JP2013044972A - フィルム露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルム状の被露光体にマスクパターンを露光する装置において、露光面上に生じる皺を抑制し、精度の高いパターンを形成する。アライメントカメラを配置するためのスペースを確保する。
【解決手段】フィルム露光装置１は、フィルム搬送部２と、フォトマスク３と、フォトマスク３を被露光体Ｆの露光面ａ上に保持するマスク保持部４と、フォトマスク３のマスクパターンに光を照射する光照射部５とを備える。フォトマスク３は、被露光体Ｆの搬送方向に沿って第１のマスクパターン３１と第２のマスクパターン３２を備える。フィルム搬送部２は、第１のマスクパターン３１と第２のマスクパターン３２の位置に対応して配置した一対のバックロール２１，２２を備え、一対のバックロール２１，２２で露光面ａの逆側の面を支持している。一対のバックロール２１，２２の間にアライメントカメラ６を配置するスペースを確保する。
【選択図】図１

Description

本発明は、フィルム状の被露光体に各種パターンを露光するフィルム露光装置に関するものである。

フィルム状の基材を一方向に搬送しながら、この基材に位相差パターン，フィルタパターン，回路パターンなどの各種パターンを露光する露光装置が知られている。例えば、下記特許文献１に記載された露光装置は、所定幅を有するロールフィルム状の被露光体を露光部上に送り込んで、マスクのパターンを被露光体に露光する装置であって、被露光体を送り出す供給リールを回転させる供給リール回転部と、この供給リールから送り出された被露光体をガイドするガイドローラと、このガイドローラと露光部との間に配置され、被露光体にパターンマスクとの位置合わせ用のアライメントマークを描画するアライメントマーク描画部とを備える。また、このアライメントマークを撮像するアライメントカメラを備え、アライメントカメラの画像に基づいてフィルム状の被露光体とマスクの位置調整を行うものである。

特開２００９−５３３８３号公報

このような露光装置では、フィルム状の被露光体が露光によって加熱されることで、被露光体の露光面に搬送方向に沿った筋状の皺が生じることがある。露光面にこのような皺が生じると、マスクのパターンを露光面上に形成する際にパターンの寸法に悪影響を及ぼすことがあり、露光面上に精度の高いパターンを形成することができない問題が生じる。

また、被露光体のフィルム面上に形成したアライメントマークをアライメントカメラで撮像する際に、前述した皺がフィルム面上に生じていると、アライメントカメラの焦点位置が変化し、取得画像の鮮明度が低下してフィルム状の被露光体とマスクとの位置調整を高精度に行うことができなくなる問題が生じる。

これに対して、被露光体の露光面に形成される皺を抑制する方法として、被露光体における露光面の逆側の面に比較的大径のバックロールを当接させ、このバックロールの曲面で皺を伸ばすことが考えられる。しかしながらこの方法によると、被露光体における露光面の逆側のスペースがバックロールによって占有されてしまい、露光面の逆側に配置したいアライメントカメラなどの機材の配置スペースが制約を受ける問題が生じる。

仮に、アライメントカメラを被露光体の露光面側に配置したとすると、本来露光面側に配置されるのが必須の光源やマスクホルダの配置とアライメントカメラの配置が干渉するという問題だけで無く、バックロールの曲面で反射した光をアライメントカメラで撮像することになるので、バックロールの曲面で光が様々な方向に反射することになり、カメラに入射する光の光量が低下して取得画像のコントラストが低下する問題が生じる。

本発明は、このような問題に対処することを課題の一例とするものである。すなわち、フィルム状の被露光体にマスクパターンを露光する露光装置において、露光面上に生じる皺を抑制することで、露光面上に精度の高いパターンを形成すること、或いは、フィルム状の被露光体とマスクとの位置調整を高精度に行うことができること、露光面の逆側にアライメントカメラなどの機材を配置できる有効スペースを確保できること、アライメントカメラの取得画像のコントラストを高めることができること、等が本発明の目的である。

このような目的を達成するために、本発明は、以下の構成を少なくとも具備するものである。

フィルム状の被露光体にマスクパターンを露光する露光装置において、前記被露光体を一方向に沿って搬送するフィルム搬送部と、前記被露光体の露光面上に近接配置されるフォトマスクと、前記フォトマスクを前記被露光体の露光面上に保持するマスク保持部と、前記フォトマスクのマスクパターンに光を照射する光照射部とを備え、前記フォトマスクは、前記被露光体の搬送方向に沿って配置される第１のマスクパターンと第２のマスクパターンを備え、前記フィルム搬送部は、前記第１のマスクパターンと前記第２のマスクパターンの位置に対応して配置した一対のバックロールを備え、前記一対のバックロールで前記第１のマスクパターンと前記第２のマスクパターンが露光される露光面の逆側の面を支持することを特徴とするフィルム露光装置。

