JP2006323188A - Exposure method and exposure device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently exposure a substrate having a wide-exposure region, with exposure light in a stable state by using a small mask, and to accurately exposure the predetermined region of the moving substrate. <P>SOLUTION: When exposure for transferring an image of an aperture part 11a of the mask 11 onto the substrate 4 is performed, by exposing the substrate 4 conveyed in a fixed direction by a substrate convey means 5 with the exposure light from a lamp (a continuous light source) 9 through the aperture part 11a of the mask 11, provided on an optical axis (optical path) S of an exposure optical system 3 in an exposure station (exposure part) 2, imaging of a side edge (pattern edge) of a pixel (reference pattern) 18 formed previously on the substrate 4 is performed by an imaging means 5 conveyed to be linked to the conveyed direction of the mask 11; a reference position in a direction orthogonal to a conveyance direction (a) on the substrate 4 is detected; and the position of the mask 11 is controlled so that the position of the mask 11 coincides with the reference position on the substrate 4, when the pixel 18 imaged by the imaging means 5 is conveyed from an imaging position F to an exposure position E. <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）。
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）とフォトマスクに設けたアライメントマークをＣＣＤカメラ等の画像手段で確認し、基板とフォトマスクとの相対的な位置を調節して位置合わせを行うものにあっては、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。しかも、前記撮像手段は、基板とフォトマスクが静止した状態で各アライメントマークを撮像してそれらの画像の整合状態を見て位置合わせするものであり、基板を一定方向に搬送しながら露光する場合には、移動する基板に対してフォトマスクの位置調節の動作を追従させることができないため、正確な露光領域への露光を行うことができない問題がある。 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 the exposure unit, alignment marks provided on the substrate (base material) and the photomask are confirmed by image means such as a CCD camera, and alignment is performed by adjusting a relative position between the substrate and the photomask. In this case, it is necessary to previously form an alignment mark separately from the pattern on both the substrate (base material) and the photomask, and the manufacturing process of the substrate (base material) and the photomask becomes complicated. . In addition, the imaging means captures each alignment mark while the substrate and the photomask are stationary, aligns the images by checking the alignment state of the images, and exposes the substrate while transporting it in a certain direction. However, there is a problem in that it is impossible to accurately expose the exposure area because the movement of the position of the photomask cannot follow the moving substrate.

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と共に、移動する基板における所定の露光領域に正確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 a substrate having a wide exposure area using a small mask can be efficiently exposed by irradiating exposure light in a stable state, It is an object of the present invention to provide an exposure method and an exposure apparatus capable of accurately exposing a predetermined exposure area on a moving substrate.

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、前記マスクに連動してその移動方向へ移動する撮像手段で撮像して、基板上の搬送方向に直角な方向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した時に、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制御しながら、基板の搬送方向に沿った露光領域を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 claim 1, the exposure light from the light source is provided on the optical path of the exposure optical system by the exposure unit with respect to the substrate being conveyed in a constant direction at a constant speed by the substrate transport unit. In an exposure method of irradiating through an opening of a mask and transferring an image of the opening onto the substrate,
The pattern edge of the reference pattern formed in advance on the substrate is imaged by an imaging means that moves in the movement direction in conjunction with the mask, and a reference position in a direction perpendicular to the transport direction on the substrate is detected, When the reference pattern imaged by the imaging means moves from the imaging position to the exposure position, exposure along the substrate transport direction while controlling the position of the mask so that the position of the mask coincides with the reference position on the substrate It is characterized by exposing an area.

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、露光部で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、
前記マスクの移動方向に連動可能に設けられ、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制御する制御装置とを備えると共に、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 claim 2 masks exposure light from a light source at an exposure unit for a substrate transport means for transporting a substrate in a constant direction at a constant speed and a substrate being transported by the substrate transport means. An exposure apparatus provided with an exposure optical system that irradiates through the aperture of the image and transfers an image of the aperture onto the substrate,
An imaging unit that is provided so as to be interlocked with the moving direction of the mask and that images a pattern edge of a reference pattern formed in advance on the substrate while the substrate is moving, and the reference pattern captured by the imaging unit is exposed from the imaging position. And a control device that controls the position of the mask so that the position of the mask coincides with the reference position on the substrate when moved to a position, and the control device is a substrate from the exposure start end to the exposure end on the substrate. While moving the exposure unit, irradiation of exposure light from the light source onto the substrate is continued.

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、前記撮像手段が、前記マスクを支持するマスクステージに取り付けられて、マスクステージを移動させるマスク駆動手段の作動によってマスクと一体に移動す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 imaging means is attached to a mask stage that supports the mask and is integrated with the mask by operation of a mask driving means that moves the mask stage. It is characterized by moving to.

請求項４に係る露光装置は、請求項２に記載の露光装置において、前記撮像手段が、前記マスクを支持するマスクステージとは別の支持体に取り付けられ、マスクステージを移動させるマスク駆動手段に対する作動作指令値と同一の作動指令値にもとづいて作動される撮像手段駆動装置によってマスクに連動することを特徴としている。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus according to the second aspect, wherein the imaging means is attached to a support different from the mask stage that supports the mask, and the mask driving means moves the mask stage. It is characterized in that it is interlocked with the mask by an imaging means driving device that is operated based on the same operation command value as the operation command value.

