KR101308691B1 - Exposure device and object to be exposed - Google Patents

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코이치 가지야마
요시오 와타나베
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브이 테크놀로지 씨오. 엘티디
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Abstract

본 발명은 표면에 설정된 패턴 영역의 어느 한 단부의 소정 위치에 얼라인먼트 마크가 형성된 컬러 필터 기판(6)을 적재하고, 반송 수단(1)으로 얼라인먼트 마크가 형성된 측을 선두로 하여 상기 컬러 필터 기판(6)을 반송하고, 촬상 수단(3)으로 얼라인먼트 마크와 픽셀을 촬상하며, 제어 수단(4)으로 촬상 수단(3)에 의하여 취득된 얼라인먼트 마크의 검출 출력에 기초하여 컬러 필터 기판(6) 위의 기준 위치와 노광 광학계(2)의 포토마스크(17)에 미리 설정된 기준 위치의 어긋남을 산출하고, 이 어긋남을 보정하도록 촬상 수단(3)과 노광 광학계(2)를 반송 수단(1)의 컬러 필터 기판 적재면에 평행한 면 내에서 컬러 필터 기판(6)의 반송 방향과 직교하는 방향으로 일체적으로 이동시키고, 노광 광원(12)으로부터 발사되는 노광광을 포토마스크(17)를 통하여 컬러 필터 기판(6)에 조사하는 것이다.

Figure R1020087003346

According to the present invention, the color filter substrate 6 having the alignment mark formed thereon is placed at a predetermined position of one end of the pattern region set on the surface. 6), the imaging mark 3 is used to image the alignment mark and the pixel, and the control means 4 is placed on the color filter substrate 6 based on the detection output of the alignment mark acquired by the imaging means 3. The deviation of the reference position and the reference position set in advance in the photomask 17 of the exposure optical system 2 is calculated, and the imaging means 3 and the exposure optical system 2 are transferred to the color of the conveying means 1 so as to correct the deviation. In a plane parallel to the filter substrate mounting surface, the light is emitted integrally from the exposure direction of the color filter substrate 6 in a direction orthogonal to the conveying direction, and the exposure light emitted from the exposure light source 12 is transferred through the color mask 17. Is irradiated to the substrate 6.

Figure R1020087003346

Description

노광 장치 및 피노광체{EXPOSURE DEVICE AND OBJECT TO BE EXPOSED}Exposure apparatus and exposure object {EXPOSURE DEVICE AND OBJECT TO BE EXPOSED}

본 발명은 피노광체를 적재하여 반송하고, 포토마스크를 통하여 노광하는 노광 장치에 관한 것으로, 상세하게는 적재면에 평행한 면 내에서 반송 방향과 직교하는 방향의 포토마스크와 피노광체의 어긋남을 보정하여 피노광체 위의 기능 패턴과 노광 패턴의 중첩 정밀도를 향상시키고, 노광 처리 시간을 단축하는 노광 장치 및 피노광체에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus which loads and transports an object to be exposed and exposes it through a photomask. Specifically, a misalignment between a photomask and an object in a direction orthogonal to the conveying direction is corrected in a plane parallel to the loading surface. The present invention relates to an exposure apparatus and an exposed object which improve the overlapping accuracy of the functional pattern and the exposure pattern on the exposed object and shorten the exposure processing time.

종래의 노광 장치에서는 피노광체(이하, "컬러 필터 기판"이라 한다)의 모서리부 등에 형성된 얼라인먼트 마크와 포토마스크에 형성된 얼라인먼트 마크에 의하여, 컬러 필터 기판과 포토마스크의 위치를 맞춘 후에 노광을 하도록 되어 있는데, 대형 포토마스크를 이용하여 컬러 필터 기판 전체면을 일괄적으로 노광하는 방식 또는 적은 횟수로 노광하는 방식(예를 들면, 특허 문헌 1 참조)과, 소형 포토마스크를 사용하여 컬러 필터 기판을 분할하여 노광하는 방식(예를 들면, 특허 문헌 2 참조)이 알려져 있다.In the conventional exposure apparatus, the alignment mark formed on the edge of the object to be exposed (hereinafter referred to as a "color filter substrate") and the alignment mark formed on the photomask are used to adjust the position of the color filter substrate and the photomask before exposure. There is a method of collectively exposing the entire surface of the color filter substrate using a large photomask or a method of exposing a small number of times (for example, see Patent Document 1), and dividing the color filter substrate using a small photomask. The exposure method (for example, refer patent document 2) is known.

특허 문헌 1: 일본 공개 특허 공보 평09-127702호Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Publication No. 09-127702

특허 문헌 2: 일본 공개 특허 공보 2003-43939호 Patent Document 2: Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-43939

그러나, 이러한 종래의 노광 장치에 있어서, 특히 상기 특허 문헌 1에 기재된 노광 장치에서는 컬러 필터 기판과 포토마스크의 얼라인먼트를 취하는데 손이 적게 간다는 이점은 있지만, 대형 포토마스크를 고정밀도로 제작하기가 어렵고, 포토마스크가 휘기 때문에 포토마스크와 컬러 필터 기판의 갭을 조정하는 데 수고가 든다는 문제점이 있다. 따라서, 컬러 필터 기판의 화소(기능 패턴)부와 노광 패턴의 중첩 정밀도를 향상시키기가 어려웠다.However, in such a conventional exposure apparatus, in particular, in the exposure apparatus described in Patent Document 1, there is an advantage that the hand takes less to align the color filter substrate and the photomask, but it is difficult to produce a large-scale photomask with high accuracy, Since the photomask is curved, it is difficult to adjust the gap between the photomask and the color filter substrate. Therefore, it was difficult to improve the overlapping accuracy of the pixel (functional pattern) portion of the color filter substrate and the exposure pattern.

또한, 상기 특허 문헌 2에 기재된 노광 장치에서는, 분할 수에 따라 얼라인먼트를 취하는 횟수가 증가하여, 전체적으로 노광 처리 시간이 걸릴 뿐만 아니라, 컬러 필터 기판의 화소(기능 패턴) 부분에 얼라인먼트 마크를 표시함으로써 화소의 일부에 결함이 생기는 문제점이 있었다.In addition, in the exposure apparatus described in Patent Document 2, the number of alignments is increased depending on the number of divisions, and not only takes the exposure processing time as a whole, but also displays the alignment marks on the pixel (functional pattern) portion of the color filter substrate. There was a problem that some of the defects occur.

따라서, 본 발명은 이와 같은 문제점에 대처하여, 피노광체 위의 기능 패턴과 노광 패턴의 중첩 정밀도를 향상시킴으로써, 노광 처리 시간을 단축하는 노광 장치 및 피노광체를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an exposure apparatus and an exposed object which shorten the exposure processing time by improving the overlapping accuracy of the functional pattern and the exposure pattern on the exposed object in response to such a problem.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 노광 장치는 표면에 설정된 패턴 영역에 다수의 기능 패턴이 형성되고, 상기 패턴 영역의 어느 한 단부측의 소정의 위치에 적어도 하나의 얼라인먼트 마크가 형성된 피노광체를 적재하고, 상기 얼라인먼트 마크가 형성된 측을 선두로 하여 상기 피노광체를 반송하는 반송 수단과, 상기 반송 수단의 위쪽에 배치되어 노광 광원으로부터 발사되는 노광 광을 마스크 스테이지에 적재된 포토마스크를 통하여 상기 피노광체에 조사하는 노광 광학계와, 상기 반송 수단의 피노광체의 적재면에 평행한 면 내에서 상기 피노광체의 반송 방향과 직교하는 방향으로 상기 노광 광학계와 일체적으로 이동 가능하고, 상기 이동 방향을 따라 나란히 배치된 다수의 수광 소자를 가지며, 상기 피노광체의 기능 패턴과 얼라인먼트 마크를 촬상하는 촬상 수단과, 상기 촬상 수단에 의하여 취득된 상기 얼라인먼트 마크의 검출 출력에 기초하여 상기 피노광체 위의 기준 위치와 상기 포토마스크에 미리 설정된 기준 위치와의 어긋남을 산출하고, 상기 어긋남을 보정하도록 상기 노광 광학계와 촬상 수단을 이동시키는 제어 수단을 구비한 것이다.In order to achieve the above object, in the exposure apparatus according to the present invention, a plurality of functional patterns are formed in a pattern region set on a surface, and at least one alignment mark is formed at a predetermined position on one end side of the pattern region. And a conveying means for conveying the object to be exposed, with the alignment mark formed thereon as a head, and an exposure light disposed above the conveying means and emitted from an exposure light source through a photomask mounted on a mask stage. It is possible to move integrally with the exposure optical system in a direction orthogonal to the conveying direction of the exposed object in an exposure optical system irradiated to the exposed object and a surface parallel to the mounting surface of the exposed object of the conveying means, It has a plurality of light receiving elements arranged side by side along the alignment of the functional pattern of the exposed object A deviation between the reference position on the exposed object and the reference position preset in the photomask on the basis of the image pickup means for picking up the mark and the detection output of the alignment mark acquired by the image pickup means; And control means for moving the exposure optical system and the imaging means so as to correct the error.

