WO2013157356A1 - マスクユニット及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

　マスクユニットは、第１の軸線（ＡＸ１）から所定半径の円筒面に沿ってマスクパターンを保持し、第１の軸線周りに回転可能なマスク保持部（２０）と、マスク保持部を第１の軸線周り方向及び第１の軸線方向に、非接触状態若しくは低摩擦状態で移動自在に支持する支持部（２２）と、マスク保持部の第１の軸線方向の両側に設けられ、マスク保持部に第１の軸線周り方向の推力を与えて駆動させる一対の駆動部（ＭＴ）と、を備える。

Description

マスクユニット及び基板処理装置

　本発明は、マスクユニット及び基板処理装置に関する。
　本願は、２０１２年４月１９日に出願された日本国特願２０１２－０９５８９４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　液晶表示素子等の大画面表示素子においては、まず、平面状のガラス基板上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明電極やＳｉ等の半導体物質を堆積した上に金属材料を蒸着し、フォトレジストを塗布して回路パターンを転写する。その後、フォトレジストを現像した後に、エッチングすることで回路パターン等を形成している。ところが、表示素子の大画面化に伴ってガラス基板が大型化するため、基板搬送も困難になってきている。そこで、可撓性を有する基板（例えば、ポリイミド、ＰＥＴ、金属箔等のフィルム部材、極薄ガラスシートなど）上に表示素子を形成するロール・トゥ・ロール方式（以下、単に「ロール方式」と表記する）と呼ばれる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

　また、特許文献２には、回転可能な円筒状のマスクの外周部に近接して、送りローラに巻き付けて走行させられる可撓性の長尺シート(基板)を配置し、マスクのパターンを連続的に基板に露光する技術が提案されている。

国際公開第２００８／１２９８１９号 日本国実開昭６０－０１９０３７号

　しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
　一般的に、可撓性の長尺シートの一部をローラに巻き付けて長尺方向に送る場合、シートには長尺方向に比較的大きなテンション（張力）が作用する為、長尺方向の伸びが生じ得る。一方で、円筒状のマスクの周長方向の寸法はほぼ一定である。そのため、円筒マスクの外周面（パターン面）の周速度と、シートの送りローラ（又は回転ドラム）に巻きついた部分での周速度とを一致させたとしても、シート上に既に形成された下地パターン層も長尺方向に伸びてしまう。したがって、円筒マスク上のパターンを下地パターン層に対して精密に重ね合せることが難しくなる。

　また、シートに与えられるテンションによる伸張、或いは下地パターン層形成時のプロセスによっては、シート上の下地パターン層の領域形状が非線形に歪むこともあり、円筒マスク上のマスクパターンとシート（基板）の相対位置合せはさらに難しくなる。

　さらに、厚みの異なる複数種のシートに対して、円筒マスクのパターンを露光する場合、回転ドラムに巻付ける際にシートに付与されるテンションは、シートの厚み、ヤング率、摩擦係数等によって大きく変わることがある。そのため、シートの伸張量も厚みの違いによって異なってくる。

　テンションを付与されたシートは、露光中は回転ドラムに伸張した状態で巻き付けられ、露光完了後に回転ドラムとの密着が解かれ、さらにテンションも解放されると、元の寸法に戻る傾向がある。

　その為、シート上に露光転写されたマスクパターンの形成領域の長尺方向の寸法は、テンション解放後に僅かに収縮することになる。しかし、異なる厚みのシート間では、その伸張量（収縮量）も異なるため、シート上に転写されたマスクパターンの形成領域の寸法が、シート厚みに応じてばらつくことになる。特に大型ディスプレー用の表示パネルを製造する場合、シート上に形成される表示パネルパターンの領域寸法の変動は、極力小さいことが望まれる。

　さらに、シート（基板）が巻き付けられる回転ドラムと、円筒マスクとを近接させるプロキシミティ露光方式では、投影露光方式のような投影像の調整機能が得られない。そのため、マスクパターンとシート（基板）との相対位置関係の微調整（特に倍率補正）を簡単に行なうことが困難である。

　本発明の態様は、マスクパターンと基板との相対位置関係を容易に調整することができるマスクユニット及び基板処理装置を提供することを目的とする。

　本発明の第１の態様に従えば、第１の軸線から所定半径の円筒面に沿ってマスクパターンを保持し、第１の軸線周りに回転可能なマスク保持部と、マスク保持部を第１の軸線周り方向及び第１の軸線方向に、非接触又は低摩擦状態で移動自在に支持する支持部と、マスク保持部の第１の軸線方向の両側に設けられ、マスク保持部に第１の軸線周り方向の推力を与えて駆動する一対の駆動部と、を備えるマスクユニットが提供される。

