JP2019101198A - マスク対、両面露光装置及びマスク交換方法 - Google Patents
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Abstract
Description
ロールから引き出しての基板の搬送は間欠的であり、搬送後に停止した基板のうち、一対の露光ユニットの間に位置する部位の両面に所定のパターンの光が照射され、両面が同時に露光される。
上記のようなアライメント構造において、当然ながら、一つのマスクにおいて各マスクマークは基板の大きさの範囲内に入っている。即ち、基板の板面に平行で長尺方向に垂直な方向を基板幅方向とすると、一つのマスクにおける各マスクマークの基板幅方向の離間距離は、基板の幅より短い。
第一のマスクは、基板に対するアライメントのために設けられた第一マスクマークと、第二のマスクに対するアライメント用に設けられた第一補助マスクマークとを有しており、
第二のマスクは、基板に対するアライメントのために設けられた第二マスクマークと、第一のマスクに対するアライメント用に設けられた第二補助マスクマークとを有しており、
第一マスクマークと第二マスクマークの基板の幅方向での離間距離は、基板の幅以下であり、
第一補助マスクマークと第二補助マスクマークの基板の幅方向での離間距離は、基板の幅を超えているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項2記載の発明は、ロールに巻かれたフレキシブルな基板を引き出して間欠的に送る搬送系と、
送られた基板を挟む位置に配置された請求項1記載のマスク対と、
搬送系が基板を停止させてアライメントが行われた後に基板に前記第一第二のマスクを通して光を照射して基板の両面を露光する露光ユニットと
を備えており、
基板は、露光すべき領域に対して所定の位置関係で設けられたアライメントマークを有しており、
前記第一マスクマーク、前記第二マスクマーク及び基板のアライメントマークを撮影することが可能なカメラと、
カメラを移動させるカメラ移動機構と、
前記第一マスクマーク、前記第二マスクマーク及び基板のアライメントマークを撮影したカメラからの撮影データにより前記第一第二のマスクを基板の露光すべき領域に対して位置合わせするアライメント手段とが設けられており、
カメラ移動機構は、前記第一第二のマスクを基板に対してアライメントするために前記第一マスクマーク及び前記第二マスクマークを撮影する基板アライメント位置と、前記第一第二のマスク同士をアライメントするために前記第一補助マスクマーク及び前記第二補助マスクマークを撮影するマスクアライメント位置との間でカメラを移動させることができる機構であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項3記載の発明は、ロールに巻かれたフレキシブルな基板を引き出して間欠的に送る搬送系と、
送られた基板を挟む位置に配置された請求項1記載のマスク対と、
搬送系が基板を停止させてアライメントが行われた後に基板に前記第一第二のマスクを通して光を照射して基板の両面を露光する露光ユニットと
を備えており、
基板は、露光すべき領域に対して所定の位置関係で設けられたアライメントマークを有しており、
前記第一マスクマーク、前記第二マスクマーク及び基板のアライメントマークを撮影することが可能なカメラと、
前記第一マスクマーク、前記第二マスクマーク及び基板のアライメントマークを撮影したカメラからの撮影データにより前記第一第二のマスクを基板の露光すべき領域に対して位置合わせするアライメント手段とが設けられており、
カメラは、前記第一第二のマスクを基板に対してアライメントするために前記第一マスクマーク及び前記第二マスクマークを撮影する基板アライメント位置に配置されているとともに、このカメラとは別のカメラが設けられており、この別のカメラは、前記第一第二のマスク同士をアライメントするために前記第一補助マスクマーク及び前記第二補助マスクマークを撮影するマスクアライメント位置に配置されているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項4記載の発明は、ロールに巻かれたフレキシブルな基板を引き出して間欠的に送り、送られた基板の両面を露光作業位置で露光する両面露光装置において、露光作業位置において基板を挟んで配置された一対の第一第二のマスクを交換するマスク交換方法であって、
