JP2022016660A - 露光装置におけるフィルムマスク交換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 透明板にフィルムマスクを容易に密着させることができ、転写されるパターンの形状精度の低下の問題がないようにする。【解決手段】 透明板２に受けられているフィルムマスク１は、周辺部がマスクフレーム３の真空吸着孔３４で真空吸着される。透明板２のフィルムマスク１に対向する面に形成されたガス抜き溝２１は当該面の右側の縁に達し、面取り部２２の途中で終端している。露光装置が備えるクリーニングローラ９１は、フィルムマスク１の左側の縁から右側の縁までフィルムマスク１に接触して転動しながら移動し、異物ｃの除去と気泡ｇの押し出しを行う。気泡ｇを形成していたガスは、ガス抜き溝２１、吸引口３７を経由して排出される。【選択図】 図９

Description

この出願の発明は、各種製品の製造においてパターンの転写に用いられる露光装置において使用されるフィルムマスクの交換に関するものである。

所定のパターンの光を対象物に照射して露光する露光装置は、フォトリソグラフィの中核的な要素技術として各種の用途に使用されている。露光装置には、パターンを直接描画するタイプのものも知られているが、通常、マスクを通して光を照射し、マスクのパターンを対象物に転写する。

露光装置に搭載されるマスクは、透明なガラス板に遮光材料でパターンが描かれた構成とされる。通常は、ガラス板に遮光材料の膜を被着させ、フォトリソグラフィによってパターン化がされる。
このようなガラス製のマスクに対し、最近では、いわゆるフィルムマスクも多く使用されるようになってきている。遮光材料によってパターンが形成されているのは、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムのような材料で形成された透明な薄いフィルムであり、このフィルム（フィルムマスク）をガラス板で受けた構造とされている。
フィルムマスクの場合、ガラス板は共用することができ、品種に合わせてフィルムマスクのみを種々製作して保管すれば良い。このため、低コストとなり、保管や取り扱いも容易である。保管に要するスペースも小さくなる。このようなことから、フィルムマスクを採用する露光装置が多くなってきている。

特開昭６１－４１１５１号公報 特開平１１－３０８５１号公報 実願昭６３－１００７２２号のマイクロフィルム 特開２００５－３００７５３号公報 特開２００９－１５７２４９号公報

フィルムマスクは、上記のような長所があるものの、ガラス板に対して十分に密着させた状態で露光装置に搭載しなければならず、この点が課題となっている。薄くて柔らかいフィルムマスクは、ガラス板に当てて密着させようとしても、間に気泡が残ってしまい易い。気泡が残ると、その部分でフィルムマスクのパターンが歪むため、転写されるパターンも歪んだものになってしまい、製品欠陥の原因となり易い。

このため、フィルムマスクをガラス板に押し当てた後、作業者がへらで擦って気泡を外側に押し出す面倒な作業が必要になっており、生産性向上の障害となっている。また、へらで擦る際にフィルムマスクに歪み（伸び）が生じ、歪んだ状態でフィルムマスクがガラス板に密着、固定され易い。問題なのは、この歪みがランダムに発生するため、制御困難なことである。このため、転写されるパターンの形状精度の低下につながり易い。
この出願の発明は、上記のようなフィルムマスクにおける課題を解決するために為されたものであり、透明板にフィルムマスクを容易に密着させることができ、転写されるパターンの形状精度の低下の問題がないようにすることを目的としている。

上記課題を解決するため、本願の請求項１記載の発明は、露光作業位置に基板を搬送する搬送系と、
フィルムマスク及びフィルムマスクを受ける透明板を備えたマスクユニットと、
フィルムマスクを真空吸引することでフィルムマスクを透明板に密着させる真空排気系と、
露光作業位置に搬送された基板に対し、フィルムマスクを通して光を照射して基板を露光する露光ユニットと、
マスクユニットにおけるフィルムマスクに接触することが可能なクリーニングヘッドと、
フィルムマスクに接触した状態でクリーニングヘッドを移動させてフィルムマスクの表面の異物を除去する移動機構と
を備えた露光装置においてフィルムマスクを交換するフィルムマスク交換方法であって、
真空排気系の動作を停止させ、使用していたフィルムマスクをマスクユニットから取り外す取り外しステップと、
取り外しステップの後、次の品種用のフィルムマスクを透明板が受ける位置に配置し、フィルムマスクを透明板に密着させるべく真空排気系を動作させる排気再開ステップと、
排気再開ステップの後、露光作業を行う前に、クリーニングヘッドをフィルムマスクに接触させた状態で移動機構により透明板の一辺の縁に向けて移動させることでクリーニングと気泡除去とを同時に行うクリーニング兼気泡除去ステップと
を行う方法であり、
クリーニング兼気泡除去ステップにおいて除去される気泡は、フィルムマスクと透明板の間に発生し得る気泡であり、
クリーニング兼気泡除去ステップは、フィルムマスクを密着させるべき透明板の前記一辺とは反対側の一辺の縁から前記一辺の縁までクリーニングヘッドを移動させるステップであるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項２記載の発明は、前記請求項１の構成において、前記クリーニング兼気泡除去ステップにおいて、前記クリーニングヘッドが前記一辺の縁に近づいた際に移動の速度を減速させるという構成を有する。

