WO2007001023A1

WO2007001023A1 - 基板製造方法および露光装置

Info

Publication number: WO2007001023A1
Application number: PCT/JP2006/312892
Authority: WO
Inventors: Takao Ozaki; Teppei Ejiri
Original assignee: Fujifilm Corporation
Priority date: 2005-06-29
Filing date: 2006-06-28
Publication date: 2007-01-04
Also published as: CN101213492A; KR101306063B1; JP2007010851A; KR20080025187A; JP4744954B2

Abstract

　基板上に構造部材を形成するときの露光処理で、露光位置を正確に制御する。　露光装置３１のステージ２２の上に基板を設置し、ステージ２２上に定義された仮座標系に基づいて低倍率カメラ２７を基板の角の上方に配置して撮影を行ない、位置決め目的で設けられたマークを識別する。続いてマークが識別された位置に基づいて基板の実際の配置状態に沿った本座標系を定義する。次に、所定の基準点の本座標系における座標を算出し、その座標が示す位置に高倍率カメラ２８を配置して撮影を行ない、前の工程で基板上に形成された構造部材のパターンを識別する。識別されたパターンから、基準点の実際の位置を特定し、その実際の基準点により特定される領域の形状に合わせて、その領域に露光記録する画像を補正してから、画像の露光記録を行なう。

Description

基板製造方法および露光装置

技術分野

[0001] 本発明は、液晶パネル基板やプリント基板など各種基板を製造する方法と、その方法に用いられる露光装置に関する。詳しくは、基板に各種パターンを露光形成するときのパターンの位置制御に関する。

背景技術

[0002] 液晶パネルの製造工程では、パネルの画素開口率を高めることが常に重要な課題とされてきた。特に最近は、液晶ディスプレイの製造コストを抑えるべく低価格なバックライトが採用されるようになり、画素開口率についての要求は、より厳しくなつている。画素開口率を大きくするためには、液晶パネルを構成するカラーフィルター基板のブラックマトリクスを細線ィ匕する必要がある。しかし、カラーフィルター基板を構成する部材の中には、ブラックマトリクスの線幅内に配置しなければならない部材もある。ブラックマトリクスの細線ィ匕が進めば、そのような部材の配置に非常に高い位置精度が要求されることとなる。

[0003] 液晶パネルを構成する各部材の形成は、通常マスクを用いた面露光により行われている（例えば特開 2002— 350897号公報参照）。しかし、マスクを用いた面露光ではパターンの位置ずれが生じやすいため、ブラックマトリクスの線幅を太くすることで位置ずれの影響を吸収するしかない。このため、面露光による部材形成では、ブラックマトリタスの細線ィ匕は難し、。

[0004] これに対し、近年、デジタル露光装置を用いて基板の露光を行う方法が提案されている。例えば特開 2005— 037911号公報〖こは、記録媒体が歪んでいる場合に、画像の記録位置ずれを補正することができるデジタル露光装置が開示されている。発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 近年、液晶テレビなどの製品の大型化に伴!、、液晶パネル製造工程で取り扱われるガラス基板の大きさは 2メートルを越えるようになった。基板が大きくなると、わずかな温度変化でもガラスの変形量は無視できなくなる。例えば、温度膨張係数が 32e_⁷ Z°Cと比較的低いガラス基材でも、 2メートルのガラスであれば、 0. 15度の温度変化で大きさが 1 μ m変化することになる。露光により層状にパターンを形成している過程で、このような温度変化が生じれば、形成されるパターンにずれが生じ、製品の歩留まりは悪ィ匕する。

[0006] 特開 2005— 037911号公報が開示する装置は、基板上に設けられた位置決めマークを基準にして基板上に領域を定義し、領域ごとに記録する画像を補正することにより、記録位置のずれを補正している。しかし、大型基板上に高密度にパターンが形成されている場合、位置決めマークを記録しておける位置は、ある程度限られる。このため、位置決めマークの間隔が広すぎて、正確な位置あわせができないこともある

[0007] そこで、本発明は、大型基板上に高密度にパターンを形成する際に、露光位置を正確に制御できるようにして、ブラックマトリクスを細線ィ匕してもパターンの位置ずれにより液晶パネルの開口率が低下することがないようにする。さらには、位置ずれ発生による歩留の低下を防止する。

課題を解決するための手段

[0008] 本発明は、所定の構造部材を備えた基板を製造する方法であって、少なくとも 1種の構造部材を形成する工程にぉヽて、以下の手順で構造部材を形成することを特徴とする。なお、ここで「基板」とは、液晶パネル基板やプリント基板のように製品として完成した基板のみならず、カラーフィルター基板やアレイ基板のような製造工程における中間生成物としての基板も含むものとする。

[0009] まず、低倍率撮影により識別可能な第 1パターンと高倍率撮影によってのみ識別可能な第 2パターンとが形成された基板を、仮座標系が定義された平面に設置する。次に、前記仮座標系に基づ!ヽて設定された所定の位置で前記基板を低倍率で撮影し、その撮影により得られた低倍率撮影画像カゝら前記第 1パターンを識別し、第 1バターンが識別された位置に基づいて前記平面に本座標系を定義する。すなわち、基板の実際の配置状態を確認して、その実際の状態に基づいて処理の基準となる座標系を定める。 [0010] ここで「低倍率」あるいは「高倍率」とは、相対的な倍率を意味しているので、その範囲は特に限定されない。撮影倍率は、第 1パターンおよび第 2パターンの大きさに合わせて設定すればよい。

[0011] 「低倍率撮影により識別可能な第 1パターン」の例としては、基板上に設けられる位置あわせ専用のマークが挙げられる。あるいは、前の工程で形成された構造部材のうち、低倍率撮影で識別可能な大きさの構造部材でもよい。「高倍率撮影によってのみ識別可能な第 2パターン」の例としては、基板を構成する構造部材の 1種であって前の工程で形成された構造部材のパターンが挙げられる。

[0012] なお「撮影により識別可能」なパターンとは、基板表面に形成されているパターンのほか、基板内部に埋もれて形成されているパターンも含む。例えば、基板の表面に透明な層が形成されており、その下に形成されているパターンが透明な層を通して観察可能であれば、そのノターンは「識別可能」なパターンである。また、基板の表面の層が不透明な層であっても、基板表面の凹凸力も生じる陰影によって、その下に埋もれているパターンの形状を識別できる場合には、そのパターンは「識別可能」なパターンである。

[0013] 本座標系を定義したら、次に、仮座標系に基づいて設定された複数の基準点の、本座標系における位置座標を算出し、算出された位置座標が示す位置で前記基板を高倍率で撮影する。例えば、同じパターンが連続して並んだ構造の基板で、 30cm 間隔で基準点を設定した場合であれば、 30cm間隔で基板上のパターンを高倍率撮影する。

[0014] そして、その撮影により得られた高倍率撮影画像力も前記第 2パターンの形状または色、あるいは形状と色の両方を識別することによって、前記基準点の前記基板上の実際の位置を特定する。この処理により、設定した基準点が設定したとおりの位置にない場合には、その実際の位置が特定される。

[0015] その後、前記構造部材のパターンを表す画像であって前記複数の基準点により特定される領域に記録する領域画像を、前記識別により特定された位置の情報に基づいて補正する。すなわち、基板上の領域の実際の形状にあうように、基板に記録する画像を変形したり移動したりする。 [0016] そして、補正した領域画像を構成する各画素の値に基づ!/、て、基板を走査する光ビームをオン Zオフ制御することにより前記基板上に画像を記録し、前記基板を記録された画像形状に加工することにより、その基板上に前記構造部材を形成する。「画像形状に加工する」とは、具体的には基板上の光ビームにより露光された部分 (あるいは露光されな力つた部分)を現像により除去して基板表面に画像形状の凹凸を形成することのほか、さらにその凹凸が形成された層をエッチングマスクとして、その下の層をエッチングカ卩ェすることなどを意味する。

[0017] また、上記方法に用いられる本発明の露光装置は、露光対象の基板を設置し得るステージと、供給された画像を構成する各画素の値に基づ!、てオン Zオフ制御される光ビームで前記ステージに設置された基板を走査することにより、前記基板に前記画像を記録する記録手段と、前記ステージの上方にステージに対し相対的に移動し得る状態で設置され且つ高倍率で基板を撮影し得る少なくとも 1つの高倍率カメラと、前記ステージの上方に該ステージに対し相対的に移動し得る状態で設置され且つ低倍率で基板を撮影し得る少なくとも 1つの低倍率カメラと、前記高倍率カメラおよび低倍率カメラによる撮影を制御する撮影制御手段と、前記記録手段による記録位置の調整を行う記録位置制御手段とを備える。

