JP7514006B2 - 基板保持装置 - Google Patents

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Description

本発明は、基板保持装置に関する。
特許文献１には、略板状の基板を略鉛直方向（縦置き）に保持する基板保持装置であって、複数のクランプ部を用いて縦枠部の基準面に基板の側面を押圧する基板保持装置が開示されている。クランプ部は、当接位置にあるときに基板と当接する第１先端面を有する第１ユニットと、第１ユニットとフレームとの間に略水平方向に移動可能に設けられた第２ユニットと、を有し、第２ユニットを基板側へ平行移動させると、第１ユニットが第２ユニットの先端面に沿って基準面側に移動することで、基準面に基板を押圧する。
特開２０１９－１２９２６７号公報
特許文献１に記載の発明では、縦置きされた基板の側面を基準面に向けて移動させるときに、縦置きされた基板の下端面が保持ブロックに引っかかり移動しにくいことが原因で、基板が湾曲するおそれがある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、基板を基準面に押圧するときに、基板全体を基準面に向けて滑らかに移動させることができる基板保持装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る基板保持装置は、例えば、略板状の基板を略鉛直方向に保持する基板保持装置であって、前記基板の鉛直方向下側に配置された下端面が当接する複数の保持ブロックと、略鉛直方向に延設された略棒状の第１縦枠部及び第２縦枠部であって、前記基板の裏面が当接する基準面を有する第１縦枠部及び第２縦枠部と、前記第１縦枠部及び前記第２縦枠部に設けられた複数のクランプ部であって、略水平方向に移動可能に設けられており、前記基板の鉛直方向に略沿った側面に当接して前記基板を前記基準面に押圧するクランプ部と、を備え、前記保持ブロックは、前記下端面に当接する上側ブロックと、前記上側ブロックの下側に設けられた下側ブロックと、を有するコンタクトブロックを有し、前記上側ブロックは、前記基板の厚さ方向に、前記下側ブロックに対して移動可能であることを特徴とする。
本発明に係る基板保持装置によれば、基板の鉛直方向下側に配置された下端面が当接する複数の保持ブロックは、基板の下端面に当接する上側ブロックと、上側ブロックの下側に設けられた下側ブロックと、を有し、上側ブロックは、基板の厚さ方向に、下側ブロックに対して移動可能である。これにより、基板を基準面に押圧するときに、基板全体を基準面に向けて滑らかに移動させることができる。
ここで、前記コンタクトブロックは、前記上側ブロックと前記下側ブロックとを連結する復元手段を有し、前記上側ブロックは、鉛直上方向から見たときに前記上側ブロックが前記下側ブロックに完全に重なる第１状態と、鉛直上方向から見たときに前記上側ブロックが前記下側ブロックに対してずれている第２状態との間で移動可能であり、前記復元手段は、前記上側ブロックを前記第２状態から前記第１状態へと復元してもよい。これにより、保持ブロックと基板の下端面との当接が解除されたときに、復元手段の付勢力により、上側ブロックを元の位置に戻すことができ、次サンプルの受け入れ準備が自動的に可能になる。
ここで、前記復元手段は、前記上側ブロックと前記下側ブロックとを連結する板ばねであり、前記上側ブロック及び前記下側ブロックは、鉛直上方向から見たときの形状が略同一であり、前記板ばねは、前記上側ブロック及び前記下側ブロックの鉛直方向に略沿った面であって、前記上側ブロックの移動方向に略直交する面に沿って設けられており、前記板ばねの上端近傍が前記上側ブロックに固定されており、前記板ばねの下端近傍が前記下側ブロックに固定されていてもよい。これにより、簡単な構成で、確実に上側ブロックを移動させることができる。
ここで、前記上側ブロックと前記下側ブロックとの間には、合成油が塗布されていてもよい。これにより、上側ブロックと下側ブロックとの間の摩擦係数を小さくし、小さな力で上側ブロックを移動させることができる。また、合成油を用いることで、潤滑面に塗布された潤滑剤の量が減らず、安定して上側ブロックを摺動させることができる。
ここで、前記上側ブロックと前記下側ブロックとの間には、自己潤滑性を有する樹脂で形成されたシートが設けられていてもよい。これにより、上側ブロックと下側ブロックとの間の摩擦係数を小さくし、小さな力で上側ブロックを移動させることができる。
ここで、前記上側ブロックは、少なくとも前記下端面に当接する部分が結晶性の樹脂で形成されており、前記下側ブロックは、金属で形成されていてもよい。これにより、基板としてガラス製のマスクを用いる場合に、マスクが上側ブロックに当接しても、応力集中によるマスクの破損を防止することができる。
ここで、前記保持ブロックを含む保持ユニットを有し、前記保持ブロックは、前記コンタクトブロックと、前記コンタクトブロックの下側に略水平方向に移動可能に設けられたベースブロックと、を有し、前記保持ユニットは、前記ベースブロックを固定する固定部を有し、前記コンタクトブロックの前記ベースブロックと対向する第１面及び前記ベースブロックの前記コンタクトブロックと対向する第２面は、略平行であり、水平面に対して傾いていてもよい。これにより、ベースブロックを水平に移動させることでコンタクトブロックを上下方向に移動させ、コンタクトブロックに基板を確実に当接させることができる。
本発明によれば、基板を基準面に押圧するときに、基板全体を基準面に向けて滑らかに移動させることができる。
