專利名稱：曝光方法以及曝光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在制造用于液晶面板的彩色濾光片(color filter)等時所使用 的曝光方法以及曝光裝置。
背景技術(shù)：
以往，在用于液晶面板的彩色濾光片的制造中，已知用于在形成了黑斑 矩陣(black matrix )的基板上形成紅(R)、綠(G)、藍(B)的著色層的曝 光方法或曝光裝置(例如，參照專利文獻l、專利文獻2)。在該曝光方法中， 將放置了基板的基板臺(stage)搬運到曝光部分從而定位，并在該曝光部分 通過比基板的面積小的光掩膜(photo mask)將來自光源部分的曝光光照射到 基板上的規(guī)定區(qū)域從而進行第1次曝光。接著，使所述基板臺階梯移動規(guī)定 距離從而將基板在曝光部分再次定位后，在第1次未能曝光的區(qū)域進行第2 次曝光。重復(fù)這樣的曝光從而在大型基板的整個面上轉(zhuǎn)印光掩膜的圖案。
此外，其他以往的曝光方法或曝光裝置例如記載在專利文獻3以及專利 文獻4中。在該曝光方法中，抽出纏繞在輥上的片狀基材(基板)到曝光部 分從而定位，在該曝光部分中通過相當于單位基板的大小的光掩膜將來自光 源部分的曝光光照射到片狀基板的規(guī)定區(qū)域從而轉(zhuǎn)印光掩膜的圖案。接著， 抽出所述片狀基板相當于單位基板的量從而定位，通過重復(fù)同樣的曝光操作， 依次在片狀基板的長度方向上轉(zhuǎn)印光掩膜的圖案。
專利文獻l:特開平9-127702號公報
專利文獻2:特開2000-347020號公報
專利文獻3:特開2004-341280號公報
專利文獻4:特開2001-264999號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題
但是，在上述以往的曝光方法或曝光裝置中，在對于所述基板(基材)的規(guī)定區(qū)域的曝光結(jié)束時，需要暫時結(jié)束曝光操作并使光掩膜相對于基板(基 材)階梯移動，從而間斷地重復(fù)再次對基板(基材)和光掩膜進行位置匹配 的操作。因此，存在曝光操作所需的時間變長，不能有效地進行曝光作業(yè)的 問題。此外，若為了防止自重導致的撓曲而縮小光掩膜的大小，則對大型基 板重復(fù)曝光操作的次數(shù)變多，相應(yīng)地曝光時間變長，上述問題變得更加顯著。
此外，在為減少所述曝光操作的重復(fù)次數(shù)而使用了較大的光掩膜時，曝 光光需要較大的能量。因此，根據(jù)光源部分的功率極限而不得不延長曝光光 的照射時間，存在最終無法縮短曝光時間的問題。
進而，為了在所述曝光部分進行所述基板(基材)和光掩膜的位置匹配， 需要預(yù)先在所述基板(基材)和光掩膜的雙方形成與圖案不同的定位標記
(alignment mark),存在所述基板(基材)和光掩膜的制造工序變得繁雜的 問題。
本發(fā)明是鑒于上述情況而完成，其目的在于提供一種使用較小的掩膜能 夠有效地對具有較寬的曝光區(qū)域的基板進行曝光的曝光方法以及曝光裝置。 解決課題的方案
為了解決所述課題，本發(fā)明具有以下的特征。
即，本發(fā)明的曝光方法的特征在于，包括
通過基板搬運單元以 一 定速度向 一 定方向搬運基板的步驟；
用攝像單元拍攝在所述基板上預(yù)先形成的基準圖案的圖案邊緣，從而檢
測基板上的搬運方向和與該搬運方向成直角的方向中的基準位置的步驟； 對掩膜進行位置調(diào)節(jié)使得在由所述攝像單元拍攝的基準圖案通過所述基
板搬運單元從攝像位置被移動到曝光位置時，所述掩膜的位置與所述基板上
的所述基準位置一致的步驟；以及
在所述曝光位置中通過在曝光光學系統(tǒng)的光程上設(shè)置的所述掩膜照射來
自連續(xù)光源的曝光光，并在所述基板上轉(zhuǎn)印所述掩膜的開口部分的圖像的步
驟，
所述曝光方法對沿基板的搬運方向的曝光區(qū)域連續(xù)曝光。 本發(fā)明的曝光裝置的特征在于，包括 基板搬運單元，以一定速度向一定方向搬運基板； 曝光光學系統(tǒng)，對通過所述基板搬運單元搬運的狀態(tài)的基板，通過掩膜 的開口部分照射來自連續(xù)光源的曝光光，從而將所述開口部分的圖像轉(zhuǎn)印到
5所述基板上；
攝像單元，在所述基板的移動中拍攝在所述基板上預(yù)先形成的基準圖案
