TW201940399A - 圓筒狀之光罩單元 - Google Patents

Abstract

本發明之曝光裝置係於具有可撓性之長條之基板上轉印電子電路之圖案，其特徵在於：具備旋轉筒，具有離第二軸線一定之半徑之圓筒狀之外周面，在將前述基板之長條方向之一部分捲繞於前述外周面之狀態下繞前述第二軸線旋轉，將前述基板於前述長條方向搬送；光罩保持機構，將沿著以離第一軸線既定半徑彎曲為圓筒面狀之外周面形成有光罩圖案且可繞前述第一軸線旋轉之複數個圓筒光罩，在使前述第一軸線與前述第二軸線平行之狀態下，於與前述基板之長條方向交叉之寬度方向和前述旋轉筒之前述外周面之周方向非接觸保持，並將形成於前述複數個圓筒光罩之各個之前述外周面之前述光罩圖案與被以前述旋轉筒支持之前述基板之表面設定為既定間隔；驅動部，發生用來使前述圓筒光罩之各個繞前述第一軸線旋轉之旋轉推力和用來使前述圓筒光罩之各個於與前述第一軸線平行之方向微動之並進推力。

Description

圓筒狀之光罩單元

本發明係關於一種基板處理裝置。
本申請案係基於2012年5月18日申請之美國專利臨時申請案第61/648,956號而主張優先權，並將其內容引用於此。

於液晶顯示元件等大畫面顯示元件中，於平面狀之玻璃基板上堆積ITO（Indium Tin Oxides，氧化銦錫）等透明電極或Si等半導體物質之後蒸鍍金屬材料，塗佈光阻劑而轉印電路圖案，於轉印後將光阻劑顯影，之後藉由進行蝕刻而形成電路圖案等。然而，伴隨顯示元件之大畫面化，而玻璃基板大型化，因此基板搬送亦變得困難。
因此，提出有於具有可撓性之基板（例如，聚醯亞胺、PET（Polyethylene Terephthalate，聚對苯二甲酸乙二酯）、金屬箔等之膜構件等）上形成顯示元件之被稱作輥對輥（roll to roll）方式（以下，簡稱為「輥方式」）之技術（例如，參照專利文獻1）。

又，專利文獻2中，提出有接近於可旋轉之圓筒狀之光罩之外周部而配置捲繞於進給輥而移行之可撓性之長條片材（基板），將光罩之圖案連續地曝光於基板之技術。
[先前技術文獻]
[專利文獻]

[專利文獻1]國際公開第2008/129819號
[專利文獻2]日本實開昭60-019037號公報

[發明所欲解決之問題]

然而，如上所述之先前技術中存在如下之問題。
作為使旋轉光罩之周速度與基板之進給速度（周速度）以特定之比率（例如1：1）同步移動之機構，例如考慮有使用齒輪傳遞旋轉力之方法，於此情形時，會產生起因於齒輪之嚙合之振動、磨耗等而難以高精度地保持速度之穩定性而使其同步驅動，甚至有對向基板轉印光罩之圖案時之精度（轉印忠實度）產生不良影響之可能性。
例如，於在直徑30 cm之旋轉光罩之外周遍及全周長之90%左右形成應轉印之光罩圖案之情形時，光罩圖案之周方向之尺寸為約85 cm（30 cm×π×0.9）。若將旋轉光罩之圖案面（外周面）之周速度設為5 cm/秒，將應轉印之圖案之最少尺寸（線寬等）設為5μm，則光罩圖案整體之轉印時間大約為17秒（85/5），此期間之周速度之穩定性（等速性）變得重要。
假如使周速度之絕對值平均變動0.05%，則每1秒產生2.5μm之進給誤差，若使此於轉印時間期間持續，則光罩圖案與基板之相對進給誤差最大約為43μm左右，此為於考慮考慮到最少圖案尺寸（5μm）之重疊曝光等之情形時無法容許者。
又，於旋轉光罩之振動性之速度不均（速度不均勻性（wow and flutter））為±0.05%之情形時，由於可局部性地產生±2.5μm/秒之相對進給誤差，因此會使最少圖案尺寸（5μm）之轉印忠實度降低。

本發明之態樣之目的在於提供一種可使光罩與基板高精度地同步驅動之基板處理裝置。
[解決問題之技術手段]

根據本發明之一態樣，提供一種基板處理裝置，其係將具有可撓性之長條基板於藉由可旋轉之滾動體之圓周面之一部分支撐之狀態下於長條方向上進行搬送，並且將形成於可旋轉之旋轉光罩之周面之圖案反覆轉印至基板之被處理面之基板處理裝置，其具備：光罩保持部，其以旋轉光罩之外周面之與轉印有關之部分與基板之被處理面以特定之間隔配置之方式相對於滾動體支撐旋轉光罩；及磁性齒輪傳遞系統，其將滾動體及旋轉光罩之一者之旋轉力作為另一者之旋轉力以磁力傳遞。

根據本發明之另一態樣，提供一種基板處理裝置，其具有：基板搬送機構，其將具有可撓性之長條基板於藉由可旋轉之滾動體之圓周面之一部分支撐之狀態下於長條方向上進行搬送；光罩保持機構，其具有以特定半徑彎曲成圓筒狀之光罩圖案，且保持可繞圓筒之軸旋轉之旋轉光罩；轉印機構，其具有對形成於旋轉光罩之光罩圖案之一部分照射照明光之照明系統，且將光罩圖案之一部分轉印至基板之被處理面；及磁性齒輪傳遞系統，其將滾動體及旋轉光罩之一者之旋轉力作為另一者之旋轉力以磁力傳遞。
[發明之效果]

本發明之態樣中，光罩與基板可高精度地同步驅動，可將光罩之圖案高精度地轉印至基板。

以下，參照圖1至圖14說明本發明之基板處理裝置之實施形態。
（第1實施形態）
第1實施形態中，對複數個光罩之圖案於基板上重疊而轉印之情形進行說明。

圖1係第1實施形態之基板處理裝置100之概略性之外觀立體圖，圖2係基板處理裝置100中之光罩單元MU之概略性之外觀立體圖，圖3係以包含旋轉軸線AX1A（AX1B）（第1旋轉軸）之平面將光罩單元MU切斷的剖面圖，圖4係將圖3中之A部放大的圖。

