JP2009251581A - Mask for exposure and exposure device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液晶パネルやプラズマディスプレイ等のカラーフィルタの製造に用いる露光用マスク及びそれを用いた露光装置に関するものであり、詳しくは、フラッシュランプを用いた近接露光に用いる露光用マスクとその露光装置に関するものである。 The present invention relates to an exposure mask used for manufacturing a color filter such as a liquid crystal panel or a plasma display, and an exposure apparatus using the same, and more particularly to an exposure mask used for proximity exposure using a flash lamp and the exposure thereof. It relates to the device.
液晶パネル用カラーフィルタの製造は、ブラックマトリックスを形成した基板上の全面に着色剤を含有するネガ型感光性組成物を塗布し、近接露光装置を用いて、基板上の赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色層を形成すべき部分に露光を順に行ってから現像することにより、基板上にブラックマトリックスで隔てられた着色層パターン（以下、単に「絵素部」という。）を有するカラーフィルタが製造されるが、図７（ａ）のように各絵素部外縁とブラックマトリックスとの重なり部分が、盛り上がった状態になると、表面の平坦度が低下する。
そこで、前記盛り上がりを防止する方法として、露光用マスクと被露光体である基板との間隙（以下「プロキシミティギャップ」という。）を調整して、デフォーカス露光をすることにより、前記重なり部分に対する露光量を低減させて該重なり部分を現像により溶解除去され易くして、前記盛り上がり量を低減する方法（特許文献１）や、露光用マスクの露光光の透過部（以下、単に「透光孔）という。」の形状がブラックマトリックスの開口部周縁より数μｍ内側にあるものを用いて、各絵素部をブラックマトリックスの開口部の内側に島状に設ける方法（特許文献２）等が知られている。
A color filter for a liquid crystal panel is manufactured by applying a negative photosensitive composition containing a colorant to the entire surface of a substrate on which a black matrix is formed, and using a proximity exposure apparatus to make red (R) and green on the substrate. (G), a colored layer pattern (hereinafter simply referred to as “picture element part”) separated by a black matrix on a substrate by performing development after sequentially performing exposure on portions where a colored layer of blue (B) is to be formed. .) Is produced, but the flatness of the surface is lowered when the overlapping portion of each pixel part outer edge and the black matrix is raised as shown in FIG. 7A.
Therefore, as a method for preventing the bulge, the gap between the exposure mask and the substrate as the object to be exposed (hereinafter referred to as “proximity gap”) is adjusted, and defocus exposure is performed to thereby reduce the overlap portion. A method of reducing the exposure amount so that the overlapping portion is easily dissolved and removed by development to reduce the bulge amount (Patent Document 1), or an exposure light transmission portion of the exposure mask (hereinafter simply referred to as “transmission hole”). ) ”Is used to form each pixel part in an island shape inside the black matrix opening (Patent Document 2), etc. It has been.
しかしながら、デフォーカス露光においては、露光用マスクがその自重で撓むことにより、ププロキシミティギャップを露光領域全面にわたって均一に保つことができず、小さな露光用マスクを複数使用する必要があるが、夫々の露光用マスクについて、プロキシミティギャップを調整せねばならず、その結果、各露光用マスクによって、プロキシミティギャップにバラツキを生じ、各露光用マスク間における前記重なり部分の厚さのバラツキを生じることによって、表面の平坦度に対する新たな問題が生ずるおそれがある。
また、図１０のような露光対象部分にシャープなエッジを必要とするコンタクトホールやスルーホールが混在する場合、デフォーカス露光方式では対応できない。
However, in defocus exposure, because the exposure mask is bent by its own weight, the proximity gap cannot be kept uniform over the entire exposure area, and it is necessary to use a plurality of small exposure masks. For each exposure mask, the proximity gap must be adjusted. As a result, the proximity gap varies with each exposure mask, and the thickness of the overlapping portion between the exposure masks varies. This may cause new problems with surface flatness.
Further, when a contact hole or a through hole that requires a sharp edge is mixed in a portion to be exposed as shown in FIG. 10, the defocus exposure method cannot cope.
一方、露光用マスクの透光孔の形状がブラックマトリックスの開口部周縁より数μｍ内側にあるものを用いる方法では、ブラックマトリックスの開口部に対する露光用マスクの位置決めが難しく、ブラックマトリックスの開口部位置のバラツキがあると、前記開口部の内側の適切な位置に各絵素部を島状に設けることが出来ず、いわゆる白抜け部分が発生しカラーフィルタの品質が低下するおそれがある。 On the other hand, in the method using the shape of the light transmission hole of the exposure mask that is several μm inside the periphery of the opening of the black matrix, it is difficult to position the exposure mask with respect to the opening of the black matrix. If there is a variation, the picture element portions cannot be provided in islands at appropriate positions inside the opening, so that a so-called white-out portion is generated and the quality of the color filter may be deteriorated.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ブラックマトリックスと絵素部外縁との重なり部分における盛り上がりを可及的に小さく抑えて、カラーフィルタの表面平坦性を高めると共に、カラーフィルタの精度を向上させることができる露光用マスク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 suppresses the bulge in the overlapping portion of the black matrix and the outer edge of the picture element portion as much as possible, thereby improving the surface flatness of the color filter and the color filter. An object of the present invention is to provide an exposure mask that can improve the accuracy of the exposure.