第１の実施の形態に係るマスク保持装置１の概略を示す正面図である。 マスク保持装置１の概略を示す側面図である。 マスク保持装置１におけるマスク保持部１０の概略を示す平面図である。 クランプ部１２ａの概略を示す図である。 保持ブロック２１、２２の概略を示す斜視図である。 マスクＭの移動の様子を説明する図であり、（Ａ）はマスクＭの上端部（＋ｙ側の端部）の様子を示す図であり、（Ｂ）はマスクＭの下端部（－ｙ側の端部）の様子であって、従来の保持ブロック２１’、２２’を用いた場合を示す図であり、（Ｃ）はマスクＭの下端部（－ｙ側の端部）の様子であって、本実施の形態の保持ブロック２１、２２を用いた場合を示す図である。 変形例にかかる保持ブロック２１Ａの概略を示す図である。 変形例にかかる保持ブロック２１Ｂの概略を示す図である。 変形例にかかる保持ブロック２１Ｃの概略を示す図である。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。本発明は、周縁に平面又は曲面の面取部が形成された透明な略板状の基板を略鉛直方向に保持する基板保持装置であり、基板を検査する基板検査機等の内部に設けられる。
本発明では、基板としてマスクＭを用いる。マスクＭは、石英等により形成された透明な略板状の部材であり、例えば有機ＥＬや液晶表示装置の表示装置用の基板を製造するために用いられる露光用マスクである。マスクＭは、一辺が１ｍ程度の大型な略矩形形状の基板上に、１個または複数個のイメージデバイス用転写パターンが形成されたものである。また、マスクＭには、マスクエッジが欠けないようにするため、周縁に面取部が形成されている。
面取部は、平面の面取部（いわゆるＣ面）であってもよいし、曲面の面取部（いわゆるＲ面）であってもよい。また、Ｃ面は、角度が略４５度の通常面取りであってもよいし、角度が略３０度の特別面取りであってもよい。以下、面取部として、角度が略４５度、辺の長さが１ｍｍの面取り（Ｃ１）を有する場合を例に説明する。
図１は、第１の実施の形態に係るマスク保持装置１の概略を示す正面図である。図２は、マスク保持装置１の概略を示すｘ方向から見た側面図である。図２では、説明のため、主要構成以外の図示を省略する。
以下、水平方向のうちのフレーム１３の長手方向に略沿った方向をｘ方向と定義し、鉛直方向をｙ方向とし、ｘ方向及びｙ方向と直交する方向をｚ方向と定義する。
マスク保持装置１は、ベース３０に載置されており、主として、マスク保持部１０と、保持ユニット２０と、図示しない撮像部及び照明部と、を有する。
撮像部及び照明部は、マスクＭを挟んで対向するように設けられている。照明部から光を照射しながら、撮像部でマスクＭに形成されたパターンの画像を撮像する。このようにして、マスク保持装置１は、マスクＭの検査を行う検査装置として機能する。撮像部、照明部は既に公知であるため、詳細な説明は省略する。
マスク保持部１０は、主として、略鉛直方向に延設された略棒状の縦枠部１１ａ、１１ｂと、マスクＭを把持するクランプ部１２と、略枠状のフレーム１３と、樹脂シート１４と、を有する。フレーム１３は、鉛直に保持されるマスクＭの外周を囲むよう、略枠状に形成されており、縦枠部１１ａ、１１ｂはフレーム１３に設けられている。
縦枠部１１ａ、１１ｂは、異なる大きさのマスクに対応するため、水平方向（ｘ方向）に移動可能である。縦枠部１１ａ、１１ｂを移動可能に設ける形態及び移動機構については、既に公知の様々な技術を用いることができる。
縦枠部１１ａ、１１ｂは、マスクＭの表面と略直交する方向（ｚ方向）からみて、マスクＭの周縁と重なる部分を有する。縦枠部１１ａ、１１ｂは、マスクＭの表面ｍ１（パターンが形成される面、図３参照）がｘｙ平面と略平行となるようにマスクＭを保持する。
縦枠部１１ａ、１１ｂのマスクＭが当接する面（基準面１１ｃ、１１ｄ、図３参照）には、樹脂シート１４が設けられている。樹脂シート１４は、例えば、超高分子量ポリエチレン樹脂で形成されている。
縦枠部１１ａ、１１ｂには、クランプ部１２が設けられる。クランプ部１２は、クランプ部１２ａ～１２ｊを有する。縦枠部１１ａには、クランプ部１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅが設けられ、縦枠部１１ｂには、クランプ部１２ｆ、１２ｇ、１２ｈ、１２ｉ、１２ｊが設けられる。クランプ部１２ａとクランプ部１２ｆは対向し、クランプ部１２ｂとクランプ部１２ｇは対向し、クランプ部１２ｃとクランプ部１２ｈは対向し、クランプ部１２ｄとクランプ部１２ｉは対向し、クランプ部１２ｅとクランプ部１２ｊは対向する。
クランプ部１２ａ～１２ｊは、マスクＭと当接する当接位置とマスクＭと当接しない退避位置との間で、先端が略水平方向（ｘ方向）に移動可能である。
なお、本実施の形態では、縦枠部１１ａに５個のクランプ部１２が設けられ、縦枠部１１ｂに５個のクランプ部１２が設けられているが、クランプ部１２の位置及び数はこれに限られない。
図３は、マスク保持装置１におけるマスク保持部１０の概略を示すｙ方向から見た平面図である。図３では、一部の構成について図示を省略している。
図３では、クランプ部１２ａ～１２ｊ（図３ではクランプ部１２ｂ～１２ｅ、１２ｇ～１２ｊは視認できず）は、マスクＭと当接する当接位置にある。縦枠部１１ａ、１１ｂは、それぞれ、クランプ部１２ａ～１２ｊが当接位置にあるときに、マスクＭの裏面ｍ２が当接する基準面１１ｃ、１１ｄを有する。クランプ部１２ａ～１２ｊがマスクＭを押圧すると、裏面ｍ２が基準面１１ｃ、１１ｄに押圧される。なお、基準面１１ｃ、１１ｄには樹脂シート１４が設けられているが、以下、樹脂シート１４を含めて基準面１１ｃ、１１ｄという。
マスクＭの表面ｍ１にはパターンが形成されており、撮像部及び照明部を用いてパターンの検査を行う。パターンは、マスクＭの周縁から１０ｍｍ～２０ｍｍ程度内側の領域に形成されている。マスクＭと基準面１１ｃ、１１ｄとが当接する距離ｘ２は、パターンが形成されていない部分のマスクＭの周縁からの距離ｘ１（距離ｘ１は略１０ｍｍ）より小さく、略５～６ｍｍ程度である。
図４は、クランプ部１２ａの概略を示す図である。図３において、二点鎖線は、クランプ部１２ａが退避位置にある状態を示し、実線は、クランプ部１２ａが当接位置にある状態を示す。なお、クランプ部１２ａ～１２ｊは、同一の構成である。ただし、クランプ部１２ａ～１２ｅとクランプ部１２ｆ～１２ｊとは左右対称である。
