(57)【要約】【課題】  感光性材料を付した外形が円形の断面を有し軸方向に長い可撓性の被露光材料の表面や内面を所望のパターン形状に露光する。【解決手段】  被露光材料を吸引保持して該被露光材料の軸方向の形状を直線に矯正する吸着ブロックと、前記被露光材料に軸回りの回転運動をさせるための回転ステージおよび／または該被露光材料に軸方向の移動運動をさせる移動ステージと、該被露光材料に付した前記感光性材料を露光するための光源を含む露光光学系を設け、前記吸着ブロック上で軸方向の形状を直線に矯正した前記被露光材料の部分を連続的または間欠的に露光する。【選択図】図１
2010049222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光性材料を付した軸方向に長い可撓性の被露光材料を吸引保持して該被露光材料の軸方向の形状を直線に矯正する吸着ブロックと、前記被露光材料に軸回りの回転運動をさせるための回転ステージおよび／または該被露光材料に軸方向の移動運動をさせる移動ステージと、該被露光材料に付した前記感光性材料を露光するための光源を含む露光光学系を設け、前記吸着ブロック上で前記被露光材料の軸方向の形状を直線に矯正した部分を連続的または間欠的に露光するようになしたことを特徴とする可撓材料の露光装置
【請求項２】
請求項１に示した可撓材料の露光装置において、少なくとも被露光材料に軸方向の移動運動をさせる移動ステージを設け、前記吸着ブロック上で前記被露光材料の軸方向の形状を直線に矯正した部分を連続的または間欠的に露光しつつ該被露光材料を軸方向に移動させ、該吸着ブロック上の該被露光材料の軸方向の形状を直線に矯正できる吸引保持区間長よりも長い範囲にわたり該被露光材料を露光できるようにしたことを特徴とする可撓材料の露光装置
【請求項３】
請求項１および２に示した可撓材料の露光装置において、前記光源を含む露光光学系がレーザを光源とし、被露光材料をレーザビームに対して相対的に走査する露光光学系であることを特徴とする可撓材料の露光装置
【請求項４】
請求項１および２に示した可撓材料の露光装置において、前記光源を含む露光光学系がレチクル上のパターンを被露光材料上に投影して投影露光する露光光学系であることを特徴とする可撓材料の露光装置
【請求項５】
請求項１乃至４に示した可撓材料の露光装置において、被露光材料の軸を鉛直方向に向けたことを特徴とする可撓材料の露光装置
【請求項６】
感光性材料を付した軸方向に長い可撓性の被露光材料を吸着ブロックに吸引保持して該被露光材料の軸方向の形状を直線に矯正した状態で該被露光材料に付した前記感光性材料を露光する露光工程と、該被露光材料の軸方向の形状を直線に矯正した状態で前記被露光材料に軸回りの回転運動および／または軸方向の移動運動をさせる運動工程を有することを特徴とする可撓材料の露光方法
【請求項７】
請求項６に示した可撓材料の露光方法において、露光工程と運動工程の一部または全部を同時に行い、被露光材料の運動中に一部または全部の露光を行なうようにすることを特徴とする可撓材料の露光方法
【請求項８】
感光性材料を付した外形が円形の断面を有し軸方向に長い可撓性の被露光材料を吸着ブロックに吸引保持して該被露光材料の軸方向の形状を直線に矯正した状態で、前記被露光材料を螺線運動させ、該被露光材料に付した前記感光性材料を螺線状に露光することを特徴とする可撓材料の露光方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  この発明は、微小な直径を有して曲がり易い線材や、弾性係数（ヤング率）が低くて曲がり易い棒材などの可撓材料の表面にレジストなどの感光性材料を付し、該感光性材料を所定の形状に露光するために用いる露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  軸状の材料の表面や内面にレジストなどの感光性材料を付し、リソグラフィにより該感光性材料のパターンを作ると、前記感光性材料のパターンをマスキング材料として前記軸状の材料をエッチングすることにより、空気軸受の溝、軸流ポンプの主軸などの螺線構造体、スプライン軸やタービンなど、微細形状を有する各種の部品を製作することができる。【０００３】  たとえば、特許文献１、特許文献２には、円柱試料の表面にレジストを塗布してリソグラフィを行いラインアンドスペースなどのパターンを精度良く形成するための、投影露光装置および投影露光方法が開示されている。【０００４】  また、非特許文献１には、銅円柱試料の表面にレジストを塗布し、レチクルを使用して該レチクルを走査しつつ円柱試料を同期回転させ、スリット状の露光領域で円柱試料の全周を走査投影露光することによりパターンを作成した例と、形成した螺線レジストパターンをマスキング材料として前記銅円柱試料をエッチングすることにより、軸流ポンプの主軸を製作した例が開示されている。【０００５】  さらに、非特許文献２には、直径５００μｍ程度の銅円柱試料の表面にレジストを塗布してレーザ走査露光を用いたリソグラフィを行い、形成した螺線レジストパターンをマスキング材料として前記銅円柱試料をエッチングすることにより、ドリル形状を製作した例が開示されている。【０００６】  一方、非特許文献３には、金属製のマイクロパイプにレジストを塗布してレーザ走査露光を用いたリソグラフィを施し、螺線レジストパターンを形成してそれをマスキング材に該金属製のマイクロパイプをエッチングすることによりマイクロコイルを製作した例が開示されている。【０００７】  また、軸状の材料にリソグラフィにより感光性材料のパターンを作った後、エッチングを行なうのではなく、レジストが除去されたスペース部分にめっき、スパッタ、蒸着などを行なう加工工程も有用である。【０００８】  たとえば、円柱試料の表面にレジストを塗布してリソグラフィを行い、ラインアンドスペースを精度良く形成してレジストが除去されたスペース部分にめっきを施せば、エンコーダの反射マークを形成できる。【０００９】  さらに、特許文献３、非特許文献４、非特許文献５には、円筒状の材料の内面にレジストを塗布して露光ロッドを挿入したり、レーザ走査露光を用いたりして任意のパターンを形成する内面露光装置および内面露光方法開示されている。【００１０】  筒状の材料の内面にレジストを塗布してパターンを形成できれば、該パターンをマスキング材としてエッチングを行うことにより、小径の軸受ボスの潤滑溝や空気軸受溝、小径ボールナット、ボールスプラインナットなどを製作することができる。【００１１】  以上に示したように、軸状の材料にリソグラフィにより感光性材料のパターンを作れれば、該パターンをエッチングやめっき、スパッタ、蒸着などのマスキング材として利用することにより様々な高精度部品を製作することが可能となる。【００１２】  しかし、それには、まず、軸状の材料に付した感光性材料を所望のパターン形状に露光することが必要である。【００１３】  軸状の材料の外表面に付した感光性材料を所望のパターン形状に露光する装置���方法としては、まず、先に示した特許文献１、特許文献２、非特許文献１に開示されるように、投影露光を行なう方法がある。【００１４】  また、非特許文献２および非特許文献３に開示されるように、レーザ光を走査して露光を行なう方法がある。【００１５】  一方、円筒状の材料の内面に付した感光性材料を所望のパターン形状に露光する装置や方法としては、反射ロッドを該円筒状の材料の筒内に設置し、該反射ロッドを介してレーザ光を走査して露光を行なう、特許文献３、非特許文献５に開示される方法がある。【００１６】  また、特許文献３、非特許文献４に開示されるように、露光ロッドを該円筒状の材料の筒内に挿入して走査露光を行なう方法もある。【００１７】  しかし、これらの従来の方法においては、被露光材料の支持方法が開示されていないことが多く、開示されている場合には、たとえば、特許文献１の図１、図２、特許文献２の図２に開示されているように、表面に感光性材料を付した円柱状や円筒状の被露光材料を露光装置に片持支持する形で保持している。【００１８】  図８は、感光性材料を付した円柱状や円筒状の被露光材料を片持支持する従来の代表的な被露光材料の支持形態を示したものである。【００１９】  図７（ａ）は、被露光材料８１に感光性材料８２を付し、片側を三つ爪チャック、四つ爪チャック、ピンバイスなどのチャック８３でくわえて露光装置の一部８４に保持する方式を示し、図７（ｂ）は、感光性材料８５を付した円筒状の被露光材料８６の穴を、露光装置の一部８７に設けた円柱状突起８８に差し込んで保持する方式を示している。【００２０】  図７（ｂ）の方式で被露光材料８６を固定するには、たとえば、前記円柱状突起８８の先端にねじ部８９を設け、差し込んだ被露光材料８６をナット９０で固定するなどする方法をとる。