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。
即ち、請求項１に係る露光用マスクは、透明基材及び該透明基材の一面に形成された遮光膜と、該遮光膜に形成された露光パターン領域とを有する露光マスクであって、前記露光パターン領域が、少なくとも１ライン上に、所定のピッチで配設された、同一形状の複数の透光孔から構成される領域と、前記ラインと平行な少なくとも１ライン上に、前記所定のピッチで配設された、前記透光孔の形状と相似関係にある形状の複数の透光部から構成される領域と、を有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, the exposure mask according to claim 1 is an exposure mask having a transparent base material, a light shielding film formed on one surface of the transparent base material, and an exposure pattern region formed on the light shielding film, An exposure pattern region is arranged at a predetermined pitch on at least one line, and is composed of a plurality of light transmitting holes having the same shape, and the predetermined pitch on at least one line parallel to the line And a region composed of a plurality of light-transmitting portions having a shape similar to the shape of the light-transmitting holes.
請求項２に係る近接露光装置は、透明基材及び該透明基材の一面に形成された遮光膜と、該遮光膜に形成された露光パターン領域とを有する露光マスクであって、前記露光パターン領域が、少なくとも１ライン上に、所定のピッチで配設された、同一形状の複数の透光孔から構成される領域と、前記ラインと平行な少なくとも１ライン上に、前記所定のピッチで配設された、前記透光孔の形状と所定の相似関係にある形状の複数の透光部から構成される領域と、を有する露光用マスクと、前記露光用マスクの上方に配設され、該露光用マスクに露光光を間欠照射する露光光源と、前記露光用マスクの下方に配設され、感光性物質を塗布した平板状の被露光体を、前記露光用マスクの前記他の方向に一定の速度で搬送する搬送装置と、前記搬送手段によって搬送される前記被露光体上の露光対象部分の基準となる位置を撮像する撮像手段と、前記撮像手段からのデータに基づき前記露光光源の間欠照射のタイミングを制御する制御手段と、を備えることを特徴としている。 The proximity exposure apparatus according to claim 2 is an exposure mask having a transparent base material, a light shielding film formed on one surface of the transparent base material, and an exposure pattern region formed on the light shielding film, wherein the exposure pattern The region is arranged at a predetermined pitch on a region composed of a plurality of transparent holes having the same shape and disposed at a predetermined pitch on at least one line, and on at least one line parallel to the line. An exposure mask having a plurality of light-transmitting portions having a shape similar to the shape of the light-transmitting holes and a predetermined similarity, and disposed above the exposure mask, An exposure light source that intermittently irradiates the exposure mask with exposure light, and a flat object to be exposed, which is disposed below the exposure mask and coated with a photosensitive substance, are fixed in the other direction of the exposure mask. A transfer device for transferring at a speed of Imaging means for imaging a position serving as a reference of an exposure target portion on the exposure object conveyed by a stage, and control means for controlling the timing of intermittent irradiation of the exposure light source based on data from the imaging means, It is characterized by providing.
本発明によれば、以下の優れた効果を有する。
請求項１、２に係る発明によれば、露光用マスクに露光光を照射することによって、被露光体に対し、前記透光部の配列方向に沿って、複数の相似形の露光光を照射することができる。
したがって、後述のごとく露光用マスクと被露光体を相対的に移動させながら、この露光用マスクに、逐次露光光を照射することによって、略相似形の露光光を被露光体に、重ねて照射することができるため、前記ブラックマトリックスと絵素部外縁との重なり部分に対する露光の光量（以下、単に「露光量」という。）を、前記ブラックマトリックスの開口部内側の絵素部に対する露光量より少なくすることができる。
これによって、前記白抜け部分を生じることなく、前記重なり部分の厚みを薄く、前記ブラックマトリックスの開口部内側の絵素部の膜厚を厚くすることができる。
The present invention has the following excellent effects.
According to the first and second aspects of the invention, by irradiating the exposure mask with exposure light, the exposure object is irradiated with a plurality of similar exposure light along the arrangement direction of the light transmitting portions. can do.
Therefore, the exposure mask and the object to be exposed are moved relative to each other as will be described later, and the exposure mask is irradiated with sequential exposure light, so that substantially similar exposure light is superimposed on the object to be exposed. Therefore, the amount of exposure light (hereinafter simply referred to as “exposure amount”) for the overlapping portion of the black matrix and the outer edge of the picture element portion is determined by the exposure amount for the picture element portion inside the opening of the black matrix. Can be reduced.
Thereby, the thickness of the overlapping portion can be reduced and the thickness of the picture element portion inside the opening of the black matrix can be increased without generating the white portion.
以下、本発明の一実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態に係る露光用マスク１を示す平面図であり、図２は図１のA−A´線断面の斜視図である。図３は本発明の一実施の形態に係る近接露光装置１０を示す概念図である。
尚、本実施の形態の説明では、カラーフィルタ基板Wの露光の場合について説明するが、ここで使用するカラーフィルタ基板Ｗは、図４に示すように、透明なガラス基板５の一面にＣｒ等からなる不透明膜で構成されたブラックマトリックス（以下、単に「ＢＬ」という。）７と、多数のピクセル８（絵素部形成予定部分）がマトリクス状に形成されたものであって、上面に感光性樹脂として所定のカラーレジストが塗布されているものである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a plan view showing an exposure mask 1 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view taken along line AA ′ of FIG. FIG. 3 is a conceptual diagram showing a proximity exposure apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.