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。
また、同一の撮像手段によって基板の基準位置とマスクの位置を検出して、それらの検出値にもとづいてマスクの位置制御を行うことができるので、基板の基準位置とマスクの位置を個別に検出して位置制御を行う場合に比べて、位置制御系における誤動作を減らすことができると共に、露光位置において基板の基準位置に対するマスクの位置合わせを極めて高精度に行わせることができ、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。
そして、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 claim 1 and the exposure apparatus according to claim 2, since the exposure can be performed by continuously transferring the shape of the opening of the mask while the substrate is transported by the substrate transport means. Even when a 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.
In addition, the reference position of the substrate and the position of the mask can be detected by the same imaging means, and the mask position can be controlled based on the detected values, so that the reference position of the substrate and the position of the mask are detected individually. Compared with the case where the position control is performed, it is possible to reduce malfunctions in the position control system, and to align the mask with the reference position of the substrate at the exposure position with extremely high accuracy. The exposure to the area can be performed accurately.
Then, 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. Further, it is not necessary to form alignment marks on the mask, and their manufacture is easy.

請求項３に係る露光装置によれば、撮像手段がマスクステージに取り付けられてそれと一緒に位置制御されるので、マスクに撮像手段を連動させるための駆動手段をマスク駆動手段と別に設ける必要がないと共に、マスクの位置を検出するための検知手段を別途に設ける必要もなく、その分構成が簡単となる。   According to the exposure apparatus of the third aspect, since the imaging unit is attached to the mask stage and the position thereof is controlled together with it, it is not necessary to provide a driving unit for interlocking the imaging unit with the mask separately from the mask driving unit. In addition, it is not necessary to separately provide a detection means for detecting the position of the mask, and the configuration is simplified correspondingly.

請求項４に係る露光装置によれば、撮像手段をマスクステージに取り付ける必要がないので、マスクステージの周辺構成が簡単となると共にマスク駆動手段に対する負荷を軽減することができてマスクの円滑、迅速な位置制御ができ、また、撮像手段の露光装置に対する付設位置の選択の自由度を増すことができる。   According to the exposure apparatus of the fourth aspect, since it is not necessary to attach the imaging means to the mask stage, the peripheral configuration of the mask stage can be simplified and the load on the mask driving means can be reduced so that the mask can be smoothly and quickly. Position control can be performed, and the degree of freedom in selecting the attachment position of the imaging means with respect to the exposure apparatus can be increased.

以下、本発明の実施の形態に係る露光装置について、添付図面を参照して説明する。
図１において、１は本発明の第１の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。 Hereinafter, an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention. The 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, 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 for 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 designed to transcribe.

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、露光光学系３の光軸（光路）Ｓは鉛直方向に設定され、前記マスク１１が光軸Ｓに垂直な水平面内に位置されている。なお、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Ｘ軸方向（図２で上下方向）ｘに長辺を有し、Ｘ軸方向ｘに直角なＹ軸方向（図１、図２で左右方向）ｙに短辺を有する矩形状の平板からなり、Ｙ軸方向ｙの中央部には、Ｙ軸方向ｙに長辺を有する矩形状の開口部１１ａが、Ｘ軸方向に所定間隔をあけて複数（図示の例では２個）板面を貫通して設けられている。 The exposure optical system 3 includes a lamp (continuous light source) 9 made of an ultra-high pressure mercury lamp or the like, an illumination lens 10 that is installed below the lamp 9 and projects the exposure light from the lamp 9 downward, And an optical axis (optical path) S of the exposure optical system 3 is set in a vertical direction, and the mask 11 is positioned in a horizontal plane perpendicular to the optical axis S. ing. The lamp 9 continues to irradiate exposure light once turned on until it is commanded to turn off.
The mask 11 has a long side in the X-axis direction (vertical direction in FIG. 2) x perpendicular to the paper surface in FIG. 1, and the Y-axis direction (right and left in FIGS. 1 and 2) perpendicular to the X-axis direction x. (Direction) y is a rectangular flat plate having a short side in y, and a rectangular opening 11a having a long side in the Y-axis direction y is spaced at a predetermined interval in the X-axis direction at the center in the Y-axis direction y. A plurality of (two in the illustrated example) plate surfaces are provided.

