(57)【要約】      （修正有）【課題】  ガラス基板の表面を汚染せず、且つ刻印に起因するガラス基板の強度低下やクラック発生等を招来せず、しかも容易に良好なマーク形状を得ることが可能なアライメントマーク刻印手法を提供する。【解決手段】  ガラス基板２上にパターンを形成する工程を実行する前に、ガラス基板２上に位置決め用のアライメントマークを刻印するに際して、サーマルプリンタ９を用いてアライメントマークをガラス基板２上に刻印する。好ましくは、パターンを形成する工程では、ガラス基板２上の複数の面領域に対応する複数のフォトマスクを用いて分割露光することが行われる。また、アライメントマークは、真中が位置決め基準部として抜かれた十字形状を呈したものとする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上にパターンを形成する工程を実行する前に、該ガラス基板上に位置決め用のアライメントマークを刻印する方法において、
サーマルプリンタを用いて前記アライメントマークをガラス基板上に刻印することを特徴とするアライメントマーク刻印方法。
【請求項２】
前記パターンを形成する工程では、ガラス基板上の複数の面領域に対応する複数のフォトマスクを用いて分割露光が行われることを特徴とする請求項１に記載のアライメントマーク刻印方法。
【請求項３】
前記アライメントマークは、真中が位置決め基準部として抜かれた十字形状を呈していることを特徴とする請求項１または２に記載のアライメントマーク刻印方法。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載の方法により位置決め用のアライメントマークが形成されてなることを特徴とするフラットパネルディスプレイ用のガラス基板。
【請求項５】
ガラス基板上にパターンを形成する工程を実行する前に、該ガラス基板上に位置決め用のアライメントマークを刻印するために使用される装置において、
ガラス基板に対して相対的に接近動及び離反動可能なサーマルプリントヘッドを有するサーマルプリンタが備えられてなることを特徴とするアライメントマーク刻印装置。
【請求項６】
前記パターンは、ガラス基板上の複数の面領域に対応する複数のフォトマスクを用いた分割露光により形成されるものであることを特徴とする請求項５に記載のアライメントマーク刻印装置。
【請求項７】
前記アライメントマークの材料から形成されてなるリボン及びそのリボンの巻取りリールと、前記サーマルプリントヘッドとが、一体となって前記ガラス基板に対して相対的に接近動及び離反動可能となるように構成されていることを特徴とする請求項５または６に記載のアライメントマーク刻印装置。
【請求項８】
前記サーマルプリントヘッドの先端面に配設される発熱体は、真中が抜かれた十字形状を呈していることを特徴とする請求項５〜７の何れかに記載のアライメントマーク刻印装置。
【請求項９】
前記ガラス基板は、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板であることを特徴とする請求項５〜８の何れかに記載のアライメントマーク刻印装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板上にアライメントマークを刻印する方法及びその装置に係り、詳しくは、パターン形成前のガラス基板上に位置決め用のアライメントマークを刻印するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイなどの各種画像表示機器用のガラスパネルの製作に際しては、複数枚のガラスパネルが一枚のガラス基板（素板ガラス）から作り出される手法が採用されるに至っている。
【０００３】
この種のフラットパネルディスプレイに代表される画像表示装置の製造過程では、例えば、上記のガラス基板上に透明導電膜を形成し、フォトプロセスによりその膜からミクロンオーダーの微細配線パターンを作製する工程が実行される。この工程を実行する際には、ガラス基板とフォトマスクとの位置決めがパターンの品質に大きな影響を及ぼすことになるが、このようなパターンの作製以降においても、ガラス基板との関連において正確な位置決めを要する工程が多々あり、これらの工程における位置決め精度の維持が極めて重要となっているのが実情である。
【０００４】
