JPWO2011089828A1 - 光照射装置、光照射方法および液晶パネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

マスクとステージとの間に過剰なマージンを持たせることを抑制できる光照射装置を提供する。マスク３０を介して基板１０に光を照射する光照射装置１００であり、マスク３０を保持する吸着管４０と、基板１０を載置するステージ２０とを備える。吸着管４０は、マスク３０の平面に対して二次元的に配列されており、ステージ２０には、基板１０とマスク３０との間の距離を測定する光学式変位計２５が配置されている。そして、光学式変位計２５は、マスク３０の中央領域３１における少なくとも２点を測定する位置に配置されている。

Description

本発明は、光照射装置、光照射方法および液晶パネルの製造方法に関する。特に、液晶パネル用のマザーガラスのような基板に対してマスクを介して光を照射する装置に関する。
なお、本出願は２０１０年１月２２日に出願された日本国特許出願２０１０−１２４８９号に基づく優先権を主張しており、その出願の全内容は本明細書中に参照として組み入れられている。

半導体装置、プリント基板、液晶パネルを製造するための露光工程において、パターンを形成したマスクを介して紫外線（露光光）を含む光を照射し、マスクパターンをワークに転写する露光装置が用いられる。露光装置としては、マスクとワークを近接させてマスクパターンをワーク上に転写するプロキシミティ露光装置がある（例えば、特許文献１など）。

このような露光装置は、液晶パネルにおける２枚の基板の貼り合わせ工程にも使用され、その工程においては大型のマスクが用いられるようになってきた。液晶パネルの貼り合わせ工程では、紫外線硬化樹脂であるシール材を光透過性基板の上に形成し、そのシール材の囲みの中に液晶材料を滴下した後、当該基板の上にもう一枚の光透過性基板を載せ、光透過性基板越しに、紫外線を含む光をシール材に照射する。上記の光照射時に、紫外線が液晶材料に照射されると特性変化を起こす可能性があるので、シール分解温度以外に紫外線が照射されないように、遮光マスクを用いる。

液晶パネルの大型化・量産化に伴って、液晶パネル用のガラス基板（マザーガラス）は年々大型化しており、１辺が１ｍを越えるものもある（例えば、１１００ｍｍ×１３００ｍｍ（第５世代基板）から、２８８０ｍｍ×３１３０ｍｍ（第１０世代基板））。このような基板を貼り合わせるための光照射は、基板全体を一括して行うことが多く、したがって、上記遮光マスクも基板に応じて大型化している。

この種の露光装置においては、マスク保持部材の上方に設けられた光源からの光は、マスク保持部材およびその下面に吸着保持された遮光マスクを介して、遮光マスク下方に配置された貼り合わせ基板に照射されるようになっている。このようなマスク保持部材では、光源からの光を透過する部分を確保するために、マスク保持部材の周縁部のみがマスクステージにて支持されている。これにより、マスク保持部材の下面において遮光マスクを保持する保持面を広くとることができる。

しかしながら、マスク保持部材を周縁部で支持した構造の場合、マスク保持部材が自重によって撓んでしまうという問題が生じる。マスク保持部材が撓むと、その下面に遮光マスクを密着させることが難しくなり、それゆえ、吸着保持させることが困難となる。また、遮光マスクは、マスク保持部材に倣って撓んだ状態で吸着保持されるため、遮光マスクと貼り合わせ基板との間の間隔（プロキシミティギャップ）を、遮光マスクの撓みを考慮に入れた大きな値に設定する必要がある。このプロキシミティギャップが拡大した状態では、貼り合わせ基板に対するシャープな照射が難しくなり、その結果、遮光したい部分にも光が照射されてしまうおそれがある。このようなマスク保持部材の撓みの問題は、遮光マスクの大型化と共に、特に顕著に表れてしまう。

そのような問題を解決すべく、特許文献２では、マスク保持部材の周縁部以外の部分に固定された連結部にワイヤを連結し、連結部をワイヤで吊り上げることによって、マスク保持部材の撓みの問題を解消する技術が開示されている。特許文献２に開示された光照射装置を図１に示す。

図１に示した光照射装置１０００には、貼り合わせた基板１１０を載置するワークステージ本体１６２を含むワークステージ部１６０と、貼り合わせた基板１１０に近接して配置される遮光マスク１２０と、遮光マスク１２０を保持するマスク保持部材１３０とが含まれている。ワークステージ部１６０は、ワーク移動機構１６４を有しており、そして、ワークステージ部１６０の周囲には、マスクステージ１６６が設けられている。マスクステージ１６６の上部は、マスク保持部材１３０の周縁部１３２を支持している。

