JP4377605B2 - Exposure method - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、RGBカラーフィルターのブラックマトリクス層のような光学素子が露光形成されている光学素子形成基板に係り、特に、複数の光学素子を基板に露光形成するための露光方法と、複数の光学素子が露光形成されている光学素子形成基板とに関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶光学素子(LCD)やプラズマディスプレイ等の流通の活性化に伴って、LCD等に利用されているカラーフィルターのブラックマトリクス層のような光学素子を精度良く生産することが強く望まれている。このため、1枚の基板に複数の光学素子を露光形成した後に複数の光学素子を形成した基板のまま(又は、個々の光学素子に切断し)、例えばカラーフィルターの場合にはアレイ基板に当該カラーフィルターを貼り合わせることによって、生産性を向上させる手法が広く一般的に行われている。
【0003】
このような手法によって光学素子を生産する場合、精度の良い光学素子を確実に得るためには、個々の光学素子を基板に対して正確に配置することが重要である。このためには、基板に露光形成されている各光学素子相互間の相対位置を正確に把握することが重要である。特に、複数ショット(複数回)の露光によって1枚の基板に複数の光学素子を形成する場合には、各露光により形成される光学素子の間で相対距離、相対位置が変動しやすい。このため、基板に露光形成されている各光学素子相互間の位置関係を正確に把握することは極めて重要である。そして、各光学素子相互間の相対位置を把握することによって、基板と露光装置との相対位置を調整して基板に対する光学素子の露光形成位置を調節したり、各光学素子の切断位置を調整したりすることが可能となり、個々の光学素子をより正確に基板に配置することができる。これにより、精度の良い光学素子を確実に提供することができる。
【0004】
ところで、基板に形成された各光学素子間の相対位置の関係を検知するための手法として、例えば図10に示されているような手法が広く一般的に用いられている。これは、複数の光学素子75a、75bが形成された基板65であって所定目盛りを有するバーニアパターン85a、85bが各光学素子75a、75bと対応するようにして露光形成された図10に示すような基板65を使用する。そして、所謂「ノギスの原理」を利用して、測定員が目視により各バーニアパターン85a、85b同士を比較することによって、対応する各光学素子75a、75b相互間の位置関係(位置ズレ)を検知する手法である。図10に示す基板65では、第1の露光ショットによって第1の光学素子75aおよび第1のバーニアパターン85aが露光形成され、第2の露光ショットによって第2の光学素子75bおよび第2のバーニアパターン85bが露光形成されるようになっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
1枚の基板に形成された複数の光学素子相互間の位置関係を検知するために、上述のノギスの原理を利用した検知方法を用いることが可能である。しかしながら、このようなノギスの原理を利用した検知方法を用いた場合、バーニアパターンや測定員によって検知精度が左右されるので、精度の高い検知結果を安定的に提供することが難しい。
【0006】
すなわち、ノギスの原理を利用するために基板に形成されるバーニアパターンの有する所定目盛りは、一般的には1μm単位程度の間隔で設けられ、それよりも小さな間隔で所定目盛りを設けることは難しい。これは感光材及び露光装置によるパターン解像力には一定の限界があるためであり、1μmよりも小さい単位のズレを目視により測定することは非常に困難である。従って、このようなバーニアパターンに基づいて各光学素子相互間の位置関係を検知する場合、1μm単位程度の精度でしか各光学素子相互間の位置関係を検知することができず、それ以上の細かい精度で各光学素子相互間の位置関係を検知することができない。
【0007】
また、ノギスの原理を利用した検知方法は非常に複雑な技術を伴うため、画像処理装置等を含む自動的な検知システムによって当該検知方法を実現させることが難しく、専ら測定員の目視を利用することによって当該検知方法が実現されている。従って、ノギスの原理を利用した検知方法では、各測定員によって検知精度にバラツキが出るとともに、測定員の疲労等によって検知精度が悪化するため、一定の精度で各光学素子相互間の位置関係を検知することが難しかった。
【0008】
本発明は上述の事項を考慮してなされたものであり、複数ショットの露光により複数の光学素子が形成された基板であって、各光学素子相互間の位置関係を精度良く安定的に求めることができるような基板と、そのような基板を実現する露光方法とを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、所定の露光位置に配置された感光材付きの基板に対して複数回の露光を行うことにより、複数の光学素子と各光学素子に対応する位置指示パターンとを当該基板に形成する露光方法であって、感光材付きの基板を第1の露光位置に配置する工程と、第1の露光位置に配置された感光材付き基板を露光して、第1の光学素子と、Y方向に延びる第1X方向位置指示部およびX方向に延びる第1Y方向位置指示部を有する第1の位置指示パターンであって第1の光学素子に対し所定の位置に配置された第1の位置指示パターンと、を形成する第1の露光工程と、第1の光学素子および第1の位置指示パターンが形成された感光材付きの基板を第2の露光位置に配置する工程と、第2の露光位置に配置された感光材付きの基板を露光して、第2の光学素子と、Y方向に延びる第2X方向位置指示部およびX方向に延びる第2Y方向位置指示部を有する第2の位置指示パターンであって第2の光学素子に対し所定の位置に第1の位置指示パターンと対応させるように配置された第2の位置指示パターンと、を形成する第2の露光工程と、を備え、第1X方向位置指示部と第2X方向位置指示部との距離は、第1の光学素子と第2の光学素子とのX方向に関する相対位置を示し、第1Y方向位置指示部と第2Y方向位置指示部との間の距離は、第1の光学素子と第2の光学素子とのY方向に関する相対位置を示すことを特徴とする露光方法である。
【0010】
本発明によれば、第1の位置指示パターンと第2の位置指示パターンとの間の距離に基づいて第1の光学素子および第2の光学素子の相対位置を検知することができるような位置指示パターンおよび光学素子を感光材付きの基板に対して露光することができる。
【0011】
なお、本発明の光学素子とは露光によってはじめに形成される素子を指し、例えば、カラーフィルターを構成するブラックマトリクス素子やこれに類するものを含む概念である。
【0012】
この場合、第1の位置指示パターンは、第1X方向位置指示部と第1Y方向位置指示部とが結合した状態で基板に形成され、第2の位置指示パターンは、第2X方向位置指示部と第2Y方向位置指示部とが結合した状態で基板に形成されることが好ましい。特に、第1の位置指示パターンは、第1X方向位置指示部と第1Y方向位置指示部とがL字状に結合した状態で基板に形成され、第2の位置指示パターンは、第2X方向位置指示部と第2Y方向位置指示部とがL字状に結合した状態で基板に形成されることが好ましい。なお、L字状には、通常のL字状の他に上下反転したL字状、左右反転したL字状、および所定の傾きを有するL字状が含まれる。また、第1の位置指示パターンおよび/又は第2の位置指示パターンを十字状やT字状に結合した状態で基板に形成することも可能である。
【0013】
また、第1の位置指示パターンと当該第1の位置指示パターンに対応する第2の位置指示パターンとは、相互に対称的に配置されるようにして基板に形成されることが好ましい。このような場合には、第1の位置指示パターンと当該第1の位置指示パターンに対応する第2の位置指示パターンとを比較し易い。なお、ここでいう対称とは、点対称や線対称等、各種の対称を含むものである。
【0014】
また、第1の露光工程では、複数の第1の位置指示パターンを基板に形成し、第2の露光工程では、第2の位置指示パターンを各第1の位置指示パターンに対応させるようにして基板に複数形成することが好ましい。この場合には、相互に対応する第1の位置指示パターンおよび第2の位置指示パターンの組み合わせが複数形成され、当該複数の組み合わせに基づいて、第1の位置指示パターンに対応する光学素子と第2の位置指示パターンに対応する光学素子との回転方向の相対位置関係をも検知しうるような基板を提供しうることとなる。
【0015】
本発明は、複数の光学素子と各光学素子に対応する位置指示パターンとが露光形成されている光学素子形成基板であって、第1の光学素子および第2の光学素子が形成されている光学素子形成領域と、Y方向に延びる第1X方向位置指示部およびX方向に延びる第1Y方向位置指示部とを有する第1の位置指示パターンであって、第1の光学素子に対して所定の位置に配置された第1の位置指示パターンと、Y方向に延びる第2X方向位置指示部およびX方向に延びる第2Y方向位置指示部とを有する第2の位置指示パターンであって、第2の光学素子に対して所定の位置に第1の位置指示パターンと対応させるように配置された第2の位置指示パターンと、が形成されている位置指示パターン形成領域と、を備え、第1X方向位置指示部と第2X方向位置指示部との距離は、第1の光学素子と第2の光学素子とのX方向に関する相対位置を示し、第1Y方向位置指示部と第2Y方向位置指示部との間の距離は、第1の光学素子と第2の光学素子とのY方向に関する相対位置を示すことを特徴とする光学素子形成基板である。
【0016】
この場合、第1の位置指示パターンは、第1X方向位置指示部と第1Y方向位置指示部とが結合した状態で指示パターン形成領域に形成され、第2の位置指示パターンは、第2X方向位置指示部と第2Y方向位置指示部とが結合した状態で位置指示パターン形成領域に形成されていることが好ましい。特に、第1の位置指示パターンは、第1X方向位置指示部と第1Y方向位置指示部とがL字状に結合した状態で位置指示パターン形成領域に形成され、第2の位置指示パターンは、第2X方向位置指示部と第2Y方向位置指示部とがL字状に結合した状態で位置指示パターン形成領域に形成されていることが好ましい。また、第1の位置指示パターンおよび/又は第2の位置指示パターンを十字状やT字状に結合した状態で基板に形成することも可能である。
【0017】
また、第1の位置指示パターンと当該第1の位置指示パターンに対応する第2の位置指示パターンとは、相互に対称的な配置を有するようにして位置指示パターン形成領域に形成されていることが好ましい。なお、ここでいう対称とは、点対称や線対称等、各種の対称を含むものである。
【0018】
また、複数の第1の位置指示パターンが位置指示パターン形成領域に形成されており、第2の位置指示パターンが各第1の位置指示パターンと対応するようにして複数形成されていることが好ましい。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図1乃至図9を参照して本発明の一実施の形態を説明する。なお本実施の形態では、RGBカラーフィルターを構成する各ブラックマトリクス素子(BM素子)70を、本発明の光学素子として適用した場合について説明する。
【0020】
カラーフィルターを製造するためのライン(カラーフィルター製造ライン1)(図示せず)は、一般に、水平な設置面上において直線的に延びるように設置され複数の基板出し入れ位置(基板搬入位置3および基板搬出位置5)を有するコア装置7と、各基板出し入れ位置に接続された処理ラインと、を備えている(図1参照)。各処理ラインでは、コア装置7によって搬送されてくるガラス基板65に対して所望のカラーフィルターを製造するために必要とされる各種処理が施されるようになっており、例えば図1に示されているようなブラックマトリクス素子形成処理ライン(BM素子形成処理ライン)9が当該処理ラインの一つとして採用されうる。
【0021】
図1に示されているBM素子形成処理ライン9は、ガラス基板65上にBM素子を形成するための処理ラインであり、コア装置7の基板出し入れ位置に接続されている。BM素子形成処理ライン9を構成する各種機器類は逆U字状に配設されており、具体的には、洗浄機構11、感光材塗布装置13、感光材乾燥装置15、露光装置17、現像装置19、検査機構21およびオーブン機構23が、コア装置7の基板搬入位置3から基板搬出位置5に向かって順次配設されている。
【0022】
洗浄機構11は、コア装置7の基板搬入位置3から搬入されたガラス基板65を洗浄するための機構であって、本実施の形態では脱水IR11aを含んで構成されている。
【0023】
感光材塗布装置13は、コールドプレート(CP)13aを具備しており、所定の感光材(本実施の形態ではBM素子用の感光材)を基板の所定箇所に塗布するようになっている。
【0024】
感光材乾燥装置15は、コールドプレート(CP)15aとホットプレート(HP)15bとを具備しており、ガラス基板65に塗布されている感光材を乾燥させて当該ガラス基板65に定着させるようになっている。
【0025】
