JP2006292955A

JP2006292955A - Scan exposure method and apparatus

Info

Publication number: JP2006292955A
Application number: JP2005112480A
Authority: JP
Inventors: Koichi Kajiyama; 康一梶山; Takuro Takeshita; 琢郎竹下
Original assignee: V Technology Co Ltd; Integrated Solutions Co Ltd
Current assignee: V Technology Co Ltd; Integrated Solutions Co Ltd
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2025-04-08
Also published as: JP4777682B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently expose a substrate having a large exposure region to exposure light in a stable state by using a small mask. <P>SOLUTION: A substrate 4 being conveyed in a fixed direction at a constant speed by a substrate conveying means 5 is irradiated with exposure light from a lamp 9 (continuous light source) through an aperture 11a of a mask 11 disposed in an exposure optical system 3 to transfer an image of the aperture 11a onto the substrate 4. In this process, a pixel (reference pattern) 18 preliminarily formed on the substrate 4 is photographed by an imaging means 6; when the photographed pixel 18 is moved from the imaging position F to an exposure start position K, the mask 11 is started to move in the proceeding direction (1) as synchronized with conveyance of the substrate 4, and irradiation of the substrate 4 with exposure light is simultaneously started; when the pixel 18 is moved to an exposure stop position J, irradiation of the substrate 4 with the exposure light is stopped and movement of the mask 11 is simultaneously stopped and returned to the exposure start position K; and these operations are repeated. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

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スキャン露光方法およびスキャン露光装置に関するものである。 The present invention relates to a scan exposure method and a scan 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）。
特開平９−１２７７０２号公報特開２０００−３４７０２０号公報特開２００４−３４１２８０号公報特開２００１−２６４９９９号公報 Conventionally, in the manufacture of color filters for liquid crystal panels, a substrate stage on which a substrate is placed is exposed when a red (R), green (G), or blue (B) colored layer is formed on a substrate on which a black matrix is formed. The first exposure is performed by irradiating a predetermined region on the substrate with exposure light from the light source unit through a photomask smaller than the area of the substrate in the exposure unit, and then performing the first exposure. Is moved by a predetermined distance to position the substrate again in the exposure section, and then the second exposure is performed on the area that could not be exposed for the first time, and this is repeated to form a photomask on the entire surface of the large substrate. An exposure method or an exposure apparatus that transfers a pattern is known (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
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).
JP-A-9-127702 JP 2000-347020 A JP 2004-341280 A JP 2001-264999 A

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、露光光を安定した状態で照射して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 exposure method capable of efficiently exposing a substrate having a wide exposure area using a small mask in a stable state with exposure light. And an exposure apparatus.

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に係るスキャン露光方法は、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の開口部を通して照射し、前記基板上に前記開口部の像を転写するスキャン露光方法において、
前記基板に予め形成された基準パターンを撮像手段で撮像し、この撮像された基準パターンが撮像位置から露光開始位置に移動した時に、前記マスクを基板の搬送に同期させて基板の進行方向へ前進移動を開始させると共に前記露光光の基板への照射を開始させ、前記基準パターンが露光停止位置に移動した時に、露光光の基板への照射を停止させると共にマスクの前進移動を停止させて前記露光開始位置に戻し、この動作を繰り返すことにより、前記基板の搬送方向に直角な方向に沿った露光予定領域を順次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 scan exposure method according to the first aspect, the exposure light from the continuous light source is placed on the optical path of the exposure optical system at the exposure unit with respect to the substrate being transported in a constant direction at a constant speed by the substrate transport means. In a scanning exposure method of irradiating through an opening of a provided mask and transferring an image of the opening onto the substrate,
The reference pattern previously formed on the substrate is imaged by an imaging means, and when the imaged reference pattern is moved from the imaging position to the exposure start position, the mask is advanced in the direction of travel of the substrate in synchronization with the transport of the substrate. The movement is started and irradiation of the exposure light to the substrate is started. When the reference pattern is moved to the exposure stop position, the exposure light is stopped to be applied to the substrate and the forward movement of the mask is stopped to stop the exposure. By returning to the start position and repeating this operation, the planned exposure areas along the direction perpendicular to the substrate transport direction are sequentially exposed.

請求項２に係るスキャン露光装置は、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、露光部で連続光源からの露光光を光路上に設けた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スキャン露光装置であって、
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基準パターンが撮像位置から露光開始位置に移動された時に、前記マスクを基板の搬送に同期させて基板の進行方向へ前進移動を開始させると共に前記露光光の基板への照射を開始させ、前記基準パターンが露光停止位置に移動した時に、露光光の基板への照射を停止させると共にマスクの前進移動を停止させて前記露光開始位置に戻すように制御する制御装置とを備えていることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a scanning exposure apparatus comprising: a substrate transport unit that transports a substrate in a constant direction at a constant speed; and exposure light from a continuous light source at an exposure unit for the substrate being transported by the substrate transport unit. A scanning exposure apparatus provided with an exposure optical system that irradiates through an opening of a mask provided on the optical path and transfers an image of the opening onto a substrate,
Imaging means for imaging a reference pattern previously formed on the substrate during movement of the substrate, and when the reference pattern imaged by the imaging means is moved from the imaging position to the exposure start position, the mask is used for transporting the substrate. Synchronously, the substrate starts to move forward in the direction of movement of the substrate and starts to irradiate the substrate with the exposure light. When the reference pattern moves to the exposure stop position, the irradiation of the substrate with the exposure light is stopped and the mask is moved. And a control device for controlling to stop the forward movement and return to the exposure start position.

請求項３に係るスキャン露光装置は、請求項２に記載のスキャン露光装置において、前記制御装置が、前記撮像手段で撮像された基準パターンの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における基準位置を検出し、前記撮像された基準パターンが前記露光開始位置に移動された時に、前記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。 A scan exposure apparatus according to a third aspect of the present invention is the scan exposure apparatus according to the second aspect, wherein the control device controls the transport direction on the substrate based on the image of the pattern edge of the reference pattern imaged by the imaging means. When a reference position in a perpendicular direction is detected and the imaged reference pattern is moved to the exposure start position, the reference position in the direction perpendicular to the mask transport direction is based on the reference position in the direction perpendicular to the transport direction. It is characterized by adjusting the position.

請求項４に係るスキャン露光装置は、請求項２に記載のスキャン露光装置において、前記制御装置が、前記撮像手段で撮像された基準パターンの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、前記撮像された基準パターンが前記露光開始位置に移動された時に、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角にもとづいて前記マスクの前記露光光学系の光路に垂直な平面内における旋回角の位置調節を行うことを特徴としている。 A scan exposure apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the scan exposure apparatus according to the second aspect, wherein the control device determines the transport direction on the substrate based on the image of the pattern edge of the reference pattern imaged by the imaging means. A reference position in a perpendicular direction is detected, and when the imaged reference pattern is moved to the exposure start position, the mask position is determined based on an inclination angle with respect to the substrate transport direction obtained by detecting each reference position. The position of the turning angle is adjusted in a plane perpendicular to the optical path of the exposure optical system.

