WO2007018029A1 - 露光装置及び被露光体 - Google Patents

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    • G03F9/7073—Alignment marks and their environment
    • G03F9/7076—Mark details, e.g. phase grating mark, temporary mark

Definitions

  • the image pickup means and the exposure optical system are integrated in a direction parallel to the mounting surface of the transfer means and in a direction orthogonal to the transfer direction of the exposed object so as to correct the shift.
  • the exposure object is irradiated with exposure light emitted from an exposure light source by the exposure optical system via the photomask.
  • the imaging means is one in which the light receiving elements are arranged in a straight line.
  • the alignment mark provided at a predetermined position on the front side in the transport direction at one end of the pattern area of the object to be exposed is imaged by the imaging means, and the alignment mark is Since the deviation between the reference position of the photomask and the reference position of the object to be exposed is corrected based on the detected output of the function, the functional pattern of the same shape is orthogonal to the transport direction in the pattern area on the object to be exposed Even if they are formed in a line at a predetermined pitch in the direction, they can be aligned without causing a pitch shift. Therefore, the overlay accuracy of the exposure pattern with respect to the functional pattern on the object to be exposed can be improved. In addition, since the exposure is performed by aligning the exposure body while being conveyed, the time for the exposure process can be shortened.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.
  • the transport means 1 is configured to place the color filter substrate 6 coated with a color resist on the stage 5 and transport it at a predetermined speed in the direction of arrow A shown in FIG.
  • a conveyance roller (not shown) that moves 5
  • a conveyance driving unit such as a motor that rotationally drives the conveyance roller
  • a speed sensor that detects the conveyance speed of the stage 5
  • a position detection sensor that detects a position, and the like
  • An exposure optical system 2 is provided above the stage 5 of the transport means 1.
  • the exposure optical system 2 irradiates the color filter substrate 6 with exposure light to form a predetermined exposure pattern.
  • the exposure light source 12, the mask stage 13, the projection lens 14, and the dichroic mirror 15 and.
  • the imaging means 3 On the optical path L2 deflected in a direction crossing the optical path L1 in a direction different from the optical path L1 of the exposure optical system 2 between the mask stage 13 and the projection lens 14, the imaging means 3 is Is provided.
  • the image pickup means 3 picks up the pixels 9 and the alignment marks 10 of the black matrix 8 of the color filter substrate 6 shown in FIG. 2 with the position close to the exposure position by the exposure optical system 2 as the image pickup position.
  • a large number of light receiving elements 18 are arranged in a straight line in a direction perpendicular to the conveying direction indicated by arrow A in FIG. 3 within a plane parallel to the placement surface la of the conveying means 1.
  • the storage unit 26 stores, for example, the LUT for detecting the reference position S1 on the color filter substrate 6, the cell number of the reference light receiving element 18s of the imaging means 3, and the like. Furthermore, the calculation unit 27 detects the reference light receiving element 18s set in advance in the image pickup means 3 and the alignment mark 10 of the color filter substrate 6 having a predetermined positional relationship with the reference position S2 of the photomask 17. The amount of deviation from the light receiving element 18 ⁇ is calculated. And the control part 28 controls drive of said each part appropriately.
  • the control unit 4 is activated, the illumination light source 20 is turned on by the illumination light source driving unit 25, and the imaging unit 3 starts imaging.
  • the transport means 1 is in a standby state with a color filter substrate 6 coated with a color resist placed on a predetermined position on the stage 5.
  • an exposure start switch (not shown) is turned on, the stage 5 of the transport unit 1 is controlled by the transport unit controller 24 and starts moving in a direction indicated by an arrow ⁇ ⁇ at a predetermined speed.
  • FIG. 4 shows exposure deviation of the exposure pattern with respect to a normal color filter substrate 6 in which the alignment mark 10 is not formed.
  • the control means 4 is acquired by the imaging means 3.
  • the image data of the image and the LUT read from the storage unit 26 are compared by the image processing unit 23. When the two match, the upper left corner of the pixel 9 is determined as the reference position S1.
  • the alignment mechanism 19 may be controlled so that the reference light receiving element 18s that has a positional relationship and is preset in the imaging means 3 is aligned with the upper left corner of the pixel 9b. For this reason, as shown in the figure, there is a possibility that the striped exposure pattern 29 is formed at a position deviated from the target position force.
  • the color filter substrate 6 used in the exposure apparatus of the present invention extends in the direction of arrow A to a predetermined position at one end of the pattern region 7 where the black matrix 8 is formed.
  • FIG. 5 (a) the elongated alignment mark 10 is formed and transported starting from the side on which the alignment mark 10 is formed.
