JP2004258181A - 光硬化性感光材料の露光方法と露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光硬化性感光材料を露光硬化した際に適切な基材への密着度と強度とが得られるように露光処理する。
【解決手段】光硬化性感光材料に対して、露光量を多くして硬く光硬化させた部分である硬硬化部分２１７と、硬く光硬化させる場合より露光量を少なくして軟らかく光硬化させた部分である軟硬化部分２１９とが、平均的に分布するように混在した状態となるよう露光処理して、硬軟混合構造を作る。硬軟混合構造は、光硬化された部分が硬く光硬化されたときの特性と軟らかく光硬化されたときの特性とを合わせ持って、基材への密着力が増加し、光硬化された部分の強度を適度に高め得る。
【選択図】 図２０

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、露光硬化した際の基材への密着度と強度とが適切なものとなるように露光処理する、光硬化性感光材料の露光方法と露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）等の空間光変調素子を利用して、画像データに応じて変調された光ビームで画像露光を行う露光装置が、未公開の先行出願である特願２００２−１４９８８６号に提案されている。
【０００３】
このＤＭＤは、例えば制御信号に応じて反射面の角度が変化する多数のマイクロミラーをシリコン等の半導体基板上に２次元的に配列したミラーデバイスとして構成されている。
【０００４】
このＤＭＤを用いた露光装置は、例えば、レーザビームを出射する光源から出射されたレーザビームをレンズ系でコリメートし、このレンズ系の略焦点位置に配置されたＤＭＤでレーザビームを反射し、レンズ系により露光面上に結像するよう構成されている。
【０００５】
このような露光装置では、画像データ等に応じて生成した制御信号に基づいてＤＭＤのマイクロミラーの各々を図示しない制御装置でオンオフ制御してレーザビームを変調（偏向）し、変調されたレーザビームを露光面上に照射して露光する。
【０００６】
この露光装置では、記録面に感光材料（フォトレジスト等）を配置し、露光装置の露光ヘッドから感光材料上にレーザビームが照射されて結像されたビームスポットの位置を感光材料に対して相対的に移動させながら、ＤＭＤをデータに応じて変調することにより、感光材料上にパタン露光する処理を実行可能である。
【０００７】
上述のような構成の露光装置は、フィルム状に形成したフォトポリマーに紫外線レーザを照射して、露光部分を光硬化させる露光システムに利用可能である。
【０００８】
また、従来の多層プリント配線基板の製造プロセスには、めっきスルーホール法がある。このめっきスルーホール法には、表面に銅箔をもち、これをエッチングで除去するサブトラクティブ法に属する一つの方法であるパネルめっき法がある。
【０００９】
このパネルめっき法では、積層された基板材に穴あけ工程でスルーホールを形成し、無電解銅めっき工程で、スルーホールを含めたパネル全体にめっきを析出させてスルーホールの内部を無電解銅めっきにより導通化する。
【００１０】
次に、パネルめっき法では、積層された基板材の表面に、露光、現像等の一般に用いられている手段で、レジストパターンを形成する。このレジストパターンは、基板材におけるスルーホールの開口を閉塞することにより、スルーホール内にエッチング液が浸入してスルーホール内の無電解銅めっき層が溶出して、導通が破れることを防止する。
【００１１】
次に、パネルめっき法では、エッチング工程で基板材の表面に回路パターンを形成し、レジストを剥離して、多層プリント配線基板を製造している（例えば、非特許文献１参照。）。
【００１２】
【非特許文献１】
著者 高木 清 本の題名 「ビルドアップ多層プリント配線板技術」 出版社 日刊工業新聞社 発行年月日 ２０００年 記載ページ ５３頁から５８頁
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
前述のような従来の多層プリント配線基板の製造プロセスでは、銅薄膜上にエッチング用のマスクを形成する場合に、積層された基板材の表面上に形成された基材としての銅薄膜にスルーホール（例えばビアホール若しくはその他の穴又は凹部）があると、その上に貼着したレジストのシートがスルーホール（例えばビアホール若しくはその他の穴又は凹部）の開口部分で空中に浮いた膜状となる。
【００１４】
そこで、このレジストにおけるスルーホール（例えばビアホール若しくはその他の穴又は凹部）の開口部分で空中に浮いた膜状となる部分の強度を上げるために、この膜状となる部分に対する露光量を増加した場合には、このレジストにおける膜状となる部分が硬化収縮するときに生じる応力で基材としての銅薄膜から剥がれ易くなる。
【００１５】
さらに、レジストにおけるスルーホール（例えばビアホール若しくはその他の穴又は凹部）の開口部分に張られた膜状となる部分は、レジストを銅薄膜上に貼着する際の圧力や、膜状となる部分の強度不足により、現像工程やエッチング工程で破断してしまうことがある。
【００１６】
このようにビアホール等の開口部分に張られたレジストの光硬化された膜状となる部分が、破断された状態でエッチング処理を行うと、スルーホール（例えばビアホール若しくはその他の穴又は凹部）内に残しておくべき銅薄膜が除去されてしまい、このスルーホール（例えばビアホール若しくはその他の穴又は凹部）で電気的導通をとることができなくなるなってしまう。
【００１７】
本発明は上述の事実を考慮し、露光硬化した際に、適切な基材への密着度と強度とが得られるように露光処理する、光硬化性感光材料の露光方法と露光装置とを提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の光硬化性感光材料の露光方法は、光硬化性感光材料に対して、露光量を多くして硬く光硬化させた部分である硬硬化部分と、硬く光硬化させる場合より露光量を少なくして軟らかく光硬化させた部分である軟硬化部分とが、混在した状態となるよう露光処理して、硬軟混合構造を作ることを特徴とする。
【００１９】
上述の光硬化性感光材料の露光方法によれば、光硬化性感光材料を硬軟混合構造に光硬化させ、光硬化された部分が硬く光硬化されたときの特性と軟らかく光硬化されたときの特性とを合わせ持って、基材への密着力が増加し、光硬化された部分の強度を適度に高め得るようにできる。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光硬化性感光材料の露光方法において、硬硬化部分と、軟硬化部分とが市松模様状に配置されるように露光処理することを特徴とする。
【００２１】
上述の光硬化性感光材料の露光方法によれば、請求項１に記載の光硬化性感光材料の露光方法における作用、効果に加えて、硬硬化部分と、軟硬化部分との分布状態を、より整然と平均化できる。
【００２２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の光硬化性感光材料の露光方法において、一部に開口が形成された基板に光硬化性感光材料を塗布又は貼付け、開口を覆う領域に硬硬化部分と軟硬化部分を混在させたことを特徴とする。
【００２３】
上述の光硬化性感光材料の露光方法によれば、請求項１又は請求項２に記載の光硬化性感光材料の露光方法における作用、効果に加えて、開口部分に膜状に張られた状態の光硬化性感光材料を、光硬化時の硬化収縮により生じる応力を押さえ、開口部分に膜状に張られた部分の強度を適度に強化することができる。
【００２４】
本発明の請求項４に記載の光硬化性感光材料の露光装置は、露光面を複数の光ビームにより露光する露光ヘッドであって、紫外線の光ビームを出射する照明手段と、制御信号に応じて光変調状態がそれぞれ変化する複数個の画素部が基板上に２次元的に配列され、照明手段から画素部に入射した紫外線の光ビームを変調する空間光変調素子と、空間光変調素子で変調された紫外線の各光ビームを、光硬化性感光材料の面上にそれぞれビームスポットとして結像する光学系と、光硬化性感光材料に対して、紫外線の光ビームによる露光量を多くして硬く光硬化させることにより硬硬化部分を形成し、この硬く光硬化させる場合より紫外線の光ビームによる露光量を少なくして軟らかく光硬化させることにより軟硬化部分を形成し、硬硬化部分と軟硬化部分とが混在する硬軟混合構造を構成するように、空間光変調素子を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【００２５】
上述のように構成することにより、照明手段から出射された紫外線の光ビームを、制御手段が制御する空間光変調素子で変調し、光硬化性感光材料に硬硬化部分と軟硬化部分とが混在する硬軟混合構造を構成することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［露光装置の構成］
