KR100380609B1 - 양면 노광 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 양면 노광 시스템(1)은 노광마스크(55)를 통해 기판(P)의 제1면을 노광하도록 상기 노광마스크에 대향하는 기판(P)을 홀딩하는 제1 가공물 홀딩기구(21L)와, 노광마스크(55)를 통해 기판(P)의 제2면을 노광하도록 다른 노광마스크에 대향하는 기판(P)을 홀딩하는 제2 가공물 홀딩기구(21R)를 가진다. 비노광 기판의 수용, 이송 및 예비취급을 위한 작업 단계와 노광작업에 의해 일면이 노광된 기판의 이송, 노광 및 예비취급을 위한 작업 단계는, 단일 광원이 구비되는 양면 노광 시스템일지라도 노광 작용 동안의 대기에 기인한 시간손실이 방지되도록 서로 시차를 두고 엇갈리게 배치될 수 있다.

Description

양면 노광 시스템{double-sided exposure system}

본 발명은 양면 노광 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인쇄배선보드용 기판 또는 리드프레임용 시트등과 같은 판의 제1 및 제2면 노광을 미리 정해진 노광 패턴을 갖춘 노광마스크를 통해 연속적으로 가능한, 특히 단일 노광 광원이 구비된 양면 노광 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 노광시스템은 고해상용 노광 광원으로서 특고압 수은램프가 구비되어지는 고정밀 인쇄배선보드 제조 공정에 적용된다.

이러한 타입의 상기 수은램프는 약 500,00엔(￥)에 이르는 매우 고가의 램프이다.

상기 공정은 지속적으로 발광상태를 유지하는 수은램프가 요구되나, 상기 수은 램프의 수명은 단지 500시간에 불과하다.

따라서, 이러한 타입의 노광시스템에는 가능한 한, 단일 광원이 구비되며, 상기 광원은 최고의 경제적 효율 상태에서 사용되어져야만 한다. 즉, 수명 범위내에서 광원을 가능한 많은 노광사이클에 이용하므로써 각 인쇄배선보드용 기판의 노광 비용(광원의 운전 비용)을 가능한 최하 범위에 이르도록 감소시키는 것이 요구된다.

광원의 경제적 효율 향상을 위해서는, 기판반송용 반송기구 및 노광 마스크와 기판과의 정렬을 위한 정렬기구를 포함하는 기계적 유니트들의 조작속도를 향상시키는 것이 중요하며, 노광 대기 시간과 같은 대기 시간을 제로에 근접하도록 감소시키는 것이 중요하다.

일본 특허 출원번호 343971/1997(JP-A No. 333337/1998)에 개시된 양면 노광 시스템을 나타낸 도 13을 참조하면, 기판(P)를 홀딩하기 위한 가공물 홀딩 베이스(101)는 진공패드(103)가 각각 구비된 양면을 가지며 기공물 리시빙 유니트(105)와 가공물 딜리버링 유니트(107)사이의 일점쇄선으로 표시된 홈포지션과 각각 노광마스크(113)을 지지하는 두 개의 마스크 홀딩기구(109L)(109R)사이의 실선으로 표시된 노광포지션 사이를 반복적으로 이동하게 된다.

광원인 수은-단(短)-아크 램프(111)로부터 나온 빛은 좌측 광로를 통해 보내어져 좌측 마스크홀딩기구(109L)에 의해 지지된 노광마스크(113)의 뒷면에 이르게 되거나, 우측 광로를 통해 보내어져 우측 마스크홀딩기구(109R)에 의해 지지된 노광마스크(113)의 뒷면에 이르게 된다.

광로 선택유니트(미도시)는 수은-단-아크 램프를 좌우측 광로에 대해 선택적으로 연결한다.

상기 가공물 리시빙 유니트(105)는 예비 위치정렬을 위해 거기로 공급된 노광이 안된 기판(P)(이하, "비노광(非露光) 기판"이라 함)의 위치를 정렬한 후, 상기 기판(P)을 도 13에 도시된 바와 같이 홈포지션에 위치된 가공물 홀딩베이스(101)의 좌측면 상의 진공패드(103)로 이송한다.

좌측면에 비노광 기판(P)를 홀딩한 가공물 홀딩베이스(101)의 노광 포지션 도착에 따라, 좌측 마스크 홀딩기구(109L)는 노광 마스크(113)가 기판(P)에 대해 정렬되도록 하기 위해 노광마스크(113)가 기판(P)에 접촉하도록 전진한다.

상기 기판(P)과 노광 마스크(113)와의 정확한 정렬이 행해진 후, 노광마스크(113)는 기판(P)에 대해 안정적으로 접촉된다.

그리고 나서, 기판(P)의 제1면, 즉 기판의 두 면중 일면이 노광마스크(113)를 통해 노광되도록 노광사이클이 수행된다.

상기와 같이 노광사이클이 완료되고, 좌측 마스크 홀딩기구(109L)가 기판(P)으로부터 퇴거된 후에는, 좌측 이송 핸드(115L)가 기판(P)을 지지하여 우측 이송핸드(115R)로 이송한다.

한편, 상기 가공물 홀딩 베이스(101)는 홈포지션을 돌아간 다음 다시 노광포지션으로 이동한다.

이어, 상기 우측 이송 핸드(115R)는 기판(P)을 우측 진공패드(103)로 보내고, 상기 우측 마스크 홀딩기구(109R)는 기판(P)에 대해 노광마스크(113)가 정렬되도록 하기 위해 노광마스크(113)가 기판(P)에 접촉하도록 전진하게 된다.

기판(P)과 노광마스크(113)의 정렬이 정확히 완료된 후에는 노광마스크(113)가 기판(P)에 안정적으로 접촉된다.

그리고 나서, 노광마스크(113)를 통해 기판(P)의 다른면인 제2면이 노광되는 노광사이클이 수행된다.

