JP6940873B2 - 露光装置および露光方法 - Google Patents

Description

本発明は、露光装置および露光方法に関する。

露光装置は、液晶パネルの配向膜に対して配向処理を行うための光配向処理や、フォトリソグラフィー工程で用いるフォトレジストの露光などの幅広い技術分野で用いられている。近年、液晶パネルや有機EL（Electro-Luminescence）パネルなどのフラットパネルディスプレイ（FPD：Flat Panel Display）は、大型化ならびに高精細化が進んでいる。FPDにおいては、露光に用いるフォトマスクが大型になるほど生産コストが大幅に高くなる。また、大型のフォトマスクでは、撓みや歪みなどの発生確率が高くなるという問題がある。この方策として、例えば、特許文献１に開示される配向処理装置が知られている。この配向処理装置では、一定方向へ一定の速度で搬送される基板に対して、複数の小型のフォトマスクの組を用いている。

上述の配向処理装置では、基板に形成された既存の線状パターンと、フォトマスクに形成した基準パターンと、の位置関係から基板に対するフォトマスクのずれ量を検出している。このずれ量を検出する位置は、その後に露光処理が行われる位置よりも搬送方向における上流側にある。その後、上記のずれ量が検出された位置の基板部分は、基板が下流側へ搬送されることにより、露光処理が行われる位置に向かう。このときに、上記のずれ量に基づいてフォトマスクを幅方向（搬送方向と直角をなす方向）へ補正移動させてフォトマスクが露光予定位置に対してずれることを防止している。このようなフォトマスクの幅方向の位置を補正制御する方法は、所謂、追従制御と称されている。

フォトマスクには、露光を行うための露光用光透過部と、上記の線状パターンと基準パターンを検出するための撮像用光透過部が設けられている。露光用光透過部は搬送方向の下流側に配置され、撮像用光透過部は搬送方向の上流側に配置されている。露光用光透過部と撮像用光透過部とを搬送方向で異なる位置に配置する理由は、撮像部の配置・設計の観点や、ずれ量が検出された基板部分が露光位置に到達する前に、フォトマスクを追従動作させてフォトマスクの位置を修正する時間が必要だからである。これら露光用光透過部と撮像用光透過部との間隔は、１００ｍｍ程度の長さを要する場合がある。

特開２０１１−１６４６３９号公報

上述した従来技術を高精細化が進む液晶パネルなどの製造に適用しようとした場合、以下のような問題が生じる。すなわち、基板を搬送する基板搬送ガイド（基板搬送軸）の機械的な状態に起因して、基板はヨーイングを伴って搬送される。上述のように、基板に対するフォトマスクのずれ量を検出した位置と、実際に露光処理が行われる位置とでは、距離的な隔たりがある。このため、フォトマスクの上記のずれ量が検出された基板部分が、露光処理が行われる位置に到達するまでに、基板がヨーイングすると、実際には、上記の追従制御でのずれ量の補正では露光位置誤差が発生してしまう。

因みに、近年、普及しているフルハイビジョン液晶テレビの画素数は、横(水平画素)１９２０×縦(垂直画素)１０８０で、縦横合計で２０７万３６００あるが、所謂４Kテレビは、横３８４０×縦２１６０で合計８２９万４４００画素、つまり、フルハイビジョンの４倍の画素数となる。さらに、８Ｋテレビの開発も始まっている。このような高精細化が進むと、基板に形成されるソースライン、ゲートライン、ブラックマトリクスなどのラインアンドスペースが狭くなる。搬送する基板にヨーイングの影響があると、基板に対するフォトマスクの僅かのずれ量でも大きな影響を与えることが予想される。この結果、露光処理においては、基板に対するフォトマスクのずれを防止することが更に重要となる。搬送基板のヨーイングの影響は、配向膜の光配向処理の他に、各種材料の露光処理、光アニール処理、レーザ処理などの各種の光照射を基板に行う処理においても同様である。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、基板などのヨーイングの影響によるフォトマスクの合わせずれを防止できる露光装置および露光方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の態様は、マスク面内に基準位置部と露光用光透過部とが離間して形成され、スキャン方向に沿って既存の基準パターンが形成された被露光基板に対して、前記スキャン方向に沿って相対的に移動するフォトマスクと、前記フォトマスクと一体的に配置され、前記基準パターンと前記基準位置部とを撮像する撮像部と、前記被露光基板における部分露光予定領域の前記基準パターンと前記基準位置部とが前記撮像部で撮像された基準パターンデータと基準位置部データとを比較して、前記被露光基板の前記スキャン方向と直角をなす幅方向における前記フォトマスクのずれ量を検出して前記フォトマスクの暫定移動量を算出し、前記部分露光予定領域の、前記露光用光透過部で露光を行う位置への移動に伴い、前記暫定移動量に基づいて前記フォトマスクを前記幅方向に移動させる制御を行う制御部と、を備え、前記被露光基板における前記スキャン方向に沿った部分露光予定領域を、連続的または間欠的に露光する露光装置であって、前記制御部は、前記被露光基板と前記フォトマスクとのスキャン方向への相対的な移動に伴って、前記被露光基板または前記フォトマスクのヨーイング状態が変化する装置固有のヨーイング特性をヨーイング特性データとして予め記憶し、前記ヨーイング特性データに基づき前記暫定移動量に補正をかけて前記フォトマスクを前記幅方向に移動させ、前記撮像部で撮像された前記被露光基板の前記幅方向に延びる既存の幅方向パターンにおける前記幅方向の両端部の、前記スキャン方向の位置同士の差を検出し、前記ヨーイング特性の経時変化を検出し、前記幅方向パターンの前記両端部の前記スキャン方向の位置同士の差が許容値より大きいときに前記ヨーイング特性データを更新させることを特徴とする。

