JP5997409B1 - 両面露光装置及び両面露光装置におけるマスクとワークとの位置合わせ方法 - Google Patents

両面露光装置及び両面露光装置におけるマスクとワークとの位置合わせ方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ワークを移動させたり回転させたりすることなく、第1マスクと第2マスクとの位置合わせと、第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせを可能とする。【解決手段】第1マスクM1をxy平面に沿って移動可能とするとともにxy平面に沿って回転可能とする第1マスクテーブル100と、第2マスクM2をxy平面に沿って移動可能とするとともにxy平面に沿って回転可能とする第2マスクテーブル200とを有し、第2マスクテーブル200は、第1マスクテーブル100とは別にxy平面に沿って移動及び回転可能であり、かつ、第1マスクテーブル100がxy平面に沿って移動したり回転したりすると、第1マスクテーブルとともにxy平面に沿って移動したり回転したりする。【選択図】図1

Description

本発明は、両面露光装置及び両面露光装置におけるマスクとワークとの位置合わせ方法に関する。
露光対象となるワーク(回路基板など)の第1面と、当該第1面とは反対側の第2面とをそれぞれ露光する両面露光装置は広く使用されている。このような両面露光装置において、ワークの第1面の側に配置されている第1マスクと、ワークの第2面の側に配置されている第2マスクとの位置合わせを行った後に、第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせを行う場合には、第1マスク及び第2マスクの位置関係を保持したまま、第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせを行う必要がある。
このように、第1マスク及び第2マスクの位置関係を崩すことなく、第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせを行う方法としてしては、第1マスクと第2マスクとの位置合わせを行った後に、まずは、第1マスクを所定量だけ移動させたり回転させたりして、当該第1マスクとワークとの位置合わせを行い、続いて、第1マスクの移動量に応じた移動量又は回転量だけ第2マスクを移動させたり回転させたりして、当該第2マスクとワークとの位置合わせを行うというような方法が一例として挙げられる。
具体的には、第1マスクが取り付けられている第1マスクテーブル及び第2マスクが取り付けられている第2マスクテーブルの駆動を制御する制御装置によって、まずは、第1マスクと第2マスクとの位置合わせを行うために、第1マスクテーブル及び第2マスクテーブルに対する制御を行った後に、第1マスクとワークとの位置合わせを行うために第1マスクテーブルに対して制御を行う。その後、第1マスクとワークとの位置合わせ制御に用いた制御データ(第1マスクとワークとの位置合わせ制御の結果としての移動量及び回転量)に基づいて、第2マスクとワークとの位置合わせを行うために、第2マスクテーブルに対する制御を行う。
このような位置合わせ制御は、いわばソフトウエア的な制御であり、位置合わせ制御のための制御プログラムを構築しておくことで実現できる。しかしながら、このようなソフトウエア的な制御においては、第1マスクとワークとの位置合わせ制御に用いた制御データが適切に設定されたとしても、第1マスクテーブルの駆動機構の動作と第2マスクテーブルの駆動機構の動作との間に物理的な誤差が生じる場合もある。
このため、第1マスクとワークとの位置合わせ制御に用いた制御データに基づいて、第2マスクとワークとの位置合わせを行うと、当初に位置合わせした状態の第1マスクと第2マスクとの間に位置ずれが生じてしまう場合もあり、結局は、第1マスクと第2マスクとが高精度に位置合わせされない状態となってしまうこととなる。
一方、上記したようなソフトウエア的な制御でではなく、機械的な動作によって、第1マスク及び第2マスクの位置関係を崩すことなく、第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせを可能とした両面露光装置も提案されている(例えば、特許文献1参照。)。
特許文献1に記載されている両面露光装置は、第1マスクと第2マスクとの位置合わせを行った後に、位置合わせを行った状態の第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせを行う際には、第1マスク及び第2マスクを個々に移動させたり回転させたりするのではなく、ワークの側を平面上で移動させたり回転させたりするものである。このようにすることによって、第1マスクと第2マスクとの位置関係を保持したまま、位置合わせを行った状態の第1マスク及び第2マスクと、ワークとの位置合わせを行うことができる。
特開2013−142778号公報
しかしながら、特許文献1に記載されている両面露光装置のように、第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせを行う際に、ワークの側を移動させる方法は、ワークの種類によっては、好ましくない場合もある。例えば、長尺シート状のワークが送りロールから巻き取りロールへと進行するような、いわゆるロール・トゥー・ロール(roll to roll)方式の両面露光装置においては、ワークの側を平面上で移動させたり回転をさせたりすることは、ワークの側を平面上で移動させたり回転をさせたりするための機構をワークの送り機構に組み込む必要があるため、ワークの送り機構が複雑となり、また、ワークの側を平面上で移動させたり回転をさせたりすると、ワークに撚れや捻じれを発生させる要因ともなり得る。このように、ワークに撚れや捻じれが発生すると、高品質な両面露光が行えない場合もあるといった課題がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、ワークを移動させたり回転させたりすることなく、第1マスクと第2マスクとの位置合わせと、第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせとを可能とする両面露光装置及び両面露光装置におけるマスクとワークとの位置合わせ方法を提供することを目的とする。
[1]本発明の両面露光装置は、露光対象となるワークの第1面を第1マスクによって露光し、当該第1面とは反対側の第2面を第2マスクによって露光する両面露光装置であって、前記第1面及び前記第2面に平行な面を、直交するx軸及びy軸を含むxy平面としたとき、前記第1マスクを前記xy平面に沿って移動可能とするとともに前記xy平面に沿って回転可能とする第1マスクテーブルと、前記第2マスクを前記xy平面に沿って移動可能とするとともに前記xy平面に沿って回転可能とする第2マスクテーブルと、を有し、前記第2マスクテーブルは、前記第1マスクテーブル上に載置され、当該第1マスクテーブル上で当該第1マスクテーブルとは別に前記xy平面に沿って移動可能であるとともに前記xy平面に沿って回転可能となっており、前記第1マスクテーブルが前記xy平面に沿って移動すると、当該第1マスクテーブルとともに前記xy平面上で当該第1マスクテーブルと同方向に同量だけ移動し、前記第1マスクテーブルが前記xy平面に沿って回転すると、当該第1マスクテーブルとともに前記xy平面上で当該第1マスクテーブルと同方向に同量だけ回転することを特徴とする。
このように、本発明の露光装置は、第2マスクテーブルは、第1マスクテーブル上に載置されていて、当該第1マスクテーブル上で当該第1マスクテーブルとは別にxy平面に沿って移動可能であるとともにxy平面に沿って回転可能となっており、第1マスクテーブルがxy平面に沿って移動すると、当該第1マスクテーブルとともにxy平面上で当該第1マスクテーブルと同方向に同量だけ移動し、第1マスクテーブルがxy平面に沿って回転すると、当該第1マスクテーブルとともにxy平面上で当該第1マスクテーブルと同方向に同量だけ回転する。
本発明の露光装置はこのような構成となっているため、ワークを移動させたり回転させたりすることなく、第1マスクと第2マスクとの位置合わせと、第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせとが可能となる。これにより、ワークの側を平面上で移動させたり回転をさせたりするための機構をワークの送り機構に組み込む必要がないため、ワークの送り機構を複雑化することがなくなり、また、ワークに撚れや捻じれを発生させることがないため、高品質な両面露光が可能となる。
また、本発明の露光装置によれば、第1マスクと第2マスクとの位置合わせを行った後に、第1マスクと第2マスクとの位置関係を保持したまま、第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせを行うことができることは勿論、第1マスクとワークとの位置合わせを行った後に、第1マスクとワークとの位置関係を保持したまま、第1マスクと第2マスクとの位置合わせを行うということもできる。
[2]本発明の両面露光装置においては、前記ワークの第1面の側に設けられ、前記第1マスクを着脱自在に取り付け可能な第1マスク取り付けプレートと、前記ワークの第2面の側に設けられ、前記第2マスクを着脱自在に取り付け可能な第2マスク取り付けプレートと、を有し、前記第1マスク取り付けプレートは、前記第1マスクテーブルに立設されている支持部材を介して当該第1マスクテーブルに固定されており、前記第2マスク取り付けプレートは、前記第2マスクテーブルに立設されている支持部材を介して当該第2マスクテーブルに固定されていることが好ましい。
