JP2011090097A - 近接スキャン露光装置及び近接スキャン露光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のマスクを使用して近接露光する際に、隣り合う被露光領域での繋ぎムラの発生を防止することができる近接スキャン露光装置及び近接スキャン露光方法を提供する。
【解決手段】近接スキャン露光方法は、３つのギャップセンサ８７ａ，８７ｂ，８７ｃによってマスクＭと基板Ｗとの間の各ギャップｇをマスク毎に測定する工程と、測定された各ギャップｇに基づいて、各ギャップｇの差分が許容範囲内となるようにマスクＭの平坦度を調整する工程と、マスクＭの平坦度を調整後に、３つのギャップセンサ８７ａ，８７ｂ，８７ｃによってマスクＭと基板Ｗとの間の各ギャップｇをマスク毎に再測定する工程と、再測定された各ギャップｇからマスクＭの中心位置でのギャップを計算する工程と、計算された各マスクＭの中心位置での各ギャップが同じ値となるようにマスク駆動部１２を駆動してマスクＭの高さを調整する工程と、を備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、近接スキャン露光装置及び近接スキャン露光方法に関する。

大型の薄形テレビ等に用いられる液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の大型のフラットパネルディスプレイは、基板上にマスクのパターンを分割逐次露光方式で近接露光転写することで製造されている。この種の分割逐次露光方法としては、マスクを細分化して、これらマスクを保持する複数のマスク保持部を千鳥状に配置し、基板を一方向に移動させながら露光を行うスキャン露光方式が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この露光方式では、基板に形成されるパターンに、ある程度繰り返される部位があることを前提として、これをつなぎ合わせることで大きなパターンを形成できることを利用したものである。この場合、マスクは、パネルに合わせて大きくする必要がなく、比較的安価なマスクを用いることができる。

ところで、このような複数のマスク及び複数の光源を使用する近接スキャン露光方法では、隣り合うマスクのパターンが露光される露光領域に繋ぎ目が発生する。繋ぎ目においては、各光源に照度差があると領域ごとに感光材料の露光結果に違いが生じ、繋ぎムラができてしまい、製品品質を低下させてしまう。特許文献１に記載の近接スキャン露光方法では、マスクのパターンが露光される露光領域の端部を、隣接する露光領域の端部と重ね合わせることで、繋ぎ目における露光量の変化を緩やかにして、繋ぎムラに起因する差異を目立たなくさせている。

特開２００８−２５６８１０号公報

しかしながら、特許文献１のような近接スキャン露光方法の場合には、隣接するマスクと基板の間の各ギャップが異なる場合には、繋ぎ目の部分で線幅が異なり、依然として繋ぎムラが発生してしまい、さらなる露光精度の向上が求められていた。

