TWI421647B

TWI421647B - 曝光裝置、曝光光束照射方法以及顯示用面板基板的製造方法

Info

Publication number: TWI421647B
Application number: TW099111255A
Authority: TW
Inventors: Hidekazu Tezuka; Ryouji Nemoto; Hideaki Doi; Yoshihiro Saito
Original assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 2009-04-21
Filing date: 2010-04-12
Publication date: 2014-01-01
Also published as: TW201039070A; JP2010256428A; KR101134769B1; CN101872132B; CN101872132A; JP5345443B2; KR20100116114A

Description

曝光裝置、曝光光束照射方法以及顯示用面板基板的製造方法

本發明是有關於一種在液晶顯示(display)裝置等的顯示用面板(panel)基板的製造中，將多個半導體發光元件用於產生曝光光束的光源的曝光裝置、曝光光束照射方法以及使用所述曝光裝置及曝光光束照射方法的顯示用面板基板的製造方法。

作為顯示用面板而使用的液晶顯示器裝置的薄膜電晶體(Thin Film Transistor，TFT)基板或彩色濾光器(color filter)基板、電漿(plasma)顯示器面板用基板、有機電致發光(Electroluminescence，EL)顯示面板用基板等的製造是使用曝光裝置，通過微影(photolithography)技術在基板上形成圖案而進行。作為曝光裝置，以往有使用透鏡(lens)或鏡子來將光罩(mask)的圖案投影至基板上的投影(projection)方式、以及在光罩與基板之間設置微小的間隙(鄰近間隙，proximity gap)而將光罩的圖案轉印至基板的鄰近方式。鄰近方式與投影方式相比，圖案析象性能較差，但照射光學系統的構成簡單，且處理能力較高，適合於量產用途。

以往，對於鄰近曝光裝置的產生曝光光束的光源，使用的是諸如汞燈、鹵素燈(halogen lamp)、氙燈(xenon lamp)等將高壓氣體(gas)封入到燈泡(bulb)內的燈。這些燈的壽命較短，在超過規定的使用時間之後，必須對燈進行更換。例如，在燈的壽命為750小時的情況下，如果連續點燈，則必須約每1個月更換1次。在對燈進行更換時，由於曝光處理將中斷，因此生產性會降低。

另一方面，在專利文獻1中揭示了一種在投影方式的曝光裝置中，使用發光二極體(diode)等的固態光源元件來作為曝光光束的光源的技術。發光二極體等的半導體發光元件的壽命與燈相比較下較長，達到數千小時，使曝光處理中斷的情況較少，因此，可期待生產性的提高。

[先前技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2006-332077號公報

近年來，隨著顯示用面板的大畫面化，基板越是大型化，對於曝光光束的光源，就越是要求使用照度更高的光源。當使用如專利文獻1所揭示的半導體發光元件來作為鄰近曝光裝置的產生曝光光束的光源時，半導體發光元件的輸出遠小於以往的燈，因此，必須並排地使用數百至數千個左右的半導體發光元件。在此情況下，為了抑制因各半導體發光元件發熱所引起的輸出的降低，必須效率良好地對多個半導體發光元件進行冷卻。

而且，在目前最常用於鄰近曝光裝置中的汞燈的情況下，利用了水銀的光譜(spectrum)內的g線(436nm)、h線(405nm)、i線(365nm)等來作為曝光光束，但有如下的問題，即，各光譜根據汞燈的使用時間而造成的劣化特性有所不同，曝光光束的波長特性會對應於汞燈的使用時間而發生變化。

本發明的課題在於，當使用多個半導體發光元件來形成曝光光束時，效率良好地對多個半導體發光元件進行冷卻。而且，本發明的課題在於使曝光光束的波長特性得以穩定化。此外，本發明的課題在於使顯示用面板基板的生產性提高。

本發明的曝光裝置包括：多個半導體發光元件，產生用來形成曝光光束的光；多個第1光學零件，將多個半導體發光元件所產生的光予以放大；第2光學零件，將多個第1光學零件所放大的光予以聚光而形成曝光光束；控制單元，對多個半導體發光元件的驅動進行控制；以及冷卻單元，對多個半導體發光元件進行冷卻，控制單元改變多個半導體發光元件內的點燈的半導體發光元件的數量，以對曝光光束的照度進行調節，並伴隨時間的經過來改變熄燈的半導體發光元件。

