JP4304165B2 - 露光方法および露光装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶パネル用カラーフィルタ等を製造する際に用いられる露光方法および露光装置に関するものである。

従来、液晶パネル用カラーフィルタの製造において、ブラックマトリックスを形成した基板上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色層を形成するにあたり、基板を載置した基板ステージを露光部に搬送して位置決めし、該露光部において光源部からの露光光を基板の面積より小さいフォトマスクを通して基板上の所定領域に照射して第１回目の露光を行い、次に、前記基板ステージを所定距離だけステップ移動させて基板を露光部に再度位置決めした後に、第１回目に露光できなかった領域に第２回目の露光を行い、これを繰り返して大型の基板上の全面にフォトマスクのパターンを転写するようにした露光方法または露光装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
また、ロールに巻かれたシート状基材（基板）を露光部に繰り出して位置決めし、該露光部において光源部からの露光光を単位基板に相当する大きさのフォトマスクを通してシート状基材上の所定領域に照射してフォトマスクのパターンを転写し、次いで、前記シート状基材を単位基板の相当分だけ前記露光部に繰り出して位置決めし、同様な露光操作を繰り返すことにより、順次、シート状基材の長手方向にフォトマスクのパターンを転写していくようにした露光方法または露光装置が知られている（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。
特開平９−１２７７０２号公報 特開２０００−３４７０２０号公報 特開２００４−３４１２８０号公報 特開２００１−２６４９９９号公報

しかし、前記露光方法または露光装置においては、前記基板（基材）の所定領域に対する露光が終了すると、一旦露光操作を終了してフォトマスクを基板（基材）に対して相対的にステップ移動させて、再度基板（基材）とフォトマスクとを位置合わせする操作を間欠的に繰り返す必要があるので、露光操作に時間が長くかかり、露光作業を効率的に行えない問題がある。また、フォトマスクの大きさを自重による撓みを防止する観点からより小さくすると、大型の基板に対して露光操作を繰り返す回数が多くなり、その分露光時間が長くなり、前記問題が一層顕著となる。
また、前記露光操作の繰り返し回数を減らすため、比較的大きなフォトマスクを使用した場合には、露光光に大きなエネルギーを必要とするので、光源部のパワーの限界から露光光の照射時間を長くしなけらばならず、結果的に露光時間を短縮することができない問題がある。
さらに、前記露光部において前記基板（基材）とフォトマスクの位置合わせを行うために、予め、前記基板（基材）とフォトマスクの双方にパターンとは別にアライメントマークを形成しておく必要があり、前記基板（基材）やフォトマスクの製造工程が煩雑となる問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、小さなマスクを使用して広い露光領域を有する基板を効率的に露光することができる露光方法および露光装置を提供することを目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、請求項１に係る露光方法は、基板搬送手段によって一定速度で一定方向に搬送されている状態の基板に対して、露光部で連続光源からの露光光を露光光学系の光路上に設けたマスクを通して照射し、前記基板上にマスクの開口部の像を転写する露光方法において、前記基板の搬送方向に直交して設けられ且つ受光素子を前記基板の搬送方向に直交する幅より大きい長さに亘って配列してなるリニアＣＣＤによって、前記基板に予め形成された基準パターンのパターンエッジを撮像して基板上の搬送方向とこれに直角な方向とにおける基準位置を検出し、前記リニアＣＣＤで撮像された基準パターンが撮像位置から露光位置に移動された時に基板上の前記基準位置に対応するマスクの開口の位置が一致するように該マスクを位置調節しながら、基板の搬送方向に沿った露光領域を連続して露光することを特徴としている。
また、前記基準パターンはピクセルであって、前記基板には複数のピクセルが前記基板の搬送方向と直交する方向とに配列されており、前記リニアＣＣＤによって前記基板の搬送方向に直交する方向に配列された複数のピクセルについて前記基板上の搬送方向とこれに直角な方向とにおける前記基準位置を同時に検出するようにしてもよい。

