JP2003177548A - 反射遮光型のシャッタを備えた光照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 反射遮光型のシャッタを備えた光照射装置に
おいて、光源への反射光の入射を防止する。 【解決手段】 光源１と、前記光源から出射した光Ｌに
対して変位する反射遮光型のシャッタ１０とを備える。
前記シャッタ１０は、前記光と対向する位置で当該光を
透過する開口部１０ａと、前記光と対向する位置で当該
光を前記光源に入射しない方向へ反射して遮光する反射
遮光部１０ｂとを備える。これによって、シャッタの反
射遮光部で光源への光の入射を防止することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光源から出射し
た光を該光源側に反射して遮光する反射遮光型のシャッ
タを備えた光照射装置に関する。本発明の係る光照射装
置は、例えば、液晶ディスプレイやプラズマディスプレ
イ等のフラットパネルディスプレイの製造工程において
露光対象基板であるガラス基板やカラーフィルタ等の面
上にパターンを形成する露光装置に適用することができ
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：Liquid Cry
stal Display）は、ＣＲＴ（CathodeRay Tube）に比べ
て薄型化、軽量化が可能であるため、ＣＴＶ（Color Te
levision）やＯＡ機器等のディスプレイ装置として採用
され、画面サイズも１０型以上の大型化が図られ、より
一層の高精細化及びカラー化が押し進められている。液
晶ディスプレイは、フォトリソグラフィ技術によりガラ
ス基板の表面に微細なパターンを描画して作られる。露
光装置は、フォトマスクの微細パターンをガラス基板上
に投影・転写するものである。

【０００３】露光装置としては、マスクパターンをレン
ズまたはミラーを用いてガラス基板上に投影するプロジ
ェクション方式と、フォトマスクとガラス基板との間に
微小なギャップを設けてマスクパターンをガラス基板上
に転写するプロキシミティ方式とがある。プロキシミテ
ィ方式の露光装置は、プロジェクション方式に比べてパ
ターン解像性能が劣るものの、照射光学系が非常にシン
プルであり、スループットが高く、装置コストから見た
コストパフォーマンスも優れており、生産性の高い量産
用装置に適したものである。

【０００４】上記のプロキシミティ方式の露光装置は、
露光チャック、チルティングＺステージ、ガラス基板ア
ライメントステージ、マスクホルダなどを含んで構成さ
れたアライメントステージユニットを備える。アライメ
ントステージユニットでは、ガラス基板を露光チャック
によって吸着保持し、パターン形成用のフォトマスクを
マスクホルダによって吸着保持する。そして、チルティ
ングＺステージやガラス基板アライメントステージなど
を用いて、フォトマスクとガラス基板とのプリアライメ
ント、プロキシミティギャップ制御及びアライメントな
どを行う。しかる後に、フォトマスクのパターン形成領
域に照射光学系である光照射装置から露光用の光を照射
することによって、当該フォトマスクのパターン形成領
域に形成されているマスクパターンをガラス基板面上に
転写する。

【０００５】従来、上記の露光装置に適用される光照射
装置として、例えば、図３に示すものが知られている。
図３において、（ａ）は、従来の光照射装置の概略構成
を示す側面図、（ｂ）は、（ａ）に示されるシャッタの
正面図である。図３（ａ）に示す光照射装置Ａは、光源
１の水銀ランプなどの光源ランプ１ａから出射した露光
用の光Ｌを第１平面鏡２で反射遮光型のシャッタ３に反
射する。シャッタ３は、第１平面鏡２からの光Ｌの光線
軸Ｌｃに対して垂直に配置されてなり、同図（ｂ）に示
されるように、光Ｌを透過する開口部３ａと、光Ｌを反
射して遮光する反射遮光部３ｂとを備える。反射遮光部
３ｂは、光Ｌから熱を吸収しないように鏡面仕上げ加工
が施されている。シャッタ３では、駆動モータＭで所定
角度だけ回転されることによって透過部３ａや反射部３
ｂが光Ｌと対向する位置に変位する。すなわち、開口部
３ａが光Ｌと対向する位置に変位した場合に、該開口部
３ａから光Ｌを透過し、反射遮光部３ｂが光Ｌと対向す
る位置に変位した場合には、該反射遮光部３ｂで光Ｌを
光源１側に反射して遮光する。

