(57)【要約】【課題】ギャップの測定位置及びアライメントマークの位置を露光パターンに重ならないように設けることができるステップ式近接露光方法を提供する。【解決手段】２層目の露光パターンを基板Ｗに露光する前に、基板の一層目の露光パターンが形成されていない領域Ｄ１〜Ｄ３において２層目用のマスクＭと基板との対向面間のすき間を調整するギャップ調整工程と、２層目用のマスクに設けたアライメントマークＡＭと基板に設けたアライメントマークＷＭ１との平面ずれ量を検出し、この検出値に基づいてマスクステージを補正して２層目用のマスクの向きを調整するアライメント調整工程と、２層目用のマスクと基板の１層目の露光パターンが対応するように前記基板ステージをステップ移動させる工程と、このステップ方向の送り誤差を検出し、この検出値に基づいて前記基板に対する前記２層目用のマスクの向きを調整するステップ送り誤差調整工程とを行う。【選択図】      図６
2007316537.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板ステージで保持されている被露光材としての基板を、マスクステージのマスク保持枠に保持されているマスクに対向配置し、前記基板ステージを前記マスクに対して相対的にステップ移動し、ステップ毎に前記マスクを前記基板に近接させて前記マスクの上方から露光用の光を照射することで、前記マスクに形成されているパターンを前記基板のステップ方向につなぎ合わせて露光転写していくとともに、パターンが異なる複数種類のマスクを使用して前記基板に露光パターンを層状に形成していくステップ式近接露光方法において、
前記基板に、１層目の露光パターンをステップ方向につなぎ合わせて露光し、且つ少なくとも一対の一層目の露光パターンに対応する位置にアライメントマークを前記基板上の所定位置に露光するとともに、
２層目の露光パターンを前記基板に露光する前に、前記基板の前記一層目の露光パターンが形成されていない領域において２層目用のマスクと前記基板との対向面間のすき間を調整するギャップ調整工程と、前記２層目用のマスクに設けたアライメントマークと前記基板に設けたアライメントマークとの平面ずれ量を検出し、この検出値に基づいてマスクステージを補正して前記２層目用のマスクの向きを調整するアライメント調整工程と、前記２層目用のマスクと前記基板の１層目の露光パターンが対応するように前記基板ステージをステップ移動させる工程と、このステップ方向の送り誤差を検出し、この検出値に基づいて前記基板に対する前記２層目用のマスクの向きを調整するステップ送り誤差調整工程とを行い、
これらの工程の後に、前記２層目用のマスクに形成されている露光パターンを前記基板の１層目の露光パターン上のステップ方向につなぎ合わせて露光していく露光工程を行なっていくことを特徴とするステップ式近接露光方法。
【請求項２】
前記露光工程の途中で、前記ギャップ調整工程及び前記アライメント調整工程の少なくとも一方を行なうことを特徴とする請求項１記載のステップ式近接露光方法。
【請求項３】
前記アライメント調整工程を行なう際には、前記２層目用のマスクに近い位置に存在する基板に形成した前記アライメントマークを使用することを特徴とする請求項１又は２記載のステップ式近接露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等の大型のフラットパネルディスプレイ等に使用される基板上にマスクのパターンを近接（プロキシミティ）露光転写するのに好適なステップ式近接露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近接露光は、表面に感光剤を塗布した透光性の基板（被露光材）を近接露光装置の基板ステージ上に保持すると共に、該基板をマスクステージのマスク保持枠に保持されたマスクに接近させて両者のすき間を例えば数１０μｍ〜数１００μｍにし、次いで、マスクの基板から離間する側から照射装置によって露光用の光をマスクに向けて照射することにより該基板上に該マスクに描かれたパターンを露光転写するようにしたものである。
【０００３】
近接露光には、マスクを基板と同じ大きさにして一括で露光する方式があるが、このような方式では、大型基板上にマスクのパターンを露光転写する場合にマスクが大型化し、マスクの撓みによるパターン精度への影響やコスト面等で問題が生じる。
このような事情から、従来においては、大型基板上にマスクのパターンを露光転写する場合には、基板より小さいマスクを用い、基板ステージをマスクに対して、基準方向（所定の水平面内で直交するＸ軸及びＹ軸）の例えばＹ軸方向に相対的にステップ移動させて各ステップ毎にマスクを基板に近接して対向配置した状態でパターン露光光を照射し、これにより、マスクに描かれた複数のパターンを基板上につなぎ合わせて露光転写する、所謂ステップ式近接露光方法が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
