JP4436271B2 - 基板露光方法および基板加熱装置ならびに基板露光装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリント配線板等の基板にソルダーレジストインクを設けて両面露光する際に用いられる基板露光方法および基板加熱装置ならびに基板露光装置に関するものである。

一般に、露光装置を用いてプリント基板を製作する製作工程においては、回路を形成したプリント基板の特定の領域を保護するために、ソルダーレジストインクを塗布して、そのソルダーレジストインクが塗布された領域およびプリント基板全面にマスクを介して紫外線を含む光を照射することで、そのソルダーレジストインクを露光し硬化させ、回路の形成されている領域を保護することが要求されている。

ソルダーレジストインクをプリント基板に塗布する場合には、一般的な前処理をプリント基板に行った上で、ソルダーレジストインクをロールコータまたはスクリーン印刷などの方法によりプリント基板に設け、８０℃程度の加熱温度により加熱し、さらに、冷却することでソルダーレジストインクをプリント基板面に適正な状態として設けている。

そして、露光前に塗布したソルダーレジストインクを加熱する場合の方法としては、遠赤外線乾燥炉や、あるいは、熱風乾燥炉により１０分から２０分の間において加熱することや（非特許文献１）、また、お湯の中に所定時間入れることで加熱する（特許文献１）ことが知られている。なお、お湯の中にいれて加熱したプリント基板は、２５℃程度の水中に所定時間において浸漬させることで冷却を行っている。

ソルダーレジストインクを設ける場合では、プリント基板に塗布した直後に加熱することが、レジスト樹脂の粒子を溶融させ、このレジスト樹脂の粒子間の隙間を塞ぎ、フォトレジストインクの膜を緻密な状態にして平滑化する、所謂、レベリング処理として行われている。そして、このレベリング処理が行われたプリント基板は、レジスト樹脂の重合が進み、次作業となるプリント基板の片面あるいは両面における露光作業の際に最適な状態となる。なお、プリント基板のソルダーレジストインクは、露光作業による紫外線を含む光が照射されるまでは、完全に硬化していない状態となっている。

プリント基板を露光する露光装置は、前工程で表裏両面にソルダーレジストインクが塗布されたプリント基板を、はじめに、搬入ステージにおいて、その端面を押動して予備位置決め作業を行い、ハンドラ等の搬送手段により露光ステージに搬送する。そして、露光装置では、露光ステージにおける露光工程として、ガラスやアクリル樹脂に固定されたマスクをプリント基板に密着させた後に、紫外線を含む光を照射する密着（コンタクト）露光工程が用いられており、ソルダーレジストインクの特性上、密着度が不足すると露光後のソルダーレジストインク表面の品質に問題が生じる。

そのため、露光装置は、露光工程において、マスクとプリント基板とを相当な真空到達度にすることで、そのプリント基板をマスクに密着するように押し付けている。それと同時に、露光装置では、プリント基板を載置するテーブルを介して、マスク面への圧力をかけてプリント基板が動かないように固定してから、マスクを介してプリント基板の露光される面に紫外線を含む光を照射して露光している。なお、プリント基板を載置するテーブルは、そのプリント基板を吸着して保持するための多数の吸着孔あるいは溝が形成されている。
特開平５−１１０２２７号公報 電子技術 １９９１年６月別冊 Ｐ９２，Ｐ９３

しかし、従来のプリント基板（以下基板という）の両面を露光する露光装置による露光方法では、以下に示すような問題点が存在していた。
従来の露光方法では、ソルダーレジストインクがその両面に塗布された基板の表面を露光した後に、表裏反転して、その基板の裏面を露光しているが、当該基板の表面を露光するときに、マスクと基板の真空密着による圧力あるいは基板を載置するテーブルからの圧力により当該基板は、強い力で押圧される。

そのため、特に、基板の裏面に塗布されたソルダーレジストインクは、強い圧力がかかることで、本来の状態を保てず、例えば、既に基板に存在する回路パターンの有る領域とない領域とで変化を生じてしまい、視覚で認識できるように白濁して当該ソルダーレジストインクの表面状態に変化が生じて不良となってしまうことや、あるいは、基板を載置するテーブルの吸着孔等の跡が傷もしくは窪みとして残り、やはり視覚で認識できるような状態となり不良となってしまう。したがって、一旦白濁等して不良となったソルダーレジストインクの状態では、基板の裏面について露光作業を行っても、正確なパターンを確保することは困難であった。

また、従来の両面露光装置では、基板の表面を露光した後に基板の表裏を反転し、当該基板の裏面を露光する各構成を備えているが、基板の表面を露光したときに、その基板の裏面におけるソルダーレジストインクが白濁あるいは凹凸が生じて本来の状態から変化した場合に、そのソルダーレジストインクの変化が基板の裏面を露光するときまで残り、基板の適正な露光作業を困難にしていた。

本発明は、前記した問題点に鑑み創案されたものであり、基板の裏面におけるソルダーレジストインクが基板の表面の露光の際に本来の状態から変化しても適切な状態に戻して対応できる基板露光方法、および、基板の両面を露光する基板露光装置、ならびに基板露光装置で使用される基板加熱装置を提供することを課題とする。

本発明は、前記した課題を解決するため、以下に示す基板露光方法および基板加熱装置ならびに基板露光装置とした。
すなわち、基板露光方法は、表面および裏面にソルダーレジストインクが設けられた基板に対して、はじめに露光される前記表面である当初表面を露光した後、前記裏面である当初裏面を露光する基板露光方法において、前記基板の当初表面を露光する表面露光工程と、この表面露光工程により前記当初表面を露光した前記基板の表裏を反転する反転工程と、この反転工程により反転した前記基板の当初裏面に熱風を予め設定した温度において吹きつけて加熱する加熱工程と、この加熱工程により加熱した前記基板の当初裏面を露光する裏面露光工程と、を含むこととした。

