JPH0822571B2 - 露光装置におけるフィルムの加圧装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はフィルムの加圧装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】プリント配線基板の露光装置等において
は、プリント配線基板の導体のパターンを形成するため
に、形成すべきパターンを描いた原版を用いて光を投影
露光することによりプリント配線基板に原版と同一のパ
ターンを描くフォトリソグラフィー法が用いられるよう
になってきている。この方法は、従来からＩＣの製造の
際に用いられてきており、ＩＣ等の製造の場合には高い
精度を要求されるために、原版としてはガラス板が用い
られるが、プリント配線基板の場合には比較的精度が低
くて良いため、原版としてフィルムマスクを用いるのが
普通である。しかしフィルムマスクを用いた場合、フィ
ルムマスクとプリント配線基板の密着が不十分であると
投射された光が回り込みパターンの幅が一定にならない
問題を生じる。そのため、フィルムマスクとプリント配
線基板を密着させることが極めて重要である。そのた
め、フィルムマスクの背面側に空間を形成し、この空間
に空気などを導入してフィルムマスクを加圧し、フィル
ムマスクをプリント配線基板に密着させる技術が本願出
願人らにより開発され、提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の装置の
場合フィルムマスクの背面側の空間に空気等を導入する
のに時間がかかる欠点があった。即ちフィルムマスクを
膨張させたり或いは破損させないように加圧するために
はゲージ圧で０．０１〜０．０２気圧程度の微圧空気を
導入する必要があるが、このような微圧空気を大量に供
給できる減圧弁は存在せず、そのため少量づつ長時間掛
けて供給する必要があった。また該空間から空気を排気
する際にも少量づつ排気する必要があり、同様に長時間
を要する欠点があった。本発明は上記した従来技術の問
題点を解決することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、フィルムの一面側に空間を形成し、該空間
に流体を導入することによりフィルムを加圧し、被対象
物に密着させる露光装置におけるフィルムの加圧装置に
おいて、前記空間を満たすべき量とほぼ同量の流体を蓄
えることの可能な流体蓄積手段と、該蓄えられた流体を
高速に前記空間に供給する高速供給手段と、前記蓄えら
れた流体を供給された空間に所定の微圧で流体を供給可
能な微圧供給手段と、前記空間の流体を高速で排出する
高速排出手段と、前記空間の流体圧力を検出する手段と
を備えたことを特徴とする。

【０００５】

【作用】該流体蓄積手段からの流体は高速供給手段によ
りフィルムの一面側に形成された空間に供給される。ま
た微圧供給手段により流体が所定の微圧で供給される。
更に高速排出手段により前記空間の流体は高速で排出さ
れる。前記空間の流体圧力は検出する手段により検出さ
れる。

【０００６】

【実施例】以下本発明の加圧装置をプリント配線基板の
露光装置に適用した実施例を図面に基づいて説明する。
プリント配線基板保持装置１はプリント配線基板Ｋを吸
引保持するチャック１０を備えており、このチャック１
０はθステージ１１、Ｙステージ１２、Ｘステージ１
３、Ｚステージ１４によりｘｙｚ方向に移動可能であ
り、且つｚ軸を中心として水平方向（θ方向）に回動可
能になっている。θステージ１１、Ｙステージ１２、Ｘ
ステージ１３、Ｚステージ１４は制御装置５に制御され
るように構成されている。プリント配線基板Ｋはそのパ
ターン転写面Ｓを上に向けてチャック１０に載置される
ようになっている。パターン転写面Ｓには感光剤が塗布
されるか或いは感光フィルムが貼着されている。

【０００７】プリント配線基板保持装置１の上方にはフ
ィルムマスク保持装置２が備えられている。該フィルム
マスク保持装置２は枠形状のホルダ２０を備えており、
該ホルダ２０は枠形状の４隅に備えられた吊下脚２１を
介して基台９から吊り下げられている。吊下脚２１は基
台９に対して上下方向移動可能に装着されており、スプ
リング２４により常態ではホルダ２０を下方に押圧する
ようになっている。フィルムマスク保持装置２の内側に
は同様に枠形状のフレーム２２が脱着可能に装着されて
おり、該フレーム２２の下面に粘着テープ２３を介して
フィルムマスクＦを貼着するようになっている。フレー
ム２２に透明フィルムを張り付けて、該透明フィルムに
フィルムマスクＦを貼着するようにしても良い。フレー
ム２２の上下方向位置は、ホルダ２０の下面がチャック
１０の上面に接触したときに、フィルムマスクＦがプリ
ント配線基板Ｋのパターン転写面Ｓに接触せず、僅かに
隙間があくような位置に調整してある。