【特許文献１】特願２００４−１７１８９６
【特許文献２】特願２００４−１７４８０７
【特許文献３】特願２００６−３４４１３
【非特許文献１】林直樹、堀内敏行：２００７年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集、８０５−８０６頁
【非特許文献２】上嶋悠生、小久保正、堀内敏行：２００２年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集、５６４頁
【非特許文献３】金子能久、堀内敏行：第６５回応用物理学会学術講演会講演予稿集（２００４秋）、６１８頁
【非特許文献４】片山雅博、渡部雄介、藤田克行、安田喬、堀内敏行：第６７回応用物理学会学術講演会講演予稿集（２００６秋）、６１８頁
【非特許文献５】齋藤健太、淺川貴男、加藤政彦、堀内敏行：第５５回応用物理学関係連合講演会講演予稿集（２００８春）、７２１頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】  しかし、図８に示したように被露光材料を露光装置に片持支持する形で保持すると、自重により被露光材料８１が撓んでしまい、被露光材料が細かったり、被露光材料の弾性係数（ヤング率）が低かったりすると撓みが顕著となる。【００２２】  被露光材料８１が撓むと、被露光材料の保持端と自由端とで露光光線に対する相対的な位置や方向が変わる。【００２３】  そのため、露光光線の当たり方が変化し、該被露光材料８１に付した感光性材料８２への露光量に相違が生ずる。【００２４】  投影露光の場合には原図基板となるレチクルパターンの像が鮮明にできる結像位置に被露光材料を置かなければ所望のパターンが得られず、少しでもずれるとずれに応じて露光・現像後得られるパターンの形状や寸法が変化する。【００２５】  そのため、被露光材料８１の撓みが少なくとも露光装置の焦点深度を越えないようにする必要がある。【００２６】  一方、レーザ走査露光の場合にも、レーザ光でも距離が長くなると広がるため、一般的には走査するレーザスポットの大きさを小さく絞ることが必要となる。【００２７】  そのため、たとえば、先に示した非特許文献２、３においても写真引き伸ばし機用レンズや顕微鏡の対物レンズを用いてレーザスポットの大きさを小さく絞っている。【００２８】  非特許文献２、３に開示されているように、レーザ光をピンホールで整形して、該ピンホールの像が被露光材料１の上にできるようにレーザスポットを絞れば、ピンホール射出光を効率よく所望の大きさのレーザスポットに絞ることができる。【００２９】  このように、レーザ走査露光の場合にも、一般的にレーザスポットの大きさを小さく絞る光学系を入れるため、投影露光と同様に、レーザ光に対する被露光材料の光軸方向の位置がずれると、ずれに応じて露光・現像後得られるパターンの線幅が変化する。【００３０】  また、被露光材料が円柱状や円筒状の場合には、たとえ頂面付近の狭い場所に限定して露光するにしても、断面内で曲率に応じた曲がりがあるため、片持支持による撓みがない場合でも、露光領域内で露光光線に対する相対的な位置ばらつきが出易い。【００３１】  したがって、片持支持による撓みが生じて被露光材料が撓むと、露光領域内の露光光線に対する相対的な位置の変化は断面内の曲率に応じた曲がりによる位置の変化と重畳して非常に大きくなり、パターンが所望の寸法精度で得られる焦点範囲が非常に狭くなる。【００３２】  また、撓みが大きいと、所期の露光領域に対して該領域内の場所による露光光線に対する相対的な位置の違いが大きくなり過ぎ、位置がずれた場所では所望の寸法精度を有するパターンが得られなくなる。【００３３】  片持支持の被露光材料１の自重による撓みδは、該被露光材料の単位長さ当たりの重量をｗ、チャックからのはみ出し量をＬ、ヤング率をＥ、断面係数をＩとするとき、たとえば非特許文献６に開示されているように、δ＝ｗＬ４／８ＥＩと表される。【００３４】  前記の撓みの式において、被露光材料の自重が被露光材料の直径Ｄの２乗に比例する一方、被露光材料の撓みは断面係数１＝πＤ４／６４に反比例することから、被露光材料の直径Ｄの４乗に反比例し、被露光材料の直径Ｄを小さくすると、チャックか��のはみ出し量Ｌが同じでも撓みが著しく大きくなる。【００３５】  また、直径Ｄの小さい被露光材料は、元々真直ぐなものが得がたく、リールに巻いてあったときの巻き癖が残っていたり、切断時にわずかに曲がったりする。【００３６】  さらに、被露光材料の撓みは被露光材料のヤング率Ｅに反比例するため、ヤング率Ｅが小さい材料では撓みが大きくなる。【００３７】  高分子材料などの可撓性材料の被露光材料においては、直径Ｄがかなり大きくても、たとえば、ｍｍのオーダーであっても、チャックからのはみ出し量Ｌによっては非常に大きく撓む。【００３８】  そのため、これらの、直径Ｄの小さい被露光材料やヤング率Ｅが小さい材料などの可撓性の被露光材料に対しては、片持支持した従来の露光装置では、所期の露光領域に対し、所望の寸法精度を有するパターンが得られなくなるという問題があった。【００３９】  また、撓みが顕著に大きいと、露光光線が広がったり反れたりして、パターンができなくなることもあった。
【非特許文献６】鵜戸口英善、川田雄一、倉西正嗣共著：材料力学上巻、裳華房、昭和３２年発刊、昭和４２年第１２版、２１８頁
【課題を解決するための手段】
【００４０】  請求項１に示す本発明の可撓材料の露光装置は、感光性材料を付した軸方向に長い可撓性の被露光材料を吸引保持して該被露光材料の軸方向の形状を直線に矯正する吸着ブロックと、前記被露光材料に軸回りの回転運動をさせるための回転ステージおよび／または該被露光材料に軸方向の移動運動をさせる移動ステージと、該被露光材料に付した前記感光性材料を露光するための光源を含む露光光学系を設け、前記吸着ブロック上で前記被露光材料の軸方向の形状を直線に矯正した部分を連続的または間欠的に露光するようになしたことを特徴とする。【００４１】  また、請求項２に示す本発明の可撓材料の露光装置は、請求項１に示した可撓材料の露光装置において、少なくとも被露光材料に軸方向の移動運動をさせる移動ステージを設け、前記吸着ブロック上で前記被露光材料の軸方向の形状を直線に矯正した部分を連続的または間欠的に露光しつつ該被露光材料を軸方向に移動させ、該吸着ブロック上の該被露光材料の軸方向の形状を直線に矯正できる吸引保持区間長よりも長い範囲にわたり該被露光材料を露光できるようにしたことを特徴とする。【００４２】  さらに、請求項３に示す本発明の可撓材料の露光装置は、請求項１および２に示した可撓材料の露光装置において、前記光源を含む露光光学系がレーザを光源とし、被露光材料をレーザビームに対して相対的に走査する露光光学系であることを特徴とする。【００４３】    また、請求項４に示す本発明の可撓材料の露光装置は、請求項１および２に示した可撓材料の露光装置において、前記光源を含む露光光学系がレチクル上のパターンを被露光材料上に投影して投影露光する露光光学系であることを特徴とする【００４４】    そして、請求項５に示す本発明の可撓材料の露光装置は、請求項１乃至４に示した可撓材料の露光装置において、被露光材料の軸を鉛直方向に向けたことを特徴とする。【００４５】  一方、請求項６に示す本発明の可撓材料の露光方法は、感光性材料を付した軸方向に長い可撓性の被露光材料を吸着ブロックに吸引保持して該被露光材料の軸方向の形状を直線に矯正した状態で該被露光材料に付した前記感光性材料を露光する露光工程と、該被露光材料の軸方向の形状を直線に矯正した状態で前記被露光材料に軸回りの回転運動および／または軸方向の移動運動をさせる運動工程を有することを特徴とする。【００４６】  また、請求項７に示す本発明の可撓材料の露光方法は、請求項６に示した可撓材料の露光方法において、露光工程と運動工程の一部または全部を同時に行い、被露光材料の運動中に一部または全部の露光を行なうようにすることを特徴とする。【００４７】  さらに、請求項８に示す本発明の可撓材料の露光方法は、感光性材料を付した外形が円形の断面を有し軸方向に長い可撓性の被露光材料を吸着ブロックに吸引保持して該被露光材料の軸方向の形状を直線に矯正した状態で、前記被露光材料を螺線運動させ、該被露光材料に付した前記感光性材料を螺線状に露光することを特徴とする。
