KR101103155B1

KR101103155B1 - Exposure apparatus

Info

Publication number: KR101103155B1
Application number: KR1020067022508A
Authority: KR
Inventors: 미요시 이또오
Original assignee: 브이 테크놀로지 씨오. 엘티디
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2005-04-28
Publication date: 2012-01-04
Also published as: CN101846889B; WO2005106596A1; JP4253708B2; KR20070001252A; JP2005317800A; CN101846889A; CN1947069A; CN1947069B; TW200535453A; TWI347450B

Abstract

An exposure apparatus which irradiates a laser beam irradiated from the exposure optical system 3 in a direction orthogonal to the moving direction (arrow A) of the glass substrate 8 to expose the functional pattern on the glass substrate 8 at a predetermined pitch ( 1), the image pickup means 5 which picks up the pixel of the black matrix previously formed in the glass substrate 8, and the image area of the pixel acquired by the image pick-up means 5 perform predetermined image processing, and the scanning area of a laser beam Remove defects in the pixel array image to generate a defect-free pixel column image, detect a reference position of start or end of exposure to the defective pixel column image, and start or irradiate a laser beam based on the reference position It is provided with the optical system control means 7 which controls stop. This improves the overlapping accuracy of the functional patterns and suppresses the cost increase of the exposure apparatus.

Exposure apparatus, imaging means, glass substrate, black matrix, exposure optical system

Description

Exposure device {EXPOSURE APPARATUS}

본 발명은 피노광체 상에 기능 패턴을 노광하는 노광 장치에 관한 것으로, 상세하게는 상기 피노광체에 미리 형성한 기준이 되는 기능 패턴에 설정된 기준 위치를 촬상 수단으로 촬상하여 검출하고, 상기 기준 위치를 기준으로 하여 광 빔의 조사 개시 또는 조사 정지의 제어를 행함으로써, 기능 패턴의 중첩 정밀도를 향상시키는 동시에 노광 장치의 비용 상승을 억제하고자 하는 노광 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus for exposing a functional pattern on an object to be exposed. In detail, a reference position set on a function pattern, which is a reference pattern formed in advance on the object to be exposed, is picked up by an imaging unit and detected, and the reference position is detected. By controlling the start or stop of irradiation of a light beam as a reference, the present invention relates to an exposure apparatus which improves the overlapping accuracy of functional patterns and suppresses the increase in the cost of the exposure apparatus.

종래의 노광 장치는, 유리 기판에 기능 패턴에 상당하는 마스크 패턴을 미리 형성한 마스크를 사용하고, 피노광체 상에 상기 마스크 패턴을 전사 노광하는 예를 들어 스테퍼(Stepper)나 마이크로 미러 프로젝션(Mirror Projection)이나 프록시미티(Proximity)의 각 장치가 있다. 그러나, 이들 종래의 노광 장치에 있어서, 복수층의 기능 패턴을 적층 형성하는 경우에는, 각 층간의 기능 패턴의 중첩 정밀도가 문제가 된다. 특히, 대형 액정 디스플레이용 TFT나 컬러 필터의 형성에 사용하는 대형 마스크의 경우에는, 마스크 패턴의 배열에 높은 절대 치수 정밀도가 요구되어 마스크의 비용을 상승시켰다. 또한, 상기 중첩 정밀도를 얻기 위해서는 하지층의 기능 패턴과 마스크 패턴의 얼라인먼트가 필요하고, 특히 대형 마스크에 있어서는 이 얼라인먼트가 곤란했다.A conventional exposure apparatus uses a mask in which a mask pattern corresponding to a functional pattern is formed on a glass substrate in advance, and transfers and exposes the mask pattern on an exposed object, for example, stepper or micromirror projection. ) Or Proximity. However, in these conventional exposure apparatuses, in the case of stacking a plurality of functional patterns, the overlapping accuracy of the functional patterns between the layers becomes a problem. In particular, in the case of a large size mask used for forming a TFT for a large liquid crystal display or a color filter, high absolute dimensional accuracy is required for the arrangement of the mask pattern, thereby raising the cost of the mask. In addition, in order to obtain the said superposition precision, the alignment of the functional pattern of a base layer and a mask pattern is necessary, and this alignment was difficult especially in a large mask.

한편, 마스크를 사용하지 않고 전자 빔이나 레이저 빔을 사용하여 피노광체 상에 CAD 데이터의 패턴을 직접 묘화하는 노광 장치가 있다. 이러한 노광 장치는 레이저 광원과, 상기 레이저 광원으로부터 발사되는 레이저 빔을 왕복 주사하는 노광 광학계와, 피노광체를 적재한 상태에서 반송하는 반송 수단을 구비하고, CAD 데이터를 기초로 하여 레이저 광원의 발사 상태를 제어하면서 레이저 빔을 왕복 주사하는 동시에 피노광체를 레이저 빔의 주사 방향과 직교하는 방향으로 반송하여 피노광체 상에 기능 패턴에 상당하는 CAD 데이터의 패턴을 이차원적으로 형성하도록 되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).On the other hand, there is an exposure apparatus that directly draws a pattern of CAD data on an object to be exposed using an electron beam or a laser beam without using a mask. Such an exposure apparatus includes a laser light source, an exposure optical system for reciprocating scanning of a laser beam emitted from the laser light source, and a conveying means for conveying in a state in which an object is loaded, and the firing state of the laser light source based on CAD data. While controlling the laser beam, the laser beam is reciprocally scanned and the exposed object is conveyed in a direction orthogonal to the scanning direction of the laser beam to form a two-dimensional pattern of CAD data corresponding to a functional pattern on the exposed object (for example, , Patent Document 1).

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2001-144415호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-144415

그러나, 이와 같은 직접 묘화형의 종래의 노광 장치에 있어서, CAD 데이터의 패턴 배열에 높은 절대 치수 정밀도가 요구되는 점은, 마스크를 사용하는 노광 장치와 마찬가지이고, 또한 복수의 노광 장치를 이용하여 기능 패턴을 형성하는 제조 공정에 있어서는, 노광 장치 사이에 정밀도의 변동이 있을 때는 기능 패턴의 중첩 정밀도가 나빠지는 문제가 있었다. 따라서, 이와 같은 문제에 대처하기 위해서는 고정밀도의 노광 장치가 필요하고, 노광 장치의 비용을 비싼 것으로 하고 있었다.However, in such a direct drawing type conventional exposure apparatus, the point that high absolute dimensional accuracy is required for the pattern arrangement of CAD data is the same as that of the exposure apparatus using a mask, and it functions using a some exposure apparatus. In the manufacturing process which forms a pattern, there existed a problem that the overlapping precision of a functional pattern worsens when there exists a fluctuation of precision between exposure apparatuses. Therefore, in order to cope with such a problem, the high-precision exposure apparatus was needed and the cost of the exposure apparatus was made expensive.

또한, 하지층의 기능 패턴과 CAD 데이터의 패턴과의 얼라인먼트를 사전에 취해야만 하는 점은, 마스크를 사용하는 다른 노광 장치와 마찬가지로 전술과 같은 문제가 있었다.In addition, the alignment of the functional pattern of the underlying layer with the pattern of the CAD data in advance has the same problem as described above as in other exposure apparatuses using a mask.

그래서, 본 발명은 이와 같은 문제점에 대처하여 기능 패턴의 중첩 정밀도를 향상시키는 동시에 노광 장치의 비용 상승을 억제하고자 하는 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide an exposure apparatus which is intended to cope with such a problem and to improve the overlapping accuracy of functional patterns and to suppress the increase in the cost of the exposure apparatus.

상기 목적을 달성하기 위해, 제1 발명에 의한 노광 장치는 노광 광학계로부터 조사되는 광 빔을 피노광체의 이동 방향에 직교하는 방향으로 상대적으로 주사하여 상기 피노광체에 소정의 피치로 기능 패턴을 노광하는 노광 장치이며, 상기 피노광체에 미리 형성된 노광 위치의 기준이 되는 기준 기능 패턴을 촬상하는 촬상 수단과, 상기 촬상 수단에서 취득한 상기 기준 기능 패턴의 화상 데이터에 대해 소정의 화상 처리를 행하고, 상기 광 빔의 1주사 영역에 대응하는 기준 기능 패턴 화상에 있어서의 결함을 제거하여 무결함의 기준 기능 패턴 화상을 생성하고, 상기 무결함의 기준 기능 패턴 화상에 노광 개시 또는 종료의 기준 위치를 검출하고, 상기 기준 위치를 기준으로 하여 상기 광 빔의 조사 개시 또는 조사 정지의 제어를 하는 광학계 제어 수단을 구비한 것이다. In order to achieve the above object, the exposure apparatus according to the first invention scans a light beam irradiated from an exposure optical system in a direction orthogonal to a moving direction of an exposed object to expose a functional pattern to the exposed object at a predetermined pitch. It is an exposure apparatus, The imaging means which picks up the reference function pattern used as the reference | standard of the exposure position previously formed in the said to-be-exposed object, The image processing of the said reference function pattern acquired by the said imaging means performs a predetermined image process, The said light beam A defect in the reference function pattern image corresponding to one scanning area of the image is removed to generate a defect-free reference function pattern image, a reference position of exposure start or end is detected on the defect reference function pattern image, and the reference position Optical system control means for controlling the start or stop of irradiation of the light beam on the basis of It is equipped.

이와 같은 구성에 의해, 광학계 제어 수단에서 촬상 수단에 의해 취득한 기준 기능 패턴의 화상 데이터에 대해 소정의 화상 처리를 행하고, 광 빔의 1주사 영역에 대응하는 기준 기능 패턴 화상에 있어서의 결함을 제거하여 무결함의 기준 기능 패턴 화상을 생성하고, 상기 무결함의 기준 기능 패턴 화상에 노광 개시 또는 종료의 기준 위치를 검출하고, 상기 기준 위치를 기준으로 하여 상기 광 빔의 조사 개시 또는 조사 정치의 제어를 한다. 이에 의해, 피노광체에 미리 형성된 기준 기능 패턴에 결함이 갖는 경우에도 소정 위치에 소정의 기능 패턴을 고정밀도로 형성한다.With such a configuration, predetermined image processing is performed on the image data of the reference function pattern acquired by the imaging means by the optical system control means, and the defect in the reference function pattern image corresponding to one scanning area of the light beam is removed. A defect-free reference functional pattern image is generated, a reference position of exposure start or end is detected in the defect-based reference functional pattern image, and control of irradiation start or irradiation settling of the light beam is performed based on the reference position. Thereby, even if a defect exists in the reference functional pattern previously formed in the to-be-exposed object, a predetermined | prescribed functional pattern is formed at a predetermined position with high precision.

또한, 상기 광학계 제어 수단은 상기 촬상 수단에서 취득한 기준 기능 패턴 중 2개의 화상 데이터를 이용하여 각 화상 데이터의 논리합을 취함으로써 상기 무결함의 기준 기능 패턴 화상을 생성하는 것이다. 이에 의해, 촬상 수단에서 취득한 기준 기능 패턴 중 2개의 화상 데이터를 이용하여 광학계 제어 수단에서 각 화상 데이터의 논리합을 취하여 무결함의 기준 기능 패턴 화상을 생성한다.The optical system control means generates the defective reference functional pattern image by taking a logical sum of the respective image data using two image data among the reference functional patterns acquired by the imaging means. As a result, a logical sum of the respective image data is generated by the optical system control means using two image data among the reference functional patterns acquired by the image pickup means, thereby generating a defective reference functional pattern image.

