(57)【要約】【課題】アライメントマークの画像を取得する画像取得装置の視野内に、マスクのアライメントマークを短時間で容易に入れる。【解決手段】フォトマスク２に、複数のアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢを設け、アライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの周囲に、アライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの位置の情報を含む複数の位置情報マーク２ｂ，２ｃを設ける。位置情報マーク２ｂ，２ｃの画像を複数の画像取得装置により取得し、取得した位置情報マーク２ｂ，２ｃの画像に含まれるアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの位置の情報に基づいて、各画像取得装置を移動することにより、画像取得装置の視野内に、マスクのアライメントマークを短時間で容易に入れることができる。【選択図】図８
2011170144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板との位置合わせを行うための複数のアライメントマークと、
前記アライメントマークの周囲に設けられ、前記アライメントマークの位置の情報を含む複数の位置情報マークとを有することを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】
前記位置情報マークは、当該位置情報マークから見て前記アライメントマークがある方向を表示する図形を含むことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項３】
前記位置情報マークは、当該位置情報マークから前記アライメントマークまでの距離及び方角、または前記アライメントマークの位置の座標を示す記号を含むことを特徴とする請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項４】
前記複数のアライメントマークは、露光工程に応じた複数の種類に分かれ、
前記位置情報マークの記号は、前記アライメントマークの種類毎に、当該位置情報マークから前記アライメントマークまでの距離及び方角、または前記アライメントマークの位置の座標を示すことを特徴とする請求項３に記載のフォトマスク。
【請求項５】
基板との位置合わせを行うための複数のアライメントマーク、及び該アライメントマークの周囲に設けられ、該アライメントマークの位置の情報を含む複数の位置情報マークを有するフォトマスクと、
前記アライメントマーク又は前記位置情報マークの画像を取得する複数の画像取得装置と、
各画像取得装置を移動する移動手段と、
前記移動手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とするプロキシミティ露光装置。
【請求項６】
前記位置情報マークは、当該位置情報マークから見て前記アライメントマークがある方向を表示する図形を含み、
各画像取得装置が取得した画像を表示する表示装置と、
前記制御手段へ各画像取得装置の移動を指示するための入力装置とを備えたことを特徴とする請求項５に記載のプロキシミティ露光装置。
【請求項７】
前記位置情報マークは、当該位置情報マークから前記アライメントマークまでの距離及び方角、または前記アライメントマークの位置の座標を示す記号を含み、
各画像取得装置が取得した前記位置情報マークの画像の画像信号を処理して、前記位置情報マークから前記アライメントマークまでの距離及び方角、または前記アライメントマークの位置の座標を検出する画像処理装置を備え、
前記制御手段は、前記画像処理装置が検出した前記位置情報マークから前記アライメントマークまでの距離及び方角、または前記アライメントマークの位置の座標に基づいて、前記移動手段を制御することを特徴とする請求項５に記載のプロキシミティ露光装置。
【請求項８】
前記複数のアライメントマークは、露光工程に応じた複数の種類に分かれ、
前記位置情報マークの記号は、前記アライメントマークの種類毎に、当該位置情報マークから前記アライメントマークまでの距離及び方角、または前記アライメントマークの位置の座標を示し、
前記画像処理装置は、各画像取得装置が取得した前記位置情報マークの画像の画像信号を処理して、露光工程に応じた前記アライメントマークの種類毎に、前記位置情報マークから前記アライメントマークまでの距離及び方角、または前記アライメントマークの位置の座標を検出す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。
【請求項９】
フォトマスクに、複数のアライメントマークを設け、
アライメントマークの周囲に、アライメントマークの位置の情報を含む複数の位置情報マークを設け、
位置情報マークの画像を複数の画像取得装置により取得し、
取得した位置情報マークの画像に含まれるアライメントマークの位置の情報に基づいて、各画像取得装置を移動する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マーク検出方法。
【請求項１０】
位置情報マークに、位置情報マークから見てアライメントマークがある方向を表示する図形を含め、
画像取得装置により取得した位置情報マークの画像を表示装置に表示し、
