ガラス基板および近接スキャン露光装置並びに近接スキャン露光方法
【課題】複数のパネルのブラックマトリクス層が形成された大型ガラス基板を連続搬送しながら、該パネルのブラックマトリクス層とマスクのパターンとの位置が一致したときマスクパターンを露光転写し、高精度のパネルを効率的に形成することができるガラス基板および近接スキャン露光装置並びに近接スキャン露光方法を提供する。
【解決手段】ガラス基板Ｗ上に所定の方向に隣接配置された各パネル６０のブラックマトリクス層ＢＭの各画素６１間の距離ｎＬは、当該方向で隣接する画素ピッチＬの整数倍となっている。このガラス基板Ｗの露光は、基板搬送機構１０によってガラス基板Ｗを連続搬送しながら、ガラス基板Ｗのブラックマトリクス層ＢＭと、マスクＭのマスクパターン５１との一致に同期させて、照射部１３をパルス発光させて行う。
【解決手段】ガラス基板Ｗ上に所定の方向に隣接配置された各パネル６０のブラックマトリクス層ＢＭの各画素６１間の距離ｎＬは、当該方向で隣接する画素ピッチＬの整数倍となっている。このガラス基板Ｗの露光は、基板搬送機構１０によってガラス基板Ｗを連続搬送しながら、ガラス基板Ｗのブラックマトリクス層ＢＭと、マスクＭのマスクパターン５１との一致に同期させて、照射部１３をパルス発光させて行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板および近接スキャン露光装置並びに近接スキャン露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶パネル用カラーフィルタの製造においては、ブラックマトリックス層を形成した基板上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色層を形成する一連の工程がそれぞれ行われる。これらの着色層を形成するにあたり、特許文献１に記載のスキャン露光装置では、基板に予め形成されたピクセル（画素）を撮像手段で撮像し、撮像されたピクセルが撮像位置から露光開始位置に移動した時、マスクを基板の搬送に同期させて移動させると共に露光光を照射して露光し、ピクセルが露光停止位置に移動した時、露光光の照射を停止させると共にマスクを露光開始位置に戻す動作を繰り返し行って、小さなマスクを使用して露光領域の広い基板を効率的に露光する。
【０００３】
また、マスクを利用しないパターン形成方法としては、コンピュータからのデジタル制御によって各画素の駆動（ｏｎ／ｏｆｆ）を行えるようにした２次元表示素子を用いて、ワークを相対的に一方向にスキャンしながら、デジタルデータに基づいてワーク上にパターンを形成する直接描画技術の改良が考案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００６−２９２９５５号公報
【特許文献２】特開２００４−２５８２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、１枚のガラス基板から複数のカラーフィルタ用パネルを形成する多面取りを行うような場合には、パネル間には、ブラックマトリクス層が形成されていない領域が設けられる。このため、このパネル間の領域より大きなマスクを用いて、基板を連続搬送しながら露光が行われると、隣接するパネルを露光する際にマスクのパターンとブラックマトリクス層のパターンが位置ずれするという問題がある。
【０００５】
特許文献１に記載のスキャン露光方法およびスキャン露光装置では、露光開始位置から露光停止位置まで、マスクを基板の搬送と同期させて移動しながら所定領域の露光を行った後、マスクを露光停止位置から露光開始位置に戻す動作を行って露光する。従って、上記多面取りを行うような場合にも、マスクを露光停止位置から露光開始位置に戻す時間が必要となり、タクトタイムを短縮することができない。また、特許文献２に開示されているパターン形成方法では、装置が高価になるとともに、このような多面取りの課題については何ら考慮されていなかった。
【０００６】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、露光転写する際のタクトタイムを短縮して、高精度な複数のパネルを形成することができるガラス基板および近接スキャン露光装置並びに近接スキャン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】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 複数のカラーフィルタ用パネルを形成するためのガラス基板であって、
所定の方向に隣接する前記各パネルのブラックマトリクス層の各画素間の距離は、当該方向で隣接する画素ピッチの整数倍であることを特徴とするガラス基板。
（２） 上記（１）に記載のガラス基板に着色層を露光転写するための近接スキャン露光装置であって、
マスクを保持するマスク保持部と、
前記マスク保持部の上方に配置され、パルス発光可能な光源を備えて、露光用光を照射する照射部と、
前記照射部から出射された露光用光を遮光する遮光部材と、
前記ガラス基板を保持して前記所定の方向に搬送する基板搬送機構と、
搬送される前記ガラス基板のブラックマトリクス層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に前記露光用光が照射されるように、前記ガラス基板の搬送速度と前記光源の発光タイミングとを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする近接スキャン露光装置。
（３） マスクを保持するマスク保持部と、
前記マスク保持部の上方に配置され、パルス発光可能な光源を備えて、露光用光を照射する照射部と、
前記照射部から出射された露光用光を遮光する遮光部材と、
上記（１）に記載のガラス基板を保持して前記所定の方向に搬送する基板搬送機構と、
を備える近接スキャン露光装置を用いて、前記ガラス基板に着色層を露光転写するための近接スキャン露光方法であって、
前記基板搬送機構によって前記ガラス基板を前記所定の方向に連続的に搬送する搬送ステップと、
前記連続的に搬送される前記ガラス基板のブラックマトリクス層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致したことを検出する検出ステップと、
前記ガラス基板のブラックマトリクス層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に前記照射部から露光用光を照射して露光する露光ステップと、
を備えることを特徴とする近接スキャン露光方法。
（４） 複数のパネルを形成するためのガラス基板であって、
所定の方向に隣接する前記各パネルの下地パターン層の各画素間の距離は、当該方向で隣接する画素ピッチの整数倍であることを特徴とするガラス基板。
（５） （４）に記載のガラス基板に他のパターン層を露光転写するための近接スキャン露光装置であって、
マスクを保持するマスク保持部と、
前記マスク保持部の上方に配置され、パルス発光可能な光源を備えて、露光用光を照射する照射部と、
前記照射部から出射された露光用光を遮光する遮光部材と、
前記ガラス基板を保持して前記所定の方向に搬送する基板搬送機構と、
連続的に搬送される前記ガラス基板の下地パターン層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に前記露光用光が照射されるように、前記ガラス基板の搬送速度と前記光源の発光タイミングとを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする近接スキャン露光装置。
（６） マスクを保持するマスク保持部と、
前記マスク保持部の上方に配置され、パルス発光可能な光源を備えて、露光用光を照射する照射部と、
前記照射部から出射された露光用光を遮光する遮光部材と、
（４）に記載のガラス基板を保持して前記所定の方向に搬送する基板搬送機構と、
を備える近接スキャン露光装置を用いて、前記ガラス基板に着色層を露光転写するための近接スキャン露光方法であって、
