JP6460699B2

JP6460699B2 - Direct exposure system

Info

Publication number: JP6460699B2
Application number: JP2014196543A
Authority: JP
Inventors: 典夫橋本; 森田　亮; 亮森田
Original assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2014-09-26
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2034-09-26
Also published as: JP2016070952A

Description

本発明は、供給リールから繰り出されて巻取リールに巻き取られる長尺状ワークの搬送中に、その表裏の一面にパターンを描画する、いわゆるロールトゥロール方式のダイレクト露光装置に関する。 The present invention relates to a so-called roll-to-roll direct exposure apparatus that draws a pattern on one surface of a front and back during conveyance of a long workpiece that is fed from a supply reel and wound on a take-up reel.

一般的に、携帯電話やモバイル機器等に用いられる電子回路基板（プリント回路基板）のベース素材として、例えば、厚みが０．１ｍｍ以下で長さが５００ｍｍ以上（例えば１００ｍ）の長尺状ワーク（感光性長尺フィルム（表裏の少なくとも一面に感光体を塗布した合成樹脂製柔軟フィルム））をロール状にしたものが使用されている。また近年、転写マスクを使わず描画光を直接基板に照射してパターンを描画するダイレクト露光装置が市場に台頭し、長尺状ワークに対してもこの露光方式を採用する要求が高まっている。 In general, as a base material of an electronic circuit board (printed circuit board) used for a mobile phone, a mobile device, etc., for example, a long workpiece (thickness of 0.1 mm or less and length of 500 mm or more (for example, 100 m)) ( A roll of a photosensitive long film (a synthetic resin flexible film in which a photoconductor is applied to at least one surface) is used. In recent years, a direct exposure apparatus that draws a pattern by directly irradiating a substrate with drawing light without using a transfer mask has emerged on the market, and there is an increasing demand for adopting this exposure method even for a long workpiece.

このようなロールトゥロール方式のダイレクト露光装置として、連続的な長尺状ワークの搬送と露光を行うために、供給リールと巻取リールの間に位置させた平板状のコンベア（露光コンベア）により長尺状ワークを保持し、該コンベア上で露光を行うダイレクト露光装置が知られている（特許文献１）。 As such a roll-to-roll direct exposure apparatus, a plate-shaped conveyor (exposure conveyor) positioned between a supply reel and a take-up reel is used to continuously convey and expose a long workpiece. A direct exposure apparatus that holds a long workpiece and performs exposure on the conveyor is known (Patent Document 1).

また、供給リールと巻取リールの間に位置させたローラ（露光ローラ）の円筒面上を進行する長尺状ワークに対して露光を行うダイレクト露光装置も知られている（特許文献２）。 There is also known a direct exposure apparatus that performs exposure on a long workpiece traveling on a cylindrical surface of a roller (exposure roller) positioned between a supply reel and a take-up reel (Patent Document 2).

特開２００６−０９８７２０号公報JP 2006-098720 A 特開２０１４−０３５４１２号公報JP 2014-035412 A

平面状のコンベア上で露光する方式と円筒状のローラ上で露光する方式を比べると、コンベア方式は、ワークの被露光領域全体を平面状にする点では優れるが、ライン長が長くなるために露光装置が大型化しやすく、また露光位置で局所的に見た場合の面精度が悪い。これに対し、ローラ方式はライン長が短縮できるので露光装置の小型化が可能であり、かつ面精度（面の滑らかさ）とワーク送り精度の面で優れている。一方、ローラ方式は円筒面（曲面）上で露光を行うため、露光画像の焦点が合うエリアが狭く、細線の描画が困難になるという問題がある。この問題は露光ローラ径を大きくすれば軽減されるが、小型化が犠牲にされてしまう。 Comparing the exposure method on a planar conveyor with the exposure method on a cylindrical roller, the conveyor method is superior in that the entire exposed area of the workpiece is planar, but the line length is longer. The exposure apparatus tends to be large, and the surface accuracy when viewed locally at the exposure position is poor. On the other hand, the roller system can reduce the line length, so that the exposure apparatus can be miniaturized, and is excellent in terms of surface accuracy (surface smoothness) and workpiece feeding accuracy. On the other hand, since the roller method performs exposure on a cylindrical surface (curved surface), there is a problem that an area where an exposure image is focused is narrow and drawing a thin line becomes difficult. This problem is alleviated by increasing the diameter of the exposure roller, but at the expense of miniaturization.

