JP3376935B2 - 帯状ワークの露光装置 - Google Patents
帯状ワークの露光装置Info
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Description
ルム、薄物金属等の長尺連続ワーク(以下帯状ワークと
いう)の表面にマスクパターンを露光するための帯状ワ
ークの露光装置に関する。
状のワーク上に複数の各種電子素子等を形成するため、
ロール状に巻かれた帯状ワークをリールから引き出し
て、所定のパターン領域毎に搬送・停止し、マスクと帯
状ワークの各露光領域との位置合わせを行ったのちマス
クパターンをワーク上に露光する露光工程が行われる。
上記露光工程において使用される帯状ワークは通常長さ
が100mほどあり、その搬送は、リールにロール状に
巻かれた状態からワークを引き出し、露光し、再びリー
ルに巻き取る方法で行われる。帯状ワークには、レジス
トや感光性ポリイミドのような感光性樹脂が塗布されて
いる。
巻かれたリールを、送り出しロール部に取りつける。帯
状ワークは、搬送用の回転ローラと押えローラによって
狭持され、回転ローラが回転することで露光部に送られ
る。露光部において、帯状ワークは、ワークステージに
真空吸着によって固定され、光照射部より露光光がマス
クと投影レンズを介して帯状ワークに照射され、マスク
に形成されているマスクパターンが露光される。露光完
了後、帯状ワークをワークステージから固定解除し、回
転ローラが回転し、帯状ワークを次の露光領域に搬送す
る。露光が終了した帯状ワークは、巻き取りロール部に
取りつけられたリールに巻き取られる。
り、ワーク上には1列に並んで製品が作られていた。し
たがって、露光処理もマスクパターンを1列に露光する
だけで良かった。しかし、最近、1巻の帯状ワークから
より多くの製品が製作できるように、帯状ワークの幅を
広く、例えば、帯状ワークの幅を250mmとし、ワー
ク上に2列に並んで製品を作る場合がある。したがっ
て、マスクパターンを2列に露光することが求められる
ようになった。
ークに2列のマスクパターンを露光しようとすると、送
り出しロール部に取りつけられたリールから帯状ワーク
を搬送し、まず第1列のパターンを露光する。第1列の
露光が終ると、帯状ワークは巻き取りロール部に取りつ
けられたリールに巻き取られる。第2列目を露光するに
は、第1列の露光を終えた帯状ワークが巻取られたリー
ルを巻き取りロール部から取り外し、送り出しロール部
に取りつける。即ちリールを掛け替える。再びリールか
ら帯状ワークを搬送し第2列目を露光する。露光が終了
した帯状ワークは、巻き取りロール部に取りつけられた
リールに巻き取られる。なお、第2列目の露光を行なう
装置は、第1列目を露光した装置と同じものを使用して
も良いし、別の装置を使用しても良い。
に関し、露光開始から終了までの間に必ず「リール掛け
替え」という人的作業が発生し効率が悪かった。なお、
2列のパターンを形成したマスクを準備し、投影面積が
2倍の投影レンズを準備し、2列を一括して露光するよ
うにすれば、1巻のワークを「ロール掛け替え」を行な
うことなく露光処理できる。しかし、そのためには、非
常に太きな投影レンズが必要となる。大型のレンズ材料
は価格が非常に高価であり、コストが大幅にアッブす
る。また露光装置全体も大型化する。
であって、装置が大型化することなく、また、ロールの
掛け替えを行なうことなく帯状ワークに複数列のマスク
パターンを露光することができる帯状ワークの露光装置
を提供することを目的とする。
課題を次のようにして解決する。 (1)帯状ワークに、マスクに形成されたパターンを順
次に露光していく露光装置において、ワークステージ上
の帯状ワークを帯状ワークの長手方向に搬送するワーク
搬送機構に加え、送り出しロール部とワークステージの
間、および巻取りロール部とワークステージの間に、上
記帯状ワークを保持してワークステージ上の帯状ワーク
を帯状ワークの幅方向に移動するワーク移動機構を設け
