JP2011242563A - 露光装置、露光装置のランプ位置調整方法、及び表示用パネル基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ランプの電極が磨耗してランプの発光点が移動しても、ランプの発光点を集光鏡の焦点に合わせて、露光光の強度の低下を抑制する。
【解決手段】ランプ３１を固定するクランプ７０と、クランプ７０を移動してランプ３１の位置を調整する調整機構、及び調整機構を駆動するモータを有する位置調整装置とを設け、光の強度を検出する検出装置４０を集光鏡３２の焦点の高さに設置する。検出装置４０により、ランプ３１から発生した光を集光鏡３２の焦点の高さで受光して、受光した光の強度を検出し、検出装置により検出した光の強度が最大となる様に、位置調整装置のモータを制御してクランプ７０を移動し、ランプ３１の発光点を集光鏡３２の焦点の位置に合わせる。
【選択図】図３

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、基板の露光を行う露光装置、露光装置のランプ位置調整方法、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、ランプ及びランプから発生した光を集光する集光鏡を備え、集光鏡により集光した光で基板を露光する露光装置、露光装置のランプ位置調整方法、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。露光装置は、感光樹脂材料（フォトレジスト）を塗布した基板へ、マスクを介して露光光を照射することにより、マスクのパターンを基板へ転写するものである。

露光装置の露光光を発生する光源には、主に放電型の水銀ランプが使用されており、ランプの周囲には、ランプから発生した光を集光する集光鏡が設けられている。ランプは寿命が短く、所定の使用時間が過ぎるとランプを交換しなければならない。例えば、ランプの寿命が７５０時間の場合、連続して点灯すると、約１ヶ月に１回の交換が必要となる。露光装置用光源ランプの交換に関する技術として、例えば、特許文献１に記載のものがある。

特開２００７−６４９９３号公報

放電型のランプは、使用時間が長く経過すると、電極の磨耗により発光点が移動し、発光点が集光鏡の焦点からずれる。ランプの発光点が集光鏡の焦点からずれると、集光鏡で集光される光の量が低下する。特に、ランプ寿命の末期では、ランプの発光点と集光鏡の焦点とのずれが大きくなり、集光鏡で集光されない光の損失量が大きくなって、露光光の強度が大きく低下するという問題があった。

また、ランプの寸法には製造上のばらつきがあるので、ランプの交換後は、ランプの発光点が集光鏡の焦点に合う様に、ランプの位置を調整する必要がある。従来は、ランプを固定するクランプに移動機構を設け、作業者が移動機構を手で動かして、ランプの位置を調整していた。そのため、ランプの位置調整に時間が掛かり、その間は露光処理ができないため、生産性が低下するという問題があった。また、ランプの位置調整は、ランプの照度が安定した状態で行う必要があり、ランプを点灯してからランプの照度が安定するまでには、水銀ランプの場合で一時間程度掛かる。そのため、作業者にとっては、ランプの交換とランプの位置調整とが、時間を空けた二度手間の作業となっていた。

近年、表示用パネルの大画面化に伴い基板が大型化する程、露光光の光源には、より照度の高いものが要求される様になってきた。そのため、露光光を発生する光源に複数のランプを用いるものが開発され、ランプの位置調整に掛かる時間と手間が益々増加してきた。

本発明の課題は、ランプの電極が磨耗してランプの発光点が移動しても、ランプの発光点を集光鏡の焦点に合わせて、露光光の強度の低下を抑制することである。また、本発明の課題は、ランプの発光点と集光鏡の焦点との位置合わせを短時間に精度良く行うことである。さらに、本発明の課題は、露光光の強度の低下を抑制して露光時間を短縮し、表示用パネル基板の生産性を向上させることである。

本発明の露光装置は、ランプと、ランプから発生した光を集光する集光鏡とを備え、集光鏡により集光した光で基板を露光する露光装置であって、ランプを固定するクランプと、クランプを移動してランプの位置を調整する調整機構、及び調整機構を駆動するモータを有する位置調整装置と、集光鏡の焦点の高さに設置され、ランプから発生した光を集光鏡の焦点の高さで受光して、受光した光の強度を検出する検出装置と、検出装置により検出された光の強度が最大となる様に、位置調整装置のモータを制御してクランプを移動させ、ランプの発光点を集光鏡の焦点の位置に合わせる制御装置とを備えたものである。

