(57)【要約】【課題】カラーフィルタの製造において、プロキシミティ露光装置により、パターン位置精度を確認する方法を提供することであり、当該方法を用いたプロキシミティ露光装置を用いることにより、露光終了時にパターン位置精度の高いデータ値が提供され、且つ信頼性の高いデータ値が提供されることである。【解決手段】ガラス基板を載置するステージと、該ステージの上面にマスク装着手段と、該マスク装着手段の上面に平行光を照射する露光手段と、アライメント測定手段及びそれにステージを連動させる手段とを具備する、プロキシミティ露光装置のパターン位置精度の確認方法において、ガラス基板をステージに載置したあと、アライメント測定とステージ連動手段とを用いたアライメント動作と、露光手段を用いた露光動作と、アライメント測定手段を用いたアライメント再測定動作とを、その順序に動作を実行するプロキシミティ露光装置のパターン位置精度の確認方法。【選択図】図１
2006276351.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板を載置するステージと、該ステージの上面にマスク装着手段と、該マスク装着手段の上面に平行光をマスク方向へ垂直に照射する露光手段と、アライメント測定手段及びそれにステージを連動させる手段とを具備する、カラーフィルタの製造に用いるプロキシミティ露光装置のパターン位置精度の確認方法において、
（ａ）ガラス基板をステージに載置したあと、
（ｂ）アライメント測定とステージ連動との手段を用いたアライメント動作と、
（ｃ）露光手段を用いた露光動作と、
（ｄ）アライメント測定手段を用いたアライメント再測定動作と、
をその順序に動作を実行することを特徴とするプロキシミティ露光装置のパターン位置精度の確認方法。
【請求項２】
ガラス基板を載置するステージ部が配置され、該ステージの上面にステージと向き合うように配置された露光部は、その上部に照射光の光源と、その下に種々の光学レンズ及びシャッターを備え、その下部に光軸と平行光の照射光線がマスク方向へ垂直に照射する機能を備えており、ステージと露光部との間で、ステージと近接した距離に、ステージと平行に向き合うようにマスク装着部が配置され、露光部とマスク装着部とステージ部とが関連したアライメント機能を具備し、アライメント測定手段とステージを連動させる手段とを具備する測定機器を配置する、カラーフィルタの製造に用いるプロキシミティ露光装置において、アライメント測定手段を用いたアライメント再測定機能を備えたプロキシミティ露光装置であって、請求項１記載のプロキシミティ露光装置のパターン位置精度の確認方法の、アライメント測定手段とステージを連動させる手段とを用いたアライメント動作と、露光動作と、アライメント再測定動作とをその順序に動作を実行することを特徴とするプロキシミティ露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロキシミティ露光装置のパターン位置精度の確認方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の液晶表示装置用のカラーフィルタの大画面・微細化に伴い、カラーフィルタ基板の大型化及び多面付化の製造方法が増加している。形成するパターンは、微細化され、該微細化パターンを再現性良く高精度に形成することが重要となっている。また、大画面化及び多面付けのパターンは、位置関係にずれが生じないことが重要となっている。再現性良くパターンを形成するためには露光されたパターンの配置精度を管理することが不加欠であり、カラーフィルタ基板上にフォトマスクパターンを露光し、転写形成したパターンの配置位置を測定し、測定値をベースに重点管理することが重要となっている。
【０００３】
図２は、従来のカラーフィルタの層構成の部分拡大した側断面図である。図２のカラーフィルタ１０の最小単位の画素配列であり、図面左側より遮光部２０が配置され、さらに遮光部２０は同じ間隔で配置されている。該遮光部と遮光部の間、すなわち、遮光部パターンの開口部に、Ｒ色画素３０が配置されている。同様に、Ｒ色画素３０の右側には、Ｇ色画素４０が配置されている。同様に、Ｇ色画素４０の右側には、Ｂ色画素５０が配置されている。カラーフィルタは、最小単位の画素配列（図２の最小単位の画素配列３０、４０、５０）が連続した配列である。カラーフィルタ１０は、基板の画面領域部に遮光部パターンが形成され、該遮光部パターンの開口部の所定の部分に、同時にＲ色画素３０が形成される。以下、順番にＧ色画素４０と、Ｂ色画素５０が形成される。各々の色画素は、開口部の全面を覆うように配置し、空白を生じないようにする必要がある。
