JP2006235238A - Sheet object positioning and holding method and mechanism, and drawing system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ステージの所定位置にシート体を位置決め保持するシート体位置決め保持方法及び機構並びにそれを用いた描画装置に関する。 The present invention relates to a sheet body positioning and holding method and mechanism for positioning and holding a sheet body at a predetermined position of a stage, and a drawing apparatus using the same.
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)。 For example, an exposure apparatus has been developed that manufactures filters and multilayer printed wiring boards such as liquid crystal displays and plasma displays by controlling a laser beam in accordance with a desired image pattern and exposing and scanning a sheet body made of a photosensitive material ( Patent Document 1).
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保持させる必要がある。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。 In such an exposure apparatus, in order to record an image at a predetermined position of the sheet body, it is necessary to position and hold the sheet body on the exposure stage with high accuracy. In particular, such as color filters for color liquid crystal displays and multilayer printed wiring boards, where the same pattern must be repeatedly attached and removed and a predetermined pattern must be superimposed and recorded at a predetermined position, the positional deviation between the patterns In order to avoid this, it is extremely important to ensure the positioning accuracy of the sheet body.
この場合、露光ステージにシート体を位置決め保持する方法としては、露光ステージに多数の吸気孔を形成し、載置されたシート体を吸気孔を介して吸着保持するのが一般的である。 In this case, as a method of positioning and holding the sheet body on the exposure stage, it is common to form a large number of intake holes in the exposure stage and hold the placed sheet body by suction through the intake holes.
ところで、露光ステージに吸着保持されたシート体を剥離するには、露光ステージとシート体との間の真空状態を破壊しなければならないが、吸着状態を解除してから真空が破壊されるまでにかなりの時間を要するため、シート体の取り外し作業に時間がかかってしまうおそれがある。また、多層プリント配線基板のように、シート体の両面に露光記録を行う必要があるワークの場合、作業者等によるシート体の着脱のタイミングと、露光ステージによるシート体の吸着保持及び吸着解除のタイミングとが合わないと、シート体を損傷してしまうおそれがある。 By the way, in order to peel off the sheet body held by suction on the exposure stage, the vacuum state between the exposure stage and the sheet body must be broken, but after the suction state is released, the vacuum is broken. Since a considerable amount of time is required, it may take time to remove the sheet body. In addition, in the case of a work that requires exposure recording on both sides of a sheet body, such as a multilayer printed wiring board, the timing of attaching and detaching the sheet body by an operator, etc., and the adsorption holding and releasing of the sheet body by an exposure stage If the timing does not match, the sheet body may be damaged.
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、シート体を損傷することなく、ステージに対するシート体の着脱処理を容易且つ迅速に行うことができるシート体位置決め保持方法及び機構並びにそれを用いた描画装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a sheet body positioning and holding method and mechanism capable of easily and quickly performing the process of attaching and detaching the sheet body to and from the stage without damaging the sheet body. It is an object of the present invention to provide a drawing apparatus using the.
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シート体を位置決め保持するシート体位置決め保持機構において、
前記ステージは、
前記シート体に対応した所定個所に形成される複数の吸気孔と、
前記シート体に対応した所定個所に形成される複数の排気孔とを備え、
前記吸気孔を介した吸気作用により前記シート体を前記ステージに吸着保持する一方、前記排気孔を介した排気作用により前記シート体の吸着状態を解除することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a sheet body positioning and holding mechanism for positioning and holding a sheet body at a predetermined position of a stage.
The stage is
A plurality of intake holes formed at predetermined locations corresponding to the sheet body;
A plurality of exhaust holes formed at predetermined locations corresponding to the sheet body,
The sheet body is sucked and held on the stage by an intake action through the intake hole, and the suction state of the sheet body is released by an exhaust action through the exhaust hole.
