WO2013094555A1 - 露光装置および露光マスク - Google Patents

露光装置および露光マスク Download PDF

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substrate
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mask
irradiation region
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公孝 大畑
光志 西田
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70283—Mask effects on the imaging process

Definitions

  • the present invention relates to an exposure apparatus and an exposure mask, and more particularly to an exposure apparatus that transfers a pattern drawn on the exposure mask to a substrate, and an exposure mask that is preferably used in the exposure apparatus.
  • Patent Document 1 since a plurality of drawing patterns are formed on one mask, one mask can be used for a plurality of exposure processes, The number of masks is reduced. However, since a plurality of drawing patterns are two-dimensionally formed on one mask, it may take time to switch the drawing patterns. Therefore, it is difficult to switch the drawing pattern without stopping the movement of the substrate to be exposed, and there is a problem that the production efficiency cannot be improved.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its main purpose is to provide an exposure apparatus that can shorten the exposure mask switching time. Another object of the present invention is to provide an exposure mask suitably used for the exposure apparatus.
  • An exposure apparatus includes a flat plate-shaped substrate, a stage on which the substrate is mounted, the substrate being moved in the surface direction of the substrate, a light source that generates exposure light irradiated on the substrate, and exposure that transmits the exposure light.
  • a plurality of patterns are formed, and an exposure mask that irradiates the substrate with exposure light through the exposure pattern, and a mask drive unit that moves the exposure mask in parallel with the substrate are provided.
  • the substrate has a first irradiation region and a second irradiation region provided on the rear side in the direction in which the substrate moves during exposure with respect to the first irradiation region.
  • the exposure pattern includes a first pattern and a second pattern different from the first pattern.
  • the first irradiation area is exposed through the first pattern while moving the substrate by the stage, and after the exposure of the first irradiation area is completed, the exposure mask is moved while continuing the movement of the substrate, and the first pattern is moved from the first pattern. Switching to the two patterns is performed, and the second irradiation region is exposed through the second pattern while continuing the movement of the substrate.
  • the surface direction of the substrate refers to a direction in which the front surface and the back surface of the flat substrate extend and is orthogonal to the thickness direction of the substrate.
  • exposure of the second irradiation area may be started during switching from the first pattern to the second pattern. Or in the said exposure apparatus, you may start exposure of a 2nd irradiation area
  • the exposure mask according to the present invention is an exposure mask used in the exposure apparatus according to any one of the above aspects, and a plurality of exposure patterns are arranged in the moving direction of the exposure mask.
  • the second pattern may be provided on the rear side in the movement direction during the exposure process of the substrate with respect to the first pattern.
  • the exposure pattern is formed so as to extend in a direction orthogonal to the moving direction of the exposure mask, and a shielding region that shields the exposure light is exposed between the first pattern and the second pattern. You may form so that it may extend in the direction orthogonal to the moving direction of a mask.
  • the exposure mask switching time can be shortened and the production efficiency can be improved.
  • FIG. 6 is a first schematic diagram illustrating a state of exposure pattern switching according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a second schematic diagram showing the exposure pattern switching state of the first embodiment.
  • FIG. 10 is a third schematic diagram illustrating an exposure pattern switching state according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a fourth schematic diagram illustrating an exposure pattern switching state in the first embodiment.
  • FIG. 10 is a fifth schematic diagram illustrating an exposure pattern switching state in the first embodiment.
  • FIG. 10 is a sixth schematic diagram illustrating an exposure pattern switching state according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a first schematic diagram illustrating an exposure pattern switching state according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a second schematic diagram showing an exposure pattern switching state in the second embodiment.
  • FIG. 10 is a third schematic diagram illustrating an exposure pattern switching state according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a fourth schematic diagram showing an exposure pattern switching state in the second embodiment.
  • FIG. 10 is a fifth schematic diagram illustrating an exposure pattern switching state according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a sixth schematic diagram illustrating an exposure pattern switching state according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a first schematic diagram illustrating an exposure pattern switching state according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a second schematic diagram showing an exposure pattern switching state in the third embodiment.
  • FIG. 10 is a first schematic diagram illustrating an exposure pattern switching state according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a second schematic diagram showing an exposure pattern switching state in the third embodiment.
  • FIG. 10 is a third schematic diagram illustrating an exposure pattern switching state according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a fourth schematic diagram illustrating an exposure pattern switching state according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a fifth schematic diagram illustrating an exposure pattern switching state according to the third embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an outline of the configuration of the exposure apparatus 1.
  • the exposure apparatus 1 is used as an apparatus for irradiating the photo-alignment film material with ultraviolet rays, for example.
  • the exposure apparatus 1 includes a stage 20 on which a flat substrate 10 is mounted, a light source 30 that generates exposure light L irradiated on the substrate 10, and a predetermined pattern transferred to the substrate 10.
  • a formed exposure mask 40 and a mask driving unit 50 for holding the exposure mask 40 are provided.
  • the exposure apparatus 1 irradiates the substrate 10 placed on the stage 20 with the exposure light L generated by the light source 30 through the exposure mask 40.
  • the exposure apparatus 1 transfers a predetermined pattern to the first and second irradiation areas 16 and 18 provided on the surface of the substrate 10.
  • the mask drive unit 50 includes a main body 51, a drive shaft 52, and a mask holding unit 53.
  • the driving force generated in the main body 51 is transmitted to the mask holder 53 via the drive shaft 52, and the mask holder 53 reciprocates in the left-right direction in the figure.
  • the exposure mask 40 held on the lower surface of the mask holder 53 reciprocates in the movement direction DR2.
  • the movement direction DR2 of the exposure mask 40 is parallel to the movement direction DR1 of the substrate 10.
  • the substrate 10 is mounted on the stage 20, and the exposure mask 40 is disposed above the substrate 10 so as to face the substrate 10.
  • the exposure apparatus 1 has a mask holding unit 53, and the exposure mask 40 used for the exposure processing of the substrate 10 is attached to the mask holding unit 53.