このような構成となっているため、第1マスク取り付けプレートは、第1マスクテーブルがxy平面に沿って移動すると、第1マスクテーブルとともにxy平面上で同方向に同量だけ移動し、第1マスクテーブルがxy平面に沿って回転すると第1マスクテーブルとともにxy平面上で同方向に同量だけ回転する。これにより、第1マスクのxy平面に沿った移動が可能となるとともにxy平面に沿った回転が可能となる。同様に、第2マスク取り付けプレートは、第2マスクテーブルがxy平面に沿って移動すると、第2マスクテーブルとともにxy平面上で同方向に同量だけ移動し、第2マスクテーブルがxy平面に沿って回転すると第2マスクテーブルとともにxy平面上で同方向に同量だけ回転する。これにより、第2マスクのxy平面に沿った移動が可能となるとともにxy平面に沿った回転が可能となる。
[3]本発明の両面露光装置においては、前記xy平面に沿って移動可能とは、前記x軸に沿って移動可能であるとともに前記y軸に沿って移動可能であり、前記xy平面に沿って回転可能とは、前記xy平面に垂直なz軸周りに回転可能であることが好ましい。
これにより、第1マスクテーブル及び第2マスクテーブルを駆動するための駆動機構は、直交する2軸(x軸及びy軸)への移動(往復移動)と、xy平面に垂直なz軸周りの回転(時計方向及び反時計方向)とが可能となるような駆動機構とすればよいため、駆動機構を単純化することができる。
[4]本発明の両面露光装置においては、前記第1マスクと前記第2マスクとの位置合わせを行うためのマスク位置合わせマークが、前記第1マスクと前記第2マスクとにそれぞれ設けられているとともに、前記第1マスク及び前記第2マスクと前記ワークとの位置合わせを行うためのワーク位置合わせマークが、前記第1マスク及び第2マスクの少なくとも一方のマスクと前記ワークとにそれぞれ設けられていることが好ましい。
これにより、第1マスクと第2マスクとの位置合わせが可能となるとともに、第1マスク及び前記第2マスクとワークとの位置合わせが可能となる。
[5]本発明の両面露光装置においては、前記マスク位置合わせマーク及びワーク位置合わせマークを撮像可能な撮像装置と、当該撮像装置によって得られた撮像データに基づいて、前記第1マスクと前記第2マスクとにそれぞれに設けられている前記マスク位置合わせマークが一致するように前記第2マスクテーブルを制御するとともに、前記第1マスク及び第2マスクの少なくとも一方のマスクと前記ワークとにそれぞれ設けられている前記ワーク位置合わせマークが一致するように前記第1マスクテーブルを制御する機能を有する位置合わせ制御装置と、をさらに有することが好ましい。
このような撮像装置及び位置合わせ制御装置を有することによって、ワークを移動させたり回転させたりすることなく、第1マスクと第2マスクとの位置合わせと、第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせとが可能となる。例えば、第2マスクを第1マスクに高精度に位置合わせすることができるとともに、第1マスクと第2マスクとの位置合わせを高精度に行った後において、ワークを移動させることなく第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせを高精度に行うことができる。
[6]本発明の両面露光装置においては、前記撮像装置を移動させるための制御が可能な撮像装置移動制御装置をさらに有し、当該撮像装置移動制御装置は、少なくとも露光時においては、前記撮像装置がワークにおける露光対象領域から外れた位置となるように前記撮像装置を移動させるように制御する機能を有することが好ましい。
これにより、撮像装置は、露光時においてはワークにおける露光対象領域から外れる位置となるため、露光を行う際において、撮像装置が光源からの光を遮ってしまうことを防ぐことができる。
[7]本発明の両面露光装置においては、前記マスク位置合わせマークは、前記第1マスクにおいては、当該第1マスク上の互いに離間した所定位置にm箇所(mは2以上の整数とする。)設けられており、前記第2マスクにおいては、当該第2マスク上の互いに離間した所定位置に、前記第1マスクのm箇所に設けられているマスク位置合わせマークに対応してm箇所設けられており、前記ワーク位置合わせマークは、前記第1マスク及び第2マスクの少なくとも一方のマスクにおいては、当該マスク上の互いに離間した所定位置にn箇所(nは2以上の整数とする。)設けられており、前記ワークにおいては、当該ワーク上の互いに離間した所定位置に、前記マスク上のn箇所に設けられているワーク位置合わせマークに対応してn箇所設けられている、ことが好ましい。
マスク位置合わせマークが、第1マスクと第2マスクとにおいてこのように設けられていることによって、第1マスクと第2マスクとの位置合わせを高精度に行うことができる。また、ワーク位置合わせマークが、第1マスク及び第2マスクの少なくとも一方のマスクとワークとにおいてこのように設けられていることによって、第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせを高精度に行うことができる。
[8]本発明の両面露光装置におけるマスクとワークとの位置合わせ方法は、露光対象となるワークの第1面を第1マスクによって露光し、当該第1面とは反対側の第2面を第2マスクによって露光する両面露光装置において、前記第1マスクと前記第2マスクとの位置合わせを行うとともに、前記第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせを行う両面露光装置におけるマスクとワークとの位置合わせ方法であって、前記両面露光装置としては、前記[1]〜[7]のいずれかに記載の両面露光装置を用い、前記第1マスクと前記第2マスクとの位置合わせを行うとともに、前記第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせを行う工程として、前記第2マスクテーブルに対して前記xy平面に沿った移動及び前記xy平面に沿った回転の少なくとも一方を行わせることにより、前記第1マスクと前記第2マスクとを位置合わせするマスク位置合わせ工程と、前記第1マスクテーブルに対してxy平面に沿った移動及び回転の少なくとも一方を行わせることにより、前記第1マスクと前記ワークとを位置合わせするマスク・ワーク位置合わせ工程と、を有することを特徴とする。
本発明の両面露光装置におけるマスクとワークとの位置合わせ方法によれば、両面露光装置としては、前記[1]〜[7]のいずれかに記載の両面露光装置を用いているため、前記[1]〜[7]に記載の両面露光装置が有する効果と同様の効果が得られる。
[9]本発明の両面露光装置におけるマスクとワークとの位置合わせ方法においては、前記マスク位置合わせ工程を行った後に前記マスク・ワーク位置合わせ工程を行うことが好ましい。
当該ワークとの位置合わせ方法は、まずは、第1マスクと第2マスクとの位置合わせ(マスク位置合わせ工程)を行った後に、第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせ(マスク・ワーク位置合わせ工程)を行うものであり、マスク位置合わせ工程と、マスク・ワーク位置合わせ工程とをこの順序で行うことによって、第1マスクと第2マスクとの位置関係を保持したまま、第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせを行うことができる。
[10]本発明の両面露光装置におけるマスクとワークとの位置合わせ方法においては、前記マスク・ワーク位置合わせ工程を行った後に前記マスク位置合わせ工程を行うこともできる。
当該マスクとワークとの位置合わせ方法は、まずは、第1マスクとワークとの位置合わせ(マスク・ワーク位置合わせ工程)を行った後に、第1マスクと第2マスクとの位置合わせ(マスク位置合わせ工程)を行うものであり、マスク位置合わせ工程と、マスク・ワーク位置合わせ工程とをこの順序で行うことによって、第1マスクとワークとの位置関係を保持したまま、第1マスクと第2マスクとの位置合わせを行うことができる。
実施形態に係る両面露光装置10を説明するために示す斜視図である。 実施形態に係る両面露光装置10を説明するために示す正面図である。 第1マスクテーブル100のxy平面に沿った移動及びxy平面に沿った回転について説明するために示す図である。 第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせ及び第1マスクM1とワークWとの位置合わせについて説明するために示す図である。 実施形態に係る両面露光装置10における位置合わせ制御装置500及び撮像装置移動制御装置600について説明するために示す図である。 マスクとワークとの位置合わせを行う際の各工程を説明するためのフローチャートである。 実施形態に係る両面露光装置10の変形例を説明するために示す図である。 マスクとワークとの位置合わせを行う際の各工程の順序を入れ替えた場合のフローチャートを示す図である。 マスク同士の位置合わせを行う際とマスクとワークとの位置合わせを行う際とにおいて各位置合わせマークのうちの一部の位置合わせマークを共用する場合を説明するために示す図である。
以下、本発明の実施形態について説明する。
図1は、実施形態に係る両面露光装置10を説明するために示す斜視図である。
図2は、実施形態に係る両面露光装置10を説明するために示す正面図である。なお、図2は一部が断面図として示されている。
実施形態に係る両面露光装置10は、図1及び図2に示すように、露光対象となるワークWの第1面Waを第1マスクM1によって露光し、当該第1面Waとは反対側の第2面Wbを第2マスクM2によって露光する両面露光装置である。また、実施形態に係る両面露光装置10においては、ワークWは長尺シート状のものであるとし、当該長尺シート状のワークWは、送りロール(図示せず)から巻き取りロール(図示せず。)に向かって進行して行く、いわゆるロール・トゥー・ロール(roll to roll)方式の両面露光装置であるとする。また、ワークWは例えばフレキシブル回路基板などであり、第1マスクM1及び第2マスクM2は、それぞれが矩形をなす透明の板材(例えばガラス板など)からなり、それぞれ所定のパターン(回路パターンとする。)が形成されている。
