A,15B…偏光素子
16…電気光学変調器
17…ラインセンサー
21…ブラックマトリクス
22…ピクセル(機能パターン)
p…偏光軸
1 ... Exposure apparatus
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Exposure
9 ...
17 ...
p: Polarization axis
Claims (12)
前記被露光体の搬送方向にて前記光ビームの走査位置の手前側を撮像位置として、前記被露光体に予め形成された露光位置の基準となる機能パターンを撮像する撮像手段と、
前記基準となる機能パターンを照明して前記撮像手段による撮像を可能にする照明手段と、
前記光ビームの走査開始側に該光ビームの走査方向に直交して設けられ、光ビームの走査開始時刻を検出するラインセンサーと、
前記撮像手段で撮像された前記基準となる機能パターンに予め設定された露光の開始及び終了の基準位置を検出し、前記光ビームが前記ラインセンサーを通過する走査開始時刻を基準にして光ビームが前記各基準位置を通過する時刻を演算し、該演算された時刻に基づいて前記光ビームの照射開始及び照射停止の制御を行う光学系制御手段と、
を備えたことを特徴とする露光装置。 While conveying the object to be exposed in a predetermined direction, the light beam by the exposure optical system by scanning in a direction substantially perpendicular to the conveyance direction of the object to be exposed, an exposure apparatus that exposes functionality directly pattern on該被exposure member ,
An imaging means for imaging a functional pattern serving as a reference for an exposure position formed in advance on the object to be exposed, with the near side of the scanning position of the light beam in the transport direction of the object to be exposed as an imaging position;
Illuminating means for illuminating the reference functional pattern and enabling imaging by the imaging means;
A line sensor provided on the scanning start side of the light beam perpendicular to the scanning direction of the light beam and detecting a scanning start time of the light beam;
A reference position of exposure start and end preset in the reference function pattern imaged by the imaging means is detected, and the light beam is detected with reference to the scanning start time when the light beam passes through the line sensor. Optical system control means for calculating the time of passing each reference position, and controlling the start and stop of irradiation of the light beam based on the calculated time ;
An exposure apparatus comprising:
照明手段により前記被露光体に予め形成された露光位置の基準となる機能パターンを照明し、
前記被露光体の搬送方向にて前記光ビームの走査位置の手前側の位置で、前記基準となる機能パターンを撮像手段により撮像し、
前記光ビームの走査開始側に該光ビームの走査方向に直交して設けられたラインセンサーにより光ビームの走査開始時刻を検出し、
光学系制御手段により前記撮像手段で撮像された前記基準となる機能パターンに予め設定された露光の開始及び終了の基準位置を検出し、前記光ビームが前記ラインセンサーを通過する走査開始時刻を基準にして光ビームが前記各基準位置を通過する時刻を演算し、該演算された時刻に基づいて前記光ビームの照射開始及び照射停止の制御をし、所定位置に所定の露光パターンを形成することを特徴とするパターン形成方法。 While conveying the object to be exposed in a predetermined direction, the exposure optical system by scanning a light beam in the direction substantially perpendicular to the conveyance direction of the object to be exposed, there a pattern forming method of directly forming an exposure pattern on該被exposure member And
Illuminating a functional pattern serving as a reference for an exposure position formed in advance on the object to be exposed by an illumination means;
The functional pattern serving as the reference is imaged by an imaging unit at a position on the near side of the scanning position of the light beam in the transport direction of the object to be exposed;
A scanning start time of the light beam is detected by a line sensor provided on the scanning start side of the light beam perpendicular to the scanning direction of the light beam;
An optical system control unit detects a reference position of exposure start and end preset in the reference function pattern imaged by the imaging unit, and uses the scanning start time when the light beam passes through the line sensor as a reference Calculating the time when the light beam passes through each reference position , controlling the start and stop of irradiation of the light beam based on the calculated time, and forming a predetermined exposure pattern at a predetermined position. A pattern forming method characterized by the above.
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