JP5002871B2 - 露光装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大サイズのフォトマスクを略鉛直方向に立てて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、支持枠におけるフォトマスクの横方向位置を精度良く決めるをことができるフォトエッチング加工工程における製版用の露光装置に関する。
【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】
従来、上記製版工程における露光には、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する方式のフォトリソグラフィー用の露光装置が用いられていた。
この露光装置は、フォトマスクを略鉛直に支持枠に取り付けるものであり、フォトマスクの鉛直方向の位置を決めるためのたて方向位置決めピンが支持枠の下側、フォトマスク下側に対応する位置に２個、互いに略水平となる位置に設けられ、且つ、支持枠の横方向の一方、フォトマスクの側面に対応する位置に、フォトマスクの水平方向の位置を決めるための横方向位置決めピンが１個設けられていた。
そして、フォトマスクを支持枠に装着する際に、人手によりマスクをピンに押し付けて露光装置に装着されていた。
しかし、フォトマスクが大型であるため、特に、装着時に正確に横方向位置決めピンに押し当てることが困難であった。
また、生産中、露光装置の動作により、マスクが位置決めピンから離れてしまうことがあった。
【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、横方向位置決めが精度良く行われず、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、大サイズのフォトマスクを略鉛直方向に立てて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、支持枠におけるフォトマスクの横方向位置を精度良く決めをことができる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略鉛直方向に立てて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、支持枠には、フォトマスクの鉛直方向位置であるたて方向位置を所定位置に保持した状態で、フォトマスクの横方向の一方の側面部を、これに当て、支持枠に沿いフォトマスクの横方向位置を決定するための横方向位置決めピンを持つものであり、その横方向位置決めピンが、その横方向の一方側に１個設けられ、支持枠に前記フォトマスクの横方向の一方の側面部に対向する側の、フォトマスクの横方向の他方の側面部を押し、フォトマスクを横方向位置決めピンに押し当てて抑える、アクチュエータを備えており、そのアクチュエータが、前記横方向位置決めピン側でない、その横方向の他方側、横方向位置決めピンと略同じ高さ位置に１個設けられており、アクチュエータは、回転式のカムを備えたもので、前記カムをフォトマスクの横方向側面部にあて、回転させることにより、横方向位置決めピン側にフォトマスクを押し当てるものであり、フォトマスクと加工用基材の表面部に配設された感光性材料とは、真空密着されて、露光が行なわれるもので、且つ、アクチュエータのカム回転の動力伝達を、支持枠部を貫通する孔部に設けられた回転軸により行なうものであり、前記回転軸に真空漏れ防止用のＯリングを用いていることを特徴とするものである。そして、上記において、支持枠の下側２箇所に、互いに略水平となるように、それぞれ１個、フォトマスクの鉛直方向であるたて方向の位置を決めるための、たて方向位置決めピンを設け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を略鉛直方向に立てて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、支持枠におけるフォトマスクの横方向位置を精度良く決めることができる露光装置の提供を可能としている。
即ち、アクチュエータによりフォトマスクを横方向位置決めピン側に押し当てて抑えることにより、フォトマスクを横方向位置決めを確実にし、横方向に位置精度を、アクチェータを持たない従来の構造に比べ、向上させることができる。
【０００８】
具体的には、フォトマスクの横方向位置を決めるための横方向位置決めピンが、その横方向の一方側に１個設けられ、アクチュエータが、前記横方向位置決めピン側でない、その横方向の他方側、横方向位置決めピンと略同じ高さ位置に１個設けられているものが挙げられ、アクチェータとしては、回転式のカムを備えたもので、前記カムをフォトマスクの横方向側面部にあて、回転させることにより、横方向位置決めピン側にフォトマスクを押し当てるものが挙げられる。
