JPH08314149A

JPH08314149A - 精密片面露光装置および露光方法

Info

Publication number: JPH08314149A
Application number: JP7117477A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Hirawatari; 渡紀行平; Tsutomu Kobayashi; 林力小; Akio Suzuki; 木昭夫鈴; Kuniteru Watabe; 部國輝渡
Original assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-11-29

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】ワークに所定パターンを形成する精密片面露光
装置および露光方法を提供する。【構成】紫外線を含む光線を照射する光源装置２と、光
学系３と、透光板４と、メイン真空吸着機構２１と、透
光板４を保持手段５により保持する上フレーム８と、上
フレーム８の作動手段１０と、位置決めマークを撮像す
る撮像手段１１と、ワークＷを載置する載置台９と、載
置台９の位置決め手段１６とを備え、載置台９は、載置
部１７を備え、載置部１７は、ワークＷを真空吸着する
吸引孔９ｅを形成し、吸引孔９ｅに連通する第１減圧室
９Ａを有し、第１減圧室９Ａの回りに第２減圧室９Ｂを
設け、メイン真空吸着機構２１の開口部を、第２減圧室
９Ｂに沿って設け、保持手段５は、透光板４の真空吸着
機構と、固定機構７とからなり、固定機構７は、透光板
４の側端面を押圧して透光板４を固定する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ワークに所定パター
ンを形成する精密片面露光装置および露光方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、印刷工程や、グラビア製版、あ
るいは、プレプルーフや、ケミカルミーリングなどは、
その所定工程で使用されるワークが、露光装置によりフ
ィルムマスクまたはマスク透光板を介して光照射され、
ワークに画像が露光形成されている。この種の露光済み
ワークの良否は、露光精度に依存し、また、露光精度
は、ワークとマスクの位置決め精度に依存する。そのた
め、ワークの位置決め精度を高め、露光精度を向上する
種々の装置が提案されており、例えば、特開平７−４９
５７５号に記載された位置決め機構などがある。

【０００３】前記位置決め機構は、ワークに所定パター
ンを露光転写するマスクフィルムの周端部をクランプ機
構により挟持して張力を与え、ワークの位置決めマーク
およびマスクフィルムの位置決めマークの位置をＣＣＤ
カメラで撮像して確認し、両マークに位置ずれがある場
合は、その位置ずれ量を算出して各クランプ機構を作動
させ、マスクフィルムを弾性変形させ、両マークを強制
的に整合させることで位置決め作業を行うものである。
また、ワークを露光する際は、ワークとマスクフィルム
を離間させたプロキシミテ方式か、ワークをマスクフィ
ルムに当接させて露光する方法をとっている。

【０００４】しかし、上記の構成の位置決め機構では以
下のような問題があった。すなわち、前記位置決め機構
で整合して露光する場合、マスクフィルムを強制的に弾
性変形させているため、マスクフィルムの劣化が激し
く、また、ワークの露光精度が統一されない。そして、
マスクの保持機構と固定機構の両者がクランプ機構で兼
ねて行われる。そのため、精度を求める際に使用される
ガラスマスクでは、そのガラスマスクを保持するための
加工をガラスマスク側に行う必要が生じた。また、上記
機構は、プロキシミテあるいはワークとマスクフィルム
を当接させた状態で露光しているため、露光精度を求め
るものには対応できない。

【０００５】したがって、従来、平行光を使用しワーク
をマスクに真空密着して露光する装置が開発されてい
る。すなわち、露光装置では、ワークを真空吸着する透
光板が温度変化の少ない材質のガラス材である透光板で
形成され、その透光板に所定の電導パターンを形成して
マスクを構成し、前記透光板とワークを真空密着させた
状態で、平行光を照射して露光している。

【０００６】前記の要件を満たす露光装置に用いられる
透光板の保持手段の構成は、図９で示すように、枠状の
上下フレーム１００、１００が、そのフレーム１００の
周縁に設けた真空吸着するためのシールゴム１０１、１
０１および吸引溝１０２からなる保持手段１０３を介し
て透光板Ｔ，Ｔを保持する。そして、その保持された状
態で、上下フレーム１００、１００の内側周縁に設けた
補助吸着機構１０４によりさらに透光板Ｔ，Ｔを真空吸
着する構成としていた。前記補助吸着機構１０４は、透
光板Ｔの上面を吸着する吸着部１０５と、その吸着部１
０５をスライド支持スライド部１０６を介して固定する
固定部１０７とから構成されいる（特願平６−１５２０
６４号）。

【０００７】したがって、下フレーム１００の周縁に設
けたメイン真空吸着機構のシール部材１０８および吸引
溝１０９を介してワークＷを透光板Ｔ，Ｔ間に真空吸着
させる場合、メイン真空吸着が強いため、透光板Ｔを保
持しているシールゴム１０１，１０１が潰れて位置ズレ
を起こそうとしても、補助吸着機構１０４，１０４が透
光板を真空吸着しているため、位置ズレを防ぐことが可
能となる。さらに、透光板は、保持するための加工をす
ることなく保持手段１０４および補助吸着機構１０４を
解除することで、交換作業がスムーズに行えるものであ
る。なお、シール部材１０８の内側には、上下透光板
Ｔ，Ｔの押圧力を規制する押圧制御部材１１０が下フレ
ーム１００に立設されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の透光板
を固定する構成の露光装置では、まだ改良を必要とする
点があった。

【０００９】ワークを透光板に真空吸着する場合、
補助吸着機構の構成では、所定回数繰り返して露光作業
を行うと、完全に透光板を固定できず位置ズレを生じる
場合が生じた。透光板は、光源装置からの露光により光照射される
際、装置内の温度が上昇することに伴って、熱膨張する
が、その熱膨張に対応することができなかった。