なお、前記開口部１１ａのＹ軸方向ｙにおける長さは、例えば、基板４のピクセル１８（後述）のＹ軸方向ｙにおける長さと同じに設定され、Ｘ軸方向ｘにおける短辺の幅Ｄはピクセル１８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、開口部１１ａ，１１ａの相互間隔ＰはＸ軸方向ｘにおけるピクセル１８の各着色層のピッチ間隔ｐと同じに設定されている。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、Ｙ軸方向ｙにおける幅が基板４のＹ軸方向ｙにおける長に比べて十分に小さなものとされ、Ｘ軸方向ｘの長さが基板４のＸ軸方向ｘの幅より大きく設定されている（図２参照）が、マスク１１およびラインＣＣＤ２０を一体的にＸ軸方向ｘに複数に分割したものでもよい。
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、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１３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。 The length of the opening 11a in the Y-axis direction y is set, for example, to be the same as the length of the pixel 18 (described later) of the substrate 4 in the Y-axis direction y, and the width D of the short side in the X-axis direction x is The pixel 18 is set to be slightly larger than the width d in the X-axis direction x, and the mutual interval P between the openings 11a and 11a is set to be the same as the pitch interval p between the colored layers of the pixel 18 in the X-axis direction x. . The mask 11 only needs to have an area necessary and sufficient to provide the opening 11a, and the width in the Y-axis direction y is sufficiently smaller than the length of the substrate 4 in the Y-axis direction y. The length in the X-axis direction x is set to be larger than the width in the X-axis direction x of the substrate 4 (see FIG. 2), but the mask 11 and the line CCD 20 are integrally divided into a plurality in the X-axis direction x. You may have done.
The mask 11 is supported on the upper surface of a mask stage 12 installed perpendicular to the optical axis S of the exposure optical system 3, and a line connecting the centers of the openings 11a and 11a is the exposure optical system 3. It is located on the optical axis S. The mask stage 12 is moved in the X axis direction x and Y axis direction y of the mask 11 in a horizontal plane perpendicular to the optical axis S by a mask driving means 13 having a servo motor, a linear motor, a required transmission mechanism, and the like. The position adjustment and the position adjustment of the turning angle about the axis around the center of the mask 11 can be performed.

また、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１４と、該基板ステージ１４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１５とを備えている。前記基板駆動手段１５には、前記基板４（基板ステージ１４）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１６が設けられ、該位置センサー１６の検出値にもとづいて基板駆動手段１５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。
なお、前記基板ステージ１４は、その下方から投光される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。 Further, the substrate transport means 5 is disposed along the horizontal plane perpendicular to the optical axis S of the exposure optical system 3 in the exposure station 2, and the substrate stage 14 for placing the substrate 4 parallel to the horizontal plane; A substrate driving means 15 having a servo motor, a linear motor, a required transmission mechanism and the like for moving the substrate stage 14 along the X and Y axis directions x and y is provided. The substrate driving means 15 is provided with a position sensor 16 such as an encoder or a linear sensor for detecting the movement position of the substrate 4 (substrate stage 14) in the X and Y axis directions x and y. The operation of the substrate driving means 15 is feedback controlled by the control device 8 based on the detected value.
The substrate stage 14 has a frame structure so as not to block the illumination light of the image recognition illumination 7 projected from below, and supports the substrate 4 at its peripheral portion. ing.

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（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、前記搬送方向に直角なＸ軸方向ｘ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との間に配置したダイクロックミラー１９と、該ダイクロックミラー１９によって反射された画像を撮像するラインＣＣＤ２０とを備え、該ラインＣＣＤ２０が支持部材１７を介して前記マスクステージ１２に固定して支持され、マスクステージ１２の移動方向に一緒に移動するようになっている。 The substrate 4 is, for example, a color filter substrate. As shown in FIG. 2A, each of the colored substrates arranged in a straight line in the transport direction (Y-axis direction y) of the substrate 4 in the black matrix BM. Pixels (reference patterns) 18 that are rectangular openings for layers (red R, green G, blue B) are formed by arranging a plurality of rows in the X-axis direction x perpendicular to the transport direction, The surface of the exposure station 2 moves along a horizontal plane perpendicular to the optical axis S of the exposure optical system 3. 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 includes a dichroic mirror 19 disposed between the illumination lens 10 and the mask 11 in the exposure optical system 3 so as to face the image recognition illumination 7, and the dichroic mirror 19. A line CCD 20 for picking up an image reflected by the light beam, and the line CCD 20 is fixedly supported on the mask stage 12 via a support member 17 and moves together in the moving direction of the mask stage 12. Yes.