[0018] 高倍率カメラと低倍率カメラは、倍率が固定された別個のカメラでもよいし、撮影倍率を高倍率にも低倍率にも設定し得る 1台のカメラであってもよい。あるいは複数台のカメラのうち、一部のカメラは倍率が固定されたカメラであり、他の一部のカメラは倍率可変のカメラであってもよ、。高倍率カメラが複数あるいは低倍率カメラが複数ある場合には、撮影制御手段は、その複数の高倍率カメラによる撮影や、複数の低倍率カメラによる撮影を ff¾御する。

[0019] また、前記記録位置制御手段は、次の手順により画像の記録位置を調整する。まず、前記撮影制御手段に対し、前記ステージ上で定義された仮座標系に基づいて設定された所定の位置で前記基板を低倍率で撮影するよう指示し、その指示に基づく撮影により得られた低倍率撮影画像力も前記第 1パターンを識別し、第 1パターンが識別された位置に基づいて前記ステージに本座標系を定義する。

[0020] 次に、仮座標系に基づ!/、て設定された複数の基準点の、前記本座標系における位置座標を算出し、前記ステージおよび Zまたは前記撮影制御手段に対し、前記算出された位置座標が示す位置の上方に前記カメラを相対移動するよう指示する。

[0021] そして、前記撮影制御手段に対し、前記相対移動されたカメラの位置で前記基板を高倍率で撮影するよう指示し、その指示に基づく撮影により得られた高倍率撮影画像力も前記第 2パターンの形状または色、あるいは形状と色の両方を識別することによって前記基準点の前記基板上の実際の位置を特定する。

[0022] 続いて、前記構造部材のパターンを表す画像であって前記複数の基準点により特定される領域に記録する領域画像を、前記識別により特定された位置の情報に基づ Vヽて補正し、補正された領域画像により構成される画像を前記画像記録手段に供給することにより、前記画像の記録位置を調整する。

発明の効果

[0023] 本発明によれば、基板を構成する各部材を形成するときに、まず、基板上のパターンを識別することによって基板の実際の状態を確認し、その実際の状態に基づいて撮影位置を定めるときの基準となる座標系を定める。そして、そのような座標系に基づいて定められた位置で基板を撮影することによって基準点の座標を取得し、取得した座標に基づヽて露光記録する画像に必要な補正を加えてから、その画像を記録する。このため、各部材の配置位置を高精度に制御することができる。

図面の簡単な説明

[0024] [図 1]液晶パネルの製造工程の概要を示す図

[図 2]カラーフィルター基板の例を示す図

[図 3]カラーフィルター基板製造工程の詳細を示すフローチャート

[図 4A]ブラックマトリクス形成工程後の基板の上面の一部を拡大して示した図

[図 4B]図 4Aに対応する断面図

[図 5A]R画素パターン形成工程後の基板の上面の一部を拡大して示した図

[図 5B]図 5Aに対応する断面図

[図 6A]全着色画素パターン形成工程後の基板の上面の一部を拡大して示した図 [図 6B]図 6Aに対応する断面図

[図 7A]配向制御部材形成工程後の基板の上面の一部を拡大して示した図 [図 7B]図 7Aに対応する断面図

[図 8]ブラックマトリクス形成工程を示すフローチャート

[図 9]各部材の形成工程を示すフローチャート

圆 10]読取対象基板上に形成されたパターンと基準点の関係を例示した図

[図 11]パターンの位置ずれについて説明するための図

[図 12A]ブラックマトリクスパターンにより定義される領域を単位として行なう画像補正処理について説明するための図

[図 12B]ブラックマトリクスパターンにより定義される領域を単位として行なう画像補正処理について説明するための図

[図 13]アラインメントマークにより定義される領域を単位として行なう画像補正処理について説明するための図

圆 14]画像の補正を行うことによる効果を説明するための図

[図 15]露光装置の概略構造を示す図（上方から見た図）

[図 16]露光装置の概略構造を示す図 (横方向から見た図）

圆 17]高倍率カメラによる撮影時の照明について説明するための図

[図 18]露光装置の制御部の詳細を示す図

[図 19]記録位置制御のための初期化処理を示すフローチャート

[図 20A]基板の設置向きの判定方法について説明するための図

圆 20B]基板の設置向きの調整方法について説明するための図

[図 21]記録位置制御のための画像読取処理を示すフローチャート

[図 22]記録位置制御のための画像補正処理を示すフローチャート

圆 23]アレイ基板製造工程の詳細を示すフローチャート

圆 24A]TFTを構成する主要な部材が形成された状態の基板の上面を示す図

[図 24B]図 24Aの TFT構造部の拡大図

[図 25A]図 24Bに示した部分が形成されるまでの各過程における基板の断面を示す図

[図 25B]図 24Bに示した部分が形成されるまでの各過程における基板の断面を示す図 [図 25C]図 24Bに示した部分が形成されるまでの各過程における基板の断面を示す図

[図 25D]図 24Bに示した部分が形成されるまでの各過程における基板の断面を示す図

[図 25E]図 24Bに示した部分が形成されるまでの各過程における基板の断面を示す図

[図 26]アレイ基板製造工程における記録位置制御処理を示すフローチャート

[図 27]光透過性がない層を撮影するときの照明について説明するための図

[図 28]液晶セル製造工程の詳細を示すフローチャート

符号の説明

[0025] 4 カラーフィルター基板、 5 カラーフィルター構造、 6a〜6i マーク、

7 透明基板、 8 ブラックマトリクスパターン、 9 R画素パターン、

10 G画素パターン、 11 B画素パターン、 12 スぺーサ、 13 保護膜、 14 透明電極、 15 配向制御部材、 16a〜16d 基準点、

17 実際の位置

20 設置台、 21 ガイド、 22 ステージ、 23 基板、 24 支柱、

25 スキャナ、 26 支持体、 27 低倍率カメラ、 28 高倍率カメラ、

29 ゲート、 31 露光装置、

51 ゲート電極パターン、 52 ソース、 53 ドレイン、 54 コンタクトホール、 57 チャネル部

発明を実施するための最良の形態

[0026] 以下、本発明の一実施形態として、 TFT液晶パネルの製造方法を示す。

[0027] 図 1に、液晶パネルの製造工程の概要を示す。液晶パネルは、カラーフィルタ一基板製造工程 1にお、て製造されたカラーフィルター基板と、アレイ基板製造工程 2にぉ、て製造された TFTアレイ基板とを、液晶セル製造工程 3にお、て貼り合せることにより製造される。

[0028] カラーフィルター基板製造工程 1およびアレイ基板製造工程 2では、通常、 1枚の透明基板上に、製品パネル数枚分のカラーフィルター構造、もしくは TFTアレイ構造が形成される。例えば、図 2に例示するカラーフィルター基板 4は、横幅約 2メートルの透明基板上に 20インチ液晶パネル 16個分のカラーフィルター構造 5を形成したものである。

[0029] 透明基板上には、カラーフィルター構造領域 5のほか、基板上の主な位置（四隅、中心など）を示すマーク 6a、 6b、 6c、 6d、 6e、 6f、 6g、 6hおよび 6i力形成される。 TF Tアレイ基板製造工程 2でも同様に、 1枚の透明基板上に液晶パネル複数個分のァレイ構造と、基板上の位置を示すマークが形成される。カラーフィルター基板と TFT アレイ基板は、液晶セル製造工程 3において、基板同士を貼り合せる前に、もしくは貼り合せた後に、製品サイズに分割され、これにより液晶パネルが完成する。

[0030] 以下、カラーフィルター基板製造工程 1について説明する。図 3は、カラーフィルタ一基板製造工程 1の詳細を示すフローチャートである。カラーフィルター基板は、透明基板上に図 3のフローチャートの各ステップに示される部材を形成することにより製造される。透明基板としては、表面に酸ィ匕珪素被膜を有するソーダガラス板、低膨張ガラス板、ノンアルカリガラス板、石英ガラス板等の公知のガラス板またはプラスチックフィルムを用いることができる。

[0031] 図に示すように、カラーフィルター基板製造工程 1では、まず、透明基板上にブラックマトリタスを形成する（S101)。図 4Aおよび図 4Bは、ステップ S101のブラックマトリタス形成工程後の基板の一部を拡大して示した図である。図 4Aは基板の上面、図 4 Bは基板の断面を示しており、両図とも液晶パネルの約 1画素分に相当する領域を示している。

