JP4229834B2 - 液晶表示装置製造用露光マスクとこれを用いた液晶表示装置製造での基板露光方法 - Google Patents

液晶表示装置製造用露光マスクとこれを用いた液晶表示装置製造での基板露光方法 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置製造用露光マスクとこれを用いて液晶表示装置用基板を露光する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、液晶表示装置は電極を備えた二枚の基板を有し、液晶層が二つの基板の間に挟まれている。電圧群が電極群に印加されて液晶層の液晶分子が光の透過を制御するように再配向される。電極群は二枚の基板のうちの一つに全て形成してもよい。
【０００３】
基板に各種パターンを形成するため、写真エッチングが基板に対して行われ、露光過程を含んでいる。
【０００４】
従来、ステッパーまたはアライナーが露光のために使用されている。
【０００５】
ステッパーを使用する場合には、小形化されたマスクが取り入れられる。基板は幾つかのショット領域に区分され、基板上のステッパー用マスクを希望する方向に移動する間に露光される。ステッパー用マスクと基板はステッパーに取付けられて適当な方法で互いに位置合せされる。
【０００６】
アライナーを使用する場合には、形の大きいマスクが取り入れられて基板の全領域を１度のショットで露光する。アライナー用マスクを先ずアライナーに取付け、基板をアライナー用マスクと位置合せする。アライナーは液晶表示装置の製造に好ましく用いられている。
【０００７】
しかし、アライナーの使用は以下のような問題がある。基板のサイズが大きくなって既存のアライナーより大きくなると、１枚のマスクにより１ショットで露光することができない。このため、作られた装置に継ぎ合わせ不良が生じる可能性がある。したがって、いま望まれていることは新しい形式の露光装置または設計技術が開発されるべきだということである。例えば、大寸法の基板を露光する過程でショット間の位置合せのための技術などである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は液晶表示装置製造用マスクを提供することであって、このマスクにより大寸法の基板でもショット間の正確な位置合せをし、継ぎ合せ不良を防止する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
これらの目的は分離されたショットをするために異なるマスクパターンを有する マスクによって達成される。大寸法の基板はこのようなマスクを用いて露光される。
【００１０】
特に、基板を備えた液晶表示装置を製造するための本願第１発明のマスクは、前記基板の中央を露光するために、中心線を有し、前記液晶表示装置製造用マスクの中央に配置されている第１マスクパターンと、前記中心線に対して左右いずれかの側の１つである第１側の基板を露光するために、前記第１マスクパターンの前記中心線に対して前記第１側に配置され、前記第１マスクパターンから第１距離だけ間隔をおいて離された第２マスクパターンと、前記中心線に対して前記第1側とは反対の第２側の基板を露光するために、前記第１マスクパターンの前記中心線に対して前記第２側に配置され、前記第１マスクパターンから第２距離だけ間隔をおいて離された第３マスクパターンと、を含む。
前記第１マスクパターンには、前記中心線に対して対称に、前記第1側及び前記第２側に配置された一対の第１位置合せパターンと、前記第１位置合せパターンの前記第２側に配置され、前記第１位置合せパターンから第１距離だけ間隔をおいて離されている一対の第２位置合せパターンと、前記第１位置合せパターンの前記第１側に配置され、前記第１位置合せパターンから第２距離だけ間隔をおいて離されている一対の第３位置合せパターンと、を有する位置合せキーが形成されている。
ここで、前記中心線は前記第１マスクパターンの中心を通る線である。
