JP4910252B2 - 露光装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大型のフォトマスクを支持枠に装着した状態で、フォトマスクの絵柄が形成されていない裏面側から露光して、フォトマスクの絵柄を、加工用基材の表面部に配設された感光性材料に潜像として露光形成するためのフォトリソグラフィー用の露光装置に関し、特に、フォトマスクの交換を容易にした露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、カラーＴＶ（ブラウン管）用のシャドウマスクは、使用量の増大に伴い量産化が進み、且つ、その使用目的によっては、高精細化、大型化等が求められている。
このようなシャドウマスクは、一般には、帯状の金属板材を素材として用い、フォトエッチング法によりエッチング加工を行なう一貫ラインで生産されている。
簡単には、帯状の金属板材を連続ないし間欠的に移動させながら、通常は、製版工程を施し、その両面に耐エッチング性のレジスト像を形成し、これをエッチングマスクとして、帯状の金属板材をエッチングするエッチング工程を行い、各シャドウマスクの製品部の外周部が帯状の金属板材に保持されるようにして、且つ、帯状の金属板材にシャドウマスクを面付けした状態にして、外形加工されていた。
そして、その後、各シャドウマスク毎に分離するトリミング工程を施して、目的とする製品であるシャドウマスクを得ていた。
【０００３】
上記シャドウマスク製造ラインにおける製版工程では、その両面に感光性のレジスト膜が塗布形成された帯状の金属板材を、ほぼ張った状態で間欠的に移動させながら、停止の際に、帯状の金属板材の両面の感光性のレジスト膜に、大サイズのガラス乾板にて形成されたフォトマスク、一対を、互いに対向して位置合せし、それぞれ、帯状の金属板材の両面から密着させ、この状態で、それぞれ、各フォトマスク介して金属板材の両面の感光性のレジスト膜を露光して、潜像を形成する露光方法が採られていた。
そして、露光後、現像して、耐エッチング性のレジスト像を形成していた。
【０００４】
上記製版工程における露光は、大サイズのフォトマスクを支持枠に装着した状態で、フォトマスクの絵柄が形成されていない裏面側から露光する方式のフォトリソグラフィー用の露光装置を用いるものである。
ここで用いられる大サイズのフォトマスクは、通常、幅２４インチ×高さ３２インチで、これより大サイズのものも最近では使用されるようになってきた。
従来、この露光に用いられる大サイズのフォトマスクの支持枠への取り付け、取り外しは、フォトマスク入れ台車を用い、人手により行われていた。
即ち、フォトマスクを取り外す場合は、フォトマスク入れ台車を支持枠の近くまで移動してきて、人手により支持枠からフォトマスク入れ台車に運び入れ、フォトマスクを取り付ける場合は、フォトマスク入れ台車を支持枠の近くまで移動してきて、人手によりフォトマスク入れ台車からフォトマスクを取り出しこれを支持枠に取り付けていた。
そして、フォトマスク入れ台車は、通常は、露光のじゃまにならない位置に置かれていた。
このため、大サイズの重いフォトマスクを人手で持つことが多く、作業者の負担が大きく問題となっていた。
また、作業中にゴミがフォトマスクにつき易く、これが製品不良発生の原因にもなっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記シャドウマスクの製版工程における露光のように、大サイズのフォトマスクを支持枠に装着した状態で、フォトマスクの絵柄が形成されていない裏面側から露光する方式のフォトリソグラフィー用の露光装置を用いる場合、従来、用いられる大サイズのフォトマスクの支持枠への取り付け、取り外しは、フォトマスク入れ台車を用い、人手により行われていたため、作業者の負担が大きいという問題や、作業中にゴミがフォトマスクにつき易く、これが製品不良発生の原因になるという問題があり、この対応が求められていた。