る。制御部により上記ワーク搬送機構とワーク移動機構
を制御して、帯状ワークの搬送と、搬送方向に直交する
方向の移動を繰り返し、帯状ワークに複数列のマスクパ
ターンを露光する。これにより、ロールの掛け替えを行
なうことなく、また、装置を格別に太型化したり非常に
高価な大型の投影レンズを使用することなく、1巻の帯
状ワークに複数列のマスクパターンを露光することがで
きる。 (2)露光処理前の帯状ワークを収納する送り出しロー
ル部と、露光処理後の帯状ワークを収納する巻取りロー
ル部を、それぞれ帯状ワークの幅方向に移動させるロー
ル部移動機構とを設ける。そして、帯状ワークの搬送に
際して帯状ワークにねじれが生じないようにロール部移
動機構により帯状ワークを幅方向に移動させる。
の構成例を示す図である。同図において、1は露光光を
照射する光照射装置、Mはマスクであり、マスクMには
マスクアライメントマークMAM(以下、マスクマーク
MAMと略記する)が記されている。また、光照射装置
1とマスクMとの間には、挿入・退避可能に取り付けら
れた部分照明系11,11’が設けられており、後述す
るように、マスクマークMAMとワークアライメントマ
ークWAM(ワークマークWAMと略記する)の位置合
わせをする際、上記部分照明系11,11’を同図に示
す位置に挿入し、部分照明系11,11’によりマスク
マークMAMとワークマークWAMを照明する。
り、ワークステージ3は図示しない真空吸着機構を備え
ており、真空吸着機構により帯状ワークWbを吸着して
保持する。5はXYZθステージであり、ワークステー
ジ3をXYZθ方向に駆動する(Xは同図の左右方向、
Yは同図紙面の前後方向、ZはXY軸に直交する方向、
θはZ軸を中心とした回転である)。投影レンズ2とワ
ークステージ3の間には、アライメントユニット4が設
けられており、マスクMと帯状ワークWbとの位置合わ
せを行うために使用される。アライメントユニット4は
受像素子4aを備えており、受像素子4aによりマスク
アライメントマークMAM像およびワークアライメント
マークWAM像を受像し、マスクMと帯状ワークWbの
アライメントを行う。
Wbがロール状に巻かれた送り出しリール6aが取り付
けられる。送り出しロール部6には移動機構10が設け
られており、同図紙面の前後方向に移動可能に構成され
ている。また、7は巻き取りロール部であり、露光済の
帯状ワークWbを巻き取る巻き取りリール7aが取り付
けられる。巻き取りロール部7には、移動機構10’が
設けられており、同図紙面の前後方向に移動可能であ
る。送り出しリール6aから送り出された帯状ワークW
bは案内用ローラR3,搬送用ローラR1,R2を介し
てワークステージ3上に搬送され、投影レンズ2の露光
領域内に位置決めされる。そして、マスクMと帯状ワー
クWbの位置合わせ終了後、露光処理が行なわれる。
ラR1’、R2’案内用ローラR3’を介して巻き取り
リール7aに巻き取られる。また、送り出しリール6a
と案内用ローラR3の間、および、案内用ローラR3’
と巻き取りリール7aの間の帯状ワークWbには弛み部
Cが設けられており、この弛み部Cにより、マスクとワ
ークの位置合わせ時および後述するワークを搬送方向と
直交する方向へ移動する時の、帯状ワークの移動余裕を
確保し、帯状ワークWbに所定以上のストレスが加わる
のを防止している。8,8’はワーク吸着機構であり、
ワーク吸着機構8,8’は同図Aに示すように、真空供
給管路8aを備えており該管路8aに真空を供給するこ
とにより帯状ワークWbを吸着することができる。
3、R1’〜R3’はベースプレートに取り付けられた
レールと係合する移動機構9,9’に取り付けられてお
り、移動機構9,9’により、これらが一体で同図紙面
の前後方向に移動可能に構成されている。これらを移動
させることにより、帯状ワークWbを保持した状態で、
搬送方向に直交する方向に移動させることができる。さ
らに、ローラR1,R1’は同図の矢印方向に移動可能
に構成されており、帯状ワークWbを搬送するとき、ロ
