JP2010266560A - プロキシミティ露光装置、プロキシミティ露光装置のマスク装着方法、及び表示用パネル基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスクホルダへのマスクの装着時に、マスクの搬送を安全に行い、マスクの位置決めを精度良く行い、マスクの真空吸着を安定して行う。
【解決手段】マスク２の下面の周辺部を複数のアーム３６で支持し、各アーム３６を上昇させ、複数のアーム３６によりマスク２を持ち上げて、マスク２をマスクホルダ２０に押し当てる。マスク２をマスクホルダ２０に押し当てた後、各アーム３６を上昇させる力を小さくし、マスクホルダ２０に押し当てられたマスク２の側面を押して、マスク２の位置決めを行う。マスク２の位置決めを行った後、各アーム３６を上昇させる力を大きくし、マスクホルダ２０に設けた吸着手段２１により、マスク２の上面の周辺部を真空吸着する。
【選択図】図１３

Description

本発明は、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板の製造において、プロキシミティ方式を用いて基板の露光を行うプロキシミティ露光装置、プロキシミティ露光装置のマスク装着方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に係り、特に、マスクホルダに押し当てられたマスクの側面を押してマスクの位置決めを行うプロキシミティ露光装置、プロキシミティ露光装置のマスク装着方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に関する。

表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基板等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成して行われる。露光装置としては、レンズ又は鏡を用いてマスクのパターンを基板上に投影するプロジェクション方式と、マスクと基板との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けてマスクのパターンを基板へ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は、プロジェクション方式に比べてパターン解像性能は劣るが、照射光学系の構成が簡単で、かつ処理能力が高く量産用に適している。

プロキシミティ露光装置は、基板を支持するチャックと、マスクを保持するマスクホルダとを備え、マスクホルダに保持されたマスクとチャックに支持された基板とを極めて接近させて露光を行う。マスクホルダは、露光光が通過する開口と、開口の周囲に設けられた吸着溝とを有し、吸着溝によりマスクの周辺部を真空吸着して、マスクをチャックに支持された基板に向かい合わせて保持する。

通常、マスクホルダへのマスクの搬入は、マスク搬送ロボットのハンドリングアームにより行われる。マスクホルダへのマスクの装着は、マスク搬送ロボットのハンドリングアームによりマスクをマスクホルダに押し当て、位置決め機構によりマスクの位置決めを行った後、吸着溝によりマスクの周辺部を真空吸着して行われる。位置決め機構は、マスクの側面に接触してマスクの位置を規制する基準ピンと、マスクの側面を押してマスクを基準ピンに押し付ける押圧ピンとを有し、押圧ピンによりマスクの側面を押してマスクの位置決めを行う。特許文献１には、この様なマスクの位置決め機構が開示されている。

特開２０００−２４１９９５号公報

近年の表示用パネルの大画面化に伴い基板が大型化すると、マスクも大型化して、マスクの重量が増加してきた。マスクの重量が増加すると、マスクの装着時、マスクの搬送を安全に行い、またマスクの真空吸着を安定して行うために、マスクをより大きな力で持ち上げてマスクホルダに押し当てる必要がある。しかしながら、マスクをマスクホルダに押し当てる力を大きくすると、マスクホルダとマスクとの摩擦抵抗が大きくなるので、マスクの位置決め時にマスクが動きにくくなって、マスクの位置決め精度が低下する。そのため、パターンの焼き付け精度が低下するという問題があった。

本発明の課題は、マスクホルダへのマスクの装着時に、マスクの搬送を安全に行い、マスクの位置決めを精度良く行い、マスクの真空吸着を安定して行うことである。また、本発明の課題は、高品質な表示用パネル基板を製造することである。

本発明のプロキシミティ露光装置は、基板を支持するチャックと、マスクを保持するマスクホルダとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置において、マスクの下面の周辺部を支持する複数のアーム及び各アームを昇降させる複数の昇降機構を有し、複数のアームによりマスクを持ち上げて、マスクをマスクホルダに押し当てるマスク装着手段と、各昇降機構が各アームを昇降させる力を制御する制御手段と、マスクホルダに押し当てられたマスクの側面を押して、マスクの位置決めを行う位置決め手段と、マスクホルダに設けられ、マスクの上面の周辺部を真空吸着する吸着手段とを備え、制御手段は、位置決め手段がマスクの位置決めを行うとき、各昇降機構が各アームを上昇させる力を、複数のアームによりマスクを持ち上げるとき及び吸着手段がマスクの上面の周辺部を真空吸着するときよりも小さくするものである。

