JP5235061B2 - Exposure equipment - Google Patents

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

本発明は、被露光体の搬送に同期してシャッタにより露光光の照射及び遮断の切換をし、被露光体の搬送方向に沿って所定間隔で設定された複数の露光領域の外側が露光されるのを防止する露光装置に関し、詳しくは、被露光体表面においてシャッタ縁部の影がぼやけて不鮮明になるのを抑制可能にした露光装置に係るものである。   In the present invention, exposure light irradiation and blocking are switched by a shutter in synchronization with conveyance of an object to be exposed, and the outside of a plurality of exposure areas set at predetermined intervals along the conveyance direction of the object to be exposed is exposed. More particularly, the present invention relates to an exposure apparatus that can suppress blurring of a shadow of a shutter edge portion on the surface of an object to be blurred and becoming unclear.

従来のこの種の露光装置は、複数の露光領域が少なくとも一列に並べて設定された被露光体を上面に載置して、上記複数の露光領域の設定方向に被露光体を搬送するステージと、ステージの上方に配設され、被露光体に近接対向させてフォトマスクを保持するマスクステージと、上記被露光体に対する露光期間中常時点灯し、マスクステージに保持されたフォトマスクに露光光を照射する光源と、上記マスクステージと光源との間に配設され、フォトマスクに照射する露光光の輝度分布を均一にするフォトインテグレータと、上記マスクステージとフォトインテグレータとの間に配設され、フォトマスクに照射する露光光を平行光にする集光レンズと、を備えたものであって、上記フォトインテグレータと集光レンズとの間に配設され、フォトインテグレータの端面を集光レンズの手前側に結像する結像レンズと、この結像レンズによるフォトインテグレータの端面の結像位置近傍に配設され、被露光体の搬送により複数の露光領域が上記フォトマスクの下側を順次通過するのに同期して露光光の照射及び遮断の切換えをするシャッタと、を備えていた(例えば、特許文献1参照)。これにより、シャッタを小さくすることができ、周辺の構成部品との干渉を避けることができるという利点を有していた。 This type of conventional exposure apparatus has a stage on which an exposure object in which a plurality of exposure areas are set in at least one line is placed on the upper surface, and the exposure object is conveyed in the setting direction of the plurality of exposure areas, A mask stage that is arranged above the stage and holds the photomask in close proximity to the object to be exposed, and is constantly lit during the exposure period for the object to be exposed, and irradiates the photomask held on the mask stage with exposure light. A light source that is disposed between the mask stage and the light source, and that is disposed between the mask stage and the photo integrator. A condensing lens that converts the exposure light applied to the mask into parallel light, and is disposed between the photo integrator and the condensing lens. An imaging lens for forming an end surface of the integrator in front of the condenser lens is disposed near the imaging position of the end face of the photo integrator by the image forming lens, a plurality of exposure areas by the transport of the object to be exposed Includes a shutter that switches between irradiation and blocking of exposure light in synchronization with sequentially passing under the photomask (for example, see Patent Document 1). This has the advantage that the shutter can be made small and interference with surrounding components can be avoided.

また、他の露光装置においては、マスクホルダに保持されたフォトマスク面と露光チャックに保持されたガラス基板面との間に形成されるギャップを所定のギャップとなるようにプロキシミティギャップ制御を行ってから露光をするもので、フォトマスクの一部にプロキシミティ露光時の光線が照射しないように遮光する露光シャッタ手段をフォトマスクの真上に設けたものとなっていた(例えば、特許文献2参照)。
特開2007−121344号公報 特開平11−052583号公報
In other exposure apparatuses, proximity gap control is performed so that the gap formed between the photomask surface held by the mask holder and the glass substrate surface held by the exposure chuck becomes a predetermined gap. The exposure is performed after the exposure, and an exposure shutter means is provided directly above the photomask so as not to irradiate a part of the photomask with light rays at the time of proximity exposure (for example, Patent Document 2). reference).
JP 2007-121344 A JP-A-11-052583

しかし、このような従来の露光装置において、特許文献1に記載の露光装置は、結像レンズによりフォトインテグレータの端面をシャッタが露光光を遮断する面に一旦結像した後、さらにそれを集光レンズにより拡大して被露光体に投影するようになっていたので、露光光のコリメーション半角に基づいてシャッタ縁部の影がぼやけて不鮮明な像も拡大投影されるため、被露光体の表面に設定された複数の露光領域の搬送方向側縁部近傍における露光パターンの分解能が低下することがあった。 However, in such a conventional exposure apparatus, the exposure apparatus described in Patent Document 1 uses the imaging lens to form an image once on the end face of the photo integrator on the surface where the shutter blocks the exposure light, and then collects it. Since it was designed to be magnified and projected onto the object by the optical lens, the shadow of the shutter edge is blurred based on the collimation half-angle of the exposure light, and a blurred image is also magnified and projected. In some cases, the resolution of the exposure pattern in the vicinity of the conveyance direction side edge portion of the plurality of exposure regions set to be lowered.

また、特許文献2に記載の露光装置においては、図10に示すように、被露光体、例えばカラーフィルタ基板9とフォトマスク13との間隔d1を100μmとし、フォトマスク13に対するシャッタ4のオフセット量d2を300μmとし、コリメーション半角θを2°とすると、カラーフィルタ基板表面9aにおけるシャッタ縁部4aの影がぼやけた不鮮明な領域の大きさxは、2×(100+300)×tan(2π/180)≒28μmとなる。一方、フォトマスク13のマスクパターン14の場合には、その縁部の影がぼやけた不鮮明な領域の大きさは、同様に計算して約7μmであるので、シャッタ縁部4aの影の不鮮明領域がマスクパターン14に比べて約4倍に拡大されることになる。従って、このような露光装置の露光光学系を適用して、所定方向に搬送される被露光体の表面に搬送方向に沿って設定された複数の露光領域がフォトマスク13の下側を順次通過するのに同期して、シャッタ4により露光光の照射及び遮断の切換えをしながら露光をする場合に、上記複数の露光領域の搬送方向側縁部近傍における露光パターンの分解能が低下するという問題があった。   In the exposure apparatus described in Patent Document 2, as shown in FIG. 10, the distance d1 between the object to be exposed, for example, the color filter substrate 9 and the photomask 13, is set to 100 μm, and the offset amount of the shutter 4 with respect to the photomask 13 is set. When d2 is 300 μm and the collimation half angle θ is 2 °, the size x of the unclear area where the shadow of the shutter edge 4a on the color filter substrate surface 9a is blurred is 2 × (100 + 300) × tan (2π / 180). ≈28 μm. On the other hand, in the case of the mask pattern 14 of the photomask 13, the size of the unclear area where the shadow of the edge is blurred is calculated to be about 7 μm in the same manner, and therefore the unclear area of the shadow of the shutter edge 4a is calculated. Is enlarged about four times as compared with the mask pattern 14. Therefore, by applying the exposure optical system of such an exposure apparatus, a plurality of exposure areas set along the transport direction sequentially pass under the photomask 13 on the surface of the exposure object transported in a predetermined direction. In synchronism with this, when exposure is performed while switching between irradiation and blocking of the exposure light by the shutter 4, there is a problem that the resolution of the exposure pattern in the vicinity of the conveyance direction side edge portions of the plurality of exposure regions decreases. there were.

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、被露光体表面においてシャッタ縁部の影がぼやけて不鮮明になるのを抑制可能にした露光装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide an exposure apparatus that can cope with such problems and suppress the blurring of the shadow of the shutter edge on the surface of the object to be blurred.

