JP2007148224A - 露光装置 - Google Patents

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Abstract


【課題】 この発明は、露光フィルムが大まかにアライメントテーブルに貼り付けられたとしても、撮像手段でフィルムマーク位置とワークマーク位置とを認識できる露光装置を提供するものである。
【解決手段】 基板材データ入力手段22から入力された仮想ワークマーク位置を記憶する。アライメントテーブル18に貼り付けられた露光フィルム6のフィルムマーク10aを撮像手段9により検出する。そのフィルムマーク位置と前記仮想ワークマーク位置とからフィルムアライメント手段28によりずれ量を演算し、フィルムマーク位置と仮想ワークマーク位置とが一致するようにフィルムアライメントを行う。これにより、アライメント時にワークマークとフィルムマークとが大幅にずれていないので、撮像手段9により各マークを認識できる。
【選択図】 図2

Description

この発明は、プリント基板材と露光フィルムを、夫々のアライメントマークによりアライメントした後、露光する露光装置に関する。
従来の露光装置では、露光フィルムの回路パターンをプリント基板材に露光している。このとき、露光フィルムのアライメントマークとプリント基板材のアライメントマークとを撮像手段のCCDカメラにより撮像し、その検出結果に基づいて露光フィルムのアライメントマークとプリント基板材のアライメントマークとが一致するようにプリント基板材と露光フィルムとを相対的にアライメントしている。このアライメントにおいて、プリント基板材のアライメントマークのアライメントマーク位置のばらつきと、作業者による露光フィルムのアライメントテーブルへの貼付けによる貼付け位置のばらつきにより、露光フィルムのアライメントマークとプリント基板材のアライメントマークの相対的なずれが大きくなり、その結果、一方により他方のアライメントマークが隠され、CCDカメラにより露光フィルムとプリント基板材の夫々のアライメントマークの相対位置を認識できない恐れがある。特許文献1のものでは、プリアライメントされたプリント基板材のアライメントマークを専用の広視野の第1のCCDカメラで撮像し、その検出結果によりプリント基板材と露光フィルムの夫々のアライメントマークを第2のCCDカメラの撮像エリアに入れた後、第2のCCDカメラでプリント基板材のアライメントマークと露光フィルムのアライメントマークとを撮像してアライメントしている。この第1のCCDカメラの撮像により、第2のCCDカメラがプリント基板材と露光フィルムのアライメントマークを認識できないことがないようになっている。
特開2000−250232号公報
前記特許文献1に記載のものでは、事前に第1のCCDカメラによりプリント基板材のアライメントマーク位置を検出し、その検出結果によりプリント基板材と露光フィルムの夫々のアライメントマークを第2のCCDカメラの撮像エリアに入れるので、ずれによりアライメントマークが認識されない状態を防止している。しかしながら、露光装置にプリント基板材と露光フィルムのアライメントのための高倍率であるが視野が狭い第2のCCDカメラとは別に広視野の第1のCCDカメラを備えているので、露光装置を大型化すると共に構造を複雑にする問題があった。また、高価なCCDカメラをプリント基板材と露光フィルムのアライメントのためのCCDカメラとは別に備えているので、露光装置が高価になる問題があった。
この発明は、プリント基板材のアライメントマークを検出する専用の撮像手段を必要とせず、アライメント用の撮像手段でプリント基板材と露光フィルムのアライメントマークを撮像しアライメントを行う際に、ラフに露光フィルムが貼り付けられたとしても、プリント基板材と露光フィルムの夫々のアライメントマークが撮像手段により認識でき、アライメントマークを認識した際に、プリント基板材のアライメントマークと露光フィルムのアライメントマークの中心位置が略一致するように構成した露光装置を提供するものである。
