JP4572626B2

JP4572626B2 - 光照射装置

Info

Publication number: JP4572626B2
Application number: JP2004246490A
Authority: JP
Inventors: 武雄毎熊; 博志柿沼
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2024-08-26
Also published as: KR100859404B1; JP2006066585A; KR20060049636A

Description

本発明は、半導体、プリント基板、液晶基板等のパターン形成に用いられる露光装置や、液晶パネル等のパネルを貼り合せる貼り合せ装置などの、マスクを介して被照射物に光を照射する光照射装置に関し、特に、大型の被照射物に対応した大型のマスクを、比較的容易にマスク保持手段に取り付けることが可能なマスク取り付け機構を備えた光照射装置に関するものである。

半導体、プリント基坂、液晶基彼等を製造するための露光工程において、パターンを形成したマスクを介して紫外線（露光光）を含む光を照射し、マスクパターンをワークに転写する露光装置が用いられる。
上記露光装置として、マスクとワークを接近させてマスクパターンをワーク上に転写するプロキシミティ露光装置、マスクとワークを密着させてマスクパターンをワーク上に転写するコンタクト露光装置がある。
上記のプロキシミティ露光装置やコンタクト露光装置において、マスクを、マスクを保持するマスクステージに保持させる際、以下のように、ワークステージを用いてマスク取り付ける方法がある（例えば特許文献１参照）。このような方法を使うと、大面積のワーク対応した大型のマスクを交換する際、作業が容易になる。
(i) マスクを、ワークを載置するワークステージ上に置く。
(ii)ワークステージを上昇させて、マスクをマスクステージの下面に接触させる。さらにワークステージを微小上昇させ、マスクをマスクステージの下面に押し付ける。
(iii) マスクステージにマスク吸着用真空を供給して、マスクをマスクステージに保持させる。
(iv)ワークステージを下降させる。

最近、液晶パネルの貼り合せ装置等の光照射装置では、大型のマスクを用いるものが用いられるようになってきた。
液晶パネルは、光透過性基板上に形成された光（紫外線）硬化樹脂であるシール剤の囲みの中に液晶を滴下し、該基板上にもう一枚の光透過性基板を載せ、ガラス基板越しに、紫外線を含む光をシール剤に照射し、２枚の光透過性基板を貼り合わせて製作される。上記の光照射時、紫外線が液晶に照射されると特性変化を起こすので、シール部以外に紫外線が照射されないように、遮光マスクを用いる。
液晶基板は１辺が１ｍを超えるものもあり、年々大型化している（例えば１１００ｍｍ×１３００ｍｍから１５００ｍｍ×１８００ｍｍ）。このような基板を貼り合せのための光照射は、基板全体を一括して行なうことが多く、したがって、上記遮光マスクも基板に応じて大型化している。
液晶パネルの貼り合せ装置において、大型のマスク製作にかかる費用を低減させる装置として、本出願人は、特許文献２に記載されるようにマスクステージに設けた光透過性のマスク保持手段に、マスクを保持させる構造の装置を提案した。
このような、マスク保持手段を用いる場合においても、マスク保持手段の下面側にマスクを保持させるために、上記したような、『マスクをワークステージに載置→ワークステージを上昇させて、マスクをマスク保持手段に接触させ押し付ける→マスクが真空吸着によりマスク保持手段に保持される→ワークステージの下降』という方法を用いれば、遮光マスクが大型であっても、マスクを容易にマスク保持手段に保持させることができる。

上記のように、マスク保持手段に遮光マスクを保持させるためのマスク取り付け治具として、本出願人は、先に特願２００３−４１９８１５号に記載のものを提案した。
図１１に上記マスク取り付け治具を用いてマスクをマスク保持手段に取り付ける方法を示す。
図１１に示すように、ワークステージ１の上にマスク取り付け治具２が載置され、マスク取り付け治具２の上に遮光マスク３（以下マスク３という）が載せられる。マスク取り付け治具２は、フレーム２ａと、フレーム２ａとワークステージ１との間に設けられた例えばスプリングプランジャなどの弾性部材２ｂと、フレーム２ａ上に設けられマスク３が載置される保護材２ｃとから構成される。
マスク保持手段４は透明部材で構成され、マスクステージ５に真空吸着などで保持される。マスク保持手段４には、マスク３を吸着して保持するため、真空源に連通する真空吸着孔または真空吸着溝４ａが設けられている。

同図に示す状態で、ワークステージ１を上昇させ、マスク３の一部がマスク保持手段４の下面に接触したら（あるいは接触する前に）マスク保持手段４の真空吸着孔または真空吸着溝４ａを真空源に連通させる。
ワークステージ１がさらに上昇すると、マスク取り付け治具２の弾性部材２ｂが圧縮されて縮み、マスク３全面がマスク保持手段４に接触し、弾性部材２ｂの弾性力により全面に渡って均一な力でマスク保持手段４に押し付けられる。上記弾性部材２ｂの撓み量は図示しないセンサなどにより検出され、その値が所定の値に達すると、ワークステージの上昇が停止する。
この状態で、マスク３がマスク保持手段４に吸着され十分な保持力に達するまで待機し、待機時間経過後、ワークステージ１を下降させる。ワークステージ１が下降したら上記マスク取り付け治具を取り外し、マスク３の取り付け作業を終了する。
なお、上記マスク３の取り付け作業が終了したら、ワークステージ１上に液晶パネルなどのワークを載せ、上記マスク３を介して光照射部６からワークに光を照射して、液晶パネルなどの貼り合わせ処理等を行う。
特開平１１−１８４０９５号公報特開２００４−７７５８３号公報