上記目的を達成するために、本発明による露光装置は、複数の露光領域が少なくとも一列に並べて設定された被露光体を上面に載置して、前記複数の露光領域の設定方向に前記被露光体を搬送する搬送手段と、前記被露光体に近接対向させてフォトマスクを保持するマスクステージと、前記被露光体に対する露光期間中常時点灯し、前記マスクステージに保持されたフォトマスクに露光光を照射する光源と、前記被露光体の搬送により複数の露光領域が前記フォトマスクの下側を順次通過するのに同期して露光光の照射及び遮断の切換えをするシャッタと、を備えた露光装置であって、前記光源とシャッタとの間に配設され、前記フォトマスクに照射する露光光の輝度分布を均一にするフォトインテグレータと、前記シャッタによる露光光の遮断面に前記フォトインテグレータの端面像を結結像レンズと、前記結像レンズにより前記遮断面に結ばれた前記フォトインテグレータの端面の像を前記フォトマスク上に再結像する物側及び像側でテレセントリックな再結像光学系と、を備えたものである。 In order to achieve the above object, an exposure apparatus according to the present invention places an object to be exposed, on which a plurality of exposure areas are arranged in at least one line, on an upper surface, and sets the exposure object in a setting direction of the plurality of exposure areas. A transport means for transporting the body, a mask stage for holding a photomask in close proximity to the object to be exposed, and a light that is constantly lit during an exposure period for the object to be exposed, and exposing light to the photomask held on the mask stage And a shutter that switches between irradiation and blocking of exposure light in synchronization with the sequential passage of a plurality of exposure areas under the photomask by conveyance of the object to be exposed. A photo integrator that is disposed between the light source and the shutter and uniformizes the luminance distribution of the exposure light applied to the photomask; and And imaging department imaging lens an image of the end surface of the photo-integrator in section, re-imaging for those side and the image of the image of the end surface of the photo-integrator tied to the blocking surface by the imaging lens on the photomask And a telecentric re-imaging optical system on the side.

このような構成により、被露光体に対する露光期間中光源を常時点灯した状態で、複数の露光領域が少なくとも一列に並べて設定された被露光体を上面に載置して搬送手段で複数の露光領域の設定方向に搬送し、物側及び像側でテレセントリックな再結像光学系で被露光体に近接対向させてマスクステージに保持されたフォトマスク上に結像レンズにより結ばれたフォトインテグレータの端面の像を再結像し、結像レンズによるフォトインテグレータの端面の結像面にて、露光光を遮断するシャッタで上記複数の露光領域がフォトマスクの下側を順次通過するのに同期して露光光の照射及び遮断の切換えをし、被露光体の複数の露光領域を順次露光すると共に、被露光体の搬送方向に隣接する露光領域の間の部分が露光されるのを防止する。 With such a configuration, with the light source constantly turned on during the exposure period for the object to be exposed, the object to be exposed on which the plurality of exposure areas are set in at least one line is placed on the upper surface, and the plurality of exposure areas are conveyed by the conveying means. of the set transport direction, at the object side and the image side is brought close face the object to be exposed in a telecentric re-imaging optical system on the photomask which is held on the mask stage, a photo integrator Barre imaging by the imaging lens The image of the end face is re-imaged, and the multiple exposure areas sequentially pass under the photomask with a shutter that blocks the exposure light at the imaging surface of the photo integrator end face by the imaging lens. The exposure light is switched on and off in synchronism to sequentially expose a plurality of exposure areas of the object to be exposed and to prevent exposure between areas adjacent to each other in the conveyance direction of the object to be exposed. Do

また、前記再結像光学系は、少なくとも一つの凹面反射ミラーと、少なくとも一つの凸面反射ミラーとを備えたオフナー型光学系である。これにより、少なくとも一つの凹面反射ミラーと、少なくとも一つの凸面反射ミラーとを備えたオフナー型光学系でフォトマスク上に結像レンズにより結ばれたフォトインテグレータの端面の像を再結像する。 The re-imaging optical system is an Offner optical system including at least one concave reflecting mirror and at least one convex reflecting mirror. Thus, at least one concave reflecting mirror, on a photomask by Offner optical system having at least one convex reflecting mirror, re-imaging the image of the end face of the photo integrator Barre imaging by the imaging lens .

そして、前記フォトインテグレータは、同一平面内に複数のマイクロレンズを並べて構成したフライアイレンズであり、前記結像レンズは、前記フライアイレンズの複数のマイクロレンズの像を前記シャッタによる露光光の遮断面に重ね合わせて結ばせるように配設されたものである。これにより、同一平面内に複数のマイクロレンズを並べて構成したフライアイレンズの該複数のマイクロレンズの像を、結像レンズでシャッタによる露光光の遮断面に重ね合わせて結ばせる。 The photo integrator is a fly-eye lens configured by arranging a plurality of micro lenses in the same plane, and the imaging lens blocks exposure light from the images of the micro lenses of the fly eye lens by the shutter. those disposed sintered Basel so superimposed on the surface. Thus, an image of the plurality of micro lenses of the fly's eye lens which is constructed by arranging a plurality of micro-lenses in the same plane, Ru sintered Base superimposed on the blocking surface of the exposure light by the shutter by the imaging lens.

請求項1に係る発明によれば、シャッタによる露光光の遮断がフォトマスクの配設位置で露光光を遮断するのと同等の関係となり、シャッタのフォトマスクに対するオフセット量をゼロにすることができる。したがって、被露光体表面におけるシャッタ縁部の影がぼやけて不鮮明になるのを抑制することができる。また、フォトマスク表面の露光光の照射面と同じ面をシャッタの通過位置に形成することができ、シャッタ縁部の影の不鮮明領域が拡大投影される従来技術よりもその不鮮明領域を低減することができる。したがって、被露光体の表面に設定された複数の露光領域の搬送方向側縁部における露光パターンの分解能を向上することができる。   According to the first aspect of the present invention, the blocking of the exposure light by the shutter is equivalent to the blocking of the exposure light at the position where the photomask is disposed, and the offset amount of the shutter with respect to the photomask can be made zero. . Therefore, it is possible to prevent the shadow of the shutter edge on the surface of the object to be exposed from being blurred and unclear. Further, the same surface as the exposure light irradiation surface of the photomask surface can be formed at the shutter passing position, and the blurred area of the shadow at the shutter edge can be reduced compared to the conventional technique in which the projected area is enlarged. Can do. Therefore, it is possible to improve the resolution of the exposure pattern at the side edges in the transport direction of the plurality of exposure regions set on the surface of the object to be exposed.

また、請求項2に係る発明によれば、反射ミラーにより再結像光学系を構成することができ、製造コストを低減することができる。   Moreover, according to the invention which concerns on Claim 2, a re-imaging optical system can be comprised with a reflective mirror, and manufacturing cost can be reduced.

そして、請求項3に係る発明によれば、フォトマスクに照射する露光光の輝度分布をより均一にすることができる。   According to the third aspect of the present invention, the brightness distribution of the exposure light applied to the photomask can be made more uniform.

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図1は本発明による露光装置の実施形態を示す正面図である。この露光装置は、被露光体の搬送に同期してシャッタにより露光光の照射及び遮断の切換をし、被露光体の搬送方向に沿って所定間隔で設定された複数の露光領域の外側が露光されるのを防止するもので、搬送手段1と、マスクステージ2と、光源3と、シャッタ4と、フライアイレンズ5と、コンデンサレンズ6と、オフナー型光学系7と、撮像手段8と、を備えて成る。なお、以下の説明においては、被露光体がカラーレジストを塗布したカラーフィルタ基板9の場合について述べる。   Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a front view showing an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention. In this exposure apparatus, the exposure light is switched between irradiation and blocking by a shutter in synchronization with the conveyance of the object to be exposed, and the outside of a plurality of exposure areas set at predetermined intervals along the conveyance direction of the object to be exposed is exposed. The conveying means 1, the mask stage 2, the light source 3, the shutter 4, the fly-eye lens 5, the condenser lens 6, the Offner optical system 7, the imaging means 8, Comprising. In the following description, the case where the object to be exposed is the color filter substrate 9 coated with a color resist will be described.