上記態様としては、前記被露光基板は、基板搬送ガイドに沿って前記スキャン方向へ搬送され、前記フォトマスクは、前記スキャン方向における定位置に、前記スキャン方向と直角をなす前記幅方向に移動可能に設けられていることが好ましい。

上記態様としては、前記基準パターンおよび前記幅方向パターンは、被露光基板に形成されたブラックマトリクス、ゲートライン、ソースライン、画素電極の列、カラーフィルタの列から選ばれることが好ましい。

本発明の他の態様は、露光方法であって、マスク面内に基準位置部と露光用光透過部とが離間して形成されたフォトマスクを、前記スキャン方向に沿って既存の基準パターンが形成された被露光基板に対して、前記スキャン方向へ相対的に移動させる工程と、前記被露光基板の部分露光予定領域に対応する位置に形成された前記基準パターンと前記基準位置部とを撮像する工程と、撮像された基準パターン位置データと基準位置部データとを比較して、前記スキャン方向と直角をなす幅方向における、前記被露光基板に対する前記フォトマスクのずれ量を検出して前記フォトマスクの暫定移動量を算出する工程と、前記被露光基板と前記フォトマスクとの前記スキャン方向への相対的な移動に伴って前記部分露光予定領域が前記露光用光透過部に対応する位置に到達して露光を行う前に、前記被露光基板または前記フォトマスクの相対動作により発生する前記被露光基板または前記フォトマスクのヨーイング状態が変化する予め設定された装置固有のヨーイング特性データに基づき、前記フォトマスクの暫定移動量に補正をかけて補正移動量を算出し、当該補正移動量に基づいて前記フォトマスクを前記幅方向に沿って移動させる工程と、前記露光用光透過部を通して前記部分露光予定領域内へ露光を行う工程と、を備え、前記撮像部で撮像された前記被露光基板の前記幅方向に延びる既存の幅方向パターンの両端部の前記スキャン方向の位置の差を検出することにより、ヨーイング特性の経時変化を検出し、前記幅方向パターンの両端部の前記スキャン方向の位置の差が許容値より大きいときに前記ヨーイング特性データを更新させることを特徴とする。

上記態様としては、前記被露光基板は、基板搬送ガイドに沿ってスキャン方向へ搬送され、前記フォトマスクは、前記スキャン方向における定位置に前記スキャン方向と直角をなす前記幅方向に移動可能に設けられていることが好ましい。

上記態様としては、前記基準パターンおよび前記幅方向パターンは、前記被露光基板に形成されたブラックマトリクス、ゲートライン、ソースライン、画素電極の列、カラーフィルタの列から選ばれることが好ましい。

