WO2014017458A1 - マスクユニット及び露光装置 - Google Patents

Abstract

　フォトマスクをワーク側に確実に膨出させることができるマスクユニット及び露光装置を提供する。　第１フォトマスク（４２）及び第２フォトマスク（４４）は、背面側の外周がそれぞれ第１マスクホルダ（４３）及び第２マスクホルダ（４５）によって保持されている。第１マスクホルダ（４３）及び第２マスクホルダ（４５）には、第１フォトマスク（４２）及び第２フォトマスク（４４）の背面側の外周を吸引して湾曲させて、第１フォトマスク（４２）及び第２フォトマスク（４４）を前面側に膨出させる吸引部（６５）、（７７）が設けられている。第１フォトマスク（４２）及び第２フォトマスク（４４）は、前面側に膨出した状態で帯状ワーク（１１）に当接するので、第１フォトマスク（４２）及び第２フォトマスク（４４）と、帯状ワーク（１１）との間に空気が残ることはない。

Description

マスクユニット及び露光装置

　本発明は、フォトマスクを含むマスクユニットと、マスクユニットを備える露光装置とに関するものである。

　感光材料に所定のパターンを露光して形成する露光装置が知られている。この露光装置は、ワーク保持部、マスクユニット、ホルダ移動機構及び照明部を備えている。ワーク保持部は、感光材料からなる感光層が設けられたワークを保持する。マスクユニットは、フォトマスクと、マスクホルダとを備える。フォトマスクは、透明なマスク基板と、このマスク基板のワークに対面する前面に設けられたマスクパターンとを有する。マスクホルダは、マスクパターンを露呈させるようにフォトマスクの背面を保持する。ホルダ移動機構は、マスクホルダを移動させてフォトマスクの前面をワークに当接させる。照明部は、フォトマスクを介して感光層に露光光を照射する。

　露光装置のフォトマスクは、大型のワークへの対応や露光効率の向上のために、大面積化が進んでいる。フォトマスクの面積が大きくなると、フォトマスクをワークに当接させたときにフォトマスクの中央部とワークとの間に空気が残りやすくなるので、フォトマスクとワークとの間に隙間が生じてしまうことがある。フォトマスクとワークとの間に隙間が生じると、フォトマスクとワークとの間の距離が部位によりばらついている状態となってしまい、マスクパターンの露光によってワークに形成されるパターンの線幅や膜厚にもばらつきが生じる。

　フォトマスクとワークとの間に隙間を生じさせないようにするために、フォトマスクと、フォトマスクに対面するように配置した加圧用ガラスと、フォトマスクと加圧用ガラスとを保持するマスクホルダとで密閉空間を形成し、この密閉空間内をエアポンプによって加圧するようにした露光装置が提案されている（例えば、特開２００５－０９１９０３号公報参照）。この露光装置では、フォトマスクをワークに当接させる際にエアポンプによって密閉空間を加圧して、フォトマスクの中央部がワーク側に膨出するようにフォトマスクを湾曲させる。これにより、フォトマスクは、膨出された中央部分から先にワークに当接するので、フォトマスクとワークとの間に空気が残りにくくなる。

　フォトマスクのベースとなる基板には、プラスチックやガラス等の剛性を有する材質が用いられている。しかし、このようなフォトマスクを特開２００５－０９１９０３号公報の露光装置により密閉空間の加圧によって膨出させるには、密閉空間内をかなり高圧にしなければならない。また、密閉空間を形成する複数の部品には、フォトマスクを膨出させるための加圧に耐えるだけの高い耐圧性が必要となり、複数の部品を耐圧性を有するように結合しなければならない。しかし、フォトマスクを膨出するだけの高い耐圧性を、複数の部品及びそれらの結合部に付与するのは難しい。そのため、密閉空間を加圧してフォトマスクを膨出させるようにした特開２００５－０９１９０３号公報の構成では、フォトマスクの中央部を適切に膨出させることができない可能性がある。

　また、特開２００５－０９１９０３号公報の露光装置では、露光光は加圧用ガラスを透過してからフォトマスクに照射される。このため、加圧用ガラスで露光光が減衰したり、あるいは平行光として照射された露光光が加圧用ガラスで拡散される可能性もある。

　本発明は、加圧用ガラスを用いずにフォトマスクをワーク側に確実に膨出できるようにしたマスクユニットと露光装置とを提供することを目的としている。

　上記目的を達成するために、本発明のマスクユニットは、フォトマスク、マスクホルダ及び吸引部を備えている。フォトマスクは、マスク基板と、マスク基板の前面に設けられたマスクパターンとを有する。マスクホルダは、フォトマスクの背面の外周を保持する。吸引部は、フォトマスクの背面の外周部を吸引してフォトマスクを湾曲させ、フォトマスクを前面側に向けて膨出させる。

　吸引部は、フォトマスクの背面の外周部を吸引する第１吸引部と、第１吸引部の外周側でフォトマスクの背面の外周部を吸引する第２吸引部とを備えることが好ましい。また、第２吸引部は、第１吸引部よりも強い吸引力を備えることが好ましい。更に、フォトマスクの第２吸引部により吸引される部位の変位量は、第１吸引部により吸引される部位の変位量よりも大きいことが好ましい。

