JPH0719059B2

JPH0719059B2 - 自動露光装置

Info

Publication number: JPH0719059B2
Application number: JP61294220A
Authority: JP
Inventors: 栄一三宅
Original assignee: サンエ−技研株式会社
Priority date: 1986-01-22
Filing date: 1986-12-10
Publication date: 1995-03-06
Anticipated expiration: 2010-03-06
Also published as: JPS62253175A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、たとえばプリント回路基板の製作におい
て、所望の導電パターンを形成する際に光露光技術が用
いられるが、このような光露光工程で用いられる自動露
光装置に関するものである。

［従来の技術］たとえばプリント回路基板を製作するに際し、光露光技
術を適用する場合、プリント回路基板となるべき基板
と、フォトマスクとしての原版とを正確に位置合わせし
なければならない。従来、一般的に、これら基板と原版
との位置合わせは、各々に設けた複数個の位置決め穴に
ピンを通すことによって行なわれていた。

［発明が解決しようとする問題点］しかし、上述のような位置決め方法には、次のような問
題点があった。

（１）基板の位置決め穴の加工時に、ピッチ公差が生
じ、また、原版の位置決め穴の加工時にも同様のピッチ
公差が生じる。また、位置決め穴の内径にも公差があ
り、精度の高い位置決め穴とピンとの嵌め合いでは、ピ
ンが基板と原版との各位置決め穴に貫通できないことが
ある。

このため、位置決め穴の径に対して、或る程度の遊びの
ある外径のピンを使用しているのが現状であるが、それ
が原因で、原版と基板との位置合わせの精度を上げるこ
とができない。

（２）原版としては、一般に、厚み0.1mm程度のフィル
ムを使用しているが、このため、温度および湿度の変化
による伸縮が生じ、さらに精度を低下させている。

（３）原版が薄いフィルムのため、位置決め穴へのピン
の出し入れを繰り返すことにより、磨耗が生じ、精度の
保持が難しい。

このように、上記（１）〜（３）のように、基板と原版
との位置合わせが或る精度以上に上げられない欠点があ
るとき、プリント回路基板のパターンが高密度化され、
パターンの線幅もより狭くなりつつあるという近年の傾
向に充分対応できなくなる。

さらに、次のような問題点もある。

（４）ピンが貫通したとき、基板より磨耗のための破片
ないしは屑が発生する。

（５）多品種のプリント回路基板を得ようとするとき、
ロットの変更の都度、ピンの位置を精度良く移動する必
要があるが、そのような作業は比較的困難であり、ま
た、時間もかかる。

そこで、この発明は、上述したような問題点を解消し得
る、すなわち、精度高く原版と基板との位置合わせを行
なうことができるとともに、原版と基板との位置合わせ
および基板の露光を能率的に行なうことができる、自動
露光装置を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］この発明は、複数個の位置決めマークを有する基板の露
光すべき面側に、対応する複数個の位置決めマークを有
する原版を、両者の位置決めマークが位置合わせされた
状態で配置し、原版を通して光を照射して基板を自動的
に露光するための自動露光装置であって、上述の技術的
課題は、次のように解決される。

すなわち、この自動露光装置は、基板待機ステーション
と露光ステーションとを有する。また、基板の位置決め
マークと原版の位置決めマークとは、各々の大きさが互
いに異ならされる。そして、さらに、次に列挙するよう
な構成を備える。すなわち、（１）光が透過する構造とされるとともに基板を真空吸
着して当該基板を垂直状態で保持し、かつ基板待機ステ
ーションおよび露光ステーションの間を移動する吸着
板、（２）原版を露光ステーションにおいて垂直状態で保持
する原版枠、（３）基板の位置決めマークおよび原版の位置決めマー
クを、露光ステーションにおいて基板および原版が重な
った状態で検出するための、位置検出用光源および光セ
ンサの組合わせからなる光検出機構、（４）光センサによって検出された基板の位置決めマー
クの位置と原版の位置決めマークの位置とを比較する比
較回路、（５）比較回路により求められた両位置決めマーク間の
位置ずれを修正するように原版枠を縦、横、回転方向に
移動させるX,Y,θ方向駆動機構、（６）露光ステーションにあるときの吸着板上に保持さ
れた基板と原版枠に保持された原版とを互いに近接さ
せ、または離隔させるように、吸着板と原版枠とを相対
的に移動させるＺ方向移動機構、ならびに（７）原版と基板とを近接させた状態で原版側から露光
用の光を照射する露光用光源、を備えている。

