JP5382899B2

JP5382899B2 - 露光装置

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Publication number: JP5382899B2
Application number: JP2005309205A
Authority: JP
Inventors: 康一梶山; 由雄渡辺
Original assignee: V Technology Co Ltd
Current assignee: V Technology Co Ltd
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2025-10-25
Also published as: JP2007121344A; WO2007049436A1; KR101306917B1; TWI446124B; CN101268420A; KR20080059546A; CN101268420B; TW200731033A

Description

本発明は、被露光体を所定方向に搬送しながら、被露光体の表面に搬送方向に沿って所定間隔で設定された複数の露光領域に対して、フォトマスクを介して所定の露光パターン列を形成する露光装置に関し、詳しくは、上記複数の露光領域の外部にて互いに隣接する露光領域の間の部分が露光されるのを防止しようとする露光装置に係るものである。

従来の露光装置は、基板が載置されたステージと露光すべき層に対応するフォトマスクとを相対移動させて上記基板の複数の露光領域のそれぞれに一層分のマスクパターンを露光するものであり、上記複数の露光領域に露光した際のフォトマスクに対する上記ステージの位置を各領域毎に測定すると共に、基板上の所定の位置認識用マークに対して位置決めされた状態のフォトマスクを基準として、上記複数の露光領域に対する露光時の上記ステージの相対位置を取得する手段と、上記位置認識用マークを検出して上記フォトマスクを位置決めし、そのときのフォトマスクを基準として、上記取得した相対位置が再現されるように、フォトマスクに対する上記ステージの位置を測定しつつ上記ステージとフォトマスクとを相対移動させる手段と、を備え、ステージとフォトマスクとを相対移動させて基板上の複数の露光領域に対してそれぞれ位置決めして一層目のパターンを露光形成する際に、一の露光領域を基準とする他の露光領域の上記相対位置のデータを記憶しておき、二層目のパターンを露光形成する際には、上記相対位置データに基づいて上記ステージとフォトマスクとを相対移動して位置決めし、露光するようになっていた（例えば、特許文献１参照）。

しかし、このような従来の露光装置においては、基板をステップ移動して基板上に設定された複数の露光領域を一つずつ切り替えてフォトマスクのマスクパターンを露光するものであり、フォトマスクに対して近接対向して配設された基板をフォトマスクに形成された複数のマスクパターンの並び方向と直交する方向に一定速度で搬送しながら複数の露光領域に対して露光するものではなかった。

一方、基板をフォトマスクに形成された複数のマスクパターンの並び方向と直交する方向に一定速度で搬送しながら複数の露光領域に対して露光するようにした露光装置の場合には、図１１に示すように、例えばカラーフィルタ基板１の搬送方向（矢印Ａ方向）に設定された複数の露光領域２のうち、１番目の露光領域２ａと２番目の露光領域２ｂとの間の部分３ａや２番目の露光領域２ｂと３番目の露光領域２ｃとの間の部分３ｂにも上記複数のマスクパターンによる露光パターン列４が形成されてしまい、製品の外観品位を低下させるおそれがあった。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、被露光体にその搬送方向に沿って設定された複数の露光領域の外部にて互いに隣接する露光領域の間の部分が露光されるのを防止しようとする露光装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の発明による露光装置は、複数の露光領域が少なくとも一列に並べて設定された被露光体を上面に載置して、前記複数の露光領域の設定方向に一定速度で前記被露光体を搬送するステージと、前記ステージの上方に配設され、所定形状の開口のマスクパターンを形成したフォトマスクを前記被露光体に近接対向させて保持するマスクステージと、前記被露光体に対する露光期間中常時点灯し、前記マスクステージに保持されたフォトマスクの前記マスクパターンに露光光を照射する光源と、前記マスクステージと光源との間に配設され、前記フォトマスクに照射する露光光を平行光にする集光レンズと、を備えた露光装置であって、前記光源と集光レンズとの間に配設され、前記光源の像を前記集光レンズの手前側に結像する結像レンズと、複数のスリットと複数の遮光領域とを交互に有して前記結像レンズによる前記光源の像の結像位置近傍に配設され、前記被露光体の前記露光領域に対する露光実行中は停止して前記複数のスリットのうちの一のスリットを通して前記露光領域に露光光を照射させ、前記被露光体の搬送により前記複数の露光領域の外部にて互いに隣接する露光領域の間の部分が前記マスクパターンの下側を通過するのに同期して前記被露光体の搬送方向と反対方向に移動し、該移動方向にて前記一のスリットの下流側に位置する前記遮光領域により前記隣接する露光領域の間の部分に照射される露光光を遮断するシャッタと、を備えたものである。