請求項３に係る露光装置は、基板を一定速度で一定方向に搬送する基板搬送手段と、該基板搬送手段によって搬送されている状態の基板に対して、露光部で連続光源からの露光光をマスクの開口部を通して照射して前記開口部の像を基板上に転写する露光光学系とを設けた露光装置であって、前記基板の搬送方向に直交して設けられ且つ受光素子を前記基板の搬送方向に直交する幅より大きい長さに亘って配列してなるリニアＣＣＤによって、前記基板に予め形成された基準パターンのパターンエッジを基板の移動中に撮像する撮像手段と、リニアＣＣＤで撮像されたパターンエッジの画像にもとづき基板上の搬送方向とこれに直角な方向とにおける基準位置を検出し、前記撮像手段で撮像された基準パターンが撮像位置から露光位置に移動された時に基板上の前記基準位置に対応するマスクの開口部の位置が一致するように該マスクを位置調節する制御装置を備えると共に、該制御装置は、基板上の露光開始端から露光終端まで基板が前記露光部を移動する間、前記連続光源からの露光光の基板への照射を継続させることを特徴としている。
また、前記基準パターンはピクセルであって、前記基板には複数のピクセルが前記基板の搬送方向と直交する方向とに配列されており、前記リニアＣＣＤによって前記基板の搬送方向に直交する方向に配列された複数のピクセルについて前記基板上の搬送方向とこれに直角な方向とにおける前記基準位置を同時に検出するようにしてもよい。

請求項５に係る露光装置は、請求項３または４に記載の露光装置において、前記制御装置は、基板の搬送方向に直角な方向における基準位置にもとづいて前記マスクの搬送方向に直角な方向における位置調節を行うことを特徴としている。
請求項６に係る露光装置は、請求項３〜５に記載の露光装置において、前記制御装置は、前記各基準位置の検出によって求めた基板の搬送方向に対する傾きにもとづいて前記マスクの旋回角の位置調節を行うことを特徴としている。
請求項７に係る露光装置は、請求項３〜６のいずれかに記載の露光装置において、前記基板搬送手段は、シート状の基板を格納ロールから巻取ロールに巻き取って前記露光部を前記露光光学係の光路に垂直な平面に沿って移動させることを特徴としている。

本発明によれば、以下の優れた効果を奏する。
請求項１に係る露光方法および請求項３に係る露光装置によれば、基板搬送手段によって基板を搬送しながらマスクの開口部の形状を連続的に転写して露光を行うことができるので、小さなマスクを使用する場合であっても、基板の間欠的なステップ移動による露光をする必要がなく、広い露光領域を有する基板に対する露光を効率的に行うことできる。
しかも、予め基板に形成された基準パターンを利用して基板の基準位置を検出して、該基準位置にもとづいて前記マスクの位置を調節することができるので、前記基板の所定領域への露光を正確に行うことができると共に、前記マスクの位置調節のために基板やマスクにアライメントマークを形成する必要がなく、それらの製造が容易である。

請求項５に係る露光装置によれば、基板の搬送方向に直角な方向における基準位置に合わせて、マスクの前記直角な方向における位置調節を確実に行うことができるので、基板の搬送方向に沿った露光領域の露光を正確に行うことができる。
請求項６に係る露光装置によれば、基板の搬送方向に対する傾き角に合わせて、マスクの旋回角の位置調節を確実に行うことができるので、搬送される基板の位置変化に対応してマスクの位置調節を一層正確に行って所定の露光領域の露光を一層正確に行うことができる。
請求項７に係る露光装置によれば、単位基板に相当する露光領域を多数連続したシート状の基板を、各単位基板に相当する露光領域毎にステップ移動させて、露光操作を間欠的に繰り返して行う必要がないので、多数の基板を極めて効率的に露光することができて、生産性を高めることができる。

以下、本発明の第１の実施の形態に係る露光装置について、図１、図２を参照して説明する。図１において、１は本発明の一実施の形態に係る露光装置を示す。この露光装置１は、露光ステーション（露光部）２に設置された露光光学系３と、該露光光学系３の下方において露光対象である基板４を搬送する基板搬送手段５と、前記基板４上の特定部位を撮像するの撮像手段６と、前記露光ステーション２において前記基板４を下方から照明する画像認識用光源７と、前記各装置部と接続されてそれらを制御する制御装置８とを備え、前記露光光学系３からの露光光を露光光学系３に設けた後述のマスク１１の開口部を通して前記基板４に照射して、前記開口部の形状にもとづくパターンを前記基板４上に転写するようになっている。