[0032] 図 4Aおよび図 4Bが示すように、本実施形態では、ステップ S 101において、膜厚 0 . 5〜5 μ m程度のブラックマトリクスパターン 8を形成する。ブラックマトリクスパターン 8は、一方向（図の縦方向）に平行に伸びた複数の線から、各線と垂直な方向（図の横方向）に 100 m弱の短い線と、それよりさらに短い線力縦方向に約 150 m間隔で交互に突き出た構造とする。この構造では、一画素分のパターンはアルファべットの Eを 3個並べたような形になる。

[0033] 後述するように、本実施形態では、カーボンブラックなどの黒色顔料を含む感光性レジストを露光'現像により上記形状に加工することによりブラックマトリクスパターン 8 を形成する。但し、本発明においてブラックマトリクスの形成方法、パターン形状、材料は特に限定されず、あらゆる公知技術を用いることができる。例えば、特開 2004—

361447号に開示されているように、金属微粒子を含有する感光性組成物によりブラックマトリクスを形成してもよ、。

[0034] また、本実施形態では、ブラックマトリクスパターン 8とともに、図 2に示したマーク 6a 〜6iを形成する。すなわち、黒色感光性レジストの所定箇所を、図 2に示した十文字パターン形状に露光する。

[0035] 続いて、透明基板 7上に、 R (赤）の着色画素層を形成する（S102)。図 5Aおよび図 5Bに示すように、 R画素パターン 9は、透明基板 7上のブラックマトリクスパターン 8 の上記平行に伸びた複数の線の間に 3列に 1列の割合で形成する。 R画素パターン 9の材料は、顔料成分等の赤色着色剤及びバインダーを主成分とし、必要に応じて光重合性のモノマーやオリゴマーからなる光重合成化合物、光重合開始材などを含む材料とする。

[0036] R画素パターン 9は、上記材料を露光'現像により上記パターン形状に加工することによって形成する。この際、本実施形態では、露光処理に先立ち、ステップ S101で形成したブラックマトリクスパターン 8とマーク 6a〜6iの観測を行う。そして、観測したパターンを基準にして着色画素パターン 9を形成する領域を決定する。観測パターンに基づく位置あわせについては、後述する。

[0037] 続いて、緑色着色剤、青色着色剤を含む材料を用いて、同様の方法により、 Rの着色画素層が形成されて、な、列に、 G (緑)の着色画素層と B (青）の着色画素層を形成する（S103、 S104)。図 6Aおよび図 6Bに、 G画素パターン 10、 B画素パターン 11形成後の状態を示す。なお、着色画素パターンの材料は特に限定されず、カラ一フィルターの材料として公知のあらゆる材料を採用することができる力後述する位置あわせのためのパターン観測は、光透過性が高い材料ほど容易になる。

[0038] 3色の着色画素層を形成したら、次に、それらの層を覆うように透明樹脂からなる保護膜 13を形成する（S105)。さらに、その上にスパッタリングにより透明電極 14 (ITO ： Indium Tin Oxide)を形成する（S106)。本実施形態では、保護膜 13は 1 μ m 程度、透明電極 14の膜厚は 800 A程度である。これらの層についても、公知の保護膜あるいは透明電極の材料を採用することができるが、後述する位置あわせのためのパターン観測は、光透過性が高、材料ほど容易になる。

[0039] 続いて、透明電極 14上に、スぺーサ 12を形成する（S 107)。スぺーサ 12は、液晶セルのギャップを均一に制御できる程度の間隔で、ブラックマトリクスパターン 8の線と重なるように形成する。本実施形態では、図 6Aおよび図 6Bに示すように、 R画素パターン 9の周囲を囲むように形成されたブラックマトリクスパターンの E型の短いほうの横線と縦線との交点上に、 2〜4 m程度の高さの円柱状のスぺーサ 12を配置する。スぺーサ 12は、公知の感光性榭脂を露光'現像により上記パターン形状に加工すること〖こよって形成する。

[0040] スぺーサ 12の材料としては透明榭脂を採用することが好ましいが、本実施形態では光透過性が低い材料を採用することも可能である。本実施形態では、露光処理に先立ち、ステップ S101で形成したブラックマトリクスパターン 8とマーク 6の観測を行うことにより、スぺーサをブラックマトリクスパターン 8と重なる位置に正確に配置することができるからである。

[0041] なお、液晶セルのギャップを制御するスぺーサとしては、液晶セル製造工程にお!/ヽて基板上に散布するビーズ状のスぺーサボールが知られている力本明細書では、上記のとおり、カラーフィルター基板製造工程 1において、基板上の所定の位置に露光により形成される柱状の部材をスぺーサと称する。

[0042] 次に、透明電極 14の上に、配向制御部材 (リブ材)を形成する（S108)。図 7Aおよび図 7Bに、配向制御部材形成後の基板の状態を示す。本実施形態では、配向制御部材は、図 7Aに示すように、着色画素パターン 9, 10、および 11上で、一の方向に平行に形成された複数の線状パターンと、その方向と略垂直な方向に平行に形成された複数の線状パターンとからなる。また、この線状パターン 15は、図 7Bに示すように、高さ 1 m程度の突起状のパターンである。この突起状のパターンはカラーフィルター基板とアレイ基板の貼り合せ後、液晶セルの液晶分子を所定の向きに配向する。配向制御部材の材料としては、公知の透明感光性榭脂を用いることができる。

[0043] また、配向制御部材の形成工程でも、ステップ S101で形成したブラックマトリクスパターン 8とマーク 6の観測を行う。また、先に形成したスぺーサ 12の観測を合わせて行なってもよい。そして、線状パターン 15を形成する際には、観測されたパターンなどの位置を基準としてパターンの形成位置を調整する。

[0044] 上記のように、本実施形態では、カラーフィルター基板 4を構成する各構造部材を、露光および現像により形成する。そこで、以下、露光'現像による構造部材の形成手順について、さらに説明する。

[0045] 図 8は、図 3のステップ S101のブラックマトリクス形成工程を示すフローチャートである。まず、透明基板を洗浄して (S201)、洗浄した基板の全面もしくはカラーフィルタ一構造を形成する領域に、黒色のネガ型感光性レジストを塗布する（S202)。続いて、レジスト材料に応じた適切な温度でベーキングを行い（プリベータ： S203)、塗布したレジスト層をブラックマトリクスパターンの形状に露光する。露光は、後述する DMD 露光装置を用いたデジタル記録により行なう（S204)。具体的には、ブラックマトリクスパターンを表す 2値画像を生成し、その 2値画像の各画素値に基づいて、値が 1の画素に対応する箇所は露光され、値が 0の画素に対応する箇所は露光されないように、基板への光の照射を制御する。

[0046] 続ヽて、露光後の基板を現像する（S205)。本実施形態では、レジストはネガ型レジストであるため、露光された部分がパターンとして基板上に残る。このパターンを、再度べ一キングを行って (ポストベータ）基板上に固定する（S206)。以上により、図 4 A、図 4Bを参照して説明したブラックマトリクスパターン 8が形成される。

[0047] 図 9は、図 3の R画素形成工程（S102)、 G画素形成工程（S103)、 B画素形成ェ程 (S104)、スぺーサ形成工程 (S107)あるいは配向制御部材形成工程 (S108)に共通な、部材形成工程を示すフローチャートである。

[0048] まず、パターンが形成された基板を洗浄する（S301)。例えば R画素形成工程ではブラックマトリクスが形成された基板を洗浄する。また、配向制御部材形成工程では、ブラックマトリクス、着色画素層およびスぺーサが形成された基板を洗浄する。続いて、形成する部材の材料となるレジストを塗布する（S302)。本実施形態では、ネガ型の感光レジストを塗布する。続いて、レジスト材料に応じた適切な温度でベーキングを行う（プリベータ： S303)。

[0049] その後、下層に形成されて!ヽるパターンと、これから形成するパターンとの位置を合わせるために、基板の読取り（S304)と、画像の補正（S305)を行なう。これらの処理については、後述する。

[0050] 続、て、塗布したレジストを、補正された画像に描かれて、るパターン形状に露光する（S306)。露光はブラックマトリクス形成時と同様、 DMD露光装置を用いたデジタル記録により行う。そして、露光後の基板を現像し (S307)、現像後基板上に残つたパターンを、再度べ一キングを行って (ポストベータ)基板上に固定する（S308)。以上により、各部材のパターンが形成される。