　本発明の第２の態様に従えば、本発明の第１の態様のマスクユニットと、マスクパターンが転写される基板を保持する基板保持部とを備える基板処理装置が提供される。

　本発明の第３の態様に従えば、光感応性の基板上にマスクのパターンを転写する基板処理装置であって、第１の軸線から所定半径の円筒面に沿ってマスクパターンを保持するマスクパターン保持部を、第１の軸線周り方向に回動自在に支持する支持部と、マスクパターン保持部の第１の軸線方向の両側の各々に設けられ、マスクパターン保持部に第１の軸線周り方向の駆動力を与える一対の駆動部と、を備える基板処理装置が提供される。

　本発明の態様では、マスクパターンと基板との相対位置関係を容易に調整することができ、マスクパターンを基板に高精度に形成することが可能になる。

本実施形態に係る基板処理装置の概略的な外観斜視図である。 マスクユニットを、回転軸線を含む平面で破断した断面図である。 図２におけるＡ部を拡大した図である。 図１中のマスクユニットのマスク保持部の構造を示す図である。 基板保持ユニットの構造の変形例を示す図である。 図５の構成を別の方向から見た図である。 デバイス製造システムの構成を示す図である。 回転軸線方向の像倍率調整を行う別の実施形態の基板処理装置を示す概略的な正面図である。 図８に示す基板処理装置の概略的な平面図である。 回転軸線方向の像倍率調整を行う別の実施形態の基板処理装置を示す概略的な外観斜視図である。

　以下、本発明のマスクユニット及び基板処理装置の実施形態を、図１から図７を参照して説明する。
　図１は、回転可能な円筒マスクユニットＭＵと、シート（基板）Ｓの保持ユニットＳＵと、を含む基板処理装置１００の概略的な外観斜視図である。図２は、図１中の円筒マスクユニットＭＵを、その回転軸線ＡＸ１を含む平面で破断した断面図である。図３は、図２におけるＡ部を拡大した図である。

　基板処理装置１００は、可撓性を有するシート状のマスクＭのパターンを、帯状の基板（例えば、帯状のフィルム部材）Ｓに対して露光処理を行うものである。基板処理装置１００は、照明部１０（図１では不図示、図２参照）、マスクユニットＭＵ、基板保持ユニットＳＵ、制御部（不図示）と、を主体に構成されている。

　本実施形態では、図１に示すようにＸＹＺ軸座標系を設定し、以下では適宜このＸＹＺ軸座標系を用いて説明を行う。ＸＹＺ軸座標系は、例えば、鉛直方向をＺ軸方向とし、マスクユニットＭＵ及び基板保持ユニットＳＵの回転軸線ＡＸ１、ＡＸ２と平行な方向をＹ軸方向とし、Ｚ軸方向及びＹ軸方向と直交する方向をＸ軸方向として説明する。

　照明部１０は、マスクユニットＭＵにおけるマスク保持部２０（後述）に巻き付けられたマスクＭの照明領域に向けて照明光を照射するものである。照明部１０は、蛍光灯と同様に直管型で放射状に露光用の照明光を発光するものや、円筒状の石英の棒の両端から照明光を導入し裏面側に拡散部材を設けてあるものが用いられ、マスク保持部２０を支持する内筒２１の内部空間に収容されている。

　マスクユニットＭＵは、マスク保持部２０（マスクパターン保持部とも呼ぶ）、内筒２１、ホルダ２３、駆動部ＭＴ、圧胴設置部２５を備えている。マスク保持部２０、ホルダ２３は、一体化された状態で設けられている。また、マスク保持部２０、ホルダ２３は、回転軸線ＡＸ１方向に連通して、内筒２１が挿通される貫通孔がそれぞれに形成されている。

　マスク保持部２０は、照明光を透過可能な円筒状の透明基材（石英等）で形成されている。マスク保持部２０の外周面には、マスクＭを所定半径の円筒面に沿って保持するマスク保持面２２ａが形成されている。

　マスクＭは、マスク保持面２２ａにクロム等の遮光性の膜を蒸着して直接パターニングしたものが望ましい。しかし、その他として例えば、遮光性の膜でパターンが形成された極薄のガラスシートを、マスク保持面２２ａに密着して巻き付ける構成でも良い。

　マスク保持部２０は、全体的には所定肉厚の円筒状である。しかし、図１に示すように、マスクＭを保持したときに、回転軸線ＡＸ１周り方向の一部に、軸線ＡＸ１と平行なスリ割り２０Ｓが形成されている。詳しくは、図４に示すように、マスク保持部２０の周方向で、例えば１～数ｍｍ程度の幅で、マスク保持部２０の一部分を除去したスリ割り２０Ｓが設けられる。このスリ割り２０Ｓは、必ずしも回転軸線ＡＸ１と平行である必要はなく、傾いていても良い。また、スリ割り２０Ｓは直線的である必要もなく、緩やかな円弧状やジグザグ状であっても良い。
　従って、マスクＭ（マスクパターン）は、そのスリ割り２０Ｓを避けてマスク保持面２２ａ上に保持される為、円筒周方向に関して非連続なものとなる。すなわち、マスク保持部２０の周面は、マスクＭを回転軸線ＡＸ１周り方向の両端部を離間させて保持する周長を有している。