また、本発明は、ステージの所定位置にシート体を位置決め保持するシート体位置決め保持方法において、
前記ステージに形成された排気孔を介して気体を排気させた状態で、前記ステージの所定位置に前記シート体を載置するステップと、
前記ステージに前記シート体が載置された後、前記ステージに形成された吸気孔を介して吸気し、前記シート体を前記ステージに吸着保持させるステップと、
からなることを特徴とする。
Further, the present invention provides a sheet body positioning and holding method for positioning and holding a sheet body at a predetermined position on a stage.
Placing the sheet body at a predetermined position of the stage in a state where the gas is exhausted through an exhaust hole formed in the stage;
After the sheet body is placed on the stage, sucking air through an intake hole formed in the stage, and sucking and holding the sheet body on the stage;
It is characterized by comprising.
さらに、本発明は、ステージの所定位置に位置決め保持された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、
前記ステージは、
前記シート体に対応した所定個所に形成される複数の吸気孔と、
前記シート体に対応した所定個所に形成される複数の排気孔とを備え、
前記吸気孔を介した吸気作用により前記シート体を前記ステージに吸着保持する一方、前記排気孔を介した排気作用により前記シート体の吸着状態を解除することを特徴とする。
Furthermore, the present invention provides a drawing apparatus that performs drawing on a sheet body that is positioned and held at a predetermined position of a stage.
The stage is
The stage is
A plurality of intake holes formed at predetermined locations corresponding to the sheet body;
A plurality of exhaust holes formed at predetermined locations corresponding to the sheet body,
The sheet body is sucked and held on the stage by an intake action through the intake hole, and the suction state of the sheet body is released by an exhaust action through the exhaust hole.
この場合、排気孔から気体を排気させた状態としてステージにシート体を載置した後、吸気孔から気体を吸気してシート体を吸着保持することができる。また、シート体に対する描画等の処理が終了した後、排気孔から気体を排気させることにより、シート体の吸着作用が迅速に解除され、シート体をステージから容易且つ迅速に取り外すことができる。 In this case, after the sheet body is placed on the stage in a state where the gas is exhausted from the exhaust hole, the sheet body can be sucked and held by sucking the gas from the intake hole. In addition, after the drawing or the like on the sheet body is completed, the gas body is exhausted from the exhaust hole, whereby the adsorption action of the sheet body is quickly released, and the sheet body can be easily and quickly removed from the stage.
本発明のシート体位置決め保持方法及び機構並びにそれを用いた描画装置では、シート体を損傷することなく、ステージに対するシート体の着脱を容易且つ迅速に行うことができる。 In the sheet body positioning and holding method and mechanism and the drawing apparatus using the same according to the present invention, the sheet body can be easily and quickly attached to and detached from the stage without damaging the sheet body.
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(シート体)が吸着保持される。
FIG. 1 shows an
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。
A gate-
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。
FIG. 2 shows the configuration of each of the
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DMD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。
Here, the
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。
In the emission direction of the laser beam L reflected by the
図3は、基板Fを位置決め保持する露光ステージ18の構成図である。露光ステージ18は、ガイドレール16に沿って移動する基台58と、基台58上にねじ止めされ、基板Fを支持する支持プレート60とから構成される。
FIG. 3 is a configuration diagram of the
支持プレート60の上面部には、多数の孔部62が縦横に配列して形成される。また、支持プレート60の周縁部及び内部の所定部位には、支持プレート60を基台58にねじ止めするためにねじ孔66が形成される。
A large number of
基台58の上面部には、支持プレート60に位置決め保持される基板Fの各サイズに略対応するように、凸状のパーティション68によって複数の領域に区分けされた凹部70a、70bが形成される。凹部70aには、支持プレート60の孔部62に連通する吸気孔72が形成される。また、基台58の中央部及び前後の所定部位に形成されるパーティション68の間の凹部70bには、支持プレート60の孔部62に連通する排気孔74が形成される。さらに、支持プレート60のねじ孔66に対応する部位には、ねじ孔75が形成される。
