(57)【要約】【課題】プラズマディスプレイパネルの製造プロセスにおいて、大型基板を一括して露光する際に、マスクと基板との間のギャップを測定する。【解決手段】複数個のパターン５２、５３が形成されているガラスマスク５１と、そのガラスマスクを介してパターン５２、５３を露光する基板との間のギャップを測定する方法であって、相互に隣接するパターン５２、５３の間に設けられている非パターン領域２ａを介して基板にレーザ光を照射し、基板から反射してきたレーザ光に基づいて、ギャップを測定する。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のパターンが形成されているガラスマスクと、そのガラスマスクを介して前記パターンを露光する基板との間のギャップを測定する方法であって、
前記複数個のパターンのうちの相互に隣接するパターンの間に設けられている非パターン領域を介して前記基板にレーザ光を照射し、前記基板から反射してきたレーザ光に基づいて前記ギャップを測定する方法。
【請求項２】
前記複数個のパターンは直線状に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数個のパターンはマトリクス状に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
複数個のパターンが形成されているガラスマスクを介して前記パターンを基板ステージ上の基板に露光する露光方法であって、
前記ガラスマスクを前記基板ステージに平行に隔置した状態に設定する第一の過程と、
前記複数個のパターンのうちの相互に隣接するパターンの間に設けられている非パターン領域を介して前記基板にレーザ光を照射し、前記基板から反射してきたレーザ光に基づいて前記ガラスマスクと前記基板との間のギャップを測定する第二の過程と、
前記第二の過程における測定結果に基づいて前記ガラスマスクの反りを矯正する第三の過程と、
を備えることを特徴とする露光方法。
【請求項５】
前記基板を前記基板ステージに設置する毎に前記ギャップを測定する過程を備え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】
前記ガラスマスクを交換する毎に前記ギャップを測定する過程を備えることを特徴とする請求項４に記載の露光方法。
【請求項７】
請求項４乃至６の何れか一項に記載の露光方法を用いることを特徴とするプラズマディスプレイパネルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラズマディスプレイパネルや液晶パネルなどの製造時に実施される露光方法に関し、特に、露光時における露光用マスクと露光対象である基板との間のギャップの測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラズマディスプレイパネルや液晶パネルなどの製造プロセスには、所定のパターンが予め形成されているマスクを介して基板上にパターンを露光する過程が含まれている。
【０００３】
この過程を実施するための露光装置の一例が特開２００１−１２９０５号公報に記載されている。以下、この露光装置について説明する。
【０００４】
図５は、同公報に記載されている露光装置５０の模式的な縦断面図である。図６は、露光装置５０により露光を行う対象である基板４の模式的な上面図であり、図７は、露光装置５０において用いられるマスク１の模式的な上面図であり、図８は、露光装置５０における基板ステージ６、基板４及びマスク１の配置関係を示す上面図である。
【０００５】
図５に示すように、露光装置５０は、一辺の長さがＬ６である正方形形状の載置面６Ｓを有し、この載置面６Ｓ上に配置された基板４を真空吸着する基板ステージ６を備えている。この基板ステージ６は、駆動部４３及び駆動部４３を制御する制御部４０によって、高さや水平度などの姿勢が制御されるようになっている。
【０００６】
図６に示すように、基板４は、一辺の長さがＬ４の正方形をなしており、各コーナーの付近には、一辺の長さがＬ５の基板側ギャップ計測用マーク５が設けられている。また、図５に示すように、基板４は載置面６Ｓ上に配置される際に、載置面６Ｓとは反対側の表面において、基板側ギャップ計測用マーク５を除く領域にレジストが塗布されている。基板４は、例えば、ガラス基板からなる。
【０００７】
図５に示すように、基板４の上方には、枠形状のマスクステージ３上に支持されたマスク１が配置されている。マスク１は、所定の露光用パターンが形成されている面が基板４に対向するように配置されている。マスク１は、例えば、ガラスマスクからなる。
