JP2007206575A - マスク保持機構 - Google Patents

Abstract

【課題】マスクフィルムを弾性変形させる移動駆動部をストレッチユニットごとに設ける必要がなく、マスクフィルムを弾性変形させるときの制御も複雑でなく、さらに、整合精度を維持して製造コストを抑え、枠体に対する荷重の負担を軽減してメンテナンス作業を容易とするマスク保持機構を提供すること。
【解決手段】マスク保持機構２は、枠体３の各縁面に沿ってそれぞれ設けられるとともに、クランプ機構５をスライド自在に支持する第１ないし第４スライドレール６Ａ〜６Ｄと、前記枠体に設けられ、直交する位置の第１スライドレール６Ａおよび第２スライドレール６Ｂを押動する第１および第２押動機構７，８と、を備え、前記第１押動機構が、一端側、他端側第１スライドレール移動機構７Ａ，７Ｂを有し、前記第２押動機構が、一端側、他端側第２スライドレール移動機構８Ａ，８Ｂを有する構成とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリント基板あるいは液晶用基板等の基板を露光する露光装置において使用されるマスク保持機構に関するものである。

一般に、プリント基板等の露光装置に使用されるマスクフィルムは、露光装置の露光室内の温度・湿度等、環境条件によって、その寸法精度が大きく影響されることが知られている（例えば、プリント回路技術便覧第２版の第１０４６頁）。

このようなマスクフィルムを用いる露光装置において、露光直前の整合作業および露光作業時に、マスクフィルムの温度、湿度条件が予め設定された基準となる条件と異なると、マスクフィルムに形成された整合マークの位置精度、あるいは、露光するパターンの位置精度等が変化して、高精度なパターン形成ができないことが問題となっている。

そのため、従来の露光装置は、マスクフィルムを強制的に伸長させるマスク保持機構を備えるマスクフィルムの位置合せ方法が提案されている（特許文献１）。この従来の露光装置のマスク保持機構は、マスクフィルムの各辺においてストレッチユニットにより挟持し、各ストレッチユニットを移動させる構成としている。
特許第３４０２６８１号公報

しかしながら、従来のマスク保持機構では、以下に示すような問題点が存在していた。すなわち、従来のマスク保持機構は、マスクフィルムの周縁を複数のストレッチユニットでそれぞれ挟持した状態から、個々のストレッチユニットをそれぞれ駆動させてマスクフィルムのその面内で弾性変形させている。

そのため、各ストレッチユニットの制御を行う場合に、複数の移動駆動部を制御することになり複雑で、また、製造コストおよび製造するための手間が著しくかかっていた。さらに、ストレッチユニットのそれぞれがマスクフィルムを弾性変形させる方向に移動できるからといっても、必ずしも整合精度が向上するとは限らない場合が発生した。

本発明は、前記した問題点に鑑み創案されたものであり、マスクフィルムを弾性変形させる移動駆動部をストレッチユニットごとに設ける必要がなく、マスクフィルムを弾性変形させるときの制御も複雑でなく、さらに、整合精度を維持して製造コストを抑え、枠体に対する荷重の負担を軽減してメンテナンス作業を容易とするマスク保持機構を提供することを課題とする。

前記した課題を解決するために、本発明に係るマスク保持機構は、以下のような構成とした。
すなわち、マスク保持機構は、マスクフィルムの四辺をそれぞれ複数のクランプ機構を介して四角縁形状に形成された枠体に保持するマスク保持機構において、前記枠体の各縁面に沿ってそれぞれ設けられるとともに、前記クランプ機構をスライド自在に支持する第１ないし第４スライドレールと、前記枠体に設けられ、直交する位置に配置された前記第１スライドレールおよび前記第２スライドレールのそれぞれを押動する第１押動機構および第２押動機構と、を備えている。

そして、マスク保持機構は、前記第１押動機構が、前記第１スライドレールの両端側において、当該スライドレールを前記マスクフィルムの弾性変形の範囲で離間させる方向に移動させる一端側第１スライドレール移動機構および他端側第１スライドレール移動機構を有し、前記第２押動機構が、前記第２スライドレールの両端側において、当該スライドレールを前記マスクフィルムの弾性変形の範囲で離間させる方向に移動させる一端側第２スライドレール移動機構および他端側第２スライドレール移動機構を有する構成とした（請求項１）。

このように構成したマスク保持機構は、基板とマスクフィルムの整合マークが撮像されて、その撮像された画像を解析することで位置ずれ量が算出され、マスクフィルムの伸長を必要とする場合に、マスクフィルムの周縁を保持しているクランプ機構を、スライドレールごと第１押動機構および第２押動機構により移動させている。そして、マスク保持機構は、スライドレールを押動させるときに、第１押動機構の一端側および他端側第１スライドレール移動機構の少なくとも一方が、第１スライドレールの両端側の一方または両方を、マスクフィルムの弾性変形の範囲において引っ張る方向に移動させている。なお、マスクフィルムが引っ張る方向に調整されると、他のクランプ機構は、各スライドレールに適宜スライドしてバランスを保つことになる。

