JP4738887B2 - 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）とフォトマスクに設けたアライメントマークをＣＣＤカメラ等の画像手段で確認し、基板とフォトマスクとの相対的な位置を調節して位置合わせを行うものにあっては、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。しかも、前記撮像手段は、基板とフォトマスクが静止した状態で各アライメントマークを撮像してそれらの画像の整合状態を見て位置合わせするものであり、基板を一定方向に搬送しながら露光する場合には、移動する基板に対してフォトマスクの位置調節の動作を追従させることができないため、正確な露光領域への露光を行うことができない問題がある。

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、露光光を安定した状態で照射して効率的に露光することができると共に、移動する基板における所定の露光領域に正確に露光することができる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の露光領域に転写する露光光学系とを設けた露光装置であって、
前記マスクを支持するマスクステージに取り付けられて、該マスクと一体に移動し、前記基板の前記露光領域内に予め形成された、開口を有する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、該撮像手段で撮像された前記基準パターンのパターンエッジに基づいて前記基板の基準位置を検出し、前記撮像手段で撮像された前記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マスクの位置が一致するように該マスクを位置制御する制御装置とを備え、前記撮像手段は基板の搬送方向に直交して設けられ且つ受光素子は前記基板の幅より大きい長さに亘って一直線上に配列されてなるラインＣＣＤであり、前記マスクの開口部の前記一定方向に直交する方向の幅は前記基準パターンにおける前記開口の前記一定方向に直交する方向の幅より広いものであって、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。

請求項２に係る露光装置は、請求項１に記載の露光装置において、前記撮像手段が、前記マスクを支持するマスクステージとは別の支持体に取り付けられ、マスクステージを移動させるマスク駆動手段に対する作動作指令値と同一の作動指令値にもとづいて作動される撮像手段駆動装置によってマスクに連動す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。
また、同一の撮像手段によって基板の基準位置とマスクの位置を検出して、それらの検出値にもとづいてマスクの位置制御を行うことができるので、基板の基準位置とマスクの位置を個別に検出して位置制御を行う場合に比べて、位置制御系における誤動作を減らすことができると共に、露光位置において基板の基準位置に対するマスクの位置合わせを極めて高精度に行わせることができ、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。
そして、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。
また、撮像手段がマスクステージに取り付けられてそれと一緒に位置制御されるので、マスクに撮像手段を連動させるための駆動手段をマスク駆動手段と別に設ける必要がないと共に、マスクの位置を検出するための検知手段を別途に設ける必要もなく、その分構成が簡単となる。

請求項２に係る露光装置によれば、撮像手段をマスクステージに取り付ける必要がないので、マスクステージの周辺構成が簡単となると共にマスク駆動手段に対する負荷を軽減することができてマスクの円滑、迅速な位置制御ができ、また、撮像手段の露光装置に対する付設位置の選択の自由度を増すことができる。

以下、本発明の実施の形態に係る露光装置について、添付図面を参照して説明する。
図１において、１は本発明の第１の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１１ａを通して前記基板４に照射して、前記開口部１１ａ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、露光光学系３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。なお、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Ｘ軸方向（図２で上下方向）ｘに長辺を有し、Ｘ軸方向ｘに直角なＹ軸方向（図１、図２で左右方向）ｙに短辺を有する矩形状の平板からなり、Ｙ軸方向ｙの中央部には、Ｙ軸方向ｙに長辺を有する矩形状の開口部１１ａが、Ｘ軸方向に所定間隔をあけて複数（図示の例では２個）板面を貫通して設けられている。

なお、前記開口部１１ａのＹ軸方向ｙにおける長さは、例えば、基板４のピクセル１８（後述）のＹ軸方向ｙにおける長さと同じに設定され、Ｘ軸方向ｘにおける短辺の幅Ｄはピクセル１８のＸ軸方向ｘにおける幅ｄよりやや大きく設定されており、開口部１１ａ，１１ａの相互間隔ＰはＸ軸方向ｘにおけるピクセル１８の各着色層のピッチ間隔ｐと同じに設定されている。マスク１１の大きさは、前記開口部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、Ｙ軸方向ｙにおける幅が基板４のＹ軸方向ｙにおける長に比べて十分に小さなものとされ、Ｘ軸方向ｘの長さが基板４のＸ軸方向ｘの幅より大きく設定されている（図２参照）が、マスク１１およびラインＣＣＤ２０を一体的にＸ軸方向ｘに複数に分割したものでもよい。
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、サーボモータ、リニアモータや所要の伝動機構等を有するマスク駆動手段１３によって前記光軸Ｓに垂直な水平面内における前記マスク１１のＸ軸方向ｘとＹ軸方向ｙへの移動、位置調節およびマスク１１の中央を中心とする軸回りの旋回角の位置調節とを行うことができるようになっている。