上記したように、プロキシミティ露光装置やコンタクト露光装置、またはディスプレイパネルの貼り合せ装置などの光照射装置において、マスクステージあるいは光透過性のマスク保持手段の下面側にマスクを取り付けるため、マスクをワークステージあるいはワークステージ上のマスク取り付け治具上に載せ、ワークステージを上昇させて、マスクをマスクステージあるいはマスク保持手段に押し付け、真空吸着して保持させる方法が取られていた。
しかし、ワークの大型化に伴いマスクが大型化するにつれ、次のような問題が生じるようになってきた。
マスクは、ワークステージが上昇してマスクステージあるいはマスク保持手段に押し付けられ、マスクステージあるいはマスク保持手段４に形成された真空吸着孔または真空吸着溝（以下、両者を合わせて真空吸着機構ともいう）に真空が供給されることにより、吸着保持される。
しかし、図１１に示したようにマスク保持手段４にマスク３を吸着保持させる場合、マスク３とマスク保持手段４が全面に渡って接触しているため、マスク３がマスクマスク保持手段４に押し付けられた時、マスク３とマスク保持手段４の間にはエアーが挟まれて残る。この残存エアーは、マスク保持手段４の真空吸着機構により排気されるが、完全に排気されなければ、大気圧との圧力差が生じず、マスク３はマスク保持手段４に保持されない。

図１２に、ワークステージ１に載置したマスク３を、マスク保持手段４に当接（接触）させた状態を示す。同図に示すように、マスク３とマスク保持手段４の間にエアーが残る。なお、同図ではマスク取り付け治具は省略されている。また、エアーの残存がわかりやすいように、マスクが曲がっているかのように示しているが、実際にはこのように極端な曲がりが生じているわけではない。
このような状態で、マスク保持手段４の真空吸着機構に真空を供給し、所定時間、マスク３をマスク保持手段４に押し付けることで、残存エアーが排気される。
ところで、光は光透過性のマスク保持手段４を介してマスク３に照射される。マスク３の中央部とその付近にはパターンが形成されており、このパターンが位置するマスク保持手段４の中央部とその付近に真空吸着溝や孔を多く形成すると、該溝や孔で光が屈折し、露光性能に悪い影響を与えることも考えられる。したがって、真空吸着溝や孔はマスク保持手段の周辺部にしか設けることができない。
上記のように、真空吸着溝や孔はマスク保持手段の周辺部にしか設けることができないので、マスクが大きくなるにつれて、上記残存エアーの量は多くなり、残存エアーを排気しマスク保持手段がマスクを保持するまで、時間がかかるようになってきた。

例えば、ディスプレイパネルの大型化にともない１辺が１ｍ近い大きさのマスクになると、前記図１１のようにワークステージ１を上昇させ、マスク３をマスク保持手段４に押し付けても、マスク保持手段４に保持されるまでに１０分以上要した。このことは、マスクの交換時間が長くなるということである。
マスクはワークの種類に応じて交換する必要があり、マスクの交換時間が長いということは、その分生産効率を低下させることになる。そのため、ユーザからは、マスクが大きくなっても、マスクがマスク保持手段に吸着保持される時間を短くできるよう求められている。
その一方で、マスクがマスク保持手段に吸着保持されてから、ワークステージを下降しようとすると、マスクがワークステージ（あるいはマスク取り付け治具）から離れず、マスク保持手段からマスクを引き剥がしてしまうことも生じた。
これは、マスクをマスク保持手段に押し付けて保持させている最中に、マスクとマスク保持手段との間からリークした真空が、マスクとワークステージ（あるいはマスク取り付け治具）の間に回りこみ、マスクとワークステージ（あるいはマスク取り付け治具）の間を減圧してしまうことが原因と考えられる。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、光照射装置において、マスクが大きくなっても、マスク保持手段に吸着保持させる時間が長くならないようにすることである。

本発明においては、上記課題を次のようにして解決する。
マスクの周辺部を真空引きする真空吸引手段と、上記真空吸引手段を真空源に連通させるバルブを設ける。
ワークステージにマスクを載置し、ワークステージを上昇させてマスク保持手段にマスクが当接したとき、上記真空吸引手段によりマスクの周辺部（マスクとマスク保持手段とワークステージとで囲まれる空間、またはマスクとマスク保持手段とで囲まれる空間）を真空引きし、減圧雰囲気とする。これにより、マスクとマスク保持手段の間の残存エアーを排気し、マスクとマスク保持手段を密着させる。
マスク保持手段の真空吸着機構のみにより残存エアーを排気する場合に比べて、マスクがマスク保持手段に吸着保持させる時間が短くなる。
さらに、マスク保持手段とワークステージとの間が減圧雰囲気になるので、マスク保持手段とワークステージとが、大気により互いに密着する方向に押され、マスクをマスク保持手段に押さえつける力が大きくなり、残存エアーを追い出す力も働く。したがって、マスクをマスク保持手段に吸着保持させるための時間が短くなる。
上記真空吸引手段として、ワークステージに設けられた開口を利用し、該開口に真空源を接続して真空引きしてもよい。
また、上記真空吸引手段として、マスク周辺部に向けて開口を有する吸引ヘッドを設け、該吸引ヘッドに真空源を接続して真空引きしてもよい。
なお、マスク保持手段にマスクが吸着保持された後、ワークステージを下降させる際に、ワークステージからマスクに対してエアーを吹き付ければ、ワークステージからマスクを引き離すことができ、ワークステージ下降時における、マスク保持手段からマスクの引き剥がしを防ぐことができる。