なお、第１および第２押動機構と、スライドレールとは、支持枠の一方面と他方面に配置されることが望ましい。例えば、前記一端側、他端側第１および第２スライドレール移動機構のそれぞれは、前記透光板が支持される反対面である前記枠体の他方面に設けた駆動部と、この駆動部により直線方向に前記枠体に形成した貫通穴の範囲において往復移動する直線移動部と、この直線移動部に係合する係合部を備え、前記第１および第２スライドレールのそれぞれは、前記透光板が支持される側である前記枠体の一方面に整合移動自在に設けたレールベースと、このレールベースに設けたスライドガイドとを備え、前記係合部により前記レールベースを前記直線移動部に係合する構成としても構わない。

また、マスク保持機構は、前記支持枠に設けられ、直交する位置に配置された前記第３スライドレールおよび前記第４スライドレールのそれぞれを押動する第３押動機構および第４押動機構と、を備え、前記第３押動機構が、前記第３スライドレールの両端側において、当該スライドレールを前記マスクフィルムの弾性変形の範囲で離間させる方向に移動させる一端側第３スライドレール移動機構および他端側第３スライドレール移動機構を有し、さらに、前記第４押動機構が、前記第４スライドレールの両端側において、当該スライドレールを前記マスクフィルムの弾性変形の範囲で離間させる方向に移動させる一端側第４スライドレール移動機構および他端側第４スライドレール移動機構を有する構成とした（請求項２）。

このように構成したマスク保持機構は、第３スライドレールおよび第４スライドレールについても、第３押動機構により第３スライドレールの両端側を、一端側および他端側第３スライドレール移動機構の少なくとも一方を作動させ、あるいは、第４押動機構により、第４スライドレールの両端側を、一端側および他端側第４スライドレール移動機構の少なくとも一方を作動させることで、マスクフィルムの弾性変形の範囲において引っ張る方向に移動させることができる。
なお、第３および第４押動機構と、スライドレールとは、支持枠の一方面と他方面に配置されることが望ましい。

本発明に係るマスク保持機構では、以下に示すように優れた効果を奏するものである。
マスク保持機構は、基板との位置ずれ量に基づいて、マスクフィルムを保持するクランプ機構が支持される第１または第２スライドレールを、第１押動機構における二つのスライドレール移動機構（一端側第１スライドレール移動機構と他端側第１スライドレール移動機構）、あるいは、第２押動機構における二つのスライドレール移動機構（一端側第２スライドレール移動機構と他端側第２スライドレール移動機構）により整合移動させることで、マスクフィルムの弾性変形の範囲内で伸長させている。
そのため、マスク保持機構は、簡易な構成であるにもかかわらず、マスクフィルムを伸長させ、基板に対して適切な位置合せ作業を行うことが可能となる。さらに、マスク保持機構は、従来のように個々のクランプ機構がマスクフィルムを伸長させるための移動駆動部を備えていないことから、製造コストを抑制でき、かつ、枠体に係る荷重も最小限で済むため、クランプ機構のメンテナンスおよび調整作業を行いやすい。

マスク保持機構は、マスクフィルムを保持するクランプ機構が支持される４つのスライドレールの全てを、各押動機構における二つのスライドレール移動機構により、マスクフィルムの各辺において弾性変形の範囲内で引っ張るように構成しているため、マスクフィルムを基板に合わせて適宜伸長させることができる。
また、マスク保持機構は、そのクランプ機構が、一辺が引っ張られることに伴って、クランプ機構の各スライドレールにおけるポジションが適宜調整される。つまり、クランプ機構は、各スライドレールにスライド自在に支持されているため、一辺側のクランプ機構の引っ張る動作に伴い、マスクフィルムＭを挟持する各スライドレール上の最適なポジションとなる。

以下、本発明に係るマスク保持機構および位置決め方法を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１はマスク保持機構を設置する露光装置の全体を模式的に示す斜視図、図２はマスク保持機構を模式的に示す平面図、図３はマスク保持機構の一部を切欠いて示す断面図である。

図１に示すように、露光装置１は、所定波長の紫外線を含む光を、所定光路を介して照射するための光学系Ｌと、この光学系Ｌの光路中に配置されたマスクフィルムＭを保持するマスク保持機構２と、マスクフィルムＭに対面する位置に配置される基板Ｗを保持する基板保持テーブル２０とを備えている。この露光装置１では、マスク保持機構２の後記する第１押動機構７の一端側第１スライドレール移動機構７Ａおよび他端側第１スライドレール移動機構７Ｂと、第２押動機構８の一端側第２スライドレール移動機構８Ａおよび他端側第２スライドレール機構８ＢによりマスクフィルムＭの弾性変形できる範囲において伸長させている。

光学系Ｌは、所定波長の紫外線を含む光を照射する光源ランプ１１、楕円反射鏡１２、フライアイレンズ１３、光路中の所定位置に配置された平面反射鏡１４、送られて来た照射光を平行光としてマスクフィルムＭ側に反射するコリメーション反射鏡１５を備えている。なお、光学系Ｌにおいて、フライアイレンズ１３の手前には、シャッタ機構（図示せず）を設け、擬似光源の役割をさせている。

