KR20080053481A - Exposure apparatus - Google Patents

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고이치 가지야마
요시오 와타나베
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브이 테크놀로지 씨오. 엘티디
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Abstract

In an exposure apparatus, a substrate side alignment mark formed on a color filter substrate (6) and a mask side alignment mark formed on a photomask (7) are caught within a same visual field and imaged by an imaging means (3). A stage (1) and a mask stage (2) are relatively shifted, based on each of the picked up images of the substrate side and mask side alignment marks. Then, exposure is performed by aligning the color filter substrate (6) with the photomask (7). The exposure apparatus is provided with an optical distance correcting means (4), which substantially matches an optical distance between a line CCD (22) of the imaging means (3) and the color filter substrate (6) with an optical distance between the line CCD (22) of the imaging means (3) and the photomask (7). Thus, a process time required for aligning the substrate with the photomask is shortened.

Description

노광 장치 {EXPOSURE APPARATUS}Exposure device {EXPOSURE APPARATUS}

본 발명은 기판 및 포토마스크의 얼라인먼트 마크를 각각 촬상하고, 그 화상들에 기초하여 기판과 포토마스크의 위치 맞춤을 하고 노광하는 노광 장치에 관한 것으로, 상세하게는 촬상 수단의 수광면(受光面)에 기판 및 포토마스크의 각 얼라인먼트 마크를 동시에 결상시키고, 위치 맞춤 처리 시간을 단축하는 노광 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exposure apparatus for imaging an alignment mark of a substrate and a photomask, and aligning and exposing the substrate and the photomask based on the images, in detail, a light receiving surface of the imaging unit. The present invention relates to an exposure apparatus that forms an alignment mark on a substrate and a photomask at the same time and shortens the alignment processing time.

종래의 노광 장치는 감광성 수지를 도포한 기판을 상면에 탑재하여 유지하는 스테이지와, 상기 기판에 근접 대향시켜서 포토마스크를 지지하는 마스크 스테이지와, 상기 기판에 형성된 기판측 얼라인먼트 마크와 상기 포토마스크에 형성된 마스크측 얼라인먼트 마크를 각각 동일 시야 내에 포착하여 촬상하는 촬상 수단을 구비하고, 먼저 마스크측 얼라인먼트 마크를 촬상 수단의 수광면에 결상시킨 상태로 촬상 수단을 이동시켜 그 시야 내의 중앙부에 마스크측 얼라인먼트 마크를 위치 결정하고, 다음으로 기판측 얼라인먼트 마크를 상기 수광면에 결상시킨 상태로 스테이지를 이동시켜 촬상 수단의 시야 내의 중앙부에 기판측 얼라인먼트 마크를 위치 결정하여 기판과 포토마스크의 위치 맞춤을 하도록 되어 있었다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).A conventional exposure apparatus includes a stage for mounting and holding a substrate coated with a photosensitive resin on an upper surface thereof, a mask stage for supporting a photomask by facing the substrate in close proximity, a substrate side alignment mark formed on the substrate, and a photomask formed on the photomask. Imaging means for capturing and capturing the mask-side alignment marks in the same field of view, respectively, and first, by moving the imaging means in the state where the mask-side alignment mark is formed on the light receiving surface of the imaging means, After positioning, the stage was moved in the state where the substrate-side alignment mark was imaged on the light-receiving surface, and the substrate-side alignment mark was positioned in the center of the field of view of the imaging means to align the substrate and the photomask ( See, for example, Patent Document 1).

특허 문헌 1: 일본 공개 특허 공보 평5-196420호Patent Document 1: Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 5-196420

그러나, 이와 같은 종래의 노광 장치에 있어서는, 기판측 얼라인먼트 마크와 마스크측 얼라인먼트 마크의 위치가 촬상 수단의 광축 방향으로 어긋나 있기 때문에 양쪽 얼라인먼트 마크를 촬상 수단의 수광면에 동시에 결상시킬 수 없었다. 따라서, 전술한 바와 같이 기판과 포토마스크의 위치 맞춤을 하는 경우에는, 먼저 마스크측 얼라인먼트 마크를 촬상 수단의 수광면에 결상시켜서 위치를 조정하고, 다음으로 기판측 얼라인먼트 마크를 상기 수광면에 결상시켜서 위치를 조정할 필요가 있어서, 위치 맞춤 처리 시간이 오래 걸렸다.However, in such a conventional exposure apparatus, since the positions of the substrate side alignment mark and the mask side alignment mark are shifted in the optical axis direction of the image pickup means, both alignment marks could not be imaged simultaneously on the light receiving surface of the image pickup means. Therefore, in the case where the substrate and the photomask are aligned as described above, the mask side alignment mark is first imaged on the light receiving surface of the image pickup means to adjust the position, and then the substrate side alignment mark is imaged on the light receiving surface. Since the position needs to be adjusted, the alignment process took a long time.

이에, 본 발명은 이와 같은 문제점에 대처하여, 기판 및 포토마스크의 위치 맞춤 처리 시간을 단축하도록 하는 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an exposure apparatus which can cope with such a problem and shorten the alignment processing time of the substrate and the photomask.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 노광 장치는 감광성 수지를 도포한 기판을 상면에 탑재하여 유지하는 스테이지와, 상기 스테이지의 위쪽에 배치되어 상기 기판에 근접 대향시켜서 포토마스크를 지지하는 마스크 스테이지와, 상기 기판에 형성된 기판측 얼라인먼트 마크와 상기 포토마스크에 형성된 마스크측 얼라인먼트 마크를 각각 동일 시야 내에 포착하여 촬상하는 촬상 수단을 구비하고, 상기 촬상 수단에 의하여 촬상된 상기 기판측 및 마스크측 얼라인먼트 마크의 각 화상에 기초하여 상기 스테이지와 마스크 스테이지를 상대적으로 이동시키고, 상기 기판과 포토마스크의 위치 맞춤을 하고 노광하는 노광 장치로서, 상기 촬상 수단의 수광면과 기판 간의 광학 거리 및 상기 촬상 수단의 수광면과 포토마스크 간의 광학 거리를 거의 합치(合致)시키는 광학 거리 보정 수단을 구비한 것이다.In order to achieve the above object, an exposure apparatus according to the present invention includes a stage for mounting and holding a substrate coated with a photosensitive resin on an upper surface thereof, and a mask stage disposed above the stage to closely face the substrate to support a photomask. And imaging means for capturing and imaging a substrate-side alignment mark formed on the substrate and a mask-side alignment mark formed on the photomask, respectively, in the same field of view, and the substrate-side and mask-side alignment marks captured by the imaging means. An exposure apparatus for relatively shifting the stage and the mask stage based on each image of, positioning and exposing the substrate and the photomask, wherein the optical distance between the light receiving surface of the imaging means and the substrate is received. The optical distance between the face and the photomask It is provided with the optical distance correction means to match.

이와 같은 구성에 의하여, 스테이지에서 그 상면에 탑재되어 감광성 수지를 도포한 기판을 유지하고, 마스크 스테이지에서 상기 기판에 근접 대향시켜서 포토마스크를 지지하고, 광학 거리 보정 수단에서 촬상 수단의 수광면과 기판 간의 광학 거리 및 촬상 수단의 수광면과 포토마스크 간의 광학 거리를 거의 합치시키고, 촬상 수단에서 기판측 및 마스크측 얼라인먼트 마크를 동일 시야 내에 포착하여 촬상하며, 이 촬상된 기판측 및 마스크측 얼라인먼트 마크의 각 화상에 기초하여 상기 스테이지와 마스크 스테이지를 상대적으로 이동시키고, 상기 기판과 포토마스크의 위치를 맞추어 노광한다.With such a structure, the substrate mounted on the upper surface of the stage and coated with the photosensitive resin is held, the photomask is supported by being opposed to the substrate in the mask stage, and the optical receiving surface of the imaging means and the substrate are provided by the optical distance correction means. The optical distance between the light receiving surface of the image pickup means and the optical distance between the photomask is substantially coincident, and the image pickup means captures and captures the substrate side and mask side alignment marks within the same field of view. Based on each image, the stage and the mask stage are relatively moved, and the substrate and the photomask are positioned to be exposed.

