JP5610380B2 - ペリクル装着装置、ペリクル装着方法、及びパターン基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ペリクル装着装置、ペリクル装着方法、及びパターン基板の製造方法に関し、特に詳しくはペリクルフレームを用いてペリクルをマスクに装着するペリクル装着装置、ペリクル装着方法、及びそれを用いたパターン基板の製造方法に関する。

半導体装置や液晶表示装置などの製造工程において、半導体ウエハあるいは液晶表示装置用基板上に光を照射してパターンを形成するリソグラフィー工程がある。このリソグラフィー工程では、例えば矩形状のフォトマスク基板に形成されたパターンに光を照射し、フォトマスク基板を透過した光をウエハ等の半導体基板上で結像させて、ウエハ等の半導体基板上のレジスト剤を感光させることにより、ウエハ上に所定のパターンを転写する。

上記のパターン転写処理を行う際、フォトマスク基板上に形成されたパターンに異物が付着すると、異物が光を吸収したり、光を屈折させてしまうため、転写したパターンに異常が発生する。これが配線の絶縁不良や短絡などの不良原因となり、半導体装置や液晶表示装置などの性能が悪化し、製造の歩留りが低下するという問題があった。これを防止するため、一般に、フォトマスク基板に形成されたパターンを、ペリクルにより保護する方法が採られている。

通常、フォトマスク基板に形成されたパターン領域の外側を囲むように配置されたペリクルフレームにペリクルが張設されている。ペリクルフレームはフォトマスク基板の形状に対応しており、矩形の外周を有する枠状に設けられている。ペリクルは、ペリクルフレームにより保持され、フォトマスク基板のパターン形成面と所定の間隔を置いて張設される。この場合、異物はフォトマスク基板のパターン面に直接付着することなく、ペリクル膜上に捕らえられる。露光時に、焦点をフォトマスク基板上に合わせておけば、ペリクル膜上の異物はウエハ上で結像することがなく、転写とは無関係になる。

フォトマスクに対してペリクルを装着する工程について簡単に説明する。額縁状のペリクルフレームのフォトマスク側の面には接着層が設けられている。そして、ペリクルが張設されたペリクルフレームをフォトマスクに対して仮貼りした状態とする。この状態で、ペリクルフレームをフォトマスクに対して押し当てる。これにより、ペリクルフレームに設けられた接着層がフォトマスクと接着する。従って、ペリクルをフォトマスクに装着することができる。

半導体装置や表示装置の露光工程では、複数のパターンを形成するため、複数枚のフォトマスクが用いられる。これらのフォトマスクは、大きさや厚みが異なる場合がある。さらには、外形の同じフォトマスクであっても、形成パターン領域の形状が異なる場合がある。従って、フォトマスクに応じてペリクルフレームの大きさや、厚さが異なるものとなる。

このような異なるサイズのフォトマスクに対してペリクルを装着する場合、ペリクル装着装置に対して複数種類の押圧板が必要となってしまう。さらに、異なるペリクルフレーム毎に押圧板を交換する必要があり、作業効率が低下するという問題点がある。この問題点に対するペリクル装着装置が開示されている（特許文献１）。

特許文献１のペリクル装着装置では、マスクの両側に設けられた押圧ブロックによってペリクルフレームをマスクに圧着している。さらに、脱着可能な脱着フレームによって、マスクを保持している。脱着フレームを交換することで様々なサイズのフォトマスクに対応することができる。

特開２００７−１０６９７号公報

特許文献１のペリクル装着装置では、フォトマスクを脱着フレームに受け渡している。通常、搬送ロボットを用いて、脱着フレームにフォトマスクを載置する。高い位置精度でマスクを保持する必要があるため、脱着フレームは、マスクサイズに応じた大きさとなっている。脱着フレームとフォトマスクのクリアランスが小さい場合、フォトマスクが脱着フレームに接触してしまい、マスクが破損してしまうおそれがある。したがって、フォトマスクを脱着フレームに載置する作業を慎重にしなければならなくなってしまう。よって、作業効率が低下してしまい、生産性が低下してしまう。

さらに、特許文献１のペリクル装着装置では、サイズ毎に、異なる寸法の脱着フレームを用意している。従って、異なるサイズのフォトマスク、又はペリクルフレームに対する装着処理を行う場合、脱着フレームを交換する必要が生じてしまう。近年のマスクサイズの大型化に伴い、脱着フレームも大型化している。例えば、近年では、マスクサイズが１７８０ｍｍ×１６２０ｍｍで、重量が１４０ｋｇ程度に及ぶ。従って、交換作業時間が長くなってしまい、生産性が低下してしまう。さらに、交換作業者の安全性も考慮する必要がある。よって、作業効率が低下してしまい、生産性が低下してしまう。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、生産性の高いペリクル装着装置、ペリクル装着方法、及びパターン基板の製造方法を提供することである。