　吸引部は、フォトマスクの背面の外周に当接する内周側突条部と、内周側突条部の外周に配置された外周側突条部と、内周側突条部と外周側突条部との間でフォトマスクの背面の外周部を吸引するエアポンプとを備えていることが好ましい。内周側突条部と外周側突条部との間に中間突条部を配置して、内周側突条部と中間突条部との間を第１吸引部とし、中間突条部と外周側突条部との間を第２吸引部としてもよい。

　内周側突条部、中間突条部及び外周側突条部は、この順にマスクホルダからの突出高さが低いことが好ましい。

　上記目的を達成するために、本発明の露光装置は、ワーク保持部材、マスクユニット及び照明部を備えている。ワーク保持部材は、支持体に感光層が設けられたワークを保持する。マスクユニットは、マスク基板と、マスク基板の前面に設けられたマスクパターンとを有するフォトマスクと、フォトマスクの背面の外周を保持するマスクホルダと、フォトマスクの背面の外周部を吸引してフォトマスクを湾曲させ、フォトマスクを前面側に向けて膨出させる吸引部とを有する。マスクユニットは、ワークにフォトマスクの前面が対面するように配置されている。照明部は、フォトマスクを介して感光層に感光光を照射する。

　吸引部は、フォトマスクの背面の外周部を吸引する第１吸引部と、第１吸引部の外周側でフォトマスクの背面の外周部を吸引する第２吸引部とを備えることが好ましい。また、第２吸引部は、第１吸引部よりも強い吸引力を備えることが好ましい。

　マスクパターンが露光されるワークに向けてマスクホルダを移動させて、フォトマスクの前面をワークに当接させるホルダ移動機構と、マスクホルダの移動開始前に吸引部にフォトマスクの吸引を開始させ、フォトマスクのワークへの当接後に吸引部によるフォトマスクの吸引を停止させる制御部とを備えることが好ましい。

　フォトマスクがワークに当接する際に、フォトマスクの特定の部位から先にワークに当接するように、マスクホルダの姿勢を制御する姿勢制御部を備えてもよい。この姿勢制御部としては、マスクホルダの四隅にそれぞれ配置され、マスクホルダのワークへの移動にしたがって圧縮されて減衰力を発生する複数のシリンダを用いることができる。複数のシリンダは、ホルダ移動機構によるマスクホルダの移動の際に、フォトマスクの特定の部位から先にワークに当接するように減衰力が調整されていることが好ましい。

　また、別の姿勢制御部として、ワーク側からマスクホルダを吸引して、マスクホルダをワーク側に移動させる複数の吸引孔と、この複数の吸引孔から吸引を行なうエアポンプとを備えてもよい。この場合、各吸引孔の吸引力を調整して、フォトマスクの特定の部位から先にワークに当接させることが好ましい。

　本発明のマスクユニット及び露光装置は、フォトマスクの背面の外周を吸引してフォトマスクを湾曲させるので、密封空間を形成して高耐圧性が要求される部品等を用いることなく、確実にフォトマスクを前面側に膨出させることができる。また、フォトマスクは、前面側に膨出された状態でワークに当接するので、フォトマスクとワークとの間に空気が残って隙間が生じるのを防止することができる。

両面露光装置の構成を概略的に示す側面図である。 露光部の構成を概略的に示す平面図である。 帯状ワークの層構造を示す断面図である。 第１フォトマスクの外観形状を示す斜視図である。 第１マスクユニット及び第２マスクユニットの構成を概略的に示す斜視図である。 吸引部の構成を概略的に示す断面図である。 第１マスクホルダの正面図である。 フォトマスクの吸引時における吸引部の構成を概略的に示す断面図である。 フォトマスクの湾曲状態を説明する斜視図である。 フォトマスクの湾曲時の第１マスクユニット及び第２マスクユニットの状態を示す断面図である。 フォトマスクの中央部から先にワークに当接させたときの第１マスクユニット及び第２マスクユニットの状態を示す断面図である。 フォトマスクの湾曲を解消したときの第１マスクユニット及び第２マスクユニットの状態を示す断面図である。 第２の実施形態の第１マスクホルダを示す正面図である。 第２の実施形態のフォトマスクの湾曲状態を説明する斜視図である。 第３の実施形態の第２マスクホルダを示す正面図である。 第３の実施形態のフォトマスクの湾曲状態を説明する斜視図である。 第４の実施形態のフォトマスクの湾曲状態を説明する斜視図である。 第５の実施形態の第１マスクユニット及び第２マスクユニットを示す断面図である。 第６の実施形態の第２マスクユニットの構成を示す斜視図である。

　図１、２に示すように、本発明を実施した両面露光装置１０は、帯状ワーク１１を長尺方向に間欠搬送する間欠搬送機構部１２と、帯状ワーク１１の表裏面に同時に露光を行なう露光部１３とを備える。間欠搬送機構部１２は、帯状ワーク１１を露光部１３に送り出す送り出し機構部１４と、露光部１３で露光された帯状ワーク１１を巻き取る巻き取り機構部１５とを備えている。間欠搬送機構部１２及び露光部１３は、両面露光装置１０全体を統括的に制御する制御部１６によって制御される。

