(57)【要約】【課題】  露光装置において、感光材料上に結像させる露光パターンの品質の低下を抑制する。【解決手段】  光源から発せられた紫外または紫色の波長を持つ光Ｌｅを反射させる変調素子８２を２次元状に多数配列してなる変調素子アレイ部８１、上記光Ｌｅを透過させる透過材からなる光透過窓部８７、および上記変調素子アレイ部８１を光透過窓部８７との間に密封するための密封カバー部８８を有する空間光変調器８０であって、上記光透過窓部８７が、この光透過窓部８７の表面Ｇ０中の露光光路外領域Ｇ２のみへの光の照射を受けて上記密封空間Ｍ中に存在する浮遊粒子Ｒが露光光路外領域Ｇ２に堆積せしめられた空間光変調器８０を用いて、光透過窓部８７を通って入射した上記光源６６から発せられた光Ｌｅを上記変調素子８２で反射させ空間光変調させて光透過窓部８７から射出させ、この射出させた光Ｌｅを感光材料上に結像させてこの感光材料を露光する。【選択図】          図７
2006133432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外または紫色の波長を持つ光を発する光源と、
前記光を変調させる変調素子を２次元状に多数配列してなる変調素子アレイ部、前記光を透過させる透過材からなる光透過窓部、および前記変調素子アレイ部を前記光透過窓部との間に密封するための密封カバー部を有し、前記光透過窓部を通って入射した前記光源から発せられた光を前記変調素子アレイ部で反射させ空間光変調して前記光透過窓部から射出させる空間光変調器と、
前記光透過窓部を通して射出させた前記空間光変調させた光を感光材料上に結像させる結像光学系とを備え、前記感光材料を露光する露光装置であって、
前記光透過窓部が、該光透過窓部の前記変調素子アレイ部の側の表面中における、前記感光材料を露光するための前記光を通す領域から外れた露光光路外領域のみへの光の照射を受けて、前記変調素子アレイ部の密封されている密封空間中に存在する浮遊粒子が前記露光光路外領域に堆積せしめられたものであることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記露光光路外領域のみへ照射される前記光の波長が、前記光源から発せられる光の波長よりも短いことを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記露光光路外領域のみへ照射される前記光の光強度が、前記光源から発せられて前記光透過窓部に入射する光の光強度より大きいことを特徴とする請求項１または２記載の露光装置。
【請求項４】
前記露光光路外領域のみへの光の照射を受けるときに、前記空間光変調器を常温より低い温度に保持することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の露光装置。
【請求項５】
前記光源が、波長１００ｎｍ以上、４２０ｎｍ以下の光を発するものであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の露光装置。
【請求項６】
前記空間光変調器が、前記変調素子として、前記光源から発せられた光を反射させ変調させる微小ミラーを有し、前記変調素子アレイ部として、前記微小ミラーを２次元状に多数配列してなるミラーアレイ部を有するＤＭＤであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の露光装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項記載の露光装置を用いて感光材料を露光することを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は露光方法および装置に関し、詳しくは、光源から発せられた光を、変調素子が２次元状に多数配列された変調素子アレイ部で反射させ空間光変調して感光材料上に結像させこの感光材料を露光する露光方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、変調素子である微小ミラーを２次元状に多数配列してなる変調素子アレイ部であるミラーアレイ部により空間光変調された配線パターンを担持したレーザ光を、プリント配線基板素材中に積層されている感光材料上に結像させてこの感光材料を露光し、プリント配線基板を作成する露光装置が知られている。上記露光装置は、光源、この光源から発せられたレーザ光を空間光変調する空間光変調器である上記ミラーアレイ部を有するＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・ディバイス）、および上記ＤＭＤにより空間光変調されたレーザ光を感光材料上に結像させる結像光学系を備えたものである。なお、上記ＤＭＤは、半導体製造プロセスを用いることにより、シリコン等の半導体基板上に多数の微小ミラーを２次元状に配列させたミラーアレイ部を形成し、外部から入力される制御信号に応じて各微小ミラーの反射面の角度を変化させるようにしたものである。
