(57)【要約】【課題】大型のフォトマスクを用いてプロキシミティ露光を行う際に、所定のプロキシミティギャップの調整が容易な露光装置および露光方法を提供する。【解決手段】ガラス基板１２の一方の面に遮光部を有するマスクパターン１３が形成されたフォトマスク１１と、フォトマスク１１を保持するマスクホルダー１７と、フォトマスク１１とプロキシミティギャップを介して被露光部材２１を保持する試料ステージ２２と、露光光源３１とを有する露光装置１０であって、フォトマスク１１のマスクパターン１３を形成した面の遮光部にプロキシミティギャップを維持するための支持部材１５を設けるとともに、ガラス基板１２面の遮光部に対応する位置に固定磁石１６を設け、固定磁石１６と対向する試料ステージ２２の位置に固定磁石１６との吸着と反発の制御を行う回転磁石２３を設けている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板の一方の面に遮光部を有するマスクパターンが形成されたフォトマスクと、前記フォトマスクを保持するマスクホルダーと、前記フォトマスクとプロキシミティギャップを介して被露光部材を保持する試料ステージと、前記マスクパターンを前記被露光部材に転写する露光光源とを有する露光装置であって、前記フォトマスクの前記マスクパターンを形成した面の前記遮光部に前記プロキシミティギャップを維持するための支持部材を設けるとともに、前記マスクパターンが形成された面と反対側の前記ガラス基板面の前記遮光部に対応する位置に固定磁石を設け、前記固定磁石と対向する前記試料ステージの位置に前記固定磁石との吸着と反発の制御を行う可変磁石を設けたことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記固定磁石が円周方向に異なる磁極を有する複数の固定磁石であるとともに、前記可変磁石が円周方向に異なる磁極を有して配置された回転磁石であり、さらに前記回転磁石を回転させるモーターを備えたことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記可変磁石が電磁石であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】
ガラス基板の一方の面に遮光部を有するマスクパターンが形成されたフォトマスクと被露光部材とをプロキシミティギャップを設けて近接設置し、前記マスクパターンを前記被露光部材に転写する露光方法であって、前記ガラス基板の前記マスクパターンを形成した面と反対側の面に設けた固定磁石と前記遮光部材を配置する試料ステージに設けた可変磁石との間で吸着と反発を行うことにより、前記フォトマスクと前記被露光部材との間で前記プロキシミティギャップを調整するプロキシミティギャップ調整ステップを含むことを特徴とする露光方法。
【請求項５】
前記固定磁石が円周方向に異なる磁極を有する複数の固定磁石であるとともに、前記可変磁石が円周方向に異なる磁極を有して配置された回転磁石であり、前記回転磁石を回転させることにより前記固定磁石と前記回転磁石の吸着と反発を制御することを特徴とする請求項４に記載の露光方法。
【請求項６】
前記可変磁石が電磁石であり、前記電磁石の極性を切替えることにより前記固定磁石と前記電磁石との吸着と反発とを制御することを特徴とする請求項４に記載の露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネルなどの大型基板の製造に用いる露光装置および露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネルに代表されるディスプレイデバイスの製造工程においては、露光装置を用いフォトマスクのパターンを基板に形成するフォトリソグラフィが用いられている。露光装置としては、レンズまたは鏡を用いてフォトマスクのパターンを基板上に投影するプロジェクション方式と、マスクと基板との間に微小な間隙（プロキシミティギャップ）を設けてマスクのパターンを基板へ転写するプロキシミティ方式とがある。特許文献１、２に開示されているように、プロキシミティ方式は、プロジェクション方式に比べてパターン解像性能は劣るが、照射光学系の構成が簡単で、かつ処理能力が高く量産用に適しているところから広く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１２７７０２号公報
【特許文献２】特開平１１−１９４５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年ディスプレイデバイスの大型化に伴いフォトマスクも大型化している。そのため、プロキシミティ露光をする際に、フォトマスクと被露光基板とを所定のプロキシミティギャップに保つ場合、フォトマスクと被露光基板との間隙に滞留している空気を排気するのに長い時間が必要になるという課題が発生する。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決し、大型のフォトマスクを用いてプロキシミティ露光を行う際に、所定のプロキシミティギャップを容易に実現できる露光装置および露光方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の露光装置は、ガラス基板の一方の面に遮光部を有するマスクパターンが形成されたフォトマスクと、フォトマスクを保持するマスクホルダーと、フォトマスクとプロキシミティギャップを介して被露光部材を保持する試料ステージと、マスクパターンを被露光部材に転写する露光光源とを有する露光装置であって、フォトマスクのマスクパターンを形成した面の遮光部にプロキシミティギャップを維持するための支持部材を設けるとともに、マスクパターンが形成された面と反対側のガラス基板面の遮光部に対応する位置に固定磁石を設け、固定磁石と対向する試料ステージの位置に固定磁石との吸着と反発の制御を行う可変磁石を設けている。
