(57)【要約】【課題】基板上の露光領域の位置に関して他の基板に倣うことが可能な露光方法を提供する。【解決手段】ＣＦ基板１００が載置されたステージ２とフォトマスク４とを相対移動させてＣＦ基板１００上の露光領域１００ａ…１００ａに対して順次露光を行う露光方法において、ＴＦＴ基板１０１をステージ２に載置し、フォトマスク４をＴＦＴ基板１０１の露光領域１０１ａ…１０１ａに対して順次位置合わせした際のフォトマスク４とステージ２との相対的な位置関係を露光領域１０１ａ…１０１ａ毎に取得する工程と、ＣＦ基板１００をステージ２に載置し、露光領域１０１ａ…１０１ａ毎に取得したフォトマスク４とステージ２との相対的な位置関係に基づいて、露光領域１０１ａのそれぞれの位置を特定して各領域にパターンを露光する工程とを備える。【選択図】      図５
2004205722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光装置のステージとフォトマスクとを相対移動させて前記ステージ上の露光対象基板の複数の露光領域に対して順次露光を行う露光方法において、
前記露光対象基板上における前記複数の露光領域の位置に関して基準として倣うべき前記複数の露光領域と同数の基準領域が形成された基準基板を前記露光装置の前記ステージに載置し、前記フォトマスクを前記各基準領域に対して順次位置合わせした際の前記フォトマスクと前記ステージとの相対的な位置関係を前記基準領域毎に取得する工程と、
前記基準基板が載置された露光装置と同一の露光装置の前記ステージに前記露光対象基板を載置し、前記基準領域毎に取得した前記フォトマスクと前記ステージとの相対的な位置関係に基づいて、前記露光対象基板上の前記複数の露光領域のそれぞれの位置を特定して各領域にパターンを露光する工程と、
を備えることを特徴とする露光方法。
【請求項２】
前記基準基板の前記複数の基準領域のそれぞれと、前記露光対象基板の前記複数の露光領域のそれぞれとが相互に貼り合わされる関係にあることを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】
前記基準基板は、前記露光装置とは別の露光装置で露光された露光対象基板であることを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
【請求項４】
前記フォトマスクの所定方向への移動に追従して移動し、レーザーを反射する第１の反射手段と、前記ステージと一体的に移動し、レーザーを反射する第２の反射手段と、前記第１の反射手段及び前記第２の反射手段により反射されたレーザーを受光して、前記第１の反射手段と前記第２の反射手段との相対的な位置関係を測定するレーザー干渉計とを配置し、
前記取得する工程では、前記基準領域毎の前記フォトマスクと前記ステージとの相対的な位置関係を前記レーザー干渉計で測定した前記第１の反射手段と前記第２の反射手段との相対的な位置関係に基づいて取得することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の露光方法。
【請求項５】
露光対象基板が載置されたステージとフォトマスクとを相対移動させて前記露光対象基板上における複数の露光領域に対して順次露光を行う露光装置において、
前記フォトマスクの所定方向への移動に追従して移動し、レーザーを反射する第１の反射手段と、
前記ステージと一体的に移動し、レーザーを反射する第２の反射手段と、
