TW201608345A - 描繪裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提出一種描繪裝置，具有載置基板的描繪桌；以及相對於該描繪桌移動並用於描繪圖樣於該描繪桌的基板的曝光描繪部。該描繪裝置形成於基板的對準標記的位置誤差少且不損及基板的平面精度。該描繪桌上包括：複數的基準標記，用以設定相對於該曝光描繪部的位置基準；以及複數的標記形成手段，用以形成對準標記於載置在該描繪桌上的基板的背面，並且位於相對於該各基準標記的特定位置。

Description

描繪裝置

本發明係有關於對電子電路基板、LCD用玻璃基板、PDP用玻璃基板等的平面基板的正反兩面描繪出圖樣的描繪裝置。

近年來，直接曝光裝置(描繪裝置)在市場上興起，這種直接曝光裝置不使用轉印光罩而直接對基板的正反兩面照射設定好彼此位置關係的描繪光來描繪出圖樣。在進行這種兩面曝光時，對表面(第1面)進行圖樣曝光的同時(或者是在曝光之前)，會對背面(第2面)曝光(形成)出複數的對準標記，然後翻轉基板的正反面而對背面(第2面)進行圖樣曝光時，將形成於第2面的對準標記做為基準來設定圖樣曝光位置(專利文獻1、2)。對準標記具體上會使用直徑少於2mm的圓形圖樣或十字等的指標，並且一般會做為運用了光阻的自發色性的圖像(自發色圖像)光學地設置在要曝光的基板的角落部。

[先行技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本特開2009-294337號公報

專利文獻2：日本特開2013-213852號公報

然而，專利文獻1、2的描繪裝置具備相對於載置基板的描繪桌可動的標記形成手段(對準標記形成手段、標記曝光裝置)，使標記形成手段相對於描繪桌(上面載置了基板)移動，在基板背面形成對準標記。因此，因為標記形成手段的移動機構本身無法避免的機械誤差，有可能會產生對準標記的位置誤差。如果，對準標記的形成位置有誤差，第2面的描繪圖樣與第1面的描繪圖像就沒有辦法正確地整合。又或者是進行描繪面的伸縮等的尺寸修正時，會造成與實際的基板伸縮不同的修正。

習知的裝置因為必須設置相對於描繪桌可調節位置的標記形成手段，所以無法避免裝置整體的大型化。又，專利文獻2為了使標記形成手段移動而在描繪桌的表面設置了標記形成手段的逃出部(溝部)。如此一來，因為這個逃出部無法支持基板的背面，可能會對圖樣的描繪精度(基板的平面精度)帶來不良的影響。

因此，本發明的目的是提出一種形成於基板的對準標記的位置誤差少且不損及基板的平面精度的描繪裝置。

本發明將習知的描繪裝置中標記形成手段可相對於載置基板的描繪桌移動這點視為對準標記的形成位置產生誤差的原因，因而著眼於若在描繪桌內形成手段而對載置於該 描繪桌上的基板的背面直接形成對準標記的話，就能夠防止誤差的發生。

也就是說，本發明的描繪裝置，包括：描繪桌，載置基板；以及曝光描繪部，相對於該描繪桌移動，描繪圖樣於該描繪桌上的基板，其中該描繪桌上包括：複數的基準標記，用以設定相對於該曝光描繪部的位置基準；以及複數的標記形成手段，用以形成對準標記於載置在該描繪桌上的基板的背面，並且位於相對於該各基準標記的特定位置。

該描繪桌例如能夠包括：桌本體；以及蓋板，位於該桌本體上。該標記形成手段能夠包括：至少一個貫通孔，穿設於該蓋板；以及標記形成光源，從該貫通孔射出標記形成光，並且被支持於該桌本體。

形成該標記形成手段的該貫通孔能夠具有複數個穿設於該蓋板。該桌本體能夠具備從該複數的貫通孔中選擇的貫通孔射出標記形成光的標記形成光源。

該基準標記與該標記形成手段具體來說，能夠位於載置在該描繪桌上的基板周緣部的相對的2邊，並分別各具有一對。

該曝光描繪部能夠具有拍攝該基準標記或對準標記的拍攝手段。對於該基板表面的圖樣描繪能夠在依據該拍攝手段拍攝的基準標記位置資訊而設定的座標系統下來實行。將該基板正反面翻轉後對於該基板背面的圖樣描繪能夠在依據該拍攝手段拍攝的對準標記位置資訊而設定的座標系統下來實行。

