CN109491209A - 曝光装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种曝光装置。具有RtoR(Roll to Roll carrier：卷筒对卷筒输送系统)输送系统，在抑制长基板的曲折前行的同时进行曝光。一种曝光装置(10)，其具有输送长基板(W1、W2)的RtoR输送系统，其中，在该曝光装置(10)中设置有：基板供给装置(20)，其保持设置于曝光载台(15)的上游侧的供给卷轴(22A、22B)；以及基板收卷装置(30)，其保持设置于下游侧的收卷卷轴(32A、32B)。在曝光动作时，曝光载台(15)利用载台移动机构(50)在X方向上移动，同时，基板供给装置(20)和基板收卷装置(30)利用输送部移动机构60一起在X方向上移动。

Description

曝光装置

技术领域

本发明涉及利用卷筒对卷筒输送系统(Roll to Roll carrier，以下，称作RtoR输送系统)来输送柔性印刷基板等长基板(工件)的曝光装置。

背景技术

在具有RtoR输送系统的曝光装置中，分别在曝光载台的上游侧配置供给卷轴(卷出卷筒)，在下游侧配置收卷卷轴(收卷卷筒)，在将印刷布线基板等长基板卷绕到供给卷轴、收卷卷轴上之后，从上游侧向下游侧输送并同时进行曝光。

具体而言，使吸附支承长基板的反面的曝光载台沿着长基板输送方向移动，并同时利用设置于长基板上方的曝光头投射与投影区域(曝光对象区域)的位置对应的图案光。当曝光载台移动至曝光完成位置时，曝光载台下降，返回到最初的曝光位置。通过反复执行相同的曝光动作，在整个长基板上形成图案。

现有的RtoR输送系统被固定于曝光装置的基座(壳体)上。因此，长基板在曝光开始之前从供给卷轴间歇地拉出，向下游侧送出。此外，伴随着在曝光结束之后曝光载台返回上游侧，有时会产生长基板向上游侧的反卷。由于这样的基板的移动会在长基板上曲折前行，并且，产生曝光位置的偏差或者长基板的翘曲、褶皱擦痕等损伤。特别是，在使多个长基板并列前行并同时进行曝光的情况下，曲折前行调整变得困难。

因此，需要构建能够可靠地抑制长基板的曲折的基板输送系统。

专利文献1：日本特开2015-222370号公报

发明内容

本发明的曝光装置具有：曝光载台，其支承长基板，能够沿着基板输送线而往返移动；基板供给部，其配置于曝光载台的上游侧，设置有供给卷轴；以及基板收卷部，其配置于曝光载台的下游侧，设置有收卷卷轴。这里的“上游侧”表示曝光载台的供给卷轴侧，“下游侧”表示收卷卷轴侧。

例如，能够采用基板供给部具有上游侧支承辊，基板收卷部设置有下游侧支承辊的结构。此外，还能够由并列的多个长基板构成长基板。曝光载台例如构成为能够在吸附保持所述长基板的同时进行移动、并且进行升降即可。

在本发明中，基板供给部及基板收卷部能够沿着基板输送线移动。这里的“基板输送线”表示基板被送出的方向或者其相反方向，对应于曝光载台的移动方向。在曝光动作时，基板供给部及基板收卷部对应着曝光载台的移动而进行移动即可。

作为曝光装置，能够设置如下机构：载台移动机构，其使曝光载台沿着基板输送线而往返移动；以及输送部移动机构，其使基板供给部及基板收卷部沿着基板输送线而往返移动。输送部移动机构例如能够利用1个移动机构使基板供给部与基板收卷部联动、即一体地移动。

此外，还能够设置移动控制部，该移动控制部以维持曝光载台与基板供给部及基板收卷部的相对位置关系的方式，控制基板供给部和基板收卷部的移动。例如，只要设置检测基板供给部和基板收卷部中的至少一方与曝光载台的距离间隔的传感器，并由移动控制部根据所检测到的距离间隔来控制曝光载台与基板供给部及基板收卷部的移动即可。

本发明的其它方式的曝光装置具有：曝光载台，其支承并列着的多个长基板，能够沿着基板输送线而往返移动；以及多个卷轴对，其中，卷轴对的卷轴分别对置配置于曝光载台的两侧，输送多个长基板，多个卷轴对能够与曝光载台一起沿着基板输送线而往返移动。

