JP2011013512A

JP2011013512A - 周辺露光装置

Info

Publication number: JP2011013512A
Application number: JP2009158338A
Authority: JP
Inventors: Seiya Nagai; 聖也永井; Hiroaki Sato; 博明佐藤; Yasuhito Ikeda; 泰人池田; Masato Kakui; 将人角井
Original assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2009-07-03
Filing date: 2009-07-03
Publication date: 2011-01-20

Abstract

【課題】分解能の高い識別記号を描画しながら周辺領域のフォトレジストを感光させることができる周辺露光装置を提供する。
【解決手段】周辺露光装置（１００）は、第１の方向に移動するとともに、一端側で被露光基板（ＳＷ）を載置し他端側で被露光基板（ＳＷ）を第１の方向から第１の方向と交差する第２の方向へ回転させるステージ（１２）と、ステージの上方に配置され第２の方向に配置された躯体（１３）と、躯体の一端又は他端側の一方の側面に第２の方向に移動可能に設けられ周辺領域を露光する周辺露光手段（２０）と、躯体の一端又は他端側の周辺露光手段が設けられている側面とは反対側の側面に第２の方向に移動可能に設けられ周辺露光領域にパターンに関する識別記号を描画する記号描画手段（４２）と、を備える。そして、被露光基板（ＳＷ）が１往復のみ移動することで、パターンの周辺領域を露光するとともに識別記号を描画する。
【選択図】図１

Description

本発明は、被露光基板に形成されるパターンの周辺領域に露光光を照射するとともに、その周辺領域に記号を描画する周辺露光装置に関するものである。

液晶表示装置（液晶パネル）を製造する工程で、露光装置は、紫外線を含む光で大型のガラス基板に液晶表示装置のパターンを露光する。このパターンの露光の前後に、周辺露光装置はパターン領域外の周辺領域を露光させている。この周辺露光装置は、パターン領域外の周辺領域に存在する不要なフォトレジスト・インク（以下フォトレジスト）を予め又は後で露光させることで、露光工程など工程の支障とならないようにしている。また、周辺露光装置は周辺領域に基板を管理する記号、および分割した後のパターン領域を管理する記号等の基板管理用の識別記号を描画させている。特に、識別記号の種類の増加により、識別記号の描画用光源として紫外線レーザが使用されている。

一般に基板に塗布されるフォトレジストは、ｇ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）及びｉ線（４３６ｎｍ）に対して２０ｍＷ／ｃｍ^２ないし４０ｍＷ／ｃｍ^２の光線に反応する感度特性である。パターン領域外の周辺領域の露光に使用される水銀ランプは、いわゆるｇ線、ｈ線及びｉ線の３線を照射する。これに対して、識別記号を描画する紫外線レーザは３５５ｎｍを主波長とする。そして紫外線レーザは、基板面において５ｍＷ／ｃｍ^２ないし１０ｍＷ／ｃｍ^２以下の数ｍＷ／ｃｍ^２程度の強度で描画する。このため、周辺露光装置でフォトレジストを露光する速度と紫外線レーザでフォトレジストを露光する速度とが大きく異なっている。

このような水銀ランプと紫外線レーザとを大型のガラス基板に露光又は描画する技術として、例えば、特許文献１及び特許文献２の技術がある。特許文献１は、周辺露光を行う際の基板の移動速度と識別記号を描画する際の移動速度とを変化させ、識別記号を描画する際の基板の移動速度が遅くなるようにしている。特許文献２は、識別記号を描画するユニットの配置を段違いに配置させることにより、レーザの分岐を少なくさせ、レーザの出力を大きくしている。

特開２００７−１４８３５８特開２００６−２５９５１５

最近、Ｇ１０世代と呼ばれる３ｍ級の大型のガラス基板の生産が始まろうとしている。このため、特許文献１に開示される周辺露光装置においては、識別記号を描画する光源と周辺領域を露光する光源との光量が大幅に異なるために、識別記号を描画する基板の移動速度と周辺領域を露光する基板の移動速度が大幅に異なっている。この結果、基板が大型化されるに伴って、周辺領域の露光及び識別記号の描画の作業時間が長くなるという問題が生じている。

また、特許文献２の周辺露光装置では、識別記号を描画するユニットを段違いに斜め列となるように配置しているため、基板の移動する距離が長くなり、露光装置全体が大型になる問題がある。また、識別記号を描画する光源にレーザを用いる手法は、レーザが高価であり、しかも短期間での保守が必要な点に問題があった。

さらに、特許文献２に開示されるレーザは基板から離れて照射されるため、レーザを振り回す角度が広がる。その結果、照射する光線の１ドットあたりのスポットサイズが基板面で微妙に変化し、形成された識別記号の分解能が低いという問題もあった。

本発明は、上記の問題点に鑑み創案されたものであり、高速且つ分解能の高い識別記号を描画しながら周辺領域のフォトレジストを感光させることができる周辺露光装置を提供することにある。

第１の観点の周辺露光装置は、被露光基板に形成されるパターンの周辺領域を露光することができる。この周辺露光装置は、第１の方向に移動するとともに、一端側で被露光基板を載置し他端側で被露光基板を第１の方向から第１の方向に直交する第２の方向へ回転させるステージと、ステージの上方に配置され、第２の方向に配置された躯体と、躯体の一端又は他端側の一方の側面に第２の方向に移動可能に設けられ、周辺領域を露光する周辺露光手段と、躯体の一端又は他端側で周辺露光手段が設けられている側面とは異なる側面に第２の方向に移動可能に設けられ、周辺露光領域にパターンに関する識別記号を描画する記号描画手段と、を備える。そして、周辺露光手段及び記号描画手段の下方を、被露光基板が１往復のみ移動することで、パターンの周辺領域を露光するとともに識別記号を描画する。
これらの構成を有する周辺露光装置は、周辺露光部及び記号描画部の下方を、被露光基板が１往復のみ移動することで、パターンの周辺領域を露光するとともに識別記号Ｍを描画することができる。