前記第１の反射手段及び前記第２の反射手段により反射されたレーザーを受光して、前記第１の反射手段と前記第２の反射手段との相対的な位置関係を測定するレーザー干渉計と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露光方法及び露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大型の基板にパターニングする装置として、基板と、基板よりも面積の小さいフォトマスクとを相対移動させて、基板上の複数の露光領域に順次マスクパターンを露光するものが知られている（特許文献１参照）。この技術は、例えば、一つの露光領域に対してカラーフィルタ１枚に相当するパターンを形成し、１枚の基板から複数枚のカラーフィルタを取り出すのに利用される。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３４７０２０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の技術において、設計通りに露光が行われても、適切な露光位置に露光することができない場合がある。例えば、近年、複数枚のカラーフィルタが取り出される基板と、複数枚のＴＦＴ基板が取り出される基板とを互いに貼り合わせた後に分割し、貼り合わされたカラーフィルタ及びＴＦＴ基板を取り出すことが行われている。この場合、基板同士を貼り合わせたときにカラーフィルタに相当する露光領域とＴＦＴ基板に相当する露光領域とが互いに貼り合わされるように、露光領域の位置が設計段階において設定されている。しかし、露光後の熱処理による基板の変形や、露光装置のアライナーの癖等の種々の原因により、基板の露光領域が当初予定していた位置からずれ、基板同士を貼り合わせても全ての露光領域同士の位置を一致させることができないことがある。
【０００５】
そこで、本発明は、基板上の複数の露光領域に順次露光を行う露光方法において、基板上の露光領域の位置に関して他の基板に倣うことが可能な露光方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【０００７】
本発明の露光方法は、露光装置（１）のステージ（２）とフォトマスク（４）とを相対移動させて前記ステージ上の露光対象基板（１００）の複数の露光領域（１００ａ…１００ａ）に対して順次露光を行う露光方法において、前記露光対象基板上における前記複数の露光領域の位置に関して基準として倣うべき前記複数の露光領域と同数の基準領域（１０１ａ…１０１ａ）が形成された基準基板（１０１）を前記露光装置の前記ステージに載置し、前記フォトマスクを前記各基準領域に対して順次位置合わせした際の前記フォトマスクと前記ステージとの相対的な位置関係を前記基準領域毎に取得する工程と、前記基準基板が載置された露光装置と同一の露光装置の前記ステージに前記露光対象基板を載置し、前記基準領域毎に取得した前記フォトマスクと前記ステージとの相対的な位置関係に基づいて、前記露光対象基板上の前記複数の露光領域のそれぞれの位置を特定して各領域にパターンを露光する工程とを備えることにより、上述した課題を解決する。
【０００８】
フォトマスクを各基準領域に対して順次位置合わせすれば、位置合わせした際のフォトマスクのステージに対する各位置の配置は各基準領域の配置と同じになる。本発明の露光方法によれば、フォトマスクを各基準領域に対して順次位置合わせした際のフォトマスクとステージとの相対的な位置関係を各基準領域毎に取得するから、各基準領域の配置がフォトマスクのステージに対する各位置の配置として間接的に把握される。従って、取得したフォトマスクとステージとの相対的な位置関係に基づいて、前記露光対象基板上の前記複数の露光領域のそれぞれの位置を特定することにより、基準基板の基準領域の配置に倣って露光対象基板に露光領域を配置できる。また、例えば、基準基板上にレーザーを走査させて基準領域の位置を直接検出し、その検出した位置に基づいて、露光する際のフォトマスクとステージとを相対移動させた場合、フォトマスクの露光装置に対する取付位置のずれ（誤着）や、相対移動させる駆動装置の癖等によって、露光すべき前記検出した位置と、実際にフォトマスクが被せられる位置との間にずれが生じる。しかし、本発明の露光方法によれば、実際にフォトマスクを基準領域に位置合わせしたときのフォトマスクとステージとの相対的な位置関係に基づいて、露光する際のフォトマスクとステージとを相対移動させるから、上述したような誤差が除去される。
【０００９】