本発明は、プリント基板材と、露光フィルムの夫々のアライメントマークを撮像し、プリント基板材のアライメントマークのアライメントマーク位置と、露光フィルムのアライメントマークのアライメントマーク位置とを検出する撮像手段を備え、撮像手段により検出された夫々のアライメントマーク位置により相対的にプリント基板材と露光フィルムとをアライメントする整合機構を備え、アライメントした状態でプリント基板材に露光フィルムの露光パターンを露光する露光手段を備えた露光装置において、プリント基板材の露光に先立ってプリント基板材のアライメントマークのアライメントマーク位置を入力する基板材データ入力手段と、その入力されたアライメントマーク位置を仮想プリント基板材のアライメントマークのアライメントマーク位置として記憶する仮想基板材データ記憶手段とを備え、仮想プリント基板材のアライメントマーク位置に基づいて、撮像手段により検出された露光フィルムのアライメントマーク位置を仮想プリント基板材のアライメントマーク位置へ移動させるフィルムアライメント手段を備えたことを特徴とする。
また、フィルムアライメント手段は、仮想プリント基板材のアライメントマーク位置と、撮像手段により検出された露光フィルムのアライメントマーク位置とにより、露光フィルムのアライメントマーク位置を仮想プリント基板材のアライメントマーク位置へ移動させるアライメント量を演算する演算手段を備えていることを特徴とする。
また、フィルムアライメント手段は仮想プリント基板材のアライメントマーク位置となった露光フィルムのアライメントマーク位置を記憶するフィルムマーク位置記憶手段を備えていることを特徴とする。
また、前記仮想基板材データ記憶手段は、基板材データ入力手段から入力されたプリアライメントされるプリント基板材のアライメントマーク位置を仮想プリント基板材のアライメントマーク位置として記憶することを特徴とする。
本願の発明によれば、基板材データ入力手段から露光装置に入力されたプリント基板材のアライメントマーク位置を仮想プリント基板材のアライメントマーク位置として仮想基板材データ記憶手段に記憶し、プリント基板材と露光フィルムのアライメントに先立って、記憶した仮想プリント基板材のアライメントマーク位置へ撮像手段により検出された露光フィルムのアライメントマーク位置を整合機構により移動するので、撮像手段の撮像範囲の中心に露光フィルムのアライメントマークを位置させることができ好適である。その露光フィルムのアライメントマーク位置を用いて、整合機構によりプリント基板材と露光フィルムとのアライメントマークをアライメントするので、露光フィルムを大まかに貼り付けたとしても即ち露光フィルムのアライメントテーブルへの貼付けのとき露光フィルムのアライメントマーク位置にずれが生じたとしても、プリント基板材と露光フィルムの夫々のアライメントマークの中心がずれ、プリント基板材または露光フィルムの一方のアライメントマークが他方により隠されたり、撮像手段が認識できずアライメントできないということがなく好ましい。更に、外部からプリント基板材のアライメントマーク位置が基板材データ入力手段を用いて入力されるので、特許文献1に記載の露光装置のように、アライメント用の撮像手段とは別にプリアライメントされたプリント基板材のアライメントマーク位置を検出するための第1のCCDカメラを備えていないので、露光装置の構造が複雑にならないと共に小さく安価にできる効果がある。
また、フィルムアライメント手段は仮想プリント基板材のアライメントマーク位置となった露光フィルムのアライメントマーク位置を記憶するフィルムマーク位置記憶手段を備えているので、プリント基板材と露光フィルムのアライメントの際に、このフィルムマーク位置記憶手段に記憶されたアライメントマーク位置も使うことができる。
また、前記仮想基板材データ記憶手段は、基板材データ入力手段から入力されたプリアライメントされるプリント基板材のアライメントマーク位置を仮想プリント基板材のアライメントマーク位置として記憶するので、プリント基板材と露光フィルムの相対的なアライメント前の、露光装置内でプリアライメントされ整合機構に搬送されたプリント基板材のアライメントマークと露光フィルムのアライメントマークとの位置のずれを小さくできる。
