CN107077080B

CN107077080B - 曝光装置

Info

Publication number: CN107077080B
Application number: CN201680003247.6A
Authority: CN
Inventors: 松冈尚弥; 渡边智也; 山根茂树
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2015-01-15
Filing date: 2016-01-05
Publication date: 2019-04-26
Anticipated expiration: 2036-01-05
Also published as: CN107077080A; JP6296174B2; JPWO2016114178A1; WO2016114178A1

Abstract

本发明提供在对带状的工件实施曝光处理的情况下，无需复杂的工序就能够精度良好地实施曝光处理的曝光装置。曝光装置具备：工件输送机构(20)，其输送带状的工件(1)；曝光光源(30)，其产生曝光光；光掩模(40)，其具有在与工件(1)的宽度方向的端部(1a、1b)对置的位置配置的透射窗(42a～42c)；拍摄机构(60a～60c)，其拍摄透射窗(42a～42c)；以及位置调整机构(51、52)，其调整工件(1)与光掩模(40)的位置关系，所述曝光装置构成为：能够根据由拍摄机构(60a～60c)拍摄得到的、透射窗(42a～42c)的位置与从透射窗(42a～42c)识别到的工件(1)的端部(1a、1b)的位置之间的关系，调整工件(1)与光掩模(40)的位置关系，以使工件(1)与光掩模(40)的位置关系成为目标的位置关系。

Description

曝光装置

技术领域

本发明涉及用于对带状的工件进行曝光处理的曝光装置。

背景技术

在输送带状的工件的情况下，通常在工件的宽度方向上产生蜿蜒，因此在由曝光装置进行曝光处理时，需要进行带状的工件与用于在工件形成电路图案的光掩模之间的对位。

作为这样的曝光装置，通常采用如下方法：在带状的工件和光掩模上分别设置对准标记，基于这些对准标记的位置信息来进行对位。

并且，专利文献1公开了这样的曝光装置的一例。

该专利文献1所公开的曝光装置110如图7所示，首先，将光掩模140与工件1对置配置，以使光掩模140的对准标记A2位于工件1的宽度方向的外缘的外侧。

然后，一边由照明机构170从光掩模140侧照射光，一边由相机160a、160b分别确认光掩模140的对准标记A2和工件1的对准标记A1。

接着，在进行对位的情况下，通过移动光掩模140或工件1以使光掩模140的两个对准标记A2的中点、工件1的两个对准标记A1的中点、以及曝光装置110的曝光光的中心EP重合，由此进行对位。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-235877号公报

发明内容

发明所要解决的课题

然而，在使用专利文献1所公开的那样的曝光装置110的情况下，在曝光处理之前需要进行在工件1形成对准标记A1的工序，存在制造工序变多这一问题点。

本发明是解决上述问题的发明，其目的在于提供在对带状的工件实施曝光处理的情况下、无需进行复杂的工序就能够精度良好地实施曝光处理的曝光装置。

用于解决课题的方案

为了解决上述问题，本发明的曝光装置的特征在于，具备：

工件输送机构，其输送作为曝光处理对象的带状的工件；

曝光光源，其配设为与所述工件的一方的主面对置，且产生向所述工件照射的曝光光；

光掩模，其配设于由所述工件输送机构输送的所述工件与所述曝光光源之间，所述光掩模具有在与所述工件的宽度方向上的端部对置的位置配置的使光透过的多个透射窗；

拍摄机构，其配设为与所述工件的一方的主面或另一方的主面对置，且以所述工件的所述端部位于所述透射窗各自的区域内的形态拍摄所述光掩模的多个所述透射窗；以及

位置调整机构，其相对地调整所述工件与所述光掩模的位置关系，

所述曝光装置构成为：能够根据由所述拍摄机构拍摄得到的、所述透射窗的位置与从所述透射窗识别到的所述工件的所述端部的位置之间的关系，通过所述位置调整机构来相对地调整所述工件与所述光掩模的位置关系，以使所述工件与所述光掩模的位置关系成为目标的位置关系。

