CN101320220B - 曝光绘图装置 - Google Patents

Abstract

提供一种曝光绘图装置，在基板的两面上形成将在绘图电路图案时所必要的对位符号。曝光绘图装置(10)包括：基板投入部(20)，将形成有感光层的基板(CB)投入至基板校正位置；校正部(30)，将被投入至此基板校正位置的上述基板校正至规定位置；符号形成部(40)，对于通过校正部被校正的基板的第一面以及第二面，形成第一及第二对位符号；以及绘图部(60)，基于第一及第二对位符号，将电路图案绘图至基板的第一面及第二面。

Description

曝光绘图装置

技术领域

本发明涉及一种在电子电路基板、液晶组件用玻璃基板、PDP用玻璃组件基板等平面基板上形成电路图案(pattern)的曝光绘图装置。

背景技术

形成电路图案于平面基板的曝光绘图装置，公知是以将转写掩模和作为被曝光体的基板接触的接触方式或不被接触的非接触方式的曝光装置作为主流。最近从掩模的管理和保养方面，如专利文献1或专利文献2所示，对于不使用转写掩模而将绘图光直接照射至基板而绘图电路图案的曝光绘图装置的要求变高。

此曝光绘图装置将应转写的图案作为绘图数据，传送至曝光绘图装置，在曝光绘图装置，经由此数据，进行根据作为空间光调制组件的DMD(Digital Micro-mirror Device，数字微型反射镜组件)组件的控制,照射绘图光，在平面基板将电路图案绘图的装置。曝光绘图装置可享受不使用掩模的最大优点。

如专利文献3所示，在曝光绘图工序中，为了设定在基板绘图的电路图案的位置，在曝光前，预先在基板的周边开小直径的孔，将这些孔作为对位符号(alignment mark)，决定曝光的电路图案的位置和姿势。特别在电子电路基板,在基板的两面形成电路图案的情形较多，以在基板的表里面、对位符号一致的方式，贯穿基板的小直径的孔被使用。

[专利文献1]日本特开2006-113413

[专利文献2]日本特开2006-343684

[专利文献3]日本特开2006-267191

发明内容

然而，在孔加工中附着的尘埃、以及移动过程中附着于孔的尘埃落下至其它基板，或在光阻涂布等加工中的加热工序引起孔周边的变形，这些问题在要求高分辨率的基板上成为问题。

因此，本发明提供一种曝光绘图装置，在基板的两面上形成将在绘图电路图案时所必要的对位符号。

第一观点的曝光绘图装置包括：基板投入部，将形成有感光层的基板投入至基板校正位置；校正部，将被投入至此基板校正位置的上述基板校正至规定位置；符号形成部，对于通过校正部被校正的基板的第一面以及第二面，形成第一及第二对位符号；绘图部，基于第一及第二对位符号，将电路图案绘图至基板的第一面及第二面；以及存储部，其存储上述第一对位符号和上述第二对位符号的二维平面的差异信息；其中上述绘图部根据上述第一对位符号将电路图案绘图于上述第一面上，且根据上述第二对位符号及上述差异信息将电路图案绘图于上述第二面上。。

根据此构成，不需将贯穿基板的第一面及第二面的孔作为对位符号，即可形成第一及第二对位符号。因此，不会有附着于孔的尘埃落至其它基板。

即使在精密制作的符号形成部，在第一面的第一对位符号和第二面的第二对位符号之间也会产生误差。然而，本发明的曝光绘图装置利用将此误差作为差异信息而存储在存储部中，在将电路图案绘图之际，使用此差异信息，可将第一面的电路图案和第二面的电路图案正确地对应。

在第二观点的曝光绘图装置中，符号形成部利用短波长的照明光，在基板的两面上同时形成上述第一及第二对位符号。

在第二观点的曝光绘图装置中，利用短波长的照明光，可在两面同时形成。

在第三观点的曝光绘图装置中，符号形成部具有第一面符号形成部和第二面符号形成部，各个符号形成部可在与上述基板平行的二维平面移动，且可在于上述二维平面直交的方向移动。

