JP2003084443A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 支持枠におけるフォトマスクの横方向位置を
精度良く決めをことができ、且つ、ガラス破損が起こる
ことがない露光装置を提供する。 【解決手段】 支持枠には、フォトマスクの鉛直方向位
置であるたて方向位置を所定位置に保持した状態で、フ
ォトマスクの横方向の一方の側面部を、これに当て、支
持枠に沿いフォトマスクの横方向位置を決定するための
横方向位置決めピンを持つものであり、支持枠に前記フ
ォトマスクの横方向の一方の側面部に対向する側の、フ
ォトマスクの横方向の他方の側面部を押し、フォトマス
クを横方向位置決めピンに押し当てて抑える、横方向抑
え部を備えており、前記横方向抑え部は、押す側のフォ
トマスク側面部に沿い管状部材を設け、且つ、その管内
部への気体を注入して、フォトマスクの側面部を押す力
を発生させるもので、管内部への気体の注入、管内部か
らの気体の排気は制御されているものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大サイズのフォト
マスクを略鉛直方向に立てて支持枠に装着した状態で、
フォトマスクの絵柄が形成されていない裏面側から露光
して、フォトマスクの絵柄を、加工用基材の表面部に配
設された感光性材料に潜像として露光形成するためのフ
ォトリソグラフィー用の露光装置に関し、特に、支持枠
に対するフォトマスクの位置精度を良く決めることがで
きるフォトエッチング加工工程における製版用の露光装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラーＴＶ（ブラウン管）用のシ
ャドウマスクは、使用量の増大に伴い量産化が進み、且
つ、その使用目的によっては、高精細化、大型化等が求
められている。このようなシャドウマスクは、一般に
は、帯状の金属板材を素材として用い、フォトエッチン
グ法によりエッチング加工を行なう一貫ラインで生産さ
れている。簡単には、帯状の金属板材を連続ないし間欠
的に移動させながら、通常は、製版工程を施し、その両
面に耐エッチング性のレジスト像を形成し、これをエッ
チングマスクとして、帯状の金属板材をエッチングする
エッチング工程を行い、各シャドウマスクの製品部の外
周部が帯状の金属板材に保持されるようにして、且つ、
帯状の金属板材にシャドウマスクを面付けした状態にし
て、外形加工されていた。そして、その後、各シャドウ
マスク毎に分離するトリミング工程を施して、目的とす
る製品であるシャドウマスクを得ていた。

【０００３】上記シャドウマスク製造ラインにおける製
版工程では、その両面に感光性のレジスト膜が塗布形成
された帯状の金属板材を、ほぼ張った状態で間欠的に移
動させながら、停止の際に、帯状の金属板材の両面の感
光性のレジスト膜に、大サイズのガラス乾板にて形成さ
れたフォトマスク、一対を、互いに対向して位置合せ
し、それぞれ、帯状の金属板材の両面から密着させ、こ
の状態で、それぞれ、各フォトマスクを介して金属板材
の両面の感光性のレジスト膜を露光して、潜像を形成す
る露光方法が採られていた。そして、露光後、現像し
て、耐エッチング性のレジスト像を形成していた。

【０００４】従来、上記製版工程における露光には、大
サイズのフォトマスクを支持枠に装着した状態で、フォ
トマスクの絵柄が形成されていない裏面側から露光する
方式のフォトリソグラフィー用の露光装置が用いられて
いた。この露光装置は、フォトマスクを略鉛直に支持枠
に取り付けるものであり、フォトマスクの鉛直方向の位
置を決めるためのたて方向位置決めピンが支持枠の下
側、フォトマスク下側に対応する位置に２個、互いに略
水平となる位置に設けられ、且つ、支持枠の横方向の一
方、フォトマスクの側面に対応する位置に、フォトマス
クの水平方向の位置を決めるための横方向位置決めピン
が１個設けられていた。そして、フォトマスクを支持枠
に装着する際に、人手によりマスクをピンに押し付けて
露光装置に装着されていた。しかし、フォトマスクが大
型であるため、特に、装着時に正確に横方向位置決めピ
ンに押し当てることが困難であった。また、生産中、露
光装置の動作により、マスクが位置決めピンから離れて
しまうことがあった。