クランプ部１２ａは、主として、クランプ１２１と、クランププレート１２２と、ストリッパーボルト１２３と、弾性部材１２４と、を有する。
クランプ１２１は、クランプ部１２ａの先端に設けられる。クランププレート１２２は、クランプ１２１とフレーム１３（図４では図示省略）との間に設けられている。クランププレート１２２は、フレーム１３に対して移動可能に設けられ、図示しない駆動部により略水平方向に移動される。クランププレート１２２が略水平方向に移動してクランプ部１２ａが当接位置に移動すると、クランプ１２１がマスクＭと当接する。
クランプ１２１は、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）等の耐熱性、機械的強度に優れた樹脂で形成される。クランプ１２１は、鉛直上方向（＋ｙ方向）又は鉛直下方向（－ｙ方向）から見たときの形状が略台形形状である本体部１２１ａと、クランププレート１２２側に突出する取付部１２１ｂと、を有する。
本体部１２１ａの先端面１２１ｃは、マスクＭと当接する面であり、基準面１１ｃと略直交する面Ｐに対して傾斜している。本体部１２１ａの先端面１２１ｃの反対側の面は、クランププレート１２２と当接し、クランプ１２１とクランププレート１２２との摺動面である摺動面１２１ｄである。
先端面１２１ｃと、基準面１１ｃと略直交する面Ｐとのなす角度θ１は略４５度より小さい。先端面１２１ｃと面Ｐとのなす角度θ１を略４５度より小さくすることで、マスクＭの稜線ｅを先端面１２１ｃと当接させて先端面１２１ｃがマスクＭの表面ｍ１に接触しないようにし、表面ｍ１に形成されたパターン情報を損なう異物が表面ｍ１に付着しないようにすることができる。本実施の形態では、角度θ１は略１０度である。
摺動面１２１ｄと面Ｐとのなす角度θ２は、角度θ１より大きい。本実施の形態では、角度θ２は略４５度である。クランププレート１２２がクランプ１２１を下向きに押す力は、角度θ２が大きくなるにつれて強くなる。
取付部１２１ｂは、本体部１２１ａの略中央に、先端面１２１ｃと反対側に突出するように形成されている。取付部１２１ｂの先端面１２１ｃの反対側の面（摺動面１２１ｈ）は、クランププレート１２２と当接し、クランプ１２１とクランププレート１２２との摺動面である。摺動面１２１ｈは摺動面１２１ｄと略平行であり、摺動面１２１ｈと面Ｐとのなす角度は角度θ２と等しい。
クランププレート１２２は、鉄等の金属で形成され、クランプ１２１とクランププレート１２２との摺動面である摺動面１２２ａ、１２２ｂを有する。摺動面１２２ａは、摺動面１２１ｄと当接し、摺動面１２２ｂは、摺動面１２１ｈと当接する。摺動面１２２ａ、１２２ｂは、摺動面１２１ｄ、摺動面１２１ｈと略平行であり、摺動面１２２ａ、１２２ｂと面Ｐとのなす角度は角度θ２と等しい。
クランプ１２１には、ねじ孔１２１ｋと、穴１２１ｌとが形成される。ねじ孔１２１ｋと穴１２１ｌとは一体であり、穴１２１ｌは摺動面１２１ｈに開口する。また、クランププレート１２２には、長孔１２２ｅ及びザグリ穴１２２ｆが形成される。長孔１２２ｅは、クランププレート１２２を貫通する。長孔１２２ｅ及びザグリ穴１２２ｆは、一体であり、一端は上面１２２ｇに開口し、他端は摺動面１２２ｂに開口する。長孔１２２ｅ及びザグリ穴１２２ｆは、摺動面１２２ｂと略直交する。穴１２１ｌ、長孔１２２ｅ及びザグリ穴１２２ｆには、ストリッパーボルト１２３が挿入される。また、ねじ孔１２１ｋには、ストリッパーボルト１２３のねじ部が螺合される。
ストリッパーボルト１２３を上面１２２ｇ側から穴１２１ｌ、長孔１２２ｅ及びザグリ穴１２２ｆに挿入し、ストリッパーボルト１２３の先端のねじ部をねじ孔１２１ｋに螺合する。その結果、クランプ１２１がクランププレート１２２から離脱しないように、クランプ１２１とクランププレート１２２とがストリッパーボルト１２３により連結される。長孔１２２ｅ及びザグリ穴１２２ｆの中心軸と略直交する方向から見て、長孔１２２ｅ及びザグリ穴１２２ｆは長穴であるため、長孔１２２ｅ及びザグリ穴１２２ｆの長手方向に沿ってストリッパーボルト１２３が長孔１２２ｅ及びザグリ穴１２２ｆの内部を摺動可能である（図４の点線矢印参照）。但し、クランプ１２１とクランププレート１２２とを摺動可能に連結する方法はこれに限られない。
クランプ１２１（本体部１２１ａ）には、穴１２１ｉ、１２１ｊが形成される。穴１２１ｉと穴１２１ｊとは一体であり、穴１２１ｊは穴１２１ｉより太く、穴１２１ｉは穴１２１ｊより長い。また、クランププレート１２２には、穴１２２ｃ、１２２ｄが形成される。穴１２２ｃと穴１２２ｄとは一体であり、穴１２２ｃは穴１２２ｄより太く、穴１２２ｄは穴１２２ｃより長い。穴１２１ｉ、１２１ｊ及び穴１２２ｃ、１２２ｄには、弾性部材１２４が挿入される。
弾性部材１２４は、例えばピアノ線等の弾性変形が可能な線材である。弾性部材１２４は、±ｙ側から穴１２１ｊ、穴１２１ｉ、穴１２２ｃ及び穴１２２ｄに挿入され、図示しないビスによりクランププレート１２２に固定される。穴１２１ｉ、１２２ｄの幅は、弾性部材１２４の直径と略同一であり、穴１２１ｊ、１２２ｃの幅は、弾性部材１２４の直径より大きい。
クランププレート１２２が待機位置から当接位置に向けて移動（図４では、－ｘ方向へ移動、図４黒矢印参照）すると、先端面１２１ｃがマスクＭの側面ｓと面取部ｃとの稜線ｅに当接する。クランププレート１２２には、先端面１２１ｃが稜線ｅと当接した後も、図示しない駆動部により－ｘ方向へ移動する方向の力が付勢される。
鉛直上方向又は鉛直下方向から見たときに、先端面１２１ｃと稜線ｅとが当接する位置を通り、先端面１２１ｃと略直交する線（図４一点鎖線参照）は、摺動面１２１ｄ、１２２ａと交差する。そのため、クランププレート１２２に加えられた付勢力によりクランプ１２１が平行移動する（クランプ１２１は回転しない）。