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）マスクをワークステージによりマスク保持手段に押し付けて保持させる時、マスクとマスク保持手段とワークステージとで囲まれる空間、またはマスクとマスク保持手段とで囲まれる空間を減圧雰囲気にすることにより、マスクとマスク保持手段の間の残存エアーが早くなくなる。このため、マスクが大きくなっても、マスク保持手段に吸着保持させる時間が長くならず、短時間でマスクをマスク保持手段に吸着保持させることができる。
（２）マスク保持手段にマスクが吸着保持された後、ワークステージを下降させる際に、ワークステージからマスクに対してエアーを吹き付けることにより、ワークステージからマスクを引き離すことができ、ワークステージ下降時における、マスク保持手段からマスクの引き剥がしを防ぐことができる。

図１に本発明の光照射装置の構成を示す。同図は、マスク保持手段４にマスク３が吸着保持され、ワークステージ１が下降している状態を示している。
同図において、マスクステージ５には、真空吸着溝５ａが設けられ、図示しない真空源から上記真空吸着溝５ａに真空が供給され、光透過性のマスク保持手段４が吸着保持されている。
マスク保持手段４には、取り付けるマスクの大きさに合わせて真空吸着溝４ａが設けられ、この真空吸着溝４ａにマスク吸着用の真空が供給されマスク３が吸着保持されている。なお、上記真空吸着溝に代えて真空吸着孔が設けられていてもよく、以下では、真空吸着溝であるとして説明する。
ワークステージ１には、光照射が行なわれる液晶パネルなどのワーク（図示せず）が載置される。また、上記マスク保持手段４に対向させて光照射部６が設けられ、光照射部６には複数のランプ６ａと、ミラー６ｂが設けられている。
上記光照射部６から出射した光は、マスク保持手段４を通過し、マスク３を介してワークステージ１上のワークに照射される。
ワークは、例えば貼り合わせを行なう液晶パネルであり、２枚のガラス基板の間に形成された、光（紫外線）硬化樹脂であるシール剤の囲みの中に液晶が挟みこまれている。該シール剤に紫外線を含む光を照射することにより、２枚のガラス基板が貼り合わされる。上記の光照射時、紫外線が液晶に照射されると特性変化起こすので、マスク３にはシール部以外に紫外線が照射されないように遮光部が形成されている。

ワークステージ１には、マスクおよびワークの大きさに合わせて複数の開口１ａが形成されている。なお、「開口」に換え「溝」を設けてもよいが、以下では開口であるとして説明する。
上記開口１ａには、管路８、切換えバルブ９を介して圧縮エアー供給源１０、真空源（真空ポンプ）１１が接続される。切換えバルブ９を切り換えることで、管路８を上記圧縮エアー供給源１０、真空源１１に選択的に接続することができ、また、切換えバルブ９を閉じることで、管路８を上記圧縮エアー供給源１０、真空源１１から切り離すことができる。
また、ワークステージ１は、緩衝シリンダ７ａを介してワークステージ移動機構７ｂに取り付けられており、ワークステージ移動機構７ｂにより、ワークステージ１を、光照射部６に対し接近／退避させる方向（同図の上下方向）に移動させることができる。
緩衝シリンダ７ａは、例えば低摩擦エアーシリンダと精密レギュレータを組み合せて構成され、ワークステージを押し上げる圧力を任意に設定し制御することができる。また、マスク３がマスク保持手段４に当接したことを検出するため、緩衝シリンダ７ａには、緩衝シリンダ７ａに所定以上の力が加わりシリンダの変位量が所定値を越えたとき出力を発生するセンサ（図示せず）が設けられている。なお、マスク３がマスク保持手段４に当接したことを検出する手段としては、上記のようにセンサを設けるほか、例えばマスク保持手段４の真空溝４ａと図示しない真空源を接続する管路中の圧力を検出し、この圧力の変化から、マスク３がマスク保持手段４に当接したことを検出するなど、その他の検出手段を用いてもよい。

前記マスク保持手段４にマスク３を取り付ける際、上記ワークステージ１上にマスク３を載せ、ワークステージ１をマスク保持手段４に向けて上昇させ、マスク３がマスク保持手段４に当接時、上記マスク保持手段４の真空吸着溝４ａに真空を供給する（真空引きする）。また、これとともに、上記切換えバルブ９を切り換えて、ワークステージ１の開口１ａを圧縮エアー供給源１０に連通させる。これにより、上記開口１ａからエアーがマスク３に吹きつけられ、ワークステージ１上のマスク３はマスク保持手段４側に押し付けられる。この状態で、マスク３とマスク保持手段４の間の残存エアーが外に追い出されマスク３とマスク保持手段４が密着するまで待機する。これにより、マスク３をマスク保持手段４に吸着保持させることができる。なお、以下では、上記のようにワークステージ１の開口１ａからエアーを吹きつけ、マスクをマスク保持手段側に押し付ける操作をバックブローという。
図１に示すマスク取り付け機構は、上記ワークステージ１をマスク保持手段４に向けて上昇させるワークステージ移動機構７ｂ、上記真空吸着溝４ａ、ワークステージ１の開口１ａ、開口１ａに接続された管路８、管路中に設けられた切換えバルブ９、圧縮エアー供給源１０から構成され、上記のようにマスク３をマスク保持手段に押し付けることで、マスク３をマスク保持手段４に取り付ける。

