露光装置及び露光方法及びカラーフィルタの製造方法
【課題】装置のコスト増を招くことなく、高精度に位置決めした状態でステップ移動を行い、基板上にファーストレイヤーを露光できる露光装置を提供する。
【解決手段】本発明の露光装置１０１は、光源と、基板５０１との位置合わせのためのアライメントマークを有するフォトマスク２００と、基板５０２とフォトマスク２００とを相対的に移動する搬送機構と、フォトレジストの一部にレーザーを照射するレーザー照射装置と、フォトマスク２００と、基板５０１との位置合わせを行う位置合わせ機構とを備える。位置合わせは、例えば、前回の露光位置で形成されたレーザー照射跡３１２及び３２３と、これらに対応するフォトマスク２００上のアライメントマークとが重なるように、基板５０１の位置が調整されることで実現される。
【解決手段】本発明の露光装置１０１は、光源と、基板５０１との位置合わせのためのアライメントマークを有するフォトマスク２００と、基板５０２とフォトマスク２００とを相対的に移動する搬送機構と、フォトレジストの一部にレーザーを照射するレーザー照射装置と、フォトマスク２００と、基板５０１との位置合わせを行う位置合わせ機構とを備える。位置合わせは、例えば、前回の露光位置で形成されたレーザー照射跡３１２及び３２３と、これらに対応するフォトマスク２００上のアライメントマークとが重なるように、基板５０１の位置が調整されることで実現される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばカラーフィルタを露光する為の露光装置及びこれを用いた露光方法及びカラーフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の液晶表示装置の大型化に伴い、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタも大型化している。カラーフィルタの製造工程では、フォトリソグラフィ法によってブラックマトリクスがパターニングされるが、大型の露光マスクは非常に高価であるため、カラーフィルタの製造コストが高くなるという問題がある。そこで、基板の大きさより小さなフォトマスクを用いて、基板上に複数回に分けてフォトマスクの開口パターンを露光する方式（以下「ステップ露光方式」という）が広く採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９２９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板上に、ブラックマトリクスを形成するには、黒色のレジストを基板上に塗布して、基板上にフォトマスクの開口パターンを転写する。当該露光工程では、基板上への露光と、基板とフォトマスクとの相対移動とを繰り返し、基板上の異なる位置にフォトマスクのパターンを繰り返し露光する（以下、「ステップ露光」という）。これによって、基板より小さなフォトマスクを用いて、基板の全域にブラックマトリクスを形成することが可能となる。
【０００５】
ブラックマトリクスは、フォトリソグラフィ法を用いて基板上に最初に形成されるレイヤー（以下、「ファーストレイヤー」という）である。従って、ブラックマトリクスの露光時には、基板上にフォトマスクとの位置決めの基準となるアライメントマーク等が存在しない。そこで、例えば、基板を搬送するステージの位置を、レーザー干渉計を用いて正確に測定することで、各ステップ移動における露光位置が決定されている。しかし、露光装置にレーザー干渉計を設けると、露光装置のコスト増に繋がる為好ましくない。
【０００６】
それ故に、本発明では、装置のコスト増を招くことなく、高精度に位置決めした状態でステップ移動を行い、基板上にファーストレイヤーを露光できる露光装置およびこれを用いた露光方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、基板上への露光と、基板とフォトマスクとの相対移動とを繰り返し、基板上の異なる位置にフォトマスクのパターンを繰り返し露光する露光装置に関する。露光装置は、光源と、基板を保持するためのステージと、基板と前記光源との間に配置され、基板との位置合わせのためのアライメントマークを有するフォトマスクと、基板とフォトマスクとを相対的に移動する搬送機構と、基板上のフォトレジストを露光する際に、フォトレジストの一部にレーザーを照射するレーザー照射装置と、露光と、レーザーの照射とを行った後に、次の露光位置まで基板とフォトマスクとを相対的に移動させる際に、フォトレジスト上に形成されたレーザーの照射跡と、フォトマスクのアライメントマークとが所定の位置関係となるように、フォトマスクと、基板との位置合わせを行う位置合わせ機構とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、装置のコスト増を招くことなく、高精度に位置決めした状態でステップ移動を行い、基板上にファーストレイヤーを露光することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】第１の実施形態に係る露光装置の上面図
【図１Ｂ】図１Ａに続く工程を示す露光装置の上面図
【図１Ｃ】図１Ｂに続く工程を示す露光装置の上面図
【図１Ｄ】図１Ｃに続く工程を示す露光装置の上面図
【図１Ｅ】図１Ｄに続く工程を示す露光装置の上面図
【図２】図１Ａ〜１Ｅに示す露光装置の側面図
【図３】第１の実施形態に係るフォトマスクの平面図
【図４Ａ】第２の実施形態に係る露光装置の上面図
【図４Ｂ】図３Ａに続く動作を示す露光装置の上面図
【図４Ｃ】図３Ｂに続く動作を示す露光装置の上面図
【図４Ｄ】図３Ｃに続く動作を示す露光装置の上面図
【図４Ｅ】図３Ｄに続く動作を示す露光装置の上面図
【図４Ｆ】図３Ｅに続く動作を示す露光装置の上面図
【図５】図４Ａ〜４Ｆに示す露光装置の側面図
【図６Ａ】第２の実施形態に係るフォトマスクの平面図
【図６Ｂ】第２の実施形態に係るフォトマスクの平面図
【図６Ｃ】第２の実施形態に係るフォトマスクの平面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
図１Ａ〜１Ｅは、第１の実施形態に係る露光装置の上面図であり、各々、基板に対するステップ露光の過程を示している。また、図２は、図１Ａ〜１Ｅに示す露光装置の側面図であり、図３は、第１の実施形態に係るフォトマスクの平面図である。尚、図１Ａ〜１Ｅでは、基板上に形成されるブラックマトリクスをストライプで示している。
【００１１】
露光装置１０１は、ステップ露光によって、基板５０１上の異なる位置にフォトマスク２００の開口パターン２０１を繰り返し露光する為のものであり、光源（図示せず）と、フォトマスク２００と、基板５０１を搬送する搬送機構６０１と、フォトレジストの一部にレーザーを照射するレーザー照射装置３００ａ〜３００ｄと、フォトマスク２００と基板５０１との位置合わせを行う位置合わせ機構４００ａ〜４００ｄとを備える。
【００１２】
光源は、フォトマスクの開口パターンをフォトレジストに転写するための光を照射する。
【００１３】
フォトマスク２００は、露光パターンを基板上に転写する際の原版となるものであり、図３に示すように、複数の開口パターン２０１と、基板との位置合わせに用いられるアライメントマーク２０２ａ〜２０２ｄと、フォトレジストに照射するレーザー光を透過させるための開口部２０３ａ〜２０３ｄと、レーザーの照射位置を調整する際の基準となる基準マーク２０４ａ〜２０４ｄとを有する。フォトマスク２００は、光源と基板５０１との間に配置される。
【００１４】
搬送機構６０１は、フォトマスク２００に対して基板５０１を相対的に移動するためのものであり、基板５０１をＸＹ方向に自在に移動することができる。
【００１５】
レーザー照射装置３００ａ〜３００ｄは、レーザー光をフォトレジスト上にスポット照射するためのものである。レーザー照射装置３００ａ〜３００ｄは、Ｘ方向及びＹ方向に移動自在であり、矩形状のフォトマスクの各コーナの上方に配置されている。レーザー光が照射された箇所のフォトレジストは溶融もしくは蒸発する。この結果、フォトレジスト上にマーキングや孔（これらを、以下、「レーザー照射跡」という）が形成される。尚、第１の実施形態では、レーザー照射装置と位置合わせ機構とは、一体的に構成され、図１の破線で示す位置に配置されている。