このような構成により、ステージでその上面に複数の露光領域が少なくとも一列に並べて設定された被露光体を上面に載置して、上記複数の露光領域の設定方向に上記被露光体を一定速度で搬送し、マスクステージで所定形状の開口のマスクパターンを形成したフォトマスクを被露光体に近接対向させて保持し、被露光体に対する露光期間中常時点灯する光源でマスクステージに保持されたフォトマスクのマスクパターンに露光光を照射する。その際、結像レンズで光源の像を集光レンズの手前側に結像し、さらに集光レンズでフォトマスクに照射する露光光を平行光にする。このとき、複数のスリットと複数の遮光領域とを交互に有して結像レンズによる光源の像の結像位置近傍に配設されたシャッタで被露光体の露光領域に対する露光実行中は停止して該露光領域に露光光を照射させ、被露光体の搬送により複数の露光領域の外部にて互いに隣接する露光領域の間の部分がマスクパターンの下側を通過するのに同期して被露光体の搬送方向と反対方向に移動し、該移動方向にて上記一のスリットの下流側に位置する上記遮光領域により上記隣接する露光領域の間の部分に照射される露光光を遮断する。

また、第２の発明による露光装置は、複数の露光領域が少なくとも一列に並べて設定された被露光体を上面に載置して、前記複数の露光領域の設定方向に一定速度で前記被露光体を搬送するステージと、前記ステージの上方に配設され、所定形状の開口のマスクパターンを形成したフォトマスクを前記被露光体に近接対向させて保持するマスクステージと、前記被露光体に対する露光期間中常時点灯し、前記マスクステージに保持されたフォトマスクの前記マスクパターンに露光光を照射する光源と、前記マスクステージと光源との間に配設され、前記フォトマスクに照射する露光光の輝度分布を均一にするフォトインテグレータと、前記マスクステージとフォトインテグレータとの間に配設され、前記フォトマスクに照射する露光光を平行光にする集光レンズと、を備えた露光装置であって、前記フォトインテグレータと集光レンズとの間に配設され、前記フォトインテグレータの端面像を前記集光レンズの手前側に結像する結像レンズと、複数のスリットと複数の遮光領域とを交互に有して前記結像レンズによる前記フォトインテグレータの端面像の結像位置近傍に配設され、前記被露光体の前記露光領域に対する露光実行中は停止して前記複数のスリットのうちの一のスリットを通して露光領域に露光光を照射させ、前記被露光体の搬送により前記複数の露光領域の外部にて互いに隣接する露光領域の間の部分が前記マスクパターンの下側を通過するのに同期して前記被露光体の搬送方向と反対方向に移動し、該移動方向にて前記一のスリットの下流側に位置する前記遮光領域により前記隣接する露光領域の間の部分に照射される露光光を遮断するシャッタと、を備えたものである。

このような構成により、ステージでその上面に複数の露光領域が少なくとも一列に並べて設定された被露光体を上面に載置して、上記複数の露光領域の設定方向に上記被露光体を一定速度で搬送し、マスクステージで所定形状の開口のマスクパターンを形成したフォトマスクを被露光体に近接対向させて保持し、被露光体に対する露光期間中常時点灯する光源でマスクステージに保持されたフォトマスクのマスクパターンに露光光を照射する。その際、フォトインテグレータでフォトマスクに照射する露光光の輝度分布を均一し、結像レンズでフォトインテグレータの端面像を集光レンズの手前側に結像し、さらに集光レンズでフォトマスクに照射する露光光を平行光にする。このとき、複数のスリットと複数の遮光領域とを交互に有して結像レンズによる光源の像の結像位置近傍に配設されたシャッタで被露光体の露光領域に対する露光実行中は停止して上記複数のスリットのうちの一のスリットを通して露光領域に露光光を照射させ、被露光体の搬送により複数の露光領域の外部にて互いに隣接する露光領域の間の部分がマスクパターンの下側を通過するのに同期して被露光体の搬送方向と反対方向に移動し、該移動方向にて上記一のスリットの下流側に位置する上記遮光領域により上記隣接する露光領域の間の部分に照射される露光光を遮断する。

さらに、前記シャッタは、前記被露光体の搬送方向と反対方向に移動可能とされ、該移動方向に沿って前記被露光体の複数の露光領域と同数のスリットを形成したものである。これにより、移動方向に沿って被露光体の複数の露光領域と同数のスリットを形成したシャッタを被露光体の搬送方向と反対方向に移動し、該シャッタで被露光体の移動により複数の露光領域の外部にて互いに隣接する露光領域の間の部分がフォトマスクの下側を通過するのに同期して動き、上記隣接する露光領域の間の部分に照射される露光光を遮断する。

請求項１に係る発明によれば、被露光体上にその搬送方向に沿って一列に並べて設定された複数の露光領域の外部にて、互いに隣接する露光領域の間の部分が露光されるのを防止することができる。したがって、製品の外観品位を向上させることができる。また、結像レンズによる光源の像の結像位置近傍にシャッタを配設しているので、シャッタを小さくすることができ、周辺の構成部品との干渉を避けることができる。