　図３に示すように、帯状ワーク１１は、帯状の透明支持体１７を備えている。透明支持体１７の第１主面１７ａには、第１遮光層１８と、第１感光層１９とが順に設けられている。第１主面１７ａの反対側の第２主面１７ｂには、第２遮光層２０と、第２感光層２１とが順に設けられている。第１感光層１９及び第２感光層２１は、例えばハロゲン化銀を含有する感光層である。第１遮光層１８及び第２遮光層２０は、例えば所定の波長の光を吸収する色素を含有し、アンチハレーション層とも呼ばれる。第１遮光層１８及び第２遮光層２０は、第１感光層１９及び第２感光層２１をそれぞれ露光した光が、反対側（他方）の感光層に到達しないように遮光する。第１感光層１９及び第２感光層２１は、露光された部分が現像処理後に透明支持体１７上に銀として残って導電膜となり、例えばタッチパネルの電極として用いられる。このような感光材料は、特開２０１２－００６３７７号公報や特開２０１２－００４０４２号公報に開示されており、得られる導電膜のアプリケーションも同様に開示されている。なお、第１，第２感光層１９，２１に用いる感光材料は、ハロゲン化銀感光材料に限定されず、フォトレジストなどの他の感光材料でもよい。帯状ワーク１１は、透明支持体１７、第１遮光層１８、第１感光層１９、第２遮光層２０及び第２感光層２１のそれぞれが可撓性を有することにより、全体として可撓性を備えている。

　送り出し機構部１４は、帯状ワーク１１を送り出す送出機２６と、一定量の帯状ワーク１１を貯留する第１ダンサーローラ２５とを備えている。送出機２６には送り出しロール２４がセットされ、この送り出しロール２４から帯状ワーク１１を巻き出して送り出す。送り出しロール２４は、未露光の帯状ワーク１１が、第１主面１７ａ側が外側になるように巻芯に巻き付けられたものであり、送出機２６の図示しない駆動機構によって一定速度で図１における反時計方向に回転し、帯状ワーク１１を一定速度で送り出す。第１ダンサーローラ２５は、上下方向に移動自在とされており、図示しない付勢機構により下方に向けて付勢されている。第１ダンサーローラ２５は、送り出しロール２４からの帯状ワーク１１の送り出しに応じて下降することにより、一定量の帯状ワーク１１をループ状に貯留する。

　巻き取り機構部１５は、帯状ワーク１１を牽引するグリップフィード部２９と、一定量の帯状ワーク１１を貯留する第２ダンサーローラ３０と、帯状ワーク１１を巻き取る巻取機３２とを備えている。グリップフィード部２９は、帯状ワーク１１を第１主面１７ａ及び第２主面１７ｂ側から挟み込む挟持部と、挟持部を上下方向で移動させる移動機構（共に図示せず）とを備えている。グリップフィード部２９は、帯状ワーク１１を挟み込んで保持した挟持部を移動機構によって下降させることで、第１ダンサーローラ２５に貯留されている帯状ワーク１１を、送り出し機構部１４から巻き取り機構部１５に向けて間欠に搬送する。

　第２ダンサーローラ３０は、第１ダンサーローラ２５と同様に、上下方向に移動自在とされており、図示しない付勢機構によって下方に向けて付勢されている。第２ダンサーローラ３０は、グリップフィード部２９による帯状ワーク１１の間欠搬送に応じて下降することにより、一定量の帯状ワーク１１をループ状に貯留する。巻取機３２には帯状ワーク１１を巻き取る巻芯がセットされ、案内されてくる帯状ワーク１１を巻芯に巻き取る。巻き取りロール３１は、露光済みの帯状ワーク１１が、第１主面１７ａ側が外側になるように巻芯の外周に巻き付けられ、巻芯は巻取機３２の図示しない駆動機構により一定速度で図１における反時計方向に回転して、第２ダンサーローラ３０に貯留された帯状ワーク１１を一定速度で外周に巻き取っていく。

　送り出し機構部１４と巻き取り機構部１５との間には、帯状ワーク１１が掛けられるガイドローラ３４、３５が設けられている。ガイドローラ３４、３５に掛けられた帯状ワーク１１は、露光部１３内を上方に向けて垂直方向（Ｚ方向）に間欠搬送される。ガイドローラ３４，３５は、露光される帯状ワーク１１を保持する保持部材として機能する。

　露光部１３は、第１マスクユニット３８と、第２マスクユニット３９と、第１照明部４０と、第２照明部４１とを備えている。第１マスクユニット３８は、第１感光層１９への露光に用いられ、第２マスクユニット３９は、第２感光層２１への露光に用いられる。第１照明部４０は、第１感光層１９を露光するための露光光を放出し、第２照明部４１は、第２感光層２１を露光するための露光光を放出する。第１マスクユニット３８は、第１フォトマスク４２と、第１フォトマスク４２を保持する第１マスクホルダ４３とから構成されている。第２マスクユニット３９は、第２フォトマスク４４と、第２フォトマスク４４を保持する第２マスクホルダ４５とから構成されている。

　第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４は、ガイドローラ３４，３５で垂直方向（Ｚ方向）に設定された帯状ワーク１１の搬送区間、すなわち垂直搬送区間に配されている。第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４は、第１主面１７ａ及び第２主面１７ｂにそれぞれ対面するように、垂直に起立した姿勢で配置されている。図４に示すように、第１フォトマスク４２は、プラスチックやガラス等の透明な材質で構成されたマスク基板４２ａと、マスク基板４２ａの帯状ワーク１１に対面する側の面である前面に設けられたマスクパターン４２ｂとから構成されている。第１フォトマスク４２のマスク基板４２ａは、帯状ワーク１１の幅方向（Ｙ方向）の幅Ｗ、Ｚ方向の高さＨ、Ｘ方向の厚さｔを有しており、複数の投影型静電容量式タッチパネルのマスクパターン４２ｂが設けられている。Ｘ方向は、Ｙ方向とＺ方向とに垂直な方向である。各マスクパターン４２ｂは、投影型静電容量式タッチパネルの電極を形成するための複数の微少な線のマスクパターン線によって構成されている。なお、図４では、微少な線のパターン線は図示を省略している。

