液晶露光装置

【課題】平面ミラーが反射する光によって高温になり変形する際、ミラー周辺と保持板との干渉を防止する。
【解決手段】ランプからの光の方向を曲げ、また、ランプからの光の波長を選択する第１平面鏡を保持する保持板の平面鏡周辺と干渉する面に溝を設ける。また、第１平面鏡周辺と保持板に隙間を開けるための部材を設けたものである。または、保持板に平面鏡サイズより小さい保持面を設ける。または、平面鏡周辺にテーパー形状を設ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示用パネルの製造装置に係り、特にマスクに描かれたパターンをガラス基板上に露光する液晶露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルの製造では、フォトレジスト膜などが形成されたガラス基板とマスクとを１mm以下に近づけ、露光用ランプからの光を平行光にしてマスクに照射し、マスクパターンをガラス基板に転写するプロキシミティ方式の露光装置が用いられている。
【０００３】
このような液晶用の露光装置において、近年は表示用パネルの大型化が進み、露光用ランプの輝度も高いものが要求されるようになった。このため、露光用に複数のランプを用いることで、高輝度化に対応することも提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１もその１つで、ここでは複数のランプを用いた場合に、隣接するランプの温度差が与える影響を分析し、その表面温度を均一化することで、露光光の照明を安定化することが記載されている。具体的には、各ランプ及び集光鏡間に隔壁を設け、この隔壁に冷却水を流すとともに、その後段の平面鏡をも含めてランプハウスに入れて空気を還流させることで、均一に冷やすことが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−８３５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１には、特に平面鏡の保持構造については考慮されていない。
【０００７】
図９は、最近考えられている露光装置の動作を説明するもので、ランプ１２１は、その発光を安定させるため鉛直方向上方向きに設置し、これから出た光は、集光鏡１１９で集め、上方に設置した第１平面鏡１１７に向かう。第１平面鏡１１７では、露光に利用する波長３６５ｎｍのｉ線，波長４０５ｎｍのＨ線，波長４３６ｎｍのｇ線の光を選択反射し、他の光は透過し、保持板２０１でそのエネルギーを吸収する。第１平面鏡１１７は、鉛直方向下向きで、反射した光が次のフライアレイレンズ１１５に向かうよう、４５度斜めに設置する。第１平面鏡で反射した光は、フライアレイレンズ１１５を透過し強度分布が一様化し、凹面鏡１１３で平行光に変換する。平行光は、第２平面鏡１１１で鉛直方向下向きに曲げられ、マスク１０９のパターンをこれに接近して設置した基板ガラス１０７上に投影する。投影終了後、基板ガラス１０７を搭載したステージ１０５は、ステージ１０３とともにステップ移動し、基板ガラス１０７にマスク１０９のパターンを複数転写する。
【０００８】
図１０は、最近考えられている露光装置に用いられる高圧水銀ランプの発光波長強度特性を示している。図１１は、最近考えられている露光装置に用いられる第１平面鏡１１７の光透過率特性を示したもので、前出第１平面鏡１１７は、波長５００ｎｍまでを反射、波長５００ｎｍより長波長は透過している。図１１より、波長５００ｎｍよりも長波長では、光の透過率が９０％程度であり、残りの１０％の光は前出第１平面鏡１１７で反射、または、吸収している。前出第１平面鏡１１７が光を吸収すると温度が上昇する。図３は、図９の最近考えられている露光装置を構成する部品のうち、第１平面鏡１１７とこれを保持する保持板２０１を示している。第１平面鏡１１７は、周辺に配置した複数箇所のフック２０４で保持板２０１に固定されている。保持板２０１には、冷却水を通すパイプ２０２を設置し、第１平面鏡１１７を透過した光のエネルギーを吸収し温度上昇を防止する。第１平面鏡１１７が光を吸収して温度が上昇すると、第１平面鏡１１７が熱膨張により大きくなり、保持板２０１面内を移動することになり、第１平面鏡１１７に引張り応力が発生する。特に第１平面鏡１１７の端部に引張り応力が発生すると、端部の微細なクラックが拡大し第１平面鏡が割れてしまう恐れがある。
【０００９】
本発明の一つの目的は、上記平面鏡の温度変化、或いは保持板との伸縮率の差にも強い、信頼性の高い液晶露光装置を提供するにある。
【００１０】