以下に説明する通り、本願の請求項１記載の発明によれば、フィルムマスクのクリーニングと気泡除去とを同時に行うことができる。作業者は、フィルムマスクの交換の際に手作業で気泡除去をする必要がないので、フィルムマスクの交換作業が全体として短時間に完了する。これは、装置の稼働停止時間が短くなることを意味し、生産性の向上につながる。
また、請求項２記載の発明によれば、上記効果に加え、クリーニングヘッドが一辺の縁に近づいた際に減速するので、ガスの逆流の恐れがなく、生産性を低下させることなく気泡残留防止の効果をより高くできる。

実施形態のフィルムマスク交換方法が適用される露光装置に使用されるマスクユニットの正面断面概略図である。 図１のマスクユニットの分解斜視概略図である。 マスクフレーム及びガラス板を下側から見た平面概略図である。 ガス抜き溝の作用について示した正面断面概略図である。 ガス抜き溝が面取り部に達していない場合の問題について示した正面断面概略図である。 ガス抜き空間を形成する他の形状を示した概略図である。 ガス抜き空間を形成する他の形状を示した概略図である。 実施形態のフィルムマスク交換方法が適用される露光装置の正面概略図である。 露光装置が備えるマスクメンテナンスプログラムについて示した正面概略図である。

次に、この出願の発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。
図１は、実施形態のフィルムマスク交換方法が適用される露光装置に使用されるマスクユニットの正面断面概略図、図２は図１のマスクユニットの分解斜視概略図である。
図１及び図２に示すマスクユニットは、露光装置に搭載されるマスクユニットである。このマスクユニットは、フィルムマスク１と、透明板２と、マスクフレーム３とを備えている。

フィルムマスク１は、ポリエステルのような材質の透明な薄いフィルムで、厚さは例えば１００μｍ～２００μｍ程度である。露光装置に搭載されるものであるため、フィルムマスク１には、転写するパターン（不図示）が描かれている。尚、この例では、フィルムマスク１は方形である。

透明板２は、フィルムマスク１を露光中に弛みのない安定した形状とするために受ける部材である。この実施形態では、透明板２はガラス製（ガラス板）となっている。透明板２は、特に露光波長の光に対して十分に透明であることが必要であるが、青板や白板の名称で市販されているガラス板を使用することができる。厚さは、機械的強度を確保する観点から、５ｍｍ～１０ｍｍ程度とすることが好ましい。尚、透明板２は、フィルムマスク１より少し小さいサイズの方形である。また、透明板２としては、アクリル樹脂のようなガラス以外の材質のものが使用されることもあり得る。

図３は、透明板２及びマスクフレーム３２を下側から見た平面概略図である。図３において、フィルムマスクは図示が省略されている。マスクフレーム３は、アルミ又はステンレス等の金属製であり、図２及び図３に示すように方形の枠状である。図１に示すように、マスクフレーム３は、内縁に段差を有している。段差の高さは、透明板２の厚みにほぼ等しく、この段差内に周辺部が位置する状態で透明板２がマスクフレーム３に取り付けられている。以下、段差のうち、透明板２の端面に対向した面３１を内側面と呼び、透明板２の板面に対向した面３２を板受け面と呼ぶ。

透明板２は、周辺部においてマスクフレーム３に対して接着により固定されている。即ち、図１に示すように、透明板２の周辺部の上面とマスクフレーム３の板受け面３２との間には、接着層２０が設けられている。尚、透明板２の端面とマスクフレーム３の内側面３１との間には、隙間３０が存在している。以下、この隙間３０を周囲空間と呼ぶ。