【０００９】
特に、露光装置が、フォトマスクと加工用基材の表面部に配設された感光性材料とは、真空密着されて、露光が行なわれるもので、アクチュエータのカム回転の動力伝達を、支持枠部を貫通する孔部に設けられた回転軸により行なうものの場合には、回転軸に真空漏れ防止用のＯリングを用いることにより、回転軸における支持枠両面の真空漏れを防止できる。
【００１０】
露光装置が、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、それぞれ、フォトマスクと加工用基材の表面部に配設された感光性材料とを真空密着して、略同時に露光して、潜像を形成する、シャドウマスク製造用の製版工程に用いられる両面露光装置である場合には、特に有効である。
尚、上記シャドウマスク製造用の製版工程に用いられる両面露光装置は、通常、支持枠の下側２箇所に、互いに略水平となるように、それぞれ１個、フォトマスクの鉛直方向であるたて方向の位置を決めるための、たて方向位置決めピンを設けている。
勿論、このような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。
【００１１】
【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）に示す支持枠部をＡ１方向から見た図で、図２は図１（ａ）においてＡ２方向からみた概略図で、図３は加工用基材１７０のＡ１側の支持枠部を感光性材料１７５を塗膜した加工用基材に真空密着した状態を示した図である。
尚、図１（ａ）は図１（ｂ）のＡ３−Ａ４から見た図で、図３は図１（ｂ）のＡ５−Ａ６位置における断面図である。
図１〜図３中、１１０、１１５は支持枠、１１０Ａは支持枠の内側位置、１１１、１１６はたて方向位置決めピン、１１２、１１７は横方向位置決めピン、１２０、１２５は光源部、１２１、１２６は光源、１２２、１２７はミラー、１３０、１３５は支持枠保持制御部、１４０、１４５はパッキン、１５０、１５５はアクチュエータ、１５１、１５６はカム、１５２、１５７は回転軸（シャフトとも言う）、１５３、１５８はアクチュエータ、１６０、１６５はフォトマスク（パターン版とも言う）、１７０は加工用基材、１７５は感光性材料、１８０はレール、１８５はレール受け部、１９０は真空領域である。
【００１２】
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、大サイズのフォトマスク１６０、１６５を、それぞれ、略鉛直方向に立てて支持枠１１０、１１５に装着した状態で、フォトマスク１６０、１６５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１６０、１６５の絵柄を、それぞれ、加工用基材の表面部に配設された感光性材料１７５に潜像として露光形成するための、フォトエッチング加工の製版工程において使用される両面露光用の露光装置で、感光性材料１７５材料が塗膜された加工用基材１７０の一方の面側に、支持枠１１０、支持枠保持制御部１３０、光源部１２０を備え、且つ、加工用基材１７０の他方の面側に、支持枠１１５、支持枠保持制御部１３５、光源部１２５を備えている。
露光の際には、支持枠１１０、１１５はそれぞれ、支持枠保持制御部に制御され、感光性材料１７５材料が塗膜された加工用基材１７０のそれぞれの面の感光性材料１７０に真空密着された状態で、露光が行なわれるものである。
【００１３】
支持枠１１０には、その下側２箇所に、互いに略水平となるように、それぞれ１個、フォトマスクの鉛直方向であるたて方向の位置を決めるための、たて方向位置決めピン１１１を設けており、フォトマスクの鉛直方向位置であるたて方向位置を所定位置に保持した状態で、フォトマスクの横方向の一方の側面部を、これに当て、支持枠に沿いフォトマスクの横方向位置を決定するための、横方向位置決めピン１１２を持つものであり、支持枠１１０にフォトマスク１６０の横方向の一方の側面部に対向する側の、フォトマスクの横方向の他方の側面部を押し、フォトマスク１６０を横方向位置決めピンに押し当てて抑える、アクチュエータ１５０を備えている。
同様に、支持枠１１５には、その下側２箇所に、互いに略水平となるように、それぞれ１個、フォトマスクの鉛直方向であるたて方向の位置を決めるための、たて方向位置決めピン１１６を設けており、フォトマスクの鉛直方向位置であるたて方向位置を所定位置に保持した状態で、フォトマスクの横方向の一方の側面部を、これに当て、支持枠に沿いフォトマスクの横方向位置を決定するための、横方向位置決めピン１１７を持つものであり、支持枠１１５にフォトマスク１６５の横方向の一方の側面部に対向する側の、フォトマスクの横方向の他方の側面部を押し、フォトマスク１６５を横方向位置決めピンに押し当てて抑える、アクチュエータ１５５を備えている。
