WO2007141852A1 - 露光方法および露光装置 - Google Patents

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Jin Iino
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    • G03F9/7088—Alignment mark detection, e.g. TTR, TTL, off-axis detection, array detector, video detection

Definitions

  • the present invention relates to an exposure method and an exposure apparatus used when manufacturing a color filter for a liquid crystal panel and the like.
  • An exposure apparatus is known (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
  • a substrate stage on which a substrate is placed is transported to an exposure unit and positioned.
  • exposure light from a light source unit is transmitted through a photomask smaller than the area of the substrate to a predetermined area on the substrate. Irradiate the area and perform the first exposure.
  • the second exposure is performed on the area where the first exposure cannot be performed.
  • a photomask pattern is transferred onto the entire surface of a large substrate.
  • Patent Document 3 Other conventional exposure methods or exposure apparatuses are described in, for example, Patent Document 3 and Patent Document 4.
  • a sheet-like base material (substrate) wound around a roll is fed to an exposure unit and positioned, and the exposure light of the light source unit force is passed through the photomask having a size corresponding to a unit substrate in this exposure unit.
  • a photomask pattern is transferred by irradiating a predetermined area on the substrate.
  • the sheet-like base material is transferred to the exposure unit by an amount corresponding to the unit substrate and positioned, and the same exposure operation is repeated to sequentially transfer the photomask pattern in the longitudinal direction of the sheet-like base material. To go.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 9-127702
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-347020
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 2004-341280
  • Patent Document 4 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-264999
  • the exposure light requires a large amount of energy. Therefore, there is a problem in that the exposure time of the light source unit must be extended because the irradiation time of the exposure light can be shortened.
  • an alignment mark is formed in advance on the substrate (base material) and the photomask separately from the pattern. There is a problem that the manufacturing process of the substrate (base material) and the photomask becomes complicated.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an exposure method and an exposure apparatus that can efficiently expose a substrate having a wide exposure area using a small mask. Objective.
  • the present invention is characterized by the following points in order to solve the above problems.
  • the exposure method according to the present invention is:
  • An exposure apparatus comprises:
  • a substrate transport unit for transporting the substrate in a constant direction at a constant speed
  • An exposure optical system that irradiates exposure light from a continuous light source to the substrate being conveyed by the substrate conveyance unit through an opening of a mask and transfers an image of the opening onto the substrate;
  • An imaging unit for imaging a pattern edge of a reference pattern formed in advance on the substrate during movement of the substrate;
  • a reference position in the transport direction on the substrate and a direction perpendicular thereto is detected based on the image of the pattern edge imaged by the imaging unit, and the reference pattern imaged by the imaging unit is changed from the imaging position to the exposure position.
  • control device continues to irradiate the exposure light from the continuous light source onto the substrate while the substrate moves in the exposure position from an exposure start end to an exposure end on the substrate.
  • control device adjusts a position in a direction perpendicular to the mask conveyance direction based on a reference position in a direction perpendicular to the substrate conveyance direction.
  • control device adjusts the position of the turning angle of the mask based on the inclination of the substrate with respect to the transport direction obtained by detecting each reference position.
  • the substrate transport unit winds the sheet-shaped substrate from a storage port onto a take-up roll, and the exposure unit is moved along a plane perpendicular to the optical path of the exposure optical unit. Let's move it.
  • the substrate is transferred by the substrate transfer unit.
  • exposure can be performed by continuously transferring the shape of the opening of the mask. Therefore, even when a small mask is used, it is possible to efficiently perform exposure on a substrate having a wide exposure area that does not require exposure by intermittent step movement of the substrate.
  • the right angle of the mask is aligned with the reference position in the direction perpendicular to the substrate conveyance direction.
  • Position adjustment in the direction can be performed reliably. Therefore, it is possible to accurately perform exposure of the exposure region along the transport direction of the substrate.
  • the position of the turning angle of the mask can be reliably adjusted in accordance with the inclination angle with respect to the substrate transport direction. Therefore, it is possible to perform exposure of a predetermined exposure area more accurately by accurately adjusting the position of the mask in response to a change in the position of the substrate being conveyed.
  • the sheet-like substrate is wound around the retracting roll force and the exposure unit is moved along a plane perpendicular to the optical path of the exposure optical unit, it corresponds to a unit substrate. It is not necessary to repeat the exposure operation intermittently by step-moving a sheet-like substrate having a large number of exposure regions for each exposure region corresponding to each unit substrate. Therefore, a large number of substrates can be exposed very efficiently, and productivity can be increased.
  • FIG. 1 is a system diagram showing an exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a plan view for explaining mask position adjustment in the exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2B is a diagram illustrating a mask position adjustment in the exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention. It is a top view for demonstrating adjustment.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a system diagram showing an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a system diagram showing an exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 1, FIG. 2A and FIG. 2B an exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1, FIG. 2A and FIG. 2B.
  • an exposure apparatus 1 includes an exposure optical system 3 installed in an exposure station (exposure unit) 2, a substrate transfer unit 5 that transfers a substrate 4 to be exposed below the exposure optical system 3, and An imaging unit 6 that images a specific part on the substrate 4, an image recognition light source 7 that illuminates the substrate 4 from below in the exposure station 2, and a control device that is connected to and controls each of the device units. 8 and.
  • the exposure light from the exposure optical system 3 is irradiated onto the substrate 4 through the opening of the mask 11 provided in the exposure optical system 3, and a pattern based on the shape of the opening is transferred onto the substrate 4.
  • the exposure optical system 3 includes a lamp (continuous light source) 9 composed of an ultra-high pressure mercury lamp or the like, and an illumination lens 10 that is installed below the lamp 9 and projects the exposure light from the lamp 9 downward. And a mask 11 installed below the illumination lens 10.
  • the optical axis (optical path) S of the exposure optical system 3 is set in the vertical direction, and the mask 11 is positioned in a horizontal plane perpendicular to the optical axis S !.
  • the lamp 9 is turned on, it continues to irradiate the exposure light until a command to turn it off is given.
  • the mask 11 also has a rectangular flat plate force having a long side in the Y-axis direction (vertical direction in FIGS.
  • FIG. 2A and 2B y perpendicular to the paper surface in FIG. Y-axis direction X-axis direction perpendicular to y (left-right direction in Fig. 1, Fig. 2A and 2B)
  • Y-axis direction X-axis direction perpendicular to y
  • X-axis direction perpendicular to y
  • a plurality of are provided penetrating at predetermined intervals in the Y-axis direction y.
  • the length of the opening 11a in the X-axis direction is set, for example, to be the same as the length of the pixel 18 (described later) of the substrate 4 in the X-axis direction. .
  • the size of the mask 11 is sufficient if it has a necessary and sufficient area for providing the size of the openings 11a, 11a. Therefore, the mask 11 has a width force in the X-axis direction X of the substrate 4
  • a unit substrate (a substrate having a size equivalent to one such as a liquid crystal panel is referred to as a “unit substrate”) in the X-axis direction X Is sufficiently small compared to (see Figures 2A and 2B).
  • the mask 11 is supported on the upper surface of a mask stage 12 installed perpendicular to the optical axis S of the exposure optical system 3, and a line connecting the centers of the openings 11a and 11a is the exposure optical system.
  • the mask stage 12 uses a mask driving unit 13 having a servo motor, a linear motor, and the like to determine a position in the Y-axis direction y of the mask 11 and a turning angle about an axis centering on the center of the mask 11 in a horizontal plane. It can be adjusted.
  • the mask driving unit 13 detects the movement position and the turning angle of the mask stage 12 in the Y-axis direction y, and an encoder, a linear sensor, etc. for feeding back the detected values to the control device 8
  • Position sensor and angle sensor are provided.
  • the substrate transport unit 5 includes a storage roll 14, a take-up roll 15, and a substrate drive unit 16.