多个卷轴对还能够将多个长基板向相同方向收卷，并且，还能够采用多个卷轴对中的至少1个卷轴对向与其它长基板不同的方向进行收卷的结构。

本发明的其它方式的曝光装置具有：曝光载台，其支承长基板；一对卷轴，它们分别配置于曝光载台的上游侧和下游侧；以及曝光部，其对长基板进行曝光，曝光部能够相对于曝光载台和一对卷轴沿着基板输送线进行相对移动。

发明效果

根据本发明，在具有RtoR输送系统的曝光装置中，能够在抑制长基板的曲折前行的同时进行曝光。

附图说明

图1是本实施方式的曝光装置的概要结构图。

图2是示意性地示出曝光装置的一部分的立体图。

图3是曝光装置的概要框图。

图4是示出曝光开始时和曝光完成时的曝光载台和输送系统的位置的图。

标号说明

10：曝光装置；15：曝光载台；20：基板供给装置；22A、22B：供给卷轴；30：基板收卷装置；32A、32B：收卷卷轴；40：曝光部；50：载台移动机构；60：输送部移动机构；70：移动控制部；80：位置传感器；90：位置检测用光电传感器。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

图1是本实施方式的曝光装置的概要结构图。图2是示意性地示出曝光装置的一部分的立体图。图3是曝光装置的概要框图。

曝光装置10是具有在输送卷绕成卷筒状的长基板W的同时进行曝光动作的RtoR输送系统的曝光装置，该曝光装置10具有基板供给装置20、基板收卷装置30和曝光部40。这里，长基板W是由长条片状的基板卷绕而形成为卷筒状的，该长条片状的基板是在长条薄膜上形成铜薄膜层之后、涂覆(或者粘贴)光致抗蚀剂等感光材料而成的。如图2所示，长基板W由宽度相同的2条(一对)基板W1、W2构成。

曝光载台(工件台)15能够吸附长基板W的反面并平坦地保持该长基板W、并且在反面吸附位置和从反面离开的规定分离位置之间于Z方向上进行升降，其利用未图示的升降机构进行升降。如后所述，曝光载台15被载台移动机构50支承，能够沿着X方向移动。另外，以下，用“X”表示沿着长基板W的输送方向(输送线)M的方向，用“Y”表示与输送方向M垂直的方向(基板宽度方向)，并且，用“Z”表示与X、Y垂直的方向(铅垂方向)。

曝光部40配置于从长基板W1、W2起在Z方向上离开了规定距离的位置，经由未图示的框架而固定于基座(基台)10B上。如图3所示，曝光部40由多个曝光头构成，各曝光头被规定了沿着输送方向M的曝光区域，该多个曝光头分别具有半导体激光器等光源41、照明光学系统42、呈矩阵状地排列有多个微镜的DMD(Digital Micro-mirror Device：数字微镜装置)43、成像光学系统44等。光源41由光源控制部110驱动。

各曝光头的DMD根据从曝光控制部120发送的与曝光区域位置对应的描绘数据(栅格数据)对微镜的姿态进行定位，由此将图案光投射到长基板W1、W2上。通过根据长基板W1、W2相对于曝光部40的相对移动来切换微镜的姿态、从而进行对长基板W1、W2的感光材料的曝光(多重曝光等)，由此形成图案。控制器100(参照图3)控制曝光装置10的整体曝光动作。另外，还能够由使用了掩膜的曝光部构成。

基板供给装置20具有：供给卷轴22A、22B，它们配置于曝光载台15的上游侧；支承辊24；以及驱动机构(未图示)，其使供给卷轴22A、22B分别进行轴旋转。驱动机构例如由步进马达等构成。被基板供给装置20悬臂支承的供给卷轴22A、22B能够分别将长基板W1、W2的未曝光部分在卷绕成卷筒状的状态下保持并固定，并且通过进行轴旋转将长基板W朝向下游侧送出。另外，设在从曝光载台15观察时，供给卷轴22A、22B侧为“上游侧”、收卷卷轴32A、32B侧为“下游侧”。

基板收卷装置30具有：收卷卷轴32A、32B，它们配置于曝光载台15的下游侧；支承辊34；以及驱动机构(未图示)，其使收卷卷轴32A、32B分别进行轴旋转。收卷卷轴32A、32B能够分别将长基板W1、W2的已曝光部分在卷绕成卷筒状的状态下保持并固定，并通过进行轴旋转对长基板W1、W2进行收卷。由输送控制部130(参照图3)来控制基板供给装置20、基板收卷装置30对长基板W1、W2进行的卷绕处理等。