【０００５】このため、図４に示すような、フォトマス
クの水平方向の位置を決めるための横方向位置決めピン
４１２にフォトマスク４６０を押し当てて抑える、アク
チュエータ４５０を設けたものも、本願出願人により提
案されている。この場合、アクチュエータ４５０は、フ
ォトマスク４６０の横方向位置決めピン４１２とは反対
側の側面を、横方向位置決めピン４１２側に押す。しか
し、この方式の場合、装置が複雑となる上、アクチュエ
ータ４５０による押し付け力が部分に集中し、フォトマ
スクがガラス破損することがあり、問題となっていた。
尚、図４（ａ）は、支持枠４１０をこれに固定するフォ
トマスク４６０側から見た図で、図４（ｂ）は図４のＤ
１−Ｄ２における断面図である。図４中、４１０は支持
枠、４１０Ａは支持枠の内側位置、４１１はたて方向位
置決めピン、４１２は横方向位置決めピン、４２０Ｌは
露光光、４４０はパッキン、４５０はアクチュエータ
部、４５１はカム、４５２は回転軸（シャフトとも言
う）、４５３はアクチュエータ駆動部、４６０はフォト
マスク（パターン版とも言う）、４７０は加工用基材、
４７５は感光性材料、４９０は真空領域である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記シャ
ドウマスクの製版工程における露光のように、大サイズ
のフォトマスクを支持枠に装着した状態で、フォトマス
クの絵柄が形成されていない裏面側から露光する方式の
フォトリソグラフィー用の露光装置を用いる場合、従
来、横方向位置決めが精度良く行われず、あるいは、位
置決めが精度良く行われてもガラス破損が発生すること
があり、これらの対応が求められていた。本発明は、こ
れらに対応するもので、大サイズのフォトマスクを略鉛
直方向に立てて支持枠に装着した状態で、フォトマスク
の絵柄が形成されていない裏面側から露光して、フォト
マスクの絵柄を、加工用基材の表面部に配設された感光
性材料に潜像として露光形成するためのフォトリソグラ
フィー用の露光装置であって、支持枠におけるフォトマ
スクの横方向位置を精度良く決めをことができ、且つ、
ガラス破損が起こることがない露光装置を提供しようと
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の露光装置は、大
サイズのフォトマスクを略鉛直方向に立てて支持枠に装
着した状態で、フォトマスクの絵柄が形成されていない
裏面側から露光して、フォトマスクの絵柄を、加工用基
材の表面部に配設された感光性材料に潜像として露光形
成するためのフォトリソグラフィー用の露光装置であっ
て、支持枠には、フォトマスクの鉛直方向位置であるた
て方向位置を所定位置に保持した状態で、フォトマスク
の横方向の一方の側面部を、これに当て、支持枠に沿い
フォトマスクの横方向位置を決定するための横方向位置
決めピンを持つものであり、支持枠に前記フォトマスク
の横方向の一方の側面部に対向する側の、フォトマスク
の横方向の他方の側面部を押し、フォトマスクを横方向
位置決めピンに押し当てて抑える、横方向抑え部を備え
ており、前記横方向抑え部は、押す側のフォトマスク側
面部に沿い管状部材を設け、且つ、その管内部への気体
を注入して、フォトマスクの側面部を押す力を発生させ
るもので、管内部への気体の注入、管内部からの気体の
排気は制御されているものであることを特徴とするもの
である。そして、上記において、加工用基材の表裏面に
配設された感光性材料、それぞれに、支持枠に保持され
たフォトマスクを用いてフォトマスクの裏面側から、そ
れぞれ、フォトマスクと加工用基材の表面部に配設され
た感光性材料とを真空密着して、略同時に露光して、潜
像を形成する、シャドウマスク製造用の製版工程に用い
られる両面露光装置であることを特徴とするものであ
る。尚、ここでは、「大サイズのフォトマスク」とは、
人手により運ぶのが負担になるほどのサイズのフォトマ
スクで、通常は幅２４インチ×高さ３２インチ以上のサ
イズのフォトマスクを言う。