  • the storage roll 14 is arranged on one end side (right side in FIG. 1) of the exposure station 2 and winds and stores a film-like (sheet-like) substrate 4.
  • the take-up roll 15 is arranged on the other end side (left side in FIG. 1) of the exposure station 2 and winds up the substrate 4 fed out from the storage roll 14.
  • the substrate drive unit 16 is composed of a servo motor or the like, and rotates the take-up roll 15 to continuously convey the substrate 4 along the X-axis direction X in the advancing direction (constant direction) M to the take-up roll 15. Take it up.
  • the substrate drive unit 16 is provided with a position sensor such as an encoder or a linear sensor for detecting the movement position of the substrate 4 in the X-axis direction X and feeding back the detected value to the control device 8. It has been.
  • the substrate transport unit 5 is provided with two pairs of guide rollers 17a and 17b, which are positioned in front of and behind the exposure station 2 (left and right in FIG. 1) and rotate while sandwiching the substrate 4 from above and below. By these guide rollers 17a and 17b, the substrate 4 moves in a horizontal state below the mask stage 12.
  • the substrate 4 is, for example, a color filter substrate, and as shown in FIG. 2A, pixels (reference patterns) arranged in a matrix in a black matrix BM and having rectangular openings. 18).
  • pixels reference patterns
  • pixel rows for each colored layer red R, green G, blue B
  • X-axis direction X transport direction
  • Y-axis direction y width directions
  • the reference pattern means a wiring pattern, various electrode patterns, and the like in a semiconductor component.
  • the imaging unit 6 includes a half mirror 19 disposed between the illumination lens 10 and the mask 11 inside the exposure optical system 3 so as to face the image recognition illumination 7, and the half mirror 19. And a linear CCD 20 for capturing an image reflected by the first mirror 19.
  • the linear CCD 20 is formed, for example, by arranging light receiving elements in a straight line in the Y-axis direction y over a length larger than the width of the substrate 4 (dimension in the Y-axis direction y).
  • the position (imaging position) F of the optical axis S 1 of the half mirror 19 is the rear side of the traveling direction M of the substrate 4 from the position (exposure position) E of the optical axis S of the exposure optical system 3 (FIG. 1, 2 A and B are separated by a predetermined distance L in advance.
  • the front edge (pattern edge) 18el (the front edge in the traveling direction M of the substrate 4) of the pixel 18 of the substrate 4 is imaged by the linear CCD 20 through the illumination light of the image recognition illumination 7 and is captured.
  • the pixel 18 reaches the center position (exposure position) E in the X-axis direction X of the opening 1 la of the mask 11 after a predetermined time has elapsed.
  • the linear CCD 20 further images a side edge (pattern edge) 18e2 in the Y-axis direction y of the pixel 18 of the substrate 4.
  • the control device 8 controls the operation of the entire device and is connected to the image processing unit 21, the storage unit 22, the calculation unit 23, the lamp power supply unit 24, the substrate controller 25, and the mask stage controller 26. And a main control unit 27 that integrates and controls these operations.
  • the image processing unit 21 uses the linear CCD 20 to image the front edge 18el and the side edge 18e2 of the pixel 18 of the substrate 4 and based on the image data X and Y directions X and Y of the substrate 4 The reference position in the axial direction y is detected.
  • the storage unit 22 stores design data of the black matrix BM of the substrate 4, data such as data relating to the reference position, an operation program of the entire apparatus, and the like.
  • the calculation unit 23 The time required for the position of the front edge 18el of the pixel 18 to move from the imaging position F to the exposure position E is calculated from the distance L between the imaging position F and the exposure position E and the transport speed of the substrate 4.
  • the calculation unit 23 is configured such that the reference position (Y-axis reference position) in the Y-axis direction y of the substrate 4 based on the side edge 18e2 detected by the image processing unit 21 and the mask 11 (opening 1 la).
  • the lamp power supply unit 24 reaches the exposure position E so that the force is the last pixel. Until the exposure position E reaches the exposure position E, the exposure light is continuously irradiated from the lamp 9 to the exposure position E.
  • the substrate controller 25 operates the substrate driving unit 16 to convey the substrate 4 in the traveling direction M.
  • the mask stage controller 26 operates the mask driving unit 13 to adjust the position of the mask stage 12 in the Y-axis direction y and adjust the turning angle of the mask stage 12 in the horizontal plane.
  • the image recognition illumination 7 is turned on in response to a command from the main control unit 27.
  • the substrate controller 25 drives the substrate driving unit 16 of the substrate transport unit 5 so that the substrate 4 is unwound from the storage roller 14 and taken up by the take-off roller 15 to make the exposure station 2 water. It is transported in the direction of travel M in a flat state (Step Sl).
  • the linear CCD 20 receives the illumination light that has been irradiated from the lower side by the image recognition illumination 7 and passed through the pixels 18 formed on the substrate 4 through the half mirror 19, whereby the pixels 18 image data are acquired (step S2).
  • Image data obtained by the linear CCD 20 is sent to the image processing unit 21 for processing.
  • the image processing unit 21 includes a position of the front edge 18el of each pixel 18 aligned along the Y-axis direction y (X-axis reference position) and a side of each pixel 18 aligned along the X-axis direction X.
  • the position of the side edge 18e2 (Y-axis reference position) is detected (step S3).
  • the calculation unit 23 calculates the distance based on the distance L between the exposure position E and the imaging position F in the exposure station 2 and a preset conveyance speed of the substrate 4. The arrival time at the exposure position E of the pixel 18a in the front row is calculated. At the same time, the calculation unit 23 shifts the position of the opening 11a of the mask 11 in the Y-axis direction y and the Y-axis reference position (position shift of the substrate 4 in the Y-axis direction y (Y-axis position shift)). Is calculated. Further, as shown in FIG.
  • the calculation unit 23 calculates the distance t between the pair of pixels 18 and 18 and the displacement amount t of the X-axis reference position of the pair of pixels 18 and 18 aligned in the Y-axis direction y. Based on the separation u, a deviation angle (inclination angle with respect to the conveyance direction of the substrate 4) ⁇ from the X and Y axes in the plane including the XY axis of the substrate 4 is calculated (step S4).
  • the main control unit 27 measures the arrival time with an internal timer. When the timing is completed, the main control unit 27 masks according to the Y-axis position shift of the substrate 4 calculated by the calculation unit 23 via the mask controller 26 and the inclination angle ⁇ with respect to the transport direction of the substrate 4.
  • the mask driving unit 13 is operated so as to adjust the position of the stage 12. When the mask drive unit 13 is driven, the position of the mask stage 12 in the Y-axis direction y and the turning angle in the horizontal plane (around the optical axis S of the exposure optical system 3) are adjusted, and the opening 11a of the mask 11 is adjusted.
  • step S5 the main control unit 27 instructs the lamp power source unit 24 to turn on the lamp 9.
  • the exposure light from the lamp 9 is converted into parallel light by the illumination lens 10 and is irradiated onto the substrate 4 through the openings 11a and 11a of the mask 11.
  • exposure is performed in which the shapes of the openings 18a and 18a are transferred to predetermined positions on the substrate 4 (step S6).
  • the substrate 4 is continuously conveyed at a constant speed in the traveling direction M, and the linear CCD 20 always images the front edge 18el and the side edge 18e2 of each pixel 18a.
  • the X-axis reference position and the Y-axis reference position of the substrate 4 are detected, and the position of the mask 11 in the Y-axis direction y according to the Y-axis position shift of the substrate 4 and the inclination angle ⁇ in the transport direction The turning angle is adjusted. Therefore, the positions of the openings 11a and 11a of the mask 11 are adjusted, and the predetermined exposure areas 28 and 28 of the substrate 4 can be accurately exposed.
  • the lamp power supply unit 24 is actuated by a command from the main control unit 27 and the lamp 9 is turned off to expose the substrate 4.
  • the operation ends (step S7).