【０００８】ホルダ２０の周囲には複数の吸着孔３１が
形成されており、該吸着孔３１には電磁弁３２を介して
真空ポンプ３３が接続している。この吸着孔３１と電磁
弁３２と真空ポンプ３３でクランプ装置３を構成してお
り、ホルダ２０とチャック１０をその周囲において吸着
させて締結するようになっている。なお、この実施例で
は前記したスプリング２４とクランプ装置３とを併用し
てチャック１０とホルダ２０とを締結するようにしてい
るが、どちらか一方だけを採用しても良い。

【０００９】前記基台９に、本発明に係る加圧装置４が
設置されている。この実施例においてはフィルムマスク
Ｆの背面に直接空気を導入するのではなく、加圧フィル
ムＰの背面に空気を導入して、該加圧フィルムＰにより
フィルムマスクＦを押しつけるように構成されている。
なお、云うまでもなくこの構成に限定されるものではな
く、通常の構成のように直接フィルムマスクＦの背面側
に加圧装置４により空気を供給するようにしても良い。

【００１０】加圧装置４は露光波長を透過するガラス板
４０と、該ガラス板４０を周囲において支持する枠形の
支持フレーム４２を備えており、該支持フレーム４２が
基台９に固定されている。支持フレーム４２の下側には
加圧フィルムＰが装着されている。該加圧フィルムＰも
露光波長に対して透明であり、かつ柔軟性を有して膨張
収縮が可能になっている。加圧フィルムＰはその周囲を
支持フレーム４２の下面に密着固定されており、ガラス
板４０との間に所定の密閉隙間Ｇを形成するようになっ
ている。該隙間Ｇには支持フレーム４２に設けられた給
排気孔４６が開口しており、該給排気孔４６に連結され
た空気源４５から微圧エアー供給装置４４及び高速給気
装置４７を介して空気が供給されるようになっている。
加圧フィルムＰは隙間Ｇに導入された空気により膨張し
てフィルムマスクＦ方向に膨らむようになっている。加
圧フィルムＰは周囲を支持フレーム４２に密閉されて固
定されているため、中央部が凸の球面形状に類似した形
状に膨張する。前記したホルダ２０は常態ではスプリン
グ２４により下方に押し下げられており、この状態で加
圧フィルムＰが膨らんでも、加圧フィルムＰとフィルム
マスクＦとは接触しないだけの距離が設けてある。なお
加圧フィルムＰは通常のシート状のものでも良いし、或
いは膨張した場合に中央部が凸になり易いように予め立
体的な形状としても良い。また隙間Ｇに導入する流体は
空気だけではなく、他のどのような気体或いは液体など
の流体であっても良い。

【００１１】前記給排気孔４６には、微圧エアー供給装
置４４と高速給気装置４７が接続しており、これらの一
方から空気が供給されるようになっている。微圧エアー
供給装置４４は図２に示すように減圧弁４４０と電磁弁
４４１とから構成されており、空気源４５からの空気を
減圧弁４４０で所定の微圧に減圧して、電磁弁４４１の
開閉により給排気孔４６を介して隙間Ｇに空気を所定圧
で供給するようになっている。微圧エアー供給装置４４
からの空気の供給は、後述するように隙間Ｇ内の空気圧
を所定の微圧に維持するために用いられるもので、その
圧力は加圧フィルムＰがフィルムＦに接触する際のダメ
ージ及びステージへの影響を考慮してゲージ圧０．０１
〜０．０２気圧程度が望ましい。微圧エアー供給装置４
４は加圧フィルムＰがフィルムマスクＦに接触して押さ
れる際に、加圧フィルムＰの内圧が上昇しないように微
圧調整する機能も備えており、電磁弁４４１を開とする
ことにより、減圧弁４４０から空気を排気して隙間Ｇ内
の圧力を減少するように構成されている。微圧エアー供
給装置４４はこの実施例では制御装置５に制御されてお
り、電磁弁４４１の開閉を自動的に行うように構成され
ているが、これに限定されるものではなく、手動で行う
ようにしても良い。

