曝光方法以及曝光装置

申请号 CN200680054845.2 申请日 2006-06-07 公开(公告)号 CN101460897A 公开(公告)日 2009-06-17
申请人 集成方案株式会社; 发明人 饭野仁;
摘要 本 发明 的曝光装置对于通过 基板 搬运单元(5)以一定速度向一定方向搬运的基板(4),在曝光部位(曝光部分)(2)通过在曝光光学系统(3)的光轴(光程)(S)上设置的掩膜(11)照射来自灯(连续 光源 )(9)的曝光光。在基板(4)上转印并曝光掩膜(11)的开口部分(11a)的图像时,由摄像单元(6)的线性CCD(20)拍摄在基板(4)上预先形成的 像素 (基准图案)(18)的前方边缘以及侧方边缘(图案边缘),检测出基板(4)上的搬运方向和与该搬运方向成直 角 的方向中的基准 位置 。在由摄像单元(6)拍摄的像素(18)从摄像位置(F)被移动到曝光位置(E)时,曝光部位(2)一边对掩膜(11)进行位置调节以使掩膜(11)的位置与基板(4)上的基准位置一致,一边对沿基板(4)的搬运方向的曝光区域进行连续曝光。
权利要求

1、一种曝光方法,包括:
通过基板搬运单元以一定速度向一定方向搬运基板的步骤;
用摄像单元拍摄在所述基板上预先形成的基准图案的图案边缘,从而检 测基板上的搬运方向和与该搬运方向成直的方向中的基准位置的步骤;
对掩膜进行位置调节使得在由所述摄像单元拍摄的基准图案通过所述基 板搬运单元从摄像位置被移动到曝光位置时,所述掩膜的位置与所述基板上 的所述基准位置一致的步骤;以及
在所述曝光位置中通过在曝光光学系统的光程上设置的掩膜照射来自连 续光源的曝光光,并在所述基板上转印所述掩膜的开口部分的图像的步骤,
所述曝光方法对沿所述基板的搬运方向的曝光区域连续曝光。
2、一种曝光装置,包括:
基板搬运单元,以一定速度向一定方向搬运基板;
曝光光学系统,对通过所述基板搬运单元搬运的状态的基板,通过掩膜 的开口部分照射来自连续光源的曝光光,从而将所述开口部分的图像转印到 所述基板上;
摄像单元,在所述基板的移动中拍摄在所述基板上预先形成的基准图案 的图案边缘;以及
控制装置,根据由所述摄像单元所拍摄的所述图案边缘的图像来检测所 述基板上的搬运方向和与所述搬运方向成直角的方向中的基准位置,并对掩 膜进行位置调节使得在由所述摄像单元拍摄的基准图案从摄像位置被移动到 曝光位置时,所述掩膜的位置与所述基板上的所述基准位置一致,
当所述基板在从所述基板上的曝光开始端到曝光结束端移动所述曝光位 置的期间,所述控制装置使来自所述连续光源的所述曝光光持续照射到所述 基板上。
3、如权利要求2所述的曝光装置,其中,
所述控制装置根据与基板的搬运方向成直角的方向中的基准位置,进行 所述掩膜在与搬运方向成直角的方向中的位置调节。
4、如权利要求2所述的曝光装置,其中,
所述控制装置根据对于通过所述各个基准位置的检测求得的基板的搬运 方向的斜率,进行所述掩膜的旋转角的位置调节。
5、如权利要求2所述的曝光装置,其特征在于,
所述基板搬运单元将片状的基板从存储辊缠绕到卷线辊上,从而使所述 曝光部分沿与所述曝光光学系统的光程垂直的平面上移动。

说明书全文

技术领域

发明涉及在制造用于液晶面板的彩色滤光片(color filter)等时所使用 的曝光方法以及曝光装置。

背景技术

以往,在用于液晶面板的彩色滤光片的制造中,已知用于在形成了黑斑 矩阵(black matrix)的基板上形成红(R)、绿(G)、蓝(B)的着色层的曝 光方法或曝光装置(例如,参照专利文献1、专利文献2)。在该曝光方法中, 将放置了基板的基板台(stage)搬运到曝光部分从而定位,并在该曝光部分 通过比基板的面积小的光掩膜(photo mask)将来自光源部分的曝光光照射到 基板上的规定区域从而进行第1次曝光。接着,使所述基板台阶梯移动规定 距离从而将基板在曝光部分再次定位后,在第1次未能曝光的区域进行第2 次曝光。重复这样的曝光从而在大型基板的整个面上转印光掩膜的图案。
