(57)【要約】【課題】被加工板の両面に対して、相互に位置合わせして処理を行うことが可能な板処理装置を提供する。【解決手段】マーキング部が、テーブルに支持された被加工板の、テーブルを向く面にマークを付与する。処理部が、テーブルに支持された被加工板の、テーブルとは反対側を向く面の処理を行い、処理結果と、マーキング部がテーブルを向く目に付与したマークの位置とを関連付ける。さらに、処理部は、テーブルとは反対側を向く面に形成されたマークを検出し、検出されたマークの位置に基づいて、テーブルとは反対側を向く面の処理を行う。【選択図】図２
2019196511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
テーブルに支持された被加工板の、前記テーブルを向く面にマークを付与するマーキング部と、
前記テーブルに支持された被加工板の、前記テーブルとは反対側を向く面の処理を行い、処理結果と、前記マーキング部が前記テーブルを向く面に付与したマークの位置とを関連付け、前記テーブルとは反対側を向く面に形成されたマークを検出し、検出されたマークの位置に基づいて、前記テーブルとは反対側を向く面の処理を行う処理部と
を有する板処理装置。
【請求項２】
前記処理部は、前記マーキング部がマークを形成する位置に基づいて、前記テーブルに支持された被加工板の、前記テーブルとは反対側を向く面の処理を行うことにより、処理結果と、前記マーキング部が前記テーブルを向く面に付与したマークの位置とを関連付ける請求項１に記載の板処理装置。
【請求項３】
前記マーキング部は、
前記テーブルの、被加工板を支持する支持面から突出した突起と、
前記テーブルに支持された被加工板の、前記突起に接触している領域に、前記テーブルに向かう荷重を印加する加圧機構と
を有する請求項１または２に記載の板処理装置。
【請求項４】
前記マーキング部は、前記テーブルに支持された被加工板の前記テーブルを向く面のうち、前記テーブルの支持面内の基準点からの相対位置が特定される位置にマークを付与し、
前記テーブルに支持された被加工板の、前記テーブルとは反対側を向く面に付与されたマークの位置は、前記テーブルの支持面の前記基準点からの相対位置として求められ、
前記処理部が、前記テーブルに支持された被加工板の前記テーブルとは反対側を向く面の処理を行うときに、前記テーブルの支持面の前記基準点からの相対位置で指定された位置に対して処理を行う請求項１乃至３のいずれか１項に記載の板処理装置。
【請求項５】
被加工板の第１面にマークを形成する工程と、
前記第１面に形成される前記マークの位置に基づいて、前記被加工板の前記第１面とは反対側の第２面の処理を行う工程と、
前記第１面に前記マークを形成した後、前記マークの位置に基づいて前記被加工板の前記第１面の処理を行う工程と
を有する板処理方法。
【請求項６】
前記第１面に前記マークを形成する工程において、打刻、インク塗布、及びレーザマーキングの少なくとも１つの方法で前記マークを形成する請求項５に記載の板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板処理装置及び板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属板にエッチング加工を施すことにより、金属板に開口を形成する技術が公知である。従来のエッチング加工の工法について以下に説明する。
【０００３】
ステンレスや銅の金属板の両面にドライフィルムレジストを貼り付ける。フォトマスクを介してドライフィルムレジストを感光させた後、現像することにより、レジストパターンを残す。金属板の両面にそれぞれ残すレジストパターンは同一であり、相互に位置合わせされている。残ったレジストパターンをエッチングマスクとして、金属板を両面からエッチングする。エッチング後、レジストパターンを剥離する。
【０００４】
従来のエッチング加工では、エッチングマスクの形成にフォトリソグラフィ工法が用いられていた。この工法では、エッチングするパターンごとにフォトマスクを製作する必要があるため、低コスト化を図ることが困難である。また、フォトマスクの維持管理にも手間がかかる。さらに、フォトマスクの製作が必要であるため、納期を短縮することが困難である。
