JP2009053383A - 露光装置及び露光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ゴミ又はホコリを発生させることなく高精度にマスクの回路パターンを被露光体に露光できるようにすることが可能な投影露光装置を提供する。
【解決手段】投影露光装置（１００）は、被露光体（Ｔ）を送り出す供給リールを回転させる供給リール回転部（６１）と、この供給リール回転部が回転して供給リールから送り出された被露光体をガイドするガイドローラ（６３）と、ガイドローラからの被露光体を露光部に沿って搬送させるため、この露光部の両側に配置される第１搬送ローラ（６４）及び第２搬送ローラ（６６）と、ガイドローラと第１搬送ローラとの間に配置され被露光体に回路パターンマスク（Ｍ）との位置合わせ用のアライメントマーク（ＡＭ）を描画するアライメントマーク描画部（３０）と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、供給側からロールフィルム状のテープを露光部に搬送し、当該露光部で露光されたテープを巻取側に搬送する露光装置及び露光方法に関する。

一般に、携帯電話、モバイル機器等の各種の小型電気機器に用いられる電子回路基板（プリント回路基板）の電気回路ベース素材は、機体が軽薄短小であるので薄く高精度のフィルム状テープ（以下、「テープ」という。）が使用される。

このようなテープの素材は、その厚みが０．１ｍｍ程度から０．０６ｍｍと薄型化の傾向になっている。さらに、最近では、厚みが０．０５ｍｍ以下で幅が１００〜２５０ｍｍ、そして長さが７００ｍと薄く幅広なテープ状で非常に長いテープが用いられている。長いテープであるため通常はロール状に巻き取られて扱われている。

このようなロール状のテープに電子回路基板を製造する場合には、ロール状のテープが露光部に１コマずつ送られていく途中に弛んでしまったり、テープが傾いて露光部に送られたりといろいろな問題点が発生している。その問題点を解消する露光装置としては、特許文献１に開示されるように、確実にテープをハンドリングできるようにして、テープを水平な状態で送るロールフィルム状のテープ用露光装置が知られている。

特許文献１に開示されるテープは、スプロケットの爪と噛み合うパーフォレーションを有しており、そのスプロケットを回転させることでテープを露光ステージに向けて送り出す。そしてこのパーフォレーションは、マスクとテープとのアライメントにも利用している。テープの中にはパーフォレーションを有しないものもあり、そのようなテープに対しては特別にパーフォレーションを形成しなくてはならない。また、パーフォレーションはスプロケットの爪と噛み合う際に変形又は痛んだりすることがあり、変形又は痛んだりしたパーフォレーションではアライメントが正確にできない。

このため、特許文献２に開示されるフィルム露光装置は、電子回路基板を製造するためにテープを搬送し、マスクとテープとのアライメント制御ができるようにテープにアライメントホールを穿孔するアライメント穿孔機構を有している。そして、露光ステージにおいて、１コマずつ間欠的に搬送されるテープをアライメント完了後にマスクのパターンをテープに露光している。
特開平０４−２９９３３２号公報 特開平０６−０４５４０６号公報

しかし、特許文献２に開示されるフィルム露光装置では、露光ステージ近傍でアライメントホールを穿孔するため、穿孔した際のテープの切れ端やゴミが発生しやすくテープの露光面に付着して露光不良品を生産することがあった。また、アライメント穿孔機構の動作に伴いホコリ等が発生し静電気によってテープに付着することもあるため、露光後のパターンの解像度が低下するという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点に鑑みて創案されたものであり、ゴミ又はホコリを発生させることなく高精度にマスクの回路パターンをテープに露光できるようにすることが可能な露光装置及び露光方法を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段として、第１の観点による露光装置は、被露光体を送り出す供給リールを回転させる供給リール回転部と、この供給リール回転部が回転して供給リールから送り出された被露光体をガイドするガイドローラと、ガイドローラと露光部との間に配置され、被露光体に回路パターンマスクとの位置合わせ用のアライメントマークを描画するアライメントマーク描画部と、を備える。
第１の観点によれば、露光装置は、被露光体にアライメントホールを穿孔するアライメント穿孔機構を設けることなく、露光する直前にアライメントマークを被露光体に描画することができる。アライメントマークの描画であるためゴミ又はホコリなどが発生することはない。

第２の観点による露光装置において、アライメントマーク描画部は紫外光を用いてアライメントマークを描画する。
かかる構成によれば、被露光体に紫外光で描画することで現像前であっても潜像を確認することができる。

第３の観点による露光装置において、アライメントマーク描画部は、紫外光を照射する照射部とアライメントマークが描かれたアライメントマーク用マスクとを有し、このアライメントマーク用マスクを介してアライメントマークを被露光体に描画する。
アライメントマーク用マスクを用いることにより、より正確なアライメントマークを被露光体に描画することができる。

第４の観点による露光装置において、アライメントマーク描画部は、紫外光を照射する照射部とこの照射部に内蔵された交換可能な光学部品とを有し、この内蔵された光学部品を介してアライメントマークを被露光体に描画する。
かかる構成によれば、アライメントマーク用マスクを用意するのではなく、照射部にアライメントマークを描画するのに適した光学部品を用意することで、より正確なアライメントマークを被露光体に描画することができる。

第５の観点による露光装置の照射部は、第３又は第４の観点において、紫外光ＬＥＤが配置されるか又は水銀ランプもしくはレーザー光源からの紫外光を導く光ファイバーが配置される。
かかる構成によれば、照射部に紫外線ＬＥＤを配置してもよいし、水銀ランプなどからの紫外光を光ファイバーで導いてもよい。照射光量や照射時間に応じていずれかの光源を適宜選択することができる。

