KR102333945B1 - 노광 장치 - Google Patents

Abstract

[과제] 장척 워크에 흠을 내지 않고 택트 타임을 단축하는 것이 가능하고, 또 형성된 패턴의 이음 정밀도(精度)가 양호한 롤 투 롤 방식의 노광 장치의 제공을 과제로 한다. [해결 수단] 장척 워크(W)를 보관 유지하는 노광 스테이지(31)와, 노광 스테이지(31)를 왕복 이동시키는 스테이지 이동부(32)와, 공급 릴(11)의 하류측이고 노광 수단(51)의 상류측에 설치되어, 장척 워크(W)를 구속하는 공급측 구속 롤러(15)와, 노광 수단(51)의 하류측이고 권취 릴(21)의 상류측에 설치되어, 장척 워크(W)를 구속하는 권취측 구속 롤러(25)를 구비하고, 상기 공급측 구속 롤러(15)와 권취측 구속 롤러(25)의 적어도 일방이 롤러 구동 수단을 구비한다.

Description

노광 장치{EXPOSURE DEVICE}

본 발명은, 공급측으로부터 장척 워크(플렉서블 기판)를 노광부로 반송하고, 해당 노광부에서 장척 워크에 패턴을 노광하고, 장척 워크를 권취측으로 반송하는, 이른바 롤 투 롤(roll-to-roll) 방식의 노광 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 휴대 전화, 모바일 기기 등의 각종의 소형 전기 기기에 이용되는 전자 회로 기판(프린트 회로 기판)의 전기 회로 베이스 소재는, 기체가 경박단소(輕薄短小)하므로 얇고 고정밀도인 장척 워크가 사용된다.

이러한 장척 워크의 소재는, 그 두께가 0.1 mm 정도에서 0.06 mm로 박형화 경향이 되고 있다. 또한, 최근에는, 두께가 0.05 mm 이하이고 폭이 550mm, 그리고 길이가 100m의 얇고 폭넓은 장척 워크형으로 매우 긴 장척 워크가 이용되고 있다.

장척 워크는 통상은 롤형으로 감겨 다루어지고 있다.

이러한 장척 워크에 전자 회로를 형성하는 장치로서, 공급 릴과, 권취 릴과, 이 공급 릴과 권취 릴의 사이에 위치하는 노광부를 구비하고, 공급 릴과 권취 릴의 사이에 걸쳐 놓여진 장척 워크를 그 길이 방향으로 반송하면서, 노광부에 의해서 장척 워크의 표면에 패턴을 노광하는, 이른바 롤 투 롤(roll to roll) 방식의 것이 알려져 있다.

또, 노광부에 DMD(Digital Micro-mirror Device) 등의 광변조 소자 어레이를 구비하고, 롤 투 롤 방식의 마스크레스(maskless) 노광 장치도 알려져 있다. 마스크레스 노광에 의해서, 장척 워크의 반송에 동기(同期)하여 광변조 소자 어레이의 구동 데이터를 순서대로 바꿈으로써, 예를 들면 1 m를 넘는 장척 패턴을 노광 형성할 수 있다.

마스크레스 노광 장치의 경우, 일반적으로 노광 광학계의 초점심도의 관계로, 노광 스테이지를 이용하여 워크의 평면을 유지한 상태로 노광할 필요가 있다. 특허문헌 1의 롤 투 롤 방식의 마스크레스 노광 장치에서는, 장척 워크를 노광 스테이지에 흡착 고정하고 노광부와 장척 워크 표면과의 광축 방향의 거리를 일정하게 유지한 상태로, 광변조 소자와 장척 워크를 상대 이동시키면서 장척 워크 표면에 고착한 감광제층에 패턴광을 투영한다.

일본 공개특허 특개2006-102991호 공보

특허문헌 1과 같은 롤 투 롤 방식의 마스크레스 노광 장치에서는, 장척 워크의 반송 방향에 대한 1회의 노광 거리는 노광 스테이지의 스트로크에 의해서 제한된다. 제한을 넘은 길이의 패턴을 형성하기 위해서는, 1회의 노광 공정을 끝낸 후에, 장척 워크와 노광 스테이지를, 각각의 노광 개시 위치에 개별적으로 이동시킬 필요가 있다.

그렇지만, 특허문헌 1의 롤 투 롤 방식의 마스크레스 노광 장치에서는, 장척 워크의 이동을 노광 스테이지에서 실시하기 때문에, 노광 스테이지를 고속으로 노광의 개시 위치로 되돌리려고 하면, 권출부 및 권취부에 설치되어 있는 댄서 롤러(dancer roller)가 기판의 복귀 속도를 추종하지 못하고 미끄러짐이 생겨, 장척 워크에 찰과흔이 생긴다.

그렇다고 해서, 장척 워크의 복귀 속도에 댄서 롤러가 추종할 수 있도록 노광 스테이지의 가속도를 낮추는 경우는, 택트 타임에 큰 영향을 주게 되어, 생산성에 악영향을 일으킨다.