マスク保持部材１３０の下面には、枠状をなす吸着溝１３４が形成されており、そして、吸着溝１３４全体を覆うように配置された板状の遮光マスク１２０が、その吸着溝１３４の減圧によって吸着保持されている。また、マスク保持部材１３０の上面には、連結部１３６が接着固定されており、連結部１３６は、リング１４２を介してワイヤ１４０によって吊られている。なお、マスク保持部材１３０の上方には、貼り合わせ基板１１０のシール材に照射する紫外線を発するランプ１５０が設けられている。

この光照射装置１０００によれば、遮光マスク１２０を保持するマスク保持部材１３０では、その周縁部１３２はマスクステージ１６６にて支持されるとともに、連結部１３６はワイヤ１４０によって上方に引っ張り力が付与されている。これにより、周縁部１３２以外の部分が自重により下方に撓むことなく、マスク保持部材１３０は平坦化されている。したがって、光照射装置１０００では、マスク保持部材１３０の撓みの問題を解消することができる。

特開２００６−６６５８５号公報 特開２００９−５８６３０号公報

本願発明者は、図２に示したような光照射装置２０００の動作を検討し、次のような課題を見出した。

図２は、本願発明者が検証した光照射装置２０００の一部を示す断面模式図である。図２に示した光照射装置２０００は、基板２１０を載置するステージ２２０と、基板２１０に近接して配置されるマスク（遮光マスク）２３０とを含んでいる。マスク２３０は、複数の吸着管２４０によって保持されている。なお、図２に示した光照射装置２０００では、図１に示した構造のマスク保持部材１３０は設けられていない。

基板２１０は、液晶パネル用のマザーガラスが張り合わされた基板であり、マスク２３０は、貼り合わせ基板２１０の間に介在しているシール材を紫外線で硬化させる際の遮光マスクである。

ここで、マスク２３０と基板２１０との間の間隔（プロキシミティギャップ）は、できるだけ小さい方がよい。しかしながら、図２に示した構成において、マスク２３０は、複数の吸着管２４０の減圧によって吸着保持されているので、吸着管２４０で吸着保持されたマスク２３０には撓みが生じる。

また、マスク２３０の撓みによる高さバラツキ（２３５）に加えて、マスク２３０を吸着する各吸着管２４０にも高さバラツキ（すなわち、各吸着管２４０の底面高さのバラツキ）があり、そして、ステージ２２０の面均斉度および基板２１０の厚さバラツキも存在する。

それゆえに、マスク２３０と基板２１０との間の最小ギャップＧ１は、単に、マスク２３０の厚さを含めた吸着管２４０の底面高さと、基板２１０の厚さを含めたステージ２２０との間の距離だけでは決まらず、種々のバラツキを含めた形で決まることになる。さらに、これらのバラツキは、基板２１０及び／又はマスク２３０に応じて変化する。

すると、マスク２３０と、基板２１０とを近接させる場合には、過剰なマージンを見積もって、ステージ２２０の高さを決定しなければならない。過剰なマージンを持たせると、マスク２３０と基板２１０との間の間隔（プロキシミティギャップ）は大きくなるため、露光の精度は低下してしまう。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、マスクとステージとの間に過剰なマージンを持たせることを抑制することができる光照射装置を提供することにある。

