(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の絶縁層と導電パターンを描いた複数の導電層とを有する多層回路基板を製造する装置における、該基板とホトマスクとの位置合わせ装置であって、
前記基板の少なくとも１の層に形成されたＸ線により撮像可能な基板マークと、
前記ホトマスクに設けられた位置合わせ用のマークと、
前記基板マークを含む領域にＸ線を照射するＸ線照射装置と、
Ｘ線を可視光又は紫外線又は赤外線に変換可能であり、該Ｘ線に照射された該基板マークの像を投影する投影体と、
該投影体と前記ホトマスクを挟んで対向する位置に設置され、該投影体上に投影された基板マークと前記ホトマスクの位置合わせ用マークを重ねた映像を得る画像認識装置と、
該映像に基づいて該基板とホトマスクの位置合わせを行うように、該基板又はホトマスクの一方又は両方を移動させる移動装置と、
を有することを特徴とする位置合わせ装置。
【請求項２】
前記投影体が蛍光板である、
請求項１に記載の位置合わせ装置。
【請求項３】
複数の絶縁層と導電パターンを描いた複数の導電層とを有する多層回路基板を製造するための露光装置であって、
多層回路を形成される基板と、
該基板の一面側に配設され、該基板に形成する導電パターンを描いたホトマスクと、
前記基板の少なくとも１の層に形成されたＸ線により撮像可能な基板マークと、
前記ホトマスク上に描かれたマスクマークと、
前記基板マークを含む領域にＸ線を照射するＸ線照射装置と、
Ｘ線を可視光又は紫外線又は赤外線に変換可能であり、該Ｘ線に照射された該基板マークの像を投影する投影体と、
前記基板マークとマスクマークに基づいて該基板とホトマスクの位置合わせを行うように、該基板又はホトマスクの一方又は両方を移動させる移動装置と、
前記ホトマスクに描かれたパターンを前記基板上に露光する露光光源と、
該投影体と前記ホトマスクを挟んで対向する位置に設置され、前記ホトマスク上のマスクマークと前記投影体に投影された基板マークとを重ねた映像を得る画像認識装置とを備え、
前記移動装置が、該画像認識装置において前記マスクマークと基板マークとが所定の位置関係になるように、基板又はホトマスクの一方又は両方を移動させる、
露光装置。
【請求項４】
前記Ｘ線照射装置が前記基板の非ホトマスク側に設けられ、
前記投影体が前記基板とホトマスクとの間に設けられ、且つ該投影体は該基板とホトマスクとの間から退避可能である、
請求項３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記投影体が前記マスクマークを覆うように前記ホトマスクに密着して設けられた、
請求項３に記載の露光装置。
【請求項６】
複数の絶縁層と導電パターンを描いた複数の導電層とを有する多層回路基板を製造するための露光装置であって、
多層回路を形成される基板と、
該基板の一面側に配設され、該基板に形成する導電パターンを描いたホトマスクと、
該ホトマスクの導電パターンを投影するための投影レンズと、
前記基板の少なくとも１の層に形成されたＸ線により撮像可能な基板マークと、
前記ホトマスク上に描かれたマスクマークと、
前記基板マークを含む領域にＸ線を照射するＸ線照射装置と、
Ｘ線を可視光又は紫外線又は赤外線に変換可能であり、該Ｘ線に照射された該基板マークの像を投影する投影体と、
前記基板マークとマスクマークに基づいて該基板とホトマスクの位置合わせを行うように、該基板又はホトマスクの一方又は両方を移動させる移動装置と、
前記ホトマスクに描かれたパターンを前記投影レンズを介して前記基板上に露光する露光光源と、
該投影体と前記ホトマスクを挟んで対向する位置に設置され、前記ホトマスク上のマスクマークと前記投影体に投影された基板マークとを重ねた映像を得る画像認識装置とを備え、
前記移動装置が、該画像認識装置において前記マスクマークと基板マークとが所定の位置関係になるように、基板又はホトマスクの一方又は両方を移動させる、
を有することを特徴とする露光装置。
【請求項７】
前記投影体が蛍光板である、
請求項３又は４又は５又は６に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多層回路基板製造における位置合わせ装置及び露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話に代表されるように製品の軽・薄・短・小・高機能化に伴い、プリント基板はより高精細化の一途をたどっている。特に基板上に搭載される電子部品の数を増やす目的から、従来スルーホールと呼ばれる基板全面に形成された穴を無くした、ビルドアップと呼ばれる製法の基板が市場に出始めている。これは、コア基板と呼ばれる内層板の上下に、樹脂絶縁層と銅等の導電パターンを交互に順次形成していく方法である。層間の導通はビアホールと呼ばれる孔を形成し銅メッキ等により導通させるようになっている。
