(57)【要約】【課題】基板の一面を複数のショットに分けて露光する際、ショット毎に、マスクと基板とがより平行な状態でギャップ合わせを行って、露光精度を向上させる。【解決手段】マスクホルダ２０とチャック１０とを相対的にＺ方向へ移動及びチルトする複数のＺ−チルト機構３０と、マスク２と基板１とのギャップを複数箇所で測定する複数のギャップセンサー３０とを設ける。予め露光した基板のパターンを測定して、各ギャップセンサー４０の測定点におけるショット毎のオフセット値を決める。ショット毎に、各ギャップセンサー４０の測定値を、各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正し、補正後の補正値に基づいて、複数のＺ−チルト機構３０によりマスク２と基板１とのギャップ合わせを行う。【選択図】図９
2013054270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を支持するチャックと、マスクを保持するマスクホルダと、前記チャックを移動するステージとを備え、前記ステージにより前記チャックを移動して基板のＸＹ方向へのステップ移動を行い、基板の一面を複数のショットに分けて露光するプロキシミティ露光装置において、
前記マスクホルダと前記チャックとを相対的にＺ方向へ移動及びチルトする複数のＺ−チルト機構と、
マスクと基板とのギャップを複数箇所で測定する複数のギャップセンサーと、
前記複数のＺ−チルト機構を駆動する駆動回路と、
前記駆動回路を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、予め露光した基板のパターンを測定して決めた、各ギャップセンサーの測定点におけるショット毎のオフセット値を記憶し、ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を、各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正し、補正後の補正値に基づいて、前記駆動回路により前記複数のＺ−チルト機構を駆動して、マスクと基板とのギャップ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。
【請求項２】
前記制御装置は、ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値が、許容範囲内か否かを判定して、マスクと基板とのギャップ合わせを行う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置。
【請求項３】
前記制御装置は、ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値を用いて、マスクの各測定点を含む回帰平面を求め、回帰平面上の各測定点での論理ギャップを算出し、算出した各論理ギャップが、許容範囲内か否かを判定して、マスクと基板とのギャップ合わせを行う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置。
【請求項４】
前記制御装置は、ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値を用いて、マスクの各測定点を含む回帰平面を求め、回帰平面上の各測定点での論理ギャップを算出し、各補正値及び算出した各論理ギャップが、許容範囲内か否かを判定して、マスクと基板とのギャップ合わせを行う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置。
【請求項５】
基板を支持するチャックと、マスクを保持するマスクホルダと、チャックを移動するステージとを備え、ステージによりチャックを移動して基板のＸＹ方向へのステップ移動を行い、基板の一面を複数のショットに分けて露光するプロキシミティ露光装置のギャップ制御方法であって、
マスクホルダとチャックとを相対的にＺ方向へ移動及びチルトする複数のＺ−チルト機構と、マスクと基板とのギャップを複数箇所で測定する複数のギャップセンサーとを設け、
予め露光した基板のパターンを測定して、各ギャップセンサーの測定点におけるショット毎のオフセット値を決め、
ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を、各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正し、補正後の補正値に基づいて、複数のＺ−チルト機構によりマスクと基板とのギャップ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ギャップ制御方法。
【請求項６】
ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値が、許容範囲内か否かを判定して、マスクと基板とのギャップ合わせ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ギャップ制御方法。
【請求項７】
ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値を用いて、マスクの各測定点を含む回帰平面を求め、回帰平面上の各測定点での論理ギャップを算出し、算出した各論理ギャップが、許容範囲内か否かを判定して、マスクと基板とのギャップ合わせ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ギャップ制御方法。