基板保持テーブル２０は、基板Ｗを装置設置面（平面）に対して平行となる水平に吸着保持する保持手段２１と、この保持手段２１により保持した基板ＷをマスクフィルムＭに当接させる方向に移動させる移動手段２２と、基板Ｗを保持しているテーブルをＸＹθ方向に整合移動させて基板Ｗの整合作業を行う整合移動手段２３と、を備えている。なお、基板ＷとマスクフィルムＭの整合マーク（図示せず）を撮像するための撮像カメラ（ＣＣＤ）Ｋは、露光作業中には退避位置に移動して、かつ、整合作業中には、基板ＷとマスクフィルムＭの整合マーク（図示せず）を撮像できる位置に移動するように設置されている。

図１および図２に示すように、マスク保持機構２は、四角形の額縁状（四角縁形状）に形成された枠体３と、この枠体３の中央に保持される透光板４と、この透光板４の周縁で枠体３の一方面３Ａに設置されたクランプ機構５と、このクランプ機構５をスライド自在に支持する第１ないし第４スライドレール６Ａ〜６Ｄと、この第１ないし第４スライドレール６Ａ〜６Ｄのうち第１および第２スライドレール６Ａ，６Ｂを枠体３の他方面３Ｂ側からマスクフィルムＭを伸長させる方向に押動する第１押動機構７および第２押動機構８と、を備えている。なお、クランプ機構５は、基板保持テーブル２０が移動してマスクフィルムＭと基板Ｗを当接する際に邪魔にならないように、枠体３の周縁側に配置されている。

枠体３は、中央の開口３ａに透光板４を保持するための段差を形成しており、後記する第１押動機構７、第２押動機構８を他方面３Ｂに設置するとともに、後記するクランプ機構５、スライドレール６を一方面３Ａに設置している。また、枠体３は、第１押動機構７および第２押動機構８を設置するための貫通穴３ｂ（図３参照）がそれぞれ形成されている。この枠体３は、両面３Ａ，３Ｂにおいて、設置されるスライドレール６Ａ〜６Ｄ、クランプ機構５あるいは第１押動機構７，第２押動機構８、および透光板４等を設置しても平面状態を維持できる強度を備えている。

透光板４は、所定波長の紫外線を含む光を透過する石英ガラスあるいは合成樹脂で形成されており、周縁にマスクフィルムＭを吸着保持するための吸着溝４ａ（図３参照）が形成されている。この透光板４は、平面を保つことができる厚みに形成され、ここではマスクフィルムＭの形状に対応して長方形（四角形）に形成されている。

図３に示すように、クランプ機構５は、マスクフィルムＭの周縁を保持するものである。このクランプ機構５は、後記するスライドレール６にスライド自在に係合するスライド係合部５ａと、このスライド係合部５ａに固定して設置される支持台５ｂと、この支持台５ｂに設けたクランプベース５ｃと、このクランプベース５ｃに軸部を介して設けたクランプレバー５ｄと、このクランプレバー５ｄの動作により開閉動作するマスククランプ部５ｅとを備えている。なお、クランプ機構５は、ここでは、マスクフィルムＭをマスククランプ部５ｅと、支持台５ｂの先端側における平面部分の間で挟持するように構成されている。

クランプ機構５の支持台５ｂは、そのマスクフィルムＭを挟持する平面部分が、マスクフィルムＭが中央側にて当接する透光板４の平面と同一平面上になるように配置されている。クランプレバー５ｄは、ここでは、操作するときに手指が滑らないようにゴムあるいは合成ゴム等の滑り止めが設けられている。この滑り止めは、クランプレバー５ｄに溝を刻むことで形成しても構わない。

マスククランプ部５ｅは、マスクフィルムＭに接触する面を平面として形成されている。このマスククランプ部５ｅは、マスクフィルムＭと接触する面にマスクフィルムＭを傷つけることなく挟持することができ、かつ、滑り止め用となるシールまたはカバーを設ける構成としても構わない。

図２および図３に示すように、第１ないし第４スライドレール６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄは、枠体３の一方面３Ａにおける各縁面にそれぞれ設置されるとともに、クランプ機構５をスラド自在に支持するものである。そして、第１スライドレール６Ａおよび第２スライドレール６Ｂは、（一方の直交する同士、あるいは、対向する位置の一方）が、枠体３の各縁面辺における長手方向に沿ってそれぞれ整合移動自在に配置されるレールベース６ａと、このレールベース６ａに設けた長溝に設置されるスライドガイド６ｂと、を備えている。

第１スライドレール６Ａのレールベース６ａは、係合部７ｈ（８ｈ）を介して第１押動機構７の一端側第１スライドレール移動機構７Ａ，他端側第１スライドレール移動機構７Ｂに係合され、かつ、枠体３の長溝３ｂ内で、後記するように、所定範囲においてマスクフィルムＭを伸長させるために整合移動できるように設置されている。なお、第２スライドレール６Ｂは、第１スライドレール６Ａと設置される位置、長さが異なるのみで構成は同じである。