請求項５に係るスキャン露光装置は、請求項４に記載のスキャン露光装置において、前記制御装置が、前記基板上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。 The scan exposure apparatus according to claim 5 is the scan exposure apparatus according to claim 4, wherein the control unit is perpendicular to the transport direction of the mask based on a reference position in a direction perpendicular to the transport direction on the substrate. It is characterized by adjusting the position in the direction.

本発明によれば、以下の優れた効果を奏する。
請求項１に係るスキャン露光方法および請求項２に係るスキャン露光装置によれば、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。
また、基板に形成された基準パターンが露光開始位置に達すると、該露光開始位置から露光停止位置までマスクが基板と同期して移動され、この間に連続光源からの露光光がマスクの開口部を通して基板に照射されるので、基板に対して適切な露光時間を確保して安定した露光を行うことができる。 The present invention has the following excellent effects.
According to the scan exposure method according to claim 1 and the scan exposure apparatus according to claim 2, exposure can be performed by continuously transferring the shape of the opening of the mask while transporting the substrate by the substrate transport means. Even when a small mask is used, it is not necessary to perform exposure by intermittent step movement of the substrate, and the substrate having a wide exposure area can be efficiently exposed.
When the reference pattern formed on the substrate reaches the exposure start position, the mask is moved from the exposure start position to the exposure stop position in synchronization with the substrate. During this time, the exposure light from the continuous light source passes through the opening of the mask. Since the substrate is irradiated, an appropriate exposure time can be secured and stable exposure can be performed on the substrate.

請求項３に係るスキャン露光装置によれば、基板の搬送方向に直角な方向における位置ずれに合わせて、マスクの基板搬送方向に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、露光中、基板が搬送方向に対して直角な方向に位置ずれを起こしても、その位置ずれに関わりなく、所定の露光予定領域の露光を正確に行うことができる。
また、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調節をすることができるので、前記マスクの位置調節のために、従来のよう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。 According to the scan exposure apparatus of the third aspect, the position adjustment in the direction perpendicular to the substrate transport direction of the mask can be reliably performed in accordance with the positional deviation in the direction perpendicular to the substrate transport direction. Even if the substrate is displaced in a direction perpendicular to the transport direction, exposure of a predetermined exposure scheduled area can be accurately performed regardless of the displacement.
Further, since the reference position of the substrate is detected using a reference pattern formed in advance on the substrate, and the position of the mask can be adjusted based on the reference position, There is no need to form alignment marks on a substrate or mask as in the prior art, and their manufacture is easy.

請求項４に係るスキャン露光装置によれば、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、露光中、基板が搬送方向に対して傾いた状態で移動することがあっても、その傾きに関わりなく、所定の露光予定領域の露光を正確に行うことができる。また、請求項３に係るスキャン露光装置と同様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。 According to the scanning 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 substrate is tilted with respect to the transport direction during exposure. Even if it moves in a state where it has moved, it is possible to accurately perform exposure of a predetermined exposure scheduled area regardless of the inclination. Further, as in the case of the scanning exposure apparatus according to claim 3, 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５に係るスキャン露光装置によれば、基板の搬送方向に直角な方向における位置ずれと基板の搬送方向に対する傾き角に合わせて、マスクの基板搬送方向に直角な方向における位置と旋回角の位置調節をそれぞれ確実に行うことができるので、露光中、基板の搬送状態における位置変化に関わりなく、所定の露光予定領域の露光を一層正確に行うことができる。 According to the scan exposure apparatus of the fifth aspect, the position of the mask and the swivel angle in the direction perpendicular to the substrate transport direction are matched with the positional deviation in the direction perpendicular to the substrate transport direction and the tilt angle with respect to the substrate transport direction. Since each position adjustment can be performed reliably, exposure of a predetermined planned exposure area can be performed more accurately during the exposure regardless of the position change in the transport state of the substrate.

以下、本発明の一実施の形態に係るスキャン露光装置について、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スキャン露光装置を示す。このスキャン露光装置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１１ａを通して前記基板４に照射して、前記開口部１１ａ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。 A scan exposure apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a scan exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. The scanning exposure apparatus 1 includes an exposure optical system 3 installed in an exposure station (exposure unit) 2, substrate transport means 5 for transporting a substrate 4 to be exposed below the exposure optical system 3, and the substrate 4. An image pickup means 6 for picking up an image of a specific part above, an image recognition light source 7 for illuminating the substrate 4 from below in the exposure station 2, and a control device 8 connected to the respective device units and controlling them. The substrate 4 is irradiated with exposure light from the exposure optical system 3 through an opening 11a of a mask 11 (described later) provided in the exposure optical system 3, and a pattern based on the shape of the opening 11a is formed on the substrate 4. It is supposed to be transferred to.

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平行に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、前記ランプ９と照明用レンズ１０との間に設置されたシャッター１２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で左右方向）ｙに長辺を有し、Ｙ軸方向ｙに直角なＸ軸方向（図１で左右方向、図２で上下方向）ｘに短辺を有する矩形状の平板からなり、Ｙ軸方向ｙに沿って細長い矩形状の開口部１１ａが板面を貫通して設けられている。
なお、前記開口部１１ａのＸ軸方向ｘにおける幅Ｄは、例えば、基板４のピクセル１８（後述）のＸ軸方向ｘにおける幅ｄよりやや大きく設定されており、マスク１１の大きさは、前記開口部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、Ｘ軸方向ｘにおける幅が基板４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、Ｙ軸方向ｙの長さが基板４のＹ軸方向ｙの幅より大きく設定されている（図２参照）。 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 in parallel. A mask 11 disposed below the illumination lens 10 and a shutter 12 disposed between the lamp 9 and the illumination lens 10, the optical axis (optical path) S of which is set in the vertical direction. The mask 11 is positioned in a horizontal plane perpendicular to the optical axis S. Once the lamp 9 is turned on, it continuously irradiates exposure light until a command to turn it off is given.
Further, the mask 11 has a long side in the Y-axis direction (left-right direction in FIG. 2) y perpendicular to the paper surface in FIG. 1, and the X-axis direction (left-right direction in FIG. 1, FIG. 1) perpendicular to the Y-axis direction y. 2 is formed of a rectangular flat plate having a short side in x), and an elongated rectangular opening 11a is provided through the plate surface along the Y-axis direction y.
The width D of the opening 11a in the X-axis direction x is set, for example, slightly larger than the width d of the pixel 18 (described later) of the substrate 4 in the X-axis direction x. The area necessary and sufficient for providing the size of the opening 11a may be sufficient, and the width in the X-axis direction x is sufficiently smaller than the length in the X-axis direction x of the substrate 4. The length is set larger than the width of the substrate 4 in the Y-axis direction y (see FIG. 2).