【請求項８】
ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値を用いて、マスクの各測定点を含む回帰平面を求め、回帰平面上の各測定点での論理ギャップを算出し、各補正値及び算出した各論理ギャップが、許容範囲内か否かを判定して、マスクと基板とのギャップ合わせ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ギャップ制御方法。
【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ギャップ制御方法を用いてマスクと基板とのギャップ合わせを行って、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ギャップ制御方法、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、基板をＸＹ方向へステップ移動させて、基板の一面を複数のショットに分けて露光するプロキシミティ露光装置、プロキシミティ露光装置のギャップ制御方法、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】
近年、表示用パネルの各種基板の製造では、大型化及びサイズの多様化に対応するため、比較的大きな基板を用意し、表示用パネルのサイズに応じて、１枚の基板から１枚又は複数枚の表示用パネル基板を製造している。その場合、プロキシミティ方式では、基板の一面を一括して露光しようとすると、基板と同じ大きさのマスクが必要となり、高価なマスクのコストがさらに増大する。そこで、基板より比較的小さなマスクを用い、基板をＸＹ方向へステップ移動させて、基板の一面を複数のショットに分けて露光する方式が主流となっている。
【０００４】
プロキシミティ方式では、マスクと基板とを数百μｍ程度のプロキシミティギャップまで接近させて露光を行う。マスクと基板とのギャップ合わせは、複数のギャップセンサーによりマスクと基板とのギャップを複数箇所で測定し、測定結果に基づいて、複数のＺ−チルト機構により、マスクを保持するマスクホルダ又は基板を支持するチャックをＺ方向へ移動及びチルトして行われる。基板の一面を複数のショットに分けて露光する場合、マスクと基板とのギャップ合わせをショット毎に行うため、ショット数が増えるに従って、ギャップ合わせに要する時間が増加する。これに対し、特許文献１には、基板をＸＹ方向へステップ移動した後、マスクと基板とのギャップ合わせを短時間に行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２５０２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
表示用パネルの大画面化に伴い基板が大型化する程、基板を平坦に支持することが困難になるので、基板をＸＹ方向へステップ移動させて、基板の一面を複数のショットに分けて露光する場合、ショット毎に、露光領域内での基板の表面の凹凸やうねり等が微妙に異なる。従来のプロキシミティ露光装置のギャップ制御方法では、ギャップセンサーの測定点で基板の表面に局所的な凹凸やうねり等があると、そのショットの露光領域の他の部分が平坦であっても、そのショットの露光領域全体から見て、マスクが傾いた状態でギャップ合わせが行われる。そのため、マスクと基板との平行度がショット毎に異なって、露光精度が低下するという問題があった。
【０００７】
本発明の課題は、基板の一面を複数のショットに分けて露光する際、ショット毎に、マスクと基板とがより平行な状態でギャップ合わせを行って、露光精度を向上させることである。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】
【０００８】
本発明のプロキシミティ露光装置は、基板を支持するチャックと、マスクを保持するマスクホルダと、チャックを移動するステージとを備え、ステージによりチャックを移動して基板のＸＹ方向へのステップ移動を行い、基板の一面を複数のショットに分けて露光するプロキシミティ露光装置において、マスクホルダとチャックとを相対的にＺ方向へ移動及びチルトする複数のＺ−チルト機構と、マスクと基板とのギャップを複数箇所で測定する複数のギャップセンサーと、複数のＺ−チルト機構を駆動する駆動回路と、駆動回路を制御する制御装置とを備え、制御装置が、予め露光した基板のパターンを測定して決めた、各ギャップセンサーの測定点におけるショット毎のオフセット値を記憶し、ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を、各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正し、補正後の補正値に基づいて、駆動回路により複数のＺ−チルト機構を駆動して、マスクと基板とのギャップ合わせを行うものである。
【０００９】
また、本発明のプロキシミティ露光装置のギャップ制御方法は、基板を支持するチャックと、マスクを保持するマスクホルダと、チャックを移動するステージとを備え、ステージによりチャックを移動して基板のＸＹ方向へのステップ移動を行い、基板の一面を複数のショットに分けて露光するプロキシミティ露光装置のギャップ制御方法であって、マスクホルダとチャックとを相対的にＺ方向へ移動及びチルトする複数のＺ−チルト機構と、マスクと基板とのギャップを複数箇所で測定する複数のギャップセンサーとを設け、予め露光した基板のパターンを測定して、各ギャップセンサーの測定点におけるショット毎のオフセット値を決め、ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を、各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正し、補正後の補正値に基づいて、複数のＺ−チルト機構によりマスクと基板とのギャップ合わせを行うものである。
