JP2005345749A - Exposure method and device of multilayer photoreceptor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、感度が異なる複数の感光層からなる多層構造の感光体を露光する方法および装置に関する。 The present invention relates to a method and apparatus for exposing a photoreceptor having a multilayer structure composed of a plurality of photosensitive layers having different sensitivities.
一般に、プリント基板の回路パターンは、次の工程により形成される。まず、回路パターンを形成する導電層（例えば銅薄膜）の上に感光性材料からなるレジスト層を形成する。次に、マスクを用いて、そのレジスト層を回路パターンと同じ形状に露光し、現像によって、レジスト層に回路パターンと同じ形状のパターン（以下、レジストパターンと称する）を形成する。そして、今度はそのレジストパターンをマスクとして、導電層をエッチングする。これにより、導電層に回路パターンが形成される（例えば、特許文献１参照）。 Generally, a circuit pattern of a printed board is formed by the following process. First, a resist layer made of a photosensitive material is formed on a conductive layer (for example, a copper thin film) that forms a circuit pattern. Next, the resist layer is exposed to the same shape as the circuit pattern using a mask, and a pattern having the same shape as the circuit pattern (hereinafter referred to as a resist pattern) is formed on the resist layer by development. Then, the conductive layer is etched using the resist pattern as a mask. Thereby, a circuit pattern is formed in the conductive layer (see, for example, Patent Document 1).
上記回路パターンの形成工程については、一般に次のような問題が知られている。両面（あるいは多層）プリント基板を製造する場合には、最初に各面に形成される配線を接続するためのスルーホールを形成し、その後上記工程により各面に配線パターンを形成する。この際、スルーホールの上に形成されたレジスト層は、他の部分よりも強度が劣るため、レジスト層に現像液をスプレーするときや、レジストパターンが形成された基板にエッチング液をスプレーして導電層をエッチングする際に、レジストパターンに破損が生じることがある。この問題の解決策としては、例えば特許文献２に、レジスト層の材料としてエッチング液などのスプレー圧に耐え得る強度を備えた感光性樹脂組成物を用いることが提案されている。
発明者らは、特許文献２に開示された方法に代わる方法として、次の方法を提案している。その方法とは、上記レジスト層を、感度が比較的高い感光材料からなる薄膜層（以下高感度薄膜層と称する）の上に、その高感度薄膜層の材料よりも感度が低い材料からなる厚膜層（以下低感度厚膜層と称する）が積層された多層構造にする方法である。 The inventors have proposed the following method as an alternative to the method disclosed in Patent Document 2. In this method, the resist layer is formed on a thin film layer (hereinafter referred to as a high sensitivity thin film layer) made of a photosensitive material having a relatively high sensitivity and a thickness made of a material having a lower sensitivity than the material of the high sensitivity thin film layer. This is a method of forming a multilayer structure in which film layers (hereinafter referred to as low-sensitivity thick film layers) are laminated.
このような多層構造のレジスト層は、露光の際に付与する光エネルギーの量を調整することによって、高感度薄膜層のみを反応させたり、低感度厚膜層と高感度薄膜層の両方を反応させたりすることができる。この反応特性を利用すれば、スルーホール周辺部と他の部分とで付与する光エネルギー量を異ならせることにより、強度を確保したいスルーホール周辺にのみ２層からなる厚いレジストパターンを形成することが可能になる。すなわち、現像、エッチング工程における上記レジストパターンの破損の問題を解決することができる。 In such a multilayered resist layer, the amount of light energy applied during exposure is adjusted so that only the high-sensitivity thin film layer reacts or both the low-sensitivity thick film layer and the high-sensitivity thin film layer react. You can make it. By utilizing this reaction characteristic, a thick resist pattern consisting of two layers can be formed only around the through hole where the strength is to be ensured by varying the amount of light energy applied between the peripheral part of the through hole and other parts. It becomes possible. That is, the problem of damage of the resist pattern in the development and etching processes can be solved.
しかし、実際には、低感度厚膜層を反応させるのに必要なエネルギー量をレジスト層に付与するように光を照射すると、低感度厚膜層では所望どおりの領域で反応が生じるものの、高感度薄膜層では所望の領域よりも広い範囲で反応が生じてしまうことが判明した。すなわち、レジストパターンを構成する高感度薄膜パターンは、同レジストパターンを構成する低感度厚膜パターンよりも大きめに形成されることがわかった。 However, in reality, when light is applied so as to give the resist layer the amount of energy necessary to react the low-sensitivity thick film layer, the low-sensitivity thick film layer reacts in the desired region, but the high It has been found that the reaction occurs in a wider range than the desired region in the sensitive thin film layer. That is, it was found that the high sensitivity thin film pattern constituting the resist pattern was formed larger than the low sensitivity thick film pattern constituting the resist pattern.
高感度薄膜パターンが大きめに形成されてしまうと、その高感度薄膜パターンを含むレジストパターンを用いたエッチング処理により形成される導電層パターンもまた、大きめに形成されることになる。導電層パターン同士の間隔が狭小な回路の場合、このような大きさのずれは、回路をショートさせる要因となりかねず、好ましくない。 If the high sensitivity thin film pattern is formed larger, the conductive layer pattern formed by the etching process using the resist pattern including the high sensitivity thin film pattern is also formed larger. In the case of a circuit in which the distance between the conductive layer patterns is narrow, such a deviation in size may cause a short circuit, which is not preferable.
本発明は、上記問題を解決する多層感光体の露光方法を提案するとともに、その方法に使用する露光装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to propose an exposure method for a multi-layer photosensitive member that solves the above-described problems, and to provide an exposure apparatus used for the method.
本発明の露光方法は、第１のエネルギー量以上の光エネルギーに反応する第１感光層（例えば、上記高感度薄膜層）と第１のエネルギー量よりも大きい第２のエネルギー量以上の光エネルギーに反応する第２感光層（例えば、上記低感度厚膜層）の少なくとも２層が積層されてなる多層感光体の一部の領域に対し、第２のエネルギー量以上の所定量の光エネルギーを照射面に与える光照射系により光を照射して、多層感光体を選択的に露光する方法であり、次の処理を行うことを特徴とする。 The exposure method of the present invention includes a first photosensitive layer (for example, the high-sensitivity thin film layer) that reacts with light energy that is equal to or greater than a first energy amount, and light energy that is greater than or equal to a second energy amount greater than the first energy amount. A predetermined amount of light energy equal to or greater than the second energy amount is applied to a partial region of the multilayer photosensitive member in which at least two layers of the second photosensitive layer (for example, the low-sensitivity thick film layer) that react with the above are laminated. This is a method of selectively exposing a multi-layer photoconductor by irradiating light with a light irradiation system applied to an irradiation surface, characterized by performing the following processing.
