JP2004022241A

JP2004022241A - エマルジョンマスクパターン欠陥修正方法及び装置

Info

Publication number: JP2004022241A
Application number: JP2002173086A
Authority: JP
Inventors: Noboru Uehara; 上原　昇; Takafumi Watanabe; 渡邉　崇文
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2004-01-22

Abstract

【課題】遮光性の周期性パターンに異なる大きさの欠陥が生じた場合でも、短時間で該欠陥部に修正液を容易且つ確実に塗布できるようにする。
【解決手段】透明板材にコーティングされた透光性のエマルジョン膜に、所定形状の遮光性パターンを繰り返し配列してなる周期性パターンが形成されているエマルジョンマスクを載置するテーブルと、該テーブル上に載置されたエマルジョンマスクについて、前記遮光性パターンに生じている透光性の欠陥部を修正するエマルジョンマスクパターン欠陥修正装置において、先端に付着させた修正液を、前記透光性の欠陥部に塗布する、先端サイズの異なる複数の塗布針３０が備えられ、且つ前記複数の塗布針３０が、レボルバ２６に固定されている塗布ユニット２８を介してそれぞれ取り付けられ、各塗布ユニット２８が、対応する塗布針３０をそれぞれ進退動させるアクチュエータを有している。
【選択図】　　　図２

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、エマルジョンマスクパターン欠陥修正方法、例えばカラーテレビのブラウン管に用いられるシャドウマスクやアパーチャグリルを製造する際のエッチング用のマスクであるレジストパターンの作成に使用されるエマルジョンマスクについて、周期性パターンを構成する遮光性パターンに生じている透光性の欠陥部を修正する際に適用して好適なエマルジョンマスクパターン欠陥修正方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カラーテレビのブラウン管に用いられるシャドウマスクやアパーチャグリルは、金属板にコーティングされたレジスト膜を、所定の周期性パターンが形成されているエマルジョンマスクを用いて露光、現像して作成されるレジストパターンをマスクに、該金属板をエッチングして製造される。
【０００３】
このようなレジストパターンの作成に使用されるエマルジョンマスクＭは、図１４（Ａ）に２枚分の全体を、同図（Ｂ）に一部を拡大してそれぞれ示すように、設計値に基づく所定の形状と大きさからなる遮光性パターンＰを繰り返し配列してなる周期性パターンが、透明なガラス板Ｇの表面に形成されているものである。そして、このような周期性パターンを構成する遮光性パターンＰは、ガラス板Ｇ上に高解像力写真乳化剤をコーティングして形成された感光剤含有の透明エマルジョン膜Ｅを、予め作成してある対応するパターンを基に露光し、感光して形成することができる。
【０００４】
上記のような所定形状（ここでは矩形）のパターンＰを露光して形成する場合、例えば露光前のエマルジョン膜Ｅに微小異物が付着する等の何らかの理由により、図１５（Ａ）に示すような白欠けや、同図（Ｂ）に示すような白抜けという部分的なパターン欠陥（透光性の欠陥部）が生じることがある。
【０００５】
このようなエマルジョンマスクＭにパターン欠陥が生じた場合には、それを修正する必要があるが、従来は、熱硬化性樹脂を含む遮光性のある修正液を、例えば白抜けの欠陥部に塗布した後、それを図１６に模式的に示す液硬化用レーザ発振器（ＬＤレーザ）２と加工用レーザ発振器（ＹＡＧ第２高調波）４とを切換えて対物レンズ６を通して照射することができる修正装置を用いて修正していた。
【０００６】
図１７には、白抜け（欠陥部）Ｋが生じている１つのパターンと、その白抜け位置を通る対応する部分断面図とを用いて、上記装置による従来の修正方法のイメージを示す。まず、同図（Ａ）に示すようにガラス板上にコーティングされている透明なエマルジョン膜Ｅに形成されている遮光性のパターン（網かけ部分）Ｐの白抜けＫの部分に、塗布用針（以下、塗布針ともいう）の先端に付着させた修正液（図中、塗布液）を接触させて塗布する。このように塗布された修正液の全体を、同図（Ｂ）に示すようにＬＤレーザを照射して熱硬化させ、塗布膜を形成した後、パターンＰからはみ出した塗布膜部分（以下、はみ出し部分ともいう）は、発振器を切り換えて同図（Ｃ）に示すようにＹＡＧ第２高調波からなる加工用レーザを照射して熱分解して除去することにより修正していた。