表示装置に表示した位置情報マークの画像を見て、各画像取得装置をアライメントマークがある方向へ移動す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マーク検出方法。
【請求項１１】
位置情報マークに、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を示す記号を含め、
画像処理装置により、位置情報マークの画像の画像信号を処理して、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を検出し、
検出した位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標に基づいて、各画像取得装置を移動す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マーク検出方法。
【請求項１２】
フォトマスクに、露光工程に応じた複数の種類のアライメントマークを設け、
位置情報マークの記号により、アライメントマークの種類毎に、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を示し、
画像処理装置により、位置情報マークの画像の画像信号を処理して、露光工程に応じたアライメントマークの種類毎に、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を検出することを特徴とする請求項１１に記載のプロキシミティ露光装置のアライメントマーク検出方法。
【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で使用されるフォトマスク、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マーク検出方法に係り、特に、ＣＣＤカメラ等の画像取得装置によりフォトマスク及び基板のアライメントマークの画像を取得して、フォト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で使用されるフォトマスク、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マーク検出方法に関する。
【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フォトマスク（以下、「マスク」と称す）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方式では、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】
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には、画像認識によるアライメントマークの位置の検出精度を高めるために、高倍率のレンズが使用されている。そのため、画像取得装置の視野は、例えば約５００μｍ×５００μｍ程度に狭くなってしまう。
【０００６】
通常、マスクと基板との位置合わせは、マスクのアライメントマークを基準にして行われ、画像取得装置の位置は、マスクのアライメントマークの位置に応じて決定される。画像取得装置の位置を決定する際、従来は、画像取得装置で取得した画像を見ながら、画像取得装置の視野内にマスクのアライメントマークが入る様、移動機構により画像取得装置を移動していた。しかしながら、画像取得装置の視野が狭いので、画像取得装置の視野内にマスクのアライメントマークを入れる作業に時間が掛かっていた。
【０００７】
また、画像取得装置の視野内にマスクのアライメントマークを入れることが出来なかった場合、従来は、目視によりマスクのアライメントマークの位置を確認して、移動機構により画像取得装置を移動していた。しかしながら、基板の大型化に伴いマスクが大型化すると、マスクホルダも大型化してマスクに近づくことが難しくなり、また、マスクと移動機構の操作を行う位置との距離が離れて、マスクのアライメントマークの位置を目視で確認しながら移動機構を操作する作業が困難になってきた。
【０００８】
本発明の課題は、アライメントマークの画像を取得する画像取得装置の視野内に、マスクのアライメントマークを短時間で容易に入れることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のマスクは、基板との位置合わせを行うための複数のアライメントマークと、アライメントマークの周囲に設けられ、アライメントマークの位置の情報を含む複数の位置情報マークとを有するものである。
【００１０】
また、本発明のプロキシミティ露光装置は、基板との位置合わせを行うための複数のアライメントマーク、及びアライメントマークの周囲に設けられ、アライメントマークの位置の情報を含む複数の位置情報マークを有するマスクと、アライメントマーク又は位置情報マークの画像を取得する複数の画像取得装置と、各画像取得装置を移動する移動手段と、移動手段を制御する制御手段とを備えたものである。
【００１１】
また、本発明のプロキシミティ露光装置のアライメントマーク検出方法は、マスクに、複数のアライメントマークを設け、アライメントマークの周囲に、アライメントマークの位置の情報を含む複数の位置情報マークを設け、位置情報マークの画像を複数の画像取得装置により取得し、取得した位置情報マークの画像に含まれるアライメントマークの位置の情報に基づいて、各画像取得装置を移動するものである。
【００１２】
