JP2015079109A - 露光装置における位置制御方法および位置制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パターンの再現性向上とフォトマスクの破損防止とを共に満足させる。【解決手段】露光前の準備となる初期設定において、アクチュエータ２１（２１Ａ〜２１Ｄ）によって、ワークＷに対してフォトマスク１１、１２を所定荷重で密着させた状態で、上下のマスクフレーム１と２間の隙間Ｇ１〜Ｇ４が検出されて、検出された隙間Ｇ１〜Ｇ４がコントローラＵに記憶される。初期設定終了後は、記憶されている隙間Ｇ１〜Ｇ４となる位置まで下マスクフレーム２をアクチュエータ２１Ａ〜２１Ｄによって駆動した状態で、露光光源装置３１、３２が作動されてワークＷに対する露光が行われ、この作業が新たなワークＷに対して順次行われる。フォトマスク１１、１２が交換された際には、初期設定が新たに行われる。【選択図】 図３

Description

本発明は、露光装置における位置制御方法および位置制御装置に関するものである。

露光対象となるワークに対してフォトマスクを密着させた状態で露光を行うことにより、フォトマスクに形成されたパターン（電子回路）をワークに転写することが行われている。特に、スマートフォン、パーソナルコンピュータ、ナビゲーション装置等のディスプレイにおいて、ワークをフィルムシート状として静電容量式のタッチパネルを構成する場合に、フォトマスクを用いた露光が行われることが多い（特許文献１参照）。

特開２０１２−９３５６３号公報

ところで、ワークに対してフォトマスクを密着させる際に、ワークに対してフォトマスクを全体的に適正な密着力でもって密着させないと、露光により得られた電子回路のパターンに「ぼけ」や「ゆがみ」を生じる原因となる。また、ガラス製のフォトマスクの場合、密着力（押しつけ力）が強すぎると、フォトマスクが破損してしまう原因ともなる。

このため、フォトマスクを交換したり、ワークの種類（特に厚さに影響を与える種類の変更）が変更される毎に、目視によって、ワークに対するフォトマスクの密着性が適正となるように手動調整しているが、この手動調整に相当の時間を要することになっていた（段取り替えに多大な時間を要する）。また、手動調整であるので、調整がうまくいかない場合も往々にして生じ、このため、上述したパターンの再現性悪化やフォトマスク破損等の問題を生じやすいものであった。

とりわけ、最近ではフォトマスクに形成されるパターンの微細化が進んでいるため、微細寸法での隙間調整が要求されるようになっており、手動調整に限界をきたすことにもなってきているのが実情である。

本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、パターンの再現性向上とフォトマスクの破損防止とを共に満足できるようにした露光装置における位置制御方法および位置制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明による位置制御方法にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１に記載のように、
露光対象となるワークに対して、マスクフレームに保持されたフォトマスクが接近、離間されるように該マスクフレームを駆動するためのアクチュエータを備えて、該ワークに対して該フォトマスクを密着させた状態で露光を行うようにした露光装置用の位置制御方法であって、
露光前の準備として、前記アクチュエータによって前記ワークに対して前記フォトマスクを所定荷重で密着させた状態で、基準位置に対する前記マスクフレームの隙間を検出すると共に、該検出された隙間を記憶させる第１ステップと、
前記第１ステップで記憶されている隙間となる位置まで前記マスクフレームを前記アクチュエータによって駆動する第２ステップと、
前記第２ステップの後、ワークに対する露光を行う第３ステップと、
新たに露光対象となる多数の前記ワークに対して、前記第１ステップを経ることなく前記第２ステップおよび前記第３ステップを実行することにより、多数の前記ワークに対する露光を順次行う第４ステップと、
を備えているようにしてある。

上記解決手法によれば、露光前の準備として、第１ステップにおいて、ワークとフォトマスクとを、適正な密着性を得るための設定値となる所定荷重でもって密着させた状態として、このときの基準位置に対するマスクフレームの隙間が検出、記憶される。そして、実際の露光に際しては、記憶されている隙間となるようにマスクフレームを精度よく位置制御された状態で露光が行われるので、ワークに対して転写されるパターンが、フォトマスクに形成されたパターンを忠実に再現したものとなって、パターンの再現性を高めることができる。また、所定荷重での密着により、フォトマスクを強く押圧し過ぎてしまう事態も防止されて、フォトマスクの破損が確実に防止されることになる。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、請求項２〜請求項９に記載のとおりである。すなわち、
前記第３ステップの後、前記隙間がわずかに大きくなるように前記マスクフレームを前記アクチュエータにより駆動する第５ステップと、
前記第５ステップの後、前記フォトマスクの全周囲がシールされた状態で該フォトマスクと前記ワークとの密着面を真空引きする第６ステップと、
をさらに備え、
前記第６ステップの後に、前記第３ステップでの露光が実行される、
ようにしてある（請求項２対応）。この場合、真空引きによって、ワークとフォトマスクとの全面的な密着性を向上させることができる。また、真空引きの際には、あらかじめ所定荷重での密着状態からわずかに隙間を大きくしておくことにより、ワークとフォトマスクとの間を十分に真空引きすることができ、ワークとフォトマスクとの全面的な密着性をより一層向上させる上で好ましいものとなる。

前記フォトマスクが交換されたときまたは前記ワークの種類が変更されたときに、前記第１ステップが実行される、ようにしてある（請求項３対応）。この場合、ワークとフォトマスクとの密着性が大きく変化される可能性の高いときに第１ステップを実行させて、請求項１に対応した効果を確実に得る上で好ましいものとなる。