上記搬送手段1は、図2に示すように、複数の露光領域10が少なくとも一列に並べて間隔G2で設定されたカラーフィルタ基板9(同図には二列で示す)をステージ11上面に載置して、上記複数の露光領域10の設定方向(図1において矢印A方向)に一定速度(V)で搬送するものである。そして、搬送手段1は、図示省略の位置検出センサー及び速度検出センサーを備え、カラーフィルタ基板9の移動距離及び移動速度が検出可能となっている。なお、図2において、符号10aは第1番目の露光領域を示し、符号10bは第2番目の露光領域を、符号10cは第3番目の露光領域を示す。さらに、符号12aは第1及び第2番目の露光領域10a,10bの間の部分(以下、「第1番目の非露光領域」と記載する)を示し、符号12bは第2及び第3番目の露光領域10b,10cの間の部分(以下、「第2番目の非露光領域」と記載する)を示す。   As shown in FIG. 2, the transport means 1 places a color filter substrate 9 (shown in two rows in the figure) in which a plurality of exposure regions 10 are arranged in at least one row and set at a gap G <b> 2 on the upper surface of the stage 11. Then, it is conveyed at a constant speed (V) in the set direction of the plurality of exposure areas 10 (the direction of arrow A in FIG. 1). The transport unit 1 includes a position detection sensor and a speed detection sensor (not shown) so that the movement distance and movement speed of the color filter substrate 9 can be detected. In FIG. 2, reference numeral 10a indicates a first exposure area, reference numeral 10b indicates a second exposure area, and reference numeral 10c indicates a third exposure area. Further, reference numeral 12a indicates a portion between the first and second exposure areas 10a and 10b (hereinafter referred to as “first non-exposure area”), and reference numeral 12b indicates the second and third exposure areas 10a and 10b. A portion between the exposure regions 10b and 10c (hereinafter referred to as “second non-exposure region”) is shown.

上記搬送手段1の上方には、マスクステージ2が配設されている。このマスクステージ2は、カラーフィルタ基板9に対して所定のギャップ、例えば約100μmのギャップを介して近接対向させてフォトマスク13を保持するものであり、図示省略の制御手段によって制御されて、搬送手段1のステージ11の上面に平行な面内にてカラーフィルタ基板9の矢印Aで示す搬送方向と直交する方向に変位可能とされ、フォトマスク13とカラーフィルタ基板9との位置合わせができるようになっている。   A mask stage 2 is disposed above the conveying means 1. The mask stage 2 holds the photomask 13 in close proximity to the color filter substrate 9 through a predetermined gap, for example, a gap of about 100 μm, and is controlled by control means (not shown) to carry the mask. In the plane parallel to the upper surface of the stage 11 of the means 1, the color filter substrate 9 can be displaced in the direction orthogonal to the conveying direction indicated by the arrow A, so that the photomask 13 and the color filter substrate 9 can be aligned. It has become.

ここで、上記フォトマスク13は、露光光の照射によりそこに形成されたマスクパターン14をカラーフィルタ基板9上のカラーレジストに転写させるものであり、図3に示すように、透明基材15と、遮光膜16と、マスクパターン14と、覗き窓17と、マスク側アライメントマーク18とから成っている。   Here, the photomask 13 is for transferring a mask pattern 14 formed thereon by irradiation of exposure light to a color resist on the color filter substrate 9, and as shown in FIG. , A light shielding film 16, a mask pattern 14, a viewing window 17, and a mask side alignment mark 18.

上記透明基材15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成る。
図1に示すように、上記透明基材15の一方の面には、遮光膜16が形成されている。この遮光膜16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 transparent substrate 15 is a transparent glass substrate that transmits ultraviolet light and visible light with high efficiency, and is made of, for example, quartz glass.
As shown in FIG. 1, a light shielding film 16 is formed on one surface of the transparent substrate 15. The light shielding film 16 shields exposure light and is formed of an opaque thin film of, for example, chromium (Cr).

上記遮光膜16には、図3に示すように、一方向に並べて複数のマスクパターン14が形成されている。この複数のマスクパターン14は、露光光を通過させる所定形状の開口であり、対向して搬送されるカラーフィルタ基板9に露光光を照射可能とし、図4に示すカラーフィルタ基板9上に形成されたブラックマトリクス19のピクセル20上に転写されるものである。そして、例えば、上記ピクセル20の幅と略一致した幅を有し、上記並び方向と直交する方向に長い長さDの矩形状とされ、上記ピクセル20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3において、例えば中央部に位置するマスクパターン14aの下側縁部が基準位置R1として予め設定されている。   As shown in FIG. 3, a plurality of mask patterns 14 are formed on the light shielding film 16 in one direction. The plurality of mask patterns 14 are openings having a predetermined shape that allow the exposure light to pass therethrough. The mask patterns 14 are formed on the color filter substrate 9 shown in FIG. The image is transferred onto the pixels 20 of the black matrix 19. For example, the pixel 20 has a width substantially equal to the width of the pixels 20 and has a rectangular shape with a long length D in a direction orthogonal to the arrangement direction, and is formed at intervals equal to the three pitch intervals of the pixels 20. ing. In FIG. 3, for example, the lower edge of the mask pattern 14a located in the center is preset as the reference position R1.

上記遮光膜16には、図3に示すように、上記複数のマスクパターン14に近接してその並び方向の側方に覗き窓17が形成されている。この覗き窓17は、対向して搬送される図4に示すカラーフィルタ基板9に形成された基板側アライメントマーク21及びブラックマトリクス19のピクセル20を観察するためのものであり、後述する撮像手段8で上記基板側アライメントマーク21の位置及びブラックマトリクス19の例えば図4において中央部に位置するピクセル20aの下側縁部に予め設定された基準位置R2を検出可能となっている。そして、図3に示すように、上記複数のマスクパターン14の並び方向に平行して中央側から一方の端部13aに向かって延びて矩形状に形成されている。   As shown in FIG. 3, a viewing window 17 is formed in the light shielding film 16 in the vicinity of the plurality of mask patterns 14 on the side in the arrangement direction. The viewing window 17 is for observing the substrate-side alignment mark 21 and the pixel 20 of the black matrix 19 formed on the color filter substrate 9 shown in FIG. Thus, the position of the substrate side alignment mark 21 and the reference position R2 set in advance on the lower edge of the pixel 20a located at the center of the black matrix 19 in FIG. 4, for example, can be detected. And as shown in FIG. 3, it is formed in a rectangular shape extending from the center side toward one end 13a in parallel with the arrangement direction of the plurality of mask patterns 14.

上記遮光膜16には、図3に示すように、上記覗き窓17の一端部側方に中央側から他方の端部13bに向かって並べて複数のマスク側アライメントマーク18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18は、上記マスクパターン14に予め設定された基準位置R1と上記カラーフィルタ基板9のピクセル20に予め設定された基準位置R2との位置合わせをするためのものであり、上記マスクパターン14に対応して形成されている。さらに、その形成位置は、図3においてマスク側アライメントマーク18の下側縁部が対応するマスクパターン14の下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16の中央部側に形成されたマスク側アライメントマーク18が基準マーク18aとして予め設定されている。これにより、上記基準マーク18aと上記カラーフィルタ基板9の基板側アライメントマーク21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14の基準位置R1とカラーフィルタ基板9の基準位置R2との位置合わせをすることができるようになっている。   As shown in FIG. 3, a plurality of mask-side alignment marks 18 are formed on the light-shielding film 16 so as to be arranged from the center side toward the other end portion 13 b on the side of one end portion of the viewing window 17. The plurality of mask side alignment marks 18 are for aligning a reference position R1 preset on the mask pattern 14 with a reference position R2 preset on the pixel 20 of the color filter substrate 9. , Corresponding to the mask pattern 14. Further, the formation position is such that the lower edge of the mask alignment mark 18 in FIG. 3 coincides with the lower edge of the corresponding mask pattern 14. For example, a mask side alignment mark 18 formed on the central side of the light shielding film 16 is set in advance as a reference mark 18a. As a result, the reference mark 18a and the substrate-side alignment mark 21 of the color filter substrate 9 are positioned so as to have a predetermined positional relationship, whereby the reference position R1 of the mask pattern 14 and the color filter substrate 9 are adjusted. It is possible to perform alignment with the reference position R2.

そして、上記フォトマスク13は、図1に示すように、上記遮光膜16を形成した側を下にしてマスクステージ2に保持される。なお、同図において、幅Wは露光光に照射される領域の最小幅を示している。   As shown in FIG. 1, the photomask 13 is held on the mask stage 2 with the side on which the light shielding film 16 is formed facing down. In the figure, the width W indicates the minimum width of the region irradiated with the exposure light.