또, 장척 워크의 복귀량과 노광 스테이지의 복귀량이 다르기(노광 스테이지가, 대략 노광 스테이지의 반송 방향 길이분 정도, 많이 복귀한다) 때문에, 노광 스테이지가 장척 워크의 흡착 고정을 해제하고, 노광 스테이지만이 이동하는 공정이 존재하지만, 그 때에 댄서 롤러의 무게나, 장척 워크의 자중(自重)이 균형 잡히지 않고, 장척 워크가 반송 방향으로 이동해 버린다. 이 때문에, 형성된 패턴의 1회째의 종료 위치와, 다음 번의 개시 위치가 합치하지 않는다고 하는 문제가 있었다.

본 발명의 노광 장치는, 공급 릴로부터 권취 릴까지 장척이고 가소성(可塑性)이 있는 피(被) 노광체를 반송하는 반송 수단과, 공급 릴보다 하류측의 피노광체 상방에 설치되어, 복수의 공간 광변조 수단을 구비하는 노광 수단과, 피노광체의 일부분을 보관 유지하는 노광 스테이지와, 노광 스테이지를 반송 수단의 피노광체의 반송 방향에 따라서 왕복 이동시키는 이동 수단을 구비한다.

또, 본 발명의 노광 장치는, 공급 릴의 하류측이고 노광 수단의 상류측에 설치되어, 피노광체를 구속(拘束)하는 공급측 구속 롤러와, 노광 수단의 하류측이고 권취 릴의 상류측에 설치되어, 피노광체를 구속하는 권취측 구속 롤러를 구비하고, 공급측 구속 롤러와 권취측 구속 롤러의 적어도 일방은 롤러 구동 수단을 구비한다.

공급측 구속 롤러와 권취측 구속 롤러는, 노광 스테이지가 피노광체를 보관 유지하고 있을 때에는, 피노광체의 구속을 해제하고, 피노광체가 노광 스테이지의 이동에 따라 자유롭게 이동하는 것을 방해하지 않는다.

또, 본 발명의 노광 장치는, 노광 스테이지가 반송 개시 위치에서 반송 종료 위치까지 피노광체를 보관 유지한 상태로 이동하는 동안에 노광 수단이 피노광체에 패턴을 노광하고, 노광 수단의 노광 종료 후, 노광 스테이지가 반송 종료 위치로부터 반송 개시 위치까지 피노광체를 보관 유지하지 않도록 이동한다. 동시에, 공급측 구속 롤러가 피노광체를 공급측으로 이동시킨다.

노광 스테이지는, 피노광체의 폭 방향의 단면(端面)(반송 방향에 따르는 단면)을 노광 스테이지에 압압하는 클램프 기구를 구비한다. 클램프 기구와 노광 스테이지와의 사이에 피노광체의 폭 방향의 양(兩) 단면이 협지됨으로써, 피노광체의 노광면이 평면이 되도록 보관 유지된다.

또, 본 발명의 노광 장치는, 촬상 수단과, 촬상 수단이 촬상한 화상을 표시 가능한 표시 수단을 구비하고, 촬상 수단은, 위치 결정 스텝에서 피노광체에 설치된 위치 결정 마크의 촬상에 이용됨과 동시에, 노광된 패턴을 확인하는 스텝에서의 패턴의 관찰에도 이용된다.

본 발명에 의하면, 장척 워크에 흠을 내는 일 없이 택트 타임을 단축할 수 있고, 또 형성된 패턴의 이음 정밀도(精度)가 양호한 롤 투 롤 방식의 노광 장치를 실현할 수 있다.

[도 1] 본 발명의 일 실시 형태에 따른 노광 장치의 개략 구성을 나타내는 측면 투시도이다.
[도 2] 노광 스테이지의 워크 클램프부를 나타내는 평면도이다.
[도 3a] 노광 장치의 동작을 나타내는 제1 공정도이다.
[도 3b] 노광 장치의 동작을 나타내는 제2 공정도이다.
[도 3c] 노광 장치의 동작을 나타내는 제3 공정도이다.
[도 3d] 노광 장치의 동작을 나타내는 제4 공정도이다.
[도 3e] 노광 장치의 동작을 나타내는 제5 공정도이다.
[도 3f] 노광 장치의 동작을 나타내는 제6 공정도이다.
[도 3g] 노광 장치의 동작을 나타내는 제7 공정도이다.
[도 3h] 노광 장치의 동작을 나타내는 제8 공정도이다.
[도 3i] 노광 장치의 동작을 나타내는 제9 공정도이다.
[도 3j] 노광 장치의 동작을 나타내는 제10 공정도이다.

≪제1 실시 형태≫

도 1~도 2를 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 노광 장치(1)에 대해 설명한다. 노광 장치(1)는, 이른바 롤 투 롤(roll to roll) 방식의 노광 장치이며, 장척 워크(W)의 반송 방향의 상류측으로부터 하류측을 향해 순서대로, 장척 워크(W)를 공급하는 공급부(10)와, 장척 워크(W)의 표면에 패턴을 노광하여 전자 회로를 형성하는 노광부(30)와, 노광이 끝난 장척 워크(W)를 회수하는 권취부(20)를 구비하고 있다.

