(57)【要約】【課題】画像取得装置の焦点をマスクのアライメントマーク及び基板の下地パターンのアライメントマークに精度良く合わせて、マスクのアライメントマークの位置及び基板の下地パターンのアライメントマークの位置を精度良く検出する。【解決手段】画像処理装置５０は、各画像取得装置により取得されたアライメントマークの画像と予め用意したアライメントマークの画像とを比較して画像認識を行い、各画像取得装置により取得されたアライメントマークの画像の画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値を検出する。主制御装置７０は、予め、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点位置を移動しながら、画像処理装置５０により検出された画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値の変化に基づいて、マスクのアライメントマークの位置又は基板の下地パターンのアライメントマークの位置を検出する際の各画像取得装置の焦点位置を決定する。【選択図】図８
2011227213.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクを保持するマスクホルダと、下地パターンが形成された基板を支持するチャックと、前記マスクホルダと前記チャックとを相対的に移動するステージとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置において、
マスク及び基板の下地パターンに設けられた複数のアライメントマークの画像を取得して、画像信号を出力する複数の画像取得装置と、
前記各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、アライメントマークの位置を検出する画像処理装置と、
前記各画像取得装置の焦点位置を移動する焦点位置移動機構と、
前記焦点位置移動機構を制御して前記各画像取得装置の焦点位置を移動させ、前記画像処理装置が検出したマスクのアライメントマークの位置及び基板の下地パターンのアライメントマークの位置に基づき、前記ステージにより前記マスクホルダと前記チャックとを相対的に移動して、マスクと基板との位置合わせを行う制御手段とを備え、
前記画像処理装置は、前記各画像取得装置により取得されたアライメントマークの画像と予め用意したアライメントマークの画像とを比較して画像認識を行い、前記各画像取得装置により取得されたアライメントマークの画像の画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値を検出し、
前記制御手段は、予め、前記焦点位置移動機構により前記各画像取得装置の焦点位置を移動しながら、前記画像処理装置により検出された画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値の変化に基づいて、マスクのアライメントマークの位置又は基板の下地パターンのアライメントマークの位置を検出する際の前記各画像取得装置の焦点位置を決定することを特徴とするプロキシミティ露光装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記各画像取得装置により取得されたマスクのアライメントマークの画像の画像認識率が所定値以上となり、かつその中でシャープネス値がピークになった位置を、マスクのアライメントマークの位置を検出する際の前記各画像取得装置の焦点位置とすることを特徴とする請求項１に記載のプロキシミティ露光装置。
【請求項３】
前記制御手段は、所定幅の焦点位置の複数のシャープネス値の平均値を比較して、シャープネス値がピークになった位置を求めることを特徴とする請求項２に記載のプロキシミティ露光装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記各画像取得装置により取得された基板の下地パターンのアライメントマークの画像の画像認識率が所定値以上となり、かつその中でコントラスト値がピークになった位置を、基板の下地パターンのアライメントマークの位置を検出する際の前記各画像取得装置の焦点位置とすることを特徴とする請求項１に記載のプロキシミティ露光装置。
【請求項５】
前記制御手段は、所定幅の焦点位置の複数のコントラスト値の平均値を比較して、コントラスト値がピークになった位置を求めることを特徴とする請求項４に記載のプロキシミティ露光装置。
【請求項６】
マスクを保持するマスクホルダと、下地パターンが形成された基板を支持するチャックと、マスクホルダとチャックとを相対的に移動するステージとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置のアライメント方法であって、
マスク及び基板の下地パターンに設けられた複数のアライメントマークの画像を取得して、画像信号を出力する複数の画像取得装置と、各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、アライメントマークの位置を検出する画像処理装置と、各画像取得装置の焦点位置を移動する焦点位置移動機構とを設け、
予め、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点位置を移動しながら、
画像処理装置により、各画像取得装置が取得したアライメントマークの画像と予め用意したアライメントマークの画像とを比較して画像認識を行い、各画像取得装置が取得したアライメントマークの画像の画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値を検出し、
検出した画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値の変化に基づいて、マスクのアライメントマークの位置又は基板の下地パターンのアライメントマークの位置を検出する際の各画像取得装置の焦点位置を決定し、
焦点位置移動機構により、各画像取得装置の焦点位置を予め決定した焦点位置へ移動して、マスクのアライメントマークの画像及び基板の下地パターンのアライメントマークの画像を取得し、
画像処理装置が検出したマスクのアライメントマークの位置及び基板の下地パターンのアライメントマークの位置に基づき、ステージによりマスクホルダとチャックとを相対的に移動して、マスクと基板との位置合わせを行うことを特徴とするプロキシミティ露光装置のアライメント方法。
【請求項７】
各画像取得装置が取得したマスクのアライメントマークの画像の画像認識率が所定値以上となり、かつその中でシャープネス値がピークになった位置を、マスクのアライメントマークの位置を検出する際の各画像取得装置の焦点位置とすることを特徴とする請求項６に記載のプロキシミティ露光装置のアライメント方法。
【請求項８】
所定幅の焦点位置の複数のシャープネス値の平均値を比較して、シャープネス値がピークになった位置を求めることを特徴とする請求項７に記載のプロキシミティ露光装置のアライメント方法。
【請求項９】
各画像取得装置が取得した基板の下地パターンのアライメントマークの画像の画像認識率が所定値以上となり、かつその中でコントラスト値がピークになった位置を、基板の下地パターンのアライメントマークの位置を検出する際の各画像取得装置の焦点位置とすることを特徴とする請求項６に記載のプロキシミティ露光装置のアライメント方法。
【請求項１０】
所定幅の焦点位置の複数のコントラスト値の平均値を比較して、コントラスト値がピークになった位置を求めることを特徴とする請求項９に記載のプロキシミティ露光装置のアライメント方法。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のプロキシミティ露光装置を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