なお、フォトマスクとステージとを相対移動させる場合、フォトマスクとステージとの相対的な位置関係を各基準領域毎に取得したフォトマスクとステージとの相対的な位置関係に一致させるように相対移動させてもよいし、各基準領域毎に取得したフォトマスクとステージとの相対的な位置関係に種々の事情を考慮した補正を加え、その補正後の位置関係とフォトマスクとステージとの相対的な位置関係とを一致させるように相対移動させてもよい。
【００１０】
本発明の露光方法において、前記基準基板の前記複数の基準領域のそれぞれと、前記露光対象基板の前記複数の露光領域のそれぞれとが相互に貼り合わされる関係にあってもよい。この場合、露光対象基板の貼り合わせ対象の基板に倣って露光領域の位置を決定するから、両者を貼り合わせたときに露光領域の位置と基準領域の位置とを正確に一致させることができる。なお、基準基板は、露光対象基板と貼り合わされるまでに実行される全工程を経たものであることが望ましい。この場合、例えば、熱工程等の種々の工程において生じる基準基板の変形による基準領域の位置のずれが露光対象基板上における露光領域の位置に反映される。
【００１１】
本発明の露光方法において、前記基準基板は、前記露光装置とは別の露光装置で露光された露光対象基板であってもよい。この場合、複数の露光装置により同種の露光対象基板に対して露光を行うときに、露光領域の配置を高い精度で統一可能である。複数の露光装置が同じ機種である場合、１の露光装置において取得した基準領域毎のフォトマスクとステージとの相対的な位置関係についてのデータを他の露光装置に転送する方法も考えられる。しかし、同じ機種の露光装置間においてもステージを駆動する駆動装置の癖等がそれぞれ異なっており、データを転送する方法では露光領域の配置に露光装置間でずれが生じる。本発明の露光方法は駆動装置の癖等の影響を除去することが可能であるから、上述した本発明の好ましい態様は複数の露光装置が同じ機種の場合であっても、露光領域の配置を高い精度で統一するのに有効である。
【００１２】
前記フォトマスクの所定方向への移動に追従して移動し、レーザーを反射する第１の反射手段（２３）と、前記ステージと一体的に移動し、レーザーを反射する第２の反射手段（２２）と、前記第１の反射手段及び前記第２の反射手段により反射されたレーザーを受光して、前記第１の反射手段と前記第２の反射手段との相対的な位置関係を測定するレーザー干渉計（２０）とを配置し、前記取得する工程では、前記基準領域毎の前記フォトマスクと前記ステージとの相対的な位置関係を前記レーザー干渉計で測定した前記第１の反射手段と前記第２の反射手段との相対的な位置関係に基づいて取得してもよい。本発明の露光方法では、フォトマスクとステージとの相対的な位置関係が精度よく取得されるほど、露光領域の配置を精度よく基準領域の配置と合わせることが可能である。従って、レーザー干渉計によりフォトマスクとステージとの相対的な位置関係を正確に測定することにより、露光領域の配置を精度よく基準領域の配置と合わせることができる。
【００１３】
本発明の露光装置（１）は、露光対象基板（１００）が載置されたステージ（２）とフォトマスク（４）とを相対移動させて前記露光対象基板上における複数の露光領域（１００ａ）に対して順次露光を行う露光装置において、前記フォトマスクの所定方向への移動に追従して移動し、レーザーを反射する第１の反射手段（２３）と、前記ステージと一体的に移動し、レーザーを反射する第２の反射手段（２２）と、前記第１の反射手段及び前記第２の反射手段により反射されたレーザーを受光して、前記第１の反射手段と前記第２の反射手段との相対的な位置関係を測定するレーザー干渉計（２０）とを備えることにより、上述した課題を解決する。本発明の露光装置によれば、上述した本発明の露光方法の好ましい態様を実現することが可能である。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の露光装置１の構成を示す側面図である。露光装置１は、液晶表示パネルに用いられるカラーフィルタのパターニングをフォトリソグラフィーにより行う際に、カラーフィルタ用のＣＦ基板１００（露光対象基板）に対して露光を行う装置として構成されている。