このような基板露光方法では、表面露光工程により基板の当初表面を露光したときに、その基板の当初裏面に対して強く圧力がかかり、当該基板に設けたソルダーレジストインクが白濁あるいは凹凸を生じるように変形しても、反転工程により表裏を反転した基板の当初裏面に対して加熱工程により予め設定された温度において熱風を吹付けて加熱させ、ソルダーレジストインクに対して白濁および変形した状態を是正する。基板の当初裏面を加熱するときには、熱風により行うことで、基板の当初表面におけるソルダーレジストインクに対して熱の影響を少なくしている。そして、加熱工程により加熱した基板の当初裏面は、自然に冷却された後、あるいは強制的に冷却された後、裏面露光工程において位置決めされて露光される。なお、裏面露光工程は、加熱工程により加熱した基板を直ぐに露光しない状態もあり得る。ここで使用される「当初」は、基板を反転する前と後で表面または裏面を混同しないために付したものである。

また、前記基板露光方法において、前記加熱工程と前記裏面露光工程との間に、前記基板の当初裏面を送風により予め設定した時間において強制的に冷却する冷却工程を含むこととした。

このような基板露光方法では、加熱工程によりソルダーレジストインクを加熱させた後に、冷却工程より予め設定された温度、例えば、１０秒から２０秒の間において基板の当初裏面に強制的に２５℃以下（例として２０〜２５℃）のエアを送風することで、加熱された基板の裏面を冷却して加熱により軟化した状態あるいはレジスト樹脂の重合が適切になることを確定させている。

さらに、前記基板露光方法において、前記加熱工程は、前記基板を載置して次工程に搬送する搬送工程において、前記基板の裏面に対して２００℃以下の熱風を吹きつけて行うこととした。
このような基板露光方法では、次工程に搬送する搬送工程において、基板の裏面に対して２００℃以内の熱風を吹きつけることで、基板の当初裏面を例えば、９０℃から１１０℃となるように加熱して、ソルダーレジストインクに対して白濁および変形した状態を是正している。

また、前記基板露光方法において、前記冷却工程は、各工程を行う作業室内のエアを前記基板の当初裏面に対してフィルタを介して送風することとした。
このような基板露光方法では、例えば、基板の上方にファンを設け、そのファンにより作業室内のエアを強制的に基板の裏面に吹付けて、加熱工程で加熱された基板の裏面を冷却する。なお、作業室は、通常クリーンルームでありフィルタを介してそのクリーンルーム内の大気を冷却のための送風として用いるため、塵埃の影響はほとんどない。

そして、基板加熱装置は、表面および裏面にソルダーレジストインクが設けられた基板に対して、はじめに露光される前記表面である当初表面を露光した後、前記裏面である当初裏面を露光する基板露光装置において使用される基板加熱装置であって、前記当初表面を露光した基板の表裏を反転する反転機構と、この反転機構により反転した前記基板の当初裏面を露光する裏面露光機構との間に配置され、前記基板を反転機構から前記裏面露光機構の間で当該基板を載置して搬送する基板搬送機構と、この基板搬送機構の上方に配置され、前記基板の当初裏面に熱風を吹付ける熱風吹付け機構と、を備える構成とした。

このように構成した基板加熱装置は、反転機構により表裏を反転された基板を載置して裏面露光機構に搬送機構を介して搬送するときに、その基板の上方から熱風吹付け機構により当該基板の当初裏面（当初表面はこのときに搬送機構側に対面している）に熱風が吹付けられて加熱される。なお、熱風吹付け機構により当初裏面が加熱された基板は、強制的に冷却されるか、あるいは所定時間において自然冷却された後に裏面露光機構により露光される。

さらに、前記基板加熱装置において、前記熱風吹付け機構の下方で、かつ、前記搬送機構の下方に、前記基板に吹付けた熱風を当該装置外に排出する熱風排出機構を備える構成とした。
このように構成した基板加熱装置は、基板に吹き付けた熱風を熱風排出機構により装置外に排出しているので、基板の当初表面に熱風が回りこんでその基板の当初表面を加熱することを防ぐと共に、基板に吹き付けた熱風を排出することで塵埃の影響を抑制している。

また、前記基板搬送機構の上方で、かつ、前記熱風吹付け機構より裏面露光機構側に配置され、当該装置が設置されている作業室内のエアを、前記基板の当初裏面に対してフィルタを介して吹付ける送風機構を備える構成とした。
このように構成した基板加熱装置は、熱風吹付け機構により加熱された基板の当初裏面に対して、強制的に作業室内のエアを、フィルタを介して送風して吹きつけることで冷却して、基板の当初裏面におけるソルダーレジストインクの軟化あるいはレジスト樹脂の重合を適切な状態として確定させることができる。

そして、前記基板加熱装置において、前記送風機構の下方で、かつ、前記基板搬送機構の下方に、前記基板に吹付けたエアを当該装置外に排出する送風排出機構を備える構成とした。
このように構成した基板加熱装置は、作業室内のエアを基板の当初裏面に吹付けた後に、その吹付けたエアを送風排出機構により装置外あるいは作業室外に排出している。

さらに、基板露光装置は、表面および裏面にソルダーレジストインクが設けられた基板に対して、はじめに露光される前記表面である当初表面を露光した後、前記裏面である当初裏面を露光する基板露光装置において、前記基板を当該装置に投入する投入機構と、この投入機構に隣接して配置され、前記基板の当初表面を露光する表面露光機構と、この表面露光機構に隣接して配置され、前記基板の表裏を反転する反転機構と、この反転機構に隣接して配置され、前記基板の当初裏面に対して熱風を予め設定された温度により吹付け、その後当該装置が設置される作業室内のエアを前記基板の当初裏面に対して吹付ける基板加熱装置と、この基板加熱装置に隣接して配置され、前記基板の当初裏面を露光する裏面露光機構と、を備え、かつ、前記投入機構と前記表面露光機構との間、前記表面露光機構と前記反転機構との間、前記基板加熱装置と前記裏面露光機構との間に、それぞれ配置され前記基板を搬送する搬送機構を有する構成とした。