另外，本發明的曝光光束照射方法是從多個半導體發光元件產生用來形成曝光光束的光，將從多個半導體發光元件產生的光予以放大並聚光而形成曝光光束，一方面對多個半導體發光元件進行冷卻，一方面改變多個半導體發光元件內的點燈的半導體發光元件的數量，以對曝光光束的照度進行調節，並伴隨時間的經過來改變熄燈的半導體發光元件。

由於一方面對多個半導體發光元件進行冷卻，一方面改變多個半導體發光元件內的點燈的半導體發光元件的數量，以對曝光光束的照度進行調節，並伴隨時間的經過來改變熄燈的半導體發光元件，因此，可一方面將曝光光束的照度保持固定，一方面伴隨時間的經過而反復地使各半導體發光元件點燈與熄燈。因此，在點燈期間上升的半導體發光元件的溫度，在熄燈期間通過冷卻單元而下降，從而可效率良好地對半導體發光元件進行冷卻。

或者，本發明的曝光裝置包括：多個半導體發光元件，產生用來形成曝光光束的光；多個第1光學零件，將多個半導體發光元件所產生的光予以放大；第2光學零件，將多個第1光學零件所放大的光予以聚光而形成曝光光束；控制單元，對多個半導體發光元件的驅動進行控制；以及冷卻單元，對多個半導體發光元件進行冷卻，控制單元使多個半導體發光元件的一部分或全部斷續地點燈，以對曝光光束的照度進行調節，並使斷續地點燈的半導體發光元件的一部分，在與其他的斷續地點燈的半導體發光元件不同的時間點(timing)上點燈。

另外，本發明的曝光光束照射方法是從多個半導體發光元件產生用來形成曝光光束的光，將從多個半導體發光元件產生的光予以放大並聚光而形成曝光光束，一方面對多個半導體發光元件進行冷卻，一方面使多個半導體發光元件的一部分或全部斷續地點燈，以對曝光光束的照度進行調節，並使斷續地點燈的半導體發光元件的一部分，在與其他的斷續地點燈的半導體發光元件不同的時間點上點燈。

由於一方面對多個半導體發光元件進行冷卻，一方面使多個半導體發光元件的一部分或全部斷續地點燈，以對曝光光束的照度進行調節，因此，斷續地點燈的半導體發光元件與連續地點燈的情況相比，可通過冷卻單元來使溫度下降，從而可效率良好地進行冷卻。而且，由於使斷續地點燈的半導體發光元件的一部分，在與其他的斷續地點燈的半導體發光元件不同的時間點上點燈，因此，曝光光束的照度不會斷續地且不會急劇地變化。

另外，在本發明的曝光裝置中，控制單元使斷續地點燈的半導體發光元件以比最大額定輸出更大的輸出來點燈。而且，在本發明的曝光光束照射方法中，使半導體發光元件以比最大額定輸出更大的輸出來斷續地點燈。關於半導體發光元件的最大額定輸出，在以規定的冷卻條件來使半導體發光元件連續地點燈的情況下，該最大額定輸出是可在規定的時間內將規定的輸出劣化範圍予以維持的最大輸出，在使半導體發光元件斷續地點燈的情況下，通過將冷卻條件予以強化，可實現最大額定輸出的1.5倍至2倍左右的輸出。由於使半導體發光元件以比最大額定輸出更大的輸出來斷續地點燈，因此，曝光光束的照度變高，曝光時間變短。

而且，本發明的曝光裝置包括：多個半導體發光元件，產生用來形成曝光光束的光；多個第1光學零件，將多個半導體發光元件所產生的光予以放大；第2光學零件，將多個第1光學零件所放大的光予以聚光而形成曝光光束；以及控制單元，對多個半導體發光元件的驅動進行控制，多個半導體發光元件分別包含多個產生不同波長特性的光的不同種類的半導體發光元件，控制單元根據可曝光的感光樹脂材料來選擇點燈的半導體發光元件的種類。

