JP4696420B2 - テープキャリア用露光装置 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テープキャリア等のパターン露光の際に使用されるアライメント露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
テープキャリアは、テレビ、携帯電話、ゲーム機、ラジオ、音響機器、VTR等の民生用電子機器部品や、コンピュータ、OA機器、電子応用機器、電気計測器、通信機等の産業用電子機器部品に広く用いられている。近年、電子機器は小型化、高密度化、高性能化の要望が高まり、これに基づいて、用いられる部品においては配線の細線化、ビアホールの小径化、ランド、パッド等の小径化、基材のフレキシブル化、多層化及び高精細化が急速に進んでいる。
【0003】
図6に示すように、一般的なテープキャリア3の製造は、ポリイミド等の絶縁フィルム46に導体層15が形成された絶縁フィルムテープの両端にフィルムテープ搬送用及び位置決め用のスプロケットホール9を形成し、そのスプロケットホール9をガイドにして絶縁フィルムテープ3上の導体層15にレジストパターン形成、エッチング等のパターニング処理を施して配線パターン及び電極パッド等を作製している。特に、レジストパターン形成するための露光工程ではあらかじめ形成されたデバイスホール14等との位置合わせを必要とし、高い精度の位置合わせが要求されている。
【0004】
レジストパターン形成の露光工程に使用される従来の露光装置のアライメントは、フォトマスク5の上部よりアライメント照明を行って、テープキャリアからの反射光によりフォトマスクとテープキャリアのアライメントマークを読みとりパターン位置合わせを行っている。このような反射照明系のアライメントではテープキャリアからの反射光を利用してフォトマスクとテープキャリアのアライメントマーク27,26(図5参照)を読みとっているため、テープキャリア3の反射率及び読みとり倍率等により、反射光の光量が減少し、フォトマスクとテープキャリアのアライメントマーク27,26の所望のコントラストが得られず、パターン位置合わせ精度を維持すると共に、効率のよい製品の生産が難しいという問題を有しており、高精細化、高密度化対応のテープキャリア3の製造に支障をきたしている。
【0005】
一方、テープキャリア3の高性能化の目的で、テープキャリアの導体配線層15が複数層からなる多層構造化が検討されている。この多層構造は、例えば2層配線化の場合、テープキャリア3の両面に形成された導体層15に配線を形成し、該配線パターンの形成は表裏それぞれに異なるパターンを形成するため、前記テープキャリア3の両面に形成された感光性レジスト層に所望パターンの露光を表面と、裏面とに行う必要がある。
【0006】
従来のテープキャリア用露光装置を使用して、上記基材の両面に導体パターン形成を行う場合は、露光装置では片面の露光処理となる。そのため、まず所望パターンを形成しない面を被覆した上で、その裏面にエッチングレジスト(感光性レジスト層)の所望パターンを露光、現像をした後に感光性レジスト層のパターンを形成、エッチングして、片面の配線パターン形成を行う。次に、テープキャリアのパターン形成面を表裏逆にして同様に上記配線パターンの形成を繰り返して行う必要がある。ここで、配線パターンの形成、特に導体エッチングのためのレジスト露光工程では、片面ずつ露光処理を行う必要があるため、配線パターンの多層化による製造工程が増加が挙げられ、効率の良い製品製造が困難となってきている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑み発明されたもので、両面に導体層を有する基材の配線パターンの露光を表裏面連続して効率的に行い、配線パターンとデバイスホール等の位置合わせ精度に優れた高精細化、高密度化対応のテープキャリア用露光装置を提供することを目的とする。
【0008】
本発明に於いて上記課題を解決するため、請求項1においては、少なくとも紫外線光源と、紫外線照射位置を変更する反転ミラーと、フォトマスクと、テープキャリアと、定盤と、アライメント機構と、前記テープキャリアの巻き出し部と巻き取り部とからなるテープキャリア搬送手段と、前記定盤の後段に配置した面反転機構を有する露光装置において、前記テープキャリア表面の露光部への紫外線照射中に前記テープキャリア裏面における露光部のアライメントマークとフォトマスクのアライメントマークの整合を並行して行い、前記テープキャリア表面の露光部の露光作業の終了と同時に、紫外線光反転手段により紫外線の光路を変更して、照射位置をテープキャリア裏面に切り替え、連続して露光処理をすることを特徴とするテープキャリア用露光装置である。