上記搬送手段1の上方には、光源3が配設されている。この光源3は、カラーフィルタ基板9に対する露光期間中常時点灯し、マスクステージ2に保持されたフォトマスク13に露光光を照射するものであり、紫外線を含んだ露光光を放射する、例えば超高圧水銀ランプ、キセノンランプ又は紫外線発光レーザである。   A light source 3 is disposed above the conveying means 1. The light source 3 is always lit during the exposure period for the color filter substrate 9 and irradiates the photomask 13 held on the mask stage 2 with exposure light, and emits exposure light including ultraviolet rays. Mercury lamp, xenon lamp or ultraviolet light emitting laser.

上記マスクステージ2と光源3との間には、シャッタ4が配設されている。このシャッタ4は、カラーフィルタ基板9の搬送により複数の露光領域10がフォトマスク13の下側を順次通過するのに同期して露光光の照射及び遮断の切換えをするものであり、図1に矢印Aで示すカラーフィルタ基板9の移動速度Vと同じ速度Vで矢印B方向に移動して、隣接する上記カラーフィルタ基板9の第1及び第2番目の非露光領域12a,12bに露光光が照射されるのを防止できるようになっている。また、矢印B方向に移動して露光光の光路を閉じたシャッタ4は、露光領域10を露光する際には矢印C方向に高速で戻されるようになっている。   A shutter 4 is disposed between the mask stage 2 and the light source 3. The shutter 4 switches between irradiation and blocking of exposure light in synchronism with the sequential passage of the plurality of exposure regions 10 under the photomask 13 by the conveyance of the color filter substrate 9. It moves in the direction of arrow B at the same speed V as the moving speed V of the color filter substrate 9 indicated by arrow A, and exposure light is applied to the first and second non-exposure areas 12a and 12b of the adjacent color filter substrate 9. It can be prevented from being irradiated. The shutter 4 that has moved in the direction of arrow B and closed the optical path of the exposure light is returned at high speed in the direction of arrow C when exposing the exposure region 10.

上記光源3とシャッタ4との間には、フライアイレンズ5が配設されている。このフライアイレンズ5は、フォトマスク13に照射する露光光の輝度分布を均一にするフォトインテグレートと成るものであり、同一平面内に複数のマイクロレンズを並べて構成したものである。   A fly eye lens 5 is disposed between the light source 3 and the shutter 4. The fly-eye lens 5 is a photo-integrate that makes the luminance distribution of the exposure light irradiated to the photomask 13 uniform, and is configured by arranging a plurality of microlenses in the same plane.

上記フライアイレンズ5とシャッタ4との間には、コンデンサレンズ6が配設されている。このコンデンサレンズ6は、フライアイレンズ5の複数のマイクロレンズの像をシャッタ4が露光光を遮断する面(図1において破線で示す)に重ね合わせて結ばせる結像レンズとなるもので、複数のレンズを組み合わせて構成し、上記遮断面における像の大きさがフォトマスク13に対する露光光の照射面積と同じになるように設計されている。 A condenser lens 6 is disposed between the fly-eye lens 5 and the shutter 4. The condenser lens 6, in which the image of the plurality of micro lenses of the fly's eye lens 5 shutter 4 is superimposed on the surface to block the exposure light (shown by a broken line in FIG. 1) becomes binding Base Ruyuizo lens A plurality of lenses are combined to be designed so that the size of the image on the blocking surface is the same as the exposure light irradiation area on the photomask 13.

上記シャッタ4とマスクステージ2との間には、オフナー型光学系7が配設されている。このオフナー型光学系7は、一つの凹面反射ミラー22と、その焦点位置に配設された一つの凸面反射ミラー23とから構成され、物側及び像側でテレセントリックな再結像光学系と成るものである。そして、フォトマスク13における露光光の照射面と、シャッタ4による露光光の遮断面とが同等の関係となっている。したがって、シャッタ4は、フォトマスク13における上記照射面を移動するのと等価となり、シャッタ4のフォトマスク13に対するオフセット量がゼロとなる。これにより、シャッタ4がカラーフィルタ基板9に近接対向して配設されているのと等価となり、カラーフィルタ基板9表面におけるシャッタ4縁部の影がぼやけて不鮮明となるのが抑制される。また、上記照射面と遮断面とは、1対1の関係となるようにされている。これにより、シャッタ4縁部の影の不鮮明領域がカラーフィルタ基板4表面に拡大投影されることがない。   An Offner type optical system 7 is disposed between the shutter 4 and the mask stage 2. The Offner optical system 7 is composed of one concave reflecting mirror 22 and one convex reflecting mirror 23 disposed at the focal position thereof, and becomes a telecentric re-imaging optical system on the object side and the image side. Is. The exposure light irradiation surface of the photomask 13 and the exposure light blocking surface of the shutter 4 have the same relationship. Therefore, the shutter 4 is equivalent to moving the irradiation surface of the photomask 13, and the offset amount of the shutter 4 with respect to the photomask 13 becomes zero. This is equivalent to the shutter 4 being disposed close to and opposed to the color filter substrate 9, and the shadow of the edge of the shutter 4 on the surface of the color filter substrate 9 is suppressed from being blurred and unclear. The irradiation surface and the blocking surface are in a one-to-one relationship. As a result, the shadow unsharp area at the edge of the shutter 4 is not projected on the surface of the color filter substrate 4 in an enlarged manner.

なお、フォトマスク13における露光光の照射面は、一般には、フォトマスク13の複数のマスクパターン14が形成された領域とされるが、フォトマスク13の覗き窓17及びマスク側アライメントマーク18を覆って紫外線を反射又は吸収し可視光を透過するフィルタを形成すれば、フォトマスク13全体を露光光の照射面としてもよい。   The exposure light irradiation surface of the photomask 13 is generally an area where a plurality of mask patterns 14 of the photomask 13 are formed, but covers the viewing window 17 and the mask alignment mark 18 of the photomask 13. If a filter that reflects or absorbs ultraviolet rays and transmits visible light is formed, the entire photomask 13 may be used as an exposure light irradiation surface.

そして、上記光源3、フライアイレンズ5、コンデンサレンズ6、シャッタ4、オフナー型光学系7、及びマスクステージ2を含んで露光光学系24が構成される。なお、図1において、符号25は、平面反射ミラーである。   The exposure optical system 24 includes the light source 3, fly-eye lens 5, condenser lens 6, shutter 4, Offner optical system 7, and mask stage 2. In FIG. 1, reference numeral 25 denotes a plane reflection mirror.

上記搬送手段1の上方には、撮像手段8が配設されている。この撮像手段8は、カラーフィルタ基板9に形成された基板側アライメントマーク21とフォトマスク13に形成されたマスク側アライメントマーク18とをミラー26を介してそれぞれ同一視野内に捕えて撮像するものであり、光を受光する多数の受光素子を一直線状に並べて備えたラインCCD27と、その前方に配設されてカラーフィルタ基板9に形成された基板側アライメントマーク21及びピクセル20やフォトマスク13に形成されたマスク側アライメントマーク18をそれぞれ上記ラインCCD27上に結像させる撮像レンズ28と、を備えている。なお、この場合、上記フォトマスク13の覗き窓17の長手軸と一致した部分をラインCCD27により撮像できるように撮像手段8とフォトマスク13との位置合わせが事前になされている。   An imaging unit 8 is disposed above the transport unit 1. The image pickup means 8 captures and images the substrate side alignment mark 21 formed on the color filter substrate 9 and the mask side alignment mark 18 formed on the photomask 13 in the same field of view through a mirror 26. And a line CCD 27 having a large number of light receiving elements arranged in a straight line, and formed on the substrate side alignment mark 21 and the pixel 20 and the photomask 13 disposed in front of the line CCD 27 and formed on the color filter substrate 9. And an imaging lens 28 for forming an image of the mask-side alignment mark 18 on the line CCD 27, respectively. In this case, the image pickup means 8 and the photomask 13 are aligned in advance so that the line CCD 27 can pick up the portion of the photomask 13 that coincides with the longitudinal axis of the viewing window 17.