而且，本發明的曝光光束照射方法是分別設置多個產生不同波長特性的光的不同種類的半導體發光元件，根據可曝光的感光樹脂材料來選擇點燈的半導體發光元件的種類，從所選擇的種類的多個半導體發光元件產生用來形成曝光光束的光，將從所選擇的種類的多個半導體發光元件產生的光予以放大並聚光而形成曝光光束。

分別設置多個用來產生不同波長特性的光的不同種類的半導體發光元件，根據可曝光的感光樹脂材料來選擇點燈的半導體發光元件的種類，因此，可形成與感光樹脂材料相對應的波長特性的曝光光束。而且，不會像以往的汞燈那樣，曝光光束的波長特性隨著使用時間而發生變化。

在本發明的顯示用面板基板的製造方法中，使用所述的任一個曝光裝置來對基板進行曝光，或者，使用所述的任一個曝光光束照射方法，將曝光光束經由光罩而照射至基板，對基板進行曝光。由於曝光光束的光源的壽命變長，因此，顯示用面板基板的生產性提高。

【發明的效果】

根據本發明的曝光裝置及曝光光束照射方法，從多個半導體發光元件產生用來形成曝光光束的光，將從多個半導體發光元件產生的光予以放大並聚光而形成曝光光束，一方面對多個半導體發光元件進行冷卻，一方面改變多個半導體發光元件內的點燈的半導體發光元件的數量，以對曝光光束的照度進行調節，並伴隨時間的經過來改變熄燈的半導體發光元件，由此，當使用多個半導體發光元件來形成曝光光束時，可效率良好地對多個半導體發光元件進行冷卻。

或者，根據本發明的曝光裝置及曝光光束照射方法，一方面對多個半導體發光元件進行冷卻，一方面使多個半導體發光元件的一部分或全部斷續地點燈，以對曝光光束的照度進行調節，並使斷續地點燈的半導體發光元件的一部分，在與其他的斷續地點燈的半導體發光元件不同的時間點上點燈，由此，當使用多個半導體發光元件來形成曝光光束時，可效率良好地對多個半導體發光元件進行冷卻。

此外，以比最大額定輸出更大的輸出來使半導體發光元件斷續地點燈，由此，可使曝光光束的照度提高，因此，可縮短曝光時間。

而且，根據本發明的曝光裝置及曝光光束照射方法，分別設置多個用來產生不同波長特性的光的不同種類的半導體發光元件，根據可曝光的感光樹脂材料來選擇點燈的半導體發光元件的種類，由此，可形成與感光樹脂材料相對應的波長特性的曝光光束，且可使曝光光束的波長特性變得穩定。

根據本發明的顯示用面板基板的製造方法，由於曝光光束的光源的壽命變長，因此，可使顯示用面板基板的生產性提高。

為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。

圖1是表示本發明的一實施方式的曝光裝置的概略構成的圖。本實施方式表示了使用鄰近方式來對基板進行曝光的鄰近曝光裝置的示例。鄰近曝光裝置包括底座(base)3、X導向器(guide)4、X載物台(stage)5、Y導向器6、Y載物台7、θ載物台8、夾盤(chuck)支撐台9、夾盤10、光罩固定器(mask holder)20以及曝光光束照射裝置30。鄰近曝光裝置除了包括所述構件以外，還包括將基板1搬入到夾盤10上或將基板1從夾盤10上搬出的基板搬送機器人(robot)以及對裝置內的溫度進行管理的溫度控制單元(unit)等。

再者，以下所說明的實施方式中的XY方向僅為例示，也可將X方向與Y方向調換。

在圖1中，夾盤10位於進行基板1的曝光的曝光位置。在曝光位置的上空，設置著保持光罩2的光罩固定器20。該光罩固定器20對光罩2的周邊部進行真空吸附而保持該光罩2。在保持於光罩固定器20的光罩2的上空配置著曝光光束照射裝置30。在曝光時，來自曝光光束照射裝置30的曝光光束透過光罩2而照射至基板1，由此來將光罩2的圖案轉印到基板1的表面上，從而在該基板1上形成圖案。

