JP2003233196A - 露光方法および露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴミが発生しにくい基板搬送手段を利用して
不良品基板の発生を抑え、また、露光処理時間全体を短
縮する。 【解決手段】 露光装置は、搬送手段６を備える。搬送
手段６は、露光処理前の基板１を受け入れる入口端部７
と、露光処理後の基板１を放出する出口端部８とを備え
る。搬送手段６はさらに、入口端部７および出口端部８
間を走行可能な光透過性の一対のフィルム状ベルト５を
備える。一対のフィルム状ベルト５は、入口端部７から
露光処理位置２を通って出口端部８に至る経路では、互
いに実質的に平行であり且つ間に基板１を受け入れ可能
な間隔を有している。基板１は、一対のフィルム状ベル
ト５間に入れられたまま、露光処理位置２に搬入され、
露光処理後、露光処理位置２から搬出される。露光処理
位置２には、フォトマスク３および光源４が配置されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フォトマスクに描
かれたパターンを、感光材層を片面または両面に備えた
基板に転写する露光方法および露光装置に関する。

【０００２】本発明は特に、基板の搬送に特徴を有する
露光方法および露光装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】基板を露光処理するに際し、基板はロー
ラコンベアまたはベルトコンベアのような運搬手段によ
って露光装置へと送られてくる。それから基板は、真空
吸着装置やフォークリフターのような移動手段によって
運搬手段から持ち上げられ、露光処理位置にある平坦な
支持台またはフォトマスク上に移される。露光処理終了
後、基板は再び移動手段によって支持台またはフォトマ
スク上から持ち上げられ、ローラコンベアまたはベルト
コンベアのような運搬手段上へと移される。運搬手段は
露光処理済みの基板を次工程へと搬出する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、露光装置
における基板の従来の取り扱いにおいては、露光処理前
の基板を運搬手段から持ち上げて支持台またはフォトマ
スク上へと移す動作、および、露光処理後の基板を支持
台またはフォトマスクから持ち上げて運搬手段上へと移
す動作を伴っていた。そのために利用される、上述した
真空吸引装置やフォークリフターは、互いに接触して相
対運動する機械要素から構成されて複雑に動く機構であ
り、ゴミを発生させる原因となる。露光装置におけるゴ
ミの発生は、不良製品の発生につながる。また、運搬手
段から支持台またはフォトマスクへと基板を移動させる
動作は、基板を乗せた運搬手段の一旦停止を伴うため、
露光処理時間全体の短縮を阻害する要因にもなってい
た。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで本願発明の発明者
は、ゴミが発生しにくい基板搬送手段を利用して不良品
の発生を抑え、しかも露光処理時間全体の短縮を図るこ
とを目指した。

【０００６】発明者が考えたのは、基板を露光処理する
前後にわたり、基板を光透過性の一対のフィルム状ベル
ト間に入れたまま搬送するということである。従来の露
光方法においては、基板とフォトマスクとの間に空気以
外の物質を積極的に介在させることは極力避けられてき
た。基板へのパターンの転写の精度を低下させるおそれ
があったからである。例外的に、フォトマスク上に描か
れたパターンを保護するため、および基板上に形成され
た感光材層を保護するために、それぞれの上に設けられ
る薄い透明なフィルムが介在物質として使用されていた
に過ぎない。

【０００７】それにもかかわらず、発明者が露光処理工
程中の基板を光透過性の一対のフィルム状ベルトの間に
入れたままにしておくことを考えるに至った背景には、
露光に使用される照射光の近年における性質の改善、特
に平行度の向上がある。照射光の平行度が向上したこと
により、フォトマスクと基板との間に、フォトマスクの
屈折率に近い屈折率を有する透明な物質を介在させて
も、フォトマスク上のパターンを基板上に精度良く忠実
に転写することが可能になったのである。

