JPWO2013150898A1 - マスク移動装置、マスク保持装置、露光装置及び基板処理装置 - Google Patents

Abstract

パターンを有するマスクを保持してマスクを移動させるマスク移動装置であって、円筒面を有し、前記円筒面に沿ってマスクを取り外し可能に保持する保持部と、前記保持部を円筒面の周方向に沿って回転させる駆動部と、円筒面の周方向に沿って保持部に設けられ、保持部の位置情報の検出に用いられる被検出部とを備える。

Description

本発明は、マスク移動装置、マスク保持装置、露光装置及び基板処理装置に関する。
本願は、２０１２年４月３日に出願された日本国特願２０１２−０８４８１７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

ディスプレイ装置などの表示装置（表示パネル）を構成する表示素子として、例えば液晶表示素子、有機エレクトロルミネッセンス（有機ＥＬ）素子が知られている。現在、これらの表示素子では、各画素に対応して基板表面に薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：ＴＦＴ）を形成する能動的素子（アクティブデバイス）が主流となってきている。

近年では、可撓性を有するシート状の基板（例えばフィルム部材など）上に表示素子を形成する技術が提案されている。このような技術として、例えばロール・トゥ・ロール方式（以下、単に「ロール方式」と表記する）と呼ばれる手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。ロール方式では、基板供給側の供給用ローラーに巻かれた帯状の基板を送り出すと共に送り出された基板を基板回収側の回収用ローラーで巻き取りながら基板を搬送する。

基板が送り出されてから巻き取られるまでの間、複数の処理装置により、ＴＦＴを構成するゲート電極、ゲート酸化膜、半導体膜、ソース・ドレイン電極等が形成される。その後、表示素子の他の構成要素が基板上に順次形成される。例えば基板上に有機ＥＬ素子を形成する場合には、発光層や陽極、陰極、電気回路などが基板上に順次形成される。これらの構成要素は、例えばマスクを介した露光光で基板を露光する露光装置などを用いて、例えばフォトリソグラフィ法を用いて形成される場合がある。

露光装置のマスクの一例として、例えば円筒型のマスクが知られている。このような円筒型マスクは、パターンを有する回転体を有している。この回転体は、例えば円筒形状又は円柱形状に形成されており、その円筒面上にパターンが形成されている。円筒型のマスクを用いることにより、ステージを往復運動させたり、マスクを保持する複数のステージを用いたりする必要が無く、コストを低減することができる。また、被露光体を一方向に移動させることで被露光体上の複数箇所にパターンを転写することができるため、ステージの加減速の回数を低減させることができる。その結果として、露光精度を向上させることができる。

国際公開第２００６／１００８６８号

しかしながら、従来の円筒型マスクでは、回転体の円筒面上にパターンが一体的に形成されているため、例えばマスクを交換する際に回転体ごと交換する必要がある。このため、マスクの位置がずれてしまうなどメンテナンスが煩雑になる虞がある。

本発明の態様は、メンテナンス性に優れたマスク移動装置、マスク保持装置、露光装置及び基板処理装置を提供することを目的とする。

本発明の第一の態様に従えば、パターンを有するマスクを保持してマスクを移動させるマスク移動装置であって、円筒面を有し、当該円筒面に沿ってマスクを取り外し可能に保持する保持部と、当該保持部を円筒面の周方向に沿って回転させる駆動部と、円筒面の周方向に沿って保持部に設けられ、保持部の位置情報の検出に用いられる被検出部とを備えるマスク移動装置が提供される。

本発明の第二の態様に従えば、パターンを有するマスクを保持するマスク保持装置であって、円筒面を有し、該円筒面に沿ってマスクを取り外し可能に保持する保持部と、円筒面の円周方向に沿って保持部に設けられ、該保持部の位置情報の検出に用いられる被検出部と、を備えるマスク保持装置が提供される。

本発明の第三の態様に従えば、マスクに形成されるパターンを基板に転写する露光装置であって、マスクを保持して移動させるマスク移動装置と、基板を搬送する搬送装置と、当該搬送装置に搬送される基板にパターンの像を投影する投影光学系とを備え、マスク移動装置として、本発明の第一の態様に従うマスク移動装置が用いられている露光装置が提供される。

本発明に第四の態様に従えば、基板を搬送する基板搬送部と、基板を処理する基板処理部と、を備え、基板処理部は、本発明の露光装置を有する基板処理装置が提供される。

本発明の態様によれば、メンテナンス性に優れたマスク移動装置を提供することができる。

本発明の第一実施形態に係るデバイス製造システムの構成を示す図である。 本実施形態に係る露光装置の構成を示す図である。 本実施形態に係るマスク移動装置の構成を示す図である。 本発明の第二実施形態に係るマスク移動装置の構成を示す図である。 本発明の第三実施形態に係る露光装置の構成を示す図である。 本実施形態に係るマスク移動装置の構成を示す図である。 本実施形態の変形例に係るマスク移動装置の構成を示す図である。 本実施形態の変形例に係るマスク移動装置の構成を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
図１は、本実施形態のデバイス製造システム１（フレキシブル・ディスプレー製造ライン）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Ｓ（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。