前記第１ステップの前に、前記所定荷重よりも小さい荷重となる初期荷重でもって前記ワークに対して前記フォトマスクを密着させて、このときの前記基準位置に対する前記マスクフレームの隙間を検出すると共に、該検出された隙間を原点位置として記憶する第７ステップをさらに備え、
前記第１ステップでは、前記所定荷重で密着させたときに検出される前記基準位置に対する前記マスクフレームの隙間と前記記憶されている原点位置となる隙間との差が許容範囲内であることを条件として、前記第２ステップの実行が許可される、
ようにしてある（請求項４対応）。この場合、あらかじめ小さな初期荷重で、ワークとフォトマスクとが密着された位置を原点位置となる隙間として記憶しておき、その後に大きな所定荷重での密着を行った際に検出される隙間が、原点位置となる隙間に対して許容範囲外であるときは、第２ステップを実行させないようにして、不良品の発生を未然にかつより確実に防止する上で好ましいものとなる。

前記アクチュエータが３個以上設けられて、前記第１ステップでは、該各アクチュエータ付近においてそれぞれ前記隙間が検出されて、各アクチュエータに対応させて複数の隙間が記憶され、
前記第２ステップにおいて、前記各アクチュエータに対応して記憶されている隙間となる位置まで該各アクチュエータを駆動した状態で、前記ワークに対する露光が行われる、
ようにしてある（請求項５対応）。この場合、１つの平面が少なくとも３点で決定されることに基づいて、ワークに対するフォトマスクの密着性を点ではなく面として把握して、請求項１〜請求項３に対応した効果をより一層十分に発揮させる上で好ましいものとなる。

前記アクチュエータが，前記マスクフレームの少なくとも４隅に設けられて、前記第１ステップで記憶される隙間の数が少なくとも４つとされている、ようにしてある（請求項６対応）。この場合、マスクフレームの少なくとも４隅についての隙間を適正にして、請求項４に対応した効果をより一層十分に発揮させる上で好ましいものとなる。

前記基準位置に対する前記マスクフレームの隙間を検出する隙間センサを有し、
前記第１ステップにおいて、記憶される隙間が前記隙間センサでの検出値とされ、
前記第２ステップにおいて、前記隙間センサで検出される隙間が前記第１ステップで記憶された隙間となるように前記アクチュエータがフィードバック制御される、
ようにしてある（請求項７対応）。この場合、マスクフレームの位置をフィードバック制御によって精度の高いものとして、前記各請求項に対応した効果を十分に発揮させる上で好ましいものとなる。

前記アクチュエータがサーボモータとされ、
前記第１ステップでは、前記サーボモータをトルク制御することにより前記所定荷重での密着を行わせ、
前記第２ステップでは、前記隙間センサで検出される隙間が前記第１ステップで記憶されている隙間となるように前記サーボモータの位置をフィードバック制御する、
ようにしてある（請求項８対応）。この場合、サーボモータを有効に利用して、第１ステップでの所定荷重の付与制御と、第２ステップでの記憶されている隙間にするための位置制御とを行うことができる。

前記フォトマスクが、上マスクフレームに保持された上フォトマスクと、下マスクフレームに保持された下フォトマスクとの上下一対有し、
前記ワークの上面に対して前記上フォトマスクによって露光が行われ、該ワークの下面に対して前記下フォトマスクによって露光が行われ、
前記隙間が、前記上マスクフレームと前記下マスクフレームとの間の間隔とされ、
前記基準位置が、前記上マスクフレームと前記下マスクフレームとのいずれか一方に設定されている、
ようにしてある（請求項９対応）。この場合、ワークの上面および下面のそれぞれにパターンを転写することができる。また、上下のマスクフレームは剛性が高い一方、基準位置をいずれか一方のマスクフレームに設定しておくことにより、第１ステップで記憶される隙間の適正が極めて高いものとなり、この結果第２ステップでの位置制御を極めて精度のよいものとすることができる。

前記目的を達成するため、本発明における位置制御装置あっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項１０に記載のように、
露光対象となるワークに対して、マスクフレームに保持されたフォトマスクを接近、離間させるためのアクチュエータを備えて、該ワークに対して該フォトマスクを密着させた状態で露光を行うようにした露光装置における位置制御装置であって、
基準位置に対する前記マスクフレームの隙間を検出する隙間センサと、
前記ワークに対して前記フォトマスクが所定荷重で密着されるように前記アクチュエータを駆動制御する第１駆動制御手段と、
前記ワークに対して前記フォトマスクが前記所定荷重で密着されているときに、前記隙間センサで検出される隙間を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段で記憶されている隙間となるように、前記アクチュエータを駆動制御する第２駆動制御手段と、
を備えているようにしてある。上記解決手法によれば、請求項１に対応した方法を実行するための装置が提供される。

上記解決手法を前提とした好ましい態様は、請求項１１以下に記載のとおりである。

前記第２駆動制御手段による駆動後に、前記隙間がわずかに大きくなるように前記アクチュエータを駆動制御する第３駆動制御手段と、
少なくとも前記第３駆動制御手段による駆動制御された状態で、前記フォトマスクの全周囲をシールするシール手段と、
前記第３駆動制御手段による駆動制御の後に、前記シール手段でのシールが行われている状態で、前記フォトマスクと前記ワークとの密着面を真空引きする吸引手段と、
をさらに備え、
前記吸引手段による真空引きが行われた後に露光が実行される、
ようにしてある（請求項１１対応）。この場合、請求項２に対応した方法を実行するための装置が提供される。

