TWI578096B - 校正用光罩及校正方法 - Google Patents

Description

校正用光罩及校正方法

本發明係關於一種校正用光罩及校正方法，特別是關於一種用於測定用於控制曝光裝置曝光位置之影像感測器的分解度之校正用光罩及校正方法。

以往在液晶顯示裝置之濾色片等的基板之曝光裝置方面，專利文獻(WO2007/113933)提出一種關於曝光裝置的技術，已知其係以在此基板上使具有應被曝光的曝光圖案之曝光用光罩接近前述基板的狀態，一面使此基板與光罩相對地在一定方向連續移動，一面利用曝光位置調整機構進行與移動方向成直角的方向的基板和曝光光罩的曝光位置調整，一面將曝光光照射於前述曝光光罩，使曝光圖案轉印曝光於基板上的曝光裝置。

前述曝光位置調整機構利用由複數個受光元件構成的影像感測器(例如線CCD(Charge Coupled Device Image Sensor；電荷耦合元件影像感測器)攝影機)，同時影像辨識預先形成於基板上的黑色矩陣等成為基準的既有圖案與光罩上的基準圖案，檢測光罩上的基準圖案對於此既有圖案的距離，並控制成修正偏移。

前述曝光裝置會因線CCD攝影機的分解度而影響前述修正的精度。線CCD攝影機的分解度除了安裝於CCD攝影機之受光元件上的聚光透鏡的倍率之外，隨著前述光罩及前述基板與線CCD攝影機形成的角度也會如下(請參閱第6圖(B))產生誤差。

第6圖為用於說明從上方看校正用光罩部35之影像感測器部25的位置與校正用光罩部35特定部分的位置關係的概略圖，例如如第6圖(A)所示，校正用光罩部35以影像感測器部25為基準而平行設有遮蔽線時，分解度可正確地測定。若參照第6圖(A)而進行說明，則可利用公式(1)算出分解度資訊。

分解度=d/(P2-P1)…公式(1)

然而，如第6圖(B)所示，校正用光罩部35以影像感測器部25為基準而傾斜預定的角度θ設置時，雖然如公式(2)般地算出分解度資訊，但因無法測定角度θ而不能算出正確的分解度資訊。例如，分解度誤差會產生如以公式(3)所求出的誤差。

分解度=d/(P4-P3)…公式(2)

分解度誤差=(d-1)×cos θ/(P4-P3)…公式(3)

另一方面，雖然線CCD攝影機之前述聚光透鏡的倍率可事前確認，但前述光罩及前述基板與線CCD攝影機形成的角度實測困難，需要事前確認線CCD攝影機分解度的作業，需要將曝光用光罩和基板設置於實際的曝光裝置之後進行的預備作業。然而，基板為大型，排列有複數個曝光光罩，各曝光光罩獨立且線CCD對應著，而有前述作業繁雜的問題。

於是，本發明有鑑於上述情況，其目的在於提供一種可容易測定調整曝光裝置曝光位置之影像感測器的分解度之校正用光罩及測定使用該光罩的曝光裝置之前述影像感測器分解度的校正方法。

本發明之校正用光罩具備：光罩部，其係具備用於取得影像的影像取得窗口；玻璃面部，其係使用接著層接著於光罩部下方側且影像取得窗口附近，由玻璃材料所構成；及遮蔽線群，其係在影像取得窗口及玻璃面部上分別設有由遮蔽材料所構成的遮蔽線。

其中，「校正」，係指校正關於使用於調整曝光裝置曝光位置之影像感測器的分解度之資訊。

本發明之校正用光罩的遮蔽線群可以分別平行設有：以橫越影像取得窗口的方式配置於玻璃面部上方的由遮蔽材料所構成的至少兩條以上的遮蔽線、及以橫越影像取得窗口的方式配置於光罩部下方側之面上的由遮蔽材料所構成的至少兩條以上的遮蔽線。本發明之校正用光罩可以在光罩部之面上具備複數個對準標記。