フィルムマスク１は、透明板２及びマスクフレーム３に対して真空吸着により固定されるものとなっている。マスクフレーム３のフィルムマスク１を受ける面３３をフィルム受け面と呼ぶ。図１に示すように、フィルム受け面３３には、真空吸着孔３４が形成されている。真空吸着孔３４は、溝状であり、マスクフレーム３の各辺に延びて周状に形成されている。

真空吸着孔３４は、マスクフレーム３内に設けられた連通路（詳細図示略）３５を介して管接続部３６につながっている。図１に示すように、マスクユニットが使用される際、管接続部３６には排気管６１が接続されて真空吸引される。これにより、フィルムマスク１がマスクフレーム３に真空吸着される。真空吸着孔３４は周状の溝であるので、フィルムマスク１は、周辺部が周状にマスクフレーム３に吸着する。
また、マスクフレーム３の内側面３１には、吸引口３７が形成されており、吸引口３７はマスクフレーム３内の連通路３５につながっている。このため、周囲空間３０も真空排気されて負圧となるようになっている。

この実施形態では、マスクユニットは水平な姿勢で使用され、透明板２の下側にフィルムマスク１が真空吸着により保持されるようになっている。以下、説明の都合上、透明板２のフィルムマスク１側の面を表面とし、それとは反対側を裏面という。

このような実施形態におけるマスクユニットは、前述した気泡の発生を防止するための構造を有している。具体的には、図１及び図２に示すように、透明板２の表面には溝２１が形成されている。この溝２１は、フィルムマスク１と透明板２との間に気泡が形成されないようにガスを逃がすための空間（以下、ガス抜き空間という。）を形成するものである。以下、この溝２１をガス抜き溝という。

図２に示すように、ガス抜き溝２１は複数設けられており、各ガス抜き溝２１は透明板２の表面の右側の辺の縁に達している。各ガス抜き溝２１が延びる方向は、透明板２の左右に延びる辺の方向と平行である。
各ガス抜き溝２１の左端は、透明板２の中央よりかなり右側に寄った位置となっている。即ち、各ガス抜き溝２１は、透明板２の表面の右端のマージン領域を横断するように形成されている。
尚、このようなガス抜き溝２１は、透明板２がガラス板である場合、研削加工や化学エッチングで形成することができる。透明板２が樹脂製である場合、成型時に用いる型の形状で実現できる。

また、図１に示すように、透明板２の表面の周縁には、面取り部２２が形成されている。面取り部２２は、透明板２の表面と端面とをつなぐ斜めの面である。面取り部２２は、透明板２の表面の周縁が鋭利な角にならないようにしてフィルムマスク１の傷付きを防止するものである。そして、図１に示すように、各ガス抜き溝２１は、表面の縁から面取り部２２に達しており、面取り部２２の途中が終端となっている。

このような各ガス抜き溝２２により、フィルムマスク１は、気泡のない状態で透明板２に密着するようになる。以下、この点について図４を参照して説明する。図４は、ガス抜き溝２１の作用について示した正面断面概略図である。図４（Ａ）にはガス抜き溝２１のない参考例のマスクユニットが示されており、（Ｂ）には実施形態におけるマスクユニットが示されている。

上記のように、排気管６１から真空排気をすると、フィルムマスク１は周辺部においてマスクフレーム３に真空吸着される。この際、フィルムマスク１を透明板２に密着させるべく、へら等で擦って気泡ｇを押し出そうとした場合、ガス抜き溝２１のない参考例では、図４（Ａ）に示すように透明板２の表面の縁においてフィルムマスク１が強く吸着されるため、気泡ｇが押し出されてにくい。無理に押し出そうとしても、別の場所にまた気泡ができて（移動して）しまう。透明板２の表面の縁の部分でフィルムマスク１が強く吸着される理由は、マスクフレーム３の真空吸着孔３４や吸引口３７に近いためで、特に吸引口３７からの吸引により透明板２の端面とマスクフレーム３の内側面３１との間の空間が負圧となるため、マスクフィルムは透明板２の表面の周縁において強く吸着され易い。