なお、実施形態においては、ワークWの第1面Wa及び第2面Wbに平行な面を、直交する2軸(x軸及びy軸)を含むxy平面とし、x軸はワークWの進行方向に沿っており、y軸はワークWの進行方向に直交する方向に沿っているものとして説明する。
以下、実施形態に係る両面露光装置10の構成について詳細に説明する。
実施形態に係る両面露光装置10は、第1マスクM1をxy平面に沿って移動可能とするとともにxy平面に沿って回転可能とする第1マスクテーブル100と、第2マスクM2をxy平面に沿って移動可能とするとともにxy平面に沿って回転可能とする第2マスクテーブル200とを有している。なお、「xy平面に沿って移動可能」とは、x軸に沿って移動可能であるとともにy軸に沿って移動可能であることを指しており、「xy平面に沿って回転可能」とは、xy平面に垂直なz軸周りに回転可能であることを指している。
また、第2マスクテーブル200は、第1マスクテーブル100上に載置され、当該第1マスクテーブル100上で当該第1マスクテーブル100とは別にxy平面に沿って移動可能であるとともにxy平面に沿って回転可能となっている。また、第2マスクテーブル200は、第1マスクテーブル100がxy平面に沿って移動すると、当該第1マスクテーブル100とともにxy平面上で当該第1マスクテーブル100と同方向に同量だけ移動し、第1マスクテーブル100がxy平面に沿って回転すると当該第1マスクテーブル100とともに当該第1マスクテーブル100とともにxy平面上で当該第1マスクテーブル100と同方向に同量だけ回転する。
具体的には、第1マスクテーブル100がx軸に沿って一方向に所定量だけ移動すると、第2マスクテーブル200もx軸に沿って一方向に同量だけ移動し、第1マスクテーブル100がx軸に沿って他方向に所定量だけ移動すると、第2マスクテーブル200もx軸に沿って他方向に同量だけ移動する。また、第1マスクテーブル100がy軸に沿って移動した場合も同様である。すなわち、第1マスクテーブル100がy軸に一方向に所定量だけ移動すると、第2マスクテーブル200もy軸に沿って一方向に同量だけ移動し、第1マスクテーブル100がy軸に沿って他方向に所定量だけ移動すると、第2マスクテーブル200もy軸に沿って他方向に同量だけ移動する。
また、第1マスクテーブル100がz軸周りに時計方向に所定量だけ回転すると、第2マスクテーブル200も時計方向に同量だけ回転し、第1マスクテーブル100がz軸周りに反時計方向に所定量だけ回転すると、第2マスクテーブル200も反時計方向に同量だけ回転する。
このように、第2マスクテーブル200は、第1マスクテーブル100とは別にxy平面に沿った移動とxy平面に沿った回転が可能となっており、また、第1マスクテーブル100がxy平面に沿って移動すると、第1マスクテーブル100とともにxy平面上で同方向に同量だけ移動し、第1マスクテーブル100がxy平面に沿って回転すると、第1マスクテーブル100とともにxy平面上で同方向に同量だけ回転することとなる。なお、図1及び図2においては、第1マスクテーブル100及び第2マスクテーブル200を駆動させるための駆動機構などについては図示が省略されている。
ここで、第1マスクテーブル100及び第2マスクテーブル200についてさらに説明する。まずは、第1マスクテーブル100について説明する。第1マスクテーブル100は、平面形状が大まかには矩形をなし、当該第1マスクテーブル100のほぼ中央部には第1光源310からの光を通過させるための空間部101が形成されている。
このような第1マスクテーブル100の4隅には、それぞれ支持部材としての支柱111が立設されており、各支柱111の先端部には第1マスクM1を着脱自在に取り付け可能な第1マスク取り付けプレート120が固定されている。なお、第1マスク取り付けプレート120は、ワークWの第1面の側に設けられている。そして、第1マスク取り付けプレート120のほぼ中央部には第2光源320からの光を通過させるための空間部121が形成されており、当該空間部121には、第1マスクM1が当該空間部121を覆うように着脱自在に取り付けられる。
第1マスク取り付けプレート120は、第1マスクテーブル100にこのように固定されているため、当該第1マスク取り付けプレート120は、第1マスクテーブル100がxy平面に沿って移動すると、第1マスクテーブル100とともに当該第1マスクテーブル100と同方向に同量だけ移動し、第1マスクテーブル100がxy平面に沿って回転すると、第1マスクテーブル100とともに当該第1マスクテーブル100と同方向に同量だけ回転する。これにより、第1マスクM1のxy平面に沿った移動及びxy平面に沿った回転は、第1マスクテーブル100のxy平面に沿った移動及びxy平面に沿った回転によって行われることとなる。
また、第1マスク取付けプレート120は、図示しない駆動機構によって、z軸に沿った方向(図1及び図2においては上下方向)に往復動可能となっている。このため、第1マスクM1とワークWとの間隔を調整することができる。
続いて、第2マスクテーブル200について説明する。第2マスクテーブル200も第1マスクテーブル100と同様に、平面形状が大まかには矩形をなしているが、第1マスクテーブル100よりも小サイズとなっており、第2マスクテーブル200の4つの縁部(辺)と第1マスクテーブル100のそれぞれ対応する縁部(辺)との間には所定のスペースが設けられた状態で第1マスクテーブル100上に載置されている。また、第2マスクテーブル200のほぼ中央部には、第1光源310からの光を通過させるための空間部201が形成されている。
このような第2マスクテーブル200の4隅には、それぞれ支持部材としての支柱211が立設されており、各支柱211の先端部には第2マスクM2を取り付けるための第2マスク取り付けプレート220が固定されている。なお、第2マスク取り付けプレート220は、ワークWの第2面の側に設けられている。そして、第2マスク取り付けプレート220のほぼ中央部には第1光源310からの光を通過させるための空間部221が形成されており、当該空間部221には、第2マスクM2が当該空間部221を覆うように着脱自在に取り付けられる。
ところで、実施形態に係る両面露光装置10においては、第1マスク取り付けプレート120に設けられている空間部121と、第2マスク取り付けプレート220に設けられている空間部221とは、それぞれが同じサイズであるとする。
第2マスク取り付けプレート220は、第2マスクテーブル200にこのように固定されているため、当該第2マスク取り付けプレート220は、第2マスクテーブル200がxy平面に沿って移動すると、第2マスクテーブル200とともに同方向に同量だけ移動し、第2マスクテーブル200がxy平面に沿って回転すると、第2マスクテーブル200とともに同方向に同量だけ回転する。これにより、第2マスクM2のxy平面に沿った移動及びxy平面に沿った回転は、第2マスクテーブル200のxy平面に沿った移動及びxy平面に沿った回転によって行われることとなる。
また、第2マスク取付けプレート220は、図示しない駆動機構によって、z軸に沿った方向(図1及び図2においては上下方向)に往復動可能となっている。このため、第2マスクM2とワークWとの間隔を調整することができる。
ところで、第1マスク取付けプレート120と第2マスク取付けプレート220との間には、所定の間隔が設けられており、当該第1マスク取付けプレート120と第2マスク取付けプレート220との間にワークWが介在される。
また、第1光源310及び第2光源320のうち、第1光源310は、第1マスクテーブル100側において、当該第1光源310の光軸L1が水平方向となるように設けられている。そして、第1光源310からの光はミラー330によって90度反射して、第2マスクM2を照射し、当該第2マスクM2に形成されている回路パターンをワークWの第2面Wbに結像させる。一方、第2光源320は、第1マスク取付けプレート120側において、当該第2光源320の光軸L2が水平方向となるように設けられている。そして、第2光源320からの光はミラー340によって90度反射して、第1マスクM1を照射し、当該第1マスクM1に形成されている回路パターンをワークWの第1面Waに結像させる。
なお、第1マスク取付けプレート120側及び第2マスク取付けプレート220側における第1光源310及び第2光源320の配置の仕方などは、特に限定されるものではなく、第1マスクM1及び第2マスクM2それぞれに形成されている回路パターンをワークWの第1面Wa及び第2面Wbに適切に結像できるようになっていればよい。
また、図1及び図2においては図示されていないが、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせを行うための位置合わせマーク(マスク位置合わせマークという。)が、第1マスクM1と第2マスクM2とにそれぞれ設けられているとともに、第1マスクM1及び第2マスクM2とワークWとの位置合わせを行うための位置合わせマーク(ワーク位置合わせマークという。)が、第1マスクM1及び第2マスクM2の少なくとも一方のマスク(実施形態に係る両面露光装置10においては、第1マスクM1とする。)とワークWとにそれぞれ設けられている。これらマスク位置合わせマーク及びワーク位置合わせマークについては、図4により後述する。
また、同じく図1及び図2においては図示されていないが、マスク位置合わせマークとワーク位置合わせマークとを撮像可能な撮像装置と、当該撮像装置によって得られた撮像データに基づいて、第1マスクテーブル100を制御するとともに、第2マスクテーブル200を制御する位置合わせ制御装置が設けられている。これら撮像装置及び位置合わせ制御装置については、図4及び図5により後述する。