本発明の第１の態様に係るペリクル装着装置は、枠状のペリクルフレームを介して、ペリクルをマスクに装着するペリクル装着装置であって、前記マスクに仮貼りされた前記ペリクルフレームに対応する圧着位置まで移動可能に設けられた圧着ヘッドと、前記圧着ヘッドが前記圧着位置に移動した状態で、前記ペリクルフレームと反対側の面のマスク端に配置される押圧ブロックと、前記圧着ヘッドが前記圧着位置に移動した状態で、前記ペリクルフレームと対向する押圧部材と、前記ペリクルフレームを前記マスクに対して圧着するよう、前記マスクのパターン面と垂直な方向における前記押圧部材と前記押圧ブロックとの距離を近づける圧着機構と、を備えるものである。これにより、マスクを押圧ブロックに受け渡す必要がなくなるため、マスクの破損等を防ぐことができる。よって、生産性の向上することができる。

本発明の第２の態様に係るペリクル装着装置は、上記のペリクル装着装置であって、前記圧着ヘッドの移動中に前記押圧ブロックが前記マスクの側面と当接することで、前記押圧部材に対する前記押圧ブロックの位置が変化することを特徴とするものである。これにより、異なるサイズであっても、同じ押圧ブロックを用いることができる。よって、部品交換が不要となり、生産性を向上することができる。

本発明の第３の態様に係るペリクル装着装置は、上記のペリクル装着装置であって、前記圧着ヘッドが前記押圧ブロックを支持する第１の部材を備え、前記押圧ブロックが弾性体を介して前記第１の部材に取り付けられていることを特徴とするものである。これにより、異なるサイズであっても、簡便な構成で押圧ブロックを共通化できる。よって、部品交換が不要となり、生産性を向上することができる。

本発明の第４の態様に係るペリクル装着装置は、上記のペリクル装着装置であって、前記圧着ヘッドが、前記押圧ブロックを支持する第１の部材と、前記押圧部材を支持する第２の部材と、を備え、前記第１の部材と前記第２の部材との間に前記圧着機構として設けられた吸着パッドを吸着させることで、前記押圧部材が前記ペリクルフレームを押圧するものである。これにより、簡便な機構でペリクルを装着することができる。

本発明の第５の態様に係るペリクル装着装置は、上記のペリクル装着装置であって、前記圧着機構が蛇腹状でストロークを有する吸着パッドであることを特徴とするものである。これにより、異なるサイズ（厚み）であっても、同じ押圧ブロックを用いることができる。よって、部品交換が不要となり、生産性を向上することができる。

本発明の第６の態様に係るペリクル装着装置は、上記のペリクル装着装置であって、前記圧着ヘッドが前記マスクの両側にそれぞれ設けられていることを特徴とするものである。これにより、少ない圧着回数でペリクルを装着することができ、生産性を向上ることができる。

本発明の第７の態様に係るペリクル装着方法は、枠状のペリクルフレームを介して、ペリクルをマスクに装着するペリクル装着方法であって、前記マスクに仮貼りされた前記ペリクルフレームに対応する圧着位置まで圧着ヘッドを移動させて、前記圧着ヘッドに設けられた押圧ブロックを前記ペリクルフレームと反対側の面のマスク端に配置するステップと、前記圧着位置において、前記ペリクルフレームと対向する位置に配置された押圧部材によって前記ペリクルフレームを前記マスクに対して押圧するステップと、を備えるものである。これにより、マスクを押圧ブロックに受け渡す必要がなくなるため、マスクの破損等を防ぐことができる。よって、生産性の向上することができる。

本発明の第８の態様に係るペリクル装着方法は、上記のペリクル装着方法であって、前記圧着ヘッドの移動中において、前記押圧ブロックと前記マスクの側面が当接することで、前記圧着ヘッドの移動方向における、前記押圧ブロックと前記押圧部材の間隔が変化することを特徴とするものである。これにより、異なるサイズであっても、同じ押圧ブロックを用いることができる。よって、部品交換が不要となり、生産性を向上することができる。

本発明の第９の態様に係るペリクル装着方法は、上記のペリクル装着方法であって、前記圧着ヘッドが前記押圧ブロックを支持する第１の部材を備え、前記押圧ブロックが弾性体を介して前記第１の部材に取り付けられていることを特徴とするものである。これにより、異なるサイズであっても、簡便な構成で押圧ブロックを共通化できる。よって、部品交換が不要となり、生産性を向上することができる。

本発明の第１０の態様に係るペリクル装着方法は、上記のペリクル装着方法であって、前記圧着ヘッドが、前記押圧ブロックを支持する第１の部材と、前記押圧部材を支持する第２の部材と、を備え、前記第１の部材と前記第２の部材との間に設けられた吸着パッドを吸着させることで、前記押圧部材が前記ペリクルフレームを押圧するものである。これにより、簡便な機構でペリクルを装着することができる。

