專利名稱：圖案形成用玻璃掩模及其制造方法和制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖案形成用玻璃掩模及其制造方法和制造裝置，特別 涉及利用在圖案形成半導(dǎo)體元件或液晶顯示器、等離子體顯示器等的 電極等的圖案形成工序中所使用的光掩模的透過型曝光技術(shù)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體元件或液晶顯示器、等離子體顯示等的制造工序的圖案 形成工序中，例如，主流的是使用利用在石英玻璃或者堿石灰玻璃中 使用鉻或者氧化鉻薄膜等形成圖案的玻璃掩模，以形成電極等圖形的 方法。但是，隨著形成圖案對(duì)象物的曝光面積的增大，而必需增大玻 璃掩模的面積，由于玻璃掩模的自重造成撓度的原因，產(chǎn)生形成圖案 精度不良的問題。在玻璃掩模面積增大的同時(shí)，由于玻璃掩模變厚， 剛性提高，使得撓度減少，但制造高純度的玻璃困難，在玻璃掩模中 混入氣泡或雜質(zhì)的可能性高，因此在制品中產(chǎn)生圖案缺陷等問題。
作為解決該問題的方法，已知有利用缸體等將外力施加給玻璃掩 模，利用氣壓差強(qiáng)制地減少撓度的方法，或者與玻璃掩模的撓度量一 致，強(qiáng)制地改變形成圖案對(duì)象物的形狀，解決因撓度原因造成形成圖
案精度惡化的方法(參照特許文獻(xiàn)1和2)。 特許文獻(xiàn)l:日本特開2003-167355號(hào)公報(bào) 特許文獻(xiàn)2:日本特開2003-131388號(hào)公報(bào)
然而，利用現(xiàn)有的方法，必需具有高精度的撓度量測量裝置和反 饋其信息并高精度地改變玻璃掩?；蛘咝纬蓤D案對(duì)象物的形狀的裝 置，因此，曝光裝置整體的價(jià)格昂貴。
另外，因?yàn)樵黾訙y量玻璃掩?；蛘咝纬蓤D案對(duì)象物的撓度量，并 根據(jù)其信息，使玻璃掩?；蛘咝纬蓤D案對(duì)象物變形的工序，因此，使 制品的處理周期變長，生產(chǎn)效率不好。
而且，因此根據(jù)玻璃掩模的形狀或者形成圖案對(duì)象物的材料、形
狀而強(qiáng)制地從外側(cè)施加作用力，因此，存在使玻璃掩?；蛘咝纬蓤D案 對(duì)象物破損的危險(xiǎn)性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種通過利用 重合使用廉價(jià)且純度高的玻璃的多塊玻璃的層疊結(jié)構(gòu)，而能夠提高形 成圖案的精度，并且價(jià)格便宜、生產(chǎn)率高的圖案形成用玻璃掩模。
本發(fā)明提供一種圖案形成用玻璃掩模，其包括重合的多塊玻璃板 和由至少一塊玻璃板保持的圖案形成層。
該圖案形成用玻璃掩模還可以包括插入在多塊玻璃板之間的透光 性部件。
透光性部件優(yōu)選由具有粘接性的材料構(gòu)成。
此外，玻璃板可以由堿石灰玻璃、高變形點(diǎn)玻璃、石英玻璃、合
成石英玻璃、硼硅酸玻璃(borosilicate glass)、鋁硅酸玻璃、鉛玻璃和 硼酸鹽玻璃中的一種形成。
圖案形成層也可以由包含銀鹽乳劑、鉻和氧化鉻中的至少一種的 材料形成。
另外，本發(fā)明的另一方面，提供一種圖案形成用玻璃掩模的制造 方法，其包括將至少一塊具有圖案形成層的多塊玻璃板重合浸漬在收 容有液狀硬化型粘接劑的處理槽中，將上述粘接劑充填在相鄰的各兩 塊玻璃板之間，并從處理槽中取出多塊玻璃板，以使玻璃板之間的粘 接劑硬化的工序。
硬化型粘接劑選自紫外線硬化型環(huán)氧樹脂、紫外線硬化型丙稀酸 樹脂、熱硬化型丙烯酸樹脂和熱硬化型環(huán)氧樹脂中的一種。
采用本發(fā)明，通過使用具有重合多塊玻璃板結(jié)構(gòu)的玻璃掩模，而 能夠得到與增厚玻璃掩模并提高剛性的效果相同的效果，并能夠減少 掩模的撓度。另外，由于沒有必要增厚玻璃板本身，所以，作為光掩 模的材料可以使用廉價(jià)且容易制造的高純度玻璃。另外，由于玻璃掩 模本身具有剛性，因此能夠減少撓度，而且不需要高精度測量撓度量 的裝置或者反饋其信息以高精度地改變玻璃掩模或者形成圖案對(duì)象物 的形狀的裝置，因此，能夠使曝光裝置整體的成本降低以及通過縮短
