露光装置
【課題】大型の被露光材を露光するために、複雑且つ高コストの露光機構を要することなく、露光に使用するマスクのコストを抑えることである。
【解決手段】本発明に係る露光装置は、光源からの照射光を遮断する遮光領域と照射光を透過させる透光領域とを金属板に形成した複数のメタルマスクと、光源と搬送された被露光材との間に、複数のメタルマスクを保持するマスク保持部とを備える。マスク保持部は、同一平面上に並置された複数のメタルマスクを、隣り合うメタルマスクの各端部が互いに接触するように、連結して保持するものであり、複数のメタルマスクは、並置且つ連結されることによって全体として１個のメタルマスクを構成すると共に、マスク保持部に対して、それぞれ個別に着脱できるものである。
【解決手段】本発明に係る露光装置は、光源からの照射光を遮断する遮光領域と照射光を透過させる透光領域とを金属板に形成した複数のメタルマスクと、光源と搬送された被露光材との間に、複数のメタルマスクを保持するマスク保持部とを備える。マスク保持部は、同一平面上に並置された複数のメタルマスクを、隣り合うメタルマスクの各端部が互いに接触するように、連結して保持するものであり、複数のメタルマスクは、並置且つ連結されることによって全体として１個のメタルマスクを構成すると共に、マスク保持部に対して、それぞれ個別に着脱できるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置に関するものであって、特に、所定のマスクパターンを有するマスクを用いて被露光材の表面を露光する露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被露光材を搬送しながら、所定のマスクパターンを有するマスクを介して被露光材の表面を露光する露光装置が知られている。このような露光装置は、例えば、液晶表示装置用のカラーフィルタの製造や、光配向膜の配向処理等に用いられる。液晶表示装置の製造に関しては、生産性の向上とコストダウンのために、被露光材の大型化が進んでいる。例えば、カラーフィルタの製造や光配向膜の配向処理において被露光材として使用されるガラス基板では、約２４００ｍｍ×２８００ｍｍ程度のサイズを有する第９世代、約２９００ｍｍ×３１００ｍｍ程度のサイズを有する第１０世代、さらに大型化する第１１世代、第１２世代等、急速な大型化が進んでいる。
【０００３】
露光対象が大型化すると、大型の被露光材に所定のパターンを露光するためには、従来よりも広い面積に亘って、露光光を遮光又は透光できるマスクが必要になる。しかしながら、被露光材の大型化に合わせてマスクを大型化すると、マスクの製造の困難度が高くなり、それに伴ってコストも高騰してしまう。例えば、マスクのコストを抑えるために、安価なメタルマスクを用いようとした場合であっても、被露光材の幅が１ｍを超えると、対応できる寸法の安価なメタルマスクはない。
【０００４】
マスクの大型化を避ける方法として、複数のマスクを用いて被露光材を露光する方法が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１には、第１のマスクを保持して走査方向へ移動する第１マスクステージと、第２のマスクを保持して第１マスクステージに対して移動可能に構成された第２のマスクステージを有する露光装置が記載されている。この露光装置において第１のマスクと第２のマスクは互いに分離して、それぞれ、別個のマスクステージに保持されている。前述のように、第２のマスクステージは第１マスクステージに対して移動可能であり、制御装置によって、第１マスクステージと第２のマスクステージの相対配置が制御されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２５８３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された露光装置では、複数のマスクごとに、それぞれ別個のマスクステージを設ける必要があり、これらのマスクステージをそれぞれ別個に移動させる機構も必要である。したがって、マスクを用いた露光方法が複雑になると共に、露光装置の製造コストも高くなってしまう。
【０００７】
そこで本発明の目的は、大型の被露光材を露光するために、複雑且つ高コストの露光機構を要することなく、露光に使用するマスクのコストを抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、露光装置に係るものである。上記目的を達成するために、本発明に係る露光装置は、被露光材の表面を照射する光源と、被露光材を搬送する搬送部と、光源からの照射光を遮断する遮光領域と照射光を透過させる透光領域とを金属板に形成した複数のメタルマスクと、光源と搬送された被露光材との間に、複数のメタルマスクを保持するマスク保持部とを備える。マスク保持部は、同一平面上に並置された複数のメタルマスクを、隣り合うメタルマスクの各端部が互いに接触するように、連結して保持するものであり、複数のメタルマスクは、並置且つ連結されることによって全体として１個のメタルマスクを構成すると共に、マスク保持部に対して、それぞれ個別に着脱できるものである。
【０００９】
「被露光材」とは、露光される対象物をいう。「被露光材」は、露光される表面を有する基板及び基材を含み、「被露光材」の一例として、フォトレジスト膜を積層したガラス基板や感光性フィルム等がある。
「メタルマスク」とは、金属製のマスクをいう。
「並置」とは、並べて置くことをいう。複数のメタルマスクを被露光材の搬送方向に対して垂直方向に並置してもよく、被露光材の搬送方向に対して平行方向に並置してもよい。
【００１０】
一例として、マスク保持部は、並置且つ連結された複数のメタルマスクを鉛直に保持するものであり、搬送部は、被露光材の表面が複数のメタルマスクと対向するように、被露光材を鉛直方向に搬送するものである。この場合、一例として、複数のメタルマスクは、透光領域を構成する複数のスリットを備え、該スリットは鉛直方向に延びるものである。
【００１１】
「鉛直」とは水平面に対して垂直の方向をいう。特許請求の範囲の記載及び明細書の記載において、「鉛直」は「略鉛直」を含む。
「スリット」とは細長い開口部をいう。
【００１２】
マスク保持部は、複数のメタルマスクを吸着保持するための吸着部を備えてもよく、吸着部は、複数のメタルマスクの着脱時において、複数のメタルマスクの内の一部のメタルマスクのみを吸着保持するように、制御可能なものであってもよい。
【００１３】
一例として、複数のメタルマスクに形成された遮光領域と透光領域は、マスクパターンを形成するものであり、少なくとも１つのメタルマスクのマスクパターンが、他のメタルマスクのマスクパターンと異なるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る露光装置において、マスク保持部は、同一平面上に並置された複数のメタルマスクを、隣り合うメタルマスクの各端部が互いに接触するように、連結して保持するものであり、複数のメタルマスクは、並置且つ連結されることによって全体として１個のメタルマスクを構成すると共に、マスク保持部に対して、それぞれ個別に着脱できるものである。したがって、本発明に係る露光装置では、小型の複数のメタルマスクを連結することによって大型のメタルマスクを形成することができ、連結させる小型のメタルマスクの数を増加させれば、より大型のメタルマスクを形成することができる。よって、本発明に係る露光装置によれば、大型のメタルマスクを単体の基板によって形成するよりも、安価に製造できる小型のメタルマスクを複数個並置且つ連結して用いることによって、メタルマスクに要するコストを抑えることができる。
【００１５】
この小型の複数のメタルマスクの連結は、マスク保持部が複数のメタルマスクを連結して保持することによって実現される。したがって、マスク保持部に保持させる小型のメタルマスクを複数個用意しておけばよく、複雑な連結工程は不要である。また、マスク保持部は、複数のメタルマスクを別個に保持して、複数のメタルマスクをそれぞれ別個に移動させるものではない。よって、本発明に係る露光装置において、複雑且つ高コストの露光機構は不要である。
【００１６】
以上に述べたように、本発明に係る露光装置によれば、大型の被露光材を露光するために、複雑且つ高コストの露光機構を要することなく、露光に使用するメタルマスクのコストを抑えることができる。
【００１７】
本発明に係る露光装置が、並置且つ連結された複数のメタルマスクを鉛直に保持するマスク保持部と、被露光材の表面が複数のメタルマスクと対向するように、被露光材を鉛直方向に搬送する搬送部を備える場合には、露光装置の水平方向における省スペース化を図ることができる。加えて、メタルマスクが薄く形成された場合であっても、メタルマスクが鉛直に保持されることによって、メタルマスクによる撓みをより抑制することができる。
【００１８】
鉛直に保持された複数のメタルマスクが透光領域を構成する複数のスリットを備え、該スリットが鉛直方向に延びるものである場合には、複数のスリットに起因して生じる可能性のあるメタルマスクによる撓みを抑止することができる。
