JP2012203301A - プロキシミティ露光装置、プロキシミティ露光装置のアライメント方法、及び表示用パネル基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスクのパターンの一部を画像取得装置で覆うことなく、アライメントマークの画像を取得して、マスクと基板との位置合わせを行い、露光時の画像取得装置の退避を不要にして、タクトタイムを短縮する。
【解決手段】ミラー５１ｃ及び画像取得装置５１ａを有する複数の画像取得ユニット５１を設け、各画像取得ユニット５１のミラー５１ｃをマスク２に設けられたアライメントマーク２ａの上空に配置して、マスク２及び基板１に設けられたアライメントマーク２ａ，１ａの像を各画像取得ユニット５１のミラー５１ｃの表面に映し、各画像取得ユニット５１のミラー５１ｃの表面に映したアライメントマーク２ａ，１ａの画像を各画像取得ユニット５１の画像取得装置５１ａで取得する。マスク２のアライメントマーク２ａの位置へ照射される露光光を、各画像取得ユニット５１のミラー５１ｃの裏面で遮断する。
【選択図】図９

Description

本発明は、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板の製造において、プロキシミティ方式を用いて基板の露光を行うプロキシミティ露光装置、プロキシミティ露光装置のアライメント方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に係り、特に、ＣＣＤカメラ等の画像取得装置によりマスク及び基板のアライメントマークの画像を取得して、マスクと基板との位置合わせを行うプロキシミティ露光装置、プロキシミティ露光装置のアライメント方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に関する。

表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基板等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成して行われる。露光装置としては、レンズ又は鏡を用いてマスクのパターンを基板上に投影するプロジェクション方式と、マスクと基板との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けてマスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ方式とがある。プロキシミティ方式は、プロジェクション方式に比べてパターン解像性能は劣るが、照射光学系の構成が簡単で、かつ処理能力が高く量産用に適している。

例えば、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造において、基板上に形成されたブラックマトリクスの上に着色パターンを露光する際の様に、基板に形成された下地パターンの上に新たなパターンを露光する場合、新たに露光するパターンが下地パターンからずれない様に、マスクと基板との位置合わせを精度良く行う必要がある。従来、主に大型の基板の露光に用いられるプロキシミティ方式では、マスク及び基板の下地パターンに複数のアライメントマークをそれぞれ設け、ＣＣＤカメラ等の画像取得装置によりマスク及び基板の下地パターンのアライメントマークの画像を取得し、画像処理により両者の位置ずれを検出して、マスクと基板との位置合わせを行っていた。なお、この様なプロキシミティ露光装置として、特許文献１に記載のものがある。

特開２００７−２５６５８１号公報

アライメントマークは、マスクと基板との位置合わせを精度良く行ってパターンの位置ずれを抑制するために、露光するパターンに近接して配置されている。従来、アライメントマークの画像を取得するＣＣＤカメラ等の画像取得装置は、マスクのアライメントマークの上空に配置されており、マスク上のパターンとアライメントマークとの間隔に比べて寸法が格段に大きいため、そのままでは、露光光が照射される上空から見て、マスクのパターンの一部が画像取得装置で覆われて隠れてしまう。そこで、従来は、画像取得装置によりアライメントマークの画像を取得した後、露光を行う際に、ボールねじ及びモータ等の移動機構を用いて、画像取得装置を露光光が照射される露光範囲の外側に退避させていた。そのため、画像取得装置の移動に時間が掛かって、タクトタイムが長くなるという問題があった。

また、マスクのアライメントマークは、露光光が照射される露光範囲内に設けられており、そのままでは、マスクのアライメントマークが基板に露光されてしまう。そのため、従来は、マスクのアライメントマークの位置へ照射される露光光を遮断する小型のシャッターを設け、このシャッターを画像取得装置の退避に合わせて、マスクのアライメントマークの上空へ移動する必要があった。