ーラR1,R1’は下方向に移動し帯状ワークWbをロ
ーラR1とR2、ローラR1’とR2’で挟む。
1列目と第2列目の露光動作を説明する図であり、同図
は、図1のB方向から見た図を示しており、同図(a)
は第1列目の露光時の状態、同図(b)は第2列目の露
光時の状態を示している。第1列目の露光時には、図2
(a)に示すように、帯状ワークWbの第1列目の第1
の露光領域が、ワークステージ3上のマスクパターンが
投影される位置に真空吸着される。そして、XYZθス
テージ5によりワークステージ3を移動させマスクMと
帯状ワークWbの位置合わせを行ったのち、光照射装置
1から、露光光を、マスクMと投影レンズ2を介して帯
状ワークWbに照射し、マスクパターンを帯状ワークの
第1の露光領域に転写する。
ステージ3の真空吸着を解除するとともに、ワーク吸着
機構8.8’の真空供給管路8aに真空を供給して帯状
ワークWbを保持し、ワーク吸着機構8,8’とローラ
R2,R2’ローラR3,R3’を図2(b)の矢印の
方向に帯状ワークの幅に対しておよそ半分の距離だけ移
動させ、第2列目の第2の露光領域が、ワークステージ
3上のマスクパターンが投影される位置に来るようにす
る。そして、ワークステージ3により帯状ワークWbを
吸着固定し、前記したのと同様、マスクMと帯状ワーク
Wbの位置合わせを行ったのち、マスクパターンを帯状
ワークの第2の露光領域に転写する。第2の露光領域の
露光が終了すると、帯状ワークWbを搬送し、次の露光
領域の露光を行う。
の露光順序を説明する図である。同図に示すように、第
1列目の露光を行ったのち、帯状ワークWbを搬送方
向と直交する方向に移動させ、第2列目の露光を行
う。ついで、帯状ワークWbを次の露光領域まで搬送
し、第2列目の露光を行ったのち、帯状ワークWbを
搬送方向とは直交する方向に移動させ第1列目の露光
を行う。以下同様にして〜の露光を行う。なお、図
3では、「搬送方向への移動→第1列目の露光処理→搬
送方向と直交する方向への移動→第2列目の露光処理→
搬送方向への移動→第2列目の露光処理→搬送方向と直
交する方向への移動→第1列目の露光処理→…」の順序
で露光する場合について示したが、例えば、「搬送方向
への移動→第1列目の露光処理→搬送方向と直交する方
向への移動→第2列目の露光処理→搬送方向と直交する
方向への移動→搬送方向への移動→第1列目の露光処理
→…」の順序で露光する等、露光順序は必要に応じて適
宜、選択することができる。また、図3では帯状ワーク
上に2列に露光する場合について示したが、帯状ワーク
の直交方向の移動量を適宜選択することにより、帯状ワ
ークに3列以上露光することもできる。
成を示す図である。同図において、4はアライメントユ
ニットであり、前記したようにマスクアライメントマー
クMAM像とワークアライメントマークWAM像を受像
する受像素子4aを備えている。そして、受像素子4a
により受像された上記アライメントマーク像は画像処理
部21に送られ、画像処理部21において画像処理され
その位置が検出される。22はモニタであり、モニタ2
2上に上記受像素子4aで受像された画像が表示され
る。31は、帯状ワークWbの搬送を制御するワーク搬
送制御機構であり、搬送用ローラR1、R2及びR
1’、R2’を駆動して帯状ワークWbをワークの長手
方向に搬送する。32は、帯状ワークWbを搬送方向と
直交する方向に移動させるワーク移動制御機構であり、
一体として構成されたワーク吸着機構8.8’ローラR
1〜R3,R1’〜R3’を、移動機構9.9’により
移動させる。33は部分照明系11,11’の退避・挿
入を制御する部分照明系駆動機構、34はワークステー
ジ3を駆動するステージ駆動機構、35はアライメント
ユニット4の位置を制御するアライメント系駆動機構で
ある。
御機構であり、送り出しロール部6、巻き取りロール部
7を、それぞれに設けられた移動機構10,10’によ
り移動させる。制御部20は、上記各種制御機構、駆動
機構を介して帯状ワークWbの搬送、移動、位置決めを
