JP2004069902A - マスクの撓み補正機構付き露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガラスマスクの撓みの方向に関わらず、ガラスマスクの撓みを効率的に補正することができる機能を有する露光装置を提供する。
【解決手段】ガラスマスク１に接して気密空間７３を形成し、ガラスマスク１がＡ方向に撓んでいる場合には、高圧空気源７４から高圧空気を気密空間７３内に導入し、ガラスマスク１がＢ方向に撓んでいる場合には、真空ポンプ７５を作動させ、気密空間７３の内圧を低下させる。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネルや液晶パネルなどの製造に使用される露光装置に関し、特に、露光用マスクの反りもしくは撓みを補正する機能を有する露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネルや液晶パネルなどの製造プロセスには、所定のパターンが予め形成されているガラスマスクを介して基板上にパターンを露光する過程が含まれている。
【０００３】
この過程を実施するための露光装置の一例が特開２００１−１２９０５号公報に記載されている。以下、この露光装置について説明する。
【０００４】
図２は、同公報に記載されている露光装置５０の模式的な縦断面図である。図３は、露光装置５０により露光を行う対象である基板４の模式的な上面図であり、図４は、露光装置５０において用いられるガラスマスク１の模式的な上面図であり、図５は、露光装置５０における基板ステージ６、基板４及びガラスマスク１の配置関係を示す上面図である。
【０００５】
図２に示すように、露光装置５０は、一辺の長さがＬ６である正方形形状の載置面６Ｓを有し、この載置面６Ｓ上に配置された基板４を真空吸着する基板ステージ６を備えている。この基板ステージ６は、駆動部４３及び駆動部４３を制御する制御部４０によって、高さや水平度などの姿勢が制御されるようになっている。
【０００６】
図３に示すように、基板４は、一辺の長さがＬ４の正方形をなしており、各コーナーの付近には、一辺の長さがＬ５の基板側ギャップ計測用マーク５が設けられている。また、図２に示すように、基板４は載置面６Ｓ上に配置される際に、載置面６Ｓとは反対側の表面において、基板側ギャップ計測用マーク５を除く領域にレジストが塗布されている。基板４は、例えば、ガラス基板からなる。
【０００７】
図２に示すように、基板４の上方には、枠形状のマスクステージ３上に支持されたガラスマスク１が配置されている。ガラスマスク１は、所定の露光用パターンが形成されている面が基板４に対向するように配置されている。
【０００８】
図４に示すように、ガラスマスク１は一辺の長さがＬ１の正方形をなしており、各コーナーの付近には、一辺の長さがＬ２の正方形のマスク側ギャップ計測用マーク２が設けられている。
【０００９】
図５に示すように、ガラスマスク１及び基板４を露光装置５０にセッティングする際には、ギャップ計測用マーク２、５の中心が一致するように、ガラスマスク１及び基板４が位置決めされる。
【００１０】
図２に示すように、露光装置５０は、さらに、ガラスマスク１の上方において、レーザ発光部７とレーザ受光部８とを備えている。レーザ発光部７は、レーザ発光部７から出射される出射レーザ光９がマスク側ギャップ計測用マーク２及び基板側ギャップ計測用マーク５に対して約４５度の角度で入射するように、ガラスマスク１の上方に配置されている。また、レーザ受光部８は、出射レーザ光９がマスク側ギャップ計測用マーク２において反射された反射レーザ光１０及びマスク側ギャップ計測用マーク２を透過して基板側ギャップ計測用マーク５において反射された反射レーザ光１１の双方を受光し得る位置に配置されている。
【００１１】
上記のような構造を有する露光装置５０は、以下のようにして、ガラスマスク１と基板４との間のギャップを計測しつつ、基板４に対する露光を行う。
【００１２】
レーザ発光部７から出射された出射レーザ光９は約４５度の角度でマスク側ギャップ計測用マーク２に入射され、マスク側ギャップ計測用マーク２で反射されるとともに、マスク側ギャップ計測用マーク２を透過して基板側ギャップ計測用マーク５で反射される。
【００１３】