例えば大型のＲＧＢカラーフィルタ基板を製造するために、基板上にブラックマトリックスのパターン、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色のパターンを露光転写する場合には、各パターンに対応する異なる４種類のマスクを使用し、先ず、基板に１層目としてブラックマトリックスのパターンを形成し、以後、２層目として各色パターンを順次形成していくようにしている。
【０００５】
この場合、基板には、１層目の露光パターンとしてブラックマトリックスのパターンがステップ方向につなぎ合わせて露光されるとともに、各々のブラックマトリックスのパターンに対応する位置にアライメントマークが露光される。
そして、２層目の露光パターンを基板に露光する前には、それぞれの露光位置において２層目用のマスクと基板とのすき間を調整するためにギャップ測定が行われ、２層目用のマスクに設けたアライメントマークと基板に露光したアライメントマークとのアライメント調整も行なわれている。
【０００６】
カラーフィルタの他、ＴＦＴ、ＩＴＯなどの回路パターンを形成する場合にも、同様に複数種類のパターンを基板上に層状に形成していく。
【特許文献１】特開２００２−３６５８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来のギャップ測定及びアライメント調整は、２層目のマスクを基板の露光すべき位置に対向させた状態で行っており、その際には、ギャップの測定位置とアライメントマークの位置が、基板の露光パターンに重ならないという制約がある。
しかし、ステップ式近接露光方法のように基板の露光パターン（ブラックマトリックス）がつなぎ合わされて露光されている場合には、各ステップ露光位置においてギャップの測定位置及びアライメントマークの位置を露光パターンに重ならないように設けることが難しい。そして、パターンが異なる複数種類のマスクを使用するステップ式近接露光方法では、共通のギャップの測定位置及びアライメントマークの位置を設けることには限界があり、マスクと基板との間のギャップ調整及びアライメント調整の効率の面で問題がある。
【０００８】
本発明はこのような不都合を解消するためになされたものであり、パターンが異なる複数種類のマスクを使用するステップ式近接露光方法を行なっても、ギャップの測定位置及びアライメントマークの位置を露光パターンに重ならないように設けることができるステップ式近接露光方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明に係るステップ式近接露光方法は、基板ステージで保持されている被露光材としての基板を、マスクステージのマスク保持枠に保持されているマスクに対向配置し、前記基板ステージを前記マスクに対して相対的にステップ移動し、ステップ毎に前記マスクを前記基板に近接させて前記マスクの上方から露光用の光を照射することで、前記マスクに形成されているパターンを前記基板のステップ方向につなぎ合わせて露光転写していくとともに、パターンが異なる複数種類のマスクを使用して前記基板に露光パターンを層状に形成していくステップ式近接露光方法において、前記基板に、１層目の露光パターンをステップ方向につなぎ合わせて露光し、且つ少なくとも一対の一層目の露光パターンに対応する位置にアライメントマークを前記基板上の所定位置に露光するとともに、２層目の露光パターンを前記基板に露光する前に、前記基板の前記一層目の露光パターンが形成されていない領域において２層目用のマスクと前記基板との対向面間のすき間を調整するギャップ調整工程と、前記２層目用のマスクに設けたアライメントマークと前記基板に設けたアライメントマークとの平面ずれ量を検出し、この検出値に基づいてマスクステージを補正して前記２層目用のマスクの向きを調整するアライメント調整工程と、前記２層目用のマスクと前記基板の１層目の露光パターンが対応するように前記基板ステージをステップ移動させる工程と、このステップ方向の送り誤差を検出し、この検出値に基づいて前記基板に対する前記２層目用のマスクの向きを調整するステップ送り誤差調整工程とを行い、これらの工程の後に、前記２層目用のマスクに形成されている露光パターンを前記基板の１層目の露光パターン上のステップ方向につなぎ合わせて露光していく露光工程を行なっていくことを特徴とするステップ式近接露光方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のステップ式近接露光方法によると、２層目の露光パターンを基板に露光する前に、基板の一層目の露光パターンが形成されていない領域において２層目用のマスクと基板との対向面間のすき間を調整するギャップ調整工程と、２層目用のマスクに設けたアライメントマークと基板に設けたアライメントマークとの平面ずれ量を検出し、この検出値に基づいてマスクステージを補正して前記２層目用のマスクの向きを調整するアライメント調整工程とを行なっているので、基板の露光パターンがつなぎ合わされて露光転写されていても、ギャップ測定位置及びアライメントマーク位置を、露光パターンに重ならないように簡単に設けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係るステップ式近接露光方法について図面を参照して説明する。
