JPH1138516A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 露光光源から発する熱による影響を低減し
て、精度が高く高品質の製版パターンを被製版基材に形
成するとともに、露光時間を短縮して生産性を向上する
ための露光装置を得る。 【解決手段】 複数の異なる温度の冷却風を発生する冷
気発生源７と、被製版基材１に対向した面にガラス原版
３を着脱可能に保持するとともに、前記冷気発生源７か
ら供給される冷却風をガラス原版上に供給する流路を設
けた焼き枠２とを備え、前記冷気発生源７から供給され
る複数の異なる温度の冷却風をガラス原版上に供給し
て、ガラス原版３の温度分布を制御するように構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】フォトレジストを塗布、電
着、またはラミネートした金属薄板の表面に、製版パタ
ーンを露光焼き付けする露光装置に関するものであり、
特に、ガラス原版を被製版基材に密着して光を照射し製
版する密着露光装置において、露光光源から発する熱線
によるガラス原版の温度上昇を防止し、温度上昇によっ
て生じるガラス原版および被製版基材の熱膨張や、塗布
されたレジストの露光感度特性の変動、レジストのタッ
ク性など、製版品質に影響を及ぼす要因を解消する露光
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カラーブラウン管用のシャドウマスク
や、半導体集積回路用のリードフレームの製造工程は、
フープ状またはシート状の金属薄板基材に、感光性のフ
ォトレジストを塗布、電着、またはラミネートするレジ
スト膜形成工程と、該レジスト膜を形成した被製版基材
に、製版パターンを形成したフィルムまたはガラス板を
密着して紫外線を含む光を照射し、前記製版パターンを
被製版基材のレジスト膜に焼き付ける露光、現像、定着
などの写真製版工程と、レジスト膜による製版パターン
を形成した被製版基材に、エッチングやメッキを施す加
工処理工程などからなる。

【０００３】前記製版パターンの露光において使用する
ガラス原版は、被製版基材の生産性を向上するため大面
積化する一方、半導体集積回路の高集積化にともない、
要求される製版パターンの微細化が要求され、例えば、
製版パターンの露光時に、露光光源から発する熱によっ
てガラス原版や被製版基材が膨張しないように、低発熱
量の、すなわち光出力の小さい露光光源を用いて長時間
露光していた。

【０００４】しかし、低発熱量、低発光量の光源を用い
て長時間露光すると、第１に、生産性が低下する。第２
に、露光中の温度変化によって、フォトレジストの感度
特性が変化するため、露光時間の制御が困難になる。第
３に、露光時にレジストの種類によっては、熱によって
タック性（軽い粘着性）を生じるものがあり、被製版基
材のレジストがガラス原版に転移して汚れを生じ、品質
不良が発生しやすい。このタック性に起因する品質不良
を解消するため、透明で離型性のある薄いフィルムをガ
ラス原版と被製版基材との間に挟み込んだり、被製版基
材にレジストを塗布後、離型材を塗布するなどの余分の
処理を施していた。第４に、長時間露光によって生じる
熱により、被製版基材が熱膨張した状態で露光されるの
で、常温に戻ったとき、製版パターンの寸法が収縮する
などの問題があった。

