JPH0541981B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プリント基板等のワークの両面に印
刷配線等の画像を同時露光する際に、画像マスク
とワークとを位置合せする両面露光用ワークアラ
イメント装置に関する。

〔従来の技術〕

プリント基板等のワークに所定の配線パターン
等の画像を露光焼付けするには、ワークにマスク
フイルムを位置合せし近接配置して平行光を透過
照射することにより行なわれる。ワークの両面を
同時露光する際のプリント基板のマスクの位置合
せ方法に関する従来の技術として、本出願人は昭
和61年３月13日付の特許出願「プリント基板の焼
付方法」において開示している。この両面同時露
光におけるワークと上下両面のマスクフイルムと
を位置合せ方法は、まずワークを露光位置にセツ
トする。そして、上面のマスクフイルムを保持す
る焼枠を、前記ワークおよびマスクフイルムの位
置決め用の基準マークを撮影して位置決めする。
続いて、下面のマスクフイルムを保持する焼枠を
上面側の焼枠と同様にして位置決めして行つてい
た。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら上記従来の技術における上下両面
の各マスクフイルムの位置合せ機構は、プリント
基板とマスクフイルムとの基準マークの位置ズレ
の量によつて平面上で直交する２方向（Ｘ方向、
Ｙ方向）とその平面の回転方向（θ方向）を制御
してマスクフイルムを位置決めし、その後、その
位置合せ機構を含めてプリント基板にマスクフイ
ルムを精度良く接近させなければならなかつたの
で、極めて構成が複雑であるという問題点があつ
た。このためコスト高となり、さらにそれが上面
マスクフイルムと下面マスクフイルムと別個の位
置合せ機構が必要となるので装置が増々複雑にな
つた。

また、ワークの位置合め作業を露光位置で行つ
ているため、露光処理能力が低いという問題点が
あつた。

本発明は上記問題点を解決するためのものであ
り、ワークの両面を同時露光する際の位置合せ機
構を簡単化し、また、露光位置以外でワークの位
置決め作業を行うことで露光処理能力を高め、さ
らに、装置コストを低減する両面露光用ワークア
ライメント装置を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するため、「位置合わ
せマークを有するワークを保持し、位置合わせす
るアライメントステージと、このアライメントス
テージで位置あわせをしたワークを露光する露光
部と、前記アライメントステージおよび露光部間
をマークを保持して搬送する搬送手段とを備え、
前記アライメントステージは、平面上の一方向に
往復移動するＸテーブルと、このＸテーブルの移
動方向に直交する方向に往復移動するＹテーブル
と、垂直軸線の回りを回動自在に移動するθテー
ブルとを有し、前記各XYθテーブルは、その所
定位置を貫通させ、ワークの位置合わせマークの
位置を読み取る第１の撮像手段を備え、前記露光
部には、ワークの位置合わせマークおよび画像マ
スクの基準マークの位置とを読み取る第２の撮像
手段とを有し、これら両撮像手段から送られてき
たワークの位置合わせマークおよび画像マスクの
基準マークとの位置情報に基づいてワークの位置
ズレ量を算出し、変位信号として出力する確認算
出手段とを有し、前記確認算出手段から出力され
た変位信号に基づいて前記アライメント部では、
各XYθテーブルを必要に応じて移動させワーク
のアライメントを行い、前記露光部では、到来し
たワークの適正位置を確認することを特徴とする
両面露光用ワークアライメント装置。」として構
成した。

〔作 用〕

搬送手段によりアライメントステージのＸテー
ブル上に搬送載置されたワークは、撮像手段によ
り、ワークの位置合わせマークを撮像し、その位
置情報を確認算出手段に送る。確認算出手段に
は、露光部の撮像手段から送られる画像マスクの
基準マークの位置信号が記憶されているため、ワ
ークの位置合わせマークと画像マスクの基準マー
クとを比較し、その位置ズレ量を算出し、その位
置ズレ量が零になるようにアライメントテーブル
に信号を送り、各XYθテーブルを移動させる。
そして、アライメントが終了するとワークを搬送
手段により保持して露光部に搬送する。露光部に
搬送されたワークは、下面マスクの上に載置さ
れ、上下の焼枠で挟着した状態で、露光部の撮像
手段により、ワークの位置合わせマークと画像マ
スクの基準マークの位置が撮像され、その位置情
報を確認算出手段に送る。確認算出手段は、送ら
れてきた各マークの位置が合致しているかどうか
を判断し、位置ズレが有る場合は、ワークのアラ
イメントを再び行うことになる。