　マスクパターン４２ｂを構成するマスクパターン線の線幅は、タッチパネルの電極の線幅によって決まり、例えば１μｍ以上２５μｍ以下であり、好ましくは１μｍ以上１５μｍ以下である。さらに好ましくは５μｍ以上１０μｍ以下、最も好ましくは５μｍ以上９μｍ以下である。なお、電極の線幅が上記下限値未満の場合には、導電性が不十分となるため、タッチパネルに使用した場合に検出感度が不十分となる。他方、電極の線幅が上記上限値を越えると、導電パターンに起因するモアレが顕著になったり、タッチパネルに使用した際に視認性が悪くなったりする。なお、上記範囲にあることで、導電パターンのモアレが改善され、視認性が特によくなる。また、線間隔は、３０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましく、さらに好ましくは５０μｍ以上４００μｍ以下、最も好ましくは１００μｍ以上３５０μｍ以下である。なお、第２フォトマスク４４は、第１フォトマスク４２のマスク基板４２ａ及び複数のマスクパターン４２ｂと同様の構成を有するマスク基板４４ａ及び複数のマスクパターン４４ｂから構成されているため（図５参照）、詳しい説明は省略する。

　第１照明部４０は、図２に示すように、照明ランプ４８、第１反射ミラー４９、シャッタ装置５０、第２反射ミラー５１、楕円ミラー５２から構成されている。照明ランプ４８は、第１反射ミラー４９に向けて露光光を放出する。第１反射ミラー４９は、入射した露光光を第２反射ミラー５１に向けて反射する。シャッタ装置５０は、第１反射ミラー４９と第２反射ミラー５１との間で露光光を通過または遮断する。第２反射ミラー５１は、露光光を楕円ミラー５２に向けて反射する。楕円ミラー５２は、露光光を第１フォトマスク４２に向けて反射する際に、露光光を平行光に調整する。なお、第２照明部４１は、第１照明部４０と同様の構成を有するため、詳しい説明は省略する。

　図５に示すように、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４は、マスクパターンが設けられている前面とは反対側の面である背面が、第１マスクホルダ４３及び第２マスクホルダ４５によってそれぞれ保持されている。第１マスクホルダ４３及び第２マスクホルダ４５は、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４よりも一回り大きなサイズを有する四角い板状体である。第１マスクホルダ４３及び第２マスクホルダ４５の中央部には、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４のマスクパターンが設けられている領域を露呈させる開口４３ａ、４５ａ（図１０参照）が設けられている。このように、第１マスクホルダ４３及び第２マスクホルダ４５は、四角い枠形状に形成されている。第１マスクホルダ４３及び第２マスクホルダ４５は、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４の背面の外周のみを保持している。

　第１マスクホルダ４３及び第２マスクホルダ４５は、例えば一般的なスライド機構によって、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４を帯状ワーク１１に当接させる当接位置と、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４を帯状ワーク１１から離れた位置に退避させる退避位置との間で移動自在とされている。当接位置と退避位置とは、Ｘ方向に沿って設定されている。第１マスクホルダ４３及び第２マスクホルダ４５は、モータ等の駆動装置を備えるホルダ移動機構５５、５６によって当接位置と退避位置との間で移動される。

　第１マスクホルダ４３は、第１フォトマスク４２の面方向で、第２フォトマスク４４に対する第１フォトマスク４２の相対位置を変化させるために、一般的なスライド機構や回転機構によって、Ｚ方向及びＹ方向と、θ方向とに対して移動自在とされている。θ方向は、第１フォトマスク４２の中心を通りＸ方向に沿った中心軸Ｃを中心とした回転方向である。第１マスクホルダ４３は、モータ等の駆動装置を備えるアライメント機構５８によって、Ｚ、Ｙ、θの各方向に移動される。

　第１フォトマスク４２の背面には、例えば第１マスクホルダ４３の開口４３ａから露呈される範囲で、かつマスクパターン４２ｂの範囲外の四隅に、４個のアライメントマーク６０が設けられている。アライメントマーク６０は、例えば円形であり、マスクパターン４２ｂに対する相対位置が高精度に位置決めされている。第１フォトマスク４２の背面に対面する位置には、第１照明部４０の光路を塞がないように、第１フォトマスク４２のアライメントマーク６０を撮影するカメラ６１が配置されている。カメラ６１は、第２フォトマスク４４のマスクパターン４４ｂに対する相対位置が高精度に位置決めされている。カメラ６１は、アライメント制御部６２に接続されている。

　アライメント制御部６２は、カメラ６１によって撮影されたアライメントマーク６０の画像を解析して、第２フォトマスク４４のマスクパターン４４ｂに対するアライメントマーク６０の位置、すなわち第２フォトマスク４４のマスクパターン４４ｂに対する第１フォトマスク４２のマスクパターン４２ｂの位置ずれ方向及びその位置ずれ量を検出する。アライメント制御部６２は、検出した位置ずれ方向及び位置ずれ量に基づいてアライメント機構５８を駆動させ、第１フォトマスク４２のマスクパターン４２ｂが第２フォトマスク４４のマスクパターン４４ｂに対してＸ方向で重なるように第１フォトマスク４２の位置を調整する。

