JP7089920B2 - 露光装置 - Google Patents

Description

本発明は、フレキシブルプリント基板などの長尺基板（ワークピース）を、ロールトゥロール搬送系（Roll to Roll carrier、以下、ＲｔｏＲ搬送系という）によって搬送する露光装置に関する。

ＲｔｏＲ搬送系を備えた露光装置では、露光ステージの上流側に供給リール（巻出しロール）、下流側に巻取リール（巻取ロール）がそれぞれ配置され、プリント配線基板などの長尺基板を供給リール、巻取リールに巻き回した後、上流側～下流側へ搬送しながら露光を行う。

具体的には、長尺基板の裏面を吸着支持する露光ステージを長尺基板搬送方向に沿って移動させながら、長尺基板上方に設置された露光ヘッドによって投影エリア（露光対象エリア）の位置に応じたパターン光を投影する。露光ステージが露光完了位置まで移動すると、露光ステージが降下して最初の露光位置へ帰還する。同じ露光動作を繰り返すことで、長尺基板全体に対してパターンを形成する（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２０１５－２２２３７０号公報 特開２００９－２７６５２２号公報

ＲｔｏＲ搬送系を備えた露光装置は、その搬送系の構造上、基板送り方向にスペースを必要とする。これは、ガイドローラ、ダンサーローラ、ニップローラなど、テンション維持、基板支持のために多数のローラを配置する必要があるからである。しかしながら、プリント配線基板製造ラインに設置される露光装置に対して広大なスペースを確保することは、物理的に制限のある製造ライン全体のスペースに対し極めて困難であり、また、ライン全体の生産効率を低下させる。

したがって、設置スペースを抑えたＲｔｏＲ搬送系の露光装置を構成することが求められる。

本発明の露光装置は、少なくとも１つの長尺基板を支持し、基板搬送ラインに沿って往復移動可能な露光ステージと、露光ステージを間にして対向配置され、長尺基板を搬送する少なくとも１つのリール対と、長尺基板と接する複数のローラとを備える。

そして、複数のローラが、露光ステージの露光面以下のスペースに配置されている。ここで、「露光面以下」とは、露光面に対して露光光学系、露光部のある側とは反対側を表す。複数のローラの高さは、露光面以下のスペース内の高さとなる。

複数のローラは、例えば、長尺基板のテンションを計測するテンション測定ローラと、露光ステージの両端付近に配置される支持ローラと、長尺基板のテンションを測定するテンション測定ローラとを含む。

リール対は、露光ステージとともに基板搬送ラインに沿って往復移動可能である。また、リール対は、露光ステージの露光面以下のスペースに配置可能である。さらに、リール対を駆動する基板供給・巻取装置についても、露光ステージの露光面以下のスペースに配置可能である。

長尺基板は、並列した複数の長尺基板で構成可能であり、リール対は、複数の長尺基板を搬送する複数のリール対で構成することができる。そして複数のリール対は、基板搬送ラインに関して互いに異なる位置に配置可能である。

複数のリール対それぞれを駆動する複数の基板供給・巻取装置を備えることができ、相対的にリール間距離の長いリール対が、相対的にリール間距離の短いリール対よりも複数の基板供給・巻取部の近くに配置することが可能である。また、複数のリール対は、鉛直方向高さが同じになるように配置可能である。

本発明によれば、設置スペースを抑えたＲｔｏＲ搬送系の露光装置を構成することができる。

本実施形態である露光装置の概略的構成図である。 露光装置の一部を模式的に示した斜視図である。 露光装置の概略的ブロック図である。 露光開始時と露光完了時の露光ステージおよび搬送系の位置を示した図である。 第２の実施形態である露光装置の概略的斜視図である。 第２の実施形態である露光装置の概略的平面図である。 第３の実施形態である露光装置の概略的斜視図である。

以下では、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態である露光装置の概略的構成図である。図２は、露光装置の一部を模式的に示した斜視図である。図３は、露光装置の概略的ブロック図である。

露光装置１０は、ロール状に巻かれた長尺基板Ｗを搬送しながら露光動作を行うＲｔｏＲ搬送系を備えた露光装置であり、基板供給装置２０、基板巻取装置３０、露光部４０を備える。長尺基板Ｗは、ここでは長尺フィルムに銅薄膜層を形成した上にフォトレジストなどの感光材料を塗布した（あるいは貼り付けた）長尺シート状の基板が巻回されてロール状に形成されている。図２に示すように、長尺基板Ｗは、幅同一の２条（一対）の基板Ｗ１、Ｗ２から構成されている。

露光ステージ（テーブル）１５は、長尺基板Ｗの裏面を吸着して平坦に保持するとともに、裏面吸着位置と裏面から離れた所定の離間位置との間でＺ方向に昇降可能であり、図示しない昇降機構によって昇降する。露光ステージ１５は、後述するようにステージ移動機構５０に支持され、Ｘ方向に沿って移動可能である。なお、以下では、長尺基板Ｗの搬送方向（搬送ライン）Ｍに沿った方向を“Ｘ”、搬送方向Ｍに垂直な方向（基板幅方向）を“Ｙ”、そして、Ｘ、Ｙに垂直な方向（鉛直方向）を“Ｚ”で表す。

露光部４０は、長尺基板Ｗ１、Ｗ２からＺ方向に所定距離離れた場所に配置され、不図示のフレームを介してベース（基台）１０Ｂに固定されている。図３に示すように、露光部４０は、半導体レーザなどの光源４１と、照明光学系４２と、複数のマイクロミラーをマトリクス配列させたＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）４３と、結像光学系４４などをそれぞれ備えた複数の露光ヘッドから構成され、各露光ヘッドには、搬送方向Ｍに沿った露光領域が規定されている。光源４１は光源制御部１１０によって駆動される。

