(57)【要約】【課題】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それぞれ鮮明に取得して画像認識を行い、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】照明装置６１から、基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像を認識する際よりも基板１に塗布されたフォトレジストを透過しにくい波長の照明光をマスク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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置５１の焦点をマスク２の下面に合わせ、画像処理装置５０により各画像取得装置５１が出力した画像信号を処理して、マスク２のアライメントマーク２ａの画像認識を行う。【選択図】図８
2012252233.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、下地パターンの上にフォトレジストが塗布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へ照明光を照射する照明装置と、
前記照明装置からの照明光が照射された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、
各画像取得装置の焦点位置を移動する焦点位置移動機構と、
各画像取得装置が出力した画像信号を処理して画像認識を行い、認識したアライメントマークの位置を検出する画像処理装置と、
前記焦点位置移動機構を制御して各画像取得装置の焦点をマスクの下面及び基板の表面にそれぞれ合わせ、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、
前記照明装置は、前記画像処理装置が基板の下地パターンのアライメントマークの画像を認識する際、基板に塗布されたフォトレジストを透過する波長の照明光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へ照射し、前記画像処理装置がマスクのアライメントマークの画像を認識する際、基板の下地パターンのアライメントマークの画像を認識する際よりも基板に塗布されたフォトレジストを透過しにくい波長の照明光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へ照射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】
前記照明装置は、前記画像処理装置が赤色を帯びたフォトレジストが塗布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を認識する際、赤色を帯びたフォトレジストを透過する赤色の照明光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へ照射し、前記画像処理装置がマスクのアライメントマークの画像を認識する際、赤色を帯びたフォトレジストを透過しにくい緑色の照明光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へ照射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。
【請求項３】
前記照明装置は、前記画像処理装置が緑色を帯びたフォトレジストが塗布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を認識する際、緑色を帯びたフォトレジストを透過する緑色の照明光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へ照射し、前記画像処理装置がマスクのアライメントマークの画像を認識する際、緑色を帯びたフォトレジストを透過しにくい赤色の照明光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へ照射することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプロキシミティ露光装置。
【請求項４】
前記照明装置は、前記画像処理装置が青色を帯びたフォトレジストが塗布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を認識する際、青色を帯びたフォトレジストを透過する青色の照明光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へ照射し、前記画像処理装置がマスクのアライメントマークの画像を認識する際、青色を帯びたフォトレジストを透過しにくい黄色乃至橙色の照明光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へ照射することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のプロキシミティ露光装置。
【請求項５】
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、下地パターンの上にフォトレジストが塗布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へ照明光を照射する照明装置と、照明装置からの照明光が照射された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、各画像取得装置の焦点位置を移動する焦点位置移動機構と、各画像取得装置が出力した画像信号を処理して画像認識を行い、認識したアライメントマークの位置を検出する画像処理装置とを設け、
照明装置から、基板に塗布されたフォトレジストを透過する波長の照明光を、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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点を基板の表面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、基板の下地パターンのアライメントマークの画像認識を行い、
照明装置から、基板の下地パターンのアライメントマークの画像を認識する際よりも基板に塗布されたフォトレジストを透過しにくい波長の照明光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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点をマスクの下面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、マスクのアライメントマークの画像認識を行い、
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６】
照明装置から、赤色を帯びたフォトレジストを透過する赤色の照明光を、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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点を基板の表面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、赤色を帯びたフォトレジストが塗布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認識を行い、
照明装置から、赤色を帯びたフォトレジストを透過しにくい緑色の照明光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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点をマスクの下面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、マスクのアライメントマークの画像認識を行う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のアライメント方法。