また、本発明のプロキシミティ露光装置のマスク装着方法は、基板を支持するチャックと、マスクを保持するマスクホルダとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置のマスク装着方法であって、マスクの下面の周辺部を複数のアームで支持し、各アームを上昇させ、複数のアームによりマスクを持ち上げて、マスクをマスクホルダに押し当て、各アームを上昇させる力を小さくし、マスクホルダに押し当てられたマスクの側面を押して、マスクの位置決めを行い、各アームを上昇させる力を大きくし、マスクホルダに設けた吸着手段により、マスクの上面の周辺部を真空吸着するものである。

複数のアームによりマスクを持ち上げるときは、所望の力によりマスクを一定の速度で水平に安定して持ち上げることができるので、マスクの搬送が安全に行われる。マスクの位置決めを行うときは、複数のアームによりマスクを持ち上げるときよりも小さな力で、マスクがマスクホルダに押し当てられるので、マスクホルダとマスクとの摩擦抵抗が小さくなり、マスクの位置決めが精度良く行われる。マスクホルダに設けた吸着手段により、マスクの上面の周辺部を真空吸着するときは、マスクの位置決めを行うときよりも大きな力で、マスクがマスクホルダに押し当てられるので、マスクの真空吸着が安定して行われる。

さらに、本発明のプロキシミティ露光装置は、昇降機構が、アームを昇降させるエアシリンダを有し、制御手段が、エアシリンダに供給される圧縮空気の圧力を制御する電空レギュレータを有するものである。また、本発明のプロキシミティ露光装置のマスク装着方法は、エアシリンダを用いて各アームを上昇させ、電空レギュレータを用いてエアシリンダに供給される圧縮空気の圧力を制御するものである。エアシリンダと電空レギュレータを用いた簡単な構成で、各アームを上昇させる力が制御される。

本発明の表示用パネル基板の製造方法は、上記のいずれかのプロキシミティ露光装置を用いて基板の露光を行い、あるいは、上記のいずれかのプロキシミティ露光装置のマスク装着方法を用いてマスクをマスクホルダに装着して、基板の露光を行うものである。マスクの位置決めが精度良く行われ、パターンの焼き付け精度が向上する。

本発明のプロキシミティ露光装置及びプロキシミティ露光装置のマスク装着方法によれば、マスクの下面の周辺部を複数のアームで支持し、各アームを上昇させ、複数のアームによりマスクを持ち上げて、マスクをマスクホルダに押し当て、各アームを上昇させる力を小さくし、マスクホルダに押し当てられたマスクの側面を押して、マスクの位置決めを行い、各アームを上昇させる力を大きくし、マスクホルダに設けた吸着手段により、マスクの上面の周辺部を真空吸着することにより、マスクホルダへのマスクの装着時に、マスクの搬送を安全に行い、マスクの位置決めを精度良く行い、マスクの真空吸着を安定して行うことができる。

さらに、本発明のプロキシミティ露光装置及びプロキシミティ露光装置のマスク装着方法によれば、エアシリンダを用いてアームを上昇させ、電空レギュレータを用いてエアシリンダに供給される圧縮空気の圧力を制御することにより、エアシリンダと電空レギュレータを用いた簡単な構成で、各アームを上昇させる力を制御することができる。

本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、マスクの位置決めを精度良く行い、パターンの焼き付け精度を向上させることができるので、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。

本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置の概略構成を示す図である。 チャックを露光位置へ移動した状態を示す図である。 図３（ａ）はマスクホルダの側面図、図３（ｂ）はマスクホルダの下面図である。 図４（ａ）はマスクリフタの側面図、図４（ｂ）はマスクリフタの下面図、図４（ｃ）はマスクリフタの正面図である。 移動用エアシリンダを作動させるための空気圧回路を示す図である。 昇降用エアシリンダを作動させるための空気圧回路を示す図である。 図７（ａ）は基準ピンユニットの側面図、図７（ｂ）は基準ピンユニットの下面図である。 図８（ａ）は押圧ピンユニットの側面図、図８（ｂ）は押圧ピンユニットの下面図である。 マスクリフタの動作を説明する図である。 マスクリフタの動作を説明する図である。 マスクリフタの動作を説明する図である。 マスクリフタの動作を説明する図である。 マスクリフタの動作を説明する図である。 マスクリフタの動作を説明する図である。 基準ピンユニットの動作を説明する図である。 基準ピンユニットの動作を説明する図である。 押圧ピンユニットの動作を説明する図である。 押圧ピンユニットの動作を説明する図である。 マスクホルダの断面図である。 液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。 液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。

