(57)【要約】  【課題】  倍率補正を効率良く行うことができ投影露光装置を提供する。  【解決手段】    倍率補正装置１は倍率補正光学系２と圧力調整装置３及び制御装置４を備えている。倍率補正光学系２は、露光光透過性材料であるガラス平板２０とこれに平行に設けられた露光光透過性材料からなる底面板１１と枠体１０とから箱形状を形成し、その内部が空気室２４になっている。空気室２４は連結管１２を介して圧力調整装置３に接続され、内部の圧力が変えられる。圧力調整装置３にはシリンダ３０が設けられており、空気室２４内の圧力を変化させる。シリンダ３０はボールネジ等の直動ユニット３６を介してモータ３５により駆動され、モータ３５の回転回数によりシリンダ３０の移動距離(=ピストン移動距離)が決まり、圧力調整装置３の空気圧閉回路容積も決まる。モータ３５は制御装置４からの電気信号で回転回数を制御できるようになっている。【選択図】  図１
2005062635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路などのパターンを基板に焼き付けるためのプリント基板用の投影露光装置において、
所定のパターンを描いたフォトマスクと、
前記フォトマスクのパターンを前記基板に投影する投影手段と、
前記フォトマスクのパターンを前記投影手段を介して基板に焼き付けるための露光を放射する光源装置と、
前記フォトマスクと基板との間に位置し、前記パターンの拡大／縮小倍率を補正する倍率補正装置と、を備え；
前記倍率補正装置が、
露光光透過性の平板と、
該平板の一面側に形成された密閉空間と、
該密閉空間の圧力を変化させる装置と、を備え、
該平板が該密閉空間の圧力変化により変形する、
ことを特徴とする投影露光装置。
【請求項２】
前記倍率補正装置を基板に対して回動させて倍率補正する方向を変更する装置、を更に備えた、
請求項１に記載の投影露光装置。
【請求項３】
前記圧力を変化させる装置が、
前記密閉空間に連通するシリンダと、
該シリンダの駆動装置と、を備えた、
請求項１に記載の投影露光装置。
【請求項４】
前記シリンダと密閉空間の間にエアータンクを介在させた、
請求項３に記載の投影露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、投影露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトレジストなどの感光材料を塗布したプリント配線基板表面に所定のパターンを露光装置により感光焼き付けし、その後エッチング工程により基板上にパターンを形成するフォトリソグラフィ法が種々の分野で広く応用されており、プリント配線基板等も近年露光装置を用いて製造されるようになってきている。
プリント配線基板は、電子機器の高速化、多機能化、小型化にともない、多層化、高密度、微細化してきており、製造工程で生じる基板の伸縮等に起因する誤差も無視できないものになってきている。
そのため、投影露光装置においては倍率補正装置を用いて、基板の伸縮等を補償することが一般的に行われている。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１２４８３１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来の装置は補正倍率を変更する場合には、ガラス板を機械的に変形させる方式やレンズの移動による方式などが採用されており、装置が複雑になる上、倍率の変更応答性などに問題があった。
本発明は上記従来技術の問題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明は、回路などのパターンを基板に焼き付けるためのプリント基板用の投影露光装置において、所定のパターンを描いたフォトマスクと、前記フォトマスクのパターンを前記基板に投影する投影手段と、前記フォトマスクのパターンを前記投影手段を介して基板に焼き付けるための露光を放射する光源装置と、前記フォトマスクと基板との間に位置し、前記パターンの拡大／縮小倍率を補正する倍率補正装置と、を備え；前記倍率補正装置が、露光光透過性の平板と、該平板の一面側に形成された密閉空間と、該密閉空間の圧力を変化させる装置と、を備え、該平板が該密閉空間の圧力変化により変形する、ことを特徴とする。
【０００６】
前記密閉空間は好適な実施形態においては、前記平板を一面とする箱形状のものでよい。平板の反対側の面も露光光透過性とし、該平板に比べて十分に大きな耐可撓性を付与することにより実質的に該平板のみを変形することができる。
平板の変形は、好適実施形態においては円柱の周側面状とする。その他球面状状等とすることも可能である。
【０００７】
該倍率補正装置を基板に対して回動させて倍率補正する方向を変更する装置を更に備えることも可能である。
