(57)【要約】【課題】複数のマスクを正確にアライメントすることが可能な露光装置及び露光方法を提供する。【解決手段】露光装置１は、マスクＭに少なくとも１つのアライメントマーク４５が形成されており、各マスクＭのアライメントマーク４５にそれぞれ対応する複数の基準マーク５５が設けられた基準バー５１と、基準バー５１の基準マーク５５とマスクＭのアライメントマーク４５とを撮像する少なくとも１つのカメラ５９と、を有する。カメラ５９が読み取った、基準バー５１の基準マーク５５と、マスクＭのアライメントマーク４５と、の相対的な位置情報に基づいて、各マスク保持部１１を所定の位置に変位させることによって各マスクＭを基準バーに対してアライメントする。【選択図】図６
2012252212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を保持する基板保持部と、
パターンが形成された複数のマスクをそれぞれ保持する複数のマスク保持部と、
前記各マスク保持部をそれぞれ駆動する複数のマスク駆動部と、
前記複数のマスク保持部の上部にそれぞれ配置され、露光用光を照射する複数の照射部と、
を備え、
前記基板に対して前記複数のマスクを介して前記露光用光を照射し、前記基板に前記複数のマスクのパターンを露光する露光装置であって、
前記マスクには少なくとも１つのアライメントマークが形成されており、
各マスクの前記アライメントマークにそれぞれ対応する複数の基準マークが設けられた基準バーと、
前記基準バーの基準マークと前記マスクのアライメントマークとを撮像する少なくとも１つのカメラと、
を有し、
前記カメラが読み取った、前記基準バーの基準マークと、前記マスクのアライメントマークと、の相対的な位置情報に基づいて、前記各マスク保持部を所定の位置に変位させることによって前記各マスクを前記基準バーに対してアライメントする
ことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記基準バーは、所定の方向に並ぶ前記複数のマスクを跨ぐように直線状に形成され、
前記複数の基準マークは、前記基準バーの長手方向に沿って所定の間隔で配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記基準バーを駆動するバー駆動部と、
前記基準バーに設けられた鏡面体と、
レーザー光を前記鏡面体に照射し、前記基準バーの位置情報を検出するレーザー干渉計と、
を備え、
前記基準バーの位置情報に基づいて、前記バー駆動部によって前記基準バーを前記基板保持部に対して位置決めする
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
【請求項４】
基板を保持する基板保持部と、
パターンと、少なくとも１つのアライメントマークと、が形成された複数のマスクをそれぞれ保持する複数のマスク保持部と、
前記各マスク保持部をそれぞれ駆動する複数のマスク駆動部と、
前記複数のマスク保持部の上部にそれぞれ配置され、露光用光を照射する複数の照射部と、
を備えた露光方法であって、
各マスクの前記アライメントマークにそれぞれ対応する複数の基準マークが設けられた基準バーと、
前記基準バーの基準マークと前記マスクのアライメントマークとを撮像する少なくとも１つのカメラと、
を有し、
前記カメラが読み取った、前記基準バーの基準マークと、前記マスクのアライメントマークと、の相対的な位置情報に基づいて、前記各マスク保持部を所定の位置に変位させることによって前記各マスクを前記基準バーに対してアライメントし、
前記基板に対して前記複数のマスクを介して前記露光用光を照射し、前記基板に前記複数のマスクのパターンを露光する
ことを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置及び露光方法に関し、より詳細には、基板に対して複数のマスクを介して露光用光を照射し、基板に複数のマスクのパターンを露光する露光装置及び露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
大型の薄形テレビ等に用いられる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は、基板上にマスクのパターンを分割逐次露光方式で近接露光転写することで製造される。この種の分割逐次露光方法としては、マスクを細分化して、これら複数のマスクを保持する複数のマスク保持部を千鳥状に配置し、基板を一方向に移動させながら露光を行うスキャン露光方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、特許文献２には、開口部を有する枠部材と、開口部を格子状に区画するように取り付けられた梁部材と、から構成されたフォトマスクが記載されている。フォトマスクの枠部材にはアライメントマークが設けられており、このアライメントマークを露光機に設けられたターゲットと重ね合わせることによって、フォトマスクのアライメントを行っている。
