JPH0726847U - パターン露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】プロキシミティー（近接）露光方式におけるパ
ターン露光において光学マスク及びワークの界面に存在
する酸素をできるだけ迅速且つ効率良く均一な分布状態
の不活性ガスに置換できるようにすることにある。 【構成】パターン露光用の光学マスク１とワーク４とを
互いに平行に離間乃至近接対向動作させるそれぞれマス
クフレーム２及びワークステージ５と該光学マスク１と
ワーク４との離間対向間隙の外側に不活性ガス噴出用の
エアーノズル３を備えたパターン露光装置において、エ
アーノズル３から噴出する不活性ガスを、近設対向する
光学マスク１とワーク４との離間対向間隙に誘導するた
めの誘導板６を設けたパターン露光装置。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、カラー液晶表示装置に使用されるカラーフィルター等のパターンを 露光形成するためのパターン露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来から、光重合型感光材を露光するに際し、酸素による光重合反応阻害を防 止する目的で、露光前に該感光材を予めポリビニルアルコール、ポバール等の透 光性の樹脂膜で被覆する樹脂膜被覆方式か、又は不活性ガス、具体的には窒素ガ スを該感光材周囲に充満させて、空気中の酸素を窒素Ｎ₂ で置換する不活性ガス 置換方式によって酸素を遮断して露光する露光方法が採用されている。

【０００３】 上記のような樹脂膜被覆方式は確実な方法ではあるが、樹脂塗布、乾燥工程等 を必要とし、その工程に掛かる時間が長くなる欠点を有しており、それに比較し て不活性ガス置換方式は、比較的に簡潔な操作で行なうことができる。

【０００４】 図３は、従来のプロキシミティー（近接）露光方式におけるパターン露光に使 用される露光ステーションの概要側断面図であり、従来の不活性ガス置換方式に よる酸素遮断操作の場合は、図３、露光用光源Ｌを備え、該露光用光源Ｌの直下 に配置された四角形の枠体としてのマスク装着フレーム２上に水平に装着固定さ れた光学マスク１と、該マスク１に対して平行に下方に離間対向するワークステ ージ５（点線図示）上に位置決め載置されたワーク４（プリセンシタイズされた ガラス基板等）との対向間隙に、該マスク装着フレーム２の内側に搭載したエア ーノズル３からフレーム２内方に窒素ガス等の不活性ガスを噴出して、空気中の 酸素と置換するものである。

【０００５】 同図３において、点線図示の位置にあるワークステージ５を、上方のマスク装 着フレーム２内の実線図示の位置に平行に上昇させることにより、光学マスク１ とワーク４とを僅かな間隙を以て近設させて、その僅かな間隙内にエアーノズル ３から不活性ガスを導入するようにしている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上記図３に示した従来のパターン露光装置においては、エアーノズ ル３の噴出口３ａの高さは、光学マスク１とワーク４とを近設させた時点の光学 マスク１とワーク４（実線図示）との僅かな間隙よりも構造的に低い位置にある ため、僅かな間隙内への噴出口３ａからの十分な不活性ガスの供給がされず、マ スク１とワーク４の界面に存在する酸素（空気）を短時間で均一に窒素Ｎ₂ に置 換することがなかなか困難である。

【０００７】 本考案は、プロキシミティー（近接）露光方式におけるパターン露光において 不活性ガス置換方式により酸素の遮断操作を行なう際に、光学マスク及びワーク の界面、若しくは界面直近に存在する酸素をできるだけ迅速に、且つ効率良く均 一な分布状態の不活性ガスに置換できるようにすることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、露光用光源Ｌを備え、パターン露光用の光学マスク１とワーク４と を互いに平行に離間乃至近接対向動作させるそれぞれマスクフレーム２及びワー クステージ５と該光学マスク１とワーク４との離間対向間隙の外側に不活性ガス 噴出用エアーノズル３を備えたパターン露光装置において、エアーノズル３から 噴出する不活性ガスを、近設対向する光学マスク１とワーク４との離間対向間隙 に誘導するための誘導板６を設けたことを特徴とするパターン露光装置である。

