JP2002365811A - フォトレジスト塗布基板の露光方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一度にレーザビームを走査できる範囲を広
げ、基板１枚当りの処理時間を短縮しながら、基板全面
に同じ品質の識別コードを露光可能にするフォトレジス
ト塗布基板の露光方法及び装置を提供する。 【解決手段】 フォトレジストが塗布された基板５０を
移動させながら該基板上のフォトレジストにレーザビー
ムを当てて識別コードを感光させる露光方法において、
パルス出力した１本のレーザビーム１０を列状に並ぶ複
数本のレーザビーム１６，・・・，１６に分離し、これ
ら複数本のレーザビーム１６，・・・，１６をそれぞれ
個別に投光又は遮光に選択的に切り換えて基板５０上の
フォトレジストに識別コードを感光させる

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はフォトレジスト塗布
基板の露光方法及び装置に関し、さらに詳しくは、液晶
製造工程などでプロセス毎の履歴管理や品質管理などに
使用する複数の識別コードをフォトレジスト塗布基板に
感光させる作業を効率よく行う露光方法及び装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に液晶パネルの製造工程では、ガラ
ス基板に所定のフォトレジストを塗布すると、そのフォ
トレジスト塗布基板に対してパターン露光装置により回
路パターンを露光し、識別露光装置により基板識別コー
ドやパネル識別コード等を露光し、周辺露光装置により
基板周辺部分の不要レジスト部分を露光する各処理を行
ったのち、最後に現像装置により現像を行う。このよう
に各露光処理と現像処理が済んだガラス基板は、その１
枚から複数枚に分割されることにより液晶パネルが製作
される。

【０００３】図６は、上記のように露光と現像との所定
の処理が済んだガラス基板５０を例示したものである。

【０００４】ガラス基板５０には、基板を識別するため
の基板識別コード５０ａがマーキングされていて、この
基板識別コード５０ａにより、プロセス毎および製造ラ
イン全体の歩留まりを向上させる履歴管理や品質管理等
がなされている。また、１枚のガラス基板５０を複数枚
の液晶パネル５１に分割する場合には、分割後も個々の
液晶パネル５１が識別できるように、各液晶パネル５１
に配列番号等を付したパネル識別コード５１ａがマーキ
ングされている。また、ガラス基板５０を複数のパネル
５１に分割処理する前に、分割後でも管理可能にするた
め分断位置情報等を付した分断基板識別コード５０ｂが
マーキングされている。

【０００５】なお、ここに例示した基板識別コード５０
ａ、分断基板識別コード５０ｂ、パネル識別コード５１
ａなどのマーキングは、あくまでも一例であり、これら
のマーキングは液晶パネル製造メーカ毎に呼び名や数量
等が異なることはいうまでもない。

【０００６】従来、このような基板識別コード５０ａ、
分断基板識別コード５０ｂ、パネル識別コード５１ａ等
の識別コードを露光するときは、露光ユニットは固定状
態にし、ガラス基板を保持する基板保持ステージ側をＮ
Ｃ制御によって移動させ、ガラス基板上の所定位置に識
別コードを露光するようにしていた。そのため、複数の
識別コードを露光する場合には、基板保持ステージの移
動と露光ユニットの露光動作とを複数回繰り返す必要が
あった。或いは、所定の位置に基板保持ステージを移動
させた後、その基板保持ステージを静止状態にし、露光
ユニットのレーザビームを走査させながら照射すること
により、複数の識別コードを露光させる場合もあった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、大型のガラス
基板を分割して多数の小型液晶パネルを製造する場合に
は、分断基板識別コード５０ｂやパネル識別コード５１
ａの数が非常に多くなるため、上記従来のマーキング方
法ではガラス基板１枚当りの処理時間が長くなるという
問題があった。その理由は、識別コードを１つずつ露光
するステップ露光方式や、ガルバノスキャナーを使用す
るマーキング方式では、識別コードの数が増えれば露光
動作回数も増えるためである。