各露光ヘッドのＤＭＤは、露光制御部１２０から送られてくる露光エリア位置に応じた描画データ（ラスタデータ）に基づいてマイクロミラーの姿勢を位置決めし、これによってパターン光が長尺基板Ｗ１、Ｗ２に投影される。露光部４０に対する長尺基板Ｗ１、Ｗ２の相対移動に応じてマイクロミラーの姿勢を切り替えることにより、長尺基板Ｗ１、Ｗ２の感光材料に対する露光（多重露光など）が行われ、これによってパターンが形成される。コントローラ１００（図３参照）は、露光装置１０の露光動作全体を制御する。なお、マスクを用いた露光部によって構成することも可能である。

基板供給装置２０は、露光ステージ１５の上流側に配置される供給リール２２Ａ、２２Ｂと、支持ローラ２４と、供給リール２２Ａ、２２Ｂをそれぞれ軸回転させる駆動機構（図示せず）を備えている。駆動機構は、例えばステッピングモータなどで構成される。基板供給装置２０によって片持ち支持される供給リール２２Ａ、２２Ｂは、それぞれ長尺基板Ｗ１、Ｗ２の未露光部分をロール状に巻いた状態で保持、固定し、また、軸回転することによって下流側に向けて長尺基板Ｗを送り出すことができる。なお、露光ステージ１５から見て供給リール２２Ａ、２２Ｂ側を“上流側”、巻取リール３２Ａ、３２Ｂ側を“下流側”とする。

基板巻取装置３０は、露光ステージ１５の下流側に配置される巻取リール３２Ａ、３２Ｂ、支持ローラ３４と、巻取リール３２Ａ、３２Ｂをそれぞれ軸回転させる駆動機構（図示せず）を備えている。巻取リール３２Ａ、３２Ｂは、それぞれ長尺基板Ｗ１、Ｗ２の露光済み部分をロール状に巻いた状態で保持、固定し、また、軸回転することによって長尺基板Ｗ１、Ｗ２を巻き取ることができる。基板供給装置２０、基板巻取装置３０による長尺基板Ｗ１、Ｗ２の巻き取り処理などは、搬送制御部１３０（図３参照）によって制御されている。

供給リール２２Ａ、２２Ｂ、巻取リール３２Ａ、３２Ｂと露光ステージ１５との間にそれぞれ配置される支持ローラ２４、３４は、長尺基板Ｗ１、Ｗ２を支持し、長尺基板Ｗ１、Ｗ２が搬送されるときに軸回転するフリーローラとして構成されている。支持ローラ２４、３４は、長尺基板Ｗ１、Ｗ２が露光面高さもしくは露光面高さより僅かに低い位置で下流側へ移動するようにその高さが調整されており、それぞれ基板供給装置２０、基板巻取装置３０によって片持ち支持されている。長尺基板Ｗ１、Ｗ２には、支持ローラ２４、３４の区間Ｔ（図１参照）の架け渡し部分に適度なテンションがかかっており、長尺基板Ｗ１、Ｗ２は皺や伸びがない状態で搬送されていく。

供給リール２２Ａ、２２Ｂおよび巻取リール３２Ａ、３２Ｂは、長尺基板Ｗ１、Ｗ２のロール状巻回部分を基板装着時に固定する周知の駆動機構２６Ａ、２６Ｂ、および３６Ａ、３６Ｂを備える。また、基板供給装置２０、基板巻取装置３０それぞれの駆動機構は、供給リール２２Ａと巻取リール３２Ａ、供給リール２２Ｂと巻取リール３２Ｂとをそれぞれ同期回転させ、長尺基板Ｗ１、Ｗ２を所定長さだけ間欠的に搬送させる。

ステージ移動機構５０は、露光ステージ１５を片持ち支持する昇降機構（図示しない）を装備した移動部材５２と、ベース１０Ｂに設置された一対のガイドレール５４Ａ、５４Ｂおよびアクチュエータ５５を備えている。一対のガイドレール５４Ａ、５４Ｂは、Ｘ方向に沿って延び、移動部材５２はガイドレール５４Ａ、５４Ｂに沿ってＸ方向およびその逆方向に移動可能である。アクチュエータ５５は、例えばボールネジによって構成される。

搬送部移動機構６０は、プレート状の移動部材６２と、ベース１０Ｂに設置された一対のガイドレール６４Ａ、６４Ｂおよびアクチュエータ６５を備えている。基板供給装置２０と基板巻取装置３０は、移動部材６２の上に搭載されており、一体となって移動する（連動する）。一対のガイドレール６４Ａ、６４Ｂは、Ｘ方向に沿って延び、移動部材６２はガイドレール６４Ａ、６４Ｂに沿ってＸ方向およびその逆方向に移動可能である。

ベース１０Ｂに設けられた移動制御部７０は、アクチュエータ５５、６５の駆動を制御し、搬送系（基板供給装置２０および基板巻取装置３０）と露光ステージ１５との相対的位置関係を維持する、すなわち相対的距離間隔が一定となるように、露光ステージ１５と基板供給装置２０、基板巻取装置３０の移動をフィードバック制御する。