そこで、この種のガラス基板上には、位置決め用のアライメントマークを形成し、このアライメントマークを基準として数十ミクロン或いは数ミクロンの精度でガラス基板とフォトマスク等との間の位置合せを行っている。このアライメントマークの形成方法として、下記の特許文献１によれば、フォトプロセスによりレジスト層からアライメントマークを基板上に形成する手法が開示されている。この手法は、(1)基板上に広範囲に亘ってレジスト層を形成する処理、(2)レジスト層を乾燥する処理、(3)レジスト層の上にマスクを被せる処理、(4)露光をする処理、(5)現像をする処理、の計５段階に亘る処理が必要となる。
【０００５】
また、同文献の［従来の技術］の欄には、レーザマーカーを用いて基板上に識別情報を刻印する方法が記載されている。更に、下記の特許文献２によれば、インクジェットヘッドから光非透過性インクを基板上に塗布し、レーザ光を照射して光非透過性インクを昇華または飛散させることによりアライメントマークを形成する方法が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１４０３６６号公報
【特許文献２】特開２００３−２４８２０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記の特許文献１に開示されているように、レジスト層からアライメントマークを基板上に形成する手法によれば、多数の処理（５段階に亘る処理）を施す必要があることから、アライメントマーク形成のための作業が面倒且つ煩雑となり、作業能率の悪化を招く。しかも、この手法では、基板の表面がアライメントマークの形成作業に起因して汚染され、その後のパターン形成を含む各工程での処理に支障が生じるおそれがあるばかりでなく、それらの工程における処理の内容によってはレジスト層が消失してしまい、アライメントマークとしての役割を果たし得なくなることも危惧される。
【０００８】
また、同文献の記載内容を勘案して、レーザマーカーを用いて基板上にアライメントマークを刻印するようにした場合には、刻印時に発生する微粉によって基板の表面が汚染され或いは傷が付く等の問題が生じる。特に、基板がガラス基板である場合には、当該基板の表面や内部にアライメントマークが刻印されることに起因して、歪の発生や刻印部分の強度低下、更には刻印部分からのクラックの発生を招き、次工程での処理に悪影響を与えるおそれがある。
【０００９】
更に、上記の特許文献２に開示のように、インクジェット方式を採用してアライメントマークを形成する手法によれば、インクジェットヘッドの小径のノズルから液滴が吐出されて、アライメントマークが液滴からなる点の集合として描画されることになるため、マーク形状の精細性に劣るという難点がある。詳述すると、インクジェット方式でガラス基板の表面に吐出された液滴は、ガラス基板の表面の撥水性や汚れ等の表面性状に応じて広がり性が不当に相違することから、液滴の径や吐出位置を正確にコントロールして要請に合致したマーク形状とするには、複雑且つ困難な制御を余儀なくされる。
【００１０】
そして、近年においては、上記のフラットパネルディスプレイの大型化並びに一枚のガラス基板からガラスパネルを取る枚数の増加に伴って、ガラス基板の大板化が推進されているのが実情であり、こような状況の下で、一枚のフォトマスクを用いた一括露光で基板上にパターン形成を行うためには、極めて大型のフォトマスクが必要となる。その場合、大型のフォトマスクは、それ自体の精度維持が困難であり、仮にその精度維持が良好になされたとしても、露光装置内でのフォトマスクの把持が困難となるばかりでなく、温度による膨張補正が必要になるなどして、大型化するに連れて実際の工程における精度維持の困難化を招く。しかも、このような大型のフォトマスクの製作は、使用する部材の材料面から考えても困難化がより一層大きくなり、近年の大板化されたガラス基板に対して一括露光でパターンを形成することは実質的に不可能と解される。
【００１１】
そこで、近年では、大板化されたガラス基板の複数の面領域にそれぞれ小型（或いは中型）のフォトマスクを配設するようにし、分割露光によりパターンを形成することが提案されるに至っている。しかしながら、このような複数のフォトマスクを用いた分割露光によるパターンの形成手法において、複数のフォトマスクの相互間で、パターンの連続性が阻害されないようにするには、各フォトマスクのガラス基板上での位置決めを極めて正確にする必要があり、このような観点からも、上述のアライメントマークをガラス基板上に適正に形成する意義は大きい。