【００１１】
本願第２発明は、基板を露光するための液晶表示装置製造用マスクを用いた液晶表示装置用基板の露光方法であって、以下の段階を含む。
・前記基板の中央部を露光するために、中心線を有し、前記液晶表示装置製造用マスクの中央に配置されている第１マスクパターンと、前記中心線に対して左右いずれかの側の１つである第１側の基板を露光するために、前記第１マスクパターンの前記中心線に対して前記第１側に配置され、前記第１マスクパターンから第１距離だけ間隔をおいて離されている第２マスクパターンと、前記中心線に対して前記第1側とは反対の第２側の基板を露光するために、前記第１マスクパターンの前記中心線に対して前記第２側に配置され、前記第１マスクパターンからから第２距離だけ間隔をおいて離されている第３マスクパターンと、を備え、前記中心線は前記第１マスクパターンの中心を通る線であるマスクを用意する段階。
・前記中央の第1マスクパターン、前記第1側の第２マスクパターン及び前記第２側の第３マスクパターン対応して、それぞれ中央部、第1側部、第２側部に区画された基板を用意する段階。
・前記マスクと前記基板を互いに位置合せする段階。
・前記マスクを用いて前記基板の前記中央部、前記第1側部及び前記第２側部を別々に露光する段階。
前記第１マスクパターンには、前記中心線に対して対称に、前記第1側及び前記第２側に配置された一対の第１位置合せパターンと、前記第１位置合せパターンの前記第２側に配置され、前記第１位置合せパターンから第１距離だけ間隔をおいて離されている一対の第２位置合せパターンと、前記第１位置合せパターンの前記第１側に配置され、前記第１位置合せパターンから第２距離だけ間隔をおいて離されている一対の第３位置合せパターンと、を有する位置合せキーが形成されている。
【００１２】
本願第３発明は、第２発明において、前記液晶表示装置製造用マスクと前記基板を位置合せが、前記第１マスクパターンの前記第１位置合せキーと前記基板の第２位置合せキーとを組合わせて行われ、また前記基板の中央部の露光が、前記第１マスクパターンを用いて行われる。
【００１３】
本願第４発明は、第３発明において、前記液晶表示装置製造用マスクを用いて前記基板が露光され、この間、前記液晶表示装置製造用マスク及び前記基板が、前記第１マスクパターンを除いて、露光装置の遮光部材で覆われている。
【００１４】
本願第５発明は、第２発明において、前記液晶表示装置製造用マスクと前記基板の位置合せが、前記第１マスクパターンの前記第１位置合せパターンと前記基板の前記第２位置合せパターンを組み合わせて行われ、また前記基板の第１側部の露光が前記第２マスクパターンを用いて行われる。
【００１５】
本願第６発明は、第５発明において、前記液晶表示装置製造用マスクを用いて前記基板が露光され、この間、前記液晶表示装置製造用マスク及び前記基板が、前記第２マスクパターンを除いて、露光装置の遮光手段で覆われている。
本願第７発明は、第２発明において、前記液晶表示装置製造用マスクと前記基板の位置合せが、前記第１マスクパターンの前記第１位置合せパターンと前記基板の前記第３位置合せパターンを組み合わせて行われ、前記基板の第２側部の露光が前記第３マスクパターンを用いて行われる。
【００１６】
本願第８発明は、第７発明において、 前記液晶表示装置製造用マスクを用いて前記基板が露光され、この間、前記マスク及び前記基板が、前記第３マスクパターンを除いて、露光装置の遮光手段で覆われている。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の更に完璧な評価と、多くの付随的便益については間も無く明らかになり、一層の理解のための参考事項が以下に詳述されると同時に、添付図面と関連付けて考察されて、図中の引用記号は同一物または同様の部品を指し示す。
本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。
【００１８】
