TWI741215B

TWI741215B - 曝光裝置

Info

Publication number: TWI741215B
Application number: TW107132014A
Authority: TW
Inventors: 山賀勝; 緑川悟
Original assignee: 日商鷗爾熙製作所股份有限公司
Priority date: 2017-09-13
Filing date: 2018-09-12
Publication date: 2021-10-01
Also published as: TW201921153A; CN109491209A; JP2019053140A; JP7041482B2

Abstract

[課題] 在包括RtoR搬運系統(Roll to Roll carrier)之曝光裝置，一面抑制長條基板之蛇行一面進行曝光。 [解決手段] 在包括搬運長條基板W1、W2之RtoR搬運系統的曝光裝置10，設置：基板供給裝置20，係固持被設置於曝光工作台15之上游側的供給捲盤22A、22B；及基板捲繞裝置30，係固持被設置於下游側的捲繞捲盤32A、32B。在曝光動作時，曝光工作台15係藉工作台移動機構50在X方向移動，同時基板供給裝置20及基板捲繞裝置30藉搬運部移動機構60向X方向一起移動。

Description

曝光裝置

本發明係有關於一種曝光裝置，該曝光裝置係藉輥對輥搬運系統(Roll to Roll carrier，以下稱為RtoR搬運系統)搬運軟性印刷基板等之長條基板(工件)。

在包括RtoR搬運系統之曝光裝置，分別在曝光工作台之上游側配置供給捲盤(供給捲筒)，並在下游側配置捲繞捲盤(捲繞捲筒)，在將印刷配線基板等之長條基板捲繞於供給捲盤、捲繞捲盤後，一面向上游側~下游側搬運一面進行曝光。

具體而言，一面使吸附並支撐長條基板之背面的曝光工作台沿著長條基板搬運方向移動，一面藉設置於長條基板之上方的曝光頭投影與投影區域(曝光對象區域)之位置對應的圖案光。曝光工作台移動至曝光結束位置時，曝光工作台下降，向最初之曝光位置回位。藉由重複地進行相同的曝光動作，對長條基板整體形成圖案。 [先行專利文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開2015－222370號公報

[發明所欲解決之課題]

以往之RtoR搬運系統係被固定於曝光裝置之基座(框體)。因此，長條基板係在曝光開始時從供給捲盤間歇地被拉出，並向下游側被送出。又，在曝光結束後伴隨曝光工作台向上游側回位，有發生長條基板之向上游側之倒捲的情況。由於這種基板之移動，而在長條基板發生蛇行，又發生曝光位置偏差、或長條基板之翹曲、皺紋或擦傷等的損害。尤其，在使複數條長條基板並行並同時進行曝光的情況，蛇行調整變成困難。

因此，要求構成可確實地抑制長條基板之蛇行的基板搬運系統。 [解決課題之手段]

本發明之曝光裝置係包括：曝光工作台，係支撐長條基板，並可沿著基板搬運線路進行往復移動；基板供給部，係被配置於曝光工作台的上游側，並設置供給捲盤；以及基板捲繞部，係被配置於曝光工作台的下游側，並設置捲繞捲盤。此處之「上游側」係支援曝光工作台之供給捲盤側，「下游側」係表示捲繞捲盤側。

例如，可構成為基板供給部係包括上游側支撐輥，基板捲繞部設置下游側支撐輥。又，亦可由並列之複數條長條基板構成長條基板。曝光工作台係只要構成為例如一面吸附並固持長條基板一面移動，且可升降即可。

在本發明，基板供給部與基板捲繞部係可沿著基板搬運線路移動。此處之「基板搬運線路」係表示基板之被送出的方向或其反方向，並對應於曝光工作台之移動方向。只要作成在曝光動作時，基板供給部與基板捲繞部配合曝光工作台之移動而移動即可。

作為曝光裝置，係可設置：工作台移動機構，係使曝光工作台沿著基板搬運線路進行往復移動；及搬運部移動機構，係使基板供給部與基板捲繞部沿著基板搬運線路進行往復移動。搬運部移動機構係例如可藉一台移動機構使基板供給部與基板捲繞部連動，即，成一體地移動。