本発明の第１１の態様に係るペリクル装着方法は、上記のペリクル装着方法であって、蛇腹状の吸着パッドを吸着させることで、前記押圧部材が前記ペリクルフレームを押圧することを特徴とするものである。これにより、異なるサイズであっても、同じ押圧ブロックを用いることができる。よって、部品交換が不要となり、生産性を向上することができる。

本発明の第１２の態様に係るペリクル装着方法は、上記のペリクル装着方法であって、前記圧着ヘッドが前記マスクの両側にそれぞれ設けられ、両側の圧着ヘッドが近づくことで、前記圧着位置に移動することを特徴とするものである。これにより、少ない圧着回数でペリクルを装着することができ、生産性を向上ることができる。

本発明の第１３の態様に係るパターン基板の製造方法は、上記のペリクル装着方法によってペリクルをマスクに装着するステップと、前記ペリクルが装着されたマスクを用いて基板を露光するステップと、前記露光された基板を現像するステップと、を備えるものである。これにより、生産性を向上することができる。

本発明によれば、生産性の高いペリクル装着装置、ペリクル装着方法、及びパターン基板の製造方法を提供することである。

本実施形態にかかるペリクル装着装置の全体構成を示す図である。 ペリクル装着装置に用いられた圧着ヘッドの構成を示す図である。 ペリクル装着装置に用いられている把持機構の構成を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。

本発明にかかるペリクル装着装置は、ペリクルフレームに張設されたペリクルをフォトマスクに装着するための装置である。通常、ペリクルフレームは、矩形状のフォトマスクに形成されたパターン領域の外側を囲むように配置されている。ペリクルフレームはフォトマスク基板の形状に対応しており、矩形の外周を有する枠状に設けられている。ペリクルは、ペリクルフレームにより保持され、フォトマスクのパターン形成面と所定の間隔を置いて張設されている。このような、枠状のペリクルフレームの下面、すなわち、フォトマスク側の面には、粘着性の接着層が設けられている。本実施の形態にかかるペリクル装着装置では、フォトマスク上に配置されたペリクルフレームを上から押圧している。これにより、粘着層を介してフォトマスクとペリクルフレームが貼り付けられる。よって、フォトマスクにペリクルを装着することができる。なお、本実施形態において、フォトマスクのことをマスクと称し、このマスクにはレチクルなども含まれる。

本実施の形態にかかるペリクル装着装置について図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態にかかるペリクル装着装置の構成を模式的に示す図である。図１の左側にはペリクル装着装置の正面図が示され、右側には側面図が示されている。また、説明の簡略化のため、図１には、３次元直交座標系が示されている。そして、鉛直方向をＺ方向とする。正面図の紙面における横方向をＸ方向とする。すなわち、正面図の紙面と垂直方向がＸ方向となる。側面図の紙面における横方向をＹ方向とする。すなわち、側面図の紙面と垂直方向がＸ方向となる。

ペリクル装着装置は、架台１１、回転台１２、把持機構１３、駆動モータ１４、リニアガイド１５、圧着ヘッド２０を有している。このペリクル装着装置は、ペリクルフレーム４１を介してペリクル４２をマスク４０に装着する。このペリクル装着装置における処理の前に、ペリクルフレームがマスク４０に対して仮貼りされている。すなわち、ペリクルフレーム４１が仮貼りされている状態のマスク４０が搬送ロボット５０によって保持されている。搬送ロボット５０はマスク４０を上下両側から把持している。なお、搬送ロボット５０以外の搬送機構によってマスク４０を搬送してもよい。

マスク４０は、鉛直方向に立った状態で搬送ロボット５０によって保持されている。すなわち、マスク４０はＸＺ面と平行に配置されている。従って、マスク４０の対向する２つの端辺は、Ｘ方向と平行に配置され、その隣の２つの端辺は、Ｚ方向と平行に配置されている。矩形枠状のペリクルフレーム４１もＸ方向とＺ方向に沿って配置される。ここで、説明の簡略化の枠状のペリクルフレーム４１のうち、Ｚ方向に沿った部分を左辺、及び右辺と称し、Ｘ方向に沿った部分を上辺、及び下辺と称する。すなわち、図１の左側に示すように、正面視においてペリクルフレーム４１は矩形状になっている。そして、ペリクルフレーム４１の右側の辺を右辺とし、左側の辺を左辺とし、上側の辺を上辺とし、下側の辺を下辺とする。

搬送ロボット５０が、ペリクル装着装置における所定の位置まで、マスク４０を搬送する。ここでは、Ｘ方向におけるペリクル装着装置の中心にマスク４０の中心が配置される。さらに、Ｚ方向において、マスク４０が後述する圧着ヘッド２０内に収まる高さに、マスク４０が配置される。そして、この位置において、ペリクルフレーム４１をマスク４０に対して圧着する。こうすることで、マスク４０にペリクル４２を装着することができる。