的圖案邊緣；以及
控制裝置，根據(jù)由所述攝像單元所拍攝的所述圖案邊緣的圖像來檢測所 述基板上的搬運方向和與所述搬運方向成直角的方向中的基準位置，并對掩 膜進行位置調(diào)節(jié)使得在由所述攝像單元拍攝的基準圖案從攝像位置被移動到 曝光位置時，所述掩膜的位置與所述基板上的所述基準位置一致，
當所述基板在從所述基板上的曝光開始端到曝光結(jié)束端移動所述曝光位 置的期間，所述控制裝置使來自所述連續(xù)光源的所述曝光光持續(xù)照射到所述 基板上。
在本發(fā)明的曝光裝置中，優(yōu)選所述控制裝置根據(jù)與基板的搬運方向成直 角的方向中的基準位置，進行所述掩膜在與搬運方向成直角的方向中的位置調(diào)節(jié)。
此外，在本發(fā)明的曝光裝置中，優(yōu)選所述控制裝置根據(jù)對于通過所述各 個基準位置的檢測求得的基板的搬運方向的斜率，進行所述掩膜的旋轉(zhuǎn)角的 位置調(diào)節(jié)。
進而，在本發(fā)明的曝光裝置中，優(yōu)選所述基板搬運單元將片狀的基板從 存儲輥纏繞到巻線輥上，從而使所述曝光部分沿與所述曝光光學系統(tǒng)的光程 垂直的平面上移動。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的曝光方法以及曝光裝置，能夠一邊通過基板搬運單元搬運 基板且一邊連續(xù)對掩膜的開口部分的形狀進行轉(zhuǎn)印、曝光。因此，即使在使 用較小的掩膜的情況下，也能夠有效地進行對于具有較寬的曝光區(qū)域的基板 的曝光，而不需要進行基于基板的間斷性階梯移動的曝光。
并且，利用預(yù)先在基板上形成的基準圖案來檢測基板的基準位置，從而 可基于該基準位置來調(diào)節(jié)所述掩膜的位置。因此，可正確地進行對所述基板 的規(guī)定區(qū)域的曝光，同時不需要為了所述掩膜的位置調(diào)節(jié)而在基板和掩膜上
形成定位標記，基板和掩膜的制造變得容易。
根據(jù)調(diào)節(jié)掩膜在與搬運方向成直角的方向的位置的實施方式的曝光裝
置，能夠與基板的搬運方向成直角的方向中的基準位置相匹配，從而可靠地 進行掩膜在所述直角的方向上的位置調(diào)節(jié)。因此，能夠正確地進行沿基板的搬運方向的曝光區(qū)域的曝光。
根據(jù)進行掩膜的旋轉(zhuǎn)角的位置調(diào)節(jié)的實施方式的曝光裝置，能夠與對于 基板的搬運方向的傾斜角相匹配，從而可靠地進行掩膜的旋轉(zhuǎn)角的位置調(diào)節(jié)。 因此，與所搬運的基板的位置變化相對應(yīng)地進一步正確進行掩膜的位置調(diào)節(jié)， 從而能夠進一步正確地進行規(guī)定的曝光區(qū)域的曝光。
根據(jù)將片狀的基板從存儲輥纏繞到巻線輥上從而使曝光部分沿與曝光光 學系統(tǒng)的光程垂直的平面上移動的實施方式的曝光裝置，不需要使連續(xù)了多 個相當于單位基板的曝光區(qū)域的片狀的基板在相當于各個單位基板的每個曝 光區(qū)域階梯移動，以使其間斷地重復(fù)進行曝光操作。因此，能夠使多個基板 非常有效地曝光，從而提高生產(chǎn)率。


圖l是表示本發(fā)明第1實施方式的曝光裝置的系統(tǒng)圖。
圖2A是用于說明本發(fā)明第1實施方式的曝光裝置中的掩膜的位置調(diào)整 的平面圖。
圖2B是用于說明本發(fā)明第1實施方式的曝光裝置中的掩膜的位置調(diào)整的
平面圖。
圖3是表示本發(fā)明第1實施方式的曝光裝置的作用的流程圖。 圖4是表示本發(fā)明第2實施方式的曝光裝置的系統(tǒng)圖。 圖5是表示本發(fā)明第2實施方式的曝光裝置的系統(tǒng)圖。 標號說明
1、 1A、 1B曝光裝置
2曝光部位(station )(曝光部分)
3、 3b曝光光學系統(tǒng)
4、 4a基板
5、 5a基板搬運單元 6攝像單元
7圖像識別用照明 8控制裝置 9燈(連續(xù)光源) 10照明用透鏡
710a投影用透鏡
11掩膜
lla開口部分
12掩膜臺
13掩膜驅(qū)動單元
16、 16a基板驅(qū)動單元
18像素(pixel)(圖案)
18el前方邊緣(圖案邊緣)
18e2側(cè)方邊緣(圖案邊緣)
20線性CCD
21圖像處理單元
22存儲單元
23運算單元
24燈電源單元
25基板控制器
