(57)【要約】【課題】安価な構成で、露光光の光量を広範囲かつ高精度に制御する。【解決手段】シャッター３４ａとシャッター３４ｂとの隙間を所定の幅に保ちながら、シャッター３４ａとシャッター３４ｂとの隙間を通過した露光光により基板の露光を行う。待機状態では、一方のシャッターが完全に閉じており、他方のシャッターが完全に開いている。まず、閉じていたシャッターが移動を開始し、開方向へ所定の移動速度で移動する。これにより、露光光の進行方向に見て、２つのシャッターの間に隙間が発生し、露光光が２つのシャッターの隙間を通過する。続いて、２つのシャッターの隙間が所定の幅Ｗに達すると、開いていたシャッターが移動を開始し、閉方向へ所定の移動速度で移動する。２つのシャッターの隙間は、所定の幅Ｗに保たれながら、２つのシャッターの移動方向へ２つのシャッターの移動速度と同じ速度で移動する。【選択図】図２
2007193154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光を発生する光源と、
前記光源が発生した露光光を遮断する第１のシャッターと、
前記第１のシャッターを移動する第１のモータと、
前記第１のシャッターと平行に設けられた第２のシャッターと、
前記第２のシャッターを移動する第２のモータと、
前記第１のシャッターと前記第２のシャッターとの隙間の幅及び両シャッターの移動速度を指示する制御手段と、
前記制御手段の指示に従って、前記第１のモータ及び前記第２のモータを駆動し、両モータを同期制御して、前記第１のシャッターと前記第２のシャッターとの隙間を所定の幅に保つ駆動手段とを備え、
前記第１のシャッターと前記第２のシャッターとの隙間を通過した露光光により基板を露光することを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記第１のシャッターと前記第２のシャッターとの隙間を通過した露光光の光量を測定する測定手段を備え、
前記制御手段は、前記測定手段の測定結果に基づき、前記第１のシャッターと前記第２のシャッターとの隙間の幅又は両シャッターの移動速度を調節することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
第１のシャッターと第２のシャッターとを平行に設け、
第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間の幅及び両シャッターの移動速度を決定し、
第１のシャッターを移動する第１のモータと、第２のシャッターを移動する第２のモータとを同期制御して、第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間を所定の幅に保ちながら、
第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間を通過した露光光により基板を露光することを特徴とする露光方法。
【請求項４】
第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間を通過した露光光の光量を測定し、
測定結果に基づき、第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間の幅又は両シャッターの移動速度を調節することを特徴とする請求項３に記載の露光方法。
【請求項５】
請求項１又は請求項２に記載の露光装置を用いて、マスクのパターンを基板へ転写することを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
【請求項６】
請求項３又は請求項４に記載の露光方法を用いて、マスクのパターンを基板へ転写することを特徴とする表示用パネル基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイ装置等の表示用パネル基板の製造において、基板の露光を行う露光装置、露光方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に係り、特に、輝度の高い光源を用いて露光を行うのに好適な露光装置、露光方法、及びそれらを用いた表示用パネル基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示用パネルとして用いられる液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）基板やカラーフィルタ基板、プラズマディスプレイパネル用基板、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示パネル用基板等の製造は、露光装置を用いて、フォトリソグラフィー技術により基板上にパターンを形成して行われる。露光装置は、感光樹脂材料（フォトレジスト）を塗布した基板へ、フォトマスク（以下、「マスク」と称す）を介して露光光を照射することにより、マスクのパターンを基板へ転写するものである。
【０００３】