亦可設置移動控制部，該移動控制部係以維持曝光工作台與基板供給部及基板捲繞部之相對之位置關係的方式控制基板供給部與基板捲繞部的移動。例如，設置感測器，該感測器係偵測基板供給部與基板捲繞部之至少一方和曝光工作台的距離間隔，移動控制部因應於所檢測出之距離間隔，控制曝光工作台與基板供給部及基板捲繞部的移動即可。

本發明之其他的形態的曝光裝置係包括：曝光工作台，係支撐並列之複數條長條基板，並可沿著基板搬運線路進行往復移動；及複數對捲盤對，係分別相對向地被配置於曝光工作台之兩側，並搬運複數條長條基板；複數對捲盤對係與曝光工作台一起可沿著基板搬運線路進行往復移動。

亦可複數對捲盤對在同一方向捲繞複數條長條基板，又，亦可構成為複數對捲盤對中至少一對捲盤對在與其他的長條基板相異的方向捲繞。

本發明之其他的形態的曝光裝置係包括：曝光工作台，係支撐長條基板；一對捲盤，係分別被配置於曝光工作台之上游側與下游側；以及曝光部，係對長條基板進行曝光；曝光部係對曝光工作台及一對捲盤，可沿著基板搬運線路相對地移動。 [發明之效果]

若依據本發明，在包括RtoR搬運系統之曝光裝置，可一面抑制長條基板之蛇行一面進行曝光。

在以下，參照圖面，說明本發明之實施形態。

圖1係本實施形態之曝光裝置之示意的構成圖。圖2係在模式上表示曝光裝置之一部分的立體圖。圖3係曝光裝置之示意的方塊圖。

曝光裝置10係包括一面搬運被捲繞成滾筒狀之長條基板W一面進行曝光動作之RtoR搬運系統的曝光裝置，並包括基板供給裝置20、基板捲繞裝置30、以及曝光部40。長條基板W係在此處是捲繞在對長條薄膜已形成銅薄膜層後塗佈(或黏貼)了光阻劑等的感光材料之長條薄膜狀的基板，而形成滾筒狀。如圖2所示，長條基板W係由寬度相同之2條(一對)基板W1、W2所構成。

曝光工作台(工作台)15係吸附長條基板W之背面並平坦地固持，且在背面吸附位置及與背面分開的既定分開位置之間可在Z方向升降，並藉未圖示之升降機構升降。曝光工作台15係如後述所示，由工作台移動機構50所支撐，並可沿著X方向移動。此外，在以下，以“X”表示沿著長條基板W之搬運方向(搬運線路)M的方向，以“Y”表示對搬運方向M垂直的方向(基板寬度方向)，而且，以“Z”表示對X、Y垂直的方向(鉛垂方向)。

曝光部40係被配置於從長條基板W1、W2在Z方向相距既定距離的位置，並經由未圖示之機架被固定於基座10B。如圖3所示，曝光部40係由複數個曝光頭所構成，該複數個曝光頭係各自包括半導體雷射光等之光源41、照明光學系統42、使複數個微反射鏡進行陣列排列之DMD(Digital Micro-mirror Device)43以及成像光學系統44等，對各曝光頭，規定沿著搬運方向M的曝光區域。光源41係藉光源控制部110所驅動。

各曝光頭之DMD係根據與從曝光控制部120所傳來之曝光區域位置對應的繪圖資料(光域資料)，將微反射鏡之姿勢定位，藉此，將圖案光投影至長條基板W1、W2。藉由因應於對曝光部40之長條基板W1、W2的相對移動來切換微反射鏡之姿勢，對長條基板W1、W2之感光材料進行曝光(多重曝光等)，藉此，形成圖案。控制器100(參照圖3)係控制曝光裝置10之曝光動作整體。此外，亦可藉使用遮罩之曝光部構成。

