JP5145530B2 - Photomask and exposure method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、透明基材の一面に形成された遮光膜に設けられたマスクパターンの像を感光性樹脂を塗布した基板に転写して露光パターを形成するフォトマスクに関し、詳しくは、基板に予め形成された基準パターンに対する露光パターンの重ね合わせ精度を向上しようとするフォトマスク及びそれを用いた露光方法に係るものである。 The present invention relates to a photomask that forms an exposure pattern by transferring an image of a mask pattern provided on a light-shielding film formed on one surface of a transparent base material to a substrate coated with a photosensitive resin. The present invention relates to a photomask for improving the overlay accuracy of an exposure pattern with respect to a formed reference pattern and an exposure method using the photomask.
従来のフォトマスクは、感光性樹脂を塗布した基板に転写されるパターンの直線部を短く形成したマスクパターンと、所定の位置に基板との位置合わせをするためのアライメントマークとを備えていた(例えば、特許文献1参照)。そして、このようなフォトマスクを用いて行なう露光は、露光開始前に上記アライメントマークと基板のアライメントマークとの位置合わせをし、その後上記フォトマスクと、フォトマスクを介して上記基板に露光光を照射するための光照射装置とを、基板を含む所定のエリア内で基板の面に平行な面内を2軸方向に相対的に移動又は停止し、フォトマスクの上記基板に対する相対的移動中又は停止時に露光光を照射して、基板上に直線状に延びる露光パターンを形成するようになっていた。これにより、小型のフォトマスクであっても基板に直線状の露光パターンを効率よく形成することができるようになっていた。
しかし、このような従来のフォトマスクにおいては、マスクパターンと基板に予め形成された基準パターンとの位置合わせを、フォトマスク自身のアライメントマークと基板のアライメントマークとによって間接的に行なうようにしたものであって、基板に形成された基準パターンを直接観察しながら、該基準パターンに対してマスクパターンを位置合わせできるようにしたものではなかった。したがって、露光パターンと基板の基準パターンとの重ね合わせ精度は、フォトマスクのマスクパターンとそのアライメントマークとの間の形成精度及び基板の基準パターンとそのアライメントマークとの間の形成精度によって決まり、該形成精度が十分でない場合には、上記重ね合わせ精度も悪くなっていた。特に、基板が大型のものである場合には、上記各アライメントマークと各パターンとの間の形成精度はより厳しいものとなり、その位置合わせはより困難であった。 However, in such a conventional photomask, the alignment between the mask pattern and the reference pattern previously formed on the substrate is performed indirectly by the alignment mark of the photomask itself and the alignment mark of the substrate. However, the mask pattern cannot be positioned with respect to the reference pattern while directly observing the reference pattern formed on the substrate. Therefore, the overlay accuracy of the exposure pattern and the reference pattern of the substrate is determined by the formation accuracy between the mask pattern of the photomask and the alignment mark and the formation accuracy between the reference pattern of the substrate and the alignment mark. When the formation accuracy was not sufficient, the overlay accuracy was also deteriorated. In particular, when the substrate is large, the formation accuracy between the alignment marks and the patterns is more severe, and the alignment is more difficult.
また、上記従来のフォトマスクは、露光開始前にフォトマスク自身のアライメントマークと基板のアライメントマークとの位置合わせをするようにしたもので、露光実行中には両アライメントマークの位置合わせをすることができなかった。したがって、露光開始前の位置合わせが不十分であると露光パターンと基準パターンとの位置合わせ精度も悪くなっていた。さらに、基板の移動誤差による位置ずれを補正することができないので、上記位置合わせ精度を向上することができなかった。 In addition, the conventional photomask described above aligns the alignment mark of the photomask itself and the alignment mark of the substrate before the start of exposure, and aligns both alignment marks during exposure execution. I could not. Therefore, if the alignment before the start of exposure is insufficient, the alignment accuracy between the exposure pattern and the reference pattern also deteriorates. Furthermore, since the positional shift due to the movement error of the substrate cannot be corrected, the alignment accuracy cannot be improved.
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、感光性樹脂を塗布した基板に予め形成された基準パターンに対する露光パターンの重ね合わせ精度を向上しようとするフォトマスク及びそれを用いた露光方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention addresses such problems, and a photomask that attempts to improve the overlay accuracy of an exposure pattern with respect to a reference pattern previously formed on a substrate coated with a photosensitive resin, and an exposure method using the photomask The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、第1の発明によるフォトマスクは、透明基材及び該透明基材の一面に形成された遮光膜からなり、所定方向に搬送中の基板に対して位置合わせ可能に構成されたフォトマスクであって、前記基板の搬送方向と直交する方向に並べて前記遮光膜に形成され、露光光が通る複数のマスクパターンと、前記複数のマスクパターンの前記基板搬送方向手前側の前記遮光膜に、前記複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成され、対向して搬送される前記基板の表面を観察可能とする覗き窓と、を設けたものである。 To achieve the above object, the photomask according to the first invention, Ri Do light shielding film formed on one surface of the transparent substrate and the transparent substrate, alignable relative to the substrate being transported in a predetermined direction a photomask that is configured to be formed on the light-shielding film side by side in a direction perpendicular to the transport direction of the substrate, a plurality of mask patterns the exposure light passes, the substrate transfer direction before the previous SL plurality of mask patterns the light-shielding film side, the plurality of formed longer extend parallel to the arrangement direction of the mask pattern is obtained by providing a viewing window, a to allow observation of the surface of the substrate to be transported to face.
このような構成により、透明基材の一面に形成された遮光膜に基板の搬送方向と直交する方向に並べて形成された複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成された覗き窓を通して対向して搬送される基板の表面を観察することにより、該搬送中の基板に対して位置合わせされた後、上記複数のマスクパターンを通して基板に露光光を照射する。 With such a configuration, the light-shielding film formed on one surface of the transparent base material passes through a viewing window formed long and extending in parallel to the arrangement direction of a plurality of mask patterns formed in a direction perpendicular to the substrate transport direction. By observing the surface of the substrate conveyed oppositely , the substrate is aligned with the substrate being conveyed, and then the substrate is irradiated with exposure light through the plurality of mask patterns.
