JP4937859B2

JP4937859B2 - 光照射装置

Info

Publication number: JP4937859B2
Application number: JP2007212410A
Authority: JP
Inventors: 徹二門脇
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2007-08-16
Filing date: 2007-08-16
Publication date: 2012-05-23
Anticipated expiration: 2027-08-16
Also published as: JP2009047810A

Description

本発明は、マスク保持部材に遮光マスクを吸着保持させる構成を備えた光照射装置に係り、詳しくは、液晶等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ：Flat Panel Display）に用いる２枚の基板の貼り合わせ工程に使用する光照射装置に関する。

従来、例えば特許文献１に示す光照射装置では、紫外線源からの紫外線の一部がマスク保持部材に吸着保持された遮光マスクにより遮光され、貼り合わせ基板におけるシール材のみに紫外線が照射されるようになっている。このような光照射装置において、遮光マスクをマスク保持部材に吸着する際には、まず、ワークステージ上に載置した遮光マスクの上面をマスク保持部材に当接させた後、マスク保持部材における遮光マスクとの当接面に形成された吸着凹部にて所定時間に亘って真空吸引する。これにより、遮光マスクとマスク保持部材との間に残存する空気が吸着凹部に吸い込まれ、遮光マスクはマスク保持部材に吸着保持される。また、マスク保持部材に吸着された遮光マスクを取り外す際には、マスク保持部材に接続された圧縮エアー供給装置等によって吸着凹部内に空気を所定時間亘って送り込む。すると、吸着凹部からの空気が遮光マスクとマスク保持部材との間に徐々に拡がり、遮光マスクの吸着状態が解消されて遮光マスクがマスク保持部材から剥離される。
特開２００６−６６５８５号公報

しかしながら、上記のような光照射装置では、遮光マスクの吸着時において、遮光マスクとマスク保持部材との間に残存する空気を吸引するとともに、吸着凹部近傍の遮光マスクの縁からマスク保持部材との間に流れ込む外気を吸引してしまい、遮光マスクの吸着に長い時間が掛かる虞があった。また、遮光マスクを剥離する時においても同様に、吸着凹部からの空気が遮光マスクとマスク保持部材との間の所定範囲に拡がる前に、吸着凹部からの空気の一部が吸着凹部近傍の遮光マスクの縁から外部へ漏れてしまい、遮光マスクの吸着が解消されるまでに非常に長くの時間を要する虞があった。特に、近年、大型化傾向にあるフラットパネルディスプレイ等の貼り合わせに用いる光照射装置においては、貼り合わせ基板のサイズに応じて遮光マスクも大型化しており、その問題が顕著なものとなる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、遮光マスクの着脱に要する時間を短縮することができる光照射装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、載置台に載置された遮光マスクの上面とマスク保持部材とを当接させ、その遮光マスクを前記マスク保持部材に吸着させて保持し、前記遮光マスクの下方に配置される被照射板に対して前記マスク保持部材及び前記遮光マスクを介して光を照射する光照射装置であって、前記マスク保持部材における前記遮光マスクとの当接面には、該遮光マスクを吸着させるべく真空吸引する吸着凹部が形成され、前記載置台には、前記遮光マスクにおける前記吸着凹部よりも縁側の部分を前記マスク保持部材に押し付ける押圧部が、該載置台から突出することをその要旨とする。

この発明では、遮光マスクにおける前記吸着凹部よりも縁側の部分が押圧部によってマスク保持部材に押し付けられるため、遮光マスクの吸着時において、遮光マスクとマスク保持部材との間への外気の流れ込みを抑制できる。これにより、吸着凹部はマスク保持部材と遮光マスクとの間に残存する空気を効率的に吸引することができる。また、例えば吸着凹部に空気を送り込んで遮光マスクの取り外す際において、吸着凹部から外部への空気の漏れを抑制でき、これにより、遮光マスクとマスク保持部材との間に効率的に空気を送り込むことができる。従って、遮光マスクの着脱に要する時間を短縮することが可能である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光照射装置において、前記押圧部は、前記遮光マスクとの当接部分が連続的な枠状となるように設けられたことをその要旨とする。
この発明では、押圧部と遮光マスクとの当接部分が連続的な枠状であるため、遮光マスクの吸着時における遮光マスクとマスク保持部材との間への外気の流れ込み（又は、遮光マスク剥離時における空気漏れ）を防止することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光照射装置において、前記載置台と前記遮光マスクとの間が前記押圧部にてシールされ、そのシールされた空間の気圧を変化させて前記遮光マスクに圧力を付与する気圧可変手段を備えたことをその要旨とする。