[0051] 以下、パターンの位置合わせのための処理、すなわちステップ S304の基板読取処理およびステップ S305の画像補正処理にっ、て、説明する。

[0052] ステップ S304の基板読取処理は、基板表面を探索的に撮影して得られた画像から、図 2に例示したマーク 6a〜6iや基板上に形成された所定のパターンを識別し、識別したマークやパターンの所定の座標系における位置座標を取得する処理である。マークやパターンの識別には公知のあらゆる画像識別手法を用いることができるが、本実施形態では、パターンマッチングの手法を用いて識別を行なう。

[0053] 例えば、マークの位置座標を取得するときは、ブラックマトリクス形成工程 S 101におヽてマーク 6を記録した位置にカメラを設定して基板表面を撮影する。そして撮影画像の中心から、マーク 6相当の大きさの範囲を切り出し、その範囲画像を対象としてパターンマッチングによる識別を行なう。マーク 6を記録した工程以降の工程で基板が伸縮していなければ、マーク 6はその範囲画像内に存在するのでパターンマツチングによる照合結果は一致するはずである。この場合には、その範囲画像の中心位置の座標を現在のマーク 6の位置座標として取得する。

[0054] 一方、マーク 6を記録した工程以降の工程で基板が伸縮していれば、マーク 6は撮影画像の中心から少しずれた位置に存在するので、パターンマッチングによる照合結果は一致しない。この場合には、撮影画像内で前記範囲を少しずつずらしながら照合結果が一致するまでパターンマッチングを繰り返し、照合結果が一致したときの範囲画像の中心座標を、現在のマーク 6の位置座標として取得する。

[0055] また、基板上に形成されて!ヽるパターンの位置座標を取得するときは、位置座標を取得する基準点の位置を予め決めておき、その基準点の位置にカメラを設定して基板表面を撮影する。図 10は読取対象基板上に形成されたパターンと基準点の関係を例示した図である。基準点は、基板の縦方向、横方向にそれぞれ何箇所力設定し

、隣接する基準点同士が図 10に示す基準点 16a、 16b、 16cおよび 16dのように矩形領域の頂点を構成するように決めておく。本実施形態では、矩形の一辺の長さが 3 Ocmとなるように基準点を定めて!/、る。

[0056] 各読取対象基板の各基準点付近のパターンは、基準点の座標と、パターンの大きさや間隔などの設計値カゝら特定することができる。そこでまず、撮影画像の中から、その特定したパターン (例えば Rカラーフィルタの単位パターン)を識別する。具体的には、撮影画像の中心から、特定しょうとするパターン相当の大きさの範囲画像を切り出し、その範囲画像を対象としてパターンマッチングによる識別を行なう。そのパターンを記録した工程以降の工程で基板が伸縮して!/ヽなければ、識別しょうとするパターンはその範囲画像内に存在するのでパターンマッチングによる照合結果は一致するはずである。この場合には、その範囲画像の中心位置の座標、すなわちカメラを設定した位置の座標を、基準点の実際の位置座標として取得する。

[0057] 一方、そのパターンを記録した工程以降の工程で基板が伸縮してヽれば、識別しようとするパターン撮影画像の中心から少しずれた位置に存在するので、パターンマツチングによる照合結果は一致しな、。

[0058] 例えば、図 10の基準点 16aにおいて、図 11に実線で示されるパターンがあることを予想して撮影およびパターンマッチングを行なったとする。基板伸縮により実際のパターンが図 11の破線で示される位置までずれていたとすれば、基準点 16aを中心とする範囲画像を対象としたパターンマッチングの照合結果は一致しない。

[0059] この場合には、撮影画像内で範囲画像を少しずつずらしながら照合結果が一致するまでパターンマッチングを繰り返し、照合結果が一致したときの範囲画像の中心の座標 17を、基準点の実際の位置座標として取得する。

[0060] なお、ステップ S103以降の工程では、形成済みのパターンの中に着色画素層があるので、パターン形状の照合にカ卩ぇ色の照合を行なってもよい。あるいは、形状のマッチングは行なわずに、色のみに基づいてパターンを識別してもよい。例えば、本実施形態では、図 6Aに例示したように、スぺーサ 12は R画素パターン 9の列のブラックマトリタス上にのみ形成され、 G画素パターン 10、 B画素パターン 11の列のブラックマトリクス上には形成されない。このような場合、スぺーサ形成工程 S 107における基板読取処理 S304では色の情報を考慮したマッチングを行なうほうが、パターンの識別が容易になる。

[0061] 次に、図 12および図 13を参照して、ステップ S305の画像補正処理について説明する。ステップ S305の画像補正処理は、ステップ S304の基板読取処理において取得された位置座標の情報に基づ、て、後続のステップ S 306で基板上に記録する 2 値画像を補正する処理である。本実施形態では、ブラックマトリクスパターン 8の所定箇所とマーク 6の位置座標に基づ、て、画像を補正する。

[0062] 例えば、図 10の基準点 16a、 16b、 16cおよび 16dにおいて撮影およびパターンの識別を行なった結果、各撮影画像にぉヽて図 11に例示したようにパターンの位置ずれが観測されたとする。そして、その観測結果から、基準点 16a、 16b、 16cおよび 16 dを頂点とする領域が、図 12Aのような矩形領域であるはずのところ、実際には図 12 Bのような歪んだ領域となってしまって!/、ることがわかったとする。このような場合には、その矩形領域に記録する矩形画像を、観測された歪に合わせて歪んだ画像に変形する。

[0063] 画像の変形は、基準点の間隔を短ぐ言い換えれば画像を変形するときの単位領域を狭く設定するほど、実際の歪に忠実な変形を行なうことができる。しかしながら、製造効率が優先される場合には、ある程度広、領域を単位領域として画像の補正を行うほうが好ましい。例えば、図 13に示すように、図 2に例示したマーク 6a〜6iの中の 4つのマークの位置を頂点とする矩形領域を画像補正の単位領域とすれば、 1枚の基板につき 9箇所で撮影を行ヽ、 4つの領域画像につ、て画像補正を行うだけでよいので、位置合わせのための処理時間は比較的短くなる。

[0064] 但し、図 2に例示したようなマークは、液晶パネルとしての機能を実現するためのパターンが形成されて!、る範囲、すなわち液晶パネルの表示領域には形成できな、。このため、製造する液晶パネルのサイズが小さい場合にはマークのみを用いた位置あわせで十分な位置精度が得られる力パネルサイズが大きい場合には、ブラックマトリタスパターン 8の読取りを行なわなければ十分な位置精度が得られないこともある。したがって、位置座標を取得する対象をマークのみとする力、ブラックマトリクスパターンの位置座標をも取得するかは、製造する液晶パネルのサイズや基板のサイズに応じて適宜定めることが好まし、。マークとブラックマトリクスパターンの両方を用いて位置あわせを行なうことも可能であることは、うまでもな!/、。

[0065] 矩形画像を歪んだ方形領域に合うように変形する方法としては、例えば次の方法が考えられる。矩形画像を画像 ABCDとし、画像 ABCD内の点を Xとする。また、位置座標の取得により特定された歪んだ方形領域を A'B'C'D'とし、その領域内の座標点を XTとする。

[0066] 辺 A'B'を t: (1 -t)に内分する点を G、辺 ETCを t: (1— t)に内分する点を Hとし、線 GHを s : (1— s)に内分する点が Xであるとすると、以下の関係式（1)が成り立つ。

[数 1]

, 、

■·■ ( 1 )

P = s(H- G)+ G

^ stlC - D - B + A)+ slD-A)+t(B- A + A

[0067] この関係式（1)から、次の連立方程式 (2)が導き出され、この連立方程式を解くことにより、 tおよび sを求めることができる。

[0068] ast + bs + ct = d

fst + gs + ht = e … (2)

(但し、 a, b, c, d, e, f, g, hは定数）

次に、求められた tおよび sの値を利用して、矩形画像 ABCDを歪んだ方形領域 B'C'D'と同様に内分することによって、方形領域内の点 ΧΊこ対応する矩形画像 A BCD内の点 Xを求める。その点 Xに位置する画素の値を、方形領域内の点 ΧΊこ位置する画素の値に決定する。方形領域 A'B'C'D'の境界線上および内部にあるすベての座標点について同様の処理を行えば、方形領域 A, B'C'D'を構成するすべての画素の値が決定される。これにより、方形領域 A'B'C'D'の形状および大きさに合った画像が得られる。

[0069] この他、ァフィン変換や共一次変換などの変換処理を実行する処理も考えられる。ァフィン変換は、線型変換と平行移動の組み合わせにより、図形を変形する方式である。もとの図形を構成する点の座標を (X, y)、変形後の図形を構成する点の座標を (X, Y)とし、両者の関係を下記式（3)により表す。