第６の観点による露光装置において、アライメントマーク描画部が被露光体の幅方向の位置を検出する幅位置検出部を有し、幅位置検出部の検出結果に基づいてガイドローラを被露光体の幅方向に移動させ、その後アライメントマーク描画部はアライメントマークを描画する。
かかる構成により、被露光体の幅方向を検出した結果に基づいてガイドローラを被露光体の幅方向に移動させ、被露光体の位置を調整する。このため、アライメントマーク描画部はアライメントマークを被露光体の正確な位置に描画することが可能となる。

第７の観点では、第３の観点において、アライメントマーク描画部が被露光体の幅方向の位置を検出する幅位置検出部を有し、幅位置検出部の検出結果に基づいてアライメントマーク用マスクを被露光体の幅方向に移動させ、その後アライメントマーク描画部はアライメントマークを描画する。
かかる構成により、被露光体の幅方向を検出した結果に基づいてアライメントマーク用マスクを被露光体に対して適切な位置に移動させる。このため、アライメントマーク描画部はアライメントマークを被露光体の正確な位置に描画することが可能となる。

第８の観点では、第７の観点において、アライメントマーク用マスクは第１アライメントマーク用マスクと第２アライメントマーク用マスクとを有し、幅位置検出部の検出結果に基づいて第１アライメントマーク用マスクと第２アライメントマーク用マスクとを別々に移動させる。
かかる構成によれば、被露光体が傾いている場合であっても、第１アライメントマーク用マスクと第２アライメントマーク用マスクとをそれぞれ異なる量だけ移動させて被露光体の傾き分を調整することができる。

第９の観点では、第７の観点において、アライメントマーク用マスクが被露光体に平行に回転可能で且つ幅方向に移動可能であり、幅位置検出部の検出結果に基づいてアライメントマーク用マスクが移動及び回転する。
かかる構成によれば、被露光体が傾いている場合であっても、アライメントマーク用マスクが回転することで被露光体の傾き分を調整することができる。

第１０の観点による露光装置は、第４の観点においてアライメントマーク描画部が被露光体の幅方向の位置を検出する幅位置検出部を有し、幅位置検出部の検出結果に基づいて照射部を被露光体の幅方向に移動させ、その後照射部はアライメントマークを描画する。
かかる構成によれば、被露光体の幅方向を検出した結果に基づいて照射部を被露光体に対して適切な位置に移動させる。このため、アライメントマーク描画部はアライメントマークを被露光体の正確な位置に描画することが可能となる。

第１１の観点による露光方法は、被露光体の幅方向の位置を検出する幅検出工程と、被露光体が所定位置に入っているかを判断する第１判断工程と、第１判断工程において被露光体が所定位置に入っていなければ、被露光体を露光部方向に送るガイドローラを幅方向に移動させるローラ移動工程と、被露光体が所定位置に入っていれば、被露光体にアライメントマークを描画するアライメントマーク描画工程と、アライメントマーク描画工程後に、被露光体のアライメントマークと回路パターンとを観察する観察工程と、を備える。
かかる構成によれば、被露光体の幅方向の位置を検出し、被露光体が所定位置に入っていなければガイドローラを移動させて被露光体の幅方向の位置を調整し、被露光体にアライメントマークを適切な位置に描画することができる。

第１２の観点による露光装置は、第１１の観点において、ローラ移動工程によりガイドローラを幅方向に移動させた後、被露光体が所定位置に入っているかを判断する第２判断工程と、第２判断工程において被露光体が所定位置に入っていなければ、アライメント描画装置のアライメントマークが描かれたアライメントマーク用マスク又は紫外光を照射する照射部を移動させる移動工程と、を備える。
かかる構成によれば、ガイドローラを移動させても被露光体の幅方向の位置が調整できなかった場合に、アライメントマーク用マスク又は照射部を移動させることにより、被露光体にアライメントマークを適切な位置に描画することができる。

第１３の観点による露光装置は、第１１又は第１２の観点において、観察工程後であって被露光体に回路パターンマスクのパターンを露光した後に、ガイドローラが被露光体を１コマ送り込む。
かかる構成によれば、アライメントマークの描画工程を回路パターンマスクのパターンの露光工程に同期させることができる。

本発明に係る露光装置は、ゴミ又はホコリを発生させることなく高精度にアライメントマークを形成することができるため、マスクパターンの重ね合わせも向上した露光を行うことができる。

≪露光装置の構成≫
発明を実施するための形態を投影露光装置の場合を例にとって説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る投影露光装置１００を示す概略図である。なお、本発明に係る投影露光装置１００は、フィルム状テープ（以下テープという。）Ｔを搬送させ、そのテープＴにフォトマスクＭに描かれた回路パターンを露光させる。

テープＴは、電子回路基板として使用されるフレキシブル基板やフィルム状テープの素材からなる。このテープＴは、例えば、テープ幅が１６０ｍｍでテープ全長が２００ｍの薄く幅広な部材からなり、供給リール回転部６１に巻回されている。このテープＴの左右両縁部側には、パーフォレイションホール（図示せず）が形成されているものや、パーフォレイションホールがないものがある。なお、テープＴの表面には予め後述する水銀ランプ１０に適したフォトレジストが塗布されている。

投影露光装置１００は、テープＴを鉛直方向に設けた露光ステージ５０へ１コマずつ間欠的に搬送する。そして投影露光装置１００は１コマずつ搬送されるテープＴに、水銀ランプ１０からの光をフォトマスクＭの回路パターンを介して１ブロックずつ露光する。

投影露光装置１００は、水銀ランプ１０と、反射鏡１４と、フライアイレンズ１６と、コンデンサレンズ１８と、フォトマスクＭと、投影光学系２０とを備えている。水銀ランプ１０は、３６５ｎｍの波長の紫外線を含む光を照射する。水銀ランプ１０以外に紫外線レーザー又は紫外線ＬＥＤを使用することも可能である。この水銀ランプ１０の後面を覆うように楕円ミラー１２が配置されている。反射鏡１４は、水銀ランプ１０から照射された光をフォトマスクＭに向けて反射する。なお、図１ではこの楕円ミラー１２は、下方から上方へ向けて光路が採られているが上方から下方へ光路が採られていてもよい。

