液晶面板用曝光裝置及曝光裝置的製作方法
2023-07-13 10:04:36 1
專利名稱：液晶面板用曝光裝置及曝光裝置的製作方法
技術領域：
本發明是關於曝光裝置的結構、尤其是關於適宜製造液晶面板用的曝光裝置的結構。
背景技術：
為製造液晶面板，需要在基板上形成控制液晶的電路圖案，為在基板上形成電路圖案，而使用具有電路圖案的掩模，將掩模上的電路圖案曝光轉印到基板上。為此使用的裝置稱作液晶面板用曝光裝置。轉印中由於使用了反射鏡，所以液晶面板用曝光裝置的光學系統有時也稱作反射鏡投影光學系統。
然而，液晶面板所要求的尺寸，逐年大型化。其結果，液晶面板製造中使用的掩模也得大型化。然而，將大型掩模上的電路圖案全部一次曝光轉印到基板上是很困難的。為此，一邊曝光轉印掩模上的部分圖案，一邊使掩模和基板都作移動(掃描)，對整個掩模的圖案進行曝光轉印，這種方式成為主流，採用這種方式的曝光裝置有時也稱作掃描型曝光裝置。關於液晶面板用曝光裝置，例如在「O plus E」(Vol，24，No.11，2002年11月、第1209～1213頁)有所說明。
另一方面，至於說明對掩模和基板進行掃描時使用的臺面，例如，在半導體裝置曝光中使用的曝光裝置，由於周圍的溫度變化，臺面會產生熱膨脹，對曝光圖案造成惡烈影響。為此，對於臺面的材料，大多使用熱膨脹係數較小的陶瓷。
關於半導體裝置用曝光裝置的臺面，例如，特開平11-223690號公報中公開的。特許第3260340號公報中公開將陶瓷作為臺面的構成材料。
與半導體裝置用的曝光裝置比較，液晶面板用的曝光裝置，掩模也好，基板也好都形成1位大的尺寸。為了實現牢固的大型臺面，使用了大量的臺面材料陶瓷。然而，大量使用陶瓷的結果，有時臺面的重量達到數噸，作為整個曝光裝置可達到20噸左右。進而，為了移動重量巨大的臺面，必須將曝光裝置的設置場所建成牢固的結構。
再有，在製造液晶面板的淨化室內，將設置液晶面板用曝光裝置的場所建成牢固的構造時，會產生如下問題。即，不僅加大淨化室的建造費用，而且要固定液晶面板用曝光裝置的設置場所。此外，對於生產性能來說，沒有彈性，而且，設計淨化室時，需要確定引入液晶面板用曝光裝置的臺數。
如上所述，在以前的液晶面板用曝光裝置臺面中，原樣地使用了用作半導體裝置用曝光裝置臺面的陶瓷單體。由此，密度不能輕於最小約3.1g/cm3的碳化矽，當大量使用陶瓷時，作為整體裝置會變得極重，會引發種種敝端。
發明內容
因此，本發明的目的是提供一種適宜製造液晶面板用的、輕量化的曝光裝置。
為了達到上述目的，本發明中用為構成臺面的材質，使用密度為3.0g/cm3以下的陶瓷，最好複合陶瓷。利用這種陶瓷時，在以往的單體陶瓷中，不能輕於碳化矽，但通過混合比碳化矽輕的材料，可使密度達到3.0g/cm3以下。
而且，作為混合材料，與單體的陶瓷相反，選擇具有溫度升高收縮性質的材料，可消除熱膨脹。從此可得到特定溫度下實際熱膨脹係數為0的材料。
例如，通過向碳化矽中添加玻璃，使密度減輕到約2.5g/cm3，而且能實現在室溫下熱膨脹係數為0的複合陶瓷。這種複合陶瓷比以往一般使用的密度約為4g/cm3氧化鋁陶瓷輕了約40％。而且，使用由這種複合陶瓷形成的長部件構成大型臺面時，也不會產生伸縮。
另外，關於複合陶瓷，例如，在上述特許第3260340號公報中有所說明。