前述のように、大寸法基板にパターンを形成するため、分割露光技術が好ましく利用される理由はアライナー用マスクのサイズに制限があるためである。
【００１９】
図１は液晶表示装置用基板の概略的な構成図である。
【００２０】
図１に示すように、液晶表示装置は表示領域２００を備え、これは基板１００の大部分であって、ゲート駆動回路領域３００が表示領域２００の左側に配置され、 データ駆動回路領域４００が表示領域２００の右側に配置されている。
【００２１】
複数個の画素が同じパターンを有して表示領域２００にマトリックス形状に配列され、複数個の回路が同じパターンを有してゲート駆動回路領域３００及びデータ駆動回路領域４００に反復的に配列されている。
【００２２】
液晶表示装置のパターンに基づいて、基板露光が行われ、ショット範囲が定められる。
【００２３】
露光工程では、図１に示すように、基板１００が中央部（I）、左側部（II）及び右側部（III）に区分され、３種の異なるマスクパターンが３部分の各々に引き当てられてショットを実施する。３種類のマスクパターンは一つのマスクに形成される。これによって、大寸法基板１００の露光が只一つのマスクを使用して行われる。
【００２４】
図２は本発明の実施例による液晶表示装置製造用マスクの概略図であり、図３は図２に示した露光用マスクに位置合せされる液晶表示装置用基板の概略図である。
【００２５】
説明の便宜のために、液晶表示装置基板１００が一つの基板１０に形成される場合を示す。
【００２６】
図３に示したように、基板１０が中央部（I）、左側部（II）及び右側部（III）に区分される。第１ショットは中央部（I）に第１マスクパターンＭ１を用いて行われ、 第２ショットは左側部（II）に第２マスクパターンＭ２を用いて行われ、第３ショットは左側部（III）に第３マスクパターンＭ３を用いて行われる。第１ないし第３ショットで露光された基板１０の諸領域は、各々第１ショット領域Ｓ１、第２ショット領域Ｓ２及び第３ショット領域Ｓ３と定義される。
【００２７】
第１ショットは３回、基板１０の中央部（I）に行われる。これは、左側第１ショットサブ領域Ｓ１L、中央第１ショットサブ領域Ｓ１O及び右側第１ショットサブ領域Ｓ１Rが第１ショット領域Ｓ１に存在することである。
【００２８】
図２に示すように、第１ないし第３マスクパターンＭ１、Ｍ２及びＭ３は一つのマスクＭに形成される。第２及び第３マスクパターンＭ２、Ｍ３は 第２及び第３ショット領域Ｓ２、Ｓ３と同じサイズで形成されるので、基板１０の第２及び右側の領域（II）及び（III）は只１回のショットによりパターンを形成することができる。
【００２９】
第１マスクパターンＭ１は基板１０の中央部（I）より小さい面積を有しているので、中央部（I）に対するショットは第１マスクパターンＭ１を用いて２回以上行われる。好ましくは、第１マスクパターンＭ１の幅が中央部（I）の幅に対して一定比率で設定されるべきである。この好ましい実施例では、中央部（I）の第１ショットが３回行われる。
【００３０】
第１マスクパターンＭ１は、基板１０中央部（I）のパターニングのため、マスクＭの中央部に形成されて、マスクＭの中心線ＭＬを含む。第２マスクパターンＭ２は、基板１０左側部（II）のパターニングのために第１マスクパターンＭ１の左側に配置されて、第１マスクパターンＭ１の左側辺縁から第１距離ｄ１だけ間隔をおいて離れている。第３マスクパターンＭ３は、基板１０右側部（II）のパターニングのために第１マスクパターンＭ１の右側に配置され、第１マスクパターンＭ１の右側辺縁から第２距離ｄ２だけ間隔をおいて離れている。
【００３１】
アライナーで使うマスクには、位置合せキーをマスク中心について対称的に形成しなければならない。この好ましい実施例では、位置合せキーは中心線ＭＬのあるマスクＭの中央部に配置されている第１マスクパターンＭ１に形成される。
【００３２】