前記基板搬送機構によって前記ガラス基板を前記所定の方向に連続的に搬送する搬送ステップと、
前記連続的に搬送される前記ガラス基板の下地パターン層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致したことを検出する検出ステップと、
前記ガラス基板の下地パターン層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に前記照射部から露光用光を照射して露光する露光ステップと、
を備えることを特徴とする近接スキャン露光方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のガラス基板によれば、所定の方向に隣接するカラーフィルタ用パネルのブラックマトリクス層の各画素間の距離が、当該方向で隣接する画素ピッチの整数倍であるので、１枚のマスクによって、隣接する２枚のパネルの後部および前部に配置された露光領域に同時に、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色層のいずれかのパターンをブラックマトリックス層に精度良く位置合わせして露光転写することができる。これによって、ガラス基板を停止させることなく連続搬送したままブラックマトリクス層に合わせて着色層を露光転写することができ、タクトタイムを短縮して、効率的にカラーフィルタ用パネルを形成することができる。
【０００９】
また、本発明の近接スキャン露光装置によれば、マスクを保持するマスク保持部と、マスク保持部の上方に配置され、パルス発光可能な光源を備えて、露光用光を照射する照射部と、照射部から出射された露光用光を遮光する遮光部材と、ガラス基板を保持して前記所定の方向に搬送する基板搬送機構と、搬送されるガラス基板のブラックマトリクス層と、マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に露光用光が照射されるように、ガラス基板の搬送速度と光源の発光タイミングとを制御する制御部と、を備えて、ガラス基板のブラックマトリクス層に着色層を露光転写するようにしたので、上記ガラス基板を用いて、隣接するパネル間の非露光領域を遮光部材で遮光して非露光領域の露光を防止しつつ、これらパネルをガラス基板を連続搬送したまま露光転写することができ、露光転写する際のタクトタイムを向上することができる。
【００１０】
また、本発明の近接スキャン露光方法によれば、基板搬送機構によってガラス基板を所定の方向に連続的に搬送する搬送ステップと、連続的に搬送されるガラス基板のブラックマトリクス層と、マスクのマスクパターンの位置とが一致したことを検出する検出ステップと、ガラス基板のブラックマトリクス層と、マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に照射部から露光用光を照射して露光する露光ステップと、を備えるので、小さなマスクによって大きな露光領域を精度よく、且つ効率的に露光することができ、タクトタイムの短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る近接スキャン露光装置及び露光方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の説明では、下地パターン層であるブラックマトリクス層が形成された露光領域と、下地パターン層が形成されていない非露光領域を有した、複数のカラーフィルタ用パネルを形成するためのガラス基板に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色層のいずれかを形成する近接スキャン露光装置及び露光方法について説明する。
【００１２】
先ず、本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を浮上させて支持すると共に、所定方向（図１のＸ方向）に搬送する基板搬送機構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１３と、各照射部１３と各マスク保持部１１との間にそれぞれ配置され、照射部１３から出射された露光用光を遮光する複数の遮光部材１４（図５参照。）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。
【００１３】
基板搬送機構１０は、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。
【００１４】
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。
【００１５】
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マスクプリアライメント機構（図示せず）によってマスクＭのプリアライメントが行われる。
【００１６】
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１３は、ＹＡＧレーザーや、エキシマレーザーなどのパルス発光可能な光源４１と、この光源４１から照射された光を集光する凹面鏡４２と、この凹面鏡４２の焦点近傍に切替え自在に配置された二種類のオプチカルインテグレータ４３と、光路の向きを変えるための平面ミラー４５及び球面ミラー４６と、この平面ミラー４５とオプチカルインテグレータ４３との間に配置されて照射光路を開閉制御する露光制御用シャッター４４と、を備える。
【００１７】
このような近接スキャン露光装置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１３からの露光用光ＥＬがマスクＭを介して照射され、マスクＭのパターンを基板Ｗに塗布されたフォトレジストに転写する。このとき、基板ＷとマスクＭとの位置誤差は、撮像手段３５が検出する基板Ｗ及びマスクＭの位置データに基づいて制御部１５から出力される指令信号によって、θ方向駆動部３３、及びＹ方向駆動部３２が作動してマスクＭの位置を微調整することで補正（位置合わせ）される。
【００１８】
図３に示すように、マスクＭは、露光用光の照射によりマスクパターン５１をガラス基板Ｗ上のフォトレジストに露光転写させるものであり、透明基材５０の下面５０ａにマトリクス状のマスクパターン５１が形成されている。透明基材５０は、レーザー光を高効率で透過する透明なガラス基材であり、例えば石英ガラスからなる。また、マスクパターン５１は、露光用光ＥＬを遮光する不透明な、例えばクロミウム（Ｃｒ）の薄膜で形成されたパターンであり、パターンの各開口部５２は、後述する基板Ｗに形成されているブラックマトリクス層ＢＭの各画素と同一のサイズに形成されている。従って、マスクパターン５１の各開口部５２は、搬送方向（Ｘ方向）において、ブラックマトリクス層ＢＭの画素ピッチＬと同一ピッチＰで形成されており、また、搬送方向に直交するＹ方向においては、ブラックマトリクス層ＢＭの各色の画素の間隔に対応して配置されている。また、マスクＭは、その開口露光エリアＥＡの搬送方向長さが、後述する、隣接するパネル６０の各画素６１間の搬送方向における最小距離よりも大きいものが使用されている。
【００１９】
次に、このように構成された近接スキャン露光装置１の動作について説明する。ここで、使用される基板Ｗでは、図４に示すように、透明なガラス基板の一面に、多数の画素６１を構成するブラックマトリクス層（下地パターン層）からなるパネル（露光領域）６０（６０Ａ，６０Ｂ，・・）が非露光領域６２を挟んで少なくとも基板Ｗの搬送方向に沿って並んで形成されている。この非露光領域６２は、多面取りされたパネルを分離するための切断部分としても使用される。
【００２０】
基板Ｗの各画素６１は、搬送方向に長い略矩形状とされ、隣接する画素６１の搬送方向のピッチＬは一定である。また、基板Ｗの搬送方向に隣接するパネル６０（６０Ａ、６０Ｂ）のブラックマトリクス層ＢＭの各画素６１間の距離は、隣接する画素ピッチＬの整数倍（ｎＬ）となっている。なお、各画素６１の形状は、矩形状に限定されるものではなく、任意の形状とすることができる。
【００２１】