前記フォトマスクが交換されたときまたは前記ワークの種類が変更されたときに、前記第１駆動制御手段による駆動制御の実行と、前記記憶手段による隙間の記憶とが新たに行われる、ようにしてある（請求項１２対応）。この場合、請求項３に対応した方法を実行するための装置が提供される。

前記所定荷重よりも小さい荷重となる初期荷重でもって前記ワークに対して前記フォトマスクを密着させて、このときの前記基準位置に対する前記マスクフレームの隙間を検出すると共に、該検出された隙間を原点位置として記憶する第２記憶手段をさらに備え、
前記第１駆動制御手段によって、前記所定荷重で密着させたときに検出される前記基準位置に対する前記マスクフレームの隙間と前記第２記憶手段に記憶されている隙間との差が所定範囲内であることを条件として、前記第２駆動制御手段の駆動制御を許可する駆動条件設定手段と、
をさらに備えているようにしてある（請求項１３対応）。この場合、請求項４に対応した方法を実行するための装置が提供される。

前記アクチュエータが、少なくとも３個以上設けられ、
前記隙間センサが、前記各アクチュエータ付近において該各アクチュエータ毎に設けられ、
前記第１駆動制御手段が、前記各アクチュエータについてそれぞれ、前記ワークに対して前記フォトマスクが前記所定荷重で密着されるように駆動制御し、
前記記憶手段が、各アクチュエータ毎に前記隙間を記憶するようにされ、
前記第２駆動制御手段が、前記各隙間センサで検出される隙間が前記記憶手段で記憶されている各アクチュエータ毎の隙間となるように、該各アクチュエータをフィードバック制御する、
ようにしてある（請求項１４対応）。この場合、請求項５および請求項７に対応した方法を実行するための装置が提供される。

前記アクチュエータおよび前記隙間センサが、前記マスクフレームの少なくとも４隅にそれぞれ設けられている、ようにしてある（請求項１４対応）。この場合、請求項５に対応した方法を実行するための装置が提供される。

前記アクチュエータがサーボモータとされ、
前記第１駆動制御手段が、前記サーボモータをトルク制御することにより前記所定荷重での密着を行わせ、
前記第２駆動制御手段が、前記隙間センサでの検出される隙間が前記記憶手段に記憶されている隙間となるように前記サーボモータの位置をフィードバック制御する、
ようにしてある（請求項１６対応）。この場合、請求項７および請求項８に対応した方法を実行するための装置が提供される。

前記フォトマスクが、上マスクフレームに保持された上フォトマスクと、下マスクフレームに保持された下フォトマスクとの上下一対有し、
前記ワークの上面に対して前記上フォトマスクによって露光が行われ、該ワークの下面に対して前記下フォトマスクによって露光が行われ、
前記上マスクフレームと前記下マスクフレームとのいずれか一方が固定式とされると共に、他方が前記アクチュエータによって駆動される移動式とされ、
前記隙間センサが、前記上マスクフレームと前記下マスクフレームとの間の間隔を検出する、
ようにしてある（請求項１７対応）。この場合、請求項９に対応した方法を実行するための装置が提供される。

前記隙間センサが、上マスクフレームと前記下マスクフレームとのうち固定式とされた方のマスクフレームに取付けられている、ようにしてある（請求項１８対応）。この場合、隙間センサを固定式のマスクフレームに取付けておくことにより、移動されるマスクフレームに取付ける場合に比して、取付構造の簡単化や、安定して精度よく隙間を検出する上で好ましいものとなる。

本発明によれば、ワークとフォトマスクとの密着性を常に適正なものとして、パターンの再現性を向上できると共にフォトマスクの破損を防止することができる。

本発明の一実施形態を示す簡略斜視図。 本発明の一実施形態を示す簡略側面図で、下マスクフレームが下降位置とされて、ワークに対して上下のフォトマスクが密着されていない状態を示す。 図２の状態から下マスクフレームを上昇させて、上下のフォトマスクがワークに密着された状態を示す簡略側面図。 本発明の制御系統例をブロック図的に示す図。 本発明の制御例を示すフローチャート。 本発明の第２の実施形態を示すもので、図３に対応した一部断面簡略側面図。 本発明の第２の実施形態における制御例の要部を示すフローチャート。

図１、図２において、１は上マスクフレーム、２は上マスクフレーム１の下方に配設された下マスクフレームである。上マスクフレーム１の下面には、上フォトマスク１１が着脱可能に保持されている。また、下マスクフレーム２の上面には、下フォトマスク１２が着脱自在に保持されている。

図中、Ｆは床面に設置されたフレームであり、上マスクフレーム１は、フレームＦに固定保持された固定式とされている。一方、下マスクフレーム２は、フレームＦに固定されたアクチュエータとしてのサーボモータ２１により、上下方向に変位（移動）可能とされている。実施形態では、サーボモータ２１は、シリンダ式でかつ電動式とされて、そのシリンダ２１ａがフレームＦに固定される一方、そのピストン２１ｂが下マスクフレーム２に固定されている。なお、ピストン２１ｂをフレームＦに固定する一方、シリンダ２１ａを下マスクフレーム２に固定するようにしてもよい。

