JP2004347964A - 帯状ワークの両面投影露光装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】帯状ワークの両面に同時にパターンを露光することができ、露光中にワークが熱膨張しても、ぼけやぶれが発生しないようにすること。
【解決手段】巻き出しロール１から出た帯状ワークＷは、露光部５に送られ、第１のテンション付与手段１１、第２のテンション付与手段（図示せず）により露光中に想定される熱膨張分だけ、搬送方向とこれに直交する方向にテンションをかけ、その状態でワーク保持手段６に保持する。次いで、マスクＭ１と帯状ワークＷの表面のアライメントマーク、及び、マスクＭ２と帯状ワークＷの裏面のアライメントマークを検出し、位置合せを行う。位置合せ終了後、光照射部４１，４２からマスクＭ１，Ｍ２、投影レンズ３１，３２を介して、露光光が照射され、帯状ワークＷの表面と裏面が同時に露光される。
【選択図】 図１
【解決手段】巻き出しロール１から出た帯状ワークＷは、露光部５に送られ、第１のテンション付与手段１１、第２のテンション付与手段（図示せず）により露光中に想定される熱膨張分だけ、搬送方向とこれに直交する方向にテンションをかけ、その状態でワーク保持手段６に保持する。次いで、マスクＭ１と帯状ワークＷの表面のアライメントマーク、及び、マスクＭ２と帯状ワークＷの裏面のアライメントマークを検出し、位置合せを行う。位置合せ終了後、光照射部４１，４２からマスクＭ１，Ｍ２、投影レンズ３１，３２を介して、露光光が照射され、帯状ワークＷの表面と裏面が同時に露光される。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯状ワークの両面を露光する露光装置に関し、特に、帯状ワークを全面で吸着保持することなく、露光中の熱膨張によるたるみの発生を防ぎ、帯状ワークの両面を同時に露光することができる露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板等のワークの両面に、回路等のパターンを製作することがあり、そのための露光装置が、両面露光装置として知られている。
例えば特許文献１には、プロキシミティの両面露光装置（同公報図１） が記載されている。同文献に記載のものは、露光する基板（ワークＷ） を、搬入ステージＡに搬入→第１アライメントステージＢでの位置合せ→第１露光ステージＣでの表面露光→反転ステージＤでの反転→第２アライメントステージＥでの位置合せ→第２露光ステージＦでの裏面露光→搬出ステージＧからの搬出の手順で処理するものである。
また、特許文献２にもプロキシミティの両面露光装置が記載されている。特許文献２に記載のものは、ワーク（被露光板） を保持するワークステージ（ワーク保持べ一ス） を、表面露光用と裏面露光用の２つ設け、それぞれの位置で表面露光と裏面露光を行なうものである。
なお、ワークの両面に形成されるパターンは、所定の位置関係にあり、例えば回路パターンであれば両者はスルーホールなどにより電気的に接続される。
上記特許文献１、特許文献２に記載のものは、プリント基板等のワークに、回路等のパターンを製作するプロキシミティ露光する装置に関するものであるが、プロキシミティ露光、あるいは、コンタクト露光は、ワークステージ上にワークを載置して、マスクを接近させあるいはマスクを密着させて露光するものであるため、ワークやマスクにゴミ等が付着するといった問題がある。
【０００３】
一方、ＴＡＢ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）やＦＰＣ（フレキシブルプリント基板） といったテープ状の連続長尺ワーク（帯状ワーク） に対しても、同様に、その両面にパターンの形成し、製品を作りたいという要望がある。
図８に、両面にパターンが形成されるＦＰＣ（フレキシブルプリント基板） １００の構造例を示す。同図はワーク幅方向の断面図で、分かりやすくするために縦方向は誇張している。
幅１００〜２５０ｍｍ、厚さ２０〜５０μｍのポリイミドやポリエステル等の樹脂フィルム１０１上に、厚さ１０〜２０μｍ程度の銅箔１０２等の導電体が熱や圧力をかけて貼り付けられる。
その上にドライフィルムレジスト１０３（ＤＦＲ：市販されている代表的なものの厚さは約７μｍ） が貼られ、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート：市販されている代表的なものの厚さは約２１μｍ）膜１０４が貼り付けられる。ＦＰＣ１００の全体の厚さは１１０〜１８０μｍ程度になる。
ＤＦＲ１０３にパターンを形成するための露光はＰＥＴ膜１０４を取り付けたまま行なわれ、現像はＰＥＴ膜１０４をはがして行なわれる。
なお、ＰＥＴ膜１０４は保護膜であり、該膜が貼られていれば、露光する領域を例えばローラにより押さえつけても傷がつくのを防ぐことができる。
【０００４】
上記帯状ワークに回路等のパターンを露光する露光装置としては、例えば、特許文献３に記載されるものが知られている。
上記特許文献３に記載される露光装置は、光源部から放出される光をマスクと投影レンズを介して帯状ワーク上に照射して、送り機構より送られてくる帯状ワーク上にマスクパターンを露光するものである。
上記のような投影露光装置であれば前記したプロキシミティ露光、あるいは、コンタクト露光のようにワークにゴミ等が付着するといった問題を回避することができる。
上記帯状ワークの露光装置を用いて、帯状ワークの両面にパターンを露光する場合、次の方法で行なわれている。
上記露光装置に帯状ワークをセットして、表面露光用のマスクを用いて帯状ワークの第１面（表面）を全てを露光する。その後、帯状ワークを裏返しにセットし、裏面用のマスクを用いて、帯状ワークの第２面（裏面）を露光する。
上記第１面、第２面の露光は、１台の露光装置で行ってもよいし、第１面（表面）露光用の露光装置、第２面（裏面）露光用の露光装置をそれぞれ設けて、第１面、第２面を露光するようにしてもよい。
【０００５】
上記特許文献３に記載される露光装置を用いて帯状ワークの両面露光を行う場合は、次のような問題がある。
第１面の露光を行なってから、第２面の露光を行なうので、両面の露光を行なうのに片面露光の倍の時間がかかる。またリールを付け替えるのに人手が必要で時間がかかる。
また、第１面の露光を行なってから第２面の露光を行なうので、露光する時の環境条件（温度や湿度） が微妙に異なることがある。ＦＰＣの場合、上記したように基板がポリエステルやポリイミドといった樹脂フィルムであり、上記環境条件の違いにより、フィルムに伸び縮みの量に違いが出る。
さらに、ワークの表面に形成するパターンと裏面に形成するパターンとは、上記したように互いに関連しており、設計された所定の位置関係を有していなければならない。しかし、表面露光時と裏面露光時とで、フィルムの伸び縮み量が異なると、両面に形成したパターンの相対位置関係が違ってしまい、不良の原因となる場合がある。
従来の帯状ワークの露光装置により片面ずつ露光していくのでは上記のような問題があり、両面を同時に露光することができる帯状ワークの露光装置が強く望まれていた。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２８３２６７３号公報
【特許文献２】
特開２０００−１７１９８０号公報
【特許文献３】
特開平３−２４２６５１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
帯状ワークを両面同時に露光するためには、露光を行なっている領域の裏面側を不透明なワークステージにより全面的に吸着保持することができない。これにより次のような問題が発生する。
露光時、帯状ワークは露光光を吸収し温度が上昇する。従来は露光領域の裏面側をワークステージが吸着保持していたので、ワークに発生した熱はワークステージに伝わって放熱され、ワークの温度上昇を防ぐことができた。
しかし、上記したように露光領域をステージによって吸着保持できないので吸収した熱は放熱されない。特にＦＰＣは樹脂フィルムであり、熱が伝わりにくいので、光が照射されている部分（露光領域：１００ｍｍ×１００ｍｍ程度） のみ、温度が上昇する。一般的な露光条件（紫外線放射照度１００ｍＷ／ｃｍ２ で数秒間照射） で露光すると、ワーク露光領域の温度は約１０℃上昇する。
これにより、露光領域のみ１０μｍ〜２０μｍ程度熱膨張し、帯状ワークＷは、図９に示すように、この熱膨張を緩和するために光軸（上下） 方向に膨らむかまたはたわむ（移動する） 。この膨らみ（またはたわみ） による光軸方向の移動は数百μｍｍに達する。
マスクパターンをレンズによりワーク上に投影して露光する投影露光方式の場合、投影レンズの焦点深度は大きくても±５０μｍ程度である。したがって、ワークが光軸方向に数百μｍも移動すると、ワーク上に投影されるマスクパターン像はぼけてしまい、精度の良い露光（マスクパターンの転写） ができない。