本発明は、これに対応するもので、具体的には、大サイズのフォトマスクを支持枠に装着した状態で、フォトマスクの絵柄が形成されていない裏面側から露光して、フォトマスクの絵柄を、加工用基材の表面部に配設された感光性材料に潜像として露光形成するためのフォトリソグラフィー用の露光装置で、大サイズのフォトマスクの支持枠への取り付け、取り外しの際に、従来に比べ、作業者の負担が少なくなり、作業中にゴミがフォトマスクにつき易くない、露光装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の露光装置は、大サイズのフォトマスクを支持枠に装着した状態で、フォトマスクの絵柄が形成されていない裏面側から露光して、フォトマスクの絵柄を、加工用基材の表面部に配設された感光性材料に潜像として露光形成するためのフォトリソグラフィー用の露光装置であって、フォトマスクを交換する際に用いるフォトマスク排出部とフォトマスク供給部とを備えており、さらに、前記フォトマスク排出部とフォトマスク供給部は、いずれも、フォトマスクを保持する保持台と、該保持台がフォトマスク受け渡し位置ないしフォトマスク受け取り位置にセットされる位置と支持枠から離れた所定の位置との間、保持台を移動する移動手段とを、備えており、フォトマスク排出部およびフォトマスク供給部の保持台を、支持枠のフォトマスク使用場所と、同一平面上、同一高さまで移動できる機構を持ち、且つ、支持枠および前記フォトマスク排出部およびフォトマスク供給部の保持台にフォトマスクの平面鉛直方向、上下方向の動きを規制するガイドを有し、フォトマスクが保持台と支持枠間で略鉛直方向に立った状態で略水平方向にスライドできるようにし、前記フォトマスク排出部は、フォトマスク受け渡し位置で、略鉛直方向に立てた状態で前記保持台の向きを前記支持枠側に変え前記保持台が保持するときのフォトマスクの面と前記支持枠が支持するときのフォトマスクの面が略同一面となるようにし、使用済のフォトマスクを前記支持枠から略水平移動で前記保持台が受け取り、前記保持台が前記フォトマスクを保持し、前記保持台に保持されているフォトマスクを前記移動手段が所定の位置まで排出し、前記フォトマスク供給部は、次に使用するフォトマスクを前準備として前記保持台に保持し、使用時にフォトマスク受け取り位置まで前記フォトマスクを保持した保持台を前記移動手段が移動し、且つ、略鉛直方向に立てた状態で前記保持台の向きを前記支持枠側に変え前記保持台が保持するときのフォトマスクの面と前記支持枠が支持するときのフォトマスクの面が略同一面となるようにし、そのまま略水平移動で前記フォトマスクを前記支持枠に載せることを特徴とするものである。
そして、上記において、露光装置は、加工用基材の表裏面に配設された感光性材料、それぞれに、支持枠に保持されたフォトマスクを用いてフォトマスクの裏面側から略同時に露光して、潜像を形成する両面露光装置であり、加工用基材のそれぞれの面側に、支持枠、光源部、フォトマスク排出部、フォトマスク供給部を備えていることを特徴とするものである。尚、ここでは、「大サイズのフォトマスク」とは、人手により運ぶのが負担になるほどのサイズのフォトマスクで、通常は幅２４インチ×高さ３２インチ以上のサイズのフォトマスクを言う。
【０００７】
【作用】
本発明の露光装置は、このような構成にすることにより、大サイズのフォトマスクの支持枠への取り付け、取り外しの際に、従来に比べ、作業者の負担が少なくなり、作業中にゴミがフォトマスクにつき易くない、露光装置の提供を可能とするものである。
同時に、フォトマスク交換を外段取りで効率的に準備できるものとしている。
フォトエッチング加工して作製されるシャドウマスクの製版工程に用いられる場合には、特に有効である。
通常、シャドウマスクの製版工程に用いられる露光装置は、加工用基材の表裏面に配設された感光性材料に、それぞれ、支持枠に保持されたフォトマスクを用いて、その裏面から略同時に露光して、潜像を形成する両面露光装置で、加工用基材のそれぞれの面側に、支持枠、光源部、フォトマスク排出部、フォトマスク供給部を備えており、この露光装置を更に複数並べた状態で、露光が行われるのが一般的である。