このような特徴を備えた本発明のフィルム露光装置によると、一対のバックロールで第１のマスクパターンと第２のマスクパターンが露光される被露光体における露光面の逆側の面を支持するので、露光面がバックロールの表面に当接して皺が生じ難い状態になる。これによって、被露光体の露光面上に生じる皺を抑制することができ、露光面上に精度の高いパターンを形成することができる。また、被露光体の露光面上に生じる皺を抑制することで、被露光体のアライメントマークを焦点ズレなく撮像でき、被露光体とマスクとの位置調整を高精度に行うことができる。

また、バックロールを一対設けることで、一対のバックロールの間にスペースを確保することが可能になり、このスペースにアライメントカメラなどの調整機材を配置することができる。これによると、アライメントカメラは、フォトマスクと被露光体を透過した光でアライメントマークを撮像することができ、アライメントカメラに入射する光を十分に確保して、コントラストの高い画像を得ることができる。

本発明の実施形態に係るフィルム露光装置の全体構成を示した説明図である。 本発明の実施形態におけるフォトマスクのマスクパターンを示した説明図（図２（ａ）が平面図、図２（ｂ）がＡ−Ａ断面図）である。 本発明の実施形態におけるマスク保持部の具体的な構成例を示した説明図（図３（ａ）がＢ−Ｂ断面図であり、図３（ｂ）がＡ−Ａ断面図）である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施形態に係るフィルム露光装置の全体構成を示した説明図である。

フィルム露光装置１は、フィルム状の被露光体Ｆにマスクパターンを露光する装置であり、被露光体Ｆを一方向に沿って搬送するフィルム搬送部２と、被露光体Ｆの露光面ａ上に近接配置されるフォトマスク３と、フォトマスク３を被露光体Ｆの露光面ａ上に保持するマスク保持部４と、フォトマスク３のマスクパターンに光を照射する光照射部５とを備えている。

被露光体Ｆは、一方向に沿って長尺なフィルム状の基材に対して紫外線等の光を照射することで変性する感光性樹脂層を表面又は内部に備えるものである。被露光体Ｆ上に形成される露光パターンは、位相差パターン，カラーフィルタパターン，回路パターンなどの各種パターンであればよく、パターンの形態は特に限定されないが、被露光体Ｆを一方向に沿って搬送しながらパターン形成を行うものであるから、搬送方向に沿った線状のパターンが形成されることになる。

フィルム搬送部２はフィルム状の被露光体Ｆを図示の矢印に沿って一方向に搬送するものである。このフィルム搬送部２は、フォトマスク３に対して被露光体Ｆの搬送方向上流側と下流側に一対のバックロール２１，２２を備えており、そのバックロール２１，２２の上に被露光体Ｆの露光面ａが配置されている。図示のフィルム搬送部２は、一対のバックロール２１，２２の上流側及び下流側に複数の搬送ロール２３，２４を備えている。

フォトマスク３は、バックロール２１，２２上で被露光体Ｆの露光面ａに近接配置され、被露光体Ｆの搬送方向に沿って配置される第１のマスクパターン３１と第２のマスクパターン３２を備えている。図２は、本発明の実施形態におけるフォトマスクのマスクパターンを示した説明図（図２（ａ）が平面図、図２（ｂ）がＡ−Ａ断面図）である。図示の例では、第１のマスクパターン３１が被露光体Ｆの搬送方向上流側に配置され、第２のマスクパターン３２が被露光体Ｆの搬送方向下流側に配置されている。第１のマスクパターン３１と第２のマスクパターン３２は、それぞれ被露光体Ｆの露光面ａ上の異なる位置に線状のパターンを形成するものである。

フォトマスク３は、第１のマスクパターン３１と第２のマスクパターン３２の間にアライメント開口部３３，３４，３５を備えている。アライメント開口部３３，３４はそれ自体がアライメントマークとして機能するものであり、これによってフォトマスク３の初期状態における位置調整を行う。アライメント開口部３５はスリット状の開口部であり、その内部に被露光体Ｆの搬送方向に沿って線状のマーク（図示省略）が設けられている。被露光体Ｆ上に設けられた線状のアライメントマークとアライメント開口部３５内の線状のマークを合わせることで被露光体Ｆの搬送中の位置調整が行われる。また、フォトマスク３は、透明な石英ガラス基板３Ａの一面にクロムなどの遮光層３Ｂをスパッタリングなどで形成し、この遮光層３Ｂにフォトリソ工程などで第１のマスクパターン３１、第２のマスクパターン３２、アライメント開口部３３，３４，３５を形成したものである。