レーザ受光部８は、反射レーザ光１０、１１を受光して、その受光位置に関するデータを制御部４０に出力する。制御部４０はこのデータに基づいてギャップを計算し、このギャップが一定になるように、駆動部４３を介して基板ステージ６の姿勢を制御する。
【００１４】
このように、露光装置５０は、ガラスマスク１と基板４との間のギャップが一定になるように、基板４の高さや水平度を制御しながら、基板４に対してレーザ光の照射を行い、ガラスマスク１に形成されているパターンを基板４に対して露光する。
【００１５】
近年、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などの表示ディスプレイにおいては、生産効率の向上の観点から、基板の大型化が進められており、例えば、一辺の長さが１ｍを超える基板（ガラス基板など）が量産されている。このような大型の基板を一括して露光することにより、小さな基板を多数回露光するよりも、大幅に生産効率を上げることができる。
【００１６】
しかしながら、基板が大型化するにつれて、小さい基板では問題にならなかったガラスマスクの反りもしくは撓みが問題になっている。
【００１７】
ガラスマスクが反っていると、その反りにより、基板とガラスマスクとの間のギャップが一定に保たれない。このため、例えば、ギャップが設計値のギャップよりも大きい箇所では、露光したパターンの幅は設計値よりも大きくなり、逆に、ギャップが設計値のギャップよりも小さい箇所では、露光したパターンの幅は設計値よりも小さくなる。この結果、同一面内において、パターン幅のバラツキが生じることとなる。
【００１８】
このようなガラスマスクの反りを補正する機能を有する露光装置として、図６に示すような露光装置６０が提案されている。
【００１９】
図６に示す露光装置６０は、図２に示した露光装置５０の構成に加えて、レーザ発光部７とガラスマスク１との間に配置された透過ガラス６１と、透過ガラス６１とガラスマスク１とを、相互に平行に隔置した状態で、かつ、透過ガラス６１とガラスマスク１との間に気密空間６３が形成されるように、保持するマスクホルダー６２と、気密空間６３の内部の圧力を低下させる真空ポンプ５４と、を備えている。
【００２０】
露光装置６０は、以下のようにして、ガラスマスク１の反りを補正する。
【００２１】
ガラスマスク１は自重によって下方に凸になるように撓む。このため、真空ポンプ５４によって気密空間６３の内部の空気を排気し、気密空間６３の内圧を下げることにより、ガラスマスク１は大気圧の作用を受けて、ガラスマスク１には上方に向かう力、すなわち、気密空間６３に向かう力が作用するため、下方に凸のガラスマスク１の撓みが補正される。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示した露光装置６０には次のような問題点があった。
【００２３】
第一に、ガラスマスク１の撓みの原因としては、ガラスマスク１の自重のみならず、周囲との温度差その他様々な要因があるという点である。
【００２４】
このため、ガラスマスク１の撓みの補正はそれら全ての要因を考慮して行う必要があるが、考慮すべき要因は少ない方がガラスマスク１の撓みの補正に際しては有利である。
【００２５】
しかしながら、露光装置６０においては、ガラスマスク１の自重による撓みをも考慮に入れて、撓みの補正を行っており、必ずしも効率的な撓みの補正を行っているわけではない。
【００２６】
第二に、露光装置６０は、ガラスマスク１の撓みとしては、一つの方向の撓みにしか対応できないという点である。
【００２７】
すなわち、露光装置６０はガラスマスク１の自重による撓みしか考慮していないため、図６において、下方に向かって凸となるような撓みを補正することができるだけである。
【００２８】
前述したように、ガラスマスク１の撓みの原因は、ガラスマスク１の自重のみならず、様々な要因があり、このため、図６を参照して述べれば、ガラスマスク１が上方に向かって凸となるように撓むこともある。
【００２９】
しかしながら、露光装置６０は、上方に向かって凸となるようなガラスマスク１の撓みには全く対処することができない。
【００３０】
第三に、図６に示した露光装置６０においては、基板４は横置きにされているので、露光処理中に大気中のゴミが基板４上に落下し、付着しやすいという点である。