このようにブラックマトリクス層ＢＭが形成された基板Ｗには、さらに上面に所定の色のフォトレジストが塗布されて、基板搬送機構１０に載置され、基板駆動ユニット１７によって一定の速度で連続搬送される。一方、マスクＭは、図３に示すようにマスクパターン５１を形成した面を下にしてマスク保持部１１に保持され、搬送される基板Ｗの上面に近接して対向するようにされる。
【００２２】
また、制御部１５は、搬送されるガラス基板Ｗのブラックマトリクス層ＢＭと、マスクＭのマスクパターンＰの位置とが一致する時に露光用光ＥＬが照射されるように、ガラス基板Ｗの搬送速度と光源４０の発光タイミングとを制御している。そして、マスクＭと基板Ｗとの相対位置を撮像手段３５を用いて、連続的に搬送されるガラス基板のブラックマトリクス層と、マスクのマスクパターンの位置とが一致したことが検出されると、マスクＭの露光開口エリアＥＡに対向して位置した基板Ｗの一部が、露光開口エリアＥＡを透過して照射される照射部１３からのパルス発光によって露光される。
【００２３】
なお、以下の説明においては、理解を容易にするため、具体的数値を例示して説明する。基板Ｗの隣接する画素６１の搬送方向のピッチはＬ＝５００μｍ、基板Ｗに塗布されフォトレジストを硬化させるに必要な照射部１３からのエネルギ量は、２０ｍＪ／ｃｍ２とする。また、照射部１３のパルス発光の発光周波数は５０Ｈｚ（発光間隔２０ｍｓ）であり、１回のパルス発光で照射されるエネルギ量は、１ｍＪ／ｃｍ２である。これは、基板Ｗのフォトレジストを硬化させるためには、照射部１３が２０回のパルス発光を要することを意味している。
【００２４】
また、マスクＭの開口部５２の搬送方向のピッチはＰ＝５００μｍ（＝Ｌ）であり、基板Ｗの搬送方向に１２０個の開口部５２が形成されている。これにより、マスクＭの露光開口エリアＥＡの搬送方向長さは、６０ｍｍ（１２０ピクセル＊５００μｍ）に形成される。また、搬送される基板Ｗが、搬送方向長さ６０ｍｍの露光開口エリアＥＡを通過する間に、２０回のパルス発光によって露光されるためには、基板Ｗが３ｍｍ（５００μｍ*６画素）搬送されるごとに１回のパルス露光が行われることが必要となる。更に、照射部１３のパルス発光の周波数を５０Ｈｚ（発光間隔２０ｍｓ）とすると、発光間隔２０ｍｓの間に基板Ｗを３ｍｍ搬送するための基板搬送速度は、１５０ｍｍ／ｓｅｃとなる。
【００２５】
なお、マスクＭの露光開口エリアＥＡの搬送方向長さ（６０ｍｍ）は、基板Ｗの隣接するパネル６０，６０間に設けられた非露光領域６２の長さより大きく設定されている。これは、基板Ｗを有効利用するためには、非露光領域６２ができるだけ小さい方がよく、また、露光作業を効率的に行うためには、１回で露光できる露光開口エリアＥＡが大きい方が有利であることによる。
【００２６】
従って、基板Ｗを搬送速度１５０ｍｍ／ｓｅｃで連続搬送しながら、照射部１３を周波数５０Ｈｚ（発光間隔２０ｍｓ）で、即ち基板Ｗが３ｍｍ（６列分の画素）搬送されるごとに、エネルギ量１ｍＪ／ｃｍ２でパルス発光させる。このパルス発光を２０回行うことによって、フォトレジストに２０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギ量が照射されて、マスクＭのマスクパターン５１が基板Ｗに露光転写される。
【００２７】
具体的に、図５（ａ）に示すように、基板Ｗの搬送方向前端部がマスクＭの露光開口エリアＥＡの下方に対向し始めると、マスクＭの露光開口エリアＥＡの上方に配置された遮光部材１４は、一端部を搬送方向前端部の非露光領域６２とオーバーラップさせた状態で、基板Ｗの搬送速度１５０ｍｍ／ｓｅｃで基板Ｗの搬送方向前端部の露光領域を開口する。
【００２８】
そして、搬送される基板Ｗの１つ目のパネル６０Ａの最初の画素６１ａが、マスクＭの露光開口エリアＥＡの搬送方向後端５３と一致してから６列分の画素（３ｍｍ）搬送されたとき、撮像手段３５が基板Ｗの画素６１とマスクＭの開口部５２とが一致したことを検出すると、照射部１３がエネルギ量１ｍＪ／ｃｍ２でパルス発光して、マスクＭの開口部５２を介して基板Ｗのフォトレジスト（搬送方向における６列分の画素）を露光する。即ち、基板Ｗの画素６１とマスクＭの開口部５２とが一致したタイミングに同期して照射部１３がパルス発光して露光する。
【００２９】
次いで、図５（ｂ）に示すように、その後更に基板Ｗが６列分の画素（３ｍｍ）だけＸ方向に搬送されたとき、遮光部材１４も６列の画素分開口し、撮像手段３５が基板Ｗの画素６１とマスクＭの開口部５２との一致を検出すると、照射部１３がエネルギ量１ｍＪ／ｃｍ２で２回目のパルス発光を行う。これにより、パネル６０Ａの前方から６列分の画素には２ｍＪ／ｃｍ２のエネルギが照射され、続く搬送方向における６画素には１ｍＪ／ｃｍ２のエネルギが照射されたことになる。
【００３０】
同様に、図５（ｃ），（ｄ）に示すように、基板Ｗを６列分の画素（３ｍｍ）だけＸ方向に搬送するごとに、撮像手段３５が基板Ｗの画素６１とマスクＭの開口部５２との一致を検出して照射部１３がパルス発光して露光する。これにより、図６に示すように、４回のパルス発光が行われたとき、基板Ｗのパネル６０Ａには、上流側から４ｍＪ／ｃｍ２、３ｍＪ／ｃｍ２、２ｍＪ／ｃｍ２、１ｍＪ／ｃｍ２と、搬送方向における６列分の画素ごとに１ｍＪ／ｃｍ２ずつエネルギが照射されたこととなる。
【００３１】
このようにして基板Ｗを６列分の画素（３ｍｍ）ずつ搬送しながら、照射部１３が２０回のパルス発光を行ったとき、パネル６０Ａの搬送方向の最初の画素６１ａが、露光開口エリアＥＡの前端５４（図３参照）に達する。そして、続く基板Ｗの搬送によって、パネル６０Ａの先端に形成された６列分の画素６１は、露光開口エリアＥＡの下方から外れ、次回のパルス発光によってエネルギが照射されることはない。
【００３２】
６列分の画素（３ｍｍ）ごとにエネルギが照射されながら基板Ｗが搬送されると、やがて、図７に示すように、マスクＭの露光開口エリアＥＡが隣接するパネル６０Ａ，６０Ｂの両方にかかり、両パネル６０Ａ，６０Ｂの画素６１を同時に露光するタイミングが発生する。このとき、基板Ｗの搬送方向に隣接するパネル６０Ａ，６０Ｂのブラックマトリクス層ＢＭの各画素６１間の距離は、隣接する画素ピッチＬの整数倍（ｎＬ）となっているので、パネル６０Ａ，６０Ｂのいずれか一方の画素６１が、マスクＭの開口部５２と一致していれば、両パネル６０Ａ，６０Ｂの他方の各画素６１もマスクＭの開口部５２と一致する。
【００３３】
従って、図７に示すように、マスクＭの露光開口エリアＥＡが隣接するパネル６０Ａ，６０Ｂにまたがって基板Ｗと対向する場合も、両パネル６０Ａ，６０Ｂ間の非露光領域６２の上方に遮光部材１４を配置して、通常のエネルギ照射と同様に照射部１３から照射して、両パネル６０Ａ，６０Ｂの各画素６１を同時に、且つマスクＭの開口部５２とのずれのない状態で露光させることができる。
【００３４】
なお、遮光部材１４は、隣接するパネル６０Ａ，６０Ｂ間距離に合わせて設けられた１枚の遮光部材１４を用いてもよいが、複数の遮光部材１４によって幅調整を行っても良く、例えば、互いに幅の異なる複数の遮光部材１４を選択的に使用して、基板Ｗのパネル６０Ａ，６０Ｂ間距離に合わせて調整するようにしてもよい。
【００３５】
上記説明したように、本実施形態に用いられるガラス基板Ｗは、所定の方向（Ｘ方向）に隣接するカラーフィルタ用パネル６０のブラックマトリクス層ＢＭの各画素６１間の距離が、当該方向で隣接する画素ピッチＬの整数倍（ｎＬ）であるので、１枚のマスクＭによって、隣接するパネル６０Ａの後部およびパネル６０Ｂの前部に配置された各露光領域に同時に、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色層のいずれかのパターンをブラックマトリックス層ＢＭに精度良く位置合わせして露光転写することができる。これによって、パネル間の非露光領域の幅によってマスクＭのサイズを変えずに、また、ガラス基板Ｗを停止させることなく連続搬送したままブラックマトリクス層ＢＭに合わせて着色層を露光転写することができ、タクトタイムを短縮して、効率的にカラーフィルタ用パネルを形成することができる。
【００３６】