制品的處理周期以提高生產(chǎn)率，由此，可以進(jìn)行高精度的形成圖案。


圖1是本發(fā)明的圖案形成用玻璃掩模的結(jié)構(gòu)說明圖。
圖2是本發(fā)明的制造裝置的結(jié)構(gòu)說明圖。
圖3是使用本發(fā)明的圖案形成用玻璃掩模的曝光裝置的說明圖。 圖4是表示圖3所示的曝光裝置的控制部的方框圖。 符號(hào)說明
l-處理槽；2-放置臺(tái)；3-玻璃板；4-提升軸；5-液體；6-玻璃支承
軸；7-噴射噴嘴；8-玻璃板；101-帶圖形的玻璃板；102-素玻璃板；103-圖案形成層；104-透光性部件；105-支承體；106-柱塞；201-圖案形成 用玻璃掩模；202-導(dǎo)向裝置；203-塊體；205-曝光臺(tái)；206-吸著限制工 作臺(tái)；207- 9軸工作臺(tái);208-X軸工作臺(tái);209-Y工作軸臺(tái);210-工作 臺(tái)支承基座；211-PDP用基板；212-基板支承裝置；213-光電傳感器； 214_光量測量裝置；215-吸著孔；217-傾斜位移裝置；218-9軸工作臺(tái) 移動(dòng)裝置；219-X軸工作臺(tái)移動(dòng)裝置；220-Y軸工作臺(tái)移動(dòng)裝置；221-基座移動(dòng)裝置；222-臺(tái)支承裝置；223-臺(tái)支承裝置；224-位置關(guān)系測量 裝置；225-紫外線(UV)燈；226-遮光閘門；227-反射鏡；228a-平行 光鏡；228b-平行光鏡；229-控制部；230-程序發(fā)生器(s叫uencer); "1-馬達(dá)控制器；232-調(diào)節(jié)器；233-CPU。
具體實(shí)施例方式
以下，利用附圖所示的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
圖1是表示本發(fā)明的圖案形成用玻璃掩模的結(jié)構(gòu)簡圖。圖1所示 的圖案形成用玻璃掩模是層疊有四塊玻璃板的四層結(jié)構(gòu)的玻璃掩模。
在圖1中，101代表的是在其表面具有曝光用圖案形成層103的帶 圖形玻璃板。作為該玻璃板的材料，可以列舉出堿石灰玻璃(soda lime glass)或者在堿石灰玻璃中具有耐熱性并能夠抑制因熱量而引起的伸 縮的被稱為高變形點(diǎn)玻璃的SiOrAl20rR20-R，0(R20:堿氧化物，R，0: 堿土類金屬氧化物)系玻璃或者石英玻璃或合成石英玻璃。
作為堿石灰玻璃的制造方法， 一般有浮動(dòng)(float)法、熔解(fosion)
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法等，利用上述浮動(dòng)法、熔解法制造光掩模用的堿石灰玻璃，與石英 玻璃相比，容易且價(jià)格便宜。但是，當(dāng)以減少撓度為目的而增厚光掩 模用堿石灰玻璃的玻璃板厚時(shí)，存在下述問題，即，氣泡或者雜質(zhì)等 很容易進(jìn)入到使用上述浮動(dòng)法、熔解法所制造的玻璃中。因此，在使
用堿石灰玻璃的情況下，使帶有圖形的玻璃板101的厚度達(dá)到氣泡或 者雜質(zhì)等不能進(jìn)入的程度。其中，具有圖案形成層103的玻璃板101 的塊數(shù)可以為一塊或者更多。
在圖1中，102代表的是素玻璃板，作為其原材料，可以是與玻璃 板101相同的堿石灰玻璃板或者高變形點(diǎn)玻璃、石英玻璃或者合成石 英玻璃等，這里，也可以使用與在玻璃板101中所使用的材料相同的 材料。就素玻璃板102的厚度而言，其與玻璃板101的情況相同，形 成為氣泡或者雜質(zhì)不能進(jìn)入程度的任意厚度。
另外，作為圖案形成層103的材料，可以使用銀鹽乳劑、鉻或者 氧化鉻中的任意一種以上。作為圖案形成層103的形成方法，可以使 用激光直接描畫法或者電子束直接描畫法等眾所周知的方法。