【０００８】
図７に示すように、マスク１は一辺の長さがＬ１の正方形をなしており、各コーナーの付近には、一辺の長さがＬ２の正方形のマスク側ギャップ計測用マーク２が設けられている。
【０００９】
図８に示すように、マスク１及び基板４を露光装置５０にセッティングする際には、ギャップ計測用マーク２、５の中心が一致するように、マスク１及び基板４が位置決めされる。
【００１０】
図５に示すように、露光装置５０は、さらに、マスク１の上方において、レーザ発光部７とレーザ受光部８とを備えている。レーザ発光部７は、レーザ発光部７から出射される出射レーザ光９がマスク側ギャップ計測用マーク２及び基板側ギャップ計測用マーク５に対して約４５度の角度で入射するように、マスク１の上方に配置されている。また、レーザ受光部８は、出射レーザ光９がマスク側ギャップ計測用マーク２において反射された反射レーザ光１０及びマスク側ギャップ計測用マーク２を透過して基板側ギャップ計測用マーク５において反射された反射レーザ光１１の双方を受光し得る位置に配置されている。
【００１１】
上記のような構造を有する露光装置５０は、以下のようにして、マスク１と基板４との間のギャップを計測する。
【００１２】
レーザ発光部７から出射された出射レーザ光９は約４５度の角度でマスク側ギャップ計測用マーク２に入射され、マスク側ギャップ計測用マーク２で反射されるとともに、マスク側ギャップ計測用マーク２を透過して基板側ギャップ計測用マーク５で反射される。
【００１３】
レーザ受光部８は、反射レーザ光１０、１１を受光して、その受光位置に関するデータを制御部４０に出力する。制御部４０はこのデータに基づいてギャップを計算し、このギャップが一定になるように、駆動部４３を介して基板ステージ６の姿勢を制御する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）などの表示ディスプレイにおいては、生産効率の向上の観点から、基板の大型化が進められており、例えば、一辺の長さが１ｍを超える基板（ガラス基板など）が量産されている。このような大型の基板を一括して露光することにより、小さな基板を多数回露光するよりも、大幅に生産効率を上げることができる。
【００１５】
しかしながら、基板が大型化するにつれて、小さい基板では問題にならないマスクの反りが問題になる。
【００１６】
マスクが反っていると、その反りにより、基板とマスクとの間のギャップが一定に保たれない。このため、例えば、ギャップが設計値のギャップよりも大きい箇所では、露光したパターンの幅は設計値よりも大きくなり、逆に、ギャップが設計値のギャップよりも小さい箇所では、露光したパターンの幅は設計値よりも小さくなる。この結果、同一面内において、パターン幅のバラツキが生じることとなる。
【００１７】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、大型基板を一括して露光する際に、マスクと基板との間のギャップを一定に維持するために、その前提として、マスクと基板との間のギャップを測定する方法を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、複数個のパターンが形成されているガラスマスクと、そのガラスマスクを介して前記パターンを露光する基板との間のギャップを測定する方法であって、前記複数個のパターンのうちの相互に隣接するパターンの間に設けられている非パターン領域を介して前記基板にレーザ光を照射し、前記基板から反射してきたレーザ光に基づいて前記ギャップを測定する方法を提供する。
【００１９】
図５に示した露光装置５０を参照すると、基板４を露光する際には、基板４とマスク１との間のギャップは、通常、５０乃至２５０μｍに設定される。レーザ発光部７とレーザ受光部８とを用いて、基板４とマスク１との間のギャップを測定する場合、出射レーザ光９及び反射レーザ光１０、１１の通過口としてのマスク側ギャップ計測用マーク２は一辺の長さとして少なくとも２ｍｍ程度を必要とする。マスク１のパターンが既に形成されている領域においては、一辺の長さが少なくとも２ｍｍ程度のスペースは存在しない。このため、図７に示したように、マスク側ギャップ計測用マーク２はマスク１の外縁付近に形成される。
【００２０】
しかしながら、マスク１が大きくなるほど、マスク１の撓みも大きくなり、マスク１の中央部におけるマスク１と基板４との間のギャップは、マスク１の反りの向きに応じて、マスク１の外周におけるマスク１と基板４との間のギャップよりも大きく、あるいは、小さくなる。
【００２１】