前記ラインＣＣＤ２０は、例えば、図２に示すように、撮像素子２０ａをＸ軸方向ｘに一直線状に前記基板４の幅（Ｘ軸方向ｘ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。前記ダイクロックミラー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、前記ライン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Ｙ軸方向ｙ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、前記ラインＣＣＤ２０は、前記基板４のピクセル１８のＸ軸方向ｘ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。   For example, as shown in FIG. 2, the line CCD 20 is formed by arranging the imaging elements 20 a in a straight line in the X-axis direction x over a length larger than the width of the substrate 4 (dimension in the X-axis direction x). is there. The position (imaging position) F of the optical axis S1 of the dichroic mirror 19 is rearward from the position (exposure position) E of the optical axis S of the exposure optical system 3 with respect to the traveling direction A of the substrate 4 (FIG. 1, FIG. 2 is set at a predetermined distance L in advance to the right side in FIG. 2, and the front edge (pattern edge) 18e1 of the pixel 18 of the substrate 4 (the front edge in the traveling direction A of the substrate 4) is set by the line CCD 20. The pixel 18 reaches the center position (exposure position) E in the Y-axis direction y of the opening 11a of the mask 11 after a lapse of a predetermined time since the image is captured through the illumination light of the image recognition illumination 7. It has become. Further, the line CCD 20 images a side edge (pattern edge) 18 e 2 in the X-axis direction x 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、前記ライン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（ピクセル１８のＹ軸方向の中間位置の撮像位置Ｆから露光位置Ｅへの移動時間）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Ｘ軸方向ｘにおける基準位置（Ｘ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Ｘ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（Ｙ軸方向ｙ）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Ｙ軸方向ｙにおける基準位置（Ｙ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１５を作動させて前記基板ステージ１４をＸ，Ｙ軸方向ｘ，ｙに移動させる基板ステージコントローラ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Ｘ軸方向ｘ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、記憶部２２、演算部２３、ランプ電源部２４、基板ステージコントローラ２５およびマスクステージコントローラ２６に接続され、それらの動作を統合して制御する主制御部２７とを備えている。   The control device 8 controls the operation of the entire device, and the line CCD 20 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. 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 time required for the position of the front edge 18e1 of the pixel 18 to move from the imaging position F to the exposure position E from the distance L between the image capturing position F and the exposure position E and the transport speed of the substrate 4 (of the pixel 18). (Side time from the imaging position F to the exposure position E) at the intermediate position in the Y-axis direction, or the side edge 18e detected by the image processing unit 21 A positional shift (X-axis positional shift of the substrate 4) between a reference position (X-axis reference position) of the substrate 4 based on the X-axis direction x and a standard position of the mask 11 (opening 11a) in the Y-axis direction y; A calculation unit 23 for calculating a deviation angle (tilt angle) θ with respect to the transport direction (Y-axis direction y) of the substrate 4 in a plane including the X and Y axes, and the Y-axis direction y of the substrate 4 based on the front edge 18e1. According to the reference position (Y-axis reference position), the exposure light from the lamp 9 to the exposure position E until the last pixel 18b reaches the exposure position E after the foremost pixel 18a reaches the exposure position E. A lamp power source 24 for continuously irradiating, a substrate stage controller 25 for operating the substrate driving means 15 to move the substrate stage 14 in the X and Y axis directions x, y, and the mask drive. The moving means 13 is operated to adjust the position of the mask stage 12 in the X-axis direction x, or to adjust the turning angle of the mask stage 12 in the horizontal plane, the image processing unit 21, and the storage unit. 22, a calculation unit 23, a lamp power supply unit 24, a substrate stage controller 25, and a mask stage controller 26, and a main control unit 27 that integrates and controls these operations.

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の指令で前記画像認識用照明７が点灯され、前記基板ステージコントローラ２５が作動して前記基板搬送手段１５の基板駆動手段１５が駆動されて、基板４が基板ステージ１４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Ｓ１）。その間、前記ラインＣＣＤ２０が、基板４の下側から前記画像認識用照明７によって投光され、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、前記ダイクロックミラー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 exposure apparatus 1 configured as described above.
First, when the exposure apparatus 1 is operated with the control apparatus 8 in an operating state, the image recognition illumination 7 is turned on by a command from the main control section 27, and the substrate stage controller 25 is operated to operate the substrate transport means 15. The substrate driving means 15 is driven, and the substrate 4 is transported in the advancing direction (a) with the exposure stage 2 kept horizontal by the substrate stage 14 (step S1). Meanwhile, the line CCD 20 receives the illumination light projected from the lower side of the substrate 4 by the image recognition illumination 7 and passed through the pixels 18 formed on the substrate 4 through the dichroic mirror 19. Thus, the image data of the pixel 18 is acquired (step S2).

前記ライン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、Ｘ軸方向ｘに沿って整列する各ピクセル１８の前方エッジ１８ｅ１の位置（Ｙ軸基準位置）と、Ｙ軸方向ｙ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（Ｘ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Ｙ軸基準位置とＸ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の搬送速度とから、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、前記マスク１１のＸ軸方向ｘにおける標準位置に対応するラインＣＣＤ２０のＸ軸方向ｘにおける特定の撮像素子２０ａ１と前記側方エッジ１８ｅ２を撮像した撮像素子２０ａとの位置の差（位置偏差）を演算し（前記マスク１１の開口部１１ａのＸ軸方向ｘにおける標準位置と前記基板４上のＸ軸基準位置との位置ずれ（基板４のＸ軸位置ずれ））を求め、さらに、図２（ｂ）に示すように、Ｘ軸方向ｘに離れて整列している一対のピクセル１８，１８のＹ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 line 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 X-axis direction x (Y-axis reference position), and Y The position (X-axis reference position) of the side edge 18e2 of each pixel 18 aligned in the axial direction y is detected (step S3). When the Y-axis reference position and the X-axis reference position of the pixel 18a in the foremost row in the advancing direction (a) of the substrate 4 are detected, the calculation unit 23 detects the exposure position E and the imaging position F in the exposure station 2. And the arrival time of the pixel 18a in the foremost row to the exposure position E is calculated from the distance L between them and the preset conveyance speed of the substrate 4, and the mask 11 is set to the standard position in the X-axis direction x. A difference in position (positional deviation) between the specific imaging device 20a1 in the X-axis direction x of the corresponding line CCD 20 and the imaging device 20a that images the side edge 18e2 is calculated (the X axis of the opening 11a of the mask 11). 2), a positional deviation between the standard position in the direction x and the X-axis reference position on the substrate 4 (X-axis positional deviation of the substrate 4) is obtained. Further, as shown in FIG. From the displacement amount t of the Y-axis reference position of the pair of pixels 18 and 18 and the distance u between the pair of pixels 18 and 18, from the X and Y axes in the plane including the XY axis of the substrate 4. A deviation angle (an inclination angle with respect to the conveyance direction of the substrate 4) θ is calculated (step S4).