【発明の効果】
【００４８】  本発明の可撓材料の露光装置および可撓材料の露光方法によれば、表面や内面に感光性材料を付した、片持支持すると大きく撓む直径の小さい被露光材料や、弾性係数（ヤング率）の小さい可撓材料からなる被露光材料や、元々真直ぐでない被露光材料１の露光箇所およびその周辺を吸着ブロックの表面に倣わせ、該撓みを矯正して真直ぐに保持した状態で該被露光材料を露光することができる。【００４９】  そのため、該被露光材料の表面や内面に、所望の感光性材料のパターンを精度良く形成することができる。【００５０】  従来の露光装置では、片持支持して撓んだ被露光材料を露光することになるため、該被露光材料の外周または内周上の位置や片持支持端からの距離によって露光のされ方が変わり、現像後得られる感光性材料のパターン寸法が変化していたが、本発明の露光装置では、被露光材料の外周または内周上のすべての場所が露光光学系に対して同じ相対位置条件で露光されるため、たとえば、円柱状や円筒状の被露光材料の表面または内面を螺線状に露光すると、現像後得られる感光性材料のパターン寸法が円周上の角度位置や片持支持端からの距離によって変化せず、一定となる。【００５１】  したがって、現像後得られる感光性材料のパターンをマスキング材に該被露光材料をエッチングしてマイクロ部品を作るとき、該マイクロ部品も場所によって寸法がばらついたり、局部的に寸法誤差が大きくなったりするようなことがなくなる。【００５２】  また、現像後得られる感光性材料のパターンのスペース部に金属をめっきしたり、任意の材料をスパッタや蒸着しても、該めっき部やスパッタ部、蒸着部として得られる部分の寸法がばらついたり、局部的に寸法誤差が大きくなったりするようなことがなくなる。【００５３】  また、撓みを補正できるため、従来は露光が不可能であった、細い可撓性の被露光材料の表面や内面に、所望の感光性材料のパターンを形成できる。【００５４】  そのため、従来よりも微細な寸法のマイクロ部品、たとえば、マイクロねじ、マイクロスクリュー、マイクロナット、マイクロスプライン、マイクロスプリングなど、を製作したり、従来よりも微細な表面溝加工を施したりすることができるようになる。【００５５】  一方、撓みを補正できるため、従来は露光が不可能であった、弾性係数（ヤング率）が小さくて可撓性の被露光材料の表面や内面にも、所望の感光性材料のパターンを形成できる。【００５６】  このように、低剛性、可撓性のマイクロ部品を製作したり、低剛性、可撓性の被露光材料の表面や内面に、従来よりも微細な加工を施したりすることができるようになる。
【発明の実施するための最良の形態】
【００５７】  図１は、本発明の可撓材料露光装置の説明図である。図（ａ）が正面図であり、図（ｂ）および図（ｃ）には、主要部をそれぞれ上面、右側面から見たところを示してある。被露光材料１の外径は拡大して大きめに描いてある。
【００５８】  また、Ｘ、Ｙ、Ｚは、図中に示した通りの方向を示す。
【００５９】  低剛性や、可撓性の被露光材料１は、感光性材料２を外表面の一部または全部に付して、チャック３に取り付ける。（ａ）では被露光材料１と感光性材料２を断面で示した。
【００６０】  チャック３は、回転ステージ４にて保持し、矢印５で示す回転を可能としてある。
【００６１】  また、回転ステージ４はＸステージ６にて保持し、矢印７で示すように、基台８上で図の左右方向に移動できるようにしてある。
【００６２】  被露光材料１に付した感光性材料２を露光するには、レーザビーム９を該感光性材料２に当て、該感光性材料２の任意の場所を露光するため、回転ステージ４および／またはＸステージ６により、被露光材料１をレーザビーム９に対して矢印５および／または矢印７に示す方向に走査する。
【００６３】  １０ａおよび１０ｂはレーザビーム９のスポット１１のサイズやレーザビーム９の進行方向の集光位置を調整するためのレンズである。
【００６４】  レンズ１０ａおよび１０ｂによりレーザ１２から射出したレーザビーム９をピンホール１３で整形し、該ピンホール１３の開口の大きさに対して所定の倍率で該ピンホール１３の像を形成するようになしてあり、レンズ１０ａおよび１０ｂ間は該ピンホール１３から出た光が光軸に平行に進む光学系としている。
【００６５】  レーザビーム９のスポットサイズおよび／または進行方向（Ｚ方向）の集光位置の調整は任意の光学系で行なえばよく、たとえば、レンズ１０ｂを用いずにレンズ１０ａのみにより集光してもよい。
【００６６】  レンズ１０ａおよび１０ｂがそれぞれ複数枚の組合せレンズであってもよく、レンズの代わりにミラー光学系を用いてもよい。
【００６７】  なお、レーザ１２は感光性材料２を感光させることができる波長を射出するレーザとし、たとえば、青色レーザ、紫色レーザ、紫外レーザなどとする。
【００６８】  ここで、本発明の可撓材料の露光装置においては、吸着ブロック１５により、感光性材料２を付した被露光材料１を保持し、被露光材料１に付した感光性材料２上の露光位置がレーザビーム９のスポット１１に対して常に一定の位置となるようにする。
【００６９】  吸着ブロック１５には、感光性材料２を付した被露光材料１を真空ポンプ１６により吸引するための吸引口を設け、チューブ１７で吸着ブロック１５と真空ポンプ１６を接続して感光性材料２を付した被露光材料１を吸引する。
【００７０】  なお、吸着ブロック１５の位置をチャック３および／またはレーザビーム９のスポット１１に対してＸ、Ｙ、Ｚの一部または全部の方向に調整するための位置調整機構１８を設ければなお良い。
【００７１】  このように構成して、感光性材料２を付した被露光材料１を、吸着ブロック１５に吸引保持しながら回転ステージ４および／またはＸステージ６によって、矢印５および／または矢印７に示す方向に走査し、レーザビーム９のスポット１１を、感光性材料２を付した被露光材料１上で相対的に走査すると、被露光材料１に付した感光性材料２を任意の形状に露光することができる。
【００７２】  なお、感光性材料２を付した被露光材料１の吸着ブロック１５への吸引は、吸引保持した状態で回転ステージ４および／またはＸステージ６によって該被露光材料１が矢印５および／または矢印７に示す方向にスムーズに回転または移動できる強さで行う。
【００７３】  図１に示したようにＶ字状の形状を有する吸着ブロック１５を用いれば、感光性材料２を付した被露光材料１との接触が線接触となるため、回転ステージ４および／またはＸステージ６によって該被露光材料１を矢印５および／または矢印７に示す方向に回転または移動させる際の摩擦力は小さい。
【００７４】  そのため、吸引圧力や吸引流量を調整すれば、容易に感光性材料２を付した被露光材料１を吸着ブロック１５に吸引保持した状態で、回転ステージ４および／またはＸステージ６によって該被露光材料１を矢印５および／または矢印７に示す方向にスムーズに回転または移動させることができる。
【００７５】  したがって、被露光材料１に付した感光性材料２には、レーザビーム９のスポット１１が常時所期の大きさ、所期の集光状態で当たる。
【００７６】  そのため、極細の被露光材料１や剛性が低く可撓性の被露光材料１に付した感光性材料２を、意図した通りに高精度で露光することができる。