マスクのアライメントマークの周囲に、アライメントマークの位置の情報を含む複数の位置情報マークを設けるので、位置情報マークの画像を複数の画像取得装置により取得し、取得した位置情報マークの画像に含まれるアライメントマークの位置の情報に基づいて、各画像取得装置を移動することにより、画像取得装置の視野内に、マスクのアライメントマークを短時間で容易に入れることができる。
【００１３】
さらに、本発明のマスクは、位置情報マークが、位置情報マークから見てアライメントマークがある方向を表示する図形を含むものである。
【００１４】
また、本発明のプロキシミティ露光装置は、位置情報マークが、位置情報マークから見てアライメントマークがある方向を表示する図形を含み、各画像取得装置が取得した画像を表示する表示装置と、制御手段へ各画像取得装置の移動を指示するための入力装置とを備えたものである。
【００１５】
また、本発明のプロキシミティ露光装置のアライメントマーク検出方法は、位置情報マークに、位置情報マークから見てアライメントマークがある方向を表示する図形を含め、画像取得装置により取得した位置情報マークの画像を表示装置に表示し、表示装置に表示した位置情報マークの画像を見て、各画像取得装置をアライメントマークがある方向へ移動するものである。
【００１６】
位置情報マークに、位置情報マークから見てアライメントマークがある方向を表示する図形を含めるので、画像取得装置により取得した位置情報マークの画像を表示装置に表示し、表示装置に表示した位置情報マークの画像を見て、各画像取得装置をアライメントマークがある方向へ移動することにより、各画像取得装置の移動を人手で指示して、画像取得装置の視野内に、マスクのアライメントマークを短時間で容易に入れることができる。
【００１７】
あるいは、本発明のマスクは、位置情報マークが、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を示す記号を含むものである。
【００１８】
また、本発明のプロキシミティ露光装置は、位置情報マークが、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を示す記号を含み、各画像取得装置が取得した位置情報マークの画像の画像信号を処理して、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を検出する画像処理装置を備え、制御手段が、画像処理装置が検出した位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標に基づいて、移動手段を制御するものである。
【００１９】
また、本発明のプロキシミティ露光装置のアライメントマーク検出方法は、位置情報マークに、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を示す記号を含め、画像処理装置により、位置情報マークの画像の画像信号を処理して、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を検出し、検出した位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標に基づいて、各画像取得装置を移動するものである。
【００２０】
位置情報マークに、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を示す記号を含めるので、画像処理装置により、位置情報マークの画像の画像信号を処理して、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を検出し、検出した位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標に基づいて、各画像取得装置を移動することにより、各画像取得装置の移動を自動的に行って、画像取得装置の視野内に、マスクのアライメントマークを短時間で容易に入れることができる。
【００２１】
さらに、本発明のマスクは、複数のアライメントマークが、露光工程に応じた複数の種類に分かれ、位置情報マークの記号が、アライメントマークの種類毎に、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を示すものである。
【００２２】
また、本発明のプロキシミティ露光装置は、複数のアライメントマークが、露光工程に応じた複数の種類に分かれ、位置情報マークの記号が、アライメントマークの種類毎に、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を示し、画像処理装置が、各画像取得装置が取得した位置情報マークの画像の画像信号を処理して、露光工程に応じたアライメントマークの種類毎に、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を検出するものである。
【００２３】
また、本発明のプロキシミティ露光装置のアライメントマーク検出方法は、マスクに、露光工程に応じた複数の種類のアライメントマークを設け、位置情報マークの記号により、アライメントマークの種類毎に、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を示し、画像処理装置により、位置情報マークの画像の画像信号を処理して、露光工程に応じたアライメントマークの種類毎に、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を検出するものである。
