JP5180624B2 - 帯状ワークの露光方法および露光装置 - Google Patents
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Description
本発明は、帯状ワークの露光方法に関する。より詳しくは、ＴＡＢテープやリードフレーム等の電子部品を製造する露光工程において用いられ、露光マスクに形成されたパターンを長尺薄物銅基板等の帯状ワークに露光する露光方法および露光装置に関する。
帯状ワークの露光装置は、露光マスクに形成された回路パターンを、間欠的に搬送される帯状ワークの被露光領域に順次露光するように構成される。この手の装置では、一般的には、ロール体に巻かれた帯状ワークを順次繰り出し、搬送中の帯状ワークのうねりに対する矯正を行いつつ露光を行い、露光終了後に、再びロール体に巻き取る。
従来、上記うねりに対する矯正は、帯状ワーク上の所定箇所にパンチャーにより予めマーク孔を穿孔し、このマーク孔位置を基にマスクパターンの位置補正（調整）をしていた。この手法によると、専用のパンチャーが必要であり装置コストが高くなる。また、穿孔時のパーティクルが原因となって、歩留まりが低下することがある。
そこで、下記特許文献１のように、帯状ワークに前もって位置合せ用のマーク孔を開けずに、露光によって位置合わせ用の露光マークを形成し、この露光マークの位置と、帯状ワークの端部位置とを基にマスクパターンの位置補正を行う方法もある。
しかし、特許文献１の手法では、露光を繰り返すうちにマスクパターンが帯状ワークからはみ出す不都合があり、実用には至らなかった。また、はみ出さない場合でも、この手法では、互いに連続するパターンの位置精度を所定範囲内に収める必要があるため、最初のマスクパターンの位置がずれていたり、角度を持っていたりすると、露光を繰り返して理想の位置に収束するまでに多くの露光回数が必要になった（図１１参照）。（ここで、理想の位置とは、露光を繰り返しても露光された回路パターンが帯状ワークからはみ出さない位置となる。）本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、マスクパターンの位置が理想の位置に収束するまでの露光回数が少なくて済む、帯状ワークの露光方法および露光装置を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、
間欠搬送される帯状ワーク（Ｗ）上に露光マスク（７）への露光動作により互いに隣り合う回路パターン（Ｐ）を形成させる露光方法において、
初回の回路パターン（Ｐ）の露光時に、露光マスク（７）を固定保持するマスク保持枠（６２）に設けられた、帯状ワーク（Ｗ）の側端位置を検出するエッジセンサ（６３）の第１の出力（ｙ１）を記憶し、
２回目の露光の前に、帯状ワーク（Ｗ）を所定の搬送距離（Ｄ）だけ搬送した後、初回の
回路パターン（Ｐ）の端部に露光された露光マーク（Ｍ１）と、露光マスク（７）の端部に設けられた撮像窓（７３）と、の位置合わせを行い、前記エッジセンサ（６３）の第２の出力（ｙ２）を記憶し、
前記第１の出力（ｙ１）と、前記第２の出力（ｙ２）から、帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）に対する露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）の傾きを計算し、求められた傾きに基づいて露光マスク（７）の角度を、露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）と帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）が平行になるように補正し、２回目の回路パターン（Ｐ）の露光を行う帯状ワークの露光方法である。
間欠搬送される帯状ワーク（Ｗ）上に露光マスク（７）への露光動作により互いに隣り合う回路パターン（Ｐ）を形成させる露光方法において、
初回の回路パターン（Ｐ）の露光時に、露光マスク（７）を固定保持するマスク保持枠（６２）に設けられた、帯状ワーク（Ｗ）の側端位置を検出するエッジセンサ（６３）の第１の出力（ｙ１）を記憶し、
２回目の露光の前に、帯状ワーク（Ｗ）を所定の搬送距離（Ｄ）だけ搬送した後、初回の
回路パターン（Ｐ）の端部に露光された露光マーク（Ｍ１）と、露光マスク（７）の端部に設けられた撮像窓（７３）と、の位置合わせを行い、前記エッジセンサ（６３）の第２の出力（ｙ２）を記憶し、
前記第１の出力（ｙ１）と、前記第２の出力（ｙ２）から、帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）に対する露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）の傾きを計算し、求められた傾きに基づいて露光マスク（７）の角度を、露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）と帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）が平行になるように補正し、２回目の回路パターン（Ｐ）の露光を行う帯状ワークの露光方法である。
請求項１の発明によれば、露光マスク（７）の側辺に設けられたエッジセンサ（６３）の第１の出力と第２の出力に基づいて、２回目の露光マスク（７）の角度補正が行われる。初回の露光の際に、露光マスク（７）が帯状ワーク（Ｗ）に対して角度を持っていても、露光マスクの（７）の角度補正が行われた状態で２回目の露光が行われる。そのため、２回目以降の露光において回路パターン（Ｐ）が帯状ワーク（Ｗ）の側端からはみだすことがない。従って、露光マスク（７）の理想の位置までの収束の露光回数が少なくてすむ。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の帯状ワークの露光方法において、