また、本発明の露光装置のランプ位置調整方法は、ランプと、ランプから発生した光を集光する集光鏡とを備え、集光鏡により集光した光で基板を露光する露光装置のランプ位置調整方法であって、ランプを固定するクランプと、クランプを移動してランプの位置を調整する調整機構、及び調整機構を駆動するモータを有する位置調整装置とを設け、光の強度を検出する検出装置を集光鏡の焦点の高さに設置し、検出装置により、ランプから発生した光を集光鏡の焦点の高さで受光して、受光した光の強度を検出し、検出装置により検出した光の強度が最大となる様に、位置調整装置のモータを制御してクランプを移動し、ランプの発光点を集光鏡の焦点の位置に合わせるものである。

集光鏡の焦点の高さに設置した検出装置により、ランプから発生した光を集光鏡の焦点の高さで受光して、受光した光の強度を検出し、検出装置により検出した光の強度が最大となる様にクランプを移動して、ランプの発光点を集光鏡の焦点の位置に合わせるので、ランプの電極が磨耗してランプの発光点が移動しても、ランプの発光点が集光鏡の焦点に合わされ、露光光の強度の低下が抑制される。また、クランプを移動してランプの位置を調整する調整機構、及び調整機構を駆動するモータを有する位置調整装置を設け、検出装置により検出した光の強度が最大となる様に、位置調整装置のモータを制御してクランプを移動し、ランプの発光点を集光鏡の焦点の位置に合わせるので、ランプの発光点と集光鏡の焦点との位置合わせが短時間に精度良く行われる。

さらに、本発明の露光装置は、ランプ及び集光鏡を複数備え、クランプ、位置調整装置、及び検出装置をランプ毎に備えたものである。また、本発明の露光装置のランプ位置調整方法は、複数のランプ及び複数の集光鏡に対し、クランプ、位置調整装置、及び検出装置をランプ毎に設け、各検出装置により、各ランプから発生した光を各集光鏡の焦点の高さで受光して、受光した光の強度を検出し、各検出装置により検出した光の強度が最大となる様に、各位置調整装置のモータを制御して各クランプを移動し、各ランプの発光点を各集光鏡の焦点の位置に合わせるものである。露光光の光源に複数のランプを用いる場合、各ランプの電極が磨耗して各ランプの発光点が移動しても、各ランプの発光点が各集光鏡の焦点に合わされ、露光光の強度の低下が抑制される。また、各ランプの発光点と各集光鏡の焦点との位置合わせが短時間に精度良く行われる。

さらに、本発明の露光装置は、ランプと検出装置との間に設けられた遮光板を備え、遮光板が、ランプから発生した光が通過する穴を集光鏡の焦点の高さに有するものである。また、本発明の露光装置のランプ位置調整方法は、ランプと検出装置との間に、ランプから発生した光が通過する穴を集光鏡の焦点の高さに有する遮光板を設け、検出装置により、ランプから発生して遮光板の穴を通過した光を受光して、受光した光の強度を検出するものである。ランプの発光点が集光鏡の焦点の位置からずれると、遮光板の穴を通過して検出装置により受光される光の量が大きく低下するので、ランプの発光点の移動が精度良く検出されて、ランプの発光点が集光鏡の焦点に精度良く合わされる。

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、上記のいずれかの露光装置のランプ位置調整方法を用いてランプの位置を調整して、基板の露光を行うものである。上記の露光装置又は露光装置のランプ位置調整方法を用いることにより、露光光の強度の低下が抑制されて露光時間が短縮されるので、表示用パネル基板の生産性が向上する。