【0010】
本発明に於いて上記課題を解決するため、請求項においては、前記紫外線光源と紫外線照射位置までの光路の中間位置に、紫外線照射位置を変更する反転ミラーを有し、紫外線の光路を変更して、異なる紫外線照射位置に連続して紫外線照射できるようにしたことを特徴とする請求項1記載のテープキャリア用露光装置である。
【0012】
【作用】
本発明のテープキャリア用露光装置は、アライメント光照明手段21を定盤4より下部の位置に設けているため、テープキャリア3及びフォトマスクのアライメントマーク26を透過照明で照射でき、撮像手段28でのアライメントマーク画像のコントラストが向上し、テープキャリア3とフォトマスク5の位置合わせ精度が格段に向上する。そして、前記アライメントの処理をテープキャリア3の両面連続して行うため、高い生産効率でテープキャリア3の生産が可能となる。また、1つの光源32からの紫外線を反転して異なる方向へ紫外線照射し、かつ位置合わせとパターン露光を同時に処理することを可能とする機能を有するために高生産性により、生産コスト低減にも貢献する。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1は本発明のテープキャリア用露光装置の一実施例を示すテープキャリア用露光装置の構成概略図である。本発明のテープキャリア用露光装置は図1に示すように、テープキャリア3の巻き出し手段1と、紫外線光源32、紫外線光源32から生じる赤外線成分を除去するコールドミラー33と、紫外線光源32からの照度分布を均一化させるフライアイレンズ34と、該レンズの後近傍にシャッター部35を配置し、前記フライアイレンズ34から放射される紫外線をテープキャリアに照射させる楕円凹面ミラー37と、紫外線光照射位置を変更できる反転ミラー36とから構成する。
【0014】
図2に示す露光部44、フォトマスク5、テープキャリア3、テープキャリア3を所定に位置に固定する真空吸着穴39と、光透過性材料25が充填された開口部25を有する定盤4、フォトマスク5を保持するマスクホルダー6と、アライメント光照明手段21、撮像手段28、画像処理手段29及びフォトマスクの位置を補正する制御手段7と、テープキャリア搬送手段11と、回転ロール42の外周面にテープキャリア3を沿わせて面反転して搬送する面反転機構12と、アライメント光照明手段21が定盤4より下部の位置に設けられ、定盤4の開口部25よりテープキャリア3及びフォトマスク5へのアライメント光を透過照明で照射できるようにして、撮像手段28、画像処理手段29からの指示によって、制御手段7を用いてフォトマスクホルダーを移動させて位置の補正を実行し、フォトマスク5とテープキャリア3のアライメントマーク26,27による位置合わせができる。
【0015】
図3に示す露光部45、フォトマスク5、テープキャリア3、定盤4上にテープキャリア3を所定の位置に固定する真空吸着穴39、光透過性材料25が充填された開口部25を有する定盤4、フォトマスク5を保持するマスクホルダ6、アライメント光照明手段21、撮像手段28、画像処理手段29及びフォトマスクの位置を補正する制御手段7と、テープキャリア搬送手段11と、テープキャリア3の巻き出し手段1と、巻き取り手段2から構成されており、そして、アライメント光照明手段21が定盤4より下部の位置に設けられ、定盤4の開口部25よりテープキャリア3及びフォトマスク5へのアライメント光を透過照明で照射できるようにして、撮像手段28、画像処理手段29よる指示により制御手段7を用いて位置の補正をフォトマスクホルダー6を移動させて、フォトマスク5とテープキャリア3の位置合わせができる。
【0016】
図2の露光部44と図3の露光部45は同じ手段及び構造である。
【0017】
以下図1を用いて、テープキャリア用露光装置の各構成要素について説明する。紫外線光源32はテープキャリア3及びテープキャリア3上の感光性レジスト層に所定のパターンを照射露光するに必要な照度を露光するための光源であり、超高圧水銀灯が用いられる。この超高圧水銀灯32から発光される紫外線19は、複数の発光スペクトルピークを有するため、そのスペクトルの混成比率により同一感光性材料であってもその感度が異なる。そのため、コールドミラー33は、紫外線光源32から生じる赤外線成分を除去するものであると共に、超高圧水銀灯から生じる紫外線成分から不要な成分となる発光スペクトルを吸収除去させるものとなっている。
【0018】