フライアイレンズ１６は、多数の正レンズエレメントをその中心軸線が光軸に沿って延びるように縦横に且つ緻密に配列されている。したがって、フライアイレンズ１６に入射した光束は、多数のレンズエレメントにより波面分割され、その後側焦点面(即ち、射出面の近傍)にレンズエレメントの数と同数の光源からなる二次光源を形成する。即ち、フライアイレンズ１６の後側焦点面には、実質的な面光源が形成される。つまり、フライアイレンズ１６は反射鏡１４からの光の照度分布を均一調整する役目を担っている。

コンデンサレンズ１８を介した光束は、回路パターンが形成されたフォトマスクＭを重畳的に照明する。露光光によって照明されフォトマスクＭを透過した光束は、投影光学系２０に向かう。フォトマスクＭの回路パターンの周囲にはマスクマークＭＭ（図８参照）が形成されており、テープＴとフォトマスクＭとの位置合わせに使用される。

フォトマスクＭは、不図示のマスクステージに保持され、投影光学系２０の光軸に対して直交する方向に移動可能である。投影光学系２０は、レンズ系のみで構成された屈折型、反射鏡の組み合わせで構成された反射型、レンズと反射鏡を組み合わせた反射屈折型などを適用することができる。投影光学系２０は、拡大光学系、等倍光学系又は縮小光学系のいずれであっても適用できる。

投影光学系２０の焦点位置には露光ステージ５０が配置されている。露光ステージ５０は、真空吸着によりテープＴを吸着保持し、不図示の露光ステージ駆動回路によりＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向及びθ方向に移動することができる。不図示の焦点検出装置により、テープＴの合焦点位置を検出して露光ステージ５０はＺ軸方向にも移動する。このようにして、投影光学系２０を出射した光束はテープＴ上で結像する。すなわち、フォトマスクＭの回路パターンがテープＴ上で結像し、テープＴ上に塗布されたフォトレジストによって回路パターンがテープＴ上に転写される。

この露光ステージ５０の表面は、後述する第１搬送ローラ６４と第２搬送ローラ６６との間のテープＴと平行になるように配置されている。なお、露光ステージ５０は、テープＴを真空吸着する吸着孔が形成されていて１コマずつテープＴを真空吸着して保持する。テープＴが露光ステージ５０の表面に吸着された状態で、アライメントカメラ４０によりフォトマスクＭとテープＴとがアライメントされ、テープＴ上にフォトマスクＭの回路パターンが露光される。なお、露光ステージ５０の表面はＺ方向に鉛直になっているため、テープＴの真空吸着を解除すると、テープＴの自重により露光ステージ５０の表面から離脱する。このため露光ステージ５０の表面に圧縮空気を送風するような圧縮空気系を必ず設ける必要はない。

投影露光装置１００は、露光ステージ５０上にテープＴが送られるように図１の左側に配置されるテープ搬送系６０を有している。また投影露光装置１００は、テープＴの所定箇所にアライメントマークを描画するアライメント描画装置３０及び投影光学系２０と露光ステージ５０との間に配置されたアライメントカメラ４０を有している。

＜テープ搬送系の構成＞
図２は、本発明の実施形態に係るテープ搬送系６０を示す概略斜視図である。
このテープ搬送系６０は、テープＴが巻回された供給リール８０の中央のリール穴に装着して供給リール８０を回転させる供給リール回転部６１と、搬送されるテープＴをガイドする供給側第１ガイドローラ６２と、供給側第２ガイドローラ６３とを備えている。また、投影露光装置１００は、露光ステージ５０の上下位置に配置されテープＴを搬送するための第１搬送ローラ６４及び第２搬送ローラ６６と、巻取側第１ガイドローラ６７及び巻取側第２ガイドローラ６８と、テープＴを巻き取る巻取リール９０を回転させる巻取リール回転部６９と、を備えている。さらに、投影露光装置１００は、搬送中のテープＴの弛みを吸収する供給側弛緩吸収部Ｄ１及び巻取側弛緩吸収部Ｄ２を備えている。

供給リール回転部６１は、電子回路基板の素材であるテープＴが巻回されたボビン状の供給リール８０を軸支してテープＴを送り出すための部材であり、供給リール８０のリール穴が装着される金属軸からなる。この金属軸は図示しない駆動モータにより回転する。
なお、供給リール８０は、例えば、巻回部分の直径が７５０ｍｍのものからなり、左右の縁にフランジ部８１を有する。この供給リール８０に巻回されたテープＴは、第１搬送ローラ６４によって引っ張られることにより、供給リール回転部６１と共に回転して、供給側第１ガイドローラ６２に送り出される。

供給側第１ガイドローラ６２は、供給リール８０に巻回されたテープＴが供給側弛緩吸収部Ｄ１に向けて送り出されるように巻き掛けられる補助ローラであり、軸部を中心として回転自在に配設されている。この供給側第１ガイドローラ６２は、供給リール回転部６１より下方に配置されて、供給リール回転部６１から斜め下方に送られて来たテープＴが、自重で供給側第１ガイドローラ６２から略鉛直下方向に垂れ下がるように配設されている。

供給側弛緩吸収部Ｄ１は、供給リール回転部６１から送り出されたテープＴが、供給リール回転部６１と供給側第１ガイドローラ６２との間、及び供給側第２ガイドローラ６３と第１搬送ローラ６４との間を搬送されるときに、過度の負荷や弛みが発生しないように、例えば、自重でＵ字状に弛むようにさせテンションを与える装置である。

供給側第２ガイドローラ６３は、テープＴを供給側弛緩吸収部Ｄ１から第１搬送ローラ６４に向けて送ると共に、テープＴを幅方向（矢印ａｒ）に移動させることができるテープ位置調整機構を備えたローラである。この供給側第２ガイドローラ６３は、第２ガイドローラモータ６３Ｍ及び不図示のベアリングなどを有している。