또한, 상기 광학계 제어 수단은 상기 촬상 수단에서 취득한 1개 전의 기준 기능 패턴의 화상 데이터와 새롭게 취득한 기준 기능 패턴의 화상 데이터를 이용하여 상기 피노광체의 이동 방향의 전후에서 서로 동일 위치에 있는 각 화상 데이터의 논리합을 취함으로써 무결함의 기준 기능 패턴 화상을 생성하는 것이다. 이에 의해, 촬상 수단에서 취득한 1개 전의 기준 기능 패턴의 화상 데이터와 새롭게 취득한 기준 기능 패턴의 화상 데이터를 이용하여 광학계 제어 수단에서 피노광체의 이동 방향의 전후에서 서로 동일 위치에 있는 각 화상 데이터의 논리합을 취하여 무결함의 기준 기능 패턴 화상을 생성한다. Further, the optical system control means uses the image data of the previous reference function pattern acquired by the imaging means and the image data of the newly acquired reference function pattern, respectively, at the same position before and after the moving direction of the exposed object. By taking the logical sum of, a defect free reference functional pattern image is generated. Thereby, using the image data of the previous reference function pattern acquired by the imaging means and the image data of the newly acquired reference function pattern, the logical sum of the respective image data at the same position before and after the moving direction of the object to be exposed by the optical system control means. To generate a defect free reference function pattern image.

게다가 또한, 상기 광학계 제어 수단은 상기 촬상 수단에서 취득한 기준 기능 패턴의 화상 데이터에서 이웃하는 기준 기능 패턴의 화상 데이터를 이용하여 각 화상 데이터의 논리합을 취함으로써 무결함의 기준 기능 패턴 화상을 생성하는 것이다. 이에 의해, 촬상 수단에서 취득한 기준 기능 패턴의 화상 데이터에서 이웃하는 기준 기능 패턴의 화상 데이터를 이용하여 광학계 제어 수단에서 각 화상 데이터의 논리합을 취하여 무결함의 기준 기능 패턴 화상을 생성한다.Furthermore, the optical system control means generates a defective reference functional pattern image by taking a logical sum of the respective image data using the image data of the neighboring reference functional pattern from the image data of the reference functional pattern acquired by the imaging means. Thereby, using the image data of the neighboring reference function pattern from the image data of the reference function pattern acquired by the imaging means, the optical system control means takes a logical sum of each image data, and produces | generates a faultless reference function pattern image.

또한, 제2 발명에 의한 노광 장치는 노광 광학계로부터 조사되는 광 빔을 피노광체의 이동 방향에 직교하는 방향으로 상대적으로 주사하여 상기 피노광체에 소정의 피치로 기능 패턴을 노광하는 노광 장치이며, 상기 피노광체에 미리 형성된 노광 위치의 기준이 되는 기준 기능 패턴을 촬상하는 촬상 수단과, 상기 촬상 수단에서 취득한 소정 영역의 상기 기준 기능 패턴의 화상 데이터를 상기 소정 영역에 후속하는 영역에 복사하여 상기 촬상 수단에서 취득할 수 없는 기준 기능 패턴의 화상을 보완하고, 상기 보완된 기준 기능 패턴 화상에 노광 개시 또는 종료의 기준 위치를 검출하고, 상기 기준 위치를 기준으로 하여 상기 광 빔의 조사 개시 또는 조사 정지의 제어를 하는 광학계 제어 수단을 구비한 것이다.In addition, the exposure apparatus according to the second invention is an exposure apparatus that exposes a functional pattern to a target at a predetermined pitch by scanning the light beam irradiated from the exposure optical system in a direction orthogonal to the moving direction of the target. Image pickup means for picking up a reference function pattern serving as a reference for an exposure position previously formed in the object to be exposed, and copying image data of the reference function pattern in a predetermined area acquired by the image pickup means to an area subsequent to the predetermined area, and the image pickup means. Complementing an image of a reference function pattern that cannot be obtained from, detecting a reference position of exposure start or end on the complemented reference function pattern image, and detecting irradiation start or irradiation stop of the light beam based on the reference position. It is provided with the optical system control means for controlling.

이와 같은 구성에 의해, 광학계 제어 수단에서 촬상 수단에 의해 취득한 소정 영역의 기준 기능 패턴의 화상 데이터를 상기 소정 영역에 후속하는 영역에 복사하여 촬상 수단에서 취득할 수 없는 기준 기능 패턴의 화상을 보완하고, 상기 보완된 기준 기능 패턴 화상에 노광 개시 또는 종료의 기준 위치를 검출하고, 상기 기준 위치를 기준으로 하여 광 빔의 조사 개시 또는 조사 정지의 제어를 한다. 이에 의해, 광 빔의 주사 방향에서 피노광체에 형성된 기준 기능 패턴의 모두가 촬상 수단에서 취득할 수 없는 경우에도, 소정 위치에 소정의 기능 패턴을 고정밀도로 형성한다.With such a configuration, the image data of the reference function pattern of the predetermined area acquired by the imaging means in the optical system control means is copied to an area subsequent to the predetermined area to compensate for the image of the reference function pattern that cannot be obtained by the imaging means. The reference position of exposure start or end is detected on the complementary reference function pattern image, and the irradiation start or irradiation stop of the light beam is controlled based on the reference position. Thereby, even when all of the reference functional patterns formed in the to-be-exposed object in the scanning direction of a light beam cannot be acquired by an imaging means, a predetermined function pattern is formed in a predetermined position with high precision.

청구항 1에 관한 발명에 따르면, 촬상 수단에 의해 취득한 기준 기능 패턴의 화상 데이터에 대해 소정의 화상 처리를 행하고, 광 빔의 1주사 영역에 대응하는 기준 기능 패턴 화상에 있어서의 결함을 제거하여 무결함의 기준 기능 패턴 화상을 생성하도록 함으로써, 피노광체에 미리 형성된 기준 기능 패턴에 결함이 있는 경우에도 소정 위치에 소정의 기능 패턴을 고정밀도로 노광할 수 있다. 따라서, 복수층의 기능 패턴을 적층하여 형성하는 경우에도, 각 층의 기능 패턴의 중첩 정밀도가 높아지게 된다. 이에 의해, 복수의 노광 장치를 사용하여 적층 패턴을 형성하는 경우에도, 노광 장치 사이의 정밀도차에 기인하는 기능 패턴의 중첩 정밀도의 저하의 문제를 배제할 수 있고, 노광 장치의 비용 상승을 억제할 수 있다.According to the invention of Claim 1, predetermined image processing is performed on the image data of the reference function pattern acquired by the imaging means, and the defect in the reference function pattern image corresponding to one scanning area of the light beam is eliminated, thereby providing a defect free. By generating a reference function pattern image, even if there is a defect in the reference function pattern previously formed in the to-be-exposed object, a predetermined function pattern can be exposed to a predetermined position with high precision. Therefore, even when a plurality of functional patterns are laminated and formed, the overlapping accuracy of the functional patterns of each layer is increased. Thereby, even when forming a laminated pattern using a some exposure apparatus, the problem of the fall of the superposition accuracy of the functional pattern resulting from the precision difference between exposure apparatus can be eliminated, and the cost increase of an exposure apparatus can be suppressed. Can be.

또한, 청구항 2 및 청구항 3에 관한 발명에 따르면, 촬상 수단에서 취득한 1개 전의 기준 기능 패턴의 화상 데이터와 새롭게 취득한 기준 기능 패턴의 화상 데이터를 이용하여 피노광체의 이동 방향의 전후에서 서로 동일 위치에 있는 각 화상 데이터의 논리합을 취하여 무결함의 기준 기능 패턴 화상을 생성하도록 함으로써 피노광체를 적재하는 스테이지 상에 부착된 이물질 등의 결함이 있는 경우에도 상기 결함을 제거할 수 있다. 따라서, 상기 결함을 기준 위치로 오인하여 노광하는 것을 방지할 수 있고, 소정의 기능 패턴의 노광 정밀도를 향상시킬 수 있다.Further, according to the inventions of claims 2 and 3, the image data of one reference function pattern acquired by the imaging means and the image data of the newly acquired reference function pattern are used at the same position before and after the moving direction of the object to be exposed. By taking the logical sum of the respective image data, the defective reference function pattern image is generated so that the defect can be removed even when there is a defect such as a foreign matter attached on the stage on which the object is to be loaded. Therefore, misunderstanding of the said defect to a reference position can be prevented, and exposure exposure of a predetermined | prescribed functional pattern can be improved.

또한, 청구항 2 및 청구항 4에 관한 발명에 따르면, 촬상 수단에서 취득한 기준 기능 패턴의 화상 데이터에서 이웃하는 기준 기능 패턴의 화상 데이터를 이용하여 각 화상 데이터의 논리합을 취하여 무결함의 기준 기능 패턴 화상을 생성하도록 함으로써, 마지막 열의 광 빔의 주사 영역 내에 결함이 있을 때에도 이웃하는 기능 패턴을 비교하여 결함을 제거할 수 있다.Further, according to the invention of Claims 2 and 4, a logical reference of each image data is taken from the image data of the reference function pattern acquired by the imaging means, and image data of the neighboring reference function pattern is used to generate a defective reference function pattern image. By doing so, even when there is a defect in the scanning region of the last row of light beams, the neighboring functional pattern can be compared to eliminate the defect.

그리고, 청구항 5에 관한 발명에 따르면, 촬상 수단에서 취득한 소정 영역의 기준 기능 패턴의 화상 데이터를 소정 영역에 후속하는 영역에 복사하고, 촬상 수단에서 취득할 수 없는 기준 기능 패턴의 화상을 보완하도록 함으로써, 예를 들어 광 빔의 주사 영역에 대해 촬상 수단의 촬상 영역이 좁을 때에도 상기 촬상 수단에서 취득한 화상 데이터를 기초로 하여 광 빔의 모든 주사 영역 내의 화상 데이터를 완전한 형태로 생성할 수 있다. 따라서, 촬상 수단의 수를 줄일 수 있어 장치의 비용을 저감시킬 수 있다.Then, according to the invention of claim 5, by copying the image data of the reference functional pattern of the predetermined area acquired by the imaging means into a region subsequent to the predetermined area, the image of the reference functional pattern that cannot be acquired by the imaging means is compensated for. For example, even when the imaging area of the imaging means is narrow with respect to the scanning area of the light beam, the image data in all the scanning areas of the light beam can be generated in a perfect form based on the image data acquired by the imaging means. Therefore, the number of imaging means can be reduced and the cost of an apparatus can be reduced.

도1은 본 발명에 의한 노광 장치의 실시 형태를 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.

도2는 광 스위치의 구성 및 동작을 설명하는 사시도이다.2 is a perspective view illustrating the configuration and operation of the optical switch.

도3은 레이저 빔의 주사 위치와 촬상 수단의 촬상 위치와의 관계를 나타내는 설명도이다.3 is an explanatory diagram showing a relationship between a scanning position of a laser beam and an imaging position of an imaging means.

도4는 화상 처리부의 내부 구성에 있어서 처리 계통의 전반부를 도시하는 블럭도이다.4 is a block diagram showing the first half of the processing system in the internal structure of the image processing unit.

도5는 화상 처리부의 내부 구성에 있어서 처리 계통의 후반부를 도시하는 블럭도이다.Fig. 5 is a block diagram showing the second half of the processing system in the internal structure of the image processing unit.

도6은 레이저 빔의 주사 방향에 대해 직교하는 방향으로 이동하는 블랙 매트릭스와 레이저 빔의 주사 궤적과의 관계를 나타내는 설명도이다.6 is an explanatory diagram showing a relationship between a black matrix moving in a direction perpendicular to a scanning direction of a laser beam and a scanning trajectory of the laser beam.