ここで、コア基板上下に形成されるビルドアップ層のパターンを形成する際に、コア基板上の形成済みパターンとビルドアップ層のパターンの相互の位置関係を確保するために、コア基板上のアライメントマークとビルドアップ層用のフォトマスクに設けられたアライメントマークの位置合わせが必要である。
またビアホールを形成する際にも表側から見えない下層の導電パターンとの正確な位置合わせが必要になる。
しかし、ビルドアップ層のパターン形成前には全面が銅箔に覆われており、通常コア基板上のアライメントマークは見えない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した基板上のアライメントマークを読めるようにする為、従来はビルドアップ層の銅箔をメッキで形成する方法では、コア基板上のマークに相当する部分にメッキが付かない様に、テープ等でマスクをしておきメッキ後に剥がす等の方法を採っている。或いは別の方法としてコア基板のマークにパターンを使用せず穴を使用する方法がある。この方法ではビルドアップ層の樹脂絶縁層を塗布する際に、次のメッキ時に穴が覆われてしまわないように、コア基板に樹脂が入り込まないようにするか、入り込んだ樹脂を削除する必要がある。又、銅箔を貼り付けて形成する方法ではマークに相当する銅箔部を一度エッチングして除去する等いずれにしても処理が面倒で処理工程効率化のネックになっていた。
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。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の位置合わせ装置は、複数の絶縁層と導電パターンを描いた複数の導電層とを有する多層回路基板を製造する装置における、該基板とホトマスクとの位置合わせ装置であって、前記基板の少なくとも１の層に形成されたＸ線により撮像可能な基板マークと、前記ホトマスクに設けられた位置合わせ用のマークと、前記基板マークを含む領域にＸ線を照射するＸ線照射装置と、Ｘ線を可視光又は紫外線又は赤外線に変換可能であり、該Ｘ線に照射された該基板マークの像を投影する投影体と、該投影体と前記ホトマスクを挟んで対向する位置に設置され、該投影体上に投影された基板マークと前記ホトマスクの位置合わせ用マークを重ねた映像を得る画像認識装置と、該映像に基づいて該基板とホトマスクの位置合わせを行うように、該基板又はホトマスクの一方又は両方を移動させる移動装置と、を有することを特徴とする。
この位置合わせ装置は露光装置に組み込むことも可能であり、該露光装置は、複数の絶縁層と導電パターンを描いた複数の導電層とを有する多層回路基板を製造するための露光装置であって、多層回路を形成される基板と、該基板の一面側に配設され、該基板に形成する導電パターンを描いたホトマスクと、前記基板の少なくとも１の層に形成されたＸ線により撮像可能な基板マークと、前記ホトマスク上に描かれたマスクマークと、前記基板マークを含む領域にＸ線を照射するＸ線照射装置と、Ｘ線を可視光又は紫外線又は赤外線に変換可能であり、該Ｘ線に照射された該基板マークの像を投影する投影体と、前記基板マークとマスクマークに基づいて該基板とホトマスクの位置合わせを行うように、該基板又はホトマスクの一方又は両方を移動させる移動装置と、前記ホトマスクに描かれたパターンを前記基板上に露光する露光光源と、該投影体と前記ホトマスクを挟んで対向する位置に設置され、前記ホトマスク上のマスクマークと前記投影体に投影された基板マークとを重ねた映像を得る画像認識装置とを備え、前記移動装置が、該画像認識装置において前記マスクマークと基板マークとが所定の位置関係になるように、基板又はホトマスクの一方又は両方を移動させる、ことを特徴とする。
上記構成においては、同様に該基板マークとマスクマークはＣＣＤカメラ等の画像認識装置を用いて、重ね合わせて視認することができる効果がある。投影体に投影された基板マークは可視光或いは紫外線や赤外線で認識できるから該ＣＣＤカメラ等は可視光や紫外線或いは赤外線用のもので良く、Ｘ線用のものを用いる必要がなく経済的である。
好適実施形態においては、前記Ｘ線照射装置が前記基板の非マスク側に設けられ、前記投影体が前記基板とマスクとの間に設けられ、且つ該投影体は該基板とマスクとの間から退避可能である。露光に際して投影体を退避させることにより投影体が露光の障害になることがない。