分别配置于供给卷轴22A、22B与曝光载台15之间和收卷卷轴32A、32B与曝光载台15之间的支承辊24、34对长基板W1、W2进行支承，并被构成为在输送长基板W1、W2时进行轴旋转的自由辊。支承辊24、34的高度被调整成使得长基板W1、W2在曝光面高度或者稍微低于曝光面高度的位置上向下游侧移动，并且支承辊24、34分别由基板供给装置20、基板收卷装置30悬臂支承。对长基板W1、W2上的支承辊24、34的区间T(参照图1)的架设部分施加适度的张力，使长基板W1、W2在没有褶皱和延长的状态下输送。

供给卷轴22A、22B和收卷卷轴32A、32B具有在基板安装时固定长基板W1、W2的卷筒状卷绕部分的公知机构26A、26B和36A、36B。此外，基板供给装置20、基板收卷装置30的各自的驱动机构使供给卷轴22A与收卷卷轴32A同步旋转、使供给卷轴22B与收卷卷轴32B同步旋转，以规定长度间歇地输送长基板W1、W2。

载台移动机构50具有配备有悬臂支承曝光载台15的升降机构(未图示)的移动部件52、以及设置于基座10B的一对导轨54A、54B和致动器55。一对导轨54A、54B沿着X方向延伸，移动部件52能够沿着导轨54A、54B在X方向及其相反方向上移动。致动器55例如由滚珠丝杠构成。

输送部移动机构60具有板状的移动部件62、以及设置于基座10B的一对导轨64A、64B和致动器65。基板供给装置20和基板收卷装置30搭载于移动部件62上，并一体地移动(联动)。一对导轨64A、64B沿着X方向延伸，移动部件62能够沿着导轨64A、64B在X方向及其相反方向上移动。

设置于基座10B的移动控制部70控制致动器55、65的驱动，从而维持输送系统(基板供给装置20及基板收卷装置30)与曝光载台15的相对位置关系、即以相对距离间隔恒定的方式，对曝光载台15与基板供给装置20和基板收卷装置30的移动进行反馈控制。

为了测量曝光载台15与基板供给装置20(基板收卷装置30)的沿着输送方向M的相对距离间隔，将位置检测用光电传感器90配置于基板供给装置20的与曝光载台15对置的侧面上(参照图2)。位置检测用光电传感器90内置有LED等光源，照射曝光载台15的侧面。在曝光载台15的侧面上被形成为，光的照射位置在基准位置与除此之外的位置之间产生光量差。移动控制部70根据对应于检测光量的相对距离间隔与被作为基准的相对距离间隔之差来控制致动器55、65。

在曝光载台15的支承辊24侧设置有位置传感器80，该位置传感器80检测长基板W1、W2各自的端面位置。位置传感器80例如能够由线传感器等透射型光电传感器构成。基板供给装置20和基板收卷装置30分别具有控制供给卷轴22A、22B和收卷卷轴32A、32B的轴向位置的机构(未图示)，对应着所检测到的端面位置来调整卷轴轴向位置，修正曲折前行。

图4是示出曝光开始时和曝光完成时的曝光载台和输送系统的位置的图。

在曝光开始之前，曝光载台15吸附保持长基板W1、W2，由于供给卷轴22A、22B和收卷卷轴32A、32B未被驱动，因此成为静止状态。伴随着曝光开始，曝光载台15沿着X方向以规定速度移动。这时，基板供给装置20及基板收卷装置30对应着曝光载台15的移动而进行移动。

即，开始与曝光载台15同步地进行移动，以保持基板供给装置20及基板收卷装置30与曝光载台15的相对位置关系的方式，以与曝光载台15相同的速度在X方向上移动(并列行进)。因此，长基板W1、W2在曝光载台15的移动前和曝光载台15进行移动的期间内没有向下游侧被送出，而是相对于曝光载台15静止。在曝光载台15的移动中，从曝光部40投射与各曝光头的曝光区域位置对应的图案光。

当曝光载台15与基板供给装置20及基板收卷装置30到达曝光完成位置时，曝光载台15解除对长基板W1、W2的吸附支承并下降。然后，供给卷轴22A、22B和收卷卷轴32A、32B同步旋转，长基板W1、W2被收卷卷轴32A、32B收卷规定长度。