本発明は、露光ローラ方式のダイレクト露光装置において、露光ローラ径の増大を抑えながら、露光画像の焦点が合うエリアを拡大し、描画パターンを細線化することができるダイレクト露光装置を得ることを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a direct exposure apparatus capable of enlarging a focused area of an exposure image and thinning a drawing pattern while suppressing an increase in the diameter of the exposure roller in an exposure roller type direct exposure apparatus. And

本発明は、供給リールから繰り出され巻取リールに巻き取られる長尺状ワークにパターンを露光する光変調素子アレイを用いたダイレクト露光装置であって、上記供給リールと巻取リールの間において、長尺状ワークをその周面の一定範囲に渡って保持しながら回転する円筒部材；長尺状ワークを、上記円筒部材からの離脱位置において上記円筒部材の軸直交断面における径方向と直交する接線方向に案内するガイド手段；及び上記円筒部材から離脱して上記接線方向に延びる長尺状ワークに対し、上記離脱位置を含む搬送方向の前後一定幅においてパターンを描画する露光手段；を備え、上記前後一定幅は、離脱位置から搬送方向下流側の幅が上流側の幅より広いことを特徴としている。 The present invention is a direct exposure apparatus using a light modulation element array that exposes a pattern on a long workpiece that is fed from a supply reel and wound on a take-up reel, and between the supply reel and the take-up reel, A cylindrical member that rotates while holding the long workpiece over a certain range of its peripheral surface; a tangent line perpendicular to the radial direction in the axial orthogonal section of the cylindrical member at a position where the long workpiece is detached from the cylindrical member respect and elongated workpiece extending in the tangential direction and separated from the cylindrical member, an exposure means for drawing a pattern before and after a certain width in the transport direction including the detached position; guide means for guiding the direction provided with, the The constant front-rear width is characterized in that the width on the downstream side in the transport direction from the separation position is wider than the width on the upstream side .

本発明のダイレクト露光装置はさらに、長尺状ワークに形成されているアライメントマークを撮像するアライメントカメラが、上記円筒部材を挟んで上記露光手段と対向する位置に配置されていることが好ましい。 In the direct exposure apparatus of the present invention, it is preferable that an alignment camera for imaging an alignment mark formed on a long workpiece is disposed at a position facing the exposure unit with the cylindrical member interposed therebetween.

さらに、露光手段光軸とアライメントカメラ光軸は鉛直方向に向いていることが好ましい。 Further, it is preferable that the exposure means optical axis and the alignment camera optical axis are oriented in the vertical direction.

本発明によれば、露光ローラを用いて長尺状ワークを連続的に露光するダイレクト露光装置でありながら、円筒状部材の離脱位置を含む搬送方向の前後一定幅においてパターンを描画するため、露光エリアに接線（接平面）方向の平面エリアが含まれることとなり、露光画像の焦点が合うエリアを従来の露光ローラ型のダイレクト露光装置よりも広くとることが可能となる。その結果、露光するパターンの細線化が可能となる。 According to the present invention, although it is a direct exposure apparatus that continuously exposes a long workpiece using an exposure roller, the exposure is performed in order to draw a pattern with a constant width in the front and back in the transport direction including the separation position of the cylindrical member. Since the area includes a plane area in the tangential (tangential plane) direction, an area in which the exposure image is focused can be set wider than that of a conventional exposure roller type direct exposure apparatus. As a result, the exposed pattern can be thinned.

本発明によるダイレクト露光装置の全体構成を示す側面図である。It is a side view which shows the whole structure of the direct exposure apparatus by this invention. 同斜視図である。It is the same perspective view. 露光ユニットの一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of an exposure unit. 長尺状ワーク上の単位パターン領域（アライメントマーク）と、アライメントカメラと露光ユニットの間隔の例を説明する展開図である。It is an expanded view explaining the example of the space | interval of the unit pattern area | region (alignment mark) on an elongate workpiece | work, an alignment camera, and an exposure unit. 露光ロールの詳細を示す軸直交断面図である。It is an axial orthogonal cross section which shows the detail of an exposure roll. 長尺状ワークに対する露光エリアの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the exposure area with respect to a elongate workpiece | work.

図１、図２は、本発明によるダイレクト露光装置１００の一実施形態を示す全体図である。ダイレクト露光装置１００は、巻回された長尺状ワーク（以下単にワーク）Ｗを繰り出す供給リール１０と、ワークＷを巻き取る巻取リール１１との間に、露光ロール４０が位置し、この露光ロール４０の上下に露光ユニット（露光描画部）３０とアライメントカメラ５０が備えられている。ワークＷは、表裏の少なくとも一面に感光体を塗布した合成樹脂製柔軟フィルムからなり、供給リール１０を出たのち、ガイドローラ１２、１３を経て、露光ロール４０に至り、さらにガイドローラ１４を経て巻取リール１１に巻き取られる。 1 and 2 are general views showing an embodiment of a direct exposure apparatus 100 according to the present invention. In the direct exposure apparatus 100, an exposure roll 40 is positioned between a supply reel 10 for feeding a wound long workpiece (hereinafter simply referred to as a workpiece) W and a take-up reel 11 for winding the workpiece W. An exposure unit (exposure drawing unit) 30 and an alignment camera 50 are provided above and below the roll 40. The workpiece W is made of a synthetic resin flexible film in which a photosensitive member is applied to at least one surface of the front and back sides, and after coming out of the supply reel 10, it passes through the guide rollers 12 and 13, reaches the exposure roll 40, and further passes through the guide roller 14. It is wound on a take-up reel 11.

