JP2006292919A - Exposure method and exposing device - Google Patents
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Abstract
Description
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ものである。 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.
従来、液晶パネル用カラーフィルタの製造において、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にあたり、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、該露光部において光源部か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回目の露光を行い、次に、前記基板ステージを所定距離だけステッ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回目に露光できなかった領域に第2回目の露光を行い、これを繰り返して大型の基板上の全面にフォトマスクのパターンを転写するようにした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)。
また、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、該露光部において光源部から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し、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ようにした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3、特許文献4参照)。
In addition, the sheet-like substrate (substrate) wound around the roll is fed to the exposure unit and positioned, and the exposure light from the light source unit is passed through the photomask having a size corresponding to the unit substrate on the exposure unit. The photomask pattern is transferred by irradiating a predetermined area of the sheet, and then the sheet-like base material is fed out and positioned by an amount corresponding to the unit substrate to the exposure unit, and the same exposure operation is repeated to sequentially form the sheets. An exposure method or an exposure apparatus in which a photomask pattern is transferred in the longitudinal direction of a substrate is known (see, for example, Patent Document 3 and Patent Document 4).
しかし、前記露光方法または露光装置においては、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ので、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撓みを防止する観点からより小さくすると、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ので、光源部のパワーの限界から露光光の照射時間を長くしなけらばならず、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ア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。
However, in the exposure method or the exposure apparatus, when the exposure of the predetermined region of the substrate (base material) is completed, the exposure operation is once ended and the photomask is moved stepwise relative to the substrate (base material). In addition, since it is necessary to intermittently repeat the operation of aligning the substrate (base material) and the photomask again, there is a problem that the exposure operation takes a long time and the exposure operation cannot be performed efficiently. Further, if the size of the photomask is made smaller from the viewpoint of preventing deflection due to its own weight, the number of times of repeating the exposure operation for a large substrate increases, and the exposure time becomes longer, and the above problem becomes more prominent. .
In addition, in order to reduce the number of repetitions of the exposure operation, when a relatively large photomask is used, the exposure light requires a large amount of energy. As a result, there is a problem that the exposure time cannot be shortened.
Further, in order to align the substrate (base material) and the photomask in the exposure unit, it is necessary to form alignment marks separately from the pattern on both the substrate (base material) and the photomask in advance. There is a problem that the manufacturing process of the substrate (base material) and the photomask becomes complicated.
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。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an exposure method and an exposure apparatus that can efficiently expose a substrate having a wide exposure area using a small mask. .
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、請求項1に係る露光方法は、基板搬送手段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に対して、露光部で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、前記基板上にマスクの開口部の像を転写する露光方法において、
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手段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し、前記撮像手段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しながら、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している。
The present invention is characterized by the following points in order to solve the above problems.
That is, in the exposure method according to
The pattern edge of the reference pattern formed in advance on the substrate is imaged by the imaging means to detect the reference position in the transport direction on the substrate and the direction perpendicular thereto, and the reference pattern imaged by the imaging means is the imaging position. The exposure area along the substrate transport direction is continuously exposed while adjusting the position of the mask so that the position of the mask coincides with the reference position on the substrate when moved from the exposure position to the exposure position. Yes.
請求項2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手段と、該基板搬送手段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を設けた露光装置であって、
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基板の移動中に撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像されたパターンエッジの画像にもとづき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、前記撮像手段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を備えると共に、該制御装置は、基板上の露光開始端から露光終端まで基板が前記露光部を移動する間、前記連続光源からの露光光の基板への照射を継続させることを特徴としている。
An exposure apparatus according to a second aspect of the present invention relates to a substrate transport unit that transports a substrate in a constant direction at a constant speed, and exposure light from a continuous light source to a substrate being transported by the substrate transport unit. An exposure apparatus provided with an exposure optical system that irradiates through a portion and transfers an image of the opening onto a substrate,
An imaging unit that images a pattern edge of a reference pattern previously formed on the substrate while moving the substrate, and a conveyance direction on the substrate based on an image of the pattern edge captured by the imaging unit and a direction perpendicular thereto A control device that detects a reference position and adjusts the position of the mask so that the position of the mask coincides with the reference position on the substrate when the reference pattern imaged by the imaging means is moved from the imaging position to the exposure position. In addition, the control apparatus is characterized in that irradiation of exposure light from the continuous light source onto the substrate is continued while the substrate moves through the exposure unit from an exposure start end to an exposure end on the substrate.
