JP4923867B2 - フィルタ露光装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラーフィルタ等を作成するためのフィルタ露光装置に係り、とりわけ基板をチャック上に載置したりチャック上から取り除いたりする時間を短縮できるフィルタ露光装置に関する。

従来より、カラーフィルタの製造工程においてフィルタ露光装置（以下単に露光装置ともいう）が用いられている。このような露光装置は、基板の表面に形成された感光材に対して露光マスクを介して光源からの光を照射し、これにより基板上にパターンを形成させるために用いられている。

また一般に、露光装置は、光源を含む光源機構と、光源機構下方に配置された露光マスクと、露光マスクの下方に設けられ、基板を載置するチャックを有するステージ機構とを備えている。

次に、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）を用いて従来の露光装置のステージ機構の概略と、このステージ機構のチャック上に基板を載置させるステップについて説明する。

図５（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、ステージ機構５７は、ベース５５と、ベース５５上に昇降機構５４を介して上下方向移動自在に設けられ、基板５２が載置されるチャック５３とを有している。このうち、チャック５３は、チャック５３上で進退する複数のピン６０を有している。

このような露光装置のステージ機構５７に基板５２を載置する場合、まず予めステージ機構５７のチャック５３を昇降機構５４によりベース５５側へ下降させ、同時にチャック５３のピン６０をチャック５３上面から突出させる。

次に、図５（ａ）に示すように、予め表面に感光材が塗布された基板５２が、ロボット（図示せず）に取付けられたロボットハンド５８によりチャック５３のピン６０上に移送される。

次に、ロボットハンド５８は、基板５２がチャック５３のピン６０上に当接するまで基板５２を下降させる（図５（ｂ）参照）。

次にロボットハンド５８は、基板５２とチャック５３との間から抜き取られる。その後、チャック５３のピン６０が下方へ後退し、これにより基板５２がチャック５３上に当接して載置される。その後、チャック５３が昇降機構５４により上昇し、基板５２が所定の露光位置に配置され、光源からの光により基板５２が露光される（図５（ｃ）参照）。

また、このようにして基板５２の露光が終了した後、基板５２は、ロボットハンド５８によりステージ機構５７のチャック５３上から取り外され、次工程へと搬送される。このようにして基板５２がチャック５３上から搬送されるステップは、上述したチャック５３上へ基板５２を載置させるステップと逆のステップとなる。
特開２００４−２８８９７０号公報

しかしながら、基板５２をチャック５３上に安定して載置するためには、チャック５３のピン６０を上昇および下降させる必要があり、また基板５２をチャック５３上から取り外す際にも、同様にピン６０を上昇および下降させる必要がある。この場合、ピン６０を上下方向に進退させるために相当な時間が必要とされており、露光工程のタクトタイムが長時間化し、これによりフィルタの生産効率が低下するという問題が生じる。

本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、基板をチャック上に載置したりチャック上から取り外したりする時間を短縮でき、かつバックハレーションに起因する基板表面の露光ムラを低減することができるフィルタ露光装置を提供することを目的とする。

本発明は、基板に対して光を照射する光源を含む光源機構と、光源機構下方に配置された露光マスクと、露光マスクの下方に設けられ、予め感光材が塗布された基板を載置するステージ機構とを備え、ステージ機構は、ベースと、ベース上方に設けられ、基板を載置するチャック上面を含むチャックとを有し、チャック上面に、基板をチャック上に載置するロボットハンドが挿入される切欠が形成され、少なくともチャック上面のうち切欠以外の面は多孔質面からなることにより、チャック上面のうち切欠以外の面におけるバックハレーションを低減し、チャックの切欠に対応する箇所の感光材パターンの線幅と、チャックの切欠以外の面に対応する箇所の感光材パターンの線幅とが不均一となり感光材パターンに露光ムラが生じることを防止することを特徴とするフィルタ露光装置である。

本発明は、ステージ機構のチャックは、ベースに対して上下方向移動自在に設けられていることを特徴とするフィルタ露光装置である。

本発明は、チャック上面の切欠は、細長い溝からなっていることを特徴とするフィルタ露光装置である。

本発明は、チャック上面の多孔質面の色は、黒色であることを特徴とするフィルタ露光装置である。

本発明によれば、チャック上面に、基板をチャック上に載置するロボットハンドが挿入される切欠が形成されていることにより、チャックにピンを設けることなく、ロボットハンドにより基板をチャック上に載置したりチャック上から取り外すことができる。このため、ピンの上下方向への進退移動を行なう必要がなく、基板をチャック上に載置したりチャック上から取り外したりする時間を短縮することができる。

