JP6811015B2 - ロールツーロール両面露光装置 - Google Patents
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Description
これら特許文献に開示されたマスクの除塵技術は、いずれも片面方式の露光装置におけるものである。両面露光装置の場合には、シート状基板に対して両側にマスクが配置されるから、その双方をクリーニングする必要があるが、これら特許文献は片面露光方式におけるものであるため、これらを参照しても実用的な構造は想到され得ない。
本願発明は、このような従来技術の状況に鑑みて為されたものであり、ロールツーロール方式であって且つ両面露光を行う露光装置において、マスクのクリーニングが行える実用的な構成を提供することを目的とする。
ロール状のシート状基板を引き出して露光領域を通して搬送する搬送系と、
露光領域を挟んで配置された一対のマスクと、
一対のマスクをクリーニングするマスククリーニング機構と
を備えており、
マスククリーニング機構は、
表面に粘着層を有する一対のクリーニングローラと、
各クリーニングローラを各マスク上で転動させながら移動させることで各マスクから異物を除去するローラ移動機構とを備えており、
前記ローラ移動機構は、間にシート状基板が存在する状態で各クリーニングローラを各マスクの一方の側から他方の側に同時期に移動させる機構であり、
各クリーニングローラを移動させる前記ローラ移動機構は、露光領域におけるシート状基板に対して一方のクリーニングローラがクリーニングする一方のマスクと同じ側に配置されており、前記ローラ移動機構において一方のクリーニングローラを保持する部分は、露光領域においてシート状基板の両側の露光面が位置する二つの平面を貫いておらず、他方のクリーニングローラを保持する部分は、露光領域においてシート状基板の両側の露光面が位置する二つの平面を貫いており、
前記一対のクリーニングローラにそれぞれ接触可能な一対の移着ローラが設けられていて、前記搬送系は一対の移着ローラの間を通してシート状基板を搬送する系であり、
各移着ローラは、前記各クリーニングローラの粘着層よりも高い粘着力の粘着層を表面に有しているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項2記載の発明は、前記請求項1の構成において、前記ローラ移動機構は、前記各クリーニングローラを一体に移動させる機構であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項3記載の発明は、前記請求項1又は2の構成において、前記各クリーニングローラは、前記各マスクに接触した際に弾性を作用させてマスクへの押圧力を高める弾性体を備えているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項4記載の発明は、前記請求項1又は2の構成に
おいて、前記シート状基板に向けて前記各マスクを移動させるととともに前記シート状基板から前記各マスクを遠ざけるよう移動させるマスク移動機構が設けられており、
前記各クリーニングローラは、前記各マスクよりも前記シート状基板に近い側に位置しており、
マスク移動機構は、前記各マスクを前記シート状基板に向けて移動させて前記各クリーニングローラに接触させることができる機構であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項5記載の発明は、前記請求項4の構成において、前記各クリーニングローラは弾性体を備えており、
前記マスク移動機構は、前記各マスクを前記各クリーニングローラに接触させた際、弾性体を圧縮して前記各クリーニングローラの前記各マスクへの押圧力を高める位置に前記各マスクを位置させること可能な機構であり、前記各マスクの位置を調節して弾性体の圧縮量を調節することが可能な機構であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項6記載の発明は、前記請求項1又は2の構成において、前記シート状基板に向けて前記各マスクを移動させるととともに前記シート状基板から前記各マスクを遠ざけるよう移動させるマスク移動機構が設けられており、
前記各クリーニングローラは、前記各マスクよりも前記シート状基板に近い側に位置しており、
前記一対のクリーニングローラは、フレームによって互いに連結されており、
前記マスク移動機構は、前記一対のマスクの一方を前記シート状基板に近づく向きに移動させて前記一対のクリーニングローラの一方に接触させるとともに、当該一方のマスク及び一方のクリーニングローラを介して他方のクリーニングローラを移動させることで他方のクリーニングローラを他方のマスクに接触させることが可能な機構であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項7記載の発明は、前記請求項6の構成において、前記一対のクリーニングローラは、弾性体を介して連結されており、
