JP5365365B2 - 内層基板用露光装置及び基板とマスクの剥離方法 - Google Patents

Description

本発明は、内層基板にマスクを密着させて露光する工程に使用する内層基板用露光装置、及びこの露光装置における基板とマスクの剥離方法に関する。

内層基板用露光装置は、露光ステージに組み付けられた露光マスク保持板に一方の露光マスクをセットすると共に、その上方に配置した上枠に組み付けられた露光マスク保持板に他方の露光マスクをセットし、双方の露光マスクの間に基板を配置して露光マスク保持板の下方及び上枠の上方に配置したＵＶ照射装置により基板の表裏を同時に露光するよう構成されている。

この内層基板用露光装置の従来の露光工程を簡単に説明すると、投入コンベア上で事前の相対位置合せをした基板が、投入キャリヤの吸着パッドで吸着されて露光ステージ上（下の露光マスク保持板上）に搬送される。そして、基板が載置された露光ステージが上昇して上枠と密着し、真空引きが行われて基板と上下露光マスクの密着が図られる。その後露光が行われ、露光が終了したら露光ステージが下降し、排出キャリヤが動作して基板の排出が行われる。
このような内層基板用露光装置において、露光後の基板排出を行う際、真空密着させた基板と露光マスクの引き剥がし操作が必要で、上枠に設置された露光マスクと基板を引き剥がす操作は、例えば特許文献１に開示されているように、跳び出しピンで行い、下側に設置された露光マスクと基板の引き剥がしは、特許文献２に開示されているようにエアーブローで行なったりしていた。

特開２００６−３２６６２号公報 特開２００１−２１５７１６号公報

上述したように、基板と露光マスクは真空引きにより密着されるため、露光終了後は両者を速やかに引き剥がす工程が必要となる。しかしながら、内層基板のように特に基板が薄くて柔らかい場合は基板が撓むため、跳び出しピン或いはエアーブローによる引き剥がしのみでは、力が逃げて基板全体を速やかに剥がすことが難しく、引き剥がしに時間を要していた。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、特に内層基板用露光装置における上記問題点を解決するもので、露光マスクから基板を素早くかつ確実に剥離させる機能を備えた内層基板用露光装置、及び露光マスクから基板を素早くかつ確実に剥離させる基板と露光マスクの剥離方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明は、露光ステージ上と該露光ステージの上方に配設した上枠の夫々に露光マスクを配置し、両者の間に配置した基板の両面に所定のパターンを露光可能な内層基板用露光装置において、
前記露光ステージと前記上枠の双方に、突出動作して前記基板を前記露光マスクから剥がす方向に押圧するプッシャを備えると共に、前記基板と前記露光マスクの間に対して気体を噴出するノズルを前記プッシャ先端部に備え、
前記ノズルは、前記プッシャの突出動作に合わせて気体を噴出させる気体供給手段に接続されて成ることを特徴とする。
この構成によれば、プッシャが基板を露光マスクから剥がれる方向に押圧するのに加えて、気体を噴出させて強制的に剥離させるので、基板が薄くて撓みやすい場合でも、露光マスクから基板を速やかに剥がすことが可能となる。よって、短時間で基板と露光マスク間の負圧が解除でき、露光装置の露光サイクルタイムを短縮できる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、前記プッシャは前記基板の端部を押圧する部位に設置され、前記ノズルは剥離対象の基板の中央に向けて気体を噴出するようプッシャ先端部に形成されて成ることを特徴とする。
この構成によれば、ノズルから噴出される気体は基板の端部から中央部に向けて噴射されるので、より剥がれやすくなる。

請求項３の発明は、請求項１又は２記載の構成において、前記露光ステージに設けたプッシャのノズルは、プッシャが没状態であっても露光ステージ上と連通状態にあると共に、前記プッシャが没状態時に前記ノズルから空気を吸引する空気吸引手段が接続されて成ることを特徴とする。
この構成によれば、プッシャのノズルは気体噴出による基板の剥離操作に加えて、空気を吸引して基板の密着も行うので、基板の引きはがしと密着の双方を速やかに実施できる。よって、露光装置の露光サイクルタイムを更に短縮できるし、プッシャに複数の機能を持たせることで露光ステージのコストを抑えることができる。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の構成において、前記気体供給手段と前記ノズルとの間には、静電気除去作用を有するイオン化気体を生成するイオナイザが設けられ、前記ノズルから噴出させる気体は、静電気除去作用を有することを特徴とする。
この構成によれば、ノズルから噴出される気体が静電気除去作用を有するので、露光マスクと基板間に帯電している静電気を除去することができ、両者がより剥がれやすくなることに加え、静電気によるゴミ等の付着も防止できる。

