TW201416798A - 薄膜光罩修正裝置 - Google Patents

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Kazuyoshi Abe
Kenichi Sugita
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Adtec Eng Co Ltd
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Abstract

本發明係提供針對薄膜光罩與基板的部分性偏移，能輕易且正確地在曝光裝置外進行修正、補正的薄膜光罩修正裝置。包括：基板台1、薄膜光罩基台2、攝像裝置3、加壓裝置4及薄膜光罩支撐架70，基板台1係可在XY θ方向上移動，執行基板90與薄膜光罩95的對位。薄膜光罩基台2係包括透明玻璃板20、與升降裝置21，使玻璃板20重疊於基板90上，並上升而將薄膜光罩95移設於薄膜光罩支撐架70上。攝像裝置3係包括：CCD照相機30、望遠鏡頭31、LED環形照明32、及顯示拍攝影像的顯示器33，使基板90與薄膜光罩95、及基板製品圖案92與光罩製品圖案97相重疊並拍攝，並可觀測基板90與薄膜光罩95的畫面差分。利用磨擦石40在玻璃板20上施行薄膜光罩95的修正，再由薄膜光罩支撐架70收取經修正過的薄膜光罩95，並將薄膜光罩95移設至下一步驟。

Description

薄膜光罩修正裝置
本發明係關於薄膜光罩修正裝置。
在已塗佈光阻等感光材料的基板表面上，利用曝光裝置感光烘烤出既定圖案，然後利用蝕刻步驟在基板上形成圖案的光學微影法，以被廣泛應用於各種領域，近年印刷電路板亦是使用曝光裝置進行製造。該印刷電路板的曝光裝置，就描繪圖案原圖的原版大多係使用樹脂薄膜光罩。
另一方面，以智慧手機為代表的數位終端等，對小型輕量化與高機能高性能化的要求日漸提高，隨此針對安裝電子零件的印刷佈線板亦朝多層化、薄板化演進，且朝佈線高密度高精度化進展。
所以，使用薄膜光罩的密接式曝光裝置亦被要求習知以上的對位精度。
然而，在薄膜光罩製作時大多會發生：描繪偏移、薄膜光罩自體伸縮、薄膜光罩裝設時變形、因重複密接曝光而造成伸縮與變形、或因基板自體的伸縮與變形等導致複合性彼此重疊、以及部分電路圖案未與基板下層電路圖案合致等問題，造成無法因應高對位精度的要求。
所以，為解決此種問題，如專利文獻1、2有提案：藉由 將薄膜光罩外周部予以拉伸，而使薄膜光罩全體彈性變形俾進行對位，並依此狀態施行曝光的印刷電路板用曝光裝置，並已被採用。但是，此種印刷電路板用曝光裝置係屬於新穎的曝光裝置、或者需要對現有曝光裝置進行大幅改良。又，因為構成使薄膜光罩全體變形，因而會有就薄膜光罩僅其中一部分變形者完全無法因應的問題。
現況下，對使用習知薄膜光罩的密接式曝光裝置之要求仍然偏高，且欲繼續使用現有曝光裝置的要求亦高。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利第3345178號
[專利文獻2]日本專利第3402681號
所以，為能使用現有曝光裝置，實現高精度對位，便在實際的生產現場，現況下係由作業員記憶著基板與薄膜光罩的對位狀態，暫時先取出光罩支撐架，施行偏移部分的擦拭等作業，而針對薄膜光罩其中一部分的變形進行修正、補正。
但是，此種習知的修正、補正方法，需依賴作業員的記憶、直覺之部分頗多，需要熟練，更在作業中會造成生產中斷，因而亦會有生產性降低的問題發生。
本發明係為解決此種習知問題，目的在於提供：能針對薄膜光罩的電路圖案與基板的電路圖案間之部分性偏移，一邊利 用影像進行確認，一邊輕易、正確、且不會降低生產性地在曝光裝置外施行修正、補正的薄膜光罩修正裝置。