さらに、図1に示すように、上記撮像手段8の光路上にて、上記ラインCCD27と撮像レンズ28との間には、光学距離補正手段29が配設されている。この光学距離補正手段29は、撮像手段8のラインCCD27とカラーフィルタ基板9との間の光学距離及び撮像手段8のラインCCD27とフォトマスク13との間の光学距離を略合致させるものであり、空気の屈折率よりも大きい所定の屈折率を有する透明な部材からなり、例えばガラスプレートである。具体的に、この光学距離補正手段29は、フォトマスク13に形成された覗き窓17を介して撮像手段8のラインCCD27とカラーフィルタ基板9とを結ぶ光路上に配設されている。これにより、撮像手段8の光軸方向にずれて位置するカラーフィルタ基板9の基板側アライメントマーク21等と、フォトマスク13のマスク側アライメントマーク18とを上記ラインCCD27上に同時に結像させることができる。なお、図1において図示省略されているが、上記撮像手段8による撮像位置を照明可能に照明手段が設けられている。 Further, as shown in FIG. 1, an optical distance correction unit 29 is disposed between the line CCD 27 and the imaging lens 28 on the optical path of the imaging unit 8. The optical distance correction means 29 is for substantially matching the optical distance between the line CCD 27 of the image pickup means 8 and the color filter substrate 9 and the optical distance between the line CCD 27 of the image pickup means 8 and the photomask 13. It consists of a transparent member having a predetermined refractive index larger than the refractive index of air, for example, a glass plate. Specifically, the optical distance correction means 29 is disposed on the optical path connecting the line CCD 27 of the image pickup means 8 and the color filter substrate 9 through the viewing window 17 formed on the photomask 13. Accordingly, you are simultaneously imaged and the substrate side alignment mark 21 or the like of the color filter substrate 9 located shifted in the optical axis direction of the imaging unit 8, and a mask-side alignment marks 1 8 photomask 13 on the line CCD27 Can do. Although not shown in FIG. 1, an illuminating unit is provided so as to illuminate the imaging position of the imaging unit 8.

次に、このように構成された露光装置の動作について説明する。
ここで、使用されるカラーフィルタ基板9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10内に多数のピクセル20がマトリクス状に形成されたものである。さらに、その一端部9a側の略中央部に、上記フォトマスク13に予め設定された基準位置R1と上記カラーフィルタ基板9に予め設定された基準位置R2との位置ずれを補正してアライメントをとるために細長状の基板側アライメントマーク21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21の側方には、中央側から一方の側端部9bに向かって並べて複数のアライメント確認マーク30がピクセル20に対応させてピクセル20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21及びアライメント確認マーク30は、図4においてそれぞれ各マークの下側縁部と対応するピクセル20の下側縁部とが一致するように形成されている。
Next, the operation of the exposure apparatus configured as described above will be described.
Here, as shown in FIG. 4, the color filter substrate 9 used has an opaque film made of Cr or the like formed on one surface of a transparent glass substrate. As shown in FIG. 20 is formed in a matrix. Further, alignment is performed by correcting a positional deviation between a reference position R1 preset on the photomask 13 and a reference position R2 preset on the color filter substrate 9 at a substantially central portion on the one end 9a side. Therefore, one elongated substrate-side alignment mark 21 is formed. Further, on the side of the substrate-side alignment mark 21, a plurality of alignment confirmation marks 30 are arranged from the center side toward one side end portion 9 b so as to correspond to the pixels 20 and coincide with the three pitch intervals of the array of the pixels 20. Formed at intervals. The substrate-side alignment mark 21 and the alignment confirmation mark 30 are formed so that the lower edge of each mark coincides with the lower edge of the corresponding pixel 20 in FIG.

このように形成されたカラーフィルタ基板9は、上面に所定のカラーレジストが塗布され、上記基板側アライメントマーク21を形成した端部9a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搬送手段1のステージ11上に載置され、一定の速度Vで矢印A方向に搬送される。   The color filter substrate 9 thus formed is coated with a predetermined color resist on the upper surface, and the end 9a side where the substrate-side alignment mark 21 is formed is positioned on the leading side in the transport direction indicated by arrow A in FIG. Then, it is placed on the stage 11 of the transport means 1 and transported in the direction of arrow A at a constant speed V.

一方、フォトマスク13は、図3に示すように、覗き窓17が形成された端部13c側を矢印Aで示す搬送方向の手前側に位置させ、図1に示すように遮光膜16を形成した面を下にしてマスクステージ2に保持される。そして、搬送されるカラーフィルタ基板9の上面に近接して対向するようにされる。   On the other hand, as shown in FIG. 3, the photomask 13 has the end portion 13c side on which the observation window 17 is formed positioned on the front side in the transport direction indicated by the arrow A, and forms a light shielding film 16 as shown in FIG. It is held on the mask stage 2 with the finished surface down. And it is made to oppose and adjoin to the upper surface of the color filter board | substrate 9 conveyed.

このような状態で、フォトマスク13に形成された覗き窓17を通してカラーフィルタ基板9上の基板側アライメントマーク21、アライメント確認マーク30及びピクセル20が撮像手段8によって撮像される。この場合、フォトマスク13に形成された覗き窓17を介して撮像手段8のラインCCD27とカラーフィルタ基板9とを結ぶ光路上に光学距離補正手段29が配設されて、その光学距離が撮像手段8のラインCCD27とフォトマスク13との間の光学距離と略合致するようにされているので、撮像手段8の光軸方向にずれて位置するカラーフィルタ基板9上の基板側アライメントマーク21等とフォトマスク13のマスク側アライメントマーク18とが同時に撮像手段8のラインCCD27上に結像する。したがって、撮像手段8で同時に撮像された基板側アライメントマーク21等の画像とマスク側アライメントマーク18の画像とが図示省略の画像処理部で同時に処理されることになる。 In such a state, the substrate side alignment mark 21, the alignment confirmation mark 30, and the pixel 20 on the color filter substrate 9 are imaged by the imaging unit 8 through the viewing window 17 formed in the photomask 13. In this case, an optical distance correction unit 29 is disposed on the optical path connecting the line CCD 27 of the imaging unit 8 and the color filter substrate 9 through the viewing window 17 formed in the photomask 13, and the optical distance is determined by the imaging unit. Since the optical distance between the eight line CCDs 27 and the photomask 13 is substantially matched, the substrate-side alignment mark 21 on the color filter substrate 9 and the like that are shifted in the optical axis direction of the image pickup means 8 and mask side alignment marks 1 8 photomask 13 is imaged on the line CCD27 the imaging means 8 at the same time. Therefore, the image of the substrate side alignment mark 21 and the like and the image of the mask side alignment mark 18 that are simultaneously imaged by the imaging unit 8 are simultaneously processed by an image processing unit (not shown).

ここで、先ず、撮像手段8によって、図5に示されるようにフォトマスク13の覗き窓17を通して観察されるカラーフィルタ基板9の基板側アライメントマーク21とフォトマスク13のマスク側アライメントマーク18とが同時に撮像される。このとき、上記画像処理部において、基板側アライメントマーク21を検出したラインCCD27上の検出位置と、上記フォトマスク13の基準マーク18aを検出したラインCCD27上の検出位置とが読み取られ、図示省略の演算部でその距離Lが演算される。そして、予め設定して図示省略のメモリに記憶された所定値Lと比較される。 Here, first, the substrate-side alignment mark 21 of the color filter substrate 9 and the mask-side alignment mark 18 of the photomask 13 observed by the imaging unit 8 through the viewing window 17 of the photomask 13 as shown in FIG. Images are taken simultaneously. At this time, the image processing unit reads the detection position on the line CCD 27 where the substrate-side alignment mark 21 is detected and the detection position on the line CCD 27 where the reference mark 18a of the photomask 13 is detected. The calculation unit calculates the distance L. Then, it is compared with a predetermined value L 0 set in advance and stored in a memory not shown.

そして、図5に示すように、基板側アライメントマーク21と基準マーク18aとの距離LがL又はL±α(αは許容値)となるように、フォトマスク13と一体的にマスクステージ2が矢印X,Y方向に移動される。これにより、フォトマスク13の基準位置R1とカラーフィルタ基板9の基準位置R2とが所定の許容範囲内で合致することとなる。 Then, as shown in FIG. 5, the mask stage is integrated with the photomask 13 so that the distance L between the substrate side alignment mark 21 and the reference mark 18a is L 0 or L 0 ± α (α is an allowable value). 2 is moved in the directions of arrows X and Y. As a result, the reference position R1 of the photomask 13 and the reference position R2 of the color filter substrate 9 match within a predetermined allowable range.