도7은 상기 노광 장치를 이용한 패턴 형성 방법의 순서를 설명하는 흐름도이다.7 is a flowchart for explaining the procedure of the pattern forming method using the above exposure apparatus.

도8은 링 버퍼 메모리의 출력을 2치화하는 상태를 도시하는 설명도이다.Fig. 8 is an explanatory diagram showing a state in which the output of the ring buffer memory is binarized.

도9는 블랙 매트릭스의 픽셀에 미리 설정된 노광 개시 위치의 화상과 그 룩 업 테이블을 나타내는 설명도이다.Fig. 9 is an explanatory diagram showing an image and a look-up table at an exposure start position preset to pixels of a black matrix.

도10은 블랙 매트릭스의 픽셀에 미리 설정된 기준 위치와 촬상 수단의 엘리먼트와의 관계를 나타내는 설명도이다.10 is an explanatory diagram showing a relationship between a reference position preset in a pixel of a black matrix and an element of the imaging means.

도11은 블랙 매트릭스의 픽셀 내에 존재하는 결함의 화상을 배제하는 상태를 나타내는 설명도이다.Fig. 11 is an explanatory diagram showing a state of excluding an image of a defect existing in pixels of a black matrix.

도12는 블랙 매트릭스의 픽셀에 미리 설정된 노광 종료 위치의 화상과 그 룩업 테이블을 나타내는 설명도이다.12 is an explanatory diagram showing an image and a lookup table of an exposure end position preset in a pixel of a black matrix.

도13은 유리 기판의 반송 방향의 상기 픽셀에 대한 노광 위치를 검출하는 상태를 도시하는 설명도이다.It is explanatory drawing which shows the state which detects the exposure position with respect to the said pixel of the conveyance direction of a glass substrate.

도14는 레이저 빔의 주사 위치를 보정하는 상태를 도시하는 설명도이다.14 is an explanatory diagram showing a state in which the scanning position of the laser beam is corrected.

도15는 제2 발명에 의한 노광 장치의 실시 형태를 도시하는 개념도이다.15 is a conceptual diagram showing an embodiment of the exposure apparatus according to the second invention.

도16은 결락된 블랙 매트릭스의 픽셀열 화상을 생성하여 노광하는 상태를 도시하는 설명도이다.Fig. 16 is an explanatory diagram showing a state in which a pixel column image of a missing black matrix is generated and exposed;

[부호의 설명][Description of the code]

1 : 노광 장치1: exposure apparatus

5 : 촬상 수단5: imaging means

7 : 광학계 제어 수단7: optical system control means

8 : 유리 기판(피노광체)8: glass substrate (subject)

21 : 블랙 매트릭스21: black matrix

22 : 픽셀(기준 기능 패턴) 22: pixels (reference function pattern)

42 : 결함42: Defect

43 : 화상 처리 영역(소정 영역)43: image processing area (predetermined area)

이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면을 기초로 하여 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail based on an accompanying drawing.

도1은 본 발명에 의한 노광 장치의 실시 형태를 도시하는 개념도이다. 이 노광 장치(1)는 피노광체 상에 기능 패턴을 노광하는 것으로, 레이저 광원(2)과, 노광 광학계(3)와, 반송 수단(4)과, 촬상 수단(5)과, 조명 수단으로서의 배면광 조사 수단(6)과, 광학계 제어 수단(7)을 구비하여 이루어진다. 또, 상기 기능 패턴이라 함은, 제품이 갖는 본래의 목적의 동작을 하는 데 필요한 구성 부분의 패턴이고, 예를 들어 컬러 필터에 있어서는 블랙 매트릭스의 픽셀 패턴이나 적색, 청색, 녹색의 각 색 필터의 패턴이며, 반도체 부품에 있어서는 배선 패턴이나 각종 전극 패턴 등이다. 이하의 설명에 있어서는, 피노광체로서 컬러 필터용 유리 기판을 이용한 예를 설명한다.1 is a conceptual diagram showing an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention. This exposure apparatus 1 exposes a functional pattern on a to-be-exposed object, and is a laser light source 2, the exposure optical system 3, the conveying means 4, the imaging means 5, and the back as an illumination means. The light irradiation means 6 and the optical system control means 7 are provided. In addition, the said functional pattern is a pattern of the component part which is necessary for the operation | movement of the original purpose which a product has, for example, in a color filter, the pixel pattern of a black matrix, and each color filter of red, blue, green It is a pattern and is a wiring pattern, various electrode patterns, etc. in a semiconductor component. In the following description, the example which used the glass substrate for color filters as a to-be-exposed body is demonstrated.

상기 레이저 광원(2)은 광 빔을 발사하는 것으로, 예를 들어 355 ㎚의 자외선을 생성하는 출력이 4W 이상의 고출력 전고체 모드 로크의 레이저 광원이다.The laser light source 2 emits a light beam, and is, for example, a laser light source of a high power all-solid mode lock having an output of generating 355 nm ultraviolet rays of 4 W or more.

상기 레이저 광원(2)의 광 빔 출사 방향 전방에는 노광 광학계(3)가 설치되어 있다. 이 노광 광학계(3)는 광 빔으로서의 레이저 빔을 유리 기판(8A) 상에 왕복 주사하는 것이고, 레이저 빔의 출사 방향 전방으로부터 광 스위치(9)와, 광 편향 수단(10)과, 제1 미러(11)와, 폴리곤 미러(12)와, fθ 렌즈(13)와, 제2 미러(14)를 구비하고 있다.An exposure optical system 3 is provided in front of the light beam emission direction of the laser light source 2. The exposure optical system 3 reciprocally scans a laser beam as a light beam on the glass substrate 8A, and includes an optical switch 9, a light deflection means 10, and a first mirror from the front of the laser beam in the emission direction. (11), polygon mirror (12), fθ lens (13), and second mirror (14).

상기 광 스위치(9)는 레이저 빔의 조사 및 조사 정지 상태를 절환하는 것으로, 예를 들어 도2에 도시한 바와 같이 제1 및 제2 편광 소자(15A, 15B)를 상기 각 편광 소자(15A, 15B)의 편광축(p)이 서로 직교하도록 이격하여 배치하고[도2에 있어서는, 편광 소자(15A)의 편광축(p)은 수직 방향으로 설정되고, 편광 소자(15B)의 편광축(p)은 수평 방향으로 설정되어 있음], 상기 제1 및 제2 편광 소자(15A, 15B) 사이에 전기 광학 변조기(16)를 배치한 구성을 갖고 있다. 상기 전기 광학 변조기(16)는 전압을 인가하면 편광(직선 편광)의 편파면을 수 nsec의 고속으로 회전시키도록 동작하는 것이다. 예를 들어, 인가 전압 제로일 때에는, 도2의 (a)에 있어서 제1 편광 소자(15A)에 의해 선택적으로 투과한 예를 들어 수직 방향의 편파면을 갖는 직선 편광은 상기 전기 광학 변조기(16)를 그대로 투과하여 제2 편광 소자(15B)에 도달한다. 이 제2 편광 소자(15B)는 수평 방향의 편파면을 갖는 직선 편광을 선택적으로 투과하도록 배치되어 있으므로, 수직 방향의 편파면을 갖는 상기 직선 편광은 투과할 수 없고, 이 경우 레이저 빔은 조사 정지 상태가 된다. 한편, 도2의 (b)에 도시한 바와 같이 전기 광학 변조기(16)에 전압이 인가되고, 상기 전기 광학 변조기(16)에 입사하는 직선 편광의 편파면이 90도 회전하였을 때에는 상기 수직 방향의 편파면을 갖는 직선 편광은 전기 광학 변조기(16)를 출사할 때에는 수평 방향의 편파면을 갖는 것이 되고, 이 직선 편광은 제2 편광 소자(15B)를 투과한다. 이에 의해, 레이저 빔은 조사 상태가 된다.The optical switch 9 switches the irradiation and irradiation stop states of the laser beam. For example, as shown in FIG. 2, the first and second polarizing elements 15A and 15B are replaced with the respective polarizing elements 15A, The polarization axes p of 15B are spaced apart from each other at right angles to each other (in FIG. 2, the polarization axis p of the polarization element 15A is set in the vertical direction, and the polarization axis p of the polarization element 15B is horizontal. Direction], and the electro-optic modulator 16 is arrange | positioned between the said 1st and 2nd polarizing elements 15A and 15B. The electro-optic modulator 16 operates to rotate the polarization plane of polarized light (linearly polarized light) at a high speed of several nsec when voltage is applied. For example, when the applied voltage is zero, the linearly polarized light having a polarization plane in the vertical direction, for example, selectively transmitted by the first polarizing element 15A in Fig. 2A is the electro-optic modulator 16. ) Is passed through as it is to reach the second polarizing element 15B. Since the second polarizing element 15B is arranged to selectively transmit linearly polarized light having a horizontally polarized plane, the linearly polarized light having a vertically polarized plane cannot be transmitted, in which case the laser beam stops irradiation. It becomes a state. On the other hand, when a voltage is applied to the electro-optic modulator 16 as shown in FIG. 2 (b) and the polarization plane of linearly polarized light incident on the electro-optic modulator 16 is rotated by 90 degrees, the vertical direction The linearly polarized light having the polarization plane has a horizontal polarization plane when the electro-optic modulator 16 exits, and the linearly polarized light passes through the second polarization element 15B. As a result, the laser beam is in an irradiation state.

상기 광 편향 수단(10)은 레이저 빔의 주사 위치를 그 주사 방향과 직교하는 방향[유리 기판(8A)의 이동 방향에서 도1에 나타내는 화살표 A 방향에 일치함]으로 이동하여 정확한 위치를 주사하도록 조정하는 것으로, 예를 들어 음향 광학 소자(AO 소자)이다.The optical deflecting means 10 moves the scanning position of the laser beam in a direction orthogonal to the scanning direction (corresponding to the arrow A direction shown in FIG. 1 in the moving direction of the glass substrate 8A) to scan the correct position. It is an acoustooptical device (AO element) by adjusting.

또한, 제1 미러(11)는 광 편향 수단(10)을 통과한 레이저 빔의 진행 방향을 후술하는 폴리곤 미러(12)의 설치 방향으로 구부리기 위한 것으로, 평면 미러이다. 또한, 폴리곤 미러(12)는 레이저 빔을 왕복 주사하는 것이고, 예를 들어 정팔각형의 기둥 형상 회전체의 측면에 8개의 미러를 형성하고 있다. 이 경우, 상기 미러의 하나에서 반사되는 레이저 빔은 폴리곤 미러(12)의 회전에 수반하여 일차원의 왕방향(往方向)으로 주사되고, 레이저 빔의 조사 위치가 다음의 미러면으로 이동한 순간에 복방향(復方向)으로 복귀하고, 다시 폴리곤 미러(12)의 회전에 수반하여 일차원의 왕 방향으로의 주사를 개시하게 된다.In addition, the 1st mirror 11 is for bending in the installation direction of the polygon mirror 12 which mentions the advancing direction of the laser beam which passed the optical deflecting means 10 later, and is a planar mirror. In addition, the polygon mirror 12 reciprocally scans a laser beam, and forms eight mirrors in the side surface of a square octagonal rotating body, for example. In this case, the laser beam reflected by one of the mirrors is scanned in the one-dimensional direction of the royal direction with the rotation of the polygon mirror 12, and at the moment when the irradiation position of the laser beam moves to the next mirror surface It returns to a bidirectional direction, and starts scanning to a one-dimensional royal direction with rotation of the polygon mirror 12 again.