該基準標記在一實施形態中是來自可見光源的點標記。

本發明中，載置基板的描繪桌具備標記成型手段來形成對準標記於基板背面，因此對準標記的形成位置不會有機械性誤差(標記形成手段的移動誤差等)。根據本發明，能夠維持簡單的構造且高精度地對齊描繪於基板正反面的圖樣的位置。又，能夠保持描繪桌表面平滑，且能夠以直到周邊部都能維持一樣高的平面性來吸附保持被載置的基板。

11‧‧‧基底

12‧‧‧閘

13‧‧‧滑動部

14‧‧‧軌道

15‧‧‧描繪桌

15c‧‧‧吸引連接器

15P‧‧‧蓋板

15Q‧‧‧桌本體

15r‧‧‧凹部

15v‧‧‧吸引孔

17‧‧‧基板壓條

18‧‧‧控制裝置

19‧‧‧真空源

20、20a、20b‧‧‧光源部

21‧‧‧UV燈

22‧‧‧第1全反射鏡

23‧‧‧聚光透鏡

24‧‧‧第2全反射鏡

25‧‧‧複眼微透鏡

30‧‧‧曝光描繪部

33‧‧‧第1投影透鏡

34‧‧‧反射鏡

36‧‧‧DMD元件

37‧‧‧第2透鏡群

41‧‧‧基準標記

41h‧‧‧基準標記孔

41j‧‧‧基準標記形成光源

41k‧‧‧反射元件

42‧‧‧標記形成手段

42h‧‧‧對準標記孔

42j‧‧‧對準標記形成光源

43‧‧‧電路基板

100‧‧‧描繪裝置

AC‧‧‧對準相機

AM‧‧‧對準標記

F‧‧‧外框

L‧‧‧文字

W‧‧‧基板

第1圖係本發明的描繪裝置的全體構造的立體圖。

第2圖係第1圖的描繪裝置的描繪桌的一實施形態的分解立體圖。

第3圖係同描繪桌的平面圖。

第4圖係沿著第3圖的IV-IV線的剖面圖。

第5圖係描繪於基板表面(第1面)時的概要平面圖。

第6圖係描繪於基板背面(第2面)時的概要平面圖。

第1圖係本發明的描繪裝置100的全體構造的立體圖。描繪裝置100具備基底11、從基底11的兩側部立設的閘12、被支持於此閘12上的曝光描繪部30。

基底11上配置有描繪桌15，載置了正反面塗布了感光材料的基板W。此描繪桌15沿著軌道14可藉由例如線性馬 達移動手段而移動於X方向。以下，將水平面中與X方向垂直的方向稱為Y方向，將鉛直面中與X方向垂直的方向稱為Z方向。

曝光描繪部30的前面設置有延伸於Y方向的滑動部13，滑動部13上設置有在Y方向上彼此分離的一對的對準相機(拍攝手段)AC。滑動部13藉由線性馬達驅動或步進馬達驅動而將對準相機AC移動到Y方向上的任意位置。

曝光描繪部30具備光源部20。光源部20事由具有相同內部構造的2個光源部20a、光源部20b構成。光源部20a及光源部20b為相同構造，所以以光源部20a為代表來說明。

光源部20a是由UV燈21、第1全反射鏡22、聚光透鏡23、第2全反射鏡24、複眼微透鏡25、開孔(未圖示)所構成。光源部20a具備UV燈21，UV燈21發出從365nm~440nm的各種波長混合的紫外光。

從UV燈21射出的紫外光因為橢圓鏡26而朝向天方向(+Z軸方向)照射，第1全反射鏡22改變照射方向至水平方向，聚光透鏡23進行集光，第2全反射鏡24改變照射方向至地面方向(-Z軸方向)。照射方向改變的紫外光經過複眼微透鏡25及開孔而成為4分歧的光束。光束更經由8個第1投影透鏡33與8個反射鏡34入射到8個DMD(數位微鏡裝置)元件36，成為受控制的光束。此受控制的光束通過第2透鏡群37來調整透影的曝光描繪倍率後被照射到基板W。也就是說，描繪裝置100按照預先收納了希望的曝光圖像的描繪資料，控制光源部20a與光源部20b的紫外光。

