JP4128171B2 - マスク固定装置、及びそれを用いた露光装置 - Google Patents

Description

本発明は、マスク固定装置、及びそれを利用した露光装置に係り、より詳しくは、真空を利用してマスクを安定的に支持することによってマスクの平坦度を向上させ、パターニングの精密度を向上させることができるマスク固定装置、及びそれを用いた露光装置に関する。

現在、液晶表示装置のような平板状ディスプレイ装置は、パーソナルコンピュータからテレビに至るまで様々な領域に利用分野が拡大されている。このような液晶表示装置は、周知のように、ＴＦＴ（thin film transistor）基板、カラーフィルター基板、及びその間の液晶層から構成される。この場合、各基板上に配置される各構成要素、例えばＴＦＴ、画素電極、及びカラーフィルターは、公知のフォトリソグラフィ工程によって製作されている。

一方、従来の液晶表示装置は、その大きさが大型化されるのにしたがって、基板の大きさ及び基板上の各構成要素をパターニングするためのマスクの大きさも大型化される傾向にある。このような大型化されたマスク、つまり大面積のマスクの場合、その大きさによって傾き現象などが発生するため、露光時にマスクの形状を基板に正確に一致させるのが難しい。したがって、このような不一致を克服するために、大面積のマスクを固定するための別途の固定手段を含んだ露光装置が開発される傾向にある。

図１は、従来の露光装置を概略的に示した断面図である。図１に示されているように、従来の露光装置は、光を照射する光源１、光源１の下部に配置され、所定のパターン３が形成されているマスク５、マスク５を支持するための複数個のバー４、及びマスク５を通過した光によって所定のパターンが形成される液晶表示装置用ディスプレイ基板８を置く積置台９とを含んでいる。

このような露光装置において、光源１から照射された光は、マスク５の透明ガラス２を透過し、パターン３によって遮断される部分と透過する部分とに区分され、ディスプレイ基板８に到達する。そして、ディスプレイ基板８に、エッチング工程などによって、所定のパターンを形成する。
特開２００３−２６２８４４号公報

しかしながら、このように複数個のバーによって大面積のマスクを支持する方法には、マスクが次第に大型化されていくにしたがって、実際上限界がでてくる。また、光源から照射された光がマスクを透過する過程で複数個のバーによって屈折するため、パターニングの精密度が低下する問題もある。

したがって、本発明は、真空方式を利用することによって複数個のバーを用いることなしに、大面積のマスクを効率的に支持することができるマスク固定装置、及びそれを用いた露光装置を提供することを目的とする。
また、別途の支持部材なしに大面積のマスクを固定することによって、光の屈折を防止し、パターニングの精密度を向上させることができるマスク固定装置、及びそれを用いた露光装置を提供することを目的とする。

上記のような目的を実現するために、本発明のマスク固定装置は、少なくとも一つの真空孔が備えられた吸着ガラス、所定のパターンを有し、前記吸着ガラスの底面に付着されるマスク、及び前記吸着ガラスと前記マスクとの間に所定の空間を形成するための吸着パッドを含むマスク固定装置であって、前記真空孔を通じて前記空間の内部の空気を外部に排出させることによって、前記マスクを前記吸着ガラスにしっかりと固定させることを特徴とする。

本発明のマスク固定装置、及びそれを用いた露光装置は、別途の支持部材を用いることなしに、真空圧によってマスクをしっかりと支持することができる。また、別途のマスク支持部材を用いないので、マスクを透過する光の屈折を防止し、パターニングの精密度を向上させることができる。そして、マスクをロボット等によって露光位置に移送して作業することによって、作業工程が簡便になり、作業時間も短縮することができる。

以下、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施例のマスク固定装置、それを用いた露光装置及び露光方法を詳細に説明する。

《実施例》
図２は、本発明の実施例の露光装置の断面図である。図２に示しているように、本実施例の露光装置は、光を照射する光源１０、光源１０の下部に配置され、所定のパターンが形成されているマスク１８を、固定するためのマスク固定装置１２、及びマスク１８を通過した光によって所定のパターンが形成される液晶表示装置用ディスプレイ基板２０を置く積置台２５を含む。

図３は、マスク固定装置１２の底面図である。図２及び図３において、マスク固定装置１２は、少なくとも一つ（本実施例では８つ）の真空孔２８が形成された吸着ガラス１４、所定のパターンを有し、吸着ガラス１４の底面に付着されるマスク１８、及び吸着ガラス１４とマスク１８との間に所定の空間３０を形成するための吸着パッド１６を含む。

吸着ガラス１４は、光源１０から照射された光を効率的に透過させるように、好ましくは、石英、ガラス、ソーダライム（soda lime）などの、光を透過させる材質から形成される。吸着ガラス１４の８つの真空孔２８は、吸着ガラス１４の好ましくは縁部に形成され、溝１５によって、空気が連通可能となるように互いに連結されている。本実施例の露光装置は、真空孔２８に後述するように真空ポンプ（図示していない）を連結することによって真空作業を行うことができる。