在本发明的曝光装置中，优选的是，所述光掩模具备多个与所述工件的宽度方向上的一对端部分别对置的透射窗，并且，

所述位置调整机构构成为能够相对地调整所述工件与所述光掩模的在所述工件的宽度方向上的位置关系，

所述曝光装置构成为：能够根据由所述拍摄机构拍摄得到的、多个所述透射窗的位置与从多个所述透射窗识别到的所述工件的所述一对端部的位置之间的关系，通过所述位置调整机构来相对地调整所述工件与所述光掩模的所述宽度方向上的位置关系，以使所述工件与所述光掩模的宽度方向上的位置关系成为目标的位置关系。

在构成为能够根据多个透射窗的位置与从多个透射窗识别到的工件的一对端部的位置之间的关系进行调整、以使工件与光掩模的宽度方向上的位置关系成为目标的位置关系的情况下，关于工件与光掩模的宽度方向上的位置关系，能够进行更高精度的对位。

另外，优选的是，所述光掩模具备多个与所述工件的宽度方向上的一对端部中的一侧端部对置的透射窗，并且，

所述位置调整机构构成为能够相对地调整所述工件与所述光掩模的在与所述工件的主面平行的旋转方向上的位置关系，

所述曝光装置构成为：能够根据由所述拍摄机构拍摄得到的、多个所述透射窗的位置与从多个所述透射窗识别到的所述工件的所述一侧端部的位置之间的关系，通过所述位置调整机构来相对地调整所述工件与所述光掩模的所述旋转方向上的位置关系，以使所述工件与所述光掩模的旋转方向上的位置关系成为目标的位置关系。

在构成为能够根据多个透射窗的位置与从多个透射窗识别到的工件的一侧端部的位置之间的关系进行调整、以使工件与光掩模的旋转方向上的位置关系成为目标的位置关系的情况下，关于工件与光掩模的旋转方向上的位置关系，能够进行更高精度的对位。

另外，优选的是，所述位置调整机构构成为调整所述光掩模的位置以及所述工件的位置中的至少一方。

作为位置调整机构而使用构成为调整光掩模以及工件中的任一方的位置的调整机构，由此能够不招致装置结构的复杂化而可靠地调整上述位置关系，能够使本发明更具实效。

但是，也可以根据情况而构成为调整光掩模以及工件双方的位置。

另外，优选的是，所述曝光装置具备工件保持机构，该工件保持机构构成为：在对所述工件进行曝光时，能够吸引所述工件并将所述工件保持于规定位置，且在所述工件的输送时，能够喷出气体而使所述工件浮起进行输送。

通过具备上述结构，工件不会一边与工件保持机构刮擦一边被输送，因此能够提供能够不给工件带来损害而顺畅地输送的可靠性高的曝光装置。

发明效果

本发明的曝光装置构成为能够根据由拍摄机构拍摄得到的、透射窗的位置与从透射窗识别到的工件的端部的位置之间的关系，通过位置调整机构来相对地调整工件与光掩模的位置关系，以使工件与光掩模的位置关系成为目标的位置关系，因此能够不使用工件的对准标记而进行带状的工件的位置调整，无需在工件形成对准标记就能够效率良好地进行高精度的曝光处理。其结果是，能够效率良好地制造出通过对带状的工件进行曝光处理的工序而制造的电子部件等产品。

附图说明

图1是本发明的实施方式的曝光装置的简要俯视图。

图2是图1所示的曝光装置的主视图(A-A剖视图)。

图3是图1所示的曝光装置的侧视图(B-B剖视图)。

图4是从箭头C(图2)侧对图2所示的曝光装置的工件和光掩模进行观察的情况的图。

图5是表示由本发明的实施方式的曝光装置输送工件时的状态的图。

图6是表示本发明的实施方式的曝光装置的变形例的图。

图7是表示以往的曝光装置的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。

具体实施方式

接着，示出本发明的实施方式来进一步详细说明本发明。

如图1～3所示，本发明的实施方式的曝光装置10具备作为进行曝光处理的区域的曝光处理部11、和将作为曝光处理对象的带状的工件1沿着工件1的长边方向(X方向)输送的工件输送机构20。