好適な実施形態においては、前記圧力を変化させる装置は、前記密閉空間に連通するシリンダと、該シリンダの駆動装置とを備える。前記シリンダと密閉空間の間にエアータンクを介在させてもよい。シリンダを用いることにより応答性を実用的なレベルまで向上させることが可能である。またエアータンクを用いることにより圧力調整を微細に行うことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の投影露光装置によれば、倍率補正を効率良く行うことができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１はプリント配線基板を製造するための投影露光装置であり、フォトレジストを施された基板Ｗはプラテン９６上に載置される。プラテン９６はＸＹＺ及びθ方向に移動可能になっている。
【００１０】
回路パターンが描かれたマスクＭは基板Ｗに対向して設けられており、光源９９からの露光光によりマスクＭ上のパターンを基板Ｗ上に焼き付けるようなっている。
マスクＭと基板Ｗの間には投影レンズ９７が設けられており、所定の倍率でパターンの拡大、縮小或いは１対１の投影を行うようになっている。
なお、９８、９８はミラーである。
【００１１】
なお、図１ではマスクＭ、倍率補正装置１、投影レンズ９７等の光学系とプラテン９６は上下方向に配設されているが、これに限定されるものではなく、逆であっても良いし、或いはこれらを垂直に立てて配設する構造も可能である。
また、プラテン９６を移動させるのではなくマスクＭ等の光学系側を移動させることも可能であり、更に両者を移動させるように構成することも可能である。
【００１２】
倍率補正装置１の構成を説明する。図２に示すように、倍率補正装置１は倍率補正光学系２と圧力調整装置３及び制御装置４を備えている。
倍率補正光学系２は、ガラス平板２０とこれに平行に設けられた底面板１１と枠体１０とから箱形状を形成し、その内部が空気室２４になっている。空気室２４は連結管１２を介して圧力調整装置３に接続され、内部の圧力が変えられるように構成されている。
【００１３】
ガラス平板２０は露光光透過性材料であるガラスからなる平行平面板であり、底面板１１も同様に露光光透過性材料であるガラスからなる厚板の平行平面板である。
ガラス平板２０は空気室２４の圧力変化に応じて変形可能な程度の厚みとし、底面板１１は実質的に変形しない程度の厚みとしてある。
【００１４】
図４に示すようにガラス平板２０の対向する２辺は枠体１０に拘束された拘束端２１、２１になっており、拘束端２１に沿って変形が拘束されている。拘束端２１は図３に示すように、シールシート２５を介して固定されている。
【００１５】
ガラス平板２０の他方の対向する２辺は枠体１０に拘束されない自由端２２、２２になっており、この自由端２２に沿って変形が可能になっている。従って、この実施形態ではガラス平板２０は図５に示すように円柱の周側面状（シリンダ状）に変形するようになっている。
なおガラス平板２０を円形とし、その全周を拘束端とすれば、球面状に変形させることが可能である。また、ガラス平板２０の形状と拘束位置を種々変えることによりその他の変形形状も形成可能である。
【００１６】
ガラス平板２０の縁の周囲にはシールシート２５が設けられており、ガラス平板２０と枠体１０の間をシールしている。また底面板１１と枠体１０の間もシール部材１９によりシールされており、これらのシールにより空気室２４を密閉空間としている。
【００１７】
圧力調整装置３は、前記したように連結管１２を介して倍率補正光学系２と連通しており、倍率補正光学系２との間で空気圧閉回路を形成している。圧力調整装置３にはシリンダ３０が設けられており、このシリンダ３０により該閉回路の容積を変化させ、空気室２４内の圧力を変化させるようになっている。圧力調整装置３にはケースチューブと該チューブに対し摺動移動するピストンが設けられており、該チューブ内容積が変化するようになっている。
【００１８】
シリンダ３０はボールネジ等の直動ユニット３６を介してモータ３５により駆動される。モータ３５は制御装置４により制御されるようになっている。モータ３５の回転回数によりシリンダ３０の移動距離(=ピストン移動距離)が決まり、圧力調整装置３の空気圧閉回路容積も決まる。モータ３５は制御装置４からの電気信号で回転回数を制御できるようになっている。
【００１９】
シリンダ３０と連結管１２との間にはエアータンク３１と圧力計３８及び切替弁３９が設けられている。圧力計３８は閉回路の圧力を検出し、該圧力信号を制御装置４に送るようになっている。制御装置４は該検出圧力に応じてモータ３５を制御するように構成されている。
【００２０】
エアータンク３１は、閉回路の容積を大きくするために用いられており、これにより圧力の微調整が可能になる。
切替弁３９は大気開放用の弁である。この切替弁３９は平常時閉回路となっている空圧回路を、外部からの電気信号入力により大気に対して開回路とするように切り替えが可能になっている。
【００２１】
上記したシリンダ３０、切替弁３９、エアータンク３１、及び圧力計３８は、相互に樹脂チューブ又は金属管等により配管接続され、全体で空気漏れの微少な空気圧閉回路を構成している。
【００２２】
以上の構成において、制御装置４からの指令により、モータ３５を駆動してシリンダ３０を稼働させることにより空気室２４の圧力の調整が可能である。空気室２４の圧力が大気圧以下になると、図３に示すようにガラス平板２０の変形が生じる。ガラス平板２０の変形により図１に示す光源９９からの露光光の屈折方向が変化し、これにより投影倍率が変化する。