露光ステージ１５と基板供給装置２０（基板巻取装置３０）との搬送方向Ｍに沿った相対的距離間隔は、アクチュエータ５５，６５に内蔵されるサーボモータの同期制御によって保たれている。また、この相対距離間隔を監視するため、位置検出用フォトセンサ９０が、基板供給装置２０の露光ステージ１５と対向する側面に配置されている（図２参照）。位置検出用フォトセンサ９０はＬＥＤなどの光源を内蔵し、露光ステージ１５の側面を照射する。露光ステージ１５側面は、光の照射位置が基準位置とそれ以外の位置との間で光量差が生じるように形成されている。移動制御部７０は、露光ステージ１５と基板供給装置２０の移動中、検出光量によって適正な相対的距離間隔が保たれているか監視する。

露光ステージ１５の支持ローラ２４側には、長尺基板Ｗ１、Ｗ２それぞれの端面位置を検出する位置センサ８０が設けられている。位置センサ８０は、例えばラインセンサなどの透過型フォトセンサによって構成することが可能である。基板供給措置２０と基板巻取装置３０は、それぞれ供給リール２２Ａ、２２Ｂと巻取リール３２Ａ、３２Ｂの軸方向位置を制御する機構（図示せず）を備えており、検出された端面位置に応じてリール軸方向位置を調整し、蛇行走行を補正することが可能である。

図４は、露光開始時と露光完了時の露光ステージおよび搬送系の位置を示した図である。

露光開始前、露光ステージ１５は長尺基板Ｗ１、Ｗ２を吸着保持し、供給リール２２Ａ、２２Ｂと巻取リール３２Ａ、３２Ｂは、駆動されないため静止状態となっている。露光開始に伴い、露光ステージ１５はＸ方向に沿って所定速度で移動していく。このとき、基板供給装置２０および基板巻取装置３０は、露光ステージ１５の移動に合わせて移動する。

すなわち、露光ステージ１５と同期して移動開始し、基板供給装置２０および基板巻取装置３０と露光ステージ１５との相対的位置関係を保つように、露光ステージ１５と同一速度でＸ方向に移動していく（並走する）。したがって、長尺基板Ｗ１、Ｗ２は、露光ステージ１５の移動前および露光ステージ１５の移動中の間、下流側へ送り出されず、露光ステージ１５に対して静止している。露光ステージ１５の移動中、各露光ヘッドの露光エリア位置に応じたパターン光が、露光部４０から投影される。

露光ステージ１５と、基板供給装置２０および基板巻取装置３０が露光完了位置に到達すると、露光ステージ１５は長尺基板Ｗ１、Ｗ２の吸着支持を解除し、降下する。そして、供給リール２２Ａ、２２Ｂおよび巻取リール３２Ａ、３２Ｂが同期回転し、長尺基板Ｗ１、Ｗ２は所定長さ分だけ巻取リール３２Ａ、３２Ｂに巻き取られる。

巻取リール３２Ａ、３２Ｂ側への巻き取りが終了すると、露光ステージ１５と基板供給装置２０および基板巻取装置３０が同期移動し、露光開始位置へ戻る。この間、供給リール２２Ａ、２２Ｂと巻取リール３２Ａ、３２Ｂは、駆動されないために静止状態となっている。上述した露光動作を繰り返すことによって、長尺基板Ｗ１、Ｗ２全体に対してパターンが形成されていく。

このように本実施形態によれば、長尺基板Ｗ１、Ｗ２を搬送するＲｔｏＲ搬送系を備えた露光装置１０において、露光ステージ１５の上流側に設けられた供給リール２２Ａ、２２Ｂを保持する基板供給装置２０と、下流側に設けられた巻取リール３２Ａ、３２Ｂを保持する基板巻取装置３０が設けられている。露光動作のとき、露光ステージ１５はステージ移動機構５０によってＸ方向に移動し、同時に、基板供給装置２０および基板巻取装置３０が、搬送部移動機構６０によってＸ方向へともに移動する。

基板搬送系（基板供給装置２０、基板巻取装置３０）が露光ステージ１５と一緒に移動するため、長尺基板Ｗ１、Ｗ２が露光ステージ１５の移動開始前および移動中に下流側へ送り出されない。そのため、従来の搬送系のような露光中の蛇行走行が抑制され、蛇行走行に起因する露光位置ずれ、あるいは基板の皺より、反りなどが生じない。また、このような基板搬送系を構成することによって、ダンサーローラなどの機構を設ける必要がなく、簡易な構成で基板搬送系を構築することが可能となる。

基板供給装置２０と基板巻取装置３０は、露光中、長尺基板Ｗを下流側の一方向のみ送り出せばよく、巻き戻しを行う必要がない。そのため、長尺基板Ｗの蛇行を抑えたパターン露光を実現することができる。特に、蛇行調整が困難な２条の長尺基板Ｗ１、Ｗ２を搬送する露光装置に好適である。

基板搬送系が移動するため、基板搬送長（供給リール２２Ａ、２２Ｂと巻取リール３２Ａ、３２Ｂ間の基板長さ）を短く構成することができる。基板搬送長が短くなることで、長尺基板Ｗ１、Ｗ２の皺、伸びなどが生じにくく、精度よくパターンを形成することができる。特に、１つの支持ローラ２４、３４を設けるだけで長尺基板Ｗ１、Ｗ２を送り出す搬送系を構成することができる。

また、露光動作完了後、露光ステージ１５が長尺基板Ｗ１、Ｗ２を吸着支持していない間に長尺基板Ｗ１、Ｗ２を下流側に送り出して巻き取るため、巻き取りをスムーズに行うことができる。このとき基板搬送長が短いため、短時間での巻き取りが可能となる。