一方、ガス抜き溝２１がある実施形態の構造では、透明板２の表面の周縁における吸着力が緩和される上、へら等で擦った際に気泡ｇを生成しているガスがガス抜き溝２１を通って周囲空間３０に達し、吸引口３７から排気される。このため、図４（Ｂ）に示すように、気泡ｇの残留はなく、フィルムマスク１は透明板２の表面に十分に密着した状態となる。尚、ガス抜き溝２１の幅は、例えば０．５ｍｍ～１ｍｍ程度、深さは０．０５ｍｍ～０．３ｍｍ程度で良い。また、周縁からの長さは５ｍｍ～３０ｍｍ程度である。

上記実施形態におけるマスクユニットの構造において、ガス抜き溝２１が面取り部２２に達し
ている点は、真空吸着力を高くしてフィルムマスク１の固定力を高めた場合にも気泡の残留が生じないようにする意義がある。この点について、図５を参照して説明する。図５は、ガス抜き溝２１が面取り部２２に達していない場合の問題について示した正面断面概略図である。

上述したように、フィルムマスク１がマスクフレーム３に真空吸着された際、周囲空間３０も負圧となるから、フィルムマスク１は、周囲空間３０の側に突出して少し湾曲した状態となる。この場合、透明板２の表面の縁でガス抜き溝２１が終端していると、面取り部２２にフィルムマスク１が強く吸着し、そこで閉じられてしまうことがあり得る。この場合、気泡を形成するガスが周囲空間３０まで流れなくなり、図５に示すように気泡ｇが残留し易い。一方、面取り部２２の途中までガス抜き溝２１が達していると、図４（Ｂ）に示すように面取り部２２でフィルムマスク１が強く吸着されることはなく、気泡は残留しない。

但し、真空吸引力をそれほど高くしなければ、ガス抜き溝２１が面取り部２２の途中まで達していなくても図５に示すような状態にはならず、問題はない。逆に言えば、ガス抜き溝２１が面取り部２２の途中まで達している構造は、真空吸引力を高めてフィルムマスク１の固定強度をより高くできるメリットがある。尚、この効果を得るには、ガス抜き溝２１が面取り部２２の途中で終端している必要はなく、面取り部２２と端面との境界にまで達していても良いことは、勿論である。

上記実施形態におけるマスクユニットにおいて、マスクフレーム３の内側面３１の吸引口３７は必ずしも必須ではない。気泡を形成していたガスは、周囲空間３０が完全に気密封止された空間でない限り漏出する。例えば、透明板２とマスクフレーム３とを接合した接着層２０が有する微細な孔等から排出される。また、フィルムマスク１が真空吸着されている真空吸着孔３４が無終端の周状ではなくマスクフィルム１が周囲空間３０を気密封止した状態で真空吸着されない場合、封止していない箇所からガスは漏出する。但し、これらに比べると、吸引口３７を設けて吸引する構成ではコンダクタンスが高くなるので、迅速にガスが排出される。このため、気泡残留防止の効果がより高くなる。尚、接着層２０が間欠的に設けられていてガスのコンダクタンスが高い場合には、吸引口３７が設けられないこともあり得る。但し、接着強度は低下するので、吸引口３７を設けつつ接着層２０を無終端の周状に（間欠的でなく）設ける方が好ましい。

次に、ガス抜き空間を形成する他の形状について説明する。図６及び図７は、ガス抜き空間を形成する他の形状を示した概略図である。このうち、図６は、ガス抜き溝２１の他の例について示した平面概略図、図７はガス抜き空間を形成する例について示した側面断面概略図である。

上述した実施形態におけるガス抜き溝２１は、透明板２の表面の一辺の方向において散在する複数のものであり、すべて均等間隔で設けられていたが、図６（１）に示すように、狭い間隔で設けられた複数のガス抜き溝２１から成るグループが複数設けられていても良い。また、図６（２）（３）に示すように、枝分かれしたガス抜き溝２１であっても良く、枝分かれしたものが複数設けられていても良い。
上記実施形態におけるガス抜き溝２１は、側面断面図では図７（１）に示すような形状となるが、この他、図７（２）に示すような凸部２３によってガス抜き空間が形成される場合もある。この場合、凸部２３は、透明板２の表面の縁に向かって長い形状（凸条）であっても良く、突起が散在する形状であっても良い。尚、凹部又は凸部は、１個のみであってもガス抜き空間を形成できる場合があり、そのような形状が採用されることもあり得る。