本実施の形態では、角度θ２が略４５度であるため、クランププレート１２２が図示しない駆動部により－ｘ方向に付勢される力を力Ｆとすると、クランプ１２１は、クランププレート１２２から下向きの力Ｆが付勢される。
このようにして、クランプ１２１は、摺動面１２２ａ、１２２ｂに沿って先端面１２１ｃ側へ摺動する（図４黒矢印参照）。先端面１２１ｃと稜線ｅとの摩擦により、クランプ１２１がクランププレート１２２に対して摺動しても、先端面１２１ｃと稜線ｅとの位置関係は変化しない。そのため、マスクＭはクランプ１２１により、マスクＭの厚さ方向に、ここでは－ｚ方向に押し込まれ、マスクＭの裏面ｍ２が基準面１１ｃに力Ｆで押圧される。
穴１２１ｉ、１２２ｄの幅が弾性部材１２４の直径と略同一であり、穴１２１ｊ、１２２ｃの幅が弾性部材１２４の直径より大きいため、弾性部材１２４は、クランプ１２１がクランププレート１２２に対して移動するのに伴って弾性変形する。
弾性部材１２４が弾性変形することで、クランプ１２１には、弾性部材１２４により基準面１１ｃから遠ざける方向の力が付勢される。図示しない駆動部によりクランププレート１２２が当接位置から待機位置に向けて移動（図３では、＋ｘ方向へ移動）すると、先端面１２１ｃが稜線ｅから離れ、弾性部材１２４によりクランプ１２１が＋ｚ方向へ押し上げられる。弾性部材１２４がクランプ１２１及びクランププレート１２２の±ｙ側に設けられ、クランプ１２１がｙ方向の両側からバランスよく力を受けるため、クランプ１２１は平行移動する。
図１、２の説明に戻る。マスク保持部１０の下端近傍には、保持ユニット２０が設けられる。保持ユニット２０は、ベース３０に載置されており、マスクＭの鉛直方向下側に配置された下端面に当接する複数の保持ブロック２１、２２と、固定部２６と、移動機構２８と、を有する。保持ブロック２１、２２は、水平方向、ここではマスクＭの長辺の延設方向であるｘ方向に沿って複数設けられている。本実施の形態では、保持ユニット２０が保持ブロック２１、２２をそれぞれ２個有するが、保持ユニット２０が有する保持ブロック２１、２２の数はこれに限られず、保持ブロック２１、２２を併せて複数あればよい。例えば、保持ユニット２０が保持ブロック２１、２２を各１個有してもいてもよいし、保持ユニット２０が保持ブロック２１、２２を各３個有していてもよい。
保持ブロック２１、２２は、水平方向の幅が異なり、その他の構成は同様である。保持ブロック２１、２２は、主として、マスクＭの下端面に当接するコンタクトブロック２１１、２２１と、コンタクトブロックの下側に略水平方向に移動可能に設けられたベースブロック２１２、２２２と、を有する。
保持ブロック２１、２２は、ベースブロック２１２、２２２を略水平方向（ここでは、ｘ方向）に移動させる移動機構２８を有する。移動機構２８は、ベースブロック２１２、２２２に設けられた孔を貫通するシャフト２３と、弾性部材２４とを有する。シャフト２３はｘ方向に沿って延設されており、図示しない駆動部を介してシャフト２３をｘ方向に移動させると、ベースブロック２１２、２２２が水平方向に移動する。弾性部材２４は、ベースブロック２１２、２２２に＋ｘ方向の力を付勢する。
また、保持ブロック２１、２２は固定部２６を有する。固定部２６は、移動機構２８によりベースブロック２１２、２２２が移動された後で、ベースブロック２１２、２２２が移動しないようにベースブロック２１２、２２２を固定する。
次に、保持ブロック２１、２２について詳細に説明する。図５は、保持ブロック２１、２２の概略を示す斜視図である。
まず、コンタクトブロック２１１、２２１について説明する。コンタクトブロック２１１、２２１は、それぞれ、マスクＭの下端面に当接する上側ブロック２１１ａ、２２１ａと、上側ブロック２１１ａ、２２１ａの下側に設けられた下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂと、を有する。上側ブロック２１１ａ、２２１ａは、マスクＭの厚さ方向（ここでは、－ｚ方向）に、下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂに対して移動可能である。つまり、上側ブロック２１１ａ、２２１ａは、鉛直上方向から見たときに上側ブロック２１１ａ、２２１ａが下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂに完全に重なる状態と、鉛直上方向から見たときに上側ブロック２１１ａ、２２１ａが下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂに対してずれている状態との間で移動可能である。
上側ブロック２１１ａ、２２１ａは、結晶性の樹脂で形成されている。本発明において、結晶性の樹脂とは、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、モノマーキャストナイロンを含むポリアミド樹脂等の結晶性の樹脂、及び、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）を主材料としたターカイト等の結晶性の樹脂を主原料とする樹脂を含む。これにより、１００ｋｇ程度のガラス製のマスクＭが上側ブロック２１１ａ、２２１ａに当接しても、応力集中によるマスクＭの破損を防止することができる。下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂは、鉄等の金属で形成されている。
鉛直上方向又は鉛直下方向から見たときに、上側ブロック２１１ａ、２２１ａ及び下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂの形状は略同一である。