まず、第１感光層について、反応を許容する１以上の反応許容領域を設定する。反応許容領域は、反応が生じても問題がない領域、あるいは積極的に反応させたい領域を意味する。言い換えれば、露光操作を行う者（露光装置のオペレータなど）が、露光により反応が生じることを予測（あるいは期待）している領域を意味する。 First, for the first photosensitive layer, one or more reaction permissible areas that allow reaction are set. The reaction permissible region means a region where there is no problem even if a reaction occurs, or a region where it is desired to react positively. In other words, it means a region where a person who performs an exposure operation (such as an operator of an exposure apparatus) predicts (or expects) that a reaction will occur due to exposure.
続いて、光を照射する領域（光照射領域）を決定する。光照射領域は、光を照射する側（例えば露光装置、あるいは露光装置のオペレータ）が、光を照射すべき領域として認識している領域を意味し、実際に光があたる領域とは必ずしも一致しない。 Then, the area | region (light irradiation area | region) which irradiates light is determined. The light irradiation area means an area recognized by the light irradiation side (for example, an exposure apparatus or an operator of the exposure apparatus) as an area to be irradiated with light, and does not necessarily coincide with an area that is actually exposed to light. .
光照射領域は、設定された反応許容領域を表す許容領域情報と、光エネルギーに対する第１感光層の反応特性を表す第１層感度情報と、光エネルギーに対する第２感光層の反応特性を表す第２層感度情報と、光照射系からの光が照射面に与える光エネルギーの分布を表すエネルギー分布情報とに基づいて、許容領域情報が表す反応許容領域の内側に配置され且つ反応許容領域よりも小さい領域となるように決定する。 The light irradiation area includes allowable area information indicating a set reaction allowable area, first layer sensitivity information indicating a reaction characteristic of the first photosensitive layer with respect to light energy, and a first characteristic indicating a reaction characteristic of the second photosensitive layer with respect to light energy. Based on the two-layer sensitivity information and the energy distribution information representing the distribution of the light energy given to the irradiation surface by the light from the light irradiation system, it is arranged inside the reaction permissible region represented by the permissible region information and is more than the reaction permissible region. Decide to be a small area.
詳細には、光照射領域は、例えば次の方法により決定することができる。まず、多層感光体の所定領域に光照射系からの光を照射したときの第１感光層の反応領域を、第１層感度情報とエネルギー分布情報とに基づいて算出する。また、それと並行して、多層感光体の所定領域に光照射系からの光を照射したときの第２感光層の反応領域を、第２層感度情報とエネルギー分布情報とに基づいて算出する。続いて、算出された第１感光層の反応領域の寸法と前記第２感光層の反応領域の寸法の差分を算出する。そして、光照射領域のエッジと許容領域情報が表す反応許容領域のエッジの距離が、その差分の１／２以上となるように、光照射領域を決定する。 Specifically, the light irradiation region can be determined by the following method, for example. First, a reaction region of the first photosensitive layer when a predetermined region of the multilayer photoreceptor is irradiated with light from the light irradiation system is calculated based on the first layer sensitivity information and the energy distribution information. In parallel with this, a reaction region of the second photosensitive layer when a predetermined region of the multilayer photoconductor is irradiated with light from the light irradiation system is calculated based on the second layer sensitivity information and the energy distribution information. Subsequently, a difference between the calculated dimension of the reaction region of the first photosensitive layer and the dimension of the reaction region of the second photosensitive layer is calculated. Then, the light irradiation area is determined so that the distance between the edge of the light irradiation area and the edge of the reaction allowable area indicated by the allowable area information is equal to or greater than ½ of the difference.
光照射領域が決定されたら、その光照射領域に上記光照射系からの光を照射する。 When the light irradiation region is determined, the light irradiation region is irradiated with light from the light irradiation system.
また、本発明の露光装置は、第１のエネルギー量以上の光エネルギーに反応する第１感光層と、第１のエネルギー量よりも大きい第２のエネルギー量以上の光エネルギーに反応する第２感光層の少なくとも２層が積層されてなる多層感光体用の露光装置であり、次の各手段を備えることを特徴とする。 In addition, the exposure apparatus of the present invention includes a first photosensitive layer that reacts to a light energy that is greater than or equal to a first energy amount, and a second photosensitive that reacts to a light energy that is greater than a second energy amount that is greater than the first energy amount. An exposure apparatus for a multi-layer photoreceptor in which at least two of the layers are laminated, comprising the following means.
この露光装置は、反応を許容する反応許容領域の設定を受け付ける領域設定手段と、光を照射する光照射領域を決定する照射領域決定手段と、照射領域決定手段により決定された光照射領域に所定量の光エネルギーが与えられるように光を照射する光照射系とを備える。 The exposure apparatus includes a region setting unit that receives a setting of a reaction permissible region that allows reaction, an irradiation region determination unit that determines a light irradiation region to irradiate light, and a light irradiation region determined by the irradiation region determination unit. A light irradiation system for irradiating light so that a fixed amount of light energy is given.
このうち照射領域決定手段は、領域設定手段により設定された反応許容領域を光照射領域に決定する第１の処理と、反応許容領域の内側に配置され、且つ反応許容領域よりも小さい領域を光照射領域に決定する第２の処理とを選択的に実行する。第１の処理と第２の処理の選択は、予め定めたルールに基づいて行う。このルールは任意に定めることができる。 Among these, the irradiation area determining means is a first process for determining the reaction allowable area set by the area setting means as the light irradiation area, and the area that is arranged inside the reaction allowable area and is smaller than the reaction allowable area. The second process for determining the irradiation area is selectively executed. The selection of the first process and the second process is performed based on a predetermined rule. This rule can be determined arbitrarily.
また、本発明の露光装置は、所定の縮小量を設定する縮小量設定手段を備えることが好ましい。縮小量設定手段を備える場合には、照射領域決定手段により実行される第２の処理は、光照射領域のエッジと領域設定手段により設定された反応許容領域のエッジの距離が、縮小量設定手段により設定された縮小量となるように、前記光照射領域を決定する処理とすることが好ましい。 The exposure apparatus of the present invention preferably includes a reduction amount setting means for setting a predetermined reduction amount. In the case where the reduction amount setting means is provided, the second process executed by the irradiation area determination means is that the distance between the edge of the light irradiation area and the edge of the reaction allowable area set by the area setting means is the reduction amount setting means. It is preferable that the light irradiation region is determined so that the reduction amount set by (1) is obtained.