【００３１】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、ガラスマスクの撓みの方向に関わらず、ガラスマスクの撓みを効率的に補正することができる機能を有する露光装置及び露光方法を提供することを目的とする。
【００３２】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、所定のパターンが形成されているガラスマスクと、前記ガラスマスクを介して、前記ガラスマスクと平行に配置されている基板にレーザ光を照射するレーザ光出射部と、前記基板から反射してきたレーザ光を受光するレーザ光受光部と、を備える露光装置において、前記レーザ光出射部と前記ガラスマスクとの間に配置された透過ガラスと、前記透過ガラスと前記ガラスマスクとを、鉛直方向において相互に平行に隔置した状態で、かつ、前記透過ガラスと前記ガラスマスクとの間に気密空間が形成されるように、保持するマスクホルダーと、前記気密空間内に高圧ガスを供給する高圧ガス源と、前記気密空間内部の圧力を低下させる真空ポンプと、前記ガラスマスクの反りの方向に応じて、前記気密空間内に前記高圧ガスを供給し、あるいは、前記真空ポンプを作動させる制御装置と、を備えることを特徴とする露光装置を提供する。
【００３３】
前記透過ガラスは前記ガラスマスクと同じ大きさを有していることが好ましい。
【００３４】
さらに、本発明は、レーザ光をガラスマスクを介して基板に照射することにより、前記ガラスマスクに形成されている所定のパターンを前記基板に露光する際に、前記ガラスマスクの反りを補正する方法であって、前記ガラスマスクと前記レーザ光を発するレーザ光源との間において、前記ガラスマスクを縦置きにした状態で前記ガラスマスクに接して気密空間を形成する過程と、前記ガラスマスクの反りの方向に応じて、前記気密空間に正または負の圧力を発生させ、前記正または負の圧力を前記基板に作用させる過程と、を備える補正方法を提供する。
【００３５】
また、本発明は、所定のパターンが形成されているガラスマスクを介して前記パターンを基板に露光する露光方法であって、前記ガラスマスクを縦置きにした状態で前記ガラスマスクに接して気密空間を形成する過程と、前記ガラスマスクを介して前記基板にレーザ光を照射し、前記基板から反射してきたレーザ光に基づいて前記ガラスマスクと前記基板との間のギャップを測定し、前記ガラスマスクの反りを検出する過程と、前記ガラスマスクの反りの向きに応じて、前記気密空間に正または負の圧力を発生させ、前記正または負の圧力を前記基板に作用させる過程と、を備えることを特徴とする露光方法を提供する。
【００３６】
さらに、本発明は、上記の露光方法を用いることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法を提供する。
【００３７】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態に係る露光装置７０の概略的な構造を示す模式図である。
【００３８】
本実施形態に係る露光装置７０は、図２に示した露光装置５０の構成に加えて、レーザ発光部７とガラスマスク１との間に配置され、ガラスマスク１と同じ大きさを有している透過ガラス７１と、透過ガラス７１とガラスマスク１とを、鉛直方向において相互に平行に隔置した状態で、かつ、透過ガラス７１とガラスマスク１との間に気密空間７３が形成されるように、保持するマスクホルダー７２と、気密空間７３内に高圧空気を供給する高圧空気源７４と、気密空間７３内部の圧力を低下させる真空ポンプ７５と、ガラスマスク１の反りの方向に応じて、気密空間７３内に高圧空気源７４から高圧空気を供給し、あるいは、真空ポンプ７５を作動させる制御装置７６と、をさらに備えている。
【００３９】
マスクホルダー７２には、第一ガス孔７２ａと第二ガス孔７２ｂが設けられており、高圧空気源７４は第一バルブ７７ａを介して、真空ポンプ７５は第二バルブ７７ｂを介してそれぞれ第一ガス孔７２ａに連通している。また、第二ガス孔７２ｂには第三バルブ７７ｃが接続されている。
【００４０】
第一バルブ７７ａ、第二バルブ７７ｂ及び第三バルブ７７ｃの開閉は制御装置７６により制御される。
【００４１】
本実施形態に係る露光装置７０は以下のように作動する。
【００４２】