本発明のその他の目的については、以下述べる実施例で詳述する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記第一の目的を達成するため、本発明の第一の特徴は、露光用ランプからの光を集光する集光鏡と、該集光鏡からの光の波長を選択して反射する平面鏡と、該平面鏡で反射した光の強度分布を一様化するフライアレイレンズとを備え、該フライアレイレンズからの光を用いて、マスクに描かれたパターンをレジストが塗布されたガラス基板に露光する液晶露光装置において、前記平面鏡の背面と面接触して当該平面鏡を保持する保持板を設け、前記平面鏡が高温になり変形する際、前記平面鏡周辺と前記保持板の干渉を防止する干渉防止部を形成したことを特徴とする液晶露光装置。
【００１２】
また、本発明の他の特徴は、前記保持板に、前記平面鏡周辺と保持板の干渉を防ぐ溝を設けたものである。また、本発明のその他の特徴は、前記保持板と前記平面鏡の間に、隙間を開けるための部材を設けたものである。また、本発明の更に他の特徴は、前記保持板に、前記平面鏡サイズより小さい保持面を設けたものである。また、本発明の更にその他の特徴は、前記平面鏡周辺をテーパー形状にしたものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の第一の特徴によれば、平面鏡が反射する光によって高温になり変形する際、平面鏡の端部と保持板との干渉を防止することができ、平面鏡の端部が保持板によって引っ張られてこれが割れることを回避できる。
【００１４】
その他の効果については、以下述べる実施例の中で詳述する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による液晶露光装置の概要図。
【図２】ランプハウス１１０とミラーハウス１０８の内部を、説明する概要図。
【図３】最近考えられている液晶露光装置で、第１平面鏡１１７の設置方法を示した概要図。
【図４】第１平面鏡１１７の表示を省いて保持板２０１の構造を示す概要図。
【図５】本発明による液晶露光装置で、保持板２０１の実施形態を説明する概要図。
【図６】保持板２０１の別の実施形態を説明する概要図。
【図７】本発明による液晶露光装置で、第１平面鏡の別の実施形態を説明する概要図。
【図８】本発明による液晶露光装置で、保持板２０１に矩形材を取り付けた実施形態を説明する概要図。
【図９】最近考えられている液晶露光装置の構成と動作を説明する概要図。
【図１０】液晶露光装置に用いられる高圧水銀ランプの発光波長強度特性を説明する概要図。
【図１１】第１平面鏡１１７の光透過特性を説明する概要図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明による液晶露光装置の一実施例を示したものである。テーブル１０１上に、ステージ１０３を設置し、ステージ１０３上に、ステージ１０５が設置し、基板ガラス１０７をＸＹ方向にステップ状に移動し位置決めする。ランプハウス１１０の光は、ミラーハウス１０８を通して図示しないマスクのパターンを基板ガラス１０７に転写する。ステージ１０３とステージ１０５は、１０００ミリ毎秒以上の速度で高速に移動し、基板ガラス１０７を１ヶ月あたり数万枚処理する。
【００１７】
図２は、ランプハウス１１０とミラーハウス１０８の内部の一例を、説明する概要図である。ランプ１２１には高圧水銀ランプを用い、これの放電発光を安定させるため、鉛直方向に設置する。ランプ１２１から出た光は、周辺に設置した集光鏡１１９で集める。集光鏡１１９は、ランプ１２１に接近して設置し高温になるため、その開口を鉛直方向上向きにして、放熱を行う。この集光鏡１１９は、図１１に示す短波長反射，長波長透過のコールドミラーの機能を備えることが多い。集光鏡１１９で集めた光は、直上に設置した第１平面鏡１１７で、波長５００ｎｍまでを反射、波長５００ｎｍより長波長は透過する。第１平面鏡１１７で反射した光は、フライアレイレンズ１１５を透過し強度分布が一様化し、凹面鏡１１３で平行光に変換する。平行光は、第２平面鏡１１１で鉛直方向下向きに曲げられ、マスク１０９のパターンをこれに接近して設置した基板ガラス１０７上に投影する。基板ガラス１０７を１ヶ月あたり数万枚処理するには、投影時間は数秒になることが多く、マスク１０９サイズが大きくなり６５インチを超える液晶パネルを製造するためには、ランプ１２１の出力を数１０キロワットとすることが多い。集光鏡１１９は、その設置が鉛直方向上向きで放熱が容易な他、冷却手段の設置が容易である。
【００１８】
