JP2009042515A

JP2009042515A - 露光方法および露光装置

Info

Publication number: JP2009042515A
Application number: JP2007207610A
Authority: JP
Inventors: Yasumasa Wada; 泰昌和田
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2007-08-09
Filing date: 2007-08-09
Publication date: 2009-02-26

Abstract

【課題】感光性材料やフォトマスクの表面に異物が付着した場合でも歩留まりを低下させず、高品質な製品を実現するための露光方法を提供する。
【解決手段】ストライプ形状のパターン１１が形成されたフォトマスク１２に露光光を照射し、感光性材料膜１４で覆われた基板１６にフォトマスク１２のパターン１１を転写する露光方法であって、所定の平面を、ストライプ形状のパターン１１の長手ラインと平行であり、かつフォトマスク１２に垂直な平面とするとき、擬似平行光１８ａ、１８ｂの照射方向が、この所定の平面に平行であり、かつフォトマスク１２に対して所定の傾きをなし、照射方向が異なる少なくとも２つの擬似平行光１８ａ、１８ｂを用いる。
【選択図】図１

Description

本発明は、表示装置などの製造における露光方法および露光装置に関し、特に、大型テレビジョンや公衆表示などに用いる平板型の表示装置であるプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと呼ぶ）の電極、隔壁の形成を行うための露光方法および露光装置に関する。

表示装置の中でもＰＤＰは、高精細化、大画面化の実現が可能であることから、１００インチクラスのテレビジョン受像機や大型公衆表示装置などに向けて製品化が進んでいる。

基本的にＰＤＰは前面板と背面板とで構成されている。前面板は、ガラス基板と、その一方の面上に形成されたストライプ形状の透明電極と金属バス電極とで構成される表示電極と、この表示電極を覆ってコンデンサとしての働きをする誘電体層と、この誘電体層上に形成された酸化マグネシウムからなる保護層とで構成されている。一方、背面板は、ガラス基板と、その一方の面上に形成されたストライプ形状のアドレス電極と、アドレス電極を覆う下地誘電体層と、下地誘電体層上に形成されたストライプ形状の隔壁と、各隔壁間に形成された赤色、緑色および青色それぞれに発光する蛍光体層とで構成されている。前面板と背面板とは、その電極形成面側を対向させてその周囲が封着材によって封着され、隔壁で仕切られた放電空間に放電ガスが所定の圧力で密封されている。完成したＰＤＰは、表示電極に映像信号電圧を選択的に印加することによって放電させ、その放電によって発生した紫外線が各色蛍光体層を励起して赤色、緑色、青色の発光をさせてカラー画像表示を実現している。

このようにＰＤＰなどの平板型の表示装置にはストライプ形状の層状部材が多く使用されている。このようなストライプ形状の層状部材を形成する方法としてスクリーン印刷によりストライプ形状にペーストを塗布した後これを焼成するという方法もあるが、精度確保が難しいなどの問題がある。そこで、大型サイズの基板では、ストライプ形状のパターンが形成されたフォトマスクに露光光を照射して感光性材料膜で覆われた基板にフォトマスクのパターンを転写し、現像エッチングしてパターンを形成するフォトリソグラフィ法が多く用いられている。

図５はこのような表示装置に用いられる一般的な露光方法を示す断面図である。ストライプ形状のパターン１１が形成されたフォトマスク１２がフォトマスク支持部材１３によって支持されている。フォトマスク１２と対向するように配置され感光性材料膜１４で覆われた基板１５が基板支持部材１６によって支持されている。露光光源１７から発せられた平行な露光光１８はフォトマスク１２に垂直に照射され、感光性材料膜１４にフォトマスク１２のパターン１１が転写される。

このような露光装置において、フォトマスク１２に異物１９が付着した場合、この異物により露光光１８が遮られるため影１９ａができ、異物１９の像が感光性材料膜１４に転写されて製品不良が発生するという課題がある。なお、分かりやすく説明するために図５では異物の大きさは実際の大きさより大きく表示している。

このような課題を解決する方法として、露光光源とフォトマスクの間に透明なカバーを設置して異物をこのカバーで受け、これを揺動させることで異物による影の影響を低減する方法が開示されている（例えば、特許文献１）。また、フォトマスクと感光性材料膜の間隔（露光ギャップ）を調整して露光することで異物の影響を低減する方法が開示されている（例えば、特許文献２）。また、線幅や露光パターンの異なる複数のフォトマスクを用い感光性材料膜を複数回露光することによって異物の影響を低減する方法が開示されている（例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５）。
特開平８−２８８２０７号公報特開２００４−２６５６６７号公報特開２００４−３４２３４８号公報特開２００５−２５０４６５号公報特開２００６−２５３０５８号公報