【０００３】
上記露光装置は、レーザ光をＤＭＤで空間光変調して得られた所望の配線パターンを感光材料上に直接露光することができるので、遮光マスク等を用意することなくプリント配線基板を作成することができる（非特許文献１、特許文献１参照）。このＤＭＤは、上記ミラーアレイ部を外部の刺激から保護するために、このミラーアレイ部を内部の密封空間中に収用するように構成されている。また、上記ＤＭＤは、レーザ光を上記ミラーアレイ部へ入射させるとともに、ミラーアレイ部で反射させたレーザ光をこのＤＭＤから射出させるための光透過部材からなる光透過窓部を有している。
【特許文献１】特開２００４−００１２４４号公報
【非特許文献１】石川明人"マスクレス露光による開発短縮と量産適用化"、「エレクロトニクス実装技術」、株式会社技術調査会、Vol.18、No.6、2002年、p.74-79
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、プリント配線基板の配線パターンの微細化、および露光時間の短縮化の要請に応じて、感光材料の露光に使用する光の短波長化および大出力化の検討が行われている。すなわち、上記光の短波長化による解像力の向上により配線パターンの線幅を細くすることができ、また、上記光の大出力化により感光材料を硬化させる時間を短くすることができる。
【０００５】
しかしながら、感光材料の露光に波長の短い光、例えば紫外光を用いると、上記ＤＭＤのミラーアレイ部を収容している密封空間中に浮遊する浮遊粒子、例えば微小ミラーを構築する半導体プロセスにおいて発生するシリコンを成分に含む浮遊粒子が、上記光透過窓部の内側（密封空間に面する側）の表面中の上記光が通った領域に堆積する。光透過窓部の表面に微粒子が堆積すると、上記微小ミラーに入射する光、あるいは微小ミラーで反射した光が光透過窓部を通るときに、これらの光が上記堆積した微粒子により反射、散乱、あるいは吸収されてしまい上記感光材料上に結像させる配線パターンにボケや光量低下が生じて上記配線パターンの品質が低下するという問題がある。さらに、上記光を短波長化、あるいは大出力化するほど上記微粒子の堆積量が増大し上記配線パターンの品質の劣化の問題はさらに深刻になる。
【０００６】
なお、上記浮遊粒子が光透過窓部へ堆積する理由としては、例えば、浮遊粒子が光化学反応により不可逆に変化して表面張力が小さくガラス面に付着しやすい構造となり、その結果、浮遊粒子がガラス面に堆積することが考えられる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、感光材料上に結像させる露光パターンの品質の低下を抑制することができる露光方法および装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の露光装置は、紫外または紫色の波長を持つ光を発する光源と、前記光を変調させる変調素子を２次元状に多数配列してなる変調素子アレイ部、前記光を透過させる透過材からなる光透過窓部、および前記変調素子アレイ部を光透過窓部との間に密封するための密封カバー部を有し、光透過窓部を通って入射した前記光源から発せられた光を前記変調素子アレイ部で反射させ空間光変調して光透過窓部から射出させる空間光変調器と、光透過窓部を通して射出させた前記空間光変調させた光を感光材料上に結像させる結像光学系とを備え、前記感光材料を露光する露光装置であって、光透過窓部が、この光透過窓部の前記変調素子アレイ部の側の表面中における、前記感光材料を露光するための前記光を通す領域から外れた露光光路外領域のみへの光の照射を受けて、前記変調素子アレイ部の密封されている密封空間中に存在する浮遊粒子が前記露光光路外領域に堆積せしめられたものであることを特徴とするものである。
【０００９】
前記紫外または紫色の波長は、１００ｎｍ以上、４３５ｎｍ以下の波長とすることができる。
【００１０】
前記露光光路外領域のみへ照射される前記光の波長は、光源から発せられる光の波長よりも短いことが望ましい。
【００１１】