【００１６】
位置合わせ機構４００ａ〜４００ｄは、例えば、ＣＣＤカメラを備え、フォトマスク２００のアライメントマークと、レーザー照射跡とを検出し、アライメントマークとレーザー照射跡とが所定の位置関係となるように、基板を移動させる。尚、第１の実施形態では、アライメントマークの中心とレーザー照射跡とが重なるように、基板が移動される。
【００１７】
次に、図１Ａ〜１Ｅを用いて、基板上にファーストレイヤーをステップ露光する工程を説明する。尚、各図において、開口部２０３ａ〜２０３ｄ内に描かれる丸印のうち、黒く塗りつぶした丸印は、各工程において、フォトマスク２００と基板５０１との位置合わせに用いられるレーザー照射跡を示す。更に、第１の実施形態では、基板５０１上の左上の領域、左下の領域、右下の領域及び右上の領域の順に露光され、便宜上、各領域の位置をこの順に、第１〜４の露光位置という。
【００１８】
まず、図１Ａに示すように、フォトレジストを塗布した基板５０１上の第１の露光位置にフォトマスク２００が重なるように、フォトマスク２００に対して基板５０１を相対的に移動させる。また、開口部２０３ａ〜２０３ｃの上方に位置する位置合わせ機構４００ａ〜４００ｃの各々は、右上、右下及び左下の基準マーク２０４ａ〜２０４ｃ（図２参照）を基準として、レーザー光の光軸が、開口部２０３ａ〜２０３ｃの中心を通過するように、レーザー照射装置３００ａ〜３００ｃの位置を調整する。
【００１９】
そして、第１の露光位置において、開口パターン２０１を基板５０１のフォトレジスト上に転写する。これと同時にレーザー照射装置３００ａ〜３００ｃの各々からレーザー光を照射する。照射された各レーザー光は、開口部２０３ａ〜２０３ｃを通過して、フォトレジスト上に照射される。この結果、フォトレジスト上の所定位置にレーザー照射跡３０１〜３０３が形成される。
【００２０】
次に、基板５０１上の第２の露光位置を露光する為に、図１Ｂに示す位置まで、フォトマスク２００に対して基板５０１をＹ軸正方向に移動する。この時、位置合わせ機構４００ａ及び４００ｄがレーザー照射跡３１３及び３１２と、フォトマスク２００の左上アライメントマーク２０２ｄ及び右上のアライメントマーク２０２ａ（図２参照）との位置関係を検出し、レーザー照射跡３１３及び３１２と、アライメントマーク２０２ｄ及び２０２ａの中心とが重なるように、基板５０１のＸＹ方向の位置、水平度及び回転方向（ＸＹ平面におけるＸ軸に対するθ角）が調整される。この結果、基板５０１上の第２の露光ショットの位置に、精度良くフォトマスク２００が重ねられる。また、位置合わせ機構４００ｂは、フォトマスク２００の右下の基準マーク２０４ｂを基準として、レーザー光の照射位置を調整する。
【００２１】
位置合わせ後、第２の露光位置において、開口パターン２０１を基板５０１のフォトレジスト上に転写する。これと同時に、レーザー照射装置３００ｂからレーザー光を照射し、フォトレジスト上にレーザー照射跡３１４を形成する。
【００２２】
次に、基板５０１上の第３の露光ショット位置を露光する為に、図１Ｃに示す位置まで、フォトマスク２００に対して基板５０１をＸ軸負方向に移動する。この時、位置合わせ機構４００ｃ及び４００ｄが、レーザー照射跡３１４及び３１２と、フォトマスク２００の左下のアライメントマーク２０２ｃ及び左上のアライメントマーク２０２ｄ（図２参照）との位置関係を検出し、レーザー照射跡３１４及び３１２と、アライメントマーク２０２ｃ及び２０２ｄの中心とが重なるように、基板５０１の位置を調整する。この結果、基板５０１上の第３の露光ショットの位置に、精度良くフォトマスク２００が重ねられる。また、位置合わせ機構４００ａは、フォトマスクの右上の基準マーク２０４ａを基準として、レーザー光の照射位置を調整する。
【００２３】
位置合わせ後、第３の露光位置において、開口パターン２０１を基板５０１のフォトレジスト上に転写する。これと同時に、レーザー照射装置３００ａからレーザー光を照射し、フォトレジスト上にレーザー照射跡３１５を形成する。
【００２４】
次に、基板上の第４の露光位置を露光する為に、図１Ｄに示す位置まで、フォトマスク２００に対して基板５０１をＹ軸負方向に移動する。この時、位置合わせ機構４００ｂ〜４００ｄがレーザー照射跡３１５、３１２及び３１１と、フォトマスクの右下、左下及び左上のアライメントマーク２０２ｂ〜２０２ｄ（図２参照）との位置関係を検出し、レーザー照射跡３１５、３１２及び３１１と、アライメントマーク２０２ｂ〜２０２ｄの中心とが重なるように、基板５０１の位置を調整する。この結果、基板５０１上の第４の露光の位置に、精度良くフォトマスク２００が重ねられる。
【００２５】
位置合わせ後、第４の露光位置において、開口パターン２０１を基板５０１のフォトレジスト上に転写する。これによって、図１Ｅに示すように、第１〜４の露光ショット位置における開口パターンの各々が精度良く位置合わせされた状態で、開口パターンが基板５０１の全面に転写される。
【００２６】
以上のように、第１の実施形態に係る露光装置及び露光方法によれば、レーザー干渉計のようなコスト増に繋がる装置を用いずに、前回のショットで形成したレーザー跡で、基板とフォトマスクとを精度良く位置合わせしながら、ファーストレイヤーをステップ露光することができる。
【００２７】
（第２の実施形態）
図４Ａ〜４Ｆは、本発明の実施形態に係る搬送処理装置の上面図であり、各々、基板の搬送処理の過程を示している。また、図５は、図４Ａ〜４Ｆに示す露光装置の側面図である。更に、図６Ａ〜６Ｃは、第２の実施形態に係るフォトマスクの平面図である。尚、図４Ａ〜４Ｆでは、基板上に形成されるブラックマトリクスをハッチングで示している。
【００２８】
露光装置１０２は、基板の搬送路上に前列と後列の２列に並べて配置された複数のフォトマスクに対して、基板をＹ軸正方向に搬送しながらステップ露光を行うものである。
【００２９】
搬送機構６０２は、エア噴出により基板５０２を浮上させる搬送路６１０と、搬送路６１０の片側（図３の上側）に配置され、基板をＹ軸正方向に搬送するスライダーチャック６２１ａ及び６２１ｂと、スライダーチャックをスライドさせるためのガイド６２２とを備える。
【００３０】
搬送路６１０は、基板５０２が投入される側から順に、受取部６１１と、前列処理ステージ６１２と、中間部６１３と、後列処理ステージ６１４と、受渡部６１５とを有する。受取部６１１は、搬送処理装置１０２の上流の装置から受け取った基板５０２を、前列処理ステージ６１２に搬送する為のものである。中間部６１３は、前列処理ステージ６１２による露光処理が完了した基板を、後列処理ステージ６１４に搬送する為のものである。受渡部１５は、後列処理ステージ６１４による露光処理が完了した基板を、下流装置に受け渡す為のものである。
【００３１】
スライダーチャック６２１ａ及び６２１ｂは、Ｙ軸方向に延びるガイド６２２に沿って、Ｙ軸方向に自在に移動することができる。スライダーチャック６２１ａ及び６２１ｂの各々には、基板５０２の下面に吸着する吸着面（図のＸＹ平面に平行な面）が設けられている。基板５０２の搬送は、基板５０２の下面にスライダーチャック６２１ａ又は６２１ｂの吸着面が吸着した状態で、当該スライダーチャックをＹ軸正方向に移動させることによって行われる。
【００３２】
露光ヘッド７０１〜７０６の各々には、光源（図示せず）と、フォトマスクと、位置合わせ機構（図示せず）と、レーザー照射装置（図示せず）とが設けられる。露光ヘッド７０１〜７０３は、前列処理ステージ６１２の上方（紙面に対して垂直方向かつ手前側）に、Ｘ軸方向に間欠的に並べて配置される。一方、露光ヘッド７０４〜７０６は、後列処理ステージ６１４の上方に、Ｘ軸方向に間欠的に、かつ、露光ヘッド７０１〜７０３の間を補完する位置に配置される。尚、各露光ヘッド７０１〜７０６において、開口パターンの転写、フォトマスクのアライメントマーク及び基準マークの検出、及びフォトレジスト上へのレーザーの照射を独立して行うことができる。
【００３３】