露光装置17は、ガラス基板65に塗布されている感光材を露光して、複数のBM素子70と各BM素子70に対応する複数の位置指示パターン80とを当該ガラス基板65に形成するようになっている。このような露光装置17は、例えば図2に示されているような構成を有している。すなわち露光装置17は、感光材乾燥装置15から送られてきたガラス基板65を載置するための露光ステージ25と、露光ステージ25の上方に設置された光源27と、光源27と露光ステージ25との間に設置され、光源27から発せられた光のうち所定箇所の光のみを透過させるマスク29と、を具備している。露光ステージ25は上下左右に移動可能な機構を有しているのに対し、光源27及びマスク29は固定された状態で設けられている。
【0026】
光源27は、図2に示されるようにして設けられており、超高圧水銀灯31、パラボラミラー33、コールドミラー34、シャッター35、インテグレータレンズ37および球面鏡39を有している。このような構成を有する光源27は、超高圧水銀灯31から発せられた光が、光源27の各種機器により調整されてマスク29や露光位置に配置されたガラス基板65に対して垂直に入射、照射するような構成を有している。
【0027】
一方、マスク29は、マスクステージ30を介して固定されており、図3に示すように、横方向(X方向)に設けられた2つ(複数)のブラックマトリクス素子形成光透過部(BM素子形成光透過部)41と、各BM素子形成光透過部41に対して所定の位置に配置された4つ(複数)のL字状の位置指示パターン形成光透過部43と、を有している。本実施の形態では、1つのBM素子形成光透過部41に2つの位置指示パターン形成光透過部43が対応するようにして当該マスク29が設けられており、各位置指示パターン形成光透過部43は、各BM素子形成光透過部41の上側及び下側に形成されている(図3参照)。各BM素子形成光透過部41の上側及び下側に形成されている位置指示パターン形成光透過部43は、横方向(X方向)の位置が略同一となるように設けられると共に、上下方向(Y方向)のL字状形状が相互に反対となるように(点対称となるように)設けられている。このようなマスク29を用いた場合、1ショット当たりの露光で、2つのBM素子形成光透過部41および4つの位置指示パターン形成光透過部43を通過した光源27からの光によって、2つのBM素子70と各BM素子70に対応する4つの位置指示パターン80とがガラス基板65に露光形成されることとなる。なお、本実施の形態の露光装置17では、後述する露光方法により、1枚のガラス基板65に対して4つのBM素子70と各BM素子70に対応する8つの位置指示パターン80とが最終的に露光形成されるようになっている。
【0028】
現像装置19は、ガラス基板65に露光形成されたBM素子70および位置指示パターン80を所定の現像液により現像するようになっている。これにより、図4に示されているような縦横2×2に配置された4つのBM素子70が形成されている光学素子形成領域と、各位置指示パターン80が形成されている位置指示パターン形成領域81と、を有するガラス基板65(光学素子形成基板)がもたらされることとなる。
【0029】
検査機構21は、図5に示すような構成を有しており、送られてきた基板を中央に載置する検査ステージ45と、検査検査ステージ45の位置を調整するステージコントローラ47と、検査検査ステージ45に載置されたガラス基板65に形成されているBM素子形成領域71および位置指示パターン形成領域81を画像情報として取得するための画像取得機構49と、画像取得機構49で取得した画像情報の画像処理を行う画像処理装置51と、ステージコントローラ47、画像取得機構49及び画像処理装置51を制御するための検査制御部53と、を備えている。
【0030】
画像取得機構49は、レンズ57と、レンズ57を介して画像を取得するCCDカメラ55と、レンズ57に接続されたAFユニット59と、反射照明機61と、透過照明機63とを有しており、位置調整された検査検査ステージ45に載置されているガラス基板65のBM素子形成領域71及び位置指示パターン形成領域81の画像情報をCCDカメラ55で取得し、当該画像情報をCCDカメラ55から画像処理装置51へ送るようになっている。
【0031】
画像処理装置51は、画像取得機構49(CCDカメラ55)から送られてきた各BM素子形成領域71及び位置指示パターン形成領域81の画像情報に基づいて、後述する検知方法によりBM素子形成領域71の相互間の位置関係を検知するようになっている。
【0032】
オーブン機構23は、ガラス基板65に熱を加えて乾燥させるようになっており、現像されたBM素子70および位置指示パターン80をガラス基板65上に定着させるようになっている。
【0033】
次に、本実施の形態の作用について説明する。
【0034】
上述のカラーフィルター製造ライン1において、コア装置7によって搬送されてきたガラス基板65は、コア装置7の各基板搬入位置3から各処理ラインに搬入され、各処理ラインで各種の処理が施される。そして、ガラス基板65は、各種の処理が施された後に当該処理ラインからコア装置7の基板搬出位置5に搬出され、コア装置7によって更に後段へと送られる。このようなガラス基板65に対する一連の処理が、コア装置7の上流側から下流側に配設された各処理ラインで行われることにより、当該ガラス基板65には所望のRGBカラーフィルターが複数形成されることとなる。
【0035】
ところで、このような各処理ラインのうち図1に示すBM素子形成処理ライン9では、以下のようにしてガラス基板65にBM素子70が形成される。
【0036】
まず、ガラス基板65は、コア装置7の基板搬入位置3からBM素子形成処理ライン9の洗浄機構11に送られて、脱水IR11aによる脱水処理を含む所定の洗浄が行われる。これによりガラス基板65は洗浄され、ゴミ等の不純物が当該ガラス基板65上に付着していないクリーンな状態が確保されることとなる。
【0037】
そして、洗浄されたガラス基板65は、洗浄機構11から感光材塗布装置13に送られ、当該感光材塗布装置13において所定の感光材が塗布される。この時、所定の感光材は、後述する露光工程において露光形成されることとなるBM素子70および位置指示パターン80の位置に対応したガラス基板65上の所定箇所に塗布されるようになっている。本実施の形態では、少なくとも、4つのBM素子70を縦横2×2の所定位置に露光形成することができるようにすると共に、8つの位置指示パターン80を各BM素子70の上側および下側の所定位置に露光形成することができるように(図4参照)、ガラス基板65上の所定箇所に感光材が塗布される。
【0038】
そして、所定の感光材が塗布されたガラス基板65は、感光材塗布装置13から感光材乾燥装置15に送られ、当該感光材乾燥装置15において塗布された感光材が乾燥させられる。これにより、ガラス基板65に塗布された感光材を当該ガラス基板65に定着させることができる。
【0039】
そして、塗布された感光材が乾燥させられたガラス基板65は、感光材乾燥装置15から露光装置17に送られ、当該露光装置17において複数ショット(2ショット)の露光(露光工程)が行われる。これにより、ガラス基板65には、複数(4つ)のBM素子70と各BM素子70に対応する複数(8つ)の位置指示パターン80とが露光形成される。具体的には以下の露光方法に従って、ガラス基板65に対する露光が行われる。
【0040】
まず、感光材が塗布されているガラス基板65(感光材付の基板)は、露光ステージ25の中心に載置され、当該露光ステージ25とともに所定の位置(第1の露光位置)に配置される(図6のSTEP A1)。本実施の形態における第1の露光位置は、ガラス基板65に形成される予定である縦横2×2のBM素子70のうちY方向上側に配置される2つのBM素子70(図4参照)が、マスク29のBM素子形成光透過部41を通過した光源27からの光によって露光形成されるような位置を指す。
【0041】
そして、第1の露光位置に配置されたガラス基板65を、光源27からの光によって露光する(第1の露光工程)(STEP A2)。この時、光源27から発せられた光は、マスク29を介して当該ガラス基板65に照射されるため、マスク29のBM素子形成光透過部41および位置指示パターン形成光透過部43を通過した光のみがガラス基板65に照射されることとなり、他の光はマスク29によって遮られることとなる。従って、マスク29のBM素子形成光透過部41を通過した光によって露光される2つのBM素子70(第1のBM素子70a)と、マスク29の位置指示パターン形成光透過部43を通過した光によって露光される4つの位置指示パターン80(第1の位置指示パターン80a)とが、ガラス基板65に形成される。この第1の露光工程で露光形成される第1のBM素子70aは、ガラス基板65に形成される予定である縦横2×2のBM素子70のうち縦方向上側に配置される2つのBM素子70に対応し、一方、第1の露光工程で形成される4つの第1の位置指示パターン80aは、これらの各BM素子70の上側および下側に形成される(図4参照)。
【0042】
なお、ガラス基板65に露光形成される第1の位置指示パターン80aは、マスク29の位置指示パターン形成光透過部43の形状に対応した形状を持っている。すなわち、各第1の位置指示パターン80aは、Y方向に延びる第1X方向位置指示部83aとX方向に延びる第1Y方向位置指示部83bとを有しており、第1X方向位置指示部83aと第1Y方向位置指示部83bとがL字状に結合した状態でガラス基板65に露光形成される。また、当該露光工程において形成されたこれらの第1の位置指示パターン80aの各々は、第1のBM素子70aに対して所定の位置に配置されている。また、各BM素子70の上側および下側に形成される位置指示パターン80同士は、点対称的に上下が反転した配置を有している(図4参照)。
【0043】
そして、第1のBM素子70aおよび第1の位置指示パターン80aが形成されたBM用の感光材付きのガラス基板65は、露光ステージ25とともに移動させられ、第1の露光位置から第2の露光位置に配置される(STEP A3)。本実施の形態における第2の露光位置は、ガラス基板65に形成される予定である縦横2×2のBM素子70のうちY方向下側に配置される2つのBM素子70(図4参照)が、マスク29のBM素子形成光透過部41を通過した光源27からの光によって露光形成されるような位置を指す。
【0044】
そして、第2の露光位置に配置されたガラス基板65を、光源27からの光によって露光する(第2の露光工程)(STEP A4)。第2の露光工程においても、第1の露光工程と同様に、マスク29およびガラス基板65に対して略垂直に入射する光源27からの光が、マスク29を介してガラス基板65に照射され、マスク29のBM素子形成光透過部41および位置指示パターン形成光透過部43を通過した光のみがガラス基板65に照射される。従って、マスク29のBM素子形成光透過部41を通過した光によって露光される2つのBM素子70(第2のBM素子70b)と、マスク29の位置指示パターン形成光透過部43を通過した光によって露光される4つの位置指示パターン80(第2の位置指示パターン80b)とが、ガラス基板65に形成される。この第2の露光工程で露光形成される第2のBM素子70bは、ガラス基板65に形成される予定である縦横2×2のBM素子70のうち縦方向下側に配置される2つのBM素子70に対応し、一方、第2の露光工程で形成される4つの第2の位置指示パターン80bは、これらの各BM素子70の上側および下側に形成される(図4参照)。
【0045】
なお、ガラス基板65に露光形成される第2の位置指示パターン80bも、マスク29の位置指示パターン形成光透過部43の形状に対応する形状を持っている。すなわち、各第2の位置指示パターン80bは、Y方向に延びる第2X方向位置指示部85aとX方向に延びる第2Y方向位置指示部85bとを有し、第2X方向位置指示部85aと第2Y方向位置指示部85bとがL字状に結合した状態でガラス基板65に露光形成される。また、当該露光工程において形成されたこれらの第2の位置指示パターン80bの各々は、第2のBM素子70bに対して所定の位置に配置されている。また、各BM素子70の上側および下側に形成される位置指示パターン80同士は、点対称的に上下が反転した配置を有している(図4参照)。また、第2のBM素子70bの上側に形成された第2の位置指示パターン80bと、第1のBM素子70aの下側に形成された第1の位置指示パターン80aとが、相互に対応して対称的(点対称)に配置されるように、各位置指示パターン80は形成されている(図4参照)。
【0046】
そして、上述の第2の露光工程が終了した後、露光ステージ25が移動させられて、当該露光ステージ25に載置されているガラス基板65は、露光装置17から後段に設置されている現像装置19に送られる(STEP A5)。
【0047】
現像装置19に送られてきたガラス基板65は、当該現像装置19において所定の現像液が用いられ、露光装置17において露光形成されたBM素子70および位置指示パターン80が現像される。本実施の形態では、ガラス基板65上に縦横2×2の配置で形成されたBM素子70と各BM素子70に対応する位置指示パターン80とが現像され、図4に示すようなガラス基板65(光学素子形成基板)が得られるようになっている。
【0048】