（ステップ式近接露光装置の全体構成）
図１は、ＰＧＢカラーフィルタ基板を製造するに際して１層目の露光パターン（ブラックマトリックス及びアライメントマークの露光パターン）、或いは２層目の露光パターンを形成するステップ式近接露光装置の１実施形態を側部から示した図であり、図２は、本実施形態のステップ式近接露光装置を平面視で概略的に示した図である。
【００１２】
本実施形態の装置は、露光すべきパターンが描かれている小型サイズのマスクＭをマスクステージ１で保持すると共に、大型サイズの基板Ｗを基板ステージ２で保持し、この状態で基板ステージ２をマスクＭに対してＸ軸方向とＹ軸方向の二軸方向にステップ移動させて各ステップ毎にマスクＭと基板Ｗとを近接して対向配置した状態で、照射手段３からパターン露光用の光をマスクＭに向けて照射することにより、マスクＭの複数のパターンを基板Ｗ上に露光転写するようにした装置である。
【００１３】
図１の符号４で示す装置ベース上には、基板ステージ２をＸ軸方向にステップ移動させるためのＸ軸ステージ送り機構５が設置され、Ｘ軸ステージ送り機構５のＸ軸送り台５ａ上には基板ステージ２をＹ軸方向にステップ移動させるためのＹ軸ステージ送り機構６が設置され、該Ｙ軸ステージ送り機構６のＹ軸送り台６ａ上に基板ステージ２が設置されている。この基板ステージ２の上面に、基板Ｗが基板チャック等で真空吸引された状態で保持されるようになっている。
【００１４】
Ｙ軸ステージ送り機構６と基板ステージ２の間には、基板ステージ２の単純な上下動作を行う上下粗動装置７と、基板ステージ２を上下に微動させてマスクＭと基板Ｗとの対向面間のすき間を所定量に微調整する上下微動装置８が設置されている。
上下微動装置８は、Ｙ軸送り台６ａのＹ軸方向の一端側（図１の左端側）に１台、他端側に２台、合計３台設置されてそれぞれが独立に駆動制御されるようになっている。これにより、上下微動装置８は、後述するギャップセンサ３１によってマスクＭと基板Ｗとのすき間を計測しつつ平行度を良好に、すき間の目標値まで基板ステージ２の高さを微調整する。
【００１５】
マスクステージ１は、図１に示すように、略長方形状の枠体からなるマスクフレーム２４と、該マスクフレーム２４の中央部開口にすき間を介して挿入されてＸ，Ｙ，θ方向（Ｘ，Ｙ平面内）に移動可能に支持されたマスク保持枠２５とを備えており、マスクフレーム２４は装置ベース４から突設された上下移動機構５０によって基板ステージ２の上方の定位置に保持されている。
【００１６】
マスク保持枠２５の中央部開口の下面には内方に張り出すフランジ２６が開口の全周に沿って設けられている。このフランジ２６の下面に露光すべきパターンが描かれているマスクＭが真空式吸着装置（図示せず）等を介して着脱自在に保持されるようになっている。
また、図２に示すように、フランジ２６の上方には、２層目用のマスクＭに設けたアライメントマーク及び基板Ｗに設けたアライメントマークを撮像する２層目用アライメントカメラ３０と、マスクＭの下面と基板Ｗの上面との対向面間のすき間量を測定する手段としてのギャップセンサ３１と、基準方向認識用アライメントカメラ３２とがマスクステージ１に支持されている。
【００１７】
ギャップセンサ３１は、図２に示すように、フランジ２６のＸ軸方向に沿う一辺の上方に互いに離間している２台と、フランジ２６のＹ軸方向に沿う１辺の上方に位置する一台との合計３台配置されている。これらギャップセンサ３１は、投光部からマスクＭに向けて斜めにレーザ光を当て、マスクＭの下面からの反射光及びマスクＭを透過し、基板Ｗの上面で反射した反射光を受光部（例えばラインセンサ）で受けてマスクＭの下面と基板Ｗの上面との位置を測定する。
【００１８】
これらの３台のギャップセンサ３１による測定結果に基づき、図３に示す制御装置６０で演算処理を行うことでマスクＭと基板Ｗとの対向面間のすき間量を検出することができ、この３箇所の検出すき間量に応じて上述した上下微動装置８が制御されてマスクＭと基板Ｗとの対向面間のすき間を平行度良好に所定値となるようになっている。
【００１９】