また、特許文献３では、ブラックマトリクスが形成された基板上の位置合わせマークと、フォトマスクに設けられた複数の位置合わせマークと、を一致させることによってフォトマスクのアライメントを行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２５６８１０号公報
【特許文献２】特開平１１−８４６２９号公報
【特許文献３】特開２００１−１３３６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１のように複数のマスクを用いる露光方法では、基板に露光を行う前に、それぞれのマスクを露光装置又は基板に対してアライメントする必要がある。しかしながら、特許文献１には、マスクのアライメントについて明示されておらず、また、特許文献２、３にも、複数マスクのアライメントに関する記載がされていない。
【０００６】
そこで、従来用いられてきたように、レーザーを用いることによって、複数マスクをブラックマトリクスが施された基板に対してアライメントすることが考えられる。しかしながら、レーザーは露光する環境（装置雰囲気）によって影響を受け易いため安定性に欠け、さらに、複数マスクのアライメントにレーザーを適用した場合、それぞれのマスクに対してレーザーを設ける必要があるため、コストの増加及び安定性の欠如は避けられない。
【０００７】
また、複数マスクをアライメントする際に、基板にアライメントの基準となるブラックマトリクスのようなマークがない場合には、基板を基準としてアライメントすることができないため、複数マスクはそれぞれ露光装置を基準としてアライメントする必要がある。
【０００８】
本発明は、上述した課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、複数のマスクを正確にアライメントすることが可能な露光装置及び露光方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）  基板を保持する基板保持部と、
パターンが形成された複数のマスクをそれぞれ保持する複数のマスク保持部と、
前記各マスク保持部をそれぞれ駆動する複数のマスク駆動部と、
前記複数のマスク保持部の上部にそれぞれ配置され、露光用光を照射する複数の照射部と、
を備え、
前記基板に対して前記複数のマスクを介して前記露光用光を照射し、前記基板に前記複数のマスクのパターンを露光する露光装置であって、
前記マスクには少なくとも１つのアライメントマークが形成されており、
各マスクの前記アライメントマークにそれぞれ対応する複数の基準マークが設けられた基準バーと、
前記基準バーの基準マークと前記マスクのアライメントマークとを撮像する少なくとも１つのカメラと、
を有し、
前記カメラが読み取った、前記基準バーの基準マークと、前記マスクのアライメントマークと、の相対的な位置情報に基づいて、前記各マスク保持部を所定の位置に変位させることによって前記各マスクを前記基準バーに対してアライメントする
ことを特徴とする露光装置。
（２）  前記基準バーは、所定の方向に並ぶ前記複数のマスクを跨ぐように直線状に形成され、
前記複数の基準マークは、前記基準バーの長手方向に沿って所定の間隔で配置される
ことを特徴とする（１）に記載の露光装置。
（３）  前記基準バーを駆動するバー駆動部と、
前記基準バーに設けられた鏡面体と、
レーザー光を前記鏡面体に照射し、前記基準バーの位置情報を検出するレーザー干渉計と、
を備え、
前記基準バーの位置情報に基づいて、前記バー駆動部によって前記基準バーを前記基板保持部に対して位置決めする
ことを特徴とする（１）又は（２）に記載の露光装置。
（４）  基板を保持する基板保持部と、
パターンと、少なくとも１つのアライメントマークと、が形成された複数のマスクをそれぞれ保持する複数のマスク保持部と、
前記各マスク保持部をそれぞれ駆動する複数のマスク駆動部と、
前記複数のマスク保持部の上部にそれぞれ配置され、露光用光を照射する複数の照射部と、
を備えた露光方法であって、
各マスクの前記アライメントマークにそれぞれ対応する複数の基準マークが設けられた基準バーと、
前記基準バーの基準マークと前記マスクのアライメントマークとを撮像する少なくとも１つのカメラと、
を有し、
前記カメラが読み取った、前記基準バーの基準マークと、前記マスクのアライメントマークと、の相対的な位置情報に基づいて、前記各マスク保持部を所定の位置に変位させることによって前記各マスクを前記基準バーに対してアライメントし、
