JP2005274670A - 帯状ワークの露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 凹凸が生じワークステージに吸着されにくいワークに対してリークを防ぎながらワークステージ上に吸着保持し、ワークの吸着を確実に検出できるようにすること。
【解決手段】 ワークステージ１０をワークＷの露光される領域が載置される第１のステージ１０ａと、帯状ワークＷの搬送方向上流側と下流側に設けられ、露光される領域外の部分が載置される第２のステージ１０ｂから構成する。第１，２のステージ１０ａ，１０ｂにそれぞれ設けられた第１の孔群１３ａと第２の孔群１３ｂに、それぞれ別個の真空供給系１６ａ，１６ｂを接続し、真空供給系１６ａにワークの吸着を検出する真空センサ１４を設ける。そして、第２の孔群１３ｂでワークＷの露光される領域外の部分を吸引し、ワークＷが露光される領域の周辺部におけるしわの発生を防ぎ、リークが発生させることなくワークＷの露光される領域を吸着する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、長尺のフイルム回路基板（帯状ワーク）上に、マスクを介して光を照射し、マスクに形成された回路などのマスクパターンを転写する、帯状ワークの露光装置に関し、特に、帯状ワークの露光装置における、ワークを吸着保持するワークステージに関するものである。

液晶等のディスプレイパネル、携帯電話、デジタルカメラ、ＩＣカード等では、厚さ２５μｍ〜１２５μｍ程度のポリエステルやポリイミド等の樹脂フイルム上に集積回路を実装したフイルム回路基板が用いられている。
フィルム回路基板は、その製造工程においては、例えば幅２５０ｍｍ、厚さ１００μｍ、長さ数百ｍの帯状のワークであり、通常リールに巻かれている。
また、フイルム回路基板は、上記の樹脂フイルム上に、導電体（例えば銅箔）を貼り付けられている。フイルム回路基板の製造は、レジストを塗布する工程、所望の回路パターンを転写する露光工程、レジストの現像工程、不要の導電体を除去するエッチング工程等を、例えば４回から５回、繰り返すことにより行なわれる。
各工程においては、フイルム回路基板がリールから巻き出され、処理加工され、再びリールに巻き取られる。以下フイルム回路基板のことを帯状ワークと呼ぶ。
図５に帯状ワークの露光装置の一例を示す。
帯状ワークＷ（以下、単にワークＷともいう）は、ワークＷを保護するスペーサと重ね合せて巻き出しロール１にロール状に巻かれている。巻き出しロール１から引き出す時、スペーサはスペーサ巻き取りロール１ａに巻き取られる。
巻き出しロール１から出た帯状ワークＷは、たるみ部Ａ１、中間ガイドロールＲ２を経てエンコーダロールＲ３と押さえロールＲ３’により狭持される。エンコーダロールＲ３は、ワーク搬送時、後述する搬送ロールにおいてスリップが生じていないか確認するためのロールである。

巻き出しロール１から引き出された帯状ワークＷは、露光部３を経て、搬送ロールＲ４と押さえロールＲ４’によって狭持される。帯状ワークＷは、搬送ロールＲ４が回転することにより設定された所定量搬送され、露光部３のワークステージ１０上に送られる。
露光部３上には、ランプ４ａと集光鏡４ｂから構成される光照射部４と、マスクパターンを有するマスクＭと、投影レンズ５が設けられている。また、ワークステージ１０はワークステージ駆動機構６上に取り付けられており、上下、左右方向に駆動可能であるとともに、ワークステージ面に垂直な軸を中心として回転可能である。
露光部３で、帯状ワークＷは、露光される領域の裏面側が、ワークステージ１０の表面に真空吸着等の保持手段により保持される。これは、投影レンズ５により投影されるマスクパターンの結像位置に、ワークＷの露光する領域を固定し、露光中にワークＷが光軸方向または搬送方向に移動することを防ぐためである。
その後、ワークステージ駆動機構６を駆動して、回路等のマスクパターンを形成したマスクＭとワークＷの露光領域とを位置合せする。位置合わせ終了後、光照射部４から放射される露光光がマスクＭ、投影レンズ５を介してワークＷに照射され、マスクパターンがワークＷに転写される。
露光が終わると、帯状ワークＷは搬送ロールＲ４と押さえロールＲ４’によって狭持され、次の露光領域がワークステージ１０上に来るように搬送され、露光される。
このようにして帯状ワークＷは順次露光され、ガイドロールＲ５、たるみ部Ａ２を経て巻き取りロール２に巻き取られる。その際、スペーサ巻き出しロール２ａからスペーサが送り出され、露光済の帯状ワークＷは、スペーサとともに巻き取りロール２に巻き取られる。