初回の露光の前に、露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）と帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）を同一直線上に配置したときのエッジセンサ（６３）の基準出力（ｙ０）を記憶し、
２回目の露光の前に、エッジセンサ（６３）の前記基準出力（ｙ０）と前記第１の出力（ｙ１）と前記第２の出力（ｙ２）から帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）に対する露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）の位置ずれを計算し、求められた位置ずれに基づいて露光マスク（７）の位置を、露光マスク（７）の中心線（７）と帯状ワークの中心線（ＣＬ２）が重なるように補正し２回目の回路パターン（Ｐ）の露光を行う帯状ワークの露
光方法である。
初回の露光の前に、露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）と帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）を同一直線上に配置したときのエッジセンサ（６３）の基準出力（ｙ０）を記憶し、
２回目の露光の前に、エッジセンサ（６３）の前記基準出力（ｙ０）と前記第１の出力（ｙ１）と前記第２の出力（ｙ２）から帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）に対する露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）の位置ずれを計算し、求められた位置ずれに基づいて露光マスク（７）の位置を、露光マスク（７）の中心線（７）と帯状ワークの中心線（ＣＬ２）が重なるように補正し２回目の回路パターン（Ｐ）の露光を行う帯状ワークの露
光方法である。
請求項２の発明のよれば、露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）と帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）を同一直線上に配置したときのエッジセンサ（６３）の出力を基準出力（ｙ０）として、１回目の露光時に得られた第１の出力（ｙ１）と２回目の露光の前の第２の出力（ｙ２）から帯状ワーク（Ｗ）に対する露光マスク（７）の位置ずれを計算するので、２回目の露光前の帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）と露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）の位置ずれ計算することができ、露光マスク（７）の位置を補正することができる。そのため、２回目の露光以降は回路パターン（Ｐ）が帯状ワーク（Ｗ）の幅方向に対して中央に位置するようになる。回路パターン（Ｐ）から帯状ワーク（Ｗ）の側端までの距離が均等になり、帯状ワーク（Ｗ）の片側に偏った回路パターン（Ｐ）が形成されることがない。また、帯状ワーク（Ｗ）のうねりが発生しても、回路パターン（Ｐ）の露光位置にマージンを持った露光が可能となる。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の帯状ワークの露光方法において、
２回目の露光の前に、帯状ワーク（Ｗ）を所定の搬送距離（Ｄ）だけ搬送した後、初回の回路パターン（Ｐ）の端部に露光された露光マーク（Ｍ１）と、露光マスク（７）の端部に設けられた撮像窓（７３）と、の位置合わせを行い、エッジセンサ（６３）の第２の出力（ｙ２）を記憶し、２回目の回路パターン（Ｐ）の露光を行い、２回目の露光の、帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）に対する露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）の傾き
を前記第１の出力（ｙ１）と前記第２の出力（ｙ２）から求め、２回目の露光の際に行われた露光動作をＮ回行うとともに各露光時の露光マスク（７）の傾きをＮ回分記憶し、Ｎ回分の帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）に対する露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）の傾きの平均値を求め、
Ｎ＋１回目の露光の前に、求められた傾きの平均値に基づいて露光マスク（７）の角度を補正しＮ＋１回目の回路パターン（Ｐ）の露光を行う帯状ワークの露光方法である。
２回目の露光の前に、帯状ワーク（Ｗ）を所定の搬送距離（Ｄ）だけ搬送した後、初回の回路パターン（Ｐ）の端部に露光された露光マーク（Ｍ１）と、露光マスク（７）の端部に設けられた撮像窓（７３）と、の位置合わせを行い、エッジセンサ（６３）の第２の出力（ｙ２）を記憶し、２回目の回路パターン（Ｐ）の露光を行い、２回目の露光の、帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）に対する露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）の傾き