一般に、露光装置の露光光照射装置は、露光光を発生する光源と、光源が発生した露光光を遮断するシャッターとを備え、シャッターの開放時間を調節することにより、露光時間を調節して、露光光の光量を一定に保っている。この様な露光光照射装置のシャッター機構として、例えば、特許文献１に記載のものがある。
【特許文献１】特開平１１−６７６５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
露光光の光量は、露光光の照度と露光時間とに比例する。近年、表示用パネルの大画面化に伴い基板が大型化する程、露光光照射装置の光源により輝度の高いものを使用する様になってきた。光源の輝度が高い程、露光光の照度が高くなり、露光時間が短く済んでタクトタイムが短縮され、スループットが向上する。
【０００５】
一方、近年、高感度のフォトレジストが実用化されるに伴い、露光に必要な露光光の少量化が進んでいる。露光光の照度が高く、露光に必要な露光光の光量が少ない場合、シャッターの開放時間を短くして、露光時間を短くしなければならない。しかしながら、特許文献１に記載の様に２枚のシャッターを交互に動作させる従来の技術では、シャッターの開放時間を各シャッターの動作時間より短くすることができなかった。
【０００６】
このため、従来は、光源のランプの入力電圧を下げて露光光の照度を下げるか、あるいはフィルタを用いて減光を行っていた。ランプの入力電圧を下げる方法は、露光光の照度が安定するのに時間が掛かり、また照度が変更可能な範囲も１００〜８５％程度であるという制約があった。一方、フィルタによる方法は、フィルタが高価であり、また露光光の照度分布に悪影響を与えて露光むらが発生する恐れがあった。さらに、フィルタを交換しないと、露光光の照度を変更することができないという不都合があった。
【０００７】
本発明の課題は、安価な構成で、露光光の光量を広範囲かつ高精度に制御することである。また、本発明の課題は、特に露光に必要な露光光の光量が少ない場合に、露光光の照度分布に悪影響を与えることなく、露光光の光量を高精度に制御することである。また、本発明の課題は、品質の高い基板を短いタクトタイムで製造することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の露光装置は、露光光を発生する光源と、光源が発生した露光光を遮断する第１のシャッターと、第１のシャッターを移動する第１のモータと、第１のシャッターと平行に設けられた第２のシャッターと、第２のシャッターを移動する第２のモータと、第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間の幅及び両シャッターの移動速度を指示する制御手段と、制御手段の指示に従って、第１のモータ及び第２のモータを駆動し、両モータを同期制御して、第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間を所定の幅に保つ駆動手段とを備え、第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間を通過した露光光により基板を露光するものである。
【０００９】
また、本発明の露光方法は、第１のシャッターと第２のシャッターとを平行に設け、第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間の幅及び両シャッターの移動速度を決定し、第１のシャッターを移動する第１のモータと、第２のシャッターを移動する第２のモータとを同期制御して、第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間を所定の幅に保ちながら、第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間を通過した露光光により基板を露光するものである。
【００１０】
第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間を所定の幅に保ちながら、第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間を通過した露光光により基板を露光するので、露光光の光量は、第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間の幅及び両シャッターの移動速度に依存する。第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間の幅を広くし、または両シャッターの移動速度を遅くすると、露光光の光量が多くなる。第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間の幅を狭くし、または両シャッターの移動速度を速くすると、露光光の光量が少なくなる。第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間の幅及び両シャッターの移動速度を調節することにより、露光光の光量が広範囲かつ高精度に制御される。特に露光に必要な露光光の光量が少ない場合に、露光光の照度分布に悪影響を与えることなく、露光光の光量が高精度に制御される。
【００１１】