露光作業位置に基板を残したまま既存の少なくとも一方の基板を交換する交換ステップと、
交換ステップの後、露光作業位置に基板を残したまま第一第二のマスクを互いに位置合わせするマスクアライメントステップとを有しており、
第一のマスクは、基板に対するアライメントのために設けられた第一マスクマークと、第二のマスクに対するアライメント用に設けられた第一補助マスクマークとを有しており、
第二のマスクは、基板に対するアライメントのために設けられた第二マスクマークと、第一のマスクに対するアライメント用に設けられた第二補助マスクマークとを有しており、
第一マスクマークと第二マスクマークの基板の幅方向での離間距離は、基板の幅以下であり、
第一補助マスクマークと第二補助マスクマークの基板の幅方向での離間距離は、基板の幅を超えており、
マスクアライメントステップにおいて、基板を外れた位置で第一補助マスクマークと第二補助マスクマークとを重ねることで第一第二のマスクを互いに位置合わせするという構成を有する。
また、請求項2記載の発明によれば、上記効果に加え、マスク同士のアライメントとマスク対の基板に対するアライメントとでカメラが兼用できるので、カメラの台数が少なくて済み、その点でコストが低減する。
また、請求項3記載の発明によれば、上記効果に加え、マスク同士のアライメントの際にマスク対の基板に対するアライメント用のカメラとは別のカメラを使用するので、構造的に簡略になり、またカメラの移動に要する時間が省かれる。
また、請求項4記載の発明によれば、基板を露光作業位置に配置したままマスクを交換し、基板を露光作業位置に配置したまま交換後のマスク同士のアライメントを行うので、装置の運転が長時間停止してしまう問題がない。この際、マスク対は補助マスクマークを有しており、第一補助マスクマークと第二補助マスクマークの基板幅方向での離間距離が基板の幅を超えており、基板を外れた位置で両側の補助マスクマークを捉えてマスク同士のアライメントがされる。このため、マスク同士のアライメント完了後にマスクを元の位置に戻すような移動動作は不要であり、極めて簡便に短時間にマスク同士のアライメントが行える。
まず、マスク対の発明の実施形態について説明する。図1は、実施形態のマスク対の斜視概略図である。
「マスク対」とは、一対のマスクのセットという意味である。マスク対は、基板の両面を露光する両面露光装置に搭載される第一のマスク1と第二のマスク2とから成っている。各マスク1,2は板状であり、この実施形態では方形である。
露光に使用されるものであるため、各マスク1,2には、転写しようとするパターンが描かれている。各マスク1,2において、パターンが描かれた領域をパターン領域と呼び、図1にPで示す。
図1に示すように、露光作業位置において基板Sも水平な姿勢である。コンタクト露光が行われる場合、図1に示す状態から各マスク1,2が基板Sに向けて移動し、基板Sに密着する。密着状態で各マスク1,2を通して光が照射されて露光が行われる。
これら補助マスクマーク12,22は、マスク1,2同士をアライメントするために特別に設けられたものとなっている。この例では、補助マスクマーク12,22は各マスク1,2に二つずつ設けられている。
四つの第二マスクマーク21も同様であり、基板幅方向においてパターンPの外側に、基板Sの幅Swよりも短い離間距離で形成されている。したがって、第二のマスク2が基板Sに密着した際、四つの第二マスクマーク21は基板1の板面内に位置する。
尚、この実施形態では、二つの第一補助マスクマーク12を結んだ方向は基板幅方向に等しく、二つの第二補助マスクマーク22を結んだ方向は基板幅方向に等しい。また、二つの第一補助マスクマーク12の離間距離は、二つの第二補助マスクマーク22の離間距離に等しい。
このような第一第二補助マスクマーク12,22は、後述するように、マスク1,2同士のアライメントの際に利用される。
図2は、実施形態の両面露光装置の正面概略図である。図2に示すように、両面露光装置は、搬送系3と、露光ユニット4とを備えている。