【０００６】シャッタ板３ａの開口部３ａを透過した光
Ｌは、同図（ａ）に示されるように、フライアイレンズ
４に入射する。フライアイレンズ４では、その光Ｌが通
過することで当該光Ｌの照射強度を均一にすると共にフ
ォトマスクＭの照射エリアＭａに応じた大きさの集束光
を生成する。フライアイレンズ４を通過した光Ｌは、第
２平面鏡５によって凹面鏡６に反射される。凹面鏡６で
は、第２平面鏡５からの光Ｌを平行光にして第３平面鏡
７に反射する。第３平面鏡７では、凹面鏡６からの光Ｌ
をフォトマスクＭのパターン形成領域Ｍａに照射する。
これによって、フォトマスクＭのパターン形成領域Ｍａ
に形成されているマスクパターンがガラス基板Ｐの基板
面上に転写される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来知られた光
照射装置Ａでは、シャッタ３が光Ｌの光線軸Ｌｃに対し
て垂直に配置されているので、当該シャッタ３の反射遮
光部３ｂで反射した反射光Ｌ’は、図１（ｃ）に示され
るように、第１平面鏡２に戻り、該第１平面鏡２で反射
して光源１に入射することが予想される。この場合、同
図に示されるように、光源１に入射した反射光Ｌ’のう
ち、一部の反射光Ｌ’が光源ランプ１ａを照射すること
になるので、該光源ランプ１ａの温度が許容温度付近ま
で上昇して、該光源ランプ１ａの性能を損なう恐れがあ
るだけでなく、該光源ランプ１ａが破損してしまうこと
が考えられる。

【０００８】本発明は、上記の点に鑑みて為されたもの
で、光源への反射光の入射を防止することのできる光照
射装置を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光照射装置
は、光源と、前記光源から出射した光に対して変位する
反射遮光型のシャッタであって、該光と対向する位置で
当該光を透過する開口部と、該光と対向する位置で当該
光を該光源に入射しない方向へ反射して遮光する反射遮
光部とを備えるシャッタとを具えたものである。これに
よれば、光をシャッタの反射遮光部によって光源に入射
しない方向へ反射できるので、該反射遮光部で反射した
反射光が光源に入射することを防止することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を添付図面
に従って説明する。図１において、（ａ）は、本発明に
係る光照射装置Ｂの一実施例の概略構成を示す側面図、
（ｂ）は、（ａ）に示されるシャッタ１０の正面図、
（ｃ）は、シャッタ１０の反射遮光部１０ｂで反射した
反射光Ｌ’の光路の説明図、（ｄ）は、反射光Ｌ’を吸
収する光吸収部材１２の一例を示す説明図である。な
お、本実施の形態では、図１に示す光照射装置Ｂと図３
に示す従来の光照射装置Ａとの構成上の差異を明確にす
るため、従来の光照射装置Ａと共通する部材には同一の
符号を付す。

【００１１】図１（ａ）において、光照射装置Ｂは、光
源１と、第１平面鏡２と、シャッタ１０と、フライアイ
レンズ４と、第２平面鏡５と、凹面鏡６と、第３平面鏡
７と、該シャッタ１０を回転駆動する駆動モータＭなど
を含んで構成される。光源１は、露光用の光Ｌを出射す
るものであり、水銀ランプなどの光源ランプ１ａと、該
光源ランプ１ａの周囲に設けられた楕円鏡１ｂなどを備
える。光源１では、光源ランプ１ａが点灯して放射する
光Ｌを楕円鏡１ｂで集束して第１平面鏡２に出射する。
第１平面鏡２では、光源１から出射した光Ｌをシャッタ
１０に反射する。

【００１２】シャッタ１０は、その中心部近傍から外周
縁までの部位１０ｃを第１平面鏡２側に折り曲げて断面
形状がほぼ「く」の字形となるように形成される。その
折り曲げ部１０ｃには、同図（ｂ）に示されるように、
第１平面鏡２からの光Ｌを透過する開口部１０ａと、第
１平面鏡２からの光Ｌを反射して遮光する反射遮光部１
０ｂとが設けられる。反射遮光部１０ｂには、光Ｌから
熱を吸収しないように鏡面仕上げ加工が施されている。
同図（ｃ）に示されるように、反射遮光部１０ｂと光Ｌ
の光線軸Ｌｃとのなす角度θは、反射遮光部１０ｂで反
射した光Ｌの反射光Ｌ’が光源１に入射しない角度に設
定されている。したがって、反射遮光部１０ｂは、光Ｌ
の光線軸Ｌｃと角度θをなして斜めに配置される。

