(57)【要約】【課題】配線基板用露光装置において、充分な焦点深度を確保することにより、一度の露光で露光できる露光領域を拡大する。【解決手段】光源１から出射した光は集光鏡２で集光され第１反射鏡３で反射され、インテグレータレンズ４で、均一な照度分布を持つ光に変換され光源絞５で絞られた後、第２反射鏡６で反射し、コンデンサレンズ７に入射する。コンデンサレンズ７は、投影光学系９の開口絞９１の位置に、マスクの配線パターンの無限遠像が生じるように、すなわち、投影光学系９の開口絞９１の位置がマスクのフーリエ変換面となるように、マスクホルダ８によって保持されたマスクの一部を照射する。また、光源絞５は、マスクの回折光のうちの焦点深度を劣化させる０次光を抑制するために輪帯状の開孔を有する形状とする。【選択図】図１
2005338693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線基板の露光を行う配線基板用露光装置であって、
転写用の配線パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系と、
前記マスクの配線パターンの投影光による当該配線パターン像を、配線基板上に結像する投影光学系とを有し、
前記照明光学系は、前記マスク面のフーリエ変換面と共役な位置またはその近傍に配置された光源絞を含み、
前記光源絞は、中央部を光通過を遮断するように、前記中央部を取り囲む輪帯状の領域内に１または複数の光通過孔を設けた形状を有することを特徴とする配線基板用露光装置。
【請求項２】
請求項１記載の配線基板用露光装置であって、
前記光源絞は、略輪帯状の光通過孔を有することを特徴とする配線基板用露光装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の配線基板用露光装置であって、
前記マスクを、前記照明光学系によって照明される領域がマスクの面上に位置するように維持しつつ移動するマスク移動手段と、
前記マスクの移動に同期して、投影光学系による前記マスクの配線パターン像の結像領域に対して、当該結像領域が前記配線基板の面上に位置するように維持しつつ、前記配線基板を移動する配線基板移動手段とを有することを特徴とする配線基板用露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リジッド基板やフレキシブルプリント基板（FPC）やテープ状配線基板（TAB）などの配線基板のフォトリソグラフィ加工における露光行程を担う配線基板用露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
配線基板のフォトリソグラフィ加工における露光行程を担う配線基板用露光装置としては、配線基板の露光領域を一括して露光する一括露光方式による露光を行う装置や、配線基板の露光領域を複数に分割し、配線基板を所定量ずつ移動させながら、分割した各領域を順次露光するステップアンドリピート方式による露光を行う装置が知られている（たとえば、特許文献１）。
【特許文献１】特開2002−131923号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年のフレキシブルプリント基板（FPC）やテープ状配線基板（TAB）の幅広化や大型化に伴い、フォトリソグラフィ加工によって作成すべき配線パターンも大面積化している。したがって、一度の露光で露光できる露光領域の拡大が望まれる。一方で、これら基板の平滑度は比較的低いために、単に露光領域を大きくすると、露光装置の焦点深度が不十分となり良好に配線パターンの露光を行えなくなる。
【０００４】
そこで、本発明は、配線基板用露光装置において、充分な焦点深度を確保することにより、一度の露光で露光できる露光領域を拡大することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題達成のために、本発明は、配線基板の露光を行う配線基板用露光装置を、転写用の配線パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系と、前記マスクの配線パターンの投影光による当該配線パターン像を、配線基板上に結像する投影光学系と備えて構成する共に、前記照明光学系に、前記マスク面のフーリエ変換面と共役な位置またはその近傍に配置された光源絞を含め、この光源絞の形状を、中央部を光通過を遮断するように、前記中央部を取り囲む輪帯状の領域内に１または複数の光通過孔を設けた形状としたものである。
【０００６】
このような配線基板用露光装置によれば、マスクの回折光のうちの０次光に起因する干渉によって焦点深度が小さくなることを防ぎ、焦点深度を比較的大きく確保することができ、これにより一度の露光で露光できる露光領域を拡大することが可能となる。
ここで、光源絞の形状は、より具体的には、たとえば、略輪帯状の光通過孔を有する形状としてもよい。
また、以上の配線基板用露光装置は、前記マスクを、前記照明光学系によって照明される領域がマスクの面上に位置するように維持しつつ移動するマスク移動手段と、前記マスクの移動に同期して、投影光学系による前記マスクの配線パターン像の結像領域に対して、当該結像領域が前記配線基板の面上に位置するように維持しつつ、前記配線基板を移動する配線基板移動手段と備えるものであって良い。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように、本発明によれば、配線基板用露光装置において、充分な焦点深度を確保することにより、一度の露光で露光できる露光領域を拡大することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１に、本実施形態に係る配線基板用露光装置の構成を示す。
図示するように配線基板用露光装置は、光源１、集光鏡２、第１反射鏡３、フライアイレンズなどであるインテグレータレンズ４、光源絞５、第２反射鏡６、コンデンサレンズ７、配線パターンを形成したマスクを保持するマスクホルダ８、投影光学系９、配線基板を支持する配線基板ステージ１０、マスクを移動するマスク搬送部１１、配線基板２０を移動する配線基板搬送部１２、制御部１３とを備えている。また、投影光学系９には、マスクのフーリエ変換面に配置された開口絞９１が設けられている。