露光位置でワークの位置合わせマークと画像マ
スクの基準マークが合致していると、露光が行わ
れる。

また、露光部の載置位置のワークを必要に応じ
て前のワーク露光位置における位置ズレ量を基に
位置合せ修正できるようにすることにより、ワー
クと画像マスク（以下マスクと略記する）の位置
合わせを露光位置以外で行うことが可能となる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図は本発明の一実施例の上面より見た装置
構成と制御系のブロツク構成を示す図であり、第
２図は第１図Ｘ−Ｘ線断面図である。まず装置の
構成を述べる。

この装置は、搬入されたワーク５を載置してア
ライメントするアライメントステージ８と、アラ
イメントされたワーク５を露光する露光部として
の両面同時露光装置１と、前記アライメントステ
ージ８および両面同時露光装置１間をワークを保
持して搬送する搬送手段１３とを備えている。

露光前のワーク５を所定位置に載置する前記ア
ライメントステージ８は、平面上で直交する２方
向（Ｘ，Ｙ）のうちＸ方向に移動制御されるＸテ
ーブル９と、Ｙ方向に移動制御されるＹテーブル
１０と、上記平面上においてＸテーブル９とＹテ
ーブル１０とを回動制御するθテーブル１１と、
Ｘテーブル９に載置されるワーク５の位置合わせ
マークを読み取る画像確認手段としてのテレビカ
メラ１８を備えている。

Ｘテーブル９はＹテーブル１０上にスライド軸
受９ｃ等によりＸ方向へ摺動可能に配設されてい
る。また、Ｘテーブルの上面所定位置には、後述
する搬送手段１３からワーク５を一定位置に載置
するための位置決めピン９ｄを突設させている。
そして、Ｙテーブル１０のＸ方向の一方の辺部に
は、パルスモータ等によつて指定量だけＸ方向に
進退するＸテーブル押圧手段９ａが設けられ、そ
の対向の辺部にはＸテーブル付勢部材９ｂがＸテ
ーブル押圧手段９ａの進却方向にＸテーブルを付
勢するように配設されている。したがつて、上記
の構成によりＸテーブルはＸ方向に往復移動して
位置決め制御される。

Ｙテーブル１０はθテーブル１１上にスライド
軸受１０ｃ等によりＹ方向へ摺動可能に配設され
ている。そして、θテーブル１１のＹ方向の一方
の辺部には、パルスモータ等によつて指定量だけ
Ｙ方向に進退するＹテーブル押圧手段１０ａが設
けられ、その対向の辺部にはＹテーブル付勢部材
１０ｂがＹテーブル押圧手段１０ａの進却方向に
Ｙテーブルを付勢するように配設されている。し
たがつて、上記構成によりＹテーブルはＹ方向に
往復移動して位置決め制御されることになる。

θテーブル１１は、前記Ｙテーブル１０を軸受
け１０ｃを介して載置している。そして、基台１
２上のθテーブル１１下方の部分には円形にＶ溝
１２ａを設けると共に、θテーブル１１の下面に
も同径の円形にＶ溝１１ｄが設けられて、両者が
重なり合うように配設され、その間にはボールベ
アリング１１ｅが挿入されて、θテーブル１１を
回動可能にしている。また、基台１２上にはパル
スモータ等によつて指定量だけθテーブル１１の
回動方向に進退するθテーブル押圧手段１１ａが
設けられ、このθテーブル押圧手段１１ａはθテ
ーブル１１の縁部に固着された突起片１１を進退
させる。そして、この突起片１１ｂは基台１２に
設けられたθテーブル付勢部材１１ｃによつて押
圧手段１１ａの退却方向へ付勢される。上記構成
によりθテーブルは回動方向に指定角度θだけ回
動制御がなされる。なお、各テーブルの移動機構
は上記に限定するものではなく、例えばスクリユ
ー棒とナツトを使用するものなど他のものでも良
い。

第１の撮像手段としてのテレビカメラ１８は、
前記Ｘテーブル９上面下の基台１２に固定されて
おり、後述する位置制御量算出手段１４に接続さ
れている。また、テレビカメラの個数は限定しな
いが、顕微鏡カメラであれば２コ以上設けるのが
好適である。そして、各テーブルがそれぞれの方
向に移動しても、テレビカメラ１８に当接しない
ように各テーブルの所定位置に貫通部分を形成し
ている。