【０００７】
このような構成によれば、フォトマスクに設けられた固定磁石を試料ステージに設けた可変磁石に吸着させることで、大型のフォトマスクを用いてプロキシミティ露光を行う際に、所定のプロキシミティギャップの調整が容易となり、調整のための時間を短縮させることができる。
【０００８】
さらに、固定磁石が円周方向に異なる磁極を有する複数の固定磁石であるとともに、可変磁石が円周方向に異なる磁極を有して配置された回転磁石であり、さらに回転磁石を回転させるモーターを備えることが望ましい。このような構成によれば、簡単な構成で固定磁石と可変磁石との吸着と反発とを制御することができる。
【０００９】
さらに、可変磁石が電磁石であることが望ましい。このような構成によれば、簡単な構成で固定磁石と可変磁石との吸着と反発とを制御することができる。
【００１０】
さらに、本発明の露光方法は、ガラス基板の一方の面に遮光部を有するマスクパターンが形成されたフォトマスクと被露光部材とをプロキシミティギャップを設けて近接設置し、マスクパターンを被露光部材に転写する露光方法であって、ガラス基板のマスクパターンを形成した面と反対側の面に設けた固定磁石と被露光部材を配置する試料ステージに設けた可変磁石との間で吸着と反発を行うことにより、フォトマスクと被露光部材との間でプロキシミティギャップを調整するプロキシミティギャップ調整ステップを含んでいる。
【００１１】
このような方法によれば、フォトマスクに設けられた固定磁石を試料ステージに設けた可変磁石に吸着させることで、大型のフォトマスクを用いてプロキシミティ露光を行う際に、所定のプロキシミティギャップの調整が容易となり、調整のための時間を短縮させることができる。
【００１２】
さらに、固定磁石が円周方向に異なる磁極を有する複数の固定磁石であるとともに、可変磁石が円周方向に異なる磁極を有して配置された回転磁石であり、回転磁石を回転させることにより固定磁石と回転磁石の吸着と反発を制御することが望ましい。このような方法によれば、簡単な方法で固定磁石と可変磁石との吸着と反発とを制御することができる。
【００１３】
さらに、可変磁石が電磁石であり、電磁石の極性を切替えることにより固定磁石と前記電磁石との吸着と反発とを制御することが望ましい。このような方法によれば、簡単な方法で固定磁石と可変磁石との吸着と反発とを制御することができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上のように、本発明の露光装置および露光方法によれば、大型のフォトマスクを用いた場合でも所定のプロキシミティギャップ容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態１における露光用フォトマスクの平面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における露光装置の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における露光方法を示す模式図である。
【図４】本発明の実施の形態２における露光装置の断面図である。
【図５】従来の露光方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本実施の形態における露光装置と露光方法について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
まず、従来のプロキシミティ露光方法について説明する。図５は従来のプロキシミティ露光方法を示す図である。図５に示すように、（ａ）（ｂ）（ｃ）の順番の操作によって、フォトマスク５１が試料ステージ５２に所定のプロキシミティギャップＧ１を有して配置され露光される。
【００１８】
すなわち、（ａ）において、マスクパターンが片面に形成されたフォトマスク５１は、マスクパターン面が試料ステージ５２側に対向するようにマスクホルダー５３に設置される。フォトマスク５１と試料ステージ５２とは数十ミリの間隙が確保されている。この間隙を通してローラーコンベアまたはシャトル搬送法などにより被露光部材５４が試料ステージ５２上に供給され、試料ステージ５２に設けられた真空吸着機構により保持される。
【００１９】
次に、（ｂ）のように、試料ステージ５２をフォトマスク５１の方向に移動させ、所定のプロキシミティギャップＧ１付近まで接近させ、被露光部材５４とフォトマスク５１とのギャップを光学式ギャップセンサーにより計測しながら、試料ステージ５２の調整機構によりギャップ調整を行う。プロキシミティギャップＧ１は一般的には５０ミクロン〜５００ミクロンの範囲内に調節する。
【００２０】