２層目用アライメントカメラ３０は、ＣＣＤカメラ等により構成されるもので、図２に示すように、フランジ２６のＸ軸方向に沿う二辺の各内側上方にそれぞれ一カ所ずつ合計２台配置されている。これらの２台の２層目用アライメントカメラ３０は、２層目のマスクＭに設けられたアライメントマークと、基板Ｗに設けたアライメントマークとを撮像してその画像データに基づいて図３に示す制御装置６０で演算処理を行うことで、２層目用のマスクＭと基板Ｗとの平面ずれ量を検出する。そして、この検出平面ずれ量に応じてマスク位置調整手段がマスク保持枠２５をＸ，Ｙ，θ方向に移動させてマスク保持枠２５に保持された２層目用のマスクＭの基板Ｗに対する向きを調整するようになっている。なお、１層目のパターン露光用の露光装置の場合では、２層目用アライメントカメラ３０は不要である。
【００２０】
また、基準方向認識用アライメントカメラ３２もＣＣＤカメラ等により構成されるもので、図２に示すように、フランジ２６のＹ軸方向に沿う二辺の各内側上方にそれぞれ一カ所ずつ合計２台配置されている。これらの２台の基準方向認識用アライメントカメラ３２は、１層目のパターンを露光するための露光装置の場合と、２層目（三原色のいずれか）のパターンを露光するための露光装置の場合とで使用目的が異なる。先ず、１層目のパターン露光用の露光装置の場合では、１層目のマスクＭに設けられる後述する基準マークＫＭ１と、基板ステージ２に設けた基準マークＫＭ０とを撮像してその画像データに基づいて図３の制御装置６０で演算処理を行うことで、初期位置における１層目用のマスクＭの姿勢ずれ量（ＸＹ平面内の傾き誤差）を検出する。そして、この姿勢ずれ量に応じてマスク位置調整手段がマスク保持枠２５をＸ，Ｙ，θ方向に移動させてマスク保持枠２５に保持された１層目用のマスクＭの姿勢を正しく設定するようになっている。
【００２１】
一方、２層目のパターン露光用の露光装置の場合では、２層目のマスクＭに設けられる後述する基準マークＫＭ２と、基準方向認識用アライメントカメラ３２に設けた図示しない基準マークＫＭ０とを撮像してその画像に基づいて図３の制御装置６０で演算処理を行なうことで、初期位置における２層目用のマスクＭの姿勢ずれ量（ＸＹ平面内の傾き誤差）を検出する。そして、この姿勢ずれ量を介して、後工程である２層目用アライメントカメラ３０による２層目用のマスクＭと基板Ｗ上に既に形成されている１層目のパターンとのアライメント検出の工程時に、基板ステージ２上に基板Ｗが保持された状態で１層目のパターンの姿勢ずれ量（ＸＹ平面内の傾き誤差）を検出するようになっている。ここで得られた１層目のパターンの姿勢ずれ量は、さらに後工程であるステップ送り後の位置調整の工程時における補正用に参照される。
【００２２】
いずれの場合も、２台の基準方向認識用アライメントカメラ３２の基準マークＫＭ０の中心位置同士を結ぶ直線が基準方向（この例ではＸ軸方向）と平行になるよう、予め調整されている。
なお、基準マークＫＭ０は、基準となる方向に対するマスクＭの姿勢ずれ量が検出できるものであればよく、例えば、基準方向認識用アライメントカメラ３２中に設けるようにしてもよい。
【００２３】
マスク位置調整手段は、図３に示すように、マスクフレーム２４とマスク保持枠２５のＹ軸方向に沿う辺同士に連結したＸ軸方向駆動装置１０と、マスクフレーム２４とマスク保持枠２５のＸ軸方向に沿う辺同士に連結した２台のＹ軸方向駆動装置１２（図１に１台のみ図示）とを備えており、これらＸ軸方向駆動装置１０及び２台のＹ軸方向駆動装置１２によりマスク保持枠２５のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びθ軸方向（Ｚ軸まわりの揺動）の調整が行われる。
図１で示す符号４０は、露光領域を制限するための遮蔽板を駆動する機構である。図１にはＹ軸方向に沿ったマスクＭの端部の露光領域を制限する一対の駆動機構のうちの一方のみを示すが、同等の機構がＸ軸方向、Ｙ軸方向に一対ずつ計４台設けられることにより、１台の露光装置で様々な露光領域に対応可能としている。
【００２４】
図１で示す符号１８及び１９は、レーザ干渉測長器を構成するレーザ干渉計及びバーミラーである。バーミラー１９は、レーザ干渉計１８と対向する面がＸ軸に平行となるように設けられ、レーザ干渉計１８から出射されたレーザ光はバーミラー１９で反射され、再度レーザ干渉計１８に戻る。これにより、バーミラー１９のＹ軸方向位置が検出される。図示は省略するが、同様のレーザ干渉計１８がＸ軸方向に離間してもう一組バーミラー１９に対向するように設けられている。さらに、図示は省略するが、基板ステージ２のＸ軸方向位置を検出するためのレーザ干渉測長器（固定部に設けられるレーザ干渉計１台及びＹ軸方向に平行に設けられるとともに、ステップ送り時に基板ステージ２とともに移動可能に設けられたバーミラーよりなる）が設けられている。計３台のレーザ干渉計により検出される信号に基づき、基板ステージ２のステップ送り誤差（Ｘ軸方向、及びＹ軸方向の位置決め誤差及びヨーイング誤差（Ｚ軸回りの揺動））が求められる。
【００２５】
次に、上記構成のステップ式近接露光装置を用いた露光方法の例を説明する。以下では、一例として互いに異なる第１のパターン及び第２のパターンの２種類のパターンを露光する場合について説明する。先ず、第１のパターンの露光方法について、図４から図８を参照して説明する。