しかしながら、従来のように露光光源とフォトマスクの間に透明なカバーを設置し、これを揺動させるという方法では露光装置がかなり複雑となりコストがかかるうえに、カバー設置以前に付着した異物に対しては効果がないという課題がある。また露光ギャップを調整する方法では異物の大きさや感光性材料膜の厚さなどによって微妙に露光ギャップを調整する必要があり、最適な条件を設定するのは容易ではない。また線幅や露光パターンの異なる複数のフォトマスクを用い感光性材料膜を複数回露光する方法では、フォトマスクが複数個必要で露光も複数回必要であるために工程が複雑であるという課題がある。

さらに、異物が付着する箇所はフォトマスクの上面だけでなくフォトマスクの下面や感光性材料膜の上面など多岐に渡るが、フォトマスク以外に異物が付着した場合には従来の方法では効果がない。このように異物の影響によって露光がされない未露光部の感光性材料膜は、ネガ型感光性材料膜の場合は断線系欠陥、ポジ型感光性材料膜の場合はショート系欠陥となってしまい著しく歩留まりを低下させる。

本発明はこれらの課題に鑑みなされたものであり、ＰＤＰを始めとする表示装置の製造において、感光性材料やフォトマスクの表面に異物が付着した場合でも歩留まりを低下させず、高品質な製品を実現するための露光方法および露光装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の露光方法は、ストライプ形状のパターンを有するフォトマスクを介して擬似平行光を照射して感光性材料膜を露光する露光方法であって、所定の平面を、ストライプ形状の長手ラインと平行であり、かつフォトマスクに垂直な平面とするとき、擬似平行光の照射方向が、所定の平面に平行であり、かつフォトマスクに対して所定の傾きをなし、照射方向が異なる少なくとも２つの擬似平行光を用いている。

このような方法により、フォトマスクや感光性材料膜の表面に異物が付着している場合でも異物による露光光の遮断（影）を低減することで未露光部の発生をなくし歩留まりの低下を防ぐことができる。

さらに、照射方向が異なる２つの擬似平行光を用い、前記フォトマスクに対して前記２つの擬似平行光の照射方向がなすそれぞれの傾きが同じであることが望ましい。このような方法により、異物による露光光の影の強度を均一に分散することができ、異物の影の影響をより低減することができる。

また、本発明の露光装置は、ストライプ形状のパターンを有するフォトマスクを介して擬似平行光を照射して感光性材料膜を露光する露光装置であって、所定の平面を、ストライプ形状の長手ラインと平行であり、かつフォトマスクに垂直な平面とするとき、擬似平行光を照射する露光光源の照射方向が、所定の平面に平行であり、かつフォトマスクに対して所定の傾きを有し、照射方向が異なる少なくとも２つの擬似平行光を照射している。

このような構成により、フォトマスクや感光性材料膜の表面に異物が付着している場合でも異物による露光光の遮断（影）を低減することで未露光部の発生をなくし歩留まりの低下を防ぐことができる。

本発明の露光方法および露光装置によれば、フォトマスクや感光性材料膜の表面に異物が付着している場合でも、異物による露光不良の発生をなくすことができ、高い歩留まりで高品質な表示装置を実現することができる。

以下、本発明の実施の形態における露光方法について図面を用いて詳しく説明する。

（実施の形態）
図４は、本発明の露光方法を適用する表示装置の一例であるＰＤＰの構造を示す分解斜視図である。ＰＤＰの基本構造は、一般的な交流面放電型ＰＤＰと同様である。図４に示すように、ＰＤＰ２０は前面板２１と、背面板３１とが対向して配置され、その外周部をガラスフリットなどからなる封着材（図示せず）によって気密封着されている。封着されたＰＤＰ２０内部の放電空間２２には、ネオン（Ｎｅ）およびキセノン（Ｘｅ）などの放電ガスが４００Ｔｏｒｒ〜６００Ｔｏｒｒ（５３ｋＰａ〜８０ｋＰａ）の圧力で封入されている。