第２の観点の周辺露光装置は、第１の観点に記載された周辺露光部が、第１光源と、第１光源からの光線を被露光基板に導く第１光学系とを含み、第１の観点に記載された記号描画部が、第２光源と、識別記号を描画するデータにて第２光源からの光線を空間変調する空間変調素子と、空間変調された光線を被露光基板に導く第２光学系とを含んでいる。そして第１光源は、高圧水銀ランプとリフレクターとが空間を介して夫々独立しており、第２光源は、高圧水銀ランプとリフレクターとが一体に固着されている。

第３の観点の周辺露光装置は、第１の観点に記載された周辺露光部が、第１光源と第１光源からの光線を被露光基板に導く第１光学系とを含み、第１の観点に記載された記号描画部が、第２光源と、識別記号を描画するデータにて第２光源からの光線を空間変調する空間変調素子と空間変調された光線を被露光基板に導く第２光学系とを含んでいる。第２光源は、第１光源から導かれた光源である。

第４の観点の周辺露光装置の第２光源は、第１光源から導かれた光量を調整する減光フィルターを備える。

第５の観点の周辺露光装置は、空間変調素子と被露光基板とを共役状態にするために、被露光基板と平行に空間変調素子を移動させる移動手段を備える。

第６の観点の周辺露光装置は、第２の観点又は第３の観点に記載される第１光学系が、第１光源からの光線を矩形形状に形成するするとともに、識別記号が形成される領域に対して第１光源からの光線を遮光する露光領域調整手段を有する。

第７の観点の周辺露光装置は、第２の観点又は第３の観点に記載される第１光学系の光軸がステージに対して垂直に配置され、第２光学系の光軸もステージに対して垂直に配置され、空間変調素子は第２光学系の光軸に対して垂直に配されていることを特徴としている。

第８の観点の周辺露光装置は、第２の観点に記載される周辺露光手段に搭載する高圧水銀ランプと、記号描画手段に搭載する高圧水銀ランプとの被露光基板面に照射される単位面積当たりの強度と主波長とが同一条件であることを特徴としている。
第９の観点の周辺露光装置は、ステージの移動範囲を覆い躯体の周囲に配置される天板を備えている。

本発明による周辺露光装置は、高圧水銀ランプを光源として、周辺露光及び識別記号の描画を行うことができるために、基板の速度を一定に保ったまま周辺領域の露光と識別記号の描画とを行うことができる。また、記号描画用の光源に小型の高圧水銀ランプを用いることにより、レーザを用いた光源と比べ、保守部品が低価格且つ容易な保守作業となる。

図１は、本発明の周辺露光装置１００の全形の斜視図である。（ａ）は、周辺露光装置１００を上面から見た構成図である。（ｂ）は、周辺露光装置１００の側面から見た構成図である。（ａ）は、基板位置ＳＷ１から基板位置ＳＷ２へ向かう第１搬送方向ＦＤ１で処理される周辺露光と識別記号Ｍの描画との形成方法を示した図である。（ｂ）は、基板位置ＳＷ２から基板位置ＳＷ１へ向かう第２搬送方向ＦＤ２で処理される周辺露光と識別記号Ｍの描画との形成方法を示した図である。周辺露光部２２の構成を示した側面図である。照射領域調整機構３０を模式的に示す分解斜視図である。露光描画部４２の構成を示した側面図である。露光描画系の制御構成を示した図である。周辺露光部２２と露光描画部１４２との主な構成を示した図である。

《第１実施形態》
＜周辺露光装置１００の構成＞
以下、周辺露光装置１００の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、周辺露光装置１００の全形の斜視図である。図１では、筐体１１の短軸方向がＹ軸方向（第２方向）で、長軸方向がＸ軸方向（第１方向）で描かれている。また、周辺露光手段２０及び識別記号描画部４０の配置を見やすくするために、カバー類が一部カットして図示されている。

周辺露光装置１００の主な構成は、筐体１１、門型の躯体１３、天板１４、周辺露光部２０及び識別記号描画部４０である。躯体１３は筐体１１の上面に門型の構造で、Ｙ軸方向に伸びる梁とその梁の両側に設けられた脚とからなる。この躯体１３は筐体１１のＸ軸方向の中央付近に設置されている。躯体１３の両側に配置される天板１４は、天板１４上を作業者が移動して保守作業ができる幅と強度とを有している。また、この天板１４は保守作業中に発生する塵埃や工具等が落下しないように筐体１１の上面を覆っている。

周辺露光部２０はガラス基板ＳＷの周辺領域を露光する。また識別記号描画部４０はガラス基板ＳＷの周辺領域にガラス基板ＳＷ又はガラス基板ＳＷを複数に分割した後の各分割基板を管理する基板管理用の識別記号を描画する。周辺露光部２０及び識別記号描画部４０については、図４から図６を使って後で説明する。

躯体１３は、Ｙ軸方向に伸びる梁の両端面の一方に周辺露光部２０を設置し、もう一方に識別記号描画部４０を設置する。躯体１３の梁の幅は、個々の周辺露光部２０と識別記号描画部４０とが互いに移動するのに支障の無い間隔を有している。

本実施形態では図面の手前側に３つの周辺露光部２０が設置され、図面の奥側に３つの識別記号描画部４０が設置されている。周辺露光部２０と識別記号描画部４０とが逆に配置されてもよい。またガラス基板ＳＷを何枚に分割するかによって、周辺露光部２０と識別記号描画部４０との設置個数が決まる。また、ガラス基板ＳＷの種類によっては、何枚に分割するかにかかわらずガラス基板ＳＷの１つ識別記号Ｍのみで足りることもある。このような場合には、識別記号描画部４０が１つだけ配置される。
以下の実施形態は３つの識別記号描画部４０が設置された例を説明する。また、実施形態は先に周辺露光部２０が周辺露光を行い、後に識別記号描画部４０が識別記号を描画する例である。

筐体１１の上部には筐体１１のＸ軸方向に移動できるステージ１２が設置される。ステージ１２はその上面にガラス基板ＳＷをθ方向に回転する回転テーブル（不図示）を有している。そして回転テーブルは基板吸着用支柱（不図示）を有し、この基板吸着用支柱の上面にガラス基板ＳＷが吸着して載置される。

