JPH04299332A - フィルム露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばＴＡＢ（Ｔａｐ
ｅ　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式の電子
部品の実装に使用されるフィルム回路基板の製作に好適
なフィルム露光方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】物体の表面に微細加工を施す技術として
、フォトリソグラフィの技術が知られている。この技術
は、半導体集積回路のほか、最近ではＴＡＢ方式の電子
部品の実装に使用されるフィルム回路基板の製作にも応
用されている。

【０００３】しかして、転写される回路パターンの位置
ずれが生ずると回路基板用の場合には実装ミスとなるた
め、搬送されるフィルムの正しい位置である基準露光領
域にフォトマスクのパターンの像が露光されるよう位置
合わせが必要とされる。この位置合わせの精度は、例え
ば±１０μｍ以内であることが要求されている。

【０００４】従来、この位置合わせ方法としては、まず
露光処理前に、露光見本をステージに配置し、この露光
見本とフォトマスクのパターンの像とが結像するように
フォトマスクの位置調節を行い、次いで露光見本を外し
、当該露光見本が配置されていた位置にフィルムの一コ
マの基準露光領域を正しく位置させる。

【０００５】露光見本が配置されていた位置に基準露光
領域を正しく位置させる手段としては、送りローラによ
るフィルム搬送距離をエンコーダ等により予め設定する
とともに露光面の手前にスプロケットローラを配置して
搬送方向の精度を向上させる手段、さらに、予め設定さ
れた距離で搬送されて停止したフィルムの１コマに対し
、位置決めピンを有するステージを上昇させ、位置決め
ピンをフィルムの１コマの部分のパーフォレーションに
下側から嵌合させて、光軸に直角な平面内での位置合わ
せを行い、ステージにより押し上げられたフィルムの一
コマを、抑え板により抑えて、光軸方向での位置合わせ
を行う手段が知られている。

【０００６】このように、従来の位置合わせは、露光す
べきフィルムの一コマをフォトマスクに対して正しいと
される位置に配置するに過ぎないものである。すなわち
、露光中はフィルムに対して何のフィードバック制御も
なされていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、搬送距
離の設定、スプロケットローラ、位置決めピン等による
機械的な位置合わせには、精度上限界があり、要請され
る±１０μｍ程度以内の位置合わせを行うことができな
い。すなわち、帯状のフィルムは完全な直線でなく僅か
ながら蛇行している場合があり、スプロケットローラに
よりフィルムを強制的に真っ直ぐに搬送するようにして
も、ステージ上でずれて搬送されることがある。また、
許容限度以上にずれて搬送されると、位置決めピンを嵌
入させる際にパーフォレーションが傷んで広がってしま
い精度がさらに低下してしまう。特に、例えば厚さ３０
μｍ以下の薄いフィルムに対しては、位置決めピンによ
る方式を採用することができない。

【０００８】一方、ステージにフィルムを固定させた後
、ステージを変位させることにより、フィルムの１コマ
にパターンの像を露光する手段が開示されている（特開
平１−２９８３６２号公報参照）。この方法により、位
置調節の精度はある程度向上する。しかしながら、この
ような方法においては、ステージの重量が大きいため、
これを変位させるためには大きな駆動力が必要となる。 またアライメントに要する時間も長く、位置調節精度も
十分であるとはいえない。また、フィルムの蛇行を修正
するために幅方向へ変位させる場合、帯状のフィルムに
不必要な引張力を与えてしまうことがある。

【０００９】本発明は、以上なような事情に基づいてな
されたものであって、その目的は、位置決めピンをパー
フォレーションへの嵌入させることなく、正しい位置で
の像の投影を可能にし、パターンの露光転写位置の精度
がさらに高いフィルム露光方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のフィルム露光方
法は、帯状のフィルムの長さ方向に沿って並ぶ複数のコ
マに、回路パターンを順次に露光していくフィルム露光
方法であって、照射部と、照射部からの光が照射される
位置に配置された、回路パターンが形成されたフォトマ
スクと、このフォトマスクの位置を同一平面内で調節す
るフォトマスクの位置調節機構と、照射されたフォトマ
スクの像を投影する投影レンズと、投影レンズによる像
の投影位置にフィルムを１コマずつステップ送りする、
スプロケットローラを具えたフィルム搬送機構とを有し
てなる露光装置を使用し、前記帯状のフィルムには、フ
ィルム搬送機構のスプロケットローラが噛み合うパーフ
ォレーションが両側に並んで列として形成され、各列の
パーフォレーションのうち、回路パターンが露光される
べき基準露光領域に対して特定の位置関係にあるパーフ
ォレーションを基準パーフォレーションとし、前記フォ
トマスクには、フィルムに投影して転写すべき回路パタ
ーンとともに、アライメント用マークが形成され、当該
アライメント用マークとフォトマスク上の回路パターン
の位置関係は、前記基準パーフォレーションと前記基準
露光領域の位置関係に対応しており、前記フィルム搬送
機構によりフィルムの１コマをステップ送りし、ステッ
プ送り後に停止した１コマに係る基準パーフォレーショ
ンの位置に、アライメント用マークの像が投影されるよ
うにフォトマスクの位置調節機構を駆動してフォトマス
クの位置制御を行い、その後、回路パターンの露光を行
うことを特徴とする。