【００２４】
位置情報マークの記号により、アライメントマークの種類毎に、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を示すので、画像処理装置により、位置情報マークの画像の画像信号を処理して、露光工程に応じたアライメントマークの種類毎に、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を検出することにより、各画像取得装置の移動を自動的に行って、画像取得装置の視野内に、露光工程に応じたマスクのアライメントマークを短時間で容易に入れることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、マスクのアライメントマークの周囲に、アライメントマークの位置の情報を含む複数の位置情報マークを設けることにより、画像取得装置の視野内に、マスクのアライメントマークを短時間で容易に入れることができる。
【００２６】
さらに、位置情報マークに、位置情報マークから見てアライメントマークがある方向を表示する図形を含めることにより、各画像取得装置の移動を人手で指示して、画像取得装置の視野内に、マスクのアライメントマークを短時間で容易に入れることができる。
【００２７】
あるいは、位置情報マークに、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を示す記号を含めることにより、各画像取得装置の移動を自動的に行って、画像取得装置の視野内に、マスクのアライメントマークを短時間で容易に入れることができる。
【００２８】
さらに、位置情報マークの記号により、アライメントマークの種類毎に、位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を示すことにより、各画像取得装置の移動を自動的に行って、画像取得装置の視野内に、露光工程に応じたマスクのアライメントマークを短時間で容易に入れることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【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の一例を示す図である。
【図５】基板のアライメントマークの一例を示す図である。
【図６】図６（ａ）はカメラユニット移動機構の上面図、図６（ｂ）は同側面図である。
【図７】画像処理装置のブロック図である。
【図８】本発明の一実施の形態によるマスクの位置情報マークの一例を示す図である。
【図９】本発明の一実施の形態によるマスクのアライメントマーク検出方法を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の他の実施の形態によるマスクの位置情報マークの一例を示す図である。
【図１１】本発明の他の実施の形態によるマスクのアライメントマーク検出方法を示すフローチャートである。
【図１２】本発明のアライメントマーク検出方法を利用したプロキシミティ露光装置のアライメント方法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】
【００３０】
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、ステージ駆動回路６０、主制御装置７０、表示装置７１、及び入力装置７２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、ステージ駆動回路６０、主制御装置７０、表示装置７１、及び入力装置７２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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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、ステージ駆動回路６０、主制御装置７０、表示装置７１、及び入力装置７２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。
【００３４】
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。
【００３５】
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）へ移動して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。
【００３６】
なお、本実施の形態では、マスクホルダ２０をＺ方向へ移動して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方向へ移動して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。
【００３７】
図４は、マスクのアライメントマークの一例を示す図である。本例は、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Ｒ，Ｇ，Ｂの着色パターンを露光する際に使用するマスクのアライメントマークを示している。マスク２の基板と向かい合う面（下面）には、Ｒの着色パターン用のアライメントマーク２ａＲ、Ｇの着色パターン用のアライメントマーク２ａＧ、及びＢの着色パターン用のアライメントマーク２ａＢが、それぞれ４箇所に設けられている。
