JPH09281713A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上マスクの交換作業を軽減できる露光装置を
提供する。 【解決手段】 露光装置はローダ１、露光部２およびア
ンローダ３から構成される。露光部２は、上マスク１１
を保持する上焼枠１３および下マスク１５を保持する下
焼枠１７を有し、上下焼枠１３、１７に挟まれた被露光
物を露光する。上焼枠１３は後方側部に設けられた軸受
１６を介して側板１９に取り付けられており、軸Ａを中
心に旋回する。上焼枠１３は軸受２１の軸Ｃを中心に旋
回用シリンダ２０に対して回動自在である。旋回用シリ
ンダ２０は軸受２２の軸Ｂを中心に側板１９に対して回
動自在である。旋回用シリンダ２０を駆動してそのロッ
ド２０ｂを押し出すと、上焼枠１３は軸Ａを中心に側板
１９に対して旋回する。上焼枠１３の荷重が大きく架か
る旋回角θｔ＝０°付近で大きな旋回力を得ることがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プリント基板、リードフレーム、
ブラウン管用シャドウマスクなど金属エッチング製品を
製造する際、露光装置が用いられる。

【０００３】この種の露光装置は、フォトレジストが塗
布された被露光物を搬入するローダ、搬入された被露光
物に対して上下から露光を行う露光部、および露光後の
被露光物を搬出するアンローダから構成される。

【０００４】露光部は上下１組の露光機構からなり、上
露光機構において表マスクパターンが描かれた上側のガ
ラスマスク（上マスク）を保持する上焼枠は上下方向
（Ｚ軸方向）に移動自在である。また、下露光機構にお
いて裏マスクパターンが描かれた下側のガラスマスク
（下マスク）を保持する下焼枠は水平方向（Ｘ軸、Ｙ
軸、θ軸方向）に移動自在である。

【０００５】このような露光装置では、ローダにより搬
送される被露光物を下マスクの上に載置し、その上に上
マスクを重ねてマスクパターンを被露光物に露光する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の露光装置では以下に掲げる問題があった。即ち、上
マスクを交換する場合、上焼枠全体を取り出さなければ
ならず、交換作業に手間がかかった。

【０００７】そこで、本発明は上マスクの交換作業を軽
減できる露光装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る露光装置は、上焼枠および
下焼枠にそれぞれ上マスクおよび下マスクを取り付け、
該上マスクと下マスクとの間に被露光物を介装し、前記
上マスクおよび下マスクの反被露光物側からそれぞれ露
光光を照射し、前記被露光物を露光する露光装置におい
て、前記上焼枠を旋回自在に支持する第１軸受を基台に
設け、該上焼枠の開口側に駆動用シリンダの一方を回動
自在に支持する第２軸受を設け、該駆動用シリンダの他
方を回動自在に支持する第３軸受を前記基台に設け、前
記駆動用シリンダの進退動作により前記上焼枠を開閉す
ることを特徴とする。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の露光装置の実施の形態に
ついて説明する。

【００１０】［装置の全体構成］図１は実施の形態にお
ける露光装置の全体構成を示す透視図である。また、本
明細書でのＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向及びθ方向を矢印で
示す。この露光装置は、被露光物を搬送するローダ１、
搬送された被露光物に対して上下からパターン露光を行
う露光部２、および露光後の被露光物を搬出するアンロ
ーダ３から構成されている。

【００１１】露光部２は上下１組の露光機構を有し、上
側のガラスマスク（上マスク）１１を保持する上焼枠１
３は上下方向（Ｚ軸方向）に移動自在である。図１は上
に持ち上げられた状態を示す。また、上焼枠１３には後
述する旋回機構が設けられており、上マスク１１をセッ
トする際に上焼枠１３を旋回させることができる。下側
のガラスマスク（下マスク）１５を保持する下焼枠１７
は水平面内（Ｘ軸、Ｙ軸、θ軸方向）に移動自在であ
る。上焼枠１３および下焼枠１７のそれぞれ上側および
下側には、上露光光源８および下露光光源９が設けられ
ている。上露光光源８は上焼枠１３の旋回動作に合わせ
て後退位置に移動自在であり、下露光光源９は手前後退
位置に移動自在である。図１では、上露光光源、下露光
光源とも実線が後退位置を、２点鎖線が露光を行う際の
位置を示している。

【００１２】また、下マスク１５の下方にはアライメン
ト用カメラ８５（図１６参照）がＸ軸、Ｙ軸方向に移動
自在に設けられ、上マスク１１の上方にはアライメント
用カメラ８５と対向する位置に照明用光源８８（図１６
参照）が設けられている。

【００１３】さらに、ローダ１およびアンローダ３はそ
れぞれ上下（Ｚ軸）方向かつ水平（Ｘ軸）方向に移動自
在なハンド１４４、１４５、１４６、１４７（図１７参
照）を有し、被露光物を持ち上げて露光部２に搬入した
りあるいは露光部２から被露光物を搬出する。

【００１４】このような両面密着式の露光装置では、被
露光物としてフォトレジストが塗布された金属製の薄い
シートが用いられ、上マスク１１と下マスク１５との間
に挟まれた状態でマスクパターンの露光が行われる。

【００１５】［露光部２の詳細構成］図２は露光部２の
上側露光機構を示す左側断面図である。図３は図２の露
光機構の要部を示す平面図である。図４は図３の矢印Ｘ
−Ｘ線方向から視た断面図である。図５は露光部２の下
側露光機構を示す平面図である。図６は図５の露光機構
の正面図である。