本発明の露光装置及び露光装置のランプ位置調整方法によれば、光の強度を検出する検出装置を集光鏡の焦点の高さに設置し、検出装置により、ランプから発生した光を集光鏡の焦点の高さで受光して、受光した光の強度を検出し、検出装置により検出した光の強度が最大となる様にクランプを移動して、ランプの発光点を集光鏡の焦点の位置に合わせることにより、ランプの電極が磨耗してランプの発光点が移動しても、ランプの発光点を集光鏡の焦点に合わせて、露光光の強度の低下を抑制することができる。また、クランプを移動してランプの位置を調整する調整機構、及び調整機構を駆動するモータを有する位置調整装置を設け、検出装置により検出した光の強度が最大となる様に、位置調整装置のモータを制御してクランプを移動し、ランプの発光点を集光鏡の焦点の位置に合わせることにより、ランプの発光点と集光鏡の焦点との位置合わせを短時間に精度良く行うことができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光装置のランプ位置調整方法によれば、複数のランプ及び複数の集光鏡に対し、クランプ、位置調整装置、及び検出装置をランプ毎に設け、各検出装置により、各ランプから発生した光を各集光鏡の焦点の高さで受光して、受光した光の強度を検出し、各検出装置により検出した光の強度が最大となる様に、各位置調整装置のモータを制御して各クランプを移動し、各ランプの発光点を各集光鏡の焦点の位置に合わせることにより、露光光の光源に複数のランプを用いる場合、各ランプの電極が磨耗して各ランプの発光点が移動しても、各ランプの発光点を各集光鏡の焦点に合わせて、露光光の強度の低下を抑制することができる。また、各ランプの発光点と各集光鏡の焦点との位置合わせを短時間に精度良く行うことができる。

さらに、本発明の露光装置及び露光装置のランプ位置調整方法によれば、ランプと検出装置との間に、ランプから発生した光が通過する穴を集光鏡の焦点の高さに有する遮光板を設け、検出装置により、ランプから発生して遮光板の穴を通過した光を受光して、受光した光の強度を検出することにより、ランプの発光点の移動を精度良く検出して、ランプの発光点を集光鏡の焦点に精度良く合わせることができる。

本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、露光光の強度の低下を抑制して露光時間を短縮させることができるので、表示用パネル基板の生産性を向上させることができる。

本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。 本発明の一実施の形態による露光装置のランプ及び集光鏡の上面図である。 本発明の一実施の形態による露光装置のランプ及び集光鏡の一部断面側面図である。 位置調整装置の上面図である。 位置調整装置の拡大図である。 Ｚ方向調整機構の背面図である。 ＸＹ方向調整機構の上面図である。 位置調整装置の制御系のブロック図である。 ランプ交換時の光源制御装置及び位置制御装置の動作を示すフローチャートである。 露光処理中の光源制御装置及び位置制御装置の動作を示すフローチャートである。 ランプの発光点の移動を説明する図である。 照度センサーにより受光される光を示す図である。 照度センサーにより受光される光を示す図である。 本発明の他の実施の形態による露光装置のランプ及び集光鏡の上面図である。 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露光装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、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露光装置の例を示している。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、マスクホルダ２０、及び露光光照射装置３０を含んで構成されている。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、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には、露光光が通過する開口が設けられている。マスクホルダ２０は、開口の周囲に設けられた図示しない吸着溝により、マスク２の周辺部を真空吸着して保持する。マスクホルダ２０に保持されたマスク２の上空には、露光光照射装置３０が配置されている。露光時、露光光照射装置３０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。

チャック１０は、Ｘステージ５及びＹステージ７により、露光位置から離れたロード／アンロード位置へ移動される。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。チャック１０は、基板１の裏面を真空吸着して支持する。

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、図示しないＺ−チルト機構により、マスクホルダ２０をＺ方向（図１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。

露光光照射装置３０は、ランプ３１、集光鏡３２、第１平面鏡３３、レンズ群３４、シャッター３５、コリメーションレンズ群３６、第２平面鏡３７、電源３８、照度センサー３９，４０、遮光板４１、及び光源制御装置８０を含んで構成されている。ランプ３１には、水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等の様に、高圧ガスをバルブ内に封入した放電型のランプが使用されている。ランプ３１は、電源３８から給電されると点灯して、露光光を発生する。

ランプ３１の周囲には、ランプ３１から発生した光を集光する集光鏡３２が設けられている。ランプ３１から発生した光は、集光鏡３２により集光され、第１平面鏡３３へ照射される。第１平面鏡３３で反射した光は、フライアイレンズ又はロットレンズ等から成るレンズ群３４へ入射し、レンズ群３４を透過して照度分布が均一化される。シャッター３５は、基板１の露光を行う時に開き、基板１の露光を行わない時に閉じる。シャッター３５が開いているとき、レンズ群３４を透過した光は、コリメーションレンズ群３６を透過して平行光線束となり、第２平面鏡３７で反射して、マスク２へ照射される。マスク２へ照射された露光光により、マスク２のパターンが基板１へ転写され、基板１の露光が行われる。シャッター３５が閉じているとき、レンズ群３４を透過した光は、シャッター３５に遮断され、基板１の露光は行われない。