【０００５】上記問題を解消するため、近年、技術的に
も実現可能になった光出力の大きい、すなわち発熱量の
多い光源を使用し、さらに、露光装置全体を冷却する冷
却装置を設け、ガラス原版や被製版基材の温度上昇を防
ぐ方法があるが、露光装置の冷却に必要な冷房能力が大
きくなり、エネルギー消費の無駄が生じていた。また、
短時間で露光するため、露光光量の不均一性の影響を受
けやすく、例えば、製版パターンの中央から周辺にかけ
て照射光量が減少する露光光源の場合、製版精度にムラ
が生じる問題もある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来技
術における、低発熱量の、すなわち光出力の小さい光源
を用いたときの、長時間露光による生産性の低下や、露
光光源から発する熱よる、ガラス原版や被製版基材の熱
膨張による製版精度の低下、露光光源の特性から生じる
照射光量の不均一性、フォトレジストの感度特性の変化
や、タック性によるガラス原版へのレジスト転移や汚
れ、レジストの変質による被製版基材からのレジスト剥
がれなどを解消し、露光時間を短縮するとともに、露光
光源から発する熱によるガラス原版や被製版基材、フォ
トレジストへの前記影響を低減することができる露光装
置を得ることを目的とする。特に、露光光源の照射光量
が製版パターンの中央部から周辺部に向けて小さくなる
ことから、ガラス原版の温度分布も同様に中央部から周
辺部に向けて低くなり、熱膨張の差による製版精度のむ
らが発生し、さらに、ガラス原版に密着している被製版
基材のフォトレジストも、温度ムラの影響を受け露光感
度の不均一をきたす。これは、ガラス原版全体を単に冷
風で冷却するだけでは解決できなかった。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、紫外線を照射
する焼き枠にガラス原版を取りつけ、このガラス原版に
温度の異なる冷却風を部分的に吹きつけて、ガラス原版
に異なる温度領域を設けることにより、露光光源から発
する熱によるガラス原版やレジスト、被製版基材の温度
上昇を防ぐとともに、ガラス原版の中央部に対し周辺部
よりも低温の冷却風を吹きつけることにより、ガラス原
版中央部のレジスト露光感度を抑えて、露光光源の照射
光量分布とバランスをとることによって、製版パターン
の露光精度の均一化を図る露光装置である。

【０００８】すなわち、本発明は、請求項１に示したよ
うに、表面にレジスト膜を形成した被製版基材にガラス
原版を密着したのち、前記ガラス原版を通して光を照射
し、レジスト膜に製版パターンを焼き付ける露光装置に
おいて、複数の異なる温度の冷却風を発生する冷気発生
源と、被製版基材に対向した面にガラス原版を着脱可能
に保持するとともに、前記冷気発生源から送出される冷
却風をガラス原版に向けて供給する流路を設けた焼き枠
とを備え、前記冷気発生源から送出される複数の異なる
温度の冷却風をガラス原版に向けて供給し、ガラス原版
の温度分布を制御する露光装置である。

【０００９】

【発明の実施の形態】先ず、本発明の露光装置の構成に
ついて説明する。本発明の露光装置は、複数の異なる温
度域をもつ冷却風を発生する冷気発生源と、ガラス原版
に対して前記複数の温度域を有する冷却風を分離して供
給する流路を備えた露光装置である。

【００１０】図１は、本発明の一実施例である露光装置
の構成を示す斜視図である。図において、１は、表面に
レジスト膜を形成した被製版基材である。被製版基材１
は、フープ状またはシート状の金属薄板基材に、感光性
のフォトレジストを塗布、電着、またはラミネートしレ
ジスト膜を形成してある。２は焼き枠である。前記焼き
枠２の被製版基材１に対向する面には、前記被製版基材
１のレジスト膜に露光焼き付ける製版パターンを形成し
たガラス原版３を着脱自在に保持してある。

【００１１】前記ガラス原版３は、厚さ５ｍｍ程度の硬
質ガラスの表面に、銀塩乳剤、または、硬質クロムの薄
膜で製版パターンを形成してあり、被製版基材１に施す
エッチングやメッキ処理の加工パターンに合わせて焼き
枠２に対して容易に着脱交換できる。また、焼き枠２の
ガラス原版保持面には、平面性の良好なゴム製、または
金属製の真空チャックを備えており、図示しない真空ポ
ンプによって前記ガラス原版３を吸着している。

【００１２】焼き枠２の上方には、冷却風を焼き枠２内
に供給する冷気供給ダクト８が設けてあり、前記冷気供
給ダクト８は、冷気発生源７に接続してある。前記冷気
供給ダクト８の冷却風を吹き出す開口端は、焼き枠２の
上面に設けた吸気口４の上方に配置され、焼き枠２の吸
気口４と冷気供給ダクトの開口端とは、機械的に結合せ
ずに離れて配置してある。なお、冷気発生源７で発生し
た冷却風を、冷気供給ダクト８を通して焼き枠２に供給
する際、除塵フィルタや除湿装置を介して、冷却風に含
まれる塵埃や水分を除去するのが望ましい。