  • the exposure operation for the region corresponding to one unit substrate in the film-like (sheet-like) base material 4 is completed. Subsequently, while carrying the substrate 4 in the traveling direction M, the same exposure operation as described above is performed on the adjacent exposure region, and this exposure operation is repeated, so that the substrate 4 is moved in the longitudinal direction of the substrate. It is possible to perform exposure (proxy exposure) on an area corresponding to a large number of unit substrates 4 along the line.
  • the predetermined exposure regions 28, 28 have a width D commensurate with the width in the short side direction of the openings 11a, 11a of the mask 11, and are arranged with an interval P in the Y-axis direction y of the substrate 4 This is a strip-shaped area with multiple rows (2 rows in the example shown).
  • the exposure regions 28 and 28 are strip-shaped regions along the X-axis direction X that surround the pixels 18 of the red R colored layer of the color filter aligned in a straight line in the X-axis direction X.
  • the exposure operation for the other colored layers (green G, blue B) in the black matrix BM of the substrate 4 is performed at another similar exposure station installed individually. Further, since the color pigment is applied on the black matrix BM on the substrate 4 prior to the exposure operation, the color pigment in the area exposed by the exposure is cured. Therefore, when the substrate 4 after exposure is washed with a cleaning solution, the color pigment in the unexposed areas is removed, and the pixels 18 of the colored layers R, G, B are formed in the exposed areas 28, 28 by the cured color pigment. It is formed.
  • the continuous light from the lamp 9 at the exposure station 2 is applied to the substrate 4 that is being transported in the constant direction at a constant speed by the substrate transport unit 5.
  • Is irradiated through the openings 11a and 11a of the mask 11 provided on the optical axis S of the exposure optical system 3, and the images of the openings 11a and 11a are transferred onto the substrate 4.
  • the front edge 18el and the side edge 18e2 of the pixel 18 formed in advance on the substrate 4 are imaged by the imaging unit 6, and the conveyance direction (X-axis direction X) on the substrate 4 and this are detected.
  • X and Y reference positions in the Y-axis direction y perpendicular to are detected.
  • the mask 11 When the pixel 18 imaged by the imaging unit 6 is moved to the exposure station 2, the mask 11 is placed at the reference position on the substrate 4. The position of the mask 11 is adjusted so that the positions coincide with each other, and the exposure regions 28 and 28 along the transport direction of the substrate 4 are continuously exposed.
  • the exposure apparatus 1 causes the substrate 4 stored in the storage roll 14 to be wound around the take-up roll 15 by the substrate driving unit 16, thereby causing the substrate 4 to move at a constant speed.
  • Exposure light as continuous light from the lamp 9 passes through the openings 11a and 11a of the mask 11 with respect to the substrate transport unit 5 transported in a certain direction at a certain degree and the substrate 4 being transported by the substrate transport unit 5 And an exposure optical system 3 that irradiates and transfers the images of the openings 11a and 11 onto the substrate 4.
  • the exposure apparatus 1 includes an imaging unit 6 that images a front edge 18el and a side edge 18e2 of a pixel 18 formed in advance on the substrate 4 while the substrate 4 is moving, and a front imaged by the imaging unit 6. Based on the images of the edge 18el and the side edge 18e2, the reference position in the transport direction on the substrate 4 and the Y-axis direction y perpendicular thereto is detected, and the pixel 18 imaged by the imaging unit 6 And a control device 8 for adjusting the position of the mask 11 so that the position of the mask 11 coincides with the reference position on the substrate 4 when moved to the exposure position. The control device 8 continues the irradiation of the exposure light from the lamp 9 to the substrate 4 via the lamp light source unit 24 while the substrate 4 moves the exposure position from the exposure start end to the exposure end on the substrate 4.
  • exposure is performed by continuously transferring the shape of the opening 11a of the mask 11 while transporting the substrate 4 by the substrate transport unit 5. It can be carried out. Therefore, even when a small mask is used, it is possible to efficiently perform the exposure on the substrate 4 having a wide exposure area without the need for exposure by intermittent step movement of the substrate 4.
  • the position of the mask 11 can be adjusted based on the reference position by detecting the reference position of the substrate 4 using the pixels (reference pattern) 18 formed in advance on the substrate 4. Therefore, it is possible to accurately perform exposure on the predetermined exposure regions 28 and 28 of the substrate 4 and to eliminate the necessity of forming alignment marks on the substrate 4 and the mask 11 in order to adjust the position of the mask 11. Easy to manufacture.
  • the control device 8 convex to the reference position in and a thereto perpendicular Y-axis direction y conveyance direction of the substrate, Te perpendicular Y axis direction y in the conveying direction of the mask 11
  • the position of the mask 11 is adjusted based on the inclination ⁇ of the base plate 4 with respect to the transport direction obtained by detecting each reference position. For this reason, the position adjustment of the mask 11 in the Y-axis direction y and the turning angle of the mask 11 are adjusted in accordance with the Y-axis reference position perpendicular to the transport direction of the substrate 4 and the inclination angle ⁇ with respect to the transport direction of the substrate 4.
  • the position adjustment of ⁇ can be performed reliably at the same time. Therefore, the exposure of the predetermined exposure areas 28 and 28 can be more accurately performed by adjusting the position of the mask 11 more accurately in response to the change in the position of the substrate 4 being conveyed.
  • a flat unit substrate (substrate) 4a is placed on the substrate stage 30, and the substrate 4a is transported in the advancing direction M along the X-axis direction X in the exposure station 2. It is a thing. Since other configurations are the same as those of the exposure apparatus 1 according to the above-described embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the substrate stage 30 is disposed below the mask stage 12 along a horizontal plane perpendicular to the optical axis S of the exposure optical system 3.
  • the substrate stage 30 reciprocates in the X-axis direction X when the substrate driving unit 16a of the substrate transport unit 5a, which is a servo motor, linear motor or the like, is driven by the command of the substrate controller 25.
  • this substrate drive unit 16b detects an moved position of the substrate 4a in the X-axis direction X, and feeds back the detected value to the control device 8, a linear sensor, etc. Position sensors are provided.
  • the substrate stage 30 has a frame structure so as not to block the illumination light of the image recognition illumination 7 from below, and supports the substrate 4a at the periphery thereof.
  • the substrate drive unit 16a is driven by a command from the substrate controller 25. Then, the substrate stage 30 moves in the direction M. While the substrate 4a on the substrate stage 30 is transported in the traveling direction M through the exposure station 2, the exposure optical system 3 continuously provides a predetermined exposure region 28 from the front end (exposure start end) in the traveling direction M. , 28, and the exposure is stopped at the rear end (end of exposure) in the traveling direction M. When the exposure of one substrate 4a is completed, the substrate stage 30 returns to the original position, places a new substrate 4a, and starts the next exposure operation. This operation is repeated to perform the exposure operation.
  • the position adjustment of the mask 11 according to the Y-axis position shift in the Y-axis direction y of the substrate 4a and the inclination angle ⁇ with respect to the transport direction is the exposure apparatus 1 of the first embodiment. This is done in the same way as in
  • the exposure operation can be continuously performed while the substrate 4 a is being transported, similarly to the exposure apparatus 1 according to the above-described embodiment. Therefore, it is possible to efficiently perform exposure (proxy exposure) on the predetermined exposure regions 28 and 28 of the unit substrate 4a, and to reliably perform the exposure method according to the first embodiment.
  • an exposure apparatus 1B according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the illumination lens 10 of the exposure optical system 3 in the exposure apparatus 1A according to the second embodiment is replaced with a projection lens 10a
  • the projection lens 10a is replaced with a substrate stage 30 ( It is arranged in the vicinity of the substrate 4a).
  • the mask stage 12 is arranged between the projection lens 10a and the lamp 9.
