JP2005338603A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 主に感光性樹脂からの揮発物質によるフライアイレンズ表面の汚染を簡易な構造で防止する露光装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 光源２１、反射鏡４１およびフライアイレンズ４２を有する光源室２と、この光源室２と仕切板６を介して区画された露光室３とを備える露光装置１であって、フライアイレンズ４２を収容する筐体７と、この筐体７内に収容されたフライアイレンズ４２に冷却風を送る温調ユニット５１とが設けられ、筐体７は、光源２１が発する照射光のフライアイレンズ４２に対する入射光路および出射光路に対応した位置に形成した開口部７１，７２と、この開口部７１，７２の開口方向に直交する位置に形成され、温調ユニット５１が連結する給気口７３と、この給気口７３に対向する位置に形成される排気口７４とを有し、仕切板６には、前記照射光の光路に対応する位置に前記照射光を透過させる透光部材６１を設けたことを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プリント配線基板等の基板にマスクの回路パターンを露光するための露光装置に関するものである。

露光装置では、光源から照射される光を、フライアイレンズ、複数のミラー等の光学部品からなる光学系を介して、マスクに形成された回路パターンを、レジスト（感光性樹脂）を塗布した基板に露光・現像して、プリント配線基板等を作製している。

一般に、光学部品の表面には反射防止膜が被覆されるが、この被膜は熱に弱く環境の影響を受けやすい。例えば、露光装置に用いられるフライアイレンズ等には、基板に塗布されているレジスト（感光性樹脂）が化学変化する際に生じる昇華した揮発物質が付着することが知られている。また、特に、光源の近傍にあるフライアイレンズの表面には、光源の熱で活発に反応する塵埃が対流で浮遊して付着しやすい。

具体的には、従来の露光装置におけるフライアイレンズユニットは、それぞれ金属製枠に装着された２枚のフライアイレンズと、この２枚のフライアイレンズを対向する位置に取り付けるベース等から構成される。このフライアイレンズユニットを露光装置の筐体に取り付ける。つまり、フライアイレンズは筐体内部では独立して（ほぼむき出しの状態で）取り付けられているので、当然周囲環境は筐体と隔離されていない。すなわち筐体内部の空気対流が直接フライアイレンズにも還流することになる。筐体内部に対流している空気には基板に塗布されたレジストが露光光の照射により反応してその一部は昇華し、この成分が混入していることは参考文献（特許文献１）にも記載された公知事実である。
特開平１１−２０２４９８号公報（段落００３３〜００３９、図３）

しかしながら、フライアイレンズの表面に揮発物質の付着が多くなると、その表面が白濁し、フライアイレンズの光透過率が低下するため、基板面の照度低下や照度ムラを招き、最終的には露光時間が延びる等、露光条件が低下するといった問題があった。

特に、フライアイレンズは光源ランプから発光した光エネルギーを集光して高エネルギーとなっているので、３００度前後の相当の反応を促進しやすい温度になっている。つまり、従来、フライアイレンズは揮発物質が吸着容易な条件を保有しており、前記した露光条件の低下を招きやすいという問題があった。

このフライアイレンズを保護する発明として、前記した参考文献（特許文献１）もあるが構成が複雑であること、フライアイレンズの保守作業性が悪いこと、冷却媒体が高価であること等の問題があった。

そこで、本発明は前記した問題を解決し、主に感光性樹脂（揮発物質）によるフライアイレンズの表面の汚染を簡易な構造で防止する露光装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、光源、反射鏡およびフライアイレンズを有する光源室と、この光源室と区画板を介して区画された露光室とを備える露光装置であって、前記フライアイレンズを収容する筐体と、この筐体内に収容された前記フライアイレンズに冷却風を送る送風手段とを備え、前記筐体は、前記光源からの照射光の前記フライアイレンズに対する入射光路および出射光路に対応する位置に形成した開口部と、この開口部の開口方向に直交する位置に形成され、前記送風手段が連結する給気口と、この給気口に対向する位置に形成される排気口とを有し、前記区画板には、前記照射光の光路に対応する位置に前記照射光を透過させる透光部材を設けたことを特徴とする。

請求項１に係る露光装置によれば、区画板に設けた透光部材により光源からの照射光の光路が確保されている。また、露光室と光源室とが区画されている。さらに、光源からの照射光が筐体内のフライアイレンズに入出射しているか否かに関わらず、送風手段からの冷却風が筐体の給気口を介してフライアイレンズに供給され、排気口から排出される。なお、給気口と排気口は対向する位置に設けられていることで、筐体内の送風経路は一直線状に形成される。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の露光装置において、前記送風手段は、前記筐体に送る気体を前記露光室および前記光源室の外部から導入し、前記給気口の送風経路中には、不純物除去フィルタを設けていることを特徴とする。