本願発明の実施の形態について図1〜図4により説明する。露光装置1は、図1に示すように、露光装置1を制御する制御装置2と、供給されて来たプリント基板材3を整合機構4に受け渡す前にプリント基板材3の予備的位置合わせを行うプリアライメント手段5と、プリント基板材3と露光フィルム6とをアライメントする整合機構4と、整合機構4によりアライメントした状態でプリント基板材3に露光フィルム6の図示しない露光パターンを露光する露光手段7とを備えている。露光手段7は露光ランプであり、露光ランプ7の光軸がプリント基板材3の露光面と直角となるように配設されている。
プリント基板材3は、図3(b)に示すように、4隅に貫通孔からなる円形マークとしてのアライメントマーク(以下ワークマークと記載する)8a〜8dが設けてある。尚、ワークマーク8a〜8dは説明の関係上大きい径で表示している。ワークマーク8dは他のワークマーク8a〜8cに対して対称な位置からずれて設けられており、全てのワークマーク8a〜8dが後述の撮像手段9により検出されるかどうかによって、プリント基板材3の供給が正しく行われたかどうか判断できるようになっている。また、露光フィルム6には図示しない回路パターンが形成されていると共に、図3の(a)に示すように4隅には透明な円形マーク11の中心に不透明(図3では不透明部分を斜線により示す)な円形マーク12を同心に設けたアライメントマーク(以下フィルムマークと記載する)10a〜10dが設けてある。フィルムマーク10a〜10dも説明の関係上大きい径で表示している。フィルムマーク10a〜10dは、露光フィルム6とプリント基板材3とを正しく重ねたとき、図3の(c)に示すようにフィルムマーク10a〜10dの円形マーク11、12間にワークマーク8a〜8dが位置するようになっている。
プリアライメント手段5はローダー機能を備えたローダー機構でもあり、図示しない受入コンベアとの間で授受されたプリント基板材3がプリアライメントテーブル13上に吸着保持されると、予備的位置合わせとしてプリアライメントを行う。プリアライメントテーブル13は、図示しないプリアライメントユニットによって、プリアライメント手段5内に位置するプリント基板材3の露光面と平行な水平方向Xと、プリント基板材3の露光面と平行で水平方向Xと直交する水平方向Yに移動すると共に、プリアライメントテーブル13の中心を軸する回転方向θに回転可能となっている。このプリアライメントテーブル13は、プリアライメントテーブル13をプリント基板材3の露光面と直交する直行方向Zに昇降可能なプリアライメント手段基部24上に設けられている。プリアライメントは、例えば、プリアライメント用センサ14によりプリント基板材3の端面を基準面15として、直交する2つの基準面15,15のエッジ検出を行うことによりプリント基板材3のずれ量を検出し、そのずれ量の分、プリアライメントテーブル13を水平方向X,Y及び回転方向θに移動することで行われる。プリアライメント手段5は、プリント基板材3のプリアライメントが済むと、ローダー機構として動作し、プリント基板材3を図1に実線で示す水平状態から図1に二点鎖線で示す垂直状態として整合機構4との間で授受する。尚、16は露光処理が完了したプリント基板材3を整合機構4との間で垂直状態で授受した後、水平状態として図示しない取出しコンベアと授受するアンローダー機構である。
整合機構4は、図1に示すように、プリアライメント手段5から受け渡されたプリント基板材3を垂直に吸引保持する吸着保持装置17を備えている。吸着保持装置17は、ワーク保持ベース17L,17Rから成り、ワーク保持ベース17Lはプリント基板材3の一方の面を、ワーク保持ベース17Rはプリント基板材3の他方の面を吸着保持可能可能である。一方のワーク保持ベース17Lはプリアライメント手段5との間で、他方のワーク保持ベース17Rはアンローダー機構16との間で、夫々プリント基板材3を授受する授受位置P1と、プリント基板材3を吸引保持した状態でアライメントテーブル18に保持された露光フィルム6と対向する露光位置P2に案内されるようになっている。また、ワーク保持ベース17L,17Rは、プリント基板材3を夫々対向する露光フィルム6に密着するように直交方向Zに移動可能となっている。また、整合機構4は露光フィルム6を保持するフィルム保持機構19を備えている。フィルム保持機構19は、アライメントテーブル18とアライメントユニット20から構成されている。アライメントテーブル18は露光のための矩形の透光窓32が形成され、露光フィルム6を密着するガラス板18aが透光窓32を塞ぐように配設されており、露光ランプ7からの光が通過可能となっている。アライメントユニット20は、アライメントテーブル18を水平方向X、垂直方向Yに移動すると共にアライメントテーブル18の中心を軸として回転方向θに回転する。また、整合機構4は、一面を露光処理されたプリント基板材3をワーク保持ベース17Lからワーク保持ベース17Rに受け渡す受け渡し装置21を備えている。