本発明の課題は、マスクのパターンの一部を画像取得装置で覆うことなく、アライメントマークの画像を取得して、マスクと基板との位置合わせを行い、露光時の画像取得装置の退避を不要にして、タクトタイムを短縮することである。さらに、本発明の課題は、マスクのアライメントマークの位置へ照射される露光光を遮断するシャッターの移動も不要にすることである。また、本発明の課題は、表示用パネル基板を高いスループットで製造することである。

本発明のプロキシミティ露光装置は、マスクを保持するマスクホルダと、基板を支持するチャックと、マスクホルダとチャックとを相対的に移動するステージとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置において、マスク及び基板に設けられた複数のアライメントマークの画像を取得して、画像信号を出力する複数の画像取得ユニットと、各画像取得ユニットを移動する複数の画像取得ユニット移動手段と、各画像取得ユニットが出力した画像信号を処理して、アライメントマークの位置を検出する画像処理装置と、画像処理装置が検出したマスクのアライメントマークの位置及び基板のアライメントマークの位置に基づき、ステージによりマスクホルダとチャックとを相対的に移動して、マスクと基板との位置合わせを行う制御手段とを備え、各画像取得ユニットが、マスクのアライメントマークの上空に配置され、マスクのアライメントマーク及び基板のアライメントマークの像を表面に映し、マスクのアライメントマークの位置へ照射される露光光を裏面で遮断するミラーと、ミラーの表面に映ったアライメントマークの画像を取得する画像取得装置とを有するものである。

また、本発明のプロキシミティ露光装置のアライメント方法は、マスクを保持するマスクホルダと、基板を支持するチャックと、マスクホルダとチャックとを相対的に移動するステージとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置のアライメント方法であって、ミラー及び画像取得装置を有する複数の画像取得ユニットを設け、各画像取得ユニットのミラーをマスクに設けられたアライメントマークの上空に配置して、マスク及び基板に設けられたアライメントマークの像を各画像取得ユニットのミラーの表面に映し、各画像取得ユニットのミラーの表面に映したアライメントマークの画像を各画像取得ユニットの画像取得装置で取得し、各画像取得ユニットの画像取得装置が出力した画像信号を処理して、アライメントマークの位置を検出し、検出したマスクのアライメントマークの位置及び基板のアライメントマークの位置に基づき、ステージによりマスクホルダとチャックとを相対的に移動して、マスクと基板との位置合わせを行い、マスクのアライメントマークの位置へ照射される露光光を、各画像取得ユニットのミラーの裏面で遮断するものである。

各画像取得ユニットのミラーの寸法は、マスクのパターンを覆わない程度に小さく済み、従来の様に、マスクのパターンの一部が画像取得装置で覆われて隠れることがない。従って、露光時の画像取得装置の退避が不要となって、タクトタイムが短縮される。さらに、露光時に、マスクのアライメントマークの位置へ照射される露光光を、各画像取得ユニットのミラーの裏面で遮断するので、従来の様に、マスクのアライメントマークの位置へ照射される露光光を遮断するシャッターを、画像取得装置の退避に合わせて、マスクのアライメントマークの上空へ移動する必要がない。

さらに、本発明のプロキシミティ露光装置は、各画像取得ユニットの画像取得装置を各画像取得ユニットのミラーと独立して移動して、各画像取得ユニットの画像取得装置の焦点を、マスクのアライメントマーク又は基板のアライメントマークに合わせる複数の焦点調節手段を備えたものである。また、本発明のプロキシミティ露光装置のアライメント方法は、各画像取得ユニットの画像取得装置を各画像取得ユニットのミラーと独立して移動して、各画像取得ユニットの画像取得装置の焦点を、マスクのアライメントマーク又は基板のアライメントマークに合わせるものである。