また、第３および第４スライドレール６Ｃ，６Ｄは、（他方の直交する同士、あるいは、対向する位置の他方）が、枠体３の縁面に長溝を形成して、その長溝に固定して設置されたスライドガイド６ｂをそれぞれ備えている。なお、各スライドレール６Ａ〜６Ｄは、マスクフィルムＭの形状に対応して長さが設定され、ここでは、マスクフィルムＭの形状が長方形であるため、長方形に対応して形成されている。

つぎに、第１押動機構７および第２押動機構８について図４ないし図６を参照して説明する。図４は、マスク保持機構の一端側第１スライドレール移動機構を示す分解斜視図、図５（ａ）、（ｂ）は、マスク保持機構の一端側第１スライドレール移動機構における一部を断面にして模式的に示す縦断面図、横断面図、図６（ａ）、（ｂ）は、マスク保持機構の第１押動機構の動作を模式的に示す平面図である。なお、ここで説明する第１押動機構７および第２押動機構の各スライドレール移動機構７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂの構成は、マスクフィルムＭを弾性変形の範囲で伸長させるように整合移動できる精度において各スライドレール６Ａ，６Ｂを押動させることができるものであれば、送りネジ機構、リニアガイド機構等のものであっても構わず、特に限定されるものではない。

第１押動機構７および第２押動機構８は、第１スライドレール６Ａおよび第２スライドレール６Ｂのレールベース６ａ，６ａを、マスクフィルムＭから離間させる方向にそれぞれ移動させるものである。なお、第１押動機構７および第２押動機構８は、設置される位置が異なるのみで同じ構成であるため、ここでは、第１押動機構７について説明する。
第１押動機構７は、第１スライドレール６Ａの一方の端部側に配置した一端側第１スライドレール移動機構７Ａと、第１スライドレール６Ａの他方の端部側に配置した他端側第１スライドレール移動機構７Ｂとを備えている。

一端側第１スライドレール移動機構７Ａは、枠体３の他方面３Ｂにブラケット等の取付部材により設置された駆動部７ａと、この駆動部７ａにより回転するボールネジの先端に設けられ、直線的に往復方向に駆動されるスライド軸７ｂと、このスライド軸７ｂを案内する案内部７ｃと、この案内部７ｃの一端側でスライド軸７ｂの先端側に設けた接続係合部７ｄと、この接続係合部７ｄに接続して直線的に移動する直線移動部７ｅと、この直線移動部７ｅの直線的な移動を、回転体７ｇを介して案内する案内体７ｆと、この案内体７ｆに案内されて移動する直線移動部７ｅの下面に、レールベース６ａを取り付けるように係合する係合部７ｈと、を備えている。
なお、他端側第１スライドレール移動機構７Ｂは、図２に示すように、一端側第１スライドレール移動機構７Ａに平行となる位置に設置されている。

駆動部７ａは、サーボモータ等のスライド軸７ｂの送りを所定の精度で制御できるものであればよい。
スライド軸７ｂは、駆動部７ａによりボールネジが正回転すると、その先端側が回転することなく案内部７ｃに案内されて送り出される方向に移動し、また、駆動部７ａによりボールネジが逆回転すると、その先端側が案内部７ｃに案内されて回転することなく後退するように構成されている。

接続係合部７ｄは、駆動部７ａからの駆動力を直線移動部７ｅに伝達するものであり、ここでは、スライド軸７ｂと直線移動部７ｅとの配置が直線的であるために駆動力を直線的に伝達するように接続する向きに配置されている。なお、図２に示すように、第２押動機構８の一端側第２スライドレール移動機構８Ａでは、取付位置の関係からオフセットする向きに接続係合部８ｄが配置されている。また、接続係合部７ｄは、その形状は接続する直線移動部７ｅとスライド軸７ｂとの位置関係で異なり、駆動部７ａからの駆動力を正確に伝達できれば特に限定されるものではない。

図５に示すように、直線移動部７ｅは、案内体７ｆにより吊り下げられて回転体７ｇを介して支持されており、枠体３の貫通穴３ｂ内において移動するように設置されている。この直線移動部７ｅの移動により係合部７ｈを介してスライドガイド６ｂを移動させている。直線移動部７ｅは、他端側第１スライドレール移動機構７Ｂの直線移動部７ｅと同じ移動量で移動することで、第１スライドレール６Ａを対面する第３スライドレール６Ｃに対して平行に移動させ、どちらか一方の直線移動部７ｅを移動させることで、第１スライドレール６Ａを対面する第３スライドレール６Ｃに対して非平行（平面内で回転するように）に移動させる。

また、直線移動部７ｅは、どちらか一方が移動すると、第１スライドレール６Ａを第３スライドレールに対して非平行（平面内において回転あるいは傾斜）となるように移動させることになり、回転動作を生じるが、非平行として移動する距離が小さいため、第１スライドレール６Ａが非平行となっても、回転体７ｇの交差および取付公差の範囲で吸収して対応している。
図５（ｂ）に示すように、回転体７ｇは、直線移動部７ｅの左右となる位置で案内体７ｆに形成した凹部に所定間隔で整列して設置されている。