前記基板に対して前記複数のマスクを介して前記露光用光を照射し、前記基板に前記複数のマスクのパターンを露光する
ことを特徴とする露光方法。
【発明の効果】
【００１０】
上記（１）の露光装置によれば、カメラが読み取った、基準バーの基準マークと、マスクのアライメントマークと、の相対的な位置情報に基づいて、各マスク保持部を所定の位置に変位させることによって各マスクを基準バーに対してアライメントする。したがって、複数のマスクを、基準バーを基準として正確にアライメントすることが可能となる。
また、上記（２）の露光装置によっても、同様の効果を奏することが可能である。
【００１１】
また、上記（３）の露光装置によれば、レーザー干渉計によって得られた基準バーの位置情報に基づいて、バー駆動部によって基準バーを基板保持部に対して位置決めする。したがって、基準バーを基板保持部に対して正確に配置することができるとともに、当該基準バーを基準とする複数のマスクのアライメントの精度をより向上させることが可能となる。
【００１２】
また、上記（４）の露光方法によれば、カメラが読み取った、基準バーの基準マークと、マスクのアライメントマークと、の相対的な位置情報に基づいて、各マスク保持部を所定の位置に変位させることによって各マスクを基準バーに対してアライメントする。したがって、複数のマスクを、基準バーを基準として正確にアライメントすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る第１実施形態の近接スキャン露光装置の平面図である。
【図２】図１における近接スキャン露光装置の正面図である。
【図３】図２におけるマスク周辺の拡大正面図である。
【図４】マスクの平面図である。
【図５】マスクが基準バーにアライメントされた状態を示す平面図である。
【図６】マスクが基準バーにアライメントされた状態を示す斜視図である。
【図７】第２実施形態の近接スキャン露光装置におけるマスクが基準バーにアライメントされた状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る露光装置及び露光方法の各実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
先ず、第１実施形態の近接スキャン露光装置１の構成について概略説明する。図１及び図２に示すように、本実施形態のスキャン露光装置１は、基板（カラーフィルタ基板）Ｗを浮上させて保持すると共に、所定方向（図１のＸ方向）に搬送する基板保持部としての基板搬送機構１０と、複数のマスクＭをそれぞれ保持し、所定方向と交差する方向（図１のＹ方向）に沿って千鳥状に二列配置された複数（図１に示す実施形態において、左右それぞれ６個）のマスク保持部１１と、マスク保持部１１を駆動するマスク駆動部１２と、複数のマスク保持部１１の上部にそれぞれ配置されて露光用光を照射する複数の照射部１４と、スキャン露光装置１の各作動部分の動きを制御する制御部１５と、を主に備える。
【００１６】
基板搬送機構１０は、基板ＷをＸ方向に搬送する領域、即ち、複数のマスク保持部１１の下方領域、及びその下方領域からＸ方向両側に亘る領域に設けられた浮上ユニット１６と、基板ＷのＹ方向一側（図１において上辺）を保持してＸ方向に搬送する基板駆動ユニット１７とを備える。浮上ユニット１６は、複数のフレーム１９上にそれぞれ設けられた複数の排気エアパッド２０及び吸排気エアパッド２１を備え、ポンプ（図示せず）やソレノイドバルブ（図示せず）を介して排気エアパッド２０や吸排気エアパッド２１からエアを排気或いは、吸排気する。基板駆動ユニット１７は、図１に示すように、浮上ユニット１６によって浮上、支持された基板Ｗの一端を保持する吸着パッド２２を備え、モータ２３、ボールねじ２４、及びナット（図示せず）からなるボールねじ機構２５によって、ガイドレール２６に沿って基板ＷをＸ方向に搬送する。なお、図２に示すように、複数のフレーム１９は、地面にレベルブロック１８を介して設置された装置ベース２７上に他のレベルブロック２８を介して配置されている。また、基板Ｗは、ボールねじ機構２５の代わりに、リニアサーボアクチュエータによって搬送されてもよい。
【００１７】