露光ロール４０は、図２、図５に示すように、軸心４１Ｘを中心に不図示の駆動源によって回転駆動される多孔円筒部材４１と、この多孔円筒部材４１内に位置する中心固定体４２とを有し、中心固定体４２には、その周面の一部に、多孔円筒部材４１の周面に形成した無数の微細孔（吸引孔）４１ａに負圧を及ぼす吸引凹部（溝）４２ａが形成されている。吸引凹部４２ａには、負圧源４３及び制御器（レギュレータ）４４を介して負圧が及ぼされる。吸引凹部４２ａに負圧が供給されている状態で多孔円筒部材４１を回転駆動すると、吸引凹部４２ａが形成された吸引区間α（図５）において、多孔円筒部材４１の微細孔４１ａから空気が吸引される結果、ワークＷが多孔円筒部材４１の周面に吸着保持されて回転する。 As shown in FIGS. 2 and 5, the exposure roll 40 includes a porous cylindrical member 41 that is rotationally driven by a driving source (not shown) around an axis 41 </ b> X, and a center fixed body 42 that is positioned in the porous cylindrical member 41. The center fixed body 42 has a suction recess (groove) 42a that exerts a negative pressure on an infinite number of fine holes (suction holes) 41a formed on the peripheral surface of the porous cylindrical member 41 in a part of the peripheral surface thereof. Is formed. A negative pressure is applied to the suction recess 42 a via a negative pressure source 43 and a controller (regulator) 44. When the porous cylindrical member 41 is rotationally driven in a state where negative pressure is supplied to the suction concave portion 42a, air is sucked from the micro holes 41a of the porous cylindrical member 41 in the suction section α (FIG. 5) in which the suction concave portion 42a is formed. As a result, the workpiece W is attracted and held on the peripheral surface of the porous cylindrical member 41 and rotates.

吸引凹部４２ａの吸引区間αと、ガイドローラ１３及びガイドローラ１４の位置は、多孔円筒部材４１を軸方向から見たとき、多孔円筒部材４１の最も高い位置（最上位置）と最も低い位置（最下位置）との間において、ワークＷが多孔円筒部材４１に吸引されて回転するように定められている。ガイドローラ１３は、多孔円筒部材４１の径方向に対して直交する最下方の水平な接線（接平面）方向からワークＷが多孔円筒部材４１に入り（下方の水平接線（接平面）方向と径方向との交点（交線）において吸引保持が開始され）、ガイドローラ１４は、多孔円筒部材４１の径方向に対して直交する最上方の水平な接線（接平面）方向へワークＷが出て行く（上方の水平接線（接平面）方向と径方向との交点（交線）において吸引保持が終了する）ように位置が定められている。すなわち、吸引凹部４２ａの吸引区間αは、多孔円筒部材４１にワークの吸着が開始される位置と、多孔円筒部材４１からワークＷが離脱される位置とに跨がる略半周の間（略１８０゜）に設定されている。なお、ワークＷは、少なくとも吸引区間αの両端部、すなわち、吸引開始位置と吸引開放位置とにおいて多孔円筒部材４１に吸引保持されればよい。 The suction section α of the suction recess 42a and the positions of the guide roller 13 and the guide roller 14 are the highest position (the uppermost position) and the lowest position (the highest position) when the porous cylindrical member 41 is viewed from the axial direction. It is determined that the workpiece W is sucked and rotated by the porous cylindrical member 41 between the lower position and the lower position. In the guide roller 13, the workpiece W enters the porous cylindrical member 41 from the lowermost horizontal tangent (tangential plane) direction orthogonal to the radial direction of the porous cylindrical member 41 (the lower horizontal tangential (tangential plane) direction and the diameter). At the intersection (intersection line) with the direction, suction and holding is started), and the guide roller 14 has the work W come out in the uppermost horizontal tangent (tangential plane) direction orthogonal to the radial direction of the porous cylindrical member 41. The position is determined so as to go (at the intersection (intersection) between the upper horizontal tangent (tangential plane) direction and the radial direction). That is, the suction section α of the suction recess 42a is between approximately a half circumference (approximately 180) extending over a position where the workpiece is started to be attracted to the porous cylindrical member 41 and a position where the workpiece W is detached from the porous cylindrical member 41.゜). The work W may be sucked and held by the porous cylindrical member 41 at least at both ends of the suction section α, that is, at the suction start position and the suction release position.