本發明之校正用光罩可以在配置於玻璃面部上方的遮蔽線數量為三條以上時，該遮蔽線係以均等間隔配置。本發明之校正用光罩可以在在配置於光罩下方側之面上的遮蔽線數量為三條以上時，該遮蔽線係以均等間隔配置。

本發明之校正方法係測定曝光裝置之分解度的校正方法，使光穿透校正用光罩，接收除遮蔽線群外所穿透之光，從該所接收之光的上方轉換為影像資訊，基於影像資訊測定分解度資訊，前述校正用光罩係具備：光罩部，其係具備用於取得影像的影像取得窗口；玻璃面部，其係使 用接著層接著於光罩部下方側且影像取得窗口附近，由玻璃材料所構成；及遮蔽線群，其係在影像取得窗口及玻璃面部上分別設有由遮蔽材料所構成的遮蔽線。

藉由本發明之校正用光罩及校正方法，不使用被曝光對象的基板而可容易測定對應於複數個曝光用光罩之獨立影像感測器的分解度。藉由本發明之校正用光罩及校正方法，由於通過影像取得窗口，利用具備後述之多焦點功能的影像感測器拍攝具備用於取得影像的影像取得窗口之光罩部、使用接著層接著於光罩部下方側且影像取得窗口附近的由玻璃材料所構成之玻璃面部、及在影像取得窗口及玻璃面部上分別設有由遮蔽材料所構成的遮蔽線之遮蔽線群，藉此將各遮蔽線群成像於影像感測器之複數個受光元件上，所以可如後述，由此影像正確地測定影像感測器的分解度。

4‧‧‧圖案

5‧‧‧基板

10‧‧‧基板搬送部

20‧‧‧影像檢測光源部

21‧‧‧遮光部

22‧‧‧曝光窗口

23‧‧‧影像取得窗口

25‧‧‧影像感測器部

25a‧‧‧光調整板

35‧‧‧光罩部

37‧‧‧光罩部

40‧‧‧玻璃面部

45‧‧‧遮蔽線

45a~45g‧‧‧遮蔽線

46‧‧‧遮蔽線

47‧‧‧遮蔽線

47a~47c‧‧‧遮蔽線

49‧‧‧接著層

50‧‧‧曝光部

55‧‧‧影像處理部

60‧‧‧曝光控制部

70‧‧‧光罩部位置調整單元

75a~75d‧‧‧對準標記

80a~80d‧‧‧影像取得窗口

85‧‧‧光罩ID

87a~87b‧‧‧曝光窗口

100‧‧‧曝光裝置

200‧‧‧曝光裝置

1L1~L12‧‧‧線

a‧‧‧搬送方向

第1圖為本發明的曝光裝置構造示意圖。

第2圖為本發明的光罩部構造示意圖。

第3圖為本發明的光罩部之影像取得窗口示意圖。

第4圖為本發明的光罩部與玻璃面部之關係示意圖。

第5圖為本發明的光罩部與玻璃面部之構造詳細示意圖。

第6圖為本發明的光罩部之影像感測器部的位置與光罩部部分的位置關係示意圖。

第7圖為本發明的光罩部之對準標記及光罩部部分的位置關係示意圖。

第8圖為本發明的光罩部之影像感測器部與光罩部部分的位置關係示意圖。

第9圖為本發明的影像感測器部所取得的影像資訊例示意圖。

第10圖為本發明的影像感測器部之分解度後將校正用光罩部交換成曝光用光罩而進行曝光的曝光裝置構造示意圖。

第11圖為本發明的曝光用光罩部與基板的構造示意圖。

第12圖為本發明的影像感測器部之兩焦點功能示意圖。

茲就成為本發明實施例的校正用光罩及測定使用此校正用光罩的曝光裝置之影像感測器分解度的校正方法，請一面參照第1圖一面進行說明。

第2圖為本發明之實施例的校正用光罩部35構造示意圖。光罩部35具有對準標記75a~75d、影像取得窗口(線CCD觀察窗口)80a~80d、光罩ID85、曝光窗口87a及87b，如第4圖所示，在影像取得窗口80的下方配置成貼附玻璃面部40。如第5圖所示，光罩部35利用接著層49接著玻璃面部40。玻璃面部40係使用接著層接著於光罩部35的基板側且影像取得窗口80附近的下側，由玻璃材料所構成。將此接著層49與玻璃面部40的高度設定成和第10圖所示的曝光裝置200之光罩部37下面與基板5上面之間的長度大致相同。