本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のマスクを使用して近接露光する際に、隣り合う被露光領域での繋ぎムラの発生を抑制することができる近接スキャン露光装置及び近接スキャン露光方法を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 基板を所定の方向に沿って搬送可能な基板搬送機構と、
複数のマスクを前記搬送される基板から離れた状態でそれぞれ保持する複数のマスク保持部と、
前記複数のマスク保持部をそれぞれ駆動する複数のマスク駆動部と、
前記マスク毎に、全てが直線状に並ばないように有効露光エリアに配置され、前記マスクと前記基板との間のギャップをそれぞれ測定する少なくとも３つのギャップセンサと、
前記複数のマスク保持部の上方にそれぞれ配置され、露光用光を照射する複数の照射部と、
を備え、前記搬送される基板に対して前記複数のマスクを介して前記露光用光を照射して、前記基板に前記各マスクのパターンを露光し、前記所定の方向と直交する方向に並ぶ複数の被露光領域を形成する近接スキャン露光装置であって、
前記３つのギャップセンサによって前記マスク毎に測定された前記マスクと前記基板との間の各ギャップに基づいて、前記各ギャップの差分が許容範囲内となるように前記マスクの平坦度を調整すると共に、
前記マスクの平坦度調整後の前記マスクの中心位置での前記ギャップを計算し、前記計算された各マスクの中心位置での各ギャップが同じ値となるように前記マスク駆動部を駆動して前記マスクの高さを調整する、制御部を有することを特徴とする近接スキャン露光装置。
（２） 前記制御部は、前記直交方向で隣り合う前記被露光領域を露光する前記各マスク間の繋ぎ部におけるギャップの差分が許容幅以上であるとき、該許容幅以下となるように、前記マスクの傾きを調整することを特徴とする（１）に記載の近接スキャン露光装置。
（３） 基板を所定の方向に沿って搬送可能な基板搬送機構と、複数のマスクを前記搬送される基板から離れた状態でそれぞれ保持する複数のマスク保持部と、前記複数のマスク保持部をそれぞれ駆動する複数のマスク駆動部と、前記マスク毎に、全てが直線状に並ばないように有効露光エリアに配置され、前記マスクと前記基板との間のギャップをそれぞれ測定する少なくとも３つのギャップセンサと、前記複数のマスク保持部の上方にそれぞれ配置され、露光用光を照射する複数の照射部と、を備え、前記搬送される基板に対して前記複数のマスクを介して前記露光用光を照射して、前記基板に前記各マスクのパターンを露光し、前記所定の方向と直交する方向に並ぶ複数の被露光領域を形成する近接スキャン露光方法であって、
前記３つのギャップセンサによって前記マスクと前記基板との間の各ギャップを前記マスク毎に測定する工程と、
前記測定された各ギャップに基づいて、前記各ギャップの差分が許容範囲内となるように前記マスクの平坦度を調整する工程と、
前記マスクの平坦度調整後の前記マスクの中心位置での前記ギャップを計算する工程と、
前記計算された各マスクの中心位置での各ギャップが同じ値となるように前記マスク駆動部を駆動して前記マスクの高さを調整する工程と、
を有することを特徴とする近接スキャン露光方法。
（４） 前記直交方向で隣り合う前記被露光領域を露光する前記各マスク間の繋ぎ部におけるギャップの差分が許容幅以上であるとき、該許容幅以下となるように、前記マスクの傾きを調整する工程、をさらに備えることを特徴とする（３）に記載の近接スキャン露光方法。
（５） 基板を所定の方向に沿って搬送可能な基板搬送機構と、
複数のマスクを前記搬送される基板から離れた状態でそれぞれ保持する複数のマスク保持部と、
前記複数のマスク保持部をそれぞれ駆動する複数のマスク駆動部と、
前記マスク毎に、全てが直線状に並ばないように有効露光エリアに配置され、前記マスクと前記基板との間のギャップをそれぞれ測定する少なくとも３つのギャップセンサと、
前記複数のマスク保持部の上方にそれぞれ配置され、露光用光を照射する複数の照射部と、
を備え、前記搬送される基板に対して前記複数のマスクを介して前記露光用光を照射して、前記基板に前記各マスクのパターンを露光し、前記所定の方向と直交する方向に並ぶ複数の被露光領域を形成する近接スキャン露光装置であって、
前記３つのギャップセンサによって前記マスク毎に測定された前記マスクと前記基板との間の各ギャップに基づいて算出された、前記マスクの有効露光エリア内の４隅の各ギャップの差分が許容範囲内となるように前記マスクの平坦度を調整すると共に、
前記マスクの平坦度調整後の前記マスクの有効露光エリアの中心位置での前記ギャップを計算し、前記計算された各マスクの有効露光エリアの中心位置での各ギャップが同じ値となるように前記マスク駆動部を駆動して前記マスクの高さを調整する、制御部を有することを特徴とする近接スキャン露光装置。
（６） 前記制御部は、前記直交方向で隣り合う前記被露光領域を露光する前記各マスク間の繋ぎ部におけるギャップの差分が許容幅以上であるとき、該許容幅以下となるように、前記マスクの傾きを調整することを特徴とする（５）に記載の近接スキャン露光装置。
（７） 基板を所定の方向に沿って搬送可能な基板搬送機構と、複数のマスクを前記搬送される基板から離れた状態でそれぞれ保持する複数のマスク保持部と、前記複数のマスク保持部をそれぞれ駆動する複数のマスク駆動部と、前記マスク毎に、全てが直線状に並ばないように有効露光エリアに配置され、前記マスクと前記基板との間のギャップをそれぞれ測定する少なくとも３つのギャップセンサと、前記複数のマスク保持部の上方にそれぞれ配置され、露光用光を照射する複数の照射部と、を備え、前記搬送される基板に対して前記複数のマスクを介して前記露光用光を照射して、前記基板に前記各マスクのパターンを露光し、前記所定の方向と直交する方向に並ぶ複数の被露光領域を形成する近接スキャン露光方法であって、
前記３つのギャップセンサによって前記マスクと前記基板との間の各ギャップを前記マスク毎に測定する工程と、
前記測定された各ギャップに基づいて算出された、前記マスクの有効露光エリア内の４隅の各ギャップの差分が許容範囲内となるように前記マスクの平坦度を調整する工程と、
前記マスクの平坦度調整後の前記マスクの有効露光エリアの中心位置での前記ギャップを計算する工程と、
前記計算された各マスクの有効露光エリアの中心位置での各ギャップが同じ値となるように前記マスク駆動部を駆動して前記マスクの高さを調整する工程と、
を有することを特徴とする近接スキャン露光方法。
（８） 前記直交方向で隣り合う前記被露光領域を露光する前記各マスク間の繋ぎ部におけるギャップの差分が許容幅以上であるとき、該許容幅以下となるように、前記マスクの傾きを調整する工程、をさらに備えることを特徴とする（７）に記載の近接スキャン露光方法。

本発明の近接スキャン露光装置及び近接スキャン露光方法によれば、３つのギャップセンサによってマスク毎に測定されたマスクと基板との間の各ギャップに基づいて、各ギャップの差分が許容範囲内となるようにマスクの平坦度を調整すると共に、マスクの平坦度調整後のマスクの中心位置でのギャップを計算し、計算された各マスクの中心位置での各ギャップが同じ値となるようにマスク駆動部を駆動してマスクの高さを調整するようにしたので、複数のマスクを使用して近接露光する際に、隣り合う被露光領域を露光するマスク間の繋ぎ部におけるギャップの変化を最小限に留めることができ、繋ぎムラの発生を抑制することができる。