また、ステージ１２が移動する上部にはカバー１５が設置される。カバー１５は、筐体１１の四隅と躯体１３の周囲とに設けられた支柱１６で支えられている。このカバー１５は躯体１３の周囲まで伸びておりカバー１５と躯体１３とにはほとんど隙間がない。このためガラス基板ＳＷ面およびステージ１２の移動範囲に塵埃が落下しない。さらに、カバー１５には、空気中から塵埃などを取り除くＨＥＰＡ（High Efficiency Particulate Air Filter）フィルター（不図示）と、周辺露光部２０および識別記号描画部４０の電源（不図示）とが設置してある。つまりカバー１５は、塵埃の落下を防止し且つフィルターなどの配置スペースとなっている。

また、周辺露光装置１００の筐体１１は、ステージ１２、周辺露光部２０及び識別記号描画部４０を制御するための制御部９０を設置する。そして制御部９０は外部からの情報に基づいてステージ１２、周辺露光部２０を制御して正確な周辺露光処理を行い、識別記号描画部４０を制御して識別記号の描画を行っている。以下、その詳細を説明する。

本実施形態の周辺露光装置１００は高さ（Ｚ軸方向）約３ｍ、Ｙ方向長さ約３ｍ、Ｘ軸方向長さ約６ｍである。周辺露光装置１００は、Ｇ６世代用基板からＧ１０世代用基板までの大きさを扱うことができる。例えばＧ６世代用基板は１．８ｍ級の矩形形状であり、Ｇ１０世代用基板は３ｍ級の矩形形状である。これらのガラス基板ＳＷは、図１の手前側のＸ軸方向に垂直な稜線を第１基準辺ＶＳ１、同じく手前側のＸ軸に平行な稜線を第２基準辺ＶＳ２として規定されている。第１基準辺ＶＳ１及び第２基準辺ＶＳ２はガラスの製造過程で基準として製作され、各パターンを形成した後に複数の液晶表示装置（液晶パネル）に分割するまでの基準とされる。

ステージ１２は、例えば、ボールねじ、スライドガイド及びねじ駆動用モータ等を有している。ステージ１２はボールねじなどの回転によってＸ軸方向に移動することができる。またステージ１２は、ボールねじなどの代わりに、リニアモータやガラス基板ＳＷを浮上させるエアベアリングなどを有していても良い。

図２（ａ）は周辺露光装置１００を上面から見た構成図であり、理解しやすいようにカバー１５及び支柱１６を除去させた図である。図２（ｂ）は周辺露光装置１００の側面から見た構成図である。

ガラス基板ＳＷは不図示の搬送装置により図面の左側である基板位置ＳＷ１の位置に投入される。ガラス基板ＳＷはガラス基板ＳＷの基準辺がステージ１２の所定位置に合致させるように載置されて吸着される。ガラス基板ＳＷはステージ１２がＸ軸方向と平行に移動することで基板位置ＳＷ２の位置へ移動される。ガラス基板ＳＷは基板位置ＳＷ１から基板位置ＳＷ２へ移動する際に躯体１３の下部を通過し、その結果、躯体１３に設置された周辺露光部２０と識別記号描画部４０との下部を通過する。基板位置ＳＷ２でガラス基板ＳＷは９０度回転し、基板位置ＳＷ２から基板位置ＳＷ１へ移動する。この一連のガラス基板ＳＷの移動に伴い周辺露光部２０はガラス基板ＳＷのパターン領域外の周辺露光を行い、同時に識別記号描画部４０がパターンの周辺部に識別記号を描画する。周辺露光装置１００はガラス基板ＳＷの移動速度を一定にしてパターン領域外の周辺露光と、識別記号の描画を行うことができる。

図３はガラス基板ＳＷの搬送方向ＦＤに対しての周辺露光と識別記号Ｍの描画との形成方法を示した図である。図３（ａ）は基板位置ＳＷ１（図２参照）から基板位置ＳＷ２（図２参照）へ向かう第１搬送方向ＦＤ１で処理された周辺露光と識別記号Ｍ（Ｍ１、Ｍ２）の描画とを示す。図３（ｂ）は基板位置ＳＷ２から基板位置ＳＷ１へ向かう第２搬送方向ＦＤ２で処理された周辺露光と識別記号Ｍの描画とを示している。

ガラス基板ＳＷは、例えば、１枚のガラス基板ＳＷに２行３列で矩形のパターン領域ＰＡが形成される。パターン領域ＰＡは周辺露光の前後に電界トランジスタなどが形成され、液晶表示装置（液晶パネル）となる領域である。

図３（ａ）に示されるように、ガラス基板ＳＷがＸ軸方向である第１搬送方向ＦＤ１へ移動する際に処理される。周辺露光部２０によってガラス基板ＳＷのパターン領域ＰＡの外周に周辺露光領域ＲＡが形成される。また、その周辺露光領域ＲＡの内部に識別記号描画部４０によって第１識別記号Ｍ１が形成される。具体的には周辺露光部２０はパターン領域ＰＡと識別記号Ｍ１の領域を露光せず、続けて識別記号描画部４０が周辺露光領域ＲＡの中に形成された未露光の領域に識別記号Ｍ１を描画する。

その後、図２に示された基板位置ＳＷ２でガラス基板ＳＷは９０度回転される。また３つの周辺露光部２０はスライド機構２１（図２参照）によってＹ軸方向に適切な位置へ移動する。同時に、識別記号描画部４０もスライド機構４１（図２参照）によってＹ軸方向に適切な位置へ移動する。スライド機構２１及びスライド機構４１については後述する。

