JP2841745B2 - 基板の露光装置及び基板の露光方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、例えばプリント配線板などの基板を露光す
る露光装置及び基板の露光方法に関する。

（従来の技術） 従来から、例えば露光装置を用いてプリント配線基板
を製造することが知られている。

この露光装置は、透光性のあるアクリル板と紫外線照
射型のランプを有する露光ユニットと、アクリル板に搬
送するパターンフィルムと基板との位置合わせを行なう
ためのアライメントユニットと、アライメントユニット
から露光ユニットに対してパターンフィルムとアクリル
板とを搬送する搬送手段と、を備えている。

アライメントユニットは、X,Y,θ方向に移動可能なテ
ーブルと、テーブルの下方からテーブルに開口された小
穴を介してテーブル上のパターンフィルムのアライメン
トマーク及び基板のターゲットマークをそれぞれ別個に
観察する観察手段と、観察手段にて得たアライメントマ
ークの位置データを記憶する第１の記憶手段と、観察手
段にて得た基板のターゲットマークの観察データを記憶
する第２の記憶手段と、第２の記憶手段の観察データと
第１の記憶手段の観察データとを比較してテーブルをX,
Y,θ方向に移動させる演算手段と、この演算手段にて得
られたデータによりテーブルをX,Y,θ方向に移動させる
テーブル移動手段とを有している。

搬送手段は、テーブル上のパターンフィルム若しくは
基板をアクリル板上に移送する吸着部材と、テーブル上
のパターンフィルムをアクリル板上に搬送した後、テー
ブル上の基板をアクリル板上の基板に搬送する駆動手段
とを有している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような露光装置では、基板の表裏
両面に投影パターンを露光する場合、基板を裏返しにし
てテーブル上に載置する必要があるが、基板の上方から
は基板の表側のターゲットマークを観察できないため
に、基板の表裏面に形成する場合、ターゲットマークの
正確な位置合わせが困難であり、基板の表裏に露光され
る投影パターンが正確に一致しにくい問題がある。

（課題を解決するための手段） 本発明にかかる基板の露光装置の及び基板の露光方法
は、かかる課題を解消するべくなされたものであり、表
裏両面に露光パターンを露光する基板の製造効率を向上
させることを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明にかかる基板の
露光装置は、一面側が紫外線照射型の発光手段に臨む透
光板の他面側に投影パターン及びアライメントマークを
有する透光性の投影部材を載置し、この投影部材の上に
紫外線感応型の基板を積層し、前記発光手段を発光させ
て前記基板を露光する露光ユニットと、 前記投影部材及び前記基板を個別に載置するテーブル
と、このテーブル上の前記投影部材若しくは基板の何れ
かをテーブルの上方から観察する観察手段と、この観察
手段からの観察データを記憶して前記投影部材のアライ
メントマークの位置データに基づいて前記テーブルをテ
ーブル表面に沿って移動させる移動制御手段とを備えた
アライメントユニットと、 前記テーブル上の投影部材若しくは基板の何れかを吸
着した後、吸着したものの姿勢を一定に維持させて移送
した後に前記透光板の上に載置する搬送手段と、 を有することを特徴とする。

又、本発明にかかる基板の露光方法は、請求項１に記
載の露光装置を用いた基板の露光方法であって、 前記露光装置にて前記基板の片面を露光した後に、前
記アライメントユニットのテーブル上に新たな投影部材
を搬入し、この新たな投影部材に設けられたアライメン
トマークを前記観察手段により観察し、この観察手段に
より観察されたデータを前記移動制御手段により記憶
し、前記テーブル上の新たな投影部材を前記透光板上に
移送すると共に、前記アライメントユニットのテーブル
に片面露光済みの基板を裏返しにして搬入し、前記アラ
イメントユニットの観察手段により前記裏返し状態の基
板に露光されたアライメントマークの露光像を観察し、
このアライメントマークの露光像の観察データを前記投
影部材のアライメントマークの観察データに一致させる
ように前記テーブルを移動させることを特徴とする。

