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JP5145530B2 - フォトマスク及びそれを用いた露光方法 - Google Patents

フォトマスク及びそれを用いた露光方法 Download PDF

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Description

本発明は、透明基材の一面に形成された遮光膜に設けられたマスクパターンの像を感光性樹脂を塗布した基板に転写して露光パターを形成するフォトマスクに関し、詳しくは、基板に予め形成された基準パターンに対する露光パターンの重ね合わせ精度を向上しようとするフォトマスク及びそれを用いた露光方法に係るものである。
従来のフォトマスクは、感光性樹脂を塗布した基板に転写されるパターンの直線部を短く形成したマスクパターンと、所定の位置に基板との位置合わせをするためのアライメントマークとを備えていた（例えば、特許文献１参照）。そして、このようなフォトマスクを用いて行なう露光は、露光開始前に上記アライメントマークと基板のアライメントマークとの位置合わせをし、その後上記フォトマスクと、フォトマスクを介して上記基板に露光光を照射するための光照射装置とを、基板を含む所定のエリア内で基板の面に平行な面内を２軸方向に相対的に移動又は停止し、フォトマスクの上記基板に対する相対的移動中又は停止時に露光光を照射して、基板上に直線状に延びる露光パターンを形成するようになっていた。これにより、小型のフォトマスクであっても基板に直線状の露光パターンを効率よく形成することができるようになっていた。
特開平１１−２３７７４４号公報
しかし、このような従来のフォトマスクにおいては、マスクパターンと基板に予め形成された基準パターンとの位置合わせを、フォトマスク自身のアライメントマークと基板のアライメントマークとによって間接的に行なうようにしたものであって、基板に形成された基準パターンを直接観察しながら、該基準パターンに対してマスクパターンを位置合わせできるようにしたものではなかった。したがって、露光パターンと基板の基準パターンとの重ね合わせ精度は、フォトマスクのマスクパターンとそのアライメントマークとの間の形成精度及び基板の基準パターンとそのアライメントマークとの間の形成精度によって決まり、該形成精度が十分でない場合には、上記重ね合わせ精度も悪くなっていた。特に、基板が大型のものである場合には、上記各アライメントマークと各パターンとの間の形成精度はより厳しいものとなり、その位置合わせはより困難であった。
また、上記従来のフォトマスクは、露光開始前にフォトマスク自身のアライメントマークと基板のアライメントマークとの位置合わせをするようにしたもので、露光実行中には両アライメントマークの位置合わせをすることができなかった。したがって、露光開始前の位置合わせが不十分であると露光パターンと基準パターンとの位置合わせ精度も悪くなっていた。さらに、基板の移動誤差による位置ずれを補正することができないので、上記位置合わせ精度を向上することができなかった。
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、感光性樹脂を塗布した基板に予め形成された基準パターンに対する露光パターンの重ね合わせ精度を向上しようとするフォトマスク及びそれを用いた露光方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第１の発明によるフォトマスクは、透明基材及び該透明基材の一面に形成された遮光膜からなり、所定方向に搬送中の基板に対して位置合わせ可能に構成されたフォトマスクであって、前記基板の搬送方向と直交する方向に並べて前記遮光膜に形成され、露光光が通る複数のマスクパターンと、前記複数のマスクパターンの前記基板搬送方向手前側の前記遮光膜に、前記複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成され、対向して搬送される前記基板の表面を観察可能とする覗き窓と、を設けたものである。
このような構成により、透明基材の一面に形成された遮光膜に基板の搬送方向と直交する方向に並べて形成された複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成された覗き窓を通して対向して搬送される基板の表面を観察することにより、該搬送中の基板に対して位置合わせされた後、上記複数のマスクパターンを通して基板に露光光を照射する。