第２平面鏡３７の裏側近傍には、照度センサー３９が配置されている。第２平面鏡３７には、露光光の一部を通過させる小さな開口が設けられている。照度センサー３９は、光源制御装置８０の制御により、第２平面鏡３７の開口を通過した光を受光して、露光光の照度を測定する。照度センサー３９の測定結果は、光源制御装置８０へ入力される。

図２は、本発明の一実施の形態による露光装置のランプ及び集光鏡の上面図である。また、図３は、本発明の一実施の形態による露光装置のランプ及び集光鏡の一部断面側面図である。集光鏡３２は、楕円面反射鏡である。集光鏡３２には、集光鏡３２の焦点の高さに、透明な窓３２ｂが設けられており、図３では、集光鏡３２の窓３２ｂを通る断面が示されている。集光鏡３２の外側には、集光鏡３２の焦点の高さに、照度センサー４０が設置されている。ランプ３１と照度センサー４０との間には、遮光板４１が設置され、遮光板４１には、集光鏡３２の焦点の高さに、ランプ３１から発生した光が通過する穴が設けられている。遮光板４１の大きさは、照度センサー４０の受光面より大きく、遮光板４１の穴の大きさは、照度センサー４０の受光面より小さい。照度センサー４０は、図１に示した光源制御装置８０の制御により、ランプ３１から発生して集光鏡３２の窓３２ｂを透過し、遮光板４１の穴を通過した光を受光して、受光した光の照度を測定することにより、受光した光の強度を検出する。照度センサー４０の測定結果は、光源制御装置８０へ入力される。

なお、本実施の形態では、照度センサー４０を用いて、受光した光の照度を測定することにより、受光した光の強度を検出しているが、光パワーメータ等の検出装置を用いて、受光した光の強度を検出してもよい。

図３において、集光鏡３２の底部には、ランプ３１が通る開口３２ａが設けられている。テーブル６０の上面には、後述する位置調整装置を介して碍子７１が搭載され、碍子７１にはクランプ７０が取り付けられている。クランプ７０は、ねじ７２を締めてランプ３１の下端３１ｄを固定し、ねじ７２を緩めてランプ３１を取り外す構成となっている。

図４は、位置調整装置の上面図である。また、図５は、位置調整装置の拡大図である。図４では、ランプ３１及び集光鏡３２が破線で示されている。位置調整装置は、Ｚ方向調整機構及びモータ５５と、ＸＹ方向調整機構及びモータ６６とを含んで構成されている。図６は、Ｚ方向調整機構の背面図である。Ｚ方向調整機構は、テーブル５０、ウォーム５１、ウォームホィール５２、軸受５３、及び軸継手５４を含んで構成されている。図６において、ウォーム５１は、碍子７１の下方に設けられている。テーブル５０上には、ウォームホィール５２が、軸受５３により回転可能に支持されている。ウォームホィール５２には、軸継手５４を介して、モータ５５の回転軸が接続されている。モータ５５によりウォームホィール５２を回転すると、ウォームホィール５２と噛み合うウォーム５１が上下に移動して、ランプ３１のＺ方向の位置（高さ）が調整される。

図７は、ＸＹ方向調整機構の上面図である。ＸＹ方向調整機構は、調整ベース６１、調整ブロック６２、スプリング６３、シャフト６４、シャフトホルダ６５、及び偏心カム６７を含んで構成されている。調整ベース６１は、所定の厚さを有し、その上面には、所定の深さに削られた四角形の凹部６１ａが形成されている。調整ブロック６２には、凹部６１ａより大きく、調整ベース６１の上面で凹部６１ａをほぼ覆う板と、凹部６１ａより小さく、凹部６１ａ内に収容されて、凹部６１ａ内で移動するブロック６２ａとが、一体に形成されている。調整ブロック６２には、クランプ７０を取り付けた碍子７１が搭載されている。