【０００８】また、レーザビームを走査させる方式で
は、一度に走査できる範囲を広くするほど、中心部と周
辺部とのビーム形状が変化しやすくなるため、走査範囲
すべてのビーム形状を同じ形状に調整することが困難に
なるという問題があった。

【０００９】本発明の目的は、一度にレーザビームを走
査できる範囲を拡大し、基板１枚当りの処理時間を短縮
しながら、基板全面に同じ品質の識別コードを露光可能
にするフォトレジスト塗布基板の露光方法及び装置を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のフォトレジスト塗布基板の露光方法は、フォトレジ
ストが塗布された基板を移動させながら該基板上のフォ
トレジストにレーザビームを当てて識別コードを感光さ
せる露光方法において、パルス出力した１本のレーザビ
ームを列状に並ぶ複数本のレーザビームに分離し、これ
ら複数本のレーザビームをそれぞれ個別に投光又は遮光
に選択的に切り換えて前記基板上のフォトレジストに識
別コードを感光させることを特徴とするものである。

【００１１】また、本発明のフォトレジスト塗布基板の
露光装置は、１本のレーザビームをパルス出力するビー
ム発光手段と、該１本のレーザビームを列状に並ぶ複数
本のレーザビームに分離するビーム分離手段と、該複数
本のレーザビームをそれぞれ個別に投光又は遮光に選択
的に切り換えるビーム切換手段とを少なくとも備える露
光ユニットと、該露光ユニットから投光するレーザビー
ムにより感光させるフォトレジスト塗布基板を保持する
と共に、該フォトレジスト塗布基板を少なくとも直交座
標のＸ軸方向とＹ軸方向とに独立に移動させる機構を備
えた基板保持ステージとからなることを特徴とするもの
である。

【００１２】上記のようにパルス出力させた１本のレー
ザビームを列状に並ぶ複数本のレーザビームに分離し、
これら複数本のレーザビームをそれぞれ個別に投光又は
遮光に選択的に切り換えて基板上のフォトレジストを感
光させるようにしたので、基板に多数の識別コードを露
光する場合であっても、同じ品質の識別コードを高速に
効率よく処理することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図に示す本発明の実施形態
を参照して、具体的に説明する。

【００１４】図１は、本発明の実施形態からなるフォト
レジスト塗布基板の露光装置を例示したものである。

【００１５】図１において、１は露光ユニット、２は基
板保持ステージである。基板保持ステージ２の上にはフ
ォトレジスト塗布基板５０が載置されている。フォトレ
ジスト塗布基板５０は、基板のワーク表面にフォトレジ
スト、つまり感光樹脂が塗布された構成からなる。

【００１６】上記フォトレジスト塗布基板５０は、不図
示の移載ロボットやコンベアなどの搬送出機構に搬送さ
れて基板保持ステージ２の上に載置される。基板保持ス
テージ２には、直交座標のＸ軸方向とＹ軸方向とに独立
に移動できる機構と回転機構（いずも図示せず）とが備
えられ、さらにフォトレジスト塗布基板５０を上下動さ
せる基板支持ピン（図示せず）が取り付けられている。

【００１７】フォトレジスト塗布基板５０が基板保持ス
テージ２の上に移送されると、まず基板支持ピンが下げ
られてフォトレジスト塗布基板５０を基板保持ステージ
２上に降ろし、その基板保持ステージ２上に設けられた
孔や溝に負圧を作用させて、フォトレジスト塗布基板５
０を吸着保持するようにする。フォトレジスト塗布基板
５０が基板保持ステージ２上に最初に置かれる位置は常
に一定ではないため、予め登録された基準位置からどれ
くらいずれているかが測定される。位置の測定は変位セ
ンサやＣＣＤカメラと画像処理による変位測定方法が一
般的であるが、フォトレジスト塗布基板５０を基板保持
ステージ２に保持させる前に基準となる場所に横から押
さえ込んで、位置合わせする方法をとるようにしてもよ
い。