請求項3に係る露光装置は、請求項2に記載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ことを特徴としている。
請求項4に係る露光装置は、請求項2または3に記載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ことを特徴としている。
請求項5に係る露光装置は、請求項2〜4のいずれかに記載の露光装置において、前記基板搬送手段は、シート状の基板を格納ロールから巻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している。
An exposure apparatus according to a third aspect is the exposure apparatus according to the second aspect, wherein the control device adjusts the position in a direction perpendicular to the transport direction of the mask based on a reference position in a direction perpendicular to the transport direction of the substrate. It is characterized by performing.
An exposure apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the exposure apparatus according to the second or third aspect, wherein the control device determines a rotation angle of the mask based on an inclination with respect to a substrate transport direction obtained by detecting each of the reference positions. It is characterized by adjusting the position.
The exposure apparatus according to
本発明によれば、以下の優れた効果を奏する。
請求項1に係る露光方法および請求項2に係る露光装置によれば、基板搬送手段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ので、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く、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。
しかも、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、該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ので、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アライメントマークを形成する必要がなく、それらの製造が容易である。
The present invention has the following excellent effects.
According to the exposure method according to
In addition, since the reference position of the substrate can be detected using a reference pattern previously formed on the substrate and the position of the mask can be adjusted based on the reference position, exposure to a predetermined area of the substrate can be performed. It can be performed accurately, and it is not necessary to form alignment marks on the substrate or the mask for adjusting the position of the mask, and their manufacture is easy.
請求項3に係る露光装置によれば、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ので、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。
請求項4に係る露光装置によれば、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ので、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。
請求項5に係る露光装置によれば、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ので、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。
According to the exposure apparatus of the third aspect, the position of the mask in the direction perpendicular to the reference position in the direction perpendicular to the substrate conveyance direction can be reliably adjusted. The exposure of the exposed area can be performed accurately.
According to the exposure apparatus of the fourth aspect, since the position of the turning angle of the mask can be reliably adjusted in accordance with the inclination angle with respect to the transport direction of the substrate, the mask corresponding to the position change of the transported substrate. Thus, it is possible to perform the exposure of a predetermined exposure region more accurately by adjusting the position of the lens more accurately.
According to the exposure apparatus according to
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2を参照して説明する。図1において、1は本発明の一実施の形態に係る露光装置を示す。この露光装置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手段5と、前記基板4上の特定部位を撮像するの撮像手段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、前記露光光学系3からの露光光を露光光学系3に設けた後述のマスク11の開口部を通して前記基板4に照射して、前記開口部の形状にもとづくパターンを前記基板4上に転写するようになっている。
The exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In FIG. 1,
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、該ランプ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、該照明用レンズ10の下方に設置されたマスク11とを備え、その光軸(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いる。前記ランプ9は一旦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ものである。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で上下方向)yに長辺を有する矩形状の平板からなり、Y軸方向yに直角なX軸方向(図1、図2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)貫通して設けられている。なお、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ており、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く、基板4のX軸方向xにおける幅が、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なものとされている(図2参照)。
The exposure optical system 3 includes a lamp (continuous light source) 9 made of an ultrahigh pressure mercury lamp or the like, an
また、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12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上に位置するようになっている。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の前記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手段13を介して調節し得るようになっている。前記マスク駆動手段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エンコーダ、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。
The
前記基板搬送手段5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、フィルム状(シート状)の基板4を巻き付けて格納する格納ロール14と、露光ステーション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を巻き取る巻取ロール15と、前記巻取ロール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)イに搬送させて巻取ロール15に巻き取らせるサーボモータ等を有する基板駆動手段16とを備えている。前記基板駆動手段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エンコーダ、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、前記基板搬送手段5には、前記露光ステーション2の前後(図1で左右)に位置して基板4を上下から挟んで自転する2対の案内ローラ17a,17bが設けられており、前記基板4がマスクステージ12の下方において水平状態を保って移動するようになっている。
The substrate transport means 5 is disposed on one end side (right side in FIG. 1) of the
前記基板4は、例えば、カラーフィルタ基板であって、図2(a)に示すように、ブラックマトリックスBMの中に基板4の搬送方向(X軸方向x)に直線状に複数整列した各着色層(赤R、緑G、青B)用の矩形状の開口であるピクセル(基準パターン)18を、前記搬送方向と直角な基板4の幅方向(Y軸方向y)に複数列配置して形成したものであり、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ようになっている。
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ものである。
前記撮像手段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の内部におい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、該ハーフミラー19によって反射された画像を撮像するリニアCCD20とを備えている。
The
In addition to what is shown in the present embodiment, the reference pattern means a wiring pattern, various electrode patterns, and the like in a semiconductor component.