なお、前記緩衝シリンダ７ａを設けることで、マスク３に無理な力をかけることなく、マスク３を均一な力でマスク保持手段４に押し付けることができる。
また、上記切換えバルブ９を真空源１１側に切り換えることにより、ワークステージ１の開口１ａを真空源１１に連通させることができ、マスク３をワークステージに載せて上昇させる際、マスク３が移動しないように吸着保持することができる。また、マスク３をマスク保持手段４に吸着保持させたのち、ワークステージ１を下降させる際、上記開口１ａからエアーを吹きつけ、バックブローすることにより、ワークステージからマスク３を引き離すことができる。
さらに、ワークに光を照射する際にも、上記切換えバルブ９を真空源１１側に切り換えることにより、ワークをワークステージ１上に吸着保持することができる。

次に図１においてマスク保持手段へのマスクの取り付けについて説明する。
図２、図３、図４にマスク取り付け機構によるマスク取り付け動作を示し、図５にマスク取り付け機構の動作タイミングを示す。なお、図５中の括弧数字は、以下の説明の括弧数字に対応する。
（１）図２に示すように、ワークステージ１にマスク３が載置される。ここで、前記切換えバルブ９を真空源１１側に切り換え、図５の点線に示すようにワークステージ１の開口１ａを真空源１１に連通させれば、マスク３をワークステージ１に吸着保持させることができる。これにより、マスク３をマスク保持手段４に取り付ける際、マスク３が移動するのを防ぐことができる。なお、マスク３をワークステージ１に吸着保持させる必要がなければ、前記切換えバルブ９を閉じたままでもよい。
（２）マスクステージ５に保持されているマスク保持手段４の真空吸着溝４ａにも、真空を供給する。なお、上記真空吸着溝４ａへの真空の供給は、上記（１）のタイミングで行ってもよいし、あるいは、後述するマスク３がマスク保持手段４に当接したときに行ってもよい。
（３）図３に示すように、ワークステージ１がワークステージ移動機構７ｂにより上昇し、マスク３の一部がマスク保持手段４に当接する。この状態からワークステージ１を微小上昇させると、緩衝シリンダ７ａはその弾力によって縮み、マスク３には、無理な力がかかることなく、マスク保持手段４と全面に渡って接触する。

（４）上記緩衝シリンダ７ａが縮み、その変位量が所定値を越えると、前記緩衝シリンダに設けられた前記センサ（図示せず）が出力を発生する。これにより、前記切換えバルブ９が圧縮エアー供給源１０側に切り換えられ、ワークステージ１の開口１ａが圧縮エアー供給源１０に連通し、開口１ａからエアーが吹き出す（バックブローする）。
なお、上記では、緩衝シリンダ７ａに設けたセンサの出力により切換えバルブ９を切り換える場合について説明したが、前記したように、マスク保持手段４の真空溝４ａと図示しない真空源を接続する管路中の圧力を検出し、この圧力が一定値以下になったとき、切換えバルブ９を切り換えるようにしてもよい。
すなわち、マスク３がマスク保持手段４に押し付けられると、マスク３とマスク保持手段４の間の空気が排出され、上記管路の圧力は急激に低下するので、この圧力低下を検出することで、マスク３がマスク保持手段４に当接し、マスク保持手段４に押し付けられたことを検出することができる。なお、その他の検出手段を用いて、上記切換えバルブ９の切換えタイミングを決定するようにしてもよい。

（５）ワークステージ１の開口１ａからエアーをバックブローしながら、所定時間、待機する。これにより、マスク３は、マスク保持手段４に大きな力で押し付けられ、マスク３とマスク保持手段４の間に残っていた残存エアーは比較的短時間の間に外に押し出される。
なお、マスク保持手段４およびマスク３の表面は、厳密な意味では平坦でなく微小な凹凸がある。このため、前記図１１に示したようにマスク取り付け治具によりマスク３をマスク保持手段４に押し付けた場合、上記凹部に残ったエアーはなかなか排出されないが、バックブローによりマスク３をマスク保持手段４に押し付けることで、マスク３はマスク保持手段４に大きな力で押し付けられるととも、マスク３は、マスク３とマスク保持手段４の間の凹凸に沿って変形し、マスク３とマスク保持手段４の間のエアーを比較的短時間の間に排出させることができる。

（６）上記のように所定時間、バックブローし、マスク３がマスク保持手段４に保持されたら、図４に示すように、ワークステージ１を下降させる。
ここで、ワークステージ１の開口１ａからエアーのバックブローを続けたまま、ワークステージ１を下降させることで、マスク３はマスク保持手段４側に押し付けられ、マスク保持手段４からマスク３を引き剥がそうとする力ははたらかない。このため、前記したようにマスク１がワークステージから離れず、マスク保持手段４からマスク３を引き剥がしてしまうといった問題を解決することができる。
（７）ワークステージ１が下降したら、前記切換えバルブ９を閉じて、上記バックブロー停止する。以上で、マスク保持手段４へのマスク３の取り付けが終わる。なお、マスク３を取り外す時は、基本的には上記手順を逆にする。