さらに、露光装置は、次の処理を実行する算出手段を備えることが好ましい。この算出手段は、計算を実行するにあたり、まず光エネルギーに対する第１感光層の反応特性を表す第１層感度情報、光エネルギーに対する第２感光層の反応特性を表す第２層感度情報、および光照射系からの光が照射面に与える光エネルギーの分布を表すエネルギー分布情報を取得する。なお、これらの情報は、外部から与えられた情報を文字通り取得してもよいし、外部から与えられた情報や予め記憶していた情報を利用して生成することによって取得してもよい。 Furthermore, it is preferable that the exposure apparatus includes a calculating unit that executes the following processing. In executing the calculation, the calculating means firstly includes first layer sensitivity information representing reaction characteristics of the first photosensitive layer with respect to light energy, second layer sensitivity information representing reaction characteristics of the second photosensitive layer with respect to light energy, and light. Energy distribution information representing the distribution of light energy given to the irradiation surface by light from the irradiation system is acquired. These pieces of information may be obtained literally from information given from the outside, or may be obtained by generating using information given from outside or information stored in advance.
そして、その多層感光体の所定領域に光照射系からの光を照射したときの第１感光層の反応領域および第２感光層の反応領域を算出する。第１感光層の反応領域は第１層感度情報とエネルギー分布情報とに基づいて算出し、第２感光層の反応領域は第２層感度情報とエネルギー分布情報とに基づいて算出する。さらに、算出された第１感光層の反応領域の寸法と前記第２感光層の反応領域の寸法の差分を算出する。 Then, the reaction region of the first photosensitive layer and the reaction region of the second photosensitive layer when the light from the light irradiation system is irradiated to the predetermined region of the multilayer photosensitive member are calculated. The reaction area of the first photosensitive layer is calculated based on the first layer sensitivity information and the energy distribution information, and the reaction area of the second photosensitive layer is calculated based on the second layer sensitivity information and the energy distribution information. Further, a difference between the calculated dimension of the reaction area of the first photosensitive layer and the dimension of the reaction area of the second photosensitive layer is calculated.
露光装置が算出手段を備える場合には、縮小量設定手段は、算出手段により算出された寸法の差分の１／２以上の所定の値を縮小量として設定すればよい。 When the exposure apparatus includes a calculation unit, the reduction amount setting unit may set a predetermined value that is 1/2 or more of the difference in dimensions calculated by the calculation unit as the reduction amount.
本発明の露光方法では、多層感光体に含まれる複数の層を同じ光で露光する際に、光を照射する領域を、光を照射した際に照射面に与えられる光エネルギーの分布や、多層感光体の光エネルギーに対する反応特性に基づいて決定する。このため、感度が高い層において許容範囲を越えて反応が生じてしまうことがなくなり、そのような反応が生じてしまうことにより生じる各種問題を回避することができる。 In the exposure method of the present invention, when a plurality of layers included in a multilayer photosensitive member are exposed with the same light, the region irradiated with light is divided into the distribution of light energy given to the irradiated surface when irradiated with light, It is determined based on the reaction characteristics of the photoconductor with respect to light energy. For this reason, in the layer having high sensitivity, the reaction does not occur beyond the allowable range, and various problems caused by the occurrence of such a reaction can be avoided.
また、本発明の露光装置は、設定されたとおりの領域に光を照射する機能と、設定された領域に基づいて決定した、より狭い領域に光を照射する機能とを備え、それらの機能を選択的に使い分ける。これにより、露光対象の所望の領域について上記本発明の露光方法を選択的に実施することができる。 Further, the exposure apparatus of the present invention has a function of irradiating light to a set area and a function of irradiating light to a narrower area determined based on the set area. Select properly. Thereby, the exposure method of the present invention can be selectively performed on a desired region to be exposed.
以下、本発明の露光方法および露光装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。以下の説明では、プリント基板の製造工程において行われるレジスト層の露光を例にあげて説明する。 Embodiments of an exposure method and an exposure apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, exposure of a resist layer performed in a printed circuit board manufacturing process will be described as an example.
図１は、露光の対象となるレジストフィルム１の構造を示す図である。レジストフィルム１は、０．３ｍＪ／ｃｍ２程度のエネルギーが蓄積されると硬化を開始する高感度薄膜層２と、２．５ｍＪ／ｃｍ２以上のエネルギーが蓄積されると硬化を開始する低感度厚膜層３により構成される。高感度薄膜層２の厚さは約５μｍ、低感度厚膜層３の厚さは約２５μｍであり、これらの層は図示されない厚さ１５〜２５μｍ程度のポリエステル（ＰＥＴ）フィルムにより支持されている。 FIG. 1 is a view showing the structure of a resist film 1 to be exposed. Resist film 1, low sensitivity to initiate a sensitive thin layer 2 to initiate curing and 0.3 mJ / cm 2 about energy is stored, and curing 2.5 mJ / cm 2 or more energy is stored It is constituted by the thick film layer 3. The high-sensitivity thin film layer 2 has a thickness of about 5 μm, and the low-sensitivity thick film layer 3 has a thickness of about 25 μm. These layers are supported by a polyester (PET) film having a thickness of about 15 to 25 μm (not shown). .
図２は、レジストフィルム１の光エネルギーに対する反応特性（ガンマ特性）を表すグラフである。グラフの横軸はレジストフィルム１に与えられる光エネルギーの量を、縦軸は光エネルギーに反応して硬化する領域の厚さを表している。光に反応して硬化する領域の厚さとは、言い換えれば、露光後のレジストフィルムを現像したときに得られるパターンの厚さである。上記のように高感度薄膜層２と低感度厚膜層３とでは反応を生じさせるのに必要な光エネルギーの量が異なるため、レジストフィルム１は、グラフが示すような階段状の反応特性を有する。 FIG. 2 is a graph showing reaction characteristics (gamma characteristics) of the resist film 1 with respect to light energy. The horizontal axis of the graph represents the amount of light energy applied to the resist film 1, and the vertical axis represents the thickness of the region that is cured in response to the light energy. The thickness of the region cured in response to light is, in other words, the thickness of the pattern obtained when the resist film after exposure is developed. As described above, since the amount of light energy required to cause a reaction is different between the high-sensitivity thin film layer 2 and the low-sensitivity thick film layer 3, the resist film 1 has a step-like reaction characteristic as shown in the graph. Have.
レジストフィルム１に光を照射した場合、レジストフィルム１上に蓄積された光エネルギーの量がグラフ中の記号Ｅで表される量（約０．３ｍＪ／ｃｍ２）を越えると高感度薄膜層２に反応が生じはじめる。さらに、蓄積されたエネルギー量がグラフ中の記号Ｄで表される量（約０．９ｍＪ／ｃｍ２）を越えると、高感度薄膜層２は厚さ方向の全域にわたって反応する。蓄積されたエネルギー量がグラフ中の記号Ｃで表される量（約２．５ｍＪ／ｃｍ２）以下では低感度厚膜層３は反応しないため、反応領域の厚さは１高感度薄膜層２の厚さ（約５μｍ）に維持される。 When the resist film 1 is irradiated with light, if the amount of light energy accumulated on the resist film 1 exceeds the amount represented by the symbol E in the graph (about 0.3 mJ / cm 2 ), the highly sensitive thin film layer 2 The reaction begins to occur. Furthermore, when the amount of stored energy exceeds the amount represented by the symbol D in the graph (about 0.9 mJ / cm 2 ), the sensitive thin film layer 2 reacts over the entire region in the thickness direction. Since the low-sensitivity thick film layer 3 does not react when the accumulated energy amount is equal to or less than the amount represented by the symbol C in the graph (about 2.5 mJ / cm 2 ), the thickness of the reaction region is 1 high-sensitivity thin film layer 2 Thickness (about 5 μm).
