JP4773160B2

JP4773160B2 - Exposure equipment

Info

Publication number: JP4773160B2
Application number: JP2005242670A
Authority: JP
Inventors: 康一梶山; 由雄渡辺
Original assignee: V Technology Co Ltd
Current assignee: V Technology Co Ltd
Priority date: 2005-08-24
Filing date: 2005-08-24
Publication date: 2011-09-14
Anticipated expiration: 2025-08-24
Also published as: JP2007057791A

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten treatment time for exposing an object to be exposed by forming a series of rows of exposure patterns in which the rows of unit exposure patterns are put in a row by simultaneously forming the rows of the unit exposure patterns by respective photomasks. SOLUTION: An aligner has a conveying means 1 for conveying a color filter substrate 6 mounted on its upper surface in a prescribed direction, and a plurality of photomasks 2 which are located at the upper part of the conveying means 1 and each formed into a rectangular shape, each forms many mask patterns 8 each having a prescribed shape along its longitudinal direction at a fixed interval, and are arranged so that the central axis in the longitudinal direction of the rectangular shape becomes zigzag along the direction orthogonal to the transfer direction within the plane parallel to the upper surface of the conveying means 1. The series of the rows of exposure patterns is formed by simultaneously irradiating the plurality of photomasks 2 with exposure light and putting the rows of unit exposure patterns by respective photomasks in a row. COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、被露光体上に設定された複数の露光領域に対して隣接する露光領域の端部が重なるように複数のフォトマスクを用いて露光して、上記隣接する露光領域の境界部におけるスジ又はムラを目立たなくするようにした露光装置に関し、詳しくは、披露光体に対する露光処理時間を短縮しようとする露光装置に係るものである。 In the present invention, exposure is performed using a plurality of photomasks so that ends of adjacent exposure areas overlap with a plurality of exposure areas set on the object to be exposed, and at the boundary between the adjacent exposure areas. More particularly, the present invention relates to an exposure apparatus that attempts to shorten the exposure processing time for the exposure object.

従来の露光装置は、第１のフォトマスクを用いて基板上に形成された感光性レジスト膜の一部を構成する第１の露光領域を露光することにより、上記感光性レジスト膜の第１の露光領域に第１のマスクパターンを転写し、第２のフォトマスクを用いて上記感光性レジスト膜の第１の露光領域に部分的に重なって隣接する第２の露光領域を露光することにより、上記感光性レジスト膜の第２の露光領域に第２のマスクパターンを転写するもので、上記第１のマスクパターンを転写する際に、上記第１および第２の露光領域が重なった境界領域に位置する画素内の一部分に第１のマスクパターン部分を転写し、上記第２のマスクパターンを転写する際は、上記画素内の他の部分に第２のマスクパターン部分を転写するようになっていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−６６２３５号公報 The conventional exposure apparatus exposes a first exposure region constituting a part of the photosensitive resist film formed on the substrate by using the first photomask, whereby the first of the photosensitive resist film is exposed. By transferring a first mask pattern to the exposure region and exposing a second exposure region adjacent to and overlapping the first exposure region of the photosensitive resist film by using a second photomask; The second mask pattern is transferred to the second exposure region of the photosensitive resist film. When the first mask pattern is transferred, the boundary region where the first and second exposure regions overlap is transferred. When the first mask pattern part is transferred to a part of the pixel located and the second mask pattern is transferred, the second mask pattern part is transferred to the other part of the pixel. (For example, Patent reference 1).
JP 2000-66235 A

しかし、このような従来の露光装置においては、隣接する露光領域の境界部におけるスジ又はムラを目立たなくすることができるが、上記複数の露光領域を露光する際に、複数のフォトマスクをそれぞれ切り替えて別の工程で露光するものであったので、複数のフォトマスクを切り替える都度、各フォトマスクに設けられたアライメントマークと露光しようとする露光領域に設けられたアライメントマークとのアライメントを取らなければならず、露光処理に長時間を要していた。 However, in such a conventional exposure apparatus, streaks or unevenness at the boundary between adjacent exposure regions can be made inconspicuous, but when exposing the plurality of exposure regions, a plurality of photomasks are switched respectively. Therefore, each time a plurality of photomasks are switched, the alignment mark provided on each photomask must be aligned with the alignment mark provided in the exposure area to be exposed. In other words, the exposure process took a long time.

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、隣接する露光領域の境界部のスジ又はムラを目立たなくすると共に、披露光体に対する露光処理時間を短縮しようとする露光装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides an exposure apparatus that addresses such problems, makes the stripes or unevenness at the boundary between adjacent exposure regions inconspicuous, and reduces the exposure processing time for the exposure object. With the goal.