また、前記透明基材の少なくとも一面に、可視光を透過し紫外線を反射又は吸収する波長選択性膜を前記覗き窓を覆って形成したものである。これにより、透明基材の少なくとも一面に、覗き窓を覆って形成した波長選択性膜で可視光を透過し、紫外線を反射又は吸収する。 Further, a wavelength selective film that transmits visible light and reflects or absorbs ultraviolet rays is formed on at least one surface of the transparent substrate so as to cover the viewing window. Thereby, visible light is transmitted through a wavelength selective film formed on at least one surface of the transparent substrate so as to cover the viewing window, and ultraviolet rays are reflected or absorbed .
また、第2の発明によるフォトマスクは、透明基材及び該透明基材の一面に形成された遮光膜からなり、所定方向に搬送中の基板に対して位置合わせ可能に構成されたフォトマスクであって、前記基板の搬送方向と直交する方向に並べて前記遮光膜に形成され、露光光が通る複数のマスクパターンと、前記複数のマスクパターンの前記基板搬送方向手前側の前記遮光膜に、前記複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成され、対向して搬送される前記基板の表面を観察可能とする覗き窓と、前記覗き窓内、又は前記基板の搬送方向と直交する方向の前記覗き窓の一端部側方に前記複数のマスクパターンのうち少なくとも一つと所定の位置関係を有して形成され、前記基板との位置合わせをするためのマスク側アライメントマークと、を設けたものである。 Further, the photomask according to the second invention, Ri Do light shielding film formed on one surface of the transparent substrate and the transparent substrate, a photomask that is configured to be able to align the substrate being transported in a predetermined direction a is formed on the light-shielding film side by side in a direction perpendicular to the transport direction of the substrate, a plurality of mask patterns the exposure light passes, the light shielding film of the substrate transport direction front side of the front Symbol plurality of mask patterns the plurality of formed longer extend parallel to the arrangement direction of the mask pattern, perpendicular to the viewing window to allow observation of the surface of the substrate to be conveyed to face the sight in the window, or to the transport direction of the substrate It is formed with at least one a predetermined positional relationship among the plurality of mask patterns on one end side in the direction of the viewing window to mask side alignment mer for alignment of the said substrate When, in which the provided.
このような構成により、透明基材の一面に形成された遮光膜に基板の搬送方向と直交する方向に並べて形成された複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成された覗き窓を通して対向して搬送される基板の表面を観察することにより、上記覗き窓内、又は覗き窓の一端部側方に上記複数のマスクパターンのうち少なくとも一つと所定の位置関係を有して形成されたマスク側アライメントマークで基板に対して位置合わせされた後、上記複数のマスクパターンを通して基板に露光光を照射する。 With such a configuration, the light-shielding film formed on one surface of the transparent base material passes through a viewing window formed long and extending in parallel to the arrangement direction of a plurality of mask patterns formed in a direction perpendicular to the substrate transport direction. By observing the surface of the substrate conveyed oppositely, it is formed in the sight window or at one end side of the sight window with a predetermined positional relationship with at least one of the plurality of mask patterns. after being aligned with respect to the substrate in the mask side alignment marks is irradiated with exposure light onto the substrate through the plurality of mask patterns.
さらに、記透明基材の少なくとも一面に、可視光を透過し紫外線を反射又は吸収する波長選択性膜を前記覗き窓及びマスク側アライメントマークを覆って形成したものである。これにより、透明基材の少なくとも一面に、覗き窓及びマスク側アライメントマークを覆って形成した波長選択性膜で可視光を透過し、紫外線を反射又は吸収する。 Furthermore, a wavelength selective film that transmits visible light and reflects or absorbs ultraviolet rays is formed on at least one surface of the transparent substrate so as to cover the viewing window and the mask side alignment mark. Thus, visible light is transmitted through the wavelength selective film formed on at least one surface of the transparent substrate so as to cover the viewing window and the mask side alignment mark, and ultraviolet light is reflected or absorbed .
さらに、第3の発明による露光方法は、透明基材の一面に形成された遮光膜に一方向に並べて形成され、露光光が通る複数のマスクパターンと、前記複数のマスクパターンの並び方向と交差する側の前記遮光膜に、前記複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成され、対向して所定方向に搬送中の基板の表面を観察可能とする覗き窓と、を設けたフォトマスクを用いて行なう露光方法であって、前記フォトマスクを前記覗き窓が前記複数のマスクパターンに対して基板の搬送方向手前側となるようにして配置する段階と、前記複数のマスクパターンの並び方向と交差する方向に感光性樹脂を塗布した基板を搬送する段階と、撮像手段により前記覗き窓を通して前記基板の表面を撮像し、該基板に形成された基準パターンに対して所定の位置関係に設定された基板の基準位置を検出する段階と、前記検出された基板の基準位置と、前記フォトマスクの複数のマスクパターンのいずれか一つとの水平距離が所定値となるように前記フォトマスクを前記基板の搬送方向と交差する方向に移動して前記基板とフォトマスクとの位置合わせをする段階と、を行なうものである。 Furthermore, an exposure method according to a third invention is formed by arranging in one direction on a light-shielding film formed on one surface of a transparent substrate, and intersects with a plurality of mask patterns through which exposure light passes and a direction in which the plurality of mask patterns are arranged. A photo window provided on the light-shielding film on the side to be extended, extending in parallel with the direction in which the plurality of mask patterns are arranged, and facing the surface of the substrate being conveyed in a predetermined direction. An exposure method performed using a mask, the photomask being arranged such that the viewing window is on the front side in the substrate transport direction with respect to the plurality of mask patterns, and the arrangement of the plurality of mask patterns a method for transporting a substrate a photosensitive resin is applied in a direction crossing the direction, the surface of the substrate through the viewing window is captured by the imaging means, with respect to the reference pattern formed on the substrate A step of detecting a reference position of a substrate set in a predetermined positional relationship, and a horizontal distance between the detected reference position of the substrate and any one of a plurality of mask patterns of the photomask becomes a predetermined value. And moving the photomask in a direction crossing the substrate transport direction to align the substrate with the photomask.