また、本発明の近接スキャン露光装置及び近接スキャン露光方法によれば、３つのギャップセンサによってマスクと基板との間の各ギャップをマスク毎に測定し、測定された各ギャップに基づいて算出された、マスクの有効露光エリア内の４隅の各ギャップの差分が許容範囲内となるようにマスクの平坦度を調整し、マスクの平坦度調整後のマスクの有効露光エリアの中心位置でのギャップを計算し、計算された各マスクの有効露光エリアの中心位置での各ギャップが同じ値となるようにマスク駆動部を駆動してマスクの高さを調整するようにしたので、上記と同様の効果を奏することができる。

本発明の第１実施形態である近接露光装置を、照射部を取り外した状態で示す平面図である。 図１における近接スキャン露光装置の正面図である。 第１実施形態のおける近接露光装置の、マスク保持部近傍の平面図である。 第１実施形態のギャップ補正のフローチャートである。 各マスクにおいてギャップセンサによって測定されたギャップを示す図である。 各マスクにおいてギャップセンサによって測定された平坦度調整後のギャップを示す図である。 （ａ）は、各マスクにおいてギャップセンサによって測定された平坦度調整後のギャップを仮想点のギャップを加えて示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の各ギャップの値を示すグラフである。 （ａ）は、平坦度調整後のギャップをさらに補正した、各マスクにおいてギャップセンサによって測定されたギャップと仮想点のギャップを示す図であり、（ｂ）は、（ａ）の各ギャップの値を示すグラフである。 隣り合う被露光領域を露光するマスクの各有効露光エリアを説明するための図である。 マスクの傾きを調整するためのフローを示す図である。 繋ぎ部におけるギャップの調整を説明するための図である。 （ａ）及び（ｂ）は、第２実施形態におけるチルト駆動部を説明するための図である。

以下、本発明に係る近接露光装置及び近接露光方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

先ず、本実施形態の近接露光装置１の構成について概略説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態の近接露光装置１は、基板（例えば、液晶ディスプレイ用基板としてのカラーフィルタ基板）Ｗを浮上させて支持すると共に、所定方向（図１のＸ方向）に搬送する基板搬送機構１０と、複数のマスクＭをそれぞれ保持し、所定方向と交差する方向（図１のＹ方向）に沿って千鳥状に二列配置された複数（図１に示す実施形態において、左右それぞれ６個）のマスク保持部１１と、複数のマスク保持部１１をそれぞれ駆動する複数のマスク駆動部１２と、複数のマスク保持部１１の上部にそれぞれ配置されて露光用光を照射する複数の照射部１４（図２参照）と、近接露光装置１の各作動部分の動作を制御する制御部１５と、を主に備える。

基板搬送機構１０は、基板ＷをＸ方向に搬送する領域、即ち、複数のマスク保持部１１の下方領域、及びその下方領域からＸ方向両側に亘る領域に設けられた浮上ユニット１６と、基板ＷのＹ方向一側（図１において上辺）を保持してＸ方向に搬送する基板駆動ユニット１７とを備える。浮上ユニット１６は、複数のフレーム１９上にそれぞれ設けられた排気のみ或いは排気と吸気を同時に行なう複数のエアパッド２０を備える。

基板駆動ユニット１７は、図１に示すように、浮上ユニット１６によって浮上、支持された基板Ｗの一端を保持する吸着パッド２２を備え、モータ２３、ボールねじ２４、及びナット（図示せず）からなるＸ方向搬送機構であるボールねじ機構２５によって、ガイドレール２６に沿って基板ＷをＸ方向に搬送する。なお、図２に示すように、複数のフレーム１９は、地面にレベルブロック１８を介して設置された装置ベース２７上に他のレベルブロック２８を介して配置されている。また、基板Ｗは、ボールねじ機構２５の代わりに、リニアサーボアクチュエータによって搬送されてもよい。

マスク駆動部１２は、フレーム（図示せず）に取り付けられ、マスク保持部１１をＸ方向に沿って駆動するＸ方向駆動部３１と、Ｘ方向駆動部３１の先端に取り付けられ、マスク保持部１１をＺ方向（Ｘ，Ｙ方向からなる水平面の鉛直方向）に駆動するＺ方向駆動部３４と、Ｚ方向駆動部３４の先端に取り付けられ、マスク保持部１１をＹ方向に沿って駆動するＹ方向駆動部３２と、Ｙ方向駆動部３２の先端に取り付けられ、マスク保持部１１をＸ方向周りに回転駆動するα方向駆動部３５とが設けられている。