本発明に係る露光装置および露光方法によれば、被露光基板やフォトマスクなどのヨーイングの影響による、被露光基板とフォトマスクとの合わせずれを防止できる。

図１は、本発明の実施の形態に係る露光装置の部分斜視図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る露光装置の構成図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る露光装置にカラーフィルタ基板を載せた状態を示す平面図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る露光装置におけるフォトマスクと撮像部との対応関係を示す説明図である。 図５は、本発明の実施の形態に係る露光装置における撮像部を構成する撮像素子の二重焦点構造を示す説明図である。 図６は、本発明の実施の形態に係る露光装置にカラーフィルタ基板を載せて露光部近傍まで走行させた状態を示す平面図である。 図７は、本発明の実施の形態に係る露光装置において、カラーフィルタ基板の基準パターンと基準位置部を撮像する撮像用光透過部と、露光用光透過部との関係を示す平面説明図である。 図８は、本発明の実施の形態に係る露光装置において、ヨーイング特性データに基づく補正をマスク移動量に加えた制御を行ったときの露光用光透過部１７の位置を示す平面説明図である。 図９は、本発明の実施の形態に係る露光装置を用いてカラーフィルタ基板へ光配向処理を行った結果を示す平面説明図である。 図１０は、ヨーイング特性データに基づくマスク移動量の補正を行わない比較例の結果を示す平面説明図である。 図１１は、本発明の実施の形態に係る露光方法を示すフローチャートである。 図１２は、本発明の実施の形態に係る露光方法において、カラーフィルタ基板を基板ステージに搭載したときにアライメント位置のずれがない場合に、カラーフィルタ基板を走行させて、幅方向に伸びるように形成されたブラックマトリクスの両方の端部の位置からヨーイングの回転角度を測定する例を示す説明図である。 図１３は、図１２に示した例において、露光装置における撮像用光透過部での撮像位置の基板回転角度と、露光用光透過部を通過する基板の位置と、の計測結果を示す図である。 図１４は、本発明の実施の形態に係る露光方法において、カラーフィルタ基板を基板ステージに搭載したときにアライメント位置のずれがある状態で、カラーフィルタ基板を走行させた場合において、幅方向に伸びるように形成されたブラックマトリクスの両方の端部の位置からヨーイングの回転角度を測定する例を示す説明図である。 図１５は、図１４に示した例において、露光装置における撮像用光透過部での撮像位置の基板回転角度と、露光用光透過部を通過する基板の位置と、の計測結果を示す図である。

本発明は、液晶パネルの配向膜の露光処理、光アニール処理、レーザ処理、および各種材料の露光処理などの光照射を行う装置および方法に適用できる。以下に、本発明を、液晶パネルのカラーフィルタアレイや対向電極が形成されたカラーフィルタ基板（対向基板）に対して光配向処理を行う露光装置および露光方法に適用した実施の形態を図面に基づいて説明する。

但し、図面は模式的なものであり、各部材の寸法や寸法の比率や数量や形状などは現実のものと異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率や数量や形状などが異なる部分が含まれている。

［露光装置の構成］
図１から図３は、本実施の形態に係る露光装置１を示す。図１および図２に示すように、露光装置１は、装置本体２と、基板搬送部３と、３つの露光部４Ｌ，４Ｒ，４Ｃ（図３参照）と、撮像部５と、フォトマスク駆動部６と、制御部７と、を備える。図３に示すように、本実施の形態に係る露光装置１では、３つの露光部４Ｌ，４Ｒ，４Ｃのそれぞれが、被露光基板としてのカラーフィルタ基板９の表面に設けられた図示しない配向膜へ、の光配向処理を分担して行う。図３に示すように、露光部４Ｌ，４Ｒは基板搬送部３における位置Ｐｍ１における幅方向Ｗの両側に配置され、露光部４Ｃは基板搬送部３における位置Ｐｍ２に、幅方向Ｗの中央部に配置されている。

装置本体２は、図示しない基台部の上に板状の基板ステージ８を備える。図１および図３に示すように、この基板ステージ８は、液晶パネルの対向基板としてのカラーフィルタ基板９を載せてスキャン方向Ｓへ移動させ得る幅寸法および長さ寸法を備える。

図１に示すように、この基板ステージ８は、後述するフォトマスク１６に形成した撮像用光透過部１８へ照射する位置検出用照明２１からの照明光を遮らないように選択的に開口部８Ａが形成されている。なお、基板ステージ８は、板状の多孔質体で構成され、上表面から圧縮空気が噴出してカラーフィルタ基板９を浮上させて、基板ステージ８上でのカラーフィルタ基板９の円滑な走行を可能にしている。

基板搬送部３は、基板ステージ８の幅方向Ｗ（スキャン方向Ｓと直角をなす方向）の両側にそれぞれスキャン方向Ｓに沿って伸びる互いに平行な一対のリニアガイド１０，１１を備える。本実施の形態では、このリニアガイド１０に沿ってスキャン方向Ｓに移動するように駆動されるリニアブロック部１２が設けられている。図１に示すように、このリニアブロック部１２は、カラーフィルタ基板９の幅方向の端縁部を接続・固定する。このリニアブロック部１２は、図示しないリニア駆動部により、スキャン方向Ｓに沿って進退動作を行うことができる。

露光部４Ｌ，４Ｒ，４Ｃは、露光光源１３と、露光光源１３から出射された露光光１４を下方の基板ステージ８側へ向けて反射させるミラー１５と、露光光１４が照射されるフォトマスク１６と、を備える。なお、フォトマスク１６へ向けて照射される露光光１４のビームは、フォトマスク１６の後述する露光用光透過部１７の全域を照射できるような照射面積となるように設定されている。