蓄積されたエネルギー量が記号Ｃで表される量を越えると、低感度厚膜層３に反応が生じはじめ、記号Ｂで表される量（約５．０ｍＪ／ｃｍ２）以上で低感度厚膜層３も厚さ方向の全域にわたって反応する。これにより、反応領域の厚さは、高感度薄膜層２と低感度厚膜層３の厚さを合計した厚さ（約３０μｍ）となる。 When the amount of stored energy exceeds the amount represented by the symbol C, the low-sensitivity thick film layer 3 starts to react, and the amount represented by the symbol B (about 5.0 mJ / cm 2 ) or more is low. The film layer 3 also reacts over the entire region in the thickness direction. Thereby, the thickness of the reaction region becomes the total thickness (about 30 μm) of the high-sensitivity thin film layer 2 and the low-sensitivity thick film layer 3.
プリント基板の製造工程では、レジストフィルム１は、プリント基板に貼り付けられた状態で露光される。図３は、レジストフィルム１が貼り付けられたプリント基板の断面を表す図である。プリント基板は、ガラスエポキシ基材４と、ガラスエポキシ基材４の両面を覆う銅薄膜５とからなる。レジストフィルム１は高感度薄膜層２が銅薄膜５に接するように貼り付けられ、露光される。 In the manufacturing process of the printed board, the resist film 1 is exposed in a state of being attached to the printed board. FIG. 3 is a diagram illustrating a cross section of the printed circuit board to which the resist film 1 is attached. The printed circuit board includes a glass epoxy base material 4 and a copper thin film 5 that covers both surfaces of the glass epoxy base material 4. The resist film 1 is attached and exposed so that the high-sensitivity thin film layer 2 is in contact with the copper thin film 5.
以下、レジストパターンの具体的な形状を例示して説明する。図４（ａ）および（ｂ）は、あるレジストパターンの設計図である。図４（ａ）はレジストパターンの平面形状を表す図にスケールを重ねて表示したものであり、図４（ｂ）はレジストパターンの断面形状を表す図である。 Hereinafter, a specific shape of the resist pattern will be described as an example. 4A and 4B are design diagrams of a certain resist pattern. FIG. 4A is a diagram showing the resist pattern in a plan view, and a scale is superimposed on it. FIG. 4B is a diagram showing the cross-sectional shape of the resist pattern.
図に示すように、このレジストパターンは、スルーホール周辺のランド部となる半径５０μｍの２個の円形パターン６ａ、６ｂと、ライン部となる２０μｍ幅の２本の線状パターン７ａ、７ｂからなる。円形パターン６ａの中心から円形パターン６ｂの中心までの距離は２００μｍ、円形パターン６ａのエッジから円形パターン６ｂのエッジまでの最短距離は１００μｍである。２本の線状パターンは、２つの円形パターンに挟まれるように配置され、円形パターン６ａのエッジから線状パターン７ａのエッジまでの最短距離は２０μｍ、線状パターン７ａのエッジから線状パターン７ｂのエッジまでの最短距離は２０μｍ、円形パターン６ｂのエッジから線状パターン７ｂのエッジまでの最短距離は２０μｍである。 As shown in the figure, this resist pattern is composed of two circular patterns 6a and 6b having a radius of 50 .mu.m serving as lands around the through hole, and two linear patterns 7a and 7b having a width of 20 .mu.m serving as lines. . The distance from the center of the circular pattern 6a to the center of the circular pattern 6b is 200 μm, and the shortest distance from the edge of the circular pattern 6a to the edge of the circular pattern 6b is 100 μm. The two linear patterns are arranged so as to be sandwiched between two circular patterns, the shortest distance from the edge of the circular pattern 6a to the edge of the linear pattern 7a is 20 μm, and the edge of the linear pattern 7a to the linear pattern 7b The shortest distance to the edge is 20 μm, and the shortest distance from the edge of the circular pattern 6b to the edge of the linear pattern 7b is 20 μm.
また、図４（ｂ）に示すように、円形パターン６ａおよび６ｂは高感度薄膜パターン８ａおよび８ｂと低感度厚膜パターン９ａおよび９ｂからなる２層のパターンであり、線状パターン７ａおよび７ｂは高感度薄膜のみの１層のパターンである。このようなレジストパターンを用いて銅薄膜５をエッチングすれば、スルーホール周辺のランド部（スルーホールの図示は省略）におけるレジストパターンの破損を防止でき、またライン部においては高い精度で銅薄膜５を加工することができる。 As shown in FIG. 4B, the circular patterns 6a and 6b are two-layer patterns composed of high-sensitivity thin film patterns 8a and 8b and low-sensitivity thick film patterns 9a and 9b, and the linear patterns 7a and 7b are This is a single-layer pattern consisting of only a highly sensitive thin film. If the copper thin film 5 is etched using such a resist pattern, the resist pattern can be prevented from being damaged in the land portion around the through hole (illustration of the through hole is omitted), and the copper thin film 5 can be accurately detected in the line portion. Can be processed.
上記設計図に示されるレジストパターンを形成する方法としては、半径５０μｍ、中心間の距離２００μｍの２個の円形領域と、その間に挟まれた２０μｍ幅の２本の線状領域とを光照射領域に設定し、円形領域には図２のグラフの記号Ｂで表される量（約５．０ｍＪ／ｃｍ２）以上のエネルギー量が与えられるように光を照射し、線状領域には図２のグラフの記号Ｄで表される量以上で且つ記号Ｃで表される量以下のエネルギー量が与えられるように光を照射する方法が考えられる。 As a method of forming the resist pattern shown in the design drawing, two circular regions having a radius of 50 μm and a distance of 200 μm between the centers and two linear regions having a width of 20 μm sandwiched between them are used as a light irradiation region. The circular region is irradiated with light so that an energy amount equal to or greater than the amount represented by the symbol B in the graph of FIG. 2 (about 5.0 mJ / cm 2 ) is given, and the linear region is shown in FIG. A method of irradiating with light so that an energy amount not less than the amount represented by the symbol D and not more than the amount represented by the symbol C is given.
しかしながら、実際にレーザ光を光源とする露光装置を用いて、この方法によりレジストフィルム１を露光したところ、次のような問題があることがわかった。 However, when the resist film 1 was exposed by this method using an exposure apparatus that actually uses laser light as a light source, it was found that there were the following problems.