如第3圖及第5圖所示，在玻璃面部40的上面(光罩部35 側)以橫越影像取得窗口80的方式均等間隔地平行設有由遮蔽材料所構成的至少兩條以上的遮蔽線45a~45g，在光罩部35下方側之面上以橫越影像取得窗口80的方式平行設有由遮蔽材料所構成的至少兩條以上的遮蔽線47a~47c。對準標記75a~75d係在光罩部35之曝光部50側之面上備有複數個，以保持和基板的位置關係為目的。此外，使用於遮蔽線45a~45g及遮蔽線47a~47c的遮蔽材料係利用鉻(Cr)等。

其中，本發明的校正用光罩部35，就曝光裝置之影像感測器分解度的測定方法，請一面參照第1圖~第10圖一面進行說明。第1圖為使用校正用光罩部35計測用於調整曝光位置之影像感測器部25分解度的曝光裝置100構造示意圖。曝光裝置100係將曝光裝置200(請參照第10圖)之曝光用光罩部37(請參照第11圖)更換成校正用光罩部35的狀態，係未配置曝光對象的基板的狀態，使用校正用光罩部35進行曝光裝置之影像感測器部25分解度的測定時，係以第1圖的狀態進行。

曝光裝置100具備可搬送基板的基板搬送部10、校正用光罩部35、及由從該光罩部35之影像取得窗口80穿透之光的資訊轉換成影像資訊的影像感測器部(線CCD攝影機)25，並且具備基於由影像感測器部25取得的影像資訊而測定影像感測器部(線CCD攝影機)25分解度的影像處理部55。

其中，曝光裝置100具備：搬送基板的基板搬送部10；可從光罩部35上方照射曝光光的曝光部50；為使光罩部35的影像資訊取得而從光罩部35下方照射光的影像檢測光源部20；位於光罩部35上方，接收影像檢測光源部20之光，取得影像資訊的影像感測器部(線CCD攝影 機)25；基於以影像感測器部25取得的影像資訊而測定影像感測器部(線CCD攝影機)25分解度的影像處理部55；及光罩部位置調整單元70。

其中，影像處理部55係測定前述影像感測器部(線CCD攝影機)25分解度之後，在曝光步驟中，由來自影像感測器部(線CCD攝影機)25之曝光用光罩部37的基準標記和基板上的基準標記之影像算出曝光用光罩部37與基板5的位移量，根據其結果，傳送信號到光罩部位置調整單元70，利用光罩部位置調整單元70進行曝光用光罩部37的位置調整。此外，曝光裝置100也可以具備可基於所測定到的前述分解度資訊而控制曝光部50曝光位置的曝光控制部60。

其中，校正用光罩部35係為測定分解度而被利用，所以不需要從曝光部50照射。因此，校正用光罩部35也可以不具備曝光窗口，但以下說明的校正用光罩部35係以具備曝光窗口者作為一例而進行說明。

基板搬送部10搬送基板。例如，如第10圖所示，基板搬送部10載置基板5而向預定的搬送方向搬送，在基板5的搬送方向並排設有於上面具有噴出氣體的多數噴出孔與吸引氣體的多數吸引孔的複數個單位平台，在藉由氣體噴出與吸引的平衡而使基板5僅預定量浮在複數個單位平台上的狀態下，利用搬送輥支持基板5的兩端緣部而進行搬送。第10圖所示的曝光裝置200係在使用校正用光罩部35測定定位用影像感測器部25的分解度後，將校正用光罩部35更換成曝光用光罩部37，對於基板5進行曝光。

