JP2006232477A - シート体位置決め治具及びそれを用いた描画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】位置決め部材の切り替え作業や管理を容易とし、サイズによらず、シート体を所望の位置に位置決めする。
【解決手段】基板Ｆのサイズに応じた露光ステージ１８上の２つの位置決め孔６４ａ〜６４ｈを選択し、選択された位置決め孔６４ａ〜６４ｈに位置決め部材６０の位置決めピン６６ａ、６６ｂを係合する。次いで、位置決め部材６０の基板Ｆのサイズに応じた２つの段部６８ａ〜６８ｆを選択し、選択された段部６８ａ〜６８ｆに基板Ｆの隅角部及びその隅角部から延在する面を当接させることで、露光ステージ１８の中央を基準として基板Ｆの位置決めを行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、ステージの所定位置に矩形状のシート体を位置決めするシート体位置決め治具及びそれを用いた描画装置に関する。

例えば、所望の画像パターンに従ってレーザビームを制御し、感光材料からなるシート体を露光走査することにより、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ等のフィルタや多層プリント配線基板を製造する露光装置が開発されている（特許文献１参照）。

このような露光装置では、シート体の所定位置に画像を記録するため、シート体を露光ステージに高精度に位置決め固定する必要がある。特に、カラー液晶ディスプレイのカラーフィルタや多層プリント配線基板のように、同一のシート体の着脱を繰り返しながら所定のパターンを所定位置に重ねて露光記録しなければならないものにおいては、パターン間の位置ずれを回避するため、シート体の位置決め精度を確保することが極めて重要である。

特開２００４−６２１５５号公報

ところで、このような露光装置では、１台の露光装置でサイズの異なる複数種類のシート体を位置決めできることが要求される。この場合、例えば、露光ステージの端面を基準としてシート体を位置決めするのであれば、１つの位置決め部材で各サイズのシート体に容易に対応することができる。

しかしながら、例えば、露光ステージの中央を基準として位置決めしなければならないような場合には、シート体のサイズ毎に位置決め部材を切り替える必要がある。この場合、サイズの異なる多数の種類のシート体があると、位置決め部材の切り替え作業や位置決め部材自体の管理が非常に煩雑になってしまう。

本発明は、前記の不具合を解消するためになされたもので、位置決め部材の切り替え作業や管理を容易とし、サイズによらず、シート体を所望の位置に位置決めすることのできるシート体位置決め治具及びそれを用いた描画装置を提供することを目的とする。

前記の課題を解決するため、本発明は、ステージの所定位置に矩形状のシート体を位置決めするシート体位置決め治具において、
前記シート体の異なる複数のサイズに応じて規定される前記ステージの一方向及びそれと直交する他方向の所定位置に形成され、前記シート体の少なくとも１つの隅角部が係合する複数の段部を有する位置決め部材を備えることを特徴とする。

また、本発明は、ステージの所定位置に位置決めされた矩形状のシート体に対して描画を行う描画装置において、
前記ステージは、前記シート体の異なる複数のサイズに応じて規定される前記ステージの一方向及びそれと直交する他方向の所定位置に形成され、前記シート体の少なくとも１つの隅角部が係合する複数の段部を有する位置決め部材を備えることを特徴とする。

本発明は、位置決め部材の切り替え作業や管理を容易とし、サイズによらず、シート体を所望の位置に位置決めすることができる。これにより、位置決めされたシート体に対して効率的な処理を遂行することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る描画装置であるプリント配線基板等の露光処理を行う露光装置１０を示す。露光装置１０は、複数の脚部１２によって支持された変形の極めて小さい定盤１４を備え、この定盤１４上には、２本のガイドレール１６を介して露光ステージ１８（ステージ）が矢印方向に往復移動可能に設置される。露光ステージ１８には、感光材料が塗布された矩形状の基板Ｆが吸着保持される。