当向收卷卷轴32A、32B侧的收卷结束时，曝光载台15与基板供给装置20及基板收卷装置30同步移动，返回到曝光开始位置。在此期间，供给卷轴22A、22B和收卷卷轴32A、32B不被驱动，因此成为静止状态。通过反复执行上述曝光动作，在整个长基板W1、W2上形成图案。

这样，根据本实施方式，在具有输送长基板W1、W2的RtoR输送系统的曝光装置10中设置有：基板供给装置20，其保持设置于曝光载台15的上游侧的供给卷轴22A、22B；以及基板收卷装置30，其保持设置于下游侧的收卷卷轴32A、32B。在曝光动作时，曝光载台15利用载台移动机构50在X方向上移动，同时，基板供给装置20和基板收卷装置30利用输送部移动机构60一起向X方向移动。

基板输送系统(基板供给装置20、基板收卷装置30)与曝光载台15一起进行移动，因此，在曝光载台15的移动开始前和移动中长基板W1、W2不会向下游侧被送出。因此，可抑制如现有的输送系统那样的曝光中的曲折前行，使得不产生因曲折前行而引起的曝光位置偏差或者不会因基板的皱褶而产生翘曲等。此外，通过构建这样的基板输送系统，无需设置调节辊等机构，能够以简单的结构构筑基板输送系统。

基板供给装置20和基板收卷装置30在曝光中只要仅向下游侧的一个方向送出长基板W即可，无需进行反卷。因此，能够实现抑制了长基板W的曲折前行的图案曝光。特别适用于曲折前行调整困难的输送2条长基板W1、W2的曝光装置。

由于是基板输送系统进行移动，因此，能够将基板输送长度(供给卷轴22A、22B与收卷卷轴32A、32B之间的基板长度)构成为较短。基板输送长度变短，由此，不容易产生长基板W1、W2的皱褶、延长等，从而能够高精度地形成图案。特别是，能够构建出仅设置1个支承辊24、34便能够送出长基板W1、W2的输送系统。

此外，在完成曝光动作之后，是在曝光载台15未吸附支承长基板W1、W2的期间内将长基板W1、W2向下游侧送出并收卷的，因此，能够顺畅地进行收卷。这时，由于基板输送长度较短，因此能够进行短时间内的收卷。

在本实施方式中，曝光载台15与基板输送系统(基板供给装置20、基板收卷装置30)分别被载台移动机构50和输送部移动机构60各自驱动。关于长基板W1、W2而言，供给卷轴22A、22B的卷筒状部分、收卷卷轴32A、32B的卷筒状部分的卷径在长基板W1、W2被基板收卷装置30收卷的过程中是逐渐发生变化的，重量平衡不是固定的。

但是，通过设置与载台移动机构50不同的输送部移动机构60，即使长基板W1、W2的重量平衡发生了变化，也会防止对曝光载台15的移动控制造成影响。此外，能够在利用了现有的载台移动机构的状态下构筑输送系统。

另一方面，基板供给装置20和基板收卷装置30被固定支承于相同的移动部件62上，而一体地进行移动。基板供给装置20与基板收卷装置30联动，因此，在基板供给装置20与基板收卷装置30之间，相对位置关系不会产生变化，从而容易维持与曝光载台15之间的相对位置关系。此外，能够利用1个驱动系统来整合输送部移动机构60。

另一方面，移动控制部70以在曝光载台15的移动中保持曝光载台15与基板供给装置20及基板收卷装置30的相对位置关系的方式对致动器55、65进行驱动控制。由此，供给卷轴22A、22B、收卷卷轴32A、32B靠近曝光载台15，从而能够抑制产生长基板W1、W2的延长、翘曲等，并且，能够防止曝光位置错位。

另外，移动控制部70也可以在距离间隔达到了阈值以上时控制移动速度、加速度。或者，也可以对供给卷轴22A、22B和/或收卷卷轴32A、32B进行轴旋转控制，调整成对长基板W1、W2施加适当的张力。

还能够使更多的多个长基板并列同时输送而不仅是2条长基板W1、W2，并且，还能够采用1个长基板的结构。也可以是，基板供给装置20和基板收卷装置30不被机械性地连结，而是利用各自的移动机构进行移动。此外，也可以利用同一个移动机构使曝光载台15、基板供给装置20及基板收卷装置30进行移动。