夾盤10通過X載物台5來向遠離曝光位置的裝載(load)/卸載(unload)位置移動。在裝載/卸載位置處，通過未圖示的基板搬送機器人來將基板1搬入到夾盤10上，或將基板1從夾盤10上搬出。使用設置在夾盤10中的多個頂出銷(pin)來將基板1裝載到夾盤10上，或將基板1從夾盤10上予以卸載。頂出銷收納在夾盤10的內部，該頂出銷從夾盤10的內部上升，當將基板1裝載到夾盤10上時，該頂出銷從基板搬送機器人而接納基板1，當將基板1從夾盤10上予以卸載時，該頂出銷將基板1交付給該基板搬送機器人。

夾盤10經由夾盤支撐台9而搭載於θ載物台8，在該θ載物台8的下方設置著Y載物台7及X載物台5。該X載物台5搭載在設置於底座3的X導向器4上，並沿著該X導向器4向X方向(圖1的圖面橫方向)移動。Y載物台7搭載在設置於X載物台5的Y導向器6上，並沿著該Y導向器6向Y方向(圖1的圖面縱深方向)移動。θ載物台8搭載在Y載物台7上，並向θ方向旋轉。夾盤支撐台9搭載在θ載物台8上，並在多處支撐著夾盤10。

X載物台5向X方向移動，Y載物台7向Y方向移動，由此，夾盤10在裝載/卸載位置與曝光位置之間移動。在裝載/卸載位置處，X載物台5向X方向移動，Y載物台7向Y方向移動，且θ載物台8向θ方向旋轉，由此來進行搭載於夾盤10的基板1的預對準(pre-alignment)。在曝光位置處，X載物台5向X方向移動且Y載物台7向Y方向移動，由此來使搭載於夾盤10的基板1向XY方向步進(step)移動。接著，X載物台5向X方向移動，Y載物台7向Y方向移動，且θ載物台8向θ方向旋轉，由此來進行基板1的對準。而且，通過未圖示的Z-傾斜(tilt)機構來使光罩固定器20向Z方向(圖1的圖面上下方向)移動及傾斜，由此，進行光罩2與基板1的間隙對準。

再者，在本實施方式中，使光罩固定器20向Z方向移動及傾斜，由此來進行光罩2與基板1的間隙對準，但也可在夾盤支撐台9上設置Z-傾斜機構，並使夾盤10向Z方向移動及傾斜，由此來進行光罩2與基板1的間隙對準。

曝光光束照射裝置30包括快門(shutter)31、準直透鏡(collimation lens)群32、平面鏡33、快門驅動裝置34、照度感測器(sensor)35、及光源單元40。下述的光源單元40產生對基板1進行曝光的曝光光束。快門驅動裝置34在對基板1進行曝光時，將快門31打開，在不對基板1進行曝光時，將快門31關閉。當快門31打開時，從光源單元40產生的曝光光束透過準直透鏡群32而成為平行光線束，被平面鏡33反射之後照射至光罩2。通過照射至光罩2的曝光光束來將光罩2的圖案轉印到基板1上，對基板1進行曝光。當快門31關閉時，從光源單元40產生的曝光光束被快門31遮擋，從而不對基板1進行曝光。

在平面鏡33的背側附近配置著照度感測器35。在平面鏡33中設置著使曝光光束的一部分通過的較小的開口。照度感測器35接收通過平面鏡33的開口的光，以對曝光光束的照度進行測定。照度感測器35的測定結果被輸入到光源單元40中。

圖2～圖4是表示光源單元的一例的圖。光源單元40包括底層基板41、半導體發光元件42、放大透鏡43、聚光透鏡44、透鏡群45、控制電路46、冷卻構件47、及冷卻裝置48。底層基板41上搭載著多個半導體發光元件42。底層基板41通過控制電路46的控制來將各半導體發光元件42予以驅動。各半導體發光元件42由發光二極體或雷射二極體(laser diode)等所構成，且產生形成曝光光束的光。控制電路46基於照度感測器35的測定結果來對各半導體發光元件42的驅動進行控制。