各画像取得ユニットの画像取得装置を各画像取得ユニットのミラーと独立して移動して、各画像取得ユニットの画像取得装置の焦点を、マスクのアライメントマーク又は基板のアライメントマークに合わせるので、マスクと基板とのギャップが大きくても、分解能が高く焦点深度が浅い画像取得装置を用いて、マスクのアライメントマーク及び基板のアライメントマークの画像を高解像度で取得し、マスクのアライメントマークの位置及び基板のアライメントマークの位置を精度良く検出して、マスクと基板との位置合わせを精度良く行うことができる。

本発明の表示用パネル基板の製造方法は、上記のいずれかのプロキシミティ露光装置を用いて基板の露光を行い、あるいは、上記のいずれかのプロキシミティ露光装置のアライメント方法を用いてマスクと基板との位置合わせを行って、基板の露光を行うものである。露光時の画像取得装置の退避が不要となって、タクトタイムが短縮されるので、表示用パネル基板が高いスループットで製造される。

本発明のプロキシミティ露光装置及びプロキシミティ露光装置のアライメント方法によれば、各画像取得ユニットのミラーをマスクに設けられたアライメントマークの上空に配置して、マスク及び基板に設けられたアライメントマークの像を各画像取得ユニットのミラーの表面に映し、各画像取得ユニットのミラーの表面に映したアライメントマークの画像を各画像取得ユニットの画像取得装置で取得することにより、マスクのパターンの一部を画像取得装置で覆うことなく、アライメントマークの画像を取得して、マスクと基板との位置合わせを行い、露光時の画像取得装置の退避を不要にして、タクトタイムを短縮することができる。さらに、マスクのアライメントマークの位置へ照射される露光光を、各画像取得ユニットのミラーの裏面で遮断することにより、マスクのアライメントマークの位置へ照射される露光光を遮断するシャッターの移動も不要にすることができる。

さらに、本発明のプロキシミティ露光装置及びプロキシミティ露光装置のアライメント方法によれば、各画像取得ユニットの画像取得装置を各画像取得ユニットのミラーと独立して移動して、各画像取得ユニットの画像取得装置の焦点を、マスクのアライメントマーク又は基板のアライメントマークに合わせることにより、マスクと基板とのギャップが大きくても、分解能が高く焦点深度が浅い画像取得装置を用いて、マスクのアライメントマーク及び基板のアライメントマークの画像を高解像度で取得し、マスクのアライメントマークの位置及び基板のアライメントマークの位置を精度良く検出して、マスクと基板との位置合わせを精度良く行うことができる。

本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、露光時の画像取得装置の退避を不要にして、タクトタイムを短縮することができるので、表示用パネル基板を高いスループットで製造することができる。

本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置の概略構成を示す図である。 本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置の上面図である。 チャックを露光位置へ移動した状態を示す側面図である。 マスクのアライメントマークを示す図である。 基板のアライメントマークを示す図である。 図６（ａ）はカメラユニット移動機構及び焦点調節機構の上面図、図６（ｂ）は同側面図である。 本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置のアライメント方法を説明する図である。 本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置のアライメント方法を説明する図である。 本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置のアライメント方法を説明する図である。 液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。 液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。

図１は、本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置の概略構成を示す図である。また、図２は、本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置の上面図である。プロキシミティ露光装置は、ベース３、Ｘガイド４、Ｘステージ５、Ｙガイド６、Ｙステージ７、θステージ８、チャック支持台９、チャック１０、マスクホルダ２０、画像処理装置５０、カメラユニット５１、カメラユニット移動機構、焦点調節機構、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０を含んで構成されている。なお、図１では、カメラユニット移動機構、及び焦点調節機構が省略されている。また、図２では、画像処理装置５０、カメラユニット移動機構、焦点調節機構、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０が省略されている。プロキシミティ露光装置は、これらの他に、基板１をチャック１０へ搬入し、また基板１をチャック１０から搬出する基板搬送ロボット、露光光を照射する照射光学系、装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。