또한, 상기 광학 거리 보정 수단은 적어도 상기 촬상 수단의 수광면과 기판을 연결하는 광로 상에 배치된 소정의 굴절율을 갖는 투명한 부재이다. 이것에 의하여, 소정의 굴절율을 갖는 투명한 부재로, 촬상 수단의 수광면과 기판 간의 광학 거리 및 촬상 수단의 수광면과 포토마스크 간의 광학 거리를 거의 합치시킨다.The optical distance correcting means is a transparent member having a predetermined refractive index arranged on at least an optical path connecting the light receiving surface of the imaging means and the substrate. This makes the optical distance between the light receiving surface of the imaging means and the substrate and the optical distance between the light receiving surface of the imaging means and the photomask substantially match with the transparent member having a predetermined refractive index.

또한, 상기 스테이지는 노광 동작 중에 소정의 방향으로 이동하여 상면에 탑재된 기판을 반송하는 것이다. 이것에 의하여, 소정의 방향으로 이동하는 스테이지로 그 상면에 탑재된 기판을 노광 동작 중에 반송한다.In addition, the stage moves in a predetermined direction during the exposure operation to convey the substrate mounted on the upper surface. Thereby, the board | substrate mounted on the upper surface with the stage moving to a predetermined direction is conveyed during an exposure operation.

또한, 상기 촬상 수단은 광을 수광하는 다수의 수광 소자를 일직선상으로 배열하여 구비한 것이다. 이것에 의하여, 일직선상으로 배열하여 구비한 다수의 수광 소자로 기판측 및 마스크측 얼라인먼트 마크를 촬상한다.The image pickup means includes a plurality of light receiving elements arranged in a straight line to receive light. Thereby, the board | substrate side and the mask side alignment mark are imaged with many light receiving elements arrange | positioned in a straight line.

발명의 효과Effects of the Invention

제1항의 발명에 의하면, 촬상 수단의 광축 방향으로 기판과 포토마스크가 서로 어긋나게 배치되어 있는 경우에도 기판에 형성된 기판측 얼라인먼트 마크와 포토마스크에 형성된 마스크측 얼라인먼트 마크의 상(像)을 촬상 수단의 수광면에 동시에 결상시킬 수 있다. 따라서, 촬상된 기판측 얼라인먼트 마크와 마스크측 얼라인먼트 마크의 화상 처리를 동시에, 그리고 실시간으로 할 수 있어서 기판 및 포토마스크의 위치 맞춤 처리 시간을 단축할 수 있다. 또한, 종래 기술과 같이 촬상 수단을 그 광축 방향으로 이동시켜서 기판측 및 포토마스크측 얼라인먼트 마크를 각각 촬상하는 것이 아니기 때문에 촬상 수단의 이동 편차에 의한 위치 어긋남이 발생하지 않는다. 따라서, 위치 맞춤 정밀도를 향상시킬 수 있다.According to the invention of claim 1, the image of the substrate-side alignment mark formed on the substrate and the mask-side alignment mark formed on the photomask is formed even when the substrate and the photomask are shifted from each other in the optical axis direction of the image pickup means. It can form an image on a light receiving surface at the same time. Therefore, the image processing of the picked-up substrate side alignment mark and the mask side alignment mark can be performed simultaneously and in real time, so that the alignment processing time of the substrate and the photomask can be shortened. In addition, since the imaging means is not moved to the optical axis direction and the substrate side and the photomask side alignment marks are respectively imaged as in the prior art, the positional shift due to the movement deviation of the imaging means does not occur. Therefore, the positioning accuracy can be improved.

또한, 제2항의 발명에 의하면, 마스크측 얼라인먼트 마크의 결상 위치의 바로 앞쪽에 결상하는 기판측 얼라인먼트 마크의 결상 위치를 소정의 굴절율을 갖는 투명한 부재에 의하여 후방으로 어긋나게 이동시킬 수 있다. 따라서, 간단한 구성으로 광학 거리의 보정을 할 수 있다.In addition, according to the invention of claim 2, the imaging position of the substrate-side alignment mark formed in front of the imaging position of the mask-side alignment mark can be shifted backward by a transparent member having a predetermined refractive index. Therefore, the optical distance can be corrected with a simple configuration.

또한, 제3항의 발명에 의하면, 기판을 반송하면서 노광할 수 있기 때문에 포토마스크의 사이즈를 작게 할 수 있다. 따라서, 포토마스크의 비용을 저렴하게 할 수 있다.According to the invention of claim 3, since the substrate can be exposed while being transported, the size of the photomask can be reduced. Therefore, the cost of a photomask can be made low.

또한, 제4항의 발명에 의하면, 기판측 얼라인먼트 마크를 검출한 수광 소자의 셀 번호와 마스크측 얼라인먼트 마크를 검출한 수광 소자의 셀 번호를 비교하여 기판측 얼라인먼트 마크와 마스크측 얼라인먼트 마크의 수평 거리를 용이하게 검출할 수 있다. 따라서, 상기 거리가 소정의 값이 되도록 스테이지와 마스크 스테이지를 상대적으로 이동시키면 기판과 포토마스크의 위치 맞춤을 할 수 있다.According to the invention of claim 4, the cell number of the light-receiving element detecting the substrate-side alignment mark and the cell number of the light-receiving element detecting the mask-side alignment mark are compared to determine the horizontal distance between the substrate-side alignment mark and the mask-side alignment mark. It can be detected easily. Therefore, when the stage and the mask stage are relatively moved such that the distance is a predetermined value, the substrate and the photomask may be aligned.

도 1은 본 발명에 따른 노광 장치의 실시 형태의 개략적인 구성을 나타낸 정면도이다.1 is a front view showing a schematic configuration of an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention.

도 2는 상기 노광 장치에서 사용되는 포토마스크의 구성의 일례를 나타낸 평면도이다.2 is a plan view showing an example of the configuration of a photomask used in the exposure apparatus.

도 3은 도 2의 X-X선에 따른 단면도이다.3 is a cross-sectional view taken along line X-X of FIG. 2.

도 4는 도 2의 Y-Y선에 따른 단면도이다.4 is a cross-sectional view taken along the line Y-Y of FIG.

도 5는 상기 노광 장치에서 사용되는 컬러 필터 기판의 구성의 일례를 나타낸 평면도이다.5 is a plan view illustrating an example of a configuration of a color filter substrate used in the exposure apparatus.

도 6은 상기 노광 장치에서 사용되는 광학 거리 보정 수단의 원리를 나타낸 설명도이다.6 is an explanatory diagram showing the principle of the optical distance correcting means used in the above exposure apparatus.

도 7은 상기 포토마스크와 컬러 필터 기판의 위치 맞춤을 설명하는 도면으로서, 조정 전의 상태를 나타낸 설명도이다.It is a figure explaining the position alignment of the said photomask and a color filter substrate, and is explanatory drawing which showed the state before adjustment.

도 8은 상기 포토마스크와 컬러 필터 기판의 위치 맞춤을 설명하는 도면으로서, 조정 후의 상태를 나타낸 설명도이다.It is a figure explaining the position alignment of the said photomask and a color filter substrate, and is explanatory drawing which shows the state after adjustment.