レーザ光を所定の面の所定の点に照射した場合、その面に与えられる光エネルギーの分布は、図５に示すようなガウシアン分布となる。但し、図５においてＸＹ平面は照射面、Ｚ軸は光エネルギー量を表している。 When a predetermined point on a predetermined surface is irradiated with laser light, the distribution of light energy given to the surface is a Gaussian distribution as shown in FIG. However, in FIG. 5, the XY plane represents the irradiation surface, and the Z axis represents the amount of light energy.
このため、例えば、スポットサイズ１０μｍ、スポットパワー４μＷ／スポットのレーザ光を、スポット照射位置の間隔（記録ピッチ）１μｍ、走査速度４０ｍｍ／ｓで走査することによって、図４に示したパターンを形成したい領域にレーザ光を照射した場合、レジストフィルム１に与えられる光エネルギー量は、図６に示すような分布となる。但し、図６は、円形パターン６ａを形成する円形領域の中心と円形パターン６ｂを形成する円形領域の中心とを結ぶ線上に与えられる光エネルギーの量をスポット単位で表した図である。横軸は、円形パターン６ｂを形成する円形領域の中心を基準とした位置を表し、縦軸はスポットごとのエネルギー量を表す。 For this reason, for example, a laser beam having a spot size of 10 μm, a spot power of 4 μW / spot is scanned at a spot irradiation position interval (recording pitch) of 1 μm, and a scanning speed of 40 mm / s to form the pattern shown in FIG. When the region is irradiated with laser light, the amount of light energy given to the resist film 1 has a distribution as shown in FIG. However, FIG. 6 is a diagram showing the amount of light energy given in units of spots on the line connecting the center of the circular area forming the circular pattern 6a and the center of the circular area forming the circular pattern 6b. The horizontal axis represents the position with reference to the center of the circular area forming the circular pattern 6b, and the vertical axis represents the amount of energy for each spot.
図７は図６においてスポット単位で表示されていたエネルギー量を累積表示した図であり、縦軸は累積されたエネルギー量を表す。右側の縦軸に表示されているＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの記号は、図２の特性グラフ中の記号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅで示された点におけるエネルギー量を表している。図が示すように、円形領域には記号Ｂで表されるエネルギー量以上のエネルギー量が与えられ、線状領域には記号Ｄで表されるエネルギー量以上のエネルギー量が与えられている。 FIG. 7 is a diagram in which the energy amount displayed in units of spots in FIG. 6 is cumulatively displayed, and the vertical axis represents the accumulated energy amount. Symbols A, B, C, D, and E displayed on the right vertical axis represent energy amounts at points indicated by symbols A, B, C, D, and E in the characteristic graph of FIG. Yes. As shown in the figure, an energy amount greater than the energy amount represented by the symbol B is given to the circular region, and an energy amount greater than the energy amount represented by the symbol D is given to the linear region.
なお、各領域に与えられるエネルギー量は、光照射系の設定により調整することができる。具体的には、レーザ光のスポットサイズ、スポットパワー、スポット照射位置の間隔、走査速度などを調整する。例えば、スポットパワーを強くすれば付与されるエネルギー量は増加するし、スポットパワーを変化させなくても走査速度を遅くすれば各位置に蓄積されるエネルギー量は増加する。 The amount of energy applied to each region can be adjusted by setting the light irradiation system. Specifically, the laser beam spot size, spot power, spot irradiation position interval, scanning speed, and the like are adjusted. For example, if the spot power is increased, the amount of energy applied increases, and if the scanning speed is reduced without changing the spot power, the amount of energy accumulated at each position increases.
この図から読み取れるように、上記方法により露光を行った場合には、円形領域や線状領域の外側にも少なからず光エネルギーが与えられる。すなわち、円形領域の外側には、図２の特性グラフに示されるエネルギー量Ｅ以上Ｂ以下の光エネルギーが与えられてしまう領域が存在し、線状領域の外側にはエネルギー量Ｅ以上Ｄ以下の光エネルギーが与えられてしまう領域が存在する。但し、図２の特性グラフからわかるように、エネルギー量ＥとＤの差は比較的小さいので、線状領域の外側に付与される光エネルギーが形成されるパターンの品質に及ぼす影響は比較的少ない。 As can be seen from this figure, when the exposure is performed by the above method, a considerable amount of light energy is given to the outside of the circular region or the linear region. That is, there is a region where light energy equal to or greater than energy amount E and B or less shown in the characteristic graph of FIG. 2 is given outside the circular region, and outside the linear region, energy amount equal to or greater than E and equal to or less than D is present. There is a region where light energy is applied. However, as can be seen from the characteristic graph of FIG. 2, since the difference between the energy amounts E and D is relatively small, the influence of the light energy applied outside the linear region on the quality of the formed pattern is relatively small. .
一方、円形領域の外側に付与される光エネルギーについては、エネルギー量ＥとＢの差が大きいことからパターンの品質への影響が懸念される。特に、付与されるエネルギー量がＤ以上Ｃ以下となる領域では高感度薄膜層は厚さ方向の全域にわたり反応してしまうため、低感度厚膜のパターンと高感度薄膜のパターンの間に段差が生じることとなる。 On the other hand, regarding the light energy applied to the outside of the circular region, since the difference between the energy amounts E and B is large, there is a concern about the influence on the pattern quality. In particular, in a region where the amount of energy applied is D or more and C or less, the high sensitivity thin film layer reacts over the entire thickness direction, so there is a step between the low sensitivity thick film pattern and the high sensitivity thin film pattern. Will occur.
図８は、レジストフィルムに付与される累積エネルギーの分布が図７に示すような分布であった場合に、実際に形成されるレジストパターンの形状を表す図である。図８（ａ）はレジストパターンの平面形状を、図８（ｂ）はレジストパターンの断面形状を表している。また、図９は、図８のレジストパターンの各部における膜厚を示すグラフである。横軸は図８（ａ）に示す円形パターン１０ｂの中心を基準とした位置を表し、縦軸はパターンの膜厚を表す。 FIG. 8 is a diagram showing the shape of a resist pattern that is actually formed when the distribution of accumulated energy applied to the resist film is as shown in FIG. 8A shows the planar shape of the resist pattern, and FIG. 8B shows the cross-sectional shape of the resist pattern. FIG. 9 is a graph showing the film thickness at each part of the resist pattern of FIG. The horizontal axis represents the position based on the center of the circular pattern 10b shown in FIG. 8A, and the vertical axis represents the film thickness of the pattern.