為達成上述目的，本發明薄膜光罩修正裝置的特徵在於包括：基板台、薄膜光罩基台、攝像裝置、對位裝置、加壓裝置、薄膜光罩固定裝置、及移設裝置；而，該基板台係載置著設有供對位用之基板標記的基板；該薄膜光罩基台係由透明體構成，利用上述基板台的上方載置著設有供對位用之光罩標記的薄膜光罩；該攝像裝置係將上述基板與上述薄膜光罩重疊並可攝像；該對位裝置係利用上述攝像裝置拍攝上述基板標記與光罩標記，並根據該所拍攝的基板標記與光罩標記，施行基板與薄膜光罩的對位；該加壓裝置係根據利用上述攝像裝置所拍攝的基板與薄膜光罩，使變形為薄膜光罩的所需位置；該薄膜光罩固定裝置係依保持著由該加壓裝置所造成的薄膜光罩變形方式，將薄膜光罩固定於上述薄膜光罩基台上；該移設裝置係將保持上述薄膜光罩變形狀態的該薄膜光罩，移設於供保持上述薄膜光罩並裝設於曝光裝置之用的薄膜光罩支撐架上。
亦可更進一步包括移動裝置，其係將已移設上述薄膜光罩的薄膜光罩支撐架，在保持著上述薄膜光罩變形的狀態下，移動至曝光裝置。
再者，最好更進一步包括將上述薄膜光罩基台密接固定於上述基板台上的基板台密接固定裝置；在將該薄膜光罩基台密接固定於該基板台上的狀態下，利用上述加壓裝置使變形為薄 膜光罩的所需位置。
再者，最好更進一步包括將上述薄膜光罩基台密接固定於上述薄膜光罩支撐架上的光罩支撐架密接固定裝置；在將該薄膜光罩基台密接固定於該薄膜光罩支撐架的狀態下，利用上述移設裝置移設薄膜光罩。
上述攝像裝置最好係使用望遠鏡頭。又，上述加壓裝置最好係設有磨擦石。
根據本發明的薄膜光罩修正裝置，能在不需依賴作業員的記憶、直覺之情況下進行輕易且正確的對位。又，因為修正作業係在曝光裝置外實施，因而不需要停止曝光裝置，俾可提升生產性。又，具有裝置廉價、能持續使用現有密接式曝光裝置等效果。
1‧‧‧基板台
2‧‧‧薄膜光罩基台
3‧‧‧攝像裝置
4‧‧‧加壓裝置
5‧‧‧移設裝置
6‧‧‧控制裝置
7‧‧‧薄膜光罩支撐架支撐裝置
8‧‧‧移動裝置
9‧‧‧對位裝置
10‧‧‧XY θ移動機構
11‧‧‧保護膜
15‧‧‧基板台密接固定裝置
16‧‧‧迫緊
17‧‧‧密閉空間
18‧‧‧真空源
20‧‧‧玻璃板
21‧‧‧升降裝置
22‧‧‧薄膜光罩固定裝置
23‧‧‧吸附溝
24‧‧‧真空源
25‧‧‧框架
30‧‧‧CCD照相機
31‧‧‧望遠鏡頭
32‧‧‧LED環形照明
33‧‧‧顯示器
40‧‧‧磨擦石
70‧‧‧薄膜光罩支撐架
71‧‧‧薄膜光罩固定裝置
72‧‧‧框架
73‧‧‧玻璃板
74‧‧‧吸附溝
75‧‧‧真空源
76‧‧‧真空源切換裝置
77‧‧‧切換閥
78‧‧‧連接器
80‧‧‧移動台車
81‧‧‧真空源
82‧‧‧迫緊
83‧‧‧真空源
84‧‧‧密閉空間
85‧‧‧光罩支撐架密接固定裝置
90‧‧‧基板
91‧‧‧基板標記
92‧‧‧基板製品圖案
95‧‧‧薄膜光罩
96‧‧‧光罩標記
97‧‧‧光罩製品圖案
Z‧‧‧曝光裝置
圖1係本發明一實施形態的概略正面圖。
圖2係本發明一實施形態的薄膜光罩固定裝置22之側視圖。
圖3係本發明一實施形態的薄膜光罩固定裝置22之平面圖。
圖4係本發明一實施形態的薄膜光罩固定裝置71之側視圖。
圖5係本發明一實施形態的真空源切換裝置76之方塊圖。
圖6係本發明一實施形態的概略側視圖。
圖7係本發明一實施形態的動作說明圖。
圖8係本發明一實施形態的動作說明圖。
圖9係本發明一實施形態的動作說明圖。
圖10係本發明一實施形態的動作說明圖。
圖11係本發明一實施形態的動作說明圖。
圖12係本發明一實施形態的動作說明圖。
圖13係本發明一實施形態的動作說明圖。
圖14係本發明一實施形態的動作說明圖。
以下針對本發明的實施形態根據圖式進行說明。
圖1中，該薄膜光罩修正裝置係包括：基板台1、薄膜光罩基台2、攝像裝置3、加壓裝置4、移設裝置5及控制裝置6。
該薄膜光罩修正裝置係設置於印刷電路板的曝光步驟生產線外。