【００１１】

【作用】フォトマスクに形成されたアライメント用マー
クとフォトマスク上の回路パターンの位置関係が、基準
パーフォレーションと基準露光領域の位置関係に対応し
ているので、停止したフィルムの１コマに係る基準パー
フォレーションの位置に、アライメント用マークの像が
投影されるようにフォトマスクの位置調節機構を駆動し
てフォトマスクの位置制御を行えば、フォトマスク上の
回路パターンの像は高い精度で基準露光領域に露光され
る。従って、投影位置精度の高い露光処理が可能となる
。また、フィルムが位置ズレして搬送された場合であっ
ても、それに追従してフォトマスクの位置が変更される
ので、投影される像の位置精度が高くなる。そして、比
較的軽量なフォトマスクの位置を調節するため、小さな
駆動力で位置調節を行うことができ、帯状のフィルムに
不必要な引長力を与えることもない。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の実施例に用いるフィルム露光
装置の説明図である。この装置は、帯状のフィルムＦの
長さ方向に沿ってフォトマスクＭの回路パターンを順次
に露光していくものである。

【００１３】１０は照射部であり、超高圧水銀灯等のよ
うにレジストが感度を有する光を効率的に放射するラン
プ１１を内蔵している。

【００１４】Ｍはフォトマスクであり、照射部１０から
の光が照射される位置に配置されている。このフォトマ
スクＭには、図２に示すように、フィルムＦに投影して
転写すべき回路パターンＭＰとともに、後述する基準パ
ーフォレーションＢＰのそれぞれに対応してアライメン
ト用マークＭＭが形成されている。アライメント用マー
クＭＭは方形状の不透明部分に十文字の透明部分を設け
て構成している。照射部１０から光ファイバー１５によ
って導光されたアライメント用の照射光（図４中の点線
）は、アライメント照明ユニット１６において光学性能
が整えられた後、ミラー１７を介してアライメント用マ
ークＭＭに照射される。一方、露光時においては、図４
中の実線で示す照射光が回路パターンＭＰに照射される
。

【００１５】帯状のフィルムＦには、図３に示すように
、後述するフィルム搬送機構６０の送りローラ６１およ
びスプロケットローラ６４が噛み合う矩形のパーフォレ
ーションＰが両側に並んで列として形成されている。こ
こにパーフォレーションＰの大きさは例えば２ｍｍ角、
ピッチは例えば４．７５ｍｍである。仮想線（二点鎖線
）で示すＢＡは、回路パターンが露光されるべき基準露
光領域である。ＢＰは、各列のパーフォレーションＰの
うち、基準露光領域ＢＡに対して特定の位置関係にある
基準パーフォレーションであり、１コマＦ１０において
、フィルムＦの幅方向に２つ設けられている。基準パー
フォレーションＢＰと基準露光領域ＢＡの位置関係は、
フォトマスクＭのアライメント用マークＭＭとフォトマ
スクＭ上の回路パターンＭＰの位置関係に対応している
。ＭＭ’はアライメント用マークの像であり、このアラ
イメント用マークの像ＭＭ’は、後述するフォトマスク
Ｍの移動動作により、基準パーフォレーションＢＰを含
む領域、すなわち、投影レンズによる像の投影位置であ
るフィルムＦの上面およびパーフォレーションＰの仮想
面ＦＫ上を走査される。なお、本実施例では、基準パー
フォレーションＢＰおよびアライメント用マークＭＭは
、フィルムＦの幅方向に２つ設けられているが、これに
限られず、フィルムの長さ方向や斜め方向に２つ以上設
けてもよい。