曝光部50照射紫外線，例如曝光波長區為280~400nm。此外，曝光部50照射紫外線，具體而言，為雷射振盪器或氙閃光燈等。此外， 在曝光部50上可以搭載光積分元件，使從曝光部50照射的曝光光橫剖面內的亮度分布均勻。此光積分元件可以是蠅眼透鏡、棒狀透鏡或光管等。

此外，搭載於曝光部50上的聚光透鏡係使曝光光成為平行光，使其照射於後述的曝光裝置200之曝光用光罩部37。曝光部50依據曝光控制部60的控制指令進行曝光。如第7圖所示，校正用光罩部35之對準標記75a~75d係用於確認校正用光罩部35的設定位置和影像感測器部25的位置關係是否為平行。

利用影像感測器部25拍攝校正用光罩部35之對準標記75a~75d，以影像處理部55處理其影像，用於確認校正用光罩部35的設定位置和影像感測器部25的位置關係是否為平行。

光罩部位置調整單元70依據來自影像處理部55之校正用光罩部35的設定位置和影像感測器部25的位置關係之資訊，調整校正用光罩部35的位置，使校正用光罩部35的設定位置和影像感測器部25的位置關係成為平行。

其中，影像取得窗口(影像感測器用觀察窗口)80a~80d可穿透從影像檢測光源部20照射之光。光罩ID85記述校正用光罩部35的識別號碼。曝光窗口87a及87b使從曝光部50照射的曝光光穿透。第3圖為放大光罩部35之影像取得窗口80之圖。此外，第4圖為顯示校正用光罩部35與玻璃面部40的關係之圖。

其中，第5圖為顯示光罩部35與玻璃面部40之構造詳細之圖。影像處理部55基於從接收除遮蔽線群45a~45g及47a~47c外所穿透之光的影像感測器部25取得的影像資訊而測定影像感測器部25的分解度資 訊。曝光控制部60基於由影像處理部55所測定的分解度資訊而控制曝光部50的曝光開始及停止位置。

就使用本發明的校正用光罩部35測定曝光裝置100之影像感測器部25分解度的校正方法詳細地進行說明。此校正方法為測定曝光裝置100分解度的方法，使光穿透上述的校正用光罩，接收除遮蔽線群外所穿透之光，從該所接收之光的上方轉換為影像資訊，基於影像資訊測定分解度資訊，上述校正用光罩係具備：光罩部35，其係具備用於取得影像的影像取得窗口80；玻璃面部40，其係使用接著層接著於光罩部35下方側且影像取得窗口80附近，由玻璃材料所構成；及遮蔽線群，其係在影像取得窗口80及玻璃面部40上分別設有由遮蔽材料所構成的遮蔽線。如第7圖所示，使影像檢測光源部20點亮，將校正用光罩部35從下側照射照明光，首先，利用影像感測器部25拍攝對準標記75a及75b，以影像處理部55處理其影像，算出連結對準標記75a及75b之中心的假想線和影像感測器部25形成的角度。

為了所算出的角度成為最小，以光罩部位置調整單元70使校正用光罩部35旋轉(繞與校正用光罩部35之面垂直的軸周圍旋轉)，使校正用光罩部35與影像感測器部25平行地設置。

其中，利用影像感測器部25藉由接收除遮蔽線45a~45g與高度和該遮蔽線45a~45g不同的遮蔽線47a~47c外所穿透之光而取得影像資訊。此時，影像感測器部25係以聚焦區域對於拍攝遮蔽線45a~45g的區域與拍攝遮蔽線47a~47c的區域之各區域不同的方式取得影像資訊。影像感測器部25為多重焦點攝影機，例如為如第12圖所示的焦點為兩個的雙 重焦點攝影機。具體而言，可將焦點對準玻璃面部40上的遮蔽線45a~45g與面對光罩部35的遮蔽線47a~47c之各遮蔽線，就可清晰地拍攝雙方。如第12圖所示，使光調整板25a介於影像感測器部25的視野一半之間，就可對於焦點深度不同之玻璃面部40上的遮蔽線45a~45g及光罩部35的遮蔽線47同時清晰。然後，影像處理部55利用其影像資訊與影像感測器部25上的遮蔽線間隔的距離測定分解度。