在圖1中，104代表的是具有與帶圖形玻璃板101和素玻璃板102 相同折射率的透光性部件，其材料任意，優(yōu)選與帶圖形玻璃板101和 素玻璃板102的粘接性良好，導(dǎo)入玻璃板之間時(shí)為液狀，能夠預(yù)先除 去進(jìn)入玻璃板之間的氣泡或者雜質(zhì)，利用任意方法硬化，且能夠增大 粘接性的物質(zhì)。
例如，可以使用美國Newport (二二一求一卜)公司制的紫外線硬 化型環(huán)氧樹脂F(xiàn)-UVE63。作為除去氣泡或者雜制的方法，可以列舉出 使液狀透光性部件循環(huán)，與使氣泡或者雜質(zhì)循環(huán)的液狀透光性部件同 時(shí)排出的方法，或者利用振動(dòng)、超聲波的眾所周知的脫泡方法。
圖1所示的105表示的是支承帶有圖形的玻璃板101和素玻璃板 102的支承體。因熱量而引起的伸縮小并且剛性高。利用柱塞106將帶 有圖形的玻璃板101和素玻璃板102壓緊固定在支承體105上。其中， 支承體105和柱塞(蓋)106的形狀除了圖1所示的支承上下的形狀以 外，還可以是包圍玻璃板周圍的結(jié)構(gòu)，只要能夠得到固定并支承帶圖 形的玻璃板101和素玻璃板102的效果，則可以是任意結(jié)構(gòu)。
圖2是表示本發(fā)明的圖案形成用玻璃掩模的制造裝置的說明圖。
如該圖所示，設(shè)置有收容液體5的處理槽1，在其內(nèi)部底面上設(shè)置有放 置臺(tái)2。此外，在放置臺(tái)2上以不產(chǎn)生彎曲的方式放置有玻璃板3。
貫通放置臺(tái)2的多個(gè)提升軸4可以從處理槽1的底部支承上升， 且不使玻璃板3彎曲。另一方面，從處理槽1的上部開口插入的多個(gè) 玻璃支承軸6，其前端具有吸著襯墊，以不彎曲的方式支承玻璃板8， 并在處理槽l內(nèi)下降，使玻璃板8與玻璃板3具有規(guī)定的間隔而相對(duì)。 另外，噴射噴嘴7插入到處理槽1中，將液體5噴射至相對(duì)的玻璃板3 和6之間。
接著，說明利用這種制造裝置制造圖案形成用玻璃掩模的方法。 首先，將利用波長為200 380nm的紫外線硬化的液狀紫外線硬化 型環(huán)氧樹脂作為液體5而注入到處理槽1中并使其充滿。但是，在制 造環(huán)境中，也可以不存在波長為200 380nm的紫外線。
其次，如圖2所示，以素玻璃板102 (圖1)作為玻璃板3，此外， 以帶圖形玻璃板101 (圖1)作為玻璃板8，將其投入到處理槽1內(nèi)， 并使其互相具有規(guī)定的間隔相對(duì)。接著，將上述環(huán)氧樹脂5從噴嘴7 噴射至玻璃板3和8之間，并從其間除去氣泡或者異物，以充填環(huán)氧 樹脂。
其次，利用玻璃支承軸6和提升軸4支承并使具有充填有環(huán)氧樹 脂的玻璃板(素玻璃102和帶圖形的玻璃板101) 3和8上升，并從處 理槽l中取出。
在取出的玻璃板3和8的周邊邊緣上安裝防止泄漏的密封件。
其次，除去附著在玻璃板3和8表面上的環(huán)氧樹脂。
其次，將波長為200 380nm的紫外線照射在玻璃板3和8上，使
玻璃板3和8之間的環(huán)氧樹脂硬化，粘接玻璃板3和8而形成雙層玻
璃板(素玻璃和帶圖形玻璃的層疊結(jié)構(gòu)件)。
其次，以該雙層玻璃板作為玻璃板8 (圖2)，此外，以素玻璃板
102作為玻璃板3 (圖2)，將其投入到處理槽l內(nèi)，重復(fù)上述工序，形
成將素玻璃板102層疊在雙層玻璃板上的三層玻璃板。
通過重復(fù)該工序，完成圖1所示的四層結(jié)構(gòu)(一塊帶圖形的玻璃
板和三塊素玻璃板的層疊結(jié)構(gòu)體)的圖案形成用玻璃掩模。
圖3是表示使用本發(fā)明圖案形成用玻璃掩模的曝光裝置的說明圖。
在圖3中，201代表的是圖1所示的圖案形成用玻璃掩模。在玻璃 掩模201的上部和下部配置有導(dǎo)向裝置202，利用塊體203固定圖案形 成用玻璃掩模201，同時(shí)，可以容易地更換圖案形成用玻璃掩模201。