【０００５】
金属板の両面にそれぞれ残すレジストパターンを相互に位置合わせするために、金属板のエッジが利用される。例えば、下記の特許文献１に、矩形の基板の角部を撮像して画像処理を行い、角部の位置を基準としてスクリーン印刷を行う技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２０５２８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
被加工板の端面が傾斜しているような場合、表側から撮像した角部の画像に基づいて検出される頂点が、裏側から撮像した角部の画像に基づいて検出される頂点と一致しない場合がある。この場合、頂点の位置を基準としてレジストパターンを形成すると、表側に形成されるレジストパターンが、裏側に形成されるレジストパターンに対してずれてしまう。
【０００８】
本発明の目的は、被加工板の両面に対して、相互に位置合わせして処理を行うことが可能な板処理装置及び板処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一観点によると、
テーブルに支持された被加工板の、前記テーブルを向く面にマークを付与するマーキング部と、
前記テーブルに支持された被加工板の、前記テーブルとは反対側を向く面の処理を行い、処理結果と、前記マーキング部が前記テーブルを向く面に付与したマークの位置とを関連付け、前記テーブルとは反対側を向く面に形成されたマークを検出し、検出されたマークの位置に基づいて、前記テーブルとは反対側を向く面の処理を行う処理部と
を有する板処理装置が提供される。
【００１０】
本発明の他の観点によると、
被加工板の第１面にマークを形成する工程と、
前記第１面に形成される前記マークの位置に基づいて、前記被加工板の前記第１面とは反対側の第２面の処理を行う工程と、
前記第１面に前記マークを形成した後、前記マークの位置に基づいて前記被加工板の前記第１面の処理を行う工程と
を有する板処理方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
被加工板の一方の面に形成されるマークの位置を介して、一方の面の処理と他方の面の処理との位置合わせを行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施例による板処理装置の概略図である。
【図２】図２Ａは、被加工板が支持されているテーブルの平面図であり、図２Ｂは、図２Ａの一点鎖線２Ｂ―２Ｂにおける断面図である。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、マーキング部の概略断面図であり、図３Ｃ及び図３Ｄは、それぞれマークが形成された状態の被加工板の断面図及び底面図である。
【図４】図４は、実施例による板処理方法のフローチャートである。
【図５】図５Ａ〜図５Ｅは、実施例による板処理方法で被加工板の処理を行う途中段階における被加工板の断面図であり、図５Ｆは、処理後の被加工板の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照して、実施例による板処理装置について説明する。
図１は、実施例による板処理装置の概略図である。架台１０にＸＹステージ１１及びθステージ１２を介してテーブル１５が支持されている。テーブル１５の支持面に被加工板５０が支持される。例えば、テーブル１５が真空チャック機構を含み、被加工板５０を支持面の上に固定することができる。支持面は、例えば水平面に対して平行であり、鉛直上方を向く。
【００１４】
ＸＹステージ１１は、制御装置４０からの制御により、テーブル１５を架台１０に対して支持面に平行で、相互に直交する二方向に並進移動させることができる。θステージ１２は、制御装置４０からの制御により、支持面に対して垂直な回転軸を中心としたテーブル１５の回転方向の姿勢を変化させる。架台１０に対して固定された座標系を基準座標系といい、テーブル１５に対して固定された座標系をテーブル座標系ということとする。制御装置４０は、基準座標系とテーブル座標系との対応関係を記憶している。