【００１０】ワークがロールツウロールである場
合、ワークがメイン真空吸着機構のシール部材および押
圧制御部材に大きく折り曲げられるため、ワークの送り
作業に支障を来すこともあり、改良の余地があった。ワークは、種類によりサイズが異なり、そのワーク
のサイズに対応して的確にかつ、構成が簡単な保持機構
が望まれていた。

【００１１】ワークを透光板に真空吸着するメイン
真空吸着機構は、その真空吸引口を一箇所または二箇所
設け、その真空吸引口を溝部で連通し、真空吸引してい
るため、真空吸引口の近傍と、真空吸引口から遠い溝部
分とでは、真空吸引する力に差が生じ、透光板を均等に
真空吸引できないなため、歪みを生じる原因になってい
た。

【００１２】平行光を使用してワークを露光する場
合、光源から反射鏡などの光学系を使用してワークに光
線を照射するが、光源からワークまでの距離を所定間隔
開ける必要があるため、装置が大型化していた。

【００１３】この発明は、前述の問題点を解決すべく創
案されたもので、的確に透光体の固定ができ、透光板の
熱膨張にも対応でき、かつ、ワークの種類に関わりなく
的確な露光を可能とし、ワークのサイズに的確に対応で
き、透光板を適正な状態のままでワークとの真空密着を
可能とし、その上、装置の縮小化を図る精密片面露光装
置および露光方法を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、ワークを露光する露光装置であって、紫
外線を含む光線を照射する光源装置と、前記光源装置か
らの光線を、ワークに平行光として照射する平面反射鏡
やフライアイレンズなどの光学系と、所定パターンが形
成された透光板と、前記透光板にワークを真空密着させ
るメイン真空吸着機構と、前記透光板を着脱自在に保持
手段を介して保持する枠状の上フレームと、前記上フレ
ームを上下に作動させる作動手段と、前記透光板とワー
クの位置決めマークを撮像する撮像手段と、前記ワーク
を載置する載置台と、前記載置台を水平方向の所定位置
に移動させる位置決め手段とを備え、

【００１５】前記載置台は、中央側に凸状に形成したワ
ークの載置部を備え、前記載置部は、ワークを真空吸着
する吸引孔を形成し、前記吸引孔に連通する第１減圧室
を有し、前記第１減圧室の回りに第２減圧室を設け、前
記メイン真空吸着機構の開口部を、前記第２減圧室に沿
って設け、前記保持手段は、透光板を真空吸着する吸着
機構と、前記吸着機構で上フレームに吸着した透光板の
固定機構とからなり、前記固定機構は、透光板の側端面
を押圧して透光板を固定する精密片面露光装置として構
成した。

【００１６】また、前記載置部は、ワークを真空吸着す
る吸引孔を備えるワーク載置板により形成される構成と
することや、そのワーク載置板を使用する場合は、穿設
穴を有する板状の摩擦力が大きな部材を介して前記載置
台に載置される構成としても構わない。

【００１７】さらに、前記ワークを真空吸着する吸引孔
は、ワーク当接面に設けた切欠溝の交差位置で、かつ、
ワーク載置板の中心から周縁に向かって分布を減少させ
て穿設した精密片面露光装置。

【００１８】そして、前記固定機構は、透光板の対面す
る辺の少なくとも一方で上フレームに設けた押圧装置を
有し、前記押圧装置は、透光板の端面に当接する当接部
と、前記当接部を前後に駆動する駆動部と、前記駆動部
を所定位置で停止させる制御部とからなる構成とした。

【００１９】また、前記光学系は、光源装置から照射さ
れた光線を反射する平面反射鏡と、前記平面反射鏡から
反射した光線を整光するフライアイレンズと、前記フラ
イアイレンズから送られて来た光線をワークに平行光と
して反射する反射鏡とから構成され、前記平面反射鏡
は、一端側を回動軸として他端側を所定角度立上ると共
に、一側端を回動軸として他側端を所定角度立ち上げ、
かつ、垂直軸の回りを所定角度回転させて設置され、前
記フライアイレンズは、前記平面反射鏡から反射される
光中心軸線上に設置されると共に、前記光中心軸線の回
りを所定角度回転させ、かつ、前記中心軸線から所定角
度傾斜させて設置する構成とした。

【００２０】また、ワークの露光方法としては、ワーク
を載置台の載置位置に真空吸着して載置する第１工程
と、上フレームを降下し、上フレームで保持および固定
している透光板を、前記ワークの露光面に当接させると
共に、真空吸引してワークと透光板を真空密着させる第
２工程と、前記透光体およびワークの位置決めマークを
撮像手段により撮像し、前記ワークと透光板の位置決め
マークの位置を確認する第３工程と、前記両位置決めマ
ークが整合していない場合は、真空密着を解除すると共
に、上フレームを上昇させることで透光板とワークを離
間させ、載置台を水平方向の所定位置に移動させ位置決
めする工程、および、第２工程を行う第４工程と、前記
第３工程で位置決めマークが整合している場合と、前記
第４工程を行った後、前記ワークに平行光を照射する第
５工程とから構成した。

【００２１】

【作用】この発明は上記のように構成したので以下のよ
うな作用を有している。載置台の中央側に凸状に形成された載置部にワーク
が載置され、第１減圧室の吸引操作により載置部に真空
吸着されて保持される。そして、上フレームが作動手段
により降下し、上フレームが保持しかつ固定している透
光板をワークと当接させる。さらに、メイン真空吸着機
構によりワークと透光板を真空密着させる際、ワークお
よび透光板の周縁側に位置している第２減圧室に沿って
設けた開口部から真空吸引することで、均等な吸引を可
能としている。このとき、透光板の保持手段はメイン真
空吸着機構の吸引により引っ張られるが、透光板の側端
面を固定機構が押圧しているため、位置ズレを起こすこ
とはない。

