(57)【要約】【課題】水平方向のサイズがコンパクトで、かつ、高精度な位置合わせを可能とする露光マスク保持装置及びこれを用いる露光装置を提供する。【解決手段】マスク保持装置２１は、リニアガイド機構２４ａが設けられたフレーム２３と、フレーム２３に対し鉛直方向に上下移動するＺ軸移動部２５と、Ｚ軸移動部２５の鉛直下方に位置すると共にＺ軸移動部２５に支持され、Ｚ軸移動部２５に対して鉛直軸周りの回転位置が調整されるθ軸移動部２７と、θ軸移動部２７の鉛直下方に位置すると共にθ軸移動部２７に支持され、θ軸移動部２７に対して水平面に対する傾きが調整されるチルト軸移動部２９と、チルト軸移動部２９の鉛直下方に位置すると共にチルト軸移動部２９に支持され、チルト軸移動部２９に対しＹ軸方向での位置が調整されると共に、下面で露光マスクＭを保持する水平方向移動部３１と、を備える。【選択図】図１
2012168268.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光装置に用いられ、水平な搬送方向に搬送される基板に対向して露光マスクを保持する露光マスク保持装置であって、
前記基板の搬送路に対して位置固定され、ガイド部が設けられたフレームと、
前記フレームに支持され、前記ガイド部により案内されて前記フレームに対する鉛直方向の位置が調整されるＺ軸移動部と、
前記Ｚ軸移動部の鉛直下方に位置し前記Ｚ軸移動部に支持されると共に下端部に前記露光マスクを保持し、前記Ｚ軸移動部に対する前記露光マスクの位置を多方向に調整する多方向調整部と、を備え、
前記多方向調整部は、
鉛直方向に配列された複数の位置調整部位を有しており、
各位置調整部位は、
各々の直ぐ上方の部位に支持され当該直ぐ上方の部位に対して鉛直以外の所定の方向の位置が調整されることを特徴とする露光マスク保持装置。
【請求項２】
前記多方向調整部は、前記位置調整部位として、
前記Ｚ軸移動部の鉛直下方に位置すると共に前記Ｚ軸移動部に支持され、前記Ｚ軸移動部に対して鉛直軸周りの回転位置が調整されるθ軸移動部と、
前記θ軸移動部の鉛直下方に位置すると共に前記θ軸移動部に支持され、前記θ軸移動部に対して水平面に対する傾きが調整されるチルト軸移動部と、
前記チルト軸移動部の鉛直下方に位置すると共に前記チルト軸移動部に支持され、前記チルト軸移動部に対し前記搬送方向に直交する水平な方向での位置が調整されると共に、下面で前記露光マスクを保持する水平方向移動部と、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載の露光マスク保持装置。
【請求項３】
水平方向に搬送される基板に露光マスクを通して照射光を照射する露光装置であって、
請求項１又は２に記載の露光マスク保持装置と、
前記基板の搬送路の上方に位置し、前記基板の斜め上後方から前記露光マスクを通して前記照射光を前記基板に照射する第１照射部と、
前記基板の搬送路の上方に位置し、前記基板の斜め上前方から前記露光マスクを通して前記照射光を前記基板に照射する第２照射部と、を備え、
前記露光マスク保持装置は、前記第１照射部と前記第２照射部との間に設けられていることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光マスク保持装置及び露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野の技術として、下記特許文献１に記載の配向膜形成装置が知られている。この装置では、基板上の光反応性高分子膜の第１領域に対し、基板後方から斜め方向に第１光を出射し、マスクを通して上記第１光を第１領域に照射し第１配向させる。同時に、光反応性高分子膜の第２領域に対し、基板後方から斜め方向に第２光を出射し、マスクを通して上記第２光を第２領域に照射し第２配向させる。