이리하여, 기판(P)의 양면 노광은 완료된다.

노광사이클의 완료후, 상기 우측 마스크 홀딩기구(109R)는 기판(P)으로부터 퇴거되며, 상기 가공물 홀딩 베이스(101)는 홈포지션으로 돌아간다.

그때, 좌측 진공패드(103)는 가공물 리시빙 유니트(105)로부터 비노광 기판(P)을 받게 되며, 가공물 딜리버링 유니트(107)는 우측 진공패드(103)로부터 양면 노광이 된 기판(P)을 받아서 상기 기판(P)을 반송하게 된다.

도 14는 종래 양면 노광 시스템(100)의 연속 운전을 보여주는 타임차트이다.

도 14a에서 시간은 수평축상에 초단위로 측정된다.

일반적으로 노광시간은 약3초 또는 그 이하이다.

상기 타임차트에서 노광시간은 3초이고, 비노광 기판(P)의 수용으로부터 그다음 순서의 비노광 기판(P)을 수용하기까지의 기판(P)에 대한 일련의 조작을 수행하는데 필요한 시간은 22초이다.

도 14a로부터 명확히 알 수 있듯이, 기판(P)의 제1면에 대한 노광 완료와 기판(P)의 제2면에 대한 노광의 시작 사이에는 3초 정도의 작은 대기시간이 있다.

상기 기판(P)에 적용되는 어떤 감광제는 보다 긴 노광 시간을 요구한다.

긴 노광 시간이 요구될 때, 노광을 위한 기계적 유니트의 예비 조작이 완료되더라도 기판(P)의 제2면 노광을 위한 노광 처리는 기판(P)의 제1면에 대한 노광 완료 전에 시작될 수 없으며, 이는 시간 손실을 가져오게 된다.

도 14b는 종래 양면 노광 시스템(100)의 연속 운전시를 나타낸 타임차트로서, 기판(P)의 양면에 대한 노광시간은 8초이다.

이 경우 기판(P)의 제2면 노광을 위한 준비 완료 시점과 제2면의 노광시작 시점 사이에는 5.5초의 대기시간이 존재하고, 기판(P)의 가공물 홀딩 베이스(101)의 좌측면에서 우측면으로의 이동 완료 시점과 가공물 홀딩 베이스(101)가 홈포지션으로 이동하는 출발시점 사이에는 5.5초의 대기 시간이 존재한다.

즉, 기판(P)의 제2면 노광을 위한 운전과 그 다음 운전사이에는 대기 시간이 존재한다.

따라서, 사이클 타임이 32초라면, 이는 도 14A에 나타난 운전에 소요되는 사이클 시간의 약 1.5배이며, 이에 따라 도 14A에 나타난 운전에 소요되는 상기 램프(111)의 운전 비용의 1.5배 가까이 급격히 증가한다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 노광시간의 증가에도 시간 손실의 현저한 증가를 방지하는 양면 노광 시스템을 제공하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 양면 노광 시스템의 케이스를 일부 절개하여 나타낸 정면도

도 2는 도 1의 양면 노광 시스템의 요부 평면도

도 3은 도 1의 양면 노광 시스템의 요부 사시도

도 4는 도 1의 양면 노광시스템의 좌측 가공물 엘리베이터의 비노광 기판 수용 작용을 설명하는 정면 개략도

도 5는 도 1의 양면 노광 시스템의 제1 처리 유니트의 노광 동작을 설명하는 정면 개략도

도 6은 도 1의 양면 노광 시스템의 좌측 이송 핸드의 기판 수용 작용을 설명하는 정면 개략도

도 7은 도 1의 양면 노광 시스템의 우측 및 좌측 이송 핸드 사이의 기판 이송 작용을 설명하는 정면 개략도

도 8은 도 1의 양면 노광 시스템의 제1처리 유니트의 노광 작용 및 우측 가공물 엘리베이터의 기판 마운팅 작용을 설명하는 정면 개략도

도 9는 도 1의 양면 노광 시스템의 좌측 이송 핸드의 기판 수용 작용 및 제 2 처리 유니트의 노광 작용을 설명하는 정면 개략도

도 10은 도 1의 양면 노광 시스템의 제2처리 유니트의 노광작용 및 이와 동시에 행해지는 우측 및 좌측 이송 핸드의 이송 작용을 설명하는 정면 개략도

도 11은 도 1의 양면 노광 시스템의 제1처리 유니트의 노광작용과 양면 노광된 기판의 퇴거 작용을 설명하는 정면 개략도

도 12는 도 1의 양면 노광 시스템에 의해 수행되는 일련의 작업을 보여주는 타임차트

도 13은 종래 기술의 양면 노광 시스템의 요부 정면 개략도

도 14a 및 도 14b는 도 13의 종래 양면 노광 시스템에 의해 수행되는 일련의 작업을 보여주는 타임차트

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

양면 노광 시스템: 1 제1 가공물 홀딩기구: 21L

제2 가공물 홀딩기구: 21R 제1 마스크 홀딩기구: 23L

제2 마스크 홀딩기구: 23R 노광마스크: 55,55

광원: 61 가공물 이송기구: 75L,75R

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 기판의 제1면 노광에 사용되는 제1노광마스크를 홀딩하는 제1마스크 홀딩기구와; 상기 제1마스크 홀딩기구 전방의 제1노광 포지션과, 비노광 기판이 그위에 장착되는 제1홈포지션 사이를 이동가능한 제1 가공물 홀딩기구와; 상기 기판의 제2면 노광에 사용되는 제2 노광마스크를 홀딩하는 제2 마스크 홀딩기구와; 상기 제2마스크 홀딩기구 전방의 제2노광 포지션과, 양면이 노광된 기판이 그 위로부터 퇴거되는 제2홈포지션 사이를 이동가능한 제2 가공물 홀딩기구와; 단일의 광원과; 상기 광원을 제1 노광 포지션으로 안내하는 제1광로 또는 제2 노광 포지션으로 안내하는 제2광로에 대해 선택적으로 연결하기 위한 광로선택 광시스템과; 상기 제1노광 포지션에서 노광된 제1면을 갖는 기판을 제1가공물 홀딩기구로부터 수용가능하며, 상기 기판의 제2면이 노광가능하도록 상기 기판을 제2 가공물 홀딩기구로 이송가능한 가공물 이송기구를 구비되어, 필요한 패턴이 구비된 한 쌍의 노광마스크를 통해 기판의 양면을 노광하는 양면 노광 시스템이 제공된다.

