CN116184767A - 曝光装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供曝光装置，在对长条基板进行曝光之后，能够在不空出时间的情况下进行加热处理。一种曝光装置，其对长条基板进行曝光，该曝光装置具备卷对卷型的输送部，其中，在曝光单元与基板卷取部之间设有对长条基板进行加热的加热装置，加热装置被设成随着长条基板的移动而移动并对长条基板进行加热。

Description

曝光装置

技术领域

本发明涉及一种对印刷电路板(PCB)等长条基板进行曝光的卷对卷型的直接曝光机，特别涉及一种具备为了对被卷绕成卷状的长条基板在曝光后进行加热处理而移动的基板加热装置的曝光装置。

背景技术

已知一种无掩模地对形成于长条基板的光致抗蚀层进行曝光的直接曝光装置。例如，如专利文献1所公开那样，已知一种利用曝光台对以卷的形式卷绕的长条基板一边吸附一边输送并通过自曝光单元投影的图案化的紫外线使长条基板表面的光致抗蚀剂感光的曝光装置。

详细而言，曝光台吸附并保持基板，通过曝光台的移动而使长条基板进行扫描，在曝光单元中使来自光源(未图示)的照明光照射DMD(Digital Micro-mirror Device：数字微镜器件)等光调制元件阵列，并且与曝光台的移动同步地切换DMD所显示的图案，在基板的规定范围(由曝光台保持的范围)内对任意的电路图案进行描绘(曝光)。曝光结束后的基板被以卷的形式卷取。

另外，在用于半导体、印刷电路板等的光致抗蚀剂中，存在在曝光后需要加热处理的光致抗蚀剂。存在一种被称为PEB(Post Exposure Bake/曝光后烘烤)的方法，例如在利用化学放大抗蚀剂时，进行PEB，以便促进因曝光而开始的化学反应(脱保护反应或交联反应)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-222370号公报

专利文献2：日本特开昭60-089925号公报

发明内容

发明要解决的问题

已知的是，对于化学放大抗蚀剂的PEB而言，在曝光后，随着时间推移，反应变慢。不过，在以往的卷对卷型的直接曝光装置(参照专利文献1)中，由于基板是连续的，因此，在一个卷的量的基板全部的曝光结束之前，无法将基板投入至加热装置，特别是对于在长条基板的前端曝光的部分，在曝光后不得不放置较长的时间。

并且，在专利文献2中，记载有一种串联(日文：インライン)地构成接触式曝光装置和加热装置的电子电路形成方法。另外，预烘烤、显影、蚀刻这样的电子电路结构所需要的其他工序也串联地构成。在专利文献2中，在从曝光部115到基板卷取部129之间设有加热装置121。

然而，在PEB中，需要准确地管理温度和加热时间，无法将PEB用于直接曝光装置。就一边使基板进行扫描一边进行曝光的直接曝光装置的特性而言，长条基板通过曝光台的移动而在加热装置内往返。因此，根据工艺，在加热装置内滞留的时间会不同，无法在一定条件下进行加热。如专利文献2所记载的结构那样，对于通过隧道内那样的结构的加热装置，滞留在加热装置内的时间会因工艺而变化，加热温度、加热时间等的管理变得困难。

因而，本发明的目的在于，提供一种以卷对卷型对长条基板进行扫描曝光的曝光装置，在该曝光装置中，能够在曝光后不空出时间且准确地调整温度和时间地进行PEB处理。

用于解决问题的方案

本发明提供一种曝光装置，其对长条基板进行曝光，该曝光装置具备卷对卷型的输送部，其中，在曝光单元与基板卷取部之间设有对长条基板进行加热的加热装置，加热装置被设成随着长条基板的移动而移动并对长条基板进行加热。

发明的效果

根据至少一个实施方式，在本发明中，能够在基于曝光单元的曝光后在不空出时间的情况下进行加热处理。另外，与长条基板始终通过加热装置内的结构不同，能够准确地调整加热温度、加热时间。此外，这里记载的效果不一定是限制性的，可以是本说明书所记载的任意的效果或是与其不同性质的效果。