ブロック６２ａは、凹部６１ａ内において、スプリング６３により、図面右斜め上方向及び図面右斜め下方向へ付勢されている。ブロック６２ａには、図面右斜め上方向又は図面右斜め下方向へ伸びるシャフト６４が取り付けられている。各シャフト６４は、調整ベース６１に設けた貫通孔を通り、シャフトホルダ６５によりそれぞれ案内されて、軸方向に移動可能となっている。モータ６６の回転軸６６ａには、偏心カム６７が取り付けられており、シャフト６４の先端は、スプリング６３により偏心カム６７に押し付けられている。モータ６６により偏心カム６７を回転すると、シャフト６４がスプリング６３又は偏心カム６７により押され、凹部６１ａ内でブロック６２ａが移動して、クランプ７０のＸＹ方向の位置が調整される。

図８は、位置調整装置の制御系のブロック図である。位置調整装置の制御系は、光源制御装置８０、位置制御装置９０、及びモータ駆動回路８１，８２，８３を含んで構成されている。光源制御装置８０は、電源３８、照度センサー３９，４０、及び位置制御装置９０を制御する。位置制御装置９０は、光源制御装置８０からの指示により、モータ駆動回路８１，８２，８３を制御する。モータ駆動回路８１，８２，８３は、位置制御装置９０の制御により、位置調整装置のモータ５５，６６をそれぞれ駆動する。

以下、本発明の一実施の形態による露光装置のランプ位置調整方法について説明する。図９は、ランプ交換時の光源制御装置及び位置制御装置の動作を示すフローチャートである。ランプ３１の交換が終了すると、光源制御装置８０は、電源３８を制御して、ランプ３１を点灯させる（ステップ３０１）。そして、光源制御装置８０は、ランプ３１の照度が安定するまで、所定時間待機する（ステップ３０２）。ランプ３１を点灯してからランプ３１の照度が安定するまでには、水銀ランプの場合で一時間程度掛かる。電源３８は、ランプ３１の電力を測定し、測定結果を光源制御装置８０へ出力する。所定時間経過後、光源制御装置８０は、ランプ３１の電力が所定範囲内かどうか確認し(ステップ３０３)、ランプ３１の電力が所定範囲内になるまでこれを繰り返す。

ランプ３１の電力が所定範囲内になると、光源制御装置８０は、位置制御装置９０へランプ位置の調整を指示する。位置制御装置９０は、モータ駆動回路８１，８２，８３を制御して、モータ５５，６６を駆動させ、ランプ３１の位置を調整する（ステップ３０４）。このとき、照度センサー４０は、光源制御装置８０の制御により、ランプ３１から発生して集光鏡３２の窓３２ｂを透過し、遮光板４１の穴を通過した光の強度を検出し、位置制御装置９０は、照度センサー４０により検出された光の強度が最大になる様に、モータ５５，６６の駆動を制御してクランプ７０を移動させ、ランプ３１の発光点を集光鏡３２の焦点に合わせる。

ランプ３１の位置調整が終了したら、光源制御装置８０は、照度センサー３９を制御して、露光光の照度を測定させる（ステップ３０５）。そして、光源制御装置８０は、照度センサー３９の測定結果に基づき、電源３８を制御して、露光光の照度を校正する（ステップ３０６）。

図１０は、露光処理中の光源制御装置及び位置制御装置の動作を示すフローチャートである。露光処理中、照度センサー４０は、光源制御装置８０の制御により、ランプ３１から発生して集光鏡３２の窓３２ｂを透過し、遮光板４１の穴を通過した光の強度を検出する（ステップ４０１）。光源制御装置８０は、照度センサー４０により検出された光の強度が低下したか否かを判断する（ステップ４０２）。

図１１は、ランプの発光点の移動を説明する図である。図１１（ａ）において、ランプ３１の発光点３１ｃは、ランプ３１の陰極３１ａと陽極３１ｂとの間に位置する。ランプ３１の使用時間が長く経過すると、ランプ３１の陰極３１ａが磨耗して、図１１（ｂ）に示す様に、ランプ３１の発光点３１ｃが移動する。図１２及び図１３は、照度センサーにより受光される光を示す図である。図１１（ａ）に示す様に、ランプ３１の発光点３１ｃが集光鏡３２の焦点の位置にあるとき、図１２に示す様に、遮光板４１の穴を通過して照度センサー４０により受光される光の強度が最大となる。図１１（ｂ）に示す様に、ランプ３１の発光点３１ｃが集光鏡３２の焦点の位置からずれると、図１３に示す様に、遮光板４１の穴を通過して照度センサー４０により受光される光の強度が低下する。