このような構成により、フォトマスクを複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成された覗き窓が複数のマスクパターンに対して基板の搬送方向手前側となるようにして配置し、複数のマスクパターンの並び方向と交差する方向に感光性樹脂を塗布した基板を搬送し、撮像手段で上記覗き窓を通して基板の表面を撮像して該基板に形成された基準パターンに対して所定の位置関係に設定された基準位置を検出し、上記検出された基板の基準位置と、上記フォトマスクの複数のマスクパターンのいずれか一つとの水平距離が所定値となるように上記フォトマスクを上記基板の搬送方向と交差する方向に移動して基板とフォトマスクとの位置合わせをする。 With such a configuration, the photomask is arranged in such a way that a viewing window formed long and extending in parallel with the arrangement direction of the plurality of mask patterns is on the front side in the substrate transport direction with respect to the plurality of mask patterns. A substrate coated with a photosensitive resin is conveyed in a direction crossing the alignment direction of the mask pattern, and the surface of the substrate is imaged through the viewing window by the imaging means, and a predetermined position with respect to a reference pattern formed on the substrate A reference position set in a relationship is detected, and the photomask is placed on the substrate such that a horizontal distance between the detected reference position of the substrate and any one of a plurality of mask patterns of the photomask becomes a predetermined value. The substrate and the photomask are aligned by moving in a direction intersecting with the transfer direction.
また、第4の発明による露光方法は、透明基材の一面に形成された遮光膜に一方向に並べて形成され、露光光が通る複数のマスクパターンと、前記複数のマスクパターンの並び方向と交差する側の前記遮光膜に、前記複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成され、対向して所定方向に搬送中の基板の表面を観察可能とする覗き窓と、前記覗き窓内、又は前記基板の搬送方向と交差する方向の前記覗き窓の一端部側方に前記複数のマスクパターンのうち少なくとも一つと所定の位置関係を有して形成され、前記基板との位置合わせをするためのマスク側アライメントマークと、を設けたフォトマスクを用いて行なう露光方法であって、前記フォトマスクを前記覗き窓が前記複数のマスクパターンに対して基板の搬送方向手前側となるようにして配置する段階と、前記複数のマスクパターンの並び方向と交差する方向に感光性樹脂を塗布した基板を搬送する段階と、撮像手段により前記覗き窓を通して前記基板の表面を撮像し、該基板に形成された基準パターンに対して所定の位置関係に設定された基準位置を検出する段階と、前記撮像手段により前記フォトマスクのマスク側アライメントマークを撮像してその位置を検出する段階と、前記検出された基板の基準位置と前記フォトマスクのマスク側アライメントマークとの水平距離が所定値となるように前記フォトマスクを前記基板の搬送方向と交差する方向に移動して前記基板とフォトマスクとの位置合わせをする段階と、を行なうものである。 In addition, an exposure method according to a fourth aspect of the present invention is formed by arranging in one direction on a light-shielding film formed on one surface of a transparent substrate, and intersects with a plurality of mask patterns through which exposure light passes and a direction in which the plurality of mask patterns are arranged. A viewing window formed on the light-shielding film on the side to be extended in parallel with the arrangement direction of the plurality of mask patterns, and capable of observing the surface of the substrate being conveyed in a predetermined direction opposite to the viewing window; Or formed on the side of one end portion of the viewing window in a direction intersecting the transport direction of the substrate and having a predetermined positional relationship with at least one of the plurality of mask patterns, and aligns with the substrate. And a mask side alignment mark for exposing the photomask to the plurality of mask patterns with respect to the plurality of mask patterns. The step of arranging in such a way, the step of transporting a substrate coated with a photosensitive resin in a direction intersecting the direction of arrangement of the plurality of mask patterns, and imaging the surface of the substrate through the viewing window by an imaging means, Detecting a reference position set in a predetermined positional relationship with respect to a reference pattern formed on the substrate; and detecting a position of the photomask by imaging a mask side alignment mark of the photomask; The photomask is moved in a direction intersecting the substrate transport direction so that a horizontal distance between the detected reference position of the substrate and the mask-side alignment mark of the photomask becomes a predetermined value. Aligning with the mask.
このような構成により、フォトマスクを複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成された覗き窓が複数のマスクパターンに対して基板の搬送方向手前側となるようにして配置し、複数のマスクパターンの並び方向と交差する方向に感光性樹脂を塗布した基板を搬送し、撮像手段で上記覗き窓を通して基板の表面を撮像して該基板に形成された基準パターンに対して所定の位置関係に設定された基準位置を検出し、撮像手段で上記フォトマスクに上記複数のマスクパターンのうち少なくとも一つと所定の位置関係を有して形成されたマスク側アライメントマークを撮像してその位置を検出し、上記検出された基板の基準位置と上記フォトマスクのマスク側アライメントマークの位置との水平距離が所定値となるように上記フォトマスクを上記基板の搬送方向と交差する方向に移動して基板とフォトマスクとの位置合わせをする。 With such a configuration, the photomask is arranged in such a way that a viewing window formed long and extending in parallel with the arrangement direction of the plurality of mask patterns is on the front side in the substrate transport direction with respect to the plurality of mask patterns. A substrate coated with a photosensitive resin is conveyed in a direction crossing the alignment direction of the mask pattern, and the surface of the substrate is imaged through the viewing window by the imaging means, and a predetermined position with respect to a reference pattern formed on the substrate The reference position set in the relationship is detected, and the imaging means images the mask-side alignment mark formed on the photomask so as to have a predetermined positional relationship with at least one of the plurality of mask patterns. The photo-detection is performed so that a horizontal distance between the detected reference position of the substrate and the position of the mask-side alignment mark of the photo-mask becomes a predetermined value. The disk moves in the direction intersecting the transport direction of the substrate to align the substrate and the photomask.