  • the alignment mark 10 is imaged by the imaging means 3.
  • the exposure light source drive unit 21 is driven, the exposure light source 12 is turned on, and exposure is started.
  • an alignment confirmation marker is provided corresponding to each pixel 9 of the black matrix 8 of the color filter substrate 6 and is shorter than the alignment mark 10.
  • the image 11 is picked up by the image pickup means 3.
  • the control means 4 detects the alignment mark 10 and the same number of alignment confirmation marks 11 arranged on the left and right of the alignment mark 10.
  • the cell number of each received light receiving element 18 is read and the average value thereof is calculated by the calculating unit 27 and the result is compared with the cell number of the reference light receiving element 18s. At this time, if the two match, it is determined that the alignment has been performed correctly.
  • the alignment mark 10 and the alignment confirmation mark 11 are formed in an elongated shape in the direction of arrow A as shown in FIG. Alternatively, it may be rectangular or linear as long as it can be detected by the light receiving element 18 of the imaging means 3 or may be formed to have a width substantially equal to the width of the pixel 9 of the black matrix 8. In the above description, the case where there are one alignment mark 10 is described. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of alignment marks 10 may be formed at predetermined intervals.
  • the imaging unit 3 is disposed so as to capture a position close to the exposure position by the exposure optical system 2 .
  • the present invention is not limited to this, and the imaging unit 3 May be arranged so as to image the front side in the transport direction of the exposure position by the exposure optical system 2.

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Abstract

　本発明は、表面に設定されたパターン領域の一端部の所定位置にアライメントマークが形成されたカラーフィルタ基板６を載置して、搬送手段１でアライメントマークが形成された側を先頭にして該カラーフィルタ基板６を搬送し、撮像手段３でアライメントマークとピクセルとを撮像し、制御手段４で撮像手段３により取得されたアライメントマークの検出出力に基づいてカラーフィルタ基板６上の基準位置と露光光学系２のフォトマスク１７に予め設定された基準位置とのずれを算出して、該ずれを補正するように撮像手段３と露光光学系２とを搬送手段１のカラーフィルタ基板載置面に平行な面内にて、カラーフィルタ基板６の搬送方向に直交する方向に一体的に移動させ、露光光源１２から発射される露光光を、フォトマスク１７を介してカラーフィルタ基板６に照射するものである。

Description