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１３の上面に支持されており、前記マスクステージ１３は、サーボモータ、リニアモータや所要の伝動機構等を有するマスク駆動手段１４によって前記光軸Ｓに垂直な水平面内における前記マスク１１のＸ軸方向ｘとＹ軸方向ｙへの移動、位置調節およびマスク１１の中央を中心とする軸回りの旋回角の位置調節とを行うことができるようになっている。前記マスク駆動手段１４には、前記マスクステージ１３のＸ，Ｙ軸方向ｘ，ｙへの移動位置と旋回角度を検出するエンコーダ、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、該位置センサーと角度センサーの検出値にもとづいて前記マスク駆動手段１４の動作が前記制御装置８によってフィードバック制御されるようになっている。 The mask 11 is supported on the upper surface of a mask stage 13 installed perpendicular to the optical axis S of the exposure optical system 3. The mask stage 13 is a servo motor, a linear motor, a required transmission mechanism, or the like. Is moved in the X-axis direction x and Y-axis direction y in the horizontal plane perpendicular to the optical axis S, the position is adjusted, and the turning angle about the center of the mask 11 is centered Can be adjusted. The mask driving unit 14 includes a position sensor and an angle sensor (not shown) such as an encoder and a linear sensor that detect a moving position and a turning angle of the mask stage 13 in the X and Y axis directions x and y. The operation of the mask driving means 14 is feedback-controlled by the control device 8 based on detection values of the position sensor and the angle sensor.

また、前記シャッター１２は、例えば、Ｙ軸方向ｙに沿って配置した一対のスリット板１２ａ，１２ａを対向させ、それらの対向縁間に形成されるスリット１２ｂを通して前記ランプ９からの露光光を前記レンズ１０側に照射するもので、シャッター開閉手段１２ｃによって一対のスリット板１２ａ，１２ａをＸ軸方向ｘに動かして前記スリット１２ｂを開閉するようになている。
前記基板搬送手段５は、前記露光ステーション２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、前記基板４を水平面に平行に載置する基板ステージ１５と、該基板ステージ１５をＸ、Ｙ軸方向ｘ，ｙに沿って移動させるサーボモータ、リニアモータや所要の伝動機構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（基板ステージ１５）のＸ、Ｙ軸方向ｘ，ｙへの移動位置を検出するエンコーダ、リニアセンサー等の位置センサー（図示せず）が設けられ、該位置センサーの検出値にもとづいて基板駆動手段１６の動作が前記制御装置８によってフィードバック制御されるようになっている。 In addition, the shutter 12, for example, makes a pair of slit plates 12a and 12a arranged along the Y-axis direction y face each other, and exposes the exposure light from the lamp 9 through the slits 12b formed between the facing edges. The lens 10 is irradiated, and a pair of slit plates 12a and 12a are moved in the X-axis direction x by a shutter opening / closing means 12c to open and close the slit 12b.
The substrate transport means 5 is disposed along a horizontal plane perpendicular to the optical axis S of the exposure optical system 3 in the exposure station 2, and a substrate stage 15 for placing the substrate 4 parallel to the horizontal plane, and the substrate stage And a substrate driving means 16 having a servo motor, a linear motor, a required transmission mechanism, and the like that move 15 along the X and Y axis directions x and y. The substrate driving means 16 is provided with a position sensor (not shown) such as an encoder or a linear sensor for detecting the movement position of the substrate 4 (substrate stage 15) in the X and Y axis directions x and y. The operation of the substrate driving means 16 is feedback controlled by the control device 8 based on the detection value of the position sensor.

なお、前記基板ステージ１５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。
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）に直角なＹ軸方向ｙ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、Ｘ軸方向ｘに順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。
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 substrate stage 15 has a frame structure so as not to block the illumination light of the image recognition illumination 7 from below, and supports the substrate 4 at its peripheral portion.
The substrate 4 is, for example, a color filter substrate. As shown in FIG. 2A, the substrate 4 is straight in the Y-axis direction y perpendicular to the transport direction (X-axis direction x) of the substrate 4 in the black matrix BM. A plurality of pixels (reference patterns) 18 that are rectangular openings for each colored layer (red R, green G, blue B) arranged in a row are arranged in order in the X-axis direction x. The surface of the exposure station 2 moves along a horizontal plane perpendicular to the optical axis S of the exposure optical system 3.
The imaging means 6 is opposed to the image recognition illumination 7, and a half mirror 19 disposed between the illumination lens 10 and the mask 11 inside the exposure optical system 3, and is reflected by the half mirror 19. And a linear CCD 20 for capturing the captured image.

前記リニアＣＣＤ２０は、例えば、受光素子２０ａ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（露光中心位置）Ｅから基板４の進行方向イに対して後側（図１で右側、図２下側）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（露光中心位置）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 linear CCD 20 includes, for example, light receiving elements 20a arranged 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 S1 of the half mirror 19 is rearward from the position (exposure center position) E of the optical axis S of the exposure optical system 3 with respect to the traveling direction A of the substrate 4 (in FIG. 1). A predetermined distance L is set in advance to the right side (the lower side in FIG. 2), and the front edge (pattern edge) 18e1 of the pixel 18 on the substrate 4 (the front edge in the traveling direction A of the substrate 4) is set by the linear CCD 20. Portion 18) through the illumination light of the image recognition illumination 7, and after a predetermined time has elapsed, the pixel 18 is positioned at the center position (exposure center position) E in the X-axis direction x of the opening 11a of the mask 11. To reach. Further, the linear CCD 20 images a side edge (pattern edge) 18e2 in the Y-axis direction y of the pixel 18 of the substrate 4.

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と露光中心位置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から露光中心位置Ｅ、その距離ｈだけ手前の露光開始位置Ｋ、露光中心位置Ｅの後方の露光停止位置Ｊまでそれぞれ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における標準位置との位置ずれ（基板４のＹ軸位置ずれ）や、Ｘ，Ｙ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、前記ランプ９を点灯、消灯させるランプ電源部２４と、前記前方エッジ１８ｅ１にもとづく基板４のＸ軸方向ｘにおける基準位置（Ｘ軸基準位置）に従って、各ピクセル１８が前記露光開始位置Ｋに達し時に前記シャッター１２のスリット１２ｂが開き、各ピクセル１８が前記露光停止位置Ｊに達したときにシャッター１２のスリット１２ｂが閉じるように、前記シャッター開閉手段１２ｃによるシャッター１２の開閉を制御するシャッターコントローラ２５と、前記基板駆動手段１６を作動させて前記基板ステージ１５をＸ軸方向ｘに移動させる基板ステージコントローラ２６と、前記マスク駆動手段１４を作動させて、前記マスクステージ１３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１３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２７と、前記画像処理部２１、記憶部２２、演算部２３、ランプ電源部２４、シャッターコントローラ２５、基板ステージコントローラ２６およびマスクステージコントローラ２７に接続され、それらの動作を統合して制御する主制御部２８とを備えている。 The control device 8 controls the operation of the entire device. The control device 8 controls the operation of the substrate 4 based on image data obtained by imaging the front edge 18e1 and the side edge 18e2 of the pixel 18 of the substrate 4 with the linear CCD 20. An image processing unit 21 for detecting a reference position in the X-axis direction x and the Y-axis direction y, a memory for storing design data of the black matrix BM of the substrate 4, data such as data relating to the reference position, an operation program for the entire apparatus, etc. The position of the front edge 18e1 of the pixel 18 from the imaging position F to the exposure center position E, and the distance h in front of the unit 22, the distance L between the imaging position F and the exposure center position E and the transport speed of the substrate 4. The time for moving to the exposure stop position J behind the exposure start position K and the exposure center position E is calculated, or the image processing unit 21 detects the time. The positional deviation between the reference position (Y-axis reference position) of the substrate 4 in the Y-axis direction y based on the side edge 18e2 and the standard position of the mask 11 (opening 11a) in the Y-axis direction y (Y-axis positional deviation of the substrate 4). ), A calculation unit 23 for calculating a deviation angle (tilt angle) θ with respect to the transport direction (X-axis direction x) of the substrate 4 in a plane including the X and Y axes, and a lamp power source for turning on and off the lamp 9 The slit 12b of the shutter 12 is opened when each pixel 18 reaches the exposure start position K according to the reference position (X-axis reference position) in the X-axis direction x of the substrate 4 based on the portion 24 and the front edge 18e1. The opening / closing of the shutter 12 by the shutter opening / closing means 12c is controlled so that the slit 12b of the shutter 12 is closed when the pixel 18 reaches the exposure stop position J. A shutter controller 25 to be controlled, a substrate stage controller 26 for operating the substrate driving means 16 to move the substrate stage 15 in the X-axis direction x, and a mask driving means 14 for operating Y of the mask stage 13 A mask stage controller 27 that adjusts the position in the axial direction y and adjusts the turning angle of the mask stage 13 in the horizontal plane, the image processing unit 21, the storage unit 22, the calculation unit 23, the lamp power supply unit 24, and the shutter controller 25. , And a main control unit 28 connected to the substrate stage controller 26 and the mask stage controller 27 and controlling their operations in an integrated manner.