［作用］このような構成において、まず、基板待機ステーション
で基板を吸着保持した吸着板は、露光ステーションへ移
動する。このとき、露光ステーションに既に位置してい
た原版の位置決めマークと、今、露光ステーションへ持
ち込まれた基板の位置決めマークとは、大体において
は、一致するように、基板待機ステーションで基板が吸
着板に供給されかつこの吸着板が露光ステーションへ移
動される。

次に、必要に応じて、原版と基板とが接近するように、
Ｚ方向に相対的に移動し、原版と基板との間にわずかな
隙間を残して、このＺ方向の移動が停止される。光セン
サは各位置決めマークのほぼ中心軸線の延長上に置かれ
ている。各位置決めマークの位置検出は、基板の位置決
めマークと原版の位置決めマークとのどちらが他に比べ
て大きいかにより、具体的な方法が異なるが、いずれに
しても、基板の位置決めマークと原版の位置決めマーク
とは互いに大きさが異なっているので、両者の位置決め
マークが重なり合った状態で両方の位置決めマークの位
置を検出することができる。

次に、このように検出された基板の位置決めマークと原
版の位置決めマークとの位置のずれが、比較回路で求め
られる。そして、比較回路で求めたデータに基づいて、
X,Y,θ方向駆動機構が、原版枠を縦、横、回転方向に動
かし、それによって、原版の位置決めマークが基板の位
置決めマークに対して生じている位置ずれが修正される
ように、原版が動かされる。次に、Ｚ方向移動機構によ
り、基板と原版とが互いに近接される。この状態で、露
光用光源により基板が露光される。露光を終えると、Ｚ
方向移動機構により、基板と原版とが離され、基板を保
持している吸着板は、基板待機ステーションへ戻り、こ
こで、次に露光処理されるべき基板と交換される。

［実施例］以下、この発明を、図面に示された実施例に基づいて説
明する。

第１図は、この発明の一実施例を正面から見た図であっ
て、併せて関連の制御系がブロック図で示されている。
第２図は、第１図の自動露光装置を上面から見た図であ
る。ここに示した自動露光装置は、基板１と原版２とを
位置合わせした上で、露光用光源３により基板１の露光
を行なおうとするものである。また、この自動露光装置
は、基板１の動きに関連して、基板待機ステーション４
および露光ステーション５を備える。前述の露光用光源
３は、光源ボックス６内に収容されていて、露光ステー
ション５に位置している。

原版２は、露光ステーション５に位置する原版枠７によ
って垂直状態で保持される。原版枠７は、第３図に拡大
された断面図で示すように、枠部分８を備え、この枠部
分８によって、平らなガラス板等からなる透明板９が保
持されている。この透明板９の一方面に直接接した状態
で、原版２が、たとえば粘着テープ（図示せず）により
固定される。

基板１を保持するために、この実施例では、第１図およ
び第２図に示すように、２つの吸着板10および11が設け
られる。これら吸着板10,11自身の構造は互いに同じで
ある。一方の吸着板10の構造が、第４図に拡大された断
面図で示されている。吸着板10は、たとえば、無色透明
または基板１の表面色に近い透明のアクリル樹脂等から
なる２枚の板が、スペーサ枠12を挾んで貼り合わされた
構造となっている。この吸着板10の一方面が基板１のた
めの吸着面13とされる。吸着面13は平面であり、そこに
は多数の吸引穴14が設けられている。吸着板10は、後で
説明する位置検出用光源27（第１図，第２図）からの光
を透過するもので、ここを透過した光の濃淡をできるだ
け防ぐため、吸引穴14には、第４図に示すように、面取
りを施した方が好ましい。吸着板10の内部の空間は、真
空ポンプ16に連結される。なお、もう一方の吸着板11の
構造も、同様である。

各吸着板10,11は、このように、基板１を真空吸着し
て、基板１を垂直状態で保持するものである。そして、
この実施例では、第１図に床面17が図示されているよう
に、各吸着板10,11は、それぞれ矢印a,cで示すように上
下方向に移動して、基板待機ステーション４と露光ステ
ーション５との間を移動する。

基板１は、第２図に上面から示すようなコンベアタイプ
のローダ18により搬入され、また搬出される。ローダ18
は、第５図に正面図で示すように、基板１を挟んだ状態
で保持する複数個の受座19を等間隔にエンドレスベルト
20上に取付けたものである。基板１は、第５図の右端に
示すように、受座19が水平姿勢にあるとき、ここに挿入
され、第５図の左端に示すように、逆の水平姿勢にある
ときに取出される。また、基板１はエンドレスベルト20
の水平部分上に位置している垂直姿勢の状態で、吸着フ
ィンガ（第１図，第２図）により、処理前のものが受座
19から取出され、処理後のものが受座19内に戻される。