上記目的を達成するために、本発明による露光装置は、被露光体上に設定された複数の露光領域に予め形成された複数のピクセル上を複数のフォトマスクを用いて露光する際に、隣接する前記露光領域の端部が重なるようにすると共に該重なった露光領域では一方のフォトマスクによる露光パターンと他方のフォトマスクによる露光パターンとが互いに補い合うようにして、前記各フォトマスクによる単位露光パターン列を連ねて一連の露光パターン列を形成する露光装置であって、前記被露光体を上面に載置して所定方向に一定速度で搬送する搬送手段と、前記搬送手段の上方に配置され、それぞれ短冊形状に形成されてなり、該短冊の長手方向に沿って矩形状の複数のマスクパターンを該マスクパターンの短辺方向に該短辺の幅よりも広い間隔で並べて形成し、前記短冊の長手方向の中心軸が前記搬送手段の上面に平行な面内にて搬送方向と直交する方向に沿ってシグザグとなるように並べられた複数のフォトマスクと、前記搬送手段の上面に平行な面内にて、前記被露光体の搬送方向と直交する方向に複数の受光素子を一直線状に並べて有し、前記被露光体のピクセルを撮像する撮像手段と、前記複数のフォトマスクを前記搬送手段の上面に平行な面内にて、前記被露光体の搬送方向と直交する方向に移動させるアライメント機構と、前記撮像手段で取得された画像を処理して画像データを作成すると共に前記アライメント機構の駆動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記撮像手段により取得された画像の画像データに基づいて前記ピクセルの角隅部に予め設定された基準位置を検出し、該基準位置と前記フォトマスクに予め設定された基準位置とが合致するように前記アライメント機構の駆動を制御して前記複数のフォトマスクを前記被露光体の搬送方向と直交する方向に移動させ、前記一定速度で搬送中の被露光体に対して位置合わせをしながら前記複数のフォトマスクに対して露光光を同時に照射させ前記被露光体のピクセル上を露光するものである。 To achieve the above object, an exposure apparatus according to the present invention, when the exposure using a plurality of multiple photomasks over multiple pixels formed in advance exposure areas set on the object to be exposed, adjacent said exposure pattern by the other of the photomask and an exposure pattern according to one of the photomask in the exposure region overlapping the well as to the end of the exposure field overlap to compensate if Migihitsuji each other, the unit according to the respective photomask An exposure apparatus that forms a series of exposure pattern rows by linking exposure pattern rows, a conveying unit that places the object to be exposed on the upper surface and conveys the object to be exposed at a constant speed, and is disposed above the conveying unit They are, respectively will be formed in a strip shape, wider than the width in the short side direction on the short sides of the mask pattern rectangular plurality of mask patterns in a longitudinal direction of the strip Formed side by side at intervals, the a short Saku longitudinal plurality of photomasks central axis is arranged so that a zigzag pattern along a direction perpendicular to the conveying direction in parallel to plane the upper surface of said conveying means An image pickup means for picking up an image of pixels of the object to be exposed, having a plurality of light receiving elements arranged in a straight line in a direction perpendicular to the direction of transfer of the object to be exposed in a plane parallel to the upper surface of the carrier means; An alignment mechanism for moving the plurality of photomasks in a direction perpendicular to the transport direction of the object to be exposed in a plane parallel to the upper surface of the transport means; and processing an image acquired by the imaging means. and a control means for controlling driving of the alignment mechanism together to create the image data, the control unit may advance the corners of the pixels based on image data of the image acquired by the image pickup means A predetermined reference position is detected, and the alignment mechanism is controlled so that the reference position matches a reference position preset on the photomask, and the plurality of photomasks are conveyed to the object to be exposed. A plurality of photomasks are simultaneously irradiated with exposure light while being moved in a direction orthogonal to the direction and aligned with the exposure object being conveyed at the constant speed, thereby exposing the pixels on the exposure object. To do.

このような構成により、搬送手段で被露光体を上面に載置して所定方向に搬送しながら、搬送手段の上面に平行な面内にて、被露光体の搬送方向と直交する方向に複数の受光素子を一直線に並べて有する撮像手段で被露光体に予め形成されたピクセルを撮像し、制御手段で撮像画像の画像データに基づいて上記ピクセルの角隅部に予め設定された基準位置を検出し、該基準位置と、搬送手段の上方に配置され、それぞれ短冊形状に形成されてなり、該短冊の長手方向に沿って矩形状の複数のマスクパターンを該マスクパターンの短辺方向に該短辺の幅よりも広い間隔で並べて形成し、上記短冊の長手方向の中心軸が上記搬送手段の上面に平行な面内にて搬送方向と直交する方向に沿ってシグザグとなるように並べられた複数のフォトマスクに予め設定された基準位置とが合致するようにアライメント機構により該複数のフォトマスクを搬送手段の上面に平行な面内にて被露光体の搬送方向と直交する方向に移動して、一定速度で搬送中の被露光体に対して位置合わせをしながら上記複数のフォトマスクに対して露光光を同時に照射し、被露光体のピクセル上を露光する。その結果、上記複数のフォトマスクで被露光体上に設定された複数の露光領域に隣接する露光領域の端部が重なるよう複数の単位露光パターン列が形成され、上記重なった露光領域に一方のフォトマスクによる露光パターンと他方のフォトマスクによる露光パターンとが互いに補い合って一連の露光パターン列が形成される。 With such a configuration, while the object to be exposed is placed on the upper surface by the conveying means and conveyed in a predetermined direction, a plurality of elements in a direction perpendicular to the conveying direction of the object to be exposed are provided in a plane parallel to the upper surface of the conveying means. The pixel that is formed in advance on the object to be exposed is picked up by the image pickup means having the light receiving elements arranged in a straight line, and the reference position preset at the corner corner of the pixel is detected by the control means based on the image data of the picked-up image and, with said reference position, is disposed above the conveying means, said short respectively will be formed in a strip shape, a rectangular shape of a plurality of mask patterns in the longitudinal direction of the strip in the short side direction of the mask pattern formed side by side at an interval wider than the width of the sides, arranged as described above short Saku the longitudinal central axis is a zigzag pattern along a direction perpendicular to the conveying direction in the parallel to the top surface plane of the conveying means the plurality of photo masks The alignment mechanism moves the photomasks in a direction parallel to the top surface of the transport means in a direction perpendicular to the transport direction of the object to be in alignment with the reference position set at a constant speed. Exposure light is simultaneously irradiated onto the plurality of photomasks while aligning the exposed object being conveyed, thereby exposing the pixels of the exposed object. As a result, a plurality of unit exposure pattern columns to the end of the exposure area adjacent to the plurality of exposure areas set on the object to be exposed in the plurality of photomask overlap is formed, one in the overlapped exposure area The exposure pattern by the photomask and the exposure pattern by the other photomask complement each other to form a series of exposure pattern rows.

