JP4309008B2

JP4309008B2 - 露光装置用ステージ

Info

Publication number: JP4309008B2
Application number: JP2000018592A
Authority: JP
Inventors: 一彦角
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-01-27
Filing date: 2000-01-27
Publication date: 2009-08-05
Anticipated expiration: 2020-01-27
Also published as: JP2001209186A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、被処理基板に塗布されたレジストをパターニングするための露光装置に設けられた露光装置用ステージに関し、特にカラー表示を行う液晶表示装置（以下、ＬＣＤと略称）を構成する液晶表示パネルに形成するカラーフィルタの製造の際に適した露光装置用ステージに関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置（以下、ＬＣＤと略称）は、従来のＣＲＴディスプレイに比べて圧倒的に軽薄であることから、いろいろな電子機器、特に携帯用の電子通信機器には欠かせないものとなっている。しかも、最近では映像を扱うことが進められており、カラー化も進んで中間調表示が不可欠になっている。そのため、カラーフィルタの特性は、モノクロ表示以上に表示むらに対する要求性能が厳しくなっている。
【０００３】
図３は露光装置の基本的な構成図、図４は従来の露光装置用ステージの模式的な斜視図、図５は図４の一部切欠き斜視図、図６は従来の露光装置用ステージの露光むらの説明図である。
【０００４】
図において、１は露光装置用ステージ、２は被処理基板、３はローダ部、４は露光部、５はアンローダ部、10は露光装置、11は載置面、12は保持溝、13は保持溝側壁、14はピン穴、15はピン穴側壁、16は突き上げピン、17は管路、18は排気口、41はマスク、42は光源である。
【０００５】
図３において、露光装置10は、露光部４を挟んでローダ部３とアンローダ部５が並設された構成になっている。被処理基板２がローダ部３からローダ部３の搬送ロボットによって露光部４に搬入され、一連の露光工程が終わるとアンローダ部５の搬送ロボットによってアンローダ部５に搬出される。
【０００６】
露光部４には、被処理基板２を保持して位置合わせのために位置制御される露光装置用ステージ１と被処理基板２にマスク41を介して露光するための光源42が設けられている。
【０００７】
図４と図５において、露光装置用ステージ１は、外径寸法が載置する被処理基板２の大きさにもよるが、例えば 400ｍｍ× 500ｍｍの方形で、表側の載置面11には気圧差によって被処理基板２を吸着／脱着するための保持溝12が設けられている。また、レジストが塗布された被処理基板２を保持して位置合わせする機能を有している。
【０００８】
この保持溝12は、載置面11に、例えば、溝幅が６ｍｍ、深さが 0.5ｍｍで、間隔が20ｍｍピッチの格子状に連通した溝状に彫られている。保持溝12は通常の切削加工で穿設されており、保持溝側壁13の立ち上がりの角度や底面の仕上がりなどに特別の配慮はなされていない。
【０００９】
保持溝12の内部は管路17を経由して図示してない排気系に連なっている。保持溝12は、被処理基板２を載置面11に吸着する際には、いわゆる真空吸着するように減圧されて負圧になり、脱着する際には負圧が解かれて大気圧に戻るように制御される。
【００１０】
また、露光装置用ステージ１の載置面11には複数のピン穴14が散在して設けられており、例えば、孔径が３ｍｍφで露光装置用ステージ１を貫通する穴になっている。このピン穴14からは、露光装置用ステージ１の下部に設けられた図示してない駆動手段によって、例えば長さが 100ｍｍの突き上げピン16が突出／降下するようになっている。このピン穴14は、載置面11にドリル加工で掘ったものであり、ピン穴側壁15の立ち上がりの角度などに特別の配慮はなされていない。