次に、実施形態のフィルムマスク交換方法が適用される露光装置について説明する。
図８は、実施形態のフィルムマスク交換方法が適用される露光装置の正面概略図である。図８に示す露光装置は、露光対象物としての基板Ｓを搬送する搬送系４と、露光作業位置に配置されたマスクユニット１０と、マスクユニット１０のフィルムマスク１を通して基板Ｓに光を照射して露光する露光ユニット５とを備えている。
この露光装置は、一例としてフレキシブルプリント基板用の基板のような帯状のフレキシブルな基板Ｓを露光する装置となっている。したがって、搬送系４は、ロールツールール方式で基板Ｓを搬送する機構となっている。

具体的には、搬送系４は、未露光の基板Ｓが巻かれた送り出し側芯ローラ４１と、送り出し側芯ローラ４１から基板Ｓを引き出す送り出し側ピンチローラ４２と、露光後の基板Ｓが巻かれる巻き取り側芯ローラ４３と、露光後の基板Ｓを引き出して巻き取り側芯ローラ４３に巻き取らせる巻き取り側ピンチローラ４４とを備えている。尚、搬送系４による基板Ｓの送り方向をＸ方向とし、これに垂直な水平方向をＹ方向とする。Ｙ方向は基板Ｓ幅方向である。ＸＹ平面に垂直な方向をＺ方向とする。

送り出し側ピンチローラ４２と巻き取り側ピンチローラ４４との間に、露光作業位置が設定されている。この露光装置は、基板Ｓの両面を同時に露光する装置となっており、露光作業位置の基板Ｓの両側（この例では上下）にマスクユニット１０と露光ユニット５とが配置されている。したがって、マスクユニット１０と露光ユニット５はそれぞれ二つずつ設けられている。

上下のマスクユニット１０及び露光ユニット５は、それぞれ同一の構成のものであり、露光作業位置の基板Ｓを挟んで上下に対称な配置となっている。即ち、上側のマスクユニット１０はフィルムマスク１を下側に向けた状態で配置されており、透明板（図８中不図示）が上側でフィルムマスク１を受けている。下側のマスクユニット１０はフィルムマスク１を上側に向けた状態で配置されており、透明板が下側でフィルムマスク１を受けている。
装置は、各マスクユニット１０を取り付けるための不図示のステージ（以下、マスクステージ）を備えている。各マスクユニット１０は、マスクフレーム３をマスクステージに対して固定することで装置に搭載される。

また、装置は、各マスクユニット１０においてフィルムマスク１がマスクフレーム３に吸着された状態とするための真空排気系６を備えている。真空排気系６の各排気管６１は、前述したように各マスクフレーム３の管接続部３６に接続されている。真空排気系６は、後述するメインコントローラ８によって制御されるが、メインコントローラ８の入力部８１からの入力によりマニュアル制御も可能となっている。尚、説明は省略したが、各フィルムマスク１にはアライメント用のマーク（以下、マスクマーク）が設けられている。

各露光ユニット５は、光源５１と、光源５１からの光をフィルムマスク１に照射する光学系５２等を備えている。この装置はコンタクト露光を行う装置となっており、各露光ユニット５は、各フィルムマスク１に平行光を照射するユニットとなっている。したがって、光学系５２は、コリメータレンズを含む。
コンタクト露光のため、各マスクユニット１０にはマスク移動機構７が設けられている。各マスク移動機構７は、マスクをＺ方向に移動させ、マスクを基板Ｓに密着させたり露光後に基板Ｓから離間させたりする機構である。尚、各マスク移動機構７は、露光の際のアライメントのため、各マスクユニット１０をＸＹ方向で移動させて基板Ｓに対してアライメント（位置決め）する機能も備えている。

また、この露光装置は、フィルムマスク１に付着した異物を除去するマスククリーニング手段を備えている。クリーニング手段は、上下のフィルムマスク１のそれぞれに
ついて設けられている。
各クリーニング手段は、クリーニングヘッドと、フィルムマスク１に当接した状態でクリーニングヘッドを移動させることでクリーニングを行うヘッド移動機構とを備えている。この実施形態では、クリーニングヘッドは、表面に粘着層を有するローラ（以下、クリーニングローラという。）９１であり、ヘッド移動機構はローラ移動機構９２である。

ローラ移動機構９２の詳細は図示を省略するが、各クリーニングローラ９１は、Ｙ方向に沿った回転軸の回りに従動回転可能に保持されており、ローラ移動機構９２は、ベアリングを介して回転軸を両端で保持したアームに、Ｘ方向移動源とＺ方向（上下方向）移動源とを連結した構造となっている。例えば、ベース板上にリニアガイドを設け、リニアガイドにガイドされた状態でＸ方向に移動するようにリニアモータをアームとリニアガイドの連結部分に設け、さらにベース板に対してエアシリンダのような移動源を設けてＺ方向に移動させる機構が考えられる。