基板處理裝置100係將以特定半徑彎曲成圓筒面狀之光罩M之圖案對具有可撓性之帶狀（長條）基板（例如，帶狀之膜構件）S進行曝光處理者，其係以照明部10（圖1中未圖示，參照圖3）、光罩單元MU1～MU5、基板保持單元SU、磁性齒輪傳遞機構GD、控制部（未圖示）為主體構成。再者，以下說明中，關於光罩單元MU1～MU5，適當地總稱為光罩單元MU。

再者，本實施形態中，將鉛垂方向設為Z方向，將光罩單元MU1～MU5之旋轉軸線AX1A、AX1B、及與基板保持單元SU之旋轉軸線AX2平行之方向設為Y方向，將正交於Z方向及Y方向之方向設為X方向而進行說明。

照明部10係向光罩單元MU中之旋轉光罩20之照明區域照射照明光者，使用與螢光燈同樣地以直管型放射狀地發出曝光用之照明光者、或自圓筒狀之石英棒之兩端導入照明光且於背面側設置有擴散構件者、或於Y方向上排列有複數個發出波長為400 nm以下之紫外線區域之光之LED等者，收容於支撐旋轉光罩20之內筒21之內部空間。
作為照明光之光源，例如使用自燈光源射出之明線（g線、h線、i線）、KrF準分子雷射光（波長248 nm）等遠紫外光（DUV（Deep Ultraviolet）光）、ArF準分子雷射光（波長193 nm）、半導體雷射或LED等固體光源。

光罩單元MU1～MU5中，光罩單元MU1～MU3係沿旋轉軸線AX1A依序排列。光罩單元MU1～MU5中，光罩單元MU4～MU5係沿旋轉軸線AX1B依序排列。又，光罩單元MU4關於Y方向配置於光罩單元MU1、MU2之中間位置，光罩單元MU5關於Y方向配置於光罩單元MU2、MU3之中間位置。
旋轉軸線AX1A、AX1B係於繞旋轉軸線AX2方向上間隔固定之角度間隔例如90°而配置。

各光罩單元MU1～MU5如圖2及圖3所示般，具備旋轉光罩20、內筒21、氣墊（光罩保持部）22、固持器23、驅動部MT、凸緣部25。於圓筒狀之旋轉光罩20之兩端部，緊固有圓環狀之固持器23，以一體化之狀態設置。於該旋轉光罩20與固持器23之內側，於旋轉軸線AX1A（或AX1B）方向上，插入有圓筒狀之內筒21。

旋轉光罩20由可透過照明光之圓筒狀之石英等形成，於其外周面（周面）20a形成有特定之圖案。又，藉由設置於與旋轉光罩20之內周面對向之內筒21之外周位置之作為流體軸承之氣墊22（氣體供給部，於下文詳細敍述），旋轉光罩20相對於內筒21於旋轉軸線AX1A（或AX1B）方向及繞旋轉軸線AX1A（或AX1B）方向上以非接觸（或低摩擦狀態）移動自由地被支撐。
固持器23係由金屬材料形成為圓環狀，如圖4所示般，夾持而支撐旋轉光罩20之Y方向之端部外周面及內周面。

內筒21設置於未圖示之基底部（曝光裝置之主體構造體），於旋轉軸線AX1A（或AX1B）方向之兩端部經由空氣軸承26旋轉自由地支撐上述凸緣部25。
設置於凸緣部25之外周面之多孔質材料之氣墊AP係以旋轉光罩20之外周面20a之圖案區域與圖1所示之基板S之被處理面以特定之間隔配置之方式，相對於捲繞於旋轉筒30之基板S支撐旋轉光罩20與內筒21者。由於環狀之氣墊AP係由將作為氣體之空氣供給（噴出）至其外周面與基板S之間之多孔質墊形成，因此可不與基板S之表面接觸而支撐內筒21與旋轉光罩20。
該多孔質氣墊AP係於設置於內筒21之旋轉軸線AX1A（或AX1B）方向之兩側部分之凸緣部25之各外周面上遍及繞旋轉軸線AX1A（或AX1B）方向之全周或於繞旋轉軸線AX1A（或AX1B）方向上間隔特定之間隔而設置。

驅動部MT係經由固持器23於旋轉軸線AX1A（或AX1B）之延長方向（軸方向、Y方向）、及繞旋轉軸線AX1A（或AX1B）方向之各個方向上給予推力而驅動旋轉光罩20者，於旋轉光罩20之旋轉軸線AX1A（或AX1B）方向之兩側設置一對。
各驅動部MT係由對於旋轉軸線AX1A（或AX1B）之延長方向（軸方向）及繞旋轉軸線AX1A（或AX1B）方向之2軸方向獨立地賦予推力之例如音圈型之馬達而構成，具備發磁體（永久磁石）MG與線圈體CU。
再者，關於旋轉軸線AX1A（或AX1B）之延長方向（軸方向）之推力，只要一對驅動部MT中僅一者可賦予即可。

發磁體MG於固持器23之Y方向之外側之面遍及繞旋轉軸線AX1A（或AX1B）方向之全周且於旋轉軸線AX1A（AX1B）方向突出而設置。線圈體CU以相對於內筒21之外周面保持有間隙之狀態藉由環狀之連結部24一體化地固定於凸緣部25，具有關於以旋轉軸線AX1A（AX1B）為中心之徑方向插入發磁體MG之コ字狀之剖面形狀。
於圖2所示之環狀之連結部24之內部，如圖4詳細地所示般，構成磁性齒輪傳遞機構GD之一個磁性齒輪部GM1之磁石列於周方向上以固定間距配置。對線圈體CU之通電係藉由驅動控制部DC而控制。再者，線圈體CU不一定需要遍及全周而設置，亦可為於周方向上隔開特定間隔而設置複數個之構成（例如，以120°間隔設置3處之構成）。
又，線圈體CU係由如下構成：旋轉推力用之線圈群，其用於給予凸緣部25（連結部24）與旋轉光罩20（及固持器23）之間繞旋轉軸線AX1A（或AX1B）方向之推力（旋轉扭矩）；及並進推力用之線圈群，其給予旋轉軸線AX1A之延長方向（軸方向、Y方向）之直線驅動力，藉由驅動控制部DC個別地調整各線圈群中通電之電流之大小，藉此可獨立地控制旋轉推力與並進推力。