此外,其他以往的曝光方法或曝光装置例如记载在专利文献3以及专利 文献4中。在该曝光方法中,抽出缠绕在辊上的片状基材(基板)到曝光部 分从而定位,在该曝光部分中通过相当于单位基板的大小的光掩膜将来自光 源部分的曝光光照射到片状基板的规定区域从而转印光掩膜的图案。接着, 抽出所述片状基板相当于单位基板的量从而定位,通过重复同样的曝光操作, 依次在片状基板的长度方向上转印光掩膜的图案。

发明内容

发明要解决的课题
但是,在上述以往的曝光方法或曝光装置中,在对于所述基板(基材) 的规定区域的曝光结束时,需要暂时结束曝光操作并使光掩膜相对于基板(基 材)阶梯移动,从而间断地重复再次对基板(基材)和光掩膜进行位置匹配 的操作。因此,存在曝光操作所需的时间变长,不能有效地进行曝光作业的 问题。此外,若为了防止自重导致的挠曲而缩小光掩膜的大小,则对大型基 板重复曝光操作的次数变多,相应地曝光时间变长,上述问题变得更加显著。
此外,在为减少所述曝光操作的重复次数而使用了较大的光掩膜时,曝 光光需要较大的能量。因此,根据光源部分的功率极限而不得不延长曝光光 的照射时间,存在最终无法缩短曝光时间的问题。
进而,为了在所述曝光部分进行所述基板(基材)和光掩膜的位置匹配, 需要预先在所述基板(基材)和光掩膜的双方形成与图案不同的定位标记 (alignment mark),存在所述基板(基材)和光掩膜的制造工序变得繁杂的 问题。
本发明是鉴于上述情况而完成,其目的在于提供一种使用较小的掩膜能 够有效地对具有较宽的曝光区域的基板进行曝光的曝光方法以及曝光装置。
解决课题的方案
为了解决所述课题,本发明具有以下的特征。
即,本发明的曝光方法的特征在于,包括:
通过基板搬运单元以一定速度向一定方向搬运基板的步骤;
用摄像单元拍摄在所述基板上预先形成的基准图案的图案边缘,从而检 测基板上的搬运方向和与该搬运方向成直的方向中的基准位置的步骤;
对掩膜进行位置调节使得在由所述摄像单元拍摄的基准图案通过所述基 板搬运单元从摄像位置被移动到曝光位置时,所述掩膜的位置与所述基板上 的所述基准位置一致的步骤;以及
在所述曝光位置中通过在曝光光学系统的光程上设置的所述掩膜照射来 自连续光源的曝光光,并在所述基板上转印所述掩膜的开口部分的图像的步 骤,
所述曝光方法对沿基板的搬运方向的曝光区域连续曝光。
本发明的曝光装置的特征在于,包括:
基板搬运单元,以一定速度向一定方向搬运基板;
曝光光学系统,对通过所述基板搬运单元搬运的状态的基板,通过掩膜 的开口部分照射来自连续光源的曝光光,从而将所述开口部分的图像转印到 所述基板上;
摄像单元,在所述基板的移动中拍摄在所述基板上预先形成的基准图案 的图案边缘;以及
控制装置,根据由所述摄像单元所拍摄的所述图案边缘的图像来检测所 述基板上的搬运方向和与所述搬运方向成直角的方向中的基准位置,并对掩 膜进行位置调节使得在由所述摄像单元拍摄的基准图案从摄像位置被移动到 曝光位置时,所述掩膜的位置与所述基板上的所述基准位置一致,
当所述基板在从所述基板上的曝光开始端到曝光结束端移动所述曝光位 置的期间,所述控制装置使来自所述连续光源的所述曝光光持续照射到所述 基板上。
在本发明的曝光装置中,优选所述控制装置根据与基板的搬运方向成直 角的方向中的基准位置,进行所述掩膜在与搬运方向成直角的方向中的位置 调节。
此外,在本发明的曝光装置中,优选所述控制装置根据对于通过所述各 个基准位置的检测求得的基板的搬运方向的斜率,进行所述掩膜的旋转角的 位置调节。