このとき、フォトマスク５１と被露光部材５４との間に滞留空気５５が滞留する。滞留空気５５は矢印Ａの経路でフォトマスク５１と被露光部材５４との間隙から排気される。一般に、フォトマスク５１に描かれたマスクパターンを正確に被露光部材５４へ転写するためには、フォトマスク５１と被露光部材５４とのプロキシミティギャップＧ１は、可能な限り小さく、また均一であることが望ましい。その後、（ｃ）に示すように露光を行うが、露光を開始するには滞留空気５５が排気されて所定のギャップに到達するまで一定時間待機させる必要がある。
【００２１】
すなわち、ディスプレイパネルが大画面化して、フォトマスク５１のサイズが大判化するほど、滞留空気５５を排気する時間が長くなり、露光工程の生産性が低下する。
【００２２】
図１は、本実施の形態１における露光装置１０に用いるフォトマスク１１の平面図であり、図２は露光装置１０の断面図である。図１においてフォトマスク１１は、ガラス基板１２の片面にマスクパターン１３が形成された構成になっている。ガラス基板１２の材質としては、建材用や自動車用のガラスと同様のソーダライムガラス、合成石英ガラス、低膨張ガラスなど各種のものが使用できる。また、マスクパターン１３の材質は、クロムを主体とした金属膜によるものや、エマルジョンタイプのものであってもよい。
【００２３】
本実施の形態１では、図１に示すように、１枚のガラス基板１２の上には６面のマスクパターン１３が形成された多面取りの例を示している。すなわち、１枚のガラス基板１２にディスプレイパネル６枚分のマスクパターン１３が形成されている。なお、マスクパターン１３の枚数は用途に応じて適宜設定される。
【００２４】
また、図１、図２に示すように、各マスクパターン１３の周囲の領域が遮光部１４を形成し、遮光部１４の領域内にプロキシミティギャップＧ２を維持するための支持部材１５と固定磁石１６とが設けられている。
【００２５】
図２に示すように、ガラス基板１２の片面にマスクパターン１３が形成されたフォトマスク１１は、マスクホルダー１７に保持されている。マスクパターン１３が形成されたガラス基板１２の面の遮光部１４には、プロキシミティギャップＧ２を維持するための支持部材１５が設けられている。また、マスクパターン１３が形成されていない面の遮光部１４には固定磁石１６が設けられている。
【００２６】
支持部材１５の材質としては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン、フッ化樹脂などの樹脂材料、黄銅、ＳＵＳ３０４などの金属材料、アルミナ系のセラミックス材料など公知の各種材質が使用される。固定磁石１６は円盤状をなし円周方向に異なる磁極を有する複数の固定磁石１６が配置されている。固定磁石１６の材質としてはニッケルめっきなどの防錆加工を施したネオジム磁石の他、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石などの公知の各種材質が使用される。
【００２７】
支持部材１５と固定磁石１６はボルト１８により固定されている。支持部材１５の底部には隙間調整用のシムリング１９が挿入されており、支持部材１５のフォトマスク１１から突出した部分の長さが、所定のプロキシミティギャップＧ２と等しくなるように調整する。プロキシミティギャップＧ２は、一般的には５０ミクロン〜５００ミクロンの範囲内に調節される。
【００２８】
フォトマスク１１に対向して、被露光部材２１を保持する試料ステージ２２が設けられている。試料ステージ２２は上下左右前後、３軸方向に移動可能である。また試料ステージ２２には、フォトマスク１１の固定磁石１６と対向する位置に、円周方向に異なる磁極有する複数の円盤状の可変磁石となる回転磁石２３が配置されている。回転磁石２３の材質は固定磁石１６と同一のものが使用できる。さらに回転磁石２３はモーター２４に接続されており、モーター２４を回動することにより磁界の方向を変えることができる。
【００２９】
すなわち、図２に示すように、回転磁石２３と固定磁石１６とを反対の磁極になるように配置すると吸着力が働いてフォトマスク１１と被露光部材２１とを近づけることができ、反対に回転磁石２３と固定磁石１６とを同じ磁極にすると反発力が働いて、フォトマスク１１と被露光部材２１とを引き離すことができる。
【００３０】
また、露光装置１０は、露光光源３１を備え、露光光源３１からの平行な紫外光線３２がフォトマスク１１を介して被露光部材２１に転写されるようにしている。
【００３１】
図３は、本実施の形態１における露光装置１０を用いて露光する露光方法を示す図であり、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の順番のステップで被露光部材２１への露光がなされる。
【００３２】
Ｓ１は被露光部材２１に配置ステップである。このステップでは、マスクパターン１３が片面に形成されたフォトマスク１１が、マスクパターン１３の面が試料ステージ２２側に対向するようにマスクホルダー１７に設置されている。フォトマスク１１と試料ステージ２２とは、数十ミリの間隙が確保されている。被露光部材２１が、この間隙を利用してローラーコンベアまたはシャトル搬送法によって試料ステージ２２上に供給され、試料ステージ２２に設けられた真空吸着機構により保持される。
【００３３】
Ｓ２はプロキシミティギャップ調整ステップである。このステップでは、試料ステージ２２を矢印Ｂ方向に移動させ、被露光部材２１をフォトマスク１１に接近させる。このとき、被露光部材２１とフォトマスク１１との間に溜まった滞留空気により、フォトマスク１１は一時的に外側に膨らむように撓んでしまう。
【００３４】