明 細 書
露光装置及び被露光体
技術分野
[0001] 本発明は、被露光体を載置して搬送し、フォトマスクを介して露光する露光装置に 関し、詳しくは、載置面に平行な面内にて、搬送方向と直交する方向のフォトマスクと 被露光体とのずれを補正して、被露光体上の機能パターンと露光パターンとの重ね 合わせ精度を向上し、露光処理の時間を短縮しょうとする露光装置及び被露光体に 係るものである。
背景技術
[0002] 従来の露光装置では、被露光体 (以下、「カラーフィルタ基板」と記載する）の隅部 等に設けられたァライメントマークとフォトマスクに設けられたァライメントマークとによ つて、カラーフィルタ基板とフォトマスクとの位置合わせを行なってから、露光を行うよ うになつており、大型のフォトマスクを用いてカラーフィルタ基板の全面を一括して露 光する方式又は少ない回数で露光する方式 (例えば、特許文献 1参照）や、小型の フォトマスクを用いて、カラーフィルタ基板を分割して露光する方式 (例えば、特許文 献 2参照）が知られている。
特許文献 1：特開平 09— 127702号公報
特許文献 2 :特開 2003— 43939号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0003] しかし、このような従来の露光装置において、特に、上記特許文献 1に記載の露光 装置では、カラーフィルタ基板とフォトマスクとのァライメントを取る手間が少なくてす む利点はあるが、大型のフォトマスクを精度よく製作することが困難であることや、フォ トマスクが橈むためフォトマスクとカラーフィルタ基板とのギャップ調整に手間が力かる という問題点がある。それ故、カラーフィルタ基板の画素 (機能パターン)部と露光パ ターンとの重ね合わせ精度を向上することが困難であった。
[0004] また、上記特許文献 2に記載の露光装置では、分割数に応じてァライメントを取る 回数が増加し、全体として露光処理の時間が力かってしまう他、カラーフィルタ基板 の画素 (機能パターン)部分にァライメントマークを付けることにより、画素の一部が潰 れてしまうという問題点があった。
[0005] そこで、本発明は、このような問題点に対処し、被露光体上の機能パターンと露光 ノ ターンとの重ね合わせ精度を向上し、露光処理の時間を短縮しょうとする露光装 置及び被露光体を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0006] 上記目的を達成するために、本発明による露光装置は、表面に設定されたパター ン領域に多数の機能パターンが形成され、該パターン領域の一端部側の所定位置 に少なくとも一つのァライメントマークが形成された被露光体を載置して、前記ァライ メントマークが形成された側を先頭にして該被露光体を搬送する搬送手段と、前記搬 送手段の上方に配設され、露光光源力 発射される露光光をマスクステージに載置 されたフォトマスクを介して前記被露光体に照射する露光光学系と、前記搬送手段 の被露光体の載置面に平行な面内にて、前記被露光体の搬送方向に直交する方向 に前記露光光学系と一体的に移動可能とされ、該移動方向に沿って並べて配設さ れた多数の受光素子を有し、前記被露光体の機能パターンとァライメントマークとを 撮像する撮像手段と、前記撮像手段により取得された前記ァライメントマークの検出 出力に基づいて前記被露光体上の基準位置と前記フォトマスクに予め設定された基 準位置とのずれを算出して、該ずれを補正するように前記露光光学系と撮像手段と を移動させる制御手段と、を備えたものである。
[0007] このような構成により、多数の機能パターンが形成されたパターン領域の一端部の 所定位置にァライメントマークが少なくとも一つ形成された披露光体を載置して、搬 送手段で上記ァライメントマークが形成された側を先頭にして該被露光体を搬送し、 搬送手段の被露光体の載置面に平行な面内にて、上記被露光体の搬送方向に直 交する方向に沿って多数の受光素子が一直線状に並べて配設された撮像手段で上 記ァライメントマークと上記機能パターンとを撮像し、制御手段で撮像手段により取得 された上記ァライメントマークの検出出力に基づ 、て上記被露光体上の基準位置と 露光光学系のマスクステージに載置されたフォトマスクに予め設定された基準位置と のずれを算出して、該ずれを補正するように上記撮像手段と露光光学系とを搬送手 段の載置面に平行な方向にて、上記被露光体の搬送方向に直交する方向に一体的 に移動させ、露光光学系で露光光源から発射される露光光を、上記フォトマスクを介 して上記被露光体に照射する。
[0008] なお、前記撮像手段は、前記受光素子が一直線状に並べて配設されたものである
。これにより、受光素子を一直線状に並べて配設した撮像手段で被露光体のァラィメ ントマーク及びパターン領域の機能パターンを撮像する。
[0009] また、前記撮像手段は、前記露光光学系による露光位置の搬送方向手前側を撮 像するように配設されたものである。これにより、撮像手段で露光光学系による露光 位置の搬送方向手前側を撮像する。
