(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも紫外線光源と、紫外線照射位置を変更する反転ミラーと、フォトマスクと、テープキャリアと、定盤と、アライメント機構と、前記テープキャリアの巻き出し部と巻き取り部とからなるテープキャリア搬送手段と、前記定盤の後段に配置した面反転機構を有する露光装置において、前記テープキャリア表面の露光部への紫外線照射中に前記テープキャリア裏面における露光部のアライメントマークとフォトマスクのアライメントマークの整合を並行して行い、前記テープキャリア表面の露光部の露光作業の終了と同時に、紫外線光反転手段により紫外線の光路を変更して、照射位置をテープキャリア裏面に切り替え、連続して露光処理をすることを特徴とするテープキャリア用露光装置。
【請求項２】
前記紫外線光源と紫外線照射位置までの光路の中間位置に、紫外線照射位置を変更する反転ミラーを有し、紫外線の光路を変更して、異なる紫外線照射位置に連続して紫外線照射できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のテープキャリア用露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テープキャリア等のパターン露光の際に使用されるアライメント露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
テープキャリアは、テレビ、携帯電話、ゲーム機、ラジオ、音響機器、ＶＴＲ等の民生用電子機器部品や、コンピュータ、ＯＡ機器、電子応用機器、電気計測器、通信機等の産業用電子機器部品に広く用いられている。近年、電子機器は小型化、高密度化、高性能化の要望が高まり、これに基づいて、用いられる部品においては配線の細線化、ビアホールの小径化、ランド、パッド等の小径化、基材のフレキシブル化、多層化及び高精細化が急速に進んでいる。
【０００３】
図６に示すように、一般的なテープキャリア３の製造は、ポリイミド等の絶縁フィルム４６に導体層１５が形成された絶縁フィルムテープの両端にフィルムテープ搬送用及び位置決め用のスプロケットホール９を形成し、そのスプロケットホール９をガイドにして絶縁フィルムテープ３上の導体層１５にレジストパターン形成、エッチング等のパターニング処理を施して配線パターン及び電極パッド等を作製している。特に、レジストパターン形成するための露光工程ではあらかじめ形成されたデバイスホール１４等との位置合わせを必要とし、高い精度の位置合わせが要求されている。
【０００４】
レジストパターン形成の露光工程に使用される従来の露光装置のアライメントは、フォトマスク５の上部よりアライメント照明を行って、テープキャリアからの反射光によりフォトマスクとテープキャリアのアライメントマークを読みとりパターン位置合わせを行っている。このような反射照明系のアライメントではテープキャリアからの反射光を利用してフォトマスクとテープキャリアのアライメントマーク２７，２６（図５参照）を読みとっているため、テープキャリア３の反射率及び読みとり倍率等により、反射光の光量が減少し、フォトマスクとテープキャリアのアライメントマーク２７，２６の所望のコントラストが得られず、パターン位置合わせ精度を維持すると共に、効率のよい製品の生産が難しいという問題を有しており、高精細化、高密度化対応のテープキャリア３の製造に支障をきたしている。
【０００５】
一方、テープキャリア３の高性能化の目的で、テープキャリアの導体配線層１５が複数層からなる多層構造化が検討されている。この多層構造は、例えば２層配線化の場合、テープキャリア３の両面に形成された導体層１５に配線を形成し、該配線パターンの形成は表裏それぞれに異なるパターンを形成するため、前記テープキャリア３の両面に形成された感光性レジスト層に所望パターンの露光を表面と、裏面とに行う必要がある。
【０００６】
従来のテープキャリア用露光装置を使用して、上記基材の両面に導体パターン形成を行う場合は、露光装置では片面の露光処理となる。そのため、まず所望パターンを形成しない面を被覆した上で、その裏面にエッチングレジスト（感光性レジスト層）の所望パターンを露光、現像をした後に感光性レジスト層のパターンを形成、エッチングして、片面の配線パターン形成を行う。次に、テープキャリアのパターン形成面を表裏逆にして同様に上記配線パターンの形成を繰り返して行う必要がある。