また、図８に示すように、装置は、各部を制御するメインコントローラ８を備えている。メインコントローラ８には、装置の各部が所定の手順で動作するように制御するメインシーケンスプログラム８２が実装されている。即ち、メインコントローラ８の記憶部８０にはメインシーケンスプログラム８２が記憶されており、メインコントローラ８のプロセッサ（不図示）により実行可能となっている。尚、メインコントローラ８は、マニュアル動作等のための入力部８１を備えている。

次に、上記露光装置の動作について概略的に説明する。
一対のマスクユニット１０は、Ｚ方向において基板Ｓから離れた待機位置に位置している。メインシーケンスプログラム８２は、搬送系４に制御信号を送り、所定のストロークだけ基板Ｓを送らせる。送り完了後、アライメントを行う。基板Ｓにはアライメント用のマーク（基板マーク）が設けられており、各フィルムマスク１のマスクマークと基板マークとを不図示のカメラで撮影し、撮影データに従ってマスク移動機構７がマスクユニット１０をＸＹ方向に移動させることでアライメントが行われる。

アライメント完了後、メインシーケンスプログラム８２は、マスク移動機構７に制御信号を送り、各マスクユニット１０を基板Ｓに向けて移動させ、フィルムマスク１に密着させる。この状態で、メインシーケンスプログラム８２は、各露光ユニット５を動作させ、各フィルムマスク１を通して光を照射させ、露光を行う。
所定時間の露光の後、メインシーケンスプログラム８２は、マスク移動機構７に制御信号を送り、各マスクユニット１０を基板Ｓから離れる向きに移動させ、当初の待機位置に戻す。そして、搬送系４に制御信号を送り、所定のストロークの送りを再び行わせる。その後は、上記動作を繰り返す。

上記動作を繰り返した後、異なる品種の製品用の露光に切り替える場合、フィルムマスク１の交換作業（実施形態のフィルムマスク交換方法）が行われる。露光装置は、この交換作業の際に使用される特別の構成を備えている。以下、この点について説明する。
図８に示すように、メインコントローラ８には、メンテナンス用のプログラムとして、マスクメンテナンスプログラム８３が実装されている。マスクメンテナンスプログラム８３は、主としてフィルムマスク１の交換の際に実行されるプログラムであり、入力部８１からの入力により実行可能となっている。図９は、露光装置が備えるマスクメンテナンスプログラム８３について示した正面概略図である。

前述したように、品種が異なると異なるフィルムマスク１が必要になり、フィルムマスク１の交換が行われる。この実施形態では、フィルムマスク１の交換は、マスクユニット１０を取り外して行われる。
まず、作業者は、フィルムマスク１を吸着していた真空排気系６の動作を止め、マスクステージから取り外す。そして、使用していたフィルムマスク１を取り外し、次の品種用のフィルムマスク１をマスクフレーム３に装着する。この際、フィルムマスク１をマスクフレーム３に対して所定位置で被せ、粘着テープ等で仮止めする。マスクフレーム３には、フィルムマスク１の装着位置を示すマークが形成されているので、それを目印にして被せ、仮止めする。

そして、フィルムマスク１を交換したマスクユニット１０をマスクステージに元のように固定する。この状態で、作業者は、メインコントローラ８の入力部８１を操作し、真空排気系６を動作させる。これにより、フィルムマスク１は、マスクフレーム３に真空吸着される。この状態で、作業者は、入力部８１を操作してマスクメンテナンスプログラム８３を実行する。

マスクメンテナンスプログラム８３は、ローラ移動機構９２に制御信号を送り、各クリーニングローラ９１が各フィルムマスク１に接触しながら各所定の向きに所定の速度で移動させる制御を行うようプログラミングされている。一対のクリーニングローラ９１は上下対称であり、マスクメンテナンスプログラム８３による動作も上下対称である。一例として、上側のクリーニングローラ９１の動きが、図９に示されている。