【０００８】

【作用】本発明の露光装置は、このような構成にするこ
とにより、大サイズのフォトマスクを略鉛直方向に立て
て支持枠に装着した状態で、フォトマスクの絵柄が形成
されていない裏面側から露光して、フォトマスクの絵柄
を、加工用基材の表面部に配設された感光性材料に潜像
として露光形成するためのフォトリソグラフィー用の露
光装置であって、支持枠とフォトマスクとの相対的な位
置変化が極めて少なく、ガラス破損が起こらないフォト
リソグラフィー用の露光装置の提供を可能としている。
即ち、横方向抑え部は、押す側のフォトマスク側面部に
沿い管状部材を設け、且つ、その管内部への気体を注入
して、フォトマスクの側面部を押す力を発生させるもの
で、管内部への気体の注入、管内部からの気体の排気は
制御されているものであることにより、フォトマスクの
側面のほぼ全部を均一に押すことができ、正確な位置決
めができるとともに、ガラス破損が発生しないようにし
ている。

【０００９】露光装置が、加工用基材の表裏面に配設さ
れた感光性材料、それぞれに、支持枠に保持されたフォ
トマスクを用いてフォトマスクの裏面側から、それぞ
れ、フォトマスクと加工用基材の表面部に配設された感
光性材料とを真空密着して、略同時に露光して、潜像を
形成する、シャドウマスク製造用の製版工程に用いられ
る両面露光装置である場合には、特に有効である。尚、
上記シャドウマスク製造用の製版工程に用いられる両面
露光装置は、通常、支持枠の下側２箇所に、互いに略水
平となるように、それぞれ１個、フォトマスクの鉛直方
向であるたて方向の位置を決めるための、たて方向位置
決めピンを設けている。勿論、このような本発明の露光
装置は、リードフレームのフォトエッチング加工の際の
製版工程における露光にも適用できる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の例を挙げて
説明する。図１（ａ）は本発明の露光装置の実施の形態
の１例の概略図で、図１（ｂ）は加工用基材１７０のＡ
１側の支持枠部を感光性材料１７０を塗膜した加工用基
材に真空密着した状態を示した図で、図２は図１（ａ）
においてＡ２方向からみた概略図で、図３は図１（ｂ）
のＡ３−Ａ４における断面図である。図１〜図３中、１
１０、１１５は支持枠、１１０Ａは支持枠の内側位置、
１１１、１１６はたて向位置決めピン、１１２、１１７
は横方向位置決めピン、１２０、１２５は光源部、１２
１、１２６は光源、１２２、１２７はミラー、１３０、
１３５は支持枠保持制御部、１４０、１４５はパッキ
ン、１５０は横方向抑え部、１５１は管状部材、１５２
は通気孔（真空引き、排気用孔とも言う）、１６０、１
６５はフォトマスク（パターン版とも言う）、１７０は
加工用基材、１７５は感光性材料、１８０はレール、１
８５はレール受け部、１９０は真空領域である。

【００１１】本発明の露光装置の実施の形態の１例を図
１に基づいて説明する。本例の露光装置は、大サイズの
フォトマスク１６０、１６５を、それぞれ、略鉛直方向
に立てて支持枠１１０、１１５に装着した状態で、フォ
トマスク１６０、１６５の絵柄が形成されていない裏面
側から露光して、フォトマスク１６０、１６５の絵柄
を、それぞれ、加工用基材の表面部に配設された感光性
材料１７５に潜像として露光形成するための、フォトエ
ッチング加工の製版工程において使用される両面露光用
の露光装置で、感光性材料１７５材料が塗膜された加工
用基材１７０の一方の面側に、支持枠１１０、支持枠保
持制御部１３０、光源部１２０を備え、且つ、加工用基
材１７０の他方の面側に、支持枠１１５、支持枠保持制
御部１３５、光源部１２５を備えている。露光の際に
は、支持枠１１０、１１５はそれぞれ、支持枠保持制御
部に制御され、感光性材料１７５材料が塗膜された加工
用基材１７０のそれぞれの面の感光性材料１７０に真空
密着された状態で、露光が行なわれるものである。