この発明によれば、気圧可変手段により遮光マスクに作用する圧力が着脱時に補助的な役割を果たし、遮光マスクの着脱に要する時間をより短縮することが可能である。また、載置台と遮光マスクとの間が押圧部にてシールされているため、気圧可変手段による気圧変化が遮光マスクに対して効率的に作用する。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の光照射装置において、前記気圧可変手段は、前記遮光マスクを吸着する吸着時において、前記載置台と前記遮光マスクとの間の空間を加圧し、前記遮光マスクを剥離する時において、前記載置台と前記遮光マスクとの間の空間を減圧することをその要旨とする。

この発明によれば、遮光マスクの吸着時には遮光マスクをマスク保持部材に押し付ける力が働き、遮光マスクを剥離する時には、遮光マスクをマスク保持部材から引き離す力が働く。従って、気圧可変手段が遮光マスク着脱時に補助的な役割を果たすことができ、遮光マスクの着脱に要する時間をより短縮することが可能である。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の光照射装置において、前記押圧部は、その前記遮光マスクと当接する当接部分が前記載置台から突出しない位置まで退避可能に設けられたことをその要旨とする。

この発明によれば、載置台に被照射物を載置する場合等、押圧部が邪魔になる場合において、押圧部の突出をなくすことができる。

従って、上記記載の発明によれば、遮光マスクの着脱に要する時間を短縮することができる。

以下、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のパネルを製造するパネル製造装置に用いられる紫外線照射装置に本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示す紫外線照射装置は、液晶パネルを構成する光透過性の貼り合わせ基板Ｗ（図中、中央上部）の間に介在された紫外線硬化性樹脂よりなるシール材（図示略）に紫外線を照射することで、そのシール材を硬化させるためのものである。尚、シール材が介在された貼り合わせ基板Ｗは、パネル製造装置におけるシール材塗布工程、液晶滴下工程及びプレス工程にて成形されるものである。これらの工程により、貼り合わせ基板Ｗ間にはシール材が板面に沿って枠状に形成され、そのシール材の枠中には滴下された液晶（図示略）が存在している。

［紫外線照射装置の構成］
図１に示すように、平面をなす基部１上には上記プレス工程後に搬送される貼り合わせ基板Ｗを載置するためのワークステージ部１１が設けられるとともに、該基部１にはワークステージ部１１の上側に配置されるマスク保持部材１２を支持するためのマスクステージ１３が固定されている。また、マスク保持部材１２の上側には、図示しない筐体に支持固定されたランプハウス１４が配置されるとともに、そのランプハウス１４内には紫外線源としてのランプ１５が下方に向かって紫外線を照射するように取り付けられている。

マスクステージ１３によって両端が支持固定されたマスク保持部材１２は、光透過性の板状部材からなり、その下面１２ａには板状の遮光マスク２０が吸着保持されている。マスク保持部材１２の下面１２ａには、遮光マスク２０の縁に沿った連続的な枠状をなす吸着凹部としての吸着溝２１が該遮光マスク２０のサイズに応じて形成されている。また、マスク保持部材１２には吸着溝２１内を減圧するための真空ポンプ２２、及び吸着溝２１内を加圧するための圧縮エアー供給装置２３が切替バルブ２４を介して選択的に接続されている。

遮光マスク２０は、ガラス等よりなる光透過性の板状部材の下面に遮光性材料にて所定のマスクパターンが形成されてなる。この遮光マスク２０はマスク保持部材１２の下面１２ａの所定位置に配置されて該下面１２ａと接触するとともに、真空ポンプ２２と連通された吸着溝２１からの真空吸引によってマスク保持部材１２に吸着保持されている。上記ランプ１５から出射された紫外線は遮光マスク２０によってその一部が遮光され、上記ワークステージ部１１に載置された貼り合わせ基板Ｗのシール材のみに照射されるようになっている。

次に、ワークステージ部１１の構成について説明する。
ワークステージ部１１下段のワーク移動機構３１は、基部１上面に沿う方向に移動可能に設けられるとともに、基部１上面に対し水平方向に回転可能に設けられている。ワーク移動機構３１の上段にはワークステージ部１１の上下動作を行うための駆動部３２が設けられている。駆動部３２には一対のリフトピン３３が立設されるとともに、リフトピン３３の上下方向中間位置には各リフトピン３３に跨る支持台３４が固定されている。支持台３４の両側位置には、前記マスクステージ１３に支持固定されたアライメントカメラ３５がそれぞれ配置されている。尚、アライメントカメラ３５はワークステージ部１１の位置合わせを行うためのものである。駆動部３２における各リフトピン３３の間には、支持台３４に挿通された柱状の可動部３６が上下方向に移動可能となるように設けられている。