  • the exposure light L may be, for example, ultraviolet light.
  • the light source 30 is an ultraviolet light source that generates ultraviolet light.
  • the exposure light L may be irradiated perpendicularly to the surface of the substrate 10 or may be irradiated obliquely with respect to the surface of the substrate 10.
  • the exposure apparatus 1 also includes a control unit 80.
  • the control unit 80 transmits a control signal C ⁇ b> 1 to the light source 30 to control irradiation or stop of the exposure light L from the light source 30.
  • the control unit 80 transmits a control signal C2 to the mask driving unit 50, and controls the movement of the exposure mask 40 along the movement direction DR2.
  • the controller 80 transmits a control signal C3 to the stage 20 and controls the movement of the substrate 10 along the movement direction DR1.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the relationship between the substrate 10 exposed in the exposure apparatus 1 and the exposure mask 40.
  • FIG. 2 shows a single substrate 10 in plan view, and shows an arrangement of a mask group composed of a plurality of exposure masks 40 with respect to the substrate 10.
  • the exposure mask 40 is small with respect to the substrate 10, and the exposure processing of the entire substrate 10 is performed by arranging a plurality of exposure masks 40 side by side.
  • it is not limited to the mask group containing the some exposure mask 40, The structure which can implement the exposure process of the board
  • Each exposure mask 40 is held by a mask holding portion 53 whose side shape is shown in FIG.
  • the mask holding part 53 has a frame shape that engages with the peripheral part of the exposure mask 40 so as not to obstruct the optical path of the exposure light L that is irradiated from the light source 30 to the substrate 10 via the exposure mask 40. Is provided.
  • the moving direction DR2 of the exposure mask 40 is indicated by a double arrow shown in FIG. This double arrow also indicates the direction of relative movement of the exposure mask 40 with respect to the substrate 10.
  • the substrate 10 and the exposure mask 40 are double-headed. Move in the direction of.
  • the plurality of exposure masks 40 are arranged in two rows in a direction orthogonal to the direction of relative movement between the substrate 10 and the exposure mask 40.
  • the plurality of exposure masks 40 are arranged so that the entire surface of the substrate 10 can be exposed.
  • Two masks adjacent in a direction orthogonal to the relative movement direction of the substrate 10 and the exposure mask 40 are arranged in different rows.
  • the irradiation areas of the exposure light L irradiated onto the substrate 10 via these two exposure masks 40 may be adjacent to each other without any gap, or the irradiation areas may partially overlap.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an exposure mask 40 used for the exposure processing of the substrate 10.
  • a plurality of exposure patterns 41, 42, 43, 44 are drawn on one exposure mask 40.
  • the exposure patterns 41, 42, 43, and 44 have a property of transmitting the exposure light L.
  • one of the exposure patterns suitable for the exposure processing of the substrate 10 to be processed is selected, and the exposure light L is transmitted through the selected exposure pattern.
  • the number of exposure patterns drawn on one exposure mask 40 is not limited and may be an arbitrary number.
  • the exposure pattern 41 is for a 45-type TFT (Thin Film Transistor) substrate and the exposure pattern 42 is for a 45-type CF (Color Filter) substrate.
  • the exposure pattern 43 can be formed as a pattern for a 75-type TFT substrate, and the exposure pattern 44 can be formed as a pattern for a 75-type CF substrate. That is, different drawing patterns are formed in the plurality of exposure patterns 41, 42, 43, 44. The same drawing pattern may be formed in a part of the plurality of exposure patterns 41, 42, 43, 44.
  • the four exposure patterns 41, 42, 43, 44 are surrounded by the edge 45 of the exposure mask 40.
  • Shielding regions 46, 47, 48 are interposed between the respective exposure patterns 41, 42, 43, 44 adjacent to the movement direction DR2 of the exposure mask 40.
  • the shielding regions 46, 47, and 48 are made of a material that does not transmit the exposure light L, such as chromium, and shields the exposure light L.
  • the shielding area 46 is interposed between the exposure patterns 41 and 42 and separates the exposure pattern 41 and the exposure pattern 42 from each other.
  • the shielding area 47 is interposed between the exposure patterns 42 and 43 and separates the exposure pattern 42 and the exposure pattern 43 from each other.
  • the shielding area 47 is interposed between the exposure patterns 43 and 44 and separates the exposure pattern 43 and the exposure pattern 44 from each other.
  • the plurality of exposure patterns 41, 42, 43, and 44 are arranged only in the movement direction DR2 of the exposure mask 40 indicated by a double-headed arrow in FIG. 3, and are not arranged in a direction that intersects the movement direction DR2.
  • the exposure mask 40 When the exposure mask 40 is moved to switch the exposure patterns 41, 42, 43, and 44, the exposure mask 40 only needs to be translated in the movement direction DR2.
  • Each of the plurality of exposure patterns 41, 42, 43, 44 is formed in a straight line extending in the vertical direction in the figure orthogonal to the moving direction DR 2 of the exposure mask 40.
  • the shielding regions 46, 47, 48 that separate the exposure patterns 41, 42, 43, 44 are also formed in a straight line extending in the vertical direction in the figure orthogonal to the moving direction DR2 of the exposure mask 40.
  • the drawing pattern drawn on each of the exposure patterns 41, 42, 43, and 44 is preferably a linear pattern parallel to the moving direction DR2 of the exposure mask 40 as shown in FIG.
  • FIGS. 4 to 9 are schematic diagrams showing the switching status of the exposure patterns 41 and 42 of the first embodiment.
  • the substrate 10 and the exposure mask 40 are shown in the configuration of the exposure apparatus 1 shown in FIG. 1, but the stage 20 for moving the substrate 10 and the exposure mask 40 are moved for simplicity.
  • the mask driving unit 50, the light source 30, and the like are not shown.
  • the switching operation of the exposure patterns 41 and 42 using the exposure apparatus 1 having the above-described configuration for optimally exposing the irradiation regions 16 and 18 on which different patterns on the surface of the substrate 10 are to be exposed will be described with reference to FIGS. This will be described with reference to FIG.