また、前記基板搬送手段５は、前記露光ステーション２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、前記基板４を水平面に平行に載置する基板ステージ１４と、該基板ステージ１４をＸ、Ｙ軸方向ｘ，ｙに沿って移動させるサーボモータ、リニアモータや所要の伝動機構等を有する基板駆動手段１５とを備えている。前記基板駆動手段１５には、前記基板４（基板ステージ１４）のＸ、Ｙ軸方向ｘ，ｙへの移動位置を検出するエンコーダ、リニアセンサー等の位置センサー１６が設けられ、該位置センサー１６の検出値にもとづいて基板駆動手段１５の動作が前記制御装置８によってフィードバック制御されるようになっている。
なお、前記基板ステージ１４は、その下方から投光される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。

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（Ｙ軸方向ｙ）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、前記搬送方向に直角なＸ軸方向ｘ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との間に配置したダイクロックミラー１９と、該ダイクロックミラー１９によって反射された画像を撮像するラインＣＣＤ２０とを備え、該ラインＣＣＤ２０が支持部材１７を介して前記マスクステージ１２に固定して支持され、マスクステージ１２の移動方向に一緒に移動するようになっている。

前記ラインＣＣＤ２０は、例えば、図２に示すように、撮像素子２０ａをＸ軸方向ｘに一直線状に前記基板４の幅（Ｘ軸方向ｘ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。前記ダイクロックミラー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、前記ライン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Ｙ軸方向ｙ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、前記ラインＣＣＤ２０は、前記基板４のピクセル１８のＸ軸方向ｘ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、前記ライン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（ピクセル１８のＹ軸方向の中間位置の撮像位置Ｆから露光位置Ｅへの移動時間）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Ｘ軸方向ｘにおける基準位置（Ｘ軸基準位置）と前記マスク１１（開口部１１ａ）のＹ軸方向ｙにおける標準位置との位置ずれ（基板４のＸ軸位置ずれ）や、Ｘ，Ｙ軸を含む平面内における基板４の搬送方向（Ｙ軸方向ｙ）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Ｙ軸方向ｙにおける基準位置（Ｙ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１５を作動させて前記基板ステージ１４をＸ，Ｙ軸方向ｘ，ｙに移動させる基板ステージコントローラ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Ｘ軸方向ｘ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、記憶部２２、演算部２３、ランプ電源部２４、基板ステージコントローラ２５および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の指令で前記画像認識用照明７が点灯され、前記基板ステージコントローラ２５が作動して前記基板搬送手段１５の基板駆動手段１５が駆動されて、基板４が基板ステージ１４によっ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、前記ラインＣＣＤ２０が、基板４の下側から前記画像認識用照明７によって投光され、前記基板４に形成されたピクセル１８を通過した照明光を、前記ダイクロックミラー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）。

前記ライン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、Ｘ軸方向ｘに沿って整列する各ピクセル１８の前方エッジ１８ｅ１の位置（Ｙ軸基準位置）と、Ｙ軸方向ｙ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（Ｘ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Ｙ軸基準位置とＸ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の搬送速度とから、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、前記マスク１１のＸ軸方向ｘにおける標準位置に対応するラインＣＣＤ２０のＸ軸方向ｘにおける特定の撮像素子２０ａ１と前記側方エッジ１８ｅ２を撮像した撮像素子２０ａとの位置の差（位置偏差）を演算し（前記マスク１１の開口部１１ａのＸ軸方向ｘにおける標準位置と前記基板４上のＸ軸基準位置との位置ずれ（基板４のＸ軸位置ずれ））を求め、さらに、図２（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向ｘに離れて整列している一対のピクセル１８，１８のＹ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Ｙ軸基準位置が検出された時に内蔵のタイマで前記到達時間を計時しており、該到達時間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Ｘ軸位置ずれと傾斜角θとに応じて、前記マスクステージコントローラ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によって前記マスクステージ１２がＸ軸方向ｘに前記Ｘ軸位置ずれ分だけ位置調節され、また、マスクステージ１２が水平面内（露光光学系３の光軸Ｓに平行な軸回り）における旋回角が調節されて、マスク１１の開口部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）。これと同時に、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（ステップＳ６）ので、前記ランプ９からの露光光が前記照明用レンズ１０によって平行光とされ、前記マスク１１の開口部１１ａを通して基板４に照射され、開口部１１ａの形状が基板４上の所定の露光領域２８，２８に転写される露光が行われる（ステップＳ７）。