在基板台1上載置著基板90，並利用吸附固定裝置固定，且在基板90上覆設著為保護基板90用的保護膜11。在基板台1上設有XY θ移動機構10，基板台1可在XY θ方向上移動。利用該基板台1的移動便可進行基板90與薄膜光罩95的對位。在基板90上設有對位用的基板標記91。
對位裝置9係由上述XY θ移動機構10與攝像裝置3構成，利用攝像裝置3拍攝在基板標記91與薄膜光罩95上所設置的光罩標記96，構成以該標記為基準並利用移動機構10使基板90移動而執行對位。
薄膜光罩基台2係配置於基板台1的上方，包括： 透明玻璃板20、與使該玻璃板20升降的升降裝置21。在玻璃板20上設有薄膜光罩固定裝置22，構成若利用加壓裝置4進行薄膜光罩95的變形修正，便依保持著該變形的方式，將薄膜光罩95固定於薄膜光罩基台2上。本實施例中，薄膜光罩固定裝置22係採用將薄膜光罩95予以吸附固定的真空吸附機構。
亦可取代玻璃板20，改為使用氯乙烯板、壓克力板等易加工性材料。此外，只要屬於具有既定以上硬度的彈性體，且可見光~近紅外光能穿透者便均可使用，透光性較佳係可見光~近紅外光的穿透率達80%以上、更佳係達90%以上，且硬度較佳係達洛氏硬度R120以上。氯乙烯、丙烯酸等亦可施行表面硬化處理。
薄膜光罩基台2係如圖2與圖3所示，包括支撐著玻璃板20的框架25，在該框架25中設有吸附溝23。吸附溝23係形成四角框形狀，並連結於真空源24，抽吸著薄膜光罩95的周圍而予以固定。利用該吸附溝23與真空源24構成薄膜光罩固定裝置22。
升降裝置21係構成使玻璃板20下降，並使玻璃板20重疊密接於由保護膜11所覆蓋的基板90上。升降裝置21亦構成上升，而將薄膜光罩95移設於薄膜光罩支撐架70上。
如圖2所示，薄膜光罩基台2與基板台1係構成利用基板台密接固定裝置15而可密接固定狀態。基板台密接固定裝置15係包括將薄膜光罩基台2與基板台1之間予以密 封的迫緊16，構成將薄膜光罩基台2與基板台1的周圍予以密封，而在其內部形成密閉空間17。
該密閉空間17連結於真空源18，藉由將密閉空間17形成負壓，便可將薄膜光罩基台2與基板台1予以密接固定。
藉由薄膜光罩基台2與基板台1予以密接固定，便可有效率且確實地執行薄膜光罩基台2上的薄膜光罩71之變形修正。
攝像裝置3係包括：CCD照相機30、望遠鏡頭31、LED環形照明32、及顯示拍攝影像的顯示器33，使基板90與薄膜光罩95重疊、及使基板標記91與光罩標記96重疊並進行拍攝。攝像裝置3亦可配合基板標記91與光罩標記96的數量而設置複數台。又，攝像裝置3係可依能拍攝基板90與薄膜光罩95全體的方式進行移動。
CCD照相機30與望遠鏡頭31係與玻璃板20呈正交設置，從由CCD照相機30所拍攝到的影像，可迴避因觀測角度造成誤差地觀測夾置著玻璃板20的基板90與薄膜光罩95之畫面差分。又，因為使用望遠鏡頭31，因而無關於玻璃板20厚度均可依相同倍率觀測。
加壓裝置4係可採各種構造，本實施形態係使用胺甲酸乙酯製橡膠塊的磨擦石40。利用該磨擦石40，便可在玻璃板20上執行薄膜光罩95的修正。
作業員若發現顯示器33上所顯示的基板90與薄膜光罩95之圖案有出現偏移，便一邊觀看基板製品圖案92與光罩製品圖案97的影像，一邊依使基板製品圖案92與光罩製品圖案97呈一致的方式，利用磨擦石40擦拭薄膜光罩95，使薄膜光罩 95變形而修正。該薄膜光罩95的變形係如上述，由薄膜光罩固定裝置22保持。
另外，薄膜光罩與基板的對位、以及照相機移動、磨擦亦均可全部自動化。
移設裝置5係在為將經變形修正過的薄膜光罩95，於保持著該變形的狀態下移設於薄膜支撐架70上者，由上述薄膜光罩固定裝置22、與升降裝置21、及在薄膜光罩支撐架70上所設置的薄膜光罩固定裝置71與控制裝置6構成。