次に、本発明の実施例の光照射装置の構成について説明する。
本発明の実施例の光照射装置の構成は、図１に示したものと同じであり、図１に示したように、マスクステージ５に、真空吸着溝５ａが設けられ、図示しない真空源から上記真空吸着溝５ａに真空が供給され、光透過性のマスク保持手段４が吸着保持されている。
マスク保持手段４には、取り付けるマスクの大きさに合わせて真空吸着溝４ａが設けられ、この真空吸着溝４ａにマスク吸着用の真空が供給されマスク３が吸着保持されている。
ワークステージ１には、光照射が行なわれる液晶パネルなどのワーク（図示せず）が載置される。また、上記マスク保持手段４に対向させて光照射部６が設けられ、光照射部６には複数のランプ６ａと、ミラー６ｂが設けられている。
上記光照射部６から出射した光は、マスク保持手段４を通過し、マスク３を介してワークステージ１上のワークに照射される。
ワークは、例えば前記したように貼り合わせを行なう液晶パネルであり、マスク３にはシール部以外に紫外線が照射されないように遮光部が形成されている。

ワークステージ１には、マスクおよびワークの大きさに合わせて複数の開口１ａが形成され、開口１ａには、管路８、切換えバルブ９を介して圧縮エアー供給源１０、真空源１１が接続される。切換えバルブ９を切り換えることで、管路８を上記圧縮エアー供給源１０、真空源１１に選択的に接続することができ、また、切換えバルブ９を閉じることで、管路８を上記圧縮エアー供給源１０、真空源１１から切り離すことができる。
また、ワークステージ１は、前記した緩衝シリンダ７ａを介してワークステージ移動機構７ｂに取り付けられており、ワークステージ移動機構７ｂにより、ワークステージ１を、光照射部６に対し接近／退避させる方向（同図の上下方向）に移動させることができる。緩衝シリンダ７ａには、前記したようにセンサが設けられ、所定以上の力が加わりシリンダの変位量が所定値を越えたときセンサが出力を発生する。

前記マスク保持手段４にマスク３を取り付ける際、上記ワークステージ１上にマスク３を載せ、ワークステージ１をマスク保持手段４に向けて上昇させ、マスク３がマスク保持手段４に当接時、上記マスク保持手段４の真空吸着溝４ａに真空を供給する（真空引きする）。
また、その際、本実施例においては、上記切換えバルブ９を切り換えて、ワークステージ１の開口１ａを真空源１１に連通させる。これにより、マスク３とワークステージ１の間から、マスク保持手段４とマスク３の近傍のエアーが吸引され、マスク保持手段４とワークステージ１の間が減圧雰囲気になる。このようにしてマスク保持手段４とワークステージ１の間が減圧されるので、大気圧によりワークステージ１とマスク保持手段４の間に、互いに密着する方向の力が働く。
この状態で、マスク３とマスク保持手段４の間の残存エアーが外に追い出されマスク３とマスク保持手段４が密着するまで待機する。これにより、マスク３をマスク保持手段４に吸着保持させることができる。

本実施例のマスク取り付け機構は、上記ワークステージ１をマスク保持手段４に向けて上昇させるワークステージ移動機構７ｂ、上記真空吸着溝４ａ、ワークステージ１の開口１ａ、開口１ａに接続された管路８、管路中に設けられた切換えバルブ９、真空源１１から構成され、上記のようにマスク保持手段４とワークステージ１の間を減圧雰囲気にすることで、マスク３とマスク保持手段の間の残存エアーを吸引するとともに、ワークステージ１とマスク保持手段４の間に互いに密着する方向の力を作用させることで、マスク３をマスク保持手段４に取り付ける。
なお、前記緩衝シリンダ７ａを設けることで、マスク３に無理な力をかけることなく、マスク３を均一な力でマスク保持手段４に押し付けることができる。
また、前記図１で説明したのと同様、上記切換えバルブ９を真空源１１側に切り換えることにより、ワークステージ１の開口１ａを真空源１１に連通させることができ、マスク３をワークステージに載せて上昇させる際、マスク３が移動しないように吸着保持することができる。また、マスク３をマスク保持手段４に吸着保持させたのち、ワークステージ１を下降させる際、上記開口１ａからエアーを吹きつけ、バックブローすることにより、ワークステージからマスク３を引き離すことができる。
さらに、ワークに光を照射する際にも、上記切換えバルブ９を真空源１１側に切り換えることにより、ワークをワークステージ１上に吸着保持することができる。

次に本実施例におけるマスク保持手段へのマスクの取り付けについて前記図２、図３、図４および図６により説明する。また、図７に本実施例のマスク取り付け機構の動作タイミングを示す。なお、図７中の括弧数字は、以下の説明の括弧数字に対応する。
（１）図２に示すように、ワークステージ１にマスク３が載置される。ここで、切換えバルブ９を真空源１１側に切り換え、図７の点線に示すようにワークステージ１の開口１ａを真空源１１に連通させることにより、マスク３をワークステージ１に吸着保持させることができ、これにより、マスク３をマスク保持手段４に取り付ける際、マスク３が移動するのを防ぐことができる。なお、マスク３をワークステージ１に吸着保持させる必要がなければ、前記切換えバルブ９を閉じたままでもよい。
（２）マスクステージ５に保持されているマスク保持手段４の真空吸着溝４ａにも、真空を供給する。なお、上記真空吸着溝４ａへの真空の供給は、上記（１）のタイミングで行ってもよいし、あるいは、後述するマスク３がマスク保持手段４に当接したときに行ってもよい。