【００１０】
ギャップセンサーの測定点で基板の表面に局所的な凹凸やうねり等があると、基板のそのショットの露光領域全体から見て、マスクが傾いた状態でギャップ合わせが行われるので、ギャップの大小による回折光の広がりの違いから、基板に露光されたパターンは、線幅や高さが均一にならない。本発明では、予め露光した基板のパターンを測定して、各ギャップセンサーの測定点におけるショット毎のオフセット値を決め、ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を、各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正し、補正後の補正値に基づいて、複数のＺ−チルト機構によりマスクと基板とのギャップ合わせを行うので、ショット毎に、各ギャップセンサーの測定点で、基板の表面の局所的な凹凸やうねり等がオフセット値により相殺される。従って、ショット毎に、マスクと基板とがより平行な状態でギャップ合わせが行われ、露光精度が向上する。
【００１１】
さらに、本発明のプロキシミティ露光装置は、制御装置が、ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値が、許容範囲内か否かを判定して、マスクと基板とのギャップ合わせを行うものである。
【００１２】
また、本発明のプロキシミティ露光装置のギャップ制御方法は、ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値が、許容範囲内か否かを判定して、マスクと基板とのギャップ合わせを行うものである。
【００１３】
マスクと基板とのギャップ合わせの際、各ギャップセンサーの測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値を用いて、ギャップが許容範囲内か否かの判定を行うので、各ギャップセンサーにより実際に測定された測定値が正確である程、ギャップ合わせの精度が向上する。
【００１４】
あるいは、本発明のプロキシミティ露光装置は、制御装置が、ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値を用いて、マスクの各測定点を含む回帰平面を求め、回帰平面上の各測定点での論理ギャップを算出し、算出した各論理ギャップが、許容範囲内か否かを判定して、マスクと基板とのギャップ合わせを行うものである。
【００１５】
また、本発明のプロキシミティ露光装置のギャップ制御方法は、ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値を用いて、マスクの各測定点を含む回帰平面を求め、回帰平面上の各測定点での論理ギャップを算出し、算出した各論理ギャップが、許容範囲内か否かを判定して、マスクと基板とのギャップ合わせを行うものである。
【００１６】
ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値を用いて、マスクの各測定点を含む回帰平面を求め、回帰平面上の各測定点での論理ギャップを算出し、算出した各論理ギャップを用いて、ギャップが許容範囲内か否かの判定を行うので、各ギャップセンサーにより実際に測定された測定値の一部に誤差がある場合、誤差による影響が少なくなって、ギャップ合わせの精度が向上する。
【００１７】
あるいは、本発明のプロキシミティ露光装置は、制御装置が、ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値を用いて、マスクの各測定点を含む回帰平面を求め、回帰平面上の各測定点での論理ギャップを算出し、各補正値及び算出した各論理ギャップが、許容範囲内か否かを判定して、マスクと基板とのギャップ合わせを行うものである。
【００１８】
また、本発明のプロキシミティ露光装置のギャップ制御方法は、ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値を用いて、マスクの各測定点を含む回帰平面を求め、回帰平面上の各測定点での論理ギャップを算出し、各補正値及び算出した各論理ギャップが、許容範囲内か否かを判定して、マスクと基板とのギャップ合わせを行うものである。
【００１９】
補正値及び論理ギャップの両方を用いて、ギャップが許容範囲内か否かの判定を行うので、いずれか一方でも許容範囲外であるとギャップ合わせが継続され、ギャップ合わせの精度がさらに向上する。
【００２０】
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ギャップ制御方法を用いてマスクと基板とのギャップ合わせを行って、基板の露光を行うものである。ショット毎に、マスクと基板とがより平行な状態でギャップ合わせが行われ、露光精度が向上するので、高品質な表示用パネル基板が製造される。
【発明の効果】
【００２１】