さらに、本発明の露光装置は、第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間を通過した露光光の光量を測定する測定手段を備え、制御手段が、測定手段の測定結果に基づき、第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間の幅又は両シャッターの移動速度を調節するものである。
【００１２】
また、本発明の露光方法は、第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間を通過した露光光の光量を測定し、測定結果に基づき、第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間の幅又は両シャッターの移動速度を調節するものである。
【００１３】
実際に第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間を通過した露光光の光量を測定し、測定結果に基づき、第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間の幅又は両シャッターの移動速度を調節するので、露光光の光量がさらに高精度に制御される。
【００１４】
本発明の表示用パネル基板の製造方法は、上記のいずれかの露光装置又は露光方法を用いて、マスクのパターンを基板へ転写するものである。上記の露光装置又は露光方法を用いることにより、露光光の光量が広範囲かつ高精度に制御され、露光に必要な露光光の光量が少ない場合も露光むらを発生することなく、かつ露光に必要な露光光の光量が多い場合も短い露光時間で露光が行われる。従って、高品質な基板が短いタクトタイムで製造される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の露光装置及び露光方法によれば、第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間を所定の幅に保ちながら、第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間を通過した露光光により基板を露光することにより、安価な構成で、露光光の光量を広範囲かつ高精度に制御することができる。特に露光に必要な露光光の光量が少ない場合に、露光光の照度分布に悪影響を与えることなく、露光光の光量を高精度に制御することができる。
【００１６】
さらに、本発明の露光装置及び露光方法によれば、第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間を通過した露光光の光量を測定し、測定結果に基づき、第１のシャッターと第２のシャッターとの隙間の幅又は両シャッターの移動速度を調節することにより、露光光の光量をさらに高精度に制御することができる。
【００１７】
本発明の表示用パネル基板の製造方法によれば、露光光の光量を広範囲かつ高精度に制御することができるので、露光に必要な露光光の光量が少ない場合も露光むらを発生することなく、かつ露光に必要な露光光の光量が多い場合も短い露光時間で露光を行うことができる。従って、高品質な基板を短いタクトタイムで製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。本実施の形態は、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の露光装置の例を示している。露光装置は、ベース３、Ｘガイド４、Ｘステージ５、Ｙガイド６、Ｙステージ７、θステージ８、Ｚ−チルト機構９、チャック１０、マスクホルダ２０、露光光照射装置３０、入出力装置４０、積算照度計５０、制御装置６０、及びモータ駆動回路７０を含んで構成されている。なお、露光装置は、これらの他に、基板１を搬入する搬入ユニット、基板１を搬出する搬出ユニット、装置内の温度管理を行う温度制御ユニット等を備えている。
【００１９】
図１において、チャック１０は、基板１の露光を行う露光位置にある。露光位置の上空には、マスクホルダ２０によってマスク２が保持されている。基板１は、露光位置から離れた受け渡し位置において、図示しない搬入ユニットによりチャック１０へ搭載され、また図示しない搬出ユニットによりチャック１０から回収される。
【００２０】
チャック１０は、Ｚ−チルト機構９を介してθステージ８に搭載されており、θステージ８の下にはＹステージ７及びＸステージ５が設けられている。Ｘステージ５は、ベース３に設けられたＸガイド４に沿ってＸ方向（図面横方向）へ移動する。Ｘステージ５のＸ方向への移動によって、チャック１０は受け渡し位置と露光位置との間を移動する。Ｙステージ７は、Ｘステージ５に設けられたＹガイド６に沿ってＹ方向（図面奥行き方向）へ移動する。θステージ８はθ方向へ回転し、Ｚ−チルト機構９はＺ方向（図面縦方向）へ移動及びチルトする。
【００２１】
露光位置において、Ｘステージ５のＸ方向への移動、Ｙステージ７のＹ方向への移動、及びθステージ８のθ方向への回転によって、基板１の位置決めが行われる。また、Ｚ−チルト機構９のＺ方向への移動及びチルトによって、マスク２と基板１とのギャップ制御が行われる。