【００７７】  一方、吸着ブロック１５の位置を位置調整機構１８によって調整し、レーザビーム９のスポット１１に対して被露光材料１を合わせるとき、被露光材料１はチャック３により回転ステージ４に固定保持されているので、被露光材料１が弾性変形できる以上に位置がずれた状態で吸着ブロック１５の位置を位置調整機構１８によって調整すると、被露光材料１が吸着できなくなってしまう。
【００７８】  したがって、前記の回転ステージ４およびＸステージ６をＹ方向に動かすＹステージ１９とＺ方向に動かすＺステージ２０を設け、レーザビーム９のスポット１１に対して吸着ブロック１５と被露光材料１の位置の双方を合わせた方がよい。
【００７９】  また、被露光材料１の所望の位置にレーザビーム９のスポット１１が精確に照射されているかどうかを確認できるようにすることが必要である。
【００８０】  そのため、レーザビーム９の被露光材料１や感光性材料２からの反射光をビームスプリッタ２１によって取り出し、レンズ２２によって被露光材料１に付した感光性材料２上のスポット１１およびその周辺の像をテレビカメラ２３の撮像面上に作り、レーザビーム９のスポット１１をテレビモニタ２４上に映して観察できるようにしてある。
【００８１】  なお、感光性材料２上に照射されるレーザビーム９のスポット１１およびその周辺の状況を観察するためレーザビーム９を感光性材料２に照射し続けると、該レーザビーム９によって感光性材料２が感光してしまう。
【００８２】  したがって、レーザビーム９のスポット１１およびその周辺の状況を観察は感光性材料２が感光しない短時間だけレーザビーム９を当てて行なうか、短時間だけレーザビーム９を当てて得たテレビカメラ２３の画像をテレビモニタ２４上に保持して行なうか、間欠的に短時間ずつレーザビーム９を当てて行なうかしなければならない。
【００８３】  レーザビーム９のスポット１１およびその周辺の状況の観察を連続的に行なうため、感光性材料２が感光しない波長の光を射出する観察用光線の光源２５を設け、ビームスプリッタ２６を介して観察光線２７を露光用のレーザビーム９に重ね、レーザビーム９のスポット１１およびその周辺を照明するようにすればなおよい。
【００８４】  観察光線２７の被露光材料１や感光性材料２からの反射光により、レーザビーム９のスポット１１およびその周辺の状況をテレビカメラ２３で撮影してテレビモニタ２４上で観察するようにすれば、露光すべき箇所やその周辺を予め念入りに観察しておくことや、露光中に連続して観察することができる。
【００８５】  その上でレーザビーム９を瞬間的に当ててテレビモニタ２４上でスポット１１の位置や大きさを確認すれば、テレビモニタ２４上に映されたレーザビーム９のスポット１１の大きさや明るさにより所望の大きさにレーザビーム９が集光されているか、や所望の位置にレーザビーム９が照射されているか、を確認することができるので、感光性材料２を感光させることなくスポット１１を精確に所期の大きさにして、所期の位置に照射することができる。
【００８６】  なお、レーザビーム９および観察光線２７の供給、非供給を制御するシャッター２８、２９を設けておくと、操作上便利である。図ではシャッター２８、２９がレーザビーム９および観察光線２７を遮らずに「開」となった状態を示している。
【００８７】  従来は、吸着ブロック１５により感光性材料２を付した被露光材料１を吸着保持することなくレーザビーム９を該被露光材料１上の感光性材料２に照射して露光していたため、回転ステージ４、Ｘステージ６により被露光材料１を動かすと、被露光材料１の元々の曲がり、偏芯、片持に起因する自重による撓みなどによりレーザビーム９のスポット１１の大きさや位置が変動した。
【００８８】  そのため、感光性材料２を付した被露光材料１を少なくとも露光開始点またはその近傍および露光終了点またはその近傍において、レーザビーム９のスポット１１およびその周辺の状況をテレビモニタ２４上で観察し、露光中のレーザビーム９のスポット１１の大きさや位置の変動がなるべく小さくなるように、被露光材料１のＹ軸回りおよび／またはＺ軸回りの傾き角を調整していた。
【００８９】  そして、被露光材料１のＹ軸回りおよび／またはＺ軸回りの傾き角を調整するには、当然、被露光材料１をＹ軸回りに回転させるステージおよび／またはＺ軸回りに回転させるステージが必要であり、それらを装備することが必要であった。
【００９０】  また、従来は、被露光材料１に付した感光性材料２を所望のパターン形状に露光するには、露光開始点またはその近傍および露光終了点またはその近傍のみならず、任意の単数または複数の中間点、さらには全走査露光経路上の点においても、該レーザビーム９のスポット１１が感光性材料２を付した被露光材料１の所期の位置に当たり、所期の形状、大きさとなるように確認すればなお良いことから、露光開始点またはその近傍および露光終了点またはその近傍のみならず、任意の単数または複数の中間点、さらには全走査露光経路上の点においてもレーザビーム９のスポット１１およびその周辺の状況をテレビモニタ２４上で観察することがあった。
【００９１】  しかし、被露光材料１の元々の曲がり、偏芯、片持に起因する自重による撓みなどの影響が重畳して不規則にレーザビーム９のスポット１１の大きさや位置の変動が生じるため、被露光材料１のＹ軸回りおよび／またはＺ軸回りの傾き角をどのように調整すればレーザビーム９のスポット１１の大きさや位置の変動が小さくできるのかが分からず、試行錯誤と熟練を要する調整が必要であった。
【００９２】  また、被露光材料１の曲がりや撓みは一般に直線的ではないため、被露光材料１のＹ軸回りおよび／またはＺ軸回りの傾き角の調整では原理的に除去しきれないレーザビーム９のスポット１１の大きさや位置の変動が残っていた。
【００９３】  これに対し、本発明の可撓材料露光装置によれば、感光性材料２を付した被露光材料１が吸着ブロック１５により吸着保持され、元々の曲がりと片持に起因する自重による撓みが矯正される。
【００９４】  そして、被露光材料１を回転ステージ４、Ｘステージ６により動かしても、レーザビーム９のスポット１１の照射場所の付近は、感光性材料２を付した被露光材料１が吸着ブロック１５により吸着保持されて一定の位置姿勢を保つため、被露光材料１に付した感光性材料２上に照射されるレーザビーム９のスポット１１の大きさや位置はほとんど変動しない。
【００９５】  この結果、被露光材料１に付した感光性材料２上にパターンを精度よく形成することができる。
【００９６】  図２は本発明を投影露光装置に応用した実施形態であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が主要部の平面図である。（ａ）では被露光材料１と感光性材料２を断面で示した。
【００９７】  レチクル３５上のパターン３６を光源３７からの露光光線３８により照明し、投影光学系３９によりパターン３６の光像を被露光材料１に付した感光性材料２上に作り、該感光性材料２をパターン３６の形状に感光させる。
【００９８】  光源３７はランプ、レーザなど任意でよく、集光光学系４０によりレチクル３５上のパターン３６を均一に所定の照射角で照明できるようにする。
【００９９】  なお、被露光材料１が円柱状や円筒状の場合は、レチクル３５上のパターン３６を投影露光するとき鮮明な像が形成できるのは、被露光材料１の軸方向稜線付近の細い幅の範囲に限られる。
【０１００】  そのため、投影露光する範囲を限定するスリット４１を被露光材料１の露光箇所の直近に設ける。
【０１０１】  該スリット４１はレチクル３５の直近に設けてもよい。
【０１０２】  円柱状や円筒状の被露光材料１の全周を露光してパターンを形成するためには、回転ステージ４により被露光材料１をＸ軸回りに連続的または間欠的に回転させ、該被露光材料１のＸ軸回りの連続的または間欠的回転に同期させてレチクルＹステージ４２によりレチクル３５を連続的または間欠的にＹ方向に移動させる。
【０１０３】  その際、レチクル３５のＹ移動方向が被露光材料１のＸ回転軸の方向と厳密に直交しないと、一周して露光したときにパターンがうまくつながらなくなる。
【０１０４】  Ｚ軸回り回転ステージ４３はレチクル３５のＹ移動方向を被露光材料１のＸ回転軸の方向に対して調整するためのステージである。