In the description of the present embodiment, the case of exposure of the color filter substrate W will be described. As shown in FIG. 4, the color filter substrate W used here is Cr or the like on one surface of a transparent glass substrate 5. A black matrix (hereinafter simply referred to as “BL”) 7 composed of an opaque film made of a material and a large number of pixels 8 (picture element portion formation planned portions) are formed in a matrix shape and are exposed on the upper surface. A predetermined color resist is applied as a conductive resin.
露光用マスク１は、被露光体であるカラーフィルタ基板Wを所定方向に移動させながら露光を可能とするもので、透明基材２と、遮光膜３と、複数の透光孔４を有している。
透明基材２は、紫外線及び可視光を高効率で透過する透明なガラス基材であり、例えば石英ガラスからなり、図２に示すごとく、透明基材２の一方の面２ａには、遮光膜３が形成されている。
The exposure mask 1 enables exposure while moving a color filter substrate W, which is an object to be exposed, in a predetermined direction, and includes a transparent base material 2, a light shielding film 3, and a plurality of light transmitting holes 4. ing.
The transparent substrate 2 is a transparent glass substrate that transmits ultraviolet light and visible light with high efficiency, and is made of, for example, quartz glass. As shown in FIG. 2, a light shielding film is formed on one surface 2 a of the transparent substrate 2. 3 is formed.
遮光膜３は、露光光を遮光するものであり、不透明な例えばクロミウム（Ｃｒ）の薄膜で形成されており、遮光膜３には露光光を透過する所定形状の透光孔４（４１〜４３ ）がマトリックス状に複数形成配列された、透光孔４１の領域、透光孔４２の領域、透光孔４３の領域を有している。
即ち、透光孔４（４１〜４３ ）の配列は、「列」方向（図１のＹ方向の平行な並び）及び「行」方向（図１のＸ方向に平行な並び）に、それぞれ、５行３列、５行２列、５行１列のマトリックス状になっている。
尚、特許請求の範囲の記載における「ライン」とは、前記「列」に相当するものである。
そして、透光孔４１〜４３の形状は、互いに略相似形であり、４１〜４３の順に大きくなっていく。
透光孔４は、露光用マスク１に対向して搬送されるカラーフィルタ基板Wに露光光を照射可能とし、後述のカラーフィルタ基板W上に形成されたＢＬ７の露光対象のピクセル８上に、透光孔４の形状が露光パターンとして転写されるものである。
The light shielding film 3 shields exposure light and is formed of an opaque thin film of, for example, chromium (Cr). The light shielding film 3 has a predetermined shape of light transmitting holes 4 (4 1 to 4 1) that transmits the exposure light. 4 3) is formed with a plurality arranged in a matrix, light-transmitting hole 4 1 region, light-transmitting hole 4 2 regions, it has an area of light-transmitting hole 4 3.
That is, the arrangement of the light transmitting holes 4 (4 1 to 4 3 ) is arranged in the “column” direction (parallel arrangement in the Y direction in FIG. 1) and the “row” direction (alignment in the X direction in FIG. 1). Each has a matrix of 5 rows and 3 columns, 5 rows and 2 columns, and 5 rows and 1 column.
The “line” in the claims corresponds to the “row”.
The shapes of the light transmitting holes 4 1 to 4 3 are substantially similar to each other and increase in the order of 4 1 to 4 3 .
The light transmitting hole 4 can irradiate the color filter substrate W conveyed opposite to the exposure mask 1 with exposure light, and on the pixel 8 to be exposed of BL7 formed on the color filter substrate W described later, The shape of the light transmitting hole 4 is transferred as an exposure pattern.
また、各透光孔４は、被露光体の搬送方向に直角な方向には、ピクセル８（後述）の３ピッチ間隔（図１のＰ１）で配列されており、被露光体の搬送方向に平行な方向には、ピクセル８と同じピッチ間隔（図１のＰ）で配列されており、透光孔４１〜４３の前記「列」数は、順に３、２、１になっている。
これはピクセル８（ＢＬ７の開口部）内の絵素部の膜厚を、その周囲の膜厚より厚くするために、このピクセル８内の絵素部部分への露光光の照射回数を、他の部分への露光光の照射回数より多くするためである。
The light transmitting holes 4 are arranged at intervals of 3 pitches of pixels 8 (described later) (P1 in FIG. 1) in a direction perpendicular to the conveyance direction of the object to be exposed. In the parallel direction, the pixels 8 are arranged at the same pitch interval (P in FIG. 1), and the numbers of the “rows” of the light transmitting holes 4 1 to 4 3 are 3, 2, and 1, respectively. .
In order to make the film thickness of the picture element part in the pixel 8 (opening of BL7) thicker than the surrounding film thickness, the number of times of exposure light irradiation to the picture element part in the pixel 8 is changed. This is to increase the number of times of exposure light irradiation to this portion.