[0010] さらに、前記露光光学系は、前記マスクステージと前記搬送手段との間に設けられ て前記フォトマスクに形成されたマスクパターンを前記被露光体上に投影する投影レ ンズを備えたものである。これにより、マスクステージと搬送手段との間に備えられた 投影レンズでフォトマスクに形成されたマスクパターンを被露光体上に投影する。
[0011] また、前記撮像手段は、前記マスクステージと前記投影レンズとの間にて前記露光 光学系の光路と異なる方向に偏向された光路上に配設されたものである。これにより 、フォトマスクを載置するマスクステージと投影レンズとの間にて露光光学系の光路と 異なる方向に偏向された光路上に配設された撮像手段で被露光体のァライメントマ ーク及び機能パターンを撮像する。
[0012] さらに、前記制御手段は、前記フォトマスクの基準位置と所定の位置関係を有して 前記撮像手段に予め設定された基準受光素子と前記被露光体のァライメントマーク を検出した受光素子とのずれ量を算出して、該ずれ量がゼロとなるように前記撮像手 段と前記露光光学系とを移動するものである。これにより、制御手段でフォトマスクの 基準位置と所定の位置関係を有して撮像手段に予め設定された基準受光素子と被 露光体のァライメントマークを検出した受光素子とのずれ量を算出し、該ずれ量がゼ 口となるように撮像手段と露光光学系とを一体的に移動する。
[0013] また、本発明による被露光体は、一方向に搬送されながら、フォトマスクを介して露 光光が照射されて所定位置に所定形状の露光パターンが形成される被露光体であ つて、表面に設定されたパターン領域に多数形成された機能パターンと、前記バタ ーン領域の一端部側の所定位置に、前記パターン領域に予め設定された基準位置 と前記フォトマスクに予め設定された基準位置との位置ずれを補正してァライメントを とるために少なくとも一つ形成されたァライメントマークと、を有するものである。
[0014] このような構成により、一方向に搬送されながら、多数の機能パターンが形成された ノターン領域の一端部側の所定位置に少なくとも一つ形成されたァライメントマーク でパターン領域に予め設定された基準位置とフォトマスクに予め設定された基準位 置との位置ずれを補正してァライメントをとり、表面に設定された上記パターン領域に フォトマスクを介して露光光を照射して露光パターンを形成する。
[0015] さらに、前記ァライメントマークの横に並べて、ァライメント状態を確認するためのァ ライメント確認マークを、前記パターン領域に複数配置された機能パターンと同じ間 隔で形成したものである。これにより、ァライメントマークの横に並べて、パターン領域 に複数配置された機能パターンと同じ間隔で形成されたァライメント確認マークでァ ライメント状態を確認する。
[0016] そして、前記ァライメントマークが形成された側を先頭にして搬送されるものである。
これにより、先ずァライメントマークを撮像手段で検出してァライメント調整をする。 発明の効果
[0017] 請求項 1に係る発明によれば、被露光体のパターン領域の一端部にて搬送方向先 頭側の所定位置に設けたァライメントマークを撮像手段で撮像して、該ァライメントマ ークの検出出力に基づいてフォトマスクの基準位置と被露光体の基準位置とのずれ を補正するものとしているので、被露光体上のパターン領域に同一形状の機能バタ ーンが搬送方向と直交する方向に所定ピッチで一列に並べて形成されていても、ピ ツチずれを生じることなく位置合わせをすることができる。したがって、被露光体上の 機能パターンに対する露光パターンの重ね合わせ精度を向上することができる。また 、披露光体を搬送しながら位置合わせをして露光するようにしているので、露光処理 の時間を短縮することができる。
[0018] また、請求項 2に係る発明によれば、受光素子が一直線状に並べて配設されてい るので、被露光体のァライメントマークを検出した受光素子を一つに特定することが でき、ァライメント制御が容易になる。
[0019] さらに、請求項 3に係る発明によれば、撮像手段により露光位置の搬送方向手前側 を撮像するようにしているので、露光光学系によって露光が行なわれる前に、撮像手 段でァライメントマーク並びに機能パターンを撮像して位置合わせをすることができる 。したがって、フォトマスクを被露光体に近接させて露光する装置にも適用することが できる。
[0020] また、請求項 4に係る発明によれば、露光光学系に投影レンズを備えて!/、るので、 フォトマスクと被露光体とを離して配置することができる。したがって、フォトマスクにフ オトレジストが付着して汚れたり傷つ 、たりするおそれがな 、。
[0021] さらに、請求項 5に係る発明によれば、露光光学系の光路と異なる方向に偏向され た光路上に撮像手段を配設しているので、撮像手段が露光光学系の光路に影響を 及ぼすことなく露光光学系による露光位置と撮像手段による撮像位置とを接近させる ことができる。したがって、撮像手段による機能パターンの撮像と露光光学系による 露光とを略リアルタイムで実行することができ、被露光体上の機能パターンに対する 露光パターンの重ね合わせ精度をより向上することができる。