（作 用） 本発明にかかる基板の露光装置では、基板の片面を露
光装置に露光する場合には、アライメントユニットのテ
ーブルに投影部材を送った後に、そのままの状態で露光
ユニットの透光板上に投影部材を送るとともに、テーブ
ル上に基板を概略的に位置決めした後にテーブルから透
光板上に基板を送って発光手段を発光する。これによっ
て、基板の一面側に投影パターンとアライメントマーク
が露光される。

次に、新たな投影部材をテーブルの上に載せて投影部
材のアライメントマークを観察手段により観察し、この
観察データを移動制御手段により記憶した後に、露光ユ
ニットの透光板上に新たな投影部材を固定すると共に、
片面露光済みの基板を裏返しにしてテーブルに載置し、
テーブル上方の観察手段により基板に露光されたアライ
メントマークの露光像を観察して移動制御手段により記
憶する。このアライメントマークの露光像の位置データ
とアライメントマークの位置データとを比較演算する
と、裏返しの基板と新たな投影部材との正確な位置合わ
せを行なうことが出来る。

（実 施 例） 以下、本発明の実施例にかかる露光装置の検査方法に
ついて図面を参照にしつつ説明する。

第１図は本実施例にかかる露光装置を示したものであ
り、１は露光装置、２は基板、３は投影部材としてのパ
ターンフィルム、４は基板２を積層するプリアライメン
トユニット、５は基板２を搬送するトラバーサユニッ
ト、６はパターンフィルム３に対する基板２の位置合わ
せを行なうアライメントユニット、７はパターンフィル
ム３を固定して基板２に投影パターンを露光するための
露光ユニット、８は露光済みの基板２を収納する収納ユ
ニットである。

第２図、第３図に示すように、基板２の表裏両面には
紫外線に感応するドライフィルムが形成されている。パ
ターンフィルム３にはこの基板２の位置合わせのための
アライメントマーク3a,3aが設けられている。

トラバーサユニット５は、プリアライメントユニット
４から基板２を枚葉毎に吸引して取出、アライメントユ
ニット６、露光ユニット７及び収納ユニット８側に向か
って往復動するように駆動され、吸着部本体９と、吸着
アーム部10、11を有している。9a,10a,11aは吸気吸引孔
である。トラバーサユニット５は、駆動制御装置12によ
って水平方向並びに上下方向に駆動制御される。トラバ
ーサユニット５を水平方向並びに上下方向に駆動する駆
動機構は図示省略している。又、トラバーサユニット５
の空気の吸引装置も同様に図示を省略している。トラバ
ーサユニット５の水平方向及び上下方向の駆動並びに空
気の吸引制御は駆動制御装置12の制御に基づいて行なわ
れる。

アライメントユニット６は、基板２の位置決めのため
のテーブル13を有しており、このテーブル13の上方に観
察手段としての一対のCCDカメラ14、14が配設されてい
る。この実施例では、一対のCCDカメラ14、14はトラバ
ーサユニット５の吸着部本体９のテーブル13に臨む面に
設けられている。もっとも、トラバーサユニット５の移
動領域外、例えば、吸着部本体９に吸着部本体９を上下
方向に貫通する観察用の切欠き若しくは穴を形成して、
吸着部本体９がテーブル13の上方に位置するときに、こ
の切欠き若しくは穴を介してCCDカメラ14、14によりテ
ーブル13上の基板２を観察するようにしてもよい。テー
ブル13には基板２を吸着する空気吸引孔（図示せず）が
開口され、この空気吸引孔には、トラバーサユニット５
の吸着部本体９と入れ替わりで空気吸引を行なう空気吸
引手段（図示せず）が接続され、吸着部本体９に吸着さ
れた基板２がテーブル13に載置されたら、空気吸引手段
の作動により基板２がテーブル13に吸着される。そし
て、テーブル13に基板２が吸着されたら、トラバーサユ
ニット５が一旦上昇した後にトラバーサユニット５が下
降してテーブル13の空気吸引と吸着本体９の空気吸引と
が入れ替わり、テーブル13の上の基板２が吸着部本体９
に吸着される。