実施形態の両面露光装置は、前述したように帯状の基板を露光する装置である。このような基板は、例えばポリイミド製で、フレキシブルプリント基板用の基板が例として挙げられる。
送り出し側ピンチローラ32と巻き取り側ピンチローラ34との間に、露光作業位置が設定されている。露光作業位置は、露光ユニット4により基板Sの両面に同時に露光を行う位置である。
第一のマスク1は第一のマスクステージ10に搭載され、第二のマスク2は第二のマスクステージ20に搭載される。各マスクステージ10,20は、方形の枠状であり、各マスク1,2を通した光照射に支障のない形状である。
また、各マスク1,2には、不図示のZ方向移動機構が設けられている。Z方向移動機構は、コンタクト露光のため、各マスク1,2を基板Sに向けて移動させ、基板Sに密着させるための機構である。
図2に示すように、送り出し側ピンチローラ32と、第一駆動ローラ35との間が送り出し側バッファエリア301となっている。また、第二駆動ローラ36と巻き取り側ピンチローラ34との間が巻き取り側バッファエリア302となっている。
巻き取り側バッファエリア302も同様であり、不図示のセンサが配置されている。センサからの信号に従い、弛み量が限度まで多くなると、巻き取り側ピンチローラ34と巻き取り側芯ローラ33が同期して動作し、設定された最小値まで弛み量が減るように基板Sを巻き取る。
図2及び図3に示すように、装置は、アライメントのためのカメラ8を備えている。この実施形態では、前述したように、第一マスクマーク11、第二マスクマーク21がそれぞれ四つ設けられているので、これらに合わせて、四台のカメラ8が設けられている。図3に示すように、四台のカメラは、方形の角に相当する位置に設けられている。
マスク1,2同士のアライメントは、装置に初めて各マスク1,2を搭載した際、又は後述するようにマスク1,2を交換した際に行われる。マスク1,2同士のアライメントについては、四つのカメラ8のうちの両側の二つのカメラが使用される。例えば、図3に示す四つのカメラ8のうち、左側の二つのカメラがマスク1,2同士のアライメントに使用される。以下、この二つのカメラ8を、兼用カメラと呼ぶ。
この実施形態では、各第一補助マスクマーク12は円周状であり、各第二補助マスクマーク22は、第一補助マスクマーク12より小さい円形であるので、各第二補助マスクマーク22は、各第一補助マスクマーク12内に位置する。そして、各第二補助マスクマーク22の中心が各第一補助マスクマーク12の中心と必要な精度の範囲内で一致すれば、二つのマスク1,2は互いにアライメントされたことになる。
上記マスク1,2同士のアライメントを行った場合、兼用カメラ8は元の位置に戻していく。元の位置とは、基板Sに対するアライメントを行う際のカメラ8の配置位置として設定された位置である。以下、この位置を、基板アライメント位置という。
メインコントローラ6には、メインシーケンスプログラム7から呼び出されて実行されるサブプログラムとして、開口有無判定プログラム71、開口検索プログラム72、開口欠け判定プログラム73、開口欠け解消プログラム74、マーク隠れ判定プログラム75、仮アライメントプログラム76、マーク欠け判定プログラム77、マーク欠け解消プログラム78、本アライメントプログラム79が実装されている。
第一マスクマーク11の中心と第二マスクマーク21の中心が必要な精度で一致しているのを確認した上で、本アライメントプログラム79は、それら中心の中間点を求める。そして、本アライメントプログラム79は、基板Sのアライメント用開口Smの中心を求め、一対のマスクマーク11,21の中心の中間点とのずれを求め、そのずれを解消させるための各マスク1,2の移動の向きと距離を算出する。
一対のマスク1,2は、Z方向において、基板Sから離れた待機位置に位置している。この位置は、マスク対の基板Sに対するアライメントが行われるXY平面が存在する位置である。
メインシーケンスプログラム7が実行されているメインコントローラ6からは、送りストロークLfの分だけ基板Sを送るよう搬送系3に制御信号が送られる。これにより、第一駆動ローラ35及び第二駆動ローラ36が同期して動作し、基板Sが送りストロークLfだけX方向前側(巻き取り側)に送られる。