【０００４】
近年基板サイズが大型となり、また画素サイズ微細化、すなわち開口部が縮小化することとなり、他方、液晶表示画面を明るくする方向に進化し、遮光部２０がより狭くなる傾向が顕著となってきた。その対応策としては、４枚のマスクの合わせ精度を改善するとともに、露光装置でのマスクとカラーフィルタ基板の合わせ込みの精度の改善策の提供が必要となる課題がある。Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色のカラー画素の形成は、アライメントマークと、フォトマスク（以下マスクと記す）の一部分に形成した基準マークとを合わせこみ、合致位置で露光し、カラー画素パターンが形成されている。カラーフィルタの配置精度では、基板上に、４枚のマスクを用いて、遮光部の露光処理と、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色画素の露光処理とを行った結果であり、その配置精度は、各々マスク相互のばらつきと、露光装置の露光条件のばらつきに関係する結果となる。
【０００５】
参考として、図２の下側には液晶表示装置用の駆動基板が図示されており、液晶表示装置の製造において、液晶駆動基板１００とカラーフィルタ１０との両電極間の微小なギャップを形成し、該ギャップ内に液晶を封入する工程がある。その状態では、両電極、すなわち、Ｒ、Ｇ、Ｂ色画素３０，４０，５０と、駆動側電極１０１とは各々配置位置を合わせる必要がある。そのため、液晶画面の大型化、より明るい液晶画面の要求により、配置精度の許容範囲は狭くなり、その対応が急務となっている。
【０００６】
図３は、従来のマスクとカラーフィルタ用基板（以下カラーフィルタ基板と記す）との関係を説明する説明図で、ａは、側断面図であり、ｂは、カラーフィルタ基板の平面図である。図３ａの上側に示すマスク６０の配置精度について説明する。マスク６０は、温度による寸法変化が極微少な石英材を使用し、基材厚は２５〜３０ｍｍであり、反り歪みがない基板を使用している。マスクの作成は、４枚を連続して、同一の描画装置で描画し、
その配置精度の検査は、標準化した手順、測定装置によりおこなわれ、標準化した規格に照合し判定されている。マスク６０は、基準マーク６が形成されている。基準マーク６は、全てのマスクに共通の形状で形成し、その配置位置も同一の位置に形成されている。基準マーク６は、その位置を原点とする方法で、各々マスクパターンの配置位置を合わせこみ一枚のカラーフィルタ基板上に形成する。
【０００７】
マスクパターンを形成する露光装置の露光条件について説明する。カラーフィルタの製造工程では、パターンの形成は、フォトプロセス法を用いる方法である。ガラス基板上に感光性樹脂溶液（以下レジストと記す）を塗布する塗膜工程と、マスクを介してマスクパターンをレジストへ転写する露光工程と、該レジストを現像する現像工程とにより、ガラス基板上にレジストからなるマスクパターンを形成する。塗膜工程は、スピンコータ又はロールコータ法の塗布装置を用いて、所定のレジストを均一な厚さに形成する。レジスト厚は、０．７５〜３．０μｍであり、プレベーク等の処理を行う。次に、露光工程は、プロキシミティ露光装置を用いて、装着したマスクのパターンを露光し、レジストへ該マスクパターンを転写形成する。
【０００８】
プロキシミティ露光装置について説明する。プロキシミティ露光装置は、製造ラインの高さにガラス基板を一時載置するステージ部が配置され、該ステージの上面にステージと向き合うように配置された露光部があり、該露光部は、その上部に照射光の光源があり、その下に種々の光学レンズ及びシャッター等部品を備えており、その下部よりその光軸に平行な紫外線からなる平行光の照射光線がマスクと垂直に照射する機能を備えており、ステージと露光部との間で、ステージと近接した距離に、ステージと平行に向き合うようにマスク装着部が配置されている。平行光の照射光線は、９０〜３００ｍＪ／ｍ2の照射エネルギーを持つ紫外線露光光である。露光部とマスク装着部とステージ部との関連したアライメント機能を具備し、測定機器によるアライメント測定手段と、ステージを連動させる手段を備えている。