【００１６】Ｍ１０はフォトマスクの位置調節機構であ
り、フォトマスクホルダーＭ１１とサーボモータＭ１２
を備えている。後述のシステムコントローラ５０からの
信号によってサーボモータＭ１２が駆動されるとフォト
マスクホルダーＭ１１が移動してフォトマスクＭが追従
制御される。このフォトマスクホルダーＭ１１は、光軸
に直角な平面内で互いに直角な二つの方向（Ｘ方向，Ｙ
方向）におけるフォトマスクＭの位置を調節することが
可能であり、また光軸を中心としてフォトマスクＭを回
転させる調節（θの調節）が可能である。従って、フォ
トマスクホルダーＭ１１を駆動するサーボモータＭ１２
は、Ｘ，Ｙ，θそれぞれの駆動が可能なように、実際に
は三つ設けられている。

【００１７】２０は投影レンズであり、照射されたフォ
トマスクＭの像を投影するものである。この投影レンズ
２０は、例えば露光線幅５μｍ程度の解像度を有するも
のである。

【００１８】３０はステージであり、図４にも示すよう
に、上面が基準面であり、フィルムＦのステップ送り時
にはエアを吹き出し、露光時にはフィルムを真空吸着す
る真空吸着孔３１が設けられている。３２は真空ポンプ
、３４はバルブである。この例では、真空吸着孔３１は
、フィルムＦのステップ送りの際にフィルムＦをエアで
浮上させる逆風孔を兼用しており、３３はコンプレッサ
、３５はバルブである。３６，３７はフィルムＦのステ
ップ送りの際にフィルムＦの前部および後部を浮上させ
るものである。バルブ３４，３５は後述のシステムコン
トローラ５０からの信号によって制御される。

【００１９】４０は検出部であり、この検出部４０は、
図４に示すように、対物レンズ４１と、集光レンズ４２
と、検出器４３とを有するユニットタイプのものである
。この例において検出部４０はステージ３０に埋め込ま
れ、対物レンズ４１がフィルムＦのパーフォレーション
Ｐを臨む位置に配置されている。検出器４３は、高感度
の光電変換素子よりなる変換器、例えば光電管またはフ
ォトダイオード等からなる。また、検出器４３としてイ
メージセンサーを用いることもできる。４４は増幅器で
ある。

【００２０】５０はＣＰＵを含むシステムコントローラ
である。

【００２１】６０はフィルム搬送機構であり、投影レン
ズ２０による像の投影位置にフィルムＦの一コマＦ１０
をステップ送りするものである。送りローラ６１はモー
タ６２によって駆動されるスプロケットローラである。 モータ６２はシステムコントローラ５０からの信号によ
り駆動開始され、後述するようにシステムコントローラ
５０からの信号により減速された後、検出部４０からの
信号を受けたシステムコントローラ５０からの信号によ
り停止する。６３は押えローラ、６４はスプロケットロ
ーラ、６５は押えローラ、６６，６７は補助ローラ、６
８は巻き出しリール、６９は巻き取りリールである。な
お、粗調整用マークＭＡは、後述のフォトマスクＭの位
置制御を行う際の位置制御可能範囲内に、予めフォトマ
スクＭを配置しておくものである。

【００２２】次に、図１のフィルム露光装置を使用した
本発明のフィルム露光方法の実施例を説明する。フィル
ム搬送機構６０によりフィルムＦの一コマＦ１０がステ
ップ送りされてきた時に、この一コマＦ１０に係る基準
パーフォレーションＢＰが、アライメント用マークの像
ＭＭ’の位置に達したか否かを、検出部４０により検出
する。

【００２３】まず、システムコントローラ５０からモー
タ６２に駆動開始信号が送られ、モータ６２が図５の一
定速度ｖ１　で回転してフィルムＦを送って時刻が図５
のｔ１　になった時、システムコントローラ５０からの
信号によりモータ６２の速度が図５のｖ２　に減速され
る。このｔ１　の時刻は、フィルムの一コマＦ１０の長
さ等に応じて予め設定される。このｖ２　に減速された
状態で、検出部４０からの信号を処理したシステムコン
トローラ５０からの停止信号を受けて、モータ６２は回
転を停止する。この時刻が図５のｔ２　である。