制御装置2は、操作手段22とプログラマブルコントローラPLCと撮像手段9とアライメントコントローラALCとを備えている。操作手段22は、例えばタッチパネルであり、露光装置1の操作や外部とのデータの入出力を行うことができ、プリント基板材3の露光に先立って、複数の品種即ちサイズ等の異なるプリント基板材3の、露光装置1に搬入されプリアライメントされた際の各ワークマーク位置を入力する基板材データ入力手段を兼ねている。
撮像手段9は、複数のCCDカメラ23と図示しない移動手段を備えており、移動手段は、図4に示すように、プログラマブルコントローラPLCからの指令により各CCDカメラ23の撮像範囲31の中心C1をプリント基板材3の品種に応じた後述の仮想ワークマーク25の各中心C2と一致するように移動する。撮像手段9は、各CCDカメラ23により露光フィルム6に設けられた複数の各フィルムマーク10a〜10d及びプリント基板材3に設けられた複数の各ワークマーク8a〜8dを撮像して、フィルムマーク位置及びワークマーク位置を演算検出し、それら位置のデータをアライメント手段27及びフィルムアライメント手段28に出力する。
アライメントコントローラALCは、基板材データ入力手段22から入力されたワークマーク位置を仮想プリント基板材のアライメントマーク25のアライメントマーク位置(以下仮想ワークマーク位置と記載する)として記憶する仮想基板材データ記憶手段26と、アライメント手段27と、フィルムアライメント手段28とを備えている。ここで仮想ワークマーク位置は、プリント基板材3をプリアライメントしたと仮定したときの設計上のワークマーク位置であって、実際にプリアライメントされたプリント基板材3のワークマーク位置を露光装置1内で実測したものでは無い。
アライメント手段27は、撮像手段9により検出されたフィルムマーク位置とワークマーク位置からフィルムマーク位置とワークマーク位置のずれ量(X,Y,θ)を演算し、フィルムマーク10a〜10dとワークマーク8a〜8dとが一致するようにフィルムマーク10a〜10dとワークマーク8a〜8dの相対的なアライメント量(整合量)を演算しプログラマブルコントローラPLCを介してアライメントユニット20を制御する。
フィルムアライメント手段28は、フィルムマーク位置記憶手段29と演算手段30を含んでいる。フィルムアライメント手段28は、仮想ワークマーク位置と、アライメントテーブル18に貼り付けられた露光フィルム6の撮像手段9による最初に検出されたフィルムマーク位置とを用いて、演算手段30によりフィルムマーク10a〜10dと仮想ワークマーク25とのずれ量を算出してフィルムマーク10a〜10dを仮想ワークマーク位置へ移動させるアライメント量を演算する。このアライメント量によりフィルムアライメント手段28はプログラマブルコントローラPLCを介してアライメントユニット20を駆動してアライメントテーブル18を移動し、例えば図4に示すようにフィルムマーク10aの中心C3を仮想ワークマーク25の中心C2と一致するように二点鎖線のフィルムマーク位置から実線で示すフィルムマーク位置にフィルムアライメントを行う。フィルムマーク位置記憶手段29は、そのフィルムアライメントされたフィルムマーク位置を記憶する。