【００１６】露光部２の架台２ａにはステージ部２ｂが
設けられており、ステージ部２ｂ内には下焼枠１７を水
平面内には所定範囲内でＸ，Ｙ，θ方向にスライド可能
で、かつ上下方向の動きを拘束した状態で支持するベー
ス１７ａが架台２ａに取り付けられている。ベース１７
ａには下焼枠１７をＸ軸方向（図５で左右方向）および
θ軸方向に駆動する一対のＸ軸アクチュエータ１８ａ、
１８ｂ、および下焼枠１７をＹ軸方向（図５で上下方
向）に駆動するＹ軸アクチュエータ１８ｃが取り付けら
れている。各アクチュエータは、モータ、送りねじ等か
らなり、先端部分にモータの回転に伴い、軸方向に伸縮
する伸縮部を備えており、各アクチュエータ１８ａ，１
８ｂ，１８ｃの伸縮部は、それぞれ下焼枠１７に延設さ
れ、これと一体的に動く受け板１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ
に当接されている。また、各アクチュエータ１８ａ，１
８ｂ，１８ｃの伸縮部と受け板１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ
とが常に当接した状態を保つようにするため、ベース１
７ａには先端部分に伸縮部を備えた予圧用エアシリンダ
１８ｇ，１８ｈ，１８ｉが、下焼枠１７にはそれぞれの
伸縮部に当接される受け板１８ｊ，１８ｋ，１８ｌが、
設けられている。すなわち各エアシリンダ１８ｇ，１８
ｈ，１８ｉは、それぞれアクチュエータ１８ａ，１８
ｂ，１８ｃの伸縮部が伸びる方向と逆方向に予圧を加え
るように構成されている。一対のＸ軸アクチュエータ１
８ａ、１８ｂの先端の伸縮部が同方向に伸縮することに
より下焼枠１７はＸ軸方向に移動し、互いに反対方向に
駆動することにより下焼枠１７はθ軸方向（ＸＹ平面内
の回転）に回動する。そしてＹ軸アクチュエータ１８ｃ
の先端の伸縮部がＹ軸方向に伸縮することにより、下焼
枠１７はＹ軸方向に移動する。また、下焼枠１７の上に
は下マスク１５が載置されている。

【００１７】ベース１７ａの上方にはステージ部２ｂ内
を上下方向に摺動自在な側板１９が左右一対設けられて
おり、その内側には下焼枠１７と対向する上焼枠１３が
設けられている。ステージ部２ｂの外枠を構成するＺ軸
フレームには、上焼枠を上下方向（Ｚ軸方向）に位置決
めするＺ軸駆動機構が設けられている。これは、Ｚ軸フ
レーム背面に設けられたＺ軸駆動モータ４の駆動力をカ
ップリング、２〜３枚のかさ歯車を組み合わせたギャボ
ックス、シャフトからなる動力伝達機構を経由し、Ｚ軸
フレームに垂直に支持された左右各２本のボールねじの
ねじ軸に同時に伝える。これらのうち、左側の２本のボ
ールねじのナットは左側の側板１９に、右側の２本のボ
ールねじは右側の側板１９にそれぞれ固定されている。
また、Ｚ軸フレームには左右各２本ずつの直動案内のレ
ールが、垂直に固定され、これらに組み合わされる直動
案内のベアリングが左右の側板１９に固定されている。
従って、Ｚ軸駆動モータの回転に伴い、左右の側板１９
が同時に直動案内に案内されながら上下方向に駆動さ
れ、結果として左右の側板１９に支持された上焼枠１３
が水平状態を保ったまま上下に移動することになる。ま
た、ステージ部２ｂには左右一対のエアシリンダ１４が
設けられており、その伸縮するロッドの先端部は部材を
介し、側板に固定されており、上焼枠１３を側板１９と
共にＺ軸方向に移動する。エアシリンダ１４は不図示の
空圧回路に接続され、上焼枠、側板等の上下移動する部
分の重量をキャンセルするためのカウンターバランスと
して機能する。

【００１８】上焼枠１３を複数の板バネを介して保持す
る上焼枠保持部１３ａは後方側部に設けられた左右一対
の軸受１６を介して側板１９に取り付られており、上焼
枠１３（および上焼保持部１３ａ）は軸受１６の軸Ａを
中心に旋回する。上焼枠保持部１３ａの開口位置および
閉口位置にはショックアブソーバ１０ａ、１０ｂが設け
られており、上焼枠１３の旋回時の衝撃を吸収する。

【００１９】図７は上焼枠保持部１３ａおよび側板１９
の取付構造の一部を示す断面図である。上焼枠保持部１
３ａに固定された左右一対の軸受２１には旋回用シリン
ダ２０の本体に固定された先端リング状のシャフト２１
ａが取り付けられており、上焼枠１３は軸受２１の軸Ｃ
を中心に旋回用シリンダ２０に対して回動自在である。

【００２０】旋回用シリンダ２０のロッド２０ｂ先端部
には左右一対の軸受２２が取り付けられており、そのシ
ャフト２２ａのフランジ部２２ｃは側板１９に固定され
ている。したがって、旋回用シリンダ２０は軸受２２の
軸Ｂを中心に側板１９に対して回動自在である。

【００２１】旋回用シリンダ２０を駆動してそのロッド
２０ｂを押し出すと、ロッド２０ｂは側板１９に対して
軸Ｂを中心に、旋回用シリンダ２０の本体は上焼枠１３
に対して軸Ｃを中心に回動しながら上焼枠１３（および
上焼枠保持部１３ａ）は軸Ａを中心に側板１９に対して
旋回する。

【００２２】［軸Ａ、Ｂ、Ｃの幾何学的考察］つぎに、
軸Ａ、軸Ｂ、軸Ｃの幾何学的位置関係について考察す
る。図８は軸Ａ、軸Ｂ、軸Ｃの幾何学的位置関係を示す
説明図である。ここで、ＡＢ間の距離、つまり上焼枠１
３の旋回中心から旋回用シリンダ２０の支点（Ｂ点）ま
での距離をｌとする。また、ＡＣ間の距離、つまり上焼
枠１３の旋回半径をｒとする。さらに、水平面から旋回
用シリンダの支点（Ｂ点）までの距離をｈとする。

【００２３】また、上焼枠１３の旋回角をθｔとし、水
平面から旋回用シリンダ２０の支点（Ｂ点）の角度をθ
ｄとする。さらに、上焼枠１３の任意の旋回点Ｃにおけ
る法線力Ｎと旋回用シリンダ２０の駆動力Ｆとのなす角
をαとする。また、Ｃ点において上焼枠１３を旋回させ
る力、つまり接線力をＴとする。