ここで、配線パターンの形成、特に導体エッチングのためのレジスト露光工程では、片面ずつ露光処理を行う必要があるため、配線パターンの多層化による製造工程が増加が挙げられ、効率の良い製品製造が困難となってきている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑み発明されたもので、両面に導体層を有する基材の配線パターンの露光を表裏面連続して効率的に行い、配線パターンとデバイスホール等の位置合わせ精度に優れた高精細化、高密度化対応のテープキャリア用露光装置を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明に於いて上記課題を解決するため、請求項１においては、少なくとも紫外線光源と、紫外線照射位置を変更する反転ミラーと、フォトマスクと、テープキャリアと、定盤と、アライメント機構と、前記テープキャリアの巻き出し部と巻き取り部とからなるテープキャリア搬送手段と、前記定盤の後段に配置した面反転機構を有する露光装置において、前記テープキャリア表面の露光部への紫外線照射中に前記テープキャリア裏面における露光部のアライメントマークとフォトマスクのアライメントマークの整合を並行して行い、前記テープキャリア表面の露光部の露光作業の終了と同時に、紫外線光反転手段により紫外線の光路を変更して、照射位置をテープキャリア裏面に切り替え、連続して露光処理をすることを特徴とするテープキャリア用露光装置である。
【００１０】
本発明に於いて上記課題を解決するため、請求項２においては、前記紫外線光源と紫外線照射位置までの光路の中間位置に、紫外線照射位置を変更する反転ミラーを有し、紫外線の光路を変更して、異なる紫外線照射位置に連続して紫外線照射できるようにしたことを特徴とする請求項１記載のテープキャリア用露光装置である。
【００１２】
【作用】
本発明のテープキャリア用露光装置は、アライメント光照明手段２１を定盤４より下部の位置に設けているため、テープキャリア３及びフォトマスクのアライメントマーク２６を透過照明で照射でき、撮像手段２８でのアライメントマーク画像のコントラストが向上し、テープキャリア３とフォトマスク５の位置合わせ精度が格段に向上する。そして、前記アライメントの処理をテープキャリア３の両面連続して行うため、高い生産効率でテープキャリア３の生産が可能となる。また、１つの光源３２からの紫外線を反転して異なる方向へ紫外線照射し、かつ位置合わせとパターン露光を同時に処理することを可能とする機能を有するために高生産性により、生産コスト低減にも貢献する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明のテープキャリア用露光装置の一実施例を示すテープキャリア用露光装置の構成概略図である。本発明のテープキャリア用露光装置は図１に示すように、テープキャリア３の巻き出し手段１と、紫外線光源３２、紫外線光源３２から生じる赤外線成分を除去するコールドミラー３３と、紫外線光源３２からの照度分布を均一化させるフライアイレンズ３４と、該レンズの後近傍にシャッター部３５を配置し、前記フライアイレンズ３４から放射される紫外線をテープキャリアに照射させる楕円凹面ミラー３７と、紫外線光照射位置を変更できる反転ミラー３６とから構成する。
【００１４】
図２に示す露光部４４、フォトマスク５、テープキャリア３、テープキャリア３を所定に位置に固定する真空吸着穴３９と、光透過性材料２５が充填された開口部２５を有する定盤４、フォトマスク５を保持するマスクホルダー６と、アライメント光照明手段２１、撮像手段２８、画像処理手段２９及びフォトマスクの位置を補正する制御手段７と、テープキャリア搬送手段１１と、回転ロール４２の外周面にテープキャリア３を沿わせて面反転して搬送する面反転機構１２と、アライメント光照明手段２１が定盤４より下部の位置に設けられ、定盤４の開口部２５よりテープキャリア３及びフォトマスク５へのアライメント光を透過照明で照射できるようにして、撮像手段２８、画像処理手段２９からの指示によって、制御手段７を用いてフォトマスクホルダーを移動させて位置の補正を実行し、フォトマスク５とテープキャリア３のアライメントマーク２６，２７による位置合わせができる。
【００１５】
図３に示す露光部４５、フォトマスク５、テープキャリア３、定盤４上にテープキャリア３を所定の位置に固定する真空吸着穴３９、光透過性材料２５が充填された開口部２５を有する定盤４、フォトマスク５を保持するマスクホルダ６、アライメント光照明手段２１、撮像手段２８、画像処理手段２９及びフォトマスクの位置を補正する制御手段７と、テープキャリア搬送手段１１と、テープキャリア３の巻き出し手段１と、巻き取り手段２から構成されており、そして、アライメント光照明手段２１が定盤４より下部の位置に設けられ、定盤４の開口部２５よりテープキャリア３及びフォトマスク５へのアライメント光を透過照明で照射できるようにして、撮像手段２８、画像処理手段２９よる指示により制御手段７を用いて位置の補正をフォトマスクホルダー６を移動させて、フォトマスク５とテープキャリア３の位置合わせができる。