根据此构成，由于第一面符号形成部及第二面符号形成部可接近基板，可以少的光量且短时间形成第一对位符号以及第二对位符号。

第四观点的曝光绘图装置在第四观点中，符号形成部具有仅在第一面符号形成部的一方照射短波长的照明光的机构。

根据此构成，对于只需在第一面形成电路图案的基板而言，可仅在第一面形成第一对位符号。

第五观点的曝光绘图装置的基板投入部具有在不同于基板校正位置的位置接到基板后将上述基板移动至基板校正位置的多个旋转滚子。

符号形成部不在和基板校正位置相同的位置形成对位符号的情形，利用多个旋转滚子移动基板即可。

目前在其它工序形成对位符号的工序可省略，可在电路图案形成工序之前形成对位符号，并可减少总共的工序数。即，本发明的曝光绘图装置，即使在完全没有预先形成对位符号的绘图第一层的基板上，也可形成直接绘图图案用的对位符号。

附图说明

图1为配置第一曝光绘图装置10及第二曝光绘图装置100的俯视图。

图2为第一曝光绘图装置10的立体图。

图3为第一曝光绘图装置10的正面图(XZ面)。

图4为第一曝光绘图装置10的侧面图(YZ面)。

图5为投入至基板投入部20的基板校正位置的被曝光基板CB的俯视图。

图6表示一个符号形成部40的图示，其中第6(a)图为俯视图，第6(b)图为侧视图，第6(c)图为正视图。

图7(a)至图7(b)为符号形成部40的第一头41U及第二头41D的扩大图。

图8表示绘图部60的概略立体图。

图9为第一曝光绘图装置10的主要构成的框图。以及

图10为第一曝光绘图装置10的动作的流程图。

符号说明

10～第一曝光绘图装置；                20～基板投入部；

30～校正部；                          31～校正用气缸；

33～校正板；                          35～校正销；

40～符号形成部；                      41U～第一头；

41D～第二头；                         50～第一搬送部；

51～真空垫；                          53～手部；

54～上下驱动部；                      55～水平驱动部；

60～第一绘图部；                      61～第一照明光学系统；

62～全反射镜；                        64～第二照明光学系统；

65～DMD组件；                         68～被曝光体台；

70～待机台；                          100～第二曝光绘图装置；

150～第二搬送部；                     160～第二绘图部；

AC～对位检测系统；                    AM～对位符号；

CB～被曝光基板；                      SS1～搬送确认传感器；

SS2～搬入确认传感器。

具体实施方式

<第一曝光绘图装置及第二曝光绘图装置的概略结构>

图1为配置第一曝光绘图装置10及第二曝光绘图装置100的俯视图。

在本实施例中，因为作为平面基板的被曝光基板CB的第一面及第二面均被曝光，第一曝光绘图装置10之外，将第二曝光绘图装置100并列配置。即，第一曝光绘图装置10将被曝光基板CB的第一面曝光，第二曝光绘图装置100将被曝光基板CB的第二面曝光，也可以使用将被曝光基板CB从第一面反转至第二面的反转部（相当于待机台70和搬送部50），仅经由第一曝光绘图装置10将被曝光基板CB的两面绘图，但为了提高被曝光基板CB的生产量(每一时间的生产量)，准备第二曝光绘图装置100。

第一曝光绘图装置10，大致由基板投入部20、校正部30、符号形成部40、第一搬送部50、第一绘图部60、以及待机台70所构成。第二曝光绘图装置100，大致由第二搬送部150、第二绘图部160、以及搬出台180所构成。

从图1的左侧，涂布有光阻的被曝光基板CB被搬送过来。搬送确认传感器SS1确认被曝光基板CB。接着，基板投入部20的旋转滚子21(参考图3)旋转。当被曝光基板CB被搬送至基板投入部20的右端时，搬入确认传感器SS2确认被曝光基板CB。被曝光基板CB完全被搬入至基板投入部20后，旋转滚子21停止，进行被曝光基板CB的校正，其次，在被曝光基板CB的周边部，对位符号AM经由符号形成部40被形成。

之后，被曝光基板CB经由第一搬送部50被载置于第一绘图部60的被曝光体台68。第一绘图部60在被曝光基板CB的第一面绘图电路图案。电路图案的绘图结束的被曝光基板CB，经由第一搬送部50将第一面和第二面反转，被搬送至待机台70。在第一搬送部50不具有反转机构的情形，待机台70具有将被曝光基板CB从第一面反转至第二面的机构也可。