上述のような露光、現像を経て得られたガラス基板65は、4つ(複数)のBM素子70と各BM素子70に対応する位置指示パターン80とが形成されたガラス基板65であって、第1のBM素子70aおよび第2のBM素子70b(第1の光学素子および第2の光学素子)が形成されているBM素子形成領域71(光学素子形成領域)と、位置指示パターン80(第1の位置指示パターン80aおよび第2の位置指示パターン80b)が形成されている位置指示パターン形成領域81と、を有している。そして、第1の位置指示パターン80aおよび第2の位置指示パターン80bは、対応するBM素子70に対し所定の位置に形成されているので、対応するBM素子70から必ず所定の距離だけ隔てて配置されている。このため、第1X方向位置指示部83aと第2X方向位置指示部85aとの距離は、第1のBM素子70aと第2のBM素子70bとのX方向に関する相対位置を示し、第1Y方向位置指示部83bと第2Y方向位置指示部85bとの間の距離は、第1のBM素子70aと第2のBM素子70bとのY方向に関する相対位置を示すこととなる。更に、本実施の形態では、相互に対応する上記の第1の位置指示パターン80aおよび上記第2の位置指示パターン80bによって構成される位置指示パターン80の複数の組み合わせ90がガラス基板65に対しX方向に沿って形成されており、これらの組み合わせ90同士の相対位置関係が、第1のBM素子70aと第2のBM素子70bとの回転方向の相対位置(θ)を示すこととなる。すなわち、第1のBM素子70aおよび第2のBM素子70bが理想的な位置に配置され回転方向の位置ズレが生じていない場合、これらの位置指示パターン80の各組み合わせ90の間にX方向のズレ、Y方向のズレは生じない。一方、第1のBM素子70aおよび第2のBM素子70bの間に回転方向の位置ズレが生じている場合、これらの位置指示パターン80の各組み合わせ90の間にはX方向のズレ、Y方向のズレが生じることとなる。従って、これらの位置指示パターン80の各組み合わせ90同士の位置関係(X方向、Y方向の位置ズレ)に基づいて、第1のBM素子70aと第2のBM素子70bとの回転方向の相対位置(θ)を検知することができる。
【0049】
そして、BM素子70および位置指示パターン80が露光・現像されたガラス基板65は、現像装置19から検査機構21に送られて、当該ガラス基板65に形成された各BM素子70の位置関係が検知される。具体的には以下のような検知方法に従って、ガラス基板65に形成された各BM素子70の位置関係が検知されることとなる。
【0050】
まず、ガラス基板65は、図6に示す検査機構21の検査検査ステージ45に載置される。そして、ステージコントローラ47により検査検査ステージ45の位置を調整して、当該検査検査ステージ45に載置されたガラス基板65を所定の検査位置に配置する。
【0051】
そして、検査位置に配置されたガラス基板65のBM素子形成領域71および位置指示パターン形成領域81を、画像取得機構49(CCDカメラ55)により画像情報として取得する。そして、当該画像情報が、画像取得機構49(CCDカメラ55)から画像処理装置51に送られる。
【0052】
画像処理装置51は、画像取得機構49から送られてきた画像情報に基づいて、ガラス基板65に形成された各BM素子70同士の相対位置関係を検知する。本実施の形態では上述のように、第1の位置指示パターン80aと第2の位置指示パターン80bとの相対位置関係が、第1のBM素子70aおよび第2のBM素子70bの相対位置関係を示すこととなる。すなわち、上述のように、ガラス基板65のBM素子形成領域71に実際に形成されている第1のBM素子70aと第2のBM素子70bとの相対位置関係(X方向、Y方向、θ方向の相対位置)は、ガラス基板65の位置指示パターン形成領域81に形成されている位置指示パターン80の相対位置関係に基づいて検知される。一方、BM素子形成領域71のうち当初予定していた理想的な位置に各BM素子70が形成されている場合には、各位置指示パターン80と各位置指示パターン80に対応するBM素子70との間隔は一定に保たれることとなる。本実施の形態の画像処理装置51は、このような関係を利用して、以下の方法に従って各BM素子70相互間の相対位置関係を検知する。
【0053】
まず、画像処理装置51は、画像取得機構49から送られてきた画像情報に基づいて、相互に対応するようにして形成されている第1の位置指示パターン80aおよび第2の位置指示パターン80bの第1X方向位置指示部83aと第2X方向位置指示部85aとの実際の距離(間隔)を画像処理によって求める。そして、画像処理装置51は、当該画像処理によって求めた第1X方向位置指示部83aと第2X方向位置指示部85aとの実際の距離と、各BM素子70が理想的な位置に形成されている場合の第1X方向位置指示部83aと第2X方向位置指示部85aとの距離と、を比較して、第1のBM素子70aと第2のBM素子70bとの間のX方向に関する相対位置を求める。具体的には、第1X方向位置指示部83aと第2X方向位置指示部85aとの間の実際の間隔と理想的な間隔との差ΔXに基づいて、第1の位置指示パターン80aと第2の位置指示パターン80bとのX方向に関する相対位置(理想的な状態に対するズレ)を求める。そして、画像処理装置51は、このようにして求めた第1の位置指示パターン80aと第2の位置指示パターン80bとのX方向に関する相対位置に基づいて、各位置指示パターン80に対応する第1のBM素子70aと第2のBM素子70bとのX方向に関する相対位置関係を求める。
【0054】
同様に、画像処理装置51は、画像取得機構49から送られてきた画像情報に基づいて、相互に対応するようにして形成されている第1の位置指示パターン80aおよび第2の位置指示パターン80bの第1Y方向位置指示部83bと第2Y方向位置指示部85bとの実際の距離を画像処理によって求める。そして、第1Y方向位置指示部83bおよび第2Y方向位置指示部85bのY方向に関する実際の間隔と各BM素子70が理想的な位置に形成されている場合の両者の間の理想的な間隔とを比較して、第1のBM素子70aと第2のBM素子70bとの間のY方向に関する相対位置を求める。具体的には、第1Y方向位置指示部83bと第2Y方向位置指示部85bとの間の実際の間隔と理想的な間隔との差ΔYに基づいて、第1の位置指示パターン80aと第2の位置指示パターン80bとのY方向に関する相対位置(理想的な状態に対するズレ)を検知する。画像処理装置51は、このようにして求めた第1の位置指示パターン80aと第2の位置指示パターン80bとのY方向に関する相対位置に基づいて各位置指示パターン80に対応する第1のBM素子70aと第2のBM素子70bとのY方向に関する相対位置関係を求める。
【0055】
更に、画像処理装置51は、相互に対応する第1の位置指示パターン80aおよび第2の位置指示パターン80bによって構成される複数の組み合わせ90同士を比較することによって、第1のBM素子70aと第2のBM素子70bとの回転方向の相対位置(θ)を、検知する。本実施の形態では、例えば、図4に示すようにX方向に2組設けられている、相互に対応する第1の位置指示パターン80aと第2の位置指示パターン80bとの組み合わせ90同士が比較される。すなわち、これらの組み合わせ90のうち、一方の組み合わせ90に基づいて求められる第1のBM素子70aと第2のBM素子70bとのX方向に関する相対位置(位置ズレ=ΔX’1)及びY方向に関する相対位置(位置ズレ=ΔY’1)と、他方の組み合わせ90に基づいて求められる第1のBM素子70aと第2のBM素子70bとのX方向に関する相対位置(位置ズレ=ΔX’2)およびY方向に関する相対位置(位置ズレ=ΔY’2)と、を比較する。第1のBM素子70aおよび第2のBM素子70bが当初予定されていた理想的な位置に形成されている場合には、両者の間に回転方向のズレは発生せず、ΔX’1=ΔX’2、ΔY’1=ΔY’2、という関係が成立する。一方、両者の間に回転方向のズレが発生している場合には、ΔX’1≠ΔX’2、ΔY’1≠ΔY’2、という関係が成立することとなる。画像処理装置51は、このような関係に基づいて、相互に対応する位置指示パターン80の組み合わせ90相互間のX方向のズレであるΔX’1とΔX’2との差(ΔX’3=ΔX’1−ΔX’2)、及びY方向のズレであるΔY’1とΔY’2との差(ΔY’3=ΔY’1−ΔY’2)を求めてる。そして、画像処理装置51は、このようにして求められた、X方向およびY方向のズレ(ΔX’3、ΔY’3)に基づいて、第1のBM素子70aと第2のBM素子70bとの回転方向の相対位置(θ)を検知する。
【0056】
そして、上述のようにして各BM素子70相互間の相対位置(X方向、Y方向、θ方向の相対位置)が検知されたガラス基板65は、検査機構21からオーブン機構23に送られる。オーブン機構23に送られたガラス基板65は加熱されて、現像されたガラス基板65の各BM素子70及び位置指示パターン80が乾燥させられてガラス基板65に定着させられる。
【0057】
そして、ガラス基板65は、その後、オーブン機構23からコア装置7の基板搬出位置5に搬出され、カラーフィルター製造ライン1の後段へ送られる。
【0058】
以上説明したように、本実施の形態において採用されている上記露光方法によれば、ガラス基板65上のBM素子形成領域71の所定位置に複数(4つ)のBM素子70を確実に形成することができるとともに、ガラス基板65上の位置指示パターン形成領域81の所定位置に各BM素子70相互間の位置関係を示唆する位置指示パターン80を確実に形成することができる。そして、このようなガラス基板65によれば、各位置指示パターン80相互間の位置関係に基づいて、ガラス基板65に形成された各BM素子70相互間の位置関係、位置ズレを確実に検知することができる。
【0059】
このため、上述のようにして検知した各BM素子70相互間の位置関係を考慮して、例えばガラス基板65に形成された複数のBM素子70を個々のBM素子70に分離(切断等)したり、各露光工程におけるガラス基板65の露光位置の微調整を行ったりすることができる。従って、このような露光方法およびガラス基板65(光学素子形成基板)を利用することにより、BM素子70(光学素子)を効率良く多数製造することができるだけでなく、所望の形状、大きさを有するBM素子70を精度良く製造することができる。特に、本実施の形態のような位置指示パターン80によれば、非常に微少な位置ズレをも検知することができ、例えば1μm以下の単位で各BM素子70相互間の位置ズレを検知することもできるため、非常に精度の高いBM素子を製造しうることとなる。
【0060】
また、本実施の形態のような位置指示パターン80に基づく各BM素子70相互間の位置関係の検知方法は、画像処理技術を用いることによって比較的簡単に実現することができ、このような画像処理技術を利用した検知方法を自動的に行わさせるシステムを構築することができる。従って、本実施の形態によれば、測定員の目視等に基づいて基板に形成された各BM素子70相互間の位置関係を検知する場合に比べて、迅速かつ正確に、多数の各BM素子70相互間の位置関係を検知することができる。
【0061】
また、各位置指示パターン80はX方向位置指示部83a、85aおよびY方向位置指示部83b、85bを含んで構成されているので、X方向およびY方向のうちの一方向のみならず両方向に関して、各位置指示パターン80相互間の位置関係を求めることができるとともに、各位置指示パターン80に対応する各BM素子70相互間の位置関係を検知することができる。更に、複数の第1の位置指示パターン80a及びこれらに対応する第2の位置指示パターン80bをガラス基板65に形成することによって、第1のBM素子70aと第2のBM素子70bとの間における回転方向(θ方向)の位置関係をも検知することができる。従って、本発明のガラス基板65(光学素子形成基板)によれば、第1のBM素子70aと第2のBM素子70bとの間における位置関係を、より正確かつ詳細に検知することができる。
【0062】
また、各位置指示パターン80はX方向位置指示部83a、85aおよびY方向位置指示部83b、85bが結合した状態でガラス基板65に形成されているので、位置指示パターン80を形成するための領域を縮小させて、コンパクトなものにすることができる。特に、X方向位置指示部83a、85aおよびY方向位置指示部83b、85bをL字状に結合させることによって、また、第1の位置指示パターン80aと当該第1の位置指示パターン80aに対応する位置指示パターン80とを相互に対称的(点対称的)に配置することによって、位置指示パターン80を形成するための領域を更にコンパクトなものにすることができる。
【0063】
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて各種の設計変更等を加えることも可能である。
【0064】
例えば、X方向位置指示部83a、85aおよびY方向位置指示部83b、85bの結合状態は、L字状に限定されるものではなく、図7(a)に示すようなT字状(逆T字状を含む)、図7(b)に示すような十字状、その他必要に応じた形状とすることができる。また、各位置指示パターン80のX方向位置指示部およびY方向位置指示部を、図7(c)に示すように分離させた状態でガラス基板65に設けることも可能である。
【0065】
また、相互に対応する第1の位置指示パターン80aと第2の位置指示パターン80bとの間の間隔は任意の距離に設定することができる。また、相互に対応する第1の位置指示パターン80aおよび第2の位置指示パターン80bの対称性は、点対称に限定されるものではなく、図8に示すような線対称、その他各種の対称を含むものである。
【0066】
また、第1の位置指示パターン80a及び第2の位置指示パターン80bによって構成される位置指示パターン80の複数の組み合わせ90の各々をX方向に沿って設けたものだけでなく、このような複数の組み合わせ90の各々をY方向に沿って設けることもできる(図9参照)。更に、X方向やY方向だけでなく様々な方向に沿ってこのような複数の組み合わせ90のそれぞれを設けることもできる。このような場合にも、これらの組み合わせ90相互間の位置関係が、第1のBM素子70aと第2のBM素子70bとの回転方向の相対位置(θ)を示唆することとなる。なお、このような複数の組み合わせ90の各々をX方向或いはY方向に沿って設けた場合には、第1のBM素子70aと第2のBM素子70bとの回転方向の相対位置(θ)を比較的簡単に求めることができる。