ところで、上記帯状ワークＷには、ＴＡＢテープのように、ポリイミド等の樹脂フィルムに銅箔といった金属箔が貼りつけられているものがある。銅箔の貼りつけは、熱や圧力をかけて行なわれるので、銅箔と有機化合物フイルムとの熱膨張係数の違い等により、幅方向にそりが生じることがある。
また、前工程において、帯状ワークＷを、ワーク周辺部に設けられているパーフォレーションホールの、ピッチに応じた突起を有するスプロケットローラによって搬送すると、パーフォレーションホール付近のフイルムが延びや変形を生じることがある。
このような帯状ワークにおいて、上記したように露光工程、現像工程、エッチング工程が繰り返されると、そりやしわが大きくなり、図６に示すように、帯状ワークＷのパーフォレーションホールＰＨ付近のフイルムに凹凸ができ、例えばワカメのように全体にしわが生じた状態になる場合がある。

前記したように、露光に際し、帯状ワークＷは平面のワークステージ１０上に真空吸着等の保持手段により保持される。ワークステージ１０上に帯状ワークＷが保持されたことは、ワークステージ１０に供給される真空の圧力より検出する。
図７に、従来のワークステージ１０の概略構成を示し、同図により上記保持手段について説明する。なお、同図は帯状ワークの幅方向（帯状ワーク搬送方向に直交する方向）から見た断面図である。
図７に示すように、ワークステージ１０の内部には真空供給室１１が設けられており、真空供給室１１には、電磁弁１５を介して、真空ポンプ１２からの真空供給系が接続されている。
ワークステージ１０の表面には多数の真空吸着孔１３が設けられており、真空吸着孔１３には、真空供給室１１を介して真空が供給され、ワークＷがワークステージ１０の表面に吸着保持される。

真空供給系には真空の圧力を検出する真空センサ１４が設けられており、ワークＷの吸着を検出する。即ち、ワークステージ１０表面にワークＷが吸着されない時は、真空供給室１１に真空を供給しても、真空吸着孔１３から大気が引き込まれるので、真空供給系はほとんど減圧されず、圧力は大気圧に近いままである。
しかし、ワークステージ１０表面にワークＷが吸着されると、真空吸着孔１３からの大気の引き込みがなくなり真空供給系が減圧される。したがって圧力が下がる。
真空センサ１４は上記真空供給系の圧力を検出し、この圧力が設定された閾値圧力よりも低い場合はＯＮ信号を、高い場合はＯＦＦ信号を、露光装置の制御部３０に送る。制御部３０は、ＯＮ信号が入力されると、ワークステージ１０表面にワークＷが吸着されたと認識し、露光装置は露光のための次の動作、例えばマスクＭとワークＷの位置合せ動作や実際の露光動作に移る。
マスクＭのパターンが解像度良くワークＷの表面に結像するように、ワークステージ１０の表面位置はあらかじめ前記ワークステージ駆動機構６により、所定位置に設定されている。

しかし、帯状ワークＷに、図６のような、しわやそりによる凹凸が生じていると、ワークＷがワークステージ１０に吸着される時、ワークＷの吸着される領域（露光される領域）の周辺部において、ワークＷとワークステージ１０との間に隙間ができ、その隙間から図７に示すように真空がリークする。
リークが生じると真空供給系は減圧されず、真空センサ１４はＯＮ信号を出力しない。したがって、ワークステージ１０表面にワークＷが存在するにもかかわらず、制御部３０はワークＷの吸着を認識できず、吸着エラーとなり、装置は露光のための次の動作に移ることができない。
真空センサ１４によりワークＷの吸着を検出するためには、ワークＷの吸着される領域（露光される領域）の周辺部からのリークを防げばよい。

