JP2006301170A - 露光装置およびその方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基板の垂れが発生せず基板にしわがよらず、高い品質と生産性のよい帯状基板を製造する。
【解決手段】 露光装置１は、帯状基板９をその長手方向に沿って間欠的に送りながら、該帯状基板を所定長さ領域ごとに露光する。感光材が付着された露光面を有するフレキシブルな帯状基板９は、送り駆動装置２３、２５によって、繰り出し用ロール７を有する繰り出し部と、巻き取り用ロール１５を有する巻き取り部との間を移動する。前記繰り出し部と前記巻き取り部との間には、垂直経路部が形成されている。前記垂直経路部には露光部が設けられている。露光部は、フォトマスク４１、４３を有する。フォトマスクに描かれたパターンは、光学系装置４５の光源４７の光５１によって帯状基板の露光面に転写される。前記繰り出し部と前記巻き取り部のうち一方が前記露光部の上方部に、他方が下方部に設けられている。
【選択図】図１

Description

この発明は、帯状基板の少なくとも片面にフォトマスクを通して光を照射することにより、前記フォトマスクに描かれた例えばパターンなどを前記帯状基板に転写する露光装置およびその方法に関する。

従来、フレキブルな帯状基板（ＤＦ＋ＣＣＬ）を露光する方法としては、帯状基板を所定長さにカットし、そのカットした基板を１枚ずつ露光する枚葉露光方法（特許文献１参照）と、帯状基板が円筒状に巻かれている繰り出し用ロールと、この帯状基板を円筒状に巻き取る巻き取りロールとの間で、帯状基板をその長手方向に沿って間欠的に送りながら、この帯状基板を所定長さの領域ごとに露光するロールツウロール露光方法が知られている。この二つの露光方法を比較すると、基板をカットするなどの作業工数を少なくできること、作業者のハンドリングに起因する不良を減少させることができること、さらには後工程でのオーバーエッチングを減少させることができること、など品質の点、生産性の点でロールツウロール露光方法の方が有利であり、今後この露光方法が普及していくと考えられる。ロールツウロール露光方法に対応した露光装置は、帯状基板を水平状態で露光する水平型露光装置と、帯状基板を垂直状態で露光する垂直型露光装置が考えられる。
特開２００２−１４８８１０号公報

しかし上述した従来の垂直型露光装置は、構成上、露光部が大きくなるため、露光部の横に設置される繰り出し部および巻き取り部を含めた装置全体が水平型露光装置に比べ大型になってしまうことと、露光部に対して帯状基板を垂直に通す構造のため、帯状基板のセットがしにくいことなどが問題であった。一方上述した水平型露光装置は、構造上帯状基板が自重によって下方に撓んでしまう傾向がある。この撓みが、露光を行う上で大きな問題を生じさせていた。帯状基板を長手方向に間欠的に送る時、および、フォトマスクを帯状基板に対して位置合わせする時、あるいはフォトマスク同士を位置合わせする時、帯状基板とフォトマスクとが接触しないように両者間には隙間が形成される。しかしながら、位置合わせ時には、帯状基板とフォトマスク、あるいはフォトマスク同士双方に形成された位置合わせマークを同時に一台のＣＣＤカメラで読みとる必要があるため、上記の隙間は、ＣＣＤカメラの焦点深度以内の狭い距離にする必要がある。そのため、露光部では、帯状基板に長手方向の大きな張力を加え、自重による帯状基板の撓みが小さくなるようにしていたが、その長手方向の大きな張力によって帯状基板は長手方向に伸び、張力がない状態に比べ寸法変化が生じる。その状態で位置合わせを行うため、帯状基板とフォトマスクとを精度良く位置合わせして均一な品質の製品を提供することが難しかった。