【請求項１２】
請求項６乃至請求項１０のいずれか一項に記載のプロキシミティ露光装置のアライメント方法を用いてマスクと基板との位置合わせを行って、基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板の製造において、プロキシミティ方式を用いて基板の露光を行うプロキシミティ露光装置、プロキシミティ露光装置のアライメント方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に係り、特に、ＣＣＤカメラ等の画像取得装置により、マスクのアライメントマーク及び基板の下地パターンのアライメントマークの画像を取得し、画像認識により両者の位置を検出して、マスクと基板との位置合わせを行うプロキシミティ露光装置、プロキシミティ露光装置のアライメント方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基板等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成して行われる。露光装置としては、レンズ又は鏡を用いてマスクのパターンを基板上に投影するプロジェクション方式と、マスクと基板との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けてマスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ方式とがある。プロキシミティ方式は、プロジェクション方式に比べてパターン解像性能は劣るが、照射光学系の構成が簡単で、かつ処理能力が高く量産用に適している。
【０００３】
例えば、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造において、基板上に形成されたブラックマトリクスの上に着色パターンを露光する際の様に、基板に形成された下地パターンの上に新たなパターンを露光する場合、新たに露光するパターンが下地パターンからずれない様に、マスクと基板との位置合わせを精度良く行う必要がある。従来、主に大型の基板の露光に用いられるプロキシミティ露光装置では、マスク及び基板の下地パターンに複数のアライメントマークをそれぞれ設け、ＣＣＤカメラ等の画像取得装置によりマスクのアライメントマーク及び基板の下地パターンのアライメントマークの画像を取得し、画像認識により両者の位置を検出して、マスクと基板との位置合わせを行っていた。なお、この様なプロキシミティ露光装置として、特許文献１に記載のものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２５６５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プロキシミティ露光装置において、マスクと基板とのギャップ合わせを行った後、マスクと基板との位置合わせを行う際には、アライメントマークが設けられたマスクの下面と、下地パターンのアライメントマークが形成された基板の表面とが、プロキシミティギャップの分だけ数百μｍ程離れている。これに対し、アライメントマークの画像を取得するＣＣＤカメラ等の画像取得装置の焦点深度は数μｍ程度であり、マスクのアライメントマークの画像と、基板の下地パターンのアライメントマークの画像を、同時に取得することはできない。そのため、ボールねじ及びモータ等の移動機構により、画像取得装置を上下に移動して、画像取得装置の焦点を、マスクのアライメントマーク及び基板の下地パターンのアライメントマークに順番に合わせる必要がある。この画像取得装置の焦点調節は、基板の露光処理を開始する前、または１枚目の基板を露光する際に、予め、マスクの下面の高さ及び基板の表面の高さに合わせて、画像取得装置の焦点位置を決定して登録し、以後、画像取得装置の焦点位置を登録した位置へ移動して行われる。
【０００６】
画像取得装置の焦点位置を登録する際、従来は、操作者が、操作パネルに設けられたジョグにより移動機構を遠隔操作しながら、モニタに表示されるアライメントマークの画像とその画像認識率とを判断材料として、最適と思われる焦点位置を決定していた。しかしながら、この作業では、操作者によって個人差が発生し、画像取得装置の焦点をマスクのアライメントマーク及び基板の下地パターンのアライメントマークに精度良く合わせることができなかった。そのため、各アライメントマークの位置の検出結果に誤差が生じ、マスクと基板との位置合わせを精度良く行うことができなかった。
【０００７】
本発明の課題は、画像取得装置の焦点をマスクのアライメントマーク及び基板の下地パターンのアライメントマークに精度良く合わせて、マスクのアライメントマークの位置及び基板の下地パターンのアライメントマークの位置を精度良く検出することである。また、本発明の課題は、高品質な表示用パネル基板を製造することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のプロキシミティ露光装置は、マスクを保持するマスクホルダと、下地パターンが形成された基板を支持するチャックと、マスクホルダとチャックとを相対的に移動するステージとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置において、マスク及び基板の下地パターンに設けられた複数のアライメントマークの画像を取得して、画像信号を出力する複数の画像取得装置と、各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、アライメントマークの位置を検出する画像処理装置と、各画像取得装置の焦点位置を移動する焦点位置移動機構と、焦点位置移動機構を制御して各画像取得装置の焦点位置を移動させ、画像処理装置が検出したマスクのアライメントマークの位置及び基板の下地パターンのアライメントマークの位置に基づき、ステージによりマスクホルダとチャックとを相対的に移動して、マスクと基板との位置合わせを行う制御手段とを備え、画像処理装置が、各画像取得装置により取得されたアライメントマークの画像と予め用意したアライメントマークの画像とを比較して画像認識を行い、各画像取得装置により取得されたアライメントマークの画像の画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値を検出し、制御手段が、予め、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点位置を移動しながら、画像処理装置により検出された画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値の変化に基づいて、マスクのアライメントマークの位置又は基板の下地パターンのアライメントマークの位置を検出する際の各画像取得装置の焦点位置を決定するものである。
【０００９】