定盤１４の中央部には、ガイドレール１６を跨ぐようにして門型のコラム２０が設置される。このコラム２０の一方の側部には、基板Ｆに記録されたアラインメントマークを検出するカメラ２２ａ、２２ｂが固定され、他方の側部には、基板Ｆに対して画像を露光記録する複数の露光ヘッド２４ａ〜２４ｊが位置決め保持されたスキャナ２６が固定される。なお、露光ヘッド２４ａ〜２４ｊは、基板Ｆの走査方向（露光ステージ１８の移動方向）と直交する方向に２列で千鳥状に配列される。

図２は、各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊの構成を示す。露光ヘッド２４ａ〜２４ｊには、例えば、光源ユニット２８を構成する複数の半導体レーザから出力されたレーザビームＬが合波され光ファイバ３０を介して導入される。レーザビームＬが導入された光ファイバ３０の出射端には、ロッドレンズ３２、反射ミラー３４、及びデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）３６が順に配列される。

ここで、ＤＭＤ３６は、ＳＲＡＭセル（メモリセル）の上に格子状に配列された多数のマイクロミラーを揺動可能な状態で配置したものであり、各マイクロミラーの表面には、アルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。ＳＲＡＭセルに制御ユニット４２から描画データに従ったデジタル信号が書き込まれると、その信号に応じて各マイクロミラーが所定方向に傾斜し、その傾斜状態に従ってレーザビームＬのオンオフ状態が実現される。

オンオフ状態が制御されたＤＭＤ３６によって反射されたレーザビームＬの射出方向には、拡大光学系である第１結像光学レンズ４４、４６、ＤＭＤ３６の各マイクロミラーに対応して多数のレンズを配設したマイクロレンズアレー４８、ズーム光学系である第２結像光学レンズ５０、５２が順に配列される。なお、マイクロレンズアレー４８の前後には、迷光を除去するとともに、レーザビームＬを所定の径に調整するためのマイクロアパーチャアレー５４、５６が配設される。

図３は、露光ステージ１８と、露光ステージ１８に着脱自在に構成される基板Ｆの位置決め部材６０とを示す。

露光ステージ１８の上面部には、基板Ｆを吸着保持するための多数の吸引孔６２が形成される。また、露光ステージ１８の上面部のうち、矢印で示す露光ステージ１８の移動方向と直交する両側部の所定部位には、基板Ｆのサイズに対応した所定の間隔で複数の位置決め孔６４ａ〜６４ｈ（第２係合部）が形成される。

一方、基板Ｆのサイズに対応して選択した２つの位置決め孔６４ａ〜６４ｈには、露光ステージ１８の移動方向と直交する方向に延在する位置決め部材６０が位置決めピン６６ａ、６６ｂ（第１係合部）を介して装着される。

位置決め部材６０には、露光ステージ１８の移動方向に対する基板Ｆの長さＹと、移動方向と直交する方向に対する基板Ｆの幅Ｘとに応じた位置に、複数の段部６８ａ〜６８ｆが形成される。

図４に示すように、長さＹ１〜Ｙ４、幅Ｘ１、Ｘ２〜Ｘ４のサイズの異なる４種類の基板Ｆ１〜Ｆ４を例として説明すると、段部６８ａ、６８ｂは、位置決め部材６０を位置決め孔６４ａ、６４ｂに係合させた状態で、基板Ｆ１を露光ステージ１８の移動方向と直交する方向の中央に位置決めし、また、位置決め部材６０を位置決め孔６４ｃ、６４ｄに係合させた状態で、基板Ｆ２を露光ステージ１８の移動方向と直交する方向の中央に位置決めする位置に形成される。段部６８ｃ、６８ｄは、位置決め部材６０を位置決め孔６４ｅ、６４ｆに係合させた状態で、基板Ｆ３を露光ステージ１８の移動方向と直交する方向の中央に位置決めする位置に形成される。さらに、段部６８ｅ、６８ｆは、位置決め部材６０を位置決め孔６４ｇ、６４ｈに係合させた状態で、基板Ｆ４を露光ステージ１８の移動方向と直交する方向の中央に位置決めする位置に形成される。