【０１０５】  なお、被露光材料１の全周を露光してパターンを形成した後、被露光材料１をＸ方向に移動して未露光の場所が吸着ブロック１５により吸着保持されるようになし、レチクルＸステージ４４によりレチクル３５を−Ｘ方向に移動してから、再び回転ステージ４により被露光材料１をＸ軸回りに連続的または間欠的に回転させ、該被露光材料１のＸ軸回りの連続的または間欠的回転に同期させてレチクルＹステージ４２によりレチクル３５を連続的または間欠的にＹ方向に移動させれば、被露光材料１の軸方向のより長い範囲を露光することができる。
【０１０６】  被露光材料１の全周露光と、被露光材料１のＸ方向への移動、レチクル３５の−Ｘ方向への移動は任意の回数繰り返してもよい。
【０１０７】  また、被露光材料１の軸方向に同じパターンを繰り返して露光する場合には、被露光材料１のみをＸ方向へ移動し、レチクル３５の−Ｘ方向への移動は行なわなくてもよい。
【０１０８】  なお、図２においては、レチクル３５を保持するためのレチクル保持ステージ４５をＺ軸回り回転ステージ４３上に取り付け、その下にレチクルＹステージ４２、その下にレチクルＸステージ４４を設けている。
【０１０９】  これらのＺ軸回り回転ステージ４３、レチクルＹステージ４２、レチクルＸステージ４４の積み上げ順序は任意でよく、Ｚ軸回り回転ステージ４３および／またはレチクルＸステージ４４は必ずしも設けなくてもよい。
【０１１０】  ここで、図２に示した本発明の可撓材料露光装置においても、吸着ブロック１５により、感光性材料２を付した被露光材料１を保持し、被露光材料１に付した感光性材料２上の露光位置が投影露光光学系３９に対して常に一定の位置となるようにする。
【０１１１】  吸着ブロック１５には、感光性材料２を付した被露光材料１を真空ポンプ１６により吸引するための吸引口を設け、チューブ１７で吸着ブロック１５を真空ポンプ１６に接続して感光性材料２を付した被露光材料１を吸引する。
【０１１２】  なお、吸着ブロック１５の位置を、チャック３および／または投影光学系３９に対してＸ、Ｙ、Ｚの一部または全部の方向に調整するための位置調整機構１８を設ければなお良い。
【０１１３】  このように構成して、感光性材料２を付した被露光材料１を、吸着ブロック１５に吸引保持しながら回転ステージ４および／またはＸステージ６によって、矢印５および／または矢印７に示す方向に連続的または間欠的に回転および／または移動し、該被露光材料１の連続的または間欠的回転および／または移動に同期させて、レチクルＹステージ４２によりレチクル３５を連続的または間欠的にＹ方向に移動させ、レチクル３５上のパターン３６を感光性材料２上に投影露光する。
【０１１４】  なお、感光性材料２を付した被露光材料１の吸着ブロック１５への吸引は、吸引保持した状態で回転ステージ４およびＸステージ６によって該被露光材料１が矢印５および／または矢印７に示す方向にスムーズに回転または移動できる強さで行う。
【０１１５】  図１と同様にＶ字状の形状を有する吸着ブロック１５を用いれば、感光性材料２を付した被露光材料１との接触が線接触となるため、回転ステージ４およびＸステージ６によって該被露光材料１を矢印５および／または矢印７に示す方向に回転または移動させる際の摩擦力は小さい。
【０１１６】  そのため、吸引圧力や吸引流量を調整すれば、容易に感光性材料２を付した被露光材料１を吸着ブロック１５に吸引保持した状態で、回転ステージ４およびＸステージ６によって該被露光材料１を矢印５および／または矢印７に示す方向にスムーズに回転または移動させることができる。
【０１１７】  したがって、被露光材料１に付した感光性材料２は、レチクル３５上のパターン３６の光像が常に鮮明に形成された状態で露光される。
【０１１８】  そのため、極細の被露光材料１や、剛性が低く可撓性の被露光材料１に付した感光性材料２を、意図した通りに高精度で露光することができる。
【０１１９】  一方、吸着ブロック１５の位置を位置調整機構１８によって調整し、投影光学系３９に対して被露光材料１を合わせるとき、被露光材料１はチャック３により回転ステージ４に固定保持されているので、被露光材料１が弾性変形できる以上に位置がずれた状態で吸着ブロック１５の位置を位置調整機構１８によって調整すると、被露光材料１が吸着できなくなってしまう。
【０１２０】  したがって、前記の回転ステージ４およびＸステージ６を、Ｘ方向に動かすＸステージ１９とＹ方向に動かすＹステージ２０を設け、投影光学系３９に対して吸着ブロック１５と被露光材料１の位置の双方を合わせた方がよい。
【０１２１】  従来は、吸着ブロック１５により感光性材料２を付した被露光材料１を吸着保持することなくレーザビーム９を該被露光材料１上の感光性材料２に照射して露光していたため、回転ステージ４、Ｘステージ６により被露光材料１を動かすと、被露光材料１の元々の曲がり、偏芯、片持に起因する自重による撓みなどにより、投影露光領域内で場所によって投影光学系３９との距離がばらつき、転写されるパターンの寸法や位置がずれていた。
【０１２２】  それに対し、本発明の可撓材料露光装置によれば、元々の試料の曲がりや自重による撓みが、感光性材料２を付した被露光材料１を吸着ブロック１５により吸着保持することによって矯正される。
【０１２３】  そして、被露光材料１を回転ステージ４、Ｘステージ６、Ｘステージ１９、Ｙステージ２０により動かしても、感光性材料２を付した被露光材料１が吸着ブロック１５により吸着保持されて一定の位置姿勢を保つため、被露光材料１に付した感光性材料２上には、投影光学系３９との距離を常に一定に保持した状態でパターンが投影露光される。
【０１２４】  この結果、レチクルパターンの寸法を忠実に反映したパターンを精度よく形成することができ、一定寸法のパターンは同じ寸法でばらつきなく形成できる。
【０１２５】  したがって、たとえば、円形断面の細い金属棒からなる被露光材料１に感光性材料２としてレジストを塗布し、ラインアンドスペースパターン３６を有するレチクル３５を用いて前記円形断面の細い金属棒からなる被露光材料１を螺線状に露光すれば、太さのばらつきが少ない螺線レジストパターンを形成することができる。
【０１２６】  図３は、本発明の別の可撓材料の露光装置であり、（ａ）が正面図、（ｂ）が平面図である。
【０１２７】  被露光材料１の外径は拡大して大きめに描いてあり、図１と同じ構成要素は同じ記号で描いてある。また、Ｘ、Ｙ、Ｚは、図中に示した通りの方向を示す。
【０１２８】  可撓材料は図１、図２に示したように横向きに置くと自重により撓むが、図３に示すように軸を鉛直方向に向けて保持すると自重による撓みが生じないため、該可撓材料を真直ぐに保持する上で有利になる。
【０１２９】  可撓性の被露光材料１は、感光性材料２を外表面の一部または全部に付して、チャック３に取り付ける。
【０１３０】  チャック３は、回転ステージ４にて保持し、矢印５１で示す回転を可能としてある。
【０１３１】  また、回転ステージ４はＺステージ５２にて保持し、矢印５３で示すように、基台５４に対して図の上下方向に移動できるようにしてある。
【０１３２】  被露光材料１に付した感光性材料２を露光するには、レーザビーム９を感光性材料２に当て、任意の場所を露光するため、回転ステージ４および／またはＺステージ５２により、被露光材料１を矢印５１および／または矢印５３に示す方向に走査する。
【０１３３】  １０ａおよび１０ｂはレーザビーム９のスポットサイズおよび／または進行方向の集光位置を調整するためのレンズである。
【０１３４】  レンズ１０ａおよび１０ｂによりレーザ１２から射出したレーザビーム９をピンホール１３で整形し、該ピンホール１３の開口の大きさに対して所定の倍率で該ピンホール１３の像を形成するようになしてあり、レンズ１０ａおよび１０ｂ間は該ピンホール１３から出た光が光軸に平行に進む光学系としている。
【０１３５】  レーザビーム９のスポットサイズおよび／または進行方向（Ｚ方向）の集光位置の調整は任意の光学系で行なえばよく、たとえば、レンズ１０ｂを用いずにレンズ１０ａのみにより集光してもよい。