【００１５】
板処理装置にマーキング部２０が設けられている。マーキング部２０は、制御装置４０からの制御により、テーブル１５に支持された被加工板５０の、テーブル１５を向く面（下方を向く面）にマークを付与する。マークが形成されるテーブル座標系における位置は固定されており、この位置が制御装置４０に記憶されている。すなわち、マーキング部２０は、テーブル１５の支持面内の基準点に対して相対位置が特定される位置にマークを形成することができる。マーキング部２０の詳細については、後に図３Ａ〜図３Ｄを参照して説明する。
【００１６】
テーブル１５の上方に、フレーム３０によってインクジェットユニット３１及び撮像装置３２が支持されている。インクジェットユニット３１及び撮像装置３２は、基準座標系に対して固定されている。インクジェットユニット３１は、制御装置４０からの制御により、テーブル１５に支持された被加工板５０に向かって、レジストインクを液滴化して吐出させる。制御装置４０は、形成すべきレジストパターンの平面形状を定義する画像データを記憶しており、この画像データに基づいて、ＸＹステージ１１及びインクジェットユニット３１を制御することにより、被加工板５０の上面にレジストインクからなるレジストパターンを形成する。
【００１７】
撮像装置３２は、テーブル１５に支持された被加工板５０の上面に形成されているマークを撮像する。撮像された画像データが制御装置４０に入力される。制御装置４０は、マークが写った画像を解析することにより、テーブル座標系におけるマークの位置、すなわちテーブル１５の支持面内の基準点に対するマークの相対位置を求める。
【００１８】
ＸＹステージ１１、インクジェットユニット３１、撮像装置３２、及び制御装置４０をまとめて処理部という。処理部は、マーキング部２０がマークを形成する位置に基づいて、被加工板５０の上面に処理を施す機能（本実施例ではレジストパターンを形成する機能）を有する。さらに、処理部は、被加工板５０の上面に形成されたマークを検出し、検出されたマークの位置に基づいて、被加工板５０の上面に処理を施す機能（本実施例ではレジストパターンを形成する機能）を有する。すなわち、処理部は、テーブル１５の支持面内の基準点からの相対位置で指定された位置に対して、被加工板５０の上面の処理を行う機能を有する。
【００１９】
次に、図２Ａ及び図２Ｂを参照して、テーブル１５、被加工板５０、及びマーキング部２０の突起２１の位置関係について説明する。
【００２０】
図２Ａは、被加工板５０が支持されているテーブル１５の平面図である。テーブル１５の支持面（上面）に、複数の真空チャック用の吸引孔１６が設けられている。真空チャックを動作させることにより、テーブル１５の支持面に被加工板５０を吸着して固定することができる。
【００２１】
テーブル１５の支持面に少なくとも３個の位置決めピン１７が取り付けられている。被加工板５０の１つの縁を２つの位置決めピン１７に接触させ、隣り合う縁を残りの１つの位置決めピン１７に接触させることにより、テーブル１５に対して被加工板５０の位置決めを行うことができる。被加工板５０の処理時には、位置決めピン１７を利用してテーブル１５に対して被加工板５０を位置決めする。
【００２２】
被加工板５０の上面のうち被加工板５０の縁に沿う額縁状の領域５３にはレジストインクを塗布せず、額縁状の領域５３よって囲まれた領域５４に、レジストインクからなるレジストパターンを形成する。図３Ａでは、額縁状の領域５３とそれに囲まれた領域５４との境界線を示しているが、実際の被加工板５０の上面にこのような境界線が設けられているわけではない。突起２１は、平面視において額縁状の領域５３と重なる位置に配置される。
【００２３】
テーブル１５の支持面内に基準点１８が定義される。基準点１８は、実際に支持面に形成されているわけではなく、制御装置４０にデータとして記憶されている。例えば、制御装置４０は、ＸＹステージ１１（図１）を初期位置に移動させ、テーブル１５の位置情報を初期設定することにより、基準点１８を定義することができる。