前記露光光路外領域のみへ照射される前記光の光強度は、光源から発せられて光透過窓部に入射する光の光強度より大きいことが望ましい。なお、前記光強度は、単位面積、かつ単位時間当りに照射される光の光量を意味する。
【００１２】
前記露光光路外領域のみへの光の照射を受けるときには、空間光変調器を常温より低い温度に保持することが望ましい。
【００１３】
なお、前記常温とは、露光装置を稼動して感光材料を露光しているときの空間光変調器の温度を意味する。
【００１４】
前記光源は、波長１００ｎｍ以上、４２０ｎｍ以下の光を発するものとすることができる。
【００１５】
前記空間光変調器は、前記変調素子として、前記光源から発せられた光を反射させ変調させる微小ミラーを有し、前記変調素子アレイ部として、前記微小ミラーを２次元状に多数配列してなるミラーアレイ部を有するＤＭＤとすることができる。
【００１６】
本発明の露光方法は、前記露光装置を用いて感光材料を露光することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本願発明者は、空間光変調器の密封空間中に新たに発生する浮遊粒子の量は極めて少ないので、密封空間中に浮遊する浮遊粒子をこの密封空間を構成する壁面に堆積させて上記密封空間中に浮遊する浮遊粒子の量を減少させれば、光源から発生した光の照射を受けて光透過窓部へ堆積する粒子の量を抑制できるとの知見を得、本発明に至ったものである。
【００１８】
本発明の露光方法および装置によれば、光透過窓部が、この光透過窓部の露光光路外領域のみへの光の照射を受けて、上記密封空間中に存在する浮遊粒子が上記露光光路外領域に堆積せしめられたものなので、浮遊粒子を上記露光光路外領域に堆積させた分だけ上記密封空間中に浮遊する粒子の量を少なくすることができ、光透過窓部の密封空間側の表面中の、上記光源から発せられた感光材料を露光するための光を通す領域（以後、露光光路領域という）への浮遊粒子の堆積を抑制することができる。これにより、上記感光材料を露光するための光の上記光透過窓部に堆積した粒子による反射、散乱、あるいは吸収の影響を抑制することができ、感光材料上に結像させる露光パターンのボケや光量低下を抑えることができるので、上記露光パターンの品質の低下を抑制することができる。
【００１９】
また、上記露光光路外領域のみへ照射される光の波長を、光源から発せられる光の波長よりも短くしたり、上記光の光強度を、光源から発せられて光透過窓部に入射する光の光強度より大きくしたりすれば、上記密封空間中に存在する浮遊粒子の上記露光光路外領域への堆積量を増大させることができ、上記感光材料を露光するための光による上記露光光路領域への浮遊粒子の堆積をより抑制することができる。これにより、上記と同様に感光材料上に結像させる露光パターンの品質の低下をより確実に抑制することができる。すなわち、露光光路外領域のみへ照射される光の波長を短くしたり、上記光の光強度を、光源から発せられて光透過窓部に入射する光の光強度より大きくしたりすると、光化学反応が促進され、表面張力が小さくガラス面に付着しやすい特性を持つ粒子が増えて、上記露光光路外領域への浮遊粒子の堆積量を増大させることができるので、上記感光材料を露光するための光による上記露光光路領域への浮遊粒子の堆積をより抑制することができる。
【００２０】
また、露光光路外領域のみへの光の照射を受けるときに、空間光変調器を常温より低い温度に保持すれば、光透過窓部表面の露光光路外領域の近傍に浮遊する浮遊粒子の温度が低下し、露光光路外領域への浮遊粒子の堆積量を増大させることができる。これにより、上記と同様に感光材料上に結像させる露光パターンの品質の低下を抑制することができる。すなわち、浮遊粒子の温度が低下すると、浮遊粒子の運動エネルギが減少するため、浮遊粒子がガラス面と接触する際にガラス面付着によるエネルギの安定化に抗して熱運動を持続できなくなる。その結果、上記露光光路外領域への浮遊粒子の堆積量を増大させることができる。
【００２１】
さらに、光源を、波長１００ｎｍ以上、４２０ｎｍ以下の光を発するものとすれば、この光を通す露光光路領域への浮遊粒子の堆積を抑制する顕著な効果を得ることができる。すなわち、光源の波長が短くなると、光化学反応が促進され、表面張力が小さくガラス面に付着しやすい特性を持つ粒子が増えて、上記露光光路外領域への浮遊粒子の堆積量を増大させることができるので、上記浮遊粒子の堆積を抑制する顕著な効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は露光装置が備える露光ヘッドの光学系の光路を示す図、図２は上記光学系の概略構成を示す斜視図、図３はＤＭＤとこのＤＭＤに熱を加える温調手段の概略構成を示す拡大斜視図、図４は微小ミラーを２次元状に多数配列してなるミラーアレイ部の一部分を拡大して示す図、図５（Ａ）および図５（Ｂ）は微小ミラーの動作を示す図、図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、ミラーアレイ部中における微小ミラーの使用領域の例を示す図である。