ガラスマスク１がＡ方向に向かって凸になるように撓んでいる場合には、制御部４０からガラスマスク１と基板４との間のギャップを示すデータ信号４０ａを受信した制御装置７６は、データ信号４０ａに示されているガラスマスク１と基板４との間のギャップに応じて、第一バルブ７７ａの開け、高圧空気源７４から高圧空気を気密空間７３の内部に供給する。高圧空気が気密空間７３の内部に供給されるに伴って、気密空間７３の内部は大気圧よりも高圧となり、その結果、ガラスマスク１にはＡ方向とは反対方向Ｂに向く力が作用する。この力により、ガラスマスク１のＡ方向に向かって凸となるような撓みが補正される。
【００４３】
ガラスマスク１がＢ方向に向かって凸になるように撓んでいる場合には、制御部４０からガラスマスク１と基板４との間のギャップを示すデータ信号４０ａを受信した制御装置７６は、データ信号４０ａに示されているガラスマスク１と基板４との間のギャップに応じて、第二バルブ７７ｂの開け、次いで、真空ポンプ７５を作動させる。真空ポンプ７５の作動により、気密空間７３の内部は大気圧よりも低圧となり、その結果、大気圧の作用により、ガラスマスク１にはＢ方向とは反対方向Ａに向く力が作用する。この力により、ガラスマスク１のＢ方向に向かって凸となるような撓みが補正される。
【００４４】
一般に、ガラスマスク１の撓みはガラスマスク１の両端において０、中央において最大値となるような円弧形状をなしている。このため、上記のように、ガラスマスク１に大気圧よりも高い圧力あるいは大気圧を作用させることにより、ガラスマスク１を平坦な形状に補正することが可能である。
【００４５】
制御装置７６には、制御部４０からデータ信号４０ａが送信され続けているため、制御装置７６は、データ信号４０ａに示されているガラスマスク１と基板４との間のギャップに応じて、第一バルブ７７ａまたは第二バルブ７７ｂの開度を調節し、気密空間７３の内部の圧力を適当な値に維持することができる。
【００４６】
なお、本実施形態に係る露光装置７０においては、透過ガラス７１をガラスマスク１と同じ大きさを有するものとしたが、透過ガラス７１をガラスマスク１のパターン部よりも大きなサイズを有するものとして形成することも可能である。
【００４７】
また、本実施形態においては、高圧ガスとして高圧空気を用いたが、空気以外の気体を用いることも可能である。
【００４８】
以上のように、本実施形態に係る露光装置７０によれば、次のような効果を得ることができる。
【００４９】
第一に、本実施形態に係る露光装置７０においては、ガラスマスク１は縦置きに配置されるため、図６に示した露光装置６０の場合とは異なり、ガラスマスク１の自重による撓みに対しては対処する必要がない。すなわち、ガラスマスク１の自重以外の要因による撓みに対してのみ対処すればよく、図６に示した露光装置６０と比較して、ガラスマスク１の撓みの補正をより容易に行うことができる。
【００５０】
第二に、本実施形態に係る露光装置７０は、ガラスマスク１が何れの方向に撓んでも、ガラスマスク１の撓みを補正することが可能である。
【００５１】
図６に示した露光装置６０は、下方向に凸となるようなガラスマスク１の撓みしか補正できなかったが、本実施形態に係る露光装置７０によれば、ガラスマスク１がＡ方向及びＢ方向（図１参照）の何れの方向に撓んでも、その撓みを補正することが可能である。
【００５２】
第三に、図６に示した露光装置６０においては、基板４は横置きにされているので、露光処理中に大気中のゴミが基板４上に落下し、付着しやすいという問題があったが、本実施形態に係る露光装置７０においては、基板４は縦置きに配置されるため、大気中のゴミが基板４上に落下することを防止することが可能である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明に係る露光装置または補正方法によれば、以下のような効果を得ることができる。
【００５４】
第一に、本発明においては、ガラスマスクは縦置きに配置されるため、図６に示した露光装置６０の場合とは異なり、ガラスマスクの自重による撓みに対しては対処する必要がない。すなわち、ガラスマスクの自重以外の要因による撓みに対してのみ対処すればよく、図６に示した露光装置６０と比較して、ガラスマスクの撓みの補正をより容易に行うことができる。
【００５５】
第二に、本発明によれば、ガラスマスクが何れの方向に撓んでも、ガラスマスクの撓みを補正することが可能である。
【００５６】