図4は、基板Fが装着された露光ステージ18の一部断面図を示す。凹部70aに形成される吸気孔72と、凹部70bに形成される排気孔74とは、パーティション68によって隔絶される。吸気孔72には、電磁弁76を介して真空吸引源78(流体吸引源)が接続される。また、排気孔74には、電磁弁80を介して圧縮空気供給源82(流体供給源)が接続される。なお、電磁弁76、80は、バルブ制御ユニット84によって制御される。
FIG. 4 shows a partial sectional view of the
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。
The
先ず、露光ステージ18に基板Fを載置する場合について説明する。
First, the case where the substrate F is placed on the
バルブ制御ユニット84は、基台58の吸気孔72に連通する電磁弁76をオフ状態に設定する一方、基台58の排気孔74に連通する電磁弁80をオン状態に設定し、排気孔74に圧縮空気供給源82から電磁弁80を介して圧縮空気を供給する。排気孔74に供給された圧縮空気は、支持プレート60の孔部62から上部に排出される。この状態において、支持プレート60上に配設された図示しない位置決め部材を基準として基板Fを載置する。なお、孔部62から排出される圧縮空気の量は、載置する基板Fが浮き上がらない程度に設定しておくと好適である。この場合、位置決め作業を行う際に、圧縮空気を支持プレート60を介して供給することにより、支持プレート60と基板Fとの間の摩擦力が低減し、基板Fを支持プレート60に摺接させて裏面を損傷してしまう事態を回避することができる。
The
次に、基板Fが支持プレート60上の所定位置に載置されたことを確認した後、バルブ制御ユニット84は、排気孔74に連通する電磁弁80をオフ状態に設定する一方、吸気孔72に連通する電磁弁76をオン状態に設定し、真空吸引源78により吸気孔72から空気を吸引する。このとき、基板Fは、孔部62から吸引される空気によって支持プレート60の所定位置に吸着保持される。
Next, after confirming that the substrate F is placed at a predetermined position on the
以上のようにして基板Fを露光ステージ18に位置決め保持させた後、露光処理が開始される。
After the substrate F is positioned and held on the
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。
The
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。
After the position correction data is calculated, the
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。
That is, the laser beam L output from the
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、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。
On the other hand, the drawing data is corrected by the position correction data and supplied to the
露光記録処理が終了すると、基板Fが露光ステージ18から取り外される。すなわち、バルブ制御ユニット84は、再び、基台58の吸気孔72に連通する電磁弁76をオフ状態に設定する一方、基台58の排気孔74に連通する電磁弁80をオン状態に設定し、排気孔74に圧縮空気供給源82から電磁弁80を介して圧縮空気を供給する。排気孔74に供給された圧縮空気は、支持プレート60の孔部62から基板Fの裏面に供給される。この結果、支持プレート60に吸着保持されていた基板Fの吸着状態が解除されるため、基板Fを支持プレート60から容易に離脱させることができる。
When the exposure recording process is completed, the substrate F is removed from the
なお、バルブ制御ユニット84は、支持プレート60に載置される基板Fのサイズに対応する範囲の吸気孔72又は排気孔74に対してのみ真空吸引源78を接続し、又は、圧縮空気供給源82を接続するよう、電磁弁76、電磁弁80を選択的にオンオフ制御することにより、必要最小限のエネルギで基板Fの吸着、離脱処理を遂行することができる。また、基板Fを吸引するための吸気孔72と、基板Fを剥離するための排気孔74とが独立に構成されているため、例えば、吸気孔72から空気とともに塵埃を吸引したとしても、排気時に吸気孔72から塵埃が基板F側に導出されてしまう事態が生じることはない。従って、空気の吸引、排気に伴う塵埃の移動によって基板Fが損傷するおそれがなく、基板Fを良好な状態に維持することができる。
The
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。
The
10…露光装置 18…露光ステージ
24a〜24j…露光ヘッド 58…基台
60…支持プレート 68…パーティション
72…吸気孔 74…排気孔
76、80…電磁弁 78…真空吸引源
82…圧縮空気供給源 84…バルブ制御ユニット
F…基板 L…レーザビーム
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記ステージは、
前記シート体に対応した所定個所に形成される複数の吸気孔と、
前記シート体に対応した所定個所に形成される複数の排気孔とを備え、
前記吸気孔を介した吸気作用により前記シート体を前記ステージに吸着保持する一方、前記排気孔を介した排気作用により前記シート体の吸着状態を解除することを特徴とするシート体位置決め保持機構。 In the sheet body positioning and holding mechanism for positioning and holding the sheet body at a predetermined position of the stage,
The stage is
A plurality of intake holes formed at predetermined locations corresponding to the sheet body;
A plurality of exhaust holes formed at predetermined locations corresponding to the sheet body,
A sheet body positioning and holding mechanism, wherein the sheet body is sucked and held on the stage by an intake action through the intake hole, and the suction state of the sheet body is released by an exhaust action through the exhaust hole.