【００２４】角度α、接線力Ｔおよび法線力Ｎは数式１
に示す関係にある。

【００２５】

【数１】Ｔ＝Ｆｓｉｎα Ｎ＝Ｆｃｏｓα Ｔ／Ｎ＝ｔａｎα 数式１は、ｔａｎαが大きい程、上焼枠１３の旋回モー
メントが大きくなり、小さな駆動力Ｆで大きな旋回力を
効率良く引き出せることを意味する。

【００２６】つぎに、旋回半径ｒと距離ｌとの比Ｒ（＝
ｒ／ｌ）および距離ｈの符号を変更した種々の場合につ
いて考察する。 （ａ）Ｒ≦１、ｈ＜０の場合、θｔ＝０°付近で接線力
Ｔが大きい。 （ｂ）Ｒ≦１、ｈ≧０の場合、０≦θｔ≦θｄで引力、
θｄ≦θｔで推力となるので、旋回用シリンダの切替制
御が困難である。また、θｔ＝θｄのときは旋回用シリ
ンダの駆動力Ｆは全て法線力Ｎとなって接線力Ｔは０と
なる。 （ｃ）Ｒ＞１、ｈ≦０の場合、θｔ＝０°付近で接線力
Ｔが小さい。 （ｄ）Ｒ＞１、ｈ＞０の場合、０≦θｔ≦θｄで引力、
θｄ≦θｔで推力となるので、旋回用シリンダの切替制
御が困難である。

【００２７】上記（ａ）の場合、つまり図８に示すよう
にｌ≧ｒ（Ｒ≦１）、ｈ＜０の場合、上焼枠１３の荷重
が大きく架かる旋回角θｔ＝０°付近で接線力Ｔを大き
くでき、かつ旋回用シリンダ２０の推力または引力を旋
回途中で切り替えずに制御できるので、望ましい幾何学
的位置関係である。したがって、上記（ａ）の場合、θ
ｔ＝０°付近でｔａｎα≧｜１｜であると、旋回用シリ
ンダ２０の駆動力Ｆに対して接線力Ｔを有効に得ること
ができる。但し、θｔ＝θｄのときは旋回用シリンダ２
０の駆動力Ｆは全て法線力Ｎとなって接線力Ｔは０とな
ってしまうが、距離ｈを大きく設定すればθｔ＝０°付
近で接線力Ｔが小さくなってしまうことはない。

【００２８】また、上焼枠１３は旋回角θｔ＝０°〜１
２０°の範囲で旋回できることが望ましい。これは、最
大旋回角θｒを９０°に設定すると上焼枠１３が前面に
倒れる易くなる一方、大きな値に設定すると上焼枠１３
を展開させたときに上マスク１１の取付位置が作業者か
ら離れて作業性が低下するからである。

【００２９】つぎに、上記（ａ）の幾何学的位置関係に
おいて、旋回角θｔ＝０°〜１２０°、θｔ＝０°でｔ
ａｎα≧｜１｜の条件を満たす場合について考察する。
ここで、ｔａｎα（＝Ｔ／Ｎ）は数式２のように表すこ
とができる。

【００３０】

【数２】ｔａｎα＝ｃｏｓ（τ−θ）／［Ｒ−ｓｉｎ
（τ−θ）］ 但し、ｃｏｓτ＝ｈ／ｌ、Ｒ＝ｒ／ｌである。

【００３１】ｔａｎα≧｜１｜の条件を満たす場合、Ｋ
１＝１／２・ｓｉｎ^-1（Ｒ²−１）、Ｋ２＝τｍａｘ＝
π／２＋Ｋ１とすると、Ｋ１≦θｔ≦Ｋ２の範囲でｔａ
ｎα≧｜１｜となる。０≦Ｒ≦１の範囲でＲの値に応じ
たＫ１およびＫ２の値を表１に示す。これにより、ｔａ
ｎα≧｜１｜となる旋回角θｔの範囲が分かる。

【００３２】

【表１】 つぎに、最大旋回角θｒでｔａｎα≧０．４になる場合
のＲの値について考察する。表２は最大旋回角θｒおよ
びＲの値に応じたｔａｎαの値を示す。

【００３３】

【表２】 表２により、最大旋回角θｒでｔａｎα≧０．４、０．
５となる場合は表３に示す通りである。

【００３４】

【表３】 したがって、最大旋回角θｒ＝１２０°とした場合、ｔ
ａｎα≧０．５となるＲの下限値は０．７であり、ｔａ
ｎα≧０．４となるＲの下限値は約０．４である。ま
た、最大旋回角θｒ＝１１０°とした場合、ｔａｎα≧
０．５となるＲの下限値は０．１であり、ｔａｎα≧
０．４となるＲの下限値は０である。

【００３５】したがって、最大旋回角θｒを１２０°と
する場合、ｔａｎα≧０．４として０．４≦Ｒ＜１．０
に設定することができる。また、最大旋回角θｒを１１
０°とする場合、ｔａｎα≧０．５として０．１≦Ｒ＜
１．０に設定することができ、設計の幅を広げることが
できる。

【００３６】尚、最大旋回角θｒが１２０°を越える
と、作業者から上焼枠１３の作業位置が遠くなりやや作
業性が低下するので、より好ましくは最大旋回角θｒを
１１０°として作業性を損ねない範囲で設定することが
望ましい。

【００３７】つぎに、旋回用シリンダ２０の支点（Ｂ
点）の位置について考察する。表４は最大旋回角θｒ＝
１２０°でｔａｎα＝０．４の場合、最大旋回角θｒ＝
１１０°でｔａｎα＝０．５の場合における距離ｈを示
す。