【００１３】シャッタ１０では、駆動モータＭで所定角
度だけ回転されることによって開口部１０ａや反射遮光
部１０ｂが光Ｌと対向する位置に変位する。すなわち、
同図（ａ）に示されるように、開口部１０ａが光Ｌと対
向する位置に変位した場合に、該開口部１０ａから光Ｌ
を透過する。一方、同図（ｃ）に示されるように、反射
遮光部１０ｂが光Ｌと対向する位置に変位した場合に
は、該反射遮光部１０ｂで光Ｌを光源１に入射しない方
向へ反射して遮光する。反射遮光部１０ｂで反射した光
Ｌの反射光Ｌ’は光源１に入射しないので、その反射光
Ｌ’で光源ランプ１ａが照射されることはない。これに
よって、光源ランプ１ａの性能を損なうことや、光源ラ
ンプ１ａの破損を防止することができるようになる。

【００１４】反射遮光部１０ｂを反射した光Ｌの反射光
Ｌ７は、同図（ｃ）に示されるように、例えば、光照射
装置Ｂに設けられた光吸収板１１に入射される。光吸収
板１１には、一例として、反射光Ｌ’を受ける受光領域
１１ａが黒色に着色され、その着色受光領域で反射光
Ｌ’を吸収する。また、他の例として、光吸収板１１の
受光領域１１ａには、同図（ｄ）に示されるように、反
射光Ｌ’に対して所定の角度θαだけ傾く多数の針１２
ａを隣接して備える光吸収部材１２を配置してもよい。
この光吸収部材１２は、本件出願人が既に出願した特開
平７−２８０７１９号公報に詳しく記載されているの
で、ここでは、該光吸収部材１２による光の吸収原理を
簡単に説明する。光吸収部材１２において、多数の針１
２ａが反射光Ｌ’に対して角度θαだけ傾いているの
で、反射光Ｌ’が隣合う針１２ａ間の先端部分で反射を
繰り返し行い最終的に隣接部に達することで吸収される
ものである。

【００１５】シャッタ１０の開口部１０ａを透過した光
Ｌは、従来の光照射装置Ａと同じように、同図（ａ）に
示されるフライアイレンズ４、第２平面鏡５、凹面鏡
６、第３平面鏡７を介してフォトマスクＭのパターン形
成領域Ｍａに照射される。これによって、フォトマスク
Ｍのパターン形成領域Ｍａに形成されているマスクパタ
ーンがガラス基板Ｐの基板面上に転写される。

【００１６】本実施の形態に示す光照射装置Ｂは、フォ
トマスクのパターン形成領域に露光用の光を照射してガ
ラス基板面上にマスクパターンを一括露光する露光装置
に適用される。図２に、光照射装置Ｂを適用する露光装
置のアライメントステージユニットの概略構成を示す。
図２において、アライメントステージユニット２１は、
露光チャック２２、チルティングＺステージ（図示例で
は、Ｚ軸基板用テーブル）２３、ガラス基板アライメン
トステージ（図示例では、Ｘ・Ｙ・θ軸基板用テーブ
ル）２４及びマスクホルダ２５などを含んで構成され
る。露光チャック２２は、図示しない基板搬入ユニット
から搬入されてきたガラス基板Ｐを吸着保持する。マス
クホルダ２５は、ガラス基板Ｐの上方でフォトマスクＭ
を吸着保持する。チルティングＺステージ２３は、マス
クホルダ２５に吸着保持されているフォトマスクＭに対
して露光チャック２２を平行に昇降動する粗動ステージ
と、露光チャック２２上のガラス基板Ｐをチルティング
してプロキシミティギャップ制御を行う３点接触型のチ
ルト駆動モータなどを有して構成される。ガラス基板ア
ライメントステージ２４は、Ｘ・Ｙ・θ軸を駆動して、
露光チャック２２上のガラス基板Ｐの搬送ずれを補正す
るプリアライメントと、マスクホルダ２５に吸着保持さ
れているフォトマスクＭと露光チャック２２上のガラス
基板Ｐとを高精度に重ね合わせるアライメントとを行
う。チルティングＺステージ２３及びガラス基板アライ
メントステージ２４は、ＭＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなど
から構成されるマイクロコンピュータを備えてなる制御
部によって駆動制御される。