其次，被曝光基板CB经由第二搬送部150被载置于第二绘图部160的被曝光体台68。第二绘图部160在被曝光基板CB的第二面绘图电路图案。电路图案的绘图结束的被曝光基板CB，经由第二搬送部150被搬送至搬出台180。之后，被曝光基板CB被搬送至下一工序。

在图1，为了提高生产量第一曝光绘图装置10及第二曝光绘图装置100并行配置。在比起生产量进一步考虑设备导入成本的情形中，从待机台70使被曝光基板CB再次回到第一曝光绘图装置10，在被曝光基板CB的第二面绘图电路图案也可。另外，第一曝光绘图装置10及第二曝光绘图装置100，因为除了基板投入部20、校正部30、及符号形成部40之外，大致相同，以下以第一曝光绘图装置10作为代表说明各构成。

<第一曝光绘图装置的构成>

图2为第一曝光绘图装置10的立体图。图3为第一曝光绘图装置10的正面图(XZ面)。图4为第一曝光绘图装置10的侧面图(YZ面)。这些图3至图4特别以基板投入部20、校正部30、符号形成部40、及第一搬送部50为中心被绘制。

基板投入部20，具有多个旋转滚子21以及使旋转滚子21旋转的未图示的驱动电动机。旋转滚子21被多个平行地设置，在旋转滚子21的一端，安装有承受经由皮带或金属线(wire)被传达的旋转力的扣链齿轮或滑轮。作为传达使旋转滚子21旋转的驱动电动机的旋转力的手段，除扣链齿轮或滑轮以外，也可采用根据圆筒状的磁铁(magnet)的传达方法。另外，基板投入部20，具有确认被曝光基板CB的搬入及到达的搬送确认传感器SS1及搬入确认传感器SS2。

校正部30具有校正用气缸(air cylinder)31，可将校正板33上下动作。在校正板33，校正销35被安装。被曝光基板CB被搬送，旋转滚子21的旋转停止为止,校正板33被配置在下端；在旋转滚子21停止而校正被曝光基板CB之际，校正板33移动至上端。在图3，为校正板33移动至上端的图示，在图4，为校正板33移动至下端的图示。

当校正板33移动至上端时，安装于校正板33的校正销35移动至和被曝光基板CB抵接的高度。校正板33具有将校正销35移动于水平方向的水平移动驱动部34，校正销35可在水平方向移动约10mm。被曝光基板CB，例如，为635mmx535mm的矩形形状，校正销35沿着被曝光基板CB的四边被配置。

符号形成部40，在经由校正销35被校正的被曝光基板CB的四边的第一面形成第一对位符号AM1，在第二面形成第二对位符号AM2。有关符号形成部40的详细内容在后面描述。

第一搬送部50具有手(hand)部53，其具备多个真空吸着的真空垫(pad)51；另外，手部53具有上下驱动部54及水平驱动部55。相对于对位符号AM而形成的被曝光基板CB，真空垫51从上方下降进行真空吸着，以吊起曝光基板CB。之后，被曝光基板CB经由水平驱动部55，被移动至第一绘图部60的被曝光体台68上。另外，上下驱动部54将被曝光基板CB载置于被曝光体台68，真空垫51的真空吸着被解除。此时，被曝光体台68进行真空吸着动作，被曝光基板CB可靠地固定于被曝光体台68。另外，第一搬送部50具有使被曝光基板CB的第一面反转至第二面的反转转子59。在图1中，在从绘图部60搬送至待机台70之际，被曝光基板CB经由反转转子59从第一面反转至第二面。

<被曝光体的校正和对位符号>

图5为投入至基板投入部20的基板校正位置的被曝光基板CB的俯视图。从图5理解，相对于被曝光基板CB各边，分别设置着两个校正销35。将一边决定位置时，两个校正销较佳。另外，校正销35如箭头39，对于被曝光基板CB的四边，从以虚线描绘的位置移动至以实线描绘的位置。由此，被曝光基板CB的校正结束后，校正销35从以实线描绘的位置回到以虚线描绘的位置。