また、本発明によれば、少なくともチャック上面のうち切欠以外の面が多孔質面からなっているので、チャック上面に切欠が形成されていても、バックハレーションに起因する基板表面の露光ムラを低減することができる。

さらに、本発明によれば、ステージ機構のチャックがベースに対して上下方向移動自在に設けられているので、チャックと露光マスクとの間の間隙が狭い場合であっても、基板の移動の際、基板と露光マスクとが接触するおそれがない。

さらにまた、本発明によれば、チャックの切欠は、細長い溝からなっているので、ロボットハンドをチャックの切欠内にスムースに挿入することができる。

さらにまた、本発明によれば、チャック上面の多孔質面の色が黒色となっているので、チャック上面に切欠が形成されていてもバックハレーションに起因する基板表面の露光ムラを低減することができる。

以下、本発明の一実施の形態について、図１乃至図４を参照して説明する。
ここで、図１は、本発明の一実施の形態を示す正面図であり、図２は、ロボットハンドがチャックの切欠内に挿入された状態を示す平面図である。また、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は、チャック上に基板を載置するステップを示す概略図であり、図４は、チャックにおけるバックハレーションを示す概略図である。

まず、図１および図２により、本実施の形態によるフィルタ露光装置の概略について説明する。
図１に示すように、フィルタ露光装置１０は、予め表面に感光材１２ａが塗布された基板１２に対して光を照射し、感光材１２ａを露光するものである。このようなフィルタ露光装置１０は、基板１２に対して光を照射する光源２０ａを含む光源機構２０と、光源機構２０下方に配置された露光マスク１６と、露光マスク１６の下方に設けられ、基板１２を載置するステージ機構１７とを備えている。このうちステージ機構１７は、フレーム１１に設けられた水平レール１１ａ上に移動可能に支持されている。

またステージ機構１７は、ベース１５と、ベース１５上方に設けられ、基板１２を載置するチャック１３とを有し、基板１２はチャック１３のチャック上面１３Ａ上に載置される。また、このチャック１３のチャック上面１３Ａに、基板１２をチャック１３上に載置するロボットハンド１８の各爪１８ａがそれぞれ挿入される複数の切欠１３ａが形成されている。この各切欠１３ａは、上方からみてロボットハンド１８の形状に対応して細長い溝からなっている。

すなわち図２に示すように、ロボット１９に取付けられたロボットハンド１８は、フォーク形状を有している。このロボットハンド１８は、上述したように、複数の爪１８ａを有しており、ロボットハンド１８により基板１２がチャック１３上に載置される際、この各爪１８ａがチャック１３の切欠１３ａ内へそれぞれ挿入されるようになっている。

また、ステージ機構１７のチャック１３のチャック上面１３Ａは全体として多孔質面からなっている。またチャック上面１３Ａは、光源２０ａからの光を反射しにくい黒色等の色からなることが好ましい。この場合、チャック上面１３Ａのうち切欠１３ａ以外の面１３ｂのみ多孔質面となっていてもよく、また面１３ｂのみ黒色からなっていてもよい。

また、ステージ機構１７は、上述のようにフレーム１１内部に配置されており、フレーム１１の水平レール１１ａ上でＸ方向、Ｙ方向へ任意に移動できるようになっている。さらにステージ機構１７のベース１５とチャック１３との間に昇降機構１４が設けられており、この昇降機構１４により、チャック１３は、ベース１５に対して上下方向自在に移動することができる。

また、光源機構２０は光源２０ａと、この光源２０ａの背部に設けられ、光源２０ａからの光を集光するパラボラミラー２１と、パラボラミラー２１からの光を反射するコールドミラー２２と、コールドミラー２２からの光を反射する球面鏡２３とを有している。またコールドミラー２２と球面鏡２３との間に、シャッタ２４およびインテグレータレンズ２６とが設けられている。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。
まず、チャック１３上に基板１２を載置する際のステップについて図３（ａ）（ｂ）（ｃ）により説明する。

まず、昇降機構１４により、ステージ機構１７のチャック１３がベース１５側へ下降される。次に、図３（ａ）に示すように、ロボットハンド１８により前工程から搬送された基板１２が、露光マスク１６とチャック１３との間に挿入される。この際、ロボットハンド１８の各爪１８ａが対応するチャック１３の各切欠１３ａ上方に配置される。

次に、ロボットハンド１８が下降して、ロボットハンド１８の各爪１８ａがチャック１３の各切欠１３ａ内に上方から進入し、これにより基板１２がチャック１３のチャック上面１３Ａ上に載置される。この際ロボットハンド１８の各爪１８ａは、チャック上面１３Ａの面１３ｂよりわずかに下方へ下降して、ロボットハンド１８と基板１２とが離間する（図３（ｂ）参照）。