  • the substrate 10 includes different substrates 11 and 12, the substrate 11 is provided with the first irradiation region 16, and the substrate 12 is provided with the second irradiation region 18.
  • the substrate 11 is a substrate disposed on the front side in the movement direction DR1 of the substrate 10
  • the substrate 12 is a substrate disposed on the rear side in the movement direction DR1 of the substrate 10.
  • the second irradiation region 18 is provided behind the first irradiation region 16 in the movement direction DR1 in which the substrates 11 and 12 move during exposure.
  • the exposure mask 40 includes an exposure pattern 41 as a first pattern and an exposure pattern 42 as a second pattern different from the first pattern.
  • the exposure pattern 42 is provided behind the exposure pattern 41 in the movement direction DR1 of the substrates 11 and 12 during the exposure process.
  • the exposure patterns 41 and 42 to be used are formed at any position of the exposure mask 40. To figure out.
  • the exposure mask 40 is moved so that the set position of the exposure pattern 42 acquired in advance and the position of the actual exposure pattern 42 are aligned with each other. Position accuracy has been improved.
  • the exposure light L is irradiated via the exposure pattern 41 to the first irradiation region 16 provided on the surface of the substrate 11 while moving the substrates 11 and 12 in the movement direction DR1 by the stage 20. Yes.
  • the exposure mask 40 is stopped.
  • the substrate 11 is irradiated with the exposure light L via the exposure mask 40 while relatively moving the exposure mask 40 and the substrate 11 with the moving speed of the substrate 11 as a relative speed.
  • one exposure pattern 41 formed on the exposure mask 40 is transferred to the first irradiation region 16 of the substrate 11, and the substrate 11 is subjected to scanning exposure.
  • the exposure light L is exposed to the entire first irradiation region 16 and the state shown in FIG. 5 is obtained.
  • the exposure processing of the first irradiation region 16 is completed.
  • the exposure light L has reached the rear end of the first irradiation region 16. It is determined that 16 exposures have been completed.
  • the light source 30 may stop the irradiation of the exposure light L.
  • the exposure possible region L0 in which the light generated by the light source 30 can be irradiated to the substrate 10 via the exposure pattern 41 is completely removed from the first irradiation region 16 as shown in FIG. Become.
  • the light source 30 may stop the irradiation of the exposure light L at this timing.
  • switching from the exposure pattern 41 to the exposure pattern 42 is started.
  • the exposure mask 40 moves in the movement direction DR2, which is the same direction as the movement direction DR1 of the substrate 10.
  • the substrate 10 continues to move without being stopped.
  • the exposure mask 40 completes switching from the exposure pattern 41 to the exposure pattern 42 before the exposure possible region L0 overlaps the second irradiation region 18.
  • the exposure patterns 41 and 42 have already been switched, and the exposure processing of the second irradiation region 18 is possible. Therefore, there is no need to stop the substrate 12 and wait for switching of the exposure patterns 41 and 42. Therefore, the production efficiency is improved.
  • the exposure mask 40 In order to switch the exposure patterns 41 and 42, the exposure mask 40 is moved in the movement direction DR2 toward a predetermined coordinate, and the movement of the substrates 11 and 12 is continued. Due to this movement, the exposure possible region L0 shown in FIG. 7 changes from the state in the middle of the transition from the exposure pattern 41 to the exposure pattern 42, and the exposure possible region L0 shown in FIG. To do. When the exposure possible region L0 overlaps the exposure pattern 42, the exposure mask 40 stops.
  • the exposure possible region L0 is in a state shown in FIG. 9 overlapping the second irradiation region 18.
  • the light source 30 resumes the irradiation of the exposure light L while continuing the movement of the substrate 12, whereby the exposure processing of the second irradiation region 18 is started.
  • the exposure process for the second irradiation region 18 is started after the switching from the exposure pattern 41 to the exposure pattern 42 is completed.
  • the exposure possible region L0 has not yet reached the second irradiation region 18.
  • the switching of the exposure patterns 41 and 42 is completed faster than the substrate 12 is moved to a state where the exposure process of the second irradiation region 18 is possible. Therefore, it is not necessary to separately secure time for switching the exposure patterns 41 and 42, and the time required for the exposure process can be shortened, so that the production efficiency can be improved.
  • FIGS. 10 to 15 are schematic diagrams showing the switching state of the exposure patterns 41 and 42 according to the second embodiment.
  • the first irradiation region 16 is provided on the substrate 11 and the second irradiation region 18 is provided on another substrate 12 different from the substrate 11.
  • a single irradiation region 16 is provided.
  • the substrate 10 is provided with both the first irradiation region 16 and the second irradiation region 18.
  • the second embodiment is an example corresponding to the case where the substrate 10 is a glass substrate for a liquid crystal panel, for example, and a plurality of different types of liquid crystal panels are formed from a single glass substrate.
  • FIGS. 10 to 14 are diagrams corresponding to FIGS. 4 to 7 and 9 described in the first embodiment.
  • the exposure patterns 41 and 42 are switched during the movement of the substrate 10 as in the first embodiment. Switching of the exposure patterns 41 and 42 is completed within the time from the exposure possible region L0 passing through the first irradiation region 16 to overlapping the second irradiation region 18, and exposure is performed as in the first embodiment. Processing time has been reduced.
  • FIG. 15 shows the movement of the exposure mask 40 for returning the exposure pattern after the exposure processing of the second irradiation region 18 is completed.
  • the exposure mask 40 moves in the moving direction DR2 shown in FIG. As a result, the exposure possible region L0 returns from the exposure pattern 42 to the exposure pattern 41, and the next substrate is prepared for exposure processing.
  • FIGS. 3 are schematic diagrams showing the switching status of the exposure patterns 41 and 42 according to the third embodiment.
  • the exposure mask 40 is switched after the exposure processing of the first irradiation region 16 is completed, and the exposure processing of the second irradiation region 18 is started after the switching from the exposure pattern 41 to the exposure pattern 42 is completed. It was.