図４に示した設計上の線状パターン７ａおよび７ｂの幅は２０μｍであるが、そのパターンと同じ形状の領域に光を照射した場合に実際に形成される線状パターン１１ａ、１１ｂは上面の幅が約２０μｍ、底面の幅が約２２μｍのパターンとなる。また、図４に示した設計上の円形パターン６ａおよび６ｂは半径が５０μｍの２層構造のパターンであるが、実際に形成される円形パターン１０ａおよび１０ｂは、上面の半径が約５０μｍ、底面の半径が約５４μｍのパターンとなる。また円形パターン１０ａおよび１０ｂは、図に示すように、低感度厚膜パターン１２ａ、１２ｂと、それよりも大きい高感度薄膜パターン１３ａ、１３ｂの２層構造となり、円形パターンの側面には図８（ｂ）あるいは図９に示すように、段差が生じる。 The width of the designed linear patterns 7a and 7b shown in FIG. 4 is 20 μm, but the linear patterns 11a and 11b that are actually formed when light is irradiated onto the region having the same shape as the pattern is formed on the upper surface. The pattern has a width of about 20 μm and a bottom width of about 22 μm. The designed circular patterns 6a and 6b shown in FIG. 4 have a two-layer structure with a radius of 50 μm, but the actually formed circular patterns 10a and 10b have a top surface radius of about 50 μm and a bottom surface The pattern has a radius of about 54 μm. Further, as shown in the figure, the circular patterns 10a and 10b have a two-layer structure of a low-sensitivity thick film pattern 12a, 12b and a larger high-sensitivity thin film pattern 13a, 13b. As shown in b) or FIG.
線状パターンについては底面において設計値との間に２μｍのずれが生じるものの、この程度のずれは露光対象が多層感光体であるか否かに拘わらず生じるずれであり、プリント基板の品質に与える影響は少ない。よって、線状パターンについては、ほぼ設計どおりのパターンが形成されたと考えてよい。一方、円形パターンについては、設計値との間に直径にして８μｍのずれが生じている。２μｍのずれは無視できるとしても、残りの６μｍのずれがプリント基板の品質に与える影響は無視できない。 The linear pattern has a deviation of 2 μm from the design value on the bottom surface, but this degree of deviation occurs regardless of whether or not the exposure target is a multi-layer photoconductor, which affects the quality of the printed circuit board. The impact is small. Therefore, it can be considered that the linear pattern is formed almost as designed. On the other hand, the circular pattern has a deviation of 8 μm in diameter from the design value. Even if the deviation of 2 μm can be ignored, the influence of the remaining deviation of 6 μm on the quality of the printed circuit board cannot be ignored.
また、設計上の線状パターン７ａと７ｂの最短距離は２０μｍであるが、実際の線状パターン１１ａと１１ｂの最短距離は１８μｍである。また設計上の円形パターン６ａと線状パターン７ａ、あるいは円形パターン６ｂと線状パターン７ｂの最短距離は２０μｍであるが、実際の円形パターン１０ａと線状パターン１１ａの最短距離あるいは円形パターン１０ｂと線状パターン１１ｂの最短距離は１５μｍである。例えば１８μｍという距離が、ショートの危険を回避するために最小限必要な距離である場合、このずれは、プリント基板の品質に影響しかねない。 The shortest distance between the designed linear patterns 7a and 7b is 20 μm, but the shortest distance between the actual linear patterns 11a and 11b is 18 μm. The shortest distance between the designed circular pattern 6a and the linear pattern 7a, or the circular pattern 6b and the linear pattern 7b is 20 μm, but the shortest distance between the actual circular pattern 10a and the linear pattern 11a or the circular pattern 10b and the linear pattern 7b. The shortest distance of the pattern 11b is 15 μm. For example, if the distance of 18 μm is the minimum necessary distance to avoid the danger of a short circuit, this deviation can affect the quality of the printed circuit board.
そこで、本実施の形態では、図４（ａ）（ｂ）に例示した設計図が与えられた際に、２層構造のパターンを形成する領域において、設計されたパターンと同じ大きさおよび形状の領域に光を照射するのではなく、設計図に基づいて適切な光照射領域を決定し、その決定された光照射領域に光を照射する。 Therefore, in the present embodiment, when the design diagram illustrated in FIGS. 4A and 4B is given, in the region where the pattern of the two-layer structure is formed, the size and shape of the designed pattern are the same. Rather than irradiating the area with light, an appropriate light irradiation area is determined based on the design drawing, and the determined light irradiation area is irradiated with light.
例えば、図４の設計図によれば、円形パターン６ａ、６ｂは２層構造とする必要があるので、円形パターン６ａ、６ｂを形成する円形領域については、設計上の値、すなわち半径５０μｍの円形領域よりも小さい半径４７μｍの円形領域を光照射領域と定める。線状パターン７ａ、７ｂについては、１層構造のパターンを形成すればよいので、設計上の値、すなわち幅２０μｍの線状領域を光照射領域と定める。 For example, according to the design diagram of FIG. 4, the circular patterns 6a and 6b need to have a two-layer structure. Therefore, the circular regions forming the circular patterns 6a and 6b are designed values, that is, circular with a radius of 50 μm. A circular region having a radius of 47 μm smaller than the region is defined as a light irradiation region. Regarding the linear patterns 7a and 7b, a single-layer pattern may be formed, and therefore, a design value, that is, a linear region having a width of 20 μm is determined as the light irradiation region.
続いて、上記半径４７μｍの円形領域に、図２のグラフの記号Ｂで表される量（約５．０ｍＪ／ｃｍ２）以上のエネルギー量が与えられるように光を照射する。さらに、幅２０μｍの線状領域には図２のグラフの記号Ｄで表される量以上記号Ｃで表される量以下のエネルギー量が与えられるように光を照射する。光の照射は、スポットサイズ１０μｍ、スポットパワー４μＷ／スポットのレーザ光を、スポット照射位置の間隔（記録ピッチ）１μｍ、走査速度４０ｍｍ／ｓで走査することにより行う。 Subsequently, the circular region having a radius of 47 μm is irradiated with light so that an energy amount equal to or greater than the amount (about 5.0 mJ / cm 2 ) represented by the symbol B in the graph of FIG. Further, the linear region having a width of 20 μm is irradiated with light so that an energy amount equal to or greater than the amount represented by symbol D in the graph of FIG. Light irradiation is performed by scanning a laser beam with a spot size of 10 μm, a spot power of 4 μW / spot at an interval (recording pitch) of spot irradiation positions of 1 μm, and a scanning speed of 40 mm / s.