【００１１】
突き上げピン16は、例えば、２ｍｍφの丸ピンで、被処理基板２が露光装置用ステージ１の上に搬入出される際には、載置面11から突出して被処理基板２を、例えば、10ｍｍ浮き上がらせ、ロボットによる搬送をし易くする。また、突き上げピン16は、被処理基板２が載置面11に吸着される際には載置面11より下方に降下して被処理基板２を載置面11の上に静置し、そのあと保持溝12が負圧になって被処理基板２が吸着できるようになっている。
【００１２】
露光装置用ステージ１は、被処理基板２とマスク41との位置合わせをするために、Ｘ、Ｙ、θ（回転）方向に移動できるが、被処理基板２とマスク41との間隔を調整するために上下方向にも移動できるようになっている。
【００１３】
露光装置用ステージ１は、被処理基板２が吸着されると、マスク41との間隔がおおよそ 100μｍになるように上昇し、そのあとＸ、Ｙ方向に位置決め移動（アライメント）しながら順次露光が行われる。露光装置用ステージ１は露光が終われば所定の位置に降下し、保持溝12の負圧が解かれ、突き上げピン16が突出して被処理基板２を載置面11から浮上させる。引き続いて、被処理基板２は、アンローダ部５の搬送ロボットによってアンローダ部５へ搬出される。
【００１４】
ところで、被処理基板２がＬＣＤのカラーフィルタを製造する透明なガラス基板の場合には、露光に際しては光の一部が被処理基板２を透過して露光装置用ステージ１の載置面11に到達してしまう。
【００１５】
通常、カラー表示を目的としたＬＣＤの液晶表示パネルに用いられるカラーフィルタにおいては、色分解を良くするために、予めブラックマトリックス（以下、ＢＭと略称）と呼ばれる遮光膜が設けられる。このＢＭは、規則的に並べられるＲ、Ｇ、Ｂの三原色の混色を防ぐために、Ｒ、Ｇ、Ｂの境界を構成するものであり、ＢＭが形成されたあとにカラーフィルタ層が形成される。
【００１６】
そのため、被処理基板２の上に塗布されたレジストを露光するに際して、少なくとも露光時には、該レジストのパターン周端部と被処理基板２との間にはＢＭが設けられているので、被処理基板２を透過して露光装置用ステージ１に到達する光はわずかであった。従って、露光装置用ステージ１の表面に反射防止処理が施されていれば、レジストパターンに露光装置用ステージ１から反射する光が影響することはなかった。
【００１７】
ところが、近時、カラーフィルタ基板の製造工程において、工程短縮やコストダウンを目的として、着色樹脂レジストを重ねることによってＢＭを形成する方法が提案されてきた。この方法によれば、たとえ露光装置用ステージ１の表面に反射防止の処理が施されていても、照射された露光量の10％程度は露光装置用ステージ１から反射光としてレジストに戻ってくる。その反射光によってレジストが感光し、レジストパターンにパターンむらという不具合が生じることが実験によって確かめられた。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
露光装置用ステージ１からの反射光がある程度存在しても、露光装置用ステージ１の面内で均一であれば、レジストに対する影響が大きな問題となることはない。しかし、露光装置用ステージ１が被処理基板２を載置する載置面11には、保持溝12やピン穴14などが設けられている。また、保持溝12の内部の気圧を調整する管路17の排気口18も保持溝12の底面に開口している。従って、載置面11の表面形状は凹凸が激しく一様な平坦面ではない。
【００１９】
そのため、載置面11の表面形状の凹凸に起因する反射光の強度差、つまり反射光むらが発生し、被処理基板２の上に形成されたレジストパターン幅に反射光むらに対応した寸法差が生じてしまう。この事実は、載置面11の表面形状がレジストパターンに転写されて、載置面11の凹凸に対応した模様となることを目視で確認できることからも分かる。
【００２０】
このような反射むらの生じる露光装置用ステージ１を用いてカラーフィルタのＢＭを着色樹脂レジストで形成すると、ＢＭパターンで形成されたＬＣＤの開口率が部位によって変動し、一様にはならない。そのため、このようなＢＭを設けた被処理基板２によってカラー表示用の液晶表示パネルを形成すると表示むらを生じてしまい、ＬＣＤとしての品質を著しく低下させることになる。