　また、マスク保持部２０は、内筒２１に内周面と対向する位置に設けられた流体軸受であるエアパッド（支持部）２２（詳細は後述）、或いは高精度なボールベアリングによって、回転軸線ＡＸ１方向及び回転軸線ＡＸ１周り方向に非接触状態、或いは低摩擦状態で、静止状態にある内筒２１に対して移動自在に支持されている。エアパッド（支持部）２２は、流体軸受を備える。

　ホルダ２３は、金属材で円環状に形成される。ホルダ２３は、図３に示すように、マスク保持部２０の端部外周面及び内周面を挟持する。

　駆動部ＭＴは、内筒２１に対して、マスク保持部２０（すなわちマスクＭ）を回転軸線ＡＸ１方向及び回転軸線ＡＸ１周り方向に駆動する推力を与えるものである。駆動部ＭＴは、マスク保持部２０の回転軸線ＡＸ１方向の両側に対で設けられている。各駆動部ＭＴは、回転軸線ＡＸ１方向及び回転軸線ＡＸ１周り方向の２軸で推力を付与するような、例えば、ボイスコイルモータで構成されており、発磁体ＭＧとコイル体ＣＵとを備えている。なお、回転軸線ＡＸ１方向の推力については、一対の駆動部ＭＴのうち一方のみが付与可能であればよい。

　発磁体ＭＧは、ホルダ２３のＹ軸方向の外側の面に回転軸線ＡＸ１周り方向の全周に亘り、且つ回転軸線ＡＸ１方向に延出して設けられている。コイル体ＣＵは、内筒２１の外周面に全周に亘って固設されており、回転軸線ＡＸ１を中心とする径方向で発磁体ＭＧを挟み込むコ字状の断面形状を有している。コイル体ＣＵへの通電は、駆動制御部ＤＣによって制御される。なお、発磁体ＭＧは、必ずしも全周に亘って設ける必要はなく、周方向に所定間隔をあけて複数設ける構成（例えば、１２０°間隔で３箇所設ける構成）であってもよい。

　圧胴設置部２５は、内筒２１の回転軸線ＡＸ１方向の両端部に、エアベアリング２６を介して回転軸線ＡＸ１周り方向にそれぞれ回転自在に設けられている。圧胴設置部２５の外径は、マスク保持部２０のマスク保持面２２ａに保持されたマスクＭの外側の面がなす外径よりも所定量大きく形成されている。具体的には、圧胴設置部２５の外径は、圧胴設置部２５が圧胴体３０の外周面に当接してマスク保持部２０が所定位置に支持されたときに、圧胴体３０に保持された基板ＳとマスクＭとの間に所定量のプロキシミティ・ギャップが形成される値に形成されている。

　本実施形態では、圧胴体３０が駆動源によって回転すると、圧胴体３０の外周面と接触しているリング状の圧胴設置部２５が、摩擦によって内筒２１の周囲を転動する。

　内筒２１は、図示しない装置本体のベース部に設置されており、回転軸線ＡＸ１方向の両端部にエアベアリング２６を介して上記圧胴設置部２５を回転自在に支持するとともに、マスク保持部２０の内周面と対向する外周面にエアパッド２２を備えている。エアパッド２２は、例えば多孔質パッドで形成されており、マスク保持部２０の内周面と対向する、回転軸線ＡＸ１方向における内筒２１の両側の外周面に、回転軸線ＡＸ１周り方向の全周に亘って、あるいは、回転軸線ＡＸ１周り方向に間隔をあけた複数箇所に設けられている。

　上記マスク保持部２０、内筒２１、ホルダ２３、駆動部ＭＴ、圧胴設置部２５を含むマスクユニットＭＵ及び照明部１０は、図１に示した旋回駆動部（移動部）ＳＣによって、照明部１０からの照明光が、圧胴体３０の回転軸線ＡＸ２に向かう姿勢を維持した状態で、その回転軸線ＡＸ２周りに微少量旋回（公転）可能となっている。

　基板保持ユニットＳＵは、圧胴体（基板保持部）３０を備えている。
　圧胴体３０は、Ｙ軸と平行で、回転軸線ＡＸ１の－Ｚ軸側に設定された回転軸線（第２の軸線）ＡＸ２回りに回転する円柱状に形成されている。圧胴体３０の外周面は、基板Ｓを接触保持する基板保持面３１とされている。圧胴体３０のＹ軸方向の両端面には、圧胴体３０よりも小径、且つ同軸で突出する回転支持部３２が、装置本体のベース部に回転軸線ＡＸ２回りに回転自在に支持されている。また、本実施形態では、圧胴体３０を回転駆動させる駆動装置（モータ等）３３が設けられている。駆動装置３３は、上述した駆動制御部ＤＣによって制御される。