【００１６】
図２の露光部４４と図３の露光部４５は同じ手段及び構造である。
【００１７】
以下図１を用いて、テープキャリア用露光装置の各構成要素について説明する。紫外線光源３２はテープキャリア３及びテープキャリア３上の感光性レジスト層に所定のパターンを照射露光するに必要な照度を露光するための光源であり、超高圧水銀灯が用いられる。この超高圧水銀灯３２から発光される紫外線１９は、複数の発光スペクトルピークを有するため、そのスペクトルの混成比率により同一感光性材料であってもその感度が異なる。そのため、コールドミラー３３は、紫外線光源３２から生じる赤外線成分を除去するものであると共に、超高圧水銀灯から生じる紫外線成分から不要な成分となる発光スペクトルを吸収除去させるものとなっている。
【００１８】
更に、フライアイレンズ３４は、紫外線光源３２からの照度分布を均一化させる機能を有し、楕円凹面ミラー３７は、前記フライアイレンズ３４から放射される紫外線を定盤上のテープキャリア３上に形成した感光性レジスト表面に照射する。また、紫外線光照射位置を変更できる反転ミラー３６は紫外線光源３２から生じる紫外線１９が照射位置までの光路の中間位置に配置され、その反転ミラー３６の変更動作により紫外線１９の光路を変更して、紫外線照射位置をテープキャリア３の露光部４４の照射から、ミラーの動作により、紫外線光照射位置をテープキャリア３の露光部４５へ照射変更する。
【００１９】
以下図２、図３を用いて、テープキャリア用露光装置の動作手順について説明する。図２の露光部４４において、マスクフォルダ６に置載されたフォトマスク上のアライメントマーク２６と、テープキャリア３に設けられたアライメントマーク２７の位置を合わせるため、定盤４に設けられた光透過性材料２５が充填された開口部２５から、アライメント光照明手段２１により、テープキャリア３のアライメントマーク２７と、フォトマスクのアライメントマーク２６に照明を照射し、このアライメントマーク２７，２６の画像を撮像手段２８によって撮影する。この撮像手段２８により得られる画像を画像処理手段２９によって最適な数値化処理を行い、この結果を基に、フォトマスクの位置を補正する制御手段７によって、アライメントマーク２７とアライメントマーク２６との位置整合を行い、位置整合が完了すると、照射光量の制御手段４３を通じて、紫外線１９の光路にあるシャッター３５を開閉してフォトマスク５に紫外線１９を必要量照射する。
【００２０】
また、シャッター３５の開閉に伴い、テープキャリア３は、定盤４でフォトマスク５上の所望パターンを露光され、露光部４４の作業は終了する。前記露光部４４のテープキャリア３への紫外線１９の照射中と、この上記露光部４５のアライメントマーク２７とマスクのアライメントマーク２６の整合とは同時に並行して行われる。次に、露光部４４の露光照射の作業の終了と同時に、反転ミラー３６の変更動作により紫外線１９の光路を変更して、紫外線照射位置をテープキャリア３の表面への露光部４４の照射から、照射位置をテープキャリア３裏面となる露光部４５に紫外線光照射位置を変更する。
【００２１】
次に  図３の露光部４５に示すように、露光部４５において、紫外線露光面が反転されたテープキャリア３は、マスクフォルダ６に置載されたフォトマスク５上のアライメントマーク２６と、テープキャリア３に設けられたアライメントマーク２７の位置を合わせるため、定盤４に設けられた光透過性材料２５が充填された開口部２５から、アライメント光照明手段２１により、テープキャリア３のアライメントマーク２７及びマスクのアライメントマーク２６に照明を照射し、このアライメントマーク２７，２６の画像を撮像手段２８によって撮像する。この撮像手段２８により得られる画像を画像処理手段２９で最適な数値化処理を行い、この結果を基に、フォトマスクの位置を補正する制御手段７によって、アライメントマーク２６とアライメントマーク２７の位置整合を行う。
【００２２】
図３の露光部４５において、この位置整合が完了すると、照射量の制御手段４３を通じて、紫外線１９の光路にあるシャッター３５を開放してフォトマスク５に紫外線１９を必要量照射する。また、シャッター３５の開閉に伴い、定盤４でフォトマスク５上の所望パターンを露光されたテープキャリア３は、定盤４の前後にあるテープキャリア搬送手段１１により必要量移動し、巻き取りロール２の外周面に沿って巻き取りが行われる。
【００２３】
この巻き取りロール２の動作を受け、反転ミラー３６を露光部４５の紫外線１９の光路から、露光部４４の紫外線１９の光路の位置に変更する。以下同じ順序で繰り返される。