前記マスク移動機構は、前記一方のマスク及び前記一方のクリーニングローラを介して前記他方のクリーニングローラを移動させることで他方のクリーニングローラを前記他方のマスクに接触させた際、弾性体を圧縮して前記各クリーニングローラの前記各マスクへの押圧力を高める位置に前記一方のマスクを位置させること可能な機構であり、前記一方のマスクの位置を調節して弾性体の圧縮量を調節することが可能な機構であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項8記載の発明は、前記請求項4乃至7いずれかの構成において、前記マスク移動機構は、前記各マスクを前記シート状基板に接触させるか又は所定の間隙を持って対向させる機構であるという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項9記載の発明は、前記請求項1乃至8いずれかの構成において、前記各クリーニングローラが前記各マスクに接触するのに先立って前記各マスクの表面を除電する除電器が設けられているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項10記載の発明は、前記請求項9の構成において、前記除電器は、前記各マスクの表面にイオンを供給して除電するイオナイザーであり、
イオナイザーは、前記各クリーニングローラに対して、前記ローラ移動機構による移動の向きの前方に配置されており、
前記ローラ移動機構は、イオナイザーを前記各クリーニングローラと一体に移動させる機構であるという構成を有する。
また、請求項2記載の発明によれば、上記効果に加え、一対のクリーニングローラが一体に移動するので、移動のための機構が簡略化される。
また、請求項3記載の発明によれば、上記効果に加え、各クリーニングローラの各マスクへの押圧力が高められるので、よりクリーニングの効果が高くなる。
また、請求項4記載の発明によれば、上記効果に加え、各クリーニングローラを各マスクに接触させるのにマスク移動機構が兼用されているので、この点で機構が簡略化される。
また、請求項5記載の発明によれば、上記効果に加え、マスク移動機構によって弾性体の圧縮量が調節されるので、クリーニングが不十分になったりマスクを傷つけたりする恐れがなくなる。
また、請求項6記載の発明によれば、上記効果に加え、各クリーニングローラを各マスクに接触させるのにマスク移動機構が兼用されているので、この点で機構が簡略化される。
また、請求項7記載の発明によれば、上記効果に加え、マスク移動機構によって弾性体の圧縮量が調節されるので、クリーニングが不十分になったりマスクを傷つけたりする恐れがなくなる。また、弾性体が一つで済むので、この点で機構的に簡略化される。
また、請求項8記載の発明によれば、コンタクト方式又はプロキシミティ方式の露光を行いつつ、上記各効果を得ることができる。
また、請求項9記載の発明によれば、上記効果に加え、クリーニングに先立って各マスクの表面を除電する除電器が設けられているので、クリーニングの効果をより高めることができる。
また、請求項10記載の発明によれば、上記効果に加え、除電器であるイオナイザーの移動についてローラ移動機構が兼用されるので、この点で機構が簡略化される。
図1は、第一の実施形態のロールツーロール両面露光装置の正面断面概略図である。図1に示す装置は、ロール状のシート状基板Sを引き出して搬送する搬送系1と、光源2と、引き出されたシート状基板Sのうち露光領域に位置する部分に光源2からの光を照射して露光する光学系3と、光学系3と露光領域の間に配置されるマスク41,42とを備えている。
露光領域は水平な露光面を有する領域であり、シート状基板Sは水平な姿勢で露光領域に搬送される。搬送の際にシート状基板Sが通る面(以下、搬送面という)は水平であり、光学系3の光軸は搬送面に対して垂直である。
光源2及び光学系3は、種々のものから任意に選択し得るが、例えばショートアーク型の紫外線ランプを光源2とし、インテクグレータレンズで均一な強度分布の光束とした後、コリメータレンズで平行光としてマスク41,42に照射する構成が採用され得る。尚、各光学系3は、不図示のシャッタを含んでおり、各シャッタは不図示の制御部によって制御される。
具体的には、各昇降機構51,52は、各マスク41,42をシート状基板Sに向けて移動させてシート状基板Sに密着させるとともに、露光終了後のシート状基板Sの搬送の際には各マスク41,42をシート状基板Sから遠ざける向きに移動させる機構である。各昇降機構51,52には、任意の直動機構を採用し得るが、この実施形態では、各マスク41,42の停止位置の自由度を大きくするため、サーボモータとボールネジの組み合わせを採用している。図1では詳細が省略されているが、各昇降機構51,52は、左右に上下の駆動軸を備えており、上下方向のリニアガイドに沿って各マスク台座411,421を昇降させる機構となっている。