さらに、前記基板の基準位置を検出する段階と、前記フォトマスクのマスク側アライメントマークの位置を検出する段階とは、同時に実行される。これにより、基板の基準位置を検出と、フォトマスクのマスク側アライメントマークの位置とを同時に検出する。 Further, the step of detecting the reference position of the substrate and the step of detecting the position of the mask side alignment mark of the photomask are performed simultaneously. Thus, detection and detect the reference position of the substrate, and the position of the mask side alignment marks of the photomask at the same time.
また、前記基板は、その一端部に前記フォトマスクのマスク側アライメントマークと位置合わせをするための基板側アライメントマークを前記基準パターンと所定の位置関係を有して形成したものである。これにより、基板の一端部に基準パターンと所定の位置関係を有して形成された基板側アライメントマークとフォトマスクのマスク側アライメントマークとを位置合わせする。 Further, the substrate is formed by forming a substrate-side alignment mark for alignment with the mask-side alignment mark of the photomask at one end thereof with a predetermined positional relationship with the reference pattern. As a result, the substrate side alignment mark and the mask side alignment mark of the photomask, which are formed at one end of the substrate and have a predetermined positional relationship with the reference pattern, are aligned.
さらに、前記基板は、前記基板側アライメントマークを形成した端部が搬送方向先頭側となるようにして搬送されるものである。これにより、基板側アライメントマークが形成された端部を先頭にして基板を搬送する。 Furthermore, the base plate has an end portion formed with the substrate side alignment mark is shall be sent transportable as a conveying direction leading side. As a result, the substrate is transported with the end portion on which the substrate-side alignment mark is formed leading.
そして、前記基板を搬送しながら、前記基板とフォトマスクとの位置合わせをする段階の前に、前記基板側アライメントマークの位置と前記フォトマスクのマスク側アライメントマークの位置との水平距離が所定値となるように前記フォトマスクを前記基板の搬送方向と交差する方向に移動して該基板とフォトマスクとの位置合わせの粗調整をするものである。これにより、基板を搬送しながら、先ず、基板側アライメントマークの位置とフォトマスクのマスク側アライメントマークの位置との水平距離が所定値となるようにフォトマスクを基板の搬送方向と交差する方向に移動して基板とフォトマスクとの位置合わせの粗調整をし、その後、基板の基準位置とマスク側アライメントマークの位置との水平距離が所定値となるようにフォトマスクを移動して基板とフォトマスクとの位置合わせをする。 Then, while transporting the substrate, prior to the step of aligning the substrate and the photomask, the horizontal distance between the position of the front Kimoto plate side alignment mark and the position of the mask side alignment marks of said photomask move the front notated Otomasuku to a predetermined value in a direction intersecting the transport direction of the substrate is to the coarse adjustment of the alignment of the substrate and the photomask. Accordingly, while conveying the substrate, first, it intersects the horizontal distance between the conveying direction of the base plate a full Otomasu click to a predetermined value of the position of the mask side alignment marks position and the photomask substrate side alignment mark To adjust the alignment of the substrate and the photomask, and then move the photomask so that the horizontal distance between the reference position of the substrate and the position of the mask-side alignment mark becomes a predetermined value. And align the photomask .
請求項1に係る発明によれば、複数のマスクパターンに近接した位置で覗き窓を通して基板に予め形成された基準パターンを直接観察することができる。したがって、上記覗き窓を通して上記基準パターンに予め設定した基準位置と上記複数のマスクパターンとのずれを検出して、該ずれ量が所定の値となるように補正することができ、上記複数のマスクパターンと基板の基準パターンとの位置合わせをすることができる。これにより、両パターンの位置合わせ精度を向上することができる。特に、本発明によれば、複数のマスクパターンの並び方向の側方に覗き窓を形成しているので、基板の搬送方向の手前側に上記覗き窓が位置するようにして上記基板に対向して配設すれば、基板を所定方向に搬送しながら行なう露光実行中においても、上記覗き窓を通して基板の基準パターンを観察し、マスクパターンと基板の基準パターンとの位置合わせを行なうことができる。したがって、基板の移動誤差を補正して上記マスクパターンによる露光パターンと上記基板の基準パターンとの重ね合わせ精度を向上することができる。 According to the first aspect of the present invention, it is possible to directly observe the reference pattern formed in advance on the substrate through the viewing window at a position close to the plurality of mask patterns. Therefore, by detecting the deviation between the reference pattern reference position and the plurality of mask patterns preset in down through the sight glass, can the amount of deviation is corrected to a predetermined value, said plurality The mask pattern can be aligned with the reference pattern of the substrate. Thereby, the alignment accuracy of both patterns can be improved. In particular, according to the present invention, since the viewing window is formed on the side of the arrangement direction of the plurality of mask patterns, the viewing window faces the substrate so that the viewing window is positioned on the front side in the substrate transport direction. With this arrangement, the reference pattern of the substrate can be observed through the viewing window and the mask pattern and the reference pattern of the substrate can be aligned even during the execution of exposure while transporting the substrate in a predetermined direction. Accordingly, it is possible to improve the overlay accuracy between the exposure pattern based on the mask pattern and the reference pattern of the substrate by correcting the movement error of the substrate.
また、請求項2に係る発明によれば、覗き窓を通して紫外線が基板を照射するのを防止することができる。したがって、基板上に露光パターンに重ねて上記覗き窓が露光されるのを防止することができる。
Moreover, according to the invention which concerns on
さらに、請求項3に係る発明によれば、上記請求項1に係る発明と同様に、露光パターンと基板の基準パターンとの重ね合わせ精度を向上することができる。特に、覗き窓内、又は覗き窓の一端部側方にマスク側アライメントマークを形成しているので、基板の搬送方向先頭端部に基板側アライメントマークを形成すれば、上記覗く窓を通して観察される基板側アライメントマークと上記マスク側アライメントマークとに基づいて基板とフォトマスクとの位置合わせの粗調整をすることができる。したがって、露光パターンと基板の基準パターンとの重ね合わせ精度をより向上することができる。 Furthermore, according to the third aspect of the present invention, the overlay accuracy between the exposure pattern and the reference pattern of the substrate can be improved, as in the first aspect of the present invention. In particular, since the mask-side alignment mark is formed in the viewing window or on the side of one end of the viewing window, if the substrate-side alignment mark is formed at the leading end of the substrate transport direction, it is observed through the viewing window. Based on the substrate-side alignment mark and the mask-side alignment mark , coarse adjustment of alignment between the substrate and the photomask can be performed. Therefore, the overlay accuracy between the exposure pattern and the reference pattern of the substrate can be further improved.