図１において、直交座標系ＸＹＺは、基板Ｓの表面（又は裏面）がＸＺ面と垂直となるように設定され、基板Ｓ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、その基板Ｓ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良い。

供給ロールＦＲ１に巻かれている基板Ｓは、ニップされた駆動ローラーＤＲ１によって引き出されて処理装置Ｕ１に搬送される。基板Ｓ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ー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Ｓの表面に感光性機能液（フォトレジスト、感光性カップリング材、感光性親撥液改質剤、感光性メッキ還元剤、ＵＶ硬化樹脂液等）を、基板Ｓ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Ｓが巻き付けられる圧胴ローラーＤＲ２、この圧胴ローラーＤＲ２上で、基板Ｓ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ー等を含む塗布機構Ｇｐ１、基板Ｓ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Ｓ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Ｓを折返し搬送する為の複数のローラーとエア・ターン・バー、搬入されてきた基板Ｓを加熱する為の加熱チャンバー部ＨＡ１、加熱された基板Ｓ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ーＤＲ３等が設けられている。

処理装置Ｕ３は、処理装置Ｕ２から搬送されてきた基板Ｓの感光性機能層に対して、ディスプレイ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Ｓ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ーＥＰＣ、ニップされた駆動ローラーＤＲ４、所定のテンションでＸ方向に搬送される基板Ｓの裏面をエアベアリングの層で平面支持する基板搬送装置ＳＴ、及び、基板Ｓに所定の弛み（あそび）ＤＬを与える為の２組の駆動ローラーＤＲ６、ＤＲ７等が設けられている。

さらに処理装置Ｕ３内には、外周面にシート状の透過マスクが巻き付けられて、Ｙ軸と平行な中心線の回りに回転するマスク移動装置ＤＭと、そのマスク移動装置ＤＭに巻き付けられたマスクにＹ軸方向に延びたスリット状の露光用照明光を照射する照明ユニットＩＵと、基板搬送装置ＳＴによって平面状に支持される基板Ｓの一部分に、マスク移動装置ＤＭに巻き付けられたマスクパターンの一部分の像を投影する投影光学系ＰＬと、投影されるマスクパターンの一部分の像と基板Ｓとを相対的に位置合せ（アライメント）する為に、基板Ｓ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ＡＭと、シート状の透過マスクの複数枚を収納可能なマスクカセットＭＣと、及び、露光すべき透過マスクをマスクカセットＭＣから取り出してマスク移動装置ＤＭの外周面に巻付ける為のマスク搬送機構ＭＬと、が設けられている。

図１に示した処理装置Ｕ３（露光装置）の詳細な構成と動作については後で説明する。処理装置Ｕ３は、マスク移動装置ＤＭの外周面にシート状の透過型マスクを貼り付けて円筒状のマスク体とする露光装置であれば、投影方式に限られず、円筒状マスク体と基板Ｓとを所定の間隙（数十μｍ以内）で近接させるプロキシミティ方式、或いは、円筒状マスク体の外周に基板Ｓを巻付けるコンタクト方式の露光装置であっても良い。

そのようなプロキシミティ方式やコンタクト方式の場合は、マスク移動装置ＤＭの内部に照明ユニットを配置し、内部から外周面の透過マスクに向けて照明光を照射するように構成すれば良い。

本実施形態ではシート状の透過型マスクをマスク移動装置ＤＭに巻き付けて円筒状マスク体とする。しかし、シート状の反射型マスク（パターンを高反射部と低反射部とで形成）をマスク移動装置ＤＭに巻き付ける円筒状マスク体としても良い。

図１の処理装置Ｕ４は、処理装置Ｕ３から搬送されてきた基板Ｓ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のような各種の湿式処理の少なくとも１つ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Ｓを折り曲げて搬送する複数のローラーと、ニップされた駆動ローラー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Ｓを暖めて、湿式プロセスで湿った基板Ｓ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Ｓは、ニップされた駆動ローラー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Ｓ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ーＥＰＣ２によって、駆動ローラー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。

上位制御装置５は、製造ラインを構成する各処理装置Ｕ１〜Ｕｎの運転を統括制御するものであり、各処理装置Ｕ１〜Ｕｎにおける処理状況や処理状態の監視、処理装置間での基板Ｓの搬送状態のモニター、事前・事後の検査・計測の結果に基づくフィードバック補正やフィードフォワード補正等も行なう。

本実施形態で使用される基板Ｓは、例えば、樹脂フィルム、ステンレス鋼等の金属又は合金からなる箔（フォイル）等である。樹脂フィルムの材質は、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂のうち１又は２以上を含む。