【００１５】
ＣＦ基板１００は、例えばガラス基板で構成され、表面にはレジストが薄膜状に塗布されている。ＣＦ基板１００は、例えば厚さ１ｍｍ、面積４ｍ２に形成されている。１枚のＣＦ基板１００からは、６枚のカラーフィルターが取り出される。このため、図５（ｂ）にも示すように、ＣＦ基板１００上の６つの露光領域１００ａ…１００ａに対して露光装置１により露光が行われる。ＣＦ基板１００は、露光装置１による露光後、６枚のＴＦＴ回路に対応する６つの露光領域１０１ａ…１０１ａを有するＴＦＴ基板１０１（図５（ａ）参照）と貼り合わされ、その後分割されるものである。
【００１６】
図１の露光装置１は、ＣＦ基板１００を載置するステージ２と、ステージ２をＸ軸方向及びＹ軸方向（図５（ｂ）参照）に駆動する駆動装置３と、ステージ２の上方に配置されたフォトマスク４と、フォトマスク４をＸ軸方向、Ｙ軸方向、θ方向に駆動する駆動装置５と、ステージ２とフォトマスク４との相対位置を測定するための測定装置６と、フォトマスク４の上方からステージ２上を撮像するカメラ７、７と、フォトマスク４の上方に配置された光源８と、制御装置９とを備えている。
【００１７】
図５（ｂ）に示すようにフォトマスク４は、一つの露光領域１００ａを覆う大きさを有している。また、フォトマスク４は、露光領域１００ａに相当する領域の外側の位置にアライメントマーク５０、５０を備えている。図１のカメラ７、７はアライメントマーク５０、５０を撮像可能な位置に設けられ、撮像した画像に基づく映像信号を制御装置９に出力する。駆動装置３及び駆動装置５は、例えば電動モータとして構成され、制御装置９によって制御される。
【００１８】
図２（ａ）は測定装置６の構成を示す平面図である。測定装置６は、レーザー干渉計２０と、光学系２１と、ステージ２の２辺のそれぞれに亘って延びるフラットミラー２２、２２（第２の反射手段）と、フォトマスク４の周辺の３つの測定地点ｘ１、ｘ２、ｙ１に設けられたレトロリフレクター２３…２３（第１の反射手段）とを備えている。
【００１９】
図２（ｂ）は、１つの測定地点について測定装置６を拡大して示す側面図である。フォトマスク４の近傍には、レトロリフレクター２３を取り付けるための取付部２４が設けられている。取付部２４は、露光装置１の本体（不図示）に固定して設けられた支持部材２５と、支持部材２５に対して左右にスライド可能に取り付けられた軸部２６と、軸部２６の周囲に取り付けられたコイルばね２７とを備える。コイルばね２７は支持部材２５と、軸部２６のフランジ部２６ａとの間に取り付けられており、軸部２６の端部２６ｂをフォトマスク４の端部に押し付けている。軸部２６においてフォトマスク４の反対側の端部２６ｃには、レトロリフレクター２３が取り付けられている。
【００２０】
フラットミラー２２は、平面状の反射面を有し、垂直に入射したレーザー光Ｌを反対方向へ反射する。レトロリフレクター２３は、多面鏡を反射面に有し、反射面に入射したレーザー光Ｌを入射方向と逆方向へ反射する。光学系２１には、例えば、レーザー干渉計２０とフラットミラー２２との間に設けられたハーフミラー２８と、ハーフミラー２８とレトロリフレクター２３との間に設けられた反射ミラー２９とが含まれている。従って、レーザー干渉計２０からのレーザー光Ｌはハーフミラー２８により２分割され、一方はフラットミラー２２へ、他方は反射ミラー２９を介してレトロリフレクター２３に入射する。そして、フラットミラー２２及びレトロリフレクター２３によって反射されたレーザー光Ｌは、同一経路を反対方向へ進み、レーザー干渉計２０へ入射する。
【００２１】
レーザー干渉計２０は、フラットミラー２２からの反射光とレトロリフレクター２３からの反射光との干渉に基づいて、フラットミラー２２とレトロリフレクター２３との相対距離を測定する。なお、レーザー干渉計２０は、フラットミラー２２からの反射光に基づいてフラットミラー２２までの距離を、レトロリフレクター２３からの反射光に基づいてレトロリフレクター２３までの距離をそれぞれ測定し、その測定結果から両者の相対距離を測定するものでもよい。