各マスクフレーム１および２は、それぞれ、略方形の環状とされて、その中央部にフォトマスク１１あるいは１２が臨む開口部１ａあるいは２ａが形成されている。そして、前記アクチュエータ２１は、下マスクフレーム２の４隅に配置されて、合計４個設けられている。なお、図１では、４個のサーボモータ２１を区別するために、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの符号を付記して区別して示してあるが、以下の説明で各サーボモータ２１同士を区別する必要のないときは、Ａ〜Ｄの符号を付記することなく単に符号２１でもって示すものとする。

上マスクフレーム１の上方には、上露光用光源装置３１が配設される一方、下マスクフレーム２の下方には下露光用光源装置３２が配設されている。各露光光源装置３１、３２は、既知のように光源（ランプ）と投影レンズ等を有して、それぞれフレームＦに固定保持されている。そして、上露光用光源３１からの照射光（露光）は、平行光とされて、上記開口部１ａを通して上フォトマスク１１に対して直交方向から照射される。また、上露光用光源３１からの照射光（露光）は、平行光とされて、開口部２ａを通して下フォトマスク１２に直交方向から照射される。

上マスクフレーム１には、その４隅、つまり上方から見た平面視においてサーボモータ２１付近の位置において、合計４個の隙間センサ４１が設けられている。なお、図１では、４個の隙間センサ４１を区別するために、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄの符号を付記して区別して示してあるが、以下の説明で各隙間センサ４１同士を区別する必要のないときは、Ａ〜Ｄの符号を付記することなく単に符号４１でもって示すものとする。

隙間センサ４１は、上マスクフレーム１に対する下マスクフレーム２の隙間（上下方向隙間）を検出するためのもので、実施形態ではシリンダ式のデジタルセンサとされている。すなわち、隙間センサ４１のシリンダ部４１ａが上マスクフレーム１に固定され、そのピストンつまり接触端子４１ｂが、上マスクフレーム１の下面よりも下方に伸びている。これにより、接触端子４１ｂは、下マスクフレーム２の上昇に応じて、下マスクフレーム２によって上方へと押圧変位される。なお、隙間センサ４１は、１μｍ単位でもって、上マスクフレーム１に対する下マスクフレーム２の隙間を検出可能とされている。

上下のフォトマスク１１と１２との間には、露光対象となるワークＷが位置される。実施形態では、ワークＷは、フィルムシート状とされて、ロール・ツー・ロール方式で図２中左方から右方へと間欠的に搬送されるようになっている。図２では、露光前となるワークＷが巻かれた送りロールが符号５１で示され、露光された後のワークＷが巻かれた巻き取りロールが符号５２で示される。なお、各ロール５１、５２は、図１、図３では図示を略してある。

図４は、下マスクフレーム２の上マスクフレーム１に対する位置決め制御用の制御系統例を示す。この図４において、Ｕは、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラ（制御ユニット）である。このコントローラＵには、各隙間センサ４１（４１Ａ〜４１Ｄ）からの隙間検出信号が入力される。また、コントローラＵによって、サーボモータ２１（２１Ａ〜２１Ｄ）が制御される。また、コントローラＵは、ワークＷの搬送用のアクチュエータ５３（図２参照）の駆動制御を行う。

コントローラＵには、さらに、初期設定指令用のスイッチＭＳからの指令信号が入力されるようになっている。このスイッチＭＳは、マニュアル操作されるもので、少なくともフォトマスク１１、１２を交換した際に操作されて、コントローラＵに初期設定を行わせる指令信号を出力するものである。

ここで、フォトマスク１１、１２が交換されたときに、スイッチＭＳが操作されることによりコントローラＵによって行われる初期設定について説明する。まず、図２に示すように，下マスクフレーム２が下降位置にある状態で、ワークＷを上下のフォトマスク１１と１２との間に位置させる。この後、各サーボモータ２１の駆動制御を行うが、このときの駆動制御はトルク制御とされる。すなわち、下マスクフレーム２を上昇させて、所定荷重（例えばサーボモータ２１の最大トルクの７０〜９０％のトルクで、実施形態では８０％のトルク）でもって、上下のフォトマスク１１と１２とでワークＷを密着挟持する状態とする。図３は、この密着挟持状態を示すものとなる。なお、初期設定の事前段階での調整（例えば装置を工場から出荷する前の状態での最終調整）において、上下のマスクフレーム１と２の平行度の調整や、各サーボモータ２１Ａ〜２１Ｄを最大トルク値に対する所定割合（例えば８０％）のトルク値としたときに、上記所定荷重が得られるように、各サーボモータ２１Ａ〜２１Ｄ間での発生トルク調整等が行われているものである。

上記所定荷重は、上下のフォトマスク１１と１２とが適切にワークＷに密着された状態である。すなわち、密着させるための荷重が、大き過ぎもせずまた小さ過ぎもしない適度な大きさの荷重とされる。これにより、後述するワークＷへ露光を行った際に、ワークＷに転写されるパターンにゆがみやぼけが生じてしまうことが防止される。また、荷重が大き過ぎることによるフォトマスク１１や１２の破損が防止される。とりわけ、４カ所という１つの平面を規定するのに必要な３カ所以上の箇所でもってそれぞれ所定荷重で押圧した状態とするので、各フォトマスク１１と１２との全面に渡って、適切な荷重でもってワークＷに密着させることができる。