係合部７ｈは、レールベース６ａを直線移動部７ｅに係合するものである。この係合部７ｈは、ここではネジが使用されている。この係合部７ｈ（８ｈ）は、レールベース６ａの両端位置において係合してスライドレール６を直線移動部７ｅ（８ｅ）に支持させている。

このように構成した第１押動機構７および第２押動機構８によりマスクフィルムＭを伸長する方向に移動させる場合は、次の動作により行っている。

図６（ａ）に示すように、マスクフィルムＭの一辺側を平行に伸長させる動作を行うときには、第１押動機構７を使用する。また、図示していないが、マスクフィルムＭの他辺側を平行に伸長させる動作を行うときには、第２押動機構８を使用する。
すなわち、第１押動機構７によりマスクフィルムＭを伸長させるときには、はじめにマスクフィルムＭを保持している透光板４の真空吸着を解除し、一端側第１スライドレール移動機構７Ａと他端側第１スライドレール移動機構７Ｂの駆動部７ａ，７ａとを同期させて作動することで、直線移動部７ｅ，７ｅを互いに平行に移動させている。そうすると、直線移動部７ｅ，７ｅが移動することに伴って、係合部７ｈ、７ｈを介してレールベース６ａが移動し、そのレールベース６ａに支持されているクランプ機構５により挟持されているマスクフィルムＭの一辺が引っ張られることで、マスクフィルムＭが弾性変形の範囲で伸長する（図６（ａ）参照）。

このマスクフィルムＭを伸長させるときに、引っ張られる一辺以外の残りの３辺に位置するクランプ機構５は、一辺が引っ張られることに伴って、クランプ機構５の各スライドレール６Ｂ〜６Ｄにおけるポジションが適宜調整される。つまり、クランプ機構５は、各スライドレール６Ｂ〜６Ｄにスライド自在に支持されているため、一辺側のクランプ機構５の引っ張る動作に伴い、マスクフィルムＭを挟持する各スライドレール６Ｂ〜６Ｄ上の最適なポジションとなる。なお、マスクフィルムＭの少なくとも一辺を引っ張ることで各スライドレール６Ｂ〜６Ｄ上を移動するクランプ機構５の調整移動距離は、その引っ張られる一辺の伸長量に対応して、例えば、数μｍ〜数十μｍの範囲である。

この第１押動機構７は、第１スライドレール６Ａを、一端側第１スライドレール移動機構７Ａおよび他端側第１スライドレール移動機構７Ｂの二つの機構により整合移動することで、マスクフィルムＭを伸長させているため、単純な制御により調整できる。

また、図６（ｂ）に示すように、第１押動機構７において一端側第１スライドレール移動機構７Ａ、他端側第１スライドレール移動機構７Ｂの一方（ここでは７Ａ）のみを動作させる場合には、つぎのようになる。すなわち、一端側第１スライドレール移動機構７Ａの駆動部７ａを駆動させ、直線移動部７ｅを移動させて、係合部７ｈを介してレールベース６ａの一端側を移動させる。

このとき、レールベース６ａは、対面する第３スライドレール６Ｃに対して非平行な状態（平面内で回転する方向）で移動することになる。このレールベース６ａが非平行に移動することを、回転体７ｇ（図５参照）の公差の範囲で吸収している。つまり、非平行な状態としてマスクフィルムＭを伸長させる範囲は、例えば、数μｍ〜十数μｍである。

さらに、第２押動機構８を動作させるときにも、前記したように第１押動機構７と同様に、一端側第２スライドレール移動機構８Ａ、他端側第２スライドレール移動機構８Ｂの両方または一方を移動させることで、マスクフィルムＭを弾性変形の範囲で伸長させている。

ここでは、マスク保持機構２は、第１押動機構７のみを作動させる場合、第２押動機構８のみを作動させる場合、第１押動機構７および第２押動機構８を駆動させる場合がある。また、マスク保持機構２は、第１押動機構７を作動させるとき、一端側第１スライドレール移動機構７Ａと、他端側第１スライドレール移動機構７Ｂとのどちらか一方を作動する場合、両者の移動量を異ならせる場合、あるいは、同時に作動する場合がある。
さらに、マスク保持機構２は、第２押動機構８を作動させるとき、一端側第２スライドレール移動機構８Ａと、他端側第２スライドレール移動機構８Ｂとのどちらか一方を作動する場合、両者の移動量を異ならせる場合、あるいは、同時に作動する場合とがある。
その結果、マスク保持機構２は、第１スライドレール６Ａまたは第２スライドレール６Ｂの少なくとも一方を平行あるいは非平行に移動させることで、クランプ機構５を移動させ、マスクフィルムＭを弾性変形の範囲で伸長させていることができ、第１スライドレール６Ａ、あるいは、第２スライドレール６Ｂを整合移動させるときに、２つの機構を制御すればよく、簡易な構成で正確な調整を行うことができる。

なお、第１押動機構７および第２押動機構８において、整合移動する距離は、駆動部７ａ，８ａである駆動モータの回転数を制御すること、あるいは、図示しない、直線移動距離を測定する測定手段により制御している。