次に、図３（ｂ）に示されるように、第１搬送方向ＦＤ１と反対方向の第２搬送方向ＦＤ２へ向かう。周辺露光部２０によって、ガラス基板ＳＷのパターン領域ＰＡの周辺領域に周辺露光領域ＲＡが形成される。また、その周辺露光領域ＲＡの内部に識別記号描画部４０で第２識別記号Ｍ２が形成される。これらの第１搬送方向ＦＤ１と第２搬送方向ＦＤ２に一定速度で１度の往復により、周辺露光装置１００はガラス基板ＳＷのパターン領域ＰＡのすべての周辺領域を露光する。そして周辺露光装置１００は、さらに２×３個のパターン領域ＰＡに対応する認識記号Ｍ１及びＭ２を描画させることができる。

具体的には、ガラス基板ＳＷの搬送速度は２５０ｍｍ／ｓｅｃの一定速度である。また、周辺露光領域ＲＡの周辺露光の幅は、最大７０ｍｍ程度である。認識記号Ｍ１及びＭ２は幅１ｍｍ〜５ｍｍ程度で形成される。ガラス基板ＳＷのフォトレジストへの周辺露光は、パターン領域ＰＡの露光工程及びガラス基板ＳＷの搬送工程でフォトレジストの破片が、パターン領域ＰＡ又は他の装置へ付着したり落下したりすることを防ぐ。また、次に処理されるガラス基板ＳＷへの再付着の問題を防ぐ役目がある。以下は周辺露光部２０と識別記号描画部４０について説明する。

＜周辺露光部２０の構成＞
再び図２に戻り、周辺露光部２０はスライダ機構２１（スライド機構２１ａないしスライド機構２１ｃ）と、周辺露光部２２（周辺露光部２２ａないし周辺露光部２２ｃ）とで構成されている。スライド機構２１ａないし２１ｃは、それぞれ周辺露光部２２ａないし周辺露光部２２ｃをＹ軸方向に移動させる。スライド機構２１は、Ｙ軸方向の位置を正確に制御可能であり、例えばボールねじ、スライドウエイ、及びねじ駆動用モータ等で構成されている。

図４は、周辺露光部２２の構成を示した側面図である。周辺露光部２２は発光源、光学系及び排気系で構成される。発光源は第１高圧水銀ランプ２４で構成され、光学系は楕円ミラー２５、第１レンズ群２７及び第２レンズ群２８で構成され、排気系はファン３４で構成されている。

第１高圧水銀ランプ２４は筐体２３で囲まれ、筐体２３は光学系以外の光が漏れない構造となっている。第１高圧水銀ランプ２４は、ｇ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）及びｉ線（４３６ｎｍ）を照射する。筐体２３は、排気口３２と照射口とが形成され、空気の排出と光線の射出が可能な構造となっている。筐体２３の中央付近にはブラケット部２３ａが設置され、そのブラケット部２３ａは楕円ミラー２５の開口径に合う開口部を有している。楕円ミラー２５は、ガラス基板ＳＷのフォトレジスト面に向けられて固定されている。楕円ミラー２５の中央には第１高圧水銀ランプ２４が固定されている。第１高圧水銀ランプ２４の固定は、楕円ミラー２５に接触しないで、大気循環が可能な空間を持って取り付けられている。また楕円ミラー２５がコールドミラーで形成されていて、熱が排気口３２側に逃げ易い。

第１高圧水銀ランプ２４から射出された光線は楕円ミラー２５によって基板方向へ反射し、第１レンズ群２７で集光される。第１レンズ群２７に入射した光線は平行光に矯正され第２レンズ２８群へ向け出射する。第１レンズ群２７及び第２レンズ２８はガラス基板ＳＷの表面に対して垂直に配置される。第２レンズ２８群は第２レンズ２８ａと第２レンズ２８ｂとで構成される。

第１高圧水銀ランプ２４は発光することにより大量の熱を発する。その熱はファン３４にて吸引され、ブラケット部２３ａの開口部からガラス基板ＳＷと反対方向に上昇させ、排気口３２からダクト３３を介して工場排気に排出される。従って周辺露光部２０は、筐体２３内に高熱がこもることなく所定の温度で安定して発光する。なお、第１高圧水銀ランプ２４の温度が安定していると、第１高圧水銀ランプ２４の点光源が揺らぐことが少なくなる。したがって、第１高圧水銀ランプ２４からガラス基板ＳＷまでの光軸が一定に保たれる。

第２レンズ群２８内には、シャッタ２９ａ及びシャッタ駆動部２９ｂからなるシャッタ機構２９と照射領域調整機構３０とが設けられている。第２レンズ群２８とガラス基板ＳＷとの間に、シャッタ機構２９と照射領域調整機構３０とが設けられていてもよい。シャッタ機構２９は第２レンズ２８ａからの光線を遮断する。

シャッタ２９ａは、第１高圧水銀ランプ２４からの光線を遮断したり通過させたりする。シャッタ駆動部２９ｂは、シャッタ２９ａを光路または光路から外れた退避位置に移動させている。シャッタ２９ａはガラス基板ＳＷの周辺領域を露光するときに退避位置に移動する。また、周辺露光装置１００を立ち上げた際などに、第１高圧水銀ランプ２４からの光線の強度を測定するためシャッタ２９ａは退避位置に移動する。

照射領域調整機構３０は、シャッタ機構２９で光線が遮断されない場合に、光線の形状を制御する。第２レンズ群２８に入射した光線は所定の形状に形成されて、ガラス基板ＳＷのフォトレジスト面に射出される。

図５は照射領域調整機構３０を模式的に示す分解斜視図である。照射領域調整機構３０は、ガラス基板ＳＷのパターン領域ＰＡおよび識別記号Ｍの位置に光線が照射されないように照射領域を調整するものである。本実施形態の照射領域調整機構３０は、３枚の第１隠蔽板Ｔ１（パターン領域隠蔽板）、第２隠蔽板Ｔ２（第１識別記号隠蔽板）、及び第３隠蔽板Ｔ３（第２識別記号隠蔽板）を有している。また、照射領域調整機構３０は、これら第１隠蔽板Ｔ１、第２隠蔽板Ｔ２及び第３隠蔽板Ｔ３を所定方向に移動させる隠蔽板駆動部３１を有している。

