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JP2006349769A - 整合装置 - Google Patents

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JP2006349769A
JP2006349769A JP2005172829A JP2005172829A JP2006349769A JP 2006349769 A JP2006349769 A JP 2006349769A JP 2005172829 A JP2005172829 A JP 2005172829A JP 2005172829 A JP2005172829 A JP 2005172829A JP 2006349769 A JP2006349769 A JP 2006349769A
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JP2005172829A
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Inventor
Norio Kobayashi
憲雄 小林
Takeshi Uenoyama
毅 上野山
Hideki Ashikawa
英喜 芦川
Kiyoshi Yamada
清 山田
Takayuki Saito
隆行 齋藤
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Ono Sokki Co Ltd
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Ono Sokki Co Ltd
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Abstract

【課題】原版フィルムをX軸方向、Y軸方向及びθ軸回りに確実に移動させることができる整合装置を提供する。
【解決手段】整合装置100は、原版フィルムAと感光性のある基板との整合を行う装置であり、原版フィルムAが貼付された透光板1と、透光板1をその周縁部1aで保持する第1保持枠10及び第2保持枠11と、透光板1を第1保持枠10及び第2保持枠11に固定する固定機構20と、第1保持枠10及び第2保持枠11と共に、透光板1を、透光板1と略平行な平面内で移動可能に支持し、上下方向に移動させる支持・昇降部30と、第2保持枠11の下方に配置され、X軸方向、Y軸方向及びθ軸回りの駆動力を発生させる整合テーブル40と、整合テーブル40の駆動力を第2保持枠11の枠部材11b,11dに伝達するアーム部50等とを備えている。
【選択図】図2

Description

本発明は、プリント基板を製造する露光システム等に好適に用いられ、原版フィルムと感光性のある基板とを整合させる整合装置に関するものである。
従来、この種の整合装置は、回路パターンが形成された原版フィルムを、感光性のある基板に密着させて、露光することにより、回路パターンを基板に焼き付けてプリント基板を製造する露光システムに用いられる。
特許文献1は、原版フィルムと感光性基板との整合及び露光を同一位置で行う露光装置を開示している。この露光装置は、上下方向に移動する支持基板に固定され、原版フィルムが貼付された原版フィルム保持プレートと、原版フィルム保持プレートの上方に設置された露光ランプと、感光性基板上の位置決めマークをCCDカメラで検出し、その検出結果に基づいて、感光性基板のX軸、Y軸方向及びθ軸回りの精密位置決めを行う整合テーブルとを備えており、この整合テーブルの動きにより原版フィルムと感光性基板とを整合させた後に、原版フィルムと感光性基板とを密着させ、露光ランプで露光して、感光性基板を感光させる。
しかし、特許文献1の露光装置は、搬送されてくる感光性基板を整合テーブルで移動するので、感光性基板を搬送テーブルで整合テーブルに搬入した後に、搬送テーブルを退避させた後でなければ、整合動作に移れず、タクト時間が長くなる場合があった。