【００２４】
図２Ｂは、図２Ａの一点鎖線２Ｂ―２Ｂにおける断面図である。テーブル１５に設けられている複数の吸引孔１６のうち少なくとも２つの吸引孔１６内に打刻ピン２５が配置され、テーブル１５に固定されている。打刻ピン２５として、例えば被加工板５０より硬い材料からなる超硬ピンを用いることができる。打刻ピン２５のテーパ状の上端がテーブル１５の上面から上方に突出しており、突起２１を構成している。被加工板５０を真空チャックによってテーブル１５に固定した状態では、被加工板５０の下面が突起２１の先端に接触している。真空チャックの吸引力では、被加工板５０の下面に突起２１に対応した凹部は形成されない。
【００２５】
次に、図３Ａ〜図３Ｄを参照して、マーキング部２０（図１）の構成、及びマーキング方法について説明する。
【００２６】
図３Ａ及び図３Ｂは、マーキング部２０の概略断面図である。図３Ａに示すように、マーキング部２０は、突起２１及び加圧機構２２を含む。加圧機構２２は、加圧板２３及び駆動機構２４を含む。突起２１は、テーブル１５の支持面から上方に向かって突出している。加圧板２３は、被加工板５０を介して突起２１の上方に配置されている。駆動機構２４が、制御装置４０（図１）からの制御により加圧板２３を昇降させる。
【００２７】
図３Ｂは、駆動機構２４が加圧板２３を下降させた状態のマーキング部２０の概略断面図である。駆動機構２４が加圧板２３を下降させると、加圧板２３とテーブル１５との間の被加工板５０に厚さ方向の荷重が印加される。この荷重により、被加工板５０の下面に、突起２１に対応したマーク（凹部）が形成される。
【００２８】
図３Ｃ及び図３Ｄは、それぞれマークが形成された状態の被加工板５０の断面図及び底面図である。被加工板５０の底面に凹部で構成されたマーク５１が形成されている。マーク５１の平面形状は、例えばほぼ円形であり、マーク５１の内部は、周囲の平坦な領域より暗く見える。このため、画像解析によってマーク５１を検出し、その位置を求めることができる。
【００２９】
次に、図４、及び図５Ａ〜図５Ｆを参照して、本実施例による板処理方法について説明する。
図４は、本実施例による板処理方法のフローチャートである。まず、被加工板５０をテーブル１５（図１）に支持させる（ステップＳ１）。このとき、被加工板５０の縁を位置決めピン１７（図３Ａ）に接触させることにより、テーブル１５に対して被加工板５０の位置決めを行う。被加工板５０には、位置決め用のマークは形成されていない。
【００３０】
被加工板５０をテーブル１５に支持させた後、制御装置４０が駆動機構２４（図２Ａ）を動作させて、被加工板５０のテーブル１５側を向く面に少なくとも２つのマーク５１（図２Ｃ、図２Ｄ）を付与する（ステップＳ２）。
【００３１】
図５Ａは、マーク５１を付与した後の被加工板５０の断面図である。被加工板５０のテーブル１５側を向く第１面６１に凹部で構成された２つのマーク５１が付与されている。
【００３２】
次に、制御装置４０がＸＹステージ１１及びインクジェットユニット３１を動作させて、被加工板５０のテーブル１５側とは反対側を向く面に、マーク５１が付与される位置に基づいてレジストパターンを形成する（ステップＳ３）。レジストパターンの形成は、インクジェットユニット３１からレジストインクを吐出させて被加工板５０に塗布した後、硬化させることにより形成される。レジストインクには、例えば紫外線硬化型のインクを用い、被加工板５０に塗布されたレジストインクに紫外線を照射することによりレジストインクを硬化させる。テーブル１５の基準点１８（図２Ａ）に対するマーク５１が付与される相対位置は、予め制御装置４０に記憶されている。
【００３３】
図５Ｂは、レジストパターンを形成した被加工板５０の断面図である。被加工板５０の第２面６２にレジストパターン６５が形成されている。レジストパターン６５は、第１面６１に形成されたマーク５１の位置に対して位置決めされている。これは、テーブル１５に支持された被加工板５０の、テーブル１５とは反対側を向く第２面６２の処理結果であるレジストパターン６５と、マーキング部２０がテーブル１５を向く第１面６１に付与したマーク５１の位置とを関連付けることに相当する。
