JP2003316031A - 基準部形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の層を順に積層していく際に、下の層に
形成された基準部を、視認できなかったり視認し難かっ
たりするような場合であっても、下の層の平面内の位置
と、その上に形成された上の層の平面内の位置とを、的
確に対応させることができる基準部形成装置を提供す
る。 【解決手段】 複数の層を透過し得る第１の光を照射す
ることにより、複数の層のいずれかの層に形成された第
１の基準部を検出し、第１の光の光軸上の位置に第２の
光を照射して第２の基準部を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、位置決め用の基準
部を基板上に形成する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガラスエポキシ基板等の基板上に複数の
層を順に積層していくことにより、プリント配線板等の
積層板を形成するものが知られている。この積層板を形
成する際には、下の層に形成されたパターンや孔や導体
ホール等の形成体の位置と、上の層に形成されるパター
ン等の形成体の位置とが適切に合致するように形成して
いく必要がある。このため、下の層となる層が形成され
た時点で、形成体とは異なる位置に基準部を予め形成し
ておき、上の層を形成するときには、この基準部の位置
を位置決め用の原点として、上の層に形成されるパター
ン等の形成体の位置合わせをして上の層を形成すること
が知られている。

【０００３】この基準部は、その上に層が積層されてい
っても基準部の位置を認識できるようにする必要がある
が故に、凹型の形状を有するものが採用され、層が積層
されても凹みとして視認できるものであった。

【０００４】この基準部となる凹みは、下の層となる１
つの層が基板上に形成された段階で、レーザ光をその層
の一領域に照射することにより凹部として形成されるも
のである。また、このような光学的な手法でなく、細い
ドリル等の切削部材を用いて凹部を形成する機械的な手
法によるものも採用されていた。

【０００５】しかしながら、光学的な手法を用いたとき
には、レーザ光が照射されたことにより、一旦溶融した
部材が、その全てが除去されずに部分的に残る場合があ
る。また、機械的な手法を用いたときには、切削により
生じた削り屑等が残る場合がある。これらの残留物が存
在することにより、凹部の形状を所望とする形状、例え
ば真円にすることが困難となったり、凹部の輪郭を明確
なものにすることが困難となったりした。

【０００６】また、所望とする形状を有しかつ明確な輪
郭を有する凹部を形成することができた場合であって
も、その凹部の上に複数の層を積層していくに従って、
凹部の側面や底面にも上の層の材料が付着していくこと
となり、凹部の輪郭が次第に不明確になっていく場合が
ある。

【０００７】このため、凹みとして視認することが難し
くなり、上の層に形成されるパターン等の形成体の位置
合わせをすることが困難となって、下の層に形成された
形成体の位置と、上の層に形成される形成体の位置とが
適切に合致させることができないという問題が生じた。

【０００８】また、特に近年においては、小型化を図っ
たり集積度を高めたりすべく、形成体自体の大きさを小
さくしたり、形成体同士を近づけて配置したりする必要
が生じてきた。このような要請を満足するためにも、下
の層に形成された形成体の位置と、上の層に形成される
形成体の位置とを適切に合わせる必要がある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の点に
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、
複数の層を順に積層していく際に、下の層に形成された
基準部を、視認できなかったり視認し難かったりするよ
うな場合であっても、下の層の平面内の位置と、その上
に形成された上の層の平面内の位置とを、的確に対応さ
せることができる基準部形成装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するために、本発明による基準部形成装置は、複数の層
を透過し得る第１の光を照射することにより、複数の層
のいずれかの層に形成された第１の基準部を検出し、第
１の光の光軸上の位置に第２の光を照射して第２の基準
部を形成することを特徴とする。

【００１１】より具体的には、本発明は、以下のような
ものを提供する。 （１） 積層された複数の層のいずれかの層に形成され
た第１の基準部に、前記複数の層を透過し得る第１の光
を照射することにより前記第１の基準部の像を検出する
検出手段と、前記複数の層のうちの外表面の層におい
て、前記第１の光の光軸上の位置に、第２の光を照射す
ることにより、第２の基準部を形成する形成手段と、を
含むことを特徴とする基準部形成装置。