【００１２】支持枠１１０には、その下側２箇所に、互
いに略水平となるように、それぞれ１個、フォトマスク
１６０の鉛直方向であるたて方向の位置を決めるため
の、たて方向位置決めピン１１１を設けており、フォト
マスク１６０の鉛直方向位置であるたて方向位置を所定
位置に保持した状態で、フォトマスク１６０の横方向の
一方の側面部を、これに当て、支持枠に沿いフォトマス
ク１６０の横方向位置を決定するための、横方向位置決
めピン１１２を持つものである。本例の場合は、支持枠
１１０には、フォトマスク１６０の横方向の横方向位置
決めピン１１２側でない側面部を押し、フォトマスク１
６０を横方向位置決めピン１１２に押し当てて抑える、
横方向抑え部１５０を備えており、横方向抑え部１５０
は、押す側のフォトマスク側面部に沿い管状部材１５１
を設け、且つ、その管内部材１５１への気体を注入し
て、フォトマスク１６０の側面部を押す力を発生させる
ものである。管内部材１５１の管内部への気体の注入、
管内部からの気体の排気は制御されているものである。
支持枠１１０は、フォトマスク１６０を装着する際、先
ず、各位置決めピンにフォトマスクを押し当て、吸着部
（図示していない）にてフォトマスクの周辺を吸着する
ものである。

【００１３】支持枠１１０同様に、支持枠１１５には、
その下側２箇所に、互いに略水平となるように、それぞ
れ１個、フォトマスクの鉛直方向であるたて方向の位置
を決めるための、たて方向位置決めピン１１６を設けて
おり、フォトマスクの鉛直方向位置であるたて方向位置
を所定位置に保持した状態で、フォトマスクの横方向の
一方の側面部を、これに当て、支持枠に沿いフォトマス
クの横方向位置を決定するための、横方向位置決めピン
１１７を持つものである。そして、支持枠１１５には、
フォトマスク１６５の横方向の横方向位置決めピン１１
６側でない側面部を押し、フォトマスク１６５を横方向
位置決めピン１１６に押し当てて抑える、横方向抑え部
１５５を備えており、横方向抑え部１５５は、押す側の
フォトマスク側面部に沿い管状部材１５６を設け、且
つ、その管内部材１５６への気体を注入して、フォトマ
スク１６５の側面部を押す力を発生させるものである。
支持枠１１５は、支持枠１１０と基本的に同じ構造で、
支持枠１１０と同様にして、吸着部（図示していない）
にてフォトマスクの周辺を吸着するものである。

【００１４】本例の横方向抑え部１５０は、図３のＢ１
にその断面が図示されるもので、管状部材１５１へ通気
孔（真空引き、排気用孔とも言う）１５２から、空気、
窒素等の気体が所定の量だけ注入され、管内部の体積が
増え、これにより、フォトマスク１６０の側面を押す力
を発生させるものである。横方向抑え部１５５も、同様
に機能するものである。

【００１５】支持部１１０、１１５は、それぞれフォト
マスク１６０、１６５の絵柄形成層側とは反対側の面の
周辺全体を、真空引きして吸着する吸着部（図示してい
ない）を、その枠形状に沿い、枠全周にわたり設けてい
る。