도 9는 상기 포토마스크와 컬러 필터 기판의 위치 맞춤을 설명하는 도면으로서, 노광 실행 중의 미조정(微調整)을 나타낸 설명도이다.It is a figure explaining the alignment of the said photomask and a color filter board | substrate, and is explanatory drawing which shows the fine adjustment during exposure execution.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

1 스테이지1 stage

1a 상면1a top

2 마스크 스테이지2 mask stage

3 촬상 수단3 imaging means

4 광학 거리 보정 수단4 optical distance correction means

6 컬러 필터 기판(기판)6 color filter board (substrate)

7 포토마스크7 Photomask

16 기판측 얼라인먼트 마크16 Board Side Alignment Mark

17 마스크측 얼라인먼트 마크17 Mask side alignment mark

22 라인 CCD(수광면)22 line CCD (light receiving surface)

이하, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면을 기초하여 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명에 따른 노광 장치의 실시 형태의 개략적인 구성을 나타낸 정면도이다. 이 노광 장치는 기판에 형성된 기판측 얼라인먼트 마크와 포토마스크에 형성된 마스크측 얼라인먼트 마크를 각각 촬상하고, 그 화상들에 기초하여 기판과 포토마스크의 위치 맞춤을 하고 노광하는 것으로, 스테이지(1)와, 마스크 스테이지(2)와, 촬상 수단(3)과, 광학 거리 보정 수단(4)과, 노광 광학계(5)로 이루어진다. 또한, 이하의 설명에서는 기판이 컬러 필터 기판인 경우에 대하여 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail based on an accompanying drawing. 1 is a front view showing a schematic configuration of an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention. The exposure apparatus photographs the substrate-side alignment mark formed on the substrate and the mask-side alignment mark formed on the photomask, respectively, and performs positioning and exposure of the substrate and the photomask based on the images. It consists of the mask stage 2, the imaging means 3, the optical distance correction means 4, and the exposure optical system 5. As shown in FIG. In addition, in the following description, the case where a board | substrate is a color filter board | substrate is demonstrated.

상기 스테이지(1)는 그 상면(1a)에 감광성 수지로서의 컬러 레지스트를 도포한 컬러 필터 기판(6)을 탑재하여 유지하는 것이며, 도시하지 않은 반송 수단에 의하여 이동되어, 도 1에 도시된 바와 같이 컬러 필터 기판(6)을 화살표 A 방향으로 일정한 속도로 반송하도록 되어 있다.The stage 1 mounts and holds a color filter substrate 6 coated with a color resist as a photosensitive resin on its upper surface 1a, and is moved by a conveying means (not shown), as shown in FIG. The color filter substrate 6 is conveyed at a constant speed in the arrow A direction.

상기 스테이지(1)의 위쪽에는 마스크 스테이지(2)가 배치되어 있다. 이 마스크 스테이지(2)는 상기 컬러 필터 기판(6)에 대하여 소정의 갭, 예를 들면 100~300㎛의 갭을 두고 근접 대향시켜서 포토마스크(7)를 지지하는 것이다.The mask stage 2 is arranged above the stage 1. The mask stage 2 supports the photomask 7 by bringing the color filter substrate 6 close to each other with a predetermined gap, for example, a gap of 100 to 300 µm.

여기서, 상기 포토마스크(7)는 노광광의 조사에 의하여 포토마스크에 형성된 마스크 패턴을 컬러 필터 기판(6) 상의 컬러 레지스트에 전사시키는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 투명 기재(8)와, 차광막(9)과, 마스크 패턴(10)과, 가시창(11)과, 마스크측 얼라인먼트 마크(17)로 이루어진다.Here, the photomask 7 transfers the mask pattern formed on the photomask to the color resist on the color filter substrate 6 by irradiation of exposure light. As shown in FIG. 2, the transparent substrate 8, It consists of the light shielding film 9, the mask pattern 10, the visible window 11, and the mask side alignment mark 17. As shown in FIG.

상기 투명 기재(8)는 자외선 및 가시광을 고효율로 투과시키는 투명한 유리 기재로서, 예를 들면 석영유리로 이루어진다.The transparent substrate 8 is a transparent glass substrate that transmits ultraviolet rays and visible light with high efficiency, and is made of, for example, quartz glass.

도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 투명 기재(8)의 한쪽 면(8a)에는 차광막(9)이 형성되어 있다. 이 차광막(9)은 노광광을 차광하는 것으로, 불투명한, 예를 들면 크롬(Cr) 박막으로 형성되어 있다.As shown in FIG. 3 or 4, a light shielding film 9 is formed on one side 8a of the transparent substrate 8. This light shielding film 9 shields exposure light, and is formed of an opaque, for example, chromium (Cr) thin film.

상기 차광막(9)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 한 방향으로 나란히 복수의 마스크 패턴(10)이 형성되어 있다. 이 복수의 마스크 패턴(10)은 노광광을 통과시키는 소정의 형상의 개구(開口)이며, 대향하여 반송되는 컬러 필터 기판(6)에 노광광을 조사할 수 있게 하여, 도 5에 도시된 컬러 필터 기판(6) 상에 형성된 블랙 매트릭스(12)의 픽셀(13) 상에 전사된다. 또한, 예를 들면 상기 픽셀(13)의 폭과 거의 일치하는 폭을 가지고 상기 배열 방향과 직교하는 방향으로 긴 직사각형으로 형성되며, 상기 픽셀(13)의 3 피치 간격과 일치하는 간격으로 형성되어 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 예를 들면 중앙부에 위치하는 마스크 패턴(10a)의 좌측 가장자리부가 기준 위치(S1)로서 미리 설정되어 있다.As shown in FIG. 2, a plurality of mask patterns 10 are formed in the light blocking film 9 side by side in one direction. The plurality of mask patterns 10 are openings of a predetermined shape through which exposure light passes, and the exposure light can be irradiated to the color filter substrate 6 which is conveyed to face each other, so that the color shown in FIG. Transferred onto the pixels 13 of the black matrix 12 formed on the filter substrate 6. In addition, for example, it has a width substantially equal to the width of the pixel 13, and is formed into a long rectangle in a direction orthogonal to the arrangement direction, and is formed at intervals that coincide with three pitch intervals of the pixel 13. . In addition, as shown in FIG. 2, the left edge part of the mask pattern 10a located in the center part is preset as the reference position S1, for example.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 투명 기재(8)의 다른 한쪽 면(8b)에서 상기 마스크 패턴(10)의 형성 영역에 대응한 영역(14) (도 2 참조)에는 자외선 반사 방지막(15)이 형성되어, 노광광에 포함되는 자외선 성분의 투과 효율이 향상된다.In addition, as shown in FIG. 3, the ultraviolet-ray anti-reflection film 15 is formed in the region 14 (see FIG. 2) corresponding to the formation region of the mask pattern 10 on the other side 8b of the transparent substrate 8. ) Is formed, and the transmission efficiency of the ultraviolet component included in the exposure light is improved.

상기 차광막(9)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 마스크 패턴(10)에 근접하여 그 배열 방향의 측방에 가시창(11)이 형성되어 있다. 이 가시창(11)은 대향하여 반송되는 도 5에 도시된 컬러 필터 기판(6)에 형성된 기판측 얼라인먼트 마크(16) 및 블랙 매트릭스(12)의 픽셀(13)을 관찰하기 위한 것으로, 후술하는 촬상 수단(3)으로 상기 기판측 얼라인먼트 마크(16)의 위치 및 블랙 매트릭스(12)의, 예를 들면 도 5에 도시된 바와 같이 중앙부에 위치하는 픽셀(13a)의 좌측 상단 모서리부에 미리 설정된 기준 위치(S2)를 검출할 수 있게 되어 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 마스크 패턴(10)의 배열 방향과 평행하게 중앙측에서 한쪽 단부(8c)를 향하여 길게 직사각형으로 형성되어 있다.As shown in FIG. 2, the light shielding film 9 is provided with a visible window 11 near the plurality of mask patterns 10 in a side of the array direction. This visible window 11 is for observing the substrate side alignment mark 16 and the pixel 13 of the black matrix 12 which were formed in the color filter substrate 6 shown in FIG. 5 conveyed opposingly, and are mentioned later. The image pickup means 3 has previously set the position of the substrate-side alignment mark 16 and the upper left corner of the black matrix 12, for example, the pixel 13a located at the center as shown in FIG. 5. The reference position S2 can be detected. In addition, as shown in FIG. 2, it is formed in a rectangular shape toward the one end 8c from the center side in parallel with the arrangement direction of the plurality of mask patterns 10.