次に、上記のように構成されたスキャン露光装置１の作用と共に、本発明の一実施の形態に係るスキャン露光方法について図３、図４を参照しながら説明する。
先ず、前記制御装置８を動作状態としてスキャン露光装置１を作動させると、前記主制御部２８の指令で前記画像認識用照明７が点灯されると共に、前記ランプ電源部２４の作動でランプ９が点灯されて露光準備状態となる（ステップＳ１）。このときは、図３（ａ）に示すように、前記シャッター１２はスリット１２ｂが閉じられており、前記マスクステージ１３はマスク１１の開口部１１ａを露光開始位置Ｋに位置させた状態（開口部１１ａのＸ軸方向ｘにおける中央が露光開始位置Ｋにあり、開口部１１ａのＹ軸方向ｙの位置が標準位置に位置された状態）で停止されている。次いで、主制御部２８の指令で前記基板ステージコントローラ２６が作動して前記基板搬送手段５の基板駆動手段１６が駆動され、前記基板４が基板ステージ１５によっ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Ｓ２）。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に形成されたピクセル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Ｓ３）。 Next, a scan exposure method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4 together with the operation of the scan exposure apparatus 1 configured as described above.
First, when the scanning exposure apparatus 1 is operated with the control device 8 in the operating state, the image recognition illumination 7 is turned on by a command from the main control unit 28, and the lamp 9 is activated by the operation of the lamp power supply unit 24. It is lit and ready for exposure (step S1). At this time, as shown in FIG. 3A, the slit 12b of the shutter 12 is closed, and the mask stage 13 is in a state where the opening 11a of the mask 11 is positioned at the exposure start position K (opening). 11a is stopped at the exposure start position K in the X-axis direction x, and the position of the opening 11a in the Y-axis direction y is positioned at the standard position). Next, the substrate stage controller 26 is actuated by a command from the main controller 28 to drive the substrate driving means 16 of the substrate transport means 5 so that the substrate 4 keeps the exposure station 2 horizontal by the substrate stage 15. It is conveyed in the traveling direction (a) (step S2). Meanwhile, the linear CCD 20 receives illumination light that has been irradiated by the image recognition illumination 7 from the lower side of the substrate 4 and passed through the pixels 18 formed on the substrate 4 through the half mirror 19. Image data of the pixel 18 is acquired (step S3).

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、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Ｓ４）。前記基板４の進行方向イにおける最前列（着色層Ｒ）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における露光開始位置Ｋと前記撮像位置Ｆとの間の距離（Ｌ−ｈ）および露光停止位置Ｊと撮像位置Ｆとの間の距離（Ｌ＋ｈ）と予め設定された基板４の搬送速度とから、前記最前列のピクセル１８ａの前記露光開始位置Ｋと露光停止位置Ｊへの各到達時間をそれぞれ演算すると共に、前記マスク１１の開口部１１ａのＹ軸方向ｙにおける標準位置と前記基板４上のＹ軸基準位置との位置ずれ（基板４の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Ｘ，Ｙ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Ｓ５）。 The image data obtained by the linear CCD 20 is sent to the image processing unit 21 for processing, and the position of the front edge 18e1 of each pixel 18 aligned along the Y-axis direction y (X-axis reference position), X The position (Y-axis reference position) of the side edge 18e2 of each pixel 18 aligned in the axial direction x is detected (step S4). When the X-axis reference position and the Y-axis reference position of the pixels 18a in the front row (colored layer R) in the traveling direction (a) of the substrate 4 are detected, the calculation unit 23 performs the exposure start position K in the exposure station 2. And the imaging position F, the distance between the exposure stop position J and the imaging position F (L + h), and the preset transport speed of the substrate 4, the pixels in the foremost row. Each arrival time to the exposure start position K and the exposure stop position J of 18a is calculated, and the standard position in the Y-axis direction y of the opening 11a of the mask 11 and the Y-axis reference position on the substrate 4 are calculated. Position deviation (Y-axis position deviation of the substrate 4)), and further, as shown in FIG. 2B, the X-axis reference position of the pair of pixels 18 and 18 aligned apart in the Y-axis direction y. Displacement t and a pair of pixels 1 , And a distance u between 18 calculates X of the substrate 4, X in the plane including the Y-axis, the deviation angle from the Y axis theta (angle of inclination with respect to the transport direction of the substrate 4) (step S5).

そして、前記主制御部２８は、最前列（赤Ｒの着色層）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前記各到達時間を計時しており、露光開始位置Ｋへの到達時間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軸位置ずれと傾斜角θとに応じて、前記マスクステージコントローラ２７に指令して前記マスク駆動手段１４を作動させるので、前記マスク駆動手段１４によって前記マスクステージ１３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に平行な軸回り）における旋回角が調節されて、マスク１１の開口部１１ａの位置が前記基板４の露光予定領域に正しく合わせられる（ステップＳ６）。これと同時に、図３（ｂ）に示すように、前記シャッターコントローラ２５が主制御部２８の指令を受けてシャッター開閉手段１２ｃを作動させるので、前記シャッター１２のスリット１２ｂが開放され（ステップＳ７）、また、前記マスクコントローラ２７が主制御部２８の指令を受けて動作し、前記基板ステージコントローラ２６による基板駆動手段１６の作動に同期させてマスク駆動手段１４を作動させるので、前記マスクステージ１３（マスク１１）が前記基板ステージ１５（基板４）と同期して同一の速度で基板４の進行方向イへ移動する。 The main control unit 28 measures each arrival time with a built-in timer when the X-axis reference position of the pixel 18a in the front row (red R colored layer) is detected, and moves to the exposure start position K. Is finished, the mask drive unit 14 is operated by instructing the mask stage controller 27 according to the Y-axis position shift of the substrate 4 and the tilt angle θ calculated by the calculator 23. Therefore, the position of the mask stage 13 in the Y-axis direction y and the swivel angle in the horizontal plane (around the axis parallel to the optical axis S of the exposure optical system 3) are adjusted by the mask driving means 14, and the opening of the mask 11 is adjusted. The position of 11a is correctly aligned with the planned exposure area of the substrate 4 (step S6). At the same time, as shown in FIG. 3B, the shutter controller 25 operates the shutter opening / closing means 12c in response to a command from the main controller 28, so that the slit 12b of the shutter 12 is opened (step S7). The mask controller 27 operates in response to a command from the main controller 28 and operates the mask driving means 14 in synchronization with the operation of the substrate driving means 16 by the substrate stage controller 26. Therefore, the mask stage 13 ( The mask 11) moves in the traveling direction (a) of the substrate 4 at the same speed in synchronization with the substrate stage 15 (substrate 4).