본 발명에 따른 양면 노광 시스템에는 두 개의 가공물 홀딩 베이스, 즉, 특별히 기판의 제1면 노광을 위한 제1 가공물 홀딩 베이스와 특별히 기판의 제2면 노광을 위한 제2 가공물 홀딩 베이스가 구비된다.

그러므로, 비노광 기판의 수용 및 이송 작업의 단계와 기판의 일면에 대한 노광 및 준비 공정은, 노광된 면을 갖는 기판의 운송 작용 단계 및 기판의 타면에 대한 노광 및 준비 공정에 호응하여 변화될 수 있다.

그 결과, 제1 처리 유니트(제1 마스크 홀딩기구 및 제1 가공물 홀딩기구)의 작업 단계와 제2처리 유니트(제2 마스크 홀딩기구 및 제2 가공물 홀딩기구)의 작업단계는, 제1처리 유니트가 노광 작업이외의 다른 작업을 수행하는 동안 제2처리 유니트가노광 작업을 수행하도록 할 수 있도록 서로 호응하여 변환될 수 있다.

이에 따라, 본 발명은 단일 광원이 적용되더라도 노광 작업을 위한 대기에 기인한 시간 손실이 방지된다.

제1처리 유니트의 노광 작업이 완료된 후, 제2 가공물 홀딩 베이스가 제2 노광 포지션에 도달하기 전에, 상기 가공물 이송 기구가 제2 가공물 홀딩기구상에 노광된 일면을 갖는 기판을 탑재시킬 수 있도록 하기 위해 각 구성요소들의 작업 타이밍 조절이 되므로써, 가공물 홀딩 베이스의 이동을 위한 휴지기에 기인한 시간손실 뿐만 아니라 노광을 위한 대기에 따른 시간손실을 방지할 수 있게 된다.

본 발명에 따른 양면 노광 시스템에 따르면, 제1 홀딩 베이스는 적어도 기판의 일면에 대한 노광 작업 동안 수직 상태로 홀딩됨이 보다 바람직하며, 제2 홀딩 베이스는 적어도 기판의 다른 면에 대한 노광 작업 동안 수직 상태로 홀딩됨이 바람직하다.

이와 같이, 제1 및 제2 가공물 홀딩 베이스가 수직상태로 기판을 홀딩가능함에 따라, 노광 작업은 수직상태로 잡힌 노광마스크와 기판에 대해 수행될 수 있으며, 이는 기판의 표면에 부착된 먼지에 기인한 노광 불량을 방지하는데 효과적이다.

본 발명의 양면 노광 시스템에 따르면, 제1 및 제2 마스크 홀딩기구는 서로 반대편에 대향하도록 배치되고, 상기 가공물 이송기구는 그들의 홈포지션에 배치된 제1 가공물 홀딩기구와 제2 가공물 홀딩기구중 적어도 하나를 데리고 서로 대향하도록 배치된 제1 마스크 홀딩기구와 제2 마스크 홀딩기구 사이의 공간 내에서 기판을 제1 가공물 이송장치로부터 제2 가공물 이송장치로 이송하게 됨이 바람직하다.

이와 같이, 본 발명은 기판 이송을 위한 임의의 특별한 공간도 거의 필요 없으며, 이에 따라 양면 노광시스템은 콤팩트한 구조로 형성되어 질 수 있다.

이하, 상기한 본 발명의 일실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3을 참조하여 노광공정에 의해 인쇄배선보드를 형성하기 위한 처리 기판용 양면 노광 시스템의 바람직한 실시예에 따른 구조를 설명하면 다음과 같다.

도 1에서, 지면은 정면으로 가정되고, 상기 지면의 뒷면은 후면으로 가정되며, 도면의 좌측은 장치의 좌측으로 도면의 우측은 장치의 우측으로 가정된다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 벽과 비슷한 베이스 플레이트(5)는 그 후방의 광시스템을 규정짓도록 케이스(3)의 내부 중앙영역에 수직하게 설치된다.

수평 분할 플레이트(9)는 상기 베이스 플레이트(5) 전방 공간의 중앙부 높이에 배치된다.

상기 수평 분할 플레이트(9) 아래의 공간은 리시빙/딜리버링 챔버(11)로 쓰이고, 상기 수평 분할 플레이트(9) 상부 공간은 노광챔버(13)로서 쓰인다.

개구(9a)는 상기 수평 분할 플레이트(9)의 중앙부에 형성된다.

상기 리시빙/딜리버링 챔버(11)와 노광챔버(13)은 상기 개구(9a)에 의해 연통된다.

가공물 입구(15)와 가공물 출구(17)는 각각 케이스(3)의 좌우측 벽에 형성된다.

좌측 가공물 엘리베이터(제1 가공물 홀딩기구,21L)와 우측 가공물 엘리베이터(제2 가공물 홀딩기구,21R)는 상기 개구(9a)를 통해 수직으로 이동할 수 있도록 케이스(3) 내에 형성된다.

좌측 마스크 홀딩기구(23L)와 우측 마스크 홀딩기구(23R)는 상기 노광 챔버(13) 내에 상기 좌측 가공물 엘리베이터(21L)와 우측 가공물 엘리베이터(21R)의 경로 외부 상에 각각 형성된다.