【００１９】
複数のメタルマスクを吸着保持するための吸着部を備えるようにマスク保持部を構成し、吸着部が、複数のメタルマスクの着脱時において、複数のメタルマスクの内の一部のメタルマスクのみを吸着保持するように、制御可能なものである場合には、一部のメタルマスクをマスク保持部に吸着保持した状態で、他のメタルマスクの着脱が可能である。一部のメタルマスクについては、交換せずに、他のメタルマスクのみを交換したい場合、吸着保持された状態の上記一部のメタルマスクの位置がずれないことから、他のメタルマスクの交換作業をスムーズに行うことができる。
【００２０】
複数のメタルマスクにおいて、少なくとも１つのメタルマスクのマスクパターンが、他のメタルマスクのマスクパターンと異なるものである場合、複数のパターンを被露光材に露光することができる。また、並置且つ連結された複数のメタルマスクにおいて、あるパターンを有するメタルマスクを他のパターンを有するメタルマスクと交換することによって、全体として、様々なパターンを有するメタルマスクを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係る露光装置の側面図である。
【図２】（ａ）図１に示すメタルマスクと基板表面の平面図である。（ｂ）（ａ）図に示したマスクパターンの拡大図である。
【図３】図１に示すマスクヘッドと吸着機構の構成を示す構成図である。
【図４】第２の実施形態に係る露光装置の側面図である。
【図５】図４に示すメタルマスク及びマスクヘッドを光源部側からみた側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第１の実施形態］
以下、本発明の実施の形態を添付の図により説明する。図１に第１の実施形態に係る露光装置の側面図を示す。露光装置１は、大型の被露光材を搬送しながら、所定のマスクパターンを有するメタルマスクを介して被露光材を露光するものである。露光装置１は、水平に配置された被露光材である大型のガラス基板２を上方から照射する光源部３と、ガラス基板２を所望の位置に搬送する搬送部６とを備えている。
【００２３】
光源部３は、例えば、超高圧水銀ランプやキセノンフラッシュランプ等からなる光源を有し、露光波長域は一例として、２８０ｎｍ〜４００ｎｍである。光源部３は、図示しないフォトインテグレータとコンデンサレンズを搭載している。フォトインテグレータは、光源部３から照射された露光光の横断面内の輝度分布を均一化させる。このフォトインテグレータは、フライアイレンズやロッドレンズ又はライトパイプ等であってもよい。輝度分布が均一化された露光光はコンデンサレンズに入射して均一な輝度分布を有する平行光となる。この平行光の光軸は基板表面２ａに対して垂直方向に設定されている。
【００２４】
搬送部６は、被露光材の裏面を傷つけないように、被露光材を空気浮上搬送するように構成されている。搬送部６には、気体を噴出する多数の噴出口と気体を吸引する多数の吸引口を有する複数の単位ステージが並設されている。ガラス基板２はその裏面が上記噴出口及び吸引口と対向するように、単位ステージ上に載せられる。搬送部６は、気体の噴出と吸引のバランスによって、ガラス基板２を単位ユニットから所定量だけ浮かせた状態で、搬送ローラ等を用いて搬送する。搬送部６によって、搬送方向Ａに平行なＸ軸方向ｘと、図１において紙面に垂直な方向でありＸ軸に対して垂直に交わるＹ軸方向（図２におけるＹ軸方向ｙ）にガラス基板２を移動することができる。
【００２５】
さらに、露光装置１は、メタルマスク７と該メタルマスク７を保持するマスクヘッド（マスク保持部）８を備えている。メタルマスク７は光源部３からの露光光を遮光する遮光領域と光源部３からの露光光を透過する透光領域とからなる所定のマスクパターンを有する。ガラス基板２の表面２ａはフォトレジスト層によって覆われている。メタルマスク７を透過した露光光がガラス基板２の表面２ａに照射されることによって、ガラス基板２の表面２ａは所定のパターンに露光される。
【００２６】
マスクヘッド８は、ガラス基板２と光源部３との間に、基板表面２ａから所定の距離を有するように配置されている。メタルマスク７は、光源部３から照射された平行光の光軸に対して垂直な水平面内に位置するように、マスクヘッド８によって保持される。マスクヘッド８は、サーボモータ、リニアモータ等を有するマスクヘッド駆動部（不図示）によって、搬送方向Ａに平行なＸ軸方向ｘと、図１において紙面に垂直な方向でありＸ軸に対して垂直に交わるＹ軸方向ｙ（図２参照）に移動可能である。
【００２７】
また、露光装置１は、該装置の各構成要素を制御する制御部１０を備えている。制御部１０は、光源部３において光源の点灯及び消灯を制御する光源制御部１１と、搬送方向Ａに平行なＸ軸方向ｘとＸ軸方向ｘに対して垂直に交わるＹ軸方向ｙへのマスクヘッド８の移動を制御するマスクヘッド制御部１２と、マスクヘッド８にメタルマスク７を吸着するためのエア吸引を制御するエア吸引制御部１３と、搬送方向Ａに平行なＸ軸方向ｘとＸ軸方向ｘに対して垂直に交わるＹ軸方向ｙへのガラス基板２の移動を制御する搬送制御部１４を備えている。
【００２８】
メタルマスク７の平面図と基板表面２ａの平面図を並べて図２（ａ）に示す。メタルマスク７は、マスクパターン１５を有するメタルマスク７ａとマスクパターン１６を有するメタルマスク７ｂとに分割されている。メタルマスク７ａとメタルマスク７ｂは金属板によって形成されていて、メタルマスク７ａとメタルマスク７ｂの厚みは同一である。
【００２９】
メタルマスク７ａとメタルマスク７ｂは、搬送方向Ａに対して垂直に交わるＹ軸方向ｙに沿って並置されている。メタルマスク７ａとメタルマスク７ｂは、それぞれ、マスクパターン１５とマスクパターン１６を形成した矩形の主表面を有する板状部材である。メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの矩形の主表面は、それぞれ、Ｘ軸方向ｘに延びる短辺とＹ軸方向ｙに延びる長辺とを有する。メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂのＸ軸方向ｘに延びる短辺の長さは同一である。
【００３０】
並置されたメタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂは、隣接する端部が接触して、連結部１７を構成する。隣接する端部の長さ、すなわち、メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの短辺の長さは同一であるため、連結部１７で連結されたメタルマスク７ａとメタルマスク７ｂの主表面は、連結して１個の矩形を構成する。メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂを並置且つ連結することによって構成されたメタルマスク７の幅は、ガラス基板２の幅ｗと同一になるように形成されている。ここで、メタルマスク７の幅とは、Ｙ軸方向ｙに延びるメタルマスク７の長辺の長さであり、メタルマスク７ａの長辺の長さにメタルマスク７ｂの長辺の長さを加えた長さである。
【００３１】
メタルマスク７ａのマスクパターン１５とメタルマスク７ｂのマスクパターン１６の拡大図を図２（ｂ）に示す。マスクパターン１５は、露光光を遮断する遮光領域１５ａと露光光を透過させる透光領域１５ｂとを有している。透光領域１５ｂは、金属板に形成したスリットである。露光光はスリットを介して金属板を透過する。マスクパターン１５において、スリットを形成しなかった部分は、金属板が露光光を遮光するので遮光領域１５ａとなる。マスクパターン１５は、直線状に延びる遮光領域１５ａと透光領域１５ｂをＹ軸方向ｙに沿って交互に配置したマスクパターンである。
【００３２】
マスクパターン１６も、マスクパターン１５と同様に、露光光を遮断する遮光領域１６ａと露光光を透過させる透光領域１６ｂとを有し、Ｘ軸方向ｘに直線状に延びる遮光領域１６ａと透光領域１６ｂをＹ軸方向ｙに沿って交互に配置したマスクパターンである。マスクパターン１６における遮光領域１６ａの幅は、マスクパターン１５における遮光領域１５ａよりも狭く、透光領域１６ｂの幅は、透光領域１５ｂの幅よりも広い。
【００３３】
なお、簡潔にするため図２（ａ）には明示していないが、メタルマスク７ａ，７ｂの主表面において、マスクパターン１５及びマスクパターン１６が形成されていない端部は、透光口が形成されていないため、遮光領域である。したがって、メタルマスク７を介して基板表面２ａに照射される露光光は、透光領域１５ｂ，１６ｂを通って照射される露光光のみである。
【００３４】
ガラス基板２を搬送方向Ａに搬送しながら、メタルマスク７を介して露光すると、基板表面２ａには、メタルマスク７ａのマスクパターン１５によって露光されたパターン１８とメタルマスク７ｂのマスクパターン１６によって露光されたパターン１９が形成されることになる。
【００３５】