一対の第１位置合せキー・パターン（▲１▼、▲１▼’）がマスクＭの中心線ＭＬの左右に形成され、中心線ＭＬについて互いに対称である。更に一対の第２位置合せキー・パターン（▲２▼、▲２▼’）が第１位置合せキー・パターン（▲１▼、▲１▼’）の右側に形成され、 第１位置合せキー・パターン（▲１▼、▲１▼’）から第１距離ｄ１だけ間隔をおいて離れている。第１位置合せキー・パターン（▲１▼、▲１▼’）と第２位置合せキー・パターン（▲２▼、▲２▼’）の間の距離は第１マスクパターンＭ１と第２マスクパターンＭ２の間の距離と同じである。
【００３３】
一対の第３位置合せキー・パターン（▲３▼、▲３▼’）が第１位置合せキー・パターン（▲１▼、▲１▼’）の左側に形成されて、第１位置合せキー・パターン（▲１▼、▲１▼’）から第２距離ｄ２だけ間隔をおいて離れている。第１位置合せキー・パターン（▲１▼、▲１▼’）と第３位置合せキー・パターン（▲３▼、▲３▼’）の間の距離は第１マスクパターンＭ１と第３マスクパターンＭ３の間の距離と同じである。
【００３４】
第１乃至第３位置合せキー・パターン（▲１▼と▲１▼’、▲２▼と▲２▼’、▲３▼と▲３▼’）が、更に、基板１０にマスクＭと同じ方法で形成される。第１乃至第３位置合せキー・パターン（▲１▼と▲１▼’、▲２▼と▲２▼’、▲３▼と▲３▼’）は、基板１０の中央部（I）に対応する第１ショット領域Ｓ１に形成され、第１マスクパターンＭ１の位置合せキー・パターン（▲１▼と▲１▼’、▲２▼と▲２▼’、▲３▼と▲３▼’）に対して雄雌組み合わせ関係がある。図面には、各位置合せキー・パターンを互いに異なる形状（□、★、◇）で示したが、この表示は説明の便宜上為されたものである。つまり、各パターンは任意の方法、例えば、同じ形状で形成してもよい。マスク及び基板の位置合せパターンは互いに対応して形成され、これらは互いに雄雌組み合わせ関係になっている。
【００３５】
基板１０の露光方法は、マスク及び基板の位置合せキーを用い、図４ａ乃至図４ｃと図２及び図３を参照して以下に説明する。
【００３６】
まず、図４ａに示すように、第１ショットが、基板１０中央部（I）に位置する第１ショット領域Ｓ１に、第１マスクパターンＭ１を用いて行われる。
【００３７】
マスクＭは、第１マスクパターンＭ１を除きアライナーのマスキングブレード１１乃至１４で覆われ、マスクＭと基板１０は互いに位置合せされるが、そのために、第１マスクパターンＭ１の位置合せキー（▲１▼、▲１▼’）と第１ショット領域Ｓ１のサブ領域の一つに形成された位置合せキー（▲１▼、▲１▼’）を組み合わせる。
【００３８】
次に、基板１０にショットを実施する。
【００３９】
次に、基板を移動することにより、マスクＭと基板１０を位置合せするが、そのために第１マスクパターンＭ１の位置合せキー（▲１▼、▲１▼’）と第１ショット領域Ｓ１の他のサブ領域に形成された位置合せキー（▲１▼、▲１▼’）を組み合わせる。
【００４０】
基板１０にショットを実施する。
【００４１】
この方法で、第１ショットが、 第１ショット領域Ｓ１の複数のサブ領域に実施され、これによって基板１０中央部（I）の露光を実施する。
【００４２】
図４ｂに示すように、第２ショットが、基板１０の左側部（II）に位置する第２ショット領域Ｓ２に第２マスクパターンＭ２を用いて実施される。
【００４３】
マスクＭと基板１０が互いに位置合せされるが、このため、第１マスクパターンＭ１の第１位置合せキー（▲１▼、▲１▼’）を、基板１０の第２ショット領域Ｓ２に隣接する第１ショット領域の左側第１ショット・サブ領域Ｓ１Lに形成された第２位置合せキー（▲２▼、▲２▼’）に組合せる。
【００４４】
マスクＭの第１位置合せパターン（▲１▼、▲１▼’）と第２マスクパターンＭ２の右側辺縁の間の距離が、基板１０の左側第１ショット・サブ領域Ｓ１Lの第２位置合せパターン（▲２▼、▲２▼’）と第２ショット領域Ｓ２の右側辺縁の間の距離と同じであるので、マスクＭの第２マスクパターンＭ２は、ショット境界領域の二重露光部位を除き基板１０の第２ショット領域Ｓ２と正確に一致する。
【０００４５】