なお、以下に説明する実施の形態におけるＸＹ方向は例示であって、Ｘ方向とＹ方向とを入れ替えてもよい。

図１及び図２において、チャック１０は、基板１のロード及びアンロードを行うロード／アンロード位置にある。ロード／アンロード位置において、図示しない基板搬送ロボットにより、基板１がチャック１０へ搬入され、また基板１がチャック１０から搬出される。チャック１０への基板１のロード及びチャック１０からの基板１のアンロードは、チャック１０に設けた複数の突き上げピンを用いて行われる。突き上げピンは、チャック１０の内部に収納されており、チャック１０の内部から上昇して、基板１をチャック１０にロードする際、基板搬送ロボットから基板１を受け取り、基板１をチャック１０からアンロードする際、基板搬送ロボットへ基板１を受け渡す。チャック１０は、基板１の裏面を真空吸着して支持する。基板１の表面には下地パターンが形成され、下地パターンの上にはフォトレジストが塗布されている。

図３は、チャックを露光位置へ移動した状態を示す側面図である。なお、図３では、画像処理装置５０、カメラユニット移動機構、焦点調節機構、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０が省略されている。露光位置の上空には、マスク２を保持するマスクホルダ２０が設置されている。図２において、マスクホルダ２０には、露光光が通過する開口２０ａが設けられており、マスクホルダ２０は、開口２０ａの周囲に設けられた図示しない吸着溝により、マスク２の周辺部を真空吸着して保持する。マスクホルダ２０に保持されたマスク２の上空には、図示しない照射光学系が配置されている。露光時、照射光学系からの露光光がマスク２を透過して基板１へ照射されることにより、マスク２のパターンが基板１の表面に転写され、基板１上にパターンが形成される。

図１及び図３において、チャック１０は、チャック支持台９を介してθステージ８に搭載されており、θステージ８の下にはＹステージ７及びＸステージ５が設けられている。Ｘステージ５は、ベース３に設けられたＸガイド４に搭載され、Ｘガイド４に沿ってＸ方向（図１及び図３の図面横方向）へ移動する。Ｙステージ７は、Ｘステージ５に設けられたＹガイド６に搭載され、Ｙガイド６に沿ってＹ方向（図１及び図３の図面奥行き方向）へ移動する。θステージ８は、Ｙステージ７に搭載され、θ方向へ回転する。チャック支持台９は、θステージ８に搭載され、チャック１０の裏面を複数個所で支持する。Ｘステージ５、Ｙステージ７、及びθステージ８には、ボールねじ及びモータや、リニアモータ等の図示しない駆動機構が設けられており、各駆動機構は、図１のステージ駆動回路６０により駆動される。

Ｘステージ５のＸ方向への移動及びＹステージ７のＹ方向への移動により、チャック１０は、ロード／アンロード位置と露光位置との間を移動される。ロード／アンロード位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動、Ｙステージ７のＹ方向への移動、及びθステージ８のθ方向への回転により、チャック１０に搭載された基板１のプリアライメントが行われる。露光位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動及びＹステージ７のＹ方向への移動により、チャック１０に搭載された基板１のＸＹ方向へのステップ移動が行われる。また、図示しないＺ−チルト機構によりマスクホルダ２０をＺ方向（図３の図面上下方向）へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせが行われる。そして、Ｘステージ５のＸ方向への移動、Ｙステージ７のＹ方向への移動、及びθステージ８のθ方向への回転により、マスク２と基板１との位置合わせが行われる。図１において、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、θステージ８のθ方向への回転、Ｘステージ５のＸ方向への移動、及びＹステージ７のＹ方向への移動を行う。

なお、本実施の形態では、マスクホルダ２０をＺ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行っているが、チャック支持台９にＺ−チルト機構を設けて、チャック１０をＺ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行ってもよい。また、本実施の形態では、Ｘステージ５及びＹステージ７によりチャック１０をＸＹ方向へ移動することにより、マスク２と基板１との位置合わせを行っているが、マスクホルダ２０をＸＹ方向へ移動するステージを設けて、マスクホルダ２０をＸＹ方向へ移動することにより、マスク２と基板１との位置合わせを行ってもよい。