The imaging means 6 is opposed to the image recognition illumination 7, and a
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S1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の進行方向イに対して後側(図1、図2で右側)へ予め所定距離Lだけ離されて設定されており、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)18e1(基板4の進行方向イ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から、所定時間経過後に、ピクセル18が前記マスク11の開口部11a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。さらに、前記リニアCCD20は、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を撮像するようになっている。
The
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、前記リニアCCD20で前記基板4のピクセル18の前方エッジ18e1と側方エッジ18e2を撮像して得た画像データにもとづいて基板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画像処理部21と、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記憶部22と、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18e1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したり、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11a)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等を演算する演算部23と、前方エッジ18e1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)に従って、最前端のピクセル18aが前記露光位置Eに達してから最後端のピクセル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ランプ電源部24と、前記基板駆動手段16を作動させて前記基板4を進行方向イに搬送させる基板コントローラ25と、前記マスク駆動手段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するマスクステージコントローラ26と、前記画像処理部21と、記憶部22、演算部23、ランプ電源部24、基板コントローラ25、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とを備えている。
The
次に、上記のように構成された露光装置1の作用と共に、本発明の一実施の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、前記基板コントローラ25の作動で前記基板搬送手段5の基板駆動手段16が駆動されて、前記基板4が格納ローラ14から繰り出されて巻取ローラ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イへ搬送される(ステップS1)。その間、前記リニアCCD20が、基板4の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)。
Next, an exposure method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 together with the operation of the
First, when the
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、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18e1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の進行方向イ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が、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と予め設定された基板4の搬送速度から、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と共に、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))を演算し、さらに、図2(b)に示すように、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とから、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)。
The image data obtained by the
そして、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該到達時間を計時しており、その計時が終了すると、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、前記マスクコントローラ26に指令して前記マスク駆動手段13を作動させるので、前記マスク駆動手段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を点灯させるので、前記ランプ9からの露光光が前記照明用レンズ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、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(ステップS6)。
The
前記露光中は、前記基板4が進行方向イ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18e1と側方エッジ18e2を撮像することによって、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ているので、前記マスク11の開口部11a,11aによって基板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の進行方向イ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、該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S7)。
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が、引き続いて前記基材4を進行方向イへ搬送しながら、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。
During the exposure, the
When the X-axis reference position of the
As described above, the exposure operation for the region corresponding to one unit substrate in the film-like (sheet-like)
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に沿っ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。
The
In addition, the exposure operation with respect to the area | region in the other colored layer (green G, blue B) in the black matrix BM of the said board |
前記のように、実施の形態に係る露光方法は、基板搬送手段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の像を転写する露光方法において、前記基板4に予め形成されたピクセル18の前方エッジ18e1、側方エッジ18e2を撮像手段6で撮像して基板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基準位置を検出し、前記撮像手段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該マスク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28,28を連続して露光する構成とされている。
As described above, in the exposure method according to the embodiment, the exposure light that is continuous light from the lamp 9 at the
また、第1の実施の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を基板駆動手段16によって巻取ロール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手段5と、該基板搬送手段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とを設けた露光装置であって、前記基板4に予め形成されたピクセル18の前方エッジ18e1と側方エッジ18e2とを基板4の移動中に撮像する撮像手段6と、該撮像手段6で撮像された前方エッジ18e1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、前記撮像手段6で撮像されたピクセル18が撮像位置か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を備えると共に、該制御装置8が、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構成とされている。
Further, the
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、基板搬送手段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ので、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く、広い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。
しかも、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ので、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にアライメントマークを形成する必要がなく、それらの製造が容易である。
Therefore, according to the exposure method and the
In addition, since the reference position of the
また、前記露光装置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ので、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、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いて前記マスク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にもとづいて前記マスク11の旋回角の位置調節を行うようにすると、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ので、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。
In the
In the
次に、本発明の第2の実施の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、前記実施の形態に係る露光装置1が格納ロール14からフィルム状(シート状)の基材(基板)4を巻取ロール15で巻き取ることにより、該基板4を露光ステーション2において露光光学系3の光軸Sに垂直な方向(X軸方向x)へ搬送するようにしたのに対して、平板状の単位基板(基板)4を基板ステージ30上に載置して該基板4を前記露光ステーション2においてX軸方向xに沿って進行方向イ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。
Next, an