図１に示すように、フォトマスク１６は、装置本体２側に設けられたフォトマスク駆動部６により駆動される。そして、フォトマスク１６は、露光時には、スキャン方向Ｓと直角をなす幅方向Ｗのみに移動する。

図４に示すように、フォトマスク１６には、マスク面内に、複数の露光用光透過部１７の組と、撮像用光透過部１８と、が形成されている。フォトマスク１６は、透明なガラス基板の表面に遮光膜１９が形成されている。なお、フォトマスクにおける、複数の露光用光透過部１７および撮像用光透過部１８の領域は、遮光膜１９が形成されておらず、光が透過できるようになっている。

露光用光透過部１７は、スキャン方向Ｓに沿って細長い矩形スリット形状であり、スキャン方向Ｓと直角をなす幅方向Ｗに沿って所定のピッチで互いに平行をなすように形成されている。撮像用光透過部１８は、幅方向Ｗに細長いスリット形状である。なお、撮像用光透過部１８における幅方向Ｗの中央部には、スリットを横断する形で基準位置部１９Ａが遮光膜１９で形成されている。図４に示すように、フォトマスク１６においては、基準位置部１９Ａを含む撮像用光透過部１８と露光用光透過部１７とが、スキャン方向Ｓに沿って距離Ｄだけ離間して配置されている。

撮像部５は、具体的にはリニアＣＣＤカメラで構成されている。撮像部５は、スキャン方向Ｓと直角をなす幅方向Ｗに沿って複数の撮像素子５Ｃ１〜５Ｃｎの列で構成されている。図４に示すように、撮像部５は、撮像用光透過部１８の幅方向Ｗの長さに亘って撮像が行える長さ寸法に設定されている。撮像部５は、図４に示すような位置関係を保つように、フォトマスク１６に対して位置固定され、フォトマスク１６の動作に応じて追従するようになっている。なお、撮像部５は、フォトマスク１６に固定されていてもよい。また、図１に示すように、本実施の形態では、撮像部５が基板ステージ８の上方に配置され、位置検出用照明２１が基板ステージ８の下方に配置されているが、位置検出用照明２１が基板ステージ８の上方に配置され、撮像部５を基板ステージ８の下方に配置されていてもよい。

図５に示すように、撮像素子５Ｃは、フォトマスク１６の基準位置部１９Ａと、カラーフィルタ基板９における、既存の基準パターンとしてのブラックマトリクス２０と、を同時に撮像できるように構成されている。図１に示すように、フォトマスク１６および基板ステージ８の下方には、位置検出用照明２１が配置されている。この位置検出用照明２１は、フォトマスク１６と同期して追従するように設定してもよい。

図２に示すように、制御部７は、主制御部２２と、光源電源部２３と、画像処理部２４と、マスク駆動部コントローラ２５と、基板搬送部コントローラ２６と、記憶部２７と、演算部２８と、を備える。なお、図３に示すように、露光部４Ｌ，４Ｒ，４Ｃに対応する制御を一つの制御部７で制御している。

以下、制御部７の説明を露光部４Ｌに対応する制御系に着目して行う。光源電源部２３は、露光装置１の動作開始に伴って、露光部４Ｌの露光光源１３の電源をＯＮにして、露光光源１３から露光光１４を出射させる。画像処理部２４は、撮像部５のリニアＣＣＤカメラで得た、カラーフィルタ基板９におけるスキャン方向Ｓに沿った所定のブラックマトリクス２０の基準パターンのデータ（基準パターンデータ）と、フォトマスク１６の基準位置部１９Ａの基準位置部のデータ（基準位置部データ）と、を検出する。

マスク駆動部コントローラ２５は、主制御部２２からの制御信号に基づいて、フォトマスク駆動部６を作動させ、フォトマスク１６をスキャン方向Ｓと直角をなす幅方向Ｗにおける位置に調節する。したがって、マスク駆動部コントローラ２５により、フォトマスク１６の露光部用光透過部１７と、カラーフィルタ基板９における露光予定位置とがマスク合わせされた状態になる。

基板搬送部コントローラ２６は、主制御部２２からの制御信号に基づいて、リニアガイド１０に対してスキャン方向Ｓへ移動するリニアブロック部１２およびカラーフィルタ基板９の走行速度などを制御している。

記憶部２７は、カラーフィルタ基板９における基準パターンとなるブラックマトリクス２０の位置データ、装置全体の動作プログラム、フォトマスク１６の位置合わせ制御プログラムが格納されている。

記憶部２７は、ヨーイング特性データ記憶部２７Ａを備えている。このヨーイング特性データ記憶部２７Ａには、装置固有のヨーイング特性データが格納されている。なお、装置固有のヨーイング特性データとは、例えば、基板ステージ８やリニアガイド１０，１１やリニアブロック部１２などに起因する機械的な調整によって決まる特性である。カラーフィルタ基板９は、このようなヨーイング特性に従って、基板ステージ８に対する位置に対応したヨーイング特性の影響を受けてヨーイング状態が変化する。