露光ロール４０の多孔円筒部材４１の外周には、図２に概念的に示すように、リニアスケール４５が形成されており、露光ロール４０の外側固定位置には、このリニアスケール４５を読み取って、多孔円筒部材４１の絶対回転位置を検出するリニアセンサ４６が配設されている。 As conceptually shown in FIG. 2, a linear scale 45 is formed on the outer periphery of the porous cylindrical member 41 of the exposure roll 40, and the linear scale 45 is read at the outer fixed position of the exposure roll 40, A linear sensor 46 that detects the absolute rotational position of the porous cylindrical member 41 is provided.

図３は露光ユニット３０の具体例を示している。露光ユニット３０は、光源部２０を備え、光源部２０は、同じ内部構成を持つ２個の光源部２０ａと光源部２０ｂとで構成されている。光源部２０ａと光源部２０ｂとは同じ構成のため光源部２０ａを代表して説明する。 FIG. 3 shows a specific example of the exposure unit 30. The exposure unit 30 includes a light source unit 20, and the light source unit 20 includes two light source units 20a and 20b having the same internal configuration. Since the light source unit 20a and the light source unit 20b have the same configuration, the light source unit 20a will be described as a representative.

光源部２０ａは、ＵＶランプ２１と、第１全反射ミラー２２と、コンデンサーレンズ２３と、第２全反射ミラー２４と、フライアイレンズ２５と、アパーチャ（不図示）とから構成されている。光源部２０ａはＵＶランプ２１を備えており、ＵＶランプ２１からは３６５ｎｍから４４０ｎｍまでの各種の波長が混在した紫外光が射出される。 The light source unit 20a includes a UV lamp 21, a first total reflection mirror 22, a condenser lens 23, a second total reflection mirror 24, a fly-eye lens 25, and an aperture (not shown). The light source unit 20 a includes a UV lamp 21, and ultraviolet light in which various wavelengths from 365 nm to 440 nm are mixed is emitted from the UV lamp 21.

ＵＶランプ２１から射出された紫外光は、楕円ミラー２６により天方向に照射され、第１全反射ミラー２２により水平方向に向きを変え、コンデンサーレンズ２３にて集光され、第２全反射ミラー２４にて地面方向（ワークＷ方向）に向きを変える。向きを変えた紫外光はフライアイレンズ２５及びアパーチャを経て４分岐されたビームとなる。ビームは更に８個の第１投影レンズ３３と、８個の反射ミラー３４とを経由して、８個のＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）素子（光変調素子アレイ）３６に入射することで制御されたビームとなる。この制御されたビームは第２投影レンズ群３７を通過することで、投影する露光描画の倍率を調整して、ワークＷに照射される。つまり、描画装置ダイレクト露光装置１００は、所望の露光像をあらかじめ収納してある描画データに従い、光源部２０ａ及び光源部２０ｂの紫外光を制御する。 The ultraviolet light emitted from the UV lamp 21 is irradiated in the celestial direction by the elliptical mirror 26, changed in the horizontal direction by the first total reflection mirror 22, condensed by the condenser lens 23, and the second total reflection mirror 24. Change the direction to the ground direction (work W direction). The ultraviolet light whose direction has been changed becomes a beam branched into four through the fly-eye lens 25 and the aperture. The beam is further controlled by being incident on eight digital micro-mirror device (DMD) elements (light modulation element array) 36 via eight first projection lenses 33 and eight reflection mirrors 34. Will be the beam. The controlled beam passes through the second projection lens group 37, adjusts the magnification of exposure drawing to be projected, and irradiates the work W. That is, the drawing apparatus direct exposure apparatus 100 controls the ultraviolet light of the light source unit 20a and the light source unit 20b in accordance with drawing data that stores a desired exposure image in advance.

露光ユニット３０による露光エリアは、次のように定められている。上述のように、ワークＷは多孔円筒部材４１から離脱した後、ガイドローラ１４に従って多孔円筒部材４１の最上部において水平接線（接平面）方向に移動する（多孔円筒部材４１から離脱したワークＷは、ガイドローラ（ガイド手段）１４により離脱角度が水平となるよう調整される）。露光ユニット３０による露光エリアＡＥ（図２、図３、図６）は、厳密には単純な矩形ではないが、ここでは簡略的にワークＷの搬送方向と直交する方向（ワークＷの幅方向）に長手方向をとった矩形で表現されるとする。そしてその露光幅Ｙは、図６に示すように、多孔円筒部材４１の軸心４１Ｘと接線方向の交点（交線）Ｓを基準としたとき、交線Ｓより上流側（多孔円筒部材４１の円筒面側）の露光幅Ｙ１より、下流側（ガイドローラ１４側）の露光幅Ｙ２の方が大きく（Ｙ１＜Ｙ２）設定されている。 The exposure area by the exposure unit 30 is determined as follows. As described above, after the workpiece W is detached from the porous cylindrical member 41, it moves in the horizontal tangential (tangential plane) direction at the top of the porous cylindrical member 41 according to the guide roller 14 (the workpiece W detached from the porous cylindrical member 41 is The separation angle is adjusted to be horizontal by the guide roller (guide means) 14). Although the exposure area AE (FIGS. 2, 3, and 6) by the exposure unit 30 is not strictly a simple rectangle, it is simply a direction orthogonal to the conveyance direction of the workpiece W (the width direction of the workpiece W). Is represented by a rectangle having a longitudinal direction. Then, as shown in FIG. 6, the exposure width Y is upstream of the intersection line S (on the porous cylinder member 41) when the intersection (intersection line) S in the tangential direction with the axis 41 </ b> X of the porous cylindrical member 41 is used as a reference. The exposure width Y2 on the downstream side (guide roller 14 side) is set to be larger (Y1 <Y2) than the exposure width Y1 on the cylindrical surface side.