つぎに、基板ＷとマスクフィルムＭの位置合せ方法および動作について図７（適宜図１ないし図５参照）を参照して説明する。図７は、マスクフィルムと基板の位置合せの手順を示すフローチャート図である。
はじめに、マスクフィルムＭは、クランプ機構５によりその周縁を挟持された状態で透光板４の吸着溝４ａ（図３参照）に吸着保持される。

基板Ｗは、図示しないハンドラなどの搬入手段により基板保持テーブル２０の保持手段２１に装置設置面に対して水平に保持される。そして、基板Ｗを保持した基板保持テーブル２０は、移動手段２２によりマスクフィルムＭに当接するように移動する。

基板ＷとマスクフィルムＭが当接するように配置されると、図示しない真空吸着機構により基板ＷとマスクフィルムＭが密着させられ、撮像カメラＫより図示しない基板ＷとマスクフィルムＭの整合マークを撮像する。そして、撮像した画像を解析して基板ＷとマスクフィルムＭの位置ずれ量を演算する（ステップ１）。

このとき、位置ずれ量が無ければ（ステップＳ２の「無」）、基板ＷとマスクフィルムＭとが整合されているため、光学系Ｌにより露光作業が行われる（ステップ６）。なお、露光作業を行う場合には、光路中の所定位置に図示しないシャッタ機構が設置されており、そのシャッタ機構を開放することで光源ランプ１１から照射された光を照射するようにしている。

また、基板ＷとマスクフィルムＭとの整合マークに位置ずれ量が有る場合（ステップＳ２の「有」）、その位置ずれ量に基づいて、マスクフィルムＭの伸長量を演算するとともに、基板Ｗの整合移動量を演算する（ステップＳ３）。なお、基板Ｗが整合移動することでマスクフィルムＭと整合できるとの判断をした場合には、整合作業の継続することになり（ステップＳ４の「有」）、マスクフィルムＭと基板Ｗとの真空密着を解除して、整合移動手段２３により基板ＷをＸ方向、Ｙ方向およびθ方向のいずれかの方向に整合移動させる（ステップＳ５）。また、基板Ｗの整合移動だけでは、基板ＷとマスクフィルムＭとの整合が正しく行うことができないと判断した場合には、マスクフィルムＭを伸長させる動作を行う（ステップＳ５）。

すなわち、マスク保持機構２は、マスクフィルムＭを保持する透光板４の真空吸着を解除した状態で、演算されたマスクフィルムＭの伸長量に基づいて、第１押動機構７、第２押動機構８の少なくとも一方を作動させ、一端側第１スライドレール移動機構７Ａ、他端側第１スライドレール移動機構７Ｂ、一端側第２スライドレール移動機構８Ａ、他端側第２スライドレール移動機構８Ｂのいずれかを動作させる。

例えば、第１押動機構７によりマスクフィルムＭを１０μｍ伸長させる場合には、一端側第１スライドレール移動機構７Ａおよび他端側第１スライドレール移動機構７Ｂの駆動部７ａ，７ａを作動させ、直線移動部７ｅ，７ｅを１０μｍ移動させることで、係合部７ｈ，７ｈを介してレールベース６ａを１０μｍ移動させる。そうすると、レールベース６ａの移動に伴ってそのスライドガイド６ｂで支持されてマスクフィルムＭを挟持しているクランプ機構５のそれぞれを一様に１０μｍ移動させることになり、マスクフィルムＭは、その一辺側が弾性変形の範囲である１０μｍにおいて引き伸ばされた状態となる。

第１押動機構７では、一端側第１スライドレール移動機構７Ａおよび他端側第１スライドレール移動機構７Ｂの２つの機構を制御することで、マスクフィルムＭを弾性変形の範囲で伸長させているため、少ない機構を制御することで対応することができ、メンテナンス等においても都合がよい。
マスクフィルムＭが伸長された状態になると、透光板４に真空吸着して保持させ、再度、基板ＷとマスクフィルムＭとを当接した状態で撮像カメラＫにより撮像して、基板ＷとマスクフィルムＭの整合マークの位置が許容範囲に整合されていれば、光学系Ｌを介して所定波長の紫外線を含む光を照射して露光作業を行う（ステップ６）。

基板Ｗの露光作業が終了すると、基板Ｗは搬出され、つぎの基板Ｗが搬入されて前記したように同様に各ステップの順を繰り返して各作業を行う。

なお、基板ＷとマスクフィルムＭの整合移動量が認識できない場合、あるいは、演算しても整合できない場合には、整合作業の継続ができない（ステップＳ４の「無」）と判断して基板Ｗをリジェクトする（ステップＳ７）。同様に、マスクフィルムＭの伸長量が弾性変形の範囲を超えている場合には、整合作業の継続ができない（ステップＳ４の「無」）と判断して基板Ｗをリジェクトしている（ステップＳ７）。

以上、説明したように、マスク保持機構２は、第１押動機構７あるいは第２押動機構８の一方または両方を作動させ、一端側１スライドレール移動機構７Ａ、他端側第１スライドレール移動機構７Ｂ、あるいは、一端側第２スライドレール移動機構８Ａ、他端側第２スライドレール移動機構８Ｂのいずれかを作動させることでマスクフィルムＭを弾性変形できる範囲において伸長させているため、制御する機構が簡素化でき、基板Ｗに対応してマスクフィルムの状態を調整して整合作業および露光作業を行うことが可能となる。したがって、従来の方法と比較して整合精度を維持してかつ制御が単純にでき位置合せ作業を迅速に行うことができる。