【００２２】載置台の載置部は、真空吸着する吸引
孔を備えるワーク載置板を介して構成すると、ワークの
厚みが異なる場合、その厚みに対応して載置部の高さを
調整することが可能となる。ワーク載置板を使用する場合、貫通孔を有する板状
の摩擦力の大きな部材を介在させることで、ワーク載置
板の確実に載置台にワーク載置板を保持することができ
る。

【００２３】ワークを吸着保持するための吸引孔
は、ワークの中心側に多く分布させ、周縁に行くにした
がって少なくしているため、ワークのサイズが大きな場
合は、ワーク載置板の全面に渡ってワークが載置される
と、各吸引孔からの吸引の流れは切欠溝を介してワーク
を真空吸引して保持する。また、ワークのサイズが小さ
い場合は、ワークの載置板の中心側に吸引孔の分布が多
いため的確にワークを吸引保持できる。

【００２４】固定機構は、透光板の側端面を押圧す
る押圧装置を、透光板の対面する辺の少なくとも一方で
上フレームに設けており、前記押圧装置の当接部が駆動
部により前進して透光板の側端面に当接する。前記当接
部が透光板の側端面に当接すると制御部が駆動部を停止
させる。

【００２５】光源装置から照射された光線は、所定
角度に設置された平面反射鏡に反射してフライアイレン
ズに導かれ、前記フライアイレンズから光中心軸線の角
度を変えてワークの上側に配置された反射鏡に整光した
光線を導いている。そのため、ワークに平行光を反射す
る反射鏡の設置方向が、垂直軸線の回りを所定角度回転
した位置に設置できる。

【００２６】露光方法では、はじめに、ワークを載
置台の所定位置に載置し、真空吸着して保持する。そし
て、上フレームを降下し、上フレームで保持および固定
している透光板を、前記ワークの露光面に当接させると
共に、真空吸引してワークと透光板を真空密着させる。
つぎに、前記ワークと透光板の位置決めマークを撮像し
て整合していない場合は、真空密着を解除すると共に、
上フレームを上昇させことで透光板とワークを離間さ
せ、載置台を水平方向の整合位置まで移動させ、再び、
上フレームを降下してワークと透光板と当接させると共
に、真空密着させ、位置決めマークを確認して整合して
いれば、平行光を照射して露光する。なお、はじめに両
位置決めマークを撮像したときに、整合していれば、そ
の状態で露光作業を行う。

【００２７】

【実施例】以下、この発明の第１の実施例を図面を参照
して説明する。図１は、露光装置の全体を示す一部を断
面にした側面図、図２は露光装置の要部を示す平面図、
図３は上フレームの作動状態を示す一部断面にした側面
図、第４図は、回動アームおよび上フレームの底面図、
図５は載置台の平面図、図６は、保持手段の要部を示す
断面図である。

【００２８】図１で示すように、精密片面露光装置１
は、光源装置２と、光源装置２からの紫外線を含む光線
を平行光としてワークＷに照射する光学系３と、ワーク
Ｗの露光面に当接する透光板４と、前記透光板４を枠状
の上フレーム８に保持する保持手段５と、前記上フレー
ム８を上下動させる作動手段１０と、前記ワークＷをワ
ーク載置板２３を介して載置保持する位置決め手段とし
てのアライメントテーブル１６と、前記アライメントテ
ーブル１６の回りに設置した枠状の載置台１７などから
構成されている。

【００２９】前記光源装置２は、放電灯２ａと、前記放
電灯２ａからの光線を所定方向に反射する反射鏡２ｂ
と、前記反射鏡２ｂの背面側を覆う光源ハウジング２ｃ
とから構成されている。さらに、前記光源ハウジング２
ｃの所定位置には、空冷機構１５が設けられている。前
記空冷機構１５は、前記光源ハウジング２ｃの所定位置
に排気ダクト１５ｂが接続され、前記排気ダクト１５ｂ
内の所定位置には、排気ファン１５ｃが設けられてお
り、また、前記放電灯２ａの封止部側には、その封止部
に空冷気体を吹き付ける吹付ノズル１５ａ，１５ａ，１
５ａ，１５ａが設けられている。

【００３０】したがって、放電灯２ａが点灯している場
合は、吹付ノズル１５ａ，１５ａ，１５ａ，１５ａ，１
５ａから空冷気体が放電灯の封止部に吹き付けられ、放
電灯２ａの熱を奪った空冷気体は、排気ダクト１５ｂか
ら排気ファン１５ｃの作動により排気される。そのた
め、放電灯２ａから発せられる高熱は、そのほとんどが
光源ハウジング２ｃ内で冷却され、ワークＷには、最小
限の温度変化を与えるに止まる。

【００３１】図１および図２で示すように、前記光源装
置２からの光線をワークＷに平行光として照射する光学
系３は、平面反射鏡３ａと、フライアイレンズ３ｂと、
大反射鏡３ｃとから構成されている。そして、前記平面
反射鏡３ａは、一辺を回動軸として他辺を所定角度立ち
上げた状態で設置され、光源装置２の設置位置によって
は、必要に応じて、垂直軸線の回りを所定角度回転した
位置に設置される。

【００３２】平面反射鏡３ａは、光源装置２からの光線
をフライアイレンズ３ｂに反射する。前記フライアイレ
ンズ３ａは、平面反射鏡３ａからの光中心軸線上に設置
され、その光中心軸線Ｃの回りを所定角度回転した状態
で設置されている。前記フライアイレンズ３ａで整光さ
れた光線は、大反射鏡３ｃに照射され，大反射鏡３ｃか
ら平行光としてワークＷに反射する。