また、請求項２に係る発明によれば、被露光体上にその搬送方向に沿って一列に並べて設定された複数の露光領域の外部にて、互いに隣接する露光領域の間の部分が露光されるのを防止することができる。したがって、製品の外観品位を向上させることができる。また、結像レンズによるフォトインテグレータの端面像の結像位置近傍にシャッタを配設しているので、シャッタを小さくすることができ、周辺の構成部品との干渉を避けることができる。

さらに、請求項３に係る発明によれば、スリットの部分で被露光体の露光領域に露光光の照射を可能とし、隣接するスリットの間の部分で露光光を遮断して被露光体の隣接する露光領域の間の部分に露光光が照射されるのを防止することができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による露光装置の実施形態の概略構成を示す正面図である。この露光装置は、被露光体を所定方向に搬送しながら、被露光体の表面に搬送方向に沿って所定間隔で設定された複数の露光領域に対して、フォトマスクを介して所定の露光パターン列を形成するもので、ステージ５と、マスクステージ６と、光源７と、フォトインテグレータ８と、コンデンサーレンズ９と、結像レンズ１０と、シャッタ１１と、撮像手段１２と、を備えてなる。なお、以下の説明においては、被露光体がカラーレジストを塗布したカラーフィルタ基板１の場合について述べる。

上記ステージ５は、図２に示すように、複数の露光領域２が間隔Ｇ１をおいて少なくとも一列に並べて設定されたカラーフィルタ基板１（同図には二列で示す）を上面５ａに載置して、上記複数の露光領域２の設定方向にカラーフィルタ基板１を搬送するものであり、搬送手段１３によって、図１に矢印Ａで示す方向に一定速度（Ｖ）で移動するようになっている。なお、図２において、符号２ａは第１番目の露光領域を示し、符号２ｂは第２番目の露光領域を、符号２ｃは第３番目の露光領域を示す。さらに、符号３ａは第１番目及び第２番目の露光領域２ａ，２ｂの間の部分（以下、「第１の非露光領域」と記載する）を示し、符号３ｂは第２番目及び第３番目の露光領域２ｂ，２ｃの間の部分（以下、「第２の非露光領域」と記載する）を示す。

上記ステージ５の上方には、マスクステージ６が配設されている。このマスクステージ６は、カラーフィルタ基板１に対して所定のギャップ、例えば100〜300μmのギャップを介して近接対向させてフォトマスク１４を保持するものである。

ここで、上記フォトマスク１４は、露光光の照射によりそこに形成されたマスクパターンをカラーフィルタ基板１上のカラーレジストに転写させるものであり、図３に示すように、透明基材１５と、遮光膜１６と、マスクパターン１７と、覗き窓１８と、マスク側アライメントマーク１９とからなっている。

上記透明基材１５は、紫外線及び可視光を高効率で透過する透明なガラス基材であり、例えば石英ガラスからなる。
図１に示すように、上記透明基材１５の一方の面１５ａには、遮光膜１６が形成されている。この遮光膜１６は、露光光を遮光するものであり、不透明な例えばクロム（Ｃｒ）の薄膜で形成されている。

上記遮光膜１６には、図３に示すように、一方向に並べて複数のマスクパターン１７が形成されている。この複数のマスクパターン１７は、露光光を通す所定形状の開口であり、対向して搬送されるカラーフィルタ基板１に露光光を照射可能とし、図４に示すカラーフィルタ基板１上に形成されたブラックマトリクス２０のピックセル２１上に転写されるものである。そして、例えば、上記ピックセル２１の幅と略一致した幅を有して上記並び方向と直交する方向に長い矩形状とされ、上記ピックセル２１の３ピッチ間隔と一致した間隔で形成されている。また、図３に示すように、例えば中央部に位置するマスクパターン１７ａの左端縁部が基準位置Ｒ１として予め設定されている。

上記遮光膜１６には、図３に示すように、上記複数のマスクパターン１７に近接してその並び方向の側方に覗き窓１８が形成されている。この覗き窓１８は、対向して搬送される図４に示すカラーフィルタ基板１に形成された基板側アライメントマーク２２及びブラックマトリクス２０のピックセル２１を観察するためのものであり、後述する撮像手段１２で上記基板側アライメントマーク２２の位置及びブラックマトリクス２０の例えば図４に示すように中央部に位置するピックセル２１ａの左上端隅部に予め設定された基準位置Ｒ２を検出可能となっている。そして、図３に示すように、上記複数のマスクパターン１７の並び方向に平行して中央側から一方の端部１４ａに向かって延びて矩形状に形成されている。