进而,在本发明的曝光装置中,优选所述基板搬运单元将片状的基板从 存储辊缠绕到卷线辊上,从而使所述曝光部分沿与所述曝光光学系统的光程 垂直的平面上移动。
发明效果
根据本发明的曝光方法以及曝光装置,能够一边通过基板搬运单元搬运 基板且一边连续对掩膜的开口部分的形状进行转印、曝光。因此,即使在使 用较小的掩膜的情况下,也能够有效地进行对于具有较宽的曝光区域的基板 的曝光,而不需要进行基于基板的间断性阶梯移动的曝光。
并且,利用预先在基板上形成的基准图案来检测基板的基准位置,从而 可基于该基准位置来调节所述掩膜的位置。因此,可正确地进行对所述基板 的规定区域的曝光,同时不需要为了所述掩膜的位置调节而在基板和掩膜上 形成定位标记,基板和掩膜的制造变得容易。
根据调节掩膜在与搬运方向成直角的方向的位置的实施方式的曝光装 置,能够与基板的搬运方向成直角的方向中的基准位置相匹配,从而可靠地 进行掩膜在所述直角的方向上的位置调节。因此,能够正确地进行沿基板的 搬运方向的曝光区域的曝光。
根据进行掩膜的旋转角的位置调节的实施方式的曝光装置,能够与对于 基板的搬运方向的倾斜角相匹配,从而可靠地进行掩膜的旋转角的位置调节。 因此,与所搬运的基板的位置变化相对应地进一步正确进行掩膜的位置调节, 从而能够进一步正确地进行规定的曝光区域的曝光。
根据将片状的基板从存储辊缠绕到卷线辊上从而使曝光部分沿与曝光光 学系统的光程垂直的平面上移动的实施方式的曝光装置,不需要使连续了多 个相当于单位基板的曝光区域的片状的基板在相当于各个单位基板的每个曝 光区域阶梯移动,以使其间断地重复进行曝光操作。因此,能够使多个基板 非常有效地曝光,从而提高生产率。
附图说明
图1是表示本发明第1实施方式的曝光装置的系统图。
图2A是用于说明本发明第1实施方式的曝光装置中的掩膜的位置调整 的平面图。
图2B是用于说明本发明第1实施方式的曝光装置中的掩膜的位置调整的 平面图。
图3是表示本发明第1实施方式的曝光装置的作用的流程图
图4是表示本发明第2实施方式的曝光装置的系统图。
图5是表示本发明第2实施方式的曝光装置的系统图。
标号说明
1、1A、1B 曝光装置
2 曝光部位(station)(曝光部分)
3、3b 曝光光学系统
4、4a 基板
5、5a 基板搬运单元
6 摄像单元
图像识别用照明
8 控制装置
9 灯(连续光源)
10 照明用透镜
10a 投影用透镜
11 掩膜
11a 开口部分
12 掩膜台
13 掩膜驱动单元
16、16a 基板驱动单元
18 像素(pixel)(图案)
18e1 前方边缘(图案边缘)
18e2 侧方边缘(图案边缘)
20 线性CCD
21 图像处理单元
22 存储单元
23 运算单元
24 灯电源单元
25 基板控制器
26 掩膜控制器
27 主控制单元
E 曝光位置
F 摄像位置

具体实施方式

以下,参照图1、图2A以及图2B说明本发明第1实施方式的曝光装置。
在图1中,曝光装置1包括:在曝光部位(曝光部分)2上设置的曝光 光学系统3;在该曝光光学系统3的下方搬运作为曝光对象的基板4的基板 搬运单元5;拍摄所述基板4的特定部位的摄像单元6;在所述曝光部位2中 从下方对所述基板4进行照明的图像识别用光源7;与所述各个装置部分连 接从而进行控制的控制装置8。来自所述曝光光学系统3的曝光光通过在曝 光光学系统3上设置的掩膜11的开口部分被照射到所述基板4,根据所述开 口部分的形状的图案被转印到所述基板4。