図3は、第1マスクテーブル100のxy平面に沿った移動及びxy平面に沿った回転について説明するために示す図である。なお、第1マスクテーブル100のxy平面に沿った移動及びxy平面に沿った回転を可能とするための駆動機構は、公知の技術を使用することができるため、図3においては、モーター以外の構成要素についての図示及び説明は省略し、かつ、模式化して示している。また、図3においては、第1マスクテーブル100について説明するが、第2マスクテーブル200もほぼ同様に実施することができる。
図3に示すように、第1マスクテーブル100に駆動力を与えるための3個又は4個(実施形態に係る両面露光装置においては3個とする。)のモーター(サーボモーターとする。)Sx11,Sx12及びSy13が、第1マスクテーブル100の4つの角部のうちの3つの角部付近に設けられていて、当該3個のモーターSx11,Sx12及びSy13を選択的に動作させることにより、第1マスクテーブル100をxy平面に沿った往復移動(x軸に沿った往復移動及びy軸に沿った往復移動)を可能とするとともに、xy平面に沿った回転(z軸周りの時計方向又は反時計方向の回転)を可能とする。
具体的には、モーターSx11又はモーターSx12を正方向に回転させることにより、第1マスクテーブル100をx軸に沿って一方向(図3における左方向(x’方向))に移動させることができ、モーターSx11又はモーターSx12を逆方向に回転させることにより、第1マスクテーブル100をx軸に沿って図示の他方向(図3における右方向(x方向))に移動させることができる。
また、モーターSy13を正方向に回転させることにより、第1マスクテーブル100をy軸に沿って図示の一方向(図3における下方向(y’方向))に移動させることができ、モーターSy13を逆方向に回転させることにより、第1マスクテーブル100をy軸に沿って図示の他方向(図3における上方向(y方向))に移動させることができる。
また、モーターSx11,モーターSx12及びモーターSy13を同時に同量だけ正方向に回転させることにより、第1マスクテーブル100を当該第1マスクテーブル100の図示しない中心(空間部101の中心)を仮想的な回転軸として、z軸周りに反時計方向(a’方向)に回転させることができ、モーターSx11,モーターSx12及びモーターSy13を同時に同量だけ逆方向に回転させることにより、第1マスクテーブル100を当該第1マスクテーブル100の図示しない中心(空間部101の中心)を仮想的な回転軸として、xy平面に沿ってz軸周りに時計方向(a方向)に回転させることができる。
なお、第1マスクテーブル100を第1マスクテーブルのxy平面に沿って移動させた後に、当該第1マスクテーブル100をxy平面に沿って所定量だけ回転させる際には、第1マスクテーブル100のxy平面に沿った移動量を保持した状態でxy平面に沿って所定量だけ回転する。また、第1マスクテーブル100をxy平面に沿って所定量だけ回転させた後に、当該第1マスクテーブル100をxy平面に沿って所定量だけ移動させる際には、第1マスクテーブル100のxy平面に沿った回転量を保持した状態でxy平面に沿って所定量だけ移動する。
また、xy平面に沿った移動すなわちx軸に沿った方向への移動又はy軸に沿った方向への移動を行う際の移動範囲(往復移動範囲)及びxy平面に沿った回転を行う際の回転量(時計方向又は反時計方向の回転角度範囲)は、あまり大きいものではなく、実施形態に係る両面露光装置10においては、往復移動範囲としては、例えば、0〜10mm程度でよく、回転角度範囲としては、例えば、0〜10度程度でよい。但し、往復移動範囲及び回転角度範囲は当該範囲に限定されるものではない。
また、図3においては、モーターは3個とした場合が例示されているが、モーターを4個として、第1マスクテーブル100の4つの角部付近にそれぞれモーターを設けるようにしてもよい。
また、第2マスクテーブル200も同様に、当該第2マスクテーブル200に駆動力を与えるための3個又は4個(3個とする。)のモーター(サーボモータ)が設けられており、当該3個のモーター(図示は省略するがモーターSx21,Sx22及びSy23とする。)が、第1マスクテーブル100と同様に、第2マスクテーブル200の4つの角部のうちの3つの角部付近に設けられていて、当該3個のモーターSx21,Sx22及びSy23を選択的に動作させることにより、第2マスクテーブル100をxy平面に沿った往復移動(x軸及びy軸の少なくとも一方に沿った往復移動)を可能とするとともに、xy平面に沿った回転(z軸周りの時計方向又は反時計方向の回転)を可能とする。
次に、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせ及び第1マスクM1及び第2マスクM2とワークWとの位置合わせについて説明する。
図4は、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせ及び第1マスクM1とワークWとの位置合わせについて説明するために示す図である。なお、図4は位置合わせについて説明するために必要な構成要素のみを取り出し、かつ、模式的に示す図である。図4(a)は斜視図であり、図4(b)は上方からz軸に沿って第1マスクM1を見た平面図である。
また、図4において、第1マスクM1上に描かれている破線矩形枠で囲まれる領域A1は、第1マスク取り付けプレート120に設けられている空間部121(図1及び図2参照。)に対応する領域であり、第2マスクM2に描かれている破線矩形枠で囲まれる領域A2は、第2マスク取り付けプレート220に設けられている空間部221(図1及び図2参照。)に対応する領域である。
第1マスクM1及び第2マスクM2には、当該第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせを行うためのマスク位置合わせマークがそれぞれ設けられている。当該マスク位置合わせマークは、第1マスクM1においては、当該第1マスクM1上の互いに離間した所定位置にm箇所(mは2以上の整数とする。)設けられている。一方、第2マスクM2においては、当該第2マスクM2上の互いに離間した所定位置に、第1マスクM1のm箇所に設けられているマスク位置合わせマークに対応してm箇所設けられている。
実施形態に係る両面露光装置10においては、m=2として説明する。このため、第1マスクM1上に設けられている2箇所のマスク位置合わせマークを「マスク位置合わせマークP1,P2」とし、第2マスクM2上に設けられている2箇所のマスク位置合わせマークを「マスク位置合わせマークP3,P4」とする。
具体的には、第1マスクM1側においては、例えば、当該第1マスクM1の対角となる2つの角部の一方の角部の内側にマスク位置合わせマークP1が設けられており、他方の角部の内側にマスク位置合わせマークP2が設けられている。また、第2マスクM2側においては、第2マスクM2の対角となる2つの角部のうち、一方の角部(第1マスクM1においてマスク位置合わせマークP1が設けられている角部に対応する角部)の内側にマスク位置合わせマークP3が設けられており、他方の角部(第1マスクM1においてマスク位置合わせマークP2が設けられている角部に対応する角部)の内側にマスク位置合わせマークP4が設けられている。
そして、第1マスクM1のマスク位置合わせマークP1と第2マスクM2のマスク位置合わせマークP3とが一致し、かつ、第1マスクM1のマスク位置合わせマークP2と第2マスクM2のマスク位置合わせマークP4とが一致したときに、これら第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせが適切になされたものとする。
マスク位置合わせマークP1,P2は、第1マスクM1において、破線矩形枠で囲まれる領域A1(空間部121に対応する領域)内で、かつ、ワークWの第1面Waにおける現時点における露光対象領域(図4(b)において灰色で示す領域B1とする。)から外れた位置に設けられる。一方、マスク位置合わせマークP3,P4は、第2マスクM2において、破線矩形枠で囲まれる領域A2(空間部221に対応する領域)内で、かつ、ワークWの第2面Wbにおける現時点における露光対象領域(第2面Wbにおいても図4(b)において灰色で示す領域B1とする。)から外れた位置に設けられる。なお、実施形態に係る両面露光装置10においては、「露光対象領域から外れた位置」というは、ワークWを図1及び図2に示すように取り付けた場合、当該ワークWの幅方向から外れた位置であるとする。
また、第1マスクM1及び第2マスクM2とワークWとの位置合わせを行うためのワーク位置合わせマークが、第1マスクM1とワークWとにそれぞれ設けられている。ワーク位置合わせマークは、第1マスクM1においては、当該第1マスクM1上の互いに離間した所定位置にn箇所(nは2以上の整数とする。)設けられている。一方、ワークWにおいては、当該ワークWの互いに離間した所定位置に、第1マスクM1のn箇所に設けられているワーク位置合わせマークに対応してn箇所設けられている。
なお、実施形態に係る両面露光装置10においては、n=2として説明する。このため、第1マスクM1上に設けられている2箇所のワーク位置合わせマークを「ワーク位置合わせマークP5,P6」とし、ワークW上に設けられている2箇所のマスク位置合わせマークを「ワーク位置合わせマークP7,P8」とする。
そして、第1マスクM1のワーク位置合わせマークP5とワークWのワーク位置合わせマークP7とが一致し、かつ、第1マスクM1のワーク位置合わせマークP6とワークWのワーク位置合わせマークP8とが一致したときに、これら第1マスクM1とワークWとの位置合わせが適切になされたものとする。なお、これらワーク位置合わせマークP5,P6は、第1マスクM1において、破線矩形枠で囲まれる領域A1(空間部121に対応する領域)内に設けられる。
ところで、第1マスクM1と第2マスクM2との位置が一致しているか否かの判断及び第1マスクM1とワークWとの位置が一致しているか否かの判断は、各位置合わせマーク(マスク位置合わせマークP1〜P4及びワーク位置合わせマークP5〜P8)を撮像装置Cによって撮像して得られた撮像データに基づいて行う。