上記遮光膜１６には、図３に示すように、上記覗き窓１８の一端部側方に中央側から他方の端部１４ｂに向かって並べて複数のマスク側アライメントマーク１９が形成されている。この複数のマスク側アライメントマーク１９は、上記マスクパターン１７に予め設定された基準位置Ｒ１と上記カラーフィルタ基板１のピックセル２１に予め設定された基準位置Ｒ２との位置合わせをするためのものであり、上記マスクパターン１７に対応して形成されている。さらに、その形成位置は、図３においてマスク側アライメントマーク１９の左側縁部が対応するマスクパターン１７の左側縁部と一致するようにされている。そして、例えば、遮光膜１６の中央部側に形成されたマスク側アライメントマーク１９が基準マーク１９ａとして予め設定されている。これにより、上記基準マーク１９ａと上記カラーフィルタ基板１の基板側アライメントマーク２２とが所定の位置関係となるように位置調整されることにより、上記マスクパターン１７の基準位置Ｒ１とカラーフィルタ基板１の基準位置Ｒ２とが位置合わせできるようになっている。

そして、上記フォトマスク１４は、図１に示すように、上記遮光膜１６を形成した側を下にしてマスクステージ６に保持される。

上記マスクステージ６の上方には、光源７が配設されている。この光源７は、カラーフィルタ基板１に対する露光期間中常時点灯し、上記マスクステージ６に保持されたフォトマスク１４に露光光を照射するものであり、紫外線を含んだ露光光を放射する、例えば超高圧水銀ランプ、キセノンランプ又は紫外線発光レーザである。

上記マスクステージ６と光源７との間には、フォトインテグレータ８が配設されている。このフォトインテグレータ８は、フォトマスク１４に照射する露光光の輝度分布を均一にするものであり、例えばカライドスコープ又はフライアイレンズ等である。なお、本実施形態においては、カライドスコープで示し、その端面８ａ形状は、長方形に形成されて露光光がフォトマスク１４の複数のマスクパターン１７形成領域のみに照射するようにされている。なお、フォトマスク１４の覗き窓１８及びマスク側アライメントマーク１９を覆って紫外線を反射又は吸収し可視光を透過するフィルタを形成した場合、露光光がフォトマスク１４全体を照射するようにしてもよい。

上記マスクステージ６とフォトインテグレータ８との間には、コンデンサーレンズ９が配設されている。このコンデンサーレンズ９は、その前焦点を後述する結像レンズ１０による上記フォトインテグレータ８の端面８ａの像の結像位置近傍に位置させて露光光を平行光にし、フォトマスク１４に垂直に照射させるようにするものであり、集光レンズである。

上記フォトインテグレータ８とコンデンサーレンズ９との間には、結像レンズ１０が配設されている。この結像レンズ１０は、フォトインテグレータ８の端面像を一旦上記コンデンサーレンズ９の手前側に結像するものであり、凸レンズである。

上記結像レンズ１０による上記フォトインテグレータ８の端面像の結像位置近傍には、シャッタ１１が設けられている。このシャッタ１１は、カラーフィルタ基板１の露光領域２に対する露光実行中は停止して該露光領域２に露光光を照射させ、カラーフィルタ基板１の移動により複数の露光領域２の外部にて互いに隣接する露光領域２の間の部分がマスクパターン１７の下側を通過するのに同期して動き、上記隣接する露光領域２の間の部分に照射される露光光を遮断するものであり、図１に矢印Ａで示すカラーフィルタ基板１の移動方向と反対方向（矢印Ｂ方向）に移動及び停止されて、隣接する上記カラーフィルタ基板１の第１及び第２の非露光領域３ａ，３ｂに露光光が照射されるのを防止できるようになっている。そして、図５に示すように、矢印Ｂで示す移動方向に沿って上記カラーフィルタ基板１の第１番目〜第３番目の露光領域２ａ〜２ｃと同数のスリット２３を形成している。なお、上記カラーフィルタ基板１の第１番目〜第３番目の露光領域２ａ〜２ｃに対応するスリット２３がそれぞれ第１番目のスリット２３ａ、第２番目のスリット２３ｂ、第３番目のスリット２３ｃである。また、第１及び第２の非露光領域に対応する第１番目及び第２番目のスリット２３ａ，２３ｂの間の部分が第１の遮光領域３０ａであり、第２番目及び第３番目のスリット２３ｂ，２３ｃの間の部分が第２の遮光領域３０ｂである。

この場合、図５に示す上記シャッタ１１のスリット２３の大きさ（ｗ×ｄ）は、コンデンサーレンズ９の倍率をＭ、図３に示すフォトマスク１４の複数のマスクパターン１７のトータル幅をＷ及びマスクパターン１７の長さをＤとすると、少なくともｗ＝Ｗ／Ｍ及びｄ＝Ｄ／Ｍに形成される。また、隣接するスリット２３の間隔Ｇ２は、図２に示すカラーフィルタ基板１の隣接する露光領域２の間隔をＧ１とすると、Ｇ２＝Ｇ１／Ｍに設定される。また、シャッタ１１の矢印Ｂ方向への移動速度ｖは、カラーフィルタ基板１の搬送速度をＶとすると、ｖ＝Ｖ／Ｍとされる。なお、図５において、斜線を付して示した領域は、露光光の照射領域３１である。