この構成により、第１及び第２領域の配向処理を１スキャン工程で完了させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３９４８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この配向膜形成装置では、第１光及び第２光の照射位置にマスクを保持するためのマスク保持装置を設けることが必要である。しかしながら、上記特許文献１の装置では、マスクの設置位置の前後に第１光の照射部と第２光の照射部とが構築されているので、マスク保持装置を設けるための水平方向のスペースの余裕が小さい。その一方、スペースの都合により側方から露光マスクを支持する構造のマスク保持装置を安易に設ければ、重力によるマスク保持装置自体の撓み等によりマスク位置が変位し、位置合わせ精度を低下させる原因となる。このような問題に対して、特許文献１の配向形成装置においては、露光マスク保持装置の具体的な構成は示されておらず、何らの解決手段も示されていない。
【０００５】
そこで、本発明は、水平方向のサイズがコンパクトで、かつ、高精度な位置合わせを可能とする露光マスク保持装置及びこれを用いる露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の露光マスク保持装置は、露光装置に用いられ、水平な搬送方向に搬送される基板に対向して露光マスクを保持する露光マスク保持装置であって、基板の搬送路に対して位置固定され、ガイド部が設けられたフレームと、フレームに支持され、ガイド部により案内されてフレームに対する鉛直方向の位置が調整されるＺ軸移動部と、Ｚ軸移動部の鉛直下方に位置しＺ軸移動部に支持されると共に下端部に露光マスクを保持し、Ｚ軸移動部に対する露光マスクの位置を多方向に調整する多方向調整部と、を備え、多方向調整部は、鉛直方向に配列された複数の位置調整部位を有しており、各位置調整部位は、各々の直ぐ上方の部位に支持され当該直ぐ上方の部位に対して鉛直以外の所定の方向の位置が調整されることを特徴とする。
【０００７】
この露光マスク保持装置では、Ｚ軸移動部の鉛直下方に多方向調整部が支持されており、多方向調整部では、複数の位置調整部位が鉛直方向に配列されている。このように、本発明の露光マスク保持装置は、各構成部位を鉛直軸に沿って配列した構造をなすので、水平方向のサイズをコンパクトにすることができる。また、本発明の露光マスク保持装置は、各構成部位が鉛直方向に順に吊り下げられた構造をなし、下端部に露光マスクが保持される。この構造により、本発明の露光マスク保持装置は、重力に起因する装置全体の撓みを小さく抑えることができ、撓みに起因する露光マスクの変位が小さく、その結果、高精度な露光マスクの位置合わせが可能になる。
【０００８】
また、具体的には、多方向調整部は、位置調整部位として、Ｚ軸移動部の鉛直下方に位置すると共にＺ軸移動部に支持され、Ｚ軸移動部に対して鉛直軸周りの回転位置が調整されるθ軸移動部と、θ軸移動部の鉛直下方に位置すると共にθ軸移動部に支持され、θ軸移動部に対して水平面に対する傾きが調整されるチルト軸移動部と、チルト軸移動部の鉛直下方に位置すると共にチルト軸移動部に支持され、チルト軸移動部に対し搬送方向に直交する水平な方向での位置が調整されると共に、下面で露光マスクを保持する水平方向移動部と、を備えてもよい。
【０００９】
この構成によれば、露光マスクの、鉛直位置、鉛直軸周りの回転位置、水平面に対する傾き、及び搬送方向に直交する水平な方向での位置を調整することが可能になる。
【００１０】
本発明の露光装置は、水平方向に搬送される基板に露光マスクを通して照射光を照射する露光装置であって、前述の何れかの露光マスク保持装置と、基板の搬送路の上方に位置し、基板の斜め上後方から露光マスクを通して照射光を基板に照射する第１照射部と、基板の搬送路の上方に位置し、基板の斜め上前方から露光マスクを通して照射光を基板に照射する第２照射部と、を備え、露光マスク保持装置は、第１照射部と第２照射部との間に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