水平型露光装置のもう一つの問題は、ゴミの付着である。水平状態の帯状基板にはゴミが付着しやすい。帯状基板の露光面にゴミが付着したまま露光を行うと、露光不良を起こしやすかった。また、帯状基板の下方に配置されたフォトマスクや光源の反射鏡の上には、帯状基板から落下したゴミが溜まりやすい。このような蓄積されたゴミは、多くの露光不良製品を生じさせる大きな原因となっていた。

そこで本発明が解決しようとする課題は、帯状基板の姿勢変化と、帯状基板、フォトマスクや反射鏡などへのゴミの付着を無くし、高性能でコンパクトな露光装置とそれを用いた露光方法を提供することにある。

上記発明が解決しようとする課題を達成するためにこの発明の露光装置は、帯状基板をその長手方向に沿って間欠的に送りながら、該帯状基板を所定長さ領域ごとに露光するための露光装置において、
感光材が付着された露光面を少なくとも片面に有する帯状基板が円筒状に巻かれた繰り出し用ロールを有する繰り出し部と、
前記帯状基板を円筒状に巻き取るための巻き取り用ロールを有する巻き取り部にして、前記繰り出し部から所定の距離をおいて設けられた巻き取り部と、
前記繰り出し部と前記巻き取り部との間に形成された、前記帯状基板が垂直状態になるところの垂直経路部と、
前記帯状基板を前記繰り出し部から前記巻き取り部まで間欠的に送るための送り駆動装置と、
前記垂直経路部に設けられた露光部にして、前記露光面に近接、または接触可能な少なくとも１つのフォトマスクを有する露光部と、
前記フォトマスクに描かれたパターンを前記帯状基板の前記露光面に転写するための光学系装置と、を備え、
前記繰り出し部と前記巻き取り部のうち一方が前記露光部の上方部に、他方が下方部に設けられていることを特徴とするものである。

この発明の露光装置は、前記露光装置において、前記露光部の上方部に設けられた前記繰り出し部または前記巻き取り部が上下方向に移動可能であることが好ましい。

この発明の露光装置は、前記露光装置において、前記繰り出し部と前記露光部との間に、前記帯状基板に付着した付着物を除去する付着物除去手段が交換可能に設けられていることが好ましい。

この発明の露光方法は、帯状基板をその長手方向に沿って間欠的に送りながら、該帯状基板を所定長さ領域ごとに露光する露光方法であって、
感光材が付着された露光面を少なくとも片面に有する帯状基板が円筒状に巻かれた繰り出し用ロールを有する繰り出し部と、
前記帯状基板を円筒状に巻き取るための巻き取り用ロールを有する巻き取り部にして、前記繰り出し部から所定の距離をおいて設けられた巻き取り部と、
前記繰り出し部と前記巻き取り部との間に設けられた、前記帯状基板が垂直状態になる垂直経路部と、
前記垂直経路部に設けられた露光部にして、前記露光面に近接、または接触可能な少なくとも１つのフォトマスクを有する露光部と、
前記フォトマスクに描かれたパターンを前記露光面に転写するための光学系装置と、を備え、
前記帯状基板を前記繰り出し部から前記巻き取り部まで間欠的に送り、前記帯状基板が停止した状態で、前記露光部において、前記露光面を前記フォトマスクに近接、または接触させると共に前記光学系装置からの光を前記フォトマスクを通して前記露光面に照射することで前記フォトマスクに描かれたパターンなどを前記露光面に転写することを特徴とするものである。

この発明の露光方法は、前記露光方法において、前記繰り出し部と前記巻き取り部のうち一方が前記露光部の上方部に、他方が下方部に設けられていることが好ましい。

以上のごとき課題を解決するための手段の説明から理解されるように、この発明の露光装置およびこの方法によれば、帯状基板は、垂直状態になるところの垂直経路において露光されるので、自重による帯状基板の撓みは生じない。したがって、撓みを小さくするために帯状基板に大きな張力を加えるという必要がないので、帯状基板の伸びによる寸法変化に伴う問題は生じない。