【０００７】
ところで、硬化して形成される塗布膜のサイズは、修正液の塗布サイズにより決まり、この塗布サイズは図１８にイメージを示すように塗布針の先端サイズ（径）に依存する。実際の塗布サイズは、対応する平面図でそれぞれ塗布膜を示すように、針の先端径よりは若干大きくなるが、適正条件下で繰り返し塗布を行なえば、塗布サイズはほぼ一定に調整できるようになる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の修正装置は、修正液を塗布する機構が１つの塗布針を取付ける構成になっているため、１回の動作によっては塗布サイズが１つに限定されることになる。発生する欠陥のサイズは大小様々であり、欠陥を正確に修正するためには欠陥部分を完全に被うように修正液を塗布する必要がある。従って、塗布針の先端サイズに比べ、欠陥サイズの方が大きい場合には、１回の塗布で完全に欠陥部分を被うことができず、図１９に示すように複数回の塗布が必要となることから、修正に時間がかかるという問題があった。
【０００９】
又、従来の修正装置は、塗布針を交換可能になっているが、修正作業時には１種類の先端サイズの塗布針しか搭載できないため、欠陥サイズにあった塗布針に交換しようとする場合は、人手で交換作業を行ない、更に塗布条件の調整を行なう必要があることから、同様に修正に時間を要するという問題があった。
【００１０】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、遮光性の周期性パターンに異なる大きさの欠陥が生じた場合でも、短時間で該欠陥部分に修正液を塗布し、確実に修正することができるエマルジョンマスクパターン欠陥修正方法及び装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、透明板材にコーティングされた透光性のエマルジョン膜に、所定形状の遮光性パターンを繰り返し配列してなる周期性パターンが形成されているエマルジョンマスクについて、前記遮光性パターンに生じている透光性の欠陥部を修正するエマルジョンマスクパターン欠陥修正方法において、同一の部材に取り付けられている、先端サイズの異なる複数の塗布手段の中からいずれかを選択し、その先端に付着させた修正液を該当する大きさの前記透光性の欠陥部に塗布することにより、前記課題を解決したものである。
【００１２】
本発明は、又、透明板材にコーティングされた透光性のエマルジョン膜に、所定形状の遮光性パターンを繰り返し配列してなる周期性パターンが形成されているエマルジョンマスクを載置するテーブルと、該テーブル上に載置されたエマルジョンマスクについて、前記遮光性パターンに生じている透光性の欠陥部を修正するエマルジョンマスクパターン欠陥修正装置において、先端に付着させた修正液を、前記透光性の欠陥部に塗布する、先端サイズの異なる複数の塗布手段が備えたことにより、同様に前記課題を解決したものである。
【００１３】
即ち、本発明においては、修正装置が先端サイズの異なる複数種類の塗布手段を備え、そのいずれかを任意に選択できるようにしたので、遮光性のパターンに生じている透光性の欠陥部が、同一サンプルに異なる大きさで生じている場合でも、適切な先端サイズの塗布手段を選択することにより、該欠陥部を短時間で且つ確実に修正することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る第１実施形態のエマルジョンマスクパターン欠陥修正装置の全体を示す概略斜視図である。
この修正装置は、架台１０上に前記図１４に示したようなガラス板（透明板材）からなるエマルジョンマスクＭを載置するテーブル１２が取り付けられていると共に、該エマルジョンマスクＭに形成されている任意の遮光性パターンに存在するパターン欠陥を修正するために、テーブル１２に対して修正ヘッド１４をＸ方向及びＹ方向にそれぞれ移動させるＸ駆動ステージ１６及びＹ駆動ステージ１８が設置されている。
【００１６】