図１は、本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置の概略構成を示す図である。また、図２は、チャックを露光位置へ移動した状態を示す図である。プロキシミティ露光装置は、ベース３、Ｘガイド４、Ｘステージ５、Ｙガイド６、Ｙステージ７、θステージ８、チャック支持台９、チャック１０、Ｚ−チルト機構１１、及びマスクホルダ２０を含んで構成されている。プロキシミティ露光装置は、これらの他に、基板１をチャック１０へ搬入し、また基板１をチャック１０から搬出する基板搬送ロボット、マスク２をマスクホルダ２０へ搬入し、またマスク２をマスクホルダ２０から搬出するマスク搬送ロボット、露光光を照射する照射光学系、装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。

なお、以下に説明する実施の形態におけるＸＹ方向は例示であって、Ｘ方向とＹ方向とを入れ替えてもよい。

図１において、チャック１０は、基板１のロード及びアンロードを行うロード／アンロード位置にある。ロード／アンロード位置において、図示しない基板搬送ロボットにより、基板１がチャック１０へ搬入され、また基板１がチャック１０から搬出される。チャック１０への基板１のロード及びチャック１０からの基板１のアンロードは、チャック１０に設けた複数の突き上げピンを用いて行われる。突き上げピンは、チャック１０の内部に収納されており、チャック１０の内部から上昇して、基板１をチャック１０にロードする際、基板搬送ロボットから基板１を受け取り、基板１をチャック１０からアンロードする際、基板搬送ロボットへ基板１を受け渡す。

図２において、チャック１０は、基板１の露光を行う露光位置にある。露光位置の上空には、マスク２を保持するマスクホルダ２０が設置されている。マスクホルダ２０に保持されたマスク２の上空には、図示しない照射光学系が配置されている。露光時、照射光学系からの露光光がマスク２を透過して基板１へ照射されることにより、マスク２のパターンが基板１の表面に転写され、基板１上にパターンが形成される。

図１及び図２において、チャック１０は、チャック支持台９を介してθステージ８に搭載されており、θステージ８の下にはＹステージ７及びＸステージ５が設けられている。Ｘステージ５は、ベース３に設けられたＸガイド４に搭載され、Ｘガイド４に沿ってＸ方向（図１及び図２の図面横方向）へ移動する。Ｙステージ７は、Ｘステージ５に設けられたＹガイド６に搭載され、Ｙガイド６に沿ってＹ方向（図１及び図２の図面奥行き方向）へ移動する。θステージ８は、Ｙステージ７に搭載され、θ方向へ回転する。チャック支持台９は、θステージ８に搭載され、チャック１０を複数箇所で支持する。

Ｘステージ５のＸ方向への移動及びＹステージ７のＹ方向への移動により、チャック１０は、ロード／アンロード位置と露光位置との間を移動される。ロード／アンロード位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動、Ｙステージ７のＹ方向への移動、及びθステージ８のθ方向への回転により、チャック１０に搭載された基板１のプリアライメントが行われる。露光位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動及びＹステージ７のＹ方向への移動により、チャック１０に搭載された基板１のＸＹ方向へのステップ移動が行われる。そして、Ｘステージ５のＸ方向への移動、Ｙステージ７のＹ方向への移動、及びθステージ８のθ方向への回転により、基板１のアライメントが行われる。また、マスクホルダ２０の側面に設けたＺ−チルト機構１１により、マスクホルダ２０をＺ方向（図２の図面上下方向）へ移動及びチルトすることによって、マスク２と基板１とのギャップ合わせが行われる。

なお、本実施の形態では、マスクホルダ２０をＺ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行っているが、チャック支持台９にＺ−チルト機構を設けて、チャック１０をＺ方向へ移動及びチルトすることにより、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行ってもよい。

図３（ａ）はマスクホルダの側面図、図３（ｂ）はマスクホルダの下面図である。図３（ｂ）において、マスクホルダ２０には、露光光が通過する開口２０ａが設けられており、開口２０ａの下方には、マスク２が装着されている。マスクホルダ２０の下面の開口２０ａの周囲には、吸着溝２１が設けられており、吸着溝２１は、マスク２の周辺部を真空吸着して保持している。図３（ａ），（ｂ）において、マスクホルダ２０の下面には、複数のマスクリフタ３０から成るマスク装着装置が設けられている。また、マスクホルダ２０の下面には、複数の基準ピンユニット５０及び複数の押圧ピンユニット７０から成る位置決め機構が設けられている。基準ピンユニット５０と押圧ピンユニット７０は、マスク２を挟んで向かい合って配置されている。