이러한 구성에 의하여, 다수의 기능 패턴이 형성된 패턴 영역의 어느 한 단부의 소정의 위치에 얼라인먼트 마크가 적어도 한 개 형성된 피노광체를 적재하고, 반송 수단으로 상기 얼라인먼트 마크가 형성된 측을 선두로 하여 상기 피노광체를 반송하고, 반송 수단의 피노광체의 적재면에 평행한 면 내에서 상기 피노광체의 반송 방향에 직교하는 방향을 따라 다수의 수광 소자가 일직선으로 나란히 배치된 촬상 수단으로 상기 얼라인먼트 마크와 상기 기능 패턴을 촬상하고, 제어 수단으로 촬상 수단에 의하여 취득된 상기 얼라인먼트 마크의 검출 출력에 기초하여 상기 피노광체 위의 기준 위치와 노광 광학계의 마스크 스테이지에 적재된 포토마스크에 미리 설정된 기준 위치와의 어긋남을 산출하고, 이 어긋남을 보정하도록 상기 촬상 수단과 노광 광학계를 반송 수단의 적재면에 평행한 방향에서 상기 피노광체의 반송 방향과 직교하는 방향으로 일체적으로 이동시켜, 노광 광학계에서 노광 광원으로부터 발사되는 노광광을 상기 포토마스크를 통하여 상기 피노광체에 조사한다.With this configuration, the pino is provided with at least one alignment mark formed at a predetermined position at one end of the pattern region in which a plurality of functional patterns are formed, and the pino is placed on the side where the alignment mark is formed by a conveying means. The alignment mark and the function by an image pickup means in which a plurality of light receiving elements are arranged in a line in a direction orthogonal to the conveying direction of the exposed object in a plane parallel to the loading surface of the exposed object of the conveying means. The pattern is picked up, and a deviation between the reference position on the exposed object and the reference position preset in the photomask mounted on the mask stage of the exposure optical system is detected based on the detection output of the alignment mark acquired by the imaging means with the control means. The imaging means and the exposure light to calculate the deviation The system is integrally moved in a direction orthogonal to the conveying direction of the exposed object in a direction parallel to the mounting surface of the conveying means, and the exposure light emitted from the exposure light source in the exposure optical system is irradiated to the exposed object through the photomask. do.

또한, 상기 촬상 수단은 상기 수광 소자가 일직선으로 나란히 배치된 것이다. 이에 따라, 수광 소자를 일직선으로 나란히 배치된 촬상 수단으로 피노광체의 얼라인먼트 마크 및 패턴 영역의 기능 패턴을 촬상한다.In the imaging means, the light receiving elements are arranged side by side in a straight line. Thereby, the imaging means which arrange | positioned the light receiving element in parallel is image | photographed the alignment mark of a to-be-exposed object, and the functional pattern of a pattern area | region.

또한, 상기 촬상 수단은 상기 노광 광학계에 의한 노광 위치의 반송 방향 바로 앞쪽을 촬상하도록 배치된 것이다. 이에 따라, 촬상 수단으로 노광 광학계에 의한 노광 위치의 반송 방향 바로 앞쪽을 촬상한다.Moreover, the said imaging means is arrange | positioned so that the image of the front of the conveyance direction of the exposure position by the said exposure optical system may be imaged. Thereby, the imaging means captures the image immediately before the conveyance direction of the exposure position by an exposure optical system.

또한, 상기 노광 광학계는 상기 마스크 스테이지와 상기 반송 수단의 사이에 설치되고, 상기 포토마스크에 형성된 마스크 패턴을 상기 피노광체 위에 투영하는 투영 렌즈를 구비한 것이다. 이에 따라, 마스크 스테이지와 반송 수단 사이에 구비된 투영 렌즈로 포토마스크에 형성된 마스크 패턴을 피노광체 위에 투영한다.The exposure optical system is provided between the mask stage and the conveying means, and includes a projection lens for projecting a mask pattern formed on the photomask onto the object to be exposed. Thereby, the mask pattern formed in the photomask is projected on the to-be-exposed object with the projection lens provided between the mask stage and the conveying means.

또한, 상기 촬상 수단은 상기 마스크 스테이지와 상기 투영 렌즈의 사이에서 상기 노광 광학계의 광로와 다른 방향으로 편향된 광로 상에 배치된 것이다. 이에 따라, 포토마스크를 적재하는 마스크 스테이지와 투영 렌즈 사이에서 노광 광학계의 광로와 다른 방향으로 편향된 광로 상에 배치된 촬상 수단으로 피노광체의 얼라인먼트 마크 및 기능 패턴을 촬상한다.The imaging means is disposed on an optical path that is deflected in a direction different from that of the exposure optical system between the mask stage and the projection lens. Thereby, the alignment mark and the functional pattern of a to-be-exposed object are imaged with the imaging means arrange | positioned on the optical path deflected in the direction different from the optical path of an exposure optical system between the mask stage which mounts a photomask, and a projection lens.

또한, 상기 제어 수단은 상기 포토마스크의 기준 위치와 소정의 위치 관계를 가지고 상기 촬상 수단에 미리 설정된 기준 수광 소자와 상기 피노광체의 얼라인먼트 마크를 검출한 수광 소자의 어긋남량을 산출하고, 상기 어긋남량이 제로(0)가 되도록 상기 촬상 수단과 상기 노광 광학계를 이동시키는 것이다. 이에 따라, 제어 수단으로 포토마스크의 기준 위치와 소정의 위치 관계를 가지고 촬상 수단에 미리 설정된 기준 수광 소자와 피노광체의 얼라인먼트 마크를 검출한 수광 소자의 어긋남량을 산출하여, 상기 어긋남량이 제로가 되도록 촬상 수단과 노광 광학계를 일체적으로 이동시킨다.Further, the control means has a predetermined positional relationship with the reference position of the photomask and calculates the amount of misalignment between the reference light receiving element preset in the imaging means and the light receiving element that has detected the alignment mark of the object to be exposed, and the amount of misalignment The imaging means and the exposure optical system are moved so as to be zero. Thereby, the control means calculates the deviation amount of the reference light receiving element preset in the image pickup means and the light receiving element which has detected the alignment mark of the exposed object, having a predetermined positional relationship with the reference position of the photomask, so that the deviation amount becomes zero. The imaging means and the exposure optical system are integrally moved.

또한, 본 발명에 따른 피노광체는 한 방향으로 반송되면서 포토마스크를 통하여 노광광이 조사되어 소정 위치에 소정 형상의 노광 패턴이 형성되는 피노광체로서, 표면에 설정된 패턴 영역에 다수 형성된 기능 패턴과, 상기 패턴 영역의 어느 한 단부측의 소정 위치에, 상기 패턴 영역에 미리 설정된 기준 위치와 상기 포토마스크에 미리 설정된 기준 위치와의 위치 어긋남을 보정하여 얼라인먼트를 취하기 위하여, 적어도 한 개의 얼라인먼트 마크를 갖는 것이다.In addition, the exposed object according to the present invention is a to-be-exposed object in which exposure light is irradiated through a photomask while being conveyed in one direction to form an exposure pattern having a predetermined shape, and a plurality of function patterns are formed in a pattern region set on a surface; At least one alignment mark is provided at a predetermined position on one end side of the pattern region to correct the positional misalignment between the reference position preset in the pattern region and the reference position preset in the photomask. .