所述曝光光学系统3包括:由超高压灯等构成的灯(连续光源)9; 在该灯9的下方设置并且将来自灯9的曝光光向下方投光的照明用透镜10; 在该照明用透镜10的下方设置的掩膜11。该曝光光学系统3的光轴(光程) S设定为铅锤方向,所述掩膜11位于与光轴S垂直的平面内。所述灯9一旦 点亮则直到被指令熄灭为止连续地持续照射曝光光。此外,所述掩膜11由图 1中在与纸面垂直的Y轴方向(在图2A以及图2B中为上下方向)y上具有 长边的矩形形状的平板构成。在与Y轴方向y成直角的X轴方向(在图1、 图2A以及图2B中为左右方向)x中的短边的中央部分,在X轴方向x具有 长边的矩形形状的开口部分11a、11a以在Y轴方向y隔开规定间隔的方式贯 通设置了多个(在图示的例子中为两个)。所述开口部分11a在X轴方向中的 长度例如被设定为与基板4的像素18(后述)在X轴方向中的长度相同。掩 膜11的大小只要是对设置所述开口部分11a、11a的大小所必要且充分的面 积即可。因此,掩膜11在基板4的X轴方向x中的幅度比单位基板(将相当 于一张液晶面板等的大小的基板称为“单位基板”)的X轴方向x中的长度 充分小(参照图2A以及图2B)。
所述掩膜11被支承在与所述曝光光学系统3的光轴S垂直设置的掩膜台 12的上面,连接所述开口部分11a、11a的中心的线位于所述曝光光学系统3 的光轴S上。所述掩膜台12可通过具有伺服电机线性电机等的掩膜驱动单 元13调节在水平面内所述掩膜11在Y轴方向y的位置和以掩膜11的中央为 中心的轴向旋转的旋转角。在所述掩膜驱动单元13上设置有用于检测所述掩 膜台12向Y轴方向y的移动位置和旋转角度从而将这些检测值反馈到所述 控制装置8的编码器、线性传感器位置传感器和角度传感器(都未图示)。
所述基板搬运单元5包括存储辊14、卷线辊15、基板驱动单元16。存 储辊14配置在所述曝光部位2的一端侧(图1中为右侧),将薄膜状(片状) 的基板4缠绕存储。卷线辊15配置在曝光部位2的另一端侧(图1中为左侧), 缠绕从所述存储辊14抽出的基板4。基板驱动单元16由伺服电机等构成, 旋转所述卷线辊15从而使基板4沿X轴方向x连续向行进方向(一定方向) M搬运,从而缠绕到卷线辊15。所述基板驱动单元16上设置了用于检测所 述基板4在X轴方向x的移动位置从而将该检测值反馈到所述控制装置8的 编码器、线性传感器等位置传感器。此外,在所述基板搬运单元5上设置了 位于所述曝光部位2的前后(图1中为左右)以从上下夹持基板4从而自转 的两对导辊17a以及17b。通过这些导辊17a以及17b,所述基板4在掩膜台 12的下方保持水平状态地移动。
所述基板4例如是彩色滤光片基板,如图2A所示,黑斑矩阵BM中具 有矩阵状地配置且作为矩形形状的开口的像素(基准图案)18。这些像素18 在基板4的搬运方向(X轴方向x)上直线状地配置了用于各个着色层(红R、 绿G、蓝B)的像素列,在与所述搬运方向成直角的基板4的幅度方向(Y 轴方向y)上配置了这些像素列。在所述曝光部位2中,该基板4的表面沿 与所述曝光光学系统3的光轴S垂直的水平面移动。
另外,所述基准图案除了指本实施方式所示的图案之外,在半导体部件 中指布线图案或各种电极图案等。
所述摄像单元6包括:与所述图像识别用照明7对置,在所述曝光光学 系统3的内部配置在所述照明用透镜10和所述掩膜11之间的半透镜(half mirror)19;拍摄通过该半透镜19所反射的图像的线性CCD20。
所述线性CCD20例如是将光接收元件在Y轴方向y一直线状地经过比 所述基板4的幅度(Y轴方向y的尺寸)大的长度上排列的装置。所述半透 镜19的光轴S1的位置(摄像位置)F,从所述曝光光学系统3的光轴S的位 置(曝光位置)E相对基板4的行进方向M向后侧(图1、图2A以及图2B 中为右侧)分开预定距离L。因此,用所述线性CCD20经由所述图像识别用 照明7的照明光拍摄所述基板4的像素18的前方边缘(图案边缘)18e1(基 板4的前进方向M中的前方的边缘部分)开始经过规定时间后,像素18到 达所述掩膜11的开口部分11a的X轴方向x中的中央位置(曝光位置)E。 所述线性CCD20还拍摄所述基板4的像素18在Y轴方向y的侧方边缘(图 案边缘)18e2。