26掩膜控制器
27主控制單元
E曝光位置
F攝像位置
具體實施例方式
以下，參照圖1、圖2A以及圖2B說明本發(fā)明第1實施方式的曝光裝置。 在圖1中，曝光裝置1包括在曝光部位(曝光部分)2上設(shè)置的曝光 光學系統(tǒng)3;在該曝光光學系統(tǒng)3的下方搬運作為曝光對象的基板4的基板 搬運單元5;拍攝所述基板4的特定部位的攝像單元6;在所述曝光部位2中 從下方對所述基板4進行照明的圖像識別用光源7;與所述各個裝置部分連 接從而進行控制的控制裝置8。來自所述曝光光學系統(tǒng)3的曝光光通過在曝 光光學系統(tǒng)3上設(shè)置的掩膜11的開口部分被照射到所述基板4，根據(jù)所述開 口部分的形狀的圖案被轉(zhuǎn)印到所述基板4 。
所述曝光光學系統(tǒng)3包括由超高壓水銀燈等構(gòu)成的燈(連續(xù)光源)9; 在該燈9的下方設(shè)置并且將來自燈9的曝光光向下方投光的照明用透鏡10;在該照明用透鏡10的下方設(shè)置的掩膜11。該曝光光學系統(tǒng)3的光軸(光程)
S設(shè)定為鉛錘方向，所述掩膜11位于與光軸S垂直的平面內(nèi)。所述燈9一旦
點亮則直到被指令熄滅為止連續(xù)地持續(xù)照射曝光光。此外，所述掩膜ll由圖
1中在與紙面垂直的Y軸方向(在圖2A以及圖2B中為上下方向)y上具有 長邊的矩形形狀的平板構(gòu)成。在與Y軸方向y成直角的X軸方向(在圖l、 圖2A以及圖2B中為左右方向)x中的短邊的中央部分，在X軸方向x具有 長邊的矩形形狀的開口部分lla、 lla以在Y軸方向y隔開^見定間隔的方式貫 通設(shè)置了多個(在圖示的例子中為兩個)。所述開口部分lla在X軸方向中的 長度例如被設(shè)定為與基板4的像素18 (后述)在X軸方向中的長度相同。掩 膜11的大小只要是對設(shè)置所述開口部分lla、 lla的大小所必要且充分的面 積即可。因此，掩膜11在基板4的X軸方向x中的幅度比單位基板(將相當 于一張液晶面板等的大小的基板稱為"單位基板")的X軸方向x中的長度 充分小(參照圖2A以及圖2B )。
所述掩膜11被支承在與所述曝光光學系統(tǒng)3的光軸S垂直設(shè)置的掩膜臺 12的上面，連接所述開口部分lla、 Ua的中心的線位于所述曝光光學系統(tǒng)3 的光軸S上。所述掩膜臺12可通過具有伺服電機、線性電機等的掩膜驅(qū)動單 元13調(diào)節(jié)在水平面內(nèi)所述掩膜ll在Y軸方向y的位置和以掩膜11的中央為 中心的軸向旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)角。在所述掩膜驅(qū)動單元13上設(shè)置有用于檢測所述掩 膜臺12向Y軸方向y的移動位置和旋轉(zhuǎn)角度從而將這些;f僉測值反饋到所述 控制裝置8的編碼器、線性傳感器等位置傳感器和角度傳感器(都未圖示)。
所述基板搬運單元5包括存儲輥14、巻線輥15、基板驅(qū)動單元16。存 儲輥14配置在所述曝光部位2的一端側(cè)(圖1中為右側(cè))，將薄膜狀(片狀) 的基板4纏繞存儲。巻線輥15配置在曝光部位2的另一端側(cè)(圖1中為左側(cè))， 纏繞從所述存儲輥14抽出的基板4?；弪?qū)動單元16由伺服電機等構(gòu)成， 旋轉(zhuǎn)所述巻線輥15從而使基板4沿X軸方向x連續(xù)向行進方向( 一定方向) M搬運，從而纏繞到巻線輥15。所述基板驅(qū)動單元16上設(shè)置了用于檢測所 述基板4在X軸方向x的移動位置從而將該檢測值反饋到所述控制裝置8的 編碼器、線性傳感器等位置傳感器。此外，在所述基板搬運單元5上設(shè)置了 位于所述曝光部位2的前后(圖1中為左右)以從上下夾持基板4從而自轉(zhuǎn) 的兩對導輥17a以及17b。通過這些導輥17a以及17b,所述基板4在掩膜臺 12的下方保持水平狀態(tài)地移動。所述基板4例如是彩色濾光片基板，如圖2A所示，黑斑矩陣BM中具 有矩陣狀地配置且作為矩形形狀的開口的像素(基準圖案)18。這些像素18 在基板4的搬運方向(X軸方向x )上直線狀地配置了用于各個著色層(紅R、 綠G、藍B)的像素列，在與所述搬運方向成直角的基板4的幅度方向(Y 軸方向y)上配置了這些像素列。在所述曝光部位2中，該基板4的表面沿 與所述曝光光學系統(tǒng)3的光軸S垂直的水平面移動。