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る露光装置１５１は、露光対象となる感光材料１５０を表面に配した基材を吸着して保持する平板状のステージ１５２を備えている。４本の脚部１５４に支持された肉厚板状の設置台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１５１には、ステージ１５２をガイド１５８に沿って駆動するための図示しない駆動装置が設けられている。
【００２７】
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。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を挟んで一方の側にはスキャナ１６２が設けられ、他方の側には感光材料１５０を配した基材の先端及び後端を検知する複数（例えば、２個）の検知センサ１６４が設けられている。スキャナ１６２及び検知センサ１６４はゲート１６０に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及び検知センサ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。
【００２８】
スキャナ１６２は、図２及び図３（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、基材に配した感光材料１５０の幅との関係で、３行目には４個の露光ヘッド１６６を配置した。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。
【００２９】
露光ヘッド１６６による露光エリア１６８は、例えば走査方向を短辺とする矩形状にできる。この場合、ステージ１５２の移動に伴い、基材に配した感光材料１５０には露光ヘッド１６６毎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。
【００３０】
また、図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、帯状の露光済み領域１７０が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、本実施の形態では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１６８_１１と露光エリア１６８_１２との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア１６８_２１と３行目の露光エリア１６８_３１とにより露光することができる。
【００３１】
露光ヘッド１６６_１１〜１６６ｍｎ各々は、図４及び図５（Ａ）に示すように、入射された光ビームを画像データに応じて各画素毎に変調する空間光変調素子として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）５０を備えている。このＤＭＤ５０は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えた図示しないコントローラ（制御手段）に接続されている。
【００３２】
このコントローラ（制御手段）のデータ処理部では、入力された画像データに基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。なお、制御すべき領域については後述する。また、ミラー駆動制御部では、画像データ処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０における各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。なお、この反射面の角度の制御に付いては後述する。
【００３３】
露光ヘッド１６６には、図４に示すように、ＤＭＤ５０の光入射側に、光硬化性感光材料を光硬化させる紫外線を出射するための照明装置１４４が設けられている。この照明装置１４４には、光ファイバの出射端部（発光点）が露光エリア１６８の長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列された紫外線レーザー出射部を備えたファイバアレイ光源６６と、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光を補正してＤＭＤ上に集光させるレンズ系６７、レンズ系６７を透過したレーザ光をＤＭＤ５０に向けて反射するミラー６９とが、順に配置されている。
【００３４】
なお、光硬化性感光材料としては、フォトポリマーをフィルム状に形成した感光材料（ドライフィルムレジスト、フィルム状カラーレジスト、液状レジスト等）を用いることができる。また、光源から出射する光線としては、４５０ｎｍから２００ｎｍ程度の紫外線を利用できる。
【００３５】
ＤＭＤ５０は、図６に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）６０上に、微小ミラー（マイクロミラー）６２が支柱により支持されて配置されたものであり、画素（ピクセル）を構成する多数の（例えば、６００個×８００個）の微小ミラーを格子状に配列して構成されたミラーデバイスである。各ピクセルには、最上部に支柱に支えられたマイクロミラー６２が設けられており、マイクロミラー６２の表面に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。
【００３６】
なお、図７に示すように、各マイクロミラー６２には、その反射面中央部に穴状の非反射部６２Ａが形成されている。これにより、マイクロミラー６２により形成される反射光像は、その中央部付近での光量分布が低下して像全体の光量分布が均一にならない。このマイクロミラー６２の反射率は９０％以上である。また、マイクロミラー６２の直下には、ヒンジ及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６０が配置されており、全体はモノリシック（一体型）に構成されている。
【００３７】
ＤＭＤ５０のＳＲＡＭセル６０にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられたマイクロミラー６２が、対角線を中心としてＤＭＤ５０が配置された基板側に対して±α度（例えば±１０度）の範囲で傾けられる。図７（Ａ）は、マイクロミラー６２がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図７（Ｂ）は、マイクロミラー６２がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。従って、画像信号に応じて、ＤＭＤ５０の各ピクセルにおけるマイクロミラー６２の傾きを、図６に示すように制御することによって、ＤＭＤ５０に入射された光はそれぞれのマイクロミラー６２の傾き方向へ反射される。
【００３８】
なお、図６には、ＤＭＤ５０の一部を拡大し、マイクロミラー６２が＋α度又は−α度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー６２のオンオフ制御は、ＤＭＤ５０に接続された図示しないコントローラ（制御手段）によって行われる。ここで、オン状態のマイクロミラー６２により反射された光は露光状態に変調され、ＤＭＤ５０の光出射側に設けられた投影光学系１４６（図５参照）へ入射する。またオフ状態のマイクロミラー６２により反射された光は非露光状態に変調され、光吸収体（図示省略）に入射する。
【００３９】
また、ＤＭＤ５０は、その短辺方向が走査方向と所定角度θ（例えば、０．１°〜０．５°）を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。図８（Ａ）はＤＭＤ５０を傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像（露光ビーム）５３の走査軌跡を示し、図８（Ｂ）はＤＭＤ５０を傾斜させた場合の露光ビーム５３の走査軌跡を示している。
【００４０】
ＤＭＤ５０には、長手方向（行方向）に沿ってマイクロミラーが多数個（例えば、８００個）配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組（例えば、６００組）配列されているが、図８（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ５０を傾斜させることにより、各マイクロミラーによる露光ビーム５３の走査軌跡（走査線）のピッチＰ_１が、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査線のピッチＰ_２より狭くなり、解像度を大幅に向上させることができる。一方、ＤＭＤ５０の傾斜角は微小であるので、ＤＭＤ５０を傾斜させた場合の走査幅Ｗ_２と、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査幅Ｗ_１とは略同一である。
【００４１】
また、異なるマイクロミラー列により同じ走査線上における略同一の位置（ドット）が重ねて露光（多重露光）されることになる。このように、多重露光されることで、露光位置の微少量をコントロールすることができ、高精細な露光を実現することができる。また、走査方向に配列された複数の露光ヘッド間のつなぎ目を微少量の露光位置制御により段差無くつなぐことができる。