第２ガイドローラモータ６３Ｍは、供給側第２ガイドローラ６３を回転させながら矢印ａｒの軸方向（テープＴの幅方向）に移動させテープＴの幅方向の位置を調整できる。また、第２ガイドローラモータ６３Ｍは正転及び反転して供給側第２ガイドローラ６３と後述する第１搬送ローラ６４との間のテープＴのテンションを調整することができる。この供給側第２ガイドローラ６３は、少なくともローラ表面が緩衝性を有した軟質樹脂によって形成されて微振動を吸収する。

以上のように構成された供給側第２ガイドローラ６３は、第２ガイドローラモータ６３Ｍを回転させることによって、テープＴの位置をＹ方向に移動させて適宜な位置に調整することにより、アライメント描画装置３０におけるアライメントマークの描画の位置決めを正確に行うことができる。

なお、図２に示す供給側第２ガイドローラ６３は、第２ガイドローラモータ６３Ｍで直接支軸を回転させるだけのものとし、供給側第２ガイドローラ６３全体を、別のモータ又はリニアスライド機構等によって軸方向に移動させる構造にしてもよい。

第１搬送ローラ６４は、テープＴを供給側第２ガイドローラ６３から露光ステージ５０に向けて搬送させるローラであり、この第１搬送ローラ６４を搬送ローラモータ６４Ｍによって間欠的に回転駆動させてテープＴを１コマずつ搬送させる。この第１搬送ローラ６４には、テープＴを第１搬送ローラ６４のローラ表面に吸着させる吸着孔６４ａを有すると共に、吸着孔６４ａを介してテープＴを吸着するための不図示の真空装置が接続されている。このためこの第１搬送ローラ６４の回転で搬送されるテープＴが空回りしないようになっている。

そしてこの第１搬送ローラ６４は、供給側第２ガイドローラ６３よりｚ方向下方に配置されると共に、テープＴが露光ステージ５０の表面に平行になるように、露光ステージ５０の真上に配置されている。この第１搬送ローラ６４も供給側第２ガイドローラ６３と同様に、少なくともローラ表面が緩衝性を有した軟質樹脂によって形成されて微振動を吸収する。

第２搬送ローラ６６は、露光ステージ５０の搬送方向の下流側に配置されて、この露光ステージ５０で露光したテープＴを巻き取る側に搬送させるローラであり、第１搬送ローラ６４及び露光ステージ５０の真下に配置されている。この第２搬送ローラ６６は、第１搬送ローラ６４と同一構造をしており、この第２搬送ローラ６６には、テープＴを第２搬送ローラ６６のローラ表面に吸着させる吸着孔６６ａを有する。

巻取側第１ガイドローラ６７は、第２搬送ローラ６６の搬送方向の下流側に配置されてテープＴを巻取側弛緩吸収部Ｄ２に送るローラである。巻取側第１ガイドローラ６７は供給側第２ガイドローラ６３と同一構造をしており、このテープ位置調整を行う第１ガイドモータ６７Ｍ等を備えている。

巻取側第２ガイドローラ６８は、巻取リール９０に巻回されるテープＴをその巻取リール９０に向けて搬送されるように案内するための補助ローラであり、供給側第１ガイドローラ６２と同一構造をしている。巻取側第２ガイドローラ６８は、巻取側弛緩吸収部Ｄ２から搬送されて来たテープＴが、この巻取側第２ガイドローラ６８から斜め上方に向けて送られるように配設されている。

巻取リール回転部６９は、露光ステージ５０で露光したテープＴを巻き取る巻取リール９０を支持するものであり、巻取リール９０の軸筒部が装着される軸部を中心として回転自在に配設され駆動モータ（図示せず）により駆動する。

＜アライメント描画装置及びアライメントカメラの構成＞
図２で示したように、アライメント描画装置３０は供給側第２ガイドローラ６３と第１搬送ローラ６４との間に配置されている。アライメント描画装置３０を拡大した拡大図を図３に示す。なお、アライメント描画装置３０は第１搬送ローラ６４と露光ステージ５０との間に配置されてもよい。

図３は、本発明の実施形態に係るアライメント描画装置３０及びアライメントカメラ４０を示す概略斜視図である。
アライメント描画装置３０は、テープＴの端面を観察する端面検出器３１ａ，３１ｂと、アライメントマーク用フォトマスク３３ａ，３３ｂと、紫外線光源３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄとを有する。またこれらを制御する描画制御部４９（図４参照）を有している。

端面検出器３１はラインＣＣＤ又は二次元ＣＣＤもしくはＣＭＯＳカメラから構成され、テープＴから反射光又は透過光を受光する。この画像信号は描画制御部４９に送られてして画像処理してテープＴの端面を検出する。端面検出器３１はテープＴの送付方向の傾きを検出するために少なくとも送付方向に離れて第１端面センサ３１ａと第２端面センサ３１ｂとを有している。これらは位置決めされて不図示のフレームなどに固定されている。なお、テープＴの幅方向の全体が観察できる視野を有するカメラなどで、テープＴの端面の位置及び傾きを測定できるものであれば、端面検出器３１の代わりに使用することができる。

アライメントマーク用フォトマスク３３は、石英ガラス板にクロム等でアライメントマークパターン（クロムマークＢＭ）を作成したフォトマスクである。石英ガラスは熱膨張係数も少なくまた紫外線の透過率も高いためマスク材料として優れており、またクロムは石英ガラスとの密着性がよく紫外線の遮光に優れると共に経年変化が少ないため適している。アライメントマーク用フォトマスク３３はＹ方向に移動することができ、制御し易いように２つのクロムマークＢＭを有する第１アライメントマーク用フォトマスク３３ａと２つのクロムマークＢＭを有する第２アライメントマーク用フォトマスク３３ｂとを備える。