【０００８】
発生した上記膨らみ（またはたわみ） を防ぐためには、帯状ワークの搬送方向と搬送方向に直交する方向（ワークの幅方向） に、テンションをかけつつ（たわまないように引っ張りながら） 露光するということが考えられる。
しかしながら、テンションをかけながら露光したのでは、ワークが熱膨張により伸びながら、さらにこれを引っ張ることになるので、ワークは、露光中に熟膨張による伸び１０μｍ〜２０μｍ以上にどんどん伸びてしまう。ワークが露光中に伸びるということは、露光中にマスクパターン像に対してワークが相対的に移動していることになり、ワーク上に形成されるパターンはぶれ、精度の良い露光（マスクパターンの転写） ができない。
透明なガラスでワークステージを製作するも考えられるが、露光光である紫外線を透過する石英のようなガラスを、ワークを吸着保持するワークステージとして加工することは困難であり、コストも非常に高くなるので現実的ではない。
なお、ここでは、ワーク上のパターン像の焦点が合っておらず、像の輸郭がクリアでないことを「ぼけ」と呼び、パターン像の焦点は合っているが、露光中にワークが移動してその結果ぼけたパターンしか形成できないことを「ぶれ」と呼ぶ。
本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、帯状ワークの両面に、投影露光により同時にパターンを露光することができ、パターン露光中に、ワークが熱膨張しても、ワークが上下移動することによるパターン像のぼけを防ぐとともに、露光中のワークの伸びによるぶれを防ぐことである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、帯状ワークの両面にマスクパターンを露光する帯状ワークの両面投影露光装置において、帯状ワークに、搬送方向にテンションをかける第１の手段と、搬送方向と直交する方向にテンションをかける第２の手段と、上記搬送方向と、搬送方向と直交する方向にテンションがかけられた帯状ワークを保持する保持手段を設け、露光を開始する前に、帯状ワークにテンションをかけ、露光中に想定されるワークの熱膨張による伸び量に相当する分だけ伸ばし、その伸び量で固定して露光を行なう。
上記第１の手段、第２の手段および保持手段は露光領域外に配置され、第１、第２の手段でテンションを掛けて上記保持手段で帯状ワークを固定し、帯状ワークの両面からマスクを介して同時に露光光を照射して両面露光を行う。なお、上記第１の手段および第２の手段が上記保持手段を兼ねていてもよい。
テンションをかける（引っ張る） 方向は、ワークの搬送方向とそれに直交する（ワークの幅） 方向であり、搬送方向の帯状ワークの単位長さ当たりの伸び量と、搬送方向に直交する方向の単位長さ当たりの伸び量が等しくなるように同時にテンションを掛け、その状態で保持手段で固定する。
一方向のみを引っ張ったのでは、それに直交する方向が縮んでしまうので、両方向ともにテンションをかける。
露光中、上記のようテンションを掛けた状態でワークに熱膨張が生じると、ワークにかけられているテンション（応力） が緩和され、応力が緩和されるだけで、前記図９に示したような膨らみ（またはたわみ） による上下動は生じない。また、ワークはあらかじめ伸びているのであるから、熱膨張による伸びも生じない。
ここで、前記したように、ワークに対して引き伸ばす力をかけたまま露光したのでは、露光中にワークがどんどん伸びて、パターン像はぶれてしまう。
これに対し、本発明では、露光中にワークをさらに引き伸ばそうとする力をかけない。すなわち、ワークはあらかじめかけられたテンションを保持するように固定されている。このため、熱膨張によりワークが伸びる時、これをさらに引き伸ばそうとする力は働かず、露光中にワークの伸び、即ちマスクパターン像に対するワークの相対的な移動は生じない。
したがって、露光中のワークのたるみによるぼけとともに、ワークの伸びによるぶれも防ぐことができる。
【００１０】
露光中に想定される熱膨張による伸び量は、上記したように例えば１０μｍ〜２０μｍなので、露光前にテンションをかけることにより、ワークは１０μｍ〜２０μｍ伸びることになる。しかし、このようにワークが伸びても以下の理由で、露光する上で格別の問題は生じない。
ワークの両面にパターンを形成する場合、最も問題になるのは、表裏に形成するパターンの相対位置が、設計した所望の位置関係からずれてしまうことである。従来は、片面ずつ露光するので、それぞれの露光時にワークの伸び量が異なると、両者の相対位置がずれてしまう。しかし、本発明の場合、ワークはテンションがかけられて伸びていても、両面同時に露光するので、表裏に形成するパターンの相対位置はずれない。
また、ワークが伸びることにより、ワーク上に形成されている例えば２個のアライメントマークの間隔が伸びる（長くなる） が、マスクパターンをレンズで投影する投影露光装置の場合、投影レンズを光軸方向に移動する機構を設けたり、レンズにズーム機構を設けたりしておけば、ワーク上に投影されるパターン像の倍率を調整することができ、マスクとワークのアライメントを問題なく行なうことができる。
なお、倍率が多少大きい状態で露光されパターンが形成されても、露光終了後露光領域の温度が下がり、ワークが収縮すると、形成されたパターンもそれに応じて縮むので、設計された大きさのパターンを形成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例の帯状ワークの両面露光装置の基本構成を示す図である。なお、図１では、前記搬送方向と直交する方向（ワ一クの幅方向） にテンションをかける前記第２の手段は省略されている。なお以下では、第１、第２の手段を第１、第２のテンション付与手段という。
図１において、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板） 等の帯状ワークＷは、巻き出しロール１にロール状に巻かれている。
巻き出しロール１から出た帯状ワークＷは、巻き出し量を調整するたるみ部Ａ１を経て、中間ガイドローラＲ１で９０度方向転換し、ブレーキローラＲ２を経て、露光部５に送られる。たるみ部Ａ１には、フォトセンサＳ１が設けられ、図示しない制御部により、たるみ部Ａ１におけるたるみ量が一定になるように巻き出しロール１からの送り出し量が調整される。
露光部５に送られた帯状ワークＷは搬送ローラＲ３と押さえローラＲ３’、およびブレーキローラＲ２と押さえローラＲ２’により狭持され、搬送ロ一ラＲ３が回転することにより引っ張られ、図の右方向に搬送される。
ブレーキローラＲ２は、ローラが回転する時、回転方向とは逆向きの力が発生する例えば電磁ブレーキのようなブレーキに連結している。帯状ワークＷをブレーキローラＲ２と押さえローラＲ２’により狭持することにより、搬送時に発生しやすいワークの波うち、蛇行、しわの発生などを防ぐ。
露光部５に送られた帯状ワークＷは、後述するように、第１のテンション付与手段１１、第２のテンション付与手段（図示せず）により露光中に想定される熱膨張分だけ、搬送方向とこれに直交する方向にテンションがかけられ、その状態でワーク保持手段６に保持される。この部分については後述する。
【００１２】
帯状ワークＷの表面側には、第１の光照射部４１、ワークの表面側のパターンを形成したマスクＭ１、第１の投影レンズ３１が設けられ、裏面側には、第２の光照射部４２、ワークの裏面側のパターンを形成したマスクＭ２、第２の投影レンズ３２が設けられる。
それぞれの光照射部４１，４２から、マスクＭ１，Ｍ２と投影レンズ３１，３２を介して、帯状ワークＷの両面に露光光が照射され、マスクＭ１，Ｍ２に形成されたマスクパターンが露光される。
なお、光照射部は１個でもかまわない。１つの光照射部から出射する光を、ハーフミラーなどにより光路を分割し、両方のマスクＭ１およびＭ２に照射するようにしても良い。
露光部５で露光された帯状ワークＷは、前記したように、搬送ローラＲ３と押さえローラＲ３’により狭持され、ガイドローラＲ４、巻き敢り量を調整するたるみ部Ａ２を介して、巻き取りロール２に巻き取られる。たるみ部Ａ２には、フォトセンサＳ２が設けられ、図示しない制御部により、たるみ部Ａ２におけるたるみ量が一定になるように巻き取りロール２の巻き取り量が調整される。
【００１３】
次に、ワークを挟持しテンションを加える上記第１のテンション付与手段１１、第２のテンション付与手段、ワークにテンションをかけた状態で、露光領域の周辺部を保持するワーク保持手段６の構成例について説明する。
（１）第１のテンション付与手段
図２に、帯状ワークＷに対しワークの搬送方向にテンションをかける第１のテンション付与手段１１の構成を示す。同図は、搬送方向に直交する方向から見た第１のテンション付与手段１１の構成を示しており、同図では帯状ワークＷの露光部５に対して下流側に設けられるテンション付与手段１１を示しているが、上流側に設けられるテンション付与手段１１の構成も、テンションをかける方向が反対方向である点を除き同様な構成を有している。