隠蔽板駆動部３１は、第１隠蔽板Ｔ１をＹ軸方向に移動させる第１隠蔽板駆動部３１ａ、第２隠蔽板Ｔ２をＸ軸方向に移動させる第２隠蔽板駆動部３１ｂ及び第３隠蔽板Ｔ３をＸ軸方向に移動させる第３隠蔽板駆動部３１ｃで構成されている。必要に応じて、照射領域調整機構３０の全体をＹ軸方向に移動させる駆動部（不図示）を備えていても良い。

第１隠蔽板駆動部３１ａ、第２隠蔽板駆動部３１ｂ及び第３隠蔽板駆動部３１ｃは、移動フレームｆ、送りねじｓ、回転式モータｍ及びガイドｇを有している。回転式モータｍが回転することによりねじｓが回転し、各移動フレームｆが各方向にガイドｇに沿って移動する。すなわち、回転式モータｍの回転によって第１隠蔽板Ｔ１、第２隠蔽板Ｔ２および第３隠蔽板Ｔ３が移動する。なお、紙面の都合上、全てのガイドｇが表示されていない。また、回転式モータｍに代えて、リニアモータ、空気圧シリンダなどを用いてもよい。

第１隠蔽板Ｔ１は、光線が照射されても劣化し難い金属板により形成されるとともに、第２レンズ２８ａからの照射領域より広い面積（遮光領域）に形成されている。また、第２隠蔽板Ｔ２，第３隠蔽板Ｔ３も光線が照射されても劣化し難い金属板により形成される。第２隠蔽板Ｔ２及び第３隠蔽板Ｔ３は、それぞれ先端側に隠蔽部ｔ２ａ，ｔ３ａが形成されており、隠蔽部ｔ２ａ，ｔ３ａに連続して矩形状の開口部ｔ２ｂ、ｔ３ｂが形成されている。第１隠蔽板Ｔ１，第２隠蔽板Ｔ２及び第３隠蔽板Ｔ３は、それぞれ異なる高さに位置されており、交差して移動することができるように構成されている。

この第２隠蔽板Ｔ２及び第３隠蔽板Ｔ３は、第２レンズ２８ａからの照射領域の幅より狭い幅で形成されている。隠蔽部ｔ２ａ及び隠蔽部ｔ３ａは、露光される識別記号Ｍの大きさに対応して予め設定された寸法に形成されている。例えば認識記号Ｍ１及びＭ２は幅１ｍｍ〜５ｍｍであれば、隠蔽部ｔ２ａ及び隠蔽部ｔ３ａの幅は１．４ｍｍ〜６ｍｍ程度である。第２隠蔽板Ｔ２の開口部ｔ２ｂおよび第３隠蔽板Ｔ３の開口部ｔ３ｂが互いにＺ軸方向に重なり合った開口領域が、光線がガラス基板ＳＷに照射される形状となる。開口部ｔ２ｂおよび開口部ｔ３ｂは、周辺露光領域ＲＡの周辺露光の最大７０ｍｍ幅に合わせて形成されている。周辺露光領域ＲＡが３０ｍｍ幅のように狭くなるときには、第１隠蔽板Ｔ１によって一部の光線が遮られる。なお、識別記号Ｍの大きさが異なる場合には、第２隠蔽板Ｔ２，第３隠蔽板Ｔ３は同じ大きさに形成されている必要がなく、識別記号Ｍに合わせて適宜変更してよい。

以上のように構成された照射領域調整機構３０により、周辺露光装置１００は周辺露光領域ＲＡを正確に形成し、さらに周辺露光領域ＲＡの中に配置させる第１識別記号Ｍ１及び第２識別記号Ｍ２の領域に光線が照射されるのを防ぐことができる。

＜識別記号描画部４０の構成＞
再び図２に戻って、識別記号描画部４０の構成を説明する。識別記号描画部４０は、スライド機構４１（スライド機構４１ａないしスライド機構４１ｃ）と、露光描画部４２（露光描画部４２ａないし露光描画部４２ｃ）とから構成されている。スライド機構４１はＹ軸方向に移動可能であり、Ｙ軸方向の位置が正確に制御される。

図６は露光描画部４２の構成を示した側面図である。露光描画部４２は発光源、光学系及び排気系で構成される。発光源は、ｇ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）及びｉ線（４３６ｎｍ）を照射する第２高圧水銀ランプ４４で構成される。光学系は、楕円ミラー４５、第１レンズ群４７、第２レンズ群４８、ミラー４９、ＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）５０及びミラーブロック５４で構成される。排気系はファン６０で構成されている。

第２高圧水銀ランプ４４は筐体４３で囲まれ、光学系以外へ光が漏れない構造となっている。筐体４３は排気口と照射口とが形成され、空気の排出と光線の射出が可能な構造となっている。筐体４３はスライド機構４１に筐体ベース部４３ｂを設置して組みつけられている。筐体２３の中央付近にはブラケット部４３ａが設置され、そのブラケット部４３ａには楕円ミラー４６と第１レンズ群４７が取り付けられている。

第２高圧水銀ランプ４４は、周辺露光部２０の第１高圧水銀ランプ２４と比べ小型である。第２高圧水銀ランプ４４は内面がコールドミラーで覆われた楕円ミラー４５の最深部でセメント４６にて固定され、水平方向を向いて筐体ベース部４３ｂに装着されている。楕円ミラー４５の射出方向には、第１レンズ群４７が水平方向に設置され、その途中に光軸の方向を９０度切り替えるミラー４９が筐体４３に取り付けられている。また楕円ミラー４５と第１レンズ群４７との間に紫外線光を遮光するシャッタ５５が装着されている。

ミラー４９の下部（基板側）には反射ミラーとハーフミラーとを組み合わせたミラーブロック５４、ＤＭＤ５０及び第２レンズ群４８が設置されている。第２レンズ群４８の光軸はガラス基板ＳＷの表面に対して垂直に配置される。ＤＭＤ５０の光軸は第２レンズ群４８の光軸に対して垂直に配置される。ＤＭＤ５０はホルダー５１に固定されている。このホルダー５１は、筐体ベース部４３ｂ上で移動可能である。ホルダー５１はボルト５３に接続され、このボルト５３はブラケット部４３ａに対して回転可能である。このためボルト５３を回転させることで、ＤＭＤ５０がＸ軸方向に移動する。