【００３３】前記大反射鏡３ｃは、その下端が、本来な
ら図１の右側に設置されるところを、大反射鏡３ｃの垂
直軸線の回りを所定角度回転させた位置にずらすことが
可能となる。大反射鏡３ｃの下端位置がずれることによ
り、後述する回動アームの回動幅を広げることになる。
前記光学系３の構成の場合、大反射鏡３ｃから平行光を
ワークＷに反射するためには、大反射鏡３ｃの形状が放
物面であるか、疑似球面である必要がある。

【００３４】前記フライアイレンズ３ｂの構成により、
ワークＷに照射させる光線の照射範囲は、図２で示すワ
ークの設置方向であれば、ワークＷの形状に沿って適切
に照射することになり、ワークＷの露光を適切に行うこ
とを可能としている。

【００３５】前記枠状の上フレーム８は、ワークＷの露
光面に真空密着する透光板４を保持手段５を介して保持
しており、作動手段１０により昇降自在に作動させられ
ている。前記作動手段１０は、枠状の回動アーム１２
と、前記回動アーム１２を駆動する駆動機構１４と、前
記回動アーム１２を回動支持する回動支持部１３とから
構成されている。

【００３６】図３で示すよに、前記回動アーム１２は、
そのほぼ中心位置で回動支持部１３により回動自在に支
持されており、前記回動支持部１３は、前記載置テーブ
ル１７に支持されている。そして、回動支持部１３は、
軸受け部１３ａと、前記軸受け部１３ａに回動自在に支
持された回動軸１３ｂとから構成されている。また、前
記回動アーム１２は、その前端側に垂直ガイド１９を備
えている。この垂直ガイド１９は、図３および図４で示
すように、ガイドピン１９ａを有しており、このガイド
ピン１９ａが載置テーブル１７の所定位置に設けられた
ガイド嵌合部２０に嵌合する構成としている。

【００３７】前記ガイド嵌合部２０は、回転ローラ２０
ａが中心に向かって３つ設けられており、前記垂直ガイ
ド１９のガイドピン１９ａが、前記回転ローラ２０ａに
当接支持されるため、スムーズにかつ、常に同じ状態で
嵌合できるように構成されている。そして、ガイド嵌合
部２０にガイドピン１９ａが嵌合した状態のとき、前記
回動アーム１２は、その上フレーム８が保持している透
光板４と、載置台９とが平行な状態となるように設定さ
れている。

【００３８】前記駆動機構１４は、回動アーム１２の後
部側を押動するシリンダ装置１４ａと、このシリンダ装
置１４ａのシリンダガイド１４ｂとを備えている。な
お、回動アーム１２の後方に錘をつり下げることで、シ
リンダ装置１４ａの押動操作を軽減すると共に、回動ア
ーム１２が上昇した状態のとき、不測の事態が発生し、
シリンダ装置１４ａが回動アーム１２から外れた場合、
回動アーム１２が下方に急降下しないように構成すると
都合が良い。

【００３９】図４および図６で示すように、前記枠状の
上フレーム８に透光板４を保持している保持手段５は、
透光板４の吸着機構６と、透光板の固定機構７とから構
成されている。前記吸着機構６は、上フレーム８の内側
縁部分に周設したシールゴム６ａ，６ａと、前記シール
ゴム６ａ，６ａの間に設けた吸引用の溝部６ｂとから構
成されている。また、前記シールゴム６ａ、６ａは、断
面が環状のゴム材が使用されると都合が良く、環状のゴ
ム材が変形する場合、均等に撓むため、透光板４の位置
ずれが最小限で済む。もちろん、シールゴム６ａ、６ａ
は、断面が円形のゴム材であることや、断面が楕円形の
ものを使用しても良い。

【００４０】前記固定機構７は、透光板４の対面する少
なくとも二辺の位置（図面では四辺全ての位置）で上フ
レーム８に押圧装置７Ａを設けている。前記押圧装置７
Ａは、透光板４の側端面に当接する当接部７ａと、その
当接部７ａを前後に移動させる駆動部７ｂと、その駆動
部７ｂを所定位置にで停止制御する制御部７ｃとから構
成されている。前記当接部７ａは、透光板の側端面に点
接触に近い状態であることが望ましく、当接部分が曲面
で形成された円錐状に形成されている。

【００４１】また、前記駆動部７ｂは、送りネジが使用
され、その送りネジは、サーボモータなどを有する制御
部７ｃにより回転する。したがって、前記モータが作動
して送りネジを回動させると、当接部７ａが図６の仮想
線の位置から実線の位置まで移動して透光板４の側端面
に当接して停止する。

【００４２】なお、当接部７ａが透光板４の側端面に当
接した状態で停止する場合、例えば、検出電流の増減に
より行うことができる。すなわち、サーボモータを駆動
する電源電力からの電流または電圧が、当接部７ａが透
光板４の側端面に当接する前と当接したときでは変化す
る。したがって、その変化した電流または電圧を検出し
て一定の値を越えた場合に、前記電源電力を減少させ、
サーボモータの回転駆動を停止する構成とすれば、所望
位置で当接部７ａを停止して維持することが可能とな
る。また、駆動部７ｂおよび制御部７ｃにシリンダ機構
を使用する場合は、ブレーキシリンダを使用すること
で、適正位置に当接部７ａを停止して制御することが可
能となる。

【００４３】また、上フレーム８は、その周縁部分に、
ワークＷを透光板４に真空吸着するための第１シール部
材８ａが周設されてていると共に、前記シール部材８ａ
の内側には押圧制御部材８ｃが設けられている。前記第
１シール部材８ａは、後述する載置台９の周縁部分に設
けた第１シール部材９ａ上の第２シール部材９ｂと当接
し、各シール部材８ａ，９ａ，９ｂの内側を空密に囲繞
する。

