JP6096515B2 - Ｉｔｏパターン露光装置 - Google Patents

Description

この発明は、タッチパネル用のフィルム電極製造において、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）フィルムと称する透明フィルム上にＩＴＯパターンを生成するために用いるＩＴＯパターン露光装置に関する。

スマートフォンやタブレット端末の画面上のタッチパネルは透明フィルム上に形成された透明電極により構成されている。この透明電極は、透明フィルム上に形成されたＩＴＯ（Indium Tin Oxide）の膜のパターンにより構成されている。そして、近年のスマートフォンやタブレット端末の普及に伴い、このＩＴＯ膜の配線パターンの高精細化の要求が高まっており、それを実現する一手段としてフォトリソグラフィー（Photolithography）が採用されている。

フォトリソグラフィーでは、ステージ上に置かれた透明なＰＥＴフィルムに回路パターンを描いたマスクを重ね合わせ、それぞれの表面に設けられた位置合わせ用のフィルムマークとマスクマークの位置をカメラで観測し、それらの位置差分を画像処理で求めた後、ステージの位置をx, y、θ方向に調整して、両者の位置合わせを行い、その後、紫外線を露光し、マスク上のパターンをＰＥＴフィルム上に塗布された感光レジストに転写することが行われている。
マスクには、ガラスマスクとフィルムマスクなどがあるが、 費用対効果の点からフィルムマスクが主として採用されており、フィルムマスクは、それを支持するためのガラスや樹脂などの透明体からなるマスクホルダに密着させて用いられている。

このようなＩＴＯパターン露光装置において、大きな問題点として、上記したフィルムマスクとＰＥＴフィルムの位置合わせが難しいことがある。
その理由の１つは、ＰＥＴフィルム上のフィルムマークは、ＩＴＯ膜（透明電極）により形成されており、ＩＴＯ膜は可視光に対し透明であるため、フィルムマークの位置の識別が難しいことである。
そのためＩＴＯ膜の透過率が下がり、反射率が上がる近紫外域（波長４００ｎｍ前後）より短い波長で照射を行ってカメラで撮影することや、マスクホルダのガラス面に対し垂直に照射することにより、ＩＴＯ膜のフィルムマークとガラス表面部との反射率の差を大きくすることなどが行われている。
またＩＴＯ膜の上に金属膜で別途アライメントマークを作成したり（特許文献１）、装置側にＩＴＯの分光反射率に応じて照明波長を選択できるような構成を採用して、マーク認識を行う（特許文献２）などの方法も提案されている。

特開２０１１−１００３６０号公報 特公平５−８７７６３号公報

フィルムマークの位置の識別が難しい理由としてＩＴＯ膜が透明であることの他に干渉縞の発生があり、この干渉縞が位置合わせの精度を大きく低下させている。
図８において、ＰＥＴフィルム５’にＩＴＯ膜から形成されるフィルムマーク６０’が設けられており、その上にレジスト膜５１’が形成され、ここにガラス製のマスクホルダ３’に保持されたフィルムマスク１’を重ね合わせて、フィルムマスク１’のマスクマーク１０’とフィルムマーク６０’の位置合わせを行う状態が示されており、上方からカメラの照明装置の照明入射光９５が照射されている。
フィルムマスク１’とマスクホルダ３’のマスクホルダガラス３０’間には、ミクロンレベルの僅かな隙間Ｓがあり、この隙間Ｓのため、図示するように照明入射光９５がマスクホルダガラス３０’の裏面３２’で反射する反射光とフィルムマスク１’の表面１２’で反射する反射光とが干渉し干渉縞Ｆが現れる現象が生ずる。この干渉縞Ｆは、隙間Ｓの大きさの変化に応じて、変化する。干渉縞Ｆのもつ光強度変化はわずかではあるが、ＩＴＯ膜の位置合わせマーク６０’自体のコントラストが小さいため、ノイズ画像となり、画像処理によるフィルムマーク認識が妨げられる問題がある。
本発明は上記従来技術の問題を解決することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、露光すべき回路パターンを描いたフィルムマスクと、該フィルムマスクを支持する透明体からなるマスクホルダと、を備え、前記回路パターンを形成されるＩＴＯ膜を有する透明フィルム上に露光を行うＩＴＯパターン露光装置において、前記透明フィルム上に設けられたＩＴＯ膜により形成された位置合わせ用のフィルムマークと、前記フィルムマスクの前記フィルムマークに対応する位置に設けられた前記フィルムマークよりも大きなマスク孔と、該マスク孔の周囲に設けられた位置合わせ用のマスクマークと、を有することを特徴とする。
以上の構成においては、マスク孔によりフィルムマスク表面からの反射光が無くなりマスクホルダ裏面の反射光との干渉縞がなくなり、フィルムマークの認識が良好に行える。
また、前記マスクホルダに設けられ、前記フィルムマスクのマスク孔の周囲をマスクホルダに吸着させるための吸着溝を、更に備えることが望ましい。この構成によりマスク孔から空気が流入することを防止し、孔を中心とした広範囲でフィルムマスクとマスクホルダとの密着度の低下を防止し、露光解像度の悪化を防止できる。

