JP2006276398A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被露光材の自重による撓みを抑制することで、マスクと被露光材のアライメントを高精度に行うことができる露光装置を提供する
【解決手段】露光位置Ｐに、搬送方向を水平方向としたシート状の被露光材２を送り込み、被露光材の上方及び下方に配置した表マスク８及び裏マスク９を密着させてアライメントを行った後、前記被露光材との両面に前記表及び裏マスクのパターンを露光転写する両面露光装置において、アライメントを行う前に、露光位置より搬送方向の下流側位置の前記被露光材を固定用クランプ５ｂで固定しておくとともに、バックテンションロール６を使用して、露光位置より搬送方向の上流側位置の被露光材に、伸びが発生しない程度の微小の張力を上流側に向けて加える。このように被露光材に微小の張力を加えた状態で、アライメントを行うために表マスク及び裏マスクを被露光材に密着させていく。
【選択図】 図１

Description

本発明は、水平方向に搬送されてきたシート状の被露光材にマスクのパターンを露光転写する水平搬送式の露光装置に係り、特に、マスクと被露光材のアライメントを高精度に行うために被露光材の撓みを抑制する技術に関する。

テレビシャドウマスク、ＩＣリードフレーム等を大量に生産する露光装置として、水平方向に搬送されてきたシート状の被露光材を、露光位置の表マスク及び裏マスクの間に所定量ずつ送出し、表マスク及び裏マスクを被露光材に密着させ、露光位置の各マスクの外側に配置した平行光源から各マスクに向けて露光を照射することで、表マスク及び裏マスクのパターンを被露光材の表裏両面に同時に露光転写する水平搬送式の両面露光装置が知られている（例えば特許文献１。）。

この両面露光装置は、表マスク及び裏マスクのパターンを被露光材の表裏両面に露光転写する前に、被露光材及び表マスク、裏マスクのアライメント（ずれ補正）処理を行っている。このアライメント処理は、露光位置に送り込まれた被露光材に表マスク及び裏マスクを密着させて被露光材及び表マスク、裏マスクの相対的な位置を測定する工程と、被露光材から表マスク及び裏マスクを離間させた後、前記相対的な位置に基づいて表マスク及び裏マスクの位置調整を行う工程とを複数回繰り返すここで、被露光材及び表マスク、裏マスクを整合させていく処理である。
特開平１２−０５６４８１号公報

しかし、従来の装置は、露光位置に送り込まれた被露光材の自重による撓みが大きいので、アライメント処理を高精度に行なうのは難しい。
すなわち、図５に示すように、露光位置に送り込まれた被露光材３０は、搬送方向の上流側に配置したガイドロール３２と、下流側に配置したガイドロール３４とに支持されて自重により大きく撓んだ状態となっている（図５の実線で示す被露光材３０）。

このように被露光材３０が大きく撓んだ状態でアライメント処理を行うと、表マスク３６及び裏マスク３８を密着させるときには、被露光材３０は、上流側及び下流側に移動しながら撓みを解消する（図５の２点鎖線で示す被露光材３０）。このとき、表マスク３６及び裏マスク３６との相対的な位置を測定したときの被露光材３０の位置と、表マスク３６及び裏マスク３８の位置調整のために表マスク３６及び裏マスク３８の密着状態を解除し、再度、大きく撓んだ被露光材３０の位置は、最初に表マスク３６と裏マスク３８との相対的な位置を測定したときの状態を大幅に異なってしまう可能性がある。そのため、相対的な位置に基づいて表マスク及び裏マスクの位置調整を行っても、被露光材及び表マスク、裏マスクを、高精度に整合させることが難しい。

そこで、アライメント処理を行う前に、被露光材３０の長手方向に張力を加えることで撓みを抑制する方法が考えられる。しかし、張力が加えられた被露光材３０は、伸びた状態で表マスク３６及び裏マスク３８のパターンの露光転写が行われることになり、露光後に張力が解除となった被露光材３０は転写パターンが縮んでしまい、表マスク３６及び裏マスク３８のパターンを正確に転写することができないという問題が発生してしまう。したがって、被露光材３０の撓みを抑制する大きな張力を加えることは不可能である。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、被露光材の自重による撓みを抑制することで、マスクと被露光材のアライメントを高精度に行うことができる露光装置を提供することを目的としている。