【００２４】
次に、図２、図３を用いて、テープキャリア用露光装置のアライメント作業の手順について説明する。前述したように、露光部４４と露光部４５とは同じ機能で構成する為、図２に示す露光部４４に付いてのみ説明する。テープキャリア３は、あらかじめ絶縁フィルムテープ３の両端にスプロケットホール９及びアライメントマーク２７が形成され、パターン配置した内部エリアにデバイスホール１４、スリットホール及び銅箔からなる導体層１５等が形成されたテープキャリア３の表裏面をなすもので、ここでは、配線パターン及び電極パッド等を形成するための感光性レジスト層が導体層上に形成された中間工程のテープキャリア３を指している。
【００２５】
定盤４はテープキャリア３を保持する支持台であると同時に、アライメント照明手段２１からのアライメント照明光をテープキャリア３及びフォトマスク５のアライメントマーク２６に照射するするため、光透過性材料２５が充填された開口部２５を有している。  開口部２５はフォトマスク５のアライメントマーク２６、及びテープキャリア３におけるアライメントマーク２７対応する位置に設けられている。更に、定盤４は露光時にテープキャリア３をフォトマスク５に密着させたり、アライメント処理中にテープキャリア３とフォトマスク５を所定間隔離反させる上下移動機構に連結している。
【００２６】
アライメント光照明手段２１の光源は、光学レンズ２２と、光路を左右２方向に分配する光路分配器２３と、及び反射板２４からによって分岐され、これらは定盤４よりも下部の位置に設けられている。
【００２７】
撮像手段２８はテープキャリア３とフォトマスク５のアライメントマーク２７、２６、の画像を読みとるもので、通常ＣＣＤカメラが用いられる。画像処理手段２９は撮像手段２８で読みとったアライメントマークのずれ量を判定処理するもので、テープキャリア２７を基準として、フォトマスク５のアライメントマーク２６の重ねて合わせて、Ｘ、Ｙ及び角度θのずれ量を算出する。フォトマスクの位置を補正する制御手段７は画像処理手段２９にて算出したＸ、Ｙ及び角度θのずれ量のデータをマスクホルダー６に連結されたステージの制御装置に送り込み、所定量移動させてテープキャリアにおけるアライメントマーク２７にフォトマスクにおけるアライメントマーク２６の位置合わせを行うものである。
【００２８】
【実施例】
以下、本発明のテープキャリア用露光装置を用いてテープキャリアを作製する事例について説明する。
【００２９】
<実施例１>
まず、図４（ａ）に示す、両面銅箔付きの絶縁フィルムを所定幅に断裁した銅貼りフィルムテープ３の両端にスプロケットホール９及びアライメントマーク２７と、内部にデバイスホール１４を型抜き等で打ち抜き形成したテープキャリア３を作製する。アライメントマーク２７はスプロケットホール９の形成時に同時に打ち抜きで形成し、アライメントマーク２７の設置位置は所望パターン範囲外の位置であれば任意位置に配置できるが、所望パターンサイズを最大限確保する点から、好ましくは設置間隔は個片化されるテープキャリア３の左右両端に配置されるスプロケットホール列に対し少なくとも１個配置されるようにスプロケットホール９間に設けることが望ましい。アライメントマーク２７の形状は図５（ｂ）にその一例を示すが、円形、十字形、正方形、長方形等各種形状パターンが適用でき、要求される精度によって適宜選択される。
【００３０】
次に、テープキャリア３の両面に形成した導体層１５上に厚さ５μmの感光性レジストからなる感光性レジスト層を形成したテープキャリア３を本発明のテープキャリア用露光装置にセットし、まず、露光部４４において、アライメント光照明手段２１よりアライメント光を定盤に設けられた光透過性材料２５が充填された開口部２５から、アライメント光照明手段２１により、テープキャリア３におけるアライメントマーク２７及びフォトマスク５のアライメントマーク２６に照射して、このアライメントマークの画像を撮像手段２８のＣＣＤカメラによって撮像する。このＣＣＤカメラで得られる画像を画像処理２９し、この結果を基に、パルスモータ、ボールねじによって、アライメントマーク２７を基準にしてアライメントマーク２６の位置整合を行う。位置整合が完了したところで、テープキャリア３とフォトマスク５を密着し、１ｋｗ出力の超高圧水銀灯の紫外線光源より２００ｍＪ／ｃｍ2の露光量でフォトマスク５を通してテープキャリア３上の感光レジスト層に照射露光し、このＡ露光部の感光性レジスト層にパターン潜像を形成する。露光部４４の照射を終了後、反転ミラー３６動作して露光部４５に照射位置を切替える。
【００３１】