本発明に係る光照射装置は、マスクを介して基板に光を照射する光照射装置であり、前記マスクを保持する吸着管と、前記基板を載置するステージとを備え、前記吸着管は、前記マスクの平面に対して二次元的に配列されており、前記ステージには、前記基板とマスクとの間の距離を測定する光学式変位計が配置されており、前記光学式変位計は、前記マスクの中央領域における少なくとも２点を測定する位置に配置されている。
ある好適な実施形態において、前記基板は、画像表示装置用の透光性基板を含み、前記マスクは、一辺１メートル以上の寸法を有する。
ある好適な実施形態において、前記吸着管は、鉛直方向に延びており、前記吸着管の先端が前記マスクを真空吸引することによって、前記マスクは前記吸着管に保持されており、前記吸着管の先端は、行列状に配置されている。
ある好適な実施形態では、さらに、前記マスクの周縁部を保持するマスク周縁保持部が設けられている。
ある好適な実施形態において、前記光学式変位計は、前記マスクの中央領域における５点を測定する位置に配置されている。
ある好適な実施形態において、前記光学式変位計は、前記マスクの中央領域における９点を測定する位置に配置されている。
ある好適な実施形態において、前記ステージは、前記ステージを上下方向に移動する昇降装置に接続されており、前記光学式変位計は、前記昇降装置を制御する制御装置に接続されており、前記制御装置は、前記光学式変位計によって測定された距離のうち最も小さい距離に基づいて前記基板と前記マスクの間のギャップを算出し、前記ギャップになるように前記昇降装置を移動させる。
ある好適な実施形態では、さらに、紫外線を照射する光源が、前記マスクの上方に設けられている。
本発明に係る光照射方法は、マスクを介して基板に光を照射する光照射方法であり、前記基板の上方に、マスクを配置する工程（ａ）と、前記基板を移動させて、前記基板と前記マスクとを近接させる工程（ｂ）と、前記マスクを介して、前記基板に光を照射する工程（ｃ）とを含み、前記工程（ａ）において、前記マスクは、前記マスクの平面に対して二次元的に配列された吸着管によって保持されており、前記基板は、ステージの上に載置されており、前記ステージには、前記基板とマスクとの間の距離を測定する光学式変位計が配置されており、前記光学式変位計は、前記マスクの中央領域における少なくとも２点を測定する位置に配置されており、前記工程（ｂ）において、前記光学式変位計によって測定された距離のうち最も小さい距離に基づいて、前記基板と前記マスクとを近接させることが実行される。
ある好適な実施形態では、前記光学式変位計は、前記マスクの中央領域における５点を測定する位置に配置されており、前記工程（ｂ）において、前記５点の測定距離のうち最も小さい距離に基づいて、前記基板と前記マスクとを近接させることが実行される。
ある好適な実施形態において、前記光学式変位計は、前記マスクの中央領域における９点を測定する位置に配置されており、前記工程（ｂ）において、前記９点の測定距離のうち最も小さい距離に基づいて、前記基板と前記マスクとを近接させることが実行される。
ある好適な実施形態において、前記基板は、画像表示装置用の透光性基板を含み、前記マスクは、一辺１メートル以上の寸法を有する。
ある好適な実施形態では、前記工程（ｃ）において、前記基板に形成された光硬化樹脂を硬化させる。
ある好適な実施形態では、前記工程（ｃ）において、前記基板に形成された感光体層を露光することによってパターンを形成する。
本発明に係る液晶パネルの製造方法は、一対の基板の間に液晶層が配置された液晶パネルの製造方法であり、液晶パネルを構成する基板の上方に、マスクを配置する工程（ａ）と、前記基板を移動させて、前記基板と前記マスクとを近接させる工程（ｂ）と、前記マスクを介して、前記基板に光を照射する工程（ｃ）とを含み、前記工程（ａ）において、前記マスクは、前記マスクの平面に対して二次元的に配列された吸着管によって保持されており、前記基板は、ステージの上に載置されており、前記ステージには、前記基板とマスクとの間の距離を測定する光学式変位計が配置されており、前記光学式変位計は、前記マスクの中央領域における少なくとも２点を測定する位置に配置されており、前記工程（ｂ）において、前記光学式変位計によって測定された距離のうち最も小さい距離に基づいて、前記基板と前記マスクとを近接させることが実行される。
ある好適な実施形態において、前記基板は、液晶パネル用マザーガラスであり、前記マスクは、一辺１メートル以上の寸法を有する。
ある好適な実施形態では、前記工程（ｃ）において、前記一対の基板の間に配置されるシール材を硬化させる。
ある好適な実施形態では、前記工程（ｃ）において、前記基板に形成された感光体層を露光することによってパターンを形成する。
ある好適な実施形態において、前記光学式変位計は、前記マスクの中央領域における９点を測定する位置に配置されており、前記工程（ｂ）において、前記９点の測定距離のうち最も小さい距離に基づいて、前記基板と前記マスクとを近接させることが実行される。

本発明の光照射装置によれば、二次元的に配列された吸着管によってマスクが保持され、基板とマスクとの間の距離を測定する光学式変位計が、マスクの中央領域における少なくとも２点を測定する位置に配置されている。したがって、吸着管によって保持されたマスクに撓みが生じていたり、吸着管の高さバラツキがあったとしても、マスクとステージとの間に過剰なマージンを持たせることを抑制することができ、その結果、より適切な間隔（プロキシミティギャップ）を設定することが可能となる。

従来の光照射装置１０００の構成を示す断面図である。 光照射装置２０００の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る光照射装置１００の構成を示す断面図である。 マスク３０の中央領域３１を説明するための上面図である。 一対の基板１０ａ、１０ｂの間に位置するシール材１２を硬化する工程を説明するための断面図である。 （ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態に係る光照射方法を説明するための工程断面図である。 （ａ）から（ｃ）は、本発明の実施形態に係る光照射方法を説明するための工程断面図である。 本発明の実施形態に係る光照射装置１００の構成を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る光照射装置１００の構成を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る光照射装置１００の構成を示す上面図である。 基板（マザーガラス）１０の構成を示す上面図である。 光学式変位計２５の配置位置を説明するための上面図である。 光学式変位計２５の配置位置を説明するための上面図である。 光学式変位計２５の配置位置を説明するための上面図である。 光学式変位計２５の配置位置を説明するための上面図である。 光学式変位計２５の配置位置を説明するための上面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のために、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。