【００１２】上述した（１）の発明は、「第１の光の光
軸上の位置に第２の光を照射することにより、第２の基
準部を形成する」ので、第１の光の光軸上において、第
１の基準部に的確に重畳するように第２の基準部を形成
することができる。

【００１３】従って、第１の基準部が形成されている層
の上に新たな層が形成されて第１の基準部を視認できな
くなった場合であっても、第１の基準部の位置を的確に
検出することができる。さらに、第１の基準部に重畳す
るように第２の基準部が形成されるので、第１の基準部
を視認できなくても、第２の基準部を視認することがで
き、第２の基準部を位置決め用の新たな基準位置とし
て、パターンや導体ホール等の形成体を的確に形成する
ことができる。

【００１４】（２） 前記第１の光は、Ｘ線であること
を特徴とする請求項１記載の基準部形成装置。

【００１５】上述した（２）の発明は、「第１の光」と
して「Ｘ線」を用いるので、複数の層のいずれかの像に
形成された第１の基準部を的確に検出することができ
る。

【００１６】（３） 前記第２の光は、紫外線であるこ
とを特徴とする請求項１記載の基準部形成装置。

【００１７】上述した（３）の発明は、「第２の光」と
して「紫外線」を用いるので、外表面の層が感光するこ
とにより変色し得るレジストからなる層であるときに
は、紫外線を感光させることにより視認可能な新たな基
準部を形成することができる。

【００１８】（４） 前記第２の光は、レーザ光である
ことを特徴とする請求項１記載の基準部形成装置。

【００１９】上述した（４）の発明は、「第２の光」と
して「レーザ光」を用いるので、外表面の層が感光する
ことにより変色するレジスト層でないような場合にも外
表面に位置決め用の新たな基準部を的確に形成すること
ができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施例について
図面に基づいて説明する。

【００２１】（第１の実施形態）本発明の第１の実施形
態における基準部形成装置の外観を図１に示す。

【００２２】基準部形成装置１の下方には、Ｘ線を発す
るＸ線照射装置１０が設けられている。このＸ線照射装
置１０は、上方向に向かってＸ線を発するようになされ
ており、所定の支持部材（図示せず）により支持されて
いる。

【００２３】Ｘ線照射装置１０の上側には、基板２０が
位置づけられている。基板２０は、基板２０がなす平面
内に移動可能な可動テーブル（図示せず）上に載置され
ている。この可動テーブルは、Ｘ線照射装置１０から発
せられたＸ線が基板２０に略垂直に照射されるように、
基板２０の傾きを微調整することもできるようになされ
ている。

【００２４】基板２０は、後述する如く、ガラスエポキ
シ基板や、フェノール樹脂基板等の基板そのもののほ
か、その基板自体の上に何らかの層、例えば銅めっき層
等の導電層や、導電層を絶縁するための絶縁層や、レジ
スト層等の何らかの層が形成された積層板をも含む。

【００２５】基板２０の上方には、ミラー３０が設けら
れている。このミラー３０は、Ｘ線照射装置１０から発
せられたＸ線の光軸Ａの上に位置するように、所定の支
持部材（図示せず）により支持されている。ミラー３０
は、Ｘ線を透過させることができるとともに、後述する
紫外線を反射させることができる部材からなる。Ｘ線照
射装置１０から発せられたＸ線は、ミラー３０を透過し
上方向に進行する。

【００２６】ミラー３０の上側には、Ｘ線カメラ４０が
設けられている。Ｘ線カメラ４０は、ミラー３０を透過
したＸ線を受光するように、支持部材（図示せず）によ
り受光部が下向きになるように支持されている。