【００１２】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ガラス基板の表面を汚染せず、且つ刻印に起因するガラス基板の強度低下やクラック発生等を招来せず、しかも容易に良好なマーク形状を得ることが可能なアライメントマーク刻印手法を提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記技術的課題を解決するために創案された本発明に係るアライメントマーク刻印方法は、ガラス基板上にパターンを形成する工程を実行する前に、該ガラス基板上に位置決め用のアライメントマークを刻印する方法において、サーマルプリンタを用いて前記アライメントマークをガラス基板上に刻印することに特徴づけられる。
【００１４】
このような方法によれば、アライメントマークがサーマルプリンタを用いてガラス基板上に刻印されることになるので、サーマルプリンタのプリントヘッドをガラス基板に押し付ける動作を行うだけで、アライメントマークがガラス基板上に適正に熱転写されることになる。この結果、従来のレジストを用いたフォトプロセスによる場合のような処理数の増大や作業能率の悪化及びガラス基板の汚染等が回避されると共に、レーザマーカーによる場合のような微粉による悪影響や刻印部分の強度低下ひいてはクラックの発生等が回避され、更にはインクジェット方式による場合のような液滴の径や吐出位置のコントロールの困難化及びガラス基板の表面性状の適正維持の困難化並びにマーク形状の良質維持の困難化等が回避される。そして、アライメントマークの材料、つまりサーマルプリンタのリボンは、金属（例えば、金、銀、銅、アルミ等）から形成されるものであってもよく、或いは樹脂（例えば、ポリイミド等）から形成されるものであってもよい。従って、アライメントマークの材料を、次工程の処理内容等に応じて変更したい場合には、サーマルプリンタのリボンのみを取り換えればよいことになる。
【００１５】
この場合、前記パターンを形成する工程では、ガラス基板上の複数の面領域に対応する複数のフォトマスクを用いて分割露光を行うことが好ましい。
【００１６】
このようにすれば、ガラス基板が大板（例えば、縦方向寸法が８００ｍｍ〜１２００ｍｍで横方向寸法が８００ｍｍ〜１２００ｍｍ）である場合に、そのガラス基板上に、上述のアライメントマークを基準として複数のフォトマスクを位置決めし且つ分割露光することにより、パターンが形成されることになる。これにより、複数のフォトマスクはそれぞれ正確に位置決めされて、各フォトマスクの相互間に対応するパターンの繋ぎ部分が適正に連続し、高品位のパターンを製作することが可能となる。しかも、フォトマスクの大型化を回避できることから、フォトマスク自体の精度維持の適正化が確保されて、露光装置内でのフォトマスクの把持が容易となるばかりでなく、温度による膨張補正が不要となり、作業の簡易化が図られる。従って、近年の大板化されたガラス基板に対して大型のフォトマスクを用い且つ一括露光でパターンを形成しようとした場合における種々の問題が回避される。
【００１７】
また、前記アライメントマークは、真中が位置決め基準部として抜かれた十字形状を呈していることが好ましい。
【００１８】
このようにすれば、四本の直線状マーク部分が９０°間隔で配列されてアライメントマークが構成されることになり、その真中は、抜かれることによりマーク部分が存在しない位置決め基準部となる。この場合、個々の直線状マーク部分は、ガラス基板の縦の辺または横の辺と平行になるように配列されることが好ましい。このように、真中が抜かれた十字形状を呈するアライメントマークであると、画像処理によりアライメントマークの真中を検出する場合に、誤動作なく且つ容易に処理を行えるという利点を享受することができる。
【００１９】
そして、以上のような方法により得られるアライメントマークは、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板に形成されていることが好ましい。
【００２０】
このようにすれば、近年におけるフラットパネルディスプレイ用のガラス基板（例えば、複数枚のガラスパネルを取るための素板ガラス）の大板化に適切に対応することが可能となり、特にプラズマディスプレイ用のガラス基板に適している。この場合には、当然の事ながら、ガラス基板の複数箇所にアライメントマークを形成することが好ましい。