また、垂直経路において垂直状態になった帯状基板は、わずかな張力で十分な平面性を維持できるので、フォトマスクに対する良好な平行性を得ることができ、その結果、両者間の位置合わせの精度が向上する。

さらに、垂直状態の帯状基板は、水平状態の帯状基板に比べてゴミが付着しにくい。さらに構造上フォトマスクおよび光源の反射鏡も垂直状態に設けることができるので、帯状基板、フォトマスクおよび光源の反射鏡に付着または蓄積するゴミに起因する露光不良を、大きく低減させることができる。

さらに、繰り出し部および巻き取り部を露光部の上方または下方に配置することで、コンパクトな装置構成にすることができる。

結局、本発明によれば、帯状基板の露光に関して、コンパクトな装置で従来よりもはるかに高い品質と生産性とを得ることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１および図２を参照するに、露光装置１は、左右方向へ延伸されたベース３と、このベース３上に設けられた筐体５とを備えている。この筐体５内における前記ベース３上の図１において右端部には、繰り出し用ロール７が設けられている。この繰り出し用ロール７にはフレキシブルな帯状基板９が円筒１１状に巻かれている。

一方、前記筐体５内における図１において左側の上方にはベース１３が図示省略の駆動装置により実線の位置から２点鎖線の位置まで上下動可能に設けられている。前記ベース１３上には巻き取り用ロール１５が設けられている。この巻き取り用ロール１５には露光処理されたフレキシブルな帯状基板９が円筒１７状に巻きとられるようになっている。

前記ベース１３上の右端部には支持部材１９が立設されており、この支持部材１９の上部にはガイドローラ２１が設けられている。このガイドローラ２１の右側には一対の送り駆動ローラ２３、２５からなる送り駆動装置２７が設けられている。この送り駆動装置２７の一対の送り駆動ローラ２３、２５を回転させることにより、前記繰り出し用ロール７上に巻かれた帯状基板９を所定長さ分ずつ間欠的に引き出す。

繰り出し用ロール７から引き出された帯状基板９は、ガイドローラ２９、３１、３３、３５および付着物除去手段としての例えば一対のクリーンローラ３７を経て垂直経路に入り、垂直状態になる。帯状基板９が垂直状態になっている区域が露光部となる。垂直状態で露光部を通過した帯状基板９は、前記送り駆動装置２７の一対の送り駆動ローラ２３、２５、ガイドローラ２１を経て、巻き取り用ロール１５上に円筒１７状に巻きとられる。なおり前記ガイドローラ２９とガイドローラ３１との間には前記帯状基板９の接合作業などを行う際に使用される作業台３９が設けられている。

前記帯状基板９の少なくとも片面は、感光材が付着された露光面になっている。前記露光部には露光面に対応した位置にフォトマスクユニットＵ１、又はＵ２が配置されている。図示した実施形態では、両面に露光面が形成されている。したがって、露光部には、垂直状態の帯状基板９を挟んで両側にフォトマスクユニットＵ１およびＵ２が配置されている。フォトマスクユニットＵ１およびＵ２にはそれぞれ、帯状基板９の露光面に対向するようにフォトマスク４１、４３が設けられている。

このフォトマスク４１、４３には、例えば電気回路のようなパターンが描かれており、フォトマスク４１、４３の奥側図２において上方には光学系装置４５の一部を構成する光源４７が配置されている。この光源４７の前方図２において右側には実線の位置から２点鎖線の位置までシャッター４９が上下動可能に設けられている。フォトマスク４１、４３の帯状基板９の反対側には前記光源４７からの光５１を帯状基板９の方へ導入する反射鏡５３、５５が配置されている。前記光源４７からの光５１が、反射鏡５３、５５を介し、フォトマスク４１、４３を通って帯状基板９の露光面に照射されることにより、パターンが帯状基板９上に転写される。光５１は平行光であることが望ましく、また反射鏡５３、５５を含む露光部は前記筐体５によって覆うことが望ましい。