コンタクトブロック２１１、２２１は、板ばね２５を含む。板ばね２５は、上側ブロック２１１ａと下側ブロック２１１ｂ及び上側ブロック２２１ａと下側ブロック２２１ｂとを連結し、鉛直上方向から見たときに上側ブロック２１１ａ、２２１ａが下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂに対してずれている状態から、鉛直上方向から見たときに上側ブロック２１１ａ、２２１ａが下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂに完全に重なる状態へと復元する復元手段である。
板ばね２５は、上側ブロック２１１ａ及び下側ブロック２１１ｂの鉛直方向に略沿っており、マスクＭの移動方向（ｚ方向）に略直交する面２１１ｃ、２１１ｄに沿って設けられており、上側ブロック２１１ａと下側ブロック２１１ｂを連結する。また、板ばね２５は、上側ブロック２２１ａ及び下側ブロック２２１ｂの鉛直方向に略沿っており、マスクＭの移動方向（ｚ方向）に略直交する面２２１ｃ、２２１ｄに沿って設けられており、上側ブロック２２１ａと下側ブロック２２１ｂを連結する。板ばね２５は、上端近傍が上側ブロック２１１ａ、２２１ａに固定されており、下端近傍が下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂに固定されている。つまり、上側ブロック２１１ａ、２２１ａが－ｚ方向に移動した状態（上側ブロック２１１ａ、２２１ａが下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂに対してずれている状態）では、板ばね２５は、上側ブロック２１１ａ、２２１ａを移動前の状態（上側ブロック２１１ａ、２２１ａが下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂに完全に重なる状態）に戻す向きの力、すなわち＋ｚ方向の力を上側ブロック２１１ａ、２２１ａに付勢する。
なお、本実施の形態では、板ばね２５として、厚さが略０．１ｍｍ程度のステンレスの板材を用いる。特に、ステンレスのうち、ばね性を持ちやすいフェライト系ステンレスを用いる。ただし、板ばね２５の形態（形状や材質）はこれに限られない。
上側ブロック２１１ａと下側ブロック２１１ｂとの間、及び、上側ブロック２２１ａと下側ブロック２２１ｂとの間には、合成油が塗布されている。本発明において、合成油とは、基油が鉱物油を含まないものをいい、例えば、合成油をベースオイルとするエンジンオイル、合成油にリチウム石けんを増ちょう剤として添加したリチウム石けん系グリスを含む。
上側ブロック２１１ａ、２２１ａは、それぞれ、下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂに対して移動可能である。上側ブロック２１１ａ、２２１ａと下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂとの間には、それぞれ、合成油が塗布されているため、上側ブロック２１１ａ、２２１ａと下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂとの間の摩擦係数が小さく、小さな力で上側ブロック２１１ａ、２２１ａを移動させることができる。また、潤滑剤として蒸気圧が低い合成油を用いることで、潤滑面に塗布された潤滑剤の量が減らず、安定して上側ブロック２１１ａ、２２１ａを摺動させることができる。
なお、上側ブロック２１１ａ、２２１ａと下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂとの間の摩擦係数を小さくするため、上側ブロック２１１ａ、２２１ａの下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂと対向する摺動面及び下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂの上側ブロック２１１ａ、２２１ａと対向する上側の摺動面は、高い面精度、ここでは最も高い点と最も低い点との差異が３μｍ以下とすることが望ましい。
また、本実施の形態では、上側ブロック２１１ａ、２２１ａに２０ｋｇｆの荷重がかかると油膜が切れ、荷重を除去すると油膜が戻るように、低粘度の合成油を用いることが望ましい。また、合成油の粘度が低すぎると、油膜が薄くなりすぎることで、上側ブロック２１１ａ、２２１ａや下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂの表面の凹凸を被覆することができず、摩擦係数を小さくする効果が十分に得られない。そのため、例えば、エンジンオイルを合成油として使用する場合には、１００℃のときの動粘度が１０ｍ２／ｓ程度（９．３ｍ２／ｓ～１２．５ｍ２／ｓ）のものが望ましい。
次に、ベースブロック２１２、２２２の移動及びベースブロック２１２、２２２の移動に伴うコンタクトブロック２１１、２２１の移動について説明する。
ベースブロック２１２、２２２には、ベース３０に設けられたスライドレール２１ａ、２２ａに沿って移動する可動部２１ｂ、２２ｂが設けられている。また、ベースブロック２１２、２２２には、それぞれ孔２１２ａ、２２２ａが設けられており、孔２１２ａ、２２２ａには、シャフト２３が挿入されている。ベースブロック２１２、２２２は、シャフト２３が移動することにより、スライドレール２１ａ、２２ａに沿ってｘ方向に移動する。
また、孔２１２ａ、２２２ａには、ザグリ穴２１２ｂ、２２２ｂが設けられており、ザグリ穴２１２ｂ、２２２ｂには、弾性部材２４が挿入されている。弾性部材２４の一端はザグリ穴２１２ｂ、２２２ｂの底面に設けられており、弾性部材２４の他端はシャフト２３に設けられている。そのため、ベースブロック２１２、２２２には、弾性部材２４により＋ｘ方向へ移動する方向の力が付勢される。
可動部２１ｂ、２２ｂには、それぞれ固定部２６が設けられている。固定部２６が可動部２１ｂ、２２ｂをスライドレール２１ａ、２２ａに対して固定することで、ベースブロック２１２、２２２のｘ方向の位置が固定される。