そして、前記主制御部２７は、最前列のピクセル１８ａのＹ軸基準位置が検出された時に内蔵のタイマで前記到達時間を計時しており、該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Ｘ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によって前記マスクステージ１２がＸ軸方向ｘに前記Ｘ軸位置ずれ分だけ位置調節され、また、マスクステージ１２が水平面内（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の露光領域２８，２８に正しく合わせられる（ステップＳ５）。これと同時に、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（ステップＳ６）ので、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上の所定の露光領域２８，２８に転写される露光が行われる（ステップＳ７）。   The main control unit 27 measures the arrival time with a built-in timer when the Y-axis reference position of the pixel 18a in the front row is detected, and when the time measurement of the arrival time ends, the calculation unit 23 In response to the X-axis position shift and the inclination angle θ of the substrate 4 calculated in step (1), the mask drive controller 13 is operated by instructing the mask stage controller 26. Therefore, the mask drive means 13 causes the mask stage 12 to move. The position of the mask 11 is adjusted in the X-axis direction x by the X-axis position deviation, and the turning angle of the mask stage 12 in the horizontal plane (around the axis parallel to the optical axis S of the exposure optical system 3) is adjusted. The position of the opening 11a is correctly aligned with the exposure areas 28, 28 of the substrate 4 (step S5). At the same time, the main control unit 27 instructs the lamp power supply unit 24 to turn on the lamp 9 (step S6), so that the exposure light from the lamp 9 is collimated by the illumination lens 10, and the Exposure is performed such that the substrate 4 is irradiated through the opening 11a of the mask 11 and the shape of the opening 11a is transferred to the predetermined exposure regions 28, 28 on the substrate 4 (step S7).

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、前記ラインＣＣＤ２０の撮像素子２０ａが各ピクセル１８ａの前方エッジ１８ｅ１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Ｘ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Ｘ軸方向ｘにおける位置と旋回角が位置制御されているので、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。
特に、基板４のＸ軸方向ｘに関する位置変位に関し、前記撮像位置Ｆにおいてピクセル１８の側方エッジ１８ｅ２を撮像した撮像素子２０ａと前記特定の撮像素子２０ａ１との位置偏差が求められ、前記撮像したピクセル１８が前記露光位置Ｅに到達した際に該位置偏差が無くなるようにマスクステージ１２がＸ軸方向ｘへ移動されてマスク１１の位置調節がなされるので、基板４上の先行するピクセル１８にもとづいてマスク１１の位置調節がなされるときには、前記ラインＣＣＤ２０の特定の撮像素子２０ａ１はＸ軸方向ｘに関して先行するピクセル１８の側方エッジ１８ｅ２の位置にあり、この位置で後続のピクセル１８の側方エッジ１８ｅ２は前記特定の撮像素子２０ａ１との位置偏差が求められ、これによりマスク１１の位置調節がなされる。 During the exposure, the substrate 4 is continuously transported at a constant speed in the traveling direction A, and the image pickup device 20a of the line CCD 20 always images the front edge 18e1 of each pixel 18a. Since the reference position and the Y-axis reference position are detected, and the position and turning angle of the mask 11 in the X-axis direction x are controlled according to the X-axis position shift of the substrate 4 and the inclination angle θ with respect to the transport direction. The predetermined exposure areas 28 and 28 of the substrate 4 can be accurately exposed by the openings 11a and 11a of the mask 11.
In particular, regarding the positional displacement of the substrate 4 in the X-axis direction x, the positional deviation between the imaging element 20a that images the side edge 18e2 of the pixel 18 at the imaging position F and the specific imaging element 20a1 is obtained, and the imaging is performed. Since the mask stage 12 is moved in the X-axis direction x and the position of the mask 11 is adjusted so that the positional deviation is eliminated when the pixel 18 reaches the exposure position E, the preceding pixel 18 on the substrate 4 is adjusted. When the position of the mask 11 is adjusted, the specific image sensor 20a1 of the line CCD 20 is at the position of the side edge 18e2 of the preceding pixel 18 with respect to the X-axis direction x. The position deviation of the side edge 18e2 with respect to the specific imaging element 20a1 is obtained, whereby the position of the mask 11 is adjusted. It is made.

したがって、前記マスクステージ１２（マスク１１）は、マスクステージコントローラ２６を介してマスク駆動手段１３によって、常に、ラインＣＣＤ２０の特定の撮像素子２０ａ１が前記ピクセル１８の側方エッジ１８ｅ２を撮像する位置に移動するように制御され、すなわち、前記特定の撮像素子２０ａ１を基板４のＸ軸方向ｘにおける変位を検出する位置検出器として、マスク駆動手段１３によってマスクステージ１２の移動位置をフィードバック制御した状態となって、マスク１１のＸ軸方向ｘにおける位置制御が安定して高精度に行うことができる。
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Ｙ軸基準位置が検出されると、該最後列のピクセル１８ｂが露光位置Ｅへ到達して所定時間後に、前記主制御部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を消灯されて基板４に対する露光（プロキシ露光）が終了する（ステップＳ８）。 Therefore, the mask stage 12 (mask 11) is always moved to a position where the specific image sensor 20a1 of the line CCD 20 images the side edge 18e2 of the pixel 18 by the mask driving means 13 via the mask stage controller 26. In other words, the moving position of the mask stage 12 is feedback-controlled by the mask driving means 13 using the specific imaging element 20a1 as a position detector that detects the displacement of the substrate 4 in the X-axis direction x. Thus, the position control of the mask 11 in the X-axis direction x can be stably performed with high accuracy.
When the exposure progresses and the Y-axis reference position of the pixel 18b in the last row in the traveling direction (a) of the substrate 4 is detected, the main pixel 18b reaches the exposure position E and a predetermined time later. In response to a command from the control unit 27, the lamp power source unit 24 is operated to turn off the lamp 9, and the exposure (proxy exposure) to the substrate 4 is completed (step S8).