また、前記透明基材の少なくとも一面に、可視光を透過し紫外線を反射又は吸収する波長選択性膜を前記覗き窓を覆って形成したものである。これにより、透明基材の少なくとも一面に、覗き窓を覆って形成した波長選択性膜で可視光を透過し、紫外線を反射又は吸収する。
また、第２の発明によるフォトマスクは、透明基材及び該透明基材の一面に形成された遮光膜からなり、所定方向に搬送中の基板に対して位置合わせ可能に構成されたフォトマスクであって、前記基板の搬送方向と直交する方向に並べて前記遮光膜に形成され、露光光が通る複数のマスクパターンと、前記複数のマスクパターンの前記基板搬送方向手前側の前記遮光膜に、前記複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成され、対向して搬送される前記基板の表面を観察可能とする覗き窓と、前記覗き窓内、又は前記基板の搬送方向と直交する方向の前記覗き窓の一端部側方に前記複数のマスクパターンのうち少なくとも一つと所定の位置関係を有して形成され、前記基板との位置合わせをするためのマスク側アライメントマークと、を設けたものである。
このような構成により、透明基材の一面に形成された遮光膜に基板の搬送方向と直交する方向に並べて形成された複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成された覗き窓を通して対向して搬送される基板の表面を観察することにより、上記覗き窓内、又は覗き窓の一端部側方に上記複数のマスクパターンのうち少なくとも一つと所定の位置関係を有して形成されたマスク側アライメントマークで基板に対して位置合わせされた後、上記複数のマスクパターンを通して基板に露光光を照射する。
さらに、記透明基材の少なくとも一面に、可視光を透過し紫外線を反射又は吸収する波長選択性膜を前記覗き窓及びマスク側アライメントマークを覆って形成したものである。これにより、透明基材の少なくとも一面に、覗き窓及びマスク側アライメントマークを覆って形成した波長選択性膜で可視光を透過し、紫外線を反射又は吸収する。
さらに、第３の発明による露光方法は、透明基材の一面に形成された遮光膜に一方向に並べて形成され、露光光が通る複数のマスクパターンと、前記複数のマスクパターンの並び方向と交差する側の前記遮光膜に、前記複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成され、対向して所定方向に搬送中の基板の表面を観察可能とする覗き窓と、を設けたフォトマスクを用いて行なう露光方法であって、前記フォトマスクを前記覗き窓が前記複数のマスクパターンに対して基板の搬送方向手前側となるようにして配置する段階と、前記複数のマスクパターンの並び方向と交差する方向に感光性樹脂を塗布した基板を搬送する段階と、撮像手段により前記覗き窓を通して前記基板の表面を撮像し、該基板に形成された基準パターンに対して所定の位置関係に設定された基板の基準位置を検出する段階と、前記検出された基板の基準位置と、前記フォトマスクの複数のマスクパターンのいずれか一つとの水平距離が所定値となるように前記フォトマスクを前記基板の搬送方向と交差する方向に移動して前記基板とフォトマスクとの位置合わせをする段階と、を行なうものである。
このような構成により、フォトマスクを複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成された覗き窓が複数のマスクパターンに対して基板の搬送方向手前側となるようにして配置し、複数のマスクパターンの並び方向と交差する方向に感光性樹脂を塗布した基板を搬送し、撮像手段で上記覗き窓を通して基板の表面を撮像して該基板に形成された基準パターンに対して所定の位置関係に設定された基準位置を検出し、上記検出された基板の基準位置と、上記フォトマスクの複数のマスクパターンのいずれか一つとの水平距離が所定値となるように上記フォトマスクを上記基板の搬送方向と交差する方向に移動して基板とフォトマスクとの位置合わせをする。