一方、感光性基板の代わりに、原版フィルムをX軸、Y軸方向及びθ軸回りに駆動することにより、原版フィルムと感光性基板とを整合させる整合装置に用いられるXYθ軸の微調整機構が知られている(例えば、特許文献2)。
特許文献2のXYθ軸の微調整機構は、例えば、原版フィルムを支持する支持体上の仮想される四辺形の頂点に駆動点があるように、4個のXY軸調整用のステージを配置し、対角上にある駆動点を同じ方向に駆動することによってX軸あるいはY軸を調整し、対角上にある駆動点を異なる方向に駆動することによってθ軸を調整している。
しかし、特許文献2のXYθ軸の微調整機構を用いた整合装置は、θ軸の調整を、X軸方向の駆動とY軸方向の駆動とを組み合わせて行うので、正確な位置で停止するためには、演算処理に時間が掛かかるうえ、検出の分解能や単位移動量を細かくしなければならず、コストアップになる。
特開2001−75288号公報 特開平5−162035号公報
本発明の課題は、原版フィルムをX軸方向、Y軸方向及びθ軸回りに確実に移動させることができる整合装置を提供することである。
請求項1の発明は、原版フィルムと感光性のある基板との整合を行う整合装置において、原版フィルムが貼付された透光板と、前記透光板をその周縁部で保持する保持枠と、前記保持枠を前記透光板と略平行な平面内で移動可能に支持する支持機構と、前記保持枠の下方に配置され、X軸方向、Y軸方向及びθ軸回りの駆動力を発生させる1つのXYθ駆動機構と、前記XYθ駆動機構の駆動力を前記保持枠の少なくとも2辺に伝達する駆動力伝達機構と、を備えたことを特徴とする整合装置である。
請求項2の発明は、請求項1に記載の整合装置において、前記保持枠を上下方向に移動させる昇降機構をさらに備え、前記駆動力伝達機構は、前記昇降機構の上下動に対して、X軸方向、Y軸方向及びθ軸回りの動きとは独立して、上下に移動すること、を特徴とする整合装置である。
(1)本発明の整合装置は、原版フィルムが貼付された透光板を周縁部で保持する保持枠を、支持機構により、透光板と略平行な平面内で移動可能に支持すると共に、1つのXYθ駆動機構が発生させるX軸方向、Y軸方向及びθ軸回りの駆動力を、駆動力伝達機構により、保持枠の少なくとも2辺に伝達するので、保持枠を所定の位置まで移動させるために必要な駆動量は、独立したX軸方向、Y軸方向及びθ軸回りの駆動量をそれぞれ演算すればよく、演算処理に時間が掛からず、さらに、保持枠をXYθ駆動機構の動きに追従させることができ、そのために、原版フィルムを所定の位置までX軸方向、Y軸方向及びθ軸回りに確実に移動させることができる。
(2)伝達機構は、昇降機構の上下動に対して、X軸方向、Y軸方向及びθ軸回りの動きとは独立して上下に移動するので、昇降機構の上下動によって、保持枠がX軸方向、Y軸方向及びθ軸回りに移動することがなく、原版フィルムと感光性のある基板とを整合させ、その後、原版フィルムを感光性のある基板に密着させるときに、原版フィルムの位置がずれてしまうことがない。
本発明は、原版フィルムをX軸方向、Y軸方向及びθ軸回りに確実に移動させるという目的を、原版フィルムが貼付された透光板の周縁部を第1保持枠及び第2保持枠により保持し、この第1保持枠及び第2保持枠を支持・昇降機構により、透光板と略平行な平面内で移動可能に支持すると共に、上下方向に移動可能とし、さらに、この第2保持枠の枠部材に、1つの整合テーブルが発生させるX軸方向、Y軸方向及びθ軸回りの駆動力をアーム部により伝達することによって実現する。
以下、図面等を参照して、本発明の実施例について、さらに詳しく説明する。
図1は、本発明による整合装置の実施例を用いた露光システムの概略構成を示す図である。
この実施例の露光システム200は、感光性のある基板の両面に露光を行うものであって、粗位置決め部210と、整合・露光部220と、搬出・反転部230と、整合・露光部240と、搬出部250等とを備えている。
粗位置決め部210は、前工程からベルトコンベアにより搬入されてきた基板を粗位置決めする部分であり、例えば、複数のピンに基板の端面を突き当てる等して、位置決めを行う。
整合・露光部220は、回路パターンが形成された原版フィルムをX軸方向、Y軸方向及びθ軸回りに移動させることにより、この原版フィルムと、粗位置決め部210で粗位置決めされた基板とを整合させた後に、原版フィルムと基板とを密着させ、露光ランプで露光して、基板の表面を感光させる部分である。