【００１８】上記のようにフォトレジスト塗布基板５０
を吸着保持した基板保持ステージ２は、ＮＣ制御によ
り、上記位置測定で求めたデータをもとに識別コードの
露光開始位置へ移動させられる。

【００１９】他方、露光ユニット１では、レーザ光源
（図示せず）からパルス出力した１本のレーザビーム１
０を、ビームスプリッター２１でレーザビーム１１と１
２とに分岐させ、さらにレーザビーム１１をプリズム２
２により偏向させて、レーザビーム１２と平行なレーザ
ビーム１３にする。ビームスプリッター２１は、必要に
より、レーザビーム１０の発射側に順に一定間隔で複数
個を配置するようにしてもよい。ここでビームスプリッ
タ２１は、光線を分岐するための手段であればよいの
で、ハーフミラーなどの他の部材を使用するようにして
もよい。

【００２０】互いに平行なレーザビーム１２と１３と
は、それぞれ拡散レンズ２３，２３を通過し、集光レン
ズ２４，２４でほぼ平行なレーザビーム１５，１５にな
る。平行光にされたレーザビーム１５，１５は、それぞ
れ多数の矩形透孔２５ａ，・・・，２５ａを列状に並べ
た分岐フィルター２５，２５に照射される。

【００２１】上記分岐フィルター２５は、レーザビーム
１５を複数個の列状に並んだ透孔２５ａ，・・・，２５
ａに透過させて、それぞれ矩形断面に成形された複数本
のレーザビーム１６，・・・，１６に分岐した状態にす
る。このように列状に平行に並んだ複数本のレーザビー
ム１６，・・・，１６は、それぞれのビーム毎に設けら
た反射ミラー３１，・・・，３１により個別に反射さ
せ、その反射したレーザビームを透過フィルター２６に
指向させる。

【００２２】上記反射ミラー３１と透過フィルター２６
とは、複数本のレーザビーム１６，・・・，１６をそれ
ぞれ個別に投光又は遮光に選択的に切り換えるビーム切
換手段を構成している。

【００２３】すなわち、複数の反射ミラー３１，・・
・，３１は、それぞれ個別に、不図示の制御部からの指
令により二つの傾斜角度に位置に交互に変化し、レーザ
ビーム１６をレーザービーム１７の反射光にするか又は
レーザービーム１７ａの反射光にする。他方、透過フィ
ルター２６は、複数の透孔２６ａ，・・・，２６ａを列
状に並べるように構成されている。レーザビーム１６が
反射ミラー３１によりレーザービーム１７ａの反射光に
なると、そのレーザービーム１７ａは透過フィルター２
６の透孔２６ａを通過して投光する。しかし、レーザー
ビーム１７の反射光になった場合には、透過フィルター
２６の非孔部分に投射して遮光される。

【００２４】図２(a) 〜(e) は、それぞれレーザビーム
を個別に投光又は遮光に選択的に切り換える複数のビー
ム切換手段を例示したものである。

【００２５】図２(a) に示すビーム切換手段では、反射
ミラー３１の一端が固定位置の枢支軸３２に揺動可能に
枢支され、揺動他端側が枢支軸３３によりシリンダー４
１の一端に連結されている。そのシリンダー４１の他端
は、固定位置の枢支軸４２に回動可能に枢支されてい
る。したがって、シリンダー４１が伸縮作動すると、反
射ミラー３１が枢支軸３２を中心に揺動して、傾斜角度
を変化させる。

【００２６】したがって、シリンダー４１が収縮し、反
射ミラー３１が、図２(a) の左図のように傾斜すると、
レーザビーム１６が反射ミラー３１で反射したレーザビ
ーム１７は、透過フィルター２６の非透孔部に当たって
遮光される。反対に、シリンダー４１が伸長し、反射ミ
ラー３１が、図２(a) の右図のように傾斜すると、レー
ザビーム１６が反射ミラー３１で反射したレーザビーム
１７ａは透過フィルター２６の透孔２６ａを通り抜け
て、投光する。