描繪桌15具備桌本體(下部桌)15Q、該桌本體15Q上的蓋板15P。第2至4圖顯示了描繪桌15的細節。描繪桌15外觀是沿著XYZ正交的三平面延伸的立方體。描繪桌本體15Q與蓋板15P在X方向及Y方向的尺寸相同，蓋板15P在Z方向上的厚度比桌本體15Q薄。桌本體15Q與蓋板15P如第2圖概要地顯示出可以進行分解，並且藉由例如未圖示的位置決定裝置及吸附裝置，被固定在正規位置而組成描繪桌15(第1、3、4圖)。

矩形的描繪桌15的基板載置面的四個角落分別設置有一個基準標記41、以及用以對應至各基準標記41並用以形成對準標記的標記形成手段42。也就是說，描繪桌15上設置有複數的基準標記41、以及對應到各基準標記41的複數標記形成手段42。

各基準標記41是由形成於蓋板15P的一個基準標記孔(貫通孔)41h與被桌面本體15Q所支持的基準標記形成光源41j所形成。標記形成手段42是由形成於蓋板15P的複數(圖示實施形態為4個)對準標記孔(貫通孔)42h與對應到各對準標記孔42h並且被桌面本體15Q所支持的4個對準標記形成光源42j所形成。基準標記形成光源41j是由紅色(可見光)LED組成，被反射元件41k反射的光會從基準標記孔41h往Z方向(對準相機AC方向)射出。對準標記形成光源42j是由紫外光LED組成，會從對準標記孔42h直接往Z方向射出。基準標記形成光源41j與對準標記形成光源42j固定於電路基板43(第4圖)上，此電路基板43與反射元件41k配設於形成在桌本體15Q的凹部15r內。

1個基準標記孔41h(基準標記形成光源41j)與4個對準標記孔42h(對準標記形成光源42j)在X方向上排成一列，使得搭載於曝光描繪部30的同一對準相機AC的拍攝較為容易。如第3、4圖所示，圖示例中，標記形成手段42的各對準標記孔42h的間隔相同，基準標記41相對於這些標記形成手段42，以對準標記孔42h之間的間隔以上的距離分離。

1個基準標記41與4個標記形成手段42的位置關係在描繪桌15上固定。相互的位置關係(XY平面上的座標系統)能夠嚴格地被辨識。因此，對準相機AC拍攝標記形成手段42(基準標記41)求出標記位置等同於求出基準標記41(由標記形成手段42形成的對準標記)的位置。

又，描繪桌15上的四個角落的基準標記41配置到比標記形成手段42更外側的位置，在基準標記41與標記形成手段42之間有基板壓條17。基板壓條17要支持被載置於描繪桌15上的基板W的緣部(X方向的兩側緣部)，因此至少相對於描繪桌15的表面可在接離方向(Z方向)上移動。

載置於描繪桌15上的基板W的平面尺寸有許多種，因此基板壓條17也可在X方向上移動為佳。然而，基板W不會超出基板壓條17而突出至基準標記41方向。也就是說，不論載置於描繪桌15上的基板W的大小，基準標記41都不會被基板W遮蓋。相對於此，不論基板W的大小，標記形成手段42的4個對準標記孔42h(的至少一個)會被基板W遮蓋。

描繪桌15的蓋板15P的表面如第2圖概要顯示，開口了如習知的無數的吸引孔15v，這些吸引孔15v透過設置於桌 本體15Q的吸引連接器15c而連接到控制裝置18與真空源19。

藉由上述構造的描繪裝置100，以例如以下的步驟對基板W的正反面進行圖樣的描繪。做為被描繪裝置100描繪於基板W的正反面的圖樣(例如電路圖樣)，為了方便(容易理解)，假設在基板W的表面描繪如第5圖所示的「P」的文字L，在背面描繪如第6圖所示的外框F。又，假設桌本體15Q與蓋板15P預先以正規的位置關係固定，做為描繪桌15被支持於基底11(軌道14)上。