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ギャップ制御方法によれば、予め露光した基板のパターンを測定して、各ギャップセンサーの測定点におけるショット毎のオフセット値を決め、ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を、各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正し、補正後の補正値に基づいて、複数のＺ−チルト機構によりマスクと基板とのギャップ合わせを行うことにより、ショット毎に、マスクと基板とがより平行な状態でギャップ合わせを行って、露光精度を向上させることができる。
【００２２】
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ギャップ制御方法によれば、ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値が、許容範囲内か否かを判定して、マスクと基板とのギャップ合わせを行うことにより、各ギャップセンサーにより実際に測定された測定値が正確である程、ギャップ合わせの精度を向上させることができる。
【００２３】
あるいは、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ギャップ制御方法によれば、ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値を用いて、マスクの各測定点を含む回帰平面を求め、回帰平面上の各測定点での論理ギャップを算出し、算出した各論理ギャップが、許容範囲内か否かを判定して、マスクと基板とのギャップ合わせを行うことにより、各ギャップセンサーにより実際に測定された測定値の一部に誤差がある場合、誤差による影響を少なくして、ギャップ合わせの精度を向上させることができる。
【００２４】
あるいは、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ギャップ制御方法によれば、ショット毎に、各ギャップセンサーの測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値を用いて、マスクの各測定点を含む回帰平面を求め、回帰平面上の各測定点での論理ギャップを算出し、各補正値及び算出した各論理ギャップが、許容範囲内か否かを判定して、マスクと基板とのギャップ合わせを行うことにより、ギャップ合わせの精度をさらに向上させることができる。
【００２５】
本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、ショット毎に、マスクと基板とがより平行な状態でギャップ合わせを行って、露光精度を向上させることができるので、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】
【００２６】
【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】マスクホルダの上面図である。
【図３】チャックをロード／アンロード位置へ移動した状態を示す図である。
【図４】図４（ａ）はＺ−チルト機構の正面図、図４（ｂ）はＺ−チルト機構の側面図である。
【図５】ギャップセンサーの概略構成を示す図である。
【図６】ショットの領域の一例を示す図である。
【図７】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ギャップ制御方法を用いた露光処理の動作を示すフローチャートである。
【図８】主制御装置のギャップ合わせ動作を行う部分を示すブロック図である。
【図９】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ギャップ制御方法を示すフローチャートである。
【図１０】液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図１１】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】
【００２７】
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。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、ホルダフレーム２１、トップフレーム２２、エアクッション２３、Ｚ−チルト機構３０、ギャップセンサー４０、主制御装置５０、Ｘステージ駆動回路６１、Ｙステージ駆動回路６２、θステージ駆動回路６３、及びＺ−チルト機構駆動回路６４を含んで構成されている。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。
【００２８】
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。
【００２９】
図１において、チャック１０は、基板１の露光を行う露光位置にある。露光位置の上空には、トップフレーム２２が設置されている。トップフレーム２２には、エアクッション２３を介して、ホルダフレーム２１が取り付けられている。ホルダフレーム２１には、マスク２を保持するマスクホルダ２０が取り付けられている。図２は、マスクホルダの上面図である。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、開口２０ａの下方には、マスク２が装着されている。マスクホルダ２０の下面の開口２０ａの周囲には、吸着溝が設けられており、マスクホルダ２０は、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の表面に転写され、基板１上にパターンが形成される。