工件输送机构20构成为通过间歇驱动而将工件1的接下来应进行曝光处理的区域p_n+1向在曝光处理部11中进行曝光处理的规定的区域(即，与光掩模40的用于使曝光光通过而对工件1进行曝光的曝光图案部41对应的区域)41p输送，并且将工件1的被输送至与曝光图案部41对应的区域41p并进行曝光处理后的区域p_n向曝光处理部11的外侧的区域p_n-1排出。作为工件输送机构20，例如使用多个输送辊等。

在曝光处理部11配设有工件保持机构25。

工件保持机构25具备用于吸引工件1的吸引孔26，且构成为：在对工件1进行曝光时，能够从吸引孔26进行吸引而将工件1保持于规定位置，在工件1的输送时，能够从吸引孔26喷出气体而使工件1浮起进行输送。根据该结构，工件1不会一边与工件保持机构25刮擦一边被输送，因此能够不给工件1带来损害而顺畅地输送。

需要说明的是，吸引孔26与能够切换吸引开启/关闭的状态的电磁阀(未图示)连接。

但是，在不用担心工件1发生损伤的那样的情况下，无需使工件1浮起进行输送，也无需构成为从工件保持机构25的吸引孔26喷射气体。

本实施方式的曝光处理对象即工件1例如是在PET膜依次层叠树脂层、金属层、感光层而形成的片材。在该工件1没有形成用于进行对位的对准标记。

在被输送至曝光处理部11的工件1的一方的主面1h侧(图2中的上方)配设有产生向工件1照射的曝光光的曝光光源30。作为曝光光源30，使用产生能够使工件1的感光层感光的波长(例如200nm～600nm)的光源。

在工件1与曝光光源30之间配设有光掩模40，以使光掩模40与工件1的主面1h平行。

工件1的主面1h与光掩模40的间隔例如为0.01mm～0.2mm，以成为接近式曝光条件的间隔进行设定。

光掩模40通过将遮挡光的遮光膜40b以规定图案添加于具有透光性的掩模主体40a而形成。

即，光掩模40具备由透光性材料构成的掩模主体40a和形成于掩模主体40a的一侧主面(在本实施方式中为下表面)的遮光膜40b，且具有用于在工件1形成电路图案的曝光图案部41(与上述的区域p_n对应的区域)和在位于该曝光图案部41的外侧的掩模外周部45设置的使光透过的多个(在本实施方式中为三个)透射窗42a、42b、42c。

需要说明的是，透射窗42a～42c通过在掩模外周部45处将遮挡光的遮光膜40b以规定的形态(在成为透射窗42a～42c的区域不存在遮光膜40b这样的形态)添加于掩模主体40a而形成。

三个透射窗42a～42c中的两个透射窗42a、42b配置于与工件1的宽度方向(Y方向)的一对端部(一侧端部1a、另一侧端部1b)分别对置的位置。

另外，三个透射窗42a～42c中的两个透射窗42a、42c配置于与工件1的一对端部1a、1b中的一侧端部1a对置的位置。

本实施方式的透射窗42a～42c为方形，具有与工件1的宽度方向平行的一对缘部e和与工件1的宽度方向正交的一对缘部f(参照图4)。

光掩模40由具备吸引功能的掩模保持机构47吸引保持(参照图3)。掩模保持机构47经由支承构件48而安装于宽度方向的位置调整机构51和旋转方向的位置调整机构52，所述宽度方向的位置调整机构51能够沿着工件1的宽度方向(Y方向)调整光掩模40的位置，所述旋转方向的位置调整机构52能够沿着与工件1的主面1h平行的旋转方向(θ方向)调整光掩模40的位置。

由此，光掩模40构成为能够调整宽度方向(Y方向)和旋转方向(θ方向)的位置。

需要说明的是，作为宽度方向的位置调整机构51，例如使用单轴机器人，作为旋转方向的位置调整机构52，例如使用旋转式单轴工作台。

在被输送至曝光处理部11的工件1的另一方的主面1i侧(图2中的下方)的与光掩模40的透射窗42a、42b、42c对置的位置，配设有多个拍摄机构60a、60b、60c。拍摄机构60a～60c例如使用CCD相机等，各拍摄机构60a～60c构成为对透射窗42a～42c分别进行拍摄。