本実施形態の露光装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作について説明する。

露光ステージ１８に基板Ｆを位置決めする際、先ず、基板Ｆのサイズに応じて位置決め部材６０の係合位置を調整する。例えば、図４に示す長さＹ１、幅Ｘ１からなる基板Ｆ１を露光ステージ１８に位置決めする場合、露光ステージ１８の位置決め孔６４ａ、６４ｂに位置決め部材６０の位置決めピン６６ａ、６６ｂを係合させる。次いで、露光ステージ１８に装着された位置決め部材６０に対して、基板Ｆ１の隅角部を位置決め部材６０の段部６８ａの隅角部に係合させるとともに、基板Ｆ１の前記隅角部に沿った面を位置決め部材６０の段部６８ｂに当接させる。この結果、基板Ｆ１が露光ステージ１８の移動方向の所定位置に位置決めされるとともに、移動方向と直交する方向の中央に位置決めされる。

また、基板Ｆ１と異なるサイズからなる基板Ｆ２〜４を露光ステージ１８に位置決めする場合には、基板Ｆ２〜４に応じた位置決め孔６４ｃ〜６４ｈを選択して位置決め部材６０を装着した後、該当する段部６８ａ〜６８ｆに基板Ｆ２〜４の隅角部及びこの隅角部に沿った面を当接させる。この場合、図４に示すように、基板Ｆ２〜Ｆ４は、基板Ｆ１と同様に、露光ステージ１８の移動方向の所定位置に位置決めされるとともに、移動方向と直交する方向の中央に位置決めされる。

このように、１つの位置決め部材６０を用いて、サイズの異なる複数種類の基板Ｆを露光ステージ１８の中央に位置決めすることができる。

なお、露光ステージ１８に形成される位置決め孔６４ａ〜６４ｈの内部の明度と、露光ステージ１８の上面部の明度とが大きく異なっていれば、作業者が所望の位置決め孔６４ａ〜６４ｈの位置を確認することが容易となる。例えば、位置決め孔６４ａ〜６４ｈの色を露光ステージ１８と異なる色に設定しておけば、位置決め部材６０を所望の位置決め孔６４ａ〜６４ｈに装着する際、位置決め孔６４ａ〜６４ｈの位置を容易に確認して作業を行うことができる。

また、位置決め部材６０の位置決めピン６６ａ、６６ｂを、位置決め孔６４ａ〜６４ｈが形成されている露光ステージ１８よりも硬度が低い材料で形成すれば、位置決め部材６０を露光ステージ１８に対して繰り返し着脱する場合であっても、高価で交換が困難な露光ステージ１８を損耗することがなく好適である。

さらに、図５に示すように、露光ステージ１８側に位置決めピン７０ａ〜７０ｈを植設しておき、位置決め部材６０の両端部に形成した位置決め孔７２ａ、７２ｂを選択した２つの位置決めピン７０ａ〜７０ｈに係合するようにしてもよい。なお、位置決めピン７０ａ〜７０ｈを露光ステージ１８よりも硬度が低い材料で形成し、露光ステージ１８に着脱自在とすることにより、高価な露光ステージ１８を損耗することなく、位置決めピン７０ａ〜７０ｈを交換するだけで位置決め精度を維持することができる。

ここで、基板Ｆを露光ステージ１８の中央に位置決めすることにより、例えば、図１に示すように、図示しない搬送ロボット等を用いて矢印Ａ方向から露光ステージ１８の中央に基板Ｆを搬入して位置決めし、露光装置１０による露光処理が終了した後、再び前記搬送ロボット等を用いて基板Ｆを矢印Ｂ方向に搬出する処理を行う際、露光ステージ１８に対する前記搬送ロボット等による基板Ｆの搬入、搬出処理を、基板Ｆのサイズに依存することなく、同一の動作で行うことができる。