図３は、最近考えられている液晶露光装置で、第１平面鏡１１７の設置方法を示したものである。第１平面鏡１１７は、これを４５度斜め下向きに設置するため保持板２０１に、フック２０４で固定する。第１平面鏡１１７は、フック２０４によってその表面だけが保持板２０１方向に押さえる。第１平面鏡１１７とフック２０４が接する面は、金属製波形状板バネ、または、耐紫外線と耐熱性に優れるシリコン製ゴムとする。
【００１９】
図４は、最近考えられている液晶露光装置で、第１平面鏡１１７の設置方法を示した図３で、第１平面鏡１１７の表示を省いて保持板２０１の構造を示したものである。図４で、保持板２０１はその冷却のために冷却媒体を流すパイプ２０２を設置する。冷却媒体としては水、または、エチレングリコールを溶解した液体を、このパイプを通して保持板２０１の内部に設置した冷却水管穴２０３に流し保持板２０１に接した第１平面鏡１１７を冷却する。
【００２０】
図５は、本発明による液晶露光装置で、図４で示した保持板２０１で、第１平面鏡１１７の周辺が接する表面に溝３０３を設け、第１平面鏡１１７の周辺と保持板２０１の干渉を防ぐ方法・構成の一例を示したものである。本実施例によれば、保持板２０１の表面に溝を設置するので加工が容易になるという特徴がある。
【００２１】
また、図８は、第１平面鏡１１７の背面で、これを背面から支える保持板２０１上に第１平面鏡１１７との間に隙間を開けるために、たとえば、ポリミイド樹脂やテフロン（登録商標）樹脂等耐熱性と耐紫外線に優れた材料で、第１平面鏡１１７を４５度下向きに設置したとき第１平面鏡１１７の背面がこれを背面から支える保持板２０１と接しないようになる厚さ、たとえば、０.２mm以上の矩形状部材３０１を設け、第１平面鏡１１７が保持板２０１との干渉を防ぐ方法・構成を示したものである。矩形状の他，円形，楕円形，三角形等でも可能である。
【００２２】
本実施例によれば、保持板２０１と第１平面鏡２０１との間に、たとえばポリミイド樹脂で作られたテープ、たとえばカプトンテープを挿入して構成することで設置が容易になるという特徴がある。テフロン（登録商標）樹脂で構成しても同様の効果を得ることは明らかである。
または、図６は、図４で示した保持板２０１で第１平面鏡１１７サイズより小さい保持面（突起）３０９を設け、第１平面鏡１１７の周辺と保持板２０１の干渉を防ぐ方法・構成を示したものである。
【００２３】
または、図７は第１平面鏡１１７周辺をテーパー形状３０８にすることで第１平面鏡１１７の周辺と保持板２０１の干渉を防ぐ方法・構成を示したものである。本実施例によれば、第１平面鏡１１７周辺にテーパー形状を設けるだけなので加工が容易になるという特徴がある。
【００２４】
以上に説明した本発明による液晶露光装置によれば、第１平面鏡１１７全周辺にわたって保持板２０１との干渉を防ぐことが可能となり、第１平面鏡１１７が温度により変形しても、第１平面鏡１１７周辺に引張り応力が発生しないため、保持板２０１が第１平面鏡１１７を引っ張ることによる割れを防止することができる。
【符号の説明】
【００２５】
１０１テーブル
１０３，１０５ステージ
１０７基板ガラス
１０８ミラーハウス
１０９マスク
１１０ランプハウス
１１１第２平面鏡
１１３凹面鏡
１１５フライアレイレンズ
１１７第１平面鏡
１１９集光鏡
１２１ランプ
２０１保持板
２０２パイプ
２０３冷却水管
２０４フック
３０１矩形状部材
３０３溝
３０８テーパー形状
３０９保持面

【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光用ランプからの光を集光する集光鏡と、該集光鏡からの光の波長を選択して反射する平面鏡と、該平面鏡で反射した光の強度分布を一様化するフライアレイレンズとを備え、該フライアレイレンズからの光を用いて、マスクに描かれたパターンをレジストが塗布されたガラス基板に露光する液晶露光装置において、前記平面鏡の背面と面接触して当該平面鏡を保持する保持板を設け、前記平面鏡が高温になり変形する際、前記平面鏡周辺と前記保持板の干渉を防止する干渉防止部を形成したことを特徴とする液晶露光装置。
【請求項２】
請求項１において、前記干渉防止部は、前記保持板で前記平面鏡周辺と接する面に溝を設けて構成したことを特徴とする液晶露光装置。
【請求項３】
請求項１において、前記干渉防止部は、前記保持板と前記平面鏡との間に隙間を開けるための部材を設けて構成したことを特徴とする液晶露光装置。
【請求項４】
請求項１において、前記干渉防止部は、前記保持板において、前記平面鏡サイズより小さい保持面を設けて構成したことを特徴とする液晶露光装置。
【請求項５】
請求項１において、前記干渉防止部は、前記保持板において、前記平面鏡周辺にテーパー形状を設けて構成したことを特徴とする液晶露光装置。

【図１】