於如以上之光罩單元MU之構成中，內筒21相對於曝光裝置本體固定地設置，凸緣部25（連結部24）與旋轉光罩20均相對於內筒21以旋轉軸線AX1A（AX1B）為中心以非接觸（低摩擦）狀態旋轉自由地被支撐。
又，凸緣部25以相對於內筒21於旋轉軸線AX1A（AX1B）之延長方向（軸方向、Y方向）上紋絲不動之方式藉由軸承26拘束。因此，藉由驅動部MT之並進推力，旋轉光罩20於兩側之凸緣部25之間，於旋轉軸線AX1A（AX1B）之延長方向（軸方向、Y方向）上微動。
進而，藉由經由沿環狀之連結部24之外周面所設置之磁性齒輪部GM1自外部所賦予之旋轉扭矩，而凸緣部25（及線圈體CU）以特定之旋轉速度繞內筒21滾動（旋轉）。
此時，若同時對線圈體CU中之旋轉推力用之線圈群供給特定之電流，則旋轉光罩20亦以與凸緣部25（連結部24）同步（步調一致）之速度旋轉。
藉由驅動控制部DC伺服控制該旋轉推力用之線圈群中流通之電流之大小與方向，可相對於經由磁性齒輪傳遞機構GD而旋動（旋轉）之凸緣部25（及連結部24與線圈體CU）給予旋轉光罩20之旋轉速度差異，或使相對旋轉之方向變相反，或將旋轉光罩20維持為靜止狀態。

為了進行此種伺服控制，本實施形態中，設置如圖5所示之伺服系統。圖5係於YZ面內觀察圖4之部分切斷面的圖，為進行伺服控制，於旋轉光罩20之外周面遍及全周形成編碼器測量用之光柵刻度GS2，為了讀取該光柵刻度GS2，設置編碼器頭EH2，該編碼器頭EH2係設置於曝光裝置本體。
於驅動控制部DC內，設置有如下：計數電路201，其輸入來自編碼器頭EH2之雙相信號而逐次測量旋轉光罩20（光柵刻度GS2）之旋轉角度位置；運算電路202，其輸入來自計數電路201之測量值，於旋轉光罩20之旋轉速度與基於指令資訊200之旋轉速度指令值之差分自特定值（記憶部REF中所保持之基準值）產生變化之情形時，製造出其偏差信號；驅動電路203，其將該偏差信號作為驅動信號給予線圈體CU內之旋轉推力用之線圈群；及驅動電路204，其給予線圈體CU內之並進推力用之線圈群驅動信號。
圖5之伺服系統中，於凸緣部25（連結部24）經由磁性齒輪傳遞機構GD以固定之旋轉速度旋轉之情形時，能夠以其為基準使旋轉光罩20同步旋轉。但是，此處之所謂同步旋轉不一定限定於以相同速度旋轉之情況，亦包括凸緣部25之旋轉速度與旋轉光罩20之旋轉速度維持特定之比率之情形。

又，於圖5之伺服系統中，曝光時重要的是旋轉光罩20之光罩圖案面（外周面20a）之周速度，於該周速度相對於預先規定之基準速度產生偏差時，亦可藉由驅動電路203給予線圈體CU內之旋轉推力用之線圈群驅動信號。
若以此方式處理，則即便凸緣部25之旋轉速度與設定速度不同，或產生速度不均，亦可與此種誤差要因無關而使旋轉光罩20以固定速度穩定地旋轉。進而，無論凸緣部25之旋轉速度如何，均可使旋轉光罩20以所設定之任意之速度旋轉或靜止。
再者，若將光柵刻度GS2設為2維光柵，亦使編碼器頭EH2成為可測量Y方向（旋轉軸線AX1A、AX1B之延長方向（軸方向））之位移者，則能夠以曝光裝置本體（編碼器頭EH2）為基準高精度地測量旋轉光罩20之Y方向之位置位移，可簡單地構成經由驅動電路204給予線圈體CU內之並進推力用之線圈群驅動信號之伺服系統。

另一方面，基板保持單元SU如圖1所示般具備旋轉筒（滾動體）30。
旋轉筒30與Y軸平行，形成為繞設置於旋轉軸線AX1B之-Z側且旋轉軸線AX1A之+X側之旋轉軸線AX2旋轉之圓柱狀。使旋轉筒30之外周面成為接觸保持基板S之基板保持面31。於旋轉筒30之Y方向兩端面，設置有直徑小於旋轉筒30且以同軸突出之突出部32。
又，本實施形態中，如圖1所示般，設置有旋轉驅動旋轉筒30之驅動裝置33。驅動裝置33係藉由上述驅動控制部DC而控制。

圖6係旋轉光罩20的展開圖。圖6中之符號Xs表示旋轉光罩20之移動方向（旋轉方向）。
如圖6（a）所示般，光罩單元MU1～MU3中之照明部10關於Y方向具備照明遍及旋轉光罩20之圖案區域MA之範圍之照明區域IR1。同樣地，如圖6（b）所示般，光罩單元MU4～MU5中之照明部10關於Y方向具備照明遍及旋轉光罩20之圖案形成區域MA之範圍之照明區域IR2。
各照明區域IR1、IR2於Y方向之兩端部形成為具備三角部之梯形狀。照明區域IR1、IR2中，上述三角部之方向（即，一對平行線之中短邊之位置）關於X方向相互逆向地形成。

於本實施形態中，旋轉光罩20之圖案形成區域MA伴隨光罩保持部22之旋轉而於符號Xs之方向上移動，通過照明區域IR1（照明區域IR2）。圖7係捲繞於旋轉筒30之基板S的展開圖。圖7中之符號Xs表示旋轉筒30之移動方向（旋轉方向）。
如圖7所示般，光罩單元MU1～MU5中，藉由透過旋轉光罩20之來自圖案之照明光（曝光光）所照明之轉印區域PA1～PA5係以關於Y方向相鄰之區域與端部（梯形之三角部分）重疊之方式交錯狀地配置。
因此，例如，藉由旋轉筒30之旋轉而通過轉印區域PA1之基板S上之區域與藉由旋轉筒30之旋轉而通過轉印區域PA2之基板S上之區域一部分重複。轉印區域PA1與轉印區域PA2以於周方向上重複之區域中之曝光量與不重複之區域之曝光量實質性相同之方式設定各自之形狀等。