図９（１）に示すように、ローラ移動機構９２は、上側のクリーニングローラ９１が上側のフィルムマスク１の左側に設定された開始位置において当該フィルムマスク１に当接するようクリーニングローラ９１を上昇させる。開始位置は、Ｘ方向において透明板２の左縁に相当する位置である。ローラ移動機構９２は、開始位置からクリーニングローラ９１を右縁に向けて移動させる（図９（２））。ローラ移動機構９２は、フィルムマスク１の右側に設定された終了位置までクリーニングローラ９１を移動させ、終了位置に達したら、所定距離下降させ、図９（３）に示すように左側の当初の待機位置まで戻す。終了位置は、Ｘ方向において透明板２の右縁に相当する位置である。シーケンスプログラムは、クリーニングローラ９１がこのような動きをするようローラ移動機構９２に制御信号を送る。

上記動作において、クリーニングローラ９１は、フィルムマスク１との摩擦力により従動回転する。そして、表面の粘着層によりフィルムマスク１の表面の異物ｃが除去される。さらに、図９に示すように、フィルムマスク１と透明板２との間に存在する気泡ｇを形成しているガスは、クリーニングローラ９１によって押し出される。この際、前述したように、ガスはガス抜き溝２１を通して迅速に押し出される。

上記動作において重要なのは、ガス抜き溝２１が設けられた側とは反対側の縁（開始位置）においてクリーニングローラ９１がフィルムマスク１に当接し、ガス抜き溝２１が設けられた側の縁（終了位置）に向けて移動することである。これを逆にしてしまうと、クリーニングローラ９１がガスを押し出していった先にはガス抜き溝２１がないので、ガスが逆流してしまい、気泡ｇが残留してしまい易い。

上記説明から解るように、実施形態におけるマスクメンテナンスプログラム８３は、フィルムマスク１のクリーニングと気泡除去とを同時に行う機能を実現するものとなっている。マスクメンテナンスプログラム８３により気泡除去が行えるので、作業者は、フィルムマスク１の交換の際に手作業で気泡除去をする必要がない。このため、フィルムマスク１の交換作業が全体として短時間に完了する。これは、装置の稼働停止時間が短くなることを意味し、生産性の向上につながる。

尚、気泡を形成しているガスをクリーニングローラ９１が押し出す際、フィルムマスク１に多少の伸びが生じる。これは、フィルムマスク１が歪んでいるともいえるが、フィルムマスク１の伸びは、クリーニングローラ９１のフィルムマスク１に対する押圧力が一定でクリーニングローラ９１の移動速度が一定であれば、フィルムマスク１の伸びも一定である。つまり、フィルムマスク１の伸びは再現性があり、制御可能である。このため、伸びを考慮に入れてフィルムマスク１のパターンを形成する等の対応を取ることができ、パターンの転写精度低下の問題が生じないようにすることができる。

また、発明者の研究によると、クリーニングローラ９１の移動速度は、ガス抜き溝２１が設けられた側の縁に近くなった際に低下させることが好ましい。この理由は、ガス抜き溝２１が設けられた側の縁にクリーニングローラ９１が近づくと、気泡を形成しているガスの圧力が高くなる傾向があり、ガス抜き溝２１に達する前に圧力がある程度高くなると、クリーニングローラ９１のフィルムマスク１への当接箇所を越えてガスが逆流してしまうことがあるからである。したがって、クリーニングローラ９１については、最初は高速とし、その後低速とする速度制御を行うことが好ましい。この速度制御も、マスクメンテナンスプログラム８３のシーケンスにより実現される。尚、最初から低速にしても良いが、所要時間が長くなって生産性が低下する問題がある。速度の一例を示すと、クリーニングローラ９１の速度（線速度）は、当初は１００～１５０ｍｍ／秒程度で、ガス抜き溝２１の位置又はその少し手前で１～１０ｍｍ／秒程度に減速される。

各クリーニングローラ９１については、使用を繰り返すと異物が多く付着した状態となるので、新しいものに交換されるか、別途設けられる移着ローラに異物を移着させる構成とされる。移着ローラが各クリーニングローラ９１の待機位置の付近に設けられ、各クリーニングローラ９１の粘着力よりも高い粘着力のローラとされる。移着ローラは駆動回転する構成とされ、各クリーニングローラ９１に接触しながら回転し、各クリーニングローラ９１上の異物を自身に移着させる構成とされる。