【請求項７】
照明装置から、緑色を帯びたフォトレジストを透過する緑色の照明光を、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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点を基板の表面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、緑色を帯びたフォトレジストが塗布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認識を行い、
照明装置から、緑色を帯びたフォトレジストを透過しにくい赤色の照明光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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点をマスクの下面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、マスクのアライメントマークの画像認識を行うことを特徴とする請求項５又は請求項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】
照明装置から、青色を帯びたフォトレジストを透過する青色の照明光を、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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点を基板の表面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、青色を帯びたフォトレジストが塗布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認識を行い、
照明装置から、青色を帯びたフォトレジストを透過しにくい黄色乃至橙色の照明光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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点をマスクの下面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、マスクのアライメントマークの画像認識を行うことを特徴とする請求項５乃至請求項７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。
【請求項９】
請求項１乃至請求項４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１０】
請求項５乃至請求項８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、マスクと基板との位置合わせは、マスクと基板とのギャップ合わせ後、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程離れた状態で行われる。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、同時に鮮明に取得することはできない。そこで、従来は、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、画像取得装置の焦点をマスクの下面及び基板の表面に順番に合わせて、各アライメントマークの画像を取得していた。
【０００６】
液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板等の製造において、基板上に形成された下地パターンの上に着色パターンを露光する際、下地パターンの上には、露光する着色パターンの色の顔料を含み着色パターンの色を帯びた半透明のフォトレジスト（感光性樹脂）が塗布されている。そのため、下地パターンのアライメントマークの画像を取得する際、フォトレジストを透過する光の強度が低下してコントラストが下がり、下地パターンのアライメントマークの画像が不鮮明になるという問題があった。
【０００７】
また、取得したアライメントマークの画像からアライメントマークの位置を検出する際の画像認識では、取得したアライメントマークの画像と、予め登録したアライメントマークの画像とを比較し、所定の判定条件で画像認識を行う。その際、マスクのアライメントマークと基板の下地パターンのアライメントマークとが上から見て一部重なっていると、一方のアライメントマークの画像に、焦点の合っていない他方のアライメントマークの画像がぼやけて重なり、画像認識ができない場合があった。
【０００８】
本発明の課題は、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それぞれ鮮明に取得して画像認識を行い、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】
【０００９】
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、下地パターンの上にフォトレジストが塗布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へ照明光を照射する照明装置と、照明装置からの照明光が照射された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、各画像取得装置の焦点位置を移動する焦点位置移動機構と、各画像取得装置が出力した画像信号を処理して画像認識を行い、認識したアライメントマークの位置を検出する画像処理装置と、焦点位置移動機構を制御して各画像取得装置の焦点をマスクの下面及び基板の表面にそれぞれ合わせ、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、照明装置が、画像処理装置が基板の下地パターンのアライメントマークの画像を認識する際、基板に塗布されたフォトレジストを透過する波長の照明光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へ照射し、画像処理装置がマスクのアライメントマークの画像を認識する際、基板の下地パターンのアライメントマークの画像を認識する際よりも基板に塗布されたフォトレジストを透過しにくい波長の照明光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へ照射するものである。
【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、下地パターンの上にフォトレジストが塗布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へ照明光を照射する照明装置と、照明装置からの照明光が照射された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、各画像取得装置の焦点位置を移動する焦点位置移動機構と、各画像取得装置が出力した画像信号を処理して画像認識を行い、認識したアライメントマークの位置を検出する画像処理装置とを設け、照明装置から、基板に塗布されたフォトレジストを透過する波長の照明光を、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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点を基板の表面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、基板の下地パターンのアライメントマークの画像認識を行い、照明装置から、基板の下地パターンのアライメントマークの画像を認識する際よりも基板に塗布されたフォトレジストを透過しにくい波長の照明光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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点をマスクの下面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、マスクのアライメントマークの画像認識を行い、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。