【００３０】
図３は、チャックをロード／アンロード位置へ移動した状態を示す図である。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。
【００３１】
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を複数箇所で支持する。
【００３２】
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、トップフレーム２２の側面に設けたＺ−チルト機構３０により、マスクホルダ２０をＺ方向（図１の図面上下方向）へ移動及びチルトすることによって、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、基板１のアライメントが行われる。
【００３３】
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いる。図１において、Ｘステージ駆動回路６１は、主制御装置５０の制御により、Ｘステージ５を駆動する。Ｙステージ駆動回路６２は、主制御装置５０の制御により、Ｙステージ７を駆動する。θステージ駆動回路６３は、主制御装置５０の制御により、θステージ８を駆動する。Ｚ−チルト機構駆動回路６４は、主制御装置５０の制御により、各Ｚ−チルト機構３０を駆動する。
【００３４】
図４（ａ）はＺ−チルト機構の正面図、図４（ｂ）はＺ−チルト機構の側面図である。Ｚ−チルト機構３０は、ケーシング３１、直動ガイド３２、可動ブロック３３、モータ３４、軸継手３５、ボールねじ３６ａ、ナット３６ｂ、及びボール３７を含んで構成されている。図４（ｂ）に示す様に、ケーシング３１は、トップフレーム２２の側面に取り付けられている。図４（ａ）に示す様に、ケーシング３１の内部には、直動ガイド３２が設けられており、直動ガイド３２には、可動ブロック３３が搭載されている。ケーシング３１の上方には、モータ３４が設置されており、モータ３４の回転軸には、軸継手３５を介して、ボールねじ３６ａが接続されている。可動ブロック３３には、ボールねじ３６ａにより移動されるナット３６ｂが取り付けられており、可動ブロック３３は、モータ３４の回転により、直動ガイド３２に沿って上下に移動する。
【００３５】
図４（ｂ）に示す様に、ホルダフレーム２１の下面には、チルト用腕２４が設けられている。可動ブロック３３の下面には、ボール３７が取り付けられており、ボール３７は、可動ブロック３３によりチルト用腕２４に押し付けられている。図２において、Ｚ−チルト機構３０は、ホルダフレーム２１の側面近くの三箇所に設置されている。３つのＺ−チルト機構３０は、可動ブロック３３を上下に移動して、チルト用腕２４を押すボール３７の高さをそれぞれ変更することにより、エアクッション２３により支持されているホルダフレーム２１の高さを三箇所で変更して、マスクホルダ２０をＺ方向へ移動及びチルトする。
【００３６】
なお、本実施の形態では、Ｚ−チルト機構３０によりマスクホルダ２０をＺ方向へ移動及びチルトすることによって、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。
【００３７】
図２において、マスクホルダ２０に保持されたマスク２の上方には、４つのギャップセンサー４０が設けられている。マスク２と基板１とのギャップ合わせを行う際、各ギャップセンサー４０は、図示しない移動機構により、マスクホルダ２０の開口２０ａの四隅の上方へ移動され、マスク２と基板１とのギャップを、マスク２の四隅で測定する。マスク２と基板１とのギャップ合わせが終了した後、各ギャップセンサー４０は、図示しない移動機構により、マスクホルダ２０の開口２０ａの外側へ移動される。
【００３８】
図５は、ギャップセンサーの概略構成を示す図である。ギャップセンサー４０は、レーザー光源４１、コリメーションレンズ群４２、投影レンズ４３、ミラー４４，４５、結像レンズ４６、及びＣＣＤラインセンサー４７を含んで構成されている。レーザー光源４１から発生されたレーザー光は、コリメーションレンズ群４２及び投影レンズ４３を通り、ミラー４４からマスク２へ斜めに照射される。マスク２へ照射されたレーザー光は、その一部がマスク２の上面で反射され、一部がマスク２の内部へ透過する。マスク２の内部へ透過したレーザー光は、その一部がマスク２の下面で反射され、一部がマスク２の下面から基板１の表面へ照射される。基板１の表面へ照射されたレーザー光は、その一部が基板１の表面で反射され、一部が基板１の内部へ透過する。マスク２の下面で反射されたレーザー光及び基板１の表面で反射されたレーザー光は、マスクの上面から射出された後、ミラー４５で反射され、結像レンズ４６を通って、ＣＣＤラインセンサー４７の受光面に結像する。ＣＣＤラインセンサー４７は、受光面で受光した光の強度に応じた検出信号を出力する。ＣＣＤラインセンサー４７のマスク２の下面で反射されたレーザー光の検出信号の位置と、基板１の表面で反射されたレーザー光の検出信号の位置とから、マスク２と基板１とのギャップＧが測定される。
【００３９】