このように露光エリアを設定すると、次のメリットが得られる。多孔円筒部材４１に吸引されているワークＷは曲面をなしているが、上述のように、多孔円筒部材４１上は面精度（面の滑らかさ）とワーク送り精度の面で優れている。そこで、露光エリアＡＥ中に、面精度と送り精度の優れた多孔円筒部材４１上の露光エリア（幅Ｙ１）を含める。一方、交線Ｓより下流側の露光エリア（幅Ｙ２）は、ワークＷが平面と仮想されているが、実際には、多孔円筒部材４１から離脱しているため、円筒部材４１から離れるにつれ平面精度誤差（露光ユニット３０の理想焦点面と露光エリアＡＥとの偏差）が拡大する傾向にある。このため、露光エリアＡＥを交線Ｓより上流側と下流側に跨がらせている。また、交線Ｓより上流側の露光幅Ｙ１より、下流側の露光幅Ｙ２を大きく設定することにより、実質的な焦点深度（光学系の焦点深度から露光エリアＡＥのワークＷの平面精度誤差を差し引いたもの）が浅くなることを防ぎ、描画パターンの細線化を可能とする。すなわち、下流側の平面上の露光幅Ｙ２の方を曲面上の露光幅Ｙ１よりを大きくすることで、露光ユニット３０の焦点深度内にパターンを描くことが容易になる。具体的には、下流側の幅が７割以上、好ましくは８割以上に設定することが好ましい。具体的に露光幅Ｙが１０ｍｍであるとき、上流側の幅Ｙ１＝２〜３ｍｍ、下流側の幅Ｙ２＝８〜７ｍｍである。 Setting the exposure area in this way provides the following advantages. The workpiece W sucked by the porous cylindrical member 41 has a curved surface. However, as described above, the surface of the porous cylindrical member 41 is excellent in terms of surface accuracy (surface smoothness) and workpiece feeding accuracy. Therefore, the exposure area (width Y1) on the porous cylindrical member 41 having excellent surface accuracy and feeding accuracy is included in the exposure area AE. On the other hand, in the exposure area (width Y2) on the downstream side of the intersection line S, the workpiece W is assumed to be a plane, but in reality, the plane is separated from the cylindrical member 41 because it is separated from the porous cylindrical member 41. The accuracy error (deviation between the ideal focal plane of the exposure unit 30 and the exposure area AE) tends to increase. For this reason, the exposure area AE extends across the upstream side and the downstream side from the intersection line S. Further, by setting the exposure width Y2 on the downstream side larger than the exposure width Y1 on the upstream side of the intersection line S, the substantial depth of focus (the plane accuracy error of the workpiece W in the exposure area AE from the focal depth of the optical system is reduced). (Subtracted) is prevented from becoming shallow, and the drawing pattern can be made thin. That is, by making the exposure width Y2 on the downstream plane larger than the exposure width Y1 on the curved surface, it becomes easy to draw a pattern within the depth of focus of the exposure unit 30. Specifically, the downstream width is preferably set to 70% or more, and preferably 80% or more. Specifically, when the exposure width Y is 10 mm, the upstream width Y1 = 2 to 3 mm and the downstream width Y2 = 8 to 7 mm.

もっとも、仮に露光エリアＡＥの交線Ｓより上流側の露光幅Ｙ１と、下流側の露光幅Ｙ２が等しいとしても（Ｙ１=Ｙ２）、露光エリアＡＥ中の半分が多孔円筒部材４１の接線（接平面）方向の平面エリアになることで、パターン描画に悪影響を与えるエリア（厳密な焦点位置からずれる領域）を小さくすることができる。 However, even if the exposure width Y1 upstream from the intersection line S of the exposure area AE and the exposure width Y2 downstream are equal (Y1 = Y2), half of the exposure area AE is tangent (tangent) to the porous cylindrical member 41. By becoming a plane area in the (plane) direction, an area that adversely affects pattern drawing (an area that deviates from the exact focal position) can be reduced.