【００１１】
基板の下地パターンのアライメントマークの画像認識を行う際は、照明装置から、基板に塗布されたフォトレジストを透過する波長の照明光を、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へ照射するので、基板の下地パターンのアライメントマークの画像が、各画像取得装置により、フォトレジストを通し高いコントラストで鮮明に取得される。また、マスクのアライメントマークの画像認識を行う際は、照明装置から、基板の下地パターンのアライメントマークの画像を認識する際よりも基板に塗布されたフォトレジストを透過しにくい波長の照明光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へ照射するので、基板の下地パターンのアライメントマークは、フォトレジストに遮られてほとんど見えない。そのため、マスクのアライメントマークと基板の下地パターンのアライメントマークとが上から見て一部重なっていても、マスクのアライメントマークの画像が、各画像取得装置により鮮明に取得される。従って、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がそれぞれ鮮明に取得されて画像認識が行われ、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。
【００１２】
さらに、本発明のプロキシミティ露光装置は、照明装置が、画像処理装置が赤色を帯びたフォトレジストが塗布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を認識する際、赤色を帯びたフォトレジストを透過する赤色の照明光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へ照射し、画像処理装置がマスクのアライメントマークの画像を認識する際、赤色を帯びたフォトレジストを透過しにくい緑色の照明光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へ照射するものである。
【００１３】
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、照明装置から、赤色を帯びたフォトレジストを透過する赤色の照明光を、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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点を基板の表面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、赤色を帯びたフォトレジストが塗布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認識を行い、照明装置から、赤色を帯びたフォトレジストを透過しにくい緑色の照明光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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点をマスクの下面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、マスクのアライメントマークの画像認識を行うものである。
【００１４】
液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板等の製造において、基板上に形成された下地パターンの上にＲ（Ｒｅｄ）の着色パターンを露光する際、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がそれぞれ鮮明に取得されて画像認識が行われ、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。
【００１５】
さらに、本発明のプロキシミティ露光装置は、照明装置が、画像処理装置が緑色を帯びたフォトレジストが塗布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を認識する際、緑色を帯びたフォトレジストを透過する緑色の照明光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へ照射し、画像処理装置がマスクのアライメントマークの画像を認識する際、緑色を帯びたフォトレジストを透過しにくい赤色の照明光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へ照射するものである。
【００１６】
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、照明装置から、緑色を帯びたフォトレジストを透過する緑色の照明光を、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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点を基板の表面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、緑色を帯びたフォトレジストが塗布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認識を行い、照明装置から、緑色を帯びたフォトレジストを透過しにくい赤色の照明光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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点をマスクの下面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、マスクのアライメントマークの画像認識を行うものである。
【００１７】
液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板等の製造において、基板上に形成された下地パターンの上にＧ（Ｇｒｅｅｎ）の着色パターンを露光する際、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がそれぞれ鮮明に取得されて画像認識が行われ、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。
【００１８】
さらに、本発明のプロキシミティ露光装置は、照明装置が、画像処理装置が青色を帯びたフォトレジストが塗布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を認識する際、青色を帯びたフォトレジストを透過する青色の照明光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へ照射し、画像処理装置がマスクのアライメントマークの画像を認識する際、青色を帯びたフォトレジストを透過しにくい黄色乃至橙色の照明光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へ照射するものである。
【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方法は、照明装置から、青色を帯びたフォトレジストを透過する青色の照明光を、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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点を基板の表面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、青色を帯びたフォトレジストが塗布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認識を行い、照明装置から、青色を帯びたフォトレジストを透過しにくい黄色乃至橙色の照明光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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点をマスクの下面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、マスクのアライメントマークの画像認識を行うものである。