なお、本実施の形態では、マスクリフタ３０が、マスク２の各辺の外側に２つずつ配置されているが、マスクリフタ３０の数及び配置は、これに限るものではない。また、本実施の形態では、基準ピンユニット５０及び押圧ピンユニット７０が、マスク２の長辺の外側に２つ配置され、マスク２の短辺の外側に１つ配置されているが、基準ピンユニット５０及び押圧ピンユニット７０の数及び配置は、これに限るものではない。

図４（ａ）はマスクリフタの側面図、図４（ｂ）はマスクリフタの下面図、図４（ｃ）はマスクリフタの正面図である。マスクリフタ３０は、固定ベース３１、ガイド３２、移動ベース３３、移動用エアシリンダ３４、アームスタンド３５、アーム３６、引張コイルバネ４０、取り付けベース４１、昇降ガイド４２、昇降ベース４３、昇降用エアシリンダ４４、ローラスタンド４５、及びローラ４６を含んで構成されている。

図４（ａ），（ｂ）において、固定ベース３１には、ガイド３２及び移動用エアシリンダ３４が取り付けられている。移動用エアシリンダ３４のロッドには、移動ベース３３が取り付けられており、移動ベース３３は、移動用エアシリンダ３４により、ガイド３２に沿って図面横方向へ移動される。図４（ａ）において、移動ベース３３には、アームスタンド３５が取り付けられており、アームスタンド３５には、アーム３６が、取り付け軸３５ａを支点として回転可能に取り付けられている。

図４（ａ），（ｃ）において、固定ベース３１には、取り付けベース４１及び昇降ガイド４２が取り付けられており、取り付けベース４１には、昇降用エアシリンダ４４が取り付けられている。昇降用エアシリンダ４４のロッドには、昇降ベース４３が取り付けられており、昇降ベース４３は、昇降用エアシリンダ４４により、昇降ガイド４２に沿って図面上下方向へ昇降される。固定ベース３１と昇降ベース４３の間には、引張コイルバネ４０が接続されており、昇降ベース４３は、引張コイルバネ４０により、図面上方向へ付勢されている。昇降ベース４３には、ローラスタンド４５が取り付けられており、ローラスタンド４５には、ローラ４６が回転可能に取り付けられている。

図４（ａ）において、アーム３６のバー３６ａには、傾斜した案内溝３６ｂが設けられており、案内溝３６ｂ内には、ローラ４６が挿入されている。昇降用エアシリンダ４４により昇降ベース４３を昇降させると、ローラ４６によりバー３６ａが昇降され、アーム３６が取り付け軸３５ａを支点として回転されて、アーム３６の先端３６ｃが昇降される。図４は、アーム３６の先端３６ｃが最も高い位置まで上昇した状態を示している。

図５は、移動用エアシリンダを作動させるための空気圧回路を示す図である。移動用エアシリンダ３４を作動させるための空気圧回路は、方向制御弁３７、速度制御弁３８ａ，３８ｂ、及びレギュレータ３９を含んで構成されている。図５（ａ）に示す様に、圧縮空気供給源を、方向制御弁３７のＢポートにつながる供給口へ接続すると、圧縮空気供給源からの圧縮空気が、方向制御弁３７のＢポートから、速度制御弁３８ａを介して、移動用エアシリンダ３４へ供給され、移動用エアシリンダ３４が後退する。移動用エアシリンダ３４からの圧縮空気は、速度制御弁３８ｂ及びレギュレータ３９を介して、方向制御弁３７のＡポートから排気口へ排気される。

また、図５（ｂ）に示す様に、圧縮空気供給源を、方向制御弁３７のＡポートにつながる供給口へ接続すると、圧縮空気供給源からの圧縮空気が、方向制御弁３７のＡポートから、レギュレータ３９及び速度制御弁３８ｂを介して、移動用エアシリンダ３４へ供給され、移動用エアシリンダ３４が前進する。移動用エアシリンダ３４からの圧縮空気は、速度制御弁３８ａを介して、方向制御弁３７のＢポートから排気口へ排気される。

図６は、昇降用エアシリンダを作動させるための空気圧回路を示す図である。昇降用エアシリンダを作動させるための空気圧回路は、方向制御弁４７、速度制御弁４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄ、及び電空レギュレータ４９を含んで構成されている。図６（ａ）に示す様に、圧縮空気供給源を、電空レギュレータ４９を介して、方向制御弁４７のＢポートにつながる供給口へ接続すると、圧縮空気供給源からの圧縮空気が、電空レギュレータ４９を通り、方向制御弁４７のＢポートから、速度制御弁４８ａ，４８ｂを介して、昇降用エアシリンダ４４へ供給され、昇降用エアシリンダ４４が下降する。昇降用エアシリンダ４４からの圧縮空気は、速度制御弁４８ｃ，４８ｄを介して、方向制御弁４７のＡポートから排気口へ排気される。