磁性齒輪傳遞機構GD係將旋轉筒30之旋轉力作為旋轉光罩20（連結部24）之旋轉力以非接觸（使用磁力）傳遞者，其具備帶式驅動機構VD、磁性齒輪部GM1、GM2。如圖1所示般，帶式驅動機構VD成為於旋轉筒30之突出部32及滑輪PL1、PL2上張設有（以具有張力之狀態設置）傳送帶VL之構成。
滑輪PL1於光罩單元MU1～MU3之-X側，一體化地設置於沿Y方向且繞軸旋轉自由地配置之軸ST1之-Y側之端部。滑輪PL2於光罩單元MU4～MU5之-X側，一體化地設置於沿Y方向且繞軸旋轉自由地配置之軸ST2之-Y側之端部。

軸ST1中，如圖2所示般，於與環狀之連結部24之磁性齒輪部GM1對向之位置，圓板狀之磁性齒輪部GM2與磁性齒輪部GM1隔開間隙而配置。
磁性齒輪部GM2於外周部如圖8所示般，具備S極S2與N極N2繞軸ST1（軸ST2）交替地以特定間距、特定周長配置有複數個（圖8中各為2個）之磁性圖案（永久磁石）。磁性齒輪部GM1具備S極S1與N極N1繞旋轉軸線AX1A（旋轉軸線AX1B）交替地於周面中以與磁性齒輪部GM2相同間距、相同周長配置複數個（圖8中各為8個）之磁性圖案（永久磁石）。

上述旋轉筒30之突出部32、滑輪PL1、PL2、磁性齒輪部GM1、GM2之各外徑係以旋轉光罩20（連結部24）之周速度與旋轉筒30之周速度（基板S之搬送速度）大致相同之方式設定。

對於上述構成之基板處理裝置100中之磁性齒輪傳遞機構GD之動作進行說明。若旋轉筒30藉由驅動裝置33之驅動而繞旋轉軸線AX2（第2旋轉軸）旋轉，則藉由帶式驅動機構VD，而滑輪PL1、PL2以對應於與突出部32之外徑比之速度各自旋轉。

滑輪PL1、PL2之旋轉經由軸ST1、ST2傳遞而各磁性齒輪部GM2旋轉。此時，於磁性齒輪部GM2中，例如，如圖8（a）所示般，於磁性齒輪部GM1與S極S2對向之情形時，藉由相互吸引之方向之磁力作用，而磁性齒輪部GM1之N極N1對向。
而且，若磁性齒輪部GM2例如於圖8中於順時針方向上旋轉，則如圖8（b）所示般，相對於N極N1發揮吸引之方向之磁力作用之S極S2遠離，並且相對於N極N1發揮排斥之方向之磁力作用之N極N2靠近，藉此，該等磁力對磁性齒輪部GM1之N極N1發揮作為牽引力之作用，磁性齒輪部GM1以對應於與磁性齒輪部GM2之外徑比（周長比）之速度旋轉。
因此，旋轉光罩20藉由由發磁體MG與線圈體CU產生之驅動部MT所賦予之旋轉驅動力與藉由磁性齒輪傳遞機構GD以非接觸所傳遞之旋轉筒30之旋轉驅動力，而繞旋轉軸線AX1A（旋轉軸線AX1B）同步旋轉。

如此，若藉由驅動裝置33之驅動而旋轉筒30繞旋轉軸線AX2旋轉，則藉由磁性齒輪傳遞機構GD，而光罩單元MU1～MU3中之旋轉光罩20繞旋轉軸線AX1A旋轉，並且光罩單元MU4～MU5中之旋轉光罩20繞旋轉軸線AX1B旋轉。
而且，若自照明部10照射照明光，則於照明區域IR1（照明區域IR2）中自內周側照明旋轉光罩20之圖案。來自光罩單元MU1～MU3中之各圖案之曝光光分別照射至基板S上之轉印區域PA1～PA5。

因此，使光罩單元MU1～MU5中之旋轉光罩20之各自之圖案於基板S上於寬度方向上連接而轉印。而且，基板S藉由旋轉光罩20之連續之旋轉與旋轉筒30之連續之旋轉而連續搬送，藉此，旋轉光罩20之圖案反覆轉印至基板S。

於上述曝光處理中，或曝光處理前，或曝光處理後，關於繞旋轉光罩20之旋轉軸線AX1A（旋轉軸線AX1B）方向之位置及旋轉軸線AX1A（旋轉軸線AX1B）方向之位置之校準例如藉由如下進行：基於測量旋轉光罩20之光罩標記與基板S之基板標記之結果，藉由驅動控制部DC之通電控制，經由驅動部MT之發磁體MG，使固持器23及旋轉光罩20於繞旋轉軸線AX1A（旋轉軸線AX1B）方向或旋轉軸線AX1A（旋轉軸線AX1B）方向上微動。

如以上所說明般，本實施形態中，由於藉由非接觸式之磁性齒輪傳遞機構GD經由非接觸之驅動部MT將旋轉筒30之旋轉力作為旋轉光罩20之旋轉力傳遞，因此不會如以齒輪等接觸式傳遞旋轉力時般產生振動或磨耗、噪音、粉塵等而可實現高精度之同步驅動。尤其是，本實施形態中，由於經由磁性齒輪部GM1、GM2傳遞旋轉力，因此不需要注油等，從而亦可有助於作業效率之提高及清潔化。
又，本實施形態中，由於藉由氣墊22而將旋轉光罩20以非接觸可旋轉地保持，因此可穩定地保持旋轉光罩20。

進而，本實施形態中，由於配置複數個光罩單元MU1～MU5且使各光罩單元MU1～MU5中所設定之圖案於基板S上於寬度方向上連接，因此可形成大面積之圖案。
又，本實施形態中，由於將圖案於基板S上於寬度方向上連接時係以各圖案之一部分相互重疊之狀態進行連接，因此即便於圖案之位置於寬度方向上存在誤差而被轉印之情形時，亦可防止與賦予非重複部之曝光能量產生較大之差之情況。

（第2實施形態）
繼而，關於基板處理裝置100之第2實施形態，參照圖9至圖11進行說明。上述第1實施形態中，例示了經由帶式驅動機構VD將旋轉筒30之旋轉力作為旋轉光罩20之旋轉力傳遞之構成，但本實施形態中，對於未使用帶式驅動機構VD之構成進行說明。
於該等圖中，對於與圖1至圖8所示之第1實施形態之構成要素相同之要素標附相同符號，省略其說明。