図３は、本発明に係る実施形態の光照射装置１００の構成を模式的に示している。本実施形態の光照射装置１００は、マスク３０を介して基板に光を照射する装置であり、例えば、ＵＶ照射装置である。光照射装置１００は、マスク３０を保持する吸着管４０と、基板１０を載置するステージ２０とから構成されている。

吸着管４０は、マスク３０の平面に対して二次元的に配列されている。本実施形態では、吸着管４０は、鉛直方向９０に延びている。また、吸着管４０の先端４０ａがマスク３０を真空吸引することによって、マスク３０は吸着管４０に保持されている。なお、本実施形態の吸着管４０の先端４０ａは、マスク３０の上方から見て、行列状に配置されている。吸着管４０は、例えば、透光性材料の管状部材（例えば、ガラス管）から構成されている。

ステージ２０には、基板１０とマスク３０との間の距離を測定する光学式変位計２５が配置されている。光学式変位計２５は、光（例えば、レーザ光）を用いて距離を測定可能な光学式のセンサであり、物体がもとあった位置から他の場所へと移動した際にその移動量を測定・算出することができる。本実施形態の光学式変位計２５は、レーザ変位計である。レーザ変位計２５は、非接触式で、広範囲の材質の測定が可能である。本実施形態では、レーザ変位計２５として、三角測距式の変位計（例えば、ＣＣＤレーザ変位計）を用いているが、レーザフォーカス式のものを用いることも可能である。なお、本実施形態の装置に好適に用いることができるのであれば、レーザ変位計２５以外の光学式変位計を用いることも可能である。

本実施形態の構成において、レーザ変位計２５は、マスク３０の中央領域３１における少なくとも２点を測定する位置に配置されている。マスク３０の中央領域３１に対応する位置にレーザ変位計２５を配置するのは、重力の影響でマスク３０が撓み、その撓みによってマスク３０が最も基板１０に近接する部位３０ａが中央領域３１に存在するからである。

図４は、マスク３０の中央領域３１を説明するための図である。本実施形態のマスク３０の中央領域３１とは、マスク３０を上方から見たときに、マスク３０の中心点Ｃの周囲（３５）の領域３１のことを意味する。具体的には、マスク３０の中央領域３１は、図４に示すように、マスク３０の中心点Ｃから、マスク３０の一辺３７ａ（又は３７ｂ）との距離が半分になる境界３５内の領域である。ここで、中心点Ｃから境界３５までの距離Ｌ１と、境界３５から辺３７ａまでの距離Ｌ２とは同じである、また、中心点Ｃから境界３５までの距離Ｌ３と、境界３５から辺３７ｂまでの距離Ｌ４とは同じである。

再び図３を参照すると、光源５０がマスク３０の上方に設けられている。本実施形態の光源５０は、紫外線を含む光を照射する光源（ＵＶ光源）である。基板１０は、画像表示装置用の透光性基板を含む。本実施形態の基板１０は、液晶パネル用のガラス基板（例えば、第８世代〜第１０世代のマザーガラス）である。この例での基板１０は、液晶パネル用のマザーガラスの２枚が張り合わされたものである。また、本実施形態のマスク３０は、一辺１メートル以上の寸法を有している。具体的には、本実施形態のマスク３０は、基板（マザーガラス）１０に対応した寸法を有している。

本実施形態の光照射装置１００では、二次元的に配列された吸着管４０によってマスク３０を保持しているので、マスク３０の端部だけを保持する装置と比較して、マスク３０の中央部と端部との間の距離の差を低減することができる。また、吸着管４０の間における撓み（３９）によってマスク３０の高さのバラツキが生じても、それについて良好に対応することができる。すなわち、本実施形態の構成では、基板１０とマスク３０との間の距離を測定するレーザ変位計２５がステージ２０に設けられており、さらに、レーザ変位計２５は、マスク３０の中央領域３１における少なくとも２点を測定する位置に配置されている。したがって、マスク３０と基板１０との間における距離（実質的に最小な間隔）Ｇを非接触で計測することができる。それゆえ、吸着管４０によって保持されたマスク３０に撓みが生じていたり、吸着管４０の高さバラツキがあったとしても、マスク３０とステージ２０との間に過剰なマージンを持たせることを抑制することができる。その結果、より適切な間隔（プロキシミティギャップ）を設定することが可能となる。

図５は、基板１０にマスク３０を近接して露光する工程を示している。図５に示した例では、基板１０は、下基板１０ａと上基板１０ｂとから構成されている。下基板１０ａと上基板１０ｂとの間には、両者を接合するシール材１２が設けられている。シール材１２は、例えば、紫外線硬化樹脂から構成されており、光源からの光（例えば、紫外線）５５によって硬化させることができる。

また、基板１０に近接して、マスク３０が配置されている。この例のマスク３０は、遮光マスクであり、マスク３０の下面に遮光パターン３２が形成されている。マスク３０は、吸着管４０の先端４２によって吸着されて固定されている。