【0067】
また、1枚のガラス基板65に形成されるBM素子70の数は4つに限定されるものではない。また、1枚のガラス基板65に対する露光(露光工程)は2ショットに限定されるものではない。複数ショットの露光(露光工程)によって1枚の基板に複数のBM素子を形成するような場合であれば、本発明に基づく露光方法を好適に適用することができる。
【0068】
また、以上の説明はRGBカラーフィルターの1stレイヤーであるBM素子に関してなされているが、本発明は光学素子全般を対象としたものである。従って、本発明の対象には、カラーフィルターのBM素子の形成時の他に、例えばプラズマディスプレイやTFTディスプレイのフォトリソ工程における1stレイヤー形成時に、分割露光方式によって光学素子をパターン形成するような場合における各パターン間の位置精度測定に関連する事項も含まれうる。
【0069】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の露光方法によれば、複数ショットの露光により複数の光学素子が形成された基板であって、各光学素子相互間の位置関係を精度良く安定的に求めることができるような光学素子形成基板を提供することができる。
【0070】
また本発明の光学素子形成基板によれば、複数の光学素子と各光学素子に対応する位置指示パターンとが光学素子形成基板に形成されているため、各位置指示パターン相互間の距離に基づいて各光学素子相互間の位置関係を精度良く求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】カラーフィルター製造ラインを構成するブラックマトリクス層形成処理ラインの全体構成の概略を示す図である。
【図2】露光装置の概略を示す構成図である。
【図3】露光装置のマスクの概略を示す図である。
【図4】BM素子形成領域および位置指示パターン形成領域を有するガラス基板を示す図である。
【図5】検査機構の概略を示す構成図である。
【図6】感光材付きのガラス基板に対する露光方法を示すフローチャートである。
【図7】位置指示パターンの変形例を示す図であって、(a)は第1の変形例を示し、(b)は第2の変形例を示し、(c)は第3の変形例を示す。
【図8】第1の位置指示パターン及び第2の位置指示パターンの組み合わせの一変形例を示す図である。
【図9】BM素子形成領域および位置指示パターン形成領域を有するガラス基板の一変形例を示す図である。
【図10】従来の光学素子形成基板を示す概略図である。
【符号の説明】
1 カラーフィルター製造ライン
7 コア装置
9 BM素子形成処理ライン
11 洗浄機構
13 感光材塗布装置
15 感光材乾燥装置
17 露光装置
19 現像装置
21 検査機構
23 オーブン機構
27 光源
29 マスク
41 BM素子形成光透過部
43 位置指示パターン形成光透過部
49 画像取得機構
51 画像処理装置
65 ガラス基板
70 BM素子
71 BM素子形成領域
80 位置指示パターン
81 位置指示パターン形成領域
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical element forming substrate on which an optical element such as a black matrix layer of an RGB color filter is exposed and formed, and in particular, an exposure method for exposing and forming a plurality of optical elements on a substrate, and a plurality of optical elements The present invention relates to an optical element forming substrate on which elements are exposed.
[0002]
[Prior art]
With the activation of the distribution of liquid crystal optical elements (LCD), plasma displays, etc., it is strongly desired to accurately produce optical elements such as black matrix layers of color filters used in LCDs. For this reason, after exposing and forming a plurality of optical elements on a single substrate, the substrate on which a plurality of optical elements are formed remains (or cut into individual optical elements). A technique for improving productivity by attaching color filters is widely used.
[0003]
When optical elements are produced by such a method, it is important to accurately dispose each optical element with respect to the substrate in order to reliably obtain an accurate optical element. For this purpose, it is important to accurately grasp the relative positions between the optical elements exposed and formed on the substrate. In particular, when a plurality of optical elements are formed on a single substrate by a plurality of shots (multiple times) of exposure, the relative distance and the relative position are likely to vary between the optical elements formed by each exposure. For this reason, it is extremely important to accurately grasp the positional relationship between the optical elements exposed and formed on the substrate. Then, by grasping the relative position between each optical element, the relative position between the substrate and the exposure apparatus is adjusted to adjust the exposure formation position of the optical element with respect to the substrate, and the cutting position of each optical element is adjusted. And the individual optical elements can be more accurately arranged on the substrate. Thereby, a highly accurate optical element can be provided reliably.
[0004]
By the way, as a technique for detecting the relative position relationship between the optical elements formed on the substrate, for example, a technique as shown in FIG. 10 is widely used. This is a substrate 65 on which a plurality of optical elements 75a and 75b are formed, and vernier patterns 85a and 85b having a predetermined scale are exposed and formed so as to correspond to the optical elements 75a and 75b, as shown in FIG. A new substrate 65 is used. The so-called “vernier caliper principle” is used to detect the positional relationship (positional deviation) between the corresponding optical elements 75a and 75b by the measurer visually comparing the vernier patterns 85a and 85b. It is a technique to do. In the substrate 65 shown in FIG. 10, the first optical element 75a and the first vernier pattern 85a are formed by exposure by the first exposure shot, and the second optical element 75b and the second vernier pattern are formed by the second exposure shot. 85b is formed by exposure.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In order to detect the positional relationship between a plurality of optical elements formed on a single substrate, it is possible to use a detection method using the above-mentioned caliper principle. However, when such a detection method using the caliper principle is used, the detection accuracy depends on the vernier pattern and the measurement staff, and it is difficult to stably provide a highly accurate detection result.
[0006]
That is, the predetermined scales of the vernier pattern formed on the substrate in order to use the caliper principle are generally provided at intervals of about 1 μm, and it is difficult to provide the predetermined scales at intervals smaller than that. This is because the pattern resolving power by the photosensitive material and the exposure apparatus has a certain limit, and it is very difficult to visually measure a deviation of a unit smaller than 1 μm. Therefore, when detecting the positional relationship between the optical elements based on such a vernier pattern, the positional relationship between the optical elements can be detected only with an accuracy of about 1 μm, and the finer than that. The positional relationship between the optical elements cannot be detected with accuracy.