（３）図３に示すように、ワークステージ１がワークステージ移動機構７ｂにより上昇し、マスク３の一部がマスク保持手段４に当接する。この状態からワークステージ１を微小上昇させると、緩衝シリンダ７ａはその弾力によって縮み、マスク３には、無理な力がかかることなく、マスク保持手段４と全面に渡って接触する。
（４）切換えバルブ９が真空源１１側に切り換えられており、ワークステージ１の開口１ａが真空源１１に連通している場合には、そのまま、ワークステージ１の開口１ａに真空を供給し続ける。
また、切換えバルブ９が閉じている場合には、例えば、前記したように緩衝シリンダ７ａが縮み、前記緩衝シリンダに設けられたセンサ（図示せず）が出力を発生したとき、前記切換えバルブ９を真空源１１に切り換え、ワークステージ１の開口１ａを真空源１１に連通させる。
なお、上記では、緩衝シリンダ７ａにセンサを設けて、このセンサの出力により切換えバルブ９を切り換える場合について説明したが、前記したようにマスク保持手段４の真空溝４ａと図示しない真空源を接続する管路中の圧力を検出し、この圧力が一定値以下になったとき、切換えバルブ９を切り換えるようにしてもよい。

（５）マスク保持手段４の真空吸着溝４ａに真空を供給するとともに、ワークステージ１の開口１ａを真空源１１に連通させ、この状態で所定時間待機させる。これにより、マスク保持手段４とマスク３の近傍、即ちマスク保持手段４とワークステージ１の間が減圧され、減圧雰囲気になる。
すなわち、図６に示すように、この状態では、マスクとマスク保持手段の間に残った残存エアーがマスク保持手段４の真空吸着溝４ａから排気されるとともに、マスク３とワークステージ１の間から、マスク保持手段４とマスク３の周辺部のエアーがワークステージ１の開口１ａへ吸い込まれ、マスク３の周辺部が減圧雰囲気になる。
なお、マスク保持手段４とワークステージ１の間隔は、マスク３の厚さに依存するが、、マスク３の厚さは例えば０．７ｍｍしかなく、コンダクタンスが高いので、この隙間には大気がすぐには流入せず、減圧雰囲気が保たれる。
このようにして生じた減圧雰囲気により、マスク３とマスク保持手段４の間の残存エアーは、急速に吸い取られる。即ち、残存エアーは、マスク保持手段４の真空吸着溝４ａからだけでなく、マスク保持手段４とワークステージ１の間を通って、ワークステージの開口１ａから排気されることになるので、残存エアーの排気される速度が速くなる。
さらに、マスク保持手段４とワークステージ１の間が減圧されるので、大気圧によりワークステージ１とマスク保持手段４が、互いに密着する方向に押される。
前記したように、緩衝シリンダ７ａには、弾力を持たせているので、ワークステージ１は、大気圧に押されて微小上昇し、マスク３はマスク保持手段４により強く密着する。これにより、残存エアーを外に追い出す力が加わるので、残存エアーの排気される速度がさらに速くなる。

（６）マスク３とマスク保持手段４の間の残存エアーが排気され、マスク３がマスク保持手段４に吸着保持されたら、切換えバルブ９を切り換えて、ワークステージ１の開口１ａに供給していた真空を止めるとともに、圧縮エアー供給源１０から上記開口１ａに圧縮エアーを供給し、マスク３に対してエアーをバックブローし、マスク保持手段４とワークステージ１の間に生じた減圧雰囲気を大気圧に戻す。また、マスク３とワークステージ１との間に生じている減圧雰囲気を常圧に戻す。
（７）上記のように、マスク３に対してエアーをバックブローしながら、図４に示すように、ワークステージ１を下降させる。
ここで、ワークステージ１の開口１ａからエアーのバックブローをしながらワークステージ１を下降させることで、マスク３はマスク保持手段４側に押し付けられ、マスク保持手段４からマスク３を引き剥がそうとする力ははたらかない。このため、前記したようにマスク１がワークステージから離れず、マスク保持手段４からマスク３を引き剥がしてしまうといった問題を解決することができる。
（８）ワークステージ１が下降したら、前記切換えバルブ９を閉じて、上記バックブロー停止する。以上で、マスク保持手段４へのマスク３の取り付けが終わる。なお、マスク３を取り外す時は、基本的には上記手順を逆にする。

前記図１１の装置を使った場合のマスクの取り付け時間、前記したバックブローによるマスクの取り付け時間、および上記実施例によるマスクの取り付け時間の実験結果を表１に示す。なお、マスクの大きさは、７３０ｍｍ×９２０ｍｍであり、マスクがマスク保持手段に吸着保持されるまでの時間は、ガラスどうしが密着した時に生じる干渉縞（ニュートンリング）が、マスクのほぼ全面に広がるまでの時間とした。

