JP3758832B2 - 位置決めマーク照明装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば露光装置に用いられる位置決めマーク照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年ディスプレイ装置の発達が著しいが、特にプラズマディスプレイパネルは輝度が高く、表示の色調が良い点等から開発がさかんである。プラズマディスプレイパネルは不活性ガスを封入した気密容器の中で陽極と陰極との間に電圧を印可し、放電させることにより発光表示する。一般的に、プラズマディスプレイパネルは２枚のガラス基板から成る。この２枚のガラス基板上には例えばそれぞれ一方向に延びた細い金属製の電極が形成され、この２方向の電極が所定距離を持って対向し且つ互いに直交する方向にガラス基板が配される。ガラス基板上の電極のパターンはミクロンオーダの精度が要求されるため、フォトリソグラフの手法を用いて電極が形成される。即ち、ガラス基板上に電極となる金属薄膜層とフォトレジスト層とが形成され、露光装置例えばレーザー描画装置を用いて、電極パターンが露光によりフォトレジスト層に描画される。その後、現像、エッチング等の処理を経て露光された部分である電極パターンと同じパターンの金属薄膜がガラス基板上に残り、この残った金属薄膜が電極となる。
【０００３】
従来、２枚のガラス基板上の電極を正確に対応させるために、予めガラス基板上に透明電極とともに位置決めマークを描画し、この位置決めマークを固体撮像素子、例えばＣＣＤ（charge-coupled device ）カメラ等により撮影する。この位置決めマークの座標データに基づいて描画テーブルに対するガラス基板の相対位置データが演算され、この相対位置データに基づいて、主走査方向および副走査方向に沿うレーザビームによる描画開始位置が制御される。これにより対応する２枚のガラス基板に対して描画パターンが所定位置に位置決めされる。
【０００４】
位置決めマークは金属薄膜層がその上に形成されているため不透明であり認識が困難なため、例えば立体を位置決めマークとし、位置決めマークの境界部分における金属薄膜層の光反射特性の変化を利用して認識している。例えば、ＣＣＤカメラのレンズ側から位置決めマークに向かって、この位置決めマークを環状に照射するリングライトあるいは環状に配置された複数の発光素子（以下、ＬＥＤという）等の照明装置を設けている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような照明装置ではＬＥＤ等の光源の位置は固定されるので、位置決めマークに対し一定の角度にしか照明できない。このため、位置決めマーク即ち透明電極の形状の多様性に対応できず、ＣＣＤカメラの最も認識しやすい最適な照明角度が得られないことがある。
【０００６】
本発明はこの様な点に鑑みてなされたものであり、位置決めマークに対する光源の照明角度が調節可能な位置決めマーク照明装置を提供することが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明による位置決めマーク照明装置は、表面が平坦な載置面上に載置された基板の上に設けられた立体の位置決めマークを照明する位置決めマーク照明装置であって、基板に略平行な同一平面上に環状に配置された複数の光源と、光源を回転可能に支持する支持手段と、光源を所定の回転角度で固定する固定手段と、光源の位置決めマークに対する距離を調整する調整手段とを備えることを特徴としている。
【０００８】
位置決めマーク照明装置において、好ましくは、位置決めマークが立体的である。
【０００９】
位置決めマーク照明装置において、好ましくは、載置面における基板の位置が所定の２次元直交座標系で表わされる。さらに好ましくは、位置決めマークが直交２次元座標の直交する２軸にそれぞれ略平行な辺を有する。またさらに好ましくは、光源から出射した光が、２軸にそれぞれ平行な辺に対して略垂直に照射されるように、光源の位置決めマークへの入射方向が調整される。
【００１０】
位置決めマーク照明装置において、好ましくは所定位置に撮像手段が設けられ、この撮像手段により位置決めマークが撮影される。
【００１１】
位置決めマーク照明装置において、好ましくは、基板および位置決めマークの上面に所定厚さの金属簿膜が形成され、この金属薄膜の上面が、位置決めマークの上方に位置し且つ基板上面に対して平行な第１の領域と、位置決めマークの設けられていない基板の上方に位置し且つ基板上面に対して平行な第２の領域と、第１の領域と第２の領域との境界であり且つ基板の上面に対して傾斜した第３の領域とを含み、光源の第３の領域における反射光が撮像手段に入射することにより、位置決めマークが認識される。