이러한 구성에 의하여, 한 방향으로 반송되면서 다수의 기능 패턴이 형성된 패턴 영역의 어느 한 단부측의 소정 위치에 적어도 하나 형성된 얼라인먼트 마크로 패턴 영역에 미리 설정된 기준 위치와 포토마스크에 미리 설정된 기준 위치와의 위치 어긋남을 보정하여 얼라인먼트를 취하고, 표면에 설정된 상기 패턴 영역에 포토마스크를 통하여 노광광을 조사하여 노광 패턴을 형성한다.By such a configuration, the position of the reference position preset in the alignment macro pattern region at least one formed at a predetermined position on one end side of the pattern region in which a plurality of functional patterns are formed while being conveyed in one direction and the position of the reference position preset in the photomask The misalignment is corrected, alignment is performed, and exposure light is irradiated to the pattern area set on the surface through a photomask to form an exposure pattern.

또한, 상기 얼라인먼트 마크의 옆에 나란히 얼라인먼트 상태를 확인하기 위한 얼라인먼트 확인 마크를 상기 패턴 영역에 다수 배치된 기능 패턴과 동일한 간격으로 나란히 형성한 것이다. 이에 따라, 얼라인먼트 마크 옆에 나란히 배열되어 패턴 영역에 다수 배치된 기능 패턴과 동일한 간격으로 형성된 얼라인먼트 확인 마크로 얼라인먼트 상태를 확인한다.Further, alignment confirmation marks for confirming the alignment state are formed in parallel with the alignment marks at the same interval as the functional patterns arranged in the pattern area. Thereby, the alignment state is confirmed by the alignment confirmation mark which is arrange | positioned next to the alignment mark, and formed in the same space | interval as the function pattern arrange | positioned in many in the pattern area.

또한, 상기 얼라인먼트 마크가 형성된 측을 선두로 하여 반송된다. 이에 따라, 먼저 얼라인먼트 마크를 촬상 수단으로 검출하여 얼라인먼트 조정을 한다.Moreover, it conveys with the side in which the said alignment mark was formed as a head. Thus, the alignment mark is first detected by the imaging means to perform alignment adjustment.

제1항의 발명에 의하면, 피노광체의 패턴 영역의 어느 한 단부에서 반송 방향 선두측의 소정 위치에 설치한 얼라인먼트 마크를 촬상 수단으로 촬상하고, 상기 얼라인먼트 마크의 검출 출력에 기초하여 포토마스크의 기준 위치와 피노광체의 기준 위치의 어긋남을 보정하기 때문에, 피노광체 위의 패턴 영역에 동일 형상의 기능 패턴이 반송 방향과 직교하는 방향으로 소정 피치로 일렬로 나란히 형성되어 있더라도 피치 어긋남을 일으키지 않고 위치 맞춤을 할 수 있다. 따라서, 피노광체 위의 기능 패턴에 대한 노광 패턴의 중첩 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 피노광체를 반송하면서 위치 맞춤을 하여 노광하도록 하고 있으므로, 노광 처리 시간을 단축시킬 수 있다.According to the invention of claim 1, the alignment mark provided at a predetermined position on the leading side of the conveying direction at either end of the pattern region of the object to be picked up by the imaging means, and the reference position of the photomask based on the detection output of the alignment mark. Since the deviation of the reference position between the target and the target is corrected, even if a functional pattern of the same shape is formed in a line at a predetermined pitch in a direction orthogonal to the conveyance direction, alignment is performed without causing a pitch shift. can do. Therefore, the overlapping precision of the exposure pattern with respect to the functional pattern on a to-be-exposed object can be improved. In addition, since the exposure is performed by aligning while transporting the exposed object, the exposure processing time can be shortened.

또한, 제2항의 발명에 의하면, 수광 소자가 일직선상으로 나란히 배치되어 있으므로, 피노광체의 얼라인먼트 마크를 검출한 수광 소자를 하나로 특정할 수 있어서 얼라인먼트 제어가 용이하게 된다.Further, according to the invention of claim 2, since the light receiving elements are arranged side by side in a straight line, the light receiving elements which detect the alignment mark of the object to be exposed can be specified as one, so alignment control is facilitated.

또한, 제3항의 발명에 의하면, 촬상 수단에 의하여 노광 위치의 반송 방향 바로 앞쪽을 촬상하도록 되어 있으므로, 노광 광학계에 의하여 노광이 이루어지기 전에 촬상 수단으로 얼라인먼트 마크 및 기능 패턴을 촬상하여 위치 맞춤을 할 수 있다. 따라서, 포토마스크를 피노광체에 근접시켜서 노광하는 장치에도 적용할 수 있다.In addition, according to the invention of claim 3, since the image pickup means captures the image in front of the conveyance direction of the exposure position, the alignment mark and the functional pattern can be imaged and aligned by the image pickup means before exposure is performed by the exposure optical system. Can be. Therefore, it is applicable also to the apparatus which exposes a photomask to the to-be-exposed object.

또한, 제4항의 발명에 의하면, 노광 광학계에 투영 렌즈를 구비하고 있으므로, 포토마스크와 피노광체를 이격하여 배치할 수 있다. 따라서, 포토마스크에 포토레지스트가 부착되어 오염되거나 손상될 우려가 없다.In addition, according to the invention of claim 4, the projection optical system is provided with a projection lens, so that the photomask and the subject can be spaced apart from each other. Therefore, there is no fear that the photoresist may adhere to the photomask and be contaminated or damaged.

또한, 제5항의 발명에 의하면, 노광 광학계의 광로와 다른 방향으로 편향된 광로 상에 촬상 수단이 배치되어 있으므로, 촬상 수단이 노광 광학계의 광로에 영향을 미치지 않고, 노광 광학계에 의한 노광 위치와 촬상 수단에 의한 촬상 위치를 접근시킬 수 있다. 따라서, 촬상 수단에 의한 기능 패턴의 촬상과 노광 광학계에 의한 노광을 거의 실시간으로 실행할 수 있어서, 피노광체 위의 기능 패턴에 대한 노광 패턴의 중첩 정밀도를 더 향상시킬 수 있다.Further, according to the invention of claim 5, since the imaging means is disposed on the optical path deflected in a direction different from the optical path of the exposure optical system, the imaging means does not affect the optical path of the exposure optical system, and the exposure position and the imaging means by the exposure optical system The imaging position can be approached. Therefore, the imaging of the functional pattern by the imaging means and the exposure by the exposure optical system can be performed in near real time, and the overlapping accuracy of the exposure pattern with respect to the functional pattern on the object can be further improved.

또한, 제6항의 발명에 의하면, 제어 수단에 의하여 촬상 수단에 미리 설정된 기준 수광 소자와 피노광체의 얼라인먼트 마크를 검출한 수광 소자의 어긋남량을 산출하도록 되어 있기 때문에, 촬상 수단의 수광 소자에 의한 얼라인먼트 마크의 검출 출력에 기초하여 피노광체 위의 기준 위치와 포토마스크의 기준 위치의 어긋남을 보정할 수 있다. 따라서, 반송 수단의 적재면에 평행한 면 내에서 피노광체의 반송 방향과 직교하는 방향의 위치 어긋남을 용이하게 보정할 수 있다.Further, according to the invention of claim 6, since the control means calculates the amount of misalignment between the reference light receiving element preset in the image pickup means and the light receiving element that has detected the alignment mark of the object to be exposed, the alignment by the light receiving element of the image pickup means. Based on the detection output of the mark, the deviation between the reference position on the exposed object and the reference position of the photomask can be corrected. Therefore, the position shift of the direction orthogonal to the conveyance direction of a to-be-exposed object in the surface parallel to the mounting surface of a conveying means can be easily corrected.

또한, 제7항의 발명에 의하면, 패턴 영역의 어느 한 단부에서 반송 방향 선두측에 얼라인먼트 마크를 설치하였기 때문에, 얼라인먼트 마크를 촬상 수단으로 촬상하고, 상기 얼라인먼트 마크의 검출 출력에 기초하여 상기 패턴 영역의 기준 위치와 포토마스크의 기준 위치의 어긋남을 용이하게 보정할 수 있다. 따라서, 패턴 영역에 동일 형상의 기능 패턴이 반송 방향과 직교하는 방향으로 소정 피치로 일렬로 나란히 형성되어 있더라도, 피치 어긋남을 발생시키지 않고 위치 맞춤을 할 수 있다. 이에 따라, 피노광체 위의 기능 패턴에 대한 노광 패턴의 중첩 정밀도를 향상시킬 수 있다.In addition, according to the invention of claim 7, since an alignment mark is provided at the leading side in the conveying direction at either end of the pattern region, the alignment mark is picked up by an image pickup means, and the alignment mark is imaged based on the detection output of the alignment mark. The shift between the reference position and the reference position of the photomask can be easily corrected. Therefore, even if the functional pattern of the same shape is formed in the pattern area side by side at a predetermined pitch in the direction orthogonal to a conveyance direction, alignment can be performed without generating a pitch shift. Thereby, the overlapping precision of the exposure pattern with respect to the functional pattern on a to-be-exposed object can be improved.