また、図６（ｂ）に示す様に、圧縮空気供給源を、電空レギュレータ４９を介して、方向制御弁４７のＡポートにつながる供給口へ接続すると、圧縮空気供給源からの圧縮空気が、電空レギュレータ４９を通り、方向制御弁４７のＡポートから、速度制御弁４８ｄ，４８ｃを介して、昇降用エアシリンダ４４へ供給され、昇降用エアシリンダ４４が上昇する。昇降用エアシリンダ４４からの圧縮空気は、速度制御弁４８ｂ，４８ａを介して、方向制御弁４７のＢポートから排気口へ排気される。

図７（ａ）は基準ピンユニットの側面図、図７（ｂ）は基準ピンユニットの下面図である。基準ピンユニット５０は、固定ベース５１、ガイド５２、移動ブロック５３、モータ５４、軸継手５５、軸受５６、ボールねじ５７ａ、ナット５７ｂ、アーム５８、基準ピン５９、及びプレート６０を含んで構成されている。

図７（ａ），（ｂ）において、固定ベース５１には、ガイド５２及びモータ５４が取り付けられている。モータ５４の回転軸には、軸継手５５を介して、ボールねじ５７ａが接続されている。ボールねじ５７ａは、軸受５６により、回転可能に支持されている。移動ブロック５３の内部には、ボールねじ５７ａにより移動されるナット５７ｂが取り付けられており、モータ５４によりボールねじ５７ａを回転すると、移動ブロック５３がガイド５２に沿って移動される。移動ブロック５３には、アーム５８が取り付けられており、アーム５８の先端には、基準ピン５９が取り付けられている。アーム５８の下面には、後述するガイドに取り付けるためのプレート６０が取り付けられている。図７（ａ）において、基準ピン５９の先端には、マスク２の下面の縁のテーバ部を支持するための爪５９ａが設けられている。

図８（ａ）は押圧ピンユニットの側面図、図８（ｂ）は押圧ピンユニットの下面図である。押圧ピンユニット７０は、固定ベース７１、移動ブロック７３、エアシリンダ７４、アーム７８、押圧ピン７９、及びプレート８０を含んで構成されている。図８（ａ），（ｂ）において、固定ベース７１には、エアシリンダ７４が取り付けられている。エアシリンダ７４のロッドには、移動ブロック７３が取り付けられており、移動ブロック７３は、エアシリンダ７４により、図面横方向へ移動される。移動ブロック７３には、アーム７８が取り付けられており、アーム７８の先端には、押圧ピン７９が取り付けられている。アーム７８の下面には、後述するガイドに取り付けるためのプレート８０が取り付けられている。図８（ａ）において、押圧ピン７９の先端には、マスク２の下面の縁のテーバ部を支持するための爪７９ａが設けられている。

以下、本発明の一実施の形態によるプロキシミティ露光装置のマスク装着方法について説明する。図９〜図１４は、マスクリフタの動作を説明する図である。マスクリフタ３０は、マスクホルダ２０の側面に設けられた台２６の下面に取り付けられている。図９に示す様に、移動用エアシリンダ３４は、最初、後退した状態にあり、昇降用エアシリンダ４４は、最初、上昇した状態にある。マスク２は、図示しないマスク搬送ロボットのハンドリングアームにより、マスクホルダ２０の下面の近くに支持されている。

マスク２をマスクホルダ２０に装着する際、まず、図１０に示す様に、昇降用エアシリンダ４４を下降させて、アーム３６の先端３６ｃを下降させ、アーム３６の先端３６ｃをマスク２の下面よりも低い高さにする。アーム３６のバー３６ａに設けられた傾斜した案内溝３６ｂは、アーム３６が取り付け軸３５ａを支点として回転することにより、ほぼ水平な状態となる。

次に、図１１に示す様に、移動用エアシリンダ３４を前進させて、アーム３６の先端３６ｃをマスク２の下方へ移動させる。このとき、アーム３６のバー３６ａに設けられた傾斜した案内溝３６ｂは、ローラ４６が挿入されたまま、ほぼ水平な状態で移動し、アーム３６の先端３６ｃの高さはほぼ一定に保たれる。