基板Ｓは、各種の処理工程において受ける熱による変形量が実質的に無視できるように、熱膨張係数が顕著に大きくないものを選定することが望ましい。熱膨張係数は、例えば、無機フィラーを樹脂フィルムに混合することによって、プロセス温度等に応じた閾値よりも小さく設定されていてもよい。無機フィラーは、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、酸化ケイ素等でもよい。また、基板Ｓは、フロート法等で製造された厚さ１００μｍ程度の極薄ガラスの単層体であってもよいし、この極薄ガラスに上記の樹脂フィルム、箔等を貼り合わせた積層体であってもよい。
また、本実施形態で使用される基板Ｓは、そのような材料を２０μｍ〜数百μｍ程度の厚みに成形したシート状又はフィルム状のフレキシブルな基板であり、一定幅（例えば１０ｃｍ〜２ｍ程度）の長尺体として数十ｍ〜数千ｍ程度の長さ分をロールに巻いた形態で提供される。ここで可撓性（フレキシブル）とは、基板に自重程度の力を加えても線断したり破断したりすることはなく、前記基板を撓めることが可能な性質をいう。また、自重程度の力によって屈曲する性質も可撓性に含まれる。また、上記可撓性は、前記基板の材質、大きさ、厚さ、又は温度などの環境、等に応じて変わり得るものである。フレキシブルな基板として主に利用されるものとして、ＰＥＴ、ＰＥＮ等がある。

本実施形態のデバイス製造システム１は、デバイス（ディスプレーパネル等）製造のための各種の処理を、基板Ｓに対して繰り返し、或いは連続して実行する。各種の処理が施された基板Ｓは、デバイスごとに分割（ダイシング）されて、複数個のデバイスになる。基板Ｓの寸法は、例えば、幅方向（短尺となるＹ軸方向）の寸法が１０ｃｍ〜２ｍ程度であり、長さ方向（長尺となるＸ軸方向）の寸法が１０ｍ以上である。基板Ｓの幅方向（短尺となるＹ軸方向）の寸法は、１０ｃｍ以下であってもよいし、２ｍ以上であってもよい。基板Ｐの長さ方向（長尺となるＸ軸方向）の寸法は、１０ｍ以下であってもよい。

次に、処理装置Ｕ３（露光装置）の構成について説明する。
図２は、処理装置Ｕ３として用いられる露光装置ＥＸの構成を示す図である。 露光装置ＥＸは、マスクＭに形成されたパターンＰｍの像を基板Ｓに投影する装置である。露光装置ＥＸは、図２に示すように、マスクＭを照明する照明ユニットＩＵと、マスクＭを保持して移動及び回転可能なマスク移動装置ＤＭと、基板Ｓに対してパターンＰｍの像を投影する投影装置ＰＵと、基板Ｓを搬送する基板搬送装置ＳＴとを有している。

照明ユニットＩＵは、マスクＭに露光光を照明する。照明ユニットＩＵは、複数の照明光学系ＩＬを有している。なお、図２においては、図示を判別しやすくするため、照明光学系ＩＬを一つだけ示している。照明光学系ＩＬから射出される露光光は、複数の方向からマスクＭに対して照射される（例えば＋Ｘ軸方向及び−Ｘ軸方向から照射される）。

マスク移動装置ＤＭは、保持部４０及び駆動部４１（調整部、第二調整部、第三調整部、第四調整機構、移動部）を有している。保持部４０は、概形として円筒状に形成されており、その外周面に相当する円筒面４０ａに沿ってマスクＭを保持するように形成されている。保持部４０は、円筒面４０ａの円周方向に沿って（すなわち、円筒面４０ａの中心軸線としての軸線Ｃ回りに）回転可能に設けられている。駆動部４１は、保持部４０を円筒面４０ａに沿って回転駆動させると共に、保持部４０を図中Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向へ移動させることができる。なお、駆動部４１は、図２に示すように、保持部４０がＸ軸方向に平行に移動するように案内するガイド４１ａを有している。

マスクＭとしては、シート状に形成された反射型マスクが用いられる。マスクＭには、パターンＰｍが形成されている。マスクＭは、パターンＰｍが円筒面４０ａに沿って配置されるように保持部４０に保持される。

投影装置ＰＵは、複数の投影光学系ＰＬを有している。なお、図２においては、図示を判別しやすくするため、投影光学系ＰＬを一つだけ示している。本実施形態では、各投影光学系ＰＬとして、例えばマスクＭに形成されたパターンＰｍの像を拡大して投影する拡大光学系（すなわち、投影倍率として拡大倍率を有する光学系）が用いられている。ただし、各投影光学系ＰＬは、拡大光学系に限定されず、等倍又は縮小倍の投影倍率を有する光学系とすることもできる。

また、各投影光学系ＰＬは、投影像（パターンＰｍの像）の投影位置を基板Ｓの表面に沿った方向（ＸＹ平面に沿った方向）へ調整可能な調整機構をそれぞれ備えている。この調整機構として、例えば図２に示すように、露光光を透過させるとともに、投影光学系ＰＬの光軸に対して傾斜可能（すなわち、光軸に垂直な軸線ＨＶａ回りに回転可能）に設けられた平行平板ガラスＨＶを用いることができる。各投影光学系が、基板Ｓの幅方向（Ｙ軸方向）に沿った軸線ＨＶａ回りに回転可能な平行平板ガラスＨＶを備えることで、パターンＰｍの像の投影位置は、基板Ｓの搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って調整可能とされる。