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ギャップ制御方法について説明する。本実施の形態のプロキシミティ露光装置は、露光位置において、基板１をＸＹ方向へステップ移動させて、基板１の一面を複数のショットに分けて露光する。図６は、ショットの領域の一例を示す図である。図６は、基板１の一面を６つのショットに分けて露光する例を示している。１回目のショットで基板１の領域１ａが露光され、２回目のショットで基板１の領域１ｂが露光され、３回目のショットで基板１の領域１ｃが露光され、４回目のショットで基板１の領域１ｄが露光され、５回目のショットで基板１の領域１ｅが露光され、６回目のショットで基板１の領域１ｆが露光される。
【００４０】
図７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ギャップ制御方法を用いた露光処理の動作を示すフローチャートである。まず、ロード／アンロード位置において、チャック１０への基板１のロードが行われる（ステップ３０１）。主制御装置５０は、Ｘステージ駆動回路６１によりＸステージ５を駆動し、Ｙステージ駆動回路６２によりＹステージ７を駆動し、θステージ駆動回路６３によりθステージ８を駆動して、ロード／アンロード位置においてチャック１０をＸＹ方向へ移動及びθ方向へ回転させ、基板１のプリアライメントを行う（ステップ３０２）。次に、主制御装置５０は、Ｘステージ駆動回路６１によりＸステージ５を駆動し、Ｙステージ駆動回路６２によりＹステージ７を駆動して、チャック１０を露光位置へ移動させ、基板１を露光位置の１回目のショットを行う位置へ移動させる（ステップ３０３）。
【００４１】
続いて、主制御装置５０は、４つのギャップセンサー４０の測定結果に基づき、Ｚ−チルト機構駆動回路６４により各Ｚ−チルト機構３０を駆動して、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行う（ステップ３０４）。次に、主制御装置５０は、Ｘステージ駆動回路６１によりＸステージ５を駆動し、Ｙステージ駆動回路６２によりＹステージ７を駆動し、θステージ駆動回路６３によりθステージ８を駆動して、露光位置においてチャック１０をＸＹ方向へ移動及びθ方向へ回転させ、基板１のアライメントを行う（ステップ３０５）。
【００４２】
なお、基板１のアライメント（ステップ３０５）は、マスク２と基板１とのギャップ合わせ（ステップ３０４）中に、アライメント用のセンサーが基板１及びマスク２に設けられたアライメント用のマークを検出できる距離にマスク２と基板１が接近した時点から開始してもよい。その場合、マスク２と基板１とのギャップ合わせ（ステップ３０４）と基板１のアライメント（ステップ３０５）を一部並行して行うことができるので、タクトタイムが短縮する。
【００４３】
マスク２と基板１とのギャップ合わせが終了して、ショット（ステップ３０６）を行った後、主制御装置５０は、全ショットが終了したか否かを判断する（ステップ３０７）。全ショットが終了していない場合、主制御装置５０は、Ｚ−チルト機構駆動回路６４により各Ｚ−チルト機構３０を駆動して、各Ｚ−チルト機構３０を、予め決定したマスク２と基板１の接触の恐れが無い退避位置へ移動させる（ステップ３０８）。続いて、主制御装置５０は、Ｘステージ駆動回路６１によりＸステージ５を駆動し、Ｙステージ駆動回路６２によりＹステージ７を駆動して、基板１のＸＹ方向へのステップ移動を行い（ステップ３０９）、基板１を次のショットを行う位置へ移動させる。そして、ステップ３０４へ戻り、全ショットについてギャップ合わせが終了するまで、ステップ３０４〜３０９を繰り返す。
【００４４】
全ショットが終了した場合、主制御装置５０は、Ｚ−チルト機構駆動回路６４により各Ｚ−チルト機構３０を駆動して、マスク２と基板１とのギャップを広げた後（ステップ３１０）、Ｘステージ駆動回路６１によりＸステージ５を駆動し、Ｙステージ駆動回路６２によりＹステージ７を駆動して、チャック１０をロード／アンロード位置へ移動させる（ステップ３１１）。そして、ロード／アンロード位置において、チャック１０からの基板１のアンロードが行われる（ステップ３１２）。
【００４５】
ステップ３０４において、マスク２と基板１とのギャップ合わせは、後述する様に、各ギャップセンサー４０によりマスク２と基板１とのギャップをマスク２の四隅で測定し、測定結果に基づいて、各Ｚ−チルト機構３０により、マスク２を保持するマスクホルダ２０をＺ方向へ移動及びチルトして行われる。このとき、ギャップセンサー４０の測定点で基板１の表面に局所的な凹凸やうねり等があると、そのままでは、基板１のそのショットの露光領域全体から見て、マスク２が傾いた状態でギャップ合わせが行われるので、ギャップの大小による回折光の広がりの違いから、基板１に露光されるパターンは、線幅や高さが均一にならない。本発明では、予め露光した基板のパターンを測定して、各ギャップセンサー４０の測定点におけるショット毎のオフセット値を決め、ショット毎に、これらのオフセット値を用いて、ギャップセンサー４０の測定点での基板１の表面の局所的な凹凸やうねり等を相殺する。
【００４６】
図８は、主制御装置のギャップ合わせ動作を行う部分を示すブロック図である。主制御装置５０のギャップ合わせ動作を行う部分は、Ｚ−チルト機構制御部５１、補正部５２、メモリ５３、移動量算出部５４、判定部５５、移動量決定部５６、及び累積値確認部５７を含んで構成されている。Ｚ−チルト機構制御部５１は、Ｚ−チルト機構駆動回路６４の制御を行い、Ｚ−チルト機構駆動回路６４が駆動した各Ｚ−チルト機構３０のＺ方向の位置を検出する。
【００４７】