ヨーイングとは、カラーフィルタ基板９が基板ステージ８上で水平面を保った状態で鉛直方向の軸を中心に回転する状態である。したがって、露光用光透過部１７（露光位置）では、撮像用光透過部１８を通して観察したカラーフィルタ基板９側の基準パターンと基準位置部１９Ａの撮像データから得られるフォトマスク１６のずれ量に対して、さらにヨーイング特性に起因するずれ量が合成された状態となる。

なお、装置固有のヨーイング特性は、以下の方法で取得することができる。まず、基板ステージ８に正確に位置決めされたカラーフィルタ基板９（テスト基板）を通常通り走行させる。このとき、図８に示すように、フォトマスク１６を通過するカラーフィルタ基板９の部分露光予定領域毎に、撮像用光透過部１８を通してスキャン方向Ｓのブラックマトリクス２０に直交するブラックマトリクス２０Ａの長手方向の両方の端部２０ｘ，２０ｙのスキャン方向Ｓの位置の差ｄを検出すればよい。

このようにして、カラーフィルタ基板９の走行に伴う、露光予定位置毎のヨーイング特性データを得ることができる。なお、このヨーイング特性データは、カラーフィルタ基板９の所定の搬送位置において、撮像用光透過部１８の位置で検出するが、このときに露光用光透過部１７に対向する位置にある部分露光予定領域におけるヨーイング特性データとして記憶される。このような差ｄの検出は、既存の撮像部５で、フォトマスク１６の撮像用光透過部１８とカラーフィルタ基板９のブラックマトリクス２０Ａを撮像するだけでよいため、装置コストを増大させることがない。

ヨーイング特性データ記憶部２７Ａは、このようにして得られたヨーイング特性データを予め記憶する。制御部７は、このヨーイング特性データに基づきオフセットをかけることにより、フォトマスク移動量に補正を行うことができる。

演算部２８は、基準パターンデータと基準位置部データとを比較して、カラーフィルタ基板９の露光予定位置に対するフォトマスク１６のずれ量を演算する。また、この演算部２８は、ヨーイング特性データ記憶部２７Ａに格納されたヨーイング特性データに基づいて、フォトマスク移動量に補正をかける演算を行う。

主制御部２２は、光源電源部２３、画像処理部２４、マスク駆動部コントローラ２５、基板搬送部コントローラ２６、記憶部２７、および演算部２８に接続されている。主制御部２２は、制御プログラムに従って、光源電源部２３、画像処理部２４、マスク駆動部コントローラ２５、基板搬送部コントローラ２６、記憶部２７、および演算部２８に制御信号を出力して、それぞれの動作を統合して制御する。

［露光装置の動作］
以下、露光装置１の動作について説明する。まず、図３に示すように、カラーフィルタ基板９を基板ステージ８上に配置する。カラーフィルタ基板９の四隅に形成されたアライメントマーク２９を用いて、基板ステージ８に対してカラーフィルタ基板９を位置決めし、リニアブロック部１２でカラーフィルタ基板９を吸着などで固定する。

次に、基板ステージ８の多孔質体の表面から圧縮空気を噴射させてカラーフィルタ基板９を浮上させる。その後、制御部７の基板搬送部コントローラ２６からの制御信号により、リニアブロック部１２を駆動してカラーフィルタ基板９をスキャン方向Ｓへ一定の速度で搬送を開始する。

図６に示すように、カラーフィルタ基板９が露光部４Ｌ，４Ｒ，４Ｃに近づくと、フォトマスク１６の撮像用光透過部１８および基準位置部１９Ａを通して、撮像部５でカラーフィルタ基板９上の特定のブラックマトリクス２０の基準パターンと基準位置部１９Ａを撮像開始する。

図７に示すように、カラーフィルタ基板９が露光部４Ｌ，４Ｒ，４Ｃに近づいてカラーフィルタ基板９において最初に露光を行う部分露光予定領域が撮像用光透過部１８で観察する位置Ｐｓに到達したときに、撮像部５で撮像を行う。主制御部２２では、画像処理部２４で検出されたカラーフィルタ基板９における所定のブラックマトリクス２０の基準パターンデータと基準位置部データに基づいて、カラーフィルタ基板９とフォトマスク１６との幅方向Ｗのずれ量を演算してフォトマスク１６の移動量（暫定移動量）を記憶部２７に記憶する。

（装置固有のヨーイング特性が経年変化していない場合）
次に、図７に示す位置Ｐ０にあるカラーフィルタ基板９が、図８に示す位置Ｐ１まで進むときに、装置固有のヨーイング特性（図中矢印Ｒ１で示す回転要素：θの傾きが発生）が存在する場合について説明する。