[0070] X=ax+by+c

Y=dx + ey+f · ' · (3)

カラーフィルター基板力も読取られたマークやブラックマトリクスパターンの座標と、それらのマークやパターンが本来あるべき位置の座標（形成されたときの座標）を式（3) に代入すると、 6個の式が得られる。この 6個の式力なる連立方程式を解くことにより、 a, b, c, d, eおよび fの値が求まる。この a, b, c, d, eおよび fの値が設定された式（ 3)に基づいて、各画素の座標を置き換える。これにより、読取られたマークやパターンにより特定される三角形の領域に合った形状のビットマップ画像が得られる。

[0071] 共一次変換は擬似ァフィン変換とも呼ばれる方法で、ァフィン変換の（3)式に代えて、次の (4)式を使用する。

[0072] X=axy+by+cy+d

Y=exy+fx+gy+h · ' · (4)

カラーフィルター基板力も読取られたマークやブラックマトリクスパターンの座標と、それらのマークやパターンが本来あるべき位置の座標を式 (4)に代入すると、 8個の式が得られる。この 8個の式力もなる連立方程式を解くことにより、 a, b, c, d, e、 f、 gおよび hの値が求まる。この a, b, c, d, e、 f、 gおよび hの値が設定された式 (4)に基づいて、各画素の座標を置き換える。これにより、読み取られたマークやパターンにより特定される方形領域に合った形状の画像が得られる。

[0073] なお、上記変換は領域画像を変形させる処理であるが、領域画像を変形させるのではなぐ領域画像に含まれる各画素の画像を領域の歪に合わせて平行移動するような画像補正を行ってもよい。この際平行移動は、画素ごとに個別に行なってもよい 1S 数個の画素のまとまりを移動単位とし、移動単位ごとに平行移動してもよい。この方法では、領域画像内での移動方向と移動量を計算するだけでよいので、領域画像を変形する処理よりも処理時間を短縮することができる。

[0074] 図 14は、上記画像の補正を行うことによる効果を説明するための図である。実際のパターンが図 11の破線により示される位置にあるのにも拘わらず、実線により示される位置にあるものとして画像の補正を行わずにスぺーサ 12を形成した場合、ブラックマトリクスパターン 8とスぺーサ 12の位置関係は、図 7Aに示した位置関係とはならず、図 14に例示するような位置関係になる。すなわち、本来はブラックマトリクスパターン 8に重なるように形成されるべきスぺーサ 12力ブラックマトリクスパターン 8に隣接して形成されてしまう。このような位置ずれは、画素開口率の低下につながるため好ましくない。

[0075] また、図 14のような横方向の位置ずれではなく縦方向の位置ずれが発生した場合、配向制御部材 15がスぺーサ 12と重なって形成され、スぺーサ 12の高さが本来のスぺーサ 12の高さよりも高くなることがある。スぺーサ 12の高さが不均一であれば、液晶セルのギャップを適正に制御することはできない。また、配向制御部材 15の位置ずれは液晶パネルの視野角にも影響するため、好ましくない。

[0076] したがって、ステップ S304の基板読取処理とステップ 305の画像補正処理を行つて、下層のパターンと上層のパターンとの位置ずれを軽減することが、製品の品質向上あるいは歩留の改善につながることは明らかである。

[0077] ここで、図 8のステップ S204のブラックマトリクスの記録と、図 9のステップ S304の基板読取、ステップ S305の画像補正、ステップ S306の画像記録に使用する露光装置について説明する。図 15および図 16に、本発明の一実施形態における露光装置 3 1の概略構造を示す。図 15は露光装置 31を斜め上方力も見た図であり、図 16は横方向から見た図である。

[0078] 露光装置 31は、板状の設置台 20と、その上に配置された 2本の線路状のガイド 21 と、そのガイド 21上をガイド 21に沿って往復移動するステージ台 30と、ステージ台 3 0の上に回転可能な状態で取り付けられた平板状のステージ 22とを備える。ステージ 22は、その上面に露光する基板 23を吸着して保持することができる。

[0079] ステージ 22の移動経路の上方には、ステージ 22の移動方向と垂直な方向にライン上に配列された複数の露光ヘッド群力もなるスキャナが配置されている。スキャナは、設置台 20の中央部に 2本のガイド 21を挟むように配置された 2本の支柱 24により支えられたゲート 29aに備え付けられている。本実施形態では、スキャナを構成する露光ヘッド 25は 2ラインに配列されており、 1ライン目の露光ヘッドと 2ライン目の露光へッドは千鳥状に配置されて、る。

[0080] 各露光ヘッドは、その内部に米国テキサス 'インスツルメンッ社製のデジタル 'マイク口ミラー ·デバイス (DMD)を備えて!/、る。露光装置 31が備える図示されな!ヽ光源から発せられた光ビームは、図示されないレンズ系を経て露光ヘッド内へと導かれ、 D MDに入射される。また、 DMDを構成する各マイクロミラーの反射面の角度は、露光により記録する画像を構成する各画素の値に基づいて制御される。具体的には、画素の値が 1の場合には DMDに入射した光ビームがマイクロミラーにより反射してステージ 22上の基板 23に照射されるように制御される。一方、画素の値が 0の場合には入射した光ビームが、マイクロミラーにより反射した結果、基板 23に照射されなくなるように制御される。

[0081] 基板の露光は、基板に記録する画像を分割して各露光ヘッドに分割された画像データを割り当て、ステージ 22をガイドに沿って移動させながら、各露光ヘッドの DMD を制御することにより行なう。基板は各露光ヘッドにより、ステージの移動方向に長い帯状に露光される。この際、露光ヘッドの幅は DMDの幅よりも広いため、 1ラインに並んだ露光ヘッドによる露光では、露光ヘッドの間に露光されない領域が生じてしまうが、 1ライン目で露光されな力つた領域は、千鳥状に配置された 2ライン目の露光へッドにより露光される。これにより基板 23の全面を露光することができる。

[0082] 露光装置 31は、さらにステージ 22上に吸着された基板 23の縁付近を撮影できるように設置された 2台の低倍率カメラ 27を備える。なお、低倍率カメラ 27とは、撮影倍率が、撮影画像から図 2に例示したマーク 6を識別し得る倍率に設定された状態の力メラを意味するものとする。すなわち、高倍率撮影が可能なカメラの撮影倍率を低く設定した場合も含むものとする。低倍率カメラ 27は、支柱およびゲートからなる支持体 26に据え付けられ、ステージ 22の一の角と、その角の対角の上方に設置されている。

[0083] また、露光装置 31は、基板 23の縁以外の部分を撮影できるように設置された複数台の高倍率カメラ 28を備える。高倍率カメラ 28は、撮影画像から、基板上に形成されたブラックマトリクスパターン、着色画素パターン、スぺーサ、配向制御部材など個々の部材を識別し得る倍率に設定された状態のカメラである。高倍率カメラ 28は、支柱 24に支えられたゲート 29bに一定の間隔で据え付けられている。ゲート 29bはレールを備えており、高倍率カメラ 28はそのレール上に据え付けられており、上記間隔は必要に応じて変更することができる。本実施形態では、 6台の高倍率カメラ 28が 30c m間隔で配置されている。

[0084] 図 17は、高倍率カメラ 28の照明機能について説明するための図である。高倍率力メラ 28は、その内部に光源を備え、図の矢印が示すように落射照明により基板を撮影する。例えば、スぺーサの形成工程では、図に例示するように、透明電極 14までが形成された状態の基板を撮影して位置合わせを行なうことになるが、前述のよう〖こカラーフィルター基板は、ブラックマトリクス 8を除き、光透過性を有する部材により構成されているので、落射照明による撮影で、ブラックマトリクス 8を識別し得る画像を取得することができる。

[0085] 以上に説明したステージ 22、露光ヘッド 25、低倍率カメラ 27および高倍率カメラ 2 8は、制御部により制御される。図 18は、制御部の詳細について説明するためのプロック図である。図に示すように、露光装置 31の制御部 32は、露光装置により基板に記録する画像、すなわちブラックマトリクスパターン、着色画素パターン、スぺーサ、配向制御部材パターンの設計図を生成する CADZCAMシステムからの画像データの取込みを制御する画像入力制御部 33と、ステージ 22の移動および回転を制御するステージ制御部 35と、低倍率カメラ 27および高倍率カメラ 28による撮影を制御する撮影制御部 36と、露光ヘッド 25および露光ヘッドに供給される光ビームの光源を制御する露光制御部 37を備える。さらに制御部 32は、露光により記録するパターンの記録位置がずれな、ように記録位置を制御する記録位置制御部 34を備える。