また、前記複数のフォトマスクは、前記一方のフォトマスクに一定間隔で形成された複数のマスクパターンのうち前記他方のフォトマスクに隣接する端部領域に位置するマスクパターンの一部を間引き、他方のフォトマスクに一定間隔で形成された複数のマスクパターンのうち、前記一方のフォトマスクの間引かれたマスクパターンに対応するマスクパターンを残し、前記一方のフォトマスクに残されたマスクパターンに対応するマスクパターンを間引いたものである。これにより、所定形状を有して一定間隔で多数形成されたマスクパターンのうち他方のフォトマスクに隣接する端部領域に位置するマスクパターンの一部が間引かれた一方のフォトマスクで被露光体上に所定の単位露光パターン列を形成し、上記一方のフォトマスクの間引かれたマスクパターンに対応するマスクパターンを残し、上記一方のフォトマスクに残されたマスクパターンに対応するマスクパターンを間引いた他方のフォトマスクで上記一方のフォトマスクによる所定の単位露光パターン列を形成し、被露光体上に一連の露光パターン列を形成する。 Further, the plurality of photomasks thins out a part of a mask pattern located in an end region adjacent to the other photomask among a plurality of mask patterns formed on the one photomask at regular intervals, Among the plurality of mask patterns formed on the photomask at a predetermined interval, the mask pattern corresponding to the mask pattern thinned out of the one photomask is left, and the mask pattern left on the one photomask is supported The mask pattern to be thinned out. As a result, of a mask pattern having a predetermined shape and formed at a constant interval, a portion of the mask pattern located in the end region adjacent to the other photomask is exposed with one photomask. A predetermined unit exposure pattern row is formed on the body, the mask pattern corresponding to the mask pattern thinned out on the one photomask is left, and the mask pattern corresponding to the mask pattern left on the one photomask is left A predetermined unit exposure pattern row by the one photomask is formed by the other thinned photomask, and a series of exposure pattern rows is formed on the object to be exposed.

さらに、前記フォトマスクの前記端部領域におけるマスクパターンの間引きは、その間引き数を中央部から末端部に向かって漸増させたものである。これにより、フォトマスクの端部領域におけるマスクパターンの間引き数を中央部から末端部に向かって漸増させたフォトマスクでマスクパターンを被露光体上に露光する。 Further, the thinning of the mask pattern in the end region of the photomask is obtained by gradually increasing the thinning number from the central portion toward the end portion. Thus, the mask pattern is exposed on the object to be exposed with the photomask in which the thinning number of the mask pattern in the end region of the photomask is gradually increased from the central portion toward the terminal portion.

そして、前記被露光体は、カラーフィルタ基板である。これにより、カラーフィルタ基板にカラーフィルタの露光パターン列を形成する。 The object to be exposed is a color filter substrate. Thereby, an exposure pattern row of the color filter is formed on the color filter substrate.

請求項１に係る発明によれば、隣接する露光領域の境界部のスジ又はムラを目立たなくすると共に、被露光体の露光処理時間を短縮することができる。また、左右に振れながら搬送される被露光体の動きにフォトマスクを追従させることができ、目標位置に露光パターンを精度よく形成することができる。 According to the first aspect of the present invention, streaks or unevenness at the boundary between adjacent exposure regions can be made inconspicuous , and the exposure processing time of the object to be exposed can be shortened. In addition, the photomask can follow the movement of the object to be conveyed while swinging left and right, and the exposure pattern can be formed at the target position with high accuracy.

また、請求項２に係る発明によれば、複数の露光領域の隣接する境界領域に一方のフォトマスクによる露光パターンと他方のフォトマスクによる露光パターンとが互いに補い合って一連の露光パターン列を容易に形成することができる。 According to the second aspect of the present invention, a series of exposure pattern sequences can be easily obtained by making the exposure pattern by one photomask and the exposure pattern by the other photomask complement each other in adjacent boundary regions of the plurality of exposure regions. Can be formed.

さらに、請求項３に係る発明によれば、各単位露光パターン列の境界領域のムラを階段状に変化させることができる。したがって、上記境界領域のムラをより目立たなくすることができる。 Furthermore, according to the third aspect of the present invention, the unevenness of the boundary region of each unit exposure pattern row can be changed stepwise. Therefore, the unevenness of the boundary region can be made less noticeable.

そして、請求項４に係る発明によれば、カラーフィルタの色の濃淡ムラを目立たなくすることができる。 And according to the invention which concerns on Claim 4, the shading unevenness of the color of a color filter can be made inconspicuous.

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による露光装置の実施形態を示す概念図である。この露光装置は、被露光体上に設定された複数の露光領域に対して露光領域の端部が重なるように複数のフォトマスクを用いて露光し、上記重なった露光領域に一方のフォトマスクによる露光パターンと他方のフォトマスクによる露光パターンとが互いに補い合って、上記各フォトマスクによる単位露光パターン列を連ねて一連の露光パターン列を形成し、上記隣接する露光領域の境界部におけるスジ又はムラを目立たなくしようとするもので、搬送手段１と、フォトマスク２と、露光光学系３と、撮像手段４と、制御手段５とからなる。以下、被露光体が例えばブラックマトリクスを形成したカラーフィルタ基板である場合について説明する。なお、上記露光領域は、各フォトマスクにより単位露光パターンが形成される領域である。また、上記重なった露光領域を以下「境界領域」という。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a conceptual view showing an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention. In this exposure apparatus, exposure is performed using a plurality of photomasks such that the end portions of the exposure areas overlap with a plurality of exposure areas set on the object to be exposed, and one of the photomasks is applied to the overlapped exposure areas. The exposure pattern and the exposure pattern by the other photomask complement each other to form a series of exposure pattern rows by linking the unit exposure pattern rows by the respective photomasks, and the streaks or unevenness at the boundary portions of the adjacent exposure regions are eliminated. It is intended to be inconspicuous, and includes a transport unit 1, a photomask 2, an exposure optical system 3, an imaging unit 4, and a control unit 5. Hereinafter, a case where the object to be exposed is a color filter substrate on which a black matrix is formed will be described. The exposure area is an area where a unit exposure pattern is formed by each photomask. The overlapped exposure areas are hereinafter referred to as “boundary areas”.