この場合、制御部７では、記憶部２７のヨーイング特性データ記憶部２７Ａに格納されたヨーイング特性データを加味して上記の暫定移動量に加えてヨーイング特性データに基づく補正を加えて（オフセットを設定して）最終的なマスク移動量を決定してフォトマスク１６を移動制御する。その結果、図８に示すように、露光用光透過部１７で露光されたハッチングで示す領域は、スキャン方向Ｓに伸びる互いに隣接する２つのブラックマトリクス２０の間の領域（カラーフィルタ形成領域）上の図示しない配向膜を光配向処理することができる。

（装置固有のヨーイング特性が経年変化している場合）
次に、図８に示すように、撮像用光透過部１８の位置におけるブラックマトリクス２０Ａの両方の端部２０ｘ、２０ｙのスキャン方向Ｓの位置の差ｄに対応するヨーイング特性データが、ヨーイング特性データ記憶部２７Ａに記憶したヨーイング特性データに対して変化した場合は、ヨーイング特性データの更新を行っている。このヨーイング特性データの更新の目安は、上記位置の差ｄの値が、所定の許容値以下であるか否かを判断すればよい。

（効果）
本実施の形態に係る露光装置１では、装置固有の固定値であるヨーイング特性によるフォトマスク１６のずれ量に応じて露光位置誤差をキャンセルするようにオフセットを設定することで、適正なマスク移動量を決定することができる。図９は、本実施の形態に係る露光装置１を用いて、高精細なカラーフィルタ基板９へブラックマトリクス２０同士の間に光配向処理を施した処理結果を示す。図９に示すように、ハッチングで示す光配向処理部３０は、ブラックマトリクス２０同士の間の領域とずれることなく処理されている。図１０は、ヨーイング特性データを加味してマスク移動量を補正する処理を伴わない場合の光配向処理結果（比較例）を示す。図１０に示す比較例では、光配向処理部３０がブラックマトリクス２０同士の間の領域から大きくずれている。

このように、本実施の形態によれば、装置固有のヨーイング特性によるカラーフィルタ基板９とフォトマスク１６との合わせずれを防止できる。本実施の形態では、ＦＰＤの更なる高精細化および大型化を可能にする効果がある。

［露光方法］
図１１は、本実施の形態に係る露光方法のフローチャートである。以下、本実施の形態の露光方法について説明する。なお、この露光方法は、図１および図２に示した露光装置１を用いて光配向処理をカラーフィルタ基板９に行う場合に適用している。

先ず、図３に示すように、露光装置１の基板ステージ８の上に、カラーフィルタ基板９を位置合わせして配置する。そして、基板搬送部３を始動させて、スキャン方向Ｓに沿ってカラーフィルタ基板９を一定の速度での搬送を開始する（ステップＳ１）。

図１に示す撮像部５およびフォトマスク１６を用いて、カラーフィルタ基板９の最初の露光予定領域（部分露光予定領域）におけるスキャン方向Ｓへ伸びる基準パターンとしてのブラックマトリクス２０と、フォトマスク１６に形成された基準位置部１９Ａと、を撮像する（ステップＳ２）。

撮像部５で撮像された基準パターンデータと基準位置部データとを比較して、カラーフィルタ基板９のスキャン方向Ｓと直角をなす幅方向Ｗにおける、カラーフィルタ基板９に対するフォトマスク１６のずれ量を検出してフォトマスク１６の暫定移動量を算出する。そして、予め設定されたカラーフィルタ基板９の装置固有のヨーイング特性によるフォトマスク１６のずれ量に応じて、露光位置誤差をキャンセルするように設定されたオフセットを暫定移動量に加味してフォトマスク１６の補正移動量を算出し、この補正移動量に基づいてフォトマスク１６を移動させる（ステップＳ３）。

このとき、図８に示すように、撮像部５で撮像されたカラーフィルタ基板９の幅方向Ｗに延びる既存のブラックマトリクス２０Ａ（幅方向パターン）の両方の端部２０ｘ，２０ｙのスキャン方向Ｓの位置の差ｄを検出する。そして、ヨーイング特性の変化量が許容値より大きいか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、ヨーイング特性の変化量としては、具体的には、ブラックマトリクス２０Ａの両方の端部のスキャン方向Ｓでの位置の差ｄを許容値（長さ）より大きいか否か判定すればよいが、他のパラメータを用いて判定してもよい。

上記ステップＳ４において、ヨーイング特性の変化量が許容値よりも小さい場合は、露光処理を行う（ステップＳ５）。また、上記ステップＳ４において、ヨーイング特性の変化量が許容値よりも大きい場合は、新しいヨーイング特性に基づくオフセットを設定してヨーイング特性データ更新する（ステップＳ６）。