在圖3中，205代表的是支承等離子體顯示板(以下稱為PDP)用 基板211的曝光臺(tái)。曝光臺(tái)205由吸著限制工作臺(tái)206、 e軸工作臺(tái) 207、 X軸工作臺(tái)208、 Y軸工作臺(tái)209、以及工作臺(tái)支承基座210所 構(gòu)成。
吸著限制工作臺(tái)206由從上下左右限制和支承PDP用基板211的 基板支承裝置212、用于檢測有無基板的光電傳感器213、測量照射的 UV光的光量的光量測量裝置214、以及使PDP用基板211和吸著限制 工作臺(tái)206接觸的面成為真狀態(tài)，利用大氣壓吸著固定用的吸著孔215 構(gòu)成。其中，利用氣體排出裝置216從吸著孔215排出氣體。作為氣 體排出裝置216，優(yōu)選是回轉(zhuǎn)泵。
另外，在吸著限制工作臺(tái)206和6軸工作臺(tái)207之間安裝有吸著 限制工作臺(tái)206的傾斜位移裝置217，使Z軸方向相對(duì)于圖案形成用玻 璃掩模201的傾斜位移為任意量位移。作為位移裝置217，優(yōu)選使用伺 服電機(jī)。
在0軸工作臺(tái)207、 X軸工作臺(tái)208、 Y軸工作臺(tái)209上分別安裝 有作為用于移動(dòng)各工作臺(tái)的工作臺(tái)移動(dòng)裝置的e軸工作臺(tái)移動(dòng)裝置 218、 X軸工作臺(tái)移動(dòng)裝置219、 Y軸工作臺(tái)移動(dòng)裝置220，構(gòu)成為可 以在任意方向移動(dòng)。作為工作臺(tái)移動(dòng)裝置218、 219、 220，優(yōu)選使用伺 服電機(jī)。
吸著限制工作臺(tái)206、 e軸工作臺(tái)207、 X軸工作臺(tái)208、 Y軸工 作臺(tái)209由工作臺(tái)支承基座210所支承。在工作臺(tái)支承基座210上安 裝有在Z軸方向移動(dòng)的基座移動(dòng)裝置221。另外，工作臺(tái)支承基座210 由臺(tái)支承裝置222和223所支承。
這里，將移動(dòng)圖案形成用玻璃掩模201和曝光臺(tái)205的位置關(guān)系 的裝置作為移動(dòng)曝光臺(tái)205的結(jié)構(gòu)，但是，也可以形成為移動(dòng)圖案形 成用玻璃掩模201的結(jié)構(gòu)。
此外，在圖3中，224代表的是測量圖案形成用掩模201和PDP 用基板211的位置關(guān)系的測量裝置。測量裝置224由利用照相機(jī)讀取
在PDP基板211或曝光臺(tái)205上顯示的標(biāo)記和在圖案形成用玻璃掩模 201上顯示的標(biāo)記，測量X、 Y軸方向的位置關(guān)系的對(duì)準(zhǔn)照相機(jī)；讀取 照射激光而從圖案形成用玻璃掩模201和從氣體的界面發(fā)出的反射光 與從PDP用基板表面發(fā)出的反射光的光路差，并測量Z軸方向的位置
關(guān)系的間隙傳感器構(gòu)成。
曝光光源由紫外線(UV)燈225、遮斷UV光的遮斷閘門226、
反射UV光的反射鏡227、以及將UV光變成平行光而反射的平行光鏡 228a、 228b構(gòu)成。優(yōu)選UV燈225的UV光是透過圖案形成用玻璃掩 模201，并涂敷在PDP用基板211表面上的感光變質(zhì)性樹脂最感光波 長的光。遮光閘門226具有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可根據(jù)需要開閉。另外，反射 鏡227、平行光鏡228a、 228b對(duì)UV燈225的波長反射率最高。
在圖4中，229代表的是控制氣體排出裝置216、傾斜位移裝置217、 光電傳感器213、光量測量裝置214、工作臺(tái)移動(dòng)裝置218、 219、 220、 基座移動(dòng)裝置221、位置關(guān)系測量裝置224、以及遮光閘門226的動(dòng)作 的控制部?？刂撇?29具有序列發(fā)生器等的司令部230、電機(jī)控制器 231、壓力控制用的調(diào)節(jié)器232、以及用于計(jì)算處理從位置關(guān)系測量裝 置獲得的圖像數(shù)據(jù)和激光反射光數(shù)據(jù)的CPU部233。