紫外線光源３５は、テープＴに塗布されているフォトレジストが感光する紫外線を照射するＬＥＤ（ＵＶＬＥＤ）を使用することができる。水銀ランプ１０から光ファイバーで導いた光を使用してもよいし、別に用意したＵＶレーザー光源から光ファイバーで導いた光を使用してもよい。紫外線光源３５は、クロムマークＢＭの数と合致する４つのＵＶＬＥＤ３５ａ、３５ｂ、３５ｃ及び３５ｄから構成されている。

端面検出器３１からの信号で把握されたテープＴの位置に基づいて紫外線光源３５から紫外線が照射され、テープＴの表面に塗布されたフォトレジストにアライメントマーク用フォトマスク３３に描かれたアライメントマーク像が描画される。テープＴに描画されたアライメントマークＡＭは現像前のものであり、一般に潜像と呼ばれるものである。すなわち、アライメントマーク像がテープＴ上のフォトレジストに露光されることにより、露光箇所がフォトレジストの色と異なる色に発色し、アライメントマークＡＭとして認識できるようになる。なお、アライメントマークＡＭはフォトマスクＭに形成されたマスクマークＭＭの数に合わせればよいが、１つの回路パターンの周囲に少なくとも２個以上必要である。仮に、６個のアライメントマークＡＭを形成する際には、アライメントマーク用フォトマスク３３を新たに用意するか、テープＴの送り量を１コマの約半分にしてその都度アライメントマークＡＭを描画するようにする。

アライメントカメラ４０は、二次元ＣＣＤ又はＣＭＯＳカメラから構成されており、４つの撮像カメラ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ及び４１ｄから構成されている。アライメントカメラ４０は、テープＴと投影光学系２０との間に移動可能であり、マスクの回路パターンが露光される際には、４つの撮像カメラ４１はテープＴと投影光学系２０との間から退避し、アライメントマークＡＭを観察する際にはテープＴと投影光学系２０との間に入り込む。

撮像カメラ４１ａ、４１ｂ、４１ｃ及び４１ｄの先端部にはそれぞれプリズム４３ａ、４３ｂ、４３ｃ及び４３ｄが設けられている。このため、アライメントマークＡＭの反射光はプリズム４３で反射されて撮像カメラ４１に導かれ、さらにフォトマスクＭ（図１参照）のマスクマークＭＭ（図８参照）がプリズム４３で反射されて撮像カメラ４１に導かれるようになっている。つまり、撮像カメラ４１はテープＴ上のアライメントマークＡＭとフォトマスクＭのマスクマークＭＭとを同時に観察できるようになっている。

＜アライメント描画装置の制御＞
図４（ａ）は、アライメント描画装置３０の制御ブロック図である。（ｂ）は、テープＴが所定の位置からずれた状態を示す図である。

描画制御部４９は、端面検出器３１の第１端面センサ３１ａと第２端面センサ３１ｂと接続されている。また描画制御部４９は、第１アライメントマーク用フォトマスク３３ａと第２アライメントマーク用フォトマスク３３ｂとそれぞれＹ方向に移動させる第１マスクモータ３７ａと第２マスクモータ３７ｂとに接続されている。さらに描画制御部４９は、紫外線光源３５と第２ガイドローラモータ６３Ｍとに接続されている。

描画制御部４９は、第１端面センサ３１ａ及び第２端面センサ３１ｂからの画像信号を受け取ると、テープＴの端面が所定値からどれだけずれているかを求める。
図４（ｂ）に示すように、第１端面センサ３１ａと第２端面センサ３１ｂとはＸ方向に距離ＬＬだけ離れている。そして、それぞれの画像信号から本来あるべきテープＴの位置（一点鎖線で示す）からＹ方向にそれぞれ距離Ｗ１及び距離Ｗ２だけずれていることが求まる。

また、図４（ｂ）に示すように、第１端面センサ３１ａは所定位置からＹ方向にテープＴが距離Ｗ１ずれていることを示す画像信号を出力し、第２端面センサ３１ｂが所定位置からＹ方向にテープＴが距離Ｗ２ずれていることを示す画像信号を出力するとする。すなわち、θが小さいときの近似により、テープＴがθ≒（Ｗ２−Ｗ１）／ＬＬだけ傾いていることがわかる。

図４（ｂ）に示すように所定の位置からテープＴがずれている場合には、描画制御部４９は、第２ガイドローラモータ６３Ｍに駆動信号を与え、矢印ａｒの方向（Ｙ方向）に供給側第２ガイドローラ６３を移動させるようにする。それに伴いテープＴも矢印ａｒの方向に移動してテープＴを所定位置に移動させることができる。但し、テープＴは長尺であるため、供給側第２ガイドローラ６３を移動させてもテープＴが所定位置まで移動しない場合がある。このような場合に、描画制御部４９は第１マスクモータ３７ａと第２マスクモータ３７ｂとに駆動信号を与え、第１アライメントマーク用フォトマスク３３ａと第２アライメントマーク用フォトマスク３３ｂとを矢印ｂｒ方向に移動させる。

供給側第２ガイドローラ６３を移動させてテープＴを所定位置に移動させようとしても、テープＴが傾いたままの状態の場合もある。このような場合でも、第１アライメントマーク用フォトマスク３３ａと第２アライメントマーク用フォトマスク３３ｂとがテープＴの送り方向に別々の部材であるため対応できる。つまり、第１アライメントマーク用フォトマスク３３ａの移動量と第２アライメントマーク用フォトマスク３３ｂの移動量とを矢印ｂｒ方向に異ならせれば、テープＴが傾いたままでもテープＴの所定位置にクロムマークＢＭを移動させることができる。