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、前記ラインＣＣＤ２０の撮像素子２０ａが各ピクセル１８ａの前方エッジ１８ｅ１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Ｘ軸位置ずれと搬送方向に対する傾斜角θに応じて前記マスク１１のＸ軸方向ｘにおける位置と旋回角が位置制御されているので、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。
特に、基板４のＸ軸方向ｘに関する位置変位に関し、前記撮像位置Ｆにおいてピクセル１８の側方エッジ１８ｅ２を撮像した撮像素子２０ａと前記特定の撮像素子２０ａ１との位置偏差が求められ、前記撮像したピクセル１８が前記露光位置Ｅに到達した際に該位置偏差が無くなるようにマスクステージ１２がＸ軸方向ｘへ移動されてマスク１１の位置調節がなされるので、基板４上の先行するピクセル１８にもとづいてマスク１１の位置調節がなされるときには、前記ラインＣＣＤ２０の特定の撮像素子２０ａ１はＸ軸方向ｘに関して先行するピクセル１８の側方エッジ１８ｅ２の位置にあり、この位置で後続のピクセル１８の側方エッジ１８ｅ２は前記特定の撮像素子２０ａ１との位置偏差が求められ、これによりマスク１１の位置調節がなされる。

したがって、前記マスクステージ１２（マスク１１）は、マスクステージコントローラ２６を介してマスク駆動手段１３によって、常に、ラインＣＣＤ２０の特定の撮像素子２０ａ１が前記ピクセル１８の側方エッジ１８ｅ２を撮像する位置に移動するように制御され、すなわち、前記特定の撮像素子２０ａ１を基板４のＸ軸方向ｘにおける変位を検出する位置検出器として、マスク駆動手段１３によってマスクステージ１２の移動位置をフィードバック制御した状態となって、マスク１１のＸ軸方向ｘにおける位置制御が安定して高精度に行うことができる。
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Ｙ軸基準位置が検出されると、該最後列のピクセル１８ｂが露光位置Ｅへ到達して所定時間後に、前記主制御部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を消灯されて基板４に対する露光（プロキシ露光）が終了する（ステップＳ８）。

前記所定の露光領域２８，２８は、前記マスク１１の開口部１１ａの短辺方向の幅Ｄに見合った幅を有し、基板４のＸ軸方向ｘに間隔Ｐをあけて配置された複数列（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、Ｙ軸方向ｙ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を囲んだ基板４におけるＹ軸方向ｙに細長い帯状の領域である。
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に基板４を搬送して行う。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が硬化される。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が形成されることとなる。

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、前記第１の実施の形態に係る露光装置１に対し、該露光装置１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１４（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、前記ダイクロックミラー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、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１の場合と同様にして前記基板ステージ１４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Ｘ軸方向ｘにおけるＸ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Ｘ軸方向ｘにおける位置と旋回角の位置制御が前記露光装置１における場合と同様に行われることは勿論である。

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の開口部を通して照射し、前記基板上に前記開口部の像を転写する露光方法において、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、前記マスクに連動してその移動方向へ移動する撮像手段で撮像して、基板上の搬送方向に直角な方向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した時に、基板上の前記基準位置にマスクの位置が一致するように該マスクを位置制御しながら、基板の搬送方向に沿った露光領域を露光する構成とされている。