基板供給裝置20係包括：供給捲盤22A、22B，係被配置於曝光工作台15的上游側；支撐輥24；以及驅動機構(未圖示)，係分別使供給捲盤22A、22B進行軸轉動。驅動機構係由例如步進馬達等所構成。藉基板供給裝置20所懸臂支撐的供給捲盤22A、22B係分別以捲繞成滾筒狀之狀態保持並固定長條基板W1、W2的未曝光部分，又，藉由進行軸轉動，可向下游側送出長條基板W。此外，從曝光工作台15觀察，將供給捲盤22A、22B側當作“上游側”，並將捲繞捲盤32A、32B側當作“下游側”。

基板捲繞裝置30係包括：捲繞捲盤32A、32B，係被配置於曝光工作台15的下游側；支撐輥34；以及驅動機構(未圖示)，係分別使捲繞捲盤32A、32B進行軸轉動。捲繞捲盤32A、32B係分別在捲繞成滾筒狀之狀態保持並固定長條基板W1、W2的已曝光部分，又，藉由進行軸轉動，可捲繞長條基板W1、W2。藉基板供給裝置20、基板捲繞裝置30之長條基板W1、W2的捲繞處理等係由搬運控制部130(參照圖3)所控制。

在供給捲盤22A、22B、捲繞捲盤32A、32B與曝光工作台15之間分別配置的支撐輥24、34係支撐長條基板W1、W2，並構成為在搬運長條基板W1、W2時進行軸轉動的張力調節輥。支撐輥24、34係以長條基板W1、W2在曝光面高度或比曝光面高度稍低之位置向下游側移動的方式調整其高度，並分別由基板供給裝置20、基板捲繞裝置30所懸臂支撐。在長條基板W1、W2，適當之張力作用於支撐輥24、34之區間T(參照圖1)的架設部分，長條基板W1、W2係在無皺紋或伸長之狀態被搬運下去。

供給捲盤22A、22B及捲繞捲盤32A、32B係包括在安裝基板時固定長條基板W1、W2之滾筒狀的捲繞部分之周知的機構26A、26B及36A、36B。又，基板供給裝置20、基板捲繞裝置30之各個的驅動機構係分別使供給捲盤22A與捲繞捲盤32A、供給捲盤22B與捲繞捲盤32B進行同步轉動，而對長條基板W1、W2間歇地只搬運既定長度。

工作台移動機構50係包括：移動構件52，係配備對曝光工作台15懸臂支撐的升降機構(未圖示)；及一對導軌54A、54B與致動器55，係被設置於基座10B。一對導軌54A、54B係沿著X方向延伸，移動構件52係可沿著導軌54A、54B在X方向及其反方向移動。致動器55係由例如滾珠螺桿所構成。

搬運部移動機構60係包括板狀之移動構件62、及被設置於基座10B之一對導軌64A、64B與致動器65。基板供給裝置20與基板捲繞裝置30係被搭載於移動構件62之上，並成一體地移動(連動)。一對導軌64A、64B係沿著X方向延伸，移動構件62係可沿著導軌64A、64B在X方向及其反方向移動。

在基座10B所設置之移動控制部70係控制致動器55、65之驅動，而維持搬運系統(基板供給裝置20及基板捲繞裝置30)與曝光工作台15之相對的位置關係。即，以相對之距離間隔成為定值的方式對曝光工作台15與基板供給裝置20、基板捲繞裝置30之移動進行回授控制。

為了測量曝光工作台15與基板供給裝置20(基板捲繞裝置30)之沿著搬運方向M之相對的距離間隔，將位置檢測用光感測器90配置於基板供給裝置20之與曝光工作台15相對向的側面(參照圖2)。位置檢測用光感測器90係內建LED等的光源，並照射曝光工作台15的側面。曝光工作台15的側面係以在光的照射位置位於基準位置與基準位置以外的位置之間發生光量差的方式所形成。移動控制部70係根據因應於檢測光量之相對的距離間隔與成為基準之相對的距離間隔之差，控制致動器55、65。