【００２７】上記のように分岐フィルター２５により列
状に並ぶ複数本に分岐されたレーザビーム１６，・・
・，１６のうち、一部のレーザビームは、透過フィルタ
ー２６の透孔２６ａを透過してレーザビーム１８にな
り、さらに集光レンズ２７によりレーザビーム１９とし
て集光されてフォトレジスト塗布基板５０を照射し、ま
た残りのレーザビームは、透過フィルター２６で遮光さ
れてフォトレジスト塗布基板５０に達しない。このよう
に複数本のレーザビーム１６，・・・，１６が、それぞ
れ投光と遮光との組合せになってフォトレジスト塗布基
板５０を露光することにより、所定の識別コード５１ａ
をマーキングする。

【００２８】上記識別コードのマーキングは、予め識別
コード毎に設定された信号を入力する制御部から、反射
ミラー３１のシリンダー４１に駆動信号を指令し、かつ
基板保持ステージ２に対して、直交座標のＸ軸方向およ
び／またはＹ軸方向に一定の速度で移動指令することに
より、フォトレジスト塗布基板５０上の所定の場所に一
組のレーザビーム１９を連続的に照射することでマーキ
ングされる。

【００２９】図２(a) の実施形態では、レーザビームの
投光と遮光を選択的に切り換えるビーム切換手段を、反
射ミラーと透過フィルターとから構成したが、これに限
定されるものではなく、例えば、図２(b) 〜(e) に示す
ような別の態様にすることも出来る。

【００３０】図２(b) の実施形態は、反射ミラー４３を
ピエゾ素子を用いた部材４４によって角度変化させるよ
うにしたものである。図２(b) の左図では、ピエゾ素子
を用いた部材４４が反射ミラー４３を上方へ角度変化さ
せ、レーザビーム１６が反射したレーザビーム１７を透
過フィルター２６の非透孔部で遮光し、また図２(b)の
右図のように反射ミラー４３を角度変化させたときは、
反射したレーザビーム１７ａを透過フィルター２６の透
孔２６ａを通過させ、投光させるようにしている。

【００３１】図２(c) の実施形態では、レーザ光源を基
板保持ステージ２の上方部に配置し、いったん反射ミラ
ー４５でレーザビーム１６を反射させて方向転換したの
ち、図２(a) の場合と同様の手段で投光と遮光に任意に
切り換えるようにしたものである。

【００３２】図２(d) の実施形態は、反射ミラー４７の
角度を固定にし、その反射ミラー４７の前方に音響光学
素子４６を設け、この音響光学素子４６によりレーザー
ビーム１６の反射ミラー４７に対する入射角を変化させ
て、透過フィルター２６に対する投光と遮光の切り換え
を調節するようにしたものである。

【００３３】また、図２(e) の実施形態は、反射ミラー
を用いずに音響光学素子４６だけでレーザービームの投
光と遮光の切り換えを行うようにしたものである。

【００３４】以下、本発明を更に具体的にした実施例と
して、レーザ光源としてＹＡＧレーザの第３高調波を使
用する例を説明する。

【００３５】このレーザ光源からは、波長λ＝３５５ｎ
ｍ付近のレーザビームが照射可能である。フォトレジス
トには、この波長で感光するものを選択し、そのフォト
レジストの感光エネルギー以上のエネルギーを与えるこ
とにより、フォトレジスト塗布基板５０に塗布したフォ
トレジストを感光する。

【００３６】レーザ光源から発光したレーザビーム１０
は高速であり、図３に示すように発光Ａと消光Ｂがパル
ス的に繰り返すようになっている。また、常時発光や常
時消光にすることも容易に行うことができる。