ペリクル圧着装置の各構成について説明する。架台１１は、回転台１２、把持機構１３、駆動モータ１４、リニアガイド１５、圧着ヘッド２０を支持するためのものである。具体的には、架台１１には、回転台１２、駆動モータ１４、及びリニアガイド１５等が取り付けられている。さらに、架台１１には移動を容易にするためのキャスターや、固定するためのストッパー等が取り付けられている。

架台１１の前面には、リニアガイド１５が配設されている。リニアガイド１５は、圧着ヘッド２０をスライド可能に支持している。圧着ヘッド２０は、Ｚ方向に延在した構成となっている。駆動モータ１４を駆動することで、圧着ヘッド２０がＸ方向にスライド移動する。２つの圧着ヘッド２０はＸ方向に離間して配置されている。すなわち、圧着ヘッド２０は、マスク４０の左右両側に配置されている。そして、駆動モータ１４を駆動することで、２つの圧着ヘッド２０が矢印方向に移動して、圧着ヘッド２０間の距離が変化する。圧着ヘッド２０の間隔が狭くなっている位置を、圧着動作が行われる圧着位置とする。反対に、圧着ヘッド２０の間隔が広くなっている位置は、圧着動作が行われない開放位置とする。従って、図１に示すように、開放位置から圧着ヘッド２０を矢印の方向に移動させると、圧着ヘッド２０が圧着位置になる。開放位置では、圧着ヘッド２０がマスク４０の搬送と干渉しない位置に移動する。これにより、搬送ロボット５０によってマスク４０を移動することができるようになる。

それぞれの圧着ヘッド２０は、複数の圧着ユニット２１を有している。Ｚ方向に配列された複数の圧着ユニット２１が、圧着ヘッド２０を構成している。マスク４０の片側に配置された複数の圧着ユニット２１が一体となって、Ｘ方向にスライド移動する。圧着ユニット２１は、例えば、Ｚ方向に延びたシャフトによって連結されて、1つの圧着ヘッド２０を構成する。なお、圧着ユニット２１の数はこれに限られるものではない。圧着ヘッド２０の長さは、最大のペリクルフレームサイズよりも長くなっている。架台１１の上下にそれぞれ設置されたリニアガイド１５によって、圧着ヘッド２０がスライド可能に支持される。

さらに、架台１１には、マスク４０を回転させるための回転台１２が取り付けられている。回転台１２は、マスク４０を９０度回転させる。回転台１２の回転軸は紙面と垂直になっている。すなわち、回転台１２はＹ軸を回転軸として、マスク４０を回転する。また、回転軸は、マスクの中心位置と一致している。回転台１２を回転させると、例えば、マスク４０の上側が右側になり、下側が左側になる。このように、回転台１２は、受け渡されたマスク４０を回転するためのものである。なお、回転台１２には、マスク４０を把持するための把持機構１３が取り付けられている。すなわち、把持機構１３はマスク４０を両側から挟むことで、回転台１２がマスク４０を保持する。把持機構１３は、上下左右のそれぞれに配設されている。従って、把持機構１３は、上下方向、及び左右方向にマスク４０を把持する。この把持機構１３の構造については、後述する。

搬送ロボット５０がマスク４０を保持した状態で、圧着ヘッド２０がペリクルフレーム４１をマスク４０に対して圧着する。従って、圧着ヘッド２０は、ペリクルフレーム４１の対向する２辺と平行に配置される。左側の圧着ヘッド２０がペリクルフレームの左辺を押圧し、右側の圧着ヘッド２０がペリクルフレームの右辺を押圧する。そして、左右両辺の押圧が終了すると、搬送ロボット５０がマスク４０を回転台１２に受け渡す。そして、回転台１２がマスク４０を９０度回転させる。これにより、回転前には上辺、及び下辺だったペリクルフレームの２辺が、回転後には、右辺、及び左辺となる。そして、この状態でもう一度圧着ヘッド２０による圧着を行う。これにより、ペリクルフレーム４１の４辺がマスク４０に圧着される。このようにして、ペリクル４２がマスク４０に装着される。さらに、本実施形態では、同じ構造の圧着ヘッド２０で圧着しているため、均一な圧着力で各辺を圧着することができる。

次に、圧着ヘッド２０に設けられた圧着ユニット２１の構成について、図２を用いて説明する。図２は、圧着ユニット２１の構成を示す図である。図２（ａ）と図２（ｂ）には、異なるサイズのペリクルフレームを圧着する例が示されている。また、図２は、駆動モータ１４によって、圧着ヘッド２０を圧着位置まで移動したときの状態を示している。さらに、図２は、マスク４０の右側端部周辺の構成を示している。