搬出・反転部230は、露光が終了した基板を搬送テーブルにより搬出し、この基板を反転すると共に、反転の終了した基板を、搬送テーブルにより整合・露光部240に搬送する部分である。
整合・露光部240は、整合・露光部220と略同様な機能を有し、原版フィルムと基板とを整合させた後に、基板の裏面に露光を行う部分である。
搬出部250は、その両面の露光が終了した基板を、次工程に搬出する部分である。
つぎに、本発明による整合・露光部220に設けられた整合装置について詳細に説明する。
図2は、本発明による整合装置の実施例を示す図である。
整合装置100は、原版フィルムAと基板(不図示)との整合を行う装置であって、例えば、透光板1と、第1保持枠10と、第2保持枠11と、固定機構20と、支持・昇降機構30と、整合テーブル40と、アーム部50等とを備えている。
透光板1は、アクリル板であり、その裏面に原版フィルムAが貼付されている。透光板1は、不図示の露光ランプからの露光波長の光を透過する材質であれば、アクリルに限らず、例えば、ガラス、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート等を用いることができる。
第1保持枠10は、透光板1をその周縁部1aで保持する枠であり、透光板1の4辺を保持する枠部材10a,10b,10c,10dを、井桁状に組んだ枠体を構成している。
第2保持枠11は、第1保持枠10の下方に所定間隔を隔てて配置された枠であり、後述する固定機構20の固定部20A〜20Dがそれぞれ取付けられた枠部材11a,11b,11c,11dを、井桁状に組んだ枠体を構成している(図5参照)。この枠部材11b,11dは、その略中央部に、後述するアーム部50のロッド51bの先端部と連結される連結部14,15がそれぞれ設けられている。
図3は、透光板1が固定された状態を示す図である。
図4は、固定部20Aを示す拡大図である。
図5は、固定機構20と支持・昇降機構30とを主に示す図である。
固定機構20は、透光板1を第1保持枠10及び第2保持枠11に固定するための機構であって、第1保持枠10及び第2保持枠11の4隅に取付けられた固定部20A,20B,20C,20Dを備えている。なお、固定部20A,20B,20C,20Dは、同一機能を有しており、以下では、固定部20Aについて説明する。
固定部20Aは、図3、図4に示すように、第1支持板21aと、軸部材22aと、第2支持板23aと、ネジ部材24a等とを備えている。第1支持板21aは、縦断面がクランク形状であり、下側の平板部分が上述した枠部材11a,11bに固定されており、その下端部には不図示の搬送テーブルにより搬送されてきた基板を透光板1の下方に受け入れるための受け板12aが取り付けられている。第1支持板21aは、その上側の平板部分が、後述する支持・昇降機構30のロッド33aの先端部に設けられた支持台に支持されている(図6参照)。なお、他の受け板12b,12c,12dは、受け板12aと同一機能を有しており、説明を省略する。
軸部材22aは、第2支持板23aを上下方向にガイドするための部材であり、第1支持板21aの下側の平板部分の先端に設けられている。軸部材22aは、第2支持板23aに設けられた直動の軸受に挿入され、第2支持板23aをガイドしている。
第2支持板23aは、断面がT字形に形成され、その一端部に軸部材22aが挿入された直動の軸受が設けられ、他端部にネジ部材24aが設けられている。第2支持板23aは、その下端部が上述した枠部材10aに固定されている。
ネジ部材24aは、図3に示すように、透光板1を第2支持板23aに固定するためのネジである。また、透光板1は、枠部材10a,10cに設けられた複数のピンによりガイドされ、図3に示す矢印B方向にスライドさせて交換可能である。
また、固定部20Aと固定部20Dとの間には、シリンダ13aが配置されている。シリンダ13aは、枠部材11aに設けられた板状部材上に設置されている。シリンダ13aは、上下方向に移動可能にロッドが設けられており、ロッド先端部が、枠部材10aに固定されたブラケットを下側から支持している。なお、固定部20Bと固定部20Cとの間の範囲には、シリンダ13aと同一機構を有するシリンダ13bが配置されている。