このように構成した基板露光装置は、はじめに投入機構により装置内に基板が投入され、搬送機構により基板の当初表面を表面露光機構に搬送する。そして、基板露光装置は、表面露光機構が、基板の当初表面をマスクと位置決め作業を行った上で紫外線を含む光を照射して露光作業を行う。なお、基板の当初表面が露光されたときには、基板の当初裏面に大きな圧力がかかり、ソルダーレジストインクの本来の状態から変化している。基板露光装置は、表面が露光された基板を、搬送機構により反転機構に搬送して、その反転機構により基板の表裏を反転させる。そして、基板露光装置は、反転機構から受け渡された基板の当初裏面に対して基板加熱装置により熱風を予め設定された温度により吹付けて加熱すると共に、加熱後の基板の当初裏面に対してエアを送風して冷却することで、一度軟化したソルダーレジストインクの状態を適切な状態として確定させることができる。なお、基板の当初裏面を熱風により加熱させ、その後送風により冷却する場合において、所定位置に配置された基板に対して加熱、冷却を行うことや、基板加熱装置内において搬送されているときに順次、加熱、冷却を行うようにしてもよい。さらに、基板露光装置は、加熱して冷却された基板を搬送機構により裏面露光機構に搬送して、位置決め作業を行った上で紫外線を含む光を照射して基板の当初裏面に対して露光作業を行う。

本発明に係る基板露光方法、基板加熱装置および基板露光装置では、以下に示すように優れた効果を奏するものである。
（１）基板露光方法は、基板の当初表面を露光するときに、その基板の当初裏面に大きな圧力がかかり、すでに形成されたパターンの有る無しにより白濁したり、あるいは、基板の当初裏面に対面するテーブルの凹凸による変形を生じたりすることで、ソルダーレジストインクが本来の状態から変化しても、基板の当初裏面に対して予め設定された温度により熱風を吹付けることで、変化したソルダーレジストインクを正常な状態に戻すことができる。基板の当初裏面を加熱するときには、熱風により行うことで、基板の当初表面におけるソルダーレジストインクに対する影響を小さくし、基板の当初表面のすでに露光した状態を確保できる。また、基板露光方法を用いることで、基板の当初裏面を露光するときに正確な露光作業を行うことが可能となり、両面を露光した基板の品質が格段に向上する。

（２）基板露光方法は、基板の当初裏面を加熱した後に冷却するため、基板の当初裏面における加熱したソルダーレジストインクの正常な状態をすぐに確保することができるため、連続して基板の当初裏面について露光作業を行うことが可能となる。そして、基板の当初裏面の露光作業は、ソルダーレジストインクが本来の状態であるため、適切なパターンを基板の裏面に形成することが可能となる。

（３）基板露光方法は、搬送工程において２００℃以下の熱風により基板の当初裏面を加熱しているため、熱源の位置を基板から所定距離をあけた状態として配置でき、基板の表面に対する熱風の影響を小さくして、基板の当初裏面におけるソルダーレジストインクを本来の状態に変化させることが可能となる。

（４）基板露光方法は、装置が設置されている作業室のエアを、フィルタを介して吹付けて基板の当初裏面を冷却しているため、構成を簡易でかつ効率よく冷却することができる。

（５）基板加熱装置は、基板の当初表面を露光するときに基板の当初裏面に大きな圧力がかかって当該基板の当初裏面におけるソルダーレジストインクが本来の状態から変化しても、基板搬送機構に載置して搬送する基板の当初裏面を、その上方から熱風吹付け機構により加熱して、基板の当初表面に熱の影響を与えることを極力小さくした状態で、基板の当初裏面におけるソルダーレジストインクを本来の状態に戻すことができる。そのため、基板の両面を露光する基板露光装置に基板加熱装置を用いて露光作業を行うと、基板の品質を格段に向上させることが可能となる。なお、基板の当初裏面を露光する場合には、自然冷却あるいは強制冷却している。

（６）基板加熱装置は、基板の当初裏面を加熱した熱風を、熱風排出機構により装置外に排出しているため、基板の当初表面に対する熱の影響を最小限に抑えることができ、基板の当初裏面におけるソルダーレジストインクを加熱して本来の状態に戻すことができる。

（７）基板加熱装置は、加熱した基板の当初裏面を送風機構により送風して冷却しているため、基板の当初裏面におけるソルダーレジストインクの本来の状態を確定させ、直ぐに基板の当初裏面の露光作業を行うことができ、また、露光された基板の品質を格段に向上さてることが可能となる。

（８）基板加熱装置は、基板の当初裏面を冷却するために使用したエアを装置外に排出する送風排出機構を備えているため、基板に対する塵埃の影響を最小限に抑えることができる。

（９）基板露光装置は、基板の当初表面を露光するときに、基板の当初裏面のソルダーレジストインクに大きな圧力がかかって本来の状態から変化しても、反転機構により反転させた基板の当初裏面を、基板加熱装置により熱風を吹付けその後送風により冷却することにより、基板の当初表面に熱の影響をほとんど与えることなく、その基板の当初裏面のソルダーレジストインクを本来の状態に戻すことができる。そのため、裏面露光機構により基板の当初裏面を露光すると、品質の格段に向上した基板を製造することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を参照して説明する。
図１は基板露光装置の全体を側面から模式的に示す模式図である。
図１に示すように、基板露光装置１は、基板Ｗの表裏を露光するためのものであり、基板Ｗを予備位置決めする投入機構２と、この投入機構２に隣接して配置され、基板Ｗの表面Ｗａを露光する表面露光機構３と、この表面露光機構３に隣接して配置され、基板Ｗの表裏を反転する反転機構４と、この反転機構４に隣接して配置され、基板Ｗの裏面Ｗｂを加熱して冷却する基板加熱装置５と、この基板加熱装置５に隣接して配置され、基板Ｗの裏面Ｗｂを露光する裏面露光機構１１とを備えている。なお、投入機構２と表面露光機構３との間、表面露光機構３と反転機構４との間、および、基板加熱装置５と裏面露光機構１１との間には、基板Ｗを搬送する搬送機構２１，２２，２３とを有しており、ここでは、さらに、裏面露光機構１１の後段側に、搬送機構２４を有している。また、基板Ｗの表面Ｗａおよび裏面Ｗｂは、当初表面および当初裏面とする。