【００２２】
マスクホルダ２０の上空には、露光光照射装置３０が設けられている。露光光照射装置３０は、ランプ３１、集光鏡３２、第１平面鏡３３、シャッター３４ａ，３４ｂ、レンズ３５、第２平面鏡３６、及びモータ３７ａ，３７ｂを含んで構成されている。
【００２３】
ランプ３１で発生した露光光は、集光鏡３２により集光され、第１平面鏡３３で反射する。第１平面鏡３３で反射した露光光は、シャッター３４ａとシャッター３４ｂとの隙間を通り、フライアイレンズ又はロットレンズ等からなるレンズ３５へ入射し、レンズ３５を透過して平行光線束となる。レンズ３５を透過した露光光は、第２平面鏡３６で反射して、マスク２へ照射される。
【００２４】
シャッター３４ａ，３４ｂは、平板状のスライドシャッターであり、互いに平行に設置され、それぞれ図面奥行き方向にスライドする。モータ３７ａ，３７ｂは、例えばリニアモータで構成され、モータ駆動回路７０により駆動されて、それぞれシャッター３４ａ，３４ｂを移動する。
【００２５】
入出力装置４０には、基板１の大きさ、露光時間、基板１の露光に必要な露光光の光量等の情報が入力される。制御装置６０は、入出力装置４０に入力された情報に基づき、シャッター３４ａとシャッター３４ｂとの隙間の幅及び両シャッターの移動速度を決定し、動作指示信号をモータ駆動回路７０へ出力する。モータ駆動回路７０は、制御装置６０からの動作指示信号に従って、モータ３７ａ及びモータ３７ｂを駆動し、両モータを同期制御して、シャッター３４ａとシャッター３４ｂとの隙間を指示された幅に保ちながら、両シャッターを指示された移動速度で移動する。
【００２６】
図２は、シャッターの動作を説明する図である。本図は、図１のシャッター３４ａ，３４ｂを上から見た状態を示している。なお、図２ではシャッター３４ａが開いてシャッター３４ｂが閉じる場合について示しているが、シャッター３４ｂが開いてシャッター３４ａが閉じる様にしてもよい。
【００２７】
待機状態では、図２（ａ）に示す様に、一方のシャッター（シャッター３４ａ）が完全に閉じており、他方のシャッター（シャッター３４ｂ）が完全に開いている。このとき、露光光の進行方向に見て、２つのシャッターは一部重なっており、２つのシャッターの間に隙間はない。
【００２８】
まず、閉じていたシャッター（シャッター３４ａ）が移動を開始し、開方向（図面下方向）へ指示された移動速度で移動する。これにより、露光光の進行方向に見て、２つのシャッターの間に隙間が発生し、露光光が２つのシャッターの隙間を通過する。
【００２９】
続いて、図２（ｂ）に示す様に２つのシャッターの隙間が指示された幅Ｗに達すると、開いていたシャッター（シャッター３４ｂ）が移動を開始し、閉方向（図面下方向）へ指示された移動速度で移動する。図２（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示す様に、２つのシャッターの隙間は、指示された幅Ｗに保たれながら、２つのシャッターの移動方向（図面下方向）へ２つのシャッターの移動速度と同じ速度で移動する。
【００３０】
閉じていたシャッター（シャッター３４ａ）は、図２（ｄ）に示す様に完全に開いた状態になると、移動を停止する。一方、開いていたシャッター（シャッター３４ｂ）は、図２（ｅ）に示す様に完全に閉じた状態になると、移動を停止する。２つのシャッターの移動が終了すると、モータ駆動回路７０は、動作終了信号を制御装置６０へ出力する。
【００３１】
本実施の形態では、実際の露光処理を開始する前に、シャッター３４ａ，３４ｂを試験的に動作させて、シャッター３４ａとシャッター３４ｂとの隙間を通過した露光光の光量を測定する。そして、測定結果に基づき、シャッター３４ａとシャッター３４ｂとの隙間の幅又は両シャッターの移動速度を調節する。
【００３２】
図１において、積算照度計５０は、シャッター３４ａとシャッター３４ｂとの隙間を通過した露光光の光量を測定し、測定結果を制御装置６０へ出力する。制御装置６０は、積算照度計５０の測定結果を入出力装置４０に入力された基板１の露光に必要な露光光の光量と比較して、露光光の光量が適切か否かを判断する。
【００３３】
露光光の光量が適切でないと判断した場合、制御装置６０は、比較結果に基づき、シャッター３４ａとシャッター３４ｂとの隙間の幅又は両シャッターの移動速度を変更する。そして、新たな動作指示信号をモータ駆動回路７０へ出力して、シャッター３４ａ，３４ｂを再度試験的に動作させる。
【００３４】
露光光の光量が適切であると判断した場合、制御装置６０は、露光光の光量を入出力装置４０に表示し、実際の露光処理を開始する。露光装置は、シャッター３４ａとシャッター３４ｂとの隙間を通過した露光光により基板１の露光を行う。
【００３５】
本実施の形態において、露光光の光量は、シャッター３４ａとシャッター３４ｂとの隙間の幅及び両シャッターの移動速度に依存する。シャッター３４ａとシャッター３４ｂとの隙間の幅を広くし、または両シャッターの移動速度を遅くすると、露光光の光量が多くなる。シャッター３４ａとシャッター３４ｂとの隙間の幅を狭くし、または両シャッターの移動速度を速くすると、露光光の光量が少なくなる。
【００３６】