第１のテンション付与手段１１は、帯状ワークＷを搬送方向に対して直角方向（幅方向） に挟むグリップ部１２と、グリップ部１２を所定量移動させるグリップ駆動部１３とから構成される。
グリップ部１２は、帯状ワークＷの表面に保護膜であるＰＥＴ膜が形成されている場合、該膜で露光領域が保護されるので、ワーク全面を押し付けるような形状でも問題ない。むしろその形状の方が、帯状ワークＷに対して均等にテンションを与えることができるので好ましい。
【００１４】
グリップ部１２は固定台１４の上に設けられており、固定台１４にはグリップ駆動部１３が取り付けられている。グリップ駆動部１３は、送りモータに１３ａより回転するボールねじ１３ｂを備え、送りモータ１３ａによりボールねじ１３ｂが回転し、ボールねじ１３ｂに係合するグリップ部１２が同図の左右方向、即ち帯状ワークＷの搬送方向に移動する（同図の点線で示す）。
このような第１のテンション付与手段は、前記したように露光部５の搬送方向に沿って送りローラＲ３側（下流側） と、ブレーキローラＲ２側（上流側） の両方に設けられる。
帯状ワークＷの露光部５に対して上流側と下流側を、ブリップ部１２によって把持し、グリップ駆動部１３により、下流側を挟んでいるグリップ部１２は下流側に、上流部を挟んでいるグリップ部は上流側に、それぞれを駆動させることにより、帯状ワークＷの搬送方向にテンションを加える。
【００１５】
図３に第１のテンション付与手段１１のグリップ部１２の構成例を示す。
同図は、第１のテンション付与手段１１を搬送方向から見た断面図である。グリップ部１２は、帯状ワークＷを幅方向に、押さえ板１２ａと下部材１２ｂとで上下から挟む構造になっている。
下部材１２ｂは固定台１４に固定され、固定台１４の一方端は前記したボールネジ１３ｂが取り付けられ、他方端にはリニアガイド１３ｄが取り付けられ、上記ボールネジ１３ｂを回転させることにより、固定台１４が同図の紙面前後方向に移動する。
また下部材１２ｂには真空吸着およびエアーをバックブローするための配管用の孔１２ｃが設けられて、この孔１２ｃにはエアーと真空を供給する配管１２ｄが取付けられている。
押さえ板１２ａはワークＷの幅方向の両側にエアシリンダ１２ｅを介して固定台１４に取り付けられており、エアシリンダ１２ｅにより同図上下方向に移動する。
【００１６】
帯状ワークＷの搬送時は、エアシリンダ１２ｅが伸び、押さえ板１２ａは上昇している。帯状ワークＷは、押さえ板１２ａと下部材１２ｂの隙間を搬送される。この時、下部材１２ｂの孔１２ｃからエアーがバックブローされ、帯状ワークＷの裏面が下部材１２ｂの表面にこすれないようにしている。
帯状ワークＷに搬送方向のテンションを与えるときは、エアシリンダ１２ｅが縮み、押さえ板１２ａが下降し、帯状ワークＷは押さえ板１２ａと下部材１２ｂによって挟まれる。この時、下部材１２ｂの孔１２ｃには真空が供給され、帯状ワークＷの把持を補助する。
また、押さえ板１２ａの下側、ワークＷ表面と接触する部分には、ワークＷの表面への影響をなるべく小さくするため、やわらかいゴムのような弾性部材１２ｆを貼り付けておくことが望ましい。
【００１７】
このような状態で、前記図２に示したグリップ駆動部１３により、固定台１４ごとグリップ部１２がワークＷの搬送方向に移動し、帯状ワークＷに搬送方向のテンションを与える。
なお、第１のテンション付与手段は、搬送ローラＲ３と押さえローラＲ３’、およびブレーキローラＲ２と押さえローラＲ２’を兼用しても良い。例えば、ブレーキローラＲ２は、の電磁ブレーキが、ワークにテンションを与えるとき、ワーク搬送時よりもより強いブレーキがかかるような設定ができるようにする。
その場合、ブレーキローラＲ２と押さえローラＲ２’により狭持して、上記強いブレーキをかけ、搬送ローラＲ３と押さえローラＲ３’により、帯状ワークＷに搬送方向の力を加えれば、ワークの移動が抑制され搬送方向にテンションが加わる。
【００１８】
（２）第２のテンション付与手段
図４に、帯状ワークＷに対しワークの幅方向にテンションをかける第２のテンション付与手段の構成を示す。同図は、搬送方向から見たワーク保持手段６の断面図および第２のテンション付与手段２１を示している。
また、同図は、片側の第２のテンション付与手段２１を示しており、他側にも同様な構成を持つテンション付与手設が設けられる。この第２のテンション付与手段は、ワーク保持手段６に対して、帯状ワークＷの搬送方向の上流側、下流側それぞれ一対の第２のテンション付与手段２１が設けられるので、合計で４箇所に第２のテンション付与手段２１が設けられることになり、帯状ワークＷの４か所を把持してワークの幅方向にテンションを加える。
第２のテンション付与手段２１は、帯状ワークＷの端部を把持するグリップ部２２と、グリップ部を所定量移動させるグリップ駆動部２３とから構成される。
グリップ駆動部２３は、送りモータ２３ａにより回転するボールねじ２３ｂを備え、送りモータ２３ａによりボールねじ２３ｂが回転し、ボールねじ２３ｂに係合するグリップ部２２が同図の左右方向、即ち帯状ワークＷの幅方向に移動する。
【００１９】
グリップ部２２は、帯状ワークＷの周辺部を上部材２２ａの把持部Ｇｒ１と下部材２２ｂの把持部Ｇｒ２とで上下から挟む構造になっている。下部材２２ｂにはシャフト２２ｃが取り付けられグリップ固定台２２ｄに固定されている。
上部材２２ａは軸２２ｅを介して下部材２２ｂに取り付けられており、軸２２ｅを中心に回動する。また、上部材２２ａと下部材２２ｂの把持部Ｇｒ１，Ｇｒ２の反対側にはスプリング２２ｆにより、上部材２２ａと下部材２２ｂは把持部Ｇｒ１，Ｇｒ２の開く方向に付勢されている。
下部材２２ｂには、エアシリンダ２２ｇが敢り付けられており、エアシリンダ２２ｇの駆動軸は、下部材２２ｂを貫通して突出し、その先端は上部材２２ａの軸２２ｅを挟んで把持部Ｇｒ１とは反対側に当接している。このため、エアシリンダ２２ｇを駆動すると、上部材２２ａが軸２２ｅを中心として回動し、把持部Ｇｒ１，Ｇｒ２が閉じる。
【００２０】
図５は、露光部５を上から見た図であり、第２のテンション付与手段２１とワーク保持手段６の関係をわかりやすく示したものであり、第２のテンション付与手段２１は概念構成を示している。また、同図の破線は帯状ワークＷとそのパターンが形成される露光領域を示している。
第２のテンション付与手段２１は、帯状ワークＷの周辺部４ヶ所に設けているが、その個数やグリップ部の大きさは、ワークに対して均等にテンションが与えられるように設計する。必要に応じて決めればよい。
なお、第２のテンション付与手段２１のグリップ部２２を帯状ワークＷの搬送方向に長くし、帯状ワークＷの両側の２か所に設けた第２のテンション付与手段により搬送方向に直交する方向にテンションをかけてもよい。
帯状ワークＷの周辺部を保持するワーク保持手段６は、図４、図５に示すように、帯状ワークＷの露光領域に相当する部分に開口部６ａが設けられており、ワーク保持手段６の下側から、ワークＷの裏面に対して光を照射できるようになっている。ワーク保持手段６の表面には真空吸着孔６ｂが設けられており、露光時は帯状ワークＷの露光領域以外の周辺部を吸着保持する。
【００２１】
次に、上記第１及び第２のテンション付与手段１１，１２により、帯状ワークＷにテンションを加え、その状態を保持する動作について説明する。
あらかじめ、実際の露光条件で帯状ワークＷを露光し、露光中に熱膨張によって伸びる量を測定しておく。さらに、どのくらいの力でワークを引っ張れば、熱膨張による伸び量分ワークを伸ばせるかも求めておく。即ち、露光中に１０μｍ熱膨張するのであれば、第１、第２のテンション付与手段１１，１２が、帯状ワークＷを１０μｍ伸ばすために必要な力を求めておく。
第１、第２のテンション付与手段１１，１２より帯状ワークＷにかけるテンションは、前記したように搬送方向での伸び量と搬送方向に直交する方向の単位長さ当たりの伸び量が等しくなるようにする。
例えば、第２のテンション付与手段が前記図５の構成の場合、図６に示すように搬送方向の２か所に設けられた第２のテンション付与手段２１で把持される搬送方向の帯状ワークの長さ（第２のテンション付与手段の間隔にほぼ等しい）をＬｘとし、帯状ワークＷの幅をＬｙとし、第１のテンション付与手段１１に加える力をＦｘ、第２のテンション付与手段２１に加える力をＦｙとすると、Ｆｘ／Ｌｙ＝Ｆｙ／Ｌｘになるように、テンションを加えればよい。
【００２２】
前記図１〜図５において、帯状ワークＷが、搬送ローラＲ３と押さえローラＲ３’、およびブレーキローラＲ２と押さえローラＲ２’に狭持され、搬送ローラＲ３が回転することにより、露光領域が露光部５に搬送される。
露光部５の搬送方向両側に設けられた、第１のテンション付与手段１１の押さえ板１２ａが下降し、帯状ワークＷが押さえ板１２ａと下部材１２ｂにより狭持される。