そして、上記光源７、フォトインテグレータ８、結像レンズ１０、コンデンサーレンズ９、マスクステージ６及びシャッタ１１を含んで露光光学系２４が構成される。

上記ステージ５の上方には、撮像手段１２が配設されている。この撮像手段１２は、カラーフィルタ基板１に形成された基板側アライメントマーク２２とフォトマスク１４に形成されたマスク側アライメントマーク１９とをミラー２５を介してそれぞれ同一視野内に捕えて撮像するものであり、光を受光する多数の受光素子を一直線状に並べて備えたラインＣＣＤ２６と、その前方に配設されてカラーフィルタ基板１に形成された基板側アライメントマーク２２及びピックセル２１やフォトマスク１４に形成されたマスク側アライメントマーク１９をそれぞれ上記ラインＣＣＤ２６上に結像させる撮像レンズ２７と、を備えている。

さらに、図１に示すように、上記撮像手段１２の光路上にて、上記ラインＣＣＤ２６と撮像レンズ２７との間には、光学距離補正手段２８が配設されている。この光学距離補正手段２８は、撮像手段１２のラインＣＣＤ２６とカラーフィルタ基板１との間の光学距離及び撮像手段１２のラインＣＣＤ２６とフォトマスク１４との間の光学距離を略合致させるものであり、空気の屈折率よりも大きい所定の屈折率を有する透明な部材からなり、例えばガラスプレートである。具体的に、この光学距離補正手段２８は、フォトマスク１４に形成された覗き窓１８を介して撮像手段１２のラインＣＣＤ２６とカラーフィルタ基板１とを結ぶ光路上に配設されている。これにより、撮像手段１２の光軸方向にずれて位置するカラーフィルタ基板１の基板側アライメントマーク２２等の像と、フォトマスク１４のマスク側アライメントマーク１９の像とを上記ラインＣＣＤ２６上に同時に結像させることができる。

次に、このように構成された露光装置の動作について説明する。
ここで、使用されるカラーフィルタ基板１は、図４に示すように、透明なガラス基板の一面にクロム（Ｃｒ）等からなる不透明膜が形成され、同図に示すように露光領域２内に多数のピックセル２１がマトリクス状に形成されたものである。さらに、その一端部１ａ側の略中央部に、上記フォトマスク１４に予め設定された基準位置Ｒ１と上記カラーフィルタ基板１に予め設定された基準位置Ｒ２との位置ずれを補正してアライメントをとるために細長状の基板側アライメントマーク２２が一つ形成されている。また、上記基板側アライメントマーク２２の側方には、中央側から一方の側端部１ｂに向かって並べて複数のアライメント確認マーク２９がピックセル２１に対応させてピックセル２１の配列の３ピッチ間隔と一致した間隔で形成されている。なお、上記基板側アライメントマーク２２及びアライメント確認マーク２９は、図４においてそれぞれ各マークの左側縁部と対応するピックセル２１の左側縁部とが一致するように形成されている。

このように形成されたカラーフィルタ基板１は、上面に所定のカラーレジストが塗布され、上記基板側アライメントマーク２２を形成した端部１ａ側を図４に矢印Ａで示す搬送方向の先頭側に位置させてステージ５の上面５ａに載置され、搬送手段１３によって一定の速度Ｖで矢印Ａ方向に搬送される。

一方、フォトマスク１４は、図３に示すように、覗き窓１８が形成された端部１４ｃ側を矢印Ａで示す搬送方向の手前側に位置させ、図１に示すように遮光膜１６を形成した面を下にしてマスクステージ６に保持される。そして、搬送されるカラーフィルタ基板１の上面に近接して対向するようにされる。

このような状態で、フォトマスク１４に形成された覗き窓１８を通してカラーフィルタ基板１上の基板側アライメントマーク２２、アライメント確認マーク２９及びピックセル２１が撮像手段１２によって撮像される。この場合、フォトマスク１４に形成された覗き窓１８を介して撮像手段１２のラインＣＣＤ２６とカラーフィルタ基板１とを結ぶ光路上に光学距離補正手段２８が配設されて、その光学距離が撮像手段１２のラインＣＣＤ２６とフォトマスク１４との間の光学距離と略合致するようにされているので、撮像手段１２の光軸方向にずれて位置するカラーフィルタ基板１上の基板側アライメントマーク２２等の像とフォトマスク１４のマスク側アライメントマーク１９の像とが同時に撮像手段１２のラインＣＣＤ２６上に結像する。したがって、撮像手段１２で同時に撮像された基板側アライメントマーク２２等の画像とマスク側アライメントマーク１９の画像とが図示省略の画像処理部で同時に処理される。

ここで、先ず、撮像手段１２によって、図６に示されるようにフォトマスク１４の覗き窓１８を通して観察されるカラーフィルタ基板１の基板側アライメントマーク２２とフォトマスク１４のマスク側アライメントマーク１９とが同時に撮像される。このとき、基板側アライメントマーク２２を検出したラインＣＣＤ２６の受光素子のセル番号と、上記フォトマスク１４の基準マーク１９ａを検出したラインＣＣＤ２６の受光素子のセル番号とが読み取られ、図示省略の演算部でその距離Ｌが演算される。そして、予め設定して記憶された所定の距離Ｌ₀と比較される。