另外，所述基準圖案除了指本實施方式所示的圖案之外，在半導體部件 中指布線圖案或各種電極圖案等。
所述攝像單元6包括與所述圖像識別用照明7對置，在所述曝光光學 系統(tǒng)3的內(nèi)部配置在所述照明用透鏡10和所述掩膜11之間的半透鏡(haf mirror) 19;拍攝通過該半透鏡19所反射的圖像的線性CCD20。
所述線性CCD20例如是將光接收元件在Y軸方向y —直線狀地經(jīng)過比 所述基板4的幅度(Y軸方向y的尺寸)大的長度上排列的裝置。所述半透 鏡19的光軸Sl的位置(攝像位置)F,從所述曝光光學系統(tǒng)3的光軸S的位 置(曝光位置)E相對基板4的行進方向M向后側(cè)(圖1 、圖2A以及圖2B 中為右側(cè))分開預(yù)定距離L。因此，用所述線性CCD20經(jīng)由所述圖像識別用 照明7的照明光拍攝所述基板4的像素18的前方邊緣(圖案邊緣)18el (基 板4的前進方向M中的前方的邊緣部分)開始經(jīng)過規(guī)定時間后，像素18到 達所述掩膜11的開口部分lla的X軸方向x中的中央位置(曝光位置)E。 所述線性CCD20還拍攝所述基板4的像素18在Y軸方向y的側(cè)方邊緣(圖 案邊緣)18e2。
所述控制裝置8是用于控制裝置整體的動作的裝置，其包括連接到圖像 處理單元21、存儲單元22、運算單元23、燈電源單元24、基板控制器25、 以及掩膜臺控制器26,并且統(tǒng)一控制它們的動作的主控制單元27。圖像處理 單元21基于由所述線性CCD20拍攝所述基板4的像素18的前方邊緣18el 和側(cè)方邊緣18e2而得到的圖像數(shù)據(jù)，檢測基板4的X軸方向x和Y軸方向y 中的基準位置。
存儲單元22存儲基板4的黑斑矩陣BM的設(shè)計數(shù)據(jù)或有關(guān)所述基準位置 的數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)、裝置整體的動作程序等。運算單元23根據(jù)所述攝像位置F和 曝光位置E之間的距離L、以及基板4的搬運速度，運算像素18的前方邊緣 18el的位置從攝像位置F移動到曝光位置E的時間。進而，運算單元23運
10算由所述圖像處理單元21檢測出的基于所述側(cè)方邊緣18e2的基板4的Y軸 方向y的基準位置(Y軸基準位置)和所述掩膜ll (開口部分lla)在Y軸 方向y的位置之間的位置偏移、或在包含XY軸的平面內(nèi)的對于基板4的搬 運方向(X軸方向x)的偏移角(傾斜角)0等。燈電源單元24根據(jù)基于前 方邊緣18el的基板4的X軸方向的基準位置(X軸基準位置)，從最前端的 像素18a到達所述曝光位置E開始到最末端的像素18b到達曝光位置E的期 間，從所述燈9持續(xù)向所述曝光位置E照射曝光光。基板控制器25使所述基 板驅(qū)動單元16動作，從而將所述基板4沿行進方向M搬運。掩膜臺控制器 26使所述掩膜驅(qū)動單元13動作，從而調(diào)節(jié)所述掩膜臺12在Y軸方向y的位 置，或調(diào)節(jié)掩膜臺12在水平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)角。
下面，參照圖3說明如上所述那樣構(gòu)成的曝光裝置1的作用和本發(fā)明一 實施方式的B暴光方法。
首先，將所述控制裝置8設(shè)為工作狀態(tài)，從而使曝光裝置1動作時，所 述圖像識別用照明7通過來自所述主控制單元27的指令而被點亮。與此同時， 通過所述基板控制器25,所述基板搬運單元5的基板驅(qū)動單元16被驅(qū)動， 所述基板4從存儲輥14被抽出后纏繞到巻線輥15上，從而在保持了水平的 狀態(tài)下使曝光部位2搬運到行進方向M (步驟Sl )。這期間，基板4通過所 述圖像識別用照明7從下側(cè)被照射，所述線性CCD20經(jīng)由所述半透鏡19接 收通過了在所述基板4形成的像素18的照明光，從而取得所述像素18的圖 像數(shù)據(jù)(步驟S2 )。