第１のテンション付与手段１１のグリップ駆動部１２が、帯状ワークＷを搬送方向に伸ばすように駆動する。帯状ワークＷには搬送方向にテンションが加わり伸びる。該伸び量が熱膨張による伸び量と一致するまで、帯状ワークＷに対してテンションを加える。なお、上記したように、ブレーキローラＲ２のブレーキの大きさを大きくして、搬送ローラＲ３と押さえローラＲ３’、およびブレーキローラＲ２と押さえローラＲ２’により、ワークにテンションを与えても良い。
次に、第２のテンション付与手段２１のグリップ部２２により、帯状ワークＷの端部を把持する。エアシリンダ２２ｇが上昇し、上部材２２ａのグリップ部Ｇｒ１が下降し、帯状ワークＷが挟まれる。
グリップ部２２が帯状ワークＷを把持すると、グリップ駆動部２３の送りモータ２３ａが駆動し、ボールねじ２３ｂが回転し、グリップ部２２がワーク幅方向外側に移動する。これにより帯状ワークＷには幅方向にテンションが加わり伸びる。該伸び量が熱膨張による伸び量と一致するまで、グリップ駆動部２３によりグリップ部２２を移動させ、帯状ワークＷに対してテンションを加える。
なお、第１のテンション付与手段１１による搬送方向への引っ張りと、第２のテンション付与手段２１によるワーク幅方向への引っ張りは、同時に行なっても良い。
【００２３】
帯状ワークＷの両方向の伸び量が熱膨張による伸び量にまで達すれば、ワーク保持手段６の真空吸着孔６ｂに真空を供給し、帯状ワークＷをワーク保持手段６に吸着保持する。第１のテンション付与手段１１のグリップ部１２のエアシリンダ２２ａが押え板１２ａを上昇させ、帯状ワークＷの搬送方向に加えられていたテンションを解除する。また第２のテンション付与手段２２のグリップ部２２のエアシリンダ２２ｇも下降し、上部材２２ａのグリップ部Ｇｒ１が上昇し、ワークの幅方向に加えられていたテンションを解除する。グリップ駆動部２３の送りモータ２３ａが駆動し、ボールねじ２３ｂが回転し、グリップ部２２がワーク幅方向内側に移動する。
なお、上記のように、帯状ワークＷの両方向の伸び量が熱膨張による伸び量に達した時、帯状ワークＷをワーク保持手段６に保持せず、第１のテンション付与手段１１および第２のテンション付与手段２２で保持したままであっても良い。この場合には、第１のテンション付与手段１１、第２のテンション付与手段２２ともに、帯状ワークＷをグリップ部１２，２２によって保持した状態で、グリップ駆動部１３，２３の送りモータ１３ａ，２３ａを停止すれば、ボールねじ１３ｂ，２３ｂの回転も停止し、帯状ワークＷはワーク幅方向に加えたテンションを維持したまま保持される。
また、前記したように第１のテンション付与手段として搬送ローラＲ３とブレーキローラＲ２を用いる場合は、搬送ローラＲ３と押さえローラＲ３’、およびブレーキローラＲ２と押さえローラＲ２’により帯状ワークＷを挟持した状態で、搬送ローラＲ３の回転を停止すれば、帯状ワークＷは搬送方向に加えたテンションを維持したまま保持される。
【００２４】
次に、本実施例の帯状ワークの両面露光装置の位置合せおよび露光動作について説明する。
上記のように帯状ワークＷにテンションをかけてワーク保持手段６で固定した後、不図示のアライメント機構により、マスクＭ１と帯状ワークＷの表面のアライメントマーク、及び、マスクＭ２と帯状ワークＷの裏面のアライメントマークが検出され、位置合せが行なわれる。位置合せ終了後、光照射部４１，４２から露光光が照射され、帯状ワークＷの表面と裏面が同時に露光される。
露光が終了すると、ワーク保持手段６への真空の供給が停止され、帯状ワークＷの保持が解除される。搬送ローラＲ３が回転し、次の露光領域が露光部５に搬送される。
上記アライメントに際し、前記したように投影レンズ３１，３２を光軸方向に移動させたり、投影レンズにズーム機構を設けておくことにより、帯状ワークＷ上に投影されるパターン像の倍率を調整することができる。これにより、マスクＭ１，Ｍ２と帯状ワークＷのアライメントを問題なく行なうことができる。
【００２５】
伸ばした帯状ワークＷに対して位置合せや露光は、以下のように行われる。
第１及び第２のテンション付与手段１１，２２によってかけられたテンションにより、帯状ワークＷは伸びる。したがって、例えば帯状ワークＷ上の、２個のワークアライメントマークの間隔も伸びる（長くなる） 。
マスクＭ１，Ｍ２には、ワークアライメントマークと同じ間隔でマスクアライメントマークが形成され、両者が同じ位置になるようにマスクＭ１，Ｍ２と帯状ワークＷの位置を移動することにより、マスクＭ１，Ｍ２と帯状ワーク２の位置合せが行なわれる。しかし、ワークアライメントマークの間隔が伸びると精度良く上記位置合せを行なうことが難しくなる。
そこで、前記したように、投影レンズ３１，３２を光軸方向に移動させる機構か、投影レンズ３１，３２にズーム機構を設け、帯状ワークＷ上に投影されるマスクパターン像の倍率を調整する。
【００２６】
ワークアライメントマークの間隔が伸びた分（上記したように１０〜２０μｍ） 、マスクパターン像の倍率を大きくして投影する。倍率が大きくなることにより、ワーク上に投影されるマスクアライメントマークの間隔も長くなるので、ワークアライメントマークと一致させることができ、上記したマスクとワークの位置合せが可能になる。 倍率を大きくしてパターンを投影するので、露光されるパターンは設計値よりもやや大きなパターンになる。しかし、露光終了後テンションを解除すればワークは元の大きさに戻るので、それに応じてパターンの大きさも縮まるので問題はない。
また、両面同時に露光されるので、両面とも同じ倍率でパターン像が投影され、縮む時も同じように縮むので、両者の相対位置関係がずれてしまうこともない。
【００２７】
図７に、前記図８のような帯状ワークに、上記装置を用いてテンションをかけて露光を行った時の結果を示す。
図７（ａ）の横軸は、帯状ワークＷにかけるテンションの大きさであり、例えば３０００ｇ（３ｋｇ）であれば、ワークの搬送方向にも幅方向にもそれぞれ３ｋｇのテンションがかけられていることを示す。
縦軸は、露光により形成されたパターンの間隔（線幅） のばらつきである。具体的には、同図（ｂ）（ｃ）に示すように約１００ｍｍ×１００ｍｍの露光領域中２５個所に、間隔の設計値が１５μｍのパターンを露光して形成し、現像後、上記２５個所において上記パターンの間隔を測定し、最も広いパターンの間隔から、最も狭いパターンの間隔を引いた値を示している。
前記したように、露光中に帯状ワークＷがたわむとぼけやぶれが生じる。パターンの間隔ばらつきが大きいということは、ぼけやぶれが大きいということであり、即ち、露光時に、帯状ワークに、大きなたわみや伸びが生じていることになる。
図７によれば、帯状ワークＷにかけるテンションが大きいほど、パターンの間隔のばらつきが小さくなっており、即ち、露光中のワークのたわみや伸びが小さく、精度の良い露光が可能になる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）露光中、帯状ワークは露光光を吸収し、露光領域の温度が上昇し熟膨張するが、あらかじめその伸び量分ワークは伸ばされているので、応力が緩和されるだけで、ワークの膨らみまたはたわみが発生しない。このため、帯状ワークが光軸方向へ移動することがなく、パターン像のぼけが発生せず、精度の良い露光を（マスクパターンの転写） 行なうことができる。
（２）また、帯状ワークは露光領域の周辺部を保持されているので、露光中に、さらにワークが伸びるということがなく、ぶれの発生を防ぐことができる。したがって、精度の良い露光を行なうことができる。
（３）投影露光を行っているので、投影されるマスクパターン像の倍率を調整して、ワークの伸びに応じてマスクパターンを投影することができ、精度の良い位置合せを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の帯状ワークの両面露光装置の基本構成を示す図である。
【図２】第１のテンション付与手段の構成を示す図である。
【図３】第１のテンション付与手段のグリップ部の構成例を示す図である。
【図４】第２のテンション付与手段の構成を示す図である。
【図５】露光部を上から見た図である。
【図６】帯状ワークに与えるテンションを説明する図である。
【図７】テンションをかけて露光を行った時のパターンの間隔幅のばらつきを示す図である。
【図８】両面にパターンが形成されるＦＰＣ（フレキシブルプリント基板） の構造例を示す図である。
【図９】露光時に熱膨張により帯状ワークがたわむ様子を示す図である。
【符号の説明】
１ 巻き出しロール
２ 巻き取りロール
５ 露光部
６ ワーク保持手段
１１ 第１のテンション付与手段
１２ グリップ部
１３ グリップ駆動部
２１ 第２のテンション付与手段
２２ グリップ部
２３ グリップ駆動部
３１，３２ 投影レンズ
４１，４２ 第１の光照射部