圖9所示之基板處理裝置100具備沿旋轉軸線AX1A而配置之光罩單元MU1～MU2、沿旋轉軸線AX1B配置之光罩單元MU3、基板保持單元SU、磁性齒輪傳遞機構GD（參照圖11）。
本實施形態中，設置有3個光罩單元MU1～MU3，與第1實施形態同樣地，以使各光罩單元MU1～MU3之圖案於基板S之寬度方向（Y方向）以使端部重疊之狀態連接之方式設定基板S上之轉印區域，但省略其說明。

旋轉軸線AX1A較旋轉軸線AX2偏-X側，關於繞旋轉軸線AX2方向相對於水平方向（XY面）配置於+Z側且成為角度θ1之位置，旋轉軸線AX1B較旋轉軸線AX2偏+X側，關於繞旋轉軸線AX2方向相對於水平方向（XY面）配置於+Z側且成為角度θ2之位置。
角度θ1、θ2作為一例設定為45度，但若將捲繞於旋轉筒30之基板S之捲繞角（基板S密接於旋轉筒30之外周面之角度）設為ω°，則只要成為180°－（θ1+θ2）＜ω°之關係即可。

光罩單元MU1～MU2係於在旋轉筒30之-X側繞平行於旋轉軸線AX1A之軸線傾斜角度θ1而配置之固定板15A上，以於正交於旋轉軸線AX1A與旋轉軸線AX2兩者之線段之方向（以下，簡稱為軸間方向）上離開、接近自由（移動自由）地設置。
同樣地，光罩單元MU3係於在旋轉筒30之+X側繞平行於旋轉軸線AX1B之軸線傾斜角度θ2而配置之固定板15B上，以於旋轉軸線AX1B與旋轉軸線AX2之軸間方向上離開、接近自由（移動自由）地設置。
再者，由於設置於固定板15A上之光罩單元MU1～MU2與設置於固定板15B上之光罩單元MU3為同樣之構成，因此以下之說明中，代表性地對設置於固定板15B之光罩單元MU3進行說明。

圖10係固定板15B及光罩單元MU3的部分放大圖。
如圖10所示般，於固定板15B上，設置有載台部16，其將光罩單元MU3於凸緣部27中於Y方向及上述軸間方向上移動自由地支撐。
載台部16沿著沿Y方向所設置之Y導向板28Y而於Y方向上移動。於載台部16設置有沿軸間方向而設置之軸間導向板28J。光罩單元MU3中，設置於凸緣部27之滑動部29由軸間導向板28J引導而於軸間方向上移動。

於設置於凸緣部27之側端之滑動部29之附近，狹縫27a沿軸間方向遍及滑動部29之長度以上之範圍而形成。狹縫27a與滑動部29之間之壁厚設定為即便光罩單元MU3之自身重量施加時亦可彈性變形之厚度。

圖11係以包含旋轉軸線AX1B及旋轉軸線AX2之平面將光罩單元MU3切斷的剖面圖。如圖11所示般，光罩單元MU3具備：推力軸承TB，其設置於位於-Y側之固持器23與凸緣部25之間；及超音波馬達17：其設置於位於+Y側之固持器23與凸緣部25之間。

超音波馬達17係調整旋轉光罩20及磁性齒輪部GM1之繞旋轉軸線AX1B之位置者，其係由固定於凸緣部25之環狀之定子17A與連結於固持器23之環狀之轉子17B構成。
轉子17B相對於固持器23不繞旋轉軸線AX1B旋轉，但於旋轉軸線AX1B之延長方向（軸方向）上可微動地結合，藉由預壓彈簧18而以特定之施加力與定子17A側接觸。

凸緣部27固定於內筒21之兩端部而設置，於與旋轉筒30對向之面，設置有具有旋轉筒30之基板保持面31之半徑加上基板S之厚度所得之值之半徑之切成圓弧狀之保持部34。保持部34與圖3或圖4中所示之氣墊AP同樣地由自圓弧狀之表面朝向徑方向噴出空氣之多孔質墊形成。

於旋轉筒30內，於Y方向上與磁性齒輪部GM1對向之位置，磁性齒輪部GM2與基板保持面31同一平面地遍及全周而埋設。
其他構成與上述第1實施形態相同。

於上述構成之基板處理裝置100中，光罩單元MU3以如下狀態被支撐：支撐於載台部16且光罩單元MU3之自身重量中對應於角度θ2之分力之負重經由捲繞於旋轉筒30之表面之基板S作為預壓賦予旋轉筒30側。
此時，因自保持部34噴出空氣，故光罩單元MU3以於旋轉光罩20與基板S之間形成特定量之間距（近接曝光時之間距）之狀態以非接觸支撐於基板S上。

又，由於滑動部29及軸間導向板28J之製造誤差或設置誤差等，於保持部34支撐於旋轉筒30（基板S）時，保持部34與旋轉筒30（基板S）之位置產生偏移，於此情形時，有保持部34與旋轉筒30以失衡之狀態支撐之情況。
於此情形時，狹縫27a與滑動部29之間之薄壁部發揮作為板彈簧之功能，藉由往偏負重消除之方向進行彈性變形，可使保持部34以特定之位置關係支撐於旋轉筒30（基板S）之表面。

此處，於光罩單元MU1、MU3中之保持部34（凸緣部27）之一者位於較基板S偏向外側之旋轉筒30上之情形時，其與保持部34之另一者之間產生基板S之厚度之階差而旋轉軸線AX1A（旋轉軸線AX1B）與旋轉軸線AX2變得不平行。
於此情形時，於與該位於外側之保持部34對向之旋轉筒30之基板保持面31貼設與基板S相同厚度之填隙片，經由填隙片使其支撐於旋轉筒30，藉此可維持旋轉軸線AX1A（旋轉軸線AX1B）與旋轉軸線AX2之平行狀態。

而且，若旋轉筒30繞旋轉軸線AX2旋轉，則伴隨磁性齒輪部GM2旋轉，旋轉力藉由磁力所產生之牽引力以非接觸傳遞至磁性齒輪部GM1。
傳遞至磁性齒輪部GM1之旋轉力經由凸緣部25、超音波馬達17、固持器23、推力軸承TB而傳遞至旋轉光罩20，光罩單元MU1～MU2中之旋轉光罩20繞旋轉軸線AX1A同步旋轉，並且光罩單元MU3中之旋轉光罩20亦繞旋轉軸線AX1B同步旋轉。