本実施形態では、露光ステージ１５と基板搬送系（基板供給装置２０、基板巻取装置３０）は、それぞれステージ移動機構５０、搬送部移動機構６０によって別々に駆動されている。長尺基板Ｗ１、Ｗ２に関して言うと、供給リール２２Ａ、２２Ｂのロール状部分、巻取リール３２Ａ、３２Ｂのロール状部分の巻径は、長尺基板Ｗ１、Ｗ２が基板巻取装置３０に巻取られていく過程で逐次変化し、重量バランスが一定とならない。

しかしながら、ステージ移動機構５０とは異なる搬送部移動機構６０を設けることにより、長尺基板Ｗ１、Ｗ２の重量バランス変化があっても露光ステージ１５の移動制御に影響が出るのを防いでいる。また、従来のステージ移動機構を利用したまま搬送系を構築することが可能となる。

一方、基板供給装置２０と基板巻取装置３０は、同じ移動部材６２に固定支持されており、一体となって移動する。基板供給装置２０と基板巻取装置３０が連動するため、基板供給装置２０と基板巻取装置３０との間で相対的位置関係に変化が生じず、露光ステージ１５との相対的維持関係を維持させることが容易となる。また、搬送部移動機構６０を１つの駆動系でまとめることができる。

一方で、移動制御部７０が、露光ステージ１５の移動中、露光ステージ１５と基板供給装置２０および基板巻取装置３０との相対的位置関係を保つように、アクチュエータ５５、６５を駆動制御している。これによって、供給リール２２Ａ、２２Ｂ、巻取リール３２Ａ、３２Ｂが露光ステージ１５に近づき、長尺基板Ｗ１、Ｗ２の伸び、反りなどが生じるのを抑え、また、露光位置ずれを防ぐことができる。

なお、移動制御部７０は、距離間隔が閾値以上となったときに移動速度、加速度を制御するようにしてもよい。あるいは、供給リール２２Ａ、２２Ｂおよび／または巻取リール３２Ａ、３２Ｂを軸回転制御して、長尺基板Ｗ１、Ｗ２に適切なテンションがかかるように調整してもよい。

２条の長尺基板Ｗ１、Ｗ２だけでなく、より多くの複数の長尺基板を並列させて同時搬送させることも可能であり、また、１つの長尺基板で構成することも可能である。基板供給装置２０と基板巻取装置３０については、機械的に連結させず、別々の移動機構で移動させるようにしてもよい。また、露光ステージ１５と基板供給装置２０、基板巻取装置３０とを同じ移動機構で移動させるようにしてもよい。

以上の実施形態では、露光ステージ１５の上流側に基板供給装置２０と下流側に基板巻取装置３０を設けて、長尺基板Ｗ１、Ｗ２を同方向に移動させように供給リール２２Ａ、２２Ｂと巻取リール３２Ａ、３２Ｂを駆動していたが、長尺基板Ｗ１とＷ２とがお互いに逆方向に移動するようにしてもよい。

すなわち、露光ステージ１５の両側に２対のリールを設け、一方のリール対をＸ方向に向けて巻き取るように供給リール、巻取リールを設置する一方、他方のリール対を－Ｘ方向に向けて巻き取るように供給リール、巻取リールを設けることが可能である。この場合、基板供給装置と基板巻取装置の機能を組み合わせた一対の搬送装置を露光ステージに対して移動させる。このように長尺基板Ｗ１とＷ２とがお互いに逆方向に移動するように構成すると、露光ステージの上流側と下流側における長尺基板の重量バランスの変化を軽減することが可能となる。

また、以上の実施形態では露光ステージ１５が移動することで長尺基板Ｗ１、Ｗ２と露光部４０との相対移動を実現し露光を行っていたが、露光ステージ１５がベース１０Ｂに固定され、露光部４０が不図示の移動装置によって基板搬送方向に移動することで相対移動するようにしてもよい。その場合、基板供給装置２０と基板巻取装置３０とが、露光ステージ１５と相対的位置関係を維持するようにベース１０Ｂに固定される。

次に、図５、６を用いて、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、ＲｔｏＲ搬送系が、露光ステージの露光面以下に配置されている。また、露光ステージ、基板供給装置、基板巻取装置が移動しているときの長尺基板にテンションをかけるテンションローラが設けられている。なお、第１の実施形態においても、ＲｔｏＲ搬送系が露光ステージの露光面以下に配置されている。

図５は、第２の実施形態である露光装置の概略的斜視図である。図６は、露光装置の概略的平面図である。なお、第２の実施形態の基板搬送方向は、第１の実施形態の搬送方向と逆向きであり、基板供給装置、基板巻取装置の配置箇所も、第１の実施形態と逆になっている。同一の構成要素に関し、第１の実施形態と同じ符号を用いている。

露光装置１０’は、第１の実施形態と同様、基板供給装置２０、基板巻取装置３０を備え、それぞれ供給リール２２Ａ、２２Ｂ、巻取リール３２Ａ、３２Ｂを備える。一方、フリーローラとして構成され、露光ステージ１５の両端傍に配置される支持ローラ２４、３４は、基板供給装置２０と基板巻取装置３０との間に設けられたローラ支持装置５５によって支持されている。

基板供給装置２０（２０Ａ、２０Ｂ）、基板巻取装置３０（３０Ａ、３０Ｂ）、ローラ支持装置５５は、搬送部移動機構６０によって搬送方向Ｍ（Ｘ方向）およびその逆方向に移動可能である。また、露光ステージ１５はステージ移動機構５０によって搬送方向Ｍおよびその逆方向に移動可能であり、基板供給装置２０、基板巻取装置３０、ローラ支持装置５５は、第１の実施形態と同様、露光ステージ１５と同期して移動することができる。