Ｗ 帯状ワーク
Ｍ１，Ｍ２ マスク
Ａ１，Ａ２ たるみ部
Ｒ１ 中間ガイドローラ
Ｒ２ ブレーキローラ
Ｒ３ 搬送ローラ
Ｒ３’ 押さえローラ
Ｒ４ ガイドローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は、帯状ワークの両面を露光する露光装置に関し、特に、帯状ワークを全面で吸着保持することなく、露光中の熱膨張によるたるみの発生を防ぎ、帯状ワークの両面を同時に露光することができる露光装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
プリント基板等のワークの両面に、回路等のパターンを製作することがあり、そのための露光装置が、両面露光装置として知られている。
例えば特許文献１には、プロキシミティの両面露光装置（同公報図１） が記載されている。同文献に記載のものは、露光する基板（ワークＷ） を、搬入ステージＡに搬入→第１アライメントステージＢでの位置合せ→第１露光ステージＣでの表面露光→反転ステージＤでの反転→第２アライメントステージＥでの位置合せ→第２露光ステージＦでの裏面露光→搬出ステージＧからの搬出の手順で処理するものである。
また、特許文献２にもプロキシミティの両面露光装置が記載されている。特許文献２に記載のものは、ワーク（被露光板） を保持するワークステージ（ワーク保持べ一ス） を、表面露光用と裏面露光用の２つ設け、それぞれの位置で表面露光と裏面露光を行なうものである。
なお、ワークの両面に形成されるパターンは、所定の位置関係にあり、例えば回路パターンであれば両者はスルーホールなどにより電気的に接続される。
上記特許文献１、特許文献２に記載のものは、プリント基板等のワークに、回路等のパターンを製作するプロキシミティ露光する装置に関するものであるが、プロキシミティ露光、あるいは、コンタクト露光は、ワークステージ上にワークを載置して、マスクを接近させあるいはマスクを密着させて露光するものであるため、ワークやマスクにゴミ等が付着するといった問題がある。
【０００３】
一方、ＴＡＢ（ＴａｐｅＡｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）やＦＰＣ（フレキシブルプリント基板） といったテープ状の連続長尺ワーク（帯状ワーク） に対しても、同様に、その両面にパターンの形成し、製品を作りたいという要望がある。
図８に、両面にパターンが形成されるＦＰＣ（フレキシブルプリント基板） １００の構造例を示す。同図はワーク幅方向の断面図で、分かりやすくするために縦方向は誇張している。
幅１００〜２５０ｍｍ、厚さ２０〜５０μｍのポリイミドやポリエステル等の樹脂フィルム１０１上に、厚さ１０〜２０μｍ程度の銅箔１０２等の導電体が熱や圧力をかけて貼り付けられる。
その上にドライフィルムレジスト１０３（ＤＦＲ：市販されている代表的なものの厚さは約７μｍ） が貼られ、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート：市販されている代表的なものの厚さは約２１μｍ）膜１０４が貼り付けられる。ＦＰＣ１００の全体の厚さは１１０〜１８０μｍ程度になる。
ＤＦＲ１０３にパターンを形成するための露光はＰＥＴ膜１０４を取り付けたまま行なわれ、現像はＰＥＴ膜１０４をはがして行なわれる。
なお、ＰＥＴ膜１０４は保護膜であり、該膜が貼られていれば、露光する領域を例えばローラにより押さえつけても傷がつくのを防ぐことができる。
【０００４】
上記帯状ワークに回路等のパターンを露光する露光装置としては、例えば、特許文献３に記載されるものが知られている。
上記特許文献３に記載される露光装置は、光源部から放出される光をマスクと投影レンズを介して帯状ワーク上に照射して、送り機構より送られてくる帯状ワーク上にマスクパターンを露光するものである。
上記のような投影露光装置であれば前記したプロキシミティ露光、あるいは、コンタクト露光のようにワークにゴミ等が付着するといった問題を回避することができる。
上記帯状ワークの露光装置を用いて、帯状ワークの両面にパターンを露光する場合、次の方法で行なわれている。
上記露光装置に帯状ワークをセットして、表面露光用のマスクを用いて帯状ワークの第１面（表面）を全てを露光する。その後、帯状ワークを裏返しにセットし、裏面用のマスクを用いて、帯状ワークの第２面（裏面）を露光する。
上記第１面、第２面の露光は、１台の露光装置で行ってもよいし、第１面（表面）露光用の露光装置、第２面（裏面）露光用の露光装置をそれぞれ設けて、第１面、第２面を露光するようにしてもよい。
【０００５】
上記特許文献３に記載される露光装置を用いて帯状ワークの両面露光を行う場合は、次のような問題がある。
第１面の露光を行なってから、第２面の露光を行なうので、両面の露光を行なうのに片面露光の倍の時間がかかる。またリールを付け替えるのに人手が必要で時間がかかる。
また、第１面の露光を行なってから第２面の露光を行なうので、露光する時の環境条件（温度や湿度） が微妙に異なることがある。ＦＰＣの場合、上記したように基板がポリエステルやポリイミドといった樹脂フィルムであり、上記環境条件の違いにより、フィルムに伸び縮みの量に違いが出る。
さらに、ワークの表面に形成するパターンと裏面に形成するパターンとは、上記したように互いに関連しており、設計された所定の位置関係を有していなければならない。しかし、表面露光時と裏面露光時とで、フィルムの伸び縮み量が異なると、両面に形成したパターンの相対位置関係が違ってしまい、不良の原因となる場合がある。
従来の帯状ワークの露光装置により片面ずつ露光していくのでは上記のような問題があり、両面を同時に露光することができる帯状ワークの露光装置が強く望まれていた。
【０００６】
【特許文献１】
特許第２８３２６７３号公報
【特許文献２】
特開２０００−１７１９８０号公報
【特許文献３】
特開平３−２４２６５１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
帯状ワークを両面同時に露光するためには、露光を行なっている領域の裏面側を不透明なワークステージにより全面的に吸着保持することができない。これにより次のような問題が発生する。
露光時、帯状ワークは露光光を吸収し温度が上昇する。従来は露光領域の裏面側をワークステージが吸着保持していたので、ワークに発生した熱はワークステージに伝わって放熱され、ワークの温度上昇を防ぐことができた。
しかし、上記したように露光領域をステージによって吸着保持できないので吸収した熱は放熱されない。特にＦＰＣは樹脂フィルムであり、熱が伝わりにくいので、光が照射されている部分（露光領域：１００ｍｍ×１００ｍｍ程度） のみ、温度が上昇する。一般的な露光条件（紫外線放射照度１００ｍＷ／ｃｍ２ で数秒間照射） で露光すると、ワーク露光領域の温度は約１０℃上昇する。
これにより、露光領域のみ１０μｍ〜２０μｍ程度熱膨張し、帯状ワークＷは、図９に示すように、この熱膨張を緩和するために光軸（上下） 方向に膨らむかまたはたわむ（移動する） 。この膨らみ（またはたわみ） による光軸方向の移動は数百μｍｍに達する。
マスクパターンをレンズによりワーク上に投影して露光する投影露光方式の場合、投影レンズの焦点深度は大きくても±５０μｍ程度である。したがって、ワークが光軸方向に数百μｍも移動すると、ワーク上に投影されるマスクパターン像はぼけてしまい、精度の良い露光（マスクパターンの転写） ができない。
【０００８】
発生した上記膨らみ（またはたわみ） を防ぐためには、帯状ワークの搬送方向と搬送方向に直交する方向（ワークの幅方向） に、テンションをかけつつ（たわまないように引っ張りながら） 露光するということが考えられる。
しかしながら、テンションをかけながら露光したのでは、ワークが熱膨張により伸びながら、さらにこれを引っ張ることになるので、ワークは、露光中に熟膨張による伸び１０μｍ〜２０μｍ以上にどんどん伸びてしまう。ワークが露光中に伸びるということは、露光中にマスクパターン像に対してワークが相対的に移動していることになり、ワーク上に形成されるパターンはぶれ、精度の良い露光（マスクパターンの転写） ができない。
透明なガラスでワークステージを製作するも考えられるが、露光光である紫外線を透過する石英のようなガラスを、ワークを吸着保持するワークステージとして加工することは困難であり、コストも非常に高くなるので現実的ではない。
なお、ここでは、ワーク上のパターン像の焦点が合っておらず、像の輸郭がクリアでないことを「ぼけ」と呼び、パターン像の焦点は合っているが、露光中にワークが移動してその結果ぼけたパターンしか形成できないことを「ぶれ」と呼ぶ。