尚、説明の都合上、垂直方向をZ方向とし、シート状基板Sの搬送方向をX方向、X方向に垂直な水平方向をY方向とする。各マスク41,42は、XY方向を各辺とする方形の板状である。
マスククリーニング機構6は、一対のマスク41,42を同時にクリーニングする実用的な構成を有している。具体的には、マスククリーニング機構6は、表面に粘着層を有する一対のクリーニングローラ61,62と、各マスク41,42に当接した状態で各クリーニングローラ61,62を移動させることでクリーニングを行うローラ移動機構63とを備えている。
直線駆動源67としては、サーボモータとボールネジの組み合わせ又はリニアモータ等が使用される。直線駆動源67によるスライダ65の移動ストロークは、X方向のマスク41,42の長さよりも少し長い程度である。
各移着ローラ68は、クリーニングローラ61,62と同様、表面に粘着層を有する粘着ローラである。各移着ローラ68は、家庭用のゴミ取り用粘着ローラと同様、粘着テープ(粘着紙)が巻かれた構造であり、移着ローラ68への異物の付着量が多くなった場合、表面の一枚の粘着テープを剥がすことで付着力が再生するものである。但し、各移着ローラ68の粘着力は、クリーニングローラ61,62よりも相当程度高いものとなっている。
不図示の制御部は、搬送系1に制御信号を送り、シート状基板Sを搬送ストロークの距離だけ搬送して停止させる。その後、各光源2及び各光学系3により露光が行われる。即ち、制御部は、各昇降機構51,52を動作させ、図3(1)に示すように、各マスク41,42をシート状基板Sに密着させる。この状態で、制御部は、各光学系3内のシャッタを開き、各光源2からの光Lが各光学系3により各マスク41,42を通してシート状基板Sの両面に照射されるようにして両面を同時に露光する。尚、露光の際、各クリーニングローラ61,62は、待機位置に位置している。待機位置は、各マスク41,42に対して、X方向の一方の側(例えば図3に示すように左側)に設定されている。
次に、制御部は、マスククリーニング機構6により各マスク41,42のクリーニング動作を行う。制御部は、まず、直線駆動源67を動作させ、可動フレーム64をX方向に移動させる。この際の移動距離は、一対のクリーニングローラ61,62が各マスク41,42の前を通り、クリーニング開始位置に達するのに必要な移動距離である。この実施形態では、クリーニングは、各マスク41,42のうち露光すべきパターンが形成された領域(以下、パターン領域といい、図1にRで示す)に対して行われるので、クリーニング開始位置は、他方の側(各マスク41,42から見て待機位置とは反対側)のパターン領域Rの端の少し外側を臨む位置である。一対のクリーニングローラ61,62は、図3(3)に示すように、このクリーニング開始位置に達すると、停止する。
移動によって、図3(4)に示すように、各マスク41,42が各クリーニングローラ61,62に接触した状態となる。この状態で、制御部は、ローラ移動機構63の直線駆動源67に制御信号を送り、可動フレーム64を逆向きに所定のストロークだけ直線移動させる。所定のストロークとは、各マスク41,42におけるパターン領域RのX方向の長さより少し長い距離に相当するストロークである。この結果、各クリーニングローラ61,62は、図3(5)に示すように、各マスク41,42のパターン領域Rの一方の側の端の少し外側に達する。この直線移動の際、各クリーニングローラ61,62は各マスク41,42に接触しながら可動フレーム64と一体に直線移動する。この際、各クリーニングローラ61,62と各マスク41,42との間の摩擦力により各クリーニングローラ61,62は従動回転する。従動回転する各クリーニングローラ61,62は、マスク41,42に異物が付着している場合、粘着力により自身に付着させ、マスク41,42から除去する。
図3(5)の状態から、制御部は、上側昇降機構51に制御信号を送って上側マスク41を上昇させ、下側昇降機構52に制御信号を送って下側マスク42を下降させる。この結果、図3(6)に示すように、各マスク41,42は当初の待機位置の高さに戻る。
尚、この実施形態では、一対のクリーニングローラ61,62を一体に移動させることで同時期のクリーニングを実現しているが、これは必ずしも必須ではない。一対のクリーニングローラ61,62が別々に移動するものの、その移動が同時期に行われれば、生産性阻害の問題は回避される。但し、上記説明から解る通り、一体に移動する場合には一つの機構で双方のクリーニングローラ61,62を移動させることができるので、機構が簡略化されるメリットがある。