[0007]
In addition, since the detection method using the caliper principle involves a very complicated technique, it is difficult to realize the detection method by an automatic detection system including an image processing apparatus and the like. Thus, the detection method is realized. Therefore, in the detection method using the caliper principle, the detection accuracy varies depending on each measurer, and the detection accuracy deteriorates due to fatigue of the measurer. Therefore, the positional relationship between the optical elements can be determined with a certain accuracy. It was difficult to detect.
[0008]
The present invention has been made in consideration of the above-described matters, and is a substrate on which a plurality of optical elements are formed by exposure of a plurality of shots, and the positional relationship between each optical element is obtained accurately and stably. It is an object of the present invention to provide a substrate that can be used and an exposure method that realizes such a substrate.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention forms a plurality of optical elements and a position indicating pattern corresponding to each optical element on the substrate by performing a plurality of exposures on a substrate with a photosensitive material arranged at a predetermined exposure position. An exposure method, a step of placing a substrate with a photosensitive material at a first exposure position, exposing the substrate with a photosensitive material arranged at the first exposure position, a first optical element, and a Y direction A first position indicating pattern having a first X direction position indicating portion extending in the direction X and a first Y direction position indicating portion extending in the X direction, which is disposed at a predetermined position with respect to the first optical element. A first exposure step for forming the first optical element, a step for placing the substrate with the photosensitive material on which the first optical element and the first position indicating pattern are formed at the second exposure position, and a second exposure position. Expose the substrate with photosensitive material placed in A second position indicating pattern having a second optical element, a second X-direction position indicating portion extending in the Y direction, and a second Y-direction position indicating portion extending in the X direction, which is at a predetermined position with respect to the second optical element A second exposure process for forming a second position instruction pattern arranged to correspond to the first position instruction pattern, and a first X-direction position instruction section and a second X-direction position instruction section. The distance indicates the relative position in the X direction between the first optical element and the second optical element, and the distance between the first Y direction position indicating unit and the second Y direction position indicating unit is the same as that of the first optical element. An exposure method characterized by showing a relative position in the Y direction with respect to the second optical element.
[0010]
According to the present invention, a position where the relative positions of the first optical element and the second optical element can be detected based on the distance between the first position instruction pattern and the second position instruction pattern. The instruction pattern and the optical element can be exposed to the substrate with the photosensitive material.
[0011]
The optical element of the present invention refers to an element formed first by exposure, and is a concept including, for example, a black matrix element constituting a color filter and the like.
[0012]
In this case, the first position instruction pattern is formed on the substrate in a state where the first X-direction position instruction section and the first Y-direction position instruction section are combined, and the second position instruction pattern is the second X-direction position instruction section. It is preferable that the second Y-direction position indicating unit is formed on the substrate in a coupled state. In particular, the first position indication pattern is formed on the substrate in a state where the first X direction position indication portion and the first Y direction position indication portion are combined in an L shape, and the second position indication pattern is the second X direction position position. It is preferable that the indicator and the second Y-direction position indicator are formed on the substrate in an L-shaped state. The L-shape includes an L-shape that is vertically inverted, an L-shape that is inverted horizontally, and an L-shape having a predetermined inclination in addition to the normal L-shape. It is also possible to form the first position indication pattern and / or the second position indication pattern on the substrate in a state of being combined in a cross shape or a T shape.
[0013]
Further, it is preferable that the first position instruction pattern and the second position instruction pattern corresponding to the first position instruction pattern are formed on the substrate so as to be symmetrically arranged with respect to each other. In such a case, it is easy to compare the first position instruction pattern and the second position instruction pattern corresponding to the first position instruction pattern. Here, the symmetry includes various kinds of symmetry such as point symmetry and line symmetry.
[0014]
In the first exposure step, a plurality of first position indication patterns are formed on the substrate, and in the second exposure step, the second position indication pattern is made to correspond to each first position indication pattern. It is preferable to form a plurality of substrates on the substrate. In this case, a plurality of combinations of the first position instruction pattern and the second position instruction pattern corresponding to each other are formed, and the optical element corresponding to the first position instruction pattern and the first combination are formed based on the plurality of combinations. Thus, it is possible to provide a substrate capable of detecting the relative positional relationship in the rotation direction with the optical element corresponding to the position indicating pattern 2.
[0015]
The present invention is an optical element forming substrate on which a plurality of optical elements and a position indicating pattern corresponding to each optical element are formed by exposure, wherein the first optical element and the second optical element are formed. A first position indicating pattern having an element formation region, a first X-direction position indicating portion extending in the Y direction, and a first Y-direction position indicating portion extending in the X direction, the predetermined position with respect to the first optical element A second position indicating pattern having a first position indicating pattern disposed in the second X direction position indicating portion extending in the Y direction and a second Y direction position indicating portion extending in the X direction. A first position direction pattern forming region in which a second position instruction pattern arranged to correspond to the first position instruction pattern at a predetermined position with respect to the element is formed, and a first X direction position instruction Department and The distance between the 2X direction position indicating unit indicates the relative position in the X direction between the first optical element and the second optical element, and the distance between the first Y direction position indicating unit and the second Y direction position indicating unit is The optical element forming substrate is characterized by showing a relative position in the Y direction between the first optical element and the second optical element.
[0016]
In this case, the first position instruction pattern is formed in the instruction pattern formation region in a state where the first X direction position instruction section and the first Y direction position instruction section are combined, and the second position instruction pattern is the second X direction position position. It is preferable that the pointing portion and the second Y-direction position pointing portion are formed in the position pointing pattern forming region in a coupled state. In particular, the first position instruction pattern is formed in the position instruction pattern formation region in a state where the first X direction position instruction section and the first Y direction position instruction section are combined in an L shape, and the second position instruction pattern is: It is preferable that the second X-direction position indicating portion and the second Y-direction position indicating portion are formed in the position indicating pattern forming region in a state of being joined in an L shape. It is also possible to form the first position indication pattern and / or the second position indication pattern on the substrate in a state of being combined in a cross shape or a T shape.
[0017]
Further, the first position instruction pattern and the second position instruction pattern corresponding to the first position instruction pattern are formed in the position instruction pattern forming region so as to have a symmetrical arrangement with each other. Is preferred. Here, the symmetry includes various kinds of symmetry such as point symmetry and line symmetry.
[0018]
In addition, it is preferable that a plurality of first position instruction patterns are formed in the position instruction pattern formation region, and a plurality of second position instruction patterns are formed so as to correspond to the first position instruction patterns. .
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a case will be described in which each black matrix element (BM element) 70 constituting the RGB color filter is applied as an optical element of the present invention.
[0020]
A line for producing a color filter (color filter production line 1) (not shown) is generally installed so as to extend linearly on a horizontal installation surface and a plurality of substrate loading / unloading positions (substrate loading position 3 and substrate). A core device 7 having an unloading position 5) and a processing line connected to each substrate loading / unloading position are provided (see FIG. 1). In each processing line, various types of processing necessary for manufacturing a desired color filter are performed on the glass substrate 65 conveyed by the core device 7, for example, as shown in FIG. Such a black matrix element formation processing line (BM element formation processing line) 9 can be adopted as one of the processing lines.
[0021]
The BM element formation processing line 9 shown in FIG. 1 is a processing line for forming BM elements on the glass substrate 65, and is connected to the substrate loading / unloading position of the core device 7. Various devices constituting the BM element formation processing line 9 are arranged in an inverted U shape. Specifically, the cleaning mechanism 11, the photosensitive material coating device 13, the photosensitive material drying device 15, the exposure device 17, and the development. The device 19, the inspection mechanism 21, and the oven mechanism 23 are sequentially arranged from the substrate carry-in position 3 to the substrate carry-out position 5 of the core device 7.
[0022]
The cleaning mechanism 11 is a mechanism for cleaning the glass substrate 65 carried in from the substrate carry-in position 3 of the core device 7 and is configured to include the dehydration IR 11a in the present embodiment.
[0023]
The photosensitive material coating device 13 includes a cold plate (CP) 13a, and applies a predetermined photosensitive material (in this embodiment, a photosensitive material for a BM element) to a predetermined portion of the substrate.
[0024]
The photosensitive material drying device 15 includes a cold plate (CP) 15a and a hot plate (HP) 15b, and dries the photosensitive material applied to the glass substrate 65 and fixes it to the glass substrate 65. It has become.
[0025]
The exposure device 17 exposes the photosensitive material applied to the glass substrate 65 to form a plurality of BM elements 70 and a plurality of position indicating patterns 80 corresponding to the BM elements 70 on the glass substrate 65. It has become. Such an exposure apparatus 17 has a configuration as shown in FIG. 2, for example. That is, the exposure device 17 includes an exposure stage 25 on which the glass substrate 65 sent from the photosensitive material drying device 15 is placed, a light source 27 installed above the exposure stage 25, a light source 27, and the exposure stage 25. And a mask 29 that transmits only light at a predetermined position among the light emitted from the light source 27. The exposure stage 25 has a mechanism that can move vertically and horizontally, whereas the light source 27 and the mask 29 are provided in a fixed state.
[0026]
The light source 27 is provided as shown in FIG. 2 and has an ultrahigh pressure mercury lamp 31, a parabolic mirror 33, a cold mirror 34, a shutter 35, an integrator lens 37, and a spherical mirror 39. In the light source 27 having such a configuration, light emitted from the ultra-high pressure mercury lamp 31 is vertically incident and irradiated on the mask 29 and the glass substrate 65 disposed at the exposure position after being adjusted by various devices of the light source 27. It has the structure which does.
[0027]
On the other hand, the mask 29 is fixed via a mask stage 30 and, as shown in FIG. 3, two (plural) black matrix element forming light transmitting portions (BM elements) provided in the horizontal direction (X direction). Forming light transmitting portions) 41, and four (plural) L-shaped position indicating pattern forming light transmitting portions 43 disposed at predetermined positions with respect to each BM element forming light transmitting portion 41. Yes. In the present embodiment, the mask 29 is provided so that two position indicating pattern forming light transmitting portions 43 correspond to one BM element forming light transmitting portion 41, and each position indicating pattern forming light transmitting portion 43 is provided. Are formed on the upper side and the lower side of each BM element forming light transmitting portion 41 (see FIG. 3). The position indicating pattern forming light transmitting portions 43 formed on the upper side and the lower side of each BM element forming light transmitting portion 41 are provided so that the positions in the horizontal direction (X direction) are substantially the same, and the vertical direction ( The L-shaped shapes in the (Y direction) are provided so as to be opposite to each other (so as to be point-symmetric). When such a mask 29 is used, two BMs are emitted by light from the light source 27 that has passed through the two BM element forming light transmitting portions 41 and the four position indicating pattern forming light transmitting portions 43 in exposure per shot. The element 70 and the four position indicating patterns 80 corresponding to each BM element 70 are formed by exposure on the glass substrate 65. In the exposure apparatus 17 of the present embodiment, four BM elements 70 and eight position indicating patterns 80 corresponding to each BM element 70 are finally formed on one glass substrate 65 by an exposure method described later. Are formed by exposure.