本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、本発明の目的は、帯状ワークの両面に、投影露光により同時にパターンを露光することができ、パターン露光中に、ワークが熱膨張しても、ワークが上下移動することによるパターン像のぼけを防ぐとともに、露光中のワークの伸びによるぶれを防ぐことである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、帯状ワークの両面にマスクパターンを露光する帯状ワークの両面投影露光装置において、帯状ワークに、搬送方向にテンションをかける第１の手段と、搬送方向と直交する方向にテンションをかける第２の手段と、上記搬送方向と、搬送方向と直交する方向にテンションがかけられた帯状ワークを保持する保持手段を設け、露光を開始する前に、帯状ワークにテンションをかけ、露光中に想定されるワークの熱膨張による伸び量に相当する分だけ伸ばし、その伸び量で固定して露光を行なう。
上記第１の手段、第２の手段および保持手段は露光領域外に配置され、第１、第２の手段でテンションを掛けて上記保持手段で帯状ワークを固定し、帯状ワークの両面からマスクを介して同時に露光光を照射して両面露光を行う。なお、上記第１の手段および第２の手段が上記保持手段を兼ねていてもよい。
テンションをかける（引っ張る） 方向は、ワークの搬送方向とそれに直交する（ワークの幅） 方向であり、搬送方向の帯状ワークの単位長さ当たりの伸び量と、搬送方向に直交する方向の単位長さ当たりの伸び量が等しくなるように同時にテンションを掛け、その状態で保持手段で固定する。
一方向のみを引っ張ったのでは、それに直交する方向が縮んでしまうので、両方向ともにテンションをかける。
露光中、上記のようテンションを掛けた状態でワークに熱膨張が生じると、ワークにかけられているテンション（応力） が緩和され、応力が緩和されるだけで、前記図９に示したような膨らみ（またはたわみ） による上下動は生じない。また、ワークはあらかじめ伸びているのであるから、熱膨張による伸びも生じない。
ここで、前記したように、ワークに対して引き伸ばす力をかけたまま露光したのでは、露光中にワークがどんどん伸びて、パターン像はぶれてしまう。
これに対し、本発明では、露光中にワークをさらに引き伸ばそうとする力をかけない。すなわち、ワークはあらかじめかけられたテンションを保持するように固定されている。このため、熱膨張によりワークが伸びる時、これをさらに引き伸ばそうとする力は働かず、露光中にワークの伸び、即ちマスクパターン像に対するワークの相対的な移動は生じない。
したがって、露光中のワークのたるみによるぼけとともに、ワークの伸びによるぶれも防ぐことができる。
【００１０】
露光中に想定される熱膨張による伸び量は、上記したように例えば１０μｍ〜２０μｍなので、露光前にテンションをかけることにより、ワークは１０μｍ〜２０μｍ伸びることになる。しかし、このようにワークが伸びても以下の理由で、露光する上で格別の問題は生じない。
ワークの両面にパターンを形成する場合、最も問題になるのは、表裏に形成するパターンの相対位置が、設計した所望の位置関係からずれてしまうことである。従来は、片面ずつ露光するので、それぞれの露光時にワークの伸び量が異なると、両者の相対位置がずれてしまう。しかし、本発明の場合、ワークはテンションがかけられて伸びていても、両面同時に露光するので、表裏に形成するパターンの相対位置はずれない。
また、ワークが伸びることにより、ワーク上に形成されている例えば２個のアライメントマークの間隔が伸びる（長くなる） が、マスクパターンをレンズで投影する投影露光装置の場合、投影レンズを光軸方向に移動する機構を設けたり、レンズにズーム機構を設けたりしておけば、ワーク上に投影されるパターン像の倍率を調整することができ、マスクとワークのアライメントを問題なく行なうことができる。
なお、倍率が多少大きい状態で露光されパターンが形成されても、露光終了後露光領域の温度が下がり、ワークが収縮すると、形成されたパターンもそれに応じて縮むので、設計された大きさのパターンを形成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例の帯状ワークの両面露光装置の基本構成を示す図である。なお、図１では、前記搬送方向と直交する方向（ワ一クの幅方向） にテンションをかける前記第２の手段は省略されている。なお以下では、第１、第２の手段を第１、第２のテンション付与手段という。
図１において、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板） 等の帯状ワークＷは、巻き出しロール１にロール状に巻かれている。
巻き出しロール１から出た帯状ワークＷは、巻き出し量を調整するたるみ部Ａ１を経て、中間ガイドローラＲ１で９０度方向転換し、ブレーキローラＲ２を経て、露光部５に送られる。たるみ部Ａ１には、フォトセンサＳ１が設けられ、図示しない制御部により、たるみ部Ａ１におけるたるみ量が一定になるように巻き出しロール１からの送り出し量が調整される。
露光部５に送られた帯状ワークＷは搬送ローラＲ３と押さえローラＲ３’、およびブレーキローラＲ２と押さえローラＲ２’により狭持され、搬送ロ一ラＲ３が回転することにより引っ張られ、図の右方向に搬送される。
ブレーキローラＲ２は、ローラが回転する時、回転方向とは逆向きの力が発生する例えば電磁ブレーキのようなブレーキに連結している。帯状ワークＷをブレーキローラＲ２と押さえローラＲ２’により狭持することにより、搬送時に発生しやすいワークの波うち、蛇行、しわの発生などを防ぐ。
露光部５に送られた帯状ワークＷは、後述するように、第１のテンション付与手段１１、第２のテンション付与手段（図示せず）により露光中に想定される熱膨張分だけ、搬送方向とこれに直交する方向にテンションがかけられ、その状態でワーク保持手段６に保持される。この部分については後述する。
【００１２】
帯状ワークＷの表面側には、第１の光照射部４１、ワークの表面側のパターンを形成したマスクＭ１、第１の投影レンズ３１が設けられ、裏面側には、第２の光照射部４２、ワークの裏面側のパターンを形成したマスクＭ２、第２の投影レンズ３２が設けられる。
それぞれの光照射部４１，４２から、マスクＭ１，Ｍ２と投影レンズ３１，３２を介して、帯状ワークＷの両面に露光光が照射され、マスクＭ１，Ｍ２に形成されたマスクパターンが露光される。
なお、光照射部は１個でもかまわない。１つの光照射部から出射する光を、ハーフミラーなどにより光路を分割し、両方のマスクＭ１およびＭ２に照射するようにしても良い。
露光部５で露光された帯状ワークＷは、前記したように、搬送ローラＲ３と押さえローラＲ３’により狭持され、ガイドローラＲ４、巻き敢り量を調整するたるみ部Ａ２を介して、巻き取りロール２に巻き取られる。たるみ部Ａ２には、フォトセンサＳ２が設けられ、図示しない制御部により、たるみ部Ａ２におけるたるみ量が一定になるように巻き取りロール２の巻き取り量が調整される。
【００１３】
次に、ワークを挟持しテンションを加える上記第１のテンション付与手段１１、第２のテンション付与手段、ワークにテンションをかけた状態で、露光領域の周辺部を保持するワーク保持手段６の構成例について説明する。
（１）第１のテンション付与手段
図２に、帯状ワークＷに対しワークの搬送方向にテンションをかける第１のテンション付与手段１１の構成を示す。同図は、搬送方向に直交する方向から見た第１のテンション付与手段１１の構成を示しており、同図では帯状ワークＷの露光部５に対して下流側に設けられるテンション付与手段１１を示しているが、上流側に設けられるテンション付与手段１１の構成も、テンションをかける方向が反対方向である点を除き同様な構成を有している。
第１のテンション付与手段１１は、帯状ワークＷを搬送方向に対して直角方向（幅方向） に挟むグリップ部１２と、グリップ部１２を所定量移動させるグリップ駆動部１３とから構成される。
グリップ部１２は、帯状ワークＷの表面に保護膜であるＰＥＴ膜が形成されている場合、該膜で露光領域が保護されるので、ワーク全面を押し付けるような形状でも問題ない。むしろその形状の方が、帯状ワークＷに対して均等にテンションを与えることができるので好ましい。
【００１４】
グリップ部１２は固定台１４の上に設けられており、固定台１４にはグリップ駆動部１３が取り付けられている。グリップ駆動部１３は、送りモータに１３ａより回転するボールねじ１３ｂを備え、送りモータ１３ａによりボールねじ１３ｂが回転し、ボールねじ１３ｂに係合するグリップ部１２が同図の左右方向、即ち帯状ワークＷの搬送方向に移動する（同図の点線で示す）。
このような第１のテンション付与手段は、前記したように露光部５の搬送方向に沿って送りローラＲ３側（下流側） と、ブレーキローラＲ２側（上流側） の両方に設けられる。
帯状ワークＷの露光部５に対して上流側と下流側を、ブリップ部１２によって把持し、グリップ駆動部１３により、下流側を挟んでいるグリップ部１２は下流側に、上流部を挟んでいるグリップ部は上流側に、それぞれを駆動させることにより、帯状ワークＷの搬送方向にテンションを加える。
