JP4720483B2

JP4720483B2 - 近接露光装置

Info

Publication number: JP4720483B2
Application number: JP2005364974A
Authority: JP
Inventors: 俊之近藤; 秀昭小柳
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2005-03-09
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2011-07-13
Anticipated expiration: 2025-12-19
Also published as: JP2006285199A

Description

本発明は、液晶用カラーフィルタの製造工程などで用いられる近接露光装置に関する。

液晶用カラーフィルタの製造工程などで用いられる近接露光装置は、図１２に示すように、ベース１１と、このベース１１の上方に設けられたマスクホルダ１２と、このマスクホルダ１２の下方に設けられた基板ステージ１３とを備えており、基板ステージ１３に載置された被露光物である基板ＢＰをマスクホルダ１２に保持されたマスクプレートＭに近接させた状態で基板ＢＰを露光する構成となっている。また、この種の近接露光装置は基板ステージ１３を図中Ｘ及びＹ方向にステップ移動させて基板ＢＰを近接露光する構成となっており、このような構成を採用することにより基板ＢＰよりもサイズの小さいマスクプレートＭを用いて基板ＢＰを近接露光できるため、マスクプレートＭの撓みに起因する露光精度の低下を抑制することが可能である。

このような近接露光装置によりサイズの異なる種々の基板を近接露光するためには、マスクプレートに照射される露光光の照射範囲を基板の大きさに応じて変更する必要がある。そこで、マスクホルダに保持されたマスクプレートを露光領域に応じてマスキングするマスキング機構として、図１３に示すようなマスキング機構１５をマスクホルダ１２の上部に設けたものが知られている（特許文献１参照）。

特開２００４−６２０７９号公報

しかしながら、図１３に示したマスキング機構１５は、アパーチャを形成する部材１６が上部遮光ブレード部１６ａと下部遮光ブレード部１６ｂとから構成されている。このため、このようなマスキング機構を有する近接露光装置では、マスクプレートの中央部付近のみに露光光を照射することができるが、マスクプレートの端部を含む狭いエリアではアパーチャを形成することが困難なため、大きさの異なる種々の基板を高精度に近接露光することが困難であった。
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、大きさの異なる種々の基板を高精度に近接露光することのできる近接露光装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、マスクホルダに保持されたマスクプレートに照射される露光光の照射範囲を制限するアパーチャを前記マスクプレートの上方に形成するマスキング機構を有する近接露光装置において、前記アパーチャを形成する部材を上部遮光板と下部遮光板とから構成し、これらの遮光板をそれぞれ独立に駆動して前記アパーチャを形成するようにし、前記下部遮光板を所定方向に送り駆動する下部遮光板送り機構部を互いに平行に配置された二つのボールねじと該ボールねじをそれぞれ駆動する駆動モータとから構成し、前記下部遮光板送り機構部により前記下部遮光板を駆動して前記アパーチャを形成するようにしたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の近接露光装置において、前記下部遮光板の端部を回動可能に支持する支持軸を前記ボールねじのナットに設けたことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の近接露光装置において、前記下部遮光板送り機構部の前記駆動モータには、該駆動モータの負荷トルクを検出するトルクセンサが設けられていることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１又は２記載の近接露光装置において、前記下部遮光板送り機構部の前記二つのボールねじの位置偏差をパルスエンコーダにより検出することを特徴とする。

請求項１の発明に係る近接露光装置によれば、上部遮光板と下部遮光板をそれぞれ独立に駆動することが可能となる。これにより、アパーチャの形成位置をマスクホルダに形成された露光窓の中央部から露光窓の端部に変更でき、狭いエリアでも露光光を照射することが可能となるので、大きさの異なる種々の基板を高精度に近接露光することができる。

また、請求項１の発明に係る近接露光装置によれば、下部遮光板を滑らかに駆動することができるので、上述した効果に加え、下部遮光板の位置決め精度を高めることができる。また、下部遮光板を一本のボールねじにより送り駆動する場合に比べ、下部遮光板の一端部と他端部との間に位相差が生じ難くなるので、下部遮光板をスライドさせたときに下部遮光板が傾斜して、アパーチャの形状が方形状から菱形形状に変化してしまうことを防止することができる。

請求項２の発明に係る近接露光装置によれば、下部遮光板の一端部側と他端部側の送り量を変えることにより下部遮光板が支持軸を支点として回動するので、上述した効果に加え、菱形形状に変化したアパーチャの形状を方形状に戻すことができる。