ＤＭＤ５０は、可動式のマイクロミラーから構成されている。各マイクロミラーの鏡面サイズはおよそ１０数μｍ角で、これを約７０万個格子状に配列している。各マイクロミラーは鏡面をプラス／マイナス１２度傾斜させることができる。マイクロミラーが「ＯＮ」のときは光線がガラス基板ＳＷ側に反射される。マイクロミラーが「ＯＦＦ」のときは光線が不図示の吸収体側に反射される。従って、各マイクロミラーミラーを個別に駆動することにより、ＤＭＤ５０は、識別記号Ｍに変調された光線をガラス基板ＳＷに対して照射することができる。

第２高圧水銀ランプ４４から射出された光線は、楕円ミラー４５に反射される。光線は、開放状態のシャッタ５５を経由して第１レンズ群４７に入射する。光線は、第１レンズ群でコリメートされ、水平方向に射出される。第１レンズ群４７から射出された光線は、ミラー４９でガラス基板ＳＷ側に反射され、ミラーブロック５４に入射する。ミラーブロック５４に入射した光線はＤＭＤ５０に照射される。ＤＭＤ５０で識別記号Ｍに変調された光線は、再びミラーブロック５４に入射し、ミラーブロック５４で反射されてガラス基板ＳＷ方向に向かう。第２レンズ群４８に入射し第２レンズ群４８を通過した光線は、ガラス基板ＳＷのフォトレジスト面に照射される。ＤＭＤ５０とガラス基板ＳＷとは共役位置に配置される。ガラス基板ＳＷの厚さが異なる場合には、第２レンズ群４８を通過した光線は、ガラス基板ＳＷのフォトレジスト面に結像しない。このように、ガラス基板ＳＷのフォトレジスト面へ照射される光線の焦点距離が適切でない場合は、ボルト５３を回転させてホルダー５１を移動させる。そして、ＤＭＤ５０の位置とガラス基板ＳＷのフォトレジスト面の位置とを共役関係にさせて、第２レンズ群４８の焦点位置を調節する。

第２高圧水銀ランプ４４は小型であるが、発光することにより熱を発する。発生する熱は、筐体４３と筐体ベース部４３ｂで囲まれた空間内にこもることのないように、開口部６１に設置したファン６０にて外部に排気される。この熱を有する空気は、ダクト６２を経由して工場排気へと排出される。従って識別記号描画部４０は、筐体４３内に高熱がこもることなく所定の温度で安定して発光する。なお、第２高圧水銀ランプ４４の温度が安定していると、第２高圧水銀ランプ４４の点光源が揺らぐことが少なくなる。したがって、第４高圧水銀ランプ４４からガラス基板ＳＷまでの光軸が一定に保たれる。

＜第１高圧水銀ランプ２４および第２高圧水銀ランプ４４＞
前述した周辺露光部２０の第１高圧水銀ランプ２４は露光面積が広いために、例えば１．５ＫＷから２．５ＫＷの高圧水銀ランプを搭載し、露光面積が狭い識別記号描画部４０の第２高圧水銀ランプ４４は、１５０Ｗないし２５０Ｗの高圧水銀ランプを搭載する。

これらの高圧水銀ランプは主波長が３６５ｎｍ，４０５ｎｍ，４３６ｎｍであり、フォトレジストの最適な感度に合致している。さらに、周辺露光部２０と識別記号描画部４０とは、単位面積あたりの光線の強度が同等に設定される。このため周辺露光装置１００は周辺露光処理と識別記号Ｍの描画とを一定な速度で処理することが可能となる。例えば、周辺露光装置１００はガラス基板ＳＷの移動速度を２５０ｍｍ／ｓｅｃで移動させて、周辺露光処理と識別記号Ｍの描画とを行うことができる。

例えば、第１高圧水銀ランプ２４に２ＫＷの高圧水銀ランプを用い、第２高圧水銀ランプ４４に２５０Ｗの高圧水銀ランプを用いる組み合わせが適している。なお、第１高圧水銀ランプ２４と第２高圧水銀ランプ４４との出力の組み合わせはこの限りでなくフォトレジストの条件、周辺露光領域ＲＡの大きさ、識別記号Ｍの大きさ及びガラス基板ＳＷの搬送速度などの条件で適切な第１高圧水銀ランプ２４と第２高圧水銀ランプ４４との出力の組み合わせが求まる。

第１高圧水銀ランプ２４は出力が高いために、発光量も多いが発熱量も多い。このために第１高圧水銀ランプ２４を垂直に立てて、楕円ミラー２５との間に大気が循環するような空間を保ち、更にファン３４で熱を強制排気させている。また、第１高圧水銀ランプ２４などの保守部品が大型で、筐体２３も垂直方向に大きくなる。

一方、識別記号描画部４０は識別記号Ｍを描画する領域が狭いので、小出力の第２高圧水銀ランプ４４を用いている。第２高圧水銀ランプ４４は小型である特徴を有効にするため、第１高圧水銀ランプ２４にある口金等の機構部がない。このため第２高圧水銀ランプ４４の光軸の調整がしづらいことを解決するために、楕円ミラー４５と第２高圧水銀ランプ４４の光軸を予め調整し、セメント４６で固定した水銀ランプユニットとして一体に構成されている。作業者は、この水銀ランプユニットを交換するだけで常に光軸を調整した状態の識別記号描画部４０を提供することができる。

また、識別記号描画部４０では、楕円ミラー４５の反射面をコールドミラーにすることで、発熱源の波長の光線を水銀ランプユニットの背部に透過させる。識別記号描画部４０はこの発熱をファン６０にて排気することにより、水平な光軸に設置させても、第１レンズ群４７以降の光学系に対する熱の影響をおさえることができる。さらに、識別記号描画部４０では筐体４３の高さを低く形成することができるため、保守の作業性を向上することができる。