尚、各マスク41,42に対して各クリーニングローラ61,62を接触させるのに、マスク移動機構としての昇降機構が兼用されている。この点も、装置を機構的に簡略化するのに貢献している。各クリーニングローラ61,62を各マスク41,42に接触させるのに、昇降機構とは別の機構を採用することも可能であるが、このようにすると機構が複雑になり、コストも上昇する。実施形態では、このような問題はない。
図4は、第二の実施形態のロールツーロール両面露光装置の主要部を示した斜視概略図である。この第二の実施形態の装置は、各クリーニングローラ61,62の取り付け構造及び各マスク41,42に対して接触するための構造が第一の実施形態と異なっている。
具体的に説明すると、第二の実施形態でも、一対のクリーニングローラ61,62は、心棒の端部が除塵支柱部641によって支持されている。除塵支柱部641は、第一の実施形態と異なり、弾性体としてのコイルスプリング7を間に介在させた状態で一対のクリーニングローラ61,62を支持している。即ち、一対のクリーニングローラ61,62は、コイルスプリング7を介して連結されている。尚、図4において、各移着ローラやそれを支持した固定フレーム等の図示は省略されている。
上記以外の構造については、第二の実施形態の装置は、第一の実施形態と基本的に同様である。一対のクリーニングローラ61,62は可動フレーム64と一体に移動可能であり、また固定フレーム681上には、一対の移着ローラ68が設けられている。
第二の実施形態においても、図5(1)に示すように、各マスク41,42をシート状基板Sに密着させ、各光源2からの光Lを各光学系3により各マスク41,42を通して照射して両面露光が行われる。この一回の露光の後、図5(2)に示すように、各マスク41,42は、シート状基板Sから離間した待機位置に戻される。その後、マスククリーニングの準備作業が行われる。
即ち、図5(2)に示すように、ローラ移動機構63は、可動フレーム64をX方向に移動させて一対のクリーニングローラ61,62をマスク41,42の反対側に位置させる。この位置は、X方向で見た場合、各マスク41,42においてクリーニングすべき領域の端の位置である。
その後、制御部は、第一の実施形態と同様、可動フレーム64をさらにX方向に移動させ、図5(6)に示すように各クリーニングローラ61,62を各移着ローラ68に接触させる。そして、各移着ローラ68の回転駆動源683を動作させ、各クリーニングローラ61,62上の異物を各移着ローラ68に移着させる。その後、制御部は、可動フレーム64を当初の待機位置に戻す。そして、次の回の露光が終了すると、同様のクリーニング動作が繰り返される。尚、上記クリーニング動作は、第一の実施形態と同様、毎回の露光の合間のシート状基板Sの搬送と時間的に重なって行われる。
図8は、第三の実施形態のロールツーロール両面露光装置の主要部の斜視概略図である。第三の実施形態の装置は、マスククリーニング機構6が除電器81,82を備えている点で、第一第二の実施形態と異なっている。除電器81,82は、クリーニングに先立って各マスク41,42の表面の静電気を除去する器具である。この実施形態では、除電器81,82はイオナイザーとなっている。イオナイザーは、マスク41,42にイオンを照射して電荷を中和させて除電するものである。イオナイザーには、各種の方式のものがあり、適宜選定して使用し得るが、例えばDC又はAC放電により空気をイオン化して放出するタイプのものが採用され得る。
いずれにしても、第三の実施形態では、除塵器81,82の移動にローラ移動機構63が兼用されているので、この点で機構が簡略化されている。
尚、復路移動のみならず往路移動においても各クリーニングローラ61,62を各マスク41,42に接触させてクリーニングを行っても良い。但し、クリーニング開始位置まで単に移動する場合に比べると、クリーニングの際には各クリーニングローラ61,62は遅い速度で移動することになる。このため、往復の移動でクリーニングを行うと、タクトタイムが長くなる。したがって、生産性を考慮すると、必要がない場合には、往路のみ又は復路のみでのクリーニングとしておくことが好ましい。
2 光源
3 光学系
41 上側マスク
42 下側マスク
51 上側昇降機構
52 下側昇降機構
6 マスククリーニング機構
61 上側クリーニングローラ
62 下側クリーニングローラ
63 ローラ移動機構
64 可動フレーム
7 弾性体としてのコイルスプリング
81 上側除電器
82 下側除電器
Claims (10)
- ロール状のシート状基板を引き出して当該シート状基板の両側の露光面に所定のパターンの光を照射して露光するロールツーロール両面露光装置であって、
ロール状のシート状基板を引き出して露光領域を通して搬送する搬送系と、
露光領域を挟んで配置された一対のマスクと、
一対のマスクをクリーニングするマスククリーニング機構と
を備えており、