進而，本發明中，通過使這種複合陶瓷形成蜂窩構造和多孔質構造，重量可進一步減輕1/2～1/8。尤其是，為使陶瓷內部形成中空，採用蜂窩構造時，本發明中的蜂窩構造，孔不只是正六角形的，也可以多少呈傾斜狀，或八角形的。即，與長方形和正方形的孔不同，只要具有相鄰面呈傾斜結合的形狀就可以。據此，由於臺面在平面內沿X方向和Y方向作直線移動，所以，像以前使用具有長方形和正方形孔的陶瓷時，由於臺面移動反轉時的反力很大，陶瓷自身會發生輕微變形。與其相反，本發明中，通過設置具有傾斜形狀的孔，使臺面在其反轉時不會變形。
根據本發明，提供一種為將掩模上的圖案曝光轉印到基板上，一邊利用臺面移動掩模和基板中的至少一個，一邊進行曝光的曝光裝置。本曝光裝置中，作為構成臺面的材質，使用密度在3.0g/cm3以下的陶瓷，而且，臺面貼合了多個陶瓷部件而構成。
圖1是根據本發明的實施方式，液晶面板用曝光裝置的簡要構成圖。
圖2是用以說明圖1所示的臺面臺3b的構造的圖。
實施發明的最佳方式以下參照
本發明的實施方式。
圖1是作為本發明的實施方式的液晶面板曝光裝置100的構造圖。描繪有電路圖案的掩模1，固定在掩模臺面2中的臺面臺3a上。臺面臺3a載置在臺面導軌4上，其構造成為可沿著圖1所示的X方向作往復移動。即，臺面臺3a或在掃描方向10a上掃描。
而在基板臺面12中，基板5固定在臺面臺3b上。臺面臺3b的構造成為在臺面導軌6a上，沿著圖1所示的Y方向作往復移動(步進狀移動)。即，臺面臺3b在臺面導軌6a上，沿著臺面方向11作步進式移動。進而，搭載了臺面臺3b的臺面導軌6a，在臺面導軌6B上沿X方向作往復移動，即，構造成為沿著和上述掃描方向10a相同的掃描方向10b進行掃描。
對於臺面臺3a、3b，臺面導軌6a的驅動，採用圓頭螺栓機構或直線電動機等驅動機構。各自的移動部分，在由靜壓軸承等軸承支撐的狀態下可作移動，然而，這些驅動機構、軸承不是本發明的要點，所以省略詳細說明。
掩模1上的電路圖案，一部分圖像由臺形反射鏡7、凸面鏡8、凹面鏡9進行反射，再返回到臺形反射鏡7上，而轉印在基板5上。掩模1和基板5任何一個沿著X方向進行掃描，作1次掃描後，臺面臺3b沿Y方向作步進。將此過程重複進行，掩模1上的電路圖案全部曝光轉印到基板5上。
對於本實施方式中的掩模臺面2和基板臺面12，使用碳化矽中添加了玻璃成分的複合陶瓷材料。這種材料的密度約為2.5g/cm3，因此，這種複合陶瓷與一般的氧化鋁陶瓷比較，由於密度小了約40％，所以掩模臺面2和基板臺面12達到輕量化。
以下為了說明本發明液晶面板用曝光裝置中以臺面部件構造，作為一例，使用圖2說明液晶面板用曝光裝置100的臺面臺3b構造。
臺面臺3b是由陶瓷面板31a、陶瓷塊結合體32、和陶瓷面板31b三枚形成一個整體物。陶瓷面板31a和陶瓷面板31b，在本例中，如圖2所示，將4枚陶瓷面板貼合在一起形成一個大面積的整面。陶瓷塊結合體32，本例中，將4個陶瓷塊32a、32b、32c、32d用粘接劑貼合在一起，形成中央部分具有開口的四角形框狀。陶瓷面板31a、31b、陶瓷塊32a～32d，都是將碳化矽和和玻璃作為主成分，在特定溫度下，例如接近室溫23℃左右，熱膨脹係數為0的複合陶瓷。該複合陶瓷的密度約為2.5g/cm3，比密度約為4g/cm3的氧化鋁陶瓷輕了40％。
作為陶瓷的接合方法，可使用在接合面上塗布低熔點金屬、無機粘接材料、玻璃封閉劑等，進行加熱的方法、將陶瓷彼此粘接，施加壓力並保持高溫的方法，等固相粘接和雷射熔接等。