そして、図６に示すように、基板側アライメントマーク２２と基準マーク１９ａとの距離ＬがＬ₀又はＬ₀±ｘ（ｘは許容値）となるようにフォトマスク１４が矢印Ｘ，Ｙ方向に移動される。これにより、フォトマスク１４の基準位置Ｒ１とカラーフィルタ基板１の基準位置Ｒ２とが所定の許容範囲内で合致することとなる。

次に、フォトマスク１４の覗き窓１８を通してカラーフィルタ基板１のアライメント確認マーク２９が撮像手段１２によって撮像される。そして、各アライメント確認マーク２９を検出したラインＣＣＤ２６の受光素子のセル番号、及びフォトマスク１４の各マスク側アライメントマーク１９を検出したラインＣＣＤ２６の受光素子のセル番号が読み取られ、演算部で各セル番号の平均値が演算される。その平均値は、アライメント調整直後に上記カラーフィルタ基板１の基板側アライメントマーク２２を検出したラインＣＣＤ２６の受光素子のセル番号と比較され、両者が所定の許容範囲内で一致した場合には、アライメントが確実に行なわれたと判断して露光光がフォトマスク１４に照射される。これにより、フォトマスク１４のマスクパターン１７の像がカラーフィルタ基板１のピックセル２１上に転写される。なお、上記平均値とセル番号とが不一致の場合には、例えばカラーフィルタ基板１が別種類のもの、又はブラックマトリクス２０の形成不良品と判断し、この場合には露光を停止して警報する。

その後は、撮像手段１３で撮像された画像データと図示省略の記憶部に記憶されたカラーフィルタ基板１の基準位置Ｒ２のルックアップテーブル（ＬＵＴ）とが比較され、基準位置Ｒ２が検出される。そして、上記基準位置Ｒ２を検出したラインＣＣＤ２６の受光素子のセル番号と、フォトマスク１４の基準マーク１９ａを検出したラインＣＣＤ２６の受光素子のセル番号とが比較され、両者の距離ＬがＬ_０又はＬ_０±ｘとなるようにフォトマスク１４が矢印Ｘ，Ｙ方向に微動される。また、必要に応じてフォトマスク１４は、その面の中心を中心軸として回動される。これにより、カラーフィルタ基板１がヨーイングしながら矢印Ａで示す方向に搬送されてもフォトマスク１４はそれに追従して動く。こうして、搬送されるカラーフィルタ基板１に対してフォトマスク１４のマスクパターン１７が転写され、カラーフィルタ基板１の所定のピックセル２１上にストライプ状の露光パターン列４が精度よく形成されることとなる。

次に、本発明の露光装置を用いて行なう露光手順を図７のフローチャートを参照して説明する。
先ず、図５に示すシャッタ１１がその第１番目のスリット２３ａの中心を露光光の光軸中心に一致させて停止されている。また、このとき光源７は消灯されている。このような状態において、カラーフィルタ基板１がステージ５の上面５ａに載置されて所定の速度Ｖで図１に示す矢印Ａ方向に搬送される。

そして、カラーフィルタ基板１の基板側アライメントマーク２２がフォトマスク１４の覗き窓１８の下側に達すると、ステップＳ１において、撮像手段１２によって基板側アライメントマーク２２が検出される。

次に、ステップＳ２においては、基板側アライメントマーク２２が検出されると、それをトリガとして図示省略のタイマーが起動してｔ１時間が計時される。

ステップＳ３においては、図８（ｂ）に示すように、基板側アライメントマーク２２を検出してからｔ１時間が経過すると光源７が点灯される。これにより、露光光がシャッタ１１の第１番目のスリット２３ａを通ってフォトマスク１４に照射され、露光が開始される。なお、基板側アライメントマーク２２を検出してからｔ１時間経過後にカラーフィルタ基板１の第１番目の露光領域２ａの搬送方向（矢印Ａ方向）先頭端部がフォトマスク１４のマスクパターン１７の搬送方向（矢印Ａ方向）先頭端部と略合致するように搬送速度Ｖが設定されていれば、同図（ｃ）に示すように、カラーフィルタ基板１の第１番目の露光領域２ａがフォトマスク１４のマスクパターン１７の下側を通過するのにタイミングを合わせて露光を開始することができる。

ステップＳ４においては、タイマーにより露光開始後ｔ２時間の経過が計時される。このとき、時間ｔ２を適当に設定すれば、露光開始後ｔ２時間の経過後に、図９（ａ）に示すように、カラーフィルタ基板１の矢印Ａ方向への移動により、第１番目の露光領域２ａの搬送方向後端部とフォトマスク１４のマスクパターン１７の搬送方向後端部とが略合致することになる。また、上記第１番目の露光領域２ａ及びマスクパターン１７の搬送方向後端部が合致すると同時に、シャッタ１１が矢印Ｂ方向に速度ｖで移動を開始する。