基板搬送装置ＳＴは、投影装置ＰＵによってパターンＰｍの像が投影される各投影領域ＰＡを経由するように基板Ｓを搬送する。基板搬送装置ＳＴは、基板支持部８０、搬送ローラー８１及び搬送ローラー８２を有している。また、基板搬送装置ＳＴは、基板支持部８０をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動させると共に、θＹ方向に回転させる駆動部８３を有している。

基板搬送装置ＳＴの基板支持部８０は、円筒状に形成されており、投影光学系ＰＬによるパターンＰｍの像の投影領域ＰＡに対応した位置に配置されている。基板支持部８０の外周面は、基板Ｓを支持する支持面８０ａとなっている。なお、基板支持部８０に図示しないエアベアリング機構が設けられており、このエアベアリング機構によって基板Ｓを支持面８０ａ上に非接触に支持する構成としても良い。搬送ローラー８１及び８２は、基板Ｓを＋Ｘ軸方向へ搬送する。

図３は、マスク移動装置ＤＭの構成を示す図である。図２及び図３に示すように、マスク移動装置ＤＭの保持部４０は、反射鏡４２（被検出部）を有している。反射鏡４２は、保持部４０のうち−Ｙ軸側の端面４０ｃに固定されている。反射鏡４２は、円環状に形成されている。反射鏡４２は、保持部４０の円筒面４０ａに沿って形成されており、円筒面４０ａの円周方向に一周に亘って設けられている。反射鏡４２は、−Ｙ軸側に向けられた光反射面４２ａ（反射部）を有する。光反射面４２ａは、保持部４０の−Ｙ軸側に配置された干渉計４３からの測定光（検出光）を反射する。

干渉計４３は、光反射面４２ａのＹ軸方向の変位を検出する。干渉計４３は、光反射面４２ａに測定光を照射すると共に、この測定光の反射光を参照光と干渉させ、干渉光を検出する構成である。このような干渉計４３としては、例えば公知のレーザー干渉計などを用いることができる。

干渉計４３は、複数設けられ、光反射面４２ａのうち複数の位置に測定光を照射する。図３では、干渉計４３が２つ設けられ、光反射面４２ａのうち＋Ｘ軸側の端部、−Ｘ軸側の端部の２箇所に測定光を照射する構成が示されているが、これに限られることは無い。干渉計４３は、光反射面４２ａのＹ軸方向への平行移動や、光反射面４２ａがθＺ方向に回動移動について検出可能である。干渉計４３の測定光の照射位置を増加させることにより、光反射面４２ａの変位や傾きなどを高精度に検出可能である。

駆動部４１は、保持部４０を保持する軸部材４４を有する。軸部材４４は、保持部４０のうちＹ軸方向の両端面（２つの底面）にそれぞれ接続されている。軸部材４４は、保持部４０を回転可能に保持する。軸部材４４は、ガイド４１ａに沿ってＸ軸方向に移動可能である。また、軸部材４４は、チルト機構４１ｂによってθＺ方向に回転可能である。

２つの軸部材４４がガイド４１ａに沿ってＸ軸方向の同一側（＋Ｘ軸側又は−Ｘ軸側）に移動することにより、２つの軸部材４４の移動に伴って保持部４０がＸ軸方向に移動する。また、軸部材４４がチルト機構４１ｂによってθＺ方向に回転することにより、保持部４０の軸線ＣがＹ軸に対して傾くことになる。このように、駆動部４１によってＸ軸方向への移動量及びθＺ方向への回転量を調整することにより、保持部４０の位置や姿勢が調整可能である。

次に、上記のように構成されたデバイス製造システム１において、露光装置ＥＸによって処理を行う場合の動作を説明する。この場合、まず保持部４０にマスクＭを取り付ける。その後、上位制御装置５は、照明ユニットＩＵからマスクＭのパターンＰｍに対して露光光を照射させる。投影光学系ＰＬは、このパターンＰｍの像を基板Ｓの投影領域ＰＡに投影する。

この状態で、上位制御装置５は、駆動部４１によって保持部４０を回転させつつ、基板Ｓを＋Ｘ軸方向に搬送させる。この動作により、基板Ｓが、パターンＰｍの像によって＋Ｘ軸側から−Ｘ軸側へと順に露光される。このとき、上位制御装置５は、円筒面４０ａに沿ったマスクＭの移動速度（周速度）に対する基板Ｓの長さ方向への移動速度の比が、第一投影光学系の投影倍率（拡大倍率）と等しくなるように、保持部４０の回転速度と基板Ｓの移動速度とを調整しつつ、駆動部４１及び駆動部８３にこの動作を行わせる。これにより、基板Ｓに露光領域が形成される。

本実施形態では、上記動作を行う際、基板Ｓに形成される露光領域の位置精度を高めるため、マスクＭの位置及び姿勢を定期的に調整する。上位制御装置５は、例えば上記の２つの干渉計４３によって反射鏡４２の光反射面４２ａに測定光を照射し、反射光を参照光と干渉させて干渉光を検出させる。