【００４２】
なお、ＤＭＤ５０を傾斜させる代わりに、各マイクロミラー列を走査方向と直交する方向に所定間隔ずらして千鳥状に配置しても、同様の効果を得ることができる。
【００４３】
ファイバアレイ光源６６は、例えば、図９（Ａ）に示すように、複数（例えば、６個）のレーザモジュール６４を備えており、各レーザモジュール６４には、マルチモード光ファイバ３０の一端が結合されている。マルチモード光ファイバ３０の他端には、コア径がマルチモード光ファイバ３０と同一で且つクラッド径がマルチモード光ファイバ３０より小さい光ファイバ３１が結合され、図９（Ｃ）に示すように、光ファイバ３１の出射端部（発光点）が走査方向と直交する方向に沿って１列に配列されてレーザー出射部６８が構成されている。なお、図９（Ｄ）に示すように、発光点を走査方向に直交する方向に沿って２列に配列することもできる。このような光ファイバ３１の出射端部の配列は、後述するように、露光面５６に投影するビームスポットのスポット形状に基づいて決められる。
【００４４】
光ファイバ３１の出射端部は、図９（Ｂ）に示すように、表面が平坦な２枚の支持板６５に挟み込まれて固定されている。また、光ファイバ３１の光出射側には、光ファイバ３１の端面を保護するために、ガラス等の透明な保護板６３が配置されている。保護板６３は、光ファイバ３１の端面と密着させて配置してもよく、光ファイバ３１の端面が密封されるように配置してもよい。光ファイバ３１の出射端部は、光密度が高く集塵し易いため劣化し易いが、保護板６３を配置することにより端面への塵埃の付着を防止することができると共に劣化を遅らせることができる。
【００４５】
図９（Ｂ）の例では、クラッド径が小さい光ファイバ３１の出射端を隙間無く１列に配列するために、クラッド径が大きい部分で隣接する２本のマルチモード光ファイバ３０の間にマルチモード光ファイバ３０を積み重ね、積み重ねられたマルチモード光ファイバ３０に結合された光ファイバ３１の出射端が、クラッド径が大きい部分で隣接する２本のマルチモード光ファイバ３０に結合された光ファイバ３１の出射端の間に挟まれるように配列されている。
【００４６】
このような光ファイバは、例えば、図１０に示すように、クラッド径が大きいマルチモード光ファイバ３０のレーザ光出射側の先端部分に、長さ１〜３０ｃｍのクラッド径が小さい光ファイバ３１を同軸的に結合することにより得ることができる。２本の光ファイバ３０、３１は、光ファイバ３１の入射端面が、マルチモード光ファイバ３０の出射端面に、両光ファイバの中心軸が一致するように融着されて結合されている。上述した通り、光ファイバ３１のコア３１ａの径は、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａの径と同じ大きさである。
【００４７】
また、長さが短くクラッド径が大きい光ファイバにクラッド径が小さい光ファイバを融着させた短尺光ファイバを、フェルールや光コネクタ等を介してマルチモード光ファイバ３０の出射端に結合してもよい。コネクタ等を用いて着脱可能に結合することで、クラッド径が小さい光ファイバが破損した場合等に先端部分の交換が容易になり、露光ヘッドのメンテナンスに要するコストを低減できる。なお、以下では、光ファイバ３１を、マルチモード光ファイバ３０の出射端部と称する場合がある。
【００４８】
マルチモード光ファイバ３０及び光ファイバ３１としては、ステップインデックス型光ファイバ、グレーテッドインデックス型光ファイバ、及び複合型光ファイバの何れでもよい。例えば、三菱電線工業株式会社製のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。本実施の形態では、マルチモード光ファイバ３０及び光ファイバ３１は、ステップインデックス型光ファイバであり、マルチモード光ファイバ３０は、クラッド径＝１２５μｍ、コア径＝２５μｍｎＡ＝０．２、入射端面コートの透過率＝９９．５％以上であり、光ファイバ３１は、クラッド径＝６０μｍ、コア径＝２５μｍｎＡ＝０．２である。
【００４９】
なお、レーザ光の波長帯域に応じて好適なクラッド径に設定する。
【００５０】
レーザモジュール６４は、図１１に示す合波レーザ光源（ファイバ光源）によって構成されている。この合波レーザ光源は、ヒートブロック１０上に配列固定された複数（例えば、７個）のチップ状の横マルチモード又はシングルモードのレーザ発光素子ＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，ＬＤ５，ＬＤ６，及びＬＤ７と、レーザ発光素子ＬＤ１〜ＬＤ７の各々に対応して設けられたコリメータレンズ１１，１２，１３，１４，１５，１６，及び１７と、１つの集光レンズ２０と、１本のマルチモード光ファイバ３０と、から構成されている。なお、レーザ発光素子の個数は７個には限定されない。
【００５１】
レーザ発光素子ＬＤ１〜ＬＤ７は、発振波長が総て共通であり、最大出力も総て共通である。
【００５２】
上記の合波レーザ光源は、図１２及び図１３に示すように、他の光学要素と共に、上方が開口した箱状のパッケージ４０内に収納されている。パッケージ４０は、その開口を閉じるように作成されたパッケージ蓋４１を備えており、脱気処理後に封止ガスを導入し、パッケージ４０の開口をパッケージ蓋４１で閉じることにより、パッケージ４０とパッケージ蓋４１とにより形成される密閉空間内に上記合波レーザ光源が気密封止されている。
【００５３】
パッケージ４０の底面にはベース板４２が固定されており、このベース板４２の上面には、前述したヒートブロック１０と、集光レンズ２０を保持する集光レンズホルダー４５と、マルチモード光ファイバ３０の入射端部を保持するファイバホルダー４６とが取り付けられている。マルチモード光ファイバ３０の出射端部は、パッケージ４０の壁面に形成された開口からパッケージ外に引き出されている。
【００５４】
また、ヒートブロック１０の側面にはコリメータレンズホルダー４４が取り付けられており、コリメータレンズ１１〜１７が保持されている。パッケージ４０の横壁面には開口が形成され、この開口を通してレーザ発光素子ＬＤ１〜ＬＤ７に駆動電流を供給する配線４７がパッケージ外に引き出されている。
【００５５】
なお、図１３においては、図の煩雑化を避けるために、複数のレーザ発光素子のうちレーザ発光素子ＬＤ７にのみ番号を付し、複数のコリメータレンズのうちコリメータレンズ１７にのみ番号を付している。
【００５６】
図１４は、上記コリメータレンズ１１〜１７及びその取付部を正面から見たものである。コリメータレンズ１１〜１７の各々は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取った形状に形成されている。この細長形状のコリメータレンズは、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。コリメータレンズ１１〜１７は、長さ方向がレーザ発光素子ＬＤ１〜ＬＤ７の発光点の配列方向（図１４の左右方向）と直交するように、上記発光点の配列方向に密接して配置されている。
【００５７】
各発光点から発せられたレーザビームＢ１〜Ｂ７は、上述のように細長形状の各コリメータレンズ１１〜１７に対して、拡がり角度が大きい方向が長さ方向と一致し、拡がり角度が小さい方向が幅方向（長さ方向と直交する方向）と一致する状態で入射することになる。
【００５８】
集光レンズ２０は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取って、コリメータレンズ１１〜１７の配列方向、つまり水平方向に長く、それと直角な方向に短い形状に形成されている。この集光レンズ２０は、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することにより形成される。
【００５９】
次に、露光ヘッド１６６におけるＤＭＤ５０の光反射側に設けられる投影光学系１４６について説明する。図５に示されるように、露光ヘッド１６６には、ＤＭＤ５０の光反射側の露光面５６上に光源像を投影するための投影光学系１４６が設けられている。投影光学系１４６には、ＤＭＤ５０の側から露光面５６へ向って順に、一対のレンズ系５４，５８、マイクロレンズアレイ７２、アパーチャアレイ７６、一対のレンズ系８０，８２が配置されている。
【００６０】
ここで、レンズ系５４，５８は拡大光学系として構成されており、ＤＭＤ５０により反射される光線束の断面積を拡大することで、露光面５６におけるＤＭＤ５０により反射された光線束による露光エリア１６８の面積を所要の大きさに拡大している。マイクロレンズアレイ７２は、照明装置１４４からの光を反射するＤＭＤ５０の各マイクロミラー６２に１対１で対応する複数の第１マイクロレンズ７４が一体的に成形されたものであり、第１マイクロレンズ７４は、レンズ系５４，５８を透過したレーザビームの光軸上にそれぞれ配置されている。またアパーチャアレイ７６には、マイクロレンズアレイ７２における複数の第１マイクロレンズ７４に１対１で対応する複数のアパーチャ（開口絞り）７８が設けられている。