なお、供給側第２ガイドローラ６３を移動によっても所定値からテープＴがずれている場合に第１アライメントマーク用フォトマスク３３ａと第２アライメントマーク用フォトマスク３３ｂとを移動させる量は小さいため、第１及び第２マスクモータ３７ａ，３７ｂはピエゾのような電気機械変換駆動装置でもよい。

テープＴとクロムマークＢＭとの相対的な位置合わせが完了したら、描画制御部４９は、紫外線光源３５に紫外線を照射させる。すると、アライメントマーク像がテープＴ上のフォトレジストに露光されることにより、露光箇所が潜像となってアライメントマークＡＭとして認識できるようになる。

図５は、アライメント描画装置３０の動作のフローチャートである。上記アライメント描画装置３０の制御動作は以下のフローになる。
ステップＳ１２では、描画制御部４９は第１端面センサ３１ａと第２端面センサ３１ｂとから画像信号を受け取り、テープＴの幅方向のずれＷ１及び傾きθを検出する。

ステップＳ１４では、テープＴの幅方向のずれＷ１及び傾きθが所定位置から一定距離範囲に入っているか否かを判断する。テープＴの幅方向のずれＷ１及び傾きθが一定距離範囲に入っていればステップＳ２８に進み、テープＴの幅方向のずれＷ１及び傾きθが一定距離範囲に入っていなければステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、第２ガイドローラモータ６３Ｍに駆動信号を与え、供給側第２ガイドローラ６３をテープＴの幅方向に移動させる。なお、第２ガイドローラモータ６３Ｍに与える駆動量は、供給側第２ガイドローラ６３と第１搬送ローラ６４との送り方向の距離及び第１搬送ローラ６４とのＹ方向の相対位置とで決定する。

ステップＳ１８において、再び、第１端面センサ３１ａと第２端面センサ３１ｂとから画像信号を受け取り、テープＴの幅方向のずれＷ１及び傾きθを検出する。供給側第２ガイドローラ６３の移動によるテープＴの移動量を確認するためである。

ステップＳ２０では、テープＴの幅方向のずれＷ１及び傾きθが所定位置から一定距離範囲に入っているか否かを判断する。テープＴの幅方向のずれＷ１及び傾きθが一定距離範囲に入っていればステップＳ２８に進み、テープＴの幅方向のずれＷ１及び傾きθが一定距離範囲に入っていなければステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、第１及び第２アライメントマーク用フォトマスク３３ａ及び３３ｂを移動させる。すなわち、供給側第２ガイドローラ６３が所定量移動してもテープＴが所定位置に一定距離内に入らなかったため、テープＴを移動させるのでなくクロムマークＢＭを移動させてテープＴに対して所定位置にアライメントマークＡＭを描画できるようにする。

ステップＳ２４において、再び、第１端面センサ３１ａと第２端面センサ３１ｂとから画像信号を受け取り、テープＴの幅方向のずれＷ１及び傾きθを検出する。

ステップＳ２６では、テープＴの幅方向のずれＷ１及び傾きθが所定位置から一定距離範囲に入っているか否かを判断する。テープＴの幅方向のずれＷ１及び傾きθが一定距離範囲に入っていればステップＳ２８に進み、テープＴの幅方向のずれＷ１及び傾きθが一定距離範囲に入っていなければステップＳ３８に進む。

ステップＳ３８では、前記一連の動作では、テープＴの幅方向のずれＷ１及び傾きθが一定距離範囲に入らなかったということであり、最初からやり直すか、エラーとして処理する。

ステップＳ２８では、紫外線光源３５が第１及び第２アライメントマーク用フォトマスク３３ａ及び３３ｂを照射する。
ステップＳ３０では、投影光学系２０を介してフォトマスクＭの回路パターンの露光が完了したかを確認する。回路パターンの露光が完了していない場合には露光が完了するまで待機する。

ステップＳ３０において回路パターンの露光が完了したため、各ローラモータに駆動信号を送りテープＴを１コマ分送る。アライメント描画装置３０から露光ステージ５０までにはテープＴは弛緩吸収部がなく、つまりテープＴのたるみがなく所定のテンションで引っ張られている。このため、アライメント描画装置３０の動作と回路パターンの露光とが互いに協調してテープＴを送る必要がある。

その後、ステップＳ３４では、次の工程であるアライメントカメラ４０によるフォトマスクＭのマスクマークＭＭとテープＴ上のアライメントマークＡＭとの同時観察工程へと進む。

以上の説明において、テープＴが所定位置に送られてこなかったら最初に供給側第２ガイドローラ６３を移動させてテープＴの幅方向のずれを少なくするようにし、さらにテープＴが所定位置から一定距離に入らなければ第１及び第２アライメントマーク用フォトマスク３３ａ及び３３ｂを移動させた。この制御動作の代わりに、供給側第２ガイドローラ６３を移動させることなく第１及び第２アライメントマーク用フォトマスク３３ａ及び３３ｂのみを移動させてもよい。しかし、テープＴは第１搬送ローラ６４を経由して露光ステージ５０の適切な位置にまで送られる必要があるため、上流側の供給側第２ガイドローラ６３でできるだけテープＴの幅方向の位置ずれＷ１及び傾きθを小さくする方が好ましい。

テープ搬送系６０は、第１搬送ローラ６４及び第２搬送ローラ６６により、露光ステージ５０におけるテープＴの上下方向の送り量を調整し、かつ、供給側第２ガイドローラ６３及び巻取側第１ガイドローラ６７により、露光ステージ５０におけるテープＴの傾斜方向の調整を行うことができる。このため、露光ステージ５０におけるテープＴの位置ずれが小さくなり、アライメントマークＡＭとマスクマークＭＭとのアライメント結果からフォトマスクＭを移動させる量が少なくなりスループットを向上させることができるとともに、精度の高いマスクとの整合を行うことが可能となる。