[0086] 本実施形態では、画像入力制御部 33、ステージ制御部 35、撮影制御部 36、露光制御部 37および記録位置制御部 34は、制御基板上に配された各機能専用のコントローラである。但し、制御部 32は、汎用の CPUおよびメモリを備えた制御基板の前記メモリに、上記各機能を実現するプログラムを組み込むことによって実現してもよ、

[0087] 以下、制御部 32により実行される制御処理について、スぺーサ 12の形成工程を例にあげて説明する。なお、 CADZCAMシステムから取り込んだ画像を基板上にそのまま記録するときの動作については、特開 2005— 055881号公報などの公知文献に詳細な説明があるため本明細書では説明を省略する。

[0088] 図 19は、記録位置を制御するための初期化処理を示すフローチャートである。スぺーサ 12の形成工程では、露光装置 31のステージ 22にセットされるのは、透明電極 1 4上にスぺーサ 12の材料である感光性榭脂が成膜された基板 23である。

[0089] ステージ 22には、所定の位置を原点とし、ステージの移動方向と平行な方向に X軸、ステージの移動方向と垂直な方向に y軸を設定した仮座標系が定義されている。本実施形態では基板 23の一の角が仮座標系の原点に、基板 23の一辺が仮座標系の X軸に、他方の辺が仮座標系の y軸に沿うように基板 23を設置する。但し、ステージ 2 2への基板の設置は人手により行なわれるため、この時点では、仮座標系に沿って正確に基板が設置されな、可能性もある。

[0090] 基板 23がセットされると、記録位置制御部 34は、ステージ制御部 35に対しステージ 22の移動を指示する。これにより、 2台の低倍率カメラ 27は基板 23の角付近の上方にそれぞれ配置される。この移動は上記仮座標系に基づいて行なわれる。続いて、記録位置制御部 34は撮影制御部 36に対し 2台の低倍率カメラ 27による撮影を指示する信号を送出する。これにより基板 23の角付近が低倍率で撮影される (S401)

[0091] なお、本実施形態では、 2台の低倍率カメラ 27による撮影は、同時に行なわれるが、一方の角に低倍率カメラ 27が配置されるようにして撮影を行ない、再びステージ 22 を移動して他方の角に低倍率カメラ 27が配置されるようにして撮影を行なってもよヽ。撮影制御部 36による撮影制御の方法、すなわち撮影の手順は、他にも種々考えられる。

[0092] 記録位置制御部 34は、撮影により得られた画像力も基板 23上のマークを読み取る

(S402)。詳細には、撮影により得られた画像に対し前述のパターンマッチング処理を施して、マークの位置座標を取得する。例えば、ここでは図 2に例示したマークのうち、マーク 6cとマーク 6fを読み取るものとする。

[0093] 続いて、読み取ったマークの位置座標に基づいて、基板 23がステージ 22の移動方向に対してまっすぐに、すなわちステージの移動方向と平行に配置されているか否かを判定する（S403)。言い換えれば、基板 23が仮座標系に対し正確に配置されているか否かを判定する。図 20Aおよび図 20Bは、この判定のしかたについて説明するための図である。

[0094] 図 20Aに示すように、初期状態では、ステージ 22はステージ台 30の上にステージの移動方向と平行に配置されている。例えば、読み取られたマーク 6cの位置が位置 40であり、マーク 6fの位置が位置 42であった場合、記録位置制御部 34は、取得したマーク 6cの位置 40、基板 23の大きさおよびステージ 22の移動方向に基づいて、計算により、基板 23がステージ 22の移動方向に対しまっすぐ配置されていた場合のマーク 6fの位置 41を求める。

[0095] さらに、記録位置制御部 34は、位置 40、位置 41および位置 42の関係から、基板 2 3のステージ 23に対する傾き Θを求める。傾き Θの値が 0であれば、基板 23はステージ 22の上にまっすぐに配置されていると判定し、基板 23上に本座標系を設定する（ S405)。この場合、本座標系は、仮座標系と同じになる。

[0096] 傾き Θの値力^以外の値であれば、記録位置制御部 34は、基板はまつすぐに配置されていないと判断し、傾き Θを示すデータを、ステージ制御部 35に供給する。ステージ制御部 35は、ステージ台 30を回転制御することにより、図 20Bに示すように、ステージ 22がステージ移動方向に対し角度 Θだけ傾くように、ステージ向きを調整する (S404)。ステップ S401〜S403までの処理を繰り返すことにより、基板 23力 Sステージの移動方向に対し平行に設置されて、ることを確認したら、ステップ S405におヽて本座標系を設定する。例えば、図に示すように、マーク 6fの位置 42を原点（0, 0) とし、ステージ移動方向に X軸、ステージ移動方向と垂直な方向に y軸を設定する。

[0097] なお、図 20Aおよび図 20Bでは、理解を容易にするため、傾き Θを大きめに表現しているが、実際には傾き Θは、図 20Bに示すようにステージ 22を回転させても、ステージの移動には支障はな、程度の角度である。

[0098] 続いて、図 21を参照して、本座標系が設定された後の記録位置制御部 34の処理について説明する。記録位置制御部 34は、設定した本座標系に基づいて、基準点の座標、例えばマークやブラックマトリクスパターンの中心座標などを算出する。但し、本実施形態では、図 15を参照して説明したように高倍率カメラ 28はステージの移動方向と垂直なゲート 29bに 30cm間隔で据付けられており、基準点の間隔もこの高倍率カメラ 28の間隔に合うように予め設定されている。したがって、基準点 (撮影位置）の y座標 (ステージ 22の移動方向と垂直な方向の座標）は、固定値として予め記憶されている。よって、基準点の X座標を算出すれば、 6つの基準点の座標が自動的に求まる。計算により求めた基準点の座標が示す位置は、撮影位置として設定される (S401)。

[0099] 次に、記録位置制御部 34は、ステージ制御部 35に対しステージ 22の移動を指示し、各高倍率カメラ 28が、設定された撮影位置の上方に配置された状態になるようにステージ 22を移動方向に移動する（S402)。続いて記録位置制御部 34は、撮影制御部 36に対し、高倍率カメラ 28による撮影を指示する（S403)。

[0100] 次に、記録位置制御部 34は、高倍率カメラ 28による撮影で得られた 6つの画像から、それぞれ設定した撮影位置に存在するはずのパターンもしくはマークを前述のパターンマッチング処理を繰り返すことにより探索する（S404)。そして、それぞれ、パターンを識別することができたら、そのパターンから基準点（例えばパターンの中心）を識別して、その座標を取得する（S405)。

[0101] 記録位置制御部 34は、 X軸方向にステージを移動させながらステップ S401から S4 05までの処理を行い、予め定めた全撮影位置についてのパターンもしくはマークの読取が終了するまで繰り返す。

[0102] 次に、図 22を参照して、取得された座標値を利用した画像補正処理について説明する。記録位置制御部 34は、基準点として設定された位置を頂点として定義される領域に記録する領域画像を、領域ごとにメモリに読み込む（S501)。一方で、図 21 に示した処理により取得された座標に基づ、て、その領域画像を記録しょうとしてヽる基板上の実際の領域の形状を把握する。そして、実際の領域の形状に合わせて、読み込んだ領域画像を補正する（S502)。すなわち、読み込んだ領域画像を、基板上の、その画像を記録する領域の実際の形状となるように変形あるいは移動する。

[0103] 基板に記録する画像は複数の領域画像に分割されており、また基板上には複数の基準点により複数の領域が定義されている。よって、領域画像ごとに、ステップ S501 と S502の処理を繰り返す。全領域画像について処理が終了したら（S503)、補正後の領域画像を合成して、基板に記録される画像全体を表す 1つの画像にまとめる（S 504)。その後、記録位置制御 34は、露光制御部 37に対し合成された画像の基板への記録を指示する。露光制御部 37による記録処理は、露光装置の一般的な処理、すなわち CADZCAMシステム力入力された画像を基板にそのまま記録するときの処理と同様である。

[0104] 以上、カラーフィルター基板製造工程 1について説明した力次に、図 1に示したァレイ基板製造工程 2について説明する。図 23は、アレイ基板製造工程 2の詳細を示すフローチャートである。アレイ基板は、透明基板上に図 23のフローチャートの各ステツプに示される部材を形成することにより製造される。透明基板は、カラーフィルタ一基板と同様、表面に酸ィ匕珪素被膜を有するソーダガラス板、低膨張ガラス板、ノンアルカリガラス板、石英ガラス板等の公知のガラス板またはプラスチックフィルムを用いることがでさる。