次に、マスクＭが、第２マスクパターンＭ２を除いて、アライナーのマスキングブレード１１乃至１４で覆われ、基板１０のショットを実施する。
【００４６】
図４ｃに示すように、第３ショットが、基板１０右側部（III）に位置する第３ショット領域Ｓ３に、第３マスクパターンＭ３を用いて実施される。
【００４７】
この時、第１マスクパターンＭ１の第１位置合せキー（▲１▼、▲１▼’）を基板１０の第３ショット領域Ｓ３の隣りにある第１ショット領域Ｓ１の右側第１ショット・サブ領域Ｓ１Rに形成された第３位置合せキー（▲３▼、▲３▼’）に組合せてマスクＭと基板１０を位置合せする。
【００４８】
マスクＭでの第１位置合せパターン（▲１▼、▲１▼’）と第３マスクパターンＭ３の左側辺縁の間の距離と、基板１０の右側第１ショット・サブ領域Ｓ１Rの第３位置合せパターン（▲３▼、▲３▼’）と第３ショット領域３２の左側辺縁の間の距離が、同じであるために、マスクＭの第３マスクパターンＭ３と基板１０の第３ショット領域Ｓ２が、ショット境界領域の二重露光部を除いて、正確に一致する。
【００４９】
マスクＭは、第３マスクパターンＭ３を除いて、アライナーのマスキングブレード１１乃至１４で覆われ、基板１０にショットが実施される。
【００５０】
このように、一つの大寸法マスクに第１乃至第３マスクパターンが第１乃至第３位置合せパターンと共に形成される。基板及びマスクに形成された位置合せパターン間の距離は、マスクパターン間の距離と一致するように形成される。この位置合せパターンは露光時に望ましいショット間位置合せをするために使われる。このような仕方で、ショット間位置ズレによる継ぎ合わせ不良が防止される。
【００５１】
本発明について、好ましい実施例を参照し詳細に説明したが、当業者は添付した特許請求範囲の諸項に記した本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、発明の各種変形或いは置換が可能であると、理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 液晶表示装置用基板の概略的な構成図である。
【図２】 本発明の好ましい実施例による液晶表示装置製造用マスクの概略図を示す。
【図３】 図２に示したマスクに位置合せされる液晶表示装置用基板の概略図を示す。
【図４ａ】 図３に示した基板露光段階を示す。
【図４ｂ】 図３に示した基板露光段階を示す。
【図４ｃ】 図３に示した基板露光段階を示す。
【符号の説明】
１０：基板
１１、１２、１３、１４：マスキングブレード
１００：基板
２００：表示領域
３００：ゲート駆動回路領域
４００：データ駆動回路領域
Ｍ：マスク
ＭＬ：マスクの中心線
Ｍ１：第１マスクパターン
Ｍ２：第２マスクパターン
Ｍ３：第３マスクパターン
Ｓ１：第１ショット領域
Ｓ２：第２ショット領域
Ｓ３：第３ショット領域
I：基板の中央部
II：基板の左側部
III：基板の右側部

Claims (8)

  1. 基板を露光するための液晶表示装置製造用マスクであって、
    前記基板の中央を露光するために、中心線を有し、前記液晶表示装置製造用マスクの中央に配置されている第１マスクパターンと、
    前記中心線に対して左右いずれかの側の１つである第１側の基板を露光するために、前記第１マスクパターンの前記中心線に対して前記第１側に配置され、前記第１マスクパターンから第１距離だけ間隔をおいて離された第２マスクパターンと、
    前記中心線に対して前記第１側とは反対の第２側の基板を露光するために、前記第１マスクパターンの前記中心線に対して前記第２側に配置され、前記第１マスクパターンから第２距離だけ間隔をおいて離された第３マスクパターンと、を含み、
    前記第１マスクパターンには、
    前記中心線に対して対称に、前記第１側及び前記第２側に配置された一対の第１位置合せパターンと、
    前記第１位置合せパターンの前記第２側に配置され、前記第１位置合せパターンから第１距離だけ間隔をおいて離されている一対の第２位置合せパターンと、