또한, 제8항의 발명에 의하면, 얼라인먼트 마크와 나란히 얼라인먼트 확인 마크가 설치되어 있어서, 얼라인먼트 마크로 얼라인먼트를 취한 후에 이 얼라인먼트의 상태를 얼라인먼트 확인 마크로 확인할 수 있다. 또한, 상기 얼라인먼트 확인 마크의 피치를 측정함으로써, 투영 렌즈의 배율, 또는 피노광체의 팽창 또는 수축 상태를 확인할 수 있다.In addition, according to the invention of claim 8, an alignment confirmation mark is provided in parallel with the alignment mark, and after the alignment is performed with the alignment mark, the state of the alignment can be confirmed with the alignment confirmation mark. Further, by measuring the pitch of the alignment confirmation mark, the magnification of the projection lens or the expansion or contraction state of the exposed object can be confirmed.

도 1은 본 발명에 따른 노광 장치의 실시 형태를 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.

도 2는 상기 노광 장치에서 사용되는 컬러 필터 기판을 나타낸 평면도이다.2 is a plan view showing a color filter substrate used in the exposure apparatus.

도 3은 상기 실시 형태에서 포토마스크에 의한 노광 위치와 촬상 수단에 의한 촬상 위치의 관계를 나타낸 설명도이다.3 is an explanatory diagram showing a relationship between an exposure position by a photomask and an imaging position by an imaging means in the above embodiment.

도 4는 통상적인 컬러 필터 기판을 사용한 경우의 노광 위치 어긋남을 나타낸 설명도이다.4 is an explanatory diagram showing exposure position shift when a conventional color filter substrate is used.

도 5는 상기 컬러 필터 기판에 대한 포토마스크의 얼라인먼트 조정을 나타낸 설명도이다.5 is an explanatory diagram showing alignment adjustment of a photomask with respect to the color filter substrate.

이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 노광 장치의 실시 형태를 나타낸 개념도이다. 이 노광 장치는 피노광체를 한 방향으로 반송하면서 상기 피노광체 위에 포토마스크를 통하여 노광광을 조사하고, 소정의 노광 패턴을 형성하는 것으로, 반송 수단(1)과 노광 광학계(2)와, 촬상 수단(3)과, 제어 수단(4)으로 이루어진다. 이하, 피노광체가, 예를 들면 블랙 매트릭스를 형성한 컬러 필터 기판인 경우에 대하여 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention. The exposure apparatus irradiates the exposure light through the photomask on the exposed object while transporting the exposed object in one direction, and forms a predetermined exposure pattern. The conveying means 1, the exposure optical system 2, and the imaging means (3) and the control means (4). Hereinafter, the case where a to-be-exposed body is a color filter substrate which formed the black matrix, for example is demonstrated.

상기 반송 수단(1)은 컬러 레지스트가 도포된 컬러 필터 기판(6)을 스테이지(5) 위에 적재하고, 도 1에 도시하는 화살표 A 방향으로 소정의 속도로 반송하는 것으로, 도시하지는 않았지만, 상기 스테이지(5)를 이동시키는, 예를 들면 반송 롤러와, 상기 반송 롤러를 회전 구동하는 모터 등의 반송 구동부와, 스테이지(5)의 반송 속도를 검출하는 속도 센서 또는 위치를 검출하는 위치 검출 센서 등을 구비한다.The conveying means 1 loads the color filter substrate 6 coated with the color resist on the stage 5 and conveys it at a predetermined speed in the direction indicated by the arrow A shown in FIG. 1. For example, a conveying roller such as a conveying roller, a motor for rotationally driving the conveying roller, a speed sensor detecting a conveying speed of the stage 5 or a position detecting sensor detecting a position, etc. Equipped.

상기 컬러 필터 기판(6)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 표면에 설정된 패턴 영역(7)에 다수 형성된 블랙 매트릭스(8)의 픽셀(9)과, 상기 패턴 영역(7)의 어느 한 단부측의 소정의 위치에 상기 패턴 영역(7)에 미리 설정된 기준 위치(S1)와 후술하는 포토마스크(17)에 미리 설정된 기준 위치(S2)(도 3 참조)의 위치 어긋남을 보정하고 얼라인먼트를 취하기 위하여 형성된, 가늘고 긴 형태의 한 개의 얼라인먼트 마크(10)를 구비한 것으로, 얼라인먼트 마크(10)가 형성된 측을 선두로 하여 반송되도록 되어 있다. 또한, 화살표 A 방향과 직교하는 방향에는 상기 얼라인먼트 마크(10)와 나란히 얼라인먼트 확인 마크(11)가 형성되어 있다. 이 얼라인먼트 확인 마크(11)는 상기 얼라인먼트 마크(10)에 의한 얼라인먼트 상태를 확인하기 위한 것으로, 상기 얼라인먼트 마크(10)보다 길이가 짧고, 상기 패턴 영역(7)에 다수 배치된 블랙 매트릭스(8)의 픽셀(9)과 동일한 간격으로 상기 얼라인먼트 마크(10)의 좌우에 동일한 개수가 형성되어 있다.As shown in FIG. 2, the color filter substrate 6 includes pixels 9 of the black matrix 8 formed in a plurality of pattern regions 7 set on a surface thereof, and either end of the pattern region 7. Correcting the positional shift between the reference position S1 preset in the pattern region 7 and the reference position S2 preset in the photomask 17 described later (see FIG. 3) at a predetermined position on the side and performing alignment It is provided with one alignment mark 10 of the elongate form formed in order to convey it, with the side in which the alignment mark 10 was formed as a head. Moreover, the alignment confirmation mark 11 is formed in parallel with the said alignment mark 10 in the direction orthogonal to the arrow A direction. The alignment confirmation mark 11 is for confirming the alignment state by the alignment mark 10. The alignment check mark 11 is shorter than the alignment mark 10 and has a plurality of black matrices 8 arranged in the pattern region 7. The same number is formed on the left and right sides of the alignment mark 10 at the same interval as the pixel 9.

또한, 상기 얼라인먼트 마크(10)는 노광 개시 마커로서도 사용된다. 즉, 후 술하는 촬상 수단(3)으로 상기 얼라인먼트 마크(10)를 검지하면, 후술하는 노광 광학계(2)의 노광 광원(12)이 점등되어 노광이 개시된다.The alignment mark 10 is also used as an exposure start marker. That is, when the said alignment mark 10 is detected by the imaging means 3 mentioned later, the exposure light source 12 of the exposure optical system 2 mentioned later turns on, and exposure starts.

상기 반송 수단(1)의 스테이지(5)의 위쪽에는 노광 광학계(2)가 설치되어 있다. 이 노광 광학계(2)는 컬러 필터 기판(6) 위에 노광광을 조사하고, 소정 노광 패턴을 형성하는 것으로, 노광 광원(12)과, 마스크 스테이지(13)와, 투영 렌즈(14)와, 다이크로익 미러(15)를 구비하고 있다.An exposure optical system 2 is provided above the stage 5 of the conveying means 1. The exposure optical system 2 irradiates exposure light onto the color filter substrate 6 to form a predetermined exposure pattern. The exposure light source 12, the mask stage 13, the projection lens 14, and the dike The wing mirror 15 is provided.