ステップＳ５においては、最後尾の露光領域２、例えば図２おいて第３番目の露光領域２ｃに対する露光が終了したか否かが、基板側アライメントマーク２２を検出した後の経過時間に基づいて図示省略の判定部において判定される。ここで、例えば、まだ第１番目の露光領域２ａに対する露光が終了しただけである場合には、“ＮＯ”判定となってステップＳ６に進む。

ステップＳ６においては、図８（ｃ），（ｄ）に示すように、第１番目の露光領域２ａと第２番目の露光領域２ｂの間の第１の非露光領域３ａがフォトマスク１４のマスクパターン１７の下側を通過するのに合わせて、シャッタ１１が速度ｖで図９（ｂ）に示す矢印Ｂ方向へ移動する。これにより、同図に示すように、シャッタ１１の第１番目のスリット２３ａと第２番目のスリット２３ｂとの間の第１の遮光領域３０ａがカラーフィルタ基板１の第１の非露光領域３ａの矢印Ａ方向への移動に同期して動き、上記第１の遮光領域３０ａで露光光が遮断されて上記第１の非露光領域３ａに対する露光が防止される。

ステップＳ７においては、シャッタ１１の移動開始からｔ３時間の経過がタイマーによって計時される。この場合、ｔ３時間が経過すると、図９（ｃ）に示すように、シャッタ１１が矢印Ｂ方向にさらに移動し、第２番目のスリット２３ｂの中心が露光光の光軸中心に位置付けられる。同時に、カラーフィルタ基板１が矢印Ａ方向に搬送されて、第１の非露光領域３ａがフォトマスク１４のマスクパターン１７の下を通過し、第２番目の露光領域２ｂの搬送方向先頭端部が上記マスクパターン１７の搬送方向先頭端部に合致することとなる。

ステップＳ８においては、図８（ｄ）に示すように、シャッタ１１の移動が停止され、ステップＳ４に戻って第２番目の露光領域２ｂに対する露光が実行される。そして、ステップＳ４〜Ｓ８が繰り返し実行されて、カラーフィルタ基板１の搬送方向に設定された全ての露光領域２に対する露光が行なわれる。

上述のようにして最後尾の露光領域２に対する露光が終了すると、ステップＳ５において、“ＹＥＳ”判定となってステップＳ９に進む。

ステップＳ９においては、図８（ｂ）に示すように、最後尾の露光領域２、例えば第３番目の露光領域２ｃに対する露光が終了（同図（ｃ）参照）したのに合わせて光源７が消灯される。これにより、カラーフィルタ基板１の搬送方向に設定された一列分の露光領域２の露光が終了することとなる。

なお、ステージ５の上面５ａに平行な面内にて、搬送方向（矢印Ａ方向）に直交する方向に露光光学系２４を例えば２台並べて配設すれば、第１番目〜３番目の露光領域２ａ〜２ｃの隣の露光領域２に対しても同時に露光が行なわれ、図１０に示すように全ての露光領域２に対して露光パターン列４を形成することができる。

以上の説明においては、光源７と結像レンズ１０との間にフォトインテグレータ８を配設した場合について説明したが、これに限られず、フォトインテグレータ８はなくてもよい。この場合、結像レンズ１０は、光源７の像をコンデンサーレンズ９の手前側の位置に結像させるように配設するとよい。

また、以上の説明において、露光開始前には、シャッタ１１はその第１番目のスリット２３ａの中心を露光光の光軸中心に一致させた状態で停止し、光源７は消灯されており、その後光源７が点灯されて露光が開始される場合について説明したが、本発明はこれに限られず、光源７は露光開始前から点灯させたままとし、シャッタ１１は、露光開始前にはその第１番目のスリット２３ａの移動方向先頭側の遮光領域で露光光の光路を遮断した状態で停止しており、その後カラーフィルタ基板１の基板側アライメントマーク２２が撮像手段１１によって検出されると移動を開始し、その第１番目のスリット２３ａの中心が露光光の光軸中心に位置付けられると露光が開始されるようにしてもよい。

さらに、以上の説明においては、シャッタ１１がその移動方向に沿ってカラーフィルタ基板１の複数の露光領域２と同数のスリット２３を形成したものである場合について説明したが、本発明はこれに限られず、複数の露光領域２がフォトマスク１４の下側を繰り返し通過するのに同期して開閉するものであってもよい。

そして、以上の説明においては、被露光体がカラーフィルタ基板１である場合につい述べたが、これに限られず、複数の露光領域２にストライプ状の露光パターン列４を形成する基板であれば如何なるものであってもよい。