    前記第１位置合せパターンの前記第１側に配置され、前記第１位置合せパターンから第２距離だけ間隔をおいて離されている一対の第３位置合せパターンと、
    を有する位置合せキーが形成されており、
    前記中心線は前記第１マスクパターンの中心を通る線である液晶表示装置製造用マスク。
  2. 基板を露光するための液晶表示装置製造用マスクを用いた液晶表示装置用基板の露光方法であって、
    前記基板の中央部を露光するために、中心線を有し、前記液晶表示装置製造用マスクの中央に配置されている第１マスクパターンと、
    前記中心線に対して左右いずれかの側の１つである第１側の基板を露光するために、前記第１マスクパターンの前記中心線に対して前記第１側に配置され、前記第１マスクパターンから第１距離だけ間隔をおいて離されている第２マスクパターンと、
    前記中心線に対して前記第１側とは反対の第２側の基板を露光するために、前記第１マスクパターンの前記中心線に対して前記第２側に配置され、前記第１マスクパターンから第２距離だけ間隔をおいて離されている第３マスクパターンと、
    を備え、前記中心線は前記第１マスクパターンの中心を通る線であるマスクを用意する段階と、
    前記中央の第１マスクパターン、前記第１側の第２マスクパターン及び前記第２側の第３マスクパターン対応して、それぞれ中央部、第１側部、第２側部に区画された基板を用意する段階と、
    前記マスクと前記基板を互いに位置合せする段階と、
    前記マスクを用いて前記基板の前記中央部、前記第１側部及び前記第２側部を別々に露光する段階と、を含み、
    前記第１マスクパターンには、
    前記中心線に対して対称に、前記第１側及び前記第２側に配置された一対の第１位置合せパターンと、
    前記第１位置合せパターンの前記第２側に配置され、前記第１位置合せパターンから第１距離だけ間隔をおいて離されている一対の第２位置合せパターンと、
    前記第１位置合せパターンの前記第１側に配置され、前記第１位置合せパターンから第２距離だけ間隔をおいて離されている一対の第３位置合せパターンと、
    を有する位置合せキーが形成されている、液晶表示装置用基板の露光方法。
  3. 前記液晶表示装置製造用マスクと前記基板を位置合せが、前記第１マスクパターンの前記第１位置合せキーと前記基板の第２位置合せキーとを組合わせて行われ、また前記基板の中央部の露光が、前記第１マスクパターンを用いて行われる、請求項２に記載の方法。
  4. 前記液晶表示装置製造用マスクを用いて前記基板が露光され、この間、前記液晶表示装置製造用マスク及び前記基板が、前記第１マスクパターンを除いて、露光装置の遮光部材で覆われている、請求項３に記載の方法。
  5. 前記液晶表示装置製造用マスクと前記基板の位置合せが、前記第１マスクパターンの前記第１位置合せパターンと前記基板の前記第２位置合せパターンを組み合わせて行われ、また前記基板の第１側部の露光が前記第２マスクパターンを用いて行われる、請求項２に記載の方法。
  6. 前記液晶表示装置製造用マスクを用いて前記基板が露光され、この間、前記液晶表示装置製造用マスク及び前記基板が、前記第２マスクパターンを除いて、露光装置の遮光手段で覆われている、請求項５に記載の方法。
  7. 前記液晶表示装置製造用マスクと前記基板の位置合せが、前記第１マスクパターンの前記第１位置合せパターンと前記基板の前記第３位置合せパターンを組み合わせて行われ、前記基板の第２側部の露光が前記第３マスクパターンを用いて行われる、請求項２に記載の方法。
  8. 前記液晶表示装置製造用マスクを用いて前記基板が露光され、この間、前記マスク及び前記基板が、前記第３マスクパターンを除いて、露光装置の遮光手段で覆われている、請求項７に記載の方法。
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