テーブル13上には、一対の紫外線カットフィルター2
3、23が配設され、一対の紫外線カットフィルター23、2
3にはそれぞれ光ファイバー24、24が臨んでおり、光フ
ァイバー24、24にはランプ25、25が臨んでいる。光ファ
イバー23、23は、テーブル13の表面に対して15度の角度
を有しており、吸着部本体９の昇降動作を邪魔しないよ
うにテーブル13の左右方向に移動可能に配設され、この
光ファイバー13の移動は、吸着部本体９が下降される時
の制御装置12からの制御信号に基づいて移動する。尚、
光ファイバー24、24の代わりに紫外線カットフィルター
機能付きの集光レンズによりビームスポットを当てれば
吸着部本体９の移動領域の外側に設け易くなる。光ファ
イバー24、24から照射される光を直接CCDカメラ14、14
に直接入射させず、CCDカメラ14、14にはアライメント
マーク像2a,2aにて散乱する散乱光を入射するようにな
っている。

テーブル13には、先ずパターンフィルム３が先ず搬入
される。一対のCCDカメラ14,14にはテーブル13をX,Y,θ
方向に移動させる移動制御手段18が接続されている。移
動制御手段18は、アライメントマーク3a,3aの位置デー
タを記憶する第１の記憶手段15と、後述する裏返し状態
の基板２がテーブル13に搬送された時に基板２に投影さ
れたアライメントマーク像2a,2aを位置データとして記
憶する第２の記憶手段16と、第１の演算手段17とを備え
ている。第１の記憶手段15と第２の記憶手段16には、第
１の演算手段17が接続されており、第１の演算手段17で
は、第１の記憶手段15にて記憶されたアライメントマー
ク3a,3aの記憶データと、第２の記憶手段16にて記憶さ
れているアライメントマーク像2a,2aの記憶データとを
比較して、アライメントマーク3a,3aに対するアライメ
ント像2a,2aの位置ずれ量を、テーブル３を移動させる
ための第１の補正データとして算出する。第１の演算手
段17には、テーブル13の支持ロッド13aをX,Y,θ方向に
駆動する駆動装置18aが接続されており、第１の演算手
段17に算出された第１の補正データは、この駆動装置18
aに送信されてテーブル13を移動させる。

露光ユニット７は、トラバーサユニット５によって搬
送されるパターンフィルム３を固定する透光性のあるア
クリル板19（透光板）と、発光手段としての紫外線照射
型の水銀ランプ20と、水銀ランプ20の光をアクリル板19
側に集光するミラー21とを備えている。水銀ランプ20か
ら照射された紫外光は、アクリル板19及びパターンフィ
ルム３を介して基板２に照射されるようになっており、
水銀ランプ20の発光により基板２にパターンフィルム３
の投影パターンが投影される。

次日本発明の実施例にか軽き板の露光方法を上述した
露光装置の動作と共に説明する。

先ず、トラバーサユニット５により、プリアライメン
トユニット４からパターンフィルム３を取出してアライ
メントユニット６のテーブル13上に搬送する。テーブル
13にパターンフィルム３を搬送したら、プリアライメン
トユニット４にて概略的な位置合わせが行なわれている
状態のまま、トラバーサユニット５によってパターンフ
ィルム３を露光ユニット７のアクリル板19に搬送して固
定する。