상기 노광 광원(12)은 자외선을 포함한 노광광을 발사하는 것인데, 예를 들면 고압 수은 램프, 크세논 램프, 자외선 발광 레이저 등을 들 수 있다. 상기 마스크 스테이지(13)는 상기 노광 광원(12)으로부터 발사되는 노광광의 조사 방향 전방에 설치되어 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 예를 들면 투명한 유리 기판 위에 형성된 불투명 막에 반송 방향(화살표 A 방향)과 직교하는 방향으로 소정 피치로, 광을 투과하는 직사각형 형상의 마스크 패턴(16)을 형성한 포토마스크(17)를 반송 수단(1)의 컬러 필터 기판(6)의 적재면(1a)과 평행하게 적재할 수 있게 되어 있다. 상기 투영 렌즈(14)는 상기 반송 수단(1)의 스테이지(5)와 마스크 스테이지(13)의 사이에 설치되어 있고, 상기 포토마스크(17)에 형성된 마스크 패턴(16)을 상기 컬러 필터 기판(6) 위에 투영하는 것이다. 상기 다이크로익 미러(15)는 상기 마스크 스테이지(13)와 투영 렌즈(14) 사이에 설치되어 있고, 자외선은 투과하고 가시광은 반사하도록 구성되는데, 컬러 필터 기판(6)측으로부터 오는 가시광을 반사하여, 상기 노광 광학계(2)의 광로와 다른 방향으로 편향시켜 촬상 수단(3)으로 수광 가능하게 하는 것이다.The exposure light source 12 emits exposure light including ultraviolet rays. Examples of the exposure light source 12 include a high pressure mercury lamp, a xenon lamp, and an ultraviolet light emitting laser. The mask stage 13 is provided in front of the irradiation direction of the exposure light emitted from the exposure light source 12, and as shown in FIG. 3, for example, on the opaque film formed on the transparent glass substrate, the conveyance direction (arrow A The photomask 17 in which the rectangular mask pattern 16 which transmits light is formed at a predetermined pitch in a direction orthogonal to the stacking surface 1) of the color filter substrate 6 of the conveying means 1. It can be loaded in parallel with The projection lens 14 is provided between the stage 5 of the conveying means 1 and the mask stage 13, and the mask pattern 16 formed on the photomask 17 is formed on the color filter substrate ( 6) Project onto The dichroic mirror 15 is provided between the mask stage 13 and the projection lens 14, and is configured to transmit ultraviolet rays and reflect visible light, which reflects visible light from the color filter substrate 6 side. In this case, the light source can be deflected in the direction different from the optical path of the exposure optical system 2 so that the light can be received by the imaging means 3.

상기 마스크 스테이지(13)와 투영 렌즈(14)의 사이에서, 상기 노광 광학계(2)의 광로(L1)와 다른 방향에서, 광로(L1)와 교차하는 방향으로 편향된 광로(L2) 상에는 촬상 수단(3)이 설치되어 있다. 이 촬상 수단(3)은 노광 광학계(2)에 의한 노광 위치에 근접한 위치를 촬상 위치로 하여, 도 2에 도시된 컬러 필터 기판(6)의 블랙 매트릭스(8)의 픽셀(9)과 얼라인먼트 마크(10)를 촬상하는 것으로, 반송 수단(1)의 적재면(1a)에 평행한 면 내에서, 도 3에 화살표 A로 나타낸 반송 방향과 직교하는 방향으로 일직선으로 나란히 다수의 수광 소자(18)가 배치되어 있다. 또한, 얼라인먼트 기구(19)에 의하여, 상기 노광 광학계(2)와 일체가 되어 반송 수단(1)의 적재면(1a)에 평행한 면 내에서, 화살표 A로 나타낸 반송 방향과 직교하는 화살표 B 또는 C 방향으로 이동이 가능하게 되어 있고, 또한 포토마스크(17)의 중심을 중심 축으로 하여 회동이 가능하게 되어 있다. 또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 반송 수단(1)의 스테이지(5)의 아래쪽에 배치된 가시광을 조사하는 조명 광원(20)에 의하여 컬러 필터 기판(6)이 배면으로부터 조명되어, 상기 컬러 필터 기판(6) 위에 형성된 블랙 매트릭스(8)의 픽셀(9)을 선명하게 촬상할 수 있게 되어 있다. 또한, 상기 조명 광원(20)의 가시광에 자외선 성분이 포함되는 경우에는, 조명 광원(20)의 전면(前面)에 자외선 컷 필터를 구비하여 컬러 필터 기판(6)에 도포된 컬러 레지스트가 노광되는 것을 방지하는 것이 좋다.An image pickup means is provided between the mask stage 13 and the projection lens 14 on the optical path L2 deflected in the direction crossing the optical path L1 in a direction different from the optical path L1 of the exposure optical system 2. 3) is installed. This imaging means 3 has the position close to the exposure position by the exposure optical system 2 as an imaging position, and the pixel 9 and the alignment mark of the black matrix 8 of the color filter substrate 6 shown in FIG. By imaging (10), many light-receiving elements 18 are arranged side by side in a direction orthogonal to the conveyance direction shown by the arrow A in FIG. 3 in the surface parallel to the mounting surface 1a of the conveying means 1 Is arranged. In addition, the alignment mechanism 19 allows the arrow B orthogonal to the conveying direction indicated by the arrow A in the plane parallel to the mounting surface 1a of the conveying means 1 and integrated with the exposure optical system 2. It is possible to move in the C direction and to rotate the center of the photomask 17 as the central axis. In addition, as shown in FIG. 1, the color filter board | substrate 6 is illuminated from the back by the illumination light source 20 which irradiates visible light arrange | positioned under the stage 5 of the conveying means 1, and the said color The pixel 9 of the black matrix 8 formed on the filter substrate 6 can be imaged clearly. In addition, when the ultraviolet light component is included in the visible light of the illumination light source 20, an ultraviolet ray cut filter is provided on the front surface of the illumination light source 20 to expose the color resist coated on the color filter substrate 6. It is good to prevent that.

상기 반송 수단(1)과, 노광 광원(12)과, 촬상 수단(3)과, 얼라인먼트 기구(19)와, 조명 광원(20)에는 제어 수단(4)이 접속되어 있다. 이 제어 수단(4)은, 촬상 수단(3)에 의하여 취득된 상기 얼라인먼트 마크(10)의 검출 출력에 기초하여 상기 컬러 필터 기판(6) 위의 기준 위치(S1)(도 2 참조)와 상기 포토마스크(17)의 기준 위치(S2)(도 3 참조)의 위치 어긋남을 산출하고, 얼라인먼트 기구(19)를 구동하여 이 위치 어긋남을 보정하도록 노광 광학계(2)와 촬상 수단(3)을 반송 수단(1)의 적재면(1a)에 평행한 면 내에서 반송 방향과 직교하는 방향으로 이동시키고, 포토마스크(17)의 중심을 중심축으로 하여 회전시키는 것이다. 구체적으로는, 도 5(a)에 도시하는 바와 같이, 상기 포토마스크(17)의 기준 위치(S2)와 소정의 위치 관계를 가지고 상기 촬상 수단(3)의 수광 소자(18)에 미리 설정된 기준 수광 소자(18s)와, 상기 컬러 필터 기판(6)의 얼라인먼트 마크(10)를 검출한 수광 소자(18n)의 어긋남량을 산출하고, 상기 어긋남량이 제로가 되도록 얼라인먼트 기구(19)를 구동하여 촬상 수단(3)과 노광 광학계(2)의 포토마스크(17)를 일체적으로 이동시키도록 되어 있다. 또한, 노광 광원 구동부(21)와, 얼라인먼트 기구 컨트롤러(22)와, 화상 처리부(23)와, 반송 수단 컨트롤러(24)와, 조명 광원 구동부(25)와, 기억부(26)와, 연산부(27)와, 제어부(28)를 구비하고 있다.Control means 4 is connected to the conveying means 1, the exposure light source 12, the imaging means 3, the alignment mechanism 19, and the illumination light source 20. This control means 4 is based on the detection output of the alignment mark 10 acquired by the imaging means 3, and the reference position S1 (see FIG. 2) on the color filter substrate 6 and the The positional deviation of the reference position S2 (see FIG. 3) of the photomask 17 is calculated, and the exposure optical system 2 and the imaging means 3 are conveyed to drive the alignment mechanism 19 to correct this positional deviation. It moves in the direction orthogonal to a conveyance direction in the surface parallel to the mounting surface 1a of the means 1, and rotates it centering on the center of the photomask 17. As shown in FIG. Specifically, as shown in Fig. 5A, the reference set in advance in the light receiving element 18 of the imaging means 3 has a predetermined positional relationship with the reference position S2 of the photomask 17. The deviation amount of the light receiving element 18s and the light receiving element 18n which detected the alignment mark 10 of the color filter substrate 6 is calculated, and the alignment mechanism 19 is driven so that the deviation is zero. The means 3 and the photomask 17 of the exposure optical system 2 are integrally moved. The exposure light source driver 21, the alignment mechanism controller 22, the image processor 23, the conveying means controller 24, the illumination light source driver 25, the storage unit 26, and the calculation unit ( 27 and a control unit 28.