第２の実施形態では、長尺基板Ｗ１、Ｗ２に接するローラとして、支持ローラ２４、３４に加え、テンションローラ３６、テンション測定ローラ３７、テンション測定ローラ３９が設けられている。テンションローラ３６は、フリーローラであって、ローラ支持装置５５に支持されている。

テンション測定ローラ３９は、ローラ支持装置３０Ｃによって支持され、２つのフリーローラ３９Ａ，３９Ｂによって構成されている。長尺基板Ｗ２は、２つのフリーローラ３９Ａ，３９Ｂの間に挟まれた状態で巻かれる。テンション測定ローラ３７はフリーローラであり、ローラ支持装置５５によって支持されている。テンション測定ローラ３７、３９は、ロードセルなどの既知のテンション計測手法によって長尺基板Ｗ１、Ｗ２のテンションを計測する。

図６に示すように、露光部４０は、４本の脚４６Ａ～４６Ｄを備えた架台４５の上に設定されている。ただし、図５には架台４５を図示していない。架台４５の脚４６Ａ、４６Ｃ（脚４６Ｂ、４６Ｄ）の距離間隔は、長尺基板Ｗ１、Ｗ２およびＲｔｏＲ搬送系が架台４５の内部空間ＳＪを通過できるように定められている。

一方、露光光学系のワークディスタンス（ＷＤ）が非常に短い距離間隔（例えば数十ミリ程度）に設定されるため、架台４５の高さは、露光ステージ１５の高さを大きく超えるように設定することができない。したがって、露光ステージ１５は、架台４５の内面のすぐ傍を通過していく。

本実施形態では、ＲｔｏＲ搬送系を構成する支持ローラ２４、３４およびテンション測定ローラ３７、３９、そして供給リール２２Ａ，２２Ｂ、巻取リール３２Ａ、３２Ｂが、いずれも露光ステージ１５の露光面ＥＨ以下（すなわち露光面ＥＨを基準として露光部４０と反対側）のスペースに配置されている。言い換えると、ＲｔｏＲ搬送系を構成する部材が、露光面ＥＨを（一部分でも）実質的に超えていない。

これは、長尺基板Ｗ１、Ｗ２の搬送に関与するＲｏＲ搬送系の上面がフラットであることを示す。そのため、支持ローラ２４，３４、テンション測定ローラ３７、３９は、架台４５に当たることなく内部空間ＳＪへ移動することができる。基板供給装置２０、基板巻取装置３０、ローラ支持装置５５も同様である。

ＲｔｏＲ搬送系が露光面ＥＨ以下に配置されるため、供給リール２２Ａ、２２Ｂは、長尺基板Ｗ１、Ｗ２に適度なテンションがかかるように、架台４５の近くに配置される。巻取リール３２Ａ、３２Ｂも、テンションローラ３６、テンション測定ローラ３７、３９を間に含め、できる限り架台４５の近くに配置される。

一方、長尺基板Ｗ１、Ｗ２にそれぞれ適切なテンションをかけるため、供給リール２２Ａ、２２Ｂおよび巻取リール３２Ａ、３２Ｂは、それぞれ独立して駆動される。一方、搬送部移動機構６０は、長尺基板Ｗ１、Ｗ２の片方の側面側だけに配置され、供給リール２２Ａ、２２Ｂおよび巻取リール３２Ａ、３２Ｂは片持ち支持されている。

そのため、供給リール２２Ａ、２２Ｂおよび巻取リール３２Ａ、３２Ｂは、それぞれ基板搬送方向Ｍに関し、異なった位置に配置される。その一方で、長尺基板Ｗ１、Ｗ２に同じテンションをかけやすく、また、ＲｔｏＲ搬送系の鉛直方向幅を抑えるなどの理由により、供給リール２２Ａ、巻取リール３２Ａの鉛直方向高さと、供給リール２２Ｂ、巻取リール３２Ｂの鉛直方向高さが等しくなるように、配置設定されている。

長尺基板Ｗ２は、長尺基板Ｗ１よりも基板供給装置２０、基板巻取装置３０から離れ、供給リール２２Ｂ、巻取リール３２Ｂの長さが供給リール２２Ａ、巻取リール３２Ａの長さよりも長く、ロール状の長尺基板Ｗ２は基板供給装置２０、基板巻取装置３０から離れた位置で支持される。そのため、供給リール２２Ｂ、巻取リール３２Ｂの間で長尺基板Ｗ２が蛇行しやすい。

これを防ぐため、供給リール２２Ｂ、巻取リール３２Ｂのリール間距離を、供給リール２２Ａ、巻取リール３２Ａのリール間距離よりも短くなるようにＲｔｏＲ搬送系を構成している。すなわち、基板供給装置２０、基板巻取装置３０により近い場所でロール状の長尺基板Ｗ１を支持する供給リール２２Ａ、巻取リール３２Ａが、供給リール２２Ｂ、巻取リール３２Ｂよりも露光部４０から離れた外側に位置している。

このように第２の実施形態によれば、ＲｔｏＲ搬送系を備えた露光装置１０’において、ＲｔｏＲ搬送系を構成する支持ローラ２４、３４およびテンション測定ローラ３７、３９、そして供給リール２２Ａ，２２Ｂ、巻取リール３２Ａ、３２Ｂ、基板供給装置２０、基板巻取装置３０、ローラ支持装置５５が、露光ステージ１５の露光面ＥＨ以下のスペースに配置されている。