【００３７】このレーザビームのパルス周波数ｆを ｆ
＝１０ｋＨｚに設定し、図４に示すように、集光レンズ
で集光されたレーザビーム１９のワーク面（フォトレジ
スト）での幅Ｗを Ｗ＝０. ０５０ｍｍ、隣り合ったビ
ーム同士の間隔ｐを ｐ＝０. ０５０ｍｍとし、ビーム
の厚さ方向に基板保持ステージ２を 速度ｖ＝５００ｍ
ｍ／秒で移動させるようにする。

【００３８】この場合、レーザが１パルスする間にステ
ージ２を移動する距離Ｄは、 Ｄ＝ｖ／ｆ で表され、Ｄ＝５００／１００００＝０．０５（ｍｍ）
となる。

【００３９】また、１パルス内のＯＮ時間であるデュー
ティ比ｒを ｒ＝Ａ／（Ａ＋Ｂ） と定義し、ｒ＝１０％に設定とすると、１パルス当たり
のレーザ照射時間ｔａは ｔａ＝ｒ／ｆ となり、ｔａ＝５ｎｓになる。

【００４０】レーザビーム１９のワーク面での長さｄ＝
０．０４５ｍｍとすると、実際の照射長さＬは Ｌ＝ｄ＋ｖ・ｔａ Ｌ＝ｄ＋ｖ・ｒ／ｆ となり、Ｌ＝０．０５０ｍｍとなり、□５０μｍのドッ
ト状に露光できることになる。

【００４１】これを繰り返し行うことにより、図５(a)
のような、露光部分６１と未露光部分６２からなるドッ
ト状の描画パターンが形成される。６３は露光可能な最
小エリアイメージである。

【００４２】また、ビーム厚ｄは、ｄ＝０．００５ｍｍ
程度に小さくとり、デューティ比ｒをｒ＝９０％に設定
すると、実際の照射長さＬは、Ｌ＝０．０５０ｍｍとな
り、この場合も、□５０μｍのドット状に露光できるこ
とになる。なお、ここで示したビーム厚ｄとデューティ
比ｒとは、あくまでも一例であり、基板５０の移動速度
ｖやコードの大きさによって変わる。

【００４３】しかも、ドット状のパターンは正確な四角
である必要はなく、図５(b) のように、角が丸くなった
ドット状の露光部分６１ａからなるものや、図５(c) の
ように、円形のドット状の露光部分６１ｂからなるも
の、或いは、その他の幾何学図形のドットでも、識別コ
ードとしての認識は可能である。

【００４４】実際にはビーム内のエネルギー分布は均等
でない場合も多いが、その場合でもフォトレジストに与
えるエネルギーが十分あれば感光される。また、実際の
露光エネルギーとフォトレジストの感度、光学系の組み
付け精度や表面反射などにより、厳密に完全な正方形と
ならないことがあるが、識別コードの視認性に問題の無
い場合がほとんどである。

【００４５】上記実施例で述べた諸データはあくまでも
一例であり、フィルターやレンズの形状、間隔、組み合
わせを変えることにより、ビーム形状を円形や多角形な
ど自在に変えることができる。識別コードの向きが変わ
るときは、基板保持ステージの方向を変えて移動させる
ことによりマーキングが可能である。

【００４６】識別コードを露光し終わった後は、基板搬
送出位置に基板保持ステージを移動する。基板の吸着を
解除したあと、基板支持ピンを上げ、基板搬送出機構に
より基板を搬出する。その後は、再び未露光基板を搬送
して露光動作を行い、露光が終われば排出するといった
一連の動作を繰り返す。

【００４７】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、パルス
出力させた１本のレーザビームを列状に並ぶ複数本のレ
ーザビームに分離し、これら複数本のレーザビームをそ
れぞれ個別に投光又は遮光に選択的に切り換えて基板上
のフォトレジストを感光させるようにしたので、基板に
多数の識別コードを露光する場合であっても、同じ品質
の識別コードを高速に効率よく処理することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のフォトレジスト塗布基板の露光装置に
ついて、一例を示す斜視図である。