上記ステップＳ５の露光処理が終了したら、カラーフィルタ基板９における次の露光予定領域（部分露光予定領域）があるか否かを判定する（ステップＳ７）。次の露光予定領域がない場合は、カラーフィルタ基板９の終端まで光配向処理が完了しているため、制御を終了する。また、上記ステップＳ７で次の露光予定領域がある場合は、ステップＳ２に戻って、次の露光予定領域において撮像部５で基準パターンと基準位置部とを撮像して画像を取得する。

上記露光方法において、基準パターンや既存の幅方向パターンは、カラーフィルタ基板９に形成されたブラックマトリクス２０，２０Ａ以外に、ゲートライン、ソースライン、画素電極の列、カラーフィルタの列などを用いてもよい。

（ヨーイング特性変化の誤検出防止方法）
図１２は、カラーフィルタ基板９を基板ステージ８に搭載したときにアライメント位置のずれがない状態を示す。このように位置のずれが無い状態で基板搬送を行った場合に、カラーフィルタ基板９の幅方向Ｗに伸びるように形成されたブラックマトリクス２０Ａの両方の端部２０ｘ１，２０ｙ１の２点の位置からヨーイングの回転角度を測定する工程を示す。

このように撮像用光透過部１８で観察する位置Ｐｓで２点（２０ｘ１，２０ｙ１）の測定を露光予定領域毎に繰り返すことで、図１３に示すような基板の位置と回転角度θとの関係を検出することができる。

次に、図１４は、カラーフィルタ基板９を基板ステージ８に搭載したときにアライメント位置のずれがある状態を示す。このように位置ずれがある状態で基板搬送を行った場合に、まず、カラーフィルタ基板９の幅方向Ｗに伸びるように形成されたブラックマトリクス２０Ａの両方の端部２０ｘ１，２０ｙ１の２点の位置からヨーイングの回転角度を測定する工程を示す。

このように撮像用光透過部１８で観察する位置Ｐｓで２点（２０ｘ１，２０ｙ１）の測定を露光予定領域毎に繰り返すことで、図１５に示すような基板の位置と回転角度θとの関係を検出することができる。ここで、図１４に示すように、例えば、図中（１）で示す両方の端部２０ｘ１，２０ｙ１の２点のみに着目して図１５の結果を得ただけでは、図１３の結果を得た（１）でのヨーイング特性が変化したか否かを把握することができない。

そこで、図１５における（１）での角度データが得られたブラックマトリクス２０の端部２０ｘ１，２０ｙ１以外に、例えば、（２）で示す両方の端部２０ｘ２，２０ｙ２の２点にも着目すれば、カラーフィルタ基板９の初期配置位置がずれていたことが判断できる。すなわち、図１５に示す例においては、基板の各位置において、例えば、３度の角度が上乗せされていたことが判断できる。

この結果、ヨーイング特性は、変化していないことを判断できる。また、この結果から、カラーフィルタ基板９のアライメント調整ができているか否かを判断することが可能となる。このように、図１４における（１）および（２）の位置での少なくとも４点の位置を観察することでヨーイング特性の変化が起きているか否かを判定できる。なお、このように少なくとも（１）および（２）の４点を観察することでカラーフィルタ基板９の初期配置の位置ずれがあったことを検出できため、露光装置１にアライメント調整の不具合を知らせる警告表示などのアラートを設定することも可能である。

（その他の実施の形態）
以上、本発明の各実施の形態について説明したが、これら実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

例えば、上記の各実施の形態では、カラーフィルタ基板９に光配向処理を行う露光装置１に本発明を適用して説明したが、ＴＦＴ基板側の配向膜への光配向処理を行ってもよい。また、本発明の他の実施の形態としては、光アニール処理、レーザ処理、リソグラフィー技術に基づく各種材料への露光処理などに適用できることは云うまでもない。

上記実施の形態では、露光部４Ｌ，４Ｒ，４Ｃに対してカラーフィルタ基板９をスキャン方向Ｓへ走行させたが、カラーフィルタ基板９を基板ステージ８に固定し、露光部４Ｌ，４Ｒ，４Ｃをスキャン方向Ｓへ走行させる構成としてもよい。なお、露光部４Ｌ，４Ｒ，４Ｃをカラーフィルタ基板９に対して走行させる場合のスキャン方向Ｓは、カラーフィルタ基板９を走行させるスキャン方向Ｓとは、逆の方向となる。

Ｄ 距離
Ｓ スキャン方向
Ｗ 幅方向
１ 露光装置
４Ｌ，４Ｒ，４Ｃ 露光部
５ 撮像部
７ 制御部
８ 基板ステージ
９ カラーフィルタ基板（被露光基板）
１０，１１ リニアガイド
１２ リニアブロック部
１６ フォトマスク
１７ 露光用光透過部
１８ 撮像用光透過部
１９Ａ 基準位置部
２０ ブラックマトリクス
２７ 記憶部
２７Ａ ヨーイング特性データ記憶部