再者，在圖2～圖4中表示了13個半導體發光元件42，但在實際的光源單元中使用著數百至數千個左右的半導體發光元件。

對應于各半導體發光元件42來設置放大透鏡43，各放大透鏡43將從各半導體發光元件42產生的光予以放大，並使該光照射至聚光透鏡44。該聚光透鏡44使放大透鏡43所放大的光彙聚，並將該光照射至透鏡群45。該透鏡群45由複眼透鏡(fly eye lens)或柱狀透鏡(rod lens)等所構成，且使聚光透鏡44所彙聚的光的照度分佈均勻化。

在圖2所示的例子中，底層基板41形成為球面的形狀。接著，將各半導體發光元件42配置在球面形狀的底層基板41上，使得從各半導體發光元件42產生的光經由各放大透鏡43及聚光透鏡44而照射至透鏡群45。

在圖3及圖4所示的例子中，底層基板41被分割成多個底層基板，在各底層基板41上平面地配置著多個半導體發光元件42。接著，以不同的角度來對各底層基板41進行配置，使得從搭載於各底層基板41的多個半導體發光元件42產生的光經由各放大透鏡43及聚光透鏡44而照射至透鏡群45。由於將各半導體發光元件42平面地配置在各底層基板41上，因此，可容易地對各半導體發光元件42的位置進行調整。

圖2～圖4中，在底層基板41的背面安裝著冷卻構件47。該冷卻構件47在內部具有冷卻水所流經的冷卻水通路，通過從冷卻裝置48向冷卻水通路供給的冷卻水來對各半導體發光元件42進行冷卻。再者，冷卻構件47及冷卻裝置48並不限於此，也可採用包括散熱板及冷卻風扇(fan)的空冷方式。

在圖2所示的例子中，冷卻構件47配合著底層基板41的球面形狀而構成為球面的形狀。而且，在圖3所示的例子中，冷卻構件47構成為與各底層基板41的配置相一致的形狀。另外，在圖4所示的例子中，冷卻構件47被分割成多個構件，各冷卻構件47構成為板狀。而且，各冷卻構件47經由導熱構件47a而安裝在多個底層基板41的背面。

圖5是從正面觀察半導體發光元件及放大透鏡的圖。為了可通過相同的空間(space)來配置大量的放大透鏡43，較為理想的是盡可能無間隙地配置放大透鏡43。而且，在本實施方式中，半導體發光元件42構成為正六邊形，但半導體發光元件42的形狀並不限於此，還可構成為角較多的多邊形或圓形。半導體發光元件42的形狀越接近於放大透鏡43的形狀，則越可有效地利用該放大透鏡43的受光面。

以下，對本發明的一實施方式的曝光光束照射方法進行說明。圖6(a)～圖6(c)是對本發明的一實施方式的曝光光束照射方法進行說明的圖。本實施方式中，控制電路46改變多個半導體發光元件42內的點燈的半導體發光元件42的數量，以對曝光光束的照度進行調節，並隨著時間的經過來改變熄燈的半導體發光元件42的數量。

圖6(a)～圖6(c)表示如下的情況，即，控制電路46使多個半導體發光元件42內的點燈的半導體發光元件的數量變成三分之二，以將曝光光束的照度調節成所有的半導體發光元件42點燈時的照度的三分之二。在此情況下，控制電路46將各半導體發光元件42分割成圖5中標記著符號A、符號B、符號C的3個組合(group)。圖6(a)表示圖5中標記著符號A的組合的半導體發光元件42的點燈/熄燈狀態，圖6(b)表示圖5中標記著符號B的組合的半導體發光元件42的點燈/熄燈狀態，圖6(c)表示圖5中標記著符號C的組合的半導體發光元件42的點燈/熄燈狀態。如圖6(a)、圖6(b)、圖6(c)所示，控制電路46一方面伴隨時間的經過來改變熄燈的半導體發光元件，一方面將曝光光束的照度保持固定。

由於一方面對多個半導體發光元件42進行冷卻，一方面改變多個半導體發光元件42內的點燈的半導體發光元件的數量，以對曝光光束的照度進行調節，並伴隨時間的經過來改變熄燈的半導體發光元件，因此，可一方面將曝光光束的照度保持固定，一方面伴隨時間的經過而反復地使各半導體發光元件42點燈與熄燈。因此，在點燈期間上升的半導體發光元件42的溫度，可在熄燈期間通過冷卻構件47而下降，從而可效率良好地對半導體發光元件42進行冷卻。