  • the half mirror 19b is disposed between the projection lens 10a and the mask stage 12. Since other configurations are the same as those of the exposure apparatus 1A according to the above-described embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • this exposure apparatus 1B during the exposure operation, exposure light that is continuous light from the lamp 9 passes through the opening 11a of the mask 11 and is irradiated onto the substrate 4a by the projection lens 10a. Then, the shape of the opening 11a is transferred onto the substrate 4a. Accordingly, when the substrate 4a is transported in the traveling direction M by the substrate stage 30 in the same manner as in the case of the exposure apparatus 1A, the exposure optical system 3b continuously performs a predetermined exposure region on the substrate 4a. 28 and 28 are exposed (projection exposure).
  • V Even during this exposure operation, V, even if the substrate 4a is displaced in the Y-axis direction y in the Y-axis direction and the tilt angle relative to the transport direction
  • the position adjustment of the mask 11 according to ⁇ is performed in the same manner as in the exposure apparatus 1.
  • the position adjustment is performed by moving the projection lens 1 Oa by attaching a driving unit similar to the mask driving unit 13 to the projection lens 10a instead of moving the mask stage 12. Say it with a word.
  • the exposure operation can be continuously performed while transporting the substrate 4a in the same manner as the exposure apparatuses 1 and 1A according to the embodiment.
  • the exposure regions 28 and 28 can be efficiently exposed, and the exposure method according to the embodiment of the present invention can be reliably performed.
  • the lamp power supply unit 24 is operated in response to a command from the main control unit 27, whereby the exposure start end of the substrate 4a
  • the lamp 9 was turned on to perform exposure, and at the end of exposure, the lamp 9 was turned off to complete the exposure.
  • a shutter may be provided below the lamp 9, and the shutter may be opened and closed while the lamp 9 is lit to start and end exposure at the exposure start end and exposure end.
  • a colored layer R, G, B
  • An example applied to is shown.
  • the present invention is not limited to this, and can also be applied to the production of transparent thin film electrodes for liquid crystal panels, the production of other semiconductor elements, and the production of photomasks and reticles.
  • the exposure method and exposure apparatus of the present invention can be used when manufacturing a color filter for a liquid crystal panel, a transparent thin film electrode, a semiconductor element, and the like. Since this exposure method and exposure apparatus can perform exposure by continuously transferring the shape of the opening of the mask while the substrate is transferred by the substrate transfer unit, even if a small mask is used, Since it is not necessary to perform exposure by intermittent step movement of the substrate, it is possible to efficiently perform exposure on the substrate having the exposure area.

Abstract

　本発明の露光装置は、基板搬送部５によって一定速度で一定方向に搬送されている基板４に対して、露光ステーション（露光部）２でランプ（連続光源）９からの露光光を露光光学系３の光軸（光路）Ｓ上に設けたマスク１１を通して照射する。基板４上にマスク１１の開口部１１ａの像を転写して露光する際、基板４に予め形成されたピクセル（基準パターン）１８の前方エッジおよび側方エッジ（パターンエッジ）を撮像部６のリニアＣＣＤ２０で撮像して基板４上の搬送方向とこれに直角な方向とにおける基準位置が検出される。撮像部６で撮像されたピクセル１８が撮像位置Ｆから露光位置Ｅに移動された時に、露光ステーション２は、基板４上の基準位置にマスク１１の位置が一致するようにマスク１１を位置調節しながら、基板４の搬送方向に沿った露光領域を連続して露光する。

Description

露光方法および露光装置
技術分野
[0001] 本発明は、液晶パネル用カラーフィルタ等を製造する際に用いられる露光方法お よび露光装置に関する。
背景技術
[0002] 従来、液晶パネル用カラーフィルタの製造にぉ 、て、ブラックマトリックスを形成した 基板上に赤 (R)、緑 (G)、青 (B)の着色層を形成するための露光方法または露光装 置が知られている（例えば、特許文献 1、特許文献 2参照)。この露光方法においては 、基板を載置した基板ステージを露光部に搬送して位置決めし、この露光部におい て光源部力ゝらの露光光を基板の面積より小さいフォトマスクを通して基板上の所定領 域に照射して第 1回目の露光を行う。次に、前記基板ステージを所定距離だけステツ プ移動させて基板を露光部に再度位置決めした後に、第 1回目に露光できな力つた 領域に第 2回目の露光を行う。このような露光を繰り返して大型の基板上の全面にフ オトマスクのパターンを転写する。