另外，配置于四个场所的符号形成部40从退避位置移动至被曝光基板CB的周边位置。四个符号形成部40在被曝光基板CB的各边，将一个或多个对位符号AM经由短波长光曝光而形成。符号形成部40为了提高生产量，优选将被曝光基板CB的第一面和第二面同时曝光。另外，对位符号AM，从ψ0.5mm到ψ1mm左右的圆形或十字型的符号形状即可，在图5中，在第一面的一边形成有ψ1mm的四个圆形的对位符号AM。

<符号形成部>

图6表示一个符号形成部40的图示，其中图6(a)为俯视图，图6(b)为侧视图，图6(c)为正视图。

符号形成部40具有在被曝光基板CB的第一面形成第一对位符号AM1的第一头41U以及在第二面形成第二对位符号AM2的第二头41D。

第一头41U经由第一头用气缸42U沿着第一滑动导件44可上下移动。另外，第二头41D经由第二头用气缸42D沿着第一滑动导件44可上下移动。经由共享第一头41U和第二头41D的滑动导件，降低成本且提高两个定位精度。

另外，第一头41U及第二头41D被载置于滑动台45，滑动台45经由台用气缸46可在水平方向沿着第二滑动导件48移动。另外，在图6中，虽然未图示，但符号形成部40具有和第二滑动导件48正交的第三滑动导件，可将滑动台45朝与第二滑动导件48正交的方向移动。

符号形成部40，被曝光基板CB被校正之后，将第一头41U和第二头41D以上下开启的状态，接近被曝光基板CB。另外，符号形成部40到达形成第一及第二对位符号AM1及AM2的规定位置之后，为了使第一头41U和第二头41D关闭而接近被曝光基板CB，符号形成部40从第一头41U和第二头41D照射短波长的光。形成第一及第二对位符号AM1及AM2之后，进行相反的动作，回到原来的位置。

在本实施例中，第一头41U及第二头41D，具有开关(on/off)控制容易的LED光源(LED1及LED2(参考图7))，此LED光源发射波长为365nm的光。然而，作为第一头41U及第二头41D的光源，可经由超高压水银灯等，将短波长光经由光纤导光。

另外，在被曝光基板CB之中，不必在两面将电路图案绘图而仅在单一面包含将电路图案绘图的对象。在此类情形中，仅使第一头41U经由第一头用气缸42U上下移动地进行控制既可。另外，当第一头41U或第二头41D的光源的光强度强时，不必将第一头41U和第二头41D接近被曝光基板CB，不必设置第一滑动导件44、第二头用气缸42D及第二滑动导件48。

图7为符号形成部40的第一头41U及第二头41D的扩大图。在图7，将第一头41U的LED1及第二头41D的LED2的误差扩大描绘。

对位符号AM，成为绘图部60将电路图案绘图在被曝光基板CB时的基准。因此，作为将电路图案绘图至被曝光基板CB的第一面和第二面时的基准，假如第一面的第一对位符号AM1和第二面的第二对位符号AM2不一致，则第一面的电路图案和第二面的电路图案不一致。因此，有将第一头41U或第二头41D精密制作的必要。然而，即使精密制作，将会产生细微的差异(误差)。因此，在本实施例，将细微的差异信息存储在存储部92(参考图9)。

第一头41U的光源LED1和第二头41D的光源LED2，在X方向存在ΔX的差异，在Y方向存在ΔY的差异。另外，实际上，在测试用基板TES使用光源LED1和光源LED2，形成第一及第二对位符号AM1及AM2，经由显微镜等的测量装置，测量其差异。此差异信息被存储在存储部92。绘图部60在基于对位符号AM形成电路图案之际，考虑此差异信息而绘图。

<绘图部的构成>

图8表示绘图部60的概略立体图。绘图部60大致包括照明光学系统61、空间光调制部65、投影光学系统67以及被曝光体台68。在本实施例中，也有为了可对大面积的被曝光体CB进行曝光而具备两系统的照明光学系统的结构的情形。绘图部60的两个第一照明光学系统61-1及61-2具有高压水银灯。

由反射光学组件62-1及反射光学组件62-2被分离成八道曝光光线IL，其由全反射镜63-1至全反射镜63-8反射至Y方向。由全反射镜63-1至全反射镜63-8进行反射的曝光光线IL入射于八个第二照明光学系统64-1至第二照明光学系统64-8。