を前記第１の出力（ｙ１）と前記第２の出力（ｙ２）から求め、２回目の露光の際に行われた露光動作をＮ回行うとともに各露光時の露光マスク（７）の傾きをＮ回分記憶し、Ｎ回分の帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）に対する露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）の傾きの平均値を求め、
Ｎ＋１回目の露光の前に、求められた傾きの平均値に基づいて露光マスク（７）の角度を補正しＮ＋１回目の回路パターン（Ｐ）の露光を行う帯状ワークの露光方法である。
請求項３の発明によれば、Ｎ回の露光による露光マスク（７）の傾きの平均値を求めて、Ｎ＋１回目の露光で露光マスク（７）を角度補正するので帯状ワーク（Ｗ）と露光マスク（７）の傾きが平均化され精度よく露光マスク（７）を角度補正することができる。
請求項４に記載の発明は、間欠搬送される帯状ワーク（Ｗ）上に露光マスク（７）への露光動作により互いに隣り合う回路パターン（Ｐ）を形成させる露光装置において、
露光マスク（７）に帯状ワーク（Ｗ）の１ピッチ分の搬送距離（Ｄ）に等しい間隔で、帯状ワーク（Ｗ）の露光領域に露光マーク（Ｍ１）を露光するマークパターン窓（７２）と撮像窓（７３）を設け、撮像窓（７３）に撮像される露光マーク（Ｍ１）の位置に基づいて露光マスク（７）を位置合わせする手段と、
露光マスク（７）を固定保持するマスク保持枠（６２）に設けられた帯状ワーク（Ｗ）の側端の位置を検出するエッジセンサ（６３）の出力に基づいて露光マスク（７）と帯状ワーク（Ｗ）の位置ずれを計算し露光マスク（７）を、露光マスク（７）の中心線（７）と帯状ワーク（Ｗ）の中心線が平行になるように、位置合わせする手段を備えた帯状ワークの露光装置である。
露光マスク（７）に帯状ワーク（Ｗ）の１ピッチ分の搬送距離（Ｄ）に等しい間隔で、帯状ワーク（Ｗ）の露光領域に露光マーク（Ｍ１）を露光するマークパターン窓（７２）と撮像窓（７３）を設け、撮像窓（７３）に撮像される露光マーク（Ｍ１）の位置に基づいて露光マスク（７）を位置合わせする手段と、
露光マスク（７）を固定保持するマスク保持枠（６２）に設けられた帯状ワーク（Ｗ）の側端の位置を検出するエッジセンサ（６３）の出力に基づいて露光マスク（７）と帯状ワーク（Ｗ）の位置ずれを計算し露光マスク（７）を、露光マスク（７）の中心線（７）と帯状ワーク（Ｗ）の中心線が平行になるように、位置合わせする手段を備えた帯状ワークの露光装置である。
請求項４の発明によれば、露光によって帯状ワーク（Ｗ）の露光領域に露光マーク（Ｍ１）が形成されるとともに、帯状ワーク（Ｗ）の１ピッチ分の搬送後、露光マーク（Ｍ１）に基づいて露光マスク（７）の位置合わせがされる。そして、帯状ワーク（Ｗ）の側端の位置を検出するエッジセンサ（６３）の出力に基づいて露光マスク（７）と帯状ワーク（Ｗ）の位置ずれを補正することができるので、露光マスク（７）の理想の位置（回路パターン（Ｐ）が帯状ワーク（Ｗ）からはみ出すことのない位置）までの収束の露光回数が少なくてすむ。
なお、特許請求の範囲及び解決するための手段の各欄において各構成要素に付した括弧書きの符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
本発明によると、マスクパターンの位置が理想の位置に収束するまでの露光回数が少なくて済むようになる。
まず、実施の形態の１について説明する。
図１は本発明を実施するための露光装置１の全体構成を示す概略図、図２は本発明を実施するための露光装置１の要部を示す正面一部断面図、図３は図２のＩ−Ｉ線矢示図である。各図において、直交座標系の３軸をＸ，Ｙ，Ｚとし、ＸＹ平面は水平面、Ｚ軸方向は鉛直方向、Ｚ軸周り方向はθ方向である。また図中、紙面左側が帯状ワークＷの搬送上流側であり、紙面右側が搬送下流側である。
図１に示すように、露光装置１は、ワーク送出し機構２、ワークステージ機構３、グリップフィード機構４、光照射機構５、マスクステージ機構６、露光マスク７、撮像カメラ８、ワーク巻取り機構９及び制御装置１０などを備える。
ワーク送出し機構２は、巻取体回転駆動部２１、案内ローラ２２、吸引箱２３及び送りローラ２４を備える。巻取体回転駆動部２１は、巻取体Ｗ’を水平軸回りに回転駆動可能に支持する。ここで巻取体Ｗ’は、フォトレジストが塗布された長尺薄物銅基板等の帯状ワークＷをリール状に巻き取ったものである。案内ローラ２２は、吸引箱２３の上流側において帯状ワークＷを掛け渡した状態で水平軸回りに回転駆動自在に軸支される。吸引箱２３は、Ｕ字状に弛んだ状態の帯状ワークＷを収容可能な箱体であり、その底部はダクト２３１を介して吸引ポンプ２３２に接続される。送りローラ２４は、吸引箱２３の下流側において帯状ワークＷを掛け渡した状態で水平軸回りに回転駆動自在に軸支される。
ワークステージ機構３は、吸着ステージ３１及び昇降ローラ３２を備える。吸着ステージ３１は、帯状ワークＷを水平保持するためのステージ面を有する。このステージ面には、帯状ワークＷを真空吸引保持するための多数の吸着孔が穿設される。昇降ローラ３２は、吸着ステージ３１を挟んで帯状ワークＷの搬送方向Ｘ１の上流側と下流側とに設置され、それぞれ昇降駆動可能とされる。昇降ローラ３２は、帯状ワークＷの搬送時には該帯状ワークＷをステージ面から持ち上げて支持し、帯状ワークＷの露光時には該帯状ワークＷをステージ面に降ろすことができる。