【００２３】
この実施形態では、ガラス平板２０は図５に示すように円筒形状に撓むように構成されているが、球状に撓ませること等も可能である。また、左右対称ではなく、非対称に撓ませることなども可能である。
【００２４】
更に倍率補正装置１を回転可能として、倍率補正方向を可変としても良いし、また倍率補正装置１を複数設けて、他方向へ倍率補正を行うように構成することも可能である。
【００２５】
上記構成において、空気室２４の指定圧力からシリンダ３０のシリンダ移動量を求める計算式を示す。
空気室２４の圧力は、それに接続された圧力調整装置３の回路内圧力と同一であり、前記したように、この２つの空間は閉回路であるため、その圧力は全容積(２空間の和)と反比例の関係にあり、下式で表せる。
Ｐ/Ｐ１=Ｖ１/Ｖ……１
(Ｐ1:回路内初期圧力,Ｖ1:初期全容積,Ｐ:全容積がＶとなるときの回路内圧力)
圧力及び容積の変化量を各々△Ｐ,△Ｓと置くと、
Ｐ＝Ｐ1+△Ｐ,Ｖ=Ｖ１+△Ｖ
これを１式に代入し変形すると
△Ｖ＝(△Ｐ×Ｖ1)/(Ｐ１十△Ｐ)……２
内部容積変化△Ｖには、
・圧力変化によるガラス平板２０の撓みによって生じる容積変化:△Ｖａ
・シリンダ３０のピストンの移動による容積変化:△Ｖｂ
が関係し下式で表せる。
△Ｖ=△Ｖａ十△Ｖｂ…３
(ガラス平板２０のたわみ量は外圧と内圧の圧力差で決定されるため、△Ｖａは△Ｐの関数で表され既知の関数である。)
よって２、３式より
△Ｖｂ=(△Ｐ×Ｖ１)/(Ｐ１十△Ｐ)−△Ｖａ…４
【００２６】
４の計算式から、指定された圧力を実現するために必要なシリンダピストンの移動による容積変化量が決定されるので、該容積変化量を満たすシリンダ３０のシリンダピストン移動量を計算する。このピストン移動は、前記したように制御装置４によりモータ３５と直動ユニット３６を介して制御されるので、制御装置４の必要回転数からモータに与えるべき電気信号量を計算し、動作実行する。
【００２７】
該動作実行の前に、切替弁３９を大気開放状態とし、この状態でシリンダ３０のピストンをシリンダ容積最小位置に移動し、移動後に切替弁３９を閉回路状態に切り替える。これによりシリンダ３０のシリンダのストローク移動量を最大限確保する。
【００２８】
次に、圧力計３８で回路内圧力を自動観測する。観測結果(回路内圧力)と指定された圧力の差が、許容値以下であれば動作完了とする。該圧力差が許容値以上であれば、４式を用いて誤差分補正用のシリンダ移動量を計算しその結果をもとに再移動行い、圧力差が許容値以下となるまで上記動作を繰り返す。
【００２９】
空気室２４及び圧力調整装置３で構成される空間は、閉空間ではあるが、外部(大気)との圧力差が存在するため、微少な空気の漏れが発生する可能性がある。倍率の補正は、露光動作中保持する必要があるため、この空気の漏れによって発生する回路内圧力変化は補正動作を行って圧力を一定に保つ必要がある。この補正動作は、前記した圧力計３８での回路内圧力の観測と、これに基づくシリンダの移動を露光動作完了まで繰り返すことで実現可能である。
【００３０】
なお、４式において△Ｖｂを一定のまま、エアータンク３１の容積を大きく(Ｖ１増加)すると、△Ｐは減少する。このことから、エアータンクの容積を増すことで圧力制御の高分解能化が容易に実現可能である。
また高分解能化により、同じ圧力変化量を実現するには、シリンダピストンの移動量を長くする必要があり、応答速度に不利となる面がある。しかし、実際上必要となる回路内圧力と大気圧との差は微少であるため、上記実施形態で採用している駆動機構(モータ十直動ユニット)を使うことでピストン移動速度の高速化による高速応答性の確保が可能である。
【００３１】
以上のように、圧力調整装置３によれば、指定圧力への到達速度が短縮され、応答性が早くなり、これにより基板生産運転に支障無い速度での投影倍率補正が可能となる。また、エアータンクの容積を大きくすることで、容易に圧力設定の高分解能化が可能であり、真空レギュレータでは制御できない微圧が制御可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略図。
【図２】本発明の一実施形態の倍率補正装置１を示す説明図。
【図３】本発明の一実施形態の動作を示す説明図。
【図４】本発明の一実施形態の倍率補正光学系２を示す平面図。
【図５】本発明の一実勢形態の倍率補正光学系２の形状変化の一例を説明図。
【符号の説明】
【００３３】
１：倍率補正装置、２：倍率補正光学系、３：圧力調整装置、４：制御装置、１０：枠体、１１：底面板、１２：連結管、１９：シール部材、２０：ガラス平板、２１：拘束端、２２：自由端、２４：空気室、２５：シールシート、３０：シリンダ、３１：エアータンク、３５：モータ、３６：直動ユニット、３８：圧力計、３９：切替弁、９６：プラテン、９７：投影レンズ、９８：ミラー、９９：光源。
【図１】
2005062635.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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