또한, fθ 렌즈(13)는 레이저 빔의 주사 속도가 유리 기판(8A) 상에서 등속이 되도록 하는 것으로, 초점 위치를 상기 폴리곤 미러(12)의 미러면의 위치에 대략 일치시켜 배치된다. 그리고, 제2 미러(14)는 fθ 렌즈(13)를 통과한 레이저 빔을 반사하여 유리 기판(8A)의 면에 대해 대략 수직 방향으로 입사시키기 위한 것으로, 평면 미러이다. 또한, 상기 fθ 렌즈(13)의 출사측 면 근방부에서 왕복 주사하는 레이저 빔의 주사 개시측 부분에는 주사 방향과 직교하도록 라인 센서(17)가 설치되어 있고, 레이저 빔의 소정 주사 위치와 실제 주사 위치와의 어긋남량을 검출하는 동시에, 레이저 빔의 주사 개시 시각을 검출하도록 되어 있다. 또, 이 라인 센서(17)는 fθ 렌즈(13)측이 아닌, 레이저 빔의 주사 개시점을 검출할 수 있으면 어디에 설치해도 좋고, 예를 들어 후술하는 유리 기판 반송용 스테이지(18)측에 설치해도 좋다.In addition, the fθ lens 13 is arranged so that the scanning speed of the laser beam becomes constant velocity on the glass substrate 8A. The fθ lens 13 is disposed so as to substantially match the focal position with the position of the mirror surface of the polygon mirror 12. The second mirror 14 reflects a laser beam that has passed through the fθ lens 13 and enters in a direction substantially perpendicular to the surface of the glass substrate 8A. The second mirror 14 is a planar mirror. In addition, a line sensor 17 is provided at the scanning start side of the laser beam reciprocally scanning near the exit side surface of the fθ lens 13 so as to be orthogonal to the scanning direction, and the predetermined scanning position and the actual scanning of the laser beam. The shift amount from the position is detected, and the scanning start time of the laser beam is detected. Moreover, if the line sensor 17 can detect the scanning start point of a laser beam instead of the f (theta) lens 13 side, it may be provided anywhere, for example, it is provided in the glass substrate conveyance stage 18 side mentioned later. Also good.

상기 제2 미러(14)의 하방에는 반송 수단(4)이 마련되어 있다. 이 반송 수단(4)은 스테이지(18) 상에 유리 기판(8A)을 적재하여 상기 레이저 빔의 주사 방향에 직교하는 방향으로 소정 속도로 반송하는 것이고, 상기 스테이지(18)를 이동시키는 예를 들어 반송 롤러(19)와, 상기 반송 롤러(19)를 회전 구동하는 예를 들어 모터 등의 반송 구동부(20)를 구비하고 있다.A conveying means 4 is provided below the second mirror 14. This conveying means 4 loads the glass substrate 8A on the stage 18, conveys it at the predetermined speed in the direction orthogonal to the scanning direction of the said laser beam, and moves the said stage 18, for example The conveyance roller 19 and the conveyance drive part 20, such as a motor, which rotationally drive the said conveyance roller 19 are provided.

상기 반송 수단(4)의 상방에서 화살표 A로 나타내는 반송 방향의 상기 레이저 빔의 주사 위치 전방측에는 촬상 수단(5)이 마련되어 있다. 이 촬상 수단(5)은 유리 기판(8B)에 미리 형성된 노광의 기준이 되는 기준 기능 패턴으로서의 블랙 매트릭스의 픽셀을 촬상하는 것으로, 수광 소자가 일렬 형상으로 배열된 예를 들어 라인 CCD이다. 여기서, 도3에 도시한 바와 같이 상기 촬상 수단(5)의 촬상 위치(E)와 상기 레이저 빔의 주사 위치(F)와의 거리(D)는 블랙 매트릭스(21)의 픽셀(22)의 반송 방향 배열 피치(P)의 정수배(n배)가 되도록 설정된다. 이에 의해, 유리 기판(8)이 반송되어 상기 픽셀(22)의 중심과 레이저 빔의 주사 위치가 일치하였을 때에 레이저 빔이 주사를 개시도록 주사 타이밍을 맞출 수 있다. 또한, 상기 거리(D)는 작을수록 좋다. 이에 의해, 유리 기판(8)의 이동 오차를 적게 할 수 있고, 레이저 빔의 주사 위치를 상기 픽셀(22)에 대해 보다 정확하게 위치 결정할 수 있다. 또, 도1에는 촬상 수단(5)을 3대 설치한 예를 나타내고 있지만, 레이저 빔의 주사 범위가 1대의 촬상 수단(5)의 화상 처리 영역보다 좁을 때에는 촬상 수단(5)은 1대라도 좋고, 상기 주사 범위가 1대의 촬상 수단(5)의 화상 처리 영역보 다 넓을 때에는 그에 따라서 복수대의 촬상 수단을 마련하면 된다.The imaging means 5 is provided in the scanning position front side of the said laser beam of the conveyance direction shown by the arrow A above the said conveying means 4. This imaging means 5 image | photographs the pixel of the black matrix as a reference functional pattern used as the reference | standard of the exposure previously formed in the glass substrate 8B, and is a line CCD, for example in which the light receiving elements are arrange | positioned in a line shape. Here, as shown in Fig. 3, the distance D between the imaging position E of the imaging means 5 and the scanning position F of the laser beam is the conveyance direction of the pixels 22 of the black matrix 21. It is set to be an integer multiple (n times) of the array pitch P. Thereby, when the glass substrate 8 is conveyed and the center of the said pixel 22 and the scanning position of a laser beam correspond, scanning timing can be made so that a laser beam may start scanning. The smaller the distance D is, the better. Thereby, the movement error of the glass substrate 8 can be reduced, and the scanning position of a laser beam can be positioned with respect to the said pixel 22 more accurately. In addition, although the example which provided three imaging means 5 was shown in FIG. 1, when the scanning range of a laser beam is narrower than the image processing area of one imaging means 5, one imaging means 5 may be sufficient. When the scanning range is wider than the image processing area of one imaging means 5, a plurality of imaging means may be provided accordingly.

상기 반송 수단(4)의 하측에는 배면광 조사 수단(6)이 마련되어 있다. 이 배면광 조사 수단(6)은 상기 픽셀(22)을 조명하여 촬상 수단(5)에 의한 촬상을 가능하게 하는 것으로, 예를 들어 면 광원이다.The back light irradiation means 6 is provided below the said conveying means 4. This back light irradiation means 6 illuminates the said pixel 22, and enables imaging by the imaging means 5, For example, it is a surface light source.

상기 레이저 광원(2), 광 스위치(9), 광 편향 수단(10), 폴리곤 미러(12), 라인 센서(17), 반송 수단(4) 및 촬상 수단(5)에 접속하여 광학계 제어 수단(7)이 마련되어 있다. 이 광학계 제어 수단(7)은 촬상 수단(5)에서 촬상된 상기 픽셀(22)의 패턴 화상에 미리 설정한 기준 위치를 검출하고, 상기 기준 위치를 기준으로 하여 레이저 광원(2)에 있어서의 레이저 빔의 조사 개시 또는 조사 정지의 제어를 행하는 동시에, 라인 센서(17)의 출력을 기초로 하여 광 편향 수단(10)에 인가하는 전압을 제어하여 레이저 빔의 출사 방향을 편향시키고, 폴리곤 미러(12)의 회전 속도를 제어하여 레이저 빔의 주사 속도를 소정 속도로 유지하고, 반송 수단(4)에 의한 유리 기판(8)의 반송 속도를 소정 속도로 제어하는 것이다. 그리고, 레이저 광원(2)을 점등시키는 광원 구동부(23)와, 레이저 빔의 조사 개시 및 조사 정지를 제어하는 광 스위치 제어기(24)와, 광 편향 수단(10)에 있어서의 레이저 빔의 편향량을 제어하는 광 편향 수단 구동부(25A)와, 폴리곤 미러(12)의 구동을 제어하는 폴리곤 구동부(25B)와, 반송 수단(4)의 반송 속도를 제어하는 반송 제어기(26)와, 배면광 조사 수단(6)의 점등 및 소등을 행하는 배면광 조사 제어기(27)와, 촬상 수단(5)으로 촬상한 화상을 A/D 변환하는 A/D 변환부(28)와, A/D 변환된 화상 데이터를 기초로 하여 레이저 빔의 조사 개시 위치 및 조사 정지 위치를 판정 하는 화상 처리부(29)와, 화상 처리부(29)에서 처리하여 얻은 레이저 빔의 조사 개시 위치(이하, 노광 개시 위치라 기재) 및 조사 정지 위치(이하 노광 종료 위치라 기재)의 데이터를 기억하는 동시에, 후술하는 노광 개시 위치 및 노광 종료 위치의 룩업 테이블 등을 기억하는 기억부(30)와, 상기 기억부(30)로부터 판독한 노광 개시 위치 및 노광 종료 위치의 데이터를 기초로 하여 광 스위치(9)를 온/오프 하는 변조 데이터를 작성하는 변조 데이터 작성 처리부(31)와, 장치 전체가 소정의 목적의 동작을 하도록 적절하게 제어하는 제어부(32)를 구비하고 있다.Optical system control means (connected to the laser light source 2, the optical switch 9, the light deflection means 10, the polygon mirror 12, the line sensor 17, the conveying means 4 and the imaging means 5) 7) is provided. The optical system control means 7 detects a reference position set in advance in the pattern image of the pixel 22 picked up by the imaging means 5, and lasers in the laser light source 2 based on the reference position. While controlling the irradiation start or the irradiation stop of the beam, the voltage applied to the optical deflecting means 10 is controlled based on the output of the line sensor 17 to deflect the emission direction of the laser beam, and the polygon mirror 12 ), The scanning speed of the laser beam is maintained at the predetermined speed, and the conveying speed of the glass substrate 8 by the conveying means 4 is controlled at the predetermined speed. And the light source drive part 23 which turns on the laser light source 2, the optical switch controller 24 which controls irradiation start and irradiation stop of a laser beam, and the deflection amount of the laser beam in the optical deflection means 10 25 A of optical deflection means drive parts which control the control, the polygon drive part 25B which controls the drive of the polygon mirror 12, the conveyance controller 26 which controls the conveyance speed of the conveying means 4, and back light irradiation Back light irradiation controller 27 which turns on and off the means 6, A / D conversion part 28 which performs A / D conversion of the image picked up by the imaging means 5, and A / D converted image An image processing unit 29 that determines the irradiation start position and the irradiation stop position of the laser beam based on the data, the irradiation start position of the laser beam obtained by processing by the image processing unit 29 (hereinafter referred to as an exposure start position), and Simultaneously storing data of irradiation stop position (hereinafter referred to as exposure end position) And an optical switch 9 based on data of the exposure start position and the exposure end position read out from the storage unit 30 and the storage unit 30 storing a look-up table of the exposure start position and the exposure end position described later. A modulation data creation processing section 31 for creating modulation data for turning on / off) and a control section 32 for appropriately controlling the entire apparatus to perform a predetermined purpose.