また、前記実施の形態に係る露光装置１，１Ａ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、前記マスクの移動方向に連動可能に設けられ、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、該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マスクの位置が一致するように該マスクを位置制御する制御装置とを備えると共に、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１，１Ａ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１１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。
また、同一の撮像手段６のラインＣＣＤ２０によって基板４の基準位置とマスク１１の位置を検出して、それらの検出値にもとづいてマスクの位置制御を行うことができるので、基板４の基準位置とマスク１１の位置を個別に検出して位置制御を行う場合に比べて、位置制御系における誤動作を減らすことができると共に、露光位置Ｅにおいて基板４の基準位置に対するマスク１１の位置合わせを極めて高精度に行わせることができ、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。
そして、基板４に形成されたピクセル（基準パターン）１８が露光開始位置Ｋに達すると、該露光開始位置Ｋから露光停止位置Ｊまでマスク１１が基板４と同期して基板４の進行方向イに移動され、この間に連続光源であるランプ９からの露光光がマスク１１を通して基板４に照射されるので、基板４に対して適切な露光時間を確保して安定した露光を行うことができる。

また、前記露光装置１，１Ａにおいて、前記撮像手段６が、前記マスク１１を支持するマスクステージ１２に取り付けられて、マスクステージ１２を移動させるマスク駆動手段１３の作動によってマスク１１と一体に移動する構成とすると、撮像手段６がマスクステージ１２と一体に位置制御されるので、マスク１１に撮像手段６を連動させるための駆動手段をマスク駆動手段１３と別に設ける必要がないと共に、マスク１１の位置を検出するための検知手段を別途に設ける必要もなく、その分構成が簡単となる。

なお、前記実施の形態に係る露光装置１，１Ａにおいては、前記撮像手段を、前記マスク１１を支持するマスクステージ１２に取り付け、マスクステージ１２を移動させるマスク駆動手段１３の作動によってマスク１１と一体に移動するようにしたが、これに代えて、前記撮像手段６を前記マスクステージ１２とは別の支持体に取り付け、マスクステージ１２を移動させるマスク駆動手段１３に対する作動作指令値と同一の作動指令値にもとづいて作動される撮像手段駆動装置によって、前記マスク１１に連動して撮像手段６を移動させるようにしてもよい。このように構成すると、撮像手段６をマスクステージ１２に取り付ける必要がないので、マスクステージ１２の周辺構成が簡単となると共に、マスク駆動手段１３に対する負荷を軽減することができてマスク１１の円滑、迅速な位置制御ができ、また、撮像手段６の露光装置１，１Ａに対する付設位置の選択の自由度を増すことができる。

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、前記ランプ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においては、基板搬送手段５を基板４を載置する基板ステージ１４とこれを搬送方向に移動させる基板駆動手段１５とを備えて構成したが、これに限らず、基板４としてフィルム状（シート状）の基材を使用する場合には、格納ロールに巻き付けられた前記基材を巻取ロールに巻き取ることによって、前記基材を露光ステーション２において露光光学系３の光軸Ｓに垂直な平面に沿って移動させる構成としてもよい。このようにすると、１つの基板４に相当する露光領域を多数連続したシート状の基材（基板）を、各基板４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。

さらに、前記実施の形態に係る露光方法および露光装置１，１Ａ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ＢＭを形成した基板４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基板と基板に対す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図である。 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。

符号の説明

１，１Ａ 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
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
１４ 基板ステージ
１５ 基板駆動手段
１８ ピクセル（基準パターン）
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 ラインＣＣＤ
２０ａ 撮像素子
２０ａ１ 特定の撮像素子
２１ 画像処理部
Ｅ 露光位置
Ｆ 撮像位置
Ｓ 光軸（光路）

Claims (2)

1. 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の露光領域に転写する露光光学系とを設けた露光装置であって、
   前記マスクを支持するマスクステージに取り付けられて、該マスクと一体に移動し、前記基板の前記露光領域内に予め形成された、開口を有する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、
   該撮像手段で撮像された前記基準パターンのパターンエッジに基づいて前記基板の基準位置を検出し、前記撮像手段で撮像された前記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マスクの位置が一致するように該マスクを位置制御する制御装置とを備え、
   前記撮像手段は、基板の搬送方向に直交して設けられ且つ撮像素子が前記基板の幅より大きい長さに亘って一直線上に配列されてなるラインＣＣＤであり、
   前記マスクの開口部の前記一定方向に直交する方向の幅は前記基準パターンにおける前記開口の前記一定方向に直交する方向の幅より広いものであって、
   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。
2. 前記撮像手段は、前記マスクを支持するマスクステージとは別の支持体に取り付けられ、マスクステージを移動させるマスク駆動手段に対する作動作指令値と同一の作動指令値にもとづいて作動される撮像手段駆動装置によってマスクに連動することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。

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