投入機構２は、基板Ｗを装置内に受け取るものである。投入機構２の構成によっては、基板Ｗの予備位置決めを行う予備位置決め機構２ｃを備えているものもある。この投入機構２は、ここでは、前処理が施されてソルダーレジストインク（図示せず）が塗布された基板Ｗを投入する投入口２ａと、この投入口２ａから投入された基板Ｗを載置して所定位置まで搬送する搬送ローラ２ｂと、この搬送ローラ２ｂ上の基板Ｗの少なくとも３方の端面を押動して基板Ｗを、予め設定した位置に予備位置決めする予備位置決め機構２ｃとを備えている。なお、予備位置決め機構２ｃは、搬送ローラ２ｂの間（基板Ｗの送り方向の沿った基板Ｗの前後位置）と、搬送ローラ２ｂの回転軸（図示せず）の間（基板Ｗの送り方向に直交する基板Ｗの左右位置）に、基板Ｗの端面を直接押動する押動ピンを出没自在に設けてその押動ピンを保持する躯体が基板Ｗに向かって軌道上を移動する構成としている。投入機構２において予備位置決めが終了した基板Ｗは、投入機構２および表面露光機構３の間に配置したハンドラ等の搬送機構２１を介して表面露光機構３に搬送される。

表面露光機構３は、基板Ｗを載置してマスクＭとの位置決め作業を行い、かつ、基板Ｗの表面Ｗａの露光作業を行うものである。この表面露光機構３は、基板Ｗを載置するテーブル３ａと、このテーブル３ａ上方に配置されたマスクＭを保持するマスク保持部３ｂと、反射鏡などの光学系を介して紫外線を含む光を照射する光源３ｃ等を主として備えている。なお、表面露光機構３は、基板ＷとマスクＭとの位置決め作業を行う場合には、ＸＹθ方向にテーブル３ａ側が整合移動する構成と、マスク保持部３ｂ側が整合移動する構成のどちらであっても構わないが、ここではテーブル３ａを整合移動するように構成している。また、光源３ｃから照射されるときの光学系は、基板Ｗに平行光として光を照射できるものであれば、特にその反射鏡の配置、数等を限定するものではない。この表面露光機構３により表面Ｗａの露光作業が終了した基板Ｗは、ハンドラ等の搬送機構２２を介して反転機構４に搬送される。

反転機構４は、基板Ｗの表裏を反転するものである。この反転機構４は、ここでは、基板Ｗを上下の送りローラ４ａで挟んで、その送りローラ４ａ全体を１８０度回転させることで、基板Ｗの表裏を反転している。なお、反転機構４は、基板Ｗの表裏を反転することができるものであれば、特にその構成を限定されるものではない。なお、反転機構４に基板Ｗを受け渡すときには、例えば、テーブル３ａと反転機構４の間に載置ローラ（図１参照）を設置して、搬送機構２２がテーブル３ａから載置ローラ上に基板Ｗを搬送し、載置ローラが回転して基板Ｗを反転機構４に受け渡すようにすると都合がよい。反転機構４によりその表裏を反転され裏面Ｗｂを上面となるようにした基板Ｗは、その反転機構４の送りローラにより基板加熱装置５に送り出される。

つぎに、基板加熱装置５について説明する。図２は、基板露光装置に用いられる基板加熱装置の内部を模式的に示す断面図、図３は、基板加熱装置における基板搬送機構の一部を切欠いて示す斜視図、図４は、基板加熱装置の熱風吹付け機構からの熱風の流れを模式的に表す熱風排出機構を示す断面図である。
基板加熱装置５は、ここでは、基板Ｗの裏面Ｗｂを加熱し、かつ、送風により冷却するものである。なお、基板加熱装置５は、基板Ｗの表面Ｗａを加熱するのみの構成であっても構わない。基板加熱装置５は、基板Ｗを載置して搬送する（搬送工程）搬送ローラ（基板搬送機構）６と、この搬送ローラ６に載置して搬送する（移動させる）基板Ｗの裏面Ｗｂに対して熱風を吹付ける熱風吹付け機構７と、この熱風吹付け機構７の下方で、かつ、搬送ローラ６の下方に配置した熱風を排出するための熱風排出機構９と、熱風を吹付けられた後に基板Ｗの裏面Ｗｂに当該装置が設置される作業室のエアを吹付ける送風機構８と、この送風機構８により吹付けたエアを排出する送風排出機構１０とを備えている。

搬送ローラ６は、図２および図３に示すように、反転機構４側から基板Ｗを受け取り、載置して裏面露光機構１１側に搬送するものである。この搬送ローラは、基板Ｗを載置する回転ローラ６ａと、この回転ローラ６ａの回転軸６ｂを回転させるための駆動機構６ｃとを備えている。なお、回転ローラ６ａおよび回転軸６ｂは、熱に対して軟化あるいは加熱しにくい部材で形成されていることが好ましく、ここでは、スチール、アルミニウム合金などの金属により形成されている。また、駆動機構６ｃは、隣接する回転軸６ｂに掛け渡したベルトおよびこのベルトを駆動する駆動モータ等を備えている。さらに、搬送ローラ６は、駆動機構６ｃに対して熱風が当たらないようにカバー体６ｄを設置することが望ましい。このカバー体６ｄは、図３および図４に示すように、ここでは、回転軸６ｂを両端で回動自在に支持する支持体の役割も兼ねており、スチールあるいはアルミニウム合金等の金属で形成されている。