【００３８】

【表４】 したがって、θｒ＝１２０°でｔａｎα＝０．４の場
合、｜ｈ｜≦０．４７９ｌ、θｒ＝１１０°でｔａｎα
＝０．５の場合、｜ｈ｜≦０．６５ｌであるので、θｒ
＝１２０°の場合、６１．４°≦τｍａｘ＜９０°、θ
ｒ＝１１０°の場合、４９．０°≦τｍａｘ＜９０°と
なる。したがって、旋回用シリンダ２０の支点（Ｂ点）
の位置をこの範囲で設定すればよい。

【００３９】このように、本実施の形態における露光部
２では、上焼枠１３の荷重が大きく架かる旋回角θｔ＝
０°付近で有効に大きな旋回力を得ることができる。ま
た、旋回用シリンダ２０の推力あるいは引力を旋回途中
で切り替えることなく容易に制御できる。しかも、小さ
な推力あるいは引力で大きな旋回力を得ることができる
ので、旋回用シリンダ２０の径を小さくして小型化でき
る。また、上焼枠１３の旋回側に旋回用シリンダ２０を
設けたので、水平方向の省スペースを図ることができ
る。

【００４０】［上下焼枠の取付構造］図９は上焼枠１３
および下焼枠１７の構造を示す説明図である。図１０は
図９の矢印Ｙ−Ｙ線に沿って上焼枠１３および下焼枠１
７の取付構造を示す断面図である。

【００４１】上焼枠１３および下焼枠１７には、それぞ
れ露光光を通過させるための長方形の開口部２３、２７
が形成されている。開口部２３、２７の周囲には、それ
ぞれ上マスク１１、下マスク１５を固定するコマ４２、
４４が６箇所に設けられている。また、開口部２３、２
７の周囲にはそれぞれ上マスク１１と下マスク１５との
間に被露光物を挟持した状態で密着状態に保持する内側
パッキン２４、２６が設けられている。さらに、内側パ
ッキン２４、２６の外側周囲には、それぞれ楕円状のマ
スク固定用パッキン３１、３３が８箇所に設けられてい
る。

【００４２】各マスク固定用パッキン３１、３３の内側
の上下焼枠１３、１７には不図示の真空ポンプ、バルブ
等からなる空圧回路に連通される吸引用の孔３７、３８
が形成されており、上マスク１１、下マスク１５をマス
ク固定用パッキン３１、３３に密着させた状態で孔３
７、３８から吸引してその内部を負圧にすることにより
上マスク１１および下マスク１５はそれぞれ上焼枠１３
および下焼枠１７に固定される。

【００４３】また、上焼枠１３の外側周囲には外側パッ
キン３５が設けられており、閉じたときに下焼枠１７と
の間を密着状態にする。下焼枠１７の外側パッキン３５
に対向する位置より内側には不図示の、真空ポンプ、バ
ルブ等からなる空圧回路に連通される孔３９が形成され
ており、上焼枠１３と下焼枠１７を閉じた状態で孔３９
から吸引してその内部を負圧にすることにより上焼枠１
３および下焼枠１７の間に被露光物を挟んだ状態で密着
状態にする。

【００４４】上マスク１１および下マスク１５を交換す
る場合について説明する。まず、孔３９を通じてその内
部を大気に開放し、Ｚ軸駆動用シリンダ１４により上焼
枠１３を上方に移動してから旋回用シリンダ２０により
上焼枠１３を最大旋回角（例えば、１１０°）まで旋回
させて開放状態とする。つづいて、コマ４２、４４を外
し、孔３７、３８を通じてマスク固定用パッキン３１、
３３の内側を大気に開放し、上マスク１１、下マスク１
５の密着状態を緩める。この後、上マスク１１、下マス
ク１５を交換する。

【００４５】このように、上焼枠１３を９０°以上に旋
回させた状態で上マスク１１を脱着するので、作業者は
容易に上マスク１１を交換できる。また、マスク固定用
パッキン３１の内側を負圧にして上マスク１１を上焼枠
１３に固定するので、旋回動作によって上焼枠１３から
上マスク１１がずれることなく位置決めできる。また、
上マスク１１および下マスク１５の大きさを揃えること
ができ、マスク素材を共用できる。

【００４６】図１１は他の上下焼枠の構成を示す説明図
である。図１２は上下焼枠の取付状態を示す断面図であ
る。上焼枠５３の開口部６３は下焼枠５７の開口部６７
に較べて大きく形成されており、下焼枠５７の開口部６
７の周囲に形成された段部５７ａに重ね合わされて上焼
枠５３が取り付けられる。段部５７ａの面には内側パッ
キン６６、コマ７４、マスク固定用パッキン７３、孔７
８が設けられている。また、上焼枠５３の外側パッキン
７５と対向する下段５７ｂの面の内側には、孔７９が形
成されている。さらに、上焼枠５３には上マスク保持用
パッキン７７、上マスク保持用外側パッキン８０が設け
られている。上焼枠５３には孔８２が形成されており、
この孔８２を通じて上マスク保持用パッキン７７の内側
を吸引する。

【００４７】図１３は下焼枠５７に上焼枠５３を重ね合
わせた状態を示す説明図である。下焼枠５７に上焼枠５
３を重ね合わせた状態で、上下マスク５１、５５を取り
外す場合、まず上マスク５１を外してからその後に下マ
スク５５を外す。取り付けるときはその逆の手順で先に
下マスク５５を取り付けてから上マスク５１を取り付け
る。このように、下焼枠５７に上焼枠５３を重ね合わせ
た状態のまま、作業者は下マスク５５および上マスク５
１を交換することができる。また、上マスク５１の下面
が上焼枠５３によって支持されるので、上焼枠５３を持
ち上げた状態で上マスク保持用パッキン７７内側の真空
が破れても上マスク５１が落下することはない。

【００４８】尚、Ｚ軸駆動用シリンダ１４により上焼枠
５３を上方に移動させた状態で交換してもよく、この場
合、被露光物を搬出した後、即座に交換作業に入ること
ができる。また、旋回用シリンダ２０により上焼枠５３
を所定角度（例えば、９０°未満）まで旋回させてから
交換作業に入ってもよく、この場合、手前の作業空間を
広くとることができる。