（第１のパターンの１層目のステップ露光）
先ず、第１実施形態の１層目用の露光装置による第１のパターンのステップ露光について図４及び図５を参照して説明する。
【００２６】
１層目用のマスクＭは、図４（ａ）に示すように、ブラックマトリックスの露光パターンＢＰと、基板用アライメントマークの露光パターン（この例では十字形状）ＷＭと、初期位置調整用の基準マーク（この例では□形状）ＫＭ１が形成されている。基板用アライメントマークの露光パターンＷＭは、ブラックマトリックスの露光パターンＢＰに対してＸ軸方向の一方側においてＹ軸方向に離間して２箇所設けられており、初期位置調整用のマスクアライメントマークＫＭは、Ｙ軸方向の一方側においてＸ軸方向に離間して２箇所設けられている。
【００２７】
基板Ｗ上のＹ軸方向に、一層目のステップ露光を行うには、先ず、基板ステージ２を基準マークＫＭ０とマスクＭの基準マークＫＭ１とが重なる位置へ移動し、１層目用のマスクＭに設けた基準マークＫＭ１と、基板ステージ２に設けた基準マークＫＭ０とを基準方向認識用アライメントカメラ３２で検出する。
そして、制御装置６０は、基準方向認識用アライメントカメラ３２から得た基準マークＫＭ１，ＫＭ０の画像情報に基づき、基準マークＫＭ１とＫＭ０のずれ量を算出する。そして、制御装置６０からマスク位置調整手段に制御信号を出力し、マスク保持枠２５を所定方向に移動させることでマスクＭの向きを調整してステップ送りの方向であるＹ軸方向とマスクＭとの向きを整合させるマスクＭの初期位置合わせを行う（図５のステップＳ２）。
【００２８】
次に、基板ステージ２に基板Ｗを搭載して保持し、Ｘ軸ステージ送り機構５及びＹ軸ステージ送り機構６により１ステップ送りを行い、基板Ｗの初期の露光位置にマスクＭを対向させる（図５のステップＳ４）。
なお、マスクＭの初期位置合わせの位置と最初の露光装置とが一致する場合には、最初のステップ送りは省略してもよい。
【００２９】
ここで、Ｙ軸方向測定用に２台、Ｘ軸方向測定用に１台設けられているレーザ干渉測長器が、Ｘ軸ステージ送り機構５及びＹ軸ステージ送り機構６のステップ送り誤差（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びθ軸方向（ヨーイング）の誤差）を検出する。そして、制御装置６０は、レーザ干渉測長器により検出したステップ送り誤差に基づき、マスク位置調整手段に制御信号を出力し、マスクＭと基板Ｗの初期の露光位置とを整合させる（図５のステップＳ６）。
【００３０】
そして、この状態で上下粗動装置７及び上下微動装置８によりマスクＭと基板Ｗとの対向面間のすき間を所定量に微調整し、基板ＷとマスクＭとを微小すき間を介した状態で照射手段３からパターン露光用の光を１層目用のマスクＭに向けて照射することで、基板Ｗに、ブラックマトリックスの露光パターンＢＰ１と、基板用アライメントマークの露光パターンＷＭ１とが露光転写される（図５のステップＳ８）。
【００３１】
次に、必要に応じ基板ステージ２を、上下微動機構８により所定量だけ上方に移動させることによりマスクＭとのすき間を拡大し、Ｙ軸ステージ送り機構６により１ステップ送りを行い、基板ステージ２の次の露光位置にマスクＭを対向させ、前述した図５のステップＳ４からステップＳ１０を繰り返し、３回目のステップ送りが終了したときに一層目のステップ露光を完了する（ステップＳ１０）。
このような手順を行なうことで、基板Ｗに、複数のブラックマトリックスの露光パターンＢＰ１〜ＢＰ３がＹ軸方向に連続して形成される。
【００３２】
（第１のパターンの２層目用のステップ露光）
次に、第１実施形態の２層目用の露光装置による第１のパターンのステップ露光について図６から図８を参照して説明する。
２層目用のマスクＭは、図６（ａ）に示すように、赤、緑、青の何れか一色（例えば赤）の２層目露光パターンＲＰと、アライメント用マーク（この例では□形状）ＡＭとが形成されている。２層目露光パターンＲＰは、ブラックマトリックスの露光パターンＢＰ１〜ＢＰ３に対してＸ軸方向の寸法が同寸であり、Ｙ軸方向の寸法が略半分である。また、アライメント用マークＡＭは、２層目露光パターンＲＰを間に挟んでＹ軸方向に離間して２箇所設けられている。これら２箇所のアライメント用マークＡＭのＹ軸方向の距離Ｌは、基板Ｗに露光転写された一対の基板用アライメントマークの露光パターンＷＭ１〜ＷＭ３のＹ軸方向の距離と同一である。
【００３３】
なお、露光パターンＢＰ１の寸法については、上記に限定さてるものではない。マスクＭと１層目のパターンとのアライメント検出で使用する基板Ｗ上の一対のアライメントマーク間の距離等の条件によって適宜定められるものである。例えば、図６（ｂ）で一対のアライメントマークＷＭ１のうち上側のものと、一対のアライメントマークＷＭ２のうち上側のものとをマスクＭとを、マスクＭと１層目のパターンとのアライメント検出で使用する場合は、マスクＭの一対のアライメントマークＡＭの距離Ｌはそれに合わせて変更され、それにしたがいパターンＲＰのＹ軸方向の寸法は、図６（ａ）に示した場合よりも広げることが可能となる。