【００３８】
図５は、基板のアライメントマークの一例を示す図である。本例は、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。各下地パターンには、マスク２のアライメントマーク２ａＲの位置に対応する位置に、Ｒの着色パターン用のアライメントマーク１ａＲが設けられ、マスク２のアライメントマーク２ａＧの位置に対応する位置に、Ｇの着色パターン用のアライメントマーク１ａＧが設けられ、マスク２のアライメントマーク２ａＢの位置に対応する位置に、Ｂの着色パターン用のアライメントマーク１ａＢが設けられている。アライメントマーク１ａＲ，１ａＧ，１ａＢ，２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの位置は、基板１の露光領域の大きさによって異なる。
【００３９】
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、マスク２のアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの位置に応じて、後述するカメラユニット移動機構により移動される。基板１のアライメントマーク１ａＲ，１ａＧ，１ａＢ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２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの位置を基準に決定される。Ｒの着色パターンの露光処理を行うとき、各カメラユニット５１は、各アライメントマーク２ａＲの真上の所定の位置へそれぞれ移動される。Ｇの着色パターンの露光処理を行うとき、各カメラユニット５１は、各アライメントマーク２ａＧの真上の所定の位置へそれぞれ移動される。Ｂの着色パターンの露光処理を行うとき、各カメラユニット５１は、各アライメントマーク２ａＢの真上の所定の位置へそれぞれ移動される。
【００４０】
図６（ａ）はカメラユニット移動機構の上面図、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５８，５９，９３、モータ８１，８６，９６、軸継手８２，８７，９７、軸受８３，８８，９８、ボールねじ８４ａ，８９ａ，９９ａ、ナット８４ｂ，８９ｂ，９９ｂ、Ｚベース９０、Ｚガイド９１、Ｚステージ９２、取り付けベース９４、及びモータ台９５を含んで構成されている。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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２ａＲ，２ａＧ，２ａＢ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ＣＣＤカメラ５１ａの焦点がマスク２の下面及び基板１の表面に合う様に、各カメラユニット５１をＺ方向へそれぞれ移動する。
【００４５】
各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａは、マスク２の下面の画像及び基板１の表面の画像をそれぞれ取得し、画像信号を、図１の画像処理装置５０及び表示装置７１へ出力する。図１において、表示装置７１は、各カメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａが取得した画像を表示する。
【００４６】
図７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１ａＲ，１ａＧ，１ａＢ，２ａＲ，２ａＧ，２ａＢ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１ａＲ，１ａＧ，１ａＢ，２ａＲ，２ａＧ，２ａＢ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１ａＲ，１ａＧ，１ａＢ，２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの画像とを比較して画像認識を行い、認識したアライメントマーク１ａＲ，１ａＧ，１ａＢ，２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの位置を検出する。
【００４７】
図７において、主制御装置７０は、画像処理装置５０を制御する画像処理制御部７０ａと、カメラユニット移動機構を制御するカメラユニット制御部７０ｂと、ステージ駆動回路６０を制御するステージ制御部７０ｃとを含んで構成されている。
【００４８】
本実施の形態では、マスク２のアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの周囲に、アライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの位置の情報を含む複数の位置情報マークを設け、アライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢに対するカメラユニット５１の位置を決定する際、位置情報マークの画像をカメラユニット５１のＣＣＤカメラ５１ａにより取得し、取得した位置情報マークの画像に含まれるアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの位置の情報に基づいて、ＣＣＤカメラ５１ａの視野内にアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢが入る様に、カメラユニット５１を移動する。