【００４９】図１４は他の焼枠の構成を示す説明図であ
る。これは、例えば試作などの場合でガラスマスクの代
わりにパターンフィルムを用いて両面露光する場合、撓
み易いパターンフィルムをガラスマスクと同様の手順で
露光できるようにするものであり、上焼枠、下焼枠とも
同様の構成である。ガラス製のパターンフィルム固定治
具８２が組み込まれる焼枠８３の面には、吸着パッド８
３ａ〜８３ｈが不図示の真空ポンプ、バルブ等からなる
空圧回路に接続されて複数設けられており、吸着パッド
８３ａ〜８３ｈはそれぞれ独立に吸着可能である。ま
た、図１４におけるパターンフィルム固定治具８２の上
面（すなわちパターンフィルムが載せられる側の面）に
は溝状の吸着パッド８２ａが設けられ、さらにその溝内
の８ケ所には吸着パッド８３ａ，８３ｄ，８３ｅ，およ
び８３ｈの内側に通じる貫通孔８２ｂが形成されてい
る。パターンフィルム８１を焼枠８３に固定する場合、
まず、パターンフィルム固定治具８２を焼枠８３の内側
に嵌め込み、その上にパターンフィルム８１を載せる。
吸着パッド８３ｂ、８３ｃ、８３ｆ、８３ｇの内側を吸
引することにより、焼枠８３に対し、パターンフィルム
固定治具８２を密着し、固定することができる。この状
態で、さらに８３ａ，８３ｄ，８３ｅ，８３ｈの内側を
吸引することにより、貫通孔８２ｂを通じてパターンフ
ィルム８１をパターンフィルム固定治具８２の吸着パッ
ド８２ａに密着させると同時にパターンフィルム固定治
具８２を焼枠８３に密着させて固定する。図１５はパタ
ーンフィルム固定治具８２を焼枠８３に重ね合わせた状
態を示す平面図である。

【００５０】このように、パターンフィルム固定治具８
２を用いることにより撓みやすいパターンフィルム８１
をずれることなく焼枠８３に固定でき、ガラスマスクと
同様に露光部２で両面露光を行うことができる。したが
って、従来、人手によりパターンフィルムを被露光物の
両面に貼り合わせていた作業を省くことができる。

【００５１】なお、この場合、パターンフィルム８２と
組み合わされる焼枠は図３等の上焼枠１３、図５等の下
焼枠１７、あるいは図１１等の上焼枠５３、下焼枠５７
としてもよいことはもちろんである。

【００５２】［アライメント用カメラ］図１６はアライ
メント用カメラ（ＣＣＤカメラ）の配置を示す説明図で
ある。前述したように、下マスク１５の下方には一対の
アライメント用カメラ８５が設けられている。一対のア
ライメント用カメラ８５はそれぞれモータと送りねじを
中心に構成されるＸ軸アクチュエータ８６、Ｙ軸アクチ
ュエータ８７およびＺ軸アクチュエータにより位置決め
される。また、上マスク１１の上方にはアライメント用
カメラ８５と対向する位置に一対の照明用光源８８が設
けられている。

【００５３】アライメント用カメラ８５をＸ軸、Ｙ軸ア
クチュエータ８６、８７によりＸ軸、Ｙ軸方向に移動さ
せることにより、上下マスク１１、１５に描かれた後述
するアライメントマークにアライメント用カメラ８５を
位置合わせすることができる。なお、Ｚ軸アクチュエー
タはアライメント用カメラ８５のピント合わせ用であ
る。

【００５４】［ローダ、アンローダの機構］図１７はロ
ーダ１およびアンローダ３の構成を模式的に示す説明図
である。搬入用のローダ１および搬出用のアンローダ３
は、露光部２に向けて水平方向に移動自在なスライドベ
ース１４１、１４２、スライドベース１４１、１４２の
下方に取り付けられＺ軸方向に移動自在な一対のハンド
１４４、１４５、１４６、１４７、および被露光物およ
び層間紙を積載する載置台１４８、１４９、１５０Ａ、
１５０Ｂからなる。

【００５５】最初の状態では載置台１４８には露光前の
被露光物と層間紙が交互に重ねられて載置され、１５０
Ａには露光後の被露光物同士の間に挿入される層間紙が
重ねられて載置されている。被露光物にはレジストが塗
布されていることもあり、表面に傷がつきやすいため、
その表面保護のために層間紙が用いられ、被露光物同士
の間に挿入される。１４９はローダ側で用済みになった
層間紙を載置するためのものであり、１５０Ｂは、露光
済の被露光物と層間紙とが交互に積み重ねられるための
ものである。

【００５６】スライドベース１４１、１４２は直動案内
１５１、１５２により支持され、サーボモータ１５４、
１５５により駆動されるボールねじ１５７、１５８にし
たがってＸ軸方向に移動自在である。ハンド１４４、１
４５、１４６、１４７はシリンダ１６１、１６２、１６
３Ａ、１６３Ｂを介してスライドベース１４１、１４２
に取り付けられており、シリンダ１６１、１６２、１６
３Ａ、１６３Ｂを駆動することにより上下（Ｚ軸）方向
に移動自在である。一対のハンド１４４、１４５および
１４６、１４７は被露光物用と層間紙用とに別れてお
り、ハンドがローダ側、アンローダ側に１つずつしかな
い場合と比べ工程を低減でき、能率が上がる。その下方
には複数の吸着パッド１６４、１６５、１６６Ａ、１６
６Ｂおよび押し棒１６７、１６８、１６９、１７０が取
り付けられている。一部の吸着パッド１６４、１６５、
１６６Ａ、１６６Ｂおよび押し棒１６７、１６８、１６
９、１７０はシリンダ１７１、１７２、１７３、１７
４、１７５、１７６、１７７、１７８を介してハンド１
４４、１４５、１４６、１４７に取り付けられており、
シリンダ１７１、１７２、１７３、１７４、１７５、１
７６、１７７、１７８を駆動することにより上下（Ｚ
軸）方向に移動自在である。