【０００８】前述した課題を解決するため、本発明によ
れば、フォトマスクに描かれたパターンを、感光材層を
表面に備えた基板に転写する露光方法であって、光透過
性の一対のフィルム状ベルト間に前記基板を入れた状態
で該一対のフィルム状ベルトを走行させることにより、
前記基板を露光処理位置に搬入し、その時点で前記一対
のフィルム状ベルトの走行を停止する段階と、前記基板
に対して前記フォトマスクを通して光を照射することに
より、前記パターンを前記基板に転写する段階と、前記
一対のフィルム状ベルトを再び走行させることにより、
前記基板を前記露光処理位置から搬出する段階と、を含
む露光方法が提供される。

【０００９】前記一対のフィルム状ベルトのそれぞれ
は、前記基板の搬入側に設けられたフィルムロールから
引き出され、前記基板の搬出側に設けられたローラ上に
巻き取られるようにすることができる。

【００１０】あるいはまた、前記一対のフィルム状ベル
トのそれぞれは、無端ベルトとすることもできる。前記
基板が前記感光材層を両面に備えている場合、前記露光
処理位置には、前記基板の両面にそれぞれ対向するよう
前記フォトマスクを二枚配置し、前記基板の両面に対し
て前記二枚のフォトマスクを通して光を照射することに
より、前記基板の両面に前記二枚のフォトマスクのそれ
ぞれのパターンを同時に転写することができる。

【００１１】あるいはまた、前記基板が前記感光材層を
両面に備えている場合、前記露光処理位置を直列に二つ
設けて第１の露光処理位置および第２の露光処理位置と
し、前記一対のフィルム状ベルトは、前記第１および第
２の露光処理位置を通って延びるようにし、前記フォト
マスクを二枚設け、一方のフォトマスクは前記第１の露
光処理位置にて前記基板の一方の面に対向するように配
置し、他方のフォトマスクは前記第２の露光処理位置に
て前記基板の他方の面に対向するように配置し、前記一
対のフィルム状ベルト間に入れられた前記基板は、前記
第１の露光処理位置に搬入されて前記一方の面にパター
ンを転写された後、前記一対のフィルム状ベルト間に入
れられたまま前記第２の露光処理位置へと送られ、該第
２の露光処理位置にて前記他方の面にパターンを転写さ
れた後、該第２の露光処理位置から搬出されるようにし
てもよい。

【００１２】本発明によれば、露光処理位置にて、フォ
トマスクに描かれたパターンを、感光材層を表面に有す
る基板に転写する露光方法であって、前記基板を、光透
過性の一対のフィルム状ベルトに入れた状態のまま、前
記露光処理位置へ搬入し、露光し、前記露光処理位置か
ら搬出することを特徴とする、露光方法も提供される。

【００１３】本発明によれば、さらに、表面に感光材層
を備えた基板を露光処理位置に搬入し、露光処理後の該
基板を前記露光処理位置から搬出するための搬送手段
と、前記露光処理位置に配置され、表面にパターンを形
成されているフォトマスクと、前記露光処理位置にて前
記フォトマスクを通して光を前記基板に照射するための
光源と、を備える露光装置において、前記搬送手段が、
露光処理前の前記基板を受け入れる入口端部と、露光処
理後の前記基板を放出する出口端部と、前記入口端部お
よび出口端部間を走行可能な光透過性の一対のフィルム
状ベルトにして、前記入口端部から前記露光処理位置を
通って前記出口端部に至る経路では、互いに実質的に平
行であり且つ間に前記基板を受け入れ可能な間隔を有し
ている、一対のフィルム状ベルトと、を備えている、露
光装置も提供される。

【００１４】前記一対のフィルム状ベルトのそれぞれ
は、前記入口端部側に設けられたフィルムロールから引
き出され、前記出口端部側に設けられたロール上に巻き
取られるようにすることができる。

【００１５】あるいはまた、前記一対のフィルム状ベル
トのそれぞれを、無端ベルトとすることもできる。前記
露光処理位置には、前記基板の両面にそれぞれ対向する
よう前記フォトマスクを二枚配置し、前記光源を、それ
ぞれのフォトマスクの背後に設けるようにしてもよい。