【００４４】そして、押圧制御部材８ｃも、載置台９に
設けた押圧制御部材９ｃと対面する位置に設けられ、前
記各シール部材８ａ，９ｂが当接した状態では、押圧制
御部材８ｃ，９ｃは、近接している状態となるように構
成されている。したがって、上フレーム８と載置台９
が、必要以上に近接する方向に移動することなど、予期
せぬなんらかの動作で、透光板４に過剰押圧付加が掛か
る原因が生じても、押圧制御部材８ｃ，９ｃが当接支持
することで透光板４が破損するような過剰押圧付加を回
避することが可能となる。

【００４５】図３、図５および図６で示すように、前記
載置台９は、その中央側に区画して形成した第１減圧室
９Ａと、前記第１減圧室９Ａの周縁に、区画して形成し
た第２減圧室９Ｂとを備えている。また、前記第１減圧
室９Ａの上面側には、真空吸着用の吸引孔９ｅが多数形
成されており、前記第２減圧室９Ｂの上面側（載置台９
の周縁側）には、メイン真空吸着機構２１の真空吸着用
の吸引溝９ｄが周設されている。前記第１減圧室は、ゴ
ム板２２、ワーク載置板２３およびワークＷを真空吸着
して保持し、第２減圧室は、透光体４にワークＷを真空
吸着するように分担されている。

【００４６】前記第２減圧室９Ｂに沿って設けた吸引溝
９ｄは、図６では、第１シール部材９ａおよび押圧制御
部材の間の位置に示されているが、第１シール部材９ａ
およびワーク載置板２３の間の中間位置に設置される
と、真空吸引する空気の量が均等に引ける。また、吸引
溝９ｄは、四周に設ける構成としているが、各辺に点在
するように吸引孔を複数穿設するようにしても良い。そ
の場合、各辺に点在させる吸引孔は、同数設けること
で、吸引量の均等化を図り、透光板４およびワークＷと
の真空密着に歪みが発生する原因を最小限に抑制するこ
とが可能となる。

【００４７】図１で示すように、前記アライメントテー
ブル１６は、載置台９を保持する保持部１６ａを介して
水平方向の一方向（Ｘ方向）に移動するＸテーブル１６
ｂと、水平方向の他方向（Ｙ方向）に移動するＹテーブ
ル１６ｃと、垂直軸の回りを回動する（θ方向）θテー
ブル１６ｄと、前記保持部１６ａおよび各テーブル１６
ｂ，１６ｃ，１６ｄを垂直方向（Ｚ方向）に移動するＺ
駆動部１６ｅとから構成されている。前記保持部１６ａ
は、その上面側に真空吸着機構（シールゴム、吸引孔な
ど）を備えており、前記載置台９を着脱自在に載置保持
している。

【００４８】図５および図６で示すように、前記載置台
９の周縁部分には、メイン真空吸着機構２１の第１シー
ル部材９ａが周設されている。そして、前記第１シール
部材９ａの上端側には第２シール部材９ｂが設けられて
いる。また、前記第１シール部材９ａの内側には、円柱
状の押圧制御部材９ｃが所定間隔で載置台９上に立設さ
れている。

【００４９】また、前記第１減圧室９Ａ上には、板状の
摩擦力の大きな部材としてのゴム板２２を介してワーク
載置板２３が着脱自在に載置されている。前記ワーク載
置板２３およびゴム板２２を合わせた高さは、前記透光
体４の高さと略等しくなるように構成されていると都合
が良い。前記ゴム板２２は、貫通孔２２ａが、厚み方向
に穿設されており、摩擦力により、ゴム板２３と第１減
圧室９Ａとが位置ずれすることなく支持されると共に、
ゴム板２２とワーク載置板２３とが位置ずれすることな
く支持される。なお、ゴム板２２の材質は、合成ゴムな
どで形成されても構わない。

【００５０】前記ワーク載置板２３は、図５および図６
で示すように、その表面に切欠溝２３ａが、直交するよ
うに形成され、その切欠溝２３ａの直交する所定の位置
には、真空吸引用の吸引孔２３ｂが形成されている。前
記吸引孔２３ｂは、ワーク載置板２３の中心側に多く分
布し、周縁側に行くにしたがって少なくなるように設け
られている。そのため、ワークＷの大きさが異なっても
的確に真空吸着して保持することができる。また、ワー
クＷが小さな寸法である場合、ワーク載置板２３の周縁
側は、吸引損失が有るが最小限で済む。そのため、第１
減圧室９Ａの構成が簡素化できる。

【００５１】なお、載置台９は、前記したワーク載置板
２３およびゴム板２２を載置した構成と同じ構成となる
ように、中央側を凸状に形成して一体形成しても良い。
その際、ワーク当接部分には、前記したワーク載置板２
３の上面の構成つまり、切欠溝および吸引孔を備える構
成としている。また、ゴム板２２を介在させなくとも、
ワーク載置板２３が載置台９に的確に保持することがで
きるのであれば、ゴム板２２を介すこと無く、ワーク載
置板２３を直接載置台に保持させても構わない。

【００５２】つぎに、ワークＷを露光する手順を説明す
る。はじめに、透光板４を上フレーム８に設置するに
は、載置台９のワーク載置板２３の所定位置に透光板４
を載置し、回動アーム１２の作動により、回動降下させ
上フレーム８を水平状態にする。そして、アライメント
テーブル１６を上昇させ、透光板４を上フレーム８に当
接すると共に、上フレーム８の吸着機構６により真空吸
着する。そして、上フレーム８に設けた撮像手段として
のＣＣＤカメラ１１により透光板４の位置決めマークを
撮像する。さらに、固定機構７の押圧装置７Ａを作動さ
せ、透光板４の側端面に当接部を当接させて透光板４を
固定する。

