(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面板を保持する複数の棒状の保持部材からなる保持体において、前記保持部材は前記平面板と接する部分が平面に構成されると共に、前記保持部材は、ヨーイング、ローリングおよびピッチング移動が許容された状態で、保持体のベースに対して１ケ所で支持される第１の保持部材と、ローリングと第２の保持部材が伸びる方向への膨張とが可能な状態で、ピッチングおよびヨーイングが規制されて、保持体のベースに対して２ケ所で支持される第２の保持部材とから構成されることを特徴とする保持体。
【請求項２】
平面板を保持する複数の棒状の保持部材からなる保持体において、前記保持部材は前記平面板と接する部分が平面に構成されると共に、前記保持部材は、ボールと受けの関係をもって、支柱により保持体のベースに対して１ケ所で支持される第１の保持部材と、ボールと受けの関係をもって、支柱により保持体のベースに対して２ケ所で支持されると共に、第２の保持部材が伸びる方向に膨張可能な状態で支持される第２の保持部材とから構成されることを特徴とする保持体。
【請求項３】
前記第１の保持部材および前記第２の保持部材以外に、前記平面板を保持する棒状の他の保持部材を有し、該他の保持部材は前記平面板と接する部分が平面に構成されるとともに、保持体のベースに対してばねまたはエアシリンダにより支持されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の保持体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面板の保持体に係わり、例えば、露光装置等に用いられるマスクや平面鏡を保持する保持体に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来技術に係る露光装置の概略構成を示す図である。
同図に示すように、この露光装置は、大きく分けて、露光光を出射する光照射部１１０と、パターンが形成されたマスクを保持するマスクステージ部１２０と、露光されるワークを載置保持するワークステージ部１３０とから構成される。
【０００３】
光照射部１１０には、露光光を放射するランプ１１１、ランプ１１１からの光を反射して集光する集光鏡１１２、被照射面での露光光の照度分布を均一にするインテグレータ１１３（フライアイレンズともいう）、露光光の光路を折り返す平面鏡１１４（ここでは３枚使用されている）、平面鏡１１４を支持するステージベース１１５および支持体１１６、露光光を平行光にするコリメータ１１７等が設けられ、光出射口１１８から露光光が出射される。
マスクステージ部１２０には、光出射口１１８の光出口側に、回路等のパターンが形成されたマスク１２１（レチクルと呼ばれることもある）が、マスクステージ１２２に保持固定されている。なお、同図では、マスク１２１はマスクステージ１２２の上面側に取り付けられているが、下面側に取り付けられる場合もある。
ワークステージ部１３０には、感光剤が塗布または貼り付けられたプリント基板やウェハ等のワーク１３１が、ワークステージ１３２に保持される。
【０００４】
マスクステージ部１２０および／またはワークステージ部１３０には、マスクステージ移動機構１２３および／またはワークステージ移動機構１３３が設けられ、マスク１２１および／またはワーク１３１が、ＸＹθ方向（マスク１２１および／またはワーク１３１平面の直交する２方向、および前記平面に直交する軸の回りの回転方向）に移動して、マスク１２１とワーク１３１が所定の位置関係になるように位置合せが行われる。
【０００５】
マスク１２１とワーク１３１の位置合せ終了後、ワークステージ１３２がワークステージ移動機構１３３により、前記平面に直交するＺ方向に移動し、マスク１２１とワーク１３１が所定の間隔に設定される。
その後、光照射部１１０からマスク１２１を介して感光剤が塗布されたワーク１３１に露光光が照射され、マスクパターンが露光転写される。露光が終わったワーク１３１はワークステージ１３２から搬出され、次に処理されるワーク１３１が搬入される。
【０００６】
なお、上記においては、露光装置を例にして説明したが、液晶パネルの貼り合せ工程において、遮光部が形成されたマスクを介して、光硬化型接着剤が塗布された領域のみに紫外線を照射し、接着剤を硬化させて２枚のパネルを貼り合せる装置も、図５に示す露光装置と同様の装置が用いられる。