其次，說明上述結(jié)構(gòu)的曝光裝置的曝光動(dòng)作。當(dāng)將PDP用基板211 安裝在曝光臺(tái)205上時(shí)，利用光電傳感器213確認(rèn)PDP用基板211的 存在，利用基板支承裝置212和吸著孔215而固定。接著，利用位置 關(guān)系測量裝置224測量圖案形成用玻璃掩模201和PDP用基板211或 吸著限制工作臺(tái)206的位置關(guān)系。
利用CPU部233計(jì)算處理由位置關(guān)系測量裝置224得到的測量結(jié) 果，將移動(dòng)量和位移量送至電機(jī)控制器231。接著，電機(jī)控制器231 將動(dòng)作指令輸出至傾斜位移裝置217、工作臺(tái)移動(dòng)裝置218、 219、 220、 基座移動(dòng)裝置221，進(jìn)行PDP用基板211和圖案形成用玻璃掩模201 的對(duì)準(zhǔn)動(dòng)作。
接著，打開遮光閘門226，使UV光通過圖案形成用玻璃掩模201， 并照射在PDP基板211上。利用光量測量裝置214對(duì)光量進(jìn)行測量， 在照射規(guī)定光量的UV光的時(shí)刻，關(guān)閉遮光閘門226，結(jié)束曝光動(dòng)作。
以上，對(duì)在PDP制造工序中形成圖案的工序進(jìn)行了說明，但本發(fā)
明在其他制造工序的形成圖案工序中也可以適用
權(quán)利要求
1.一種圖案形成用玻璃掩模，其特征在于包括重合的多塊玻璃板和由至少一塊玻璃板保持的圖案形成層。
2. 如權(quán)利要求1所述的圖案形成用玻璃掩模，其特征在于 還包括插入在多塊玻璃板之間的透光性部件。
3. 如權(quán)利要求2所述的圖案形成用玻璃掩模，其特征在于 透光性部件由具有粘接性的材料構(gòu)成。
4. 如權(quán)利要求l所述的圖案形成用玻璃掩模，其特征在于 玻璃板由堿石灰玻璃、高變形點(diǎn)玻璃、石英玻璃、合成石英玻璃、硼硅酸玻璃、鋁硅酸玻璃、鉛玻璃和硼酸鹽玻璃中的一種形成。
5. 如權(quán)利要求l所述的圖案形成用玻璃掩模，其特征在于-圖案形成層由含有銀鹽乳劑、鉻和氧化鉻中的至少--種材料形成。
6. —種圖案形成用玻璃掩模的制造方法，其特征在于，包括 將至少一塊具有圖案形成層的多塊玻璃板重合浸漬在收容有液狀硬化型粘接劑的處理槽中，將所述粘接劑充填在相鄰的各兩塊玻璃板 之間，并從處理槽中取出多塊玻璃板，以使玻璃板之間的粘接劑硬化的工序。
7. 如權(quán)利要求6所述的圖案形成用玻璃掩模的制造方法，其特征 在于硬化型粘接劑選自紫外線硬化型環(huán)氧樹脂、紫外線硬化型丙烯酸 樹脂、熱硬化型丙烯酸樹脂和熱硬化型環(huán)氧樹脂中的一種。
8. —種圖案形成用玻璃掩模的制造裝置，其特征在于，包括 收容液狀硬化型粘接劑的處理槽；在使第一和第二玻璃板重合并浸漬在處理槽中后，從處理槽中拉 起第一和第二玻璃板的搬送部；以及當(dāng)?shù)谝缓偷诙ＡО逶谔幚聿壑薪n時(shí)，將液狀硬化型粘接劑噴射充填至第一和第二玻璃板之間的噴射部。
9.如權(quán)利要求8所述的圖案形成用玻璃掩模的制造裝置，其特征 在于第一和第二玻璃板中的一方具有預(yù)先圖案形成層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖案形成用玻璃掩模，其包括重合多塊的玻璃板和由至少一塊玻璃板保持的圖案形成層，能夠抑制因光掩模的撓度所造成的圖案形成精度的惡化。
文檔編號(hào)G03F1/68GK101101440SQ20061016999
公開日2008年1月9日 申請(qǐng)日期2006年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月6日
發(fā)明者上村一秀, 中山保彥 申請(qǐng)人:富士通日立等離子顯示器股份有限公司