また、本発明のプロキシミティ露光装置のアライメント方法は、マスクを保持するマスクホルダと、下地パターンが形成された基板を支持するチャックと、マスクホルダとチャックとを相対的に移動するステージとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置のアライメント方法であって、マスク及び基板の下地パターンに設けられた複数のアライメントマークの画像を取得して、画像信号を出力する複数の画像取得装置と、各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、アライメントマークの位置を検出する画像処理装置と、各画像取得装置の焦点位置を移動する焦点位置移動機構とを設け、予め、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点位置を移動しながら、画像処理装置により、各画像取得装置が取得したアライメントマークの画像と予め用意したアライメントマークの画像とを比較して画像認識を行い、各画像取得装置が取得したアライメントマークの画像の画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値を検出し、検出した画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値の変化に基づいて、マスクのアライメントマークの位置又は基板の下地パターンのアライメントマークの位置を検出する際の各画像取得装置の焦点位置を決定し、焦点位置移動機構により、各画像取得装置の焦点位置を予め決定した焦点位置へ移動して、マスクのアライメントマークの画像及び基板の下地パターンのアライメントマークの画像を取得し、画像処理装置が検出したマスクのアライメントマークの位置及び基板の下地パターンのアライメントマークの位置に基づき、ステージによりマスクホルダとチャックとを相対的に移動して、マスクと基板との位置合わせを行うものである。
【００１０】
画像処理装置は、各画像取得装置により取得されたアライメントマークの画像と予め用意したアライメントマークの画像とを比較して画像認識を行い、各画像取得装置により取得されたアライメントマークの画像の画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値を検出する。焦点位置移動機構により画像取得装置の焦点位置を移動しながら、画像処理装置によりこれらの検出を行うと、画像認識率は、画像取得装置の焦点がアライメントマークに近づくと急激に増加し、画像取得装置の焦点がアライメントマークに合う前後でほぼ平坦な値となり、画像取得装置の焦点がアライメントマークから離れると急激に減少する。シャープネス値は、画像取得装置の焦点がアライメントマークに合う位置で局所的なピークを示し、画像取得装置の焦点がアライメントマークから離れるほど大きくなる。コントラスト値は、画像取得装置の焦点がアライメントマークに合う位置でピークを示し、画像取得装置の焦点がアライメントマークから離れると小さくなる。
【００１１】
この様な画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値の変化に基づいて、マスクのアライメントマークの位置又は基板の下地パターンのアライメントマークの位置を検出する際の各画像取得装置の焦点位置を決定するので、画像取得装置の焦点がマスクのアライメントマーク及び基板の下地パターンのアライメントマークに精度良く合わされ、マスクのアライメントマークの位置及び基板の下地パターンのアライメントマークの位置が精度良く検出される。そして、画像処理装置が検出したマスクのアライメントマークの位置及び基板の下地パターンのアライメントマークの位置に基づき、ステージによりマスクホルダとチャックとを相対的に移動して、マスクと基板との位置合わせを行うので、マスクと基板との位置合わせが精度良く行われ、新たなパターンが下地パターンに合わせて精度良く露光される。
【００１２】
さらに、本発明のプロキシミティ露光装置は、制御手段が、各画像取得装置により取得されたマスクのアライメントマークの画像の画像認識率が所定値以上となり、かつその中でシャープネス値がピークになった位置を、マスクのアライメントマークの位置を検出する際の各画像取得装置の焦点位置とするものである。また、本発明のプロキシミティ露光装置のアライメント方法は、各画像取得装置が取得したマスクのアライメントマークの画像の画像認識率が所定値以上となり、かつその中でシャープネス値がピークになった位置を、マスクのアライメントマークの位置を検出する際の各画像取得装置の焦点位置とするものである。
【００１３】
あるいは、本発明のプロキシミティ露光装置は、制御手段が、各画像取得装置により取得された基板の下地パターンのアライメントマークの画像の画像認識率が所定値以上となり、かつその中でコントラスト値がピークになった位置を、基板の下地パターンのアライメントマークの位置を検出する際の各画像取得装置の焦点位置とするものである。また、本発明のプロキシミティ露光装置のアライメント方法は、各画像取得装置が取得した基板の下地パターンのアライメントマークの画像の画像認識率が所定値以上となり、かつその中でコントラスト値がピークになった位置を、基板の下地パターンのアライメントマークの位置を検出する際の各画像取得装置の焦点位置とするものである。
【００１４】
上述の通り、画像認識率は、画像取得装置の焦点がアライメントマークに合う前後でほぼ平坦な値となるので、画像認識率からだけでは、アライメントマークの位置を検出する際の画像取得装置の焦点位置を決定することができない。そこで、画像認識率が所定値以上となったことを第１の条件とし、その中でシャープネス値又はコントラスト値がピークになったことを第２の条件として、アライメントマークの位置を検出する際の画像取得装置の焦点位置を決定する。このとき、マスクのアライメントマークは、凹凸が深くエッジ（縁）がはっきりしているので、シャープネス値が大きく検出されるが、基板の下地パターンのアライメントマークは、マスクのアライメントマークに比べて、凹凸が浅くエッジ（縁）がはっきりしていないので、シャープネス値が大きく検出されない。そこで、画像認識率が所定値以上となり、かつその中でシャープネス値がピークになった位置を、マスクのアライメントマークの位置を検出する際の各画像取得装置の焦点位置とし、画像認識率が所定値以上となり、かつその中でコントラスト値がピークになった位置を、基板の下地パターンのアライメントマークの位置を検出する際の各画像取得装置の焦点位置とすると、マスクのアライメントマーク及び基板の下地パターンのアライメントマークの特徴に応じて、画像取得装置の焦点が各アライメントマークに精度良く合わされ、各アライメントマークの位置が精度良く検出される。
【００１５】
さらに、本発明のプロキシミティ露光装置は、制御手段が、所定幅の焦点位置の複数のシャープネス値又はコントラスト値の平均値を比較して、シャープネス値又はコントラスト値がピークになった位置を求めるものである。また、本発明のプロキシミティ露光装置のアライメント方法は、所定幅の焦点位置の複数のシャープネス値又はコントラスト値の平均値を比較して、シャープネス値又はコントラスト値がピークになった位置を求めるものである。信号の雑音等の原因により、シャープネス値又はコントラスト値に突発的な変動が起こっても、それらの影響を受けずに、画像取得装置の焦点が各アライメントマークに精度良く合わされる。
【００１６】
本発明の表示用パネル基板の製造方法は、上記のいずれかのプロキシミティ露光装置を用いて基板の露光を行い、あるいは、上記のいずれかのプロキシミティ露光装置のアライメント方法を用いてマスクと基板との位置合わせを行って、基板の露光を行うものである。マスクと基板との位置合わせが精度良く行われ、新たなパターンが下地パターンに合わせて精度良く露光されるので、高品質な表示用パネル基板が製造される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のプロキシミティ露光装置及びプロキシミティ露光装置のアライメント方法によれば、予め、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点位置を移動しながら、画像処理装置により、各画像取得装置が取得したアライメントマークの画像と予め用意したアライメントマークの画像とを比較して画像認識を行い、各画像取得装置が取得したアライメントマークの画像の画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値を検出し、検出した画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値の変化に基づいて、マスクのアライメントマークの位置又は基板の下地パターンのアライメントマークの位置を検出する際の各画像取得装置の焦点位置を決定することにより、画像取得装置の焦点をマスクのアライメントマーク及び基板の下地パターンのアライメントマークに精度良く合わせて、マスクのアライメントマークの位置及び基板の下地パターンのアライメントマークの位置を精度良く検出することができる。そして、画像処理装置が検出したマスクのアライメントマークの位置及び基板の下地パターンのアライメントマークの位置に基づき、ステージによりマスクホルダとチャックとを相対的に移動して、マスクと基板との位置合わせを行うことにより、マスクと基板との位置合わせを精度良く行って、新たなパターンを下地パターンに合わせて精度良く露光することができる。