由所述線性CCD20獲得的圖像數(shù)據(jù)被送到所述圖像處理單元21處理。 圖像處理單元21 4企測沿所述Y軸方向y直線對準的各個像素18的前方邊緣 18el的位置(X軸基準位置)、和沿X軸方向直線對準的一列的各個像素18 的側(cè)方邊緣18e2的位置(Y軸基準位置)(步驟S3)。在檢測出所述基板4 的行進方向M中的最前列的像素18a的X軸基準位置和Y軸基準位置時， 所述運算單元23基于所述曝光部位2中的曝光位置E和所述攝像位置F之間 的距離L、以及預(yù)先設(shè)定的基板4的搬運速度，運算所述最前列的像素18a 到所述曝光位置E的到達時間。與此同時，運算單元23運算Y軸方向y中 的所述掩膜11的開口部分lla的位置和所述Y軸基準位置的位置偏移(基板 4的Y軸方向y中的位置偏移(Y軸位置偏移))。并且，如圖2B所示，運算 單元23基于在Y軸方向y分離地直線對準的一對像素18、 18的X軸基準位置的移位量t和一對像素18、 18之間的距離u,運算在包含基板4的XY軸 的平面內(nèi)的從X、 Y軸的偏移角(對于基板4的搬運方向的傾斜角)e (步驟 S4)。
所述主控制裝置27在檢測出了最前列的像素18a的X軸基準位置時，利 用內(nèi)置的定時器對該到達時間進行計時。若該計時結(jié)束，則主控制單元27使 所述掩膜驅(qū)動單元13動作，以根據(jù)所述運算單元23經(jīng)由所述掩膜控制器26
運算的基板4的y軸位置偏移和對于基板4的搬運方向的傾斜角e進行掩膜
臺12的位置調(diào)節(jié)。所述掩膜驅(qū)動單元13被驅(qū)動，從而所述掩膜臺12在Y 軸方向y中的位置和水平面內(nèi)(圍繞曝光光學系統(tǒng)3的光軸S)的旋轉(zhuǎn)角被 調(diào)節(jié)，掩膜11的開口部分lla、 11a的位置與所述基板4的曝光區(qū)域28、 28 正確地匹配(步驟S5)。同時，所述主控制單元27對所述燈電源單元24發(fā) 出指令以點亮燈9。來自所述燈9的曝光光經(jīng)所述照明用透鏡10變?yōu)槠叫泄猓?通過所述掩膜11的開口部分lla、 11a照射到所述基板4。由此，進行開口部 分18a、 18a的形狀被轉(zhuǎn)印到基板4的規(guī)定位置上的曝光(步驟S6 )。
在所述曝光中，所述基板4向行進方向M以一定速度被持續(xù)搬運，始終 由所述線性CCD20拍攝各個像素18a的前方邊緣18el和側(cè)方邊緣18e2。由 此，基板4的X軸基準位置和Y軸基準位置被4全測，從而根據(jù)基板4的Y軸 位置偏移和搬運方向中的傾斜角e，所述掩膜11在Y軸方向y的位置和旋轉(zhuǎn) 角被調(diào)節(jié)。從而，進行所述掩膜11的開口部分lla、 lla的位置調(diào)節(jié)，能夠 正確地對基板4的規(guī)定的曝光區(qū)域28、 28進行曝光。
進行所述曝光，從而檢測出基板4的行進方向M中的最后列的像素18b 的X軸基準位置時，在該X軸基準位置對所述曝光位置E的到達時間之后， 燈電源單元24根據(jù)來自主控制單元27的指令而熄滅燈9，從而對基板4的 曝光操作結(jié)束(步驟S7)。
由此，對于薄膜狀(片狀)的基材4中相當于一個單位基板的區(qū)域的曝 光操作結(jié)束。繼續(xù)將所述基材4向行進方向M搬運， 一邊對相鄰的曝光區(qū)域 進行與前述相同的曝光操作，通過重復(fù)該曝光操作，能夠沿所述基材的長度 方向連續(xù)進行對于相當于多個單位基板4的區(qū)域的曝光(代理(proxy )曝光)。
所述規(guī)定的曝光區(qū)域28、 28具有與所述掩膜11的開口部分lla、 lla的 短邊方向的幅度相應(yīng)的幅度D，是在基板4的Y軸方向y隔開間隔P配置的 多個列(圖示的例子中為兩列)的帶狀的區(qū)域。該曝光區(qū)域28、 28是包圍了
12在X軸方向x—直線狀地對準的彩色濾光片的紅R的著色層的像素18的沿 X軸方向x的帶狀區(qū)域。
另外，對于所述基板4的黑斑矩陣BM中的其他的著色層(綠G、藍B) 的區(qū)域的曝光操作由單獨設(shè)置的其他的同樣的曝光部位進行。此外，在所述 曝光操作之前，所述基板4的黑斑矩陣BM上會被涂抹著色顏料，因此通過 所述曝光所曝光的區(qū)域的著色顏料被硬化。因此，在用清洗液清洗曝光后的 基板4時，沒有被曝光的區(qū)域的著色顏料被除去，從而通過所述被硬化的著 色顏料，在所述曝光區(qū)域28、 28上形成各個著色層R、 G、 B的像素18。