【００１６】あるいはまた、前記露光処理位置が、直列
に配置された第１の露光処理位置および第２の露光処理
位置からなるものとし、前記一対のフィルム状ベルト
は、前記第１および第２の露光処理位置を通って延びる
ようにし、前記フォトマスクを二枚設け、一方のフォト
マスクは前記第１の露光処理位置にて前記基板の一方の
面に対向するように配置し、他方のフォトマスクは前記
第２の露光処理位置にて前記基板の他方の面に対向する
ように配置し、前記光源を、それぞれのフォトマスクの
背後に配置するようにしてもよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明による露光装置の
一実施例の概略を示す側面図である。この実施例の露光
装置は、両面に感光材層を備えた基板１を、両面同時に
露光するようになされており、プリント回路基板の内層
板や、両面からエッチングされるメタル基板などの製造
に適している。

【００１８】露光装置の露光処理位置２には、上下一対
のフォトマスク３が配置されている。各フォトマスク３
の表面には電気回路等のパターンが形成されている。そ
れぞれのフォトマスク３の背後には、フォトマスク３を
通して基板１に光を照射するための光源４が設けられて
いる。露光処理位置２およびその前後には、光透過性の
一対のフィルム状ベルト５を有する搬送手段６が延びて
いる。搬送手段６は、露光処理前の基板１を露光処理位
置２に搬入し且つ露光処理後の基板１を露光処理位置２
から搬出する。

【００１９】搬送手段６は、露光処理前の基板１を受け
入れるための入口端部７を搬入側に備え、露光処理後の
基板１を放出するための出口端部８を搬出側に備える。
入口端部７から露光処理位置２を通って出口端部８に至
る経路では、一対のフィルム状ベルト５は互いに実質的
に平行に延びており、その間隔は、間に基板１を受け入
れることができる程度とされている。搬送手段６の入口
端部７では、一対のフィルム状ベルト５が前方（図１で
右方）に向かって拡がっており、基板１を受け入れやす
くなっている。一方、搬送手段６の出口端部８では、一
対のフィルム状ベルト５が後方（図１で左方）に向かっ
て拡がっており、基板１を放出可能となされている。

【００２０】一対のフィルム状ベルト５のそれぞれは、
入口端部７側に設けられたフィルムロール９から露光処
理位置２を経て、出口端部８側に設けられた巻き取りロ
ーラ１０に至っている。各フィルム状ベルト５は、一対
のピンチローラ１１，１２によってフィルムロール９か
ら引き出され、ガイドローラ１３，１４，１５を経て巻
き取りローラ１０上に巻き取られる。フィルムロール９
の軸には、フィルム状ベルト５の巻きだし張力を調整す
るためのブレーキ装置（図示せず）が設けられる。フィ
ルム状ベルト５は、ピンチローラ１１，１２およびブレ
ーキ装置の作動を制御することにより、所望の張力およ
び所望の速度で走行し、また、停止することができる。
あるいはまた、ガイドローラ１３に対向する位置にもう
一つのローラを設け、これら一対のローラをピンチロー
ラとして機能させることにより、上述したブレーキ装置
の代わりとすることもできる。

【００２１】基板１を露光するに先立ち、上下一対のの
フォトマスク３どうしの位置合わせをしておく。図１お
よび図２を併せて参照されたい。周囲を枠１６に支持さ
れた上下のフォトマスク３のそれぞれの四隅には、位置
合わせマーク１７および１８が設けられている（図２で
は重ねて表示されている）。この位置合わせマーク１
７，１８をＣＣＤカメラ１９で同時に読み取り、相互間
のずれ量のデータに基づいて上下のフォトマスク３のい
ずれか一方をＸＹθ方向に移動させることにより、双方
のフォトマスク３間の位置合わせを行う。

【００２２】基板１を露光するには、まずローラコンベ
ア２０により矢印２１で示す方向に送られてきた基板１
を、搬送手段６の入口端部７にて、同方向に走行する一
対のフィルム状ベルト５間に受け入れる。ピンチローラ
１１，１２およびブレーキ装置によって所望の張力を与
えられた一対のフィルム状ベルト５は、基板１を間に入
れて運搬することができる。走行する一対のフィルム状
ベルト５間に入れられたまま該ベルトとともに移動する
基板１は、露光処理位置２に搬入され、その時点でフィ
ルム状ベルト５の走行は停止される。