勿論、本発明の露光装置は、リードフレームのフォトエッチング加工の際の製版工程における露光にも適用できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の例を挙げて説明する。
図１（ａ）は本発明の露光装置の実施の形態の１例の概略図で、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すフォトマスク供給部をＡ１方向から見た図で、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ２方向から見た回転コロ部とフォトマスクの回転コロ部によるガイドを説明するための図、図２（ａ），図２（ｂ）は、それぞれ本例の変形例の概略図である。
尚、図１（ａ）において、支持枠部は要部のみを示したもので、実際には、真空配管、圧空配管やその制御部が備わっている。
図１〜図２中、１１０、１１５は支持枠部、１１１、１１６はガイドピン、１２０、１２５は光源、１３０、１３５はフォトマスク供給部、１３１、１３６は保持台、１３２、１３７はガイドレール、１３１Ａ、１３６Ａは保持台位置、１４０、１４５はフォトマスク排出部、１４１、１４６は保持台、１４２、１４７はガイドレール、１４１Ａ、１４６Ａは保持台位置、１６０は加工用基材、１７０は感光性材料、１８０、１８５はフォトマスク、２１０は下支持部、２１５は止め部、２１６は回転軸部、２２０は支持柱、２２５は取っ手、２３０は上支持部、２４０は支柱、２４１、２４２は支柱受け、２５０は支持台、２５５はレール受け、２６０はガイドレール（図１（ａ）の１３２に相当）、２７０は回転コロ部、２７１は溝、２８０はフォトマスク、３１０はフォトマスク、３１０Ａはフォトマスク位置、３２０は保持台、３２０Ａは保持台位置、３２５は回転軸部、３３０はフォトマスク、３３０Ａはフォトマスク位置、３４０は保持台、３４０Ａは保持台位置、３４５は回転軸部、４１０、４２０はフォトマスク、４１０Ａ，４２０Ａはフォトマスク位置、４４０はガイドレール、４５０は支持枠部である。
【０００９】
本発明の露光装置の実施の形態の１例を図１に基づいて説明する。
本例の露光装置は、加工用基材１６０の表裏面に配設された感光性材料１７０、それぞれに、支持枠１１０、１１５に保持されたフォトマスク１８０、１８５を用いてフォトマスクの絵柄が形成されていない裏面側から略同時に露光して、前記表裏面に配設された感光性材料に、それぞれ、潜像を形成するフォトリソグラフィー用の両面露光装置であり、加工用基材１６０の一方の面側に、支持枠１１０、光源部１２０、フォトマスク供給部１３０、フォトマスク排出部１４０を備え、且つ、加工用基材１６０の他方の面側に、支持枠１１５、光源部１２５、フォトマスク供給部１３５、フォトマスク排出部１４５を備えている。
そして、前記各フォトマスク供給部１３０、１３５および前記各フォトマスク排出部１４０、１４５は、いずれも、フォトマスクを立った状態で保持する保持台１３１、１３６、１４１、１４６と、保持台をフォトマスクセット位置まで移動する移動手段であるガイドレール１３２、１３７、１４２、１４７とを備えている。
【００１０】
支持枠部１１０、１１５は、それぞれフォトマスク１８０、１８５の絵柄形成層側とは反対側の面の周辺全体を、真空引きするもので、枠部には真空引き孔部（図示していない）に続く溝が全周にわたり設けられ、この溝にてフォトマスクの周辺全体が真空引きされる。
支持枠部１１０、１１５は、フォトマスク交換を行なうために、それぞれ、フォトマスク交換時の位置と露光時の位置の間である、図１（ａ）の点線両矢印の間をガイドレール（図示していない）により移動できるようになっている。
図１（ａ）は、フォトマスク交換を行なうため加工用基材１６０から離れるように支持枠部を移動した状態のものである。