도4 및 도5는 화상 처리부(29)의 일 구성예를 나타내는 블럭도이다. 도4에 도시한 바와 같이, 화상 처리부(29)는 예를 들어 3개 병렬로 접속한 링 버퍼 메모리(33A, 33B, 33C)와, 상기 링 버퍼 메모리(33A, 33B, 33C)마다 각각 병렬로 접속한 예를 들어 3개의 라인 버퍼 메모리(34A, 34B, 34C)와, 상기 라인 버퍼 메모리(34A, 34B, 34C)에 접속되어 결정된 임계치와 비교하여 그레이 레벨의 데이터를 2치화하여 출력하는 비교 회로(35)와, 상기 9개의 라인 버퍼 메모리(34A, 34B, 34C)의 출력 데이터와 도1에 도시하는 기억부(30)로부터 얻은 노광 개시 위치를 정하는 제1 기준 위치에 상당하는 화상 데이터의 룩업 테이블(노광 개시 위치용 LUT)을 비교하여 양 데이터가 일치하였을 때에 노광 개시 위치 판정 결과를 출력하는 노광 개시 위치 판정 회로(36)와, 상기 9개의 라인 버퍼 메모리(34A, 34B, 34C)의 출력 데이터와, 도1에 도시하는 기억부(30)로부터 얻은 노광 종료 위치를 정하는 제2 기준 위치에 상당하는 화상 데이터의 룩업 테이블(노광 종료 기준 위치용 LUT)을 비교하여 양 데이터가 일치하였을 때에 노광 종료 위치 판정 결과를 출력하는 노광 종료 위치 판정 회로(37)를 구비하고 있다.4 and 5 are block diagrams illustrating an example of the configuration of the image processing unit 29. As shown in Fig. 4, the image processing unit 29 is parallel to each of the ring buffer memories 33A, 33B, 33C and the ring buffer memories 33A, 33B, 33C, which are connected in parallel, for example. For example, a comparison circuit that binarizes and outputs gray level data in comparison with the thresholds determined by being connected to the three line buffer memories 34A, 34B, and 34C and the line buffer memories 34A, 34B, and 34C. (35) and a lookup of the output data of the nine line buffer memories 34A, 34B, 34C and the image data corresponding to the first reference position that determines the exposure start position obtained from the storage unit 30 shown in FIG. The exposure start position determination circuit 36 which outputs the exposure start position determination result when both data compare with a table (LUT for exposure start position), and the output of the said nine line buffer memories 34A, 34B, 34C. Data obtained from the storage unit 30 shown in FIG. Exposure end position determination circuit 37 which compares a look-up table (LUT for exposure end reference positions) of image data corresponding to a second reference position for determining the light end position and outputs an exposure end position determination result when both data coincide. Equipped with.

또한, 도5에 도시한 바와 같이 화상 처리부(29)는 상기 노광 개시 위치 판정 결과를 입력하여 제1 기준 위치에 상당하는 화상 데이터의 일치 회수를 카운트하는 계수 회로(38A)와, 상기 계수 회로(38A)의 출력과 도1에 도시하는 기억부(30)로부터 얻은 노광 개시 픽셀 번호를 비교하여 양 수치가 일치하였을 때에 노광 개시 신호를 도1에 도시하는 변조 데이터 작성 처리부(31)에 출력하는 비교 회로(39A)와, 상기 노광 종료 위치 판정 결과를 입력하여 제2 기준 위치에 상당하는 화상 데이터의 일치 회수를 카운트하는 계수 회로(38B)와, 상기 계수 회로(38B)의 출력과 도1에 도시하는 기억부(30)로부터 얻은 노광 종료 픽셀 번호를 비교하여 양 수치가 일치하였을 때에 노광 종료 신호를 도1에 도시하는 변조 데이터 작성 처리부(31)에 출력하는 비교 회로(39B)와, 상기 계수 회로(38A)의 출력을 기초로 하여 선두 픽셀의 수를 카운트하는 선두 픽셀 계수 회로(40)와, 상기 선두 픽셀 계수 회로(40)의 출력과 도1에 도시하는 기억부(30)로부터 얻은 노광 픽셀열 번호를 비교하여 양 수치가 일치하였을 때에 노광 픽셀열 지정 신호를 도1에 도시하는 변조 데이터 작성 처리부(31)에 출력하는 비교 회로(41)를 구비하고 있다. 또, 상기 계수 회로(38A, 38B)는 촬상 수단(5)에 의한 판독 동작이 개시되면 그 판독 개시 신호에 의해 리셋된다. 또한, 선두 픽셀 계수 회로(40)는 미리 지정한 소정의 노광 패턴의 형성이 종료되면 노광 패턴 종료 신호에 의해 리셋된다. As shown in Fig. 5, the image processing unit 29 inputs the exposure start position determination result and counts the counting circuit 38A for counting the number of matching of the image data corresponding to the first reference position, and the counting circuit ( The output of 38A) is compared with the exposure start pixel number obtained from the storage unit 30 shown in FIG. 1, and a comparison is performed in which the exposure start signal is output to the modulation data creation processing unit 31 shown in FIG. A circuit 39A, a counting circuit 38B for inputting the exposure end position determination result to count the number of coincidences of the image data corresponding to the second reference position, an output of the counting circuit 38B, and shown in FIG. A comparison circuit 39B for comparing the exposure end pixel numbers obtained from the storage unit 30 to output the exposure end signal to the modulation data creation processing unit 31 shown in FIG. Exposure obtained from the head pixel counting circuit 40 which counts the number of head pixels based on the output of the circuit 38A, the output of the head pixel counting circuit 40 and the storage unit 30 shown in FIG. A comparison circuit 41 is provided for comparing the pixel column numbers and outputting the exposure pixel column designation signal to the modulation data creation processing section 31 shown in FIG. The counting circuits 38A and 38B are reset by the read start signal when the read operation by the imaging means 5 is started. The head pixel counting circuit 40 is reset by the exposure pattern end signal when the formation of the predetermined predetermined exposure pattern ends.

다음에, 이와 같이 구성된 노광 장치(1)의 동작 및 패턴 형성 방법에 대해 설명한다. 우선, 노광 장치(1)에 전원이 투입되면, 광학계 제어 수단(7)이 구동한 다. 이에 의해, 레이저 광원(2)이 기동하여 레이저 빔이 발사된다. 동시에, 폴리곤 미러(12)가 회전을 개시하여 레이저 빔의 주사가 가능해진다. 단, 이 때는 아직 광 스위치(9)는 오프되어 있으므로 레이저 빔은 조사되지 않는다.Next, the operation and pattern formation method of the exposure apparatus 1 configured as described above will be described. First, when power is supplied to the exposure apparatus 1, the optical system control means 7 drives. Thereby, the laser light source 2 is started and a laser beam is emitted. At the same time, the polygon mirror 12 starts to rotate and scanning of the laser beam becomes possible. However, at this time, since the optical switch 9 is still off, the laser beam is not irradiated.

다음에, 반송 수단(4)의 스테이지(18) 상에 유리 기판(8)이 적재된다. 또, 반송 수단(4)은 일정 속도로 유리 기판(8)을 반송하기 때문에 도6에 도시한 바와 같이 레이저 빔의 주사 궤적(화살표 B)은 스테이지(18)의 이동 방향(화살표 A)에 대해 상대적으로 기울어지게 된다. 따라서, 유리 기판(8)을 상기 이동 방향(화살표 A)에 평행하게 설치하고 있는 경우에는, 도6의 (a)에 도시한 바와 같이 노광 위치가 블랙 매트릭스(21)의 주사 개시 픽셀(22a)과 주사 종료 픽셀(22b)에서 어긋나는 경우가 생긴다. 이 경우에는, 도6의 (b)에 도시한 바와 같이 유리 기판(8)을 반송 방향(화살표 A 방향)에 대해 기울어지게 설치하여 상기 픽셀(12)의 배열 방향과 레이저 빔의 주사 궤적(화살표 B)이 일치하도록 하면 된다. 단, 현실에서는 레이저 빔의 주사 속도가 유리 기판(8)의 반송 속도보다도 훨씬 빠르기 때문에 상기 어긋남량은 적다. 따라서, 유리 기판(8)은 이동 방향에 대해 평행하게 설치하고, 상기 어긋남량을 촬상 수단(5)에서 촬상한 데이터를 기초로 하여 계측하여 노광 광학계(3)의 광 편향 수단(10)을 제어하여 어긋남량을 보정해도 좋다. 또, 이하의 설명에 있어서는, 상기 어긋남량은 무시할 수 있는 것으로 하여 설명한다.Next, the glass substrate 8 is mounted on the stage 18 of the conveying means 4. In addition, since the conveying means 4 conveys the glass substrate 8 at a constant speed, as shown in Fig. 6, the scanning trajectory (arrow B) of the laser beam is relative to the moving direction (arrow A) of the stage 18. It is relatively inclined. Therefore, when the glass substrate 8 is provided in parallel with the movement direction (arrow A), as shown in Fig. 6A, the exposure position is the scanning start pixel 22a of the black matrix 21. And the scan end pixel 22b may shift. In this case, as shown in Fig. 6B, the glass substrate 8 is inclined with respect to the conveying direction (arrow A direction), so that the arrangement direction of the pixel 12 and the scanning trajectory (arrow) of the laser beam are shown. B) should match. However, since the scanning speed of a laser beam is much faster than the conveyance speed of the glass substrate 8 in reality, the said shift amount is small. Therefore, the glass substrate 8 is provided in parallel with the moving direction, and the said shift amount is measured based on the data imaged by the imaging means 5, and the optical deflection means 10 of the exposure optical system 3 is controlled. The deviation may be corrected. In addition, in the following description, it demonstrates that the said shift amount is negligible.

다음에, 반송 구동부(20)를 구동하여 스테이지(18)를 도1의 화살표 A 방향으로 이동한다. 이 때, 반송 구동부(20)는 광학계 제어 수단(7)의 반송 제어기(26)에 의해 일정 속도가 되도록 제어된다.Next, the conveyance drive unit 20 is driven to move the stage 18 in the direction of arrow A in FIG. At this time, the conveyance drive unit 20 is controlled to be a constant speed by the conveyance controller 26 of the optical system control means 7.

다음에, 유리 기판(8)에 형성된 블랙 매트릭스(21)가 촬상 수단(5)의 촬상 위치에 도달하면 촬상 수단(5)은 촬상을 개시하고, 촬상한 블랙 매트릭스(21)의 화상 데이터를 기초로 하여 노광 개시 위치 및 노광 종료 위치의 검출을 행한다. 이하, 패턴 형성 방법을 도7에 도시하는 흐름도를 참조하여 설명한다.Next, when the black matrix 21 formed in the glass substrate 8 reaches the imaging position of the imaging means 5, the imaging means 5 starts imaging, based on the image data of the captured black matrix 21. The exposure start position and the exposure end position are detected. Hereinafter, the pattern forming method will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

우선, 단계 S1에 있어서, 촬상 수단(5)에서 블랙 매트릭스(21)의 픽셀(22)의 화상이 취득된다. 이 취득한 화상 데이터는 도4에 도시하는 화상 처리부(29)의 3개의 링 버퍼 메모리(33A, 33B, 33C)에 취입되어 처리된다. 그리고, 최신 3개의 데이터가 각 링 버퍼 메모리(33A, 33B, 33C)로부터 출력된다. 이 경우, 예를 들어 링 버퍼 메모리(33A)로부터 2개 전의 데이터가 출력되고, 링 버퍼 메모리(33B)로부터 1개 전의 데이터가 출력되고, 링 버퍼 메모리(33C)로부터 최신 데이터가 출력된다. 또한, 이들 각 데이터는 각각 3개의 라인 버퍼 메모리(34A, 34B, 34C)에 의해 예를 들어 3 × 3의 CCD 화소의 화상을 동일한 클럭(시간축)에 배치한다. 그 결과는, 예를 들어 도8의 (a)에 도시한 바와 같은 화상으로서 얻어진다. 이 화상을 수치화하면, 도8의 (b)와 같이 3 × 3의 수치에 대응하게 된다. 이들 수치화된 화상은 동일 클럭 상에 배열하고 있으므로, 비교 회로(35)에서 임계치와 비교되어 2치화된다. 예를 들어 임계치를 "45"로 하면, 도8의 (a)의 화상은 도8의 (c)와 같이 2치화되게 된다.First, in step S1, the image of the pixel 22 of the black matrix 21 is acquired by the imaging means 5. The acquired image data is taken into three ring buffer memories 33A, 33B and 33C of the image processing unit 29 shown in FIG. 4 and processed. The latest three pieces of data are output from each ring buffer memory 33A, 33B, 33C. In this case, for example, two pieces of data are output from the ring buffer memory 33A, one piece of data is output from the ring buffer memory 33B, and the latest data is output from the ring buffer memory 33C. Further, each of these data is arranged by three line buffer memories 34A, 34B, and 34C, respectively, for example, to arrange an image of a CCD pixel of 3x3 on the same clock (time axis). The result is obtained, for example, as an image as shown in Fig. 8A. When this image is numerically converted, it corresponds to the numerical value of 3x3 as shown in FIG. Since these digitized images are arranged on the same clock, the comparison circuit 35 compares the thresholds and binarizes them. For example, if the threshold value is "45", the image of Fig. 8A will be binarized as shown in Fig. 8C.