【００２３】
本発明の露光方法を実施する露光装置は、プリント配線基板の作成に用いられるものであり、基板上に感光材料を積層してなるプリント配線基板用素材に配線パターンを露光するものである。
【００２４】
上記露光装置の露光ヘッド１６６は、紫外または紫色の波長を持つ光を発する光源６６と、光源６６から発せられた光を反射させ変調させる変調素子である傾き角度可変の微小ミラー８２を２次元状に多数配列してなる変調素子アレイ部であるミラーアレイ部８１、上記光を透過させる透過材からなる光透過窓部８７、およびミラーアレイ部８１を光透過窓部８７との間に密封するための密封カバー部８８を有し、光透過窓部８７を通って入射した光をミラーアレイ部８１で反射させ空間光変調して光透過窓部から射出させる空間光変調器であるＤＭＤ８０と、光透過窓部８７を通して射出させた上記空間光変調された光をプリント配線基板用素材３０の表面に配された感光材料３０Ｋ上に結像させる結像光学系５１とを備えている。
【００２５】
この露光ヘッド１６６は、さらに、光源６６から発せられた光を入射させ概略均一な強度分布を持つ光となるように補正する強度分布補正光学系６７、強度分布補正光学系６７から射出された光を反射して光路の向きを変更させるミラー６９、およびミラー６９で反射させた光束を全反射させてＤＭＤ８０に入射させるとともに、ＤＭＤ８０から射出された空間光変調された光を透過させるＴＩＲ（全反射）プリズム７０を備えている。
【００２６】
＜＜露光装置を構成する各構成要素の説明＞＞
＜光源６６＞
光源６６は、波長４０５ｎｍの光を発する複数のＧａＮ系半導体レーザから射出された各レーザ光を１本の合波用光ファイバ中に合波させる合波ユニット（図示は省略）を複数備えており、各合波ユニットの合波用光ファイバを複数本束ねてなる光ファイバ束６６Ａから上記波長４０５ｎｍのレーザ光を射出させるものである。なお、光源６６から発する光は波長４０５ｎｍのレーザ光に限らず、紫外または紫色の光であればどのような光でもよい。
【００２７】
＜強度分布補正光学系６７＞
強度分布補正光学系６７は、図１に示すように、光源６６の光ファイバ束６６Ａから射出されたレーザ光Ｌｅを集光する集光レンズ７１、この集光レンズ７１を通過したレーザ光Ｌｅの光路に挿入された後述するロッドインテグレータ７２、およびこのロッドインテグレータ７２の下流側つまりミラー６９の側に配置されたコリメートレンズ７４から構成されている。ロッドインテグレータ７２は、一端に入射されたレーザ光Ｌｅを、光束の断面における光強度分布がより一定となるようにして他端から射出させる。これにより、光ファイバ束６６Ａから射出され光強度分布補正光学系６７を通ったレーザ光Ｌｅは、その光束の断面の光強度分布が概略一定な光束となる。
【００２８】
＜ＤＭＤ８０＞
ＤＭＤ８０は、光透過窓部８７と密封カバー部８８との間に形成された密封空間Ｍ内（図３参照）に、ミラーアレイ部８１を配したものである。光透過窓部８７は、上記レーザ光Ｌｅに対して透明なガラス部材、あるいは樹脂部材からなるものである。また、密封カバー部８８は、上記光源６６から発せられたレーザ光Ｌｅに対して不透明な金属素材、樹脂素材、あるいはセラミック素材等で形成されたものである。
【００２９】
ミラーアレイ部８１は、１画素を構成するための微小ミラー８２を多数格子状に（例えば１０２４個×７６８個等）配列して構成したものである。この装置では、各微小ミラー８２がプリント配線基板用素材３０に露光する配線パターンの各画素に対応し、各微小ミラー８２は各画素毎に作成したデータの値に基づいて個別に制御される。この制御により、各微小ミラー８２に入射したレーザ光が、プリント配線基板用素材３０を露光する光路に向かう露光方向、またはこの露光方向から外れた非露光方向のいずれかの方向に反射せしめられ、露光方向に向かうレーザ光のみが、所定の光路を通ってプリント配線基板用素材３０の感光材料３０Ｋの露光に用いられる。すなわち、レーザ光を露光方向に反射させたり（オン）、あるいはレーザ光を非露光方向に反射させたり（オフ）するように多数の微小ミラー８２のそれぞれを制御することにより感光材料３０Ｋ上に所望の配線パターンを露光する。
【００３０】