これにより、ＲｔｏＲ搬送系の基板搬送方向Ｍに沿った装置サイズを小さくすることができる。すなわち、設置スペースが露光面以下に配置するＲｔｏＲ搬送系は、ニップローラ、ダンサーローラを必然的に省くことになり、基板搬送方向に沿った装置サイズをコンパクト化することができる。なお、ＲｔｏＲ搬送系が露光ステージ１５と移動しない従来型ＲｔｏＲ搬送系に対しても、本実施形態は有効である。

そして、ＲｔｏＲ搬送系において、ローラ群の中で長尺基板Ｗ１、Ｗ２の表面と接するローラが従来の搬送系と比べて少ない。これにより、パターンの形成される基板表面が傷つくのを抑えることができる。特に、ソルダーレジスト露光には効果的である。

さらに第２の実施形態では、テンションローラ３６を設けた構成により、移動期間中でも、長尺基板Ｗ１、Ｗ２に対して適度なテンションを掛け続けることができる。以下では、テンションローラ３６の働き、そして供給リール２２Ａ、２２Ｂ、巻取リール３２Ａ、３２Ｂの駆動について説明する。

テンションローラ３６は、長尺基板Ｗ１、Ｗ２にテンションを掛けるローラであり、長尺基板Ｗ１、Ｗ２の表面と接し、他のローラに対して位置変動可能な状態でローラ支持装置５５に支持されている。また、テンションローラ３６は、偏芯ローラであり、揺動運動できるように支持されている。

供給リール２２Ａ，２２Ｂを駆動する駆動機構２１Ａ、２１Ｂは、基板供給装置２０Ａ，２０Ｂにそれぞれ設けられている。駆動機構２１Ａ、２１Ｂは、ワンウェイクラッチ機構を備え、基板搬送方向Ｍの逆方向にのみトルクＴを掛け続けるように動作する。トルクＴは、露光ステージ１５の長尺基板Ｗ１、Ｗ２に対する吸着力よりも弱い。例えば、駆動機構２１Ａ、２１Ｂは、パウダークラッチを備えており、テンション測定ローラ３７、３９によって測定されるテンションに応じてパウダークラッチを制御する。

一方、基板巻取装置３０Ａ，３０Ｂに設けられた巻取リール３２Ａ，３２Ｂの駆動機構３１Ａ，３１Ｂは、サーボモータ機構によって構成されている。なお、駆動機構３１Ａ，３１Ｂが、テンション測定ローラ３７、３９によって測定されるテンションに応じて、巻取時などのトルク量を調整するようにしてもよい。

上述したように、搬送部移動機構６０とステージ移動機構５０が別々に構成され、ＲｔｏＲ搬送系は、露光ステージ１５と同期して移動する。そのため、移動時の制御の問題などによって同期ずれが生じる。すなわち、露光ステージ１５がＲｔｏＲ搬送系より早く移動し、あるいは遅れる。同期ずれが生じると、長尺基板Ｗ１、Ｗ２が撓み、あるいは伸びにつながる。これを防ぐため、テンションローラ３６がテンションを長尺基板Ｗ１、Ｗ２にかけるように位置変動する。

テンションローラ３６は、図示しない規制部材と接することによって、鉛直上方向の移動が制限されている。露光ステージ１５が長尺基板Ｗ１、Ｗ２を吸着していない状態では、供給リール２２Ａ、２２Ｂに対して供給側と逆方向にトルクが掛かかっているため、長尺基板Ｗ１、Ｗ２の表面に接するテンションローラ３６は、鉛直方向に付勢され、規制部材と接した状態を維持する。長尺基板Ｗ１、Ｗ２は、支持ローラ２４、３４の間で適度なテンションがかかる状態となる。露光ステージ１５が長尺基板Ｗ１、Ｗ２を吸着し、移動する間、同様にテンションがかかる状態が維持される。

一方、同期ずれによってＲｔｏＲ搬送系が露光ステージ１５より遅れた場合、すなわち、露光ステージ１５がＲｔｏＲ搬送系に近づく場合、露光ステージ１５が長尺基板Ｗ１、Ｗ２を吸着しながら移動しているため、長尺基板Ｗ１、Ｗ２は撓もうとする。このとき、テンションローラ３６が揺動し、上限位置から変動する。その結果、長尺基板Ｗ１、Ｗ２は撓むことなく適度なテンションがかかる。

逆に、同期ずれによってＲｔｏＲ搬送系が露光ステージ１５より進んだ場合、すなわち、露光ステージ１５がＲｔｏＲ搬送系から離れた場合、駆動機構２１Ａ、２１Ｂが供給リール２２Ａ，２２Ｂに対して長尺基板の送り出し方向とは逆方向にトルクＴをかけているため、長尺基板Ｗ１、Ｗ２が支持ローラ２４と供給リール２２Ａ、２２Ｂとの間で撓むことがなく、適度なテンションが維持される。

一方、テンションローラ３６を設けたことによって、テンションローラ３６とテンション測定ローラ３９との間の長尺基板Ｗ１、Ｗ２の傾斜が緩くなっている。そのため、ローラ３９Ａ，３９Ｂの間に長尺基板Ｗ１、Ｗ２を挟むことによって角度を付け、正確なテンションを測れるように構成している。

このように第２の実施形態によれば、ＲｔｏＲ搬送系が露光ステージ１５とともに基板搬送方向Ｍに沿って移動可能な露光装置１０’において、テンションローラ３６が露光ステージ１５の下流側に設けられている。そしてＲｔｏＲ搬送系の移動中、テンションローラ３６は、他のローラに対して位置変動し、長尺基板Ｗ１、Ｗ２の撓みを抑えるようにテンションをかける。

