JP5083517B2 - 異種パターンの露光方法 - Google Patents

Description

本発明は、多面付けされたカラーフィルタ基板に面付けフィルタパターンを露光する露光装置を用いた異種パターンの露光方法に関し、特に、１台の露光ラインで効率よくフィルタパターンを露光できる露光装置を用いた異種パターンの露光方法に関する。

近年、大型カラーテレビ、ノートパソコン、携帯用電子機器の増加に伴い、液晶ディスプレイ、特に、カラー液晶ディスプレイパネルの需要の増加はめざましいものがある。
カラー液晶ディスプレイパネルに用いられるカラーフィルタ基板は、ガラス基板等からなる透明基板上に、ブラックマトリックス、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ等からなる着色フィルタ、スペーサー等がフォトマスクを用いたパターン露光、現像等のパターニング処理を行うフォトリソグラフィープロセスを経て形成される。

カラーフィルタ基板の製造方法について説明する。
まず、透明基板１１１上にアクリル系の感光性樹脂にカーボンブラックを分散した黒色レジストをスピンナー等にて塗布して黒色感光層を形成し、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、ブラックマトリクス１２１を形成する（図７（ａ）参照）。

次に、ブラックマトリクス１２１が形成された透明基板１１１上にアクリル系の感光性樹脂に赤色顔料を分散した赤色レジストをスピンナー等にて塗布して、赤色感光層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、赤色フィルタ１３１Ｒを形成する（図７（ｂ）参照）。

次に、ブラックマトリクス１２１及び赤色フィルタ１３１Ｒが形成された透明基板１１１上にアクリル系の感光性樹脂に緑色顔料を分散した緑色レジストをスピンナー等にて塗布して緑色感光層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、緑色フィルタ１３２Ｇを形成する（図７（ｃ）参照）。

次に、ブラックマトリクス１２１、赤色フィルタ１３１Ｒ及び緑色フィルタ１３２Ｇが形成された透明基板１１１上にアクリル系の感光性樹脂に青色顔料を分散した青色レジストをスピンナー等にて塗布して青色感光層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、青色フィルタ１３３Ｂを形成する（図７（ｄ）参照）。

次に、酸化インジウム錫系の合金ターゲットをスパッタリングして、透明基板１１１上のブラックマトリクス１２１、赤色フィルタ１３１Ｒ、緑色フィルタ１３２Ｇ及び青色フィルタ１３３Ｂ上に透明導電膜を成膜し、透明電極１４１を形成する（図８（ｅ）参照）。

次に、ブラックマトリクス１２１、赤色フィルタ１３１Ｒ、緑色フィルタ１３２Ｇ、青色フィルタ１３３Ｂ及び透明電極１４１が形成された透明基板１１１上に、スピンナー等を用いてアクリル系のクリアレジストを塗布して感光層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、配向制御突起１５１を形成する（図８（ｆ）参照）。

次に、ブラックマトリクス１２１、赤色フィルタ１３１Ｒ、緑色フィルタ１３２Ｇ、青
色フィルタ１３３Ｂ、透明電極１４１及び配向制御突起１５１が形成された透明基板１１１上に、スピンナー等を用いてアクリル系のクリアレジストを塗布して感光層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、スペーサー１６１を形成し、透明基板１１１上にブラックマトリクス１２１と、赤色フィルタ１３１Ｒと、緑色フィルタ１３２Ｇと、緑色フィルタ１３３Ｂと、透明電極１４１と、配向制御突起１５１と、スペーサー１６１と、が形成されたカラーフィルタ基板を得ることができる（図８（ｇ）参照）。

上記カラーフィルタ基板は、カラーフィルタ基板の面付け効率を上げるために、サイズの異なったカラーフィルタが透明基板１１１上に多面付けされている。多面付けされたカラーフィルタ基板の一例を図２に示す。
これは、Ａという基板サイズのカラーフィルタを４面付け、Ｂという基板サイズのカラーフィルタを８面付けして、処理基板サイズに対してカラーフィルタを効率よく配置した例である。
また、最近のカラーフィルタ基板が大型化（２４６０×２１６０ｍｍ等）しているため、１枚フォトマスクで一括露光するのは技術的にも難しく、設備も高価になるため、スキャン露光方式がもっぱら使用されている。