本例では、図１（ｂ）に示すように、横方向位置決めピン１１２、１１６は、それぞれ、アクチュエータ１５０、１５５とは略同じ高さ位置に設けられている。
【００１４】
支持枠部１１０、１１５は、それぞれフォトマスク１６０、１６５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、露光時には、加工用基材１７０の感光性材料１７５にその支持するフォトマスクを密着させるものである。
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。
支持枠保持制御部１３０、１３５は、それぞれ、支持枠部１１０、１１５を保持し、フォトマスクの支持枠部への真空吸着や、支持枠部１１０、支持枠部１１５間や支持枠部１１０、１１５と加工用基材１７０間の真空引きや真空解除を制御するものである。
尚、支持枠部１１０（１１５）内側の光源１２０（１２５）からの露光光を透過させる窓（図１（ｂ）の１１０Ａ内側領域）に対応する支持枠保持制御部１３０（１３５）の領域は窓部ないし露光光透過性の材質からなる。
図２に示すように、支持枠部１１０、１１５は、それぞれ、支持枠保持制御部１３０、１３５のレール受け部１８５を介して、レール１８０上を移動できるようになっており、この移動により感光性材料１７５を塗膜した加工用基材１７０からの距離を変えることができる。
光源１２１、１２６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。
【００１５】
加工用基材１７０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１７５が塗膜されており、張った状態で露光は行われる。
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。
そして、感光性材料１７５としては、通常、カゼイン系、ＰＶＡ系等、各種用いられる。
【００１６】
また、フォトマスク１６０、１６５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。
【００１７】
アクチュエータ１５０、１５５は、それぞれ、回転式のカム１５１、１５６を備えたもので、カム１５１、１５６を、それぞれ、フォトマスク１６０、１６５の横方向側面部にあて、回転させることにより、それぞれ、横方向位置決めピン１１２、１１７側に、フォトマスク１６０、１６５を押し当てるものである。
アクチュエータ１５０、１５５のカム回転の動力伝達を、それぞれ、支持枠部１１０、１１５を貫通する孔部に設けられた回転軸１５２、１５７により行なうものであるが、フォトマスク１６０、１６５と加工用基材１７０の表面部に配設された感光性材料１７５とは、真空密着されて、露光が行なわれるものであり、回転軸１５２、１５７には、それぞれ、真空漏れ防止用のＯリング（図示していない）を用いている。
支持枠部１１０は、真空密着され、図３に示すように、フォトマスク１６０は感光性材料１７５に密着されるが、この際、図３のＢ１部のように、支持枠部１１０とフォトマスク１６０と、感光性材料１７５を塗布した加工用基材１７０とで真空領域１９０が形成される。
このため、カム１５１の回転の回転軸１５２には、支持枠部１１０の両面間で圧力差が生じることとなるが、真空領域１９０の真空漏れを防止する手段として、本例では、少なくとも回転軸１５２の一部にＯリング（図示していない）を設け、支持枠部１１０の回転軸１５２を通す貫通孔からの空気漏れを防いでいる。
【００１８】
次に、本例の装置の露光動作の１例を簡単に説明しておく。
先ず、支持枠部１１０、１１５を加工用基材１７０から離した状態で、それぞれ、フォトマスク１６０、１６５を所定の位置にセットした後、これらにフォトマスク１６０、１６５をその周辺部で真空吸着固定する。
フォトマスクの鉛直方向位置（たて方向位置とも言う）、水平方向位置（横方向の位置とも言う）の位置出しは、それぞれ、支持枠部１１０、１１５のたて方向位置決めピン１１１、１１６、横方向位置決めピン１１２、１１７により行なわれる。
横方向の位置決めには、それぞれアクチュエータ１５０、１５５のカム１５１、１５６を用い、位置決めを確実に行なう。
先にも述べたように、支持枠部１１０、１１５には、それぞれ、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の真空引きが行なわれる。
この状態が図１（ａ）、図２に示す状態に相当する。