実施形態に係る両面露光装置10においては、撮像装置Cは、マスク位置合わせマークP1,P3及びワーク位置合わせマークP5,P7を時間差を有して撮像するための撮像装置C1と、マスク位置合わせマークP2,P4及びワーク位置合わせマークP6,P8を時間差を有して撮像するための撮像装置C2とを有している。
具体的には、撮像装置C1(カメラC1ともいう。)は、第1マスクM1に設けられているマスク位置合わせマークP1と第2マスクM2に設けられているマスク位置合わせマークP3とを撮像するとともに、第1マスクM1に設けられているワーク位置合わせマークP5とワークWに設けられているワーク位置合わせマークP7とを撮像するための撮像装置であり、撮像装置C2(カメラC2ともいう。)は、第1マスクM1に設けられているマスク位置合わせマークP2と第2マスクM2に設けられているマスク位置合わせマークP4とを撮像するとともに、第1マスクM1に設けられているワーク位置合わせマークP6とワークWに設けられているワーク位置合わせマークP8とを撮像するための撮像装置である。
なお、カメラC1は、マスク位置合わせマークP1及びマスク位置合わせマークP3の撮像と、ワーク位置合わせマークP5及びワーク位置合わせマークP7の撮像とを時間差を有して行い、カメラC2は、マスク位置合わせマークP2及びマスク位置合わせマークP4の撮像と、ワーク位置合わせマークP6及びワーク位置合わせマークP8の撮像とを時間差を有して行う。このため、カメラC1,C2は、xy平面に沿った移動と、z軸周りの回転と、z軸に沿った上下動とが可能となっている。カメラC1,C2のxy平面に沿った移動と、z軸に周りの回転と、z軸に沿った上下動とを可能とするための移動機構は、公知の技術によって実現可能であるため、図示及び説明は省略する。
図5は、実施形態に係る両面露光装置10における位置合わせ制御装置500及び撮像装置移動制御装置600について説明するために示す図である。位置合わせ制御装置500は、図5に示すように、第1マスクテーブル100のモーターSx11,Sx12及びSy13を制御することによって第1マスクテーブル100を駆動制御する第1マスクテーブル駆動制御部510と、第2マスクテーブル200のモーター(図示されていないモーターSx21,Sx22及びSy23)を制御することによって第2マスクテーブル200を駆動制御する第2マスクテーブル駆動制御部520と、撮像装置C(カメラC1,C2)からの撮像データに基づいて、第1マスクテーブル駆動制御部510及び第2マスクテーブル駆動制御部520の少なくとも一方に対して制御データ与える制御部530とを有している。
このように構成されているマスク位置合わせ制御装置500は、カメラC1,C2によって得られた撮像データに基づいて、第1マスクM1と第2マスクM2とにそれぞれに設けられているマスク位置合わせマークが一致(マスク位置合わせマークP1とP3とが一致し、かつ、マスク位置合わせマークP2とP4とが一致)するように第2マスクテーブル200を制御するとともに、第1マスクM1とワークWとにそれぞれ設けられているワーク位置合わせマークが一致(ワーク位置合わせマークP5とP7とが一致し、かつ、ワーク位置合わせマークP6とP8とが一致)するように第1マスクテーブル100を制御する機能を有している。
具体的には、カメラC1,C2によって得られた撮像データは制御部530に与えられ、制御部530においては、当該撮像データに基づいて、マスク位置合わせマークP1とP3とが一致し、かつ、マスク位置合わせマークP2とP4とが一致するように第2マスクテーブル駆動制御部520に対して制御データを与える。第2マスクテーブル駆動制御部520においては、制御部530からの制御データに基づいてモーターSx21,Sx22及びSy23を選択的に駆動する。これにより、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせを行うことができる。
マスク位置合わせマークP1とP3とが一致し、かつ、マスク位置合わせマークP2とP4とが一致した後においては、カメラC1,C2を移動させて、ワーク位置合わせマークP5及びワーク位置合わせマークP7の撮像を行うとともに、ワーク位置合わせマークP6及びワーク位置合わせマークP8の撮像を行う。ここで、カメラC1,C2によって得られた撮像データは制御部530に与えられ、制御部530においては、当該撮像データに基づいて、ワーク位置合わせマークP5とP7とが一致し、かつ、ワーク位置合わせマークP6とP8とが一致するように第1マスクテーブル駆動制御部510に対して制御データを与える。第1マスクテーブル駆動制御部510においては、制御部530からの制御データに基づいてモーターSx11,Sx12及びSy13を選択的に駆動する。これにより、第1マスクM1とワークWとの位置合わせを行うことができる。
このような位置合わせ制御装置500によって、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせを行うことができるとともに、第1マスクM1とワークWとの位置合わせを行うことができる。なお、第1マスクM1とワークWとの位置合わせを行う際には、第2マスクM2も第1マスクM1と同量だけ同方向に移動したり回転したりするため、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせがなされた状態で、第1マスクM1とワークWとの位置合わせを行えば、第1マスクM1と第2マスクM2との位置関係を保持したまま、第2マスクM2もワークWに対して位置合わせされることとなる。
これは、第2マスクテーブル200は、第1マスクテーブル100上に載置され、当該第1マスクテーブル100上で当該第1マスクテーブル100とは別にxy平面に沿って移動可能であるとともにxy平面に沿って回転可能となっており、第1マスクテーブル100がxy平面に沿って移動すると、当該第1マスクテーブル100とともに当該第1マスクテーブル100と同方向に同量だけ移動し、第1マスクテーブル100がxy平面に沿って回転すると当該第1マスクテーブル100とともに当該第1マスクテーブル100とともに当該第1マスクテーブル100と同方向に同量だけ回転する構成となっているためである。
続いて、撮像装置移動制御装置600について説明する。撮像装置移動制御装置600は、カメラC1,C2を移動させるための移動機構部610と、当該移動機構部610を制御するための移動制御部620とを有している。当該撮像装置移動制御装置600は、少なくとも露光時においては、撮像装置としてのカメラC1,C2がワークWにおける露光対象領域B1(図4(b)参照。)から外れた位置となるようにカメラC1,C2を移動させるように制御する機能を有する。これにより、カメラC1,C2は、ワークWにおける露光対象領域B1から外れる位置となるため、露光を行う際において、カメラC1,C2が光源310,320からの光を遮ってしまうことを防ぐことができる。
なお、実施形態に係る両面露光装置10においては、カメラC1,C2がマスク位置合わせマークP1,P2を撮像可能な位置に存在している状態では、カメラC1,C2は露光対象領域B1から外れた位置となるものとしている。従って、カメラC1,C2を矢印y−y’方向に移動可能となるようにしておき、露光時においては、カメラC1,C2を矢印y’方向に移動させて、マスク位置合わせマークP1,P2を撮像可能な位置にまで移動させるように制御する。
以上説明したように、実施形態に係る両面露光装置10においては、第2マスクテーブル200は、第1マスクテーブル100上に載置されていて、当該第1マスクテーブル100上で当該第1マスクテーブル100とは別にxy平面に沿って移動可能であるとともにxy平面に沿って回転可能となっており、第1マスクテーブル100がxy平面に沿って移動すると、当該第1マスクテーブル100とともにxy平面に沿って移動し、第1マスクテーブルが100xy平面に沿って回転すると、当該第1マスクテーブル100とともにxy平面に沿って回転する。
実施形態に係る両面露光装置10がこのような構成となっているため、ワークWの第1面Waの側に配置されている第1マスクM1と第2面Wbの側に配置されている第2マスクM2との位置合わせを行った後に、第1マスクM1及び第2マスクM2とワークWとの位置合わせ行う際において、ワークWを移動させたり回転させたりすることなく、第1マスクM1と第2マスクM2との位置関係を保持したまま、第1マスクM1及び第2マスクM2とワークWとの位置合わせが可能となる。これにより、ワークWの側を平面上で移動させたり回転をさせたりするための機構をワークの送り機構に組み込む必要がないため、ワークの送り機構を複雑化することがなくなり、また、ワークWに撚れや捻じれを発生させることがないため、高品質な両面露光が可能となる。
次に、実施形態に係る両面露光装置10におけるマスクとワークとの位置合わせ方法について説明する。
図6は、マスクとワークとの位置合わせを行う際の各工程を説明するためのフローチャートである。まず、第1マスクM1を第1マスク取り付けプレート120に取り付けるとともに第2マスクM2を第2マスク取り付けプレート220に取り付ける(ステップS1)。
そして、第1マスクテーブル100上において、第2マスクテーブル100に対してxy平面に沿った移動及びxy平面に沿った回転の少なくとも一方を行わせることにより、第1マスクM1と第2マスクM2とを位置合わせするマスク位置合わせ工程を行う(ステップS2)。実施形態に係る両面露光装置10におけるマスクとワークとの位置合わせ方法においては、マスク位置合わせ工程を行う際には、ワークWは第1マスクM1と第2マスクM2との間に配置されていないものとする。但し、ワークWを第1マスクM1と第2マスクM2との間に配置した状態であっても当該マスク位置合わせ工程は実施可能である。
