フラットパネルディスプレイ(FPD)露光装置の搭載技術

大型液晶テレビに使用される液晶パネルは、大型ガラス基板に微細な画素回路を露光する技術でつくられます。キヤノンのFPD露光装置は、57型ワイドテレビの一括露光も可能。この装置のトップメーカーとなっています。

大型凹面ミラー

世界最大直径※1・高精度のミラーを製造

キヤノンのFPD露光装置は、投影光学系にミラーを用いた「ミラースキャン方式」を採用しています。ミラー投影光学系は、構成がシンプルで基板サイズの拡大に対応しやすい、広い露光領域を得られる、レンズのような色収差がなく像性能が劣化しないなどのメリットがあります。

大口径・高精度の凹面ミラー(直径1,514mm)

液晶露光では数μm※2精度でパターン露光をしますが、投影ミラーも高精度のものが必要となります。特に凹面ミラーは、大画面を継ぎ目なくワンパスで露光できる露光幅を確保できる大口径であれば、格段に生産性が上がります。

キヤノンは、ミラーの超精密加工技術を活用、世界最大の直径1,514mm、表面加工精度0.015μmの第8世代※3超高精度凹面ミラーの開発に成功しています。この凹面ミラーにより、露光幅全域で2μmの解像力が得られています。

  • ※1
    世界最大直径:2013年11月現在の半導体/FPD露光装置において。
  • ※2
    μm(マイクロメートル):1μmは1mの100万分の1。
  • ※3
    第8世代
    ガラス基板の大きさの変遷は、「世代」で表される。基板が大きいほど大画面化に対応でき、多面取りによって生産性も上がるので、急速に世代はアップしてきた。現在、量産での最先端は第8世代だが、すでに次世代も視野に入れて装置開発が進められている。

超大型ステージ

大型基板を秒速900mmで露光

キヤノンの最新式FPD露光装置は、9(幅)×11.6(奥行)×5.8(高さ)m、本体質量が100t、マスクと基板のステージの可動部はそれぞれ 1t および 4t もあるというキヤノン最大の製品です。

液晶基板サイズの大型化にともなって基板ステージも大型化して、可動部重量が増大していきます。重量増加はステージ性能の劣化につながるため、キヤノンは、比重が小さく剛性の強い材料を選定し、部品強度を保ちながら軽量化を図った超大型ステージを開発しています。

第8世代ガラス基板サイズ対応のFPD露光装置

この基板ステージとマスクステージは、それぞれエアベアリング保持されていて、非接触リニアモーターで駆動します。比較的重量の軽いマスクステージが、重量の重い基板ステージを追いかけることで完全同期する「マスタースレーブ制御」となっています。基板ステージの駆動性能は、開始後0.5秒で秒速900mmに達し、停止位置に到達後0.2秒で完全停止ときわめて高精度。両ステージの位置制御、速度制御には、レーザー干渉計による位置計測技術が用いられています。

この超大型ステージの高い性能と高速な駆動により、55型ワイドパネルで毎時323枚の高スループットが達成されています。