【０００９】

【実施例】

本考案のパターン露光装置を、実施例に従って以下に詳細に説明する。 図１は、本考案装置の一実施例の概要側断面図であり、光学マスク１を保持す るためのマスクフレーム２と、該マスクフレーム２に対して平行に離間対向して 矢印に示すように互いに相対的に接近乃至は離反動作するワークステージ５とを 備え、離反動作時におけるワークステージ５は点線図示の位置にあり、近接動作 時のワークステージ５は実線図示の位置にある。

【００１０】 該マスクフレーム２とワークステージ５の相対的な近接（接近）乃至離反動作 は、エアーシリンダー、モーターにより駆動動作させ、該マスクフレーム２とワ ークステージ５との両方に対して垂直方向の適宜ガイド（図示せず）に沿って、 近接乃至離反動作するようにしたものである。

【００１１】 マスクフレーム２は四角形状の露光用窓部２ａを備え、該マスクフレーム２の 上面に該窓部２ａを被うように光学マスク１を載置固定してパターン露光を行な う。なお、前記マスクフレーム２に光学マスク１を固定するための固定手段は、 適宜手段があるが、例えば、該マスクフレーム２の上面にエアー吸引用小孔を穿 設したバキュームチャック等をマスク固定手段２０としてもよいし、あるいはマ スクフレーム２上に載置した光学マスク１の周辺部を上側よりバネ板等の適宜手 段にて押圧して固定するようにしてもよい。

【００１２】 また、マスク固定手段２０としては、例えば、図１に示すように、マスクフレ ーム２の上面の露光用窓部２ａ内側に沿って段差部２ｂを備え、マスクフレーム ２上側から該段差部２ｂ内に光学マスク１を落とし込み装填され、該段差部２ｂ 下部のフレーム保持部２ｃによって光学マスク１を下方に落下しないように保持 することも可能であり、また該段差２ｂには、光学マスク１を吸着固定するため の適宜スリット状、長孔状、小孔状の複数のエアー吸着孔（図示せず）を必要に 応じて設けるようにしてもよい。なお、吸着孔の周囲には、適宜弾力性のあるゴ ム製、プラスチック製のリング状のシール材（図示せず）を設け、吸着孔２１と マスク面との間で吸引エアーの洩れが生じないようにすることは可能である。

【００１３】 前記マスクフレーム２の露光用窓部２ａ上方には、ハロゲン、キセノン、アー ク等の紫外線照射用の点光源、若しくは紫外線、電子線照射用の露光用光源Ｌ（ 指向性点光源、若しくは走査露光用光源）を備える。

【００１４】 ワークステージ５はその上面に平坦面を備え、該平坦面には、ワーク４を吸着 固定するための適宜スリット状、長孔状、小孔状の複数のエアー吸着孔（図示せ ず）を備えたエアー吸着手段（図示せず）が設けられ、ワーク４をエアー吸着操 作によってワークステージ５上面に吸着固定できるようになっている。

【００１５】 図１に示すように、本考案のパターン露光装置は、四角形枠状の前記マスクフ レーム２の下部に一体的に、不活性ガス（窒素ガス等）を噴出するエアーノズル ３を備え、該エアーノズル３は、マスクフレーム２のフレーム内側に沿って、小 孔状、スリット状のエアー噴出孔３ａを備え、該エアー噴出孔３ａより下側部分 には、エアー噴出孔３ａより噴出するエアー（Ｎ₂ 等の不活性ガス）を、斜め上 方（光学マスク１の下面側）に誘導するための誘導板６を該エアーノズル３と一 体的に備え、該誘導板６は、その上部先端部６ａを、マスクフレーム２のフレー ム内側の斜め上方に向けて取り付けられている。

【００１６】 前記誘導板６の先端部６ａは、ワークステージ５がマスクフレーム２に対して 平行に近接動作した時点におけるワークステージ５上のワーク４端部に対して、 なるべく近接するように配置することが適当である。（図１参照）