図４に示すように、上記ミラーアレイ部８１は、ＳＲＡＭセル（メモリセル）８３上に、各微小ミラー（マイクロミラー）が支柱により支持されて配置されたものであり、配線パターンの画素（ピクセル）を構成する多数（例えば１０２４個×７６８個）の微小ミラーを格子状に配列して構成されたものである。各画素に対応する支柱に支えられた微小ミラー８２の表面はアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお、微小ミラー８２の反射率は９０％以上である。また、微小ミラー８２の直下には、ヒンジおよびヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのＣＭＯＳのＳＲＡＭセル８３が配されており、全体はモノリシックに構成されている。
【００３１】
ＤＭＤ８０のＳＲＡＭセル８３にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられた微小ミラー８２が、この微小ミラー８２の対角線の回りに±α度（例えば±１０度）の範囲で傾けられる。図５（Ａ）は、微小ミラー８２がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図５（Ｂ）は、微小ミラー８２がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。したがって、画像信号に応じて、ＤＭＤ８０の各ピクセルにおける微小ミラー８２の傾きを、図５に示すように制御することによって、ＤＭＤ８０に入射したレーザ光Ｌｅはそれぞれの微小ミラー８２の傾きに応じた方向、すなわち上記露光方向、非露光方向へ反射する。
【００３２】
上記微小ミラー８２のオン／オフ制御は、ＤＭＤ８０に接続された後述するコントローラ３０２によって行われる。また、プリント配線基板用素材３０の感光材料３０Ｋへのレーザ光の照射光量は、単位時間当たりにおける微小ミラーをオンにしておく時間とオフにしておく時間との比率を変えることにより制御することができる。
【００３３】
次に、ミラーアレイ部８１の部分使用について説明する。図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ミラーアレイ部８１には、露光する際の主走査方向、すなわち列方向に１０２４個（画素）配置された微小ミラー８２が、露光する際の副走査方向、すなわち行方向に７５６個（画素列）配列されているが、本例では、コントローラにより一部の微小ミラー８２の列（例えば、１０２４列×３００行）だけを駆動するように制御がなされる。
【００３４】
例えば、図６（Ａ）に示すように、ミラーアレイ部８１の７５６行の行方向の中央部に配置された微小ミラー８２の行列領域８０Ｃのみを制御してもよく、図６（Ｂ）に示すように、ミラーアレイ部８１の行方向の端部に配置された微小ミラー８２の行列領域８０Ｔのみを制御してもよい。ＤＭＤ８０を制御する際のデータ処理速度には限界があり、制御する微小ミラーの数（画素数）が多くなるにしたがって各微小ミラー８２の変調速度が低下するので、ミラーアレイ部８１中の一部分だけを使用することで、この部分が含むそれぞれの微小ミラー８２の変調速度を速くすることができる。
【００３５】
ここで、光透過窓部８７の密封空間Ｍの側への浮遊粒子の堆積について、図７（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。図７（ａ）はＤＭＤをミラーアレイが並ぶ列方向（長手方向）に対して直交する平面で切断した断面を示す断面図、図７（ｂ）はＤＭＤを光源から発せられた光の入射方向から見た図である。ここでは、ＤＭＤ８０は、ミラーアレイ部８１中の上記行列領域８０Ｔのみが制御されるものであり、この制御により行列領域８０Ｔに入射したレーザ光Ｌｅのみを空間光変調するものとする。
【００３６】
上記ＤＭＤ８０の光透過窓部８７は、この光透過窓部８７のミラーアレイ部８１の側の表面Ｇ０中における露光光路外領域Ｇ２、すなわち、感光材料３０Ｋを露光するための上記光源６６から発せられたレーザ光Ｌｅを通す露光光路領域Ｇ１から外れた領域のみへのレーザ光Ｌｒの照射を受けて、上記密封空間Ｍ中に存在する浮遊粒子Ｒが露光光路外領域Ｇ２中に堆積せしめられたものである。上記堆積せしめられた浮遊粒子である堆積粒子を図中の記号Ｒａで示す。
【００３７】
なお、上記感光材料３０Ｋを露光するための光源６６から発せられたレーザ光Ｌｅが、上記ミラーアレイ部８１中の行列領域８０Ｔに入射するレーザ光Ｌｅとなる。また、光透過窓部８７の表面Ｇ０中の、上記行列領域８０Ｔに入射するレーザ光Ｌｅが通る領域と行列領域８０Ｔの含む微小ミラー８２で反射させられた感光材料３０Ｋを露光するレーザ光Ｌｅが通る領域との和を取った領域が上記露光光路領域Ｇ１となる。