グリップフィード機構４は、固定グリップ部４１、可動グリップ部４２及び駆動モータ４３を備える。固定グリップ部４１は、機枠４４における最上流側に設置され、帯状ワークＷを挟持する可動爪を有する。可動グリップ部４２は、帯状ワークＷを挟持しながら、機枠４４に形成されたレール４５に沿って帯状ワークＷを搬送方向Ｘ１に移動させるように設置され、帯状ワークＷを挟持する可動爪を有する。駆動手段４３は、可動グリップ部４２を搬送開始位置Ａ（図中左の三角マーク）から搬送終端位置Ｂ（図中右の三角マーク）に、また搬送終端位置Ｂから搬送開始位置Ａに往復動できるように構成される。
光照射機構５は、図２に示すように、紫外線ランプ５１、光学系５２及びケース５３などから構成される。光学系５２は、集光鏡５４、反射鏡５５、楕円ミラー５６などからなり、次に示す配置とされる。即ち、紫外線ランプ５１から発した光が、集光鏡５４で集光でされた後、反射鏡５５による反射、楕円ミラー５６による光分布の均一化、平行光化などを経て、マスクステージ機構６における露光マスク７の上面に向けて照射される配置である。
図１にもどり、マスクステージ機構６は、ＸＹθステージ６１、マスク保持枠６２及び
エッジセンサ６３などを備える。ＸＹθステージ６１は、駆動部６１１によりＸＹθ各方
向に駆動可能とされる。図２に示すように、マスク保持枠６２は、ネジ留めまたは係止等
の固定手段により露光マスク７を着脱自在に固定保持する。マスク保持枠６２には、ブラ
ケット６４を介してエッジセンサ６３が取り付けられている。図３に示すように、エッジ
センサ６３は、帯状ワークＷと露光マスク７の側端の位置を検出するために、帯状ワーク
Ｗの側端に配置されている。エッジセンサ６３の出力は、帯状ワークＷの側端の位置に応
じて可変される。なお、エッジセンサ６３は帯状ワークＷの側端２箇所の位置情報を検出
可能なように、帯状ワークＷの搬送方向Ｘ１に沿ってマスク保持枠６２における両端２箇
所に取り付けられている。２箇所に取り付けられたエッジセンサ６３の出力の平均値は、
露光マスク７の搬送方向Ｘ１に対する中心位置におけるエッジセンサ６３の出力値として
用いる。
エッジセンサ６３などを備える。ＸＹθステージ６１は、駆動部６１１によりＸＹθ各方
向に駆動可能とされる。図２に示すように、マスク保持枠６２は、ネジ留めまたは係止等
の固定手段により露光マスク７を着脱自在に固定保持する。マスク保持枠６２には、ブラ
ケット６４を介してエッジセンサ６３が取り付けられている。図３に示すように、エッジ
センサ６３は、帯状ワークＷと露光マスク７の側端の位置を検出するために、帯状ワーク
Ｗの側端に配置されている。エッジセンサ６３の出力は、帯状ワークＷの側端の位置に応
じて可変される。なお、エッジセンサ６３は帯状ワークＷの側端２箇所の位置情報を検出
可能なように、帯状ワークＷの搬送方向Ｘ１に沿ってマスク保持枠６２における両端２箇
所に取り付けられている。２箇所に取り付けられたエッジセンサ６３の出力の平均値は、
露光マスク７の搬送方向Ｘ１に対する中心位置におけるエッジセンサ６３の出力値として
用いる。
露光マスク７は、図３に示すように、回路パターン窓（本明細書ではこれを単にマスクパターンと記すこともある）７１、マークパターン窓７２及び撮像窓７３を備えたフィルム体またはガラス板体である。マークパターン窓７２の中心位置と撮像窓７３の中心位置との距離は、帯状ワークＷの１ピッチ分の搬送距離Ｄに等しい。マークパターン窓７２は、撮像窓７３より小さいサイズの円形状とされる。例えば、マークパターン窓７２の直径が約０．５ｍｍの場合、撮像窓７３の直径は１．５〜２．０ｍｍ程度となる。
図２に示す撮像カメラ８は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の光電変換素子を有し、撮像によって得た画像データを制御部１０に送信可能な構成とされる。その撮像領域は、図３に示す撮像窓７３よりも大きなサイズの長方形状とされる。撮像カメラ８は、２つの撮像窓７３の上方にそれぞれ１台ずつ合計２台が設置されている。
図１にもどり、ワーク巻取り機構９は、案内ローラ９１、吸引箱９２、送りローラ９３及び巻取体回転駆動部９４を備える。案内ローラ９１は、吸引箱９２の上流側において帯状ワークＷを掛け渡した状態で水平軸回りに回転駆動自在に軸支される。吸引箱９２は、Ｕ字状に弛んだ状態の帯状ワークＷを収容可能な箱体であり、その底部はダクト９２１を介して吸引ポンプ９２２に接続される。送りローラ９３は、吸引箱９２の下流側において帯状ワークＷを掛け渡した状態で水平軸回りに回転駆動自在に軸支される。巻取体回転駆動部９４は、露光処理が終了した帯状ワークＷをリール状の巻取体Ｗ’’に巻き取る部位である。
制御装置１０は、タッチパネル等の入出力装置、メモリチップやマイクロプロセッサなどを主体とした適当なハードウエア、このハードウエアを動作させるためのコンピュータプログラムを組み込んだハードディスク装置、及び各構成部とデータ通信を行う適当なインターフェイス回路などから構成され、露光装置１が一連の露光動作を行うための指令信号を各構成部に送るように構成される。なお、この一連の露光動作の一部をＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）で行うようにしてもよい。
次に、以上のように構成された露光装置１の動作について説明する。図４は露光装置１の動作を示すフローチャート、図５は初期位置合わせ動作を説明するための図、図６は露光された露光領域を説明するための図、図７は初期位置合わせに用いる補正量算出法を説明するための図、図８は初期位置合わせ動作を説明するための図、図９は初期位置合わせ以降に帯状ワークＷに露光・転写された回路パターンＰを示す図である。図６，７，８において、帯状ワークＷの中心線ＣＬ２を点線で表記し、露光マスク７および第１露光領域Ｒ１の中心線ＣＬ１を一点鎖線で表記している。
