JP3252264B2 - ワークのアライメント装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、画像形成用基板等の
ワークに露光を行う前段階で、ワークをマスクフィルム
の適正位置に自動的に位置決めするアライメント装置に
係り、特に構造が簡素でメンテナンスが容易なワークの
アライメント装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、手動露光装置を用いて、画像形
成用基板（以下ワークという）にマスクフィルムの画像
を焼き付け露光する際は、露光を行う露光ステージとは
別の作業台に、位置決めステージを設け、その位置決め
ステージでワークとマスクフィルムの整合（アライメン
ト）を行っている。このアライメント作業は、作業者
が、ワークおよびマスクフィルムのそれぞれに付されて
いる少なくとも２個の整合マークを目視により位置合わ
せし、粘着テープ等でワークとマスクフィルムを留め付
けた状態で露光ステージに運んでいる。

【０００３】また、自動露光装置に使用されるアライメ
ント装置として図９ないし図１２に示すものがある（詳
細は特開平１−３０２２５９号）。この装置は、ワーク
１１を載置するアライメントテーブル４をθ軸モータ１
ａにより鉛直な軸線の回りに回転するθステージ１と、
このθステージ１を載置し、かつ、案内溝２ａおよびＹ
軸モータ２ｂにより、水平面内の一方向（以下Ｙ軸方向
という）に移動するＹ軸ステージ２と、このＹ軸ステー
ジ２を載置し、かつ、案内溝３ａおよびＸ軸モータ３ｂ
により、Ｙ軸と直交する方向（以下Ｘ軸方向という）に
移動するＸ軸ステージ３等を備えており、これら各ステ
ージ（ＸＹθ軸ステージ）は上下方向に三段に重ねた状
態で構成されている。

【０００４】さらに、アライメント装置１０は、ワーク
１１およびマスクフィルム１２の整合マークの位置ズレ
量を読み取るカメラ装置５、５と、次工程の露光ステー
ジにマスクフィルム１２を吸着して搬送する吸着搬送装
置（トラバーサ）６と、カメラ装置５、５から送られた
位置ズレ量がゼロになるように各ステージにパルス信号
等を送って各ステージを制御する制御機構７等を備えて
いる。

【０００５】この装置を用いて、ワークの整合マークを
マスクフィルム１２の整合マークに位置合わせする際
は、はじめに、マスクフィルム１２をアライメントテー
ブル４に載置してカメラ装置５、５によりマスクフィル
ム１２の整合マークの位置を読み取って制御機構７内に
記憶させておき、以後その位置を基準にしてワーク１１
の位置決めを行う。

【発明が解決しようとする課題】

【０００６】しかし、上記のアライメント機構には、以
下に示すような問題点があった。 手動露光装置の位置決めは、目視により作業が行わ
れるため、位置決め作業に時間がかかり、また、ワーク
のサイズが大きい場合、位置合わせ作業が困難であり、
作業能率が悪い。 自動露光装置のアライメント装置は、θ軸ステー
ジ、Ｘ軸ステージ、Ｙ軸ステージの各ステージが、三段
に重ねて構成されるため、機構的に複雑になり、製作コ
ストが嵩むほか装置の調整やメンテナンスの手間がかか
っていた。この発明は、前述の問題点に鑑み、移動機構
の配置および駆動方法を改善することにより、構造が簡
素で調整およびメンテナンス等が容易なワークのアライ
メント装置を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記課題を
解決するため、以下のようなワークのアライメント装置
にかかる構成とした。すなわち、ワークを載置するテー
ブルの下面に、水平方向の断面が正方形をしており前後
左右の側辺を有する台部を一体に取り付けた可動盤と、
前記可動盤を固定盤の上面に沿って水平方向に移動させ
る移動機構と、前記可動盤のテーブル上に重ねて載置し
たワークおよびマスクフィルムの各整合マークの位置ズ
レ量を読み取るカメラ装置と、前記カメラ装置で読み取
った位置ズレ量をゼロにするように移動機構を制御する
制御機構と、可動盤を移動する際に前記マスクフィルム
をワークから上方に離間させるフィルム昇降装置とを備
え、前記移動機構は、前記台部の左右の側辺の中央部
に、相対する転動ローラをそれぞれ当接させ可動盤を左
右方向に押圧駆動する第１の移動機構と、前記台部の前
後の側辺に相対して配置された２つの転動ローラに当接
させ可動盤を前後方向に押圧駆動する第２の移動機構
と、この第２の移動機構と同じ側辺に相対して配置され
た２つの転動ローラに当接させ可動盤を前後方向に押圧
駆動する第３の移動機構とを有する構成とした。