ここで、透光板1を第1保持枠10及び第2保持枠11に固定するときの動作について説明する。
透光板1は、固定部20A,20B,20C,20Dのネジ部材24a〜24dでネジ止めされ、交換時には、その側面が第1保持枠10に設けられた複数のピンに摺接することにより矢印B方向にガイドされる。第1保持枠10は、固定部20A,20B,20C,20Dにより第2保持枠11に対して上下方向に移動可能に保持されている。また、第1保持枠10と第2保持枠11とは、シリンダ13a,13bに設けられたロッドが駆動されることにより、その上下方向の距離が調整可能である。すなわち、シリンダ13a,13bに設けられたロッドを下側(第2保持枠11側)に駆動して所定の位置で停止することにより、第1保持枠10と第2保持枠11との距離を調整し、これにより、透光板1を、第1保持枠10及び第2保持枠11に保持することができる。
図6は、支持・昇降機構30の一部を示す拡大図である。
支持・昇降機構30は、透光板1、第1保持枠10、第2保持枠11、固定機構20、シリンダ13a,13bを一体で水平方向(透光板1と略平行な平面内)に移動可能に支持し(図3参照)、さらに、これらを一体で上下方向に移動するエアーシリンダ30A,30B,30C,30D等を備えている。なお、エアーシリンダ30A,30B,30C,30Dは、同一機能を有しており、以下では、エアーシリンダ30Aについて説明する。
エアーシリンダ30Aは、図2、図5に示すように、シリンダ本体部31aと、取付部32aと、ロッド33aと、円筒部34a等とを備えている。取付部32aは、シリンダ本体部31aの下方に延設され、不図示の適宜の部材に取り付けられる。これにより、エアーシリンダ30Aの位置が固定される。ロッド33aは、円筒部34aに挿入されており、不図示の駆動源の駆動力によって、シリンダ本体部31aに対して昇降する。
このロッド33aは、図6に示すように、その先端部に支持台が設けられている。この支持台は、4つのボールベアリング部35aが設けられ、固定部20Aの第1支持板21aをその下側の面から支持している。これにより、第1支持板21aは、水平方向(透光板1と平行な平面内)に移動可能に支持される。
以上の構造により、透光板1は、支持・昇降機構30によって、第1保持枠10、第2保持枠11、固定機構20及びシリンダ13a,13bと一体で水平方向(透光板1と略平行な平面内)に移動可能に支持され、かつ、これらと一体で上下方向に移動可能とされる。
整合テーブル40は、図2に示すように、第2保持枠11の下方に配置され、X軸方向、Y軸方向及びθ軸回りの駆動力を発生させる機構であって、ベース41と、θ軸移動ステージ42と、Y軸移動ステージ43と、X軸移動ステージ44と、移動テーブル45等とを備える。
θ軸移動ステージ42は、ベース41に載置されており、移動テーブル45をθ軸(図中、矢印参照)回りに回転移動させる部分である。Y軸移動ステージ43は、θ軸移動ステージ42に載置されており、移動テーブル45をY軸(図中、矢印参照)方向に往復移動させる部分である。X軸移動ステージ44は、Y軸移動ステージ43に載置されており、移動テーブル45をX軸(図中、矢印参照)方向に往復移動させる部分である。
このため、整合テーブル40は、θ軸移動ステージ42、Y軸移動ステージ43、X軸移動ステージ44の駆動により、移動テーブル45を動かすので、X軸方向、Y軸方向及びθ軸回りの駆動をそれぞれ独立して行うことができる。
アーム部50は、整合テーブル40が発生するX軸方向、Y軸方向及びθ軸回りの駆動力を、第2保持枠11に伝達する機構であって、例えば、移動テーブル45の一端に設けられたアーム51と、他端に設けられたアーム52等とを備えている。
アーム51は、支柱51aと、ロッド51bと等を備えている。支柱51aは、移動テーブル45に対して略垂直に設けられ、剛性を高めるために複数の補強部材が設けられている。ロッド51bは、支柱51aに対して昇降し、かつ、回転不能に設けられており、支持・昇降機構30の上下動に伴って、支柱51aに対して上下方向に移動する。