上記実験結果より次のことが示される。
(i) マスク３をマスク保持手段４に押し付けているとき、図１で説明したように、ワークステージ１の開口１ａからエアーを供給しマスク３に対してバックブローすると、前記図１１に示したように何も供給しない押し付けのみの場合に比べて、マスク３がマスク保持手段４に吸着保持されるまでの時間が１４分から１０分に短縮された。
(ii)さらに、マスク３をマスク保持手段４に押し付けているとき、本発明の実施例のように、ワークステージ１の開口１ａを真空源１１に連通させ、マスク保持手段４とワークステージ１の間（マスク周辺部）を減圧雰囲気にするとマスク３が保持されるまでの時間を大幅に短縮させることができる。この実験では、ワークステージ１への真空吸着圧力を−２０ｋＰａにすることで３分、−８４ｋＰａとすることで２分に短縮することができた。
マスク保持手段４やワークステージ１に供給する真空吸着圧力は、低くするほどマスク保持されるまでの時間が短くなる。これは、マスク保持手段４とワークステージ１の間の圧力が下がるので、残存エアーがそこに吸い取られる速度が早くなるとともに、マスク３とマスク保持手段４の密着度が高まるためと考えられる。

上記実施例では、ワークステージ１の開口１ａを真空源１１に連通させ、マスク保持手段４とワークステージ１の間（マスク周辺部）を減圧雰囲気にしたが、マスク３がマスク保持手段４に接触している時のマスクとマスク保持手段の近傍の圧力は低いほどよく、それためのさまざまな変形例が考えられる。
図８は、上記実施例の変形例１であり、ワークステージの周辺部にＯリングを設けた実施例である。
図８において、前記図１に示したものと同一のものには同一の符号が付されており、この実施例では、前記図１に示したものにおいて、ワークステージ１の周辺部にＯリング１２が設けられている。このＯリング１２は、マスク３とマスク保持手段４が当接したとき、マスク３の周辺部を外気から遮断されるようにシールする。
上記Ｏリング１２を設けることで、マスク３がマスク保持手段４に押し付けられ、マスク保持手段４とワークステージ１の間が減圧されているとき、マスク保持手段４とワークステージ１の間には大気が流れ込まなくなる。
このため、マスク保持手段４とワークステージ１の間の圧力を速やかに低くすることができ、マスクの吸着保持時間をより短くすることができる。

図９は、上記実施例の変形例２の構成を示す図であり、本実施例は、マスク保持手段４とワークステージ１の間を減圧するための真空吸引手段を、ワークステージ１の開口１ａとは別に設けたものである。なお、同図は、ワークステージを上昇させ、ワークステージ上のマスクをマスク保持手段に当接させた状態を示している。
本実施例では、マスク保持手段４を保持するマスクステージ５に、同図に示すようにマスク保持手段４とワークステージ１の間を減圧するための開口または溝５ｂ（以下では開口５ｂとして説明する）を設け、開口５ｂを管路１４、バルブ１５を介して真空源１３に接続している。なお、上記真空吸引手段をマスクステージ５に設けず、真空源に接続された開口を有し該開口がマスク周辺部に向けられた吸引ヘッドを別途設けてもよい。
その他の構成は、前記図１に示したものと同様であり、マスクステージ５に、真空吸着溝５ａが設けられ、図示しない真空源から上記真空吸着溝５ａに真空が供給され、光透過性のマスク保持手段４が吸着保持されている。
マスク保持手段４には、取り付けるマスクの大きさに合わせて真空吸着溝４ａが設けられ、この真空吸着溝４ａにマスク吸着用の真空が供給されマスク３が吸着保持されている。
また、上記マスク保持手段４に対向させて光照射部６が設けられ、光照射部６には複数のランプ６ａと、ミラー６ｂが設けられている。

ワークステージ１は、前記した緩衝シリンダ７ａを介してワークステージ移動機構７ｂに取り付けられており、ワークステージ移動機構７ｂにより、ワークステージ１を、光照射部６に対し接近／退避させる方向（同図の上下方向）に移動させることができる。緩衝シリンダ７ａには、前記したようにセンサが設けられ、所定以上の力が加わりシリンダの変位量が所定値を越えたときセンサが出力を発生する。
なお、前記図１と同様、ワークステージ１に、マスクおよびワークの大きさに合わせて複数の開口１ａを形成し、図示しない管路、切換えバルブを介して圧縮エアー供給源、真空源を接続することで、ワークステージ上に載置されたマスクを吸着保持することができ、また、マスクをマスク保持手段に吸着保持させた後、ワークステージを下降させる際、マスクに対してバックブローすることで、ワークステージをマスクから引き離すことができる。
本実施例のマスク取り付け機構は、上記ワークステージ１をマスク保持手段４に向けて上昇させるワークステージ移動機構７ｂ、上記真空吸着溝４ａ、マスクステージ５に形成されたマスク保持手段４とワークステージ１の間を減圧するための開口５ｂ、管路１５、バルブ１６、真空源１４から構成され、前記実施例と同様、マスク保持手段４とワークステージ１の間を減圧雰囲気にすることで、マスク３とマスク保持手段４の間の残存エアーを吸引するとともに、ワークステージ１とマスク保持手段４の間に互いに密着する方向の力を作用させ、マスク３をマスク保持手段４に取り付ける。
なお、前記緩衝シリンダ７ａを設けることで、マスク３に無理な力をかけることなく、マスク３を均一な力でマスク保持手段４に押し付けることができる。