【０００８】

【作用】この発明は、上記のように構成しているので以
下のような作用を有する。 フィルム昇降装置がマスクフィルムをワークから上
方に離間させ、カメラ装置がワークおよびマスクフィル
ムの整合マークの位置ズレ量を読み取る。次に制御機構
がマスクフィルムの整合マークを基準として位置ズレ量
をゼロにするように移動機構を作動させ、可動盤を適正
位置に移動させる。 各移動機構は、正方形をした可動盤の台部の側辺を
押圧駆動するので、従来のように移動機構を３段に積み
重ねて配置する必要がなくなり、構造が簡素化される。 第１の移動機構だけを作動させると、可動盤を左右
方向に、また、第２、第３の移動機構の移動量を等しく
作動させると、可動盤を前後方向に平行移動することが
できる。さらに、第１の移動機構を停止させておき、第
２、第３の移動機構を反対方向に作動させると、可動盤
が回転する。したがって、第１ないし第３の移動機構を
組み合わせて使用することにより、整合マークの位置ズ
レをゼロにすることができる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１はアライメント装置の要部を示す一部切り欠
いた正面図、図２はアライメント装置の要部を示す一部
切り欠いた側面図、図３は第１ないし第３の移動機構を
示す図１のIII-III 線における断面矢視図、図４はアラ
イメント装置の平面図、図５はアライメント装置の全体
を示す斜視図、図６および図７は可動盤の移動状態を示
す平面図、図８は制御機構を示す原理図である。

【００１０】アライメント装置Ａは、ワーク１１を載置
するテーブル２１ｂの下面に水平方向の断面が正方形を
した台部２１ａを一体に取り付けた可動盤２１と、前記
可動盤２１を固定盤２０の上面に沿って水平方向に移動
させる移動機構２４と、前記可動盤２１のテーブル２１
ｂ上に重ねて載置したワーク１１およびマスクフィルム
１２の各整合マークの位置ズレ量を読み取るカメラ装置
２２と、前記カメラ装置２２で読み取った位置ズレ量を
ゼロにするように移動機構２４を制御する制御機構２５
と、可動盤２１を移動する際に前記マスクフィルム１２
をワーク１１から上方に離間させるフィルム昇降装置２
３とを備えている。

【００１１】固定盤２０は図１および図３で示すよう
に、可動盤２１を水平方向に移動させるため、複数個の
スラストベアリング２０ａを有しており、そのスラスト
ベアリング２０ａの上に可動盤２１が支持されている。
また、可動盤２１の過大な移動を制御するため可動盤２
１の周縁には、リミットスイッチ２０ｂが適宜設けられ
ている。なお、ここでは可動盤２１の支持手段をスラス
トベアリング２０ａとしているが、他の公知の手段を使
用しても構わない。

【００１２】可動盤２１のテーブル２１ｂは台部２１ａ
の上端部から側方に張り出してその下面は補助テーブル
２６の上面を摺動するようになっている。台部２１ａ
は、補助テーブル２６に設けた開口２６ａを貫通してお
り、この開口２６ａは可動盤２１の移動を可能にするた
め、充分大きく設定されている。なお、図中の２１ｄ
は、ワークを吸着固定するための吸引孔で、複数設けら
れており、これら吸引孔２１ｄは、吸引パイプ２１ｅ等
を介して真空ポンプ（図示せず）に接続されている。

【００１３】移動機構２４は図３で示すように、固定盤
２０上に配置された、第１ないし第３の移動機構２４
ａ，２４ｂ，２４ｃによって構成されている。第１の移
動機構２４ａは図１に示すように、台部２１ａの右側の
側辺２１ａ₁のほぼ中央部に転動ローラー２４ａ₄ を介
して当接する押動部２４ａ₁ と、台部２１ａの左側の側
辺２１ａ₃ のほぼ中央部に転動ローラ２４ａ₈ を介して
当接する付勢部２４ａ₅ 等からなる。