【００２３】露光が行われるとき、基板とフォトマスク
とは、互いに近接した状態でもよく、また、互いに接触
した状態でもよいことが知られている。本発明において
も、基板１を間に入れている一対のフィルム状ベルト５
とフォトマスク３とは、露光時に互いに近接した状態で
も、互いに接触した状態でもよい。図３には、上下のフ
ォトマスク３を支持するそれぞれの枠１６どうしを互い
に近づけ、基板１を間に入れている一対のフィルム状ベ
ルト５に接触させた状態が示されている。光透過性のフ
ィルム状ベルト５は、フォトマスク３の屈折率と同じか
又はそれに近い屈折率をもった物質で作られることが望
ましい。そうすることにより、フォトマスク３と基板１
との間にフィルム状ベルト５が介在しても、転写精度を
低下させることなく、フォトマスク３に描かれたパター
ンを基板１上に忠実に転写することができる。

【００２４】上下の光源４からフォトマスク３およびフ
ィルム状ベルト５を通して光２２（紫外線を含む）を基
板１の両面に同時に照射することにより、それぞれのフ
ォトマスク３に描かれたパターンを基板１の両面に転写
する。

【００２５】図１ないし図３の実施例においては、フォ
トマスク３の枠１６の内側面、すなわち一対の枠１６の
相互対向面には、弾性体からなる中空の密封シール２３
が環状に設けられている。図３に示すように、上下のフ
ォトマスク３を互いに近づけて密封シール２３を互いに
接触させると、密封シール２３とフォトマスク３とで囲
まれた空間２４が形成される。この空間２４内を負圧に
することにより密封シール２３の圧縮を生じせしめ、そ
れによって基板１とフィルム状ベルト５、および、フィ
ルム状ベルト５とフォトマスク３とを相互に密着させる
ようにしてもよい。

【００２６】なお、上下のフォトマスク３を互いに近接
させるとき、双方のフォトマスク３を移動させてもよ
く、また、一方のフォトマスクは固定しておき、他方の
フォトマスクのみを移動させるようにしてもよい。

【００２７】フィルム状ベルト５に密着したフォトマス
ク３を露光処理後に引き離す方法にはいくつかある。一
つは、一方のフォトマスク３の枠１６から他方のフォト
マスク３の枠１６に向けて押し棒（図示せず）を突き出
し、双方のフォトマスク３間の間隔を拡げる方法であ
る。第２の方法は、中空の密封シール２３内と、該密封
シール２３とフォトマスク３とで囲まれた空間２４内と
を陽圧にして、一対のフォトマスク３を互いに離反させ
る方法である。第３の方法は、フォトマスク３とフィル
ム状ベルト５との間に空気を吹き付け（エアブロー）す
る方法である。第４の方法は、フォトマスク３を基板１
に対して平行でなく、斜めに角度をつけた姿勢にしてフ
ィルム状ベルト５から引き離す方法である。これらの方
法は、単独でも、あるいは組み合わせても使用すること
ができる。

【００２８】露光処理終了後、フォトマスク３が基板１
から遠ざけられると、ピンチローラ１１，１２が再び駆
動され、フィルム状ベルト５間に入れられたままの基板
１は露光処理位置２から搬出され、搬送手段６の出口端
部８へ向かう。基板１は出口端部８から、搬出側のロー
ラコンベア２５上へと放出される。基板１は、ローラコ
ンベア２５によって、矢印２６の方向へと運ばれる。

【００２９】図４には、本発明による露光装置の別の実
施例が概略的に示されている。光源は図示省略されてい
る。この実施例が図１ないし図３の実施例と異なる点
は、光透過性の一対のフィルム状ベルト５のそれぞれ
が、ループ状をなす無端ベルトとされていることであ
る。フィルム状ベルト５は繰り返し使用されるため、経
路のリターン側にベルト用のクリーナー２７を設けるこ
とが望ましい。