於該構成中，為相對於基板S調整旋轉光罩20之繞旋轉軸線AX1A（旋轉軸線AX1B）方向之位置（旋轉方向之相位），只要給予超音波馬達17之定子17A周方向之振動行進波而使轉子17B相對於定子17A旋轉驅動特定量即可。
又，相對於基板S之旋轉光罩20之旋轉軸線AX1A（旋轉軸線AX1B）方向之位置調整只要利用載台部16使光罩單元MU1～MU3整體於Y方向上移位即可。

又，由於保持部34之半徑（曲率）係根據預先所設定之基板S之厚度而設定，因此於基板S之厚度變更之情形時，基板S與保持部34之間之間距量根據保持部34之端部間之距離（即形成保持部34之圓弧部之弦之長度）而於周方向上產生偏差。
因此，保持部34之端部間之距離係根據基板S之厚度之變化範圍、間距量之容許偏差而設定。
例如若將旋轉筒30之基板保持面31之半徑設為125 mm，將基板S之厚度之變化範圍設為100μm，將間距量之容許偏差設為3μm，則藉由幾何計算可得使保持部34之端部間之距離小於基板保持面31之半徑之1/2左右，藉此，無需變更保持部34之半徑即可應對基板S之厚度變更。

如此，本實施形態中，除可獲得與上述第1實施形態同樣之作用、效果以外，由於在旋轉筒30上設置有磁性齒輪部GM2，因此無需另外使用帶式驅動機構等裝置，可追求裝置之小型化、低價化。
進而，由於可排除由帶式驅動機構所產生之誤差要因，因此可更高精度地同步驅動旋轉光罩20與旋轉筒30。

（第3實施形態）
繼而，對於基板處理裝置100之第3實施形態，參照圖12及圖13進行說明。
上述第1實施形態中，為旋轉筒30之旋轉力藉由磁性齒輪傳遞機構GD中之帶式驅動機構VD而作為旋轉光罩20之旋轉力隨時傳遞之構成，但本實施形態中，對設置中止旋轉力之傳遞之傳遞解放部之構成進行說明。
於該圖中，對於與圖1至圖8所示之第1實施形態之構成要素相同之要素標附相同符號，省略其說明。

如圖12所示般，本實施形態中之磁性齒輪傳遞機構GD具備帶式驅動機構VD、傳遞解放部40。
於帶式驅動機構VD中之軸ST1（ST2）設置有直徑大於軸ST1（ST2）之接觸部41、直徑小於接觸部41之軸部42。接觸部41經由軸承43相對旋轉自由地支撐滑輪PL1（PL2）之內周側。於軸部42經由軸承44設置有推進器支撐部45。

傳遞解放部40具備離合器部46、推進器47、施力彈簧48。
離合器部46具備：筒部46a，其直徑小於形成於滑輪PL1（PL2）之端壁部39之貫通孔39a且插入於軸部42；接觸部46b，其設置於筒部46a之與接觸部41對向之側之端部且形成為直徑大於貫通孔39a；及大徑部46c，其設置於筒部46a之與推進器支撐部45對向之側之端部且形成為直徑大於貫通孔39a。
大徑部46c中，於與推進器47對向之位置，形成有錐面49，其伴隨朝向外徑側於軸部42之長度方向上往自推進器47離開之方向逐漸傾斜。

施力彈簧48係設置於大徑部46c與滑輪PL1（PL2）之端壁部39之間且賦予該等相互分離之方向之施加力者。

推進器47夾持軸部42而設置一對，於與錐面49對向之位置具備有球部47a。
又，各推進器47於如圖12所示般接近於軸部42而球部47a卡合於錐面49之傳遞位置與如圖13所示般自軸部42離開而球部47a相對於錐面49之卡合解除之解放位置之間移動。
推進器47於位於傳遞位置之情形時，使離合器部46之接觸部46b對抗施力彈簧48之施加力而與接觸部41接觸。

於上述構成之磁性齒輪傳遞機構GD中，於推進器47移動至傳遞位置，如圖12所示般離合器部46之接觸部46b與接觸部41接觸之情形時，若滑輪PL1（PL2）藉由旋轉筒30之旋轉力經由傳送帶VL而旋轉，則大徑部46c藉由伴隨施力彈簧48之施力之摩擦力而旋轉，並且接觸部41藉由相互接觸之接觸部46b、41間之摩擦力而旋轉。
藉此，經由軸ST1（ST2）而磁性齒輪部GM2旋轉，藉此，經由圖2所示之磁性齒輪部GM1，而旋轉筒30之旋轉力傳遞至旋轉光罩20。

另一方面，於推進器47移動至解放位置，如圖13所示般離合器部46之接觸部46b自接觸部41離開之情形時，接觸部46b、41分離，藉此，軸ST及磁性齒輪部GM2不旋轉。因此，旋轉筒30之旋轉力不傳遞至旋轉光罩20。
因此，於將推進器47定位於傳遞位置之狀態下，將旋轉筒30之旋轉力傳遞至旋轉光罩20而實施上述之曝光處理，藉由將推進器47定位於解放位置可中止旋轉筒30與旋轉光罩20之間之旋轉力之傳遞。

（器件製造系統）
繼而，參照圖14對具備上述基板處理裝置100之器件製造系統進行說明。
圖14係表示器件製造系統（軟性顯示器製造線）SYS之一部分之構成的圖。此處，表示了自供給輥FR1抽出之可撓性基板P（片材、膜、極薄玻璃片材等）依序經過n台處理裝置U1、U2、U3、U4、U5、···Un，直至捲起於回收輥FR2之例。
上位控制裝置CONT總括控制構成製造線之各處理裝置U1～Un。再者，此處，將之前之各實施形態中所說明之基板S設為基板P。

圖14中，正交座標系XYZ係以基板P之表面（或背面）成為垂直於XZ面之方式設定且將正交於基板P之搬送方向（長條方向）之寬度方向設定為Y方向者。再者，該基板P亦可為預先藉由特定之預處理將該表面進行改質而活化者，或於表面形成用於精密圖案化之微細之隔壁構造（凹凸構造）者。

捲繞於供給輥FR1之基板P藉由夾持之驅動輥DR1被抽出而被搬送至處理裝置U1，基板P之Y方向（寬度方向）之中心係藉由邊緣位置控制器EPC1以相對於目標位置落入±十幾μm～幾十μm左右之範圍之方式被伺服控制。