【００２１】
一方、上記技術的課題を解決するために創案された本発明に係るアライメントマーク刻印装置は、ガラス基板上にパターンを形成する工程を実行する前に、該ガラス基板上に位置決め用のアライメントマークを刻印するために使用される装置において、ガラス基板に対して相対的に接近動及び離反動可能なサーマルプリントヘッドを有するサーマルプリンタが備えられてなることに特徴づけられる。
【００２２】
このような構成によれば、ガラス基板上にアライメントマークを形成する場合には、サーマルプリンタのサーマルプリントヘッドをガラス基板（当該基板の面）に対して相対的に接近動させて、そのプリントヘッドをリボン（アライメントマークの材料から形成されたリボン）を介してガラス基板に押し付けることにより、金属や樹脂等の要求に応じた材料からなるアライメントマークがガラス基板上に適正に熱転写される。このようにしてアライメントマークが形成された後は、サーマルプリントヘッドがガラス基板に対して相対的に離反動して待機位置に至る。この結果、既に述べた従来のレジストを用いたフォトプロセスによる場合の問題、及びレーザマーカーによる場合の問題、並びにインクジェット方式による場合の問題が、効果的に回避される。
【００２３】
この場合、前記パターンは、ガラス基板上の複数の面領域に対応する複数のフォトマスクを用いた分割露光により形成されるものであることが好ましい。
【００２４】
このようにすれば、特にガラス基板が大板である場合に、アライメントマークを基準として複数のフォトマスクを位置決めし且つ分割露光することにより、パターンが形成されることになるので、これと同様の事項について既に述べたと同様の作用効果を享受することができる。
【００２５】
以上の構成に加えてこの装置は、前記アライメントマークの材料から形成されてなるリボン及びそのリボンの巻取りリールと、前記サーマルプリントヘッドとが、一体となってガラス基板に対して相対的に接近動及び離反動可能となるように構成されていることが好ましい。
【００２６】
このようにすれば、ガラス基板上にアライメントマークを形成する場合には、サーマルプリントヘッドとリボン及びリボン巻取りリールとが、一体となってガラス基板に対して相対的に接近動し、サーマルプリントヘッドがリボンを介してガラス基板に押し付けられる。そして、アライメントマークの形成後は、上記の三者が一体となってガラス基板に対して相対的に離反動し、待機位置に至る。これにより、サーマルプリントヘッドが独立して移動し、リボン及びリボン巻取りリールが、ガラス基板に近接した一定の位置に保持される場合に生じる問題、具体的には、リボンとガラス基板とが接触するという不具合、並びにリボン及びリボン巻取りリールの設置スペース上の問題等が適切に回避される。
【００２７】
また、前記サーマルプリントヘッドの先端面に配設される発熱体は、真中が抜かれた十字形状を呈していることが好ましい。
【００２８】
このようにすれば、サーマルプリントヘッドがリボンを介してガラス基板に押し付けらることによって、発熱体の作用によりガラス基板上に刻印されるアライメントマークは、真中が位置決め基準部として抜かれた十字形状を呈することになる。そして、アライメントマークがこのような形状であると、既に述べた事項と同様の作用効果が得られる。
【００２９】
以上のような構成によりアライメントマークが刻印されるガラス基板は、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板であることが好ましい。
【００３０】
このようにすれば、既述と同様に、近年におけるフラットパネルディスプレイ用のガラス基板の大板化に適切に対応することが可能となる。この場合にも、当然の事ながら、ガラス基板の複数箇所にアライメントマークを形成することが好ましいため、上述のサーマルプリンタ（サーマルプリントヘッド、リボン及びリボン巻取りリール）は、一枚のガラス基板につき複数台、詳しくは、ガラス基板が搬送されて流れ作業が行われる場合には、その搬送方向と直交する方向に対して複数台設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００３１】