前記所定の露光領域２８，２８は、前記マスク１１の開口部１１ａの短辺方向の幅Ｄに見合った幅を有し、基板４のＸ軸方向ｘに間隔Ｐをあけて配置された複数列（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、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に基板４を搬送して行う。また、前記露光操作に先立って前記基板４にはブラックマトリックＢＭの上に着色顔料が塗布されているので、前記露光によって露光された領域の着色顔料が硬化される。そこで露光後の基板４を洗浄液で洗浄すると、露光されなかった領域の着色顔料が除去されて前記露光領域２８，２８に前記硬化された着色顔料によって各着色層Ｒ，Ｇ，Ｂのピクセル１８が形成されることとなる。 The predetermined exposure areas 28, 28 have a width corresponding to the width D in the short side direction of the opening 11a of the mask 11, and are arranged in a plurality of rows arranged at intervals P in the X-axis direction x of the substrate 4. This is a band-like region (two rows in the illustrated example). The exposure regions 28 and 28 are strip-like regions elongated in the Y-axis direction y on the substrate 4 surrounding the pixels 18 of the red R colored layer of the color filter aligned in a straight line in the Y-axis direction y.
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. 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 liquid, the colored pigment in the unexposed areas is removed, and the pixels 18 of the respective colored layers R, G, B are formed in the exposed areas 28, 28 by the cured colored pigment. Will be formed.

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、前記第１の実施の形態に係る露光装置１に対し、該露光装置１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１４（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、前記ダイクロックミラー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 exposure apparatus 1A according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This exposure apparatus 1A is different from the exposure apparatus 1 according to the first embodiment in that the illumination lens 10 of the exposure optical system 3 in the exposure apparatus 1 is replaced with a projection lens 10a, and the projection lens 10a is used as a substrate. The mask stage 12 is disposed between the projection lens 10a and the lamp 9 while being disposed at a position close to the stage 14 (substrate 4).
The dichroic mirror 19 is disposed between the projection lens 10 a and the mask stage 12. Since other configurations are the same as those of the exposure apparatus 1 according to the above-described embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

この露光装置１Ａ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１の場合と同様にして前記基板ステージ１４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Ｘ軸方向ｘにおけるＸ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Ｘ軸方向ｘにおける位置と旋回角の位置制御が前記露光装置１における場合と同様に行われることは勿論である。   In this exposure apparatus 1A, during exposure operation, exposure light that is continuous light from the lamp 9 passes through the opening 11a of the mask 11 and is irradiated onto the substrate 4 by the projection lens 10a. The shape of the opening 11a is transferred to the surface. Accordingly, when the substrate 4 is conveyed in the advancing direction 2 by the substrate stage 14 by the substrate stage 14 as in the case of the exposure apparatus 1, a predetermined exposure area 28 of the substrate 4 is continuously provided by the exposure optical system 3. , 28 are exposed (projection exposure). Even during this exposure operation, the position of the mask 11 in the X-axis direction x and the rotation angle are controlled according to the X-axis position shift in the X-axis direction x of the substrate 4 and the tilt angle θ with respect to the transport direction. Of course, it is performed in the same manner as in the case of 1.

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、前記マスクに連動してその移動方向へ移動する撮像手段で撮像して、基板上の搬送方向に直角な方向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した時に、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制御しながら、基板の搬送方向に沿った露光領域を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 from the continuous light source is emitted from the continuous light source at the exposure unit to the substrate being transported in the constant direction at a constant speed by the substrate transport unit. In an exposure method of irradiating through an opening of a mask provided on a road and transferring an image of the opening onto the substrate, a pattern edge of a reference pattern previously formed on the substrate is moved in conjunction with the mask. The image is picked up by the image pickup means moving in the direction, the reference position in the direction perpendicular to the transport direction on the substrate is detected, and when the reference pattern picked up by the image pickup means moves from the image pickup position to the exposure position, The exposure area along the substrate transport direction is exposed while controlling the position of the mask so that the position of the mask matches the reference position.