  • the exposure process of the second irradiation region 18 is started with the substrate 10 and the exposure mask 40 both moved. That is, in the third embodiment, the exposure of the second irradiation region 18 is started during the switching from the exposure pattern 41 to the exposure pattern 42.
  • both the first irradiation region 16 and the second irradiation region 18 are provided on a single substrate 10.
  • the exposure light L is irradiated through the exposure pattern 41 to the irradiation region 16 on the surface of the substrate 11 while moving the substrate 10 in the movement direction DR1.
  • the exposure mask 40 is stopped. Thereby, one exposure pattern 41 formed on the exposure mask 40 is transferred to the first irradiation region 16 of the substrate 10, and the substrate 10 is subjected to scanning exposure.
  • the exposure light L is exposed to the entire first irradiation region 16, and the state shown in FIG. 17 is obtained.
  • the exposure processing of the first irradiation region 16 is completed.
  • the movement of the exposure mask 40 in the movement direction DR2 is started while continuing the movement of the substrate 10, and switching from the exposure pattern 41 to the exposure pattern 42 is started.
  • the exposure mask 40 By moving the exposure mask 40 in the movement direction DR2 for switching between the exposure patterns 41 and 42 and continuing the movement of the substrate 10, the exposure light L shown in FIG. Both are transmitted and the substrate 10 is irradiated.
  • the exposure process of the second irradiation region 18 is started by irradiating the second irradiation region 18 with the exposure light L via the exposure pattern 42. At this time, the exposure process to the second irradiation region 18 of the substrate 10 is performed while moving the exposure mask 40.
  • the exposure mask 40 When the exposure mask 40 reaches a position where all of the exposure light L generated by the light source 30 is irradiated onto the substrate 10 via the exposure pattern 42, the exposure mask 40 stops. Thereafter, the substrate 10 further continues to move, whereby the scanning exposure of the second irradiation region 18 is continued, and the state shown in FIG. 19 is obtained. From the state shown in FIG. 19, the movement of the substrate 10 is continued, and the scanning exposure of the second irradiation region 18 is performed.
  • FIG. 20 shows the movement of the exposure mask 40 for returning the exposure pattern after the exposure processing of the second irradiation region 18 is completed.
  • the exposure mask 40 moves in the movement direction DR2 shown in FIG. As a result, the exposure possible region L0 returns from the exposure pattern 42 to the exposure pattern 41, and the next substrate is prepared for exposure processing.