在曝光工作台15的支撐輥24側，設置檢測出長條基板W1、W2各自之端面位置的位置感測器80。位置感測器80係可由例如線感測器等之透過式光感測器所構成。基板供給裝置20與基板捲繞裝置30係分別包括控制供給捲盤22A、22B與捲繞捲盤32A、32B之軸向位置的機構(未圖示)，並因應於所檢測出之端面位置，調整捲盤軸向位置，而可修正蛇行行駛。

圖4係表示曝光開始時與曝光結束時之曝光工作台及搬運系統之位置的圖。

曝光開始前，曝光工作台15係吸附並固持長條基板W1、W2，供給捲盤22A、22B與捲繞捲盤32A、32B係因為未被驅動，所以成為靜止狀態。伴隨曝光開始，曝光工作台15係沿著X方向以既定速度逐漸移動。在此時，基板供給裝置20及基板捲繞裝置30係配合曝光工作台15的移動而移動。

即，與曝光工作台15同步地開始移動，並以保持基板供給裝置20及基板捲繞裝置30與曝光工作台15之相對的位置關係的方式以與曝光工作台15相同的速度在X方向逐漸移動(並行)。因此，長條基板W1、W2係在曝光工作台15的移動前與曝光工作台15的移動中之間，向下游側未被送出，而對曝光工作台15靜止。在曝光工作台15的移動中，從曝光部40將與各曝光頭之曝光區域位置對應的圖案光投影。

曝光工作台15與基板供給裝置20以及基板捲繞裝置30到達曝光結束位置時，曝光工作台15係解除長條基板W1、W2的吸附支撐，並下降。然後，供給捲盤22A、22B及捲繞捲盤32A、32B同步地轉動，而長條基板W1、W2係僅既定長度被捲繞於捲繞捲盤32A、32B。

對捲繞捲盤32A、32B側之捲繞結束時，曝光工作台15與基板供給裝置20以及基板捲繞裝置30同步地移動，而向曝光開始位置回位。在此期間，供給捲盤22A、22B與捲繞捲盤32A、32B係因為未被驅動，所以成為靜止狀態。藉由重複上述之曝光動作，對長條基板W1、W2整體逐漸地形成圖案。

依此方式，若依據本實施形態，在包括搬運長條基板W1、W2之RtoR搬運系統的曝光裝置10，設置：基板供給裝置20，係固持在曝光工作台15之上游側所設置的供給捲盤22A、22B；及基板捲繞裝置30，係固持在下游側所設置的捲繞捲盤32A、32B。在曝光動作時，曝光工作台15係藉工作台移動機構50在X方向移動，同時，基板供給裝置20及基板捲繞裝置30藉搬運部移動機構60向X方向一起移動。

因為基板搬運系統(基板供給裝置20、基板捲繞裝置30)與曝光工作台15一起移動，所以在曝光工作台15之移動開始前及移動中不會向下游側送出長條基板W1、W2。因此，抑制如以往的搬運系統之曝光中的蛇行行駛，而由蛇行行駛所引起之曝光位置偏差、或基板之皺紋的產生、翹曲等不會發生。又，藉由構成這種基板搬運系統，不必設置張力輥等之機構，所以能以簡單的構成構築基板搬運系統。

基板供給裝置20與基板捲繞裝置30係在曝光中僅在下游側之一方向送出長條基板W即可，不必倒捲。因此，可實現抑制了長條基板W之蛇行的圖案曝光。尤其，對搬運難調整蛇行之2條長條基板W的曝光裝置係適合。

因為基板搬運系統移動，所以可將基板搬運長度(供給捲盤22A、22B與捲繞捲盤32A、32B之間的基板長度)構成短。藉由基板搬運長度變短，長條基板W1、W2之皺紋、伸長等難發生，而可高精度地形成圖案。尤其，可構成只是設置一支支撐輥24、34就可送出長條基板W1、W2的搬運系統。