상기 좌측 가공물 엘리베이터(21L)와 좌측 마스크 홀딩기구(23L)는 제1 처리 유니트(25L)를 형성하고, 상기 우측 가공물 엘리베이터(21R)와 우측 마스크 홀딩기구(23R)는 제2 처리 유니트(25R)를 형성한다.

상기 제1 처리 유니트(25L)는 주로 인쇄배선 보드를 형성하기 위한 기판(P)의 제1면을 노광시키는데 사용되고, 제2 처리 유니트(25R)는 주로 상기 기판(P)의 제2면을 노광시키는데 사용된다.

로딩 장치(27)는 상기 리시빙/딜리버링 챔버(11)의 좌측 영역에 좌측 가공물 엘리베이터(21L)의 좌측면에 위치한다.

리시빙 컨베이어(29)는 가공물 출구(15)를 향하는 좌측단이 형성된다.

케이스(3)의 좌측면에 연장된 피드 컨베이어(도시 생략)에 의해 공급된 기판(P)은 가공물 출구(15)를 통해 상기 리시빙 컨베이어(29)에 이송된다.

상기 기판(P)은 자외선에 견딜 수 있는 절연 필름으로 코팅된 양면으로 형성된다.

상기 기판(P)은 상기 리시빙 컨베이어(29)에 구비된 구동 롤러(도시 생략)에 의해 리시빙 컨베이어(29)으로부터 상기 로딩 장치(27)로 이송된다.

상기 로딩 장치(27)는 흡착력에 의해 로딩 테이블에 기판(P)을 지지하는 기능과, 예비정렬 센서(31)와 함께 상기 기판(P) 전단부의 위치를 조절하는 기능을 수행한다.

상기 기판(P)이 예비정렬에 의해 상기 로딩 장치(27)에 바르게 정렬된 후, 상기 로딩 장치(27)는 도 1에 이점쇄선으로 표시된 위치로 90°회전하고, 수평방향으로 이동한다.

상기 로딩 장치(27)는 베이스 플레이트(5)로부터 전방으로 돌출된 샤프트(33)에 의해 지지되고, 상기 샤프트(33)는 베이스 플레이트(5)의 후면에 위치한 이동 수단(도시 생략)에 의해 지지되고, 측 방향으로 이동할 수 있다.

언로딩 장치(35)는 상기 우측 가공물 엘리베이터(21R) 경로의 우측면에 위치하고, 딜리버링 컨베이어(37)는 상기 언로딩 장치(35)의 우측면에 위치한다.

상기 언로딩 장치(35)는 필요시 진공 수단(도시 생략)에 의해 진공이 형성될 수 있는 상부면을 갖는다.

상기 언로딩 장치(35)는 도 1에 실선으로 표시된 수평 포지션에 위치할 수 있고, 상부면이 좌측을 향하도록 수평 포지션에서 수직 포지션으로 90°회전할 수 있다.

상기 언로딩 장치(35)는 베이스 플레이트(5)로부터 전방으로 돌출된 샤프트(33')에 의해 지지되고, 상기 샤프트(33')는 베이스 플레이트(5)의 후면에 위치한 이동 수단(도시 생략)에 의해 지지되고, 측 방향으로 이동 가능하다.

상기 딜리버링 컨베이어(37)는 가공물 출구(17)를 향하는 우측단을 갖고 있다.

기판(P)을 홀딩하고 있는 상기 우측 가공물 엘리베이터(21R)가 홈 포지션으로 하강할 때, 상기 언로딩 장치(35)는 우측 가공물 엘리베이터(21R)로부터 기판(P)을 수용하기 위해 수직 포지션에 위치한 다음, 수평 포지션으로 회전한다.

상기 기판(P)은 상기 언로딩 장치(35)에 구비된 구동 롤러(도시 생략)에 의해 언로딩 장치(35)로부터 딜리버링 컨베이어(37)로 이송된다.

상기 딜리버링 컨베이어(37)는 상기 기판(P)을 가공물 출구(17)를 통해 발전 단계와 같은 다음 단계로 이송하기 위한 컨베이어(도시 생략)로 이송한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 평행한 우측 수직 안내레일(36)과 한 쌍의 평행한 좌측 수직 안내레일(36)이 베이스 플레이트(5)의 후면 중앙 부분에 측 방향을 따라 연결된다.

슬라이딩 베이스(39)는 상기 좌,우측 수직 안내레일(36)을 따라 각각 미끄러진다.

수평 암(41)은 상기 슬라이딩 베이스(39)로부터 베이스 플레이트(5)에 형성된 슬롯을 통해 전방으로 돌출된다.

상기 가공물 엘리베이터(21L,21R)는 상기 수평 암(41)의 전단에 각각 고정된다.

상기 가공물 엘리베이터(21L,21R)는 흡입력에 의해 수직 포지션에 있는 기판(P)을 홀딩할 수 있고, 수직 방향으로 이동할 수 있다.

상기 가공물 엘리베이터(21L,21R)는 비록 도면에 사각형의 단순한 평판으로 도시되어 있어나, 실제로 각각의 가공물 엘리베이터(21L,21R)는 수직 벽 형상을 한 이동 베이스와, 그 일면에 부착되어 있고 다수의 흡입홀을 구비한 진공 패드를 갖고 있다. 즉, 좌측 가공물 엘리베이터(21L)를 위한 좌측면 또는 우측 가공물 엘리베이터(21R)를 위한 우측면과, 진공 패드에 연결되는 진공 시스템을 구비하고 있다.

기판(P)은 진공 패드 상에 탈착 가능하게 수용되어 있다.