請求項２に係る露光装置によれば、前記筐体内には露光室および光源室の外部の気体を送るため、光源室に浮遊する塵埃が循環してフライアイレンズの表面に付着することを防止することができる。
また、給気口までの送風経路中に不純物除去フィルタを設けていることから、気体に含まれる不純物を除去して、筐体内に送ることができる。なお、不純物除去フィルタとしては、例えば、ＨＥＰＡフィルタ、ＵＬＰＡフィルタ、ケミカルフィルタ等が挙げられる。

請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の露光装置において、前記透光部材は、前記露光室側から前記区画板に着脱自在に設けられていることを特徴とする。

請求項３に係る露光装置によれば、透光部材が露光室側から区画板に着脱自在に設けられているので、この透光部材の露光室側に揮発物質が付着した場合等は、空間領域が広い露光室側から透光部材を取り外して洗浄し、または交換したりすることができる。

請求項１に係る露光装置によれば、フライアイレンズの表面に感光性樹脂（揮発物質）が付着することを防止することができる。その結果、照度ムラ、照度低下等を防止して、精度良い露光を行うことができるとともに、フライアイレンズのメンテナンスを最小限とし、メンテナンスに係る労力を顕著に軽減することができる。なお、揮発物質は透光部材に付着するだけなので、透光部材の取り換え、または、メンテナンスを行うだけで、精度よい露光を行うことができる。
また、筐体内に吹き溜まりを形成することがなく、筐体外に塵埃を排出できる。さらに、筐体は対向する位置に給気口と排気口を有するだけなので、簡易な構造を採用することができる。
そして、筐体内に冷却風を送るため、光源が発する熱の影響を受けにくく、レンズ特性も良好に保つことができる。特に、光源の熱で活発に反応し、その対流で浮遊する塵埃が、フライアイレンズの表面に付着することも防止することができる。さらに、透光部材は区画板に取り付けられる一枚のみであるので、光源が発する照射光の光路には必要最小限の透光部材しか取り付けていない。

請求項２に係る露光装置によれば、光源室に浮遊する塵埃がフライアイレンズの表面に付着することを防止することができる。その結果、照度ムラ、照度低下等を防止して精度良い露光を行うことができる。

請求項３に係る露光装置によれば、透光部材が露光室側から着脱自在に設けられているので、空間領域が広い露光室側から透光部材の交換等の作業を可能とし、透光部材の取扱いを容易にすることができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る露光装置の全体構成を示す平面図であり、図２は、図１に示す露光装置のＡ−Ａ線断面図である。また、図３は、露光室側から見た光源室の部分断面斜視図である。

図１に示すように、露光装置１は、光源室２と、照射光を基板に露光する処理室である露光室３と、光源２１から露光室３までの照射光路に配設される光学系（ミラー４１等、図２参照）とをチャンバ５内に主に備えている。チャンバ５には、その上部に取り付けられるダクト５２を介して温調ユニット５１（送風手段）が設置されている。この温調ユニット５１によって、チャンバ５内には冷却風を供給して排出できるようになっているため、チャンバ５内に一定の送風経路を確保できるとともに、チャンバ５内を一定の温度に保つことができる。この送風経路においては、後記するミラー４４の表面を吹き流すため、このミラー４４の表面に揮発物質が付着することも防止することができる。
なお、この温調ユニット５１は、光源室２および露光室３の外部から送風用の気体を導入している。

図１に示すように、露光室３は、ワークＷ（基板）（図２参照）の表面に露光する表面露光室３１と、ワークＷの裏面に露光する裏面露光室３３と、表面露光室３１と裏面露光室３３の間に配設されるワーク反転部３２とから構成される。ワークＷは、まず、表面露光室３１に搬入されて、表面を露光された後、ワーク反転部３２で反転され、裏面露光室３３に搬入されて、裏面を露光されて、プリント配線基板として作製される。なお、表面露光室３１と裏面露光室３３は同一の構成態様であるため、以下、表面露光室３１（以下、適宜、単に「露光室３」という。）の構成について説明するものとする。

図２に示すように、表面露光室３１は、整合作業のために移動可能なワークＷの載置テーブル３４と、この載置テーブル３４に対面して設置されるマスクＭを支持するマスクフレーム３５と、このマスクフレーム３５に支持されたマスクＭを介してワークＷに光源２１からの光を平行光として反射するミラー４４と、このミラー４４に光源室２側から送られてきた光を反射するミラー４３とを内部に備えている。
そして、表面露光室３１の背面側（図面左側）には、ワークＷに露光するための照射光の光源２１および後記する一対のフライアイレンズ４２を有する光源室２が設置されている。なお、図３に示すように、表面露光室３１と光源室２とは、仕切板６（区画板）を介して各室に仕切られている。