ロッド51bは、その先端部で、上述した枠部材11bに設けられた連結部14に連結されている。この連結部14は、支柱51a及びロッド51bを介して、移動テーブル45の動きに伴って、X軸方向、Y軸方向及びθ軸回りに移動する。
これにより、アーム51は、整合テーブル40が発生する駆動力を第2保持枠11の枠部材11bに伝達することができる。なお、アーム52は、アーム51と比べると、整合テーブル40が発生する駆動力を、連結部15を介して、第2保持枠11の枠部材11dに伝達する点が異なる。
アーム51は、ロッド51bが支柱51aに対して回転不能に設けられているので、例えば、支持・昇降機構30の上下動に伴って、ロッド51bが上下方向に移動するときに、このロッド51bの移動が原因となって、移動テーブル45がX軸方向、Y軸方向及びθ軸回りに動くことはない。すなわち、ロッド51bの上下方向の移動は、移動テーブル45のX軸方向、Y軸方向及びθ軸回りの動きとは独立している。
つぎに、整合装置100による整合動作について説明する。なお、整合動作とは、粗位置決め部210で粗位置決めされた基板が不図示の搬送テーブルにより、透光板1の下方に搬送されてきた後に、原版フィルムAが貼付された透光板1を動かして、原版フィルムAと基板との位置合わせを行う動作をいう。
整合装置100は、不図示のCCDカメラで基板の位置決め用マークを読み取り、その検出信号に基づいて、整合テーブル40にX軸方向、Y軸方向及びθ軸回りの駆動力を発生させて、移動テーブル45を所定の位置まで移動させる。
その後に、整合装置100は、支持・昇降機構30により、透光板1を第1保持枠10及び第2保持枠11と共に降下させ、原版フィルムAと基板とを密着させる。
したがって、整合装置100によれば、以下のような効果がある。
(1)整合テーブル40は、X軸方向、Y軸方向及びθ軸回りの駆動をそれぞれ独立して行うことができるので、透光板1を所定の位置まで移動させるために必要な駆動量は、独立したX軸方向、Y軸方向及びθ軸回りの駆動量をそれぞれ演算すればよく、演算処理に時間が掛からない。
(2)アーム51,52により、整合テーブル40の駆動力を第2保持枠11に伝達できるので、第2保持枠11を整合テーブル40の動きに追従させることができ、その結果、原版フィルムAを所定の位置まで確実に移動させることができる。
(3)アーム51,52の上下方向の移動は、移動テーブル45のX軸方向、Y軸方向及びθ軸回りの動きとは独立しているので、原版フィルムAと感光性のある基板とを整合させ、その後、原版フィルムAを感光性のある基板に密着させるときに、原版フィルムAの位置がずれてしまうことがない。
(比較例)
図7は、整合装置100の比較例を示す図である。なお、上述した整合装置100と同一部材については同一符号を付し、機能等の説明を適宜省略する。
整合装置300は、整合装置100と同様に、原版フィルムAと基板とを整合させるための装置である。整合装置300は、透光板1と、保持枠310と、支持機構320と、昇降機構330と、整合テーブル340,350等とを備えている。
保持枠310は、透光板1をその周縁部1aで保持する枠であり、透光板1の4辺を保持する枠部材310a,310b,310c,310dを、井桁状に組んだ枠体を構成している。
支持機構320は、保持枠310を、透光板1と略平行な平面内で移動可能に支持するための機構であって、保持枠310の4隅に取付けられた支持部320A,320B,320C,320Dを備えている。なお、支持部320A,320B,320C,320Dは、同一機能を有しており、以下では、支持部320Aについて説明する。
支持部320Aは、コ字状部材321aと、ボール部材322a,323a等とを備えている。コ字状部材321aは、後述する昇降機構330のエアーシリンダ330Aの上端部に設けられている。ボール部材322a,323aは、コ字状部材321aの対向する上板と下板とにそれぞれ回転可能に支持されている。
このボール部材322a,323aは、その間に、枠部材310aに板状部材を介して連結された連結板311aを移動可能なように挟み込んでいる。なお、他の連結板311b,311c,311dも、それぞれ支持部320B,320C,320Dによって移動可能なように支持されている。