【００２２】
図２（ａ）に示すように、レーザー干渉計２０は、点ｘ１及び点ｘ２のＹ方向、点ｙ１のＸ方向について、ステージ２とフォトマスク４との相対位置を測定する。Ｙ方向の相対位置は点ｘ１及び点ｘ２の２点において測定されるから、両者の相対位置の差からθ方向の相対位置も特定可能である。なお、３箇所の測定地点に対応してレーザー干渉計２０を３台設けて測定してもよい。
【００２３】
以上の構成を有する露光装置１を利用した露光方法の手順を説明する。図３は、制御装置９が実行する位置測定処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、例えば、ユーザが制御装置９に対して所定の入力操作を実行したときに実行される。この処理は、図５（ａ）に示すように、ステージ２に６個のＴＦＴ回路が配置されたＴＦＴ基板１０１が載置されることが前提となる。
【００２４】
ＴＦＴ基板１０１は、ＣＦ基板１００と貼り合わされる面（膜面）を下に向けて載置される。ＴＦＴ基板１０１は、露光装置１とは別の露光装置により既にパターニングが行われている。ＴＦＴ基板１０１はＣＦ基板１００と同様に、ＴＦＴ基板１０１よりも小さなフォトマスクとＴＦＴ基板１０１とを相対移動させることにより、露光領域１０１ａ…１０１ａに対して順次露光が行われている。ＴＦＴ基板１０１は、露光領域１０１ａ…１０１ａの周囲にそれぞれアライメントマーク５１、５１の組を複数有している。アライメントマーク５１、５１は、露光領域１０１ａ…１０１ａの位置を示すものであり、例えば、露光領域１０１ａに対して露光を行う際に、フォトマスクによりアライメントマーク５１も同時にパターニングされて形成される。なお、ＴＦＴ基板１０１のステージ２への載置は、ユーザが手作業で行ってもよいし、基板１００をステージ２へ載置するための露光装置１の搬送装置（不図示）が行ってもよい。
【００２５】
ステップＳ１では、制御装置９は、フォトマスク４を露光領域１０１ａ…１０１ａのうちいずれか一つ（例えば図５（ａ）の（１））の上方に位置させるように、駆動装置３の動作を制御してステージ２を移動させる。この制御は、例えば、制御装置９に予め記録されている露光領域１０１ａ…１０１ａの設計上の位置に基づいて行われる。
【００２６】
次に制御装置９は、カメラ７からの映像信号に基づいて、フォトマスク４のアライメントマーク５０、５０と、（１）の露光領域１０１ａのアライメントマーク５１、５１とを一致させるように駆動装置３及び駆動装置５の動作を制御する（ステップＳ２）。
【００２７】
位置合わせが完了すると、制御装置９は、測定装置６からの信号に基づいて、ステージ２とフォトマスク４との相対位置を測定し（ステップＳ３）、その測定値を自己の記憶領域に記録する（ステップＳ４）。
【００２８】
ステップＳ５では、全ての露光領域１０１ａ…１０１ａに対して測定が終了したか否かを判定し、終了していないと判定した場合には、ステップＳ１〜Ｓ４までを繰り返し、（２）から（６）の露光領域１０１ａまでその位置を順次測定する。
【００２９】
図４は、制御装置９が実行する露光処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、ＣＦ基板１００がステージ２に載置されたときに実行される。まず、制御装置９は、位置測定処理（図３）にて露光領域１０１ａ…１０１ａ毎に測定したフォトマスク４とステージ２との相対位置の中から、いずれか一つの露光領域１０１ａ（例えば図５（ａ）の（１））についての相対位置を取得する（ステップＳ１１）。次に、駆動装置３及び駆動装置５の動作を制御して、その相対位置と、実際のフォトマスク４とステージ２との相対位置とを一致させる（ステップＳ１２）。そして、光源８を駆動して露光を行う（ステップＳ１３）。ステップＳ１４では、全ての露光領域１０１ａ…１０１ａに対応した露光が終了したか否かを判定し、終了していないと判定した場合には、ステップＳ１〜Ｓ３までを繰り返し、（２）〜（６）の露光領域１０１ａ…１０１ａに対応した露光を順次行う。
【００３０】