また、本実施形態の近接スキャン露光装置１によれば、マスクＭを保持するマスク保持部１１と、マスク保持部１１の上方に配置され、パルス発光可能な光源４１を備えて、露光用光ＥＬを照射する照射部１３と、照射部１３から出射された露光用光ＥＬを遮光する遮光部材１４と、ガラス基板Ｗを保持して所定の方向（Ｘ方向）に搬送する基板搬送機構１０と、搬送されるガラス基板Ｗのブラックマトリクス層ＢＭと、マスクＭのマスクパターンＰの位置とが一致する時に露光用光ＥＬが照射されるように、ガラス基板Ｗの搬送速度と光源４１の発光タイミングとを制御する制御部１５と、を備えて、ガラス基板Ｗのブラックマトリクス層ＢＭに着色層を露光転写するようにしたので、ガラス基板Ｗを用いて、隣接するパネル６０間の非露光領域を遮光部材１４で遮光して非露光領域の露光を防止しつつ、これらパネル６０をガラス基板Ｗを連続搬送したまま露光転写することができ、露光転写する際のタクトタイムを向上することができる。
【００３７】
また、本実施形態の近接スキャン露光方法によれば、基板搬送機構１０によってガラス基板を所定の方向に連続的に搬送する搬送ステップと、連続的に搬送されるガラス基板Ｗのブラックマトリクス層ＢＭと、マスクＭのマスクパターン５１の位置とが一致したことを検出する検出ステップと、ガラス基板Ｗのブラックマトリクス層ＢＭと、マスクＭのマスクパターン５１の位置とが一致する時に照射部１３から露光用光を照射して露光する露光ステップと、を備えるので、小さなマスクＭによって大きな露光領域を精度よく、且つ効率的に露光することができ、タクトタイムの短縮を図ることができる。
【００３８】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、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Ｗ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。
【００３９】
また、上記実施形態においては、ガラス基板Ｗに着色層を形成する場合について述べたが、これに限定されるものでなく、ＰＳ（フォトスペーサ）、ＶＡ(バーティカル アライメント)、即ち、液晶分子の配向突起を露光転写する場合にも適用できる。また、アレイ基板の各種工程を露光転写する場合にも適用することができ、具体的には、下地パターン層となるソース電極の上にパターン層となるコンタクトホールを形成したり、下地パターン層となるパッシベーション層の上にパターン層となる透明画素電極を形成したりする際に、上記と同様の近接スキャン露光装置及び近接スキャン露光方法によって形成される。従って、複数のアレイ基板を形成するためのガラス基板の場合には、所定の方向に隣接する各パネルの下地パターン層、即ち、ソース電極やパッシベーション層の各画素間の距離は、当該方向で隣接する画素ピッチの整数倍となるように形成される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態である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】マスクのマスクパターンとガラス基板の画素との位置関係を示す断面図である。
【図４】（ａ）はガラス基板の平面図、（ｂ）は図４（ａ）における円ＶＩで囲まれた部分の拡大平面図、（ｃ）は縦断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）はガラス基板のパネルが６画素ずつ、順次露光される状態を順を追って示す断面図である。
【図６】図５（ｄ）に対応するガラス基板の平面図である。
【図７】（ａ）は２つのパネルが１枚のマスクによって同時に露光される状態を示す平面図であり、（ｂ）は同断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１ 近接スキャン露光装置
１０ 基板搬送機構
１１ マスク保持部
１３ 照射部
１４ 遮光部材
５１ マスクパターン
６０（６０Ａ，６０Ｂ） パネル（カラーフィルタ用パネル）
６１ 画素
ＢＭ ブラックマトリクス層
ＥＬ 露光用光
Ｌ 画素ピッチ
Ｍ マスク
ｎＬ 隣接するパネルの画素間の距離
Ｗ ガラス基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板および近接スキャン露光装置並びに近接スキャン露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶パネル用カラーフィルタの製造においては、ブラックマトリックス層を形成した基板上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色層を形成する一連の工程がそれぞれ行われる。これらの着色層を形成するにあたり、特許文献１に記載のスキャン露光装置では、基板に予め形成されたピクセル（画素）を撮像手段で撮像し、撮像されたピクセルが撮像位置から露光開始位置に移動した時、マスクを基板の搬送に同期させて移動させると共に露光光を照射して露光し、ピクセルが露光停止位置に移動した時、露光光の照射を停止させると共にマスクを露光開始位置に戻す動作を繰り返し行って、小さなマスクを使用して露光領域の広い基板を効率的に露光する。
【０００３】
また、マスクを利用しないパターン形成方法としては、コンピュータからのデジタル制御によって各画素の駆動（ｏｎ／ｏｆｆ）を行えるようにした２次元表示素子を用いて、ワークを相対的に一方向にスキャンしながら、デジタルデータに基づいてワーク上にパターンを形成する直接描画技術の改良が考案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２００６−２９２９５５号公報
【特許文献２】特開２００４−２５８２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、１枚のガラス基板から複数のカラーフィルタ用パネルを形成する多面取りを行うような場合には、パネル間には、ブラックマトリクス層が形成されていない領域が設けられる。このため、このパネル間の領域より大きなマスクを用いて、基板を連続搬送しながら露光が行われると、隣接するパネルを露光する際にマスクのパターンとブラックマトリクス層のパターンが位置ずれするという問題がある。
【０００５】
特許文献１に記載のスキャン露光方法およびスキャン露光装置では、露光開始位置から露光停止位置まで、マスクを基板の搬送と同期させて移動しながら所定領域の露光を行った後、マスクを露光停止位置から露光開始位置に戻す動作を行って露光する。従って、上記多面取りを行うような場合にも、マスクを露光停止位置から露光開始位置に戻す時間が必要となり、タクトタイムを短縮することができない。また、特許文献２に開示されているパターン形成方法では、装置が高価になるとともに、このような多面取りの課題については何ら考慮されていなかった。
【０００６】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、露光転写する際のタクトタイムを短縮して、高精度な複数のパネルを形成することができるガラス基板および近接スキャン露光装置並びに近接スキャン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】
【０００７】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１） 複数のカラーフィルタ用パネルを形成するためのガラス基板であって、
所定の方向に隣接する前記各パネルのブラックマトリクス層の各画素間の距離は、当該方向で隣接する画素ピッチの整数倍であることを特徴とするガラス基板。
（２） 上記（１）に記載のガラス基板に着色層を露光転写するための近接スキャン露光装置であって、
マスクを保持するマスク保持部と、
前記マスク保持部の上方に配置され、パルス発光可能な光源を備えて、露光用光を照射する照射部と、
前記照射部から出射された露光用光を遮光する遮光部材と、
前記ガラス基板を保持して前記所定の方向に搬送する基板搬送機構と、