マスク位置合わせ工程を行う際の位置合わせ制御は、カメラC1,C2からの撮像データに基づいて、位置合わせ制御装置500が行う。このとき、カメラC1,C2は、マスク位置合わせマークP1,P2を撮像可能な位置で撮像を行う。なお、位置合わせ制御装置500が行う位置合わせ制御については前述した通りであるため、ここではその説明は省略する。当該マスク位置合わせ工程を行うことにより、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせがなされる。
続いて、第1マスクテーブル100に対してxy平面に沿った移動及び回転の少なくとも一方を行わせることにより、第1マスクM1とワークWとを位置合わせするマスク・ワーク位置合わせ工程を行う(ステップS3)。マスク・ワーク位置合わせ工程を行う際においては、ワークWは第1マスクM1と第2マスクM2との間に配置されている状態とする。また、カメラC1,C2は、マスク位置合わせマークP5,P6を撮像可能な位置に移動している。
また、マスク・ワーク位置合わせ工程を行う際の位置合わせ制御は、マスク位置合わせ工程の場合と同様、カメラC1,C2からの撮像データに基づいて、位置合わせ制御装置500が行う。位置合わせ制御装置500が行う第1マスクM1とワークWとの位置合わせ制御については前述した通りであるため、ここではその説明は省略する。当該マスク・ワーク位置合わせ工程を行うことにより、第1マスクM1とワークWとの位置合わせがなされる。
以上のマスク位置合わせ工程及びマスク・ワーク位置合わせ工程を順次行うことによって、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせが行われるとともに、第1マスクM1と第2マスクM2との位置関係を保持したまま、第1マスクM1とワークW及び第2マスクM2とワークWとがそれぞれ位置合わせされたこととなる。
そして、所定のタイミングで光源310,320を点灯させることにより、第1マスクM1に形成されている回路パターンがワークWの第1面Waの適正な位置に露光され、また、第2マスクM2に形成されている回路パターンがワークWの第2面Wbの適正な位置に露光される。なお、露光を行う際には、カメラC1,C2は、撮像装置移動制御装置600によって、露光対象領域B1から外れた位置(ワークWにおけるB1から外れた位置であり、実施形態に係る両面露光装置10においては、マスク位置合わせマークP1,P2を撮像可能な位置)となるように制御されている。
ところで、実施形態に係る両面露光装置10においては、長尺シート状のワークWをロール・トゥー・ロール(roll to roll)方式によって一方向に進行させる過程で、両面露光を行う場合を例示しているため、一方向に進行されて行くワークWの長手方向に沿って設定されている複数の露光対象領域のうちの個々の露光対象領域が順次、両面露光装置10の第1マスクM1及び第2マスクM2に対向する位置となる。
このとき、ある1つの露光対象領域を露光した後に、次の露光対象領域が第1マスクM1及び第2マスクM2に対向する位置となったときに、その都度、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせと、第1マスクM1とワークWとの位置合わせとを行う場合には、図6に示すフローチャートにおいて、ステップS3が終了したら、図6の破線R1で示すようにステップS2に戻る処理を行う。これによって、個々の露光対象領域において、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせと、第1マスクM1とワークWとの位置合わせとを行うことができる。
また、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせ(ステップS2)によって得られた第1マスクM1と第2マスクM2との位置関係を固定させておけば、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせをその都度行わずに、図6に示すフローチャートにおいて、個々の露光対象領域ごとに図6の破線R2で示すようにステップS3を繰り返し行うことが可能である。これによって、個々の露光対象領域においては、第1マスクM1と第2マスクM2の位置関係を保持したまま、第1マスクM1とワークWとの位置合わせとを行うことができる。
実施形態に係る両面露光装置10におけるマスクとワークとの位置合わせ方法においても、両面露光装置としては、上記実施形態に係る両面露光装置10を用いているため、実施形態に係る両面露光装置10と同様の効果が得られる。
なお、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。たとえば、下記に示すような変形実施も可能である。
(1)上記実施形態においては、マスク位置合わせ用マーク及びワーク位置合わせ用マークを撮像するためのカメラC1,C2は、第1マスクM1側に設けた場合を例示したが、第2マスクM2側に設けるような構成としてもよい。また、第1マスクM1側及び第2マスクM2側の両方にカメラを設けて、それぞれのカメラから得られた撮像画像データに基づいて第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせを行うとともに第1マスクM1及び第2マスクM2とワークWとの位置合わせを行うようにしてもよい。
(2)上記実施形態においては、第1マスクM1と第2マスクM2とのマスク位置合わせと、第1マスクM1とワークWとの位置合わせとを同じカメラC1,C2を用いて時間差を有して行うようにした場合を例示したが、第1マスクM1に設けられている2箇所のマスク位置合わせマークP1,P2(第2マスクM2においては、マスク位置合わせマークP3,P4)それぞれに対応して2台のカメラを設けるようにするとともに、第1マスクM1に設けられている2箇所のワーク位置合わせマークP5,P6(ワークWにおいては、ワーク位置合わせマークP7,P8)それぞれに対応して2台のカメラを設けるようにして、それぞれのカメラからの撮像データに基づいて第1マスクM1と第2マスクM2とのマスク位置合わせと、第1マスクM1とワークWとの位置合わせを行うようにしてもよい。この場合も、露光時においては各カメラを露光対処領域から外れた位置となるように退避させるための制御を行う。
(3)第1マスクM1及び第2マスクM2とワークWとの位置合わせを行うためのワーク位置合わせマークP5,P6は、マスク側においては第1マスクM1に設けるようにしたが、第2マスクM2に設けるようにしてもよく、また、第1マスクM1及び第2マスクM2の両方に設けるようにしてもよい。なお、第1マスクM1及び第2マスクM2とワークWとの位置合わせを行うためのワーク位置合わせマークP5,P6を第2マスクM2に設ける場合においても、ワークWとの間の位置合わせを行う際には、第1マスクテーブル100の移動によって第1マスクM1及び第2マスクM2とワークWとの位置合わせを行う。
(4)上記実施形態においては、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせを行うためのマスク位置合わせマークは、第1マスクM1及び第2マスクM2においてそれぞれ2箇所ずつとしたが、2箇所に限られるものではなく、3箇所以上としてもよい。同様に、第1マスクM1とワークWとの位置合わせを行うためのワーク位置合わせマークは、第1マスクM1及びワークWにおいてそれぞれ2箇所ずつとしたが、2箇所に限られるものではなく、3箇所以上としてもよい。
(5)上記実施形態においては、水平方向に置かれたワークWに対して、上下それぞれの方向から光を照射して当該ワークを露光するように構成されている両面露光装置を例示したが、このような両面露光装置に限られるものではなく、例えば、垂直方向に置かれたワークWに対して左右それぞれの方向から光を照射して当該ワークを露光するように構成されている両面露光装置であってもよい。
(6)図1及び図2に示す両面露光装置10の構成は、一例であって、図1及び図2に示すような構成に限られるものではなく、例えば、図7に示すような構成としてもよい。
図7は、実施形態に係る両面露光装置10の変形例を説明するために示す図である。なお、図7は実施形態に係る両面露光装置10の変形例(両面露光装置10’とする。)の正面図であり、これは、図2に対応するものである。なお、図7において2及び図1と同一構成要素には同一符号が付されている。なお、図7においては、ワークWを当該両面露光装置10’に取り付けたときに、当該ワークWの図示下面側を第1面Waとし、当該ワークWの図示上面側を第2面Wbとする。
両面露光装置10’は、基本的には実施形態に係る両面露光装置10とほぼ同様の構成となっているが、図7に示すように、第1マスクM1と第2マスクM2との位置が実施形態に係る両面露光装置10と逆となる構成になっている。但し、上記したように、図7においては、ワークWの図示下面側を第1面Waとし、当該ワークWの図示上面側を第2面Wbとしているため、第1マスクM1と第2マスクM2との位置が実施形態に係る両面露光装置10と逆となる構成となっているが、第1マスクM1はワークWの第1面Waの側に位置し、第2マスクM2はワークWの第2面Waの側に位置している。
このような構成とするために、両面露光装置10’においては、第2マスクテーブル200の空間部201を実施形態に係る両面露光装置10における第2マスクテーブル200の空間部201よりも十分大きく取り、当該空間部201を貫くように、第1マスクテーブル100の所定位置に支柱111を立設し、当該支柱111の先端部に第1マスク取り付けプレート120を固定している。なお、第1マスク取り付けプレート120は、ワークWの第1面Waの側に位置するように設けられ、当該第1マスク取り付けプレート120に第1マスクM1が取り付けられる。