另外，陶瓷塊32a～32d，如圖2所示，形成具有多個孔的所謂蜂窩構造。孔的形狀可為六角形，八角形等多角形狀。而且，在將這4個陶瓷塊接合時，中間形成中空部分。其結果，陶瓷塊結合體32與由中間不具有開口的中實體構成的情況比較，陶瓷材料用量減了80％，但機械強度幾乎相等。
另外，在本發明中，使用由蜂窩構造形成輕量化的陶瓷，其理由如下。在以往的曝光裝置用臺面中，有時使用將內部挖成四角的輕量化陶瓷的情況。但是，這種情況下，臺面沿著X方向，Y方向移動，所以移動反轉時會加大反力，使陶瓷稍有變形。
與其相反，本發明中，通過將多個孔的形狀形成六角形、或八角形的蜂窩構造，對於由X方向和Y方向施加的力會產生幹擾，而不會變形。
根據以上所述，臺面臺3b，就其材質約輕了40％，就其構造，輕了80％，作為整體也輕了88％[＝0.4+(0.6×0.8)]。
另外，因為熱膨脹係數室溫附近為0，所以周圍溫度變化引發的膨脹、收縮而導致的曝光位置變化的誤差很小，因此能以高精度進行曝光。
還有，液晶面板用曝光裝置100中的臺面臺3a、臺面導軌4、臺面導軌6a、6b同樣使用碳化矽中添加了玻璃的複合陶瓷，構造也同樣形成蜂窩構造。因此，液晶面板用曝光裝置100的整體重量約輕了60％。
作為複合陶瓷，也可以取代向碳化矽中添加玻璃，而使用向氮化矽中添加玻璃的複合陶瓷，仍能獲得同樣的效果。
另外，作為構成臺面臺3b的陶瓷塊結合體32的各個陶瓷塊，也可以採用多孔質構造取代蜂窩構造。這種情況下，同樣可減輕重量。陶瓷多孔體在工業上大多以填料、隔熱材料、催化劑載體等利用，所以可採用這些技術。
例如，作為陶瓷多孔體的製造方法，已知有向成形體中混入利用燒成形成的燒失物，通過燒成燃燒後殘留孔穴的方法。作為混入物，可使用將碳等無機物和聚氨酯等有機物進行燒成得到的燒失物。只要是中空的氧化矽填充物就可以，通過燒成會殘存下來，其量與空穴體積相比極其少，此外，成分和上述複合陶瓷中的主成分相同，所以對複合陶瓷的各種特性不會產生影響。作為混入物的形態，最好與粉末、珠子、纖維、中空管等空穴的形狀一起並用。
同樣，可將試劑容易溶解的混入物混合到成形體中，利用燒成將成形體燒結後，再浸在試劑中，也可殘留下空穴。
再有，還可使用利用擠壓成形加工成蜂窩形狀的。本發明還可按如下形態實施。
為了將掩模上的圖案曝光轉印到基板上，在利用臺面至少移動掩模和基板中至少一個，並進行曝光的曝光裝置中，作為構成臺面的材質，使用其密度在3.0g/cm3以下，室溫下膨脹係數為-1.5～1.5×106/℃的陶瓷。
在上述第1種形態的曝光裝置中，陶瓷是將碳化矽和玻璃作為主成分的緻密複合陶瓷。
在上述第1種形態的曝光裝置中，陶瓷是將氮化矽和玻璃作為主成分的緻密複合陶瓷。
在上述第1～第3種中任一形態的曝光裝置中，通過使陶瓷具有蜂窩構造，比緻密陶瓷減輕了重量2/3以下。
在上述第1～第3種的任一形態的曝光裝置中，通過使陶瓷具有多孔質構造，比緻密陶瓷減輕了重量2/3以下。
在上述第1～第5種的任一形態的曝光裝置中，通過使陶瓷具有多孔質構造的陶瓷形成蜂窩構造，比緻密陶瓷減輕了重量1/2以下。
正如以上說明，根據本發明，可提供一種大幅度減輕重量的，可高精度曝光的曝光裝置。至於說到適用於液晶面板製造用的曝光裝置時，比以往的液晶面板用曝光裝置相比，重量不僅能大幅度降低，而且通過重量降低，也能大幅度降低臺面移動反轉時產生的反力，所以沒有必要強化在淨化室內設置液晶面板用曝光裝置的場所的構造。由此，液晶面板用曝光裝置的設置場所可在淨化室內移動，並容易增加臺數，對於生產性能也得到彈性。