圖7(a)、圖7(b)是對本發明的其他實施方式的曝光光束照射方法進行說明的圖。在本實施方式中，控制電路46使多個半導體發光元件42的一部分或全部斷續地點燈，以對曝光光束的照度進行調節，使斷續地點燈的半導體發光元件的一部分，在與其他的斷續地點燈的半導體發光元件不同的時間點上點燈。在此情況下，為了對曝光光束的照度進行調節，有改變斷續地點燈的半導體發光元件的數量的方法以及改變斷續地點燈的半導體發光元件的點燈時間的方法。

圖7(a)、圖7(b)表示如下的情況，即，控制電路46改變斷續地點燈的半導體發光元件的點燈時間，以對曝光光束的照度進行調節，並使斷續地點燈的半導體發光元件的一半，在與其他的斷續地點燈的半導體發光元件不同的時間點上點燈。在此情況下，控制電路46將各半導體發光元件42分割成2個組合。圖7(a)表示使點燈時間與熄燈時間相同時的各組合的半導體發光元件42的點燈/熄燈狀態，圖7(b)表示使點燈時間比熄燈時間更長時的各組合的半導體發光元件42的點燈/熄燈狀態。如圖7(a)、圖7(b)所示，控制電路46使斷續地點燈的半導體發光元件42的一半，在與斷續地點燈的剩餘一半的半導體發光元件42不同的時間點上點燈。

一方面對多個半導體發光元件42進行冷卻，一方面使多個半導體發光元件42的一部分或全部斷續地點燈，以對曝光光束的照度進行調節，因此，斷續地點燈的半導體發光元件與連續地點燈的情況相比，通過冷卻構件47來使溫度下降，從而可效率良好地進行冷卻。而且，使斷續地點燈的半導體發光元件的一部分，在與其他的斷續地點燈的半導體發光元件不同的時間點上點燈，因此，曝光光束的照度不會斷續地且不會急劇地變化。

圖8(a)~圖8(d)是對本發明的又一實施方式的曝光光束照射方法進行說明的圖。在本實施方式中，控制電路46使斷續地點燈的半導體發光元件42以比最大額定輸出更大的輸出來點燈。關於半導體發光元件的最大額定輸出，在以規定的冷卻條件來使半導體發光元件連續地點燈的情況下，該最大額定輸出是可在規定的時間內將規定的輸出劣化範圍予以維持的最大輸出，在使半導體發光元件斷續地點燈的情況下，通過將冷卻條件予以強化，可實現最大額定輸出的1.5倍至2倍左右的輸出。

圖8(a)是表示以最大額定輸出來使半導體發光元件42連續地點燈時的半導體發光元件42的輸出的圖，圖8(b)是表示此時的半導體發光元件42的溫度變化的圖。當以最大額定輸出來使半導體發光元件42連續地點燈時，將曝光所需的時間設為t。在此情況下，對半導體發光元件42的冷卻條件進行設定，使得半導體發光元件42的溫度在時間t內不會超過規定溫度Tc。

圖8(c)是表示以最大額定輸出的2倍來使半導體發光元件42斷續地點燈時的半導體發光元件42的輸出的圖，圖8(d)是表示此時的半導體發光元件42的溫度變化的圖。當以最大額定輸出的2倍來使半導體發光元件42斷續地點燈時，曝光光束的照度為2倍，因此，曝光所需的時間縮短一半。在使斷續地點燈的半導體發光元件42的點燈時間與熄燈時間相同的例子中，如圖8(b)所示，與圖8(a)相比，曝光只提早t/4結束。在該例子的情況下，對半導體發光元件42的冷卻條件進行設定，使得半導體發光元件42的溫度在時間t/4內不會超過該規定溫度Tc。