[0028]
The developing device 19 develops the BM element 70 and the position indicating pattern 80 that are exposed and formed on the glass substrate 65 with a predetermined developer. Accordingly, as shown in FIG. 4, the optical element forming area in which the four BM elements 70 arranged in the vertical and horizontal directions 2 × 2 are formed, and the position indication pattern formation in which each position indication pattern 80 is formed. As a result, a glass substrate 65 (an optical element forming substrate) having the region 81 is provided.
[0029]
The inspection mechanism 21 has a configuration as shown in FIG. 5, and includes an inspection stage 45 for placing the sent substrate in the center, a stage controller 47 for adjusting the position of the inspection inspection stage 45, and an inspection inspection. An image acquisition mechanism 49 for acquiring, as image information, the BM element formation region 71 and the position indicating pattern formation region 81 formed on the glass substrate 65 placed on the stage 45, and the image information acquired by the image acquisition mechanism 49 An image processing device 51 for performing the image processing, a stage controller 47, an image acquisition mechanism 49, and an inspection control unit 53 for controlling the image processing device 51.
[0030]
The image acquisition mechanism 49 includes a lens 57, a CCD camera 55 that acquires an image via the lens 57, an AF unit 59 connected to the lens 57, a reflective illuminator 61, and a transmissive illuminator 63. The image information of the BM element forming region 71 and the position indicating pattern forming region 81 of the glass substrate 65 placed on the inspection inspection stage 45 whose position has been adjusted is acquired by the CCD camera 55, and the image information is acquired by the CCD camera 55. To the image processing apparatus 51.
[0031]
The image processing apparatus 51 uses the detection method described later to detect the BM element formation area 71 based on the image information of each BM element formation area 71 and the position indication pattern formation area 81 sent from the image acquisition mechanism 49 (CCD camera 55). The positional relationship between each other is detected.
[0032]
The oven mechanism 23 applies heat to the glass substrate 65 to dry the glass substrate 65, and fixes the developed BM element 70 and the position indicating pattern 80 on the glass substrate 65.
[0033]
Next, the operation of the present embodiment will be described.
[0034]
In the above-described color filter production line 1, the glass substrate 65 conveyed by the core device 7 is carried into each processing line from each substrate carry-in position 3 of the core device 7, and various processes are performed on each processing line. . The glass substrate 65 is unloaded from the processing line to the substrate unloading position 5 of the core apparatus 7 after being subjected to various processes, and is further sent to the subsequent stage by the core apparatus 7. A series of processing for such a glass substrate 65 is performed in each processing line disposed from the upstream side to the downstream side of the core device 7, whereby a plurality of desired RGB color filters are formed on the glass substrate 65. The Rukoto.
[0035]
By the way, in such a processing line, in the BM element formation processing line 9 shown in FIG. 1, the BM element 70 is formed on the glass substrate 65 as follows.
[0036]
First, the glass substrate 65 is sent from the substrate carry-in position 3 of the core device 7 to the cleaning mechanism 11 of the BM element formation processing line 9 and subjected to predetermined cleaning including dehydration processing by the dehydration IR 11a. As a result, the glass substrate 65 is cleaned, and a clean state in which impurities such as dust are not attached to the glass substrate 65 is ensured.
[0037]
Then, the cleaned glass substrate 65 is sent from the cleaning mechanism 11 to the photosensitive material coating device 13, and a predetermined photosensitive material is applied in the photosensitive material coating device 13. At this time, the predetermined photosensitive material is applied to a predetermined location on the glass substrate 65 corresponding to the position of the BM element 70 and the position indicating pattern 80 that are to be exposed and formed in an exposure process described later. . In the present embodiment, at least four BM elements 70 can be exposed and formed at predetermined positions of 2 × 2 in the vertical and horizontal directions, and eight position indicating patterns 80 are provided on the upper and lower sides of each BM element 70. A photosensitive material is applied to a predetermined location on the glass substrate 65 so that exposure can be formed at a predetermined position (see FIG. 4).
[0038]
Then, the glass substrate 65 coated with a predetermined photosensitive material is sent from the photosensitive material coating device 13 to the photosensitive material drying device 15, and the photosensitive material applied in the photosensitive material drying device 15 is dried. Thereby, the photosensitive material applied to the glass substrate 65 can be fixed to the glass substrate 65.
[0039]
The glass substrate 65 on which the applied photosensitive material has been dried is sent from the photosensitive material drying device 15 to the exposure device 17, and a plurality of shots (two shots) are exposed (exposure process) in the exposure device 17. . As a result, a plurality (four) of BM elements 70 and a plurality (eight) of position indicating patterns 80 corresponding to each BM element 70 are formed on the glass substrate 65 by exposure. Specifically, the glass substrate 65 is exposed according to the following exposure method.
[0040]
First, a glass substrate 65 (a substrate with a photosensitive material) on which a photosensitive material is applied is placed at the center of the exposure stage 25 and is disposed at a predetermined position (first exposure position) together with the exposure stage 25. (STEP A1 in FIG. 6). The first exposure position in the present embodiment is that two BM elements 70 (see FIG. 4) arranged on the upper side in the Y direction among the 2 × 2 vertical and horizontal BM elements 70 that are to be formed on the glass substrate 65. , And a position at which exposure is formed by light from the light source 27 that has passed through the BM element formation light transmitting portion 41 of the mask 29.
[0041]
And the glass substrate 65 arrange | positioned in the 1st exposure position is exposed with the light from the light source 27 (1st exposure process) (STEP A2). At this time, since the light emitted from the light source 27 is applied to the glass substrate 65 through the mask 29, the light that has passed through the BM element forming light transmitting portion 41 and the position indicating pattern forming light transmitting portion 43 of the mask 29. Only the glass substrate 65 is irradiated, and other light is blocked by the mask 29. Accordingly, the light that has passed through the two BM elements 70 (first BM element 70a) exposed by the light that has passed through the BM element forming light transmitting portion 41 of the mask 29 and the position indicating pattern forming light transmitting portion 43 of the mask 29. Four position instruction patterns 80 (first position instruction patterns 80a) exposed by the above are formed on the glass substrate 65. The first BM element 70a formed by exposure in the first exposure step is two BM elements arranged on the upper side in the vertical direction among the 2 × 2 BM elements 70 to be formed on the glass substrate 65. On the other hand, the four first position indicating patterns 80a formed in the first exposure process are formed on the upper side and the lower side of each of these BM elements 70 (see FIG. 4).
[0042]
The first position indicating pattern 80 a formed by exposure on the glass substrate 65 has a shape corresponding to the shape of the position indicating pattern forming light transmitting portion 43 of the mask 29. That is, each first position instruction pattern 80a includes a first X-direction position instruction portion 83a extending in the Y direction and a first Y-direction position instruction portion 83b extending in the X direction. The first Y-direction position indicating part 83b is exposed and formed on the glass substrate 65 in an L-shaped state. In addition, each of these first position indicating patterns 80a formed in the exposure process is arranged at a predetermined position with respect to the first BM element 70a. Further, the position indicating patterns 80 formed on the upper side and the lower side of each BM element 70 have an arrangement in which the upper and lower sides are inverted in a point-symmetric manner (see FIG. 4).
[0043]
Then, the glass substrate 65 with the BM photosensitive material on which the first BM element 70a and the first position indicating pattern 80a are formed is moved together with the exposure stage 25, and the second exposure is performed from the first exposure position. Placed in position (STEP A3). The second exposure position in the present embodiment is the two BM elements 70 arranged on the lower side in the Y direction among the 2 × 2 vertical and horizontal BM elements 70 scheduled to be formed on the glass substrate 65 (see FIG. 4). Indicates a position at which exposure is formed by light from the light source 27 that has passed through the BM element formation light transmitting portion 41 of the mask 29.
[0044]
And the glass substrate 65 arrange | positioned in a 2nd exposure position is exposed with the light from the light source 27 (2nd exposure process) (STEP A4). In the second exposure step, similarly to the first exposure step, the light from the light source 27 that enters the mask 29 and the glass substrate 65 substantially perpendicularly is irradiated to the glass substrate 65 through the mask 29, and Only the light that has passed through the BM element forming light transmitting portion 41 and the position indicating pattern forming light transmitting portion 43 of the mask 29 is irradiated onto the glass substrate 65. Accordingly, the light that has passed through the two BM elements 70 (second BM elements 70b) exposed by the light that has passed through the BM element forming light transmitting portion 41 of the mask 29 and the position indicating pattern forming light transmitting portion 43 of the mask 29. The four position indicating patterns 80 (second position indicating patterns 80b) exposed by the above are formed on the glass substrate 65. The second BM element 70b formed by exposure in the second exposure step is two BM elements arranged on the lower side in the vertical direction among the 2 * 2 vertical and horizontal BM elements 70 that are to be formed on the glass substrate 65. On the other hand, four second position indicating patterns 80b corresponding to the element 70 and formed in the second exposure step are formed on the upper side and the lower side of each BM element 70 (see FIG. 4).
[0045]
The second position indicating pattern 80b formed by exposure on the glass substrate 65 also has a shape corresponding to the shape of the position indicating pattern forming light transmitting portion 43 of the mask 29. That is, each second position indication pattern 80b has a second X-direction position indication portion 85a extending in the Y direction and a second Y-direction position indication portion 85b extending in the X direction, and the second X-direction position indication portion 85a and the second Y The glass substrate 65 is exposed and formed in a state where the direction position indicating portion 85b is coupled in an L shape. In addition, each of these second position indicating patterns 80b formed in the exposure process is disposed at a predetermined position with respect to the second BM element 70b. Further, the position indicating patterns 80 formed on the upper side and the lower side of each BM element 70 have an arrangement in which the upper and lower sides are inverted in a point-symmetric manner (see FIG. 4). The second position indicating pattern 80b formed on the upper side of the second BM element 70b and the first position indicating pattern 80a formed on the lower side of the first BM element 70a correspond to each other. Each position indicating pattern 80 is formed so as to be symmetrical (point symmetry) (see FIG. 4).
[0046]
Then, after the above-described second exposure step is completed, the exposure stage 25 is moved, and the glass substrate 65 placed on the exposure stage 25 is moved from the exposure device 17 to the development device installed downstream. 19 (STEP A5).
[0047]
The glass substrate 65 sent to the developing device 19 uses a predetermined developing solution in the developing device 19, and the BM element 70 and the position indicating pattern 80 formed by exposure in the exposure device 17 are developed. In the present embodiment, the BM elements 70 formed in a 2 × 2 arrangement on the glass substrate 65 and the position indicating pattern 80 corresponding to each BM element 70 are developed, and the glass substrate 65 as shown in FIG. 4 is developed. An optical element forming substrate can be obtained.