【０１３６】  レンズ１０ａおよび１０ｂがそれぞれ複数枚の組合せレンズであってもよく、レンズの代わりにミラー光学系を用いてもよい。
【０１３７】  ここで、本発明の可撓材料の露光装置においても、吸着ブロック１５により、感光性材料２を付した被露光材料１を保持し、被露光材料１に付した感光性材料２上の露光位置がレーザビーム９のスポット１１に対して常に一定の位置となるようにする。
【０１３８】  吸着ブロック１５には、感光性材料２を付した被露光材料１を真空ポンプ１６により吸引するための吸引口を設け、チューブ１７で接続して感光性材料２を付した被露光材料１を吸引する。
【０１３９】  なお、吸着ブロック１５の位置を、チャック３および／またはレーザビーム９に対してＸ、Ｙ、Ｚの一部または全部の方向に調整するための位置調整機構１８を設ければなお良い。
【０１４０】  このように構成して、感光性材料２を付した被露光材料１を、吸着ブロック１５に吸引保持しながら回転ステージ４および／またはＺステージ５２によって、矢印５１および／または矢印５３に示す方向に走査し、レーザビーム９のスポット（非図示、図１の１１に相当）を、感光性材料２を付した被露光材料１上で相対的に走査すると、被露光材料１に付した感光性材料２を任意の形状に露光することができる。
【０１４１】  なお、感光性材料２を付した被露光材料１の吸着ブロック１５への吸引は、吸引保持した状態で回転ステージ４および／またはＺステージ５２によって該被露光材料１が矢印５１および／または矢印５３に示す方向にスムーズに回転または移動できる強さで行う。
【０１４２】  図１と同様にＶ字状の形状を有する吸着ブロック１５を用いれば、感光性材料２を付した被露光材料１との接触が線接触となるため、回転ステージ４および／またはＺステージ５２によって該被露光材料１を矢印５１および／または矢印５３に示す方向に回転または移動させる際の摩擦力は小さい。
【０１４３】  そのため、吸引圧力や吸引流量を調整すれば、容易に感光性材料２を付した被露光材料１を吸着ブロック１５に吸引保持した状態で、回転ステージ４および／またはＺステージ５２によって該被露光材料１を矢印５１および／または矢印５３に示す方向にスムーズに回転または移動させることができる。
【０１４４】  したがって、被露光材料１に付した感光性材料２には、レーザビーム９のスポットが常時所期の大きさ、所期の集光状態で当たる。
【０１４５】  そのため、極細の被露光材料１や、剛性が低く可撓性の被露光材料１に付した感光性材料２を、意図した通りに高精度で露光することができる。
【０１４６】  一方、吸着ブロック１５の位置を位置調整機構１８によって調整し、レーザビーム９のスポット１１に対して被露光材料１を合わせるとき、被露光材料１はチャック３により回転ステージ４に固定保持されているので、被露光材料１が弾性変形できる以上に位置がずれた状態で吸着ブロック１５の位置を位置調整機構１８によって調整すると、被露光材料１が吸着できなくなってしまう。
【０１４７】  したがって、前記の回転ステージ４およびＺステージ５２をＸ方向に動かすＸステージ５５とＹ方向に動かすＹステージ５６を設け、レーザビーム９のスポットに対して吸着ブロック１５と被露光材料１の位置の双方を合わせた方がよい。
【０１４８】  また、被露光材料１の所望の位置にレーザビーム９のスポット１１が精確に照射されているかどうかを確認できるようにすることが必要である。
【０１４９】  そのため、レーザビーム９の被露光材料１や感光性材料２からの反射光をビームスプリッタ２１によって取り出し、レンズ２２によって被露光材料１に付した感光性材料２上のスポット１１およびその周辺の像をテレビカメラ２３の撮像面上に作り、テレビモニタ２４上に映して観察できるようにしてある。
【０１５０】  なお、感光性材料２上に照射されるレーザビーム９のスポットおよびその周辺の状況を観察するためレーザビーム９を感光性材料２に照射し続けると、該レーザビーム９によって感光性材料２が感光してしまう。
【０１５１】  したがって、レーザビーム９のスポットおよびその周辺の状況を観察は感光性材料２が感光しない短時間だけレーザビーム９を当てて行なうか、短時間だけレーザビーム９を当てて得たテレビカメラ２３の画像をテレビモニタ２４上に保持して行なうか、間欠的に短時間ずつレーザビーム９を当てて行なうかしなければならない。
【０１５２】  レーザビーム９のスポットおよびその周辺の状況の観察を連続的に行なうには、感光性材料２が感光しない波長の光を射出する観察用光線の光源２５を設け、ビームスプリッタ２６を介して観察光線２７を露光用のレーザビーム９に重ね、レーザビーム９のスポットおよびその周辺を照明するようにすればよい。
【０１５３】  観察光線２７の被露光材料１や感光性材料２からの反射光により、レーザビーム９のスポットおよびその周辺の状況をテレビカメラ２３で撮影してテレビモニタ２４上で観察すれば、露光すべき箇所やその周辺を予め念入りに観察しておくことができ、露光中も連続して観察できる。
【０１５４】  その上でレーザビーム９を瞬間的に当ててテレビモニタ２４上でスポットの位置や大きさを確認すれば、テレビモニタ２４上に映されたレーザビーム９のスポットの大きさや明るさにより所望の大きさにレーザビーム９が集光されているか、や所望の位置にレーザビーム９が照射されているか、を確認することができるので、感光性材料２を感光させずにスポットを精確に所期の大きさ、位置に照射することができる。
【０１５５】  なお、レーザビーム９および観察光線２７の供給、非供給を制御するシャッター２８、２９を設けておくと、操作上便利である。図ではシャッター２８、２９がレーザビーム９および観察光線２７を遮らずに「開」となった状態を示している。
【０１５６】  従来は、吸着ブロック１５により感光性材料２を付した被露光材料１を吸着保持することなくレーザビーム９を該被露光材料１上の感光性材料２に照射して露光していたため、回転ステージ４、Ｚステージ５２により被露光材料１を動かすと、被露光材料１の元々の曲がり、偏芯などによりレーザビーム９のスポットの大きさや位置が変動した。
【０１５７】  そのため、感光性材料２を付した被露光材料１を少なくとも露光開始点またはその近傍および露光終了点またはその近傍において、レーザビーム９のスポットおよびその周辺の状況をテレビモニタ２４上で観察し、レーザビーム９のスポットの大きさや位置の変動がなるべく小さくなるように、被露光材料１のＸ軸回りおよび／またはＹ軸回りの傾き角を調整していた。
【０１５８】  被露光材料１のＸ軸回りおよび／またはＹ軸回りの傾き角を調整するには、当然、被露光材料１をＹ軸回りに回転させるステージおよび／またはＺ軸回りに回転させるステージが必要であり、それらを装備することが必要であった。
【０１５９】  また、従来は、被露光材料１に付した感光性材料２を所望のパターン形状に露光するには、露光開始点またはその近傍および露光終了点またはその近傍のみならず、任意の単数または複数の中間点、さらには全走査露光経路上の点においても、該レーザビーム９のスポット１１が感光性材料２を付した被露光材料１の所期の位置に当たり、所期の形状、大きさとなるように確認すればなお良いことから、露光開始点またはその近傍および露光終了点またはその近傍のみならず、任意の単数または複数の中間点、さらには全走査露光経路上の点においてもレーザビーム９のスポットおよびその周辺の状況をテレビモニタ２４上で観察することがあった。
【０１６０】  しかし、被露光材料１の元々の曲がり、偏芯などの影響が重畳して不規則にレーザビーム９のスポットの大きさや位置の変動が生じるため、被露光材料１のＸ軸回りおよび／またはＹ軸回りの傾き角をどのように調整すればレーザビーム９のスポットの大きさや位置の変動が小さくできるのかが分からず、試行錯誤と熟練を要する調整が必要であった。
【０１６１】  また、被露光材料１の曲がりや撓みは一般に直線的ではないため、被露光材料１のＸ軸回りおよび／またはＹ軸回りの傾き角の調整では原理的に除去しきれないレーザビーム９のスポットの大きさや位置の変動が残っていた。