尚、本実施の形態では、透光孔４１〜４３に順に形状が大きくなっているが、これに限らず、透光孔４１〜４３に順に小さくなってもよく、また、その大きさの順序は不規則でもよい。
更に、透光孔４は４１〜４３の３種類になっているが、これに限らず、少なくとも２種類以上の透光孔４があればよい。
また、各透光孔４１〜４３の前記「列」数は、前記カラーレジストの露光性能（例えば、露光光量に対する露光形成される膜厚の量の関係など）と、フラッシュランプ１１ａの１フラッシュあたりの放射光量との関係によって、最適個数が決定される。
In the present embodiment, the shapes of the light transmitting holes 4 1 to 4 3 are sequentially increased. However, the shape is not limited to this, and the light transmitting holes 4 1 to 4 3 may be sequentially decreased. The order of the sizes may be irregular.
Furthermore, although there are three types of translucent holes 4 1 to 4 3 , the present invention is not limited to this, and at least two or more types of translucent holes 4 may be provided.
Further, the number of "columns" of the light-transmitting hole 41 to 3, with the color resist of exposure performance (e.g., such as the amount of the relationship between the film thickness to be exposed formation on exposure light quantity), of the flash lamp 11a 1 The optimum number is determined according to the relationship with the amount of radiation per flash.
前記透光孔４１の形状（幅４１ａ及び長さ４１ｂ）は、図４及び図５のように、ピクセル８の形状（幅Ｗａ及び長さＷｂ）と略一致しており、上記ピクセル８の３ピッチ間隔（図４の各Ｒ、Ｇ、Ｂの絵素の同じ絵素ピッチ）と一致した間隔で形成されている。
本実施の形態では、透光孔４３は、前記透光孔４１と相似形（ピクセル８の形状とも相似形）であって、その幅４３ａ及び長さ４３ｂがピクセル８の周辺のＢＬ７の幅（ＢＬａ、ＢＬｂ）の分だけ広く形成されており、透光孔４２は透光孔４１と透光孔４３の形状の中間の形状である。
The light-transmitting hole 4 1 of the shape (width 4 1 a and a length 4 1 b), as in FIGS. 4 and 5, which substantially coincides with the shape of the pixel 8 (the width Wa and the length Wb), The pixel 8 is formed at intervals corresponding to the three pitch intervals (the same pixel pitch of the R, G, and B pixel elements in FIG. 4).
In this embodiment, light-transmitting hole 4 3, wherein the light-transmitting hole 4 a 1 a similar shape (with shape pixels 8 similar figure), a width 4 3 a and a length 4 3 b is a pixel 8 near BL7 width (BLa, BLb) are divided only widely formation, light-transmitting hole 4 2 is an intermediate of the shapes of the light-transmitting hole 4 1 and light-transmitting hole 4 3.
この透光孔４１〜４３の露光パターンを順次カラーフィルタ基盤Wのピクセル８に重複して露光することによって、図６（ｂ）のようにピクセル８に対する露光量が分布し、その結果、図６（ｃ）のような前記カラーレジストの膜厚が形成される。その結果、ピクセル８の絵素部の断面は図７（ｂ）のような形状になる。
なお、露光光は、若干の開き角度を有しているため、図６（ｃ）のように、露光光が照射された箇所は緩やかな傾斜を持ったテーパーが形成される。
By sequentially exposing the exposure patterns of the light transmitting holes 4 1 to 4 3 to the pixels 8 of the color filter substrate W, the exposure amount for the pixels 8 is distributed as shown in FIG. The film thickness of the color resist as shown in FIG. 6C is formed. As a result, the cross section of the picture element portion of the pixel 8 has a shape as shown in FIG.
Note that since the exposure light has a slight opening angle, as shown in FIG. 6C, a taper having a gentle slope is formed at a position irradiated with the exposure light.
近接露光装置２は、露光用光源１１と、露光用マスク１と、カラーフィルタ基板Wを搬送する搬送装置１２と、光学的検出手段１３と、これらを制御する制御装置１７と、を備えている。
露光用光源１１は露光光を間欠放射可能な光源（例えば、露光用フラッシュランプ、紫外領域のレーザ光の発振器など）１１ａと、この露光光を間欠放射可能な光源１１ａから放射される光を所定の平行光の束にするための光学系１１ｂと、を備えており、露光用マスク１の上方に配設され、光学系１１ｂが露光用マスク１に対向している。
そして、露光光を間欠放射可能な光源１１ａは制御装置１７に接続されており、後述のようにカラーフィルタ基盤Wが露光用マスク１の下側を通過する際に、ピクセル８の１ピッチ（図１のＰ）ごとに発光されるようになっている。
なお、以下、露光光を間欠放射可能な光源１１ａは簡単のため、露光用フラッシュランプとして記載する。
The proximity exposure apparatus 2 includes an exposure light source 11, an exposure mask 1, a transport device 12 that transports the color filter substrate W, an optical detection unit 13, and a control device 17 that controls these. .
The exposure light source 11 is a light source (for example, an exposure flash lamp, an ultraviolet laser beam oscillator, etc.) 11a capable of intermittently emitting exposure light and a light emitted from the light source 11a capable of intermittently emitting the exposure light. And an optical system 11b for making a bundle of parallel light beams, which are disposed above the exposure mask 1, and the optical system 11b faces the exposure mask 1.