【００２７】ミラー３０の側方向には、紫外線照射装置
５０が設けられている。紫外線照射装置５０は、ミラー
３０に向かって紫外線が発せられるように支持部材（図
示せず）により支持されている。

【００２８】紫外線照射装置５０の前方には、ハーフミ
ラー６０が設けられている。このハーフミラー６０は、
紫外線を透過するとともに、可視光を反射する部材から
なる。ハーフミラー６０の前方には、後述するアライメ
ントマークの形状を画定するためのスリット７０が、支
持部材（図示せず）により支持されて設けられている。
スリット７０は、紫外線透過領域７２と、紫外線不透過
領域７４とからなり、紫外線透過領域７２に照射された
紫外線のみが透過することとなる。この紫外線透過領域
７２に形状により、基板２０に形成されるアライメント
マークの形状が画定される。

【００２９】このスリット７０は、スリット７０を支持
する支持部材と着脱自在になるようになされている。紫
外線透過領域７２の形状が異なる複数種類のスリット７
０、例えばプラス字形状のものや、点形状のものを予め
用意しておき、これらから１つを選択して支持部材に取
り付けることにより、所望とする形状のアライメントマ
ークを基板２０上に形成することができるのである。

【００３０】このようにしたことにより、異なる形状の
アライメントマークを基板２０上に極めて容易に形成す
ることができるのである。

【００３１】尚、図１に示した例では、基板２０上に形
成するアライメントマークの形状をプラス字形状とする
ものであるが、上述した如く、スリット７０を交換する
ことにより、点形状のものを形成したり、マイナス字形
状のものを形成したりすることができる。

【００３２】スリット７０の前方には、結像レンズ８０
が設けられている。結像レンズ８０は、紫外線の光軸方
向に移動可能に支持されており、基板２０上にスリット
７０の像が結像するように結像レンズ８０の位置を調整
することができる。

【００３３】紫外線照射装置５０から発せられた紫外線
は、上述したハーフミラー６０と、スリット７０と、結
像レンズ８０と、ミラー３０とを介して基板２０上に照
射される。紫外線照射装置５０から発せられた紫外線
は、スリット７０を通過することにより、基板２０上に
照射される紫外線の輪郭が画定され、スリット７０の像
が結像レンズ８０によって基板２０に結像するようにし
て紫外線は基板２０に照射される。このようにすること
により、所望とする形状のアライメントマークを基板２
０に形成することができる。

【００３４】上述したハーフミラー６０の側方には、Ｃ
ＣＤカメラ９０が設けられている。ＣＣＤカメラ９０
は、基板２０の表面を撮像するためのものである。基板
２０に照射された可視光は、基板２０の表面で反射し、
ミラー３０、結像レンズ８０、スリット７０、ハーフミ
ラー６０の順に通過し、ＣＣＤカメラ９０の受光面に入
射する。後述する如く、このＣＣＤカメラ９０によって
基板２０の表面を観察することにより適切な位置にアラ
イメントマークを基板２０に形成することができるので
ある。

【００３５】上述した基板２０の構成を図２に示す。

【００３６】上述した如く、基板２０は、後述する如
く、ガラスエポキシ基板や、フェノール樹脂基板等の基
板自体のほか、その上に何らかの層、例えば銅めっき層
等の導電層や、導電層を絶縁するための絶縁層や、レジ
スト層等の何らかの層が形成された積層板をも含む。

【００３７】尚、図２に示した例は、Ｘ線の光軸Ａが、
後述する第１の基準部２２０を通過するように予め位置
決めされたときのものを示すものである。

【００３８】ガラスエポキシ基板や、フェノール樹脂基
板等の基板２００の上に、絶縁樹脂層２１０が形成され
ている。この絶縁樹脂層２１０には、絶縁樹脂層２１０
とは異なる絶縁物からなる第１の基準部２２０が形成さ
れている。また、絶縁樹脂層２１０には、導電性の材料
からなるパターン２３０も形成されている。