フォトマスク２１０、２２０及び２３０は、ブラックマトリクスのパターンを基板５０２上に転写するためのものである。フォトマスク２１０、２２０及び２３０は、複数の開口パターンと、２つの開口部と、２つの基準マークと、４つのアライメントマークとを備えるが、各々、開口パターンの形状や配置が異なる。図６Ａに示すフォトマスク２１０は、開口パターン２１１と、アライメントマーク２１２ａ〜２１２ｄと、開口部２１３ｃ及び２１３ｄと、検出部２１４ｃ及び２１４ｄとを備える。また、図６Ｂに示すフォトマスク２２０は、開口パターン２２１ａ及び２２１ｂと、アライメントマーク２２２ａ〜２２２ｄと、開口部２２３ｃ及び２２３ｄと、検出部２２４ｃ及び２２４ｄとを備える。ここで、フォトマスク２１０における開口パターン２１１と、フォトマスク２２０における開口パターン２２１ａとで、一つのチップに対応するブラックマトリクスのパターンが形成される。また、図６Ｃに示すフォトマスク２３０は、開口パターン２３１と、アライメントマーク２３２ａ〜２３２ｄと、開口部２３３ｃ及び２３３ｄと、検出部２３４ｃ及び２３４ｄとを備える。ここで、フォトマスク２２０における開口パターン２２１ｂと、フォトマスク２３０における開口パターン２３１とで、一つのチップに対応するブラックマトリクスのパターンが形成される。フォトマスク２１０は、露光ヘッド７０１及び７０５に設けられ、フォトマスク２２０は、露光ヘッド７０３及び７０４に設けられ、フォトマスク２３０は、露光ヘッド７０２及び７０６に設けられる。
【００３４】
次に、図４Ａ〜４Ｆ、図５及び図６Ａ〜６Ｃを用いて、露光装置１０２を用いたカラーフィルタの製造方法について説明する。尚、基板５０２は、前列処理ステージ６１２を通過する間に４回停止し、各停止位置において開口パターンが転写される。この時、基板５０２上において開口パターンが転写される各々の位置を、便宜上、基板５０２の投入される側から順に、第１〜４の露光位置という。また、同様に、基板５０２が後列処理ステージ６１４を通過するまでに転写される位置を、基板５０２の投入側から順に、第５〜８の露光位置という。
【００３５】
まず、黒色顔料、透明樹脂、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー、光重合開始剤及び重合禁止材を含有し、かつ、波長３４０〜３８０ｎｍの紫外線照射で硬化する黒色レジストを基板上に塗布する。
【００３６】
各露光ヘッド７０１〜７０６にフォトマスクを装着する。この際、露光ヘッド７０１〜７０６の各々に設けられるフォトマスクを位置合わせするための位置合わせ機構によって、前列処理ステージ６１２及び後列処理ステージ６１４上に設けられたアライメントマークと、各露光ヘッド７０１〜７０６におけるフォトマスク上のアライメントマークとの位置関係を検出する。そして検出した位置を基準として、各々のフォトマスクの傾きと、フォトマスクどうしの位置関係が調整される。その後は順次投入される基板への露光処理が終了するまで、当該調整された位置において、露光ヘッド７０１〜７０６におけるフォトマスクが固定される。従って、前列処理ステージ６１２の各々に設けられるフォトマスク同士の相対的な位置関係、及び、後列処理ステージ６１４に設けられるフォトマスク同士の相対的な位置関係は一定となる。尚、基板とフォトマスクとの位置合わせは、前列処理ステージ６１２では、露光ヘッド７０１及び７０３のフォトマスクのみを用いて行われ、後列処理ステージ６１４では、露光ヘッド７０４及び７０６のフォトマスクのみを用いて行われる。そのため、露光ヘッド７０２及び７０４では、レーザー照射が行われず、後述するアライメントマークとレーザー照射跡との位置関係の検出も行われない。
【００３７】
次に、図４Ａに示すように、基板５０２を受取部６１１に投入する。受取部６１１上には、基板がセットされる際に基板の端縁の当たりとなるピンが設けられている。従って、当該ピンに基板５０２の端縁を押し当てることで、基板５０２を所定位置にセットすることができる（いわゆる、ピンアライメント）。そして基板５０２の搬送に備えて、スライダーチャック６２１ａが基板５０２の端部を吸着保持する。
【００３８】
次に、図４Ｂに示す第１の露光位置まで基板５０２を搬送した後、基板５０２を停止させる。また、露光ヘッド７０１に設けられる位置合わせ機構が、露光ヘッド７０１に装着されるフォトマスク２１０の左下の基準マーク２１４ｃ（図６Ａ参照）を検出する。そして、基準マーク２１４ｃの位置を基準として、フォトマスク２１０の左下の開口部２１３ｃ（図６Ａ参照）の中心にレーザー光が照射されるように、レーザー照射装置（図示せず）の位置が調整される。同様に、露光ヘッド７０３においても、フォトマスク２２０の左下の基準マーク２２４ｃ（図６Ｂ）の位置を基準にして、レーザー光の光軸が、開口部２２３ｃの中心に重なるように、レーザーの照射位置が調整される。
【００３９】
そして、第１の露光位置において、露光ヘッド７０１〜７０３の各々に装着されたフォトマスクの開口パターンが基板のフォトレジスト上に転写される（転写されたパターンをハッチングで示す）。また、露光ヘッド７０１及び７０３においては、フォトレジスト上にレーザーが照射され、レーザー照射跡３２１及び３２２が形成される。
【００４０】
次に、図４Ｃに示す第２の露光位置まで基板５０２を搬送した後、基板５０２を停止させる。このとき、露光ヘッド７０１における位置合わせ機構が、フォトマスク２１０の右下のアライメントマーク２１２ｂ（図６Ａ参照）と、レーザー照射跡３２１との位置関係を検出する。また、露光ヘッド７０３における位置合わせ機構が、フォトマスク２２０の右下アライメントマーク２２２ｂ（図６Ｂ参照）と、レーザー照射跡３２２との位置関係を検出する。そして、これらの位置関係に基づいて、フォトマスク２１０の右下のアライメントマーク２１２ｂ及びフォトマスク２２０の右下のアライメントマーク２３２ａの中心が、レーザー照射跡３２１及び３２２と重なるように、基板５０２のＸＹ方向の位置、水平度及び回転方向が調整される。この結果、第１の露光位置に対して、第２の露光位置が精度良く位置決めされる。また、第１の露光位置の場合と同様に、基準マーク２１４ｃ及び２２４ｃに基づいて、露光ヘッド７０１及び７０３において、レーザーの照射位置が調整される。
【００４１】
そして、第２の露光位置において、フォトマスク２１０、２２０及び２３０の開口パターン２１１、２２１ａ、２２１ｂ及び２３１が基板５０２のフォトレジスト上に転写される。また、露光ヘッド７０１及び７０２においては、フォトレジスト上にレーザー照射跡３２３及び３２４が形成される。
【００４２】
次に、第３の露光位置においても、第２の露光位置と同様に、レーザー照射跡３２３及び３２４を基準として、基板５０２とフォトマスク２１０及び２２０との位置合わせを行った後、基板５０２上のフォトレジスト上に、開口パターンを転写し、更に、レーザー照射跡３２５及び３２６を形成する。次に、第４の露光位置においても、第２及び３の露光位置と同様に、レーザー照射跡３２５及び３２６を基準として、基板５０２とフォトマスク２１０及び２２０との位置合わせを行った後、基板５０２上のフォトレジスト上に、開口パターンを転写し、更に、レーザー照射跡３２７及び３２８を形成する。
【００４３】
以上のように、第２〜４の露光位置は、各々、第１〜３の露光位置で形成されたレーザー照射跡を基準として、フォトマスク２１０と基板５０２とが精度良く位置決めされている。この結果、図４Ｄに示すように、基板の第１〜４の露光位置において、開口パターン２１１、２２１ａ、２２１ｂ及び２３１が良好な位置精度で転写される。
【００４４】
前列処理ステージ６１２における露光が終了した基板５０２は、スライダーチャック６２１ａによって中間部６１３まで搬送される。基板５０２が中間部６１３まで搬送された後、スライダーチャック６２１ａは基板５０２への吸着を解除し、次の基板の搬送に備えて受取部６１１に復帰する。そして、スライダーチャック６２１ａと入れ替わりに、スライダーチャック６２１ｂが、基板５０２を吸着保持し、基板５０２を後列処理ステージ６１４に向けて搬送する。
【００４５】
以降は、後列処理ステージ６１４における露光について説明する。尚、後列処理ステージ６１４における第５〜８の露光位置では、前列処理ステージ６１２で形成されたレーザー照射跡３２１〜３２８を用いて位置合わせされる。従って、第５〜８の露光位置では、フォトレジスト上にレーザーを照射しない。また、基板５０２が後列処理ステージ６１４で露光が行わると共に、前列処理ステージ６１２では、次に投入された基板の露光処理が開始される。