次に本実施例におけるマスク保持手段へのマスクの取り付けについて、図１０の動作タイミング図により説明する。なお、図１０中の括弧数字は、以下の説明の括弧数字に対応する。
（１）ワークステージ１にマスク３を載置する。ここで、図示しない切換えバルブを真空源側に切り換え、図１０の点線に示すように、ワークステージ１の開口１ａを真空源に連通させることにより、マスク３をワークステージ１に吸着保持させることができ、マスク３が移動するのを防ぐことができる。なお、マスク３をワークステージ１に吸着保持させる必要がなければ、上記切換えバルブを閉じたままでもよい。
（２）マスクステージ５に保持されているマスク保持手段４の真空吸着溝４ａにも、真空を供給する。なお、上記真空吸着溝４ａへの真空の供給は、上記（１）のタイミングで行ってもよいし、あるいは、後述するマスク３がマスク保持手段４に当接したときに行ってもよい。
また、バルブ１５を開き、マスクステージ５の開口５ｂを真空源１３に連通させる。なお、上記開口５ｂの真空源１３への連通は、後述するマスク３がマスク保持手段４に当接したときに行なってもよい。
（３）ワークステージ１がワークステージ移動機構７ｂにより上昇を開始する。

（４）ワークステージ１が上昇し、マスク３の一部がマスク保持手段４に当接したら、ワークステージ１を微小上昇させ、マスク３とマスク保持手段４とを全面に渡って接触させ、この状態で所定時間、待機させる。
なお、前記したように、マスクステージ５の開口５ｂを、マスク保持手段４にマスク３が当接したときに真空源１３に連通させるようにしてもよい。この場合、バルブ１５は、例えば前記したように、前記緩衝シリンダに設けられたセンサ（図示せず）が出力を発生したとき、開くようにすればよい。
これにより、マスク保持手段４とマスク３の近傍、即ちマスク保持手段４とワークステージ１の間が減圧され、減圧雰囲気になる。
このようにして生じた減圧雰囲気により、前記実施例で説明したように、マスク３とマスク保持手段４の間の残存エアーは、急速に吸い取られる。即ち、残存エアーは、マスク保持手段４の真空吸着溝４ａからだけでなく、マスクステージ５に設けられた開口５ｂから排気されることになるので、残存エアーの排気される速度が速くなる。
さらに、マスク保持手段４とワークステージ１の間が減圧されるので、大気圧によりワークステージ１とマスク保持手段４が、互いに密着する方向に押される。

（５）マスク３とマスク保持手段４の間の残存エアーが排気され、マスク３がマスク保持手段４に吸着保持されたら、バルブ１５を閉じ、マスクステージ５の開口５ｂに供給していた真空を止める。また、ワークステージ１の開口１ａに前記したように図示しない管路、切換えバルブを介して圧縮エアー供給源、真空源が接続されている場合には、圧縮エアー供給源から上記開口１ａに圧縮エアーを供給し、マスク近傍の減圧雰囲気が常圧に戻す。そしてマスク３に対してエアーをバックブローしながら、ワークステージ１を下降させる。
ワークステージ１が下降したら、上記バックブロー停止する。以上で、マスク保持手段４へのマスク３の取り付けが終わる。なお、マスク３を取り外す時は、基本的には上記手順を逆にする。

本発明の実施例の光照射装置の構成を示す図である。ワークステージにマスクを載置した状態を示す図である。マスク３がマスク保持手段に当接した状態を示す図である。ワークステージが下降している状態を示す図である。図１に示す装置の動作タイミングを示す図である。本発明の実施例において、マスク周辺部が減圧雰囲気になった状態を示す図である。本発明の実施例の動作タイミングを示す図である。本発明の実施例の変形例１（Ｏリングを設けた例）を示す図である。本発明の実施例の変形例２（真空吸引手段を設けた例）を示す図である。本発明の実施例の変形例２の動作タイミングを示す図である。マスク取り付け治具を用いてマスクをマスク保持手段に取り付ける方法を示す図である。マスクをマスク保持手段に当接（接触）させた状態を示す図である。

符号の説明

１ワークステージ
１ａ開口
２マスク取り付け治具
３マスク
４マスク保持手段
４ａ真空吸着溝
５マスクステージ
５ａ真空吸着溝
５ｂ開口
６光照射部
７ａ緩衝シリンダ
７ｂワークステージ移動機構
８管路
９切換えバルブ
１０圧縮エアー供給源
１１真空源
１２Ｏリング
１３真空源
１４管路
１５バルブ

Claims

ワークステージにマスクを載置し、ワークステージの上昇により光透過性のマスク保持手段にマスクを当接させて真空吸着させるマスク取付機構を備えた光照射装置であって、
ワークステージ上のマスクがマスク保持手段に当接時に、マスクの周辺部を真空引きする真空吸引手段と、
上記真空吸引手段を真空源に連通させるバルブを備え、
上記マスクの周辺部を真空引きすることにより、マスクとマスク保持手段の間の残存エアーを排気し、マスクとマスク保持手段を密着させる光照射装置において、
上記真空吸引手段は、上記マスク保持手段にマスクの大きさに合わせて形成された真空吸着溝と、上記ワークステージにマスクおよびワークの大きさに合わせて形成された複数の開口である
ことを特徴とする光照射装置。