これにより、前記ランプ９からの露光光が前記照明用レンズ１０によって平行光とされ、前記マスク１１の開口部１１ａを通して基板４に照射され、開口部１１ａの形状が基板４上の所定の露光予定領域２９に転写される露光が行われる（ステップＳ８）。
続いて、前記基板４（マスク１１）の進行方向イへの移動が継続され、前記主制御部２８によって前記最前列のピクセル１８ａの露光停止位置Ｊへの到達時間の計時が終了すると、図３（ｃ）に示すように、前記シャッターコントローラ２５が主制御部２８の指令を受けてシャッター開閉手段１２ｃを作動させるので、前記シャッター１２のスリット１２ｂが閉鎖されて露光が停止される（ステップＳ９）と共に、前記マスクステージコントローラ２７によるマスク駆動手段１４の作動で前記マスク１１の進行方向イへの移動が停止された後に、マスク１１は直ちに後退方向ロへ移動されて元の露光開始位置（待機位置）Ｋに戻って最前列のピクセル１８ａに対する露光が終了する。そして、図３（ｄ）に示すように、基板４の進行方向イへの移動が継続されて、順次、着色層（赤）Ｒの各列のピクセル１８が撮像位置ＦでリニアＣＣＤ２０で撮像されると、前記露光操作が繰り返されて、順次各列の露光予定領域２９への露光が行われる。 As a result, the exposure light from the lamp 9 is converted into parallel light by the illumination lens 10 and irradiated onto the substrate 4 through the opening 11a of the mask 11, and the shape of the opening 11a is a predetermined exposure schedule on the substrate 4. Exposure to be transferred to the region 29 is performed (step S8).
Subsequently, the movement of the substrate 4 (mask 11) in the traveling direction (a) is continued, and when the main control unit 28 finishes measuring the arrival time of the pixel 18a in the front row to the exposure stop position J, FIG. As shown in (c), the shutter controller 25 operates the shutter opening / closing means 12c in response to a command from the main control unit 28, so that the slit 12b of the shutter 12 is closed and exposure is stopped (step S9). At the same time, after the movement of the mask 11 in the advancing direction (b) is stopped by the operation of the mask driving means 14 by the mask stage controller 27, the mask 11 is immediately moved in the backward direction (b) to the original exposure start position (standby position). ) Returning to K, the exposure for the pixel 18a in the front row ends. Then, as shown in FIG. 3D, the movement of the substrate 4 in the traveling direction (a) is continued, and the pixels 18 in each column of the colored layer (red) R are sequentially imaged by the linear CCD 20 at the imaging position F. Then, the exposure operation is repeated, and the exposure to the exposure scheduled area 29 in each column is sequentially performed.

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対する傾斜角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位置調節されているので、前記マスク１１の開口部１１ａによって基板４の所定の露光予定領域２９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着色層Ｒの最後列のピクセル１８ｂのＸ軸基準位置が検出されると、該最後列のピクセル１８ｂの露光停止位置Ｊへの到達時間後に、前記マスク１１が露光開始位置に戻って停止すると共に基板４の移動が停止され、また、主制御部２８からの指令でランプ電源部２４の作動でランプ９が消灯され、前記シャッター１２がシャッター開閉手段１２ｃの作動で閉鎖され、基板４における着色層Ｒに対する一連の露光（プロキシ露光）が終了する。 During the exposure, the substrate 4 is continuously transported at a constant speed in the advancing direction (a), and the linear CCD 20 always images the front edge 18e1 and the side edge 18e2 of each pixel 18a. The axial reference position and the Y-axis reference position are detected, and the position and the turning angle of the mask 11 in the Y-axis direction y are adjusted according to the Y-axis positional deviation of the substrate 4 and the inclination angle θ with respect to the transport direction. The predetermined exposure scheduled area 29 of the substrate 4 can be accurately exposed through the opening 11a of the mask 11.
When the X-axis reference position of the pixel 18b in the last row of the colored layer R in the advancing direction (a) of the substrate 4 is detected as the exposure proceeds, after the arrival time of the pixel 18b in the last row to the exposure stop position J The mask 11 returns to the exposure start position and stops, and the movement of the substrate 4 is stopped. In addition, the lamp 9 is turned off by the operation of the lamp power supply unit 24 according to a command from the main control unit 28, and the shutter 12 is moved to the shutter. It is closed by the operation of the opening / closing means 12c, and a series of exposure (proxy exposure) for the colored layer R on the substrate 4 is completed.

前記所定の露光予定領域２９は、前記マスク１１の開口部１１ａの短辺方向の幅に見合った幅Ｄを有し、Ｙ軸方向ｙに一直線状に整列したカラーフィルタの赤Ｒの着色層の幅ｄを有するピクセル１８を囲んだ基板４におけるＹ軸方向ｙに細長い帯状の領域となる。
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に基板４を搬送して行う（図３（ｅ）参照）。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２９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が形成されることとなる。 The predetermined exposure area 29 has a width D corresponding to the width of the opening 11a of the mask 11 in the short side direction, and is a red R colored layer of a color filter aligned in a straight line in the Y-axis direction y. It becomes a strip-like region elongated in the Y-axis direction y on the substrate 4 surrounding the pixel 18 having the width d.
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 | substrate 4 is performed by conveying the board | substrate 4 to the other similar exposure station installed separately (FIG. 3 ( e)). Prior to the exposure operation, the substrate 4 is coated with a color pigment on the black matrix BM, so that the color pigment in the area exposed by the exposure is cured. Therefore, when the exposed substrate 4 is washed with a cleaning solution, the colored pigment in the unexposed area is removed, and the pixels 18 of the colored layers R, G, and B are formed in the exposed area 29 by the cured colored pigment. The Rukoto.