第1步驟：將基板W載置於描繪桌15的蓋板15P上。當基板W被未圖示的搬運裝置載置的情況下，因為是預先對準好(決定預備位置)的基板W被載置，所以在這個時間點基板的大略位置已經決定。如果是作業者用手載置基板W的情況下，就藉由設置於蓋板15P的對齊標準物來決定位置。因此為了因應以手進行設置的情況，也可以在描繪桌15(蓋板15P或桌本體15Q)設置決定基板位置用的冶具。決定基板位置用的冶具例如畫在蓋板15P上的線，或者是位置決定插銷等。基板W上的XY座標系統會因為對準標記(由對準相機AC拍攝的描繪桌15上的4個基準標記41的位置及4個標記形成手段42所形成)的位置而定，所以不需要將基板W對蓋板15P做嚴格的位置配合。

第2步驟：載置於蓋板15P的基板W藉由吸引孔15v、控制裝置18、真空源19而被真空吸附，又被基板壓條17所箝制。基板壓條17移動到預先指定的位置後，將基板W壓到蓋板15P上。

第3步驟：描繪桌15及滑動部13移動，對準相機AC拍攝描繪桌15上的4個位置的基準標記41的影像(點標記)(對準相機AC相對移動於各基準標記41上)。也就是說，基準標記形成光源41j發出的紅色LED光被反射元件41k反射後從基準標記孔41h射出，對準相機AC伴隨著描繪桌15在X方向移動而辨識出4個基準標記41(第5圖)。對準相機AC拍攝的4個基準標記41的位置資訊會傳送到位置決定裝置，以描繪桌15上的基準標記41定出XY座標系統。

第4步驟：標記形成手段42的4個對準標記形成光源42j的任一者對基板W的背面(第2面)照射紫外光，形成對準標記孔42h形狀的自發色影像(對準標記AM(第6圖))。使用複數標記形成手段42中的哪一個進行照射會根據基板尺寸(利用元件清單等)來決定。被選擇的標記形成手段42以外的光源42j不會發光。照射時間的一個例子是約10秒。此外，這個第4步驟能夠與其他步驟平行進行，又或者在第3步驟開始前進行。

第5步驟：位置決定裝置從根據基準標記41的描繪桌15上的XY座標系統，訂定出根據基板背面的對準標記AM的XY座標系統。雖然也可以使用根據基準標記41而定的XY座標系統，但因為描繪是在基板W上進行，所以使用根據基板W上的對準標記AM而定的XY座標系統為佳。然後，因應基板背面的對準標記AM的形成位置，使圖樣描繪位置與基板位置彼此配合。此位置的配合能夠藉由曝光描繪部30修正描繪圖樣資料來補償描繪位置來實施，或者是，將描繪桌15移動於XY θ方 向來實施。θ方向是平行於Z方向為軸的旋轉方向。這種位置的配合技術廣為周知，能夠因應需要而採用適當的方法。

第6步驟：基板W的表面(第1面)進行圖樣(圖示例子為文字L)的描繪。圖樣的描繪式結由曝光描繪部30與描繪桌15(基板W)的相對移動來進行。本實施形態中，描繪桌15連續地移動於X方向時，曝光描繪部30將描繪光連續地照射基板W。圖樣的描繪可藉由周知的多重曝光技術來實施。

第7步驟：將表面(第1面)的圖樣描繪結束後的基板W從描繪桌15搬出。翻轉被搬出的基板W，使背面(第2面)朝上。搬出及翻轉作業由未圖示的搬運裝置來實施，或者是由作業者用手實施。

第8步驟：描繪桌15的蓋板15P上載置翻轉的基板W(第6圖)。此時的描繪桌(描繪裝置)可以是與第1步驟相同的裝置，也可以是不同的描繪裝置。與第1步驟相同地，基板W在預先對準的狀態下被載置。