図１０において、照度センサー４０により検出された光の強度が低下している場合、光源制御装置８０は、位置制御装置９０へランプ位置の調整を指示する。位置制御装置９０は、モータ駆動回路８１を制御して、モータ５５を駆動させ、ランプ３１の位置を調整する（ステップ４０３）。このとき、照度センサー４０は、光源制御装置８０の制御により、ランプ３１から発生して集光鏡３２の窓３２ｂを透過し、遮光板４１の穴を通過した光の強度を検出し、位置制御装置９０は、照度センサー４０により検出された光の強度が最大になる様に、モータ５５の駆動を制御してクランプ７０を上下に移動させ、ランプ３１の発光点を集光鏡３２の焦点の位置に合わせる。

ランプ３１の位置調整が終了したら、光源制御装置８０は、照度センサー３９を制御して、露光光の照度を測定させる（ステップ４０４）。そして、光源制御装置８０は、露光光の照度が許容範囲内か否かを判断し（ステップ４０５）、露光光の照度が許容範囲内でない場合はその旨の警告を発生する（ステップ４０６）。

集光鏡３２の焦点の高さに設置した照度センサー４０により、ランプ３１から発生した光を集光鏡３２の焦点の高さで受光して、受光した光の強度を検出し、照度センサー４０により検出した光の強度が最大となる様にクランプ７０を移動して、ランプ３１の発光点を集光鏡３２の焦点の位置に合わせるので、ランプ３１の電極が磨耗してランプ３１の発光点が移動しても、ランプ３１の発光点が集光鏡３２の焦点に合わされ、露光光の強度の低下が抑制される。また、クランプ７０を移動してランプ３１の位置を調整する調整機構、及び調整機構を駆動するモータ５５，６６を有する位置調整装置を設け、照度センサー４０により検出した光の強度が最大となる様に、位置調整装置のモータ５５を制御してクランプ７０を移動し、ランプ３１の発光点を集光鏡３２の焦点の位置に合わせるので、ランプ３１の発光点と集光鏡３２の焦点との位置合わせが短時間に精度良く行われる。

さらに、ランプ３１と照度センサー４０との間に、ランプ３１から発生した光が通過する穴を集光鏡３２の焦点の高さに有する遮光板４１を設け、照度センサー４０により、ランプ３１から発生して遮光板４１の穴を通過した光を受光して、受光した光の強度を検出するので、ランプ３１の発光点が集光鏡３２の焦点の位置からずれると、遮光板４１の穴を通過して照度センサー４０により受光される光の量が大きく低下する。従って、ランプ３１の発光点の移動が精度良く検出されて、ランプ３１の発光点が集光鏡３２の焦点に精度良く合わされる。

図１４は、本発明の他の実施の形態による露光装置のランプ及び集光鏡の上面図である。本実施の形態では、露光光を発生する光源に、４つのランプ３１を用いている。各ランプ３１には、水銀ランプ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等の様に、高圧ガスをバルブ内に封入した放電型のランプが使用されている。各ランプ３１の周囲には、各ランプ３１から発生した露光光を集光する集光鏡３２が設けられている。各集光鏡３２は、楕円面反射鏡である。各集光鏡３２には、各集光鏡３２の焦点の高さに、透明な窓３２ｂが設けられている。各集光鏡３２の外側には、各集光鏡３２の焦点の高さに、照度センサー４０が設置されている。各ランプ３１と各照度センサー４０との間には、遮光板４１がそれぞれ設置され、各遮光板４１には、各集光鏡３２の焦点の高さに、各ランプ３１から発生した光が通過する穴がそれぞれ設けられている。各遮光板４１の大きさは、各照度センサー４０の受光面より大きく、各遮光板４１の穴の大きさは、各照度センサー４０の受光面より小さい。各照度センサー４０は、各ランプ３１から発生して各集光鏡３２の窓３２ｂを透過し、各遮光板４１の穴を通過した光を受光して、受光した光の照度を測定することにより、受光した光の強度を検出する。