図４は、マスクのアライメントマークを示す図である。マスク２の基板１と向かい合う面（下面）には、アライメントマーク２ａが４箇所に設けられている。図５は、基板のアライメントマークを示す図である。図５は、基板１の一面を破線で区分けした４つの露光領域に分けて露光する例を示している。基板１の表面の各露光領域には、下地パターンが形成されている。下地パターンには、マスク２のアライメントマーク２ａの位置に対応する位置に、アライメントマーク１ａがそれぞれ設けられている。アライメントマーク１ａ，２ａの位置は、基板１の露光領域の大きさによって異なる。

図２において、マスク２の上空には、４つのカメラユニット５１が設置されている。各カメラユニット５１は、アライメントマーク１ａ，２ａの位置に応じて、図示しないカメラユニット移動機構により、マスクホルダ２０の上空の所定の位置へそれぞれ移動される。基板１のアライメントマーク１ａの位置は、下地パターンを形成したときの露光条件によりばらつきが発生するので、各カメラユニット５１の位置は、マスク２のアライメントマーク２ａの位置を基準に決定される。

図６（ａ）はカメラユニット移動機構及び焦点調節機構の上面図、図６（ｂ）は同側面図である。カメラユニット５１は、ＣＣＤカメラ５１ａ、レンズ５１ｂ、及びミラー５１ｃを含んで構成されている。カメラユニット移動機構は、Ｘガイド５４、Ｘステージ５５、Ｙガイド５６、Ｙステージ５７、モータ８１，８６、軸継手８２，８７、軸受８３，８８、ボールねじ８４ａ，８９ａ、及びナット８４ｂ，８９ｂを含んで構成されている。焦点調節機構は、Ｘガイド５８、焦点調節用テーブル５９、モータ９１、軸継手９２、軸受９３、ボールねじ９４ａ、及びナット９４ｂを含んで構成されている。

露光位置の上空には、カメラユニット移動機構が設置されるトップフレーム５３が設けられており、トップフレーム５３には、開口５３ａが形成されている。トップフレーム５３の上面には、Ｘガイド５４が設けられており、Ｘガイド５４には、Ｘステージ５５が搭載されている。また、トップフレーム５３の上面には、モータ８１が設置されており、モータ８１は、図１の主制御装置７０により駆動される。モータ８１の回転軸は、軸継手８２によりボールねじ８４ａに接続されており、ボールねじ８４ａは、軸受８３により回転可能に支持されている。Ｘステージ５５の下面には、ボールねじ８４ａにより移動されるナット８４ｂが取り付けられており、Ｘステージ５５は、モータ８１の回転により、Ｘガイド５４に沿ってＸ方向へ移動される。

Ｘステージ５５の上面には、Ｙガイド５６が設けられており、Ｙガイド５６には、Ｙステージ５７が搭載されている。また、Ｘステージ５５の上面には、モータ８６が設置されており、モータ８６は、図１の主制御装置７０により駆動される。モータ８６の回転軸は、軸継手８７によりボールねじ８９ａに接続されており、ボールねじ８９ａは、軸受８８により回転可能に支持されている。Ｙステージ５７の下面には、ボールねじ８９ａにより移動されるナット８９ｂが取り付けられており、Ｙステージ５７は、モータ８６の回転により、Ｙガイド５６に沿ってＹ方向へ移動される。

Ｘステージ５５のＸ方向への移動及びＹステージ５７のＹ方向への移動により、カメラユニット５１はＸＹ方向へ移動される。図１の主制御装置７０は、マスク２のアライメントマーク２ａの位置に応じ、モータ８１，８６を制御して、各カメラユニット５１を所定の位置へそれぞれ移動する。