前面板２１の前面ガラス基板２３上には、走査電極２４および維持電極２５よりなる一対のストライプ形状の表示電極２６とブラックストライプ２７が互いに平行にそれぞれ複数列配置されている。前面ガラス基板２３上には表示電極２６とブラックストライプ２７とを覆うようにコンデンサとしての働きをする誘電体層２８が形成され、さらにその表面に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）などからなる保護層２９が形成されている。

また、背面板３１の背面ガラス基板３２上には、前面板２１の表示電極２６と直交する方向に、複数のストライプ形状のアドレス電極３３が互いに平行に配置され、これを下地誘電体層３４が被覆している。さらに、アドレス電極３３間の下地誘電体層３４上には放電空間２２を区切る所定の高さのストライプ形状の隔壁３５が形成されている。隔壁３５間の溝には紫外線によって赤色、緑色および青色にそれぞれ発光する蛍光体層３６Ｒ、３６Ｇ、３６Ｂが順次塗布して形成されている。

表示電極２６とアドレス電極３３とが交差する位置に放電セルが形成され、カラー表示のための画素になる。上述のストライプ形状の表示電極２６およびブラックストライプ２７、アドレス電極３３、隔壁３５などはストライプ形状のパターンが形成されたフォトマスクに露光光を照射してフォトマスクのパターンを転写し、これを現像後、エッチング処理または焼成処理することにより形成される。

本発明の露光方法は、上述のストライプ形状の表示電極２６およびブラックストライプ２７、アドレス電極３３、隔壁３５などの製造に適用することができる。図１は本発明の実施の形態における露光装置の概要を示す図であり、ストライプ形状のパターン１１の長手ラインと平行でかつフォトマスク１２に垂直な平面（所定の平面とする）で切断した断面図である。図２は図１におけるＡ−Ａ断面図である。

図１および図２に示すように、ストライプ形状のパターン１１が形成されたフォトマスク１２はフォトマスク支持部材１３によって支持されている。フォトマスク１２と対向するように配置されて感光性材料膜１４で覆われた基板１５は基板支持部材１６によって支持されている。フォトマスク支持部材１３はＸ−Ｙ−Ｚの３軸方向に移動可能に構成され（図示せず）、フォトマスク１２と基板１５との位置合わせをすることができる。

露光光源１７からは擬似平行光１８ａ、１８ｂが出射される。露光光源１７としては、例えばキセノン・水銀アークランプやエキシマ・レーザなどから出射された光を、公知の反射鏡レンズやコリメータレンズという手段により擬似平行光にする構成が用いられる。

本発明の実施の形態における露光方法では、ストライプ形状のパターン１１を有するフォトマスク１２を介して擬似平行光１８ａ、１８ｂを照射して感光性材料膜１４を露光している。ここで、前述したように所定の平面を、ストライプ形状のパターン１１の長手ラインと平行であり、かつフォトマスク１２に垂直な平面とするとき、擬似平行光１８ａ、１８ｂの照射方向が、この所定の平面に平行であるようにしている。さらに、照射方向が異なる擬似平行光１８ａ、１８ｂは、それぞれ、フォトマスク１２に対して所定の傾きである角度θ１とθ２をなす２方向の光束からなっている。

すなわち、ストライプ形状のパターン１１のストライプの長手ラインの２方向から、フォトマスク１２に対して角度θ１、θ２を有する擬似平行光を照射するようにしている。さらに、本発明の実施の形態では、擬似平行光１８ａ、１８ｂの角度θ１、θ２をともに４５度に設定し、フォトマスク１２に対して左右対称な２方向から照射している。すなわち、照射方向が異なる２つの擬似平行光１８ａ、１８ｂを用い、フォトマスク１２に対して２つの擬似平行光１８ａ、１８ｂの照射方向がなすそれぞれの傾きが同じであるようにしている。

図３は、本発明の実施の形態における露光方法において、感光性材料膜１４の表面に付着した異物１９による露光光の影響を模式的に示した図である。図３に示すように、擬似平行光１８ａ、１８ｂが２方向から照射されることにより、異物１９の影１９ｂは大幅に低減される。さらに感光性材料膜１４と基板１５との界面からの反射光１８ａ１、１８ｂ１などが異物１９の下に回り込むため事実上異物による影による影響をなくすことができる。