このような多面付け処理基板に対して、インラインでスキャン露光方式でパターン露光する場合、Ａパターンを有するカラーフィルタとＢパターンを有するカラーフィルタでは、別々の露光マスクを用いて別々にスキャン露光する必要がる。
したがって、１台の露光装置を使用した場合２パス（２回のスキャン露光）するか、２台の露光装置を使って別々にそれぞれのパターンを露光するという方法が行われてきた。

上記カラーフィルタ基板の製造方法で説明したように、カラーフィルタ基板を作製するには、少なくとも６回の露光工程があり、上記２パス（２回のスキャン露光）法では、２倍の露光時間がかかり、生産能力が半減し、単位時間あたりの生産効率も落ちて、生産コストの上昇という形ではね返り、問題である。
２台の露光装置を使った場合、投資費用が倍増し、露光装置の設置するためのスペースも倍増して、生産コストの上昇という形ではね返り、問題である。

上記問題に対処するひとつの方法として、複数の処理ユニットを多段に配置して、前記処理ユニットに対して、主搬送装置と副搬送装置を備えた塗布現像処理装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
処理ユニット間の処理基板の搬送という点では効果があるが、１台の処理ユニットで効率のよい処理を行う点では問題である。
特許第３３４０９４５号公報

本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、面付け用のカラーフィルタパターンを感光層が形成された処理基板にパターン露光するインラインの露光装置において、１台の露光ラインで効率良く異種のカラーフィルタパターンを露光できる露光装置を用いた異種パターンの露光方法を提供することを目的とする。

本発明に於いて上記課題を達成するために、請求項１においては、少なくとも以下の工程を具備することを特徴とする異種パターンの露光方法としたものである。
（ａ）上流装置より感光層が形成された１枚目の処理基板を基板受け取りステージ３０で受け取り、アライメント手段を用いて、１枚目の処理基板を基板受け取りステージ３０の所定位置に位置合わせした状態で、第１の基板搬送手段１０の基板固定具１１にて１枚目の処理基板を保持する工程。
（ｂ）第１の基板搬送手段１０にて１枚目の処理基板８１を搬送・移動しながら、露光部５０にてＡパターンを露光し、Ａパターンが露光された処理基板８１ａを作製するする工程。
（ｃ）Ａパターンが露光された１枚目の処理基板８１ａを第１の基板搬送手段１０にて、基板待機部４０に戻すと同時に、上流装置より２枚目の処理基板８２を基板受け取りステージ３０で受け取り、アライメント手段を用いて、２枚目の処理基板８２を基板受け取りステージ３０の所定位置に位置合わせした状態で、第２の基板搬送手段２０の基板固定具２１にて２枚目の処理基板８２を保持する工程。
（ｄ）Ａパターンが露光された１枚目の処理基板８１ａを第１の基板搬送手段１０にて、２枚目の処理基板８２を第２の基板搬送手段２０にて、それぞれ搬送・移動しながら、露光部５０にてＢパターンを露光し、Ａパターン及びＢパターンが露光された１枚目の処理基板８１ｂと、Ｂパターンが露光された２枚目の処理基板８２ａとを作製し、Ａパターン及びＢパターンが露光された１枚目の処理基板８１ｂを第１の基板搬送手段１０の基板固定具１１による保持を解除して基板排出部６０に排出する工程。
（ｅ）Ｂパターンが露光された２枚目の処理基板８２ａを第２の基板搬送手段２０にて基板待機部４０に戻すと同時に、上流装置より３枚目の処理基板８３を基板受け取りステージ３０で受け取り、アライメント手段を用いて３枚目の処理基板８３を基板受け取りステージ３０の所定位置に位置合わせした状態で、第１の基板搬送手段１０の基板固定具１１にて３枚目の処理基板８３を保持する工程。
（ｆ）Ｂパターンが露光された２枚目の処理基板８２ａを第２の基板搬送手段２０にて、３枚目の処理基板８３を第１の基板搬送手段１０にて、それぞれ搬送・移動しながら、露光部５０にてＡパターンを露光し、Ａパターン及びＢパターンが露光された２枚目の処理基板８２ｂと、Ａパターンが露光された３枚目の処理基板８３ａとを作製し、Ａパターン及びＢパターンが露光された２枚目の処理基板８２ｂを第２の基板搬送手段２０の基板固定具２１による保持を解除して基板排出部６０に排出する工程。
（ｇ）上記（ｃ）〜（ｆ）の工程を順次繰り返すことにより、感光層が形成された処理基板に異種のパターンを連続して露光する工程。