また、前記実施の形態に係る露光装置１，１Ａ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、前記マスクの移動方向に連動可能に設けられ、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制御する制御装置とを備えると共に、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構成とされている。   In addition, the exposure apparatuses 1 and 1A according to the above-described embodiment continuously perform in the exposure unit with respect to the substrate transport unit that transports the substrate in a constant direction at a constant speed and the substrate that is being transported by the substrate transport unit. An exposure apparatus provided with an exposure optical system that irradiates exposure light from a light source through an opening of a mask and transfers an image of the opening onto a substrate, and is provided so as to be interlocked with a moving direction of the mask. Imaging means for imaging a pattern edge of a reference pattern formed in advance on the substrate while the substrate is moving, and the reference on the substrate when the reference pattern imaged by the imaging means is moved from the imaging position to the exposure position And a control device that controls the position of the mask so that the position of the mask coincides with the position, and the control device moves the exposure section while the substrate moves from the exposure start end to the exposure end on the substrate. It has a configuration to continue irradiation to the substrate of the exposure light from the light source.

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１，１Ａ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、同一の撮像手段６のラインＣＣＤ２０によって基板４の基準位置とマスク１１の位置を検出して、それらの検出値にもとづいてマスクの位置制御を行うことができるので、基板４の基準位置とマスク１１の位置を個別に検出して位置制御を行う場合に比べて、位置制御系における誤動作を減らすことができると共に、露光位置Ｅにおいて基板４の基準位置に対するマスク１１の位置合わせを極めて高精度に行わせることができ、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。
そして、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 exposure method and the exposure apparatus 1, 1 </ b> A according to the embodiment, exposure is performed by continuously transferring the shape of the opening 11 a of the mask 11 while transporting the substrate 4 by the substrate transport unit 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.
Further, the reference position of the substrate 4 and the position of the mask 11 can be detected by the line CCD 20 of the same imaging means 6 and the mask position can be controlled based on the detected values. Compared with the case where the position of the mask 11 is individually detected and position control is performed, malfunctions in the position control system can be reduced, and the alignment of the mask 11 with respect to the reference position of the substrate 4 at the exposure position E is extremely accurate. The predetermined exposure areas 28 and 28 of the substrate 4 can be accurately 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 traveling 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、前記露光装置１，１Ａにおいて、前記撮像手段６が、前記マスク１１を支持するマスクステージ１２に取り付けられて、マスクステージ１２を移動させるマスク駆動手段１３の作動によってマスク１１と一体に移動する構成とすると、撮像手段６がマスクステージ１２と一体に位置制御されるので、マスク１１に撮像手段６を連動させるための駆動手段をマスク駆動手段１３と別に設ける必要がないと共に、マスク１１の位置を検出するための検知手段を別途に設ける必要もなく、その分構成が簡単となる。   In the exposure apparatuses 1 and 1A, the imaging unit 6 is attached to the mask stage 12 that supports the mask 11, and moves together with the mask 11 by the operation of the mask driving unit 13 that moves the mask stage 12. With this configuration, since the position of the imaging unit 6 is controlled integrally with the mask stage 12, it is not necessary to provide a driving unit for interlocking the imaging unit 6 with the mask 11, and the position of the mask 11. There is no need to provide a separate detection means for detecting the above, and the configuration is simplified accordingly.

なお、前記実施の形態に係る露光装置１，１Ａにおいては、前記撮像手段を、前記マスク１１を支持するマスクステージ１２に取り付け、マスクステージ１２を移動させるマスク駆動手段１３の作動によってマスク１１と一体に移動するようにしたが、これに代えて、前記撮像手段６を前記マスクステージ１２とは別の支持体に取り付け、マスクステージ１２を移動させるマスク駆動手段１３に対する作動作指令値と同一の作動指令値にもとづいて作動される撮像手段駆動装置によって、前記マスク１１に連動して撮像手段６を移動させるようにしてもよい。このように構成すると、撮像手段６をマスクステージ１２に取り付ける必要がないので、マスクステージ１２の周辺構成が簡単となると共に、マスク駆動手段１３に対する負荷を軽減することができてマスク１１の円滑、迅速な位置制御ができ、また、撮像手段６の露光装置１，１Ａに対する付設位置の選択の自由度を増すことができる。   In the exposure apparatuses 1 and 1A according to the embodiment, the imaging unit is attached to the mask stage 12 that supports the mask 11, and the mask driving unit 13 that moves the mask stage 12 is operated so as to be integrated with the mask 11. However, instead of this, the image pickup means 6 is attached to a support different from the mask stage 12 and the same operation command value as that for the mask drive means 13 for moving the mask stage 12 is used. The imaging means 6 may be moved in conjunction with the mask 11 by an imaging means driving device that is operated based on the command value. With this configuration, since it is not necessary to attach the imaging unit 6 to the mask stage 12, the peripheral configuration of the mask stage 12 can be simplified, the load on the mask driving unit 13 can be reduced, and the mask 11 can be smoothed. Position control can be performed quickly, and the degree of freedom in selecting the attachment position of the imaging means 6 with respect to the exposure apparatuses 1 and 1A can be increased.

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、前記ランプ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。   Further, in the exposure method and exposure apparatus 1, 1 </ b> A according to the embodiment, the lamp power supply unit 24 is operated in response to a command from the main control unit 27, so that the lamp 9 is turned on at the exposure start end of the substrate 4. The exposure is performed by turning on the light, and the lamp 9 is turned off at the end of exposure to end the exposure. Instead of this, a shutter is provided below the lamp 9, and the shutter is kept on while the lamp 9 is lit. The opening and closing may be performed to start and end the exposure at the exposure start end and the exposure end.