メタルマスク７ａ，７ｂは、マスクヘッド８に対して個別に着脱可能である。図１のガラス基板２側からみたマスクヘッド８の平面図を図３に示す。マスクヘッド８は、メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの端部を保持する端部保持部２０，２１を有している。端部保持部２０は、搬送方向Ａと垂直に交わるＹ軸方向ｙに沿って延びるメタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの各一方の端部を共に保持し、端部保持部２１は、Ｙ軸方向ｙに沿って延びるメタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの各他方の端部を共に保持している。
【００３６】
端部保持部２０，２１は、光源部３側へ突出する突出部２０ａ，２１ａ（図１参照）と、メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの端部を吸着するマスク吸着部２０ｂ，２１ｂを備えている。マスク吸着部２０ｂ，２１ｂは、それぞれ複数の吸引口２３ａ，２３ｂを有している。吸引口２３ａは、メタルマスク７ａの端部と接する位置に形成された複数の吸引口であり、吸引口２３ｂは、メタルマスク７ｂの端部と接する位置に形成された複数の吸引口である。第１の実施形態では、吸引口２３ａ，２３ｂはマスク吸着部２０ｂ，２１ｂにおけるマスクヘッド８の下面側、すなわち、ガラス基板２と対向する側の面に形成されている。
【００３７】
なお、図３において、マスクヘッド８に対するメタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの位置関係を明確にするために、メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂを仮想的に２点鎖線によって図示している。実際には、メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂをマスクヘッド８に吸着させると、図３の位置関係において、複数の吸引口２３ａ，２３ｂは、メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの端部に隠れることになる。
【００３８】
複数の吸引口２３ａは、第１の吸引機構に接続し、複数の吸引口２３ｂは第２の吸引機構に接続している。第１の吸引機構は、エアレギュレータ２５と吸引ポンプ２６を有している。第２の吸引機構は、エアレギュレータ２７と吸引ポンプ２８を有している。吸引ポンプ２６は、エア吸引制御部１３によって駆動されると、複数の吸引口２３ａから、エアレギュレータ２５を介して空気を吸引する。同様に、吸引ポンプ２８は、エア吸引制御部１３によって駆動されると、複数の吸引口２３ｂから、エアレギュレータ２７を介して空気を吸引する。
【００３９】
マスクヘッド８は、複数の吸引口２３ａ，２３ｂから空気を吸引することによって、複数の吸引口２３ａ，２３ｂを覆うように並置されたメタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの端部を吸着保持している。エア吸引制御部１３は、吸引用ポンプ２６，２８を共に駆動させるように作動可能であると共に、吸引用ポンプ２６，２８の一方のみを駆動させるように作動可能である。
【００４０】
次に露光装置１の動作について説明する。露光処理前に、マスクヘッド８に複数のメタルマスク７ａ，７ｂが並置される。この際、メタルマスク７ａ，７ｂの隣合う端部は接触して連結部１７を構成する。並置且つ連結されたメタルマスク７ａ，７ｂは全体として１個のメタルマスク７として機能する。エア吸引制御部１３は、吸引ポンプ２６，２８を駆動して、複数の吸引口２３ａ，２３ｂから空気を吸引し、メタルマスク７ａ，７ｂを吸着保持する。
【００４１】
メタルマスク７ａ，７ｂがマスクヘッド８に保持されると、被露光材であるガラス基板２は、搬送部６によって、空気搬送される。ガラス基板２のＸ軸方向ｘ及びＹ軸方向ｙにおける位置は、搬送制御部１４によって制御される。メタルマスク７を保持したマスクヘッド８のＸ軸方向ｘ及びＹ軸方向ｙにおける位置は、マスクヘッド制御部１２によって制御される。
【００４２】
ガラス基板２とメタルマスク７との位置合わせが完了すると、ガラス基板２は、搬送方向Ａに搬送されながら、スキャン露光される。光源制御部１１によって光源部３が作動し、露光光がメタルマスク７を介して、フォトレジスト膜を塗布した基板表面２ａに所定時間照射される。スキャン露光されたガラス表面２ａには、メタルマスク７ａ，７ｂのマスクパターン１５，１６に対応するパターン１８，１９が形成される。露光処理されたガラス基板２ａは、例えば、液晶表示装置用のカラーフィルタの製造に使用される。
【００４３】
第１の実施形態に係る露光装置１では、小型の複数のメタルマスク７ａ，７ｂを連結することによって大型のメタルマスク７を形成することができ、連結させる小型のメタルマスクの数を増加させれば、より大型のメタルマスクを形成することができる。よって、露光装置１によれば、大型のメタルマスクを単体の基板によって形成するよりも、安価に製造できる小型のメタルマスクを複数個並置且つ連結して用いることによって、メタルマスクに要するコストを抑えることができる。
【００４４】
また、この小型の複数のメタルマスク７ａ，７ｂの連結は、マスクヘッド８が複数のメタルマスク７ａ，７ｂを連結して保持することによって実現される。したがって、マスクヘッド８に保持させる小型の複数のメタルマスク７ａ，７ｂを用意しておけばよく、メタルマスク７ａ，７ｂの連結のために、複雑な連結工程は不要である。また、マスクヘッド８は、複数のメタルマスク７ａ，７ｂを別個に保持して、複数のメタルマスク７ａ，７ｂをそれぞれ別個に移動させるものではない。よって、露光装置１において、複雑且つ高コストの露光機構は不要である。
【００４５】
以上のように、露光装置１によれば、大型の被露光材を露光するために、複雑且つ高コストの露光機構を要することなく、露光に使用するメタルマスクのコストを抑えることができる。
【００４６】
露光処理が終了した後、他の被露光材を他の露光パターンで露光する場合には、メタルマスク７ａ，７ｂの両方又は一方を交換することができる。メタルマスク７ａのみを他のメタルマスクに交換する場合、エア吸引制御部１３は、吸引ポンプ２８の駆動を維持して、メタルマスク７ｂをマスクヘッド８に吸着保持した状態で、吸引ポンプ２６の駆動を停止し、メタルマスク７ａの吸着を解除する。これにより、メタルマスク７ｂをマスクヘッド８に吸着保持した状態で、メタルマスク７ａのみを交換することができる。したがって、吸着保持された状態のメタルマスク７ｂの位置がずれないことから、メタルマスク７ａの交換作業をスムーズに行うことができる。また、このように、メタルマスク７を構成する複数のメタルマスク７ａ，７ｂを交換することによって、様々なパターンを有するメタルマスク７を簡易に形成することができる。
【００４７】
［第２の実施形態］
図４に第２の実施形態に係る露光装置の側面図を示す。露光装置３０は、第１の実施形態に係る露光装置１と同様に、大型の被露光材を搬送しながら、所定のマスクパターンを有するメタルマスクを介して被露光材を露光するものである。露光装置１と異なる点は、露光装置３０が、感光性樹脂フィルム等のシート状基材３２を鉛直方向に搬送しながら露光する点である。
【００４８】
搬送ローラ３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、搬送部を構成し、シート状基材３２を搬送するものである。シート状基材３２の端部は省略して図示している。図示しない格納ロールから引き出されたシート状基材３２は、搬送ローラ３６ａに送られ、搬送ローラ３６ａ，３６ｂによって、鉛直方向ｖと平行な搬送方向Ｂに沿って搬送される。シート状基材３２は、搬送方向Ｂに沿って搬送される間に露光される。露光されたシート状基材３２は、搬送ローラ３６ｂ，３６ｃを介して図示しない巻取ロールに巻き取られる。
【００４９】
搬送制御部１４は、第１の実施形態と同様に、被露光材の搬送を制御するものである。搬送制御部１４は、搬送ローラ３６ａ，３６ｂ，３６ｃの位置及び回転等を制御して、鉛直方向ｖにおけるシート状基材３２の位置と、図４において紙面に垂直な方向であり鉛直方向ｖに対して垂直に交わるＹ軸方向（図５におけるＹ軸方向ｙ）におけるシート状基材３２の位置を調整する。
【００５０】
光源部３及びメタルマスク７は、第１の実施形態と同様の構成を有し、マスクヘッド３８は、後述するように複数の吸引口２３ａ，２３ｂが形成される位置が異なる点を除いて、第１の実施形態におけるマスクヘッド８と同様の構成を有している。しかしながら第２の実施形態においては、光源部３，メタルマスク７及びマスクヘッド３８の配置が第１の実施形態とは異なっている。第２の実施形態において、マスクヘッド３８は、搬送方向Ｂに搬送されるシート状基材３２の表面３２ａとメタルマスク７を対向させるために、メタルマスク７を鉛直に保持するように設置されている。光源部３は、照射光の光軸が鉛直に保持されたメタルマスク７の表面に対して垂直になるように設置されている。