パターンフィルム３の固定後には、トラバーサユニッ
ト５によって基板２をテーブル13の上に搬送する。テー
ブル13に基板２を搬送したらプリアライメントユニット
４にて概略的に位置決めされた状態でトラバーサユニッ
ト５により基板２をアクリル板19上に搬送する。基板２
をアクリル板19のパターンフィルム３の上に搬送させた
ら、水銀ランプ20を発光させてパターンフィルム３の投
影パターンとアライメントマーク3a,3aを基板２の一面
に露光する。露光ユニット７にて基板２の一面側の露光
が完了したら、トラバーサユニット５が下降して吸着ア
ーム部11が基板２を吸着する。このパターンフィルム３
の上の基板２を収納ユニット８に搬送するとき、アライ
メントユニット６の基板２を露光ユニット７に搬送する
と共に、プリアライメントユニット４からアライメント
ユニット６に基板２を搬送する。このようにして、プリ
アライメントユニット４内の基板２の一面側の露光が完
了したら、トラバーサユニット５を上昇位置に停止し、
収納ユニット８内に収納された基板２を図示しない反転
装置により裏返し状態としてプリアライメントユニット
４内に収納する。この反転を行なう場合には、収納ユニ
ット８の台部8aの上で収納ユニット８の箱部8bを反転さ
せた状態として、基板２の露光済みの面を上向きとし、
この収納ユニット８をプリアライメントユニット４の配
設位置に位置させても良い。又、プリアライメントユニ
ット４の台部4a上の箱部4bを取り外して台部4a上に収納
ユニット８の反転した箱部8bを搭載しても良い。

片面側が露光された基板２をプリアライメントユニッ
ト４の配設位置に位置させ、片面側が露光された基板２
の上に、基板２の一面側に露光した投影パターンとは別
の投影パターンを有するパターンフィルム３を載せた
ら、トラバーサユニット５により、プリアライメントユ
ニット４から別の投影パターンを有するパターンフィル
ム３を取出してアライメントユニット６のテーブル13上
に搬送する。テーブル13にパターンフィルム３を搬送し
たらランプ25、25を発光させ、光ファイバー25、25の光
を紫外線フィルター23、23を介して透過し、パターンフ
ィルム３のアライメントマーク3a,3aを照射する。照射
されたアライメントマーク3a,3aは、一対のCCDカメラ1
4、14により観察される。このアライメントマーク3a,3a
の観察データは第１の記憶手段15に記憶される。第１の
記憶手段15にアライメントマーク3a,3aの観察データが
記憶された後に、トラバーサユニット５がパターンフィ
ルム３を露光ユニット７のアクリル板19に搬送して固定
する。

パターンフィルム３の固定後には、トラバーサユニッ
ト５によって基板２をテーブル13の上に搬送する。トラ
バーサユニット５を駆動してプリアライメントユニット
４の位置に積層された基板２を一枚吸着してアライメン
トユニット６のテーブル13に載置する。テーブル13の上
に基板２が載置されたら、空気吸引手段の作動により基
板２がテーブル13に吸着される。テーブル13に基板２が
吸着されたら、トラバーサユニット５が一旦上昇した後
にトラバーサユニット５が下降して、テーブル13の空気
吸引と吸着部本体９の空気吸引とが入れ替わり、テーブ
ル13の上の基板２が吸着部本体９に吸着される。

テーブル13に基板２が吸着されたら、ランプ25、25が
発光し、この光が光ファイバー24及び紫外線カットフィ
ルター23、23を介して基板２のアライメントマークの露
光像2a,2aがCCDカメラ14、14により観察される。このCC
Dカメラ14、14の観察データは第２の記憶手段16に送ら
れ、第２の記憶手段16によってこのアライメントマーク
の露光像2a,2aの位置データが記憶される。第１の記憶
手段15の位置データと第２の記憶手段16の位置データと
は、第１の演算手段17に送られて、第１の演算手段17に
よりアライメントマーク3a,3aに対するターゲットマー
ク2a,2aの位置ずれ量が算出される。第１の演算手段17
により算出されたX,Y,θ方向のずれ量は第１の補正デー
タとしてテーブル13の駆動手段18aに送信され、テーブ
ル13は位置ずれ相当量移動し、パターンフィルム３に対
する基板２のずれが解消される。

テーブル13の位置が修正されたら、再びトラバーサユ
ニット５が下降して吸着部本体９とテーブル13との吸着
動作が入れ替わり、吸着部本体９に基板２が吸着され
る。吸着部本体９に基板２が着されたら、トラバーサユ
ニット５が露光ユニット７側に一定距離移動して停止す
る。トラバーサユニット５は停止後下降して露光ユニッ
ト７のパターンフィルム３の上に基板２の非露光状態の
他面側に密着させる。基板２をパターンフィルム３の上
に密着させたら、その状態で水銀ランプ20を発光させ、
基板２の他面側にパターンフィルム３の投影パターンを
露光する。このとき、アライメントユニット６において
既にパターンフィルム３のアライメントマーク3a,3aと
基板２のアライメントマークの露光像2a,2aとの位置合
わせが行なわれているので、パターンフィルム３の上に
基板２を密着させても、両者の位置合わせがなされてい
る。従って、基板２の表裏面にパターンフィルム３の投
影パターンが露光される。