여기서, 상기 노광 광원 구동부(21)는 노광 광원(12)을 점등 구동하는 것이다. 또한, 상기 얼라인먼트 기구 컨트롤러(22)는 얼라인먼트 기구(19)를 구동 제어하는 것이다. 또한, 상기 화상 처리부(23)는 촬상 수단(3)으로 취득된 화상을 처리하여 화상 데이터를 작성하는 동시에, 상기 화상 데이터와 기억부(26)에 기억된 룩업 테이블(이하, "LUT"라고 기재한다)을 비교하여, 상기 컬러 필터 기판(6)의 패턴 영역(7)의 기준 위치(S1)를 검출하는 것이다. 또한, 상기 반송 수단 컨트롤러(24)는 반송 수단(1)의 스테이지(5)를 소정의 방향으로 소정의 속도로 이동시키는 것이 다. 또한, 상기 조명 광원 구동부(25)는 조명 광원(20)을 점등 구동하는 것이다. 또한, 상기 기억부(26)는, 예를 들면 컬러 필터 기판(6) 위의 기준 위치(S1)를 검출하기 위한 LUT나 촬상 수단(3)의 기준 수광 소자(18s)의 셀 번호 등을 기억하여 두는 것이다. 또한, 연산부(27)는 포토마스크(17)의 기준 위치(S2)와 소정의 위치 관계를 가지고 촬상 수단(3)에 미리 설정된 기준 수광 소자(18s)와 상기 컬러 필터 기판(6)의 얼라인먼트 마크(10)를 검출한 수광 소자(18n)의 어긋남량 등을 산출하는 것이다. 또한, 제어부(28)는 상기 각부를 적절히 구동 제어하는 것이다.Here, the exposure light source driver 21 drives the exposure light source 12 in a light manner. In addition, the alignment mechanism controller 22 drives and controls the alignment mechanism 19. Further, the image processing unit 23 processes the image acquired by the imaging unit 3 to create image data, and at the same time describes a look-up table (hereinafter referred to as "LUT") stored in the image data and the storage unit 26. And the reference position S1 of the pattern region 7 of the color filter substrate 6 is detected. In addition, the conveying means controller 24 moves the stage 5 of the conveying means 1 at a predetermined speed in a predetermined direction. In addition, the illumination light source driver 25 is to drive the illumination light source 20 is turned on. The storage unit 26 also stores, for example, a LUT for detecting the reference position S1 on the color filter substrate 6, a cell number of the reference light receiving element 18s of the imaging unit 3, and the like. It is. In addition, the calculating part 27 has the predetermined positional relationship with the reference position S2 of the photomask 17, and the alignment mark of the reference light receiving element 18s preset to the imaging means 3 and the said color filter board | substrate 6 The shift amount of the light receiving element 18n which detected (10), etc. are calculated. In addition, the control part 28 drives and controls each said part suitably.

다음으로, 이와 같이 구성된 실시 형태의 노광 장치의 동작에 대하여 설명한다.Next, operation | movement of the exposure apparatus of embodiment comprised in this way is demonstrated.

먼저, 기동 스위치(도시되지 않음)를 넣으면, 제어 수단(4)이 기동되어 조명 광원 구동부(25)에 의하여 조명 광원(20)이 점등되고, 촬상 수단(3)이 촬상을 개시한다. 또한, 반송 수단(1)은 스테이지(5) 위의 소정 위치에 컬러 레지스트를 도포한 컬러 필터 기판(6)을 적재한 채 대기 상태로 되어 있다. 다음으로, 노광 개시 스위치(도시되지 않음)를 넣으면, 반송 수단(1)의 스테이지(5)가 반송 수단 컨트롤러(24)에 의하여 제어되어 화살표 A 방향으로 소정의 속도로 이동을 개시한다.First, when the start switch (not shown) is put in, the control means 4 is activated, the illumination light source 20 is turned on by the illumination light source driver 25, and the imaging means 3 starts imaging. Moreover, the conveying means 1 is in the standby state with the color filter substrate 6 which apply | coated the color resist in the predetermined position on the stage 5 loaded. Next, when the exposure start switch (not shown) is inserted, the stage 5 of the conveying means 1 is controlled by the conveying means controller 24 to start the movement at a predetermined speed in the arrow A direction.

여기서, 도 4는 얼라인먼트 마크(10)가 형성되어 있지 않은 통상적인 컬러 필터 기판(6)에 대한 노광 패턴의 노광 어긋남을 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이, 컬러 필터 기판(6)의 기준 위치(S1)가 블랙 매트릭스(8)의 좌단 픽셀(9a)의 좌상단 모서리부에 설정되어 있는 경우, 제어 수단(4)은 촬상 수단(3)에 의하여 취득된 화상의 화상 데이터와 기억부(26)에서 독출한 LUT를 화상 처리부(23)에서 비교 하고, 양자가 일치하는 경우에는 픽셀(9)의 좌상단 모서리부를 기준 위치(S1)로 판정한다. 이 경우, 노광 광학계(2)의 포토마스크(17)가 화살표 B 방향으로 어긋나 있을 경우에는, 제어 수단(4)은, 예를 들면 좌단 픽셀(9a)의 우측에 인접한 픽셀(9b)의 좌상단 모서리부를 기준 위치(S1)로 오인하여, 포토마스크(17)의 기준 위치(S2)와 소정의 위치 관계를 가지고 촬상 수단(3)에 미리 설정된 기준 수광 소자(18s)를 상기 픽셀(9b)의 좌상단 모서리부에 맞추도록 얼라인먼트 기구(19)를 제어할 우려가 있다. 따라서, 도 4에 도시하는 바와 같이, 스트라이프 형상의 노광 패턴(29)이 목표 위치로부터 어긋난 위치에 형성될 우려가 있다.Here, FIG. 4 shows exposure misalignment of the exposure pattern with respect to the normal color filter substrate 6 in which the alignment mark 10 is not formed. As shown in Fig. 4, when the reference position S1 of the color filter substrate 6 is set at the upper left corner of the left end pixel 9a of the black matrix 8, the control means 4 is the imaging means. The image data of the image acquired by (3) and the LUT read out from the storage unit 26 are compared by the image processing unit 23, and when they match, the upper left corner of the pixel 9 is the reference position S1. Determined. In this case, when the photomask 17 of the exposure optical system 2 is shifted in the arrow B direction, the control means 4 is, for example, the upper left corner of the pixel 9b adjacent to the right side of the left pixel 9a. The reference portion S1 is misidentified as the reference position S1, and the reference light receiving element 18s preset in the image pickup means 3 has a predetermined positional relationship with the reference position S2 of the photomask 17, and the upper left end of the pixel 9b. There is a fear that the alignment mechanism 19 is controlled to fit in the corner portion. Therefore, as shown in FIG. 4, there exists a possibility that the stripe-shaped exposure pattern 29 may be formed in the position shifted from the target position.

한편, 본 발명의 노광 장치에서 사용되는 컬러 필터 기판(6)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 블랙 매트릭스(8)가 형성된 패턴 영역(7)의 어느 한 단부의 소정 위치에, 화살표 A 방향으로 뻗은 가늘고 긴 형태의 얼라인먼트 마크(10)가 한 개 형성되어 있고, 상기 얼라인먼트 마크(10)가 형성된 측을 선두로 하여 반송되도록 되어 있으므로, 도 5(a)에 도시하는 바와 같이, 먼저 촬상 수단(3)에 의하여 상기 얼라인먼트 마크(10)가 촬상된다. 이에 따라, 노광 광원 구동부(21)가 구동되어 노광 광원(12)이 점등되고, 노광이 개시된다.On the other hand, as shown in FIG. 2, the color filter substrate 6 used in the exposure apparatus of the present invention has an arrow A direction at a predetermined position of one end of the pattern region 7 in which the black matrix 8 is formed. Since one alignment mark 10 having an elongated shape extending in the shape is formed and is conveyed with the side on which the alignment mark 10 is formed as a head, as shown in FIG. The alignment mark 10 is imaged by (3). Thereby, the exposure light source drive part 21 is driven, the exposure light source 12 is lighted, and exposure is started.