상기 슬라이딩 베이스(39)는, 상기 가공물 엘리베이터(21L,21R)가 수평 분할 플레이트(9)의 개구(9a)를 통해 수직 방향으로 이동할 수 있도록 서보모터(도시 생략)의 회전에 의해 구동되는 볼 스크류에 의해 각각 이동한다.

상기 가공물 엘리베이터(21L,21R)는, 도 1에 실선으로 도시된 로딩 장치(27)와 언로딩 장치(35) 사이의 홈 포지션과, 도 1에 이점쇄선으로 도시된 마스크 홀딩기구(23L,23R) 사이의 노광 포지션 사이를 이동한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 수평 안내레일(45)은 베이스 플레이트(5)의 후면부에 상기 수직 안내레일(36)의 좌,우측면 상에 측 방향으로 연장되어 연결된다.

슬라이딩 베이스(47)는 상기 수평 안내레일(45)을 따라 미끄러진다.

암(49)은 베이스 플레이트(5)에 형성된 개구(5b)를 통해 상기 슬라이딩 베이스(47)로부터 전방으로 수평하게 돌출된다.

각각의 슬라이딩 베이스(47)는 볼 스크류 즉, 스레드 너트(도시 생략)와, 볼 베어링에 의해 상기 스레드 너트에 연결되는 스레드 로드가 구비된다.

상기 스레드 로드(53)는 서보모터(51)의 회전에 의해 구동되고, 상기 슬라이딩 베이스(47)가 측 방향으로 이동할 수 있도록 회전한다.

상기 마스크 홀딩기구(23L,23R)는, 상기 가공물 엘리베이터(21L,21R)의 경로로부터 이격되어 있는 후방 포지션과, 마스크 홀딩기구(23L,23R)에 의해 홀딩되는 마스크와 가공물 엘리베이터(21L,21R)에 지지되는 기판(P) 사이의 전방 포지션 사이를 이동한다.

상기 마스크 홀딩기구(23L,23R)는 도면에 사각형의 단순한 평판으로 도시되어 있어나, 실제로 각각의 마스크 홀딩기구(23L,23R)는 사각 베이스와, 그 일면에 위치한 정렬 유니트를 구비하는데, 즉 상기 좌측 마스크 홀딩기구(23L)를 위한 우측면 또는 상기 우측 마스크 홀딩기구(23R)를 위한 좌측면과, 도 3에 점선으로 표시된 노광 마스크(55)와, 정렬상의 오류를 감지하는 카메라를 구비한다.

수직판에 있는 상기 정렬 유니트는 노광 마스크(55)의 최적 위치를 위해 조절된다.

상기 노광 마스크(55)는, 선결된 투광 패턴과 미리 결정된 위치에 포토마스크 표시(도시 생략)를 구비하고 있다.

기판(P)에 형성된 홀에 따른 포토마스크의 정렬 정도는, 노광 마스크(55)를 기판(P)에 정렬시키는 카메라에 의해 측정된다.

단일 램프(61)는 케이스(3)의 광시스템 챔버(7) 중앙 영역의 다소 낮은 위치에 구비되는데, 수은-단-아크 램프이다.

상기 램프(61)는 상방으로 곧게 빛을 조사한다.

반투광 회전 거울(63)은 상기 램프(61)의 상부에 구비된다.

상기 회전 거울(63)은 램프(61)로부터 조사된 빛을 좌측으로 반사하기 위해 도 1에 파선으로 도시된 제1 포지션으로 설정될 수 있고, 또는 램프(61)로부터 조사된 빛을 우측으로 반사하기 위해 도 1에 이점쇄선으로 도시된 제2 포지션, 또는 중립 포지션, 예를 들어 수평 포지션으로 설정될 수 있다.

조명 거울(65L)은 좌측 마스크 홀딩기구(23L)의 좌측면에 구비되고, 조명 거울(65R)은 우측 마스크 홀딩기구(23R)의 우측면에 구비된다.

반사 거울(67)은 상기 광시스템 챔버(7)의 좌,우측단에 구비된다.

콤파운드-아이(프라이-아이)렌즈는 상기 반사 거울(67) 중의 하나와 회전 거울(63) 사이에, 그리고 상기 반사 거울(67)의 다른 하나와 회전 거울(63) 사이에 구비된다.

상기 회전 거울(63)이 제1 포지션으로 설정된 상태에서, 상기 램프(61)로부터 조사된 빛은 좌측 반사 거울(67)과 좌측 조명 거울(65L)에 의해 반사되어 상기 좌측 마스크 홀딩기구(23L)에 의해 홀딩되는 노광 마스크(55)로 향한다.

상기 회전 거울(63)이 제2 포지션으로 설정된 상태에서, 상기 램프(61)로부터 조사된 빛은 우측 반사 거울(67)과 우측 조명 거울(65R)에 반사되어 상기 우측 마스크 홀딩기구(23R)에 의해 홀딩되는 노광 마스크(55)로 향하게 된다.

기판(P)을 지지하고 있는 상기 좌측 가공물 엘리베이터(21L)가 노광 포지션에 위치하고 상기 회전 거울(63)이 제1 포지션으로 설정될 때, 상기 좌측 노광 마스크(55)는 상기 기판(P)의 제1면에 근접하게 접촉하도록 이동되고, 상기 기판(P)의 제1면은 좌측 노광 마스크(55)의 노광 패턴의 잠재적 이미지를 형성하기 위해, 상기 좌측 노광 마스크를 통해 상기 램프(61)로부터 조사된 빛에 노출된다.

기판(P)을 지지하고 있는 상기 우측 가공물 엘리베이터(21R)가 노광 포지션에 위치하고 상기 회전 거울(63)이 회전하여 제2 포지션으로 설정될 때, 상기 우측 노광 마스크(55)는 상기 기판(P)의 제2면에 근접하게 접촉하도록 이동되고, 상기 기판(P)의 제2면은 우측 노광 마스크(55)의 노광 패턴의 잠재적 이미지를 형성하기 위해, 상기 우측 노광 마스크를 통해 상기 램프(61)로부터 조사된 빛에 노출된다.