請求項５の発明は、露光ステージと露光ステージの上方に配設した上枠の少なくともどちらか一方に露光マスクを配置し、前記露光ステージと前記上枠とで基板を挟み込んで露光する露光装置において、前記露光マスクから前記基板を剥がすために前記露光ステージと前記上枠との少なくともどちらか一方に、前記露光マスクを介して基板方向に突出動作するプッシャを設け、前記プッシャを突出させて前記基板の一端を押し上げる基板と露光マスクの剥離方法であって、前記基板と前記露光マスクの間に気体を噴出するノズルを前記プッシャに設け、前記基板を前記プッシャで押し上げながら前記ノズルから気体を噴出させて剥離を促すことを特徴とする。
この方法によれば、基板が薄くて撓みやすい場合でも、露光マスクから基板を速やかに剥がすことができる。

請求項６の発明は、請求項５に記載の方法において、前記ノズルから噴出させる気体が、前記基板と前記露光マスクとの間で発生する静電気を除去する作用を奏するイオン化した気体であることを特徴とする。
この方法によれば、ノズル１から噴出される気体が静電気除去作用を有するため、基板を剥離させる際に露光マスクと基板の間に発生する静電気を除去でき、両者がより剥がれやすくなる。

本発明によれば、プッシャが基板を露光マスクから剥がれる方向に押圧するのに加えて、気体を噴出させて強制的に剥離させるので、基板が薄くて撓みやすい場合でも、露光マスクから基板を速やかに剥がすことが可能となる。

本発明に係る内層基板露光装置の一例を示す正面図である。 図１のＡ１部拡大説明図であり、（ａ）はプッシャ没状態、（ｂ）はプッシャ突出状態を示している。 図１のＡ２部拡大説明図であり、（ａ）はプッシャ没状態、（ｂ）はプッシャ突出状態を示している。 プッシャ先端部の説明図であり、（ａ）は図２のＡ３部拡大図、（ｂ）はＡ４部拡大図である。 ノズルから噴出或いは吸引する気体の制御系の説明図であり、基板に露光マスクを密着させた状態を示している。 基板投入動作の説明図であり、基板が露光ステージ上に搬送された状態を示している。 基板投入動作の説明図であり、基板を露光ステージに受け渡した状態を示している。 露光時のプッシャ付近を拡大した断面説明図である。 基板排出動作の説明図であり、上枠を上昇させた図である。 基板排出動作の説明図であり、露光テーブル上の基板を排出キャリヤに受け渡す図である。 基板排出の動作説明図であり、基板を露光テーブルから剥がした図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明に係る内層基板用露光装置の一例を示す正面図であり、１は投入された基板（図２に示す）１０を載置し、その基板１０の一方の面に所定のパターンを露光するための露光マスクがセットされる露光ステージ、２は基板１０の他方の面に所定のパターンを露光するための露光マスクがセットされる上枠、３は基板１０を露光ステージ１上に投入するための投入キャリヤ、４は投入コンベア、５は露光した基板１０を排出するための排出キャリヤ、６は排出コンベア、７（７ａ，７ｂ）はＵＶ照射装置、１２ａは露光ステージ１に密着した基板１０を剥離操作する下側プッシャ、１２ｂは上枠２に密着した基板１０を剥離操作する上側プッシャである。下側プッシャ１２ａ及び上側プッシャ１２ｂは対応する基板１０に合わせて夫々２箇所に設置されている。

図２は図１のＡ１部を拡大した説明図であり、下側プッシャ１２ａの断面説明図である。基板１０及び露光マスク１１（下側露光マスク１１ａ）をセットした状態を示している。そして、図２（ａ）は下側プッシャ１２ａ先端を露光ステージ１内に収容した没状態、図２（ｂ）は突出させて基板１０の一端を持ち上げた状態を示している。
下側プッシャ１２ａは、露光ステージ１に設置されている露光マスク保持板１ａに直交するように露光ステージ１の背面に直立に設置され、エアシリンダ１５の駆動により、露光ステージ１に形成されたプッシャ挿通孔１ｂから露光マスク保持板１ａ上に出没動作する。対応する下側露光マスク１１ａにも挿通孔１８が形成され、露光ステージ１の背面に設置された下側プッシャ１２ａが突出動作すると、図２（ｂ）に示すように直接基板１０を押圧する。