并且，如图4所示，构成为能够以工件1的一对端部1a、1b分别位于透射窗42a、42b、42c各自的区域内43a、43b、43c的形态进行拍摄。

该曝光装置10具备控制机构(未图示)，该控制机构根据由拍摄机构60a、60b拍摄得到的、透射窗42a、42b的位置与从透射窗42a、42b识别到的工件1的一对端部1a、1b的位置之间的关系，来求出工件1与光掩模40的宽度方向(Y方向)上的位置关系，并进行控制以使该关系成为目标的位置关系。

并且，构成为根据来自该控制机构的指令而驱动宽度方向的位置调整机构51，使光掩模40沿着Y方向移动以使工件1与光掩模40的宽度方向上的位置关系成为目标的位置关系，由此能够相对地调整工件1与光掩模40的宽度方向(Y方向)上的位置关系。

另外，该控制机构构成为，能够根据由拍摄机构60a、60c拍摄得到的、透射窗42a、42c的位置与从透射窗42a、42c识别到的工件1的一侧端部1a的位置之间的关系，来求出工件1与光掩模40的旋转方向(θ方向)上的位置关系，并进行控制以使该关系成为目标的位置关系。

并且，该曝光装置10构成为根据来自该控制机构的指令而驱动旋转方向的位置调整机构52，使光掩模40沿着θ方向旋转以使工件1与光掩模40的旋转方向上的位置关系成为目标的位置关系，由此能够相对地调整工件1与光掩模40的旋转方向(θ方向)上的位置关系。

需要说明的是，在该曝光装置10中，在光掩模40的上方的与拍摄机构60a、60b、60c对置的位置，分别配设有多个照明机构70a、70b、70c。

照明机构70a～70c具有：发光部71，其与光掩模40接近地配置；和遮光部72，其设置于比发光部71靠曝光光源30侧的位置，对向拍摄机构60a～60c照射的曝光光源30的曝光光进行遮挡。作为发光部71，使用产生能够由拍摄机构60a～60c适当地对工件1的端部1a、1b、透射窗42a～42c进行拍摄的波长(例如400nm～800nm)的发光体。需要说明的是，在与能够使工件1的感光层感光的波长重叠的情况下，优选采取通过滤光片的追加等来避免被发光部71的光所曝光这样的措施。

接着，说明使用上述的曝光装置10来对工件1进行曝光处理的方法。

首先，由工件输送机构20沿着长边方向(X方向)输送带状的工件1，在使工件1位于曝光处理部11的状态下，由工件保持机构25吸引保持工件1。

接着，由拍摄机构60a～60c分别拍摄光掩模40的透射窗42a～42c。此时，由照明机构70a～70c向透射窗42a～42c照射照明光。

然后，根据拍摄得到的、透射窗42a～42c的位置与从透射窗42a～42c识别到的工件1的一对端部1a、1b的位置之间的关系，相对地调整工件1与光掩模40的位置关系，以使工件1与光掩模40的位置关系成为目标的位置关系。

具体而言，采用以下所示的方法来调整位置关系。

首先，通过控制机构针对各个透射窗42a～42c求出拍摄得到的工件1的宽度方向上的端部1a、1b与方形状的透射窗42a～42c的与宽度方向(Y方向)正交的缘部f之间的距离y1(y1a、y1b、y1c)。

接着，驱动宽度方向的位置调整机构51，调整光掩模40的相对于工件1的宽度方向(Y方向)上的位置，以使得针对沿着宽度方向(Y方向)相邻配设的透射窗42a、42b而求出的各个距离y1(y1a、y1b)相等(或距离之差处于规定范围内)，从而能够分别识别到工件1的宽度方向的一对端部1a、1b。

另外，驱动旋转方向的位置调整机构52，调整光掩模40的相对于工件1的旋转方向(θ方向)上的位置，以使得针对沿着长边方向(X方向)相邻配设的透射窗42a、42c而求出的各个距离y1(y1a、y1c)相等(或距离之差处于规定范围内)，从而能够在两个部位识别到工件1的一侧端部1a。