フォトマスクユニットＵ１、Ｕ２の少なくとも１つには、他方に対して近接および離反させるための機構（図示せず）が取り付けられている。フォトマスクユニットＵ１，Ｕ２は、フォトマスク４１，４３を保持するためのフォトマスク用フレーム６５，６７、フォトマスク用フレーム６５，６７をその面内でＸ、Ｙ、θ方向に移動させる移動機構６１、６３を備えたフレーム状のベープレート５７、５９から構成されている。なお、フォトマスク用フレーム６５，６７はフォトマスク４１，４３を密着固定できる機構（図示せず）を有している。フォトマスク用フレーム６５、６７の少なくとも一方の、帯状基板９に対向した面の外周部には、環状の封止部材６９、７１が設けられている。露光の際にフォトマスクユニットＵ１、Ｕ２を互いに近接せしめた時、帯状基板９を含むフォトマスク用フレーム６５、６７、封止部材６９、７１およびフォトマスク４１、４３からなる密閉空間が形成され、その密閉空間内を減圧することで帯状基板９とフォトマスク４１、４３とを互いに、密着させることができる。

フォトマスクユニットＵ１、Ｕ２の少なくとも一方には、フォトマスク４１、４３同士、または各フォトマスク４１、４３と帯状基板９とを位置合わせする際に使用されるＣＣＤカメラ７３が備えられている。本実施例ではフォトマスクユニットＵ１のみに設けられている。このＣＣＤカメラ７３は、ベースプレート５７に取り付けられた移動機構７５、７７によって、フォトマスク４１の面と平行な面内をＸ、Ｙ方向に移動可能である。

図３を参照しながら、露光装置１を用いた露光方法について説明する。図３は、露光部において垂直経路内で垂直状態になっている帯状基板９とフォトマスク４１、４３との相対位置を示す概略図であり、図１における矢印IIIの方向から見た図である。

帯状基板９は、２点鎖線で示した所定長さの領域７９ごとに露光される。したがって、送り駆動ローラ２３、２５は、この領域７９の長さを含む長さＰをピッチとして帯状基板９を間欠的に送る。帯状基板９が送られている間、図１に示すように、フォトマスクユニットＵ１、Ｕ２は後退位置にあり、フォトマスク４１、４３と帯状基板９との間には所定の隙間が形成されている。

帯状基板９の送りが所定の位置で停止されると、フォトマスクユニットＵ１、Ｕ２の少なくとも一方が他方に対して接近せしめられる。その結果、フォトマスク４１、４３は、対向する帯状基板９の領域７９に対して接近して、位置合わせの態勢に入る。フォトマスク４１、４３のそれぞれの対向した位置に、位置合わせ用マーク８１、８１’が少なくとも一つ設けられている。位置合わせ用マーク８１、８１’は、帯状基板９から外れた位置にある。位置合わせ用マーク８１、８１’の位置をＣＣＤカメラ７３によって読み取り、読み取ったデータに基づいて、フォトマスク４１、４３の少なくとも一方をＸ、Ｙ、θ方向に移動させ、フォトマスク４１と４３との位置合わせを行う。

帯状基板９には、その上に位置合わせ用マーク８３を有するものと、有しないものとがある。帯状基板９が位置合わせ用マーク８３を有する場合には、フォトマスク４１、４３の帯状基板９の位置合わせ用マーク８３に対向した位置に設けられた位置合わせ用マーク８１（図示せず）と帯状基板９の位置合わせ用マーク８３の位置をＣＣＤカメラ７３で同時に読み取り、読み取ったデータに基づいてフォトマスク４１、４３と帯状基板９との位置合わせを行えばよい。

帯状基板９がその上に位置合わせ用マーク８３を有しない場合には、帯状基板９の側縁と、それに対向する位置に設けられたフォトマスク４１、４３の位置合わせ用マーク（図示せず）との位置をＣＣＤカメラ７３で読み取り、双方の相対関係に基づいて帯状基板９とフォトマスク４１、４３との位置合わせを行えばよい。この場合、帯状基板９の側縁が位置合わせ用マーク８３にとって代わっている。