【００５７】一対の載置台１４８、１４９および１５０
Ａ、１５０Ｂは、それぞれサーボモータ１８１、１８
２、１８５、１８６により駆動されるボールねじ１８
３、１８４、１８７、１８８により軸支されている。ま
た、載置台１４８、１４９、１５０Ａ、１５０Ｂの高さ
はセンサ１８９、１９０によって制御される。センサ１
８９、１９０として光学式センサや機械式のリミットス
イッチなどが用いられる。また、載置台１４８、１５０
Ａの側方には静電除去したエアを吹きつけるエアブロー
１９１、１９２が設けられている。

【００５８】図１８はハンドに取り付けられる吸着パッ
ドの配置の例を示す説明図である。同図（Ａ）ではハン
ド１４４、１４５、１４６、１４７の周囲８箇所に吸着
パッド１６４、１６５、１６６Ａ、１６６Ｂが取り付け
られ、そのうち右上および右下の吸着パッド１６４、１
６５（図中、黒丸）にはシリンダ１７１、１７２、１７
５、１７６が取り付けられている。同様に、同図（Ｂ）
では４箇所に、同図（Ｃ）および同図（Ｄ）では１２箇
所に吸着パッド１６４、１６５、１６６Ａ、１６６Ｂが
取り付けられており、そのうち黒丸印で示したものには
シリンダ１７１，１７２，１７５，１７６が取り付けら
れている。同図（Ｄ）に較べて同図（Ｃ）ではシリンダ
１７１、１７２、１７５、１７６付きの吸着パッド１６
４、１６５、１６６Ａ、１６６Ｂが４箇所に設けられて
おり、脱着に際して被露光物が折れ曲がってしまう危険
性を少なくすることができる。このように、被露光物の
サイズ等に応じ、適宜、吸着パッドおよびシリンダ１７
１，１７２，１７５，１７６のレイアウトの仕方を選択
する。

【００５９】上記構成を有するローダ１およびアンロー
ダ３は以下の手順で被露光物を搬送する。予め載置台１
４８に層間紙が介装された被露光物を載置し、センサ１
８９により被露光物を所定の高さに揃えておく。サーボ
モータ１５４により駆動されるボールねじ１５７にした
がってスライドベース１４１は露光部２側に水平移動す
る。左側のハンド１４４が載置台１４８の上に来ると、
ハンド１４４を下降し、吸着パッド１６４およひ押し棒
１６７を被露光物に突き当てる。この状態でシリンダ１
７１により右側方の吸着パッド１６４を持ち上げてまず
被露光物の端部をめくるような状態にし、エアブロー１
９１により静電気を除去する。この後、被露光物全体を
持ち上げて（この時、同時にシリンダ１７１はもとにも
どす）露光部２に搬入する。そして下マスク１５の真上
に被露光物を位置させた状態でハンド１４４を下降し、
押し棒１６７を突き当て、吸着パッド１６４の吸引を解
除し、ハンド１４４を持ち上げる。これと並行して、同
様の要領でハンド１４５の吸着パッド１６５により層間
紙を持ち上げて載置台１４９の上に載置する。すなわ
ち、ハンド１４４による載置台１４８からの被露光物の
持上げと同時にハンド１４５による層間紙の載置台１４
９への載置が、ハンド１４４による被露光物の下マスク
１５上への載置と同時にハンド１４５による層間紙の載
置台１４８からの持上げが、それぞれ行われる。このた
め、ハンド１４４と１４５の中心間距離、載置台１４９
と１４８の中心間距離、および載置台１４８と露光部２
の中心間距離は等しく設定されている。

【００６０】露光部２で露光が行われた後、被露光物を
搬出する場合、同様の手順でハンド１４７の吸着パッド
１６６Ｂにより被露光物を持ち上げて搬出用の載置台１
５０Ｂの上に来ると、ハンド１４７を下降して被露光物
を載置する。このとき、押し棒１７０を下げて被露光物
を押さえ付けた状態で吸着パッド１７６を被露光物から
離し、続いて押し棒１７０を引き上げる。この後、載置
台１５０Ａに置かれている層間紙を同様の手順で運んで
被露光物の上に置く。ローダの場合と同様、ハンド１４
６による層間紙の載置台１５０Ａから１５０Ｂへの移載
も並行して行われる。

【００６１】このように、被露光物や層間紙を吸着パッ
ドで持ち上げる場合あるいは搬送した被露光物や層間紙
を吸着パッドから離す場合、押し棒１６７、１６８、１
６９、１７０で予め被露光物や層間紙を押さえておくこ
とにより被露光物の位置がずれてしまうことを防ぐこと
ができる。

【００６２】さらに、シリンダ１７１（１７２，１７
５，１７６）により、まず被露光物（又は層間紙）の端
部を少し持ち上げてから、１６１（１６２，１６３Ａ，
１６３Ｂ）により全体を上げるという手順を踏むことに
より、確実に１枚ずつ搬送することができる。さらにエ
アブローを搬送する被露光物（又は層間紙）の下面に吹
きつけることにより、さらに確実に行われる。

【００６３】上記実施の態様では、ハンドのＸ軸方向の
移動にはモータと送りねじの組合せを用いていたが、代
わりにロッドレスシリンダを用いた例の要部を図２６に
示す。但し、シリンダ１６１，１６２，１６３Ａ，１６
３Ｂから下の構成は先述と同様なので省略する。この例
では、ロッドレスシリンダを２段重ねにし、Ｘ軸方向の
省スペースを図っている。

【００６４】［制御部の構成］露光装置の動作全体を制
御する制御部の構成について説明する。図１９は制御部
の構成を示すブロック図である。制御部９１はシーケン
サ９２を中心に構成されており、シーケンサ９２にはＣ
ＰＵ９３、入出力ユニット９４、モータコントローラ９
５などが組み込まれている。ＣＰＵ９３には操作部のタ
ッチパネル９７などが接続されている。入出力ユニット
９４にはアライメント用カメラ８５、露光光源８、９、
空圧バルブ、各種センサなどが接続されている。モータ
コントローラ９５にはＸ軸およびＹ軸駆動用モータ１８
ａ、１８ｂ、１８ｃが接続されている。