上記搬送手段１は、感光性のカラーレジストが塗布されたカラーフィルタ基板６を上面１ａにてステージ７上に載置して、図１に示す矢印Ａ方向に所定の速度で搬送するものであり、上記ステージ７を移動させる図示省略の例えば搬送ローラと、該搬送ローラを回転駆動するモータ等の搬送駆動部と、ステージ７の搬送速度を検出する速度センサーや位置を検出する位置検出センサー等を備えている。 The conveying means 1 is configured to place the color filter substrate 6 coated with a photosensitive color resist on the stage 7 on the upper surface 1a and convey it at a predetermined speed in the direction of arrow A shown in FIG. An unillustrated transport roller for moving the stage 7, a transport drive unit such as a motor that rotationally drives the transport roller, a speed sensor that detects the transport speed of the stage 7, a position detection sensor that detects the position, and the like. I have.

上記搬送手段１の上方には、複数のフォトマスク２が配設されている。この複数のフォトマスク２は、それぞれ単位露光パターン列を形成するものであり、図２に示すように、それぞれ短冊形状に形成されてなり、該短冊の長手方向に沿って矩形状の複数のマスクパターン８を該マスクパターン８の短辺方向に該短辺の幅よりも広い間隔で並べて形成し、上記短冊の長手方向の中心軸が上記搬送手段１の上面１ａに平行な面内にて矢印Ａで示す搬送方向と直交する方向に沿ってシグザグとなるように並べられている。 A plurality of photomasks 2 are disposed above the conveying means 1. The plurality of photomask 2 is to form a unit exposure pattern sequence respectively, as shown in FIG. 2, respectively will be formed in a strip shape, a rectangular shape of a plurality of masks in a longitudinal direction of the strip the pattern 8 is formed by arranging at an interval wider than the width in the short side direction on the short sides of the mask pattern 8 at the short Saku longitudinal central axis the conveying means parallel plane to the first upper surface 1a They are arranged in a zigzag manner along a direction orthogonal to the conveyance direction indicated by arrow A.

この場合、図２に示すように、上記複数のフォトマスク２は、互いに隣接する端部領域が矢印Ａで示す搬送方向にて前後方向に合致するようにされ、一方のフォトマスク９に一定間隔で形成された複数のマスクパターン８のうち他方のフォトマスク１０に隣接する端部領域に位置するマスクパターン８の一部を間引き、他方のフォトマスク１０に一定間隔で形成された複数のマスクパターン８のうち、上記一方のフォトマスク９の間引かれたマスクパターン８ａ（同図に破線で示す）に対応するマスクパターン８ｂ（同図に実線で示す）を残し、上記一方のフォトマスク９に残されたマスクパターン８ｂに対応するマスクパターン８ａを間引いている。そして、上記フォトマスク２の上記端部領域におけるマスクパターン８の間引きは、その間引き数を中央部から末端部に向かって漸増させている。 In this case, as shown in FIG. 2, the plurality of photomasks 2, end regions adjacent adapted to match the front-rear direction Te in the conveying direction indicated by the arrow A together, regular intervals on one of the photomask 9 A part of the mask pattern 8 located in the end region adjacent to the other photomask 10 is thinned out of the plurality of mask patterns 8 formed in the above, and the plurality of mask patterns formed on the other photomask 10 at regular intervals 8, a mask pattern 8 b (shown by a solid line in the figure) corresponding to a mask pattern 8 a (shown by a broken line in the figure) thinned out from the one photomask 9 is left. The mask pattern 8a corresponding to the remaining mask pattern 8b is thinned out. In the thinning of the mask pattern 8 in the end region of the photomask 2, the thinning number is gradually increased from the central portion toward the end portion.

上記搬送手段１の上方には、搬送手段１の上面１ａに平行な面内にて搬送方向（矢印Ａ方向）と直交する方向に、複数の露光光学系３が並べて設けられている。この複数の露光光学系３は、上記複数のフォトマスク２に対して露光光を同時に照射して各フォトマスク２のマスクパターン８の像をカラーフィルタ基板６上に転写し、図３に示すように各フォトマスク２による単位露光パターン列が連なった露光パターン列を形成するものであり、図１に示すように、それぞれ露光光源１１と、マスクステージ１２と、投影レンズ１３と、ダイクロイックミラー１４とを備えている。 Above the conveying means 1, in a direction perpendicular to the conveying direction (arrow A direction) in parallel plane to the top surface 1a of the conveying device 1, are provided side by side a plurality of exposure optical system 3. The plurality of exposure optical systems 3 simultaneously irradiate the plurality of photomasks 2 with exposure light to transfer an image of the mask pattern 8 of each photomask 2 onto the color filter substrate 6, as shown in FIG. 1 to form an exposure pattern sequence in which unit exposure pattern sequences by each photomask 2 are connected to each other. As shown in FIG. 1, an exposure light source 11, a mask stage 12, a projection lens 13, and a dichroic mirror 14, respectively. It has.

上記露光光源１１は、紫外線を含む露光光を発射するものであり、例えば高圧水銀ランプ、キセノンランプや紫外線発光レーザ等である。上記マスクステージ１２は、上記露光光源１１から発射される露光光の照射方向前方に設けられており、上記フォトマスク２を載置できるようになっている。上記投影レンズ１３は、上記搬送手段１のステージ７とマスクステージ１２との間に設けられており、上記フォトマスク２に形成されたマスクパターン８を上記カラーフィルタ基板６上に投影するものである。上記ダイクロイックミラー１４は上記マスクステージ１２と投影レンズ１３との間に設けられており、紫外線を透過し、可視光を反射するようになっていて、カラーフィルタ基板６からの可視光を反射して撮像手段４で受光可能とするものである。 The exposure light source 11 emits exposure light including ultraviolet rays, and is, for example, a high-pressure mercury lamp, a xenon lamp, an ultraviolet light emitting laser, or the like. The mask stage 12 is provided in front of the irradiation direction of exposure light emitted from the exposure light source 11 so that the photomask 2 can be placed thereon. The projection lens 13 is provided between the stage 7 and the mask stage 12 of the transport means 1 and projects the mask pattern 8 formed on the photomask 2 onto the color filter substrate 6. . The dichroic mirror 14 is provided between the mask stage 12 and the projection lens 13 and transmits ultraviolet light and reflects visible light. The dichroic mirror 14 reflects visible light from the color filter substrate 6. The imaging means 4 can receive light.