附图说明

图1的(A)是本发明的一个实施方式的俯视图，图1的(B)是本发明的一个实施方式的侧视图。

图2是本发明的一个实施方式的控制装置的一个例子的框图。

图3的(A)是表示曝光装置的步骤1的动作的俯视图，图3的(B)是表示曝光装置的步骤1的动作的侧视图。

图4的(A)是表示曝光装置的步骤2的动作的俯视图，图4的(B)是表示曝光装置的步骤2的动作的侧视图。

图5的(A)是表示曝光装置的步骤3的动作的俯视图，图5的(B)是表示曝光装置的步骤3的动作的侧视图。

图6的(A)是表示曝光装置的步骤4的动作的俯视图，图6的(B)是表示曝光装置的步骤4的动作的侧视图。

图7的(A)是表示曝光装置的步骤5的动作的俯视图，图7的(B)是表示曝光装置的步骤5的动作的侧视图。

图8的(A)是表示曝光装置的步骤6的动作的俯视图，图8的(B)是表示曝光装置的步骤6的动作的侧视图。

图9的(A)是表示曝光装置的步骤7的动作的俯视图，图9的(B)是表示曝光装置的步骤7的动作的侧视图。

图10的(A)是表示曝光装置的步骤8的动作的俯视图，图10的(B)是表示曝光装置的步骤8的动作的侧视图。

附图标记说明

W、长条基板(柔性基板)；1、供给侧基板卷；3、12、基板缓冲器；4、曝光台；5、曝光台XY移动机构；6、对准相机；7、曝光单元；8、PEB单元；9、PEB单元XY移动机构；11、卷取侧基板卷；13、供给侧制动辊；14、卷取侧制动辊。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式等。此外，以下说明的实施方式等是本发明的优选的具体例，本发明的内容并不限定于这些实施方式等。

参照图1来说明本发明的一个实施方式的曝光装置。曝光装置是所谓的卷对卷方式的曝光装置，面对附图，从左侧的上游侧朝向右侧的下游侧输送长条基板W。

长条基板W例如是成为用于移动电话、移动设备等的电子电路基板(印刷电路基板)的基础原材料的感光性长条薄膜(在表面涂敷有感光体的合成树脂制柔软薄膜)，其被卷于供给侧基板卷1。涂敷有光致抗蚀剂等感光材料的长条基板W形成为由覆铜层叠板等构成的片状，具有数十米～数百米的长度。以下，将长条基板W的朝向图中的上方的面称作“表面”，将长条基板W的朝向图中的下方的面称作“背面”。此外，将沿着输送方向的方向表示为X，将与输送方向垂直的长条基板W的宽度方向表示为Y，将与X和Y这两者垂直的方向(铅垂方向)表示为Z。

由基板投入部Y移动机构2投入且自供给侧基板卷1放出的长条基板W通过导辊、由跳动辊构成的供给侧基板缓冲器(跳动辊)3、以及供给侧制动辊13而供给至曝光部。曝光部具有曝光台4、曝光台XY移动机构5、对准相机6、曝光单元7。

供给侧基板卷1保持被卷绕成卷状的长条基板W并进行旋转，由此将长条基板W朝向下游侧供给。卷取侧基板卷11进行旋转，由此将自上游侧供给过来的长条基板W卷取成卷状并对其进行保持。供给侧基板卷1和卷取侧基板卷11被旋转驱动部件间歇地驱动而旋转。

供给侧基板缓冲器3随着长条基板W的输送而升降，通过对长条基板W施加张力而防止在长条基板W产生松弛、褶皱，并且为了曝光部中的扫描曝光，供给侧基板缓冲器3具有作为用于使长条基板W在曝光部进行移动的缓冲器的功能。