図２に示すように、圧着ユニット２１は、支持プレート２２と、対向プレート２３と、押圧ブロック２４、バネ２５と、押圧ロッド２６と、支柱２８と、吸着パッド２９を備えている。支持プレート２２と、対向プレート２３とは対向配置されている。すなわち、対向プレート２３は、支持プレート２２からＹ方向に離間して配置されている。そして対向プレート２３と支持プレート２２は平行に配置されている。ここでは、支持プレート２２と対向プレート２３はＸＺ面と平行に配置されている。すなわち、支持プレート２２、及び対向プレート２３はマスク４０と平行に配置されている。さらに、Ｙ方向に沿って２本の支柱２８が配設されている。２本の支柱２８によって、支持プレート２２と対向プレート２３が平行になっている。

支持プレート２２は、押圧ブロック２４を支持している。押圧ブロック２４は、支持プレート２２の対向プレート２３側の面に取り付けされている。押圧ブロック２４は、マスク４０の端部に配置される。押圧ブロック２４は、断面Ｌ字型に形成され、マスク４０の裏面（ペリクルフレーム４１が接着されている面と反対側の面）、及び側面と対向配置される。ここで、押圧ブロック２４のマスク４０の裏面と対向する面を上面２４ａとし、マスク４０の側面と対向する面を側面２４ｂとする。Ｘ方向における押圧ブロック２４の上面２４ａの幅は、マスク４０と接触可能な範囲にとどめられている。

押圧ブロック２４は、Ｚ方向に延在している。従って、押圧ブロック２４は、マスク４０の右端辺に沿って配置される。また、押圧ブロック２４はバネ２５を介して、支持プレート２２に取り付けられている。バネ２５はＸ方向、すなわち圧着ヘッド２０の移動方向に沿って設けられている。このバネ２５が伸縮することによって、押圧ロッド２６に対する押圧ブロック２４の位置が変化する。すなわち、Ｘ方向における押圧ロッド２６と押圧ブロック２４の間隔が変化する。もちろん、バネ２５以外の弾性体を用いて、押圧ブロック２４を支持プレート２２に取り付けてもよい。押圧ブロック２４は、例えば、デルリン（登録商標）などのポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）で形成することができる。最初の状態で、バネ２５は、収縮している。従って、Ｘ方向における押圧ブロック２４と押圧ロッド２６の間隔は、小さくなっている。そして、押圧ブロック２４がＸ方向に押されることで、Ｘ方向における押圧ブロック２４と押圧ロッド２６の間隔が大きくなっていく。

対向プレート２３は、押圧ロッド２６を支持している。押圧ロッド２６は、Ｚ方向に延びた円柱状の部材である。押圧ロッド２６は、対向プレート２３の支持プレート２２側の面に固定されている。押圧ロッド２６は、対向プレート２３よりもペリクルフレーム４１側に突出している。Ｚ方向に延在している押圧ロッド２６は、ペリクルフレーム４１と対向配置されている。すなわち、押圧ロッド２６は、Ｘ方向における位置が一致し、ペリクルフレーム４１の右辺と平行に配置される。押圧ロッド２６は例えば、シリコーンゴムなどの樹脂材料により形成されている。なお、押圧ブロック２４と押圧ロッド２６の材料は、上記の材料に限られるものではない。

支持プレート２２と対向プレート２３の間には、蛇腹状の吸着パッド２９が設けられている。吸着パッド２９は、支持プレート２２を吸着する。すなわち、吸着パッド２９を減圧することによって、支持プレート２２が吸着パッド２９に吸着される。これにより、支持プレート２２が対向プレート２３側に近づく。すると、ペリクルフレーム４１と押圧ロッド２６が接触し、かつ、押圧ブロック２４とマスク４０の裏面が接触する。さらに、吸着パッド２９によって吸着すると、ペリクルフレーム４１がマスク４０に押圧される。このようにして、ペリクルフレーム４１をマスク４０に圧着させることができる。

また、左辺の圧着ヘッド２０における圧着ユニット２１も同様の構成をしており、対称配置されている。従って、ペリクルフレーム４１の左辺を同様に押圧することができる。また、吸着パッド２９の吸着動作を同時に行うことで、左辺、及び右辺を同時に押圧することができる。なお、上記の説明では、押圧ロッド２６によってペリクルフレーム４１をマスク４０に押圧したが、ロッド形状以外の形状を有する押圧部材を用いてもよい。

次に、本実施形態にかかるペリクル装着方法について説明する。まず、図１に示した搬送ロボット５０によって、ペリクルフレーム４１が仮貼りされたマスク４０を所定の位置まで移動させる。具体的には、搬送ロボット５０を所定のティーチング位置まで移動させる。このとき、Ｙ方向において、押圧ブロック２４の上面２４ａと押圧ロッド２６との間に、マスク４０が配置されることになる。さらに、Ｘ方向において、マスク４０は、２つの圧着ヘッド２０の間に配置される。換言すると、搬送ロボット５０を移動している間は、圧着ヘッド２０は、開放位置まで移動している。