【００２０】
液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板等の製造において、基板上に形成された下地パターンの上にＢ（Ｂｌｕｅ）の着色パターンを露光する際、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がそれぞれ鮮明に取得されて画像認識が行われ、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。
【００２１】
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、マスクと基板との位置合わせが精度良く行われるので、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、高品質な表示用パネル基板が製造される。
【発明の効果】
【００２２】
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、照明装置から、基板に塗布されたフォトレジストを透過する波長の照明光を、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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点を基板の表面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、基板の下地パターンのアライメントマークの画像認識を行い、照明装置から、基板の下地パターンのアライメントマークの画像を認識する際よりも基板に塗布されたフォトレジストを透過しにくい波長の照明光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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点をマスクの下面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、マスクのアライメントマークの画像認識を行うことにより、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それぞれ鮮明に取得して画像認識を行い、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。
【００２３】
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、照明装置から、赤色を帯びたフォトレジストを透過する赤色の照明光を、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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点を基板の表面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、赤色を帯びたフォトレジストが塗布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認識を行い、照明装置から、赤色を帯びたフォトレジストを透過しにくい緑色の照明光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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点をマスクの下面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、マスクのアライメントマークの画像認識を行うことにより、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板等の製造において、基板上に形成された下地パターンの上にＲ（Ｒｅｄ）の着色パターンを露光する際、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それぞれ鮮明に取得して画像認識を行い、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。
【００２４】
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、照明装置から、緑色を帯びたフォトレジストを透過する緑色の照明光を、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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点を基板の表面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、緑色を帯びたフォトレジストが塗布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認識を行い、照明装置から、緑色を帯びたフォトレジストを透過しにくい赤色の照明光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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点をマスクの下面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、マスクのアライメントマークの画像認識を行うことにより、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板等の製造において、基板上に形成された下地パターンの上にＧ（Ｇｒｅｅｎ）の着色パターンを露光する際、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それぞれ鮮明に取得して画像認識を行い、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。
【００２５】
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、照明装置から、青色を帯びたフォトレジストを透過する青色の照明光を、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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点を基板の表面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、青色を帯びたフォトレジストが塗布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認識を行い、照明装置から、青色を帯びたフォトレジストを透過しにくい黄色乃至橙色の照明光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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各画像取得装置の焦点をマスクの下面に合わせ、画像処理装置により各画像取得装置が出力した画像信号を処理して、マスクのアライメントマークの画像認識を行うことにより、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板等の製造において、基板上に形成された下地パターンの上にＢ（Ｂｌｕｅ）の着色パターンを露光する際、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それぞれ鮮明に取得して画像認識を行い、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。