また投影体をマスク上に密着させて設けることも可能である。この場合、マスク像とＸ線透視像が同一面になり画像検出精度が良くなる。この構成では、投影体の退避を行わないが、配線パターン焼付がネガレジストの場合投影体の陰は露光されず、ホトレジスト膜が現像で取れ、配線パターンエッチングの時、投影体の範囲の銅箔もエッチングされ、後工程のアライメントに好都合である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
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は本発明を露光装置として実現した一実施形態を示すものである。
露光ステージ８は移動機構８０を備えており、ＸＹＺ方向に移動可能であり、且つθ方向に回転可能になっている。この露光ステージ８に載置した多層回路基板６を移動させてホトマスク４との位置合わせを行わせることが出来るように構成されている。ホトマスク４を移動させるようにしても良いし、或いはホトマスク４と露光ステージ８の両方を移動させるようにすることも可能である。
なお図１は左半分のみを示した図であり、同一の構成が右側にもあるが、図では省略してある。また２以上の任意数設置することが可能である。
【０００６】
基板６は図１に示すようにコア基板６０の上にビルドアップ絶縁層６１を形成し、更にその上にビルドアップ銅箔６２を設け、その上にホトレジスト層６３を形成して、ホトマスク４の回路パターンを露光する前の状態として図示してある。
これらの層の数は任意であり、またコア基板６０の表裏両面に多層としてもよい。
【０００７】
この露光装置で露光光源Ｌからの露光によりホトマスク４のパターンを露光し、後の工程でフォトエッチングによりビルドアップ銅箔６２上に回路パターンを形成し、これを導電層とするように構成されている。そして、同様な処理を繰り返して多層回路基板を形成するようになっている。各導電層間はビアホールにより導通させているが、図面上では該ビアホールは省略してある。
【０００８】
コア基板６０の端部には基板アライメントマークである銅箔の基板マーク７が形成されている。一方ホトマスク４の端部にはマスクマーク５が描かれており、このマスクマーク５と基板マーク７の位置を合致させることによりホトマスク４と基板６の位置合わせを行うようになっている。
【０００９】
露光ステージ８には基板マーク７に相当する位置にＸ線孔１１が設けられており、該Ｘ線孔１１の下側にＸ線照射装置１が設けられている。Ｘ線照射装置１と基板６を挟んで対向する位置に投影体である蛍光板３が設けられており、このＸ線照射装置１からＸ線が基板６の基板マーク７近傍に向けて照射され、基板６の各層を透過して基板マーク７の像が蛍光板３上に投影されるように構成されている。
【００１０】
該蛍光板３とホトマスク４を挟んで対向する位置にＣＣＤカメラ２が設けられており、蛍光板３上に投影された基板マーク７の像をホトマスク４を通して撮像するように構成されている。この時同時にホトマスク４に描かれたマスクマーク５も撮像するようになっている。
図２に図１におけるＡ−Ａ矢視図を示す。図示するようにＣＣＤカメラ２は蛍光板３の蛍光面３９上に投影された基板マーク７とホトマスク４上のマスクマーク５を重ね合わせた映像を得て、該画像信号を位置調整装置１０に送信するようになっている。
【００１１】
位置調整装置１０において、操作者が図２に示すような画像を見ながら、例えば基板マーク７がマスクマーク５の中心に来るように移動機構８０を介して露光ステージ８を移動させて基板６の位置を調整する。この操作により基板６とホトマスク４の位置合わせが行える。そして、この位置合わせは常に基板マーク７を基準として行われるから、形成する層によりずれが生ずることがなく、ずれの蓄積なども生じずに精度の高い重ね合わせが行える。
なおこの位置調整装置１０による位置合わせは自動的に行うようにしても良いし、或いは画像を操作者が見ながら人手により行っても良い。
【００１２】
蛍光板３は合成樹脂などのＸ線透過可能な材質の基板に蛍光物質である蛍光塗料を塗って前記蛍光面３９を形成してあり、蛍光板３の基板側をＸ線照射装置１に対向させて、蛍光面３９に基板マーク７の像を写し出すようになっている。これにより該像を蛍光板３のホトマスク４側から視認できるように構成されている。
即ちＸ線照射装置１からのＸ線は基板６を透過し、基板マーク７を撮像して蛍光面３９において、可視光に変換され、基板マーク７を濃淡像として視認できるようにする。蛍光板３の蛍光面３９からはＸ線より波長の長い可視光となるため、ホトマスク４等における減衰が少なく、ＣＣＤカメラ２で鮮明な画像が得られる。
この実施形態では投影体として蛍光板３を使用して可視光に変換しているが、Ｘ線より波長の長い紫外線や可視光より更に波長の長い赤外線に変換するものであっても良い。