【００４９】
図８は、本発明の一実施の形態によるマスクの位置情報マークの一例を示す図である。マスク２のアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢには、アライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの種類を示す種別マーク２Ｒ，２Ｇ，２Ｂがそれぞれ設けられている。種別マーク２Ｒ，２Ｇ，２Ｂは、アライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの種類に応じて位置が異なり、図８に示した例では、種別マーク２Ｒはアライメントマーク２ａＲの左上部に配置され、種別マーク２Ｇはアライメントマーク２ａＧの右上部に配置され、種別マーク２Ｂはアライメントマーク２ａＢの右下部に配置されている。アライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの画像認識を容易にするため、アライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの形状を同じにしても、これらの種別マーク２Ｒ，２Ｇ，２Ｂの位置によって、アライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの種類が識別される。
【００５０】
本実施の形態の位置情報マーク２ｂは、位置情報マーク２ｂから見てアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢがある方向を表示する図形であって、図８の例では矢印が使用されている。アライメントマークがある方向を表示する図形は、矢印に限らず、アライメントマークがある方向を視覚的に判断できるものであればよい。
【００５１】
図９は、本発明の一実施の形態によるマスクのアライメントマーク検出方法を示すフローチャートである。本実施の形態は、ＣＣＤカメラ５１ａの視野内にアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢを入れる際、カメラユニット５１の移動を人手で指示するものである。以下、アライメントマーク２ａＲに対するカメラユニット５１の位置を決定する場合について説明するが、アライメントマーク２ａＧ，２ａＢに対するカメラユニット５１の位置を決定する場合も同様である。
【００５２】
まず、図示しないマスク搬送ロボットにより、マスク２をマスクホルダ２０へ搬送する（ステップ３０１）。主制御装置７０のカメラユニット制御部７０ｂは、カメラユニット移動機構のモータ９６を制御して、マスク２の下面にＣＣＤカメラ５１ａの焦点を合わせる（ステップ３０２）。
【００５３】
操作者は、表示装置７１に表示されたマスク２の下面の画像を見て、アライメントマーク２ａＲがＣＣＤカメラ５１ａの視野内に有るか否かを判断する（ステップ３０３）。アライメントマーク２ａＲがＣＣＤカメラ５１ａの視野内に無い場合、操作者は、表示装置７１に表示されたマスク２の下面の画像を見て、位置情報マーク２ｂがＣＣＤカメラ５１ａの視野内に有るか否かを判断する（ステップ３０４）。位置情報マーク２ｂがＣＣＤカメラ５１ａの視野内に無い場合、操作者は、入力装置７２により、カメラユニット５１の移動を指示する（ステップ３０５）。カメラユニット制御部７０ｂは、操作者からの指示に従って、カメラユニット移動機構のモータ８１，８６を制御して、カメラユニット５１を移動する（ステップ３０６）。ＣＣＤカメラ５１ａの視野内にアライメントマーク２ａＲ又は位置情報マーク２ｂが入るまで、ステップ３０３〜３０６を繰り返す。
【００５４】
位置情報マーク２ｂがＣＣＤカメラ５１ａの視野内に有る場合、操作者は、表示装置７１に表示された位置情報マーク２ｂの画像を見て、入力装置７２により、カメラユニット５１をアライメントマーク２ａＲがある方向へ移動する様に、カメラユニット５１の移動を指示する（ステップ３０７）。カメラユニット制御部７０ｂは、操作者からの指示に従って、カメラユニット移動機構のモータ８１，８６を制御して、カメラユニット５１を移動する（ステップ３０８）。操作者は、表示装置７１に表示されたマスク２の下面の画像を見て、アライメントマーク２ａＲがＣＣＤカメラ５１ａの視野内に有るか否かを判断し（ステップ３０９）、ＣＣＤカメラ５１ａの視野内にアライメントマーク２ａＲが入るまで、ステップ３０７〜３０９を繰り返す。
【００５５】
ステップ３０３及び３０９において、アライメントマーク２ａＲがＣＣＤカメラ５１ａの視野内に有る場合、画像処理装置５０は、アライメントマーク２ａＲの画像認識、及びアライメントマーク２ａＲの位置検出を行う（ステップ３１０）。主制御装置７０の画像処理制御部７０ａは、画像処理装置５０が検出した複数のアライメントマーク２ａＲの位置、及び各カメラユニット５１の移動量から、マスク２の位置ずれ量を検出して（ステップ３１１）、図示しない位置決め機構によりマスク２の位置決めを行う（ステップ３１２）。マスク２の位置決め後、レーザー測長系等の図示しない測定装置を用いてマスク２の位置を測定し（ステップ３１３）、測定結果に基づいて各カメラユニット５１の位置を微調整する（ステップ３１４）。カメラユニット制御部７０ｂは、微調整後の各カメラユニット５１の位置を登録し（ステップ３１５）、Ｒの着色パターンの露光処理を行うとき、各カメラユニット５１を登録した位置へそれぞれ移動させる。