【０１６２】  これに対し、本発明の可撓材料露光装置によれば、鉛直に保持しているので自重による撓みの発生を防ぐことができ、感光性材料２を付した被露光材料１が吸着ブロック１５により吸着保持されるため、元々の曲がりも矯正される。
【０１６３】  そして、被露光材料１を回転ステージ４、Ｚステージ５２により動かしても、レーザビーム９のスポットの照射場所の付近は、感光性材料２を付した被露光材料１が吸着ブロック１５により吸着保持されて一定の位置姿勢を保つため、被露光材料１に付した感光性材料２上に照射されるレーザビーム９のスポットの大きさや位置はほとんど変動しない。
【０１６４】  この結果、被露光材料１に付した感光性材料２上にパターンを精度よく形成することができる。
【０１６５】  図３の露光装置は図１の露光装置を被露光材料１の軸方向を鉛直方向に向けたものであり、図２の投影露光装置も同様に被露光材料１の軸方向を鉛直方向に向けても構成できることは明らかである。
【０１６６】  ところで、以上の図１乃至図３は、軸方向に長い可撓性の被露光材料１の外表面を露光する装置であるが、特許文献３、非特許文献４、非特許文献５に示されるように、パイプ状の被露光材料の内面を露光する装置においても、該被露光材料が軸方向に長い可撓性の被露光材料である場合には本発明が有効である。
【０１６７】  特許文献３、非特許文献４、非特許文献５に示されるように、被露光材料の内面を露光する装置においては、パイプ状の被露光材料の片端から露光ロッドを挿入したり、露光光線を供給したりする。
【０１６８】  しかし、該パイプ状の被露光材料を水平方向に片持保持すると、自由端が撓み、水平でなくなるため、撓みが顕著となる細くて長い被露光材料では、露光ロッドを挿入したり、露光光線を供給したりすることが困難になる。
【０１６９】  本発明により、吸着ブロック１５を置き、該パイプ状の被露光材料を水平にかつ直線状に矯正すれば、該パイプ状の被露光材料の内側に露光ロッドを挿入したり、露光光線を供給したりすることが容易になり、該パイプ状の被露光材料の内面に精度よくパターンを形成できる。
【０１７０】  なお、本発明により、吸着ブロック１５で被露光材料１を吸引し、直線状に矯正する長さおよび位置は任意である。
【０１７１】  該被露光材料１の所望露光範囲と同等またはより長い範囲を吸着ブロック１５で吸引してもよい。
【０１７２】  一方、図１および図３に示したように、露光光学系が固定されていて、被露光材料１の長さ方向への露光範囲が狭い場合には、所望の被露光材料１の露光長さ範囲より短い吸着ブロック１５で被露光材料１を吸引して直線状に矯正し、被露光材料１を軸方向に移動して長い範囲を露光してもよい。
【０１７３】  図４は吸着ブロック１５の実施形態である。
【０１７４】  図１の左側面方向から見た断面と、その平面図を示してあり、吸着溝６１を設けて感光性材料２を付した被露光材料１を吸引保持する。
【０１７５】  吸着溝６１は穴６２を経て吸着ブロック１５の外面に導き、ねじ６３に配管部品を付けて真空ポンプ１６とホース１７でつなぐ。
【０１７６】  図５は別の吸着ブロック１５の実施形態である。
【０１７７】  図１の左側面方向から見た断面と、その平面図を示してあり、任意の数の吸着穴６５を設けて感光性材料２を付した被露光材料１を吸引保持する。
【０１７８】  吸着穴６５は穴６６を経て吸着ブロック１５の外面に導き、ホース１７により真空ポンプ１６とつなぐ。
【０１７９】  図６はさらに別の吸着ブロック１５の実施形態である。
【０１８０】  図１の左側面方向から見た断面と、その平面図を示してあり、（ａ）、（ｂ）とも吸着溝６８を設けて感光性材料２を付した被露光材料１を吸引保持する。
【０１８１】  吸着溝６８は吸着保持部品６９の一部に形成されており、吸着溝または吸着穴７０、穴７１を経て吸着ブロック１５の外面に導き、ねじ７２に配管部品を付けて真空ポンプ１６とホース１７でつなぐ。
【０１８２】  図４、図５、図６のいずれの場合とも、吸着溝６１、吸着穴６５、吸着溝６８の寸法や形状は用いる被露光材料１の直径や長さに応じて適宜決めればよい。
【０１８３】  また、図４、図５、図６のいずれの場合とも、吸着ブロック１５の外形形状は任意である。
【０１８４】  図４、図５、図６のいずれの場合とも、吸着溝６１、吸着穴６５、吸着溝６８の上に感光性材料２を付した被露光材料１を載せると、ほぼ吸着溝６１、吸着穴６５、吸着溝６８が塞がれる。
【０１８５】  したがって、感光性材料２を付した被露光材料１の吸着部が負圧となり、被露光材料１は吸着ブロック１５に押し付けられる。
【０１８６】  いずれの場合においても、Ｖ字状の案内により被露光材料１を直線に矯正する吸着ブロック１５に被露光材料１を吸着すると、両側には該Ｖ字状の案内と被露光材料１の外径との間に隙間ができるため、吸着ブロック１５の端部は大気に開放されることになるが、被露光材料１が細い場合には大気に開放されている隙間が狭いので、真空ポンプ１６による吸引を継続して行なっていれば、被露光材料１を適切に吸着ブロック１５に押し付けることができる。
【０１８７】  また、被露光材料１が細い場合、たとえば、直径１００μｍ以下の銅やステンレス鋼の線材を被露光材料１とする場合には、可撓性が高く、わずかの力で変形するため、元々の曲がりや片持支持時の自重に起因する撓みをよく矯正できる。
【０１８８】  なお、被露光材料１が太い場合には、吸着ブロック１５の吸着溝６１、吸着穴６５、吸着溝６８の吸着部の周辺の面形状を、感光性材料２を付した被露光材料１の外径の曲率に合わせておけば、該感光性材料２を付した被露光材料１を載せるときに吸着溝６１、吸着穴６５、吸着溝６８で吸引する部分が閉空間に近くなり、より強く吸引できる。
【０１８９】  また、被露光材料１が細い場合には、吸着溝６１、吸着穴６５、吸着溝６８の寸法が感光性材料２を付した被露光材料１の径よりも多少ならば大きくても、真空ポンプ１６による吸引を継続して行なっていれば、被露光材料１を吸着ブロック１５に押し付けることができる。
【０１９０】  被露光材料１を吸着ブロック１５に吸引保持した状態で、該被露光材料１に軸まわりの回転運動および／または軸方向の移動運動をスムーズに行なわせるためには、吸引力による摩擦が大き過ぎないことが必要であり、吸引する部分が完全に閉空間となると、該被露光材料１に軸まわりの回転運動および／または軸方向の移動運動をスムーズに行なわせることができなくなる。
【０１９１】  したがって、被露光材料１を吸着ブロック１５に吸引保持する際は、該被露光材料１の曲がりを矯正でき、なおかつ、該被露光材料１の軸まわりの回転運動および／または軸方向の移動運動をスムーズに行なえる吸着力となるようにする。
【０１９２】  次に本発明の可撓材料の露光方法について説明する。
【０１９３】  本発明の可撓材料の露光方法においては、まず、感光性材料２を付した軸方向に長い可撓性の被露光材料１を吸着ブロック１５に吸引保持して該被露光材料の軸方向の形状を直線に矯正した状態とする。
【０１９４】  次に、図１および図３に例示したようなレーザ光を用いた走査露光、図２に示した投影露光などの方法により、被露光材料１に付した感光性材料２を露光する。
【０１９５】  図１および図３に例示したようなレーザ光を用いた走査露光においては、レーザビーム９のスポット１１を被露光材料１に付した感光性材料２上に当てて露光するので、瞬間的には該スポット１１を当てた点状の部分しか露光できない。
【０１９６】  したがって、長さ、面積を有するパターン形状に露光するためには、該軸方向に長い可撓性の被露光材料１に軸回りの回転運動および／または軸方向の移動運動を与えて前記レーザビーム９のスポット１１に対して被露光材料１を移動させる必要がある。
【０１９７】  該レーザビーム９のスポット１１に対する被露光材料１の移動は、連続的でも間欠的でもよい。
【０１９８】  また、レーザビーム９のスポット１１による被露光材料１に付した感光性材料２の露光中に、該被露光材料１に軸回りの回転運動および／または軸方向の移動運動をさせてもよい。
【０１９９】  被露光材料１を軸方向に長い距離移動させれば、吸着ブロック１５における吸着長さよりも長い範囲を露光することができる。