≪変形例１≫
次に、図６を参照して、本実施形態に係るアライメント描画装置３０の変形例を説明する。なお、変形例１において、図４に示した実施形態に係るアライメント描画装置３０と同一機能を有する部材の説明は省略する。
図６は、実施形態に係るアライメント描画装置３０の変形例１を示す図である。

変形例１のアライメント描画装置３０は、アライメントマーク用フォトマスク１３３が１つの石英ガラス板にクロム等で４つのアライメントマークパターン（クロムマークＢＭ）が形成されている。変形例１のアライメントマーク用フォトマスク１３３はＹ方向に移動することができ、さらにテープＴに平行を維持したまま回転可能な機構が設けられ、この機構を動かすマスクモータ１３７と接続されている。

図４（ｂ）に示したように、本来あるべきテープＴの位置からテープＴがＹ方向にずれたりテープＴが傾いたりすることがある。そこで、４つのクロムマークＢＭを有するアライメントマーク用フォトマスク１３３を回転又はＹ方向に移動させることで、テープＴが傾いたままでもテープＴの所定位置に４つのクロムマークＢＭを移動させることができる。４つのクロムマークＢＭは石英ガラス板に描かれているためそれらの相互の位置関係が変動することがない。したがって、アライメントマークを正確な位置関係でテープＴに描画することができる。

≪変形例２≫
次に、図７を参照して、本実施形態に係るアライメント描画装置３０の変形例を説明する。なお、変形例２において、図４に示した実施形態に係るアライメント描画装置３０と同一機能を有する部材の説明は省略する。
図７は、実施形態に係るアライメント描画装置３０の変形例２を示す図である。

図７（ａ）に示すように、変形例２のアライメント描画装置３０は、アライメントマーク用フォトマスクを有しておらず、２つのＵＶＬＥＤ３５ａ及び３５ｃを有する第１ＬＥＤフレーム２３３ａと２つのＵＶＬＥＤ３５ｂ及び３５ｄを有する第２ＬＥＤフレーム２３３ｂとを有している。第１ＬＥＤフレーム２３３ａ及び第２ＬＥＤフレーム２３３ｂは、それぞれＹ方向に移動させる第１フレームモータ２３７ａと第２フレームモータ２３７ｂとに接続されている。そして、第１ＬＥＤフレーム２３３ａ及び第２ＬＥＤフレーム２３３ｂはＹ方向に移動可能である。

図７（ｂ）は第２ＬＥＤフレーム２３３ｂの断面図である。２つのＵＶＬＥＤ３５ｂ及び３５ｄは、ペンシル状の筒３５５に挿入されており、その筒３５５中にレンズ又はフィルタなどの光学部品が入っている。この光学部材の交換レンズ３５１は交換可能になっており、テープＴに形成したいアライメントマークＡＭの大きさに対応してＵＶＬＥＤ３５ｂなどからの集光面積を変更することができる。またフィルタとしてアライメントマークＡＭ用のマークパターンフィルタ３５３を用意することも可能である。マークパターンフィルタ３５３も交換可能になっており、テープＴに形成したいアライメントマークＡＭの形状に対応して変更することができる。なお、第１ＬＥＤフレーム２３３ａも同様な構成になっている。

変形例２のアライメント描画装置３０は、アライメントマーク用フォトマスクを有しておらず、ペンシル状の筒３５５に形成したいアライメントマークＡＭの大きさを変えるレンズ３５１やアライメントマークＡＭの形状を変えるマークパターンフィルタ３５３を交換することで簡単にアライメントマークＡＭを変更することができる。

＜アライメントマークとマスクマーク＞
図８は、アライメントマークＡＭ及びマスクマークＭＭの例を示した図である。
図８の最上段は、図４などに示したアライメントマーク用フォトマスク３３又は図７に示したマークパターンフィルタ３５３に形成されるクロムマークＢＭの例である。そして、図８中の左側は中央の円形部が遮光部になっている第１クロムマークＢＭ１であり、中央はリング領域以外が遮光部になっている第２クロムマークＢＭ２であり、右側は十字部が遮光部になっている第３クロムマークＢＭ３である。

図８の上から第２段は、テープＴに描画されるアライメントマークＡＭの例である。そして、第１クロムマークＢＭ１に対しては第１アライメントマークＡＭ１がテープＴに描画され、第２クロムマークＢＭ２に対しては第２アライメントマークＡＭ２がテープＴに描画され、第３クロムマークＢＭ３に対しては第３アライメントマークＡＭ３がテープＴに描画される。

図８の上から第３段は、回路パターン用のフォトマスクＭに描画されるマスクマークＡＭの例である。そして、第１アライメントマークＡＭ１と対になるマークは左側のマスクマークＭＭ１であり、第２アライメントマークＡＭ２と対になるマークは中央のマスクマークＭＭ２であり、第３アライメントマークＡＭ３と対になるマークは右側のマスクマークＭＭ３である。

アライメントカメラ４０は、上述したように図３で示したプリズム４３が用意されており撮像カメラ４１は、テープＴ上のアライメントマークＡＭとフォトマスクＭのマスクマークＭＭとを同時に観察できる。このため、撮像カメラ４１が撮像する画像は、図８の最下段のようになる。

本発明は、実施形態に限定されるものではなく、例えば、密着露光方式やプロキシミティ露光方式の装置であっても、その技術的思想の範囲内で種々の改造及び変更が可能であり、本発明はこれら改造及び変更された発明にも及ぶ。例えば、本露光装置１００は、パーフォレーションやアライメントマークが形成されていないテープに対して特に効果が大きいが、すでにアライメントマークやアライメント用穿孔孔を有している場合であっても、別途アライメントマークを描画する必要があるときには有効である。