【００１４】押動部２４ａ₁ は、パルスモータ等の駆動
モータ２４ａ₂ と、この駆動モータ２４ａ₂ の駆動によ
り回転駆動される送りネジ２４ａ₃ と、この送りネジ２
４ａ ₃ の先端側に転動ローラー２４ａ₄ を支持する支持
回転部２４ａ₉ 等を備えている。また、付勢部２４ａ₅
は、スプリングを内挿した本体２４ａ₆ と、この本体２
４ａ₆ と転動ローラー２４ａ₈ とを連結するＬ字形の支
持アーム２６ａ₇ 等によって構成されている。

【００１５】第２および第３の移動機構２４ｂ，２４ｃ
は図２および図３で示すように、台部２１ａの相対する
前側の側辺２１ａ₄ の左右対称な２つの部分に転動ロー
ラー２４ｂ₄ 、２４ｃ₄ を介して当接する押動部２４ｂ
₁ ２４ｃ₁ と、台部２１ａの後側の側辺２１ａ₂ の左右
対称な２つの部分に転動ローラー２４ａ₈ を介して当接
する付勢部２４ｂ₅ 、２４ｃ₅ 等によって構成されてい
る。なお、第２および第３の移動機構２４ｂ，２４ｃの
構成は第１の移動機構２４ａの構成と同じである。

【００１６】カメラ装置２２、２２は図１、図２および
図４で示すように、ワークおよびマスクフィルムの整合
マークを読み取るためのものであり、可動盤２１が移動
しても干渉しない位置に設けた円柱状の支持棒２２ａに
把持部２２ｂが上下動自在に支持されており、その把持
部２２ｂに水平方向に伸縮自在に取り付けられた支持ア
ーム２２ｃの先端に読取カメラ２２ｄが固着されてい
る。また、カメラ２２ｄの下部にはライト２２ｅが設け
られている。

【００１７】フィルムフィルム昇降装置２３は図１、図
２および図４で示すように、可動盤２１が移動しても干
渉しない位置に設けた円柱状の支持棒２３ａと、この支
持棒２３ａに昇降自在に設けられた支持部２３ｂと、こ
の支持部２３ｂの両側に設けた水平および垂直方向に屈
曲自在な支持アーム２３ｃ，２３ｃと、この支持アーム
２３ｃ，２３ｃの先端に設けたマスクフィルムを吸着す
る吸着パッド２３ｄ，２３ｄ等を有している。

【００１８】制御機構２５は図８に示すように、カメラ
装置２２、２２が読み取ったワーク１１およびマククフ
ィルム１２の整合マークの位置を記憶する記憶部２５ａ
と、この記憶部２５ａの記憶に基づきワーク１１の整合
マークをマスクフィルムの整合マークに一致させるため
に必要な移動量を演算する演算部２５ｂと、この演算結
果に基づいて前記移動機構に司令信号を伝達する駆動制
御部２５ｃ等によって構成されている。なお、制御駆動
部２５の構成は、特開平１−３０２２５９号と同形であ
るので、詳細な説明は省略する。

【００１９】つぎに、このアライメント装置Ａの作動を
順をおって説明する。はじめに、整合マークを付したワ
ーク１１を可動盤２１の上に載置すると共に、可動盤２
１の吸引孔２１ｄから真空吸着することでワークを１１
を固定する。そして、このワーク１１の上に整合マーク
を付したマスクフィルム１２を重ねて載置する。

【００２０】載置したマスクフィルム１２とワーク１１
の各整合マークを捉えるようにカメラ装置２２のカメラ
２２ｄを移動し、読み取った整合マークの位置を制御機
構２５の記憶部２５ａに記憶させる。ここで、図２で示
すように、フィルム昇降装置の吸着パッド２２ｄを降下
させてマスクフィルム１２の周縁部を真空吸着し、次い
で、吸着パッド２２ｄをわずかに上昇させるとマスクフ
ィルム１２の一端が持ち上げられてワーク１１から離間
する（仮想線で示す）。

【００２１】一方制御機構２５は位置ズレ量をゼロにす
るために必要なワーク１１の動きを解析して各移動機構
２４ａ，２４ｂ，２４ｃの動き（ネジの送り量）を算出
し、算出結果に基づいて各駆動モータ２４ａ₂ 、２４ｂ
₂ 、２４ｃ₂ を作動させる。すなわち、必要なワーク１
１の動きがワーク１１の平行移動だけによって達成され
る場合は、図６に示すように、第１の移動機構２４ａを
図の下方に（矢印ａ）、また第２、第３の移動機構２４
ｂ，２４ｃを図の左方に（矢印ｂ，ｃ）等量だけ作動さ
せる。この際、各押動部２４ａ₁ 、２４ｂ₁ 、２４ｃ₁
または付勢部２４ａ₅ 、２４ｂ₅ 、２４ｃ₅ の先端が台
部２１ａと当接する位置でずれるが、この先端には転動
ローラーが取り付けてあるので、駆動動作が円滑に行わ
れる。