前記露光光学系３は、超高圧水銀灯等からなるランプ（連続光源）９と、該ランプ９の下方に設置されランプ９からの露光光を下方に向けて投光する照明用レンズ１０と、該照明用レンズ１０の下方に設置されたマスク１１とを備え、その光軸（光路）Ｓは鉛直方向に設定され、前記マスク１１が光軸Ｓに垂直な水平面内に位置されている。前記ランプ９は一旦点灯すると消灯が指令されるまで連続的に露光光を照射し続けるものである。また、前記マスク１１は、図１において紙面に垂直なＹ軸方向（図２で上下方向）ｙに長辺を有する矩形状の平板からなり、Ｙ軸方向ｙに直角なＸ軸方向（図１、図２で左右方向）ｘにおける短辺の中央部には、Ｘ軸方向ｘに長辺を有する矩形状の開口部１１ａ，１１ａが、Ｙ軸方向ｙに所定間隔をあけて複数（図示の例では２個）貫通して設けられている。なお、前記開口部１１ａのＸ軸方向における長さは、例えば基板４のピクセル１８（後述）のＸ軸方向における長さと同じに設定されており、マスク１１の大きさは、前記開口部１１ａ，１１ａの大きさを設けるに必要かつ十分な面積があればよく、基板４のＸ軸方向ｘにおける幅が、単位基板（液晶パネル等の１枚相当の大きさの基板を「単位基板」というものとする）のＸ軸方向ｘにおける長に比べて十分に小さなものとされている（図２参照）。

また、前記マスク１１は、前記露光光学系３の光軸Ｓに垂直に設置されたマスクステージ１２の上面に支持されており、前記開口部１１ａ，１１ａの中心を結ぶ線が前記露光光学系３の光軸Ｓ上に位置するようになっている。前記マスクステージ１２は、水平面内において前記マスク１１の前記Ｙ軸方向ｙの位置とマスク１１の中央を中心とする軸回りの旋回角とを、サーボモータ、リニアモータ等を有するマスク駆動手段１３を介して調節し得るようになっている。前記マスク駆動手段１３には、前記マスクステージ１２のＹ軸方向ｙへの移動位置と旋回角度を検出して、それらの検出値を前記制御装置８にフィードバックするためのエンコーダ、リニアセンサー等の位置センサーと角度センサー（いずれも図示せず）が設けられている。

前記基板搬送手段５は、前記露光ステーション２の一端側（図１で右側）に配置され、フィルム状（シート状）の基板４を巻き付けて格納する格納ロール１４と、露光ステーション２の他端側（図１で左側）に配置され、前記格納ロール１４から繰り出される基板４を巻き取る巻取ロール１５と、前記巻取ロール１５を回転させて基板４をＸ軸方向ｘに沿って連続的に進行方向（一定方向）イに搬送させて巻取ロール１５に巻き取らせるサーボモータ等を有する基板駆動手段１６とを備えている。前記基板駆動手段１６には、前記基板４のＸ軸方向ｘへの移動位置を検出して、その検出値を前記制御装置８にフィードバックするためのエンコーダ、リニアセンサー等の位置センサーが設けられている。また、前記基板搬送手段５には、前記露光ステーション２の前後（図１で左右）に位置して基板４を上下から挟んで自転する２対の案内ローラ１７ａ，１７ｂが設けられており、前記基板４がマスクステージ１２の下方において水平状態を保って移動するようになっている。

前記基板４は、例えば、カラーフィルタ基板であって、図２（ａ）に示すように、ブラックマトリックスＢＭの中に基板４の搬送方向（Ｘ軸方向ｘ）に直線状に複数整列した各着色層（赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂ）用の矩形状の開口であるピクセル（基準パターン）１８を、前記搬送方向と直角な基板４の幅方向（Ｙ軸方向ｙ）に複数列配置して形成したものであり、前記露光ステーション２において表面が前記露光光学系３の光軸Ｓに垂直な水平面に沿って移動するようになっている。
なお、前記基準パターンとは本実施の形態に示すものの他、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をいうものである。
前記撮像手段６は、前記画像認識用照明７に対向して前記露光光学系３の内部において前記照明用レンズ１０と前記マスク１１との間に配置したハーフミラー１９と、該ハーフミラー１９によって反射された画像を撮像するリニアＣＣＤ２０とを備えている。

前記リニアＣＣＤ２０は、例えば、受光素子をＹ軸方向ｙに一直線状に前記基板４の幅（Ｙ軸方向ｙの寸法）より大きい長さにわたって配列してなるものである。前記ハーフミラー１９の光軸Ｓ１の位置（撮像位置）Ｆは、前記露光光学系３の光軸Ｓの位置（露光位置）Ｅから基板４の進行方向イに対して後側（図１、図２で右側）へ予め所定距離Ｌだけ離されて設定されており、前記リニアＣＣＤ２０で前記基板４のピクセル１８の前方エッジ（パターンエッジ）１８ｅ１（基板４の進行方向イにおける前方の縁部）を前記画像認識用照明７の照明光を介して撮像してから、所定時間経過後に、ピクセル１８が前記マスク１１の開口部１１ａのＸ軸方向ｘにおける中央位置（露光位置）Ｅに到達するようになっている。さらに、前記リニアＣＣＤ２０は、前記基板４のピクセル１８のＹ軸方向ｙにおける側方エッジ（パターンエッジ）１８ｅ２を撮像するようになっている。