メモリ５３は、マスク２と基板１とのギャップの目標値、各ギャップセンサー４０の測定点でのマスク２のＺ方向の移動量の上限値、及び、予め露光した基板のパターンを測定して決めた、各ギャップセンサー４０の測定点におけるショット毎のオフセット値を記憶している。移動量算出部５４は、Ｚ−チルト機構制御部５１が検出した各Ｚ−チルト機構３０のＺ方向の位置に基づき、３つのＺ−チルト機構３０で構成される平面の傾きを算出し、各ギャップセンサー４０の測定点でのマスク２の移動量を算出する。
【００４８】
図９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ギャップ制御方法を示すフローチャートである。図７に示した露光処理において、マスク２と基板１とのギャップ合わせ（ステップ３０４）を行う際、まず、各ギャップセンサー４０は、マスク２と基板１とのギャップを、マスク２の四隅で測定する（ステップ４０１）。補正部５２は、各ギャップセンサー４０の測定値を、メモリ５３に記憶された各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正する（ステップ４０２）。続いて、補正部５２は、各ギャップセンサー４０の測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値を用いて、マスク２の各測定点を含む回帰平面を求める（ステップ４０３）。そして、補正部５２は、求めた回帰平面上の各測定点での論理ギャップを算出する（ステップ４０４）。
【００４９】
次に、判定部５５は、メモリ５３に記憶されたマスク２と基板１とのギャップの目標値と、ステップ４０２で得られた各補正値又はステップ４０４で算出された各論理ギャップとに基づき、マスク２と基板１とのギャップが許容範囲内であるか判定する（ステップ４０５）。このとき、判定部５５は、ステップ４０２で得られた各補正値が許容範囲内か否かを判定し、または、ステップ４０４で算出された各論理ギャップが許容範囲内か否かを判定し、あるいは両者が許容範囲内か否かを判定する。
【００５０】
各ギャップセンサー４０の測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値を用いて、ギャップが許容範囲内か否かの判定を行うと、各ギャップセンサー４０により実際に測定された測定値が正確である程、ギャップ合わせの精度が向上する。また、回帰平面上で算出した各論理ギャップを用いて、ギャップが許容範囲内か否かの判定を行うと、各ギャップセンサーにより実際に測定された測定値の一部に誤差がある場合、誤差による影響が少なくなって、ギャップ合わせの精度が向上する。さらに、補正値及び論理ギャップの両方を用いて、ギャップが許容範囲内か否かの判定を行うと、いずれか一方でも許容範囲外であるとギャップ合わせが継続されるので、ギャップ合わせの精度がさらに向上する。
【００５１】
ステップ４０５において、マスク２と基板１とのギャップが許容範囲内であれば、ギャップ合わせ動作を終了する。マスク２と基板１とのギャップが許容範囲内でない場合、移動量決定部５６は、メモリ５３に記憶されたマスク２と基板１とのギャップの目標値と、ステップ４０２で得られた各補正値又はステップ４０４で算出された各論理ギャップとに基づき、各ギャップセンサー４０の測定点での、マスク２を移動する移動量を決定し（ステップ４０６）、各Ｚ−チルト機構３０を移動する移動量を算出する（ステップ４０７）。
【００５２】
累積値確認部５７は、Ｚ−チルト機構制御部５１がＺ−チルト機構駆動回路６４により各Ｚ−チルト機構３０を駆動する前に、各ギャップセンサー４０の測定点について、移動量算出部５４が算出したマスク２の移動量及び移動量決定部５６が決定したマスク２の移動量の累積値が、メモリ５３に記憶された上限値以下であるか確認する（ステップ４０８）。移動量の累積値が上限値以下である場合、Ｚ−チルト機構制御部５１は、Ｚ−チルト機構駆動回路６４を駆動して、各Ｚ−チルト機構３０を移動量決定部５６が算出した各Ｚ−チルト機構３０の移動量だけ移動させ（ステップ４０９）、ステップ４０１へ戻る。マスク２の移動量の累積値が上限値以下でない場合、ギャップ合わせ動作を停止する。
【００５３】
予め露光した基板のパターンを測定して、各ギャップセンサー４０の測定点におけるショット毎のオフセット値を決め、ショット毎に、各ギャップセンサー４０の測定値を、各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正し、補正後の補正値に基づいて、複数のＺ−チルト機構３０によりマスク２と基板１とのギャップ合わせを行うので、ショット毎に、各ギャップセンサー４０の測定点で、基板１の表面の局所的な凹凸やうねり等がオフセット値により相殺される。従って、ショット毎に、マスク２と基板１とがより平行な状態でギャップ合わせが行われ、露光精度が向上する。
【００５４】
また、各Ｚ−チルト機構３０のＺ方向の位置に基づき、各ギャップセンサー４０の測定点でのマスク２の移動量を算出し、マスク２と基板１とのギャップの目標値、及びマスク２と基板１とのギャップの測定結果に基づき、各ギャップセンサー４０の測定点での、マスク２を移動する移動量を決定し、複数のＺ−チルト機構３０を駆動する前に、各ギャップセンサー４０の測定点について、算出した移動量及び決定した移動量の累積値が上限値以下であるか確認するので、ギャップ合わせ時にマスク２と基板１の接触が防止される。  
【００５５】