マスク１の中央部におけるマスク１と基板４との間のギャップは、マスク１の外周におけるマスク１と基板４との間のギャップに基づいて、推定することも可能であるが、そのためには、推定を行うための演算装置を予め設けておかなければならず、露光装置５０の構造が複雑化する。
【００２２】
これに対して、本発明に係るギャップ測定方法においては、ガラスマスクに形成されている複数個のパターンのうちの相互に隣接するパターンの間に設けられている非パターン領域（すなわち、捨て代）を介して基板にレーザ光を照射し、基板から反射してきたレーザ光に基づいてギャップを測定する。
【００２３】
このため、特に、露光装置５０の構造自体には何の変更を加える必要はなく、露光装置５０をそのまま用いて、マスク１の中央部におけるマスク１と基板４との間のギャップを測定することが可能になる。
【００２４】
マスク１の中央部におけるマスク１と基板４との間のギャップが測定されれば、その測定値に基づいて、適当な反り矯正装置を用いてマスク１の反りを矯正することができ、ひいては、設計値通りに、マスク１上のパターンを基板４に露光させることが可能になる。
【００２５】
さらに、本発明は、複数個のパターンが形成されているガラスマスクを介して前記パターンを基板ステージ上の基板に露光する露光方法であって、前記ガラスマスクを前記基板ステージに平行に隔置した状態に設定する第一の過程と、前記複数個のパターンのうちの相互に隣接するパターンの間に設けられている非パターン領域を介して前記基板にレーザ光を照射し、前記基板から反射してきたレーザ光に基づいて前記ガラスマスクと前記基板との間のギャップを測定する第二の過程と、前記第二の過程における測定結果に基づいて前記ガラスマスクの反りを矯正する第三の過程と、を備えることを特徴とする露光方法を提供する。
【００２６】
例えば、本露光方法は、前記基板を前記基板ステージに設置する毎に前記ギャップを測定する過程、あるいは、前記ガラスマスクを交換する毎に前記ギャップを測定する過程をさらに備えることができる。
【００２７】
上記の露光方法はプラズマディスプレイパネルの製造方法に適用することが可能である。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に係るギャップ測定方法において用いる第一の例に係るガラスマスク５１の平面図である。
【００２９】
ガラスマスク５１には、横一列に２個の同じ大きさのパターン５２、５３が形成されている。これらのパターン５２、５３が図５に示した基板４上に露光される。
【００３０】
ガラスマスク５１の４つのコーナーの付近には、図７に示したように、それぞれマスク側ギャップ計測用マーク２が形成されており、さらに、パターン５２とパターン５３との間の非パターン領域、すなわち、パターンが形成されていない領域には、マスク側ギャップ計測用マーク２ａが形成されている。
【００３１】
このマスク側ギャップ計測用マーク２ａを介してレーザ発光部７から基板４に出射レーザ光９を照射し、さらに、ガラスマスク５１または基板４から反射してきた反射レーザ光１０、１１をレーザ受光部８において受光することにより、ガラスマスク５１の中央部におけるガラスマスク５１と基板４との間のギャップを測定することができる。
【００３２】
ガラスマスク５１の中央部におけるガラスマスク５１と基板４との間のギャップを測定することにより、その測定値に基づいて、ガラスマスク５１の反りを矯正することが可能である。
【００３３】
なお、ガラスマスク５１と基板４との間のギャップの測定は、一定周期ごとに行ってもよく、あるいは、任意の時点において行うことも可能である。
【００３４】
例えば、ガラスマスク５１と基板４との間のギャップの測定は１週間あるいは一カ月毎に行うことができる。例えば、一日当たりの基板４の処理枚数が予め定まっているような場合には、一定期間毎にギャップを測定することにより、ギャップを所望の値に維持することができる。
【００３５】
また、一日当たりの基板４の処理枚数が一定ではないような場合には、ガラスマスク５１と基板４との間のギャップの測定は、基板４を基板ステージ６（図５参照）上に配置する毎に行ってもよく、あるいは、ガラスマスク５１を交換する毎に行ってもよい。
【００３６】
図４に、ガラスマスク５１の反りを矯正するための反り矯正装置の一例を示す。
【００３７】
図４に示す反り矯正装置６０は、ガラスマスク５１と同じ大きさを有し、かつ、レーザ発光部７が照射するレーザを透過させる透過ガラス６１と、透過ガラス６１とガラスマスク５１とを、相互に平行に隔置した状態で、かつ、透過ガラス６１とガラスマスク５１との間に気密空間６３が形成されるように、保持するマスクホルダー６２と、を備えている。