다음에, 단계 S2에 있어서, 노광 개시 및 노광 종료의 기준 위치가 검출된다. 구체적으로는, 기준 위치 검출은 노광 개시 위치 판정 회로(36)에 있어서 상기 2치화 데이터를 도1에 도시하는 기억부(30)로부터 얻은 노광 개시 위치용 LUT의 데이터와 비교하여 행한다.Next, in step S2, reference positions of exposure start and exposure end are detected. Specifically, reference position detection is performed in the exposure start position determination circuit 36 by comparing the binarized data with data of the exposure start position LUT obtained from the storage unit 30 shown in FIG.

예를 들어 노광 개시 위치를 지정하는 제1 기준 위치가 도9의 (a)에 도시한 바와 같이 블랙 매트릭스(21)의 픽셀(22)의 좌측 상단부 코너부에 설정되어 있는 경우에는, 상기 노광 개시용 LUT는 도9의 (b)에 도시하는 것이 되고, 이 때의 노광 개시용 LUT의 데이터는 "000011011"이 된다. 따라서, 상기 2치화 데이터는 상기 노광 개시용 LUT의 데이터 "000011011"과 비교되어 양 데이터가 일치하였을 때에 촬상 수단(5)에서 취득한 화상 데이터가 제1 기준 위치라고 판정되고, 노광 개시 위치 판정 회로(36)로부터 개시 위치 판정 결과를 출력한다. 또, 도10에 도시한 바와 같이 픽셀(22)이 6개 배열되어 있을 때에는 각 픽셀(22)의 좌측 상단부 코너부가 제1 기준 위치에 해당하게 된다.For example, when the 1st reference position which designates an exposure start position is set to the upper left corner part of the pixel 22 of the black matrix 21 as shown to FIG. 9A, the said exposure start will start. The LUT is shown in Fig. 9B, and the data of the exposure start LUT at this time is " 000011011 ". Accordingly, the binarized data is compared with the data " 000011011 " of the exposure start LUT, and when both data coincide, it is determined that the image data acquired by the imaging means 5 is the first reference position, and the exposure start position determination circuit ( The start position determination result is output from 36). As shown in Fig. 10, when six pixels 22 are arranged, the upper left corner of each pixel 22 corresponds to the first reference position.

또, 도11에 도시한 바와 같이 스테이지(18)나 유리 기판(8) 상에 이물질이나 흠집이 존재하여 촬상 수단(5)에 의해 그 이물질 등에 의한 결함(42)의 화상이 픽셀(22) 내에 취득되면, 상기 결함(42)을 기준 위치로 오인할 우려가 있다. 그래서, 본 제1 실시 형태에 있어서는, 촬상 수단(5)에 의해 취득한 픽셀열(L₁)의 화상 데이터를 기억부(20)에 기억한다. 그리고, 다음의 픽셀열(L₂)의 화상 데이터를 취득하면, 기억부(20)로부터 픽셀열(L₁)의 화상 데이터를 판독하여, 도11의 (a)에 도시한 바와 같이 화상 처리부(29)에 있어서 유리 기판(8)의 이동 방향(화살표 A 방향)의 전후에서 서로 동일 위치에 있는 픽셀(22)의 화상 데이터의 논리합을 취한다. 이 때, 2개의 픽셀(22)의 동일 위치에 결함(42)이 동시에 존재하는 것은 드물 고, 따라서 각 픽셀(22)의 화상 데이터의 논리합을 취함으로써 결함(42)을 화상 데이터로부터 제거할 수 있다. 이에 의해, 무결함의 픽셀열의 화상 데이터를 이용하여 상술한 바와 같은 기준 위치의 검출을 행한다.In addition, as shown in FIG. 11, foreign matter or scratches exist on the stage 18 or the glass substrate 8, and the image of the defect 42 caused by the foreign matter, etc., by the imaging means 5 is captured in the pixel 22. As shown in FIG. If acquired, there exists a possibility that the said defect 42 may be mistaken for a reference position. Therefore, in the first embodiment, the image data of the pixel string L ₁ acquired by the imaging unit 5 is stored in the storage unit 20. Then, when image data of the next pixel column L ₂ is acquired, the image data of the pixel column L ₁ is read from the storage unit 20, and as shown in Fig. 11A, the image processing unit ( In 29), the logical sum of the image data of the pixels 22 at the same position is taken before and after the moving direction (arrow A direction) of the glass substrate 8. At this time, the defects 42 are rarely present at the same position of the two pixels 22 at the same time. Therefore, the defects 42 can be removed from the image data by taking a logical sum of the image data of each pixel 22. have. As a result, the above-described reference position is detected using the image data of the defective pixel column.

또한, 마지막 열의 픽셀열에 대해서는, 새로운 픽셀열의 화상 취득을 할 수 없으므로, 상술한 방법에 의해 결함(42)을 제거할 수는 없다. 이 경우에는, 이웃하는 픽셀(22)의 화상 데이터의 논리합을 취함으로써 결함(42)의 화상을 제거한다. 구체적으로는, 도11의 (b)에 도시한 바와 같이 취득한 마지막 열의 픽셀열(L_n) 화상과, 상기 픽셀열(L_n) 화상을 열 방향으로 1 피치 이동한 화상에 대해 유리 기판(8)의 이동 방향(화살표 A 방향)의 전후에서 서로 동일 위치에 있는 픽셀(22)의 화상 데이터의 논리합을 취한다. 이 경우, 이웃하는 픽셀(22)의 동일 위치에 결함(42)이 동시에 존재하는 것은 드물고, 따라서 각 픽셀(22)의 화상 데이터의 논리합을 취함으로써, 마지막 열의 픽셀열(L_n)에 대해서도 결함(42)을 화상으로부터 제거할 수 있다. 이에 의해, 무결함의 픽셀열을 생성할 수 있다.In addition, since the image acquisition of a new pixel column cannot be acquired with respect to the pixel column of the last column, the defect 42 cannot be removed by the above-described method. In this case, the image of the defect 42 is removed by taking the logical sum of the image data of the neighboring pixels 22. Specifically, FIG heat (L _n) obtained in the last column of pixels as shown in 11 (b) image, the pixel column (L _n) the glass substrate for the image obtained by one pitch movement in a column direction, an image (8 The logical sum of the image data of the pixels 22 located at the same position with each other before and after the moving direction (arrow A direction) of () is taken. In this case, the defects 42 are rarely present at the same position of the neighboring pixels 22 at the same time. Therefore, a defect is also generated for the pixel column L _{n of the} last column by taking a logical sum of the image data of each pixel 22. (42) can be removed from the image. As a result, a pixel column of defects can be generated.

다음에, 상기 판정 결과를 기초로 하여 도5에 도시하는 계수 회로(38A)에 있어서 상기 일치 회수가 카운트된다. 그리고, 그 카운트 수는 도1에 도시하는 기억부(30)로부터 얻은 노광 개시 픽셀 번호와 비교 회로(39A)에 있어서 비교되어 양 수치가 일치하였을 때 노광 개시 신호를 도1에 도시하는 변조 데이터 작성 처리부(31)에 출력한다. 이 경우, 도10에 도시한 바와 같이 예를 들어 레이저 빔의 주사 방향에서 1번째의 픽셀(22₁) 및 4번째의 픽셀(22₄)의 좌측 상단부 코너부를 제1 기준 위치로 정하면, 상기 제1 기준 위치에 대응하는 촬상 수단(5)의 라인 CCD에 있어서의 엘리먼트 번지, 예를 들어 "1000", "4000"이 광 스위치 제어기(24)에 기억된다.Next, based on the determination result, the number of matches is counted in the counting circuit 38A shown in FIG. The count number is compared with the exposure start pixel number obtained from the storage unit 30 shown in FIG. 1 in the comparison circuit 39A, and when the numerical values coincide with each other, the modulation start data showing the exposure start signal shown in FIG. Output to the processing part 31. In this case, as shown in Fig. 10, for example, in the scanning direction of the laser beam, the upper left corners of the first pixel 22 ₁ and the fourth pixel 22 ₄ are set as the first reference position. The element addresses in the line CCD of the image pickup means 5 corresponding to one reference position, for example, "1000" and "4000", are stored in the optical switch controller 24.

한편, 상기 2치화 데이터는 노광 종료 위치 판정 회로(37)에 있어서, 도1에 도시하는 기억부(30)로부터 얻은 노광 종료 위치용 LUT의 데이터와 비교된다. 예를 들어 노광 종료 위치를 지정하는 제2 기준 위치가 도12의 (a)에 도시한 바와 같이 블랙 매트릭스(21)의 픽셀(22)의 우측 상단부 코너부에 설정되어 있는 경우에는, 상기 노광 종료 위치용 LUT는 도12의 (b)에 도시한 것이 되고, 이 때의 노광 종료 위치용 LUT의 데이터는 "110110000"이 된다. 따라서, 상기 2치화 데이터는 상기 노광 종료 위치용 LUT의 데이터 "110110000"과 비교되어 양 데이터가 일치하였을 때에 촬상 수단(5)에서 취득한 화상 데이터가 노광 종료의 기준 위치라 판정되어, 노광 종료 위치 판정 회로(37)로부터 종료 위치 판정 결과를 출력한다. 또, 전술과 마찬가지로, 도10에 도시한 바와 같이 예를 들어 픽셀(22)이 6개 배치되어 있을 때에는, 각 픽셀(22)의 우측 상단부 코너부가 제2 기준 위치에 해당하게 된다.On the other hand, the binarization data is compared with the data of the exposure end position LUT obtained from the storage unit 30 shown in FIG. 1 in the exposure end position determination circuit 37. For example, when the 2nd reference position which designates an exposure end position is set to the upper-right corner part of the pixel 22 of the black matrix 21 as shown to FIG. The position LUT is shown in Fig. 12B, and the data of the exposure end position LUT at this time becomes "110110000". Accordingly, the binarized data is compared with the data " 110110000 " of the LUT for the exposure end position, and when both data coincide, it is determined that the image data acquired by the imaging means 5 is the reference position for the end of exposure, and the exposure end position is determined. The end position determination result is output from the circuit 37. As shown in Fig. 10, when six pixels 22 are arranged, for example, as shown in Fig. 10, the upper right corner of each pixel 22 corresponds to the second reference position.