【００１７】上記のアライメントステージユニット２１
において、プリアライメントを行う場合、例えば、複数
のエッジ検出センサ（図示せず）を用いてガラス基板Ｐ
のエッジを非接触で検出し、その検出結果から制御部で
ガラス基板Ｐの搬入ずれ量を求め、その搬入ずれ量に基
づき該制御部によってＸ・Ｙ・θ軸をＸ・Ｙ・θ方向に
駆動することにより、該搬入ずれ量を補正する。また、
プロキシミティギャップ制御を行う場合、例えば、複数
のギャップ検出センサ（図示せず）を用いてフォトマス
クＭとガラス基板Ｐとの間のギャップ量を検出し、その
検出されたギャップ量に応じて制御部によりチルト駆動
モータを駆動して露光チャック２２を上昇させることに
より、フォトマスクＭとガラス基板Ｐとの間に所定のプ
ロキシミティギャップを設定する。また、アライメント
を行う場合、例えば、フォトマスクＭ及びガラス基板Ｐ
の所定の位置に設けられたアライメントマークをＣＣＤ
などを用いて検出し、その検出されたアライメントマー
クのずれ量を制御部で求め、そのずれ量に基づき該制御
部によってＸ・Ｙ・θ軸をＸ・Ｙ・θ方向に駆動するこ
とにより、該ずれ量を補正してフォトマスクＭとガラス
基板Ｐとを高精度に重ね合わせる。このような、プリア
ライメント、プロキシミティギャップ制御、アライメン
トが完了した後に、図１に示される光照射装置Ｂによっ
てフォトマスクＭのパターン形成領域に露光用の光Ｌを
照射して、該パターン形成領域に形成されたマスクパタ
ーンをガラス基板面上に転写する。

【００１８】本実施の形態では、光照射装置Ｂにおい
て、シャッタ１０の後段にフライアイレンズ４を近接し
て配置する関係上、シャッタ１０の折り曲げ部１０ｃを
第１平面鏡２側に折り曲げた例を説明したが、本発明に
係る光照射装置Ｂは、これに限られるものでない。例え
ば、光照射装置Ｂにおいて、シャッタとフライアイレン
ズ間に折り曲げ部を形成するに足りる十分な空間が存在
する場合には、シャッタの折り曲げ部をフライアイレン
ズ側に折り曲げてよい。この場合、シャッタの反射遮光
部と光の光線軸とのなす角度は、光を反射遮光部で反射
した場合に、第１平面鏡に入射しない角度に設定され
る。また、本実施の形態では、光照射装置Ｂを露光装置
に適用した場合を説明したが、本発明に係る光照射装置
Ｂは、該露光装置以外の装置に適宜適用してよい。

【００１９】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係る光
照射装置によれば、シャッタの反射遮光部によって光の
反射光を光源に入射することを防止できるので、光源ラ
ンプの性能を損なうことや、光源ランプの破損を防止す
ることができる、という優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）は、本発明に係る光照射装置の一実施
例の概略構成を示す側面図、（ｂ）は、（ａ）に示され
るシャッタの正面図、（ｃ）は、シャッタの反射遮光部
で反射した反射光の光路の説明図、（ｄ）は、反射光を
吸収する光吸収部材の一例を示す説明図。

【図２】 本発明に係る光照射装置を適用する露光装置
のアライメントステージユニットの概略構成図。

【図３】 従来の光照射装置の概略構成を示す側面図。

【符号の説明】

１ 光源 １ａ 光源ランプ １０ シャッタ １０ａ 開口部 １０ｂ 反射遮光部 Ｂ 光照射装置 Ｌ 光 Ｌｃ 光線軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源と、 前記光源から出射した光に対して変位する反射遮光型の
   シャッタであって、該光と対向する位置で当該光を透過
   する開口部と、該光と対向する位置で当該光を該光源に
   入射しない方向へ反射して遮光する反射遮光部とを備え
   るシャッタとを具えた光照射装置。
2. 【請求項２】 前記反射遮光部は、前記光源から出射し
   た光の光線軸に対して斜めに配置される請求項１に記載
   の光照射装置。
3. 【請求項３】 前記光照射装置は、パターン形成用のマ
   スクに光を照射して露光対象基板面上に所定のパターン
   を形成する露光装置に適用される請求項１又は２に記載
   の光照射装置。