　図６及び図７に示すように、第１マスクホルダ４３の前面側には、第１フォトマスク４２が前面側に膨出した形状になるように湾曲させるための吸引部６５が全周にわたって設けられている。吸引部６５は、第１フォトマスク４２の背面側の外周を吸引する第１吸引部６６と、第１吸引部６６の外周側で第１フォトマスク４２の背面側の外周を吸引する第２吸引部６７とから構成されている。

　第１吸引部６６は、内周側突条部６８と、中間突条部６９と、複数の第１吸引孔７０と、第１エアポンプ７１とから構成されている。内周側突条部６８は、開口４３ａに連なるように設けられる。中間突条部６９は、内周側突条部６８の外周に突出して設けられる。複数の第１吸引孔７０は、内周側突条部６８と中間突条部６９との間に所定間隔で設けられる。第１エアポンプ７１は、第１吸引孔７０に接続される。第２吸引部６７は、中間突条部６９と、外周側突条部７３と、複数の第２吸引孔７４と、第２エアポンプ７５とから構成されている。外周側突条部７３は、中間突条部６９の外周に突出して設けられる。複数の第２吸引孔７４は、中間突条部６９と外周側突条部７３との間に所定間隔で設けられる。第２エアポンプ７５は、第２吸引孔７４に接続される。第２エアポンプ７５は、第１エアポンプ７１よりも吸引力が高くされている。第１エアポンプ７１及び第２エアポンプ７５は、制御部１６（図１参照）により制御される。内周側突条部６８、中間突条部６９及び外周側突条部７３は、この順番に第１マスクホルダ４３からの突出量が徐々に低くなっている。第１フォトマスク４２は、例えば接着剤で内周側突条部６８に接着されて保持されている。

　図６に示すように、吸引部６５が動作していない状態、すなわち第１エアポンプ７１及び第２エアポンプ７５が作動していない状態では、第１フォトマスク４２は真っ直ぐ（平坦）な状態となっている。第１エアポンプ７１及び第２エアポンプ７５が作動を開始すると、第１吸引部６６及び第２吸引部６７により第１フォトマスク４２の背面側の外周が吸引される。図８に示すように、吸引されていない際に平坦であった第１フォトマスク４２は、第１吸引部６６及び第２吸引部６７の吸引によって、背面側の外周が中間突条部６９及び外周側突条部７３に当接するように湾曲する。このとき、第１フォトマスク４２の外周部の変位量は、第１吸引部６６に吸引される部位よりも、第２吸引部６７に吸引される部位のほうが大きくなる。これにより、第１フォトマスク４２は、図９及び図１０に示すように、前面側に向けて中央部が膨出するように湾曲される。なお、第２マスクユニット３９の第２マスクホルダ４５も第２フォトマスク４４を湾曲させる吸引部７７を備えており、第２フォトマスク４５も第１フォトマスク４２と同様に中央部が前面側に向けて膨出するが、この吸引部７７は、第１マスクユニット３８の吸引部６５と同様の構成であるため、詳しい説明は省略する。

　図１０に示すように、第１マスクホルダ４３と第２マスクホルダ４５との間の四隅には、姿勢制御部を構成する４本のシリンダ８０が配置されている。シリンダ８０は、例えばエア、オイルあるいはガス等を用いたダンパーである。シリンダ８０は、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４が当接位置に移動される際に、第１マスクホルダ４３及び第２マスクホルダ４５により圧縮されて減衰力を発生し、この減衰力が調整されて第１マスクホルダ４３及び第２マスクホルダ４５の四隅の移動速度を一定にする。これにより、第１マスクホルダ４３及び第２マスクホルダ４５の姿勢を制御して、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４の中央部から先に帯状ワーク１１に当接させる。

　第１マスクホルダ４３と第２マスクホルダ４５との間の近傍には、真空吸着用エアポンプ８３が配置されている。真空吸着用エアポンプ８３は、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４が帯状ワーク１１に当接する際に、第１フォトマスク４２と第２フォトマスク４４との間の空気を吸引して真空にし、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４と、帯状ワーク１１とを吸着させる。真空吸着用エアポンプ８３は、制御部１６によって制御される。

　図７に示すように、第１マスクホルダ４３の前面側には、第１フォトマスク４２の外周を取り囲むように密着シール用のパッキン８５が取り付けられている。また、図１０に示すように、第２マスクホルダ４５の前面側にも、パッキン８５と同様の構成を有する密着シール用のパッキン８６が、パッキン８５と対面するように取り付けられている。パッキン８５、８６は、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４が帯状ワーク１１に当接する際に互いに当接し、真空吸着用エアポンプ８３で空気を吸引できるように、第１フォトマスク４２と第２フォトマスク４４との間を密閉する。