【００２１】
図６は、従来のステージからの反射光による寸法むらの説明図である。図において、横軸には測定点の距離を0.２ｍｍ間隔で測定したものを示し、縦軸にはレジストパターンの平均幅からのずれをμｍ単位で示したものである。
【００２２】
図６から分かるとおり、寸法ずれが急激に変化する、つまり反射光むらが生じる露光装置用ステージ１の表面形状としては、載置面11と保持溝12との境界面となる保持溝側壁13が最も顕著で、その他にも図示してないピン穴側壁や保持溝の底面の仕上がり具合、保持溝の底面に開口する排気口などである。
【００２３】
そこで本発明は、ステージ表面の反射光むらをなくして、表示むらが生じないカラーＬＣＤを製造するための露光装置用ステージを提供することを目的としている。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上で述べた目的を達成するための本発明の第１の手段は、載置面に穿設されて該載置面上に載置された被処理基板を吸着／脱着する保持溝と、該載置面に開設されて該被処理基板を突き上げる突き上げピンが突出／降下する複数のピン穴とを具えた露光装置用ステージにおいて、
該保持溝の保持溝側壁または該ピン穴のピン穴側壁の少なくとも一方が逆テーパ状になっているように構成された露光装置用ステージである。
【００２５】
つまり、保持溝が有する保持溝側壁とピン穴が有するピン穴側壁保持溝とのそれぞれの立ち上がりの角度を露光装置用ステージの上方から見て逆テーパ状にしている。そして、保持溝側壁とピン穴側壁とのそれぞれからの反射光が被処理基板に塗布されたレジストに戻らないようにしている。
【００２６】
こうすることによって、被処理基板を透過して露光装置用ステージに達した光が露光装置用ステージ上で一様に反射せず、露光装置用ステージ上に形成された保持溝や突き上げピン用のピン穴のそれぞれの側壁からの反射光が載置面からの反射光に重畳して露光されたレジストパターンにむらが生じることをに防ぐことができる。
【００２７】
また、本発明の第１の手段を改善した第２の手段では、保持溝の底面が前記載置面と平行な平坦面になっているように構成する。
【００２８】
つまり、底面を載置面と平行な平坦面にすることによって、被処理基板を透過して保持溝の底面に達して光が底面で一様に反射するようにしている。こうすることによって、逆テーパ状の側壁と相まって、保持溝の境界面で急激な反射光の変化が起こらないようにすることができるので、露光されたレジストパターンにむらが生じることをに防ぐことができる。
【００２９】
こうして、カラー表示のできる液晶表示パネルにカラーフィルタを形成する工程において、被処理基板を透過してステージに達した光の反射光に起因してレジストパターンにむらが生じることを防ぐことができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明になる露光装置用ステージの一部切欠き斜視図、図２は本発明になる露光装置用ステージの効果を示す説明図である。
【００３１】
図において、１は露光装置用ステージ、２は被処理基板、11は載置面、12は保持溝、13は保持溝側壁、14はピン穴、15はピン穴側壁、16は突き上げピン、17は管路、18は排気口である。
【００３２】
図１において、露光装置用ステージ１は、載置する被処理基板２の大きさに対応して、外径寸法は 400ｍｍ× 500ｍｍの方形のＡｌ板からなり、レジストを塗布した被処理基板２を保持して位置合わせする機能を持たせている。載置面11には気圧差によって被処理基板２を吸着／脱着するための保持溝12を設ける。
【００３３】
この保持溝12は、載置面11に、溝幅が６ｍｍ、深さが 0.5ｍｍで、間隔が20ｍｍピッチの格子状に連通した溝状に彫る。載置面11の周縁部に10ｍｍの余地を残して、18×24の格子状とする。保持溝12の保持溝側壁13は、載置面11に対して10度の逆テーパになるように傾ける。保持溝12の加工は、保持溝12の形状に見合った断面視上辺６ｍｍ、下辺７ｍｍの台形状の回転砥石を切削治具として用いて行った。こうして、ピン穴側壁15を載置面11に対して、逆テーパ状に形成することができる。