更に、フライアイレンズ34は、紫外線光源32からの照度分布を均一化させる機能を有し、楕円凹面ミラー37は、前記フライアイレンズ34から放射される紫外線を定盤上のテープキャリア3上に形成した感光性レジスト表面に照射する。また、紫外線光照射位置を変更できる反転ミラー36は紫外線光源32から生じる紫外線19が照射位置までの光路の中間位置に配置され、その反転ミラー36の変更動作により紫外線19の光路を変更して、紫外線照射位置をテープキャリア3の露光部44の照射から、ミラーの動作により、紫外線光照射位置をテープキャリア3の露光部45へ照射変更する。
【0019】
以下図2、図3を用いて、テープキャリア用露光装置の動作手順について説明する。図2の露光部44において、マスクフォルダ6に置載されたフォトマスク上のアライメントマーク26と、テープキャリア3に設けられたアライメントマーク27の位置を合わせるため、定盤4に設けられた光透過性材料25が充填された開口部25から、アライメント光照明手段21により、テープキャリア3のアライメントマーク27と、フォトマスクのアライメントマーク26に照明を照射し、このアライメントマーク27,26の画像を撮像手段28によって撮影する。この撮像手段28により得られる画像を画像処理手段29によって最適な数値化処理を行い、この結果を基に、フォトマスクの位置を補正する制御手段7によって、アライメントマーク27とアライメントマーク26との位置整合を行い、位置整合が完了すると、照射光量の制御手段43を通じて、紫外線19の光路にあるシャッター35を開閉してフォトマスク5に紫外線19を必要量照射する。
【0020】
また、シャッター35の開閉に伴い、テープキャリア3は、定盤4でフォトマスク5上の所望パターンを露光され、露光部44の作業は終了する。前記露光部44のテープキャリア3への紫外線19の照射中と、この上記露光部45のアライメントマーク27とマスクのアライメントマーク26の整合とは同時に並行して行われる。次に、露光部44の露光照射の作業の終了と同時に、反転ミラー36の変更動作により紫外線19の光路を変更して、紫外線照射位置をテープキャリア3の表面への露光部44の照射から、照射位置をテープキャリア3裏面となる露光部45に紫外線光照射位置を変更する。
【0021】
次に 図3の露光部45に示すように、露光部45において、紫外線露光面が反転されたテープキャリア3は、マスクフォルダ6に置載されたフォトマスク5上のアライメントマーク26と、テープキャリア3に設けられたアライメントマーク27の位置を合わせるため、定盤4に設けられた光透過性材料25が充填された開口部25から、アライメント光照明手段21により、テープキャリア3のアライメントマーク27及びマスクのアライメントマーク26に照明を照射し、このアライメントマーク27,26の画像を撮像手段28によって撮像する。この撮像手段28により得られる画像を画像処理手段29で最適な数値化処理を行い、この結果を基に、フォトマスクの位置を補正する制御手段7によって、アライメントマーク26とアライメントマーク27の位置整合を行う。
【0022】
図3の露光部45において、この位置整合が完了すると、照射量の制御手段43を通じて、紫外線19の光路にあるシャッター35を開放してフォトマスク5に紫外線19を必要量照射する。また、シャッター35の開閉に伴い、定盤4でフォトマスク5上の所望パターンを露光されたテープキャリア3は、定盤4の前後にあるテープキャリア搬送手段11により必要量移動し、巻き取りロール2の外周面に沿って巻き取りが行われる。
【0023】
この巻き取りロール2の動作を受け、反転ミラー36を露光部45の紫外線19の光路から、露光部44の紫外線19の光路の位置に変更する。以下同じ順序で繰り返される。
【0024】
次に、図2、図3を用いて、テープキャリア用露光装置のアライメント作業の手順について説明する。前述したように、露光部44と露光部45とは同じ機能で構成する為、図2に示す露光部44に付いてのみ説明する。テープキャリア3は、あらかじめ絶縁フィルムテープ3の両端にスプロケットホール9及びアライメントマーク27が形成され、パターン配置した内部エリアにデバイスホール14、スリットホール及び銅箔からなる導体層15等が形成されたテープキャリア3の表裏面をなすもので、ここでは、配線パターン及び電極パッド等を形成するための感光性レジスト層が導体層上に形成された中間工程のテープキャリア3を指している。
【0025】
定盤4はテープキャリア3を保持する支持台であると同時に、アライメント照明手段21からのアライメント照明光をテープキャリア3及びフォトマスク5のアライメントマーク26に照射するするため、光透過性材料25が充填された開口部25を有している。 開口部25はフォトマスク5のアライメントマーク26、及びテープキャリア3におけるアライメントマーク27対応する位置に設けられている。更に、定盤4は露光時にテープキャリア3をフォトマスク5に密着させたり、アライメント処理中にテープキャリア3とフォトマスク5を所定間隔離反させる上下移動機構に連結している。