【００１３】前記焼き枠２の吸気口４の内側には、冷気
供給ダクト８から吹き出す冷却風を焼き枠２内に吸い込
むための吸入ファン９が設けられ、前記吸入ファン９で
吸入された冷気は、焼き枠２の下面に設けた排気口５か
ら焼き枠外に排出される。前記吸入ファン９は、ファン
の回転数を可変制御でき、しかも、給排気量が大きく、
かつ、焼き枠の幅方向に、均一な風量を得られるクロス
フロー形式のファンを用いるのが望ましい。

【００１４】また、焼き枠２のガラス原版３と相対する
面に、焼く枠２を密閉するように透明板１０を固定し、
吸気口４から吸い込んだ冷気を排気口５に向けて流す流
路を構成することによって、効率よくガラス原版を冷却
することができる。なお、前記透明板１０は、冷気を焼
き枠外に漏らさない気密性と強度を有し、かつ、レジス
ト膜の感光波長光を透過する材質、例えば、石英ガラス
やソーダ石灰ガラス、ホウケイ酸ガラス、鉛ガラスなど
のガラス板、または、透明アクリル板、ポリエチレンテ
レフタレートフィルムなどを用いることができるが、被
製版基材に形成したレジスト膜の感光波長に対応して、
紫外線透過率の高い、例えば、石英ガラスを用いるのが
望ましい。

【００１５】次に、本実施例の露光装置について、その
作用動作を説明する。図１に示したように、焼き枠２に
保持されたガラス原版３の製版パターンを、被製版基材
１のレジスト膜に露光焼き付けするとき、先ず、焼き枠
２を図示しない移動手段によって、被製版基材１に向け
て移動し、ガラス原版３を被製版基材１に密着する。次
に、被製版基材１の裏面から、図示しない当て板を当接
し、前記ガラス原版３と当て板とで被製版基材１を挟み
込み、ガラス原版３と被製版基材１との密着を確保す
る。

【００１６】次いで、露光光源６から発する紫外線を含
む光線を、透明板１０、およびガラス原版３を通して、
被製版基材１のレジスト膜面に一定時間照射し、製版パ
ターンを前記レジスト膜に焼き付ける。露光が完了した
ら、ガラス原版３を保持した焼き枠２と当て板とを後退
させて、被製版基材１から離間し、次の被製版基材を挟
み込んだのち、前述の動作を繰り返して、製版パターン
を被製版基材１のレジスト膜に露光する。

【００１７】ここで、本実施例の露光装置における、ガ
ラス原版３の冷却について説明する。本発明の露光装置
では上述したように、露光光源６から発する紫外線を含
む光線を、透明板１０、およびガラス原版３を通して被
製版基材１のレジスト膜面に一定時間照射し、製版パタ
ーンを前記レジスト膜に焼き付けるが、この間、露光光
源６からは、赤外線を含む熱線が放射され、ガラス原
版、レジスト膜、および被製版基材である金属薄板に照
射されてそれぞれ温度上昇し始める。特に露光時間が長
い場合は、上昇温度が高くなり、前述した種々の弊害を
もたらすことになる。

【００１８】一方、露光光源６から照射される紫外線の
光量は、ガラス原版面において均一ではなく、ガラス原
版の中心部から遠ざかるほど露光光量が減少する。ま
た、露光光源６によって発生する熱線の量も、中心部は
多く周辺部は少なくなっており、ガラス原版の温度上昇
は中央部が最も高く、周辺部は低くなっている。そのた
め、周辺部と中央部では、レジスト膜に形成される製版
パターンに差が生じることになる。

【００１９】本実施例の露光装置では、上述の温度上昇
を防止し、かつ、レジスト膜に形成される製版パターン
の均一化を図るため、露光時間中を含め焼き枠２内に冷
気を供給し、かつ、ガラス原版の温度を複数の領域に分
割して一定に保持する。すなわち、冷気発生源７で発生
した複数種類の異なる温度の冷却風を、冷気供給ダクト
８を通じて焼き枠２の吸気口４に向けて吹き出し、焼き
枠２内に備えた吸入ファン９で前記冷却風を吸い込み、
この冷気をガラス原版に向けて放射することによって、
複数の温度領域を形成しながらガラス原版を冷却する。
望ましくは、吸入ファン９の冷気吹き出し口に風向制御
板を設け、ガラス原版の冷却効率を向上するのがより好
ましい。