【００３４】
さらに、２層目用のマスクＭには、２台の基準方向認識用アライメントカメラ３２に対応する位置に、一対の基準マークＫＭ２が設けられている。
１層目のステップ露光が完了した基板Ｗ上のＹ軸方向に、２層目のステップ露光を行うには、先ず、基板ステージ２を２層目用のマスクＭに設けた基準マークＫＭ２と基板ステージ２に設けた基準マークＫＭ０とが重なる位置へ移動し、基準マークＫＭ２と基準マークＫＭ０とを基準方向認識用アライメントカメラ３２で検出する。
そして、制御装置６０は、基準方向認識用アライメントカメラ３２から得た基準マークＫＭ２、ＫＭ０の画像情報に基づき、基準マークＫＭ２とＫＭ０とのずれ量を算出する。
制御装置６０は、得られた一対のずれ量データに基づき、２層目用のマスクＭの基準方向（この例ではＸ軸方向）に対する傾き誤差を算出する（図９のステップＳ１１）。
【００３５】
次に、基板ステージ２を所定方向に移動させることで、基板Ｗをアライメント専用位置に移動し、２層目用のマスクＭのアライメント用マークＡＭと基板ＷのアライメントマークＷＭ１とを対応させる。また、図６（ｂ）のマスクＭの○印Ｄ１〜Ｄ３で示す位置（マスクＭの２層目露光パターンＲＰが形成されておらず、基板Ｗのブラックマトリックスの露光パターンＢＰ１〜ＢＰ３が形成されていない位置）に、３台のギャップセンサ３１が上方から配置されており、これらギャップセンサ３１は、投光部からマスクＭの下面と基板Ｗの上面にレーザ光を当て、各面での反射光を受光部で受けてマスクＭの下面と基板Ｗの上面との位置を測定する。
【００３６】
制御装置６０は、３台のギャップセンサ３１の測定結果に基づき、演算処理を行うことでマスクＭと基板Ｗとの対向面間の平行度のずれ量を検出し、この検出ずれ量に応じて上下微動装置８を制御してマスクＭと基板Ｗとの対向面間の平行度を確保する（図９のステップＳ１２）。
次に、制御装置６０は、２層目用アライメントカメラ３０により２層目用のマスクＭのアライメント用マークＡＭと基板ＷのアライメントマークＷＭ１の画像情報を取得し、その結果に基づいてずれ量を算出する。なお、このとき得られたずれ量、及び先に得られた２層目用のマスクＭの傾き誤差に基づき、制御装置６０は１層目のパターンの基準方向に対する傾き誤差を算出しておく。そして、制御装置６０からマスク位置調整手段に制御信号を出力し、マスク保持枠２５を所定方向に移動させることでマスクＭの向きを調整してマスクＭのアライメントマークＡＭと基板ＷのアライメントマークＷＭ１とのアライメント調整を行う（図９のステップＳ１４）。
【００３７】
次に、Ｘ軸ステージ送り機構５及びＹ軸ステージ送り機構６により１ステップ送りを行い、図７に示すように、２層目用のマスクＭの２層目露光パターンＲＰを、基板Ｗに形成されている露光パターン上の最初の露光位置（この例では露光パターンＢＰ１のＹ軸側の略半分の領域）に対向させる（図９のステップＳ１６）。
ここで、Ｙ軸方向測定用に２台、Ｘ軸方向測定用に１台設けられているレーザ干渉測長器が、Ｘ軸ステージ送り機構５及びＹ軸ステージ送り機構６のステップ送り誤差（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びθ軸方向（ヨーイング）の誤差）を検出する。そして、制御装置６０は、レーザ干渉測長器により検出したステップ送り誤差及び先に算出された１層目のパターンの傾き誤差に基づき、マスク位置調整手段に制御信号を出力し、マスクＭと基板Ｗの露光位置とを整合させる（図９のステップＳ１８）。
【００３８】
そして、この状態で上下粗動装置７及び上下微動装置８によりマスクＭと基板Ｗとの対向面間のすき間を所定量に微調整し、基板ＷとマスクＭとを微小すき間を介した状態で照射手段３からパターン露光用の光を２層目用のマスクＭに向けて照射することで、基板Ｗ上に最初の２層目露光パターンＲＰが露光転写される（図９のステップＳ２０）。
次に、必要に応じ基板ステージ２を、上下微動機構８により所定量だけ上方に移動させることによりマスクＭとのすき間を拡大し、Ｙ軸ステージ送り機構６により１ステップ送りを行い、基板ステージ２の次の露光位置にマスクＭを対向させ、前述した図９のステップＳ１６からステップＳ２０を繰り返し、図８に示すように、基板Ｗの最初の２層目の露光パターンＲＰに隣接する領域に２番目の２層目露光パターンＲＰが露光転写される。そして、６回目のステップ露光が終了したときに２層目のステップ露光を完了する（図９のステップＳ２２）。
【００３９】
これにより、基板Ｗの複数のブラックマトリックスの露光パターンＢＰ１〜ＢＰ３上に、２層目露光パターンＲＰＹ軸方向に連続して形成される。
なお、赤、緑、青の残り２色（例えば緑、青）の３、４層目の露光も、図６から図８で示した流れと同様に行なう。