【００１８】
さらに、本発明のプロキシミティ露光装置及びプロキシミティ露光装置のアライメント方法によれば、各画像取得装置が取得したマスクのアライメントマークの画像の画像認識率が所定値以上となり、かつその中でシャープネス値がピークになった位置を、マスクのアライメントマークの位置を検出する際の各画像取得装置の焦点位置とすることにより、マスクのアライメントマークの特徴に応じて、画像取得装置の焦点をマスクのアライメントマークに精度良く合わせて、マスクのアライメントマークの位置を精度良く検出することができる。
【００１９】
あるいは、本発明のプロキシミティ露光装置及びプロキシミティ露光装置のアライメント方法によれば、各画像取得装置が取得した基板の下地パターンのアライメントマークの画像の画像認識率が所定値以上となり、かつその中でコントラスト値がピークになった位置を、基板の下地パターンのアライメントマークの位置を検出する際の各画像取得装置の焦点位置とすることにより、基板の下地パターンのアライメントマークの特徴に応じて、画像取得装置の焦点を基板の下地パターンのアライメントマークに精度良く合わせて、基板の下地パターンのアライメントマークの位置を精度良く検出することができる。
【００２０】
さらに、本発明のプロキシミティ露光装置及びプロキシミティ露光装置のアライメント方法によれば、所定幅の焦点位置の複数のシャープネス値又はコントラスト値の平均値を比較して、シャープネス値又はコントラスト値がピークになった位置を求めることにより、信号の雑音等の原因により、シャープネス値又はコントラスト値に突発的な変動が起こっても、それらの影響を受けずに、画像取得装置の焦点を各アライメントマークに精度良く合わせることができる。
【００２１】
本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、マスクと基板との位置合わせを精度良く行って、新たなパターンを下地パターンに合わせて精度良く露光することができるので、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置の上面図である。
【図３】チャックを露光位置へ移動した状態を示す側面図である。
【図４】マスクのアライメントマークを示す図である。
【図５】基板の下地パターンのアライメントマークを示す図である。
【図６】図６（ａ）はカメラユニット移動機構及び焦点位置移動機構の上面図、図６（ｂ）は同側面図である。
【図７】図７（ａ）はカメラユニットの焦点をマスクのアライメントマ−クに合わせた状態を示す図、図７（ｂ）はカメラユニットの焦点を基板の下地パターンのアライメントマ−クに合わせた状態を示す図である。
【図８】画像処理装置のブロック図である。
【図９】画像認識率及びシャープネス値の変化の一例を示す図である。
【図１０】画像認識率及びコントラスト値の変化の一例を示す図である。
【図１１】液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図１２】液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１は、本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置の概略構成を示す図である。また、図２は、本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置の上面図である。プロキシミティ露光装置は、ベース３、Ｘガイド４、Ｘステージ５、Ｙガイド６、Ｙステージ７、θステージ８、チャック支持台９、チャック１０、マスクホルダ２０、画像処理装置５０、カメラユニット５１、カメラユニット移動機構、焦点位置移動機構、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０を含んで構成されている。なお、図１では、カメラユニット移動機構、及び焦点位置移動機構が省略されている。また、図２では、画像処理装置５０、カメラユニット移動機構、焦点位置移動機構、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０が省略されている。プロキシミティ露光装置は、これらの他に、基板１をチャック１０へ搬入し、また基板１をチャック１０から搬出する基板搬送ロボット、露光光を照射する照射光学系、装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。
【００２４】
なお、以下に説明する実施の形態におけるＸＹ方向は例示であって、Ｘ方向とＹ方向とを入れ替えてもよい。
【００２５】
図１及び図２において、チャック１０は、基板１のロード及びアンロードを行うロード／アンロード位置にある。ロード／アンロード位置において、図示しない基板搬送ロボットにより、基板１がチャック１０へ搬入され、また基板１がチャック１０から搬出される。チャック１０への基板１のロード及びチャック１０からの基板１のアンロードは、チャック１０に設けた複数の突き上げピンを用いて行われる。突き上げピンは、チャック１０の内部に収納されており、チャック１０の内部から上昇して、基板１をチャック１０にロードする際、基板搬送ロボットから基板１を受け取り、基板１をチャック１０からアンロードする際、基板搬送ロボットへ基板１を受け渡す。チャック１０は、基板１の裏面を真空吸着して支持する。基板１の表面には下地パターンが形成され、下地パターンの上にはフォトレジストが塗布されている。
【００２６】
図３は、チャックを露光位置へ移動した状態を示す側面図である。なお、図３では、画像処理装置５０、カメラユニット移動機構、焦点位置移動機構、ステージ駆動回路６０、及び主制御装置７０が省略されている。露光位置の上空には、マスク２を保持するマスクホルダ２０が設置されている。図２において、マスクホルダ２０には、露光光が通過する開口２０ａが設けられており、マスクホルダ２０は、開口２０ａの周囲に設けられた図示しない吸着溝により、マスク２の周辺部を真空吸着して保持する。マスクホルダ２０に保持されたマスク２の上空には、図示しない照射光学系が配置されている。露光時、照射光学系からの露光光がマスク２を透過して基板１へ照射されることにより、マスク２のパターンが基板１の表面に転写され、基板１上にパターンが形成される。
【００２７】
図１及び図３において、チャック１０は、チャック支持台９を介してθステージ８に搭載されており、θステージ８の下にはＹステージ７及びＸステージ５が設けられている。Ｘステージ５は、ベース３に設けられたＸガイド４に搭載され、Ｘガイド４に沿ってＸ方向（図１及び図３の図面横方向）へ移動する。Ｙステージ７は、Ｘステージ５に設けられたＹガイド６に搭載され、Ｙガイド６に沿ってＹ方向（図１及び図３の図面奥行き方向）へ移動する。θステージ８は、Ｙステージ７に搭載され、θ方向へ回転する。チャック支持台９は、θステージ８に搭載され、チャック１０の裏面を複数個所で支持する。Ｘステージ５、Ｙステージ７、及びθステージ８には、ボールねじ及びモータや、リニアモータ等の図示しない駆動機構が設けられており、各駆動機構は、図１のステージ駆動回路６０により駆動される。
【００２８】