【００１２】高速給気装置４７は図２に示すように流体
蓄積手段である空気タンク４７１とその前後に配設され
た電磁弁４７０及び電磁弁４７２から構成されており、
電磁弁４７０を開として空気タンク４７１に空気を蓄え
ておくようになっている。空気タンク４７１には隙間Ｇ
と同量（圧力と体積の積が等しくなる量）の空気が蓄え
られるようになっており、電磁弁４７２を開とする事に
より高速で隙間Ｇに空気を供給できるように構成されて
いる。空気タンク４７１の空気圧力は４〜５気圧程度に
なっており、これにより隙間Ｇへの高速給気を行えるよ
うに構成されている。隙間Ｇ内部の圧力はほぼ大気圧程
度としており、空気タンク４７１の容積はこの圧力差に
基づいて決定される。例えば空気タンク４７１内に４気
圧の空気をためる場合、隙間Ｇ内の空気との圧力差は３
気圧となり、空気タンク４７１の容積は隙間Ｇの容積の
３分の１とする。この高速給気装置４７も同様に制御装
置５に制御されており、電磁弁４７０、４７２の開閉を
自動的に行うようになっている。またこれに限定される
ことなく、手動などにより開閉を行わせるようにしても
良い。

【００１３】給排気孔４６には更に高速排気装置４８及
び圧力測定装置４９が接続している。該高速排気装置４
８は図２に示すように電磁弁４８０と消音器４８１を備
えており、隙間Ｇ内部が所定圧力以上になった場合、電
磁弁４８０を開いて高速で隙間Ｇを大気開放して、隙間
Ｇ内部の圧力を下げて加圧フィルムＰを縮小できるよう
になっている。圧力測定装置４９は隙間Ｇ内部の圧力を
測定して、その結果を制御装置５に送り、該制御装置５
は隙間Ｇが所定圧力以上になった場合に、高速排気装置
４８を制御して隙間Ｇの高速減圧を行わせるようになっ
ている。なお、消音器４８１は開放の際の騒音を減少す
るためのものである。

【００１４】次に加圧装置４の動作を説明する。高速給
気装置４７の電磁弁４７０を開いて、空気タンク４７１
内部に空気をためる。そして、電磁弁４７２を開いて給
排気孔４６を介して隙間Ｇ内に空気を満たす。これは極
めて高速で行われる。また隙間Ｇと同量の空気が供給さ
れるから、供給過剰になる危険が少ない。そして、電磁
弁４７２を閉じて電磁弁４４１を開き、隙間Ｇ内をゲー
ジ圧で０．０１〜０．０２の微圧に保つ。電磁弁４４１
は露光が終了するまで開にしておく。露光に際して加圧
フィルムＰがフィルムマスクＦに押しつけらると、隙間
Ｇ内部の圧力が上昇するが、電磁弁４４１が開状態であ
るから、減圧弁４４０から微量の排気が行われ、隙間Ｇ
内部は所定圧に保たれる。また加圧フィルムＰの圧縮速
度が速く、減圧弁４４０からの排気が間に合わない場合
や、その他なんらかの原因で隙間Ｇ内部が所定圧力以上
に上昇すると、これが圧力測定装置４９により検出され
て、高速排気装置４８の電磁弁４８０が開となり、隙間
Ｇ内部の圧力を急速に減少させる。そのため、加圧フィ
ルムＰやフィルムマスクＦの破損或いは伸び等の発生を
防止できる。また、露光終了の際には電磁弁４８０を開
とする事により高速で加圧フィルムＰを縮小させること
ができる。