상기 판정 결과를 기초로 하여 도5에 도시하는 계수 회로(38B)에 있어서 상기 일치 회수가 카운트된다. 그리고, 그 카운트 수는 도1에 도시하는 기억부(30)로부터 얻은 노광 종료 픽셀 번호와 비교 회로(39B)에 있어서 비교되어, 양 수치가 일치하였을 때 노광 종료 신호를 도1에 도시하는 변조 데이터 작성 처리부(31)에 출력한다. 이 경우, 도10에 도시한 바와 같이 예를 들어 레이저 빔의 주사 방향에 서 1번째의 픽셀(22₁) 및 제4 번째의 픽셀(22₄)의 우측 상단부 코너부를 제2 기준 위치로 정하면, 상기 제2 기준 위치에 대응하는 촬상 수단(5)의 라인 CCD에 있어서의 엘리먼트 번지, 예를 들어 "1900", "4900"이 광 스위치 제어기(24)에 기억된다. 그리고, 상술한 바와 같이 하여 노광 개시 위치 및 노광 종료 위치의 기준 위치가 검출되면, 단계 S3으로 진행한다.On the basis of the determination result, the number of matches is counted in the counting circuit 38B shown in FIG. The number of counts is compared with the exposure end pixel number obtained from the storage unit 30 shown in FIG. 1 in the comparison circuit 39B, and the modulation data showing the exposure end signal shown in FIG. It outputs to the creation process part 31. Assuming in this case, the second reference position right upper corner area of for example up the first pixel in the scanning direction of the laser beam (22 ₁₎ and a fourth pixel of the (22, ₄₎ 10, the The element addresses in the line CCD of the image pickup means 5 corresponding to the second reference position, for example, "1900" and "4900", are stored in the optical switch controller 24. When the reference positions of the exposure start position and the exposure end position are detected as described above, the process proceeds to step S3.

단계 S3에서는, 유리 기판(8)의 이동 방향에 있어서의 노광 위치가 검출된다. 여기서, 도3에 도시한 바와 같이 레이저 빔의 주사 위치(F)와 촬상 수단(5)의 촬상 위치(E) 사이의 거리(D)는 상기 픽셀(22)의 이동 방향으로의 배열 피치(P)의 정수배(n배)로 설정되어 있으므로, 레이저 빔의 주사 주기를 카운트함으로써 상기 노광 위치를 산출할 수 있다. 예를 들어, 도13에 도시한 바와 같이 레이저 빔의 주사 위치와 촬상 수단(5)의 촬상 위치 사이의 거리(D)가 픽셀(22)의 배열 피치(P)의 예를 들어 3배로 설정되어 있는 경우에, 단계 S2에 있어서 픽셀(22)의 단부에 제1 및 제2 기준 위치를 검출한 후[도13의 (a) 참조], 유리 기판(8)이 이동하여 픽셀열 중심선이 촬상 수단(5)의 촬상 위치에 도달하였을 때[도13의 (b) 참조], 레이저 빔의 주사 개시 타이밍과 일치한다. 여기서, 레이저 빔이 주기(T)로 주사하고 있는 경우, 유리 기판(8)의 반송 속도는 레이저 빔의 주기(T)에 동기하여 픽셀(22)의 1 피치분만큼 이동하도록 제어된다. 따라서, 다음의 1T 동안에 픽셀(22)은 도13의 (c)에 나타내는 위치로 이동한다. 또한, 2T 후에는 픽셀(22)은 도13의 (d)에 나타내는 위치까지 이동한다. 그리고, 3T 후에는 도13의 (e)에 도시한 바와 같이 픽셀(22)의 열 중심선이 레이저 빔의 주사 위치에 도달하게 된다. 이렇게 하여, 노광 위치가 검출된다.In step S3, the exposure position in the moving direction of the glass substrate 8 is detected. Here, as shown in Fig. 3, the distance D between the scanning position F of the laser beam and the imaging position E of the imaging means 5 is the arrangement pitch P in the moving direction of the pixel 22. Since it is set to an integral multiple of n, the exposure position can be calculated by counting the scanning period of the laser beam. For example, as shown in Fig. 13, the distance D between the scanning position of the laser beam and the imaging position of the imaging means 5 is set to three times the arrangement pitch P of the pixels 22, for example. If there is, in step S2, after detecting the first and second reference positions at the end of the pixel 22 (see Fig. 13A), the glass substrate 8 is moved so that the pixel column centerline moves to the imaging means. When the imaging position of (5) is reached (see FIG. 13 (b)), the timing coincides with the scanning start timing of the laser beam. Here, when the laser beam is scanning in the period T, the conveyance speed of the glass substrate 8 is controlled to move by one pitch of the pixel 22 in synchronization with the period T of the laser beam. Therefore, the pixel 22 moves to the position shown in Fig. 13C during the next 1T. After 2T, the pixel 22 moves to the position shown in Fig. 13D. After 3T, as shown in Fig. 13E, the column center line of the pixel 22 reaches the scanning position of the laser beam. In this way, the exposure position is detected.

다음에, 단계 S4에 있어서, 레이저 빔을 주사하면서 상기 노광 위치의 조정이 행해진다. 구체적으로는, 도14에 도시한 바와 같이 노광 위치의 조정은 fθ 렌즈(13)에 설치한 라인 센서(17)로 검출한 현재의 레이저 빔의 주사 위치(엘리먼트 번지)와 미리 정한 기준 엘리먼트 번지를 비교하여 그 어긋남량을 검출하고, 광 편향 수단(10)을 제어하여 레이저 빔의 주사 위치를 기준 엘리먼트 번지(기준 주사 위치)에 일치시키도록 하여 행한다.Next, in step S4, the exposure position is adjusted while scanning the laser beam. Specifically, as shown in Fig. 14, the adjustment of the exposure position includes the scanning position (element address) of the current laser beam detected by the line sensor 17 provided on the fθ lens 13 and the predetermined reference element address. In comparison, the amount of misalignment is detected, and the optical deflection means 10 is controlled to match the scanning position of the laser beam to the reference element address (reference scanning position).

다음에, 단계 S5에 있어서 노광이 개시된다. 노광 개시는 광 스위치(9)의 온 타이밍을 광 스위치 제어기(24)에서 제어하여 행한다. 이 경우, 우선, 광 스위치(9)를 온 상태로 하여 레이저 빔을 주사하고, 상기 라인 센서(17)에 의해 레이저 빔의 주사 개시 시각이 검출되면 바로 광 스위치(9)를 오프로 한다. 이 때, 변조 데이터 작성 처리부(31)로부터 예를 들어 도10의 노광 개시 위치에 대응하는 촬상 수단(5)의 엘리먼트 번지 "1000"이 판독되어 레이저 빔의 주사 개시 시각으로부터 노광 개시 위치까지의 시간(t₁)이 제어부(32)에서 연산된다. 이 경우, 레이저 빔의 주사 개시 시각으로부터 촬상 수단(5)의 엘리먼트 번지 "1"까지의 주사 시간(t₀)을 미리 계측해 두고, 또한 레이저 빔의 주사 속도를 촬상 수단(5)의 라인 CCD의 클럭(CLK)에 동기시켜 두면, 엘리먼트 번지 "1000"까지의 클럭수를 카운트함으로써, 주사 개시 시각(t₁)은 t₁ = t₀ + 1000CLK로서 용이하게 구할 수 있다. 이에 의해, 레이저 빔의 주사 개시 시각으로부터 t₁ 후에 광 스위치(9)를 온하여 노광을 개시한다.Next, the exposure is started in step S5. Exposure start is performed by controlling the on timing of the optical switch 9 by the optical switch controller 24. In this case, first, the optical switch 9 is turned on to scan the laser beam, and when the scanning start time of the laser beam is detected by the line sensor 17, the optical switch 9 is turned off immediately. At this time, the element address "1000" of the imaging means 5 corresponding to, for example, the exposure start position of FIG. 10 is read from the modulation data creation processing unit 31, and the time from the scanning start time of the laser beam to the exposure start position. (t ₁ ) is calculated in the control unit 32. In this case, the scanning time t ₀ from the scanning start time of the laser beam to the element address "1" of the imaging means 5 is measured in advance, and the scanning speed of the laser beam is measured by the line CCD of the imaging means 5. By synchronizing with the clock CLK, the scanning start time t ₁ can be easily obtained as t ₁ = t ₀ + 1000 CLK by counting the number of clocks up to the element address " 1000 &_quot;. As a result, turning on a light switch 9 after t ₁ from the scanning start time of the laser beam and starts the exposure.

다음에, 단계 S6에 있어서 노광 종료 위치가 검출된다. 노광 종료 위치는 상술과 마찬가지로 하여, 예를 들어 엘리먼트 번지 "1900"에 있어서의 노광 종료 시각(t₂)은 t₂ = t₀ + 1900CLK로서 구해진다. 이에 의해, 레이저 빔의 주사 개시 시각으로부터 t₂ 후에 광 스위치(9)를 오프하여 노광을 종료한다.Next, the exposure end position is detected in step S6. Exposure end position is obtained in the same manner as described above, for example, the exposure end time (t ₂₎ of the element address "1900" is a t ₂ = t ₀ + 1900CLK. As a result, by turning off the light switch 9 after t ₂ from the scanning start time of the laser beam to end the exposure.

다음에, 단계 S7에 있어서는, 레이저 빔의 1주사가 종료되었는지 여부를 판정한다. 여기서, "아니오" 판정으로 되면, 단계 S2로 복귀하여 상술한 동작을 반복한다. 그리고, 단계 S2에 있어서, 도10에 도시한 바와 같이 예를 들어 제2 노광 개시 위치 "4000" 및 제2 노광 종료 위치 "4900"이 검출되면, 단계 S4를 경유하여 단계 S5로 진행하고, 상술과 마찬가지로 하여 엘리먼트 번지 "4000"부터 노광이 개시되어 엘리먼트 번지 "4900"에서 노광이 종료한다.Next, in step S7, it is determined whether or not one scan of the laser beam is finished. If NO is determined here, the flow returns to step S2 to repeat the above-described operation. In step S2, when the second exposure start position " 4000 " and the second exposure end position " 4900 " are detected, for example, as shown in Fig. 10, the process proceeds to step S5 via step S4. In the same manner as above, the exposure starts from the element address "4000" and the exposure ends at the element address "4900".

또한, 단계 S7에 있어서, "예" 판정으로 되면 단계 S1로 복귀하여 새로운 노광 위치를 검출하는 동작으로 이동한다. 그리고, 전술한 동작을 반복하여 실행함으로써 원하는 영역에 대해 노광 패턴의 형성을 행한다.In addition, in step S7, when a determination of "Yes" is made, the process returns to step S1 to move to the operation of detecting a new exposure position. Then, by repeatedly performing the above-described operation, the exposure pattern is formed in the desired area.

이와 같이, 상기 실시 형태에 따르면, 촬상 수단(5)에서 취득하여 기억부(20)에 기억한 제1 픽셀열의 화상 데이터를 판독하고, 새롭게 취득한 다음 픽셀열의 화상 데이터와의 논리합을 취하도록 함으로써, 스테이지(18)나 유리 기판(8)에 부착된 이물질이나 흠집 등의 결함(42)에 의한 본래의 픽셀열의 화상과 다른 화 상을 제거하여 무결함의 픽셀열의 화상 데이터를 생성할 수 있다. 따라서, 상기 결함(42)을 기준 위치로 오인하여 노광하는 것을 방지할 수 있어 소정의 기능 패턴의 노광 정밀도를 향상시킬 수 있다.As described above, according to the above embodiment, the image data of the first pixel string acquired by the imaging means 5 and stored in the storage unit 20 is read, and logically combined with the image data of the next acquired pixel string is obtained. The image data of the pixel column of a defect can be produced | generated by removing an image different from an image of an original pixel column by the defect 42, such as a foreign material and a flaw, affixed on the stage 18 or the glass substrate 8. FIG. Therefore, it is possible to prevent the mistake of exposing the defect 42 to the reference position for exposure, thereby improving the exposure accuracy of the predetermined function pattern.