帯状ワークＷの幅方向両側（パーフォレーションホールが形成されるエッジの部分）からのリークを防ぐ方法として、例えば、ワークの周辺部をワークステージに機械的に押しつける方法が提案されている（特許文献１参照）。パーフォレーションホールが形成されるエッジの部分は、露光される領域外であるので、機械的に押しつけても問題はない。
また、特許文献２には、そりやしわを生じさせることなく、ワークをワークステージに真空吸着させるため、ワークステージ上の露光領域内に設けられた真空吸着孔を、複数の孔群に区分けし、各孔群をそれぞれ異なる連通室に接続し、各連通室を順次真空引きする方法が提案されている。
特開平３−２８２４７３号公報 特許第２８０４１５１号公報

しかし、前記図６に示したようにそりやしわが大きくなり、帯状ワークＷのエッジ部分全体に凹凸ができた状態であると、上記特許文献１に記載されるように、ワークＷのエッジ部分をワークステージ１０に押しつけても、エッジ部分のしわが、帯状ワークの長手方向に出てきてしまい、前記図７に示したように、しわが生じたままステージに吸引されてリークが生じる。
また、図８の搬送方向からの断面図に示すように、前記特許文献１に記載されるワークおさえ部２１により、ワークＷのエッジ部分をワークステージ１０に押しつけても、しわになっている以外の部分は、ワークステージ１０に張り付くものの、しわの部分はワークステージ１０に対して浮いたままとなり、この部分からリークが生じる。
この長手方向に生じたしわは、ワークステージに供給する真空の量を大きくしても、なくならず、リークを止めることはできなかった。
また、帯状ワークＷの長手方向については、パターンが形成される領域であり、機械的に押しつけると、形成されたパターンに傷がついたりゴミが付着したりするなど、不具合の原因になる場合がある。したがって、機械的にワークを押さえつける手段を取ることができない。

一方、前記特許文献２に記載されるように、ワークステージ上の露光領域内に設けられた真空吸着孔を、複数の孔群に区分けし、各孔群を順次真空引きする方法を用いることも考えられるが、前記図６に示したような凹凸ができた帯状ワークに対しては、効果を期待できない。
すなわち、ワークステージの露光領域内に設けられた孔群を順次真空引きすると、露光領域の中心部分は、ワークステージに吸着されるものの、露光領域の周辺部分には、前記図７に示したようにしわが残り、しわの部分はワークステージに対して浮いたままとなって、この部分からリークが生じる。
このため、前記真空センサ１４は、ＯＮ信号を出力せず、前記したように、装置は露光のための次の動作に移ることができない。
本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、全体に凹凸が生じワークステージに吸着されにくい帯状ワークに対して、パターンが形成される領域を機械的に押さえつけることなく、リークを防ぎながらワークステージ上に吸着保持できるようにし、帯状ワークがワークステージに吸着されたことを確実に検出できるようにすることである。

上記課題を本発明においては、次のように解決する。
ワークステージに、ワークの露光される領域を真空吸着するための多数の第１の孔群に加えて、少なくともワーク搬送方向の上流側と下流側に、上記露光される領域以外の領域を吸引する第２の孔群を設ける。
また、上記第１の孔群と第２の孔群に、それぞれ別個の真空供給系を接続し、少なくとも第１の孔群に供給される真空供給系に上記ワークの吸着を検出するセンサを設ける。
そして、ワークステージにワークが搬送された時、上記第２の孔群でワークの露光される領域外の部分を吸引し、ワークが露光される領域の周辺部におけるしわの発生を防ぐ。これにより、リークが発生することなくワークの露光される領域を吸着することができる。