支持枠部１１０、１１５とは、露光時には、加工用基材１６０の感光性材料１７０にその支持するフォトマスクを密着させるもので、この際、両支持枠により形成される領域は真空引きされる。
尚、通常、支持枠部の母材としてはステンレス材や樹脂材等が用いられる。
光源１２０、１２５としては、Ｘｅランプやメタルハライドランプ、水銀灯等が用いられる。
【００１１】
加工用基材１６０は、帯状に連続した金属シートで、その表裏には感光性材料が塗膜されており、張った状態で露光は行われる。
感光性材料としては、カゼイン系、ＰＶＡ系等、各種用いられる。
また、製品がシャドウマスクの場合には、低炭素鋼や鉄ーニッケル合金（例えばアンバー材、３６％ニッケル−鉄合金）が用いられ、製品がリードフレームの場合には、銅材あるいは鉄ーニッケル合金（例えば４２合金、４２％ニッケル−鉄合金）等が用いられる。
また、フォトマスク１８０、１８５としては、通常、幅２４インチ×高さ３２インチサイズあるいはこれ以上のサイズの銀塩乾板に絵柄を形成したものが用いられ、フォトマスクサイズに合せた支持枠部、光源が準備される。
【００１２】
ここで、本例の露光装置のフォトマスクの取り付け、取りはずしの動作を簡単に説明しておく。
フォトマスク排出部１４０は、支持枠部１１０から離れたＰ２位置からガイドレール１４２沿い、フォトマスクを載せていない保持台１４１を所定の位置Ｐ２１まで移動し、ここで、向きを９０度支持枠１１０側に変え、この状態で、支持枠１１０のフォトマスクをガイドピン１１１等に沿い、略水平移動により受け取る。
保持台位置１４１Ａは、フォトマスクを取り外しする際の保持台１４１の位置で、これが保持台１４１のフォトマスク受け取り位置である。
また、フォトマスク供給部１３０は、支持枠部１１０から離れたＰ１位置でフォトマスクを保持台１３１に載せ、ここからガイドレール１３２沿い、保持台１３１を所定の位置Ｐ１１まで移動し、ここで 尚、Ｐ１、Ｐ２は、フォトマスクの取り付け、取りはずしができる所定の位置である。
保持台位置１３１Ａは、フォトマスクを取り付ける際の保持台１３１の位置で、これが保持台１３１のフォトマスク受け渡し位置である。
同様に、フォトマスク排出部１４５は、支持枠部１１５から離れたＰ４位置からガイドレール１４７沿い、フォトマスクを載せていない保持台１４６を所定の位置Ｐ４１まで移動し、ここで、向きを９０度支持枠１１５側に変え、この状態で、支持枠１１５のフォトマスクをガイドピン１１６等に沿い、略水平移動により受け取る。
保持台位置１４６Ａは、フォトマスクを取り外しする際の保持台１４６の位置で、これが保持台１４６のフォトマスク受け取り位置である。
また、フォトマスク供給部１３５は、支持枠部１１５から離れたＰ３位置でフォトマスクを保持台１３６に載せ、ここからガイドレール１３７沿い、保持台１３６を所定の位置Ｐ３１まで移動し、ここで、向きを９０度支持枠１１５側に変え、この状態で、支持枠１１５のフォトマスクをガイドピン１１６等に沿い、略水平移動移動し、支持枠１１５側にフォトマスクを供給する。
保持台位置１３６Ａは、フォトマスクを取り付ける際の保持台１３６の位置で、これが保持台１３６のフォトマスク受け渡し位置である。
【００１３】
次に、保持台１３１とガイドレール１３２からなるフォトマスク供給部１３０を図１（ｂ）に基づいて説明する。
尚、フォトマスク供給部１３５、フォトマスク排出部１４０、１４５の構成も基本的にフォトマスク供給部１３０の構成と同じで、これを以ってその説明に代える。
また、図１（ｂ）中、ガイドレール２６０（図１（ａ）の１３２に相当）以外が保持台１３１である。
下支持部２１０、上支持部２３０にそれぞれ設けた溝（図２（ｃ）の２７１に相当）付きの回転コロ部２７０の溝部に挟まれるようにしてフォトマスク２８０はその上下を保持され、側面部は止め部２１５によりその動きを制限される構造で、下支持部２１０、上支持部２３０、支持柱２２０は、支柱受け２４１により支柱２４０に回転可能に支持されている。
支柱２４０は支柱受け２４２を介して、支持台２５０に固定されている。