これにより、α方向駆動部３５の先端に取り付けられたマスク保持部１１に保持されるマスクＭは、マスク駆動部１２によってＸ，Ｙ，Ｚ，α方向に駆動可能である。なお、Ｘ，Ｙ，Ｚ，α方向駆動部３１，３２，３４，３５の配置の順序は、適宜変更可能である。マスク駆動部１２は、後述するラインカメラ３９によって撮像された基板ＷのパターンとマスクＭのマークに基づいて、マスクＭと基板Ｗとの相対的なズレを補正する。なお、マスク駆動部１２は、マスク保持部１１をθ方向（Ｘ，Ｙ方向からなる水平面の法線回り）に回転駆動するθ方向駆動部を有するものであってもよい。

また、図１に示すように、Ｙ方向に沿ってそれぞれ直線状に配置された上流側及び下流側の各マスク保持部１１ａ，１１ｂ間には、各マスク保持部１１のマスクＭを同時に交換可能なマスクチェンジャ２が配設されている。マスクチェンジャ２により搬送される使用済み或いは未使用のマスクＭは、マスクストッカ３，４との間でマスクローダー５により受け渡しが行なわれる。なお、マスクストッカ３とマスクチェンジャ２とで受け渡しが行なわれる間にマスクプリアライメント機構（図示せず）によってマスクＭのプリアライメントが行なわれる。

図２に示すように、マスク保持部１１の上部に配置される照射部１４は、紫外線を含んだ露光用光ＥＬを放射する、超高圧水銀ランプからなる光源４１と、光源４１から照射された光を集光する凹面鏡４２と、この凹面鏡４２の焦点近傍に光路方向に移動可能な機構を有するオプチカルインテグレータ４３と、光路の向きを変えるための平面ミラー４５及び球面ミラー４６と、この平面ミラー４５とオプチカルインテグレータ４３との間に配置された照射光路を開閉制御するシャッター４４と、を備える。なお、光源４１としては、ＹＡＧフラッシュレーザやエキシマレーザであってもよい。

また、マスク保持部１１の下方に配置されたフレーム１９には、基板ＷとマスクＭの相対位置を検知する撮像手段であるラインカメラ３９が、マスクＭの窓部を観測可能な位置で、複数のマスク保持部１１ごとに配置されている。ラインカメラ３９としては、公知の構成のものが適用され、搬送される基板Ｗに予め形成されたパターン（Ｒ，Ｇ，Ｂを露光する場合には、ブラックマトリクスの基準線）と、各マスクＭに設けられたラインカメラ用のマークとを、それぞれ同一視野に捕らえて撮像するものであり、光を受光する多数の受光素子を一直線上に並べて備えた受光面としてのラインＣＣＤと、基板Ｗの基準線やマークをラインＣＣＤ上に結増させる集光レンズ等を備える。

また、図３に示すように、各マスクＭの有効露光エリアには、マスクＭと基板Ｗとの間のギャップｇを測定する３つのギャップセンサ８７ａ，８７ｂ，８７ｃが設けられている。３つのギャップセンサ８７ａ，８７ｂ，８７ｃは、各マスクＭのマスク保持部自由端側の２つの隅部と、マスク保持部基部側の中央部とで、全てが直線状に並ばないように有効露光エリア内に配置されている。また、ギャップセンサ８７ａ、８７ｂは、基板Ｗの下方に配置されており、ギャップセンサ８７ｃは、マスクＭの上方に配置されている。なお、これらギャップセンサ８７ａ，８７ｂ，８７ｃは、すべて基板Ｗの下方に配置されてもよい。また、図３中、フレーム１９内には図示しない複数のエアパッドが配置されている。

このような近接露光装置１は、浮上ユニット１６のエアパッド２０の空気流によって基板Ｗを浮上させて保持し、基板Ｗの一端を基板駆動ユニット１７で吸着してＸ方向に搬送する。そして、アライメント処理を施しながら、各マスクＭの下方に搬送された基板Ｗに対して、照射部１４からの露光用光ＥＬが基板Ｗに近接するマスクＭを介して照射され、マスクＭのパターンを基板Ｗに塗布されたレジストに転写する。

ここで、近接露光装置１では、マスクパターンは、基板ＷとマスクＭとの間の所定のギャップｇ（ターゲット位置）に対して、設計上の所望の線幅になるように設計されており、また、線幅は５０〜３００μｍ程度となるように設定されている。

パターンの線幅は、主に基板ＷとマスクＭとの間のギャップｇと照度エネルギーによって決定される。通常、ギャップが広がるほど露光光ＥＬの裾野も広がり、線幅が広くなる。一方、ギャップが狭くなると、露光光ＥＬの広がり幅は小さくなり、線幅は狭くなる。また、各照射部１４の光源４１の照度にもばらつきがある。このため、直交方向で隣り合う被露光領域Ａ１，Ｂ１，Ａ２，Ｂ２，Ａ３，Ｂ３を露光する上流側のマスク保持部１１ａのマスクＭと下流側マスク保持部１１ｂのマスクＭとの間で、該ギャップや照度、位置合せ精度に微小な違いがあると、露光される基板Ｗ上に繋ぎムラが発生してしまう。