【００６１】
投影光学系１４６では、レンズ系５４の焦点距離がｆ１とされ、レンズ系５８の焦点距離がｆ２とされている。ＤＭＤ５０の各マイクロミラー６２はレンズ系５４の前方焦点位置に配置されている。レンズ系５４，５８は、それぞれ後方焦点位置と前方焦点位置とを共有する共焦点位置に配置され、またマイクロレンズアレイ７２はレンズ系５８の後方焦点位置に配置されている。従って、各マイクロミラー６２と第１マイクロレンズ７４とは互いに共役になっている。また第１マイクロレンズ７４の焦点距離はｆ３とされており、アパーチャアレイ７６は第１マイクロレンズ７４の後方焦点位置に配置されている。これにより、第１マイクロレンズ７４及びアパーチャ７８はテレセントリック光学系を構成し、各アパーチャ７８の中心を通る光線は像側（露光面５６側）でもレンズ系５４，５８及び第１マイクロレンズ７４の光軸と平行となる。
【００６２】
レンズ系８０，８２は、例えば、等倍光学系として構成されており、レンズ系８０の焦点距離はｆ４とされ、レンズ系８２の焦点距離はｆ５とされている。アパーチャアレイ７６における各アパーチャ７８はレンズ系８０の前方焦点位置に配置され、レンズ系８０，８２は、それぞれ後方焦点位置と、前方焦点位置とを共有する共焦点位置に配置されている。また露光面５６はレンズ系８２の後方焦点位置に位置調整される。従って、各アパーチャ７８と露光面５６とは互いに共役になっている。なお、投影光学系１４６における各レンズ系５４，５８，レンズ系８０，８２は、図５において、それぞれ１枚のレンズとして示されているが、複数枚のレンズ（例えば、凸レンズと凹レンズ）を組み合せたものであっても良い。
【００６３】
投影光学系１４６では、露光面５６に投影されるビームスポットのスポット径（ビームスポットの面積）及びスポット形状が、露光済み領域１７０に形成される露光パターンの解像度、露光ヘッド１６６の走査速度、ＤＭＤ５０の走査方向に対する傾き角の大きさ、感光材料１５０の特性等といった各種条件（設計事項）により、最適な記録面上のビームスポットの形状が異なる。
【００６４】
そこで、本実施の形態の露光装置１５１では、基材に配した感光材料１５０の特性等といった各種条件に対応して、例えばレーザー出射部６８の光源像をビームスポットとして露光面５６に投影した場合のビームスポットの輪郭形状とレーザー出射部６８の光軸直角方向に沿った輪郭形状とを略相似したものにして、レーザー出射部６８から出射されたレーザビームがアパーチャ７８を通過する際の光量損失を効果的に抑制可能にするようアパーチャ７８の開口径（開口面積）及び開口形状を適宜設定する。
【００６５】
次に、図５を参照して、投影光学系１４６における第１マイクロレンズ７４の作用を説明する。拡大光学系を構成するレンズ系５４，５８は、ＤＭＤ５０により反射される光線束の断面積を拡大することで、露光面５６における露光エリア１６８の面積を所要の大きさに拡大している。このとき、ＤＭＤ５０のマイクロミラー６２により反射されたレーザビームも、レンズ系５４，５８を透過することで、そのビーム径がレンズ系５４，５８の拡大率に応じて拡大される。このことから、投影光学系１４６にマイクロレンズアレイ７２及びアパーチャアレイ７６が配置されていない場合、図５（Ｂ）に示すように、露光面５６に投影される各ビームスポットＢＳのスポット径が露光エリア１６８のサイズに応じて大きなものになる。このため、図８（Ａ）に示すように走査露光しても、露光エリア１６８のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）特性がレンズ系５４，５８の拡大率に応じて低下する。
【００６６】
上述のようなＭＴＦ特性の低下を防止するため、投影光学系１４６には、レンズ系５８の後方焦点位置に正のレンズパワーを有する第１マイクロレンズ７４がＤＭＤ５０のマイクロミラー６２に１対１で対応するように配置されている。この第１マイクロレンズ７４は、その焦点距離ｆ３がアパーチャ７８の開口径に応じて設定されており、レンズ系５４，５８により拡大されたレーザビームのビーム径を縮小させるよう構成されている。
【００６７】
これにより、図５（Ｃ）に示すように、露光エリア１６８がレンズ系５４，５８により高倍率で拡大された場合でも、ビームスポットＢＳのスポット径を要求されるサイズに縮小できると共に、露光面５６におけるＭＴＦ特性の低下を防止できる。
【００６８】
次に、ビームスポットＢＳのスポット形状とファイバアレイ光源６６におけるレーザー出射部６８の輪郭形状との関係について説明する。前述したように、投影光学系１４６では、第１マイクロレンズ７４がレンズ系５４，５８を介してマイクロミラー６２と共役とされ、かつアパーチャ７８が第１マイクロレンズ７４の後方焦点位置に配置されている。これにより、図１６及び図１７に示すように、レンズ系５４の後方焦点位置及びアパーチャ７８には、それぞれレーザー出射部６８の光源像ＬＩが形成される。従って、投影光学系１４６では、アパーチャ７８に形成された光源像をレンズ系８０，８２を介して露光面５６上に投影し、この光源像をビームスポットＢＳとして露光面５６を露光する。
【００６９】
上記のようにレーザー出射部６８の光源像をビームスポットＢＳとして露光面５６に投影した場合には、ビームスポットＢＳの輪郭形状とレーザー出射部６８の光軸直角方向に沿った輪郭形状とは概略的に近似したものとになる。従って、レーザー出射部６８の光軸直角方向に沿った輪郭形状を要求されるビームスポットＢＳのスポット形状に近似させ、かつアパーチャの開口形状をビームスポットＢＳのスポット形状に略相似したものにすれば、レーザー出射部６８から出射されたレーザビームがアパーチャ７８を通過する際の光量損失を効果的に抑制できることになる。
【００７０】
図１８（Ａ）〜（Ｃ）には、それぞれビームスポットＢＳのスポット形状を考慮して、複数本の光ファイバ３１を束ねて構成されたレーザー出射部の構成例が示されている。例えば、ビームスポットＢＳとして円形乃至六角形の形状のものが要求される場合には、図１８（Ａ）に示されるように、複数本（６本）の光ファイバ３１の出射端部を六方細密充填状に束ねて構成されたレーザー出射部６８が適している。また、ファイバアレイ光源６６が多数本の光ファイバ３１により構成されている場合には、これらの光ファイバ３１の出射端部を図１８（Ｂ）に示すように略六角形や、図１８（Ｃ）に示すように略矩形等の任意の形状に束ねることが可能になる。
【００７１】
次に、露光硬化した際の基材への密着度と強度とが適切なものとなるようにする光硬化性感光材料の露光方法を行える、開口径（開口面積）及び開口形状が異なるアパーチャからの露光量比を変更調整可能とした露光手段について、図１５を参照しながら説明する。
【００７２】
この露光手段では、アパーチャアレイ７６に、異なる開口径（開口面積）及び開口形状をもつ複数のアパーチャ７８Ｌ、７８Ｓを通過したレーザビームが露光面上に照射されたときのビームスポットが多重露光又はオーバラップ露光されるようにする。さらに、異なる開口径（開口面積）及び開口形状をもつ複数のアパーチャ７８Ｌと、複数のアパーチャ７８Ｓとが均等に分布するよう配置構成する。
【００７３】
すなわち、図１５に示すアパーチャアレイ７６では、開口径が比較的大きな円形の開口形状を有する種別のアパーチャ７８Ｌの行（又は列）と、開口径が比較的小さな円形の開口形状を有する種別のアパーチャ７８Ｓの行（又は列）とを交互に配置する構成で、１枚のアパーチャアレイ７６上に形成する。
【００７４】
なお、開口形状が異なるアパーチャ７８Ｌと、アパーチャ７８Ｓとの形状は、直径の異なる円形だけでなく、それぞれ矩形、多角形等の種々の形状に形成しても良いことは勿論である。
【００７５】
この露光手段では、露光量比変更手段を、１枚のアパーチャアレイ７６上に形成された複数種類（図１５に示すものでは２種類）の各アパーチャ７８Ｌ、７８Ｓの各々に対して入射されるレーザビーム（光線束）の光量を各アパーチャ７８Ｌ、７８Ｓの組み毎に変調可能に構成する。
【００７６】
要するに、この露光量比変更手段では、レーザビームが各アパーチャ７８Ｌ、７８Ｓを通過して露光面５６上に照射されたときのビームスポットにおける、アパーチャ７８Ｌを通過したときのビームスポットの露光量と、アパーチャ７８Ｓを通過したときのビームスポットの露光量との、露光量比を変更調整可能に構成する。
【００７７】
この露光量比は、（アパーチャ７８Ｌを通過したときのビームスポットの露光量）と（アパーチャ７８Ｓを通過したときのビームスポットの露光量）との比率である。
【００７８】
但し、 露光量＝（照射される光の強度）×（光が照射された時間）
この露光量比変更手段では、例えば、入射された光ビームを各アパーチャ７８Ｌ、７８Ｓ毎に変調する空間光変調素子として構成されたデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）５０を利用することができる。
【００７９】
この場合には、入射された光ビームを画像データに応じて各画素毎に変調する空間光変調素子としてのＤＭＤ５０が、露光量比変更手段を兼ねる構成となる。
【００８０】