本発明の露光装置を用いた異種パターンの露光方法を用いることにより、１台の露光装置で異種のカラーフィルタパターンを効率良く露光できるので、生産効率を下げることなく多面付け基板に、異種のカラーフィルタパターンを露光することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態につき説明する。
図１は、本発明の露光装置の一実施例を示す模式構成図である。
本発明の露光装置１００は、少なくとも第1の基板搬送手段１０と、第２の基板搬送手段２０と、基板受け取りステージ３０と、アライメント手段と、基板待機部４０と、露光部５０と、基板搬出部６０と、制御手段７０とから構成されている。

第1の基板搬送手段１０及び第２の基板搬送手段２０は、少なくとも位置決めされた処理基板を保持する基板固定具１１、２１と、前記処理基板を搬送移動する移動機構（特に、図示せず）と、を備えている。
基板固定具１１、２１は、上流装置（例えば、レジスト塗布装置）より感光層が形成された処理基板が基板受け取りステージに供給され、アライメント手段（特に、図示せず）にて位置決めされた処理基板を保持するもので、一度保持された処理基板は保持された状態で移動しながら露光処理が行われ、基板排出部６０にて保持が解除されて、下流装置（例えば、現像装置）に供給される。
基板固定具１１、２１への処理基板の保持方法としては、各種の保持方法が使用可能であるが、真空吸着方式が好適である。

また、処理基板を搬送移動する移動機構は、ボールねじを利用してレール上を固定冶具が移動する方式が好適である。

基板受け取りステージ３０では、上流装置（例えば、レジスト塗布装置）より感光層が形成された処理基板が基板受け取りステージ３０に供給され、アライメント手段（特に、図示せず）にて、露光部５０にセットされた露光マスクのパターン位置が処理基板毎に必ず同位置になるように位置決めされる。
また、アライメント手段は、メカニカルアライメント機構と、カメラアライメント機構とを有し、メカニカルアライメント機構でラフに位置合わせし、カメラアライメント機構にて正確な位置合わせ精度を確保し、処理基板の基板受け取りステージ３０への位置決めを早く、正確に行うようにしている。

基板待機部４０は、露光部５０でパターン露光された処理基板を再度別パターンで露光するために、一時的にパターン露光された処理基板を待機させる場所である。

露光部５０は、光源（特に、図示せず）と、パターンが形成されたフォトマスクを２枚以上収納する収納スペース（特に、図示せず）と、前記フォトマスクを所定の位置に位置決めするアライメント機構（特に、図示せず）と、フォトマスクに形成された各種パターンから露光されるパターンを選択するシャッター機構（特に、図示せず）とを備えており、フォトマスクに形成されたカラーフィルタパターンをシャッター機構にて選択し、スキャン露光で感光層が形成された処理基板にパターン露光する。
フォトマスクには、異種のカラーフィルタパターンが形成されているので、シャッター機構のシャッター移動とシャッター開閉動作により、その都度パターン選択を行う。
または、シャッター機構固定で、フォトマスクの移動とその都度パターン選択を行うこと
もできる。

異種パターンのパターン露光が終了した処理基板は、基板排出部６０で固定具から解除されて、下流装置（例えば、現像装置）に供給される。

上記一連の動作は、制御手段７０にてプログラム制御されて、処理基板が、間違いなく、効率良く処理される。

以下、本発明の露光装置を用いて感光層が形成された処理基板に異種パターンを露光する露光方法について説明する。
まず、上流装置（例えば、レジストと不装置）より感光層が形成された１枚目の処理基板８１を基板受け取りステージ３０で受け取り、アライメント手段を用いて、１枚目の処理基板８１を基板受け取りステージ３０の所定位置に位置合わせした状態で、第1の基板搬送手段１０の基板固定具１１にて１枚目の処理基板８１を保持する（図５（ａ）参照）。