동시에, 제어부(28)에서는 얼라인먼트 마크(10)의 예를 들면 좌측 가장자리부를 검지한 수광 소자(18n)의 셀 번호가 미리 기억부(26)에 기억된 기준 수광 소자(18s)의 셀 번호와 비교된다. 또한, 그 어긋남량이 연산부(27)에서 산출되고, 상기 어긋남량이 제로가 되도록 얼라인먼트 기구(19)가 얼라인먼트 기구 컨트롤러(22)에 의하여 구동 제어되며, 반송 수단(1)의 적재면(1a)에 평행한 면 내에서 도 5(b)에 나타낸 화살표 C 방향으로 노광 광학계(2)의 포토마스크(17)와 촬상 수단(3)이 일체적으로 이동된다. 이에 따라, 상기 얼라인먼트 마크(10)가 촬상 수단(3)의 기준 수광 소자(18s)에 위치 결정되면, 상기 얼라인먼트 마크(10)와 소정의 위치 관계를 갖는 컬러 필터 기판(6)의 기준 위치(S1)와, 상기 기준 수광 소자(18s)와 소정의 위치 관계를 갖는 포토마스크(17)의 기준 위치(S2)가 합치되어, 도 2에 사선으로 표시한 바와 같이, 목표 위치에 스트라이프 형상의 노광 패턴(29)을 형성할 수 있게 된다.At the same time, the control unit 28 compares the cell number of the light receiving element 18n, for example, the left edge portion of the alignment mark 10, with the cell number of the reference light receiving element 18s stored in the storage unit 26 in advance. do. Moreover, the misalignment amount is calculated by the calculating part 27, and the alignment mechanism 19 is drive-controlled by the alignment mechanism controller 22 so that the said misalignment amount may become zero, and is parallel to the mounting surface 1a of the conveying means 1 Within one surface, the photomask 17 and the imaging means 3 of the exposure optical system 2 are integrally moved in the direction of the arrow C shown in Fig. 5B. Accordingly, when the alignment mark 10 is positioned on the reference light receiving element 18s of the imaging means 3, the reference position of the color filter substrate 6 having a predetermined positional relationship with the alignment mark 10 ( S1) and the reference position S2 of the photomask 17 having a predetermined positional relationship with the reference light receiving element 18s coincide with each other, and a stripe-shaped exposure at a target position is indicated by diagonal lines in FIG. 2. The pattern 29 can be formed.

다음으로, 도 5(b)에 도시하는 바와 같이, 컬러 필터 기판(6)의 블랙 매트릭스(8)의 각 픽셀(9)에 대응하여 설치되고, 얼라인먼트 마크(10)보다 길이가 짧은 얼라인먼트 확인 마크(11)가 촬상 수단(3)에 의하여 촬상된다. 또한, 제어 수단(4)은, 얼라인먼트 마크(10)와 상기 얼라인먼트 마크(10)의 좌우에 배열된 동일한 개수의 얼라인먼트 확인 마크(11)를 검출한 각 수광 소자(18)의 셀 번호를 독출하여 이들의 평균값을 연산부(27)에서 연산하고, 그 결과를 기준 수광 소자(18s)의 셀 번호와 비교한다. 이때, 양자가 일치하는 경우에는 얼라인먼트가 정확하게 이루어졌다고 판단한다. 또한, 얼라인먼트 확인 마크(11)의 피치를 촬상 수단(3)에 의하여 취득한 화상 데이터로부터 독출하고, 미리 기억부(26)에 기억된 설계값과 비교함으로써, 그 어긋남량으로부터 투영 렌즈(14)의 배율의 정확성이나 컬러 필터 기판(6)의 팽창 또는 수축을 확인할 수 있다. 또한, 얼라인먼트 확인 마크(11)에 의한 확인에서 이상(異常)이 검출된 경우에는, 노광 동작을 정지하는 동시에 이상에 대하여 경보하도록 하여도 좋다.Next, as shown in FIG. 5 (b), an alignment confirmation mark provided in correspondence with each pixel 9 of the black matrix 8 of the color filter substrate 6 and shorter in length than the alignment mark 10. (11) is imaged by the imaging means (3). Further, the control means 4 reads out the cell number of each light receiving element 18 that has detected the alignment mark 10 and the same number of alignment confirmation marks 11 arranged on the left and right sides of the alignment mark 10. These average values are calculated by the calculator 27, and the results are compared with the cell numbers of the reference light receiving elements 18s. At this time, if both match, it is determined that the alignment is made correctly. In addition, the pitch of the alignment confirmation mark 11 is read out from the image data acquired by the imaging means 3, and compared with the design value stored in the storage unit 26 in advance, so that the projection lens 14 can be moved from the deviation amount. Accuracy of magnification or expansion or contraction of the color filter substrate 6 can be confirmed. In addition, when abnormality is detected by confirmation by the alignment confirmation mark 11, you may stop an exposure operation, and may alert about an abnormality.

그 후에는, 촬상 수단(3)에 의하여 취득된 화상 데이터에 기초하여 얼라인먼트 기구(19)의 이동이 제어되고, 컬러 필터 기판(6)의 기준 위치(S1)인 좌단 픽셀(9a)의 좌상단 모서리부에 포토마스크(17)의 기준 위치(S2)가 위치 결정되어 노광이 진행된다. 또한, 반송 중에 컬러 필터 기판(6)에 회전 어긋남이 발생한 경우에는, 상기 얼라인먼트 기구(19)가 제어되어, 포토마스크(17)의 중심을 중심축으로 하여 노광 광학계(2)와 촬상 수단(3)을 일체적으로 회동(θ)하여 회전 어긋남을 조정한다. 이에 따라, 포토마스크(17)는 컬러 필터 기판(6)이 좌우로 흔들리면서 반송되어도 그것에 추종하여 움직이면서, 도 2에 도시된 바와 같이, 목표로 하는 위치에 노광 패턴(29)이 높은 정밀도로 형성된다.Thereafter, the movement of the alignment mechanism 19 is controlled based on the image data acquired by the imaging means 3, and the upper left corner of the left end pixel 9a which is the reference position S1 of the color filter substrate 6 is controlled. The reference position S2 of the photomask 17 is positioned at the portion, and the exposure proceeds. In addition, when the rotation shift | offset | difference generate | occur | produces in the color filter board | substrate 6 during conveyance, the said alignment mechanism 19 is controlled and the exposure optical system 2 and the imaging means 3 are centered on the center of the photomask 17. As shown in FIG. ) Is rotated integrally (θ) to adjust the rotation shift. As a result, the photomask 17 moves along with it even when the color filter substrate 6 is moved while moving left and right, and as shown in FIG. 2, the exposure pattern 29 is formed with high precision at the target position. .

또한, 상기 실시 형태에 있어서 얼라인먼트 마크(10) 및 얼라인먼트 확인 마크(11)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 화살표 A 방향으로 가늘고 길게 뻗은 형상으로 형성된 것이지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 촬상 수단(3)의 수광 소자(18)에 의하여 검출 가능하면 직사각형 형태 또는 선 형태이어도 좋고, 또한 블랙 매트릭스(8)의 픽셀(9)의 폭과 거의 동일한 폭으로 형성될 수도 있다. 또한, 이상의 설명에서는 얼라인먼트 마크(10)가 한 개인 경우에 대하여 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 소정 간격으로 복수 개 형성하여도 좋다.In addition, in the said embodiment, although the alignment mark 10 and the alignment confirmation mark 11 were formed in the elongate shape extended to the arrow A direction as shown in FIG. 2, it is not limited to this, The imaging means If it can detect by the light receiving element 18 of (3), it may be rectangular form or linear form, and may be formed in the width substantially the same as the width | variety of the pixel 9 of the black matrix 8. As shown in FIG. In the above description, the case where there is one alignment mark 10 has been described, but the present invention is not limited thereto, and a plurality of alignment marks 10 may be formed at predetermined intervals.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는 촬상 수단(3)이 노광 광학계(2)에 의한 노광 위치에 근접한 위치를 촬상하도록 배치된 경우에 대하여 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 촬상 수단(3)이 노광 광학계(2)에 의한 노광 위치의 반송 방향 바로 앞쪽을 촬상하도록 배치된 것이어도 좋다.In addition, in the said embodiment, although the case where the imaging means 3 was arrange | positioned so as to image the position close | similar to the exposure position by the exposure optical system 2 was demonstrated, it is not limited to this, The imaging means 3 is an exposure optical system ( It may be arrange | positioned so that imaging of the front of the exposure direction by 2) may be just before.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는 노광 광학계(2)에 투영 렌즈(14)가 설치되어 있는 경우에 대하여 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 투영 렌즈(14)가 없는 근접 노광 장치에도 적용할 수 있다.In addition, in the said embodiment, although the case where the projection lens 14 was provided in the exposure optical system 2 was demonstrated, it is not limited to this, It is applicable to the proximity exposure apparatus without the projection lens 14, either.