【００５３】つぎに、駆動機構１４を作動させ、回動ア
ーム１２を回動上昇させる。そして、載置台９のワーク
載置板２３の上にワークＷを載置し、第１減圧室９Ａを
介してワークを真空吸着して保持する。その後、駆動機
構１４を作動させ、回動アーム１２を回動降下させ、上
フレーム８の透光板４をワークＷと平行でかつ離間する
位置に到来させる。回動アーム１２が水平状態となった
とき、載置テーブル１７に設置しているガイド嵌合部２
０に、回動アーム１２の垂直ガイド１９が嵌合して支持
される。

【００５４】回動アームが水平位置になると、アライメ
ントテーブル１６のＺ駆動部１６ｅを作動させ、ワーク
載置板２３に吸着保持しているワークＷを透光板４に当
接させる。このとき、載置台９の周縁に配設した第１シ
ール部材９ａ上の第２シール部材９ｂが、上フレーム８
の周縁に配設した第１シール部材８ａと当接する。その
ため、メイン真空吸着機構２１を作動させ、第２減圧室
９Ｂを介して真空吸引することで、ワークＷと透光板４
を真空密着させることができる。

【００５５】そして、上フレームの所定位置に移動自在
に設けた撮像手段であるＣＣＤカメラ１１で、ワークＷ
および透光板４の位置決めマークを撮像し、位置が合っ
ていない場合は、メイン真空吸着機構２１を解除し、ア
ライメントテーブル１６のＺ駆動部を作動させワークＷ
と透光板４を離間させる。

【００５６】図７で示すように、ＣＣＤカメラ１１で撮
像された位置決めマークの位置情報は、位置決め制御部
２４に送られ、画像処理部２４ａで処理され位置ずれ量
が算出される。そして、アライメントテーブル１６の各
Ｘ，Ｙ、θテーブル１６ｂ，１６ｃ，１６ｄに、パルス
発生制御部１５ｂからモータ駆動部１５ａを介して所定
の駆動信号が送られることで、整合作業が行われる。

【００５７】整合作業が終了すると、再び、アライメン
トテーブル１６のＺ駆動部１６ｅを駆動させ、透光板４
とワークＷを当接させると共に、メイン真空吸着機構２
１により真空密着させ、ＣＣＤカメラ１１で両位置決め
マークを撮像して確認する。位置決めマークが位置ずれ
許容範囲内であれば、光源装置２から光照射を行い、平
面反射鏡３ａ，フライアイレンズ３ｂおよび大反射鏡３
ｂを介して平行光をワークに照射する。

【００５８】光源装置２から照射された光線は、平面反
射鏡３ａが所定角度に設置されているため、所定角度で
上方に反射される。そのため、平面反射鏡３ｃから大反
射鏡までの距離が、平面反射鏡３ａを傾斜させたものよ
り短くできる。さらに、平面反射鏡３ａから反射される
光軸線上に設置されたフライアイレンズ３ｂは、その光
軸線の回りを所定角度回転させた位置に設置されている
ため、前記平面反射鏡３ａの配置と合わせて大反射鏡３
ｃの下端位置をその大反射鏡の回転方向にずらした位置
に設置できる。したがって、大反射鏡３ｃの下端位置が
回動アームの先端側からどちらか一方の側端側になるこ
とで、回動アームの上昇作動範囲を大きくしている。ま
た、ワークＷに照射される反射光の照度分布を適正にで
きる。

【００５９】露光作業が終了したら、メイン真空吸着機
構２１を解除し、駆動機構１４を作動させ、回動アーム
１２を上昇回動させる共に、アライメントテーブル１６
を下方に作動させ、次のワークＷを載置する。ワークＷ
を載置する場合は、ハンドラを使用しても、作業者によ
って行われることも可能である。すなわち、回動アーム
は、回動支持部を回動支点として昇降回動できるため、
ハンドラがワーク載置位置に移動するスペースがあり、
ワークＷを保持して搬入側から供給することができる。

【００６０】また、ワークＷがロールツウロールである
場合は、ワークＷを一度露光位置にセットすれば、つぎ
の露光位置にワークＷを送る際は、ワークＷを送り出し
自在に支持している巻き取りローラやテンションローラ
を作動させ、ワーク載置板２３および透光板４に接触し
ない状態としてワークＷを次の露光位置に送ることによ
って露光を可能とする。

【００６１】なお、図８で示すように、載置台９がアラ
イメントテーブル１６から着脱自在に吸着保持されるこ
とから、載置台９を複数（図面では２体）設置して露光
作業を行うことが可能となる。すなわち、搬出搬入部３
０Ａ，３０Ｂがアライメントテーブル１６の左右に設置
されている。これら搬出搬入部３０Ａ，３０Ｂからアラ
イメントテーブル１６の直上位置までは、搬送レール３
１を介して載置台９、９が搬送される。ワークＷを載置
してアライメントテーブル１６の直上まで搬送された一
方の載置台９は、アライメントテーブル１６が上昇し載
置台９を真空吸着して保持する。そして、上フレーム８
は、作動手段１０により降下し、載置台９と水平状態に
なる。

【００６２】このとき作動手段１０が垂直駆動機構を備
えていれば、その垂直駆動機構を作動させ、上フレーム
８を垂直降下させ、透光板４をワークＷと当接させる。
また、垂直駆動機構を備えていない場合は、アライメン
トテーブル１６を垂直上昇させ透光板４とワークＷを当
接させる。そして、メイン真空吸着機構２１によりワー
クＷと透光板４を真空吸着させた状態でＣＣＤカメラ１
１によりワークＷおよび透光板４の位置決めマークを撮
像して整合していれば光源装置２から紫外線を含む光線
を照射して露光作業を行い、整合していなければメイン
真空吸着機構２１を解除してアライメントテーブルの各
テーブルを作動させて整合作業を行い、その後露光作業
を行う。