<장척 워크(W)의 구성>

장척 워크(W)는, 예를 들면, 휴대 전화나 모바일 기기 등에 이용되는 전자 회로 기판(프린트 회로 기판)의 베이스 소재가 되는 감광성 장척 필름(표면에 감광체를 도포한 합성 수지제 유연 필름)을 롤형으로 한 것이다. 포토레지스트(photoresist) 등의 감광 재료가 도포된 장척 워크(W)는, 동장적층판(銅張積層板) 등에 의한 시트형태로 형성되어, 수십~수백 미터의 길이를 가진다. 이하에서는, 장척 워크(W)의 표리면 중, 도면 중의 상방을 향하는 면을 「표면」이라 하고, 도면 중의 하방을 향하는 면을 「이면」이라 한다.

이하에서는, 반송 방향(M)에 따른 방향을 "X", 반송 방향(M)에 수직인 장척 워크(W)의 폭 방향을 "Y", X와 Y의 쌍방과 수직인 방향(연직 방향)을 "Z"로 나타낸다. 또, 노광 장치(1)에서의 요소의 위치 관계를 나타낼 때에, 공급 릴에 가까운 쪽을 상류측, 권취 릴에 가까운 쪽을 하류측이라고 칭한다.

<공급부(10) 및 권취부(20)의 구성>

공급부(10)는, 장척 워크(W)의 반송 방향의 상류측으로부터 하류측을 향해 순서대로, 공급 릴(11), 가이드 롤러(12), 공급측 댄서 롤러(dancer roller)(13), 가이드 롤러(14), 공급측 제동 롤러(15), 및 단면 위치 센서(16)를 구비하고, 장척 워크(W)를 노광부(30)에 공급하기 위한 워크 공급계를 구성한다. 권취부(20)는, 장척 워크(W)의 반송 방향의 상류측으로부터 하류측을 향해 순서대로, 권취측 제동 롤러(25), 가이드 롤러(24), 권취측 댄서 롤러(23), 가이드 롤러(22), 및 권취 릴(21)을 구비하고, 노광부(30)에 의해 노광된 장척 워크(W)를 감기 위한 워크 권취계를 구성한다.

공급 릴(11)은, 롤형으로 감겨진 장척 워크(W)를 보관 유지하고 있고, 자신의 회전축을 중심으로 하여 회전함으로써, 장척 워크(W)를 하류측을 향하여 공급하는(내보내는) 것이다. 권취 릴(21)은, 자신의 회전축을 중심으로 하여 회전함으로써, 상류측으로부터 공급되어 온 장척 워크(W)를 롤형으로 감아 이를 보관 유지하는 것이다. 공급 릴(11)과 권취 릴(21)은, 상기 공급 릴(11)과 권취 릴(21)을 간헐적으로 회전 구동하는 회전 구동 수단(도시하지 않음)을 구비하고 있다. 공급 릴(11)과 권취 릴(21)은, 장척 워크(W)의 반송에 수반하여 상기 장척 워크(W)의 공급량과 권취량이 변화함으로써, 그 외경(外徑)이 변화한다.

가이드 롤러(12, 14, 22, 24), 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)는, 공급 릴(11)과 권취 릴(21)의 사이에 장척 워크(W)를 걸쳐 놓여져 있고, 자신의 회전축을 중심으로 하여 회전함으로써, 공급 릴(11)로부터의 장척 워크(W)를 권취 릴(21)을 향해서 반송하는 것이다.

공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)는, 각각의 회전축이 수평 방향으로 대략 일직선으로 나란하게 배치되어 있다. 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)는, 장척 워크(W)를 사이에 두고 대향해서 배치된 2개의 롤러로 이루어지는 닙 롤러(nip roller)로 구성된다. 이 2개의 롤러는 장척 워크(W)를 협지, 또는 해방하는 것처럼, 미도시의 기구(機構)로 상하 방향(Z 방향)으로 각각 이동 가능하게 되어 있다.

공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)는, 닙 롤러가 장척 워크(W)를 협지하고, 닙 롤러가 회전하지 않게 브레이크를 거는 것으로, 장척 워크(W)에 제동을 걸 수 있다. 한편, 장척 워크(W)를 개방한 상태에서는, 장척 워크(W)의 이동을 저해하지 않게 닙 롤러를 장척 워크(W)의 표리면으로부터 이간시킨다.

또, 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)는, 롤러를 회전 구동하는 회전 구동 수단(도시하지 않음)을 각각 구비하고 있다. 장척 워크(W)를 협지한 상태로, 회전 구동 수단이 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)를 간헐적으로 대략 동일한 회전 구동량으로 회전 구동함으로써, 공급 릴(11)과 권취 릴(21)의 사이에 걸쳐 놓여진 장척 워크(W)를 소정 장(長)씩 반송(프레임 넘김)할 수 있다. 회전 구동 수단은 예를 들면 스테핑 모터가 이용되고, 장척 워크(W)의 이송량이나 가속도 등이 정밀도 좋게 컨트롤되는 것으로 한다.

또한, 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)는, 장척 워크(W)를 협지하는 닙 롤러를 대신하여 장척 워크(W)의 이면을 흡착하는 흡착 수단을 구비한 흡착 롤러를 이용해도 좋다. 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)가 장척 워크(W)의 이면을 흡착한 상태로 회전 구동 수단이 회전 구동함으로써, 장척 워크(W)를 반송할 수 있다.