【００５１】
第１の実施形態と同様に、光源制御部１１は光源部３を制御し，マスクヘッド制御部１２はマスクヘッド３８の移動を制御し，エア吸引制御部１３は、マスクヘッド３８の吸引口２３ａ，２３ｂを介してメタルマスク７ａ，７ｂの吸着保持を制御する。なお、第２の実施形態において、マスクヘッド３８はメタルマスク７を鉛直に保持するように設置されているため、マスクヘッド制御部１２は、鉛直方向ｖとＹ軸方向ｙ（図５参照）におけるマスクヘッド３８の位置を制御する。
【００５２】
メタルマスク７及びマスクヘッド３８を光源部３側からみた側面図を図５（ａ）に示す。第１の実施形態とは異なり、メタルマスク７ａ，７ｂは、光源部３側からマスクヘッド３８に取り付けられる。端部保持部２０は、Ｙ軸方向ｙに沿って延びるメタルマスク７ａ，７ｂの上端を保持し、端部保持部２１は、Ｙ軸方向ｙに沿って延びるメタルマスク７ａ，７ｂの下端を保持している。第２の実施形態において、端部保持部２１の突出部２１ａは下端載置部を構成し、メタルマスク７ａ，７ｂの下端は、Ｙ軸方向ｙに沿って延びる突出部２１ａの上に載せ置かれている。
【００５３】
図５（ｂ）に、マスクヘッド３８を光源部３側からみた側面図を示す。図５（ｂ）において、マスクヘッド３８に対するメタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの位置関係を明確にするために、メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂを仮想的に２点鎖線によって図示している。実際には、メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂをマスクヘッド３８に吸着させると、図５（ｂ）の位置関係において、マスク吸着部２０ｂ，２１ｂ及び複数の吸引口２３ａ，２３ｂは、メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの端部に隠れることになる。第２の実施形態では、吸引口２３ａ，２３ｂはマスク吸着部２０ｂ，２１ｂにおいて、光源部３と対向する側の面に形成されている。
【００５４】
第２の実施形態に係る露光装置３０によれば、メタルマスク７を鉛直方向に縦型配置することによって、第１の実施形態において前述した利点に加えて、水平方向における省スペース化を図ることができる。さらに、メタルマスク７が薄く形成された場合であっても、メタルマスク７が鉛直に保持されることによって、メタルマスク７の自重による撓みをより抑制することができる。また、透光領域１５ｂ，１６ｂを形成する複数のスリットが鉛直方向に延びるように、メタルマスク７が保持されているため、複数のスリットに起因して生じる可能性のあるメタルマスクの自重による撓みを抑止することができる。
【００５５】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。一例として、複数のメタルマスクのマスクヘッドへの取り付けは、吸着に限定されない。マスクヘッドが複数のメタルマスクの端部を挟み込むことによってメタルマスクを保持するように構成してもよい。また、第１及び第２の実施形態において、メタルマスク７の吸着は、エア吸引によるものであるが、これに限定されない。例えば、マスクヘッド８，３８の複数の吸引口２３ａ，２３ｂに代えて、マスクヘッド８，３８の端部保持部２０，２１に複数の電磁石を設置してもよい。この場合、磁力によって、メタルマスク７ａ，７ｂをマスクヘッド８，３８に吸着保持することができる。また、一部の電磁石のみを駆動することによって、吸着力を個別に制御することができる。
【００５６】
第１及び第２の実施形態においては、メタルマスク７を２枚のメタルマスク７ａ，７ｂによって構成しているが、これに限定されない。さらに多くの枚数のメタルマスクを並置且つ連結して１個のメタルマスク７を構成してもよい。この場合、マスクヘッド８，３８は、メタルマスク７を構成する複数のメタルマスクをすべて連結保持することによって、１個のメタルマスクとして構成されたメタルマスク７を保持する。
【００５７】
第１及び第２の実施形態においては、メタルマスク７ａ，７ｂに対応して、複数の吸引口を吸引口２３ａ，２３ｂのグループに分けたが、これに限定されない。並置するメタルマスクの数に応じて、複数の吸引口をさらに細かいグループに分けてもよい。この場合、複数の吸引口の各グループにそれぞれ対応するレギュレータ及び吸引ポンプを設けて各グループの吸引口からの吸着力を別個に制御するように構成してもよいし、他の吸引機構によって各グループの吸着力を別個に制御してもよい。また、複数の吸引口において、各吸引口からの吸着力をそれぞれ別個に制御できるように構成してもよい。
【００５８】
第１及び第２の実施形態においては、複数のメタルマスク７ａ，７ｂを被露光材２，３２の搬送方向Ａ，Ｂに対して垂直方向に並置しているが、これに限定されない。複数のメタルマスク７ａ，７ｂを被露光材２，３２の搬送方向Ａ，Ｂに対して平行方向に並置してもよい。この場合、マスクヘッド８，３８は、マスクヘッド８，３８の端部保持部２０，２１が、搬送方向Ａ，Ｂに平行に延びるメタルマスク７の端部を保持するように構成される。
【００５９】
第１の実施形態において、マスクヘッド８のメタルマスク７に対する吸着力が低下した場合に備えて、メタルマスク落下防止機構を設けてもよい。例えば、このメタルマスク落下防止機構は、メタルマスク７の下側において、メタルマスク７を介してマスクヘッド８の端部保持部２０，２１と対向するように配置した板状部材である。このメタルマスク落下防止機構は、メタルマスク７の吸着中にのみ作動するように構成可能であり、メタルマスク７がマスクヘッド８に吸着されていないときには、上記板状部材は、落下防止機構収納部に収納されているように構成してもよい。
【００６０】
第２の実施形態において、第１の実施形態におけるマスクヘッド８を第２の実施形態におけるマスクヘッド３８の代わりに用いてもよい。すなわち、第１の実施形態におけるマスクヘッド８を鉛直方向に設置し、メタルマスク７ａ，７ｂをシート状基材３２側からマスクヘッド８に吸着させるように構成してもよい。
【００６１】
第１及び第２の実施形態における露光装置１，３０は、様々な露光方法に適用することができる。露光方法に応じて、マスクヘッド８，３８の被露光材２，３２に対する露光中の位置は、固定されていてもよいし、搬送される被露光材２，３２の搬送方向に、被露光材２，３２の搬送と同期して所定の距離を移動するように構成されていてもよい。第１及び第２の実施形態における露光装置１，３０は、光配向処理や３Ｄフィルムの露光にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１，３０ 露光装置
２ ガラス基板
２ａ ガラス基板表面
３ 光源部
６ 搬送部
７，７ａ，７ｂ メタルマスク
８，３８ マスクヘッド（マスク保持部）
１５，１６ マスクパターン
１５ａ，１６ａ 遮光領域
１５ｂ，１６ｂ 透光領域
１７ 連結部
２０，２１ 端部保持部
２３ａ，２３ｂ 吸引口
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ 搬送ローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置に関するものであって、特に、所定のマスクパターンを有するマスクを用いて被露光材の表面を露光する露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被露光材を搬送しながら、所定のマスクパターンを有するマスクを介して被露光材の表面を露光する露光装置が知られている。このような露光装置は、例えば、液晶表示装置用のカラーフィルタの製造や、光配向膜の配向処理等に用いられる。液晶表示装置の製造に関しては、生産性の向上とコストダウンのために、被露光材の大型化が進んでいる。例えば、カラーフィルタの製造や光配向膜の配向処理において被露光材として使用されるガラス基板では、約２４００ｍｍ×２８００ｍｍ程度のサイズを有する第９世代、約２９００ｍｍ×３１００ｍｍ程度のサイズを有する第１０世代、さらに大型化する第１１世代、第１２世代等、急速な大型化が進んでいる。
【０００３】
露光対象が大型化すると、大型の被露光材に所定のパターンを露光するためには、従来よりも広い面積に亘って、露光光を遮光又は透光できるマスクが必要になる。しかしながら、被露光材の大型化に合わせてマスクを大型化すると、マスクの製造の困難度が高くなり、それに伴ってコストも高騰してしまう。例えば、マスクのコストを抑えるために、安価なメタルマスクを用いようとした場合であっても、被露光材の幅が１ｍを超えると、対応できる寸法の安価なメタルマスクはない。
【０００４】