上記修正ヘッド１４の内部には、図２に拡大して示すように、レーザ発振器２０が対物レンズ２２と共に固定されている。ここでは、３種類の対物レンズ２２がレボルバ２３に取り付けられており、レボルバ２３を回転することにより、そのいずれかを選択し、使用することができるようになっている。又、このレーザ発振器２０は、前記図１６に示したような遮光性の塗布液（修正液）を熱硬化可能な液硬化用のＬＤレーザ発振器２と、加工用レーザ発振器４とを切換えて使用することが可能になっており、該加工用レーザ発振器４からはＹＡＧレーザの第２、第３、第４の各高調波をそれぞれ切換発振することが可能になっている。
【００１７】
同様に、上記修正ヘッド１４の内部には、Ｘ方向に所定のオフセット量（距離）を隔ててレボルバ回転用アクチュエータ２４が固定され、その下端にはレボルバ（部材）２６が回転可能に保持されている。このレボルバ２６には、その回転中心を中心とする同一円周上に配置された複数の塗布ユニット２８が取り付けられ、レボルバ２６を回転することにより、そのいずれかを選択使用できるようになっている。又、各塗布ユニット２８には、それぞれ異なる先端サイズの塗布針３０が取り付けられ、各ユニットが有するエアシリンダ等のアクチュエータによりそれぞれの塗布用針（塗布手段）３０を軸方向に進退動可能になっていると共に、選択されると針軸が垂直下方に向くようになっている。又、図中右方向には選択された塗布ユニット２８に取り付けられている塗布用針３０の下端に修正液を塗布させるための塗布液壷３２が旋回可能に取り付けられている。なお、上記塗布用針３０は、先端から修正液を吐出するディスペンサであってもよい。
【００１８】
この修正装置では、図２に一点鎖線で示すように、使用中の対物レンズ２２の光軸と、選択されている塗布ユニット２８に取り付けられている塗布用針３０のＺ方向の昇降（進退動）方向とは、Ｘ方向に所定のオフセット量だけ隔てて一致するように設計されている。
【００１９】
本実施形態においては、上述した修正装置を用いて、前記図１４等に示したような、ガラス板（透明板材）Ｇにコーティングされた透光性のエマルジョン膜Ｅに、所定形状の遮光性パターンＰを繰り返し配列してなる周期性パターンが形成されているエマルジョンマスクＭについて、前記遮光性パターンＰのいずれかに生じている、前記図１５や図１７に示したような光を透過する透光性の白抜け（欠陥部）Ｋを、熱硬化性樹脂を含む遮光性の修正液により以下のように修正する。上記修正液としては、従来と同様に、例えば印刷用フェノール樹脂系インクを挙げることができる。
【００２０】
便宜上、以下には前記レボルバ２６には、図３に要部のみを示すように、先端径サイズが、大、中、小の３種類の塗布針が取り付けられている塗布ユニットが固定されているとして説明する。
【００２１】
まず、前記図１に示したテーブル１２上にエマルジョンマスクＭを載置すると共に、前記レーザ発振器２０に付設されている対物レンズ２２により上記欠陥部Ｋを捉える。欠陥の大きさを見て、適切な先端サイズの塗布針が付いている塗布ユニット２８を選択する。例えば、欠陥サイズが大きい場合であれば、図４に示すようにレボルバ２６を回転させ、対応する大サイズの針が付いている塗布ユニット２８を選択する。次いで、前記図２に示したように修正ヘッド１４をＸ方向にオフセット量だけ移動し、同図に示すように選択した塗布用針３０を欠陥部（白抜け）Ｋの真上へ合わせ、位置決めする。次いで、前記塗布液壷３２を旋回させ、上記塗布用針３０の真下に移動させ、該当する塗布ユニット２８を駆動してその塗布用針３０を下降させ、針先端を壷３２に挿入し、適量の修正液（図中、塗布液）を付着させた後、一旦その塗布用針３０を上昇させ、壷３２を旋回して元の位置に戻す。
【００２２】
その後、上記図４に破線で示すように、再び選択中の前記塗布ユニット２８により、修正液を付着した針３０の先端を前記エマルジョン膜（マスク）に接触するまで下降させ、欠陥部Ｋに修正液を塗布した後、該塗布ユニット２８を駆動して塗布用針３０を上昇させる。次いで、修正ヘッド１４をＸ方向にオフセット量だけ移動させて元の位置に戻し、対物レンズ２２が前記欠陥部Ｋに塗布した修正液を捉えた後、従来と同様に前記発振器２０によりＬＤレーザを照射し、塗布液を熱硬化させる。なお、その際、もしも前記図１７に示したような塗布液のはみ出し部分が生じている場合には、そのはみ出し部分に従来と同様に出力調整した加工用レーザを照射し、整形する。