このように、本実施形態では、２層目のステップ露光を行う際のマスクＭと基板Ｗのギャップ測定（図９のステップＳ１２）、アライメント調整（図９のステップＳ１４）は、マスクＭの２層目露光パターンＲＰが形成されておらず、基板Ｗの露光パターンＢＰ１〜ＢＰ３が形成されていない位置で行なっており、ギャップの測定位置とアライメントマークの位置が、基板Ｗへの２層目のパターンの露光に際して、そのつなぎ露光の仕方に何等制約を与えない。
【００４０】
したがって、本実施形態のように基板Ｗの露光パターンＢＰ１〜ＢＰ３がつなぎ合わされて露光されている場合であっても、ギャップの測定位置及びアライメントマークの位置を、露光パターンＢＰ１〜ＢＰ３に重ならないように簡単に設けることができる。
なお、図９で示した２層目の露光手順では、ギャップセンサ３１の測定結果に基づくマスクＭと基板Ｗとの対向面間の平行度の確保（図９のステップＳ１２）と、２層目用のマスクＭのアライメント用マークＡＭと基板ＷのアライメントマークＷＭ１の画像情報に基づくマスクＭの向き調整（図９のステップＳ１４）を最初に一度だけ行なっているが、ステップ毎、或いは所定のステップ毎に行なってもよい。
【００４１】
また、２層目用のマスクＭのアライメント用マークＡＭと、基板Ｗのアライメントマークとを対応させる際には、２層目用のマスクＭが最も近い位置の基板ＷのアライメントマークＷＭ１〜ＷＭ３を用いるようにすると好ましい。
次に、上記と同じステップ式近接露光装置を用いた第１のパターンとは異なる第２のパターンの露光方法について、図１０及び図１１を参照して説明する。基板Ｗ上に形成するパターンが、先の例と異なる場合であり、そのため、マスクＭのパターンもこれに対応して異なるものとなっている。なお、図４から図９で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
（第２のパターンの１層目のステップ露光）
本実施形態の第２のパターン形成のための１層目用のマスクＭは、図１０（ａ）に示すように、第１のパターンの１層目用のマスク（図４（ａ）参照）と形状が異なる露光パターンＢＰを有する１層目用のマスクＭが使用されている。また、この場合の１層目用のマスクＭは、一対の基板用アライメントマークの露光パターンＷＭのＹ軸方向の距離Ｌが、第１のパターンの１層目用のマスク（図４（ａ）参照）に形成されている一対の基板用アライメントマークの露光パターンＷＭのＹ軸方向の距離と同一寸法に設定されている。
【００４３】
そして、第１のパターン形成時の１層目のステップ露光と同様の手順で、図１０（ｂ）に示すように、基板Ｅに、複数のブラックマトリックスの露光パターンＢＰ１及びＢＰ２と、ＢＰ３及びＢＰ４がＸ軸方向に連続して２列形成されている。
なお、パターンＢＰ２，ＢＰ４の露光時は、アライメントマークＷＭ１（ＷＭ２）が露光されないように、遮蔽板駆動機構４０により遮蔽した状態で露光を行なう。
【００４４】
（第２のパターンの２層目用のステップ露光）
第２のパターンの２層目のマスクＭは、図１１に示すように、赤、緑、青の何れか一色（例えば赤）の２層目露光パターンＲＰと、一対のアライメント用マーク（この例では□形状）ＡＭとが形成されている。さらに、基準方向認識用アライメントカメラ３２に対応する位置に、基準マークＫＭ２が設けてある。一対のアライメント用マークＡＭのＹ軸方向の距離Ｌも、基板Ｗに露光転写された一対の基板用アライメントマークの露光パターンＷＭ１〜ＷＭ２のＹ軸方向の距離と同一である。
【００４５】
第２のパターン露光の場合も、１層目のステップ露光が完了した基板Ｗ上に２層目のステップ露光を行うには、先ず、マスクＭの基準方向に対する傾き誤差を検出し、次に基板ステージ２を所定方向に移動させることで、２層目用のマスクＭのアライメント用マークＡＭと基板ＷのアライメントマークＷＭ１とを対応させる。また、図１０に示すマスクＭの○印Ｄ１〜Ｄ３で示す位置、即ち、マスクＭの２層目露光パターンＲＰが形成されておらず、基板Ｗのブラックマトリックスの露光パターンＢＰ１が形成されていない位置に、３台のギャップセンサ３１が上方から配置されており、これらギャップセンサ３１は、投光部からマスクＭの下面と基板Ｗの上面にレーザ光を当て、各面での反射光を受光部で受けてマスクＭの下面と基板Ｗの上面との位置を測定するようになっている。
【００４６】
そして、基板Ｗの複数のブラックマトリックスの露光パターンＢＰ１〜ＢＰ４上に、２層目露光パターンＲＰを形成していくことで、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
そして、上で述べた２種類のパターンの露光方法の両者は、２層目用のマスクＭのアライメント用マークＡＭと基板ＷのアライメントマークＷＭ１を監視する２層目用アライメントカメラ３０の配置位置が同一であり、しかも、３台のギャップセンサ３１で計測する位置も同一なので、露光パターンが異なるマスクＭを使用しても、２層目用アライメントカメラ３０及びギャップセンサ３１の配置位置を変更しなくてもよく、マスクＭと基板Ｗとの間のギャップ調整及びアライメント調整の効率化を図ることができる。