【００４６】
図４Ｅに示す第５の露光位置まで基板５０２を搬送した後、基板５０２を停止させる。そして、露光ヘッド７０４における位置合わせ機構が、フォトマスク２２０の左上のアライメントマーク２１２ｄ（図６Ｂ参照）と、レーザー照射跡３２１との位置関係を検出する。更に、露光ヘッド７０６における位置合わせ機構が、フォトマスク２３０の左上のアライメントマーク２３２ｄ（図６Ｃ参照）と、レーザー照射跡３２２との位置関係を検出する。そして、これらの位置関係に基づいて、フォトマスク２２０の左上のアライメントマーク２２２ｄ及フォトマスク２３０の左上のアライメントマーク２３２ｄの中心が、レーザー照射跡３２１及び３２２の各々と重なるように、基板５０２のＸＹ方向の位置、水平度及び回転方向が調整される。
【００４７】
そして、第５の露光位置において、第１の露光位置で転写された開口パターン２１１の端縁（図４Ｅの下側に位置する）に繋がるように、開口パターン２２１ａが転写され、第１の露光位置で転写された開口パターン２３１の端縁（図４Ｅの上側に位置する）に繋がるように、開口パターン２２１ｂが転写され、第１の露光位置で転写された開口パターン２２１ａの端縁（図４Ｅの上側に位置する）に繋がるように、開口パターン２１１が転写され、第１の露光位置で転写された開口パターン２２１ｂの端縁（図４Ｅの下側に位置する）に繋がるように、開口パターン２３１が転写される。
【００４８】
以降の第６〜８の露光位置においても、第５の露光位置と同様に、前列処理ステージ６１２で形成されたレーザー照射跡と、フォトマスクのアライメントマークとの位置関係から、基板とフォトマスクとの位置合わせを行った後、フォトレジスト上に開口パターンが順次転写される。この結果、図４Ｆに示すように、基板５０２上に、４行×４列のマトリクス状にブラックマトリクスのパターンが良好な位置精度で転写される。
【００４９】
その後、基板５０２は受渡部６１５から下流装置に搬出され、例えば、現像及び洗浄が行われる。そして、ブラックマトリクスが形成された基板５０２に、カラーレジストを塗布して、基板上の所定位置に着色パターンを露光する。当該着色パターンの露光は、カラーフィルタを構成する色数に応じて繰り返し行う。この結果、基板上に複数のチップが多面付けされたカラーフィルタ基板が形成される。尚、基板上に着色パターンを露光するには、第２の実施形態の露光装置１０２を用いても良いし、他の公知の露光装置（例えば、１枚のフォトマスクで基板全面を一括露光するもの）を用いても良い。
【００５０】
尚、上記した第１及び第２の実施形態では、フォトマスクの構成を図３及び６に示すものに特定しているが、特にこれらに限定されず、アライメントマーク、開口部、基準マークの数、形状、配置等は、露光装置の構成や露光パターンに応じて最適なものを選択すれば良い。
【００５１】
また、上記した第１及び第２の実施形態では、基板とフォトマスクとを相対的に移動する搬送機構は、基板のみを搬送していたが、特にこれに限定されない。例えば、第１の実施形態において、基板を固定し、フォトマスクを移動しても良い。
【００５２】
更に、上記した第１及び第２の実施形態では、アライメントマークとレーザー照射跡とが重なるようにして、基板とフォトマスクとの位置合わせを行っているが、特にこれに限定されない。つまり、アライメントマークとレーザー照射跡とが重ならなくても、両者が所定の位置関係となるように、基板及びフォトマスクの位置を調整すれば良い。
【００５３】
更に、上記した第１及び第２の実施形態では、基板上に露光する回数を特定しているが、これらに限定されるものではない。例えば、第１の実施形態において、更に小さなフォトマスクを用いて、露光及びレーザー照射を行う工程の繰り返し回数を増やしても良い。また、第２の実施形態において、より多くの露光ヘッドを用いて、露光及びレーザー照射の工程を繰り返しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、例えば、基板上にカラーフィルタを構成するブラックマトリクスを露光する露光装置として用いることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０１、１０２ 露光装置
２００、２１０、２２０、２３０ フォトマスク
２０１、２１１、２２１ａ、２２１ｂ、２３１ 開口パターン
２０２ａ〜２０２ｄ、２１２ａ〜２１２ｄ、２２２ａ〜２２２ｄ、２３２ａ〜２３２ｄ アライメントマーク
２０３ａ〜２０３ｄ、２１３ｃ、２１３ｄ、２２３ｃ、２２３ｄ、２３３ｃ、２３３ｄ 開口部
２０４ａ〜２０４ｄ、２１４ｃ、２１４ｄ、２２４ｃ、２２４ｄ、２３４ｃ、２３４ｄ 基準マーク
３００ａ〜３００ｄ レーザー照射装置
３１１〜３１５、３２１〜３２８ レーザー照射跡
４００ａ〜４００ｄ 位置合わせ機構
５０１、５０２ 基板
６０１、６０２ 搬送機構
７０１〜７０６ 露光ヘッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばカラーフィルタを露光する為の露光装置及びこれを用いた露光方法及びカラーフィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の液晶表示装置の大型化に伴い、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタも大型化している。カラーフィルタの製造工程では、フォトリソグラフィ法によってブラックマトリクスがパターニングされるが、大型の露光マスクは非常に高価であるため、カラーフィルタの製造コストが高くなるという問題がある。そこで、基板の大きさより小さなフォトマスクを用いて、基板上に複数回に分けてフォトマスクの開口パターンを露光する方式（以下「ステップ露光方式」という）が広く採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２９２９５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板上に、ブラックマトリクスを形成するには、黒色のレジストを基板上に塗布して、基板上にフォトマスクの開口パターンを転写する。当該露光工程では、基板上への露光と、基板とフォトマスクとの相対移動とを繰り返し、基板上の異なる位置にフォトマスクのパターンを繰り返し露光する（以下、「ステップ露光」という）。これによって、基板より小さなフォトマスクを用いて、基板の全域にブラックマトリクスを形成することが可能となる。
【０００５】
ブラックマトリクスは、フォトリソグラフィ法を用いて基板上に最初に形成されるレイヤー（以下、「ファーストレイヤー」という）である。従って、ブラックマトリクスの露光時には、基板上にフォトマスクとの位置決めの基準となるアライメントマーク等が存在しない。そこで、例えば、基板を搬送するステージの位置を、レーザー干渉計を用いて正確に測定することで、各ステップ移動における露光位置が決定されている。しかし、露光装置にレーザー干渉計を設けると、露光装置のコスト増に繋がる為好ましくない。
【０００６】
それ故に、本発明では、装置のコスト増を招くことなく、高精度に位置決めした状態でステップ移動を行い、基板上にファーストレイヤーを露光できる露光装置およびこれを用いた露光方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、基板上への露光と、基板とフォトマスクとの相対移動とを繰り返し、基板上の異なる位置にフォトマスクのパターンを繰り返し露光する露光装置に関する。露光装置は、光源と、基板を保持するためのステージと、基板と前記光源との間に配置され、基板との位置合わせのためのアライメントマークを有するフォトマスクと、基板とフォトマスクとを相対的に移動する搬送機構と、基板上のフォトレジストを露光する際に、フォトレジストの一部にレーザーを照射するレーザー照射装置と、露光と、レーザーの照射とを行った後に、次の露光位置まで基板とフォトマスクとを相対的に移動させる際に、フォトレジスト上に形成されたレーザーの照射跡と、フォトマスクのアライメントマークとが所定の位置関係となるように、フォトマスクと、基板との位置合わせを行う位置合わせ機構とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、装置のコスト増を招くことなく、高精度に位置決めした状態でステップ移動を行い、基板上にファーストレイヤーを露光することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】第１の実施形態に係る露光装置の上面図