The light source 11a capable of intermittently emitting exposure light is connected to the control device 17, and when the color filter substrate W passes under the exposure mask 1 as will be described later, one pitch of the pixels 8 (see FIG. The light is emitted every P).
Hereinafter, the light source 11a capable of intermittently emitting exposure light is described as an exposure flash lamp for simplicity.
露光用マスク１は、遮光膜３を形成した面２ａを下にして搬送されるカラーフィルタ基板Ｗの上面に近接対向して配置されており、マスク駆動手段１６によって、Ｙ軸及、Ｚ軸、θ軸、α軸の各軸で露光用マスク１の位置、姿勢の制御が可能になっている。
また、マスク駆動手段１６は制御装置１７に接続されており、露光用マスク１のＸ、Ｙ、Ｚ（図１の紙面に垂直な方向）の各軸およびθ軸（Ｚ軸を中心にした回転）に沿って、露光用マスク１の姿勢を制御できるようになっている。
The exposure mask 1 is disposed in close proximity to the upper surface of the color filter substrate W that is transported with the surface 2a on which the light shielding film 3 is formed facing down. The mask driving means 16 causes the Y axis, Z axis, The position and orientation of the exposure mask 1 can be controlled on each of the θ axis and the α axis.
Further, the mask driving means 16 is connected to the control device 17, and the X, Y, Z (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1) axis and the θ axis (rotation around the Z axis) of the exposure mask 1 are provided. ), The posture of the exposure mask 1 can be controlled.
搬送装置１２は、露光用マスク１の下方に配置されて、ステージ１４と撮像手段１３と搬送手段１５とから構成されている。
ステージ１４は上面に気体を噴出する多数の噴出孔と気体を吸引する多数の吸引口を有し、図示しない圧縮気体供給装置及び気体吸引装置に接続されて、気体の噴出、吸引のバランスによりカラーフィルタ基盤Wをステージ１４の上に浮上させるようになっており、露光用マスク１に対向する部分は、開口しており、この開口部分１４ａには、露光用マスク１による露光位置の手前側の位置で、カラーフィルタ基板Wを下側から撮像するための撮像手段１３が、カラーフィルタ基盤Wに向かって設けられている。
The transport device 12 is disposed below the exposure mask 1 and includes a stage 14, an imaging unit 13, and a transport unit 15.
The stage 14 has a large number of ejection holes for ejecting gas and a large number of suction ports for sucking gas on the upper surface. The stage 14 is connected to a compressed gas supply device and a gas suction device (not shown). The filter substrate W is floated on the stage 14, and a portion facing the exposure mask 1 is opened, and the opening portion 14 a is on the near side of the exposure position by the exposure mask 1. The image pickup means 13 for picking up an image of the color filter substrate W from the lower side at the position is provided toward the color filter substrate W.
搬送手段１５は、カラーフィルタ基盤Wの一部（カラーフィルタ基盤Wの搬送方向に平行な縁の一方）を図示しない把持手段で把持した状態で、カラーフィルタ基盤Wを所定の方向（図３の矢印イの方向）にステージ１４上を搬送できるようになっており、更に、カラーフィルタ基板Wの前記矢印イの方向における位置を検出するカラーフィルタ位置センサ（図示せず）を備えている。 The transport unit 15 holds the color filter substrate W in a predetermined direction (in FIG. 3) while gripping a part of the color filter substrate W (one of the edges parallel to the transport direction of the color filter substrate W) with a grip unit (not shown). Further, a color filter position sensor (not shown) for detecting the position of the color filter substrate W in the direction of the arrow A is provided.
また、撮像手段１３は、前記搬送方向（図３の矢印イの方向）に直角な方向に多数の受光素子１３ａを一列に配列したラインセンサ（図８）であって、カラーフィルタ基盤Wを下側からピクセル８を含む所定の範囲を撮像し、図９に示すようにピクセル８の前記矢印イの方向に直交するライン８ａおよび前記矢印イの方向に平行なライン８ｂを検出するためのものである。
そして、撮像手段（以下、単に「ラインセンサ」という。）１３は、前記一列に配列された多数の受光素子のうちの所定の受光素子１３ａ１が、露光用マスク１の透光孔４１のライン４１ｂに対応するように、配置されている。
The image pickup means 13 is a line sensor (FIG. 8) in which a large number of light receiving elements 13a are arranged in a line in a direction perpendicular to the transport direction (the direction of arrow A in FIG. 3). A predetermined range including the pixel 8 is imaged from the side, and as shown in FIG. 9, a line 8a perpendicular to the direction of the arrow A and a line 8b parallel to the direction of the arrow A are detected. is there.
Then, the imaging unit (hereinafter, simply referred to as "line sensor".) 13, predetermined light receiving element 13a1 is, light-transmitting hole 4 1 of line exposure mask 1 of a number of light receiving elements arranged in the single row Arranged so as to correspond to 4 1 b.