第9步驟：與第2步驟相同地，載置於蓋板15P上的基板W被真空吸附，又被基板壓條17箝制固定。

第10步驟：對準相機AC相對於形成於基板W的背面(第2面)的對準標記AM的位置移動。藉由對準相機AC所具備的反射照明來拍攝對準標記AM，並將影像傳送給位置決定裝置(第6圖)。

第11步驟：位置決定裝置從對準相機AC送來的影像求出對準標記AM的位置，與第4步驟相同地，使圖樣描繪位置與基板位置互相配合(第6圖)。此時不只位置互相配合，也 可以因應基板伸縮來修正描繪資料的形狀。這是因為表面(第1面)曝光描繪後溫度變化等的影像會使基板伸縮，因此修正因為這種變形導致的圖樣描繪位置的誤差。

第12步驟：與第6步驟相同地，對基板W的背面(第2面)進行圖樣(外框F)的描繪(第6圖)。

第13步驟：從描繪桌15上搬出背面(第2面)的圖像已描繪結束後的基板W，移動至下一階段的步驟。

以上的實施形態中，對於每1個基準標記41設置複數(4個)標記形成手段42，但因應基板W的平面尺寸，也可以對於每1個基準標記41對應設置1個標記形成手段42。設置複數的標記形成手段42的情況下，在以上的實施形態中是排成一列，但並不一定要排成一列，只要排列複數的標記形成手段42時，能夠因應基板尺寸使對準標記形成在相對於基準標記的既定位置的話即可。

又，也可以因應基板W來更換蓋板15P。這樣的話，能夠對應更多種類的基板與標記位置。又，基準標記41與標記形成手段42的光源可以不是LED，光的波長也可以因應塗布或貼附於基板的感光材料的感度來適當地選擇能夠充分形成自發色影像的波長。基準標記41能夠由對準相機AC所拍攝而判斷出位置的話，也可以是非發光性(例如印刷物)。

14‧‧‧軌道

15‧‧‧描繪桌

15c‧‧‧吸引連接器

15P‧‧‧蓋板

15Q‧‧‧桌本體

15r‧‧‧凹部

15v‧‧‧吸引孔

17‧‧‧基板壓條

18‧‧‧控制裝置

19‧‧‧真空源

41‧‧‧基準標記

41h‧‧‧基準標記孔

41j‧‧‧基準標記形成光源

41k‧‧‧反射元件

42‧‧‧標記形成手段

42h‧‧‧對準標記孔

42j‧‧‧對準標記形成光源

W‧‧‧基板

Claims (6)

1. 一種描繪裝置，包括：描繪桌，載置基板；以及曝光描繪部，相對於該描繪桌移動，描繪圖樣於該描繪桌上的基板，其中該描繪桌上包括：複數的基準標記，用以設定相對於該曝光描繪部的位置基準；以及複數的標記形成手段，用以形成對準標記於載置在該描繪桌上的基板的背面，並且位於相對於該各基準標記的特定位置。
2. 如申請專利範圍第1項所述之描繪裝置，其中該描繪桌包括：桌本體；以及蓋板，位於該桌本體上，該標記形成手段包括：至少一個貫通孔，穿設於該蓋板；以及標記形成光源，從該貫通孔射出標記形成光，並且被支持於該桌本體。
3. 如申請專利範圍第2項所述之描繪裝置，其中形成該標記形成手段的該貫通孔具有複數個穿設於該蓋板，該桌本體具備從該複數的貫通孔中選擇的貫通孔射出標記形成光的標記形成光源。
4. 如申請專利範圍第1至3項任一項所述之描繪裝置，其中該基準標記與該標記形成手段位於載置在該描繪桌上的基板周緣部的相對的2邊，並分別各具有一對。
5. 如申請專利範圍第1至4項任一項所述之描繪裝置，其中該曝光描繪部具有拍攝該基準標記或對準標記的拍攝手段，對於該基板表面的圖樣描繪會在依據該拍攝手段拍攝的基準標記位置資訊而設定的座標系統下來實行，將該基板正反面翻轉後對於該基板背面的圖樣描繪會在依據該拍攝手段拍攝的對準標記位置資訊而設定的座標系統下來實行。
6. 如申請專利範圍第1至5項任一項所述之描繪裝置，其中該基準標記是來自可見光源的點標記。