図４に示す各ステップの順にそれぞれの動作内容を説明する。
〔ステップＳ１〕
先ず、帯状ワークＷおよび露光マスク７をセットした時のエッジセンサ６３の出力を露光装置１の設計値から求める。このとき、帯状ワークＷの中心線ＣＬ２と、露光マスク７の中心線ＣＬ１が一直線上に並んだ状態とする。このときのエッジセンサ６３の出力をｙ０とする。ｙ０は、本発明の基準出力に対応する。
先ず、帯状ワークＷおよび露光マスク７をセットした時のエッジセンサ６３の出力を露光装置１の設計値から求める。このとき、帯状ワークＷの中心線ＣＬ２と、露光マスク７の中心線ＣＬ１が一直線上に並んだ状態とする。このときのエッジセンサ６３の出力をｙ０とする。ｙ０は、本発明の基準出力に対応する。
そして、次のようにして露光装置１に帯状ワークＷをセットする。即ち、巻取体ｗ’から引出した帯状ワークＷの始端部を吸引箱２３、ワークステージ機構３、グリップフィード機構４及び吸引箱９２などを通して巻取体回転駆動部９４に巻き付ける。マスクステージ機構６のマスク保持枠６２に所定の露光マスク７を固定する。露光マスク７の中心線ＣＬ１が帯状ワークＷの中心線ＣＬ２と一致するようにマスクステージ機構６のマスク保持枠６２を位置調整する。ここまでは手動で行う。次いで、帯状ワークＷにおける１回目に露光すべき領域（第１露光領域）Ｒ１を露光マスク７の下方に位置させる。この状態で昇降ローラ３２を下降させ、吸着ステージ３１を作動させて、帯状ワークＷを吸着ステージ３１に固定した後、グリップフィード機構４の固定グリップ部４１を閉とし、ステップＳ２へ進み、１回目の露光を行う。
〔ステップＳ２〕
紫外線ランプ５１は光を照射する。この光は、図５（Ａ）に示すように、回路パターン窓７１およびマークパターン窓７２から出て、第１露光領域Ｒ１に回路パターンＰと露光マークＭ１を露光する。このとき、露光マスク７の中心線ＣＬ１と第１露光領域Ｒ１の中心線は同一の線となるので、第１露光領域Ｒ１の中心線もＣＬ１と表記する。なお、露光マークＭ１は、露光マスク７に形成されたマークパターン窓７２により、露光されるマークである。露光される場所は、帯状ワークＷの搬送方向Ｘ１に対して送り出し側（図５（Ａ）の左側）となる。露光の結果、２つの露光マークＭ１が帯状ワークＷに形成される。このときの、帯状ワークＷと第１露光領域Ｒ１の位置関係を図６（Ａ）に示す。第１露光領域Ｒ１の中心線ＣＬ１と帯状ワークＷの中心線ＣＬ２は位置ずれしている。位置ずれは、マスクステージ機構６のマスク保持枠６２と帯状ワークＷの手動による位置合わせが起因となり発生している。なお、この時点で第１露光領域Ｒ１は露光マスク７を介した光により露光されるが、このとき形成された回路パターンＰは無効（製品化されない）なものとして処理される。
紫外線ランプ５１は光を照射する。この光は、図５（Ａ）に示すように、回路パターン窓７１およびマークパターン窓７２から出て、第１露光領域Ｒ１に回路パターンＰと露光マークＭ１を露光する。このとき、露光マスク７の中心線ＣＬ１と第１露光領域Ｒ１の中心線は同一の線となるので、第１露光領域Ｒ１の中心線もＣＬ１と表記する。なお、露光マークＭ１は、露光マスク７に形成されたマークパターン窓７２により、露光されるマークである。露光される場所は、帯状ワークＷの搬送方向Ｘ１に対して送り出し側（図５（Ａ）の左側）となる。露光の結果、２つの露光マークＭ１が帯状ワークＷに形成される。このときの、帯状ワークＷと第１露光領域Ｒ１の位置関係を図６（Ａ）に示す。第１露光領域Ｒ１の中心線ＣＬ１と帯状ワークＷの中心線ＣＬ２は位置ずれしている。位置ずれは、マスクステージ機構６のマスク保持枠６２と帯状ワークＷの手動による位置合わせが起因となり発生している。なお、この時点で第１露光領域Ｒ１は露光マスク７を介した光により露光されるが、このとき形成された回路パターンＰは無効（製品化されない）なものとして処理される。
〔ステップＳ３〕
エッジセンサ６３は、ステップＳ２のときの帯状ワークＷの側端を検出し、それらの位置情報ｙ１を制御装置１０に送る。ｙ１は本発明の第１の出力に対応する。制御装置１０は、２つのエッジセンサ６３から送られた位置情報ｙ１の平均処理を行い、この平均値とステップＳ１で設定したｙ０（露光マスク７の中心線ＣＬ１と帯状ワークＷの中心線が一直線上に並んだときのエッジセンサ６３の設計出力値）との差から、第１距離Ｙ１を求める。第１距離Ｙ１は、帯状ワークＷの中心線ＣＬ２と第１露光領域Ｒ１の中心線ＣＬ１との距離となる。図７の右側に第１露光領域Ｒ１の中心線ＣＬ１と帯状ワークＷの中心線ＣＬ２とが第１距離Ｙ１離れている場合の位置関係を示す。第１距離Ｙ１は第１露光領域Ｒ１の中心線ＣＬ１上で第１露光領域のＲ１の中心位置から、Ｙ方向（帯状ワークＷの側端方向）に伸ばした線が帯状ワークＷの中心線ＣＬ２と交差する点までの長さとなる。
エッジセンサ６３は、ステップＳ２のときの帯状ワークＷの側端を検出し、それらの位置情報ｙ１を制御装置１０に送る。ｙ１は本発明の第１の出力に対応する。制御装置１０は、２つのエッジセンサ６３から送られた位置情報ｙ１の平均処理を行い、この平均値とステップＳ１で設定したｙ０（露光マスク７の中心線ＣＬ１と帯状ワークＷの中心線が一直線上に並んだときのエッジセンサ６３の設計出力値）との差から、第１距離Ｙ１を求める。第１距離Ｙ１は、帯状ワークＷの中心線ＣＬ２と第１露光領域Ｒ１の中心線ＣＬ１との距離となる。図７の右側に第１露光領域Ｒ１の中心線ＣＬ１と帯状ワークＷの中心線ＣＬ２とが第１距離Ｙ１離れている場合の位置関係を示す。第１距離Ｙ１は第１露光領域Ｒ１の中心線ＣＬ１上で第１露光領域のＲ１の中心位置から、Ｙ方向（帯状ワークＷの側端方向）に伸ばした線が帯状ワークＷの中心線ＣＬ２と交差する点までの長さとなる。