制御装置１７は、露光用光源１１のフラッシュランプ１１ａを駆動するランプ駆動部１８と、マスク駆動手段１６をコントロールするマスクコントロール部１９と、搬送手段１５をコンロールする搬送コントローラ部２０と、画像処理部２１と、これらを制御する制御部２２とから構成されている。そして、制御部２２には、前記カラーフィルタ位置センサと外部入力手段２３が接続されている。 The control device 17 includes a lamp driving unit 18 that drives the flash lamp 11a of the exposure light source 11, a mask control unit 19 that controls the mask driving unit 16, a transport controller unit 20 that controls the transport unit 15, and an image processing unit. 21 and a control unit 22 for controlling them. The control unit 22 is connected to the color filter position sensor and the external input means 23.
画像処理部２１は、ラインセンサ１３によって撮像されたカラーフィルタ基板Ｗの画像データを処理して得られた輝度データからピクセル８の矢印イの方向に直角なライン８ａおよびピクセル８の矢印イの方向のライン８ｂを検出し、その結果を制御部２２に送るものである。 The image processing unit 21 uses the luminance data obtained by processing the image data of the color filter substrate W picked up by the line sensor 13, the direction of the line 8 a perpendicular to the direction of the arrow 8 of the pixel 8 and the direction of the arrow 8 of the pixel 8. The line 8b is detected and the result is sent to the control unit 22.
制御部２２は、画像処理部２１からライン８ａのデータ信号と前記カラーフィルタ位置センサからの位置信号に基づいて、露光対象のピクセル８のライン８ａを特定し、その特定ライン８ａが検出されたフィルタ基板Ｗの前記搬送方向（図３の矢印イの方向）位置（前記カラーフィルタ位置センサによって検出される）から、所定の距離（予め測定してあるラインセンサ１３と露光用マスク１の透光孔４１とのＸ軸方向距離）Ｌ（図８）をフィルタ基板Ｗが搬送された時にランプ駆動部１８にフラッシュランプ１１ａの発光信号を送り、フラッシュランプ１１ａを発光させる。
尚、前記特定ライン８ａとは、ピクセル８の１ピッチごとの検出されるライン８ａである。
The control unit 22 specifies the line 8a of the pixel 8 to be exposed based on the data signal of the line 8a from the image processing unit 21 and the position signal from the color filter position sensor, and the filter in which the specific line 8a is detected. From a position (detected by the color filter position sensor) of the substrate W in the transport direction (in the direction of arrow A in FIG. 3), a predetermined distance (translucent hole of the line sensor 13 and the exposure mask 1 measured in advance) 4 1 X-axis direction distance) L (FIG. 8) to send a luminous signal of the flash lamp 11a to the lamp driving unit 18 when the filter substrate W is conveyed with, fire the flash lamp 11a.
The specific line 8 a is a line 8 a detected for each pitch of the pixels 8.
また、制御部２２は、画像処理部２１からライン８ｂのデータ信号に基づいて、マスクコントロール部１９に信号を送り、マスク駆動手段１６によって露光用マスク１のＹ軸及びθ軸（図１）方向の位置姿勢を調整し、常に露光用マスク１の透光孔４１のライン４１ｂとピクセル８のライン８ｂが重なるようにしている。
外部入力手段２３は、制御部２２に対し、フラッシュランプ１１ａの光の強度を調整する他、１つの透光孔４（例えば、透光孔４１）を通して、同じピクセル８に照射される露光光のフラッシュ回数の設定を外部から入力可能にするものである。
Further, the control unit 22 sends a signal to the mask control unit 19 based on the data signal of the line 8b from the image processing unit 21, and the Y direction and the θ axis (FIG. 1) direction of the exposure mask 1 by the mask driving unit 16. adjust the position and orientation, always as line 8b of light-transmitting hole 4 1 line 4 1 b and the pixel 8 of the exposure mask 1 overlap.
The external input means 23 adjusts the light intensity of the flash lamp 11a to the control unit 22 and exposes the same pixel 8 through one light transmitting hole 4 (for example, the light transmitting hole 4 1 ). The setting of the number of flashes can be input from the outside.
次に、上記のように構成された近接露光装置の露光動作について、図１０及び図１〜図９、図１１を用いて説明する。
まず、ステップ１において、外部入力手段２３から、露光光の強度、１つの透光孔４（例えば、透光孔４１）を通して、同じピクセル８に照射される露光光のフラッシュ回数の設定を入力された後、カラーフィルタ基板Ｗが搬送装置１２の所定位置にセットされる。
Next, the exposure operation of the proximity exposure apparatus configured as described above will be described with reference to FIGS. 10, 1 to 9, and 11.
First, in step 1, the setting of the intensity of exposure light and the number of flashes of exposure light irradiated to the same pixel 8 through one light transmission hole 4 (for example, light transmission hole 4 1 ) are input from the external input means 23. After that, the color filter substrate W is set at a predetermined position of the transport device 12.
次に、ステップ２において、カラーフィルタ基板Ｗが所定の速度で図２の矢印イの方向に搬送され、ステージ１４の開口部１４ａにおいて、ラインセンサ１３によって、カラーフィルタ基盤Ｗの下側から、ＢＬ７が撮像され、その撮像された画像データが画像処理部２１を経て制御部２２に送られる。 Next, in step 2, the color filter substrate W is transported at a predetermined speed in the direction of the arrow A in FIG. Is captured, and the captured image data is sent to the control unit 22 via the image processing unit 21.