行い、前記図3で説明した順序の露光処理ができるよう
に帯状ワークWbを移動させる。また、帯状ワークWb
が搬送方向と直交する方向へ移動した時は、次に帯状ワ
ークWbが搬送方向へ搬送されるまでの間に、送り出し
/巻き取りロール部駆動制御機構36により、送り出し
ロール部6、巻き取りロール部7を、帯状ワークWbが
移動した方向に、同じ距離だけ移動させる。さらに、画
像処理部21において検出されたマスクアライメントマ
ークMAM、ワークアライメントマークWAMの位置に
基づきマスクMと帯状ワークWbの各パターン領域との
アライメント、帯状ワークWbの露光処理を制御する。
る。 (1)ローラR1とR2、R1’とR2’により帯状ワ
ークWbを狭持し、帯状ワークWbが搬送され、図2
(a)に示すように第1列目の第1の露光領域が、ワー
クステージ3上のマスクパターンが投影される位置にく
ると、帯状ワークWbはワークステージ3により真空吸
着される。なお、帯状ワークWbの搬送・アライメント
・露光時には、ワーク吸着機構8,8’の真空供給管路
8aには真空は供給されていない。
状ワークWbの狭持を解除する。退避していたアライメ
ントユニット4と部分照明系11とが、露光領域範囲内
に挿入され、マスクMと帯状ワークWbの位置合わせが
行なわれる。すなわち、部分照明系11,11’からア
ライメント光(露光光)が照射され、マスクマークMA
Mが投影レンズ2を介して帯状ワークWb上に投影され
る。アライメントユニット4の受像素子4aにより、マ
スクマークMAMの投影像とワークマークWAMとを検
出しその位置を記憶する。制御部20は、マスクマーク
MAMとワークマークWAMとが一致するように、ワー
クステージ駆動機構34によりXYZθステージを駆動
し、ワークステージ3を移動させる。上記位置合わせ動
作により、帯状ワークWbはXYθ方向に移動するが、
前記弛み部Cにおいて、帯状ワークWbに発生するねじ
れのストレスが吸収される。位置合わせ終了後、アライ
メントユニット4と部分照明系11とを露光領域範囲外
に退避する。
わせに関しては次の手順でも良い。アライメントユニッ
ト4にワークマークWAM照明用の第2の部分照明系
(非露光光)を設ける。そして、以下の手順でアライメ
ントを行う。 部分照明系11,11’からアライメント光(露光
光)を照射する。マスクマークMAMは投影レンズ2を
介して帯状ワークWb上に投影される。 アライメントユニット4の受像素子4aにより、マ
スクマークMAMの投影像を検出しその位置を記憶す
る。部分照明系11,11’からアライメント光の照射
を停止する。 第2の部分照明系(非露光光)によりワークマーク
WAMを照明し、ワークマークWAMを受像素子4aに
より検出する。記憶したマスクマークMAMと検出した
ワークマークWAMとが一致するようにXYZθステー
ジ5をXYθ方向に駆動し、ワークステージ3を移動さ
せる。
クMと投影レンズ2を介して帯状ワークWbに照射し、
マスクパターンを帯状ワークWbに転写する。第1の露
光領域の露光処理を終える。 (4)ワーク吸着機構8,8’の真空供給管路8aに真
空を供給し、帯状ワークWbを保持する。その際、ロー
ラR1とR1’とは下降して帯状ワークWbを狭持して
も良いが、開放したままでもかまわない。ワークステー
ジ3の真空吸着を解除し、XYZθステージ5のZステ
ージによりワークステージ3を微小下降させ、ワークス
テージ3の真空吸着孔からエアーを噴出する。
32により、ワーク吸着機構8,8’とローラR2,R
2’ローラR3,R3’を、前記図2(b)に示したよ
うに、帯状ワークの幅に対しておよそ半分の距離だけ移
動させる。第2列目の第2の露光領域が、ワークステー
ジ3上のマスクパターンが投影される位置に来る。 (6)ワークステージ3からのエアーの噴き出しを止め
る。また、ワークステージ3に真空を供給し、ワークス
テージ3を下降していた分上昇させ、帯状ワークWbを
吸着・固定する。ワーク吸着機構8,8’の真空供給管
路8aへの真空の供給を止める。 (7)上記(2)〜(3)と同様にマスクMと帯状ワー