次に、露光部５０のシャッター機構によりフォトマスク９１のＡパターンを選択し、第1の基板搬送手段１０にて１枚目の処理基板８１を搬送・移動しながら、露光部５０にてＡパターンを１枚目の処理基板８１に露光し、Ａパターンが処理基板８１の所定位置に露光された処理基板８１ａを作製する（図５（ｂ）参照）。
ここで、異種サイズのカラーフィルタパターンであるＡパターンとＢパターンとが処理基板にそれぞれ４個と８個面付けされた面付け例を図２に示す。

露光部５０では、ＡパターンとＢパターンとが形成されたフォトマスク９１（図３参照）が１２個千鳥状に収納、配置された事例を示しており（図４参照）、シャッター機構によりＡパターン、もしくはＢパターンを選択し、感光層が形成された処理基板を移動しながら、感光層が形成された処理基板にスキャン露光する。

次に、Ａパターンが露光された１枚目の処理基板８１ａを第1の基板搬送手段１０にて、基板待機部４０に戻すと同時に、上流装置より２枚目の処理基板８２を基板受け取りステージ３０で受け取り、アライメント手段を用いて、２枚目の処理基板８２を基板受け取りステージ３０の所定位置に位置合わせした状態で、第２の基板搬送手段２０の基板固定具２１にて２枚目の処理基板８１を保持する（図５（ｃ）参照）。

次に、露光部５０のシャッター機構によりフォトマスク９１のＢパターンを選択し、Ａパターンが露光された１枚目の処理基板８１ａを第1の基板搬送手段１０にて、２枚目の処理基板８２を第２の基板搬送手段２０にて、それぞれ搬送・移動しながら、露光部５０にてＢパターンを露光し、Ａパターン及びＢパターンが露光された１枚目の処理基板８１ｂと、Ｂパターンが露光された２枚目の処理基板８２ａとを作製し、第１の基板搬送手段１０の基板固定具１１による保持を解除して、Ａパターン及びＢパターンが露光された１枚目の処理基板８１ｂを基板搬出部６０に排出する（図６（ｄ）参照）。

次に、Ｂパターンが露光された２枚目の処理基板８２ａを第２の基板搬送手段２０にて基板待機部４０に戻すと同時に、上流装置より３枚目の処理基板８３を基板受け取りステージ３０で受け取り、アライメント手段を用いて３枚目の処理基板８３を基板受け取りステージ３０の所定位置に位置合わせした状態で、第１の基板搬送手段１０の基板固定具１１にて３枚目の処理基板８３を保持する（図６（ｅ）参照）。

次に、露光部５０のシャッター機構によりフォトマスク９１のＡパターンを選択し、Ｂパターンが露光された２枚目の処理基板８２ａを第２の基板搬送手段２０にて、３枚目の処理基板８３を第１の基板搬送手段１０にて、それぞれ搬送・移動しながら、露光部５０
にてＡパターンを露光し、Ａパターン及びＢパターンが露光された２枚目の処理基板８２ｂと、Ａパターンが露光された３枚目の処理基板８３ａとを作製し、Ａパターン及びＢパターンが露光された２枚目の処理基板８２ｂを第２の基板搬送手段２０の基板固定具２１による保持を解除して基板搬出部６０に排出する（図６（ｆ）参照）。
ここで、上記一連の動作制御、条件設定等は制御手段７０にプログラム化されており、制御手段７０にて制御されている。

上記の図５（ｃ）〜図６（ｆ）の工程を順次繰り返すことにより、感光層が形成された処理基板に異種パターンをインラインで連続して露光することができる。

上記したように、本発明の露光装置を用いた異種パターンの露光方法を用いることによ
り、１台の露光装置で異種のカラーフィルタパターンを効率良く露光できるので、生産効率を下げることなく多面付け基板に、異種のカラーフィルタパターンを露光することが可能となる。

本発明の露光装置の一実施例を示す模式構成図である。 異種サイズのカラーフィルタパターンの配置例を示す模式平面図である。 Ａパターン及びＢパターンのフォトマスクへの配置例を示す模式平面図である。 露光部５０へのフォトマスク９１の配置例を示す模式平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の本発明の露光装置を用いて感光層が形成された処理基板に異種パターンを露光する露光方法を工程順に示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の本発明の露光装置を用いて感光層が形成された処理基板に異種パターンを露光する露光方法を工程順に示す説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は、カラーフィルタ基板の製造方法の一例を工程順に示す説明図である。 （ｅ）〜（ｇ）は、カラーフィルタ基板の製造方法の一例を工程順に示す説明図である。