光照射装置１００の光源５０から発せられた光５５は、遮光パターン３２を有するマスク３０を介して、シール材１２に到達する。光５５は、ほぼ鉛直方向で進む光５５ａとともに、斜めに進む光５５ｂがあり、特に斜めに進む光５５ｂを効果的に遮光する必要がある。すなわち、ギャップＧが狭ければ狭いほど、斜めに進む光５５ｂをシール材１２が存在する領域に規定することができる。

ここでギャップＧが予定よりも広くなってしまうと、シール材１２が存在する領域以外にも光５５ｂが照射されてしまうので、ギャップＧはできるだけ小さい方が好ましい。本実施形態の光照射装置１００では、マスク３０とステージ２０との間に過剰なマージンを持たせることを抑制することができ、より適切なギャップ（プロキシミティギャップ）Ｇを設定することが可能となるので、良好な露光工程（シール材硬化工程）を実行することができる。

次に、図６（ａ）から図７（ｃ）を参照しながら、本実施形態の光照射装置１００を用いた光照射方法について説明する。図６（ａ）から図７（ｃ）は、それぞれ、本実施形態の光照射方法を説明するための工程断面図である。

本実施形態の光照射方法は、マスク３０を介して基板１０に光を照射する方法である。まず、基板１０の上方にマスク３０を配置した後、基板１０を移動させて、基板１０とマスク３０とを近接させる。その後、マスク３０を介して基板１０に光を照射する。ここで、基板１０とマスク３０とを近接させる際には、レーザ変位計２５によって、マスク３０の中央領域３１における少なくとも２点が測定される。このレーザ変位計２５で測定された距離のうち最も小さい距離に基づいて、基板１０とマスク３０とを近接させる。この状態で、マスク３０を介して基板１０に光を照射するので、より適切な間隔（プロキシミティギャップ）にて露光工程を実行することができる。以下、各図を参照しながら、より詳細に説明する。

まず、図６（ａ）に示すように、ステージ２０の上に基板１０を配置する。基板１０は、基板搬送装置（例えば、ロボットアームなど）から矢印９１のように移動されて、ステージ２０の保持ピン２２の上に載置される。

次に、図６（ｂ）に示すように、保持ピン２２を引き下げてステージ２０の表面に基板１０を配置した後、ステージ２０を矢印９２のように上昇させて、基板１０とマスク３０とを近接させる。ステージ２０の上方移動９２は、ステージ昇降装置（不図示）によって行うことができる。ここで、レーザ変位計２５は、当該ステージ昇降装置を制御する制御装置（不図示）に接続されている。そして、その制御装置は、レーザ変位計２５によって測定された距離のうち最も小さい距離に基づいて、基板１０とマスク３０の間のギャップを算出し、そのギャップになるように昇降装置を移動させることができる。

なお、ステージ２０とマスク３０との間の距離を小さくすればよいので、ステージ２０を固定して、マスク３０の方をステージ２０に近づけることも可能である。ただし、マスク３０は吸着管４０で吸着固定されているので、マスク３０を移動させるよりも、ステージ２０の方を移動させる方が便利である。

次に、図６（ｃ）に示すように、基板１０とマスク３０とをある程度近づけて、その際に、基板１０に付したアライメントマーク（不図示）と、マスク３０に付したアライメントマーク（不図示）とを重ね合わせて、両者（１０、３０）のアライメントを実行する。基板１０とマスク３０とを近づける時には、上述したようにレーザ変位計２５によって、基板１０とマスク３０との間の距離を測定して、両者が接触しないようにする。

次に、図７（ａ）に示すように、レーザ変位計２５の測定に基づいて、基板１０とマスク３０とのギャップＧを規定し、そのギャップＧにて光照射を行う。ここで、基板１０とマスク３０との間の距離は、レーザ変位計２５の測定に基づいて規定できるので、基板１０とマスク３０との間に過剰なマージンを持たせることを抑制することができる。すなわち、より適切なギャップ（プロキシミティギャップ）Ｇを設定することが可能となるので、良好な露光工程（例えば、シール材硬化工程）を実行することができる。

次に、図７（ｂ）に示すように、照射工程が終わった後は、ステージ２０を下方に移動する（矢印９３）。ステージ２０の下方移動９３は、ステージ移動機構（不図示）によって行うことができる。

その後、図７（ｃ）に示すように、ステージ２０を下に移動させてマスク３０から離した後に、ステージ２０の保持ピン２２を出し、次いで、基板１０を矢印９４のように移動させる。基板１０の移動は、基板搬送装置（例えば、ロボットアームなど）を用いてもよいし、保持ピン２２に相当する部材に、ローラ機能または基板浮上機能を持たせて、その部材によって基板１０を移動させるようにしてもよい。