上記所定荷重でもってワークＷに対して上下のフォトマスク１１と１２とが密着されている状態で、各隙間センサ４１で検出される隙間が、コントローラＵに装備された記憶手段（例えば不揮発性メモリ）に記憶される。すなわち、隙間センサ４１Ａで検出された隙間Ｇ１と、隙間センサ４１Ｂで検出された隙間Ｇ２と、隙間センサ４１Ｃで検出された隙間Ｇ３と。隙間センサ４１Ｄで検出された隙間Ｇ４とが、コントローラＵに記憶される。そして、隙間Ｇ１〜Ｇ４は、隙間センサ４１Ａ〜４１Ｄに対応したサーボモータ２１〜２１Ｄに対応させて記憶される。

隙間Ｇ１〜Ｇ４がコントローラＵに記憶されると、初期設定終了とされる。初期設定が終了したことは、それぞれ図示を略すが、ランプ、ブザー等を作動させることにより、あるいはディスプレイに初期設定終了の表示を行うことにより行われる。

初期設定終了後は、ワークＷを１ピッチ（露光単位長さ）毎に間欠送りしつつ、露光が順次行われる。ワークＷへ順次露光する際には、コントローラＵに記憶されている隙間Ｇ１〜Ｇ４となるように下マスクフレーム２の上下方向位置を調整した状態で行われる。すなわち、下マスクフレーム２が図２に示す下降位置にある状態から、サーボモータ２１を駆動制御して下マスクフレーム２を上昇させ、記憶されている隙間Ｇ１〜Ｇ４となった位置でサーボモータ２１（下マスクフレーム２）を停止させる。隙間Ｇ１〜Ｇ４へ駆動制御する場合は、精度のよい位置制御とされる。この状態で、ワークＷへの上下のフォトマスク１１、１２の密着度合い（密着のための押圧程度）、前述した初期設定時に得られたのと同様の適切なものとされる。

記憶されている隙間Ｇ１〜Ｇ４となるように各サーボモータ２１Ａ〜２１Ｄを駆動制御する場合（４軸制御する場合）、隙間センサ４１Ａ〜４１Ｄで検出される実際の隙間が、記憶されている隙間Ｇ１〜Ｇ４となるようにフィードバック制御される。これにより、実際の隙間が記憶されている隙間Ｇ１〜Ｇ４となる状態を確保するのに、フィードフォワード制御（見込み制御）する場合に比して精度のよいものとなり、また不用意に強く押圧し過ぎてしまう事態をより確実に防止する上でも好ましいものとなる。

次に、図５のフローチャートを参照しつつ、コントローラＵの制御例について説明するが、以下の説明でＱはステップを示す。また、実施形態では、スイッチＭＳが、フォトマスク１１、１２の交換のときに加えて、ワークＷのロールが新たに変更される場合にも操作されるようにしてある。すなわち、ワークＷの種類変更（特に基板や塗布膜の厚さの変更）のときは勿論のこと、同じワークＷであってもロット（ロット番号）が異なるときは、前述した初期設定を新たに行うようにしてある。

以上のことを前提として、先ずＱ１において、フォトマスク１１、１２が交換されたときであるか否かが判別される（スイッチＭＳの操作の有無による判別）。このＱ１の判別でＮＯのときは、Ｑ２において、ワークＷ（のロール）が変更されたか否かが判別される。このＱ２の判別でＮＯのときは、Ｑ１に戻る。

Ｑ１の判別でＹＥＳのとき、あるいはＱ２の判別でＹＥＳのときは、それぞれ、Ｑ３〜Ｑ５の処理によって、初期設定が行われる。すなわち、まずＱ３において、ワークＷを、上下のフォトマスク１１と１２とにより所定荷重でもって挟持する状態とする（サーボモータ２１のトルク制御）。この後、Ｑ４において、各隙間センサ４１Ａ〜４１Ｄで検出された隙間Ｇ１〜Ｇ４が検出される。そして、Ｑ５において、検出された隙間Ｇ１〜Ｇ４が，対応するサーボモータ２１Ａ〜２１Ｄと対応づけて記憶される。

Ｑ５の後、Ｑ６において，一旦下マスクフレーム２を下降させた後、記憶されている隙間Ｇ１〜Ｇ４となる位置まで下マスクフレーム２を上昇させる（隙間センサ４１Ａ〜４１Ｄでの検出隙間を用いた、サーボモータ２１Ａ〜２１Ｄに対するフィードバック制御による位置制御）。この後、Ｑ７において、露光光源装置３１、３２を作動させて、ワークＷに対する露光が行われる。

Ｑ７の後、Ｑ８において、下マスクフレーム２を下降させた後、ワークＷを１ピッチ分送り操作する。この後Ｑ９において、記憶されている隙間Ｇ１〜Ｇ４となるように、下マスクフレーム２を上昇させる（Ｑ６対応）。この後、Ｑ１０において、露光が行われる（Ｑ７対応）。

Ｑ１０の後、Ｑ１１において、ロールが終了したか否かが判別される（送りロール５１から供給するワークＷが無くなったか否かの判別）。このＱ１１の判別でＮＯのときは、Ｑ８以降の処理が繰り返される。また、Ｑ１１の判別でＹＥＳのときは、初期設定を新たに行わせるべく、Ｑ１に戻るが、このとき、下マスクフレーム２は下降された状態とされ、またロール５１を交換すべきことを報知することもできる（ランプ、ブザーによる報知や、ディスプレイでの交換要求の表示）。なお、図５では、隙間Ｇ１〜Ｇ４を新たに設定することを前提とした制御例を示しているために、Ｑ２の判別でＮＯのときはＱ１に戻るようにしているが、一旦Ｇ１〜Ｇ４の設定が終了した後は次にＧ１〜Ｇ４の設定が必要になるまでは、Ｑ２の判別でＮＯのときはＱ８に移行させて、ワークＷに対して順次露光を行うようにされるものである。