この露光装置は、第１及び第２の照射部を備えることで、基板の斜め上前方及び斜め上後方からの照射が同時に可能となる。このような構成の露光装置においては、露光マスクの保持・位置合わせを行う装置を、第１及び第２の照射部の間の比較的小さいスペースに設置する必要性が高い。そこで、コンパクトな前述の露光マスク保持装置を採用することにより、第１及び第２の照射部の間に露光マスク保持装置を設置すると共に、露光マスクの高精度な位置合わせが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の露光マスク保持装置によれば、水平方向のサイズがコンパクトで、かつ、高精度な位置合わせを可能とする露光マスク保持装置及びこれを用いる露光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る露光マスク保持装置及びこれを用いた露光装置を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る露光マスク保持装置及び露光装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図に示すように、Ｚ軸を鉛直軸としＸＹ平面を水平面とするＸＹＺ座標系を設定し、Ｘ、Ｙ、Ｚを便宜的に説明に用いる場合がある。
【００１５】
図１に示す露光装置１は、液晶ディスプレイ用のカラーフィルター基板ＷをＸ方向に搬送し、基板Ｗが露光処理位置Ｐに達したときに、露光マスクＭを通して紫外線Ｕ（照射光）を基板Ｗに照射することで、基板Ｗ上に配向部を形成するものである。なお、基板Ｗの搬送路は「Ｒ」の符号を付して図に示している。以下、説明中で「前」、「後」の概念を含む語を用いる場合は、基板Ｗの搬送方向における前後に対応させるものとし、搬送方向の下流側を「前」、上流側を「後」とする。
【００１６】
露光装置１は、基板Ｗを浮上させ搬送路Ｒ上でＸ方向に搬送する浮上ユニット３を備えている。浮上ユニット３としては、例えば、基板を載置するトレーやトレーを浮上させる吸排気エアパッド等からなる公知のものを用いればよい。浮上ユニット３は、所定の装置ベース上に設置されたフレーム上に固定される。
【００１７】
露光装置１は、搬送路Ｒの上方で露光処理位置Ｐよりも後方に設けられた第１照射部７と、搬送路Ｒの上方で露光処理位置Ｐよりも前方に設けられた第２照射部９と、を備えている。第１照射部７は、基板Ｗの斜め上後方から露光マスクＭを通して、紫外線を基板Ｗ上に照射する。第２照射部９は、基板Ｗの斜め上前方から露光マスクＭを通して紫外線を基板Ｗ上に照射する。このような２つの照射部７，９を備えることにより、露光処理位置Ｐの基板Ｗ上に、露光マスクＭのパターンに対応して、配向が異なる２種類の配向部を同時に形成させることができる。基板Ｗ上に配向が異なる２種類の配向部を形成することにより、いわゆる「マルチドメイン型」のカラーフィルター基板を製作することができる。
【００１８】
更に、露光装置１は、露光マスクＭを保持し当該露光マスクＭを微小量で駆動することが可能なマスク保持装置２１を備えている。マスク保持装置２１は、第１照射部７と第２照射部９との間に設けられている。マスク保持装置２１は、露光処理位置Ｐに存在する基板Ｗの直上の位置で、基板Ｗに対向して露光マスクＭを保持すると共に、露光マスクＭの位置合わせを行う。露光マスクＭと基板Ｗとの相対的な位置合わせには、露光処理位置Ｐの下方に設けられ、露光マスクＭや基板Ｗの位置合わせ用マークを読み取るカメラ等（図示省略）が利用される。
【００１９】