【００３０】図５には、本発明による露光装置のさらに
別の実施例が概略的に示されている。この実施例では、
直列に配置された第１の露光処理位置２ａおよび第２の
露光処理位置２ｂにてそれぞれ基板１の別々の面を露光
する点で前述した実施例とは異なる。搬送手段６の一対
のフィルム状ベルト５は、第１および第２の露光処理位
置２ａおよび２ｂを通って延びており、中間には追加の
ガイドローラ２８が設けられる。基板１の下面のみを露
光する第１の露光処理位置２ａにおいては、フォトマス
ク３ａが基板１の下面に対向するよう配置され、光源４
ａが該フォトマスク３ａの背後に配置されている。一
方、基板１の上面のみを露光する第２の露光処理位置２
ｂにおいては、フォトマスク３ｂが基板１の上面に対向
するように配置され、光源４ｂが該フォトマスク３ｂの
背後に配置されている。両面に感光材層を備える基板１
は、第１の露光処理位置２ａで下面を、第２の露光処理
位置２ｂで上面をそれぞれ露光される。

【００３１】なお、本発明に使用されるフィルム状ベル
トは、非結晶性で透明度の高いプラスチックフィルムで
作られることが好ましい。また、フォトマスクの材質
は、ガラス、プラスチックのどちらでもよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、露光処理される基板
は、清浄な一対のフィルム状ベルト間に入れたまま搬送
されるので、ゴミに起因する製品不良が起こりにくい。

【００３３】また、一対のフィルム状ベルトは、従来の
真空吸着装置やフォークリフターに比べて簡素な構造で
あるため製造費用が低く、故障も少ないのでメンテナン
スも楽で、しかも信頼性が高い。

【００３４】さらに、露光処理位置に対する基板の搬入
および搬出の際に基板を一旦停止する必要がないので、
露光処理時間全体を短縮させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による露光装置の一実施例を概略で示
す側面図。