상기 차광막(9)에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 가시창(11)의 한쪽 단부의 측방에 중앙측으로부터 타단부(8d)를 향하여 나란히 복수의 마스크측 얼라인먼트 마크(17)가 형성되어 있다. 이 복수의 마스크측 얼라인먼트 마크(17)는 상기 마스크 패턴(10)에 미리 설정된 기준 위치(S1)와 상기 컬러 필터 기판(6)의 픽셀(13)에 미리 설정된 기준 위치(S2)의 위치 맞춤을 하기 위한 것으로, 상기 마스크 패턴(10)에 대응하여 형성되어 있다. 또한, 그 형성 위치는 도 2에서 마스크측 얼라인먼트 마크(17)의 좌측 가장자리부가 대응하는 마스크 패턴(10)의 좌측 가장자리와 일치하도록 되어 있다. 또한, 예를 들면 차광막(9)의 중앙부측에 형성된 마스크측 얼라인먼트 마크(17)가 기준 마크(17a)로서 미리 설정되어 있다. 이것에 의하여, 상기 기준 마크(17a)와 상기 컬러 필터 기판(6)의 기판측 얼라인먼트 마크(16)가 소정의 위치 관계가 되도록 위치 조정됨으로써, 상기 마스크 패턴(10)의 기준 위치(S1)와 컬러 필터 기판(6)의 기준 위치(S2)의 위치 맞춤을 할 수 있게 되어 있다.As shown in FIG. 2, a plurality of mask side alignment marks 17 are formed in the light shielding film 9 side by side from the center side toward the other end 8d on the side of one end of the visible window 11. have. The plurality of mask-side alignment marks 17 adjust the alignment of the reference position S1 preset in the mask pattern 10 and the reference position S2 preset in the pixel 13 of the color filter substrate 6. In order to do this, it is formed corresponding to the mask pattern 10. In addition, the formation position is such that the left edge of the mask side alignment mark 17 coincides with the left edge of the corresponding mask pattern 10 in FIG. 2. In addition, for example, the mask side alignment mark 17 formed in the center part side of the light shielding film 9 is preset as the reference mark 17a. As a result, the reference mark 17a and the substrate-side alignment mark 16 of the color filter substrate 6 are positioned so as to have a predetermined positional relationship, whereby the reference position S1 of the mask pattern 10 The reference position S2 of the color filter substrate 6 can be aligned.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 투명 기재(8)의 다른 한쪽 면(8b)에서 상기 가시창(11) 및 마스크측 얼라인먼트 마크(17)의 형성 영역에 대응한 영역(19)(도 2 참조)에는 가시광을 투과시키고 자외선을 반사시키는 파장 선택성 막(20)이 형성되어 있어서, 노광광에 포함되는 자외선 성분이 상기 가시창(11) 및 마스크측 얼라인먼트 마크(17)를 통과하여 컬러 필터 기판(6)에 조사되어, 컬러 필터 기판(6)에 도포된 컬러 레지스트를 노광하는 것을 방지할 수 있게 되어 있다.In addition, as shown in FIG. 4, the region 19 (FIG. 2) corresponding to the formation region of the visible window 11 and the mask side alignment mark 17 on the other side 8b of the transparent substrate 8. A wavelength selective film 20 for transmitting visible light and reflecting ultraviolet rays is formed, and the ultraviolet component included in the exposure light passes through the visible window 11 and the mask-side alignment mark 17 to form a color filter substrate. Irradiated to (6), it is possible to prevent exposing the color resist applied to the color filter substrate 6.

또한, 상기 포토마스크(7)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 차광막(9)을 형성한 측을 아래로 향하게 하여 마스크 스테이지(2)에 의하여 지지된다.In addition, as shown in FIG. 1, the photomask 7 is supported by the mask stage 2 with the side on which the light shielding film 9 is formed face down.

상기 스테이지(1)의 위쪽에는 촬상 수단(3)이 배치되어 있다. 이 촬상 수단(3)은 컬러 필터 기판(6)에 형성된 기판측 얼라인먼트 마크(16)와 포토마스크(7)에 형성된 마스크측 얼라인먼트 마크(17)를 하프 미러(21)를 통하여 각각 동일 시야 내에 포착하여 촬상하는 것으로, 광을 수광하는 다수의 수광 소자를 일직선상으로 배열하여 구비한 수광면으로서의 라인 CCD(22)와, 그 전방에 배치되어 컬러 필 터 기판(6)에 형성된 기판측 얼라인먼트 마크(16) 및 픽셀(13)이나 포토마스크(7)에 형성된 마스크측 얼라인먼트 마크(17)를 각각 상기 라인 CCD(22) 상에 결상시키는 집광 렌즈(23)를 구비한다.The imaging means 3 is arranged above the stage 1. This imaging means 3 captures the substrate side alignment mark 16 formed on the color filter substrate 6 and the mask side alignment mark 17 formed on the photomask 7 through the half mirror 21 in the same field of view, respectively. And image pickup, the line CCD 22 serving as a light receiving surface provided with a plurality of light receiving elements arranged in a straight line, and a substrate side alignment mark disposed in front of the color filter substrate 6 16 and a condenser lens 23 for forming the mask-side alignment marks 17 formed on the pixels 13 and the photomask 7 on the line CCD 22, respectively.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 촬상 수단(3)의 광로 상에서 상기 라인 CCD(22)와 집광 렌즈(23) 간에는 광학 거리 보정 수단(4)이 배치되어 있다. 이 광학 거리 보정 수단(4)은 촬상 수단(3)의 라인 CCD(22)와 컬러 필터 기판(6) 간의 광학 거리 및 촬상 수단(3)의 라인 CCD(22)와 포토마스크(7) 간의 광학 거리를 거의 합치시키는 것이며, 공기의 굴절율보다 큰 소정의 굴절율을 갖는 투명한 부재로 이루어지는데, 예를 들면 유리 플레이트이다.As shown in FIG. 1, an optical distance correcting means 4 is disposed between the line CCD 22 and the condenser lens 23 on the optical path of the imaging means 3. This optical distance correcting means 4 comprises an optical distance between the line CCD 22 of the imaging means 3 and the color filter substrate 6 and an optical distance between the line CCD 22 of the imaging means 3 and the photomask 7. The distances are almost coincident with a transparent member having a predetermined refractive index larger than that of air, for example, a glass plate.

이 경우, 소정의 굴절율을 갖는 투명한 부재로 이루어진 광학 거리 보정 수단(4)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 포토마스크(7)에 형성된 가시창(11)을 통과하여 촬상 수단(3)의 라인 CCD(22)와 컬러 필터 기판(6)을 연결하는 광로 상에 배치되어 있다. 또는, 상기 라인 CCD(22)의 전방에 그 전체면을 커버하는 크기의 광학 거리 보정 수단(4)을 배치하고, 상기 라인 CCD(22)와 컬러 필터 기판(6)을 연결하는 광로 상에 위치하는 부분의 두께를 다른 부분보다 두껍게 형성하여도 좋다.In this case, the optical distance correcting means 4 made of a transparent member having a predetermined refractive index passes through the visible window 11 formed in the photomask 7, as shown in FIG. 6, of the imaging means 3. It is arrange | positioned on the optical path which connects the line CCD 22 and the color filter substrate 6. Alternatively, an optical distance correction means 4 having a size covering the entire surface of the line CCD 22 is disposed in front of the line CCD 22, and positioned on an optical path connecting the line CCD 22 and the color filter substrate 6 to each other. The thickness of the part to be made may be made thicker than the other parts.