そして、支持台２５０とこれに支持されたもの全体が、支持台２５０下部に取り付けられたレール受け２５５により、ガイドレール２６０（図１（ａ）の１３２に相当）上を移動できる。
本例では、取っ手２２５により、人手で移動される。
尚、ガイドレール上の移動を止め静止状態にしておくためのストッパーを設けてあるが、図１（ｂ）では省略して示している。
【００１４】
先に述べたように、保持台１３１は、図１（ｂ）のフォトマスク２８０を載せた状態で、ガイドレール２６０（図１（ａ）の１３２に相当）上を移動し、図１（ａ）のＰ１１位置で、向きを９０度支持枠１１０側に変え、この状態で、支持枠１１０のフォトマスクをガイドピン１１１等に沿い、略水平移動移動し、支持枠１１０側にフォトマスク取り付けて、支持枠１１０にフォトマスクを供給するが、フォトマスクを取り付ける際には、支持枠部１１０側の止め部２１５を回転軸２１６により回転させ、フォトマスクの支持枠部１１０側への移動ができるものとする。
【００１５】
ここでは、図示していないが、フォトマスク供給部１３０の保持台１３１を、支持枠１１０のフォトマスク交換位置にあわせ、これと同一平面上、同一高さまで移動できる機構を持ち、支持枠１１０およびフォトマスク供給部１３０の保持台１３１にフォトマスクの平面鉛直方向、上下方向の動きを規制するガイドを有する。
これにより、フォトマスクが保持台１３１と支持枠１１０間で略鉛直方向にたった状態で略水平方向にスライドできる。
【００１６】
フォトマスク供給部１３０、１３５、フォトマスク排出部１４０、１４５の台の変形例として、図２（ａ）に示す第１の変形例、図２（ｂ）に示す第２の変形例を挙げ、簡単に説明しておく。
図２（ａ）に示す第１の変形例は、保持台３２０、３４０をそれぞれ、回転軸部３２５、３４５を中心として３２０Ａ，３４０Ａの位置まで、回転移動し、保持台３２０から支持枠部３５０へ、あるいは支持枠部３５０から保持台３４０へフォトマスクを移動させるものである。
保持部３２０、３４０としては、図１（ｂ）に示す構造のもので、回転軸部３２５、３４５を中心として回転できるようにしたものを挙げることができる。
【００１７】
図２（ｂ）に示す第２の変形例は、保持台４１０、４２０をそれぞれ、支持枠部４５０上に設けられたガイドドレール４４０に沿い、吊り下げ、支持枠部４５０の前面まで（位置４１０Ａ（４２０Ａ））移動できるようにしたものである。
【００１８】
フォトマスク供給部１３０、１３５、フォトマスク排出部１４０、１４５の台の変形例として、これらに限定はされない。
例えば、ガイドレール１３２上の保持台１３１の移動を自動にしても良いし、場合によっては、市販のらくらくハンド（小さなクレーンのようなもの）のような動力補助装置を用い保持台１３１を移動させても良い。
【００１９】
尚、図１に示すフォトマスク供給部１３０、１３５、フォトマスク排出部１４０、１４５は、図２（ａ）に示すものに比べ、保持台へのフォトマスクの取り付けや取り外しを支持枠部１１０から遠い位置で行なうことができ、その製作コストも図２（ｂ）に示すものに比べ低くて済み、より実用的である。
【００２０】
【発明の効果】
本発明は、上記のように、大サイズのフォトマスクを支持枠に装着した状態で、フォトマスクの絵柄が形成されていない裏面側から露光して、フォトマスクの絵柄を、加工用基材の表面部に配設された感光性材料に潜像として露光形成するためのフォトリソグラフィー用の露光装置で、大サイズのフォトマスクの支持枠への取り付け、取り外しの際に、従来に比べ、作業者の負担が少なくなり、作業中にゴミがフォトマスクにつき易くなく、且つ、外段取りで効率的にフォトマスク交換作業の準備ができる露光装置の提供を可能にした。
特に、これにより、フォトエッチング加工して作製されるシャドウマスクの製版工程に用いられる露光装置におけるフォトマスク交換作業をより量産に対応できるものとした。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の露光装置の実施の形態の１例の概略図で、図１（ｂ）は図１（ａ）に示すフォトマスク供給部をＡ１方向から見た図で、図１（ｃ）は図１（ｂ）のＡ２方向から見た回転コロ部とフォトマスクの回転コロ部によるガイドを説明するための図である。