図１０は、上記のように光を照射した場合に、レジストフィルム１に与えられる光エネルギーを累積表示した図である。横軸はレジストフィルム上の位置を表し、縦軸はレジストフィルムに累積されるエネルギー量を表す。右側の縦軸上に表示されているＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの記号は、図２の特性グラフ中の記号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅで示されたエネルギー量を表す。図は、円形パターンの中心（目盛が０の点と−２００の点）から５０μｍ離れた位置（目盛が−５０の点と−１５０の点）における累積エネルギー量が、Ｄの記号で表されるエネルギー量となることを表している。 FIG. 10 is a diagram in which the light energy given to the resist film 1 is cumulatively displayed when light is irradiated as described above. The horizontal axis represents the position on the resist film, and the vertical axis represents the amount of energy accumulated in the resist film. Symbols A, B, C, D, and E displayed on the right vertical axis represent energy amounts indicated by symbols A, B, C, D, and E in the characteristic graph of FIG. In the figure, the accumulated energy amount at a position (points where the scale is −50 and −150) 50 μm away from the center of the circular pattern (points where the scale is 0 and −200) is represented by the symbol D. It shows that it becomes energy amount.
図１１は、レジストフィルムに付与される累積エネルギーの分布が図１０に示すような分布であった場合に実際に形成されるレジストパターンの形状を表す図である。図１１（ａ）はレジストパターンの平面形状を、図１１（ｂ）は、レジストパターンの断面形状を表している。また、図１２は、そのレジストパターンの各部における膜厚を示すグラフである。横軸は図１１（ａ）において右側に配置された円形パターン１４ｂの中心を基準とした位置を表し、縦軸はパターンの膜厚を表す。 FIG. 11 is a diagram showing the shape of a resist pattern that is actually formed when the distribution of accumulated energy applied to the resist film is as shown in FIG. FIG. 11A shows the planar shape of the resist pattern, and FIG. 11B shows the cross-sectional shape of the resist pattern. FIG. 12 is a graph showing the film thickness at each part of the resist pattern. The horizontal axis represents the position based on the center of the circular pattern 14b arranged on the right side in FIG. 11A, and the vertical axis represents the film thickness of the pattern.
図４に示した設計上の円形パターン６ａおよび６ｂは、半径が５０μｍの２層構造のパターンであるが、前述のように半径４７μｍの光照射領域に対して光を照射した場合に形成される図１１の円形パターン１４ａおよび１４ｂは、上面の半径が約４７μｍ、底面の半径が約５１μｍのパターンとなる。詳細には、円形パターン１４ａおよび１４ｂを構成する低感度厚膜パターン１６ａ、１６ｂの上面の半径が約４７μｍであり、高感度薄膜パターン１７ａ、１７ｂの上面の半径は約５０μｍ、底面の半径が約５１μｍである。 The designed circular patterns 6a and 6b shown in FIG. 4 have a two-layer structure with a radius of 50 μm, but are formed when light is irradiated to a light irradiation region with a radius of 47 μm as described above. The circular patterns 14a and 14b in FIG. 11 are patterns having a top surface radius of about 47 μm and a bottom surface radius of about 51 μm. Specifically, the upper surface radius of the low sensitivity thick film patterns 16a and 16b constituting the circular patterns 14a and 14b is about 47 μm, the upper surface radius of the high sensitivity thin film patterns 17a and 17b is about 50 μm, and the bottom surface radius is about 50 μm. 51 μm.
円形パターン１４ａおよび１４ｂを構成する高感度薄膜パターン１７ａ、１７ｂは、同じ円形パターン１４ａおよび１４ｂを構成する低感度厚膜パターン１６ａ、１６ｂよりも大きく形成されているが、高感度薄膜パターン１７ａ、１７ｂの上面の半径は設計値どおりの５０μｍであり、底面の半径も約５１μｍであるので、ほぼ設計値どおりと考えてよい。 Although the high sensitivity thin film patterns 17a and 17b constituting the circular patterns 14a and 14b are formed larger than the low sensitivity thick film patterns 16a and 16b constituting the same circular patterns 14a and 14b, the high sensitivity thin film patterns 17a and 17b are formed. Since the radius of the upper surface is 50 μm as designed and the radius of the bottom is about 51 μm, it may be considered almost as designed.
また、円形パターン１４ａと線状パターン１５ａ、あるいは円形パターン１４ｂと線状パターン１５ｂの最短距離は１８μｍであり、線状パターン１５ａと線状パターン１５ｂの最短距離も１８μｍとなる。したがって、円形パターン、線状パターンは設計図と同じく均等な間隔をあけて配置されることになる。 The shortest distance between the circular pattern 14a and the linear pattern 15a, or the circular pattern 14b and the linear pattern 15b is 18 μm, and the shortest distance between the linear pattern 15a and the linear pattern 15b is also 18 μm. Accordingly, the circular pattern and the linear pattern are arranged at equal intervals as in the design drawing.
なお、上記例は、高感度薄膜パターン１７ａおよび１７ｂの上面の寸法が設計値どおりになるように光照射領域を決定する例であるが、円形の光照射領域の半径を４６μｍとすれば高感度薄膜パターン１７ａおよび１７ｂの底面の寸法を設計値どおりとすることができる。 The above example is an example in which the light irradiation region is determined so that the dimensions of the upper surfaces of the high-sensitivity thin film patterns 17a and 17b are as designed. However, if the radius of the circular light irradiation region is 46 μm, the sensitivity is high. The dimensions of the bottom surfaces of the thin film patterns 17a and 17b can be made as designed.
また、上記例では２層構造のレジストパターンを形成する領域についてのみ光照射領域を小さめに設定しているが、１層構造のレジストパターンを形成する場合にも光照射領域を小さめに設定してもよい。例えば、半径４６μｍ、中心間の距離２００μｍの２個の円形領域と、その間に挟まれた２本の１８μｍ幅の線状領域とを光照射領域として設定してもよい。この場合、形成される線状パターンの底面の幅は約２０μｍ、円形パターンの底面の半径は５０μｍとなるので、エッチング処理により、設計どおりの寸法の銅薄膜パターンを形成することができる。 In the above example, the light irradiation region is set to be smaller only for the region where the two-layer resist pattern is formed, but the light irradiation region is also set to be smaller when forming a one-layer resist pattern. Also good. For example, two circular regions having a radius of 46 μm and a distance of 200 μm between the centers and two linear regions having a width of 18 μm sandwiched therebetween may be set as the light irradiation region. In this case, the width of the bottom surface of the linear pattern to be formed is about 20 μm, and the radius of the bottom surface of the circular pattern is 50 μm. Therefore, a copper thin film pattern having the dimensions as designed can be formed by etching.
以下、上記円形パターンのような２層構造のレジストパターンを形成するときの、光照射領域の決定方法について説明する。本実施の形態では、光照射領域を、光照射領域のエッジが露光したい領域のエッジよりも所定の寸法分内側に配置されるように定めている。例えば、上記例では、光照射領域を、露光したい円形領域よりも半径が３μｍ小さい円形領域としている。これは、光照射領域のエッジが露光したい円形領域のエッジよりも３μｍ内側に配置されるように光照射領域を定めたことに他ならない。他の形状の場合も同様に、光照射領域のエッジと、露光したい領域のエッジとの距離が３μｍとなるように光照射領域を決定している。 Hereinafter, a method for determining a light irradiation area when forming a resist pattern having a two-layer structure such as the circular pattern will be described. In the present embodiment, the light irradiation region is determined so that the edge of the light irradiation region is arranged inward by a predetermined dimension from the edge of the region to be exposed. For example, in the above example, the light irradiation region is a circular region whose radius is 3 μm smaller than the circular region to be exposed. This is nothing other than determining the light irradiation area so that the edge of the light irradiation area is arranged 3 μm inside the edge of the circular area to be exposed. Similarly, in the case of other shapes, the light irradiation region is determined so that the distance between the edge of the light irradiation region and the edge of the region to be exposed is 3 μm.