フォトマスク４１、４３相互間およびフォトマスク４１、４３と帯状基板９との間の位置合わせが終了したならば、フォトマスクユニットＵ１、Ｕ２をさらに接近させ、帯状基板９を含むフォトマスクフレーム６５、６７、封止部材６９、７１およびフォトマスク４１、４３からなる密閉空間を形成する。この密閉空間を減圧装置（図示せず）によって減圧することにより、フォトマスク４１、４３と帯状基板９とを互いに密着させることができる。

次いで、光源４７からの光５１を反射鏡５３、５５を介して、フォトマスク４１、４３を通して帯状基板９の領域７９上に照射する。それによって、フォトマスク４１、４３に描かれたパターンが帯状基板９の領域７９上に転写される。

なお、光５１を片面ずつ照射するようにしてもよいし、光源４７を二つ用いて、シャッターを無くし、光５１を、帯状基板９の両面に対して同時に照射するようにしてもよい。

１回の露光が終了したら、密閉空間の減圧状態を解除し、フォトマスクユニットＵ１、Ｕ２を離反させ、図１に示すように、フォトマスク４１、４３と帯状基板９との間に所定の隙間を形成する。以降、帯状基板９を長さＰだけ間欠的に送って露光する動作を繰り返す。

上記の構成によって、帯状基板９のカテナリーによる垂れ、しわが無い垂直状態で露光が行えるため、従来よりもはるかに高精度な露光を行うことができ、高い品質の帯状基板９を製造することができる。

前記繰り出し用ロール７が前記露光部の例えば下方部に設けられていると共に前記巻き取り用ロール１５が前記露光部の上、下方部の上方部に設けられていることで、前記送り出し作業性がよく、生産性が向上することができる。また、前記繰り出し用ロール７が前記露光部の例えば上方部に設けられていると共に前記巻き取り用ロール１５が前記露光部の上、下方部の下方部に設けられていることでも対応可能である。

前記巻き取り用ロール１５が図１に示したごとく実線の位置から２点鎖線の位置まで上下方向へ往復移動可能に設けられているから、段取り替え時に、送り駆動ローラ２３、２５の回転を逆転させて、巻き取られている帯状基板９の一部を巻き戻した状態で下方へ移動させると、段取り替え時の作業性を向上させることができる。さらに、繰り出し用ロール７、巻き取り用ロール１５が垂直経路部に設けられた露光部の上、下方部に設けられているので、コンパクトな装置となり、省スペ−ス化を図ることができる。繰り出し用ロール７を露光部の上方に設けて、上下方向へ往復移動可能に設けられているようにしても、同様の作用と効果を有する。

例えば前記露光部の下方にクリーンローラ３７を備えた付着物除去手段が交換可能に設けられているから、帯状基板９に付着したゴミなどの付着物を容易に除去することができると共にクリーンローラ３７が汚れてきたら付着物除去手段を交換して新しいものに容易に交換することができる。

前記フォトマスク用フレーム６５、６７の後部（図１において右部）に各フォトマスク４１、４３と帯状基板９との位置調整を行う位置調整用撮像手段としてのＣＣＤカメラ７３が前後方向の両側に設けられていると共に各ＣＣＤカメラ７３が上下方向へ移動可能に設けられているから、４点でアライメントの調整ができ、正確なアライメントの調整を行うことができる。

前記巻き取り用ロール１５と前記露光部との間に送り駆動装置２７の送り駆動ローラ２３、２５が設けられているから、巻き取り用ロール１５が下方へ移動する際に、送り駆動ローラ２３、２５の回転を逆転させることで、巻き取り用ロール１５に巻かれた帯状基板９が容易に巻き戻され、段取り替え時の線出し作業を容易に行うことができる。