マスク保持装置２１は、フレーム２３と、Ｚ軸移動部２５と、多方向調整部５０とを備えている。また、詳細は後述するが、多方向調整部５０は、θ軸移動部２７と、チルト軸移動部２９と、水平方向移動部３１と、を備えている。前述の浮上ユニット３はフレーム２３に設置されており、フレーム２３は、浮上ユニット３及び搬送路Ｒに対して位置固定されている。搬送路Ｒの上方において、フレーム２３には、Ｚ軸移動部２５を上下に移動させるＺ軸駆動部２４が設けられている。
【００２０】
Ｚ軸移動部２５は、Ｚ軸駆動部２４によって上下に案内されながら駆動され、フレーム２３に対し鉛直方向に上下移動するように、フレーム２３に支持されている。例えば、Ｚ軸駆動部２４は、Ｚ軸移動部２５の上下動を案内するリニアガイド機構（ガイド部）２４ａと、鉛直方向に延びるボールネジ２４ｂと、ボールネジ２４ｂを回転させるＡＣサーボ２４ｃと、を有している。Ｚ軸移動部２５の側部に設けられた移動子２５ａがボールネジ２４ｂに係合している。ＡＣサーボ２４ｃの駆動でボールネジ２４ｂが回転すると、Ｚ軸移動部２５がリニアガイド機構２４ａで案内されて上下移動し、Ｚ軸移動部２５の上下位置が調整される。
【００２１】
多方向調整部５０は、Ｚ軸移動部２５の鉛直下方に位置しＺ軸移動部２５に支持されると共に下端部に露光マスクＭを保持する。多方向調整部５０は、Ｚ軸移動部２５に対する露光マスクＭの位置を多方向に調整する機能を有している。当該機能を実現するため、多方向調整部５０は、鉛直方向に配列された位置調整部位として、θ軸移動部２７と、チルト軸移動部２９と、水平方向移動部３１と、を備えている。
【００２２】
θ軸移動部２７は、Ｚ軸移動部２５の鉛直下方に位置すると共に当該Ｚ軸移動部２５の下面２５ｔに連結されている。θ軸移動部２７は、Ｚ軸移動部２５に対しＺ軸（鉛直軸）周りに回転可能であるように、軸移動部２５に支持されている。そして、例えば、θ軸移動部２７の回転中心から離れた位置に、θ軸移動部２７を周方向に微動させるボイスコイルモータとリニアスケールとを設けることで、Ｚ軸移動部２５に対するθ軸移動部２７の回転位置を調整することができる。
【００２３】
チルト軸移動部２９は、θ軸移動部２７の鉛直下方に位置すると共に当該θ軸移動部２７の下面２７ｔに連結されている。チルト軸移動部２９は、θ軸移動部２７に対して水平面に対する２軸周りの傾き（Ｘ軸周りの傾き及びＹ軸周りの傾き）が調整可能であるように、θ軸移動部２７に支持されている。チルト軸移動部２９の傾きを調整可能にする機構の一例として、次のような機構を用いればよい。例えば、チルト軸移動部２９の上面２９ｓに、θ軸移動部２７の下面２７ｔの３つの各支持点に連結された３つのアクチュエータを配置する。各アクチュエータは、θ軸移動部２７の下面２７ｔに直交する方向に伸縮し、各支持点を移動させることができる。３つの上記支持点を三角形の配置とし、３つの各アクチュエータを独立して駆動することで、チルト軸移動部２９の２軸周りの傾きが調整可能である。なお、このような機構は、特開２００４−４７８５２号公報等にも開示されているとおり公知のものであるので、更に詳細な説明は省略する。
【００２４】
水平方向移動部３１は、チルト軸移動部２９の鉛直下方に位置すると共に当該チルト軸移動部２９の下面２９ｔに連結されている。水平方向移動部３１は、チルト軸移動部２９に対しＹ軸方向に平行移動可能であるように、チルト軸移動部２９に支持されており、チルト軸移動部２９に対するＹ軸方向の位置が調整可能である。チルト軸移動部２９に対して水平方向移動部３１を水平移動させる機構としては、例えば、リニアガイド機構と、ボールネジと、ボールネジを回転させるＡＣサーボと、を組み合わせた公知の機構を採用すればよい。水平方向移動部３１の下面３１ｔには、露光マスクＭを吸着保持する吸着部が設けられており、露光マスクＭは、水平方向移動部３１の下面３１ｔに保持される。すなわち、水平方向移動部３１は、露光マスクＭを保持するマスク保持部としての機能を持っている。
【００２５】