図６、図７は、本発明の第２の実施形態を示すものであり、前記実施形態と同一構成要素には同一符号を付してその重複した説明は省略する。本実施形態では、露光の前に、あらかじめワークＷとフォトマスク１１、１２との間を真空引きするようにしてある。すなわち、下マスクフレーム２（の上面）には、上昇されたときに上マスクフレーム１（の下面）に当接するシール部材６１を取付けてある。シール部材６１は、方形の環状とされて、フォトマスク１１、１２の全周囲を取り囲むようにしてある。また、下マスクフレーム２には、シール部材６１の内方側において、吸引孔６２が形成されている。そして、吸引孔６２が、真空引き用のポンプ６３に接続されている。ポンプ６３は、図４に示すコントローラＵによるその駆動が制御される。なお、シール部材６１は、上マスクフレーム１に取付けておくこともでき、上下のマスクフレーム１、２にそれぞれ設けるようにしてもよい。また、ポンプ６３に連なる吸引孔６２は、フォトマスク１１、１２の周方向に間隔をあけて複数個設けるようにしてもよい。

図６は、上下のマスクフレーム１と２との隙間が、コントローラＵに記憶されている隙間となっている状態が示される。この状態から、コントローラＵがサーボモータ２１Ａ〜２１Ｄを駆動制御して、上下のマスクフレーム１と２との隙間が上記記憶されている隙間よりもわずかに大きくされる（例えば、記憶隙間よりも５０μｍ〜１５０μｍだけ大きくされる）。この後、ポンプ６３が駆動されて、ワークＷとフォトマスク１１、１２との間が真空引きされる。この真空引きにより、ワークＷに対するフォトマスク１１、１２の密着性が全面的に向上される。そして、所定の真空度にまで真空引きされた状態で、露光が実行される。

図７は、上記制御を行うためのフローチャートの要部を示すものであり、図５におけるＱ５とＱ６の間、およびＱ９とＱ１０との間で実行されるステップを示してある。すなわち、Ｑ２２において、したマスクフレーム２がわずかに下降される。この後、Ｑ２２において、ポンプ６３による真空引きが行われる。

ここで、変形例（第３の実施形態）として、次のような位置制御を行うようにしてもよい。すなわち、初期設定の際に、前述した所定荷重での密着工程の前に、サーボモータ２１Ａ〜２１Ｄを低トルク（例えば最大出力トルクの２０〜３０％程度のトルクで初期荷重に相当）でもって、ワークＷを上下のフォトマスク１１と１２で挟持させ、このときに隙間センサ４１Ａ〜４１Ｄ検出される隙間を０点位置としてコントローラＵの記憶手段に別途記憶させておく（フォトマスク面を基準とする原点位置の確定）。そして、初期荷重よりも大きな荷重となる前述した所定荷重で挟持した際に、隙間センサ２１Ａ〜２１Ｄで検出される隙間と上記原点位置として記憶されている隙間との差が所定の許容範囲（許容誤差範囲）内にあるときに、前述した隙間Ｇ１〜Ｇ４をコントローラＵに記憶させるようにしてもよい。この場合、上記許容範囲外の隙間が検出されたときには、警報装置を作動させるようにしてもよい（Ｑ４、Ｑ６、Ｑ９での処理の際に警報の可能性）。なお、警報装置が作動されたときは、すみやかに下マスクフレーム２を下降させるのが、フォトマスク破損防止等の上で好ましいものとなる。警報装置が作動されたときは、所定荷重を変更して再度初期設定を行うことになる。

また、初期設定において隙間Ｇ１〜Ｇ４が検出、記憶された後、１つのワークＷについて実際に隙間Ｇ１〜Ｇ４とした状態で試しの露光を行って、露光されたワークＷの製品検査を行って（パターンの再現性の確認）、検査結果が良好な場合にＱ８以降の処理を行わせるようにしてもよい（検査結果が不良のときは、不良内容に応じて所定荷重を変更して初期設定をしなおす）。

以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。上マスクフレーム１を移動式とする一方、下マスクフレーム２を固定式としてもよく、また各マスクフレーム１、２共に移動式としてもよい。ワークＷは、フィルムシート状（可撓性を有するいわゆるフレキシブルシート）に限らず、ガラス基板等、適宜のものとすることができる。露光は、上下同時におこなってもよく、また上下のいずれか一方の露光を先に行い、他方を後に行うようにしてもよい。マスクフレーム１、２（つまりフォトマスク１１、１２）は、上または下のいずれか一方のみを有するものであってもよい（ワークＷに対して片面露光）。図１〜図５の実施形態において、第２の実施形態となる図６、図７に示す場合と同様に、フォトマスク１１、１２の全周囲をシールしつつ真空引きした後、露光を行うようにしてもよい（記憶されている隙間となった状態での真空引き実行）。

アクチュエータ（サーボモータ２１）は適宜の形式のものを用いることができ、同様に隙間センサ４１も適宜の形式のものを用いることができる。隙間センサ４１の数は適宜設定できるが、１つの平面を規定する最小限の３個以上とするのが好ましい。また、アクチュエータの数も適宜数とすることができる。隙間センサ４１は、アクチュエータに対応して設定するのが好ましく、例えば、アクチュエータとしてのサーボモータ２１を、例えば、２１Ａと２１Ｂとの間および２１Ｃと２１Ｄとの間にも設けた合計６個とした場合、各アクチュエータに対応して隙間センサ４１の合計６個設けておくのが好ましい。勿論、アクチュエータの数と隙間センサとの数を相違させた設定とすることもできる。隙間センサ４１で検出する隙間の基準位置としては、適宜設定できるが、マスクフレームとワークＷを挟んで当該マスクフレームと対向する面を有する部材（実施形態では、他方のマスクフレーム）のいずれか一方に設けておくのが好ましい。