[0022] そして、請求項 6に係る発明によれば、制御手段により、撮像手段に予め設定され た基準受光素子と被露光体のァライメントマークを検出した受光素子とのずれ量を算 出するようにしているので、撮像手段の受光素子によるァライメントマークの検出出力 に基づいて被露光体上の基準位置とフォトマスクの基準位置とのずれを補正すること ができる。したがって、搬送手段の載置面に平行な面内にて、被露光体の搬送方向 に直交する方向の位置ずれを容易に補正することができる。
[0023] また、請求項 7に係る発明によれば、パターン領域の一端部にて搬送方向先頭側 にァライメントマークを設けているので、ァライメントマークを撮像手段で撮像し、該ァ ライメントマークの検出出力に基づいて、上記パターン領域の基準位置とフォトマスク の基準位置とのずれを容易に補正することができる。したがって、パターン領域に同 一形状の機能パターンが搬送方向と直交する方向に所定ピッチで一列に並べて形 成されていても、ピッチずれを生じることなく位置合わせをすることができる。これによ り、被露光体上の機能パターンに対する露光パターンの重ね合わせ精度を向上する ことができる。
[0024] そして、請求項 8に係る発明によれば、ァライメントマークに並べてァライメント確認 マークを設けているので、ァライメントマークでァライメントした後、そのァライメント状 態をァライメント確認マークで確認することができる。また、上記ァライメント確認マー クのピッチを測定することにより、投影レンズの倍率、又は被露光体の膨張又は収縮 状態を確認することができる。
図面の簡単な説明
[0025] [図 1]本発明による露光装置の実施形態を示す概念図である。
[図 2]上記露光装置において使用されるカラーフィルタ基板を示す平面図である。
[図 3]上記実施形態において、フォトマスクによる露光位置と撮像手段による撮像位 置との関係を示す説明図である。
[図 4]通常のカラーフィルタ基板を使用した場合の露光位置ずれを示す説明図であ る。
[図 5]上記カラーフィルタ基板に対するフォトマスクのァライメント調整を示す説明図で ある。
符号の説明
[0026] 1…搬送手段
la…载置面
2…露光光学系
3…撮像手段
4…制御手段
5…ステージ
6· · ·カラーフィルタ基板 (被露光体）
7…パターン領域
8· · ·ブラックマトリクス
9, 9a, 9b…ピクセル (機能パターン）
10· ··ァライメントマーク
11 · · ·ァライメント確認マーク 12…露光光源
13· ··マスクステージ
1 "投影レンズ
16, 16a…マスタノ ターン
17· ··フォトマスク
18, 18n, 18s…受光素子
29…露光パターン
A…搬送方向
S1- - 'カラーフィルタ基板上の基準位置
S2' · ·フォトマスクの基準位置
発明を実施するための最良の形態
[0027] 以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図 1は本発明に よる露光装置の実施形態を示す概念図である。この露光装置は、披露光体を一方向 に搬送しながら該披露光体上にフォトマスクを介して露光光を照射し、所定の露光パ ターンを形成するもので、搬送手段 1と、露光光学系 2と、撮像手段 3と、制御手段 4と 力らなる。以下、被露光体が例えばブラックマトリクスを形成したカラーフィルタ基板で ある場合にっ 、て説明する。
[0028] 上記搬送手段 1は、カラーレジストが塗布されたカラーフィルタ基板 6をステージ 5上 に載置して、図 1に示す矢印 A方向に所定の速度で搬送するものであり、上記ステー ジ 5を移動させる図示省略の例えば搬送ローラと、該搬送ローラを回転駆動するモー タ等の搬送駆動部と、ステージ 5の搬送速度を検出する速度センサーや位置を検出 する位置検出センサー等を備えて 、る。
[0029] 上記カラーフィルタ基板 6は、図 2に示すように、表面に設定されたパターン領域 7 に多数形成されたブラックマトリクス 8のピクセル 9と、上記パターン領域 7の一端部側 の所定位置に、上記パターン領域 7に予め設定された基準位置 S1と後述するフォト マスク 17に予め設定された基準位置 S 2 (図 3参照）との位置ずれを補正してァラィメ ントをとるために一つ形成された細長状のァライメントマーク 10と、を有するものであり 、ァライメントマーク 10が形成された側を先頭にして搬送されるようになっている。さら に、矢印 A方向に直交する方向には、上記ァライメントマーク 10に並べて、ァライメン ト確認マーク 11が形成されている。このァライメント確認マーク 11は、上記ァライメント マーク 10によるァライメント状態を確認するためのものであり、上記ァライメントマーク 10よりも短い長さを有して上記パターン領域 7に複数配置されたブラックマトリクス 8の ピクセル 9と同じ間隔で、上記ァライメントマーク 10の左右に同数だけ形成されている
[0030] なお、上記ァライメントマーク 10は、露光開始マーカとしても使用される。即ち、後 述する撮像手段 3で上記ァライメントマーク 10を検知すると後述する露光光学系 2の 露光光源 12が点灯されて露光が開始される。