  • the exposure apparatus of the third embodiment after the exposure of the first irradiation region 16 is completed, the second irradiation that is performed during the switching of the exposure patterns 41 and 42 without waiting for the completion of the switching of the exposure patterns 41 and 42. Exposure of area 18 is started. Therefore, the time required for the exposure process can be further shortened, and the production efficiency can be further improved.
  • the interval between the first irradiation region 16 and the second irradiation region 18 can be reduced.
  • substrates 10 can be reduced, and the utilization efficiency of the board

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Abstract

　露光マスクの切り替え時間を短縮できる露光装置を提供する。露光装置（１）は、基板（１０）と、露光光（Ｌ）を透過する露光パターン（４１～４４）が複数形成され、露光パターン（４１～４４）を介して基板（１０）に露光光（Ｌ）を照射する露光マスク（４０）とを備える。基板（１０）は、第一の照射領域（１６）と、第一の照射領域（１６）に対し露光時に基板（１０）が移動する移動方向（ＤＲ１）の後方側に設けられた第二の照射領域（１８）とを有する。基板（１０）を移動しながら露光パターン（４１）を介して第一の照射領域（１６）を露光し、第一の照射領域（１６）の露光終了後、基板（１０）の移動を継続しながら露光マスク（４０）を移動して露光パターン（４１）から露光パターン（４２）への切り替えを行ない、基板（１０）の移動を継続しながら露光パターン（４２）を介して第二の照射領域（１８）を露光する。

Description

露光装置および露光マスク
　本発明は、露光装置および露光マスクに関し、特に、露光マスクに描画されたパターンを基板に転写する露光装置、および、その露光装置に好適に用いられる露光マスクに関する。
　露光マスク装置に関し、従来、各製造工程の各露光工程に必要な複数個の描画パターンを同一のマスクに搭載し、各露光工程で必要な描画パターンを選択し、かつその他のブロックのパターンは遮光して露光する装置が提案されている（たとえば、特開２００３－２１８９２号公報（特許文献１）参照）。
特開２００３－２１８９２号公報
　特開２００３－２１８９２号公報（特許文献１）に記載の装置では、複数個の描画パターンが一枚のマスクに形成されていることから、一枚のマスクを複数の露光工程に使用可能とし、マスクの枚数を低減している。しかし、一枚のマスクに二次元的に複数の描画パターンが形成されているため、描画パターンの切り替えに時間を要する場合がある。そのため、露光される対象の基板の移動を止めることなく描画パターンを切り替えることが困難であり、生産効率を向上できない問題があった。
　本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、露光マスクの切り替え時間を短縮できる、露光装置を提供することである。また、本発明の他の目的は、その露光装置に好適に用いられる露光マスクを提供することである。
　本発明に係る露光装置は、平板形状の基板と、基板を搭載し、基板を基板の面方向に移動させるステージと、基板に照射される露光光を発生する光源と、露光光を透過する露光パターンが複数形成され、露光パターンを介して基板に露光光を照射する露光マスクと、露光マスクを基板に並行に移動させるマスク駆動部と、を備える。基板は、第一の照射領域と、第一の照射領域に対し露光時に基板が移動する方向の後方側に設けられた第二の照射領域とを有する。露光パターンは、第一パターンと、第一パターンと異なる第二パターンとを含む。ステージにより基板を移動しながら第一パターンを介して第一の照射領域を露光し、第一の照射領域の露光終了後、基板の移動を継続しながら露光マスクを移動して第一パターンから第二パターンへの切り替えを行ない、基板の移動を継続しながら第二パターンを介して第二の照射領域を露光する。ここで、基板の面方向とは、平板形状の基板の表面および裏面の延びる方向であって、基板の厚さ方向に直交する方向をいう。
　上記露光装置において、第一パターンから第二パターンへの切り替え中に第二の照射領域の露光を開始してもよい。または、上記露光装置において、第一パターンから第二パターンへの切り替え終了後に第二の照射領域の露光を開始してもよい。
　本発明に係る露光マスクは、上記のいずれかの局面の露光装置に用いられる露光マスクであって、露光パターンは、露光マスクの移動方向に複数並べられている。
　上記露光マスクにおいて、第二パターンは、第一パターンに対し、基板の露光処理中の移動方向の後方側に設けられていてもよい。
　上記露光マスクにおいて、露光パターンは、露光マスクの移動方向に直交する方向に延びるように形成されており、第一パターンと第二パターンとの間には、露光光を遮蔽する遮蔽領域が、露光マスクの移動方向に直交する方向に延びるように形成されていてもよい。
　本発明の露光装置によると、露光マスクの切り替え時間を短縮でき、生産効率を向上することができる。
露光装置の構成の概略を示す模式図である。 露光装置内で露光される基板と露光マスクとの関係を示す模式図である。 基板の露光処理に用いられる露光マスクの概略構成を示す模式図である。 実施の形態１の露光パターンの切り替え状況を示す第１の模式図である。 実施の形態１の露光パターンの切り替え状況を示す第２の模式図である。 実施の形態１の露光パターンの切り替え状況を示す第３の模式図である。 実施の形態１の露光パターンの切り替え状況を示す第４の模式図である。 実施の形態１の露光パターンの切り替え状況を示す第５の模式図である。 実施の形態１の露光パターンの切り替え状況を示す第６の模式図である。 実施の形態２の露光パターンの切り替え状況を示す第１の模式図である。 実施の形態２の露光パターンの切り替え状況を示す第２の模式図である。 実施の形態２の露光パターンの切り替え状況を示す第３の模式図である。 実施の形態２の露光パターンの切り替え状況を示す第４の模式図である。 実施の形態２の露光パターンの切り替え状況を示す第５の模式図である。 実施の形態２の露光パターンの切り替え状況を示す第６の模式図である。 実施の形態３の露光パターンの切り替え状況を示す第１の模式図である。 実施の形態３の露光パターンの切り替え状況を示す第２の模式図である。 実施の形態３の露光パターンの切り替え状況を示す第３の模式図である。 実施の形態３の露光パターンの切り替え状況を示す第４の模式図である。 実施の形態３の露光パターンの切り替え状況を示す第５の模式図である。