處理裝置U1係藉由印刷方式於基板P之表面關於基板P之搬送方向（長條方向）連續性或選擇性地塗佈感光性功能液（光阻劑、感光性矽烷偶合材、UV（Ultraviolet，紫外線）硬化樹脂液等）之塗佈裝置。
於處理裝置U1內，設置有捲繞有基板P之壓印輥DR2、位於該壓印輥DR2上且包含用於在基板P之表面上一樣地塗佈感光性功能液之塗佈用輥等之塗佈機構Gp1、及用於急速地去除基板P上所塗佈之感光性功能液中所包含之溶劑或水分之乾燥機構Gp2等。

處理裝置U2係用於將自處理裝置U1搬送來之基板P加熱至特定溫度（例如，數10～120℃左右），從而使塗佈於表面之感光性功能層穩定之加熱裝置。
於處理裝置U2內，設置有用於將基板P折回且搬送之複數個輥與轉空桿、用於加熱所搬入之基板P之加熱腔室部HA1、用於使經加熱之基板P之溫度以與後步驟（處理裝置U3）之環境溫度一致之方式降低之冷卻腔室部HA2、及夾持之驅動輥DR3等。

作為基板處理裝置100之處理裝置U3係對自處理裝置U2搬送來之基板P（基板S）之感光性功能層照射對應於顯示器用之電路圖案或配線圖案之紫外線之圖案化光的曝光裝置。
於處理裝置U3內，設置有將基板P之Y方向（寬度方向）之中心控制於固定位置之邊緣位置控制器EPC、夾持之驅動輥DR4、藉由特定之張力將基板P部分性地捲繞而將基板P上之進行圖案曝光之部分支撐為一樣之圓筒面狀之旋轉筒DR5（旋轉筒30）、及用於給予基板P特定之鬆弛度（寬裕度）DL之2組驅動輥DR6、DR7等。

進而，於處理裝置U3內，設置有：透過型圓筒光罩DM（光罩單元MU）；照明機構IU（照明部10），其設置於該圓筒光罩DM內而照明形成於圓筒光罩DM之外周面之光罩圖案；及對準顯微鏡AM1、AM2，其係為了於藉由旋轉筒DR5被支撐為圓筒面狀之基板P之一部分上將圓筒光罩DM之光罩圖案之一部分之像與基板P相對性地位置對準（對準）而檢測預先形成於基板P之對準標記等。

處理裝置U4係對自處理裝置U3搬送來之基板P之感光性功能層進行濕式之顯影處理、無電解鍍敷處理等之濕式處理裝置。於處理裝置U4內，設置有於Z方向上階層化之3個處理槽BT1、BT2、BT3、將基板P折曲而搬送之複數個輥、及夾持之驅動輥DR8等。

處理裝置U5係將自處理裝置U4搬送來之基板P暖熱，從而將因濕式製程而變濕的基板P之水分含量調整為特定值之加熱乾燥裝置，但省略詳細說明。
其後，經過幾個處理裝置，通過一連串製程之最後之處理裝置Un之基板P經由夾持之驅動輥DR1捲起於回收輥FR2。該捲起時亦以基板P之Y方向（寬度方向）之中心或Y方向之基板端不於Y方向上分散之方式，藉由邊緣位置控制器EPC2逐次修正控制驅動輥DR1與回收輥FR2之Y方向之相對位置。

上述器件製造系統SYS中，由於使用上述基板處理裝置100作為處理裝置U3，因此以齒輪等之接觸式傳遞旋轉力時不產生振動或磨耗、噪音、粉塵等，可實現高精度之同步驅動，可將比較大尺寸之光罩圖案忠實地轉印於基板上。因此，可製造更高精細化之顯示面板或電子電路等之器件。

以上，一面參照隨附圖式一面對本發明之較佳之實施形態進行說明，但當然本發明不限定於該例。上述之例中所表示之各構成構件之諸形狀或組合等係一例，可在不脫離本發明之主旨之範圍內根據設計要求等進行各種變更。

例如，上述實施形態中，例示了磁性齒輪部GM1、GM2之旋轉軸線為相互平行之構成，但並不限定於此。作為磁性齒輪之傳遞形態，如圖15所示般，即便於如接近於可繞平行於Z軸之旋轉軸旋轉之第1磁性齒輪GMa之外周面而配置可繞平行於Y軸之旋轉軸旋轉之第2磁性齒輪GMb之外周面之情形時，於2個磁性齒輪GMa、GMb間亦可傳遞旋轉力。
如此，作為於相互正交之方向上配置有旋轉軸線之磁性齒輪傳遞機構，例如，於日本再公表公報WO2007-10780號（EP1906054A1）等中有記載。
因此，於利用可將旋轉力變換為90度之磁性齒輪傳遞機構之情形時，例如，亦可如圖16所示般設為如下構成：分別於旋轉光罩20之外周面設置磁性齒輪部GM1A，於旋轉筒30之外周面設置磁性齒輪部GM1B，將以於正交於磁性齒輪部GM1A及磁性齒輪部GM1B之旋轉軸線之方向上延伸之軸ST1（ST2）作為旋轉軸之磁性齒輪部GM2接近於磁性齒輪部GM1A、GM1B而設置。
於此情形時，磁性齒輪部GM1A相當於第1磁性圖案部，磁性齒輪部GM1B相當於第2磁性圖案部，設置於軸ST1（ST2）之磁性齒輪部GM2相當於第3磁性圖案部。
若設為此種構成，則藉由延伸軸ST1（ST2）可使旋轉光罩20與旋轉筒30之間隔擴大，因此可設置用於將旋轉光罩20之圖案之像投影於捲繞於旋轉筒30之基板上之投影光學系統等。

又，上述第2實施形態中，例示了將支撐光罩單元MU1～MU3之固定板15A、15B之傾斜角度設為固定之構成，但不限定於此，例如，亦可設置調整固定板15A、15B之傾斜角度之角度調整裝置。該構成中，可根據固定板15A、15B之傾斜角度而調整光罩單元MU1～MU3之自身重量中作為預壓而賦予旋轉筒30之負重。

進而，上述實施形態中，設為於保持部34支撐於旋轉筒30時旋轉光罩20與基板S之間形成特定量之間距之構成，但亦可例如設為如下構成：不設置保持部34而設置相對於旋轉筒30分別獨立地驅動光罩單元MU1～MU3之驅動裝置，且藉由壓電致動器等驅動源根據旋轉光罩20與基板S之間應形成之間距量而調整光罩單元MU1～MU3之各自之軸間方向之位置。