マスクの大型化を避ける方法として、複数のマスクを用いて被露光材を露光する方法が知られている（例えば、特許文献１）。特許文献１には、第１のマスクを保持して走査方向へ移動する第１マスクステージと、第２のマスクを保持して第１マスクステージに対して移動可能に構成された第２のマスクステージを有する露光装置が記載されている。この露光装置において第１のマスクと第２のマスクは互いに分離して、それぞれ、別個のマスクステージに保持されている。前述のように、第２のマスクステージは第１マスクステージに対して移動可能であり、制御装置によって、第１マスクステージと第２のマスクステージの相対配置が制御されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２５８３９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された露光装置では、複数のマスクごとに、それぞれ別個のマスクステージを設ける必要があり、これらのマスクステージをそれぞれ別個に移動させる機構も必要である。したがって、マスクを用いた露光方法が複雑になると共に、露光装置の製造コストも高くなってしまう。
【０００７】
そこで本発明の目的は、大型の被露光材を露光するために、複雑且つ高コストの露光機構を要することなく、露光に使用するマスクのコストを抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、露光装置に係るものである。上記目的を達成するために、本発明に係る露光装置は、被露光材の表面を照射する光源と、被露光材を搬送する搬送部と、光源からの照射光を遮断する遮光領域と照射光を透過させる透光領域とを金属板に形成した複数のメタルマスクと、光源と搬送された被露光材との間に、複数のメタルマスクを保持するマスク保持部とを備える。マスク保持部は、同一平面上に並置された複数のメタルマスクを、隣り合うメタルマスクの各端部が互いに接触するように、連結して保持するものであり、複数のメタルマスクは、並置且つ連結されることによって全体として１個のメタルマスクを構成すると共に、マスク保持部に対して、それぞれ個別に着脱できるものである。
【０００９】
「被露光材」とは、露光される対象物をいう。「被露光材」は、露光される表面を有する基板及び基材を含み、「被露光材」の一例として、フォトレジスト膜を積層したガラス基板や感光性フィルム等がある。
「メタルマスク」とは、金属製のマスクをいう。
「並置」とは、並べて置くことをいう。複数のメタルマスクを被露光材の搬送方向に対して垂直方向に並置してもよく、被露光材の搬送方向に対して平行方向に並置してもよい。
【００１０】
一例として、マスク保持部は、並置且つ連結された複数のメタルマスクを鉛直に保持するものであり、搬送部は、被露光材の表面が複数のメタルマスクと対向するように、被露光材を鉛直方向に搬送するものである。この場合、一例として、複数のメタルマスクは、透光領域を構成する複数のスリットを備え、該スリットは鉛直方向に延びるものである。
【００１１】
「鉛直」とは水平面に対して垂直の方向をいう。特許請求の範囲の記載及び明細書の記載において、「鉛直」は「略鉛直」を含む。
「スリット」とは細長い開口部をいう。
【００１２】
マスク保持部は、複数のメタルマスクを吸着保持するための吸着部を備えてもよく、吸着部は、複数のメタルマスクの着脱時において、複数のメタルマスクの内の一部のメタルマスクのみを吸着保持するように、制御可能なものであってもよい。
【００１３】
一例として、複数のメタルマスクに形成された遮光領域と透光領域は、マスクパターンを形成するものであり、少なくとも１つのメタルマスクのマスクパターンが、他のメタルマスクのマスクパターンと異なるものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る露光装置において、マスク保持部は、同一平面上に並置された複数のメタルマスクを、隣り合うメタルマスクの各端部が互いに接触するように、連結して保持するものであり、複数のメタルマスクは、並置且つ連結されることによって全体として１個のメタルマスクを構成すると共に、マスク保持部に対して、それぞれ個別に着脱できるものである。したがって、本発明に係る露光装置では、小型の複数のメタルマスクを連結することによって大型のメタルマスクを形成することができ、連結させる小型のメタルマスクの数を増加させれば、より大型のメタルマスクを形成することができる。よって、本発明に係る露光装置によれば、大型のメタルマスクを単体の基板によって形成するよりも、安価に製造できる小型のメタルマスクを複数個並置且つ連結して用いることによって、メタルマスクに要するコストを抑えることができる。
【００１５】
この小型の複数のメタルマスクの連結は、マスク保持部が複数のメタルマスクを連結して保持することによって実現される。したがって、マスク保持部に保持させる小型のメタルマスクを複数個用意しておけばよく、複雑な連結工程は不要である。また、マスク保持部は、複数のメタルマスクを別個に保持して、複数のメタルマスクをそれぞれ別個に移動させるものではない。よって、本発明に係る露光装置において、複雑且つ高コストの露光機構は不要である。
【００１６】
以上に述べたように、本発明に係る露光装置によれば、大型の被露光材を露光するために、複雑且つ高コストの露光機構を要することなく、露光に使用するメタルマスクのコストを抑えることができる。
【００１７】
本発明に係る露光装置が、並置且つ連結された複数のメタルマスクを鉛直に保持するマスク保持部と、被露光材の表面が複数のメタルマスクと対向するように、被露光材を鉛直方向に搬送する搬送部を備える場合には、露光装置の水平方向における省スペース化を図ることができる。加えて、メタルマスクが薄く形成された場合であっても、メタルマスクが鉛直に保持されることによって、メタルマスクによる撓みをより抑制することができる。
【００１８】
鉛直に保持された複数のメタルマスクが透光領域を構成する複数のスリットを備え、該スリットが鉛直方向に延びるものである場合には、複数のスリットに起因して生じる可能性のあるメタルマスクによる撓みを抑止することができる。
【００１９】
複数のメタルマスクを吸着保持するための吸着部を備えるようにマスク保持部を構成し、吸着部が、複数のメタルマスクの着脱時において、複数のメタルマスクの内の一部のメタルマスクのみを吸着保持するように、制御可能なものである場合には、一部のメタルマスクをマスク保持部に吸着保持した状態で、他のメタルマスクの着脱が可能である。一部のメタルマスクについては、交換せずに、他のメタルマスクのみを交換したい場合、吸着保持された状態の上記一部のメタルマスクの位置がずれないことから、他のメタルマスクの交換作業をスムーズに行うことができる。
【００２０】
複数のメタルマスクにおいて、少なくとも１つのメタルマスクのマスクパターンが、他のメタルマスクのマスクパターンと異なるものである場合、複数のパターンを被露光材に露光することができる。また、並置且つ連結された複数のメタルマスクにおいて、あるパターンを有するメタルマスクを他のパターンを有するメタルマスクと交換することによって、全体として、様々なパターンを有するメタルマスクを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態に係る露光装置の側面図である。
【図２】（ａ）図１に示すメタルマスクと基板表面の平面図である。（ｂ）（ａ）図に示したマスクパターンの拡大図である。
【図３】図１に示すマスクヘッドと吸着機構の構成を示す構成図である。
【図４】第２の実施形態に係る露光装置の側面図である。
【図５】図４に示すメタルマスク及びマスクヘッドを光源部側からみた側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第１の実施形態］
以下、本発明の実施の形態を添付の図により説明する。図１に第１の実施形態に係る露光装置の側面図を示す。露光装置１は、大型の被露光材を搬送しながら、所定のマスクパターンを有するメタルマスクを介して被露光材を露光するものである。露光装置１は、水平に配置された被露光材である大型のガラス基板２を上方から照射する光源部３と、ガラス基板２を所望の位置に搬送する搬送部６とを備えている。
【００２３】
光源部３は、例えば、超高圧水銀ランプやキセノンフラッシュランプ等からなる光源を有し、露光波長域は一例として、２８０ｎｍ〜４００ｎｍである。光源部３は、図示しないフォトインテグレータとコンデンサレンズを搭載している。フォトインテグレータは、光源部３から照射された露光光の横断面内の輝度分布を均一化させる。このフォトインテグレータは、フライアイレンズやロッドレンズ又はライトパイプ等であってもよい。輝度分布が均一化された露光光はコンデンサレンズに入射して均一な輝度分布を有する平行光となる。この平行光の光軸は基板表面２ａに対して垂直方向に設定されている。
【００２４】
搬送部６は、被露光材の裏面を傷つけないように、被露光材を空気浮上搬送するように構成されている。搬送部６には、気体を噴出する多数の噴出口と気体を吸引する多数の吸引口を有する複数の単位ステージが並設されている。ガラス基板２はその裏面が上記噴出口及び吸引口と対向するように、単位ステージ上に載せられる。搬送部６は、気体の噴出と吸引のバランスによって、ガラス基板２を単位ユニットから所定量だけ浮かせた状態で、搬送ローラ等を用いて搬送する。搬送部６によって、搬送方向Ａに平行なＸ軸方向ｘと、図１において紙面に垂直な方向でありＸ軸に対して垂直に交わるＹ軸方向（図２におけるＹ軸方向ｙ）にガラス基板２を移動することができる。