図６に示した露光装置６０は、下方向に凸となるようなガラスマスクの撓みしか補正できなかったが、本発明によれば、ガラスマスクの反りの方向に応じて、高圧空気源または真空ポンプの何れかを選択することにより、ガラスマスクが何れの方向に撓んでも、その撓みを補正することが可能である。
【００５７】
第三に、図６に示した露光装置６０においては、基板は横置きにされているので、露光処理中に大気中のゴミが基板上に落下し、付着しやすいという問題があったが、本発明に係る露光装置においては、基板は縦置きに配置されるため、大気中のゴミが基板上に落下することを防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る露光装置の構成を示す模式図である。
【図２】一般的な露光装置の模式的な縦断面図である。
【図３】図２に示した露光装置により露光を行う対象である基板の模式的な上面図である。
【図４】図２に示した露光装置において用いられるマスクの模式的な上面図である。
【図５】図２に示した露光装置における基板ステージ、基板及びマスクの配置関係を示す上面図である。
【図６】ガラスマスクの撓みを補正する機能を有する従来の露光装置の概略図である。
【符号の説明】
５０　露光装置
１　マスク
２　マスク側ギャップ計測用マーク
４　基板
５　基板側ギャップ計測用マーク
６　基板ステージ
７　レーザ発光部
８　レーザ受光部
５１　第一の例に係るガラスマスク
５２、５３　パターン
７０　本発明の一実施形態に係る露光装置
７１　透過ガラス
７２　マスクホルダー
７３　気密空間
７４　高圧空気源
７５　真空ポンプ
７６　制御装置
７７ａ、７７ｂ、７７ｃ　バルブ

Claims (5)

1. 所定のパターンが形成されているガラスマスクと、
   前記ガラスマスクを介して、前記ガラスマスクと平行に配置されている基板にレーザ光を照射するレーザ光出射部と、
   前記基板から反射してきたレーザ光を受光するレーザ光受光部と、
   を備える露光装置において、
   前記レーザ光出射部と前記ガラスマスクとの間に配置された透過ガラスと、
   前記透過ガラスと前記ガラスマスクとを、鉛直方向において相互に平行に隔置した状態で、かつ、前記透過ガラスと前記ガラスマスクとの間に気密空間が形成されるように、保持するマスクホルダーと、
   前記気密空間内に高圧ガスを供給する高圧ガス源と、
   前記気密空間内部の圧力を低下させる真空ポンプと、
   前記ガラスマスクの反りの方向に応じて、前記気密空間内に前記高圧ガスを供給し、あるいは、前記真空ポンプを作動させる制御装置と、
   を備えることを特徴とする露光装置。
2. 前記透過ガラスは前記ガラスマスクと同じ大きさを有していることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. レーザ光をガラスマスクを介して基板に照射することにより、前記ガラスマスクに形成されている所定のパターンを前記基板に露光する際に、前記ガラスマスクの反りを補正する方法であって、
   前記ガラスマスクと前記レーザ光を発するレーザ光源との間において、前記ガラスマスクを縦置きにした状態で前記ガラスマスクに接して気密空間を形成する過程と、
   前記ガラスマスクの反りの方向に応じて、前記気密空間に正または負の圧力を発生させ、前記正または負の圧力を前記基板に作用させる過程と、
   を備える補正方法。
4. 所定のパターンが形成されているガラスマスクを介して前記パターンを基板に露光する露光方法であって、
   前記ガラスマスクを縦置きにした状態で前記ガラスマスクに接して気密空間を形成する過程と、
   前記ガラスマスクを介して前記基板にレーザ光を照射し、前記基板から反射してきたレーザ光に基づいて前記ガラスマスクと前記基板との間のギャップを測定し、前記ガラスマスクの反りを検出する過程と、
   前記ガラスマスクの反りの向きに応じて、前記気密空間に正または負の圧力を発生させ、前記正または負の圧力を前記基板に作用させる過程と、
   を備えることを特徴とする露光方法。
5. 請求項４に記載の露光方法を用いることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。

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