【０００９】
前記露光処理の手順を説明する。図４は、従来の露光方法の工程フロー図である。（ａ）は、装置内へ搬入され、ステージ上にガラス基板が載置され、一時停止する。次の（ｂ）は、マスクの基準マークの位置に、ガラス基板のアライメントマークの位置を合致させるアライメント動作を実行する。位置測定は当該装置に付設した顕微鏡等の測定機器を用いて測定する。アライメント動作の終了後、その位置でガラス基板をステージ上に把持し、載置する。次（ｃ）は、有効露光エリア範囲外へ測定機器を待避させた後、露光シャッターを開放し所定の露光量となるまで露光する。次（ｄ）は、ガラス基板は、ステージ上より装置外へ搬出する。
【００１０】
次に、現像工程は、１％程度のアルカリ水溶液により、レジストの可溶性部分を溶解させ洗い流し、レジストの不溶解部からなるマスクパターンを形成する。形成されたマスクパターンは、パターン寸法及び形状等の計測と、各々の配置精度の計測を顕微鏡等の測定機器により実測する。すなわち、各々ガラス基板では、現像処理後に、配置精度等の品質状態を計測し、データ値として以降の工程管理に活用する。
【００１１】
図５は、従来のカラーフィルタの製造方法を説明する工程図で、側断面図である。図５（ａ）は、基板１の片側に遮光膜からなる遮光部パターン２を形成する。遮光部パターン２の形成方法は、フォトプロセス法、すなわちレジスト塗布／マスクを介してのパターン転写／現像／の処理工程を経て形成する。使用する遮光部用マスク２１は、遮光部のパターンを形成したマスクであり、この場合、遮光部のパターンは透過部分で形成し、マスクを透過した照射光はレジストを不溶解の性質に変え、レジストパターンを形成する。以下同様のフォトプロセス法を経てパターン形成する。図５（ｂ）は、遮光部パターンの開口部にカラー画素パターンのＲ色画素パターン３を形成する。使用するマスクは、Ｒ画素用
マスク３１であり、Ｒ画素用マスク３１を介して露光される。図５ｃは、別の開口部にＧ色画素パターンを形成する。使用するマスクは、Ｇ画素用マスク４１であり、Ｇ画素用マスク４１を介して露光される。図５ｄは、別の開口部にＢ色画素パターン５を形成する。使用するマスクは、Ｂ画素用マスク５１であり、Ｂ画素用マスク５１を介して露光される。以上の工程を終了し、ガラス基板上に遮光部パターン２と、Ｒ色、Ｇ色、Ｂ色画素のパターンが形成される。
【００１２】
カラーフィルタ基板のパターンの配置精度では、ガラス基板１上に、４枚のマスク２１、３１、４１、５１を用いて、四回のアライメント動作を含む露光処理が実行される。その配置精度は、四回繰り返し実行したマスクを介した露光処理の結果であり、その配置精度は、各々マスク相互のばらつきと、露光装置の露光条件のばらつきに関係する結果となる。従来では、その結果は、図４ｄの工程終了以降に計測するため、時間がかかり、大幅に遅れたタイミングでの結果報告となる問題がある。
【００１３】
カラーフィルタ基板の製造工程では、配置精度等の品質状態を確認しながら、すなわち、直前の製品品質のデータ値をフイードバックさせ、該データからの補正処置を即実行しながら、生産を続ける方法で品質レベルの維持管理を行っている。前述したように、配置精度等の品質状態のデータ値は、計測までの経過時間がかかる問題があり、別の測定装置、又は視認する顕微鏡の計測では、作業員が介在するため測定誤差が発生する場合があり、その配置精度等のデータ値が信頼性に不安がある問題がある（特許文献１参照）。
【００１４】
以下に公知文献を記す。
【特許文献１】特開平１０―１８５５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の課題は、カラーフィルタの製造において、マスクパターンを照射するプロキシミティ露光装置により、パターン位置精度を確認する方法を提供することであり、当該方法を用いたプロキシミティ露光装置を用いることにより、露光終了時にパターン位置精度の高いデータ値が提供され、且つ信頼性の高いデータ値が提供されることである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の請求項１に係る発明は、ガラス基板を載置するステージと、該ステージの上面にマスク装着手段と、該マスク装着手段の上面に平行光をマスク方向へ垂直に照射する露光手段と、アライメント測定手段及びそれにステージを連動させる手段とを具備する、カラーフィルタの製造に用いるプロキシミティ露光装置のパターン位置精度の確認方法において、