【００２５】
さらに、露光装置１は、メタルマスク７と該メタルマスク７を保持するマスクヘッド（マスク保持部）８を備えている。メタルマスク７は光源部３からの露光光を遮光する遮光領域と光源部３からの露光光を透過する透光領域とからなる所定のマスクパターンを有する。ガラス基板２の表面２ａはフォトレジスト層によって覆われている。メタルマスク７を透過した露光光がガラス基板２の表面２ａに照射されることによって、ガラス基板２の表面２ａは所定のパターンに露光される。
【００２６】
マスクヘッド８は、ガラス基板２と光源部３との間に、基板表面２ａから所定の距離を有するように配置されている。メタルマスク７は、光源部３から照射された平行光の光軸に対して垂直な水平面内に位置するように、マスクヘッド８によって保持される。マスクヘッド８は、サーボモータ、リニアモータ等を有するマスクヘッド駆動部（不図示）によって、搬送方向Ａに平行なＸ軸方向ｘと、図１において紙面に垂直な方向でありＸ軸に対して垂直に交わるＹ軸方向ｙ（図２参照）に移動可能である。
【００２７】
また、露光装置１は、該装置の各構成要素を制御する制御部１０を備えている。制御部１０は、光源部３において光源の点灯及び消灯を制御する光源制御部１１と、搬送方向Ａに平行なＸ軸方向ｘとＸ軸方向ｘに対して垂直に交わるＹ軸方向ｙへのマスクヘッド８の移動を制御するマスクヘッド制御部１２と、マスクヘッド８にメタルマスク７を吸着するためのエア吸引を制御するエア吸引制御部１３と、搬送方向Ａに平行なＸ軸方向ｘとＸ軸方向ｘに対して垂直に交わるＹ軸方向ｙへのガラス基板２の移動を制御する搬送制御部１４を備えている。
【００２８】
メタルマスク７の平面図と基板表面２ａの平面図を並べて図２（ａ）に示す。メタルマスク７は、マスクパターン１５を有するメタルマスク７ａとマスクパターン１６を有するメタルマスク７ｂとに分割されている。メタルマスク７ａとメタルマスク７ｂは金属板によって形成されていて、メタルマスク７ａとメタルマスク７ｂの厚みは同一である。
【００２９】
メタルマスク７ａとメタルマスク７ｂは、搬送方向Ａに対して垂直に交わるＹ軸方向ｙに沿って並置されている。メタルマスク７ａとメタルマスク７ｂは、それぞれ、マスクパターン１５とマスクパターン１６を形成した矩形の主表面を有する板状部材である。メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの矩形の主表面は、それぞれ、Ｘ軸方向ｘに延びる短辺とＹ軸方向ｙに延びる長辺とを有する。メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂのＸ軸方向ｘに延びる短辺の長さは同一である。
【００３０】
並置されたメタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂは、隣接する端部が接触して、連結部１７を構成する。隣接する端部の長さ、すなわち、メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの短辺の長さは同一であるため、連結部１７で連結されたメタルマスク７ａとメタルマスク７ｂの主表面は、連結して１個の矩形を構成する。メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂを並置且つ連結することによって構成されたメタルマスク７の幅は、ガラス基板２の幅ｗと同一になるように形成されている。ここで、メタルマスク７の幅とは、Ｙ軸方向ｙに延びるメタルマスク７の長辺の長さであり、メタルマスク７ａの長辺の長さにメタルマスク７ｂの長辺の長さを加えた長さである。
【００３１】
メタルマスク７ａのマスクパターン１５とメタルマスク７ｂのマスクパターン１６の拡大図を図２（ｂ）に示す。マスクパターン１５は、露光光を遮断する遮光領域１５ａと露光光を透過させる透光領域１５ｂとを有している。透光領域１５ｂは、金属板に形成したスリットである。露光光はスリットを介して金属板を透過する。マスクパターン１５において、スリットを形成しなかった部分は、金属板が露光光を遮光するので遮光領域１５ａとなる。マスクパターン１５は、直線状に延びる遮光領域１５ａと透光領域１５ｂをＹ軸方向ｙに沿って交互に配置したマスクパターンである。
【００３２】
マスクパターン１６も、マスクパターン１５と同様に、露光光を遮断する遮光領域１６ａと露光光を透過させる透光領域１６ｂとを有し、Ｘ軸方向ｘに直線状に延びる遮光領域１６ａと透光領域１６ｂをＹ軸方向ｙに沿って交互に配置したマスクパターンである。マスクパターン１６における遮光領域１６ａの幅は、マスクパターン１５における遮光領域１５ａよりも狭く、透光領域１６ｂの幅は、透光領域１５ｂの幅よりも広い。
【００３３】
なお、簡潔にするため図２（ａ）には明示していないが、メタルマスク７ａ，７ｂの主表面において、マスクパターン１５及びマスクパターン１６が形成されていない端部は、透光口が形成されていないため、遮光領域である。したがって、メタルマスク７を介して基板表面２ａに照射される露光光は、透光領域１５ｂ，１６ｂを通って照射される露光光のみである。
【００３４】
ガラス基板２を搬送方向Ａに搬送しながら、メタルマスク７を介して露光すると、基板表面２ａには、メタルマスク７ａのマスクパターン１５によって露光されたパターン１８とメタルマスク７ｂのマスクパターン１６によって露光されたパターン１９が形成されることになる。
【００３５】
メタルマスク７ａ，７ｂは、マスクヘッド８に対して個別に着脱可能である。図１のガラス基板２側からみたマスクヘッド８の平面図を図３に示す。マスクヘッド８は、メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの端部を保持する端部保持部２０，２１を有している。端部保持部２０は、搬送方向Ａと垂直に交わるＹ軸方向ｙに沿って延びるメタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの各一方の端部を共に保持し、端部保持部２１は、Ｙ軸方向ｙに沿って延びるメタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの各他方の端部を共に保持している。
【００３６】
端部保持部２０，２１は、光源部３側へ突出する突出部２０ａ，２１ａ（図１参照）と、メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの端部を吸着するマスク吸着部２０ｂ，２１ｂを備えている。マスク吸着部２０ｂ，２１ｂは、それぞれ複数の吸引口２３ａ，２３ｂを有している。吸引口２３ａは、メタルマスク７ａの端部と接する位置に形成された複数の吸引口であり、吸引口２３ｂは、メタルマスク７ｂの端部と接する位置に形成された複数の吸引口である。第１の実施形態では、吸引口２３ａ，２３ｂはマスク吸着部２０ｂ，２１ｂにおけるマスクヘッド８の下面側、すなわち、ガラス基板２と対向する側の面に形成されている。
【００３７】
なお、図３において、マスクヘッド８に対するメタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの位置関係を明確にするために、メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂを仮想的に２点鎖線によって図示している。実際には、メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂをマスクヘッド８に吸着させると、図３の位置関係において、複数の吸引口２３ａ，２３ｂは、メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの端部に隠れることになる。
【００３８】
複数の吸引口２３ａは、第１の吸引機構に接続し、複数の吸引口２３ｂは第２の吸引機構に接続している。第１の吸引機構は、エアレギュレータ２５と吸引ポンプ２６を有している。第２の吸引機構は、エアレギュレータ２７と吸引ポンプ２８を有している。吸引ポンプ２６は、エア吸引制御部１３によって駆動されると、複数の吸引口２３ａから、エアレギュレータ２５を介して空気を吸引する。同様に、吸引ポンプ２８は、エア吸引制御部１３によって駆動されると、複数の吸引口２３ｂから、エアレギュレータ２７を介して空気を吸引する。
【００３９】
マスクヘッド８は、複数の吸引口２３ａ，２３ｂから空気を吸引することによって、複数の吸引口２３ａ，２３ｂを覆うように並置されたメタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの端部を吸着保持している。エア吸引制御部１３は、吸引用ポンプ２６，２８を共に駆動させるように作動可能であると共に、吸引用ポンプ２６，２８の一方のみを駆動させるように作動可能である。