次に搬送手段１３を説明する。搬送手段１３は
ハンドラの例を示し、吸着板１３ａと、この吸着
板１３ａの適宜個数配設された真空吸着ノズル１
３ｂと、前記吸着板１３ａを保持する保持部１３
ｃと、この保持部１３ｃを支持するアーム１３ｄ
と、このアーム１３ｄを保持し、ガイド部１９に
沿つて移動する搬送保持部１３ｅとを備えてい
る。そして、前記搬送保持部１３ｅは、吸着ノズ
ル１３ｂがワーク５を保持離脱する際に、上下動
できるように形成されており、また、前記ガイド
部１９は、少なくともアライメントステージ８お
よび露光部間に沿つて形成されている。なお、ア
ライメントステージ８にワーク５を搬入する手段
および、露光済ワークを搬出する搬出手段を前記
搬送手段１３が兼用しても構わない。その場合ガ
イド部は搬入部、アライメントステージ、露光部
および搬出に渡つて形成されることになる。

そのため、アライメントされたワーク５は、ハ
ンドラが降下して真空吸着し、持ち上げると共に
ガイド部１９に沿つて露光部側まで水平移動して
搬送される。そして、露光部側に到達したハンド
ラは降下し、下焼枠２ｂの下面マスク４の位置に
ワーク５を載置する。このとき後述する上焼枠２
ａは、上方へ退避しており、搬送手段１３が下降
してワーク５を露光位置へ離し再び上昇して焼枠
外へ移動した後、露光のために下降する。

ワーク５の搬入手段は、他のコンベアやロボツ
ト、ハンドラ等の搬送手段によつても良い。なお
搬送手段１３は上記に限定するものではなく、ロ
ボツト、コンベアなどワークの種類に応じて適切
なものが使用できる。

露光部としての両面同時露光装置１は、上面マ
スク３を保持して上下動機構６により上下動自在
に支持された上焼枠２ａと、基台１２の露光部側
に下面マスク４を保持して設置される下焼枠２ｂ
と、平行光を照射するランプ、反射鏡（図示せ
ず）等と、第２の撮像手段としてのテレビカメラ
７を備えている。

そして、下面マスク４側には、図示しない真空
吸着手段等を有し、ワーク５を密着ないし近接し
て保持する構成としている。

また、前記上下のマスク３，４の設定は、ガラ
スマスクにより、またはガラスやアクリル板等の
樹脂板にマスクフイルムを吸着保持することによ
り構成される。そして、上面マスク３と下面マス
ク４とは、ワーク５を間にして互いに密着または
近接時に夫々位置合せ用の基準マークが合致する
ようセツトされる。合致したかどうかは自動また
は手動介入により前記テレビカメラ７で定期的に
確認し狂いがあれば再セツトする。

前記テレビカメラ７は下焼枠の下方に設置され
ており、後述する位置制御量算出手段１４に接続
されている。したがつて、ワーク５の位置合わせ
マークおよび上下のマスク３，４の基準マークと
の位置情報を位置制御量算出手段１４に送つてい
る。また、テレビカメラ７は、ワーク５の基準マ
ークと下面マスク４の基準マークの位置ズレ量算
出のためのセンサーとしても使用される。このテ
レビカメラ７の個数は限定しないが、顕微鏡カメ
ラであれば２コ以上設けるのが好適である。

次に、制御系である確認算出手段の構成を述べ
る。制御系は前記アライメントステージに設けら
れたテレビカメラ７からの情報と、前記露光部に
設けられたテレビカメラからの情報とに基づいて
ワークの位置合わせマークとマスク３，４の基準
マークとの位置ズレ量を算出し、その値に基づい
て各テーブルの位置補正のための指定量、指定角
度を算出する位置制御量算出手段１４と、この指
定量、指定角度に基づいて所定パルス数を各押圧
手段９ａ，１０ａ，１１ａに与えるＸ駆動部１
５、Ｙ駆動部１６、θ駆動部１７から構成されて
いる。

以上の構成による実施例の作用を述べる。

最初のワーク５は仮の載置位置から搬送装置１
３等により移送搬入され、露光部の下面マスク４
の上に載置される。そして、テレビカメラ７でワ
ークの位置合わせマークおよびマスクの基準マー
クとの位置情報を位置制御量算出手段１４に送
る。送られてきた位置情報を位置制御算出手段１
４は、両者の位置ズレ量を確認して指定量Ｘ，Ｙ
と指定角度θが算出される。したがつて、その位
置ズレ量の値に基づいて次のワーク以降がアライ
メントステージで位置合わせされる。

アライメントステージ８のＸテーブルに載置さ
れるワークは、位置決めピン９ｄに沿つて搬送手
段１３等により載置されるため、常にほぼ同じ位
置にセツトされることになる。

ワークを解除した搬送手段１３は、上昇して待
機している。そして、前記位置制御算出手段１４
からの変位信号が各駆動部１５，１６，１７に送
られ、前記の位置ズレ量を零にするように、駆動
部１５，１６，１７を介して各テーブル９，１
０，１１が移動制御される。