또, 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)의 쌍방으로 회전 구동 수단이 있는 경우를 예시했지만, 제동 롤러가 한 방향으로만 장척 워크(W)를 반송하는 경우는, 인입측(공급측)의 제동 롤러에만 회전 구동 수단을 갖고, 타방의 제동 롤러에는 브레이크만을 갖게 해도 좋다. 그 경우, 인입측의 제동 롤러가 회전 구동할 때에는, 타방의 제동 롤러는 장척 워크(W)를 협지한 채로 브레이크를 해제하고, 장척 워크(W)의 이동에 맞춰서 닙 롤러가 함께 돌도록 하면 좋다.

가이드 롤러(12, 14, 22, 24)는, 공급 릴(11)로부터 공급된(내보내진) 장척 워크(W)를 하류측으로 안내하는 보조 롤러이다. 가이드 롤러 중, 적어도 가이드 롤러(14 및 24)는, 각각의 회전축이 수평 방향으로 대략 일직선으로 나란하게 배치되어 있다. 공급 가이드 롤러(12, 14, 22, 24)는, 장척 워크(W)가 폭 방향(도 1, 도 3 중의 지면 수직 방향, 도 2 중의 좌우 방향)으로 어긋나는 것을 방지하는 플랜지(도시하지 않음)를 가지고 있어도 된다.

공급측 댄서 롤러(13) 및 권취측 댄서 롤러(23)는, 장척 워크(W)의 반송에 따라서 승강하고, 장척 워크(W)에 대해서 장력을 거는 것으로 장척 워크(W)에 처짐이나 주름이 생기는 것을 방지함과 동시에, 후술하는 노광부에서의 주사(走査) 노광을 위해서, 장척 워크(W)를 노광부(30)에서 이동시키기 위한 버퍼로서의 기능을 가지고 있다.

공급부(10)는, 장척 워크(W)의 단면 위치를 검지하기 위한 단면 위치 센서(16)를 구비하고 있다. 단면 위치 센서(16)의 출력에 따라서, 공급부(10)는 미도시의 기구에 의해, 장척 워크(W)의 사행(蛇行)을 보정하는 단면 위치 제어를 실시한다. 단면 위치 제어는 예를 들면 공급 릴(11)로부터 공급측 제동 롤러(15)까지를 일체로 해서 지지하는 프레임(미도시)을 마련하고, 그 프레임을 장척 워크(W)의 폭 방향(Y 방향)으로 이동시키는 것에 의해서 실시한다. 단면 위치 제어는 기존의 기술이며, 일반적으로 공지의 콘트롤러를 이용해 실현 가능하다.

<노광부(30)의 구성>

노광부(30)는, 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)의 사이에 배치되어 있다. 노광부(30)는, 노광 스테이지(31), 얼라이먼트 카메라(41) 및 노광 유닛(51)을 구비하고 있다.

노광 유닛(51)은, 복수의 노광 헤드(미도시)를 구비하고, 장척 워크(W)로부터 소정 거리만큼 연직 상방으로 떨어진 장소에 규칙적으로 배치되어 있다. 각 노광 헤드에 대해, 광원 및 조명 광학계(도시하지 않음)가 배치되어 있고, 광원으로부터 방사된 광은, 각각 대응하는 조명 광학계를 통해서 대응하는 노광 헤드로 유도된다. 각 노광 헤드는, 복수의 마이크로 미러(Micro-mirror)를 2 차원 배열시킨 DMD(Digital Micro-mirror Device)와, DMD의 상(像)을 장척 워크 상에 결상하는 결상 광학계를 구비한다.

DMD의 마이크로 미러는, 광을 장척 워크(W) 상으로 유도하는 제1 자세와 장척 워크(W) 밖으로 유도하는 제2 자세 중 어느 하나에 선택적으로 위치 결정되고, 각 마이크로 미러는 독립하여 제어된다.

각 노광 헤드에는, 장척 워크(W)를 반송 방향(M)에 따라서 분할함으로써 규정되는 노광 영역이 각각 할당되고, 각 노광 헤드에 대해서 주사 밴드가 규정된다. 각 노광 헤드로부터의 광의 조사 영역인 노광 에어리어(area)는, 각각 주사 밴드의 폭에 따라서 형성되고, 노광 에어리어에 의해서 장척 워크(W)에 광이 조사된다.

노광 스테이지(31)는, 장척 워크(W)의 이면을 흡착하면서 이것을 평탄하게 보관 유지한다. 노광 스테이지(31)는, 승강 구동 수단(34)에 의해서, 노광 스테이지(31)가 장척 워크(W)의 이면에 접촉하는 상단 위치와, 노광 스테이지(31)가 장척 워크(W)의 이면과 이간하는 하단 위치와의 사이에 승강 가능하게 되어 있다. 또, 노광 스테이지(31)가 주사 또는 스텝·앤드·리피트(step-and-repeat)하기 위한 스테이지 이동부(32)를 구비한다.

도 2에 있듯이, 노광 스테이지(31)는, 장척 워크(W)의 반송 방향(X 방향)에 따른 단면을 협지하는 워크 클램프 기구(35)를 구비하고 있다. 워크 클램프 기구(35)는 장척 워크(W)의 반송 방향(X 방향)의 단면을 스테이지와의 사이에 협지하는 클램프(35a)와 클램프(35b)로 구성된다. 클램프(35a)와 클램프(35b)는, 도시하지 않은 Y 방향 이동 기구에 장착되어 있고, 장척 워크(W)의 폭에 따라 협지 위치를 조정하는 것이 가능하다.