【００３４】
次に、被加工板５０の表裏を反転させてテーブル１５に支持させる（ステップＳ４）。被加工板５０を反転させることにより、第２面６２が下方（テーブル１５側）を向き、マーク５１が形成されている第１面６１が上方を向く。被加工板５０の表裏を反転させた後も、被加工板５０の縁を位置決めピン１７（図３Ａ）に接触させることにより、テーブル１５に対して被加工板５０の位置決めを行う。
【００３５】
次に、制御装置４０が、被加工板５０の第１面６１に付与されている２つのマーク５１の各々の、テーブル座標系における位置（基準点１８に対する相対位置）を検出する（ステップＳ５）。以下、マーク５１の位置を検出する手順について説明する。まず、制御装置４０がＸＹステージ１１を動作させることにより、被加工板５０に付与された１つのマーク５１を撮像装置３２（図１）の画角内に収める。制御装置４０は、撮像装置３２でマーク５１を撮像し、得られた画像を解析することによってマーク５１のテーブル座標系における位置を求める。他のマーク５１についても同様の手順を繰り返してテーブル座標系における位置を求める。
【００３６】
次に、制御装置４０は、ＸＹステージ１１及びインクジェットユニット３１を制御することにより、マーク５１の位置に基づいて、被加工板５０の第１面６１にレジストパターンを形成する（ステップＳ６）。
【００３７】
図５Ｃは、第１面６１にレジストパターン６６を形成した状態の被加工板５０の断面図である。被加工板５０の第２面６２には、既にレジストパターン６５が形成されており、ステップＳ６において第１面６１にレジストパターン６６が形成される。レジストパターン６５、６６の平面形状を定義する元の画像データは共通であり、一方のレジストパターン６５は元の画像データに基づいて形成し、他方のレジストパターン６６は、元の画像データを鏡像反転させた画像データに基づいて形成する。このため、第１面のレジストパターン６６を第２面６２に垂直投影した像が、第２面のレジストパターン６５に一致する。
【００３８】
レジストパターン６５、６６を形成した後、被加工板５０をテーブル１５から搬出する（ステップＳ７）。その後、レジストパターン６５、６６をエッチングマスクとして被加工板５０をエッチング加工する（ステップＳ８）。エッチング加工の手順について、図５Ｄ〜図５Ｆを参照して説明する。
【００３９】
図５Ｄに示すように、被加工板５０の第１面６１及び第２面６２の額縁状の領域５３に保護テープ６７を貼り付ける。保護テープ６７を貼り付けた状態で、エッチング液を用いて被加工板５０をエッチングする。
【００４０】
図５Ｅは、エッチング後の被加工板５０の断面図である。レジストパターン６５、６６、及び保護テープ６７で覆われていない領域の被加工板５０が、第１面６１及び第２面６２の両側からエッチングされる。その結果、被加工板５０を貫通する開口５５が形成される。エッチング後、図５Ｆに示すように、レジストパターン６５、６６、及び保護テープ６７を被加工板５０から剥離する。
【００４１】
次に、上記実施例の優れた効果について説明する。
上記実施例では、被加工板５０の第１面６１に形成するレジストパターン６６（図５Ｃ）と、第２面に形成するレジストパターン６６（図５Ｃ）との相対的な位置決めを行う際に、第１面６１のマーク５１が共通の位置の基準として用いられる。このため、第１面６１のレジストパターン６６と第２面６２のレジストパターン６５とを位置合わせすることができる。
【００４２】
被加工板５０の縁を位置決めピン１７（図３Ａ）に接触させることによって、被加工板５０をテーブル１５に対して位置決めすることができるが、この方法では、位置決め精度が被加工板５０の縁の加工精度の影響を受けてしまう。
【００４３】
被加工板５０の角部を撮像した画像に基づいて被加工板５０のテーブル座標系における位置を求める方法では、角部を構成する端面が傾斜している場合、一方の面の画像に基づいて特定した頂点と、他方の面の画像に基づいて特定した頂点とが、面内方向にずれてしまう場合がある。例えば、金属板をシャーリングによって切断した場合、切断面が傾斜してしまう。角部の画像を用いて位置の基準を求める場合には、一方の面にレジストパターンを形成するときの基準位置と、他方の面にレジストパターンを形成するときの基準位置とがずれてしまう。このため、両面に形成するレジストパターンの位置を高精度に合わせることができない。