其中，遮蔽線45a~45g與遮蔽線47a~47c之高度位置的距離設定為和曝光裝置之曝光間隙同等的距離。具體而言，於採用近接曝光方式之際，曝光裝置200係以光罩部37與基板5的間隙(例如約100μm)為曝光間隙。

影像感測器部25如此藉由使用高度不同的遮蔽線45a~45g及遮蔽線47a~47c，可各聚焦區域測定分解度資訊。第8圖為用於說明從上方看校正用光罩部35的影像感測器部25與光罩部35特定部分之位置關係的概念圖。如第8圖所示，影像感測器部25係以聚焦區域對於拍攝遮蔽線45a~45g的區域與拍攝高度和此遮蔽線45a~45g不同之遮蔽線47a~47c的區域之各區域不同的方式取得影像資訊。

影像處理部55利用其影像資訊與影像感測器部25上的遮蔽線間隔的距離測定分解度。影像感測器部25設定複數個區域，以便使焦點距離不同，影像處理部55可對各所設定的區域測定分解度資訊。如第8圖所示，影像處理部55使用公式(4)、公式(5)算出不同的聚焦區域即平板聚焦區域(Plate Focus Area)與光罩聚焦區域(Mask Focus Area)。

分解度(Plate Focus Area)=d1/(p2-p1)…公式(4)

分解度(Mask Focus Area)=d2/(p4-p3)…公式(5)

如此，影像處理部55可對各不同的聚焦區域算出分解度。

請參閱第9圖為顯示由影像感測器部25所取得的影像資訊例之圖。如第9圖所示，聚焦區域分為曝光間隙(Gap)100~180μm、平板聚焦區域、曝光間隙(Gap)200~300μm。例如，曝光間隙(Gap)100~180μm表示由遮蔽線所遮光的線L1~線L3。此外，同樣地，平板聚焦區域以L4~L9表示。此平板聚焦區域的情況，線L5、線L8為由和線L4、線L6、線L9不同的遮蔽線所遮光的線。此外，曝光間隙(Gap)200~300μm表示由遮蔽線所遮光的線L10~線L12。如此，分解度測定部可對各不同的聚焦區域算出分解度。

請參閱第10圖所示的曝光裝置200係將校正用光罩部35交換成曝光用光罩部37，具備基於上述的分解度資訊而控制曝光部50曝光位置的曝光控制部60，曝光控制部60將上述高度不同的遮蔽線之間的距離設定為曝光的間隙距離。

具備校正用光罩部35的曝光裝置100具備如上述的構造。再者，關於校正用光罩部35之對準標記75a~47d，也可以利用和影像感測器部25不同的影像感測器讀取，確認校正用光罩部35的設定位置和影像感測器部25的位置關係是否為平行。

其中，就將曝光裝置100之校正用光罩部35交換成曝光用光罩部37的曝光裝置200進行說明。

曝光裝置200藉由使用由曝光裝置100所算出的影像感測器部25之分解度資訊，進行曝光控制，實際對於基板5進行曝光。

曝光裝置200具備：搬送基板5的基板搬送部10；從基板5上方照射曝光光的曝光部50；為使基板5的影像資訊取得而從基板5下方照射光的影像檢測光源部20；位於基板5上方，接收影像檢測光源部20之光，取得影像資訊的影像感測器部25；具備配置於基板搬送部10與曝光部50之間的使從曝光部50照射的曝光光一部分穿透之曝光窗口22及使從影像檢測光源部20照射之光一部分穿透之影像取得窗口23的曝光用光罩部37；基於由曝光裝置100所算出的分解度資訊而控制曝光部50曝光位置的曝光控制部60；及光罩部位置調整單元70。基板5為玻璃基板。此外，基板5也可以是形成有配線圖案的TFT基板、濾色基板。