도 6에 도시된 바와 같이, 통상적으로 집광 렌즈(23)로부터의 거리가 서로 다른 2점(P1, P2)에서 발광된 광은 집광 렌즈(23)로부터의 거리가 서로 다른 2점(F1, F2)에 집광된다. 따라서, 촬상 수단(3)에 의하여 포토마스크(7)의 마스크측 얼라인먼트 마크(17)를 촬상하고 있는 상태(집광 점(F2)이 라인 CCD(22) 상에 일치하는 상태)에서는, 촬상 수단(3)의 집광 렌즈(23)로부터의 거리가 포토마스크(7)보 다 먼 컬러 필터 기판(6)으로부터 발광된 광(L1)은 라인 CCD(22)보다 가까운 점(F1)에 집광된다. 따라서, 포토마스크(7)의 마스크측 얼라인먼트 마크(17)와 컬러 필터 기판(6)의 기판측 얼라인먼트 마크(16)는 촬상 수단(3)의 라인 CCD(22) 상에 동시에 결상시킬 수 없다. 그러나, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 포토마스크(7)의 가시창(11)을 거쳐 촬상 수단(3)의 라인 CCD(22)와 컬러 필터 기판(6)을 연결하는 광로 상에 광학 거리 보정 수단(4)을 배치함으로써 광학 거리가 길어져서, 광(L1)을 상기 라인 CCD(22) 상의 점(F3)에 집광시킬 수 있다. 이것에 의하여, 마스크측 얼라인먼트 마크(17)와 기판측 얼라인먼트 마크(16)를 동시에 라인 CCD(22) 상에 결상시킬 수 있다. 또한, 상기 광학 거리는 광학 거리 보정 수단(4)의 부재의 굴절율 및/또는 두께를 조절하여 조정할 수 있다.As shown in FIG. 6, light emitted at two points P1 and P2 having different distances from the condenser lens 23 typically has two points F1 and F2 having different distances from the condenser lens 23. Condensed). Therefore, in the state which image | photographs the mask side alignment mark 17 of the photomask 7 by the imaging means 3 (state where the condensing point F2 is matched on the line CCD 22), the imaging means ( The light L1 emitted from the color filter substrate 6 whose distance from the condenser lens 23 of 3) is farther from the photomask 7 is focused at a point F1 closer than the line CCD 22. Therefore, the mask side alignment mark 17 of the photomask 7 and the substrate side alignment mark 16 of the color filter substrate 6 cannot be simultaneously imaged on the line CCD 22 of the imaging means 3. However, as shown in FIG. 6, the optical distance on the optical path connecting the line CCD 22 of the imaging means 3 and the color filter substrate 6 via the visible window 11 of the photomask 7. By arranging the correction means 4, the optical distance becomes long, so that the light L1 can be focused on the point F3 on the line CCD 22. As a result, the mask side alignment mark 17 and the substrate side alignment mark 16 can be imaged on the line CCD 22 at the same time. Further, the optical distance can be adjusted by adjusting the refractive index and / or the thickness of the member of the optical distance correcting means 4.

이와 같이 구성된 마스크 스테이지(2) 및 촬상 수단(3)은 도시하지 않은 얼라인먼트 기구에 의하여 일체적으로 도 1에 도시된 스테이지(1)의 상면(1a)과 평행한 면 내에서 화살표 A로 나타낸 반송 방향과 직교하는 방향으로 이동할 수 있게 되어 있다.The mask stage 2 and the imaging means 3 comprised in this way are conveyed shown by the arrow A in the surface parallel to the upper surface 1a of the stage 1 shown by FIG. 1 integrally by the alignment mechanism which is not shown in figure. It can move in the direction orthogonal to a direction.

상기 스테이지(1)의 위쪽에는 노광 광학계(5)가 배치되어 있다. 이 노광 광학계(5)는 노광광을 포토마스크(7)를 통하여 컬러 필터 기판(6) 위에 조사하여 포토마스크(7)의 마스크 패턴(10)의 상(像)을 컬러 필터 기판(6)에 도포된 컬러 레지스트 위에 전사시키는 것으로, 광원(24)과 콘덴서 렌즈(25)를 구비한다.An exposure optical system 5 is disposed above the stage 1. The exposure optical system 5 irradiates the exposure light onto the color filter substrate 6 through the photomask 7, so that the image of the mask pattern 10 of the photomask 7 is applied to the color filter substrate 6. The light source 24 and the condenser lens 25 are provided by transferring onto the applied color resist.

상기 광원(24)은 자외선을 포함한 노광광을 방사하는 것으로, 예를 들면 초고압 수은 램프, 크세논 램프 또는 자외선 발광 레이저이다. 또한, 오목면경(26)에 의하여 그 초점에 집광된다. 또한, 상기 콘덴서 렌즈(25)는 광원(24)과 마스크 스테이지(2)의 사이에 배치되고, 광원(24)에서 방사된 노광광을 평행 광으로 만들어 포토마스크(7)에 수직으로 조사하도록 하는 것으로, 그 전방 초점을 상기 오목면경(26)의 초점 근방에 위치시키고 있다.The light source 24 emits exposure light including ultraviolet rays, and is, for example, an ultrahigh pressure mercury lamp, a xenon lamp, or an ultraviolet light emitting laser. In addition, the focus is condensed by the concave mirror 26. In addition, the condenser lens 25 is disposed between the light source 24 and the mask stage 2 to make the exposure light emitted from the light source 24 into parallel light so as to irradiate the photomask 7 perpendicularly. The front focus is positioned near the focus of the concave mirror 26.

다음으로, 이와 같이 구성된 노광 장치의 동작에 대하여 설명한다.Next, operation | movement of the exposure apparatus comprised in this way is demonstrated.

이때, 사용되는 컬러 필터 기판(6)은, 도 5에 도시된 바와 같이, 투명한 유리 기판의 한 면에 Cr 등으로 이루어진 불투명막이 형성되고, 도 5에 도시된 바와 같이 노광 영역(26) 내에 다수의 픽셀(13)이 매트릭스 형태로 형성된 것이다. 또한, 노광 영역(26)의 한쪽 단부(26a)측의 거의 중앙부에, 상기 포토마스크(7)에 미리 설정된 기준 위치(S1)와 상기 컬러 필터 기판(6)에 미리 설정된 기준 위치(S2)의 위치 어긋남을 보정하여 얼라인먼트를 하기 위하여 가늘고 긴 형태의 기판측 얼라인먼트 마크(16)가 1개 형성되어 있다. 또한, 상기 기판측 얼라인먼트 마크(16)의 측방에는 중앙에서 한쪽 단부(6a)를 향하여 나란히 배열되어, 복수의 얼라인먼트 확인 마크(27)를 픽셀(13)에 대응시켜서 픽셀(13)의 배열의 3 피치 간격과 일치하는 간격으로 형성되어 있다. 또한, 상기 기판측 얼라인먼트 마크(16) 및 얼라인먼트 확인 마크(27)는 도 5에 있어서 각 마크의 좌측 가장자리부와 대응하는 픽셀(13)의 좌측 가장자리부가 각각 일치하도록 형성되어 있다.In this case, as shown in FIG. 5, an opaque film made of Cr or the like is formed on one surface of the transparent glass substrate, and a plurality of color filter substrates 6 are used in the exposure area 26 as shown in FIG. 5. Pixel 13 is formed in a matrix form. Further, at a substantially central portion of one end 26a side of the exposure area 26, the reference position S1 preset in the photomask 7 and the reference position S2 preset in the color filter substrate 6 are provided. In order to correct the misalignment and to align, one elongated substrate-side alignment mark 16 is formed. The substrate-side alignment marks 16 are arranged side by side from the center toward one end 6a, so that the plurality of alignment confirmation marks 27 correspond to the pixels 13 so that three of the arrangements of the pixels 13 are arranged. It is formed at intervals matching the pitch interval. The substrate side alignment mark 16 and the alignment confirmation mark 27 are formed so that the left edge portion of the pixel 13 and the left edge portion of the pixel 13 correspond to each other in FIG. 5.

이와 같이 형성된 컬러 필터 기판(6)은 상면에 소정의 컬러 레지스트가 도포되고, 노광 영역(26)의 상기 기판측 얼라인먼트 마크(16)를 형성한 단부(26a)측을 도 5에 화살표 A로 나타낸 반송 방향의 선두에 위치시켜 스테이지(1)의 상면(1a)에 탑재되고, 도시하지 않은 반송 수단에 의하여 일정한 속도로 화살표 A 방향으로 반송된다.The color filter substrate 6 formed as described above is coated with a predetermined color resist on the upper surface, and the end portion 26a on which the substrate-side alignment mark 16 of the exposure area 26 is formed is indicated by arrow A in FIG. 5. It is located in the top of the conveyance direction, is mounted on the upper surface 1a of the stage 1, and is conveyed by the conveyance means which is not shown in arrow direction at a constant speed.