【００１５】図３は高速給気装置の他の実施例を示すも
のである。この高速給気装置４７’はシリンダ４７４と
その前後に配設された電磁弁４７３及び電磁弁４７５を
備えており、最初に電磁弁４７３を開いてシリンダ４７
４内に高圧空気を導入し、次に電磁弁４７３を閉じ空気
をため込むようになっている。そして、電磁弁４７５を
大気開放側に開き、シリンダ４７４にため込んだ空気を
大気圧とし、シリンダ４７４を隙間Ｇ内に空気を導入す
る側に開くと同時に電磁弁４７３をシリンダ４７４を押
し戻す側に開いて、シリンダ４７４にため込んだ１気圧
の空気を隙間Ｇ内に導入するように構成されている。こ
の構成の場合、シリンダ４７４内の空気圧は１気圧であ
るため、シリンダ４７４の容積は隙間Ｇの容積と同じで
よい。以上の構成においても、シリンダ４７４のストロ
ークにより強制的に空気を隙間Ｇ内に給気するため、同
様に高速給気が可能であり、また過剰に供給する危険が
ない。

【００１６】なお、加圧装置４の上方には更に位置計測
装置６が設けられており、フィルムマスクＦとプリント
配線基板Ｋの位置合わせを行う様に構成されている。該
位置計測装置６はＴＶカメラ６０と画像処理装置６１を
備えており、該ＴＶカメラ６０によりフィルムマスクＦ
に設けられた位置決め基準マーク６３とプリント配線基
板Ｋに設けられた位置決め基準マーク６２の位置のｘｙ
方向のずれを検出し、該ずれ量の信号を制御装置５に送
って、この制御装置５でθステージ１１、Ｙステージ１
２、Ｘステージ１３を制御して、チャック１０を移動さ
せて、該ずれを解消するように構成されている。ＴＶカ
メラ６０の上方には更に光源７が設けられており、露光
用の光を投射するようになっている。なお、ＴＶカメラ
６０は水平方向移動可能に構成してあり、露光時には光
源７の光を遮らないように端部に退避させることが出来
るように構成されている。

【００１７】次に露光装置全体の動作を説明する。ま
ず、高速給気装置４７の電磁弁４７０を開いて空気源４
５から空気タンク４７１に空気を溜め、電磁弁４７２を
開いて隙間Ｇに空気を高速導入して、加圧フィルムＰを
フィルムマスクＦ側に膨らませる。そして、電磁弁４７
２を閉じて、電磁弁４４１を開として微圧エアー供給装
置４４により隙間Ｇ内の圧力を微圧に保つ。次に、所望
のフィルムマスクＦをフレーム２２に取り付け、該フレ
ーム２２をホルダ２０に装着する。前記したように加圧
フィルムＰを膨らませてもフィルムマスクＦとは接触し
ないようにホルダ２０の最下位置を調整してある。次に
プリント配線基板Ｋをチャック１０に載置し、吸引装置
（図示せず）により吸引して固定する。そして、Ｚステ
ージ１４を駆動してプリント配線基板Ｋのパターン転写
面ＳとフィルムマスクＦとの間隔が０．５〜１ｍｍ程度
になるまでチャック１０を上昇させる。

【００１８】次に位置計測装置６により位置決め基準マ
ーク６２と位置決め基準マーク６３のｘｙ方向のずれ量
を測定し、該測定結果を制御装置５に送る。制御装置５
はｘｙθ方向の補正量を計算して、該補正量に基づいて
Ｘステージ１３、Ｙステージ１２、θステージ１１を制
御し、チャック１０をｘｙθ方向に移動させて該ずれ量
を解消する。これにより位置合わせが行われる。

【００１９】位置合わせが終了したら、Ｚステージ１４
によりチャック１０を上昇させて、チャック１０の上面
とホルダ２０の下面を接触させ、スプリング２４の押圧
力によりホルダ２０がチャック１０に押しつけられるよ
うにする。この状態でフィルムマスクＦとプリント配線
基板Ｋのパターン転写面Ｓとの間には僅かに隙間があい
ている。同時に真空ポンプ３３でチャック１０の外周部
を真空吸引することによりチャック１０とホルダ２０が
更に強固に締結される。