[0031] 上記搬送手段 1のステージ 5の上方には、露光光学系 2が設けられている。この露 光光学系 2は、カラーフィルタ基板 6上に露光光を照射し、所定の露光パターンを形 成するものであり、露光光源 12と、マスクステージ 13と、投影レンズ 14と、ダイクロイツ クミラー 15とを備えている。
[0032] 上記露光光源 12は、紫外線を含む露光光を発射するものであり、例えば高圧水銀 ランプ、キセノンランプや紫外線発光レーザ等である。上記マスクステージ 13は、上 記露光光源 12から発射される露光光の照射方向前方に設けられており、図 3に示す ように例えば透明なガラス基板上に形成された不透明膜に搬送方向（矢印 A方向）と 直交する方向に所定ピッチで、光を透過する矩形状のマスクパターン 16を形成した フォトマスク 17を搬送手段 1のカラーフィルタ基板 6の載置面 laと平行に載置できる ようになつている。上記投影レンズ 14は、上記搬送手段 1のステージ 5とマスクステー ジ 13との間に設けられており、上記フォトマスク 17に形成されたマスクパターン 16を 上記カラーフィルタ基板 6上に投影するものである。上記ダイクロイツクミラー 15は、 上記マスクステージ 13と投影レンズ 14との間に設けられており、紫外線を透過し可 視光は反射するように構成され、カラーフィルタ基板 6からの可視光を反射し、上記 露光光学系 2の光路と異なる方向に偏向して撮像手段 3で受光可能とするものであ る。
[0033] 上記マスクステージ 13と投影レンズ 14との間にて、上記露光光学系 2の光路 L1と 異なる方向にて光路 L1と交差する方向に偏向された光路 L2上には、撮像手段 3が 設けられている。この撮像手段 3は、露光光学系 2による露光位置と近接した位置を 撮像位置として、図 2に示すカラーフィルタ基板 6のブラックマトリクス 8のピクセル 9と ァライメントマーク 10とを撮像するものであり、搬送手段 1の載置面 laに平行な面内 にて、図 3に矢印 Aで示す搬送方向に直交する方向に一直線状に並べて多数の受 光素子 18が配設されている。そして、ァライメント機構 19によって、上記露光光学系 2と一体となって搬送手段 1の載置面 laに平行な面内にて、矢印 Aで示す搬送方向 と直交する矢印 B又は C方向に移動可能となっており、さらに、フォトマスク 17の中心 を中心軸として回動可能となっている。そして、図 1に示すように、搬送手段 1のステ ージ 5の下方に配設された可視光を照射する照明光源 20によって、カラーフィルタ 基板 6が背面カゝら照明されて該カラーフィルタ基板 6上に形成されたブラックマトリクス 8のピクセル 9が鮮明に撮像できるようになつている。なお、上記照明光源 20の可視 光に紫外線成分が含まれる場合には、照明光源 20の前面に紫外線カットフィルター を備えてカラーフィルタ基板 6に塗布されたカラーレジストが露光されるのを防止する とよい。
上記搬送手段 1と、露光光源 12と、撮像手段 3と、ァライメント機構 19と、照明光源 20とには、制御手段 4が接続されている。この制御手段 4は、撮像手段 3により取得さ れた上記ァライメントマーク 10の検出出力に基づいて上記カラーフィルタ基板 6上の 基準位置 S1 (図 2参照）と上記フォトマスク 17の基準位置 S2 (図 3参照）との位置ず れを算出し、ァライメント機構 19を駆動して該位置ずれを補正するように露光光学系 2と撮像手段 3とを、搬送手段 1の載置面 laに平行な面内にて搬送方向に直交する 方向へ移動及びフォトマスク 17の中心を中心軸として回転させるものである。具体的 には、図 5 (a)に示すように、上記フォトマスク 17の基準位置 S2と所定の位置関係を 有して上記撮像手段 3の受光素子 18に予め設定された基準受光素子 18sと、上記 カラーフィルタ基板 6のァライメントマーク 10を検出した受光素子 18ηとのずれ量を算 出して、該ずれ量がゼロとなるようにァライメント機構 19を駆動して撮像手段 3と露光 光学系 2のフォトマスク 17とを一体的に移動するようになっている。そして、露光光源 駆動部 21と、ァライメント機構コントローラ 22と、画像処理部 23と、搬送手段コント口 ーラ 24と、照明光源駆動部 25と、記憶部 26と、演算部 27と、制御部 28とを備えてい る。
[0035] ここで、上記露光光源駆動部 21は、露光光源 12を点灯駆動するものである。また、 上記ァライメント機構コントローラ 22は、ァライメント機構 19を駆動制御するものであ る。さらに、上記画像処理部 23は、撮像手段 3で取得された画像を処理して画像デ ータを作成すると共に該画像データと記憶部 26に保存されたルックアップテーブル（ 以下、「LUT」と記載する）とを比較して、上記カラーフィルタ基板 6のパターン領域 7 の基準位置 S1を検出するものである。さらにまた、上記搬送手段コントローラ 24は、 搬送手段 1のステージ 5を所定の方向に所定の速度で移動させるものである。また、 上記照明光源駆動部 25は、照明光源 20を点灯駆動するものである。さらに、上記記 憶部 26は、例えば、カラーフィルタ基板 6上の基準位置 S1を検出するための LUTや 撮像手段 3の基準受光素子 18sのセル番号等を記憶しておくものである。さらにまた 、演算部 27は、フォトマスク 17の基準位置 S2と所定の位置関係を有して撮像手段 3 に予め設定された基準受光素子 18sと上記カラーフィルタ基板 6のァライメントマーク 10を検出した受光素子 18ηとのずれ量等を算出するものである。そして、制御部 28 は、上記各部を適切に駆動制御するものである。