【図２】 図１の実施例において上下のフォトマスクを
互いに位置合わせする様子を示す平面図。

【図３】 図１の実施例における露光時のフォトマスク
と基板との関係を示す拡大側面図。

【図４】 本発明による露光装置の別の実施例を概略で
示す側面図。

【図５】 本発明による露光装置のさらに別の実施例を
概略で示す側面図。

【符号の説明】

１ 基板、２，２ａ，２ｂ 露光処理位置、３，３ａ，
３ｂ フォトマスク、４，４ａ，４ｂ 光源、５ フィ
ルム状ベルト、６ 搬送手段、７ 入口端部、８出口端
部、９ フィルムロール、１０ 巻き取りローラ、１１
ピンチローラ、１２ ピンチローラ、１３，１４，１
５ ガイドローラ、１６ 枠、１７、１８ 位置合わせ
マーク、１９ ＣＣＤカメラ、２０ ローラコンベア、
２１ 基板搬送方向、２２ 光、２３ 密封シール、２
４ 空間、２５ ローラコンベア、２６ 基板搬送方
向、２７ ベルト用クリーナー、２８ ガイドローラ。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フォトマスクに描かれたパターンを、感
   光材層を表面に備えた基板に転写する露光方法であっ
   て、 光透過性の一対のフィルム状ベルト間に前記基板を入れ
   た状態で該一対のフィルム状ベルトを走行させることに
   より、前記基板を露光処理位置に搬入し、その時点で前
   記一対のフィルム状ベルトの走行を停止する段階と、 前記基板に対して前記フォトマスクを通して光を照射す
   ることにより、前記パターンを前記基板に転写する段階
   と、 前記一対のフィルム状ベルトを再び走行させることによ
   り、前記基板を前記露光処理位置から搬出する段階と、
   を含む露光方法。
2. 【請求項２】 前記一対のフィルム状ベルトのそれぞれ
   が、前記基板の搬入側に設けられたフィルムロールから
   引き出され、前記基板の搬出側に設けられたローラ上に
   巻き取られるようになされる、請求項１に記載の露光方
   法。
3. 【請求項３】 前記一対のフィルム状ベルトのそれぞれ
   が、無端ベルトである、請求項１に記載の露光方法。
4. 【請求項４】 前記基板が前記感光材層を両面に備えて
   おり、前記露光処理位置には、前記基板の両面にそれぞ
   れ対向するよう前記フォトマスクが二枚配置されてお
   り、前記基板の両面に対して前記二枚のフォトマスクを
   通して光を照射することにより、前記基板の両面に前記
   二枚のフォトマスクのそれぞれのパターンを同時に転写
   する、請求項１ないし３のいずれかに記載の露光方法。
5. 【請求項５】 前記露光処理位置を直列に二つ設けて第
   １の露光処理位置および第２の露光処理位置とし、前記
   一対のフィルム状ベルトは、前記第１および第２の露光
   処理位置を通って延びており、前記基板は前記感光材層
   を両面に備えており、前記フォトマスクは二枚設けら
   れ、一方のフォトマスクは前記第１の露光処理位置にて
   前記基板の一方の面に対向するように配置され、他方の
   フォトマスクは前記第２の露光処理位置にて前記基板の
   他方の面に対向するように配置されており、前記一対の
   フィルム状ベルト間に入れられた前記基板は、前記第１
   の露光処理位置に搬入されて前記一方の面にパターンを
   転写された後、前記一対のフィルム状ベルト間に入れら
   れたまま前記第２の露光処理位置へと送られ、該第２の
   露光処理位置にて前記他方の面にパターンを転写された
   後、該第２の露光処理位置から搬出される、請求項１な
   いし３のいずれかに記載の露光方法。
6. 【請求項６】 露光処理位置にて、フォトマスクに描か
   れたパターンを、感光材層を表面に有する基板に転写す
   る露光方法であって、前記基板を、光透過性の一対のフ
   ィルム状ベルトに入れた状態のまま、前記露光処理位置
   へ搬入し、露光し、前記露光処理位置から搬出すること
   を特徴とする、露光方法。
7. 【請求項７】 表面に感光材層を備えた基板を露光処理
   位置に搬入し、露光処理後の該基板を前記露光処理位置
   から搬出するための搬送手段と、 前記露光処理位置に配置され、表面にパターンを形成さ
   れているフォトマスクと、 前記露光処理位置にて前記フォトマスクを通して光を前
   記基板に照射するための光源と、 を備える露光装置において、 前記搬送手段が、露光処理前の前記基板を受け入れる入
   口端部と、露光処理後の前記基板を放出する出口端部
   と、前記入口端部および出口端部間を走行可能な光透過
   性の一対のフィルム状ベルトにして、前記入口端部から
   前記露光処理位置を通って前記出口端部に至る経路で
   は、互いに実質的に平行であり且つ間に前記基板を受け
   入れ可能な間隔を有している、一対のフィルム状ベルト
   と、 を備えている、露光装置。
8. 【請求項８】 前記一対のフィルム状ベルトのそれぞれ
   が、前記入口端部側に設けられたフィルムロールから引
   き出され、前記出口端部側に設けられたロール上に巻き
   取られるようになされている、請求項７に記載の露光装
   置。
9. 【請求項９】 前記一対のフィルム状ベルトのそれぞれ
   が、無端ベルトである、請求項７に記載の露光装置。
10. 【請求項１０】 前記露光処理位置には、前記基板の両
    面にそれぞれ対向するよう前記フォトマスクが二枚配置
    されており、前記光源が、それぞれのフォトマスクの背
    後に設けられている、請求項７ないし９のいずれかに記
    載の露光装置。
11. 【請求項１１】 前記露光処理位置が、直列に配置され
    た第１の露光処理位置および第２の露光処理位置からな
    り、前記一対のフィルム状ベルトは、前記第１および第
    ２の露光処理位置を通って延びており、前記フォトマス
    クは二枚設けられ、一方のフォトマスクは前記第１の露
    光処理位置にて前記基板の一方の面に対向するように配
    置され、他方のフォトマスクは前記第２の露光処理位置
    にて前記基板の他方の面に対向するように配置されてお
    り、前記光源は、それぞれのフォトマスクの背後に配置
    されている、請求項７ないし９のいずれかに記載の露光
    装置。