請參閱第11圖為概略地顯示曝光用光罩部37與基板5的構造之圖。曝光用光罩部37在由石英玻璃等構成的透明基板表面具有形成為預定圖案的遮光部與曝光窗口。圖中的箭頭表示基板5的搬送方向a。此曝光用光罩部37例如具備下述構造：沿著基板搬送方向a的直角方向以預定的間距並排形成有縱長狹縫形狀的曝光窗口22。在第11圖中，實施了遮光處理的區域表示遮光部21，未實施的區域表示曝光窗口22。在曝光用光罩部37對於基板5的搬送開始側形成有橫長狹縫形狀的影像取得窗口23。而且，在影像取得窗口23形成有遮蔽線46。遮光部21係由，例如鉻等所遮光。此外，遮蔽線46也由鉻等的遮蔽材料所構成。

影像感測器部25經由曝光用光罩部37之影像取得窗口23而拍攝預先形成於基板5上的既有圖案，例如閘極匯流排線、源極匯流排線或黑色矩陣。此時，影像感測器部25進行用於影像檢測平行地形成於基板5搬送方向a的圖中縱向延伸的既有圖案4之開始端至另一方結束端的 攝影。影像感測器部25藉由影像感測器部25的攝影，影像檢測以在影像取得窗口23下方帶狀流動的方式移動的既有圖案4。

影像感測器部25在攝影的期間，在影像取得窗口23下方移動的既有圖案4向對於基板5的搬送方向a成為直角的方向偏移時，利用影像處理部55從其影像資料算出偏移量，利用光罩部位置調整單元70進行用於調整符合其偏移量之曝光用光罩部37位置的移動。如此，藉由控制追隨既有圖案4之曝光用光罩部37的移動來進行對準調整。藉此，曝光部50對於沿著既有圖案4的位置進行正確的曝光。

10‧‧‧基板搬送部

20‧‧‧影像檢測光源部

25‧‧‧影像感測器部

35‧‧‧光罩部

40‧‧‧玻璃面部

50‧‧‧曝光部

55‧‧‧影像處理部

60‧‧‧曝光控制部

70‧‧‧光罩部位置調整單元

100‧‧‧曝光裝置

Claims (6)

1. 一種用於曝光裝置的校正用光罩，其特徵在於具備：光罩部，其係具備用於取得影像的影像取得窗口；玻璃面部，其係使用接著層接著於前述光罩部下方側且前述影像取得窗口附近，由玻璃材料所構成；及遮蔽線群，其係在前述影像取得窗口及前述玻璃面部上分別設有由遮蔽材料所構成的遮蔽線。
2. 如申請專利範圍第1項所述之校正用光罩，其中前述遮蔽線群係分別平行設有：以橫越前述影像取得窗口的方式配置於前述玻璃面部上方的由遮蔽材料所構成的至少兩條以上的遮蔽線、及以橫越前述影像取得窗口的方式配置於前述光罩部下方側之面上的由遮蔽材料所構成的至少兩條以上的遮蔽線。
3. 如申請專利範圍第1或2項之任一項所述之校正用光罩，其中前述校正用光罩在前述光罩部之面上具備複數個對準標記。
4. 如申請專利範圍第3項所述之校正用光罩，其中在配置於前述玻璃面部上方的遮蔽線數量為三條以上時，該遮蔽線係以均等間隔配置。
5. 如申請專利範圍第4項所述中任一項之校正用光罩，其中在配置於前述光罩部下方側之面上的遮蔽線數量為三條以上時，該遮蔽線係以均等間隔配置。
6. 一種校正方法，係測定曝光裝置之分解度的校正方法，其特徵在於：使光穿透校正用光罩，接收除遮蔽線群外所穿透之光，從該所接收之光的上方轉換為影像資訊，基於前述影像資訊測定分解度資訊，前述校正 用光罩係具備：光罩部，其係具備用於取得影像的影像取得窗口；玻璃面部，其係使用接著層接著於前述光罩部下方側且前述影像取得窗口附近，由玻璃材料所構成；及遮蔽線群，其係在前述影像取得窗口及前述玻璃面部上分別設有由遮蔽材料所構成的遮蔽線。