【００２０】次に位置計測装置６により再度フィルムマ
スクＦとプリント配線基板Ｋのずれ量を測定し、許容値
内であればそのまま更にＺステージ１４を上昇させてチ
ャック１０とホルダ２０を上昇させ、最終的にガラス板
４０とプリント配線基板Ｋの間隔が０．５〜１ｍｍ程度
になるまで接近させる。また許容値外であれば、Ｚステ
ージ１４を下降させて前記と同様にずれ量が解消するよ
うに制御する。

【００２１】チャック１０とホルダ２０を上昇させると
フィルムマスクＦは次第に加圧フィルムＰに接触する。
加圧フィルムＰはその中心部が一番膨らんでいるため、
中心部から加圧フィルムＰに接触しながら、潰れてゆき
フィルムマスクＦをプリント配線基板Ｋに全面的に密着
させる。隙間Ｇの空気は加圧フィルムＰが潰されるのに
伴って微圧エアー供給装置４４側に押し戻され、減圧弁
４４０から排気される。また加圧フィルムＰの圧縮速度
が速く急激に隙間Ｇの空気圧力が上昇した場合には、圧
力測定装置４９と高速排気装置４８の動作により高圧空
気を高速に排気する。そのため隙間Ｇ内部の圧力は常に
一定圧に保たれ、フィルムマスクＦは加圧フィルムＰに
より一定の加圧力でプリント配線基板Ｋに押しつけられ
ることになる。

【００２２】以上の動作が終了したら、ＴＶカメラ６０
を退避させた後に光源７を点灯し、フィルムマスクＦの
回路パターンをプリント配線基板Ｋのパターン転写面Ｓ
上に転写する。

【００２３】なお、前記した動作では加圧フィルムＰを
先に膨らませておいて、加圧フィルムＰにフィルムマス
クＦを接触させていたが、これに限定されることなく、
例えばガラス板４０とプリント配線基板Ｋを先に０．５
〜１ｍｍ程度に接近させておいて、加圧フィルムＰを膨
らませるようにしても良い。この場合フィルムマスクＦ
とプリント配線基板Ｋの間に空気層が残らないように配
慮する必要がある。そのためには、例えば図２に示すよ
うにチャック１０の上面をフィルムマスクＦ側に凸形状
とし、加圧フィルムＰを膨らませてフィルムマスクＦを
加圧するときにフィルムマスクＦとプリント配線基板Ｋ
が中心から外周に向かって徐々に接触し、空気層が残ら
ずに全面密着させるように構成しても良い。

【００２４】また、位置計測装置６によるフィルムマス
クＦとプリント配線基板Ｋの位置ずれの確認は、ＴＶカ
メラ６０を上下方向にも移動可能としておき、チャック
１０とホルダ２０の上昇位置で露光直前に再度行っても
良い。露光直前に行うほうが、より信頼性の高いパター
ン転写を実現できる。

【００２５】露光が終了したら、前記したように高速排
気装置４８の電磁弁４８０を開として、隙間Ｇの空気を
高速で排気して加圧フィルムＰを縮小する。

【００２６】以上説明したように、上記構成によれば、
高速給気装置４７と高速排気装置４８により隙間Ｇへの
給気と排気を高速で行わせることができる。また、隙間
Ｇへは空気タンク４７１或いはシリンダ４７４に蓄積さ
れた定量の空気が供給されるから、加圧フィルムＰの破
損や伸び等を生ずる危険がない。また、微圧エアー供給
装置４４により隙間Ｇ内部の圧力を一定に保つことがで
きる。更に圧力測定装置４９と高速排気装置４８により
隙間Ｇ内部の圧力が何らかの理由で所定値以上になった
場合でも、高速で隙間Ｇ内の圧力を減少させることがで
きるから、同様に加圧フィルムＰやフィルムマスクＦの
破損や伸びなどを防止することが可能になる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、フィルム
の一面側に空間を形成し、該空間に流体を導入すること
によりフィルムを加圧し、被対象物に密着させる露光装
置におけるフィルムの加圧装置において、前記空間を満
たすべき量とほぼ同量の流体を蓄えることの可能な流体
蓄積手段と、該蓄えられた流体を高速に前記空間に供給
する高速供給手段と、前記蓄えられた流体を供給された
空間に所定の微圧で流体を供給可能な微圧供給手段と、
前記空間の流体を高速で排出する高速排出手段と、前記
空間の流体圧力を検出する手段とを備えているため、フ
ィルムの一面側に形成された空間に高速で一定量の流体
を供給し排気でき、しかも所定の微圧に該空間を維持す
ることができる。そのためフィルムの破損や伸びを生ず
ることなく、高速で流体の供給排出が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を露光装置に適用した場合の
ブロック図。