位置決め部材６０を用いて露光ステージ１８に基板Ｆを位置決めし、吸引孔６２を介して基板Ｆを露光ステージ１８に吸着保持させた後、露光処理が開始される。

露光ステージ１８は、定盤１４のガイドレール１６に沿って一方の方向に移動する。露光ステージ１８がコラム２０間を通過する際、カメラ２２ａ、２２ｂが基板Ｆの所定位置に記録されているアライメントマークを読み取る。読み取られたアライメントマークの位置データは、基板Ｆの位置補正データとして利用される。

位置補正データが算出された後、露光ステージ１８は、他方の方向に移動し、スキャナ２６により基板Ｆに対する画像の露光処理が開始される。

すなわち、光源ユニット２８から出力されたレーザビームＬは、光ファイバ３０を介して各露光ヘッド２４ａ〜２４ｊに導入される。導入されたレーザビームＬは、ロッドレンズ３２から反射ミラー３４を介してＤＭＤ３６に入射する。

一方、描画データは、前記位置補正データにより補正されてＤＭＤ３６に供給され、ＤＭＤ３６を構成する各マイクロミラーがオンオフ制御される。ＤＭＤ３６を構成する各マイクロミラー４０により所望の方向に選択的に反射されたレーザビームＬは、第１結像光学レンズ４４、４６によって拡大された後、マイクロアパーチャアレー５４、マイクロレンズアレー４８及びマイクロアパーチャアレー５６を介して所定の径に調整され、次いで、光学倍率変更部７８を構成する第２結像光学レンズ５０、５２により所定の倍率に調整されて基板Ｆに導かれる。この場合、露光ステージ１８は、定盤１４に沿って移動し、基板Ｆには、露光ステージ１８の移動方向と直交する方向に配列される複数の露光ヘッド２４ａ〜２４ｊにより所望の二次元画像が露光記録される。

ここで、例えば、露光装置１０を用いて積層プリント配線基板を製造するような場合、同じ基板Ｆを繰り返し露光ステージ１８に位置決めして露光処理を行うことになるが、基板Ｆは、露光後の積層処理の過程で周辺部を切り落とす処理を行っているため、前回の露光処理時と次回の露光処理時とで基板Ｆのサイズが変わってしまう。この場合、位置決め部材６０は、段部６８ａ〜６８ｆの位置が固定されているため、位置決めした際に、積層して記録されるプリント配線間にずれが生じてしまう。

図６〜図８は、前記のずれに対応して段部の位置を調整可能とした位置調整機構を備えた位置決め部材８０を示す。

位置決め部材８０は、露光ステージ１８に当接して基板Ｆを位置決めする位置決め板８２と、位置決め板８２上に配設され、位置決め板８２を露光ステージ１８の移動方向である矢印ｙ方向に変位させる第１調整板８４と、第１調整板８４上に配設され、第１調整板８４を介して位置決め板８２を露光ステージ１８の移動方向と直交する矢印ｘ方向に変位させる第２調整板８６とを備える。

位置決め板８２は、基板Ｆを位置決めする段部８８ａ、８８ｂを有する。なお、この実施形態では、位置決め板８２に１組の段部８８ａ、８８ｂのみが形成されているが、位置決め部材６０と同様に、各基板Ｆ１〜Ｆ４のサイズに応じて複数の段部を形成されていてもよいことは勿論である。位置決め板８２の長手方向両端部近傍には、円形孔部９０ａ、９０ｂが形成される。また、一方の円形孔部９０ａの矢印ｙ方向両側部には、矢印ｙ方向に延在する長孔９２ａ、９２ｂが形成される。なお、長孔９２ａ、９２ｂは、他方の円形孔部９０ｂ側にも形成することができる。さらに、位置決め板８２には、矢印ｘ方向及び矢印ｙ方向に所定間隔で複数の細線からなる罫書き線９３が形成される。