昇降機構330は、保持枠310及び支持機構320と共に、透光板1を上下方向に移動させる機構であって、エアーシリンダ330A,330B,330C,330D等を備えており、その上端部には、支持部320A,320B,320C,320Dが設けられている。
整合テーブル340は、X軸方向に移動するX軸用ステージ341と、Y軸方向に移動するY軸用ステージ342と、保持枠310の枠部材310bに設けられた連結部343と、X軸用ステージ341を駆動するモータ344と、Y軸用ステージ342を駆動する不図示のモータと、その上端に連結部343が取付けられたロッド345等とを備えている。なお、整合テーブル350は、整合テーブル340と同一機能を有しており、連結部が保持枠310の枠部材310dに設けられている点が異なる。
この整合装置300は、原版フィルムAが貼付された透光板1をその周縁部1aで保持する保持枠310を、2つの整合テーブル340,350により、X軸方向又はY軸方向に駆動し、さらに、X軸方向の駆動とY軸方向の駆動とを組み合わせることにより、θ軸回りの回転を擬似的に行う。
このため、整合装置300は、2つの整合テーブル340,350が必要であるので、構造が複雑になること、透光板1をθ軸回りに回転させるときに、X軸方向の駆動とY軸方向の駆動とを組み合わせる必要があるので、正確な位置で停止するためには、演算処理に時間が掛かってしまうこと等が考えられる。
これに対して、本実施例による整合装置100は、上述したように、透光板1の周縁部1aを、固定機構20により第1保持枠10及び第2保持枠11に固定し、また、支持・昇降機構30により、透光板1を平面内で移動可能に支持すると共に、上下方向に移動可能とし、さらに、この第2保持枠11の枠部材11b,11dに、整合テーブル40が発生させるX軸方向、Y軸方向及びθ軸回りの駆動力を、アーム部50により伝達するので、原版フィルムAをX軸方向、Y軸方向及びθ軸回りに確実に移動させることができる。
(変形例)
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
アーム51,52は、連結部14,15を介して、第2保持枠11の対向する枠部材11b,11dと連結するようにしたが、整合テーブル40が発生させるX軸方向、Y軸方向及びθ軸回りの駆動力を、第2保持枠11に正確に伝達できるのであれば、これに限られず、対角線上に連結するようにしてもよい。
本発明による整合装置の実施例を用いた露光システムの概略構成を示す図である。 本発明による整合装置の実施例を示す図である。 透光板1が固定された状態を示す図である。 固定部20Aを示す拡大図である。 固定機構20と支持・昇降機構30とを主に示す図である。 支持・昇降機構30の一部を示す拡大図である。 整合装置100の比較例を示す図である。
符号の説明
1 透光板
10 第1保持枠
11 第2保持枠
20 固定機構
30 支持・昇降機構
40 整合テーブル
50 アーム部
100,300 整合装置
200 露光システム
A 原版フィルム

Claims (2)

  1. 原版フィルムと感光性のある基板との整合を行う整合装置において、
    原版フィルムが貼付された透光板と、
    前記透光板をその周縁部で保持する保持枠と、
    前記保持枠を前記透光板と略平行な平面内で移動可能に支持する支持機構と、
    前記保持枠の下方に配置され、X軸方向、Y軸方向及びθ軸回りの駆動力を発生させる1つのXYθ駆動機構と、
    前記XYθ駆動機構の駆動力を前記保持枠の少なくとも2辺に伝達する駆動力伝達機構と、
    を備えたことを特徴とする整合装置。
  2. 請求項1に記載の整合装置において、
    前記保持枠を上下方向に移動させる昇降機構をさらに備え、
    前記駆動力伝達機構は、前記昇降機構の上下動に対して、X軸方向、Y軸方向及びθ軸回りの動きとは独立して、上下に移動すること、
    を特徴とする整合装置。
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