도 3에서 도시된 바와 같이, 이송 기구(75L,75R)는 각각 이송 핸드(77L,77R)와, 슬라이딩 베이스(79)로 구비된다. 상부 베이스 플레이트(71)는 베이스 플레이트(5) 상에 위치하고, 안내레일(73)은 상부 베이스 플레이트(71)에 측 방향으로 연장된다. 긴 평면 플레이트 형상을 가진 상기 슬라이딩 베이스(79)는 전방으로 평행하게 연장되고, 안내레일(73)에 미끄러질 수 있게 지지되는 후면 끝단을 가진다.상기 좌측 슬라이딩 베이스(79)는 공기 엑추에어터(81)에 의해 비교적 짧은 거리를 이동하고, 상기 우측 슬라이딩 베이스(73)는 서보모터(83)의 회전에 의해 구동되는 볼 스크류(85)에 의해 비교적 긴 거리를 각각 이동한다. 그리고, 이송 핸드 구동 유니트(87)는 각각 슬라이딩 베이스(79)의 전단에 연결된다. 상기 이송 핸드 구동 유니트(87)는 각각 평행 링크(89)가 제공된다. 또한 이송 핸드(77L,77R)는 흡입 돌기가 제공되는 대향 측면 부재를 가지는 중공 구조이다. 상기 이송 핸드(77L,77R)내에서 중공면(도시 생략)은 흡입 수단과 연결된다. 상기 중공면이 비워지게 되면, 흡입 돌기의 선단면에서 흡입이 이루어진다.

상기 평행 링크(89)는, 전방으로 수평하게 연장되는 수평 포지션과 하방으로 수직하게 연장되는 수직 포지션 사이를 90°회전할 수 있다. 상기 평행 링크(89)가 회전될 때, 수평 포지션에 위치한 이송 핸드(77L,77R)는 도 3에서 도시된 바와 같이 마스크 홀딩기구(23L,23R)의 상부에 위치하는 대기 포지션과, 도 1에서 도시된 바와 같이 마스크 홀딩기구(23L,23R)의 중앙 부분보다 다소 높은 위치의 로어 포지션사이에서 수직방향으로 이동된다.

양면 노광 시스템(1)의 작동을 참조된 도 4 내지 도 12를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 4에서 도 11까지는 양면 노광 시스템(1)의 연속동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 12는 양면 노광 시스템의 연속동작을 나타내는 타임 챠트이다. 작동의 초기 단계에서, 단지 제1 처리 유니트(25L)만이 작동하고, 도 12에서 별표(*)에 의해 표시되는 작동은 제1 처리 유니트(25L)가 제1 노광 사이클을 수행할 때까지 수행되지 않는다. 도 12에 따르면, 수직 파선 사이의 간격은 1초정도이다.

초기단계에서, 가공물 엘리베이터(21L,21R)는 각각 홈 포지션에 위치하고, 마스크 홀딩기구(23L,23R)는 후방 포지션에 위치하며, 로딩 장치(27)와 언로딩 장치(35)는 그 상부면이 위를 향하도록 수평 포지션에 위치하고, 이송 핸드(77L,77R)는 대기 포지션에 각각 위치한다. 또한, 회전 거울(63)은 중립 포지션에 위치한다. 양면 노광 시스템(1)의 작동이 시작되자마자, 램프(61)가 켜진다. 상기 램프(61)는 양면 노광 시스템(1)이 정지될 때까지 켜진 상태로 있게 된다. 그 때, 기판(P)은 리시빙 컨베이어(29)로 이송되고, 리시빙 컨베이어(29)로부터 로딩 장치(27)로 이송되고, 상기 로딩 장치(27 )상의 기판(P) 위치는 예비정렬을 통해 조절된다. 그 후, 도 4에서 도시된 바와 같이 상기 로딩 장치(27)는, 수직 포지션에 위치한 다음, 상기 가공물 엘리베이터(21L)가 흡입에 의해 기판(P)을 홀딩할 수 있도록 가공물 엘리베이터(21L)로 이동한다(도 12의 "리셉션").

상기 기판(P)를 홀딩하고 있는 좌측 가공물 엘리베이터(21L)는 도 4에 이점쇄선으로 표시된 노광 포지션으로 상승한다(도 12의 "상승"). 그 때, 상기 로딩 장치(27)는 원래 위치로 귀환하여 다음 기판(P)을 수용하기 위한 단계를 수행하고, 상기 좌측 가공물 엘리베이터(21L)가 대기 포지션으로 하강할 때까지 대기하게 된다.

상기 좌측 가공물 엘리베이터(21L)가 노광 포지션에 위치할 때, 기판(P)의 제1면은 좌측 마스크 홀딩기구(23L)에 대향하도록 위치한다. 그 때, 상기 좌측 마스크 홀딩기구(23L)는, 상기 노광 마스크(55)가 기판(P)에 빛을 조사하고 기판(P)과 정렬(도 12의 "정렬")될 수 있도록 전방 포지션으로 이동한다(도 12의 "전진"). 그 때, 상기 노광 마스크(55)는 기판(P)에 근접하게 접촉된다(도 12의 "접촉"). 다음, 회전 거울(63)은 회전되어 제1 포지션으로 설정된다(도 12의 "제1 포지션"). 결과적으로, 램프(61)에 의해 조사된 자외선 복사는, 도 5에서 도시된 바와 같이 상기 마스크 홀딩기구(23L)에 의해 지지되는 노광 마스크(55)를 통해 상기 기판(P)의 제1면에 조사된다(도 12의 "노광"). 상기 기판(P)의 제1면이 필요한 노광시간, 예를 들어 8초 동안 자외선 복사에 의해 조사되고 난 후, 회전 거울(63)은 귀환되어 중립 포지션에 놓여지고, 상기 노광 마스크(55)는 기판(P)으로부터 제거되고(도 12의 "제거"), 상기 좌측 마스크 홀딩기구(23L)는 후방 포지션으로 퇴거한다(도 12의 "퇴거").