　以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
　（実施の形態１）
　図１は、露光装置１の構成の概略を示す模式図である。露光装置１は、たとえば、光配向膜材料に紫外線を照射するための装置として用いられる。図１に示すように、露光装置１は、平板形状の基板１０を搭載するステージ２０と、基板１０に照射される露光光Ｌを発生する光源３０と、基板１０に転写される所定のパターンが形成された露光マスク４０と、露光マスク４０を保持するマスク駆動部５０とを備える。露光装置１は、ステージ２０上に載置された基板１０に露光マスク４０を介して、光源３０で発生する露光光Ｌを照射する。これにより露光装置１は、基板１０の表面に設けられた第一および第二の照射領域１６，１８に所定のパターンを転写する。
　図１に示す右向きの矢印は、ステージ２０の移動方向、すなわち、ステージ２０上に載置された基板１０の移動方向ＤＲ１を示す。ステージ２０は、基板１０の面方向に延びる一直線に沿う方向に、基板１０を移動させる。図１に示す左右方向の両矢印は、露光マスク４０の移動方向ＤＲ２を示す。マスク駆動部５０は、本体部５１と、駆動軸５２と、マスク保持部５３とを含む。本体部５１において発生した駆動力が、駆動軸５２を介してマスク保持部５３に伝達され、マスク保持部５３は図中左右方向に往復移動する。マスク保持部５３の移動に伴い、マスク保持部５３の下面に保持された露光マスク４０は、移動方向ＤＲ２に往復移動する。露光マスク４０の移動方向ＤＲ２は、基板１０の移動方向ＤＲ１に対し平行である。
　基板１０はステージ２０に搭載され、露光マスク４０は基板１０の上方に基板１０に対向して配置されている。露光装置１はマスク保持部５３を有し、基板１０の露光処理のために用いられる露光マスク４０は、マスク保持部５３に取り付けられている。光源３０から露光マスク４０を介して基板１０に露光光Ｌを照射することにより、基板１０の露光処理が行なわれる。露光光Ｌは、たとえば紫外光であってもよく、その場合、光源３０は紫外光を発生する紫外光源である。露光光Ｌは、基板１０の表面に対し垂直に照射されてもよく、または基板１０の表面に対し傾斜して照射されてもよい。
　露光装置１はまた、制御部８０を備える。制御部８０は、光源３０に対し制御信号Ｃ１を伝送し、光源３０からの露光光Ｌの照射または停止を制御する。制御部８０は、マスク駆動部５０に制御信号Ｃ２を伝送し、移動方向ＤＲ２に沿う露光マスク４０の移動を制御する。制御部８０は、ステージ２０に制御信号Ｃ３を伝送し、移動方向ＤＲ１に沿う基板１０の移動を制御する。
　図２は、露光装置１内で露光される基板１０と露光マスク４０との関係を示す模式図である。図２には、平面視された一枚の基板１０が図示されており、複数の露光マスク４０により構成されるマスク群の、基板１０に対する配列が示されている。露光マスク４０は基板１０に対して小さく、複数の露光マスク４０を並べて配置することにより、基板１０全体の露光処理が実施される。なお、複数の露光マスク４０を含むマスク群に限定されるものではなく、単一の露光マスクにより基板１０全体の露光処理を実施できる構成であってもよい。各々の露光マスク４０は、図１に側面形状を示したマスク保持部５３によって保持されている。マスク保持部５３は、露光マスク４０の周縁部に係合する枠状の形状を有し、光源３０から露光マスク４０を経由して基板１０に照射される露光光Ｌの光路の妨げとならないように、設けられている。
　図２中に示す両矢印により、露光マスク４０の移動方向ＤＲ２が示される。この両矢印はまた、基板１０に対する露光マスク４０の相対移動の方向を示す。ステージ２０上に搭載された基板１０と、マスク保持部５３に取り付けられた露光マスク４０と、の少なくともいずれか一方が図中左右方向に移動することにより、基板１０と露光マスク４０とは両矢印の方向に相対移動する。
　複数の露光マスク４０は、基板１０と露光マスク４０との相対移動の方向に対して直交する方向に、二列に並べられている。複数の露光マスク４０は、基板１０の全面を露光できるように配置されている。基板１０と露光マスク４０との相対移動方向に対し直交する方向に隣接する二つのマスクは、異なる列に配置されている。これら二つの露光マスク４０を経由して基板１０に照射される露光光Ｌの照射領域は、照射領域同士が隙間なく丁度隣接してもよく、照射領域が一部重なってもよい。
　図３は、基板１０の露光処理に用いられる露光マスク４０の概略構成を示す模式図である。図３に示すように、一枚の露光マスク４０には、複数の露光パターン４１，４２，４３，４４が描画されている。露光パターン４１，４２，４３，４４は、露光光Ｌを透過する性質を有する。４つの露光パターン４１，４２，４３，４４のうち、処理対象の基板１０の露光処理のために適したいずれかの露光パターンを選択し、その選択された露光パターンを経由して露光光Ｌを基板１０に照射することにより、基板１０の露光処理が行なわれる。一枚の露光マスク４０に描画される露光パターンの数は、限定されるものではなく任意の数であってもよい。
　基板１０が液晶パネル用の基板である場合、たとえば、ある露光マスク４０において、露光パターン４１を４５型ＴＦＴ（Thin　Film　Transistor）基板用のパターン、露光パターン４２を４５型ＣＦ（Color　Filter）基板用のパターン、露光パターン４３を７５型ＴＦＴ基板用のパターン、露光パターン４４を７５型ＣＦ基板用のパターンとして形成することができる。つまり、複数の露光パターン４１，４２，４３，４４には、互いに異なる描画パターンが形成されている。複数の露光パターン４１，４２，４３，４４のうち一部には、同一の描画パターンが形成されていてもよい。
　４つの露光パターン４１，４２，４３，４４は、露光マスク４０の縁部４５により取り囲まれている。露光マスク４０の移動方向ＤＲ２に隣接するそれぞれの露光パターン４１，４２，４３，４４の間に、遮蔽領域４６，４７，４８が介在している。遮蔽領域４６，４７，４８は、たとえばクロムなどの露光光Ｌを透過しない材料により形成されており、露光光Ｌを遮蔽する。遮蔽領域４６は、露光パターン４１，４２の間に介在し、露光パターン４１と露光パターン４２とを互いに隔てる。遮蔽領域４７は、露光パターン４２，４３の間に介在し、露光パターン４２と露光パターン４３とを互いに隔てる。遮蔽領域４７は、露光パターン４３，４４の間に介在し、露光パターン４３と露光パターン４４とを互いに隔てる。
　複数の露光パターン４１，４２，４３，４４は、図３中に両矢印で示す露光マスク４０の移動方向ＤＲ２にのみ並べられており、移動方向ＤＲ２に交差する方向には並べられていない。露光パターン４１，４２，４３，４４を切り替えるために露光マスク４０を移動させるときには、露光マスク４０は、移動方向ＤＲ２への平行移動のみを必要とする。複数の露光パターン４１，４２，４３，４４の各々は、露光マスク４０の移動方向ＤＲ２に直交する図中上下方向に延びる直線状に形成されている。そのため、露光パターン４１，４２，４３，４４を隔てる遮蔽領域４６，４７，４８もまた、露光マスク４０の移動方向ＤＲ２に直交する図中上下方向に延びる直線状に形成されている。露光パターン４１，４２，４３，４４の各々に描画された描画パターンは、図３に示すように、露光マスク４０の移動方向ＤＲ２と平行な直線状のパターンであることが望ましい。