本発明の実施形態に係る露光装置１００を示す概略図である。 本発明の実施形態に係るテープ搬送系６０を示す概略斜視図である。 本発明の実施形態に係るアライメント描画装置３０及びアライメントカメラ４０を示す概略斜視図である。 （ａ）は、アライメント描画装置３０の制御ブロック図である。 （ｂ）は、テープＴが所定の位置からずれた状態を示す図である。 アライメント描画装置３０の動作のフローチャートである。 実施形態に係るアライメント描画装置３０の変形例１を示す図である。 実施形態に係るアライメント描画装置３０の変形例２を示す図である。 アライメントマークＡＭ及びマスクマークＭＭの例を示した図である。

符号の説明

１０ 水銀ランプ
１２ 楕円ミラー
１４ 反射鏡
１６ フライアイレンズ
１８ コンデンサレンズ
２０ 投影光学系
３０ 描画装置
３１ 端面検出器
３３，１３３ フォトマスク
３５ 紫外線光源
４０ アライアメントカメラ
４１ 映像カメラ
４９ 描画制御部
５０ 露光ステージ
６０ テープ搬送系
６１ 供給リール回転部
６２ 供給側第１ガイドローラ
６３ 供給側第２ガイドローラ
６４ 第１搬送ローラ ６４ａ 吸着孔
６６ 第２搬送ローラ ６６ａ 吸着孔
６７ 巻取側第１ガイドローラ
６８ 巻取側第２ガイドローラ
６９ 巻取リール回転部
８０ 供給リール
８１ フランジ部
９０ 巻取リール
１００ 投影露光装置
１３７ マスクモータ
２３３ ＬＥＤフレーム
２３７ フレームモータ
３５１ 交換レンズ
３５３ マークパターンフィルタ
３５５ 筒
Ｄ１ 供給側弛緩吸収部
Ｄ２ 巻取側弛緩吸収部
Ｍ マスク
ＡＭ アライアメントマーク
ＢＭ クロムマーク
ＭＭ マスクマーク
Ｔ ロールフィルム状のテープ

Claims (13)

1. 所定幅を有するロールフィルム状の被露光体を露光ステージ上に送り込んで、回路パターンマスクのパターンを被露光体に露光する露光装置において、
   前記被露光体を送り出す供給リールを回転させる供給リール回転部と、
   この供給リール回転部が回転して前記供給リールから送り出された前記被露光体をガイドするガイドローラと、
   前記ガイドローラと前記露光部との間に配置され、前記被露光体に前記回路パターンマスクとの位置合わせ用のアライメントマークを描画するアライメントマーク描画部と、
   を備えることを特徴とする露光装置。
2. 前記アライメントマーク描画部は、紫外光を用いてアライメントマークを描画することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記アライメントマーク描画部は、紫外光を照射する照射部と前記アライメントマークが描かれたアライメントマーク用マスクとを有し、このアライメントマーク用マスクを介して前記アライメントマークを前記被露光体に描画することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
4. 前記アライメントマーク描画部は、紫外光を照射する照射部とこの照射部に内蔵された交換可能な光学部品とを有し、この内蔵された光学部品を介して前記アライメントマークを前記被露光体に描画することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
5. 前記照射部は、紫外光ＬＥＤが配置されるか又は水銀ランプもしくはレーザー光源からの紫外光を導く光ファイバーが配置されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の露光装置。
6. 前記アライメントマーク描画部は前記被露光体の幅方向の位置を検出する幅位置検出部を有し、
   前記幅位置検出部の検出結果に基づいて前記ガイドローラを前記被露光体の幅方向に移動させ、その後前記アライメントマーク描画部は前記アライメントマークを描画することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の露光装置。
7. 前記アライメントマーク描画部は前記被露光体の幅方向の位置を検出する幅位置検出部を有し、
   前記幅位置検出部の検出結果に基づいて前記アライメントマーク用マスクを前記被露光体の幅方向に移動させ、その後前記アライメントマーク描画部は前記アライメントマークを描画することを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
8. 前記アライメントマーク用マスクは第１アライメントマーク用マスクと第２アライメントマーク用マスクとを有し、
   前記幅位置検出部の検出結果に基づいて前記第１アライメントマーク用マスクと第２アライメントマーク用マスクとを別々に移動させることを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
9. 前記アライメントマーク用マスクは前記被露光体に平行に回転可能で且つ前記幅方向に移動可能であり、前記幅位置検出部の検出結果に基づいて前記アライメントマーク用マスクが移動及び回転することを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
10. 前記アライメントマーク描画部は前記被露光体の幅方向の位置を検出する幅位置検出部を有し、
    前記幅位置検出部の検出結果に基づいて前記照射部を前記被露光体の幅方向に移動させ、その後前記照射部は前記アライメントマークを描画することを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
11. 所定幅を有するロールフィルム状の被露光体を露光ステージ上に送り込んで、回路パターンマスクのパターンを被露光体に露光する露光方法において、
    前記被露光体の幅方向の位置を検出する幅検出工程と、
    前記被露光体が所定位置に入っているかを判断する第１判断工程と、
    前記第１判断工程において被露光体が所定位置に入っていなければ、前記被露光体を前記露光部方向に送るガイドローラを前記幅方向に移動させるローラ移動工程と、
    前記被露光体が所定位置に入っていれば、前記被露光体にアライメントマークを描画するアライメントマーク描画工程と、
    前記アライメントマーク描画工程後に、前記被露光体のアライメントマークと前記回路パターンとを観察する観察工程と、
    を備えることを特徴とする露光方法。
12. 前記ローラ移動工程により前記ガイドローラを前記幅方向に移動させた後、前記被露光体が所定位置に入っているかを判断する第２判断工程と、
    前記第２判断工程において被露光体が所定位置に入っていなければ、前記アライメント描画装置のアライメントマークが描かれたアライメントマーク用マスク又は紫外光を照射する照射部を移動させる移動工程と、
    を備えることを特徴とする請求項１１に記載の露光方法。
13. 前記観察工程後であって前記被露光体に回路パターンマスクのパターンを露光した後に、前記ガイドローラが前記被露光体を１コマ送り込むことを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の露光方法。