前記制御装置８は、装置全体の動作を制御するものであり、前記リニアＣＣＤ２０で前記基板４のピクセル１８の前方エッジ１８ｅ１と側方エッジ１８ｅ２を撮像して得た画像データにもとづいて基板４のＸ軸方向ｘとＹ軸方向ｙにおける基準位置を検出する画像処理部２１と、基板４のブラックマトリックスＢＭの設計データや前記基準位置に関するデータ等のデータ、装置全体の動作プログラム等を記憶する記憶部２２と、前記撮像位置Ｆと露光位置Ｅとの間の距離Ｌと基板４の搬送速度とからピクセル１８の前方エッジ１８ｅ１の位置が撮像位置Ｆから露光位置Ｅまで移動する時間を演算したり、前記画像処理部２１で検出された前記側方エッジ１８ｅ２にもとづく基板４のＹ軸方向ｙにおける基準位置（Ｙ軸基準位置）と前記マスク１１（開口部１１ａ）のＹ軸方向ｙにおける位置との位置ずれや、ＸＹ軸を含む平面内における基板４の搬送方向（Ｘ軸方向ｘ）に対するずれ角（傾斜角）θ等を演算する演算部２３と、前方エッジ１８ｅ１にもとづく基板４のＸ軸方向における基準位置（Ｘ軸基準位置）に従って、最前端のピクセル１８ａが前記露光位置Ｅに達してから最後端のピクセル１８ｂが露光位置Ｅに達するまでの間、前記露光位置Ｅに前記ランプ９から露光光を継続して照射させるランプ電源部２４と、前記基板駆動手段１６を作動させて前記基板４を進行方向イに搬送させる基板コントローラ２５と、前記マスク駆動手段１３を作動させて、前記マスクステージ１２のＹ軸方向ｙにおける位置を調節したり、マスクステージ１２の水平面内における旋回角を調節するマスクステージコントローラ２６と、前記画像処理部２１と、記憶部２２、演算部２３、ランプ電源部２４、基板コントローラ２５、マスクステージコントローラ２６に接続され、それらの動作を統合して制御する主制御部２７とを備えている。

次に、上記のように構成された露光装置１の作用と共に、本発明の一実施の形態に係る露光方法について図３を参照しながら説明する。
先ず、前記制御装置８を動作状態として露光装置１を作動させると、前記主制御部２７からの指令で前記画像認識用照明７が点灯され、前記基板コントローラ２５の作動で前記基板搬送手段５の基板駆動手段１６が駆動されて、前記基板４が格納ローラ１４から繰り出されて巻取ローラ１５に巻き取られて露光ステーション２を水平を保った状態として進行方向イへ搬送される（ステップＳ１）。その間、前記リニアＣＣＤ２０が、基板４の下側から前記画像認識用照明７によって照射され、前記基板４に形成したピクセル１８を通過した照明光を、前記ハーフミラー１９を経て受光することにより、前記ピクセル１８の画像データを取得する（ステップＳ２）。

前記リニアＣＣＤ２０によって得られた画像データは、前記画像処理部２１に送られて処理され、前記Ｙ軸方向ｙに沿って整列する各ピクセル１８の前方エッジ１８ｅ１の位置（Ｘ軸基準位置）と、Ｘ軸方向ｘに沿って整列する一列の各ピクセル１８の側方エッジ１８ｅ２の位置（Ｙ軸基準位置）を検出する（ステップＳ３）。前記基板４の進行方向イにおける最前列のピクセル１８ａのＸ軸基準位置とＹ軸基準位置とが検出されると、前記演算部２３が、前記露光ステーション２における露光位置Ｅと前記撮像位置Ｆとの間の距離Ｌと予め設定された基板４の搬送速度から、前記最前列のピクセル１８ａの前記露光位置Ｅへの到達時間を演算すると共に、Ｙ軸方向ｙにおける前記マスク１１の開口部１１ａの位置と前記Ｙ軸基準位置との位置ずれ（基板４のＹ軸方向ｙにおける位置ずれ（Ｙ軸位置ずれ））を演算し、さらに、図２（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向ｙに離れて整列している一対のピクセル１８，１８のＸ軸基準位置の変位量ｔと一対のピクセル１８，１８間の距離ｕとから、基板４のＸＹ軸を含む平面内におけるＸ、Ｙ軸からのずれ角（基板４の搬送方向に対する傾斜角）θを演算する（ステップＳ４）。