制御結果はワークの位置合わせマークをテレビ
カメラ１８によつて確認して行ない、合致しなけ
ればさらに位置補正される。

ワークの位置合わせが終了すると、待機してい
る搬送手段１３が降下してワークを真空吸着して
上昇し、ガイド部１９に沿つて両面同時露光装置
１側に搬送する。そして、搬送手段１３は、下面
マスク４の上にワークを載置する。

露光位置に設置されたテレビカメラ７により、
ワークの位置合わせマークの位置情報を位置制御
算出手段１４に送り、適正露光位置か否かが確認
される。そして、ワーク５を間にして上下面のマ
スク３，４が近接ないしは密着した状態で上面と
下面とから平行光ないしは近似平行光が照射され
て両面露光がなされ、終了すると焼枠２ａ，２ｂ
間が開いて搬送手段１３により排出される。

もし、露光位置でワークの位置ズレが位置制御
量算出手段１４により確認された場合は、搬送手
段１３により載置位置へ戻して次ワークの替りに
前記の位置補正を行なつても良いし、露光を行な
わず特定場所へ排出しても良い。

ワークの露光作業が行われている時は、次のワ
ークの位置合わせを行ようにすれば、生産能率が
向上する。

次ワーク以降においても同様に毎回上記の位置
確認補正を行なつても良いし、搬送手段１３の精
度の再現性が得られれば一定露光回数毎に行なつ
て生産能率を上げることもできる。

なお本発明は上記実施例に限るものではなく、
本発明の主旨に沿つて種々の応用と実施態様を取
り得るものである。例えばテーブル８は精度が再
現性よく制御できればテレビカメラ１８は省略で
き、アライメントステージもＸ，Ｙ，θ量が制御
できるものであれば良く、特に精度上必要がなけ
ればＸ，Ｙ，θのいずれかのテーブルは省略して
も良い。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば両面同時露光
装置において、ワークと画像マスクとの位置合せ
機構を露光位置外に設けることによつて位置合せ
機構を一つとして、位置合せ機構を簡単化するこ
とができる。したがつて、装置の製造コストを抑
えることができる。そして、ワークを搬送手段に
より搬送する際に位置ズレが生じても、露光部の
撮像手段により適正位置を確認できるため、位置
ズレを有するワークの露光を防ぐことができる。
また、本発明は、露光位置外にワークの位置合せ
機構を持つため、一つのワークの露光中に次ワー
クのアライメントができ、スループツト（単位時
間当りの処理能力）を大幅に向上させることが可
能である。さらに、露光位置に撮像手段が設置し
てあるため、上下のマスクが機械的作用により位
置がズレたり、熱により膨張しても、ワークの位
置ズレを生じることなく露光することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の上面より見た装置
構成と制御系のブロツク構成を示す図、第２図は
第１図のＸ−Ｘ線断面図である。 １…両面同時露光装置、２ａ，２ｂ…焼枠、３
…上面マスク（画像マスク）、４…下面マスク
（画像マスク）、５…ワーク、７…テレビカメラ
（撮像手段）、８…アライメントステージ、９…Ｘ
テーブル、１０…Ｙテーブル、１１…θテーブ
ル、１３…搬送手段、１４…位置制御量算出手段
（確認算出手段）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 位置合わせマークを有するワークを保持し、
   位置合わせするアライメントステージと、このア
   ライメントステージで位置あわせをしたワークを
   露光する露光部と、前記アライメントステージお
   よび露光部間をワークを保持して搬送する搬送手
   段とを備え、 前記アライメントステージは、平面上の一方向
   に往復移動するＸテーブルと、このＸテーブルの
   移動方向に直交する方向に往復移動するＹテーブ
   ルと、垂直軸線の回りを回動自在に移動するθテ
   ーブルとを有し、 前記各XYθテーブルは、その所定位置を貫通
   させ、ワークの位置合わせマークの位置を読み取
   る第１の撮像手段を備え、 前記露光部には、ワークの位置合わせマークお
   よび画像マスクの基準マークの位置とを読み取る
   第２の撮像手段とを有し、 これら両撮像手段から送られてきたワークの位
   置合わせマークおよび画像マスクの基準マークと
   の位置情報に基づいてワークの位置ズレ量を算出
   し、変位信号として出力する確認算出手段とを有
   し、 前記確認算出手段から出力された変位信号に基
   づいて前記アライメント部では、各XYθテーブ
   ルを必要に応じて移動させワークのアライメント
   を行い、前記露光部では、到来したワークの適正
   位置を確認することを特徴とする両面露光用ワー
   クアライメント装置。