このため、本実施形態では、露光動作を行う前に、直交方向で隣り合う被露光領域の繋ぎ目のギャップが小さくなるようにギャップ調整を行っている。以下、本実施形態のギャップ調整方法について図４のフローチャートを参照して説明する。なお、ここでは、上流側マスク保持部１１ａのマスクＭによって露光される３つの被露光領域Ａ１，Ａ２，Ａ３と、下流側マスク保持部１１ｂのマスクＭによって露光される３つの被露光領域Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３との繋ぎ目部分での繋ぎムラを抑制するように、直交方向で隣り合う被露光領域Ａ１とＢ１、Ｂ１とＡ２、Ａ２とＢ２、Ｂ２とＡ３、Ａ３とＢ３との各繋ぎ目のギャップが小さくなるようにギャップ調整が行われる。

まず、ギャップｇの目標値を設定し（ステップＳ１０１）、搬送軸がマスク下に基板Ｗを保持した状態で、３つのギャップセンサ８７ａ，８７ｂ，８７ｃのうち任意のギャップセンサの値が目標値となるように、マスク保持部１１の高さ位置を移動させる（ステップＳ１０２）。任意のギャップセンサの値が目標値となったかどうか判断し（ステップＳ１０３）、目標値となるまでステップＳ１０２を繰り返す。目標値となった場合には、他のギャップセンサによって各マスクの有効露光エリアに対するギャップｇを計測する（ステップＳ１０４）。これを全てのヘッドに対して実施する。図５は、ギャップセンサ８７ａによって測定されるギャップをＧＡＰ１、ギャップセンサ８７ｂによって測定されるギャップをＧＡＰ２、ギャップセンサ８７ｃによって測定されるギャップをＧＡＰ３とし、ギャップセンサ８７ｃのギャップＧＡＰ３が２００μｍとなるようにして、３点を計測している。また、図５中、Ａ１，Ａ２，Ａ３は、上流側マスク保持部１１ａのうち３つを表し、Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、下流側マスク保持部１１ｂのうち３つを表している。

このステップＳ１０４で取得したギャップｇに対して、マスクＭ単体の傾きが小さくなるように、マスク駆動部１２によってマスクＭの平坦度をマスク毎に３つのギャップ値を用いて調整する（ステップＳ１０５）。

具体的には、ギャップＧＡＰ１、ギャップＧＡＰ２、ギャップＧＡＰ３の差分が許容範囲以内になるように、ギャップＧＡＰ１、ギャップＧＡＰ２、ギャップＧＡＰ３の値を測定しながら、マスク保持部１１の傾きをメカ的に調整することで、マスクＭの平坦度を調整する。

ここで、図６に示すように、マスクＭの平坦度を調整しても、マスク保持部１１のねじれやメカ組み付け精度等の理由から、隣り合うマスク間の繋ぎ部のギャップｇがゼロとするのは困難である。また、平坦度調整によって、三隅のマスクのギャップは一致させることができるが、マスク保持部１１やマスク自体のねじれや撓み、また、マスク駆動部１２のリニアリティにより、残り一箇所の隅部のギャップｇはずれたままとなる。

この図６で再計測された各ギャップｇに基づいて、図７に示すように、有効露光エリアに対する面の傾き（具体的には、３つの仮想点Ａ，Ｂ，Ｃにおけるギャップ）とマスクの中心位置のギャップ量を算出する（ステップＳ１０６）。

そして、図８に示すように、マスクＭの中心位置のギャップ量が同じ値（本実施形態では、設計上のターゲット位置である２００μｍ）と成るように、マスク保持部１１の高さを補正する（ステップＳ１０７）。これにより、直交方向で隣り合う被露光領域Ａ１とＢ１、Ｂ１とＡ２、Ａ２とＢ２、Ｂ２とＡ３、Ａ３とＢ３との各繋ぎ目のギャップの変化を小さくすることができる。

従って、本実施形態によれば、３つのギャップセンサ８７ａ，８７ｂ，８７ｃによってマスクＭと基板Ｗとの間の各ギャップｇをマスク毎に測定する工程と、測定された各ギャップｇに基づいて、各ギャップの差分が許容範囲以内になるように、マスクＭの平坦度を調整する工程と、マスクＭの平坦度を調整後に、３つのギャップセンサ８７ａ，８７ｂ，８７ｃによってマスクＭと基板Ｗとの間の各ギャップｇをマスク毎に再測定する工程と、再測定された各ギャップｇからマスクＭの中心位置でのギャップを計算する工程と、計算された各マスクＭの中心位置での各ギャップが同じ値となるようにマスク駆動部１２を駆動してマスクＭの高さを調整する工程と、を備えるので、各マスクＭの繋ぎ部におけるギャップを許容範囲内に抑えることができる。これにより、つなぎ露光の急変な変化の要因となるギャップの変化を最小限に留めることができ、露光精度の向上を図ることができる。

具体的に、測定工程は、複数のギャップセンサ８７ａ，８７ｂ，８７ｃのうち任意のギャップセンサ８７ｃによって得られるギャップｇが目標値となるようにＺ方向駆動部３４によってマスク保持部１１を鉛直方向に駆動する。また、平坦度調整工程は、任意のギャップセンサ８７ｃのギャップｇが目標値となった状態で、各ギャップセンサ８７ａ，８７ｂ，８７ｃによって得られる各ギャップｇの差分が許容範囲内となるようにマスクＭの平坦度をメカ的に調整する。高さ調整工程は、平坦度調整後のマスクの中心位置におけるギャップが要求される線幅に対応する目標値となるように、Ｚ方向駆動部３４によってマスク保持部１１を鉛直方向に駆動する。これにより、直交方向で隣り合う被露光領域を露光する各マスクＭ間の繋ぎ部における各ギャップｇの変化を確実に小さくすることができる。