多くの場合、ＲｔｏＲ搬送系を移動させる方が露光ステージ１５を移動させるより駆動力が必要となる。したがって、露光ステージ１５がＲｔｏＲ搬送系に近づく同期ずれが生じやすい。したがって、テンションローラ３６を露光ステージ１５の下流側に配置されることにより、効果的にテンションを掛けることができる。

また、駆動機構２１Ａ，２１Ｂが、供給リール２２Ａ、２２Ｂに対して基板搬送方向とは逆の方向にのみトルクをかけ続けることによって、テンションローラを露光ステージ１５の上流側に設けなくても、同期ずれの時にテンションを掛けることができる。

さらに、テンションローラ３６が、偏芯ローラの構成によって揺動し、等時性をもった動きをする。これによって、テンションを適度にかけ続けることが容易となる。そして、このテンションローラ３６は長尺基板Ｗ１、Ｗ２に跨るように配置されることにより、長尺基板Ｗ１、Ｗ２に対し、同等なテンションを掛けることができる。

なお、テンションローラ３６を偏芯ローラで構成しなくてもよく、鉛直方向に沿って位置変動するようにしてもよい。また、上流側にテンションローラを設けるようにしてもよい、そして、ステージ移動機構５０と搬送部移動機構６０が一体となった移動機構に対して適用することも可能である。

次に、図７を用いて、第３の実施形態について説明する。第３の実施形態では、搬送部移動機構が、露光部を支持する架台の外側に設けられている。

図７は、第３の実施形態である露光装置の概略的斜視図である。

露光装置１０”は、供給リール２２Ａ，２２Ｂを駆動し、対向配置される一対の基板供給装置１２０Ｘ、１２０Ｙ、巻取リール３２Ａ、３２Ｂを駆動し、対向配置される一対の基板巻取装置１３０Ｘ、１３０Ｙを備える。搬送部移動機構６０は、露光部４０の架台４５の外側で基板搬送方向Ｍに並列する一対の搬送部移動機構６０Ｘ、６０Ｙによって構成されている。

一対の搬送部移動機構６０Ｘ、６０Ｙにそれぞれ配置された基板供給装置１２０Ａ１、１２０Ａ２は、供給リール２２Ａを両側から支持する。また、供給リール２２Ａの軸部は、基板供給装置１２０Ａ１、１２０Ａ２の距離間隔に応じた長さをもつ。供給リール２２Ｂも、基板供給装置１２０Ｂ１、１２０Ｂ２によって両側から支持されている。

同様に、一対の搬送部移動機構６０Ｘ、６０Ｙにそれぞれ配置された基板巻取装置１３０Ｂ１、１３０Ｂ２は、巻取リール３２Ｂを両側から支持し、搬送部移動機構６０Ｘ、６０Ｙにそれぞれ配置された基板巻取装置１３０Ａ１、１３０Ａ２は、巻取リール３２Ａを両側から支持する。搬送部移動機構６０Ｘは、ガイドレール６１Ｘに沿って基板搬送方向Ｍおよびその逆方向に移動可能であり、搬送部移動機構６０Ｙは、ガイドレール６１Ｙに沿って基板搬送方向Ｍおよびその逆方向に移動可能である。

搬送部移動機構６０Ｘ、６０Ｙは、互いに同期しながら移動する。これによって、第１、第２の実施形態と同様、ＲｔｏＲ搬送系は露光ステージ１５とともに基板搬送方向Ｍに移動することができる。ただし、ガイドレール６１Ｘ、６１Ｙが架台４５の周囲に配置されているため、供給リール２２Ｂ、巻取リール３２Ｂが架台４５と当たらないように移動範囲が制限されている。支持ローラ２４、３４は、ここでは露光ステージ１５に取り付けられている。

搬送部移動機構６０Ｘ、６０Ｙが架台４５の下を通らない構成にすることで、搬送部移動機構６０Ｘ、６０Ｙが動作するときに露光部４０へ振動が伝わり、パターン露光に影響が出るのを抑制することができる。また、架台４５の内部空間ＳＪのスペースが確保され、３、４条といった多数の長尺基板を搬送することも可能となる。

一方、基板供給装置１２０Ａ１、１２０Ａ２は、それぞれアクチュエータ１４０Ａ１、１４０Ａ２によって移動可能であり、基板供給装置１２０Ｂ１、１２０Ｂ２は、それぞれアクチュエータ１４０Ｂ１、１４０Ｂ２に沿って移動可能である。同様に、基板巻取装置１３０Ａ１、１３０Ａ２は、それぞれアクチュエータ１５０Ａ１、１５０Ａ２に沿って移動可能であり、基板供給装置１３０Ｂ１、１３０Ｂ２は、それぞれアクチュエータ１５０Ｂ１、１５０Ｂ２に沿って移動可能である。

供給側のアクチュエータ１４０Ａ１、１４０Ａ２、１４０Ｂ１、１４０Ｂ２、そして巻取側のアクチュエータ１５０Ａ１、１５０Ａ２、１５０Ｂ１、１５０Ｂ２は、いずれも基板供給装置１２０Ｘ、１２０Ｙおよび基板巻取装置１３０Ｘ、１３０Ｙを、基板搬送方向Ｍに直交する方向（以下、基板搬送直交方向という）Ｎに沿って移動させることが可能である。また、いずれのアクチュエータも、ボールネジなどによって構成することができる。

基板供給装置１２０Ｘ，１２０Ｙおよび基板巻取装置１３０Ｘ，１３０Ｙは、同じ動きで基板搬送直交方向Ｎに沿って移動する。すなわち、始動タイミング、移動速度、停止タイミングが同じになって移動する。これにより、ＲｔｏＲ搬送系が、全体的に一体となって基板搬送直交方向Ｎに沿って移動することができる。