以上説明した実施の形態によれば、シャッター３４ａとシャッター３４ｂとの隙間を所定の幅に保ちながら、シャッター３４ａとシャッター３４ｂとの隙間を通過した露光光により基板１を露光することにより、安価な構成で、露光光の光量を広範囲かつ高精度に制御することができる。特に露光に必要な露光光の光量が少ない場合に、露光光の照度分布に悪影響を与えることなく、露光光の光量を高精度に制御することができる。
【００３７】
さらに、シャッター３４ａとシャッター３４ｂとの隙間を通過した露光光の光量を測定し、測定結果に基づき、シャッター３４ａとシャッター３４ｂとの隙間の幅又は両シャッターの移動速度を調節することにより、露光光の光量をさらに高精度に制御することができる。
【００３８】
本発明の露光装置又は露光方法を用いて、マスクのパターンを基板へ転写することにより、露光光の光量を広範囲かつ高精度に制御することができるので、露光に必要な露光光の光量が少ない場合も露光むらを発生することなく、かつ露光に必要な露光光の光量が多い場合も短い露光時間で露光を行うことができる。従って、高品質な基板を短いタクトタイムで製造することができる。
【００３９】
例えば、図３は、液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。薄膜形成工程（ステップ１０１）では、スパッタ法やプラズマ化学気相成長（ＣＶＤ）法等により、ガラス基板上に液晶駆動用の透明電極となる導電体膜や絶縁体膜等の薄膜を形成する。レジスト塗布工程（ステップ１０２）では、ロール塗布法等により感光樹脂材料（フォトレジスト）を塗布して、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜上にフォトレジスト膜を形成する。露光工程（ステップ１０３）では、プロキシミティ露光装置や投影露光装置等を用いて、マスクのパターンをフォトレジスト膜に転写する。現像工程（ステップ１０４）では、シャワー現像法等により現像液をフォトレジスト膜上に供給して、フォトレジスト膜の不要部分を除去する。エッチング工程（ステップ１０５）では、ウエットエッチングにより、薄膜形成工程（ステップ１０１）で形成した薄膜の内、フォトレジスト膜でマスクされていない部分を除去する。剥離工程（ステップ１０６）では、エッチング工程（ステップ１０５）でのマスクの役目を終えたフォトレジスト膜を、剥離液によって剥離する。これらの各工程の前又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。これらの工程を数回繰り返して、ガラス基板上にＴＦＴアレイが形成される。
【００４０】
また、図４は、液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）では、レジスト塗布、露光、現像、エッチング、剥離等の処理により、ガラス基板上にブラックマトリクスを形成する。着色パターン形成工程（ステップ２０２）では、染色法、顔料分散法、印刷法、電着法等により、ガラス基板上に着色パターンを形成する。この工程を、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色パターンについて繰り返す。保護膜形成工程（ステップ２０３）では、着色パターンの上に保護膜を形成し、透明電極膜形成工程（ステップ２０４）では、保護膜の上に透明電極膜を形成する。これらの各工程の前、途中又は後には、必要に応じて、基板の洗浄／乾燥工程が実施される。
【００４１】
図３に示したＴＦＴ基板の製造工程では、露光工程（ステップ１０３）において、図４に示したカラーフィルタ基板の製造工程では、ブラックマトリクス形成工程（ステップ２０１）及び着色パターン形成工程（ステップ２０２）の露光処理において、本発明の露光装置又は露光方法を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施の形態による露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】シャッターの動作を説明する図である。
【図３】液晶ディスプレイ装置のＴＦＴ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図４】液晶ディスプレイ装置のカラーフィルタ基板の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１  基板
２  マスク
３  ベース
４  Ｘガイド
５  Ｘステージ
６  Ｙガイド
７  Ｙステージ
８  θステージ
９  Ｚ−チルト機構
１０  チャック
２０  マスクホルダ
３０  露光光照射装置
３１  ランプ
３２  集光鏡
３３  第１平面鏡
３４ａ，３４ｂ  シャッター
３５  レンズ
３６  第２平面鏡
３７ａ，３７ｂ  モータ
４０  入出力装置
５０  積算照度計
６０  制御装置
７０  モータ駆動回路
【図１】
2007193154.tif 000003
【図２】
2007193154.tif 000004
【図３】
2007193154.tif 000005
【図４】
2007193154.tif 000006