【００１６】支持枠部１１０、１１５は、露光時には、
加工用基材１７０の感光性材料１７５にその支持するフ
ォトマスクを密着させる。尚、通常、支持枠部の母材と
してはステンレス材や樹脂材等が用いられる。支持枠保
持制御部１３０、１３５は、それぞれ、支持枠部１１
０、１１５を保持し、フォトマスクの支持枠部への真空
吸着や、支持枠部１１０、支持枠部１１５間や支持枠部
１１０、１１５と加工用基材１７０間の真空引きや真空
解除を制御するものである。尚、支持枠部１１０（１１
５）内側の光源１２０（１２５）からの露光光を透過さ
せる窓（図１（ｂ）の１２０Ａ内側領域）に対応する支
持枠保持制御部１３０（１３５）の領域は窓部ないし露
光光透過性の材質からなる。図２に示すように、支持枠
部１１０、１１５は、それぞれ、支持枠保持制御部１３
０、１３５のレール受け部１８５を介して、レール１８
０上を移動できるようになっており、この移動により感
光性材料１７５を塗膜した加工用基材１７０からの距離
を変えることができる。光源１２１、１２６としては、
Ｘｅランプやメタルハライドランプ、水銀灯等が用いら
れる。

【００１７】加工用基材１７０は、帯状に連続した金属
シートで、その表裏には感光性材料１７５が塗膜されて
おり、張った状態で露光は行われる。製品がシャドウマ
スクの場合には、低炭素鋼や鉄ーニッケル合金（例えば
アンバー材、３６％ニッケル−鉄合金）が用いられ、製
品がリードフレームの場合には、銅材あるいは鉄ーニッ
ケル合金（例えば４２合金、４２％ニッケル−鉄合金）
等が用いられる。そして、感光性材料１７５としては、
通常、カゼイン系、ＰＶＡ系等、各種用いられる。

【００１８】また、フォトマスク１６０、１６５として
は、通常、幅２４インチ×高さ３２インチサイズあるい
はこれ以上のサイズの銀塩乾板に絵柄を形成したものが
用いられ、フォトマスクサイズに合せた支持枠部、光源
が準備される。

【００１９】支持枠部１１０は、真空密着され、図１
（ｂ）に示すように、フォトマスク１６０は感光性材料
１７５に密着されるが、この際、支持枠部１１０とフォ
トマスク１６０と、感光性材料１７５を塗布した加工用
基材１７０とで真空領域１９０が形成される。

【００２０】次に、本例の装置の露光動作の１例を簡単
に説明しておく。先ず、支持枠部１１０、１１５を加工
用基材１７０から離した状態で、それぞれ、各位置決め
ピンに合せ、フォトマスク１６０、１６５を所定の位置
にセットした後、各吸着部にて、これらにフォトマスク
１６０、１６５をその周辺部で真空吸着固定する。この
状態が、図１（ａ）、図２に示す状態に相当する。縦方
向の位置決めはフォトマスク１６０の自重で、横方向の
位置決めは図１、図３に記載の横方向抑え部１５０にて
行なう。次いで、加工用基材１７０を張って、停止させ
ている状態で、支持枠保持制御部１３０、１３５のレー
ル受け部１８５により、レール上を加工用基材１７０側
に、支持枠部１１０、１１５を、それぞれ、支持枠保持
制御部１３０、１３５と一体として移動し、フォトマス
ク１６０、１６５が、それぞれ、感光性材料１７５に接
するようにした状態で、支持枠部１１０、フォトマスク
１６０と支持枠部１１５、フォトマスク１６５間を真空
引きし、フォトマスク１６０、１６５を加工用基材１７
０の感光性材料１７５に密着させる。このフォトマスク
と感光性材料１７５とが密着した状態で、光源部１２
０、１２５により、フォトマスクの裏面側から露光用光
を照射し、加工用基材１７０の両面の感光性材料１７０
を露光し、それぞれフォトマスクに対応した潜像を形成
する。この後、支持枠部１１０、フォトマスク１６０と
支持枠部１１５、フォトマスク１６５間を真空を解除
し、フォトマスク１６０、１６５と加工用基材１７０の
感光性材料１７５との真空密着を解除する。次いで、各
支持枠部を所定の位置まで、加工用基材１７０から離れ
るように、レール１８０上を位置移動させ、加工用基材
を搬送し、同様に、フォトマスクと加工用基材１７０の
感光性材料１７５との密着、露光の動作を繰り返す。