図２に示すように、光源室２に配置される光源２１としては、例えばアーク放電により点灯する水銀ランプを設け、この光源２１から前記した表面露光室３１のワークＷまでの照射光路には、シャッタ２２と、ミラー４１、フライアイレンズ４２および複数のミラー（反射鏡）からなる光学系が配設されている。光学系は、ここでは、光源２１からの光を反射するミラー４１（反射鏡）と、ミラー４１からの光を集光して２次光源として機能する一対のフライアイレンズ４２と、フライアイレンズ４２からの光の角度を調整して反射する前記したミラー４３，４４とから構成されている。そして、ミラー４１とフライアイレンズ４２の間にシャッタ２２が設置されている。光源２１は常時点灯させておき、シャッタ２２の開閉を制御することで照射光の照射を制御し、露光作業を容易に行うことができる。なお、これらの光学系のうち、ミラー４１およびフライアイレンズ４２が光源室２内に配置され、その他の光学部材であるミラー４３，４４等は前記したように表面露光室３１内に配置されるものとする。光源２１が発する光は、光学系を介して伝達されて、回路パターンが形成されたマスクＭを均一に照射し、その回路パターンをワークＷに露光する。なお、露光室３の内部には、露光作業の熱などにより、ワークＷに塗布されたレジスト等からの揮発物質が浮遊することが知られている。

図４は、光源室の内部構成を示す部分断面斜視図であり、図５は、光源室の側面断面図である。
図４に示すように、光学系のうち、フライアイレンズ４２は、仕切板６に固定される筐体７内に収容されている。筐体７は、長方形の箱型形状をしており、照射光のフライアイレンズ４２に対する入射光路および出射光路には、開口部７１，７２（図２参照）が形成されている。これにより、筐体７内を通過する照射光の光路を確保することができる。

また、図５に示すように、筐体７には、開口部７１，７２（図２参照）の開口方向に直交する位置に形成される給気口７３と、この給気口７３に対向する位置に形成される排気口７４が形成されている。給気口７３には、前記した温調ユニット５１からの冷却風が送風できるように、給気用ダクト５３が連結されており、排気口７４には光源室２の外部に連通する排気用ダクト５４が連結されている。温調ユニット５１は、給気用ダクト５３を介して筐体７内に冷却風を送り、筐体７内のフライアイレンズ４２の表面を直接冷却することができる。この筐体７では、給気口７３と排気口７４が対向して配置されているので、筐体７内の送風経路が一直線状に形成され、内部に吹き溜まりが形成されることがない。また、給気口７３までの送風経路中（ここでは、給気口７３）には、例えば、ＨＥＰＡフィルタ等の不純物除去フィルタ７３ａを設けている。これにより、筐体７内には、不純物を除去した冷却風が送り込まれるため、フライアイレンズ４２には、清浄された冷却風が吹き付けられる。なお、筐体７内を冷却風がフライアイレンズ４２に向かって送風されるため、その筐体７の内壁面がガイドとなり、常に一定量の冷却風を光源２１の熱に影響されることなく供給することができる。

また、図２から図４に示すように、仕切板６には、露光室３側から照射光の光路に対応する位置、換言すると、筐体７の開口部７１と相対する部分に、例えば、石英ガラス等の透光部材６１が設けられている。透光部材６１は、仕切板６に設けられた取付枠６２を介して、着脱自在に取り付けられるようになっている。これにより、フライアイレンズ４２は、透光部材６１を介して、表面露光室３１と隔離される（図２、３参照）。このため、表面露光室３１で発生する揮発物質が光源室２側に浸入することがなく、フライアイレンズ４２の表面に付着することを防止することができる。なお、この透光部材６１には、窒素ガスを吹き付けることで、透光部材６１が浮遊する揮発物質に晒されないようにしてもよい。

以上のように構成される露光装置１の作用について説明する。
露光装置１は、光源２１からミラー４１で反射した照射光を、シャッタ２２を開くことで、フライアイレンズ４２、透光部材６１、ミラー４３，４４を介して、マスクＭに照射して、マスクＭに形成された回路パターンをワークＷに露光する。このとき、露光作業により、ワークＷに塗布されたレジスト等が揮発物質として生成される。
また、露光装置１では、筐体７内に、温調ユニット５１から冷却風を、給気口７３を介して送り込み、フライアイレンズ４２の表面を吹き流しながら、排気口７４から排気するようになっている。