前記課題を解決するため、本発明の両面露光装置は、露光位置に、搬送方向を水平方向としたシート状の被露光材を送り込み、前記被露光材の上方及び下方に配置した表マスク及び裏マスクを密着させてアライメントを行った後、前記被露光材との両面に前記表及び裏マスクのパターンを露光転写する両面露光装置において、前記アライメントを行う前に、前記露光位置より搬送方向の下流側位置又は上流側位置の前記被露光材を固定しておくとともに、前記露光位置より搬送方向の上流側位置又は下流側位置の前記被露光材に、伸びが発生しない程度の微小の張力を上流側又は下流側に向けて加えた後、前記アライメントを行うために前記表マスク及び裏マスクを前記被露光材に密着させるようにした装置である。

ここで、前記露光位置の近くの上流側及び下流側に、前記被露光材を下側から支持する一対の支持ロールを配置することが好ましい。
また、前記一対の支持ロールに対して搬送方向の外側に、前記被露光材を固定する一対の固定用クランプを配置し、前記アライメントを行う前に、前記一対の固定用クランプのうち下流側又は上流側に位置している固定用クランプで前記被露光材を固定するが好ましい。
さらに、前記一対の支持ロールのうち上流側に配置した支持ロールよりさらに上流側又は下流側に、前記被露光材に微小の張力を上流側に向けて加えるバックテンション手段を設けることが好ましい。

本発明の両面露光装置によると、アライメントを行う前に、露光位置より搬送方向の下流側位置、又は上流側位置の被露光材を固定しておくとともに、露光位置より搬送方向の上流側位置、又は下流側位置の被露光材に、伸びが発生しない程度の微小の張力を上流側又は下流側に向けて加えているので、アライメントを行うために表マスク及び裏マスクを被露光材に密着させていくと、微小の張力が加えられている被露光材は、露光位置で撓んでいる部分が上流側又は下流側に吸収されていき、露光位置の被露光材の撓みが殆ど無くなる。このように、露光位置の被露光材の撓みが殆ど無い状態でアライメントを行うと、ずれ量を測定するときと、表マスク及び裏マスクを移動制御するときの被露光材の位置が変化しない。したがって、被露光材及び表マスク、裏マスクを正確に整合させることができる。

また、露光位置の被露光材の撓んでいた部分は、上流側に引っ張られて吸収されていくので、毎回のアライメント処理を高精度に行うことができる。
さらに、被露光材の撓みを抑制するため、被露光材には伸びが発生しない程度の微小の張力しか作用しないので、製品精度を確保することができる。

以下、本発明に係る露光装置について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る第１実施形態の両面露光装置の概略を示す図である。
符号１は、フープ状に巻かれたシート状のワーク２をタクト送りで巻き出す巻出し装置である。この巻出し装置１の回転軸にはトルクモータ１ａが連結されており、タクト送りに伴うワーク２の巻出しを行なう。また、停止時には、停止状態を維持するトルクを発生する。すなわち、停止状態において外部から巻出し方向に張力を受けると、巻出し装置１に巻出し方向と反対方向（破線の矢印方向）にトルクを発生し、停止状態を維持する。

また、符号３は、両面露光位置Ｐの下流側に配置されて露光後のワーク２を巻き取るための巻取り装置である。そして、巻出し装置２から巻き出されたワーク２は、一対のガイドロール３２，３４に支持されて両面露光位置Ｐを水平方向に移動してから巻取り装置３に巻き取られる。
両面露光位置Ｐ近傍の上流側（巻出し装置１側）及び下流側（巻取り装置３側）では、２個の支持ロール４ａ，４ｂがワーク２の裏面に接触して支持している。