圖9(a)、圖9(b)是對將圖8(a)～圖8(d)所示的曝光光束照射方法應用於負型(negative type)感光樹脂材料的情況進行說明的圖。對於負型感光樹脂材料而言，如圖9(a)所示，與以照度Ic來進行曝光時所需的曝光量Jc(曝光光束的能量(energy))相比，以比照度Ic更高的照度Ip來進行曝光時所需的曝光量Jp(曝光光束的能量)變小。因此，當以最大額定輸出的2倍來使半導體發光元件42斷續地點燈時，例如，與以最大額定輸出來使半導體發光元件42點燈的情況相比，若所需的曝光量(曝光光束的能量)減少一半，則如圖9(b)所示，曝光所需的時間進一步減少為圖8(b)的一半。因此，在圖9(b)所示的例子中，與圖8(a)相比，曝光只提早t/2結束。

圖10是對本發明的又一實施方式的曝光光束照射方法進行說明的圖。在本實施方式中，多個半導體發光元件42分別包含多個產生不同波長特性的光的不同種類的半導體發光元件，控制電路46根據可曝光的感光樹脂材料來選擇點燈的半導體發光元件的種類。在圖10中，多個半導體發光元件42被分成標記著符號G、符號H、符號I的3個種類。標記著符號G的半導體發光元件42產生波長特性接近于水銀的光譜的g線(436nm)的光。標記著符號H的半導體發光元件42產生波長特性接近于水銀的光譜的h線(405nm)的光。標記著符號I的半導體發光元件42產生波長特性接近于水銀的光譜的i線(365nm)的光。控制電路46根據將要曝光的感光樹脂材料來選擇一種或兩種以上的點燈的半導體發光元件。在此情況下，配置分別對g線、h線、i線的照度進行測定的3個照度感測器作為圖1所示的照度感測器35，將各照度感測器的測定結果輸出至控制電路46。控制電路46基於各照度感測器的測定結果，來對點燈的半導體發光元件的輸出進行控制，以將g線、h線、i線的照度分別調節成預期的值。

分別設置多個用來產生不同波長特性的光的不同種類的半導體發光元件，根據可曝光的感光樹脂材料來選擇點燈的半導體發光元件的種類，且對點燈的半導體發光元件的輸出進行控制，因此，可形成與感光樹脂材料相對應的波長特性的曝光光束。而且，不像以往的汞燈那樣，曝光光束的波長特性不會隨著使用時間而發生變化。

根據以上所說明的實施方式，從多個半導體發光元件42產生用來形成曝光光束的光，將從多個半導體發光元件42產生的光予以放大並聚光而形成曝光光束，一方面對多個半導體發光元件42進行冷卻，一方面改變多個半導體發光元件42內的點燈的半導體發光元件的數量，以對曝光光束的照度進行調節，並伴隨時間的經過來改變熄燈的半導體發光元件，由此，當使用多個半導體發光元件42來形成曝光光束時，可效率良好地對多個半導體發光元件42進行冷卻。

或者，一方面對多個半導體發光元件42進行冷卻，一方面使多個半導體發光元件42的一部分或全部斷續地點燈，以對曝光光束的照度進行調節，並使斷續地點燈的半導體發光元件的一部分，在與其他的斷續地點燈的半導體發光元件不同的時間點上點燈，由此，當使用多個半導體發光元件42來形成曝光光束時，可效率良好地對多個半導體發光元件42進行冷卻。

此外，以比最大額定輸出更大的輸出來使半導體發光元件42斷續地點燈，由此，可使曝光光束的照度提高，因此，可縮短曝光時間。

另外，分別設置多個用來產生不同波長特性的光的不同種類的半導體發光元件，根據可曝光的感光樹脂材料來選擇點燈的半導體發光元件的種類，由此，可形成與感光樹脂材料相對應的波長特性的曝光光束，且可使曝光光束的波長特性變得穩定。

本發明並不限於應用在鄰近曝光裝置中，還可應用在使用投影方式來對基板進行曝光的投影曝光裝置中。

使用本發明的曝光裝置來對基板進行曝光，或者，使用本發明的曝光光束照射方法來將曝光光束經由光罩而照射至基板，對基板進行曝光，由此，曝光光束的光源的壽命變長，因此，可使顯示用面板基板的生產性提高。