【００１２】
位置決めマーク照明装置において、好ましくは複数の光源が発光素子である。さらに好ましくは、この複数の光源が位置決めマークに対して撮像手段と同じ側に設けられる。
【００１３】
位置決めマーク照明装置において、好ましくは、支持手段が発光素子を挟持する球状の支持体と、この球状支持体を回転可能に支持する円筒穴を備えた支持板とを備え、この円筒穴が、球状支持体の径より小さい径であり発光素子からの光が出射する第１の開口部と、第１の開口部と反対側に設けられ球状支持体とほぼ同径の第２の開口部とを備える。
【００１４】
位置決めマーク照明装置において、好ましくは、露光装置における被描画体の相対位置を微調整するための位置決め手段に設けられ、被描画体に設けられた位置決めマークを照明する。さらに好ましくは、露光装置がレーザー描画装置である。
【００１５】
位置決めマーク照明装置において、好ましくは、被描画体がプラズマディスプレイパネルに用いられる基板であり、金属薄膜がクロムを含む。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による位置決めマーク照明装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１７】
図１は、被描画体であるガラス基板を２枚有するプラズマディスプレイパネルの構成を簡略化して示す斜視図である。図２（ａ）および図２（ｂ）は、この２枚のガラス基板のそれぞれ対向する面を示す平面図である。
【００１８】
上方のフロントガラス基板２０２の下面には複数組の透明電極２０４とクロムを含む金属電極（以下、クロム電極という）２０６とが一方向、例えばＸ方向に平行して設けられる（図２（ａ）参照）。下方のリアガラス基板２１２の上面２１２ａには複数の電極２１４が平行して設けられ、この電極２１４は透明電極２０４およびクロム電極２０６に対して垂直な方向に延びている（図２（ｂ）参照）。隣り合う電極２０６の間には仕切りであるリブ２１６が電極２１４に対して平行に設けられる。
【００１９】
このように形成されたプラズマディスプレイパネルは、隣り合うリブ２１６内に蛍光体が配され（図示しない）、真空にされた後、放電のためのガスが封入される。各電極２０４、２０６、２１４に電圧がかかると、上下の電位差によって放電が起こりこの空間に対応するフロントガラス基板２０２の上面２０２ｂが発色する。ガラス基板２０２、２１２およびリブ２１６によって仕切られ、格子状に配列した各空間は例えば１ドットに対応する。この様な格子を正確に形成するためには、上下の電極２０４、２０６、２１４などの精密な位置関係が要求される。
【００２０】
図３は、フロントガラス基板２０２のクロム電極２０６を形成する工程を模式的に示す断面図である。図３（ａ）は露光時の状態を示す。フロントガラス基板２０２上には透明電極２０４が設けられ、その上からスパッタリングによって所定厚さのクロム薄膜２０５が形成される。そしてさらにその上にフォトレジスト層２０８が形成される。図３（ａ）において、図示する電極パターンに基づいて露光される。この露光されたフロントガラス基板２０２を現像すると、図３（ｂ）に示すように感光した部分以外のフォトレジスト層２０８が除去される。さらにエッチングによってフォトレジスト層２０８のないクロム薄膜２０５が除去され（図３（ｃ）参照）、その後フォトレジスト層が除去される（図３（ｄ）参照）。即ち、露光された部分にのみクロム電極２０６が形成される。
【００２１】
図４には位置決めマーク照明装置を備えたレーザー描画装置が概略的に示される。このレーザー描画装置はプラズマディスプレイパネルを製造するための基板上のフォトレジスト層に電極パターンを直接描画し得るように構成される。なお電極パターンを描画する装置は、他にはＥＢ（Electoron Beam）描画装置があり、このレーザー描画装置に限定されない。
【００２２】
レーザー描画装置は床面上に据え付けられた基台１０を備え、基台１０の上面には一対のレール１２が平行に設置される。このレール１２と垂直に延びるＸ軸を主走査方向とし、レール１２に平行に延びるＹ軸を副走査方向とする。
【００２３】