図３は図１のＡ２部の拡大した説明図であり、上側プッシャ１２ｂの断面説明図である。基板１０及び露光マスク１１（上側露光マスク１１ｂ）をセットした状態を示している。そして、図３（ａ）は上側プッシャ１２ｂ先端を上枠２内に収容した没状態、図３（ｂ）は突出させて基板１０の一端を剥がした状態を示している。
上側プッシャ１２ｂは、上枠２に設置されている露光マスク保持板２ａに直交するように上枠２の背面に起立設置され、エアシリンダ１６の駆動により、上枠２に形成されたプッシャ挿通孔２ｂから露光マスク保持板２ａ上に出没動作する。対応する上側露光マスク１１ｂにも挿通孔１８が形成され、上枠２の背面に設置された上側プッシャ１２ｂが突出動作すると、図３（ｂ）に示すように直接基板１０を押圧する。

図４はプッシャ先端部の説明図であり、図４（ａ）は図２のＡ３部を拡大した断面図、図４（ｂ）は図２のＡ４部の拡大した断面図を示している。この図４は下側プッシャ１２ａの先端部を示しているが、上側プッシャ１２ｂの先端部も同様な形状であるため、代表して下側プッシャ１２ａを説明する。
この図４に示すように、下側プッシャ１２ａは基板１０を押圧する平坦な先端面２０を有し、この先端面２０近傍の側部に気体を噴出させるためのノズル２１が形成されている。ノズル２１は、僅かに先端方向に向けて斜めに形成され、プッシャ中心軸に沿って後方から延設された通孔２２に連通し、下側プッシャ１２ａの後端部に接続された配管２３（図２，図３に示す）から空気が供給される。

また、露光ステージ１に形成されたプッシャ挿通孔１ｂは、露光マスク保持板１ａ側端部がテーパ面２４が形成されて拡幅形成され、没状態にある下側プッシャ１２ａのノズル２１が露光ステージ１上と連通するよう形成されている。上枠２のプッシャ挿通孔２ｂも図示しないが同様にテーパ面が形成され、没状態にある上側プッシャ１２ｂのノズル２１が上枠２の露光マスク保持板２ａ上と連通するよう形成されている。
尚、Ｂ１はノズル２１から吸引される空気の流れを示す矢印で、後述する基板１０投入時に実施される。そして、矢印Ｂ２はノズル２１から噴出される空気の流れを示している。

図５は、ノズル２１から噴出或いは吸引する気体の制御系の説明図であり、基板１０に下側露光マスク１１ａ、上側露光マスク１１ｂを密着させた状態を示している。下側プッシャ１２ａの通孔２２は、噴出させる空気を制御する第１方向制御弁３０、空気をイオン化するイオナイザ３１を介して空圧源３２に接続されている。また、分岐した配管により、吸引する空気を制御する第２方向制御弁３３を介して吸引源３４に接続されている。
一方、上側プッシャ１２ｂの通孔２２は、第３方向制御弁３５を介してイオナイザ３１に接続され、同一の空圧源３２から噴出する空気が供給される。イオナイザ３１は、空圧源３２から供給される空気を、基板１０を引き剥がし操作する際に発生する静電気を除去する極性にイオン化する。

また、露光ステージ１には露光マスク保持板１ａを囲むようにゴム土手３７が配設され、ゴム土手３７で囲まれた内側に吸引孔３８が設けられている。この吸引孔３８は、第４方向制御弁３９を介して吸引源３４に接続され、ゴム土手３７により囲まれた領域を吸引して真空にし、基板１０と露光マスク１１を密着させるために使用される。

このように構成された内層基板用露光装置は、上下の露光マスク保持板１ａ，２ａに露光マスク１１ａ，１１ｂがセットされ、基板１０が搬入されたら、上下に設置されたＵＶ照射装置７ａ，７ｂにより基板１０の表裏が同時に露光される。その工程は以下のようであり、図６から図１１の動作説明図を参照して説明する。図６，図７は基板１０投入動作の説明図、図８は露光時のプッシャ１２ａ，１２ｂ付近を拡大した説明図、図９〜図１１は基板１０排出動作の説明図である。

まず、図１に示す投入コンベア４上でプリアライメント（事前の相対位置合せ）された基板１０が、図６に示すように投入キャリヤ３の吸着パッド３ａで吸着されて、露光ステージ１に組み付けられている下側の露光マスク保持板１ａ上に搬送される。この時、露光ステージ１は最下位位置に下降した状態にあり、露光ステージ１上には搬入空間が確保され、投入キャリヤ３が露光ステージ１上に進入し、基板１０が所定位置に搬送される。尚、露光ステージ１は、表示しない昇降手段により昇降可能に構成されている。