マスク保持部４は、フォトマスク３を被露光体Ｆの露光面ａ上に保持すると共に、フォトマスク３のアライメント開口部３３，３４，３５に対応した開口４ａを有する。図示の例では、マスク保持部４は略中央部に遮光板４１を備えている。

マスク保持部４によって保持されるフォトマスク３の上には、第１のマスクパターン３１と第２のマスクパターン３２のそれぞれに光を照射する光照射部５（５Ａ，５Ｂ）を配置している。光照射部５（５Ａ，５Ｂ）は、図示省略した一つ又は複数の光源からの光をフォトマスク３の第１のマスクパターン３１と第２のマスクパターン３２にそれぞれ導くものである。光照射部５（５Ａ，５Ｂ）の一例を説明すると、異なる直線偏光成分（Ｐ偏光とＳ偏光）をそれぞれの光照射部５Ａ，５Ｂから露光面ａに傾斜した角度で照射している。これによると露光面ａ上にストライプ状の位相差パターンを形成することができる。

また、本発明の実施形態に係るフィルム露光装置１は、一対のバックロール２１，２２間にアライメントマークを撮像するアライメントカメラ６（６Ａ，６Ｂ）を配置しており、アライメントカメラ６（６Ａ，６Ｂ）の取得画像に基づいてマスク保持部４と被露光体Ｆとの位置調整を行う位置調整部７を備える。位置調整部７はマスク保持部４の支持枠４３を介してマスク保持部４に保持されたフォトマスク３と被露光体Ｆとの位置調整を行う。

アライメントカメラ６は、位置調整用光源９から照射されて、アライメント開口部３３，３４，３５及び被露光体Ｆを透過した光で、アライメントマークの画像を取得している。アライメントカメラ６の画像は図示省略した制御部で画像処理され、この制御部の出力によって位置調整部７を動作させる。アライメントカメラ６は、アライメント開口部３３，３４とアライメントマークとして撮像するための初期調整用カメラ６Ａと、アライメント開口部３５内の線状マークと被露光体Ｆに設けた線状のアライメントマークを撮像するための追従用カメラ６Ｂを備えている。また、一対のバックロール２１，２２間には、被露光体Ｆとフォトマスク３との間隔を検知して適正な間隔に調整するためのギャップセンサ８を設けることができる。

図３は、本発明の実施形態におけるマスク保持部の具体的な構成例を示した説明図（図３（ａ）がＢ−Ｂ断面図であり、図３（ｂ）がＡ−Ａ断面図）である。図示の例のマスク保持部４は、フォトマスク３を吸着して保持するものであり、フォトマスク３の外周縁に対応する外縁を有する枠体４４を備えている。このマスク保持部４は、第１のマスクパターン３１と第２のマスクパターン３２の間でフォトマスク３を保持している。枠体４４には、フォトマスク３のアライメント開口部３３，３４，３５に光を透過させるための開口４ａが設けられる。

枠体４４の略中央には、被露光体Ｆの搬送方向に交差する方向に延設される遮光板４１が設けられ、遮光板４１を跨ぐように支持枠４３が設けられている。遮光板４１は第１のマスクパターン３１に照射される光と第２のマスクパターン３２に照射される光が互いに交錯しないように設けられるものである。更に、枠体４４には、その下面にマスク吸着孔４５が設けられ、このマスク吸着孔４５に生じる負圧でフォトマスク３を枠体４４の下面に吸着している。

このような構成を備えるフィルム露光装置１は、フォトマスク３が被露光体Ｆの搬送方向に沿って第１のマスクパターン３１と第２のマスクパターン３２を備えており、フィルム搬送部２が、第１のマスクパターン３１と第２のマスクパターン３２の位置に対応して配置した一対のバックロール２１，２２を備えている。そして、一対のバックロール２１，２２で第１のマスクパターン３１と第２のマスクパターン３２が露光される露光面ａの逆側の面を支持している。