【図２】図２（ａ），図２（ｂ）は、それぞれ本例の変形例の概略図である。
【符号の説明】
１１０、１１５ 支持枠部
１１１、１１６ ガイドピン
１２０、１２５ 光源
１３０、１３５ フォトマスク供給部
１３１、１３６ 保持台
１３２、１３７ ガイドレール
１３１Ａ、１３６Ａ 保持台位置
１４０、１４５ フォトマスク排出部
１４１、１４６ 保持台
１４２、１４７ ガイドレール
１４１Ａ、１４６Ａ 保持台位置
１６０ 加工用基材
１７０ 感光性材料
１８０、１８５ フォトマスク
２１０ 下支持部
２１５ 止め部
２１６ 回転軸部
２２０ 支持柱
２２５ 取っ手
２３０ 上支持部
２４０ 支柱
２４１、２４２ 支柱受け
２５０ 支持台
２５５ レール受け
２６０ ガイドレール（図１（ａ）の１３２に相当）
２７０ 回転コロ部
２７１ 溝
２８０ フォトマスク
３１０ フォトマスク
３１０Ａ フォトマスク位置
３２０ 保持台
３２０Ａ 保持台位置
３２５ 回転軸部
３３０ フォトマスク
３３０Ａ フォトマスク位置
３４０ 保持台
３４０Ａ 保持台位置
３４５ 回転軸部
４１０、４２０ フォトマスク
４１０Ａ，４２０Ａ フォトマスク位置
４４０ ガイドレール
４５０ 支持枠部

Claims (2)

1. 大サイズのフォトマスクを支持枠に装着した状態で、フォトマスクの絵柄が形成されていない裏面側から露光して、フォトマスクの絵柄を、加工用基材の表面部に配設された感光性材料に潜像として露光形成するためのフォトリソグラフィー用の露光装置であって、
   フォトマスクを交換する際に用いるフォトマスク排出部とフォトマスク供給部とを備えており、さらに、前記フォトマスク排出部とフォトマスク供給部は、いずれも、フォトマスクを保持する保持台と、該保持台がフォトマスク受け渡し位置ないしフォトマスク受け取り位置にセットされる位置と支持枠から離れた所定の位置との間、保持台を移動する移動手段とを、備えており、
   フォトマスク排出部およびフォトマスク供給部の保持台を、支持枠のフォトマスク使用場所と、同一平面上、同一高さまで移動できる機構を持ち、且つ、支持枠および前記フォトマスク排出部およびフォトマスク供給部の保持台にフォトマスクの平面鉛直方向、上下方向の動きを規制するガイドを有し、フォトマスクが保持台と支持枠間で略鉛直方向に立った状態で略水平方向にスライドできるようにし、
   前記フォトマスク排出部は、フォトマスク受け渡し位置で、略鉛直方向に立てた状態で前記保持台の向きを前記支持枠側に変え前記保持台が保持するときのフォトマスクの面と前記支持枠が支持するときのフォトマスクの面が略同一面となるようにし、使用済のフォトマスクを前記支持枠から略水平移動で前記保持台が受け取り、前記保持台が前記フォトマスクを保持し、前記保持台に保持されているフォトマスクを前記移動手段が所定の位置まで排出し、
   前記フォトマスク供給部は、次に使用するフォトマスクを前準備として前記保持台に保持し、使用時にフォトマスク受け取り位置まで前記フォトマスクを保持した保持台を前記移動手段が移動し、且つ、略鉛直方向に立てた状態で前記保持台の向きを前記支持枠側に変え前記保持台が保持するときのフォトマスクの面と前記支持枠が支持するときのフォトマスクの面が略同一面となるようにし、そのまま略水平移動で前記フォトマスクを前記支持枠に載せる、
   ことを特徴とする露光装置。
2. 請求項１において、露光装置は、加工用基材の表裏面に配設された感光性材料、それぞれに、支持枠に保持されたフォトマスクを用いてフォトマスクの裏面側から略同時に露光して、潜像を形成する両面露光装置であり、加工用基材のそれぞれの面側に、支持枠、光源部、フォトマスク排出部、フォトマスク供給部を備えていることを特徴とする露光装置。

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