マスク１８は、紫外線が透過できる基板、例えば透明基板や石英基板等から形成される。このマスク１８の表面には、基板２０に照射される光を所定の形態で遮断するために、所定の光遮断パターンが形成されている。基板２０は、この光遮断パターンを有するマスク１８を通過した光に露光される。つまり、基板２０には、マスク１８の光遮断パターンの形態と同様な形態の光が照射される。このような露光工程は、マスクの形態によって、感光性樹脂膜をパターニングするフォトレジスト工程に用いることができる。また、図２に示しているように、液晶２４を隔てて、ＴＦＴ基板２２とカラーフィルター基板２１とを合着するために用いられるシール材２３を、硬化する目的で用いることもできる。

吸着パッド１６は、吸着ガラス１４の縁部に沿って付着されている。つまり、吸着パッド１６の上面は吸着ガラス１４の底面に付着され、その下面はマスク１８に付着されている。したがって、図２に示しているように、吸着パッド１６により、吸着ガラス１４とマスク１８との間には所定の空間３０が形成される。このような状態で、空間３０の内部の空気を真空孔２８を通じて外部に排出するために、真空孔２８に真空ポンプ（図示していない）を連結する。そして、前記真空ポンプを駆動することにより、空間３０の内部に真空が形成される。その結果、この真空による吸引力で、吸着ガラス１４にマスク１８がしっかりと付着される。

真空作業中は、空間３０の中心部にあった空気が真空孔２８まで移動して外部に排出されるため、空気の移動時間が長くなる。このような空気の移動時間を短縮するために、図４に示しているように、横及び縦方向に溝３７を形成してもよい。つまり、吸着ガラス３４の底面に横及び縦方向に溝３７を形成し、この溝３７が真空孔３８に連結されるように形成してもよい。これにより、真空孔３８に前記真空ポンプを連結して真空作業を行う場合、吸着ガラス３４とマスク１８（図２）との間の空間３０（図２）の空気を、この横及び縦方向の溝３７を通じて迅速に移動させ、真空孔３８を通じて外部に排出できる。

また、このような溝３７は、図５に示しているように、対角線方向に形成してもよい。つまり、吸着ガラス４４の底面に対角線方向に溝４７を形成することによって、この溝４７が真空孔４８に連結されるように形成してもよい。これにより、真空孔４８に前記真空ポンプを連結して真空作業を行う場合、吸着ガラス４４とマスク１８（図２）との間の空間３０（図２）の空気を、この対角線方向の溝４７を通じて迅速に移動させ、真空孔４８を通じて外部に排出できる。

一方、図３では、吸着パッド１６を吸着ガラス１４の縁部に沿って配置しているが、溝３７（図４）、４７（図５）の代わりに配置してもよい。つまり、図６に示しているように、吸着パッド５７は、吸着ガラス５４の縁部だけでなく、中心部から横及び縦方向にも付着してもよい。この場合、吸着パッド５７は、紫外線透過性物質から形成する。図６のように吸着パッド５７を配置することよって、真空作業を迅速に行うことができ、吸着ガラス５４とマスク１８（図２）との間の付着力を向上させ、真空孔５８を通じた高真空の場合でも固定状態を維持することができる。また、図７に示しているように、吸着パッド６７は、吸着ガラス６４の縁部だけでなく、中心部から対角線方向に付着してもよい。この場合も吸着パッド６７は、紫外線透過性物質から形成する。

以下に、前記のような本発明の実施例のマスク固定装置１２を用いた露光工程を、図８及び図９を参照してより詳細に説明する。図８は、本実施例のマスク固定装置用いた露光装置の露光工程を説明するための断面図である。図９は、前記露光工程のフローチャートを示している。

図８及び図９に示しているように、基板２０に対して、露光作業を行う場合、まず、マスク固定装置１２をセッティングする（Ｓ１００）。つまり、真空孔２８が形成された吸着ガラス１４を固定ジグ１１上に配置する。この時、固定ジグ１１は正確な位置に配置された状態にあるので、吸着ガラス１４を固定ジグ１１上に単に置くことによって、マスク固定装置１２のセッティングは完了する。

次に、マスク１８を露光位置に整列させる（Ｓ１１０）。つまり、通常の構造のロボット７０によって、マスク１８を固定ジグ１１の下部に移動させて露光位置に整列させた後、マスク１８が吸着ガラス１４に付着された吸着パッド１６に接触するようにする。この時、吸着ガラス１４とマスク１８の間に、吸着パッド１６によって所定の空間３０が形成される。