【００１７】 前記誘導板６は、エアーノズル３下部を介してマスクフレーム２に一体的に取 り付けられるものであるが、該誘導板６は、マスクフレーム２の設置面に対して 一定角度で固定して取り付けられているか、若しくは、必要に応じてその先端部 ６ａの傾斜角度を適宜角度に調整可能なように、誘導板６は、エアーノズル３下 部に回動支軸７を介して所定角度に回動及び固定可能に取付けてもよい。

【００１８】 図２は、上記本考案パターン露光装置の概要斜視図であり、マスクフレーム２ 上面に光学マスク１が載置固定され、誘導板６は、四角形枠状のマスクフレーム ２のフレーム内側下部に沿って取り付けられ、その誘導板６の上部先端部６ａは フレーム内側下部より斜め上方に向くように、マスクフレーム２に一体的に取り 付けられている。なお、該誘導板６は、マスクフレーム２のフレーム内側周辺に 分断して断続的に、又は分断されずに連続して設けられるものである。

【００１９】 本考案の上記パターン露光装置におけるエアーノズル３からの窒素ガスＮ₂ 等 の不活性ガスの噴出量（噴出エアーａの噴出量）は、本考案においては特に限定 するものではないが、光学マスク１とワーク４との近接対向面の中央部で多いこ とが好ましく、エアー噴出孔３ａの口径又はスリット幅を、その近接対向面のほ ぼ中央部から外側周辺にかけて順次細くすることが適当である。

【００２０】 例えば、エアーノズル３（中空エアー流路本体）の周壁部に貫設した螺子孔部 に、各種口径又はスリット幅の小孔又はスリットを貫設したノズルアタッチメン ト（図示せず）を取付け取外し可能に螺着することによって噴出孔３ａを形成し て、このノズルアタッチメントを適宜交換することによって噴出孔３ａの口径又 はスリット幅を調整するようにしてもよいし、あるいは噴出孔３ａの内側に適宜 マニュアルにて若しくは自動的に調整可能な噴出量調整バルブを内装することに よっても可能である。

【００２１】 例えば、一実施例において、カラーフィルター製造等に使用される光学マスク １は、例えば４５０ｍｍ×４５０ｍｍ以上又はそれ以下のサイズであり、上記エ アーノズル３を使用する際におけるマスク１とワーク４との対向間隙は２０ｍｍ 以下、好ましくは１０ｍｍ以下が適当である。

【００２２】 また、窒素ガスＮ₂ 噴出用のエアーノズル３の断面形状は何ら制限は無いが、 外径は極力小さいことが好ましく、例えば１０ｍｍ未満が好ましいがこれに限定 されるものではない。

【００２３】 本考案のパターン露光装置を用いてパターン露光する場合における不活性ガス （例えば窒素ガスＮ₂ ）の噴出工程からパターン露光工程までを、図１に従って 説明する。

【００２４】 光学マスク（光学的マスク）１をマスクフレーム２上に載置固定し、該マスク フレーム２に対して平行に離反（例えば２０ｍｍ以上離反）して対向するワーク ステージ５（点線図示）上にワーク４（例えばガラス基板上に光重合硬化型感光 材を塗布したもの）を載置固定する。

【００２５】 続いて、マスクフレーム２の誘導板６の傾斜角度を回動支軸７を介して適宜角 度に設定調整した後、光学マスク１とワーク４との対向間隙の外側周辺近傍に、 マスクフレーム２に対して一体的に配置されたエアーノズル３のそれぞれ噴出孔 ３ａより、ガス噴出流速を高速にして窒素ガスＮ₂ （噴出エアーａ）を噴出させ て、前記誘導板６に沿って光学マスク１下面に窒素ガスを導入する。なお、窒素 ガスＮ₂ の噴出時間は本考案においては特に限定しないが、参考までに例えばお よそ３秒〜８秒程度であって望ましくは５秒〜７秒程度である。

【００２６】 続いて、エアー噴出を停止した後に、あるいはエアー噴出を継続した状態で、 直ちに、ワークステージ５を上昇動作して、光学マスク１とワーク４とを近接さ せ、プロキシミティー（近接）状態にして、適宜アライメント工程によって光学 マスク１とワーク４との互いの対向面内での相対的位置決め（露光のための見当 整合）を素早く行った後に、直ちに露光用光源Ｌによって紫外線露光若しくは電 子線露光する。