基板１０が露光ステージ１上に搬送されたら、露光ステージ１が受渡し位置まで上昇し、図７に示すように基板１０の下面に下側露光マスク１１ａが当接する。当接したら、第２方向制御弁３３及び吸引源３４の作用により、上記図４（ａ）の矢印Ｂ１や図７の矢印Ｂ３に示すように、下側プッシャ１２ａのノズル２１から空気が吸引され、基板１０が露光マスク保持板１ａに吸着される。
この後、投入キャリヤ３の吸着パッド３ａによる吸着が解除され、露光ステージ１は受け渡し位置より僅かに下方となる中間位置に下降する。こうして基板１０の受渡しが完了し、基板１０を受け渡した投入キャリヤ３は、投入コンベア４上に戻る。

次に、露光ステージ１は中間位置から上枠２に接触する真空前位置に上昇して、露光ステージ１上に設けられているゴム土手３７を上枠２に密着させ、吸引源３４、第４方向制御弁３９を作用させてゴム土手３７により仕切られた空間の空気を上記図５の矢印Ｂ４に示すように吸引孔３８から抜いて略真空状態にする。こうして、上枠２に備えられた露光マスク保持板２ａにセットされている上側露光マスク１１ｂに、基板１０上面が密着するまで露光ステージ１が上昇し、最終的に図８に示すように上下の露光マスク１１ａ，１１ｂが基板１０に密着した状態となる。

こうして基板１０に露光マスク１１が密着したら、上下のＵＶ照射装置７ａ，７ｂを起動させて基板１０の表裏を同時に露光する。露光が終わったら吸引孔３８からの吸引を止め、上下の露光マスク保持板１ａ，２ａの密着を解除する。この時、図９に示すように、上枠２に備えた上側プッシャ１２ｂで基板１０の一端を上側露光マスク１１ｂから引き剥がす方向（図示下方向）に押し、同時に上記図３（ｂ）の矢印Ｂ４に示すようにノズル２１から空気を噴出させる。エアシリンダ１６の駆動で上側プッシャ１２ｂは突出動作し、第３方向制御弁３５、イオナイザ３１、空圧源３２の作用でノズル２１から空気が噴出される。
このとき、基板１０の２隅に設置された２個のプッシャ１２ｂが突出し、イオン化された空気が基板１０の中心に向けてノズル２１から一斉に噴出され、基板１０と上側露光マスク１１ｂとの密着が強制解除される。
そして、露光ステージ１は最下降位置に下降する。この露光ステージ１の下降により、排出キャリヤ５の進入エリアが確保される。

露光済み基板１０上に排出キャリヤ５が進入すると、図１０に示すように露光ステージ１が再び受渡し位置まで上昇し、基板１０上面に排出キャリヤ５の吸着パッド５ａを当接させ、吸着パッド５ａが基板１０を吸着する。この時、露光ステージ１に備えた下側プッシャ１２ａが突出して、基板１０の端部を下側露光マスク１１ａから引き剥がす方向（図示上方）に押し、同時に上記図４（ｂ）の矢印Ｂ２に示すようにノズル２１から空気を噴出させる。エアシリンダ１５の駆動で下側プッシャ１２ａは突出動作し、第１方向制御弁３０、イオナイザ３１、空圧源３２の作用でノズル２１から空気が噴出される。
こうして、図１１に示すように、基板１０の２隅に設置された２個のプッシャ１２ａが突出し、イオン化された空気が基板１０の中心に向けてノズル２１から一斉に噴出され、基板１０と下側露光マスク１１ａとの密着が強制解除される。

その後、露光ステージ１は最下降位置まで下降し、吸着パッド５ａに張り付いた基板１０が露光ステージ１から離れ、受渡しが完了する。吸着パッド５ａに貼り付いた基板１０は、排出コンベア６上に搬送され、露光工程は終了する。

このように、プッシャ１２ａ，１２ｂが基板１０を露光マスク１１から剥がれる方向に押圧するのに加えて、空気を噴出させて強制的に剥離させるので、基板１０に反りが発生して露光マスク１１に基板が貼り付いたままになるようなことがなく、基板１０が薄くて撓みやすい場合でも露光マスク１１から基板１０を速やかに剥がすことが可能となる。よって、短時間で基板と露光マスクに間の負圧が解除でき、露光装置の露光サイクルタイムを短縮できる。
また、ノズル２１から噴出される気体は基板１０の一端から中央部に向けて噴射されるので、より剥がれやすくなる。