一方、第2マスクテーブル200の隅部には支柱211を立設し、当該支柱211の先端部に第2マスク取り付けプレート220を固定している。なお、第2マスク取り付けプレート220は、ワークWの第2面Wbの側に位置するように設けられ、当該第2マスク取り付けプレート220に第2マスクM2が取り付けられる。
両面露光装置10’は、図7に示すように、第1マスクM1がワークWの第1面Waの側に位置し、第2マスクM2がワークWの第2面Wbの側に位置するような構成となっている。このように、両面露光装置10’においては、第1マスクM1と第2マスクM2との位置が実施形態に係る両面露光装置10と逆になっているが、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせ及び第1マスクM1及び第2マスクM2と第2マスクM2との位置合わせのための動作などについては、実施形態に係る両面露光装置10と同様に実施でき、それによって、実施形態に係る両面露光装置10と同様の効果を得ることができる。
(7)上記実施形態においては、マスクとワークとの位置合わせを行う際における手順としては、図6に示したように、第1マスクM1と第2マスクM2とを位置合わせするマスク位置合わせ工程を行い(ステップS2)、その後、第1マスクM1とワークWとを位置合わせするマスク・ワーク位置合わせ工程を行う(ステップS3)ようにしたが、これに限られるものではなく、各工程の順序を入れ替えてもよい。すなわち、第1マスクM1とワークWとを位置合わせする工程(マスク・ワーク位置合わせ工程)を行った後に、第1マスクM1と第2マスクM2とを位置合わせする工程(マスク位置合わせ工程)を行うにようにしてもよい。
図8は、マスクとワークとの位置合わせを行う際の各工程の順序を入れ替えた場合のフローチャートを示す図である。図8に示すように、第1マスクM1を第1マスク取り付けプレート120に取り付けるとともに第2マスクM2を第2マスク取り付けプレート220に取り付ける工程をステップS11として行った後において、第1マスクM1とワークWとを位置合わせするマスク・ワーク位置合わせ工程をステップS12として行い、その後、第1マスクM1と第2マスクM2を位置合わせするマスク位置合わせ工程をステップS13として行う。このような順序としても図6の場合と同様の効果が得られる。なお、図8に示すマスク・ワーク位置合わせ工程(ステップS12)及びマスク位置合わせ工程(ステップS13)におけるそれぞれの位置合わせ制御については、基本的には、上記実施形態において説明した位置合わせ制御と同様に実施できる。
図8に示すような手順による位置合わせを行う場合においても、長尺シート状のワークWをロール・トゥー・ロール(roll to roll)方式によって一方向に進行させる過程で、両面露光を行う場合においては、個々の露光対象領域が順次、第1マスクM1及び第2マスクM2に対向する位置となるが、この場合、図8に示すフローチャートにおいて、ステップS13が終了したら、図8の破線R1で示すようにステップS12に戻る処理を行う。これによって、個々の露光対象領域において、第1マスクM1とワークWとの位置合わせと、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせとを行うことができる。
また、第1マスクM1とワークWとの位置合わせ(ステップS12)によって得られた第1マスクM1とワークWとの位置関係を固定させておけば、第1マスクM1とワークWとの位置合わせをその都度行わずに、図8に示すフローチャートにおいて、個々の露光対象領域ごとに図8の破線R2で示すようにステップS13を繰り返し行うことが可能である。これによって、個々の露光対象領域においては、第1マスクM1とワークWとの位置関係を保持したまま、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせとを行うことができる。
(8)上記実施形態においては、マスク位置合わせマーク及びワーク位置合わせマークの形状は、それぞれ丸い点形状とした場合を例示したが、丸い点状形に限られるものではなく、3角形や四角形などの多角形、星形など種々の変形実施が可能である。
(9)上記実施形態においては、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせを行うためのマスク位置合わせマークを設けるとともに、第1マスクM1及び第2マスクM2とワークWとの位置合わせを行うためのワーク位置合わせマークとを設けて、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせを行うとともに、第1マスクM1及び第2マスクM2とワークWとの位置合わせを行うようにした場合を例示したが、マスク同士の位置合わせを行う際とマスクとワークとの位置合わせを行う際とにおいて各位置合わせマークのうちの一部の位置合わせマークを共用することも可能である。
図9は、マスク同士の位置合わせを行う際とマスクとワークとの位置合わせを行う際とにおいて各位置合わせマークのうちの一部の位置合わせマークを共用する場合を説明するために示す図である。図9(a)は第1マスクM1、第2マスクM2及びワークWを例えば図4に示すように配置したときの第1マスクM1、第2マスクM2及びワークWのそれぞれ一部をx軸に沿って切断した場合の断面図であり、図9(b)は図9(a)を第1マスクM1側から見た平面図である。
なお、図9においては、第1マスクM1、第2マスクM2、ワークW及び位置合わせマークなどは誇張して描かれている。また、上記実施形態においては、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせを行う位置合わせマークを「マスク位置合わせマーク」とし、第1マスクM1及び第2マスクとワークWとの位置合わせを行うための位置合わせマークを「ワーク位置合わせマーク」としたが、図9においては、これらを総称して「位置合わせマーク」として説明する。
図9に示すように、第1マスクM1に設けられる位置合わせマークP11は、例えば、点状のマークとし、第2マスクM2に設けられる位置合わせマークP21は、第1マスクM1に設けられる位置合わせマークP11を包含可能な枠形状(図9においては円形状とする。)のマークとし、ワークWに設けられる位置合わせマークP31は、第2マスクM2に設けられている位置合わせマークP21を包含可能な枠形状(図9においては円形状とする。)のマークである。なお、ワークWに設けられている位置合わせマークP31は内側が空間(孔)となっている。このような位置合わせマークP11,P21,P31は、第1マスクM1、第2マスクM2及びワークWの所定位置にそれぞれ複数箇所(例えば2箇所)ずつ設けられる。
ここで、例えば、マスクM1とマスクM2との位置合わせを行う際には、第1マスクM1に設けられている位置合わせマークP11とマスクM2に設けられている位置合わせマークP21とが一致するように(位置合わせマークP11が位置合わせマークP21の中心に位置するように)位置合わせ制御する。そして、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせがなされた状態で、第1マスクM1とワークWとの位置合わせを行う際には、マスクM1に設けられている位置合わせマークP11とワークWに設けられている位置合わせマークP31とが一致するように(位置合わせマークP11が位置合わせマークP31の中心に位置するように)位置合わせ制制御する。図9(b)は第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせがなされた状態で、かつ、第1マスクM1とワークWとの位置合わせがなされた状態を示している。
なお、図9に示すような位置合わせマークを採用した場合における位置合わせ制御は、図5に示すような位置合わせ制御装置500によって行うことができる。すなわち、2箇所ずつに設けられている位置合わせマークP11,P21,P31をそれぞれ対応するカメラC1,C2で撮像して得られた撮像データに基づいて、第1マスクM1と第2マスクM2とにそれぞれ設けられている位置合わせマークP11,P21が一致するように第2マスクテーブル200を制御するとともに、第1マスクM1とワークWとにそれぞれ設けられている位置合わせマークP11,P31が一致するように第1マスクテーブル100を制御する。
図9に示すような位置合わせマークを採用した場合においても、ワークを移動させたり回転させたりすることなく、第1マスクと第2マスクとの位置合わせと、第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせとが可能となる。
このように、図9に示すような位置合わせマークP11,P21,P31を採用することによって、マスク同士の位置合わせを行う際とマスクとワークとの位置合わせを行う際とにおいて各位置合わせマークのうちの一部の位置合わせマークを共用することができる。例えば、上記実施形態において第1マスクM1のマスク位置合わせマークP1は、図9においては位置合わせマークP11に相当し、同じく第2マスクM2のマスク位置合わせマークP3は、図9においては位置合わせマークP21に相当する。また、上記実施形態において第1マスクM1のワーク位置合わせマークP5は、図9においては位置合わせマークP11に相当し、同じくワークWのワーク位置合わせマークP7は、図9においては位置合わせマークP31に相当することとなる。このように、図9に示す第1マスクM1の位置合わせマークP11は、マスク同士の位置合わせを行う際とマスクとワークとの位置合わせを行う際とにおいて共用の位置合わせマークとして機能する。
なお、この場合、位置合わせマークP11,P21,P31は、第1マスクM1、第2マスクM2及びワークWにおいて、第1マスクM1と第2マスクM2との位置合わせと、第1マスクM1及び第2マスクM2とワークWとの位置合わせとをこれら位置合わせマークP11,P21,P31によって行うことができるような位置に設けられる。