所述控制装置8是用于控制装置整体的动作的装置,其包括连接到图像 处理单元21、存储单元22、运算单元23、灯电源单元24、基板控制器25、 以及掩膜台控制器26,并且统一控制它们的动作的主控制单元27。图像处理 单元21基于由所述线性CCD20拍摄所述基板4的像素18的前方边缘18e1 和侧方边缘18e2而得到的图像数据,检测基板4的X轴方向x和Y轴方向y 中的基准位置。
存储单元22存储基板4的黑斑矩阵BM的设计数据或有关所述基准位置 的数据等数据、装置整体的动作程序等。运算单元23根据所述摄像位置F和 曝光位置E之间的距离L、以及基板4的搬运速度,运算像素18的前方边缘 18e1的位置从摄像位置F移动到曝光位置E的时间。进而,运算单元23运 算由所述图像处理单元21检测出的基于所述侧方边缘18e2的基板4的Y轴 方向y的基准位置(Y轴基准位置)和所述掩膜11(开口部分11a)在Y轴 方向y的位置之间的位置偏移、或在包含XY轴的平面内的对于基板4的搬 运方向(X轴方向x)的偏移角(倾斜角)θ等。灯电源单元24根据基于前 方边缘18e1的基板4的X轴方向的基准位置(X轴基准位置),从最前端的 像素18a到达所述曝光位置E开始到最末端的像素18b到达曝光位置E的期 间,从所述灯9持续向所述曝光位置E照射曝光光。基板控制器25使所述基 板驱动单元16动作,从而将所述基板4沿行进方向M搬运。掩膜台控制器 26使所述掩膜驱动单元13动作,从而调节所述掩膜台12在Y轴方向y的位 置,或调节掩膜台12在水平面内的旋转角。
下面,参照图3说明如上所述那样构成的曝光装置1的作用和本发明一 实施方式的曝光方法。
首先,将所述控制装置8设为工作状态,从而使曝光装置1动作时,所 述图像识别用照明7通过来自所述主控制单元27的指令而被点亮。与此同时, 通过所述基板控制器25,所述基板搬运单元5的基板驱动单元16被驱动, 所述基板4从存储辊14被抽出后缠绕到卷线辊15上,从而在保持了水平的 状态下使曝光部位2搬运到行进方向M(步骤S1)。这期间,基板4通过所 述图像识别用照明7从下侧被照射,所述线性CCD20经由所述半透镜19接 收通过了在所述基板4形成的像素18的照明光,从而取得所述像素18的图 像数据(步骤S2)。
由所述线性CCD20获得的图像数据被送到所述图像处理单元21处理。 图像处理单元21检测沿所述Y轴方向y直线对准的各个像素18的前方边缘 18e1的位置(X轴基准位置)、和沿X轴方向直线对准的一列的各个像素18 的侧方边缘18e2的位置(Y轴基准位置)(步骤S3)。在检测出所述基板4 的行进方向M中的最前列的像素18a的X轴基准位置和Y轴基准位置时, 所述运算单元23基于所述曝光部位2中的曝光位置E和所述摄像位置F之间 的距离L、以及预先设定的基板4的搬运速度,运算所述最前列的像素18a 到所述曝光位置E的到达时间。与此同时,运算单元23运算Y轴方向y中 的所述掩膜11的开口部分11a的位置和所述Y轴基准位置的位置偏移(基板 4的Y轴方向y中的位置偏移(Y轴位置偏移))。并且,如图2B所示,运算 单元23基于在Y轴方向y分离地直线对准的一对像素18、18的X轴基准位 置的移位量t和一对像素18、18之间的距离u,运算在包含基板4的XY轴 的平面内的从X、Y轴的偏移角(对于基板4的搬运方向的倾斜角)θ(步骤 S4)。