以上のように本発明によれば、アライメントマークがサーマルプリンタを用いてガラス基板上に刻印されることになるので、サーマルプリンタのプリントヘッドをガラス基板に押し付ける動作を行うだけで、アライメントマークがガラス基板上に適正に熱転写されることになる。この結果、従来のレジストを用いたフォトプロセスによる場合のような処理数の増大や作業能率の悪化等の問題、及びレーザマーカーによる場合のような微粉による悪影響や刻印部分の強度低下ひいてはクラックの発生等の問題、並びにインクジェット方式による場合のような液滴の径及び吐出位置のコントロールの困難化やガラス基板の表面性状の適正維持の困難化更にはマーク形状の良質維持の困難化等の問題が一挙に回避される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００３３】
先ず、図１に示す斜視図に基づいて、本発明の実施形態に係るアライメントマーク刻印装置及びその周辺の概略構成を説明する。同図に示すように、アライメントマーク刻印装置１は、ガラス基板２の搬送経路３における搬送方向の途中に配備された刻印ユニット４を有する。この刻印ユニット４は、搬送経路３に配列された多数のローラ５からなる搬送コンベヤ６の上方に配置され、搬送コンベヤ６上に載置されたガラス基板２に対して、上方から接近動及び離反動可能な昇降ヘッド７を備えている。
【００３４】
本実施形態では、搬送コンベヤ６の上方を跨ぐようにしてその搬送方向と直交する方向に延びる基枠材８が床面或いは基台に対して固定設置されており、一本の基枠材８につき一対の刻印ユニット４が、相互に所定寸法離隔した状態で該基枠材８に沿って移動可能となるように保持されている。従って、ガラス基板２のサイズ（特にガラス基板２の搬送方向と直交する方向の寸法）が変更された場合には、それに応じて一対の刻印ユニット４を基枠材８に沿って移動させればよいことになる。
【００３５】
刻印ユニット４に保持された昇降ヘッド７は、図２に示すように、サーマルプリンタ９の主たる構成要素を収納しており、具体的には、下端部に配設されたサーマルプリントヘッド１０と、該サーマルプリントヘッド１０の直下方を通過するように複数のガイドローラ１１によって案内移動されるリボン１２と、該リボン１２を巻取り駆動するリボン巻取りリール１３とを収納してなる。従って、サーマルプリントヘッド１０と、リボン１２と、リボン巻取りリール１３とは、一体となって上下昇降する。この場合、リボン１２を形成する材料としては、金、銀、銅、アルミ等からなる金属、或いはポリイミド等からなる樹脂が適宜選択して使用される。
【００３６】
このアライメントマーク刻印装置１の全体構成を説明すると、図３に示すように、基枠材８に保持された刻印ユニット４の上部にヘッド用アクチュエータ１４が取り付けられており、サーマルプリントヘッド１０を下端部に有する昇降ヘッド７が、ヘッド用アクチュエータ１４の動作によって上下方向に昇降駆動される構成である。更に、搬送経路３におけるガラス基板２の下方には、多数の搬送用のローラ５以外に、上下動可能な複数のリフトアップ部材１５と、サーマルプリントヘッド１０に対向して配置された上下動可能な吸着定盤１６とが配備されている。
【００３７】
上記のリフトアップ部材１５は、図４に示すように、ガラス基板２を所定高さまで上動させて、センタリング装置との連係動作によりガラス基板２を水平面内で位置合せするように構成されている。また、上記の吸着定盤１６は、定盤用アクチュエータ１７の動作によって上下動し、図４に示す位置、つまりガラス基板２にアライメントマークを刻印する位置まで上動した時点で、負圧によりガラス基板２を吸着保持するように構成されている。この吸着定盤１６は、搬送経路３における搬送方向と直交する方向の一端から他端まで延びており（図１参照）、従ってガラス基板２を撓ませることなく下方から支持した状態で、サーマルプリントヘッド１０の押し付け力を受け止めるように構成されている。
【００３８】
一方、サーマルプリントヘッド１０の先端面（下端面）には、真中１８が抜かれた十字形状を呈する発熱体（発熱抵抗体）１９が配列され、詳しくは、真中１８の領域を基準中心として四本の発熱体１９が９０°間隔で配列されている。従って、このサーマルプリントヘッド１０を使用して、ガラス基板２上に位置決め用のアライメントマーク２０を刻印した場合には（図７参照）、そのアライメントマーク２０は、真中が位置決め基準部として抜かれた十字形状を呈することになる。
【００３９】