【００５６】
図８及び図９に示した実施の形態によれば、位置情報マーク２ｂに、位置情報マークから見てアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢがある方向を表示する図形を含めることにより、各カメラユニット５１の移動を人手で指示して、ＣＣＤカメラ５１ａの視野内に、マスク２のアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢを短時間で容易に入れることができる。
【００５７】
図１０は、本発明の他の実施の形態によるマスクの位置情報マークの一例を示す図である。本実施の形態の位置情報マーク２ｃは、位置情報マーク２ｃからアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢまでの距離及び方角、またはアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの位置の座標を示す記号であって、図１０の例では二次元コードが使用されている。位置情報マークからアライメントマークまでの距離及び方角、またはアライメントマークの位置の座標を示す記号は、二次元コードに限らず、これらの情報が画像処理により検出できるものであればよい。位置情報マーク２ｃの記号には、アライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの種類毎に、位置情報マーク２ｃからアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢまでの距離及び方角、またはアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの位置の座標が示されている。
【００５８】
図１１は、本発明の他の実施の形態によるマスクのアライメントマーク検出方法を示すフローチャートである。本実施の形態は、ＣＣＤカメラ５１ａの視野内にアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢを入れる際、カメラユニット５１の移動を自動的に行うものである。以下、アライメントマーク２ａＲに対するカメラユニット５１の位置を決定する場合について説明するが、アライメントマーク２ａＧ，２ａＢに対するカメラユニット５１の位置を決定する場合も同様である。
【００５９】
まず、図示しないマスク搬送ロボットにより、マスク２をマスクホルダ２０へ搬送する（ステップ４０１）。主制御装置７０のカメラユニット制御部７０ｂは、カメラユニット移動機構のモータ９６を制御して、マスク２の下面にＣＣＤカメラ５１ａの焦点を合わせる（ステップ４０２）。
【００６０】
画像処理装置５０の演算処理部５０ｂは、画像メモリ５０ｃに記憶された画像と、演算メモリ５０ｄに登録されたアライメントマーク２ａＲの画像とを比較して、アライメントマーク２ａＲがＣＣＤカメラ５１ａの視野内に有るか否かを判断する（ステップ４０３）。アライメントマーク２ａＲがＣＣＤカメラ５１ａの視野内に無い場合、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て、位置情報マーク２ｃがＣＣＤカメラ５１ａの視野内に有るか否かを判断する（ステップ４０４）。位置情報マーク２ｃがＣＣＤカメラ５１ａの視野内に無い場合、カメラユニット制御部７０ｂは、カメラユニット移動機構のモータ８１，８６を制御して、カメラユニット５１を移動する（ステップ４０５）。ＣＣＤカメラ５１ａの視野内に位置情報マーク２ｃが入るまで、ステップ４０３〜４０５を繰り返す。
【００６１】
位置情報マーク２ｃがＣＣＤカメラ５１ａの視野内に有る場合、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て、位置情報マーク２ｃからアライメントマーク２ａＲまでの距離及び方角、またはアライメントマーク２ａＲの位置の座標を検出する（ステップ４０６）。アライメントマーク２ａＲの位置の座標を検出した場合、演算処理部５０ｂは、位置情報マーク２ｃの中心点の位置を検出して、位置情報マーク２ｃ自体の位置を検出する。カメラユニット制御部７０ｂは、演算処理部５０ｂが検出した位置情報マーク２ｃからアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢまでの距離及び方角、またはアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの位置の座標及び位置情報マーク２ｃの位置に基づき、カメラユニット移動機構のモータ８１，８６を制御して、ＣＣＤカメラ５１ａの視野内にアライメントマーク２ａＲが入る様に、カメラユニット５１を移動する（ステップ４０７）。ステップ４１０〜ステップ４１５は、図８のステップ３１０〜ステップ３１５と同様である。
【００６２】
図１０及び図１１に示した実施の形態によれば、位置情報マーク２ｃに、位置情報マークからアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢまでの距離及び方角、またはアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの位置の座標を示す記号を含めることにより、各カメラユニット５１の移動を自動的に行って、ＣＣＤカメラ５１ａの視野内に、マスク２のアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢを短時間で容易に入れることができる。