本発明のＩＴＯパターン露光装置によれば、干渉縞の発生を防止し、フィルムマークの画像認識を良好に保つことが可能になり、露光解像度を維持したまま高精度のアライメント露光が可能になる効果がある。

本発明の一実施形態を示す概略斜視図。 本発明の一実施形態を示す部分側断面図。 本発明の一実施形態の動作を示す説明図。 本発明の一実施形態の吸着溝４の構成を示す部分拡大平面図。 本発明の一実施形態の吸着溝４の構成を示す平面図。 本発明の一実施形態の吸着溝４の効果を示す説明図。 本発明の一実施形態の吸着溝４の他の構成を示す平面図。 従来の露光装置における干渉縞の発生を示す説明図。

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に本発明に係るＩＴＯパターン露光装置の概略斜視図を示す。
図１において、ＩＴＯ膜６を形成されたＰＥＴフィルム５はＸＹθ方向に移動可能なＸＹθステージ９８上に載置され、上方に位置するマスクホルダ３に保持されたフィルムマスク１に描かれた回路パターン１５を、露光光源９９からの露光光により露光されるように構成されている。

ＰＥＴフィルム５には、４隅の４ケ所にフィルムマーク６０が形成され、またフィルムマスク１にはフィルムマーク６０に対応する位置に４個のマスクマーク１０が描かれており、このフィルムマーク６０とマスクマーク１０をカメラ照明装置９６を備えたカメラ９７により撮影し、両者の位置の差を画像処理により求め、ＸＹθステージ９８によりＰＥＴフィルム５をＸＹθ方向に移動させてフィルムマーク６０とマスクマーク１０を一致させることにより、ＰＥＴフィルム５とフィルムマスク１の位置合わせを行うように構成されている。カメラ照明装置９６からは、ＩＴＯ膜６の透過率が下がり、反射率が上がる近紫外域（波長400nm前後）或いはそれより短い波長の照明光を照射するようになっている。
この露光装置の制御は制御装置８により行われ、前記フィルムマーク６０とマスクマーク１０の画像処理や位置合わせも制御装置８により行われるように構成されている。また後述する吸引装置４０を備えている。
なお、図１では、マスクマーク１０、フィルムマーク６０、カメラ照明装置９６、カメラ９７を省略して２個描いてあるが、実際はそれぞれ４個備えている。

図２に部分拡大図を示す。ＰＥＴフィルム５の上には前記したようにＩＴＯ膜６が形成されており、フィルムマーク６０もＩＴＯ膜６により形成されている。ＩＴＯ膜６の上には、更にレジスト膜５１が形成されている。なお、図２ではレジスト膜５１の図示を省略してある。

フィルムマスク１は、マスクホルダ３のマスクホルダガラス３０に密着しており、マスクホルダガラス３０に設けられた吸引溝３１によりマスクホルダ３に吸着されている。マスクホルダガラス３０は吸引装置４０により吸引されて負圧になり、フィルムマスク１を吸着するようになっている。

フィルムマスク１の前記フィルムマーク６０に対応する位置にマスク孔２が形成されており、フィルムマスク１が切り欠かれて、孔があいている。該マスク孔２はフィルムマーク６０の大きさより、直径で約２倍の大きさを有しており、この実施形態では、フィルムマーク６０がφ2mmの大きさに対して、マスク孔２がφ5mmの大きさになっている。
このマスク孔２によって、フィルムマーク６０の上部においてはフィルムマスク１とマスクホルダガラス３０の密着がなくなり、マーク上に干渉縞が発生しなくなる。

マスク孔２の周囲には、円環状のマスクマーク１０が描かれている。マスクマーク１０の大きさ（外径）は、マスク孔２の直径よりも大きくなっており、マスク孔２の形状変化や位置変動があっても、位置合わせ精度に問題は生じないようになっている。この実施形態では、マスクマーク１０は外径φ6mmになっており、予めφ6mmの黒丸を作っておき、その中央にφ5mmのマスク孔２を開け、リング状のマスクマーク１０を形成している。
図２の（Ｂ）にカメラ９７で撮影したフィルムマーク６０とマスクマーク１０の映像を示す。

マスクホルダ３の上方には、カメラ９７とカメラ照明装置９６が設置されており、カメラ照明装置９６から照明光を略垂直に照射してマスクマーク１０とフィルムマーク６０を撮影し、前記図２の（Ｂ）の映像を得て、位置合わせが行われるようになっている。