[0105] 図 24Aは、主要な部材が形成された状態の基板の上面を示しており、液晶パネルの約 1画素分に相当する領域を拡大して示している。図 24Bは、図 24Aに示される構造のうち TFT構造部をさらに拡大して示した図である。また、図 25A、図 25B、図 2 5C、図 25Dおよび図 25Eは、図 24Bに示した TFT構造部が形成されるまでの各過程における基板の断面を示す図である。

[0106] 図 23に示すように、アレイ基板製造工程 2では、まず、透明基板上にゲート電極を形成する（S601)。透明基板 50の上に形成されるゲート電極パターン 51は、図 24A に示すように平行に並んだ線状パターン上に等間隔に、 TFTのソースやドレインとの交差部を設けたパターン形状をしてヽる。

[0107] ゲート電極パターン 51を形成するには、まず、スパッタリングにより、タンタル (Ta)、モリブデン（Mo)、タングステン (W)、チタン (Ti)、クロム（Cr)あるいはアルミニウム（ A1)などの金属を、膜厚 250〜300nmとなるように透明基板 50上に成膜する。

[0108] 続いて、その金属膜上に感光性レジストを塗布し、レジスト材料に応じた適切な温度でベーキングを行い（プリベータ）、露光装置 31を用いて上記パターン形状にレジスト層を露光する。露光後の基板を現像すると、露光された部分がパターンとして基板上に残る。このレジストパターンを、再度べ一キングを行なって (ポストベータ）基板上に固定する。

[0109] そして、固定されたレジストパターンをエッチングマスクとして、レジストパターンの下にある金属膜をエッチングし、最後に剥離液処理やアツシングなどによりレジストを剥離する。図 25Aは、以上の工程により透明基板 50の上にゲート電極パターン 51を形成した後の TFT構造部の断面を表して、る。

[0110] 次に、ステップ S602および図 25Bに示すように、窒化シリコン（SiNx)力もなる膜厚 300〜400nmのゲート酸ィ匕膜 55と、アモルファスシリコン（ a - Si)からなる膜厚 200 〜300nmの半導体膜 56と、窒化シリコン（SiNx)からなるチャネル部 57を形成する。チャネル部 57は、半導体膜 56上に、膜厚 200nmの窒化シリコン膜を、化学気相成長（CVD : Chemical Vapor Deposition)法やスパッタリングにより形成し、ゲート電極パターン 51の形成工程と同様、その上に感光性レジストを塗布し、露光装置 31を用いてレジスト層をパターン形状に露光'現像し、レジストパターンをエッチングマスクとして窒化シリコンをエッチングすることにより形成する。図 25Bは、チャネル部 57形成後の TFT構造部の断面を示している。

[0111] 本実施形態では、チャネル部 57を形成する際に、露光装置 31により前述のような記録位置の制御を行ない、チャネル部 57と下層のゲート電極パターン 51と力図 24 Aおよび図 24Bに示すような位置関係で精度よく配置されるようにしている。

[0112] 次に、 TFTを構成するドレインおよびソースを形成する（S603)。ステップ S603では、まず、 TFT構造を形成する領域に、上記半導体膜 57のパターンやその下の半導体膜 56を覆うように、 N+型のアモルファスシリコン（a - Si)層 58および N+型微結晶シリコン _C-Si)層 59を膜厚の合計が 40〜50nmとなるように成膜し、その上に、タンタル (Ta)、モリブデン（Mo)、タングステン (W)、チタン (Ti)、クロム（Cr)あるいはアルミニウム (A1)などの金属膜を成膜する。さらに、その金属膜の上に、後続のコンタクトホール形成工程でエッチングストップ層として機能する層 61を形成する。そして、ゲート電極パターン 51の形成工程と同様、層 61上に感光性レジストを塗布し、露光装置 31を用いてレジスト層をパターン形状に露光'現像し、レジストパターンをエッチングマスクとして、層 61、金属膜、層 58および層 59をエッチングする。これにより、図 24Aおよび図 24Bに示すようなソース 52およびドレイン 53のパターンを基板上に形成する。図 25Cは、ソースおよびドレイン形成後の TFT構造部の断面を示している。

[0113] なお、本実施形態では、ソース 52およびドレイン 53を形成する際に、露光装置 31 により前述のような記録位置の制御を行な、、ソース 52およびドレイン 53のパターンと下層のゲート電極パターン 51と力図 24Aおよび図 24Bに示すような位置関係で精度よく配置されるようにしてヽる。

[0114] 続いて、保護膜とコンタクトホールを形成する（S604)。保護膜とコンタクトホールは、まずソース 52およびドレイン 53の上に保護膜の材料となる窒化シリコン (SiNx)を C VD法などにより膜厚が 300nm以下となるように堆積する。その上に上記ゲート電極パターン形成工程と同様、露光および現像によりレジストパターンを形成し、レジストパターンをエッチングマスクとして、ドレイン上の一部領域をエッチングしてコンタクトホール 54を形成するとともに、基板の周辺部分をエッチングして下層の端子を露出させる。この際、前述の層 61がエッチングストップ層として機能する。図 25Dは、保護膜 62およびコンタクトホール 54形成後の TFT構造部の断面を示している。

[0115] なお、図 24Bに示すように、コンタクトホール 54はドレイン 53の上部に形成される必要がある。このため、本実施形態では、保護膜およびコンタクトホールを形成する際にも、露光装置 31により前述のような記録位置の制御を行なって、る。

[0116] 最後に、画素電極を形成する（S605)。画素電極 63は、 ITOをスパッタリングにより堆積し、ゲート電極パターン形成工程と同様、露光および現像によりレジストパターンを形成し、レジストパターンをエッチングマスクとして、エッチングによりパターンユングする。図 25Eは、画素電極 63形成後の TFT構造部の断面を表している。画素電極 6 3を形成する際も、露光装置 31による記録位置制御を行なう。

[0117] 図 26に示すフローチャートは、アレイ基板製造工程 2における各部材の形成工程のうち、記録位置制御を行なう工程、具体的には、チャネル部 57、ソース 52、ドレイン 53、コンタクトホール 54を形成する工程に共通な処理を示すフローチャートである

[0118] まず、パターンが形成された基板を洗浄する（S701)。続いて、形成する部材の材料を CVD法やスパッタリングにより基板上に成膜する（S702)。その後、その膜上に感光性レジストを塗布し (S703)、レジスト材料に応じた適切な温度でベーキングを行う（プリベータ： S 704)。

[0119] その後、下層に形成されているパターンと、これから形成するパターンとの位置を合わせるために、基板の読取り（S705)と、画像の補正（S706)を行なう。これらの処理の内容およびこれらの処理に使用する露光装置 31の構成はカラーフィルター基板製造工程 1の説明の中で示したとおりであるが、アレイ基板製造工程 2では、カラーフィルター基板製造工程 1と異なり、光透過性がない材料を成膜する工程がある。

[0120] 具体的には、感光性レジスト、ゲート絶縁膜、保護膜および透明電極は光透過性を有するが、ゲート電極、ソース、ドレインなどの金属とアモルファスシリコンは、光透過 '性を有さない。例えば、チャネル部 57の形成工程では、チャネル部 57をパターン- ングする層の下にはァモルファスシリコンの層があるため、図 17に示した落下照明による撮影画像から、ゲート電極パターン 51を識別することは難しい。

[0121] そこで、アレイ基板製造工程 2では、図 27の矢印が示すようにパターンの斜め上方力も照明光をあてて、撮影画像においてパターンのエッジの段差が陰影として浮かび上がるようにする。この照明光は露光装置 31とは別の照明装置力も発せられるものとしてもよいが、本実施形態では、ゲート 29bに、高倍率カメラ 28とともに、撮影制御手段により高倍率カメラ 28と連動して制御される照明装置が据え付けられ、パターンに対し斜め上方カゝら照明光を供給する。これにより、撮影画像から、ゲート電極パターン 51相当の形状を識別することができ、カラーフィルター基板製造工程 1の場合と同様のパターンの位置あわせを実現することができる。

[0122] 画像を補正したら、次に塗布したレジストを補正された画像に描かれているパターン形状に露光する（S707)。チャネル部 57、ソース 52、ドレイン 53を形成するときは、露光'現像後にそれらのパターン形状にレジストが残るように露光し、コンタクトホール 54を形成するときは露光 ·現像後に穴形状にレジストが残らない部分ができるように露光する。そして、露光後の基板を現像し (S708)、現像後基板上に残ったレジストパターンを、再度べ一キングを行って（ポストベータ）基板上に固定する（S709)。