この後、駆動モータ１４が圧着ヘッド２０をＸ方向にスライド移動する。駆動モータ１４は例えば、ダイレクトドライブモータであり、駆動モータ１４の駆動力は例えば、ベルトなどを介して圧着ヘッド２０に伝達される。これにより、圧着ヘッド２０が開放位置から圧着位置まで移動する。圧着位置では、Ｙ方向における押圧ブロック２４の上面２４ａと押圧ロッド２６との間隔は、未吸着時でマスク４０の厚みよりも若干大きくなっている。従って、圧着位置においても、マスク４０の裏面と押圧ブロック２４の上面２４ａの間、並びに、押圧ロッド２６とマスク４０の表面の間には、微小な隙間（クリアランス）が存在する。これにより、衝突によるマスクの破損を防ぐことができる。

圧着ヘッド２０が圧着位置まで移動する間に、押圧ブロック２４の側面２４ｂと、マスク４０の側面が当接する。さらに、移動を続けるとマスク４０が押圧ブロック２４の側面２４ｂをＸ方向に押していく。これにより、バネ２５が伸長して、押圧ロッド２６に対する押圧ブロック２４の位置が変化する。すなわち、Ｘ方向における押圧ロッド２６と押圧ブロック２４の間隔が変化する。これにより、マスク４０の側面からペリクルフレーム４１までの距離が変わった場合でも、押圧ロッド２６がペリクルフレーム４１と対向する。ペリクルフレーム４１を適切に押圧することができるようになる。

開放位置から圧着位置までのスライド量は、ペリクルフレーム４１の外形サイズ及びフレーム幅から算出することができる。圧着ヘッド２０を圧着位置まで移動したら、吸着パッド２９を減圧する。これにより、支持プレート２２が吸着され、対向プレート２３に近づく。押圧ロッド２６がペリクルフレーム４１をマスク４０に押しつける。ペリクルフレーム４１の二辺（右辺、及び左辺）がマスク４０に圧着される。

本実施形態にかかるペリクル装着装置では、様々な構成のペリクルフレーム４１付きマスク４０に対応することができる。例えば、図２（ａ）に示す構成では、Ｘ方向におけるペリクルフレーム４１からマスクの側面までの距離Ａ（最大）が、図２（ｂ）に示す構成の距離Ａ（最小）よりも大きくなっている。図２（ａ）の場合、バネの伸び量が大きくなり、押圧ブロック２４が押圧ロッド２６から離れることになる。よって、マスク４０の端からペリクルフレーム４１までの距離が大きい構成に対応することができる。一方、図２（ｂ）では、バネ２５の伸び量が小さくなっている。よって、マスク４０の端からペリクルフレーム４１までの距離が小さい構成に対応することができる。このように、バネ２５によって押圧ブロック２４をＸ方向にスライド可能とすることが、様々なサイズのマスク４０及びペリクルフレーム４１に対応することが可能になる。すなわち、ペリクルフレーム４１とマスク４０のＸ方向における位置関係の変化をバネ２５が吸収する。よって、簡便な構成で、様々なサイズに対応することができる。

この場合、駆動モータ１４の駆動量を変えることで、圧着ヘッド２０の開放位置からの移動量を制御することができる。すなわち、マスク４０とペリクルフレーム４１のサイズに応じて、圧着ヘッド２０の移動量をずらす。これにより、適切に圧着ヘッド２０を圧着位置に移動することができる。例えば、ペリクルフレーム４１からマスク４０の端面までの距離が、０〜５５ｍｍまでのサイズ変化に対応することができる。

また、本実施形態ではＹ方向における動作レンジの広い蛇腹状の吸着パッド２９を用いて、圧着動作を行っている。これにより、マスク４０の厚さやペリクルフレーム４１の高さが変わった場合でも、均一な力で圧着することができる。例えば、図２（ａ）に示す構成では、マスク４０が図２（ｂ）に示す構成よりも厚くなっている。図２（ａ）では、マスクが厚くなっており、ペリクルフレーム４１の表面からマスク４０の裏面までの高さがＴ（最大）となる。マスクが薄くなっており、ペリクルフレーム４１の表面からマスク４０の裏面までの高さがＴ（最小）となる。例えば、ペリクルフレーム４１とマスク４０の合計厚さが、１５〜３０ｍｍまでのサイズ変化に対応することができる。