以上説明した実施の形態によれば、予め露光した基板のパターンを測定して、各ギャップセンサー４０の測定点におけるショット毎のオフセット値を決め、ショット毎に、各ギャップセンサー４０の測定値を、各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正し、補正後の補正値に基づいて、複数のＺ−チルト機構３０によりマスク２と基板１とのギャップ合わせを行うことにより、ショット毎に、マスク２と基板１とがより平行な状態でギャップ合わせを行って、露光精度を向上させることができる。
【００５６】
さらに、ショット毎に、各ギャップセンサー４０の測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値が、許容範囲内か否かを判定して、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行うことにより、各ギャップセンサー４０により実際に測定された測定値が正確である程、ギャップ合わせの精度を向上させることができる。
【００５７】
あるいは、ショット毎に、各ギャップセンサー４０の測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値を用いて、マスク２の各測定点を含む回帰平面を求め、回帰平面上の各測定点での論理ギャップを算出し、算出した各論理ギャップが、許容範囲内か否かを判定して、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行うことにより、各ギャップセンサー４０により実際に測定された測定値の一部に誤差がある場合、誤差による影響を少なくして、ギャップ合わせの精度を向上させることができる。
【００５８】
あるいは、ショット毎に、各ギャップセンサー４０の測定値を各測定点におけるショット毎のオフセット値で補正した補正値を用いて、マスク２の各測定点を含む回帰平面を求め、回帰平面上の各測定点での論理ギャップを算出し、各補正値及び算出した各論理ギャップが、許容範囲内か否かを判定して、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行うことにより、ギャップ合わせの精度をさらに向上させることができる。
【００５９】
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ギャップ制御方法を用いてマスクと基板とのギャップ合わせを行って、基板の露光を行うことにより、ショット毎に、マスクと基板とがより平行な状態でギャップ合わせを行って、露光精度を向上させることができるので、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。
【００６０】
例えば、図１０は、液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法等により、基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布法等により感光樹脂材料（フォトレジスト）を塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、プロキシミティ露光装置や投影露光装置等を用いて、マスクのパターンをフォトレジスト膜に転写する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、基板上にＴＦＴアレイが形成される。
【００６１】
また、図１１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１０に示したＴＦＴ基板の製造工程では、露光工程（ステップ１０３）において、図１１に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）及び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ギャップ制御方法を適用することができる。
【符号の説明】
【００６３】
１  基板
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
２１  ホルダフレーム
２２  トップフレーム
２３  エアクッション
２４  チルト用腕
３０  Ｚ−チルト機構
３１  ケーシング
３２  直動ガイド
３３  可動ブロック
３４  モータ
３５  軸継手
３６ａ  ボールねじ
３６ｂ  ナット
３７  ボール
４０  ギャップセンサー
４１  レーザー光源
４２  コリメーションレンズ群
４３  投影レンズ
４４，４５  ミラー
４６  結像レンズ
４７  ＣＣＤラインセンサー
５０  主制御装置
５１  Ｚ−チルト機構制御部
５２  補正部
５３  メモリ
５４  移動量算出部
５５  判定部
５６  移動量決定部
５７  累積値確認部
６１  Ｘステージ駆動回路
６２  Ｙステージ駆動回路
６３  θステージ駆動回路
６４  Ｚ−チルト機構駆動回路
【図１】
2013054270.tif 000003
【図２】
2013054270.tif 000004
【図３】
2013054270.tif 000005
【図４】
2013054270.tif 000006
【図５】
2013054270.tif 000007
【図６】
2013054270.tif 000008
【図７】
2013054270.tif 000009
【図８】
2013054270.tif 000010
【図９】
2013054270.tif 000011
【図１０】
2013054270.tif 000012
【図１１】
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