この露光量比変更手段では、ＤＭＤ５０における各マイクロミラー６２の反射面の角度をそれぞれ所要のタイミグで変更する制御によって、この各マイクロミラー６２により反射された光ビームが各アパーチャ７８Ｌ、７８Ｓを通過して、露光面５６上に照射されたときのビームスポットにおける露光量を変更調整する。
【００８１】
また露光量比変更手段は、図示しないが、各アパーチャ７８Ｌ、７８Ｓにそれぞれ１対１に対応する単位光源を複数集積して構成した照明手段としての紫外線を出射する光源装置を設け、この光源装置における各単位光源から各対応するアパーチャ７８Ｌ、７８Ｓにそれぞれ照射される光量（照射される光の強度と、光が照射される時間）を、各単位光源毎に変更調整する制御を行い、光ビームが各アパーチャ７８Ｌ、７８Ｓを通過して、露光面５６上に照射されたときのビームスポットにおける露光量比を変更調整可能に構成しても良い。
【００８２】
すなわち、各所定の単位光源から出射され一方のアパーチャ７８Ｌを通過して露光面５６上に照射される光ビームの照射光強度と、各所定の単位光源から出射され、一方のアパーチャ７８Ｌとは異なる開口面積及び開口形状をもつアパーチャ７８Ｓを通過して露光面５６上に照射される光ビームの照射光強度との、照射光強度比を変更調整可能に構成しても良い。
【００８３】
さらに、露光量比変更手段は、図示しないが、露光面５６上に光源像を投影するための投影光学系１４６におけるアパーチャアレイ７６から露光面５６までの間の光路上に、各アパーチャ７８Ｌ、７８Ｓを通してそれぞれ照射された光ビーム毎に変調する空間光変調素子として構成されたデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）を配置して構成することができる。
【００８４】
この露光量比変更手段では、ＤＭＤにおける各マイクロミラーの反射面の角度をそれぞれ所要のタイミグで変更する制御により、各アパーチャ７８Ｌ、７８Ｓを通過した各光ビームが、それぞれ対応する各マイクロミラーにより反射される光路を通って露光面５６上に照射される時間をコントロールして、ビームスポットにおける露光量比を変更調整できる。
【００８５】
また、この露光手段では、複数のアパーチャを通過したレーザビームが露光面上に照射されたときのビームスポットが多重露光又はオーバラップ露光される状態を、アパーチャアレイ７６に穿設するアパーチャの大きさ（内径）を変更し若しくはアパーチャ相互の間隔を変更し若しくはアパーチャの配列を変更し又はＤＭＤ５０の走査方向に対するアパーチャアレイ７６の傾き角の大きさを変更することにより、調整することができる。
【００８６】
この露光手段では、アパーチャアレイ７６に配置構成された、異なる開口径（開口面積）及び開口形状をもつ複数の組み（本実施の形態では２組）のアパーチャ７８Ｌ、アパーチャ７８Ｓを通過したレーザビームが露光面上に照射されたときのビームスポットが多重露光又はオーバラップ露光される。
【００８７】
このため、被露光面では、アパーチャ７８Ｌから照射された大円形のビームスポット形状で露光された露光量と、アパーチャ７８Ｓから照射された小円形のビームスポット形状で露光された露光量との、積算露光量で露光処理されることになる。
【００８８】
そこで、アパーチャ７８Ｓから照射された小円形のビームスポット形状で露光する露光量比を大きくし、アパーチャ７８Ｌから照射された大円形のビームスポット形状で露光する露光量比を小さくすれば、アパーチャ７８Ｓから照射された小円形のビームスポット形状で比較的強く露光し、さらに、このアパーチャ７８Ｓから照射された小円形のビームスポットが当たり比較的強く露光量処理される部分の隙間を埋めるように、アパーチャ７８Ｌから照射された大円形のビームスポット形状で比較的弱く露光処理することができる。
【００８９】
このように露光処理した場合には、光硬化性の感光材料１５０に対し、比較的強く露光量処理されて比較的高い硬度に光硬化された部分と、比較的弱く露光量処理されて比較的低い硬度に光硬化された部分とが、交互に、かつ平均的に現れて混在する硬軟混合構造の光硬化状態を作り出すことができる。
【００９０】
すなわち、比較的高い硬度に光硬化された部分と比較的低い硬度に光硬化された部分とが混在する硬軟混合構造とした場合には、この光硬化された硬軟混合構造部分における弾性率を、外力で生じる破断応力に対して最も良く耐え得る適正値に設定する適正化を図ることができる。よって、外力により、この光硬化された硬軟混合構造部分が容易に破断しないようにできる。
【００９１】
さらに、このような光硬化状態では、感光材料１５０の所定露光部分が、比較的高い硬度に光硬化された部分と、比較的低い硬度に光硬化された部分とが平均的に入り混じり、適度に混在する硬軟混合構造となって感光材料１５０の所定露光部分全体に渡って強く露光して光硬化させたときよりも硬化収縮により生じる応力を小さくして、感光材料１５０が基材から剥がれることを防止できる。
【００９２】
また、この光硬化状態では、感光材料１５０の所定露光部分全体に渡って弱く露光して光硬化させたときよりも、外力によりこの露光部分が破断されないように、露光部分全体の強度を向上することがてきる。
【００９３】
この露光手段では、使用者がキーボードを操作してホストコンピュータに、開口径（開口面積）及び開口形状が異なるアパーチャからの露光量比を所望の露光量比に変更調整させる指令を入力すると、このホストコンピュータ（制御手段）の制御指令によって、アパーチャ７８Ｓから照射される小円形のビームスポット形状で露光する露光量と、アパーチャ７８Ｌから照射される大円形のビームスポット形状で露光する露光量との比が所望の露光量比となるように設定されるよう構成する。
【００９４】
なお、前述した図１５のアパーチャアレイ７６では、説明の便宜のため、アパーチャ７８を６行４列として記載したものについて説明したが、実際のアパーチャアレイ７６にアパーチャ７８を形成する場合には、例えば、２５６行１０２４列に構成する。
［露光装置の動作］
次に、上記露光装置１５１の動作について説明する。
【００９５】
スキャナ１６２の各露光ヘッド１６６において、ファイバアレイ光源６６の合波レーザ光源を構成するレーザ発光素子ＬＤ１〜ＬＤ７の各々から発散光状態で出射した紫外線のレーザビームＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，及びＢ７の各々は、図１１に示すように、コリメータレンズ１１〜１７によって平行光化される。平行光化されたレーザビームＢ１〜Ｂ７は、集光レンズ２０によって集光され、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａの入射端面に収束する。
【００９６】
本実施形態では、コリメータレンズ１１〜１７及び集光レンズ２０によって集光光学系が構成され、その集光光学系とマルチモード光ファイバ３０とによって合波光学系が構成されている。即ち、集光レンズ２０によって上述のように集光されたレーザビームＢ１〜Ｂ７が、このマルチモード光ファイバ３０のコア３０ａに入射して光ファイバ内を伝搬し、１本のレーザビームＢに合波されてマルチモード光ファイバ３０の出射端部に結合された光ファイバ３１から出射する。
【００９７】
この露光装置１５１では、露光パターンに応じた画像データが、ＤＭＤ５０に接続された図示しないコントローラに入力され、コントローラ内のフレームメモリに一旦記憶される。この画像データは、画像を構成する各画素の濃度を２値（ドットの記録の有無）で表したデータである。
【００９８】
感光材料１５０を配した基材を表面に吸着したステージ１５２は、図示しない駆動装置により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。ステージ１５２がゲート１６０の下を通過する際に、ゲート１６０に取り付けられた検知センサ１６４により感光材料１５０を配した基材の先端が検出されると、フレームメモリに記憶された画像データが複数ライン分ずつ順次読み出され、データ処理部で読み出された画像データに基づいて各露光ヘッド１６６毎に制御信号が生成される。そして、ミラー駆動制御部により、生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０のマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。
【００９９】
ファイバアレイ光源６６からＤＭＤ５０にレーザ光が照射されると、ＤＭＤ５０のマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光は、レンズ系５４、５８により感光材料１５０の露光面５６上に結像される。このようにして、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光が画素毎にオンオフされて、感光材料１５０がＤＭＤ５０の使用画素数と略同数の画素単位（露光エリア１６８）で露光される。また、感光材料１５０を配した基材がステージ１５２と共に一定速度で移動されることにより、感光材料１５０がスキャナ１６２によりステージ移動方向と反対の方向に走査され、各露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。