【００３９】絶縁樹脂層２１０の上側には、銅めっき層
２４０が形成され、銅めっき層２４０の上側には、露光
のためのレジスト層２５０が塗布されている。

【００４０】この図２に示した基板に第２の基準部であ
るアライメントマークを形成する手順を以下に述べる。

【００４１】尚、Ｘ線カメラ４０は、Ｘ線カメラ４０の
受光部の略中心に、Ｘ線照射装置１０から発せられたＸ
線の光軸Ａが一致するように予め位置決めされているも
のとする。また、Ｘ線カメラ４０には、Ｘ線カメラ４０
が撮像した画像を映し出すためのディスプレイ（図示せ
ず）が接続され、ＣＣＤカメラ９０には、ＣＣＤカメラ
９０が撮像した画像を映し出すためのディスプレイ（図
示せず）が接続されているものとする。

【００４２】最初に、Ｘ線の光軸Ａと紫外線の光軸Ｂと
を一致させる調整をする。この光軸の調整には、Ｘ線と
可視光との双方で検出できる材料からなる基準体が設け
られた調整用基板を用いる。光軸の調整は、Ｘ線カメラ
４０用のディスプレイと、ＣＣＤカメラ９０用のディス
プレイと、の双方に調整用基板の基準体が映し出される
ようにして行う。

【００４３】上述した如き可動テーブルにこの調整用基
板を載置する。この調整用基板を可動テーブルに載置し
たときには、Ｘ線カメラ４０用のディスプレイには、図
３（ａ）に示した如き画面が表示される。尚、図３
（ａ）及び（ｂ）において、四角形の実線Ｗ１は、Ｘ線
カメラ４０用のディスプレイの外枠を示す線である。ま
た、斜線を付した小さい円形で示される像Ｔ１が、上述
した調整用基板の基準体の像である。次いで、基板移動
用の可動テーブルを移動させることにより、図３（ｂ）
に示す如く、この基準体の位置がディスプレイの画面の
略中央になるように調整用基板の位置を調整する。この
ときの位置を調整用基板の基準位置とする。尚、上述し
た如く、Ｘ線カメラ４０の受光部の略中心に、Ｘ線の光
軸Ａが一致するように予め位置決めされているので、こ
の調整用基板の位置の調整により、Ｘ線の光軸は、基準
体の中心にほぼ一致することとなる。

【００４４】次に、この調整用基板の位置の状態を維持
したまま、ＣＣＤカメラ９０用のディスプレイに映し出
される調整用基板の表面を観察する。ＣＣＤカメラ９０
用のディスプレイには、図４（ａ）に示す如き画面が表
示される。尚、図４（ａ）及び（ｂ）において、四角形
の実線Ｗ２は、ＣＣＤカメラ９０用のディスプレイの外
枠を示す。また、斜線を付した小さい円形で示される像
Ｔ２が、上述した調整用基板の基準体の像である。更
に、斜線を付したプラス字形状の像Ｔ３が、紫外線照射
装置５０から発せられた紫外線を調整用基板に照射する
ことにより、映し出されるアライメントマークの像であ
る。紫外線照射の光学系の位置や角度を調整することに
より、例えば、紫外線照射装置５０や、スリット７０
や、結像レンズ８０の位置や角度を調整することによ
り、図４（ｂ）に示す如く、アライメントマークの像Ｔ
３を調整用基板の基準体の像Ｔ２に重ねることができ
る。このような調整をすることにより、Ｘ線の光軸Ａと
紫外線の光軸Ｂとを一致させることができるのである。
この状態における紫外線照射の光学系の位置が、紫外線
照射の光学系の基準位置となる。

【００４５】このようにＸ線の光軸Ａと紫外線の光軸Ｂ
とを一致させた上で、アライメントマークを基板２０上
に形成する手順を以下に述べる。尚、紫外線照射の光学
系は、上述した紫外線照射の光学系の基準位置に調整さ
れた状態のままにしておくものとする。