【００３４】
また、長さが 100ｍｍの突き上げピン16が突出／降下するピン穴14は、頂角が20度の円錐状のドリルで露光装置用ステージ１の裏面から穴明け加工し、載置面11で孔径が３ｍｍφになるようにする。こうして、ピン穴側壁15を載置面11に対して10度の逆テーパ状に傾ける。
【００３５】
さらに、ピン穴14は、載置面11に散在するように設けるが、ピン穴14からの反射光が露光むらとなってレジストパターンにできるだけ影響しないような位置に散在させるようにすることが望ましい。
【００３６】
次いで、保持溝12の切削治具の底面を回転軸に対して垂直にし、切削加工に際しては、載置面11と該回転軸を垂直にして加工する。こうして、保持溝12の底面を載置面11と平行を平坦面にすることができる。
【００３７】
次いで、保持溝12の内部の気圧を調整する管路17の排気口18は、口径が１ｍｍφになるように、保持溝側壁13の逆テーパに隠れて載置面11の上方から目視できない立ち上がりの隅近傍の位置に設ける。
【００３８】
保持溝12やピン穴14や排気口18などが形成し終わったら、露光装置用ステージ１からの反射光を抑制するために、例えば、陽極酸化によるアルマイト処理を施して黒染めを行えば、本発明になる露光装置用ステージ１ができあがる。
【００３９】
図２において、こゝで例示した本発明の処理を施した露光装置用ステージ１を用いて、着色樹脂製のレジストを重ね合わせてＢＭを形成する工程を実施し、レジストパターンの平均寸法からのずれを測定したところ、レジストパターンに露光装置用ステージ１からの反射光に起因する露光むらが無視できるＢＭを得ることができた。この結果は、図６に示した従来の露光装置用ステージを用いた際のレジストパターンの平均寸法からのずれの測定結果に比べれば、格段の効果があることを確認できる。
【００４０】
露光装置用ステージ１は、内部に保持溝12を加減圧する管路17が通っており、このような構成を無垢の板状部材から成形することは容易でない。そこで、保持溝12と排気口18を設けた上部材と管路17となる溝を設けた下部材を重ね合わせて例えば螺着して一体とする。そのあと、ピン穴14を上下部材を通して貫通させる方法で形成することが得策である。
【００４１】
こゝで例示した保持溝12やピン穴14や排気口18などの寸法は、限定されるものではなく種々の変形が可能である。また、保持溝12やピン穴14や排気口18などの加工方法についても、種々の変形が可能である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、カラー表示ができるＬＣＤの表示パネルにカラーフィルタを形成する際に、着色樹脂レジストを重ねることによってＢＭを形成する工程において、露光装置用ステージからの反射光がレジストパターンに戻って露光むらが生じる不具合を防ぐことができる。従って、今後ますます用途の拡大が期待できるカラーＬＣＤの製造歩留りの向上と原価低減に対して、本発明は寄与するところが大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる露光装置用ステージの一部切欠き斜視図である。
【図２】本発明になる露光装置用ステージの効果を示す説明図である。
【図３】露光装置の基本的な構成図である。
【図４】従来の露光装置用ステージの模式的な斜視図である。
【図５】図４の一部切欠き斜視図である。
【図６】従来の露光装置用ステージの露光むらの説明図である。
【符号の説明】
１露光装置用ステージ
２被処理基板
３ローダ部
４露光部
５アンローダ部
11 載置面 12 保持溝 13 保持溝側壁
14 ピン穴 15 ピン穴側壁 16 突き上げピン
17 管路 18 排気口
41 マスク 42 光源

Claims

載置面に穿設されて該載置面上に載置された被処理基板を吸着／脱着する保持溝と、該載置面に開設されて該被処理基板を突き上げる突き上げピンが突出／降下する複数のピン穴とを具えた露光装置用ステージにおいて、該保持溝の保持溝側壁または該ピン穴のピン穴側壁の少なくとも一方が逆テーパ状になっていることを特徴とする露光装置用ステージ。
前記保持溝は、底面が前記載置面と平行な平坦面になっている請求項１記載の露光装置用ステージ。