例如，圖11是表示液晶顯示裝置的TFT基板的製造過程的一例的流程圖。在薄膜形成過程(步驟101)中，通過濺鍍(sputter)法或電漿(plasma)化學氣相沉積(Chemical Vapor Deposition，CVD)法等，在基板上形成作為液晶驅動用透明電極的導電體膜或絕緣體膜等的薄膜。在光阻塗布過程(步驟102)中，通過輥(roll)式塗法等來塗布感光樹脂材料(光阻(photo-resist))，以在薄膜形成過程(步驟101)中所形成的薄膜上形成光阻膜。在曝光過程(步驟103)中，使用鄰近曝光裝置或投影曝光裝置等來將光罩的圖案轉印到光阻膜上。在顯影過程(步驟104)中，通過淋浴式(shower)顯影法等，將顯影液供給到光阻膜上，以去除光阻膜的不要部分。在蝕刻(etching)過程(步驟105)中，通過濕式蝕刻(wet etching)，將薄膜形成過程(步驟101)中形成的薄膜內的、未被光阻膜所遮掩的部分予以去除。在剝離過程(步驟106)中，將在蝕刻過程(步驟105)中完成光罩作用的光阻膜通過剝離液而剝離。在這些過程之前或之後，根據需要而實施基板的清洗/乾燥過程。反復進行數次這些過程，從而在基板上形成TFT陣列(array)。

另外，圖12是表示液晶顯示裝置的彩色濾光器基板的製造過程的一例的流程圖。在黑色矩陣(black matrix)形成過程(步驟201)中，通過光阻塗布、曝光、顯影、蝕刻、剝離等的處理而在基板上形成黑色矩陣。在著色圖案形成過程(步驟202)中，通過染色法、顏料分散法、印刷法、電鍍法等，在基板上形成著色圖案。針對R、G、B的著色圖案，反復進行該過程。在保護膜形成過程(步驟203)中，在著色圖案之上形成保護膜，在透明電極膜形成過程(步驟204)中，在保護膜上形成透明電極膜。在這些過程之前、中途或之後，根據需要而實施基板的清洗/乾燥過程。

在圖11所示的TFT基板的製造過程中，在曝光過程(步驟103)中，在圖12所示的彩色濾光器基板的製造過程中，在黑色矩陣形成過程(步驟201)以及著色圖案形成過程(步驟202)的曝光處理中，能夠適用本發明的曝光裝置或曝光光束照射方法。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的結構及技術內容作出些許的更動或修飾為等同變化的等效實施例，但是凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質來對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。

【產業上的可利用性】

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

1．．．基板

2．．．光罩

3．．．底座

4．．．X導向器

5．．．X載物台

6．．．Y導向器

7．．．Y載物台

8．．．θ載物台

9．．．夾盤支撐台

10．．．夾盤

20．．．光罩固定器

30．．．曝光光束照射裝置

31．．．快門

32．．．準直透鏡群

33．．．平面鏡

34．．．快門驅動裝置

35．．．照度感測器

40．．．光源單元

41．．．基底基板

42．．．半導體發光元件

43．．．放大透鏡

44．．．聚光透鏡

45．．．透鏡群

46．．．控制電路

47．．．冷卻構件

47a．．．導熱構件

48．．．冷卻裝置

101～106、201～204．．．步驟

Ic、Ip．．．照度

Jc、Jp．．．曝光量

t．．．時間

Tc．．．規定溫度

圖1是表示本發明的一實施方式的曝光裝置的概略構成的圖。

圖2是表示光源單元的一例的圖。

圖3是表示光源單元的一例的圖。

圖4是表示光源單元的一例的圖。

圖5是從正面觀察半導體發光元件及放大透鏡時的圖。

圖6(a)～圖6(c)是對本發明的一實施方式的曝光光束照射方法進行說明的圖。

圖7(a)、圖7(b)是對本發明的其他實施方式的曝光光束照射方法進行說明的圖。

圖8(a)～圖8(d)是對本發明的又一實施方式的曝光光束照射方法進行說明的圖。

圖9(a)、圖9(b)是對將圖8(a)～圖8(d)所示的曝光光束照射方法應用於負型感光樹脂材料的情況進行說明的圖。

圖10是對本發明的又一實施方式的曝光光束照射方法進行說明的圖。

圖11是表示液晶顯示裝置的TFT基板的製造過程的一例的流程圖。

圖12是表示液晶顯示裝置的彩色濾光器基板的製造過程的一例的流程圖。