また、他の従来の露光方法または露光装置は、例えば、特許文献 3および特許文 献 4に記載されている。この露光方法においては、ロールに巻かれたシート状基材（ 基板)を露光部に繰り出して位置決めし、この露光部において光源部力 の露光光 を単位基板に相当する大きさのフォトマスクを通してシート状基材上の所定領域に照 射してフォトマスクのパターンを転写する。次いで、前記シート状基材を単位基板の 相当分だけ前記露光部に繰り出して位置決めし、同様な露光操作を繰り返すことに より、順次、シート状基材の長手方向にフォトマスクのパターンを転写していく。
特許文献 1：特開平 9 - 127702号公報
特許文献 2：特開 2000 - 347020号公報
特許文献 3：特開 2004— 341280号公報
特許文献 4：特開 2001 - 264999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、上述した従来の露光方法または露光装置にお!、ては、前記基板 (基材)の 所定領域に対する露光が終了すると、一旦露光操作を終了してフォトマスクを基板（ 基材）に対して相対的にステップ移動させて、再度基板 (基材)とフォトマスクとを位置 合わせする操作を間欠的に繰り返す必要がある。したがって、露光操作に時間が長 くかかり、露光作業を効率的に行えない問題がある。また、フォトマスクの大きさを自 重による橈みを防止するためにより小さくすると、大型の基板に対して露光操作を繰 り返す回数が多くなり、その分露光時間が長くなり、前記問題が一層顕著となる。 また、前記露光操作の繰り返し回数を減らすため、比較的大きなフォトマスクを使用 した場合には、露光光に大きなエネルギーを必要とする。したがって、光源部のパヮ 一の限界力 露光光の照射時間を長くしなければならず、結果的に露光時間を短縮 することができない問題がある。
さらに、前記露光部において前記基板 (基材）とフォトマスクの位置合わせを行うた めに、予め、前記基板 (基材）とフォトマスクの双方にパターンとは別にァライメントマ ークを形成しておく必要があり、前記基板 (基材)やフォトマスクの製造工程が煩雑と なる問題がある。
[0004] 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、小さなマスクを使用して広い 露光領域を有する基板を効率的に露光することができる露光方法および露光装置を 提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0005] 本発明は、前記課題を解決するために、以下の点を特徴としている。
すなわち、本発明に係る露光方法は、
基板搬送部によって一定速度で一定方向に基板を搬送する工程と、
前記基板に予め形成された基準パターンのパターンエッジを撮像部で撮像して基 板上の搬送方向とこれに直角な方向とにおける基準位置を検出する工程と、 前記撮像部で撮像された基準パターンが前記基板搬送部によって撮像位置から 露光位置に移動された時に前記基板上の前記基準位置にマスクの位置が一致する ように前記マスクを位置調節する工程と、 前記露光位置において連続光源からの露光光を露光光学系の光路上に設けた前 記マスクを通して照射し、前記基板上に前記マスクの開口部の像を転写する工程と を有し、基板の搬送方向に沿った露光領域を連続して露光することを特徴とする。
[0006] 本発明に係る露光装置は、
基板を一定速度で一定方向に搬送する基板搬送部と、
前記基板搬送部によって搬送されている状態の基板に対して連続光源からの露光 光をマスクの開口部を通して照射して前記開口部の像を基板上に転写する露光光 学系と、
前記基板に予め形成された基準パターンのパターンエッジを前記基板の移動中に 撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された前記パターンエッジの画像にもとづき前記基板上の搬送 方向とこれに直角な方向とにおける基準位置を検出し、前記撮像部で撮像された基 準パターンが撮像位置から露光位置に移動された時に前記基板上の前記基準位置 にマスクの位置が一致するように前記マスクを位置調節する制御装置と、
を備え、前記制御装置は、前記基板上の露光開始端から露光終端まで前記基板 が前記露光位置を移動する間、前記連続光源からの前記露光光の前記基板への照 射を継続させることを特徴とする。
[0007] 本発明の露光装置において、前記制御装置は、基板の搬送方向に直角な方向に おける基準位置にもとづ 、て前記マスクの搬送方向に直角な方向における位置調節 を行うことが好ましい。
また、本発明の露光装置において、前記制御装置は、前記各基準位置の検出によ つて求めた基板の搬送方向に対する傾きにもとづいて前記マスクの旋回角の位置調 節を行うことが好ましい。
さらに、本発明の露光装置において、前記基板搬送部は、シート状の基板を格納口 ールから卷取ロールに巻き取って前記露光部を前記露光光学係の光路に垂直な平 面に沿って移動させるようにしてもょ 、。
発明の効果
[0008] 本発明に係る露光方法および露光装置によれば、基板搬送部によって基板を搬送 しながらマスクの開口部の形状を連続的に転写して露光を行うことができる。したがつ て、小さなマスクを使用する場合であっても、基板の間欠的なステップ移動による露 光をする必要がなぐ広い露光領域を有する基板に対する露光を効率的に行うこと できる。
しカゝも、予め基板に形成された基準パターンを利用して基板の基準位置を検出し て、この基準位置にもとづいて前記マスクの位置を調節することができる。したがって 、前記基板の所定領域への露光を正確に行うことができると共に、前記マスクの位置 調節のために基板やマスクにァライメントマークを形成する必要がなぐそれらの製造 が容易である。
[0009] マスクの搬送方向に直角な方向における位置調節を行うようにした実施形態の露 光装置によれば、基板の搬送方向に直角な方向における基準位置に合わせて、マ スクの前記直角な方向における位置調節を確実に行うことができる。したがって、基 板の搬送方向に沿った露光領域の露光を正確に行うことができる。
マスクの旋回角の位置調節を行うようにした実施形態の露光装置によれば、基板の 搬送方向に対する傾き角に合わせて、マスクの旋回角の位置調節を確実に行うこと ができる。したがって、搬送される基板の位置変化に対応してマスクの位置調節を一 層正確に行って所定の露光領域の露光を一層正確に行うことができる。
シート状の基板を格納ロール力 卷取ロールに巻き取って露光部を露光光学係の 光路に垂直な平面に沿って移動させるようにした実施形態の露光装置によれば、単 位基板に相当する露光領域を多数連続したシート状の基板を、各単位基板に相当 する露光領域毎にステップ移動させて、露光操作を間欠的に繰り返して行う必要が ない。したがって、多数の基板を極めて効率的に露光することができて、生産性を高 めることができる。
図面の簡単な説明
[0010] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る露光装置を示す系統図である。
[図 2A]図 2Aは、本発明の第 1の実施形態に係る露光装置におけるマスクの位置調 整を説明するための平面図である。
[図 2B]図 2Bは、本発明の第 1の実施形態に係る露光装置におけるマスクの位置調 整を説明するための平面図である。
[図 3]図 3は、本発明の第 1の実施形態に係る露光装置の作用を示すフローチャート である。
[図 4]図 4は、本発明の第 2の実施形態に係る露光装置を示す系統図である。
[図 5]図 5は、本発明の第 3の実施形態に係る露光装置を示す系統図である。
符号の説明
1, 1A, 1B 露光装置
2 露光ステーション (露光部）
3, 3b 露光光学系
4, 4a 基板
5, 5a 基板搬送部
6 撮像部
7 画像認識用照明
8 制御装置
9 ランプ (連続光源）
10 照明用レンズ
10a 投影用レンズ
11 マスク
11a 開口部
12 マスクステージ
13 マスク駆動部
16, 16a 基板駆動部
18 ピクセル（パターン）
18el 前方エッジ（パターンエッジ）
18e2 側方エッジ（パターンエッジ）
20 リニア CCD
21 画像処理部
22 記憶部 23 演算部
24 ランプ電源部
25 基板コントローラ
26 マスクコントローラ
27 主制御部
E 露光位置
F 撮像位置
発明を実施するための最良の形態
[0012] 以下、本発明の第 1の実施の形態に係る露光装置について、図 1、図 2Aおよび図 2Bを参照して説明する。