このとき、光反射面４２ａが静止している場合には干渉計４３の計測結果は一定の値を維持する。一方、保持部４０がＹ軸方向に移動することで光反射面４２ａがＹ軸方向に移動したり、保持部４０がθＺ方向に回転することで光反射面４２ａの＋Ｘ軸側端部と−Ｘ軸側端部との間の相対位置が変化したりする場合、干渉計４３の測定結果において上記一定の値に対してズレが生じる。干渉計４３の測定結果にズレが生じた場合、上位制御装置５は、干渉計４３の計測結果が上記一定の値に戻るように駆動部４１を用いて保持部４０の位置調整を行わせる。このため、マスクＭの回転軌道にバラつきが生じることなく、上記露光動作を行うことができる。

以上のように、本実施形態によれば、パターンＰｍを有するシート状のマスクＭを保持してこのマスクＭを移動させるマスク移動装置ＤＭは、円筒面４０ａを有し、この円筒面４０ａに沿ってマスクＭを取り外し可能に保持する保持部４０と、この保持部４０を円筒面４０ａの周方向に沿って回転させる駆動部４１と、円筒面４０ａの周方向に沿って保持部４０に設けられ、保持部４０の位置情報の検出に用いられる反射鏡４２とを備えることとした。そのため、干渉計４３を用いて保持部４０の位置情報を検出することができる。

また、本実施形態によれば、干渉計４３の検出結果に基づいて駆動部４１（調整部）が保持部４０の位置及び姿勢のうち少なくとも一方を調整する構成である。そのため、マスクＭの回転軌道にバラつきが生じるのを防ぐことができる。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態を説明する。本実施形態では、マスク移動装置の一部の構成が第一実施形態とは異なっている。そのため、この相違点を中心に説明する。

図４は、本実施形態に係るマスク移動装置ＤＭ２の構成を示す図である。図４に示すように、保持部４０の円筒面４０ａには、マーク部２４２が形成されている。マーク部２４２は、円筒面４０ａの円周方向に沿って形成された第一マーク部２４２ａと、円筒面４０ａの軸線方向（Ｙ軸方向）に沿って形成された第二マーク部２４２ｂとを有する。

第一マーク部２４２ａは、円筒面４０ａの軸線方向（Ｙ軸方向）の両端辺にＺ軸方向に関して平行に形成されており、それぞれこの両端辺から一定の距離だけ離れた位置に配置されている。また、第二マーク部２４２ｂは、円筒面４０ａの軸線方向（Ｙ軸方向）に平行な直線上に並ぶように複数配置されている。

保持部４０の近傍には、このマーク部２４２を撮像する撮像部２４３が設けられている。撮像部２４３は、マーク部２４２を撮像することにより、保持部４０の位置情報を取得する。この保持部４０の位置情報は、保持部４０とマスクＭとの間の位置に関する情報である。

撮像部２４３は、第一撮像部２４３ａ及び第二撮像部２４３ｂを有する。第一撮像部２４３ａは、保持部４０に保持された状態のマスクＭのうち円筒面４０ａの軸線方向（Ｙ軸方向）の両端辺Ｍａと第一マーク部２４２ａとを重ねて撮像する。第二撮像部２４３ｂは、保持部４０に保持された状態のマスクＭのうち円筒面４０ａの円周方向の両端辺Ｍｂと第二マーク部２４２ｂとを重ねて撮像する。

なお、第一撮像部２４３ａ及び第二撮像部２４３ｂの撮像対象領域は円筒面４０ａの一部に固定されている。保持部４０がθＺ方向に回転することにより、第一撮像部２４３ａは、円筒面４０ａの円周方向の一周に亘って撮像可能となる。また、回転方向に移動するマスクＭの両端辺Ｍｂと第二マーク部２４２ｂとが撮像領域を通過する際に、第二撮像部２４３ｂはこれらを重ねて撮像する。

第一撮像部２４３ａは、第一マーク部２４２ａの変位を位置情報として取得すると共に、第一マーク部２４２ａとマスクＭの端辺Ｍａとの距離の変化を位置情報として取得する。また、第二撮像部２４３ｂは、第二マーク部２４２ｂの変位を位置情報として取得すると共に、第二マーク部２４２ｂとマスクＭの端辺Ｍｂとの距離を位置情報として取得する。

上位制御装置５は、撮像部２４３を介して取得した位置情報に基づいて、マスクＭのパターンＰｍが円筒面を円周方向に平行に移動するように、駆動部４１を用いて保持部４０の位置及び姿勢のうち少なくとも一方を調整させる。この動作により、マスクＭと保持部４０との間の位置関係が調整される。

以上のように、本実施形態によれば、被検出部として、保持部４０の位置情報の検出に用いられるマーク部２４２を備えることとした。そのため、撮像部２４３を用いて保持部４０の位置情報を検出することができる。また、本実施形態によれば、撮像部２４３の検出結果に基づいて駆動部４１（第二調整部）が保持部４０の位置及び姿勢のうち少なくとも一方を調整する構成である。すなわち、本実施形態のマスク移動装置ＤＭ２は、撮像部２４３によって取得された位置情報に基づいて、少なくとも保持部４０とマスクＭとの間の位置関係を調整させる第二調整部を更に備える。そのため、マスクＭの回転軌道にバラつきが生じるのを防ぐことができる。