【００２４】システムコントローラ５０による停止信号
の発生は以下のようにして行われる。図３に示すように
、フィルムの一コマＦ１０が送られてきて、一コマＦ１
０に対応する基準パーフォレーションＢＰが、アライメ
ント用マークの像ＭＭ’の投影位置に達すると、穴であ
る基準パーフォレーションＢＰを透過したアライメント
波長の光（図４中の点線）により、検出部４０は信号を
発生する。この信号の強さの経時的変化を図６に示す。 図４に示すように、検出部４０はパーフォレーションＰ
の各列に対応して２つ設けられているので、システムコ
ントローラ５０には図６に示すような形の信号が二つ送
られることになるが、フィルムＦの送り方向は通常幅方
向に完全な直角ではないので、二つの検出部４０からの
信号は、時間的にわずかにずれて送られる。そこで、こ
の実施例では、遅れて入力された検出部４０からの信号
の立ち下がり時（図６のＴ３　）に停止信号を発生させ
るよう、システムコントローラ５０に信号処理を行わせ
、これによりモータ６２を完全に停止させる（図６のｔ
２　）。なお、システムコントローラ５０からの停止信
号によりモータ６２が完全に停止する時刻は、遅れて入
力された検出部４０からの信号の立ち下がり時（図６の
Ｔ３　）に限定されるものではなく、補正値を予め設定
しておくことにより、遅い方の立ち上がり、速い方の立
ち下がりおよび速い方の立ち上がりのいずれの時でもよ
い。このように速度を減速させてから、検出部４０から
の信号によって停止させると、停止位置の精度が非常に
高くなる。

【００２５】システムコントローラ５０からの停止信号
により、フィルムの一コマＦ１０が停止すると、システ
ムコントローラ５０からバルブ３４，３５に信号が送ら
れ、コンプレッサ３３を閉にするとともに真空ポンプ３
２を開にする。 これにより、一コマＦ１０はステージ３０に真空吸着さ
れる。

【００２６】この状態で、フォトマスクＭの位置制御を
行う。すなわち、一コマＦ１０の基準パーフォレーショ
ンＢＰのそれぞれの位置に、対応するアライメント用マ
ークの像ＭＭ’が投影されるようにフォトマスク位置調
節機構Ｍ１０を駆動して、フォトマスクＭの位置をＸ方
向およびＹ方向に移動させならびに光軸を中心に回転さ
せながら追従制御してフォトマスクＭの位置合わせを行
う。 詳しく説明すると、フォトマスクＭの位置を送り方向に
沿ったＸ方向に走査させると、検出部４０において発生
する電気信号は、図６に示すように、アライメント用マ
ークの像ＭＭ’が基準パーフォレーションＢＰに重なり
始める立ち上がり部分Ｔ１　と、両者の重なり面積がほ
ぼ一定となる平坦部分Ｔ２　と、アライメント用マーク
の像ＭＭ’が基準パーフォレーションＢＰから外れ始め
る立ち下がり部分Ｔ３　とからなるパルス状の波形とな
る。そこで、Ｘ方向においてフォトマスクＭを最終的に
停止させるべき位置は、マークの重なり面積が最大であ
る平坦部分Ｔ２　の例えば中央に対応する時刻ｔ３　の
ときの位置に設定するのがよい。従って、システムコン
トローラ５０には、走査した際のフォトマスクＭの位置
の情報とその時の検出部４０からの信号の値が記憶され
、これらを処理してフォトマスクＭのＸ方向における最
適位置を決定してサーボモータＭ１２に駆動信号を送る
。

【００２７】以上と同様にして、Ｙ方向についてもフォ
トマスクＭを走査して検出部４０に信号を発生させ、シ
ステムコントローラ５０の信号処理によってＹ方向にお
けるフォトマスクＭの最適位置を決定してＹ方向のサー
ボモータＭ１２に駆動信号を送る。なお、上記のＸ方向
、Ｙ方向の位置調節は、いずれか一方の検出部４０を使
って行う。Ｘ方向、Ｙ方向の位置調節が終了した後は、
他方の検出部４０からの信号を受けながら、フォトマス
クＭを光軸を中心として回転させて走査する。この際の
他方の検出部４０からの信号も図６と同様の形になるの
で、フォトマスクＭの回転角の情報とその際の検出部４
０からの信号の値により、回転方向（θ方向）でのフォ
トマスクＭの最適位置を決定し、θ方向のサーボモータ
Ｍ１２に駆動信号を送る。このようにしてフォトマスク
ＭのＸ，Ｙ，θの位置調節が行われる。以上のようにし
てフォトマスクＭの位置合わせが終了した後、前述のシ
ャープカットフィルタを退避させ、露光波長の光が照射
部１０から出射されるようにして、投影位置に保持され
た一コマＦ１０にフォトマスクＭの回路パターンＭＰを
露光する。