前記のように、実施の形態に係るスキャン露光方法は、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ｒんぞく光源であるランプ９から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を通して照射し、前記基板４上に前記開口部１１ａの像を転写するスキャン露光方法において、前記基板４に予め形成されたピクセル１８を撮像手段６で撮像し、この撮像されたピクセル１８が撮像位置Ｆから露光開始位置Ｋに移動した時に、前記マスク１１を基板４の搬送に同期させて基板４の進行方向イへ前進移動を開始させると共に前記露光光の基板４への照射を前記シャッター１２開いてを開始させ、前記ピクセル１８が露光停止位置Ｊに移動した時に、露光光の基板４への照射を前記シャッター１２を閉じて停止させると共にマスク１１の前進移動を停止させて露光開始位置Ｋに戻し、この動作を繰り返すことにより、前記基板４の搬送方向（Ｘ軸方向ｘ）に直角なＹ軸方向ｙに沿った露光予定領域２９を順次露光する構成とされている。 As described above, the scan exposure method according to the embodiment is a lamp that is a light source at the exposure station 2 with respect to the substrate 4 being conveyed in the constant direction at a constant speed by the substrate conveying means 5. In the scan exposure method in which the exposure light from 9 is irradiated through the opening 11 a of the mask 11 provided on the optical axis S of the exposure optical system 3 and the image of the opening 11 a is transferred onto the substrate 4, The pre-formed pixel 18 is imaged by the imaging means 6, and when the imaged pixel 18 is moved from the imaging position F to the exposure start position K, the mask 11 is synchronized with the conveyance of the substrate 4 and the substrate 4 is advanced. When the forward movement in the direction B is started and the exposure of the exposure light to the substrate 4 is started by opening the shutter 12, and the pixel 18 moves to the exposure stop position J, the exposure light base is changed. 4 is stopped by closing the shutter 12 and stopping the forward movement of the mask 11 to return to the exposure start position K. By repeating this operation, the substrate 4 is conveyed in the transport direction (X-axis direction x). It is configured to sequentially expose the planned exposure area 29 along the right-angle Y-axis direction y.

また、前記実施の形態に係るスキャン露光装置１は、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、露光ステーション２で連続光源であるランプ９から露光光を光路上に設けたマスク１１の開口部１１ａを通して照射して前記開口部１１ａの像を基板４上に転写する露光光学系３とを設けたスキャン露光装置であって、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で撮像されたピクセル１８が撮像位置Ｆから露光開始位置Ｋに移動された時に、前記マスク１１を基板４の搬送に同期させて基板４の進行方向イへ前進移動を開始させると共に前記シャッター１２を開いて露光光の基板４への照射を開始させ、前記ピクセル１８が露光停止位置Ｊに移動した時に、シャッター１２を閉じて露光光の基板４への照射を停止させると共にマスク１１の前進移動を停止させて前記露光開始位置Ｋに戻すように制御する制御装置８とを備えた構成とされている。 Further, the scan exposure apparatus 1 according to the above-described embodiment exposes the substrate transport means 5 that transports the substrate 4 in a constant direction at a constant speed, and the substrate 4 that is being transported by the substrate transport means 5. A scan provided with an exposure optical system 3 that irradiates exposure light from a lamp 9 which is a continuous light source through a station 11 through an opening 11a of a mask 11 provided on an optical path and transfers an image of the opening 11a onto a substrate 4. An exposure apparatus that captures an image of a pixel 18 formed in advance on the substrate 4 while the substrate 4 is moving, and the pixel 18 imaged by the image capturing unit 6 changes from an imaging position F to an exposure start position K. When moved, the mask 11 is synchronized with the transport of the substrate 4 to start a forward movement in the traveling direction of the substrate 4 and the shutter 12 is opened to start irradiation of the exposure light to the substrate 4; When the pixel 18 moves to the exposure stop position J, the shutter 12 is closed to stop the irradiation of the exposure light to the substrate 4 and to stop the forward movement of the mask 11 and return to the exposure start position K. The control device 8 is provided.

したがって、前記実施の形態に係るスキャン露光方法およびスキャン露光装置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１１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。
また、基板４に形成されたピクセル（基準パターン）１８が露光開始位置Ｋに達すると、該露光開始位置Ｋから露光停止位置Ｊまでマスク１１が基板４と同期して基板４の進行方向イに移動され、この間に連続光源であるランプ９からの露光光がマスク１１を通して基板４に照射されるので、基板４に対して適切な露光時間を確保して安定した露光を行うことができる。 Therefore, according to the scan exposure method and the scan exposure apparatus 1 according to the above-described embodiment, 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 means 5. Therefore, even when the small mask 11 is used, it is not necessary to perform exposure by intermittent step movement of the substrate 4, and the substrate 4 having a wide exposure area can be efficiently exposed.
When the pixel (reference pattern) 18 formed on the substrate 4 reaches the exposure start position K, the mask 11 is synchronized with the substrate 4 from the exposure start position K to the exposure stop position J in the advancing direction (a) of the substrate 4. Since the exposure light from the lamp 9 which is a continuous light source is irradiated to the substrate 4 through the mask 11 during this time, an appropriate exposure time can be secured for the substrate 4 and stable exposure can be performed.

また、前記スキャン露光装置１においては、前記制御装置８が、前記撮像手段６で撮像されたピクセル（基準パターン）１８の前方エッジ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（Ｘ軸方向ｘ）とこれに直角なＹ軸方向ｙにおける基準位置を検出し、前記撮像されたピクセル１８が前記露光開始位置Ｋに移動された時に、前記Ｙ軸方向ｙにおける基準位置にもとづいて前記マスク１１の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角θにもとづいて前記マスク１１の露光光学系３の光軸Ｓに垂直な平面内における旋回角の位置調節を行う構成とされている。
したがって、基板４のＹ軸方向ｙにおける位置ずれと基板４の搬送方向に対する傾き角θに合わせて、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とをそれぞれ確実に行うことができるので、露光中、基板４の搬送状態における位置変化に関わりなく、所定の露光予定領域２９の露光を極めて正確に行うことができる。
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の所定の露光予定領域２９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、従来のように基板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。 In the scan exposure apparatus 1, the control device 8 controls the transport direction (on the substrate 4) based on the images of the front edge 18 e 1 and the side edge 18 e 2 of the pixel (reference pattern) 18 imaged by the imaging means 6. A reference position in the X-axis direction x) and a Y-axis direction y perpendicular thereto is detected, and when the imaged pixel 18 is moved to the exposure start position K, it is based on the reference position in the Y-axis direction y. The position of the mask 11 in the Y-axis direction y is adjusted, and the mask 11 is perpendicular to the optical axis S of the exposure optical system 3 of the mask 11 based on the tilt angle θ with respect to the transport direction of the substrate 4 obtained by detecting each reference position. It is set as the structure which adjusts the position of the turning angle in a simple plane.
Therefore, the position of the mask 11 in the Y-axis direction y and the position of the turning angle can be reliably adjusted in accordance with the positional deviation of the substrate 4 in the Y-axis direction y and the tilt angle θ with respect to the transport direction of the substrate 4. Therefore, during the exposure, the predetermined exposure scheduled area 29 can be exposed very accurately regardless of the position change in the transport state of the substrate 4.
In addition, since the reference position of the substrate 4 can be detected using the pixels (reference pattern) 18 formed in advance on the substrate 4, and the position of the mask 11 can be adjusted based on the reference position, the substrate 4 can be accurately exposed to a predetermined exposure scheduled area 29, and it is not necessary to form an alignment mark on the substrate 4 or the mask 11 as in the prior art in order to adjust the position of the mask 11. Is easy to manufacture.