そして、前記主制御部２７は、最前列のピクセル１８ａのＸ軸基準位置が検出された時に内蔵のタイマで該到達時間を計時しており、その計時が終了すると、前記演算部２３で演算された基板４のＹ軸位置ずれと基板４の搬送方向に対する傾斜角θとに応じて、前記マスクコントローラ２６に指令して前記マスク駆動手段１３を作動させるので、前記マスク駆動手段１３が駆動されて前記マスクステージ１２のＹ軸方向ｙにおける位置と水平面内（露光光学系３の光軸Ｓ回り）における旋回角が調節されて、マスク１１の開口部１１ａ，１１ａの位置が前記基板４の露光領域２８，２８に正しく合わせられる（ステップＳ５）。同時に前記主制御部２７は、前記ランプ電源部２４に指令してランプ９を点灯させるので、前記ランプ９からの露光光が前記照明用レンズ１０で平行光とされ、前記マスク１１の開口部１１ａ，１１ａを通して前記基板４に照射され、開口部１８ａ，１８ａの形状が基板４の所定位置に転写される露光が行われ（ステップＳ６）。

前記露光中は、前記基板４が進行方向イに一定速度で継続して搬送され、常に、前記リニアＣＣＤ２０が各ピクセル１８ａの前方エッジ１８ｅ１と側方エッジ１８ｅ２を撮像することによって、基板４のＸ軸基準位置とＹ軸基準位置が検出されて、基板４のＹ軸位置ずれと搬送方向における傾斜角θに応じて前記マスク１１のＹ軸方向ｙにおける位置と旋回角が調節されているので、前記マスク１１の開口部１１ａ，１１ａによって基板４の所定の露光領域２８，２８に正確に露光することができる。
前記露光が進行して、基板４の進行方向イにおける最後列のピクセル１８ｂのＸ軸基準位置が検出されると、該Ｘ軸基準位置の前記露光位置Ｅへの到達時間後に主制御部２７からの指令によってランプ電源部２４が作動してランプ９を消灯させて基板４への露光操作が終了する（ステップＳ７）。
上記により、フィルム状（シート状）の基材４における１つの単位基板に相当する領域に対する露光操作が終了するが、引き続いて前記基材４を進行方向イへ搬送しながら、隣接の露光領域に対して前記と同様な露光操作を行い、この露光操作を繰り返すことにより、前記基材の長手方向に沿って連続的に多数の単位基板４に相当する領域に対する露光（プロキシ露光）を行うことができる。

前記所定の露光領域２８，２８は、前記マスク１１の開口部１１ａ，１１ａの短辺方向の幅に見合った幅Ｄを有し、基板４のＹ軸方向ｙに間隔Ｐをあけ配置された複数列（図示の例では２列）の帯状の領域となる。この露光領域２８，２８は、Ｘ軸方向ｘに一直線状に整列したカラーフィルタの赤Ｒの着色層のピクセル１８を囲んだＸ軸方向ｘに沿った帯状の領域である。
なお、前記基板４のブラックマトリックスＢＭにおける他の着色層（緑Ｇ、青Ｂ）における領域に対する露光操作は、個別に設置した他の同様な露光ステーションで行う。また、前記露光操作に先立って前記基板４にはブラックマトリックＢＭの上に着色顔料が塗布されているので、前記露光によって露光された領域の着色顔料硬化される。そこで露光後の基板４を洗浄液で洗浄すると、露光されなかった領域の着色顔料が除去されて前記露光領域２８，２８に前記硬化された着色顔料によって各着色層Ｒ，Ｇ，Ｂのピクセル１８が形成される。

前記のように、実施の形態に係る露光方法は、基板搬送手段５によって一定速度で一定方向に搬送されている状態の基板４に対して、露光ステーション２でランプ９から連続光である露光光を露光光学系３の光軸Ｓ上に設けたマスク１１の開口部１１ａ，１１ａを通して照射し、前記基板４上に開口部１１ａ，１１ａの像を転写する露光方法において、前記基板４に予め形成されたピクセル１８の前方エッジ１８ｅ１、側方エッジ１８ｅ２を撮像手段６で撮像して基板４上の搬送方向（Ｘ軸方向ｘ）とこれに直角なＹ軸方向ｙとにおけるＸ，Ｙ基準位置を検出し、前記撮像手段６で撮像されたピクセル１８が露光ステーション２に移動された時に基板４上の前記基準位置にマスク１１の位置が一致するように該マスク１１を位置調節しながら、基板４の搬送方向に沿った露光領域２８，２８を連続して露光する構成とされている。