なお、基板１を吸着フィンガ21によりローダ18から取出
す場合、基板１は、ローダ18の取出位置で、その左右お
よび上下の位置をプッシャ機構等で予め位置決めしてお
くことが望ましい。このようにすることにより、吸着フ
ィンガ21で取出した基板１は、吸着フィンガ21に対する
相対的な位置が常に一定に保たれ、応じて、吸着板10ま
たは11に対して基板１を一定の位置に、より正確に供給
することができる。

基板１および原版２は、第６図に示すように、複数個、
たとえば２個の位置決めマーク22および23をそれぞれ備
えている。なお、第６図に示された位置決めマーク22お
よび23は、図示を容易にするため、実際のものに比べて
大きい寸法で描かれている。原版２には、所望のパター
ン24が形成されていて、この原版２を通して露光用光源
３からの光が基板１に照射されたとき、基板１には、パ
ターン24に相関するパターン25が転写される。基板１の
露光を受ける面には、感光材が塗布されるか、感光性フ
ィルムが貼着されている。なお、基板１の両面に導電パ
ターンが形成されるときには、それら両面に感光材等が
形成されている。

基板１および原版２が重なり合った状態が第７図に断面
図で示されている。この図面からわかるように、基板１
の位置決めマーク22は、基板１を貫通する貫通穴として
形成されている。また、原版２の位置決めマーク23は、
透明な原版２の、基板１に向く面に形成された非透光性
膜26によって囲まれた透光性領域として形成される。非
透光性膜26は、原版２に形成されるパターン24と同様の
手法により形成されることができる。この実施例では、
さらに、基板１の位置決めマーク22は、原版２の位置決
めマーク23より小さくされる。なお、原版２の位置決め
マーク23も、基板１の位置決めマーク22と同様、貫通穴
として形成されてもよい。

基板１および原版２の各位置決めマーク22および23の位
置を検出するために、光検出機構を備える。この光検出
機構は、位置検出用光源および光センサの組合わせから
なるもので、この実施例では、第１図、第２図および第
７図に示すように、第１の位置検出用光源27および第２
の位置検出用光源28ならびに１個の光センサ29から構成
されている。

第１の位置検出用光源27は、基板１および原版２の大き
さをカバーする面光源であり、基板１側に位置される。
この位置検出用光源27は、複数個のシャッタ30を備え、
これらシャッタ30は、第１図にその一部のものが想像線
で示されているように、回動して、位置検出用光源27か
らの光を通過させたり遮断したりするように制御され
る。

第２の位置検出用光源28は、光センサ29の近傍に設けら
れ、光センサ29と一体的に移動する。光センサ29および
第２の位置検出用光源28は、原版２側に位置され、かつ
光源ボックス６内に収容されている。光センサ29として
は、好ましくは、位置決めマーク22および23の形状を撮
像できるディジタルアドレス方式のセンサが用いられ
る。また、光センサ29は、第２の位置検出用光源28とと
もに、Ｘ−Ｙテーブル31上に取付けられ、それによっ
て、基板１または原版２の面方向に、すなわちＸおよび
Ｙ方向に移動可能とされる。

なお、第１および第２の位置検出用光源27および28は、
たとえば、黄色以上の波長の光を与える光源とされる。

次に、第１図ならびに第８図および第９図を主として参
照しながら、この自動露光装置において達成される動作
および関連の制御系について説明する。なお、第８図お
よび第９図は、自動露光装置を第１図と同様の角度から
示している。

まず、第１図に示した段階では、第１の吸着板10は基板
待機ステーション４にあり、これから露光されようとす
る基板１を吸着フィンガ21から受取り、吸着保持してい
る。他方、第２の吸着板11は、露光が終わった基板１を
吸着保持したまま、原版２すなわち原版枠７よりＺ方向
に離隔した位置にある。

次に、第８図に示す状態となる。すなわち、第１図に示
した位置にあった第１の吸着板10は、矢印ａ方向（第１
図）に移動し、第８図に想像線で示した位置にもたらさ
れ、さらに矢印ｂ方向にすなわちＺ方向に移動して、基
板１を原版２に接近させる。このとき、基板１と原版２
との隙間Ａは、0.5mm以内が望ましい。他方、第２の吸
着板11にあっては、第１図の状態では、露光ステーショ
ン５にあったが、矢印ｃ方向（第１図）に移動して、第
８図で想像線で示すように基板待機ステーション４に至
り、さらに、矢印ｄ方向に移動して、吸着フィンガ21に
より接近した位置にもたらされる。そして、吸着フィン
ガ21により、露光済みの基板１が取出され、第２図に示
したローダ18に戻される。なお、吸着フィンガ21が、基
板１を吸着板10または11から取出すときには、吸着板10
または11に負圧を与えている真空ポンプ16（第４図）の
作動は停止される。