各マスク1,2が待機位置に戻ったのが確認されると、メインシーケンスプログラム7は、搬送系3に制御信号を送り、送りストロークLfの分だけ基板SをX方向前側に送らせる。その後は、上記と同じ動作であり、送りストロークLfの基板Sの間欠送りの合間にアライメントをした上で露光を行う動作を繰り返す。
前述したように、マスク1,2の交換の際、長さ方向の途中まで処理した基板Sをいったん巻き取り、交換後に再び引き出して元の状態にするのは大変面倒であるので、実施形態の装置では、基板Sはそのままにしてマスク1,2を交換する。即ち、第一のマスク1を第一のマスクステージ10から取り外し、別の第一のマスク1を第一のマスクステージ10に装着する。また、第二のマスク2を第二のマスクステージ20から取り外し、別の第二のマスク2を第二のマスクステージ20に装着する。
マスク1,2のアライメントが完了すると、これらマスク1,2での露光の準備が完了するので、以後、上述した動作を繰り返す。
また、実施形態のマスク対は、補助マスクマーク12,22を有しており、第一補助マスクマーク12と第二補助マスクマーク22の基板幅方向での離間距離が基板Sの幅Swを超えているので、基板Sを外れた位置で両側の各補助マスクマーク12,22をカメラ8で撮影することができ、それによりマスク1,2同士のアライメントができる。このため、マスク1,2同士のアライメント完了後にマスク1,2を元の位置に戻すような移動動作は不要であり、極めて簡便に短時間にマスク1,2同士のアライメントが行える。
尚、上記実施形態において、マスク1,2の交換時のマスク1,2同士のアライメントはマニュアル作業であったが、間欠送りのたびに繰り返される露光に先立ってのアライメント動作においてもマスク1,2同士のアライメントは行われる場合があり、これは、メインコントローラ6による自動制御となっている。また、マスク交換時のマスク1,2同士のアライメントはマニュアル作業であるように説明したが、メインコントローラ6による自動制御でこれを行うことも可能である。
尚、搬送系3としては、基板Sの送り方向が上下方向の場合もある。この場合は、垂直な姿勢の基板Sの両面にマスクを通して露光を行うことになり、左右に露光ユニット4が配置される。
尚、二つの第一マスクマーク11の基板幅方向の離間距離や二つの第二マスクマーク21の離間距離が、基板Sの幅Swに一致している場合もある。例えば、基板Sのアライメントマークが基板Sの両側縁に設けられていたり、両側縁に設けた切り欠きであったりした場合、二つの第一マスクマーク11の基板幅方向の離間距離が基板Sの幅に一致し、二つの第二マスクマーク21の基板幅方向の離間距離が基板Sの幅に一致する場合がある。
また、マスク交換方法の実施形態の説明において、両方のマスク1,2を交換するとして説明したが、一方のマスク1,2のみを交換する場合もある。この場合でも、交換後のマスク1,2同士のアライメントは必要になり、上記補助マスクマーク12,22を有する構成は、アライメントの簡便化に貢献する。
尚、プロキシミティ方式や投影露光方式の場合、一対のマスクを基板に密着させることは不要であるので、マスクをZ方向に移動させる機構が設けられない場合もある。
11 第一マスクマーク
12 第一補助マスクマーク
2 第二のマスク
21 第二マスクマーク
22 第二補助マスクマーク
3 搬送系
4 露光ユニット
41 光源
42 光学系
5 マスク移動機構
6 メインコントローラ
61 記憶部
7 メインシーケンスプログラム
71 開口有無判定プログラム
72 開口検索プログラム
73 開口欠け判定プログラム
74 開口欠け解消プログラム
75 マーク隠れ判定プログラム
76 仮アライメントプログラム
77 マーク欠け判定プログラム
78 マーク欠け解消プログラム
79 本アライメントプログラム
8 カメラ
81 カメラ移動機構
S 基板
Sm アライメント用開口
Claims (4)
- 基板の両面を露光する両面露光装置に搭載される第一のマスクと第二のマスクとから成るマスク対であって、
第一のマスクは、基板に対するアライメントのために設けられた第一マスクマークと、第二のマスクに対するアライメント用に設けられた第一補助マスクマークとを有しており、