工業應用性本發明並不限於液晶面板用曝光裝置，也能適用於半導體裝置用的曝光裝置。另外，也不限於如圖1所示的，也能適用於同時移動掩模和基板的曝光裝置。也能適用於只移動其中一個的曝光裝置。進而，本發明中的臺面，也可以是對現有的碳化矽陶瓷、氮化矽陶瓷單體，根據情況，氧化鋁陶瓷單體適用上述蜂窩構造或多孔質構造的。
權利要求
1.一種液晶面板用曝光裝置，其特徵在於，為了將掩模上的圖案曝光轉印到基板上，在利用臺面一邊移動上述掩模和基板中至少一個，一邊進行曝光的曝光裝置中，作為構成上述臺面的材質，使用密度在3.0g/cm3以下的陶瓷。
2.根據權利要求1所述的液晶面板用曝光裝置，其特徵在於，作為上述密度在3.0g/cm3以下的陶瓷，使用室溫下的熱膨脹係數為-1.5～1.5×10-6/℃，將碳化矽和玻璃作為主成分的陶瓷。
3.根據權利要求1所述的液晶面板用曝光裝置，其特徵在於作為上述密度在3.0g/cm3以下的陶瓷，使用室溫下的熱膨脹係數為-1.5～1.5×10-6/℃，將氮化矽和玻璃作為主成分的陶瓷。
4.根據權利要求1～3中任一項所述的液晶面板用曝光裝置，其特徵在於，上述密度在3.0g/cm3以下的陶瓷具有蜂窩構造。
5.根據權利要求1～3中任一項所述的液晶面板用曝光裝置，其特徵在於，上述密度在3.0g/cm3以下的陶瓷具有多孔質構造。
6.根據權利要求1所述的液晶面板用曝光裝置，其特徵在於，上述陶瓷，通過將具有多孔質構造的陶瓷形成為蜂窩構造，比緻密陶瓷減輕了重量1/2以下。
7.根據權利要求2所述的液晶面板用曝光裝置，其特徵在於，上述陶瓷，通過將具有多孔質構造的陶瓷形成為蜂窩構造，比緻密陶瓷減輕了重量1/2以下。
8.根據權利要求3所述的液晶面板用曝光裝置，其特徵在於，上述陶瓷，通過將具有多孔質構造的陶瓷形成為蜂窩構造，比緻密陶瓷減輕了重量1/2以下。
9.根據權利要求4所述的液晶面板用曝光裝置，其特徵在於，上述陶瓷，通過將具有多孔質構造的陶瓷形成為蜂窩構造，比緻密陶瓷減輕了重量1/2以下。
10.根據權利要求5所述的液晶面板用曝光裝置，其特徵在於，上述陶瓷，通過將具有多孔質構造的陶瓷形成為蜂窩構造，比緻密陶瓷減輕了重量1/2以下。
11.一種曝光裝置，其特徵在於，為了將掩模上的圖案曝光轉印到基板上，在通過臺面一邊移動上述掩模和上述基板中至少一個，一邊進行曝光的曝光裝置中，作為構成上述臺面的材質而使用陶瓷，該陶瓷，由室溫下的熱膨脹係數為0.5～3.0×10-6/℃的碳化矽燒結體，或氮化矽燒結體構成，通過蜂窩構造、多孔質構造、或它們的組合構造，進行減輕了重量。
12.一種曝光裝置，其特徵在於，為了將掩模上的圖案曝光轉印到基板上，在通過臺面一邊移動上述掩模和上述基板中至少一個，一邊進行曝光的曝光裝置中，作為構成上述臺面的材質，使用密度在3.0g/cm3以下的陶瓷，而且，上述臺面是將多個陶瓷部件貼合而構成。
全文摘要
對於液晶面板用曝光裝置(100)的掩模臺面(2)和基板臺面(12)，使用具有蜂窩構造的，在碳化矽中添加了玻璃的複合陶瓷材料。
文檔編號H01L21/027GK1754129SQ20048000489
公開日2006年3月29日 申請日期2004年2月12日 優先權日2003年2月21日
發明者大見忠弘, 武久究, 森山司郎, 酒卷誠 申請人:大見忠弘, 日本陶瓷科技股份有限公司