曝光单元7具备多个曝光头，其规则地配置于在铅垂上方与长条基板W分开规定距离的位置。针对各曝光头配置有光源和照明光学系统(未图示)，从光源放射出的光分别经由对应的照明光学系统被导入对应的曝光头。各曝光头具备使多个微镜二维排列而成的DMD(Digital Micro-mirror Device)和使DMD的像在长条基板上成像的成像光学系统。DMD的微镜能选择性地定位成将光向长条基板W上引导的第1姿势和将光向长条基板W外引导的第2姿势中的任一姿势，各微镜被独立地控制。

曝光台4具有工件夹持机构，其吸附长条基板W的背面并将该长条基板W保持为平坦。曝光台4能够在曝光台4同长条基板W的背面接触的上端位置与曝光台4同长条基板W的背面分离的下端位置之间升降。另外，通过曝光台XY移动机构5来进行扫描动作或步进重复动作。

在一个实施方式中，在曝光时通过多个曝光头对1列带状区域进行曝光，通过曝光台4在X方向上的移动来进行依次曝光，另外，在各列带状区域中能够通过Y方向上的往复移动来进行曝光。为了Y方向上的曝光，曝光单元7以外的整体结构被设成能够沿+/-Y方向移动。

对准相机6设于曝光单元7的上游侧，通过拍摄设于长条基板W的对准标记，从而取得长条基板W的位置信息。一边使长条基板W沿X方向移动，一边进行对准标记的拍摄。

与曝光单元7的下游侧相邻地(或在曝光单元7的下游侧附近)设有对由曝光部曝光后的长条基板W进行加热的加热装置。加热装置具有PEB单元8和PEB单元XY移动机构9。在曝光动作中，加热装置随着基板的移动而移动并对长条基板W的例如表面(曝光面)进行加热。PEB单元8例如构成为，具有内置有加热器的上部单元8H和下部单元8S，在两者之间夹着长条基板W进行加热。上部单元8H和下部单元8S被设为能够沿XYZ方向移动。

在PEB单元8对长条基板W进行加热时，曝光台4和PEB单元8在不改变相对位置的情况下移动。分别独立设置的曝光台XY移动机构5和PEB单元XY移动机构9同步地做动作。为了管理长条基板W的加热时间，PEB单元8被设为能够沿与基板输送方向不同的方向(Y方向)退避。附图标记8'表示PEB单元8的退避位置。在PEB单元8未对长条基板W进行加热动作时，PEB单元8位于退避位置8'。在该退避状态下，例如进行保温而不使PEB单元8变冷。

经PEB处理后的长条基板W通过卷取侧制动辊14、卷取侧基板缓冲器(跳动辊)12和导辊而卷取于卷取侧基板卷11。另外，设有基板卷取部Y移动机构10。

供给侧制动辊13和卷取侧制动辊14被配置成各自的旋转轴在水平方向上呈大致一条直线地排列。供给侧制动辊13和卷取侧制动辊14由夹持辊构成，该夹持辊由夹着长条基板W并相对地配置的两个辊构成。该两个辊能够分别通过未图示的机构而沿上下方向(Z方向)移动，以便夹持或放开长条基板W。

供给侧制动辊13和卷取侧制动辊14通过以夹持辊夹持长条基板W且夹持辊不旋转的方式施加制动，从而能够对长条基板W施加制动。另一方面，在放开了长条基板W的状态下，使夹持辊离开长条基板W的表面和背面而不阻碍长条基板W的移动。

另外，供给侧制动辊13和卷取侧制动辊14分别具备对辊进行旋转驱动的旋转驱动部件(未图示)。在夹持着长条基板W的状态下，旋转驱动部件间歇地且以大致相同的旋转驱动量对供给侧制动辊13和卷取侧制动辊14进行旋转驱动，由此能够将张设于供给侧基板卷1与卷取侧基板卷11之间的长条基板W每次输送(逐段进给(日文：コマ送り))规定长度。对于旋转驱动部件，例如使用步进马达，精度良好地控制长条基板W的进给量、加速度等。