本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）ワークの露光される領域に対してワーク搬送方向上流側と下流側の露光される領域以外の領域を、ワークの露光される領域を吸着する第１の孔群とは別個の真空供給系に接続された第２の孔群により吸引するので、ワークの露光される領域の周辺ではワークはしわが減って平面になり、ワークの露光される領域とワークステージの間に隙間ができなくなる。
したがって、ワークの露光される領域を吸着する第１の孔群におけるリークを防ぐことができる。
このため、そりやしわが大きくなったワークであっても、上記第１の孔群に接続された真空供給系に設けた真空センサにより、ワークが吸着されたことを確実に検出することができ、露光のための次の動作に移ることが可能となる。
なお、上記第２の孔群が設けられた露光される領域以外の領域では、リークを生じるが、ワークの露光される領域を吸着する第１の孔群とは別個の真空供給系が接続されているので、第１の孔群に接続された真空供給系は、そのリークの影響で圧力が上がるということはなく、ワークの吸着を正しく認識することができる。
（２）ワークのパターンが形成される領域を機械的に押さえつけないので、パターンに傷をつけたりごみを付着させたりすることがない。

図１、図２に本発明の実施例のワークステージの構成を示す。図１は帯状ワークの幅方向（帯状ワークの搬送方向に直交する方向）から見たワークステージの断面図、図２は、ワークステージを上方から見た図である（同図では後述する帯状ワークのエッジ部分をおさえるワークおさえ機構は省略されている）。
なお、本実施例の帯状ワークの露光装置の全体構成は、前記図５に示したものと同じであり、前記したように、巻き出しロール１から引き出された帯状ワークＷは、露光部３に設けられた上記図１、図２に示すワークステージ１０上に送られ、真空吸着により保持される。そして、位置合わせ終了後、マスクパターンが帯状ワークＷのされる領域に転写される。帯状ワークＷは、順次、上記ワークステージ１０に搬送されて露光され、露光後、巻き取りロール２に巻き取られる。

図１、図２に示すように、本実施例のワークステージ１０は、露光時、帯状ワークＷの露光される領域が載置される第１のステージ（露光ステージ）１０ａと、帯状ワークＷの搬送方向上流側と下流側に設けられ、露光される領域外の部分が載置される第２のステージ（補助ステージ）１０ｂから構成される。
なお、第１のステージ１０ａと第２のステージ１０ｂは、同一平面の一体のステージから構成することができ、第１のステージ１０ａと第２のステージ１０ｂは真空供給系を異にするだけで、上方から見た外観は同じである。また、第１のステージ１０ａには帯状ワークＷの露光される領域が載置されるので、第１のステージ１０ａの大きさは前記図７に示したワークステージとほぼ同じであり、本実施例のワークステージ１０は、上記第２のステージ１０ｂの分だけ、従来のワークステージより帯状ワークＷの搬送方向に長い。

第１のステージ（露光ステージ）１０ａの断面構造は、図１に示すように、従来のワークステージと同様の構造である。
内部には真空供給室１１ａが、また、表面には多数の真空吸着孔（第１の孔群）１３ａが設けられており、真空供給室１１ａには真空ポンプ１２ａからの第１の真空供給系１６ａが接続されている。第１の真空供給系１６ａにはワークＷの吸着を検出する真空センサ１４と第１のステージ１０ａに真空を供給する第１の電磁弁１５ａが取りつけられている。真空センサ１４は、前記したように上記真空供給系の圧力を検出し、この圧力が設定された閾値圧力よりも低い場合はＯＮ信号を、高い場合はＯＦＦ信号を、露光装置の制御部３０に送る。制御部３０は、ＯＮ信号が入力されると、ワークステージ１０表面にワークＷが吸着されたと認識し、露光装置は露光のための次の動作、例えばマスクＭとワークＷの位置合せ動作や実際の露光動作に移る。
第１のステージ１０ａの帯状ワーク搬送方向の上流側、下流側には、第２のステージ（補助ステージ）１０ｂが設けられている。
第２のステージ１０ｂの断面構造も、第１のステージ１０ａの断面構造と同様であり、内部には真空供給室１１ｂが、表面には多数の真空吸着孔（第２の孔群）１３ｂが設けられており、真空供給室１１ｂには真空ポンプ１２ｂからの第２の真空供給系１６ｂが接続される。第２の真空供給系１６ｂには第２の電磁弁１５ｂが取りつけられているが真空センサを設ける必要はない。