　本実施形態では、圧胴体３０を駆動装置３３によって一定の角速度で回転させて基板Ｓを一定速度で送るように制御し、マスク保持ユニットＭＵの円筒状のマスク保持部２０（ホルダ２３）を、マスクパターン面の周速が基板Ｓの送り速度に対応した回転速度になるように、両側の駆動部ＭＴをサーボ制御（追従制御）する。

　上記構成の基板処理装置１００において、マスクＭのパターンを基板Ｓに露光するにあたっては、基板Ｓの伸縮や歪み等に対応する為に、像シフト、像回転、像倍率等を調整する必要がある。ここで、マスク保持部２０は円筒面に沿ってマスクＭを保持するため、像シフト及び像倍率の調整については、回転軸線ＡＸ１方向と回転軸線ＡＸ１周り方向とで個別に行う必要がある。

　以下、各調整について説明する。各調整量は、アライメント顕微鏡等を用いて検出されるマスクＭ上のアライメントマーク等の位置計測値、あるいはマスク保持部２０や圧胴体３０の外周面に予め形成されているエンコーダスケール等の読み取り値、及び、後述するアライメント顕微鏡ＡＭ１、ＡＭ２を用いて検出される基板Ｐ上のアライメントマーク等の位置計測値から求められているものとする。

［像シフト］
　本実施形態における像シフトとは、円筒状に保持されるマスクパターンを、基板Ｓに対して全体的に回転軸線ＡＸ１が延びるＹ軸方向に微動させること、或いは、円筒状のマスクパターンと、圧胴体３０に巻きついた基板Ｓとの回転周方向に関する相対位置を微動させることである。

　回転軸線ＡＸ１方向の像シフト調整は、駆動制御部ＤＣの通電制御により駆動部ＭＴの発磁体ＭＧを介して、ホルダ２３及びマスク保持部２０（マスクＭ）を、回転軸線ＡＸ１方向に内筒２１に対して移動させることにより行われる。

　また、回転軸線ＡＸ１周り方向（回転周方向）の像シフト調整は、同様に、駆動制御部ＤＣの通電制御により一対の駆動部ＭＴの各々に、ホルダ２３及びマスク保持部２０（マスクＭ）を回転軸線ＡＸ１周り方向の同等の推力を与えて、圧胴体３０の回転による基板Ｓの長尺方向の移送位置に対して、マスク保持部２０（マスクＭのパターン面）の周方向位置を所定量だけ微動させることにより行われる。

［像回転］
　本実施形態における像回転とは、円筒状に保持される基板Ｓと所定のプロキシミティ・ギャップを介して対向するマスクパターンの一部分を、図１のＸＹ面内においてＺ軸回りに微小回転（傾斜）させることである。
　この像回転の調整は、駆動制御部ＤＣの通電制御により駆動部ＭＴの発磁体ＭＧを介して、ホルダ２３及びマスク保持部２０（マスクＭ）を、回転軸線ＡＸ１周り方向に回転させる際に、一対の駆動部ＭＴの間で推力特性を異ならせることで行われる。具体的には、一対の駆動部ＭＴの間で異なる推力（回転トルク）でホルダ２３及びマスク保持部２０（マスクＭ）を回転軸線ＡＸ１周り方向に回転させると、回転軸線ＡＸ１周り方向でマスクＭ（マスク保持部２０）が、図４に示したスリ割り２０Ｓによって離間しているため、マスクＭが僅かに捻れた状態でマスクパターンが回転する。従って、像回転の調整量に応じてマスクＭ（マスク保持部２０）を捻ることで露光位置（照明光の照射領域）におけるマスクパターンを調整すべき量だけＸＹ面内で微小に傾けた状態で、回転軸線ＡＸ１の回りに回転させることができる。これにより、像回転が調整される。

［像倍率］
　本実施形態における回転軸線ＡＸ１周り方向の像倍率調整（走査露光方向の倍率調整）は、駆動制御部ＤＣの通電制御により駆動部ＭＴの発磁体ＭＧを介して、ホルダ２３及びマスク保持部２０（マスクＭ）を回転軸線ＡＸ１周り方向に回転させる際の回転速度によって調整される。すなわち、マスクＭの回転速度（パターン面の周速度）を基板Ｓの送り速度に対して僅かに小さくすることにより、速度比に応じた倍率でマスクパターンが拡大されて基板Ｓ上に転写され、マスクＭの回転速度を基板Ｓの送り速度に対して僅かに大きくすることができる。これにより、速度比に応じた倍率でマスクパターンが縮小されて基板Ｓ上に転写される。