また、第８図に示した段階で、露光ステーション５にあ
る原版２と基板１との位置検出が行なわれる。すなわ
ち、第１の位置検出用光源27のシャッタ30が開かれ、第
７図に示すように、第１の位置検出用光源27からの光32
の透過光として、位置決めマーク22の位置が光センサ29
によって検出される。この位置決めマーク22の位置に関
する測定データは、第１図に示した第１のレジスタ33に
ストアされる。

次に、第１の位置検出用光源27のシャッタ30が閉じら
れ、第２の位置検出用光源28から光34が照射される。こ
の光34によって、原版２の位置決めマーク23の位置が反
射光として光センサ29によって検出される。この位置決
めマーク23の位置に関する測定データは、第１図に示し
た第２のレジスタ35にストアされる。なお、光センサ29
は、Ｘ−Ｙテーブル31が駆動されることによって、第２
の位置検出用光源28とともに移動して、基板１および原
版２の各２個の位置決めマーク22および23の位置を順次
検出する。

次に、第１および第２のレジスタ33および35の各出力
は、比較回路36に入力され、ここで、基板１と原版２と
の位置ずれが演算される。ここでの演算は、基板１の２
個の位置決めマーク22と原版２の２個の位置決めマーク
23とのそれぞれの位置が、平均して最も合うところを見
い出すようにされる。たとえば、第６図において、原版
２上に点線で示すように、基板１の位置決めマーク22が
原版２の位置決めマーク23とが合わない場合、１個の位
置決めマークだけが合って他のものが合わないような位
置決めを行なおうとするのではなく、２組の位置決めマ
ーク22,23相互のずれが平均する位置になるように、位
置修正のための演算が行なわれる。

比較回路36から出力された位置ずれに関するデータは、
出力回路37に与えられ、この出力回路37によって、X,Y,
θ方向駆動機構38が駆動される。X,Y,θ方向駆動機構38
は、位置決めマーク22,23間の位置ずれを修正するよう
に、原版枠７を縦、横、回転方向に移動させるものであ
る。

このように、第８図の段階において、露光ステーション
５にある基板１と原版２との位置修正が終了すると、第
９図に示すように、第１の吸着板10は、さらにＺ方向に
移動して、基板１と原版２とが互いに接触する状態にさ
れる。なお、この接触状態は、いわゆる「ソフトコンタ
クト」に相当しており、基板１と原版２との間が実質的
に真空状態にされる程度の密着状態には至っていない。
そして、原版２側から露光用光源３の光が照射され、基
板１の一方面が露光される。このとき、光センサ29およ
び第２の位置検出用光源28は、露光用光源３からの光を
妨害しない位置にまで退去されている。露光用光源３
は、たとえば、紫外線を照射するもので、ここからの光
は露光精度向上のため、平行光にするのが望ましい。

他方、第８図に示した段階で、基板待機ステーション４
にあり、かつ露光済みの基板１を吸着フィンガ21に渡し
た第２の吸着板11には、第９図に示すように、次に露光
すべき基板１が吸着保持されている。次に露光すべきこ
の基板１は、ローダ18から吸着フィンガ21によって取出
され、基板待機ステーション４にある第２の吸着板11の
正面にまで搬送される。このとき、吸着板11と基板１と
の間隔はできるだけ小さくしておく方が好ましい。そし
て、吸着板11に連結される真空ポンプ16（第４図）が作
動され、吸着板11内に負圧を与えることにより、基板１
は、第９図に示すように、第２の吸着板11上に吸着され
る。その後、吸着フィンガ21は、ローダ18の上にまで戻
る。

また、第９図の露光ステーション５においては、露光処
理が進行しているが、この露光処理が終わったとき、露
光処理された基板１を保持する第１の吸着板10は、第９
図に示すように、矢印ｅ方向に移動して、想像線で示す
ような位置にもたらされる。すなわち、露光済みの基板
１は、原版２から離隔される。

その後、第１の吸着板10は、第１図に示した矢印ｃに従
って移動し、第２の吸着板11は、第１図に示した矢印ａ
の方向へ移動する。すなわち、このような動作は、第１
の吸着板10と第２の吸着板11とが入れ替わっていること
を除けば、前述した第１図に示した段階から第８図に想
像線で示した段階への動作と同様である。したがって、
以上のような動作を繰返すことにより、順次、基板１に
対して自動的に露光処理が施される。