尚、本実施形態では、保持部４０の外周面に巻き付けられるマスクＭと保持部材４０との相対的な位置誤差（配置誤差）を計測する為に、第一撮像部２４３ａが保持部４０の第一マーク部２４２ａと共にマスクＭの端辺Ｍａを検出し、第二撮像部２４３ｂが保持部４０の第二マーク部２４２ｂと共にマスクＭの端辺Ｍｂを検出するとした。

しかしながら、例えば、マスクＭの端辺Ｍａと端辺Ｍｂのそれぞれの近傍に、第一マーク部２４２ａや第二マーク部２４２ｂと重ならないように、少しだけ回転の軸線方向或いは周方向にシフトさせた特定の形状のマスク側マーク部を、回転の周方向に沿って連続的又は離散的に形成したマスクＭを用いても良い。

この場合、第一撮像部２４３ａは、マスクＭの透明領域を介して保持部４０の第一マーク部２４２ａを検出すると共に、マスクＭのマスク側マーク部を検出し、第二撮像部２４３ｂは、マスクＭの透明領域を介して保持部４０の第二マーク部２４２ｂを検出すると共に、マスクＭのマスク側マーク部を検出する。

透明領域が存在しないマスクＭの場合は、上述のようにマスクＭの端辺Ｍａ、Ｍｂを検出することになるので、各端辺Ｍａ、Ｍｂはその内側のパターンＰｍに対する基準辺として直線性良く作られている必要がある。

［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態を説明する。本実施形態では、基板支持部８０の構成が上記各実施形態とは異なっているため、この点を中心に説明する。

図５は、本実施形態に係る露光装置ＥＸの構成を示す図である。図６は、基板支持部８０の構成を示す図である。図６においては、基板支持部８０の支持面８０ａに基板Ｓが支持された状態が示されている。

図５及び図６に示すように、基板支持部８０の一部には、パターン板３８５が設けられている。パターン板３８５の表面３８５ａは、円筒面を構成する支持面８０ａの一部である。この表面３８５ａには、図６に示すように、基準パターン３８７が形成されている。また、パターン板３８５は、基板支持部８０のうちＹ軸方向の中央部に配置されている。なお、図６に示すように、パターン板３８５を基板支持部８０のＹ軸方向の端部に配置させた構成としても構わない。図６において、検出部３８６は本来、パターン板３８５（あるいは基準パターン３８７）のＺ軸方向上に配置されるが、機能を説明するためにパターン板３８５（あるいは基準パターン３８７）のＸ軸側に図示している。

基板支持部８０の内部には、基準パターン３８７を検出する検出部３８６が設けられている。検出部３８６として、例えば光センサなどが用いられている。基板支持部８０及びパターン板３８５は、検出部３８６による基準パターン３８７の検出が可能となるように、光透過可能な材料を用いて形成されている。検出部３８６及びパターン板３８５は、基板支持部８０と一体的に設けられている。したがって、基板支持部８０がθＺ方向に回転すると、検出部３８６及びパターン板３８５は、基板支持部８０の回転に伴ってθＺ方向に回転移動する。

基準パターン３８７が基板支持部８０の＋Ｚ軸側端部に配置された状態で、パターンＰｍの像を基板Ｓに投影すると、このパターンＰｍの像が基準パターン３８７に重なる。検出部３８６は、このときの基準パターン３８７とパターンＰｍの像とを重ねて検出し、両者の位置関係を位置情報として取得する。

この場合、例えば図６に示すように、予めマスクＭに形成された位置情報検出用のパターンの像Ｐｍａを基板Ｓに投影することができる。この像Ｐｍａは、支持面８０ａの円周方向及び軸線方向（Ｙ軸方向）において、基準パターン３８７との位置関係を判別しやすい形状に形成されている。

なお、図６には、像Ｐｍａが基準パターン３８７に対して初期の位置にある状態が示されている。この場合、像Ｐｍａは、基板Ｓに投影された状態で基準パターン３８７を円周方向に挟む位置に配置され、軸線方向（Ｙ軸方向）の寸法が基準パターン３８７の寸法とほぼ等しくなっている。

ここで、基準パターン３８７に対して像Ｐｍａの位置がずれている場合には、上記上位制御装置５は、図６に示すように像Ｐｍａが基準パターン３８７に対して初期の位置に配置されるように、駆動部４１（第三調整部）を用いて保持部４０の位置及び姿勢のうち少なくとも一方を調整する。すなわち、検出部３８６による検出結果に基づいて、保持部４０の位置、保持部４０の姿勢、及び、保持部４０とマスクＭとの間の位置関係、のうち少なくとも１つが、駆動部４１（第三調整部）によって調整されてもよい。これにより、マスクＭの位置及び姿勢のうち少なくとも一方が変化するため、像Ｐｍａの投影位置が調整される。