【００２３】
以上詳述した本実施形態によれば、前記レボルバ２６に固定されている塗布ユニット２８に取り付けられている先端サイズが大、中、小の各塗布針３０による塗布膜が、図５に拡大したイメージで示す大きさであるとすると、発生した欠陥が図６（Ａ）に示すような大きさの白抜けであった場合、先端径が中サイズの塗布針を選択すると、同図（Ｃ）に示すように１回の塗布動作では修正し切れないのに対して、大サイズのものを選択することにより、同図（Ｂ）に示すように１回の動作で済む。
【００２４】
又、逆に図７（Ａ）に示すような小さな白抜けの場合には、大や中サイズの塗布針ではパターンからはみ出さないように塗布することが難しいが、小サイズの針を選択すれば、同図（Ｂ）に示すように容易且つ正確に塗布することができる。
【００２５】
以上のように、本実施形態によれば、発生している欠陥の大きさに合わせて、適切な塗布針を選択してその欠陥を修正することができるため、如何なる大きさの欠陥の場合でも、最小限の塗布動作で確実に修正することができる。
【００２６】
従って、１種類の先端サイズしか使えない場合に頻発していた、複数回の塗布に伴う修正液の重なり部分の発生を大幅に低減できる。即ち、通常、図８に塗布膜の平面方向と断面方向のイメージを、１点塗布と２点塗布の場合についてそれぞれ示すように、２点塗布により生じる重なり部分が、１点塗布に比較して当然膜厚が厚くなり、塗布回数が多いほど厚くなる。そのため、場合によっては１点塗布の場合の２倍以上になることもある。
【００２７】
このように塗布膜Ｃの厚みが厚い（例えば、２μｍ以上）場合、便宜上、方向を縦にして図９（Ａ）にイメージを示すように、パターン修正後のエマルジョンマスクＭを使って、製品材料である基材（明示せず）にコーティングされているレジスト膜（非露光材）Ｒを露光するために、両者を同図（Ｂ）に示すように密着させると、この塗布膜Ｃが潰れてパターンＰの形状を超える位置まで広がってしまうことがある。そして、その状態で露光すると図１０に平面方向のレジスト膜Ｒのイメージを示すように、修正したパターン部分だけレジスト膜が本来のパターン形状（ここでは矩形）より広い範囲まで遮光されてしまうために、レジストパターンの変形が発生し、それが製品に転写されて欠陥を発生させる原因になる。本実施形態によれば、このような問題の発生を極力減少させることができるという利点もある。
【００２８】
次に、本発明に係る第２実施形態の修正装置について説明する。
【００２９】
図１１は、本実施形態の修正装置が備えている修正ヘッド１４の内部構成を示す、前記図２に相当する概略斜視図である。
【００３０】
本実施形態の修正装置では、先端サイズの異なる複数種類の塗布針３０が、前記塗布ユニット２８ではなく、取付具３４を介して取り付けられ、レボルバ２６に固定されているだけである。そして、レボルバ回転・昇降用アクチュエータ２４Ａにより、該レボルバ２６を回転させることにより、所望の塗布針３０を選択できるようになっていると共に、同レボルバ２６自体を昇降動作させることにより、選択した塗布針３０により、同様に欠陥を修正できるようになっている。それ以外の構成は、前記第１実施形態の修正装置と実質的に同一である。
【００３１】
従って、本実施形態によれば、レボルバ２６が前記図３に相当する図１２に示すようであるとすると、前記図４に相当する図１３に示すように、レボルバ２６を回転させることができると共に、破線で示すように該レボルバ２６自体を降下させることにより、同様に欠陥部Ｋに修正液の塗布を行なうことができる。
【００３２】
以上、本発明について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００３３】
例えば、本発明に適用される修正装置の具体的構成は、前記実施形態に示したものに限定されない。
【００３４】
又、複数の塗布針を取付ける同一の部材がレボルバである場合を示したが、これに限らず、水平（ＸＹ）方向への平行移動により任意の塗布針を選択できるものであってもよい。
【００３５】
又、修正液として熱硬化性樹脂を含むものを採り上げたが、これに限定されず、紫外線硬化性樹脂を含むものであってもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明によれば、遮光性の周期性パターンに異なる大きさの欠陥が生じた場合でも、該欠陥部に修正液を短時間で且つ確実に塗布することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の修正装置の全体を示す概略斜視図