搬送される前記ガラス基板のブラックマトリクス層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に前記露光用光が照射されるように、前記ガラス基板の搬送速度と前記光源の発光タイミングとを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする近接スキャン露光装置。
（３） マスクを保持するマスク保持部と、
前記マスク保持部の上方に配置され、パルス発光可能な光源を備えて、露光用光を照射する照射部と、
前記照射部から出射された露光用光を遮光する遮光部材と、
上記（１）に記載のガラス基板を保持して前記所定の方向に搬送する基板搬送機構と、
を備える近接スキャン露光装置を用いて、前記ガラス基板に着色層を露光転写するための近接スキャン露光方法であって、
前記基板搬送機構によって前記ガラス基板を前記所定の方向に連続的に搬送する搬送ステップと、
前記連続的に搬送される前記ガラス基板のブラックマトリクス層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致したことを検出する検出ステップと、
前記ガラス基板のブラックマトリクス層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に前記照射部から露光用光を照射して露光する露光ステップと、
を備えることを特徴とする近接スキャン露光方法。
（４） 複数のパネルを形成するためのガラス基板であって、
所定の方向に隣接する前記各パネルの下地パターン層の各画素間の距離は、当該方向で隣接する画素ピッチの整数倍であることを特徴とするガラス基板。
（５） （４）に記載のガラス基板に他のパターン層を露光転写するための近接スキャン露光装置であって、
マスクを保持するマスク保持部と、
前記マスク保持部の上方に配置され、パルス発光可能な光源を備えて、露光用光を照射する照射部と、
前記照射部から出射された露光用光を遮光する遮光部材と、
前記ガラス基板を保持して前記所定の方向に搬送する基板搬送機構と、
連続的に搬送される前記ガラス基板の下地パターン層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に前記露光用光が照射されるように、前記ガラス基板の搬送速度と前記光源の発光タイミングとを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする近接スキャン露光装置。
（６） マスクを保持するマスク保持部と、
前記マスク保持部の上方に配置され、パルス発光可能な光源を備えて、露光用光を照射する照射部と、
前記照射部から出射された露光用光を遮光する遮光部材と、
（４）に記載のガラス基板を保持して前記所定の方向に搬送する基板搬送機構と、
を備える近接スキャン露光装置を用いて、前記ガラス基板に着色層を露光転写するための近接スキャン露光方法であって、
前記基板搬送機構によって前記ガラス基板を前記所定の方向に連続的に搬送する搬送ステップと、
前記連続的に搬送される前記ガラス基板の下地パターン層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致したことを検出する検出ステップと、
前記ガラス基板の下地パターン層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に前記照射部から露光用光を照射して露光する露光ステップと、
を備えることを特徴とする近接スキャン露光方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のガラス基板によれば、所定の方向に隣接するカラーフィルタ用パネルのブラックマトリクス層の各画素間の距離が、当該方向で隣接する画素ピッチの整数倍であるので、１枚のマスクによって、隣接する２枚のパネルの後部および前部に配置された露光領域に同時に、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色層のいずれかのパターンをブラックマトリックス層に精度良く位置合わせして露光転写することができる。これによって、ガラス基板を停止させることなく連続搬送したままブラックマトリクス層に合わせて着色層を露光転写することができ、タクトタイムを短縮して、効率的にカラーフィルタ用パネルを形成することができる。
【０００９】
また、本発明の近接スキャン露光装置によれば、マスクを保持するマスク保持部と、マスク保持部の上方に配置され、パルス発光可能な光源を備えて、露光用光を照射する照射部と、照射部から出射された露光用光を遮光する遮光部材と、ガラス基板を保持して前記所定の方向に搬送する基板搬送機構と、搬送されるガラス基板のブラックマトリクス層と、マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に露光用光が照射されるように、ガラス基板の搬送速度と光源の発光タイミングとを制御する制御部と、を備えて、ガラス基板のブラックマトリクス層に着色層を露光転写するようにしたので、上記ガラス基板を用いて、隣接するパネル間の非露光領域を遮光部材で遮光して非露光領域の露光を防止しつつ、これらパネルをガラス基板を連続搬送したまま露光転写することができ、露光転写する際のタクトタイムを向上することができる。
【００１０】
また、本発明の近接スキャン露光方法によれば、基板搬送機構によってガラス基板を所定の方向に連続的に搬送する搬送ステップと、連続的に搬送されるガラス基板のブラックマトリクス層と、マスクのマスクパターンの位置とが一致したことを検出する検出ステップと、ガラス基板のブラックマトリクス層と、マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に照射部から露光用光を照射して露光する露光ステップと、を備えるので、小さなマスクによって大きな露光領域を精度よく、且つ効率的に露光することができ、タクトタイムの短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る近接スキャン露光装置及び露光方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の説明では、下地パターン層であるブラックマトリクス層が形成された露光領域と、下地パターン層が形成されていない非露光領域を有した、複数のカラーフィルタ用パネルを形成するためのガラス基板に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色層のいずれかを形成する近接スキャン露光装置及び露光方法について説明する。
【００１２】
先ず、本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を浮上させて支持すると共に、所定方向（図１のＸ方向）に搬送する基板搬送機構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１３と、各照射部１３と各マスク保持部１１との間にそれぞれ配置され、照射部１３から出射された露光用光を遮光する複数の遮光部材１４（図５参照。）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。
【００１３】
基板搬送機構１０は、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。
【００１４】
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。
【００１５】
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マスクプリアライメント機構（図示せず）によってマスクＭのプリアライメントが行われる。
【００１６】
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１３は、ＹＡＧレーザーや、エキシマレーザーなどのパルス発光可能な光源４１と、この光源４１から照射された光を集光する凹面鏡４２と、この凹面鏡４２の焦点近傍に切替え自在に配置された二種類のオプチカルインテグレータ４３と、光路の向きを変えるための平面ミラー４５及び球面ミラー４６と、この平面ミラー４５とオプチカルインテグレータ４３との間に配置されて照射光路を開閉制御する露光制御用シャッター４４と、を備える。