次に、フォトマスク13の覗き窓17を通してカラーフィルタ基板9のアライメント確認マーク30が撮像手段8によって撮像される。そして、各アライメント確認マーク30を検出したラインCCD27上の検出位置、及びフォトマスク13の各マスク側アライメントマーク18を検出したラインCCD27上の検出位置が読み取られ、図示省略の演算部で各検出位置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9の基板側アライメントマーク21を検出したラインCCD27上の検出位置と比較され、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される。そして、図7に示すように、基板側アライメントマーク21の検出後、基板が(g1+g2+D)だけ移動すると、シャッタ4が矢印C方向に高速移動して露光光の光路が開かれ、露光光がフォトマスク13に照射される。これにより、フォトマスク13のマスクパターン14の像がカラーフィルタ基板9のピクセル20上に転写される。なお、上記平均値と上記基板側アライメントマーク21の検出位置とが不一致の場合には、例えばカラーフィルタ基板9が別種類のもの、又はブラックマトリクス19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, the alignment confirmation mark 30 on the color filter substrate 9 is imaged by the imaging means 8 through the viewing window 17 of the photomask 13. Then, the detection position on the line CCD 27 where each alignment confirmation mark 30 is detected and the detection position on the line CCD 27 where each mask side alignment mark 18 of the photomask 13 is detected are read, and each detection position is not shown in the figure. The average value of is calculated. The average value is compared with the detection position on the line CCD 27 where the substrate-side alignment mark 21 of the color filter substrate 9 is detected immediately after alignment adjustment. If both coincide with each other within a predetermined allowable range, the alignment is reliable. It is judged that this was done. Then, as shown in FIG. 7, after the substrate side alignment mark 21 is detected, when the substrate moves by (g1 + g2 + D), the shutter 4 moves at high speed in the direction of arrow C to open the optical path of the exposure light, and the exposure light is photon-exposed. The mask 13 is irradiated. As a result, the image of the mask pattern 14 of the photomask 13 is transferred onto the pixels 20 of the color filter substrate 9. If the average value and the detection position of the substrate-side alignment mark 21 do not match, it is determined that the color filter substrate 9 is, for example, a different type or a defective formation of the black matrix 19, and in this case Stop exposure and alert.

その後は、撮像手段8で撮像されたカラーフィルタ基板9のピクセル20の画像データに基づいてピクセル20に設定された基準位置R2が検出される。そして、上記基準位置R2を検出したラインCCD27上の検出位置と、フォトマスク13の基準マーク18aを検出したラインCCD27上の検出位置とが比較され、両者の距離LがL又はL±αとなるようにマスクステージ2と一体的にフォトマスク13が矢印X,Y方向に微動される。また、必要に応じてフォトマスク13は、マスクステージ2と一体的にその中心を中心軸として回転調整される。これにより、カラーフィルタ基板9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13はそれに追従して動く。こうして、搬送されるカラーフィルタ基板9に対してフォトマスク13のマスクパターン14が転写され、カラーフィルタ基板9の所定のピクセル20上にストライプ状の露光パターン列31(図9参照)が精度よく形成されることとなる。 Thereafter, the reference position R2 set for the pixel 20 is detected based on the image data of the pixel 20 of the color filter substrate 9 imaged by the imaging means 8. Then, the detection position on the line CCD 27 where the reference position R2 is detected is compared with the detection position on the line CCD 27 where the reference mark 18a of the photomask 13 is detected, and the distance L between them is L 0 or L 0 ± α. The photomask 13 is finely moved in the directions of arrows X and Y integrally with the mask stage 2 so that If necessary, the photomask 13 is rotated and adjusted integrally with the mask stage 2 around the center thereof. As a result, even if the color filter substrate 9 is transported while swinging in a direction orthogonal to the transport direction indicated by the arrow A, the photomask 13 moves following it. In this way, the mask pattern 14 of the photomask 13 is transferred to the color filter substrate 9 being conveyed, and a striped exposure pattern row 31 (see FIG. 9) is accurately formed on the predetermined pixels 20 of the color filter substrate 9. Will be.

次に、本発明の露光装置を用いて行なう露光手順を図6のフローチャートを参照して説明する。
先ず、ステップS1においては、図示省略の起動スイッチの投入により搬送手段1が起動して、ステージ11の上面に載置されたカラーフィルタ基板9を所定の速度Vで図1に示す矢印A方向に搬送を開始する。同時に、図7(b)に示すように、光源3が点灯される。このとき、同図(d)に示すように、シャッタ4は、光路を遮断した状態で停止しており、露光光がカラーフィルタ基板9に照射しないようになっている。
Next, an exposure procedure performed using the exposure apparatus of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
First, in step S1, the transfer means 1 is activated by turning on a start switch (not shown), and the color filter substrate 9 placed on the upper surface of the stage 11 is moved at a predetermined speed V in the direction of arrow A shown in FIG. Start conveyance. At the same time, as shown in FIG. 7B, the light source 3 is turned on. At this time, as shown in FIG. 4D, the shutter 4 is stopped in a state where the optical path is blocked, and the exposure light is not irradiated onto the color filter substrate 9.

そして、カラーフィルタ基板9が移動して、図5に示すように、基板側アライメントマーク21の先端部がフォトマスク13の覗き窓17の下側にて長手軸に一致した位置に達すると、ステップS2において、撮像手段8によって基板側アライメントマーク21が検出される(図7(a)参照)。   Then, when the color filter substrate 9 moves and the tip of the substrate-side alignment mark 21 reaches the position coincident with the longitudinal axis below the viewing window 17 of the photomask 13 as shown in FIG. In S2, the substrate-side alignment mark 21 is detected by the imaging means 8 (see FIG. 7A).

次に、ステップS3においては、搬送手段1に備えた位置検出センサーによりステージ11の位置が読取られ、基板側アライメントマーク21を検出した時点からのカラーフィルタ基板9の移動距離が計測される。ここで、図3に示すように、フォトマスク13の覗き窓17の長手軸とマスクパターン14の覗き窓17側の縁部との間隔をg1とし、図4に示すように基板側アライメントマーク21の先端部とそれに隣接するピクセル20のカラーフィルタ基板9の一端部9a側の縁部との間隔をg2とすると、基板の移動距離がメモリに予め記憶された設定値(g1+g2+D)と逐次比較され、図7(e)に示すように両者が一致するとステップS4に進む。このとき、図5において、フォトマスクの13のマスクパターン14の矢印A方向前側端部14bと、カラーフィルタ基板9の第1番目の露光領域10aの矢印A方向先頭側のピクセル20にて同方向前側端部20b(本実施形態においては、第1番目の露光領域10aの矢印A方向前側端部E1とが一致することになる。この場合、フォトマスク13がカラーフィルタ基板9に近接対向して配設されているため、カラーフィルタ基板9表面における上記マスクパターン14の矢印A方向前側縁部14bの影の不鮮明領域は小さく、第1番目の露光領域10aに露光される露光パターンの矢印A方向前側縁部の分解能は高くなる。したがって、露光精度が向上する。   Next, in step S <b> 3, the position of the stage 11 is read by the position detection sensor provided in the transport unit 1, and the moving distance of the color filter substrate 9 from the time when the substrate side alignment mark 21 is detected is measured. Here, as shown in FIG. 3, the distance between the longitudinal axis of the viewing window 17 of the photomask 13 and the edge of the mask pattern 14 on the viewing window 17 side is g1, and the substrate-side alignment mark 21 as shown in FIG. When the distance between the edge of the pixel 20 and the edge of the color filter substrate 9 adjacent to the one end portion 9a of the color filter substrate 9 is g2, the movement distance of the substrate is sequentially compared with a preset value (g1 + g2 + D) stored in the memory. As shown in FIG. 7E, when the two match, the process proceeds to step S4. At this time, in FIG. 5, the front end portion 14 b of the photomask 13 of the mask pattern 14 in the direction of arrow A and the pixel 20 on the leading side of the first exposure area 10 a of the color filter substrate 9 in the direction of arrow A are the same direction. The front end 20b (in this embodiment, the front end E1 of the first exposure region 10a in the direction of arrow A coincides. In this case, the photomask 13 is close to and faces the color filter substrate 9. Therefore, the shadow area of the front edge 14b of the mask pattern 14 in the direction of arrow A on the surface of the color filter substrate 9 is small, and the direction of arrow A of the exposure pattern exposed in the first exposure area 10a is small. The resolution of the front edge is increased, so that the exposure accuracy is improved.