なお、例えば図６に示すように、基板Ｓのうち投影領域ＰＡから外れた非投影領域ＰＢにアライメントマーク３９０が形成されている場合、アライメント顕微鏡ＡＭ（第二検出部）の検出結果と検出部３８６の検出結果とを用いて保持部４０の位置及び姿勢のうち少なくとも一方を調整するようにしても構わない。すなわち、アライメント顕微鏡ＡＭ（第二検出部）による検出結果に基づいて、保持部４０の位置、保持部４０の姿勢、及び、保持部４０とマスクＭとの間の位置関係、のうち少なくとも１つが、駆動部４１（第四調整機構）によって調整されてもよい。また、検出部３８６の位置は、基板支持部８０の内部に限られず、基板支持部８０の外部（例、基板支持部８０から離れた位置：図６において一点鎖線で示す）に設けられた構成であっても構わない。

以上のように、本実施形態によれば、被検出部として、基板支持部８０に基準パターン３８７が設けられることとした。そのため、検出部３８６を用いて保持部４０の位置情報を検出することができる。また、本実施形態によれば、検出部３８６の検出結果に基づいて駆動部４１が保持部４０の位置及び姿勢のうち少なくとも一方を調整する構成である。そのため、マスクＭの回転軌道にバラつきが生じるのを防ぐことができる。

尚、基板支持部８０の支持面８０ａに基板Ｓが支持された状態で、マスクＭに形成された位置情報検出用のパターンの像Ｐｍａと基準パターン３８７との位置ずれを検出部３８６で計測する際、基準パターン３８７が＋Ｚ軸側端部に配置するように基板支持部８０を回転させたときに、基準パターン３８７上の基板Ｓが透明であると言う条件が必要となる。基板Ｓに露光するマスクＭのパターンＰｍが、第一露光（First Shot）用のものであれば、基板ＳをＰＥＴやＰＥＮとすることで、その条件は満たされる。

一方、第二露光（Second Shot）以降の重ね合わせ露光の場合は、基板Ｓ上にそれ以前のパターン層が形成されている為、上記条件が満たされない場合もあり得る。その場合は、基板Ｓの長尺方向（基板の搬送方向）に繰り返し形成される幾つかのパターン領域（表示パネル領域）毎に、基板支持部８０の支持面８０ａの全周長よりも長い隙間領域（透明）を基板Ｓ上に設定すると良い。例えば、基板Ｓ上に、長尺方向に沿って数個〜数十個の表示パネル領域を密に並べて形成した後、支持面８０ａの全周長よりも長い隙間領域（透明部）を空けて、再び、長尺方向に沿って数個〜数十個の表示パネル領域を密に並べて形成するようにする。

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態においては、マスクＭとしては、反射型マスクが用いられた構成を例に挙げて説明したが、これに限られることは無い。例えば、露光光を透過する透過型のマスクを用いた構成であっても構わない。また、上記実施形態においては、マスクＭとして、シート状に形成された構成を例に挙げて説明した。しかし、シート状に限られることは無く、例えば板状など、他の形状に形成された構成であっても良い。

この場合、例えば図７及び図８に示す構成とすることができる。図７及び図８ように、保持部４０のうちマスクＭが保持される領域には、露光光を透過させるための開口部４０ｂが形成されている。また、この場合、照明ユニットＩＵが保持部４０の軸線方向（Ｙ軸方向）上に配置されている。照明ユニットＩＵは、この保持部４０の軸線方向（Ｙ軸方向）から保持部４０の内部に露光光を到達させ、保持部４０の内部に配置されたミラー４７０によって露光光を開口部４０ｂへ反射させる構成となっている。

また、図８に示すように、保持部４０のうちマスクＭを保持するマスク保持部材４４１及びマスク保持部材４５１がＹ軸方向に移動可能な構成としても構わない。この場合、マスク保持部材４４１を移動させる駆動部４４０と、マスク保持部材４５１を移動させる駆動部４５０とを適宜用いることで、マスクＭのＹ軸方向の位置を微調整することができる。また、上記第一実施形態で用いられた反射鏡４２がマスク保持部材４４１に取り付けられた構成としても構わない。

なお、上述の各実施形態は、適宜に組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。

Ｓ…基板 Ｕ３…処理装置 ＤＭ…マスク移動装置 ＥＸ…露光装置 Ｍ…マスク Ｐｍ…パターン ＰＵ…投影装置 ＩＬ…照明光学系 ＰＡ…投影領域 Ｃ…軸線 Ｍａ、Ｍｂ…端辺 Ｐｍａ…像 ＰＢ…非投影領域 ５…上位制御装置 ４０…保持部 ４０ａ…円筒面 ４０ｃ…端面 ４０ｂ…開口部 ４１…駆動部 ４１ａ…ガイド ４１ｂ…チルト機構 ４２…反射鏡 ４２ａ…光反射面 ４４…軸部材 ８０…基板支持部 ８０ａ…支持面 ８３…駆動部 ２４２…マーク部 ２４２ａ…第一マーク部 ２４２ｂ…第二マーク部 ２４３…撮像部 ２４３ａ…第一撮像部 ２４３ｂ…第二撮像部 ３８５…検出部３８６…パターン板 ３８５ａ…表面 ３８７…基準パターン ３９０…アライメントマーク ４４０…駆動部 ４４１…マスク保持部材 ４５０…駆動部 ４５１…マスク保持部材 ４７０…ミラー

Claims (25)