（ａ）ガラス基板をステージに載置したあと、
（ｂ）アライメント測定とステージ連動との手段を用いたアライメント動作と、
（ｃ）露光手段を用いた露光動作と、
（ｄ）アライメント測定手段を用いたアライメント再測定動作と、
をその順序に動作を実行することを特徴とするプロキシミティ露光装置のパターン位置精度の確認方法である。
【００１７】
本発明の請求項２に係る発明は、ガラス基板を載置するステージ部が配置され、該ステージの上面にステージと向き合うように配置された露光部は、その上部に照射光の光源と、その下に種々の光学レンズ及びシャッターを備え、その下部に光軸と平行光の照射光線がマスク方向へ垂直に照射する機能を備えており、ステージと露光部との間で、ステージと近接した距離に、ステージと平行に向き合うようにマスク装着部が配置され、露光部と
マスク装着部とステージ部とが関連したアライメント機能を具備し、アライメント測定手段とステージを連動させる手段とを具備する測定機器を配置する、カラーフィルタの製造に用いるプロキシミティ露光装置において、アライメント測定手段を用いたアライメント再測定機能を備えたプロキシミティ露光装置であって、請求項１記載のプロキシミティ露光装置のパターン位置精度の確認方法の、アライメント測定手段とステージを連動させる手段とを用いたアライメント動作と、露光動作と、アライメント再測定動作とをその順序に動作を実行することを特徴とするプロキシミティ露光装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の請求項１に係る方法によれば、露光処理中で、且つ容易にパター配置精度が得られ、生産能力を落とさずに実施することできる。
【００１９】
本発明の請求項２に係る装置を用いれば、当該露光装置で、露光終了の直後にパターンの配置精度等の確認及び、その結果への対応処置を実行することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明のプロキシミティ露光装置のパターン位置精度の確認方法及びその装置について、以下説明する。
【００２１】
図１は、本発明のプロキシミティ露光装置のパターン位置精度の確認方法の工程フロー図である。
【００２２】
図１ａでは、インラインより所定時間の間隔毎に、ガラス基板をステージ上の所定の位置に載置する工程である。通常、当該装置は製造ライン上にインライン化されている。自動化された投入ステーションから、所定の時間間隔毎に一枚のガラス基板がライン上に流されている。
【００２３】
次に、図１ｂでは、測定機器を用いたアライメント測定手段により、マスク装着部に装着されたマスク上の基準マークを確認し、ステージに載置のガラス基板上に予め形成したアライメントマークの位置を確認した後、基準マークの位置に、アライメントマークが合致するまで、ガラス基板を位置移動させるアライメント動作を実行する工程である。なお、アライメント動作完了直後で、露光処理開始前の間に、基準マークの位置から、アライメントマークの位置までの距離を計測するアライメント測定動作を実行する。
【００２４】
図１ｃでは、アライメント動作の終了後、その位置でガラス基板をステージ上に把持し、ガラス基板の位置決め動作を実行する。次に、有効露光エリア範囲外へ測定機器を待避させた後、露光シャッターを開放し、所定の積算光量まで露光し、レジストにマスクパターンを形成する工程である。
【００２５】
次に、図１ｄでは、測定機器を用いたアライメント測定手段により、マスク装着部に装着されたマスク上の基準マークを確認し、ステージに載置のガラス基板上に予め形成したアライメントマークの位置を確認した後、基準マークの位置から、アライメントマークの位置までの距離を計測するアライメント再測定動作を実行する工程である。
【００２６】