上記露光装置の構成において、マスクユニット１０におけるガス抜き空間としては、ガス抜き溝２１に限らず、図６や図７に示すような各種の構成を採用し得る。
また、クリーニングヘッドはクリーニングローラ９１であったが、ローラ状ではないクリーニングヘッド（例えばへら状のもの）が使用されることもあり得る。但し、フィルムマスク１上で転動するクリーニングローラを使用すると、フィルムマスク１に無理な力が加わりにくく、フィルムマスク１の歪みを防止する上で好適である。尚、クリーニングヘッドについては、粘着力により異物を除去するものではなく、異物を掃き出して除去するものが使用される場合もあり、静電気により異物を吸着するものが使用される場合もある。

尚、マスクユニット１０において、マスクフレーム３に対する透明板２の固定は、接着ではなくネジ止め等の他の方法でも良い。例えば、透明板２をクランプする部材を設け、その部材をマスクフレーム３にネジ止めにより固定しても良い。但し、コンタクト方式やプロキシミティ方式の場合、フィルムマスク１の前側（基板Ｓの側）にはフィルムマスク１よりも突出した部材がないことが好ましく、その点で接着層２０による固定が適している。

実施形態のフィルムマスク交換方法が適用される露光装置としては、必ずしも両面露光を行うものには限らず、基板Ｓの片面のみを露光するものであっても良い。この場合は、基板Ｓの片側のみにマスクユニット１０が設けられ、１個のフィルムマスク１についてクリーニングと気泡除去を行う１個のクリーニングローラ９１が設けられる。
露光の対象物についても、上述したような帯状の基板Ｓではなく、方形の基板を対象物としても良く、フレキシブルではないリジッドな基板を露光対象物としても良い。したがって、基板の搬送方式としては、ロールツーロール方式の他、枚葉式の搬送であっても良
い。枚葉式の装置の場合、フィルムマスクに対向した状態となるステージが設けられ、ステージ上に基板が載置される。そして、マスクユニット又はステージが移動し、基板がフィルムマスクに密着した状態とされて露光が行われる。
さらに、露光の方式についても、コンタクト方式の他、プロキシミティ方式でも良く、投影露光方式であっても良い。

１ フィルムマスク
２ 透明板
２１ ガス抜き溝
３ マスクフレーム
３０ 周囲空間
３１ 内側面
３２ 板受け面
３３ フィルム受け面
３４ 真空吸着孔
３５ 連通路
３６ 管接続部
３７ 吸引口
４ 搬送系
５ 露光ユニット
６ 真空排気系
６１ 排気管
７ マスク移動機構
８ メインコントローラ
８３ マスクメンテナンスプログラム
９１ クリーニングローラ
９２ ローラ移動機構

Claims (2)

1. 露光作業位置に基板を搬送する搬送系と、
   フィルムマスク及びフィルムマスクを受ける透明板を備えたマスクユニットと、
   フィルムマスクを真空吸引することでフィルムマスクを透明板に密着させる真空排気系と、
   露光作業位置に搬送された基板に対し、フィルムマスクを通して光を照射して基板を露光する露光ユニットと、
   マスクユニットにおけるフィルムマスクに接触することが可能なクリーニングヘッドと、
   フィルムマスクに接触した状態でクリーニングヘッドを移動させてフィルムマスクの表面の異物を除去する移動機構と
   を備えた露光装置においてフィルムマスクを交換するフィルムマスク交換方法であって、
   真空排気系の動作を停止させ、使用していたフィルムマスクをマスクユニットから取り外す取り外しステップと、
   取り外しステップの後、次の品種用のフィルムマスクを透明板が受ける位置に配置し、フィルムマスクを透明板に密着させるべく真空排気系を動作させる排気再開ステップと、
   排気再開ステップの後、露光作業を行う前に、クリーニングヘッドをフィルムマスクに接触させた状態で移動機構により透明板の一辺の縁に向けて移動させることでクリーニングと気泡除去とを同時に行うクリーニング兼気泡除去ステップと
   を行う方法であり、
   クリーニング兼気泡除去ステップにおいて除去される気泡は、フィルムマスクと透明板の間に発生し得る気泡であり、
   クリーニング兼気泡除去ステップは、フィルムマスクを密着させるべき透明板の前記一辺とは反対側の一辺の縁から前記一辺の縁までクリーニングヘッドを移動させるステップであることを特徴とする露光装置におけるフィルムマスク交換方法。
2. 前記クリーニング兼気泡除去ステップにおいて、前記クリーニングヘッドが前記一辺の縁に近づいた際に移動の速度を減速させることを特徴とする請求項１記載の露光装置におけるフィルムマスク交換方法。

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