第二のマスクは、基板に対するアライメントのために設けられた第二マスクマークと、第一のマスクに対するアライメント用に設けられた第二補助マスクマークとを有しており、
第一マスクマークと第二マスクマークの基板の幅方向での離間距離は、基板の幅以下であり、
第一補助マスクマークと第二補助マスクマークの基板の幅方向での離間距離は、基板の幅を超えていることを特徴とするマスク対。 - ロールに巻かれたフレキシブルな基板を引き出して間欠的に送る搬送系と、
送られた基板を挟む位置に配置された請求項1記載のマスク対と、
搬送系が基板を停止させてアライメントが行われた後に基板に前記第一第二のマスクを通して光を照射して基板の両面を露光する露光ユニットと
を備えており、
基板は、露光すべき領域に対して所定の位置関係で設けられたアライメントマークを有しており、
前記第一マスクマーク、前記第二マスクマーク及び基板のアライメントマークを撮影することが可能なカメラと、
カメラを移動させるカメラ移動機構と、
前記第一マスクマーク、前記第二マスクマーク及び基板のアライメントマークを撮影したカメラからの撮影データにより前記第一第二のマスクを基板の露光すべき領域に対して位置合わせするアライメント手段とが設けられており、
カメラ移動機構は、前記第一第二のマスクを基板に対してアライメントするために前記第一マスクマーク及び前記第二マスクマークを撮影する基板アライメント位置と、前記第一第二のマスク同士をアライメントするために前記第一補助マスクマーク及び前記第二補助マスクマークを撮影するマスクアライメント位置との間でカメラを移動させることができる機構であることを特徴とする両面露光装置。 - ロールに巻かれたフレキシブルな基板を引き出して間欠的に送る搬送系と、
送られた基板を挟む位置に配置された請求項1記載のマスク対と、
搬送系が基板を停止させてアライメントが行われた後に基板に前記第一第二のマスクを通して光を照射して基板の両面を露光する露光ユニットと
を備えており、
基板は、露光すべき領域に対して所定の位置関係で設けられたアライメントマークを有しており、
前記第一マスクマーク、前記第二マスクマーク及び基板のアライメントマークを撮影することが可能なカメラと、
前記第一マスクマーク、前記第二マスクマーク及び基板のアライメントマークを撮影したカメラからの撮影データにより前記第一第二のマスクを基板の露光すべき領域に対して位置合わせするアライメント手段とが設けられており、
カメラは、前記第一第二のマスクを基板に対してアライメントするために前記第一マスクマーク及び前記第二マスクマークを撮影する基板アライメント位置に配置されているとともに、このカメラとは別のカメラが設けられており、この別のカメラは、前記第一第二のマスク同士をアライメントするために前記第一補助マスクマーク及び前記第二補助マスクマークを撮影するマスクアライメント位置に配置されていることを特徴とする両面露光装置。 - ロールに巻かれたフレキシブルな基板を引き出して間欠的に送り、送られた基板の両面を露光作業位置で露光する両面露光装置において、露光作業位置において基板を挟んで配置された一対の第一第二のマスクを交換するマスク交換方法であって、
露光作業位置に基板を残したまま既存の少なくとも一方の基板を交換する交換ステップと、
交換ステップの後、露光作業位置に基板を残したまま第一第二のマスクを互いに位置合わせするマスクアライメントステップとを有しており、
第一のマスクは、基板に対するアライメントのために設けられた第一マスクマークと、第二のマスクに対するアライメント用に設けられた第一補助マスクマークとを有しており、
第二のマスクは、基板に対するアライメントのために設けられた第二マスクマークと、第一のマスクに対するアライメント用に設けられた第二補助マスクマークとを有しており、
第一マスクマークと第二マスクマークの基板の幅方向での離間距離は、基板の幅以下であり、
第一補助マスクマークと第二補助マスクマークの基板の幅方向での離間距離は、基板の幅を超えており、
マスクアライメントステップにおいて、基板を外れた位置で第一補助マスクマークと第二補助マスクマークとを重ねることで第一第二のマスクを互いに位置合わせすることを特徴とするマスク交換方法。
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