〔ステップＳ４〕
図５（Ｂ）に示すように、帯状ワークＷを１ピッチ搬送する。この搬送は次のようにして行う。即ち、先ず、グリップフィード機構４の固定グリップ部４１を開にすると共に、可動グリップ部４２を閉にし、吸着ステージ３１の吸引状態を解除し、昇降ローラ３２を上昇させる。次いで、グリップフィード機構４における駆動モータ４３を駆動させることにより、可動グリップ部４２を搬送開始位置Ａから搬送終端位置Ｂに移動させ、帯状ワークＷを１ピッチ分の搬送距離Ｄだけ搬送方向Ｘ１に移動させる。そうすると、露光マスク７の撮像窓７３が第１の露光領域Ｒ１に露光された露光マークＭ１の上部にくるようになる。露光マスク７の中心線ＣＬ１と帯状ワークＷの中心線ＣＬ２は露光マスク７をステップＳ１のときに手動で位置合わせしているため、帯状ワークＷが搬送距離Ｄだけ搬送方向Ｘ１移動しても、露光マークＭ１の中心と撮像窓７３の中心は一致しない。図６（Ｂ）に搬送方向Ｘ１に移動後の露光マスク７と第１露光領域Ｒ１の位置関係を示す。
図５（Ｂ）に示すように、帯状ワークＷを１ピッチ搬送する。この搬送は次のようにして行う。即ち、先ず、グリップフィード機構４の固定グリップ部４１を開にすると共に、可動グリップ部４２を閉にし、吸着ステージ３１の吸引状態を解除し、昇降ローラ３２を上昇させる。次いで、グリップフィード機構４における駆動モータ４３を駆動させることにより、可動グリップ部４２を搬送開始位置Ａから搬送終端位置Ｂに移動させ、帯状ワークＷを１ピッチ分の搬送距離Ｄだけ搬送方向Ｘ１に移動させる。そうすると、露光マスク７の撮像窓７３が第１の露光領域Ｒ１に露光された露光マークＭ１の上部にくるようになる。露光マスク７の中心線ＣＬ１と帯状ワークＷの中心線ＣＬ２は露光マスク７をステップＳ１のときに手動で位置合わせしているため、帯状ワークＷが搬送距離Ｄだけ搬送方向Ｘ１移動しても、露光マークＭ１の中心と撮像窓７３の中心は一致しない。図６（Ｂ）に搬送方向Ｘ１に移動後の露光マスク７と第１露光領域Ｒ１の位置関係を示す。
その後、昇降ローラ３２を下降させ、固定グリップ部４１を閉にし、可動グリップ部４２を開にすると共に、吸着ステージ３１を吸引状態にする。可動グリップ部４２はグリップフィード機構４における駆動モータ４３を駆動させることにより搬送開始位置Ａに戻る。
〔ステップＳ５〕
図５（Ｃ）に示すように、撮像カメラ８は、１回目の露光で形成された露光マークＭ１を撮像窓７３越しに撮像し、その画像データを制御装置１０に送る。制御装置１０は、撮像カメラ８から送られた画像データに基づいて、撮像窓７３の中心位置と露光マークＭ１の中心位置のずれ量（中心位置間のずれ量）を求める。
図５（Ｃ）に示すように、撮像カメラ８は、１回目の露光で形成された露光マークＭ１を撮像窓７３越しに撮像し、その画像データを制御装置１０に送る。制御装置１０は、撮像カメラ８から送られた画像データに基づいて、撮像窓７３の中心位置と露光マークＭ１の中心位置のずれ量（中心位置間のずれ量）を求める。
〔ステップＳ６〕
制御装置１０は、上記ずれ量に基づいて、撮像窓７３の中心位置と露光マークＭ１の中心位置とが一致するように、ＸＹθステージ６１を駆動制御し、露光マスク７の位置合わせを行う。露光マスク７には撮像窓７３が２箇所設けられており、また露光マークＭ１は、２箇所に付されているので両者の中心を位置合わせすることにより、第１露光領域Ｒ１の中心線ＣＬ１と露光マスク７の中心線ＣＬ１が一直線上に並ぶことになる。図６（Ｃ）に一直線上に並んだ状態を示す。
制御装置１０は、上記ずれ量に基づいて、撮像窓７３の中心位置と露光マークＭ１の中心位置とが一致するように、ＸＹθステージ６１を駆動制御し、露光マスク７の位置合わせを行う。露光マスク７には撮像窓７３が２箇所設けられており、また露光マークＭ１は、２箇所に付されているので両者の中心を位置合わせすることにより、第１露光領域Ｒ１の中心線ＣＬ１と露光マスク７の中心線ＣＬ１が一直線上に並ぶことになる。図６（Ｃ）に一直線上に並んだ状態を示す。
〔ステップＳ７〕
エッジセンサ６３は、このときの帯状ワークＷの側端を検出し、それらの位置情報ｙ２を制御装置１０に送る。ｙ２は本発明の第２の出力に対応する。制御装置１０は、２つのエッジセンサ６３から送られた位置情報ｙ２の平均処理を行い、この平均値とステップＳ１で設定したｙ０（露光マスク７の中心線ＣＬ１と帯状ワークＷの中心線ＣＬ２が一直線上に並んだときのエッジセンサ６３の設計出力値）との差から、第２距離Ｙ２を求める。第２距離Ｙ２は、帯状ワークＷの中心線ＣＬ２と露光マスク７の中心線ＣＬ１との距離となる。図７の左側に露光マスク７の中心線ＣＬ１と帯状ワークＷの中心線ＣＬ２とが第２距離Ｙ２離れている場合の位置関係を示す。第２距離Ｙ２は露光マスク７の中心線ＣＬ１上で露光マスク７の中心位置から、Ｙ方向に伸ばした線の帯状ワークＷの中心線ＣＬ２と交差する点までの長さとなる。
エッジセンサ６３は、このときの帯状ワークＷの側端を検出し、それらの位置情報ｙ２を制御装置１０に送る。ｙ２は本発明の第２の出力に対応する。制御装置１０は、２つのエッジセンサ６３から送られた位置情報ｙ２の平均処理を行い、この平均値とステップＳ１で設定したｙ０（露光マスク７の中心線ＣＬ１と帯状ワークＷの中心線ＣＬ２が一直線上に並んだときのエッジセンサ６３の設計出力値）との差から、第２距離Ｙ２を求める。第２距離Ｙ２は、帯状ワークＷの中心線ＣＬ２と露光マスク７の中心線ＣＬ１との距離となる。図７の左側に露光マスク７の中心線ＣＬ１と帯状ワークＷの中心線ＣＬ２とが第２距離Ｙ２離れている場合の位置関係を示す。第２距離Ｙ２は露光マスク７の中心線ＣＬ１上で露光マスク７の中心位置から、Ｙ方向に伸ばした線の帯状ワークＷの中心線ＣＬ２と交差する点までの長さとなる。