これによると、図２に示すように、フォトマスク３における第１のマスクパターン３１と第２のマスクパターン３２の間に比較的広い間隔を設けることで、これらの位置に対応して配備される一対のバックロール２１，２２の間のスペースを比較的大きくとることができる。これによって、一対のバックロール２１，２２の間のスペースにアライメントカメラ６（６Ａ，６Ｂ）やギャップセンサ８などの調整機材を配置することができる。一対のバックロール２１，２２の間のスペースは、被露光体Ｆの露光面ａとは逆側に位置し、マスク保持部４や光照射部５の配置と干渉しないスペースになる。また、フォトマスク３には第１のマスクパターン３１と第２のマスクパターン３２の間に比較的広いスペースがあり、そのスペースの任意の位置にアライメント開口部３３，３４，３５を配置することができるので、アライメントカメラ６（６Ａ，６Ｂ）の位置もそれに合わせて任意に設定することができる。

また、アライメントカメラ６は、位置調整用光源９から出射してアライメント開口部３３，３４，３５及び被露光体Ｆを透過した光で、アライメント開口部３３，３４，３５と被露光体Ｆのアライメントマークの画像を得るので、十分な光量で画像を取得でき、コントラストの高い画像に基づいて位置調整を行うことができる。これにより、被露光体Ｆとフォトマスク３の位置調整を精度良く行うことができる。

そして、フォトマスク３の第１のマスクパターン３１と第２のマスクパターン３２に対応する被露光体Ｆの露光面ａは、それぞれバックロール２１，２２の曲面で背面側から支持されているので、それぞれの露光面ａはバックロール２１，２２の曲面で引き延ばされることになり、この露光面ａが加熱しても皺が生じ難い状態になっている。これによって、皺のない露光面ａに第１のマスクパターン３１と第２のマスクパターン３２を露光することができ、寸法精度の高いマスクパターンを形成することが可能になる。また、露光面ａの皺を抑制することで、その間の被露光体Ｆのフィルム面にも皺が生じ難くなり、アライメントカメラ６で被露光体Ｆに設けたアライメントマークを撮像する際の焦点ズレが生じ難くなる。これによって、被露光体Ｆとフォトマスク３との位置調整を高精度に行うことが可能になる。

フォトマスク３の第１のマスクパターン３１と第２のマスクパターン３２に対応する被露光体Ｆの露光面ａは、バックロール２１，２２の曲面上に限定されるものではなく、バックロール２１，２２の曲面に近い被露光体Ｆの平面部分にも形成することができる。バックロール２１，２２の曲面に近い被露光体Ｆの平面部分はバックロール２１，２２の曲面上と同様に皺が生じ難い部分であり、この部分を露光面ａとすることで露光領域を広く取ることができる。このように露光領域を広くすることで光源照度の低減が可能になる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

１：フィルム露光装置，２：フィルム搬送部，３：フォトマスク，
４：マスク保持部，４ａ：開口，５（５Ａ，５Ｂ）：光照射部，
６（６Ａ，６Ｂ）：アライメントカメラ，７：位置調整部，
８：ギャップセンサ，９：位置調整用光源，
２１，２２：バックロール，２３，２４：搬送ロール，
３１：第１のマスクパターン，３２：第２のマスクパターン，
３３，３４，３５：アライメント開口部，
４１：遮光板，４３：支持枠，４４：枠体，４５：マスク吸着孔
Ｆ：被露光体，ａ：露光面

Claims (4)

1. フィルム状の被露光体にマスクパターンを露光する露光装置において、
   前記被露光体を一方向に沿って搬送するフィルム搬送部と、
   前記被露光体の露光面上に近接配置されるフォトマスクと、
   前記フォトマスクを前記被露光体の露光面上に保持するマスク保持部と、
   前記フォトマスクのマスクパターンに光を照射する光照射部とを備え、
   前記フォトマスクは、前記被露光体の搬送方向に沿って配置される第１のマスクパターンと第２のマスクパターンを備え、
   前記フィルム搬送部は、前記第１のマスクパターンと前記第２のマスクパターンの位置に対応して配置した一対のバックロールを備え、前記一対のバックロールで前記第１のマスクパターンと前記第２のマスクパターンが露光される露光面の逆側の面を支持することを特徴とするフィルム露光装置。
2. 前記一対のバックロール間のスペースに前記被露光体に設けたアライメントマークを撮像するアライメントカメラを配置したことを特徴とする請求項１記載のフィルム露光装置。
3. 前記フォトマスクは、前記第１のマスクパターンと前記第２のマスクパターンの間に前記アライメントマークに対応するアライメント開口部を備えることを特徴とする請求項２に記載のフィルム露光装置。
4. 前記マスク保持部は、前記第１のマスクパターンと前記第２のマスクパターンの間で前記フォトマスクを保持することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフィルム露光装置。

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