Ｘステージ５のＸ方向への移動及びＹステージ７のＹ方向への移動により、チャック１０は、ロード／アンロード位置と露光位置との間を移動される。ロード／アンロード位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動、Ｙステージ７のＹ方向への移動、及びθステージ８のθ方向への回転により、チャック１０に搭載された基板１のプリアライメントが行われる。露光位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動及びＹステージ７のＹ方向への移動により、チャック１０に搭載された基板１のＸＹ方向へのステップ移動が行われる。また、図示しないＺ−チルト機構によりマスクホルダ２０をＺ方向（図３の図面上下方向）へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせが行われる。そして、Ｘステージ５のＸ方向への移動、Ｙステージ７のＹ方向への移動、及びθステージ８のθ方向への回転により、マスク２と基板１との位置合わせが行われる。図１において、主制御装置７０は、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｘステージ５のＸ方向への移動、Ｙステージ７のＹ方向への移動、及びθステージ８のθ方向へ回転を行う。
【００２９】
なお、本実施の形態では、マスクホルダ２０をＺ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行っているが、チャック支持台９にＺ−チルト機構を設けて、チャック１０をＺ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行ってもよい。また、本実施の形態では、Ｘステージ５及びＹステージ７によりチャック１０をＸＹ方向へ移動することにより、マスク２と基板１との位置合わせを行っているが、マスクホルダ２０をＸＹ方向へ移動するステージを設けて、マスクホルダ２０をＸＹ方向へ移動することにより、マスク２と基板１との位置合わせを行ってもよい。
【００３０】
図４は、マスクのアライメントマークを示す図である。マスク２の基板１と向かい合う面（下面）には、アライメントマーク２ａが４箇所に設けられている。図５は、基板の下地パターンのアライメントマークを示す図である。図５は、基板１の一面を破線で区分けした４つの露光領域に分けて露光する例を示している。基板１の表面の各露光領域には、下地パターンが形成されている。下地パターンには、マスク２のアライメントマーク２ａの位置に対応する位置に、アライメントマーク１ａがそれぞれ設けられている。アライメントマーク１ａ，２ａの位置は、基板１の露光領域の大きさによって異なる。
【００３１】
図２において、マスク２の上空には、４つのカメラユニット５１が設置されている。各カメラユニット５１は、アライメントマーク１ａ，２ａの位置に応じて、図示しないカメラユニット移動機構により、アライメントマーク１ａ，２ａの真上の所定の位置へそれぞれ移動される。基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの位置は、下地パターンを形成したときの露光条件によりばらつきが発生するので、各カメラユニット５１の位置は、マスク２のアライメントマーク２ａの位置を基準に決定される。
【００３２】
図６（ａ）はカメラユニット移動機構及び焦点位置移動機構の上面図、図６（ｂ）は同側面図である。カメラユニット移動機構は、Ｙガイド５４、Ｙステージ５５、Ｘガイド５６、Ｘステージ５７、リブ５８，５９、モータ８１，８６、軸継手８２，８７、軸受８３，８８、ボールねじ８４ａ，８９ａ、ナット８４ｂ，８９ｂ、及びＺベース９０を含んで構成されている。また、焦点位置移動機構は、Ｚガイド９１、Ｚステージ９２、リブ９３、取り付けベース９４、モータ台９５、モータ９６、軸継手９７、軸受９８、ボールねじ９９ａ、及びナット９９ｂを含んで構成されている。
【００３３】
露光位置の上空には、カメラユニット移動機構が設置されるトップフレーム５３が設けられており、トップフレーム５３には、開口５３ａが形成されている。トップフレーム５３の上面には、Ｙガイド５４が設けられており、Ｙガイド５４には、Ｙステージ５５が搭載されている。また、トップフレーム５３の上面には、モータ８１が設置されており、モータ８１は、図１の主制御装置７０により駆動される。モータ８１の回転軸は、軸継手８２によりボールねじ８４ａに接続されており、ボールねじ８４ａは、軸受８３により回転可能に支持されている。Ｙステージ５５の下面には、ボールねじ８４ａにより移動されるナット８４ｂが取り付けられており、Ｙステージ５５は、モータ８１の回転により、Ｙガイド５４に沿ってＹ方向へ移動される。
【００３４】
Ｙステージ５５の上面には、Ｘガイド５６が設けられており、Ｘガイド５６には、Ｘステージ５７が搭載されている。また、Ｙステージ５５の上面には、モータ８６が設置されており、モータ８６は、図１の主制御装置７０により駆動される。モータ８６の回転軸は、軸継手８７によりボールねじ８９ａに接続されており、ボールねじ８９ａは、軸受８８により回転可能に支持されている。Ｘステージ５７の下面には、ボールねじ８９ａにより移動されるナット８９ｂが取り付けられており、Ｘステージ５７は、モータ８６の回転により、Ｘガイド５６に沿ってＸ方向へ移動される。Ｘステージ５７の側面には、リブ５８，５９により、Ｚベース９０が取り付けられており、Ｚベース９０は、トップフレーム５３の開口５３ａ内に挿入されている。
【００３５】
Ｚベース９０には、Ｚガイド９１が設けられており、Ｚガイド９１には、Ｚステージ９２が搭載されている。また、Ｚベース９０に取り付けたモータ台９５には、モータ９６が設置されており、モータ９６は、図１の主制御装置７０により駆動される。モータ９６の回転軸は、軸継手９７によりボールねじ９９ａに接続されており、ボールねじ９９ａは軸受９８により回転可能に支持されている。Ｚステージ９２には、ボールねじ９９ａにより移動されるナット９９ｂが取り付けられており、Ｚステージ９２は、モータ９６の回転により、Ｚガイド９１に沿ってＺ方向へ移動される。また、Ｚステージ９２には、リブ９３により、取り付けベース９４が取り付けられており、取り付けベース９４には、カメラユニット５１が取り付けられている。カメラユニット５１は、ＣＣＤカメラ５１ａと、レンズ５１ｂとを含んで構成されている。
【００３６】
Ｘステージ５７のＸ方向への移動及びＹステージ５５のＹ方向への移動により、カメラユニット５１はＸＹ方向へ移動される。図１の主制御装置７０は、マスク２のアライメントマーク２ａの位置に応じ、モータ８１，８６を制御して、各カメラユニット５１を所定の位置へそれぞれ移動する。また、Ｚステージ９２のＺ方向への移動により、カメラユニット５１はＺ方向へ移動される。主制御装置７０は、モータ９６を制御して、各カメラユニット５１の焦点がマスク２のアライメントマーク２ａ及び基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａに合う様に、各カメラユニット５１をＺ方向へそれぞれ移動する。図７（ａ）はカメラユニット５１の焦点をマスク２のアライメントマ−ク２ａに合わせた状態を示す図、図７（ｂ）はカメラユニット５１の焦点を基板１の下地パターンのアライメントマ−ク１ａに合わせた状態を示す図である。
【００３７】