【００２８】本実施例の露光方法によれば、フォトマス
クＭに形成されたアライメント用マークＭＭと回路パタ
ーンＭＰの位置関係が、基準パーフォレーションＢＰと
基準露光領域ＢＡの位置関係に対応しているので、停止
したフィルムＦの１コマＦ１０に係る基準パーフォレー
ションＢＰの位置に、アライメント用マークの像ＭＭ’
が投影されるようにフォトマスクの位置調節機構Ｍ１０
を駆動してフォトマスクＭの位置制御を行えば、回路パ
ターンＭＰの露光像は高い精度で基準露光領域ＢＡに露
光される。また、フィルムＦが位置ズレして搬送された
場合であっても、それに追従してフォトマスクＭの位置
が変更されるので、投影される像の位置精度が高くなり
、例えば１０μｍ程度の精度で調節が可能である。そし
て、比較的軽量なフォトマスクＭの位置を調節するため
、小さな駆動力で位置調節を行うことができ、帯状のフ
ィルムＦに影響を与えることもない。

【００２９】

【発明の効果】本発明のフィルム露光方法によれば、フ
ォトマスク上の回路パターンの像は高い精度で基準露光
領域に露光され、投影位置精度の高い露光処理が可能と
なる。また、フィルムが位置ズレして搬送された場合で
あっても、それに追従してフォトマスクの位置が変更さ
れるので、投影される像の位置精度が高くなる。そして
、比較的軽量なフォトマスクの位置を調節するため、小
さな駆動力で精度の高い位置調節を行うことができ、帯
状のフィルムに影響を与えることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に使用するフィルム露光装置の
説明図である。

【図２】フォトマスクの説明用正面図である。

【図３】フィルムの説明用正面図である。

【図４】図１に示した装置の要部をフィルムの送り方向
から見た説明図である。

【図５】モータの速度曲線図である。

【図６】検出信号の波形図である。

【符号の説明】

１０　　　　照射部 １１　　　　ランプ １５　　　　光ファイバー １６　　　　アライメント照明ユニット１７　　　　ミ
ラー ２０　　　　投影レンズ ３０　　　　ステージ ３１　　　　真空吸着孔 ３２　　　　真空ポンプ ３３　　　　コンプレッサ ３４　　　　バルブ ３５　　　　バルブ ３６　　　　昇降ローラ ３７　　　　昇降ローラ ４０　　　　検出部 ４１　　　　対物レンズ ４２　　　　集光レンズ ４３　　　　検出器 ４４　　　　増幅器 ５０　　　　システムコントローラ ６０　　　　フィルム搬送機構 ６１　　　　送りローラ ６２　　　　モータ ６３　　　　押えローラ ６４　　　　スプロケットローラ ６５　　　　押えローラ ６６　　　　補助ローラ ６７　　　　補助ローラ ６８　　　　巻き出しリール ６９　　　　巻き取りリール Ｍ　　　　フォトマスク Ｍ１０　　フォトマスクの位置調節機構Ｍ１１　　フォ
トマスクホルダー Ｍ１２　　サーボモータ ＭＰ　　回路パターン ＭＭ　　アライメント用マーク ＭＭ’アライメント用マークの像 Ｆ　　　　フィルム Ｐ　　　　パーフォレーション ＢＰ　　基準パーフォレーション ＢＡ　　基準露光領域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　帯状のフィルムの長さ方向に沿って並
   ぶ複数のコマに、回路パターンを順次に露光していくフ
   ィルム露光方法であって、照射部と、照射部からの光が
   照射される位置に配置された、回路パターンが形成され
   たフォトマスクと、このフォトマスクの位置を同一平面
   内で調節するフォトマスクの位置調節機構と、照射され
   たフォトマスクの像を投影する投影レンズと、投影レン
   ズによる像の投影位置にフィルムを１コマずつステップ
   送りする、スプロケットローラを具えたフィルム搬送機
   構とを有してなる露光装置を使用し、前記帯状のフィル
   ムには、フィルム搬送機構のスプロケットローラが噛み
   合うパーフォレーションが両側に並んで列として形成さ
   れ、各列のパーフォレーションのうち、回路パターンが
   露光されるべき基準露光領域に対して特定の位置関係に
   あるパーフォレーションを基準パーフォレーションとし
   、前記フォトマスクには、フィルムに投影して転写すべ
   き回路パターンとともに、アライメント用マークが形成
   され、当該アライメント用マークとフォトマスク上の回
   路パターンの位置関係は、前記基準パーフォレーション
   と前記基準露光領域の位置関係に対応しており、前記フ
   ィルム搬送機構によりフィルムの１コマをステップ送り
   し、ステップ送り後に停止した１コマに係る基準パーフ
   ォレーションの位置に、アライメント用マークの像が投
   影されるようにフォトマスクの位置調節機構を駆動して
   フォトマスクの位置制御を行い、その後、回路パターン
   の露光を行うことを特徴とするフィルム露光方法。