Ｙステージ５７の上面には、Ｘガイド５８が設けられており、Ｘガイド５８には、焦点調節用テーブル５９が搭載されている。また、Ｙステージ５７の上面には、モータ９１が設置されており、モータ９１は、図１の主制御装置７０により駆動される。モータ９１の回転軸は、軸継手９２によりボールねじ９４ａに接続されており、ボールねじ９４ａは、軸受９３により回転可能に支持されている。焦点調節用テーブル５９の下面には、ボールねじ９４ａにより移動されるナット９４ｂが取り付けられており、焦点調節用テーブル５９は、モータ９１の回転により、Ｘガイド５８に沿ってＸ方向へ移動される。

また、Ｙステージ５７の上面には、ミラー支持台９５が取り付けられている。ミラー支持台９５は、カメラユニット５１のミラー５１ｃを、トップフレーム５３の開口５３ａの上方で支持している。そして、焦点調節用テーブル５９の上面には、カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａ及びレンズ５１ｂが搭載されている。焦点調節用テーブル５９のＸ方向への移動により、カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａの焦点が調節される。

以下、本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置のアライメント方法について説明する。図７〜図９は、本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置のアライメント方法を説明する図である。なお、図７〜図９では、カメラユニット移動機構のＹステージ５７より下の部分が省略されている。図６において、各カメラユニット移動機構は、主制御装置７０の制御により、各カメラユニット５１をＸＹ方向へ移動して、図７〜図９に示す様に、各カメラユニット５１のミラー５１ｃを、マスク２のアライメントマーク２ａの上空に配置する。図７及び図８において、マスク２のアライメントマーク２ａの上空に配置されたミラー５１ｃは、マスク２のアライメントマーク２ａ及び基板１のアライメントマーク１ａの像を表面に映す。

図７において、マスク２のアライメントマーク２ａの画像を取得するとき、焦点調節機構は、主制御装置７０の制御により、焦点調節用テーブル５９をＸ方向へ移動して、カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａの焦点を、マスク２のアライメントマーク２ａに合わせる。ＣＣＤカメラ５１ａは、マスク２のアライメントマーク２ａに焦点が合った状態で、ミラー５１ｃに映ったマスク２のアライメントマーク２ａの画像を取得し、画像信号を図１の画像処理装置５０へ出力する。

図８において、基板１のアライメントマーク１ａの画像を取得するとき、焦点調節機構は、主制御装置７０の制御により、焦点調節用テーブル５９を矢印方向へ移動して、カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａの焦点を、基板１のアライメントマーク１ａに合わせる。ＣＣＤカメラ５１ａは、基板１のアライメントマーク１ａに焦点が合った状態で、ミラー５１ｃに映った基板１のアライメントマーク１ａの画像を取得し、画像信号を図１の画像処理装置５０へ出力する。

図１において、画像処理装置５０は、各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａが出力した画像信号を処理し、予め登録した画像と各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａにより取得した画像とを比較して、マスク２のアライメントマーク２ａの位置及び基板１のアライメントマーク１ａの位置を検出する。主制御装置７０は、画像処理装置５０が検出したマスク２のアライメントマーク２ａの位置及び基板１のアライメントマーク１ａの位置に基づき、ステージ駆動回路６０を制御し、Ｘステージ５及びＹステージ７によりチャック１０を移動して、マスク２と基板１との位置合わせを行う。

各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａを各カメラユニット５１のミラー５１ｃと独立して移動して、各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａの焦点を、マスク２のアライメントマーク２ａ又は基板１のアライメントマーク１ａに合わせるので、マスク２と基板１とのギャップが大きくても、分解能が高く焦点深度が浅いＣＣＤカメラを用いて、マスク２のアライメントマーク２ａ及び基板１のアライメントマーク１ａの画像を高解像度で取得し、マスク２のアライメントマーク２ａの位置及び基板１のアライメントマーク１ａの位置を精度良く検出して、マスク２と基板１との位置合わせを精度良く行うことができる。

図９において、露光時、マスク２の上空の図示しない照射光学系から、マスク２へ露光光が照射される。なお、図９では、照射光学系から照射された露光光が灰色で示されている。このとき、マスク２のアライメントマーク２ａの上空に配置されたミラー５１ｃは、マスク２のアライメントマーク２ａの位置へ照射される露光光を裏面で遮断する。