図 1において、露光装置 1は、露光ステーション (露光部） 2に設置された露光光学 系 3と、該露光光学系 3の下方において露光対象である基板 4を搬送する基板搬送 部 5と、前記基板 4上の特定部位を撮像する撮像部 6と、前記露光ステーション 2にお いて前記基板 4を下方から照明する画像認識用光源 7と、前記各装置部と接続され てそれらを制御する制御装置 8とを備える。前記露光光学系 3からの露光光は、露光 光学系 3に設けられたマスク 11の開口部を通して前記基板 4に照射され、前記開口 部の形状にもとづくパターンが前記基板 4上に転写される。
[0013] 前記露光光学系 3は、超高圧水銀灯等からなるランプ (連続光源） 9と、このランプ 9 の下方に設置されランプ 9からの露光光を下方に向けて投光する照明用レンズ 10と 、この照明用レンズ 10の下方に設置されたマスク 11とを備える。この露光光学系 3の 光軸 (光路） Sは鉛直方向に設定され、前記マスク 11が光軸 Sに垂直な水平面内に 位置されて!、る。前記ランプ 9はー且点灯すると消灯が指令されるまで連続的に露光 光を照射し続ける。また、前記マスク 11は、図 1において紙面に垂直な Y軸方向（図 2 Aおよび 2Bで上下方向） yに長辺を有する矩形状の平板力もなる。 Y軸方向 yに直角 な X軸方向（図 1、図 2Aおよび 2Bで左右方向） Xにおける短辺の中央部には、 X軸方 向 Xに長辺を有する矩形状の開口部 11a, 11aが、 Y軸方向 yに所定間隔をあけて複 数（図示の例では 2個）貫通して設けられる。前記開口部 11aの X軸方向における長 さは、例えば基板 4のピクセル 18 (後述）の X軸方向における長さと同じに設定される 。マスク 11の大きさは、前記開口部 11a, 11aの大きさを設けるに必要かつ十分な面 積があればよい。したがって、マスク 11は、基板 4の X軸方向 Xにおける幅力 単位基 板 (液晶パネル等の 1枚相当の大きさの基板を「単位基板」というものとする）の X軸方 向 Xにおける長に比べて十分に小さい（図 2Aおよび 2B参照）。
[0014] 前記マスク 11は、前記露光光学系 3の光軸 Sに垂直に設置されたマスクステージ 1 2の上面に支持されており、前記開口部 11a, 11aの中心を結ぶ線が前記露光光学 系 3の光軸 S上に位置する。前記マスクステージ 12は、水平面内において前記マスク 11の Y軸方向 yの位置とマスク 11の中央を中心とする軸回りの旋回角とを、サーボモ ータ、リニアモータ等を有するマスク駆動部 13によって調節し得るようになつている。 前記マスク駆動部 13には、前記マスクステージ 12の Y軸方向 yへの移動位置と旋回 角度とを検出して、それらの検出値を前記制御装置 8にフィードバックするためのェ ンコーダ、リニアセンサー等の位置センサーと角度センサー（いずれも図示せず）が 設けられている。
[0015] 前記基板搬送部 5は、格納ロール 14と、卷取ロール 15と、基板駆動部 16とを備え る。格納ロール 14は、前記露光ステーション 2の一端側（図 1で右側）に配置され、フ イルム状 (シート状)の基板 4を巻き付けて格納する。卷取ロール 15は、露光ステーシ ヨン 2の他端側（図 1で左側）に配置され、前記格納ロール 14から繰り出される基板 4 を巻き取る。基板駆動部 16は、サーボモータ等からなり、前記卷取ロール 15を回転 させて基板 4を X軸方向 Xに沿って連続的に進行方向（一定方向） Mに搬送させて卷 取ロール 15に巻き取らせる。前記基板駆動部 16には、前記基板 4の X軸方向 Xへの 移動位置を検出して、その検出値を前記制御装置 8にフィードバックするためのェン コーダ、リニアセンサー等の位置センサーが設けられている。また、前記基板搬送部 5には、前記露光ステーション 2の前後（図 1で左右）〖こ位置して基板 4を上下から挟 んで自転する 2対の案内ローラ 17aおよび 17bが設けられる。これらの案内ローラ 17 aおよび 17bによって、前記基板 4はマスクステージ 12の下方において水平状態を保 つて移動する。
[0016] 前記基板 4は、例えば、カラーフィルタ基板であって、図 2Aに示すように、ブラック マトリックス BMの中にマトリクス状に配置され矩形状の開口であるピクセル (基準パタ ーン） 18を有する。これらのピクセル 18は、基板 4の搬送方向（X軸方向 X)に直線状 に各着色層（赤 R、緑 G、青 B)用のピクセル列が配置され、前記搬送方向と直角な基 板 4の幅方向（Y軸方向 y)にこれらのピクセル列が配置されている。この基板 4は、前 記露光ステーション 2において表面が前記露光光学系 3の光軸 Sに垂直な水平面に 沿って移動する。
なお、前記基準パターンとは本実施の形態に示すものの他、半導体部品において は、配線パターンや各種電極パターン等をいう。
前記撮像部 6は、前記画像認識用照明 7に対向して前記露光光学系 3の内部にお V、て前記照明用レンズ 10と前記マスク 11との間に配置したハーフミラー 19と、該ハ 一フミラー 19によって反射された画像を撮像するリニア CCD20とを備えて 、る。
[0017] 前記リニア CCD20は、例えば、受光素子を Y軸方向 yに一直線状に前記基板 4の 幅 (Y軸方向 yの寸法)より大きい長さにわたって配列してなるものである。前記ハーフ ミラー 19の光軸 S 1の位置 (撮像位置) Fは、前記露光光学系 3の光軸 Sの位置 (露光 位置) Eから基板 4の進行方向 Mに対して後側（図 1、図 2Aおよび Bで右側）へ予め 所定距離 Lだけ離れている。したがって、前記リニア CCD20で前記基板 4のピクセル 18の前方エッジ (パターンエッジ） 18el (基板 4の進行方向 Mにおける前方の縁部） を前記画像認識用照明 7の照明光を介して撮像してカゝら所定時間経過後に、ピクセ ル 18が前記マスク 11の開口部 1 laの X軸方向 Xにおける中央位置（露光位置) Eに 到達するようになっている。前記リニア CCD20は、さらに、前記基板 4のピクセル 18 の Y軸方向 yにおける側方エッジ (パターンエッジ） 18e2を撮像する。
[0018] 前記制御装置 8は、装置全体の動作を制御するものであり、画像処理部 21、記憶 部 22、演算部 23、ランプ電源部 24、基板コントローラ 25、およびマスクステージコン トローラ 26に接続され、それらの動作を統合して制御する主制御部 27を備える。画 像処理部 21は、前記リニア CCD20で前記基板 4のピクセル 18の前方エッジ 18elと 側方エッジ 18e 2を撮像して得た画像データにもとづ 、て基板 4の X軸方向 Xと Y軸方 向 yにおける基準位置を検出する。
記憶部 22は、基板 4のブラックマトリックス BMの設計データや前記基準位置に関す るデータ等のデータ、装置全体の動作プログラム等を記憶する。演算部 23は、前記 撮像位置 Fと露光位置 Eとの間の距離 Lと基板 4の搬送速度とからピクセル 18の前方 エッジ 18elの位置が撮像位置 Fから露光位置 Eまで移動する時間を演算する。さら に演算部 23は、前記画像処理部 21で検出された前記側方エッジ 18e2にもとづく基 板 4の Y軸方向 yにおける基準位置 (Y軸基準位置）と前記マスク 11 (開口部 1 la)の Y軸方向 yにおける位置との位置ずれや、 XY軸を含む平面内における基板 4の搬送 方向 (X軸方向 X)に対するずれ角（傾斜角） Θ等を演算する。ランプ電源部 24は、前 方エッジ 18elにもとづく基板 4の X軸方向における基準位置 (X軸基準位置）に従つ て、最前端のピクセル 18aが前記露光位置 Eに達して力も最後端のピクセル 18bが 露光位置 Eに達するまでの間、前記露光位置 Eに前記ランプ 9から露光光を継続して 照射させる。基板コントローラ 25は、前記基板駆動部 16を作動させて前記基板 4を 進行方向 Mに搬送させる。マスクステージコントローラ 26は、前記マスク駆動部 13を 作動させて、前記マスクステージ 12の Y軸方向 yにおける位置を調節したり、マスクス テージ 12の水平面内における旋回角を調節したりする。
[0019] 次に、上記のように構成された露光装置 1の作用と共に、本発明の一実施形態に 係る露光方法について図 3を参照しながら説明する。
先ず、前記制御装置 8を動作状態として露光装置 1を作動させると、前記主制御部 27からの指令で前記画像認識用照明 7が点灯される。それとともに、前記基板コント ローラ 25によって、前記基板搬送部 5の基板駆動部 16が駆動されて、前記基板 4が 格納ローラ 14から繰り出されて卷取ローラ 15に巻き取られて露光ステーション 2を水 平を保った状態として進行方向 Mへ搬送される (ステップ Sl)。その間、基板 4が下 側から前記画像認識用照明 7によって照射され、前記基板 4に形成したピクセル 18 を通過した照明光を、前記リニア CCD20が前記ハーフミラー 19を経て受光すること により、前記ピクセル 18の画像データを取得する（ステップ S2)。