또한, 이상의 설명에서는 피노광체가 컬러 필터 기판(6)인 경우에 대하여 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 피노광체는 액정 표시 패널의 TFT 기판이어도 좋고, 반도체 기판이어도 좋다. 이 경우, 피노광체가 불투명 기판일 경우에는 조명 광원(20)은 반송 수단(1)의 위쪽에 배치된 낙사(落射) 조명으로 하는 것이 바람직하다.In addition, although the above description demonstrated the case where the to-be-exposed object is the color filter substrate 6, it is not limited to this, The to-be-exposed object may be a TFT substrate of a liquid crystal display panel, or a semiconductor substrate may be sufficient as it. In this case, when the to-be-exposed object is an opaque board | substrate, it is preferable to set illumination illumination source 20 to fall-light illumination arrange | positioned above the conveyance means 1.

Claims (8)

표면에 설정된 패턴 영역에 복수의 기능 패턴이 형성되고, 상기 패턴 영역의 어느 한 단부측의 소정 위치에 적어도 한 개의 얼라인먼트 마크가 형성된 피노광체를 적재하고, 상기 얼라인먼트 마크가 형성된 측을 선두로 하여 상기 피노광체를 반송하는 반송 수단과,A plurality of functional patterns are formed in a pattern region set on the surface, and a to-be-exposed body having at least one alignment mark formed at a predetermined position on one end side of the pattern region is loaded, and the side having the alignment mark formed at the head is Conveying means for conveying the object to be exposed, 상기 반송 수단의 위쪽에 배치되고, 노광 광원으로부터 발사되는 노광광을 마스크 스테이지에 적재된 포토마스크를 통하여 상기 피노광체에 조사하여 노광 패턴을 형성하는 노광 광학계와,An exposure optical system disposed above the conveying means and configured to irradiate the exposed object with an exposure light emitted from an exposure light source to a photomask mounted on a mask stage; 상기 반송 수단의 피노광체의 적재면에 평행한 면 내에서 상기 피노광체의 반송 방향과 직교하는 방향으로 상기 노광 광학계의 포토마스크와 일체적으로 이동 가능하게 하고, 상기 이동 방향으로 일직선상으로 나란히 배치된 복수의 수광 소자에 의하여, 상기 반송 중의 피노광체의 기능 패턴과 얼라인먼트 마크를 촬상하는 촬상 수단과,It is possible to move integrally with the photomask of the exposure optical system in a direction orthogonal to the conveying direction of the exposed object in a plane parallel to the mounting surface of the object to be exposed of the conveying means, and to be arranged in a straight line in the movement direction. Imaging means for imaging the functional pattern and alignment mark of the exposed object in the conveyance by a plurality of light receiving elements thus provided; 상기 피노광체의 반송이 개시되면, 먼저, 상기 촬상 수단에 의하여 상기 반송 중의 피노광체를 촬상하여 취득된 상기 얼라인먼트 마크의 검출 출력에 기초하여 상기 피노광체 위의 기준 위치와 상기 포토마스크에 미리 설정된 기준 위치의 어긋남을 산출하고, 이 어긋남을 보정하도록 상기 노광 광학계의 포토마스크와 촬상 수단을 일체적으로 이동시켜 상기 피노광체의 목표 위치에 노광 패턴을 형성시키고, 그 후, 상기 촬상 수단에 의하여 상기 반송 중의 피노광체를 촬상하여 취득된 상기 기능 패턴의 검출 출력에 기초하여 상기 피노광체 상의 기준 위치와, 상기 포토 마스크에 미리 설정된 기준 위치와의 어긋남을 산출하고, 이 어긋남을 보정하도록 상기 노광 광학계의 포토마스크와 촬상 수단을 일체적으로 이동시켜 상기 피노광체에 대한 노광을 실시하게 하는 제어 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.When conveyance of the to-be-exposed object is started, first, the reference position on the to-be-exposed object and the reference preset in the photomask are based on the detection output of the alignment mark acquired by imaging the to-be-exposed object by the imaging means. The displacement of the position is calculated and the photomask of the exposure optical system and the imaging means are integrally moved to form the exposure pattern at the target position of the object to be exposed, and then the conveyance is performed by the imaging means. The deviation of the reference position on the exposed object and the reference position preset in the photomask is calculated based on the detection output of the functional pattern acquired by imaging the exposed object in the photo, and the photo of the exposure optical system is corrected. The mask and the imaging means are integrally moved to expose the exposed object. An exposure apparatus comprising a control means for carrying out. 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 촬상 수단은 상기 노광 광학계에 의한 노광 위치의 반송 방향 바로 앞쪽을 촬상하도록 배치된 것을 특징으로 하는 노광 장치.The exposure apparatus according to claim 1, wherein the imaging means is arranged to capture an image immediately before the conveyance direction of the exposure position by the exposure optical system. 제1항에 있어서, 상기 노광 광학계는 상기 마스크 스테이지와 상기 반송 수단의 사이에 설치되고, 상기 포토마스크에 형성된 마스크 패턴을 상기 피노광체 위에 투영하는 투영 렌즈를 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.The exposure apparatus according to claim 1, wherein the exposure optical system is provided between the mask stage and the conveying means, and has a projection lens for projecting a mask pattern formed on the photomask onto the object to be exposed. 제4항에 있어서, 상기 촬상 수단은 상기 마스크 스테이지와 상기 투영 렌즈 사이에서 상기 노광 광학계의 광로와는 다른 방향으로 편향된 광로 상에 배치된 것을 특징으로 하는 노광 장치.5. An exposure apparatus according to claim 4, wherein the imaging means is disposed between the mask stage and the projection lens on an optical path that is deflected in a direction different from that of the exposure optical system. 제1항에 있어서, 상기 제어 수단은 상기 포토마스크의 기준 위치와 소정의 위치 관계를 가지고 상기 촬상 수단에 미리 설정된 기준 수광 소자와 상기 피노광체의 얼라인먼트 마크를 검출한 수광 소자의 어긋남량을 산출하고, 상기 어긋남량이 제로가 되도록 상기 촬상 수단과 상기 노광 광학계의 포토마스크를 이동시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치.The method of claim 1, wherein the control means has a predetermined positional relationship with the reference position of the photomask and calculates the amount of misalignment between the reference light receiving element preset in the imaging means and the light receiving element that detects an alignment mark of the object to be exposed. And the photomask of the imaging means and the exposure optical system is moved so that the shift amount becomes zero. 제1항, 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피노광체는, 상기 패턴 영역의 어느 한 단부측의 소정 위치에 중앙으로부터 가장자리부를 향하여 뻗어서 형성되고, 상기 패턴 영역에 미리 설정된 기준 위치와 상기 포토마스크에 미리 설정된 기준 위치의 위치 어긋남을 보정하여 얼라인먼트를 취하기 위한, 적어도 한 개의 얼라인먼트 마크와,The said to-be-exposed body is formed extending from the center toward the edge part at the predetermined position of any one end side of the said pattern area | region, and is preset in the said pattern area | region. At least one alignment mark for correcting the positional shift between the reference position and the reference position preset in the photomask, and for performing alignment; 상기 얼라인먼트 마크의 길이보다 짧은 길이를 가지고, 이 얼라인먼트 마크의 옆에 나란히 상기 복수의 기능 패턴과 동일한 간격으로 형성되고, 상기 얼라인먼트를 사용하여 얼라인먼트를 행한 후에, 이 얼라인먼트 상태를 확인하기 위한 복수의 얼라인먼트 확인 마크를 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.A plurality of alignments having a length shorter than the length of the alignment mark, formed next to the alignment mark at the same interval as the plurality of functional patterns, and after the alignment is performed using the alignment, a plurality of alignments for checking the alignment state. An exposure apparatus provided with the confirmation mark. 삭제delete
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