可動部３６の上端には載置台としてのワークステージ本体４０が固定されるとともに、そのワークステージ本体４０の上面には平面状をなす載置面４０ａが形成されている。ワークステージ本体４０は、上記ワーク移動機構３１の動作に伴って平面移動及び回転するとともに、可動部３６の動作に伴って上下移動するようになっている。ワークステージ本体４０の載置面４０ａには、照射加工時においては上記貼り合わせ基板Ｗが載置され、遮光マスク２０の着脱時においては遮光マスク２０が載置される。

ワークステージ本体４０にはリフトピン３３がそれぞれ挿通される挿通孔４０ｂが貫通形成されるとともに、前記アライメントカメラ３５の光軸と対応する位置には貫通孔４０ｃが形成されている。尚、貫通孔４０ｃの開口下端は透明板４０ｄによって閉塞されている。また、貫通孔４０ｃ下端と透明板４０ｄとの間、及び挿通孔４０ｂとリフトピン３３との間はそれぞれ封止されている。

また、ワークステージ本体４０には、遮光マスク２０の吸着時において載置面４０ａ上にエアーを送り込むための圧縮エアー供給装置４１と、遮光マスク２０を剥離する時において載置面４０ａ上の空気を真空吸引する真空ポンプ４２とが切替バルブ４３を介して選択的に接続されている。これら圧縮エアー供給装置４１、真空ポンプ４２及び切替バルブ４３は気圧可変手段を構成している。

載置面４０ａには、図１左方の拡大図に示すように、前記マスク保持部材１２の吸着溝２１及び遮光マスク２０のサイズに対応して形成された保持溝４０ｅが設けられている。詳しくは、保持溝４０ｅは吸着溝２１のより大きな枠状に形成されるとともに、遮光マスク２０の周縁に沿うように形成されている。この保持溝４０ｅには、弾性的な部材よりなる押圧部としての可動シール４４が上下移動可能に設けられている。可動シール４４は、保持溝４０ｅと同様に連続的な枠状をなすとともに、その上下方向長さは保持溝４０ｅの深さより小さく形成されている。

可動シール４４の下側における保持溝４０ｅとの間の空間は、可動シール４４下部に形成された突起４４ａにより封止されている。この可動シール４４下側の空間は、図示しない真空ポンプ及び圧縮エアー供給装置と選択切替可能に連通されている。この封止された空間を減圧すると、可動シール４４は下降してその上端が載置面４０ａより下側に位置する退避状態となる（図１参照）。逆に、その封止された空間を加圧すると、可動シール４４は上方に移動して載置面４０ａから突出する突出状態となる（図２参照）。尚、図２では、説明の便宜のため、可動シール４４の突出量を誇張して図示している。突出状態において、可動シール４４下側の空間にはその突出状態を保持可能な所定圧が付与される。また、可動シール４４は、保持溝４０ｅの開口付近に設けられた抜出防止用の係止部４５により保持溝４０ｅから抜け出ることが防止されている。

［遮光マスクの吸着］
上記のような紫外線照射装置において、遮光マスク２０をマスク保持部材１２に吸着保持させる際には、まず、ワークステージ本体４０が十分に下がった状態において、遮光マスク２０をリフトピン３３の上端に載置した後、可動シール４４を退避状態としたワークステージ本体４０を上昇させる。ワークステージ本体４０は、その上昇途中で遮光マスク２０を持ち上げ、遮光マスク２０の上面がマスク保持部材１２の下面１２ａと当接するまで上昇する（図２参照）。尚、平面視で遮光マスク２０の内側に吸着溝２１の全体が収まるように、ワークステージ本体４０は上昇前（若しくは上昇中）において位置決めされる。遮光マスク２０とマスク保持部材１２との当接後、可動シール４４を突出状態とすべく上方に移動させる。これにより、遮光マスク２０における吸着溝２１よりも縁側の周縁部２０ａは、可動シール４４によってマスク保持部材１２に押し付けられる。また、可動シール４４は遮光マスク２０に密着し、ワークステージ本体４０と遮光マスク２０との間の空間は封止された密閉空間Ｓが形成される。