また、第４の発明による露光方法は、透明基材の一面に形成された遮光膜に一方向に並べて形成され、露光光が通る複数のマスクパターンと、前記複数のマスクパターンの並び方向と交差する側の前記遮光膜に、前記複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成され、対向して所定方向に搬送中の基板の表面を観察可能とする覗き窓と、前記覗き窓内、又は前記基板の搬送方向と交差する方向の前記覗き窓の一端部側方に前記複数のマスクパターンのうち少なくとも一つと所定の位置関係を有して形成され、前記基板との位置合わせをするためのマスク側アライメントマークと、を設けたフォトマスクを用いて行なう露光方法であって、前記フォトマスクを前記覗き窓が前記複数のマスクパターンに対して基板の搬送方向手前側となるようにして配置する段階と、前記複数のマスクパターンの並び方向と交差する方向に感光性樹脂を塗布した基板を搬送する段階と、撮像手段により前記覗き窓を通して前記基板の表面を撮像し、該基板に形成された基準パターンに対して所定の位置関係に設定された基準位置を検出する段階と、前記撮像手段により前記フォトマスクのマスク側アライメントマークを撮像してその位置を検出する段階と、前記検出された基板の基準位置と前記フォトマスクのマスク側アライメントマークとの水平距離が所定値となるように前記フォトマスクを前記基板の搬送方向と交差する方向に移動して前記基板とフォトマスクとの位置合わせをする段階と、を行なうものである。
このような構成により、フォトマスクを複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成された覗き窓が複数のマスクパターンに対して基板の搬送方向手前側となるようにして配置し、複数のマスクパターンの並び方向と交差する方向に感光性樹脂を塗布した基板を搬送し、撮像手段で上記覗き窓を通して基板の表面を撮像して該基板に形成された基準パターンに対して所定の位置関係に設定された基準位置を検出し、撮像手段で上記フォトマスクに上記複数のマスクパターンのうち少なくとも一つと所定の位置関係を有して形成されたマスク側アライメントマークを撮像してその位置を検出し、上記検出された基板の基準位置と上記フォトマスクのマスク側アライメントマークの位置との水平距離が所定値となるように上記フォトマスクを上記基板の搬送方向と交差する方向に移動して基板とフォトマスクとの位置合わせをする。
さらに、前記基板の基準位置を検出する段階と、前記フォトマスクのマスク側アライメントマークの位置を検出する段階とは、同時に実行される。これにより、基板の基準位置を検出と、フォトマスクのマスク側アライメントマークの位置とを同時に検出する。
また、前記基板は、その一端部に前記フォトマスクのマスク側アライメントマークと位置合わせをするための基板側アライメントマークを前記基準パターンと所定の位置関係を有して形成したものである。これにより、基板の一端部に基準パターンと所定の位置関係を有して形成された基板側アライメントマークとフォトマスクのマスク側アライメントマークとを位置合わせする。
さらに、前記基板は、前記基板側アライメントマークを形成した端部が搬送方向先頭側となるようにして搬送されるものである。これにより、基板側アライメントマークが形成された端部を先頭にして基板を搬送する。
そして、前記基板を搬送しながら、前記基板とフォトマスクとの位置合わせをする段階の前に、前記基板側アライメントマークの位置と前記フォトマスクのマスク側アライメントマークの位置との水平距離が所定値となるように前記フォトマスクを前記基板の搬送方向と交差する方向に移動して該基板とフォトマスクとの位置合わせの粗調整をするものである。これにより、基板を搬送しながら、先ず、基板側アライメントマークの位置とフォトマスクのマスク側アライメントマークの位置との水平距離が所定値となるようにフォトマスクを基板の搬送方向と交差する方向に移動して基板とフォトマスクとの位置合わせの粗調整をし、その後、基板の基準位置とマスク側アライメントマークの位置との水平距離が所定値となるようにフォトマスクを移動して基板とフォトマスクとの位置合わせをする。
請求項１に係る発明によれば、複数のマスクパターンに近接した位置で覗き窓を通して基板に予め形成された基準パターンを直接観察することができる。したがって、上記覗き窓を通して上記基準パターンに予め設定した基準位置と上記複数のマスクパターンとのずれを検出して、該ずれ量が所定の値となるように補正することができ、上記複数のマスクパターンと基板の基準パターンとの位置合わせをすることができる。これにより、両パターンの位置合わせ精度を向上することができる。特に、本発明によれば、複数のマスクパターンの並び方向の側方に覗き窓を形成しているので、基板の搬送方向の手前側に上記覗き窓が位置するようにして上記基板に対向して配設すれば、基板を所定方向に搬送しながら行なう露光実行中においても、上記覗き窓を通して基板の基準パターンを観察し、マスクパターンと基板の基準パターンとの位置合わせを行なうことができる。したがって、基板の移動誤差を補正して上記マスクパターンによる露光パターンと上記基板の基準パターンとの重ね合わせ精度を向上することができる。