なお、本実施の形態では、照度センサー４０を用いて、受光した光の照度を測定することにより、受光した光の強度を検出しているが、光パワーメータ等の検出装置を用いて、受光した光の強度を検出してもよい。

本実施の形態では、集光鏡３２の一部を切り欠くことにより、隣接する２つのランプ３１を集光鏡３２の直径よりも小さい距離に近づけて配置している。しかしながら、集光鏡３２の一部を切り欠くことなく、隣接する２つのランプ３１を集光鏡３２の直径よりも大きい距離に離して配置してもよい。

各ランプ３１の間には、隔壁３２ｃが設けられている。隔壁３２ｃは、紫外線の反射率が高いアルミニウムから成り、各ランプ３１から発生した露光光が他のランプへ照射されるのを防止し、かつ各ランプ３１から発生した熱が他のランプへ伝わるのを抑制する。なお、隔壁はランプとランプの間に設ければよく、その数は複数のランプの配置に合わせて適宜決定できる。例えば、４つのランプが隣接するランプ間の距離を同じにして配置された場合、隔壁の数は４つでもよい。また、複数の隔壁をつなげて、一体に構成してもよい。

本実施の形態では、各ランプ３１に対応して、図３に示したクランプ７０と、図４〜図７に示した位置調整装置とが設けられており、図８に示した位置調整装置の制御系により、図９及び図１０に示した動作によって、各ランプ３１の位置調整が行われる。露光光の光源に複数のランプ３１を用いる場合、各ランプ３１の電極が磨耗して各ランプ３１の発光点が移動しても、各ランプ３１の発光点が各集光鏡３２の焦点に合わされ、露光光の強度の低下が抑制される。また、各ランプ３１の発光点と各集光鏡３１の焦点との位置合わせが短時間に精度良く行われる。

以上説明した実施の形態によれば、光の強度を検出する検出装置を集光鏡３２の焦点の高さに設置し、検出装置により、ランプ３１から発生した光を集光鏡３２の焦点の高さで受光して、受光した光の強度を検出し、検出装置により検出した光の強度が最大となる様にクランプ７０を移動して、ランプ３１の発光点を集光鏡３２の焦点の位置に合わせることにより、ランプ３１の電極が磨耗してランプ３１の発光点が移動しても、ランプ３１の発光点を集光鏡３２の焦点に合わせて、露光光の強度の低下を抑制することができる。また、クランプ７０を移動してランプ３１の位置を調整する調整機構、及び調整機構を駆動するモータ５５，６６を有する位置調整装置を設け、検出装置により検出した光の強度が最大となる様に、位置調整装置のモータ５５を制御してクランプ７０を移動し、ランプ３１の発光点を集光鏡３２の焦点の位置に合わせることにより、ランプ３１の発光点と集光鏡３２の焦点との位置合わせを短時間に精度良く行うことができる。

さらに、ランプ３１と検出装置との間に、ランプ３１から発生した光が通過する穴を集光鏡３２の焦点の高さに有する遮光板４１を設け、検出装置により、ランプ３１から発生して遮光板４１の穴を通過した光を受光して、受光した光の強度を検出することにより、ランプ３１の発光点の移動を精度良く検出して、ランプ３１の発光点を集光鏡３２の焦点に精度良く合わせることができる。

さらに、図１４に示した実施の形態によれば、複数のランプ３１及び複数の集光鏡３２に対し、クランプ７０、位置調整装置、及び検出装置をランプ３１毎に設け、各検出装置により、各ランプ３１から発生した光を各集光鏡３２の焦点の高さで受光して、受光した光の強度を検出し、各検出装置により検出した光の強度が最大となる様に、各位置調整装置のモータ５５を制御して各クランプ７０を移動し、各ランプ３１の発光点を各集光鏡３２の焦点の位置に合わせることにより、露光光の光源に複数のランプ３１を用いる場合、各ランプ３１の電極が磨耗して各ランプ３１の発光点が移動しても、各ランプ３１の発光点を各集光鏡３２の焦点に合わせて、露光光の強度の低下を抑制することができる。また、各ランプ３１の発光点と各集光鏡３２の焦点との位置合わせを短時間に精度良く行うことができる。