[0048]
The glass substrate 65 obtained through the exposure and development as described above is a glass substrate 65 on which four (plural) BM elements 70 and position indicating patterns 80 corresponding to the BM elements 70 are formed. BM element formation region 71 (optical element formation region) in which first BM element 70a and second BM element 70b (first optical element and second optical element) are formed, and position indicating pattern 80 (first A position instruction pattern forming region 81 in which one position instruction pattern 80a and a second position instruction pattern 80b) are formed. Since the first position instruction pattern 80a and the second position instruction pattern 80b are formed at predetermined positions with respect to the corresponding BM element 70, they are always arranged at a predetermined distance from the corresponding BM element 70. Has been. Therefore, the distance between the first X direction position indicating unit 83a and the second X direction position indicating unit 85a indicates the relative position in the X direction between the first BM element 70a and the second BM element 70b, and the first Y direction position. The distance between the instruction unit 83b and the second Y-direction position instruction unit 85b indicates the relative position in the Y direction between the first BM element 70a and the second BM element 70b. Furthermore, in the present embodiment, a plurality of combinations 90 of the position indication patterns 80 constituted by the first position indication pattern 80a and the second position indication pattern 80b corresponding to each other are X with respect to the glass substrate 65. The relative positional relationship between these combinations 90 indicates the relative position (θ) in the rotational direction between the first BM element 70a and the second BM element 70b. That is, when the first BM element 70a and the second BM element 70b are arranged at ideal positions and there is no positional deviation in the rotational direction, the X-direction between the combinations 90 of these position indicating patterns 80 Misalignment in the Y direction does not occur. On the other hand, when there is a positional deviation in the rotational direction between the first BM element 70a and the second BM element 70b, there is a deviation in the X direction and Y direction between the combinations 90 of these position indicating patterns 80. This will cause a deviation. Therefore, based on the positional relationship (position shift in the X direction and Y direction) between the combinations 90 of these position instruction patterns 80, the relative position in the rotational direction between the first BM element 70a and the second BM element 70b. (Θ) can be detected.
[0049]
Then, the glass substrate 65 on which the BM element 70 and the position indicating pattern 80 are exposed and developed is sent from the developing device 19 to the inspection mechanism 21, and the positional relationship of the BM elements 70 formed on the glass substrate 65 is detected. Is done. Specifically, the positional relationship between the BM elements 70 formed on the glass substrate 65 is detected according to the following detection method.
[0050]
First, the glass substrate 65 is placed on the inspection inspection stage 45 of the inspection mechanism 21 shown in FIG. Then, the position of the inspection / inspection stage 45 is adjusted by the stage controller 47, and the glass substrate 65 placed on the inspection / inspection stage 45 is arranged at a predetermined inspection position.
[0051]
Then, the BM element forming region 71 and the position indicating pattern forming region 81 of the glass substrate 65 arranged at the inspection position are acquired as image information by the image acquiring mechanism 49 (CCD camera 55). Then, the image information is sent from the image acquisition mechanism 49 (CCD camera 55) to the image processing device 51.
[0052]
The image processing device 51 detects the relative positional relationship between the BM elements 70 formed on the glass substrate 65 based on the image information sent from the image acquisition mechanism 49. In the present embodiment, as described above, the relative positional relationship between the first position indicating pattern 80a and the second position indicating pattern 80b is the relative positional relationship between the first BM element 70a and the second BM element 70b. Will be shown. That is, as described above, the relative positional relationship between the first BM element 70a and the second BM element 70b actually formed in the BM element formation region 71 of the glass substrate 65 (X direction, Y direction, θ direction). Is detected based on the relative positional relationship of the position indicating pattern 80 formed in the position indicating pattern forming region 81 of the glass substrate 65. On the other hand, when each BM element 70 is formed at an ideal position initially planned in the BM element formation region 71, each position indicating pattern 80 and the BM element 70 corresponding to each position indicating pattern 80 are This interval is kept constant. The image processing apparatus 51 of the present embodiment uses such a relationship to detect the relative positional relationship between the BM elements 70 according to the following method.
[0053]
First, the image processing apparatus 51 uses the first position instruction pattern 80a and the second position instruction pattern 80b formed to correspond to each other based on the image information sent from the image acquisition mechanism 49. An actual distance (interval) between the first X-direction position instruction unit 83a and the second X-direction position instruction unit 85a is obtained by image processing. In the image processing apparatus 51, the actual distance between the first X-direction position instruction unit 83a and the second X-direction position instruction unit 85a obtained by the image processing and each BM element 70 are formed at ideal positions. The relative distance between the first BM element 70a and the second BM element 70b is compared with the distance between the first X direction position indicating unit 83a and the second X direction position indicating unit 85a. Ask. Specifically, based on the difference ΔX between the actual interval and the ideal interval between the first X direction position indicating unit 83a and the second X direction position indicating unit 85a, The relative position (displacement with respect to the ideal state) in the X direction with respect to the position indicating pattern 80b is obtained. Then, the image processing apparatus 51, based on the relative position in the X direction between the first position instruction pattern 80a and the second position instruction pattern 80b obtained in this way, the first corresponding to each position instruction pattern 80. The relative positional relationship in the X direction between the BM element 70a and the second BM element 70b is obtained.
[0054]
Similarly, the image processing apparatus 51 includes a first position instruction pattern 80a and a second position instruction pattern 80b that are formed to correspond to each other based on the image information sent from the image acquisition mechanism 49. The actual distance between the first Y direction position indicating unit 83b and the second Y direction position indicating unit 85b is obtained by image processing. The actual distance in the Y direction between the first Y direction position indicating unit 83b and the second Y direction position indicating unit 85b and the ideal distance between the two when the BM elements 70 are formed at ideal positions, To obtain the relative position in the Y direction between the first BM element 70a and the second BM element 70b. Specifically, based on the difference ΔY between the actual interval and the ideal interval between the first Y direction position indicating unit 83b and the second Y direction position indicating unit 85b, the first position indicating pattern 80a and the second position indicating pattern 80a The relative position in the Y direction with respect to the position indicating pattern 80b (displacement with respect to the ideal state) is detected. The image processing apparatus 51 detects the first BM element corresponding to each position instruction pattern 80 based on the relative position in the Y direction between the first position instruction pattern 80a and the second position instruction pattern 80b thus obtained. The relative positional relationship in the Y direction between 70a and the second BM element 70b is obtained.
[0055]
Further, the image processing apparatus 51 compares the first BM element 70a with the first BM element 70a by comparing a plurality of combinations 90 constituted by the first position instruction pattern 80a and the second position instruction pattern 80b corresponding to each other. The relative position (θ) in the rotational direction with respect to the second BM element 70b is detected. In the present embodiment, for example, as shown in FIG. 4, two combinations 90 of the first position instruction pattern 80 a and the second position instruction pattern 80 b corresponding to each other provided in the X direction are compared. Is done. That is, among these combinations 90, the relative position (position shift = ΔX′1) in the X direction between the first BM element 70a and the second BM element 70b, which is obtained based on one combination 90, and the Y direction. Relative position (position deviation = ΔY′1), relative position in the X direction between the first BM element 70a and the second BM element 70b obtained based on the other combination 90 (position deviation = ΔX′2), and The relative position in the Y direction (position shift = ΔY′2) is compared. In the case where the first BM element 70a and the second BM element 70b are formed at ideal positions that were originally planned, there is no deviation in the rotational direction between them, and ΔX′1 = ΔX The relationship “2, ΔY′1 = ΔY′2” is established. On the other hand, if there is a rotational displacement between the two, the relationship ΔX′1 ≠ ΔX′2 and ΔY′1 ≠ ΔY′2 is established. Based on such a relationship, the image processing apparatus 51 determines the difference between ΔX′1 and ΔX′2 (ΔX′3 = ΔX), which is a deviation in the X direction between the combinations 90 of the corresponding position indicating patterns 80. '1-ΔX'2) and the difference (ΔY'3 = ΔY'1-ΔY'2) between ΔY′1 and ΔY′2, which is a deviation in the Y direction, is obtained. Then, the image processing apparatus 51 determines whether the first BM element 70a and the second BM element 70b are based on the deviation (ΔX′3, ΔY′3) in the X direction and the Y direction obtained in this way. The relative position (θ) in the rotation direction is detected.
[0056]
Then, the glass substrate 65 in which the relative positions (relative positions in the X direction, Y direction, and θ direction) between the BM elements 70 are detected as described above is sent from the inspection mechanism 21 to the oven mechanism 23. The glass substrate 65 sent to the oven mechanism 23 is heated, and the developed BM elements 70 and the position indicating pattern 80 of the glass substrate 65 are dried and fixed to the glass substrate 65.
[0057]
Thereafter, the glass substrate 65 is unloaded from the oven mechanism 23 to the substrate unloading position 5 of the core device 7 and sent to the subsequent stage of the color filter production line 1.
[0058]
As described above, according to the exposure method employed in the present embodiment, a plurality (four) of BM elements 70 are reliably formed at predetermined positions in the BM element formation region 71 on the glass substrate 65. In addition, the position indicating pattern 80 suggesting the positional relationship between the BM elements 70 can be reliably formed at a predetermined position of the position indicating pattern forming region 81 on the glass substrate 65. And according to such a glass substrate 65, based on the positional relationship between each position indication pattern 80, the positional relationship and positional deviation between each BM element 70 formed in the glass substrate 65 are detected reliably. be able to.
[0059]
Therefore, in consideration of the positional relationship between the BM elements 70 detected as described above, for example, a plurality of BM elements 70 formed on the glass substrate 65 are separated into individual BM elements 70 (cutting or the like). It is possible to finely adjust the exposure position of the glass substrate 65 in each exposure step. Therefore, by using such an exposure method and the glass substrate 65 (optical element forming substrate), not only can a large number of BM elements 70 (optical elements) be efficiently manufactured, but also have a desired shape and size. The BM element 70 can be manufactured with high accuracy. In particular, according to the position indicating pattern 80 as in the present embodiment, it is possible to detect even a very small position shift, for example, to detect a position shift between the BM elements 70 in units of 1 μm or less. Therefore, a highly accurate BM element can be manufactured.
[0060]
Also, the method for detecting the positional relationship between the BM elements 70 based on the position indicating pattern 80 as in the present embodiment can be realized relatively easily by using an image processing technique. It is possible to construct a system that automatically performs a detection method using processing technology. Therefore, according to the present embodiment, a large number of each BM element can be quickly and accurately compared with the case where the positional relationship between the BM elements 70 formed on the substrate is detected based on the visual observation of the measurer. The positional relationship between the 70 can be detected.