また、請求項２に係る発明によれば、覗き窓を通して紫外線が基板を照射するのを防止することができる。したがって、基板上に露光パターンに重ねて上記覗き窓が露光されるのを防止することができる。
さらに、請求項３に係る発明によれば、上記請求項１に係る発明と同様に、露光パターンと基板の基準パターンとの重ね合わせ精度を向上することができる。特に、覗き窓内、又は覗き窓の一端部側方にマスク側アライメントマークを形成しているので、基板の搬送方向先頭端部に基板側アライメントマークを形成すれば、上記覗く窓を通して観察される基板側アライメントマークと上記マスク側アライメントマークとに基づいて基板とフォトマスクとの位置合わせの粗調整をすることができる。したがって、露光パターンと基板の基準パターンとの重ね合わせ精度をより向上することができる。
そして、請求項４に係る発明によれば、基板上に露光パターンに重ねて覗き窓及びマスク側アライメントマークが露光されるのを防止することができる。
また、請求項５に係る発明によれば、基板を所定方向に搬送しながら行なう露光実行中においても、上記覗き窓を通して基板の基準パターンを観察し、マスクパターンと基板の基準パターンとの位置合わせを行なうことができる。したがって、基板の移動誤差を補正して上記マスクパターンによる露光パターンと上記基板の基準パターンとの重ね合わせ精度を向上することができる。
さらに、請求項６に係る発明によれば、マスク側アライメントマークに基づいて基板とフォトマスクとの位置合わせをすることができる。したがって、マスクパターンによる露光パターンと基板の基準パターンとの重ね合わせ精度をより向上することができる。
また、請求項７に係る発明によれば、アライメント処理速度を向上することができる。
さらに、請求項８〜１０に係る発明によれば、フォトマスクのマスクパターンと基板の基準パターンとの位置合わせを行なう前にフォトマスクと基板との粗調整を行なうことができ、マスクパターンによる露光パターンと基板の基準パターンとの重ね合わせ精度をより一層向上することができる。
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明によるフォトマスクの実施形態を示す平面図であり、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図、図３は図１のＹ−Ｙ線断面図である。このフォトマスク１は、基板を所定方向に移動しながら行なう露光実行中にもマスクパターンと基板の基準パターンとの位置合わせを可能とするもので、透明基材２と、遮光膜３と、マスクパターン４と、覗き窓５と、マスク側アライメントマーク１２とを備えて構成されている。以下、上記基板がカラーフィルタ基板の場合について説明する。
上記透明基材２は、紫外線及び可視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。
図２又は図３に示すように、上記透明基材２の一方の面２ａには、遮光膜３が形成されている。この遮光膜３は、露光光を遮光するものであり、不透明な例えばクロム（Ｃｒ）の薄膜で形成されている。
上記遮光膜３には、図１に示すように、一方向に並べて複数のマスクパターン４が形成されている。この複数のマスクパターン４は、露光光を通す所定形状の開口であり、対向して搬送される図４に示すカラーフィルタ基板６に露光光を照射可能とし、カラーフィルタ基板６上に形成された基準パターンとしてのブラックマトリクス７のピクセル８上に転写されるものである。そして、例えば上記ピクセル８の幅と略一致した幅を有して上記並び方向と直交する方向に長い矩形状とされ、上記ピクセル８の３ピッチ間隔と一致した間隔で形成されている。また、図１に示すように、例えば中央部に位置するマスクパターン４ａの左端縁部が基準位置Ｓ１として予め設定されている。
また、図２に示すように、透明基材２の他方の面２ｂにて上記マスクパターン４の形成領域に対応した領域９（図１参照）には、紫外線反射防止膜１０が形成され露光光に含まれる紫外線成分の透過効率が向上されている。
上記遮光膜３には、上記複数のマスクパターン４に近接した位置に、その並び方向と交差する側に覗き窓５が形成されている。この覗き窓５は、対向して搬送される図４に示すカラーフィルタ基板６の表面を観察可能にするためのものであり、図示省略の撮像手段で上記基板側アライメントマーク１１の位置及びブラックマトリクス７の例えば図４に示すように中央部に位置するピクセル８ａの左上端隅部に予め設定された基準位置Ｓ２を検出可能となっている。そして、図１に示すように、上記複数のマスクパターン４の並び方向に平行して中央側から一方の端部２ｃに向かって延びて矩形状に形成されている。