このように、厚さの異なるマスク４０に対しても、蛇腹状の吸着パッド２９を用いることで、均一な圧着が可能となる。すなわち、蛇腹状の吸着パッド２９は、一定の範囲で伸縮自在になっている。従って、吸着パッド２９の厚みが異なっていても、吸着力をほぼ一定にすることができる。蛇腹状の吸着パッド２９は、吸着力が一定となる吸着ストロークが大きい。換言すると、吸着間隔の変化に対する吸着力の変化が少ない蛇腹状の吸着パッド２９を用いる。こうすることで、マスク４０の厚さや、ペリクルフレーム４１の高さが変化した場合でも吸着力の制御を容易に行うことができる。よって、簡便な構成で、様々なサイズに対応することができる。さらに、異なるサイズのマスク４０に対して、押圧ブロック２４を共通化することで、押圧ブロック２４の交換作業を省略することができる。これにより、部品交換が不要となり、生産性を向上することができる。さらに、異なるサイズの押圧ブロック２４を予備部品として準備する必要がなくなる。これにより、部品点数を削減することができる。また、クリーンルーム内に予備の脱着フレームを保管する必要もなくなり、省スペース化を実現することができる。

上記の処理が左右の２辺に対して同時に行われる。すなわち、ペリクルフレーム４１の左辺と右辺を同時に圧着する。このように、対向する二辺の圧着が終了したら、圧着ヘッド２０を開放位置まで移動する。そして、搬送ロボット５０がマスク４０をＹ方向に移動させる。これにより、マスク４０が回転台１２への受け渡し位置まで移動する。そして、回転台１２に設けられている把持機構１３によって、マスク４０を把持する。もちろん、把持機構１３は搬送ロボット５０と干渉しない位置に配置されている。把持機構１３がマスク４０を把持したら、搬送ロボット５０がマスク４０を開放する。これにより、搬送ロボット５０から回転台１２へのマスク４０の受け渡しが完了する。

次に、図３を参照して回転台１２の把持機構１３について説明する。図３は、把持機構１３の構成を示す側面図である。回転台１２の把持機構１３は、断面Ｖ字型の溝が形成されている。このような把持機構１３がマスク４０を挟むように両側にそれぞれ配置されている。すなわち、Ｖ字型の溝が向かい合いように２つの把持機構１３が対向配置される。そして、両側に配置された把持機構１３を近づけていくと、Ｖ字の溝部分に、マスク４０のエッジが接触する。これにより、把持機構１３がマスク４０を把持する。そして、把持機構１３を支持する回転台１２を回転させると、マスク４０が回転する。

このように、マスク４０の受け渡しが完了したら、回転台１２は、マスク４０を９０度回転させる。そして、反対の動作を行い、回転台１２から搬送ロボット５０へとマスク４０を受け渡す。搬送ロボット５０は、マスク４０を把持して、所定の位置まで移動させる。そして、圧着ヘッド２０が上記と同様の圧着動作を行う。これにより、ペリクルフレーム４１の残りの２辺がマスク４０に圧着される。このようにして、ペリクルフレーム４１の４辺をマスク４０に圧着することで、ペリクル４２がマスク４０に装着される。

本実施形態では、搬送ロボット５０がマスク４０を保持した状態でペリクルフレーム４１がマスク４０に圧着される。よって、マスク４０を位置決めに使用される脱着フレームに受け渡す必要がなくなる。これにより、マスク５０の搬送を素早く行うことができる。すなわち、本実施形態では、把持機構１３が移動することで、マスク４０が受け渡される。よって、マスク４０を素早く搬送することができ、生産性を向上することができる。

さらに、マスク４０のサイズやペリクルフレーム４１の大きさや厚さに応じて、部材を変える必要がない。すなわち、マスク４０やペリクルフレーム４１のサイズが変わったとしても、同じ機構で圧着動作を行うことができる。よって、作業効率を向上することができ、生産性を向上することができる。さらに、巨大なマスクや、それに対応する部材の近くに作業者が介在する必要がなくなる。このため、安全性をさらに向上することも可能になる。また、圧着ヘッド２０がマスク４０の左右両側にそれぞれ配置されているため、少ない回数で均一に圧着することができる。すなわち、２回の圧着で、４辺が均一に圧着される。

上記のマスク４０を用いたパターン基板の製造方法について説明する。まず、ペリクルフレーム４１が仮貼りされたマスクを検査装置に搬送して、欠陥検査を行う。あるいは、検査装置によって検査を行った後、ペリクルフレーム４１を仮貼りする。そして、検査装置によって欠陥検査が終了したマスクをペリクル装着装置に搬送する。上記のペリクル装着装置でペリクルフレーム４１をマスク４０に圧着する。これにより、ペリクル４２がマスク４０に装着される。そして、ペリクルを装着した後に、ペリクル４２付きマスク４０を露光装置まで搬送する。そして、露光装置で基板上に設けられた感光性樹脂に対して露光処理を行う。この感光性樹脂を現像することでパターンが形成される。