【００６３】一方の載置台９がアライメントテーブルの
位置にあるとき、他方の載置台９は、搬送搬入部３０Ｂ
でワークＷが所定位置に載置されて待機しており、露光
作業が終了して一方のフレーム９がアライメントテーブ
ルでの吸着保持が解除されて搬送レール３１に沿って搬
出されると、他方の載置台９は、搬送レール３１に沿っ
てアライメントテーブル１６の直上まで搬送され、整合
作業および露光作業が行われる。搬出搬入部３０Ａに搬
出された載置台９は、露光済みワークＷが搬出され、新
たなワークＷが設置される。

【００６４】なお、上記した押圧装置の構成は、透光板
４の側端面に当接する当接部としての回転輪体と、この
回転輪体を前後に駆動する駆動部としてのシリンダ部
と、前記シリンダ部の所定移動位置でそのシリンダ部を
停止制御する制御部とから構成しても構わない。

【００６５】また、前記上フレーム８は、回動アーム１
２の水平位置から昇降機構を介して昇降自在に保持され
る構成としても構わない。すなわち、昇降機構は、上フ
レーム８を垂直方向に駆動させる垂直駆動部と、回動ア
ームおよび上フレーム８との間に設けた昇降ガイドと備
え、回動アーム１２が回動降下して、水平状態となった
後、昇降機構を駆動させて上フレーム８を垂直方向に昇
降させる構成とする構成でも良い。

【００６６】なお、上フレームは、透光板を保持すると
共に、透光板の側端面を固定機構で当接して固定してい
るため、繰り返し作業に対しての再現性が良く、他の構
成の露光装置に使用しても精度の良い露光作業が可能と
なる。その一例としては、プレプルーフで使用する航空
写真などのフィルムおよびプルーフペーパーをワーク載
置台および透光板の間に設置する。そして、上フレーム
を垂直降下させ透光板およびワーク載置台で前記フィル
ムおよびプルーフペーパーを圧着挟持し、その状態で平
行光を照射する場合などに使用される。

【００６７】さらに、上フレームは、作動手段としての
回動アームにより昇降回動されているが、上フレームが
垂直方向に上昇降下することで、ワークＷから離間する
構成としても構わない。すなわち、上フレームを保持す
る枠状の昇降枠体の左右を昇降シリンダで支持すると共
に、昇降垂直ガイドを昇降枠体の四隅に設け、前記昇降
シリンダが作動して昇降枠体を大きく上下に作動させる
構成としてもよい。

【００６８】また、上フレームを垂直方向に上昇下降す
る構成としては、上フレームの左右位置にラックを設
け、そのラックに噛合するピニオンを露光装置の側壁な
どに設け、かつ、上フレームの四隅にスライド軸受けを
介して昇降垂直ガイドを設ける構成とする。したがっ
て、前記ピニオンの作動により上フレームが昇降垂直ガ
イドに沿って昇降作動する構成とすることで、ワークか
ら上方に上フレームを大きく離間する構成とすることが
可能となる。なお、透光板などの必要位置に透過干渉膜
を備える構成とすると都合が良い。そして、露光装置
は、ワークが特にロールツウロールである場合、大量生
産する際に複数台連接して使用すると都合が良い。ま
た、透光板は、必要に応じてその厚みを変えて使用する
ことや、光学系にはコールドミラーを使用する構成とし
ても構わない。

【００６９】

【発明の効果】以上に述べたごとく本発明は次の優れた
効果を発揮する。露光装置は、載置台に真空吸着されるワークを透光
板が真空密着した状態で露光すると共に、透光板を保持
している上フレームは、透光板の側端面を押圧している
ため、透光板を加工することなく、かつ、迅速な交換作
業を可能とすると共に、精密な露光作業が可能となる。
また、第２減圧室に沿って真空吸引用の開口部を形成し
ているため、ワークおよび透光板が真空密着する際の歪
みの原因を最小限に抑えることができる。

【００７０】押圧装置は、対面位置から透光体の側
端面を点接触に近い当接部でかつ、制御された押圧力で
押圧しているため、透光体が温度上昇により膨張して
も、その膨張力を分散して固定することが可能で、か
つ、厳密な露光作業を可能とする。

【００７１】ワーク載置板を摩擦力が大きな部材を
介して載置台が保持しているため、ワーク載置板を的確
に固定することができる。また、載置台に別体としてワ
ーク載置板などを載置してワークを設置する構成として
いるため、上フレームおよび載置台の周縁に設けたメイ
ン真空吸着のためのシール部材および押圧制御部材が、
ワークの高さを加えた中心位置で当接できる構成とな
る。したがって、特にワクがロールツウロールである場
合にワークの破損原因を最小限に制御することができ
る。

【００７２】ワークを吸着保持するワーク載置板
は、切欠溝の交差した部分で中心側に多く吸引孔を形成
し、ワーク載置板の周縁に行くにしたがって吸引孔が少
なくなる構成としている。そのため、ワークのサイズに
かかわりなく、的確にワークを真空吸着して保持するこ
とを可能とする。

【００７３】ワークは所定の手順により露光される
ため、ワークに形成される所定パターンが的確に露光さ
れる。また、露光前に撮像手段により確認されるため、
位置合わせ精度は高く、精密な露光作業を可能とする。

【００７４】光源から照射される光線は、所定方向
に設置した平面反射鏡およびフライアイレンズにより光
線の照射角度が変わるため、ワークの上側に設けた反射
鏡の最下端の位置をその反射鏡の垂直軸線に対して所定
角度回転した方向にずらすことが可能となり、回動アー
ムを使用する際に、その回動アームの回動範囲を広げる
ことが可能となる。そのため、作業者にとって作業がし
易くなる。また、ワークに照射される平行光の照射分布
がワークの設置方向に沿って適切にできるため、適切な
露光作業が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の精密片面露光装置の全体の要部を一
部断面にして示す側面図である。