そして、本実施形態では、図６に示すように、ガラス基板２の両側部に沿ってそれぞれ等間隔で三個ずつ、計六個のサーマルプリントヘッド１０が配列されている。尚、このアライメントマーク刻印装置１には、ガラス基板２をその四辺に接触してセンタリングする複数の円柱体２１を有してなるセンタリング装置が配備されている。また、これに伴って、アライメントマーク２０は、図７に示すように、計六個が刻印されるようになっている。
【００４０】
以上のような構成を備えたアライメントマーク刻印装置１によれば、以下に示すような動作が行われる。即ち、図１に示す多数のローラ５からなる搬送コンベヤ６により搬送されるガラス基板２は、所定位置で停止した後、先ず図３に示すリフトアップ部材１５が上動することにより、図４に示す高さ位置まで持ち上げられ、センタリング装置の複数の円柱体２１により水平面内での位置合せが行われる。
【００４１】
次に、定盤用アクチュエータ１７の動作によって吸着定盤１６が上動して、図４の高さ位置に保持されているガラス基板２を下方から吸着保持し、このような状態の下で、刻印ユニット４のヘッド用アクチュエータ１４の動作によって昇降ヘッド７が下降する。この結果、昇降ヘッド７の下端部に突出して装着されているサーマルプリントヘッド１０が、リボン１２を介してガラス基板２の表面に押し付けられ、これにより図７に示すように、リボン１２の材料からなる複数のアライメントマーク２０がガラス基板２の表面に刻印される。
【００４２】
この後は、この複数のアライメントマーク２０を位置決め基準として、複数のフォトマスクを用いた分割露光を行うことにより、ガラス基板２上に導電膜からなる微細配線パターンを形成する。この場合、リボン１２の材料つまりアライメントマーク２０の材料は、後工程に適した材料を選択することが可能である。例えば、導電膜からなる配線パターンを形成する工程で、分割露光以降は使用しないアライメントマークであれば、現像や洗浄と共に消えるような材料を選択することが好ましく、また逆に、後工程でも消えずに使用できる材料を選択することもできる。
【００４３】
そして、このような材料の変更をしたい場合には、リボン１２を取り換えるだけで済むため、材料変更を極めて容易に行えることになる。更に、アライメントマーク２０の形状を変更したい場合（例えば十字形状を円形状に変更したい場合など）には、サーマルプリントヘッド１０（ヘッド部分）のみを交換して、同一の装置を使用できることから、作業面やコスト面で有利となる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明のアライメントマーク刻印方法及びアライメントマーク刻印装置は、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ、エレクトロルミネッセンスディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイ等の各種画像表示機器用のガラスパネルの製作に用いられるガラス基板や、各種電子表示機能素子や薄膜を形成するための基材として用いられるガラス基板のように、パターン形成工程或いはその他の工程でフォトマスク或いは他部材等との間における位置決めが必要なガラス基板にアライメントマークを形成する場合に有効利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係るアライメントマーク刻印装置を示す概略斜視図である。
【図２】前記アライメントマーク刻印装置の構成要素であるサーマルプリンタの要部を示す概略正面図である。
【図３】前記アライメントマーク刻印装置の要部を示す側面図である。
【図４】前記アライメントマーク刻印装置の要部を示す側面図である。
【図５】前記アライメントマーク刻印装置の構成要素であるサーマルプリンタヘッドを示す概略底面図である。
【図６】前記アライメントマーク刻印装置を示す概略平面図である。
【図７】前記アライメントマーク刻印装置によりアライメントマークが刻印されたガラス基板を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  アライメントマーク刻印装置
２  ガラス基板
９  サーマルプリンタ
１０  サーマルプリントヘッド
１９  発熱体
２０  アライメントマーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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