【００２６】
本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、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して、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るので、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して、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】
【００２７】
【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下面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表面に合わせた状態を示す図である。
【図８】照明装置の構成を示す図である。
【図９】画像処理装置及び主制御装置のブロック図である。
【図１０】本発明の一実施の形態によるアライメント方法を示すフローチャートである。
【図１１】図１１（ａ）はマスクのアライメントマークの画像の一例を示す図、図１１（ｂ）は基板の下地パターンのアライメントマークの画像の一例を示す図である。
【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】
【００２８】
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、照明装置６１、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、照明装置６１、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。
【００２９】
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。
【００３０】
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、露光する着色パターンの色の顔料を含み着色パターンの色を帯びた半透明のフォトレジストが塗布されている。
【００３１】
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、照明装置６１、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している。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の表面に塗布されたフォトレジストに転写され、基板１上にパターンが露光される。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。マスク２のアライメントマーク２ａと基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａとは、両者の中心が一致したときに互いに重なり合わない形状となっている。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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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、照明光導入筒５１ｃとを含んで構成されている。
【００４１】
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。
【００４２】
図７（ａ）はカメラユニットの焦点をマスクの下面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表面に合わせた状態を示す図である。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の画像及び基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像をそれぞれ取得し、画像信号を図１の画像処理装置５０へ出力する。
【００４３】
図８は、照明装置の構成を示す図である。照明装置６１は、白色光源６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ、帯域通過フィルタ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ、集光レンズ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ、光ファイバー６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ、及び切り替え装置６６を含んで構成されている。白色光源６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄは、白色光を発生する。帯域通過フィルタ６３ａは、白色光源６２ａから発生した白色光の内、一例として、波長６０５ｎｍ〜７５０ｎｍの帯域の赤色の光を透過させる。帯域通過フィルタ６３ｂは、白色光源６２ｂから発生した白色光の内、一例として、波長５００ｎｍ〜５６０ｎｍの帯域の緑色の光を透過させる。帯域通過フィルタ６３ｃは、白色光源６２ｃから発生した白色光の内、一例として、波長４３５ｎｍ〜４８０ｎｍの帯域の青色の光を透過させる。帯域通過フィルタ６３ｄは、白色光源６２ｃから発生した白色光の内、一例として、波長５８０ｎｍ〜６０５ｎｍの帯域の黄色乃至橙色の光を透過させる。
【００４４】
なお、本実施の形態では、各帯域通過フィルタ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄに対応して、各白色光源６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄが設けられているが、１つの白色光源から発生した光を、ハーフミラーやビームスプリッター等で分岐して、複数の帯域通過フィルタへ供給してもよい。また、発光ダイオードやレーザーダイオード等の半導体発光素子を用いて、赤色、緑色、青色、及び黄色乃至橙色の波長帯域の光を発生させてもよい。
【００４５】
帯域通過フィルタ６３ａを透過した赤色の光は、集光レンズ６４ａで集光されて、光ファイバー６５ａへ入射する。帯域通過フィルタ６３ｂを透過した緑色の光は、集光レンズ６４ｂで集光されて、光ファイバー６５ｂへ入射する。帯域通過フィルタ６３ｃを透過した青色の光は、集光レンズ６４ｃで集光されて、光ファイバー６５ｃへ入射する。帯域通過フィルタ６３ｄを透過した黄色乃至橙色の光は、集光レンズ６４ｄで集光されて、光ファイバー６５ｄへ入射する。光ファイバー６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄの他端は、切り替え装置６６に接続されている。切り替え装置６６は、主制御装置７０の制御により、光ファイバー６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄから射出される光の内の１つを選択して、各カメラユニット５１の照明光導入筒５１ｃへ入射させる。照明光導入筒５１ｃへ入射した光は、照明光導入筒５１ｃ内に設けられた集光レンズ５１ｄにより集光され、各カメラユニット５１のレンズ５１ｂ内に設けられたハーフミラー５１ｅで反射して、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へ照射される。
【００４６】
図９は、画像処理装置及び主制御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、認識したアライメントマーク１ａ，２ａ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。この判定条件には、画像認識の対象となる画像と予め登録された画像とが一致する度合いを判定する許容しきい値と、画像認識の対象となる画像のコントラストを判定するコントラストしきい値とがあり、両者を用いて画像認識の成否が判定される。
【００４７】