【００４０】
次に露光装置１の動作について説明する。露光処理前に、マスクヘッド８に複数のメタルマスク７ａ，７ｂが並置される。この際、メタルマスク７ａ，７ｂの隣合う端部は接触して連結部１７を構成する。並置且つ連結されたメタルマスク７ａ，７ｂは全体として１個のメタルマスク７として機能する。エア吸引制御部１３は、吸引ポンプ２６，２８を駆動して、複数の吸引口２３ａ，２３ｂから空気を吸引し、メタルマスク７ａ，７ｂを吸着保持する。
【００４１】
メタルマスク７ａ，７ｂがマスクヘッド８に保持されると、被露光材であるガラス基板２は、搬送部６によって、空気搬送される。ガラス基板２のＸ軸方向ｘ及びＹ軸方向ｙにおける位置は、搬送制御部１４によって制御される。メタルマスク７を保持したマスクヘッド８のＸ軸方向ｘ及びＹ軸方向ｙにおける位置は、マスクヘッド制御部１２によって制御される。
【００４２】
ガラス基板２とメタルマスク７との位置合わせが完了すると、ガラス基板２は、搬送方向Ａに搬送されながら、スキャン露光される。光源制御部１１によって光源部３が作動し、露光光がメタルマスク７を介して、フォトレジスト膜を塗布した基板表面２ａに所定時間照射される。スキャン露光されたガラス表面２ａには、メタルマスク７ａ，７ｂのマスクパターン１５，１６に対応するパターン１８，１９が形成される。露光処理されたガラス基板２ａは、例えば、液晶表示装置用のカラーフィルタの製造に使用される。
【００４３】
第１の実施形態に係る露光装置１では、小型の複数のメタルマスク７ａ，７ｂを連結することによって大型のメタルマスク７を形成することができ、連結させる小型のメタルマスクの数を増加させれば、より大型のメタルマスクを形成することができる。よって、露光装置１によれば、大型のメタルマスクを単体の基板によって形成するよりも、安価に製造できる小型のメタルマスクを複数個並置且つ連結して用いることによって、メタルマスクに要するコストを抑えることができる。
【００４４】
また、この小型の複数のメタルマスク７ａ，７ｂの連結は、マスクヘッド８が複数のメタルマスク７ａ，７ｂを連結して保持することによって実現される。したがって、マスクヘッド８に保持させる小型の複数のメタルマスク７ａ，７ｂを用意しておけばよく、メタルマスク７ａ，７ｂの連結のために、複雑な連結工程は不要である。また、マスクヘッド８は、複数のメタルマスク７ａ，７ｂを別個に保持して、複数のメタルマスク７ａ，７ｂをそれぞれ別個に移動させるものではない。よって、露光装置１において、複雑且つ高コストの露光機構は不要である。
【００４５】
以上のように、露光装置１によれば、大型の被露光材を露光するために、複雑且つ高コストの露光機構を要することなく、露光に使用するメタルマスクのコストを抑えることができる。
【００４６】
露光処理が終了した後、他の被露光材を他の露光パターンで露光する場合には、メタルマスク７ａ，７ｂの両方又は一方を交換することができる。メタルマスク７ａのみを他のメタルマスクに交換する場合、エア吸引制御部１３は、吸引ポンプ２８の駆動を維持して、メタルマスク７ｂをマスクヘッド８に吸着保持した状態で、吸引ポンプ２６の駆動を停止し、メタルマスク７ａの吸着を解除する。これにより、メタルマスク７ｂをマスクヘッド８に吸着保持した状態で、メタルマスク７ａのみを交換することができる。したがって、吸着保持された状態のメタルマスク７ｂの位置がずれないことから、メタルマスク７ａの交換作業をスムーズに行うことができる。また、このように、メタルマスク７を構成する複数のメタルマスク７ａ，７ｂを交換することによって、様々なパターンを有するメタルマスク７を簡易に形成することができる。
【００４７】
［第２の実施形態］
図４に第２の実施形態に係る露光装置の側面図を示す。露光装置３０は、第１の実施形態に係る露光装置１と同様に、大型の被露光材を搬送しながら、所定のマスクパターンを有するメタルマスクを介して被露光材を露光するものである。露光装置１と異なる点は、露光装置３０が、感光性樹脂フィルム等のシート状基材３２を鉛直方向に搬送しながら露光する点である。
【００４８】
搬送ローラ３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、搬送部を構成し、シート状基材３２を搬送するものである。シート状基材３２の端部は省略して図示している。図示しない格納ロールから引き出されたシート状基材３２は、搬送ローラ３６ａに送られ、搬送ローラ３６ａ，３６ｂによって、鉛直方向ｖと平行な搬送方向Ｂに沿って搬送される。シート状基材３２は、搬送方向Ｂに沿って搬送される間に露光される。露光されたシート状基材３２は、搬送ローラ３６ｂ，３６ｃを介して図示しない巻取ロールに巻き取られる。
【００４９】
搬送制御部１４は、第１の実施形態と同様に、被露光材の搬送を制御するものである。搬送制御部１４は、搬送ローラ３６ａ，３６ｂ，３６ｃの位置及び回転等を制御して、鉛直方向ｖにおけるシート状基材３２の位置と、図４において紙面に垂直な方向であり鉛直方向ｖに対して垂直に交わるＹ軸方向（図５におけるＹ軸方向ｙ）におけるシート状基材３２の位置を調整する。
【００５０】
光源部３及びメタルマスク７は、第１の実施形態と同様の構成を有し、マスクヘッド３８は、後述するように複数の吸引口２３ａ，２３ｂが形成される位置が異なる点を除いて、第１の実施形態におけるマスクヘッド８と同様の構成を有している。しかしながら第２の実施形態においては、光源部３，メタルマスク７及びマスクヘッド３８の配置が第１の実施形態とは異なっている。第２の実施形態において、マスクヘッド３８は、搬送方向Ｂに搬送されるシート状基材３２の表面３２ａとメタルマスク７を対向させるために、メタルマスク７を鉛直に保持するように設置されている。光源部３は、照射光の光軸が鉛直に保持されたメタルマスク７の表面に対して垂直になるように設置されている。
【００５１】
第１の実施形態と同様に、光源制御部１１は光源部３を制御し，マスクヘッド制御部１２はマスクヘッド３８の移動を制御し，エア吸引制御部１３は、マスクヘッド３８の吸引口２３ａ，２３ｂを介してメタルマスク７ａ，７ｂの吸着保持を制御する。なお、第２の実施形態において、マスクヘッド３８はメタルマスク７を鉛直に保持するように設置されているため、マスクヘッド制御部１２は、鉛直方向ｖとＹ軸方向ｙ（図５参照）におけるマスクヘッド３８の位置を制御する。
【００５２】
メタルマスク７及びマスクヘッド３８を光源部３側からみた側面図を図５（ａ）に示す。第１の実施形態とは異なり、メタルマスク７ａ，７ｂは、光源部３側からマスクヘッド３８に取り付けられる。端部保持部２０は、Ｙ軸方向ｙに沿って延びるメタルマスク７ａ，７ｂの上端を保持し、端部保持部２１は、Ｙ軸方向ｙに沿って延びるメタルマスク７ａ，７ｂの下端を保持している。第２の実施形態において、端部保持部２１の突出部２１ａは下端載置部を構成し、メタルマスク７ａ，７ｂの下端は、Ｙ軸方向ｙに沿って延びる突出部２１ａの上に載せ置かれている。
【００５３】
図５（ｂ）に、マスクヘッド３８を光源部３側からみた側面図を示す。図５（ｂ）において、マスクヘッド３８に対するメタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの位置関係を明確にするために、メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂを仮想的に２点鎖線によって図示している。実際には、メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂをマスクヘッド３８に吸着させると、図５（ｂ）の位置関係において、マスク吸着部２０ｂ，２１ｂ及び複数の吸引口２３ａ，２３ｂは、メタルマスク７ａ及びメタルマスク７ｂの端部に隠れることになる。第２の実施形態では、吸引口２３ａ，２３ｂはマスク吸着部２０ｂ，２１ｂにおいて、光源部３と対向する側の面に形成されている。
【００５４】
第２の実施形態に係る露光装置３０によれば、メタルマスク７を鉛直方向に縦型配置することによって、第１の実施形態において前述した利点に加えて、水平方向における省スペース化を図ることができる。さらに、メタルマスク７が薄く形成された場合であっても、メタルマスク７が鉛直に保持されることによって、メタルマスク７の自重による撓みをより抑制することができる。また、透光領域１５ｂ，１６ｂを形成する複数のスリットが鉛直方向に延びるように、メタルマスク７が保持されているため、複数のスリットに起因して生じる可能性のあるメタルマスクの自重による撓みを抑止することができる。
【００５５】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。一例として、複数のメタルマスクのマスクヘッドへの取り付けは、吸着に限定されない。マスクヘッドが複数のメタルマスクの端部を挟み込むことによってメタルマスクを保持するように構成してもよい。また、第１及び第２の実施形態において、メタルマスク７の吸着は、エア吸引によるものであるが、これに限定されない。例えば、マスクヘッド８，３８の複数の吸引口２３ａ，２３ｂに代えて、マスクヘッド８，３８の端部保持部２０，２１に複数の電磁石を設置してもよい。この場合、磁力によって、メタルマスク７ａ，７ｂをマスクヘッド８，３８に吸着保持することができる。また、一部の電磁石のみを駆動することによって、吸着力を個別に制御することができる。