図８は、画像処理装置のブロック図である。画像処理装置５０は、制御部５０ａ、演算処理部５０ｂ、画像メモリ５０ｃ、及び演算メモリ５０ｄを含んで構成されている。演算メモリ５０ｄには、画像認識の際の基準となるアライメントマーク１ａ，２ａの画像が予め登録されている。画像メモリ５０ｃは、各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａが出力した画像信号を記憶する。演算処理部５０ｂは、画像メモリ５０ｃに記憶された画像信号を処理し、各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａにより取得されたアライメントマーク１ａ，２ａの画像と、演算メモリ５０ｄに登録されたアライメントマーク１ａ，２ａの画像とを比較して画像認識を行い、マスク２のアライメントマーク２ａの位置及び基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの位置を検出する。制御部５０ａは、演算処理部５０ｂが画像認識を行う際の判定条件を設定する。
【００３８】
以下、本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置のアライメント方法について説明する。図８において、主制御装置７０は、カメラユニット移動機構及び焦点位置移動機構を制御するカメラユニット制御部７０ａと、ステージ駆動回路６０を制御するステージ制御部７０ｂと、メモリ７０ｃとを含んで構成されている。カメラユニット制御部７０ａは、露光処理を開始する前、または１枚目の基板を露光する際に、予め、マスク２の下面の高さ及び基板１の表面の高さに合わせて、マスク２のアライメントマーク２ａの位置を検出する際の各カメラユニット５１の焦点位置、及び基板１の下地パターンのアライメントマ−ク１ａの位置を検出する際の各カメラユニット５１の焦点位置を決定する。なお、基板１の下地パターンのアライメントマ−ク１ａの位置を検出する際の各カメラユニット５１の焦点位置の決定は、基板の厚さのばらつきを考慮して、基板の製造ロット毎又は所定枚数の基板毎に行ってもよい。
【００３９】
マスク２のアライメントマーク２ａについて、各カメラユニット５１の焦点位置を決定する際、カメラユニット制御部７０ａは、焦点位置移動機構のモータ９６を制御し、各カメラユニット５１をＺ方向に移動して、各カメラユニット５１の焦点位置をマスク２の下面付近で上下させる。また、基板１の下地パターンのアライメントマ−ク１ａについて、各カメラユニット５１の焦点位置を決定する際、カメラユニット制御部７０ａは、焦点位置移動機構のモータ９６を制御し、各カメラユニット５１をＺ方向に移動して、各カメラユニット５１の焦点位置を基板１の表面付近で上下させる。
【００４０】
画像処理装置５０の演算処理部５０ｂは、各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａにより取得されたアライメントマーク１ａ，２ａの画像と、演算メモリ５０ｄに登録されたアライメントマーク１ａ，２ａの画像とを比較して画像認識を行い、各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａにより取得されたアライメントマーク１ａ，２ａの画像の画像認識率（スコア）、シャープネス値（鮮鋭度）、及びコントラスト値を検出する。
【００４１】
ここで、画像認識率は、ＣＣＤカメラ５１ａにより取得されたアライメントマーク１ａ，２ａの画像に含まれる幾何学的形状と、演算メモリ５０ｄに登録されたアライメントマーク１ａ，２ａの画像に含まれる幾何学的形状との、パターンマッチングによる一致率を示している。また、シャープネス値は、ＣＣＤカメラ５１ａにより取得されたアライメントマーク１ａ，２ａの画像に含まれる幾何学的形状のエッジ（縁）部分と、それに隣接する幾何学的形状を含まない部分との輝度差の度合いを示している。また、コントラスト値は、ＣＣＤカメラ５１ａにより取得されたアライメントマーク１ａ，２ａの画像に含まれる幾何学的形状に沿って計算した、明るい部分と暗い部分との輝度差の平均値を示している。
【００４２】
各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａにより取得されたアライメントマーク１ａ，２ａの画像の画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値は、各カメラユニット５１のＺ方向の位置、即ち各カメラユニット５１の焦点位置によって、大きく変化する。カメラユニット制御部７０ａは、画像処理装置５０の制御部５０ａから、演算処理部５０ｂが検出した画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値のデータを入力して、それらをメモリ７０ｃに記憶する。
【００４３】
図９は、画像認識率及びシャープネス値の変化の一例を示す図である。また、図１０は、画像認識率及びコントラスト値の変化の一例を示す図である。図９及び図１０の例に示す様に、画像認識率は、カメラユニット５１の焦点位置がマスク２の下面又は基板１の表面に近づくと急激に増加し、その後ほほ平坦になり、カメラユニット５１の焦点位置がマスク２の下面又は基板１の表面から離れると急激に減少する。従って、この平坦な部分のどこかで、カメラユニット５１の焦点位置が、マスク２の下面の高さ又は基板１の表面の高さに来るものと考えられる。
【００４４】
また、図９の例に示す様に、シャープネス値は、カメラユニット５１の焦点位置がマスク２の下面又は基板１の表面に近づくと局所的なピークを示し、カメラユニット５１の焦点位置がマスク２の下面又は基板１の表面から離れるほど大きくなる。従って、この局所的なピークの位置で、カメラユニット５１の焦点位置が、マスク２の下面の高さ又は基板１の表面の高さに来るものと考えられる。
【００４５】
また、図１０の例に示す様に、コントラスト値は、カメラユニット５１の焦点位置がマスク２の下面又は基板１の表面に近づくとピークとなり、カメラユニット５１の焦点位置がマスク２の下面又は基板１の表面から離れると小さくなる。従って、このピークの位置で、カメラユニット５１の焦点位置が、マスク２の下面の高さ又は基板１の表面の高さに来るものと考えられる。
【００４６】
そこで、本実施の形態では、この様な画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値の変化に基づいて、マスク２のアライメントマーク２ａの位置を検出する際の各カメラユニット５１の焦点位置、及び基板１の下地パターンのアライメントマ−ク１ａの位置を検出する際の各カメラユニット５１の焦点位置を決定する。画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値の変化に基づいて、マスク２のアライメントマーク２ａの位置又は基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの位置を検出する際の各カメラユニット５１の焦点位置を決定するので、カメラユニット５１の焦点がマスク２のアライメントマーク２ａ及び基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａに精度良く合わされ、マスク２のアライメントマーク２ａの位置及び基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの位置が精度良く検出される。
【００４７】
上述の通り、画像認識率は、カメラユニット５１の焦点位置がマスク２の下面の高さ又は基板１の表面の高さに来る前後でほぼ平坦な値となるので、画像認識率からだけでは、マスク２のアライメントマーク２ａの位置を検出する際の各カメラユニット５１の焦点位置、及び基板１の下地パターンのアライメントマ−ク１ａの位置を検出する際の各カメラユニット５１の焦点位置を決定することができない。そこで、画像認識率が所定値以上となったことを第１の条件とし、その中でシャープネス値又はコントラスト値がピークになったことを第２の条件として、マスク２のアライメントマーク２ａの位置を検出する際の各カメラユニット５１の焦点位置、及び基板１の下地パターンのアライメントマ−ク１ａの位置を検出する際の各カメラユニット５１の焦点位置を決定する。このとき、マスク２のアライメントマーク２ａは、凹凸が深くエッジ（縁）がはっきりしているので、シャープネス値が大きく検出されるが、基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａは、マスク２のアライメントマーク２ａに比べて、凹凸が浅くエッジ（縁）がはっきりしていないので、シャープネス値が大きく検出されない。