次に露光装置1の動作について説明する。先ず、操作手段22から各品種に対応した複数のプリント基板材3のワークマーク位置が入力され、仮想ワークマーク位置として仮想基板材データ記憶手段26に記憶される。ワークマーク位置の入力データは、例えばプリント基板材3の基準面15からワークマーク8a〜8dまでの寸法を入力する。次に、アライメントテーブル18に最初に露光を行う品種のプリント基板材3に対応した露光フィルム6が貼り付けられる。この露光フィルム6のフィルムマーク位置が撮像手段9により検出される第1シャッター動作が行われる。フィルムアライメント手段28により、このフィルムマーク位置と、最初に露光を行う品種のプリント基板材3に対応した仮想ワークマーク位置とによりアライメント量が演算され、フィルムマーク位置と仮想ワークマーク位置とが一致されるフィルムアライメントが行われる。そして、再度第1シャッター動作によって、撮像手段9によりフィルムマーク位置の検出が行われ、仮想ワークマーク位置とフィルムマーク位置との一致が確認される。フィルムアライメントされたフィルムマーク位置が第1フィルムマーク位置としてフィルムマーク位置記憶手段29に記憶される。上記動作は露光フィルム6がアライメントテーブル18に貼り付けられたとき、最初に行われる。尚、再度の第1シャッター動作によるワークマーク位置とフィルムマーク位置との一致の確認は省くこともできる。
また、プリント基板材3がプリアライメント手段5に搬送されてプリアライメントされた後、露光フィルム6と対向する露光位置P2に搬送される。その後、一方側(図1において左側)でワーク保持ベース17Lがプリント基板材3に向けて移動し、プリント基板材3を露光フィルム6に密着させた状態で撮像手段9はワークマーク位置を検出する第2シャッター動作を行う。アライメント手段27により、このワークマーク位置と第1フィルムマーク位置とからずれ量が演算され、プリント基板材3を露光フィルム6から離間させた状態でプリント基板材3に対して露光フィルム6がアライメントされる。プリント基板材3と露光フィルム6がアライメントされた後、ワーク保持ベース17Lがプリント基板材3に向けて移動し、露光フィルム6がプリント基板材3に密着される。その状態で、何らかの原因によってプリント基板材3と露光フィルム6とにずれが発生している恐れがあるので、撮像手段9によりワークマーク8a〜8dとフィルムマーク10a〜10dとが検出される第3シャッター動作が行われ、一致しているか確認される。このとき、ワークマーク位置とフィルムマーク位置とが一致している場合には、第3シャッター動作で検出されたフィルムマーク位置が第3フィルムマーク位置として記憶される。そして、ワークマーク位置とフィルムマーク位置とが一致している場合には露光処理が行われる。
露光処理が終了するとプリント基板材3が露光フィルム6から離間し、プリント基板材3はワーク保持ベース17Lからワーク保持ベース17Rに受け渡し装置21により受け渡され、他方側(図1において右側)でフィルムアライメントされた露光フィルム6の露光パターンがプリント基板材3の未露光面に上記と同様な動作が行われて露光処理された後、ワーク保持ベース17Rからアンローダー機構16に受け渡され、プリント基板材3が露光装置1から搬出される。また、ワーク保持ベース17Lには新たなプリント基板材3が装着され、以後、前記第2シャッター動作から搬出までの工程が繰り返される。このとき、直前の第3フィルムマーク位置を用いてプリント基板材3と露光フィルム6とのアライメントが行われる。この第2シャッター動作から露光処理までの工程のとき、何らかの原因でエラーが発生し第3シャッター動作で第3フィルムマーク位置を検出できないとき、第1シャッター動作で検出された第1フィルムマーク位置にフィルムマーク10a〜10dが一致するように露光フィルム6が戻され、次工程のアライメントにおいて第1フィルムマーク位置が第3フィルムマーク位置として用いられ、プリント基板材3と露光フィルム6とがアライメントされる。
また、露光処理するプリント基板材3の品種が変わり、そのプリント基板材3に対応する新しい露光フィルム6がアライメントテーブル18に貼り付けられると、前記と同様に第1シャッター動作が行われ、新たに貼り付けられた露光フィルム6が新たな仮想ワークマーク位置と新たなフィルムマーク位置とによりフィルムアライメントされ、新たな第1フィルムマーク位置が記憶される。この後、前記と同様に第2シャッター動作から搬出が繰り返される。