上記遮光膜３には、上記覗き窓５の一端部側方に中央側から他方の端部２ｄに向かって並べて複数のマスク側アライメントマーク１２が形成されている。この複数のマスク側アライメントマーク１２は、上記マスクパターン４に予め設定された基準位置Ｓ１と上記カラーフィルタ基板６の基準パターンとしてのピクセル８に予め設定された基準位置Ｓ２との位置合わせをするためのものであり、上記複数のマスクパターン４に対応して形成されている。さらに、その形成位置は、図１においてマスク側アライメントマーク１２の左側縁部が対応するマスクパターン４の左側縁部と一致するようにされている。そして、例えば、遮光膜３の中央部側に形成されたマスク側アライメントマーク１２が基準マーク１２ａとして予め設定されている。これにより、上記基準マーク１２ａと上記カラーフィルタ基板６の基板側アライメントマーク１１とが所定の位置関係となるように位置調整されることにより、上記マスクパターン４の基準位置Ｓ１とカラーフィルタ基板６の基準位置Ｓ２とが位置合わせできるようになっている。なお、上記マスク側アライメントマーク１２は、上記複数のマスクパターン４のうち例えば上記基準マーク１２ａと所定の位置関係を有して一つ形成されてもよい。また、上記カラーフィルタ基板６の基準位置Ｓ２はピクセル８に形成されたものに限られず、ピクセル８に対して所定の位置関係を有していればどこに設定されてもよい。
また、図３に示すように、透明基材２の他方の面２ｂにて上記覗き窓５及びマスク側アライメントマーク１２の形成領域に対応した領域１３（図１参照）には、可視光を透過し紫外線を反射又は吸収する波長選択性膜１４が形成され、露光光に含まれる紫外線成分が上記覗き窓５及びマスク側アライメントマーク１２を通してカラーフィルタ基板６に照射し、カラーフィルタ基板６に塗布されたカラーレジストを露光するのを防止できるようになっている。
次に、このように構成されたフォトマスク１を用いて行う露光方法について説明する。
ここで、使用されるカラーフィルタ基板６は、図４に示すように、透明なガラス基板の一面にＣｒ等からなる不透明膜が形成され、同図に示すように露光領域１５内に多数のピクセル８がマトリクス状に形成されたものである。さらに、露光領域１５の一端部１５ａ側の略中央部に、上記フォトマスク１に予め設定された基準位置Ｓ１と上記カラーフィルタ基板６に予め設定された基準位置Ｓ２との位置ずれを補正してアライメントをとるために、上記ピクセル８と所定の位置関係を有して細長状の基板側アライメントマーク１１が一つ形成されている。また、上記基板側アライメントマーク１１の側方には、中央部から一方の端部６ａに向かって並べて複数のアライメント確認マーク１６がピクセル８に対応させてピクセル８の配列の３ピッチ間隔と一致した間隔で形成されている。なお、上記基板側アライメントマーク１１及びアライメント確認マーク１６は、図４においてそれぞれ各マークの左側縁部と対応するピクセル８の左側縁部とが一致するように形成されている。
このように形成されたカラーフィルタ基板６は、上面に感光性樹脂として所定のカラーレジストが塗布され、露光領域１５の上記基板側アライメントマーク１１を形成した端部１５ａ側を図４に矢印Ａで示す搬送方向の先頭側に位置させて図示省略の搬送手段によって一定の速度で搬送される。
一方、フォトマスク１は、覗き窓５が形成された側の端部２ｅを図１に矢印Ａで示す搬送方向の手前側に位置させ、遮光膜３を形成した面２ａを下にして搬送されるカラーフィルタ基板６の上面に近接対向して配置される。
このような状態で、フォトマスク１に形成された覗き窓５を通してカラーフィルタ基板６上の基板側アライメントマーク１１、アライメント確認マーク１６及びピクセル８が図示省略の撮像手段によって撮像される。ここで、上記撮像手段は、カラーフィルタ基板６に平行な面内にて搬送方向と直交する方向に一直線状に並べて多数の受光素子を有するラインＣＣＤである。
この場合、先ず、図５に示すようにカラーフィルタ基板６の基板側アライメントマーク１１とフォトマスク１のマスク側アライメントマーク１２とが同時に撮像される。このとき、基板側アライメントマーク１１を検出した撮像手段の受光素子のセル番号と、上記フォトマスク１の基準マーク１２ａを検出した撮像手段の受光素子のセル番号とが読み取られ、図示省略の演算部でその距離Ｌが演算される。そして、予め設定して記憶された所定の距離Ｌ0と比較される。