次に、吸着溝２１内を真空ポンプ２２により減圧するとともに、密閉空間Ｓを圧縮エアー供給装置４１により加圧する。このとき、遮光マスク２０は周縁部２０ａが可動シール４４によりマスク保持部材１２側に押圧されているので、遮光マスク２０の周縁部２０ａとマスク保持部材１２との間に隙間が生じない。これにより、吸着溝２１はマスク保持部材１２と遮光マスク２０との間に残存する空気を効率的に吸い込むことができ、遮光マスク２０がマスク保持部材１２に容易に吸着するようになっている。また、このとき、密閉空間Ｓへの圧気により遮光マスク２０の略全体がマスク保持部材１２に押し付けられて、遮光マスク２０の撓みが解消される。これにより、マスク保持部材１２と遮光マスク２０との間に残存する空気をより効率的に吸着溝２１に吸い込ませることができる。そして、所定時間後、遮光マスク２０はマスク保持部材１２の下面１２ａに吸着される。

遮光マスク２０の取り付け後、ワークステージ本体４０を下降させるとともに、載置面４０ａの可動シール４４を退避状態（図１参照）とし、その載置面４０ａ上に貼り合わせ基板Ｗを載置する。その後、ワークステージ本体４０を所定量上昇させる（図１参照）。そして、ランプ１５を作動させ、貼り合わせ基板Ｗに対して遮光マスク２０を介して紫外線が照射されて、貼り合わせ基板Ｗのシール材が硬化する。

［遮光マスクの取り外し］
貼り合わせ基板Ｗの種類に応じて遮光マスク２０を交換するとき等、遮光マスク２０をマスク保持部材１２から取り外す場合には、まず、前述の吸着の場合と同様に、載置面４０ａの可動シール４４を突出状態とし、その可動シール４４上端を遮光マスク２０の周縁部２０ａにマスク保持部材１２側への押圧力が付与されるように当接させる（図２参照）。

次に、吸着溝２１内を圧縮エアー供給装置２３により加圧するとともにするとともに、密閉空間Ｓを真空ポンプ４２により減圧する。このとき、可動シール４４の押圧により、吸着溝２１からの供給される空気がマスク保持部材１２と遮光マスク２０の周縁部２０ａとの間から漏れず、吸着溝２１からの空気は内側（遮光マスク２０の中央部側）に向かって流れ込むこととなる。また、このとき、密閉空間Ｓの減圧により、遮光マスク２０に対してマスク保持部材１２から離間する方向への力が働くため、遮光マスク２０の中央部分が下方に若干撓み、吸着溝２１からの空気が遮光マスク２０とマスク保持部材１２との間に流れ込み易くなる。その後、所定タイミングで可動シール４４を下降させると、遮光マスク２０とマスク保持部材１２との間の空気が放出され、遮光マスク２０はマスク保持部材１２から剥離される。

次に、本実施形態の特徴的な作用効果を記載する。
（１）遮光マスク２０における吸着溝２１よりも縁側の周縁部２０ａが押圧部としての可動シール４４によってマスク保持部材１２に押し付けられるため、遮光マスク２０の吸着時において、遮光マスク２０とマスク保持部材１２との間への外気の流れ込みを抑制できる。これにより、マスク保持部材１２と遮光マスク２０との間に残存する空気を吸着凹部としての吸着溝２１に効率的に吸引される。また、遮光マスク２０の取り外す際において、遮光マスク２０の周縁部２０ａから吸着溝２１からの空気が漏れるのを抑制でき、これにより、遮光マスク２０とマスク保持部材１２との間に効率的に空気を送り込むことができる。従って、遮光マスク２０の着脱に要する時間を短縮することが可能である。

（２）可動シール４４と遮光マスク２０との当接部分が連続的な枠状であるため、遮光マスク２０の吸着時における遮光マスク２０とマスク保持部材１２との間への外気の流れ込み、及び遮光マスク２０剥離時における空気漏れを防止することができる。

（３）気圧可変手段としての圧縮エアー供給装置４１及び真空ポンプ４２により遮光マスク２０に作用する圧力が着脱時に補助的な役割を果たし、遮光マスク２０の着脱に要する時間をより短縮することが可能である。また、載置台としてのワークステージ本体４０と遮光マスク２０との間が可動シール４４にてシールされているため、圧縮エアー供給装置４１及び真空ポンプ４２による気圧変化が遮光マスク２０に対して効率的に作用する。