【０２００】  図２に例示したようなレチクル３５を用いる投影露光により露光する場合には、瞬間的には、軸方向に長い可撓性の被露光材料１の投影側の表面稜線付近のスリット４１で限定されたほぼ平面とみなせる幅の狭い短冊状の範囲の部分しか露光できない。
【０２０１】  したがって、より広い部分をパターン形状に露光するためには、該被露光材料１に軸回りの回転運動および／または軸方向の移動運動を与えて投影露光する範囲を接続または重畳させる必要がある。
【０２０２】  また、一般的には、該被露光材料１の軸回りの回転運動および／または軸方向の移動にあわせてレチクル３５を移動させるが、単純な同じパターンを繰り返して露光する場合には、レチクル３５を固定したまま該被露光材料１に軸回りの回転運動および／または軸方向の移動をさせてもよい。
【０２０３】  被露光材料１の軸回りの回転運動および／または軸方向の移動は、レチクル３５に同期させる必要があるが、レチクル３５および被露光材料１を連続的に移動してもよく、レチクル３５および被露光材料１を間欠的に移動してもよい。
【０２０４】  レチクル３５を連続的に移動し、該レチクル３５に同期させて被露光材料１を連続的に移動する場合には、被露光材料１に付した感光性材料２の露光中に、該被露光材料１に軸回りの回転運動および／または軸方向の移動運動をさせる。
【実施例】
【０２０５】  図１に示したように露光装置を構成し、レーザ１２として波長４７３ｎｍの青色固体レーザを用い、感光性材料２としてレジストＰＭＥＲ  Ｐ−ＡＲ９００（東京応化工業製）を付した外径８０μｍ、内径３０μｍ、長さ５０ｍｍの銅のパイプを被露光材料１とし、該感光性材料２を付した被露光材料１を図６（ｂ）に示したような幅約８０μｍ、長さ５ｍｍの細いスリット状の吸着溝６８を有する長さ７ｍｍの吸着ブロック１５によって吸引保持し、回転ステージ４およびＸステージ６によって矢印５および矢印７に示す方向に回転、移動させ、螺線パターンの露光を行ない、現像液ＰＭＥＲ  Ｐ−７Ｇに浸漬して現像しパターンを形成した。【０２０６】  なお、真空ポンプ１６には排気速度が５ｌ／ｍｉｎの真空機工株式会社のＤＡ−５Ｄを用い、外径約６ｍｍ、内径約４ｍｍのナイロン製の長さ約１ｍのチューブ１７で吸着ブロック１５に接続して吸引した。【０２０７】  Ｖ字状の案内により被露光材料１を直線に矯正する吸着ブロック１５に被露光材料１を吸着すると、両側には該Ｖ字状の案内と被露光材料１の外径との間に隙間ができるが、被露光材料１の外径が前記のように８０μｍと小径であるため前記隙間は非常に小さく、被露光材料１をきちんと吸引保持でき、直線に矯正することができた。【０２０８】  また、吸着力は強過ぎもせず、被露光材料１を吸引保持したまま該被露光材料１にスムーズに軸回りの回転運動および／または軸方向の移動運動をさせることもできた。【０２０９】  そして、被露光材料１を吸引保持したまま軸回りの回転運動および／または軸方向の移動運動をさせると、該被露光材料１の露光位置をレーザビーム９のスポット１１に対して常に一定に保ったまま該被露光材料１の全周および／または軸方向の長い範囲にレーザビーム９のスポット１１を当てることができた。【０２１０】  また、被露光材料１を吸引保持したまま、軸回りの回転運動および軸方向の移動運動を同時に付与しながら露光すると、現像後、図７の電子顕微鏡写真に示すように、スペース線幅７．８μｍ、ピッチ２０μｍの螺線スペースパターンを高精度に形成することができた。【０２１１】  スペース線幅１４．４μｍ、ピッチ１００μｍの螺線スペースパターンを露光・現像後得られたレジストパターンをマスキング材として該被露光材料１を塩化第二鉄水溶液に浸漬してエッチングを行なった結果、マイクロコイルを得ることもできた。【０２１２】  同じ、吸着ブロック１５により、外径７３〜５００μｍの金属線材からなる被露光材料１にも露光することができ、高精度なレジストパターンを得た。【０２１３】  外径７３μｍという吸着ブロック１５の吸着溝幅よりも少し小さい外径を有する被露光材料１も吸着保持でき、被露光材料１の外面に感光性材料２として付したレジストを露光して高精度なパターンを得ることができた。【０２１４】  また、吸着部がＶ溝形状のため、両端において吸着ブロック１５と被露光材料１との間にわずかの隙間ができ、該隙間は直径が大きくなるほど大きくなったが、外径５００μｍの被露光材料１も吸着保持でき、被露光材料１の外面に感光性材料２として付したレジストを露光して高精度なパターンを得ることができた。
【産業上の利用の可能性】
【０２１５】  以上に示したように、本発明によれば、軸方向に長い可撓性の被露光材料１に対し、長い範囲にわたり高精度に微細パターンを形成できる。
【０２１６】  したがって、たとえば、極細金属パイプからなる被露光材料１に感光性材料２としてレジストを塗布し、螺線状に露光して螺線レジストパターンを形成すれば、均一に精度よく形成でき、該螺線レジストパターンをエッチングマスクとして前記極細金属パイプからなる被露光材料１をエッチングすれば、素線寸法のばらつきが少ない極細マイクロコイルを容易に製作することができる。
【０２１７】  また、円形断面の極細金属線からなる被露光材料１に感光性材料２としてレジストを塗布し、螺線状に露光して螺線レジストパターンを形成すれば、均一に精度よく形成でき、該螺線レジストパターンの付着していない極細金属線からなる被露光材料１の表面に被露光材料１の表面とは異なる材料の金属をめっきし、該極細金属線からなる被露光材料１を抜き去ることによっても、素線寸法のばらつきが少ない極細金属マイクロコイルを容易に製作することができる。
【０２１８】  さらに、細い金属パイプからなる被露光材料１の内面に感光性材料２としてレジストを塗布し、螺線状に露光して螺線レジストパターンを均一に精度よく形成し、該螺線レジストパターンをエッチングマスクとして前記細い金属パイプからなる被露光材料１の内面を螺線状にエッチングし、適当な長さごとに切断すれば、微細なナット部品を高能率に製作することができる。
【０２１９】  また、細い軸状の被露光材料１に感光性材料２としてレジストを塗布し、螺線状に露光して螺線レジストパターンを形成すれば、均一に精度よく形成でき、該螺線レジストパターンをエッチングマスクとして被露光材料１をエッチングすれば、マイクロドリル、マイクロボールねじ、マイクロスクリュー軸などを精度よく製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２２０】
【図１】本発明の可撓材料の露光装置
【図２】本発明の可撓材料の露光装置
【図３】本発明の可撓材料の露光装置
【図４】本発明の可撓材料の露光装置の吸着ブロックの構成図
【図５】本発明の可撓材料の露光装置の吸着ブロックの構成図
【図６】本発明の可撓材料の露光装置の吸着ブロックの構成図
【図７】本発明の可撓材料の露光装置および可撓材料の露光方法により形成した螺線レジストパターンの電子顕微鏡写真
【図８】従来の代表的な被露光材料の支持形態
【符号の説明】
【０２２１】１：被露光材料
２：感光性材料
３：チャック
４：回転ステージ
６：Ｘステージ
８：基台
９：レーザビーム９
１０：レンズ
１２：ピンホール
１５：吸着ブロック
１６：真空ポンプ
１７：チューブ
１８：位置調整機構
１９：Ｙステージ
２０：Ｚステージ
２１：ビームスプリッタ
２２：レンズ
２３：テレビカメラ
２４：テレビモニタ
２５：観察用光線の光源
２６：ビームスプリッタ
２７：観察光線
２８：シャッター
２９：シャッター
３５：レチクル
３７：光源
３８：露光光線
３９：投影光学系
４０：集光光学系
４１：スリット
４２：レチクルＹステージ
４３：Ｚ軸回り回転ステージ
４４：レチクルＸステージ
５２：Ｚステージ
５５：Ｘステージ
５６：Ｙステージ
６１：吸着溝
６２：穴
６３：ねじ
６５：吸着穴
６６：穴
６８：吸着溝
６９：吸着保持部品
７０：吸着溝または吸着穴
７１：穴
７２：ねじ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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