図１ｅでは、露光処理が完了したガラス基板を装置外へ搬出しながら、次のガラス基板をステージ上の所定の位置へ搬入し、再び図１ａ〜ｅまで、前回と同様に実行する工程である。
【００２７】
本発明の方法により、すなわち図１ｂと、図１ｄの工程では、基準マークの位置から、アライメントマークの位置までの距離を計測するため、露光処理の開始直前とその終了直
後の基準マークとアライメントマークとの配置精度が確認でき、そのデータ値も出力される。前記二つの配置精度のデータ値を所定の手順で処理し、データ値異常の有無及び特徴を抽出、早期に最適な処理を実行できる。
【００２８】
二つの配置精度のデータ値の差は、アライメント動作の完了時点の配置精度と、アライメント再測定動作の完了時点の配置精度であり、両者の違いは、基準マークとアライメントマークとを位置合わせした後、ステージのＸＹ方向の移動を固定した状態で、露光条件を自動的に最適化する、例えばガラス基板の固定及びマスク表面とガラス基板表面とのギャップ制御等の極微の移動であり、その方向はＺ方向のみである。両者の違いでは、１つは露光処理の前後の時間差であり、２つめは、ステージ自身のＺ方向、すなわちガラス基板の表面高さのばらつきや、ステージ自身の動作精度、保守精度の状態に起因するものである。両者の違いでは、データ分布の特徴があり、その特徴を利用した品質管理ができる。
【００２９】
例えば、データベースの分散範囲の両側１０％の範囲に管理限界線を設定し、その範囲内のデータ値が出力された当該ガラス基板のみを詳細に品質確認を実行する。前記品質確認の結果により、Ｚ方向のステージの極微移動がある場合は、ステージの精度の保守点検を実施、又は、配置精度が規格範囲の管理限界にシフトした場合は、当該ロットの全数検査の実施、又は平均値にシフトが掛かった場合は、マスクの再点検等の処置が早期に実施できる。
【００３０】
本発明の装置は、請求項１記載のプロキシミティ露光装置のパターン位置精度の確認方法の、アライメント測定手段とステージを連動させる手段とを用いたアライメント動作と、露光動作と、アライメント再測定動作とをその順序に動作を実行するプロキシミティ露光装置である。本発明のプロキシミティ露光装置では、ガラス基板を載置するステージ部が配置され、該ステージの上面にステージと向き合う位置に配置された露光部があり、該露光部は、その上部に照射光の光源と、その下に種々の光学レンズ及びシャッター等を備え、その下部に光軸と平行の照射光線がマスク方向へ垂直に照射する機能を備え、ステージと露光部との間で、ステージと近接した位置に、ステージ上に載置した基板表面と平行に向き合うようにマスク装着部が配置され、露光部とマスク装着部とステージ部との関連したアライメント機能を具備し、アライメント測定機能とステージとを連動させる機能を具備し、アライメント測定手段を用いたアライメント再測定機能を備えたカラーフィルタの製造に用いる露光装置である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の露光方法の工程フロー図である。
【図２】従来のカラーフィルタの層構成の部分拡大した側断面図である。
【図３】従来のマスクとカラーフィルタ基板との関係を説明する説明図で、ａは、側断面図であり、ｂは、カラーフィルタ基板の部分平面図である。
【図４】従来の露光方法の工程フロー図である。
【図５】従来のカラーフィルタの製造方法を説明する工程図で、側断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…基板、ガラス基板
２…遮光部パターン
３…Ｒ色画素パターン
４…Ｇ色画素パターン
５…Ｂ色画素パターン
６…基準マーク
７…アライメントマーク
１０…カラーフィルタ基板、カラーフィルタ
１１…一面の画面
２０…遮光部
２１…遮光部用マスク
３１…Ｒ画素用マスク
４１…Ｇ画素用マスク
５１…Ｂ画素用マスク
３０…Ｒ色画素
４０…Ｇ色画素
５０…Ｂ色画素
６０…マスク
１００…液晶駆動基板
１０１…駆動側電極
【図１】
2006276351.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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