図７〜図９に示す様に、各カメラユニット５１のミラー５１ｃの寸法は、マスク２のパターン２ｂを覆わない程度に小さく済み、従来の様に、マスク２のパターン２ｂの一部がＣＣＤカメラ等の画像取得装置で覆われて隠れることがない。従って、露光時の画像取得装置の退避が不要となって、タクトタイムが短縮される。さらに、露光時に、マスク２のアライメントマーク２ａの位置へ照射される露光光を、各カメラユニット５１のミラー５１ｃの裏面で遮断するので、従来の様に、マスク２のアライメントマーク２ａの位置へ照射される露光光を遮断するシャッターを、画像取得装置の退避に合わせて、マスクのアライメントマークの上空へ移動する必要がない。

なお、図７及び図８では、マスク２のアライメントマーク２ａの画像を取得した後、基板１のアライメントマーク１ａの画像を取得しているが、基板１のアライメントマーク１ａの画像を取得した後、マスク２のアライメントマーク２ａの画像を取得してもよい。

以上説明した実施の形態によれば、各カメラユニット５１のミラー５１ｃをマスク２に設けられたアライメントマーク２ａの上空に配置して、マスク２及び基板１に設けられたアライメントマーク２ａ，１ａの像を各カメラユニット５１のミラー５１ｃの表面に映し、各カメラユニット５１のミラー５１ｃの表面に映したアライメントマーク２ａ，１ａの画像を各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａで取得することにより、マスク２のパターン２ｂの一部をＣＣＤカメラ５１ａで覆うことなく、アライメントマーク２ａ，１ａの画像を取得して、マスク２と基板１との位置合わせを行い、露光時のＣＣＤカメラ５１ａの退避を不要にして、タクトタイムを短縮することができる。さらに、マスク２のアライメントマーク２ａの位置へ照射される露光光を、各カメラユニット５１のミラー５１ｃの裏面で遮断することにより、マスク２のアライメントマーク２ａの位置へ照射される露光光を遮断するシャッターの移動も不要にすることができる。

さらに、各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａを各カメラユニット５１のミラー５１ｃと独立して移動して、各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａの焦点を、マスク２のアライメントマーク２ａ又は基板１のアライメントマーク１ａに合わせることにより、マスク２と基板１とのギャップが大きくても、分解能が高く焦点深度が浅いＣＣＤカメラを用いて、マスク２のアライメントマーク２ａ及び基板１のアライメントマーク１ａの画像を高解像度で取得し、マスク２のアライメントマーク２ａの位置及び基板１のアライメントマーク１ａの位置を精度良く検出して、マスク２と基板１との位置合わせを精度良く行うことができる。

本発明のプロキシミティ露光装置を用いて基板の露光を行い、あるいは、本発明のプロキシミティ露光装置のアライメント方法を用いてマスクと基板との位置合わせを行って、基板の露光を行うことにより、露光時の画像取得装置の退避を不要にして、タクトタイムを短縮することができるので、表示用パネル基板を高いスループットで製造することができる。

例えば、図１０は、液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法等により、基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布法等により感光樹脂材料（フォトレジスト）を塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、プロキシミティ露光装置や投影露光装置等を用いて、マスクのパターンをフォトレジスト膜に転写する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、基板上にＴＦＴアレイが形成される。

また、図１１は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程（ステップ２０２）では、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等により、基板上に着色パターンを形成する。この工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程（ステップ２０３）では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程（ステップ２０４）では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。

図１０に示したＴＦＴ基板の製造工程では、露光工程（ステップ１０３）において、図１１に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、着色パターン形成工程（ステップ２０２）の露光処理において、本発明のプロキシミティ露光装置又は本発明のプロキシミティ露光装置のアライメント方法を適用することができる。