入射于第二照明光学系统64-1至第二照明光学系统64-8的曝光光线IL被形成为适当的光量及光束形状，而被照射至作为空间光调制组件的排成一列的八个DMD组件65-1至DMD组件65-8。DMD组件65-1至DMD组件65-8根据被供给的图像数据对曝光光线IL进行空间调制。由DMD组件65-1至DMD组件65-8所调制的光束经由投影光学系统67-1至投影光学系统67-8，作成规定的倍率之后，被照射至被曝光基板CB。DMD组件65-1根据电路图案，例如，开关(on/off)驱动配置成1024×1280的阵列状的1310720个的微型反射镜M。

此绘图部60，具有三个对位检测系统AC1、对位检测系统AC2以及对位检测系统AC3(对位检测系统AC3未图示)。对位检测系统AC检测出形成于被曝光基板CB的对位符号AM。绘图部60从对位符号AM的检测结果，基于电路图案的信号，补正微型反射镜M的开关驱动。

绘图部60在投影光学系统67的Z方向下侧，具备支持第一照明光学系统61、第二照明光学系统64以及投影光学系统67等的框体69。在框体69上配置着一对导轨，在这些导轨上搭载着被曝光体台68。此被曝光体台68通过例如步进电动机等被驱动。由此，被曝光体台68沿着一对导轨，在作为这些的长度方向的Y方向，对于投影光学系统67相对移动。在被曝光体台68上设置着从基板校正位置被搬送的被曝光基板CB，此被曝光基板CB在被曝光体台68上由真空吸附而被固定。被曝光体台68被构成为，可于X方向移动，为了移动到投影光学系统67的焦点位置还可在Z方向移动。

绘图部60，在被曝光基板CB绘图之际，使用高压水银灯的光源之外，使用短波长的LED光源或短波长的雷射光也可。图示，代替由镜子及透镜构成的第一照明光学系统61及第二照明光学系统64，使用光纤也可。

<第一曝光绘图装置的绘图用的块结构>

图9为第一曝光绘图装置10的主要结构的框图。使用图9，特别对基于对位符号AM、在被曝光基板CB上绘图电路图案进行说明。

主控制部90和基板投入部20、校正部30、符号形成部40、第一搬送部50、以及第一绘图部60连接，并相互进行信号的交换。

主控制部90，具有预先存储形成于测试用基板TES的第一及第二对位符号AM1及AM2的差异信息的对位符号差异存储部92，且具有存储将电路图案绘图用的绘图数据的绘图数据存储部93。主控制部90，还从对位检测系统AC中得到各被曝光基板CB的对位符号AM的位置信息。演算部91，基于对位符号AM的位置信息、第一及第二对位符号AM1及AM2的差异信息、以及绘图数据，驱动DMD组件65的微型反射镜M，在载置于被曝光体台68的被曝光基板CB绘图。另外，以第一面的对位符号基准绘图的话，演算部91不使用第一及第二对位符号AM1及AM2的差异信息，基于对位符号AM的位置信息及绘图数据，驱动DMD组件65的各微型反射镜M。第一及第二对位符号AM1及AM2在第二面中被使用。