なお、この蛍光板３は図示するようにホトマスク４と基板６の間に介在するが、露光の際にはじゃまになるので、進退装置３０により退避させることができるようになっている。
【００１３】
制御装置９は装置全体の制御を行っており、露光光源Ｌ、ＣＣＤカメラ２、進退装置３０、Ｘ線照射装置１、位置調整装置１０の制御を行うように構成されている。
【００１４】
なお、ＣＣＤカメラ２にはリング照明２５が設けられており、可視光による位置合わせも行えるようになっている。
【００１５】
以上説明した構成において、基板６にホトマスク４に描かれたパターンを露光する際に、Ｘ線照射装置１からＸ線を照射し、基板マーク７を蛍光板３上に投影する。この蛍光板３上の基板マーク７をホトマスク４を通してマスクマーク５と同時に撮像し、位置調整装置１０において基板マーク７とマスクマーク５が一致するように移動機構８０を制御して基板６の位置を調整する。
そして、位置合わせが終了したら、蛍光板３とＣＣＤカメラ２を所定の位置まで退避させ、次いで露光ステージ８をホトマスク４方向に移動させ、ホトマスク４と基板６を接近させ、所定の位置で露光光源Ｌにより露光して、ホトマスク４上のパターンをホトレジスト層６３上に焼き付ける。
上記動作を所定回数繰り返し、所定数の層を形成する。
以上の動作により正確な位置合わせができ、その結果精度の高い露光が行える。
【００１６】
なお、上記実施形態では基板６側を移動する場合について説明したが、ホトマスク４側を移動させる構成も可能である。また基板６とホトマスク４とを両方移動させるようにしても良い。
【００１７】
また、上記実施形態ではコア基板６０に基板マーク７がある場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の層に基板マーク７を形成することも可能であるし、複数の基板マーク７を異なる層に形成することなども可能である。
【００１８】
図３に他の実施形態を示す。ここでは蛍光板３がホトマスク４の下側（Ｘ線照射装置１側）に密着して装着されている。蛍光板３はマスクマーク５を覆うように装着されている。この構成によれば、蛍光板３の基板マーク７の像とマスクマーク５の像がほぼ同一面となるから、ＣＣＤカメラ２による画像検出精度が向上する利点がある。なお、他の構成は図１と同じである。
【００１９】
図４に本発明を投影露光装置に適用した他の実施形態を示す。
この実施形態ではホトマスク４上のマスクマーク５を投影レンズ２０によりペリクルハーフミラー２１を通して蛍光板３上に投影し、Ｘ線照射装置１により蛍光板３に投影された基板マーク７と前記マスクマーク５とをペリクルハーフミラー２１と反射ミラー２２を介してＣＣＤカメラ２により撮像するように構成されている。
この構成ではＣＣＤカメラ２と蛍光板３とペリクルハーフミラー２１と反射ミラー２２とは一体的に構成され、進退装置３０により全体が退避するようになっている。ＣＣＤカメラ２とペリクルハーフミラー２１と反射ミラー２２のみを一体とし、蛍光板３を別体とすることも可能である。なお、制御装置９、位置合わせ装置１０、移動機構８０、露光光源Ｌ等の他の構成は図１の露光装置と同じである。
また図では、上記構成を１つだけ図示しているが、同一の構成が反対側にも設けられている。また２以上任意数設置することが可能である。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の位置合わせ方法及び装置によれば、精度の高い位置合わせが行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【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における蛍光板３の蛍光面３９上の像の一例を示す説明図。
【図３】本発明の他の実施形態の概略図。
【図４】本発明の更に他の実施形態の概略図。
【符号の説明】
１：Ｘ線照射装置、２：ＣＣＤカメラ、３：蛍光板、４：ホトマスク、５：マスクマーク、６：基板、７：基板マーク、８：露光ステージ、９：制御装置、１０：位置調整装置、１１：Ｘ線孔、１６：Ｘ線孔、１７：レーザ光、２０：投影レンズ、２１：ペリクルハーフミラー、２２：反射ミラー、２５：リング照明、２６：積層基板、２７：基準穴、２８：スルーホール、３０：進退装置、３５：蛍光板ホルダ、３９：蛍光面、６０：コア基板、６１：ビルドアップ絶縁層、６２：ビルドアップ銅箔、６３：ホトレジスト層、８０：移動機構。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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