【００１７】
このような近接スキャン露光装置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１３からの露光用光ＥＬがマスクＭを介して照射され、マスクＭのパターンを基板Ｗに塗布されたフォトレジストに転写する。このとき、基板ＷとマスクＭとの位置誤差は、撮像手段３５が検出する基板Ｗ及びマスクＭの位置データに基づいて制御部１５から出力される指令信号によって、θ方向駆動部３３、及びＹ方向駆動部３２が作動してマスクＭの位置を微調整することで補正（位置合わせ）される。
【００１８】
図３に示すように、マスクＭは、露光用光の照射によりマスクパターン５１をガラス基板Ｗ上のフォトレジストに露光転写させるものであり、透明基材５０の下面５０ａにマトリクス状のマスクパターン５１が形成されている。透明基材５０は、レーザー光を高効率で透過する透明なガラス基材であり、例えば石英ガラスからなる。また、マスクパターン５１は、露光用光ＥＬを遮光する不透明な、例えばクロミウム（Ｃｒ）の薄膜で形成されたパターンであり、パターンの各開口部５２は、後述する基板Ｗに形成されているブラックマトリクス層ＢＭの各画素と同一のサイズに形成されている。従って、マスクパターン５１の各開口部５２は、搬送方向（Ｘ方向）において、ブラックマトリクス層ＢＭの画素ピッチＬと同一ピッチＰで形成されており、また、搬送方向に直交するＹ方向においては、ブラックマトリクス層ＢＭの各色の画素の間隔に対応して配置されている。また、マスクＭは、その開口露光エリアＥＡの搬送方向長さが、後述する、隣接するパネル６０の各画素６１間の搬送方向における最小距離よりも大きいものが使用されている。
【００１９】
次に、このように構成された近接スキャン露光装置１の動作について説明する。ここで、使用される基板Ｗでは、図４に示すように、透明なガラス基板の一面に、多数の画素６１を構成するブラックマトリクス層（下地パターン層）からなるパネル（露光領域）６０（６０Ａ，６０Ｂ，・・）が非露光領域６２を挟んで少なくとも基板Ｗの搬送方向に沿って並んで形成されている。この非露光領域６２は、多面取りされたパネルを分離するための切断部分としても使用される。
【００２０】
基板Ｗの各画素６１は、搬送方向に長い略矩形状とされ、隣接する画素６１の搬送方向のピッチＬは一定である。また、基板Ｗの搬送方向に隣接するパネル６０（６０Ａ、６０Ｂ）のブラックマトリクス層ＢＭの各画素６１間の距離は、隣接する画素ピッチＬの整数倍（ｎＬ）となっている。なお、各画素６１の形状は、矩形状に限定されるものではなく、任意の形状とすることができる。
【００２１】
このようにブラックマトリクス層ＢＭが形成された基板Ｗには、さらに上面に所定の色のフォトレジストが塗布されて、基板搬送機構１０に載置され、基板駆動ユニット１７によって一定の速度で連続搬送される。一方、マスクＭは、図３に示すようにマスクパターン５１を形成した面を下にしてマスク保持部１１に保持され、搬送される基板Ｗの上面に近接して対向するようにされる。
【００２２】
また、制御部１５は、搬送されるガラス基板Ｗのブラックマトリクス層ＢＭと、マスクＭのマスクパターンＰの位置とが一致する時に露光用光ＥＬが照射されるように、ガラス基板Ｗの搬送速度と光源４０の発光タイミングとを制御している。そして、マスクＭと基板Ｗとの相対位置を撮像手段３５を用いて、連続的に搬送されるガラス基板のブラックマトリクス層と、マスクのマスクパターンの位置とが一致したことが検出されると、マスクＭの露光開口エリアＥＡに対向して位置した基板Ｗの一部が、露光開口エリアＥＡを透過して照射される照射部１３からのパルス発光によって露光される。
【００２３】
なお、以下の説明においては、理解を容易にするため、具体的数値を例示して説明する。基板Ｗの隣接する画素６１の搬送方向のピッチはＬ＝５００μｍ、基板Ｗに塗布されフォトレジストを硬化させるに必要な照射部１３からのエネルギ量は、２０ｍＪ／ｃｍ２とする。また、照射部１３のパルス発光の発光周波数は５０Ｈｚ（発光間隔２０ｍｓ）であり、１回のパルス発光で照射されるエネルギ量は、１ｍＪ／ｃｍ２である。これは、基板Ｗのフォトレジストを硬化させるためには、照射部１３が２０回のパルス発光を要することを意味している。
【００２４】
また、マスクＭの開口部５２の搬送方向のピッチはＰ＝５００μｍ（＝Ｌ）であり、基板Ｗの搬送方向に１２０個の開口部５２が形成されている。これにより、マスクＭの露光開口エリアＥＡの搬送方向長さは、６０ｍｍ（１２０ピクセル＊５００μｍ）に形成される。また、搬送される基板Ｗが、搬送方向長さ６０ｍｍの露光開口エリアＥＡを通過する間に、２０回のパルス発光によって露光されるためには、基板Ｗが３ｍｍ（５００μｍ*６画素）搬送されるごとに１回のパルス露光が行われることが必要となる。更に、照射部１３のパルス発光の周波数を５０Ｈｚ（発光間隔２０ｍｓ）とすると、発光間隔２０ｍｓの間に基板Ｗを３ｍｍ搬送するための基板搬送速度は、１５０ｍｍ／ｓｅｃとなる。
【００２５】
なお、マスクＭの露光開口エリアＥＡの搬送方向長さ（６０ｍｍ）は、基板Ｗの隣接するパネル６０，６０間に設けられた非露光領域６２の長さより大きく設定されている。これは、基板Ｗを有効利用するためには、非露光領域６２ができるだけ小さい方がよく、また、露光作業を効率的に行うためには、１回で露光できる露光開口エリアＥＡが大きい方が有利であることによる。
【００２６】
従って、基板Ｗを搬送速度１５０ｍｍ／ｓｅｃで連続搬送しながら、照射部１３を周波数５０Ｈｚ（発光間隔２０ｍｓ）で、即ち基板Ｗが３ｍｍ（６列分の画素）搬送されるごとに、エネルギ量１ｍＪ／ｃｍ２でパルス発光させる。このパルス発光を２０回行うことによって、フォトレジストに２０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギ量が照射されて、マスクＭのマスクパターン５１が基板Ｗに露光転写される。
【００２７】
具体的に、図５（ａ）に示すように、基板Ｗの搬送方向前端部がマスクＭの露光開口エリアＥＡの下方に対向し始めると、マスクＭの露光開口エリアＥＡの上方に配置された遮光部材１４は、一端部を搬送方向前端部の非露光領域６２とオーバーラップさせた状態で、基板Ｗの搬送速度１５０ｍｍ／ｓｅｃで基板Ｗの搬送方向前端部の露光領域を開口する。
【００２８】
そして、搬送される基板Ｗの１つ目のパネル６０Ａの最初の画素６１ａが、マスクＭの露光開口エリアＥＡの搬送方向後端５３と一致してから６列分の画素（３ｍｍ）搬送されたとき、撮像手段３５が基板Ｗの画素６１とマスクＭの開口部５２とが一致したことを検出すると、照射部１３がエネルギ量１ｍＪ／ｃｍ２でパルス発光して、マスクＭの開口部５２を介して基板Ｗのフォトレジスト（搬送方向における６列分の画素）を露光する。即ち、基板Ｗの画素６１とマスクＭの開口部５２とが一致したタイミングに同期して照射部１３がパルス発光して露光する。
【００２９】
次いで、図５（ｂ）に示すように、その後更に基板Ｗが６列分の画素（３ｍｍ）だけＸ方向に搬送されたとき、遮光部材１４も６列の画素分開口し、撮像手段３５が基板Ｗの画素６１とマスクＭの開口部５２との一致を検出すると、照射部１３がエネルギ量１ｍＪ／ｃｍ２で２回目のパルス発光を行う。これにより、パネル６０Ａの前方から６列分の画素には２ｍＪ／ｃｍ２のエネルギが照射され、続く搬送方向における６画素には１ｍＪ／ｃｍ２のエネルギが照射されたことになる。
【００３０】
同様に、図５（ｃ），（ｄ）に示すように、基板Ｗを６列分の画素（３ｍｍ）だけＸ方向に搬送するごとに、撮像手段３５が基板Ｗの画素６１とマスクＭの開口部５２との一致を検出して照射部１３がパルス発光して露光する。これにより、図６に示すように、４回のパルス発光が行われたとき、基板Ｗのパネル６０Ａには、上流側から４ｍＪ／ｃｍ２、３ｍＪ／ｃｍ２、２ｍＪ／ｃｍ２、１ｍＪ／ｃｍ２と、搬送方向における６列分の画素ごとに１ｍＪ／ｃｍ２ずつエネルギが照射されたこととなる。
【００３１】