その場合、ワークは、形成されるパネルの画郭に合せて接着剤が塗布されたガラスパネル基板であり、マスクは、上記接着剤に光が照射され、液晶等の部分は遮光されるようにパターンが形成されたものである。光照射部から照射される光は、光硬化型接着剤を硬化させる波長を有する光である。光硬化型接着剤の多くは、紫外線により硬化するものが多く、２００ｎｍ〜４００ｎｍの紫外線を含む光が用いられる。
【０００７】
図６は、図５に示した露光装置等に用いられる従来技術に係るマスクステージの構成を示す図である。
マスクステージ１４０は、主に、マスク１４１を保持するステージベース１４２と、ステージベース１４２をＸＹθ方向（マスク１４１の平面内の直交する２方向、および前記平面に直交する軸の回りの回転方向）、さらに場合によってはＺ方向（マスク１４１の平面に対して直交する方向）にも移動させるステージ移動機構１４３とから構成される。
ステージベース１４２には、マスク１４１を介してワークに照射される光（露光光・紫外線）が通過する開口１４４が設けられている。また、開口１４４の周辺部には、マスク１４１を保持するための真空吸着溝１４５が形成され、マスク１４１の周辺部を吸着することにより、マスク１４１をステージベース１４２に保持固定している。
マスク１４１は、全周にわたってステージベース１４２に吸着保持されるので、ステージベース１４２の平面度は精度よく加工する必要がある。ステージベース１４２の平面度が悪いと、ワークに転写されるパターンに歪みが出たり、光が照射される位置がずれたりする等、露光精度や光照射精度が悪くなる。
【０００８】
【特許文献１】特開平１１−１８６１２４号公報
【特許文献２】特開平１０−３３５２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、露光されるワーク（例えばプリント基板）や、貼り合せを行なう液晶パネルは、年々大型化している。例えば、貼り合せを行なう液晶パネル用のガラス基板は、一辺が２ｍを超えるものも出てきている。ワークが大型化するにつれて、光（露光光・紫外線）を照射する領域も広くなるためマスクも大型化する。マスクが大型化するにつれて、マスクを保持するマスクステージのステージベースも大型化する。
【００１０】
図６に示したような開口１４４を有する大きなステージベース１４２は、平面度良く加工することが難しい。開口１４４を有する部材を平面加工することはもともと難しいし、平面加工してから開口１４４を設けようとすると、開口１４４を設ける加工時に反りや歪みが生じ、マスク１４１は平面精度よく製作されているにもかかわらず、ステージベース１４２に保持されることにより、反りや歪みが生じる。
【００１１】
その対策として、ステージベース１４２によりマスク１４１の全周を吸着保持する方法に代えて、図７に示すように、ステージベース１４２の上に支持体１４６を立て、マスク１４１を３点で支持することが考えられる。マスク１４１は基本的には平面板であるから、３点支持すれば、理想的には平面になるはずである。
しかし、図７に示すように、マスク１４１が大型である場合、３点のみの支持では、マスク１４１の支持されていない部分で、自重によるたわみが生じる。マスク１４１がたわむと、マスクパターンが、ワーク上にゆがんで投影されるため、露光精度が低下する。
【００１２】
また、上記においては、マスクとマスクステージにおける問題点について説明したが、図５に示した露光装置の光照射部１１０では、光路を折り返すための平面鏡１１４の支持においても同様の問題が発生する。平面鏡１１４にたわみが発生すると、反射された光線が広がったり狭まったりして、平行な光が得られない。平行な光が得られないと、例えばマスク１２１とワーク１３１を近接させて露光する露光装置においては、マスクパターンが、ワーク１３１上にゆがんで投影されるため、露光精度が低下する。
【００１３】