図9に示すような位置合わせマークを採用した場合においても、撮像装置C(カメラC1,C2)を移動させるための制御が可能な撮像装置移動制御装置600(図5参照。)を有し、当該撮像装置移動制御装置600は、少なくとも露光時においては、撮像装置C(カメラC1,C2)がワークWにおける露光対象領域Bから外れた位置に撮像装置C(カメラC1,C2)を移動させるように制御する。また、図9に示すような位置合わせマークを採用した場合においても、第1マスクM1と第2マスクM2とを位置合わせするマスク位置合わせ工程及び第1マスクM1とワークWとを位置合わせするマスク・ワーク位置合わせ工程は、図6に示すような順序であってもよく、また、図8に示すような順序であってもよい。
(10)上記実施形態においては、長尺シート状のワークWを一方向に進行させながら順次、両面露光して行く、いわゆるロール・トゥー・ロール方式の両面露光装置を例示したが、このような両面露光装置に限られるものではなく、短尺シート状のワークWを1枚1枚露光する両面露光装置であってもよい。
(11)上記実施形態においては、撮像装置(カメラC1,C2)を露光領域から外れ位置とする際においては、撮像装置(カメラC1,C2)をマスク位置合わせマークP1,P2を撮像可能な位置に移動させる場合を例示したが、露光対象領域B1から外れた位置であれば、必ずしも、マスク位置合わせマークP1,P2を撮像可能な位置でなくてもよい。例えば、撮像装置をロボットアームなどに取り付けて自在に移動可能とすれば、撮像装置を露光対象領域B1から外れた任意の位置に移動させることができる。
(12)上記実施形態においては、第1マスクM1は図1及び図2に示すように第1マスク取り付けプレート120の上面側に取り付けるとともに、第2マスクM2は図1及び図2に示すように第2マスク取り付けプレート220の下面側に取り付けるような構成とした場合を例示したが、これに限られるものではなく、第1マスクM1は第1マスク取り付けプレート120の下面側に取り付けるとともに、第2マスクM2は第2マスク取り付けプレート220の上面に取り付けるような構成であってもよい。このことは、図7に示す両面露光装置の変形例(両面露光装置10’)においても同様である。すなわち、両面露光装置10’においては、第1マスクM1は第1マスク取り付けプレート120の上面側に取り付けるとともに、第2マスクM2は第2マスク取り付けプレート220の下面側に取り付けるような構成であってもよい。
10・・・両面露光装置、100・・・第1マスクテーブル、101,121、201,221・・・空間部、111,211・・・支柱(支持部材)、120・・・第1マスク取り付けプレート、200・・・第2マスクテーブル、220・・・第2マスク取り付けプレート、310・・・第1光源、320・・・第2光源、330,340・・・ミラー、500・・・位置合わせ制御装置、510・・・第1マスクテーブル駆動制御部、520・・・第2マスクテーブル駆動制御部、530・・制御部、C(C1,C2,C3,C4)・・・撮像装置(カメラ)、L1,L2・・・光軸、M1・・・第1マスク、M2・・・第2マスク、P1,P2,P3,P4・・・マスク位置合わせマーク、P5,P6,P7,P8・・・ワーク位置合わせマーク、Sx11、Sx12,Sy13,Sx21、Sx22,Sy23・・・モーター(サーボモーター)、W・・・ワーク、Wa・・・ワークの第1面、Wb・・・ワークの第2面

Claims (10)

  1. 露光対象となるワークの第1面を第1マスクによって露光し、当該第1面とは反対側の第2面を第2マスクによって露光する両面露光装置であって、
    前記第1面及び前記第2面に平行な面を、直交するx軸及びy軸を含むxy平面としたとき、
    前記第1マスクを前記xy平面に沿って移動可能とするとともに前記xy平面に沿って回転可能とする第1マスクテーブルと、
    前記第2マスクを前記xy平面に沿って移動可能とするとともに前記xy平面に沿って回転可能とする第2マスクテーブルと、
    を有し、
    前記第2マスクテーブルは、
    前記第1マスクテーブル上に載置され、当該第1マスクテーブル上で当該第1マスクテーブルとは別に前記xy平面に沿って移動可能であるとともに前記xy平面に沿って回転可能となっており、前記第1マスクテーブルが前記xy平面に沿って移動すると、当該第1マスクテーブルとともに前記xy平面上で当該第1マスクテーブルと同方向に同量だけ移動し、前記第1マスクテーブルが前記xy平面に沿って回転すると、当該第1マスクテーブルとともに前記xy平面上で当該第1マスクテーブルと同方向に同量だけ回転することを特徴とする両面露光装置。
  2. 請求項1に記載の両面露光装置において、
    前記ワークの第1面の側に設けられ、前記第1マスクを着脱自在に取り付け可能な第1マスク取り付けプレートと、
    前記ワークの第2面の側に設けられ、前記第2マスクを着脱自在に取り付け可能な第2マスク取り付けプレートと、
    を有し、
    前記第1マスク取り付けプレートは、前記第1マスクテーブルに立設されている支持部材を介して当該第1マスクテーブルに固定されており、前記第2マスク取り付けプレートは、前記第2マスクテーブルに立設されている支持部材を介して当該第2マスクテーブルに固定されていることを特徴とする両面露光装置。
  3. 請求項1又は2に記載の両面露光装置において、
    前記xy平面に沿って移動可能とは、前記x軸に沿って移動可能であるとともに前記y軸に沿って移動可能であり、前記xy平面に沿って回転可能とは、前記xy平面に垂直なz軸周りに回転可能であることを特徴とする両面露光装置。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載の両面露光装置において、
    前記第1マスクと前記第2マスクとの位置合わせを行うためのマスク位置合わせマークが、前記第1マスクと前記第2マスクとにそれぞれ設けられているとともに、前記第1マスク及び前記第2マスクと前記ワークとの位置合わせを行うためのワーク位置合わせマークが、前記第1マスク及び第2マスクの少なくとも一方のマスクと前記ワークとにそれぞれ設けられていることを特徴とする両面露光装置。
  5. 請求項4に記載の両面露光装置において、
    前記マスク位置合わせマーク及びワーク位置合わせマークを撮像可能な撮像装置と、
    当該撮像装置によって得られた撮像データに基づいて、前記第1マスクと前記第2マスクとにそれぞれに設けられている前記マスク位置合わせマークが一致するように前記第2マスクテーブルを制御するとともに、前記第1マスク及び第2マスクの少なくとも一方のマスクと前記ワークとにそれぞれ設けられている前記ワーク位置合わせマークが一致するように前記第1マスクテーブルを制御する機能を有する位置合わせ制御装置と、
    をさらに有することを特徴とする両面露光装置。
  6. 請求項5に記載の両面露光装置において、
    前記撮像装置を移動させるための制御が可能な撮像装置移動制御装置をさらに有し、当該撮像装置移動制御装置は、少なくとも露光時においては、前記撮像装置がワークにおける露光対象領域から外れた位置となるように前記撮像装置を移動させるように制御する機能を有することを特徴とする両面露光装置。
  7. 請求項4〜6のいずれかに記載の両面露光装置において、
    前記マスク位置合わせマークは、
    前記第1マスクにおいては、当該第1マスク上の互いに離間した所定位置にm箇所(mは2以上の整数とする。)設けられており、前記第2マスクにおいては、当該第2マスク上の互いに離間した所定位置に、前記第1マスクのm箇所に設けられているマスク位置合わせマークに対応してm箇所設けられており、
    前記ワーク位置合わせマークは、
    前記第1マスク及び第2マスクの少なくとも一方のマスクにおいては、当該マスク上の互いに離間した所定位置にn箇所(nは2以上の整数とする。)設けられており、前記ワークにおいては、当該ワーク上の互いに離間した所定位置に、前記マスク上のn箇所に設けられているワーク位置合わせマークに対応してn箇所設けられている、ことを特徴とする両面露光装置。
  8. 露光対象となるワークの第1面を第1マスクによって露光し、当該第1面とは反対側の第2面を第2マスクによって露光する両面露光装置において、前記第1マスクと前記第2マスクとの位置合わせを行うとともに、前記第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせを行う両面露光装置におけるマスクとワークとの位置合わせ方法であって、
    前記両面露光装置としては、請求項1〜7のいずれかに記載の両面露光装置を用い、
    前記第1マスクと前記第2マスクとの位置合わせを行うとともに、前記第1マスク及び第2マスクとワークとの位置合わせを行う工程として、
    前記第2マスクテーブルに対して前記xy平面に沿った移動及び前記xy平面に沿った回転の少なくとも一方を行わせることにより、前記第1マスクと前記第2マスクとを位置合わせするマスク位置合わせ工程と、
    前記第1マスクテーブルに対してxy平面に沿った移動及び回転の少なくとも一方を行わせることにより、前記第1マスクと前記ワークとを位置合わせするマスク・ワーク位置合わせ工程と、
    を有することを特徴とする両面露光装置におけるマスクとワークとの位置合わせ方法。
  9. 請求項8に記載の両面露光装置におけるマスクとワークとの位置合わせ方法において、
    前記マスク位置合わせ工程を行った後に前記マスク・ワーク位置合わせ工程を行うことを特徴とする両面露光装置におけるマスクとワークとの位置合わせ方法。
  10. 請求項8に記載の両面露光装置におけるマスクとワークとの位置合わせ方法において、
    前記マスク・ワーク位置合わせ工程を行った後に前記マスク位置合わせ工程を行うことを特徴とする両面露光装置におけるマスクとワークとの位置合わせ方法。
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