又，上述實施形態中，設為於旋轉光罩20形成圖案之構成，但不限定於此，亦可為將具有圖案之片材狀之光罩捲繞於透明之圓筒體（均勻之壁厚之石英製之管狀之筒體等）之構成。

之前之圖1或圖16中，設為於旋轉光罩20與旋轉筒30之間藉由磁性齒輪而互相傳遞旋轉驅動力之構成，但亦可例如於圖16中，將軸ST1（ST2）連接於作為驅動源之旋轉馬達（旋轉驅動源）。
於此情形時，設置於軸ST1（ST2）之2個磁性齒輪部GM2之旋轉扭矩傳遞至與一個磁性齒輪部GM2以非接觸對向之磁性齒輪部GM1A（旋轉光罩20）及與另一個磁性齒輪部GM2以非接觸對向之磁性齒輪部GM1B（旋轉筒30），旋轉光罩20之圖案面（圓筒面）之周速度與基板S之搬送速度設定為特定之速度關係（同步速度）。

20‧‧‧旋轉光罩

22‧‧‧氣墊（氣體供給部）

30‧‧‧旋轉筒（滾動體）

31‧‧‧基板保持面

32‧‧‧突出部

33‧‧‧驅動裝置

40‧‧‧傳遞解放部

100‧‧‧基板處理裝置

AX1A、AX1B‧‧‧旋轉軸線（第1旋轉軸）

AX2‧‧‧旋轉軸線（第2旋轉軸）

MU、MU1～MU5光罩單元（光罩保持部）

ST1、ST2‧‧‧軸

GM2‧‧‧磁性齒輪部

PL1、PL2‧‧‧滑輪

VD‧‧‧帶式驅動機構

GD‧‧‧磁性齒輪傳遞機構

SU‧‧‧基板保持單元

VL‧‧‧傳送帶

M‧‧‧光罩

S、P‧‧‧基板

圖1係本實施形態之基板處理裝置之概略性之外觀立體圖。

圖2係基板處理裝置中之光罩單元之概略性之外觀立體圖。

圖3係以包含旋轉軸線之平面將光罩單元切斷的剖面圖。

圖4係將圖3中之A部放大之圖。

圖5係表示設置於控制旋轉光罩之旋轉之驅動控制部內之伺服系統的圖。

圖6係旋轉光罩之展開圖。

圖7係捲繞於旋轉筒之基板的展開圖。

圖8係說明磁性齒輪部之動作的圖。

圖9係第2實施形態之基板處理裝置之概略性之外觀立體圖。

圖10係固定板及光罩單元的部分放大圖。

圖11係以包含旋轉軸線AX1B及旋轉軸線AX2之平面剖切光罩單元的圖。

圖12第3實施形態之磁性齒輪傳遞機構的概略構成圖。

圖13第3實施形態之磁性齒輪傳遞機構的概略構成圖。

圖14係表示器件製造系統之構成的圖。

圖15係表示磁性齒輪傳遞機構之其他形態的圖。

圖16係表示利用圖15之磁性齒輪傳遞機構之基板處理裝置之其他形態的圖。

Claims (8)

1. 一種圓筒狀之光罩單元，其係於繞第2軸線旋轉之旋轉筒之圓筒面狀之外周面，使具有可撓性之長條片狀基板在長條方向彎曲並支承，且安裝在將電子電路之圖案轉印於前述基板之表面上的曝光裝置，其具備： 內筒，其於從既定之旋轉軸線沿著一定半徑之外周面形成了透過型之光罩圖案的圓筒狀之旋轉光罩之內側，延設於前述旋轉軸線之方向，將前述旋轉光罩支承為可繞前述旋轉軸線旋轉；以及 一對第1凸緣部，其於前述內筒之前述旋轉軸線之方向之兩端部之各個，往與前述旋轉軸線正交之方向延伸而設置，形成有：保持部，其於前端部以與由前述旋轉筒彎曲支承之前述基板之表面之半徑略相同之半徑切成圓弧狀；以及氣墊，其於該保持部設置為圓弧狀並噴出空氣， 藉由使前述一對第1凸緣部之各個之前述氣墊對向於由前述旋轉筒彎曲支承之前述基板之表面，來將前述旋轉光罩之前述旋轉軸線配置為與前述旋轉筒之前述第2軸線略平行。
2. 如請求項1所述之圓筒狀之光罩單元，其進而具備： 照明部，其配置於前述內筒之內部，將用以將前述光罩圖案曝光於前述基板之照明光從前述旋轉光罩之內周面向外周面照射。
3. 如請求項2所述之圓筒狀之光罩單元，其中， 前述氣墊由多孔質材料所構成。
4. 如請求項1至3項中任一項所述之圓筒狀之光罩單元，其進而具備： 一對第2凸緣部，其與前述旋轉光罩之前述旋轉軸線之方向之兩端部之各個連結，並且由以可繞前述旋轉軸線旋轉之方式設置於與前述內筒之外周面之間的軸承支承於前述內筒；以及 旋轉力傳遞部，其為了使前述旋轉光罩和前述一對第2凸緣部與前述旋轉筒之旋轉同步旋轉，設置於前述一對第2凸緣部，接受自外部賦予之旋轉扭矩。
5. 如請求項4所述之圓筒狀之光罩單元，其中， 前述旋轉力傳遞部，由以與於前述旋轉筒內沿著周方向配置之第1磁性齒輪對向之方式沿著前述第2凸緣部之外周面配置之第2磁性齒輪所構成。
6. 如請求項5所述之圓筒狀之光罩單元，其進而具備： 超音波馬達，其配置於前述旋轉軸線之方向中之前述旋轉光罩之端部與前述第2凸緣部之間，使前述旋轉光罩相對於前述第2凸緣部繞前述旋轉軸線旋轉。
7. 如請求項6所述之圓筒狀之光罩單元，其中， 前述照明部，係將波長為400 nm以下之紫外線區域之光作為前述照明光發出之LED或半導體雷射，於前述旋轉軸線之方向上排列複數個而構成。
8. 如請求項2或3所述之圓筒狀之光罩單元，其中， 前述照明部，係將波長為400 nm以下之紫外線區域之光作為前述照明光發出之LED或半導體雷射，於前述旋轉軸線之方向上排列複數個而構成。