薄膜光罩支撐架70係裝設於曝光裝置上使用，利用圖6所示薄膜光罩支撐架支撐裝置7便可設置於光罩基台2的上方，構成在玻璃板20上收取經變形修正過的薄膜光罩95，並在保持著該變形修正的狀態下，將薄膜光罩95移往下一步驟。
在薄膜光罩支撐架70的下面(靠薄膜光罩基台2側)設有薄膜光罩固定裝置71，將薄膜光罩95依保持變形的狀態密接固定於下面。薄膜光罩固定裝置71在本實施形態中係構成真空密接機構。
如圖4所示，薄膜光罩支撐架70係設有框架72與玻璃板73，在框架72上依包圍玻璃板73的方式形成吸附溝74，吸附溝74係經由真空源切換裝置76連結於真空源75。吸附溝74形成四角形框狀，利用真空源75形成負壓、構成使薄膜光罩95密接於玻璃板73的狀態。利用該玻璃板73、吸附溝74、真空源75、及真空源切換裝置76，以及上述控制裝置6構成薄膜光罩固定裝置71。
依如上述，移設裝置5係由上述薄膜光罩固定裝置22、升降裝置21、以及在薄膜光罩支撐架70上所設置的薄膜光罩固定裝置71及控制裝置6構成，利用升降裝置21使玻璃板20朝向薄膜光罩支撐架70上升，並使薄膜光罩95利用薄膜光罩固定裝置71真空密接於薄膜光罩支撐架70，接著解除薄膜光罩固定裝置22的固定，而解除玻璃板20側的真空密接，便從玻璃板20釋放薄膜光罩95，再使薄膜光罩95移動至薄膜光罩支撐架70側。
再者，薄膜光罩支撐架70係在維持著由薄膜光罩固定裝置71進行薄膜光罩95固定的狀態下，裝設於曝光裝置中並施行曝光。
該等動作係由控制裝置6執行。藉由該移設裝置5，經變形修正過的薄膜光罩95便在保持著該變形的狀態下，被移設在薄膜支撐架70上，並背裝設於曝光裝置中。
如圖4所示，薄膜光罩基台2與薄膜光罩支撐架70係構成利用光罩支撐架密接固定裝置85可密接固定的狀態。光罩支撐架密接固定裝置85係包括將薄膜光罩基台2與薄膜光罩支撐架70的周圍予以密封的迫緊82，構成將薄膜光罩基台2與薄膜光罩支撐架70的周圍予以密封，而在該內部形成密閉空間84。
該密閉空間84連結於真空源83，藉由將密閉空間84形成負壓，便可將薄膜光罩基台2與薄膜光罩支撐架70予以密接固定。
藉由將薄膜光罩基台2與薄膜光罩支撐架70予以密接固 定，便可在不會產生位置偏移的情況下，有效率且確實地執行薄膜光罩95從薄膜光罩基台2朝薄膜光罩支撐架70的移設。
移動裝置8係若將薄膜光罩支撐架70從薄膜光罩支撐架支撐裝置7移至曝光裝置Z，便在保持薄膜光罩95變形的狀態下進行移動。如圖6所示，移動裝置8係具有移動台車80與真空源81，載置著薄膜光罩支撐架70，使薄膜光罩支撐架70移動至曝光裝置Z。在此期間，薄膜光罩支撐架70的薄膜光罩固定裝置71係利用真空源81維持著薄膜光罩95的抽吸，而保持著修正變形狀態。
在薄膜光罩支撐架70與真空源75之間所設置的真空源切換裝置76，如圖5所示，包括複數連接器78與切換閥77，將連接器78連接於真空源75與真空源81，構成利用切換閥77切換真空源，便可在維持著薄膜光罩95固定狀態下，將薄膜光罩支撐架70從薄膜光罩支撐架支撐裝置7更換搭載於移動裝置8上。
利用圖7至圖14進行動作的說明。
如圖7所示，在基板台1上安裝基板90，並覆蓋著保護膜11。接著，將薄膜光罩95安裝於薄膜光罩基台2的玻璃板20上，並利用薄膜光罩固定裝置22予以固定(圖8)。然後，利用升降裝置21使玻璃板20下降，並重疊於基板90上，使薄膜光罩95與基板90相對向夾置著玻璃板20，利用攝像裝置3取得基板90與薄膜光罩95的影像(圖9)。然後，利用對位裝置9執行對位。即，迴轉XY θ移動機構10的調整把手，執行基板標記91與光罩標記96的對位(圖9、圖10)，若對位已完 成，便利用基板台密接固定裝置15將薄膜光罩基台2密接固定於基板台1上。然後，利用攝像裝置3掃描薄膜光罩95與基板90的全體並拍攝，一邊觀看顯示器33，一邊檢測利用影像所發現到的圖案偏移部分，並利用磨擦石40擦拭該部分，使薄膜光罩95部分性變形，俾將薄膜光罩95修正成基板製品圖案92與光罩製品圖案97相合致狀態(圖11)。