[0036] 次に、このように構成された実施形態の露光装置の動作について説明する。
先ず、図示省略の起動スィッチが投入されると、制御手段 4が起動して照明光源駆 動部 25により照明光源 20が点灯され、撮像手段 3が撮像を開始する。また、搬送手 段 1は、ステージ 5上の所定位置にカラーレジストを塗布したカラーフィルタ基板 6を 載置して待機状態となっている。次に、図示省略の露光開始スィッチが投入されると 、搬送手段 1のステージ 5が搬送手段コントローラ 24に制御されて矢印 Α方向に所定 の速度で移動を開始する。
[0037] ここで、図 4は、ァライメントマーク 10の形成されていない通常のカラーフィルタ基板 6に対する露光パターンの露光ずれを示している。同図に示すように、カラーフィルタ 基板 6の基準位置 S 1がブラックマトリクス 8の左端ピクセル 9aの左上端隅部に設定さ れている場合に、制御手段 4は、撮像手段 3により取得された画像の画像データと記 憶部 26から読み出した LUTとを画像処理部 23で比較し、両者が一致したときピクセ ル 9の左上端隅部を基準位置 S1と判定する。この場合、露光光学系 2のフォトマスク 17が矢印 B方向にずれているとき、制御手段 4は、例えば左端ピクセル 9aの右隣の ピクセル 9bの左上端隅部を基準位置 S1と誤認し、フォトマスク 17の基準位置 S2と所 定の位置関係を有して撮像手段 3に予め設定された基準受光素子 18sを上記ピクセ ル 9bの左上端隅部に合わせるようにァライメント機構 19を制御してしまうおそれがあ る。このため、同図に示すように、ストライプ状の露光パターン 29が目標位置力もず れた位置に形成されてしまうおそれがある。
[0038] 一方、本発明の露光装置において使用されるカラーフィルタ基板 6は、図 2に示す ように、ブラックマトリクス 8が形成されたパターン領域 7の一端部の所定位置に、矢印 A方向に延びる細長状のァライメントマーク 10がーつ形成されており、該ァライメント マーク 10が形成された側を先頭にして搬送されるようになっているので、図 5の（a)に 示すように、先ず、撮像手段 3によって上記ァライメントマーク 10が撮像される。これ により、露光光源駆動部 21が駆動されて露光光源 12が点灯され、露光が開始される
[0039] 同時に、制御部 28では、ァライメントマーク 10の例えば左側縁部を検知した受光素 子 18ηのセル番号が予め記憶部 26に記憶された基準受光素子 18sのセル番号と比 較される。そして、そのずれ量が演算部 27で算出され、該ずれ量がゼロとなるように ァライメント機構 19がァライメント機構コントローラ 22によって駆動制御され、搬送手 段 1の載置面 laに平行な面内にて、図 5の (b)に示す矢印 C方向に露光光学系 2の フォトマスク 17と撮像手段 3とが一体的に移動される。これにより、上記ァライメントマ ーク 10が撮像手段 3の基準受光素子 18sに位置付けられると、上記ァライメントマー ク 10と所定の位置関係を有するカラーフィルタ基板 6の基準位置 S 1と、上記基準受 光素子 18sと所定の位置関係を有するフォトマスク 17の基準位置 S2とが合致して、 図 2に斜線を付して示すように、目標位置にストライプ状の露光パターン 29を形成す ることが可能となる。
[0040] 次に、図 5の（b)に示すように、カラーフィルタ基板 6のブラックマトリクス 8の各ピクセ ル 9に対応して設けられ、ァライメントマーク 10よりも長さの短いァライメント確認マー ク 11が撮像手段 3によって撮像される。そして、制御手段 4は、ァライメントマーク 10と 該ァライメントマーク 10の左右に配列された同数のァライメント確認マーク 11とを検 出した各受光素子 18のセル番号を読み取ってそれらの平均値を演算部 27で演算し 、その結果を基準受光素子 18sのセル番号と比較する。このとき、両者が一致してい る場合には、ァライメントが正確に行なわれたと判断する。なお、ァライメント確認マー ク 11のピッチを撮像手段 3により取得した画像データ力も読み取り、予め記憶部 26に 記憶された設計値と比較することにより、そのずれ量力 投影レンズ 14の倍率の正確 さやカラーフィルタ基板 6の膨張又は収縮を確認することができる。また、ァライメント 確認マーク 11による確認で異常が検出された場合には、露光動作を停止すると共に 異常を警報するようにしてもょ 、。