　一方、回転軸線ＡＸ１方向の像倍率調整（非走査露光方向の倍率調整）は、図１のように、基板Ｓを圧胴体３０の外周面の一部に密着させて送る場合は難しい。しかし、圧胴体３０の外周部に、例えば図５のように、セラミックス等の多孔質材料による円筒体３０Ａを設け、圧胴体３０の内部から円筒体３０Ａを通して圧搾気体Ｐａを外周に噴出させるエア・ターン・バー（エアベアリング）のような構成にしておくと、非走査露光方向の倍率調整を行うことができる。

　図５のように、基板Ｓをエアベアリングのような円筒体３０ＡのＺ軸方向の上半分程度に巻付けた状態で搬送する場合、基板Ｓは、円筒体３０Ａの表面にほとんど接触することなく、所定のテンションＴ１、Ｔ２を伴って折り返されて搬送される。
　この場合、円筒体３０ＡのＺ軸方向の頂点近辺の領域Ａｓと、その領域Ａｓに対して、基板Ｓの搬送方向の前後の領域Ａｆ、Ａｒとでは、図５の状態をＸＹ面内で見た図６に示すように、基板ＳのＹ軸方向の幅がテンションＴ１、Ｔ２の影響によって、領域Ａｆ、Ａｒでは幅ＴＤ２、領域Ａｓでは幅ＴＤ１（ＴＤ１＞ＴＤ２）のように変化する。
　即ち、円筒体３０Ａの頂点近辺の領域Ａｓでは、基板Ｓの幅ＴＤ１が最も広く、その領域Ａｓから外れた領域Ａｆ、Ａｒでは、長尺方向のテンションＴ１、Ｔ２により、長尺方向に伸張しつつ短尺方向に縮むことになる。

　そこで、図５のような円筒体３０Ａ（圧胴体３０）によって、基板Ｓを支持しつつ送る場合は、旋回駆動部ＳＣによってマスクユニットＭＵを回転軸線ＡＸ２周りに旋回（公転）させることによって、図５（図６）中の領域Ａｓではなく、領域Ａｆ、或いは領域Ａｒにおいて、露光転写を行なうことで、非走査露光方向の倍率調整（伸縮対応）が可能となる。

　従って、回転軸線ＡＸ２周り方向の角度位置と、基板Ｓの幅の変化量（収縮量）との相関関係を、領域Ａｆから領域Ａｒにかけて予め求めておき、旋回駆動部ＳＣによって、倍率調整量に対応する回転軸線ＡＸ２周り方向の角度位置にマスクユニットＭＵを旋回移動させることにより、回転軸線ＡＸ１（ＡＸ２）方向についても転写倍率が調整される。

　上記のように、像シフト、像回転、像倍率等が調整されると、駆動部ＭＴの駆動によりマスク保持部２０を回転軸線ＡＸ１周りに回転させるのと同期して、駆動装置３３の駆動により圧胴体３０を回転軸線ＡＸ２周りに回転させる。そして、照明部１０から照明光が投射されると、マスク保持部２０を透過し、内周側からマスクＭのパターンが、軸線ＡＸ１の延びる方向に細長いスリット状の照明光によって照明される。パターンからの光は、基板Ｓ上の照明領域に照射される。

　以上説明したように、本実施形態では、マスク保持部２０をエアパッド２２により非接触で支持しつつ、駆動部ＭＴによりマスク保持部２０等を駆動して、基板Ｓにマスクパターンを転写する際の像シフト、像回転、像倍率を調整する。そのため、マスクパターンと基板Ｓとの相対位置関係を容易、且つ円滑に調整することが可能である。特に、本実施形態では、マスク保持部２０の外周面がマスクＭの回転軸線ＡＸ１周りの一部でスリ割り２０Ｓによって離間する周長に設定されているため、一対の駆動部ＭＴの回転軸線ＡＸ１周り方向の推力特性を異ならせることにより、像回転（ＸＹ面内での傾斜）も容易、且つ高精度に調整することができる。加えて、本実施形態では、回転軸線ＡＸ１方向の像倍率についても、マスクユニットＭＵを回転軸線ＡＸ２周りに旋回（公転）させるという簡単な動作で容易に調整することができる。

　なお、マスク保持部２０をエアパッド２２で非接触に支持することにより、装置本体で発生するミクロンオーダーの比較的高い周波数域（数Ｈｚ以上）の振動成分が内筒２１を介してマスク保持部２０に伝わることを低減することができる。
　しかしながら、比較的高い周波数域の振動が、解像線幅や重ね合せ精度のスペック等の観点から無視できる場合は、機械的な接触はあるものの低摩擦なボールベアリング等で支持しても良い。その場合、マスク保持部２０の内周面でボールベアリングのボールと接触し得る部分には、金属製の薄いベルト材等を貼り付けておくのが望ましい。