露光ステージ１５は、ステージ移動機構５０によって基板搬送垂直方向Ｎおよびその逆方向に沿って移動可能である。そして、基板供給装置１２０Ｘ，１２０Ｙおよび基板巻取装置１３０Ｘ，１３０Ｙは、移動制御部７０によって露光ステージ１５と同期して移動することができる。

ＲｔｏＲ搬送系が露光ステージ１５とともに基板搬送方向Ｍおよび基板搬送直交方向Ｎに移動可能であることから、長尺基板Ｗ１、Ｗ２に対してもマルチパス露光を行うことが可能となる。すなわち、矩形状基板への露光と同様、基板搬送方向Ｍに沿ってある走査バンドを露光した後、露光ステージ１５を基板搬送直交方向Ｎに移動させ、隣の走査バンドを露光することが可能となる。

露光時の照射エリア（露光エリア）サイズは、露光部４０の光学系、露光特性（光強度、感光量など）に依存し、使用される長尺基板の幅に合わせたサイズを確保できない場合がある。露光エリアが長尺基板の幅全体をカバーできない場合、マルチパス露光を実行することによって長尺基板Ｗ１、Ｗ２の幅全体にパターンを形成することが可能となる。

このように第３の実施形態によれば、ＲｔｏＲ搬送系を備えた露光装置１０”において、搬送部移動機構６０Ｘ、６０Ｙは、露光部４０の架台４５の外側に配置され、一対の基板供給装置１２０Ｘ、１２０Ｙ、一対の基板巻取装置１３０Ｘ、１３０Ｙは、架台４５の下を通過しない。また、基板供給装置１２０Ｘ、１２０Ｙおよび基板巻取装置１３０Ｘ，１３０Ｙが同期して基板搬送直交方向Ｎに移動し、ＲｔｏＲ搬送系を露光ステージ１５とともに基板搬送直交方向Ｎに沿って移動させる。

第２の実施形態においても、搬送部移動機構６０を架台４５の外側に設けて移動させる構成にすることが可能である。

１０ 露光装置
１５ 露光ステージ
２０ 基板供給装置（基板供給部）
２２Ａ、２２Ｂ 供給リール
２６Ａ、２６Ｂ 駆動機構（供給側駆動機構）
３０ 基板巻取装置（基板巻取部）
３２Ａ、３２Ｂ 巻取リール
３６ テンションローラ
３６Ａ、３６Ｂ 駆動機構（巻取側駆動機構）
３７ テンション測定ローラ
３９ テンション測定ローラ
４０ 露光部
４５ 架台
５０ ステージ移動機構
６０ 搬送部移動機構
７０ 移動制御部
１２０Ｘ，１２０Ｙ 基板供給装置
１３０Ｘ，１３０Ｙ 基板巻取装置
１４０Ａ１、１４０Ａ２ アクチュエータ
１４０Ｂ１、１４０Ｂ２ アクチュエータ
１５０Ａ１、１５０Ａ２ アクチュエータ
１５０Ｂ１、１５０Ｂ２ アクチュエータ
Ｗ１、Ｗ２ 長尺基板

Claims (8)

1. 少なくとも１つの長尺基板を支持し、基板搬送ラインに沿って往復移動可能な露光ステージと、
   前記露光ステージを間にして対向配置され、基板搬送ラインに沿って往復移動可能であって、前記長尺基板を搬送する少なくとも１つのリール対と、
   前記長尺基板と接する複数のローラと、
   前記リール対と前記露光ステージとの相対的距離間隔が一定となるように、前記リール対と前記露光ステージの移動を制御する移動制御部とを備え、
   前記複数のローラが、前記露光ステージの露光面以下のスペースに配置されていることを特徴とする露光装置。
2. 少なくとも１つの長尺基板を支持し、基板搬送ラインに沿って往復移動可能な露光ステージと、
   前記露光ステージを間にして対向配置され、基板搬送ラインに沿って往復移動可能であって、前記長尺基板を搬送する少なくとも１つのリール対と、
   前記長尺基板と接する複数のローラとを備え、
   前記リール対と前記露光ステージが、同一の移動機構に設けられ、前記リール対が、前記露光ステージとともに基板搬送ラインに沿って往復移動し、
   前記複数のローラが、前記露光ステージの露光面以下のスペースに配置されていることを特徴とする露光装置。
3. 前記リール対が、前記露光ステージの露光面以下のスペースに配置されていることを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
4. 前記リール対を駆動する基板供給・巻取装置を備え、
   前記基板供給・巻取装置が、前記露光ステージの露光面以下のスペースに配置されていることを特徴とする請求項２または３に記載の露光装置。
5. 前記長尺基板が、並列した複数の長尺基板で構成され、
   前記リール対が、前記複数の長尺基板を搬送する複数のリール対で構成され、
   前記複数のリール対が、基板搬送ラインに沿った方向において互いに異なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の露光装置。
6. 前記複数のリール対それぞれを駆動する複数の基板供給・巻取装置を有し、
   相対的にリール間距離の長いリール対が、相対的にリール間距離の短いリール対よりも前記複数の基板供給・巻取装置の近くに配置されていることを特徴とする請求項５に記載の露光装置。
7. 前記複数のリール対が、鉛直方向高さが同じになるように配置されていることを特徴とする請求項５または６に記載の露光装置。
8. 前記複数のローラが、前記長尺基板のテンションを計測するテンション測定ローラと、前記露光ステージの両端付近に配置される支持ローラとを含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の露光装置。

Images