〔ステップＳ８〕
制御装置１０は、ステップＳ３で求めた第１距離Ｙ１、ステップＳ７で求めた第２距離Ｙ２、及び帯状ワークＷの１ピッチ分の搬送距離Ｄに基づき、次の計算式（１）により角度θ２を求める。角度θ２は、帯状ワークＷの中心線ＣＬ２と第１露光領域Ｒ１および露光マスク７の中心線ＣＬ１から構成される傾き角となる。図７に角度θ２を示す。図７および図８では説明をわかりやすくするため、傾き角θ２を大きく表記している。
制御装置１０は、ステップＳ３で求めた第１距離Ｙ１、ステップＳ７で求めた第２距離Ｙ２、及び帯状ワークＷの１ピッチ分の搬送距離Ｄに基づき、次の計算式（１）により角度θ２を求める。角度θ２は、帯状ワークＷの中心線ＣＬ２と第１露光領域Ｒ１および露光マスク７の中心線ＣＬ１から構成される傾き角となる。図７に角度θ２を示す。図７および図８では説明をわかりやすくするため、傾き角θ２を大きく表記している。
θ２＝ｔａｎ−１［（Ｙ２−Ｙ１）／Ｄ］・・・・（１）
〔ステップＳ９〕
制御装置１０は、ＸＹθステージ６１を駆動制御し、図６（Ｄ）に示すように、露光マスク７の位置補正を行う。図６（Ｄ）の露光マスク７と第１露光領域Ｒ１との位置関係を図８に示す。制御量は、露光マスク７を、Ｙ方向に「−Ｙ２」移動し、θ方向に「−θ２」の角度だけ回転させる。露光マスク７を「−θ２」の角度だけ回転させることにより、露光マスク７の中心線ＣＬ１と帯状ワークＷの中心線ＣＬ２とが平行になる。さらに、露光マスク７を「−Ｙ２」の距離だけ移動させることにより、露光マスク７の中心線ＣＬ１と帯状ワークＷの中心線ＣＬ２とが重なる。
〔ステップＳ９〕
制御装置１０は、ＸＹθステージ６１を駆動制御し、図６（Ｄ）に示すように、露光マスク７の位置補正を行う。図６（Ｄ）の露光マスク７と第１露光領域Ｒ１との位置関係を図８に示す。制御量は、露光マスク７を、Ｙ方向に「−Ｙ２」移動し、θ方向に「−θ２」の角度だけ回転させる。露光マスク７を「−θ２」の角度だけ回転させることにより、露光マスク７の中心線ＣＬ１と帯状ワークＷの中心線ＣＬ２とが平行になる。さらに、露光マスク７を「−Ｙ２」の距離だけ移動させることにより、露光マスク７の中心線ＣＬ１と帯状ワークＷの中心線ＣＬ２とが重なる。
この補正後の露光マスク７の位置で紫外線ランプ５１の照射を行い、２回目の回路パターンＰと露光マークＭ１を帯状ワークＷに露光する。以上で初期位置合わせ（初期補正）の処理が終了する。
〔ステップＳ１０〕
初期位置合わせの処理終了後に、帯状ワークＷを１ピッチ分の搬送距離Ｄだけ移動させてからは、図９に示すように、帯状ワークＷに露光された露光マークＭ１の中心と撮像窓７３の中心の位置合わせを行い、順次露光を行っていく。
初期位置合わせの処理終了後に、帯状ワークＷを１ピッチ分の搬送距離Ｄだけ移動させてからは、図９に示すように、帯状ワークＷに露光された露光マークＭ１の中心と撮像窓７３の中心の位置合わせを行い、順次露光を行っていく。
以降、帯状ワークＷにおける長手方向に沿う中心線ＣＬ２と、露光マスク７における帯状ワークＷの搬送方向Ｘ１についての中心線ＣＬ１とは、ほぼ一致する。
次に実施の形態の２について説明する。露光装置１の構成は、実施の形態の１と同様である。
実施の形態の１では、２回目の露光で露光マスク７の初期補正（帯状ワークＷの中心線ＣＬ２と露光マスク７の中心線ＣＬ１の位置合わせ）を実行したが、実施の形態の２では、露光マークＭ１の中心と撮像窓７３の中心の位置合わせを用いて、複数回（Ｎ回）の露光を行った後に、露光マスク７の傾きの平均θｎを求め露光マスク７の初期補正を行う。
図１０にＮ回後（Ｎが３の場合）に初期補正を行う場合の露光マスク７と露光領域の位置関係を示す。図１０では初回に露光された領域をＲ１、２回目に露光された領域をＲ２と示し、３回目の露光のための露光マスクの位置を７と示し、露光マスクの７の傾きをθ３と示している。
露光マスク７の手動による位置合わせが帯状ワークＷに対して精度良く行われている場合は、このようにＮ回の露光を行った後にそれぞれの傾きを平均化すると手動による位置合わせ誤差を正確に検出することができる。
これにより、複数回の露光による露光マスクの傾きのばらつきが平均化され精度よく露光マスク７の中心線ＣＬ１と帯状ワークＷの中心線ＣＬ２の位置合わせすることができる。そして、露光マスク７の理想の位置（回路パターンＰが帯状ワークＷからはみ出ことのない位置）までの収束の露光回数が少なくてすむ。
１ 露光装置
２ ワーク送出し機構
３ ワークステージ機構
４ グリップフィード機構
５ 光照射機構
６ マスクステージ機構
７ 露光マスク
８ 撮像カメラ
９ ワーク巻取り機構
Ｄ 搬送距離
Ｐ 回路パターン
Ｗ 帯状ワーク
１０ 制御装置
２１ 巻取体回転駆動部
２２ 案内ローラ
２３ 吸引箱
２４ 送りローラ
３１ 吸着ステージ
３２ 昇降ローラ
４１ 固定グリップ部
４３ 駆動モータ
４３ 駆動手段
４４ 機枠
４５ レール
５１ 紫外線ランプ
５２ 光学系
５３ ケース
５４ 集光鏡
５５ 反射鏡
６１ ＸＹθステージ
６２ マスク保持枠
６３ エッジセンサ
６４ ブラケット
７１ 回路パターン窓
７２ マークパターン窓
７３ 撮像窓
９１ 案内ローラ
９２ 吸引箱
９３ 送りローラ
Ｍ１ 露光マーク
Ｍ２ 露光マーク
Ｒ１ 第１露光領域
Ｘ１ 搬送方向
Ｙ１ 第１距離
Ｙ２ 第２距離
ｙ１ 位置情報
ｙ２ 位置情報
２３１ ダクト
２３２ 吸引ポンプ
６１１ 駆動部
９２１ ダクト
９２２ 吸引ポンプ
ＣＬ１ 露光マスクの中心線
ＣＬ２ 帯状ワークの中心線
２ ワーク送出し機構
３ ワークステージ機構
４ グリップフィード機構
５ 光照射機構