そして、請求項4に係る発明によれば、基板上に露光パターンに重ねて覗き窓及びマスク側アライメントマークが露光されるのを防止することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to prevent the viewing window and the mask-side alignment mark from being exposed on the substrate so as to overlap the exposure pattern.
また、請求項5に係る発明によれば、基板を所定方向に搬送しながら行なう露光実行中においても、上記覗き窓を通して基板の基準パターンを観察し、マスクパターンと基板の基準パターンとの位置合わせを行なうことができる。したがって、基板の移動誤差を補正して上記マスクパターンによる露光パターンと上記基板の基準パターンとの重ね合わせ精度を向上することができる。
According to the invention of
さらに、請求項6に係る発明によれば、マスク側アライメントマークに基づいて基板とフォトマスクとの位置合わせをすることができる。したがって、マスクパターンによる露光パターンと基板の基準パターンとの重ね合わせ精度をより向上することができる。 Furthermore, according to the invention which concerns on Claim 6, alignment with a board | substrate and a photomask can be performed based on a mask side alignment mark. Therefore, the overlay accuracy between the exposure pattern by the mask pattern and the reference pattern of the substrate can be further improved.
また、請求項7に係る発明によれば、アライメント処理速度を向上することができる。
Moreover, according to the invention which concerns on
さらに、請求項8〜10に係る発明によれば、フォトマスクのマスクパターンと基板の基準パターンとの位置合わせを行なう前にフォトマスクと基板との粗調整を行なうことができ、マスクパターンによる露光パターンと基板の基準パターンとの重ね合わせ精度をより一層向上することができる。 Further, according to the inventions according to claims 8 to 10, before the alignment between the mask pattern of the photomask and the reference pattern of the substrate, the photomask and the substrate can be roughly adjusted, and exposure by the mask pattern is performed. The overlay accuracy between the pattern and the reference pattern of the substrate can be further improved.
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明によるフォトマスクの実施形態を示す平面図であり、図2は図1のX−X線断面図、図3は図1のY−Y線断面図である。このフォトマスク1は、基板を所定方向に移動しながら行なう露光実行中にもマスクパターンと基板の基準パターンとの位置合わせを可能とするもので、透明基材2と、遮光膜3と、マスクパターン4と、覗き窓5と、マスク側アライメントマーク12とを備えて構成されている。以下、上記基板がカラーフィルタ基板の場合について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a plan view showing an embodiment of a photomask according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line XX of FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along line YY of FIG. The
上記透明基材2は、紫外線及び可視光を高効率で透過する透明なガラス基材であり、例えば石英ガラスからなる。
図2又は図3に示すように、上記透明基材2の一方の面2aには、遮光膜3が形成されている。この遮光膜3は、露光光を遮光するものであり、不透明な例えばクロム(Cr)の薄膜で形成されている。
The said
As shown in FIG. 2 or FIG. 3, a
上記遮光膜3には、図1に示すように、一方向に並べて複数のマスクパターン4が形成されている。この複数のマスクパターン4は、露光光を通す所定形状の開口であり、対向して搬送される図4に示すカラーフィルタ基板6に露光光を照射可能とし、カラーフィルタ基板6上に形成された基準パターンとしてのブラックマトリクス7のピクセル8上に転写されるものである。そして、例えば上記ピクセル8の幅と略一致した幅を有して上記並び方向と直交する方向に長い矩形状とされ、上記ピクセル8の3ピッチ間隔と一致した間隔で形成されている。また、図1に示すように、例えば中央部に位置するマスクパターン4aの左端縁部が基準位置S1として予め設定されている。
As shown in FIG. 1, a plurality of
また、図2に示すように、透明基材2の他方の面2bにて上記マスクパターン4の形成領域に対応した領域9(図1参照)には、紫外線反射防止膜10が形成され露光光に含まれる紫外線成分の透過効率が向上されている。
In addition, as shown in FIG. 2, an
上記遮光膜3には、上記複数のマスクパターン4に近接した位置に、その並び方向と交差する側に覗き窓5が形成されている。この覗き窓5は、対向して搬送される図4に示すカラーフィルタ基板6の表面を観察可能にするためのものであり、図示省略の撮像手段で上記基板側アライメントマーク11の位置及びブラックマトリクス7の例えば図4に示すように中央部に位置するピクセル8aの左上端隅部に予め設定された基準位置S2を検出可能となっている。そして、図1に示すように、上記複数のマスクパターン4の並び方向に平行して中央側から一方の端部2cに向かって延びて矩形状に形成されている。
A
上記遮光膜3には、上記覗き窓5の一端部側方に中央側から他方の端部2dに向かって並べて複数のマスク側アライメントマーク12が形成されている。この複数のマスク側アライメントマーク12は、上記マスクパターン4に予め設定された基準位置S1と上記カラーフィルタ基板6の基準パターンとしてのピクセル8に予め設定された基準位置S2との位置合わせをするためのものであり、上記複数のマスクパターン4に対応して形成されている。さらに、その形成位置は、図1においてマスク側アライメントマーク12の左側縁部が対応するマスクパターン4の左側縁部と一致するようにされている。そして、例えば、遮光膜3の中央部側に形成されたマスク側アライメントマーク12が基準マーク12aとして予め設定されている。これにより、上記基準マーク12aと上記カラーフィルタ基板6の基板側アライメントマーク11とが所定の位置関係となるように位置調整されることにより、上記マスクパターン4の基準位置S1とカラーフィルタ基板6の基準位置S2とが位置合わせできるようになっている。なお、上記マスク側アライメントマーク12は、上記複数のマスクパターン4のうち例えば上記基準マーク12aと所定の位置関係を有して一つ形成されてもよい。また、上記カラーフィルタ基板6の基準位置S2はピクセル8に形成されたものに限られず、ピクセル8に対して所定の位置関係を有していればどこに設定されてもよい。