【図２】本発明の一実施例を示すブロック図。

【図３】本発明の一実施例における高速給気装置の他の
例を示すブロック図。

【符号の説明】

１：プリント配線基板保持装置、２：フィルムマスク保
持装置、３：クランプ装置、４：加圧装置、５：制御装
置、６：位置計測装置、７：光源、９：基台、１０：チ
ャック、１１：θステージ、１２：Ｙステージ、１３：
Ｘステージ、１４：Ｚステージ、２０：ホルダ、２１：
吊下脚、２２：フレーム、２３：粘着テープ、２４：ス
プリング、３１：吸着孔、３２：電磁弁、３３：真空ポ
ンプ、４０：ガラス板、４２：支持フレーム、４４：微
圧エアー供給装置、４５：空気源、４６：給排気孔、４
７：高速給気装置、４８：高速排気装置、４９：圧力測
定装置、６０：ＴＶカメラ、６１：画像処理装置、６
２：位置決め基準マーク、６３：位置決め基準マーク、
４４０：減圧弁、４４１：電磁弁、４７０：電磁弁、４
７１：空気タンク、４７２：電磁弁、４７３：電磁弁、
４７４：シリンダ、４７５：電磁弁、４８０：電磁弁、
４８１：消音器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 フィルムの一面側に空間を形成し、該空
   間に流体を導入することによりフィルムを加圧し、被対
   象物に密着させる露光装置におけるフィルムの加圧装置
   において、前記空間を満たすべき量とほぼ同量の流体を蓄えること
   の可能な流体蓄積手段と、 該蓄えられた流体を 高速に前記空間に供給する高速供給
   手段と、前記蓄えられた流体を供給された空間に所定の微圧で流
   体を供給可能な微圧供給手段と、 前記空間の流体を高速で排出する高速排出手段と、 前記空間の流体圧力を検出する手段と、 を備えたことを特徴とするフィルムの加圧装置。
2. 【請求項２】 フィルムの一面側に空間を形成し、該空
   間に流体を導入することによりフィルムを加圧し、被対
   象物に密着させる露光装置におけるフィルムの加圧装置
   において、前記空間を満たすべき量とほぼ同量の流体を蓄えること
   の可能な流体蓄積手段と、 該蓄えられた流体を 高速に前記空間に供給する高速供給
   手段と、 前記空間の流体圧力を検出する手段と、 前記空間の流体圧力が所定値よりも小さな場合、前記蓄
   えられた流体を供給された空間に所定の微圧で流体を供
   給することが可能な微圧供給手段と、 前記空間の流体圧力が所定値よりも大きな場合、前記空
   間の流体を高速で排出することが可能な高速排出手段
   と、 を備えたことを特徴とするフィルムの加圧装置。
3. 【請求項３】 フィルムの一面側に空間を形成し、該空
   間に流体を導入することによりフィルムを加圧し、被対
   象物に密着させる露光装置におけるフィルムの加圧装置
   において、前記空間を満たすべき量とほぼ同量の流体を蓄えること
   の可能な流体蓄積手段と、 該蓄えられた流体を 高速に前記空間に供給する高速供給
   手段と、前記蓄えられた流体を供給された空間に所定の微圧で流
   体を供給することが可能な 微圧供給手段と、 前記空間の流体を高速で排出する高速排出手段と、 前記空間の流体圧力を検出する手段と、 前記検出する手段からの空間の流体圧力を入力し、該流
   体圧力が所定値よりも小さな場合、流体を所定の微圧で
   前記空間に供給するように前記微圧供給手段を制御し、
   該空間の流体圧力が所定値よりも大きな場合前記空間の
   流体を高速で排出するように前記高速排出手段を制御す
   る制御手段と、 を備えたことを特徴とするフィルムの加圧装置。