この露光装置1Aにおいては、前記基板ステージ30が前記マスクステージ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、サーボモータ、リニアモータ等を有する基板駆動手段16a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へ往復移動するようになっている。前記基板搬送手段16aには、図示しないが、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エンコーダ、リニアセンサー等の位置センサーが設けられている。なお、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4をその周辺部で支持するようになっている。
In this
そして、この露光装置1Aにおいては、基板コントローラ25の指令で基板駆動手段16aが駆動されて前記基板ステージ30が一端側(図4で右端側)から他端側へ向けて移動すると、基板ステージ30上の基板4が、露光ステーション2を進行方向イへ搬送されながら、前記露光光学系3によって進行方向イの先端部(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、進行方向イの後端部(露光終端)で露光が停止される。そして、1つの基板4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4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。露光操作中においては、前記基板4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Y軸方向yにおける位置と旋回角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ことは勿論である。
この実施の形態に係る露光装置1A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4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4の所定の露光領域28,28に効率的に露光(プロキシ露光)を行うことができと共に、前記本発明の第1の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。
In the
According to the
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は、前記第2の実施の形態に係る露光装置1Aに対し、該露光装置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、該投影用レンズ10aを基板ステージ30(基板4)に近接した位置に配置すると共に、前記マスクステージ12を投影用レンズ10aとランプ9との間に配置したものである。なお、前記ハーフミラー19は投影レンズ10aとマスクステージ12との間に配置されている。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。
Next, an
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4に照射されることにより、基板4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4が露光ステーション2を進行方向イへ搬送されると、前記露光光学系3によって連続的に基板4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いても、前記基板4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Y軸方向yにおける位置と旋回角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ことは勿論である。
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にマスク駆動手段13と同様な駆動手段を付設して、該投影レンズ10aを移動させて行うこともできる。
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4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4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。
In this
The position adjustment can be performed by moving the
According to the
なお、前記実施の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4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が、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、露光終端での露光の開始、終了を行うようにしてもよい。また、前記実施の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が、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、フォトマスクやレチクルの製造等の場合にも適用することができる。
In the exposure method and
1,1A,1B 露光装置
2 露光ステーション(露光部)
3 露光光学系
4 基板
5 基板搬送手段
6 撮像手段
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 マスク駆動手段
16,16a 基板駆動手段
18 ピクセル(パターン)
18e1 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
1, 1A,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Exposure
DESCRIPTION OF
18e1 Front edge (pattern edge)
18e2 Side edge (pattern edge)
20 linear CCD
DESCRIPTION OF
Claims (5)
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手段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し、前記撮像手段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しながら、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露光方法。 The exposure unit emits exposure light from a continuous light source through a mask provided on the optical path of the exposure optical system to the substrate being transported in a constant direction at a constant speed by the substrate transport means, and the mask is placed on the substrate. In the exposure method for transferring the image of the opening of
The pattern edge of the reference pattern formed in advance on the substrate is imaged by the imaging means to detect the reference position in the transport direction on the substrate and the direction perpendicular thereto, and the reference pattern imaged by the imaging means is the imaging position. The exposure area is continuously exposed along the substrate transport direction while adjusting the position of the mask so that the position of the mask coincides with the reference position on the substrate when moved from the exposure position to the exposure position. Exposure method.
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基板の移動中に撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像されたパターンエッジの画像にもとづき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、前記撮像手段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を備えると共に、該制御装置は、基板上の露光開始端から露光終端まで基板が前記露光部を移動する間、前記連続光源からの露光光の基板への照射を継続させることを特徴とする露光装置。 The substrate transport means for transporting the substrate in a constant direction at a constant speed, and the substrate being transported by the substrate transport means, the exposure unit irradiates exposure light from a continuous light source through the opening of the mask. An exposure apparatus provided with an exposure optical system that transfers an image of an opening onto a substrate,
An imaging unit that images a pattern edge of a reference pattern previously formed on the substrate while moving the substrate, and a conveyance direction on the substrate based on an image of the pattern edge captured by the imaging unit and a direction perpendicular thereto A control device that detects a reference position and adjusts the position of the mask so that the position of the mask coincides with the reference position on the substrate when the reference pattern imaged by the imaging means is moved from the imaging position to the exposure position. The exposure apparatus is characterized in that the control device continues irradiation of the exposure light from the continuous light source onto the substrate while the substrate moves through the exposure unit from an exposure start end to an exposure end on the substrate. .
The said board | substrate conveyance means winds up a sheet-like board | substrate from a storing roll to a winding roll, and moves the said exposure part along a plane perpendicular | vertical to the optical path of the said exposure optical system, The said 2nd to 4th characterized by the above-mentioned. An exposure apparatus according to any one of the above.
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