次に、図８から図１０を参照しながら、本実施形態の光照射装置１００の一例を説明する。図８および図９は、それぞれ、本実施形態の光照射装置１００の正面図および側面図である。また、図１０は、本実施形態の光照射装置１００の上面図である。

この例の光照射装置１００は、ステージ２０と、ステージ２０の上方に配置されるマスク３０を保持する吸着管４０とから構成されている。マスク３０は、吸着管４０の先端に位置する吸着部４２によって吸着されて保持されている。また、この構成例では、マスク３０の周縁部を保持するマスク周縁保持部４５が設けられている。マスク周縁保持部４５は、マスク３０の周縁部を吸着しており、それによってマスク３０の周縁部が下方に撓むことを抑制している。

ステージ２０には、上述したように、レーザ変位計（不図示）が配置される。ステージ２０の幅Ｗ１およびＷ２は、光照射装置１００で使用される基板１０またはマスク３０の寸法に対応したものとなっている。なお、この例で、光源５０は、吸着管４０の上端の上方に設けられているが、光照射を良好に実行できるのであれば、適宜好適な場所に配置することができる。また、この構成例では、梁４６および４７が設けられているが、梁の配置位置は、実際使用される光照射装置にあわせて適切なものにすればよい。加えて、梁でなく、それ以外の装置の補強部材を適宜採用することも可能である。

図１０に示すように、吸着管４０は、マスク３０の平面に対して二次元的に配置されている。この例では、一対の吸着管４０を行列状に配置した構成にしているが、これに限らず、他の構成を採用してもよい。例えば、一本の吸着管４０を行列状に配置してもよいし、各吸着管４０が三角形になるように配置することも可能である。また、マスク３０の平坦度が好適になるように決定された特殊な配置（例えば、同心円状の配置、ランダム配置）にすることもできる。

図１１は、基板１０としてのマザーガラスの一例を表している。この例の基板１０は、第１０世代のマザーガラスである。また、基板１０内の各パネル領域１５は、４０インチの液晶パネルに相当するものであり、基板１０の中心Ｃも示している。

図１２は、図１１に示した基板１０に対応したマスク３０を模式的に表している。マスク３０の中央領域３１は、境界３５に囲まれた範囲である。そして、レーザ変位計２５は、ステージ２０において、中央領域３１の少なくとも２点を測定する位置に配置される。例えば、レーザ変位計２５は、図１２に示すように、中央領域３１におけるポイント２５Ａおよび２５Ｂに対応する位置に配置される。ここでは、ポイント２５Ａおよび２５Ｂは、中心Ｃおよび仮想線７０Ａを中心にして対称に位置付けられている。

図１２に示した例の場合、マスク３０の撓みが、中央領域３１におけるポイント２５Ａおよび２５Ｂの周囲で大きくなることが経験的に判明している時に特に効果が大きい。また、仮想線７０Ａを中心として、マスク３０のうちポイント２５Ａ側の半分部分（上側部分）が重い場合には、ポイント２５Ａにおける距離に基づいてギャップＧを規定することが多くなる。一方、仮想線７０Ａを中心として、マスク３０のうちポイント２５Ｂ側の半分部分（下側部分）が重い場合には、ポイント２５Ｂにおける距離に基づいてギャップＧを規定することが多くなる。

図１３は、レーザ変位計２５の他の配置例を示している。この例では、レーザ変位計２５は、中心Ｃに対して点対称に、中央領域３１におけるポイント２５Ａおよび２５Ｂに対応する位置に配置される。図１３に示した例の場合には、マスク３０の撓みがポイント２５Ａおよび２５Ｂの周囲で大きくなることが経験的に判明している時に特に効果が大きい。また、仮想線７０Ｂを中心として、マスク３０のうちポイント２５Ａ側の半分部分（左上部分）が重い場合には、ポイント２５Ａにおける距離に基づいてギャップＧを規定することが多くなる。一方で、マスク３０のうちポイント２５Ｂ側の半分部分（右下部分）が重い場合には、ポイント２５Ｂにおける距離に基づいてギャップＧを規定することが多くなる。

さらに、吸着管４０の配置パターンによっては、マスク３０のうち中心Ｃのところが基板１０に近接しやすくなる場合もある。その場合には、図１４に示すように、ポイント２５Ａおよび２５Ｂとともに、ポイント２５Ｃに対応する位置にレーザ変位計２５を配置することができる。また、この例では、仮想線７０Ｃを中心として、マスク３０のうちポイント２５Ａ側の半分部分（左側部分）が重い場合には、ポイント２５Ａにおける距離に基づいてギャップＧを規定することが多くなり、一方、マスク３０のうちポイント２５Ｂ側の半分部分（右側部分）が重い場合には、ポイント２５Ｂにおける距離に基づいてギャップＧを規定することが多くなる。なお、仮想線７０Ａまたは７０Ｂを中心とした場合の説明は基本的に上述の通りである。