[0020] 前記リニア CCD20によって得られた画像データは、前記画像処理部 21に送られ て処理される。画像処理部 21は、前記 Y軸方向 yに沿って整列する各ピクセル 18の 前方エッジ 18elの位置 (X軸基準位置）と、 X軸方向 Xに沿って整列する一列の各ピ クセル 18の側方エッジ 18e2の位置 (Y軸基準位置）を検出する (ステップ S3)。前記 基板 4の進行方向 Mにおける最前列のピクセル 18aの X軸基準位置と Y軸基準位置 とが検出されると、前記演算部 23は、前記露光ステーション 2における露光位置 Eと 前記撮像位置 Fとの間の距離 L、および予め設定された基板 4の搬送速度に基づ ヽ て、前記最前列のピクセル 18aの前記露光位置 Eへの到達時間を演算する。それと 共に、演算部 23は、 Y軸方向 yにおける前記マスク 11の開口部 11aの位置と前記 Y 軸基準位置との位置ずれ (基板 4の Y軸方向 yにおける位置ずれ (Y軸位置ずれ) )を 演算する。さらに、図 2Bに示すように、演算部 23は、 Y軸方向 yに離れて整列してい る一対のピクセル 18, 18の X軸基準位置の変位量 tと一対のピクセル 18, 18間の距 離 uとに基づいて、基板 4の XY軸を含む平面内における X、 Y軸からのずれ角（基板 4の搬送方向に対する傾斜角） Θを演算する (ステップ S4)。
[0021] 前記主制御部 27は、最前列のピクセル 18aの X軸基準位置が検出された時に内 蔵のタイマでその到達時間を計時する。その計時が終了すると、主制御部 27は、前 記マスクコントローラ 26を介して前記演算部 23で演算された基板 4の Y軸位置ずれと 基板 4の搬送方向に対する傾斜角 Θとに応じてマスクステージ 12の位置調節をおこ なうように前記マスク駆動部 13を作動させる。前記マスク駆動部 13が駆動されて前 記マスクステージ 12の Y軸方向 yにおける位置と水平面内（露光光学系 3の光軸 S回 り）における旋回角が調節されて、マスク 11の開口部 11a, 11aの位置が前記基板 4 の露光領域 28, 28に正しく合わせられる (ステップ S5)。同時に前記主制御部 27は 、前記ランプ電源部 24に指令してランプ 9を点灯させる。前記ランプ 9からの露光光 は、前記照明用レンズ 10で平行光とされ、前記マスク 11の開口部 11a, 11aを通して 前記基板 4に照射される。これによつて、開口部 18a, 18aの形状が基板 4の所定位 置に転写される露光が行われる (ステップ S6)。
[0022] 前記露光中は、前記基板 4が進行方向 Mに一定速度で継続して搬送され、常に、 前記リニア CCD20が各ピクセル 18aの前方エッジ 18elと側方エッジ 18e2を撮像す る。これによつて、基板 4の X軸基準位置と Y軸基準位置が検出されて、基板 4の Y軸 位置ずれと搬送方向における傾斜角 Θに応じて前記マスク 11の Y軸方向 yにおける 位置と旋回角が調節される。したがって、前記マスク 11の開口部 11a, 11aの位置調 整がなされ、基板 4の所定の露光領域 28, 28に正確に露光することができる。
前記露光が進行して、基板 4の進行方向 Mにおける最後列のピクセル 18bの X軸 基準位置が検出されると、この X軸基準位置の前記露光位置 Eへの到達時間後に主 制御部 27からの指令によってランプ電源部 24が作動してランプ 9を消灯させて基板 4への露光操作が終了する (ステップ S 7)。
上記により、フィルム状 (シート状)の基材 4における 1つの単位基板に相当する領 域に対する露光操作が終了する。引き続いて前記基材 4を進行方向 Mへ搬送しなが ら、隣接の露光領域に対して前記と同様な露光操作を行い、この露光操作を繰り返 すことにより、前記基材の長手方向に沿って連続的に多数の単位基板 4に相当する 領域に対する露光 (プロキシ露光）を行うことができる。
[0023] 前記所定の露光領域 28, 28は、前記マスク 11の開口部 11a, 11aの短辺方向の 幅に見合った幅 Dを有し、基板 4の Y軸方向 yに間隔 Pをあけ配置された複数列（図 示の例では 2列）の帯状の領域となる。この露光領域 28, 28は、 X軸方向 Xに一直線 状に整列したカラーフィルタの赤 Rの着色層のピクセル 18を囲んだ X軸方向 Xに沿つ た帯状の領域である。
なお、前記基板 4のブラックマトリックス BMにおける他の着色層（緑 G、青 B)におけ る領域に対する露光操作は、個別に設置した他の同様な露光ステーションで行う。ま た、前記露光操作に先立って前記基板 4にはブラックマトリック BMの上に着色顔料 が塗布されているので、前記露光によって露光された領域の着色顔料が硬化される 。そこで露光後の基板 4を洗浄液で洗浄すると、露光されなかった領域の着色顔料 が除去されて前記露光領域 28, 28に前記硬化された着色顔料によって各着色層 R , G, Bのピクセル 18が形成される。
[0024] 前記のように、上記実施形態に係る露光方法は、基板搬送部 5によって一定速度 で一定方向に搬送されている状態の基板 4に対して、露光ステーション 2でランプ 9か ら連続光である露光光を露光光学系 3の光軸 S上に設けたマスク 11の開口部 11a, 11aを通して照射し、前記基板 4上に開口部 11a, 11aの像を転写する。この方法に ぉ 、て、前記基板 4に予め形成されたピクセル 18の前方エッジ 18elおよび側方エツ ジ 18e2は、撮像部 6で撮像され、基板 4上の搬送方向（X軸方向 X)とこれに直角な Y 軸方向 yとにおける X, Y基準位置が検出される。前記撮像部 6で撮像されたピクセル 18が露光ステーション 2に移動された時に、基板 4上の前記基準位置にマスク 11の 位置が一致するようにマスク 11の位置が調節され、基板 4の搬送方向に沿った露光 領域 28, 28を連続して露光する。
[0025] また、第 1の実施形態に係る露光装置 1は、格納ロール 14に格納された基板 4を基 板駆動部 16によって卷取ロール 15に巻き取らせることにより、前記基板 4を一定速 度で一定方向に搬送する基板搬送部 5と、この基板搬送部 5によって搬送されている 状態の基板 4に対して、ランプ 9から連続光である露光光をマスク 11の開口部 11a, 11aを通して照射して、前記開口部 11a, 11の像を基板 4上に転写する露光光学系 3とを含む。この露光装置 1は、前記基板 4に予め形成されたピクセル 18の前方エツ ジ 18elと側方エッジ 18e2とを基板 4の移動中に撮像する撮像部 6と、この撮像部 6 で撮像された前方エッジ 18elと側方エッジ 18e2の画像にもとづき基板 4上の搬送 方向とこれに直角な Y軸方向 yとにおける基準位置を検出し、前記撮像部 6で撮像さ れたピクセル 18が撮像位置カゝら露光位置に移動された時に基板 4上の前記基準位 置にマスク 11の位置が一致するように該マスク 11を位置調節する制御装置 8を備え る。この制御装置 8は、基板 4上の露光開始端から露光終端まで基板 4が前記露光 位置を移動する間、前記ランプ 9からの露光光の基板 4への照射をランプ光源部 24 を介して継続させる。
[0026] したがって、前記実施の形態に係る露光方法および露光装置 1によれば、基板搬 送部 5によって基板 4を搬送しながらマスク 11の開口部 11aの形状を連続的に転写 して露光を行うことができる。したがって、小さなマスクを使用する場合であっても、基 板 4の間欠的なステップ移動による露光をする必要がなぐ広 、露光領域を有する基 板 4に対する露光を効率的に行うことできる。
し力も、予め基板 4に形成されたピクセル (基準パターン） 18を利用して基板 4の基 準位置を検出して、該基準位置にもとづいて前記マスク 11の位置を調節することが できる。したがって、前記基板 4の所定の露光領域 28, 28への露光を正確に行うこと ができると共に、前記マスク 11の位置調節のために基板 4やマスク 11にァライメント マークを形成する必要がなぐそれらの製造が容易である。
[0027] また、この露光装置 1においては、単位基板に相当する露光領域 28, 28を多数連 続したシート状の基板 4を、各単位基板に相当する露光領域毎にステップ移動させ て露光操作を間欠的に繰り返して行う必要がない。したがって、多数の基板 4を極め て効率的に露光することができて、生産性を高めることができる。
前記露光装置 1においては、前記制御装置 8が、基板の搬送方向とこれに直角な Y軸方向 yとにおける各基準位置にもとづ 、て前記マスク 11の搬送方向に直角な Y 軸方向 yにおける位置調節を行うと共に、前記各基準位置の検出によって求めた基 板 4の搬送方向に対する傾き Θ〖こもとづいて前記マスク 11の旋回角の位置調節を行 う。このため、基板 4の搬送方向に直角な Y軸基準位置と、基板 4の搬送方向に対す る傾き角 Θとに合わせて、マスク 11の前記 Y軸方向 yにおける位置調節とマスク 11の 旋回角 Θの位置調節とを同時に確実に行うことができる。したがって、搬送される基 板 4の位置変化に対応してマスク 11の位置調節を一層正確に行って所定の露光領 域 28, 28の露光を一層正確に行うことができる。