（発明の効果） 本発明にかかる基板の露光装置及び露光方法は、以上
説明したように構成したので、基板の表裏両面に投影パ
ターンを露光させる場合、先ず基板の一面側を露光する
と、その基板の一面側に投影部材のアライメントマーク
の露光像が露光される。次に、基板を裏返して基板の他
面側に露光する場合、別の投影部材をテーブル上に搬送
して、この別の投影部材に描かれたアライメントマーク
を観察して記憶し、次に、テーブル上に移送された裏返
し状態の基板のアライメントマークの露光像を観察して
記憶し、アライメントマークとアライメントマークの露
光像とを比較することにより位置合わせを行なうので、
両面露光の場合に、最初の露光の位置合わせを簡略化で
き、露光効率が向上すると共に、基板に位置合わせ用の
穴などを開口する必要がなくなる。又、裏返した基板の
位置合わせを行なうときに、基板の裏側に露光する投影
部材のアライメントマークを観察し、このアライメント
マークの位置データを基板に露光されたアライメントマ
ークの露光像の位置データと比較して位置合わせを行な
うので、基板の表裏両面に露光する投影パターンの位置
合わせを正確に行なうことが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に用いる露光装置の概略的な
構成図である。 第２図は第１図の露光装置に用いるパターンフィルムの
説明図である。 第３図は第１図の露光装置により露光する基板の説明図
である。 １……露光装置、２……基板 ３……パターンフィルム ５……トラバーサユニット ６……アライメントユニット ７……露光ユニット 13……テーブル、14……CCDカメラ 15……第１の記憶手段 16……第２の記憶手段 17……第１の演算手段 18……移動制御手段 18a……駆動装置 19……アクリル板 20……水銀ランプ 23……紫外線カットフィルター 24……光ファイバー 25……ランプ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一面側が紫外線照射型の発光手段に臨む透
   光板の他面側に投影パターン及びアライメントマークを
   有する透光性の投影部材を載置し、この投影部材の上に
   紫外線感応型の基板を積層し、前記発光手段を発光させ
   て前記基板を露光する露光ユニットと、 前記投影部材及び前記基板を個別に載置するテーブル
   と、このテーブル上の前記投影部材若しくは基板の何れ
   かをテーブルの上方から観察する観察手段と、この観察
   手段からの観察データを記憶して前記投影部材のアライ
   メントマークの位置データに基づいて前記テーブルをテ
   ーブル表面に沿って移動させる移動制御手段とを備えた
   アライメントユニットと、 前記テーブル上の投影部材若しくは基板の何れかを吸着
   した後、吸着したものの姿勢を一定に維持させて移送し
   た後に前記透光板の上に載置する搬送手段と、 を有することを特徴とする基板の露光装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の露光装置を用いた基板の
   露光方法であって、 前記露光装置にて前記基板の片面を露光した後に、前記
   アライメントユニットのテーブル上に新たな投影部材を
   搬入し、この新たな投影部材に設けられたアライメント
   マークを前記観察手段により観察し、この観察手段によ
   り観察されたデータを前記移動制御手段により記憶し、
   前記テーブル上の新たな投影部材を前記透光板上に移送
   すると共に、前記アライメントユニットのテーブルに片
   面露光済みの基板を裏返しにして搬入し、前記アライメ
   ントユニットの観察手段により前記裏返し状態の基板に
   露光されたアライメントマークの露光像を観察し、この
   アライメントマークの露光像の観察データを前記投影部
   材のアライメントマークの観察データに一致させるよう
   に前記テーブルを移動させることを特徴とする基板の露
   光方法。