アライメントカメラ５０は、この実施形態では、ワークＷの幅方向に離間した一対が備えられている。このアライメントカメラ５０は、ワークＷに予め形成されているアライメントマークＭＡ（図４）を撮像して露光ユニット３０による描画座標系を定める（修正する）。アライメントカメラ５０は、ワークＷの露光ロール４０（多孔円筒部材４１）に対する吸着開始位置においてアライメントマークＭＡを撮像するものであるので、吸着開始位置は撮像位置に等しい。そして、アライメントカメラ５０と露光ユニット３０は、露光ロール４０を挟んで対向して配置され、またお互いの光軸が露光ロール４０を挟んで反対側の略鉛直位置に位置している。ここでの対向とは、アライメントカメラ５０の撮像方向と、露光ユニット３０の露光光出射方向がお互いに向き合っていることを意味するが、このとき必ずしもぞれぞれの光軸は同一軸線上にある必要は無く、基板搬送方向にオフセットしていても良い。アライメントカメラ５０と露光ユニット３０は、その少なくとも一方の光軸が厳密に鉛直方向を向くように配置することが好ましい。このようにアライメントカメラ５０と露光ユニット３０を配置することにより、アライメントカメラ５０と露光ユニット３０の光学系を最も安定した状態に保持することができ、最大の光学性能を得ることができる。 In this embodiment, the alignment camera 50 is provided with a pair separated in the width direction of the workpiece W. The alignment camera 50 images the alignment mark MA (FIG. 4) formed in advance on the workpiece W to determine (correct) the drawing coordinate system by the exposure unit 30. Since the alignment camera 50 images the alignment mark MA at the suction start position of the workpiece W with respect to the exposure roll 40 (the porous cylindrical member 41), the suction start position is equal to the imaging position. The alignment camera 50 and the exposure unit 30 are disposed to face each other with the exposure roll 40 interposed therebetween, and the optical axes of the alignment camera 50 and the exposure unit 30 are located at substantially vertical positions on the opposite side with respect to the exposure roll 40. Here, facing means that the imaging direction of the alignment camera 50 and the exposure light emission direction of the exposure unit 30 face each other, but at this time, the respective optical axes are not necessarily on the same axis. There is no need, and it may be offset in the substrate transport direction. The alignment camera 50 and the exposure unit 30 are preferably arranged so that at least one optical axis thereof is strictly in the vertical direction. By arranging the alignment camera 50 and the exposure unit 30 in this way, the optical system of the alignment camera 50 and the exposure unit 30 can be held in the most stable state, and the maximum optical performance can be obtained.

図４は、ワークＷ上の単位パターン領域ＡＰとアライメントマークＭＡ、及びアライメントカメラ５０（カメラ視野５０ａ）と露光ユニット３０による露光エリアＡＥの位置関係を示している。図示例では、アライメントマークＭＡは、１つの単位パターン領域ＡＰ（１回にアライメント及び描画する範囲）に対し、４個（２個×２列）が形成されており、アライメントカメラ５０はカメラ視野５０ａの中心においてアライメントマークＭＡを撮像するように位置調整可能である。 FIG. 4 shows the positional relationship between the unit pattern area AP and the alignment mark MA on the workpiece W, and the exposure area AE by the alignment camera 50 (camera field of view 50 a) and the exposure unit 30. In the illustrated example, four (2 × 2 columns) alignment marks MA are formed for one unit pattern area AP (range to be aligned and drawn at one time), and the alignment camera 50 has a camera field of view 50a. The position can be adjusted so that the alignment mark MA is imaged at the center of the image.

なお、アライメントマークＭＡの個数および配置は描画するパターンに応じて適宜設定されるものであり、アライメントカメラ５０の数や配置はそれに応じて決められるものであることは言うまでもない。 Needless to say, the number and arrangement of the alignment marks MA are appropriately set according to the pattern to be drawn, and the number and arrangement of the alignment cameras 50 are determined accordingly.

上記構成の本ダイレクト露光装置１００は、次のように動作する。供給リール１０、露光ロール４０、巻取リール１１がサーボ系によって正確に同期回転制御され、供給リール１０に巻回されているワークＷは、ガイドローラ１２、１３、露光ロール４０、ガイドローラ１４を経て巻取リール１１に巻き取られる。露光ロール４０の多孔円筒部材４１の回転位置は、リニアスケール４５、リニアセンサ４６によって正確に検出される。 The direct exposure apparatus 100 configured as described above operates as follows. The supply reel 10, the exposure roll 40, and the take-up reel 11 are controlled to be synchronized and rotated accurately by the servo system, and the workpiece W wound around the supply reel 10 moves the guide rollers 12 and 13, the exposure roll 40, and the guide roller 14. After that, it is taken up on the take-up reel 11. The rotational position of the porous cylindrical member 41 of the exposure roll 40 is accurately detected by the linear scale 45 and the linear sensor 46.