第１調整板８４の長手方向両端部近傍には、位置決め板８２の円形孔部９０ａ、９０ｂの位置に対応して、矢印ｘ方向に延在する長孔９４ａ、９４ｂが形成される。第１調整板８４の下面部には、位置決め板８２の長孔９２ａ、９２ｂに係合する係合ピン９６ａ、９６ｂが形成される。なお、係合ピン９６ａ、９６ｂは、長孔９４ｂ側にも形成することができる。第１調整板８４の上面部の長孔９４ａの近傍には、矢印ｙ方向に延在する長孔９８が形成されるとともにナット部材１００が固定される。ナット部材１００には、ボルト部材１０２が螺合し、ボルト部材１０２には、スライド部材１０４が螺合する。スライド部材１０４は、一部が長孔９８を介して位置決め板８２の孔部１０６に固定される。なお、長孔９８、ナット部材１００、ボルト部材１０２及びスライド部材１０４は、長孔９４ｂ側にも配設することができる。

第２調整板８６の下面部には、第１調整板８４の長孔９４ａ、９４ｂ及び位置決め板８２の円形孔部９０ａ、９０ｂを介して露光ステージ１８の位置決め孔６４ａ〜６４ｈに係合する位置決めピン１０８ａ、１０８ｂが形成される。位置決めピン１０８ａ側における第２調整板８６の上面部には、矢印ｘ方向に延在する長孔１１０が形成されるとともにナット部材１１２が固定される。ナット部材１１２には、ボルト部材１１４が螺合し、ボルト部材１１４には、スライド部材１１６が螺合する。スライド部材１１６は、一部が長孔１１０を介して第１調整板８４の孔部１１８に固定される。なお、長孔１１０、ナット部材１１２、ボルト部材１１４及びスライド部材１１６は、位置決めピン１０８ｂ側にも配設することができる。さらに、第２調整板８６には、第１調整板８４に形成した罫書き線９３の矢印ｘ方向及び矢印ｙ方向の位置を示すマーク１１８ｘ、１１８ｙが形成される。

以上のように構成される位置決め部材８０は、位置決め板８２、第１調整板８４及び第２調整板８６の順に重ねられ、第２調整板８６の位置決めピン１０８ａ、１０８ｂを、基板Ｆのサイズに応じて選択した２つの位置決め孔６４ａ〜６４ｈに係合することで露光ステージ１８に装着される。そして、基板Ｆのサイズに応じて位置決め板８２の位置の微調整が行われる。

すなわち、第１調整板８４に配設されたボルト部材１０２を所定量回すことにより、ボルト部材１０２に螺合するスライド部材１０４が長孔９８に沿って矢印ｙ方向に移動し、スライド部材１０４が連結された位置決め板８２が矢印ｙ方向に移動する。また、第２調整板８６に配設されたボルト部材１１４を所定量回すことにより、ボルト部材１１４に螺合するスライド部材１１６が長孔１１０に沿って矢印ｘ方向に移動し、スライド部材１１６が連結された第１調整板８４を介して位置決め板８２が矢印ｘ方向に移動する。この結果、基板Ｆのサイズに応じて位置決め板８２の矢印ｙ方向及び矢印ｘ方向に対する位置の微調整が行われる。なお、位置決め板８２の調整量は、位置決め板８２に形成された罫書き線９３と、第２調整板８６に形成されたマーク１１８ｘ、１１８ｙとの位置関係によって確認することができる。

上述した露光装置１０は、例えば、プリント配線基板（ＰＷＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｗｉｒｉｎｇ Ｂｏａｒｄ）の製造工程におけるドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ：Ｄｒｙ Ｆｉｌｍ Ｒｅｓｉｓｔ）の露光、液晶表示装置（ＬＣＤ）の製造工程におけるカラーフィルタの形成、ＴＦＴの製造工程におけるＤＦＲの露光、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）の製造工程におけるＤＦＲの露光等の用途に好適に用いることができる。また、本発明では、露光装置に限らず、たとえばインクジェット記録ヘッドを備えた描画装置にも同様して適用することが可能である。