ワークＷは、１枚毎に個々独立していて、１枚毎にフォトマスクに対して投入されるものであってもよい。初期設定は、フォトマスク１１、１２が交換された際には必ず行うが、例えば、ワークＷの種類が同じでも、ロット（ロット番号）が相違する場合は微妙にその厚さが相違してくる可能性もあることから、このような厚さ相違の可能性が考えられる際には、初期設定を行うようにしてもよい。初期設定は、マニュアル操作による指令に限らず、例えばフォトマスク１１、１２の交換を自動検出して、この自動検出した際に自動的に初期設定を行わないせるようにしてもよい。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。

本発明は、例えばタッチパネル等を製造する際の露光装置用として好適である。

１：上マスクフレーム
２：下マスクフレーム
１１：上フォトマスク
１２：下フォトマスク
２１（２１Ａ〜２１Ｄ）：サーボモータ（アクチュエータ）
３１：上露光用光源装置
３２：下露光用光源装置
４１（４１Ａ〜４１Ｄ）：隙間センサ
５１：送りローラ
５２：巻き取りローラ
５３：アクチュエータ（搬送用）
６１：シール部材
６２：吸引孔
６３：ポンプ（真空引き用）
Ｆ：フレーム
Ｗ：ワーク
ＭＳ：スイッチ（初期設定指令用）
Ｕ：コントローラ

Claims (18)