然后，在光掩模40的相对于工件1的位置调整结束之后，由曝光光源30对工件1照射曝光光。

在进行了曝光处理之后，沿着长边方向输送工件1，将工件1的进行曝光处理后的区域p_n从曝光处理部11排出，并且将工件1的接下来应进行曝光处理的区域p_n+1输送至曝光处理部11。

需要说明的是，通过从工件保持机构25的吸引孔26喷出气体而将工件1以从工件保持机构25上浮后的状态输送。

此时，在工件1有可能与照明机构70a～70c接触而损伤的情况下，也可以如图5所示那样构成为，设置用于使光掩模40和照明机构70a～70c上下移动的上下移动机构53，在使光掩模40和照明机构70a～70c向上方退避之后，从工件保持机构25的吸引孔26喷出气体而使工件1浮起进行输送。

以后，能够通过反复进行上述那样的工序来依次进行曝光处理。

在本发明的一实施方式的上述的曝光装置中，根据由拍摄机构拍摄得到的透射窗的位置与从透射窗识别到的工件的端部的位置之间的关系，通过位置调整机构调整工件与光掩模的位置关系，以使工件与光掩模的位置关系成为目标的位置关系，因此能够不依赖工件的对准标记而调整带状的工件与光掩模的位置关系。

因此，无需在工件形成对准标记就能够效率良好地进行高精度的曝光处理。

结果是，能够效率良好地制造出通过对带状的工件进行曝光处理的工序而制造的电子部件等产品。

需要说明的是，在上述实施方式中示出了为了调整工件1与光掩模40的相对位置关系而使光掩模40移动的形态，但电可以采用使工件1移动的形态。

即，也可以是，如图6所示，向工件保持机构25安装宽度方向的位置调整机构51和旋转方向的位置调整机构52，使保持于工件保持机构25的工件1移动，由此调整工件1与光掩模40的相对位置关系。在该情况下，也能够得到与上述的实施方式的效果同样的效果。

另外，在上述实施方式中采用了将拍摄机构60a～60c配设于工件1的另一方的主面1i侧的这样的结构，但也可以将拍摄机构60a～60c配设于工件1的一方的主面1h侧并进行拍摄(参照图6)。

需要说明的是，在本发明中，将拍摄机构配置为与工件的一方或另一方的主面对置是指，不限于将包括透镜、传感器的拍摄机构主体配置为与工件的一方或另一方的主面对置的情况，也包括将构成拍摄机构的反射镜、棱镜等构件配置为与工件的一方或另一方的主面对置的情况的宽泛的概念。

另外，在上述实施方式中示出了使用由拍摄机构60a～60c拍摄得到的位置关系(透射窗42a～42c的位置与工件1的宽度方向的端部1a、1b的位置之间的关系)、来对被输送至曝光处理部11的工件1进行光掩模40的位置调整、之后进行曝光处理的实施方式，但也可以将拍摄得到的上述位置关系的信息用于在接下来的拍摄(shot)中进行曝光处理时。

即，也可以构成为：在将工件1的接下来应进行曝光处理的区域p_n+1向曝光处理部11输送时，预先进行光掩模40的位置调整以使曝光处理部11处的上述位置关系成为目标的位置关系，在上述区域p_n+1被输送至曝光处理部11之后，不进行位置调整地执行曝光处理。在该情况下，也能够得到与上述的实施方式的效果同样的效果。

另外，从减少工件1的损失来实现成本的降低的观点出发，被进行曝光处理的各区域的间隔优选设为尽量小。

需要说明的是，具体而言，可以将上述的各区域的间隔例如设为0mm～4mm。

另外，本发明中的光掩模40的透射窗42a～42c的形状没有特别的制约，也可以设为多边形、圆形或椭圆形。

另外，在上述实施方式中，通过控制机构，针对各个透射窗42a～42c而求出拍摄得到的工件1的宽度方向的端部1a、1b与方形状的透射窗42a～42c的与宽度方向(Y方向)正交的缘部f之间的距离y1(y1a、y1b、y1c)，但若是与工件的宽度方向的端部对置的位置，则也可以求出工件的宽度方向的端部与光掩模40的除了方形状的透射窗42a～42c的和宽度方向(Y方向)正交的缘部f以外的规定部位之间的距离。