そして、上記露光光学系３は、それぞれアライメント機構１８によって、後述する撮像手段４と一体となって、搬送手段１の上面１ａに平行な面内にて、図４に矢印Ａで示す搬送方向と直交する矢印Ｂ又はＣ方向に移動可能に形成されている。なお、上記アライメント機構１８は、一列に並べられた複数のフォトマスク２の中心を中心軸として上記露光光学系３と撮像手段４とを一体的に回動することができるようになっている。 The exposure optical system 3 is integrated with an imaging unit 4 to be described later by an alignment mechanism 18 and is in a plane parallel to the upper surface 1a of the transport unit 1 in the transport direction indicated by an arrow A in FIG. It is formed to be movable in the direction of an orthogonal arrow B or C. The alignment mechanism 18 can rotate the exposure optical system 3 and the imaging means 4 integrally with the center of the plurality of photomasks 2 arranged in a row as the central axis.

上記マスクステージ１２と投影レンズ１３との間にて上記露光光学系３の光路と異なる方向に偏向された光路上には、撮像手段４が設けられている。この撮像手段４は、図４に示すカラーフィルタ基板６のブラックマトリクス１５のピクセル１６を撮像するものであり、搬送手段１の上面１ａに平行な面内にてカラーフィルタ基板６の搬送方向（矢印Ａ方向）に直交する方向に複数の受光素子１７が一直線に並べて配設され、上記露光光学系３による露光位置と略同じ位置を撮像するようになっている。そして、図１に示すように、例えば搬送手段１のステージ７の下方に配設されて可視光を発射する照明光源１９によって、カラーフィルタ基板６が背面から照明されて該カラーフィルタ基板６上に形成された上記ブラックマトリクス１５のピクセル１６が鮮明に撮像できるようになっている。なお、上記照明光源１９の可視光に紫外線成分が含まれる場合には、照明光源１９の前面に紫外線カットフィルターを備えてカラーフィルタ基板６に塗布されたカラーレジストが露光されるのを防止するとよい。 An imaging unit 4 is provided on the optical path deflected in a direction different from the optical path of the exposure optical system 3 between the mask stage 12 and the projection lens 13. The imaging unit 4 images the pixels 16 of the black matrix 15 of the color filter substrate 6 shown in FIG. 4, and the transport direction (arrows) of the color filter substrate 6 within a plane parallel to the upper surface 1 a of the transport unit 1. a plurality of light receiving elements 17 in a direction perpendicular to the a direction) are disposed side by side in Kazunao line, so as to image the substantially same position as the exposure position by the exposure optical system 3. As shown in FIG. 1, for example, the color filter substrate 6 is illuminated from the back by an illumination light source 19 that is disposed below the stage 7 of the transport unit 1 and emits visible light. The formed pixels 16 of the black matrix 15 can be clearly imaged. When the visible light of the illumination light source 19 contains an ultraviolet component, an ultraviolet cut filter is provided in front of the illumination light source 19 to prevent the color resist applied to the color filter substrate 6 from being exposed. .

ここで、上記カラーフィルタ基板６には、図４に示すように、基準位置Ｓ１が例えば同図においてブラックマトリクス１５の左端ピクセル１６ａの左上端隅部に予め設定されており、上記フォトマスク２には、基準位置Ｓ２が例えば同図において左端マスクパターン８ｃの左端縁部に予め設定されている。そして、撮像手段４の受光素子１７で上記カラーフィルタ基板６の基準位置Ｓ１を検出して、フォトマスクの基準位置Ｓ２と所定の位置関係を有して予め設定された撮像手段４の基準受光素子１７ｓとの位置ずれを補正できるようになっている。 Here, on the color filter substrate 6, as shown in FIG. 4, the reference position S 1 is set in advance at the upper left corner of the leftmost pixel 16 a of the black matrix 15 in FIG. The reference position S2 is set in advance at the left edge of the left edge mask pattern 8c in FIG. Then, the reference position S1 of the color filter substrate 6 is detected by the light receiving element 17 of the image pickup means 4, and the reference light receiving element of the image pickup means 4 set in advance with a predetermined positional relationship with the reference position S2 of the photomask. The positional deviation from 17s can be corrected.

上記搬送手段１と、露光光源１１と、撮像手段４と、照明光源１９とには、制御手段５が接続されている。この制御手段５は、撮像手段４により取得された画像の画像データに基づいて上記ブラックマトリクス１５のピクセル１６に予め設定された基準位置Ｓ１を検出し、該基準位置Ｓ１を基準にして露光を行なわせるものであり、露光光源駆動部２０と、アライメント機構コントローラ２１と、画像処理部２２と、搬送手段コントローラ２３と、照明光源駆動部２４と、記憶部２５と、演算部２６と、制御部２７とを備えている。 A control unit 5 is connected to the transport unit 1, the exposure light source 11, the imaging unit 4, and the illumination light source 19. The control means 5 detects a reference position S1 preset in the pixel 16 of the black matrix 15 based on the image data of the image acquired by the imaging means 4, and performs exposure based on the reference position S1. The exposure light source drive unit 20, the alignment mechanism controller 21, the image processing unit 22, the transport unit controller 23, the illumination light source drive unit 24, the storage unit 25, the calculation unit 26, and the control unit 27. And.