【００５６】
第１及び第２の実施形態においては、メタルマスク７を２枚のメタルマスク７ａ，７ｂによって構成しているが、これに限定されない。さらに多くの枚数のメタルマスクを並置且つ連結して１個のメタルマスク７を構成してもよい。この場合、マスクヘッド８，３８は、メタルマスク７を構成する複数のメタルマスクをすべて連結保持することによって、１個のメタルマスクとして構成されたメタルマスク７を保持する。
【００５７】
第１及び第２の実施形態においては、メタルマスク７ａ，７ｂに対応して、複数の吸引口を吸引口２３ａ，２３ｂのグループに分けたが、これに限定されない。並置するメタルマスクの数に応じて、複数の吸引口をさらに細かいグループに分けてもよい。この場合、複数の吸引口の各グループにそれぞれ対応するレギュレータ及び吸引ポンプを設けて各グループの吸引口からの吸着力を別個に制御するように構成してもよいし、他の吸引機構によって各グループの吸着力を別個に制御してもよい。また、複数の吸引口において、各吸引口からの吸着力をそれぞれ別個に制御できるように構成してもよい。
【００５８】
第１及び第２の実施形態においては、複数のメタルマスク７ａ，７ｂを被露光材２，３２の搬送方向Ａ，Ｂに対して垂直方向に並置しているが、これに限定されない。複数のメタルマスク７ａ，７ｂを被露光材２，３２の搬送方向Ａ，Ｂに対して平行方向に並置してもよい。この場合、マスクヘッド８，３８は、マスクヘッド８，３８の端部保持部２０，２１が、搬送方向Ａ，Ｂに平行に延びるメタルマスク７の端部を保持するように構成される。
【００５９】
第１の実施形態において、マスクヘッド８のメタルマスク７に対する吸着力が低下した場合に備えて、メタルマスク落下防止機構を設けてもよい。例えば、このメタルマスク落下防止機構は、メタルマスク７の下側において、メタルマスク７を介してマスクヘッド８の端部保持部２０，２１と対向するように配置した板状部材である。このメタルマスク落下防止機構は、メタルマスク７の吸着中にのみ作動するように構成可能であり、メタルマスク７がマスクヘッド８に吸着されていないときには、上記板状部材は、落下防止機構収納部に収納されているように構成してもよい。
【００６０】
第２の実施形態において、第１の実施形態におけるマスクヘッド８を第２の実施形態におけるマスクヘッド３８の代わりに用いてもよい。すなわち、第１の実施形態におけるマスクヘッド８を鉛直方向に設置し、メタルマスク７ａ，７ｂをシート状基材３２側からマスクヘッド８に吸着させるように構成してもよい。
【００６１】
第１及び第２の実施形態における露光装置１，３０は、様々な露光方法に適用することができる。露光方法に応じて、マスクヘッド８，３８の被露光材２，３２に対する露光中の位置は、固定されていてもよいし、搬送される被露光材２，３２の搬送方向に、被露光材２，３２の搬送と同期して所定の距離を移動するように構成されていてもよい。第１及び第２の実施形態における露光装置１，３０は、光配向処理や３Ｄフィルムの露光にも適用することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１，３０ 露光装置
２ ガラス基板
２ａ ガラス基板表面
３ 光源部
６ 搬送部
７，７ａ，７ｂ メタルマスク
８，３８ マスクヘッド（マスク保持部）
１５，１６ マスクパターン
１５ａ，１６ａ 遮光領域
１５ｂ，１６ｂ 透光領域
１７ 連結部
２０，２１ 端部保持部
２３ａ，２３ｂ 吸引口
３６ａ，３６ｂ，３６ｃ 搬送ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被露光材の表面を照射する光源と、
前記被露光材を搬送する搬送部と、
前記光源からの照射光を遮断する遮光領域と前記照射光を透過させる透光領域とを金属板に形成した複数のメタルマスクと、
前記光源と搬送された前記被露光材との間に、前記複数のメタルマスクを保持するマスク保持部と
を備え、
前記マスク保持部は、同一平面上に並置された前記複数のメタルマスクを、隣り合うメタルマスクの各端部が互いに接触するように、連結して保持するものであり、
前記複数のメタルマスクは、並置且つ連結されることによって全体として１個のメタルマスクを構成すると共に、前記マスク保持部に対して、それぞれ個別に着脱できるものであることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記マスク保持部は、並置且つ連結された前記複数のメタルマスクを鉛直に保持するものであり、
前記搬送部は、前記被露光材の表面が前記複数のメタルマスクと対向するように、前記被露光材を鉛直方向に搬送するものであることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記複数のメタルマスクは、前記透光領域を構成する複数のスリットを備え、該スリットは鉛直方向に延びるものであることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記マスク保持部は、前記複数のメタルマスクを吸着保持するための吸着部を備え、
前記吸着部は、前記複数のメタルマスクの着脱時において、前記複数のメタルマスクの内の一部のマスクのみを吸着保持するように、制御可能なものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の露光装置。
【請求項５】
前記複数のメタルマスクに形成された前記遮光領域と前記透光領域は、マスクパターンを形成するものであり、少なくとも１つのメタルマスクのマスクパターンが、他のメタルマスクのマスクパターンと異なるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の露光装置。
【請求項１】
被露光材の表面を照射する光源と、
前記被露光材を搬送する搬送部と、
前記光源からの照射光を遮断する遮光領域と前記照射光を透過させる透光領域とを金属板に形成した複数のメタルマスクと、
前記光源と搬送された前記被露光材との間に、前記複数のメタルマスクを保持するマスク保持部と
を備え、
前記マスク保持部は、同一平面上に並置された前記複数のメタルマスクを、隣り合うメタルマスクの各端部が互いに接触するように、連結して保持するものであり、
前記複数のメタルマスクは、並置且つ連結されることによって全体として１個のメタルマスクを構成すると共に、前記マスク保持部に対して、それぞれ個別に着脱できるものであることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記マスク保持部は、並置且つ連結された前記複数のメタルマスクを鉛直に保持するものであり、
前記搬送部は、前記被露光材の表面が前記複数のメタルマスクと対向するように、前記被露光材を鉛直方向に搬送するものであることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記複数のメタルマスクは、前記透光領域を構成する複数のスリットを備え、該スリットは鉛直方向に延びるものであることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記マスク保持部は、前記複数のメタルマスクを吸着保持するための吸着部を備え、
前記吸着部は、前記複数のメタルマスクの着脱時において、前記複数のメタルマスクの内の一部のマスクのみを吸着保持するように、制御可能なものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の露光装置。
【請求項５】
前記複数のメタルマスクに形成された前記遮光領域と前記透光領域は、マスクパターンを形成するものであり、少なくとも１つのメタルマスクのマスクパターンが、他のメタルマスクのマスクパターンと異なるものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の露光装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９７１５５（Ｐ２０１３−９７１５５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３９３８５（Ｐ２０１１−２３９３８５）
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（５００１７１７０７）株式会社ブイ・テクノロジー (283)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３１日（２０１１．１０．３１）
【出願人】（５００１７１７０７）株式会社ブイ・テクノロジー (283)
【Ｆターム（参考）】
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