これらの周辺露光部２０の第１高圧水銀ランプ２４及び識別記号描画部４０の第２高圧水銀ランプ４４は、例えば１５００時間ごとに交換が必要である。このために、作業者は定期的に筐体１１の上部に上がって保守作業を行う必要がある。しかも保守作業にて作業者は、塵埃をガラス基板ＳＷの上面およびステージ１２の移動手段に落下させることは許されない。このため、本実施形態の周辺露光装置１００は、筐体１１の中央付近に天板１４を設置した躯体１３を門型に設置させているので、作業者は、第１高圧水銀ランプ２４及び第２高圧水銀ランプ４４の交換を安全且つ確実に保守作業することができる。

＜制御部９０＞
周辺露光装置１００は制御部９０で制御される。図７は露光描画系の制御構成を示した図である。露光描画系の制御部９０は、露光描画制御部９１、記憶装置９２、ＤＭＤ駆動回路９３、シャッタ駆動回路９４、周辺露光駆動回路９５及びステージ制御回路９６で構成されている。

制御部９０に投入されるガラス基板ＳＷの描画データは、周辺露光の領域のデータ、認識記号の位置情報、ガラス基板ＳＷのフォトレジスト感度、及びステージ１２の移動速度などの条件である。描画データは外部入力部、例えば工場側ＬＡＮもしくは手入力により露光描画制御部９１と通信処理して記憶装置９２に保存される。なお、露光描画制御部９１はオペレータ入力部とも通信処理が可能であり、作業者がオペレートボード（不図示）を介して交信することができる。

露光描画制御部９１は、記憶装置９２に記憶されたガラス基板ＳＷのフォトレジスト感度又はステージ１２の移動速度などの条件に基づき、ステージ制御回路９６に移動速度を伝達する。ステージ制御回路９６は移動速度に合致させるよう、ステージ１２の位置検出センサー（不図示）の情報をフィードバックしながらステージ１２を所望の移動速度で移動させる。

また、露光描画制御部９１は記憶装置９２に記憶された周辺露光用のデータ、露光タイミング情報と共にシャッタ駆動回路９４および隠蔽板駆動回路９５に伝達する。シャッタ駆動回路９４は、Ｙ軸方向へ周辺露光部２０を移動させるとともに、周辺露光部２０のシャッタ機構２９を駆動する。具体的にはシャッタ駆動回路９４はシャッタ駆動部２９ｂ（図４）に駆動信号を送り、シャッタ２９ａ（図４）を光路または光路から外れた退避位置に移動させている。

同様に、隠蔽板駆動回路９５は、ステージ１２の位置情報に基づいて、周辺露光部２０の照射領域調整機構３０を駆動する。具体的には隠蔽板駆動回路９５は、第１隠蔽板駆動部３１ａ、第２隠蔽板駆動部３１ｂ及び第３隠蔽板駆動部３１ｃ（図５）に駆動信号を送り、第１隠蔽板Ｔ１、第２隠蔽板Ｔ２及び第３隠蔽板Ｔ３（図５）を所定方向に移動させる。これにより、周辺露光部２０は所定の辺露光領域ＲＡを露光できるとともに、識別記号Ｍの領域には光線が照射されないようにする。

また、露光描画制御部９１は記憶装置９２に記憶された識別記号描画データをＤＶＤ駆動データに変換し、ＤＭＤ駆動回路９３に伝達する。具体的には、まず、露光描画制御部９１は識別記号描画部４０の露光描画部４２内に設けられたシャッタ５５（図６）を開放して識別記号Ｍを描画できる状態にする。そしてＤＭＤ駆動回路９３は、適切な露光タイミングで光線を描画データに基づいた所望の識別記号ＭになるようにＤＭＤ５０（図６）のマイクロミラーを個別に駆動する。これにより識別記号描画部４０は、ガラス基板ＳＷの未露光領域に識別記号Ｍを照射する。

以上の構成により、周辺露光装置１００はガラス基板ＳＷが周辺露光部２０と識別記号描画部４０との下方を一定速度で１往復することにより、ガラス基板ＳＷの周辺領域の不要なレジストを露光し、識別記号Ｍを描画することが可能となる。

《第２実施形態》
第１実施形態では識別記号描画部４０の光源として、周辺露光部２０の１／１０前後の出力をもつ第２高圧水銀ランプ４４を使用していた。本実施形態では周辺露光部２０の光源の光線を利用する方法を以下に示す。

図８は本実施形態の周辺露光部２０の周辺露光部２２と識別記号描画部の露光描画部１４２との主な構成を示した図である。周辺露光部２０と露光描画部１４２との間に配置される門型の躯体１３は、図８には描かれていない。
なお、周辺露光部２２の構成は第１実施形態と同じであり、露光描画部１４２の構成も光源以外は同じであるため、同一な構成については第１実施形態と同じ符号を用い、その説明を省く。

周辺露光部２２と露光描画部１４２とは複数のロッドインテグレータ７３で接続されている。ロッドインテグレータ７３の入射端である一端は、周辺露光部２２の第１高圧水銀ランプ２４と第１レンズ群２７との間に設置されている。また、第１高圧水銀ランプ２４と第１レンズ群２７との間には、ハーフミラー７１が配置されている。ハーフミラー７１は第１高圧水銀ランプ２４からの光線の一部をロッドインテグレータ７３の一端に導く。ハーフミラー７１は必ずしも必要ない。ロッドインテグレータ７３の入射端が、第１高圧水銀ランプ２４の光線の一部を入射できるように向けられ、必要な光量を得ることができればよい。また、ロッドインテグレータ７３の射出口で光線の強度が不足する場合には、レンズなどの集光光学系を用いて集光させてもよい。