図３に示すように、マスク駆動部１２は、フレーム（図示せず）に取り付けられ、マスク保持部１１をＸ方向に沿って駆動するＸ方向駆動部３１と、Ｘ方向駆動部３１の先端に取り付けられ、マスク保持部１１をＹ方向に沿って駆動するＹ方向駆動部３２と、Ｙ方向駆動部３２の先端に取り付けられ、マスク保持部１１をθ方向（Ｘ、Ｙ方向からなる水平面の法線回り）に回転駆動するθ方向駆動部３３と、θ方向駆動部３３の先端に取り付けられ、マスク保持部１１をＺ方向（Ｘ、Ｙ方向からなる水平面の鉛直方向）に駆動するＺ方向駆動部３４と、を有する。これにより、Ｚ方向駆動部３４の先端に取り付けられたマスク保持部１１は、マスク駆動部１２によってＸ、Ｙ、Ｚ、θ方向に駆動可能である。なお、Ｘ、Ｙ、θ、Ｚ方向駆動部３１、３２、３３、３４の配置の順序は、適宜変更可能である。また、マスク駆動部１２は、Ｚ方向のチルト機構をさらに有してもよい。
【００１８】
図２に示すように、マスク保持部１１の上部に配置される照射部１４は、光源６、ミラー７、オプチカルインテグレータ（図示せず）、シャッター（図示せず）等を備える。光源６としては、紫外線を含んだ露光用光ＥＬを放射する、例えば超高圧水銀ランプ、キセノンランプ又は紫外線発光レーザーが使用される。
【００１９】
また、図１に示すように、千鳥状に二列配置された搬入側及び搬出側マスク保持部１１ａ、１１ｂ間には、各マスク保持部１１ａ、１１ｂのマスクＭを同時に交換可能なマスクチェンジャ２が配設されている。マスクチェンジャ２により搬送される使用済み或いは未使用のマスクＭは、マスクストッカ３、４との間でローダー５により受け渡しが行われる。なお、マスクストッカ３、４とマスクチェンジャ２とで受け渡しが行われる間に各マスクＭのアライメントが行われる。
【００２０】
図４に示すように、各マスクＭの角部には、アライメントマーク４５が設けられている。なお、アライメントマーク４５は、露光時に影響がない部分、すなわちパターンが形成されない部分に形成されることが望ましい。
【００２１】
また、図１に戻り、Ｙ方向に沿って二列配置されたマスクＭのＺ方向上方には、これらのマスクＭを跨ぐように直線状に形成され、マスクＭのアライメントにおける基準となる基準バー５１が２列配列されている。基準バー５１は、熱による膨張の影響が少ない低膨張材料、特にガラスから構成されており、そのＹ方向両端部が支柱５３を介してフレーム１９に固定されている。
【００２２】
図５に示すように、基準バー５１には、Ｙ方向において複数（本実施形態では３つ）のそれぞれ異なる基準マーク５５（Ｙ方向上方から５５ａ、５５ｂ、５５ｃと呼ぶ。）が隣接することによって構成される基準マーク群５７が設けられており、これらの基準マーク群５７は基準バー５１のＹ方向に沿って所定の間隔で配置される。
【００２３】
また、図１〜３に示すように、基準バー５１のＺ方向上方にはそれぞれのマスクＭに対応するように配置され、基準バー５１の基準マーク５５と、マスクＭのアライメントマーク４５と、を撮像する複数（図１に示す実施形態において、左右それぞれ６個）のカメラ５９が設けられている。
【００２４】
このように構成された露光装置１は、浮上ユニット１６の排気エアパッド２０及び吸排気エアパッド２１の空気流によって基板Ｗを浮上させて保持し、基板Ｗの一端を基板駆動ユニット１７で吸着してＸ方向に搬送する。そして、マスク保持部１１の下方に位置する基板Ｗに対して、照射部１４からの露光用光ＥＬが、アライメントされた複数のマスクＭを介して照射され、マスクＭのパターンを基板Ｗに塗布されたカラーレジストに転写する。
【００２５】
なお、複数のマスクＭをアライメントする際、基板Ｗに基準となるブラックマトリクスのようなマークがない場合には、基板Ｗを基準としてアライメントすることができないため、複数のマスクＭは露光装置１を基準としてアライメントする必要がある。
【００２６】
そこで、本実施形態の露光装置１は、複数のマスクＭを露光装置１に設けられた基準バー５１を基準としてアライメントすることによって、正確なアライメントが行われるように構成されている。以下に、複数のマスクＭのアライメント方法について詳述する。
【００２７】
まず、カメラ５９は、マスクＭのアライメント時に、基準バー５１の基準マーク５５とマスクＭのアライメントマーク４５との相対的な位置情報を読み取る。そして、この位置情報に基づいて、各マスクＭを所定の位置に変位させることによって各マスクＭを基準バー５１に対してアライメントする。
より具体的には、図６に示すように、各マスクＭのアライメントマーク４５が当該アライメントマーク４５に対応する基準バー５１の基準マーク５５ｃとＺ方向において対向するように、マスク保持部１１をマスク駆動部１２によって変位させることによって、マスクＭを基準バー５１に対してアライメントする。
【００２８】
ここで、図５に示すように、Ｙ方向上部から１＋２Ｎ（Ｎは整数）番目の基準マーク群５７の基準マーク５５ｃが、マスクＭのアライメントマーク４５に対応するように構成されている。したがって、複数のマスクＭは、Ｙ方向に所定の間隔で配置されるように、基準バー５１を基準としてアライメントされる。
【００２９】