なお、上記実施形態では、３つのギャップセンサ８７ａ，８７ｂ，８７ｃのギャップＧＡＰ１，ＧＡＰ２，ＧＡＰ３、また、これらの値から算出された仮想点Ａ，Ｂ，Ｃを用いて平坦度調整や高さ調整を行っているが、図９に示すように、３つのギャップＧＡＰ１，ＧＡＰ２，ＧＡＰ３から平面方程式を用いて算出されるマスクＭの有効露光エリアＭａの４隅の位置ａ〜ｄでのギャップを算出し、これら４隅での算出ギャップの差分が許容範囲以内になるように平坦度調整、また、算出ギャップから有効露光エリアＭａの中心位置のギャップ量を計算してもよい。
なお、有効露光エリアＭａの４隅における仮想ギャップを計算するのは、ギャップセンサの配置場所がマスクに対して左右対称に配置できない場合があり、また、マスクの有効露光エリアの繋ぎ部に配置できることは少なく、中心寄りに配置されたギャップセンサの値は、繋ぎ部の値と大きく異なる場合があるためである。

また、上記実施形態では、マスク中心位置の高さ調整を行った後のマスクの繋ぎ部におけるギャップは、平坦度調整によってターゲット位置に対して所定の範囲内に入るように設定されている。しかしながら、繋ぎ部におけるギャップの値は、所望のギャップに対してプラスの場合とマイナスの場合があり、これらの差分が大きいと繋ぎムラとなる可能性がある。このため、本実施形態では、隣り合うマスクの繋ぎ部におけるギャップの差分が許容幅以上であった場合には、該許容幅以下となるように、マスクＭの傾きを調整し、全ての繋ぎ部におけるギャップの差分が許容幅以下となるようにマスクＭの傾きを調整する。

図１０は、ステップＳ１０５におけるマスクの平坦度調整をマスクＭの傾き調整とともに行う具体的なフローを示す。まず、ステップＳ１０５１でｎ＝１とし、ステップＳ１０５２で、端から１番目のマスク保持部１１におけるマスクＭの平坦度調整を行う。次に、１番目のマスクの傾きが水平、又は左傾き（左下がりの傾き）かどうか判断する（ステップＳ１０５３）。そして、１番目のマスクの傾きが水平、又は左傾きである場合には、直交方向で隣り合う被露光領域を露光する２番目のマスクＭの傾きが水平、又は右傾き（右下がりの傾き）となるようにしながら、４隅での算出ギャップの差分が許容範囲以内になるように２番目のマスクＭの平坦度調整を行う（ステップＳ１０５４）。一方、１番目のマスクの傾きが右傾きである場合には、２番目のマスクＭの傾きが水平、又は左傾きとなるようにしながら、４隅での算出ギャップの差分が許容範囲以内になるように２番目のマスクＭの平坦度調整を行う（ステップＳ１０５５）。なお、調整の仕方は、マスクを部分的に上下させるチルト補正によって行われ、後述のチルト駆動部を有する場合には、一方のチルト軸を駆動することで行われる。ステップＳ１０５４、Ｓ１０５５での平坦度調整は、ステップＳ１０５６においてｎをインクリメントし、ｎがマスク保持部の数になったかどうか判断しながら（ステップＳ１０５７）、全てのマスクＭに対して行われる。ステップＳ１０５７では、ｎがマスク保持部１１の数より少ない場合は、ステップＳ１０５３に戻って、上記処理を繰り返し、ステップＳ１０５７においてｎがマスク保持部の数になったら平坦度調整を終了し、マスクＭの高さ調整へと移行する。

このため、図１１に示すように、例えば、被露光領域Ａ１を露光するマスクＭの傾きが右傾きの場合には、一点鎖線に示すように、被露光領域Ｂ１を露光するマスクＭの傾きを左傾きとなるように、平坦度調整する。また、次に、被露光領域Ａ２を露光するマスクＭの傾きは、被露光領域Ｂ１を露光するマスクＭの傾きが左傾きなので、一点鎖線に示すように、右傾きとなるようにしながら平坦度調整する。なお、傾き度合いの調整は、各ギャップセンサ８７ａ，８７ｂ，８７ｃによって得られる各ギャップｇの差分、又は、マスクＭの有効露光エリアＭａの４隅のギャップの差分が許容範囲内となるという条件の中で行われる。また、傾きの算出位置は、前列位置でも、後列位置でもよく、或いは、有効露光エリアのＸ方向中間位置であってもよい。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る近接露光装置及び近接露光方法について、図１２を参照して説明する。なお、本実施形態では、マスク駆動部１２がマスク保持部１１の傾き状態を制御するチルト駆動部３６をさらに備え、第１実施形態のステップＳ１０５におけるマスクＭの平坦度調整をチルト駆動部３６によって行っている。