A plurality of mask-side alignment marks 12 are formed on the light-shielding
また、図3に示すように、透明基材2の他方の面2bにて上記覗き窓5及びマスク側アライメントマーク12の形成領域に対応した領域13(図1参照)には、可視光を透過し紫外線を反射又は吸収する波長選択性膜14が形成され、露光光に含まれる紫外線成分が上記覗き窓5及びマスク側アライメントマーク12を通してカラーフィルタ基板6に照射し、カラーフィルタ基板6に塗布されたカラーレジストを露光するのを防止できるようになっている。
As shown in FIG. 3, visible light is transmitted through a region 13 (see FIG. 1) corresponding to the formation region of the
次に、このように構成されたフォトマスク1を用いて行う露光方法について説明する。
ここで、使用されるカラーフィルタ基板6は、図4に示すように、透明なガラス基板の一面にCr等からなる不透明膜が形成され、同図に示すように露光領域15内に多数のピクセル8がマトリクス状に形成されたものである。さらに、露光領域15の一端部15a側の略中央部に、上記フォトマスク1に予め設定された基準位置S1と上記カラーフィルタ基板6に予め設定された基準位置S2との位置ずれを補正してアライメントをとるために、上記ピクセル8と所定の位置関係を有して細長状の基板側アライメントマーク11が一つ形成されている。また、上記基板側アライメントマーク11の側方には、中央部から一方の端部6aに向かって並べて複数のアライメント確認マーク16がピクセル8に対応させてピクセル8の配列の3ピッチ間隔と一致した間隔で形成されている。なお、上記基板側アライメントマーク11及びアライメント確認マーク16は、図4においてそれぞれ各マークの左側縁部と対応するピクセル8の左側縁部とが一致するように形成されている。
Next, an exposure method performed using the
Here, the color filter substrate 6 to be used has an opaque film made of Cr or the like formed on one surface of a transparent glass substrate as shown in FIG. 4, and a large number of pixels in the exposure region 15 as shown in FIG. 8 is formed in a matrix. Further, a position shift between a reference position S1 preset on the
このように形成されたカラーフィルタ基板6は、上面に感光性樹脂として所定のカラーレジストが塗布され、露光領域15の上記基板側アライメントマーク11を形成した端部15a側を図4に矢印Aで示す搬送方向の先頭側に位置させて図示省略の搬送手段によって一定の速度で搬送される。
The color filter substrate 6 thus formed is coated with a predetermined color resist as a photosensitive resin on the upper surface, and the
一方、フォトマスク1は、覗き窓5が形成された側の端部2eを図1に矢印Aで示す搬送方向の手前側に位置させ、遮光膜3を形成した面2aを下にして搬送されるカラーフィルタ基板6の上面に近接対向して配置される。
On the other hand, the
このような状態で、フォトマスク1に形成された覗き窓5を通してカラーフィルタ基板6上の基板側アライメントマーク11、アライメント確認マーク16及びピクセル8が図示省略の撮像手段によって撮像される。ここで、上記撮像手段は、カラーフィルタ基板6に平行な面内にて搬送方向と直交する方向に一直線状に並べて多数の受光素子を有するラインCCDである。
In this state, the substrate-
この場合、先ず、図5に示すようにカラーフィルタ基板6の基板側アライメントマーク11とフォトマスク1のマスク側アライメントマーク12とが同時に撮像される。このとき、基板側アライメントマーク11を検出した撮像手段の受光素子のセル番号と、上記フォトマスク1の基準マーク12aを検出した撮像手段の受光素子のセル番号とが読み取られ、図示省略の演算部でその距離Lが演算される。そして、予め設定して記憶された所定の距離L0と比較される。
In this case, first, as shown in FIG. 5, the substrate
ここで、図5に示すように、カラーフィルタ基板6に対してフォトマスク1が矢印B方向にずれている場合には、図6に示すように、基板側アライメントマーク11と基準マーク12aとの水平距離LがL0又はL0±x(xは許容値)となるようにフォトマスク1が矢印C方向に移動される。これにより、フォトマスク1の基準位置S1とカラーフィルタ基板6の基準位置S2とが所定の許容範囲内で合致することとなる。
Here, as shown in FIG. 5, when the
次に、図6に示すように、フォトマスク1の覗き窓5を通してカラーフィルタ基板6のアライメント確認マーク16とフォトマスク1のマスク側アライメントマーク12とが撮像手段によって同時に撮像される。そして、各アライメント確認マーク16を検出した受光素子のセル番号、及びフォトマスク1の各マスク側アライメントマーク12を検出した受光素子のセル番号が読み取られ、演算部で各セル番号の平均値が演算される。その平均値は、アライメント調整直後に上記カラーフィルタ基板6の基板側アライメントマーク11を検出した撮像手段の受光素子のセル番号と比較され、両者が所定の許容範囲内で一致した場合には、アライメントが確実に行なわれたと判断して露光光がフォトマスク1に照射される。これにより、フォトマスク1のマスクパターン4の像がカラーフィルタ基板6のピクセル8上に転写される。なお、上記平均値とセル番号とが不一致の場合には、例えばカラーフィルタ基板6が別種類のもの、又はブラックマトリクス7の形成不良品と判断し、この場合には露光を停止して警報する。
Next, as shown in FIG. 6, the
その後は、撮像手段で撮像された画像データと記憶部に記憶されたカラーフィルタ基板6の基準位置S2のルックアップテーブル(LUT)とが比較され、基準位置S2が検出される。そして、図7に示すように、上記基準位置S2を検出した撮像手段の受光素子のセル番号と、フォトマスク1の基準マーク12aを検出した受光素子のセル番号とが比較され、両者の水平距離LがL0又はL0±xとなるようにフォトマスク1が矢印B,C方向に微動される。また、必要に応じてフォトマスク1は、その面の中心を中心軸として回動調整される。これにより、カラーフィルタ基板6が矢印Aで示す搬送方向と直交する方向に振れながら搬送されてもフォトマスク1はそれに追従して動き、目標とする位置にフォトマスク1のマスクパターン4の像が精度よく転写されることになる。