また、第１の実施の形態に係る露光装置１は、格納ロール１４に格納された基板４を基板駆動手段１６によって巻取ロール１５に巻き取らせることにより、前記基板４を一定速度で一定方向に搬送する基板搬送手段５と、該基板搬送手段５によって搬送されている状態の基板４に対して、ランプ９から連続光である露光光をマスク１１の開口部１１ａ，１１ａを通して照射して、前記開口部１１ａ，１１の像を基板４上に転写する露光光学系３とを設けた露光装置であって、前記基板４に予め形成されたピクセル１８の前方エッジ１８ｅ１と側方エッジ１８ｅ２とを基板４の移動中に撮像する撮像手段６と、該撮像手段６で撮像された前方エッジ１８ｅ１と側方エッジ１８ｅ２の画像にもとづき基板４上の搬送方向とこれに直角なＹ軸方向ｙとにおける基準位置を検出し、前記撮像手段６で撮像されたピクセル１８が撮像位置から露光位置に移動された時に基板４上の前記基準位置にマスク１１の位置が一致するように該マスク１１を位置調節する制御装置８を備えると共に、該制御装置８が、基板４上の露光開始端から露光終端まで基板４が前記露光位置を移動する間、前記ランプ９からの露光光の基板４への照射をランプ光源部２４を介して継続させる構成とされている。

したがって、前記実施の形態に係る露光方法および露光装置１によれば、基板搬送手段５によって基板４を搬送しながらマスク１１の開口部１１ａの形状を連続的に転写して露光を行うことができるので、小さなマスクを使用する場合であっても、基板４の間欠的なステップ移動による露光をする必要がなく、広い露光領域を有する基板４に対する露光を効率的に行うことできる。
しかも、予め基板４に形成されたピクセル（基準パターン）１８を利用して基板４の基準位置を検出して、該基準位置にもとづいて前記マスク１１の位置を調節することができるので、前記基板４の所定の露光領域２８，２８への露光を正確に行うことができると共に、前記マスク１１の位置調節のために基板４やマスク１１にアライメントマークを形成する必要がなく、それらの製造が容易である。

また、前記露光装置１においては、単位基板に相当する露光領域２８，２８を多数連続したシート状の基板４を、各単位基板に相当する露光領域毎にステップ移動させて露光操作を間欠的に繰り返して行う必要がないので、多数の基板４を極めて効率的に露光することができて、生産性を高めることができる。
前記露光装置１において、前記制御装置８が、基板の搬送方向とこれに直角なＹ軸方向ｙとにおける各基準位置にもとづいて前記マスク１１の搬送方向に直角なＹ軸方向ｙにおける位置調節を行うとと共に、前記各基準位置の検出によって求めた基板４の搬送方向に対する傾きθにもとづいて前記マスク１１の旋回角の位置調節を行うようにすると、基板４の搬送方向に直角なＹ軸基準位置と、基板４の搬送方向に対する傾き角θとに合わせて、マスク１１の前記Ｙ軸方向ｙにおける位置調節とマスク１１の旋回角θの位置調節とを同時に確実に行うことができるので、搬送される基板４の位置変化に対応してマスク１１の位置調節を一層正確に行って所定の露光領域２８，２８の露光を一層正確に行うことができる。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る露光装置１Ａについて、図４を参照して説明する。この露光装置１Ａは、前記実施の形態に係る露光装置１が格納ロール１４からフィルム状（シート状）の基材（基板）４を巻取ロール１５で巻き取ることにより、該基板４を露光ステーション２において露光光学系３の光軸Ｓに垂直な方向（Ｘ軸方向ｘ）へ搬送するようにしたのに対して、平板状の単位基板（基板）４を基板ステージ３０上に載置して該基板４を前記露光ステーション２においてＸ軸方向ｘに沿って進行方向イへ搬送するようにしたものである。その他の構成は前記実施の形態に係る露光装置１と同様であるので、同様な構成部分には、同一の符号を付してそれらの説明は省略する。

この露光装置１Ａにおいては、前記基板ステージ３０が前記マスクステージ１２の下方において前記露光光学系３の光軸Ｓに垂直な水平面に沿って配置され、サーボモータ、リニアモータ等を有する基板駆動手段１６ａが前記基板コントローラ２５の指令で駆動されることによって、Ｘ軸方向ｘへ往復移動するようになっている。前記基板搬送手段１６ａには、図示しないが、前記基板４のＸ軸方向ｘへの移動位置を検出して、その検出値を前記制御装置８にフィードバックするためのエンコーダ、リニアセンサー等の位置センサーが設けられている。なお、前記基板ステージ３０は、その下方から前記画像認識用照明７の照明光を遮らないように枠型構造をしており、前記基板４をその周辺部で支持するようになっている。