チルト駆動部３６は、２つの支持板３７ａ，３７ｂ間に、モータ３６ｄの駆動によるクサビ作用によって上下する左右のチルト軸３６ｂ、３６ｃを有し、Ｙ方向中間部の支点３６ａを中心に支持板３７ｂを傾斜させる。なお、チルト駆動部３６は、マスクＭの傾きを制御するものであればよく、３つのチルト軸によって構成されてもよい。

このため、本実施形態でのマスクＭの平坦度調整は、まず、ギャップＧＡＰ２の値がギャップＧＡＰ１に近づくように、ギャップＧＡＰ２をギャップセンサ８７ｂによって測定しながらチルト軸３６ｂを調整する。そして、ギャップＧＡＰ１とギャップＧＡＰ２の値の差分が許容範囲以内になるまで、チルト軸３６ｂを調整する。

次に、ギャップＧＡＰ１とギャップＧＡＰ２の値の差分が許容範囲以内となったら、この状態でのギャップＧＡＰ１とギャップＧＡＰ３の差分を計算する。そして、ギャップＧＡＰ１とギャップＧＡＰ２を測定しながら、これらギャップＧＡＰ１とＧＡＰ２の差分が維持されるように、２つのチルト軸３６ａ，３６ｂを同移動量で動作させる。そして、ギャップＧＡＰ１とギャップＧＡＰ３の値の差分が許容範囲以内になるまで、２つのチルト軸３６ａ，３６ｂを駆動する。

その後、ギャップＧＡＰ１とギャップＧＡＰ２との値の差分が許容範囲内にある場合には、チルト補正を終了し、許容範囲外となってしまった場合には、再度、チルト軸３６ｂのみを駆動する最初のステップに戻って、補正を繰り返す。そして、上記動作を許容回数実施しても、許容範囲外である場合にはエラーとする。

従って、本実施形態のように、チルト駆動部３６を用いてマスクＭの平坦度調整を行うことで、ギャップ測定から高さ調整までの一連の工程を容易に実行することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、適宜、変更、改良等が可能である。
本実施形態では、実際にマスクＭの平坦度を調整した後に３つのギャップセンサ８７ａ，８７ｂ，８７ｃによって各ギャップを再測定し、３つの仮想点Ａ，Ｂ，Ｃのギャップ或いは、平面方程式を用いて４隅のギャップを求めてからマスクＭの平坦度調整後のマスクＭの中心位置でのギャップを算出し、その後、マスクＭの高さを調整している。しかしながら、本発明は、マスクＭの平坦度調整と高さ調整とを同時に制御するようにしてもよい。その場合には、メカ的、或いはチルト駆動部３６によって平坦度調整した後のギャップセンサ８７ａ，８７ｂ，８７ｃの位置でのギャップを演算によって取得し、マスクＭの中心位置でのギャップを算出するようにしてもよい。

１ 近接露光装置
２ マスクチェンジャ
１０ 基板搬送機構
１１ マスク保持部
１２ マスク駆動部
１４ 照射部
１５ 制御部
４１ 超高圧水銀ランプ
４４ シャッター
ＥＬ 露光用光
Ｍ マスク
Ｗ カラーフィルタ基板（基板）

Claims (8)