【００２０】このとき、紫外線照射量の多いガラス原版
の中央部は、低温度の冷却風を供給してガラス原版を強
く冷却し、密着しているレジスト膜の露光感度を低下せ
しめ、一方、紫外線照射量の少ない周辺部は、より高温
度の冷却風を供給してガラス基板を弱く冷却し、密着し
ているレジスト膜の露光感度を高めに維持することによ
り、中央部と周辺部との製版パターンの露光精度を均一
化することができる。

【００２１】ちなみに、従来の露光装置では、約５０ｍ
Ｗ／ｃｍ² の照射光量を有する露光光源を用いて、３０
〜４０秒間露光していたが、本実施例に示したガラス原
版の冷却手段を備えることによって、ガラス原版の温度
上昇を防止できるようになったので、約２００ｍＷ／ｃ
ｍ² の露光光源を用いることができ、よって、露光時間
を約１／４〜１／１０に短縮することができた。さら
に、ガラス原版に異なる温度領域を設けることによっ
て、レジスト膜に形成される製版パターンの均一性が向
上し、製版精度のムラが解消した。

【００２２】次に、本実施例の露光装置に関し、その使
用例について説明する。一例として、半導体集積回路用
リードフレームの製造工程における露光装置の使用方法
について説明する。半導体集積回路用リードフレーム
は、半導体集積回路をマウントするダイパッドと、該ダ
イパッドにボンディングされた半導体集積回路の多数の
端子パッドに金線をボンディングし、外部に配線するた
めの複数のインナリードと、該インナリードと接続さ
れ、プリント基板の配線板と接続するための複数のアウ
タリードとで構成されている。

【００２３】前記リードフレームは、鉄や鉄合金、また
は銅や銅合金などの金属薄板、もしくは条材を素材と
し、先ず、この金属素材にフォトエッチング処理、また
はプレス打ち抜き加工を施して、不要部分を除去し、ダ
イパッド、インナリード、アウタリードなどの端子を形
成する。次に、リードの先端が露出するように、マスク
またはマスクパターンを素材に転写し、次いで、メッキ
処理により金、銀などの貴金属の皮膜をリードの先端に
施してリードフレームを製造している。

【００２４】本発明の露光装置は、前記リードフレーム
の製造工程における、フォトエッチング処理を行なう際
に使用することができる。上記フォトエッチング処理
は、鉄や鉄合金、または銅や銅合金などの金属薄板、も
しくは条材を素材に、先ず、感光性のフォトレジストを
用いてレジスト膜を形成する。次いで、該レジスト膜を
形成した基材に、リードフレームの端子パターンを形成
したガラス原版を密着し、紫外線を含む光を照射して、
前記端子パターンを基材のレジスト膜に露光し焼き付け
る。さらに、レジスト膜を現像して不要部のレジスト膜
を剥離し、レジスト膜による端子パターンを形成する。
次に、端子パターンを形成した基材に、エッチング液を
噴射して不要部を溶解し、リードフレームの端子を形成
する。

【００２５】上述したような、リードフレーム製造工程
でのフォトエッチング処理においては、ガラス原版の端
子パターンを、被製版基材のレジスト膜に対して露光す
る際、特に、リードフレームの端子パターンを多面付
け、すなわち大面積のガラス原版を用いて露光すると
き、高い製版精度が要求されており、本発明の露光装置
を用いることによって、大面積の露光においてもムラが
なく、安定した精度の製版パターンを得ることができ
る。