【図２】第１実施形態の修正装置が備えている修正ヘッドの詳細を拡大して示す概略斜視図
【図３】第１実施形態の修正ヘッドが備えているレボルバと塗布ユニットの関係のイメージを示す概略正面図
【図４】第１実施形態の作用を示す概略正面図
【図５】塗布針の違いによる塗布膜の大きさの関係を示す説明図
【図６】大きい欠陥と塗布膜との関係を示す説明図
【図７】小さい欠陥と塗布膜の関係を示す説明図
【図８】１点塗布と２点塗布の膜厚の関係のイメージを示す平面図と断面図
【図９】塗布膜の膜厚が厚い場合の問題点を示す説明図
【図１０】塗布膜の膜厚が厚い場合の問題点を示す他の説明図
【図１１】本発明に係る第２実施形態の修正装置が備えている修正ヘッドの詳細を拡大して示す概略斜視図
【図１２】第２実施形態の修正ヘッドが備えているレボルバと塗布針の関係をイメージを示す概略正面図
【図１３】第２実施形態の作用を示す概略正面図
【図１４】エマルジョンマスクの全体のイメージとその一部を拡大したイメージとを示す概略平面図
【図１５】エマルジョンマスクのパターン欠陥のイメージを示す説明図
【図１６】従来の修正装置の要部とエマルジョンマスクとの関係のイメージを示す説明図
【図１７】従来の修正方法の特徴のイメージを示す説明図
【図１８】塗布針の先端サイズと塗布膜の大きさの関係のイメージを示す説明図
【図１９】従来の修正方法の問題点を示す説明図
【符号の説明】
Ｍ…エマルジョンマスク
Ｇ…ガラス板
Ｅ…エマルジョン膜
Ｐ…遮光性パターン
Ｋ…欠陥部
Ｒ…レジスト膜
２…液硬化用レーザ発振器
４…加工用レーザ発振器
１０…架台
１２…テーブル
１４…修正ヘッド
１６…Ｘ駆動テーブル
１８…Ｙ駆動テーブル
２０…レーザ発振器
２２…対物レンズ
２４…レボルバ回転用アクチュエータ
２４Ａ…レボルバ回転・昇降用アクチュエータ
２３、２６…レボルバ
２８…塗布ユニット
３０…塗布用針
３２…塗布液壷
３４…取付具

Claims

透明板材にコーティングされた透光性のエマルジョン膜に、所定形状の遮光性パターンを繰り返し配列してなる周期性パターンが形成されているエマルジョンマスクについて、前記遮光性パターンに生じている透光性の欠陥部を修正するエマルジョンマスクパターン欠陥修正方法において、
同一の部材に取り付けられている、先端サイズの異なる複数の塗布手段の中からいずれかを選択し、その先端に付着させた修正液を該当する大きさの前記透光性の欠陥部に塗布することを特徴とするエマルジョンマスクパターン欠陥修正方法。
透明板材にコーティングされた透光性のエマルジョン膜に、所定形状の遮光性パターンを繰り返し配列してなる周期性パターンが形成されているエマルジョンマスクを載置するテーブルと、該テーブル上に載置されたエマルジョンマスクについて、前記遮光性パターンに生じている透光性の欠陥部を修正するエマルジョンマスクパターン欠陥修正装置において、
先端に付着させた修正液を、前記透光性の欠陥部に塗布する、先端サイズの異なる複数の塗布手段が備えられていることを特徴とするエマルジョンマスクパターン欠陥修正装置。
前記複数の塗布手段が、同一の部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のエマルジョンマスクパターン欠陥修正装置。
前記複数の塗布手段が、前記部材に固定されている塗布ユニットを介してそれぞれ取り付けられ、各塗布ユニットが、対応する塗布手段をそれぞれ進退動させるアクチュエータを有していることを特徴とする請求項３に記載のエマルジョンマスクパターン欠陥修正装置。
前記複数の塗布手段が、前記部材に固定されている取付具を介して取り付けられ、且つ該部材を各塗布手段と一体的に進退動させるアクチュエータが備えられていることを特徴とする請求項３に記載のエマルジョンマスクパターン欠陥修正装置。
前記部材がレボルバであり、該レボルバの回転動作により任意の塗布手段が選択され、選択された塗布手段の先端部が前記エマルジョンマスクに対して垂直方向に進退動可能になっていることを特徴とする請求項４又は５に記載のエマルジョンマスクパターン欠陥修正装置。