この搬送ローラ６は、基板Ｗを回転ローラ６ａ上に載置した状態で駆動機構６ｃにより回転軸６ｂを所定の回転スピードにより回転させることで、基板Ｗを反転機構４側から裏面露光機構１１側に向かって搬送させており、このときの搬送スピードは、例えば、５〜８ｍ／ｍｉｎの範囲として設定され、好ましくは６〜７ｍ／ｍｉｎの範囲として設定され、さらに好ましくは６．５ｍ／ｍｉｎとして、ここでは設定されている。この搬送ローラ６は、後記する熱風吹付け機構７からの熱風により加熱される基板Ｗの裏面Ｗｂにおける加熱温度の状態により設定される。

熱風吹付け機構７は、基板Ｗの裏面Ｗｂにおけるソルダーレジストインクを、所定の温度になるように熱風により加熱するものであり、熱を発生する熱発生手段としての電熱線（ヒータ）７ａと、この電熱線７ａにより発生した熱を基板Ｗの裏面Ｗｂに吹付けるための送風手段としてのファン７ｂと、作業室内の大気を、フィルタを介して供給する供給部７ｃを備えており、ここでは、このファン７ｂにより送風する熱風を基板Ｗの裏面Ｗｂに効率よく導くガイド７ｄをさらに有している。

この熱風吹付け機構７は、熱風の温度が２００℃以下となるように設定されている。なお、熱風吹付け機構７の熱風の温度は、基板Ｗの裏面Ｗｂにおけるソルダーレジストインクの種類あるいは、熱源から基板Ｗまでの距離等により変わるものであるが、ここでは、熱風を吹付けられた基板Ｗの裏面Ｗｂが、例えば、７５〜８５℃の温度になるように設定されており、一例として８０℃となるようにしている。そのため、熱風吹付け機構７は、ここでは、基板Ｗの裏面Ｗｂでの熱風の当たる温度を、１００〜１２０℃の範囲、あるいは、１０５〜１１５の範囲、好ましくは、１０７〜１１２℃の範囲になるように設定している。

熱風吹付け機構７のガイド７ｄは、図４に示すように、基板Ｗの近傍まで配置され、供給した熱風が熱風排出機構９側に流れるように設置されることが望ましい。
なお、この熱風吹付け機構７は、例えば、基板Ｗの送り方向における先端位置をセンサ等により検知することで、電熱線７ａおよびファン７ｂをオンさせ、また、基板Ｗの後端位置をセンサ等により検知することで電熱線７ａおよびファン７ｂをオフさせるようすると、常に連続的に熱風を吹付ける場合に比較して消費電力を抑えることができる。

図２および図４に示すように、熱風吹付け機構７により基板Ｗの裏面Ｗｂに吹付けられた熱風は、熱風排出機構９により回収されて当該装置１が設置されている作業室（クリーンルーム）外に排出される。熱風排出機構９は、熱風吹付け機構７の下方で、かつ、搬送ローラ６の下方に配置されており、排出用ファン９ａと、この排出用ファン９ａを設置する排気路９ｂと、この排気路９ｂに連続して搬送ローラ６の両側（回転軸６ｂの長手方向における両端側）から突出して熱風を排気路９ｂに案内するガイド９ｃとを備えている。なお、排出用ファン９ａの排気路９ｂにおける設置位置は、熱風を効率よく排気できる状態であれば、排気路９ｂの入り口側あるいは出口側または路中であっても構わない。

熱風吹付け機構７により加熱された基板Ｗは、送風機構８により冷却される。
図２に示すように、送風機構８は、加熱された基板Ｗの裏面Ｗｂを、クリーンルーム内の大気（エア）を送風して冷却するものであり、クリーンルーム室内のエアを供給する供給部８ａと、この供給部８ａから供給するエアをさらに浄化するためのフィルタとしてのエアフィルタ（ヘパフィルタ）８ｂと、このエアフィルタ８ｂで浄化したエアを送風する送風ファン８ｃと、を備えており、ここでは、送風ファン８ｃからのエアが効率よく基板Ｗの裏面Ｗｂに送風できるようにガイド８ｄを備えている。

この送風機構８は、基板Ｗの送り方向における先端位置をセンサ等により検知することで、送風ファン８ｃをオンさせ、また、基板Ｗの後端位置をセンサ等により検知することで送風ファン８ｃをオフさせるようすると、連続的に送風した場合に比較して消費電力を抑えることができる。なお、送風機構８は、例えば、基板Ｗの裏面Ｗｂにおけるソルダーレジストインクが、２３〜２５℃より低い温度になるように、エアの送風量がここでは設定されている。送風機構８は、ここでは、作業室のエアを用いて基板Ｗの裏面Ｗｂに送風しているが、クリーンルーム内のエアより低い温度のエアを送風するように冷気発生用クーラーを送風ファン８ｃと搬送ローラ６との間に配置する構成としてもよい。

送風機構８により送風されたエアは、送風排出機構１０によりクリーンルーム外に排出している。送風排出機構１０は、排出用ファン１０ａと、この排出用ファン１０ａを設置する排気路１０ｂと、この排気路１０ｂに連続して搬送ローラ６の両側（回転軸６ｂの長手方向における両端側）から突出して送風されたエアを排気路１０ｂに案内するガイド１０ｃとを備えている。なお、排出用ファン１０ａの排気路１０ｂにおける設置位置は、送風されたエアを効率よく排気できる状態であれば、排気路１０ｂの入り口側あるいは出口側または路中であっても構わない。送風機構８により裏面Ｗｂが冷却された基板Ｗは、搬送機構２３により裏面露光機構１１に搬送される。