【図１Ｂ】図１Ａに続く工程を示す露光装置の上面図
【図１Ｃ】図１Ｂに続く工程を示す露光装置の上面図
【図１Ｄ】図１Ｃに続く工程を示す露光装置の上面図
【図１Ｅ】図１Ｄに続く工程を示す露光装置の上面図
【図２】図１Ａ〜１Ｅに示す露光装置の側面図
【図３】第１の実施形態に係るフォトマスクの平面図
【図４Ａ】第２の実施形態に係る露光装置の上面図
【図４Ｂ】図３Ａに続く動作を示す露光装置の上面図
【図４Ｃ】図３Ｂに続く動作を示す露光装置の上面図
【図４Ｄ】図３Ｃに続く動作を示す露光装置の上面図
【図４Ｅ】図３Ｄに続く動作を示す露光装置の上面図
【図４Ｆ】図３Ｅに続く動作を示す露光装置の上面図
【図５】図４Ａ〜４Ｆに示す露光装置の側面図
【図６Ａ】第２の実施形態に係るフォトマスクの平面図
【図６Ｂ】第２の実施形態に係るフォトマスクの平面図
【図６Ｃ】第２の実施形態に係るフォトマスクの平面図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（第１の実施形態）
図１Ａ〜１Ｅは、第１の実施形態に係る露光装置の上面図であり、各々、基板に対するステップ露光の過程を示している。また、図２は、図１Ａ〜１Ｅに示す露光装置の側面図であり、図３は、第１の実施形態に係るフォトマスクの平面図である。尚、図１Ａ〜１Ｅでは、基板上に形成されるブラックマトリクスをストライプで示している。
【００１１】
露光装置１０１は、ステップ露光によって、基板５０１上の異なる位置にフォトマスク２００の開口パターン２０１を繰り返し露光する為のものであり、光源（図示せず）と、フォトマスク２００と、基板５０１を搬送する搬送機構６０１と、フォトレジストの一部にレーザーを照射するレーザー照射装置３００ａ〜３００ｄと、フォトマスク２００と基板５０１との位置合わせを行う位置合わせ機構４００ａ〜４００ｄとを備える。
【００１２】
光源は、フォトマスクの開口パターンをフォトレジストに転写するための光を照射する。
【００１３】
フォトマスク２００は、露光パターンを基板上に転写する際の原版となるものであり、図３に示すように、複数の開口パターン２０１と、基板との位置合わせに用いられるアライメントマーク２０２ａ〜２０２ｄと、フォトレジストに照射するレーザー光を透過させるための開口部２０３ａ〜２０３ｄと、レーザーの照射位置を調整する際の基準となる基準マーク２０４ａ〜２０４ｄとを有する。フォトマスク２００は、光源と基板５０１との間に配置される。
【００１４】
搬送機構６０１は、フォトマスク２００に対して基板５０１を相対的に移動するためのものであり、基板５０１をＸＹ方向に自在に移動することができる。
【００１５】
レーザー照射装置３００ａ〜３００ｄは、レーザー光をフォトレジスト上にスポット照射するためのものである。レーザー照射装置３００ａ〜３００ｄは、Ｘ方向及びＹ方向に移動自在であり、矩形状のフォトマスクの各コーナの上方に配置されている。レーザー光が照射された箇所のフォトレジストは溶融もしくは蒸発する。この結果、フォトレジスト上にマーキングや孔（これらを、以下、「レーザー照射跡」という）が形成される。尚、第１の実施形態では、レーザー照射装置と位置合わせ機構とは、一体的に構成され、図１の破線で示す位置に配置されている。
【００１６】
位置合わせ機構４００ａ〜４００ｄは、例えば、ＣＣＤカメラを備え、フォトマスク２００のアライメントマークと、レーザー照射跡とを検出し、アライメントマークとレーザー照射跡とが所定の位置関係となるように、基板を移動させる。尚、第１の実施形態では、アライメントマークの中心とレーザー照射跡とが重なるように、基板が移動される。
【００１７】
次に、図１Ａ〜１Ｅを用いて、基板上にファーストレイヤーをステップ露光する工程を説明する。尚、各図において、開口部２０３ａ〜２０３ｄ内に描かれる丸印のうち、黒く塗りつぶした丸印は、各工程において、フォトマスク２００と基板５０１との位置合わせに用いられるレーザー照射跡を示す。更に、第１の実施形態では、基板５０１上の左上の領域、左下の領域、右下の領域及び右上の領域の順に露光され、便宜上、各領域の位置をこの順に、第１〜４の露光位置という。
【００１８】
まず、図１Ａに示すように、フォトレジストを塗布した基板５０１上の第１の露光位置にフォトマスク２００が重なるように、フォトマスク２００に対して基板５０１を相対的に移動させる。また、開口部２０３ａ〜２０３ｃの上方に位置する位置合わせ機構４００ａ〜４００ｃの各々は、右上、右下及び左下の基準マーク２０４ａ〜２０４ｃ（図２参照）を基準として、レーザー光の光軸が、開口部２０３ａ〜２０３ｃの中心を通過するように、レーザー照射装置３００ａ〜３００ｃの位置を調整する。
【００１９】
そして、第１の露光位置において、開口パターン２０１を基板５０１のフォトレジスト上に転写する。これと同時にレーザー照射装置３００ａ〜３００ｃの各々からレーザー光を照射する。照射された各レーザー光は、開口部２０３ａ〜２０３ｃを通過して、フォトレジスト上に照射される。この結果、フォトレジスト上の所定位置にレーザー照射跡３０１〜３０３が形成される。
【００２０】
次に、基板５０１上の第２の露光位置を露光する為に、図１Ｂに示す位置まで、フォトマスク２００に対して基板５０１をＹ軸正方向に移動する。この時、位置合わせ機構４００ａ及び４００ｄがレーザー照射跡３１３及び３１２と、フォトマスク２００の左上アライメントマーク２０２ｄ及び右上のアライメントマーク２０２ａ（図２参照）との位置関係を検出し、レーザー照射跡３１３及び３１２と、アライメントマーク２０２ｄ及び２０２ａの中心とが重なるように、基板５０１のＸＹ方向の位置、水平度及び回転方向（ＸＹ平面におけるＸ軸に対するθ角）が調整される。この結果、基板５０１上の第２の露光ショットの位置に、精度良くフォトマスク２００が重ねられる。また、位置合わせ機構４００ｂは、フォトマスク２００の右下の基準マーク２０４ｂを基準として、レーザー光の照射位置を調整する。
【００２１】
位置合わせ後、第２の露光位置において、開口パターン２０１を基板５０１のフォトレジスト上に転写する。これと同時に、レーザー照射装置３００ｂからレーザー光を照射し、フォトレジスト上にレーザー照射跡３１４を形成する。
【００２２】
次に、基板５０１上の第３の露光ショット位置を露光する為に、図１Ｃに示す位置まで、フォトマスク２００に対して基板５０１をＸ軸負方向に移動する。この時、位置合わせ機構４００ｃ及び４００ｄが、レーザー照射跡３１４及び３１２と、フォトマスク２００の左下のアライメントマーク２０２ｃ及び左上のアライメントマーク２０２ｄ（図２参照）との位置関係を検出し、レーザー照射跡３１４及び３１２と、アライメントマーク２０２ｃ及び２０２ｄの中心とが重なるように、基板５０１の位置を調整する。この結果、基板５０１上の第３の露光ショットの位置に、精度良くフォトマスク２００が重ねられる。また、位置合わせ機構４００ａは、フォトマスクの右上の基準マーク２０４ａを基準として、レーザー光の照射位置を調整する。
【００２３】
位置合わせ後、第３の露光位置において、開口パターン２０１を基板５０１のフォトレジスト上に転写する。これと同時に、レーザー照射装置３００ａからレーザー光を照射し、フォトレジスト上にレーザー照射跡３１５を形成する。
【００２４】
次に、基板上の第４の露光位置を露光する為に、図１Ｄに示す位置まで、フォトマスク２００に対して基板５０１をＹ軸負方向に移動する。この時、位置合わせ機構４００ｂ〜４００ｄがレーザー照射跡３１５、３１２及び３１１と、フォトマスクの右下、左下及び左上のアライメントマーク２０２ｂ〜２０２ｄ（図２参照）との位置関係を検出し、レーザー照射跡３１５、３１２及び３１１と、アライメントマーク２０２ｂ〜２０２ｄの中心とが重なるように、基板５０１の位置を調整する。この結果、基板５０１上の第４の露光の位置に、精度良くフォトマスク２００が重ねられる。