上記のマスク４０は、半導体装置、あるいは表示装置に用いられるパターン基板の製造に好適である。例えば、上記のペリクル４２付きマスク４０を用いて感光性樹脂が塗布された基板を露光する。そして、現像を行い、感光性樹脂をパターニングする。これにより、感光性樹脂パターンが形成されたパターン基板を製造することができる。さらに、感光性樹脂をレジストとして用いることができる。所定のパターンとなった感光性樹脂層の下側に形成された導電層や絶縁層などをエッチングする。これにより、配線パターンや絶縁層パターン等を形成することができる。もちろん、これ以外の既知の方法でパターン基板を製造することも可能である。よって、生産性よくパターン基板の生産性を向上することができる。

１１ 架台
１２ 回転台
１３ 把持機構
１４ 駆動モータ
１５ リニアガイド
２０ 圧着ヘッド
２１ 圧着ユニット
２２ 支持プレート
２３ 対向プレート
２４ 押圧ブロック
２５ バネ
２６ 押圧ロッド
２８ 支柱
２９ 吸着パッド
４０ マスク
４１ ペリクルフレーム
４２ ペリクル
５０ 搬送ロボット

Claims (13)

1. 枠状のペリクルフレームを介して、ペリクルをマスクに装着するペリクル装着装置であって、
   前記マスクに仮貼りされた前記ペリクルフレームに対応する圧着位置まで移動可能に設けられた圧着ヘッドと、
   前記圧着ヘッドに設けられた可動式の押圧ブロックであって、前記圧着ヘッドが前記圧着位置に移動すると、前記ペリクルフレームと反対側の面のマスク端に配置される押圧ブロックと、
   前記圧着ヘッドが前記圧着位置に移動した状態で、前記ペリクルフレームと対向する押圧部材と、
   前記ペリクルフレームを前記マスクに対して圧着するよう、前記マスクのパターン面と垂直な方向における前記押圧部材と前記押圧ブロックとの距離を近づける圧着機構と、を備えるペリクル装着装置。
2. 前記圧着ヘッドの移動中に前記押圧ブロックが前記マスクの側面と当接することで、前記押圧部材に対する前記押圧ブロックの位置が変化することを特徴とする請求項１に記載のペリクル装着装置。
3. 前記圧着ヘッドが前記押圧ブロックを支持する第１の部材を備え、
   前記押圧ブロックが弾性体を介して前記第１の部材に取り付けられていることを特徴とする請求項１、又は２に記載のペリクル装着装置。
4. 前記圧着ヘッドが、前記押圧ブロックを支持する第１の部材と、前記押圧部材を支持する第２の部材と、を備え、
   前記第１の部材と前記第２の部材との間に前記圧着機構として設けられた吸着パッドを吸着させることで、前記押圧部材が前記ペリクルフレームを押圧する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のペリクル装着装置。
5. 前記圧着機構が蛇腹状の吸着パッドであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のペリクル装着装置。
6. 前記圧着ヘッドが前記マスクの両側にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のペリクル装着装置。
7. 枠状のペリクルフレームを介して、ペリクルをマスクに装着するペリクル装着方法であって、
   前記マスクに仮貼りされた前記ペリクルフレームに対応する圧着位置まで圧着ヘッドを移動させて、前記圧着ヘッドに設けられた押圧ブロックを前記ペリクルフレームと反対側の面のマスク端に配置するステップと、
   前記圧着位置において、前記ペリクルフレームと対向する位置に配置された押圧部材によって前記ペリクルフレームを前記マスクに対して押圧するステップと、を備えるペリクル装着方法。
8. 前記圧着ヘッドの移動中において、前記押圧ブロックと前記マスクの側面が当接することで、前記圧着ヘッドの移動方向における、前記押圧ブロックと前記押圧部材の間隔が変化することを特徴とする請求項７に記載のペリクル装着方法。
9. 前記圧着ヘッドが前記押圧ブロックを支持する第１の部材を備え、
   前記押圧ブロックが弾性体を介して前記第１の部材に取り付けられていることを特徴とする請求項７、又は８に記載のペリクル装着方法。
10. 前記圧着ヘッドが、前記押圧ブロックを支持する第１の部材と、前記押圧部材を支持する第２の部材と、を備え、
    前記第１の部材と前記第２の部材との間に設けられた吸着パッドを吸着させることで、前記押圧部材が前記ペリクルフレームを押圧する請求項７乃至９のいずれか１項に記載のペリクル装着方法。
11. 蛇腹状の吸着パッドを吸着させることで、前記押圧部材が前記ペリクルフレームを押圧することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載のペリクル装着方法。
12. 前記圧着ヘッドが前記マスクの両側にそれぞれ設けられ、
    両側の圧着ヘッドが近づくことで、前記圧着位置に移動することを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載のペリクル装着方法。
13. 請求項７乃至１２のいずれか１項に記載のペリクル装着方法によってペリクルをマスクに装着するステップと、
    前記ペリクルが装着されたマスクを用いて基板を露光するステップと、
    前記露光された基板を現像するステップと、を備えるパターン基板の製造方法。

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