Thereafter, the image data picked up by the image pickup means is compared with the look-up table (LUT) of the reference position S2 of the color filter substrate 6 stored in the storage unit, and the reference position S2 is detected. Then, as shown in FIG. 7, the cell number of the light receiving element of the imaging means that detects the reference position S2 is compared with the cell number of the light receiving element that detects the
この場合、フォトマスク1の透明基材2の他方の面2bにてマスクパターン4の形成領域に対応した領域9には、露光光に含まれる紫外線成分の反射防止膜10が形成されているので、紫外線は該反射防止膜10で反射が抑制されて効率よくフォトマスク1のマスクパターン4を通り抜ける。そして、カラーフィルタ基板6上のカラーレジストを効率よく露光する。
In this case, since the
一方、フォトマスク1の他方の面2bにて覗き窓5及びマスク側アライメントマーク12の形成領域に対応した領域13には、可視光を透過し紫外線を反射又は吸収する波長選択性膜14が形成されているので、上記覗き窓5及びマスク側アライメントマーク12を照射した露光光の紫外線成分は、上記波長選択性膜14で反射又は吸収される。したがって、露光光の紫外線成分が覗き窓5及びマスク側アライメントマーク12を通ってカラーフィルタ基板6に照射することがない。
On the other hand, a wavelength-
そのため、覗き窓5及びマスク側アライメントマーク12がマスクパターン4に近接して搬送方向に先後して形成されていても、上記覗き窓5及びマスク側アライメントマーク12の像がカラーフィルタ基板6の露光領域15に転写されることがない。
Therefore, even if the
一方、可視光は、上記波長選択性膜14を透過するので上記覗き窓5を通してカラーフィルタ基板6の基板側アライメントマーク11、アライメント確認マーク16及びピクセル8を観察することができる。したがって、カラーフィルタ基板6を搬送しながらマスクパターン4と近接した位置で覗き窓5を通してカラーフィルタ基板6の基板側アライメントマーク11及びピクセル8の位置を確認し、フォトマスク1の基準位置S1とカラーフィルタ基板6の基準位置S2との位置合わせをすることができ、両者の位置合わせ精度を従来に増して向上することができる。
On the other hand, visible light passes through the wavelength
なお、上記実施形態において、マスク側アライメントマーク12、基板側アライメントマーク11及びアライメント確認マーク16は、矢印A方向に細長状に延びた形状に形成されたものであったが、本発明はこれに限られず、撮像手段の受光素子により検出可能であれば矩形状又は線状であってもよく、又はカラーフィルタ基板6のピクセル8の幅と略等しい幅に形成されてもよい。また、以上の説明においては、基板側アライメントマーク11が一つの場合について述べたが、本発明はこれに限られず、所定間隔に複数形成されてもよい。
In the above embodiment, the mask-side alignment marks 12, the substrate side alignment marks 11 and the
また、上記実施形態においては、カラーフィルタ基板6に基板側アライメントマーク11及びアライメント確認マーク16を形成した場合について説明したが、本発明はこれに限られず、上記基板側アライメントマーク11及びアライメント確認マーク16はなくてもよい。この場合、露光領域15の搬送方向両側方の所定位置に別のアライメントマークを形成し、それに対応してフォトマスク1の両端部にもアライメントマークを形成し、カラーフィルタ基板6を搬送する前に両アライメントマークによってアライメントの粗調整をし、露光実行中は、撮像手段で覗き窓5を通してピクセル8の基準位置S2を検出して前述の方法により位置合わせを行なってもよい。
In the above embodiment, the case where the substrate
さらに、上記実施形態においては、マスク側アライメントマーク12が覗き窓5の一端部側方に並べて形成された場合について説明したが、本発明はこれに限られず、覗き窓5を透明基材2の一方の端部2c側から他方の端部2d側まで延びて長く形成し、その内部にマスク側アライメントマーク12を形成してもよい。この場合、マスク側アライメントマーク12は、不透明膜で例えば細長状に形成されたものである。
Furthermore, in the said embodiment, although the case where the mask
また、上記マスク側アライメントマーク12はなくてもよい。この場合、マスクパターン12の基準位置S1と所定の位置関係を有する撮像手段の受光素子を予め基準受光素子として定めておき、該基準受光素子と上記基板側アライメントマーク11又はカラーフィルタ基板6の基準位置S2を検出した受光素子との距離が所定の距離となるように位置合わせすれば、フォトマスク1とカラーフィルタ基板6との位置合わせが可能となる。
Further, the mask
さらに、以上の説明においては、露光光がマスクパターン4、覗き窓5及びマスク側アライメントマーク12を照射する場合について述べたが、本発明はこれに限られず、露光光を絞って覗き窓5及びマスク側アライメントマーク12には露光光が照射されないようにしてもよい。この場合には、可視光を透過し紫外線を反射又は吸収する波長選択性膜14は、覗き窓5及びマスク側アライメントマーク12を覆って形成されなくてもよい。
Further, in the above description, the case where the exposure light irradiates the
そして、以上の説明においては、基板がカラーフィルタ基板6である場合について述べたが、本発明はこれに限られず、ストライプ状の露光パターンを形成するものであれば如何なるものであってもよい。 In the above description, the case where the substrate is the color filter substrate 6 has been described. However, the present invention is not limited to this, and any substrate may be used as long as it forms a striped exposure pattern.