図９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。なお、図９では、１つのカメラユニット移動機構のモータ８１，８６と、１つの焦点位置移動機構のモータ９６とが示されており、他の３つのカメラユニット移動機構のモータ８１，８６と、他の３つの焦点位置移動機構のモータ９６がそれぞれ省略されている。
【００４８】
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１０は、本発明の一実施の形態によるアライメント方法を示すフローチャートである。マスク２のアライメントマーク２ａの画像認識を行う場合、まず、主制御装置７０は、照明装置６１の切り替え装置６６を制御して、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へ照射される照明光を切り替える（ステップ３０１）。ここで、基板１に赤色を帯びたフォトレジストが塗布されている場合、切り替え装置６６は、主制御装置７０の制御により、光ファイバー６５ｂから射出される、赤色を帯びたフォトレジストを透過しにくい緑色の照明光を選択して、各カメラユニット５１の照明光導入筒５１ｃへ入射させる。また、基板１に緑色を帯びたフォトレジストが塗布されている場合、切り替え装置６６は、主制御装置７０の制御により、光ファイバー６５ａから射出される、緑色を帯びたフォトレジストを透過しにくい赤色の照明光を選択して、各カメラユニット５１の照明光導入筒５１ｃへ入射させる。また、基板１に青色を帯びたフォトレジストが塗布されている場合、切り替え装置６６は、主制御装置７０の制御により、光ファイバー６５ｄから射出される、青色を帯びたフォトレジストを透過しにくい黄色乃至橙色の照明光を選択して、各カメラユニット５１の照明光導入筒５１ｃへ入射させる。
【００４９】
マスク２と基板１とのギャップ合わせを行った後、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２ａの真上の所定の位置へそれぞれ移動する。そして、カメラユニット制御部７０ｂは、焦点位置移動機構のモータ９６を駆動して、各カメラユニット５１の焦点をマスク２の下面に合わせる（ステップ３０２）。各カメラユニット５１は、マスク２のアライメントマーク２ａの画像をそれぞれ取得し、画像処理装置５０の演算処理部５０ｂは、マスク２のアライメントマーク２ａの画像認識、及びマスク２のアライメントマーク２ａの位置検出を行う（ステップ３０３）。
【００５０】
図１１（ａ）はマスクのアライメントマークの画像の一例を示す図である。マスク２のアライメントマーク２ａの画像認識を行う際、照明装置６１から、基板１に塗布されたフォトレジストを透過しにくい波長の照明光をマスク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へ照射するので、基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａは、フォトレジストに遮られてほとんど見えない。そのため、図１１（ａ）に示す様にマスク２のアライメントマーク２ａと基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａとが上から見て一部重なっていても、マスク２のアライメントマーク２ａの画像が、各カメラユニット５１により鮮明に取得される。
【００５１】
図１０において、次に、主制御装置７０は、基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像認識を行うために、照明装置６１の切り替え装置６６を制御して、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へ照射される照明光を切り替える（ステップ３０４）。ここで、基板１に赤色を帯びたフォトレジストが塗布されている場合、切り替え装置６６は、主制御装置７０の制御により、光ファイバー６５ａから射出される、赤色を帯びたフォトレジストを透過する赤色の照明光を選択して、各カメラユニット５１の照明光導入筒５１ｃへ入射させる。また、基板１に緑色を帯びたフォトレジストが塗布されている場合、切り替え装置６６は、主制御装置７０の制御により、光ファイバー６５ｂから射出される、緑色を帯びたフォトレジストを透過する緑色の照明光を選択して、各カメラユニット５１の照明光導入筒５１ｃへ入射させる。また、基板１に青色を帯びたフォトレジストが塗布されている場合、切り替え装置６６は、主制御装置７０の制御により、光ファイバー６５ｃから射出される、青色を帯びたフォトレジストを透過する青色の照明光を選択して、各カメラユニット５１の照明光導入筒５１ｃへ入射させる。
【００５２】
主制御装置７０のカメラユニット制御部７０ｂは、焦点位置移動機構のモータ９６を駆動して、各カメラユニット５１の焦点を基板１の表面に合わせる（ステップ３０５）。各カメラユニット５１は、基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像をそれぞれ取得し、画像処理装置５０の演算処理部５０ｂは、基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像認識、及び基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの位置検出を行う（ステップ３０６）。
【００５３】
図１１（ｂ）は基板の下地パターンのアライメントマークの画像の一例を示す図である。基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像認識を行う際、照明装置６１から、基板１に塗布されたフォトレジストを透過する波長の照明光を、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へ照射するので、基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像が、各カメラユニット５１により、フォトレジストを通し高いコントラストで鮮明に取得される。
【００５４】
図１０において、主制御装置７０の画像処理制御部７０ａは、画像処理装置５０の演算処理部５０ｂが検出したマスク２の複数のアライメントマーク２ａの位置及び基板１の複数のアライメントマーク１ａ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３０７）、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３０８）。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３０９）。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３１０）、ステップ３０６へ戻る。ステップ３０８において、マスク２と基板１との位置ずれ量が所定値以下である場合、主制御装置７０は、基板１のアライメントを終了する。
【００５５】
なお、以上説明した実施の形態では、マスク２のアライメントマーク２ａの画像を取得した後、基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像を取得しているが、基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像を取得した後、マスク２のアライメントマーク２ａの画像を取得してもよい。
【００５６】