以下、本発明に係る近接露光装置を図面に基づいて説明する。
図１〜図１０は本発明の一実施形態に係る近接露光装置の要部を示す図であり、図１に示されるように、マスクホルダ１２の上部には、マスクホルダ１２に保持されたマスクプレートＭに照射される露光光の照射範囲を制限するアパーチャをマスクプレートＭの上方に形成するマスキング機構２０が設けられている。このマスキング機構２０はマスクプレートＭの上方に矩形状のアパーチャ２２を形成する上部遮光板２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄと、これらの上部遮光板２１ａ〜２１ｄにより形成されるアパーチャ２２の大きさを調整するアパーチャ調整機構部２３とを備えており、従って、マスクホルダ１２に保持されたマスクプレートＭは、マスキング機構２０により露光領域に応じてマスキングされるようになっている。

アパーチャ調整機構部２３は、上部遮光板２１ａ〜２１ｄを図中Ｘ又はＹ方向に案内するリニアガイド３３ａ，３３ｂ（図２参照）を備えている。また、アパーチャ調整機構部２３は駆動モータ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ（図１及び図３参照）を備えており、これら駆動モータ２５ａ〜２５ｄのモータ軸には、上部遮光板２１ａ〜２１ｄをそれぞれ図中Ｘ又はＹ方向に送り駆動するボールねじ２４ａ〜２４ｄのねじ軸が連結されている。従って、ボールねじ２４ａ，２４ｂのねじ軸が駆動モータ２５ａ，２５ｂにより回転駆動されると上部遮光板２１ａ，２１ｂが図中Ｘ方向に移動し、ボールねじ２４ｃ，２４ｄのねじ軸が駆動モータ２５ｃ，２５ｄにより回転駆動されると上部遮光板２１ｃ，２１ｄが図中Ｙ方向に移動するようになっている。

また、マスキング機構２０は下部遮光板２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ（図４参照）と、これらの下部遮光板２６ａ〜２６ｄをそれぞれ所定方向（図中Ｘ又はＹ方向）に送り駆動する下部遮光板送り機構部２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄ（図６及び図７参照）とを備えており、下部遮光板２６ａ〜２６ｄは、マスクホルダ１２の露光窓１２ａを横切るように上部遮光板２１ａ〜２１ｄの下部に設けられている。

下部遮光板２６ａ〜２６ｄは短冊状に形成されており、アパーチャ２２の開口縁部は下部遮光板２６ａ〜２６ｄによって形成される。また、下部遮光板２６ａ〜２６ｄは、マスクプレートＭに対して斜めに入射する露光光を遮光するために、マスクプレートＭに近接して上部遮光板２１ａ〜２１ｄの下部に配置されている。
下部遮光板送り機構部２８ａ〜２８ｄは互いに平行に配置されたボールねじ２９ａ，２９ｂ（図６及び図７参照）をそれぞれ有しており、これらボールねじ２９ａ，２９ｂの各ナット２９１（図５参照）には、ベアリング３１を介して下部遮光板２６ａ〜２６ｄの端部を回動自在に支持する支持軸３２が設けられている。また、下部遮光板送り機構部２８ａ〜２８ｄはボールねじ２９ａ，２９ｂのねじ軸を回転駆動する駆動モータ３０ａ，３０ｂ（図６及び図７参照）をそれぞれ有しており、これらの駆動モータ３０ａ，３０ｂには、モータの負荷トルクを検出するトルクセンサ３４が設けられている。

下部遮光板送り機構部２８ａ〜２８ｄの駆動モータ３０ａ，３０ｂは不図示の制御装置により駆動制御されるようになっており、この制御装置の記憶部には、図１１に示すような補正テーブルが格納されている。
下部遮光板送り機構部２８ａ〜２８ｄのボールねじ２９ａ，２９ｂを同期駆動するために、駆動モータ３０ａ，３０ｂは以下の考え方にて制御される。

（１）先ず、下部遮光板送り機構部２８ａ〜２８ｄのボールねじ２９ａ，２９ｂがメカニカルに平行な位置となるよう、治具により基準位置を取得する。具体的には、下部遮光板２６ａ〜２６ｄを一度動かし、ボールねじ２９ａに対するボールねじ２９ｂのトルク差を検知して基準位置を取得する。
（２）サーボアンプ、調整ゲインを二軸同一とし、駆動モータ３０ａ，３０ｂの応答性を同一にする。

（３）次に、ボールねじ２９ａ，２９ｂのリードピッチエラーや機構部の組み付けによって発生するメカニカルな位置誤差をボールねじ２９ａ，２９ｂのトルク差から把握し、図１１に示すような補正テーブルを作成する。
（４）駆動モータ３０ａ，３０ｂの同期制御において理論上生成される指令パルスに補正テーブルにて算出される補正データを加え、サーボアンプに対し指令パルスを出力する。