図１に示すように、裏面露光機構１１は、基板Ｗの裏面Ｗｂの位置決め作業を行い、かつ、基板Ｗの裏面Ｗｂに対して露光作業を行うものである。この裏面露光機構１１は、基板Ｗを載置するテーブル１１ａと、このテーブル１１ａ上に配置されたマスクＭを保持するマスク保持部１１ｂと、反射鏡などの光学系を介して紫外線を含む光を照射する光源１１ｃ等を主として備えている。なお、裏面露光機構１１は、基板ＷとマスクＭとの位置決め作業を行う場合には、ＸＹθ方向にテーブル１１ａ側が整合移動する構成と、マスク保持部１１ｂ側が整合移動する構成のどちらであっても構わないが、ここではテーブル１１ａを整合移動するように構成している。また、光源１１ｃから照射されるときの光学系は、基板Ｗに平行光として光を照射できるものであれば、特にその反射鏡の配置、数等を限定するものではない。この裏面露光機構１１により裏面Ｗｂの露光作業が終了した基板Ｗは、搬送機構２４により搬出される。
搬出機構２４は、ここでは、ハンドラあるいは搬送ローラを備えており、基板Ｗを装置外に送り出すものであり、特にその構成を限定されるものではない。

つぎに、すでに説明した基板露光装置１を用いて、基板露光装置１の作用および基板Ｗの基板露光方法を併せて説明する。なお、ここで説明する基板露光方法は、すでに説明した基板露光装置１を必ず用いる必要はないことは勿論である。図５（ａ）〜（ｅ）は、基板加熱装置の加熱、冷却状態を模式的に順次示す模式図、図６は、基板露光方法の各工程を示すフローチャートである。

図１および図６に示すように、はじめに、基板露光装置１は、ソルダーレジストインクを表面Ｗａおよび裏面Ｗｂに設けた基板Ｗを投入機構２に投入する（Ｓ１）と、搬送ローラ２ｂが回転して基板Ｗを載置した状態で所定位置まで移動させる。そして、基板露光装置１は、所定位置まで移動した基板Ｗの端面を、予備位置決め機構２ｃにより押動することで、予め設定した位置となるように予備位置決め作業を行う（Ｓ２）。予備位置決め作業が終了した基板Ｗは、搬送機構２１により表面露光機構３のテーブル３ａに搬送される。

基板露光装置１は、基板Ｗが表面露光機構３のテーブル３ａに搬送されると、テーブル３ａ上の基板Ｗとマスク保持部３ｂに保持されているマスクＭとがテーブル３ａの上昇移動により近接あるいは当接し、さらに真空吸着した状態で、図示しないカメラ装置により位置きめマーク（図示せず）が撮影され、その撮影された画像から基板Ｗの整合移動する距離を演算して、基板ＷとマスクＭとの位置決め作業が適宜行われる（Ｓ３）。なお、ここでは、基板露光装置１は、基板Ｗを整合移動するため、基板ＷとマスクＭとの真空密着状態を解除して、テーブル３ａを降下させ、ｘｙθ方向に基板Ｗを整合移動させて、再び、マスクＭと基板Ｗとを真空密着した状態としてカメラ装置で許容範囲に図示しない位置きめマークが確認されたら、光源３ｃにより紫外線を含む光を照射して、基板Ｗの表面Ｗａの露光作業を行う（表面露光工程に相当）（Ｓ４）。

表面Ｗａが露光された基板Ｗは、搬送機構２２により反転機構４に搬送される。なお、ここでは、図１に示すように、搬送ローラを介して基板Ｗを反転機構４に受け取るようにしている。基板Ｗを受け取った反転機構４は、基板Ｗの表裏を反転させ（反転工程）（Ｓ５）、基板Ｗを基板加熱装置５に、送りローラ４ａにより送り出し受け渡す。

反転機構４から基板Ｗを受け取った基板加熱装置５は、図５（ａ）に示すように、基板Ｗが熱風吹付け機構７の手前（搬送方向における川下側）のガイド７ｄの直下を通過するとセンサにより電熱線７ａおよびファン７ｂがオンとなり、熱風を基板Ｗの裏面Ｗｂに向かって吹付けはじめると共に、熱風排出機構９の排出用ファン９ａをオンとし、基板Ｗの裏面Ｗｂに吹付けられた熱風を回収して排気する。基板Ｗは、図５（ｂ）に示すように、搬送ローラ６により所定の速度で移動して（搬送工程）、基板Ｗの裏面Ｗｂにおけるソルダーレジストインクが例えば、８０℃に加熱されるように熱風が吹付けられる（加熱工程）（Ｓ６）。そして、基板Ｗの裏面Ｗｂに対して吹付けた熱風は、図４に示すように、熱風排出機構９のガイド９ｃに沿って排気路９ｂに排出用ファン９ａを介して回収され、クリーンルーム外に排気される。このように、基板Ｗの裏面Ｗｂに吹付けた熱風を、熱風排出機構９により排気することで、基板Ｗに対する塵埃の影響を最小限となるようにしている。

基板Ｗの裏面Ｗｂは、熱風吹付け機構７からの所定温度の熱風により加熱されたときに、その裏面Ｗｂにおけるソルダーレジストインクが、表面Ｗａの露光作業において、凹凸あるいは白濁するような状態となっていてもそれを是正して、本来のソルダーレジストインクの状態に戻すことができる。また、熱風吹付け機構７により搬送ローラ６が加熱され、あるいは、基板Ｗの周囲のエアが暖められることになるが、搬送ローラ６の回転ローラ６ａが金属で形成されていること、さらに、回転ローラ６ａの基板Ｗの表面Ｗａに対する接触面積が小さいこと、あるいは、熱風を強制的に排気していることにより、当該基板Ｗの表面Ｗａには、熱風の影響が最小限となる。基板Ｗの搬送方向における後端が、ガイド７ｄの搬送方向における後端を通過すると、センサ等により熱風吹付け機構７の電熱線７ａおよびファン７ｂがオフとなり、所定の時間差（例えば、２０秒後）をもって熱風排出機構９の排出用ファン９ａをオフしている。ここで、時間差をもって熱風排出機構９を停止することで、確実に熱風を排気することが可能となる。