장척 워크(W)는 얇은 필름 형태이기 때문에, 폭 방향(Y 방향)으로 휘어짐이 발생한다. 워크 클램프 기구(35)가, 노광 스테이지에 장척 워크(W)를 억누르도록 협지함으로써, 장척 워크(W)의 노광되는 영역을 평탄하게 교정하여 보관 유지할 수 있다.

얼라이먼트 카메라(41)는, 노광 유닛(51)보다 상류측에 설치되어, 장척 워크(W)에 설치된 얼라이먼트 마크를 촬상함으로써, 장척 워크(W)의 위치 정보를 취득한다. 얼라이먼트 마크의 촬상은, 장척 워크(W)를 X 방향으로 이동시키면서 실시한다.

<노광 장치(1)에 의한 노광 반송 동작>

도 3a~도 3j의 공정도를 참조하여, 노광 장치(1)에 의한 노광 반송 동작에 대해 상세하게 설명한다. 한편, 도면 중에서의 장척 워크(W) 근방의 화살표는 장척 워크(W)의 이동을 나타낸다. 또, 장척 워크(W) 상의 점 A는 제1회째의 노광 때의 선두 위치를 나타내고, 점 B는 제1회째의 노광 시의 종단 위치이고, 제2회째의 노광 시의 선두 위치를 나타내는 것이다.

스텝 S1: 가공 전의 새로운 소재인 롤형의 장척 워크(W)를 공급 릴(11)에 세트하고, 장척 워크(W)의 선단부를 내보내서 가이드 롤러(12), 공급측 댄서 롤러(13), 가이드 롤러(14), 공급측 제동 롤러(15), 권취측 제동 롤러(25), 가이드 롤러(24), 권취측 댄서 롤러(23), 가이드 롤러(22)에 걸쳐 놓아 가고, 권취 릴(21)에 고정한다. 이 초기 세트 상태에서, 공급측 댄서 롤러(13) 및 권취측 댄서 롤러(23)에서는, 장척 워크(W)는 버퍼되어 있지 않다.(도 3a)

스텝 S2: 노광 장치의 자동 운전 모드를 개시한다. 얼라이먼트 개시 위치에서 대기하고 있던 노광 스테이지(31)가 상단 위치까지 상승하고, 1 프레임 분의 장척 워크(W)의 이면을 흡착하면서 이것을 평탄하게 보관 유지한다. 또, 노광 스테이지(31)의 워크 클램프 기구(35)가 장척 워크(W)를 스테이지와의 사이에서 협지한다.(도 3b)

스텝 S3: 공급 릴(11)의 회전 구동 수단(도시하지 않음)이 소정의 회전 구동량만큼 회전함으로써, 공급 릴(11)이 장척 워크(W)를 노광 스테이지(31)의 1 스트로크분(약 2 프레임)만큼 내보낸다. 내보내진 장척 워크(W)는, 공급 가이드 롤러(12)를 경유하여 공급측 댄서 롤러(13)에 들어간다. 여기서, 장척 워크(W)는 하류측에 있어서 노광 스테이지(31)에서 흡착되고 있기 때문에, 장척 워크(W)는 적당한 장력을 유지하면서 댄서 롤러(13)에 버퍼된다.(도 3c)

스텝 S4: 노광 스테이지(31)가 X 방향으로 구동되어, 장척 워크(W)를 흡착 보관 유지한 채로 얼라이먼트 카메라(41)의 하방을 통과한다. 그 때에, 노광 스테이지(31)의 이동에 따라, 공급측 댄서 롤러(13)에 버퍼되고 있던 장척 워크(W)가 인출되고, 동시에 권취측 댄서 롤러(23)부에서 장척 워크(W)의 U자 형상이 깊어지고, 장척 워크(W)가 버퍼된다.(도 3c→도 3d)

장척 워크(W)에 내층 패턴이 존재하는 경우(빌드업 기판의 세컨드 층 이후 등) 노광하는 패턴과 내층 패턴과의 위치 맞춤을 위한 얼라이먼트 마크가 장척 워크(W)에 설치되어 있다. 노광 스테이지(31)의 이동에 맞추어, 장척 워크(W)에 형성된 얼라이먼트 마크를 얼라이먼트 카메라(41)로 촬상한다. 또, 장척 워크(W)에 내층 패턴이 없는 경우(빌드업 기판의 퍼스트 층 등)는 얼라이먼트 마크가 설치되지 않은 경우가 있지만, 그 경우는 노광 장치(1)가 얼라이먼트(노광 데이터에 의한 노광 위치 보정)를 실시하지 않기 때문에 얼라이먼트 마크의 촬상은 행해지지 않는다.