　図４～図９は、実施の形態１の露光パターン４１，４２の切り替え状況を示す模式図である。以下の図では、図１に示す露光装置１の構成のうち、基板１０および露光マスク４０が図示されるが、簡単のために、基板１０を移動させるためのステージ２０、露光マスク４０を移動させるためのマスク駆動部５０、および光源３０などは、図示を省略されている。基板１０表面の異なるパターンが露光されるべき照射領域１６，１８を最適に露光するための、上述した構成を備える露光装置１を用いた露光パターン４１，４２の切り替え動作について、以下の図４～図９を参照して説明する。
　本実施の形態では、基板１０は異なる基板１１，１２を含み、基板１１に第一の照射領域１６が設けられ、基板１２に第二の照射領域１８が設けられている。基板１１は、基板１０の移動方向ＤＲ１の前方側に配置された基板であり、基板１２は、基板１０の移動方向ＤＲ１の後方側に配置された基板である。そのため、第二の照射領域１８は、第一の照射領域１６に対して、露光時に基板１１，１２が移動する移動方向ＤＲ１の後方側に設けられている。露光マスク４０は、第一パターンとしての露光パターン４１と、第一パターンと異なる第二パターンとしての露光パターン４２とを含む。露光パターン４２は、露光パターン４１に対し、露光処理中の基板１１，１２の移動方向ＤＲ１の後方側に設けられている。
　まず、露光準備として、マスク保持部５３に露光マスク４０を保持させ、保持された露光マスク４０の位置を調整した後に、使用する露光パターン４１，４２が露光マスク４０のどの位置に形成されているのかを把握する。なお、後述する露光パターン４１，４２の切り替えの際に、予め取得した露光パターン４２の設定位置と実際の露光パターン４２の位置とを合わせるように露光マスク４０を移動することで、露光パターン４２の位置精度が向上されている。
　図４では、ステージ２０により基板１１，１２を移動方向ＤＲ１に移動しながら、基板１１の表面に設けられた第一の照射領域１６に対し、露光パターン４１を介して露光光Ｌが照射されている。このとき露光マスク４０は停止している。露光マスク４０と基板１１とを、基板１１の移動速度を相対速度として相対的に移動させながら、露光マスク４０を経由して露光光Ｌを基板１１に照射する。これにより、露光マスク４０に形成された一つの露光パターン４１が基板１１の第一の照射領域１６に転写され、基板１１は走査露光される。
　図４の状態から基板１１が移動を続けることにより、露光光Ｌが第一の照射領域１６の全てに露光された、図５に示す状態になる。基板１１の移動方向ＤＲ１における第一の照射領域１６の後端側に露光光Ｌが到達したことにより、第一の照射領域１６の露光処理が終了した状態となる。基板１０の位置を直接検出、または基板１０を移動させるステージ２０の状態を検出することにより、露光光Ｌが第一の照射領域１６の後端に到達したことを確認し、第一の照射領域１６の露光が完了したと判断される。
　基板１１の表面の、第一の照射領域１６を外れる領域には、露光処理を行なう必要がないため、露光光Ｌを照射する必要はない。そのため、第一の照射領域１６の後端側にまで露光光Ｌが到達し第一の照射領域１６の露光処理が完了すると、光源３０は、露光光Ｌの照射を停止してもよい。
　さらに基板１１が移動すると、光源３０で発生した光が露光パターン４１を経由して基板１０に照射され得る露光可能領域Ｌ０が第一の照射領域１６から完全に外れた、図６に示す状態になる。光源３０は、このタイミングで露光光Ｌの照射を停止してもよい。露光可能領域Ｌ０が第一の照射領域１６から抜けると、露光パターン４１から露光パターン４２への切り替えが開始される。第一の照射領域１６の露光処理が終了次第、露光マスク４０は、基板１０の移動方向ＤＲ１と同じ方向である、移動方向ＤＲ２に移動する。
　露光パターン４１から露光パターン４２への切り替えのための露光マスク４０の移動中、基板１０も流れを止められずに移動を継続している。露光マスク４０は、露光可能領域Ｌ０が第二の照射領域１８に重なるよりも前に、露光パターン４１から露光パターン４２への切り替えを完了する。露光可能領域Ｌ０が第二の照射領域１８に重なるまで基板１２が移動したとき、露光パターン４１，４２の切り替えが既に完了しており、第二の照射領域１８の露光処理が可能な状態にあるので、基板１２を一旦停止させ露光パターン４１，４２の切り替えを待つ必要はない。したがって、生産効率が向上されている。
　露光パターン４１，４２の切り替えのために露光マスク４０を所定座標に向かって移動方向ＤＲ２に移動させるとともに、基板１１，１２の移動を継続する。この移動により、図７に示す露光可能領域Ｌ０が露光パターン４１から露光パターン４２へ移り変わる途中の状態から、図８に示す露光可能領域Ｌ０が露光パターン４２の位置へと切り替えられた状態へと変化する。露光可能領域Ｌ０が露光パターン４２に重なると、露光マスク４０は停止する。
　その後、基板１０がさらに移動を継続することで、露光可能領域Ｌ０が第二の照射領域１８に重なった図９に示す状態になる。この状態で、基板１２の移動を継続しながら、光源３０が露光光Ｌの照射を再開することにより、第二の照射領域１８の露光処理が開始される。第二の照射領域１８の露光処理は、露光パターン４１から露光パターン４２への切り替えが終了した後に、開始される。
　図８に示す、露光パターン４２を介しての露光光Ｌの照射が可能になった状態で、露光可能領域Ｌ０は第二の照射領域１８にまだ到達していない。第二の照射領域１８の露光処理が可能な状態にまで基板１２を移動させるよりも早く、露光パターン４１，４２の切り替えが完了している。したがって、露光パターン４１，４２の切り替えのための時間を別に確保する必要はなく、露光処理に要する時間を短縮できるので、生産効率を向上することができる。
　（実施の形態２）
　図１０～図１５は、実施の形態２の露光パターン４１，４２の切り替え状況を示す模式図である。実施の形態１では、基板１１に第一の照射領域１６が設けられ、基板１１と異なる別の基板１２に第二の照射領域１８が設けられていたが、実施の形態２では、一枚の基板１０に第一の照射領域１６と第二の照射領域１８との両方が設けられている。実施の形態２は、たとえば基板１０が液晶パネル用のガラス基板である場合であって、一枚のガラス基板から複数の異なる機種の液晶パネルが形成される場合に対応する例である。
　図１０～１４は、実施の形態１で説明した図４～７，９に対応する図である。図１０～１４に示すように、実施の形態１と同様に、基板１０の移動中に露光パターン４１，４２の切り替えが行なわれる。露光可能領域Ｌ０が第一の照射領域１６を抜けた後第二の照射領域１８に重なるまでの時間内に、露光パターン４１，４２の切り替えが完了しており、実施の形態１と同様に露光処理に要する時間が短縮されている。