１ 基板
１ａ，２ａ アライメントマーク
２ マスク
２ｂ パターン
３ ベース
４ Ｘガイド
５ Ｘステージ
６ Ｙガイド
７ Ｙステージ
８ θステージ
９ チャック支持台
１０ チャック
２０ マスクホルダ
２０ａ 開口
５０ 画像処理装置
５１ カメラユニット
５１ａ ＣＣＤカメラ
５１ｂ レンズ
５１ｃ ミラー
５３ トップフレーム
５４，５８ Ｘガイド
５５ Ｘステージ
５６ Ｙガイド
５７ Ｙステージ
５９ 焦点調節用テーブル
６０ ステージ駆動回路
７０ 主制御装置
８１，８６，９１ モータ
８２，８７，９２ 軸継手
８３，８８，９３ 軸受
８４ａ，８９ａ，９４ａ ボールねじ
８４ｂ，８９ｂ，９４ｂ ナット
９５ ミラー支持台

Claims (6)

1. マスクを保持するマスクホルダと、基板を支持するチャックと、前記マスクホルダと前記チャックとを相対的に移動するステージとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置において、
   マスク及び基板に設けられた複数のアライメントマークの画像を取得して、画像信号を出力する複数の画像取得ユニットと、
   各画像取得ユニットを移動する複数の画像取得ユニット移動手段と、
   各画像取得ユニットが出力した画像信号を処理して、アライメントマークの位置を検出する画像処理装置と、
   前記画像処理装置が検出したマスクのアライメントマークの位置及び基板のアライメントマークの位置に基づき、前記ステージにより前記マスクホルダと前記チャックとを相対的に移動して、マスクと基板との位置合わせを行う制御手段とを備え、
   各画像取得ユニットは、マスクのアライメントマークの上空に配置され、マスクのアライメントマーク及び基板のアライメントマークの像を表面に映し、マスクのアライメントマークの位置へ照射される露光光を裏面で遮断するミラーと、該ミラーの表面に映ったアライメントマークの画像を取得する画像取得装置とを有することを特徴とするプロキシミティ露光装置。
2. 各画像取得ユニットの画像取得装置を各画像取得ユニットのミラーと独立して移動して、各画像取得ユニットの画像取得装置の焦点を、マスクのアライメントマーク又は基板のアライメントマークに合わせる複数の焦点調節手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のプロキシミティ露光装置。
3. マスクを保持するマスクホルダと、基板を支持するチャックと、マスクホルダとチャックとを相対的に移動するステージとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置のアライメント方法であって、
   ミラー及び画像取得装置を有する複数の画像取得ユニットを設け、
   各画像取得ユニットのミラーをマスクに設けられたアライメントマークの上空に配置して、マスク及び基板に設けられたアライメントマークの像を各画像取得ユニットのミラーの表面に映し、
   各画像取得ユニットのミラーの表面に映したアライメントマークの画像を各画像取得ユニットの画像取得装置で取得し、
   各画像取得ユニットの画像取得装置が出力した画像信号を処理して、アライメントマークの位置を検出し、
   検出したマスクのアライメントマークの位置及び基板のアライメントマークの位置に基づき、ステージによりマスクホルダとチャックとを相対的に移動して、マスクと基板との位置合わせを行い、
   マスクのアライメントマークの位置へ照射される露光光を、各画像取得ユニットのミラーの裏面で遮断することを特徴とするプロキシミティ露光装置のアライメント方法。
4. 各画像取得ユニットの画像取得装置を各画像取得ユニットのミラーと独立して移動して、各画像取得ユニットの画像取得装置の焦点を、マスクのアライメントマーク又は基板のアライメントマークに合わせることを特徴とする請求項３に記載のプロキシミティ露光装置のアライメント方法。
5. 請求項１又は請求項２に記載のプロキシミティ露光装置を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
6. 請求項３又は請求項４に記載のプロキシミティ露光装置のアライメント方法を用いてマスクと基板との位置合わせを行って、基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。

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