【００４８】
そこで、図８において、カメラユニット制御部７０ａは、メモリ７０ｃに記憶された画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値のデータに基づき、各カメラユニット５１の焦点位置をマスク２の下面付近で上下させたときに、各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａにより取得されたマスク２のアライメントマーク２ａの画像の画像認識率が所定値（例えば、図９に破線で示すしきい値）以上となり、かつその中でシャープネス値がピークになった位置（図９のＺｓの位置）を、マスク２のアライメントマーク２ａについての各カメラユニット５１の焦点位置とする。マスク２のアライメントマーク２ａの特徴に応じて、各カメラユニット５１の焦点がマスク２のアライメントマーク２ａに精度良く合わされ、マスク２のアライメントマーク２ａの位置が精度良く検出される。
【００４９】
このとき、カメラユニット制御部７０ａは、所定幅の焦点位置の複数のシャープネス値、例えば、各焦点位置についてその焦点位置を含む前後三点のシャープネス値の平均値を計算し、各平均値を比較して、シャープネス値がピークになった位置を求める。信号の雑音等の原因により、シャープネス値に突発的な変動が起こっても、その影響を受けずに、各カメラユニット５１の焦点がマスク２のアライメントマーク２ａに精度良く合わされる。
【００５０】
また、カメラユニット制御部７０ａは、メモリ７０ｃに記憶された画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値のデータに基づき、各カメラユニット５１の焦点位置を基板１の表面付近で上下させたときに、各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａにより取得された基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像の画像認識率が所定値（例えば、図１０に破線で示すしきい値）以上となり、かつその中でコントラスト値がピークになった位置（図１０のＺｃの位置）を、基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａについての各カメラユニット５１の焦点位置とする。基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの特徴に応じて、各カメラユニット５１の焦点が基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａに精度良く合わされ、基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの位置が精度良く検出される。
【００５１】
このとき、カメラユニット制御部７０ａは、所定幅の焦点位置の複数のコントラスト値、例えば、各焦点位置についてその焦点位置を含む前後三点のコントラスト値の平均値を計算し、各平均値を比較して、コントラスト値がピークになった位置を求める。信号の雑音等の原因により、コントラスト値に突発的な変動が起こっても、それらの影響を受けずに、各カメラユニット５１の焦点が基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａに精度良く合わされる。
【００５２】
図８において、カメラユニット制御部７０ａは、決定したマスク２のアライメントマーク２ａについての各カメラユニット５１の焦点位置、及び基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａについての各カメラユニット５１の焦点位置を、メモリ７０ｃに登録する。
【００５３】
基板１の露光処理において、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行った後、マスク２と基板１との位置合わせを行う際、カメラユニット制御部７０ａは、まず、カメラユニット移動機構のモータ８１，８６を制御して、各カメラユニット５１を、マスク２のアライメントマーク２ａの位置に応じた所定の位置へそれぞれ移動する。
【００５４】
次に、カメラユニット制御部７０ａは、焦点位置移動機構のモータ９６を制御して、各カメラユニット５１の焦点位置を、メモリ７０ｃに登録されたマスク２のアライメントマーク２ａについての登録位置へそれぞれ移動する。各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａは、マスク２のアライメントマーク２ａの画像を取得し、画像信号を画像メモリ５０ｃへ出力する。画像メモリ５０ｃは、各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａが出力した画像信号を記憶する。演算処理部５０ｂは、画像メモリ５０ｃに記憶された画像信号を処理し、各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａにより取得されたアライメントマーク２ａの画像と、演算メモリ５０ｄに登録されたアライメントマーク２ａの画像とを比較して画像認識を行い、マスク２のアライメントマーク２ａの位置を検出する。
【００５５】
続いて、カメラユニット制御部７０ａは、焦点位置移動機構のモータ９６を制御して、各カメラユニット５１の焦点位置を、メモリ７０ｃに登録された基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａについての登録位置へそれぞれ移動する。各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａは、基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像を取得し、画像信号を画像メモリ５０ｃへ出力する。画像メモリ５０ｃは、各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａが出力した画像信号を記憶する。演算処理部５０ｂは、画像メモリ５０ｃに記憶された画像信号を処理し、各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａにより取得されたアライメントマーク１ａの画像と、演算メモリ５０ｄに登録されたアライメントマーク１ａの画像とを比較して画像認識を行い、基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの位置を検出する。
【００５６】
主制御装置７０のステージ制御部７０ｂは、画像処理装置５０が検出したマスク２のアライメントマーク２ａの位置及び基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの位置に基づき、ステージ駆動回路６０を制御し、Ｘステージ５及びＹステージ７によりチャック１０を移動して、マスク２と基板１との位置合わせを行う。
【００５７】