ここで、図５に示すように、カラーフィルタ基板６に対してフォトマスク１が矢印Ｂ方向にずれている場合には、図６に示すように、基板側アライメントマーク１１と基準マーク１２ａとの水平距離ＬがＬ0又はＬ0±ｘ（ｘは許容値）となるようにフォトマスク１が矢印Ｃ方向に移動される。これにより、フォトマスク１の基準位置Ｓ１とカラーフィルタ基板６の基準位置Ｓ２とが所定の許容範囲内で合致することとなる。
次に、図６に示すように、フォトマスク１の覗き窓５を通してカラーフィルタ基板６のアライメント確認マーク１６とフォトマスク１のマスク側アライメントマーク１２とが撮像手段によって同時に撮像される。そして、各アライメント確認マーク１６を検出した受光素子のセル番号、及びフォトマスク１の各マスク側アライメントマーク１２を検出した受光素子のセル番号が読み取られ、演算部で各セル番号の平均値が演算される。その平均値は、アライメント調整直後に上記カラーフィルタ基板６の基板側アライメントマーク１１を検出した撮像手段の受光素子のセル番号と比較され、両者が所定の許容範囲内で一致した場合には、アライメントが確実に行なわれたと判断して露光光がフォトマスク１に照射される。これにより、フォトマスク１のマスクパターン４の像がカラーフィルタ基板６のピクセル８上に転写される。なお、上記平均値とセル番号とが不一致の場合には、例えばカラーフィルタ基板６が別種類のもの、又はブラックマトリクス７の形成不良品と判断し、この場合には露光を停止して警報する。
その後は、撮像手段で撮像された画像データと記憶部に記憶されたカラーフィルタ基板６の基準位置Ｓ２のルックアップテーブル（ＬＵＴ）とが比較され、基準位置Ｓ２が検出される。そして、図７に示すように、上記基準位置Ｓ２を検出した撮像手段の受光素子のセル番号と、フォトマスク１の基準マーク１２ａを検出した受光素子のセル番号とが比較され、両者の水平距離ＬがＬ０又はＬ０±ｘとなるようにフォトマスク１が矢印Ｂ，Ｃ方向に微動される。また、必要に応じてフォトマスク１は、その面の中心を中心軸として回動調整される。これにより、カラーフィルタ基板６が矢印Ａで示す搬送方向と直交する方向に振れながら搬送されてもフォトマスク１はそれに追従して動き、目標とする位置にフォトマスク１のマスクパターン４の像が精度よく転写されることになる。
この場合、フォトマスク１の透明基材２の他方の面２ｂにてマスクパターン４の形成領域に対応した領域９には、露光光に含まれる紫外線成分の反射防止膜１０が形成されているので、紫外線は該反射防止膜１０で反射が抑制されて効率よくフォトマスク１のマスクパターン４を通り抜ける。そして、カラーフィルタ基板６上のカラーレジストを効率よく露光する。
一方、フォトマスク１の他方の面２ｂにて覗き窓５及びマスク側アライメントマーク１２の形成領域に対応した領域１３には、可視光を透過し紫外線を反射又は吸収する波長選択性膜１４が形成されているので、上記覗き窓５及びマスク側アライメントマーク１２を照射した露光光の紫外線成分は、上記波長選択性膜１４で反射又は吸収される。したがって、露光光の紫外線成分が覗き窓５及びマスク側アライメントマーク１２を通ってカラーフィルタ基板６に照射することがない。
そのため、覗き窓５及びマスク側アライメントマーク１２がマスクパターン４に近接して搬送方向に先後して形成されていても、上記覗き窓５及びマスク側アライメントマーク１２の像がカラーフィルタ基板６の露光領域１５に転写されることがない。
一方、可視光は、上記波長選択性膜１４を透過するので上記覗き窓５を通してカラーフィルタ基板６の基板側アライメントマーク１１、アライメント確認マーク１６及びピクセル８を観察することができる。したがって、カラーフィルタ基板６を搬送しながらマスクパターン４と近接した位置で覗き窓５を通してカラーフィルタ基板６の基板側アライメントマーク１１及びピクセル８の位置を確認し、フォトマスク１の基準位置Ｓ１とカラーフィルタ基板６の基準位置Ｓ２との位置合わせをすることができ、両者の位置合わせ精度を従来に増して向上することができる。
なお、上記実施形態において、マスク側アライメントマーク１２、基板側アライメントマーク１１及びアライメント確認マーク１６は、矢印Ａ方向に細長状に延びた形状に形成されたものであったが、本発明はこれに限られず、撮像手段の受光素子により検出可能であれば矩形状又は線状であってもよく、又はカラーフィルタ基板６のピクセル８の幅と略等しい幅に形成されてもよい。また、以上の説明においては、基板側アライメントマーク１１が一つの場合について述べたが、本発明はこれに限られず、所定間隔に複数形成されてもよい。