そして、この露光装置１Ａにおいては、基板コントローラ２５の指令で基板駆動手段１６ａが駆動されて前記基板ステージ３０が一端側（図４で右端側）から他端側へ向けて移動すると、基板ステージ３０上の基板４が、露光ステーション２を進行方向イへ搬送されながら、前記露光光学系３によって進行方向イの先端部（露光開始端）から連続的に所定の露光領域２８，２８に露光されていき、進行方向イの後端部（露光終端）で露光が停止される。そして、１つの基板４の露光が終了すると、前記基板ステージ３０は元の位置に戻って新たな基板４を載置して次の露光操作に入る。この動作を繰り返して露光操作が行われる。露光操作中においては、前記基板４のＹ軸方向ｙにおけるＹ軸位置ずれと搬送方向に対する傾斜角θに応じた前記マスク１１のＹ軸方向ｙにおける位置と旋回角の位置調節が前記露光装置１における場合と同様に行われることは勿論である。
この実施の形態に係る露光装置１Ａによれば、前記実施の形態に係る露光装置１と同様に基板４を搬送しながら連続的に露光操作をすることができるので、単位基板４の所定の露光領域２８，２８に効率的に露光（プロキシ露光）を行うことができと共に、前記本発明の第１の実施の形態に係る露光方法を確実に実施することができる。

次に、本発明の第３の実施の形態に係る露光装置１Ｂについて、図５を参照して説明する。この露光装置１Ｂは、前記第２の実施の形態に係る露光装置１Ａに対し、該露光装置１Ａにおける露光光学系３の照明用レンズ１０を投影用レンズ１０ａに代え、該投影用レンズ１０ａを基板ステージ３０（基板４）に近接した位置に配置すると共に、前記マスクステージ１２を投影用レンズ１０ａとランプ９との間に配置したものである。なお、前記ハーフミラー１９は投影レンズ１０ａとマスクステージ１２との間に配置されている。その他の構成は前記実施の形態に係る露光装置１Ａと同様であるので、同様な構成部分には、同一の符号を付してそれらの説明は省略する。

この露光装置１Ｂにおいては、露光操作時に、前記ランプ９から連続光である露光光が前記マスク１１の開口部１１ａを通って、前記投影レンズ１０ａによって基板４に照射されることにより、基板４上に前記開口部１１ａの形状が転写される。したがって、前記露光装置１Ａの場合と同様にして前記基板ステージ３０により基板４が露光ステーション２を進行方向イへ搬送されると、前記露光光学系３によって連続的に基板４の所定の露光領域２８，２８に露光（投影露光）が行われる。この露光操作中においても、前記基板４のＹ軸方向ｙにおけるＹ軸位置ずれと搬送方向に対する傾斜角θに応じた前記マスク１１のＹ軸方向ｙにおける位置と旋回角の位置調節が前記露光装置１における場合と同様に行われることは勿論である。
なお、前記位置調節は、前記マスクステージ１２を移動させて行う代わりに、前記投影レンズ１０ａにマスク駆動手段１３と同様な駆動手段を付設して、該投影レンズ１０ａを移動させて行うこともできる。
この実施の形態に係る露光装置１Ｂによれば、前記実施の形態に係る露光装置１，１Ａと同様に基板４を搬送しながら連続的に露光操作をすることができるので、単位基板４の所定の露光領域２８，２８に効率的に露光を行うことができると共に、前記本発明の一実施の形態に係る露光方法を確実に実施することができる。

なお、前記実施の形態に係る露光方法および露光装置１，１Ａ，１Ｂにおいては、前記主制御部２７からの指令で前記ランプ電源部２４を動作させることにより、前記基板４の露光開始端でランプ９を点灯させて露光し、露光終端でランプ９を消灯させて露光を終了するようにしたが、これに代えて、ランプ９の下方にシャッターを設けて、ランプ９は点灯したままで前記シャッターを開閉して前記露光開始端、露光終端での露光の開始、終了を行うようにしてもよい。また、前記実施の形態に係る露光方法および露光装置１，１Ａ，１Ｂにおいては、カラーフィルタを製造するにあたり、ブラックマトリックスを形成した基板に着色層（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を形成する場合に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、液晶パネルの透明薄膜電極を製造する場合や、その他半導体素子の製造、フォトマスクやレチクルの製造等の場合にも適用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る露光装置を示す系統図である。 同じく露光装置におけるマスクの位置調整の説明図である。 同じく露光装置の作用を示すフローである。 本発明の第２の実施の形態に係る露光装置を示す系統図である。 本発明の第３の実施の形態に係る露光装置を示す系統図である。