また、図１４に示したポイント２５Ａ〜２５Ｃは、図１３に示したポイント２５Ａ、２５Ｂにポイント２５Ｃを追加した形であるが、図１２に示したポイント２５Ａ、２５Ｂにポイント２５Ｃを追加した形にすることも可能である。さらに、ポイント２５Ａおよび２５Ｂは、対称形の位置に限らず、非対称の位置に配置することも可能である。

図１５は、中央領域３１に５点のポイント（２５Ａから２５Ｅ）を設けた形態のレーザ変位計２５の配置例を示している。中央領域３１に５点のポイント（２５Ａから２５Ｅ）を設けた場合、マスク３０の撓み、吸着管４０の高さバラツキを含めて、ほとんどの場合において対応することができる。その結果、基板１０とマスク３０との間に過剰なマージンを持たせることを抑制することができる。なお、５つのポイント（２５Ａから２５Ｅ）は、図１５に示した配置以外に適宜好適なものを採用することが可能である。例えば、ポイント２５Ｃを中心にして、ポイント２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｄ、２５Ｅが、境界３５と同様の矩形形状の頂点の位置にくるように改変してもよい。

さらに、図１６に示すように、中央領域３１に９点のポイント（２５Ａから２５Ｉ）を設けると、実質的に全ての場合に対応することが可能となる。したがって、適正なマスク３０を用いて、そのマスク３０を適切に吸着管４０で保持している限りにおいては、マスク３０を変更したり、基板１０を変更したりしても、マスク３０と基板１０との最小間隔の場所をノギス等で図らなくても、レーザ変位計２５の測定で適切なギャップＧを設定することができる。

なお、９つのポイント（２５Ａから２５Ｉ）は、図１６に示した配置以外に適宜好適なものを採用することが可能である。例えば、９つのポイント（２５Ａから２５Ｉ）を等間隔でない配列にしたり、ポイント２５Ｃを中心にして、略円形または略楕円形の位置に他のポイントがくるように改変してもよい。

上述の実施形態では、図５に示したように、一対の基板１０ａ、１０ｂの間に配置されたシール材１２を硬化させる例を主に示したが、それに限らない。本発明の実施形態に係る技術は、マスク３０を介して基板１０に光照射するものであれば広く適用することが可能である。本実施形態の技術は、例えば、基板１０に形成された感光体層を露光することによってパターンを形成することに適用することができる。また、上述した実施形態では、基板１０として、液晶パネル用のマザーガラス（例えば、第８世代〜第１０世代のマザーガラス）を例にして説明したが、それよりも大きい透光性基板（例えば、ガラス基板）、あるいは、それよりも小さい透光性基板（例えば、ガラス基板）を用いることも可能である。

また、本発明の実施形態に係る技術は、液晶パネルの製造方法に限らず、光照射する工程を含むものに適用することが可能である。したがって、本実施形態の基板１０は、液晶パネル用の基板に限らず、他の画像表示装置用の基板を用いることも可能であり、ＰＤＰ（プラズマ・ディスプレイ・パネル）または有機ＥＬなどのフラットパネルディスプレイ用の基板を使用することも可能である。加えて、本発明の実施形態に係る技術は、半導体装置を製造するための露光工程に使用することも可能である。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。

本発明によれば、マスクとステージとの間に過剰なマージンを持たせることを抑制することができる光照射装置を提供することができる。

１０ 基板
１０ａ 下基板
１０ｂ 上基板
１２ シール材
１５ パネル領域
２０ ステージ
２２ 保持ピン
２５ 光学式変位計（レーザ変位計）
３０ マスク
３１ 中央領域
３２ 遮光パターン
３５ 境界
４０ 吸着管
４２ 吸着部
４５ マスク周縁保持部
４６、４７ 梁
５０ 光源
５５ 光
９０ 鉛直方向
１００ 光照射装置
１０００ 光照射装置

Claims (19)