스텝 S5: 얼라이먼트 마크의 촬상에 의해 얻은 장척 워크(W)의 위치 정보에 근거하여, 장척 워크와 노광되는 패턴과의 얼라이먼트가 행해진다. 구체적으로는, 장척 워크(W)의 위치 정보가 노광 유닛(51)의 노광 제어부(미도시)에 송신되어, 노광 유닛(51)이 장척 워크(W)에 패턴을 노광하기 위한 노광 데이터의 좌표에 대해 보정 처리가 행해진다. 노광 데이터의 보정 처리를 하고 있는 동안, 노광 스테이지(31)는 장척 워크(W)를 보관 유지한 채로, 노광 개시 위치에서 일시정지 한다.(도 3d)

스텝 S6: 노광 스테이지(31)가 하류 방향으로 이동을 개시하고, 노광부(30)에서는, 기존의 다중 노광 기술에 의해서 노광 유닛(75)이, 노광 스테이지(31)가 흡착 보관 유지하는 장척 워크(W)의 표면의 감광 재료층에 전자 회로 패턴을 주사 노광한다(도 3d→도 3e). 점 A로부터 점 B까지의 1 프레임 분의 장척 워크(W)의 노광이 완료되면, 노광 스테이지(31)는 하류 방향으로의 이동을 종료하고, 노광 종료 위치에서 정지한다.(도 3e)

스텝 S7: 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)가 장척 워크(W)를 협지하고, 장척 워크(W)를 고정한다(도 3f). 그 후, 노광 스테이지(31)에 의한 장척 워크(W)의 흡착을 해제함과 동시에, 워크 클램프 기구(35)가 장척 워크(W)의 고정을 해제하고, 승강 구동 수단(34)이 노광 스테이지(31)를 하단 위치로 하강시킨다(도 3g). 장척 워크(W)는 롤러(15 및 25)에 의해 협지되므로, 스테이지(31)가 장척 워크(W)로부터 이간할 때에 장척 워크(W)가 X 방향이나 Y 방향으로 이동하는 일 없이 제동되어, 소정의 위치를 유지할 수 있다.

스텝 S8: 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)의 회전 구동 수단(도시하지 않음)이 소정의 회전 구동량만큼 회전함으로써, 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)가 장척 워크(W)를 소정량 되감아, 장척 워크(W)의 노광 완료한 1 프레임 다음의 1 프레임 분이 얼라이먼트 개시 위치에 오도록(즉 점 B가 스텝 S2에서의 점 A의 위치에 오도록), 장척 워크(W)를 이동시킨다. 그 때에는, 단면 위치 센서(16)의 출력을 이용하여 장척 워크(W)의 사행을 보정하면서 장척 워크(W)의 이동을 실시한다(도 3g→도 3h).

공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)가 장척 워크(W)를 복귀 방향으로 이동시키면, 장척 워크(W)는 공급측 댄서 롤러(13)에 있어서 U자 형상이 깊어져 가는 동시에, 권취측 댄서 롤러(23)에 있어서 U자 형상이 얕아져 간다. 그 때에, 장척 워크(W)를 구동하는 가속도가 급하고 험난한 경우, 댄서 롤러가 장척 워크 상에서 슬립하고, 장척 워크(W)에 흠집을 내서 불량품이 될 우려가 있으므로, 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)는 적절한 가감속을 행하도록 회전 구동된다.

또, 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)에 의한 장척 워크(W)의 되감기와 동시에, 노광 스테이지(31)가 노광 종료 위치로부터 얼라이먼트 개시 위치까지 이동한다.(도 3g→도 3h) 또 장척 워크(W)의 노광 완료한 1 프레임 분의 되돌림량과 스테이지(31)의 되돌림량은 다르고, 후자 쪽이 그 양이 큰 것에 주의하기 바란다. 장척 워크(W)의 이동이 완만한 가감속으로 행해지는데 대해, 되돌림량이 큰 노광 스테이지(31)의 이동은 고가속이고 고속으로 행한다. 이 때문에, 양자는 거의 동시에 되돌림 이동을 종료한다.

스텝 S9: 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)에 의한 장척 워크(W)의 이동과, 노광 스테이지(31)의 이동이 종료한 후, 노광 스테이지(31)가 상단 위치까지 상승하고, 방금 전 노광한 1 프레임의 다음에 위치하는 1 프레임 분의 장척 워크(W)의 이면을 흡착하면서 이것을 평탄하게 보관 유지한다(도 3i). 또, 노광 스테이지(31)의 워크 클램프 기구(35)가 장척 워크(W)를 스테이지와의 사이에서 협지한다. 이 때, 도 3i에 나타내듯이, 점 B가 스텝 S2에서의 점 A의 위치에 와 있는 것을 알 수 있다.

스텝 S10: 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)가 장척 워크(W)의 협지를 해제한다. 공급 릴(11) 및 권취 릴(21)의 회전 구동 수단(도시하지 않음)이 소정의 회전 구동량만큼 회전함으로써, 공급 릴(11)이 댄서 롤러(13)에 장척 워크(W)를 1 프레임 분만큼 내보냄과 동시에, 권취 릴(21)이 댄서 롤러(23)에서 1 프레임 분의 장척 워크(W)를 감는다.(도 3i→도 3j)

이후는, 생산 종료까지 스텝 S4~스텝 S10를 차례차례 반복하여 실행한다. 장척 워크(W)의 최종 프레임의 노광이 종료하면, 권취 릴(21)에 롤형으로 감긴 장척 워크(W)가 회수된다.