符号の説明

１，１Ａ，１Ｂ 露光装置
２ 露光ステーション（露光部）
３ 露光光学系
４ 基板
５ 基板搬送手段
６ 撮像手段
７ 画像認識用照明
８ 制御装置
９ ランプ（連続光源）
１０ 照明用レンズ
１０ａ 投影用レンズ
１１ マスク
１１ａ 開口部
１２ マスクステージ
１３ マスク駆動手段
１６，１６ａ 基板駆動手段
１８ ピクセル（パターン）
１８ｅ１ 前方エッジ（パターンエッジ）
１８ｅ２ 側方エッジ（パターンエッジ）
２０ リニアＣＣＤ
２１ 画像処理部
２２ 記憶部
２３ 演算部
２４ ランプ電源部
２５ 基板コントローラ
２６ マスクコントローラ
２７ 主制御部
Ｅ 露光位置
Ｆ 撮像位置

Claims (7)

1. 基板搬送手段によって一定速度で一定方向に搬送されている状態の基板に対して、露光部で連続光源からの露光光を露光光学系の光路上に設けたマスクを通して照射し、前記基板上にマスクの開口部の像を転写する露光方法において、
   前記基板の搬送方向に直交して設けられ且つ受光素子を前記基板の幅より大きい長さに亘って配列してなるリニアＣＣＤによって、前記基板に予め形成された基準パターンのパターンエッジを撮像して基板上の搬送方向とこれに直角な方向とにおける基準位置を検出し、前記リニアＣＣＤで撮像された基準パターンが撮像位置から露光位置に移動された時に基板上の前記基準位置に、対応するマスクの開口部の位置が一致するように該マスクを位置調節しながら、基板の搬送方向に沿った露光領域を連続して露光することを特徴とする露光方法。
2. 前記基準パターンはピクセルであって、前記基板には複数のピクセルが前記基板の搬送方向と直交する方向とに配列されており、前記リニアＣＣＤによって前記基板の搬送方向に直交する方向に配列された複数のピクセルについて前記基板上の搬送方向とこれに直角な方向とにおける前記基準位置を同時に検出するようにした請求項１に記載された露光方法。
3. 基板を一定速度で一定方向に搬送する基板搬送手段と、該基板搬送手段によって搬送されている状態の基板に対して、露光部で連続光源からの露光光をマスクの開口部を通して照射して前記開口部の像を基板上に転写する露光光学系とを設けた露光装置であって、
   前記基板の搬送方向に直交して設けられ且つ受光素子を前記基板の幅より大きい長さに亘って配列してなるリニアＣＣＤによって、前記基板に予め形成された基準パターンのパターンエッジを基板の移動中に撮像する撮像手段と、前記リニアＣＣＤで撮像されたパターンエッジの画像にもとづき基板上の搬送方向とこれに直角な方向とにおける基準位置を検出し、前記撮像手段で撮像された基準パターンが撮像位置から露光位置に移動された時に基板上の前記基準位置に、対応するマスクの開口部の位置が一致するように該マスクを位置調節する制御装置を備えると共に、該制御装置は、基板上の露光開始端から露光終端まで基板が前記露光部を移動する間、前記連続光源からの露光光の基板への照射を継続させることを特徴とする露光装置。
4. 前記基準パターンはピクセルであって、前記基板には複数のピクセルが前記基板の搬送方向と直交する方向とに配列されており、前記リニアＣＣＤによって前記基板の搬送方向に直交する方向に配列された複数のピクセルについて前記基板上の搬送方向とこれに直角な方向とにおける前記基準位置を同時に検出するようにした請求項３に記載された露光装置。
5. 前記制御装置は、基板の搬送方向に直角な方向における基準位置にもとづいて前記マスクの搬送方向に直角な方向における位置調節を行うことを特徴とする請求項３または４に記載の露光装置。
6. 前記制御装置は、前記各基準位置の検出によって求めた基板の搬送方向に対する傾きにもとづいて前記マスクの旋回角の位置調節を行うことを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載の露光装置。
7. 前記基板搬送手段は、シート状の基板を格納ロールから巻取ロールに巻き取って前記露光部を前記露光光学係の光路に垂直な平面に沿って移動させることを特徴とする請求項３〜６のいずれかに記載の露光装置。

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