両面露光部Ｐに位置するワーク２は、上流側に配置した固定用クランプ５ａと、下流側に配置した固定用クランプ５ｂとで固定可能とされている。
上流側のガイドロール３２の巻出し装置１側には、ガイドロール３２と巻出し装置１との間で垂れ下がっているワーク２にバックテンションを加えるバックテンションロール６が配置されている。このバックテンションロール６は、ワーク２の最下部位置の上面に接触しているロール６ａと、このロール６ａを下方に押圧しているスプリング６ｂとで構成されている。

そして、前記トルクモータ１ａ及びバックテンションロール６のスプリング６ｂが、ワーク２に微小のバックテンション（ワーク２に伸びが発生しない程度にワーク２を上流側に引っ張る微小の張力）を加える。
下流側のガイドロール３４の巻取り装置３側には、露光後のワーク２をクランプした状態で巻取り装置３側に所定量送り、その後、クランプ状態を解除して元の位置に戻るインデクサー７が設けられている。このインデクサー７の送り量に応じて巻き出し装置１によるワーク２の巻き出しと巻取り装置３によるワーク２の巻取りが行われる。なお、符号２ａは、巻取り装置３側に設けられたワーク送りバッファ部分である。

両面露光位置Ｐのワーク２の表裏面側には、それぞれ所定の転写パターンを有する表マスク８及び裏マスク９が配置されている。
そして、下流側の固定用クランプ５ａ、又は両側の固定用クランプ５ａ，５ｂで露光位置Ｐに送られたワーク２を固定してワーク２のずれ量を小さくした状態で、両面露光位置Ｐでワーク２及び表マスク８，裏マスク９同士のアライメント（ずれ補正）を行なった後、表マスク８及び裏マスク９をワーク２の表裏面に密着させ、各マスク８，９の外側に配置された平行光源１０ａ，１０ｂから表マスク８及び裏マスク９に向けて露光を照射することで、表マスク８及び裏マスク９のパターンがワーク２の表裏面に露光転写される。

この露光転写が行われた後、上述したインデクサー７でワーク２を巻取り装置３側に所定量送り、インデックス終了後、上記同様の工程で新たな露光転写が行われる。
図２は、両面露光位置Ｐに配置した表マスク８及び裏マスク９を示す図である。
表マスク８には、回路パターン等の所定のパターンＰＴ１が形成されている。また、ワーク２の流れ方向に対して直交する方向の両縁部に、一対のマスクアライメントマークＭ１ａ，Ｍ１ｂが形成されているとともに、一対のマスクアライメントマークＭ１ａ，Ｍ１ｂより内側に、一対のワーク・マスクアライメントマークＭ３ａ，Ｍ３ｂが形成されている。

また、裏マスク９にも、回路パターン等の所定のパターンＰＴ２が形成されているとともに、表マスク８のマスクアライメントマークＭ１ａ，Ｍ１ｂに対応する位置に、一対のマスクアライメントマークＭ２ａ，Ｍ２ｂが形成されている。
また、ワーク２の幅方向の縁部には、表マスク８に形成したワーク・マスクアライメントマークＭ３ａ，Ｍ３ｂに対応する円形の基準孔２６ａ，２６ｂが形成されている。これら基準孔２６ａ，２６ｂは、露光パターンのピッチに合わせて等間隔で、ワーク２の幅方向のエッジラインと平行に形成されている。

表マスク８の一対のマスクアライメントマークＭ１ａ，Ｍ１ｂと、裏マスク９の一対のマスクアライメントマークＭ２ａ，Ｍ２ｂは、マスクアライメント用のカメラ等の撮像手段（図示せず）によりそれらの重畳状態の情報が得られ、制御部（図示せず）は、前記情報に基づいて表マスク８及び裏マスク９のずれ量を算出する。また、表マスク８の一対のワーク・マスクアライメントマークＭ３ａ，Ｍ３ｂと、ワーク２の基準孔２６ａ，２６ｂも、ワーク・マスクアライメント用のカメラ等の撮像手段（図示せず）によりそれらの重畳状態の情報が得られ、前記制御部は、前記情報に基づいて表マスク８及びワーク２のずれ量を算出する。制御部は、表マスク８及び裏マスク９のずれ量と、表マスク８及びワーク２のずれ量に基いた駆動信号を算出し、マスク位置調整手段（図示せず）に送出する。そして、マスク位置調整手段は、駆動信号に基づいて表マスク８及び裏マスク９を移動制御し、ワーク２及び表マスク８、裏マスク９を整合させる。