【００３８】
なお、露光光路外領域Ｇ２のみへ照射する光Ｌｒの波長は、光源６６から発せられるレーザ光Ｌｅの波長よりも短く、上記光Ｌｒの光強度は、上記光源６６から発せられて光透過窓部８７に入射するレーザ光Ｌｅの光強度より大きい、したがって、上記光Ｌｒは、光源６６から射出されるレーザ光Ｌｅによる浮遊粒子Ｒの堆積に比してより効率良く浮遊粒子Ｒを堆積させることができる。
【００３９】
また、露光光路外領域Ｇ２のみへの光Ｌｒの照射を受けるときには、ＤＭＤ８０は常温（例えば２０℃）より低い温度（例えば１０℃）に保持する。ここでは、ＤＭＤ８０の裏面に接触配置させたペルチェ素子を有する冷却部８５が、ＤＭＤ８０から熱を奪ってこのＤＭＤ８０を上記常温より低い温度に保つ。
【００４０】
＜結像光学系５１＞
結像光学系５１は、図１に示すように、レンズ系５２，５４からなる第１結像光学系５１Ａ、マイクロレンズアレイ５５、アパーチャアレイ５９、レンズ系５７，５８からなる第２結像光学系５１Ｂがこの順に光路の上流側から下流側に並べられて構成されている。上記マイクロレンズアレイ５５は、ＤＭＤ８０の各微小ミラー８２で反射され上記第１結像光学系５１Ａを通った、上記各微小ミラー８２に対応する各光束のそれぞれを通す各マイクロレンズ５５ａが配置されてなるものである。このマイクロレンズ５５ａは、例えば、焦点距離が０．１９ｍｍ、ＮＡ（開口数）が０．１１のものを用いることができる。また、アパーチャアレイ５９は、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａに対応させて形成した多数のアパーチャ５９ａからなるものである。
【００４１】
上記第１結像光学系５１Ａは、ＤＭＤ８０による像を３倍に拡大してマイクロレンズアレイ５５中に結像する。そして第２結像光学系５１Ｂは、マイクロレンズアレイ５５中に結像させた像を拡大してプリント配線基板用素材３０の感光材料３０Ｋ上に結像させる。したがって、結像光学系５１全体としては、ＤＭＤ８０によって空間光変調された配線パターンを５倍に拡大してプリント配線基板用素材３０の感光材料３０Ｋ上に結像させる。
【００４２】
なお、上記プリント配線基板用素材３０は、後述するステージ駆動装置により副走査方向（図１の紙面に対して垂直な方向、図中Ｙ方向）に搬送される。
【００４３】
＜＜露光装置の全体についての説明＞＞
以下、露光装置の全体について説明する。図８は露光装置の外観を示す斜視図、図９は露光ヘッドを用いて感光材料を露光する様子を示す斜視図、図１０（Ａ）は感光材料上に形成される露光領域を示す平面図、図１０（Ｂ）は各露光ヘッドによる露光エリアの位置関係を示す図である。
【００４４】
上記露光装置２００は、プリント配線基板用素材３０の裏面（感光材料３０Ｋの側とは反対側の面）を吸着して保持する平板状の移動ステージ１５２を備えている。４本の脚部１５４に支持された厚い板状の設置台１５６の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド１５８が設置されている。ステージ１５２は、その長手方向が上記ステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド１５８によって往復移動可能に支持されている。なお、この露光装置には、副走査手段としてのステージ１５２をガイド１５８に沿ってステージ移動方向に駆動するステージ駆動装置（図示せず）が設けられている。
【００４５】
設置台１５６の中央部には、ステージ１５２の移動経路を跨ぐようにコ字状のゲート１６０が設けられている。コ字状のゲート１６０の端部の各々は、設置台１５６の両側面に固定されている。このゲート１６０にはスキャナ１６２およびプリント配線基板用素材３０の先端および後端を検知する複数（例えば２個）のセンサ１６４が各々取り付けられて、ステージ１５２の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ１６２およびセンサ１６４は、これらを制御する図示しないコントローラに接続されている。
【００４６】
スキャナ１６２は、図９および図１０（Ｂ）に示すように、ｍ行ｎ列（例えば３行５列）の略マトリックス状に配列された複数（例えば１４個）の露光ヘッド１６６を備えている。この例では、プリント配線基板用素材３０の幅との関係で、１行目および２行目には５個、３行目には４個の露光ヘッド１６６を配置してある。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド１６６mnと表記する。