次に、マスク１８を吸着する（Ｓ１２０）。つまり、真空ポンプ（図示していない）を吸着ガラス１４に形成された真空孔２８に連結して、真空作業を行う。真空孔２８を通じて空間３０の内部の空気を外部に排出させると、空間３０の内部は低気圧状態となるので、マスク１８が吸着ガラス１４の方向に引っ張られる。この時、吸着ガラス１４の底面には吸着パッド１６が付着された状態であるので、マスク１８が吸着ガラス１４にしっかりと吸着される。

その後、基板２０を光の照射位置に移送する（Ｓ１３０）。つまり、ロボットなどの別途の移送部材（図示していない）によって、基板２０がディバイス２５に移送され、ディバイス２５が上昇することによって、基板２０が露光位置に配置される。基板２０が露光位置に配置されれば、光源１０から光を照射する（Ｓ１４０）。光源１０から照射された光は、マスク１８に形成されたパターンによって、一部はマスク１８を透過し、一部は遮断される。マスク１８を透過した光は、基板２０に到達し、シール材を硬化させる。
上述したようにマスク１８は、別途の支持部材を使用することなく、真空によってしっかりと固定される。別途の支持部材を使わないので、支持部材によって発生する光の屈折を防止することができる。

以上、本発明を好ましい実施例について詳細に説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の技術的思想の範囲内で、当該分野における通常の知識を有する者によって多様に変形可能である。

本発明は、マスク固定装置、それを用いた露光装置及び露光方法に有用である。

従来のマスク固定装置の断面図 本発明の実施例のマスク固定装置を用いた露光装置の断面図 図２のマスク固定装置の吸着ガラスに形成された溝の一例を示す底面図 図２のマスク固定装置の吸着ガラスに形成された溝の他の例を示す底面図 図２のマスク固定装置の吸着ガラスに形成された溝の更に他の例を示す底面図 図２のマスク固定装置の吸着ガラスに吸着パッドを付着する一例を示す底面図 図２のマスク固定装置の吸着ガラスに吸着パッドを付着する他の例を示す底面図 本発明の実施例のマスク固定装置を用いた露光装置の露光工程を説明するための断面図 本発明の実施例のマスク固定装置を用いた露光装置の露光工程を示すフローチャート

符号の説明

１、１０ 光源
３ パターン
４ バー
５、１８ マスク
８、２０ 基板
９ 積置台
１１ 固定ジグ
１２、４２、５２、６２ 固定装置
１４、３４、４４、５４、６４ 吸着ガラス
１５、３７、４７ 溝
１６、３６、４６、５７、６７ 吸着パッド
２１ カラーフィルター基板
２２ ＴＦＴ基板
２３ シール材
２４ 液晶
２５ ディバイス
２８、３８、４８、５８ 真空孔
３０ 空間
７０ ロボット

Claims (7)

1. 少なくとも一つの真空孔が備えられた吸着ガラス、
   所定のパターンを有し、前記吸着ガラスの底面に付着されるマスク、及び
   前記吸着ガラスと前記マスクとの間に所定の空間を形成するための吸着パッド、
   を含むマスク固定装置であって、
   前記吸着ガラスの底面に、前記真空孔に連結される対角線方向の溝が形成されており、
   前記真空孔を通じて前記空間の内部の空気を外部に排出させることによって、前記マスクを前記吸着ガラスにしっかりと固定させることを特徴とするマスク固定装置。
2. 前記吸着ガラスは、石英、ガラス、ソーダライムのいずれか一つの物質から形成されることを特徴とする請求項１に記載のマスク固定装置。
3. 前記吸着ガラスの底面に、前記真空孔に連結される横及び縦方向の溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のマスク固定装置。
4. 前記吸着ガラス及び前記吸着パッドは、紫外線透過性物質から形成されることを特徴とする請求項１に記載のマスク固定装置。
5. 前記吸着パッドは、前記吸着ガラスの底面に、横及び縦方向に付着されることを特徴とする請求項１に記載のマスク固定装置。
6. ディスプレイ基板が置かれる積置台、
   前記積置台の上部に脱着可能に配置され、少なくとも一つの真空孔を備え、前記真空孔を通じて真空ラインに連結された吸着ガラス、
   前記吸着ガラスを支持する固定ジグ、及び
   前記吸着ガラスの上部に配置される光源、
   を含む露光装置であって、
   前記吸着ガラスの底面に、前記真空孔に連結される対角線方向の溝が形成されており、
   マスクが前記吸着ガラスの下部に配置されたとき、前記真空ラインを通じて発生された真空によって、前記吸着ガラスに前記マスクをしっかりと固定することを特徴とする露光装置。
7. 前記吸着ガラスと前記マスクとの間に所定の空間を形成するために前記吸着ガラスに付着された、吸着パッドをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の露光装置。

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