ステップS4においては、図7(d)に示すように、シャッタ4が図1に示す矢印C方向に高速で移動され、露光光の光路が開放される。これにより、同図(c)に示すように、カラーフィルタ基板9の第1番目の露光領域10aに対する露光が開始される。   In step S4, as shown in FIG. 7D, the shutter 4 is moved at a high speed in the direction of arrow C shown in FIG. 1, and the optical path of the exposure light is opened. As a result, as shown in FIG. 6C, exposure of the first exposure region 10a of the color filter substrate 9 is started.

ステップS5においては、搬送手段1の位置検出センサーによりステージ11の位置が読取られ、露光開始時点からのカラーフィルタ基板9の移動距離が計測される。そして、メモリに予め記憶された設定値(G1−D)と逐次比較され、両者が一致するとステップS6に進む。このとき、図8(a)に示すように、シャッタ4の矢印A方向前側縁部4aと、カラーフィルタ基板9の第1番目の非露光領域12aの矢印A方向前側端部(又は、第1番目の露光領域10aの矢印A方向後ろ側端部)E2と、フォトマスク13のマスクパターン14の矢印A方向後ろ側端部14cとが一致することになる。この場合、シャッタ4が露光光を遮断する面とフォトマスク13の露光光の照射面とは同等の関係を成しているため、カラーフィルタ基板9表面におけるシャッタ4の縁部4aの影と、マスクパターン14の上記縁部14cの影とは同じ状態となり、両影の不鮮明領域は小さくなる。したがって、第1番目の露光領域10aに露光された露光パターンの矢印A方向後ろ側縁部の分解能は高くなり、露光精度が向上する。   In step S5, the position of the stage 11 is read by the position detection sensor of the transport means 1, and the moving distance of the color filter substrate 9 from the exposure start time is measured. Then, it is sequentially compared with the set value (G1-D) stored in advance in the memory, and if both match, the process proceeds to step S6. At this time, as shown in FIG. 8A, the front edge 4a in the arrow A direction of the shutter 4 and the front end in the arrow A direction (or the first end of the first non-exposure region 12a of the color filter substrate 9). The rear end portion E2 in the arrow A direction of the second exposure area 10a and the rear end portion 14c in the arrow A direction of the mask pattern 14 of the photomask 13 coincide with each other. In this case, since the surface on which the shutter 4 blocks the exposure light and the exposure light irradiation surface of the photomask 13 have an equivalent relationship, the shadow of the edge 4a of the shutter 4 on the surface of the color filter substrate 9; The shadow of the edge portion 14c of the mask pattern 14 is in the same state, and the blurred area of both shadows is reduced. Therefore, the resolution of the rear edge of the exposure pattern exposed in the first exposure area 10a in the direction of arrow A is increased, and the exposure accuracy is improved.

ステップS6においては、図7(d)及び図8(a)に示すように、シャッタ4がカラーフィルタ基板9の移動に同期して速度Vで矢印B方向に移動を開始する。そして、ステップS7において、図8(b)に示すように、シャッタ4により露光光の光路が完全に遮断されると、図7(d)に示すように、シャッタ4は移動を停止する。これにより、カラーフィルタ基板9の第1番目の露光領域10aに対する露光が終了する。同時に露光回数の“1”がカウントされる。   In step S6, as shown in FIGS. 7D and 8A, the shutter 4 starts moving in the arrow B direction at a speed V in synchronization with the movement of the color filter substrate 9. In step S7, when the exposure light path is completely blocked by the shutter 4 as shown in FIG. 8B, the shutter 4 stops moving as shown in FIG. 7D. Thereby, the exposure with respect to the 1st exposure area | region 10a of the color filter board | substrate 9 is complete | finished. At the same time, the number of exposures “1” is counted.

ステップS8においては、最後尾の露光領域10、例えば図2おける第3番目の露光領域10cに対する露光が終了したか否かが、露光回数のカウント数をメモリに予め記憶された設定値(例えば“3”)と比較して図示省略の制御部において判定される。ここで、例えば、まだ第1番目の露光領域10aに対する露光が終了しただけである場合には、“NO”判定となってステップS9に進む。   In step S8, whether or not the exposure to the last exposure area 10, for example, the third exposure area 10c in FIG. 2, has been completed is determined by setting the number of exposures to a preset value (for example, “ In comparison with 3 ″), the determination is made by a control unit (not shown). Here, for example, when the exposure for the first exposure area 10a has only been completed, the determination is “NO” and the process proceeds to step S9.

ステップS9においては、搬送手段1の位置検出センサーによりステージ11の位置が読み取られ、第1番目の露光領域10aに対する露光終了時点からのカラーフィルタ基板9の移動距離が計測される。そして、メモリに記憶された設定値(G2+D)と逐次比較され、カラーフィルタ基板9が(G2+D)だけ移動して両値が一致すると、図2に示す第1番目の非露光領域12aに対する遮光が終了し(図7(c)、(e)参照)する。このとき、図8(c)に示すように、カラーフィルタ基板9の第1番目の非露光領域12aにて矢印A方向の後ろ側端部(又は、第2番目の露光領域10bにて矢印A方向の前側端部)E3と、フォトマスク13のマスクパターン14にて矢印A方向の前側端部14bとが一致することになる。そして、次の露光領域10(例えば、第2番目の露光領域10b)に対する露光を開始すべくステップS10に進む。   In step S9, the position of the stage 11 is read by the position detection sensor of the transport means 1, and the moving distance of the color filter substrate 9 from the end of exposure to the first exposure region 10a is measured. Then, it is sequentially compared with the set value (G2 + D) stored in the memory, and when the color filter substrate 9 moves by (G2 + D) and the two values match, the light shielding for the first non-exposure area 12a shown in FIG. The process ends (see FIGS. 7C and 7E). At this time, as shown in FIG. 8C, the rear end portion in the direction of arrow A in the first non-exposure region 12a of the color filter substrate 9 (or the arrow A in the second exposure region 10b). The front end portion E3 in the direction coincides with the front end portion 14b in the arrow A direction in the mask pattern 14 of the photomask 13. And it progresses to step S10 in order to start the exposure with respect to the following exposure area | region 10 (for example, 2nd exposure area | region 10b).

ステップS10においては、図7(d)及び図8(c)に示すように、シャッタ4が矢印C方向に高速で戻される。これにより、露光光の光路が開かれ次の露光領域10(例えば、第2番目の露光領域10b)に対する露光が開始される。そして、ステップS5に戻る。   In step S10, as shown in FIGS. 7D and 8C, the shutter 4 is returned in the direction of arrow C at a high speed. As a result, the optical path of the exposure light is opened, and exposure to the next exposure area 10 (for example, the second exposure area 10b) is started. Then, the process returns to step S5.

以降、ステップS5〜S10が繰返し実行され、露光回数のカウント値と設定値が一致して最後尾の露光領域10(例えば、第3の露光領域10c)に対する露光が終了すると、ステップS8は、“YES”判定となってステップS11に進む。   Thereafter, steps S5 to S10 are repeatedly executed. When the count value of the number of exposures coincides with the set value and the exposure for the last exposure region 10 (for example, the third exposure region 10c) is completed, step S8 is “ The determination is “YES” and the process proceeds to step S11.

ステップS11においては、図7(b)に示すように、光源3が消灯される。これにより、カラーフィルタ基板9の搬送方向に設定された一列分の露光領域10の露光が終了することとなる。   In step S11, as shown in FIG. 7B, the light source 3 is turned off. Thereby, the exposure of the exposure region 10 for one row set in the conveyance direction of the color filter substrate 9 is completed.

なお、ステージ11の上面に平行な面内にて、搬送方向(矢印A方向)に直交する方向に露光光学系24を例えば2台並べて配設すれば、第1〜3番目の露光領域10a〜10cの隣の露光領域10に対しても同時に露光が行なわれ、図9に示すように全ての露光領域10に対して露光パターン列31を形成することができる。   If, for example, two exposure optical systems 24 are arranged in a direction perpendicular to the transport direction (arrow A direction) in a plane parallel to the upper surface of the stage 11, the first to third exposure regions 10a to 10a. The exposure area 10 adjacent to 10c is also exposed at the same time, and the exposure pattern row 31 can be formed for all the exposure areas 10 as shown in FIG.