（５）このときのボールねじ２９ａとボールねじ２９ｂとのトルク差をトルクセンサ３４により監視し、トルク差が規定値（二軸偏差拡大エラー量）以上の場合、追従アラームとしてマスキング機構２０を保護する。
また、トルク差ではなく、位置偏差をパルスエンコーダにより検出しても良い。この場合には、ボールねじ２９ａとボールねじ２９ｂとの軸追従における同期誤差を検出し、同期誤差が規定値以上の場合、追従アラームとしてマスキング機構２０を保護する。

このように構成される本発明の一実施形態では、アパーチャ２２を形成する部材を上部遮光板２１ａ〜２１ｄと下部遮光板２６ａ〜２６ｄとから構成したことで、これらの遮光板２１ａ〜２１ｄ及び２６ａ〜２６ｄをそれぞれ独立に駆動することが可能となる。これにより、アパーチャ２２の形成位置を露光窓１２ａの中央部から図８及び図９に示す露光窓１２ａの端部に変更でき、狭いエリアでも露光光を照射することが可能となるので、大きさの異なる種々の基板を高精度に近接露光することができる。

また、下部遮光板２６ａ〜２６ｄをそれぞれ所定方向（図中Ｘ又はＹ方向）に送り駆動する下部遮光板送り機構部２８ａ〜２８ｄを互いに平行に配置された二つのボールねじ２９ａ，２９ｂと、これらボールねじ２９ａ，２９ｂのねじ軸を回転駆動する駆動モータ３０ａ，３０ｂとから構成したことで、一つのボールねじで下部遮光板を送り駆動する場合に比べ、下部遮光板２６ａ〜２６ｄの一端部と他端部との間に位相差が生じ難くなるので、図１０に二点鎖線で示すように、下部遮光板２６ａ〜２６ｄをスライドさせたときに下部遮光板２６ａ〜２６ｄが傾斜して、アパーチャ２２の形状が方形状から菱形形状に変化してしまうことを防止することができる。

さらに、下部遮光板２６ａ〜２６ｄの端部を回動可能に支持する支持軸３２をボールねじ２９ａ，２９ｂのナット２９１に設けたことで、下部遮光板２６ａ〜２６ｄの一端部側と他端部側の送り量を変えることにより下部遮光板２６ａ〜２６ｄが支持軸３２を支点として回動するので、菱形形状に変化したアパーチャ２２の形状を方形状に戻すことができる。

本発明の一実施形態に係る近接露光装置の要部を示す平面図である。図１のII−II断面図である。図２のIII−III断面図である。図２のIV−IV断面図である。図４のV−V断面図である。図４に示す下部遮光板を送り駆動する下部遮光板送り機構部の構成を示す平面図である。図４に示す下部遮光板を送り駆動する下部遮光板送り機構部の構成を示す平面図である。図１に示すマスキング機構の作用説明図である。図１に示すマスキング機構の作用説明図である。図１に示すマスキング機構の作用説明図である。制御装置の記憶部に格納された補正テーブルを示す図である。近接露光装置の概略構成を示す図である。従来のマスキング機構を示す平面図である。

符号の説明

１１ベース
１２マスクホルダ
１２ａ露光窓
１３基板ステージ
２０マスキング機構
２１ａ〜２１ｄ上部遮光板
２２アパーチャ
２３アパーチャ調整機構部
２４ａ〜２４ｄボールねじ
２５ａ〜２５ｄ駆動モータ
２６ａ〜２６ｄ下部遮光板
２８ａ〜２８ｂ下部遮光板送り機構部
２９ａ，２９ｂボールねじ
３０ａ，３０ｂ駆動モータ
３２支持軸
３４トルクセンサ

Claims

マスクホルダに保持されたマスクプレートに照射される露光光の照射範囲を制限するアパーチャを前記マスクプレートの上方に形成するマスキング機構を有する近接露光装置において、
前記アパーチャを形成する部材を上部遮光板と下部遮光板とから構成し、これらの遮光板をそれぞれ独立に駆動して前記アパーチャを形成するようにし、
前記下部遮光板を所定方向に送り駆動する下部遮光板送り機構部を互いに平行に配置された二つのボールねじと該ボールねじをそれぞれ駆動する駆動モータとから構成し、前記下部遮光板送り機構部により前記下部遮光板を駆動して前記アパーチャを形成するようにしたことを特徴とする近接露光装置。
請求項１記載の近接露光装置において、前記下部遮光板の端部を回動可能に支持する支持軸を前記ボールねじのナットに設けたことを特徴とする近接露光装置。
請求項１又は２記載の近接露光装置において、前記下部遮光板送り機構部の前記駆動モータには、該駆動モータの負荷トルクを検出するトルクセンサが設けられていることを特徴とする近接露光装置。
請求項１又は２記載の近接露光装置において、前記下部遮光板送り機構部の前記二つのボールねじの位置偏差をパルスエンコーダにより検出することを特徴とする近接露光装置。