또한, 상기 무결함의 픽셀열의 화상 데이터를 이용하여 픽셀(22)에 미리 정한 기준 위치를 검출하고, 상기 기준 위치를 기초로 하여 노광 패턴을 형성하도록 하고 있으므로, 픽셀(22)에 대한 기능 패턴의 중첩 정밀도가 향상된다. 따라서, 복수의 노광 장치(1)를 사용하여 적층 패턴을 형성하는 공정에 적용한 경우에도 높은 중첩 정밀도를 확보할 수 있다. 이에 의해, 각 노광 장치간의 기계 정밀도를 갖출 필요가 없어 노광 장치(1)의 비용 상승을 억제할 수 있다.Further, since a predetermined reference position is detected in the pixel 22 using the image data of the defective pixel column, and an exposure pattern is formed based on the reference position, superimposition of the functional pattern on the pixel 22 is performed. Precision is improved. Therefore, even when it applies to the process of forming a laminated pattern using the some exposure apparatus 1, high overlapping precision can be ensured. Thereby, it is not necessary to provide the mechanical precision between each exposure apparatus, and the cost increase of the exposure apparatus 1 can be suppressed.

그리고, 상기 픽셀(22)에 미리 정한 기준 위치를 촬상 수단(5)에서 판독하고, 상기 기준 위치를 기준으로 하여 노광 및 노광 정지를 하도록 하고 있으므로 사전에 상기 픽셀(22)과 노광 패턴의 얼라이먼트를 취할 필요가 없어 노광 작업이 용이해진다.Then, the reference position predetermined to the pixel 22 is read by the imaging means 5, and the exposure and exposure stop are performed based on the reference position, so that alignment of the pixel 22 and the exposure pattern is performed in advance. There is no need to take it, and the exposure operation becomes easy.

도15는 제2 발명에 의한 노광 장치의 실시 형태를 도시하는 개념도이다. 또, 여기서는 도1에 도시하는 노광 장치와 다른 부분에 대해 설명한다. 이 제2 발명은 레이저 빔의 주사 범위보다도 좁은 화상 처리 영역을 갖는 촬상 수단(5)을 1대만 구비한 것이다.15 is a conceptual diagram showing an embodiment of the exposure apparatus according to the second invention. In addition, a part different from the exposure apparatus shown in FIG. 1 is demonstrated here. This 2nd invention is equipped with only one imaging means 5 which has an image processing area narrower than the scanning range of a laser beam.

이 경우, 블랙 매트릭스(21)의 픽셀(22)에 설정된 기준 위치의 검출은 도16에 도시한 바와 같이 1대의 촬상 수단(5)에 의해 예를 들어 픽셀열(L₁)의 화상 데이 터를 취득하고, 상기 취득한 화상 데이터와 도5에 도시하는 노광 개시 위치용 LUT 및 노광 종료 위치용 LUT와 비교하여 행한다. 이에 의해, 예를 들어 1번째의 픽셀(22₁)의 좌측 상단부 코너부에 노광 개시 위치가, 또한 4번째의 픽셀(22₄)의 우측 상단부 코너부에 노광 종료 위치가 설정되면, 이에 대응한 촬상 수단(5)의 라인 CCD의 엘리먼트 번지, 예를 들어 "1000" 및 "4900"을 기억부(20)에 기억한다.In this case, the detection of the reference position set in the pixel 22 of the black matrix 21 is performed by one imaging means 5, for example, by using the image data of the pixel column L ₁ as shown in FIG. It acquires and compares the acquired image data with the LUT for an exposure start position and the LUT for an exposure end position shown in FIG. Thereby, for example, when the exposure start position is set in the upper left corner of the _first pixel 22 ₁ and the exposure end position is set in the upper right corner of the _fourth pixel 2244, the corresponding The element addresses of the line CCD of the imaging means 5, for example, " 1000 " and " 4900 "

한편, 픽셀(22)이 열 방향에 소정의 피치로 배열되어 있는 경우에는, 촬상 수단(5)에서 취득한 픽셀열 화상을 상기 촬상 수단(5)의 화상 처리 영역(43A)에 후속하는 영역에 복사하여 촬상 수단(5)에서 취득할 수 없는 픽셀열 화상을 보완하고, 상기 보완된 픽셀열 화상을 기초로 하여 노광을 행한다. 즉, 열 방향의 픽셀(22)의 배열 피치가 W(예를 들어 1000CLK)일 때, 촬상 수단(5)의 화상 처리 영역(43A)에 계속되는 픽셀열 화상은, 예를 들어 도16의 (a)에 도시한 바와 같이 노광 개시 위치 "1000"으로부터 4W(= 4000CLK) 후로부터 시작하게 된다. 따라서, 기억부(20)로부터 판독한 노광 개시 위치 "1000"과 노광 종료 위치 "4900" 사이의 "3900CLK"시간만큼 노광을 행한 후, 같은 노광 제어(예를 들어 노광 시간 "3900CLK")를 노광 개시 위치 "1000"으로부터 4W 후의 영역[복사된 픽셀열 화상 영역(43B)]에 대해 적용하면, 도16의 (b)에 도시한 바와 같이 촬상 수단(5)의 화상 처리 영역(43A)에 계속되는 픽셀열에 대해서도 같은 노광 패턴(44)을 형성할 수 있다. 또한, 같은 조작을 반복하여 실행하면, 픽셀열의 모든 영역에 대해 노광을 행할 수 있다.On the other hand, when the pixels 22 are arranged at a predetermined pitch in the column direction, the pixel string images acquired by the imaging means 5 are copied to an area subsequent to the image processing area 43A of the imaging means 5. By doing so, the pixel array image that cannot be acquired by the imaging unit 5 is supplemented, and exposure is performed based on the supplemented pixel array image. That is, when the arrangement pitch of the pixels 22 in the column direction is W (for example, 1000 CLK), the pixel column image subsequent to the image processing area 43A of the imaging means 5 is, for example, shown in FIG. ), 4 W (= 4000 CLK) after the exposure start position " 1000 " Therefore, after exposing for the "3900CLK" time between the exposure start position "1000" and the exposure end position "4900" read out from the storage unit 20, the same exposure control (for example, exposure time "3900CLK") is exposed. When applied to the region (copied pixel column image region 43B) 4W after the start position "1000", it follows the image processing region 43A of the imaging means 5, as shown in FIG. The same exposure pattern 44 can be formed also for the pixel column. In addition, if the same operation is repeatedly performed, exposure can be performed to all regions of the pixel column.

이와 같이 제2 발명에 따르면, 촬상 수단(5)에서 취득한 픽셀열의 화상을 그것에 계속되는 화상의 결락된 영역에 복사하여 픽셀열 화상을 생성하고, 상기 생성된 픽셀열 화상을 기초로 하여 노광하도록 함으로써, 상기 촬상 수단(5)에서 취득할 수 없는 영역의 픽셀열에 대해서도 소정의 기능 패턴을 고정밀도로 노광할 수 있다.As described above, according to the second aspect of the invention, by copying the image of the pixel string acquired by the imaging means 5 to the missing region of the image subsequent to it, a pixel string image is generated and exposed based on the generated pixel string image, A predetermined function pattern can also be exposed with high accuracy even in the pixel column of an area which cannot be acquired by the imaging means 5.

또한, 픽셀열의 전체 화상을 취득할 필요가 없으므로 촬상 수단(5)의 설치 대수를 줄일 수 있고, 노광 장치의 비용을 저감시킬 수 있다. 이 경우, 화상 처리 영역(43A)은 좁아도 되므로 고해상도의 촬상 수단(5)을 적용할 수 있어, 기준 위치의 검출 정밀도가 향상된다. 따라서, 노광 패턴의 노광 정밀도를 따라 향상시킬 수 있다.Moreover, since it is not necessary to acquire the whole image of a pixel column, the installation number of the imaging means 5 can be reduced and the cost of an exposure apparatus can be reduced. In this case, since the image processing area 43A may be narrow, the high resolution image pickup means 5 can be applied, and the detection accuracy of the reference position is improved. Therefore, it can improve along the exposure precision of an exposure pattern.

또, 도15에 있어서는, 촬상 수단(5)을 반송 수단(4)의 상방에 배치한 예를 나타내고 있지만, 반송 수단(4)의 하방에 배치해도 좋다. 이 경우, 스테이지(18)에 형성된 유리 기판(8)을 흡착하는 흡착 홈이나 설치 볼트 등의 존재에 의해 유리 기판(8)에 미리 형성된 블랙 매트릭스(21)의 픽셀열의 촬상 수단에 의한 취득 화상에 결락이 생기는 경우가 있다. 이 때, 상술과 마찬가지로 하여 촬상 수단(5)에서 취득할 수 없는 픽셀열 화상을 보완하도록 하면, 상기 흡착 홈이나 설치 볼트 등의 그늘에 가려진 픽셀열에 대해서도 소정의 기능 패턴을 고정밀도로 노광시킬 수 있다.In addition, although the example which arrange | positioned the imaging means 5 above the conveyance means 4 is shown in FIG. 15, you may arrange | position below the conveyance means 4. As shown in FIG. In this case, the image obtained by the image pickup means of the pixel array of the black matrix 21 formed in advance in the glass substrate 8 by the presence of an adsorption groove, an installation bolt, or the like which adsorbs the glass substrate 8 formed in the stage 18. There is a case of missing. At this time, if the pixel array image that cannot be acquired by the imaging unit 5 is compensated in the same manner as described above, a predetermined function pattern can be exposed with high accuracy even with respect to the pixel array obscured by the suction groove, the mounting bolt or the like. .

또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에 있어서는, 조명 수단을 배면 조명으로 했지만 낙사(落射) 조명으로 해도 좋다.In addition, in said 1st and 2nd embodiment, although the illumination means was made back lighting, it is good also as fall lighting.

그리고, 본 발명의 노광 장치는 액정 디스플레이의 컬러 필터 등의 대형 기판에 적용하는 것에 한정되지 않고, 반도체 등의 노광 장치에도 적용할 수 있다.And the exposure apparatus of this invention is not limited to what is applied to large board | substrates, such as a color filter of a liquid crystal display, but can be applied also to exposure apparatuses, such as a semiconductor.

Claims

An exposure apparatus which scans a light beam irradiated from an exposure optical system in a direction orthogonal to a moving direction of an object to be exposed, and exposes a functional pattern to the object to be exposed at a predetermined pitch,

Imaging means for imaging a reference function pattern serving as a reference for an exposure position formed in advance in the exposed object;

By taking a logical sum of the respective image data using two image data among the reference functional patterns acquired by the imaging means, the defect in the reference functional pattern image corresponding to one scanning area of the light beam is eliminated and thus the defect standard Optical system control means for generating a functional pattern image, detecting a reference position of exposure start or end on the defective reference functional pattern image, and controlling irradiation start or irradiation stop of the light beam based on the reference position; Exposure apparatus characterized by the above-mentioned.

2. The optical system control means according to claim 1, wherein the optical system control means uses the image data of the previous reference function pattern acquired by the imaging means and the image data of the newly acquired reference function pattern at the same position before and after the moving direction of the exposed object. An exposure apparatus characterized by generating a logical reference functional pattern image by taking a logical sum of respective image data.

The flawless reference functional pattern image according to claim 1, wherein the optical system control means takes a logical sum of each image data using image data of a neighboring reference function pattern from image data of a reference function pattern acquired by the imaging means. An exposure apparatus, characterized in that for producing.

The image data of the reference function pattern of the predetermined area acquired by the imaging means is copied to a region subsequent to the predetermined area to supplement an image of the reference function pattern that cannot be acquired by the imaging means, and the supplemented reference function pattern image And optical system control means for detecting a reference position of exposure start or end and controlling irradiation start or irradiation stop of the light beam on the basis of the reference position.

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