所述主控制装置27在检测出了最前列的像素18a的X轴基准位置时,利 用内置的定时器对该到达时间进行计时。若该计时结束,则主控制单元27使 所述掩膜驱动单元13动作,以根据所述运算单元23经由所述掩膜控制器26 运算的基板4的Y轴位置偏移和对于基板4的搬运方向的倾斜角θ进行掩膜 台12的位置调节。所述掩膜驱动单元13被驱动,从而所述掩膜台12在Y 轴方向y中的位置和水平面内(围绕曝光光学系统3的光轴S)的旋转角被 调节,掩膜11的开口部分11a、11a的位置与所述基板4的曝光区域28、28 正确地匹配(步骤S5)。同时,所述主控制单元27对所述灯电源单元24发 出指令以点亮灯9。来自所述灯9的曝光光经所述照明用透镜10变为平行光, 通过所述掩膜11的开口部分11a、11a照射到所述基板4。由此,进行开口部 分18a、18a的形状被转印到基板4的规定位置上的曝光(步骤S6)。
在所述曝光中,所述基板4向行进方向M以一定速度被持续搬运,始终 由所述线性CCD20拍摄各个像素18a的前方边缘18e1和侧方边缘18e2。由 此,基板4的X轴基准位置和Y轴基准位置被检测,从而根据基板4的Y轴 位置偏移和搬运方向中的倾斜角θ,所述掩膜11在Y轴方向y的位置和旋转 角被调节。从而,进行所述掩膜11的开口部分11a、11a的位置调节,能够 正确地对基板4的规定的曝光区域28、28进行曝光。
进行所述曝光,从而检测出基板4的行进方向M中的最后列的像素18b 的X轴基准位置时,在该X轴基准位置对所述曝光位置E的到达时间之后, 灯电源单元24根据来自主控制单元27的指令而熄灭灯9,从而对基板4的 曝光操作结束(步骤S7)。
由此,对于薄膜状(片状)的基材4中相当于一个单位基板的区域的曝 光操作结束。继续将所述基材4向行进方向M搬运,一边对相邻的曝光区域 进行与前述相同的曝光操作,通过重复该曝光操作,能够沿所述基材的长度 方向连续进行对于相当于多个单位基板4的区域的曝光(代理(proxy)曝光)。
所述规定的曝光区域28、28具有与所述掩膜11的开口部分11a、11a的 短边方向的幅度相应的幅度D,是在基板4的Y轴方向y隔开间隔P配置的 多个列(图示的例子中为两列)的带状的区域。该曝光区域28、28是包围了 在X轴方向x一直线状地对准的彩色滤光片的红R的着色层的像素18的沿 X轴方向x的带状区域。
另外,对于所述基板4的黑斑矩阵BM中的其他的着色层(绿G、蓝B) 的区域的曝光操作由单独设置的其他的同样的曝光部位进行。此外,在所述 曝光操作之前,所述基板4的黑斑矩阵BM上会被涂抹着色颜料,因此通过 所述曝光所曝光的区域的着色颜料被硬化。因此,在用清洗液清洗曝光后的 基板4时,没有被曝光的区域的着色颜料被除去,从而通过所述被硬化的着 色颜料,在所述曝光区域28、28上形成各个着色层R、G、B的像素18。
如上所述,上述实施方式的曝光方法,对于通过基板搬运单元5以一定 速度向一定方向搬运的状态的基板4,在曝光部位2从灯9通过在曝光光学 系统3的光轴S上设置的掩膜11的开口部分11a、11a照射作为连续光的曝 光光,在所述基板4上转印开口部分11a、11a的图像。在该方法中,在所述 基板4上预先形成的像素18的前方边缘18e1以及侧方边缘18e2被摄像单元 6拍摄,检测出基板4上的搬运方向(X轴方向x)和与该搬运方向成直角的 Y轴方向y中的X、Y基准位置。对掩膜11的位置进行调节,以在由所述摄 像单元6拍摄的像素18被移动到曝光部位2时,掩膜11的位置与基板4上 的所述基准位置一致,并对沿基板4的搬运方向的曝光区域28、28连续曝光。