また、ロッドインテグレータ７３に代えて、レンズ、ミラーなどで光路を形成してもよいし、光ファイバを束ねた光ファイバ束を配置してもよい。

ロッドインテグレータ７３の他端である射出端には、減光（Neutral Density）フィルター７５が配置される。減光フィルター７５は異なる透過率のフィルターを複数有しており、減光フィルター７５は単位面積あたりの周辺露光部２２の光線の強度と露光描画部１４２の光線の強度とが同等になるように調整される。これにより、ガラス基板ＳＷが周辺露光部２２と露光描画部１４２との下方を一定速度で１往復するだけで、周辺露光と識別記号Ｍとをガラス基板ＳＷ上に形成することができる。

第２実施形態では、第１高圧水銀ランプ２４の一部または利用されていない光線を使用するため、第１高圧水銀ランプ２４の光源の効率利用が可能となる。また、露光描画部１４２に第１実施例による小型の第２高圧ランプを設置する必要がないために、露光描画部１４２にファン及びダクトが不要となることで小型に設計できる。さらに、露光描画部１４２は第１実施例による小型の第２高圧ランプが不要となるため、保守管理費などコスト削減にメリットがある。

１１ … 筐体、１２ … ステージ
１３ … 躯体、１４ … 天板
１５ … カバー、１６ … 支柱
２０ … 周辺露光部
２１ … スライド機構、２２ … 周辺露光部
２３ … 筐体（２３ａ … ブラケット部）
２４ … 第１高圧水銀ランプ、４４ … 第２高圧水銀ランプ
２５ … 楕円ミラー
２７、４７ … 第１レンズ群、２８、４８ … 第２レンズ群
２９ａ … シャッタ、２９ｂ … シャッタ駆動部
３０ … 照射領域調整機構
３１ … 隠蔽板駆動部、３２ … 排気口
３３ … ダクト、３４ … ファン
４０ … 識別記号描画部、４１ … スライド機構
４２ … 露光描画部、
４３ … 筐体（４３ａ … ブラケット部、４３ｂ … 筐体ベース部）
４５ … 楕円ミラー、４６ … セメント
４９ … ミラー
５１ … ホルダー、５３ … ボルト、５４ … ミラーブロック
５５ … シャッタ
６０ … ファン、６１ … 開口部、６２ … ダクト
７１ … ハーフミラー、７３ … ロッドインテグレータ、７５ … 減光フィルター
９０ … 制御部
９１ … 露光描画制御部、９２ … 記憶装置
９３ … ＤＭＤ駆動回路、９４ … 識別記号描画駆動回路
９５ … 周辺露光駆動回路、９６ … ステージ制御回路
１００ … 周辺露光装置
１４２ … 露光描画部
ＦＤ … 搬送方向
ｇ … ガイド
ｍ … 回転式モータ
Ｍ … 識別記号
ＰＡ … パターン領域
ＲＡ … 周辺露光領域
ＳＷ … ガラス基板
Ｔ … 隠蔽板
ｔ２ａ，ｔ３ａ … 隠蔽部
ｔ２ｂ，ｔ３ｂ … 開口部
ＶＳ１ … 第１基準辺、ＶＳ２ … 第２基準辺

Claims

被露光基板に形成されるパターンの周辺領域を露光する周辺露光装置において、
第１の方向に移動するとともに、一端側で前記被露光基板を載置し他端側で前記被露光基板を第１の方向から前記第１の方向に直交する第２の方向へ回転させるステージと、
前記ステージの上方に配置され、前記第２の方向に配置された躯体と、
前記躯体の一端又は他端側の一方の側面で前記第２の方向に移動可能に設けられ、前記周辺領域を露光する周辺露光手段と、
前記躯体の一端又は他端側の前記周辺露光手段が設けられている側面とは反対側の側面に前記第２の方向に移動可能に設けられ、前記周辺露光領域に前記パターンに関する識別記号を描画する記号描画手段と、を備え、
前記周辺露光手段及び記号描画手段の下方を、前記被露光基板が１往復のみ移動することで、前記パターンの周辺領域を露光するとともに前記識別記号を描画することを特徴とする周辺露光装置。
前記周辺露光手段は、第１光源と、前記第１光源からの光線を前記被露光基板に導く第１光学系とを含み、
前記記号描画手段は、第２光源と、前記識別記号を描画するデータにて前記第２光源からの光線を前記識別記号に空間変調する空間変調素子と、前記空間変調された光線を前記被露光基板に導く第２光学系を含み、
前記第１光源が、高圧水銀ランプとリフレクターとが空間を介して夫々独立しており、
前記第２光源が、高圧水銀ランプとリフレクターとが一体に固着されていることを特徴とする請求項１に記載の周辺露光装置。
前記周辺露光手段は、第１光源と、前記第１光源からの光線を前記被露光基板に導く第１光学系とを含み、
前記記号描画手段は、第２光源と、前記識別記号を描画するデータにて前記第２光源からの光線を前記識別記号に空間変調する空間変調素子と、前記空間変調された光線を前記被露光基板に導く第２光学系を含み、
前記第２光源は、前記第１光源から導かれた光源であることを特徴とする請求項１に記載の周辺露光装置。
前記第１光源から導かれた光量を調整する減光フィルターを備えることを特徴とする請求項３に記載の周辺露光装置。
前記空間変調素子と前記被露光基板とを共役状態にするために、前記被露光基板と平行に前記空間変調素子を移動させる移動手段を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の周辺露光装置。
前記第１光学系は、前記第１光源からの光線を矩形形状に形成するとともに、前記識別記号が形成される領域に対して前記第１光源からの光線を遮光する露光領域調整手段を有することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の周辺露光装置。
前記第１光学系の光軸は前記ステージに対して垂直に配置され、
前記第２光学系の光軸は前記ステージに対して垂直に配置され、
前記空間変調素子の光軸は前記第２光学系の光軸に対して垂直に配されていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の周辺露光装置。
前記周辺露光手段に搭載する高圧水銀ランプと前記記号描画手段に搭載する高圧水銀ランプとは、前記被露光基板面に照射される単位面積当たりの強度と主波長とが同一条件であることを特徴とする請求項２に記載の周辺露光装置。
前記ステージの移動範囲を覆い、前記躯体の周囲に配置される天板を備えることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の周辺露光装置。