【００３８】
マスクホルダー６２には、ガス流入口６２ａとガス流出口６２ｂとが形成されている。ガス流入口６２ａは高圧空気が充填されているタンク６４に接続されており、ガス流出口６２ｂは真空ポンプ６５に接続されている。
【００３９】
ガラスマスク５１が基板４に向かって凸になるように反っている場合には、真空ポンプ６５を作動させ、気密空間６３の内圧を下げる。これにより、ガラスマスク５１には気密空間６３の方向に向きを有する引っ張り力が作用し、ガラスマスク５１の反りが矯正される。
【００４０】
また、ガラスマスク５１が透過ガラス６１に向かって反っている場合には、タンク６４から高圧空気を気密空間６３の内部に供給する。この結果、ガラスマスク５１には気密空間６３とは逆の方向に向きを有する押圧力が作用し、ガラスマスク５１の反りが矯正される。
【００４１】
ガラスマスク５１の中央部におけるガラスマスク５１と基板４との間のギャップが測定されれば、そのギャップに応じて、真空ポンプ６５による気密空間６３の内圧の低下の程度、あるいは、タンク６４から気密空間６３の内部への高圧空気の供給量を調整することにより、ガラスマスク５１の反りを適切に矯正することが可能である。
【００４２】
図２は、本発明に係るギャップ測定方法において用いる第二の例に係るガラスマスク７１の平面図である。
【００４３】
ガラスマスク７１には、横一列に３個の同じ大きさのパターン７２、７３、７４が形成されている。これらのパターン７２、７３、７４が図５に示した基板４上に露光される。
【００４４】
ガラスマスク７１の４つのコーナーの付近には、図７に示したように、それぞれマスク側ギャップ計測用マーク２が形成されており、さらに、パターン７２とパターン７３との間の非パターン領域及びパターン７３とパターン７４との間の非パターン領域にはそれぞれマスク側ギャップ計測用マーク２ｂ、２ｃが形成されている。
【００４５】
このマスク側ギャップ計測用マーク２ｂ、２ｃを介してレーザ発光部７から基板４に出射レーザ光９を照射し、さらに、ガラスマスク７１または基板４から反射してきた反射レーザ光１０、１１をレーザ受光部８において受光することにより、ガラスマスク７１の全長をＬとすれば、Ｌ／３、２Ｌ／３の位置におけるガラスマスク７１と基板４との間のギャップを測定することができる。これらのギャップの測定値に基づいて、ガラスマスク７１の中央部におけるガラスマスク７１と基板４との間のギャップを算出することができる。ガラスマスク７１の中央部におけるガラスマスク７１と基板４との間のギャップを算出できれば、前述の第一の例と同様に、図４に示した反り矯正装置６０を用いて、ガラスマスク７１の反りを矯正することが可能である。
【００４６】
なお、第一及び第二の例においては、ガラスマスクにそれぞれ２個及び３個のパターンを形成したものを用いたが、ガラスマスクに形成されるパターンの数は２または３に限定されるものではなく、４以上の任意の数のパターンをガラスマスクに形成することが可能である。
【００４７】
図３は、本発明に係るギャップ測定方法において用いる第三の例に係るガラスマスク８１の平面図である。
【００４８】
ガラスマスク８１には、縦横等間隔に、すなわち、マトリクス状に４個の同じ大きさのパターン８２、８３、８４、８５が形成されている。これらのパターン８２、８３、８４、８５が図５に示した基板４上に露光される。
【００４９】
ガラスマスク８１の４つのコーナーの付近には、図７に示したように、それぞれマスク側ギャップ計測用マーク２が形成されており、さらに、パターン８２とパターン８３との間の非パターン領域及びパターン８４とパターン８５との間の非パターン領域にはそれぞれマスク側ギャップ計測用マーク２ｄ、２ｅが形成されている。また、パターン８２とパターン８４との間の非パターン領域及びパターン８３とパターン８５との間の非パターン領域にはそれぞれマスク側ギャップ計測用マーク２ｆ、２ｇが形成されている。さらに、ガラスマスク８１の中央にもマスク側ギャップ計測用マーク２ｈが形成されている。
【００５０】
このマスク側ギャップ計測用マーク２ｈを介してレーザ発光部７から基板４に出射レーザ光９を照射し、さらに、ガラスマスク８１または基板４から反射してきた反射レーザ光１０、１１をレーザ受光部８において受光することにより、ガラスマスク８１の中央部におけるガラスマスク８１と基板４との間のギャップを測定することができる。
【００５１】