【００４４】
上記実施例では、被加工板５０の端面や角部を利用することなく、第１面６１のレジストパターン６６と、第２面６２のレジストパターン６５との位置合わせを行うことができる。このため、端面の加工精度や、角部の端面の形状に依存することなく位置合わせを行うことができる。その結果、位置合わせ精度を高めることができる。
【００４５】
また、１回目のレジストパターン６５（図５Ｂ）の形成時（ステップＳ３）には、位置合わせ用のマークを検出して位置合わせを行う必要が無い。このため、位置合わせに必要な処理時間を省略することができる。
【００４６】
さらに、上記実施例では、フォトマスクを用いた露光、フォトレジスト膜の現像を行うことなく、レジストパターンを形成することができる。このため、コスト削減、及び納期の短縮が可能になる。
【００４７】
マーク５１（図２Ｃ、図２Ｄ）の大きさは、位置精度の要求値に応じて設定することが好ましい。例えば、先端角９０°の打刻ピン２５の先端をステンレス鋼の板材に押し当てて、軽く手押ししただけで、開口部の直径が１００〜１２０μｍ程度の円錐状の凹部を形成することができる。この大きさの凹部をマーク５１として用いて位置合わせを行うと、容易に、位置合わせ誤差を±３０μｍ以下に収めることができる。
【００４８】
次に、上記実施例の変形例について説明する。
上記実施例では、被加工板５０の第１面６１にマーク５１を付与した（ステップＳ２）後、第２面６２にレジストパターン６５を形成したが、第２面６２にレジストパターン６５を形成した後に、マーク５１を付与してもよい。ただし、加圧板２３（図２Ａ）が接触する領域とレジストパターン６５を形成すべき領域とが部分的に重複する場合、レジストパターン６５を形成する前にマーク５１を形成することが好ましい。
【００４９】
上記実施例では、被加工板５０の第１面６１に打刻することによりマーク５１（図５Ａ）を形成したが、その他の方法でマーク５１を形成してもよい。例えば、レーザマーキング技術を用いてマーク５１を形成してもよいし、ピンポイントインク塗布技術を用いてマーク５１を形成してもよい。
【００５０】
上記実施例では、被加工板５０の両面にそれぞれインクジェット工法を用いてレジストパターン６５（図５Ｂ）及びレジストパターン６６（図５Ｃ）を形成したが、被加工板５０の両面にレジストパターン形成に代えて、その他の処理を施してもよい。例えば、一方の面の処理と他方の面の処理とを、相互に位置合わせして行う必要がある場合に、上記実施例による方法の優れた効果が得られる。この処理として、スクリーン印刷によって両面に印刷パターンを形成する処理、両面をレーザ加工する処理等が挙げられる。
【００５１】
上記実施例は例示であり、実施例及び変形例で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。本発明は上述の実施例に制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。
【符号の説明】
【００５２】
１０  架台
１１  ＸＹステージ
１２  θステージ
１５  テーブル
１６  吸引孔
１７  位置決めピン
２０  マーキング部
２１  突起
２２  加圧機構
２３  加圧板
２４  駆動機構
２５  打刻ピン
３０  フレーム
３１  インクジェットユニット
３２  撮像装置
４０  制御装置
５０  被加工板
５１  マーク
５３  額縁状の領域
５４  額縁状の領域に囲まれた領域
５５  開口
６１  第１面
６２  第２面
６５  第２面のレジストパターン
６６  第１面のレジストパターン
６７  保護テープ
【図１】
2019196511.tif 000003
【図２】
2019196511.tif 000004
【図３】
2019196511.tif 000005
【図４】
2019196511.tif 000006
【図５】
2019196511.tif 000007