【００４６】図２に示した如き基板２０を可動テーブル
に載置する。上述した如く、基板２０には、第１の基準
部２２０が形成されている。最初に、Ｘ線照射装置１０
からＸ線を発して基板２０にＸ線を照射する。Ｘ線が照
射されたことにより、基板２０の第１の基準部２２０
が、Ｘ線カメラ４０用のディスプレイに写し出される。
図５（ａ）に示す如く、第１の基準部２２０の像が、Ｘ
線カメラ４０用のディスプレイの略中央に写し出される
ように可動テーブルの位置を調整する。尚、図５（ａ）
において、四角形の実線Ｗ１は、Ｘ線カメラ４０用のデ
ィスプレイの外枠を示す線である。また、斜線を付した
小さい四角形で示される像Ｔ４が、第１の基準部２２０
の像である。

【００４７】次に、Ｘ線の照射を止め、紫外線照射装置
５０から紫外線を発して基板２０に紫外線を照射する。
上述した如く、紫外線照射の光学系は、紫外線照射の光
学系の基準位置に調整された状態のままにしてあるの
で、Ｘ線の光軸Ａと紫外線の光軸Ｂとは一致しており、
図５（ｂ）に示す如く、第１の基準部２２０の像Ｔ５
は、アライメントマークの像Ｔ３に重なる。

【００４８】上述した如き手順によって、紫外線照射装
置５０から発せられた紫外線を基板２０に照射すること
により、図２に示す如く、基板２０にアライメントマー
ク２６０を第１の基準部２２０に重なるように形成する
ことができるのである。

【００４９】上述した如き構成とした場合においては、
レジスト層２５０には感光すると変色するドライフィル
ム等のレジストを用いる。このようにすることにより、
レジスト層２５０が変色することによって、アライメン
トマークを視認することができるのである。このアライ
メントマークを視認することができるが故に、新たに形
成されたアライメントマークを位置決めの基準とするこ
とができるのである。

【００５０】また、感光しても変色しないレジストを用
いる場合には、現像後に新たなアライメントマークのみ
が銅めっき層２４０に残るようにすることにより、新た
にレジストを塗布するようにすればよい。新たに塗布さ
れたレジストを介してアライメントマークを視認するこ
とができるのである。

【００５１】上述した第１の実施形態においては、第１
の基準部２２０から「第１の基準部」が構成され、Ｘ線
から「複数の層を透過し得る第１の光」が構成され、Ｘ
線カメラ４０から「第１の基準部の像を検出する検出手
段」が構成される。また、銅めっき層２４０やレジスト
層２５０から「複数の層のうちの外表面の層」が構成さ
れ、Ｘ線の光軸Ａから「第１の光の光軸」が構成され、
紫外線から「第２の光」が構成され、アライメントマー
クから「第２の基準部」が構成され、紫外線照射装置５
０やスリット７０や結像レンズ８０から「形成手段」が
構成される。

【００５２】（第２の実施形態）本発明の第２の実施形
態における基準部形成装置の外観を図６に示す。

【００５３】尚、図６においては、図１と同様の構成要
素には同一の符号を付して示した。

【００５４】上述した第１の実施形態においては、紫外
線照射装置５０を用いることにより、基板２０にアライ
メントマークを形成する場合を示したが、第２の実施形
態の基準部形成装置１′は、レーザ光を照射することに
より基板２０にアライメントマークを形成するものであ
る。

【００５５】レーザ光源１００は、ミラー３０に向かっ
てレーザ光が発せられるように支持部材（図示せず）に
より支持されている。レーザ光源１００の手前には集光
レンズ１１０が設けられている。レーザ光源１００から
発せられたレーザ光は、集光レンズ１１０によって基板
２０の表面上で集光される。集光されたレーザ光によっ
て、基板２０の表面が溶融され、基板２０の表面に凹部
が形成される。このレーザ光を用いた場合には、外表面
にレジストが塗布されず、紫外線により変色し得ない層
が外表面の層であるときに有効な手法である。