なお、前記実施の形態に係るスキャン露光方法およびスキャン露光装置１においては、前記マスク１１に開口部１１ａをＹ軸方向ｙに沿って一列だけ設け、各着色層Ｒ，Ｇ，Ｂを一列毎に露光するようにしたが、これに限らず、前記基板４の幅全長にわたる開口部１１ａをＸ軸方向ｘに各着色層毎のピッチ間隔と同じ間隔をあけて複数列設けてもよい。この場合、各開口部１１ａの相互間の中間位置が前記露光開始位置Ｋと露光停止位置Ｊの間で往復移動し、基板４の各着色層間のピッチの中間位置が露光開始位置Ｋと露光停止位置Ｊに到達したときに、それぞれ露光の開始と停止を行うようにする。このようにすると、露光停止位置Ｊで露光光の照射を停止して前記マスクステージ１３が露光開始位置Ｋに戻り、次の露光光の照射を行うまでの時間的な余裕が生じ、前記シャッター１２の開閉制御とマスクステージ１３を前記基板ステージ１５の移動に同期して前進移動させる制御とを円滑、容易に行うことができると共に、各着色層Ｒ，Ｇ，Ｂのピクセル１８の複数列に対して同時に露光光を照射することができるので、基板４に対する露光を一層効率的に行うことができる。 In the scan exposure method and the scan exposure apparatus 1 according to the above-described embodiment, the mask 11 is provided with only one row of openings 11a along the Y-axis direction y, and each colored layer R, G, B is provided for each row. However, the present invention is not limited to this, and the openings 11a extending over the entire width of the substrate 4 may be provided in a plurality of rows in the X-axis direction x with the same interval as the pitch interval of each colored layer. In this case, the intermediate position between the openings 11a reciprocates between the exposure start position K and the exposure stop position J, and the intermediate position of the pitch between the colored layers of the substrate 4 is the exposure start position K and the exposure stop. When the position J is reached, the exposure is started and stopped, respectively. In this manner, exposure of exposure light is stopped at the exposure stop position J, the mask stage 13 returns to the exposure start position K, and a time margin is generated until the next exposure light irradiation is performed. And the control for moving the mask stage 13 forward in synchronism with the movement of the substrate stage 15 can be performed smoothly and easily, and for a plurality of rows of pixels 18 of each colored layer R, G, B. Since the exposure light can be irradiated at the same time, the substrate 4 can be exposed more efficiently.

また、前記実施の形態に係るスキャン露光方法およびスキャン露光装置１においては、前記マスク１１に開口部１１ａをＹ軸方向ｙに沿って基板４の幅全長にわたって設け、各着色層Ｒ，Ｇ，Ｂを基板４の一回の進行方向イへの移動で露光を完了するようにしたが、これに限らず、前記開口部１１ａのＹ軸方向ｙの長さを基板４の幅の一部（例えば、半分）のピクセル１８を包含する分とし、基板４の一回目の進行方向イへの移動で半数のピクセル１８を含む露光予定領域２９を露光し、この露光が終了した後に、基板ステージ１５を搬送開始位置に後退させ、しかる後に、基板ステージ１５をＹ軸方向ｙへ所定量シフトさせて、残りの露光予定領域の露光を再開するようにしてもよい。
また、前記シャッターコントローラ２５の作動でシャッター１２の開閉を行って、ランプ９から照明用レンズ１０側への露光光の投光を露光開始位置で開始して露光停止位置で停止させるようにしたが、前記シャッター１２を設ける代わりに、前記主制御部２８からの指令で前記ランプ電源部２４の動作を制御することにより、前記基板４の露光開始位置でランプ９を点灯させ、露光停止位置でランプ９を消灯させるようにして露光光の照明用レンズ１０側への投光のの開始、停止を行うようにしてもよい。 In the scan exposure method and the scan exposure apparatus 1 according to the above-described embodiment, the mask 11 is provided with the opening 11a along the Y-axis direction y over the entire length of the substrate 4, and each of the colored layers R, G, B However, the present invention is not limited to this, but the length of the opening 11a in the Y-axis direction y is a part of the width of the substrate 4 (for example, , Half) including the pixels 18, the exposure region 29 including half the pixels 18 is exposed by the movement of the substrate 4 in the first advancing direction (a), and after this exposure is finished, the substrate stage 15 is moved The substrate stage 15 may be moved backward to the transfer start position, and then the substrate stage 15 may be shifted by a predetermined amount in the Y-axis direction y, so that the exposure of the remaining scheduled exposure area may be resumed.
In addition, the shutter 12 is opened and closed by the operation of the shutter controller 25, and the projection of exposure light from the lamp 9 toward the illumination lens 10 is started at the exposure start position and stopped at the exposure stop position. Instead of providing the shutter 12, the operation of the lamp power supply unit 24 is controlled by a command from the main control unit 28, so that the lamp 9 is turned on at the exposure start position of the substrate 4 and the lamp at the exposure stop position. 9 may be turned off to start and stop the projection of exposure light to the illumination lens 10 side.

また、前記照明用レンズ１０の代わりに投影用レンズを前記ハーフミラー１９の下側に基板ステージ１５に近接して配置し、前記マスクステージ１３をハーフミラー１９の上側に配置して、投影露光方式により前記基板４を露光（投影露光）するようにしてもよい。この場合には、投影用レンズをマスク駆動手段１３およびマスクステージコントローラ２７と同様な手段を用いて動かし、マスク１１を動かさずに、マスク１１の開口部１１ａの基板４に対する転写位置を調節して、基板４の位置変化に対応させることができる。
また、前記実施の形態に係るスキャン露光方法およびスキャン露光装置１においては、基板搬送手段５を基板４を載置する基板ステージ１５とこれを搬送方向に移動させる基板駆動手段１６と備えて構成したが、これに限らず、基板４としてフィルム状（シート状）の基材を使用する場合には、格納ロールに巻き付けられた前記基材を巻取ロールに巻き取ることによって、前記基材を露光ステーション２において露光光学系３の光軸Ｓに垂直な平面に沿って移動させる構成としてもよい。このようにすると、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材（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、多数の単位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。
さらに、前記実施の形態に係るスキャン露光方法およびスキャン露光装置１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。 Further, instead of the illumination lens 10, a projection lens is disposed below the half mirror 19 in the vicinity of the substrate stage 15, and the mask stage 13 is disposed above the half mirror 19, thereby projecting exposure. Thus, the substrate 4 may be exposed (projection exposure). In this case, the projection lens is moved using means similar to the mask driving means 13 and the mask stage controller 27, and the transfer position of the opening 11a of the mask 11 with respect to the substrate 4 is adjusted without moving the mask 11. Thus, it is possible to cope with a change in the position of the substrate 4.
In the scan exposure method and the scan exposure apparatus 1 according to the above-described embodiment, the substrate transport unit 5 includes the substrate stage 15 on which the substrate 4 is placed and the substrate drive unit 16 that moves the substrate stage 15 in the transport direction. However, the present invention is not limited to this. When a film-like (sheet-like) base material is used as the substrate 4, the base material is exposed by winding the base material wound around a storage roll onto a take-up roll. The station 2 may be configured to move along a plane perpendicular to the optical axis S of the exposure optical system 3. In this way, it is necessary to intermittently repeat the exposure operation by step-moving a sheet-like base material (substrate) having a large number of exposure regions corresponding to the unit substrates for each exposure region corresponding to each unit substrate. Therefore, a large number of unit substrates can be exposed very efficiently, and productivity can be improved.
Furthermore, in the scan exposure method and the scan exposure apparatus 1 according to the above embodiment, an example applied to the case where a colored layer (R, G, B) is formed on a substrate on which a black matrix is formed in manufacturing a color filter. However, the present invention is not limited to this, and can also be applied to the production of a transparent thin film electrode of a liquid crystal panel, the production of a semiconductor element, the production of a photomask or a reticle, and the like.