另外，在本发明中，在工件1为由多层构成的多层片材的情况下，在由拍摄机构60a～60c对工件1的端部1a、1b进行拍摄时，可以将多层中的规定的层设为拍摄对象。

需要说明的是，在本发明的曝光装置中，也可以使用进行曝光处理时的曝光光，在工件上形成电路图案并形成对准标记。在该情况下，可以以使用该曝光装置而形成的对准标记为基准，来执行例如层叠、接合、安装工序等后续工序。

本发明进一步地在其他方面也不限定于上述的实施方式，能够在发明的范围内加以各种应用、变形。

附图标记说明：

1 工件；

1a 工件的宽度方向的端部(一侧端部)；

1b 工件的宽度方向的端部(另一侧端部)；

1h 工件的一方的主面；

1i 工件的另一方的主面；

10 曝光装置；

11 曝光处理部；

20 工件输送机构；

25 工件保持机构；

26 吸引孔；

30 曝光光源；

40 光掩模；

41 曝光图案部；

41p 与用于使曝光光通过而对工件进行曝光的曝光图案部对应的区域；

42a、42b、42c 光掩模的透射窗；

43a、43b、43c 光掩模的透射窗的区域内；

45 掩模外周部；

47 掩模保持机构；

48 支承构件；

51 宽度方向的位置调整机构；

52 旋转方向的位置调整机构；

60a、60b、60c 拍摄机构；

70a、70b、70c 照明机构；

71 发光部；

72 遮光部；

e 光掩模的透射窗的缘部；

f 光掩模的透射窗的缘部；

p_n-1 工件的位于曝光处理部的外侧的区域；

p_n 工件的被进行曝光处理的区域(规定的区域)；

p_n+1 工件的接下来应进行曝光处理的区域；

X 工件的长边方向；

Y 工件的宽度方向；

Z 与工件的长边方向和宽度方向垂直的方向；

θ 与工件的主面平行的旋转方向；

y1(y1a、y1b、y1c) 工件的宽度方向的端部与透射窗的缘部f之间的距离。

Claims

1.一种曝光装置，其特征在于，

所述曝光装置具备：

工件输送机构，其输送作为曝光处理对象的带状的工件；

所述曝光装置构成为：能够根据由所述拍摄机构拍摄得到的、从所述透射窗识别到的所述工件的所述端部的位置与同所述工件的所述端部对置的所述透射窗的缘部的位置之间的关系，通过所述位置调整机构来相对地调整所述工件与所述光掩模的位置关系，以使所述工件与所述光掩模的位置关系成为目标的位置关系。

2.根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，

所述光掩模具备多个与所述工件的宽度方向上的一对端部分别对置的透射窗，并且，

所述曝光装置构成为：能够根据由所述拍摄机构拍摄得到的、从多个所述透射窗识别到的所述工件的所述一对端部的位置与同所述工件的所述一对端部分别对置的所述透射窗的缘部的位置之间的关系，通过所述位置调整机构来相对地调整所述工件与所述光掩模的所述宽度方向上的位置关系，以使所述工件与所述光掩模的宽度方向上的位置关系成为目标的位置关系。

3.根据权利要求1或2所述的曝光装置，其特征在于，

所述光掩模具备多个与所述工件的宽度方向上的一对端部中的一侧端部对置的透射窗，并且，

所述曝光装置构成为：能够根据由所述拍摄机构拍摄得到的、从多个所述透射窗识别到的所述工件的所述一侧端部的位置与同所述工件的所述一侧端部对置的多个所述透射窗的缘部的位置之间的关系，通过所述位置调整机构来相对地调整所述工件与所述光掩模的所述旋转方向上的位置关系，以使所述工件与所述光掩模的旋转方向上的位置关系成为目标的位置关系。

4.根据权利要求1或2所述的曝光装置，其特征在于，

所述位置调整机构构成为调整所述光掩模的位置以及所述工件的位置中的至少一方。

5.根据权利要求1或2所述的曝光装置，其特征在于，

所述曝光装置具备工件保持机构，该工件保持机构构成为：在对所述工件进行曝光时，能够吸引所述工件并将所述工件保持于规定位置，且在所述工件的输送时，能够喷出气体而使所述工件浮起进行输送。