【００１５】
図３に第１のテンション付与手段１１のグリップ部１２の構成例を示す。
同図は、第１のテンション付与手段１１を搬送方向から見た断面図である。グリップ部１２は、帯状ワークＷを幅方向に、押さえ板１２ａと下部材１２ｂとで上下から挟む構造になっている。
下部材１２ｂは固定台１４に固定され、固定台１４の一方端は前記したボールネジ１３ｂが取り付けられ、他方端にはリニアガイド１３ｄが取り付けられ、上記ボールネジ１３ｂを回転させることにより、固定台１４が同図の紙面前後方向に移動する。
また下部材１２ｂには真空吸着およびエアーをバックブローするための配管用の孔１２ｃが設けられて、この孔１２ｃにはエアーと真空を供給する配管１２ｄが取付けられている。
押さえ板１２ａはワークＷの幅方向の両側にエアシリンダ１２ｅを介して固定台１４に取り付けられており、エアシリンダ１２ｅにより同図上下方向に移動する。
【００１６】
帯状ワークＷの搬送時は、エアシリンダ１２ｅが伸び、押さえ板１２ａは上昇している。帯状ワークＷは、押さえ板１２ａと下部材１２ｂの隙間を搬送される。この時、下部材１２ｂの孔１２ｃからエアーがバックブローされ、帯状ワークＷの裏面が下部材１２ｂの表面にこすれないようにしている。
帯状ワークＷに搬送方向のテンションを与えるときは、エアシリンダ１２ｅが縮み、押さえ板１２ａが下降し、帯状ワークＷは押さえ板１２ａと下部材１２ｂによって挟まれる。この時、下部材１２ｂの孔１２ｃには真空が供給され、帯状ワークＷの把持を補助する。
また、押さえ板１２ａの下側、ワークＷ表面と接触する部分には、ワークＷの表面への影響をなるべく小さくするため、やわらかいゴムのような弾性部材１２ｆを貼り付けておくことが望ましい。
【００１７】
このような状態で、前記図２に示したグリップ駆動部１３により、固定台１４ごとグリップ部１２がワークＷの搬送方向に移動し、帯状ワークＷに搬送方向のテンションを与える。
なお、第１のテンション付与手段は、搬送ローラＲ３と押さえローラＲ３’、およびブレーキローラＲ２と押さえローラＲ２’を兼用しても良い。例えば、ブレーキローラＲ２は、の電磁ブレーキが、ワークにテンションを与えるとき、ワーク搬送時よりもより強いブレーキがかかるような設定ができるようにする。
その場合、ブレーキローラＲ２と押さえローラＲ２’により狭持して、上記強いブレーキをかけ、搬送ローラＲ３と押さえローラＲ３’により、帯状ワークＷに搬送方向の力を加えれば、ワークの移動が抑制され搬送方向にテンションが加わる。
【００１８】
（２）第２のテンション付与手段
図４に、帯状ワークＷに対しワークの幅方向にテンションをかける第２のテンション付与手段の構成を示す。同図は、搬送方向から見たワーク保持手段６の断面図および第２のテンション付与手段２１を示している。
また、同図は、片側の第２のテンション付与手段２１を示しており、他側にも同様な構成を持つテンション付与手設が設けられる。この第２のテンション付与手段は、ワーク保持手段６に対して、帯状ワークＷの搬送方向の上流側、下流側それぞれ一対の第２のテンション付与手段２１が設けられるので、合計で４箇所に第２のテンション付与手段２１が設けられることになり、帯状ワークＷの４か所を把持してワークの幅方向にテンションを加える。
第２のテンション付与手段２１は、帯状ワークＷの端部を把持するグリップ部２２と、グリップ部を所定量移動させるグリップ駆動部２３とから構成される。
グリップ駆動部２３は、送りモータ２３ａにより回転するボールねじ２３ｂを備え、送りモータ２３ａによりボールねじ２３ｂが回転し、ボールねじ２３ｂに係合するグリップ部２２が同図の左右方向、即ち帯状ワークＷの幅方向に移動する。
【００１９】
グリップ部２２は、帯状ワークＷの周辺部を上部材２２ａの把持部Ｇｒ１と下部材２２ｂの把持部Ｇｒ２とで上下から挟む構造になっている。下部材２２ｂにはシャフト２２ｃが取り付けられグリップ固定台２２ｄに固定されている。
上部材２２ａは軸２２ｅを介して下部材２２ｂに取り付けられており、軸２２ｅを中心に回動する。また、上部材２２ａと下部材２２ｂの把持部Ｇｒ１，Ｇｒ２の反対側にはスプリング２２ｆにより、上部材２２ａと下部材２２ｂは把持部Ｇｒ１，Ｇｒ２の開く方向に付勢されている。
下部材２２ｂには、エアシリンダ２２ｇが敢り付けられており、エアシリンダ２２ｇの駆動軸は、下部材２２ｂを貫通して突出し、その先端は上部材２２ａの軸２２ｅを挟んで把持部Ｇｒ１とは反対側に当接している。このため、エアシリンダ２２ｇを駆動すると、上部材２２ａが軸２２ｅを中心として回動し、把持部Ｇｒ１，Ｇｒ２が閉じる。
【００２０】
図５は、露光部５を上から見た図であり、第２のテンション付与手段２１とワーク保持手段６の関係をわかりやすく示したものであり、第２のテンション付与手段２１は概念構成を示している。また、同図の破線は帯状ワークＷとそのパターンが形成される露光領域を示している。
第２のテンション付与手段２１は、帯状ワークＷの周辺部４ヶ所に設けているが、その個数やグリップ部の大きさは、ワークに対して均等にテンションが与えられるように設計する。必要に応じて決めればよい。
なお、第２のテンション付与手段２１のグリップ部２２を帯状ワークＷの搬送方向に長くし、帯状ワークＷの両側の２か所に設けた第２のテンション付与手段により搬送方向に直交する方向にテンションをかけてもよい。
帯状ワークＷの周辺部を保持するワーク保持手段６は、図４、図５に示すように、帯状ワークＷの露光領域に相当する部分に開口部６ａが設けられており、ワーク保持手段６の下側から、ワークＷの裏面に対して光を照射できるようになっている。ワーク保持手段６の表面には真空吸着孔６ｂが設けられており、露光時は帯状ワークＷの露光領域以外の周辺部を吸着保持する。
【００２１】
次に、上記第１及び第２のテンション付与手段１１，１２により、帯状ワークＷにテンションを加え、その状態を保持する動作について説明する。
あらかじめ、実際の露光条件で帯状ワークＷを露光し、露光中に熱膨張によって伸びる量を測定しておく。さらに、どのくらいの力でワークを引っ張れば、熱膨張による伸び量分ワークを伸ばせるかも求めておく。即ち、露光中に１０μｍ熱膨張するのであれば、第１、第２のテンション付与手段１１，１２が、帯状ワークＷを１０μｍ伸ばすために必要な力を求めておく。
第１、第２のテンション付与手段１１，１２より帯状ワークＷにかけるテンションは、前記したように搬送方向での伸び量と搬送方向に直交する方向の単位長さ当たりの伸び量が等しくなるようにする。
例えば、第２のテンション付与手段が前記図５の構成の場合、図６に示すように搬送方向の２か所に設けられた第２のテンション付与手段２１で把持される搬送方向の帯状ワークの長さ（第２のテンション付与手段の間隔にほぼ等しい）をＬｘとし、帯状ワークＷの幅をＬｙとし、第１のテンション付与手段１１に加える力をＦｘ、第２のテンション付与手段２１に加える力をＦｙとすると、Ｆｘ／Ｌｙ＝Ｆｙ／Ｌｘになるように、テンションを加えればよい。
【００２２】
前記図１〜図５において、帯状ワークＷが、搬送ローラＲ３と押さえローラＲ３’、およびブレーキローラＲ２と押さえローラＲ２’に狭持され、搬送ローラＲ３が回転することにより、露光領域が露光部５に搬送される。
露光部５の搬送方向両側に設けられた、第１のテンション付与手段１１の押さえ板１２ａが下降し、帯状ワークＷが押さえ板１２ａと下部材１２ｂにより狭持される。
第１のテンション付与手段１１のグリップ駆動部１２が、帯状ワークＷを搬送方向に伸ばすように駆動する。帯状ワークＷには搬送方向にテンションが加わり伸びる。該伸び量が熱膨張による伸び量と一致するまで、帯状ワークＷに対してテンションを加える。なお、上記したように、ブレーキローラＲ２のブレーキの大きさを大きくして、搬送ローラＲ３と押さえローラＲ３’、およびブレーキローラＲ２と押さえローラＲ２’により、ワークにテンションを与えても良い。
次に、第２のテンション付与手段２１のグリップ部２２により、帯状ワークＷの端部を把持する。エアシリンダ２２ｇが上昇し、上部材２２ａのグリップ部Ｇｒ１が下降し、帯状ワークＷが挟まれる。
グリップ部２２が帯状ワークＷを把持すると、グリップ駆動部２３の送りモータ２３ａが駆動し、ボールねじ２３ｂが回転し、グリップ部２２がワーク幅方向外側に移動する。これにより帯状ワークＷには幅方向にテンションが加わり伸びる。該伸び量が熱膨張による伸び量と一致するまで、グリップ駆動部２３によりグリップ部２２を移動させ、帯状ワークＷに対してテンションを加える。
なお、第１のテンション付与手段１１による搬送方向への引っ張りと、第２のテンション付与手段２１によるワーク幅方向への引っ張りは、同時に行なっても良い。
【００２３】