（デバイス製造システム）
　次に、上記の基板処理装置１００を備えたデバイス製造システムについて、図７を参照して説明する。
　図７は、デバイス製造システム（フレキシブル・ディスプレー製造ライン）ＳＹＳの一部の構成を示す図である。ここでは、供給ロールＦＲ１から引き出された可撓性の基板Ｐ（シート、フィルム等）が、順次、ｎ台の処理装置Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４，Ｕ５，…Ｕｎを経て、回収ロールＦＲ２に巻き上げられるまでの例を示している。上位制御装置ＣＯＮＴは、製造ラインを構成する各処理装置Ｕ１～Ｕｎを統括制御する。

　図７において、直交座標系ＸＹＺは、基板Ｐの表面（又は裏面）がＸＺ軸面と垂直となるように設定され、基板Ｐの搬送方向（長尺方向）と直交する幅方向がＹ軸方向に設定されるものとする。なお、基板Ｐは、予め所定の前処理によって、その表面を改質して活性化したもの、或いは、表面に精密パターニングの為の微細な隔壁構造（凹凸構造）を形成したものでもよい。

　供給ロールＦＲ１に巻かれている基板Ｐは、ニップされた駆動ローラＤＲ１によって引き出されて処理装置Ｕ１に搬送される。基板ＰのＹ軸方向（幅方向）の中心は、エッジポジションコントローラＥＰＣ１によって、目標位置に対して±十数μｍ～数十μｍ程度の範囲に収まるようにサーボ制御される。

　処理装置Ｕ１は、印刷方式で基板Ｐの表面に感光性機能液（フォトレジスト、感光性シランカップリング材（例えば、感光性シランカップリング材など）、ＵＶ硬化樹脂液等）を、基板Ｐの搬送方向（長尺方向）に関して連続的又は選択的に塗布する塗布装置である。処理装置Ｕ１内には、基板Ｐが巻き付けられる圧胴ローラＤＲ２、この圧胴ローラＤＲ２上で、基板Ｐの表面に感光性機能液を一様に塗布する為の塗布用ローラ等を含む塗布機構Ｇｐ１、基板Ｐに塗布された感光性機能液に含まれる溶剤または水分を急速に除去する為の乾燥機構Ｇｐ２等が設けられている。

　処理装置Ｕ２は、処理装置Ｕ１から搬送されてきた基板Ｐを所定温度（例えば、数十℃～１２０℃程度）まで加熱して、表面に塗布された感光性機能層を安定に定着する為の加熱装置である。処理装置Ｕ２内には、基板Ｐを折返し搬送する為の複数のローラとエア・ターン・バー、搬入されてきた基板Ｐを加熱する為の加熱チャンバー部ＨＡ１、加熱された基板Ｐの温度を、後工程（処理装置Ｕ３）の環境温度と揃うように下げる為の冷却チャンバー部ＨＡ２、ニップされた駆動ローラＤＲ３等が設けられている。

　基板処理装置１００としての処理装置Ｕ３は、処理装置Ｕ２から搬送されてきた基板Ｐ（基板Ｓ）の感光性機能層に対して、ディスプレー用の回路パターンや配線パターンに対応した紫外線のパターニング光を照射する露光装置である。処理装置Ｕ３内には、基板ＰのＹ軸方向（幅方向）の中心を一定位置に制御するエッジポジションコントローラＥＰＣ、ニップされた駆動ローラＤＲ４、基板Ｐを所定のテンションで部分的に巻き付けて、基板Ｐ上のパターン露光される部分を一様な円筒面状に支持する回転ドラムＤＲ５（圧胴体３０）、及び、基板Ｐに所定のたるみ（あそび）ＤＬを与える為の２組の駆動ローラＤＲ６、ＤＲ７等が設けられている。

　さらに処理装置Ｕ３内には、透過型円筒マスクＤＭ（マスクユニットＭＵ）と、その円筒マスクＤＭ内に設けられて、円筒マスクＤＭの外周面に形成されたマスクパターンを照明する照明機構ＩＵ（照明部１０）と、回転ドラムＤＲ５によって円筒面状に支持される基板Ｐの一部分に、円筒マスクＤＭのマスクパターンの一部分の像と基板Ｐとを相対的に位置合せ（アライメント）する為に、基板Ｐに予め形成されたアライメントマーク等を検出するアライメント顕微鏡ＡＭ１、ＡＭ２とが設けられている。

　処理装置Ｕ４は、処理装置Ｕ３から搬送されてきた基板Ｐの感光性機能層に対して、湿式による現像処理、無電解メッキ処理等を行なうウェット処理装置である。処理装置Ｕ４内には、Ｚ軸方向に階層化された３つの処理槽ＢＴ１、ＢＴ２、ＢＴ３と、基板Ｐを折り曲げて搬送する複数のローラと、ニップされた駆動ローラＤＲ８等が設けられている。