[0028] 次に、本発明の第 2の実施形態に係る露光装置 1Aについて、図 4を参照して説明 する。
この露光装置 1Aは、平板状の単位基板 (基板) 4aを基板ステージ 30上に載置して この基板 4aを前記露光ステーション 2において X軸方向 Xに沿って進行方向 Mへ搬 送するようにしたものである。その他の構成は前記実施の形態に係る露光装置 1と同 様であるので、同様な構成部分には、同一の符号を付してそれらの説明は省略する
[0029] この露光装置 1Aにおいては、前記基板ステージ 30がマスクステージ 12の下方に おいて前記露光光学系 3の光軸 Sに垂直な水平面に沿って配置される。この基板ス テージ 30は、基板搬送部 5aの、サーボモータ、リニアモータ等力 なる基板駆動部 1 6aが前記基板コントローラ 25の指令で駆動されることによって、 X軸方向 Xへ往復移 動する。この基板駆動部 16bには、図示しないが、前記基板 4aの X軸方向 Xへの移 動位置を検出して、その検出値を前記制御装置 8にフィードバックするためのェンコ ーダ、リニアセンサー等の位置センサーが設けられている。前記基板ステージ 30は、 その下方から前記画像認識用照明 7の照明光を遮らないように枠型構造をしており、 前記基板 4aをその周辺部で支持する。
[0030] この露光装置 1Aにおいては、基板コントローラ 25の指令で基板駆動部 16aが駆動 されて前記基板ステージ 30が方向 Mへ向けて移動する。基板ステージ 30上の基板 4aが、露光ステーション 2を進行方向 Mへ搬送されながら、前記露光光学系 3によつ て進行方向 Mの先端部（露光開始端)から連続的に所定の露光領域 28, 28に露光 されていき、進行方向 Mの後端部 (露光終端)で露光が停止される。そして、 1つの基 板 4aの露光が終了すると、前記基板ステージ 30は元の位置に戻って新たな基板 4a を載置して次の露光操作に入る。この動作を繰り返して露光操作が行われる。露光 操作中にぉ ヽては、前記基板 4aの Y軸方向 yにおける Y軸位置ずれと搬送方向に対 する傾斜角 Θとに応じた前記マスク 11の位置調節が第 1実施形態の露光装置 1にお ける場合と同様に行われる。
この実施の形態に係る露光装置 1 Aによれば、前記実施の形態に係る露光装置 1と 同様に基板 4aを搬送しながら連続的に露光操作をすることができる。したがって、単 位基板 4aの所定の露光領域 28, 28に効率的に露光 (プロキシ露光）を行うことがで きると共に、第 1の実施形態に係る露光方法を確実に実施することができる。
[0031] 次に、本発明の第 3の実施の形態に係る露光装置 1Bについて、図 5を参照して説 明する。この露光装置 1Bの露光光学系 3bは、前記第 2の実施形態に係る露光装置 1Aにおける露光光学系 3の照明用レンズ 10を投影用レンズ 10aに代え、この投影用 レンズ 10aを基板ステージ 30 (基板 4a)に近接した位置に配置している。また、前記 マスクステージ 12を投影用レンズ 10aとランプ 9との間に配置している。なお、ハーフ ミラー 19bは投影レンズ 10aとマスクステージ 12との間に配置される。その他の構成 は前記実施の形態に係る露光装置 1Aと同様であるので、同様な構成部分には、同 一の符号を付してそれらの説明は省略する。
[0032] この露光装置 1Bにおいては、露光操作時に、前記ランプ 9から連続光である露光 光が前記マスク 11の開口部 11aを通って、前記投影レンズ 10aによって基板 4aに照 射されることにより、基板 4a上に前記開口部 11aの形状が転写される。したがって、 前記露光装置 1Aの場合と同様にして前記基板ステージ 30により基板 4aが露光ステ ーシヨン 2を進行方向 Mへ搬送されると、前記露光光学系 3bによって連続的に基板 4aの所定の露光領域 28, 28に露光 (投影露光）が行われる。この露光操作中にお V、ても、前記基板 4aの Y軸方向 yにおける Y軸位置ずれと搬送方向に対する傾斜角 Θに応じた前記マスク 11の位置調節が前記露光装置 1における場合と同様に行わ れる。
なお、前記位置調節は、前記マスクステージ 12を移動させて行う代わりに、前記投 影レンズ 10aにマスク駆動部 13と同様な駆動部を付設して、該投影レンズ 1 Oaを移 動させて行うことちでさる。
この実施の形態に係る露光装置 1Bによれば、前記実施の形態に係る露光装置 1, 1Aと同様に基板 4aを搬送しながら連続的に露光操作をすることができるので、単位 基板 4aの所定の露光領域 28, 28に効率的に露光を行うことができると共に、前記本 発明の一実施の形態に係る露光方法を確実に実施することができる。
[0033] なお、前記実施形態に係る露光方法および露光装置 1, 1A, 1Bにおいては、前記 主制御部 27からの指令で前記ランプ電源部 24を動作させることにより、前記基板 4a の露光開始端でランプ 9を点灯させて露光し、露光終端でランプ 9を消灯させて露光 を終了するようにした。これに代えて、ランプ 9の下方にシャッターを設けて、ランプ 9 は点灯したままで前記シャッターを開閉して前記露光開始端および露光終端にぉ ヽ て露光の開始および終了を行うようにしてもよい。また、前記実施形態に係る露光方 法および露光装置 1, 1A, 1Bにおいては、カラーフィルタを製造するにあたり、ブラ ックマトリックスを形成した基板に着色層（R, G, B)を形成する場合に適用した例を 示した。しかし、本発明はこれに限らず、液晶パネルの透明薄膜電極を製造する場 合や、その他半導体素子の製造、フォトマスクゃレチクルの製造等の場合にも適用 することができる。
産業上の利用可能性
[0034] 本発明の露光方法および露光装置は、液晶パネル用カラーフィルタ、透明薄膜電 極、および半導体素子等を製造する際に用いることができる。この露光方法および露 光装置は、基板搬送部によって基板を搬送しながらマスクの開口部の形状を連続的 に転写して露光を行うことができるため、小さなマスクを使用する場合であっても、基 板の間欠的なステップ移動による露光をする必要がなぐ広 、露光領域を有する基 板に対する露光を効率的に行うことができる。

Claims

請求の範囲
[1] 基板搬送部によって一定速度で一定方向に基板を搬送する工程と、
前記基板に予め形成された基準パターンのパターンエッジを撮像部で撮像して基 板上の搬送方向とこれに直角な方向とにおける基準位置を検出する工程と、 前記撮像部で撮像された基準パターンが前記基板搬送部によって撮像位置から 露光位置に移動された時に前記基板上の前記基準位置にマスクの位置が一致する ように前記マスクを位置調節する工程と、
前記露光位置において連続光源からの露光光を露光光学系の光路上に設けたマ スクを通して照射し、前記基板上に前記マスクの開口部の像を転写する工程とを有し 、前記基板の搬送方向に沿った露光領域を連続して露光する露光方法。
[2] 基板を一定速度で一定方向に搬送する基板搬送部と、
前記基板搬送部によって搬送されている状態の基板に対して、連続光源からの露 光光をマスクの開口部を通して照射して前記開口部の像を前記基板上に転写する 露光光学系と、
前記基板に予め形成された基準パターンのパターンエッジを前記基板の移動中に 撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像された前記パターンエッジの画像にもとづき前記基板上の搬送 方向と前記搬送方向に直角な方向とにおける基準位置を検出し、前記撮像部で撮 像された基準パターンが撮像位置カゝら露光位置に移動された時に前記基板上の前 記基準位置にマスクの位置が一致するように該マスクを位置調節する制御装置とを 備え、前記制御装置は、前記基板上の露光開始端から露光終端まで前記基板が前 記露光位置を移動する間、前記連続光源からの前記露光光の前記基板への照射を 継続させる露光装置。
[3] 前記制御装置は、基板の搬送方向に直角な方向における基準位置にもとづいて 前記マスクの搬送方向に直角な方向における位置調節を行う請求項 2に記載の露光 装置。
[4] 前記制御装置は、前記各基準位置の検出によって求めた基板の搬送方向に対す る傾きにもとづいて前記マスクの旋回角の位置調節を行う請求項 2に記載の露光装 置。
前記基板搬送部は、シート状の基板を格納ロール力も卷取ロールに巻き取って前 記露光部を前記露光光学係の光路に垂直な平面に沿って移動させることを特徴とす る請求項 2に記載の露光装置。
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