以上説明した実施の形態によれば、照明装置６１から、基板１に塗布されたフォトレジストを透過する波長の照明光を、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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各カメラユニット５１の焦点を基板１の表面に合わせ、画像処理装置５０により各カメラユニット５１が出力した画像信号を処理して、基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像認識を行い、照明装置６１から、基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像を認識する際よりも基板１に塗布されたフォトレジストを透過しにくい波長の照明光をマスク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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各カメラユニット５１の焦点をマスク２の下面に合わせ、画像処理装置５０により各カメラユニット５１が出力した画像信号を処理して、マスク２のアライメントマーク２ａの画像認識を行うことにより、マスク２のアライメントマーク２ａの画像及び基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像をそれぞれ鮮明に取得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の位置を精度良く検出することができる。
【００５７】
さらに、照明装置６１から、赤色を帯びたフォトレジストを透過する赤色の照明光を、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へ照射しながら、焦点位置移動機構によりカメラユニット５１の焦点を基板１の表面に合わせ、画像処理装置５０により各カメラユニット５１が出力した画像信号を処理して、赤色を帯びたフォトレジストが塗布された基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像認識を行い、照明装置６１から、赤色を帯びたフォトレジストを透過しにくい緑色の照明光をマスク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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各カメラユニット５１の焦点をマスク２の下面に合わせ、画像処理装置５０により各カメラユニット５１が出力した画像信号を処理して、マスク２のアライメントマーク２ａの画像認識を行うことにより、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板等の製造において、基板１上に形成された下地パターンの上にＲ（Ｒｅｄ）の着色パターンを露光する際、マスク２のアライメントマーク２ａの画像及び基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像をそれぞれ鮮明に取得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の位置を精度良く検出することができる。
【００５８】
さらに、照明装置６１から、緑色を帯びたフォトレジストを透過する緑色の照明光を、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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各カメラユニット５１の焦点を基板１の表面に合わせ、画像処理装置５０により各カメラユニット５１が出力した画像信号を処理して、緑色を帯びたフォトレジストが塗布された基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像認識を行い、照明装置６１から、緑色を帯びたフォトレジストを透過しにくい赤色の照明光をマスク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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各カメラユニット５１の焦点をマスク２の下面に合わせ、画像処理装置５０により各カメラユニット５１が出力した画像信号を処理して、マスク２のアライメントマーク２ａの画像認識を行うことにより、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板等の製造において、基板１上に形成された下地パターンの上にＧ（Ｇｒｅｅｎ）の着色パターンを露光する際、マスク２のアライメントマーク２ａの画像及び基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像をそれぞれ鮮明に取得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の位置を精度良く検出することができる。
【００５９】
さらに、照明装置６１から、青色を帯びたフォトレジストを透過する青色の照明光を、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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各カメラユニット５１の焦点を基板１の表面に合わせ、画像処理装置５０により各カメラユニット５１が出力した画像信号を処理して、青色を帯びたフォトレジストが塗布された基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像認識を行い、照明装置６１から、青色を帯びたフォトレジストを透過しにくい黄色乃至橙色の照明光をマスク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へ照射しながら、焦点位置移動機構により各カメラユニット５１の焦点をマスク２の下面に合わせ、画像処理装置５０により各カメラユニット５１が出力した画像信号を処理して、マスク２のアライメントマーク２ａの画像認識を行うことにより、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板等の製造において、基板１上に形成された下地パターンの上にＢ（Ｂｌｕｅ）の着色パターンを露光する際、マスク２のアライメントマーク２ａの画像及び基板１の下地パターンのアライメントマーク１ａの画像をそれぞれ鮮明に取得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の位置を精度良く検出することができる。
【００６０】
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して、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るので、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して、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。
【００６１】
例えば、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。
【００６２】
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】
【００６３】
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
５１ｃ  照明光導入筒
５１ｄ  集光レンズ
５１ｅ  ハーフミラー
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
６１  照明装置
６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ  白色光源
６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄ  帯域通過フィルタ
６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ  集光レンズ
６５ａ，６５ｂ，６５ｃ，６５ｄ  光ファイバー
６６  切り替え装置
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
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】
2012252233.tif 000003
【図２】
2012252233.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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