【００２６】次に、本発明の露光装置の他の実施例につ
いて説明する。図２は、本発明の露光装置を構成する焼
き枠の、他の実施例を示す断面図である。図２におい
て、１は、レジスト膜を形成した被製版基材であり、２
は、焼き枠、３は、製版パターンを形成したガラス原
版、４は、冷気発生源７から供給される冷却風を吸入す
る吸気口、５は、焼き枠２に吸入した冷気を排出する排
気口、６は、ガラス原版３に紫外線を照射する露光光源
であり、７は、複数種類の異なる温度の冷却風を発生さ
せる冷気発生源、８は、冷気発生源７から供給される冷
却風を吸気口４に向けて噴出する冷気供給ダクト、９
は、冷却風を吸い込むための吸入ファン、１０は、露光
光源６から照射される紫外線を含む光線を透過する透明
板を示す。

【００２７】図１の実施例においては、焼き枠２内に吸
入した冷気により、ガラス原版３に異なる温度領域を形
成する方法をとったが、図２の実施例では、焼き枠２内
に透明整流板１１で仕切りを構成し、吸入ファン９で吸
入した異なる温度域の冷気をそれぞれ個別に流す流路を
設けることによって、ガラス原版３に、異なる温度領域
を効率よく形成することができる。

【００２８】なお、前述の実施例では、吸気口４を焼き
枠２の上面に、また、排気口５を焼き枠２の下面に設け
たが、この位置に制約されるものではなく、また、冷却
風吸い込み用の吸入ファン９を、製版パターンの露光光
線を妨げない位置に設けられるならば、焼き枠２の側面
に設けてもよい。さらに、別途、冷却風噴射ノズルを設
け、特に温度上昇しやすいガラス原版の中央部を、局部
的に冷却するように構成してもよい。

【００２９】また、上記した本発明の露光装置は、カラ
ーブラウン管用のシャドウマスクや、半導体集積回路用
リードフレームのフォトエッチング処理に使用できるだ
けでなく、フォトレジストを用いたメッキ処理や、半導
体集積回路やプリント配線板のフォトエッチングやエレ
クトロフォーミング、液晶表示装置やプラズマディスプ
レイのカラーフィルタや電極の加工工程、または、活
版、グラビア、平版オフセットなどの印刷版を製作する
ときの露光装置としても使用できるものであることを付
記しておく。

【００３０】

【発明の効果】以上、詳細に説明した如く、本発明の露
光装置は、請求項１に示したように、表面にレジスト膜
を形成した被製版基材にガラス原版を密着したのち、前
記ガラス原版を通して光を照射し、レジスト膜に製版パ
ターンを焼き付ける露光装置において、複数の異なる温
度の冷却風を発生する冷気発生源と、被製版基材に対向
した面にガラス原版を着脱可能に保持するとともに、前
記冷気発生源から送出される冷却風をガラス原版に向け
て供給する流路を設けた焼き枠とを備え、前記冷気発生
源から送出される複数の異なる温度の冷却風をガラス原
版に向けて供給し、ガラス原版の温度分布を制御するの
で、露光装置の連続運転によるガラス原版の温度上昇が
なくなり、被製版基材に塗布したレジストの感度変化を
減少するとともに、ガラス原版の温度分布を利用してレ
ジストの露光感度を制御し、よって、レジスト膜に形成
される製版パターンのムラを解消し、製版精度を向上す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す斜視図である。

【図２】 本発明の他の実施例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 被製版基材 ２ 焼き枠 ３ ガラス原版 ４ 吸気口 ５ 排気口 ６ 露光光源 ７ 冷気発生源 ８ 冷気供給ダクト ９ 吸入ファン １０ 透明板 １１ 透明整流板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面にレジスト膜を形成した被製版基材
   にガラス原版を密着したのち、前記ガラス原版を通して
   光を照射し、レジスト膜に製版パターンを焼き付ける露
   光装置において、 複数の異なる温度の冷却風を発生する冷気発生源と、 被製版基材に対向した面にガラス原版を着脱可能に保持
   するとともに、前記冷気発生源から送出される冷却風を
   ガラス原版に向けて供給する流路を設けた焼き枠とを備
   え、 前記冷気発生源から送出される複数の異なる温度の冷却
   風をガラス原版に向けて供給し、ガラス原版の温度分布
   を制御することを特徴とする露光装置。