符号の説明

１０……第１の基板搬送手段
１１、２１……基板固定具
２０……第２の基板搬送手段
３０……基板受け取りステージ
４０……基板待機部
５０……露光部
６０……基板排出部
７０……制御手段
８１……感光層が形成された１枚目の処理基板
８１ａ、８１ｂ……パターン露光された１枚目の処理基板
８２……感光層が形成された２枚目の処理基板
８２ａ、８２ｂ……パターン露光された２枚目の処理基板
８３……感光層が形成された３枚目の処理基板
８３ａ……パターン露光された３枚目の処理基板
１１１……透明基板
１２１……ブラックマトリクス
１３１Ｒ……赤色フィルタ
１３２Ｇ……緑色フィルタ
１３３Ｂ……青色フィルタ
１４１……透明電極
１５１……配向制御突起
１６１……スペーサー

Claims (1)

1. 少なくとも以下の工程を具備することを特徴とする異種パターンの露光方法。
   （ａ）上流装置より感光層が形成された１枚目の処理基板（８１）を基板受け取りステージ（３０）で受け取り、アライメント手段を用いて、１枚目の処理基板（８１）を基板受け取りステージ（３０）の所定位置に位置合わせした状態で、第１の基板搬送手段（１０）の基板固定具（１１）にて１枚目の処理基板（８１）を保持する工程。
   （ｂ）第１の基板搬送手段（１０）にて１枚目の処理基板（８１）を搬送・移動しながら、露光部（５０）にてＡパターンを露光し、Ａパターンが露光された処理基板（８１ａ）を作製する工程。
   （ｃ）Ａパターンが露光された１枚目の処理基板（８１ａ）を第１の基板搬送手段（１０）にて、基板待機部（４０）に戻すと同時に、上流装置より２枚目の処理基板（８２）を基板受け取りステージ（３０）で受け取り、アライメント手段を用いて、２枚目の処理基板（８２）を基板受け取りステージ（３０）の所定位置に位置合わせした状態で、第２の基板搬送手段（２０）の基板固定具（２１）にて２枚目の処理基板（８２）を保持する工程。
   （ｄ）Ａパターンが露光された１枚目の処理基板（８１ａ）を第１の基板搬送手段（１０）にて、２枚目の処理基板（８２）を第２の基板搬送手段（２０）にて、それぞれ搬送・移動しながら、露光部（５０）にてＢパターンを露光し、Ａパターン及びＢパターンが露光された１枚目の処理基板（８１ｂ）と、Ｂパターンが露光された２枚目の処理基板（８２ａ）とを作製し、Ａパターン及びＢパターンが露光された１枚目の処理基板（８１ｂ）を第１の基板搬送手段（１０）の基板固定具（１１）による保持を解除して基板排出部（６０）に排出する工程。
   （ｅ）Ｂパターンが露光された２枚目の処理基板（８２ａ）を第２の基板搬送手段（２０）にて基板待機部（４０）に戻すと同時に、上流装置より３枚目の処理基板（８３）を基板受け取りステージ（３０）で受け取り、アライメント手段を用いて３枚目の処理基板（８３）を基板受け取りステージ（３０）の所定位置に位置合わせした状態で、第１の基板搬送手段（１０）の基板固定具（１１）にて３枚目の処理基板（８３）を保持する工程。（ｆ）Ｂパターンが露光された２枚目の処理基板（８２ａ）を第２の基板搬送手段（２０）にて、３枚目の処理基板（８３）を第１の基板搬送手段（１０）にて、それぞれ搬送・移動しながら、露光部（５０）にてＡパターンを露光し、Ａパターン及びＢパターンが露光された２枚目の処理基板（８２ｂ）と、Ａパターンが露光された３枚目の処理基板（８３ａ）とを作製し、Ａパターン及びＢパターンが露光された２枚目の処理基板（８２ｂ）を第２の基板搬送手段（２０）の基板固定具（２１）による保持を解除して基板排出部（６０）に排出する工程。
   （ｇ）上記（ｃ）〜（ｆ）の工程を順次繰り返すことにより、感光層が形成された処理基板に異種のパターンを連続して露光する工程。