本発明の目的は、加工が難しく平面精度が得にくいステージを用いることなく、露光装置等に用いられる大型のマスクや平面鏡等の平面板を、自重たわみを防ぎつつ保持することを可能にした保持体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第１の手段は、平面板を保持する複数の棒状の保持部材からなる保持体において、前記保持部材は前記平面板と接する部分が平面に構成されると共に、前記保持部材は、ヨーイング、ローリングおよびピッチング移動が許容された状態で、保持体のベースに対して１ケ所で支持される第１の保持部材と、ローリングと第２の保持部材が伸びる方向への膨張とが可能な状態で、ピッチングおよびヨーイングが規制されて、保持体のベースに対して２ケ所で支持される第２の保持部材とから構成されることを特徴とする保持体である。
第２の手段は、平面板を保持する複数の棒状の保持部材からなる保持体において、前記保持部材は前記平面板と接する部分が平面に構成されると共に、前記保持部材は、ボールと受けの関係をもって、支柱により保持体のベースに対して１ケ所で支持される第１の保持部材と、ボールと受けの関係をもって、支柱により保持体のベースに対して２ケ所で支持されると共に、第２の保持部材が伸びる方向に膨張可能な状態で支持される第２の保持部材とから構成されることを特徴とする保持体である。
第３の手段は、第１の手段または第２の手段において、前記第１の保持部材および前記第２の保持部材以外に、前記平面板を保持する棒状の他の保持部材を有し、該他の保持部材は前記平面板と接する部分が平面に構成されるとともに、保持体のベースに対してばねまたはエアシリンダにより支持されることを特徴とする保持体である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に記載の発明によれば、露光装置等に用いられる大型のマスクや平面鏡等の平面板を、自重たわみを防ぎつつ保持することが可能となる。
請求項２に記載の発明によれば、露光装置等に用いられる大型のマスクや平面鏡等の平面板を、自重たわみを防ぎつつ保持することが可能となる。また、第１の保持部材を、ボールと受けの関係をもって支柱により１ケ所で支持することにより、ヨーイング、ローリングおよびピッチング移動が許容された状態で１ケ所で支持することができる。また、第２の保持部材を、ボールと受けの関係をもって支柱により２ケ所で支持すると共に、第２の保持部材の伸びる方向に膨張可能な状態で支持することにより、ピッチングおよびヨーイングが規制されて２ケ所で支持することができると共に、長手方向の熱変化による膨張伸縮に対処することができる。
請求項３に記載の発明によれば、保持する平面板の形状や大きさに応じて、第１および第２の保持部材と他の保持部材を適宜組み合わせることにより、第１および第２の保持部材で保持できない部分を補うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の第１の実施形態を図１または図２を用いて説明する。
図１は本実施形態の発明に係る保持体の構成を示す斜視図である。
同図において、１は露光装置等において四角いマスク６等の平面板を保持する保持体、２はマスク６の一辺を保持する第１の保持部材、２１は支柱、２２，２３は押しばね、３はマスク６の前記一辺に対向する一辺を保持する第２の保持部材、３１，３２は支柱、３３は押しばね、４はステージベース、５は開口、６はマスクである。
なお、同図において、マスク６平面内の図中左右方向をＸ軸、マスク６平面内でＸ軸に直交する方向をＹ軸、マスク６平面に直交する方向をＺ軸とし、Ｘ軸の周りの回転をローリングＲ、Ｙ軸の周りの回転をピッチングＰ、Ｚ軸の周りの回転をヨーイングＹと呼ぶ。
【００１７】
同図に示すように、マスク６は、マスク６の４辺のうち対向する２辺のそれぞれの辺に対応する部分が平面に加工された棒状の第１の保持部材２および第２の保持部材３により保持される。
第１および第２の保持部材２，３の表面は、後述する図２に示すように、真空吸着溝２５，３７が形成され真空に引かれており、載置されたマスク６を吸着保持する。また、第１および第２の保持部材２，３とも、マスク６を通過した光が通過するように開口５が設けられたステージベース４上に取り付けられている。
第１の保持部材２は、支柱２１により、ステージベース４に対してヨーイングＹ、ローリングＲ、ピッチングＰの移動が許されるようにして、１点で支持される。
一方、第２の保持部材３は、支柱３１，３２により、ステージベース４に対してローリングＲの移動のみが許され、ヨーイングＹ、ピッチングＰの移動が規制されるようにして２点で支持される。