【００２２】また、必要なワーク１１の動きが、ワーク
の回転運動だけによって達成される場合は、図７に示す
ように第１の移動機構２４ａを固定しておき、第２およ
び第３の移動機構２４ｂ，２４ｃを反対方向に等量だけ
作動させる。この際第２の移動機構２４ｂの押動部２４
ｂ₁ は付勢部２４ｂ₅ の弾撥力に抗して可動盤２１を押
圧するが、第３の移動機構２４ｃでは押動部２４ｃ₁ が
図の右方に（矢印ｃ）に移動し、付勢部２４ｃ₅ が可動
盤２１を押圧する。

【００２３】さらに、ワーク１１の必要な動きが平行移
動と回転運動との合成によって達成される場合は、平行
移動の動作の成分と、回転運動の動作の成分とを合成し
て各移動機構の動き（ネジの送り量）を設定する。

【００２４】なお、上記実施例では、ローラーを用いて
可動盤を転動支持しているが、ローラーの代わりにボー
ルを使用しても良いことや、その他この発明の要旨を逸
脱しない範囲内において種々の変更を加え得ることは勿
論である。

【００２５】

【発明の効果】以上に述べたごとくこの発明は次の優れ
た効果を発揮する。 可動盤を固定盤の上部に水平移動可能に支持し、可
動盤の前後左右方向の各側辺を押圧駆動するようにした
ので、従来のように駆動機構を三段に積み重ねて配置す
る必要がなくなり、構造が簡素化される。 前記結果、装置の製造コストが安価となり、調整お
よびメンテナンスが容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一の実施例を示すアライメント装置
の一部断面にした正面図である。

【図２】アライメント装置の一部断面にした側面図であ
る。

【図３】図１におけるIII-III 線矢視における断面図で
ある。

【図４】アライメント装置の平面図である。

【図５】アライメント装置の全体を示す斜視図である。

【図６】可動盤の移動状態を示す平面図である。

【図７】可動盤の移動状態を示す平面図である。

【図８】アライメント装置の制御機構を示す原理図であ
る。

【図９】従来のアライメント装置を用いた自動露光装置
の全体を示す原理図である。

【図１０】従来のアライメント装置の駆動機構を示す側
面図である。

【図１１】従来のアライメント装置の駆動機構を示す一
部省略した側面図である。

【図１２】図１０におけるＩＸ−ＩＸ線矢視における断
面図である。

【符号の説明】

１１ ワーク １２ マスクフィルム ２０ 固定盤 ２１ 可動盤 ２２ カメラ装置 ２３ フィルム昇降装置 ２４ 移動機構 ２４ａ 第１の移動機構 ２４ｂ 第２の移動機構 ２４ｃ 第３の移動機構 ２５ 制御機構 ２６ アライメントテーブル

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークを載置するテーブルの下面に、水平
   方向の断面が正方形をしており前後左右の側辺を有する
   台部を一体に取り付けた可動盤と、前記可動盤を固定盤
   の上面に沿って水平方向に移動させる移動機構と、前記
   可動盤のテーブル上に重ねて載置したワークおよびマス
   クフィルムの各整合マークの位置ズレ量を読み取るカメ
   ラ装置と、前記カメラ装置で読み取った位置ズレ量をゼ
   ロにするように移動機構を制御する制御機構と、可動盤
   を移動する際に前記マスクフィルムをワークから上方に
   離間させるフィルム昇降装置とを備え、 前記移動機構は、前記台部の左右の側辺の中央部に、相
   対する転動ローラをそれぞれ当接させ可動盤を左右方向
   に押圧駆動する第１の移動機構と、前記台部の前後の側
   辺に相対して配置された２つの転動ローラに当接させ可
   動盤を前後方向に押圧駆動する第２の移動機構と、この
   第２の移動機構と同じ側辺に相対して配置された２つの
   転動ローラに当接させ可動盤を前後方向に押圧駆動する
   第３の移動機構とを有することを特徴とするワークのア
   ライメント装置。