【００２１】露光後、必要に応じ、各支持枠部を所定の
位置まで、加工用基材１７０から離れるように、フォト
マスク交換位置までレール１８０上を位置移動させ、支
持枠部のフォトマスク真空吸着用の真空を解除し、フォ
トマスクを支持枠部からはずす。そして、新たに別のフ
ォトマスクを、同様にして支持枠部に装着し、同様に露
光を行なう。このように、本例の露光装置は動作するこ
とができるが、これは１例で、これに限定はされない。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、上記のように、大サイズのフ
ォトマスクを略鉛直方向に立てて支持枠に装着した状態
で、フォトマスクの絵柄が形成されていない裏面側から
露光して、フォトマスクの絵柄を、加工用基材の表面部
に配設された感光性材料に潜像として露光形成するため
のフォトリソグラフィー用の露光装置であって、支持枠
とフォトマスクとの相対的な位置精度良く決めることが
でき、且つ、ガラス破損が起こらない露光装置の提供を
可能とした。特に、これにより、シャドウマスクの製版
工程作業において、実用レベルで、最近のシャドウマス
クの高精細化、大型化にも精度的に十分対応できるもの
とした。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の露光装置の実施の形態の
１例の概略図で、図１（ｂ）は加工用基材１７０のＡ１
側の支持枠部を感光性材料１７０を塗膜した加工用基材
に真空密着した状態を示した図である。

【図２】図１（ａ）においてＡ２方向からみた概略図

【図３】図１（ｂ）のＡ３−Ａ４における断面図

【図４】従来のアクチュエータを用いた支持枠を説明す
るための図

【符号の説明】

１１０、１１５ 支持枠 １１０Ａ 支持枠の内側位置 １１１、１１６ たて向位置決めピン １１２、１１７ 横方向位置決めピン １２０、１２５ 光源部 １２１、１２６ 光源 １２２、１２７ ミラー １３０、１３５ 支持枠保持制御部 １４０、１４５ パッキン １５０ 横方向抑え部 １５１ 管状部材 １５２ 通気孔（真空引き、排気用
孔とも言う） １６０、１６５ フォトマスク（パターン版
とも言う） １７０ 加工用基材 １７５ 感光性材料 １８０ レール １８５ レール受け部 １９０ 真空領域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大サイズのフォトマスクを略鉛直方向に
   立てて支持枠に装着した状態で、フォトマスクの絵柄が
   形成されていない裏面側から露光して、フォトマスクの
   絵柄を、加工用基材の表面部に配設された感光性材料に
   潜像として露光形成するためのフォトリソグラフィー用
   の露光装置であって、支持枠には、フォトマスクの鉛直
   方向位置であるたて方向位置を所定位置に保持した状態
   で、フォトマスクの横方向の一方の側面部を、これに当
   て、支持枠に沿いフォトマスクの横方向位置を決定する
   ための横方向位置決めピンを持つものであり、支持枠に
   前記フォトマスクの横方向の一方の側面部に対向する側
   の、フォトマスクの横方向の他方の側面部を押し、フォ
   トマスクを横方向位置決めピンに押し当てて抑える、横
   方向抑え部を備えており、前記横方向抑え部は、押す側
   のフォトマスク側面部に沿い管状部材を設け、且つ、そ
   の管内部への気体を注入して、フォトマスクの側面部を
   押す力を発生させるもので、管内部への気体の注入、管
   内部からの気体の排気は制御されているものであること
   を特徴とする露光装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、加工用基材の表裏面
   に配設された感光性材料、それぞれに、支持枠に保持さ
   れたフォトマスクを用いてフォトマスクの裏面側から、
   それぞれ、フォトマスクと加工用基材の表面部に配設さ
   れた感光性材料とを真空密着して、略同時に露光して、
   潜像を形成する、シャドウマスク製造用の製版工程に用
   いられる両面露光装置であることを特徴とする露光装
   置。