帯状ワークＷの両方向の伸び量が熱膨張による伸び量にまで達すれば、ワーク保持手段６の真空吸着孔６ｂに真空を供給し、帯状ワークＷをワーク保持手段６に吸着保持する。第１のテンション付与手段１１のグリップ部１２のエアシリンダ２２ａが押え板１２ａを上昇させ、帯状ワークＷの搬送方向に加えられていたテンションを解除する。また第２のテンション付与手段２２のグリップ部２２のエアシリンダ２２ｇも下降し、上部材２２ａのグリップ部Ｇｒ１が上昇し、ワークの幅方向に加えられていたテンションを解除する。グリップ駆動部２３の送りモータ２３ａが駆動し、ボールねじ２３ｂが回転し、グリップ部２２がワーク幅方向内側に移動する。
なお、上記のように、帯状ワークＷの両方向の伸び量が熱膨張による伸び量に達した時、帯状ワークＷをワーク保持手段６に保持せず、第１のテンション付与手段１１および第２のテンション付与手段２２で保持したままであっても良い。この場合には、第１のテンション付与手段１１、第２のテンション付与手段２２ともに、帯状ワークＷをグリップ部１２，２２によって保持した状態で、グリップ駆動部１３，２３の送りモータ１３ａ，２３ａを停止すれば、ボールねじ１３ｂ，２３ｂの回転も停止し、帯状ワークＷはワーク幅方向に加えたテンションを維持したまま保持される。
また、前記したように第１のテンション付与手段として搬送ローラＲ３とブレーキローラＲ２を用いる場合は、搬送ローラＲ３と押さえローラＲ３’、およびブレーキローラＲ２と押さえローラＲ２’により帯状ワークＷを挟持した状態で、搬送ローラＲ３の回転を停止すれば、帯状ワークＷは搬送方向に加えたテンションを維持したまま保持される。
【００２４】
次に、本実施例の帯状ワークの両面露光装置の位置合せおよび露光動作について説明する。
上記のように帯状ワークＷにテンションをかけてワーク保持手段６で固定した後、不図示のアライメント機構により、マスクＭ１と帯状ワークＷの表面のアライメントマーク、及び、マスクＭ２と帯状ワークＷの裏面のアライメントマークが検出され、位置合せが行なわれる。位置合せ終了後、光照射部４１，４２から露光光が照射され、帯状ワークＷの表面と裏面が同時に露光される。
露光が終了すると、ワーク保持手段６への真空の供給が停止され、帯状ワークＷの保持が解除される。搬送ローラＲ３が回転し、次の露光領域が露光部５に搬送される。
上記アライメントに際し、前記したように投影レンズ３１，３２を光軸方向に移動させたり、投影レンズにズーム機構を設けておくことにより、帯状ワークＷ上に投影されるパターン像の倍率を調整することができる。これにより、マスクＭ１，Ｍ２と帯状ワークＷのアライメントを問題なく行なうことができる。
【００２５】
伸ばした帯状ワークＷに対して位置合せや露光は、以下のように行われる。
第１及び第２のテンション付与手段１１，２２によってかけられたテンションにより、帯状ワークＷは伸びる。したがって、例えば帯状ワークＷ上の、２個のワークアライメントマークの間隔も伸びる（長くなる） 。
マスクＭ１，Ｍ２には、ワークアライメントマークと同じ間隔でマスクアライメントマークが形成され、両者が同じ位置になるようにマスクＭ１，Ｍ２と帯状ワークＷの位置を移動することにより、マスクＭ１，Ｍ２と帯状ワーク２の位置合せが行なわれる。しかし、ワークアライメントマークの間隔が伸びると精度良く上記位置合せを行なうことが難しくなる。
そこで、前記したように、投影レンズ３１，３２を光軸方向に移動させる機構か、投影レンズ３１，３２にズーム機構を設け、帯状ワークＷ上に投影されるマスクパターン像の倍率を調整する。
【００２６】
ワークアライメントマークの間隔が伸びた分（上記したように１０〜２０μｍ） 、マスクパターン像の倍率を大きくして投影する。倍率が大きくなることにより、ワーク上に投影されるマスクアライメントマークの間隔も長くなるので、ワークアライメントマークと一致させることができ、上記したマスクとワークの位置合せが可能になる。 倍率を大きくしてパターンを投影するので、露光されるパターンは設計値よりもやや大きなパターンになる。しかし、露光終了後テンションを解除すればワークは元の大きさに戻るので、それに応じてパターンの大きさも縮まるので問題はない。
また、両面同時に露光されるので、両面とも同じ倍率でパターン像が投影され、縮む時も同じように縮むので、両者の相対位置関係がずれてしまうこともない。
【００２７】
図７に、前記図８のような帯状ワークに、上記装置を用いてテンションをかけて露光を行った時の結果を示す。
図７（ａ）の横軸は、帯状ワークＷにかけるテンションの大きさであり、例えば３０００ｇ（３ｋｇ）であれば、ワークの搬送方向にも幅方向にもそれぞれ３ｋｇのテンションがかけられていることを示す。
縦軸は、露光により形成されたパターンの間隔（線幅） のばらつきである。具体的には、同図（ｂ）（ｃ）に示すように約１００ｍｍ×１００ｍｍの露光領域中２５個所に、間隔の設計値が１５μｍのパターンを露光して形成し、現像後、上記２５個所において上記パターンの間隔を測定し、最も広いパターンの間隔から、最も狭いパターンの間隔を引いた値を示している。
前記したように、露光中に帯状ワークＷがたわむとぼけやぶれが生じる。パターンの間隔ばらつきが大きいということは、ぼけやぶれが大きいということであり、即ち、露光時に、帯状ワークに、大きなたわみや伸びが生じていることになる。
図７によれば、帯状ワークＷにかけるテンションが大きいほど、パターンの間隔のばらつきが小さくなっており、即ち、露光中のワークのたわみや伸びが小さく、精度の良い露光が可能になる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、以下の効果を得ることができる。
（１）露光中、帯状ワークは露光光を吸収し、露光領域の温度が上昇し熟膨張するが、あらかじめその伸び量分ワークは伸ばされているので、応力が緩和されるだけで、ワークの膨らみまたはたわみが発生しない。このため、帯状ワークが光軸方向へ移動することがなく、パターン像のぼけが発生せず、精度の良い露光を（マスクパターンの転写） 行なうことができる。
（２）また、帯状ワークは露光領域の周辺部を保持されているので、露光中に、さらにワークが伸びるということがなく、ぶれの発生を防ぐことができる。したがって、精度の良い露光を行なうことができる。
（３）投影露光を行っているので、投影されるマスクパターン像の倍率を調整して、ワークの伸びに応じてマスクパターンを投影することができ、精度の良い位置合せを行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の帯状ワークの両面露光装置の基本構成を示す図である。
【図２】第１のテンション付与手段の構成を示す図である。
【図３】第１のテンション付与手段のグリップ部の構成例を示す図である。
【図４】第２のテンション付与手段の構成を示す図である。
【図５】露光部を上から見た図である。
【図６】帯状ワークに与えるテンションを説明する図である。
【図７】テンションをかけて露光を行った時のパターンの間隔幅のばらつきを示す図である。
【図８】両面にパターンが形成されるＦＰＣ（フレキシブルプリント基板） の構造例を示す図である。
【図９】露光時に熱膨張により帯状ワークがたわむ様子を示す図である。
【符号の説明】
１ 巻き出しロール
２ 巻き取りロール
５ 露光部
６ ワーク保持手段
１１ 第１のテンション付与手段
１２ グリップ部
１３ グリップ駆動部
２１ 第２のテンション付与手段
２２ グリップ部
２３ グリップ駆動部
３１，３２ 投影レンズ
４１，４２ 第１の光照射部
Ｗ 帯状ワーク
Ｍ１，Ｍ２ マスク
Ａ１，Ａ２ たるみ部
Ｒ１ 中間ガイドローラ
Ｒ２ ブレーキローラ
Ｒ３ 搬送ローラ
Ｒ３’ 押さえローラ
Ｒ４ ガイドローラ
Claims (2)
- 帯状ワークの両面にマスクパターンを露光する帯状ワークの両面投影露光装置であって、
帯状ワークの第１面に形成するパターンが形成された第１のマスクと、
帯状ワークの第２面に形成するパターンが形成された第２のマスクと、
帯状ワークの第１面側に配置された第１の投影レンズと、
帯状ワークの第２面側に配置された第２の投影レンズと、
第１および第２のマスクおよび上記第１、第２の投影レンズを介して帯状ワークに露光光を照射する、少なくとも一つの光照射部と、
帯状ワークを搬送する搬送手段と、
該帯状ワークに、搬送方向にテンションをかける第１の手段と、
搬送方向と直交する方向にテンションをかける第２の手段と、
上記搬送方向と、搬送方向と直交する方向にテンションがかけられた帯状ワークを保持する保持手段とを有する帯状ワークの両面投影露光装置。 - 上記搬送方向にテンションをかける第１の手段および搬送方向と直交する方向にテンションをかける第２の手段が上記保持手段を兼ねていることを特徴とする請求項１の帯状ワークの両面投影露光装置。
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