（４）可動シール４４はワークステージ本体４０の載置面４０ａから突出しない位置まで退避可能に設けられる。このため、載置面４０ａに載置された貼り合わせ基板Ｗが、可動シール４４の突出により撓むことが防止される。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態では、押圧部として上下移動可能な可動シール４４が設けられたが、特にこれに限定されるものではなく、例えば、図３及び図４に示す構成としてもよい。図３に示す押圧部５１は、例えばポリイミド樹脂、ステンレス等からなる膜状に形成され、ワークステージ本体４０の載置面４０ａに形成された溝５２を閉塞するように埋設されている。押圧部５１は溝５２内を高圧にすることで、図３（ａ）に示す平坦な状態から、図（ｂ）に示す突出状態となる。また、図４に示す押圧部６１は、チューブ状の弾性部材からなるとともに、載置面４０ａに形成された保持溝６２に設けられている。押圧部６１内部を高圧にすることで、図３（ａ）に示す退避状態から、図（ｂ）に示す突出状態となる。また、下方に退避不能とした押圧部を設けて載置面４０ａから常時突出するようにしてもよい。

・上記実施形態では、可動シール４４は連続的な枠状をなすように形成されたが、間欠的でもよい。
・上記実施形態では、吸着凹部として連続的な枠状をなす吸着溝２１が設けられたが、これ以外に例えば、間欠的に配置された吸着孔としてもよい。

・上記実施形態では、遮光マスク２０の着脱時において、ワークステージ本体４０に遮光マスク２０が載置されたが、これ以外に例えば、押圧部を設けたマスク取り付け治具を用いてもよい。

・上記実施形態では、液晶ディスプレイのパネルを製造するパネル製造装置に用いられる紫外線照射装置に本発明を適用したが、これに限らず、液晶以外のフラットパネルディスプレイのパネル製造装置でもよく、また、紫外線以外の例えば可視光を照射する光照射装置に本発明を適用してもよい。

次に、上記実施の形態及び別例から把握できる技術的思想を以下に追記する。
（イ）押圧部は、載置台上面に形成された保持溝内に昇降可能に設けられ、その保持溝内の気圧を可変させることで昇降する。

（ロ）押圧部は、載置台上面に形成された溝を塞ぐ膜状に設けられ、その保持溝内加圧により前記載置台から突出する。
（ハ）押圧部は、載置台上面に形成された保持溝内に設けられたチューブ状の弾性部材であり、該押圧部内部への加圧により前記載置台から突出する。

これらの構成によれば、遮光マスクの吸着時において、遮光マスクを好適に押圧することができる。

本実施形態の紫外線照射装置を示す概略図である。遮光マスクの着脱時における紫外線照射装置を示す概略図である。（ａ）（ｂ）別例の押圧部を示す断面図である。（ａ）（ｂ）別例の押圧部を示す断面図である。

符号の説明

Ｗ…被照射板としての貼り合わせ基板、１２…マスク保持部材、２０…遮光マスク、２１…吸着凹部としての吸着溝、４０…載置台としてのワークステージ本体、４１…気圧可変手段としての圧縮エアー供給装置、４２…気圧可変手段としての真空ポンプ、４３…気圧可変手段としての切替バルブ、４４…押圧部としての可動シール、５１，６１…押圧部。

Claims

載置台に載置された遮光マスクの上面とマスク保持部材とを当接させ、その遮光マスクを前記マスク保持部材に吸着させて保持し、前記遮光マスクの下方に配置される被照射板に対して前記マスク保持部材及び前記遮光マスクを介して光を照射する光照射装置であって、
前記マスク保持部材における前記遮光マスクとの当接面には、該遮光マスクを吸着させるべく真空吸引する吸着凹部が形成され、
前記載置台には、前記遮光マスクにおける前記吸着凹部よりも縁側の部分を前記マスク保持部材に押し付ける押圧部が、該載置台から突出するように設けられたことを特徴とする光照射装置。
請求項１に記載の光照射装置において、
前記押圧部は、前記遮光マスクとの当接部分が連続的な枠状となるように設けられたことを特徴とする光照射装置。
請求項２に記載の光照射装置において、
前記載置台と前記遮光マスクとの間が前記押圧部にてシールされ、そのシールされた空間の気圧を変化させて前記遮光マスクに圧力を付与する気圧可変手段を備えたことを特徴とする光照射装置。
請求項３に記載の光照射装置において、
前記気圧可変手段は、
前記遮光マスクを吸着する時において、前記載置台と前記遮光マスクとの間の空間を加圧し、
前記遮光マスクを剥離する時において、前記載置台と前記遮光マスクとの間の空間を減圧することを特徴とする光照射装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の光照射装置において、
前記押圧部は、その前記遮光マスクと当接する当接部分が前記載置台から突出しない位置まで退避可能に設けられたことを特徴とする光照射装置。