　次に、上記実施形態の作用について説明する。両面露光装置１０による帯状ワーク１１の露光開始前に、第１フォトマスク４２のアライメント調整が行なわれる。図５に示すように、制御部１６は、カメラ６１に第１フォトマスク４２のアライメントマーク６０を撮影させる。アライメント制御部６２は、カメラ６１で撮影されたアライメントマーク６０の画像を解析して、第２フォトマスク４４のマスクパターン４４ｂに対する第１フォトマスク４２のマスクパターン４２ｂの位置ずれ方向及びその位置ずれ量を検出する。アライメント制御部６２は、検出した位置ずれ方向及び位置ずれ量に基づいてアライメント機構５８を駆動させ、第１フォトマスク４２のマスクパターン４２ｂが第２フォトマスク４４のマスクパターン４４ｂに対してＸ方向で重なるように第１フォトマスク４２の位置を調整する。

　第１フォトマスク４２のアライメント調整後、図１に示すように、制御部１６は、送り出し機構部１４の送り出しロール２４を反時計方向に回転させ、帯状ワーク１１を一定速度で送り出しロール２４から送り出す。第１ダンサーローラ２５は、図示しないバネの付勢により下降して一定量の帯状ワーク１１を貯留する。制御部１６は、グリップフィード部２９の挟持部に帯状ワーク１１を挟み込ませて移動機構により下降させ、第１ダンサーローラ２５に貯留されている帯状ワーク１１を、送り出し機構部１４から巻き取り機構部１５に向けて間欠に搬送させる。グリップフィード部２９の間欠搬送により第２ダンサーローラ３０で貯留された帯状ワーク１１は、巻き取り機構部１５の巻き取りロール３１により巻き取られる。

　制御部１６は、帯状ワーク１１の搬送停止時に、図６に示す吸引部６５の第１エアポンプ７１及び第２エアポンプ７５を駆動させ、第１吸引部６６及び第２吸引部６７の空気を吸引させる。これにより、図８～１０に示すように、第１フォトマスク４２は、背面側の外周が第１吸引部６６及び第２吸引部６７に吸引されることにより湾曲し、図８に示すように、中央部が前面側に向けて膨出した形状になる。詳しい説明は省略するが、第２フォトマスク４４も第１フォトマスク４２の吸引部６５と同様の構成を有する吸引部７７により背面側の外周が吸引されて湾曲し、中央部が前面側に向けて膨出される。また、吸引部６５、７７は、第１吸引部６６及び第２吸引部６７を備えているとともに、外周側の第２吸引部６７の吸引力を第１吸引部６６よりも強くしているので、剛性を有する第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４であっても、確実に湾曲させる。

　制御部１６は、ホルダ移動機構５５、５６を駆動させて、第１マスクホルダ４３及び第２マスクホルダ４５を帯状ワーク１１に当接する当接位置に向けて移動させる。また、制御部１６は、真空吸着用エアポンプ８３を駆動させて、第１フォトマスク４２と第２フォトマスク４４との間の空気を吸引させる。

　図９及び図１１に示すように、シリンダ８０により第１マスクホルダ４３及び第２マスクホルダ４５の四隅の移動速度が一定にされているので、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４は、膨出している中央部から先に帯状ワーク１１に当接する。また、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４の外周に形成された隙間から、第１フォトマスク４２と第２フォトマスク４４との間の空気が真空吸着用エアポンプ８３により吸引される。これにより、第１フォトマスク４２と第２フォトマスク４４との間に空気が残って隙間が生じることが防止される。

　制御部１６は、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４の当接位置への移動が終了すると、吸引部６５及び吸引部７７による第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４の吸引を停止させる。これにより、図１２に示すように、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４の湾曲状態が解消され、真空吸着用エアポンプ８３による吸引により、第１フォトマスク４２と第２フォトマスク４４とは帯状ワーク１１を挟んだ状態で密着（真空密着）される。

　制御部１６は、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４の当接位置への移動の終了後に、露光部１３の照明ランプ４８を点灯させ、照明ランプ４８から放出される露光光が所定の光量に達したときにシャッタ装置５０を開放させる。露光光は、第１反射ミラー４９、第２反射ミラー５１及び楕円ミラー５２に反射されて、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４を介して、帯状ワーク１１の第１感光層１９及び第２感光層２１に平行光として照射される。これによると、露光光は、第１感光層１９及び第２感光層２１に照射されるまで、減衰されることもない。第１感光層１９及び第２感光層２１には、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４のマスクパターン４２ｂ及び４４ｂが露光される。

　制御部１６は、第１感光層１９及び第２感光層２１の露光終了後、ホルダ移動機構５５及び５６を駆動させて第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４を退避位置に移動させる。制御部１６は、グリップフィード部２９により、帯状ワーク１１の露光済み部分を巻き取り機構部１５に、帯状ワーク１１の未露光部分を露光部１３に間欠搬送させる。以降、上記手順を繰り返すことで、帯状ワーク１１の全域にマスクパターン４２ｂ及び４４ｂが露光される。

　上記実施形態によれば、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４は、中央部が前面側に膨出するように湾曲された状態で当接するので、第１フォトマスク４２と第２フォトマスク４４との間に空気が残って隙間が生じることが防止される。また、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４は、第１マスクホルダ４３及び第２マスクホルダ４５に設けられた吸引部６５及び７７により湾曲されるので、加圧用の密閉空間のような大掛かりな構造を必要としない。更に、吸引部６５、７７は、第１吸引部６６及び第２吸引部６７を備えているととともに、外周側の第２吸引部６７の吸引力を第２吸引部６７よりも内側の第１吸引部６６よりも強くしているので、比較的高い剛性を有する第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４であっても確実に湾曲させる。

