[发明专利]接近式曝光装置、曝光光形成方法、面板基板的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在液晶显示(display)装置等显示用面板(panel)基板的制造中，在产生曝光光的光源使用多个半导体发光元件且使用复眼透镜(fly eye lens)作为光学积分器(optical integrator)的接近式(proximity)曝光装置、接近式曝光装置的曝光光形成方法、及使用这些的显示用面板基板的制造方法。

背景技术

作为显示用面板而使用的液晶显示装置的薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)基板或彩色滤光片(color filter)基板、等离子体显示器面板(plasma display panel)用基板、有机电致发光(Electroluminescence，EL)显示面板用基板等的制造是使用曝光装置，并通过光刻(photolithography)技术在基板上形成图案(pattern)而进行。作为曝光装置，存在使用透镜(lens)或镜片将掩模(mask)的图案投影至基板上的投影(projection)方式、及在掩模与基板之间设有微小的间隙(接近间隙(proximity gap))而将掩模的图案转印至基板上的接近式方式。接近式方式与投影方式相比图案解像性能较差，但照射光学系统的构成简单且处理能力高而适于量产用。

以往，在接近式曝光装置的产生曝光光的光源中，使用诸如水银灯(mercury lamp)、卤素灯(halogen lamp)、氙气灯(xenon lamp)等将高压气体(gas)封入至灯管(bulb)内的灯(lamp)。这些灯的寿命较短，如果超过特定的使用时间则必须对灯进行更换。例如，在灯的寿命为750个小时的情况下，如果连续点灯，则大约1个月必须更换1次。由于在更换灯时中断曝光处理，因此生产率降低。

另一方面，在专利文献1中，揭示有：在接近式曝光装置中使用发光二极管(light-emitting diode)或激光二极管(laser diode)等半导体发光元件、作为曝光光的光源的技术。发光二极管或激光二极管等半导体发光元件的寿命为数千小时，与灯相比较长，中断曝光处理的情况较少，因此可期待生产率的提高。

于在产生曝光光的光源中使用多个半导体发光元件的情况下，如专利文献1中所记载，使用复眼透镜(fly-eye lens)作为光学积分器(optical integrator)。复眼透镜是将多个单透镜纵横地排列所成的透镜阵列(lens array)。图12是对复眼透镜的动作进行说明的图。将从多个半导体发光元件42产生的光通过放大透镜43(magnification lens)而分别放大后，照射至复眼透镜45。复眼透镜45使通过多个放大透镜43放大的光向相同的照射面投影并重合，从而使照度分布均一化。此时，如果入射至复眼透镜45的光的入射角度β大于特定角度，则该光会偏离复眼透镜45的照射面。

近年来，基板随着显示用面板的大画面化而大型化，从而对曝光光的光源要求其为更高照度者。在主要用于大型基板的曝光的接近式曝光装置中，于在产生曝光光的光源使用多个半导体发光元件的情况下，半导体发光元件的输出远小于以往的灯，因此必须排列使用数百～数千个左右的半导体发光元件。在该情况下，存在如下问题：从外侧的半导体发光元件产生并通过放大透镜放大的光的一部分向复眼透镜的入射角度变大，偏离复眼透镜的照射面，而未被用于曝光光的形成。

在专利文献1所记载的技术中，围绕从多个放大透镜至复眼透镜的光路而设置有反射部件，使从半导体发光元件产生的光之中、未直接照射至复眼透镜的光在反射部件反射，且使其在不偏离复眼透镜的照射面的特定角度以内入射至复眼透镜，由此效率佳地利用各半导体发光元件的光而形成照度高的曝光光。

[先前技术文献]

[专利文献]

专利文献1：日本专利特开2011-17770号公报

[发明所要解决的问题]

于在产生曝光光的光源使用多个半导体发光元件、且使用复眼透镜作为光学积分器的情况下，为使从各半导体发光元件产生的光的大部分在不偏离复眼透镜的照射面的特定角度以内入射至复眼透镜，而效率佳地利用从各半导体发光元件产生的光，必须使从各半导体发光元件产生的光的光轴朝向复眼透镜的入射面的中心。因此，以往是将搭载各半导体发光元件的基底(base)基板的表面形成为球面，而将各半导体发光元件配置在球面上。然而，调整配置在球面上的各半导体发光元件的安装角度，以使从各半导体发光元件产生的光的光轴准确地对准复眼透镜的入射面的中心的作业耗费精力，调整数百～数千个半导体发光元件的安装角度需要大量劳力与时间。