【図２】この発明の精密片面露光装置の全体の配置を示
す一部断面にした平面図である。

【図３】この発明の要部を示す一部を断面にした側面図
である。

【図４】この発明の回動アームおよび上フレームの背面
図である。

【図５】この発明の載置テーブルおよび載置台の平面図
である。

【図６】この発明の保持手段の要部を示す断面図であ
る。

【図７】この発明の位置決め制御の構成を示す原理図で
ある。

【図８】この発明の露光装置を応用した構成を示す一部
切り欠いた正面図である。

【図９】従来の露光装置の透光板の固定手段を示す断面
図である。

【符号の説明】

１精密片面露光装置２光源装置２ａ放電灯２ｂ反射鏡３光学系３ａ平面反射鏡３ｂフライアイレンズ３ｃ大反射鏡４透光板５保持手段６吸着機構７固定機構７ａ当接部７ｂ駆動部７ｃ制御部８上フレーム８ａ第１シール部材９載置台９ａ第１シール部材９ｂ第２シール部材９ｃ押圧制御部材１０作動手段１１撮像手段１２回動アーム１３回動支持部１４駆動機構１５空冷機構１５ａ吹付ノズル１５ｂ排気ダクト１５ｃ排気ファン１６位置決め手段１６ａ保持部１６ｂＸテーブル１６ｃＹテーブル１６ｄ θテーブル１６ｅＺ駆動部１７載置テーブル１９垂直ガイド１９ａガイドピン２０ガイド嵌合部２０ａ回転ローラ２１メイン真空吸着機構２４位置決め制御部２４ａ画像処理部２４ｂモータ駆動部２４ｃパルス発生制御部１５ｂ

フロントページの続き (72)発明者渡部國輝東京都調布市調布ケ丘３丁目34番１号株式会社オーク製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークを露光する露光装置であって、紫外
線を含む光線を照射する光源装置と、前記光源装置から
の光線を、ワークに平行光として照射する平面反射鏡や
フライアイレンズなどの光学系と、所定パターンが形成
された透光板と、前記透光板にワークを真空密着させる
メイン真空吸着機構と、前記透光板を着脱自在に保持手
段を介して保持する枠状の上フレームと、前記上フレー
ムを上下に作動させる作動手段と、前記透光板とワーク
の位置決めマークを撮像する撮像手段と、前記ワークを
載置する載置台と、前記載置台を水平方向の所定位置に
移動させる位置決め手段とを備え、前記載置台は、中央側に凸状に形成したワークの載置部
を備え、前記載置部は、ワークを真空吸着する吸引孔を
形成し、前記吸引孔に連通する第１減圧室を有し、前記
第１減圧室の回りに第２減圧室を設け、前記メイン真空
吸着機構の開口部を、前記第２減圧室に沿って設け、前記保持手段は、透光板を真空吸着する吸着機構と、前
記吸着機構で上フレームに吸着した透光板の固定機構と
からなり、前記固定機構は、透光板の側端面を押圧して
透光板を固定することを特徴とする精密片面露光装置。
【請求項２】前記載置部は、ワークを真空吸着する吸引
孔を備えるワーク載置板により形成される請求項１に記
載の精密片面露光装置。
【請求項３】前記ワーク載置板は、穿設穴を有する板状
の摩擦力が大きな部材を介して前記載置台に載置される
請求項２に記載の精密片面露光装置。
【請求項４】前記ワークを真空吸着する吸引孔は、ワー
ク当接面に設けた切欠溝の交差位置で、かつ、ワーク載
置板の中心から周縁に向かって分布を減少させて穿設し
た請求項１、２または３に記載の精密片面露光装置。
【請求項５】前記固定機構は、透光板の対面する辺の少
なくとも一方で上フレームに設けた押圧装置を有し、前
記押圧装置は、透光板の端面に当接する当接部と、前記
当接部を前後に駆動する駆動部と、前記駆動部を所定位
置で停止させる制御部とから構成される請求項１、２、
３または４に記載の精密片面露光装置。
【請求項６】前記光学系は、光源装置から照射された光
線を反射する平面反射鏡と、前記平面反射鏡から反射し
た光線を整光するフライアイレンズと、前記フライアイ
レンズから送られて来た光線をワークに平行光として反
射する反射鏡とから構成され、前記平面反射鏡は、一端側を回動軸として他端側を所定
角度立上ると共に、一側端を回動軸として他側端を所定
角度立ち上げ、かつ、垂直軸の回りを所定角度回転させ
て設置され、前記フライアイレンズは、前記平面反射鏡から反射され
る光中心軸線上に設置されると共に、前記光中心軸線の
回りを所定角度回転させ、かつ、光中心軸線から所定角
度傾斜させて設置される請求項１、２、３、４または５
に記載の精密片面露光装置。
【請求項７】ワークを載置台の載置位置に真空吸着して
載置する第１工程と、上フレームを降下し、上フレーム
で保持および固定している透光板を、前記ワークの露光
面に当接させると共に、真空吸引してワークと透光板を
真空密着させる第２工程と、前記透光体およびワークの
位置決めマークを撮像手段により撮像し、前記ワークと
透光板の位置決めマークの位置を確認する第３工程と、
前記両位置決めマークが整合していない場合は、真空密
着を解除すると共に、上フレームを上昇させることで透
光板とワークを離間させ、載置台を水平方向の所定位置
に移動させ位置決めする工程、および、第２工程を行う
第４工程と、前記第３工程で位置決めマークが整合して
いる場合と、前記第４工程を行った後、前記ワークに平
行光を照射する第５工程とからなるワークの露光方法。