【図２】(a) 〜(e) は、それぞれ本発明に適用されるビ
ーム切換手段を例示する説明図である。

【図３】本発明に使用されるレーザビームのパルスイメ
ージ図である。

【図４】本発明による認識コードの露光操作を示すイメ
ージ図である。

【図５】(a) 〜(c) は、それぞれ認識コードの各種イメ
ージを示す説明図である。

【図６】基板上の識別コードの配置を例示する平面図で
ある。

【符号の説明】

１ 露光ユニット ２ 基板保持ステージ １０〜１９ レーザビーム ２１ ビームスプリッタ ２２ プリズム ２５ 分岐フィルター ２５ａ 透孔 ２６ 透過フィルター ２６ａ 透孔 ２７ 集光レンズ ３１，４３，４５，４７ 反射ミラー ４４ ピエゾ素子を用いた部材 ４６ 音響光学素子 ５０ フォトレジスト塗布基板 ５０a 基板識別コード ５０b 分断基板識別コード ５１ 液晶パネル ５１a パネル識別コード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 501230199 アプライド フォトニクス インコーポレ イテッド Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ，Ｉ ｎｃ アメリカ合衆国、フロリダ 32826、スー ト 300 オーランド、リサーチ パーク ウエイ、12565 12565 Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐａｒｋｗａ ｙ，Ｓｕｉｔｅ 300 Ｏｒｌａｎｄｏ, ＦＬ 32826， ＵＳＡ (72)発明者 植原 幸大 滋賀県大津市大江一丁目１番45号 東レエ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 森 誠樹 滋賀県大津市大江一丁目１番45号 東レエ ンジニアリング株式会社内 (72)発明者 田原 隆則 滋賀県大津市大江一丁目１番45号 東レエ ンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 2H097 AB05 BB01 CA03 CA17 LA12 5F046 AA16 BA07 CA03 CB01 CB02 CB08 CC01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォトレジストが塗布された基板を移動
   させながら該基板上のフォトレジストにレーザビームを
   当てて識別コードを感光させる露光方法において、パル
   ス出力した１本のレーザビームを列状に並ぶ複数本のレ
   ーザビームに分離し、これら複数本のレーザビームをそ
   れぞれ個別に投光又は遮光に選択的に切り換えて前記基
   板上のフォトレジストに識別コードを感光させるフォト
   レジスト塗布基板の露光方法。
2. 【請求項２】 前記識別コードが文字及び／又は２次元
   コードからなる請求項１に記載のフォトレジスト塗布基
   板の露光方法。
3. 【請求項３】 １本のレーザビームをパルス出力するビ
   ーム発光手段と、該１本のレーザビームを列状に並ぶ複
   数本のレーザビームに分離するビーム分離手段と、該複
   数本のレーザビームをそれぞれ個別に投光又は遮光に選
   択的に切り換えるビーム切換手段とを少なくとも備える
   露光ユニットと、 該露光ユニットから投光するレーザビームにより感光さ
   せるフォトレジスト塗布基板を保持すると共に、該フォ
   トレジスト塗布基板を少なくとも直交座標のＸ軸方向と
   Ｙ軸方向とに独立に移動させる機構を備えた基板保持ス
   テージとからなるフォトレジスト塗布基板の露光装置。
4. 【請求項４】 前記複数本のレーザビームをそれぞれ個
   別に投光又は遮光に選択的に切り換えるビーム切換手段
   の後に集光手段を配置した請求項３に記載のフォトレジ
   スト塗布基板の露光装置。
5. 【請求項５】 前記複数本のレーザビームをそれぞれ個
   別に投光又は遮光に選択的に切り換えるビーム切換手段
   を反射ミラーと透過フィルターから構成した請求項３に
   記載のフォトレジスト塗布基板の露光装置。
6. 【請求項６】 前記複数本のレーザビームをそれぞれ個
   別に投光又は遮光に選択的に切り換えるビーム切換手段
   を音響光学素子により構成した請求項３に記載のフォト
   レジスト塗布基板の露光装置。