在以上的实施方式中，在曝光载台15的上游侧设置基板供给装置20，在下游侧设置基板收卷装置30，以使长基板W1、W2在相同方向上移动的方式对供给卷轴22A、22B和收卷卷轴32A、32B进行驱动，但也可以使长基板W1和W2向彼此相反的方向移动。

即，能够在曝光载台15的两侧设置两对卷轴，将一个卷轴对以朝向X方向收卷的方式设置成供给卷轴、收卷卷轴，另一方面，将另一个卷轴对以朝向-X方向收卷的方式设置成供给卷轴、收卷卷轴。在该情况下，使组合了基板供给装置和基板收卷装置的功能的一对输送装置相对于曝光载台进行移动。当像这样采用了使长基板W1和W2向彼此相反的方向移动的结构时，能够减轻在曝光载台的上游侧和下游侧长基板的重量平衡的变化。

此外，在以上的实施方式中，是通过使曝光载台15移动而实现长基板W1、W2与曝光部40的相对移动并进行曝光的，但也可以将曝光载台15固定于基座10B，使曝光部40利用未图示的移动装置向基板输送方向移动，从而进行相对移动。在该情况下，基板供给装置20和基板收卷装置30以与曝光载台15维持相对位置关系的方式固定于基座10B上。

Claims (14)

1.一种曝光装置，其特征在于，具有：

曝光载台，其支承长基板，并且能够沿着基板输送线而往返移动；

基板供给部，其配置于所述曝光载台的上游侧，设置有供给卷轴；以及

基板收卷部，其配置于所述曝光载台的下游侧，设置有收卷卷轴，

所述基板供给部和所述基板收卷部能够沿着基板输送线而进行移动。

2.根据权利要求1所述的曝光装置，其特征在于，还具有：

载台移动机构，其使所述曝光载台沿着基板输送线而往返移动；以及

输送部移动机构，其使所述基板供给部和所述基板收卷部沿着基板输送线而往返移动。

3.根据权利要求1或2所述的曝光装置，其特征在于，

还具有移动控制部，该移动控制部控制所述基板供给部及所述基板收卷部的移动，以维持所述曝光载台与所述基板供给部及所述基板收卷部的相对位置关系。

4.根据权利要求3所述的曝光装置，其特征在于，

还具有传感器，该传感器检测所述基板供给部和所述基板收卷部中的至少一方与所述曝光载台的距离间隔，

所述移动控制部根据所检测到的距离间隔来控制所述曝光载台与所述基板供给部及所述基板收卷部的移动。

5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的曝光装置，其特征在于，

所述基板供给部与所述基板收卷部联动。

6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的曝光装置，其特征在于，

所述基板供给部具有上游侧支承辊，

所述基板收卷部具有下游侧支承辊。

7.根据权利要求1～6中的任意一项所述的曝光装置，其特征在于，

所述长基板由并列的多个长基板构成。

8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的曝光装置，其特征在于，

所述曝光载台能够在吸附保持所述长基板的状态下进行移动，并进行升降。

9.一种曝光装置，其特征在于，具有：

曝光载台，其支承长基板，并且能够沿着基板输送线而往返移动；以及

一对卷轴，它们分别配置于所述曝光载台的上游侧和下游侧，对所述长基板进行输送，

所述一对卷轴能够与所述曝光载台一起沿着基板输送线进行往返移动。

10.根据权利要求9所述的曝光装置，其特征在于，

所述一对卷轴能够利用与所述曝光载台的移动机构不同的移动机构沿着基板输送线进行往返移动。

11.一种曝光装置，其特征在于，具有：

曝光载台，其支承并列着的多个长基板，并且能够沿着基板输送线进行往返移动；以及

多个卷轴对，其中，针对所述多个卷轴对中的每一对卷轴，它们分别对置配置于所述曝光载台的两侧，并且输送多个长基板，

所述多个卷轴对能够与所述曝光载台一起沿着基板输送线进行往返移动。

12.根据权利要求11所述的曝光装置，其特征在于，

所述多个卷轴对将所述多个长基板向相同方向收卷。

13.根据权利要求11所述的曝光装置，其特征在于，

所述多个卷轴对中的至少1个卷轴对向与其它长基板不同的方向进行收卷。

14.一种曝光装置，其特征在于，具有：

曝光载台，其支承长基板；

一对卷轴，它们分别配置于所述曝光载台的上游侧和下游侧；以及

曝光部，其对所述长基板进行曝光，

所述曝光部能够沿着基板输送线相对于所述曝光载台和所述一对卷轴进行相对移动。