以上によれば、本実施形態に係る露光装置１において以下の効果を得ることができる。
フライアイレンズ４２は露光室３と仕切板６で区画された光源室２に配置されて、仕切板６には、照射光の光路に透光部材６１が設けられているため、露光室３の感光性樹脂たる揮発物質が光源室２には浸入せず、フライアイレンズ４２の表面に揮発物質が付着することを防止できる。

また、フライアイレンズ４２が筐体７に収容されており、温調ユニット５１が、筐体７内のフライアイレンズ４２に冷却風を送っている。筐体７の給気口７３と排気口７４は対向する位置に設けられていることから、筐体７内の送風経路は一直線状に形成される。そのため、筐体７内に吹き溜まりを形成せず、揮発物質がフライアイレンズ４２の表面に付着することを防止できるとともに、筐体７は対向する位置に給気口７３と排気口７４を有するだけなので、簡易な構造で揮発物質の付着を防止することができる。なお、給気口７３と排気口７４が開口部７１，７２の開口方向と直交して開口するように形成されることで、給気口７３と排気口７４に接続される給気用ダクト５３と排気用ダクト５４が照射光路の妨げとなることがなく、この点においても簡易な構造を達成している。

さらに、フライアイレンズ４２の表面には常に冷却風が吹き付けられているため、フライアイレンズ４２の温度も適温に保つことができる。
そして、冷却風を送るため、光源２１が発する熱の影響を受けにくく、フライアイレンズ４２のレンズ特性も良好に保つことができる。特に、光源の熱で活発に反応し、その対流で浮遊する塵埃が、フライアイレンズ４２の表面に付着することも防止することができる。さらに、透光部材６１は仕切板６に設けられる一枚のみであるので、光源が発する照射光の光路には必要最小限の透光部材しか設けられておらず、より好ましい態様を得ることができる。

筐体７内には露光室３および光源室２の外部の気体が供給されるため、光源室２に浮遊する塵埃が循環してフライアイレンズ４２の表面に付着することはない。また、筐体７の給気口７３には、不純物除去フィルタ７３ａを設けているため、筐体７内には常に清浄された冷却風を送ることができる。

また、光源室２と露光室３を隔離する透光部材６１は、着脱自在に設けられているので、この透光部材６１の露光室３側に揮発物質が付着した場合等は、透光部材６１を取り外して洗浄し、または交換したりできる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態には限定されない。
本実施形態では、両面露光装置について説明したが、もちろん片面露光装置、ワークの搬入、整合、露光、搬出を機械的に行ういわゆる自動露光装置、ワークの搬入・搬出は作業者が行う半自動露光装置、ワークが投影面に対して垂直方向で処理されるいわゆる縦方露光装置であってもよく、露光装置の形態に限定されるものではない。

本実施形態に係る露光装置の全体構成を示す平面図である。 図１に示す露光装置のＡ−Ａ線側面断面図である。 露光室側から見た光源室の部分断面斜視図である。 光源室の内部構成を示す部分断面斜視図である。 光源室の側面断面図である。

符号の説明

１ 露光装置
２ 光源室
３ 露光室
５ チャンバ
６ 仕切板（区画板）
７ 筐体
２１ 光源
３１ 表面露光室
３２ ワーク反転部
３３ 裏面露光室
４１ ミラー（反射鏡）
４２ フライアイレンズ
５１ 温調ユニット（送風手段）
６１ 透光部材
７１，７２ 開口部
７３ 給気口
７３ａ 不純物除去フィルタ
７４ 排気口
Ｍ マスク
Ｗ ワーク（基板）

Claims (3)

1. 光源、反射鏡およびフライアイレンズを有する光源室と、この光源室と区画板を介して区画された露光室とを備える露光装置であって、
   前記フライアイレンズを収容する筐体と、この筐体内に収容された前記フライアイレンズに冷却風を送る送風手段とを備え、前記筐体は、前記光源からの照射光の前記フライアイレンズに対する入射光路および出射光路に対応する位置に形成した開口部と、この開口部の開口方向に直交する位置に形成され、前記送風手段が連結する給気口と、この給気口に対向する位置に形成される排気口とを有し、前記区画板には、前記照射光の光路に対応する位置に前記照射光を透過させる透光部材を設けたことを特徴とする露光装置。
2. 前記送風手段は、前記筐体に送る気体を前記露光室および前記光源室の外部から導入し、前記給気口までの前記送風手段における送風経路中には、不純物除去フィルタを設けていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記透光部材は、前記露光室側から前記区画板に着脱自在に設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の露光装置。

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