ここで、上記露光光源駆動部２０は、露光光源１１を点灯駆動するものである。また、上記アライメント機構コントローラ２１は、アライメント機構１８を駆動制御するものである。さらに、上記画像処理部２２は、撮像手段４で取得された画像を処理して画像データを作成すると共に該画像データと記憶部２５に保存されたルックアップテーブル（以下、「ＬＵＴ」と記載する）とを比較して、上記カラーフィルタ基板６のブラックマトリクス１５のピクセル１６に予め設定された基準位置Ｓ１を検出するものである。さらにまた、上記搬送手段コントローラ２３は、搬送手段１のステージ７を所定の方向に所定の速度で移動させるものである。また、上記照明光源駆動部２４は、照明光源１９を点灯駆動するものである。さらに、上記記憶部２５は、例えば、図５に示すカラーフィルタ基板６のブラックマトリクス１５のピクセル１６に設定された基準位置Ｓ１を検出するためのＬＵＴや撮像手段４の基準受光素子１７ｓのセル番号等を記憶しておくものである。さらにまた、演算部２６は、撮像手段４の基準受光素子１７ｓと上記カラーフィルタ基板６のブラックマトリクス１５のピクセル１６に設定された基準位置Ｓ１を検知した受光素子１７とのずれ量等を算出するものである。そして、制御部２７は、上記各部を適切に駆動制御するものである。 Here, the exposure light source driving unit 20 drives the exposure light source 11 to turn on. The alignment mechanism controller 21 controls driving of the alignment mechanism 18. Further, the image processing unit 22 processes the image acquired by the imaging unit 4 to create image data, and also describes the image data and a lookup table (hereinafter referred to as “LUT”) stored in the storage unit 25. ) And a reference position S1 preset in the pixel 16 of the black matrix 15 of the color filter substrate 6 is detected. Furthermore, the transport means controller 23 moves the stage 7 of the transport means 1 in a predetermined direction at a predetermined speed. The illumination light source drive unit 24 drives the illumination light source 19 to turn on. Further, the storage unit 25, for example, the LUT for detecting the reference position S1 set in the pixel 16 of the black matrix 15 of the color filter substrate 6 shown in FIG. 5 or the cell number of the reference light receiving element 17s of the imaging means 4 is used. Etc. are stored. Furthermore, the calculation unit 26 calculates a deviation amount between the reference light receiving element 17s of the imaging unit 4 and the light receiving element 17 that has detected the reference position S1 set in the pixel 16 of the black matrix 15 of the color filter substrate 6. Is. And the control part 27 controls drive of said each part appropriately.

次に、このように構成された露光装置の動作について説明する。
先ず、装置に設けられた図示省略の起動スイッチが投入されると、制御手段５が起動して照明光源駆動部２４により照明光源１９が点灯され、撮像手段４が撮像を開始する。また、搬送手段１は、ステージ７上の所定位置にカラーレジストを塗布したカラーフィルタ基板６を載置して待機状態となっている。次に、図示省略の露光開始スイッチが投入されると、搬送手段１のステージ７が搬送手段コントローラ２３に制御されて矢印Ａ方向に所定の速度で移動を開始する。 Next, the operation of the exposure apparatus configured as described above will be described.
First, when a start switch (not shown) provided in the apparatus is turned on, the control means 5 is activated, the illumination light source 19 is turned on by the illumination light source driving unit 24, and the imaging means 4 starts imaging. Further, the transport unit 1 is in a standby state with the color filter substrate 6 coated with a color resist placed on a predetermined position on the stage 7. Next, when an exposure start switch (not shown) is turned on, the stage 7 of the transport unit 1 is controlled by the transport unit controller 23 to start moving in the direction of arrow A at a predetermined speed.

搬送手段１のステージ７によってカラーフィルタ基板６が搬送され、該カラーフィルタ基板６上に形成されたブラックマトリクス１５のピクセル１６が撮像手段４の撮像位置に達すると、該ピクセル１６の画像が撮像手段４によって取得される。この場合、カラーフィルタ基板６の基準位置Ｓ１がブラックマトリクス１５の左端ピクセル１６ａの左上端隅部に設定されている場合に、制御手段５は、撮像手段４により取得された画像の画像データと記憶部２５から読み出したＬＵＴとを画像処理部２２で比較し、両者が一致したときピクセル１６の左上端隅部を基準位置Ｓ１と判定する。そして、この基準位置Ｓ１を検知した撮像手段４の受光素子１７のセル番号と予め記憶部２５に記憶された基準受光素子１７ｓのセル番号とを比較する。そのずれ量は、演算部２６で算出され、該ずれ量がゼロとなるようにアライメント機構１８がアライメント機構コントローラ２１によって駆動制御されて、搬送手段１の上面１ａに平行な面内にて、図５に示す矢印Ａと直交する矢印Ｂ又はＣ方向に撮像手段４と露光光学系３とを一体的に移動する。これにより、上記撮像手段４の基準受光素子１７ｓがカラーフィルタ基板６の基準位置Ｓ１に位置付けられると、基準受光素子１７ｓと所定の位置関係を有するフォトマスク２の基準位置Ｓ２とカラーフィルタ基板６の基準位置Ｓ１とが合致して、図４に斜線を付して示すように、目標位置にストライプ状の露光パターン２８を形成することが可能となる。 When the color filter substrate 6 is conveyed by the stage 7 of the conveying means 1 and the pixels 16 of the black matrix 15 formed on the color filter substrate 6 reach the imaging position of the imaging means 4, the image of the pixel 16 is captured by the imaging means. 4 is obtained. In this case, when the reference position S1 of the color filter substrate 6 is set at the upper left corner of the leftmost pixel 16a of the black matrix 15, the control unit 5 stores the image data of the image acquired by the imaging unit 4 and the image data. The LUT read from the unit 25 is compared by the image processing unit 22, and when the two match, the upper left corner of the pixel 16 is determined as the reference position S1. Then, the cell number of the light receiving element 17 of the imaging unit 4 that has detected the reference position S1 is compared with the cell number of the reference light receiving element 17s stored in the storage unit 25 in advance. The amount of deviation is calculated by the calculation unit 26, and the alignment mechanism 18 is driven and controlled by the alignment mechanism controller 21 so that the amount of deviation becomes zero. The imaging means 4 and the exposure optical system 3 are moved together in the direction of the arrow B or C orthogonal to the arrow A shown in FIG. Thereby, when the reference light receiving element 17s of the imaging means 4 is positioned at the reference position S1 of the color filter substrate 6, the reference position S2 of the photomask 2 having a predetermined positional relationship with the reference light receiving element 17s and the color filter substrate 6 As the reference position S1 matches, the stripe-shaped exposure pattern 28 can be formed at the target position as shown by hatching in FIG.