本発明による露光装置の実施形態の概略構成を示す正面図である。上記露光装置において使用されるカラーフィルタ基板に設定された複数の露光領域の一例を示す平面図である。上記露光装置において使用されるフォトマスクの一構成例を示す平面図である。上記露光装置において使用されるカラーフィルタ基板の一構成例を示す平面図である。上記露光装置において使用されるシャッタの一構成例を示す平面図である。上記フォトマスクとカラーフィルタ基板との位置合わせを示す説明図である。上記露光装置を用いて行なう露光手順を説明するフローチャートである。上記カラーフィルタ基板の複数の露光領域がフォトマスクの下側を順次通過するのに同期したシャッタの動作を説明するタイミングチャートである。上記露光装置による露光動作において、カラーフィルタ基板の第１の非露光領域に対する露光防止動作を示す説明図である。上記露光装置によりカラーフィルタ基板の複数の露光領域に露光パターン列が形成された状態を示す平面図である。カラーフィルタ基板の搬送方向に設定された複数の露光領域の外部にて隣接する露光領域の間の部分に露光パターン列が形成された状態を示す平面図である。

符号の説明

１…カラーフィルタ基板（被露光体）
２…露光領域
２ａ〜２ｃ…第１番目〜第３番目の露光領域
３ａ…第１の非露光領域
３ｂ…第２の非露光領域
５…ステージ
６…マスクステージ
７…光源
８…フォトインテグレータ
９…コンデンサーレンズ（集光レンズ）
１０…結像レンズ
１１…シャッタ
１４…フォトマスク
１７…マスクパターン
２３…スリット
２３ａ〜２３ｃ…第１番目〜第３番目のスリット
３０ａ…第１の遮光領域
３０ｂ…第２の遮光領域

Claims

複数の露光領域が少なくとも一列に並べて設定された被露光体を上面に載置して、前記複数の露光領域の設定方向に一定速度で前記被露光体を搬送するステージと、
前記ステージの上方に配設され、所定形状の開口のマスクパターンを形成したフォトマスクを前記被露光体に近接対向させて保持するマスクステージと、
前記被露光体に対する露光期間中常時点灯し、前記マスクステージに保持されたフォトマスクの前記マスクパターンに露光光を照射する光源と、
前記マスクステージと光源との間に配設され、前記フォトマスクに照射する露光光を平行光にする集光レンズと、
を備えた露光装置であって、
前記光源と集光レンズとの間に配設され、前記光源の像を前記集光レンズの手前側に結像する結像レンズと、
複数のスリットと複数の遮光領域とを交互に有して前記結像レンズによる前記光源の像の結像位置近傍に配設され、前記被露光体の前記露光領域に対する露光実行中は停止して前記複数のスリットのうちの一のスリットを通して前記露光領域に露光光を照射させ、前記被露光体の搬送により前記複数の露光領域の外部にて互いに隣接する露光領域の間の部分が前記マスクパターンの下側を通過するのに同期して前記被露光体の搬送方向と反対方向に移動し、該移動方向にて前記一のスリットの下流側に位置する前記遮光領域により前記隣接する露光領域の間の部分に照射される露光光を遮断するシャッタと、
を備えたことを特徴とする露光装置。
複数の露光領域が少なくとも一列に並べて設定された被露光体を上面に載置して、前記複数の露光領域の設定方向に一定速度で前記被露光体を搬送するステージと、
前記ステージの上方に配設され、所定形状の開口のマスクパターンを形成したフォトマスクを前記被露光体に近接対向させて保持するマスクステージと、
前記被露光体に対する露光期間中常時点灯し、前記マスクステージに保持されたフォトマスクの前記マスクパターンに露光光を照射する光源と、
前記マスクステージと光源との間に配設され、前記フォトマスクに照射する露光光の輝度分布を均一にするフォトインテグレータと、
前記マスクステージとフォトインテグレータとの間に配設され、前記フォトマスクに照射する露光光を平行光にする集光レンズと、
を備えた露光装置であって、
前記フォトインテグレータと集光レンズとの間に配設され、前記フォトインテグレータの端面像を前記集光レンズの手前側に結像する結像レンズと、
複数のスリットと複数の遮光領域とを交互に有して前記結像レンズによる前記フォトインテグレータの端面像の結像位置近傍に配設され、前記被露光体の前記露光領域に対する露光実行中は停止して前記複数のスリットのうちの一のスリットを通して露光領域に露光光を照射させ、前記被露光体の搬送により前記複数の露光領域の外部にて互いに隣接する露光領域の間の部分が前記マスクパターンの下側を通過するのに同期して前記被露光体の搬送方向と反対方向に移動し、該移動方向にて前記一のスリットの下流側に位置する前記遮光領域により前記隣接する露光領域の間の部分に照射される露光光を遮断するシャッタと、
を備えたことを特徴とする露光装置。
前記シャッタは、前記被露光体の搬送方向と反対方向に移動可能とされ、該移動方向に沿って前記被露光体の複数の露光領域と同数の前記スリットを形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の露光装置。