このワークＷの搬送移動中に、負圧源４３及び制御器（レギュレータ）４４を介して吸引凹部４２ａに負圧を及ぼすと、ワークＷが吸引区間αにおいて多孔円筒部材４１の周面に吸着される。すなわち、多孔円筒部材４１の最も下方の吸着開始位置から最も上方の離脱位置までワークＷが多孔円筒部材４１の周面に保持されて円筒面上を移動する。吸着開始位置は、同時にアライメントカメラ５０によるアライメントマークＭＡの撮像位置である。ワークＷの吸着は、撮像位置では必ず開始されているように、撮像位置よりも僅かに上流側（供給側）から開始することが好ましい。 If a negative pressure is applied to the suction recess 42a via the negative pressure source 43 and the controller (regulator) 44 during the transfer of the workpiece W, the workpiece W is attracted to the peripheral surface of the porous cylindrical member 41 in the suction section α. The That is, the workpiece W is held on the peripheral surface of the porous cylindrical member 41 and moves on the cylindrical surface from the lowest suction start position of the porous cylindrical member 41 to the uppermost separation position. The suction start position is the imaging position of the alignment mark MA by the alignment camera 50 at the same time. The suction of the workpiece W is preferably started slightly upstream (supply side) from the imaging position, as always started at the imaging position.

そして、ワークＷが進行して、１つの単位パターン領域ＡＰの４個（２個×２列）のアライメントマークＭＡがアライメントカメラ５０によって撮像されると、その単位パターン領域ＡＰの座標系が定まる。１つの単位パターン領域ＡＰのアライメントマークＭＡの撮像が終わると、連続して次の単位パターン領域ＡＰのアライメントマークＭＡの撮像が開始され、新たな座標系が定まる。 When the workpiece W advances and four (2 × 2 columns) alignment marks MA of one unit pattern area AP are imaged by the alignment camera 50, the coordinate system of the unit pattern area AP is determined. When the imaging of the alignment mark MA of one unit pattern area AP is completed, the imaging of the alignment mark MA of the next unit pattern area AP is started continuously, and a new coordinate system is determined.

単位パターン領域ＡＰの４つのアライメントマークＭＡの撮像が終了すると、アライメント計測部が、計測した単位パターン領域ＡＰと設計上の単位パターン領域ＡＰの位置およびスケーリング誤差を計算する（アライメント）。露光制御部は、上記の誤差に基づいて、描画データを座標変換し、露光ユニット３０による補正描画データを作成する。 When imaging of the four alignment marks MA in the unit pattern area AP is completed, the alignment measurement unit calculates the positions and scaling errors of the measured unit pattern area AP and the designed unit pattern area AP (alignment). The exposure control unit performs coordinate conversion of the drawing data based on the error, and creates corrected drawing data by the exposure unit 30.

単位パターン領域ＡＰの先端が露光ユニット３０に到達すると、露光制御部が補正描画データに従って露光ユニット３０のＤＭＤ素子３６を変調し、ワークＷ上にパターン光を照射し、ワークＷの感光剤層にパターンを形成する。このパターン形成は、既知の多重露光方法によって行われる。多孔円筒部材４１へのワークＷの吸着解除は、ワークＷが露光位置で多孔円筒部材４１から離脱しない（保持されている）限り、露光位置、あるいは露光位置よりも僅かに上流側（供給側）で行うことができる。 When the tip of the unit pattern area AP reaches the exposure unit 30, the exposure control unit modulates the DMD element 36 of the exposure unit 30 according to the corrected drawing data, irradiates the pattern light onto the workpiece W, and applies it to the photosensitive agent layer of the workpiece W. Form a pattern. This pattern formation is performed by a known multiple exposure method. As long as the workpiece W is not detached from (held on) the porous cylindrical member 41 at the exposure position, the suction position of the workpiece W is released from the porous cylindrical member 41 or slightly upstream (supply side) from the exposure position. Can be done.

露光ユニット３０が露光動作を行っている間に、平行して次の単位パターン領域ＡＰのアライメントマーク撮像ステップと、データ補正ステップが実行される。このため、単位パターン領域ＡＰの露光が終了すると、露光ユニットは次の単位パターン領域ＡＰの露光を連続して開始することができる。 While the exposure unit 30 performs the exposure operation, the alignment mark imaging step and the data correction step of the next unit pattern area AP are executed in parallel. For this reason, when the exposure of the unit pattern area AP is completed, the exposure unit can continuously start the exposure of the next unit pattern area AP.