その後、撮像手段４により取得された画像データに基づいてアライメント機構１８が制御され、カラーフィルタ基板６の基準位置Ｓ１である左端ピクセル１６ａの左上端隅部にフォトマスク２の基準位置Ｓ２が位置づけられて露光が進む。また、搬送中にカラーフィルタ基板６に回転ずれが生じた場合には、上記アライメント機構１８が制御されて、フォトマスク２の中心を中心軸として上記露光光学系３と撮像手段４とを一体的に回動（θ）して回転ずれを調整する。これにより、フォトマスク２は、カラーフィルタ基板６が左右に振れながら搬送されるのに追従して動き、図４に示すように、目標とする位置に露光パターン２８が精度よく形成されることになる。 Thereafter, the alignment mechanism 18 is controlled based on the image data acquired by the imaging unit 4, and the reference position S 2 of the photomask 2 is positioned at the upper left corner of the left end pixel 16 a that is the reference position S 1 of the color filter substrate 6. The exposure proceeds. When the color filter substrate 6 is rotationally displaced during conveyance, the alignment mechanism 18 is controlled so that the exposure optical system 3 and the imaging unit 4 are integrated with the center of the photomask 2 as the central axis. To rotate (θ) to adjust the rotational deviation. As a result, the photomask 2 moves following the color filter substrate 6 being conveyed while swinging from side to side, and the exposure pattern 28 is accurately formed at the target position as shown in FIG. Become.

このようにして、カラーフィルタ基板６のブラックマトリクス１５上には、ピクセル１６に対応して、図３に示すように一方及び他方のフォトマスク９，１０のマスクパターン８による単位露光パターン列が境界領域で重なって、搬送方向（矢印Ａ方向）に直交する方向に並んで形成され、一連の露光パターン列が形成される。これにより、境界領域では、一方のフォトマスク９による露光パターン２８ａと他方のフォトマスク１０による露光パターン２８ｂとが互いに間引かれた露光パターンを補い合って一連の露光パターン列が形成されることになるので、隣接する単位露光パターン列の境界部が無くなり、上記境界領域の色の濃淡ムラが目立たなくなる。 In this way, on the black matrix 15 of the color filter substrate 6, the unit exposure pattern row by the mask pattern 8 of one and the other photomasks 9 and 10 corresponds to the pixel 16 as shown in FIG. Overlapping areas are formed side by side in a direction orthogonal to the transport direction (arrow A direction), forming a series of exposure pattern rows. As a result, in the boundary region, a series of exposure pattern rows is formed by complementing the exposure patterns in which the exposure pattern 28a by the one photomask 9 and the exposure pattern 28b by the other photomask 10 are thinned out. As a result, there is no boundary between adjacent unit exposure pattern rows, and the color shading unevenness of the boundary region becomes inconspicuous.

なお、上述のようなアライメントは、複数の露光光学系３を個別に移動させて行ってもよく、又は全ての露光光学系３を一体的に移動させて行ってもよい。 The alignment as described above may be performed by individually moving the plurality of exposure optical systems 3, or may be performed by moving all the exposure optical systems 3 integrally.

また、以上の説明においては、被露光体がカラーフィルタ基板６である場合について述べたが、これに限られず、被露光体は、ブラックマトリクス１５を形成するための例えばＣｒを被着させたガラス基板であってもよく、又は他の如何なる基板であってもよい。この場合、被露光体が不透明基板である場合には、照明光源１９は、搬送手段１の上方に配設されて落射照明とするとよい。 In the above description, the case where the object to be exposed is the color filter substrate 6 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the object to be exposed is, for example, glass coated with Cr for forming the black matrix 15. It may be a substrate, or any other substrate. In this case, when the object to be exposed is an opaque substrate, the illumination light source 19 is preferably disposed above the transport means 1 for epi-illumination.

そして、上記実施形態においては、撮像手段４による撮像位置と露光光学系３による露光位置とが一致している場合について説明したが、これに限られず、露光光学系３による露光位置の搬送方向手前側を撮像位置とするように撮像手段４を配設したものであってもよい。 In the embodiment described above, the case where the imaging position by the imaging unit 4 and the exposure position by the exposure optical system 3 coincide with each other has been described. However, the present invention is not limited to this, and the exposure position by the exposure optical system 3 is in the transport direction. The imaging means 4 may be disposed so that the side is the imaging position.