另外，以上的作業亦均可自動化。
接著，執行利用移設裝置5進行的薄膜光罩95移設。首先，將薄膜光罩支撐架70安裝於薄膜光罩基台2的上方(圖12)，接著，控制裝置6利用升降裝置21使玻璃板20朝向薄膜光罩支撐架70上升，並利用光罩支撐架密接固定裝置85使薄膜光罩基台2密接固定於薄膜光罩支撐架70(圖13)。在此狀態下，利用薄膜光罩固定裝置71使薄膜光罩95真空密接於薄膜光罩支撐架70，接著解除玻璃板20側之由薄膜光罩固定裝置22所進行的固定，而解除真空密接，從玻璃板20上釋放薄膜光罩95，再使薄膜光罩95移動至薄膜光罩支撐架70側。然後，解除由光罩支撐架密接固定裝置85進行的薄膜光罩基台與薄膜光罩支撐架70之固定，並將玻璃板20下降，取出薄膜光罩支撐架70(圖14)，利用移動裝置8，若將該薄膜光罩支撐架70從薄膜光罩支撐架支撐裝置7移動至曝光裝置Z，便使在保持著薄膜光罩95的變形狀態下進行移動(圖6)。在曝光裝置Z中利用經變形修正過的薄膜光罩95施行曝光。
1‧‧‧基板台
2‧‧‧薄膜光罩基台
3‧‧‧攝像裝置
4‧‧‧加壓裝置
5‧‧‧移設裝置
6‧‧‧控制裝置
10‧‧‧XY θ移動機構
11‧‧‧保護膜
20‧‧‧玻璃板
21‧‧‧升降裝置
22‧‧‧薄膜光罩固定裝置
30‧‧‧CCD照相機
31‧‧‧望遠鏡頭
32‧‧‧LED環形照明
33‧‧‧顯示器
40‧‧‧磨擦石
70‧‧‧薄膜光罩支撐架
71‧‧‧薄膜光罩固定裝置
90‧‧‧基板
95‧‧‧薄膜光罩

Claims (6)

  1. 一種薄膜光罩修正裝置，其特徵在於包括：基板台，其乃載置著設有供對位用之基板標記的基板；薄膜光罩基台，其乃由透明體構成，利用上述基板台的上方載置著設有供對位用之光罩標記的薄膜光罩；攝像裝置，其乃將上述基板與上述薄膜光罩重疊並可攝像；對位裝置，其乃利用上述攝像裝置拍攝上述基板標記與光罩標記，並根據該所拍攝的基板標記與光罩標記，施行基板與薄膜光罩的對位；加壓裝置，其乃根據利用上述攝像裝置所拍攝的基板與薄膜光罩，使變形為薄膜光罩的所需位置；薄膜光罩固定裝置，其乃依保持著由該加壓裝置所造成的薄膜光罩變形方式，將薄膜光罩固定於上述薄膜光罩基台上；以及移設裝置，其乃將保持上述薄膜光罩變形狀態的該薄膜光罩，移設於供保持上述薄膜光罩並裝設於曝光裝置之用的薄膜光罩支撐架上。
  2. 如申請專利範圍第1項之薄膜光罩修正裝置，其中，更進一步包括：移動裝置，其乃將已移設上述薄膜光罩的薄膜光罩支撐架，在保持著上述薄膜光罩變形的狀態下移動至曝光裝置。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之薄膜光罩修正裝置，其中，更進一步包括將上述薄膜光罩基台密接固定於上述基板台上的基板台密接固定裝置；在將該薄膜光罩基台密接固定 於該基板台上的狀態下，利用上述加壓裝置使變形為薄膜光罩的所需位置。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之薄膜光罩修正裝置，其中，更進一步包括將上述薄膜光罩基台密接固定於上述薄膜光罩支撐架上的光罩支撐架密接固定裝置；在將該薄膜光罩基台密接固定於該薄膜光罩支撐架的狀態下，利用上述移設裝置移設薄膜光罩。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之薄膜光罩修正裝置，其中，上述攝像裝置係使用望遠鏡頭。
  6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之薄膜光罩修正裝置，其中，上述加壓裝置係設有磨擦石。
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