図５（ｃ）に示すように、基板Ｗの裏面Ｗｂの送り方向における先端位置が送風機構８の手前（搬送方向における川下側）のガイド８ｄの直下を通過すると、センサにより送風ファン８ｃをオンにすると共に、送風排出機構１０の排出用ファン１０ａをオンにする。そして、図５（ｄ）に示すように、送風機構８は、基板Ｗが送風機構８の直下を移動する間クリーンルームのエア（大気）を、その基板Ｗの裏面Ｗｂに、エアフィルタ８ｂにより浄化した状態で、送風して強制的に吹付けて冷却している（冷却工程）（Ｓ７）。

そして、基板Ｗの裏面Ｗｂに対して送風されたエアは、送風排出機構１０のガイド１０ｃに沿って排気路１０ｂに排出用ファン１０ａを介して回収され、クリーンルーム外に排気される。基板加熱装置５は、基板Ｗの裏面Ｗｂに送風したエアを、送風排出機構１０により排気することで、基板Ｗに対する塵埃の影響を最小限となるようにしている。送風機構８により冷却された基板Ｗの裏面Ｗｂは、ここでは、２３℃以下となり、装置内における空調により設定されている温度に近い値である例えば、１８℃前後となる。そのため、送風機構８で一度加熱した基板Ｗの裏面Ｗｂにおけるソルダーレジストインクは、軟化の抑止あるいはレジスト樹脂の重合を適切な状態として確定させることができる。なお、送風機構８では、送風して基板Ｗの裏面Ｗｂを冷却する冷却温度をさらに低くしたいときには、クーラー等の構成を配置して温度を下げたエアを使用する。

図５（ｅ）に示すように、基板Ｗの搬送方向における後端が、ガイド８ｄの搬送方向における後端を通過すると、センサ等により送風機構８の送風ファン８ｃがオフとなり、所定の時間差（例えば、２０秒後）をもって送風排出機構１０の排出用ファン１０ａをオフしている。
図１に示すように、基板加熱装置５において裏面Ｗｂが加熱および冷却された基板Ｗは、基板加熱装置５から搬送機構２３を介して裏面露光機構１１のテーブル１１ａに搬送されて載置される。なお、基板加熱装置５から搬送機構２３に受け渡すときに載置ローラを一旦介して搬送機構２３が基板Ｗを保持して搬送する構成としても構わない。

図１に示すように、裏面露光機構１１に搬送された基板Ｗは、その表面Ｗａをテーブル１１ａに対面させた状態で当該テーブル１１ａに載置され、基板Ｗの裏面ＷｂとマスクＭとの位置決め作業が行われ（Ｓ９）、その後、露光作業が行われる（Ｓ１０）。そして、両面Ｗａ，Ｗｂの露光作業が終了した基板Ｗは、搬送機構２４を介して装置外に搬出される。なお、搬送機構２４は、テーブル１１ａから載置ローラに基板Ｗを搬送して、載置ローラが基板Ｗを装置外に搬出するように構成しても構わない。

以上のようにして、基板Ｗの裏面Ｗｂにおけるソルダーレジストインクを加熱および冷却することで、基板Ｗの表面Ｗａを位置決め作業および露光作業するときに大きな圧力をうけることにより、ソルダーレジストインクが本来の状態から変換しても、そのソルダーレジストインクを本来の状態に戻して、基板Ｗの裏面Ｗｂに対して位置決め作業および露光作業を行うことができるので、露光した基板の品質を格段に向上させることができる。

なお、基板Ｗの両面を露光する場合には、以上説明したように機械的に連続して行うことなく、表面Ｗａを露光して、その後、一定時間の間隔をあけた後に、裏面Ｗｂを露光する露光方法である場合もあり、そのようなときには、図６におけるＳ７の代わりに、Ｓ７ａとして基板Ｗの裏面Ｗｂを熱風で加熱した後に、自然冷却させることにより送風機構８の代わりをしても構わない。

また、基板露光方法あるいは基板露光装置においては、図７に示すように、基板加熱装置５と裏面露光機構１１の間に投入機構２と同等の構成を配置して予備位置決め（Ｓ８）を行った後に、裏面露光機構１１により位置決め作業および露光作業を行うようにしても構わない。

さらに、図８に示すように、基板加熱装置５の熱風吹付け機構７は、基板Ｗの送り方向に沿って複数のファン７ｂを備え、各ファン７ｂと、そのファン７ｂに対応する電熱線７ａをセンサによりオンオフするように構成しても構わない。このように複数のファン７ｂを設置することにより、基板Ｗが通過する状態に応じてファン７ｂおよびその区間の電熱線７ａをオンオフすることにより、基板Ｗの裏面Ｗｂ、または、例えば搬送ローラ６等に対する熱の影響を最小限に抑えることが可能となる。

また、熱風吹付け機構７の熱発生手段としての電熱線７ａの代わりに、熱源を外部から引き込むラジエータによる手段であることや、あるいは、ペルチエ素子等の半導体加熱素子を用いる手段であっても構わない。また、送風機構８は、装置の筐体側に設けた冷却送風機構（クーラ）により基板Ｗの裏面Ｗｂにクリーンルームの設定した温度より低い温度の冷風を吹付ける構成としても構わない。

基板加熱装置５は、ソルダーレジストインクの種類によって、搬送スピード、熱風の温度（時間）、送風の温度（時間）を適宜変更して適切な条件とすることが望ましい。ここで使用されるソルダーレジストインクは、所定波長の紫外線の照射により重合が促進され、熱による重合も若干促進されるが主でない種類の、例えば、アルカリ現像型である。ソルダーレジストインクは、加熱され軟化することにより凹凸の発生した部分が平坦化され、あるいは白濁が発生していたものが本来の状態に矯正されることになる。