クWbの位置合わせ、第2の露光領域の露光処理を行な
う。
帯状ワークWbは、露光処理部近辺のみ帯状ワークWb
の幅方向に移動しているので、前記弛み部Cにおいて、
ねじれが生じている。この状態では、帯状ワークWbを
搬送させると、帯状ワークWbに対して大きなねじれの
ストレスが生じるので、帯状ワークWbの蛇行・変形・
損傷等が発生する可能性がある。したがって、制御部2
0は、送り出し/巻き取りロール部駆動制御機構36に
より移動機構10,10’を駆動して、送り出しロール
部6、巻き取りロール部7を帯状ワークWbが移動した
方向と同じ方向に、同じ移動距離だけ移動させる。この
送り出しロール部6、巻き取りロール部7の移動は、上
記(5)のワーク吸着機構8,8’の移動と同時に行な
っても良いが、ワーク吸着機構8,8’による帯状ワー
クWbの移動から、第2の露光領域の露光処理が終了
し、次の第3の露光領域に帯状ワークWbが搬送される
までの間であれば、いつでも良い。
ーラR2,R2’との間で帯状ワークを狭持する。ワー
クステージ3の真空吸着を解除し、XYZθステージ5
のZステージによりワークステージ3を微小下降させ、
ワークステージ3の真空吸着孔からエアーを噴出する。
ローラR2’とR1’が回転し、帯状ワークを搬送す
る。これにより、第2列目の第3の露光領域が、ワーク
ステージ3上に搬送される。 (10)上記動作を繰り返して、例えば、前記図3のよ
うに、第1列目、第2列目の露光領域を交互に露光して
いく。なお、帯状ワークWbにあらかじめワークマーク
MAMが形成されていないような場合、即ち、帯状ワー
クWbに最初のマスクパターンを露光する場合には、上
記 (2)(7)におけるマスクとワークの位置合わせ
を行う必要はない。
以下の効果を得ることができる。 (l)帯状ワークを、搬送方向に対して直交する方向に
移動させることにより、複数列の露光が可能であり、ロ
ールの掛け替えを行なうことなく、1巻の帯状ワークに
複数列のマスクパターンを露光することができる。 (2)帯状ワークを搬送方向に対して直交する方向ヘ移
動させる移動機構を設け、その移動スペースを確保する
のみで、装置を格別に太型化することなく、また非常に
高価な大型の投影レンズを使用することなく、1巻の帯
状ワークに複数列のマスクパターンを露光することがで
きる。
である。
光動作を説明する図である。
を説明する図である。
示す図である。
御機構 M マスク MAM マスクアライメントマーク WAM ワークアライメントマーク R1〜R3 ローラ R1’〜R3’ ローラ Wb 帯状ワーク
Claims (2)
- 【請求項1】 帯状ワークに、マスクに形成されたパタ
ーンを順次に露光していく露光装置であって、露光処理前の帯状ワークを収納する送り出しロール部
と、露光処理後の帯状ワークを収納する巻取りロール部
と、 ワークステージ上の帯状ワークを帯状ワークの長手
方向に搬送するワーク搬送機構と、上記送り出しロール部とワークステージの間、および上
記巻取りロール部とワークステージの間に設けられ、上
記帯状ワークを保持して、 ワークステージ上の帯状ワー
クを帯状ワークの幅方向に移動させるワーク移動機構
と、ワーク搬送機構とワーク移動機構とを駆動制御する
制御部とを備え、 上記制御部により、上記ワーク搬送機構とワーク移動機
構による帯状ワークの搬送と移動を繰り返し、帯状ワー
クに複数列のマスクパターンを露光することを特徴とす
る帯状ワークの露光装置。 - 【請求項2】 上記送り出しロール部と上記巻取りロー
ル部のそれぞれを、帯状ワークの幅方向に移動させるロ
ール部移動機構を備え、 上記制御部は、ワーク搬送機構の駆動による帯状ワーク
の長手方向の搬送開始前に、上記ロール部移動機構によ
って送り出しロール部と巻取りロール部のそれぞれを帯
状ワークの幅方向に移動することを特徴とする請求項1
記載の帯状ワークの露光装置。
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