本発明の一実施の形態に係るスキャン露光装置を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows the scanning exposure apparatus which concerns on one embodiment of this invention. 同じくスキャン露光装置における基板と基板に対するマスクの位置調整の説明図である。It is explanatory drawing of the position adjustment of the mask with respect to the board | substrate and board | substrate similarly in a scanning exposure apparatus. 同じくスキャン露光装置の作用を示す説明図である。It is explanatory drawing which similarly shows the effect | action of a scanning exposure apparatus. 同じくスキャン露光装置の作用を示すフローである。It is a flow which similarly shows the effect | action of a scanning exposure apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１スキャン露光装置
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
８制御装置
９ランプ（連続光源）
１０照明用レンズ
１１マスク
１１ａ開口部
１２シャッター
１３マスクステージ
１５基板ステージ
１８ピクセル（基準パターン）
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
Ｅ露中心光位置
Ｆ撮像位置
Ｊ露光停止位置
Ｋ露光開始位置
Ｓ光軸（光路） 1 Scan exposure device 2 Exposure station (exposure section)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Exposure optical system 4 Board | substrate 5 Board | substrate conveyance means 6 Imaging means 8 Control apparatus 9 Lamp (continuous light source)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Lens for illumination 11 Mask 11a Opening part 12 Shutter 13 Mask stage 15 Substrate stage 18 Pixel (reference pattern)
18e1 Front edge (pattern edge)
18e2 Side edge (pattern edge)
20 linear CCD
E Dew center light position F Imaging position J Exposure stop position K Exposure start position S Optical axis (optical path)

Claims

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の開口部を通して照射し、前記基板上に前記開口部の像を転写するスキャン露光方法において、
前記基板に予め形成された基準パターンを撮像手段で撮像し、この撮像された基準パターンが撮像位置から露光開始位置に移動した時に、前記マスクを基板の搬送に同期させて基板の進行方向へ前進移動を開始させると共に前記露光光の基板への照射を開始させ、前記基準パターンが露光停止位置に移動した時に、露光光の基板への照射を停止させると共にマスクの前進移動を停止させて前記露光開始位置に戻し、この動作を繰り返すことにより、前記基板の搬送方向に直角な方向に沿った露光予定領域を順次露光することを特徴とするスキャン露光方法。 Irradiating exposure light from a continuous light source through an opening portion of a mask provided on an optical path of an exposure optical system with respect to a substrate being conveyed in a certain direction at a constant speed by a substrate conveying means, In a scanning exposure method for transferring an image of the opening on the top,
The reference pattern previously formed on the substrate is imaged by an imaging means, and when the imaged reference pattern is moved from the imaging position to the exposure start position, the mask is advanced in the direction of travel of the substrate in synchronization with the transport of the substrate. The movement is started and irradiation of the exposure light to the substrate is started. When the reference pattern is moved to the exposure stop position, the exposure light is stopped to be applied to the substrate and the forward movement of the mask is stopped to stop the exposure. A scan exposure method characterized in that the exposure exposure region along the direction perpendicular to the substrate transport direction is sequentially exposed by returning to the start position and repeating this operation.

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、露光部で連続光源からの露光光を光路上に設けた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スキャン露光装置であって、
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基準パターンが撮像位置から露光開始位置に移動された時に、前記マスクを基板の搬送に同期させて基板の進行方向へ前進移動を開始させると共に前記露光光の基板への照射を開始させ、前記基準パターンが露光停止位置に移動した時に、露光光の基板への照射を停止させると共にマスクの前進移動を停止させて前記露光開始位置に戻すように制御する制御装置とを備えていることを特徴とするスキャン露光装置。 A substrate transport means for transporting the substrate in a constant direction at a constant speed, and a mask opening in which exposure light from a continuous light source is provided on the optical path in the exposure section for the substrate being transported by the substrate transport means A scanning exposure apparatus provided with an exposure optical system that irradiates through and transfers an image of the opening onto the substrate,
Imaging means for imaging a reference pattern previously formed on the substrate during movement of the substrate, and when the reference pattern imaged by the imaging means is moved from the imaging position to the exposure start position, the mask is used for transporting the substrate. Synchronously, the substrate starts to move forward in the direction of movement of the substrate and starts to irradiate the substrate with the exposure light. When the reference pattern moves to the exposure stop position, the irradiation of the substrate with the exposure light is stopped and the mask is moved. And a control device that controls to stop the forward movement of the lens and return to the exposure start position.

前記制御装置は、前記撮像手段で撮像された基準パターンの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、前記撮像された基準パターンが前記露光開始位置に移動された時に、前記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前記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する請求項２に記載のスキャン露光装置。 The control device detects a reference position in a transport direction on the substrate and a direction perpendicular thereto based on a pattern edge image of the reference pattern imaged by the imaging means, and the imaged reference pattern starts the exposure. 3. The scan exposure apparatus according to claim 2, wherein when the position is moved, the position of the mask is adjusted in a direction perpendicular to the transport direction based on a reference position in a direction perpendicular to the transport direction.

前記制御装置は、前記撮像手段で撮像された基準パターンの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、前記撮像された基準パターンが前記露光開始位置に移動された時に、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角にもとづいて前記マスクの前記露光光学系の光路に垂直な平面内における旋回角の位置調節を行うことを特徴とする請求項２に記載のスキャン露光装置。 The control device detects a reference position in a transport direction on the substrate and a direction perpendicular thereto based on a pattern edge image of the reference pattern imaged by the imaging means, and the imaged reference pattern starts the exposure. Adjusting the rotation angle of the mask in a plane perpendicular to the optical path of the exposure optical system based on the tilt angle with respect to the transport direction of the substrate obtained by detecting each reference position when moved to a position. The scan exposure apparatus according to claim 2, wherein:

前記制御装置は、前記基板上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前記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する請求項４に記載のスキャン露光装置。
5. The scan exposure apparatus according to claim 4, wherein the control device adjusts the position of the mask in a direction perpendicular to the conveyance direction based on a reference position in a direction perpendicular to the conveyance direction on the substrate. .