第10図および第11図は、前述した第６図および第７図に
それぞれ相当している。これら第10図および第11図に示
した実施例は、次の点において、第６図および第７図に
示した実施例と異なっている。

すなわち、基板１の位置決めマーク22は、原版２の位置
決めマーク23より大きく、かつ、原版２の位置決めマー
ク23は原版２に設けられた非透光性の領域として形成さ
れる。そして、この実施例では、基板１側にある第１の
位置検出用光源27（第１図，第２図）のみが光センサ29
と組合わされて光検出機構を構成している。

より詳細に説明すると、第１の位置検出用光源27からの
光32は、基板１の位置決めマーク22および原版２を通過
して、両位置決めマーク22および23は、ともに、光32の
透過光として、光センサ29によって検出される。光セン
サ29として、前述したように、たとえばディジタルアド
レス方式のものを用いたとき、位置決めマーク22および
23の各位置は、この光センサ29によって撮像されるリン
グ状の光の像の外周および内周として与えられる。した
がって、或る走査線に沿って見たとき、光センサ29から
の出力信号には、ハイレベルおよびローレベルが現わ
れ、これらハイレベルとローレベルとの境目の位置を位
置決めマーク22または23の位置と判別すればよい。

第12図および第13図は、原版枠の他の例を示している。
この原版枠7aは、原版２と基板１との密着性をより高め
るように考慮されている。

この原版枠7aは、透明板９を覆うように、透明フィルム
39が張られたものであり、透明フィルム39の周縁部は、
クランプ部材40により枠部分８に固定されている。この
透明フィルム39は、剛性のある透明板９に比べてより可
撓性を有している。透明板９と透明フィルム39との間の
隙間に連通するように、枠部分８には、小穴41が設けら
れる。この小穴41には、負圧または正圧が選択的に与え
られるように構成されている。原版２は、透明フィルム
39の外表面上に粘着テープ等（図示せず）により貼り付
けられている。

このような構成によれば、露光時において、原版２と基
板１との密着性を高めるため、第13図に示すように、基
板１を吸着保持した、たとえば吸着板10と原版２を保持
した原版枠7aとを密着させるように押付けた後、小穴41
に正圧を与えれば、透明板９と透明フィルム39との間の
隙間の空気圧が増大し、透明フィルム39が脹らむ。した
がって、基板１に原版２をさらに押付けて、両者の密着
性はさらに高くなる。

また、原版２の位置測定時には、小穴41に負圧を与え、
透明板９と透明フィルム39との間を真空にすれば、透明
フィルム39は透明板９に密着し、原版２は平面状態とな
る。

なお、透明フィルム39の加圧による脹らみは、原版枠7a
と吸着板10または11との押付け状態で行なうため、0.2m
m以内程度で、他の精度にほとんど影響を与えるもので
はない。

この発明の範囲内において、上述した実施例は、さらに
変形することが可能である。

たとえば、前述の実施例において、吸着板10または11を
移動させていたＺ方向移動機構は、逆に、原版枠７を移
動させるものであってもよい。

また、第７図に示した実施例においても、第１図に示し
た実施例においても、基板１の位置決めマーク22につい
ては、透過光により光センサ29が検知するものであった
が、反射光を検出する方式に変更することも考えられ
る。しかしながら、特に、基板１の位置決めマーク22を
貫通穴によって形成するとき、通常、その加工精度が悪
く、極端に言えば、貫通穴のエッジの部分には小さな凹
凸が形成されている。したがって、光はこのような凹凸
部分において乱反射するため、反射光に基づく位置検出
は、信頼性に欠けるという欠点があることに注意すべき
である。

上述のように、基板１の位置決めマーク22が反射光によ
って検出される場合、第７図の例で説明すれば、第２の
位置検出用光源28からの光34によって、基板１の位置決
めマーク22をも検出されることになる。

なお、第７図の例において、基板１の位置決めマーク22
を反射光に基づいて検出しながら、基板１の位置決めマ
ーク22が原版２の位置決めマーク23より大きい場合に
は、第１の位置検出用光源27と同じ側に光センサを配置
すればよい。

また、第11図の例において、第１の位置検出用光源27
（そこからの光が「32」で示されている）と光センサ29
の位置関係を逆にしてもよい。

また、前述した第７図を用いて行なった説明では、まず
基板１の位置決めマーク22を光センサ29で検知してか
ら、原版２の位置決めマーク23の検知を行なったが、こ
の順序は逆であってもよい。