【００２５】
位置合わせ後、第４の露光位置において、開口パターン２０１を基板５０１のフォトレジスト上に転写する。これによって、図１Ｅに示すように、第１〜４の露光ショット位置における開口パターンの各々が精度良く位置合わせされた状態で、開口パターンが基板５０１の全面に転写される。
【００２６】
以上のように、第１の実施形態に係る露光装置及び露光方法によれば、レーザー干渉計のようなコスト増に繋がる装置を用いずに、前回のショットで形成したレーザー跡で、基板とフォトマスクとを精度良く位置合わせしながら、ファーストレイヤーをステップ露光することができる。
【００２７】
（第２の実施形態）
図４Ａ〜４Ｆは、本発明の実施形態に係る搬送処理装置の上面図であり、各々、基板の搬送処理の過程を示している。また、図５は、図４Ａ〜４Ｆに示す露光装置の側面図である。更に、図６Ａ〜６Ｃは、第２の実施形態に係るフォトマスクの平面図である。尚、図４Ａ〜４Ｆでは、基板上に形成されるブラックマトリクスをハッチングで示している。
【００２８】
露光装置１０２は、基板の搬送路上に前列と後列の２列に並べて配置された複数のフォトマスクに対して、基板をＹ軸正方向に搬送しながらステップ露光を行うものである。
【００２９】
搬送機構６０２は、エア噴出により基板５０２を浮上させる搬送路６１０と、搬送路６１０の片側（図３の上側）に配置され、基板をＹ軸正方向に搬送するスライダーチャック６２１ａ及び６２１ｂと、スライダーチャックをスライドさせるためのガイド６２２とを備える。
【００３０】
搬送路６１０は、基板５０２が投入される側から順に、受取部６１１と、前列処理ステージ６１２と、中間部６１３と、後列処理ステージ６１４と、受渡部６１５とを有する。受取部６１１は、搬送処理装置１０２の上流の装置から受け取った基板５０２を、前列処理ステージ６１２に搬送する為のものである。中間部６１３は、前列処理ステージ６１２による露光処理が完了した基板を、後列処理ステージ６１４に搬送する為のものである。受渡部１５は、後列処理ステージ６１４による露光処理が完了した基板を、下流装置に受け渡す為のものである。
【００３１】
スライダーチャック６２１ａ及び６２１ｂは、Ｙ軸方向に延びるガイド６２２に沿って、Ｙ軸方向に自在に移動することができる。スライダーチャック６２１ａ及び６２１ｂの各々には、基板５０２の下面に吸着する吸着面（図のＸＹ平面に平行な面）が設けられている。基板５０２の搬送は、基板５０２の下面にスライダーチャック６２１ａ又は６２１ｂの吸着面が吸着した状態で、当該スライダーチャックをＹ軸正方向に移動させることによって行われる。
【００３２】
露光ヘッド７０１〜７０６の各々には、光源（図示せず）と、フォトマスクと、位置合わせ機構（図示せず）と、レーザー照射装置（図示せず）とが設けられる。露光ヘッド７０１〜７０３は、前列処理ステージ６１２の上方（紙面に対して垂直方向かつ手前側）に、Ｘ軸方向に間欠的に並べて配置される。一方、露光ヘッド７０４〜７０６は、後列処理ステージ６１４の上方に、Ｘ軸方向に間欠的に、かつ、露光ヘッド７０１〜７０３の間を補完する位置に配置される。尚、各露光ヘッド７０１〜７０６において、開口パターンの転写、フォトマスクのアライメントマーク及び基準マークの検出、及びフォトレジスト上へのレーザーの照射を独立して行うことができる。
【００３３】
フォトマスク２１０、２２０及び２３０は、ブラックマトリクスのパターンを基板５０２上に転写するためのものである。フォトマスク２１０、２２０及び２３０は、複数の開口パターンと、２つの開口部と、２つの基準マークと、４つのアライメントマークとを備えるが、各々、開口パターンの形状や配置が異なる。図６Ａに示すフォトマスク２１０は、開口パターン２１１と、アライメントマーク２１２ａ〜２１２ｄと、開口部２１３ｃ及び２１３ｄと、検出部２１４ｃ及び２１４ｄとを備える。また、図６Ｂに示すフォトマスク２２０は、開口パターン２２１ａ及び２２１ｂと、アライメントマーク２２２ａ〜２２２ｄと、開口部２２３ｃ及び２２３ｄと、検出部２２４ｃ及び２２４ｄとを備える。ここで、フォトマスク２１０における開口パターン２１１と、フォトマスク２２０における開口パターン２２１ａとで、一つのチップに対応するブラックマトリクスのパターンが形成される。また、図６Ｃに示すフォトマスク２３０は、開口パターン２３１と、アライメントマーク２３２ａ〜２３２ｄと、開口部２３３ｃ及び２３３ｄと、検出部２３４ｃ及び２３４ｄとを備える。ここで、フォトマスク２２０における開口パターン２２１ｂと、フォトマスク２３０における開口パターン２３１とで、一つのチップに対応するブラックマトリクスのパターンが形成される。フォトマスク２１０は、露光ヘッド７０１及び７０５に設けられ、フォトマスク２２０は、露光ヘッド７０３及び７０４に設けられ、フォトマスク２３０は、露光ヘッド７０２及び７０６に設けられる。
【００３４】
次に、図４Ａ〜４Ｆ、図５及び図６Ａ〜６Ｃを用いて、露光装置１０２を用いたカラーフィルタの製造方法について説明する。尚、基板５０２は、前列処理ステージ６１２を通過する間に４回停止し、各停止位置において開口パターンが転写される。この時、基板５０２上において開口パターンが転写される各々の位置を、便宜上、基板５０２の投入される側から順に、第１〜４の露光位置という。また、同様に、基板５０２が後列処理ステージ６１４を通過するまでに転写される位置を、基板５０２の投入側から順に、第５〜８の露光位置という。
【００３５】
まず、黒色顔料、透明樹脂、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマー、光重合開始剤及び重合禁止材を含有し、かつ、波長３４０〜３８０ｎｍの紫外線照射で硬化する黒色レジストを基板上に塗布する。
【００３６】
各露光ヘッド７０１〜７０６にフォトマスクを装着する。この際、露光ヘッド７０１〜７０６の各々に設けられるフォトマスクを位置合わせするための位置合わせ機構によって、前列処理ステージ６１２及び後列処理ステージ６１４上に設けられたアライメントマークと、各露光ヘッド７０１〜７０６におけるフォトマスク上のアライメントマークとの位置関係を検出する。そして検出した位置を基準として、各々のフォトマスクの傾きと、フォトマスクどうしの位置関係が調整される。その後は順次投入される基板への露光処理が終了するまで、当該調整された位置において、露光ヘッド７０１〜７０６におけるフォトマスクが固定される。従って、前列処理ステージ６１２の各々に設けられるフォトマスク同士の相対的な位置関係、及び、後列処理ステージ６１４に設けられるフォトマスク同士の相対的な位置関係は一定となる。尚、基板とフォトマスクとの位置合わせは、前列処理ステージ６１２では、露光ヘッド７０１及び７０３のフォトマスクのみを用いて行われ、後列処理ステージ６１４では、露光ヘッド７０４及び７０６のフォトマスクのみを用いて行われる。そのため、露光ヘッド７０２及び７０４では、レーザー照射が行われず、後述するアライメントマークとレーザー照射跡との位置関係の検出も行われない。
【００３７】
次に、図４Ａに示すように、基板５０２を受取部６１１に投入する。受取部６１１上には、基板がセットされる際に基板の端縁の当たりとなるピンが設けられている。従って、当該ピンに基板５０２の端縁を押し当てることで、基板５０２を所定位置にセットすることができる（いわゆる、ピンアライメント）。そして基板５０２の搬送に備えて、スライダーチャック６２１ａが基板５０２の端部を吸着保持する。
【００３８】
次に、図４Ｂに示す第１の露光位置まで基板５０２を搬送した後、基板５０２を停止させる。また、露光ヘッド７０１に設けられる位置合わせ機構が、露光ヘッド７０１に装着されるフォトマスク２１０の左下の基準マーク２１４ｃ（図６Ａ参照）を検出する。そして、基準マーク２１４ｃの位置を基準として、フォトマスク２１０の左下の開口部２１３ｃ（図６Ａ参照）の中心にレーザー光が照射されるように、レーザー照射装置（図示せず）の位置が調整される。同様に、露光ヘッド７０３においても、フォトマスク２２０の左下の基準マーク２２４ｃ（図６Ｂ）の位置を基準にして、レーザー光の光軸が、開口部２２３ｃの中心に重なるように、レーザーの照射位置が調整される。
【００３９】