【００４７】
すなわち、本発明によれば、２層目の露光において、基板Ｗ上に形成された１層目のパターンと２層目のマスクＭとのアライメントをアライメント専用の位置で行なうようにしたことにより、１台の露光装置で、マスクＭのパターン変更のみで種々のつなぎ露光に容易に対応可能となる。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００４８】
例えば、上記実施形態では、液晶カラーフィルタのパターン露光を行なう場合を例に説明したが、これに限らない。
また、３層以上のパターンを露光する場合の３層目以降のパターン形成時にも本発明は適用できる。
また上記実施形態では、各ステージ送り機構の送り手段として、リニアガイドとボールねじを組合せたものを用いているが、必ずしもこれに限定する必要はなく、例えば、送り手段として、リニアモータ等を用いてもよい。
【００４９】
また、上記実施形態では、基板ステージ２をＸ軸及びＹ軸方向にステップ移動可能な構成としたが、これに代えて、マスクステージ１を照射手段と共にＸ軸及びＹ軸方向にステップ移動可能な構成としても良い。
また、上記実施形態では、２層目の露光において、マスクＭと基板Ｗとのギャップ検出を行なう位置とアライメントを行なう位置とを同じ位置で行なうようにしているが、検出が可能であれば別の場所で行なうようにしてもよい。
【００５０】
さらに、上記実施形態では、２層目の露光において、マスクＭと基板Ｗとのアライメント専用の位置は、露光位置と異なる位置としたが、１箇所の露光位置とアライメント専用位置とが同一であることを妨げるものではない。すなわち、従来の場合のように、露光位置毎にアライメント検出を行なう必要がないのが本発明の特徴であり、アライメントマークが１層目のパターンと重ならない位置に設けることができれば、複数ある露光位置のうち１箇所がマスクＭと基板Ｗとのアライメント検出位置と一致してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明に係るステップ式近接露光装置を側面視で示した図である。
【図２】本発明に係るステップ式近接露光装置の要部を平面視で示した図である。
【図３】本発明に係る制御装置と他の装置とを示すブロック図である。
【図４】本発明に係る第１のパターン露光のための１層目用のマスク及び基板を示す図である。
【図５】本発明に係る第１のパターン露光の１層目の露光手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る第１のパターン露光の２層目用のマスク及び基板を示す図である。
【図７】本発明に係る第１のパターン露光の２層目の１ステップ目の露光を示す図である。
【図８】本発明に係る第１のパターン露光の２層目の２ステップ目の露光を示す図である。
【図９】本発明に係る第１のパターン露光の２層目の露光手順を示すフローチャートである。
【図１０】本発明に係る第２のパターン露光の１層目用のマスク及び基板を示す図である。
【図１１】本発明に係る第２のパターン露光の２層目用のマスク及び基板を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  マスクステージ
２  基板ステージ
３  照射手段
５  Ｘ軸ステージ送り機構
６  Ｙ軸ステージ送り機構
７  上下粗動装置
８  上下微動装置
１８  レーザ干渉計
１９  バーミラー
２５  マスク保持枠
２６  フランジ
３０  ２層目用アライメントカメラ
３１  ギャップセンサ
３２  基準方向認識用アライメントカメラ
６０  制御装置
ＢＰ  １層目用のマスクに形成した露光パターン
ＷＭ  １層目用のマスクに形成したアライメントマークの露光パターン
ＢＰ１，ＢＰ２，ＢＰ３  基板に形成した露光パターン
ＷＭ１，ＷＭ２，ＷＭ３  基板に形成したアライメントマーク
ＲＰ  ２層目用のマスクに形成した２層目の露光パターン
ＡＭ  ２層目用のマスクに形成したアライメントマーク
Ｍ  マスク
Ｗ  基板
【図１】
2007316537.tif 000003
【図２】
2007316537.tif 000004
【図３】
2007316537.tif 000005
【図４】
2007316537.tif 000006
【図５】
2007316537.tif 000007
【図６】
2007316537.tif 000008
【図７】
2007316537.tif 000009
【図８】
2007316537.tif 000010
【図９】
2007316537.tif 000011
【図１０】
2007316537.tif 000012
【図１１】
2007316537.tif 000013