此外,第1实施方式的曝光装置1包括:通过基板驱动单元16将存储辊 14所存储的基板4缠绕到卷线辊15,从而将所述基板4以一定速度向一定方 向搬运的基板搬运单元5;对通过该基板搬运单元5搬运的状态的基板4,从 灯9通过掩膜11的开口部分11a、11a照射作为连续光的曝光光,从而在基 板4上转印所述开口部分11a、11a的图像的曝光光学系统3。该曝光装置1 包括:在基板4的移动中拍摄在所述基板4上预先形成的像素18的前方边缘 18e1和侧方边缘18e2的摄像单元6;根据由该摄像单元6拍摄的前方边缘18e1 和侧方边缘18e2的图像,检测基板4上的搬运方向和与该搬运方向成直角的 Y轴方向y中的基准位置,对该掩膜11进行位置调节以在由所述摄像单元6 拍摄的像素18从摄像位置移动到曝光位置时,掩膜11的位置与基板4上的 所述基准位置一致的控制装置8。该控制装置8在基板4移动于从基板4上 的曝光开始端到曝光结束端的所述曝光位置的期间,经由灯光源单元24持续 将来自所述灯9的曝光光照射到基板4。
因此,根据所述实施方式的曝光方法以及曝光装置1,能够一边通过基 板搬运单元5搬运基板4,一边连续对掩膜11的开口部分11a的形状进行转 印、曝光。因此,即使在使用较小的掩膜的情况下,也能够有效地进行对于 具有较宽的曝光区域的基板4的曝光,而不需要进行基于基板4的间断性阶 梯移动的曝光。
并且,利用预先在基板4上形成的像素(基准图案)18来检测基板4的 基准位置,从而可基于该基准位置来调节所述掩膜11的位置。因此,可正确 地进行对所述基板4的规定区域28、28的曝光,同时不需要为了所述掩膜 11的位置调节而在基板4和掩膜11上形成定位标记,基板和掩膜的制造变得 容易。
此外,在该曝光装置1中,不需要使连续了多个相当于单位基板的曝光 区域28、28的片状的基板4在相当于各个单位基板的每个曝光区域阶梯移动, 以使其间断地重复进行曝光操作。因此,能够使多个基板4非常有效地曝光, 从而能够提高生产率。
在所述曝光装置1中,所述控制装置8根据在基板的搬运方向和与该搬 运方向成直角的Y轴方向y的各个基准位置,进行所述掩膜11在与搬运方向 成直角的Y轴方向y的位置调节,同时根据由所述各个基准位置的检测所求 得的对于基板4的搬运方向的斜率θ,进行所述掩膜11的旋转角的位置调节。 因此,能够与基板4的搬运方向成直角的Y轴基准位置和对于基板4的搬运 方向的倾斜角θ相匹配,从而同时可靠地进行掩膜11在所述Y轴方向y上的 位置调节和掩膜11在旋转角θ上的位置调节。因此,与所搬运的基板4的位 置变化相对应地进一步正确进行掩膜11的位置调节,从而能够进一步正确地 进行规定的曝光区域28、28的曝光。
下面,参照图4说明本发明实施方式2的曝光装置1A。
该曝光装置1A是,将平板状的单位基板(基板)4a放置在基板台30上, 从而在所述曝光部位2中将该基板4a沿X轴方向x向行进方向M搬运的装 置。其他结构与所述实施方式的曝光装置1相同,因此对于同样的结构部分 附加相同的标号并省略其说明。
在该曝光装置1A中,所述基板台30在掩膜台12的下方沿着与所述曝 光光学系统3的光轴S垂直的水平面上配置。基板搬运单元5a中由伺服电机、 线性电机等构成的基板驱动单元16a根据所述基板控制器25的指令而被驱 动,从而该基板台30在X轴方向x上往复移动。虽然未图示,但在该基板 驱动单元16b中设置了用于检测所述基板4a对X轴方向x的移动位置,从而 将该检测值反馈到所述控制装置8的编码器、线性传感器等位置传感器。所 述基板台30为了不在其下方遮挡所述图像识别用照明7的照明光而采用框架 型构造,以其周边部分支承所述基板4a。
在该曝光装置1A中,基板驱动单元16a以基板控制器25的指令而被驱 动,从而所述基板台30向方向M移动。基板台30上的基板4a将曝光部位2 搬运到行进方向M,一边通过所述曝光光学系统3从行进方向M的前端部分 (曝光开始端)连续在规定的曝光区域28、28被曝光,并在行进方向M的 末端部分(曝光结束端)结束曝光。并且,在一个基板4a的曝光结束时,所 述基板台30回到原来的位置,放置新的基板4a从而进入下一个曝光操作。 重复该动作地进行曝光操作。在曝光操作中,根据所述基板4a在Y轴方向y 的Y轴位置偏移和对于搬运方向的倾斜角θ的所述掩膜11的位置调节与在第 1实施方式的曝光装置1中的情况同样地进行。