コンタクトブロック２１１、２２１のベースブロック２１２、２２２と対向する面２１１ｅ、２２１ｅ及びベースブロック２１２、２２２のコンタクトブロック２１１、２２１と対向する面２１２ｃ、２２２ｃは、略平行であり、水平面に対して傾いている。
面２１２ｃ、２２２ｃには、スライドレール２１ｃ、２２ｃが設けられており、面２１１ｅ、２２２ｅには、スライドレール２１ｃ、２２ｃに沿って移動する可動部２１ｄ、２２ｄが設けられている。したがって、ベースブロック２１２、２２２がｘ方向に移動すると、可動部２１ｄ、２２ｄがスライドレール２１ｃ、２２ｃに沿って移動することで、コンタクトブロック２１１、２２１が面２１２ｃ、２２２ｃに沿って移動する。その結果、コンタクトブロック２１１、２２１が上下方向（ｙ方向）に移動する。また、保持ブロック２１、２２は、それぞれ独立しているため、保持ブロック２１、２２毎に高さ方向（ｙ方向）の位置を変更することができる。
このように構成されたマスク保持装置１の作用について説明する。まず、移動機構２８及び図示しない駆動部により、保持ブロック２１、２２を下方（－ｙ方向）に移動させる。次に、ローダ（図示せず）でマスクＭを把持し、マスクＭをマスク保持装置１の内部へと挿入する。これにより、フレーム１３の手前側（＋ｚ側）にマスクＭが配置される（図１参照）。
その後、移動機構２８及び図示しない駆動部により、保持ブロック２１、２２を上方（＋ｙ方向）に移動させ、保持ブロック２１、２２とマスクＭの下端面とを当接させる。上側ブロック２１１ａ、２２１ａが樹脂製であるため、マスクＭの割れ等は生じない。
また、保持ブロック２１、２２の高さが別々に調整可能であるため、マスクＭの下端面の位置のばらつきに関わらず、コンタクトブロック２１１、２２１にマスクＭを確実に当接させることができる。
次に、クランプ部１２を待機位置から当接位置へと移動させる。その結果、クランプ部１２は、マスクＭを把持し、マスクＭをマスクＭの厚さ方向（ここでは、－ｚ方向）に移動させる。その結果、マスクＭの裏面ｍ２が基準面１１ｃに押圧される（図３参照）。
クランプ部１２がマスクＭを－ｚ方向へ移動させるときに、マスクＭが当接している上側ブロック２１１ａ、２２１ａがマスクＭと共に－ｚ方向に平行移動する。これにより、マスクＭの変形を防止することができる。また、上側ブロック２１１ａ、２２１ａと下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂとの間には合成油が塗布されているため、上側ブロック２１１ａ、２２１ａがマスクＭと共に移動しやすい。
次に、図示しない撮像部及び照明部を用いてマスクＭの検査を行う。マスクＭの検査終了後、ローダ（図示せず）でマスクＭを把持し、マスクＭをマスク保持装置１の外へと搬出する。ローダ（図示せず）でマスクＭが把持され、保持ブロック２１、２２とマスクＭの下端面との当接が解除されると、板ばね２５の付勢力により、上側ブロック２１１ａ、２２１ａが＋ｚ方向に移動する。
本実施の形態によれば、マスクＭを基準面に押圧するときに、マスクＭ全体を基準面１１ｃ、１１ｄに向けて滑らかに移動させることができる。その結果、マスクＭの変形や、これによる検査時の不具合を防止することができる。
図６は、マスクＭの移動の様子を説明する図であり、（Ａ）はマスクＭの上端部（＋ｙ側の端部）の様子を示す図であり、（Ｂ）はマスクＭの下端部（－ｙ側の端部）の様子であって、従来の保持ブロック２１’、２２’を用いた場合を示す図であり、（Ｃ）はマスクＭの下端部（－ｙ側の端部）の様子であって、本実施の形態の保持ブロック２１、２２を用いた場合を示す図である。
なお、マスクＭは、一般的に石英ガラスの基板にクロムの膜を蒸着して形成しているが、その膜の張力が原因で、膜面（表面ｍ１）が凹となる略椀型にマスクＭが変形することが多い。そして、マスクＭの左右両端が縦枠部１１ａ、１１ｂに押圧されることで、マスクＭの左右両端は直線状に矯正される。そのため、図６では、鉛直上方向から見たときにマスクＭが表面ｍ１が凹となるように湾曲している状態を例に説明する。
図６（Ａ）に示すように、マスクＭの上端部は保持ブロック２１、２２に当接していないため、マスクＭの両端をクランプ部１２が押圧することで、マスクＭの左右両端を縦枠部１１ａ、１１ｂに押圧するときにマスクＭの湾曲の程度は変化しない。これは、従来の保持ブロック２１’、２２’を用いる場合も本実施の形態も同様である。
従来の例である図６（Ｂ）に示すように、ｚ方向に移動できない保持ブロック２１’、２２’を用いる場合には、マスクＭの下端部が保持ブロック２１’、２２’に当接しているため、保持ブロック２１’、２２’により保持されている部分についてはマスクＭがｚ方向に移動できない。その結果、マスクＭの左右両端をクランプ部１２により縦枠部１１ａ、１１ｂに押圧すると、マスクＭの下端部については、マスクＭの両端部分のみが－ｚ方向に移動し、マスクＭが変形してしまう。
マスクＭの上端部については、マスクＭの湾曲の程度は変化しないため、従来の保持ブロック２１’、２２’を用いる場合には、マスクＭの左右両端が縦枠部１１ａ、１１ｂに押圧された状態では、マスクＭの上端の湾曲は矯正されずにマスクＭの下端が変形し、マスクＭの上端と下端とで湾曲の方向や程度が変化する。その結果、マスクＭに形成されたパターンの間隔（スケール）がマスクＭの位置によって変わってしまう。
それに対し、本実施の形態である図６（Ｃ）に示すように、マスクＭの下端部が上側ブロック２１１ａ、２２１ａと共にｚ方向に移動する場合には、マスクＭが平行移動するときにマスクＭの下端部における湾曲の程度は変化しない。つまり、マスクＭの左右両端が縦枠部１１ａ、１１ｂに押圧された状態では、マスクＭの上端も下端も同程度だけ湾曲（マスクＭがハーフパイプ状に湾曲）している。したがって、マスクＭの上端と下端とで湾曲の方向や程度が略一致し、マスクＭの位置によってスケールが変わるという問題は発生しない。