また、ここで説明した露光装置１の構成は、マスクフィルムＭおよび基板Ｗを水平方向に配置して各作業を行う露光装置において説明したが、設置面に対してマスクフィルムＭおよび基板Ｗの配置が垂直となる、所謂縦型露光装置において、各作業を行うように構成しても構わない。
さらに、マスクフィルムＭの伸長させる動作は、基板Ｗの一枚ごとに対して行う場合や、あるいは、基板Ｗのワンロットに対して行う場合であっても構わない。

そして、図８に示すように、マスク保持機構２Ａは、第１ないし第４スライドレール６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄの全てについて整合移動できるように、第１ないし第４押動機構７，８，９，１０を備える構成としても構わない。図８は、マスク保持機構の他の構成を模式的に示す平面図である。

図８に示すように、第３押動機構９は、一端側第３スライドレール移動機構９Ａおよび他端側第３スライドレール移動機構９Ｂを備えている。また、第４押動機構１０は、一端側第４スライドレール移動機構１０Ａおよび他端側第４スライドレール移動機構１０Ｂを備えている。そして、第３押動機構９は、第１押動機構７と対向する位置に配置され、第１押動機構７と同じ構成である、また、第４押動機構１０は、第２押動機構８と対向する位置に配置され、第２押動機構８と同じ構成である。
さらに、この図８におけるマスク保持機構２Ａでは、すべてのスライドレール６Ａ〜６Ｄが、すでに説明したレールベース６ａとスライドガイド６ｂとを備える構成である。

このマスク保持機構２Ａは、マスクフィルムＭを弾性変形の範囲で各辺において、引っ張る方向に移動させることができる。なお、各押動機構７〜１０は、同時に作動してもいいし、それぞれ予め設定された順序で作動してもよく、また、隣接する２つがペアで作動しても構わない。いずれにしても、各スライドレール６Ａ〜６Ｄを２つの機構により整合移動させるため、制御、メンテナンス等が行いやすい構成となる。

なお、マスク保持機構２、２Ａでは、枠体３の一方面３Ａおよび他方面３Ｂに、バランスよく各機構を配置しているため、従来のマスク保持機構において、移動駆動部を個々に備えて、枠体の一方側に配置するものと異なり、枠体に対する荷重のバランスがよく、マスクフィルムを保持するストレッチユニットの調整に影響してメンテナンス作業についても複雑な調整が必要になることはない（枠体に対して、荷重のバランスが悪いと、マスクフィルムを保持するストレッチユニットの調整に影響してメンテナンス作業についても複雑な調整が必要になってしまう）。

なお、マスク保持機構２は、レールベース６ａの非平行の移動に対応する機構をここでは、積極的に設置していない構成として説明したが、例えば、マスクフィルムＭを伸長させる場合には、基本的に各辺を一様に延ばすこと、および、レールベース６ａの対面するスライドガイド６ｂに対して非平行（平面内で回転方向）に移動できる構成を備えていても構わない。図９（ａ）、（ｂ）は、他の構成のマスク保持機構における第１押動機構の一部を、クランプ機構等を省略して示す縦断面図および横断面図である。なお、すでに説明した構成と同じ部材は、同じ符号を付して説明を省略し、ここでは、一端側、他端側第１（一端側第２、他端側第２）スライドレール移動機構７Ａ，７Ｂ（８Ａ，８Ｂ）の係合部１７ｈ（１８ｈ）の構成が図５の構成と異なるので、係合部１７ｈ（１８ｈ）を中心に説明する。

図９に示すように、一端側第１スライドレール移動機構７Ａの係合部１７ｈは、直線移動部７ｅに設けた軸受部１７ｊと、この軸受部１７ｊに支持されて当該軸受部１７ｊにより回動自在に係合される回動支持部１７ｋと、を備えている。そして、係合部１７ｈは、レールベース６ａを直線移動部７ｅに平面内において回動自在に支持している。

したがって、マスクフィルムＭの面積が大きく、マスクフィルムＭの一辺において伸長させる伸長量が明らかに異なる場合に有効となる。すなわち、一端側、他端側第１スライドレール移動機構７Ａ，７Ｂのいずれか一方のみの作動、または、両者の移動量を異ならせた場合には、図６（ｂ）に示すように、直線移動部７ｅの移動により従動するレールベース６ａが、平面内で回転する方向に、係合部１７ｈの軸受部１７ｊにより所定角度θにおいて回転した状態となる。なお、図面ではレールベース６ａを回転する方向に移動させるときにデフォルメ（誇張）して示しているが、例えば、数μｍ〜十数μｍの範囲である。
なお、マスクフィルムＭの一辺側が伸長すると、他の辺を挟持しているクランプ機構５のスライドレール６上にポジジョンが適宜、その伸長した状態に対応して変化することになる。