上記実施形態においては、フォトインテグレータとしてフライアイレンズ5を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限られず、フォトインテグレータは、ライトパイプやカライドスコープ等であってもよい。   In the above embodiment, the case where the fly-eye lens 5 is applied as a photo integrator has been described. However, the present invention is not limited to this, and the photo integrator may be a light pipe or a kaleidoscope.

また、上記実施形態においては、再結像光学系がオフナー型光学系7である場合について説明したが、本発明はこれに限られず、物側及び像側でテレセントリックな再結像光学系であれば、シュバルツシルド型光学系、ダイソン型光学系等であってもよい。   In the above embodiment, the case where the re-imaging optical system is the Offner type optical system 7 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the re-imaging optical system may be a telecentric re-imaging optical system on the object side and the image side. For example, a Schwarzschild type optical system, a Dyson type optical system, or the like may be used.

さらに、以上の説明においては、カラーフィルタ基板9の非露光領域12がフォトマスク13の下側を通過するのに同期してシャッタ4が移動して露光光の光路を遮断し、露光開始時に高速で戻って光路が開かれる場合について述べたが、本発明はこれに限られず、シャッタ4の移動方向に沿ってカラーフィルタ基板9の複数の露光領域10と同数のスリットを形成し、カラーフィルタ基板9の複数の非露光領域12がフォトマスク13の下側を順次通過するのに同期してシャッタ4を矢印Bの一方向に移動させ、露光光の遮断及び照射の切換えをするようにしてもよい。   Further, in the above description, the shutter 4 moves in synchronism with the non-exposed area 12 of the color filter substrate 9 passing under the photomask 13 to block the optical path of the exposure light, and at the start of exposure However, the present invention is not limited to this, and the same number of slits as the plurality of exposure regions 10 of the color filter substrate 9 are formed along the moving direction of the shutter 4 to thereby form the color filter substrate. The shutter 4 is moved in one direction of an arrow B in synchronization with the passage of the plurality of non-exposure areas 12 of 9 through the lower side of the photomask 13 in order to block exposure light and switch irradiation. Good.

そして、以上の説明においては、被露光体がカラーフィルタ基板9である場合について述べたが、これに限られず、複数の露光領域10にストライプ状の露光パターン列を形成する基板であれば配線基板等如何なるものであってもよい。   In the above description, the case where the object to be exposed is the color filter substrate 9 has been described. However, the present invention is not limited to this, and any wiring substrate can be used as long as it forms a stripe-shaped exposure pattern array in the plurality of exposure regions 10. Anything may be used.

本発明による露光装置の実施形態の概略構成を示す正面図である。It is a front view which shows schematic structure of embodiment of the exposure apparatus by this invention. 上記露光装置において使用されるカラーフィルタ基板に設定された複数の露光領域の一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the several exposure area | region set to the color filter board | substrate used in the said exposure apparatus. 上記露光装置において使用されるフォトマスクの一構成例を示す平面図である。It is a top view which shows one structural example of the photomask used in the said exposure apparatus. 上記露光装置において使用されるカラーフィルタ基板の一構成例を示す平面図である。It is a top view which shows the example of 1 structure of the color filter board | substrate used in the said exposure apparatus. 上記フォトマスクとカラーフィルタ基板との位置合わせを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows position alignment with the said photomask and color filter board | substrate. 上記露光装置を用いて行なう露光手順を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the exposure procedure performed using the said exposure apparatus. 上記カラーフィルタ基板の複数の露光領域がフォトマスクの下側を順次通過するのに同期したシャッタの動作を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining operation | movement of the shutter synchronized with the some exposure area | region of the said color filter board | substrate passing sequentially under the photomask. 上記露光装置による露光動作において、カラーフィルタ基板の非露光領域に対する露光防止動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the exposure prevention operation | movement with respect to the non-exposure area | region of a color filter substrate in the exposure operation | movement by the said exposure apparatus. 上記露光装置によりカラーフィルタ基板の複数の露光領域に露光パターン列が形成された状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state in which the exposure pattern row | line was formed in the several exposure area | region of the color filter board | substrate by the said exposure apparatus. 従来技術におけるシャッタ縁部の影がぼやける現象を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the phenomenon in which the shadow of the shutter edge part in a prior art blurs.

符号の説明Explanation of symbols

1…搬送手段
2…マスクステージ
3…光源
4…シャッタ
5…フライアイレンズ(フォトインテグレータ)
6…コンデンサレンズ(結像レンズ)
7…オフナー型光学系(再結像光学系)
9…カラーフィルタ基板(被露光体)
10…露光領域
13…フォトマスク
22…凹面反射ミラー
23…凸面反射ミラー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Conveyance means 2 ... Mask stage 3 ... Light source 4 ... Shutter 5 ... Fly eye lens (photo integrator)
6. Condenser lens (imaging lens)
7 ... Offner type optical system (re-imaging optical system)
9. Color filter substrate (exposed body)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Exposure area | region 13 ... Photomask 22 ... Concave reflection mirror 23 ... Convex reflection mirror

Claims (3)

複数の露光領域が少なくとも一列に並べて設定された被露光体を上面に載置して、前記複数の露光領域の設定方向に前記被露光体を搬送する搬送手段と、
前記被露光体に近接対向させてフォトマスクを保持するマスクステージと、
前記被露光体に対する露光期間中常時点灯し、前記マスクステージに保持されたフォトマスクに露光光を照射する光源と、
前記被露光体の搬送により複数の露光領域が前記フォトマスクの下側を順次通過するのに同期して露光光の照射及び遮断の切換えをするシャッタと、を備えた露光装置であって、
前記光源とシャッタとの間に配設され、前記フォトマスクに照射する露光光の輝度分布を均一にするフォトインテグレータと、
前記シャッタによる露光光の遮断面に前記フォトインテグレータの端面像を結結像レンズと、
前記結像レンズにより前記遮断面に結ばれた前記フォトインテグレータの端面の像を前記フォトマスク上に再結像する物側及び像側でテレセントリックな再結像光学系と、
を備えたことを特徴とする露光装置。
A transport unit configured to place an object to be exposed on which the plurality of exposure areas are arranged in at least one line on the upper surface, and to convey the object to be exposed in a setting direction of the plurality of exposure areas;
A mask stage for holding a photomask in close proximity to the object to be exposed;
A light source that is constantly lit during an exposure period for the object to be exposed and irradiates exposure light onto a photomask held on the mask stage;
An exposure apparatus comprising: a shutter that switches between irradiation and blocking of exposure light in synchronization with a plurality of exposure areas sequentially passing under the photomask by conveying the object to be exposed;
A photo integrator disposed between the light source and the shutter, and uniformizing a luminance distribution of exposure light applied to the photo mask;
And forming department imaging lens an image of the end surface of the photo-integrator blocking surface of the exposure light by the shutter,
A re-imaging optical system telecentric on the object side and the image side for re-imaging the image of the end face of the photo integrator connected to the blocking surface by the imaging lens on the photo mask;
An exposure apparatus comprising:
前記再結像光学系は、少なくとも一つの凹面反射ミラーと、少なくとも一つの凸面反射ミラーとを備えたオフナー型光学系であることを特徴とする請求項1記載の露光装置。   2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the re-imaging optical system is an Offner optical system including at least one concave reflecting mirror and at least one convex reflecting mirror. 前記フォトインテグレータは、同一平面内に複数のマイクロレンズを並べて構成したフライアイレンズであり、
前記結像レンズは、前記フライアイレンズの複数のマイクロレンズの像を前記シャッタによる露光光の遮断面に重ね合わせて結ばせるように配設されたことを特徴とする請求項1又は2記載の露光装置。
The photo integrator is a fly-eye lens configured by arranging a plurality of micro lenses in the same plane,
The imaging lens according to claim 1 or 2, characterized in that the image of the plurality of micro lenses of the fly's eye lens superimposed on the blocking surface of the exposure light by the shutter disposed in the sintered Basel so Exposure equipment.
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