なお、各マスクＭのアライメントマーク４５と基準バー５１の基準マーク５５との対応は上述の構成に限定されず、基板Ｗに転写するマスクパターンのピッチによって、各マスクＭのアライメントマーク４５を、どの基準マーク群５７のどの基準マーク５５ａ、５５ｂ、５５ｃに対応させるか任意に設定すればよい。また、基準マーク群５７を構成する基準マーク５５の数は任意である。
【００３０】
以上のように、本実施形態の露光装置１及び露光方法によれば、カメラ５９が読み取った、基準バー５１の基準マーク５５と、マスクＭのアライメントマーク４５と、の相対的な位置情報に基づいて、各マスク保持部１１を所定の位置に変位させることによって各マスクＭを基準バー５１に対してアライメントする。したがって、複数のマスクＭを、基準バー５１を基準として正確にアライメントすることが可能となる。
【００３１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る露光装置について説明する。なお、本実施形態の露光装置は、第１実施形態と基本的構成を同一とするので、図面において同一部分には同一符号を付すことで説明を省略し、相違部分について詳述する。
【００３２】
本実施形態の露光装置１においては、図７に示すように、基準バー５１のＸ方向端部のＹ方向両側とＹ方向端部とに、それぞれ鏡面体としてのミラー６１、６２、６３が取り付けられ、さらに、これらのミラー６１、６２、６３のそれぞれＸ方向及びＹ方向には離間して３台のレーザー干渉計６４、６５、６６が設けられている。これにより、レーザー干渉計６４、６５、６６からレーザー光をミラー６１、６２、６３に照射し、これらのミラー６１、６２、６３により反射されたレーザー光を受光して、レーザー光とミラー６１、６２、６３により反射されたレーザー光との干渉を測定して基準バー５１の位置情報を検出する。
なお、鏡面体としては、レーザー干渉計６４、６５、６６から照射されたレーザー光を反射するものである限り、ミラー６１、６２、６３に限定されず、例えば反射膜であってもよい。
【００３３】
基準バー５１は、検出された基準バー５１の位置情報に基づいて、不図示のバー駆動部によって駆動され、基板Ｗを保持する基板搬送機構１０に対して位置決めされる。これによって、基準バー５１を基板搬送機構１０に対して、すなわち基板Ｗに対して正確に配置することができるとともに、当該基準バー５１を基準とする複数のマスクＭのアライメントの精度をより向上させることが可能となる。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものでなく、適宜、変更、改良等が可能である。
【００３５】
例えば、上述の実施形態においては、各マスクＭにはそれぞれ１つアライメントマーク４５が設けられていたが（図４参照）、これに限定されず、各マスクＭに複数のアライメントマーク４５を設けることによって、アライメント精度の向上を図ってもよい。
【００３６】
また、基準バー５１は、熱による膨張の影響を防ぐために、低膨張材料から構成されるとしたが、さらに、内部を冷却（空冷又は水冷）するように構成してもよい。
【００３７】
また、上記実施形態においては、基板搬送機構１０は、浮上ユニット１６と基板駆動ユニット１７によって基板Ｗを浮上して保持しながら搬送する場合について述べたが、これに限らず、基板を上面に載置しながら保持及び搬送するものであってもよい。
【００３８】
また、本発明では、所定方向にステップ移動される基板に対してステップ毎に繰り返し露光を行う、所謂ステップ式近接露光装置にも適用可能であり、露光方法を限定するものではない。
【００３９】
そして、上記実施形態においては、基板Ｗがカラーフィルタ基板である場合について述べたが、これに限られず、所定の露光パターンを形成するものであれば半導体基板等如何なるものであってもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１  近接スキャン露光装置（露光装置）
１０  基板搬送機構（基板保持部）
１１  マスク保持部
１２  マスク駆動部
１４  照射部
４５  アライメントマーク
５１  基準バー
５５、５５ａ、５５ｂ、５５ｃ  基準マーク
５９  カメラ
６１、６２、６３  ミラー（鏡面体）
６４、６５、６６  レーザー干渉計
Ｍ  マスク
Ｗ  カラーフィルタ基板（基板）
ＥＬ  露光用光
【図１】
2012252212.tif 000003
【図２】
2012252212.tif 000004
【図３】
2012252212.tif 000005
【図４】
2012252212.tif 000006
【図５】
2012252212.tif 000007
【図６】
2012252212.tif 000008
【図７】
2012252212.tif 000009