また、上述した実施例では、基板１の２個の位置決めマ
ーク22および原版２の位置決めマーク23の位置検出のた
めに、単に１個の光センサ29を用いた。この構成によれ
ば、複数個の位置に分布している位置決めマーク22また
は23の位置検出に比較的時間がかかるという欠点がある
ものの、処理すべき基板１の種類が多い場合、Ｘ−Ｙテ
ーブル31の移動量データを入力し直すだけでロットの変
更に対応することができ、多種少量生産に適していると
言える。しかしながら、基板１の位置決めマーク22の各
々および原版２の位置決めマーク23の各々に対応して光
センサを１個ずつ設けて、位置検出時間の節約を図って
もよい。

また、この発明は、基板の両面を露光する必要がある場
合にも適用することができる。この場合には、第２図に
示した一連のローダ18に対して、露光用光源３から第１
の位置検出用光源27に至る構成要素を逆の順序で配列し
たものをもう１組設ければよい。すなわち、第14図、第
15図および第16図に、そのような３つの例が示されてい
るように、片面の露光が済んだ基板１をローダ18で搬送
する途中で、もう一度取出し、もう一方の面を露光する
ようにすればよい。

第14図では、一連のローダ18の片側に、露光用光源３か
ら第１の位置検出用光源27に至る構成要素が２組配置さ
れていて、第１の位置検出用光源27が背中合わせになる
ように配置されている。

第15図では、一連のローダ18の片側に、同じく、露光用
光源３から第１の位置検出用光源27に至る構成要素が２
組配置されるが、露光用光源３が背中合わせになるよう
に配列されている。

第16図では、ローダ18の両側に、それぞれ、露光用光源
３から第１の位置検出用光源27に至る構成要素が、互い
に逆向きに配列されている。

また、図示した実施例では、基板１を保持するために、
２個の吸着板10および11が用いられ、これらが実質的に
交互に基板待機ステーション４および露光ステーション
５の間を往復するように構成された。このような構成に
よって、一方の吸着板10または11に関連して基板１の着
脱を行なっている間に、他方の吸着板11または10に関連
して基板１と原版２との位置合わせまたは基板１の露光
を行なうことができる。したがって、複数の操作を同時
に行なえるので、より高い処理能力を望めるという利点
がある。しかしながら、このような利点を望まないので
あれば、１個の吸着板のみを用いて、各操作を直列的に
行なってもよい。

また、図示の実施例では、上述のように２個の吸着板1
0,11を用いて、これら吸着板10,11が移動するとき互い
の干渉を避けるため、第８図に矢印ｄで示した移動を行
ないかつ第９図で矢印ｅで示した移動経路を比較的長く
とったが、もし、１個の吸着板しか備えない場合には、
吸着板が基板待機ステーション４から露光ステーション
５へ移動したとき、第８図の実線で示す吸着板10の位置
に直接もたらされるように構成してもよい。

また、図示の実施例では、基板待機ステーション４と露
光ステーション５とが上下に配列されていたが、そのよ
うな上下関係は逆でもよく、また、水平方向に配列さ
れ、吸着板が横方向に動いて基板待機ステーションと露
光ステーションとの間を移動するようにしてもよい。

また、前述した第１図ないし第９図に示した実施例で
は、露光工程にある基板１は、原版２に対して、いわゆ
る「ソフトコンタクト」の状態に保たれていた。このよ
うな基板１と原版２との露光時における各態様には、
「ソフトコンタクト」のほか、「ハードコンタクト」お
よび「オフコンタクト」の各状態がある。第12図および
第13図を参照しながら説明した実施例は、この「ハード
コンタクト」の一種を採用したものと言える。また、
「オフコンタクト」は、第７図に示した位置合わせ状態
のように、基板１を原版２との間に積極的に隙間が形成
されている。この発明では、上述した「ソフトコンタク
ト」、「ハードコンタクト」、および「オフコンタク
ト」のいずれの態様をも採用することができる。「ソフ
トコンタクト」および「オフコンタクト」の場合には、
「ハードコンタクト」の場合のように基板１と原版２と
の密着度を高めるための空気圧制御操作が不要であるの
で、作業性が高いという利点を期待することができる。
また、基板１と原版２とが強く接触しないため、基板１
または原版２に傷がつくという問題点も解消される。ま
た、特に「オフコンタクト」の場合には、露光用光源３
としてより精度の高い平行光を発するものが要求される
ものの、単に液状レジストを塗布しただけの感光材であ
って、表面が軟らかい感光材も問題なく使用することが
できる。