このようにして基板Ｗを６列分の画素（３ｍｍ）ずつ搬送しながら、照射部１３が２０回のパルス発光を行ったとき、パネル６０Ａの搬送方向の最初の画素６１ａが、露光開口エリアＥＡの前端５４（図３参照）に達する。そして、続く基板Ｗの搬送によって、パネル６０Ａの先端に形成された６列分の画素６１は、露光開口エリアＥＡの下方から外れ、次回のパルス発光によってエネルギが照射されることはない。
【００３２】
６列分の画素（３ｍｍ）ごとにエネルギが照射されながら基板Ｗが搬送されると、やがて、図７に示すように、マスクＭの露光開口エリアＥＡが隣接するパネル６０Ａ，６０Ｂの両方にかかり、両パネル６０Ａ，６０Ｂの画素６１を同時に露光するタイミングが発生する。このとき、基板Ｗの搬送方向に隣接するパネル６０Ａ，６０Ｂのブラックマトリクス層ＢＭの各画素６１間の距離は、隣接する画素ピッチＬの整数倍（ｎＬ）となっているので、パネル６０Ａ，６０Ｂのいずれか一方の画素６１が、マスクＭの開口部５２と一致していれば、両パネル６０Ａ，６０Ｂの他方の各画素６１もマスクＭの開口部５２と一致する。
【００３３】
従って、図７に示すように、マスクＭの露光開口エリアＥＡが隣接するパネル６０Ａ，６０Ｂにまたがって基板Ｗと対向する場合も、両パネル６０Ａ，６０Ｂ間の非露光領域６２の上方に遮光部材１４を配置して、通常のエネルギ照射と同様に照射部１３から照射して、両パネル６０Ａ，６０Ｂの各画素６１を同時に、且つマスクＭの開口部５２とのずれのない状態で露光させることができる。
【００３４】
なお、遮光部材１４は、隣接するパネル６０Ａ，６０Ｂ間距離に合わせて設けられた１枚の遮光部材１４を用いてもよいが、複数の遮光部材１４によって幅調整を行っても良く、例えば、互いに幅の異なる複数の遮光部材１４を選択的に使用して、基板Ｗのパネル６０Ａ，６０Ｂ間距離に合わせて調整するようにしてもよい。
【００３５】
上記説明したように、本実施形態に用いられるガラス基板Ｗは、所定の方向（Ｘ方向）に隣接するカラーフィルタ用パネル６０のブラックマトリクス層ＢＭの各画素６１間の距離が、当該方向で隣接する画素ピッチＬの整数倍（ｎＬ）であるので、１枚のマスクＭによって、隣接するパネル６０Ａの後部およびパネル６０Ｂの前部に配置された各露光領域に同時に、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の着色層のいずれかのパターンをブラックマトリックス層ＢＭに精度良く位置合わせして露光転写することができる。これによって、パネル間の非露光領域の幅によってマスクＭのサイズを変えずに、また、ガラス基板Ｗを停止させることなく連続搬送したままブラックマトリクス層ＢＭに合わせて着色層を露光転写することができ、タクトタイムを短縮して、効率的にカラーフィルタ用パネルを形成することができる。
【００３６】
また、本実施形態の近接スキャン露光装置１によれば、マスクＭを保持するマスク保持部１１と、マスク保持部１１の上方に配置され、パルス発光可能な光源４１を備えて、露光用光ＥＬを照射する照射部１３と、照射部１３から出射された露光用光ＥＬを遮光する遮光部材１４と、ガラス基板Ｗを保持して所定の方向（Ｘ方向）に搬送する基板搬送機構１０と、搬送されるガラス基板Ｗのブラックマトリクス層ＢＭと、マスクＭのマスクパターンＰの位置とが一致する時に露光用光ＥＬが照射されるように、ガラス基板Ｗの搬送速度と光源４１の発光タイミングとを制御する制御部１５と、を備えて、ガラス基板Ｗのブラックマトリクス層ＢＭに着色層を露光転写するようにしたので、ガラス基板Ｗを用いて、隣接するパネル６０間の非露光領域を遮光部材１４で遮光して非露光領域の露光を防止しつつ、これらパネル６０をガラス基板Ｗを連続搬送したまま露光転写することができ、露光転写する際のタクトタイムを向上することができる。
【００３７】
また、本実施形態の近接スキャン露光方法によれば、基板搬送機構１０によってガラス基板を所定の方向に連続的に搬送する搬送ステップと、連続的に搬送されるガラス基板Ｗのブラックマトリクス層ＢＭと、マスクＭのマスクパターン５１の位置とが一致したことを検出する検出ステップと、ガラス基板Ｗのブラックマトリクス層ＢＭと、マスクＭのマスクパターン５１の位置とが一致する時に照射部１３から露光用光を照射して露光する露光ステップと、を備えるので、小さなマスクＭによって大きな露光領域を精度よく、且つ効率的に露光することができ、タクトタイムの短縮を図ることができる。
【００３８】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。
例えば、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Ｗ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。
【００３９】
また、上記実施形態においては、ガラス基板Ｗに着色層を形成する場合について述べたが、これに限定されるものでなく、ＰＳ（フォトスペーサ）、ＶＡ(バーティカル アライメント)、即ち、液晶分子の配向突起を露光転写する場合にも適用できる。また、アレイ基板の各種工程を露光転写する場合にも適用することができ、具体的には、下地パターン層となるソース電極の上にパターン層となるコンタクトホールを形成したり、下地パターン層となるパッシベーション層の上にパターン層となる透明画素電極を形成したりする際に、上記と同様の近接スキャン露光装置及び近接スキャン露光方法によって形成される。従って、複数のアレイ基板を形成するためのガラス基板の場合には、所定の方向に隣接する各パネルの下地パターン層、即ち、ソース電極やパッシベーション層の各画素間の距離は、当該方向で隣接する画素ピッチの整数倍となるように形成される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態である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】マスクのマスクパターンとガラス基板の画素との位置関係を示す断面図である。
【図４】（ａ）はガラス基板の平面図、（ｂ）は図４（ａ）における円ＶＩで囲まれた部分の拡大平面図、（ｃ）は縦断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）はガラス基板のパネルが６画素ずつ、順次露光される状態を順を追って示す断面図である。
【図６】図５（ｄ）に対応するガラス基板の平面図である。
【図７】（ａ）は２つのパネルが１枚のマスクによって同時に露光される状態を示す平面図であり、（ｂ）は同断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１ 近接スキャン露光装置
１０ 基板搬送機構
１１ マスク保持部
１３ 照射部
１４ 遮光部材
５１ マスクパターン
６０（６０Ａ，６０Ｂ） パネル（カラーフィルタ用パネル）
６１ 画素
ＢＭ ブラックマトリクス層
ＥＬ 露光用光
Ｌ 画素ピッチ
Ｍ マスク
ｎＬ 隣接するパネルの画素間の距離
Ｗ ガラス基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカラーフィルタ用パネルを形成するためのガラス基板であって、
所定の方向に隣接する前記各パネルのブラックマトリクス層の各画素間の距離は、当該方向で隣接する画素ピッチの整数倍であることを特徴とするガラス基板。
【請求項２】
請求項１に記載のガラス基板に着色層を露光転写するための近接スキャン露光装置であって、
マスクを保持するマスク保持部と、
前記マスク保持部の上方に配置され、パルス発光可能な光源を備えて、露光用光を照射する照射部と、
前記照射部から出射された露光用光を遮光する遮光部材と、
前記ガラス基板を保持して前記所定の方向に搬送する基板搬送機構と、
連続的に搬送される前記ガラス基板のブラックマトリクス層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に前記露光用光が照射されるように、前記ガラス基板の搬送速度と前記光源の発光タイミングとを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする近接スキャン露光装置。