また、上記実施形態においては、カラーフィルタ基板６に基板側アライメントマーク１１及びアライメント確認マーク１６を形成した場合について説明したが、本発明はこれに限られず、上記基板側アライメントマーク１１及びアライメント確認マーク１６はなくてもよい。この場合、露光領域１５の搬送方向両側方の所定位置に別のアライメントマークを形成し、それに対応してフォトマスク１の両端部にもアライメントマークを形成し、カラーフィルタ基板６を搬送する前に両アライメントマークによってアライメントの粗調整をし、露光実行中は、撮像手段で覗き窓５を通してピクセル８の基準位置Ｓ２を検出して前述の方法により位置合わせを行なってもよい。
さらに、上記実施形態においては、マスク側アライメントマーク１２が覗き窓５の一端部側方に並べて形成された場合について説明したが、本発明はこれに限られず、覗き窓５を透明基材２の一方の端部２ｃ側から他方の端部２ｄ側まで延びて長く形成し、その内部にマスク側アライメントマーク１２を形成してもよい。この場合、マスク側アライメントマーク１２は、不透明膜で例えば細長状に形成されたものである。
また、上記マスク側アライメントマーク１２はなくてもよい。この場合、マスクパターン１２の基準位置Ｓ１と所定の位置関係を有する撮像手段の受光素子を予め基準受光素子として定めておき、該基準受光素子と上記基板側アライメントマーク１１又はカラーフィルタ基板６の基準位置Ｓ２を検出した受光素子との距離が所定の距離となるように位置合わせすれば、フォトマスク１とカラーフィルタ基板６との位置合わせが可能となる。
さらに、以上の説明においては、露光光がマスクパターン４、覗き窓５及びマスク側アライメントマーク１２を照射する場合について述べたが、本発明はこれに限られず、露光光を絞って覗き窓５及びマスク側アライメントマーク１２には露光光が照射されないようにしてもよい。この場合には、可視光を透過し紫外線を反射又は吸収する波長選択性膜１４は、覗き窓５及びマスク側アライメントマーク１２を覆って形成されなくてもよい。
そして、以上の説明においては、基板がカラーフィルタ基板６である場合について述べたが、本発明はこれに限られず、ストライプ状の露光パターンを形成するものであれば如何なるものであってもよい。
本発明によるフォトマスクの実施形態を示す平面図である。 図１のＸ−Ｘ線断面図である。 図１のＹ−Ｙ線断面図である。 上記フォトマスクと対向して搬送されるカラーフィルタ基板の一構成例を示す平面図である。 上記フォトマスクとカラーフィルタ基板との位置合わせを説明する図であり、調整前の状態を示す説明図である。 上記フォトマスクとカラーフィルタ基板との位置合わせを説明する図であり、調整後の状態を示す説明図である。 上記フォトマスクとカラーフィルタ基板との位置合わせを説明する図であり、露光実行中の微調整を示す説明図である。
符号の説明
１…フォトマスク
２…透明基材
２ａ…一方の面
２ｂ…他方の面
３…遮光膜
４…マスクパターン
５…覗き窓
６…カラーフィルタ基板（基板）
８…ピクセル（基準パターン）
１０…反射防止膜
１１…基板側アライメントマーク
１２…マスク側アライメントマーク
１４…波長選択性膜
Ｓ１…フォトマスクの基準位置
Ｓ２…カラーフィルタ基板の基準位置

Claims (10)

  1. 透明基材及び該透明基材の一面に形成された遮光膜からなり、所定方向に搬送中の基板に対して位置合わせ可能に構成されたフォトマスクであって、
    前記基板の搬送方向と直交する方向に並べて前記遮光膜に形成され、露光光が通る複数のマスクパターンと、
    前記複数のマスクパターンの前記基板搬送方向手前側の前記遮光膜に、前記複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成され、対向して搬送される前記基板の表面を観察可能とする覗き窓と、
    を設けたことを特徴とするフォトマスク。
  2. 前記透明基材の少なくとも一面に、可視光を透過し紫外線を反射又は吸収する波長選択性膜を前記覗き窓を覆って形成したことを特徴とする請求項１記載のフォトマスク。
  3. 透明基材及び該透明基材の一面に形成された遮光膜からなり、所定方向に搬送中の基板に対して位置合わせ可能に構成されたフォトマスクであって、
    前記基板の搬送方向と直交する方向に並べて前記遮光膜に形成され、露光光が通る複数のマスクパターンと、
    前記複数のマスクパターンの前記基板搬送方向手前側の前記遮光膜に、前記複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成され、対向して搬送される前記基板の表面を観察可能とする覗き窓と、