図示しないが、基台１０にはレーザ光源が設置されレーザビームが出射される。また描画テーブル１８の上方側には種々の光学要素が設置され、これらの光学要素によってレーザビームが電極パターンに基づいて変調され、描画テーブル１８上の被描画体に導かれる。被描画体はレーザビームによって、主走査方向（Ｙ方向）に走査されるとともに副走査方向に順次移動させられることにより、被描画体のフォトレジスト層表面には所定の電極パターンが描画される。
【００２４】
一対のレール１２上にはＸテーブル１４が搭載され、このＸテーブル１４は図示しない適当な駆動モータでもってレール１２に沿って副走査方向（Ｘ軸）に沿って移動し得る。Ｘテーブル１４上にはθテーブル１６を介して描画テーブル１８が設置され、その間には図示しない微調整駆動器が設けられ、描画テーブル１８の水平面内での回転位置が微調整される。描画テーブル１８は、Ｘテーブル１４の副走査方向の移動に伴いθテーブル１６と共に副走査方向に移動させられる。描画テーブル１８上にはフォトレジスト層を持つガラス基板が被描画体として適当な搬送手段例えばベルトコンベア等で搬送されて載置され、その基板は描画テーブル１８上で適当なクランプ手段、ここでは２つのエアシリンダ２０と３つのピン２２によって固定される。
【００２５】
描画テーブル１８の上方には、小型の撮像手段である２つのＣＣＤカメラ５０が基台１０に対して所定位置に、即ちＹ方向に延びる支持棒６０の下側に固定される。ＣＣＤカメラ５０はレンズを被描画体に向けて載置され、被描画体がレーザ描画装置の描画テーブル１８上に載置された際にこの描画テーブル１８に対する被描画体の相対位置を正確に検出するために使用される。ＣＣＤカメラ５０は例えば図示しない中央演算装置（ＣＰＵ）等を備えた制御部に接続され、この制御部により制御される。なお制御部に所定のインターフェースを設けて画像表示装置を連結し、ＣＣＤカメラ５０からの画像をモニタする構成にしてもよい。
【００２６】
即ち、ＣＣＤカメラ５０は被描画体の位置決めマークを映像信号として読み取り、その映像信号はＣＰＵにより所定の画像処理が施され、位置決めマークの座標データが求められる。この位置決めマークの座標データは、描画テーブル１８に対する被描画体の相対位置を正確に特定するための演算、即ち主走査方向、副走査方向の移動量、およびＸテーブル１４に対するθテーブル１６および描画テーブル１８の回転角度等の演算に用いられ、これらのデータに基づいて主走査方向および副走査方向の描画開始位置が制御される。このように被描画体の相対位置が特定された後、レーザビームによる描画作動が行われる。
【００２７】
図５〜図７を参照して位置決めマーク照明装置１００の構成を説明する。図５は位置決めマーク照明装置１００をＣＣＤカメラ５０の側から見た平面図、図６はその側面図である。図７は位置決めマーク照明装置１００の分解斜視図である。
【００２８】
位置決めマーク照明装置１００には長方形の固定板１０２が設けられ、この固定板１０２の一端は支持棒６０（図４参照）に取り付けられる。この固定板１０２の他端には円形穴１０２ａが形成され、その上面には円形穴１０２ａより径がやや小さい円形穴１０４ａを有する略正方形の支持板１０４が２組のボルト１０６とナット１０８により固定される。固定板１０２と支持板１０４は、それぞれの円形穴１０２ａ、１０４ａの中心がＣＣＤカメラ５０の光軸Ｌを通り、かつ光軸Ｌに対し垂直である。ボルト１０６は支持板１０４の対向する二隅に設けられる。ボルト１０６の設けられていない他の対向する二隅には、上方に突出した六角柱である支持柱１１０が２本設けられる。この支持柱１１０は２枚のＬ字型の可動板１２０の角に形成された六角穴１２２にそれぞれ挿入される。
【００２９】
可動板１２０は支持柱１１０に沿って上下移動可能であり、側面１２０ａから挿入されるボルト１２４により支持柱１１０に固定される。なお、２枚の可動板１２０は同一平面上にあることが望ましい。可動板１２０の両端部には円筒穴１２６がそれぞれ形成され、この円筒穴１２６にＬＥＤ１４０を備えた鋼球１３０が嵌め込まれる。即ち、２枚の可動板１２０によって４つの鋼球１３０が支持される。
【００３０】
図８は可動板１２０と鋼球１３０とを示す部分拡大断面図である。円筒穴１２６は上端側１２６ａでは鋼球１３０の径と略同一であるが、下端側１２６ｂにおいて径が鋼球１３０の径より小さく、これにより鋼球１３０の下方への落下が防止される。
【００３１】