【０００９】
このような構成において、光源１から出射した光は集光鏡２で集光され第１反射鏡３に入射する。そして、第１反射鏡３で反射された光は、インテグレータレンズ４で、均一な照度分布を持つ例えば光軸に垂直な断面が矩形の光に変換される。そして、光源絞５で絞られた後、第２反射鏡６で反射され、コンデンサレンズ７に入射する。コンデンサレンズ７は、投影光学系９に設けられている開口絞９１の位置に、マスクの配線パターンの無限遠像が生じるように、すなわち、投影光学系９の開口絞９１の位置がマスクのフーリエ変換面となるように、マスクホルダ８によって保持されたマスクの一部を照射する。すなわち、二次光源となる光源絞５は、このフーリエ変換面と共役な位置に配置されている。
【００１０】
そして、マスクによって回折された光によるマスクの配線パターンの倒立像が、投影光学系９によって配線基板ステージ１０上の配線基板２０に投影され、配線基板２０の露光が行われる。
ここで、このような露光は、制御部１３の制御下において、マスク搬送部１１と配線基板搬送部１２によって、マスクと配線基板２０を同期させて逆方向に移動しながら行われる。また、このマスクの移動速度に対する配線基板２０の移動速度の比は、配線基板２０の上に結像される、マスクの配線パターン像の結像倍率と等しく制御される。
【００１１】
ここで、このような配線基板用露光装置によれば、図２に示すように、マスク３０の配線パターン上を、照射領域３１を走査させながら配線パターンの各部分を、順次連続的に配線基板２０上の配線パターン像が結像する領域である露光領域２１に露光していくことにより、最終的に、配線パターンの全てを配線基板２０に露光することになる。
【００１２】
したがって、装置を大型化することなく、大面積の配線パターンを配線基板２０に露光することができるようになる。
ここで、図３aに、本実施形態で用いる光源絞５の形状を示す。図示するように、光源絞５は、略輪帯状に光りを通過させる孔を有した形状となっている。ただし、この光源絞５としては、たとえば、図３ｂに示すように、中央部分の光の通過を遮蔽し、周辺部の光を通過させる形状のものであれば、任意の形状のものを用いても良い。ここで、本実施形態において、このような中央部分の光の通過を遮蔽し、周辺部の光を通過させる形状の光源絞５を用いるのは、配線基板２０面に結像される配線パターン像の焦点深度を大きくするためである。
【００１３】
以下、光源絞５の焦点深度に対する作用について説明する。
さて、配線基板用露光装置において、コンデンサレンズ７から出射されてマスク３０に照射された光は、図４ａに示すように、マスク３０で回折され、投影光学系９に入射する。投影光学系９に入射した各回折光は、投影光学系９内において平行光に変換され、開口絞９１の面上、すなわち、マスク９面のフーリエ変換面にマスク９の配線パターンの無限遠像を形成する。そして、開口絞８１を通過した各回折光は、投影光学系９によって集光され、重ね合わされ、各回折光の干渉効果によって、配線パターン像が配線基板２０の面上に結像される。
【００１４】
いま、説明の簡易化のために、０次光、１次光、-１次光の回折光のみを考慮する。
図４ｂに、この場合の干渉効果のようすを示す。図示中の点線は、０次光と１次光、０次光と-１次光、１次光と-１次光との等位位相面の交点を結んで得られる干渉縞を示したものである。図示するように、０次光と１次光、０次光と-１次光の干渉縞については、深度方向に進むに従い広がりを持つ。そして、この広がりが配線パターン像の焦点深度を小さくすることになる。
【００１５】
一方、仮に、０次光が存在しない場合を考える。
この場合には、図４ｃに示すように、深度方向に広がりを持たない１次光と-１次光との干渉のみが生じることになり、配線パターン像の焦点深度が大きくなる。
したがって、焦点深度を大きくするためには、０次光による干渉の影響を低減することが有効である。
さて、光源絞５として、図５ｄに示す一般的な円形孔を有する絞を用いた場合を考える。
この場合の、開口絞９１面での回折光は、図５ｅに示すように、中央に円状の０次光４１が、周辺に１次光及び-１次光４２とが表れるものとなる。そして、これらの波面が図４ｂに示すように進行して干渉しあうことになる。図の０次光の面積より理解されるように、この場合の、０次光と、１次光および-１次光との干渉は比較的大きなものとなる。
【００１６】
一方、光源絞５として、図３ａに示した本実施形態の光源絞５を用いた場合、開口絞９１面での回折光のようすは図３ｃに示すよう中央に輪帯状の０次光４１が、周辺に輪帯状１次光及び-１次光４２が表われたものとなる。そして、この場合、図の０次光４１の面積より理解されるように、１次光と-１次光との干渉が支配的となり、配線パターン像の焦点深度は大きくなる。
【００１７】
以上、本発明の実施形態について説明した。
なお、本実施形態に係る焦点深度を大きく確保する構成は、前述した一括露光方式による露光を行う配線基板用露光装置や、前述したステップアンドリピート方式による露光を行う配線基板用露光装置の光学系の構成としても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係る配線基板用露光装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る配線基板用露光装置の露光動作を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る配線基板用露光装置の光源絞構の形状を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る配線基板用露光装置の焦点深度向上の原理を示す図である。
【符号の説明】
【００１９】
１…光源、２…集光鏡、３…第１反射鏡、４…インテグレータレンズ、５…光源絞、６…第２反射鏡、７…コンデンサレンズ、８…マスクホルダ、９…投影光学系、１０…配線基板、２０…ステージ、１１…マスク搬送部、１２…配線基板搬送部、１３…制御部、９１…開口絞。
【図１】
2005338693.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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