次に、ロボットハンド１８は図３（ｂ）の奥側方向へ水平に後退し、ロボットハンド１８の各爪１８ａは、チャック１３の各切欠１３ａ内から奥側へ抜き取られる。

その後、図３（ｃ）に示すように、ステージ機構１７の昇降機構１４によりチャック１３が上昇し、光源機構２０の光源２０ａから照射され露光マスク１６を通過した光により基板１２の感光材１２ａが露光される。

次に、このようにして感光材１２ａが露光された基板１２は、チャック１３のチャック上面１３Ａ上から取り外されて次工程へ移送される。この際のステップについて図３（ａ）（ｂ）（ｃ）を用いて説明する。なお、このステップはチャック１３上に基板１２を載置するステップの逆となる。

まず、ステージ機構１７の昇降機構１４により、チャック１３がベース１５側へ下降される。次に、ロボットハンド１８が図３（ｂ）の奥側から手前側へ水平移動し、ロボットハンド１８の各爪１８ａがチャック上面１３Ａの各切欠１３ａ内へ挿入される。

その後、ロボットハンド１８が上昇し、これによりロボットハンド１８上に基板１２が載置される（図３（ａ）参照）。この状態でロボットハンド１８が図３（ａ）の奥側へ水平移動し、基板１２が露光フィルタ１６とチャック１３との間から抜き取られ、次工程へと搬送される。

ところで、チャックとしてアルミニウム等の金属製のチャックを用いると、基板１２の感光材１２ａが光源２０ａからの光により露光される際、基板１２上の感光材１２ａに対して露光ムラが生じることが考えられる。すなわち、チャック１３がアルミニウム等の金属からなる場合、基材１２の感光材１２ａに対して露光することにより得られた基板１２上の感光材パターンの線のうち、チャック１３の切欠１３ａに対応する箇所の線幅が比較的細く（薄く）なり、チャック１３の切欠１３ａ以外の面１３ｂに対応する箇所の線幅が比較的太く（厚く）なるという問題が生じる。
このように、チャック１３がアルミニウム等の金属からなる場合において生じる現象について、図４を用いて更に詳細に説明する。

図４において、基板１２は、光源機構２０の光源２０ａから照射され露光マスク１６を通過した光３０により露光される。この光３０により基板１２上の感光材１２ａが反応して固化し、この露光工程後に現像工程を経た後、基板１２上に感光材パターン３１が形成される。

光源２０ａから照射された光３０のうち、チャック１３の切欠１３ａ以外の面１３ｂに対応する箇所に照射された光３２は、基板１２上の感光材１２ａを反応させた後、基板１２内に進入する。次に光３２は、チャック面１３Ａの面１３ｂで反射されて基板１２の上面へ達し、再度基板１２上の感光材１２ａを固化させる。

他方、光３０のうちチャック１３の切欠１３ａに対応する箇所に照射された光３３は、基板１２上の感光材１２ａを反応させた後、基板１２内に進入し、基板１２下方へ透過する。次に光３３は、切欠１３ａの底面１３ｃで反射され、基板１２内を上方へ通過して再度基板１２上の感光材１２ａを反応させる。
以下、このような反射現象をバックハレーションともいう。

ところで、図４において、光３３が切欠１３ａ内の空間を通過することによる影響により、切欠１３ａの底面１３ｃにおける光３３のバックハレーションは、面１３ｂにおける光３２のバックハレーションに比較して遥かに小さい。

したがって、アルミニウム等の金属製のチャック１３を用いた場合、基板１２上の感光材１２ａのうち、チャック１３の切欠１３ａに対応する箇所の感光材１２ａは、この箇所におけるバックハレーションが比較的小さいことにより反応が進みにくい。他方、チャック１３の面１３ｂに対応する箇所の感光材１２ａは、この箇所におけるバックハレーションが比較的大きいことにより反応が進みやすい。

したがって、上述したように、チャック１３の切欠１３ａに対応する箇所の感光材パターン３１の線幅は比較的細く（薄く）なり、チャック１３の切欠１３ａ以外の面１３ｂに対応する箇所の感光材パターン３１の線幅は比較的太く（厚く）なる。このようにして、図４に示すように基板１２上の感光材パターン３１に露光ムラにより生じる線幅の不均一が生じる。

なお、上述した感光材パターン３１に生じる線幅の不均一現象は、感光材１２ａの種類により異なる。すなわち、感光材１２ａとしては、ＢＭ（ブラックマトリックス）感光材や赤、緑、青の各色に対応する着色感光材等が存在し、それぞれに対してネガ型感光材とポジ型感光材とが存在する。感光材パターン３１に生じる線幅の不均一現象は、上述した種類の感光材のうち、特定の材料を用いた場合にとりわけ顕著にみられる。