1. 基板を所定の方向に沿って搬送可能な基板搬送機構と、
   複数のマスクを前記搬送される基板から離れた状態でそれぞれ保持する複数のマスク保持部と、
   前記複数のマスク保持部をそれぞれ駆動する複数のマスク駆動部と、
   前記マスク毎に、全てが直線状に並ばないように有効露光エリアに配置され、前記マスクと前記基板との間のギャップをそれぞれ測定する少なくとも３つのギャップセンサと、
   前記複数のマスク保持部の上方にそれぞれ配置され、露光用光を照射する複数の照射部と、
   を備え、前記搬送される基板に対して前記複数のマスクを介して前記露光用光を照射して、前記基板に前記各マスクのパターンを露光し、前記所定の方向と直交する方向に並ぶ複数の被露光領域を形成する近接スキャン露光装置であって、
   前記３つのギャップセンサによって前記マスク毎に測定された前記マスクと前記基板との間の各ギャップに基づいて、前記各ギャップの差分が許容範囲内となるように前記マスクの平坦度を調整すると共に、
   前記マスクの平坦度調整後の前記マスクの中心位置での前記ギャップを計算し、前記計算された各マスクの中心位置での各ギャップが同じ値となるように前記マスク駆動部を駆動して前記マスクの高さを調整する、制御部を有することを特徴とする近接スキャン露光装置。
2. 前記制御部は、前記直交方向で隣り合う前記被露光領域を露光する前記各マスク間の繋ぎ部におけるギャップの差分が許容幅以上であるとき、該許容幅以下となるように、前記マスクの傾きを調整することを特徴とする請求項１に記載の近接スキャン露光装置。
3. 基板を所定の方向に沿って搬送可能な基板搬送機構と、複数のマスクを前記搬送される基板から離れた状態でそれぞれ保持する複数のマスク保持部と、前記複数のマスク保持部をそれぞれ駆動する複数のマスク駆動部と、前記マスク毎に、全てが直線状に並ばないように有効露光エリアに配置され、前記マスクと前記基板との間のギャップをそれぞれ測定する少なくとも３つのギャップセンサと、前記複数のマスク保持部の上方にそれぞれ配置され、露光用光を照射する複数の照射部と、を備え、前記搬送される基板に対して前記複数のマスクを介して前記露光用光を照射して、前記基板に前記各マスクのパターンを露光し、前記所定の方向と直交する方向に並ぶ複数の被露光領域を形成する近接スキャン露光方法であって、
   前記３つのギャップセンサによって前記マスクと前記基板との間の各ギャップを前記マスク毎に測定する工程と、
   前記測定された各ギャップに基づいて、前記各ギャップの差分が許容範囲内となるように前記マスクの平坦度を調整する工程と、
   前記マスクの平坦度調整後の前記マスクの中心位置での前記ギャップを計算する工程と、
   前記計算された各マスクの中心位置での各ギャップが同じ値となるように前記マスク駆動部を駆動して前記マスクの高さを調整する工程と、
   を有することを特徴とする近接スキャン露光方法。
4. 前記直交方向で隣り合う前記被露光領域を露光する前記各マスク間の繋ぎ部におけるギャップの差分が許容幅以上であるとき、該許容幅以下となるように、前記マスクの傾きを調整する工程、をさらに備えることを特徴とする請求項３に記載の近接スキャン露光方法。
5. 基板を所定の方向に沿って搬送可能な基板搬送機構と、
   複数のマスクを前記搬送される基板から離れた状態でそれぞれ保持する複数のマスク保持部と、
   前記複数のマスク保持部をそれぞれ駆動する複数のマスク駆動部と、
   前記マスク毎に、全てが直線状に並ばないように有効露光エリアに配置され、前記マスクと前記基板との間のギャップをそれぞれ測定する少なくとも３つのギャップセンサと、
   前記複数のマスク保持部の上方にそれぞれ配置され、露光用光を照射する複数の照射部と、
   を備え、前記搬送される基板に対して前記複数のマスクを介して前記露光用光を照射して、前記基板に前記各マスクのパターンを露光し、前記所定の方向と直交する方向に並ぶ複数の被露光領域を形成する近接スキャン露光装置であって、
   前記３つのギャップセンサによって前記マスク毎に測定された前記マスクと前記基板との間の各ギャップに基づいて算出された、前記マスクの有効露光エリア内の４隅の各ギャップの差分が許容範囲内となるように前記マスクの平坦度を調整すると共に、
   前記マスクの平坦度調整後の前記マスクの有効露光エリアの中心位置での前記ギャップを計算し、前記計算された各マスクの有効露光エリアの中心位置での各ギャップが同じ値となるように前記マスク駆動部を駆動して前記マスクの高さを調整する、制御部を有することを特徴とする近接スキャン露光装置。
6. 前記制御部は、前記直交方向で隣り合う前記被露光領域を露光する前記各マスク間の繋ぎ部におけるギャップの差分が許容幅以上であるとき、該許容幅以下となるように、前記マスクの傾きを調整することを特徴とする請求項５に記載の近接スキャン露光装置。
7. 基板を所定の方向に沿って搬送可能な基板搬送機構と、複数のマスクを前記搬送される基板から離れた状態でそれぞれ保持する複数のマスク保持部と、前記複数のマスク保持部をそれぞれ駆動する複数のマスク駆動部と、前記マスク毎に、全てが直線状に並ばないように有効露光エリアに配置され、前記マスクと前記基板との間のギャップをそれぞれ測定する少なくとも３つのギャップセンサと、前記複数のマスク保持部の上方にそれぞれ配置され、露光用光を照射する複数の照射部と、を備え、前記搬送される基板に対して前記複数のマスクを介して前記露光用光を照射して、前記基板に前記各マスクのパターンを露光し、前記所定の方向と直交する方向に並ぶ複数の被露光領域を形成する近接スキャン露光方法であって、
   前記３つのギャップセンサによって前記マスクと前記基板との間の各ギャップを前記マスク毎に測定する工程と、
   前記測定された各ギャップに基づいて算出された、前記マスクの有効露光エリア内の４隅の各ギャップの差分が許容範囲内となるように前記マスクの平坦度を調整する工程と、
   前記マスクの平坦度調整後の前記マスクの有効露光エリアの中心位置での前記ギャップを計算する工程と、
   前記計算された各マスクの有効露光エリアの中心位置での各ギャップが同じ値となるように前記マスク駆動部を駆動して前記マスクの高さを調整する工程と、
   を有することを特徴とする近接スキャン露光方法。
8. 前記直交方向で隣り合う前記被露光領域を露光する前記各マスク間の繋ぎ部におけるギャップの差分が許容幅以上であるとき、該許容幅以下となるように、前記マスクの傾きを調整する工程、をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の近接スキャン露光方法。

Images