また、前記実施の形態に係る露光方法および露光装置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１４とこれを搬送方向に移動させる基板駆動手段１５とを備えて構成したが、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、１つの基板４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、各基板４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。   In the exposure method and the exposure apparatus 1 according to the above-described embodiment, the substrate transport unit 5 includes the substrate stage 14 on which the substrate 4 is placed and the substrate driving unit 15 that moves the substrate stage 14 in the transport direction. In addition, when using a film-like (sheet-like) base material as the substrate 4, the base material is exposed to an exposure station by winding the base material wound around a storage roll onto a take-up roll. 2 may be configured to move along a plane perpendicular to the optical axis S of the exposure optical system 3. In this manner, a sheet-like base material (substrate) having a large number of exposure regions corresponding to one substrate 4 is moved stepwise for each exposure region corresponding to each substrate 4 and the exposure operation is repeated intermittently. Since it is not necessary to perform this, a large number of substrates can be exposed very efficiently, and productivity can be increased.

さらに、前記実施の形態に係る露光方法および露光装置１，１Ａ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ＢＭを形成した基板４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。   Furthermore, in the exposure method and exposure apparatus 1, 1 </ b> A according to the above-described embodiment, it is applied when a colored layer (R, G, B) is formed on the substrate 4 on which the black matrix BM 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 other semiconductor elements, the production of a photomask and a reticle, and the like.

本発明の第１の実施の形態に係る露光装置を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows the exposure apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 同じく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 position adjustment of the mask with respect to the board | substrate and board | substrate similarly in exposure apparatus. 同じく露光装置の作用を示すフロー図である。It is a flowchart which similarly shows the effect | action of an exposure apparatus. 本発明の第２の実施の形態に係る露光装置を示す系統図である。It is a systematic diagram which shows the exposure apparatus which concerns on the 2nd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１，１Ａ 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
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
１４ 基板ステージ
１５ 基板駆動手段
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 ラインＣＣＤ
２０ａ 撮像素子
２０ａ１ 特定の撮像素子
２１ 画像処理部
Ｅ 露光位置
Ｆ 撮像位置
Ｓ 光軸（光路） 1,1A exposure equipment 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 10a Projection lens 11 Mask 11a Opening part 12 Mask stage 13 Mask drive means 14 Substrate stage 15 Substrate drive means 18 Pixel (reference pattern)
18e1 Front edge (pattern edge)
18e2 Side edge (pattern edge)
20 line CCD
20a Imaging element 20a1 Specific imaging element 21 Image processing unit E Exposure position F Imaging position S Optical axis (optical path)

Claims (4)

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、前記マスクに連動してその移動方向へ移動する撮像手段で撮像して、基板上の搬送方向に直角な方向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した時に、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制御しながら、基板の搬送方向に沿った露光領域を露光することを特徴とする露光方法。 An exposure unit irradiates exposure light from a light source through a mask opening provided on an optical path of an exposure optical system on a substrate being conveyed in a certain direction at a constant speed by the substrate conveying means, In the exposure method for transferring the image of the opening to
The pattern edge of the reference pattern formed in advance on the substrate is imaged by an imaging means that moves in the movement direction in conjunction with the mask, and a reference position in a direction perpendicular to the transport direction on the substrate is detected, When the reference pattern imaged by the imaging means moves from the imaging position to the exposure position, exposure along the substrate transport direction while controlling the position of the mask so that the position of the mask coincides with the reference position on the substrate An exposure method comprising exposing an area. 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、
前記マスクの移動方向に連動可能に設けられ、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制御する制御装置とを備えると共に、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。 A substrate transport means for transporting the substrate in a constant direction at a constant speed, and the exposure light from the light source is irradiated through the opening of the mask at the exposure section to the substrate being transported by the substrate transport means. An exposure apparatus provided with an exposure optical system that transfers an image of a part onto a substrate,
An imaging unit that is provided so as to be interlocked with the moving direction of the mask and that images a pattern edge of a reference pattern formed in advance on the substrate while the substrate is moving, and the reference pattern captured by the imaging unit is exposed from the imaging position. And a control device that controls the position of the mask so that the position of the mask coincides with the reference position on the substrate when moved to a position, and the control device is a substrate from the exposure start end to the exposure end on the substrate. The exposure apparatus is characterized in that irradiation of the exposure light from the light source onto the substrate is continued while the exposure unit is moved. 前記撮像手段は、前記マスクを支持するマスクステージに取り付けられて、マスクステージを移動させるマスク駆動手段の作動によってマスクと一体に移動することを特徴とする請求項２に記載の露光装置。   The exposure apparatus according to claim 2, wherein the imaging unit is attached to a mask stage that supports the mask and moves integrally with the mask by an operation of a mask driving unit that moves the mask stage. 前記撮像手段は、前記マスクを支持するマスクステージとは別の支持体に取り付けられ、マスクステージを移動させるマスク駆動手段に対する作動作指令値と同一の作動指令値にもとづいて作動される撮像手段駆動装置によってマスクに連動することを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
The image pickup means is attached to a support different from the mask stage that supports the mask, and is driven based on the same operation command value as the operation command value for the mask drive means that moves the mask stage. The exposure apparatus according to claim 2, wherein the exposure apparatus is interlocked with the mask by the apparatus.

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