続いて、図１２に示す様に、昇降用エアシリンダ４４を上昇させて、アーム３６の先端３６ｃを上昇させ、アーム３６の先端３６ｃでマスク２の下面の周辺部を支持し、マスク２を図示しないマスク搬送ロボットのハンドリングアームから持ち上げる。このとき、図６（ｂ）において、電空レギュレータ４９により、昇降用エアシリンダ４４へ供給される圧縮空気の圧力を制御して、昇降用エアシリンダ４４がアーム３６を上昇させる力を、アーム３６がマスク２を支持するのに必要な大きさよりも大きくする。本実施の形態では、一例として、昇降用エアシリンダ４４がアーム３６を上昇させる力を、アーム３６がマスク２を支持するのに必要な大きさの２倍〜３倍とする。そして、図１３に示す様に、アーム３６の先端３６ｃをさらに上昇させて、マスク２をマスクホルダ２０の下面へ押し当てる。

昇降用エアシリンダ４４へ供給される圧縮空気の圧力が低く、昇降用エアシリンダ４４がアーム３６を上昇させる力が小さいと、複数のアーム３６のバランスが崩れてマスク２が斜めに持ち上げられ、またマスク２を持ち上げる速度が安定しない。そのため、マスク２の位置がずれたり、マスク２がマスクホルダ２０に衝突したり、マスク２が落下したりする恐れがある。昇降用エアシリンダ４４がアーム３６を上昇させる力を、アーム３６がマスク２を支持するのに必要な大きさよりも大きくして、所望の力によりマスク２を一定の速度で水平に安定して持ち上げることができるので、マスク２の搬送が安全に行われる。

また、何らかの原因で昇降用エアシリンダ４４への圧縮空気の供給が止まっても、固定ベース３１と昇降ベース４３の間に接続された引張コイルバネ４０により、アーム３６の下降が防止される。

続いて、基準ピンユニット５０及び押圧ピンユニット７０から成る位置決め機構を用いて、マスク２の位置決めを行う。図１５及び図１６は、基準ピンユニットの動作を説明する図である。基準ピンユニット５０は、マスクホルダ２０の側面に設けられた台２７の下面に取り付けられている。基準ピンユニット５０のプレート６０は、マスクホルダ２０の下面に設けられた溝内に設置されたガイド６１に取り付けられており、アーム５８は、ガイド６１に沿って図面横方向へ移動する。アーム５８、基準ピン５９及びプレート６０の下面は、マスクホルダ２０に押し当てられたマスク２の下面よりも高く、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行う際に、基板１がアーム５８、基準ピン５９及びプレート６０に接触しない。図１５に示す様に、基準ピン５９は、最初、後退した位置にある。図１６に示す様に、モータ５４により移動ブロック５３を前進させて、基準ピン５９を所定の位置まで前進させる。

図１７及び図１８は、押圧ピンユニットの動作を説明する図である。押圧ピンユニット７０は、マスクホルダ２０の側面に設けられた台２８の下面に取り付けられている。押圧ピンユニット７０のプレート８０は、マスクホルダ２０の下面に設けられた溝内に設置されたガイド８１に取り付けられており、アーム７８は、ガイド８１に沿って図面横方向へ移動する。アーム７８、押圧ピン７９及びプレート８０の下面は、マスクホルダ２０に押し当てられたマスク２の下面よりも高く、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行う際に、基板１がアーム７８、押圧ピン７９及びプレート８０に接触しない。図１７に示す様に、押圧ピン７９は、最初、後退した位置にある。

基準ピン５９を所定の位置まで前進させた後、図１８に示す様に、エアシリンダ７４により移動ブロック７３を前進させて、押圧ピン７９によりマスク２の側面を押す。マスク２は、押圧ピン７９に押されて基準ピン５９側へ移動し、押圧ピン７９に押された側面の反対側の側面が基準ピン５９に接触して、位置決めされる。このとき、図６（ｂ）において、電空レギュレータ４９により、昇降用エアシリンダ４４へ供給される圧縮空気の圧力を制御して、昇降用エアシリンダ４４がアーム３６を上昇させる力を、アーム３６がマスク２を支持するのに必要な大きさに下げる。

昇降用エアシリンダ４４へ供給される圧縮空気の圧力が高く、昇降用エアシリンダ４４がアーム３６を上昇させる力が大きいと、マスク２が大きな力でマスクホルダ２０に押し当てられて、マスクホルダ２０とマスク２との摩擦抵抗が大きくなる。そのため、マスク２の位置決め時にマスク２が動きにくくなって、マスク２の位置決め精度が低下する。昇降用エアシリンダ４４がアーム３６を上昇させる力を小さくすることにより、複数のアーム３６によりマスク２を持ち上げるときよりも小さな力で、マスク２がマスクホルダ２０に押し当てられるので、マスクホルダ２０とマスク２との摩擦抵抗が小さくなり、マスク２の位置決めが精度良く行われる。