한편, 포토마스크(7)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 가시창(11)이 형성된 단부(8e)측을 화살표 A로 나타낸 반송 방향의 바로 앞쪽에 위치시켜, 도 1에 도시된 바와 같이 차광막(9)을 형성한 면을 아래로 향하게 하여 마스크 스테이지(2)에 의하여 지지된다. 또한, 반송되는 컬러 필터 기판(6)의 상면에 근접하여 대향하게 된다.On the other hand, as shown in FIG. 2, as shown in FIG. 2, the photomask 7 places the edge part 8e side in which the visible window 11 was formed in front of the conveyance direction shown by the arrow A, and is shown in FIG. It is supported by the mask stage 2 with the surface on which the light shielding film 9 is formed face down. Moreover, it opposes near the upper surface of the color filter board | substrate 6 conveyed.

이와 같은 상태에서, 포토마스크(7)에 형성된 가시창(11)을 통하여 컬러 필터 기판(6) 상의 기판측 얼라인먼트 마크(16), 얼라인먼트 확인 마크(27) 및 픽셀(13)이 촬상 수단(3)에 의하여 촬상된다. 이 경우, 포토마스크(7)에 형성된 가시창(11)을 거쳐 촬상 수단(3)의 라인 CCD(22)와 컬러 필터 기판(6)을 연결하는 광로 상에 광학 거리 보정 수단(4)이 배치되고, 그 광학 거리가 촬상 수단(3)의 라인 CCD(22)와 포토마스크(7) 사이의 광학 거리와 거의 합치하게 되므로, 촬상 수단(3)의 광축 방향으로 어긋나게 위치한 컬러 필터 기판(6) 상의 기판측 얼라인먼트 마크(16) 등의 상(像)과 포토마스크(7)의 마스크측 얼라인먼트 마크(17)의 상(像)이 동시에 촬상 수단(3)의 라인 CCD(22) 상에 결상한다. 따라서, 촬상 수단(3)으로 동시에 촬상된 기판측 얼라인먼트 마크(16) 등의 화상과 마스크측 얼라인먼트 마크(17)의 화상이 도시하지 않은 화상 처리부에서 동시에 처리된다.In this state, the substrate-side alignment mark 16, the alignment confirmation mark 27, and the pixel 13 on the color filter substrate 6 are transferred to the imaging means 3 through the visible window 11 formed in the photomask 7. Is taken. In this case, the optical distance correcting means 4 is disposed on the optical path connecting the line CCD 22 of the imaging means 3 and the color filter substrate 6 via the visible window 11 formed in the photomask 7. Since the optical distance is almost coincident with the optical distance between the line CCD 22 of the imaging means 3 and the photomask 7, the color filter substrate 6 which is shifted in the optical axis direction of the imaging means 3. Images such as the substrate-side alignment marks 16 and the like on the image and the mask-side alignment marks 17 of the photomask 7 are simultaneously imaged on the line CCD 22 of the imaging means 3. . Therefore, an image such as the substrate side alignment mark 16 and the image of the mask side alignment mark 17 simultaneously picked up by the imaging means 3 are simultaneously processed by an image processing unit (not shown).

이 경우, 먼저 촬상 수단(3)에 의하여, 도 7에 도시된 바와 같이 포토마스크(7)의 가시창(11)을 통하여 관찰되는 컬러 필터 기판(6)의 기판측 얼라인먼트 마 크(16)와 포토마스크(7)의 마스크측 얼라인먼트 마크(17)가 동시에 촬상된다. 이때, 기판측 얼라인먼트 마크(16)를 검출한 라인 CCD(22)의 수광 소자의 셀 번호와, 상기 포토마스크(7)의 기준 마크(17a)를 검출한 라인 CCD(22)의 수광 소자의 셀 번호가 독출되어, 연산부(도시되지 않음)에서 그 수평 거리(L)가 연산된다. 또한, 미리 설정되어 기억된 소정의 거리(L0)와 비교된다.In this case, first, by the imaging means 3, the substrate side alignment mark 16 of the color filter substrate 6 observed through the visible window 11 of the photomask 7 as shown in FIG. The mask side alignment mark 17 of the photomask 7 is imaged simultaneously. At this time, the cell number of the light receiving element of the line CCD 22 that detected the substrate side alignment mark 16 and the cell of the light receiving element of the line CCD 22 that detected the reference mark 17a of the photomask 7. The number is read out, and its horizontal distance L is calculated by a computing unit (not shown). It is also compared with a predetermined distance L 0 which is set and stored in advance.

여기서, 도 7에 도시된 바와 같이, 컬러 필터 기판(6)에 대하여 포토마스크(7)가 화살표 B 방향으로 어긋나 있는 경우에는, 도 8에 도시된 바와 같이, 기판측 얼라인먼트 마크(16)와 기준 마크(17a)의 거리(L)가 L0 또는 L0±x(x는 허용치)가 되도록 포토마스크(7)가 화살표 C 방향으로 이동된다. 이것에 의하여, 포토마스크(7)의 기준 위치(S1)와 컬러 필터 기판(6)의 기준 위치(S2)가 소정의 허용 범위 내에서 합치하게 된다.Here, as shown in FIG. 7, when the photomask 7 is displaced in the direction of the arrow B with respect to the color filter substrate 6, as shown in FIG. 8, the substrate-side alignment mark 16 and the reference mark are shown. The photomask 7 is moved in the direction of the arrow C so that the distance L of the mark 17a becomes L 0 or L 0 ± x (where x is an allowable value). As a result, the reference position S1 of the photomask 7 and the reference position S2 of the color filter substrate 6 coincide within a predetermined allowable range.

다음으로, 도 8에 도시하는 바와 같이, 포토마스크(7)의 가시창(11)을 통하여 컬러 필터 기판(6)의 얼라인먼트 확인 마크(27)가 촬상 수단(3)에 의하여 촬상된다. 또한, 각 얼라인먼트 확인 마크(27)를 검출한 라인 CCD(22)의 수광 소자의 셀 번호 및 포토마스크(7)의 각 마스크측 얼라인먼트 마크(17)를 검출한 라인 CCD(22)의 수광 소자의 셀 번호가 독출되어, 연산부에서 각 셀 번호의 평균값이 연산된다. 그 평균값은 얼라인먼트 조정 직후에 상기 컬러 필터 기판(6)의 기판측 얼라인먼트 마크(16)를 검출한 라인 CCD(22)의 수광 소자의 셀 번호와 비교되고, 두 값이 소정의 허용 범위 내에서 일치하는 경우에는 얼라인먼트가 확실하게 이루어진 것으로 판단하여 노광광이 포토마스크(7)에 조사된다. 이것에 의하여, 포토마스크(7)의 마스크 패턴(10)의 상(像)이 컬러 필터 기판(6)의 픽셀(13) 위에 전사된다. 또한, 상기 평균값과 셀 번호가 일치하지 않는 경우에는, 예를 들면 컬러 필터 기판(6)이 다른 종류이거나, 또는 블랙 매트릭스(12)가 형성 불량품이라고 판단하고, 이 경우에는 노광을 정지하고 경보를 발(發)한다.Next, as shown in FIG. 8, the alignment confirmation mark 27 of the color filter substrate 6 is imaged by the imaging means 3 via the visible window 11 of the photomask 7. Further, the cell number of the light receiving element of the line CCD 22 which detected each alignment confirmation mark 27 and the light receiving element of the line CCD 22 which detected each mask side alignment mark 17 of the photomask 7 The cell number is read out, and the average value of each cell number is calculated by the calculation unit. The average value is compared with the cell number of the light receiving element of the line CCD 22 which detected the substrate side alignment mark 16 of the color filter substrate 6 immediately after the alignment adjustment, and the two values coincide within a predetermined allowable range. In this case, it is determined that the alignment is surely performed, and the exposure light is irradiated to the photomask 7. As a result, the image of the mask pattern 10 of the photomask 7 is transferred onto the pixel 13 of the color filter substrate 6. If the average value and the cell number do not coincide with each other, for example, the color filter substrate 6 is a different type, or the black matrix 12 is determined to be defective. In this case, the exposure is stopped and an alarm is issued. Feet