次に、ステップ３において、制御部２２で、露光対象のピクセル８のライン８ａの特定が行われると共に、ライン８ｂがラインセンサ１３の特定の受光素子１３ａ１で検出されているか否かの判断がなされ、ライン８ｂが特定の受光素子１３ａ１以外の受光素子１３ａで検出された場合は、特定の受光素子１３ａ１と実際にライン８ｂを検出した受光素子１３ａの間の受光素子数に基づいて、透光孔４１のライン４ｂと、ピクセル８のライン８ｂのズレ量が算出される。 Next, in step 3, the control unit 22 specifies the line 8 a of the pixel 8 to be exposed, and determines whether the line 8 b is detected by the specific light receiving element 13 a 1 of the line sensor 13. When the line 8b is detected by a light receiving element 13a other than the specific light receiving element 13a1, a light transmitting hole is formed based on the number of light receiving elements between the specific light receiving element 13a1 and the light receiving element 13a actually detecting the line 8b. 4 and 1 line 4b, the amount of deviation of the line 8b of pixels 8 is calculated.
次にステップ４において、透光孔４１のライン４ｂと、ピクセル８のライン８ｂのズレ量が所定の範囲（ブラックマトリックスの遮光部分の太さによって範囲が異なる）内になるように、制御部２２からマスクコントロール部１９に信号が送られ、それ基づいてマスク駆動手段１６が作動されて、透光孔４１のライン４ｂが、ピクセル８のライン８ｂが常に重なるように露光用マスク１が駆動される。 In step 4, the line 4b of light-transmitting hole 4 1, as the amount of deviation of the line 8b of pixels 8 is within a predetermined range (range differs depending on the thickness of the light shielding portions of the black matrix), control unit 22 signal to the mask control unit 19 is sent from it based on the mask drive unit 16 is operated, light-transmitting hole 4 1 of line 4b is, the exposure mask 1 as line 8b pixels 8 overlaps always driven Is done.
次に、ステップ５において、前記特定されたライン８ａの検出位置が前記カラーフィルタ位置センサからの位置データによって検出されて、この検出位置から、カラーフィルタ基板Ｗが、搬送装置１２上を前記予め測定されているラインセンサ１３と露光用マスク１の距離Ｌ（図８）搬送された時点に、フラッシュランプ１１ａが発光される。なお、露光用マスク１が前記Ｘ軸方向の距離Ｌを搬送されたか否かは、前記カラーフィルタ位置センサの位置データから判断される。 Next, in step 5, the detection position of the specified line 8a is detected by position data from the color filter position sensor, and the color filter substrate W is measured in advance on the transport device 12 from this detection position. When the distance L (FIG. 8) between the line sensor 13 and the exposure mask 1 is conveyed, the flash lamp 11a emits light. Whether or not the exposure mask 1 has been transported the distance L in the X-axis direction is determined from the position data of the color filter position sensor.
次に、ステップ６において、１ピッチ後のピクセル８のライン８ａが特定され、その位置から前記距離Ｌをカラーフィルタ基板Ｗが搬送された時点に、フラッシュランプ１１ａが発光される。
次に、ステップ７で、上記ステップ６が繰り返されて、所定の露光対象の全てのピクセル８が露光されてから露光作業が終了する。
Next, in step 6, the line 8a of the pixel 8 after one pitch is specified, and the flash lamp 11a is emitted when the color filter substrate W is transported the distance L from the position.
Next, in step 7, the above step 6 is repeated, and all the pixels 8 to be exposed are exposed, and then the exposure operation is completed.
なお、上記実施形態においては、露光用マスク１の透光孔４内には遮光部が存在しないものについて説明しているが、その他の実施の形態として、図１１のように、透光孔４Ａ内に遮光部４Ｂを設けたものでもよい。以下、図１１の露光用マスク１Ａについて説明する。
図１１の各透光孔４Ａ１〜４Ａ３の遮光部４Ｂの形状は同一であって、透光孔４Ａ１〜４Ａ３を同じ向きで、且つ図心が一致するように重ねた場合に前記各遮光部４Ｂが夫々同じ位置に重なるような各透光孔４Ａ１〜４Ａ３の位置に設けられている。
In the above-described embodiment, the light-transmitting hole 4 of the exposure mask 1 is described as having no light-shielding portion. However, as another embodiment, as shown in FIG. The light shielding part 4B may be provided inside. Hereinafter, the exposure mask 1A of FIG. 11 will be described.
The shape of the light shielding portion 4B of each of the light transmitting holes 4A 1 to 4A 3 in FIG. 11 is the same, and the light transmitting holes 4A 1 to 4A 3 are stacked in the same direction and with the centroids aligned. Each light shielding part 4B is provided at a position of each light transmitting hole 4A 1 to 4A 3 so as to overlap each other at the same position.