[0041] その後は、撮像手段 3により取得された画像データに基づいてァライメント機構 19 の移動が制御され、カラーフィルタ基板 6の基準位置 S1である左端ピクセル 9aの左 上端隅部にフォトマスク 17の基準位置 S2が位置づけられて露光が進む。また、搬送 中にカラーフィルタ基板 6に回転ずれが生じた場合には、上記ァライメント機構 19が 制御されて、フォトマスク 17の中心を中心軸として露光光学系 2と撮像手段 3とを一 体的に回動（ Θ )して回転ずれを調整する。これにより、フォトマスク 17は、カラーフィ ルタ基板 6が左右に振れながら搬送されても、それに追従して動き、図 2に示すように 、目標とする位置に露光パターン 29が精度よく形成されることになる。
[0042] なお、上記実施形態において、ァライメントマーク 10及びァライメント確認マーク 11 は、図 2に示すように、矢印 A方向に細長状に延びた形状に形成されたものであった 力 これに限られず、撮像手段 3の受光素子 18により検出可能であれば矩形状又は 線状であってもよぐ又はブラックマトリクス 8のピクセル 9の幅と略等しい幅に形成さ れてもよい。また、以上の説明においては、ァライメントマーク 10がーつの場合につ いて述べたが、これに限られず、所定間隔に複数形成されてもよい。
[0043] また、上記実施形態においては、撮像手段 3が露光光学系 2による露光位置と近接 した位置を撮像するように配設された場合について説明したが、これに限られず、撮 像手段 3が露光光学系 2による露光位置の搬送方向手前側を撮像するように配設さ れたものであってもよい。
[0044] さらに、上記実施形態においては、露光光学系 2に投影レンズ 14が設けられている 場合について説明した力 これに限られず、投影レンズ 14のない近接露光の装置に ち適用することがでさる。
そして、以上の説明においては、被露光体がカラーフィルタ基板 6である場合につ いて述べたが、これに限られず、被露光体は、液晶表示パネルの TFT基板であって もよぐ又は半導体基板であってもよい。この場合、被露光体が不透明基板である場 合には、照明光源 20は、搬送手段 1の上方に配設されて落射照明とするとよい。

Claims

請求の範囲
[1] 表面に設定されたパターン領域に多数の機能パターンが形成され、該パターン領 域の一端部側の所定位置に少なくとも一つのァライメントマークが形成された被露光 体を載置して、前記ァライメントマークが形成された側を先頭にして該被露光体を搬 送する搬送手段と、
前記搬送手段の上方に配設され、露光光源カゝら発射される露光光をマスクステー ジに載置されたフォトマスクを介して前記被露光体に照射する露光光学系と、 前記搬送手段の被露光体の載置面に平行な面内にて、前記被露光体の搬送方向 に直交する方向に前記露光光学系と一体的に移動可能とされ、該移動方向に沿つ て並べて配設された多数の受光素子を有し、前記被露光体の機能パターンとァライ メントマークとを撮像する撮像手段と、
前記撮像手段により取得された前記ァライメントマークの検出出力に基づいて前記 被露光体上の基準位置と前記フォトマスクに予め設定された基準位置とのずれを算 出して、該ずれを補正するように前記露光光学系と撮像手段とを移動させる制御手 段と、
を備えたことを特徴とする露光装置。
[2] 前記撮像手段は、前記受光素子が一直線状に並べて配設されたことを特徴とする 請求項 1記載の露光装置。
[3] 前記撮像手段は、前記露光光学系による露光位置の搬送方向手前側を撮像する ように配設されたことを特徴とする請求項 1記載の露光装置。
[4] 前記露光光学系は、前記マスクステージと前記搬送手段との間に設けられて前記 フォトマスクに形成されたマスクパターンを前記被露光体上に投影する投影レンズを 備えたことを特徴とする請求項 1記載の露光装置。
[5] 前記撮像手段は、前記マスクステージと前記投影レンズとの間にて前記露光光学 系の光路と異なる方向に偏向された光路上に配設されたことを特徴とする請求項 4記 載の露光装置。
[6] 前記制御手段は、前記フォトマスクの基準位置と所定の位置関係を有して前記撮 像手段に予め設定された基準受光素子と前記被露光体のァライメントマークを検出 した受光素子とのずれ量を算出して、該ずれ量がゼロとなるように前記撮像手段と前 記露光光学系とを移動することを特徴とする請求項 1記載の露光装置。
[7] 一方向に搬送されながら、フォトマスクを介して露光光が照射されて所定位置に所 定形状の露光パターンが形成される被露光体であって、
表面に設定されたパターン領域に多数形成された機能パターンと、
前記パターン領域の一端部側の所定位置に、前記パターン領域に予め設定され た基準位置と前記フォトマスクに予め設定された基準位置との位置ずれを補正してァ ライメントをとるために少なくとも一つ形成されたァライメントマークと、
を有することを特徴とする被露光体。
[8] 前記ァライメントマークの横に並べて、ァライメント状態を確認するためのァライメント 確認マークを、前記パターン領域に複数配置された機能パターンと同じ間隔で形成 したことを特徴とする請求項 7記載の被露光体。
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