以上説明した実施の形態によれば、予め、焦点位置移動機構により各カメラユニット５１の焦点位置を移動しながら、画像処理装置５０により、各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａが取得したアライメントマーク１ａ，２ａの画像と予め用意したアライメントマーク１ａ，２ａの画像とを比較して画像認識を行い、各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａが取得したアライメントマーク１ａ，２ａの画像の画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値を検出し、検出した画像認識率、シャープネス値、及びコントラスト値の変化に基づいて、マスク２のアライメントマーク２ａの位置又は基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの位置を検出する際の各カメラユニット５１の焦点位置を決定することにより、カメラユニット５１の焦点をマスク２のアライメントマーク２ａ及び基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａに精度良く合わせて、マスク２のアライメントマーク２ａの位置及び基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの位置を精度良く検出することができる。そして、画像処理装置５０が検出したマスク２のアライメントマーク２ａの位置及び基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの位置に基づき、Ｘステージ５及びＹステージ７よりチャック１０を移動して、マスク２と基板１との位置合わせを行うことにより、マスク２と基板１との位置合わせを精度良く行って、新たなパターンを下地パターンに合わせて精度良く露光することができる。
【００５８】
さらに、各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａが取得したマスク２のアライメントマーク２ａの画像の画像認識率が所定値以上となり、かつその中でシャープネス値がピークになった位置を、マスク２のアライメントマーク２ａの位置を検出する際の各カメラユニット５１の焦点位置とすることにより、マスク２のアライメントマーク２ａの特徴に応じて、カメラユニット５１の焦点をマスク２のアライメントマーク２ａに精度良く合わせて、マスク２のアライメントマーク２ａの位置を精度良く検出することができる。
【００５９】
あるいは、各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａが取得した基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像の画像認識率が所定値以上となり、かつその中でコントラスト値がピークになった位置を、基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの位置を検出する際の各カメラユニット５１の焦点位置とすることにより、基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの特徴に応じて、カメラユニット５１の焦点を基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａに精度良く合わせて、基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの位置を精度良く検出することができる。
【００６０】
さらに、所定幅の焦点位置の複数のシャープネス値又はコントラスト値の平均値を比較して、シャープネス値又はコントラスト値がピークになった位置を求めることにより、信号の雑音等の原因により、シャープネス値又はコントラスト値に突発的な変動が起こっても、それらの影響を受けずに、カメラユニット５１の焦点を各アライメントマーク１ａ，２ａに精度良く合わせることができる。
【００６１】
本発明のプロキシミティ露光装置を用いて基板の露光を行い、あるいは、本発明のプロキシミティ露光装置のアライメント方法を用いてマスクと基板との位置合わせを行って、基板の露光を行うことにより、マスクと基板との位置合わせを精度良く行って、新たなパターンを下地パターンに合わせて精度良く露光することができるので、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。
【００６２】
例えば、図１１は、液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法等により、基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布法等により感光樹脂材料（フォトレジスト）を塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、プロキシミティ露光装置や投影露光装置等を用いて、マスクのパターンをフォトレジスト膜に転写する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、基板上にＴＦＴアレイが形成される。
【００６３】
また、図１２は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程（ステップ２０２）では、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等により、基板上に着色パターンを形成する。この工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程（ステップ２０３）では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程（ステップ２０４）では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。
【００６４】
図１１に示したＴＦＴ基板の製造工程では、露光工程（ステップ１０３）において、図１２に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、着色パターン形成工程（ステップ２０２）の露光処理において、本発明のプロキシミティ露光装置又は本発明のプロキシミティ露光装置のアライメント方法を適用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１  基板
１ａ，２ａ  アライメントマーク
２  マスク
３  ベース
４  Ｘガイド
５  Ｘステージ
６  Ｙガイド
７  Ｙステージ
８  θステージ
９  チャック支持台
１０  チャック
２０  マスクホルダ
２０ａ  開口
５０  画像処理装置
５０ａ  制御部
５０ｂ  演算処理部
５０ｃ  画像メモリ
５０ｄ  演算メモリ
５１  カメラユニット
５１ａ  ＣＣＤカメラ
５１ｂ  レンズ
５３  トップフレーム
５４  Ｙガイド
５５  Ｙステージ
５６  Ｘガイド
５７  Ｘステージ
５８，５９  リブ
６０  ステージ駆動回路
７０  主制御装置
７０ａ  カメラユニット制御部
７０ｂ  ステージ制御部
７０ｃ  メモリ
８１，８６，９６  モータ
８２，８７，９７  軸継手
８３，８８，９８  軸受
８４ａ，８９ａ，９９ａ  ボールねじ
８４ｂ，８９ｂ，９９ｂ  ナット
９０  Ｚベース
９１  Ｚガイド
９２  Ｚステージ
９３  リブ
９４  取り付けベース
９５  モータ台
【図１】
2011227213.tif 000003
【図２】
2011227213.tif 000004
【図３】
2011227213.tif 000005
【図４】
2011227213.tif 000006
【図５】
2011227213.tif 000007
【図６】
2011227213.tif 000008
【図７】
2011227213.tif 000009
【図８】
2011227213.tif 000010
【図９】
2011227213.tif 000011
【図１０】
2011227213.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2011227213.tif 000014