【０１００】
スキャナ１６２による感光材料１５０の走査が終了し、検知センサ１６４で感光材料１５０を配した基材の後端が検出されると、ステージ１５２は、図示しない駆動装置により、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、再度、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。
【０１０１】
なお、露光装置１５１では、レーザー出射部６８の光源像を露光面５６へ投影し、この光源像をビームスポットＢＳとして露光面５６を露光することから、ＤＭＤ５０におけるマイクロミラー６２の非反射部６２Ａの影響によりビームスポットの中央部の光量分布が低下することを防止でき、均一な光量分布を有するビームスポットＢＳにより露光面５６を露光できる。
【０１０２】
また、本実施形態に係る露光装置１５１では、空間変調素子としてＤＭＤを用いたが、例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｓｙｓｔｅｍｓ）タイプの空間変調素子（ＳＬＭ；Ｓｐａｃｉａｌ Ｌｉｇｈｔ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）や、電気光学効果により透過光を変調する光学素子（ＰＬＺＴ素子）や液晶光シャッタ（ＦＬＣ）等、ＭＥＭＳタイプ以外の空間変調素子をＤＭＤ５０に代えて用いることができる。
【０１０３】
なお、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術によるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、そして制御回路を集積化した微細システムの総称であり、ＭＥＭＳタイプの空間変調素子とは、静電気力を利用した電気機械動作により駆動される空間変調素子を意味している。
［光硬化性感光材料の露光方法］
次に、上述のように構成された本実施の形態に係る露光装置で露光硬化した際に、基材への適切な密着度と露光硬化部分の適切な強度とが得られるように露光処理するための、光硬化性感光材料の露光方法について図１９乃至図２２を参照しながら説明する。
【０１０４】
図１９は、いわゆるビルドアップ基板の製造プロセスの一工程を示すもので、このビルドアップ基板では、ガラスエポキシ積層基板（ガラエポ積層基板）２００の表面に回路パターンを銅メッキ膜２０２で構成し、その上に絶縁膜フィルム層２０４を形成し、この絶縁膜フィルム層２０４の表面に別の回路パターンを銅メッキ膜２０６で構成する。この銅メッキ膜２０６で構成する回路パターンの一部には、ビアホール２０８（直径３００μｍ）が形成されている。さらに、この銅メッキ膜２０６の上層には、絶縁膜フィルム層２１０が形成されている。
【０１０５】
このビルドアップ基板における図１９に示す製造プロセスの一工程では、絶縁膜フィルム層２１０の上表面全体に対して、別の回路パターンを形成するための銅メッキ膜２１２を形成し、この銅メッキ膜２１２に対するリソグラフィ工程を行う段階にある。この銅メッキ膜２１２には、ビアホール２１４（直径３００μｍ）が形成されている。
【０１０６】
この絶縁膜フィルム層２１０の上表面全体に形成された銅メッキ膜２１２の上表面全体には、ドライ・フィルム・レジスト（ＤＦＲ；Ｄｒｙ Ｆｉｌｍ Ｒｅｓｉｓｔ）２１６が配設されている。このドライ・フィルム・レジスト２１６は、銅メッキ膜２１２上に密着するホトレジスト層２１８と、このホトレジスト層２１８の表面を覆う透明なカバーフィルム２２０とで構成されている。なお、ホトレジスト層は、塗布して構成しても良い。
【０１０７】
このように銅メッキ膜２１２上に配置されるドライ・フィルム・レジスト２１６は、ビアホール２１４の部分で、穴内に空間を残すよう浮き上がった状態になる。すなわち、ドライ・フィルム・レジスト２１６は、ビアホール２１４の穴の開口を塞ぐような状態で配置される。
【０１０８】
次に、このビルドアップ基板の製造プロセスでは、ドライ・フィルム・レジスト２１６に対して、所定の回路パターンを露光処理する。この露光処理は、前述した露光装置１５１を利用して行うことができる。なお、この露光処理にあたっては、ホトレジスト層２１８をカバーフィルム２２０が覆った状態で露光することにより、ホトレジスト層２１８が大気中の酸素と反応して感度が低下することを防止して、高感度で露光処理を行う。
【０１０９】
図２０に示すように、この露光処理では、回路パターンにおけるビアホール２１４に対応した部分の露光処理を、ホトレジスト層２１８が露光硬化した際に、基材としての銅メッキ膜２１２への適切な密着度と、ホトレジスト層２１８における露光硬化部分の適切な強度とが得られるようにする露光方法によって行う。
【０１１０】
この露光方法では、ビアホール２１４の開口を塞ぐための露光硬化部分を、比較的に露光量を多くして硬く光硬化させた微細な部分である硬硬化部分２１７と比較的に露光量を少なくして軟らかめに光硬化させた微細な部分である軟硬化部分２１９とが平均的に分布するように、又は硬硬化部分２１７と軟硬化部分２１９とが適度な混合比で混在した状態となる硬軟混合構造を呈するよう露光処理する。
【０１１１】
なお、各硬硬化部分２１７と軟硬化部分２１９とは、それぞれ露光ヘッド１６６におけるＤＭＤ５０のマイクロミラーの各々に対応する画素単位の露光面積、又は所定の画素グループの露光面積となる極めて微細なものから大きなものまで設定できるが、図示の都合上、図２０及びその他の図面の関連箇所では、大きく記載している。
【０１１２】
また、この光硬化された硬軟混合構造部分は、この硬軟混合構造部分の弾性率を、外力で生じる破断応力に対して最も良く耐え得る適正値に設定する適正化を図るように硬硬化部分２１７と軟硬化部分２１９との適度な混合比を設定し、外力により、この光硬化された硬軟混合構造部分が容易に破断しないようにする。
【０１１３】
この露光方法では、例えば図２０に示すように、ビアホール２１４の開口全体を含めるように一回り大きく設定した露光範囲を、微細な小矩形の硬硬化部分２１７と微細な小矩形の軟硬化部分２１９とが市松模様状となるように露光処理して硬軟混合構造を形成しても良い。このように硬硬化部分２１７と軟硬化部分２１９とを市松模様状に露光処理した場合には、微細な小矩形の硬硬化部分２１７と微細な小矩形の軟硬化部分２１９とが交互に連続して構成されると共に、互いに５０％の分布割合で平均的にかつ微細に分散して配置されることになる。
【０１１４】
なお、小矩形の硬硬化部分２１７と小矩形の軟硬化部分２１９との分布割合は、相互に５０％となるものばかりでなく、露光硬化された部分が必要とされる収縮率や強度等の物理的性質に対応させて分布割合を任意に設定するよう構成しても良い。また、硬硬化部分２１７と、軟硬化部分２１９とは、各露光硬化された部分がそれぞれ必要とされる物理的性質に対応し、各所定の硬度に光硬化させて硬軟混合構造を構成する。
【０１１５】
さらに、図２０に示すものでは、ビアホール２１４の開口部分に構成した硬軟混合構造の周囲を略取り囲むように、小矩形の硬硬化部分２１７が形成されている。
【０１１６】
また、この露光方法では、図２３に例示するように、ビアホール２１４の開口全体を含めるように一回り大きく設定した露光範囲における開口部分に比較的大きな市松模様状となるように、硬硬化部分２１７と軟硬化部分２１９とを構成し、その周囲を略取り囲むように、比較的小さな市松模様状となるように硬硬化部分２１７と軟硬化部分２１９とを構成して、硬硬化部分２１７と軟硬化部分２１９との分布割合をビアホール２１４の開口周囲だけ硬硬化部分２１７が密となるようにし強度の向上を図るように構成し、応力集中等による破断を防止する構造としても良い。
【０１１７】
さらに、図２４に例示するように、ビアホール２１４の開口全体を含めるように一回り大きく設定した露光範囲における開口部分に比較的大きな桝目状となるように、硬硬化部分２１７と軟硬化部分２１９とを構成し、その周囲を略取り囲むように、比較的小さな桝目状区画で硬硬化部分２１７と軟硬化部分２１９とを構成する。これと共に、ビアホール２１４の開口周囲を略取り囲む比較的小さな桝目状区画には、比較的大きな桝目を４個に区切り、その３個を硬硬化部分２１７とし、その１個を軟硬化部分２１９とする分布割合としてビアホール２１４の開口周囲だけ硬硬化部分２１７が密となるようにして硬軟混合構造の強化を図り、応力集中等による破断を防止する構造としても良い。
【０１１８】
または、この露光方法では、例えば、ビアホール２１４の開口全体を含めるように一回り大きく設定した露光範囲を、軟硬化部分の地の上に小面積の円形又は多角形状の硬硬化部分が平均的に分散配置された水玉模様状となる硬軟混合構造を構成するように露光処理しても良い。
【０１１９】
このようにビアホール２１４の開口全体を含めるように一回り大きく設定した露光範囲を、硬硬化部分と軟硬化部分とが交互に配置される硬軟混合構造となるように露光処理した場合には、光硬化時のホトレジスト層２１８の収縮を適度に押さえて、硬軟混合構造に光硬化された部分が銅メッキ膜２１２から剥がれ落ちることを防止できる。
【０１２０】