　処理装置Ｕ５は、処理装置Ｕ４から搬送されてきた基板Ｐを暖めて、湿式プロセスで湿った基板Ｐの水分含有量を所定値に調整する加熱乾燥装置であるが、詳細は省略する。その後、幾つかの処理装置を経て、一連のプロセスの最後の処理装置Ｕｎを通った基板Ｐは、ニップされた駆動ローラＤＲ１を介して回収ロールＦＲ２に巻き上げられる。その巻上げの際も、基板ＰのＹ軸方向（幅方向）の中心、或いはＹ軸方向の基板端が、Ｙ軸方向にばらつかないように、エッジポジションコントローラＥＰＣ２によって、駆動ローラＤＲ１と回収ロールＦＲ２のＹ軸方向の相対位置が逐次補正制御される。

　上記のデバイス製造システムＳＹＳでは、処理装置Ｕ３として上述した基板処理装置１００が用いられている。そのため、マスクパターンと基板Ｓとの相対位置関係を容易、且つ円滑に調整することができ、高精度にパターンが形成されたデバイスを製造することが可能になる。

　以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。

　例えば、上記実施形態では、回転軸線ＡＸ１（ＡＸ２）方向の像倍率（転写倍率）調整を、基板Ｓのテンション付与に起因して生じる基板Ｓの幅方向の収縮を用いる構成とした。しかし、これに限定されるものではなく、例えば図８及び図９に示すように、基板Ｓを幅方向に所定量拡幅（伸張）させるエキスパンダーローラ（拡幅部）ＥＲを用いる構成としてもよい。

　具体的には、図８の概略的な正面図に示すように、Ｙ軸方向と平行な軸線ＡＸ３を中心とする凸状のシリンドリカル形状のエアパッド面３１Ａを基板保持面とする基板保持部３１を設け、基板保持部３１の基板Ｓの搬送方向の上流側と下流側に基板Ｓを幅方向に所定量拡幅させるエキスパンダーローラ（拡幅部）ＥＲ１、ＥＲ２を設け、図９の平面図に示すように、エキスパンダーローラＥＲ１、ＥＲ２によって付与されるテンションに応じて、基板Ｓの幅をエアパッド面３１Ａ上で連続的に変化させる。

　エアパッド面３１Ａ上で保持された基板Ｓの拡幅度合い（倍率）に応じた位置（軸線ＡＸ３周り方向の位置）に、旋回駆動部ＳＣによってマスクユニットＭＵを移動させることで、マスクＭを透過したスリット状の露光領域（マスクパターンの照明領域）ＬのＹ軸方向の長さと、基板ＳのＹ軸方向の幅との相対的な比率を微調整することができる。したがって、結果的に基板Ｓ上に形成されるパターンの回転軸線ＡＸ１方向の転写倍率を調整することができる。

　また、圧胴体３０と基板Ｓとの接触抵抗を小さくした構成としてもよい。具体的には、例えば図５、図６のように圧胴体３０の外周部の円筒体３０Ａで基板Ｓを保持した場合は、基板Ｓが拡幅可能である為、図１０に示すように、圧胴体３０（円筒体３０Ａ）の基板Ｓの搬送方向の下流側に基板Ｓを幅方向に所定量拡幅させるエキスパンダーローラＥＲを設け、基板Ｓの拡幅度合い（倍率）に応じた位置（軸線ＡＸ２周り方向の位置）に、旋回駆動部ＳＣによってマスクユニットＭＵを移動させることで回転軸線ＡＸ１（ＡＸ２）方向に関する像倍率を調整する構成としてもよい。

　さらに、各実施形態で説明した基板処理装置としての露光装置は、マスクユニットＭＵに保持されるマスクパターンと基板Ｓとが一定のギャップを持って対向するプロキシミティ露光方式であった。しかし、これに限られることはなく、マスクユニットＭＵに保持されるマスクパターンの像を、等倍投影光学系や拡大投影光学系により基板Ｓ上に投影露光する方式であっても、同様に適用可能である。

　また、各実施形態では、マスクユニットＭＵのマスク（マスクパターン）保持部２０の両端側に設けられる駆動部ＭＴを、コイル体ＣＵと発磁体ＭＧとを対向させた非接触型の回転モータとして構成したが、これに限られるものではない。例えば、発磁体ＭＧが取り付けられる円環状のホルダ２３の周方向に沿って、複数の磁石を並べて一定の磁気パターン（受動側の磁気歯車）を全周に設け、その磁気パターンと対向させて推力軸となる磁気歯車を設けても良い。磁気歯車は非接触で回転力を伝達するものであり、推力軸側の磁気歯車を通常のＤＣモータ、ギアモータ等で回転させると、受動側の磁気歯車がそれに応じて回転する。

　上記の実施形態では、マスクユニットＭＵのマスク（マスクパターン）保持部２０を、円筒状の透明基材（石英等）で構成し、その内部の照明部１０からの照明光のうち、マスクパターンを透過した光を基板Ｓの露光に利用する透過型の円筒マスクパターンであったが、反射型の円筒マスクパターンであっても良い。その場合は、照明部１０を円筒マスクパターンの内部に設ける必要がないので、マスク（マスクパターン）保持部２０は、金属製の稠密な円柱母材で作ることができる。