マスク２の位置決めを行った後、吸着溝２１により、マスク２の上面の周辺部を真空吸着する。図１９は、マスクホルダの断面図である。マスクホルダ２０の下面の開口２０ａの周囲に設けられた吸着溝２１は、エア通路２２を介して、図示しない真空設備へ接続されている。エア通路２２から吸着溝２１内の空気を吸引することにより、マスク２の上面の周辺部が吸着溝２１で真空吸着される。このとき、図６（ｂ）において、電空レギュレータ４９により、昇降用エアシリンダ４４へ供給される圧縮空気の圧力を制御して、昇降用エアシリンダ４４がアーム３６を上昇させる力を、アーム３６がマスク２を支持するのに必要な大きさよりも大きくする。本実施の形態では、一例として、昇降用エアシリンダ４４がアーム３６を上昇させる力を、アーム３６がマスク２を支持するのに必要な大きさの２倍〜３倍とする。マスク２の位置決めを行うときよりも大きな力で、マスク２がマスクホルダ２０に押し当てられるので、マスク２の真空吸着が安定して行われる。

なお、昇降用エアシリンダ４４がアーム３６を上昇させる力は、マスク２を持ち上げるときと、マスク２を真空吸着するときとで、同じにしてもよく、また異ならせてもよい。

吸着溝２１により、マスク２の上面の周辺部を真空吸着した後、図９〜図１３と逆の手順で、アーム３６の先端３６ｃを下降、後退、上昇させて、マスクリフタ３０を最初の状態に戻す。図１４に示す様に、マスクリフタ３０を最初の状態に戻したとき、アーム３６の下面は、マスクホルダ２０に装着されたマスク２の下面よりも高く、マスク２と基板１とのギャップ合わせを行う際に、基板１がアーム３６に接触しない。図１８において、押圧ピン７９がマスク２の側面を押して、基準ピン５９及び押圧ピン７９が常にマスク２の側面に接触しているので、もし、何らかの原因で吸着溝２１による真空吸着が止まっても、図７（ａ）に示した基準ピン５９の先端の爪５９ａ、及び図８（ａ）に示した押圧ピン７９の先端の爪７９ａにより、マスク２の下面の縁のテーバ部が支持されて、マスク２の落下が防止される。

図１９において、マスクホルダ２０の露光光が通過する開口２０ａの上方には、負圧ガラス２３が設置されており、マスク２の上方には、マスク２と、マスクホルダ２０と、負圧ガラス２３とによって、負圧室が構成されている。負圧室は、エア通路２５を介して、図示しない真空設備へ接続されている。負圧室内を真空引きし、負圧室に負圧を掛けることによって、マスク２に重力の方向と反対方向へ浮上する力が掛かり、マスク２のたわみが抑制される。

以上説明した実施の形態によれば、マスク２の下面の周辺部を複数のアーム３６で支持し、各アーム３６を上昇させ、複数のアーム３６によりマスク２を持ち上げて、マスク２をマスクホルダ２０に押し当て、各アーム３６を上昇させる力を小さくし、マスクホルダ２０に押し当てられたマスク２の側面を押して、マスク２の位置決めを行い、各アーム３６を上昇させる力を大きくし、マスクホルダ２０に設けた吸着溝２１により、マスク２の上面の周辺部を真空吸着することにより、マスクホルダ２０へのマスク２の装着時に、マスク２の搬送を安全に行い、マスク２の位置決めを精度良く行い、マスク２の真空吸着を安定して行うことができる。

さらに、昇降用エアシリンダ４４を用いてアーム３６を上昇させ、電空レギュレータ４９を用いて昇降用エアシリンダ４４に供給される圧縮空気の圧力を制御することにより、昇降用エアシリンダ４４と電空レギュレータ４９を用いた簡単な構成で、各アーム３６を上昇させる力を制御することができる。

本発明のプロキシミティ露光装置を用いて基板の露光を行い、あるいは、本発明のプロキシミティ露光装置のマスク装着方法を用いてマスクをマスクホルダに装着して、基板の露光を行うことにより、マスクの位置決めを精度良く行い、パターンの焼き付け精度を向上させることができるので、高品質な表示用パネル基板を製造することができる。