［発明の効果］以上のように、この発明によれば、光センサによる光学
的な手法により位置決めマークを検出して、基板と原版
との各位置決めマークの位置のずれを比較回路で演算
し、それに基づいて原版の位置を修正するので、複数個
の位置決めマークの位置が平均して最も合うような位置
決めを行なうことが容易である。

また、光が透過する構造とされる吸着板を用いて基板が
固定されるので、従来のピンを用いる方式に比べて、磨
耗する要因がなく、この意味でも高精度に位置合わせす
ることができる。

また、吸着板に吸着された基板は、反りを有していて
も、この吸着板の吸着面により平面状態に矯正されるの
で、位置決めマークの位置の測定において、反りに起因
する誤差が生じることはない。原版においても、同様
に、原版枠で保持されるので、平面状態に保つことがで
きる。

また、この発明の自動露光装置においては、基板および
原版は、垂直状態で処理される。したがって、自動露光
装置を、特に占有床面積において、コンパクトにするこ
とができるとともに、露光時に問題となる埃が基板また
は原版に付きにくいという効果もある。さらに、基板の
ローディングおよびアンローディングも容易に行なえる
という効果もある。また、原版を他の種類のものに変更
する場合、原版を、その都度、原版枠から外さず、予め
原版を貼着した原版枠を必要な種類だけ用意しておき、
原版枠ごと交換する方法が、ロット変更時間を短くで
き、管理も容易であるが、この場合においても、上述し
たような垂直方式であれば、原版枠の交換が容易であ
り、保管または取出しに際しても、垂直にした方が出し
入れが容易である。さらに、自動化を図るとすれば、原
版を貼り付けた原版枠を数十枚垂直に収納する台車を用
意し、予め組み込まれたプログラムによって、任意の原
版枠を、この収納用台車と自動露光装置との間で、自動
的に出し入れすることも容易に行なうことが可能であ
る。

また、この発明では、原版枠は、基板待機ステーション
と露光ステーションとの間を移動せず、常に露光ステー
ションにあるように構成されている。これに対して、吸
着板が両ステーションの間を移動するように構成されて
いる。したがって、原版枠に対しては、単に、いわゆる
位置合わせのためのX,Y,θ方向駆動機構のみ、および必
要に応じてＺ方向移動機構を作用させればよく、他方、
吸着板に対しては、両ステーションの間を移動させる機
構、および原版枠にＺ方向移動機構が設けられない場合
にはこの移動機構を設けるだけでよいことになる。この
ように、原版枠および吸着板の各々に運動を与える機構
を分担したため、それぞれの機構の干渉を考慮する必要
がなくなり、機構が複雑になるのを防止できる。