Claims (6)

1. マスク面内に基準位置部と露光用光透過部とが離間して形成され、スキャン方向に沿って既存の基準パターンが形成された被露光基板に対して、前記スキャン方向に沿って相対的に移動するフォトマスクと、
   前記フォトマスクと一体的に配置され、前記基準パターンと前記基準位置部とを撮像する撮像部と、
   前記被露光基板における部分露光予定領域の前記基準パターンと前記基準位置部とが前記撮像部で撮像された基準パターンデータと基準位置部データとを比較して、前記被露光基板の前記スキャン方向と直角をなす幅方向における前記フォトマスクのずれ量を検出して前記フォトマスクの暫定移動量を算出し、前記部分露光予定領域の、前記露光用光透過部で露光を行う位置への移動に伴い、前記暫定移動量に基づいて前記フォトマスクを前記幅方向に移動させる制御を行う制御部と、
   を備え、
   前記被露光基板における前記スキャン方向に沿った前記部分露光予定領域を、連続的または間欠的に露光する露光装置であって、
   前記制御部は、
   前記被露光基板と前記フォトマスクとの前記スキャン方向への相対的な移動に伴って発生する、前記被露光基板または前記フォトマスクのヨーイング状態が変化する装置固有のヨーイング特性をヨーイング特性データとして予め記憶し、前記ヨーイング特性データに基づき前記暫定移動量に補正をかけて前記フォトマスクを前記幅方向に移動させ、
   前記撮像部で撮像された前記被露光基板の前記幅方向に延びる既存の幅方向パターンにおける前記幅方向の両端部の、前記スキャン方向の位置同士の差を検出し、前記ヨーイング特性の経時変化を検出し、前記幅方向パターンの前記両端部の前記スキャン方向の位置同士の差が許容値より大きいときに前記ヨーイング特性データを更新させる露光装置。
2. 前記被露光基板は、基板搬送ガイドに沿って前記スキャン方向へ搬送され、前記フォトマスクは、前記スキャン方向における定位置に、前記スキャン方向と直角をなす前記幅方向に移動可能に設けられている請求項１に記載の露光装置。
3. 前記基準パターンおよび前記幅方向パターンは、前記被露光基板に形成されたブラックマトリクス、ゲートライン、ソースライン、画素電極の列、カラーフィルタの列から選ばれる請求項１に記載の露光装置。
4. マスク面内に基準位置部と露光用光透過部とが離間して形成されたフォトマスクを、スキャン方向に沿って既存の基準パターンが形成された被露光基板に対して、前記スキャン方向へ相対的に移動させる工程と、
   前記被露光基板の部分露光予定領域に対応する位置に形成された前記基準パターンと前記基準位置部とを撮像する工程と、
   撮像された基準パターン位置データと基準位置部データとを比較して、前記スキャン方向と直角をなす幅方向における、前記被露光基板に対する前記フォトマスクのずれ量を検出して前記フォトマスクの暫定移動量を算出する工程と、
   前記被露光基板と前記フォトマスクとの前記スキャン方向への相対的な移動に伴って前記部分露光予定領域が前記露光用光透過部に対応する位置に到達して露光を行う前に、前記被露光基板または前記フォトマスクの相対動作により発生する前記被露光基板または前記フォトマスクのヨーイング状態が変化する予め設定された装置固有のヨーイング特性データに基づき、前記フォトマスクの暫定移動量に補正をかけて補正移動量を算出し、当該補正移動量に基づいて前記フォトマスクを前記幅方向に沿って移動させる工程と、
   前記露光用光透過部を通して前記部分露光予定領域内へ露光を行う工程と、
   を備え、
   撮像部で撮像された前記被露光基板の前記幅方向に延びる既存の幅方向パターンの両端部の前記スキャン方向の位置の差を検出することにより、ヨーイング特性の経時変化を検出し、前記幅方向パターンの両端部の前記スキャン方向の位置の差が許容値より大きいときに前記ヨーイング特性データを更新させる露光方法。
5. 前記被露光基板は、基板搬送ガイドに沿って前記スキャン方向へ搬送され、前記フォトマスクは、前記スキャン方向における定位置に前記スキャン方向と直角をなす前記幅方向に移動可能に設けられている請求項４に記載の露光方法。
6. 前記基準パターンおよび前記幅方向パターンは、前記被露光基板に形成されたブラックマトリクス、ゲートライン、ソースライン、画素電極の列、カラーフィルタの列から選ばれる請求項４に記載の露光方法。

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