【００６５】［露光動作］上記構成を有する露光装置の
露光動作について説明する。図２０は制御部によって実
行される露光動作の処理手順を示すフローチャートであ
る。露光動作の開始に際して、作業者は予め上マスク１
１および下マスク１５をそれぞれ上焼枠１３および下焼
枠１７にセットし、上焼枠１３を手前に旋回させてから
下降して下焼枠１７と重ね合わせる準備作業を行う。さ
らに、上焼枠１３および下焼枠１７に描かれたアライメ
ントマークを利用し、下焼枠１７をＸ軸方向、Ｙ軸方向
に移動させて上マスク１１および下マスク１５の粗い位
置決め作業を行う。この作業者による位置決め作業につ
いて説明する。

【００６６】図２１は上マスク１１および下マスク１５
に描かれたアライメントマークを示す説明図である。上
マスク１１の両側には内円を除き黒塗りの四角形の上ア
ライメントマーク１０１が描かれている。また、下マス
ク１５には黒丸の下アライメントマーク１０２が描かれ
ている。上マスク１１を下マスク１５に重ね合わせた状
態で、作業者はアライメント用カメラ８５で撮影される
撮影範囲を示す基準枠１０３を下アライメントマーク１
０２の中心に合わせるように操作部のタッチパネル９７
を操作してカメラ位置調整用の前記Ｘ軸、Ｙ軸アクチュ
エータ８６，８７により下焼枠１７をＸ軸、Ｙ軸方向に
移動させる。

【００６７】このような上マスクと下マスクの位置合わ
せの作業はカメラの視野内にアライメントマークがある
ことが前提であるが、最初の状態では必ずしもカメラの
視野内にあるとは限らない。ここでは、そのような場合
でも容易にアライメントマークの中心位置を見つけ出す
ことのできるガイドパターンを有するアライメントマー
クの例を示す。

【００６８】図２２は他の下アライメントマークに基準
枠を合わせる様子を示す説明図である。この下アライメ
ントマーク１１１は、四角形の枠１１１ｃの内側の４箇
所に突起部１１１ａを有するガイドパターンと、該ガイ
ドパターンの中心に位置し、後述のステップＳ７のアラ
イメント動作で使用する中心部１１１ｂとからなる。突
起部１１１ａが示す方向に中心部１１１ｂを有する。ア
ライメント用カメラ８５の視野１１３を中心部１１１ｂ
に合わせるためにはカメラの視野１１３を前記Ｘ軸、Ｙ
軸アクチュエータ８６，８７により上下左右に移動さ
せ、モニタ画面に突起部１１１ａが映し出されたときに
その示す方向にカメラの視野１１３を移動させることに
よりカメラの視野１１３を下アライメントマーク１１１
の中心部１１１ｂに導くことができる。これにより、ア
ライメントマークの走査時間を短縮できる。

【００６９】図２３は他の下アライメントマークの形状
を示す説明図である。この下アライメントマーク１２１
は上記下アライメントマーク１１１と同じマークの周囲
に突起部１２１ａを有する四角形の枠１２１ｃが描かれ
た形状を有する。これにより、アライメント用カメラ８
５のカメラの視野１１３が下アライメントマーク１２１
の中心から大きくずれた場合にもカメラの視野１１３を
その中心部のある方向に導くことができ、アライメント
マークの走査時間を短縮できる。

【００７０】図２４は他の下アライメントマークの形状
を示す説明図である。下アライメントマーク１３１は破
線で描かれた四角形の枠１３１ｃを有し、破線の各要素
１３１ｄの長さは中心に向かうにしたがって短くなるよ
うに設定されている。したがって、作業者は破線の各要
素１３１ｄの長さが短くなる方向にカメラの視野を移動
させることにより容易に中心部を見つけることができ
る。

【００７１】上記準備作業を終えると、以降は自動運転
による露光動作を開始する。まず、ローダ１により被露
光物を露光部２に搬送する（ステップＳ１）。被露光物
が下マスク１５の上にセットされると、上焼枠１３を旋
回用シリンダ２０により旋回させてから下降して下焼枠
１７と重ね合わせる（ステップＳ２）。空圧バルブによ
り吸引を行い、上焼枠１３を下焼枠１７に密着させる
（ステップＳ３）。

【００７２】この状態でアライメントが正常であるかを
確認する（ステップＳ４）。つまり、上マスクの位置を
基準とし、これに対して、下マスクがずれていないかを
確認する。このアライメントの確認について詳述する。
図２５はアライメントの確認動作を示す説明図である。
まず、基準枠１０３の内側にある下アライメントマーク
１０２（あるいは１１１ｂ，１２１ｂ，または１３１
ｂ）をマスクした状態（すなわち基準枠１０３の内側の
すべての画素が白（すなわちオン状態）とみなすよう演
算処理する）で上アライメントマーク１０１の内円の重
心を計算してその中心位置を求める。つぎに、基準枠１
０３の外側にある上アライメントマーク１０１をマスク
した状態（すなわち基準枠１０３の外側のすべての画素
を白とみなすよう演算処理する）で下アライメントマー
ク１０２の黒丸の重心を計算してその中心位置を求める
（同図（Ａ）参照）。同様に上下マスク１１、１５の他
方の側にある上下アライメントマーク１０１、１０２に
ついてもその中心位置を求める。このようにして求めた
２組の上下アライメントマークの重心位置の情報に基づ
き、上下アライメントマーク１０１、１０２の中心位置
が一致していれば、すなわち、予め設定された許容され
る誤差内に入っていれば、Ｘ軸、Ｙ軸方向にずれがない
と判断される。