同様に、マスク側ギャップ計測用マーク２ｄまたは２ｅを介してレーザ発光部７から基板４に出射レーザ光９を照射し、さらに、ガラスマスク８１または基板４から反射してきた反射レーザ光１０、１１をレーザ受光部８において受光することにより、ガラスマスク８１の中央部におけるガラスマスク８１と基板４との間のギャップを測定することができる。
【００５２】
さらには、マスク側ギャップ計測用マーク２ｆ、２ｇを介してレーザ発光部７から基板４に出射レーザ光９を照射し、さらに、ガラスマスク８１または基板４から反射してきた反射レーザ光１０、１１をレーザ受光部８において受光することにより、ガラスマスク８１の全長をＬとすれば、Ｌ／４、３Ｌ／４の位置におけるガラスマスク８１と基板４との間のギャップを測定することができる。これらのギャップの測定値に基づいて、ガラスマスク８１の中央部におけるガラスマスク８１と基板４との間のギャップを算出することも可能である。
【００５３】
以上のように、一つまたは複数のマスク側ギャップ計測用マークを用いることにより、ガラスマスク８１と基板４との間のギャップを測定することが可能である。以下に、マスク側ギャップ計測用マークの選択例を挙げる。
（１）マスク側ギャップ計測用マーク２ｈのみ
（２）マスク側ギャップ計測用マーク２ｈ、２ｆ、２ｇ
（３）マスク側ギャップ計測用マーク２ｄ（または、２ｅ）、２ｆ、２ｇ
（４）マスク側ギャップ計測用マーク２ｆ、２ｇ
（５）マスク側ギャップ計測用マーク２ｈ、２ｄ（または、２ｅ）、２ｆ、２ｇ
（６）マスク側ギャップ計測用マーク２ｈ、２ｄ、２ｅ、２ｆ、２ｇ
ガラスマスク８１の中央部におけるガラスマスク８１と基板４との間のギャップを算出できれば、前述の第一の例と同様に、図４に示した反り矯正装置６０を用いて、ガラスマスク８１の反りを矯正することが可能である。
【００５４】
なお、第三の例においては、縦方向に二個、横方向に二個のパターンがそれぞれ形成されているガラスマスクを示したが、縦横両方向に配置できるパターンの数は２に限定されるものではなく、３以上の任意の数のパターンを配置することも可能である。
【００５５】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るギャップ測定方法においては、ガラスマスクに形成されている複数個のパターンのうちの相互に隣接するパターンの間に設けられている非パターン領域（すなわち、捨て代）を介して基板にレーザ光を照射し、基板から反射してきたレーザ光に基づいてギャップを測定する。
【００５６】
このため、現在使用されている露光装置の構造自体には何の変更を加える必要はなく、その露光装置をそのまま用いて、マスクの中央部におけるマスクと基板との間のギャップを測定することが可能になる。
【００５７】
マスクの中央部におけるマスクと基板との間のギャップが測定されれば、その測定値に基づいて、適当な反り矯正装置を用いてマスクの反りを矯正することができ、ひいては、設計値通りに、マスク上のパターンを基板に露光させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るギャップ測定方法において用いる第一の例に係るガラスマスクの平面図である。
【図２】本発明に係るギャップ測定方法において用いる第二の例に係るガラスマスクの平面図である。
【図３】本発明に係るギャップ測定方法において用いる第三の例に係るガラスマスクの平面図である。
【図４】ガラスマスクの反りを矯正するための反り矯正装置の一例の断面図である。
【図５】一般的な露光装置の模式的な縦断面図である。
【図６】図５に示した露光装置により露光を行う対象である基板の模式的な上面図である。
【図７】図５に示した露光装置において用いられるマスクの模式的な上面図である。
【図８】図５に示した露光装置における基板ステージ、基板及びマスクの配置関係を示す上面図である。
【符号の説明】
５０　露光装置
１　マスク
２　マスク側ギャップ計測用マーク
４　基板
５　基板側ギャップ計測用マーク
６　基板ステージ
７　レーザ発光部
８　レーザ受光部
５１　第一の例に係るガラスマスク
５２、５３　パターン
６０　反り矯正装置
６１　透過ガラス
６２　マスクホルダー
６３　気密空間
６４　タンク
６５　真空ポンプ
７１　第二の例に係るガラスマスク
７２、７３、７４　パターン
８１　第三の例に係るガラスマスク
８２、８３、８４、８５　パターン
【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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【図８】
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