更に、下側プッシャ１２ａのノズル２１は、気体噴出による基板１０の引き剥がし操作に加えて空気を吸引して基板１０の密着操作も行うので、基板１０の引きはがしと密着の双方を速やかに実施できる。よって、露光装置の露光サイクルタイムを更に短縮できるし、プッシャ１２ａに複数の機能を持たせることで露光ステージ１のコストを抑えることができる。
また、ノズル２１から噴出される空気が静電気除去作用を有するため、基板１０を剥離させる際に露光マスク１１と基板１０間に発生する静電気を除去でき、両者がより剥がれやすくなる。

尚、上記実施形態では、基板１０に合わせて２箇所にプッシャ１２を配置しているが、プッシャ１２の数は基板１０の大きさや厚みにより変更でき、基板が大きい場合は露光ステージ１及び上枠２に夫々４箇所設けても良い。
また、露光ステージ１のプッシャ挿通孔１ｂの先端部にテーパ面２４を設けて、ノズル２１を閉塞させないようにしているが、下側プッシャ１２ａ側に凹部を設けて、下側プッシャ１２ａ没状態のノズル２１から露光ステージ１上面にかけて気体の通路を設けても良い。
更に、ノズル２１から噴出する気体を空気としているが、環境に影響されない例えば窒素ガスとしても良い。

１・・露光ステージ、２・・上枠、１０・・基板、１１（１１ａ，１１ｂ）・・露光マスク、１２ａ・・下側プッシャ（プッシャ），１２ｂ・・上側プッシャ（プッシャ）、２１・・ノズル、２４・・テーパ面、３０・・第１方向制御源（気体供給手段）、３１・・イオナイザ、３３・・第２方向制御弁（空気吸引手段）、３２・・空圧源（気体供給手段）、３４・・吸引源（空気吸引手段）、３５・・第３方向制御弁（気体供給手段）。

Claims (6)

1. 露光ステージ上と該露光ステージの上方に配設した上枠の夫々に露光マスクを配置し、両者の間に配置した基板の両面に所定のパターンを露光可能な内層基板用露光装置において、
   前記露光ステージと前記上枠の双方に、突出動作して前記基板を前記露光マスクから剥がす方向に押圧するプッシャを備えると共に、前記基板と前記露光マスクの間に対して気体を噴出するノズルを前記プッシャ先端部に備え、
   前記ノズルは、前記プッシャの突出動作に合わせて気体を噴出させる気体供給手段に接続されて成ることを特徴とする内層基板用露光装置。
2. 前記プッシャは前記基板の端部を押圧する部位に設置され、前記ノズルは剥離対象の基板の中央に向けて気体を噴出するようプッシャ先端部に形成されて成ることを特徴とする請求項１記載の内層基板用露光装置。
3. 前記露光ステージに設けたプッシャのノズルは、プッシャが没状態であっても露光ステージ上と連通状態にあると共に、前記プッシャが没状態時に前記ノズルから空気を吸引する空気吸引手段が接続されて成ることを特徴とする請求項１又は２記載の内層基板用露光装置。
4. 前記気体供給手段と前記ノズルとの間には、静電気除去作用を有するイオン化気体を生成するイオナイザが設けられ、前記ノズルから噴出させる気体は、静電気除去作用を有することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の内層基板露光装置。
5. 露光ステージと露光ステージの上方に配設した上枠の少なくともどちらか一方に露光マスクを配置し、前記露光ステージと前記上枠とで基板を挟み込んで露光する露光装置において、前記露光マスクから前記基板を剥がすために前記露光ステージと前記上枠との少なくともどちらか一方に、前記露光マスクを介して基板方向に突出動作するプッシャを設け、前記プッシャを突出させて前記基板の一端を押し上げる基板と露光マスクの剥離方法であって、
   前記基板と前記露光マスクの間に気体を噴出するノズルを前記プッシャに設け、前記基板を前記プッシャで押し上げながら前記ノズルから気体を噴出させて剥離を促すことを特徴とする基板と露光マスクの剥離方法。
6. 前記ノズルから噴出させる気体が、前記基板と前記露光マスクとの間で発生する静電気を除去する作用を奏するイオン化した気体であることを特徴とする請求項５記載の基板と露光マスクの剥離方法。

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