また、本実施の形態によれば、上側ブロック２１１ａ、２２１ａと下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂとの間には合成油が塗布されているため、上側ブロック２１１ａ、２２１ａと下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂとの間の摩擦係数が小さく、小さな力で上側ブロック２１１ａ、２２１ａ、すなわちマスクＭをｚ方向に移動させることができる。また、合成油は蒸気圧が低いため、潤滑面に塗布された潤滑剤の量が減らず、長期間安定して良好な潤滑が得られる。また、合成油は蒸気圧が低く蒸発しないため、マスクＭとマスクＭに貼付したペリクルとの間に蒸発した油が入り込んで加工時に不具合が生じることを防ぐことができる。
なお、本実施の形態では、コンタクトブロック２１１、２２１が板ばね２５を含み、板ばね２５が上側ブロック２１１ａ、２２１ａを－ｚ方向に移動した状態から元の位置に戻すが、上側ブロック２１１ａ、２２１ａを－ｚ方向に移動した状態から元の位置に戻す方法はこれに限られない。上側ブロック２１１ａと下側ブロック２１１ｂ及び上側ブロック２２１ａと下側ブロック２２１ｂとを連結し、上側ブロック２１１ａ、２２１ａを－ｚ方向に移動した状態から元の位置に戻す復元手段は、板ばね以外に、様々な弾性部材を用いることができる。弾性部材として、例えば、コイルばね、皿ばねを用いてもよいし、ゴム等の弾性体を用いてもよい。また、復元手段として、空気、油等の流体を用いたシリンダ機構や、アクチュエータを用いた機構などを用いてもよい。ただし、復元手段として板ばねを使用することで、簡単な構成で、確実に上側ブロック２１１ａを移動させることができる。
また、本実施の形態では、上側ブロック２１１ａ、２２１ａと下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂとの間には潤滑剤（ここでは、合成油）が塗布されていたが、上側ブロック２１１ａ、２２１ａと下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂとの間の摩擦係数を小さくする方法はこれに限られない。
図７は、変形例にかかる保持ブロック２１Ａの概略を示す図である。保持ブロック２２Ａの構成は保持ブロック２１Ａの構成と同様であるため、説明を省略する。
保持ブロック２１Ａは、上側ブロック２１１ａと、下側ブロック２１１ｂと、樹脂シート２１ｅと、を有する。樹脂シート２１ｅは、自己潤滑性を有する樹脂で形成されたシートである。本実施の形態では、自己潤滑性を有する樹脂で形成されたシートとして、超高分子量ポリエチレン（ＵＰＥ）で形成されたシートを用いるが、自己潤滑性を有する樹脂で形成されたシートはこれに限られない。例えば、自己潤滑性を有する樹脂であるシリコーンを、紙や樹脂シート等の薄膜状の部材の表面にコーティングしたシートも、自己潤滑性を有する樹脂で形成されたシートに含まれる。
なお、本実施の形態では、樹脂シート２１ｅは、略２５μｍ～略１００μｍ程度の薄膜状の部材であり、マスクＭの荷重による樹脂シート２１ｅの変形は無視できる。
本変形例によれば、上側ブロック２１１ａと下側ブロック２１１ｂとの間の摩擦係数を小さくし、小さな力で上側ブロック２１１ａを移動させることができる。
図８は、変形例にかかる保持ブロック２１Ｂの概略を示す図である。保持ブロック２２Ｂの構成は保持ブロック２１Ｂの構成と同様であるため、説明を省略する。
保持ブロック２１Ｂは、上側ブロック２１１ａと、下側ブロック２１１ｂと、樹脂シート２１ｅ、２１ｆと、を有する。樹脂シート２１ｆは樹脂シート２１ｅと同様のものであり、樹脂シート２１ｅと樹脂シート２１ｆとの間の摩擦係数は小さい。
本変形例によれば、樹脂シート２１ｅと、樹脂シート２１ｆとの間で滑りが発生するため、小さな力で上側ブロック２１１ａを移動させることができる。
また、本実施の形態では、上側ブロック２１１ａ、２２１ａを結晶性の樹脂で形成したが、上側ブロックの形態はこれに限られない。
図９は、変形例にかかる保持ブロック２１Ｃの概略を示す図である。保持ブロック２２Ｂの構成は保持ブロック２１Ｂの構成と同様であるため、説明を省略する。
保持ブロック２１Ｃは、上側ブロック２１１ｆと、下側ブロック２１１ｂと、を有する。上側ブロック２１１ｆは、樹脂ブロック２１１ｇと、金属ブロック２１１ｈとを有する。樹脂ブロック２１１ｇは、マスクＭが当接したときの応力集中による破損を防ぐため、結晶性の樹脂で形成されている。金属ブロック２１１ｈは、下側ブロック２１１ｂと同様、金属、例えば鉄で形成されている。樹脂ブロック２１１ｇと金属ブロック２１１ｈとは、ねじ２１１ｊにより固定されている。
金属ブロック２１１ｈの下側ブロック２１１ｂと対向する面及び下側ブロック２１１ｂの金属ブロック２１１ｈと対向する面は、平坦面に微小な窪みを形成するきさげ加工が施されたきさげ面である。これにより、上側ブロック２１１ｆに２０ｋｇｆの荷重がかかると油膜が切れて摩擦係数が大きくなり、荷重を除去すると油膜が戻り摩擦係数が小さくなる。その結果、上側ブロック２１１ｆを小さな力で容易に移動させるとともに、上側ブロック２１１ｆの移動後は上側ブロック２１１ｆが容易に移動しないようにすることができる。
また、図７～９に示す形態以外に、上側ブロック２１１ａ、２２１ａと下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂとの間の摩擦係数を小さくするのに、例えば、静圧空気軸受を用いたエアスライドを用いてもよいし、上側ブロック２１１ａ、２２１ａと下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂとの間に転動体（ボール、コロ等）を設けてもよいし、上側ブロック２１１ａ、２２１ａと下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂとの間に磁石を同極が対向するように設けてもよい。