【００５６】上述した第１の実施形態における手順と同
様の手順により、アライメントマークを基板２０上に形
成することができる。

【００５７】最初に、Ｘ線の光軸Ａとレーザ光の光軸Ｃ
とを一致させる調整を行う。即ち、レーザ光源１００
や、集光レンズ１１０の位置や角度を調整をすることに
より、Ｘ線の光軸Ａとレーザ光の光軸Ｃとを一致させ、
このときの位置をレーザ光の光学系の基準位置とする。

【００５８】次いで、第１の基準部２２０の像が、Ｘ線
カメラ４０用のディスプレイの略中央に写し出されるよ
うに可動テーブルの位置を調整する。その後、Ｘ線の照
射を止め、レーザ光源１００からレーザ光を発して基板
２０にレーザ光を照射する。

【００５９】このようにすることにより、基板２０にア
ライメントマークを第１の基準部２２０に重なるように
形成することができるのである。

【００６０】上述した第２の実施形態においては、第１
の基準部２２０から「第１の基準部」が構成され、Ｘ線
から「複数の層を透過し得る第１の光」が構成され、Ｘ
線カメラ４０から「第１の基準部の像を検出する検出手
段」が構成される。また、銅めっき層２４０から「複数
の層のうちの外表面の層」が構成され、Ｘ線の光軸Ａか
ら「第１の光の光軸」が構成され、レーザ光から「第２
の光」が構成され、アライメントマークから「第２の基
準部」が構成され、レーザ光源１００と集光レンズ１１
０とから「形成手段」が構成される。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、複数の層を順に積層し
ていく際に、下の層に形成された基準部を、視認できな
かったり視認し難かったりするような場合であっても、
下の層の平面内の位置と、その上に形成された上の層の
平面内の位置とを、的確に対応させることができる。こ
れにより、下の層に形成されたパターン等の形成体の位
置に、上の層に形成すべきパターン等の形成体の位置を
的確に対応させて、上の層において形成体を形成するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態における基準部形成装
置の外観を示す斜視図である。

【図２】基板２０の構成を示す部分拡大図である。

【図３】光軸合わせの調整をするときに、Ｘ線カメラ４
０により撮像される画像の一例を示す図である。

【図４】光軸合わせの調整をするときに、ＣＣＤカメラ
９０により撮像される画像の一例を示す図である。

【図５】アライメントマークを形成するときに、Ｘ線カ
メラ４０により撮像される画像の一例（ａ）と、ＣＣＤ
カメラ９０により撮像される画像の一例（ｂ）と、を示
す図である。

【図６】本発明の第２の実施形態における基準部形成装
置の外観を示す斜視図である。

【符号の説明】

２０ 基板（積層された複数の層） ４０ Ｘ線カメラ（検出手段） ５０ 紫外線照射装置（形成手段） １００ レーザ光源（形成手段） ２２０ 第１の基準部（第１の基準部） ２５０ レジスト層（外表面の層） ２６０ アライメントマーク（第２の基準部） Ａ Ｘ線の光軸（光軸）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積層された複数の層のいずれかの層に形
   成された第１の基準部に、前記複数の層を透過し得る第
   １の光を照射することにより生成される前記第１の基準
   部の像を検出する検出手段と、 前記複数の層のうちの外表面の層において、前記第１の
   光の光軸上の位置に、第２の光を照射することにより、
   第２の基準部を形成する形成手段と、を含むことを特徴
   とする基準部形成装置。
2. 【請求項２】 前記第１の光は、Ｘ線であることを特徴
   とする請求項１記載の基準部形成装置。
3. 【請求項３】 前記第２の光は、紫外線であることを特
   徴とする請求項１記載の基準部形成装置。
4. 【請求項４】 前記第２の光は、レーザ光であることを
   特徴とする請求項１記載の基準部形成装置。