【請求項３】
マスクを保持するマスク保持部と、
前記マスク保持部の上方に配置され、パルス発光可能な光源を備えて、露光用光を照射する照射部と、
前記照射部から出射された露光用光を遮光する遮光部材と、
請求項１に記載のガラス基板を保持して前記所定の方向に搬送する基板搬送機構と、
を備える近接スキャン露光装置を用いて、前記ガラス基板に着色層を露光転写するための近接スキャン露光方法であって、
前記基板搬送機構によって前記ガラス基板を前記所定の方向に連続的に搬送する搬送ステップと、
前記連続的に搬送される前記ガラス基板のブラックマトリクス層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致したことを検出する検出ステップと、
前記ガラス基板のブラックマトリクス層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に前記照射部から露光用光を照射して露光する露光ステップと、
を備えることを特徴とする近接スキャン露光方法。
【請求項４】
複数のパネルを形成するためのガラス基板であって、
所定の方向に隣接する前記各パネルの下地パターン層の各画素間の距離は、当該方向で隣接する画素ピッチの整数倍であることを特徴とするガラス基板。
【請求項５】
請求項４に記載のガラス基板に他のパターン層を露光転写するための近接スキャン露光装置であって、
マスクを保持するマスク保持部と、
前記マスク保持部の上方に配置され、パルス発光可能な光源を備えて、露光用光を照射する照射部と、
前記照射部から出射された露光用光を遮光する遮光部材と、
前記ガラス基板を保持して前記所定の方向に搬送する基板搬送機構と、
連続的に搬送される前記ガラス基板の下地パターン層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に前記露光用光が照射されるように、前記ガラス基板の搬送速度と前記光源の発光タイミングとを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする近接スキャン露光装置。
【請求項６】
マスクを保持するマスク保持部と、
前記マスク保持部の上方に配置され、パルス発光可能な光源を備えて、露光用光を照射する照射部と、
前記照射部から出射された露光用光を遮光する遮光部材と、
請求項４に記載のガラス基板を保持して前記所定の方向に搬送する基板搬送機構と、
を備える近接スキャン露光装置を用いて、前記ガラス基板に着色層を露光転写するための近接スキャン露光方法であって、
前記基板搬送機構によって前記ガラス基板を前記所定の方向に連続的に搬送する搬送ステップと、
前記連続的に搬送される前記ガラス基板の下地パターン層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致したことを検出する検出ステップと、
前記ガラス基板の下地パターン層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に前記照射部から露光用光を照射して露光する露光ステップと、
を備えることを特徴とする近接スキャン露光方法。
【請求項１】
複数のカラーフィルタ用パネルを形成するためのガラス基板であって、
所定の方向に隣接する前記各パネルのブラックマトリクス層の各画素間の距離は、当該方向で隣接する画素ピッチの整数倍であることを特徴とするガラス基板。
【請求項２】
請求項１に記載のガラス基板に着色層を露光転写するための近接スキャン露光装置であって、
マスクを保持するマスク保持部と、
前記マスク保持部の上方に配置され、パルス発光可能な光源を備えて、露光用光を照射する照射部と、
前記照射部から出射された露光用光を遮光する遮光部材と、
前記ガラス基板を保持して前記所定の方向に搬送する基板搬送機構と、
連続的に搬送される前記ガラス基板のブラックマトリクス層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に前記露光用光が照射されるように、前記ガラス基板の搬送速度と前記光源の発光タイミングとを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする近接スキャン露光装置。
【請求項３】
マスクを保持するマスク保持部と、
前記マスク保持部の上方に配置され、パルス発光可能な光源を備えて、露光用光を照射する照射部と、
前記照射部から出射された露光用光を遮光する遮光部材と、
請求項１に記載のガラス基板を保持して前記所定の方向に搬送する基板搬送機構と、
を備える近接スキャン露光装置を用いて、前記ガラス基板に着色層を露光転写するための近接スキャン露光方法であって、
前記基板搬送機構によって前記ガラス基板を前記所定の方向に連続的に搬送する搬送ステップと、
前記連続的に搬送される前記ガラス基板のブラックマトリクス層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致したことを検出する検出ステップと、
前記ガラス基板のブラックマトリクス層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に前記照射部から露光用光を照射して露光する露光ステップと、
を備えることを特徴とする近接スキャン露光方法。
【請求項４】
複数のパネルを形成するためのガラス基板であって、
所定の方向に隣接する前記各パネルの下地パターン層の各画素間の距離は、当該方向で隣接する画素ピッチの整数倍であることを特徴とするガラス基板。
【請求項５】
請求項４に記載のガラス基板に他のパターン層を露光転写するための近接スキャン露光装置であって、
マスクを保持するマスク保持部と、
前記マスク保持部の上方に配置され、パルス発光可能な光源を備えて、露光用光を照射する照射部と、
前記照射部から出射された露光用光を遮光する遮光部材と、
前記ガラス基板を保持して前記所定の方向に搬送する基板搬送機構と、
連続的に搬送される前記ガラス基板の下地パターン層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に前記露光用光が照射されるように、前記ガラス基板の搬送速度と前記光源の発光タイミングとを制御する制御部と、
を備えることを特徴とする近接スキャン露光装置。
【請求項６】
マスクを保持するマスク保持部と、
前記マスク保持部の上方に配置され、パルス発光可能な光源を備えて、露光用光を照射する照射部と、
前記照射部から出射された露光用光を遮光する遮光部材と、
請求項４に記載のガラス基板を保持して前記所定の方向に搬送する基板搬送機構と、
を備える近接スキャン露光装置を用いて、前記ガラス基板に着色層を露光転写するための近接スキャン露光方法であって、
前記基板搬送機構によって前記ガラス基板を前記所定の方向に連続的に搬送する搬送ステップと、
前記連続的に搬送される前記ガラス基板の下地パターン層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致したことを検出する検出ステップと、
前記ガラス基板の下地パターン層と、前記マスクのマスクパターンの位置とが一致する時に前記照射部から露光用光を照射して露光する露光ステップと、
を備えることを特徴とする近接スキャン露光方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２１０５９８（Ｐ２００９−２１０５９８Ａ）
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５０３４４（Ｐ２００８−５０３４４）
【出願日】平成２０年２月２９日（２００８．２．２９）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２９日（２００８．２．２９）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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