1. マスクを介して基板に光を照射する光照射装置であって、
   前記マスクを保持する吸着管と、
   前記基板を載置するステージと
   を備え、
   前記吸着管は、前記マスクの平面に対して二次元的に配列されており、
   前記ステージには、前記基板とマスクとの間の距離を測定する光学式変位計が配置されており、
   前記光学式変位計は、前記マスクの中央領域における少なくとも２点を測定する位置に配置されている、光照射装置。
2. 前記基板は、画像表示装置用の透光性基板を含み、
   前記マスクは、一辺１メートル以上の寸法を有する、請求項１に記載の光照射装置。
3. 前記吸着管は、鉛直方向に延びており、
   前記吸着管の先端が前記マスクを真空吸引することによって、前記マスクは前記吸着管に保持されており、
   前記吸着管の先端は、行列状に配置されている、請求項１または２に記載の光照射装置。
4. さらに、前記マスクの周縁部を保持するマスク周縁保持部が設けられている、請求項３に記載の光照射装置。
5. 前記光学式変位計は、前記マスクの中央領域における５点を測定する位置に配置されている、請求項４に記載の光照射装置。
6. 前記光学式変位計は、前記マスクの中央領域における９点を測定する位置に配置されている、請求項４に記載の光照射装置。
7. 前記ステージは、前記ステージを上下方向に移動する昇降装置に接続されており、
   前記光学式変位計は、前記昇降装置を制御する制御装置に接続されており、
   前記制御装置は、前記光学式変位計によって測定された距離のうち最も小さい距離に基づいて前記基板と前記マスクの間のギャップを算出し、前記ギャップになるように前記昇降装置を移動させることを特徴とする、請求項１から６の一つに記載の光照射装置。
8. さらに、紫外線を照射する光源が、前記マスクの上方に設けられている、請求項１から７の何れか一つに記載の光照射装置。
9. マスクを介して基板に光を照射する光照射方法であって、
   前記基板の上方に、マスクを配置する工程（ａ）と、
   前記基板を移動させて、前記基板と前記マスクとを近接させる工程（ｂ）と、
   前記マスクを介して、前記基板に光を照射する工程（ｃ）と
   を含み、
   前記工程（ａ）において、
   前記マスクは、前記マスクの平面に対して二次元的に配列された吸着管によって保持されており、
   前記基板は、ステージの上に載置されており、
   前記ステージには、前記基板とマスクとの間の距離を測定する光学式変位計が配置されており、
   前記光学式変位計は、前記マスクの中央領域における少なくとも２点を測定する位置に配置されており、
   前記工程（ｂ）において、
   前記光学式変位計によって測定された距離のうち最も小さい距離に基づいて、前記基板と前記マスクとを近接させることが実行される、光照射方法。
10. 前記光学式変位計は、前記マスクの中央領域における５点を測定する位置に配置されており、
    前記工程（ｂ）において、
    前記５点の測定距離のうち最も小さい距離に基づいて、前記基板と前記マスクとを近接させることが実行される、請求項９に記載の光照射方法。
11. 前記光学式変位計は、前記マスクの中央領域における９点を測定する位置に配置されており、
    前記工程（ｂ）において、
    前記９点の測定距離のうち最も小さい距離に基づいて、前記基板と前記マスクとを近接させることが実行される、請求項９に記載の光照射方法。
12. 前記基板は、画像表示装置用の透光性基板を含み、
    前記マスクは、一辺１メートル以上の寸法を有する、請求項９に記載の光照射方法。
13. 前記工程（ｃ）において、前記基板に形成された光硬化樹脂を硬化させることを特徴とする、請求項９から１２の何れか一つに記載の光照射方法。
14. 前記工程（ｃ）において、前記基板に形成された感光体層を露光することによってパターンを形成することを特徴とする、請求項９から１２の何れか一つに記載の光照射方法。
15. 一対の基板の間に液晶層が配置された液晶パネルの製造方法であって、
    液晶パネルを構成する基板の上方に、マスクを配置する工程（ａ）と、
    前記基板を移動させて、前記基板と前記マスクとを近接させる工程（ｂ）と、
    前記マスクを介して、前記基板に光を照射する工程（ｃ）と
    を含み、
    前記工程（ａ）において、
    前記マスクは、前記マスクの平面に対して二次元的に配列された吸着管によって保持されており、
    前記基板は、ステージの上に載置されており、
    前記ステージには、前記基板とマスクとの間の距離を測定する光学式変位計が配置されており、
    前記光学式変位計は、前記マスクの中央領域における少なくとも２点を測定する位置に配置されており、
    前記工程（ｂ）において、
    前記光学式変位計によって測定された距離のうち最も小さい距離に基づいて、前記基板と前記マスクとを近接させることが実行される、液晶パネルの製造方法。
16. 前記基板は、液晶パネル用マザーガラスであり、
    前記マスクは、一辺１メートル以上の寸法を有する、請求項１５に記載の液晶パネルの製造方法。
17. 前記工程（ｃ）において、前記一対の基板の間に配置されるシール材を硬化させることを特徴とする、請求項１５または１６に記載の液晶パネルの製造方法。
18. 前記工程（ｃ）において、前記基板に形成された感光体層を露光することによってパターンを形成することを特徴とする、請求項１５または１６に記載の液晶パネルの製造方法。
19. 前記光学式変位計は、前記マスクの中央領域における９点を測定する位置に配置されており、
    前記工程（ｂ）において、
    前記９点の測定距離のうち最も小さい距離に基づいて、前記基板と前記マスクとを近接させることが実行される、請求項１５から１８の何れか一つに記載の液晶パネルの製造方法。

Images