マスククリーニング機構は、
表面に粘着層を有する一対のクリーニングローラと、
各クリーニングローラを各マスク上で転動させながら移動させることで各マスクから異物を除去するローラ移動機構とを備えており、
前記ローラ移動機構は、間にシート状基板が存在する状態で各クリーニングローラを各マスクの一方の側から他方の側に同時期に移動させる機構であり、
各クリーニングローラを移動させる前記ローラ移動機構は、露光領域におけるシート状基板に対して一方のクリーニングローラがクリーニングする一方のマスクと同じ側に配置されており、前記ローラ移動機構において一方のクリーニングローラを保持する部分は、露光領域においてシート状基板の両側の露光面が位置する二つの平面を貫いておらず、他方のクリーニングローラを保持する部分は、露光領域においてシート状基板の両側の露光面が位置する二つの平面を貫いており、
前記一対のクリーニングローラにそれぞれ接触可能な一対の移着ローラが設けられていて、前記搬送系は一対の移着ローラの間を通してシート状基板を搬送する系であり、
各移着ローラは、前記各クリーニングローラの粘着層よりも高い粘着力の粘着層を表面に有していることを特徴とするロールツーロール両面露光装置。 - 前記ローラ移動機構は、前記各クリーニングローラを一体に移動させる機構であることを特徴とする請求項1記載のロールツーロール両面露光装置。
- 前記各クリーニングローラは、前記各マスクに接触した際に弾性を作用させてマスクへの押圧力を高める弾性体を備えていることを特徴とする請求項1又は2に記載のロールツーロール両面露光装置。
- 前記シート状基板に向けて前記各マスクを移動させるととともに前記シート状基板から前記各マスクを遠ざけるよう移動させるマスク移動機構が設けられており、
前記各クリーニングローラは、前記各マスクよりも前記シート状基板に近い側に位置しており、
マスク移動機構は、前記各マスクを前記シート状基板に向けて移動させて前記各クリーニングローラに接触させることができる機構であることを特徴とする請求項1又は2記載のロールツーロール両面露光装置。 - 前記各クリーニングローラは弾性体を備えており、
前記マスク移動機構は、前記各マスクを前記各クリーニングローラに接触させた際、弾性体を圧縮して前記各クリーニングローラの前記各マスクへの押圧力を高める位置に前記各マスクを位置させること可能な機構であり、前記各マスクの位置を調節して弾性体の圧縮量を調節することが可能な機構であることを特徴とする請求項4記載のロールツーロール両面露光装置。 - 前記シート状基板に向けて前記各マスクを移動させるととともに前記シート状基板から前記各マスクを遠ざけるよう移動させるマスク移動機構が設けられており、
前記各クリーニングローラは、前記各マスクよりも前記シート状基板に近い側に位置しており、
前記一対のクリーニングローラは、フレームによって互いに連結されており、
前記マスク移動機構は、前記一対のマスクの一方を前記シート状基板に近づく向きに移動させて前記一対のクリーニングローラの一方に接触させるとともに、当該一方のマスク及び一方のクリーニングローラを介して他方のクリーニングローラを移動させることで他方のクリーニングローラを他方のマスクに接触させることが可能な機構であることを特徴とする請求項1又は2記載のロールツーロール両面露光装置。 - 前記一対のクリーニングローラは、弾性体を介して連結されており、
前記マスク移動機構は、前記一方のマスク及び前記一方のクリーニングローラを介して前記他方のクリーニングローラを移動させることで他方のクリーニングローラを前記他方
のマスクに接触させた際、弾性体を圧縮して前記各クリーニングローラの前記各マスクへの押圧力を高める位置に前記一方のマスクを位置させること可能な機構であり、前記一方のマスクの位置を調節して弾性体の圧縮量を調節することが可能な機構であることを特徴とする請求項6記載のロールツーロール両面露光装置。 - 前記マスク移動機構は、前記各マスクを前記シート状基板に接触させるか又は所定の間隙を持って対向させる機構であることを特徴とする請求項4乃至7いずれかに記載のロールツーロール両面露光装置。
- 前記各クリーニングローラが前記各マスクに接触するのに先立って前記各マスクの表面を除電する除電器が設けられていることを特徴とする請求項1乃至8いずれかに記載のロールツーロール両面露光装置。
- 前記除電器は、前記各マスクの表面にイオンを供給して除電するイオナイザーであり、
イオナイザーは、前記各クリーニングローラに対して、前記ローラ移動機構による移動の向きの前方に配置されており、
前記ローラ移動機構は、イオナイザーを前記各クリーニングローラと一体に移動させる機構であることを特徴とする請求項9記載のロールツーロール両面露光装置。
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