ここで、第１のステージ１０ａに真空を供給する第１の真空供給系１６ａと、第２のステージ１０ｂに真空を供給する第２真空供給系１６ｂとは、独立した別個の系統であり、第１の真空供給系１６ａは第１の真空ポンプ１２ａに接続され、第２の真空供給系１６ｂは第２の真空ポンプ１２ｂに接続されている。
したがって、第２の真空供給系１６ｂの圧力変動が変動しても、そのことによって第１の真空供給系１６ａの圧力が変化することはない。
上記の「独立した別個の系統」とは、一方の真空供給系の圧力変動が、他方の圧力に影響を与えないという意味である。同図では真空ポンプを２台用いて完全に別の系統にしているが、例えば、工場のような大容量の、圧力変動のない真空供給ラインであれば、同じ真空供給ラインに接続しても問題ない。

上記ワークステージ１０の帯状ワーク幅方向両側（図１の紙面前後方向）には、帯状ワークＷの幅方向両側からのリークを防ぐため、前記した帯状ワークのエッジ部分をおさえるワークおさえ機構２０が設けられている。
図３に上記ワークおさえ機構の構成例を示す。
ワークおさえ機構２０は、同図に示すように、ワークステージ１０の両側に取り付けられたフレーム２５上に設けられ、帯状ワークＷのエッジ部分をおさえるワークおさえ部２１と、このワークおさえ部２１を駆動するワークおさえ部駆動部２２から構成される。
ワークおさえ部駆動部２２は、上記ワークおさえ部２１に連結されたＬ字部材２３と、このＬ字部材２３を駆動するエアシリンダ２４を備える。
ワークおさえ部２１は上記ワークおさえ部駆動部２２により駆動され、同図に示すように帯状ワークＷの露光される領域が露光位置まで搬送されてくると、帯状ワークＷのパーフォレーションホールＰＨが設けられたエッジ部分を上からおさえ付け、ワークステージ１０に押し付ける。なお、ワークＷには、ワークＷの位置合わせのためのワークマークＷＡＭが設けられており、このワークマークＷＡＭを逃げるため、ワークおさえ部２１には切り欠き部２１ａが設けられている。
図４は、上記ワークおさえ機構２０の動作を説明する図である。同図（ａ）に示すように、ワークＷのエッジ部分をおさえていない状態では、エアシリンダ２４のシャフト２４ａは後退しており、ワークおさえ部２１は、ワークステージ１０から離間している。
エアシリンダ２４が駆動され、シャフト２４ａが前進すると、同図（ｂ）に示すように、シャフト２４ａによりＬ字部材２３がシャフト２４ａにより押されて、軸２３ａを中心に回転し、ワークおさえ部２１が、帯状ワークＷのエッジ部分をワークステージ１０に押さえつける。

次に、帯状ワークが、第１のステージ１０ａと第２のステージ１０ｂに吸着される際の動作について、前記図１〜図３により説明する。
(1) 帯状ワークＷがワークステージ１０上に搬送され、その回に露光を行なう領域がワークステージ１０の第１のステージ１０ａ上に置かれる。ワークの幅方向のエッジ部分が、図３に示したワーク押え機構２０によって、ワークステージ１０に押さえつけられる。
(2) 図１に示す第１の電磁弁１５ａと第２の電磁弁１５ｂが動作し、第１のステージ１０ａと第２のステージ１０ｂに真空が供給される。
(3) ワークＷの露光される領域（の裏面側）が第１のステージ１０ａに吸着される。また、露光領域に対しワーク長手方向の搬送方向上流側と下流側の領域も、第２のステージ１０ｂによって、図１の点線に示す状態から同図の矢印に示すように第２のステージ１０ｂ側に引き寄せられる。