【００１８】
また、第１および第２の保持部材２，３が長く、自身の自重によりたわみが生じる場合は、第１の保持部材２を支持している支柱２１以外の部分における自重たわみがなくなるように持ち上げる押しばね２２，２３を設け、第２の保持部材３を支持している支柱３１，３２以外の部分における自重たわみがなくなるように持ち上げる押しばね３３を設ける。なお、押しばねに代えてエアシリンダを用いるようにしてもよい。
【００１９】
図２は、第１の保持部材２および第２の保持部材３に係る詳細な構成を示す断面図ないし斜視図である。
図２（ａ）は、第１の保持部材２に係る構成を示す図であり、１本の支柱２１により、球面軸受２４を介して第１の保持部材２を保持しており、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の移動は規制され、ヨーイングＹ、ローリングＲ、ピッチングＰの移動が許される状態で支持されている。なお、球面軸受２４に代えて、図２（ｂ）に示すように、第１の保持部材２に形成した円錐穴２６の中に、尖らせた先端にボール２７を設けた支柱２１を挿入するように構成してもよい。ただし、Ｚ方向に第１の保持部材２が持ち上がらないようにする工夫が必要である。
【００２０】
図２（ｃ）は、第２の保持部材３に係る構成を示す図であり、第２の保持部材３は、２本の支柱３１，３２により２点で支持される。一方の支柱３２は球面軸受３４を介して第２の保持部材３を支持しており、他方の支柱３１は、第２の保持部材３が、熱変化により、第２の保持部材３の長手方向（第２の保持部材３が伸びる方向）に膨張伸縮することを考慮し、第２の保持部材３の一部に長手方向に沿ってＶ溝３５を形成し、そのＶ溝３５の中に、尖らせた先端にボール３６を設けた支柱３１を挿入することにより第２の保持部材３を保持している。このように構成することにより、第２の保持部材３は、ローリングＲの移動と第２の保持部材３が伸びる方向への膨張とが可能であるが、ヨーイングＹとピッチングＰの移動およびＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸方向の移動は規制された状態で支持される。
【００２１】
図２（ｄ）は、第２の保持部材３の他の構成を示す図である。一方の支柱３２においては、球面軸受３４に代えて、第１の保持部材２の場合と同様に、ボール３８と円錐穴３９によって構成してもよい。また、他方の支柱３１においては、第２の保持部材３の長手方向の膨張伸縮を考慮した、Ｖ溝３５とボール３６の構成に代えて、シャフト４０とブッシュ４１を利用したスプライン構造としてもよい。この場合、第２の保持部材３の長手方向に沿って伸びるシャフト４０を設け、このシャフト４０に支柱３１の先端に設けたブッシュ４１を取り付ける。
【００２２】
図１に戻り、第１および第２の保持部材２，３に係る構成を図２に示すような構成を採用し、第１の保持部材２と第２の保持部材３を保持枠として、この上にマスク６を載置すると、第１および第２の保持部材２，３は、平面精度よく製作されたマスク６の平面に沿ってマスク６を吸着する。これにより、Ｘ方向に伸びる第１および第２の保持部材２，３によって、マスク６は自重たわみなく保持される。マスク６は、ヨーイングＹとピッチングＰの移動は第２の支持部材３により、またローリングＲの移動はマスク６自体により規制され位置が決まる。
【００２３】
なお、本実施形態の発明に係る保持体において、保持したマスク６のＹ軸方向のたわみが、問題にならないほど小さい場合は、上述のごとく、第１および第２の２本の保持部材２，３による保持でよい。しかし、マスク６が非常に大型でＹ軸方向にたわみが生じる場合は、マスク６の残りの２辺を保持する棒状の第３および第４の保持部材を設け保持枠を構成する必要がある。
【００２４】
次に、本発明の第２の実施形態を図３を用いて説明する。
図３（ａ）は本実施形態の発明に係る保持体の構成を示す斜視図、図３（ｂ）は第３おまたは第４の保持部材７，８に係る構成を示す断面図である。
これらの図において、７はマスク６の一辺を保持する第３の保持部材、７１，７２，７３は押しばね、８はマスク６の前記一辺に対向する一辺を保持する第４の保持部材、８１，８２，８３は押しばねである。なお、その他の構成は図１に示した同符号の構成に対応するので、説明を省略する。