图2是本发明的一个实施方式的控制装置的一个例子的框图。曝光单元7由多个曝光头构成，该多个曝光头各自具备半导体激光等光源21、照明光学系统22、使多个微镜以矩阵排列而成的DMD(Digital Micro-mirror Device)23、以及成像光学系统24等，在各曝光头中，规定有沿着输送方向的曝光区域。光源21被光源控制部25驱动。

各曝光头的DMD23根据从曝光控制部26送过来的与曝光区域位置对应的描绘数据(栅格数据)来定位微镜的姿势，由此，将图案光投影到长条基板W上。通过与长条基板W相对于曝光单元7的相对移动对应地切换微镜的姿势，从而对长条基板W的感光材料进行曝光(多重曝光等)，由此形成图案。控制器30对曝光装置的整个曝光动作进行控制。此外，也能够由使用光掩模等的曝光部来构成各曝光头的DMD23。

基板供给部31具备配置于曝光台4的上游侧的供给侧基板卷1、基板投入部Y移动机构2、基板缓冲器3、供给侧制动辊13、以及使供给侧基板卷1进行轴旋转的驱动机构(未图示)。驱动机构例如由步进马达等构成。通过基板供给部31，供给侧基板卷1能够分别将长条基板W的未曝光部分以卷成卷状的状态进行保持、固定，另外，能够通过轴旋转而朝向下游侧送出长条基板W。

基板卷取部32具备配置于曝光台4的下游侧的基板卷取部Y移动机构10、卷取侧基板卷11、卷取侧基板缓冲器12、卷取侧制动辊14、以及使卷取侧基板卷11旋转的驱动机构(未图示)。卷取侧基板卷11将长条基板W的已曝光部分以卷成卷状的状态进行保持、固定，另外，能够通过轴旋转而卷取长条基板W。基板供给部31和基板卷取部32由输送控制部33控制。

曝光台XY移动机构5是使曝光台4移动的机构。PEB单元XY移动机构9是使PEB单元8移动的机构。这些曝光台XY移动机构5和PEB单元XY移动机构9由移动控制部34控制。

接下来，参考图3的(A)和随后的图来说明本发明的一个实施方式的曝光输送动作。此外，图中的双点划线的区域表示被曝光的一个区域的范围(以下，适当称为区段)，用点涂满的区域A、B、C分别表示在一次曝光工序(在步骤1～步骤8中为一次)中被曝光的区段。在本实施方式中，曝光的范围和与曝光并行地进行加热的范围隔开一个区段。例如，在对区段A进行曝光时，对区段C进行加热。也就是说，两次前所曝光的区段被加热。

此外，也能够为如下结构，即，不是隔开一个区段，而是对于相邻的区段进行曝光和加热。在该情况下，曝光区域之间的间隙会变大，因此，基板材料会被无谓地消耗一些。并且，曝光台4和PEB单元8也可以连续地相邻而一体化。

图3的(A)是步骤1中的一个实施方式的俯视图，图3的(B)是步骤1中的一个实施方式的侧视图。步骤1是开始对准/PEB开始的处理。在基板缓冲器3处，长条基板W被缓冲，基板台4吸附长条基板W的背面而保持长条基板W。各部分的动作如下所述。

长条基板W：从动于曝光台4

供给侧基板卷1：停止

基板投入部Y移动机构2：停止

基板缓冲器3、12：从动于长条基板W

曝光台4：移动(+X)

曝光台XY移动机构5：移动(+X)

对准相机6：拍摄中

曝光单元7：停止

PEB单元8：与曝光台4同步地移动

PEB单元XY移动机构9：与曝光台XY移动机构5同步地移动

基板卷取部Y移动机构10：停止

卷取侧基板卷11：停止

曝光台4被向+X方向驱动，以吸附保持着长条基板W的状态通过对准相机6的下方。此时，随着曝光台4的移动，经供给侧基板缓冲器3缓冲后的长条基板W被拉出，同时，在卷取侧基板缓冲器12处长条基板W的U字形状变深，长条基板W被缓冲。