次に、露光部４４と同じ手順によって、露光部４５にも、テープキャリア３上の感光性レジスト層に照射露光し、この露光部４５の感光性レジスト層にパターン潜像を形成する。定盤４でフォトマスク５上の所望パターンを露光されたテープキャリア３は、定盤４の前後にあるテープキャリアモータに連結した搬送部により必要量移動し、回転ロール４２の外周面にテープキャリア３を沿わせる面反転機構１２で、感光性レジスト層が形成された露光面の反転が行われる。この面反転機構１２の動作を受け、反転ミラー１４が動作して、露光部４５の紫外線１９の光路から露光部４５の紫外線１９の光路の位置を元の位置に変更する。
【００３２】
ここで、露光部４４と、露光部４５への照射の作業が完了し、巻き取り部２によって順次に巻き取る。前記巻き取られたテープキャリア３に形成された感光性レジスト層の両面に対して現像、エッチング、レジスト剥離等の一連のパターニング処理及び、めっき処理を施してテープキャリア３を得た。尚、このテープキャリア３は、テープキャリア３両面の導体層１５を導通ビア孔１６を通じて導通がとられている。
【００３３】
【発明の効果】
上記のように、本発明に係るテープキャリア用露光装置では、前記面反転機構が回転ロールの外周面にテープキャリアを沿わせて面反転する為に、表裏それぞれのパターンのフォトマスクをテープキャリア表裏面への連続した露光処理が可能となる。そして、本発明に係るテープキャリア用露光装置では、前記のアライメント機構は、アライメント照明手段２１を定盤より下部の位置に設けているため、撮像手段でのアライメントマーク画像のコントラストが向上し、結果的に位置合わせ精度に優れた高精度のテープキャリアを得ることが可能となり、更に、本発明に係るテープキャリア用露光装置は、紫外線光源とフォトマスク間に紫外線光反転手段を有し、紫外線照射位置を任意に変更でき、紫外線光を反転して異なる方向へ紫外線照射する機能を合わせて有するので、位置合わせを行う工程とパターン露光を行う工程を並列して同時に処理することが可能となり、高い生産性が得られ、さらに、本発明の高精度のテープキャリアを用いることで、半導体チップ等の実装工程及び検査工程で優れた位置整合性を確保すると共に、半導体装置の歩留まりが向上し、テープキャリア分野において、優れた実用上の効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のテープキャリア用露光装置の一実施例を示すテープキャリア用露光装置の露光部分の構成概略図である。
【図２】本発明のテープキャリア用露光装置の一実施例を示すテープキャリア用露光装置のアライメント部分の構成概略図である。
【図３】本発明のテープキャリア用露光装置の一実施例を示すテープキャリア用露光装置のアライメント部分の構成概略図である。
【図４】本発明のテープキャリア用露光装置を用いて作製したテープキャリアの一例を示し、（ａ）はテープキャリアの平面図であり、（ｂ）はＡ−Ａ線で切断した側断面図である。
【図５】アライメントマークの一例を示し（ａ）はフォトマスクに設けたアライメントマークの拡大平面図であり、（ｂ）はテープキャリアに設けたアライメントマークの拡大平面図である。
【図６】従来のテープキャリアの一例を示す側断面図である。
【符号の説明】
１…テープキャリアの巻き出し手段（部）
２…テープキャリアの巻き取り手段（部）
３…テープキャリア（絶縁テープフイルム）
４…定盤
５…フォトマスク
６…マスクフォルダ
７…フォトマスクの位置を補正する制御手段
８…銅貼りテープフィルム
９…スプロケットホール
１０…テープキャリアの搬送部
１１…テープキャリア搬送手段
１２…テープキャリアの面反転させる搬送手段（面反転機構）
１３…搬送ローラー
１４…デバイスホール
１５…導体層
１６…導通ビア孔
１７…開口部
１８…アライメントマーク
１９…紫外線
２０…アライメント調整部
２１…アライメント光照明手段
２２…光学レンズ
２３…光路分配器
２４…反射板
２５…光透過性材料（定盤の開口部）
２６…フォトマスクに形成したアライメントマーク
２７…テープキャリアにおけるアライメントマーク
２８…撮像手段
２９…画像処理手段
３０…照射部
３１…照射手段
３２…紫外線光源
３３…コールドミラー
３４…フライアイレンズ
３５…シャッター
３６…反転ミラー（紫外線を反転する反転ミラー）
３７…凹面ミラー（楕円凹面ミラー）
３８…紫外線照射位置
３９…真空吸着穴
４０…全体の部を管理手段
４１…アライメント光照明手段光源
４２…回転ロール
４３…照射光量制御手段
４４…Ａ露光部
４５…Ｂ露光部
４６…絶縁テープフイルム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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