　図１５には、第二の照射領域１８の露光処理を終えた後の、露光パターンを元に戻すための露光マスク４０の移動が示されている。基板１０の露光処理が完了し、露光可能領域Ｌ０が第二の照射領域１８を外れると、露光マスク４０は図１５に示す移動方向ＤＲ２へ移動する。これにより、露光可能領域Ｌ０が露光パターン４２から露光パターン４１へと戻り、次の基板の露光処理の準備が行なわれる。
　（実施の形態３）
　図１６～図２０は、実施の形態３の露光パターン４１，４２の切り替え状況を示す模式図である。実施の形態１，２では、第一の照射領域１６の露光処理の完了後に露光マスク４０を切り替え、露光パターン４１から露光パターン４２への切り替え完了後に第二の照射領域１８の露光処理が開始された。これに対し実施の形態３では、基板１０および露光マスク４０を共に移動させた状態で、第二の照射領域１８の露光処理が開始される。つまり実施の形態３では、露光パターン４１から露光パターン４２への切り替え中に、第二の照射領域１８の露光が開始されている。
　実施の形態２と同様に、一枚の基板１０に第一の照射領域１６と第二の照射領域１８との両方が設けられている。図１６では、基板１０を移動方向ＤＲ１に移動させながら、基板１１の表面の照射領域１６に対し、露光パターン４１を介して露光光Ｌが照射されている。このとき露光マスク４０は停止している。これにより、露光マスク４０に形成された一つの露光パターン４１が基板１０の第一の照射領域１６に転写され、基板１０は走査露光される。
　図１６の状態から基板１０が移動を続けることにより、露光光Ｌが第一の照射領域１６の全てに露光された、図１７に示す状態になる。基板１０の移動方向ＤＲ１における第一の照射領域１６の後端側に露光光Ｌが到達したことにより、第一の照射領域１６の露光処理が完了した状態となる。このタイミングで、基板１０の移動を継続しながら、露光マスク４０の移動方向ＤＲ２への移動が開始され、露光パターン４１から露光パターン４２への切り替えが開始される。
　露光パターン４１，４２の切り替えのために露光マスク４０を移動方向ＤＲ２に移動させるとともに、基板１０の移動を継続することで、図１８に示す、露光光Ｌが露光パターン４１と露光パターン４２との両方を透過して基板１０に照射される状態となる。露光光Ｌが露光パターン４２を介して第二の照射領域１８に照射されることにより、第二の照射領域１８の露光処理が開始される。このとき、露光マスク４０を移動しながら、基板１０の第二の照射領域１８への露光処理が実施されている。
　光源３０で発生する露光光Ｌの全てが露光パターン４２を介して基板１０に照射される位置にまで露光マスク４０が到達すると、露光マスク４０は停止する。その後、基板１０がさらに移動を継続することで、第二の照射領域１８の走査露光が継続され、図１９に示す状態になる。図１９に示す状態から、引き続き、基板１０の移動が継続され、第二の照射領域１８の走査露光が行なわれる。
　図２０には、第二の照射領域１８の露光処理を終えた後の、露光パターンを元に戻すための露光マスク４０の移動が示されている。基板１０の露光処理が完了し、露光可能領域Ｌ０が第二の照射領域１８を外れると、露光マスク４０は図２０に示す移動方向ＤＲ２へ移動する。これにより、露光可能領域Ｌ０が露光パターン４２から露光パターン４１へと戻り、次の基板の露光処理の準備が行なわれる。
　実施の形態３の露光装置によると、第一の照射領域１６の露光終了後、露光パターン４１，４２の切り替え完了を待つことなく、露光パターン４１，４２の切り替えの途中に次なる第二の照射領域１８の露光が開始される。そのため、露光処理に要する時間をより短縮できるので、生産効率をさらに向上することができる。加えて、露光パターン４１，４２の両方を介して露光光Ｌを基板１０に照射することを許容することにより、第一の照射領域１６と第二の照射領域１８との間隔を小さくできるので、一枚の基板１０のうち露光処理に使用されない領域を低減し、基板１０の利用効率を向上することができる。
　以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
　１　露光装置、１０，１１，１２　基板、１６　第一の照射領域、１８　第二の照射領域、２０　ステージ、３０　光源、４０　露光マスク、４１，４２，４３，４４　露光パターン、４６，４７，４８　遮蔽領域、５０　マスク駆動部、５１　本体部、５２　駆動軸、５３　マスク保持部、８０　制御部、ＤＲ１　基板の移動方向、ＤＲ２　露光マスクの移動方向、Ｌ　露光光、Ｌ０　露光可能領域。

Claims (6)

  1. 　平板形状の基板と、
    　前記基板を搭載し、前記基板を前記基板の面方向に移動させるステージと、
    　前記基板に照射される露光光を発生する光源と、
    　前記露光光を透過する露光パターンが複数形成され、前記露光パターンを介して前記基板に前記露光光を照射する露光マスクと、
    　前記露光マスクを前記基板に並行に移動させるマスク駆動部と、を備え、
    　前記基板は、第一の照射領域と、前記第一の照射領域に対し露光時に前記基板が移動する方向の後方側に設けられた第二の照射領域とを有し、
    　前記露光パターンは、第一パターンと、前記第一パターンと異なる第二パターンとを含み、
    　前記ステージにより前記基板を移動しながら前記第一パターンを介して前記第一の照射領域を露光し、前記第一の照射領域の露光終了後、前記基板の移動を継続しながら前記露光マスクを移動して前記第一パターンから前記第二パターンへの切り替えを行ない、前記基板の移動を継続しながら前記第二パターンを介して前記第二の照射領域を露光する、露光装置。
  2. 　前記第一パターンから前記第二パターンへの切り替え中に前記第二の照射領域の露光を開始する、請求項１に記載の露光装置。
  3. 　前記第一パターンから前記第二パターンへの切り替え終了後に前記第二の照射領域の露光を開始する、請求項１に記載の露光装置。
  4. 　請求項１から請求項３のいずれかに記載の露光装置に用いられる露光マスクであって、
    　前記露光パターンは、前記露光マスクの移動方向に複数並べられている、露光マスク。
  5. 　前記第二パターンは、前記第一パターンに対し、前記基板の露光処理中の移動方向の後方側に設けられている、請求項４に記載の露光マスク。
  6. 　前記露光パターンは、前記露光マスクの移動方向に直交する方向に延びるように形成されており、
    　前記第一パターンと前記第二パターンとの間には、前記露光光を遮蔽する遮蔽領域が、前記露光マスクの移動方向に直交する方向に延びるように形成されている、請求項４または請求項５に記載の露光マスク。
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