다음, 좌측 이송 핸드(77L)는 로어 포지션을 통해 우측으로 이동되고, 도 6에 도시된 바와 같이 흡입력에 의해 기판(P)를 홀딩하여 로어 포지션으로 이동한다(도 12에서 "이송"). 따라서, 제1면이 노광된 기판(P)은 좌측 가공물 엘리베이터(21L)로부터 좌측 이송 핸드(77L)로 이송된다. 다음, 좌측 가공물 엘리베이터(21L)는 도 6의 이점쇄선에 의해 표시되는 홈 포지션으로 하강한다(도 12에서"하강"). 그리고, 상기 좌측 가공물 엘리베이터(21L)는 홈 포지션에서 로딩 장치(27)로부터 다음 기판(P)을수용한다.

한편, 상기 좌측 가공물 엘리베이터(21L)가 홈 포지션에 도달한 후에, 좌측 이송 랜드(77R)는 대기 포지션 위치상의 좌측으로 이동되고, 좌측 이송 핸드(77L)에 의해 홀딩되는 기판(P)이 우측면을 향하도록 로어 포지션으로 하강한다. 그 때,상기 기판(P)은 좌측 이송 핸드 (77L)로부터 우측 이송 핸드(77R)로 이송된다(도 12의 "이송"). 다음, 상기 기판(P)을 홀딩하고 있는 우측 이송 핸드(77R)는, 도 7에 이점쇄선으로 표시된 좌측 가공물 엘리베이터(21L)와 우측 가공물 엘리베이터(21R ) 사이의 위치에 수평으로 이동한다. 상기 우측 이송 핸드(77R)는 상기 위치에서 계속 대기하기 된다(도 12의 "수용" 및 "대기").

다음, 제1 처리 유니트(25L)는 상승 동작, 전진 동작, 정렬 동작과 노광 동작을 반복하게 된다. 한편, 제1 처리 유니트(25L)가 정렬 동작을 시작하자마자, 우측 이송 핸드(77R)는 우측 가공물 엘리베이터(21R)와 우측 마스크 홀딩기구(23R) 사이의 위치로 이동한다(도 12의 "이동"). 상기 정렬 동작이 시작되는 시간은, 우측 가공물 엘리베이터가 제 2 또는 다음의 노광 사이클에 있어서 상기 노광 포지션으로부터 홈 포지션으로의 이동을 완료하는 시간과 상응한다. 다음, 상기 우측 가공물 엘리베이터(21R)는 상기 노광 포지션으로 상승한다(도 12의 "상승").

다음, 상기 우측 이송 핸드(77R)는 우측 가공물 엘리베이터(21R)에 제1면이 노광된 기판(p)을 이송하기 위해 좌측으로 이동하고, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 우측 가공물 엘리베이터(21R)는 흡입에 의해 기판(P)를 홀딩한다(도 12의 "고정"). 상기 기판P는 제2면이 우측을 향하도록 상기 우측 가공물 엘리베이터(21R)에 흡입에 의해 홀딩된다. 즉, 상기 기판(P)은 상기 좌측 가공물 엘리베이터(21L)로부터 상기 우측 가공물 엘리베이터(21R)로 이송되는 단계에서 인버터된다. 다음, 상기 우측 이송 핸드(77R)는 대기 위치로 귀환한다.

상기 제 1처리 유니트(25L)가 노광 작동 중일때, 제2 처리 유니트(25R)의 우측 마스크 홀딩기구(23R)는 상기 기판(P)의 제2면에 빛을 조사하는 노광 마스크(55)를 가져가기 위해 전방 포지션으로 이동하고(도 12의 "전진"), 상기 노광 마스크(55)는 상기 기판(P)와 정렬된다(도 12의 "정렬"). 상기 제1 처리 유니트(25L)는 상기 정렬 작업이 완료되기 직전에 노광 작업을 완료하고, 상기 회전 거울(63)은 회전되어, 중립 포지션으로 설정된다.

상기 제2 처리 유니트(25R)에서는, 상기 정렬 작업이 완료된 후, 우측 마스크 홀딩기구(23R)에 의해 홀딩되는 노광 마스크(55)는 상기 기판(P)에 근접하게 접촉된다(도 12의 "접촉"). 그 때, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 램프(61)에서 조사된 자외선 복사로 상기 우측 마스크 홀딩기구(23R)에 의해 홀딩되는 노광 마스크(55)를 통해 상기 기판(P)의 제2면을 노광(도 12의 "노광")시킬 수 있도록, 상기 회전 거울(63)은 회전되어 제2 포지션으로 설정된다(도 12의 "제2 포지션"). 그리고 제1 처리 유니트(25L)에서는, 노광 작업에 의해 처리된 제1면을 갖는 상기 기판(P)은 좌측 가공물 엘리베이터(21L)로부터 좌측 이송 핸드(77L)로 이송되어지고, 상기 좌측 가공물 엘리베이터(21L)는 다음 기판(P)을 수용하기 위해 홈 포지션으로 하강하게 된다.

제2 처리 유니트(25R)가 노광 작업 중일 때, 도 10에 도시된 바와 같이 상기 우측 이송 핸드(77R)는 상기 좌측 이송 핸드(77L)로부터 노광 작업에 의해 처리된 제1면을 갖는 기판(P)을 수용한다.