本発明は、プロキシミティ露光装置に限らず、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投影露光装置にも適用することができる。

本発明の露光装置を用いて基板の露光を行い、あるいは、本発明の露光装置のランプ位置調整方法を用いてランプの位置を調整して、基板の露光を行うことにより、露光光の強度の低下を抑制して露光時間を短縮させることができるので、表示用パネル基板の生産性を向上させることができる。

例えば、図１５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１６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、染色法や顔料分散法等により、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１５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１６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、本発明の露光装置又は露光装置のランプ位置調整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
２０ マスクホルダ
３０ 露光光照射装置
３１ ランプ
３１ａ 陰極
３１ｂ 陽極
３１ｃ 発光点
３２ 集光鏡
３２ａ 開口
３２ｂ 窓
３２ｃ 隔壁
３３ 第１平面鏡
３４ レンズ群
３５ シャッター
３６ コリメーションレンズ群
３７ 第２平面鏡
３８ 電源
３９，４０ 照度センサー
４１ 遮光板
５０ テーブル
５１ ウォーム
５２ ウォームホィール
５３ 軸受
５４ 軸継手
５５ モータ
６０ テーブル
６１ 調整ベース
６２ 調整ブロック
６３ スプリング
６４ シャフト
６５ シャフトホルダ
６６ モータ
６７ 偏心カム
７０ クランプ
７１ 碍子
７２ ねじ
８０ 光源制御装置
８１，８２，８３ モータ駆動回路
９０ 位置制御装置

Claims (8)

1. ランプと、該ランプから発生した光を集光する集光鏡とを備え、該集光鏡により集光した光で基板を露光する露光装置であって、
   前記ランプを固定するクランプと、
   前記クランプを移動して前記ランプの位置を調整する調整機構、及び該調整機構を駆動するモータを有する位置調整装置と、
   前記集光鏡の焦点の高さに設置され、前記ランプから発生した光を前記集光鏡の焦点の高さで受光して、受光した光の強度を検出する検出装置と、
   前記検出装置により検出された光の強度が最大となる様に、前記位置調整装置のモータを制御して前記クランプを移動させ、前記ランプの発光点を前記集光鏡の焦点の位置に合わせる制御装置とを備えたことを特徴とする露光装置。
2. 前記ランプ及び前記集光鏡を複数備え、
   前記クランプ、前記位置調整装置、及び前記検出装置をランプ毎に備えたことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記ランプと前記検出装置との間に設けられた遮光板を備え、
   前記遮光板は、前記ランプから発生した光が通過する穴を前記集光鏡の焦点の高さに有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
4. ランプと、ランプから発生した光を集光する集光鏡とを備え、集光鏡により集光した光で基板を露光する露光装置のランプ位置調整方法であって、
   ランプを固定するクランプと、
   クランプを移動してランプの位置を調整する調整機構、及び調整機構を駆動するモータを有する位置調整装置とを設け、
   光の強度を検出する検出装置を集光鏡の焦点の高さに設置し、
   検出装置により、ランプから発生した光を集光鏡の焦点の高さで受光して、受光した光の強度を検出し、
   検出装置により検出した光の強度が最大となる様に、位置調整装置のモータを制御してクランプを移動し、ランプの発光点を集光鏡の焦点の位置に合わせることを特徴とする露光装置のランプ位置調整方法。
5. 複数のランプ及び複数の集光鏡に対し、
   クランプ、位置調整装置、及び検出装置をランプ毎に設け、
   各検出装置により、各ランプから発生した光を各集光鏡の焦点の高さで受光して、受光した光の強度を検出し、
   各検出装置により検出した光の強度が最大となる様に、各位置調整装置のモータを制御して各クランプを移動し、各ランプの発光点を各集光鏡の焦点の位置に合わせることを特徴とする請求項４に記載の露光装置のランプ位置調整方法。
6. ランプと検出装置との間に、ランプから発生した光が通過する穴を集光鏡の焦点の高さに有する遮光板を設け、
   検出装置により、ランプから発生して遮光板の穴を通過した光を受光して、受光した光の強度を検出することを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の露光装置のランプ位置調整方法。
7. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の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。
8. 請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載の露光装置のランプ位置調整方法を用いてランプの位置を調整して、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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