이와 같이 본 실시 형태의 노광 장치(1)는, 항상 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)에 의한 협지, 혹은 노광 스테이지(31)에 의한 보관 유지에 의해, 장척 워크(W)를 제동한 상태를 유지한 채로 복수의 프레임 수의 노광을 실시한다. 이것에 의해, 전후의 프레임을 정밀도 좋게 연결하여 노광하는 것이 가능하게 되고, 특히 얼라이먼트 마크가 없는 장척 워크(W)에 대해 적합한 효과를 발휘한다.

또, 1 프레임 노광한 후의 노광 스테이지(31)와 장척 워크(W)의 복귀 이동 시에, 노광 스테이지(31)와 장척 워크(W)를 분리하여 따로 따로 이동시키므로, 이동거리가 긴 노광 스테이지(31)를 고가속도에서 고속으로 이동시키는 것이 가능하게 되고, 이동거리가 짧은 장척 워크(W)는 댄서 롤러에 의한 찰과가 발생하지 않게, 가속도를 억제하여 이동시키는 것이 가능하게 된다. 이것에 의해, 노광 장치(1)의 생산성이 향상한다.

≪제2 실시 형태≫

제2 실시 형태는, 노광 장치(1)의 구성에 대해서는 제1 실시 형태와 동일하다. 본 실시 형태에서는, 노광 장치(1)에 의한 동작의 스텝 S6 종료 후에, 이하의 스텝으로 분기(分岐)한다.

스텝 S11: 노광 스테이지(31)가 장척 워크(W)를 흡착 보관 유지한 채로 얼라이먼트 카메라(41)의 하방까지 이동한다. 이 때, 노광 스테이지(31)의 이동은, 미리 정해진 위치까지 자동으로 이동해도 좋고, 오퍼레이터가 수동으로 임의의 위치로 이동해도 좋다.

스텝 S12: 노광 장치(1)의 오퍼레이터가, 스텝 S6의 노광에 의해서 장척 워크(W)의 감광 재료에 형성된 잠상(潛像)을, 얼라이먼트 카메라(41)와, 얼라이먼트 카메라(41)에 접속된 모니터(42)를 이용하여 관찰한다. 관찰의 결과, 노광 위치나 노광량 등의 보정의 필요가 인정되었을 경우는, 노광 장치(1)의 오퍼레이터가, 관찰 결과에 따라서 그것들의 파라미터를 보정한다.

스텝 S13: 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)가 장척 워크(W)를 협지하고, 장척 워크(W)를 고정한다. 그 후, 노광 스테이지(31)에 의한 장척 워크(W)의 흡착을 해제함과 동시에, 워크 클램프 기구(35)가 장척 워크(W)의 고정을 해제하고, 승강 구동 수단(34)이 노광 스테이지(31)를 하단 위치로 하강시킨다.

스텝 S14: 스텝 11에서의 노광 스테이지의 이동량으로부터 구해지는 장척 워크(W)의 현재 위치에 근거하여, 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)가, 장척 워크(W)의 노광 완료한 1 프레임의 다음의 1 프레임 분이 얼라이먼트 개시 위치에 오도록(즉 점 B가 스텝 S2에서의 점 A의 위치에 오도록), 장척 워크(W)를 하류측으로 이동시킨다.

또, 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)에 의한 장척 워크(W)의 이동과 동시에, 노광 스테이지(31)가 상류 방향으로 구동되어, 얼라이먼트 개시 위치로 이동한다. 이와 같이, 장척 워크(W)를 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)에 의해 이동시키면, 장척 워크(W)와 노광 스테이지(31)를 별도의 방향으로 이동시키는 것이 용이하게 된다.

스텝 S15: 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)에 의한 장척 워크(W)의 이동과, 스테이지 이동부(32)에 의한 노광 스테이지(31)의 이동이 종료한 후, 노광 스테이지(31)가 상단 위치까지 상승하고, 방금 전 노광한 1 프레임의 다음에 위치하는 1 프레임 분의 장척 워크(W)의 이면을 흡착하면서 이것을 평탄하게 보관 유지한다. 또, 노광 스테이지(31)의 워크 클램프 기구(35)가 장척 워크(W)의 반송 방향(X 방향)의 단면을 스테이지와의 사이에서 협지한다.

스텝 S16: 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)가 장척 워크(W)의 협지를 해제한다. 공급 릴(11) 및 권취 릴(21)의 회전 구동 수단(도시하지 않음)이 소정의 회전 구동량만큼 회전함으로써, 공급 릴(11)이 댄서 롤러(13)에 장척 워크(W)를 1 프레임 분만큼 내보냄과 동시에, 권취 릴(21)이 댄서 롤러(23)에서 1 프레임 분의 장척 워크(W)를 감는다.

이후는, 실시 형태 1과 같이 스텝 S4 이후를 차례차례 반복하여 실행한다. 또, 스텝 S11에의 동작의 분기는, 장척 워크(W)의 최초의 1 프레임의 노광 후뿐만 아니라, 임의의 타이밍에 실행해도 좋다.