以上のように露光フィルム6がアライメントテーブル18に貼り付けられると、アライメントの前に、第1シャッター動作によりフィルムマーク位置を検出し、そのフィルムマーク位置を仮想ワークマーク位置とするフィルムアライメントが行われるので、露光フィルム6の貼付けがラフ(大まかな位置決め)であっても、仮想ワークマーク位置の中心C2と一致するように配置されたCCDカメラ23a〜23dの撮像範囲31の中心C1にフィルムマーク10a〜10dの中心C3が一致し、プリント基板材3にワークマーク8a〜8dを設けた際に加工誤差があったとしても、プリント基板材3と露光フィルム6とのアライメントを行う際にワークマーク位置とフィルムマーク位置とのずれ量が小さくなり、CCDカメラ23a〜23dが一方のマークにより他方のマークを認識できないことがなく、アライメントを確実に行える。尚、フィルムアライメントを行った第2シャッター動作から露光処理の工程の次回の工程において、前回の第3フィルムマーク位置を用いてアライメントすることで、同種のプリント基板材のアライメント量が少なくなるようにしているが、フィルムマーク10a〜10dを最初の第1フィルムマーク位置に戻し、第1フィルムマーク位置と第2シャッター動作で検出されたワークマーク位置とでアライメントを行うようにしても良い。尚、露光位置P2において、ワーク保持ベース17L,17Rがアライメントテーブル13に向けて移動するように構成したが、アライメントテーブル13がワーク保持ベース17L,17Rに向けて移動しても良い。また、特許文献1に記載の露光装置のように、露光フィルムとプリント基板材とを水平状態で対向させるものでも実施できる。
本願発明の露光装置の説明図である。 制御装置の説明図である。 (a)は露光フィルム、(b)はプリント基板材、(c)は両者を重ねて整合した状態を示す正面図である。 仮想ワークマークとフィルムマークと撮像範囲の整合を示す図である。
符号の説明
1 露光装置
3 プリント基板材
4 整合機構
6 露光フィルム
7 露光手段
8a〜8d ワークマーク(アライメントマーク)
9 撮像手段
10a〜10d フィルムマーク(アライメントマーク)
22 基板材データ入力手段
25 仮想ワークマーク(アライメントマーク)
26 仮想基板材データ記憶手段
28 フィルムアライメント手段
29 フィルムマーク位置記憶手段
30 演算手段

Claims (4)

  1. プリント基板材と、露光フィルムの夫々のアライメントマークを撮像し、プリント基板材のアライメントマークのアライメントマーク位置と、露光フィルムのアライメントマークのアライメントマーク位置とを検出する撮像手段を備え、撮像手段により検出された夫々のアライメントマーク位置により相対的にプリント基板材と露光フィルムとをアライメントする整合機構を備え、アライメントした状態でプリント基板材に露光フィルムの露光パターンを露光する露光手段を備えた露光装置において、プリント基板材の露光に先立ってプリント基板材のアライメントマークのアライメントマーク位置を入力する基板材データ入力手段と、その入力されたアライメントマーク位置を仮想プリント基板材のアライメントマークのアライメントマーク位置として記憶する仮想基板材データ記憶手段とを備え、仮想プリント基板材のアライメントマーク位置に基づいて、撮像手段により検出された露光フィルムのアライメントマーク位置を仮想プリント基板材のアライメントマーク位置へ移動させるフィルムアライメント手段を備えたことを特徴とする露光装置。
  2. フィルムアライメント手段は、仮想プリント基板材のアライメントマーク位置と、撮像手段により検出された露光フィルムのアライメントマーク位置とにより、露光フィルムのアライメントマーク位置を仮想プリント基板材のアライメントマーク位置へ移動させるアライメント量を演算する演算手段を備えていることを特徴とする請求項1記載の露光装置。
  3. フィルムアライメント手段は仮想プリント基板材のアライメントマーク位置となった露光フィルムのアライメントマーク位置を記憶するフィルムマーク位置記憶手段を備えていることを特徴とする請求項1または2記載の露光装置。
  4. 前記仮想基板材データ記憶手段は、基板材データ入力手段から入力されたプリアライメントされるプリント基板材のアライメントマーク位置を仮想プリント基板材のアライメントマーク位置として記憶することを特徴とする請求項1から3の何れか1項記載の露光装置。
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