この場合、擬似平行光１８ａ、１８ｂがフォトマスク１２に対して傾きを持った光束であっても、前述の所定の平面と平行な光束としているため、図２から明らかなようにストライプ形状のパターン１１は感光性材料膜１４に正確に転写される。本発明はこのようなストライプ形状のパターン１１に対する露光の特徴を利用したもので、ストライプ形状のパターン１１に対しては前述の光束を用いることによりパターン１１に何らの影響を及ぼすことなく異物１９の影響を除去できる。

ただし図１においてパターン１１の両端近傍の転写像は光量が不足するが、パターン１１を感光性材料膜１４より長くするか、感光性材料膜１４の形成領域をパターン１１より短くすれば問題ない。

本発明の実施の形態では、擬似平行光を左右対称な４５度の角度に設定した例を示したが、パターン１１の形状や露光光源１７の種類などによってそれぞれの条件に応じた最適な角度が設定される。また本発明の実施の形態では左右対称な２方向の擬似平行光の光束を照射する例を示したが、必ずしも対称にしなくても効果は得られる。しかし左右対称にすると左右それぞれの影の強度が均一となり影の影響をより効果的に分散させることができる。また擬似平行光は２方向の光束だけではなく、３方向以上の光束を用いてもさらに効果がある。

また本実施の形態では異物１９が感光性材料膜１４の表面に付着している場合の例を示したが、フォトマスク１２の表面、および裏面に付着している場合でも同様の効果が得られる。フォトマスク１２に異物１９が付着している場合は、多数の感光性材料膜１４が露光不良となり製品歩留まりが大幅に低下するという問題がある。しかしながら、本発明の実施の形態によれば、異物１９に対して擬似平行光の回り込み（回折）現象などが加わるため、影の影響を一層低減できる効果があり安定した製造品質を保つことができる。また本実施の形態ではＰＤＰのストライプ形状パターンを露光する例を示したが、それ以外のＬＣＤ、ＦＥＤ、ＳＥＤなどの感光性材料を用いたストライプパターンを有する電極などの工程にも用いることが可能である。

このように本発明の露光方法および露光装置によれば、フォトマスクや感光性材料膜の表面に異物が付着している場合でも、異物による露光不良の発生をなくすことができ、高い歩留まりの製造を実現でき高品質な表示装置を実現することができる。

本発明の露光方法は、フォトマスクや感光性材料膜の表面に異物が付着している場合でも、異物による露光不良の発生をなくすことができるため、大画面の表示装置の製造方法などに特に有用である。

本発明の実施の形態における概要を示す図図１におけるＡ−Ａ断面図本発明の実施の形態における露光方法において、感光性材料膜の表面に付着した異物による露光の影響を模式的に示した図本発明の露光方法を適用する表示装置の一例であるＰＤＰの構造を示す分解斜視図一般的な露光方法を示す断面図

符号の説明

１１パターン
１２フォトマスク
１３フォトマスク支持部材
１４感光性材料膜
１５基板
１６基板支持部材
１７露光光源
１８露光光
１８ａ，１８ｂ擬似平行光
１９異物
１９ａ，１９ｂ影
２０ＰＤＰ
２１前面板
２２放電空間
２３前面ガラス基板
２４走査電極
２５維持電極
２６表示電極
２７ブラックストライプ
２８誘電体層
２９保護層
３１背面板
３２背面ガラス基板
３３アドレス電極
３４下地誘電体層
３５隔壁
３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂ蛍光体層

Claims

ストライプ形状のパターンを有するフォトマスクを介して擬似平行光を照射して感光性材料膜を露光する露光方法であって、所定の平面を、前記ストライプ形状の長手ラインと平行であり、かつ前記フォトマスクに垂直な平面とするとき、前記擬似平行光の照射方向が、前記所定の平面に平行であり、かつ前記フォトマスクに対して所定の傾きをなし、前記照射方向が異なる少なくとも２つの前記擬似平行光を用いることを特徴とする露光方法。
照射方向が異なる２つの擬似平行光を用い、前記フォトマスクに対して前記２つの擬似平行光の照射方向がなすそれぞれの傾きが同じであることを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
ストライプ形状のパターンを有するフォトマスクを介して擬似平行光を照射して感光性材料膜を露光する露光装置であって、所定の平面を、前記ストライプ形状の長手ラインと平行であり、かつ前記フォトマスクに垂直な平面とするとき、前記擬似平行光を照射する露光光源の照射方向が、前記所定の平面に平行であり、かつ前記フォトマスクに対して所定の傾きを有し、前記照射方向が異なる少なくとも２つの前記擬似平行光を照射することを特徴とする露光装置。