そして、第１の露光位置において、露光ヘッド７０１〜７０３の各々に装着されたフォトマスクの開口パターンが基板のフォトレジスト上に転写される（転写されたパターンをハッチングで示す）。また、露光ヘッド７０１及び７０３においては、フォトレジスト上にレーザーが照射され、レーザー照射跡３２１及び３２２が形成される。
【００４０】
次に、図４Ｃに示す第２の露光位置まで基板５０２を搬送した後、基板５０２を停止させる。このとき、露光ヘッド７０１における位置合わせ機構が、フォトマスク２１０の右下のアライメントマーク２１２ｂ（図６Ａ参照）と、レーザー照射跡３２１との位置関係を検出する。また、露光ヘッド７０３における位置合わせ機構が、フォトマスク２２０の右下アライメントマーク２２２ｂ（図６Ｂ参照）と、レーザー照射跡３２２との位置関係を検出する。そして、これらの位置関係に基づいて、フォトマスク２１０の右下のアライメントマーク２１２ｂ及びフォトマスク２２０の右下のアライメントマーク２３２ａの中心が、レーザー照射跡３２１及び３２２と重なるように、基板５０２のＸＹ方向の位置、水平度及び回転方向が調整される。この結果、第１の露光位置に対して、第２の露光位置が精度良く位置決めされる。また、第１の露光位置の場合と同様に、基準マーク２１４ｃ及び２２４ｃに基づいて、露光ヘッド７０１及び７０３において、レーザーの照射位置が調整される。
【００４１】
そして、第２の露光位置において、フォトマスク２１０、２２０及び２３０の開口パターン２１１、２２１ａ、２２１ｂ及び２３１が基板５０２のフォトレジスト上に転写される。また、露光ヘッド７０１及び７０２においては、フォトレジスト上にレーザー照射跡３２３及び３２４が形成される。
【００４２】
次に、第３の露光位置においても、第２の露光位置と同様に、レーザー照射跡３２３及び３２４を基準として、基板５０２とフォトマスク２１０及び２２０との位置合わせを行った後、基板５０２上のフォトレジスト上に、開口パターンを転写し、更に、レーザー照射跡３２５及び３２６を形成する。次に、第４の露光位置においても、第２及び３の露光位置と同様に、レーザー照射跡３２５及び３２６を基準として、基板５０２とフォトマスク２１０及び２２０との位置合わせを行った後、基板５０２上のフォトレジスト上に、開口パターンを転写し、更に、レーザー照射跡３２７及び３２８を形成する。
【００４３】
以上のように、第２〜４の露光位置は、各々、第１〜３の露光位置で形成されたレーザー照射跡を基準として、フォトマスク２１０と基板５０２とが精度良く位置決めされている。この結果、図４Ｄに示すように、基板の第１〜４の露光位置において、開口パターン２１１、２２１ａ、２２１ｂ及び２３１が良好な位置精度で転写される。
【００４４】
前列処理ステージ６１２における露光が終了した基板５０２は、スライダーチャック６２１ａによって中間部６１３まで搬送される。基板５０２が中間部６１３まで搬送された後、スライダーチャック６２１ａは基板５０２への吸着を解除し、次の基板の搬送に備えて受取部６１１に復帰する。そして、スライダーチャック６２１ａと入れ替わりに、スライダーチャック６２１ｂが、基板５０２を吸着保持し、基板５０２を後列処理ステージ６１４に向けて搬送する。
【００４５】
以降は、後列処理ステージ６１４における露光について説明する。尚、後列処理ステージ６１４における第５〜８の露光位置では、前列処理ステージ６１２で形成されたレーザー照射跡３２１〜３２８を用いて位置合わせされる。従って、第５〜８の露光位置では、フォトレジスト上にレーザーを照射しない。また、基板５０２が後列処理ステージ６１４で露光が行わると共に、前列処理ステージ６１２では、次に投入された基板の露光処理が開始される。
【００４６】
図４Ｅに示す第５の露光位置まで基板５０２を搬送した後、基板５０２を停止させる。そして、露光ヘッド７０４における位置合わせ機構が、フォトマスク２２０の左上のアライメントマーク２１２ｄ（図６Ｂ参照）と、レーザー照射跡３２１との位置関係を検出する。更に、露光ヘッド７０６における位置合わせ機構が、フォトマスク２３０の左上のアライメントマーク２３２ｄ（図６Ｃ参照）と、レーザー照射跡３２２との位置関係を検出する。そして、これらの位置関係に基づいて、フォトマスク２２０の左上のアライメントマーク２２２ｄ及フォトマスク２３０の左上のアライメントマーク２３２ｄの中心が、レーザー照射跡３２１及び３２２の各々と重なるように、基板５０２のＸＹ方向の位置、水平度及び回転方向が調整される。
【００４７】
そして、第５の露光位置において、第１の露光位置で転写された開口パターン２１１の端縁（図４Ｅの下側に位置する）に繋がるように、開口パターン２２１ａが転写され、第１の露光位置で転写された開口パターン２３１の端縁（図４Ｅの上側に位置する）に繋がるように、開口パターン２２１ｂが転写され、第１の露光位置で転写された開口パターン２２１ａの端縁（図４Ｅの上側に位置する）に繋がるように、開口パターン２１１が転写され、第１の露光位置で転写された開口パターン２２１ｂの端縁（図４Ｅの下側に位置する）に繋がるように、開口パターン２３１が転写される。
【００４８】
以降の第６〜８の露光位置においても、第５の露光位置と同様に、前列処理ステージ６１２で形成されたレーザー照射跡と、フォトマスクのアライメントマークとの位置関係から、基板とフォトマスクとの位置合わせを行った後、フォトレジスト上に開口パターンが順次転写される。この結果、図４Ｆに示すように、基板５０２上に、４行×４列のマトリクス状にブラックマトリクスのパターンが良好な位置精度で転写される。
【００４９】
その後、基板５０２は受渡部６１５から下流装置に搬出され、例えば、現像及び洗浄が行われる。そして、ブラックマトリクスが形成された基板５０２に、カラーレジストを塗布して、基板上の所定位置に着色パターンを露光する。当該着色パターンの露光は、カラーフィルタを構成する色数に応じて繰り返し行う。この結果、基板上に複数のチップが多面付けされたカラーフィルタ基板が形成される。尚、基板上に着色パターンを露光するには、第２の実施形態の露光装置１０２を用いても良いし、他の公知の露光装置（例えば、１枚のフォトマスクで基板全面を一括露光するもの）を用いても良い。
【００５０】
尚、上記した第１及び第２の実施形態では、フォトマスクの構成を図３及び６に示すものに特定しているが、特にこれらに限定されず、アライメントマーク、開口部、基準マークの数、形状、配置等は、露光装置の構成や露光パターンに応じて最適なものを選択すれば良い。
【００５１】
また、上記した第１及び第２の実施形態では、基板とフォトマスクとを相対的に移動する搬送機構は、基板のみを搬送していたが、特にこれに限定されない。例えば、第１の実施形態において、基板を固定し、フォトマスクを移動しても良い。
【００５２】
更に、上記した第１及び第２の実施形態では、アライメントマークとレーザー照射跡とが重なるようにして、基板とフォトマスクとの位置合わせを行っているが、特にこれに限定されない。つまり、アライメントマークとレーザー照射跡とが重ならなくても、両者が所定の位置関係となるように、基板及びフォトマスクの位置を調整すれば良い。
【００５３】
更に、上記した第１及び第２の実施形態では、基板上に露光する回数を特定しているが、これらに限定されるものではない。例えば、第１の実施形態において、更に小さなフォトマスクを用いて、露光及びレーザー照射を行う工程の繰り返し回数を増やしても良い。また、第２の実施形態において、より多くの露光ヘッドを用いて、露光及びレーザー照射の工程を繰り返しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、例えば、基板上にカラーフィルタを構成するブラックマトリクスを露光する露光装置として用いることができる。
【符号の説明】
【００５５】
１０１、１０２ 露光装置
２００、２１０、２２０、２３０ フォトマスク
２０１、２１１、２２１ａ、２２１ｂ、２３１ 開口パターン
２０２ａ〜２０２ｄ、２１２ａ〜２１２ｄ、２２２ａ〜２２２ｄ、２３２ａ〜２３２ｄ アライメントマーク
２０３ａ〜２０３ｄ、２１３ｃ、２１３ｄ、２２３ｃ、２２３ｄ、２３３ｃ、２３３ｄ 開口部
２０４ａ〜２０４ｄ、２１４ｃ、２１４ｄ、２２４ｃ、２２４ｄ、２３４ｃ、２３４ｄ 基準マーク
３００ａ〜３００ｄ レーザー照射装置