又，在曝光動作結束後，因為在曝光工作台15未吸附並支撐長條基板W1、W2之間向下游側送出並捲繞長條基板W1、W2，所以可圓滑地捲繞。在此時，因為基板搬運長度短，所以可實現在短時間的捲繞。

在本實施形態，曝光工作台15與基板搬運系統(基板供給裝置20、基板捲繞裝置30)係各自藉工作台移動機構50、搬運部移動機構60分別地驅動。就長條基板W1、W2而言，供給捲盤22A、22B之滾筒狀部分、捲繞捲盤32A、32B之滾筒狀部分的捲繞直徑係在長條基板W1、W2逐漸地被捲繞於基板捲繞裝置30的過程逐漸地變化，而重量平衡成為不固定。

可是，藉由設置與工作台移動機構50係相異的搬運部移動機構60，即使長條基板W1、W2之重量平衡有變化，亦防止對曝光工作台15之移動控制有影響。又，可在直接利用以往的工作台移動機構下構築搬運系統。

另一方面，基板供給裝置20與基板捲繞裝置30係一樣地被移動構件62所固定、支撐，並成一體地移動。因為基板供給裝置20與基板捲繞裝置30連動，所以在基板供給裝置20與基板捲繞裝置30之間在相對的位置關係不會發生變化，而維持與曝光工作台15之相對的位置關係成為容易。又，能以一個驅動系統集中搬運部移動機構60。

另一方面，移動控制部70以在曝光工作台15的移動中，保持曝光工作台15與基板供給裝置20及基板捲繞裝置30之相對的位置關係的方式對致動器55、65進行驅動控制。藉此，抑制因供給捲盤22A、22B、捲繞捲盤32A、32B接近曝光工作台15而發生長條基板W1、W2之伸長、翹曲等，又可防止曝光位置偏差。

此外，亦可作成移動控制部70係在距離間隔成為臨限值以上時控制移動速度、加速度。或者，亦可對供給捲盤22A、22B及/或捲繞捲盤32A、32B進行軸轉動控制，調整成適當的張力作用於長條基板W1、W2。

亦可不僅2條長條基板W1、W2，而且使更多之複數條長條基板並列並同時搬運，又，亦可以一條長條基板構成。關於基板供給裝置20與基板捲繞裝置30，係亦可作成在機械上不令連結，而以不同的移動機構令移動。又，亦可作成以相同的移動機構使曝光工作台15與基板供給裝置20、基板捲繞裝置30移動。

在以上之實施形態，係將基板供給裝置20設置於曝光工作台15的上游側，將基板捲繞裝置30設置於曝光工作台15的下游側，並將供給捲盤22A、22B與捲繞捲盤32A、32B驅動成使長條基板W1、W2在同方向移動，但是亦可作成長條基板W1與W2彼此在反方向移動。

即，可在曝光工作台15的兩側設置2對捲盤，將供給捲盤、捲繞捲盤設置成朝向X方向捲繞一方之捲盤對，另一方面，將供給捲盤、捲繞捲盤設置成朝向－X方向捲繞另一方之捲盤對。在此情況，使組合了基板供給裝置與基板捲繞裝置之功能的一對搬運裝置對曝光工作台移動。依此方式構成為長條基板W1與W2彼此在反方向移動時，可減輕在曝光工作台之上游側與下游側的長條基板之重量平衡的變化。

又，在以上之實施形態，係藉由曝光工作台15移動，實現長條基板W1、W2與曝光部40之相對移動而進行曝光，但是亦可作成將曝光工作台15固定於基座10B，曝光部40藉未圖示之移動裝置在基板搬運方向移動，藉此，進行相對移動。在此情況，以維持與曝光工作台15之相對之位置關係的方式將基板供給裝置20與基板捲繞裝置30固定於基座10B。

10‧‧‧曝光裝置15‧‧‧曝光工作台20‧‧‧基板供給裝置22A、22B‧‧‧供給捲盤30‧‧‧基板捲繞裝置32A、32B‧‧‧捲繞捲盤40‧‧‧曝光部50‧‧‧工作台移動機構60‧‧‧搬運部移動機構70‧‧‧移動控制部80‧‧‧位置感測器90‧‧‧位置檢測用光感測器