<第一曝光绘图装置及第二曝光绘图装置的动作>

图10为第一曝光绘图装置10的动作的流程图。

在步骤R11中，传感器SS 1确认被曝光基板CB从外部被搬入至基板投入部20。

在步骤R12中，旋转旋转滚子21，搬送被曝光基板CB至基板投入部20的基板校正位置。

在步骤R13中，传感器SS2确认基板是否到达基板校正位置。

在步骤R14中，旋转滚子21的旋转停止(在步骤R13中传感器SS2确认到基板到达至基板校正位置时)。

其次，在步骤R15中，校正部30的校正销35经由校正用气缸31上升，校正销35抵接于被曝光基板CB的四边的外周，并使被曝光基板CB移动至校正位置。

在步骤R16中，符号形成部40从待机位置沿着被曝光基板CB的外周在水平方向移动，移动至对位符号AM的形成位置。

在步骤R17中，符号形成部40的第一头41U及第二头41D朝接近被曝光基板CB的方向进行上下移动，移动至形成对位符号AM的最适当位置。

在步骤R18中，点亮光源LED1及光源LED2，在被曝光基板CB的第一面及第二面同时形成第一及第二对位符号AM1及AM2。

在步骤R19中，上下头41回到原来的位置，此两个头的间隔变宽，符号形成部40回到待机位置。

在步骤R20中，第一搬送部50真空吸着被曝光基板CB，搬送到被曝光体台68，解除被曝光基板CB的真空吸着。另外，被曝光体台68真空吸着被曝光基板CB。

在步骤R21中，对位检测系统AC观察被曝光基板CB的第一面的第一对位符号AM1。另外，基于被曝光基板CB的第一对位符号AM1，在被曝光基板CB将电路图案通过DMD组件65绘图。

在步骤R22中，利用第一搬送部50将被曝光基板CB移动至待机台70，第一搬送部50的反转转子59或待机台70使被曝光基板CB反转。由此，被曝光基板CB的第二面的绘图准备完成。

在步骤R23中，第二搬送部150吸着被曝光基板CB，搬送至第二被曝光体台68，解除被曝光基板CB的真空吸着。另外，第二被曝光体台68真空吸着被曝光基板CB。

在步骤R24中，第二绘图部160的对位检测系统AC观察第二面的第二对位符号AM2。另外，基于被曝光基板CB的第二对位符号AM2以及第一对位符号AM1和第二对位符号AM2的差异位置，在被曝光基板CB将电路图案经由绘图部160绘图。在第二面的电路图案的绘图之际，由于考虑到第一对位符号AM1和第二对位符号AM2的差异位置，正确地对应第一面的电路图案和第二面的电路图案地进行绘图。

在步骤R25中，第二搬送部150吸着第一面及第二面的绘图完成的被曝光基板CB，搬送至搬出台180。

在本实施例中，虽然校正部30及符号形成部40被设置在不同于被曝光台68的位置，但也可设置在被曝光体台68的周围。这样，可使第一曝光绘图装置10的设置面积变小。然而，将丢失被曝光基板CB的待机位置，从而有可能降低生产量。

另外，在本实施例，虽然设置形成第一面的第一对位符号AM1和第二面的第二对位符号AM2的符号形成部40，但也可分别设置仅形成第一对位符号AM1的符号形成部和仅形成第二对位符号AM2的符号形成部。

Claims (7)

1.一种曝光绘图装置，其特征在于，包括：

基板投入部，其将形成有感光层的基板投入至基板校正位置；

校正部，其将被投入至该基板校正位置的上述基板校正至规定位置；

符号形成部，其在通过上述校正部被校正的基板的第一面以及第二面上形成第一及第二对位符号；

绘图部，其根据上述第一及第二对位符号，将电路图案绘图至上述基板的第一面及第二面；以及

存储部，其存储上述第一对位符号和上述第二对位符号的二维平面的差异信息，

其中上述绘图部根据上述第一对位符号将电路图案绘图于上述第一面上，且根据上述第二对位符号及上述差异信息将电路图案绘图于上述第二面上。

2.根据权利要求1所述的曝光绘图装置，其中上述符号形成部经由短波长的照明光，在上述基板的两面上同时形成上述第一及第二对位符号。

3.根据权利要求1所述的曝光绘图装置，其中上述符号形成部具有第一面符号形成部和第二面符号形成部，各个符号形成部可在与上述基板面平行的二维平面移动，且可在与上述二维平面直交的方向移动。

4.根据权利要求2所述的曝光绘图装置，其中上述符号形成部具有第一面符号形成部和第二面符号形成部，各个符号形成部可在与上述基板面平行的二维平面移动，且可在与上述二维平面直交的方向移动。

5.根据权利要求3所述的曝光绘图装置，其中上述符号形成部具有仅在上述第一面符号形成部的一方照射短波长的照明光的机构。

6.根据权利要求4所述的曝光绘图装置，其中上述符号形成部具有仅在上述第一面符号形成部的一方照射短波长的照明光的机构。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的曝光绘图装置，其中上述基板投入部具有将上述基板从基板被投入的位置移动至上述基板校正位置的多个旋转滚子。

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