【００７３】上記アライメントの確認動作でずれている
と判断された場合、一旦、真空を破壊して（ステップＳ
５）上焼枠１３を少しだけ上昇させる（ステップＳ
６）。上焼枠１３を上昇させた状態で、Ｘ軸、Ｙ軸アク
チュエータ１８ａ、１８ｂ、１８ｃを駆動して下焼枠１
７のＸ軸、Ｙ軸あるいはθ軸方向のアライメントを行う
（ステップＳ７）。

【００７４】尚、露光動作を連続して行っていると、上
焼枠１３の熱変位や機械的なマスクずれにより上アライ
メントマーク１０１が基準枠１０３からずれてくること
がある。基準枠１０３にかからない範囲で上アライメン
トマーク１０１がずれる分には問題がないが、ずれが大
きく基準枠１０３から外れてしまう場合、上記アライメ
ントのための重心計算が正しくできなくなってしまう。
そこで、本実施の形態では基準枠１０３と上アライメン
トマーク１０１のずれを重心計算により求め、そのずれ
量だけアライメント用カメラ８５を移動させることによ
り基準枠１０３を上アライメントマーク１０１の中心に
位置決めする制御を行う。即ち、基準枠１０３の重心か
らその中心位置を求め、上アライメントマーク１０１の
内円の重心からその中心位置を求め（同図（Ｂ）参
照）、そのずれ量だけＸ軸、Ｙ軸アクチュエータ８６、
８７によりアライメント用カメラ８５を移動させる。こ
れにより、基準枠１０３から上アライメントマーク１０
１が外れてしまうことを防止できる。この操作は、例え
ば、前記ステップＳ４の最初に行うようにする。

【００７５】ステップＳ７におけるアライメント動作を
終えると、上焼枠１１を下降させ（ステップＳ８）、前
述のステップＳ３に戻って上焼枠１１を下焼枠１３に密
着させる。アライメントの確認ができた段階で露光を行
う（ステップＳ９）。

【００７６】露光を終えると、真空を破壊して（ステッ
プＳ１０）上焼枠１１を上昇させる（ステップＳ１
１）。そして、アンローダ３により露光後の被露光物を
取り出して搬出する（ステップＳ１２）。続いて、ステ
ップＳ１〜Ｓ１２のサイクルが繰り返される。

【００７７】

【発明の効果】本発明の請求項１に係る露光装置によれ
ば、前記上焼枠を旋回自在に支持する第１軸受を基台に
設け、該上焼枠の開口側に駆動用シリンダの一方を回動
自在に支持する第２軸受を設け、該駆動用シリンダの他
方を回動自在に支持する第３軸受を前記基台に設け、前
記駆動用シリンダの進退動作により前記上焼枠を開閉す
るので、上マスクの交換作業を軽減できる。

【００７８】また、作業者側から見て上焼枠を旋回自在
に支持する第１軸受が取り付けられた基台の後方に、駆
動用シリンダの一方を回動自在に支持する第２軸受を取
り付ける場合と較べ、比較的小さな駆動力で上焼枠を開
閉できる。したがって、駆動用シリンダの径を小さくし
て小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態における露光装置の全体構成を示す
透視図である。

【図２】露光部２の上側露光機構を示す左側断面図であ
る。

【図３】図２の露光機構の要部を示す平面図である。

【図４】図３の矢印Ｘ−Ｘ線方向から視た断面図であ
る。

【図５】露光部２の下側露光機構を示す平面図である。

【図６】図５の露光機構の正面図である。

【図７】上焼枠１３および側板１９の取付構造の一部を
示す断面図である。

【図８】軸Ａ、軸Ｂ、軸Ｃの幾何学的位置関係を示す説
明図である。

【図９】上焼枠１３および下焼枠１７の構造を示す説明
図である。

【図１０】図９の矢印Ｙ−Ｙ線に沿って上焼枠１３およ
び下焼枠１７の取付構造を示す断面図である。

【図１１】他の上下焼枠の構成を示す説明図である。

【図１２】上下焼枠の取付状態を示す断面図である。

【図１３】下焼枠５７に上焼枠５３を重ね合わせた状態
を示す説明図である。

【図１４】他の焼枠の構成を示す説明図である。

【図１５】パターンフィルム固定治具８２を焼枠８３に
重ね合わせた状態を示す平面図である。

【図１６】アライメント用カメラの配置を示す説明図で
ある。

【図１７】ローダ１およびアンローダ３の構成を模式的
に示す説明図である。

【図１８】ハンドに取り付けられる吸着パッドの配置を
示す説明図である。

【図１９】制御部の構成を示すブロック図である。

【図２０】制御部によって実行される露光動作の処理手
順を示すフローチャートである。

【図２１】上マスク１１および下マスク１５に描かれた
アライメントマークを示す説明図である。

【図２２】他の下アライメントマークに基準枠を合わせ
る様子を示す説明図である。

【図２３】他の下アライメントマークの形状を示す説明
図である。

【図２４】他の下アライメントマークの形状を示す説明
図である。

【図２５】アライメントの確認動作を示す説明図であ
る。

【図２６】ロッドレスシリンダを用いた場合のローダ、
アンローダの要部の構造を示す説明図である。

【符号の説明】

２ 露光部 １１ 上マスク １３ 上焼枠 １５ 下マスク １６、２１、２２ 軸受 １７ 下焼枠 ２０ 旋回用シリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 悟 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 (72)発明者 小岩井 久賀 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 (72)発明者 竹中 透 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 (72)発明者 寺田 康久 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上焼枠および下焼枠にそれぞれ上マスク
   および下マスクを取り付け、 該上マスクと下マスクとの間に被露光物を介装し、 前記上マスクおよび下マスクの反被露光物側からそれぞ
   れ露光光を照射し、 前記被露光物を露光する露光装置において、 前記上焼枠を旋回自在に支持する第１軸受を基台に設
   け、 該上焼枠の開口側に駆動用シリンダの一方を回動自在に
   支持する第２軸受を設け、 該駆動用シリンダの他方を回動自在に支持する第３軸受
   を前記基台に設け、 前記駆動用シリンダの進退動作により前記上焼枠を開閉
   することを特徴とする露光装置。