図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、上記構成のフィルムマスク１をＰＥＴフィルム５に重ね合わせて、フィルムマーク６０とマスクマーク１０の位置合わせを行う。
前記したように、マスク孔２によりフィルムマスク１の一部を切り取ってあるため、図８で説明したようなフィルムマスク表面１２からのカメラ照明装置９６の照明入射光９５の反射光が無くなりガラス３０の裏面３２の反射光ａとの干渉縞が無くなる。なお、レジスト膜５１の反射光ｂは、ガラス３０の裏面３２の反射光ａとは、図示するように光路差が大きくなるため、干渉縞は生じない。照明入射光９５の入射角はほぼ垂直であるから、該光路差の大きさは、フィルムマスク１の厚さ（100μｍ〜200μｍ程度）×２となる。一方カメラ照明装置９６からの照明光は波長400nm前後の近紫外域線であり、前記光路差は照明光の可干渉距離より十分大きいので干渉は起こらず、干渉縞は生じない。

マスクホルダガラス３０には、前記マスク孔２に対応する位置に吸着溝４を形成してある。この吸着溝４を吸引装置４０により吸引し、マスク孔２の周囲をマスクホルダガラス３０に密着させるように構成されている。
吸着溝４は、図４と図５に示すように各マスク孔２を囲む位置にそれぞれ形成されており、各吸着溝４は前記吸引溝３１に連通するように形成されている。
吸引溝３１、３１は図示するように、マスクホルダガラス３０の周囲に２重に枠状に形成され、フィルムマスク１の周囲をマスクホルダガラス３０に密着させるようになっている。吸着溝４は、内側の吸引溝３１に連通するコの字形状の溝になっており、吸着溝４と吸引溝３１の一部によりマスク孔２を囲う溝を形成している。
吸引装置４０は、これら吸着溝４と吸引溝３１、３１をまとめて吸引して、フィルムマスク１をマスクホルダガラス３０に密着させるように構成されている。

図６に、吸着溝４の作用効果を示す。
吸着溝４を設けない場合、（Ａ）に示すように、マスク孔２から空気が流入し、マスク孔２を中心とした広範囲でフィルムマスク１とマスクホルダガラス３０との密着度が低下し、マスク孔２から離れた場所で露光解像度が悪化する。しかし、この実施形態のようにマスク孔２を囲むようにマスクホルダガラス３０に吸着溝４を形成することにより、フィルムマスク１に開けたマスク孔２から流入する空気が吸引され、吸着溝４の外側の回路パターン１５が存在するフィルムマスク１の中央部への空気流入を防ぎ、フィルムマスク１とマスクホルダガラス３０との密着度の低下を防止できる。

図７は、吸着溝４の他の実施形態を示すものである。この実施形態では、吸着溝４’、４’は、吸引溝３１、３１と同じ長さを持つ平行線になるように縦方向に２本形成されている。吸着溝４’は複数個所に連通溝４５を備えており、該連通溝４５により内側の吸引溝３１と連通している。この構成において、吸着溝４’と連通溝４５及び内側の吸引溝３１により複数の枠形状の吸着溝を形成している。
この構成により広範囲の領域の吸引が可能となる。また、フィルムマスク１の長辺方向や短辺方向の種々の場所に位置するマスク孔２にも対応可能であり、異なるマスク孔２を有する、異なるフィルムマスク１にも広範囲に対応可能となる。

以上説明した実施形態においては、マスク孔２によりフィルムマスク表面１２からの照明光の反射がなくなり、干渉縞の発生を防止でき、フィルムマーク６０の認識を良好に行え、位置合わせ精度の向上を図れる。

１：フィルムマスク、２：マスク孔、３：マスクホルダ、４：吸着溝、５：ＰＥＴフィルム、６：ＩＴＯ膜、８：制御装置、１０：マスクマーク、１２：フィルムマスク表面、１５：回路パターン、３０：マスクホルダガラス、３１：吸引溝、３２：マスクホルダガラス裏面、４０：吸引装置、４５：連通溝、５１：レジスト膜、９５：照明入射光、９６：カメラ照明装置、９７：カメラ、９８：ＸＹθステージ、９９：露光光源。

Claims (3)

1. 露光すべき回路パターンを描いたフィルムマスクと、該フィルムマスクを支持する透明体を有するマスクホルダと、を備え、前記回路パターンを形成されるＩＴＯ膜を有する透明フィルム上に露光を行うＩＴＯパターン露光装置において、
   前記透明フィルム上に設けられたＩＴＯ膜により形成された位置合わせ用のフィルムマークと、
   前記フィルムマスクの前記フィルムマークに対応する位置に設けられた前記フィルムマークよりも大きなマスク孔と、
   該マスク孔の周囲に設けられた位置合わせ用のマスクマークと、
   を有することを特徴とするＩＴＯパターン露光装置。
2. 前記マスクホルダに設けられ、前記フィルムマスクのマスク孔の周囲をマスクホルダに吸着させるための吸着溝を更に備えた、
   請求項１のＩＴＯパターン露光装置。
3. 前記マスクホルダに設けられ、所定の範囲を囲む枠形状の吸着溝を複数更に備えた、
   請求項１のＩＴＯパターン露光装置。

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