【００２５】
これらの図に示すように、第３および第４の保持部材７，８の表面は、第１および第２の保持部材２，３と同様に、平面に加工され、真空吸着溝７４，８４が形成され真空に引かれ、載置されたマスク６を吸着保持する。第３および第４の保持部材７，８は、支柱によっては保持されず、ステージベースに４対して複数の押しばね７１〜７３，８１〜８３のみによって支持される。押しばね７１〜７３，８１〜８３のばね定数は、第３および第４の保持部材７，８がマスク６に吸着したとき、１つの平面になるように決められている。なお、押しばねに代えてエアシリンダを使用することも可能である。
図３（ａ）に示すように、マスク６は、第１および第２の保持部材２，３によって保持されると共に、第３および第４の保持部材７，８によって保持される。Ｙ軸方向に伸びる第３および第４の保持部材が、平面精度よく製作されたマスク６の平面に沿って吸着されることにより、Ｙ軸方向の自重たわみがなくなるように保持される。
【００２６】
上記の第１の実施形態および第２の実施形態においては、露光装置に使用されるマスク６を保持する保持体を例にして説明したが、これに限られることなく、露光装置に用いられる平面鏡やその他光照射器に用いられる反射鏡等の平面板を保持する保持体に適用することもできる。
【００２７】
次に、本発明の第３の実施形態を図４を用いて説明する。
図４は、本実施形態の発明に係る平面板を保持する保持体の構成例を示す図である。
図４（ａ）は、平面板９が三角形状の場合、１個の支柱で支持される第１の保持部材１０を縦に、２個の支柱で支持される第２の保持部材１１を横にして、Ｔ字型に組み合わせて、平面板９を保持する例を示す平面図である。
図４（ｂ）は、平面板１２が図４（ａ）に示す平面板９と異なる三角形状の場合、第１の保持部材１３と第２の保持部材１４をＬ字型に組み合わせて２辺を保持し、残りの１辺を不図示の押しばねまたはエアシリンダで支持された第３の保持部材１５により支持する例を示す平面図である。
このように、第１の保持部材１０，１３と第２の保持部材１１，１４は、対向して並行して配置するだけでなく、保持する平面板９，１２の形状や大きさに応じ、適宜組み合わせて配置され、また、第３の保持部材１５も、第１および第２の保持部材１３，１４で保持できない部分を補うように設けられる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施形態の発明に係る保持体の構成を示す斜視図である。
【図２】第１の保持部材２および第２の保持部材３に係る詳細な構成を示す断面図ないし斜視図である。
【図３】第２の実施形態の発明に係る保持体の構成を示す斜視図および第３おまたは第４の保持部材７，８に係る構成を示す断面図である。
【図４】第３の実施形態の発明に係る平面板を保持する保持体の構成例を示す図である。
【図５】従来技術に係る露光装置の概略構成を示す図である。
【図６】図５に示した露光装置等に用いられる従来技術に係るマスクステージの構成を示す図である。
【図７】マスク１４１が大型である場合、３点のみの支持では、マスク１４１の支持されていない部分で、自重によるたわみが生じることを説明するための図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  保持体
２  第１の保持部材
２１  支柱
２２，２３  押しばね
２４  球面軸受
２５  真空吸着溝
２６  円錐穴
２７  ボール
３  第２の保持部材
３１，３２  支柱
３３  押しばね
３４  球面軸受
３５  Ｖ溝
３６  ボール
３７  真空吸着溝
３８  ボール
３９  円錐穴
４０  シャフト
４１  プッシュ
４  ステージベース
５  開口
６  マスク
７  第３の保持部材
７１，７２，７３  押しばね
８  第４の保持部材
８１，８２，８３  押しばね
９  平面板
１０  第１の保持部材
１１  第２の保持部材
１２  平面板
１３  第１の保持部材
１４  第２の保持部材
１５  第３の保持部材
【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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