1…フォトマスク
2…透明基材
2a…一方の面
2b…他方の面
3…遮光膜
4…マスクパターン
5…覗き窓
6…カラーフィルタ基板(基板)
8…ピクセル(基準パターン)
10…反射防止膜
11…基板側アライメントマーク
12…マスク側アライメントマーク
14…波長選択性膜
S1…フォトマスクの基準位置
S2…カラーフィルタ基板の基準位置
DESCRIPTION OF
8 ... Pixel (reference pattern)
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記基板の搬送方向と直交する方向に並べて前記遮光膜に形成され、露光光が通る複数のマスクパターンと、
前記複数のマスクパターンの前記基板搬送方向手前側の前記遮光膜に、前記複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成され、対向して搬送される前記基板の表面を観察可能とする覗き窓と、
を設けたことを特徴とするフォトマスク。 Ri Do a transparent substrate and a light shielding film formed on one surface of the transparent substrate, a photomask that is configured to be able to align the substrate being transported in a predetermined direction,
A plurality of mask patterns formed on the light-shielding film side by side in a direction perpendicular to the transport direction of the substrate, and through which exposure light passes;
The light shielding film above the substrate transport direction front side of the front Symbol plurality of mask patterns, the plurality of formed longer extend parallel to the arrangement direction of the mask pattern, opposing allows observation of the surface of the substrate to be transported and A viewing window,
A photomask characterized by comprising:
前記基板の搬送方向と直交する方向に並べて前記遮光膜に形成され、露光光が通る複数のマスクパターンと、
前記複数のマスクパターンの前記基板搬送方向手前側の前記遮光膜に、前記複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成され、対向して搬送される前記基板の表面を観察可能とする覗き窓と、
前記覗き窓内、又は前記基板の搬送方向と直交する方向の前記覗き窓の一端部側方に前記複数のマスクパターンのうち少なくとも一つと所定の位置関係を有して形成され、前記基板との位置合わせをするためのマスク側アライメントマークと、
を設けたことを特徴とするフォトマスク。 Ri Do a transparent substrate and a light shielding film formed on one surface of the transparent substrate, a photomask that is configured to be able to align the substrate being transported in a predetermined direction,
A plurality of mask patterns formed on the light-shielding film side by side in a direction perpendicular to the transport direction of the substrate, and through which exposure light passes;
The light shielding film above the substrate transport direction front side of the front Symbol plurality of mask patterns, the plurality of formed longer extend parallel to the arrangement direction of the mask pattern, opposing allows observation of the surface of the substrate to be transported and A viewing window,
A predetermined positional relationship with at least one of the plurality of mask patterns is formed in the viewing window or on one side of the viewing window in a direction orthogonal to the transport direction of the substrate. A mask-side alignment mark for alignment;
A photomask characterized by comprising:
前記フォトマスクを前記覗き窓が前記複数のマスクパターンに対して基板の搬送方向手前側となるようにして配置する段階と、
前記複数のマスクパターンの並び方向と交差する方向に感光性樹脂を塗布した基板を搬送する段階と、
撮像手段により前記覗き窓を通して前記基板の表面を撮像し、該基板に形成された基準パターンに対して所定の位置関係に設定された基板の基準位置を検出する段階と、
前記検出された基板の基準位置と、前記フォトマスクの複数のマスクパターンのいずれか一つとの水平距離が所定値となるように前記フォトマスクを前記基板の搬送方向と交差する方向に移動して前記基板とフォトマスクとの位置合わせをする段階と、
を行なうことを特徴とする露光方法。 A plurality of mask patterns formed in one direction on a light shielding film formed on one surface of a transparent substrate, through which exposure light passes, and the light shielding films on the side intersecting with the direction in which the plurality of mask patterns are arranged, An exposure method that uses a photomask provided with a viewing window that extends in parallel with the alignment direction of the mask pattern and is formed to be able to observe the surface of the substrate that is being conveyed in a predetermined direction.
Placing the photomask such that the viewing window is on the front side in the substrate transport direction with respect to the plurality of mask patterns;
Transporting a substrate coated with a photosensitive resin in a direction intersecting with an alignment direction of the plurality of mask patterns;
And detecting the reference position of the substrate which is set in a predetermined positional relationship with a reference pattern by imaging the surface of the substrate through the viewing window, which is formed on the substrate by the imaging means,
The photomask is moved in a direction intersecting the substrate transport direction so that a horizontal distance between the detected reference position of the substrate and any one of the plurality of mask patterns of the photomask becomes a predetermined value. Aligning the substrate and the photomask;
An exposure method characterized by performing:
前記フォトマスクを前記覗き窓が前記複数のマスクパターンに対して基板の搬送方向手前側となるようにして配置する段階と、
前記複数のマスクパターンの並び方向と交差する方向に感光性樹脂を塗布した基板を搬送する段階と、
撮像手段により前記覗き窓を通して前記基板の表面を撮像し、該基板に形成された基準パターンに対して所定の位置関係に設定された基準位置を検出する段階と、
前記撮像手段により前記フォトマスクのマスク側アライメントマークを撮像してその位置を検出する段階と、
前記検出された基板の基準位置と前記フォトマスクのマスク側アライメントマークとの水平距離が所定値となるように前記フォトマスクを前記基板の搬送方向と交差する方向に移動して前記基板とフォトマスクとの位置合わせをする段階と、
を行なうことを特徴とする露光方法。 A plurality of mask patterns formed in one direction on a light shielding film formed on one surface of a transparent substrate, through which exposure light passes, and the light shielding films on the side intersecting with the direction in which the plurality of mask patterns are arranged, A viewing window that extends long in parallel with the mask pattern alignment direction and allows the surface of the substrate being conveyed to be opposed to be observed in a predetermined direction, and a direction that intersects the inside of the viewing window or the substrate conveyance direction. A mask-side alignment mark that is formed in a predetermined positional relationship with at least one of the plurality of mask patterns on one side of the viewing window and for aligning with the substrate. An exposure method performed using a photomask,
Placing the photomask such that the viewing window is on the front side in the substrate transport direction with respect to the plurality of mask patterns;
Transporting a substrate coated with a photosensitive resin in a direction intersecting with an alignment direction of the plurality of mask patterns;
Imaging the surface of the substrate through the viewing window by an imaging means, and detecting a reference position set in a predetermined positional relationship with respect to a reference pattern formed on the substrate;
Imaging the mask side alignment mark of the photomask by the imaging means and detecting its position;
The photomask is moved in a direction crossing the substrate transport direction so that a horizontal distance between the detected reference position of the substrate and the mask-side alignment mark of the photomask becomes a predetermined value. The stage of alignment with
An exposure method characterized by performing:
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