３１１〜３１５、３２１〜３２８ レーザー照射跡
４００ａ〜４００ｄ 位置合わせ機構
５０１、５０２ 基板
６０１、６０２ 搬送機構
７０１〜７０６ 露光ヘッド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の露光と、前記基板とフォトマスクとの相対移動とを繰り返し、前記基板上の異なる位置にフォトマスクのパターンを繰り返し形成する露光装置であって、
光源と、
前記光源の下方に配置され、アライメントマークを有するフォトマスクと、
前記基板と前記フォトマスクとを相対的に移動させる搬送機構と、
前記基板上のフォトレジストを露光する際に、前記フォトレジストの一部にレーザーを照射するレーザー照射装置と、
前記露光と、前記レーザーの照射とを行った後に、次の露光位置まで前記基板と前記フォトマスクとを相対的に移動させる際に、前記フォトレジスト上に形成された前記レーザーの照射跡と、前記フォトマスクのアライメントマークとが所定の位置関係となるように、前記フォトマスクと、前記基板との位置合わせを行う位置合わせ機構とを備える、露光装置。
【請求項２】
前記フォトマスクは、基準マークを有し、
前記レーザー照射装置は、前記基板の平面方向に移動可能であり、前記基準マークを基準として、前記レーザーが照射する位置を調整する、請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記フォトマスクは、前記フォトレジストに照射されるレーザーを透過させる開口を有し、前記レーザー照射装置は、前記開口を通じてレーザーを前記フォトレジストに照射する、請求項１または２に記載の露光装置。
【請求項４】
基板の露光と、前記基板とフォトマスクとの相対移動とを繰り返し、前記基板上の異なる位置に前記フォトマスクのパターンを繰り返し形成する露光方法であって、
前記基板に塗布されたフォトレジストに露光を行い、前記フォトレジストの一部にレーザーを照射する第１の工程と、
前記第１の工程の次の露光位置まで、前記基板と前記フォトマスクとを相対的に移動させ、前記フォトレジスト上に形成された前記レーザーの照射跡と、前記フォトマスクのアライメントマークが所定の位置関係となるように、前記基板と前記フォトマスクとの位置合わせを行う第２の工程と、
前記第１の工程と、前記第２の工程とを交互に所定回数だけ繰り返した後、前記第２の工程で前記基板と前記フォトマスクとの位置合わせを行った後、前記基板に塗布されたフォトレジストに露光を行う第３の工程とを備える、露光方法。
【請求項５】
前記第３の工程では、前記基板に塗布されたフォトレジストに露光を行う際に、更に、前記フォトレジストの一部にレーザーを照射し、
前記第１又は第３の工程で形成された前記レーザーの照射跡と、前記フォトマスクのアライメントマークとが所定の位置関係となるように、前記基板と前記フォトマスクとの位置合わせを行う第４の工程と、
前記第４の工程において、前記基板と前記フォトマスクとの位置合わせを行った後、前記基板に塗布されたフォトレジストに露光を行う第５の工程とを更に備え、
前記第３の工程を行った後、前記第４の工程と、前記第５の工程とを交互に所定回数だけ繰り返す、請求項４に記載の露光方法。
【請求項６】
基板上に複数のカラーフィルタを露光する、カラーフィルタの製造方法であって、
請求項４に記載する露光方法によって、前記基板上に、ブラックマトリクスのパターンを形成し、
前記ブラックマトリクスを形成した基板上にカラーレジストを塗布し、前記基板上の所定位置に着色パターンを露光する工程を、前記カラーフィルタを構成する色数に応じて繰り返す、カラーフィルタの製造方法。
【請求項１】
基板の露光と、前記基板とフォトマスクとの相対移動とを繰り返し、前記基板上の異なる位置にフォトマスクのパターンを繰り返し形成する露光装置であって、
光源と、
前記光源の下方に配置され、アライメントマークを有するフォトマスクと、
前記基板と前記フォトマスクとを相対的に移動させる搬送機構と、
前記基板上のフォトレジストを露光する際に、前記フォトレジストの一部にレーザーを照射するレーザー照射装置と、
前記露光と、前記レーザーの照射とを行った後に、次の露光位置まで前記基板と前記フォトマスクとを相対的に移動させる際に、前記フォトレジスト上に形成された前記レーザーの照射跡と、前記フォトマスクのアライメントマークとが所定の位置関係となるように、前記フォトマスクと、前記基板との位置合わせを行う位置合わせ機構とを備える、露光装置。
【請求項２】
前記フォトマスクは、基準マークを有し、
前記レーザー照射装置は、前記基板の平面方向に移動可能であり、前記基準マークを基準として、前記レーザーが照射する位置を調整する、請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記フォトマスクは、前記フォトレジストに照射されるレーザーを透過させる開口を有し、前記レーザー照射装置は、前記開口を通じてレーザーを前記フォトレジストに照射する、請求項１または２に記載の露光装置。
【請求項４】
基板の露光と、前記基板とフォトマスクとの相対移動とを繰り返し、前記基板上の異なる位置に前記フォトマスクのパターンを繰り返し形成する露光方法であって、
前記基板に塗布されたフォトレジストに露光を行い、前記フォトレジストの一部にレーザーを照射する第１の工程と、
前記第１の工程の次の露光位置まで、前記基板と前記フォトマスクとを相対的に移動させ、前記フォトレジスト上に形成された前記レーザーの照射跡と、前記フォトマスクのアライメントマークが所定の位置関係となるように、前記基板と前記フォトマスクとの位置合わせを行う第２の工程と、
前記第１の工程と、前記第２の工程とを交互に所定回数だけ繰り返した後、前記第２の工程で前記基板と前記フォトマスクとの位置合わせを行った後、前記基板に塗布されたフォトレジストに露光を行う第３の工程とを備える、露光方法。
【請求項５】
前記第３の工程では、前記基板に塗布されたフォトレジストに露光を行う際に、更に、前記フォトレジストの一部にレーザーを照射し、
前記第１又は第３の工程で形成された前記レーザーの照射跡と、前記フォトマスクのアライメントマークとが所定の位置関係となるように、前記基板と前記フォトマスクとの位置合わせを行う第４の工程と、
前記第４の工程において、前記基板と前記フォトマスクとの位置合わせを行った後、前記基板に塗布されたフォトレジストに露光を行う第５の工程とを更に備え、
前記第３の工程を行った後、前記第４の工程と、前記第５の工程とを交互に所定回数だけ繰り返す、請求項４に記載の露光方法。
【請求項６】
基板上に複数のカラーフィルタを露光する、カラーフィルタの製造方法であって、
請求項４に記載する露光方法によって、前記基板上に、ブラックマトリクスのパターンを形成し、
前記ブラックマトリクスを形成した基板上にカラーレジストを塗布し、前記基板上の所定位置に着色パターンを露光する工程を、前記カラーフィルタを構成する色数に応じて繰り返す、カラーフィルタの製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図４Ｆ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図１Ｄ】
【図１Ｅ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図４Ｄ】
【図４Ｅ】
【図４Ｆ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図６Ｃ】
【公開番号】特開２０１２−９８３７３（Ｐ２０１２−９８３７３Ａ）
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２４４１２２（Ｐ２０１０−２４４１２２）
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月２４日（２０１２．５．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２９日（２０１０．１０．２９）
【出願人】（０００００３１９３）凸版印刷株式会社 (10,630)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]