本実施形態の露光装置の外観斜視図である。 本実施形態の露光装置における露光ヘッドの概略構成図である。 本実施形態の露光装置における露光ステージ及び位置決め部材の分解説明図である。 本実施形態の露光装置における露光ステージに対して、サイズの異なる複数種類のシート体を位置決めした状態の説明図である。 本実施形態の露光装置における露光ステージ及び位置決め部材の他の構成の分解説明図である。 本実施形態の露光装置における露光ステージ及び位置決め部材の他の実施形態の説明図である。 図６に示す位置決め部材の要部拡大図である。 図６に示す位置決め部材の分解説明図である。

符号の説明

１０…露光装置 １８…露光ステージ
６０、８０…位置決め部材 ６４ａ〜６４ｈ、７２ａ、７２ｂ…位置決め孔
６６ａ、６６ｂ、７０ａ〜７０ｈ、１０８ａ、１０８ｂ…位置決めピン
６８ａ〜６８ｆ、８８ａ、８８ｂ…段部
８２…位置決め板 ８４…第１調整板
８６…第２調整板 １０２、１１４…ボルト部材
１０４、１１６…スライド部材 Ｆ、Ｆ１〜Ｆ４…基板
Ｌ…レーザビーム

Claims (14)

1. ステージの所定位置に矩形状のシート体を位置決めするシート体位置決め治具において、
   前記シート体の異なる複数のサイズに応じて規定される前記ステージの一方向及びそれと直交する他方向の所定位置に形成され、前記シート体の少なくとも１つの隅角部が係合する複数の段部を有する位置決め部材を備えることを特徴とするシート体位置決め治具。
2. 請求項１記載の治具において、
   前記位置決め部材に形成される第１係合部と、
   前記シート体のサイズに応じた前記ステージの所定位置に形成され、前記第１係合部が着脱自在に係合する第２係合部と、
   を備えることを特徴とするシート体位置決め治具。
3. 請求項２記載の治具において、
   前記第２係合部は、前記シート体のサイズに応じて規定される前記ステージの複数の位置に形成されることを特徴とするシート体位置決め治具。
4. 請求項２記載の治具において、
   前記第１係合部は、位置決めピンであり、前記第２係合部は、前記位置決めピンが係合する位置決め孔であることを特徴とするシート体位置決め治具。
5. 請求項４記載の治具において、
   前記位置決めピンは、前記ステージよりも硬度の低い材料からなることを特徴とするシート体位置決め治具。
6. 請求項２記載の治具において、
   前記第２係合部と前記ステージとが異なる明度に設定されることを特徴とするシート体位置決め治具。
7. 請求項１記載の治具において、
   前記位置決め部材は、前記段部の位置を前記一方向及び前記他方向に調整する位置調整機構を備えることを特徴とするシート体位置決め治具。
8. ステージの所定位置に位置決めされた矩形状のシート体に対して描画を行う描画装置において、
   前記ステージは、前記シート体の異なる複数のサイズに応じて規定される前記ステージの一方向及びそれと直交する他方向の所定位置に形成され、前記シート体の少なくとも１つの隅角部が係合する複数の段部を有する位置決め部材を備えることを特徴とする描画装置。
9. 請求項８記載の装置において、
   前記位置決め部材に形成される第１係合部と、
   前記シート体のサイズに応じた前記ステージの所定位置に形成され、前記第１係合部が着脱自在に係合する第２係合部と、
   を備えることを特徴とする描画装置。
10. 請求項９記載の装置において、
    前記第２係合部は、前記シート体のサイズに応じて規定される前記ステージの複数の位置に形成されることを特徴とする描画装置。
11. 請求項９記載の装置において、
    前記第１係合部は、位置決めピンであり、前記第２係合部は、前記位置決めピンが係合する位置決め孔であることを特徴とする描画装置。
12. 請求項１１記載の装置において、
    前記位置決めピンは、前記ステージよりも硬度の低い材料からなることを特徴とする描画装置。
13. 請求項９記載の装置において、
    前記第２係合部と前記ステージとが異なる明度に設定されることを特徴とする描画装置。
14. 請求項８記載の装置において、
    前記位置決め部材は、前記段部の位置を前記一方向及び前記他方向に調整する位置調整機構を備えることを特徴とする描画装置。

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