従来は、この被露光部材２１とフォトマスク１１の間にたまった空気が自然に矢印Ａ方向に抜けるのを待ち、プロキシミティギャップを測定しつつ試料ステージ２２を微調整して所定のプロキシミティギャップに設定するという方法を行っていた。そのため、プロキシミティギャップ調整に多くの時間を必要としていた。
【００３５】
一方、本実施の形態１では、モーター２４を回転させて回転磁石２３の磁極を対向する固定磁石１６と反対磁極にするようにしている。その結果、フォトマスク１１を被露光部材２１に強制的に近づけることができ、フォトマスク１１と被露光部材２１との間に溜まった空気を矢印Ａ方向にすばやく排気することができる。このとき、突出量をプロキシミティギャップと等しい長さに調整した支持部材１５を被露光部材２１に当接させ、瞬時にフォトマスク１１と被露光部材２１との間隔を所定のプロキシミティギャップに設定することができる。これらのことにより、従来に比べてプロキシミティギャップに到達するまでの時間を大幅に短縮することができる。
【００３６】
Ｓ３は露光ステップである。このステップでは、フォトマスク１１に露光光源３１から平行な紫外光線３２を照射することにより、フォトマスク１１のマスクパターン１３が被露光部材２１に転写される。
【００３７】
また、Ｓ４は、フォトマスク１１の引き離しステップであり、被露光部材２１からフォトマスク１１を引き離すステップを示している。ステップＳ３での露光後に、モーター２４を回転させ、回転磁石２３の磁極と対向する固定磁石１６の磁極とを同じになるようにしている。その結果、回転磁石２３と固定磁石１６とが反発し、空気が矢印Ｄ方向から入り込んでフォトマスク１１を被露光部材２１からすばやく引き離すことができる。
【００３８】
なお、上記の図１、図３では、図１に示すフォトマスク１１の遮光部１４に設けた複数の支持部材１５あるいは固定磁石１６のうちのひとつについて示している。しかしながら、これら複数の支持部材１５あるいは固定磁石１６に対応させて、試料ステージ２２に回転磁石２３とモーター２４が設けられて制御されている。
【００３９】
また、これらの支持部材１５や固定磁石１６、あるいは回転磁石２３の個数は、フォトマスク１１のサイズや、１枚のガラス基板１２の上に形成するマスクパターン１３の面数によって任意に決定することができる。
【００４０】
なお、本実施の形態１の露光装置１０とその方法によれば、モーター２４の回転速度などを制御することにより、フォトマスク１１と被露光部材２１との間隙調整を行うことができる。したがって、支持部材１５が被露光部材２１に衝突して被露光部材２１へ衝撃を与えるなどの不具合をなくすことができる。
【００４１】
（実施の形態２）
図４は、本実施の形態２における露光装置４０の断面図である。図４において、図２と同じ構成については同じ符号を用いて説明を省略する。実施の形態２では、支持部材１５と固定磁石４１とを接着剤を用いてガラス基板１２の遮光部１４に固定している。また、固定磁石４１は、円周方向ではなく表裏で異なった磁極を備え、例えば、マスクパターン１３が形成された面と反対側の面に接してＮ極、その上部にＳ極が形成されている。また、固定磁石４１に対向する試料ステージ２２の位置には可変磁石としての電磁石４２が備えられ、電気的に磁界の方向を反転できるようになっている。
【００４２】
このような露光装置４０において、実施の形態１と同様に、プロキシミティギャップ調整ステップにおいて、電磁石４２により磁界の方向を反転させて固定磁石４１を吸着することで、プロキシミティギャップに到達するまでの時間を大幅に短縮することができる。
【００４３】
なお、本実施の形態２では、可変磁石として電磁石４２を用いている。そのために、電磁石４２への印加電圧などを制御することにより、プロキシミティギャップの調整時間などを制御することが可能となり、支持部材１５が被露光部材２１に衝突して被露光部材２１へ衝撃を与えるなどの不具合をなくすことができる。
【００４４】
以上のように、本実施の形態１および実施の形態２における露光装置４０および露光方法によれば、フォトマスクに設けられた固定磁石を試料ステージに設けた磁石に吸着させることで、大型のフォトマスクを用いてプロキシミティ露光を行う際に所定のプロキシミティギャップに到達するまでの時間を短縮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明による露光装置および露光方法は、プロキシミティ露光を行う際に、所定のプロキシミティギャップの調整が容易となり、ＰＤＰなどの大型画像表示装置の製造における露光装置および露光方法として有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１０，４０    露光装置
１１，５１    フォトマスク
１２    ガラス基板
１３    マスクパターン
１４    遮光部
１５    支持部材
１６，４１    固定磁石
１７，５３    マスクホルダー
１８    ボルト
１９    シムリング
２１，５４    被露光部材
２２，５２    試料ステージ
２３    回転磁石
２４    モーター
３１    露光光源
３２    紫外光線
４２    電磁石
５５    滞留空気
【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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