根据该实施方式的曝光装置1A,与所述实施方式的曝光装置1同样地, 能够一边搬运基板4a一边连续地进行曝光操作。因此,在单位基板4a的规 定的曝光区域28、28能够有效地进行曝光(代理曝光),同时能够可靠地实 施第1实施方式的曝光方法。
下面,参照图5说明本发明第3实施方式的曝光装置1B。该曝光装置1B 的曝光光学系统3b将所述第2实施方式的曝光装置1A中的曝光光学系统3 的照明用透镜10替换为投影用透镜10a,并将该投影用透镜10a配置在与基 板台30(基板4a)靠近的位置上。此外,将所述掩膜台12配置在投影用透 镜10a和灯9之间。另外,半透镜19b配置在投影透镜10a和掩膜台12之间。 其他结构与所述实施方式的曝光装置1A相同,因此对于同样的结构部分附 加相同的标号并省略其说明。
在该曝光装置1B中,在曝光操作时,作为连续光的曝光光从所述灯9 通过所述掩膜11的开口部分11a,经由所述投影透镜10a被照射到基板4a, 从而在基板4a上被转印所述开口部分11a的形状。因此,与所述曝光装置1A 的情况同样地,基板4a通过所述基板台30将曝光部位2搬运到行进方向M 时,通过所述曝光光学系统3b连续地在基板4a的规定的曝光区域28、28进 行曝光(投影曝光)。在该曝光操作中,根据所述基板4a在Y轴方向y的Y 轴位置偏移和对于搬运方向的倾斜角θ的所述掩膜11的位置调节也与在所述 曝光装置1中的情况同样地进行。
另外,所述位置调节也可以代替以移动所述掩膜台12进行的方式,在所 述投影透镜10a上设置与掩膜驱动单元13同样的驱动单元,从而以移动该投 影透镜10a的方式进行。
根据该实施方式的曝光装置1B,与所述实施方式的曝光装置1、1A同样 地,能够一边搬运基板4a一边连续地进行曝光操作,因此在单位基板4a的 规定的曝光区域28、28能够有效地进行曝光,同时能够可靠地实施所述本发 明的一实施方式的曝光方法。
另外,在所述实施方式的曝光方法以及曝光装置1、1A、1B中,通过来 自所述主控制单元27的指令使所述灯电源单元24动作,在所述基板4a的曝 光开始端点亮灯9从而曝光,在曝光结束端熄灭灯9从而结束曝光。也可以 代替这样的方式而在灯9的下方设置快,在灯9一直点亮的状态下开关快 门,从而在所述曝光开始端以及曝光结束端进行曝光的开始以及结束。此外, 在所述实施方式的曝光方法以及曝光装置1、1A、1B中,表示了在制造彩色 滤光片时,在形成了黑斑矩阵的基板上形成着色层(R,G,B)的情况的应 用例子。但是,本发明不限于此,也可以应用于制造液晶面板的透明薄膜电 极的情况或其他半导体元件的制造、光掩膜或标线片(reticule)的制造等情 况中。
工业上的可利用性
本发明的曝光方法以及曝光装置能够在制造液晶面板用彩色滤光片、透 明薄膜电极、以及半导体元件等时使用。该曝光方法以及曝光装置能够一边 通过基板搬运单元搬运基板一边连续地转印并曝光掩膜的开口部分的形状, 即使在使用较小的掩膜的情况下,也能够有效地进行对于具有较宽的曝光区 域的基板的曝光,而不需要进行基于基板的间断性阶梯移动的曝光。
专利文献1:特开平9-127702号公报
专利文献2:特开2000-347020号公报
专利文献3:特开2004-341280号公报
专利文献4:特开2001-264999号公报
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