[圖1]係本實施形態之曝光裝置之示意的構成圖。 [圖2]係在模式上表示曝光裝置之一部分的立體圖。 [圖3]係曝光裝置之示意的方塊圖。 [圖4]係表示曝光開始時與曝光結束時之曝光工作台及搬運系統之位置的圖。

10‧‧‧曝光裝置

10B‧‧‧基座

15‧‧‧曝光工作台

20‧‧‧基板供給裝置

22A、22B‧‧‧供給捲盤

24‧‧‧支撐輥

30‧‧‧基板捲繞裝置

32A、32B‧‧‧捲繞捲盤

34‧‧‧支撐輥

40‧‧‧曝光部

50‧‧‧工作台移動機構

54A、54B‧‧‧導軌

55‧‧‧致動器

60‧‧‧搬運部移動機構

62‧‧‧移動構件

64A、64B‧‧‧導軌

65‧‧‧致動器

90‧‧‧位置檢測用光感測器

W、W1、W2‧‧‧長條基板

M‧‧‧搬運方向

Claims

一種曝光裝置，其特徵為包括：曝光工作台，係支撐長條基板，並可沿著基板搬運線路進行往復移動；基板供給部，係被配置於該曝光工作台的上游側，並設置供給捲盤；基板捲繞部，係被配置於該曝光工作台的下游側，並設置捲繞捲盤；工作台移動機構，係使該曝光工作台沿著基板搬運線路進行往復移動；以及搬運部移動機構，係使該基板供給部與該基板捲繞部和該曝光工作台一起沿著基板搬運線路進行往復移動，且該搬運部移動機構與該工作台移動機構相異。
如申請專利範圍第1項之曝光裝置，其中更包括移動控制部，該移動控制部係以維持該曝光工作台與該基板供給部及該基板捲繞部之相對之位置關係的方式控制該基板供給部與該基板捲繞部的移動。
如申請專利範圍第2項之曝光裝置，其中更包括感測器，該感測器係偵測該基板供給部與該基板捲繞部之至少一方和該曝光工作台的距離間隔；該移動控制部係因應於所檢測出之距離間隔，控制該曝光工作台與該基板供給部及該基板捲繞部的移動。
如申請專利範圍第1至3項中任一項之曝光裝置，其中該基板供給部與該基板捲繞部連動。
如申請專利範圍第1至3項中任一項之曝光裝置，其中該基板供給部包括上游側支撐輥；該基板捲繞部包括下游側支撐輥。
如申請專利範圍第1至3項中任一項之曝光裝置，其中以並列之複數條長條基板構成該長條基板。
如申請專利範圍第1至3項中任一項之曝光裝置，其中該曝光工作台一面吸附並固持該長條基板一面移動，且可升降。
一種曝光裝置，其特徵為包括：曝光工作台，係支撐長條基板，並可沿著基板搬運線路進行往復移動；及一對捲盤，係分別被配置於該曝光工作台之上游側與下游側，並搬運該長條基板；該一對捲盤係藉與該曝光工作台之移動機構係相異的移動機構，與該曝光工作台一起可沿著基板搬運線路進行往復移動。
一種曝光裝置，其特徵為包括：曝光工作台，係支撐並列之複數條長條基板，並可沿著基板搬運線路進行往復移動；及複數對捲盤對，係分別相對向地被配置於該曝光工作台之兩側，並搬運複數條長條基板；該複數對捲盤對係藉與該曝光工作台之移動機構係相異的移動機構，與該曝光工作台一起可沿著基板搬運線路進行往復移動。
如申請專利範圍第9項之曝光裝置，其中該複數對捲盤對在同一方向捲繞該複數條長條基板。
如申請專利範圍第9項之曝光裝置，其中該複數對捲盤對中至少一對捲盤對在與其他的長條基板相異的方向捲繞。