以上説明したように、基板Ｗに対応させてマスクフィルムＭを弾性変形できる範囲で伸長させて整合できるように、一端側、他端側第１スライドレール移動機構７Ａ，７Ｂあるいは一端側、他端側第２スライドレール移動機構８Ａ，８Ｂを動作させている。そのため、マスクフィルムＭを伸長させる場合に制御するものは、マスクフィルムＭの１辺に対して２つの機構（７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ等）であるため、従来と比較して構成が簡単で、かつ、制御動作も簡易となる。

本発明に係るマスク保持機構を設置する露光装置の全体を模式的に示す斜視図である。 本発明に係るマスク保持機構を模式的に示す平面図である。 本発明に係るマスク保持機構の一部を切欠いて示す断面図である。 本発明に係るマスク保持機構の一端側第１スライドレール移動機構を示す分解斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明に係るマスク保持機構の一端側第１スライドレール移動機構における一部を断面にして模式的に示す縦断面図、横断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明に係るマスク保持機構の第１押動機構の動作を模式的に示す平面図である。 本発明に係るマスクフィルムと基板の位置合せの手順を示すフローチャート図である。 本発明に係るマスク保持機構の他の構成を模式的に示す平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、本発明に係る他の実施の形態を示すマスク保持機構における第１押動機構の一部を、クランプ機構等を省略して示す縦断面図および横断面図である。

符号の説明

１ 露光装置
２ マスク保持機構
３ 枠体
３Ａ 一方面
３Ｂ 他方面
３ａ 開口
３ｂ 貫通穴
４ 透光板
４ａ 吸着溝
５ クランプ機構
５ａ スライド係合部
５ｂ 支持台
５ｃ クランプベース
５ｄ クランプレバー
５ｅ マスククランプ部
６Ａ 第１スライドレール
６Ｂ 第２スライドレール
６Ｃ 第３スライドレール
６Ｄ 第４スライドレール
６ａ レールベース
６ｂ スライドガイド
７ 第１押動機構
７Ａ 一端側第１スライドレール移動機構
７Ｂ 他端側第１スライドレール移動機構
７ａ 駆動部
７ｂ スライド軸
７ｃ 案内部
７ｄ 接続係合部
７ｅ 直線移動部
７ｆ 案内体
７ｇ 回転体
７ｈ 係合部
８ 第２押動機構
８Ａ 一端側第２スライドレール移動機構
８Ｂ 他端側第２スライドレール移動機構
８ｄ 接続係合部
８ｅ 直線移動部
９ 第３押動機構
９Ａ 一端側第３スライドレール移動機構
９Ｂ 他端側第３スライドレール移動機構
１０ 第４押動機構
１０Ａ 一端側第４スライドレール移動機
１０Ｂ 他端側第４スライドレール移動機構
Ｌ 光学系
１１ 光源ランプ
１２ 楕円反射鏡
１３ フライアイレンズ
１４ 平面反射鏡
１５ コリメーション反射鏡
１７ｈ 係合部
１７ｊ 軸受部
１７ｋ 回動支持部
２０ 基板保持テーブル
２１ 保持手段
２２ 移動手段
２３ 整合移動手段
Ｋ 撮像カメラ
Ｍ マスクフィルム
Ｗ 基板

Claims (2)

1. マスクフィルムの四辺をそれぞれ複数のクランプ機構を介して四角縁形状に形成された枠体に保持するマスク保持機構において、
   前記枠体の各縁面に沿ってそれぞれ設けられるとともに、前記クランプ機構をスライド自在に支持する第１ないし第４スライドレールと、
   前記枠体に設けられ、直交する位置の一方に配置された前記第１スライドレールを押動する第１押動機構と、
   前記枠体に設けられ、直交する位置の他方に配置された前記第２スライドレールを押動する第２押動機構と、を備え、
   前記第１押動機構は、前記第１スライドレールの両端側において、当該スライドレールを前記マスクフィルムの弾性変形の範囲で離間させる方向に移動させる一端側第１スライドレール移動機構および他端側第１スライドレール移動機構を有し、
   前記第２押動機構は、前記第２スライドレールの両端側において、当該スライドレールを前記マスクフィルムの弾性変形の範囲で離間させる方向に移動させる一端側第２スライドレール移動機構および他端側第２スライドレール移動機構を有することを特徴とするマスク保持機構。
2. 前記支持枠に設けられ、直交する位置の一方に配置された前記第３スライドレールを押動する第３押動機構と、
   前記支持枠に設けられ、直交する位置の他方に配置された前記第４スライドレールを押動する第４押動機構と、を備え、
   前記第３押動機構は、前記第３スライドレールの両端側において、当該スライドレールを前記マスクフィルムの弾性変形の範囲で離間させる方向に移動させる一端側第３スライドレール移動機構および他端側第３スライドレール移動機構を有し、
   前記第４押動機構は、前記第４スライドレールの両端側において、当該スライドレールを前記マスクフィルムの弾性変形の範囲で離間させる方向に移動させる一端側第４スライドレール移動機構および他端側第４スライドレール移動機構を有する請求項１に記載のマスク保持機構。

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