以上のマスク保持装置２１の構成によれば、上述の各移動部２５〜３１の協働によって、露光マスクＭのＹ位置、Ｚ位置、Ｚ軸周りの回転位置、Ｘ軸周りの傾き、及びＹ軸周りの傾きを調整することができ、露光マスクＭと基板Ｗとの位置合わせが可能になる。
【００２６】
以上説明したとおり、マスク保持装置２１では、Ｚ軸移動部２５と、θ軸移動部２７と、チルト軸移動部２９と、水平方向移動部３１と、が鉛直方向に配列されている。そして、上記の各移動部２５〜３１は、それぞれ上の移動部に支持される構造をなしており、最も下に位置する水平方向移動部３１の下面に露光マスクＭが保持される。このように、マスク保持装置２１は、各移動部２５〜３１を鉛直軸に沿って配列した構造をなすので、水平方向のサイズをコンパクトにすることができる。
【００２７】
また、マスク保持装置２１は、各移動部２５〜３１がフレーム２３から鉛直方向に順に吊り下げられた構造をなし、下端に露光マスクＭが保持される。この構造により、マスク保持装置２１は、重力に起因する装置全体の撓みを小さく抑えることができる。すなわち、マスク保持装置２１は、全体として、フレーム２３とＺ軸移動部２５との連結部から下方に延在する構造であるので、重力によって発生する延在方向の曲げ変形が小さい。従って、装置全体の撓みに起因する露光マスクＭの変位が小さく、その結果、高精度な露光マスクＭの位置合わせが可能になる。また、上記のようなマスク保持装置２１の構造は、例えば位置合わせ用のカメラを高精度に位置合わせする機構にも転用が可能である。
【００２８】
マスク保持装置２１が備えるＺ軸移動部２５と、θ軸移動部２７と、チルト軸移動部２９と、水平方向移動部３１と、の各移動部は、互いに位置関係を入れ替えても、上記と同様の露光マスクＭの位置合わせは可能である。例えば、θ軸移動部２７がフレーム２３に支持され、フレーム２３に対するθ軸移動部２７の回転位置が調整され、θ軸移動部２７に対してＺ軸移動部２５が上下移動してもよい。マスク保持装置２１においては、各移動部２５〜３１の中でも、Ｚ軸移動部２５をフレーム２３に連結する構成としている。この構成によれば、露光マスクＭのＺ方向の移動範囲を大きく取ることができる。従って、例えば、水平方向移動部３１を搬送路Ｒから大きく持ち上げて、水平方向移動部３１下面のマスク吸着部のメンテナンスや、各軸（各移動部２５〜３１）の構成部品等のメンテナンスを容易に行うことができる。
【００２９】
また、この露光装置１は、第１照射部７及び第２照射部９を備えることで、露光処理位置Ｐの基板Ｗ上に、露光マスクＭのパターンに対応して、配向が異なる２種類の配向部を同時に形成させることができる。そして、基板Ｗ上に配向が異なる２種類の配向部を効率良く形成することにより、マルチドメイン型のカラーフィルター基板の製作を効率化することができる。その一方、このような構成の露光装置１においては、マスクの保持装置を、第１及び第２照射部７，９の間の比較的小さいスペースに設置する必要性が高い。そこで、前述の通りコンパクト化が図られたマスク保持装置２１を採用することにより、第１及び第２照射部７，９の間にマスク保持装置２１を設置すると共に、露光マスクＭの高精度な位置合わせが可能になる。
【００３０】
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、上記例示した各移動部２５〜３１を移動させる機構はあくまで一例であり、例示のものとは異なるタイプの機構を用いてもよい。また、実施形態では本発明を、カラーフィルター基板Ｗの露光装置に適用した例を示しているが、本発明は、その他の種々の露光装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１…露光装置、７…第１照射部、９…第２照射部、２３…フレーム、２４…Ｚ軸駆動部、２４ａ…ガイド部、２５…Ｚ軸移動部、２７…θ軸移動部、２９…チルト軸移動部、３１…水平方向移動部、５０…多方向調整部、Ｍ…露光マスク、Ｒ…搬送路、Ｗ…基板。
【図１】
2012168268.tif 000003