如上所述，上述實施方式的曝光方法，對于通過基板搬運單元5以一定 速度向一定方向搬運的狀態(tài)的基板4，在曝光部位2從燈9通過在曝光光學 系統(tǒng)3的光軸S上設(shè)置的掩膜11的開口部分lla、 lla照射作為連續(xù)光的曝 光光，在所述基板4上轉(zhuǎn)印開口部分lla、 lla的圖像。在該方法中，在所述 基板4上預(yù)先形成的像素18的前方邊緣18el以及側(cè)方邊緣18e2被攝像單元 6拍攝，檢測出基板4上的搬運方向(X軸方向x)和與該搬運方向成直角的 Y軸方向y中的X、 Y基準位置。對掩膜11的位置進行調(diào)節(jié)，以在由所述攝 像單元6拍攝的像素18被移動到曝光部位2時，掩膜11的位置與基板4上 的所述基準位置一致，并對沿基板4的搬運方向的曝光區(qū)域28、 28連續(xù)曝光。
此外，第1實施方式的曝光裝置1包括通過基板驅(qū)動單元16將存儲輥 14所存儲的基板4纏繞到巻線輥15，從而將所述基板4以一定速度向一定方 向搬運的基板搬運單元5;對通過該基板搬運單元5搬運的狀態(tài)的基板4,從 燈9通過掩膜11的開口部分lla、 lla照射作為連續(xù)光的曝光光，從而在基 板4上轉(zhuǎn)印所述開口部分lla、 lla的圖像的曝光光學系統(tǒng)3。該曝光裝置1 包括在基板4的移動中拍攝在所述基板4上預(yù)先形成的像素18的前方邊緣 18el和側(cè)方邊緣18e2的攝像單元6;根據(jù)由該攝像單元6拍攝的前方邊緣18el 和側(cè)方邊緣18e2的圖像，檢測基板4上的搬運方向和與該搬運方向成直角的 Y軸方向y中的基準位置，對該掩膜11進行位置調(diào)節(jié)以在由所述攝像單元6 拍攝的像素18從攝像位置移動到曝光位置時，掩膜11的位置與基板4上的 所迷基準位置一致的控制裝置8。該控制裝置8在基板4移動于從基板4上 的曝光開始端到曝光結(jié)束端的所述曝光位置的期間，經(jīng)由燈光源單元24持續(xù) 將來自所述燈9的曝光光照射到基板4。
因此，根據(jù)所述實施方式的曝光方法以及曝光裝置1，能夠一邊通過基板搬運單元5搬運基板4， 一邊連續(xù)對掩膜11的開口部分lla的形狀進行轉(zhuǎn) 印、曝光。因此，即使在使用較小的掩膜的情況下，也能夠有效地進行對于 具有較寬的曝光區(qū)域的基板4的曝光，而不需要進行基于基板4的間斷性階 梯移動的曝光。
并且，利用預(yù)先在基板4上形成的像素(基準圖案)18來檢測基板4的 基準位置，從而可基于該基準位置來調(diào)節(jié)所述掩膜11的位置。因此，可正確 地進行對所述基板4的規(guī)定區(qū)域28、 28的曝光，同時不需要為了所述掩膜 11的位置調(diào)節(jié)而在基板4和掩膜11上形成定位標記，基板和掩膜的制造變得 容易。
此外，在該曝光裝置1中，不需要使連續(xù)了多個相當于單位基板的曝光 區(qū)域28、 28的片狀的基板4在相當于各個單位基板的每個曝光區(qū)域階梯移動， 以使其間斷地重復(fù)進行曝光操作。因此，能夠使多個基板4非常有效地曝光， 從而能夠提高生產(chǎn)率。
在所述曝光裝置1中，所述控制裝置8根據(jù)在基板的搬運方向和與該搬 運方向成直角的Y軸方向y的各個基準位置，進行所述掩膜11在與搬運方向 成直角的Y軸方向y的位置調(diào)節(jié)，同時根據(jù)由所述各個基準位置的檢測所求
得的對于基板4的搬運方向的斜率e,進行所述掩膜11的旋轉(zhuǎn)角的位置調(diào)節(jié)。
因此，能夠與基板4的搬運方向成直角的Y軸基準位置和對于基板4的搬運 方向的傾斜角e相匹配，從而同時可靠地進行掩膜11在所述Y軸方向y上的
位置調(diào)節(jié)和掩膜ii在旋轉(zhuǎn)角e上的位置調(diào)節(jié)。因此，與所搬運的基板4的位
置變化相對應(yīng)地進一步正確進行掩膜11的位置調(diào)節(jié)，從而能夠進一步正確地 進行規(guī)定的曝光區(qū)域28、 28的曝光。
下面，參照圖4說明本發(fā)明實施方式2的曝光裝置1A。 該曝光裝置1A是，將平板狀的單位基板(基板)4a放置在基板臺30上， 從而在所述曝光部位2中將該基板4a沿X軸方向x向行進方向M搬運的裝 置。其他結(jié)構(gòu)與所述實施方式的曝光裝置1相同，因此對于同樣的結(jié)構(gòu)部分 附加相同的標號并省略其說明。