【００４７】
露光ヘッド１６６による露光エリア１６８は、副走査方向を短辺とする矩形状である。従って、ステージ１５２の移動に伴い、プリント配線基板用素材３０には露光ヘッド１６６ごとに帯状の露光済み領域１７０が形成される。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア１６８mnと表記する。
【００４８】
また、図１０（Ａ）および（Ｂ）に示すように、帯状の露光済み領域１７０が副走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍、本例では２倍）ずらして配置されている。このため、１行目の露光エリア１６８11と露光エリア１６８12との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア１６８21と３行目の露光エリア１６８31とにより露光することができる。
【００４９】
露光ヘッド１６６11〜１６６mn各々は、上述のように入射したレーザ光を画像データに応じて画素ごとに変調するＤＭＤ８０を備えている。各露光ヘッド１６６は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えた後述するコントローラ３０２に接続されている。このデータ処理部では、入力された配線パターンを示すデータに基づいて、ＤＭＤ８０の各微小ミラーを制御するための制御信号を生成する。また、ミラー駆動制御部では、データ処理部で生成した制御信号に基づいて、ＤＭＤ８０の各微小ミラーをオン／オフさせる。
【００５０】
＜＜露光装置の電気的な構成に関する説明＞＞
次に、露光装置２００の電気的な構成について説明する。図１１は露光装置の電気的構成を示すブロック図である。
【００５１】
図に示すように全体制御部３００には変調回路３０１が接続されている。変調回路３０１は、配線パターンを示す画像データを取得する。また、その変調回路３０１にはＤＭＤ８０を制御するコントローラ３０２が接続されている。さらに、全体制御部３００には、光源６６に配されたレーザモジュールを駆動するＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）駆動回路３０３が接続されている。また、全体制御部３００には、ステージ１５２を駆動するステージ駆動装置３０４が接続されている。
【００５２】
＜＜露光装置の動作についての説明＞＞
次に、上記露光装置２００の動作について説明する。スキャナ１６２の各露光ヘッド１６６の光源６６を構成するＧａＮ系半導体レーザの各々から発せられた各レーザ光の光束は合波され光ファイバ束６６Ａの端面から射出される。
【００５３】
配線パターンの露光に際しては、上記画像データが変調回路３０１からＤＭＤ８０のコントローラ３０２に入力され、コントローラ３０２のフレームメモリに一旦記憶される。
【００５４】
プリント配線基板用素材３０を表面に吸着したステージ１５２は、ステージ駆動装置３０４の駆動により、ガイド１５８に沿って上流側から下流側に一定速度で移動する。ステージ１５２がゲート１６０の下を通過する際に、ゲート１６０に取り付けられたセンサ１６４によりプリント配線基板用素材３０の先端が検出されると、フレームメモリに記憶された上記配線パターンを作成するための画像データがコントローラ３０２のデータ処理部によって読み出され、データ処理部がその画像データに基づいて露光ヘッド１６６ごとの制御信号を生成する。そして、ミラー駆動制御部が、上記生成された制御信号に基づいて露光ヘッド１６６ごとにＤＭＤ８０の微小ミラーの各々をオンオフ制御する。なお、本例の場合、上記微小ミラーのサイズは１４μｍ×１４μｍである。
【００５５】
光源６６から発せられたレーザ光をＤＭＤ８０に入射させると、ＤＭＤ８０の微小ミラー８２がオン状態のときにこの微小ミラー８２で反射したレーザ光は、結像光学系５１を通ってプリント配線基板用素材３０の感光材料３０Ｋ上に結像され、感光材料３０Ｋ上の各露光エリア１６８を露光する。また、プリント配線基板用素材３０をステージ１５２と共に一定速度でステージ移動方向に移動させることにより、このプリント配線基板用素材３０は上記ステージ移動方向とは反対の副走査方向に順次露光され、感光材料３０Ｋ上に露光ヘッド１６６ごとの帯状の露光済み領域１７０が形成される。
【００５６】