これに対し本発明によれば、上述したように、チャック上面１３Ａ全体、あるいは少なくともチャック１３のチャック上面１３Ａのうち切欠１３ａ以外の面１３ｂは、合成樹脂やセラミック等の多孔質面からなっているため、チャック上面１３Ａ、とりわけ面１３ｂにおけるバックハレーションが低減され、基板１２表面に露光ムラが生じるのを防止することができる。

また、チャック上面１３Ａ全体、あるいは少なくともチャック上面１３Ａの面１３ｂが光源２０ａからの光を反射しにくい黒色等の色からなっているため、面１３ｂにおけるバックハレーションが更に低減される。

このように、本実施の形態によれば、チャック上面１３Ａに、基板１２をチャック１３上に載置するロボットハンド１８が挿入される切欠１３ａが形成されていることにより、チャック１３にピンを設けることなく、ロボットハンド１８により基板１２をチャック１３上に載置したりチャック１３上から取り外すことができる。このため、ピンの上下方向への進退移動を行なう必要がなく、基板１２をチャック１３上に載置したりチャック１３上から取り外したりする時間を短縮することができる。

また、本実施の形態によれば、少なくともチャック上面１３Ａのうち切欠１３ａ以外の面が多孔質面からなっていることにより、チャック上面１３Ａに切欠１３ａが形成されていても、バックハレーションに起因する基板１２表面の露光ムラを低減することができる。

さらに、本実施の形態によれば、ステージ機構１７のチャック１３がベース１５に対して上下方向移動自在に設けられていることにより、チャック１３と露光マスク１６との間の間隙が狭い場合であっても、基板１２の移動の際、基板１２と露光マスク１６とが接触するおそれがない。

さらにまた、本実施の形態によれば、チャック上面１３Ａの切欠１３ａは、細長い溝からなっていることにより、ロボットハンド１８の爪１８ａをチャック１３の切欠１３ａ内にスムースに挿入することができる。

さらにまた、本実施の形態によれば、チャック上面１３Ａのうち、少なくとも面１３ｂの色が黒色であることにより、チャック上面１３Ａに切欠１３ａが形成されていても、バックハレーションに起因する基板１２表面の露光ムラを低減することができる。

本発明によるフィルタ露光装置の一実施の形態を示す正面図。 ロボットハンドがステージ機構のチャック上面の切欠内に挿入された状態を示す平面図。 ステージ機構のチャック上に基板を載置するステップを示す概略図。 ステージ機構のチャックにおけるバックハレーションを示す概略図。 従来のステージ機構のチャック上に基板を載置するステップを示す概略図。

符号の説明

１０ フィルタ露光装置
１１ フレーム
１２ 基板
１３ チャック
１３Ａ チャック上面
１３ａ 切欠
１３ｂ 切欠以外の面
１４ 昇降機構
１５ ベース
１６ 露光マスク
１７ ステージ機構
１８ ロボットハンド
１８ａ 爪
１９ ロボット
２０ 光源機構
２０ａ 光源
２１ パラボラミラー
２２ コールドミラー
２３ 球面鏡
２４ シャッタ
２６ インテグレータレンズ
３０、３２、３３ 光
３１ パターン
５２ 基板
５３ チャック
５４ 昇降機構
５５ ベース
５７ ステージ機構
５８ ロボットハンド
６０ ピン

Claims (4)

1. 基板に対して光を照射する光源を含む光源機構と、
   光源機構下方に配置された露光マスクと、
   露光マスクの下方に設けられ、予め感光材が塗布された基板を載置するステージ機構とを備え、
   ステージ機構は、ベースと、ベース上方に設けられ、基板を載置するチャック上面を含むチャックとを有し、
   チャック上面に、基板をチャック上に載置するロボットハンドが挿入される切欠が形成され、少なくともチャック上面のうち切欠以外の面は多孔質面からなることにより、チャック上面のうち切欠以外の面におけるバックハレーションを低減し、チャックの切欠に対応する箇所の感光材パターンの線幅と、チャックの切欠以外の面に対応する箇所の感光材パターンの線幅とが不均一となり感光材パターンに露光ムラが生じることを防止することを特徴とするフィルタ露光装置。
2. ステージ機構のチャックは、ベースに対して上下方向移動自在に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ露光装置。
3. チャック上面の切欠は、細長い溝からなっていることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ露光装置。
4. チャック上面の多孔質面の色は、黒色であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のフィルタ露光装置。

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