다음으로, 촬상 수단(3)으로 촬상된 화상 데이터와 기억부에 기억된 컬러 필터 기판(6)의 기준 위치(S2)의 룩업 테이블(LUT)이 비교되어, 기준 위치(S2)가 검출된다. 또한, 도 9에 도시하는 바와 같이, 상기 기준 위치(S2)를 검출한 라인 CCD(22)의 수광 소자의 셀 번호와, 포토마스크(7)의 기준 마크(17a)를 검출한 라인 CCD(22)의 수광 소자의 셀 번호가 비교되고, 양자의 거리(L)가 L0 또는 L0±x가 되도록 포토마스크(7)가 화살표 B, C 방향으로 미세하게 이동된다. 또한, 필요에 따라 포토마스크(7)는 그 면의 중심을 중심축으로 하여 회동 조정된다. 이것에 의하여, 컬러 필터 기판(6)이 화살표 A로 나타낸 반송 방향과 직교하는 방향으로 흔들리면서 반송되더라도 포토마스크(7)는 그것에 추종하여 움직여, 목표로 하는 위치에 포토마스크(7)의 마스크 패턴(10)의 상(像)이 고정밀도로 전사된다.Next, the image data picked up by the imaging means 3 and the lookup table LUT of the reference position S2 of the color filter substrate 6 stored in the storage unit are compared, and the reference position S2 is detected. In addition, as shown in FIG. 9, the cell number of the light receiving element of the line CCD 22 which detected the said reference position S2, and the line CCD 22 which detected the reference mark 17a of the photomask 7 was detected. The cell numbers of the light-receiving elements of Fig. 2) are compared, and the photomask 7 is moved finely in the directions of the arrows B and C so that the distance L is either L 0 or L 0 ± x. In addition, if necessary, the photomask 7 is pivotally adjusted with the center of the surface as the central axis. As a result, even when the color filter substrate 6 is conveyed while being shaken in a direction orthogonal to the conveying direction indicated by the arrow A, the photomask 7 moves in accordance with it and moves the mask pattern of the photomask 7 to the target position ( The image of 10) is transferred with high accuracy.

이 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 포토마스크(7)의 투명 기재(8)의 다른 한쪽 면(8b)에서 마스크 패턴(10)의 형성 영역에 대응한 영역(14)(도 2 참조)에는 노광광에 포함되는 자외선 성분의 반사 방지막(15)이 형성되어 있기 때문에, 자외선은 상기 반사 방지막(15)에 의하여 반사가 억제되어 효율적으로 포토마스크(7)의 마스크 패턴(10)을 통과한다. 그리하여, 컬러 필터 기판(6) 상의 컬러 레지스트를 효율적으로 노광한다.In this case, as shown in FIG. 3, the region 14 corresponding to the formation region of the mask pattern 10 on the other side 8b of the transparent substrate 8 of the photomask 7 (see FIG. 2). Since the antireflection film 15 of the ultraviolet component included in the exposure light is formed therein, the ultraviolet light is suppressed by the antireflection film 15 and efficiently passes through the mask pattern 10 of the photomask 7. . Thus, the color resist on the color filter substrate 6 is efficiently exposed.

한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 포토마스크(7)의 투명 기재(8)의 다른 한쪽 면(8b)에서 가시창(11) 및 마스크측 얼라인먼트 마크(17)의 형성 영역에 대응한 영역(19)(도 2 참조)에는 가시광을 투과시키고 자외선을 반사시키는 파장 선택성 막(20)이 형성되어 있기 때문에, 상기 가시창(11) 및 마스크측 얼라인먼트 마크(17)를 조사한 노광광의 자외선 성분은 상기 파장 선택성 막(20)에 의하여 반사된다. 따라서, 노광광의 자외선 성분이 가시창(11) 및 마스크측 얼라인먼트 마크(17)를 통하여 컬러 필터 기판(6)을 조사하는 경우는 없다.On the other hand, as shown in Fig. 4, on the other side 8b of the transparent substrate 8 of the photomask 7, the area corresponding to the formation region of the visible window 11 and the mask side alignment mark 17 ( 19 (see FIG. 2), since the wavelength selective film 20 for transmitting visible light and reflecting ultraviolet light is formed, the ultraviolet component of the exposure light irradiated with the visible window 11 and the mask side alignment mark 17 is described above. Reflected by the wavelength selective film 20. Therefore, the ultraviolet component of the exposure light does not irradiate the color filter substrate 6 via the visible window 11 and the mask side alignment mark 17.

따라서, 가시창(11) 및 마스크측 얼라인먼트 마크(17)가 마스크 패턴(10)에 근접하여 반송 방향으로 선후(先後)하여 형성되어 있어도, 상기 가시창(11) 및 마스크측 얼라인먼트 마크(17)의 상(像)이 컬러 필터 기판(6)의 노광 영역(26)에 전사되지 않는다.Therefore, even when the visible window 11 and the mask side alignment mark 17 are formed in advance in the conveyance direction near the mask pattern 10, the visible window 11 and the mask side alignment mark 17 are formed. The image of is not transferred to the exposure area 26 of the color filter substrate 6.

한편, 가시광은 상기 파장 선택성 막(20)을 투과하기 때문에, 상기 가시창(11)을 통하여 컬러 필터 기판(6)의 기판측 얼라인먼트 마크(16), 얼라인먼트 확인 마크(27) 및 픽셀(13)을 관찰할 수 있다. 따라서, 컬러 필터 기판(6)을 반송하면서 마스크 패턴(10)과 근접한 위치에서 가시창(11)을 통하여 컬러 필터 기판(6)의 기판측 얼라인먼트 마크(16) 및 픽셀(13)의 위치를 확인하고, 포토마스크(7)의 기준 위치(S1)와 컬러 필터 기판(6)의 기준 위치(S2)의 위치 맞춤을 할 수 있어서 양자의 위치 맞춤 정밀도를 종래보다 훨씬 향상시킬 수 있다.On the other hand, since visible light passes through the wavelength selective film 20, the substrate side alignment mark 16, the alignment confirmation mark 27, and the pixel 13 of the color filter substrate 6 are formed through the visible window 11. Can be observed. Therefore, the position of the substrate side alignment mark 16 and the pixel 13 of the color filter substrate 6 is confirmed through the visible window 11 at the position close to the mask pattern 10 while conveying the color filter substrate 6. Then, the reference position S1 of the photomask 7 and the reference position S2 of the color filter substrate 6 can be aligned, whereby the positioning accuracy of both can be improved much more than before.

또한, 상기 실시 형태에서는 마스크측 얼라인먼트 마크(17)가 가시창(11)의 옆에 나란히 형성된 경우에 대하여 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니며, 가시창(11)을 투명 기재(8)의 한쪽 단부(8c)에서 다른 쪽 단부(8d)까지 뻗어 있도록 길게 형성하고 그 내부에 마스크측 얼라인먼트 마크(17)를 형성하여도 좋다. 이 경우, 마스크측 얼라인먼트 마크(17)는 불투명막으로 예를 들면 가늘고 긴 형태로 형성된다.In addition, in the said embodiment, although the case where the mask side alignment mark 17 was formed side by side of the visible window 11 was demonstrated, it is not limited to this, The visible window 11 is made into one side of the transparent base material 8. It may be formed long so as to extend from the end 8c to the other end 8d, and a mask side alignment mark 17 may be formed therein. In this case, the mask side alignment mark 17 is formed in an opaque film, for example in an elongate form.

또한, 상기 실시 형태에 있어서는 컬러 필터 기판(6)에 기판측 얼라인먼트 마크(16) 및 얼라인먼트 확인 마크(27)를 형성한 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 기판측 얼라인먼트 마크(16) 및 얼라인먼트 확인 마크(27)가 없어도 좋다. 이 경우, 노광 영역(26)의 반송 방향에서 양 측방의 소정의 위치에 별도의 얼라인먼트 마크를 형성하고, 그것에 대응하여 포토마스크(7)의 양단부에도 얼라인먼트 마크를 형성하고, 컬러 필터 기판(6)을 반송하기 전에 양쪽 얼라인먼트 마크에 의하여 얼라인먼트의 거침조정(粗調整)을 하고, 노광 실행 중에는 촬상 수단(3)으로 가시창(11)을 통하여 픽셀(13)의 기준 위치(S2)를 검출하여 전술한 방법에 의하여 위치 맞춤을 할 수도 있다.In addition, in the said embodiment, although the case where the board side alignment mark 16 and the alignment confirmation mark 27 were formed in the color filter board | substrate 6 was demonstrated, this invention is not limited to this, The said board side alignment The mark 16 and the alignment confirmation mark 27 may not be provided. In this case, separate alignment marks are formed at predetermined positions on both sides in the conveyance direction of the exposure area 26, and corresponding alignment marks are formed at both ends of the photomask 7 in correspondence with the color filter substrate 6. The roughness adjustment of the alignment is carried out by both alignment marks before conveyance, and the reference position S2 of the pixel 13 is detected by the imaging means 3 through the visible window 11 during exposure, and is mentioned above. Positioning can also be done by one method.