1. 露光対象となるワークに対して、マスクフレームに保持されたフォトマスクが接近、離間されるように該マスクフレームを駆動するためのアクチュエータを備えて、該ワークに対して該フォトマスクを密着させた状態で露光を行うようにした露光装置用の位置制御方法であって、
   露光前の準備として、前記アクチュエータによって前記ワークに対して前記フォトマスクを所定荷重で密着させた状態で、基準位置に対する前記マスクフレームの隙間を検出すると共に、該検出された隙間を記憶させる第１ステップと、
   前記第１ステップで記憶されている隙間となる位置まで前記マスクフレームを前記アクチュエータによって駆動する第２ステップと、
   前記第２ステップの後、ワークに対する露光を行う第３ステップと、
   新たに露光対象となる多数の前記ワークに対して、前記第１ステップを経ることなく前記第２ステップおよび前記第３ステップを実行することにより、多数の前記ワークに対する露光を順次行う第４ステップと、
   を備えていることを特徴とする露光装置用の位置制御方法。
2. 請求項１において、
   前記第３ステップの後、前記隙間がわずかに大きくなるように前記マスクフレームを前記アクチュエータにより駆動する第５ステップと、
   前記第５ステップの後、前記フォトマスクの全周囲がシールされた状態で該フォトマスクと前記ワークとの密着面を真空引きする第６ステップと、
   をさらに備え、
   前記第６ステップの後に、前記第３ステップでの露光が実行される、
   ことを特徴とする露光装置用の位置制御方法。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記フォトマスクが交換されたときまたは前記ワークの種類が変更されたときに、前記第１ステップが実行される、ことを特徴とする露光装置用の位置制御方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
   前記第１ステップの前に、前記所定荷重よりも小さい荷重となる初期荷重でもって前記ワークに対して前記フォトマスクを密着させて、このときの前記基準位置に対する前記マスクフレームの隙間を検出すると共に、該検出された隙間を原点位置として記憶する第７ステップをさらに備え、
   前記第１ステップにおいて前記所定荷重で密着させたときに検出される前記基準位置に対する前記マスクフレームの隙間と前記記憶されている原点位置となる隙間との差が所定範囲内であることを条件として、前記第２ステップの実行が許可される、
   ことを特徴とする露光装置用の位置制御方法。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、
   前記アクチュエータが３個以上設けられて、前記第１ステップでは、該各アクチュエータ付近においてそれぞれ前記隙間が検出されて、各アクチュエータに対応させて複数の隙間が記憶され、
   前記第２ステップにおいて、前記各アクチュエータに対応して記憶されている隙間となる位置まで該各アクチュエータを駆動した状態で、前記ワークに対する露光が行われる、
   ことを特徴とする露光装置用の位置制御方法。
6. 請求項５において、
   前記アクチュエータが，前記マスクフレームの少なくとも４隅に設けられて、前記第１ステップで記憶される隙間の数が少なくとも４つとされている、ことを特徴とする露光装置用の位置制御方法。
7. 請求項１ないし請求項６のいずれか１項において、
   前記基準位置に対する前記マスクフレームの隙間を検出する隙間センサを有し、
   前記第１ステップにおいて、記憶される隙間が前記隙間センサでの検出値とされ、
   前記第２ステップにおいて、前記隙間センサで検出される隙間が前記第１ステップで記憶された隙間となるように前記アクチュエータがフィードバック制御される、
   ことを特徴とする露光装置用の位置制御方法。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項において、
   前記アクチュエータがサーボモータとされ、
   前記第１ステップでは、前記サーボモータをトルク制御することにより前記所定荷重での密着を行わせ、
   前記第２ステップでは、前記隙間センサで検出される隙間が前記第１ステップで記憶されている隙間となるように前記サーボモータの位置をフィードバック制御する、
   ことを特徴とする露光装置用の位置制御方法。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項において、
   前記フォトマスクが、上マスクフレームに保持された上フォトマスクと、下マスクフレームに保持された下フォトマスクとの上下一対有し、
   前記ワークの上面に対して前記上フォトマスクによって露光が行われ、該ワークの下面に対して前記下フォトマスクによって露光が行われ、
   前記隙間が、前記上マスクフレームと前記下マスクフレームとの間の間隔とされ、
   前記基準位置が、前記上マスクフレームと前記下マスクフレームとのいずれか一方に設定されている、
   ことを特徴とする露光装置用の位置制御方法。
10. 露光対象となるワークに対して、マスクフレームに保持されたフォトマスクを接近、離間させるためのアクチュエータを備えて、該ワークに対して該フォトマスクを密着させた状態で露光を行うようにした露光装置における位置制御装置であって、
    基準位置に対する前記マスクフレームの隙間を検出する隙間センサと、
    前記ワークに対して前記フォトマスクが所定荷重で密着されるように前記アクチュエータを駆動制御する第１駆動制御手段と、
    前記ワークに対して前記フォトマスクが前記所定荷重で密着されているときに、前記隙間センサで検出される隙間を記憶する記憶手段と、
    前記記憶手段で記憶されている隙間となるように、前記アクチュエータを駆動制御する第２駆動制御手段と、
    を備えていることを特徴とする露光装置における位置制御装置。
11. 請求項１０において、
    前記第２駆動制御手段による駆動後に、前記隙間がわずかに大きくなるように前記アクチュエータを駆動制御する第３駆動制御手段と、
    少なくとも前記第３駆動制御手段による駆動制御された状態で、前記フォトマスクの全周囲をシールするシール手段と、
    前記第３駆動制御手段による駆動制御の後に、前記シール手段でのシールが行われている状態で、前記フォトマスクと前記ワークとの密着面を真空引きする吸引手段と、
    をさらに備え、
    前記吸引手段による真空引きが行われた後に露光が実行される、
    ことを特徴とする露光装置用の位置制御装置。
12. 請求項１０または請求項１１において、
    前記フォトマスクが交換されたときまたは前記ワークの種類が変更されたときに、前記第１駆動制御手段による駆動制御の実行と、前記記憶手段による隙間の記憶とが新たに行われる、ことを特徴とする露光装置における位置制御装置。
13. 請求項１０ないし請求項１２のいずれか１項において、
    前記所定荷重よりも小さい荷重となる初期荷重でもって前記ワークに対して前記フォトマスクを密着させて、このときの前記基準位置に対する前記マスクフレームの隙間を検出すると共に、該検出された隙間を原点位置として記憶する第２記憶手段をさらに備え、
    前記第１駆動制御手段によって、前記所定荷重で密着させたときに検出される前記基準位置に対する前記マスクフレームの隙間と前記第２記憶手段に記憶されている隙間との差が所定範囲内であることを条件として、前記第２駆動制御手段の駆動制御を許可する駆動条件設定手段と、
    をさらに備えていることを特徴とする露光装置用の位置制御方法。
14. 請求項１０ないし請求項１３のいずれか１項において、
    前記アクチュエータが、少なくとも３個以上設けられ、
    前記隙間センサが、前記各アクチュエータ付近において該各アクチュエータ毎に設けられ、
    前記第１駆動制御手段が、前記各アクチュエータについてそれぞれ、前記ワークに対して前記フォトマスクが前記所定荷重で密着されるように駆動制御し、
    前記記憶手段が、各アクチュエータ毎に前記隙間を記憶するようにされ、
    前記第２駆動制御手段が、前記各隙間センサで検出される隙間が前記記憶手段で記憶されている各アクチュエータ毎の隙間となるように、該各アクチュエータをフィードバック制御する、
    ことを特徴とする露光装置における位置制御装置。
15. 請求項１４において、
    前記アクチュエータおよび前記隙間センサが、前記マスクフレームの少なくとも４隅にそれぞれ設けられている、ことを特徴とする露光装置における位置制御装置。
16. 請求項１０ないし請求項１５のいずれか１項において、
    前記アクチュエータがサーボモータとされ、
    前記第１駆動制御手段が、前記サーボモータをトルク制御することにより前記所定荷重での密着を行わせ、
    前記第２駆動制御手段が、前記隙間センサでの検出される隙間が前記記憶手段に記憶されている隙間となるように前記サーボモータの位置をフィードバック制御する、
    ことを特徴とする露光装置用の位置制御装置。
17. 請求項１０ないし請求項１６のいずれか１項において、
    前記フォトマスクが、上マスクフレームに保持された上フォトマスクと、下マスクフレームに保持された下フォトマスクとの上下一対有し、
    前記ワークの上面に対して前記上フォトマスクによって露光が行われ、該ワークの下面に対して前記下フォトマスクによって露光が行われ、
    前記上マスクフレームと前記下マスクフレームとのいずれか一方が固定式とされると共に、他方が前記アクチュエータによって駆動される移動式とされ、
    前記隙間センサが、前記上マスクフレームと前記下マスクフレームとの間の間隔を検出する、
    ことを特徴とする露光装置における位置制御装置。
18. 請求項１７において、
    前記隙間センサが、上マスクフレームと前記下マスクフレームとのうち固定式とされた方のマスクフレームに取付けられている、ことを特徴とする露光装置における位置制御装置。

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