【0026】
アライメント光照明手段21の光源は、光学レンズ22と、光路を左右2方向に分配する光路分配器23と、及び反射板24からによって分岐され、これらは定盤4よりも下部の位置に設けられている。
【0027】
撮像手段28はテープキャリア3とフォトマスク5のアライメントマーク27、26、の画像を読みとるもので、通常CCDカメラが用いられる。画像処理手段29は撮像手段28で読みとったアライメントマークのずれ量を判定処理するもので、テープキャリア27を基準として、フォトマスク5のアライメントマーク26の重ねて合わせて、X、Y及び角度θのずれ量を算出する。フォトマスクの位置を補正する制御手段7は画像処理手段29にて算出したX、Y及び角度θのずれ量のデータをマスクホルダー6に連結されたステージの制御装置に送り込み、所定量移動させてテープキャリアにおけるアライメントマーク27にフォトマスクにおけるアライメントマーク26の位置合わせを行うものである。
【0028】
【実施例】
以下、本発明のテープキャリア用露光装置を用いてテープキャリアを作製する事例について説明する。
【0029】
<実施例1>
まず、図4(a)に示す、両面銅箔付きの絶縁フィルムを所定幅に断裁した銅貼りフィルムテープ3の両端にスプロケットホール9及びアライメントマーク27と、内部にデバイスホール14を型抜き等で打ち抜き形成したテープキャリア3を作製する。アライメントマーク27はスプロケットホール9の形成時に同時に打ち抜きで形成し、アライメントマーク27の設置位置は所望パターン範囲外の位置であれば任意位置に配置できるが、所望パターンサイズを最大限確保する点から、好ましくは設置間隔は個片化されるテープキャリア3の左右両端に配置されるスプロケットホール列に対し少なくとも1個配置されるようにスプロケットホール9間に設けることが望ましい。アライメントマーク27の形状は図5(b)にその一例を示すが、円形、十字形、正方形、長方形等各種形状パターンが適用でき、要求される精度によって適宜選択される。
【0030】
次に、テープキャリア3の両面に形成した導体層15上に厚さ5μmの感光性レジストからなる感光性レジスト層を形成したテープキャリア3を本発明のテープキャリア用露光装置にセットし、まず、露光部44において、アライメント光照明手段21よりアライメント光を定盤に設けられた光透過性材料25が充填された開口部25から、アライメント光照明手段21により、テープキャリア3におけるアライメントマーク27及びフォトマスク5のアライメントマーク26に照射して、このアライメントマークの画像を撮像手段28のCCDカメラによって撮像する。このCCDカメラで得られる画像を画像処理29し、この結果を基に、パルスモータ、ボールねじによって、アライメントマーク27を基準にしてアライメントマーク26の位置整合を行う。位置整合が完了したところで、テープキャリア3とフォトマスク5を密着し、1kw出力の超高圧水銀灯の紫外線光源より200mJ/cm2の露光量でフォトマスク5を通してテープキャリア3上の感光レジスト層に照射露光し、このA露光部の感光性レジスト層にパターン潜像を形成する。露光部44の照射を終了後、反転ミラー36動作して露光部45に照射位置を切替える。
【0031】
次に、露光部44と同じ手順によって、露光部45にも、テープキャリア3上の感光性レジスト層に照射露光し、この露光部45の感光性レジスト層にパターン潜像を形成する。定盤4でフォトマスク5上の所望パターンを露光されたテープキャリア3は、定盤4の前後にあるテープキャリアモータに連結した搬送部により必要量移動し、回転ロール42の外周面にテープキャリア3を沿わせる面反転機構12で、感光性レジスト層が形成された露光面の反転が行われる。この面反転機構12の動作を受け、反転ミラー14が動作して、露光部45の紫外線19の光路から露光部45の紫外線19の光路の位置を元の位置に変更する。
【0032】
ここで、露光部44と、露光部45への照射の作業が完了し、巻き取り部2によって順次に巻き取る。前記巻き取られたテープキャリア3に形成された感光性レジスト層の両面に対して現像、エッチング、レジスト剥離等の一連のパターニング処理及び、めっき処理を施してテープキャリア3を得た。尚、このテープキャリア3は、テープキャリア3両面の導体層15を導通ビア孔16を通じて導通がとられている。
【0033】