スキャナ１６２によるプリント配線基板用素材３０への露光が終了し、センサ１６４がプリント配線基板用素材３０の後端を検出すると、ステージ１５２は、ステージ駆動装置３０４の駆動により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の最上流側にある原点に復帰し、次の露光への使用が可能となる。
【００５７】
このように、予め、光透過窓部８７が、この光透過窓部８７の表面Ｇ０中における、露光光路外領域Ｇ２のみへの光Ｌｒの照射を受けて、密封空間Ｍ中に存在する浮遊粒子Ｒが上記露光光路外領域Ｇ２に堆積せしめられ、密封空間Ｍ中の浮遊粒子が減少しているので、光透過窓部８７の露光光路領域Ｇ１への堆積を抑制することができる。これにより、上記露光光路領域Ｇ１を通るレーザ光の反射、散乱、あるいは吸収を抑えることができ、感光材料上に結像させる露光パターンの品質の低下を抑制することができる。
【００５８】
なお、本実施の形態では、露光装置２００で使用する光源は、ＧａＮ系半導体レーザとしたが、例えば、固体レーザ、ガスレーザなども採用できる。具体的には、波長約３５５ｎｍのＹＡＧレーザとＳＨＧを組み合わせたレーザ、波長約３５５ｎｍのＹＬＦレーザとＳＨＧを組み合わせたレーザ、波長約２６６ｎｍのＹＡＧレーザとＳＨＧを組み合わせたレーザ、波長約２４８ｎｍのエキシマレーザ、波長約１９３ｎｍのエキシマレーザなどを採用することもできる。さらに、上記光源として、レーザ光源ではなく水銀ランプ等を採用することもできる。
【００５９】
なお、上記実施の形態においては、光透過窓部８７の露光光路外領域Ｇ２へ照射する光Ｌｒの波長を、光源から発せられるレーザ光Ｌｅの波長より短くしたり、上記光Ｌｒの光強度をレーザ光Ｌｅより大きくしたり、あるいは、ＤＭＤ８０を常温より低い温度に保持したりする例を示したが、このような場合に限らない。すなわち、上記光Ｌｒの波長、光Ｌｒの光強度、あるいはＤＭＤ８０の温度等は、密封空間Ｍ中の浮遊粒子を露光光路外領域Ｇ２へ堆積させることができればどのように設定してもよい。
【００６０】
なお、上記露光方式は、配線パターンを露光する場合に限らず、どのようなパターンあるいは画像を露光する場合にも適用することができる。
【００６１】
また、上記実施の形態においては、空間光変調器として、微小ミラーを２次元状に多数配列してなるミラーアレイ部を有するＤＭＤを用いて感光材料を露光する露光方式について説明したが、このような場合に限らない。すなわち、空間光変調器には、光源から発せられた紫外または紫色の波長を持つ光を変調させる変調素子を２次元状に多数配列してなる変調素子アレイ部、前記光を透過させる透過材からなる光透過窓部、および前記変調素子アレイ部を前記光透過窓部との間に密封するための密封カバー部を有する空間光変調器を採用することができる。このような場合には、前記光透過窓部を通って入射した前記光源から発せられた光を前記変調素子アレイ部で空間光変調して前記光透過窓部から射出させ、この射出させた光を感光材料上に結像させて上記感光材料を露光する。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態の露光装置が備える露光ヘッドの光学系の光路を示す図
【図２】露光ヘッドの光学系の概略構成を示す斜視図
【図３】ＤＭＤとこのＤＭＤに熱を加える温調手段の概略構成を示す拡大斜視図
【図４】２次元状に配列された多数の微小ミラーの一部分を拡大して示す図
【図５】微小ミラーの動作を示す図
【図６】ミラーアレイ中の微小ミラーの使用領域の例を示す図
【図７】図７（ａ）はＤＭＤの断面図、図７（ｂ）はＤＭＤを光の入射方向から見た図
【図８】露光装置の外観を示す斜視図
【図９】露光ヘッドを用いて感光材料を露光する様子を示す斜視図
【図１０】図１０（Ａ）は感光材料上に形成される露光領域を示す平面図、図１０（Ｂ）は各露光ヘッドによる露光エリアの位置関係を示す図
【図１１】露光装置の電気的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００６３】
３０    プリント配線基板用素材
３０Ｋ    感光材料
５１    結像光学系
６６    光源
８０    ＤＭＤ
８１    ミラーアレイ
８２    微小ミラー
８７    光透過窓部
８８    密封カバー部
９０    温調手段
１６６    露光ヘッド
２００    露光装置
Ｌｅ    レーザ光
【図１】
2006133432.tif 000003
【図２】
2006133432.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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