その結果、露光用マスク１に替えて露光用マスク１Ａを前述の近接露光装置１０に適用することによって、図１２（ｂ）のようにピクセル８に対する露光量が分布し、その結果、図１２（ｃ）のような前記カラーレジストの膜厚が形成される。
即ち、絵素部外縁は緩やかな傾斜を持ったテーパーが形成される一方、遮光部４Ｂの周囲は急勾配のエッジが形成される。
そのため、絵素部内にコンタクトホールを有するカラーフィルタ基板のように、緩やかな傾斜部分と急な傾斜部分が混在する被露光体を露光することができる。
As a result, by applying the exposure mask 1A to the above-described proximity exposure apparatus 10 in place of the exposure mask 1, the exposure amount for the pixels 8 is distributed as shown in FIG. 12B. As a result, FIG. The film thickness of the color resist as in c) is formed.
That is, the outer edge of the picture element portion is formed with a taper having a gentle slope, while the steep edge is formed around the light shielding portion 4B.
Therefore, it is possible to expose an object to be exposed in which a gently inclined portion and a steeply inclined portion are mixed like a color filter substrate having a contact hole in the picture element portion.
以上、被露光体がカラーフィルタ基板Wの場合について説明したが、本発明はこれに限られず、被露光体の露光対象領域に露光量を調整することにより、露光生成される膜厚を傾斜形成する被露光体であってもよい。
また、カラーフィルタ基板Wを搬送しながら露光作業を行う場合について説明したが、これに限られず、ステージ１４に載置されて静止したカラーフィルタ基板Wに対して、露光用マスク１又は１Ａを移動させながら露光を行ってもよい。
更に、カラーフィルタ基板Ｗを連続搬送しながら露光を実行する場合について説明したが、これに限られず、ピクセル８の１ピッチずつのステップ送りにして露光を行ってもよい。
As described above, the case where the object to be exposed is the color filter substrate W has been described. However, the present invention is not limited to this, and the exposure-generated film thickness is inclined by adjusting the exposure amount in the exposure target area of the object to be exposed. It may be an object to be exposed.
Further, the case where the exposure operation is performed while the color filter substrate W is being transported has been described. However, the present invention is not limited to this, and the exposure mask 1 or 1A is moved with respect to the color filter substrate W placed on the stage 14 and stationary. You may perform exposure, making it.
Furthermore, although the case where exposure is performed while continuously conveying the color filter substrate W has been described, the present invention is not limited to this, and the exposure may be performed by step-feeding the pixels 8 by one pitch.
１： 露光用マスク
２： 透明基板
３： 遮光膜
４： 投光孔
５： 遮光膜
６： ガラス基板
７： ブラックマトリックス
８： ピクセル
１０： 近接露光装置
１１： 露光光源
１２： 搬送装置
１３： ラインセンサ
１４： ステージ
１５： 搬送手段
１６： マスク駆動手段
１７： 制御装置
２１： 画像処理部
1: Exposure mask 2: Transparent substrate 3: Light shielding film 4: Light projection hole 5: Light shielding film 6: Glass substrate 7: Black matrix 8: Pixel 10: Proximity exposure device 11: Exposure light source 12: Transport device 13: Line sensor 14: Stage 15: Conveying means 16: Mask driving means 17: Control device 21: Image processing section
Claims (2)
前記露光パターン領域が、少なくとも１ライン上に、所定のピッチで配設された、同一形状の複数の透光孔から構成される領域と、
前記ラインと平行な少なくとも１ライン上に、前記所定のピッチで配設された、前記透光孔の形状と相似関係にある形状の複数の透光部から構成される領域と、を有することを特徴とする露光用マスク。 An exposure mask having a transparent substrate and a light shielding film formed on one surface of the transparent substrate, and an exposure pattern region formed on the light shielding film,
The exposure pattern region is a region composed of a plurality of light-transmitting holes having the same shape and disposed at a predetermined pitch on at least one line;
A region composed of a plurality of light-transmitting portions having a shape similar to the shape of the light-transmitting holes arranged at the predetermined pitch on at least one line parallel to the line. A mask for exposure.
前記露光用マスクの上方に配設され、該露光用マスクに露光光を間欠照射する露光光源と、
前記露光用マスクの下方に配設され、感光性物質を塗布した平板状の被露光体を、前記露光用マスクの前記他の方向に一定の速度で搬送する搬送装置と、
前記搬送手段によって搬送される前記被露光体上の露光対象部分の基準となる位置を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段からのデータに基づき前記露光光源の間欠照射のタイミングを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする近接露光装置。 An exposure mask having a transparent base material, a light shielding film formed on one surface of the transparent base material, and an exposure pattern region formed on the light shielding film, wherein the exposure pattern region is predetermined on at least one line. The shape of the light-transmitting holes disposed at the predetermined pitch on the region composed of a plurality of light-transmitting holes having the same shape and arranged at a pitch of at least one line parallel to the line And an area composed of a plurality of light-transmitting portions having a shape having a predetermined similarity relationship.
An exposure light source disposed above the exposure mask and intermittently irradiating the exposure mask with exposure light;
A transport device that is disposed below the exposure mask and transports a plate-shaped object to which a photosensitive material is applied at a constant speed in the other direction of the exposure mask;
An imaging unit that images a position serving as a reference of an exposure target portion on the object to be exposed conveyed by the conveying unit;
Control means for controlling the timing of intermittent irradiation of the exposure light source based on data from the imaging means;
A proximity exposure apparatus comprising:
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