６ マスクステージ機構
７ 露光マスク
８ 撮像カメラ
９ ワーク巻取り機構
Ｄ 搬送距離
Ｐ 回路パターン
Ｗ 帯状ワーク
１０ 制御装置
２１ 巻取体回転駆動部
２２ 案内ローラ
２３ 吸引箱
２４ 送りローラ
３１ 吸着ステージ
３２ 昇降ローラ
４１ 固定グリップ部
４３ 駆動モータ
４３ 駆動手段
４４ 機枠
４５ レール
５１ 紫外線ランプ
５２ 光学系
５３ ケース
５４ 集光鏡
５５ 反射鏡
６１ ＸＹθステージ
６２ マスク保持枠
６３ エッジセンサ
６４ ブラケット
７１ 回路パターン窓
７２ マークパターン窓
７３ 撮像窓
９１ 案内ローラ
９２ 吸引箱
９３ 送りローラ
Ｍ１ 露光マーク
Ｍ２ 露光マーク
Ｒ１ 第１露光領域
Ｘ１ 搬送方向
Ｙ１ 第１距離
Ｙ２ 第２距離
ｙ１ 位置情報
ｙ２ 位置情報
２３１ ダクト
２３２ 吸引ポンプ
６１１ 駆動部
９２１ ダクト
９２２ 吸引ポンプ
ＣＬ１ 露光マスクの中心線
ＣＬ２ 帯状ワークの中心線
Claims (4)
- 間欠搬送される帯状ワーク（Ｗ）上に露光マスク（７）への露光動作により互いに隣り合う回路パターン（Ｐ）を形成させる露光方法において、
初回の回路パターン（Ｐ）の露光時に、露光マスク（７）を固定保持するマスク保持枠（６２）に設けられた、帯状ワーク（Ｗ）の側端位置を検出するエッジセンサ（６３）の第１の出力（ｙ１）を記憶し、
２回目の露光の前に、帯状ワーク（Ｗ）を所定の搬送距離（Ｄ）だけ搬送した後、初回の回路パターン（Ｐ）の端部に露光された露光マーク（Ｍ１）と、露光マスク（７）の端部に設けられた撮像窓（７３）と、の位置合わせを行い、前記エッジセンサ（６３）の第２の出力（ｙ２）を記憶し、
前記第１の出力（ｙ１）と、前記第２の出力（ｙ２）から、帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）に対する露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）の傾きを計算し、求められた傾きに基づいて露光マスク（７）の角度を、露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）と帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）が平行になるように補正し、２回目の回路パターン（Ｐ）の露光を行う帯状ワークの露光方法。 - 請求項１に記載の帯状ワークの露光方法において、
初回の露光の前に、露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）と帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）を同一直線上に配置したときのエッジセンサ（６３）の基準出力（ｙ０）を記憶し、
２回目の露光の前に、エッジセンサ（６３）の前記基準出力（ｙ０）と前記第１の出力（ｙ１）と前記第２の出力（ｙ２）から帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）に対する露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）の位置ずれを計算し、求められた位置ずれに基づいて露光マスク（７）の位置を、露光マスク（７）の中心線（７）と帯状ワークの中心線（ＣＬ２）が重なるように補正し２回目の回路パターン（Ｐ）の露光を行う帯状ワークの露
光方法。 - 請求項１または２に記載の帯状ワークの露光方法において、
２回目の露光の前に、帯状ワーク（Ｗ）を所定の搬送距離（Ｄ）だけ搬送した後、初回の回路パターン（Ｐ）の端部に露光された露光マーク（Ｍ１）と、露光マスク（７）の端部に設けられた撮像窓（７３）と、の位置合わせを行い、エッジセンサ（６３）の第２の出力（ｙ２）を記憶し、２回目の回路パターン（Ｐ）の露光を行い、２回目の露光の、帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）に対する露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）の傾き
を前記第１の出力（ｙ１）と前記第２の出力（ｙ２）から求め、２回目の露光の際に行われた露光動作をＮ回行うとともに各露光時の露光マスク（７）の傾きをＮ回分記憶し、Ｎ回分の帯状ワーク（Ｗ）の中心線（ＣＬ２）に対する露光マスク（７）の中心線（ＣＬ１）の傾きの平均値を求め、
Ｎ＋１回目の露光の前に、求められた傾きの平均値に基づいて露光マスク（７）の角度を補正しＮ＋１回目の回路パターン（Ｐ）の露光を行う帯状ワークの露光方法。 - 間欠搬送される帯状ワーク（Ｗ）上に露光マスク（７）への露光動作により互いに隣り合う回路パターン（Ｐ）を形成させる露光装置において、
露光マスク（７）に帯状ワーク（Ｗ）の１ピッチ分の搬送距離（Ｄ）に等しい間隔で、帯状ワーク（Ｗ）の露光領域に露光マーク（Ｍ１）を露光するマークパターン窓（７２）と撮像窓（７３）を設け、撮像窓（７３）に撮像される露光マーク（Ｍ１）の位置に基づいて露光マスク（７）を位置合わせする手段と、
露光マスク（７）を固定保持するマスク保持枠（６２）に設けられた帯状ワーク（Ｗ）の側端の位置を検出するエッジセンサ（６３）の出力に基づいて露光マスク（７）と帯状ワーク（Ｗ）の位置ずれを計算し露光マスク（７）を、露光マスク（７）の中心線（７）と帯状ワーク（Ｗ）の中心線が平行になるように、位置合わせする手段を備えた帯状ワークの露光装置。
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