이와 같이 본 실시 형태의 노광 장치(1)는, 연속 운전을 실행할 때에 노광 결과를 관찰하는 공정(스텝 S12)을 구비한다. 장척 워크(W)의 최초의 노광 결과를 관찰하고, 노광 파라미터를 조정함으로써 장척 워크(W)의 다수의 프레임의 패턴의 형성 불량을 방지할 수 있으므로, 노광 장치(1)의 생산성이 향상된다. 또, 노광 결과의 관찰 공정은 장척 워크(W)의 최초의 노광 시뿐만 아니라, 임의의 타이밍에서(예를 들면 소정 시간이 경과할 때마다) 실행해도 좋다.

또, 노광 결과를 관찰하는 공정이 연속 운전 중에 실시될 때에도, 장척 워크(W)는, 공급측 제동 롤러(15) 및 권취측 제동 롤러(25)에 의한 협지, 혹은 노광 스테이지(31)에 의한 보관 유지에 의해 제동된다. 이것에 의해, 전후의 프레임을 정밀도 좋게 연결하여 노광하는 것이 가능하게 되고, 특히 얼라이먼트 마크가 없는 장척 워크(W)에 대해 적합한 효과를 발휘한다.

또한, 노광 결과의 관찰과 노광 파라미터의 설정은, 얼라이먼트 카메라(41)에 접속된 모니터(42)에 의해서 오퍼레이터가 수동으로 실시하는 것으로 설명했지만, 얼라이먼트 카메라(41)에 도시하지 않은 화상 처리 장치를 접속하는 것으로, 노광 장치(1)가 자동적으로 실시하게 해도 좋다.

1 노광 장치
2 발판(가대, 架臺)
10 투입부
11 공급 릴
12, 14 가이드 롤러
13 공급측 댄서 롤러(dancer roller)
15 공급측 제동 롤러
16 단면 위치 센서
21 권취 릴
22, 24 가이드 롤러
23 권취측 댄서 롤러
25 권취측 제동 롤러
30 노광부
31 노광 스테이지
32 스테이지 이동부
33 가이드 레일
34 승강 구동 수단
35 워크 클램프 기구
40 얼라이먼트부
41 얼라이먼트 카메라
42 모니터
50 노광 처리부
51 노광 유닛
W 장척 워크(감광성 기판)
A 장척 워크(W) 상의 제1회째의 노광 개시 위치(점 A)
B 장척 워크(W) 상의 제2회째의 노광 개시 위치(점 B)

Claims (5)

1. 공급 릴로부터 권취 릴까지, 장척이고 가소성(可塑性)이 있는 피(被) 노광체를 반송하는 반송 수단과,
   공급 릴로부터 권취 릴에 이르는 동안에 설치된 노광 수단과,
   상기 피노광체의 일부분을 보관 유지하는 노광 스테이지와,
   상기 노광 스테이지를 상기 반송 수단의 상기 피노광체의 반송 방향에 따라서 왕복 이동시키는 이동 수단을 구비하고,
   상기 노광 수단과 상기 노광 스테이지와의 상대 이동에 의해 상기 피노광체에 패턴을 노광하는 노광 장치이며,
   상기 반송 수단이,
   상기 공급 릴의 하류측이고 상기 노광 수단의 상류측에 설치되어, 상기 피노광체를 구속(拘束)하는 공급측 구속 롤러와,
   상기 노광 수단의 하류측이고 상기 권취 릴의 상류측에 설치되어, 상기 피노광체를 구속하는 권취측 구속 롤러를 구비하고,
   상기 공급측 구속 롤러와 상기 권취측 구속 롤러의 적어도 일방에 롤러 구동 수단을 마련하고,
   상기 노광 스테이지가 반송 개시 위치로부터 반송 종료 위치까지, 상기 피노광체를 보관 유지한 상태로 이동하는 동안에,
   상기 노광 수단이 상기 피노광체에 패턴을 노광하고,
   상기 노광 수단의 노광 종료 후, 상기 노광 스테이지가 상기 반송 종료 위치로부터 상기 반송 개시 위치까지 상기 피노광체를 보관 유지하지 않고 이동할 때에,
   상기 공급측 구속 롤러가 상기 피노광체를 공급 측으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 노광 스테이지가 상기 피노광체를 보관 유지할 때에는, 상기 공급측 구속 롤러 및 상기 권취측 구속 롤러가 상기 피노광체의 구속을 해제하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 노광 스테이지는, 상기 피노광체의 단면을 상기 노광 스테이지에 압압하는 클램프 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 노광 장치.
   
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 공급측 구속 롤러와 상기 노광 수단의 사이의 상기 피노광체 상방에 설치된 촬상 수단을 구비하는 노광 위치 보정 수단과,
   상기 촬상 수단이 촬상한 화상을 표시 가능한 표시 수단을 구비하고,
   상기 촬상 수단이 상기 피노광체에 설치된 위치 결정 마크를 촬상하고
   상기 노광 수단이, 상기 촬상 수단이 촬상한 화상에 근거하여 노광 데이터를 보정하고,
   상기 노광 수단이 보정된 상기 노광 데이터에 따라서, 상기 피노광체에 패턴을 노광하고,
   상기 촬상 수단을 이용하여 상기 피노광체에 노광된 패턴을 확인하는 것을 특징으로 하는, 노광 장치.
5. 삭제

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