本発明に係る基板露光装置の全体を模式的に示す側面図である。 本発明に係る基板露光装置に用いられる基板加熱装置の内部を模式的に示す断面図である。 本発明に係る基板加熱装置における基板搬送機構の一部を切欠いて示す斜視図である。 本発明に係る基板加熱装置の熱風吹付け機構からの熱風の流れを模式的に表す熱風排出機構を示す断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、本発明に係る基板加熱装置の加熱、冷却状態を模式的に順次示す模式図である。 本発明に係る基板露光方法の各工程を示すフローチャートである。 本発明に係る基板露光装置の他の構成を模式的に示す側面図である。 本発明に係る基板加熱装置における熱風吹付け機構の他の形態を示す模式図である。

符号の説明

１ 基板露光装置
２ 投入機構
２ａ 投入口
２ｂ 搬送ローラ
２ｃ 機構
３ 表面露光機構
３ａ テーブル
３ｂ マスク保持部
３ｃ 光源
４ 反転機構
４ａ ローラ
５ 基板加熱装置
６ 搬送ローラ（基板搬送機構）
６ａ 回転ローラ
６ｂ 回転軸
６ｃ 駆動機構
６ｄ カバー体
７ 熱風吹付け機構
７ａ 電熱線
７ｂ ファン
７ｃ 供給部
７ｄ ガイド
８ 送風機構
８ａ 供給部
８ｂ エアフィルタ
８ｃ 送風ファン
８ｄ ガイド
９ 熱風排出機構
９ａ 排出用ファン
９ｂ 排気路
９ｃ ガイド
１０ 送風排出機構
１０ａ 排出用ファン
１０ｂ 排気路
１０ｃ ガイド
１１ 裏面露光機構
１１ａ テーブル
１１ｂ マスク保持部
１１ｃ 光源
２１ 搬送機構
２２ 搬送機構
２３ 搬送機構
２４ 搬出機構
２４ 搬送機構
Ｍ マスク
Ｗ 基板
Ｗｂ 裏面（当初裏面）
Ｗａ 表面（当初表面）

Claims (9)

1. 表面および裏面にソルダーレジストインクが設けられた基板に対して、はじめに露光される前記表面である当初表面を露光した後、前記裏面である当初裏面を露光する基板露光方法において、
   前記基板の当初表面を露光する表面露光工程と、この表面露光工程により前記当初表面を露光した前記基板の表裏を反転する反転工程と、この反転工程により反転した前記基板の当初裏面に熱風を予め設定した温度において吹きつけて加熱する加熱工程と、この加熱工程により加熱した前記基板の当初裏面を露光する裏面露光工程とを含むことを特徴とする基板露光方法。
2. 前記加熱工程と前記裏面露光工程との間に、前記基板の当初裏面を送風により予め設定した温度において強制的に冷却する冷却工程を含むことを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の基板露光方法。
3. 前記加熱工程は、前記基板を載置して次工程に搬送する搬送工程において、前記基板の当初裏面に対して２００℃以下の熱風を吹きつけて行うことを特徴とする請求項１に記載の基板露光方法。
4. 前記冷却工程は、各工程を行う作業室内のエアを前記基板の当初裏面に対してフィルタを介して送風することを特徴とする請求項１に記載の基板露光方法。
5. 表面および裏面にソルダーレジストインクが設けられた基板に対して、はじめに露光される前記表面である当初表面を露光した後、前記裏面である当初裏面を露光する基板露光装置において使用される基板加熱装置であって、
   前記当初表面を露光した基板の表裏を反転する反転機構と、この反転機構により反転した前記基板の当初裏面を露光する裏面露光機構との間に配置され、前記基板を反転機構から前記裏面露光機構の間で当該基板を載置して搬送する基板搬送機構と、この基板搬送機構の上方に配置され、前記基板の当初裏面に熱風を吹付ける熱風吹付け機構と、を備えることを特徴とする基板加熱装置。
6. 前記熱風吹付け機構の下方で、かつ、前記基板搬送機構の下方に、前記基板に吹付けた熱風を当該装置外に排出する熱風排出機構を備えることを特徴とする請求項５に記載の基板加熱装置。
7. 前記基板搬送機構の上方で、かつ、前記熱風吹付け機構より裏面露光機構側に配置され、当該装置が設置されている作業室内のエアを、前記基板の当初裏面に対してフィルタを介して吹付ける送風機構を備えることを特徴とする請求項５に記載の基板加熱装置。
8. 前記送風機構の下方で、かつ、前記基板搬送機構の下方に、前記基板に吹付けたエアを当該装置外に排出する送風排出機構を備える請求項７に記載の基板加熱装置。
9. 表面および裏面にソルダーレジストインクが設けられた基板に対して、はじめに露光される前記表面である当初表面を露光した後、前記裏面である当初裏面を露光する基板露光装置において、
   前記基板を当該装置に投入する投入機構と、この投入機構に隣接して配置され、前記基板の当初表面を露光する表面露光機構と、この表面露光機構に隣接して配置され、前記基板の表裏を反転する反転機構と、この反転機構に隣接して配置され、前記基板の当初裏面に対して熱風を予め設定された温度により吹付け、その後当該装置が設置される作業室内のエアを前記基板の当初裏面に対して吹付ける基板加熱装置と、この基板加熱装置に隣接して配置され、前記基板の当初裏面を露光する裏面露光機構と、を備え、かつ、前記投入機構と前記表面露光機構との間、前記表面露光機構と前記反転機構との間、前記基板加熱装置と前記裏面露光機構との間に、それぞれ配置され前記基板を搬送する搬送機構を有することを特徴とする基板露光装置。

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