【００２７】 プロキシミティー状態にした後のマスク１とワーク４との対向間隙は、例えば ０．１ｍｍ以下であり、この近接間隙を保持した状態における露光工程に要する 数秒間では、その光学マスク１とワーク４との近接対向間隙内に外気の流れはほ とんどみられないものである。

【００２８】 露光が終了した後は、マスク１とワーク４とを互いに離反させて、元の平行な 離間対向状態（図１参照）に戻す。なお、ワークステージ５上のワーク４は、適 宜次工程に搬出される。なお、エアーノズル３は、ワーク４がワークステージ５ 上に搬入され載置固定される以前にも適宜窒素ガスＮ₂ を噴出させることは可能 である。

【００２９】 図１に示すマスクフレーム２のフレーム内側、及び光学マスク１とワーク４と の離間対向間隙の外側に、マスクフレーム２若しくはワークステージ５側に支持 して、酸素濃度検出センサー先端部を備えた酸素濃度計を設け、不活性ガスＮ₂ を噴出させながら、光学マスク１とワーク４との離間対向間隙近傍の酸素濃度を 検出して、その検出信号（又は出力表示される検出濃度値等）に基づいて、エア ーノズル３からの不活性ガスの噴出量や誘導板６の傾斜角度を適宜に調整するこ とは可能である。

【００３０】

【作用】

本考案は、露光直前において、光学マスクとワークとの離間対向間隙内に不活 性ガスを噴出させて不活性ガス置換処理する際に、誘導板６を用いて不活性ガス を光学マスク１下面に沿って接触して流動するように誘導するようにしたので、 光学マスク１とワーク４との対向面、特にプロキシミティー状態における微少間 隙対向面における不活性ガスの分布を短時間で均一にすることができる。

【００３１】 したがって、光学マスク１とワーク４との対向界面及び界面直近に存在する空 気、即ち光重合硬化反応を阻害する酸素を、強制的に且つ従来よりも均一に剥ぎ 取り不活性ガスに置換する作用があり、従来よりも節約された比較的少量の不活 性ガス（窒素ガスＮ₂ ）の使用量によって、短時間に均一且つ高濃度の不活性ガ ス（窒素ガスＮ₂ ）雰囲気を作ることができ、従来よりも精度のあるガス置換操 作ができるものである。

【００３２】

【考案の効果】

本考案のパターン露光装置は、プロキシミティー（近接）露光方式におけるパ ターン露光における不活性ガス置換方式により酸素の遮断操作を行なう際におい て、光学マスク及びワークの界面、若しくは界面直近に存在する酸素を従来より も短時間で効率良く均一に不活性ガスに置換できる効果があり、カラーフィルタ パターンの露光形成等の各種パターン形成に効果的である

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のパターン露光装置を説明する概要側断
面図である。

【図２】本考案のパターン露光装置を説明する概要斜視
図である。

【図３】従来のパターン露光装置を説明する概要側断面
図である。

【符号の説明】

ａ…噴出エアー １…光学マスク ２…マスクフレーム
２ａ…露光用窓部 ２ｂ…段差部 ２ｃ…保持部 ３…エアーノズル ３ａ
…エアー噴出孔 ４…ワーク ５…ワークステージ ６…誘導板 ６ａ…
誘導板先端部 ７…回動支軸 １０…マスク固定手段 Ｌ…露光用光源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 伊東 祐儀 東京都台東区台東一丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】露光用光源Ｌを備え、パターン露光用の光
   学マスク１とワーク４とを互いに平行に離間乃至近接対
   向動作させるそれぞれマスクフレーム２及びワークステ
   ージ５と、該光学マスク１とワーク４との離間対向間隙
   の外側に不活性ガス噴出用のエアーノズル３を備えたパ
   ターン露光装置において、エアーノズル３から噴出する
   不活性ガスを、近設対向する光学マスク１とワーク４と
   の離間対向間隙に誘導するための誘導板６を設けたこと
   を特徴とするパターン露光装置。