例えば、図２０は、液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法等により、基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布法等により感光樹脂材料（フォトレジスト）を塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、プロキシミティ露光装置や投影露光装置等を用いて、マスクのパターンをフォトレジスト膜に転写する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、基板上にＴＦＴアレイが形成される。

また、図２１は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程（ステップ２０２）では、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等により、基板上に着色パターンを形成する。この工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程（ステップ２０３）では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程（ステップ２０４）では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。

図２０に示したＴＦＴ基板の製造工程では、露光工程（ステップ１０３）において、図２１に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）及び着色パターン形成工程（ステップ２０２）の露光処理において、本発明のプロキシミティ露光装置又は本発明のプロキシミティ露光装置のマスク装着方法を適用することができる。

１ 基板
２ マスク
３ ベース
４ Ｘガイド
５ Ｘステージ
６ Ｙガイド
７ Ｙステージ
８ θステージ
９ チャック支持台
１０ チャック
１１ Ｚ−チルト機構
２０ マスクホルダ
２１ 吸着溝
２２，２５ エア通路
２３ 負圧ガラス
２６，２７，２８ 台
３０ マスクリフタ
３１ 固定ベース
３２ ガイド
３３ 移動ベース
３４ 移動用エアシリンダ
３５ アームスタンド
３６ アーム
３７ 方向制御弁
３８ａ，３８ｂ 速度制御弁
３９ レギュレータ
４０ 引張コイルバネ
４１ 取り付けベース
４２ 昇降ガイド
４３ 昇降ベース
４４ 昇降用エアシリンダ
４５ ローラスタンド
４６ ローラ
４７ 方向制御弁
４８ａ，４８ｂ，４８ｃ，４８ｄ 速度制御弁
４９ 電空レギュレータ
５０ 基準ピンユニット
５１ 固定ベース
５２ ガイド
５３ 移動ブロック
５４ モータ
５５ 軸継手
５６ 軸受
５７ａ ボールねじ
５７ｂ ナット
５８ アーム
５９ 基準ピン
６０ プレート
６１ ガイド
７０ 押圧ピンユニット
７１ 固定ベース
７３ 移動ブロック
７４ エアシリンダ
７８ アーム
７９ 押圧ピン
８０ プレート
８１ ガイド

Claims (6)

1. 基板を支持するチャックと、マスクを保持するマスクホルダとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置において、
   マスクの下面の周辺部を支持する複数のアーム及び各アームを昇降させる複数の昇降機構を有し、複数のアームによりマスクを持ち上げて、マスクを前記マスクホルダに押し当てるマスク装着手段と、
   各昇降機構が各アームを昇降させる力を制御する制御手段と、
   前記マスクホルダに押し当てられたマスクの側面を押して、マスクの位置決めを行う位置決め手段と、
   前記マスクホルダに設けられ、マスクの上面の周辺部を真空吸着する吸着手段とを備え、
   前記制御手段は、前記位置決め手段がマスクの位置決めを行うとき、各昇降機構が各アームを上昇させる力を、複数のアームによりマスクを持ち上げるとき及び前記吸着手段がマスクの上面の周辺部を真空吸着するときよりも小さくすることを特徴とするプロキシミティ露光装置。
2. 前記昇降機構は、前記アームを昇降させるエアシリンダを有し、
   前記制御手段は、前記エアシリンダに供給される圧縮空気の圧力を制御する電空レギュレータを有することを特徴とする請求項１に記載のプロキシミティ露光装置。
3. 基板を支持するチャックと、マスクを保持するマスクホルダとを備え、マスクと基板との間に微小なギャップを設けて、マスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ露光装置のマスク装着方法であって、
   マスクの下面の周辺部を複数のアームで支持し、
   各アームを上昇させ、複数のアームによりマスクを持ち上げて、マスクをマスクホルダに押し当て、
   各アームを上昇させる力を小さくし、マスクホルダに押し当てられたマスクの側面を押して、マスクの位置決めを行い、
   各アームを上昇させる力を大きくし、マスクホルダに設けた吸着手段により、マスクの上面の周辺部を真空吸着することを特徴とするプロキシミティ露光装置のマスク装着方法。
4. エアシリンダを用いて各アームを上昇させ、
   電空レギュレータを用いてエアシリンダに供給される圧縮空気の圧力を制御することを特徴とする請求項３に記載のプロキシミティ露光装置のマスク装着方法。
5. 請求項１又は請求項２に記載のプロキシミティ露光装置を用いて基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
6. 請求項３又は請求項４に記載のプロキシミティ露光装置のマスク装着方法を用いてマスクホルダにマスクを装着して、基板の露光を行うことを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。

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