    前記覗き窓内、又は前記基板の搬送方向と直交する方向の前記覗き窓の一端部側方に前記複数のマスクパターンのうち少なくとも一つと所定の位置関係を有して形成され、前記基板との位置合わせをするためのマスク側アライメントマークと、
    を設けたことを特徴とするフォトマスク。
  4. 前記透明基材の少なくとも一面に、可視光を透過し紫外線を反射又は吸収する波長選択性膜を前記覗き窓及びマスク側アライメントマークを覆って形成したことを特徴とする請求項３記載のフォトマスク。
  5. 透明基材の一面に形成された遮光膜に一方向に並べて形成され、露光光が通る複数のマスクパターンと、前記複数のマスクパターンの並び方向と交差する側の前記遮光膜に、前記複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成され、対向して所定方向に搬送中の基板の表面を観察可能とする覗き窓と、を設けたフォトマスクを用いて行なう露光方法であって、
    前記フォトマスクを前記覗き窓が前記複数のマスクパターンに対して基板の搬送方向手前側となるようにして配置する段階と、
    前記複数のマスクパターンの並び方向と交差する方向に感光性樹脂を塗布した基板を搬送する段階と、
    撮像手段により前記覗き窓を通して前記基板の表面を撮像し、該基板に形成された基準パターンに対して所定の位置関係に設定された基板の基準位置を検出する段階と、
    前記検出された基板の基準位置と、前記フォトマスクの複数のマスクパターンのいずれか一つとの水平距離が所定値となるように前記フォトマスクを前記基板の搬送方向と交差する方向に移動して前記基板とフォトマスクとの位置合わせをする段階と、
    を行なうことを特徴とする露光方法。
  6. 透明基材の一面に形成された遮光膜に一方向に並べて形成され、露光光が通る複数のマスクパターンと、前記複数のマスクパターンの並び方向と交差する側の前記遮光膜に、前記複数のマスクパターンの並び方向に平行に延びて長く形成され、対向して所定方向に搬送中の基板の表面を観察可能とする覗き窓と、前記覗き窓内、又は前記基板の搬送方向と交差する方向の前記覗き窓の一端部側方に前記複数のマスクパターンのうち少なくとも一つと所定の位置関係を有して形成され、前記基板との位置合わせをするためのマスク側アライメントマークと、を設けたフォトマスクを用いて行なう露光方法であって、
    前記フォトマスクを前記覗き窓が前記複数のマスクパターンに対して基板の搬送方向手前側となるようにして配置する段階と、
    前記複数のマスクパターンの並び方向と交差する方向に感光性樹脂を塗布した基板を搬送する段階と、
    撮像手段により前記覗き窓を通して前記基板の表面を撮像し、該基板に形成された基準パターンに対して所定の位置関係に設定された基準位置を検出する段階と、
    前記撮像手段により前記フォトマスクのマスク側アライメントマークを撮像してその位置を検出する段階と、
    前記検出された基板の基準位置と前記フォトマスクのマスク側アライメントマークとの水平距離が所定値となるように前記フォトマスクを前記基板の搬送方向と交差する方向に移動して前記基板とフォトマスクとの位置合わせをする段階と、
    を行なうことを特徴とする露光方法。
  7. 前記基板の基準位置を検出する段階と、前記フォトマスクのマスク側アライメントマークの位置を検出する段階とは、同時に実行されることを特徴とする請求項６記載の露光方法。
  8. 前記基板は、その一端部に前記フォトマスクのマスク側アライメントマークと位置合わせをするための基板側アライメントマークを前記基準パターンと所定の位置関係を有して形成したことを特徴とする請求項６又は７記載の露光方法。
  9. 前記基板は、前記基板側アライメントマークを形成した端部が搬送方向先頭側となるようにして搬送されることを特徴とする請求項８記載の露光方法。
  10. 前記基板を搬送しながら、前記基板とフォトマスクとの位置合わせをする段階の前に、前記基板側アライメントマークの位置と前記フォトマスクのマスク側アライメントマークの位置との水平距離が所定値となるように前記フォトマスクを前記基板の搬送方向と交差する方向に移動して該基板とフォトマスクとの位置合わせの粗調整をすることを特徴とする請求項９記載の露光方法。
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