また、本実施の形態では、上側ブロック２１１ａ、２２１ａをポリアミド樹脂やターカイトで形成し、上側ブロック２１１ａ、２２１ａと下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂとの間には合成油を塗布したが、合成油の塗布は必須ではない。この場合には、結晶性樹脂のうち、摩擦係数が小さい（０．１程度）超高分子量ポリエチレン（ＵＰＥ）樹脂を用いることが望ましい。ただし、上側ブロック２１１ａ、２２１ａと下側ブロック２１１ｂ、２２１ｂとの間には合成油を塗布する場合には、２０ｋｇ程度の荷重を受けてもほとんど変形しないポリアミド樹脂やターカイトを用いることが望ましい。
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
本発明において、「略」とは、厳密に同一である場合のみでなく、同一性を失わない程度の誤差や変形を含む概念である。例えば、略立方体形状とは、厳密に立方体形状の場合に限られない。また、例えば、単に鉛直、一致等と表現する場合において、厳密に鉛直、一致等の場合のみでなく、略鉛直、略一致等の場合を含むものとする。また、本発明において「近傍」とは、例えばＡの近傍であるときに、Ａの近くであって、Ａを含んでもいても含んでいなくてもよいことを示す概念である。
１ ：マスク保持装置
１０ ：マスク保持部
１１ａ、１１ｂ：縦枠部
１１ｃ、１１ｄ：基準面
１２、１２ａ～１２ｊ：クランプ部
１３ ：フレーム
１４ ：樹脂シート
２０ ：保持ユニット
２１、２１’、２１Ａ、２１Ｂ、２２、２２’、２２Ａ、２２Ｂ：保持ブロック
２１ａ、２１ｃ、２２ａ、２２ｃ：スライドレール
２１ｂ、２１ｄ、２２ｂ、２２ｄ：可動部
２１ｅ、２１ｆ：樹脂シート
２３ ：シャフト
２４ ：弾性部材
２５ ：板ばね
２６ ：固定部
２８ ：移動機構
３０ ：ベース
１２１ ：クランプ
１２１ａ ：本体部
１２１ｂ ：取付部
１２１ｃ ：先端面
１２１ｄ、１２１ｈ：摺動面
１２１ｉ、１２１ｊ、１２１ｌ：穴
１２１ｋ ：ねじ孔
１２２ ：クランププレート
１２２ａ、１２２ｂ：摺動面
１２２ｃ、１２２ｄ：穴
１２２ｅ ：長孔
１２２ｆ ：ザグリ穴
１２２ｇ ：上面
１２３ ：ストリッパーボルト
１２４ ：弾性部材
２１１、２２１：コンタクトブロック
２１１ａ、２１１ｆ、２２１ａ：上側ブロック
２１１ｂ、２２１ｂ：下側ブロック
２１１ｃ、２１１ｄ、２１１ｅ、２２１ｃ、２２１ｄ、２２２ｅ：面
２１１ｇ ：樹脂ブロック
２１１ｈ ：金属ブロック
２１１ｊ ：ねじ
２１２、２２２：ベースブロック
２１２ａ、２２２ａ：孔
２１２ｂ、２２２ｂ：ザグリ穴
２１２ｃ、２２２ｃ：面

Claims (5)

  1. 略板状の基板を略鉛直方向に保持する基板保持装置であって、
    前記基板の鉛直方向下側に配置された下端面が当接する複数の保持ブロックと、
    略鉛直方向に延設された略棒状の第１縦枠部及び第２縦枠部であって、前記基板の裏面が当接する基準面を有する第１縦枠部及び第２縦枠部と、
    前記第１縦枠部及び前記第２縦枠部に設けられた複数のクランプ部であって、略水平方向に移動可能に設けられており、前記基板の鉛直方向に略沿った側面に当接して前記基板を前記基準面に押圧するクランプ部と、
    を備え、
    前記保持ブロックは、前記下端面に当接する上側ブロックと、前記上側ブロックの下側に設けられた下側ブロックと、前記上側ブロックと前記下側ブロックとを連結する板ばねと、を有するコンタクトブロックを有し、
    前記上側ブロックは、鉛直上方向から見たときに前記上側ブロックが前記下側ブロックに完全に重なる第１状態と、鉛直上方向から見たときに前記上側ブロックが前記下側ブロックに対してずれている第２状態との間で、前記基板の厚さ方向に、前記下側ブロックに対して移動可能であり、
    前記上側ブロック及び前記下側ブロックは、鉛直上方向から見たときの形状が略同一であり、
    前記板ばねは、前記上側ブロック及び前記下側ブロックの鉛直方向に略沿った面であって、前記上側ブロックの移動方向に略直交する面に沿って設けられており、前記板ばねの上端近傍が前記上側ブロックに固定されており、前記板ばねの下端近傍が前記下側ブロックに固定されており、前記上側ブロックを前記第２状態から前記第１状態へと復元する
    ことを特徴とする基板保持装置。
  2. 前記上側ブロックと前記下側ブロックとの間には、合成油が塗布されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
  3. 前記上側ブロックと前記下側ブロックとの間には、自己潤滑性を有する樹脂で形成されたシートが設けられている
    ことを特徴とする請求項１に記載の基板保持装置。
  4. 前記上側ブロックは、少なくとも前記下端面に当接する部分が結晶性の樹脂で形成されており、
    前記下側ブロックは、金属で形成されている
    ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の基板保持装置。
  5. 前記保持ブロックを含む保持ユニットを有し、
    前記保持ブロックは、前記コンタクトブロックと、前記コンタクトブロックの下側に略水平方向に移動可能に設けられたベースブロックと、を有し、
    前記保持ユニットは、前記ベースブロックを固定する固定部を有し、
    前記コンタクトブロックの前記ベースブロックと対向する第１面及び前記ベースブロックの前記コンタクトブロックと対向する第２面は、略平行であり、水平面に対して傾いている
    ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の基板保持装置。
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