　以下では、上記第１の実施形態に対して一部を変更した他の実施形態に付いて説明する。なお、上記第１の実施形態と同じ構成については、詳しい説明は省略する。

　本発明の第２の実施形態は、図１３に示すように、第１マスクホルダ４３の全周ではなく、対面する一対の辺、例えば側方の辺に沿って一対の吸引部９０、９１を備えている。吸引部９０は、第１実施形態の吸引部６５と同様に、第１吸引部９２、第２吸引部９３、内周側突条部９４、中間突条部９５、外周側突条部９６、第１吸引孔及び第２吸引孔（図示せず）、第１エアポンプ及び第２エアポンプ（図示せず）を備えている。吸引部９１の構成は、吸引部９０と同様であるため、詳しい説明は省略する。

　一対の吸引部９０、９１で外周部の一部が吸引された第１フォトマスク４２は、図１４に示すように、中央部分がライン状に膨出する。また、第２マスクホルダ４５にも、本実施形態の吸引部９０、９１と同様に、第２マスクホルダ４５の側方に沿って一対の吸引部を設ければ、第１フォトマスク４２と第２フォトマスク４４とは、ともに中央のライン状の膨出部分から先に帯状ワーク１１に当接するようになる。したがって、第１の実施形態と同様に、第１フォトマスク４２と第２フォトマスク４４との間に空気が残って隙間が生じることが防止される。

　フォトマスクは、第１の実施形態のように、外周部の全域、すなわち全周が吸引されて湾曲される場合よりも、外周部の一部、例えば一対の対面する辺が吸引されるほうが湾曲しやすい。したがって、本実施形態によれば、フォトマスクがより確実に湾曲される。また、フォトマスクを湾曲させる際の吸引力を弱くすることもできる。

　本発明の第３の実施形態は、第２の実施形態と同様の第１マスクホルダ４３の側方に沿って設けられた一対の吸引部９０、９１と、図１５に示すように、第２マスクホルダ４５に設けられる一対の吸引部１００、１０１とを備える。吸引部１００，１０１は、第１マスクホルダ４３の一対の吸引部９０、９１と直交する上下の辺に沿って第２マスクホルダ４５に設けられている。これにより、図１６に示すように、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４は、異なる方向に湾曲するので、中央のライン状の膨出部分同士が交差するようにして帯状ワーク１１に当接する。また、第１フォトマスク４２と第２フォトマスク４４とは、中央部分同士が点状に接触するので、第２の実施形態よりも接触面積が小さくなる。したがって、第１フォトマスク４２と第２フォトマスク４４との間には、第２の実施形態よりも空気が残りにくくなる。

　本発明の第４の実施形態は、図７に示す第１の実施形態の第１マスクホルダ４３と、図１３に示す第３実施形態の第２マスクホルダ４５とを使用して、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４を湾曲させる。これにより、図１７に示すように、第１フォトマスク４２は、中央部分が膨出するように湾曲し、第２フォトマスク４４は、中央がライン状に膨出するように湾曲する。したがって、第１フォトマスク４２と第２フォトマスク４４は、中央部分同士が点状に接触するので、第１フォトマスク４２と第２フォトマスク４４との間に空気が残りにくくなる。

　本発明の第５の実施形態は、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４の中央部ではなく、端部側から先に帯状ワーク１１に当接させる点で第１の実施形態と異なっている。図１８に示す第１マスクユニット１０５及び第２マスクユニット１０６では、第１マスクホルダ４３と第２マスクホルダ４５との間の四隅に配置した４本のシリンダ８０のうち、隣接する２本のシリンダ８０ａの減衰力を他の２本のシリンダ８０ｂよりも弱くすることで、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４の端部から先に帯状ワーク１１に当接するようにしている。

　これによれば、第１の実施形態と同様に、第１フォトマスク４２と第２フォトマスク４４との間に空気が残って隙間が生じることが防止される。また、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４がどの部位から先に帯状ワーク１１に当接しても、同様の効果が得ることができる。なお、シリンダ８０は、予め減衰力を調整したものを用いてもよいし、エアポンプ等を調整してリアルタイムに減衰力を調整可能なシリンダを用いてもよい。

　本発明の第６の実施形態は、図１９に示すように、第２マスクユニット１１０の第２マスクホルダ４５の前面側の対向する２辺に、帯状ワーク１１の垂直な搬送方向に沿って配置した複数の吸引孔１１１と、これらの吸引孔１１１から空気を吸引するエアポンプ１１２とを、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４の姿勢制御に用いている。

　この実施形態では、第１フォトマスク４２と第２フォトマスク４４とを密着させる際に、各吸引孔１１１の吸引力を可変にすることで、第１フォトマスク４２と第２フォトマスク４４とが帯状ワーク１１に最初に当接部位を制御することができる。例えば、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４の中央部から先に帯状ワーク１１に当接させる場合には、第２フォトマスク４４のＺ方向における中央部近傍に配置された吸引孔１１１ａの吸引力を他の吸引孔の吸引力よりも強くする。また、第１フォトマスク４２及び第２フォトマスク４４の端部から先に帯状ワーク１１に当接させる場合には、第２フォトマスク４４のＺ方向における端部に配置された吸引孔１１１ｂの吸引力を他の吸引孔の吸引力よりも強くする。これによれば、上記各実施形態と同様に、第１フォトマスク４２と第２フォトマスク４４との間に空気が残って隙間が生じることが防止される。