[0123] 続いて、固定されたレジストパターンをエッチングマスクとして、ステップ S702で成膜した層をエッチングする（S710)。最後に、レジストを剥離して基板を洗浄することにより、部材が形成される（S711)。

[0124] 以上、アレイ基板製造工程 2について説明した力最後に、図 28を参照して、図 1 に示した液晶セル製造工程 3について説明する。液晶セル製造工程 3では、カラーフィルター基板およびアレイ基板に液晶をセル内に保持するための接着剤（シール材）を塗布する（S801、 S804)。続!ヽて、ショー卜デイスペンス工程（S802)【こおヽて、カラーフィルター基板の電極とアレイ基板の電極とを電気的に接続するための導電性ペーストを塗布する。

[0125] その後、カラーフィルター基板側のカラーフィルター構造が形成された領域に液晶を滴下し、（S803)、カラーフィルター基板とアレイ基板を貼り合わせる（S805)。基板の貼りあわせは、各々の基板に形成されたアラインメントマーク（図 2に例示したマーク 6など）同士を合わせることで、 TFTアレイとカラーフィルタ一とが精度よく重なり合うようにし、加圧および紫外線照射により仮止めをする。その後、さらなる加圧もしくは紫外線照射により、シール材を熱硬化させる（S806)。この際、 2枚の基板の距離、すなわちセルギャップは、カラーフィルター基板上に形成されたスぺーサ 12により高精度に制御される。

[0126] 続、て、貼りあわされた基板を、製品パネルのサイズに分断する（S807)。具体的には、ガラス表面に分断する線に沿った傷をつけ、圧力衝撃を与えて基板を割る。さらに、セルをー且加熱し、その後冷却することにより、良好な配向を得る（S808)。最後にセル上に偏光板を置き、ローラーで加圧して貼りつければ (S809)、液晶パネルが完成する。

[0127] 以上に説明した液晶パネルの製造工程では、前述のとおり、基板を構成する各部材を形成するときに、ステージ上に設置された基板を低倍率で撮影して実際の基板の状態を確認することにより撮影位置を定めるときの基準となる座標系を定める。そして、その座標系に基づいて撮影位置を設定して基板上の基準点付近を撮影して、その箇所にあるべきマークやパターンの実際の位置座標を取得し、その位置ずれに合わせてその基板上に露光記録する画像を変形あるいは移動する。このため、カラーフィルター基板製造工程において、ブラックマトリクス上に形成すべきスぺーサは、ブラックマトリクスの細線ィ匕が進んだとしてもブラックマトリクス上に精度よく配置することができる。また、スぺーサと重なって形成されると困る液晶配向制御材も、スぺーサと重なることなく精度よく配置することができる。さらには、アレイ基板製造工程においても、ゲート電極の上部に配置されるべきチャネル部、ゲート電極と所定の位置関係で配置されるべきソースおよびドレイン、ドレイン上に形成されるべきコンタクトホールなどの配置位置を高精度に制御することができる。

[0128] また、製品のパネルサイズが大型化すると、基板端部に形成するアラインメントマークの間隔を広くせざるを得な、ため、アラインメントマークによる位置あわせだけでは十分な精度を確保できない場合もあるが、本実施形態の方法では、位置あわせを目的として基板端部に形成されるアラインメントマークのみならず、カラーフィルタ一基板のブラックマトリクスやアレイ基板のゲート電極などを識別することにより、ァラインメントマークの設置間隔によらず、小さな領域を単位として位置あわせを行なうことができる。このため、製品のパネルサイズが大きくなつても、また製造工程で取り扱う透明基板のサイズが大きくなつても、適切なサイズの領域を単位として位置あわせを行な V、、ノターン同士の位置関係を高、精度で調整することができる。

[0129] なお、当業者であれば上記実施形態の種々の変形例を考え得ると思われるが、上記実施の形態と異なる方法であっても特許請求の範囲に記載された手順を含む方法は、すべて本発明の範囲に含まれることは、うまでもな!/、。

[0130] 例えば、上記実施形態では、基板端部のマーク読取には低倍率カメラ 27、ブラックマトリクスなどの部材のパターンの読取には高倍率カメラ 28を用いることとしており、また各種類のカメラがそれぞれ複数台設置されているが、 1台の移動可能なカメラを移動させながら、さらには倍率を変更しながら、必要な箇所の撮影を行なうようにしてもよい。

[0131] また、上記実施形態の露光装置 31は、ステージを移動することによりカメラを相対的に移動させる構造の装置であるが、固定されたステージに対しカメラを移動する構造としてもよい。

Claims

請求の範囲

[1] 所定の構造部材を備えた基板を製造する方法であって、少なくとも 1種の構造部材を形成する工程において、

低倍率撮影により識別可能な第 1パターンと高倍率撮影によってのみ識別可能な第 2パターンとが形成された基板を、仮座標系が定義された平面に設置し、前記仮座標系に基づ!ヽて設定された所定の位置で前記基板を低倍率で撮影し、該撮影により得られた低倍率撮影画像力も前記第 1パターンを識別し、該第 1パターンが識別された位置に基づいて前記平面に本座標系を定義し、仮座標系に基づヽて設定された複数の基準点の、前記本座標系における位置座標を算出し、

算出された位置座標が示す位置で前記基板を高倍率で撮影し、

該撮影により得られた高倍率撮影画像力前記第 2パターンの形状および Zまたは色を識別することによって前記基準点の前記基板上の実際の位置を特定し、前記構造部材のパターンを表す画像であって前記複数の基準点により特定される領域に記録する領域画像を、前記識別により特定された位置の情報に基づいて補正し、

補正した領域画像を構成する各画素の値に基づ!/、て、基板を走査する光ビームをオン Zオフ制御することにより前記基板上に画像を記録し、

前記基板を記録された画像形状に加工することにより該基板上に前記構造部材を形成することを特徴とする基板製造方法。

[2] 前記第 2パターンは、前記基板を構成する構造部材の 1種であって前記工程よりも前の工程で形成された構造部材のパターンであることを特徴とする請求項 1記載の基板製造方法。

[3] 露光対象の基板を設置し得るステージと、

供給された画像を構成する各画素の値に基づいてオン Zオフ制御される光ビームで前記ステージに設置された基板を走査することにより、前記基板に前記画像を記録する記録手段と、

前記ステージの上方に該ステージに対し相対的に移動し得る状態で設置され且つ高倍率で基板を撮影し得る少なくとも 1つの高倍率カメラと、

前記ステージの上方に該ステージに対し相対的に移動し得る状態で設置され且つ低倍率で基板を撮影し得る少なくとも 1つの低倍率カメラと、

前記高倍率カメラおよび低倍率カメラによる撮影を制御する撮影制御手段と、前記記録手段による記録位置の調整を行う記録位置制御手段とを備え、前記記録位置制御手段が、

前記撮影制御手段に対し、前記ステージ上で定義された仮座標系に基づ!/ヽて設定された所定の位置で前記基板を低倍率カメラにより撮影するよう指示し、

該指示に基づく撮影により得られた低倍率撮影画像カゝら前記第 1パターンを識別し該第 1パターンが識別された位置に基づいて前記ステージに本座標系を定義し、仮座標系に基づヽて設定された複数の基準点の、前記本座標系における位置座標を算出し、

前記ステージおよび Zまたは前記撮影制御手段に対し、前記算出された位置座標が示す位置の上方に前記高倍率カメラを相対移動するよう指示し、

前記撮影制御手段に対し、前記相対移動された高倍率カメラにより前記基板を高倍率で撮影するよう指示し、

該指示に基づく撮影により得られた高倍率撮影画像から前記第 2パターンの形状および Zまたは色を識別することによって前記基準点の前記基板上の実際の位置を特定し、

前記構造部材のパターンを表す画像であって前記複数の基準点により特定される領域に記録する領域画像を、前記識別により特定された位置の情報に基づいて補正し、

補正された領域画像により構成される画像を前記画像記録手段に供給すること〖こより、前記画像の記録位置を調整する手段であることを特徴とする露光装置。

複数の高倍率カメラおよび Zまたは複数の低倍率カメラを備え、

前記撮影制御手段は、複数の高倍率カメラによる撮影および Zまたは複数の低倍率カメラによる撮影を制御することを特徴とする請求項 3記載の露光装置。