图4的(A)是步骤2中的一个实施方式的俯视图，图4的(B)是步骤2中的一个实施方式的侧视图。步骤2是开始曝光/PEB中的处理。根据通过对准标记的拍摄得到的长条基板W的位置信息，对长条基板和所曝光的图案进行对准。与区段A的曝光并行地进行区段C的PEB处理。各部分的动作如下所述。

长条基板W：从动于曝光台4

供给侧基板卷1：停止

基板投入部Y移动机构2：停止

基板缓冲器3、12：从动于长条基板W

曝光台4：移动(-X)

曝光台XY移动机构5：移动(-X)

对准相机6：停止

曝光单元7：曝光中

PEB单元8：移动(-X)

PEB单元XY移动机构9：与曝光台XY移动机构5同步地移动

基板卷取部Y移动机构10：停止

卷取侧基板卷11：停止

图5的(A)是步骤3中的一个实施方式的俯视图，图5的(B)是步骤3中的一个实施方式的侧视图。步骤3是1列曝光结束/Y方向步进移动/PEB中的处理。各部分的动作如下所述。曝光单元7以外的结构沿+Y方向移动。

长条基板W：停止

供给侧基板卷：停止

基板投入部Y移动机构2：移动(+Y)

基板缓冲器3、12：停止

曝光台4：移动(+Y)

曝光台XY移动机构5：停止

对准相机6：停止

曝光单元7：停止

PEB单元8：移动

PEB单元XY移动机构9：移动(+Y)

基板卷取部Y移动机构10：移动(+Y)

卷取侧基板卷11：停止

图6的(A)是步骤4中的一个实施方式的俯视图，图6的(B)是步骤4中的一个实施方式的侧视图。步骤4是第二列开始曝光/PEB中的处理。各部分的动作如下所述。

长条基板W：从动于曝光台4

供给侧基板卷1：停止

基板投入部Y移动机构2：停止

基板缓冲器3、12：从动于长条基板W

曝光台4：移动(+X)

曝光台XY移动机构5：移动(+X)

对准相机6：停止

曝光单元7：曝光中

PEB单元8：与曝光台4同步地移动

PEB单元XY移动机构9：与曝光台XY移动机构5同步地移动

基板卷取部Y移动机构10：停止

卷取侧基板卷11：停止

曝光单元7将电子电路图案扫描曝光于由曝光台4吸附并保持的长条基板W的表面的感光材料层。

图7的(A)是步骤5中的一个实施方式的俯视图，图7的(B)是步骤5中的一个实施方式的侧视图。步骤5是曝光结束/PEB结束/PEB加热部开始退避的处理。各部分的动作如下所述。

长条基板W：停止(开启制动)

供给侧基板卷1：停止

基板投入部Y移动机构2：移动(-Y)

基板缓冲器3、12：停止

曝光台4：移动(-Y，-Z)

曝光台XY移动机构5：停止

对准相机6：停止

曝光单元7：停止

PEB单元8的上部单元8H：移动(+Y)

PEB单元8的下部单元8S：移动(-Y，-Z)

PEB单元XY移动机构9：停止

基板卷取部Y移动机构10：移动(-Y)

卷取侧基板卷11：停止

图8的(A)是步骤6中的一个实施方式的俯视图，图8的(B)是步骤6中的一个实施方式的侧视图。步骤6是曝光台开始返回/PEB台开始返回的处理。供给侧制动辊13和卷取侧制动辊14夹持长条基板W并将长条基板W固定(开启制动)。各部分的动作如下所述。

长条基板W：停止(开启制动)

供给侧基板卷1：停止

基板投入部Y移动机构2：停止

基板缓冲器3、12：停止

曝光台4：移动(-X)