다음, 제 1처리 유니트(25L)의 상기 가공물 엘리베이터(21L)는 상승하고("상승"), 상기 마스크 홀딩기구(23L)는 전진 이동하여("전진") 정렬하며("정렬"), 제2처리 유니트(25R)는 노광 작업을 완료하고, 상기 마스크 홀딩기구(23R)는 퇴거하고("퇴거"), 상기 가공물 엘리베이터(21R)는 홈 포지션으로 이동하고, 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 언로딩 장치(35)는 상기 가공물 엘리베이터(21R)로부터 노광 작업에 의해 처리된 제2면을 갖는 기판(P)를 수용한다. 상술한 바와 같이 처리된 기판(P)은 딜리버링 컨베이어(37)에 의해 케이스(3)의 외부로 이송된다. 이하, 도 8,9,10 및 11에 도시된 작업들이 반복 수행된다.

도 12에 도시된 타임차트로부터 명백히 알 수 있는 바와 같이, 어떤 작업도 수행되지 않는 휴지 시간은 존재하지 않는다. 도 12에서 도시된 노광 작업의 주기는 26.5초이며, 이것은 도 14b에 도시된 노광 시간이 8초인 종래 노광 시스템(100)의 노광 작업의 주기가 32초인 것에 비해 대략 17%로 가량 짧다. 다시 말하면, 일면에 대한 노광 시간이 3초에서 5초로 증가되고 양면에 대한 노광 시간이 약 10초로 증가되나, 양면 노광에 대한 시간의 증가는 4.5초에서 한정될 수 있다. (도 14a의 0.5초의 시간 손실은 흡수된다.)

비록 본 발명이 기판의 양면에 형성된 감광막을 노광시키기 위한 양면 노광 시스템에 적용되는 것을 상술했으나, 본 발명은 실제적인 적용에 제약이 없으며, 선결된 노광 패턴을 갖는 노광 마스크를 통해 판형상 가공물의 양면을 노광시키기 위한 다양한 양면 노광 시스템에 적용될 수 있다.

더 나아가, 본 발명에 따른 양면 노광 시스템이 수직 방향으로 움직이는 가공물 엘리베이터가 제공되나, 본 발명은 수평 방향으로 이동하는 가공물 홀더가 가공물 엘리베이터 대신 적용될 수 있다.

본 발명이 어떤 특징을 갖는 바람직한 실시예로 상술되었다 하더라도, 자명하게 이해할 수 있는 다양한 변화와 변경은 가능하다. 본 발명은 그 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서, 상술한 것 이외에 다르게 적용될 수 있음은 이해 가능하다.

이상에서와 같이, 본 발명은 노광시간의 증가에도 시간 손실의 현저한 증가를 방지하는 양면 노광 시스템을 제공할 수 있게 된다.

Claims (5)

1. 필요한 패턴이 구비된 한 쌍의 노광마스크(55,55)를 통해 기판(P)의 반대편에 위치한 양면을 노광하기 위한 양면 노광 시스템에 있어서;

   상기 양면 노광 시스템(1)이,

   상기 기판(P)의 제1면 노광에 사용되는 제1노광마스크(55)를 홀딩하는 제1마스크 홀딩기구(23L)와;

   상기 제1마스크 홀딩기구(23L) 전방의 제1노광 포지션과, 비노광 기판(P)이 그위에 장착되는 제1홈포지션 사이를 이동가능한 제1 가공물 홀딩기구(21L)와;

   상기 기판(P)의 제2면 노광에 사용되는 제2 노광마스크를 홀딩하는 제2 마스크 홀딩기구(23R)와;

   상기 제2마스크 홀딩기구(23R) 전방의 제2노광 포지션과, 양면이 노광된 기판(P)이 그위로부터 퇴거되는 제2홈포지션 사이를 이동가능한 제2 가공물 홀딩기구(21R)와;

   단일의 광원(61)과;

   상기 광원(61)을 제1 노광 포지션으로 안내하는 제1광로 또는 제2 노광 포지션으로 안내하는 제2광로에 대해 선택적으로 연결하기 위한 광로선택 광시스템과;

   상기 제1노광 포지션에서 노광된 제1면을 갖는 기판(P)을 제1가공물 홀딩기구로부터 수용가능하며, 상기 기판(P)의 제2면이 노광가능하도록 상기 기판(P)을 제2 가공물 홀딩기구(21R)로 이송가능한 가공물 이송기구(75L,75R)를 구비한 것을특징으로 하는 양면 노광 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 가공물 홀딩기구(21L)는,

   상기 기판(P)의 제1면 노광을 수행하는 동안 상기 기판(P)을 수직 상태로 홀딩 가능함을 특징으로 하는 양면 노광 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 제2 가공물 홀딩기구(21R)는,

   상기 기판(P)의 제2면 노광을 수행하는 동안 상기 기판(P)을 수직 상태로 홀딩 가능함을 특징으로 하는 양면 노광 시스템.
4. 제 1 항에 있어서,

   제1 마스크 홀딩기구(23L)와 제2 마스크 홀딩기구(23R)는 서로 대향하여 위치하고,

   상기 가공물 이송기구(75L,75R)는 제1 가공물 이송장치(75L)와 제2 가공물 이송장치(75R)를 포함하며,

   상기 가공물 이송기구(75L,75R)는 그들의 홈포지션에 배치된 제1 가공물 홀딩기구(21L), 제2 가공물 홀딩기구(21R) 또는 제1 가공물 홀딩기구(21L)와 제2 가공물 홀딩기구(21R) 둘다를 데리고 서로 대향하도록 배치된 제1 마스크 홀딩기구(23R)와 제2 마스크 홀딩기구(23R) 사이의 공간 내에서 기판(P)을 제1 가공물 이송장치(75L)로부터 제2 가공물 이송장치(75R)로 이송하게 됨을 특징으로 하는 양면 노광 시스템.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 기판은,

   인쇄배선보드 제조를 위한 감광막이 코팅된 대향하는 한쌍의 양면을 갖는 기판임을 특징으로 하는 양면 노광 시스템.