さらに、ビアホール２１４の開口全体を含めるように一回り大きく設定した露光範囲を硬軟混合構造となるように露光処理した場合には、硬軟混合構造に光硬化された部分に柔軟性を残すことができるので、光硬化時のホトレジスト層２１８の収縮により生じる応力や、ドライ・フィルム・レジスト２１６を銅メッキ膜２１２上に貼り付ける際の圧力の影響で、硬軟混合構造に光硬化された部分に亀裂が入ったり、破断したりすることを防止することができる。
【０１２１】
また、ビアホール２１４部分の露光範囲を硬軟混合構造に露光処理した場合には、後述する現像処理をする工程において、カバーフィルム２２０を取り去ってから現像液を比較的高い圧力のシャワーで吹き付けても、硬軟混合構造に光硬化された部分が破れることが無いように、膜状の硬軟混合構造に光硬化された部分に十分な強度を持たせることができる。
【０１２２】
図２０に示すように、この露光処理では、ビアホール２１４に対応した部分以外の回路パターンの導体部分２２２を露光処理する場合には、ホトレジスト層２１８を硬硬化部分２１７と同様に光硬化する。なお、ドライ・フィルム・レジスト２１６における、ビアホール２１４に対応した露光部分及び導体部分２２２以外の回路パターンを形成しない部分については、露光処理しないことは勿論である。
【０１２３】
次に、露光装置１５１によって、ビアホール２１４の開口全体を含めるように一回り大きく設定した露光範囲を硬軟混合構造となるように露光処理するための露光手段について、第１乃至第３の露光手段を例にとって説明する。
【０１２４】
この露光装置１５１によって、露光範囲を硬軟混合構造となるように露光処理する第１の露光手段では、露光装置１５１における制御手段により、露光範囲における各硬硬化部分２１７と各軟硬化部分２１９とに対応した画像データに基づいて、各露光ヘッド１６６毎に制御信号が生成される。そして、ミラー駆動制御部（制御手段）により、生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０のマイクロミラーの各々が、画素単位で又は所定の画素グループ毎にオンオフ制御される。
【０１２５】
また、この露光装置１５１では、ドライ・フィルム・レジスト２１６を配した基材をステージ１５２と共に一定速度で移動させる動作と相俟って露光走査する動作が行われる。
【０１２６】
この露光装置１５１では、上述のような制御手段による制御により、ファイバアレイ光源６６からＤＭＤ５０に照射された紫外線レーザ光を、ＤＭＤ５０のマイクロミラーをオン状態に制御して反射させてレンズ系によりドライ・フィルム・レジスト２１６上における各硬硬化部分２１７の場所に結像させる時間を長くして露光量を、各軟硬化部分２１９に対するものより比較的多く露光し、ホトレジスト層２１８が硬く光硬化されるようにする。なお、この場合には、露光量を多くする手段として、ファイバアレイ光源６６から出射する紫外線レーザ光のパルス幅を短くする手段を利用できる。
【０１２７】
さらにこの場合には、ファイバアレイ光源６６からＤＭＤ５０に照射する紫外線レーザ光のパワーを各軟硬化部分２１９に対するものより比較的に大きくなるよう増加させて各硬硬化部分２１７に結像させ、ホトレジスト層２１８が硬く光硬化されるようにしても良い。
【０１２８】
また、この露光装置１５１で各軟硬化部分２１９を露光処理する場合には、ファイバアレイ光源６６からＤＭＤ５０に照射された紫外線レーザ光を、ＤＭＤ５０のマイクロミラーをオン状態又はオフ状態に制御することにより、オン状態にあるときだけ紫外線レーザ光を反射させてレンズ系によりドライ・フィルム・レジスト２１６上における各軟硬化部分２１９の場所に結像させる時間を短くして露光量を、各硬硬化部分２１７に対するものより比較的少なく露光し、ホトレジスト層２１８が所定の軟らかさで光硬化されるようにする。なお、この場合には、露光量を少なく手段として、ファイバアレイ光源６６から出射する紫外線レーザ光のパルス幅を長くする手段を利用できる。
【０１２９】
さらにこの場合には、ファイバアレイ光源６６からＤＭＤ５０に照射する紫外線レーザ光のパワーを各硬硬化部分２１７に対するものより比較的に小さくなるよう減少させて各軟硬化部分２１９に結像させ、ホトレジスト層２１８が所定の軟らかさで光硬化されるようにしても良い。
【０１３０】
また、この露光装置１５１で、交互に配置された各硬硬化部分２１７と各軟硬化部分２１９とを露光処理する場合には、制御手段による制御により、前述した露光量を多くする制御動作と、露光量を少なくする制御動作とを、周期的に又は不定期で断続的に繰り返すことにより行うことができる。
【０１３１】
すなわち、制御手段は、光硬化性感光材料であるホトレジスト層２１８に対して、紫外線の光ビームによる露光量を多くして硬く光硬化させることにより硬硬化部分２１７を形成し、この硬く光硬化させる場合より紫外線の光ビームによる露光量を少なくして軟らかく光硬化させることにより軟硬化部分２１９を形成し、硬硬化部分２１７と軟硬化部分２１９とが平均的に分布して混在する硬軟混合構造を構成するように空間光変調素子であるＤＭＤ５０を制御する。
【０１３２】
次に、露光装置１５１によって、露光範囲を硬軟混合構造となるように露光処理する第２の露光手段について説明する。
【０１３３】
この第２の露光手段では、露光装置１５１において、ファイバアレイ光源６６から出射された紫外線レーザ光をＤＭＤ５０のマイクロミラーで反射してレンズ系によりドライ・フィルム・レジスト２１６上に結像させるときのビームが太って結像された光源像の周囲にも所定の弱い紫外線レーザ光が照射される状態に設定する。
【０１３４】
そして、この第２の露光手段では、光源像を結像する比較的強い紫外線レーザ光で各硬硬化部分２１７を露光する際に、同時にその周囲に設定された軟硬化部分２１９に対して光源像を結像する紫外線レーザ光よりも比較的弱い紫外線レーザ光で露光することにより、所定の露光範囲を硬軟混合構造となるように露光処理する。
【０１３５】
このため第２の露光手段では、露光装置１５１において、露光範囲における各硬硬化部分２１７に対応した画像データに基づいて、各露光ヘッド１６６毎に制御信号が生成される。そして、ミラー駆動制御部により、生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０のマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。
【０１３６】
この露光装置１５１では、上述のような制御により、ファイバアレイ光源６６からＤＭＤ５０に照射された紫外線レーザ光を、ＤＭＤ５０のマイクロミラーをオン状態に制御して反射させてレンズ系によりドライ・フィルム・レジスト２１６上における各硬硬化部分２１７の場所に結像させ、ホトレジスト層２１８が硬く光硬化されるようにする。
【０１３７】
すると、これと同時に各硬硬化部分２１７の周囲に配置された軟硬化部分２１９も、光源像を結像する紫外線レーザ光よりも比較的弱い紫外線レーザ光で露光され（オーバーラップ露光される場合もある）、ホトレジスト層２１８が所定の軟らかさで光硬化される。
【０１３８】
次に、露光装置１５１によって、露光範囲を硬軟混合構造となるように露光処理する第３の露光手段について説明する。
【０１３９】
この第３の露光手段では、露光装置１５１において、図１５に例示する開口径（開口面積）及び開口形状が異なるアパーチャからの露光量比を変更調整可能とした露光手段を利用する。
【０１４０】
すなわち、アパーチャ７８Ｓから照射された小円形のビームスポット形状で露光する露光量比を大きくして各硬硬化部分２１７を露光し、アパーチャ７８Ｌから照射された大円形のビームスポット形状で露光する露光量比を小さくして各軟硬化部分２１９を露光する。
【０１４１】
これにより、図１５に例示する開口径及び開口形状が異なるアパーチャを用いて露光すると、図２５に例示するように、ビアホール２１４の開口全体を含めるように一回り大きく設定した露光範囲を、帯状の硬硬化部分２１７と帯状の軟硬化部分２１９とが交互に連続した縞模様状の硬軟混合構造が構成されるように露光処理される。
【０１４２】
この露光処理では、帯状の硬硬化部分２１７をアパーチャ７８Ｌとアパーチャ７８Ｓとの両者で露光して光硬化し、帯状の軟硬化部分２１９をアパーチャ７８Ｓのみで露光して光硬化することにより、縞模様状の硬軟混合構造を構成することになる。
【０１４３】
なお、露光装置１５１によって、ビアホール２１４の開口全体を含めるように一回り大きく設定した露光範囲を硬軟混合構造となるように露光処理するための露光手段は、前述した第１乃至第３の露光手段に限られるものではなく、その他種々の手段を利用できることは、勿論である。
【０１４４】
次に、このビルドアップ基板の製造プロセスでは、ドライ・フィルム・レジスト２１６に対して、図１９及び図２０に示すように所定の回路パターンが露光処理されると、ドライ・フィルム・レジスト２１６における表層のカバーフィルム２２０を剥がして、現像処理工程へ送る。
【０１４５】
この現像処理工程では、噴射ノズルから所定の強い圧力で現像液を、ガラスエポキシ積層基板２００の上層にある回路パターンが露光されたホトレジスト層２１８に吹き付けて現像し、未露光部分を溶出させ、図２１に示すように、回路パターン（２１７、２１９、２２２）の部分を銅メッキ膜２１２上に残した状態する。