次に、本実施形態において、アライメント処理を行う前に両面露光位置Ｐに位置しているワーク２の撓みを抑制する方法について、図１から図３を参照して説明する。
先ず、両面露光位置Ｐのワーク２は、両面露光位置Ｐ近傍の上流側及び下流側に配置した２個の支持ロール４ａ，４ｂに支持されているので、従来のように一対のガイドロール３２，３４に支持されて大きく撓んでいるワーク（２点鎖線で示したワーク２Ａ）と比較して、撓み量が小さくなる（一点鎖線で示したワーク２Ｂ）。

そして、本実施形態では、インデクサー７によりワーク２のこれから露光を行なう部位が露光部Ｐと対向した状態とした上で一対の固定用クランプ５ａ，５ｂのうち、下流側に配置した固定クランプ５ｂがワーク２を固定する。このとき、バックテンションロール６によりワーク２に微小のバックテンションが加えられた状態となっている。
次に、アライメント処理を行うために、表マスク８及び裏マスク９をワーク２に密着させていく。裏マスク９がワーク２の裏面に接触していくにつれ、ワーク２の固定クランプ５ｂから上流の部分の自重により撓んでいる部分が裏マスク９に持ち上げられる。このとき、下流側が固定クランプ５ｂにより拘束されているため、微小のバックテンションが加えられているワーク２は、下流側の固定クランプ５ｂに固定された位置から上流側に引っ張られ、撓んでいる部分が上流側に吸収されていくので、両面露光位置Ｐのワーク２の撓みが殆ど無くなる（実線で示したワーク２Ｃ）。

このように両面露光位置Ｐのワーク２の撓みが殆ど無い状態でアライメント処理を行うと、表マスク８の一対のワーク・マスクアライメントマークＭ３ａ，Ｍ３ｂと、ワーク２の基準孔２６ａ，２６ｂを使用して表マスク８とワーク２の重畳状態の情報を得たときのワーク２の位置と、表マスク８及び裏マスク９の密着を解除して表マスク８及び裏マスク９を移動制御するときのワーク２の位置が殆ど一致しているので、マスク位置調整手段の駆動によりワーク２及び表マスク８、裏マスク９を正確に整合させることができる。

また、両面露光位置Ｐにおいてワーク２の撓んでいた部分は、上流側に引っ張られて吸収されていくので、毎回のアライメント処理を高精度に行うことができる。
また、ワーク２の撓みを抑制するため、ワーク２には伸びが発生しない程度の微小の張力しか作用しないので、製品精度を確保することができる。
そして、両面露光位置Ｐ近傍の上流側及び下流側に配置した２個の支持ロール４ａ，４ｂと、下流側に配置した固定クランプ５ｂと、巻出し装置１に連結したトルクモータ１ａと、巻出し装置１側に配置したバックテンションロール６とで、両面露光位置Ｐのワーク２の撓みを簡単に抑制することができるので、ワーク２の撓み機構の簡便化を図ることができる。

次に、図４に示すものは、本発明に係る第２実施形態の両面露光装置の概略を示す図である。
本実施形態は、上流側のガイドロール３２側にバックテンションロール１２が配置されている。このバックテンションロール１２は、ワーク２に接触するロール１２ａと、このロール１２ａをワーク２の巻出し方向と反対方向（矢印方向）にテンションを付与するトルクモータ１２ｂとで構成されており、トルクモータ１２ｂは、ワーク２に微小のバックテンションが加わるように、ロール１２ａを巻出し方向と反対方向（矢印方向）に回転させる方向のトルクを発生するモータである。