本発明による露光装置の実施形態を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows embodiment of the exposure apparatus by this invention. 上記露光装置に使用される一方及び他方のフォトマスクの配設状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the arrangement | positioning state of the one and the other photomask used for the said exposure apparatus. 上記一方及び他方のフォトマスクにより形成される露光パターン列を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the exposure pattern row | line formed with the said one and the other photomask. 上記露光装置におけるアライメント調整を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the alignment adjustment in the said exposure apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１…搬送手段
１ａ…搬送手段の上面
２…フォトマスク
３…露光光学系
６…カラーフィルタ基板（被露光体）
８…マスクパターン
８ａ…間引かれたマスクパターン
８ｂ…残されたマスクパターン
９…一方のフォトマスク
１０…他方のフォトマスク
２８…露光パターン
２８ａ…一方のフォトマスクによる露光パターン
２８ｂ…他方のフォトマスクによる露光パターン
Ａ…搬送方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Conveyance means 1a ... Upper surface of conveyance means 2 ... Photomask 3 ... Exposure optical system 6 ... Color filter substrate (exposed body)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 8 ... Mask pattern 8a ... Thinned-out mask pattern 8b ... Remaining mask pattern 9 ... One photomask 10 ... Other photomask 28 ... Exposure pattern 28a ... Exposure pattern by one photomask 28b ... Other photomask Exposure pattern by A ... Conveying direction

Claims

被露光体上に設定された複数の露光領域に予め形成された複数のピクセル上を複数のフォトマスクを用いて露光する際に、隣接する前記露光領域の端部が重なるようにすると共に該重なった露光領域では一方のフォトマスクによる露光パターンと他方のフォトマスクによる露光パターンとが互いに補い合うようにして、前記各フォトマスクによる単位露光パターン列を連ねて一連の露光パターン列を形成する露光装置であって、
前記被露光体を上面に載置して所定方向に一定速度で搬送する搬送手段と、
前記搬送手段の上方に配置され、それぞれ短冊形状に形成されてなり、該短冊の長手方向に沿って矩形状の複数のマスクパターンを該マスクパターンの短辺方向に該短辺の幅よりも広い間隔で並べて形成し、前記短冊の長手方向の中心軸が前記搬送手段の上面に平行な面内にて搬送方向と直交する方向に沿ってシグザグとなるように並べられた複数のフォトマスクと、
前記搬送手段の上面に平行な面内にて、前記被露光体の搬送方向と直交する方向に複数の受光素子を一直線状に並べて有し、前記被露光体のピクセルを撮像する撮像手段と、
前記複数のフォトマスクを前記搬送手段の上面に平行な面内にて、前記被露光体の搬送方向と直交する方向に移動させるアライメント機構と、
前記撮像手段で取得された画像を処理して画像データを作成すると共に前記アライメント機構の駆動を制御する制御手段と、
を備え、前記制御手段は、前記撮像手段により取得された画像の画像データに基づいて前記ピクセルの角隅部に予め設定された基準位置を検出し、該基準位置と前記フォトマスクに予め設定された基準位置とが合致するように前記アライメント機構の駆動を制御して前記複数のフォトマスクを前記被露光体の搬送方向と直交する方向に移動させ、前記一定速度で搬送中の被露光体に対して位置合わせをしながら前記複数のフォトマスクに対して露光光を同時に照射させ前記被露光体のピクセル上を露光することを特徴とする露光装置。 When exposure is performed using a plurality of multiple photomasks over multiple pixels formed in advance exposure areas set on the object to be exposed, overlapping the well as to the end of the exposure region adjacent overlapping was in the supplemented if Migihitsuji and exposure patterns to each other by the other photomask and an exposure pattern according to one of the photomask in the exposure region to form a series of exposure pattern columns lined with unit exposure pattern sequence by the respective photomask exposure A device,
Transport means for placing the object to be exposed on the top surface and transporting the object to be exposed in a predetermined direction at a constant speed ;
Disposed above the conveying means, each will be formed in a strip shape, wider than the width in the short side direction on the short sides of the mask pattern rectangular plurality of mask patterns in a longitudinal direction of the strip formed side by side at intervals, the a short Saku longitudinal plurality of photomasks central axis is arranged so that a zigzag pattern along a direction perpendicular to the conveying direction in parallel to plane the upper surface of said conveying means ,
An imaging unit that has a plurality of light receiving elements arranged in a straight line in a direction perpendicular to the conveyance direction of the object to be exposed in a plane parallel to the upper surface of the conveyance unit;
An alignment mechanism for moving the plurality of photomasks in a direction perpendicular to the transport direction of the object to be exposed, in a plane parallel to the top surface of the transport unit;
Control means for processing the image acquired by the imaging means to create image data and controlling the drive of the alignment mechanism;
And the control means detects a reference position preset in the corner of the pixel based on image data of the image acquired by the imaging means, and is preset in the reference position and the photomask. The drive of the alignment mechanism is controlled so that the reference position matches, and the plurality of photomasks are moved in a direction perpendicular to the transport direction of the object to be exposed. An exposure apparatus that exposes pixels of the object to be exposed by simultaneously irradiating the plurality of photomasks with exposure light while aligning the positions .

前記複数のフォトマスクは、前記一方のフォトマスクに一定間隔で形成された複数のマスクパターンのうち前記他方のフォトマスクに隣接する端部領域に位置するマスクパターンの一部を間引き、他方のフォトマスクに一定間隔で形成された複数のマスクパターンのうち、前記一方のフォトマスクの間引かれたマスクパターンに対応するマスクパターンを残し、前記一方のフォトマスクに残されたマスクパターンに対応するマスクパターンを間引いたことを特徴とする請求項１記載の露光装置。 The plurality of photomasks thins out part of a mask pattern located in an end region adjacent to the other photomask among a plurality of mask patterns formed on the one photomask at regular intervals. A mask corresponding to the mask pattern remaining on one of the photomasks, leaving a mask pattern corresponding to the mask pattern thinned out of the one of the plurality of mask patterns formed on the mask at regular intervals. 2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the pattern is thinned out.

前記フォトマスクの前記端部領域におけるマスクパターンの間引きは、その間引き数を中央部から末端部に向かって漸増させたことを特徴とする請求項２記載の露光装置。 3. The exposure apparatus according to claim 2, wherein the thinning of the mask pattern in the end region of the photomask is gradually increased from the central portion toward the terminal portion.

前記被露光体は、カラーフィルタ基板であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の露光装置。
The exposure apparatus according to claim 1, wherein the object to be exposed is a color filter substrate.