前記ステージは、
前記吸気孔及び前記排気孔が形成され、パーティションによって前記吸気孔及び前記排気孔が相互に隔絶されて構成される基台と、
前記吸気孔及び前記排気孔に連通する多数の孔部を有し、前記基台上に装着されて前記シート体を支持する支持プレートと、
から構成されることを特徴とするシート体位置決め保持機構。 The mechanism of claim 1, wherein
The stage is
A base configured to form the intake hole and the exhaust hole, and the intake hole and the exhaust hole are isolated from each other by a partition;
A plurality of holes communicating with the intake holes and the exhaust holes, and a support plate mounted on the base and supporting the sheet body;
A sheet body positioning and holding mechanism comprising:
前記吸気孔には、流体吸引源が接続され、前記排気孔には、流体供給源が接続されることを特徴とするシート体位置決め保持機構。 The mechanism of claim 1, wherein
A sheet body positioning and holding mechanism, wherein a fluid suction source is connected to the intake hole, and a fluid supply source is connected to the exhaust hole.
前記ステージに形成された排気孔を介して気体を排気させた状態で、前記ステージの所定位置に前記シート体を載置するステップと、
前記ステージに前記シート体が載置された後、前記ステージに形成された吸気孔を介して吸気し、前記シート体を前記ステージに吸着保持させるステップと、
からなることを特徴とするシート体位置決め保持方法。 In the sheet body positioning and holding method for positioning and holding the sheet body at a predetermined position of the stage,
Placing the sheet body at a predetermined position of the stage in a state where the gas is exhausted through an exhaust hole formed in the stage;
After the sheet body is placed on the stage, sucking air through an intake hole formed in the stage, and sucking and holding the sheet body on the stage;
A sheet body positioning and holding method comprising:
前記排気孔を介して気体を排気させることにより、前記ステージに吸着保持された前記シート体の吸着状態を解除するステップを有することを特徴とするシート体位置決め保持方法。 The method of claim 4, wherein
A sheet body positioning and holding method comprising: releasing a suction state of the sheet body sucked and held on the stage by exhausting gas through the exhaust hole.
前記ステージは、
前記ステージは、
前記シート体に対応した所定個所に形成される複数の吸気孔と、
前記シート体に対応した所定個所に形成される複数の排気孔とを備え、
前記吸気孔を介した吸気作用により前記シート体を前記ステージに吸着保持する一方、前記排気孔を介した排気作用により前記シート体の吸着状態を解除することを特徴とする描画装置。 In a drawing apparatus that draws on a sheet body that is positioned and held at a predetermined position of the stage,
The stage is
The stage is
A plurality of intake holes formed at predetermined locations corresponding to the sheet body;
A plurality of exhaust holes formed at predetermined locations corresponding to the sheet body,
The drawing apparatus, wherein the sheet body is sucked and held on the stage by an intake action through the intake hole, and the suction state of the sheet body is released by an exhaust action through the exhaust hole.
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