1. パターンを有するマスクを保持して前記マスクを移動させるマスク移動装置であって、
   円筒面を有し、前記円筒面に沿って前記マスクを取り外し可能に保持する保持部と、
   前記保持部を前記円筒面の周方向に沿って回転させる駆動部と、
   前記円筒面の周方向に沿って前記保持部に設けられ、前記保持部の位置情報の検出に用いられる被検出部と
   を備えるマスク移動装置。
2. 前記被検出部は、前記被検出部に照射される検出光を反射する反射部を有する
   請求項１に記載のマスク移動装置。
3. 前記反射部は、前記円筒面の軸線方向の端部に設けられている
   請求項２に記載のマスク移動装置。
4. 前記反射部は、前記円筒面の円周方向に一周に亘って設けられている
   請求項２又は請求項３に記載のマスク移動装置。
5. 前記反射部に前記検出光を照射し、反射された前記検出光に基づいて前記位置情報を取得する干渉計を更に備える
   請求項２から請求項４のうちいずれか一項に記載のマスク移動装置。
6. 前記干渉計によって取得された前記位置情報に基づいて、前記保持部の位置、前記保持部の姿勢のうち少なくとも１つを調整させる調整部を更に備える
   請求項５に記載のマスク移動装置。
7. 前記被検出部は、マーク部を有する
   請求項１から請求項６に記載のマスク移動装置。
8. 前記マーク部は、前記円筒面に設けられている
   請求項７に記載のマスク移動装置。
9. 前記マーク部を撮像することで前記位置情報を取得する撮像部
   を更に備える請求項７又は請求項８に記載のマスク移動装置。
10. 前記撮像部によって取得された前記位置情報に基づいて、少なくとも前記保持部と前記マスクとの間の位置関係を調整させる第二調整部を更に備える
    請求項９に記載のマスク移動装置。
11. 前記保持部は、前記円筒面の軸線方向に前記マスクを移動可能な移動部を有する
    請求項１から請求項１０のうちいずれか一項に記載のマスク移動装置。
12. 前記保持部は、前記円筒面のうち前記マスクが保持される領域の一部に開口部を有する
    請求項１から請求項１１のうちいずれか一項に記載のマスク移動装置。
13. パターンを有するマスクを保持するマスク保持装置であって、
    円筒面を有し、前記円筒面に沿って前記マスクを取り外し可能に保持する保持部と、
    前記円筒面の円周方向に沿って前記保持部に設けられ、前記保持部の位置情報の検出に用いられる被検出部と、
    を備えるマスク保持装置。
14. マスクに形成されるパターンを基板に転写する露光装置であって、
    前記マスクを保持して移動させるマスク移動装置と、
    前記基板を搬送する搬送装置と、
    前記搬送装置に搬送される前記基板に前記パターンの像を投影する投影光学系と
    を備え、
    前記マスク移動装置として、請求項１から請求項１２のうちいずれか一項に記載のマスク移動装置が用いられている
    露光装置。
15. 前記搬送装置は、前記基板を支持する支持面が形成された基板支持部を有し、
    前記投影光学系は、前記基板のうち前記支持面に支持される部分に前記像を投影可能である
    請求項１４に記載の露光装置。
16. 前記基板支持部は、前記支持面に基準パターンを有し、
    前記投影領域に投影された前記像の一部と前記基準パターンとを検出する検出部を更に備える
    請求項１５に記載の露光装置。
17. 前記検出部は、前記基板支持部の内部に設けられている
    請求項１６に記載の露光装置。
18. 前記基準パターン及び前記検出部は、前記基板支持部と一体的に設けられている
    請求項１７に記載の露光装置。
19. 前記支持面は、円筒状に形成されており、
    前記基準パターン及び前記検出部は、前記支持面の軸線方向の端部又は中央部のうち少なくとも一方に設けられている
    請求項１７又は請求項１８に記載の露光装置。
20. 前記検出部の検出結果に基づいて、前記保持部の位置、前記保持部の姿勢、及び、前記保持部と前記マスクとの間の位置関係、のうち少なくとも１つを調整させる第三調整部を更に備える
    請求項１６から請求項１９のうちいずれか一項に記載の露光装置。
21. 前記基板のうち前記像が投影される領域から外れた非投影領域を検出可能な第二検出部を更に備える
    請求項１６から請求項２０のうちいずれか一項に記載の露光装置。
22. 前記第二検出部は、前記基板支持部の外部に設けられている
    請求項２１に記載の露光装置。
23. 前記第二検出部は、前記基板支持部から離れた位置に設けられている
    請求項２２に記載の露光装置。
24. 前記第二検出部による検出結果に基づいて、前記保持部の位置、前記保持部の姿勢、及び、前記保持部と前記マスクとの間の位置関係、のうち少なくとも１つを調整する第四調整機構を更に備える
    請求項２１から請求項２３のうちいずれか一項に記載の露光装置。
25. 基板を搬送する基板搬送部と、
    前記基板を処理する基板処理部と、を備え、
    前記基板処理部は、請求項１４から請求項２４のうちいずれか一項に記載の露光装置を有する
    基板処理装置。
    

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