【発明の効果】
上記のように、本発明に係るテープキャリア用露光装置では、前記面反転機構が回転ロールの外周面にテープキャリアを沿わせて面反転する為に、表裏それぞれのパターンのフォトマスクをテープキャリア表裏面への連続した露光処理が可能となる。そして、本発明に係るテープキャリア用露光装置では、前記のアライメント機構は、アライメント照明手段21を定盤より下部の位置に設けているため、撮像手段でのアライメントマーク画像のコントラストが向上し、結果的に位置合わせ精度に優れた高精度のテープキャリアを得ることが可能となり、更に、本発明に係るテープキャリア用露光装置は、紫外線光源とフォトマスク間に紫外線光反転手段を有し、紫外線照射位置を任意に変更でき、紫外線光を反転して異なる方向へ紫外線照射する機能を合わせて有するので、位置合わせを行う工程とパターン露光を行う工程を並列して同時に処理することが可能となり、高い生産性が得られ、さらに、本発明の高精度のテープキャリアを用いることで、半導体チップ等の実装工程及び検査工程で優れた位置整合性を確保すると共に、半導体装置の歩留まりが向上し、テープキャリア分野において、優れた実用上の効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のテープキャリア用露光装置の一実施例を示すテープキャリア用露光装置の露光部分の構成概略図である。
【図2】本発明のテープキャリア用露光装置の一実施例を示すテープキャリア用露光装置のアライメント部分の構成概略図である。
【図3】本発明のテープキャリア用露光装置の一実施例を示すテープキャリア用露光装置のアライメント部分の構成概略図である。
【図4】本発明のテープキャリア用露光装置を用いて作製したテープキャリアの一例を示し、(a)はテープキャリアの平面図であり、(b)はA−A線で切断した側断面図である。
【図5】アライメントマークの一例を示し(a)はフォトマスクに設けたアライメントマークの拡大平面図であり、(b)はテープキャリアに設けたアライメントマークの拡大平面図である。
【図6】従来のテープキャリアの一例を示す側断面図である。
【符号の説明】
1…テープキャリアの巻き出し手段(部)
2…テープキャリアの巻き取り手段(部)
3…テープキャリア(絶縁テープフイルム)
4…定盤
5…フォトマスク
6…マスクフォルダ
7…フォトマスクの位置を補正する制御手段
8…銅貼りテープフィルム
9…スプロケットホール
10…テープキャリアの搬送部
11…テープキャリア搬送手段
12…テープキャリアの面反転させる搬送手段(面反転機構)
13…搬送ローラー
14…デバイスホール
15…導体層
16…導通ビア孔
17…開口部
18…アライメントマーク
19…紫外線
20…アライメント調整部
21…アライメント光照明手段
22…光学レンズ
23…光路分配器
24…反射板
25…光透過性材料(定盤の開口部)
26…フォトマスクに形成したアライメントマーク
27…テープキャリアにおけるアライメントマーク
28…撮像手段
29…画像処理手段
30…照射部
31…照射手段
32…紫外線光源
33…コールドミラー
34…フライアイレンズ
35…シャッター
36…反転ミラー(紫外線を反転する反転ミラー)
37…凹面ミラー(楕円凹面ミラー)
38…紫外線照射位置
39…真空吸着穴
40…全体の部を管理手段
41…アライメント光照明手段光源
42…回転ロール
43…照射光量制御手段
44…A露光部
45…B露光部
46…絶縁テープフイルム

Claims (2)

  1. 少なくとも紫外線光源と、紫外線照射位置を変更する反転ミラーと、フォトマスクと、テープキャリアと、定盤と、アライメント機構と、前記テープキャリアの巻き出し部と巻き取り部とからなるテープキャリア搬送手段と、前記定盤の後段に配置した面反転機構を有する露光装置において、前記テープキャリア表面の露光部への紫外線照射中に前記テープキャリア裏面における露光部のアライメントマークとフォトマスクのアライメントマークの整合を並行して行い、前記テープキャリア表面の露光部の露光作業の終了と同時に、紫外線光反転手段により紫外線の光路を変更して、照射位置をテープキャリア裏面に切り替え、連続して露光処理をすることを特徴とするテープキャリア用露光装置。
  2. 前記紫外線光源と紫外線照射位置までの光路の中間位置に、紫外線照射位置を変更する反転ミラーを有し、紫外線の光路を変更して、異なる紫外線照射位置に連続して紫外線照射できるようにしたことを特徴とする請求項1記載のテープキャリア用露光装置。
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