このように、露光装置１では、図３の位置測定処理にて、フォトマスク４を露光領域１０１ａ…１０１ａに順次一致させてフォトマスク４とステージ２との相対位置を測定し、図４の露光処理にて、露光領域１００ａ…１００ａの露光を行う際のフォトマスク４とステージ２との相対位置をその測定した相対位置と一致させるため、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、露光領域１０１ａ…１０１ａ間の位置関係に倣って、露光領域１００ａ…１００ａを形成することができる。
【００３１】
本発明は以上の実施形態に限定されず、本発明の技術的思想と実質的に同一である限り、種々の形態で実施してよい。
【００３２】
基準基板には、露光対象基板上の複数の露光領域と同数の基準領域が形成されたものであればあらゆる基板を利用可能である。
【００３３】
例えば、露光装置１とは別の露光装置で露光されたＣＦ基板１００を用いてもよい。この場合、基準基板となるＣＦ基板１００の露光領域１００ａ…１００ａに、ＴＦＴ基板１００の露光領域１０１ａ…１０１ａと同様、フォトマスク４と位置合わせするためのアライメントマークを設けてもよい。基準基板となるＣＦ基板１００は、ＴＦＴ基板１０１を基準基板として本発明の露光方法によって露光されたものでもよい。
【００３４】
また、基準基板は、ＣＦ基板１００やＴＦＴ基板１０１と貼り合わされ、液晶表示パネルに用いられる他の基板でもよい。基準基板として、露光装置１に露光領域１００ａ…１００ａの位置を倣わせるための特別な基板を用意してもよい。基準基板の基準領域にはパターンが形成されていなくともよい。例えばアライメントマークのみが基準領域の周囲にパターニングされていてもよい。
【００３５】
露光対象基板には、ステージとフォトマスクとを相対移動させて複数の露光領域に対して順次露光を行うものであれば、あらゆるものを利用可能である。例えば、ＴＦＴ基板１０１が露光対象基板であってもよい。
【００３６】
フォトマスクと基準基板との位置合わせは、フォトマスク及び基準基板のアライメントマーク同士を一致させるものに限定されない。例えば、露光領域１０１ａの縁部とフォトマスクのマスクパターンの縁部とを一致させてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
フォトマスクを各基準領域に対して順次位置合わせすれば、位置合わせした際のフォトマスクのステージに対する各位置の配置は各基準領域の配置と同じになる。本発明の露光方法によれば、フォトマスクを各基準領域に対して順次位置合わせした際のフォトマスクとステージとの相対的な位置関係を各基準領域毎に取得するから、各基準領域の配置がフォトマスクのステージに対する各位置の配置として間接的に把握される。従って、取得したフォトマスクとステージとの相対的な位置関係に基づいて、露光対象基板上の複数の露光領域のそれぞれの位置を特定して各領域にパターンを露光することにより、基準基板の基準領域の配置に倣って露光対象基板に露光領域を配置できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光装置の構成を示す側面図。
【図２】図１の露光装置の測定装置を示す図。
【図３】図１の露光装置の制御装置が実行する位置測定処理の手順を示すフローチャート。
【図４】図１の露光装置の制御装置が実行する露光処理の手順を示すフローチャート。
【図５】図１の露光装置のステージ上の様子を示す平面図。
【符号の説明】
１  露光装置
２  ステージ
４  フォトマスク
２０  レーザー干渉計
２２  フラットミラー
２３  レトロリフレクター
１００  ＣＦ基板
１００ａ  露光領域
１０１  ＴＦＴ基板
１０１ａ  露光領域
【図１】
2004205722.tif 000003
【図２】
2004205722.tif 000004
【図３】
2004205722.tif 000005
【図４】
2004205722.tif 000006
【図５】
2004205722.tif 000007