【０１４６】
この現像処理工程で、強い圧力で現像液をホトレジスト層２１８に吹き付けても、ビアホール２１４の開口を塞ぐ蓋状に形成された硬硬化部分２１７と軟硬化部分２１９とで硬軟混合構造に露光処理された部分は、ビアホール２１４の空間の上に浮いた状態であっても、所要の強度と柔軟性とを兼ね備えているため、亀裂を生じたり若しくは破れたり又は剥がれたりすることなく、確実にビアホール２１４の開口を塞ぐ状態で残る。
【０１４７】
次に、このビルドアップ基板の製造プロセスでは、パターンエッチング工程に移行し、図２２に示すように、光硬化されたホトレジスト層２１８をマスクとした下地膜である銅メッキ膜２１２のエッチングをする。
【０１４８】
このとき、銅メッキ膜２１２におけるビアホール２１４の開口部分は、硬硬化部分２１７と軟硬化部分２１９とで硬軟混合構造に露光処理された蓋状の部分で確実に塞がれているから、ビアホール２１４の開口内にエッチング液が浸入してビアホール２１４を形成する銅メッキ膜を溶かし去ることを防止することができる。
【０１４９】
次に、このビルドアップ基板の製造プロセスでは、図２２に示すように、回路パターン上に残っている不用となったレジスト膜（２１７、２１９、２２２）を除去して、次の工程へ送り、ここでのビルドアップ基板の製造プロセスの作業を完了する。
【０１５０】
なお、前述した本実施の形態に係る露光装置で露光硬化した際に、基材への適切な密着度と露光硬化部分の適切な強度とが得られるように露光処理するための、光硬化性感光材料の露光方法は、銅メッキ膜２１２等の基材上におけるビアホール２１４以外の穴や凹状部分近傍に、硬軟混合構造に露光処理された蓋状の部分を露光形成する場合にも利用できる。
【０１５１】
【発明の効果】
本発明の光硬化性感光材料の露光方法と露光装置によれば、露光硬化した際に、適切な基材への密着度と強度とが得られるように露光処理することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る露光装置の外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る露光装置のスキャナの構成を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は、本発明の露光装置における感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図であり、（Ｂ）は、本発明の露光装置における各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る露光装置の露光ヘッドの概略構成を示す斜視図である。
【図５】（Ａ）は図４に示す露光ヘッドの構成を示す側面図、（Ｂ）及び（Ｃ）は露光ヘッドによる露光エリアの平面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る露光装置に用いるデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）の構成を示す要部拡大図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る露光装置に用いるＤＭＤの動作を説明するための説明図である。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施の形態に係る露光装置に用いるＤＭＤを傾斜配置しない場合と傾斜配置する場合とで、露光ビームの配置及び走査線を比較して示す平面図である。
【図９】（Ａ）は、本発明の実施の形態に係る露光装置に用いるファイバアレイ光源の構成を示す斜視図であり、（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）はレーザー出射部における発光点の配列を示す平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る露光装置に用いるマルチモード光ファイバの構成を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る露光装置に用いる合波レーザ光源の構成を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る露光装置に用いるレーザモジュールの構成を示す平面図である。
【図１３】図１２に示すレーザモジュールの構成を示す側面図である。
【図１４】図１２に示すレーザモジュールの構成を示す部分側面図である。
【図１５】本発明の実施の形態に係る露光装置に用いる開口径（開口面積）及び開口形状が異なるアパーチャからの露光量比を変更調整可能とする露光手段の構成例を示す平面図である。
【図１６】図４に示す露光ヘッドにより形成される光源像を説明するための側面図である。
【図１７】図１６に示す投影光学系における第１マイクロレンズ付近の拡大図である。
【図１８】（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ本発明の実施の形態に係る露光装置におけるレーザー出射部の構成例を示す正面図である。
【図１９】本発明の実施の形態に係る露光装置を用い、ビルドアップ基板の製造プロセスの一工程で露光処理をする対象となる、ドライ・フィルム・レジストを付着した基板材を示す断面図である。
【図２０】本発明の実施の形態に係る露光装置を用い、ビルドアップ基板の製造プロセスの一工程で露光処理をする対象となる基板材を示す平面図である。
【図２１】本発明の実施の形態に係る露光装置を用い、ビルドアップ基板の製造プロセスの一工程で露光処理をする対象となる、現像処理工程後の基板材を示す断面図である。
【図２２】本発明の実施の形態に係る露光装置を用い、ビルドアップ基板の製造プロセスの一工程で露光処理をする対象となる、エッチング処理工程後の基板材を示す断面図である。
【図２３】本発明の実施の形態に係る露光装置を用い、ビルドアップ基板の製造プロセスの一工程で、ビアホールの開口周囲だけ硬硬化部分を密にし強度の向上を図るようにした露光処理をしたときの基板材の要部を示す拡大平面図である。
【図２４】本発明の実施の形態に係る露光装置を用い、ビルドアップ基板の製造プロセスの一工程で、ビアホールの開口周囲だけ硬硬化部分をより密にし強度の向上を図るようにした露光処理をしたときの基板材の要部を示す拡大平面図である。
【図２５】本発明の実施の形態に係る露光装置を用い、ビルドアップ基板の製造プロセスの一工程で、図１５に示すアパーチャを利用してビアホールの開口周囲を露光処理をしたときの基板材の要部を示す拡大平面図である。
【符号の説明】
５０ デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）
５４ レンズ系
５６ 露光面
５８ レンズ系
６２ 微小ミラー（マイクロミラー）
１４４ 照明装置
１４６ 投影光学系
１５０ 感光材料
１５１ 露光装置
１６６ 露光ヘッド
２００ ガラスエポキシ積層基板
２０２ 銅メッキ膜
２１０ 絶縁膜フィルム層
２１２ 銅メッキ膜
２１４ ビアホール
２１６ ドライ・フィルム・レジスト
２１７ 硬硬化部分
２１８ ホトレジスト層
２１９ 軟硬化部分

Claims (4)

1. 光硬化性感光材料に対して、露光量を多くして硬く光硬化させた部分である硬硬化部分と、硬く光硬化させる場合より露光量を少なくして軟らかく光硬化させた部分である軟硬化部分とが、混在した状態となるよう露光処理して、硬軟混合構造を作ることを特徴とする光硬化性感光材料の露光方法。
2. 前記硬硬化部分と、前記軟硬化部分とが市松模様状に配置されるように露光処理することを特徴とする請求項１に記載の光硬化性感光材料の露光方法。
3. 一部に開口が形成された基板に前記光硬化性感光材料を塗布又は貼付け、前記開口を覆う領域に硬硬化部分と軟硬化部分を混在させたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光硬化性感光材料の露光方法。
4. 露光面を複数の光ビームにより露光する露光ヘッドであって、
   紫外線の光ビームを出射する照明手段と、
   制御信号に応じて光変調状態がそれぞれ変化する複数個の画素部が基板上に２次元的に配列され、前記照明手段から前記画素部に入射した紫外線の光ビームを変調する空間光変調素子と、
   前記空間光変調素子で変調された紫外線の各光ビームを、光硬化性感光材料の面上にそれぞれビームスポットとして結像する光学系と、
   前記光硬化性感光材料に対して、紫外線の光ビームによる露光量を多くして硬く光硬化させることにより硬硬化部分を形成し、この硬く光硬化させる場合より紫外線の光ビームによる露光量を少なくして軟らかく光硬化させることにより軟硬化部分を形成し、前記硬硬化部分と前記軟硬化部分とが混在する硬軟混合構造を構成するように、前記空間光変調素子を制御する制御手段と、
   を有することを特徴とする光硬化性感光材料の露光装置。

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