アライメントマーク撮像ステップとデータ補正ステップを平行して行うために、露光ユニット３０とアライメントカメラ５０は、図４に示すように、単位パターン領域ＡＰの大きさを考慮して、両者の間に単位パターン領域ＡＰの４つのアライメントマークＭＡが入るように（両者の間の距離が単位パターン領域ＡＰよりも長くなるように）その位置を離している。本実施形態の露光ユニット３０とアライメントカメラ５０は、露光ロール４０を挟んで上下に位置しているため、露光ロール４０を小型化しても、その距離を確保することができる。また、露光ユニット３０とアライメントカメラ５０が、露光ロール４０を挟んで鉛直方向に並んで配置されているため、最も効率よくローラを利用でき、ワークＷの位置合わせ精度と生産性を向上させることができる。 In order to perform the alignment mark imaging step and the data correction step in parallel, the exposure unit 30 and the alignment camera 50 consider the size of the unit pattern area AP as shown in FIG. The positions are separated so that the four alignment marks MA in the area AP are inserted (so that the distance between the two is longer than the unit pattern area AP). Since the exposure unit 30 and the alignment camera 50 of this embodiment are positioned above and below the exposure roll 40, the distance can be secured even if the exposure roll 40 is downsized. Further, since the exposure unit 30 and the alignment camera 50 are arranged side by side in the vertical direction with the exposure roll 40 interposed therebetween, the roller can be used most efficiently, and the alignment accuracy and productivity of the workpiece W can be improved. it can.

以上のように、本実施形態によると、露光ロール４０の径を押さえながらもワークＷのアライメントと描画位置の補正を精度よく行うことができ、また、露光画像の焦点が合うエリアを従来の露光ローラ型のダイレクト露光装置よりも広くとることが可能となる。その結果、従来のダイレクト露光装置よりも省スペースで高精度な処理が可能な露光装置が得られる。 As described above, according to the present embodiment, the alignment of the workpiece W and the correction of the drawing position can be performed with accuracy while the diameter of the exposure roll 40 is suppressed, and the area where the exposure image is focused is adjusted to the conventional exposure. It can be made wider than a roller type direct exposure apparatus. As a result, it is possible to obtain an exposure apparatus capable of processing with higher accuracy and space saving than the conventional direct exposure apparatus.

１００ダイレクト露光装置
１０供給リール
１１巻取リール
１２１３１４ガイドローラ（ガイド手段）
３０露光ユニット（露光描画部）
３６ＤＭＤ素子（光変調素子アレイ）
４０露光ロール
４１多孔円筒部材
４１ａ微細孔
４２中心固定体
４２ａ吸引凹部
４３負圧源
４４制御器
４５リニアスケール
４６リニアセンサ
５０アライメントカメラ（撮像手段）
ＭＡアライメントマーク
Ｗ長尺状ワーク
α 吸引区間 100 Direct exposure apparatus 10 Supply reel 11 Take-up reel 12 13 14 Guide roller (guide means)
30 exposure unit (exposure drawing unit)
36 DMD element (light modulation element array)
40 exposure roll 41 porous cylindrical member 41a fine hole 42 center fixed body 42a suction recess 43 negative pressure source 44 controller 45 linear scale 46 linear sensor 50 alignment camera (imaging means)
MA Alignment mark W Long workpiece α Suction section

Claims

供給リールから繰り出され巻取リールに巻き取られる長尺状ワークにパターンを露光する光変調素子アレイを用いたダイレクト露光装置であって、
上記供給リールと巻取リールの間において、長尺状ワークをその周面の一定範囲に渡って保持しながら回転する円筒部材；
長尺状ワークを、上記円筒部材からの離脱位置において上記円筒部材の軸直交断面における径方向と直交する接線方向に案内するガイド手段；及び
上記円筒部材から離脱して上記接線方向に延びる長尺状ワークに対し、上記離脱位置を含む搬送方向の前後一定幅においてパターンを描画する露光手段；を備え、
上記前後一定幅は、離脱位置から搬送方向下流側の幅が上流側の幅より広いことを特徴とするダイレクト露光装置。 A direct exposure apparatus using a light modulation element array that exposes a pattern to a long workpiece that is fed from a supply reel and wound on a take-up reel,
A cylindrical member which rotates between the supply reel and the take-up reel while holding the long workpiece over a certain range of its peripheral surface;
Guide means for guiding the long workpiece in a tangential direction perpendicular to the radial direction in the axial orthogonal cross section of the cylindrical member at a position where the cylindrical member is detached from the cylindrical member; An exposure means for drawing a pattern in a constant width in the front-rear direction in the transport direction including the above-mentioned separation position,
The direct exposure apparatus according to claim 1, wherein the constant width in the front-rear direction is such that the width on the downstream side in the transport direction from the separation position is wider than the width on the upstream side.

請求項１記載のダイレクト露光装置において、上記長尺状ワークに形成されているアライメントマークを撮像するアライメントカメラが、上記円筒部材を挟んで上記露光手段と対向する位置に配置されているダイレクト露光装置。 2. The direct exposure apparatus according to claim 1, wherein an alignment camera for imaging an alignment mark formed on the elongated workpiece is disposed at a position facing the exposure means with the cylindrical member interposed therebetween. .

請求項２記載のダイレクト露光装置において、上記露光手段光軸とアライメントカメラ光軸は鉛直方向に向いているダイレクト露光装置。 3. The direct exposure apparatus according to claim 2, wherein the exposure means optical axis and the alignment camera optical axis are oriented in the vertical direction.