この発明の両面整合露光装置の正面図である。 図１における平面図である。 露光部において垂直状態になっている帯状基板とフォトマスクとの相対位置を示す概略図であって、図１における矢印IIIの方向から見た図である。

符号の説明

１ 露光装置
３ ベース
５ 筐体
７ 繰り出し用ロール
９ 帯状基板
１１ 円筒
１３ ベース
１５ 巻き取り用ロール
１７ 円筒
１９ 支持部材
２１ ガイドローラ
２３、２５ 送り駆動ローラ
２７ 送り駆動装置
２９、３１、３３，３５ ガイドローラ
３７ クリーンローラ
３９ 作業台
４１、４３ フォトマスク
４５ 光学系装置
４７ 光源
４９ シャッター
５１ 光
５３、５５ 反射鏡
５７、５９ ベースプレート
６１、６３ 移動機構
６５、６７ フォトマスク用フレーム
６９、７１ 封止部材
７３ ＣＣＤカメラ
７５、７７ 移動機構
７９ 領域
８１、８１’ 位置合わせマーク
８３ 位置合わせマーク
Ｕ１、Ｕ２ フォトマスクユニット

Claims (5)

1. 帯状基板をその長手方向に沿って間欠的に送りながら、該帯状基板を所定長さ領域ごとに露光するための露光装置において、
   感光材が付着された露光面を少なくとも片面に有する帯状基板が円筒状に巻かれた繰り出し用ロールを有する繰り出し部と、
   前記帯状基板を円筒状に巻き取るための巻き取り用ロールを有する巻き取り部にして、前記繰り出し部から所定の距離をおいて設けられた巻き取り部と、
   前記繰り出し部と前記巻き取り部との間に形成された、前記帯状基板が垂直状態になるところの垂直経路部と、
   前記帯状基板を前記繰り出し部から前記巻き取り部まで間欠的に送るための送り駆動装置と、
   前記垂直経路部に設けられた露光部にして、前記露光面に近接、または接触可能な少なくとも１つのフォトマスクを有する露光部と、
   前記フォトマスクに描かれたパターンを前記帯状基板の前記露光面に転写するための光学系装置と、を備え、
   前記繰り出し部と前記巻き取り部のうち一方が前記露光部の上方部に、他方が下方部に設けられていることを特徴とする露光装置。
2. 前記露光部の上方部に設けられた前記繰り出し部または前記巻き取り部が上下方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記繰り出し部と前記露光部との間に、前記帯状基板に付着した付着物を除去する付着物除去手段が交換可能に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
4. 帯状基板をその長手方向に沿って間欠的に送りながら、該帯状基板を所定長さ領域ごとに露光する露光方法であって、
   感光材が付着された露光面を少なくとも片面に有する帯状基板が円筒状に巻かれた繰り出し用ロールを有する繰り出し部と、
   前記帯状基板を円筒状に巻き取るための巻き取り用ロールを有する巻き取り部にして、前記繰出し部から所定の距離をおいて設けられた巻き取り部と、
   前記繰り出し部と前記巻き取り部との間に設けられた、前記帯状基板が垂直状態になる垂直経路部と、
   前記垂直経路部に設けられた露光部にして、前記露光面に近接、または接触可能な少なくとも１つのフォトマスクを有する露光部と、
   前記フォトマスクに描かれたパターンなどを前記露光面に転写するための光学系装置と、を備え、
   前記帯状基板を前記繰り出し部から前記巻き取り部まで間欠的に送り、前記帯状基板が停止した状態で、前記露光部において、前記露光面を前記フォトマスクに近接、または接触させると共に前記光学系装置からの光を前記フォトマスクを通して前記露光面に照射することで前記フォトマスクに描かれたパターンなどを前記露光面に転写することを特徴とする露光方法。
5. 前記繰り出し部と前記巻き取り部のうち一方が前記露光部の上方部に、他方が下方部に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の露光方法。

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