鋼球１３０は例えば真鍮製の球体であり、その中央には球心Ｏを通り径方向に貫通した円筒穴１３４が形成される。鋼球１３０は円筒穴１２６の中でその球心Ｏを中心に回転自在であり、図５に示すように可動板１２０の側方から挿入されるボルト１３２により固定される。各鋼球１３０の円筒穴１３４にはＬＥＤ１４０が嵌め込まれ、これらのＬＥＤ１４０は光の出射方向が円筒穴１０４ａ側（図６）、即ち被描画体側へ向けられ、その方向は鋼球１３０の回転に伴い変更可能となっている。ＬＥＤ１４０は図示しない電源に接続される。
【００３２】
図６に示すように、被描画体ＳＢ上の位置決めマークＭにＣＣＤカメラ５０の焦点があった状態で、位置決めマークＭの輪郭などの識別が行えるような照明角度となるように、可動板１２０の上下位置、および４つのＬＥＤ１４０の回転角度位置が調整され、各々ボルト１２４、１３２により固定される。各ＬＥＤ１４０はその光軸ＬＳがほぼ位置決めマークＭを通るように、被描画体ＳＢに向けられる。
【００３３】
図９は、図１に示すフロントガラス基板２０２を描画するときのＬＥＤ１４０と位置決めマークとの位置関係を模式的に示す断面図である。なお、位置決めマークＭは被描画体ＳＢの非パターン部の透明電極およびその上に積層されたクロム薄膜やフォトレジスト層の部分を用いる。
【００３４】
ＬＥＤ１４０が調整された状態で、ＬＥＤ１４０の出射光はクロム薄膜２０５とフォトレジスト層２０８との境界面２０７によって反射される。境界面２０７は透明電極２０４の設けられている部分が盛り上がっており、３つの領域２０７ａ、２０７ｂ、２０７ｃにより形成される。第１の領域２０７ａは透明電極２０４の上方にあり且つフロントガラス基板２０２の上面に対し平行である。第２の領域２０７ｂは透明電極のないフロントガラス基板２０２の上方にあり且つフロントガラス基板２０２の上面に平行である。第３の領域２０７ｃはこの第１の領域２０７ａと第２の領域２０７ｂとの間に位置し且つフロントガラス基板２０２の上面に対して傾斜している。
【００３５】
ＬＥＤ１４０から出射された光（光軸ＬＳを一点鎖線で示す）が、第３の領域２０７ｃによって反射され、ここでは図示しないが図上方にあるＣＣＤカメラ５０に入射する。従ってＣＣＤカメラ５０は第３の領域２０７ｃの形状即ち透明電極２０４を容易に識別できる。
【００３６】
図１０は位置決めマークＭの平面図である。位置決めマークＭは、Ｘ軸に平行な辺ＭａとＹ軸に平行な辺Ｍｂとを備える。４つのＬＥＤ１４０からの照明光は、基板上即ちＸ−Ｙ平面上に投影すると、位置決めマークＭの辺Ｍａ、Ｍｂに対して直交する方向（図中、白抜き矢印で示す）にそれぞれ入射している。従って辺Ｍａ、Ｍｂ即ち傾斜した領域のみが明るく照らされることとなり、位置決めマークＭの輪郭が明確に識別できる。
【００３７】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は位置決めマークＭの他の形状を示す図である。これらも図１０に示す位置決めマークＭと同様に、Ｘ軸に平行な辺ＭａとＹ軸に平行な辺Ｍｂとにより形成されている。従ってＬＥＤ１４０からの光が辺Ｍａ、Ｍｂに対して垂直に照明されることにより位置決めマークＭの輪郭が明確に識別できる。なお位置決めマークＭの形状はこれらに限定されず、Ｘ軸及びＹ軸に平行な辺を有するものであればよい。
【００３８】
このように、光反射率の高いクロム簿膜２０５に覆われた基板２０２に対して位置決めを行うとき、立体的な透明電極２０４を位置決めマークとし、この境界部分となる斜面（第３の領域２０７ｃ）がＣＣＤカメラ５０が認識できるようにＬＥＤ１４０が調整される。これにより位置決めマークの形状によらず、位置決めマークの識別のためのＬＥＤ１４０の最適な照明角度が得られ、露光のための正確な位置決めが行える。また、個々のＬＥＤ毎に照明角度調整が行えるので色々な大きさ・形状の位置決めマークが識別可能になる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によると、ＬＥＤの照明角度が調節可能な位置決めマーク照明装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プラズマディスプレイパネルの構成を示す図である。
【図２】図１に示すプラズマディスプレイパネルの基板上の電極を示す図である。
【図３】クロム電極が形成される工程を示す模式図である。
【図４】本発明による位置決めマーク照明装置の実施形態を示す概略斜視図である。
【図５】図４に示す位置決めマーク照明装置の平面図である。
【図６】図４に示す位置決めマーク照明装置の側面図である。
【図７】図４に示す位置決めマーク照明装置の分解斜視図である。
【図８】図５に示すＬＥＤの近傍の部分拡大断面図である。