本実施形態では、下流側に配置した固定クランプ５ｂがワーク２を固定した後、バックテンションロール１２及びトルクモータ１２ａにより、ワーク２に微小のバックテンションを加える。
次に、アライメント処理を行うために、表マスク８及び裏マスク９をワーク２に密着させていく。裏マスク９がワーク２の裏面に接触していくと、バックテンションロール１２により微小のバックテンションが加えられたワーク２は、下流側の固定クランプ５ｂに固定された位置から上流側に引っ張られ、撓んでいる部分が上流側に吸収されていくので、図３で示した実線のワーク２Ｃのように、両面露光位置Ｐのワーク２の撓みが殆ど無くなる。

したがって、第１実施形態と同様に、表マスク８及び裏マスク９を密着して表マスク８とワーク２のの畳状態の情報を得たときのワーク２の位置と、表マスク８及び裏マスク９の密着を解除して表マスク８及び裏マスク９を移動制御するときのワーク２の位置が殆ど一致しているので、マスク位置調整手段の駆動によりワーク２及び表マスク８、裏マスク９を正確に整合させることができる。

また、本実施形態も、両面露光位置Ｐのワーク２の撓んでいる部分が上流側に引っ張られて吸収されていくので、毎回のアライメント処理を高精度に行うことができるとともに、ワーク２には伸びが発生しない程度の微小の張力しか作用しないので、製品精度を確保することができる。
さらに、両面露光位置Ｐ近傍の上流側及び下流側に配置した２個の支持ロール４ａ，４ｂと、下流側に配置した固定クランプ５ｂと、上流側のガイドロール３２側に配置したバックテンションロール１６とで両面露光位置Ｐのワーク２の撓みを簡単に抑制することができるので、ワーク２の撓み機構の簡便化を図ることができる。

本発明に係る第１実施形態の両面露光装置を示す概略構成図である。 本発明に係る両面露光位置に配置されている表マスク及び裏マスクを示す斜視図である。 本発明において両面露光位置の被露光材の撓みが抑制されている状態を示す図である。 本発明に係る第２実施形態の両面露光装置を示す概略構成図である。 従来の両面露光装置において両面露光位置の被露光材が大きく撓んでいる状態を示す図である。

符号の説明

１ 巻出し装置
２ ワーク（被露光材）
３ 巻取り装置
４ａ，４ｂ ガイドロール
５ａ 両面露光位置に対して上流側に配置した固定用クランプ
５ｂ 両面露光位置に対して下流側に配置した固定用クランプ
６，１２ バックテンションロール（バックテンション手段）
８ 表マスク
９ 裏マスク
Ｐ 両面露光位置（露光位置）

Claims (4)

1. 露光位置に、搬送方向を水平方向としたシート状の被露光材を送り込み、前記被露光材の上方及び下方に配置した表マスク及び裏マスクを密着させてアライメントを行った後、前記被露光材との両面に前記表及び裏マスクのパターンを露光転写する両面露光装置において、
   前記アライメントを行う前に、前記露光位置より搬送方向の下流側位置又は上流側位置の前記被露光材を固定しておくとともに、前記露光位置より搬送方向の上流側位置又は下流側位置の前記被露光材に、伸びが発生しない程度の微小の張力を上流側又は下流側に向けて加えた後、前記アライメントを行うために前記表マスク及び裏マスクを前記被露光材に密着させることを特徴とする両面露光装置。
2. 前記露光位置の近くの上流側及び下流側に、前記被露光材を下側から支持する一対の支持ロールを配置したことを特徴とする請求項１記載の両面露光装置。
3. 前記一対の支持ロールに対して搬送方向の外側に、前記被露光材を固定する一対の固定用クランプを配置し、前記アライメントを行う前に、前記一対の固定用クランプのうち下流側又は上流側に位置している固定用クランプで前記被露光材を固定することを特徴とする請求項２記載の両面露光装置。
4. 前記一対の支持ロールのうち上流側に配置した支持ロールよりさらに上流側又は下流側に、前記被露光材に微小の張力を上流側に向けて加えるバックテンション手段を設けたことを特徴とする請求項２または３記載の両面露光装置。

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