また、この発明では、原版と基板とを重ねた状態で、両
者の位置決めマークを検出して、その後単に原版と基板
とを近接させるだけであるので、位置合わせされた後で
原版および／または基板が移動することに起因して誤差
が発生することが防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を正面から示した図であ
って、併せて制御系がブロック図で示されている。第２
図は、第１図の自動露光装置を上面から示した図であ
る。第３図は、第１図および第２図に示した原版枠７を
拡大して正面から示した断面図である。第４図は、第１
図および第２図に示した吸着板10を拡大して正面から示
した断面図である。第５図は、第２図に示したローダ18
の正面図である。第６図は、基板１と原版２との位置合
わせ状態を説明するための図である。第７図は、基板１
および原版２の位置決めマーク22および23の位置検出方
法を説明するための図である。第８図および第９図は、
第１図の自動露光装置の動作を説明するために自動露光
装置を正面から示した図である。第10図および第11図
は、この発明の他の実施例を説明するための第６図およ
び第７図にそれぞれ相当する図である。第12図および第
13図は、原版枠の他の例を説明するための断面図であ
る。第14図、第15図および第16図は、この発明のさらに
他の実施例を上面から示した概略図である。図において、１は基板、２は原版、３は露光用光源、４
は基板待機ステーション、５は露光ステーション、7,7a
は原版枠、９は透明板、10,11は吸着板、13は吸着面、1
4は吸引穴、16は真空ポンプ、18はローダ、21は吸着フ
ィンガ、22は基板１の位置決めマーク、23は原版２の位
置決めマーク、26は非透光性膜、27は第１の位置検出用
光源、28は第２の位置検出用光源、29は光センサ、31は
Ｘ−Ｙテーブル、33,35はレジスタ、36は比較回路、38
はX,Y,θ方向駆動機構、39は透明フィルム、41は小穴で
ある。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０５Ｋ 3/00 Ｈ 6921−4Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数個の位置決めマークを有する基板の露
光すべき面側に、対応する複数個の位置決めマークを有
する原版を、両者の位置決めマークが位置合わせされた
状態で配置し、原版を通して光を照射して基板を自動的
に露光するための自動露光装置であって、基板待機ステーションと露光ステーションとを有し、前記基板の位置決めマークと前記原版の位置決めマーク
とは、各々の大きさが互いに異なっており、さらに光が透過する構造とされるとともに前記基板を真空吸着
して当該基板を垂直状態で保持し、かつ前記基板待機ス
テーションおよび前記露光ステーションの間を移動する
吸着板と、前記原版を前記露光ステーションにおいて垂直状態で保
持する原版枠と、前記基板の位置決めマークおよび前記原版の位置決めマ
ークを、前記露光ステーションにおいて前記基板および
前記原版が重なった状態で検出するための、位置検出用
光源および光センサの組合わせからなる光検出機構と、前記光センサによって検出された前記基板の位置決めマ
ークの位置と前記原版の位置決めマークの位置とを比較
する比較回路と、前記比較回路により求められた前記両位置決めマーク間
の位置ずれを修正するように前記原版枠を縦、横、回転
方向に移動させるX,Y,θ方向駆動機構と、前記露光ステーションにあるときの前記吸着板上に保持
された前記基板と前記原版枠に保持された前記原版とを
互いに近接させ、または離隔させるように、前記吸着板
と前記原版枠とを相対的に移動させるＺ方向移動機構
と、前記原版と前記基板とを近接させた状態で前記原版側か
ら露光用の光を照射する露光用光源と、を備えた、自動
露光装置。
【請求項２】前記Ｚ方向移動機構は、前記吸着板を移動
させる、特許請求の範囲第１項記載の自動露光装置。
【請求項３】前記Ｚ方向移動機構は、前記原版枠を移動
させる、特許請求の範囲第１項記載の自動露光装置。
【請求項４】前記基板の位置決めマークは、前記原版の
対応の位置決めマークより小さく、かつ、前記基板の位
置決めマークは基板に設けられた貫通穴として形成され
かつ前記基板の位置決めマークは原版に設けられた透光
性の領域として形成され、前記光検出機構に備える前記
位置検出用光源は、前記露光ステーションにおいて前記
基板側に位置する第１の位置検出用光源と前記原版側に
位置する第２の位置検出用光源とを備え、前記光センサ
は、前記原版枠側に配置され、それによって、前記基板
の位置決めマークは、前記第１の位置検出用光源からの
光の透過光によって前記光センサが検出し、他方、前記
原版の位置決めマークは、前記第２の位置検出用光源か
らの光の反射光によって前記光センサが検出する、特許
請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の自動
露光装置。
【請求項５】前記基板の位置決めマークは、前記原版の
対応の位置決めマークより大きく、かつ、前記基板の位
置決めマークは基板に設けられた貫通穴として形成され
かつ前記原版の位置決めマークは原版に設けられた非透
光性の領域として形成され、前記光検出機構に備える前
記位置検出用光源と前記光センサとは、前記露光ステー
ションにおいて重なり合った前記基板および前記原版を
挟むように互いに逆側に位置しており、それによって、
前記基板および前記原版の両位置決めマークは、前記位
置検出用光源からの透過光によって前記光センサが検出
する、特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
記載の自動露光装置。
【請求項６】前記光検出機構に備える前記光センサは、
前記露光ステーションに１個設けられ、当該光センサ
は、縦、横方向に移動可能であり、当該移動によって、
前記基板および原版の各複数個の位置決めマークを順次
検出する、特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれ
かに記載の自動露光装置。
【請求項７】前記吸着板は、第１および第２の吸着板を
備え、第１の吸着板が前記露光ステーションにあると
き、第２の吸着板は前記基板待機ステーションにある前
記基板の着脱を行ない、次の段階では、第１の吸着板と
第２の吸着板とが入れ替わり、これらの状態が繰返され
るように制御される、特許請求の範囲第１項ないし第６
項のいずれかに記載の自動露光装置。
【請求項８】前記原版枠は、相対的に剛性のある透明板
と相対的に可撓性のある透明フィルムとの二重構造を有
し、前記透明板と前記透明フィルムとの間の隙間の空気
圧を増大させることによって前記透明フィルムが脹らむ
ように構成され、前記原版は前記透明フィルムの外表面
上に固定される、特許請求の範囲第１項ないし第７項の
いずれかに記載の自動露光装置。