在該曝光裝置1A中，所述基板臺30在掩膜臺12的下方沿著與所述曝 光光學系統(tǒng)3的光軸S垂直的水平面上配置?；灏徇\單元5a中由伺服電機、 線性電機等構(gòu)成的基板驅(qū)動單元16a根據(jù)所述基板控制器25的指令而被驅(qū) 動，從而該基板臺30在X軸方向x上往復(fù)移動。雖然未圖示，但在該基板
14驅(qū)動單元16b中設(shè)置了用于檢測所述基板4a對X軸方向x的移動位置，從而 將該檢測值反饋到所述控制裝置8的編碼器、線性傳感器等位置傳感器。所 述基板臺30為了不在其下方遮擋所述圖像識別用照明7的照明光而采用框架 型構(gòu)造，以其周邊部分支承所述基板4a。
在該曝光裝置1A中，基板驅(qū)動單元16a以基板控制器25的指令而被驅(qū) 動，從而所述基板臺30向方向M移動?；迮_30上的基板4a將曝光部位2 搬運到行進方向M, —邊通過所述曝光光學系統(tǒng)3從行進方向M的前端部分 (曝光開始端)連續(xù)在規(guī)定的曝光區(qū)域28、 28被曝光，并在行進方向M的 末端部分(曝光結(jié)束端)結(jié)束曝光。并且，在一個基板4a的曝光結(jié)束時，所 述基板臺30回到原來的位置，放置新的基板4a從而進入下一個曝光操作。 重復(fù)該動作地進行曝光操作。在曝光操作中，根據(jù)所述基板4a在Y軸方向y 的Y軸位置偏移和對于搬運方向的傾斜角e的所述掩膜11的位置調(diào)節(jié)與在第 1實施方式的曝光裝置1中的情況同樣地進行。
根據(jù)該實施方式的曝光裝置1A,與所述實施方式的曝光裝置1同樣地， 能夠一邊搬運基板4a—邊連續(xù)地進行曝光操作。因此，在單位基板4a的規(guī) 定的曝光區(qū)域28、 28能夠有效地進行曝光(代理曝光)，同時能夠可靠地實 施第1實施方式的曝光方法。
下面，參照圖5說明本發(fā)明第3實施方式的曝光裝置1B。該曝光裝置1B 的曝光光學系統(tǒng)3b將所述第2實施方式的曝光裝置1A中的曝光光學系統(tǒng)3 的照明用透鏡IO替換為投影用透鏡10a，并將該投影用透鏡10a配置在與基 板臺30 (基板4a)靠近的位置上。此外，將所述掩膜臺12配置在投影用透 鏡10a和燈9之間。另外，半透鏡19b配置在投影透鏡10a和掩膜臺12之間。 其他結(jié)構(gòu)與所述實施方式的曝光裝置1A相同，因此對于同樣的結(jié)構(gòu)部分附 加相同的標號并省略其說明。
在該曝光裝置1B中，在曝光操作時，作為連續(xù)光的曝光光從所述燈9 通過所述掩膜11的開口部分lla，經(jīng)由所述投影透鏡10a被照射到基板4a, 從而在基板4a上被轉(zhuǎn)印所述開口部分lla的形狀。因此，與所述曝光裝置1A 的情況同樣地，基板4a通過所述基板臺30將曝光部位2搬運到行進方向M 時，通過所述曝光光學系統(tǒng)3b連續(xù)地在基板4a的規(guī)定的曝光區(qū)域28、 28進 行曝光(投影曝光)。在該曝光操作中，根據(jù)所述基板4a在Y軸方向y的Y
軸位置偏移和對于搬運方向的傾斜角e的所述掩膜11的位置調(diào)節(jié)也與在所述曝光裝置1中的情況同樣地進行。
另外，所述位置調(diào)節(jié)也可以代替以移動所述掩膜臺12進行的方式，在所
述投影透鏡10a上設(shè)置與掩膜驅(qū)動單元13同樣的驅(qū)動單元，從而以移動該投 影透鏡10a的方式進行。
根據(jù)該實施方式的曝光裝置1B,與所述實施方式的曝光裝置1、 1A同樣 地，能夠一邊搬運基板4a—邊連續(xù)地進行曝光操作，因此在單位基板4a的 規(guī)定的曝光區(qū)域28、 28能夠有效地進行曝光，同時能夠可靠地實施所述本發(fā) 明的一實施方式的曝光方法。
另外，在所述實施方式的曝光方法以及曝光裝置1、 1A、 1B中，通過來 自所述主控制單元27的指令使所述燈電源單元24動作，在所述基板4a的曝 光開始端點亮燈9從而曝光，在曝光結(jié)束端熄滅燈9從而結(jié)束曝光。也可以 代替這樣的方式而在燈9的下方設(shè)置快門，在燈9 一直點亮的狀態(tài)下開關(guān)快 門，從而在所述曝光開始端以及曝光結(jié)束端進行曝光的開始以及結(jié)束。此外， 在所述實施方式的曝光方法以及曝光裝置1、 1A、 1B中，表示了在制造彩色 濾光片時，在形成了黑斑矩陣的基板上形成著色層(R， G, B)的情況的應(yīng) 用例子。但是，本發(fā)明不限于此，也可以應(yīng)用于制造液晶面板的透明薄膜電 極的情況或其他半導體元件的制造、光掩膜或標線片(reticule)的制造等情 況中。