　上記各実施形態では、垂直に搬送される帯状ワークに露光を行なう露光装置を例に説明したが、本発明は、帯状ワークが水平に搬送される露光装置に適用してもよい。また、帯状ワークの両面に同時に露光を行なう両面露光装置を例に説明したが、本発明は、帯状ワークの片面に露光を行なう片面露光装置に適用することもできる。

　１０　両面露光装置
　１１　帯状ワーク
　１３　露光部
　１６　制御部
　１７　透明支持体
　１９　第１感光層
　２１　第２感光層
　３８　第１マスクユニット
　３９　第２マスクユニット
　４２　第１フォトマスク
　４３　第１マスクホルダ
　４４　第２フォトマスク
　４５　第２マスクホルダ
　６５　吸引部
　６６　第１吸引部
　６７　第２吸引部
　６８　内周側突条部
　６９　中間突条部
　７１　第１エアポンプ
　７３　外周側突条部
　７５　第２エアポンプ
　８０　シリンダ
　９６　吸引孔
　９７　エアポンプ

Claims (13)

1. 　マスク基板と、前記マスク基板の前面に設けられたマスクパターンとを有するフォトマスクと、
   　前記フォトマスクの背面の外周を保持するマスクホルダと、
   　前記フォトマスクの背面の外周部を吸引して前記フォトマスクを湾曲させ、前記フォトマスクを前面側に向けて膨出させる吸引部と、
   　を備えることを特徴とするマスクユニット。
2. 　前記吸引部は、前記フォトマスクの背面の外周部を吸引する第１吸引部と、前記第１吸引部の外周側で前記フォトマスクの背面の外周部を吸引する第２吸引部とを備えることを特徴とする請求項１記載のマスクユニット。
3. 　前記第２吸引部は、前記第１吸引部よりも強い吸引力を備えることを特徴とする請求項２記載のマスクユニット。
4. 　前記フォトマスクの前記第２吸引部により吸引される部位の変位量は、前記第１吸引部により吸引される部位の変位量よりも大きいことを特徴とする請求項３記載のマスクユニット。
5. 　前記吸引部は、前記フォトマスクの背面の外周に当接する内周側突条部と、前記内周側突条部の外周に配置された外周側突条部と、前記内周側突条部と前記外周側突条部との間で前記フォトマスクの背面の外周部を吸引するエアポンプとを備えており、
   　前記内周側突条部と前記外周側突条部との間に中間突条部を配置して、前記内周側突条部と前記中間突条部との間を前記第１吸引部とし、前記中間突条部と前記外周側突条部との間を前記第２吸引部としたことを特徴とする請求項２～４いずれか一項に記載のマスクユニット。
6. 　前記内周側突条部、前記中間突条部及び前記外周側突条部は、この順に前記マスクホルダからの突出高さが低いことを特徴とする請求項５記載のマスクユニット。
7. 　支持体に感光層が設けられたワークを保持するワーク保持部材と、
   　マスク基板と、前記マスク基板の前面に設けられたマスクパターンとを有するフォトマスクと、前記フォトマスクの背面の外周を保持するマスクホルダと、前記フォトマスクの背面の外周部を吸引して前記フォトマスクを湾曲させ、前記フォトマスクを前面側に向けて膨出させる吸引部とを有し、前記ワークに前記フォトマスクの前面が対面するように配置されたマスクユニットと、
   　前記フォトマスクを介して前記感光層に感光光を照射する照明部と、
   　を備えることを特徴とする露光装置。
8. 　前記吸引部は、前記フォトマスクの背面の外周部を吸引する第１吸引部と、前記第１吸引部の外周側で前記フォトマスクの背面の外周部を吸引する第２吸引部とを備えることを特徴とする請求項７記載の露光装置。
9. 　前記第２吸引部は、前記第１吸引部よりも強い吸引力を備えることを特徴とする請求項８記載の露光装置。
10. 　前記マスクパターンが露光されるワークに向けて前記マスクホルダを移動させて、前記フォトマスクの前面を前記ワークに当接させるホルダ移動機構と、
    　前記マスクホルダの移動開始前に前記吸引部に前記フォトマスクの吸引を開始させ、前記フォトマスクの前記ワークへの当接後に前記吸引部による前記フォトマスクの吸引を停止させる制御部と、を備えることを特徴とする請求項７～９いずれか一項に記載の露光装置。
11. 　前記フォトマスクが前記ワークに当接する際に、前記フォトマスクの特定の部位から先に前記ワークに当接するように、前記マスクホルダの姿勢を制御する姿勢制御部を備えることを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
12. 　前記姿勢制御部は、前記マスクホルダの四隅にそれぞれ配置され、前記マスクホルダの前記ワークへの移動にしたがって圧縮されて減衰力を発生する複数のシリンダを備えており、
    　前記複数のシリンダは、前記ホルダ移動機構による前記マスクホルダの移動の際に、前記フォトマスクの特定の部位から先に前記ワークに当接するように減衰力が調整されていることを特徴とする請求項１１記載の露光装置。
13. 　前記姿勢制御部は、前記ワーク側から前記マスクホルダを吸引して、前記マスクホルダを前記ワーク側に移動させる複数の吸引孔と、この複数の吸引孔から吸引を行なうエアポンプとを備えており、
    　前記各吸引孔の吸引力を調節して、前記フォトマスクの特定の部位から先に前記ワークに当接させることを特徴とする請求項１１記載の露光装置。

Images