(4）第２のステージ１０ｂにおいて、帯状ワークＷは、リークがある状態で吸引される。このときの状態は、前記図８に示したのと同様の状態である。すなわち、図３に示したワークおさえ部２１により、ワークＷのエッジ部分をワークステージ１０に押しつけても、しわの部分はワークステージ１０に対して浮いたままとなり、この部分からリークが生じている。
しかし、第２のステージ１０ｂの外側では、しわは多少残るものの、内側、即ち露光される領域の方向に近づくに従い、第２のステージ１０ｂの表面に沿って矯正されて、概ね平面になる。
(5) これにより、第１のステージ１０ａで吸着される露光される領域の、従来しわが発生しリークが生じていた周辺部分において、ワークＷが平面となり、ワークＷと第１のステージ１０ａの間に隙間ができず、ワークＷは第１のステージ１０ａにリークなく吸着される。
(6) このため、第１の真空供給系１６ａはリークなく減圧されて圧力が下がり、真空センサ１４がＯＮ信号を制御部３０に出力する。
制御部３０は真空センサ１４からの信号に基づき、第１のステージ１０ａにワークＷの露光される領域が吸着され、投影レンズ５（前記図５参照）の結像位置において平面に保持したことを認識し、装置は露光のための次の動作、例えばマスクとワークの位置合せ動作や露光動作に移ることができる。

ここで、第２のステージ１０ｂにおいては、ワークＷに生じている凹凸によりリークが生じ、第２の真空供給系１６ｂは圧力が下がらなかったり、空気の流れ込みにより変動したりする。
しかし、前記したように、第１の真空供給系１６ａと第２の真空供給系１６ｂは独立した別個の系統であるので、第１の真空供給系１６ａはその影響を受けることなく減圧され、真空センサ１４は、ワークＷの露光される領域が、第１ワークステージ１０ａへ吸着されたことを正しく検出することができる。
なお、第１の電磁弁１５ａと第２の電磁弁１５ｂの動作のタイミングをずらしてもよい。即ち、まず第１の電磁弁１５ａを動作させ、ワークＷを第１のステージ１０ａに吸着させ、次に第２の電磁弁１５ｂを動作させ、第２のステージ１０ｂによりワークＷを吸引する。
このように電磁弁１５ａ，１５ｂを動作させると、凹凸の激しいワークであっても、ワークが露光領域からその周辺部に向かって吸着される。したがって、露光される領域にしわが残るのを防ぐことができ、その結果、真空センサにより保持を検出することができた。
なお、図１、図２においては、第１のステージ１０ａと第２のステージ１０ｂを一体構造としたが、ワークステージと補助吸引ステージを別体としても良い。

本発明の実施例のワークステージの構成を示す図（断面図）である。 図１に示すワークステージを上方から見た図である。 ワークおさえ機構の構成例を示す図である。 ワークおさえ機構の動作を説明する図である。 帯状ワークの露光装置の一例を示す図である。 しわやそりによる凹凸が生じている帯状ワークの一例を示す図である。 従来のワークステージの構成（断面図）を示す図である。 従来のワークステージにおいてワークおさえ機構によりワークのエッジ部分を押さえつけた状態を示す図である。

符号の説明

１０ ワークステージ
１０ａ 第１のステージ（露光ステージ）
１０ｂ 第２のステージ（補助ステージ）
１１ａ，１１ｂ 真空供給室
１２ａ，１２ｂ 真空ポンプ
１３ａ 第１の孔群
１３ｂ 第２の孔群
１４ 真空センサ
１５ａ，１５ｂ 電磁弁
１６ａ 第１の真空供給系
１６ｂ 第２の真空供給系
２０ ワークおさえ機構
２１ ワークおさえ部
２２ ワークおさえ部駆動部
２３ Ｌ字部材
２４ エアシリンダ
３０ 制御部

Claims (1)

1. 帯状ワークを間歇的に搬送し、
   上記搬送したワークを、ステージに真空吸着して露光する帯状ワークの露光装置において、
   上記ステージには、上記ワークの露光される領域を真空吸着するための多数の第１の孔群に加えて、少なくともワーク搬送方向の上流側と下流側に、上記露光される領域以外の領域を吸引する第２の孔群が設けられ、
   上記第１の孔群と第２の孔群には、それぞれ別個の真空供給系が接続され、
   少なくとも第１の孔群に供給される真空供給系には、上記ワークの吸着を検出するセンサが設けられている、
   ことを特徴とする帯状ワークの露光装置。

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