次いで、加工用基材１７０を張って、停止させている状態で、支持枠保持制御部１３０、１３５のレール受け部１８５により、レール上を加工用基材１７０側に、支持枠部１１０、１１５を、それぞれ、支持枠保持制御部１３０、１３５と一体として移動し、フォトマスク１６０、１６５が、それぞれ、感光性材料１７５に接するようにした状態で、支持枠部１１０、フォトマスク１６０と支持枠部１１５、フォトマスク１６５間を真空引きし、フォトマスク１６０、１６５を加工用基材１７０の感光性材料１７５に密着させる。
このフォトマスクと感光性材料１７５とが密着した状態で、光源部１２０、１２５により、フォトマスクの裏面側から露光用光を照射し、加工用基材１７０の両面の感光性材料１７０を露光し、それぞれフォトマスクに対応した潜像を形成する。
この後、支持枠部１１０、フォトマスク１６０と支持枠部１１５、フォトマスク１６５間を真空を解除し、フォトマスク１６０、１６５と加工用基材１７０の感光性材料１７５との真空密着を解除する。
次いで、各支持枠部を所定の位置まで、加工用基材１７０から離れるように、レール１８０上を位置移動させ、加工用基材を搬送し、同様に、フォトマスクと加工用基材１７０の感光性材料１７５との密着、露光の動作を繰り返す。
【００１９】
露光後、必要に応じ、各支持枠部を所定の位置まで、加工用基材１７０から離れるように、フォトマスク交換位置までレール１８０上を位置移動させ、支持枠部のフォトマスク真空吸着用の真空を解除し、フォトマスクを支持枠部からはずす。
そして、新たに別のフォトマスクを、同様にして支持枠部に装着し、同様に露光を行なう。
このように、本例の露光装置は動作することができるが、これは１例で、これに限定はされない。
【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略鉛直方向に立てて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、支持枠におけるフォトマスクの横方向位置を精度良く決めることができる露光装置の提供を可能とした。
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作業をより、効率的、量産的なものとした。
【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）に示す支持枠部をＡ１方向から見た図である。
【図２】図１（ａ）においてＡ２方向からみた概略図である。
【図３】加工用基材１７０のＡ１側の支持枠部を感光性材料１７５を塗膜した加工用基材に真空密着した状態を示した図
【符号の説明】
１１０、１１５ 支持枠
１１０Ａ 支持枠の内側位置
１１１、１１６ たて方向位置決めピン
１１２、１１７ 横方向位置決めピン
１２０、１２５ 光源部
１２１、１２６ 光源
１２２、１２７ ミラー
１３０、１３５ 支持枠保持制御部
１４０、１４５ パッキン
１５０、１５５ アクチュエータ
１５１、１５６ カム
１５２、１５７ 回転軸（シャフトとも言う）
１５３、１５８ アクチュエータ
１６０、１６５ フォトマスク（パターン版とも言う）
１７０ 加工用基材
１７５ 感光性材料
１８０ レール
１８５ レール受け部
１９０ 真空領域

Claims (2)

1. 大サイズのフォトマスクを略鉛直方向に立てて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、
   支持枠には、フォトマスクの鉛直方向位置であるたて方向位置を所定位置に保持した状態で、フォトマスクの横方向の一方の側面部を、これに当て、支持枠に沿いフォトマスクの横方向位置を決定するための横方向位置決めピンを持つものであり、その横方向位置決めピンが、その横方向の一方側に１個設けられ、
   支持枠に前記フォトマスクの横方向の一方の側面部に対向する側の、フォトマスクの横方向の他方の側面部を押し、フォトマスクを横方向位置決めピンに押し当てて抑える、アクチュエータを備えており、そのアクチュエータが、前記横方向位置決めピン側でない、その横方向の他方側、横方向位置決めピンと略同じ高さ位置に１個設けられており、
   アクチュエータは、回転式のカムを備えたもので、前記カムをフォトマスクの横方向側面部にあて、回転させることにより、横方向位置決めピン側にフォトマスクを押し当てるものであり、
   フォトマスクと加工用基材の表面部に配設された感光性材料とは、真空密着されて、露光が行なわれるもので、且つ、アクチュエータのカム回転の動力伝達を、支持枠部を貫通する孔部に設けられた回転軸により行なうものであり、前記回転軸に真空漏れ防止用のＯリングを用いている、
   ことを特徴とする露光装置。
2. 請求項１において、支持枠の下側２箇所に、互いに略水平となるように、それぞれ１個、フォトマスクの鉛直方向であるたて方向の位置を決めるための、たて方向位置決めピンを設けていることを特徴とする露光装置。

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