【図９】図４に示すＬＥＤと被描画体との位置関係を示す模式図である。
【図１０】図９に示す位置決めマークの平面図である。
【図１１】位置決めマークの他の形状を示す平面図である。
【符号の説明】
１０ 基台
５０ ＣＣＤカメラ
１００ 位置決めマーク照明装置
１０２ 固定板
１０４ 支持板
１１０ 支持柱
１２０ 可動板
１２６ 円形穴
１３０ 鋼球
１４０ ＬＥＤ

Claims (16)

1. 基板の上に設けられた位置決めマークを照明する照明装置であって、前記基板に略平行な同一平面上に環状に配置された複数の光源と、前記光源から出射される出射光の出射方向が調整可能であるように前記光源を支持する支持手段と、前記出射光が所定の前記出射方向に出射されるように前記光源を固定する固定手段と、前記光源の前記位置決めマークに対する距離を調整する調整手段とを備え、前記出射光を前記位置決めマークに対して所定の照明角度で入射させることができることを特徴とする位置決めマーク照明装置。
2. 前記位置決めマークが立体的であることを特徴とする請求項１に記載の位置決めマーク照明装置。
3. 前記基板が、表面が平坦な載置面上に載置され、前記載置面における前記基板の位置が所定の２次元直交座標系で表わされることを特徴とする請求項１に記載の位置決めマーク照明装置。
4. 前記位置決めマークが前記直交２次元座標の直交する２軸にそれぞれ略平行な辺を有することを特徴とする請求項３に記載の位置決めマーク照明装置。
5. 前記出射光が、前記２軸にそれぞれ平行な辺に対して略垂直に照射されるように、前記出射光の前記位置決めマークへの入射方向が調整されることを特徴とする請求項４に記載の位置決めマーク照明装置。
6. 所定位置に撮像手段が設けられ、この撮像手段により前記位置決めマークが撮影されることを特徴とする請求項１に記載の位置決めマーク照明装置。
7. 前記複数の光源が前記位置決めマークに対して前記撮像手段と同じ側に設けられることを特徴とする請求項６に記載の位置決めマーク照明装置。
8. 前記基板が、前記位置決めマークにおいて前記出射光を反射可能であり、前記位置決めマーク照明装置が、前記出射光の反射光が前記撮像手段に入射するように前記照明角度を調整可能であることを特徴とする請求項６に記載の位置決めマーク照明装置。
9. 前記基板および位置決めマークの上面に所定厚さの金属簿膜が形成され、この金属薄膜の上面が、前記位置決めマークの上方に位置し且つ前記基板上面に対して平行な第１の領域と、前記位置決めマークの設けられていない基板の上方に位置し且つ前記基板上面に対して平行な第２の領域と、前記第１の領域と前記第２の領域との境界であり且つ前記基板の上面に対して傾斜した第３の領域とを含み、前記出射光の前記第３の領域における反射光が前記撮像手段に入射することにより、前記位置決めマークが認識されることを特徴とする請求項７に記載の位置決めマーク照明装置。
10. 前記複数の光源が発光素子であることを特徴とする請求項１に記載の位置決めマーク照明装置。
11. 前記支持手段が前記発光素子を挟持する球状の支持体と、前記発光素子から出射される前記出射光の出射方向が調整可能であるようにこの球状支持体を回転可能に支持する円筒穴を備えた支持板とを備え、
    この円筒穴が、前記球状支持体の径より小さい径であり前記出射光が出射されるための第１の開口部と、第１の開口部と反対側に設けられ前記球状支持体とほぼ同径の第２の開口部とを備えることを特徴とする請求項１０に記載の位置決めマーク照明装置。
12. 露光装置における被描画体の相対位置を微調整するための位置決め手段に設けられ、前記被描画体に設けられた前記位置決めマークを照明することを特徴とする請求項１に記載の位置決めマーク照明装置。
13. 前記露光装置がレーザー描画装置であることを特徴とする請求項１２に記載の位置決めマーク照明装置。
14. 前記被描画体がプラズマディスプレイパネルに用いられる基板であり、前記金属薄膜がクロムを含むことを特徴とする請求項１２に記載の位置決めマーク照明装置。
15. 前記基板が、前記位置決めマークにおいて前記出射光を反射可能で あり、前記位置決めマーク照明装置が、前記出射光の反射光が所定の方向に反射されるように前記照明角度を調整可能であることを特徴とする請求項１に記載の位置決めマーク照明装置。
16. 前記支持手段が、前記光源を回転可能に支持することを特徴とする請求項１に記載の位置決めマーク照明装置。

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