工業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的曝光方法以及曝光裝置能夠在制造液晶面板用彩色濾光片、透 明薄膜電極、以及半導體元件等時使用。該曝光方法以及曝光裝置能夠一邊 通過基板搬運單元搬運基板一 邊連續(xù)地轉(zhuǎn)印并曝光掩膜的開口部分的形狀， 即使在使用較小的掩膜的情況下，也能夠有效地進行對于具有較寬的曝光區(qū) 域的基板的曝光，而不需要進行基于基板的間斷性階梯移動的曝光。
權(quán)利要求
1、一種曝光方法，包括通過基板搬運單元以一定速度向一定方向搬運基板的步驟；用攝像單元拍攝在所述基板上預(yù)先形成的基準圖案的圖案邊緣，從而檢測基板上的搬運方向和與該搬運方向成直角的方向中的基準位置的步驟；對掩膜進行位置調(diào)節(jié)使得在由所述攝像單元拍攝的基準圖案通過所述基板搬運單元從攝像位置被移動到曝光位置時，所述掩膜的位置與所述基板上的所述基準位置一致的步驟；以及在所述曝光位置中通過在曝光光學系統(tǒng)的光程上設(shè)置的掩膜照射來自連續(xù)光源的曝光光，并在所述基板上轉(zhuǎn)印所述掩膜的開口部分的圖像的步驟，所述曝光方法對沿所述基板的搬運方向的曝光區(qū)域連續(xù)曝光。
2、 一種曝光裝置，包括基板搬運單元，以一定速度向一定方向搬運基板；曝光光學系統(tǒng)，對通過所述基板搬運單元搬運的狀態(tài)的基板，通過掩膜 的開口部分照射來自連續(xù)光源的曝光光，從而將所述開口部分的圖像轉(zhuǎn)印到 所述基板上；攝像單元，在所述基板的移動中拍攝在所述基板上預(yù)先形成的基準圖案 的圖案邊緣；以及控制裝置，根據(jù)由所述攝像單元所拍攝的所述圖案邊緣的圖像來檢測所 述基板上的搬運方向和與所述搬運方向成直角的方向中的基準位置，并對掩 膜進行位置調(diào)節(jié)使得在由所述攝像單元拍攝的基準圖案從攝像位置被移動到曝光位置時，所述掩膜的位置與所述基板上的所述基準位置 一致，當所述基板在從所述基板上的曝光開始端到曝光結(jié)束端移動所述曝光位 置的期間，所述控制裝置使來自所述連續(xù)光源的所述曝光光持續(xù)照射到所述 基板上。
3、 如權(quán)利要求2所述的曝光裝置，其中，所述控制裝置根據(jù)與基板的搬運方向成直角的方向中的基準位置，進行 所述掩膜在與搬運方向成直角的方向中的位置調(diào)節(jié)。
4、 如權(quán)利要求2所述的曝光裝置，其中，所述控制裝置根據(jù)對于通過所述各個基準位置的檢測求得的基板的搬運方向的斜率，進行所述掩膜的旋轉(zhuǎn)角的位置調(diào)節(jié)。
5、如權(quán)利要求2所述的曝光裝置，其特征在于，所述基板搬運單元將片狀的基板從存儲輥纏繞到巻線輥上，從而使所述 曝光部分沿與所述曝光光學系統(tǒng)的光程垂直的平面上移動。
全文摘要
本發(fā)明的曝光裝置對于通過基板搬運單元(5)以一定速度向一定方向搬運的基板(4)，在曝光部位(曝光部分)(2)通過在曝光光學系統(tǒng)(3)的光軸(光程)(S)上設(shè)置的掩膜(11)照射來自燈(連續(xù)光源)(9)的曝光光。在基板(4)上轉(zhuǎn)印并曝光掩膜(11)的開口部分(11a)的圖像時，由攝像單元(6)的線性CCD(20)拍攝在基板(4)上預(yù)先形成的像素(基準圖案)(18)的前方邊緣以及側(cè)方邊緣(圖案邊緣)，檢測出基板(4)上的搬運方向和與該搬運方向成直角的方向中的基準位置。在由攝像單元(6)拍攝的像素(18)從攝像位置(F)被移動到曝光位置(E)時，曝光部位(2)一邊對掩膜(11)進行位置調(diào)節(jié)以使掩膜(11)的位置與基板(4)上的基準位置一致，一邊對沿基板(4)的搬運方向的曝光區(qū)域進行連續(xù)曝光。
文檔編號G03F7/20GK101460897SQ20068005484
公開日2009年6月17日 申請日期2006年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月7日
發(fā)明者飯野仁 申請人:集成方案株式會社