曝光台XY移动机构5：移动(-X)

对准相机6：停止

曝光单元7：停止

PEB单元8：与曝光台4同步地移动

PEB单元XY移动机构9：与曝光台XY移动机构5同步地移动

基板卷取部Y移动机构10：停止

卷取侧基板卷11：停止

图9的(A)是步骤7中的一个实施方式的俯视图，图9的(B)是步骤7中的一个实施方式的侧视图。步骤7是曝光台开始上升/PEB台开始上升的处理。各部分的动作如下所述。

长条基板W：通过供给侧制动辊12和卷取侧制动辊13进行移动(距离为日文“イ”)

供给侧基板卷1：放出

基板投入部Y移动机构2：停止

基板缓冲器3、12：向投入侧退卷

曝光台4：移动(+Z)

曝光台XY移动机构5：停止

对准相机6：停止

曝光单元7：停止

PEB单元8的上部单元8H：移动(-Y)

PEB单元8的下部单元8S：移动(+Z)

PEB单元XY移动机构9：停止

基板卷取部Y移动机构10：停止

卷取侧基板卷11：卷取1个区段的量

图10的(A)是步骤8中的一个实施方式的俯视图，图10的(B)是步骤8中的一个实施方式的侧视图。步骤8是曝光台吸附基板/PEB加热部开始下降的处理。各部分的动作如下所述。

长条基板W：停止

供给侧基板卷1：停止

基板投入部Y移动机构2：停止

基板缓冲器3、12：停止

曝光台4：吸附基板

曝光台XY移动机构5：停止

对准相机6：停止

曝光单元7：停止

PEB单元8的一部分8H：移动(-Z)

PEB单元8的一部分8S：停止

PEB单元XY移动机构9：停止

基板卷取部Y移动机构10：停止

卷取侧基板卷11：停止

在步骤8之后，使处理返回步骤1，与上述处理同样地，进行接下来的区段的曝光和区段B的PEB处理。

在本发明的一个实施方式中，能够与某一区段A的曝光并行地进行附近的已曝光的另一区段C的加热处理(PEB)。因而，在曝光之后，能够在不空出时间的情况下进行加热处理。另外，与长条基板W通过加热装置内的结构不同，能够准确地调整加热条件(温度和时间)来进行PEB处理。

以上具体地说明了本发明的一个实施方式，但本发明并不限定于上述一个实施方式，能够基于本发明的技术思想进行各种变形。例如，并不限于利用分别独立的移动机构来使曝光单元和PEB单元移动的结构，也可以利用共同的移动机构来使曝光单元和PEB单元移动。另外，上述实施方式中列举的结构、方法、工序、形状、材料和数值等只不过是例子而已，也可以根据需要而使用与此不同的结构、方法、工序、形状、材料和数值等。

Claims (6)

1.一种曝光装置，其对长条基板进行曝光，该曝光装置具备卷对卷型的输送部，其中，

在曝光单元与基板卷取部之间设有对长条基板进行加热的加热装置，所述加热装置被设成随着所述长条基板的移动而移动并对所述长条基板进行加热。

2.根据权利要求1所述的曝光装置，其中，

在所述加热装置对所述长条基板进行加热时，使曝光台和加热装置保持相对位置地进行移动。

3.根据权利要求2所述的曝光装置，其中，

所述曝光台的移动部和所述加热装置的移动部为共同的移动部。

4.根据权利要求2所述的曝光装置，其中，

所述曝光台的移动部和所述加热装置的移动部被设为分别独立的移动部，使移动部同步。

5.根据权利要求1所述的曝光装置，其中，

所述加热装置能够沿与所述长条基板的输送方向不同的方向退避。

6.根据权利要求5所述的曝光装置，其中，

在所述加热装置未加热所述长条基板时，所述加热装置处于自所述长条基板上退避了的位置，并使所述加热装置保持余热。

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