　マスク（マスクパターン）保持部２０が金属製の稠密な円柱母材であっても、その回転軸方向の両側に駆動部ＭＴを設けることにより、マスクユニットＭＵ（保持部２０）の回転制御特性（特に応答性）を向上させることができる。さらに、マスク（マスクパターン）保持部２０を金属製の中空の円筒母材とし、その一部にすり割り（２０Ｓ）を設けると、マスクユニットＭＵを軽量化できると共に、先の各実施形態と同様に、マスク（マスクパターン）保持部２０をわずかに捻ることが可能となる。

　上記の実施形態では、駆動制御部ＤＣの通電制御により駆動部ＭＴの発磁体ＭＧを介して、ホルダ２３及びマスク保持部２０（マスクＭ）を、回転軸線ＡＸ１周り方向に回転させる際に、一対の駆動部ＭＴの間で推力特性を異ならせる構成を示した。しかし、一対の駆動部ＭＴの間で推力特性を揃えるような構成も採用することができる。

　２０…マスク保持部、　２２…エアパッド（支持部、流体軸受）、　３０…圧胴体（基板保持部）、　１００…基板処理装置、　ＡＸ１…回転軸線（第１の軸線）、　ＡＸ２…回転軸線（第２の軸線）、　ＤＣ…駆動制御部、　ＥＲエキスパンダーローラ（拡幅部）、　ＭＴ…駆動部、　ＭＵ…マスクユニット、　ＳＣ…旋回駆動部（移動部）

Claims (11)

1. 　第１の軸線から所定半径の円筒面に沿ってマスクパターンを保持し、前記第１の軸線周りに回転可能なマスク保持部と、
   　前記マスク保持部を前記第１の軸線周り方向及び前記第１の軸線方向に、非接触状態若しくは低摩擦状態で移動自在に支持する支持部と、
   　前記マスク保持部の前記第１の軸線方向の両側に設けられ、前記マスク保持部に前記第１の軸線周り方向の推力を与えて駆動させる一対の駆動部と、
   　を備えるマスクユニット。
2. 　前記一対の駆動部の少なくとも一方は、前記マスク保持部に前記第１の軸線方向の推力を与える
   　請求項１に記載のマスクユニット。
3. 　前記一対の駆動部による前記第１の軸線周り方向の推力特性を、互いに揃った状態又は異なった状態になるように、個別に制御する駆動制御部をさらに備える
   　請求項２に記載のマスクユニット。
4. 　前記マスク保持部の周面は、前記マスクを前記第１の軸線周り方向の両端部を離間させて保持する周長を有する
   　請求項２または請求項３に記載のマスクユニット。
5. 　前記支持部は、流体軸受を備える
   　請求項１から４のいずれか一項に記載のマスクユニット。
6. 　請求項１から５のいずれか一項に記載のマスクユニットと、前記マスクパターンが転写される基板を保持する基板保持部とを備える基板処理装置。
7. 　前記基板保持部は、前記第１の軸線と略平行な第２の軸線から所定半径の円筒状の基板保持面を備え、前記第２の軸線周りに回転可能である
   　請求項６に記載の基板処理装置。
8. 　前記基板保持部よりも前記基板の搬送方向の下流側に設けられ、前記基板を幅方向に拡幅する拡幅部と、
   　前記基板保持部と前記拡幅部との間で、前記基板の拡幅度合いに応じた、前記第２の軸線周りの位置に前記マスク保持部を移動させる移動部と、をさらに備える
   　請求項６または請求項７に記載の基板処理装置。
9. 　光感応性の基板上にマスクのパターンを転写する基板処理装置であって、
   　第１の軸線から所定半径の円筒面に沿ってマスクパターンを保持するマスクパターン保持部を、前記第１の軸線周り方向に回動自在に支持する支持部と、
   　前記マスクパターン保持部の前記第１の軸線方向の両側の各々に設けられ、前記マスクパターン保持部に前記第１の軸線周り方向の駆動力を与える一対の駆動部と、
   　を備える基板処理装置。
10. 　前記基板処理装置は、さらに、前記一対の駆動部の各々の駆動力を制御する制御部を備え、
    　前記制御部は前記一対の駆動部の間で推力特性を異ならせるような制御を行う
    　請求項９に記載の基板処理装置。
11. 　前記制御部は、前記一対の駆動部の各々に所定の駆動力を与えて、前記マスクパターン保持部を前記第１の軸線周り方向に所定の速度で回転させつつ、前記一対の駆動部の間で推力特性を異ならせて、前記マスクパターン保持部に捻れ方向の力を与える
    　請求項１０に記載の基板処理装置。

Images