또한, 상기 실시 형태에서는 노광광이 마스크 패턴(10), 가시창(11) 및 마스크측 얼라인먼트 마크(17)를 조사하는 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 노광광을 압축하고 가시창(11) 및 마스크측 얼라인먼트 마크(17)에는 노광광이 조사되지 않도록 할 수도 있다. 이 경우에는 가시광을 투과시키고 자외선을 반사시키는 파장 선택성 막(20)은 가시창(11) 및 마스크측 얼라인 먼트 마크(17)를 덮어서 형성하지 않아도 된다.In the above embodiment, the case where the exposure light irradiates the mask pattern 10, the visible window 11, and the mask side alignment mark 17 has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the exposure light is compressed. In addition, the exposure window 11 and the mask side alignment mark 17 may not be exposed to the exposure light. In this case, the wavelength selective film 20 which transmits visible light and reflects ultraviolet rays does not need to be formed covering the visible window 11 and the mask side alignment mark 17.

또한, 이상의 설명에서는 광학 거리 보정 수단(4)으로서 소정의 굴절율을 갖는 투명한 부재를 포토마스크(7)의 가시창(11)을 통하여 촬상 수단(3)의 라인 CCD(22)와 컬러 필터 기판(6)을 연결하는 광로 상에 배치한 경우에 대하여 설명하였지만, 촬상 수단(3)의 집광 렌즈(23)와는 별도의 집광 렌즈를 촬상 수단(3)의 라인 CCD(22)와 포토마스크(7)의 마스크측 얼라인먼트 마크(17)를 연결하는 광로 상에 배치하여 집광점(F2)을 바로 그 앞쪽으로 어긋나게 하고, 이 집광점을 컬러 필터 기판(6)에서 나온 광(L1)의 집광점(F1)의 위치에 맞추어도 좋다.In addition, in the above description, as the optical distance correcting means 4, a transparent member having a predetermined refractive index is provided through the visible window 11 of the photomask 7 through the line CCD 22 of the imaging means 3 and the color filter substrate ( Although the case where it is arrange | positioned on the optical path which connects 6) was demonstrated, the condensing lens separate from the condensing lens 23 of the imaging means 3 is equipped with the line CCD 22 and the photomask 7 of the imaging means 3; On the optical path connecting the mask-side alignment mark 17 of the mask to shift the focusing point F2 directly to the front, and the focusing point F1 of the light L1 emitted from the color filter substrate 6. You may adjust it to the position of).

또한, 이상의 설명에서는 스테이지(1)가 노광 동작 중에 소정의 방향으로 이동하여 상면에 탑재된 컬러 필터 기판(6)을 반송하는 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 스테이지(1)는 노광 동작 중에 정지되어, 컬러 필터 기판(6)의 노광 영역(26)의 전면(全面)에 소정의 노광 패턴을 일괄적으로 노광하는 것이어도 좋다. 이 경우, 노광 영역(26)의 주변에 형성된 상기한 것과는 별도의 기판측 얼라인먼트 마크를 포토마스크에 형성한 별도의 가시창을 통하여 촬상하고, 포토마스크에 상기 기판측 얼라인먼트 마크에 대응하여 형성된 마스크측 얼라인먼트 마크를 상기 기판측 얼라인먼트 마크에 배열하여 촬상하고, 양쪽 얼라인먼트 마크가 소정의 위치 관계를 갖도록 스테이지와 포토마스크를 상대적으로 이동시켜서 위치 맞춤을 하면 좋다.In addition, although the above description demonstrated the case where the stage 1 moves in the predetermined direction and conveys the color filter substrate 6 mounted in the upper surface during an exposure operation, this invention is not limited to this, The stage 1 ) May be stopped during the exposure operation, and the predetermined exposure pattern may be collectively exposed on the entire surface of the exposure area 26 of the color filter substrate 6. In this case, a substrate side alignment mark different from the above formed around the exposure area 26 is picked up through a separate visible window formed on the photomask, and a mask side formed on the photomask corresponding to the substrate side alignment mark. The alignment marks may be imaged by arranging the alignment marks on the substrate-side alignment marks, and the stage and the photomask may be moved relative to each other so that the alignment marks have a predetermined positional relationship.

또한, 이상의 설명에서는 기판이 컬러 필터 기판(6)인 경우에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 소정의 노광 패턴을 형성하는 것이 라면 반도체 기판 등 어떠한 것이라도 좋다.In addition, although the case where the board | substrate was the color filter board | substrate 6 was demonstrated in the above description, this invention is not limited to this, Any thing, such as a semiconductor board | substrate, may be sufficient as what forms a predetermined exposure pattern.

Claims (4)

감광성 수지를 도포한 기판을 상면에 탑재하여 유지하는 스테이지와,A stage for mounting and holding a substrate coated with a photosensitive resin on an upper surface thereof; 상기 스테이지의 위쪽에 배치되어 상기 기판에 근접 대향시켜서 포토마스크를 지지하는 마스크 스테이지와,A mask stage disposed above the stage to closely face the substrate to support the photomask; 상기 기판에 형성된 기판측 얼라인먼트 마크와 상기 포토마스크에 형성된 마스크측 얼라인먼트 마크를 각각 동일 시야 내에 포착하여 촬상하는 촬상 수단을 구비하고, 상기 촬상 수단에 의하여 촬상된 상기 기판측 및 마스크측 얼라인먼트 마크의 각 화상에 기초하여 상기 스테이지와 마스크 스테이지를 상대적으로 이동시켜서, 상기 기판과 포토마스크의 위치 맞춤을 하고 노광하는 노광 장치로서,And imaging means for capturing and imaging a substrate-side alignment mark formed on the substrate and a mask-side alignment mark formed on the photomask, respectively, in the same field of view, and each of the substrate-side and mask-side alignment marks captured by the imaging means. An exposure apparatus for relatively positioning and exposing the substrate and the photomask by moving the stage and the mask stage relative to the image, 상기 촬상 수단의 수광면과 기판 사이의 광학 거리 및 상기 촬상 수단의 수광면과 포토마스크 사이의 광학 거리를 거의 합치시키는 광학 거리 보정 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.And an optical distance correction means for substantially matching an optical distance between the light receiving surface of the image pickup means and the substrate and an optical distance between the light receiving surface of the image pickup means and the photomask. 제1항에 있어서, 상기 광학 거리 보정 수단은 적어도 상기 촬상 수단의 수광면과 기판을 연결하는 광로 상에 배치된 소정의 굴절율을 갖는 투명한 부재인 것을 특징으로 하는 노광 장치.The exposure apparatus according to claim 1, wherein the optical distance correcting means is a transparent member having a predetermined refractive index arranged on at least an optical path connecting the light receiving surface of the imaging means to the substrate. 제1항에 있어서, 상기 스테이지는 노광 동작 중에 소정의 방향으로 이동하여 상면에 탑재된 기판을 반송하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.The exposure apparatus according to claim 1, wherein the stage moves in a predetermined direction during the exposure operation to convey the substrate mounted on the upper surface. 제1항에 있어서, 상기 촬상 수단은 광을 수광하는 다수의 수광 소자를 일직선상으로 배열하여 구비한 것을 특징으로 하는 노광 장치.The exposure apparatus according to claim 1, wherein the image pickup means includes a plurality of light receiving elements arranged in a straight line to receive light.
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