【００６３】
さらに、位置情報マーク２ｃの記号により、アライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの種類毎に、位置情報マーク２ｃからアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢまでの距離及び方角、またはアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの位置の座標を示すことにより、各カメラユニット５１の移動を自動的に行って、ＣＣＤカメラ５１ａの視野内に、露光工程に応じたマスク２のアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢを短時間で容易に入れることができる。
【００６４】
図１２は、本発明のアライメントマーク検出方法を利用したプロキシミティ露光装置のアライメント方法を示すフローチャートである。以下、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、Ｒの着色パターンの露光処理を行う場合について説明するが、Ｇ，Ｂの着色パターンの露光処理を行う場合も同様である。
【００６５】
主制御装置７０のカメラユニット制御部７０ｂは、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２ａＲについて登録した位置へそれぞれ移動する（ステップ５０１）。マスク２と基板１とのギャップ合わせを行った後、カメラユニット制御部７０ｂは、カメラユニット移動機構のモータ９６を制御して、マスク２の下面に各ＣＣＤカメラ５１ａの焦点を合わせる（ステップ５０２）。各ＣＣＤカメラ５１ａは、マスク２のアライメントマーク２ａＲの画像をそれぞれ取得し、画像処理装置５０は、マスク２のアライメントマーク２ａＲの画像認識、及びマスク２のアライメントマーク２ａＲの位置検出を行う（ステップ５０３）。
【００６６】
続いて、カメラユニット制御部７０ｂは、カメラユニット移動機構のモータ９６を制御して、基板１の表面に各ＣＣＤカメラ５１ａの焦点を合わせる（ステップ５０４）。各ＣＣＤカメラ５１ａは、基板１のアライメントマーク１ａＲの画像をそれぞれ取得し、画像処理装置５０は、基板１のアライメントマーク１ａＲの画像認識、及び基板１のアライメントマーク１ａＲの位置検出を行う（ステップ５０５）。
【００６７】
主制御装置７０の画像処理制御部７０ａは、画像処理装置５０が検出したマスク２の複数のアライメントマーク２ａＲの位置及び基板１の複数のアライメントマーク１ａＲの位置から、マスク２と基板１との位置ずれ量を検出し（ステップ５０６）、両者の位置ずれ量が所定値以下であるか否かを判断する（ステップ５０７）。所定値以下である場合、主制御装置７０は、マスク２と基板１との位置合わせを終了する。
【００６８】
マスク２と基板１との位置ずれ量が所定値以下でない場合、主制御装置７０のステージ制御部７０ｃは、画像処理制御部７０ａが検出したマスク２と基板１との位置ずれ量に基づき、Ｘステージ５及びＹステージ７の移動量、並びにθステージ８の回転量を算出する（ステップ５０８）。そして、ステージ制御部７０ｃは、ステージ駆動回路６０を制御して、Ｘステージ５及びＹステージ７を算出した移動量だけ移動させ、またθステージ８を算出した回転量だけ回転させて（ステップ５０９）、ステップ５０５へ戻る。
【００６９】
以上説明した実施の形態によれば、マスク２のアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの周囲に、アライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢの位置の情報を含む複数の位置情報マーク２ｂ，２ｃを設けることにより、ＣＣＤカメラ５１ａの視野内に、マスク２のアライメントマーク２ａＲ，２ａＧ，２ａＢを短時間で容易に入れることができる。
【符号の説明】
【００７０】
１  基板
１ａＲ，１ａＧ，１ａＢ，２ａＲ，２ａＧ，２ａＢ  アライメントマーク
２  マスク
２ｂ，２ｃ  位置情報マーク
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
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  画像処理制御部
７０ｂ  カメラユニット制御部
７０ｃ  ステージ制御部
７１  表示装置
７２  入力装置
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】
2011170144.tif 000003
【図２】
2011170144.tif 000004
【図３】
2011170144.tif 000005
【図４】
2011170144.tif 000006
【図５】
2011170144.tif 000007
【図６】
2011170144.tif 000008
【図７】
2011170144.tif 000009
【図８】
2011170144.tif 000010
【図９】
2011170144.tif 000011
【図１０】
2011170144.tif 000012
【図１１】
2011170144.tif 000013
【図１２】
2011170144.tif 000014