[0061]
In addition, since each position instruction pattern 80 includes the X direction position instruction parts 83a and 85a and the Y direction position instruction parts 83b and 85b, not only one of the X direction and the Y direction but also both directions are The positional relationship between the position indicating patterns 80 can be obtained, and the positional relationship between the BM elements 70 corresponding to the position indicating patterns 80 can be detected. Further, by forming a plurality of first position indicating patterns 80a and corresponding second position indicating patterns 80b on the glass substrate 65, the first position indicating pattern 80a and the second position indicating pattern 80b are arranged between the first BM element 70a and the second BM element 70b. The positional relationship in the rotation direction (θ direction) can also be detected. Therefore, according to the glass substrate 65 (optical element forming substrate) of the present invention, the positional relationship between the first BM element 70a and the second BM element 70b can be detected more accurately and in detail.
[0062]
Further, since each position instruction pattern 80 is formed on the glass substrate 65 in a state where the X direction position instruction parts 83a and 85a and the Y direction position instruction parts 83b and 85b are combined, an area for forming the position instruction pattern 80 is provided. Can be reduced to a compact one. In particular, by combining the X-direction position indicating portions 83a and 85a and the Y-direction position indicating portions 83b and 85b in an L shape, the first position indicating pattern 80a and the first position indicating pattern 80a are supported. By arranging the position indicating pattern 80 symmetrically (point-symmetric) with each other, the area for forming the position indicating pattern 80 can be made more compact.
[0063]
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It is also possible to add various design changes etc. as needed.
[0064]
For example, the coupling state of the X direction position indicating units 83a and 85a and the Y direction position indicating units 83b and 85b is not limited to the L shape, but a T shape (reverse T) as shown in FIG. (Including a letter shape), a cross shape as shown in FIG. 7B, and other shapes as required. It is also possible to provide the glass substrate 65 with the X-direction position instruction section and the Y-direction position instruction section of each position instruction pattern 80 separated as shown in FIG.
[0065]
Further, the interval between the first position indicating pattern 80a and the second position indicating pattern 80b corresponding to each other can be set to an arbitrary distance. Further, the symmetry of the first position indicating pattern 80a and the second position indicating pattern 80b corresponding to each other is not limited to point symmetry, but may be line symmetry as shown in FIG. Is included.
[0066]
Further, not only a plurality of combinations 90 of the position instruction patterns 80 constituted by the first position instruction pattern 80a and the second position instruction pattern 80b are provided along the X direction, Each of the combinations 90 can be provided along the Y direction (see FIG. 9). Further, each of the plurality of combinations 90 can be provided not only in the X direction and the Y direction but also in various directions. Even in such a case, the positional relationship between these combinations 90 suggests the relative position (θ) in the rotational direction between the first BM element 70a and the second BM element 70b. When each of such a plurality of combinations 90 is provided along the X direction or the Y direction, the relative position (θ) in the rotational direction between the first BM element 70a and the second BM element 70b is set. It can be obtained relatively easily.
[0067]
Further, the number of BM elements 70 formed on one glass substrate 65 is not limited to four. Further, the exposure (exposure process) for one glass substrate 65 is not limited to two shots. If a plurality of BM elements are formed on a single substrate by a plurality of shot exposures (exposure process), the exposure method according to the present invention can be suitably applied.
[0068]
Further, the above description is made with respect to the BM element which is the first layer of the RGB color filter, but the present invention is intended for all optical elements. Therefore, the object of the present invention is not only when the BM element of the color filter is formed, but also when the optical element is patterned by the divided exposure method at the time of forming the first layer in the photolithography process of the plasma display or TFT display, for example. Items related to the measurement of positional accuracy between patterns can also be included.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, according to the exposure method of the present invention, it is a substrate on which a plurality of optical elements are formed by exposure of a plurality of shots, and the positional relationship between the optical elements can be obtained accurately and stably. Such an optical element forming substrate can be provided.
[0070]
Further, according to the optical element forming substrate of the present invention, since a plurality of optical elements and position indicating patterns corresponding to the respective optical elements are formed on the optical element forming substrate, based on the distance between the position indicating patterns. The positional relationship between the optical elements can be obtained with high accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of the overall configuration of a black matrix layer forming processing line constituting a color filter manufacturing line.
FIG. 2 is a block diagram showing an outline of an exposure apparatus.
FIG. 3 is a view showing an outline of a mask of an exposure apparatus.
FIG. 4 is a view showing a glass substrate having a BM element forming region and a position indicating pattern forming region.
FIG. 5 is a configuration diagram showing an outline of an inspection mechanism.
FIG. 6 is a flowchart showing an exposure method for a glass substrate with a photosensitive material.
FIGS. 7A and 7B are diagrams showing a modification example of the position instruction pattern, in which FIG. 7A shows a first modification example, FIG. 7B shows a second modification example, and FIG. 7C shows a third modification example; Indicates.
FIG. 8 is a diagram showing a modified example of a combination of a first position instruction pattern and a second position instruction pattern.
FIG. 9 is a view showing a modified example of a glass substrate having a BM element forming region and a position indicating pattern forming region.
FIG. 10 is a schematic view showing a conventional optical element forming substrate.
[Explanation of symbols]
1 Color filter production line
7 Core device
9 BM element formation processing line
11 Cleaning mechanism
13 Photosensitive material coating device
15 Photosensitive material drying device
17 Exposure equipment
19 Developer
21 Inspection mechanism
23 Oven mechanism
27 Light source
29 Mask
41 BM element formation light transmission part
43 Position Indication Pattern Forming Light Transmitting Section
49 Image acquisition mechanism
51 Image processing apparatus
65 glass substrate
70 BM element
71 BM element formation region
80 Position indication pattern
81 Position indicating pattern forming area

Claims (4)

所定の露光位置に配置された感光材付きの基板に対して単一のマスクを介して複数回の露光を行うことにより、複数の光学素子と各光学素子に対応する位置指示パターンとを当該基板に形成する露光方法であって、
単一のマスクを固定した状態で感光材付きの基板を移動させ第1の露光位置に配置する工程と、
第1の露光位置に配置された感光材付き基板を前記マスクを介して露光して、第1の光学素子と、Y方向に延びる第1X方向位置指示部およびX方向に延びる第1Y方向位置指示部を有する第1の位置指示パターンであって第1の光学素子に対し所定の位置に配置された第1の位置指示パターンと、を形成する第1の露光工程と、
単一のマスクを固定した状態で第1の光学素子および第1の位置指示パターンが形成された感光材付きの基板を移動させ第2の露光位置に配置する工程と、
第2の露光位置に配置された感光材付きの基板を前記マスクを介して露光して、第2の光学素子と、Y方向に延びる第2X方向位置指示部およびX方向に延びる第2Y方向位置指示部を有する第2の位置指示パターンであって第2の光学素子に対し所定の位置に第1の位置指示パターンと対応させるように配置された第2の位置指示パターンと、を形成する第2の露光工程と、を備え、
第1X方向位置指示部と第2X方向位置指示部との距離は、第1の光学素子と第2の光学素子とのX方向に関する相対位置を示し、第1Y方向位置指示部と第2Y方向位置指示部との間の距離は、第1の光学素子と第2の光学素子とのY方向に関する相対位置を示し、
前記マスクは、各光学素子に対応する光学素子形成光透過部と、第1の位置指示パターンに対応する第1位置指示パターン形成光透過部と、第2の位置指示パターンに対応するとともに第1位置指示パターン形成光透過部に対して点対称となるように設けられた第2位置指示パターン形成光透過部とを有し、
感光材付きの基板上に前記マスクを介して露光することにより形成された第1の位置指示パターンと当該第1の位置指示パターンに対応する第2の位置指示パターンとは、相互に点対称的に配置されることを特徴とする露光方法。
A plurality of optical elements and a position indication pattern corresponding to each optical element are obtained by performing multiple exposures through a single mask on a substrate with a photosensitive material arranged at a predetermined exposure position. An exposure method to be formed
Moving the substrate with the photosensitive material in a state where a single mask is fixed and placing it at the first exposure position;
The substrate with the photosensitive material arranged at the first exposure position is exposed through the mask , and the first optical element, the first X-direction position indicator extending in the Y direction, and the first Y-direction position indicator extending in the X direction A first exposure step of forming a first position indication pattern having a portion and a first position indication pattern disposed at a predetermined position with respect to the first optical element;
Moving the substrate with the photosensitive material on which the first optical element and the first position indicating pattern are formed in a state where a single mask is fixed, and placing the substrate at the second exposure position;
The substrate with the photosensitive material arranged at the second exposure position is exposed through the mask , and the second optical element, the second X-direction position indicator extending in the Y direction, and the second Y-direction position extending in the X direction A second position indicating pattern having a pointing portion, wherein the second position indicating pattern is disposed at a predetermined position with respect to the second optical element so as to correspond to the first position indicating pattern. 2 exposure processes,
The distance between the first X direction position indicating unit and the second X direction position indicating unit indicates a relative position in the X direction between the first optical element and the second optical element, and the first Y direction position indicating unit and the second Y direction position. the distance between the indication unit indicates the relative position in the Y direction between the first optical element and second optical element,
The mask corresponds to the optical element forming light transmitting portion corresponding to each optical element, the first position indicating pattern forming light transmitting portion corresponding to the first position indicating pattern, the first position indicating pattern and the first position indicating pattern. A second position indicating pattern forming light transmitting portion provided to be point symmetric with respect to the position indicating pattern forming light transmitting portion;
The first position indication pattern formed by exposing the substrate with the photosensitive material through the mask and the second position indication pattern corresponding to the first position indication pattern are point-symmetric to each other. exposure method characterized in that it is disposed.
第1の位置指示パターンは、第1X方向位置指示部と第1Y方向位置指示部とが結合した状態で基板に形成され、
第2の位置指示パターンは、第2X方向位置指示部と第2Y方向位置指示部とが結合した状態で基板に形成されることを特徴とする請求項1に記載の露光方法。
The first position indicating pattern is formed on the substrate in a state where the first X direction position indicating unit and the first Y direction position indicating unit are coupled,
2. The exposure method according to claim 1, wherein the second position instruction pattern is formed on the substrate in a state where the second X-direction position instruction section and the second Y-direction position instruction section are combined.
第1の位置指示パターンは、第1X方向位置指示部と第1Y方向位置指示部とがL字状に結合した状態で基板に形成され、
第2の位置指示パターンは、第2X方向位置指示部と第2Y方向位置指示部とがL字状に結合した状態で基板に形成されることを特徴とする請求項2に記載の露光方法。
The first position instruction pattern is formed on the substrate in a state where the first X direction position instruction section and the first Y direction position instruction section are combined in an L shape,
3. The exposure method according to claim 2, wherein the second position instruction pattern is formed on the substrate in a state where the second X-direction position instruction section and the second Y-direction position instruction section are combined in an L shape.
第1の露光工程では、複数の第1の位置指示パターンを基板に形成し、第2の露光工程では、第2の位置指示パターンを各第1の位置指示パターンに対応させるようにして基板に複数形成することを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の露光方法。In the first exposure step, a plurality of first position indication patterns are formed on the substrate, and in the second exposure step, the second position indication pattern is made to correspond to each first position indication pattern on the substrate. the exposure method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a plurality of forming.
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