３μｍという値は、サンプルパターンを使って予め算出しておいた値であり、以下の説明ではこの値を縮小量と称する。以下、縮小量の算出方法について、図１３を参照して説明する。サンプルパターンは、図に示すように。長さが２０μｍで適当な幅を有する矩形のパターン１８とする。但し、サンプルパターンの形状は一例にすぎず、これに限定されるものではない。 The value of 3 μm is a value calculated in advance using a sample pattern, and this value is referred to as a reduction amount in the following description. Hereinafter, the reduction amount calculation method will be described with reference to FIG. Sample pattern as shown in the figure. The rectangular pattern 18 has a length of 20 μm and an appropriate width. However, the shape of the sample pattern is only an example, and the present invention is not limited to this.
計算には、サンプルパターンのほか、高感度薄膜層のレーザ光に対する感度の情報、低感度厚膜層のレーザ光に対する感度の情報、レーザ光源など光照射系に関する情報を利用する。レーザ光に対する感度の情報としては、例えば図２に例示したような、付与されるエネルギー量と反応領域の厚さ（あるいは現像処理後に形成されるパターンの膜厚）の関係を表すガンマ特性グラフなどが考えられる。但し、高感度薄膜層の感度情報と低感度厚膜層の感度情報は、別個の情報として保持されたものであってもよく、必ずしも図２の特性グラフのようにまとめられた１個の情報として保持されている必要はない。 In the calculation, in addition to the sample pattern, information on the sensitivity of the high-sensitivity thin film layer to the laser light, information on the sensitivity of the low-sensitivity thick film layer to the laser light, and information on the light irradiation system such as a laser light source are used. As the sensitivity information with respect to the laser beam, for example, as shown in FIG. 2, a gamma characteristic graph showing the relationship between the amount of applied energy and the thickness of the reaction region (or the film thickness of a pattern formed after development processing). Can be considered. However, the sensitivity information of the high-sensitivity thin film layer and the sensitivity information of the low-sensitivity thick film layer may be held as separate information, and are not necessarily one piece of information summarized as in the characteristic graph of FIG. Need not be held as.
光照射系の情報としては、前述のようにレーザ光のスポットサイズ、スポットパワー、スポット照射位置の間隔、走査速度などがある。本実施の形態では、これらの情報を利用して、まず、サンプルパターン１８が示す領域において高感度薄膜層のみが反応するように光照射系を設定した場合にレジストフィルムに付与される光エネルギー量を位置ごとに計算し、累積エネルギー分布情報１９を生成する。さらに、高感度薄膜層と低感度厚膜層の両方に反応を生じさせるように光照射系を設定した場合にレジストフィルムに付与される光エネルギーの量を位置ごとに計算して、累積エネルギー分布情報２０を生成する。 Information on the light irradiation system includes the spot size, spot power, spot irradiation position interval, scanning speed, and the like of the laser light as described above. In the present embodiment, using this information, first, the amount of light energy applied to the resist film when the light irradiation system is set so that only the high-sensitivity thin film layer reacts in the region indicated by the sample pattern 18. Is calculated for each position, and accumulated energy distribution information 19 is generated. In addition, when the light irradiation system is set to cause a reaction in both the high sensitivity thin film layer and the low sensitivity thick film layer, the amount of light energy given to the resist film is calculated for each position, and the cumulative energy distribution Information 20 is generated.
続いて、図２の特性グラフと累積エネルギー分布情報１９を利用して、形成されるレジストパターンの位置ごとの膜厚を計算し、高感度薄膜層のみからなるレジストパターンの断面形状２１を求める。同様に、図２の特性グラフと累積エネルギー分布情報２０を利用して、形成されるレジストパターンの位置ごとの膜厚を計算し、２層構造のレジストパターンの断面形状２２を求める。 Subsequently, the film thickness at each position of the formed resist pattern is calculated using the characteristic graph of FIG. 2 and the accumulated energy distribution information 19 to obtain the cross-sectional shape 21 of the resist pattern composed of only the high sensitivity thin film layer. Similarly, the characteristic graph of FIG. 2 and the accumulated energy distribution information 20 are used to calculate the film thickness for each position of the resist pattern to be formed, thereby obtaining the cross-sectional shape 22 of the two-layer resist pattern.
計算により求めた断面形状２１および断面形状２２から、１層構造のサンプルパターンと２層構造のサンプルパターンの寸法差を求めることができる。上記円形パターンを形成するときの光照射領域の決定に用いられた３μｍという縮小量は、図に示すように、高感度薄膜層の上面あるいは底面の寸法差６μｍ（２６−２０μｍあるいは２８−２２μｍ）の１／２に相当する。 From the cross-sectional shape 21 and the cross-sectional shape 22 obtained by calculation, the dimensional difference between the sample pattern having the single layer structure and the sample pattern having the two layer structure can be obtained. As shown in the figure, the reduction amount of 3 μm used for determining the light irradiation region when forming the circular pattern is a dimensional difference of 6 μm (26-20 μm or 28-22 μm) between the top surface and the bottom surface of the high-sensitivity thin film layer. It is equivalent to 1/2 of this.
なお、縮小量は、上記算出方法の説明から明らかであるように、レジストフィルムを構成する感光材料の種類（感度）や、レーザスポットのサイズなどによって変化する値であり、本実施の形態における３μｍという値は例示に過ぎない。 Note that the reduction amount is a value that varies depending on the type (sensitivity) of the photosensitive material constituting the resist film, the size of the laser spot, etc., as is apparent from the description of the calculation method, and is 3 μm in the present embodiment. The value is merely an example.
以上に説明したように、本実施の形態の露光方法では、光照射領域は、光を照射した際に照射面に与えられる光エネルギーの分布や、多層感光体の光エネルギーに対する反応特性に基づいて決定される。このため、高感度薄膜層において光照射領域よりも広い領域で反応が生じてしまったとしても、その領域が設計値を大幅に越えた大きな領域となることはない。すなわち、パターンの層構造によらず、常に設計値に近いレジストパターンを形成することが可能になる。 As described above, in the exposure method of the present embodiment, the light irradiation region is based on the distribution of light energy given to the irradiation surface when light is irradiated and the reaction characteristics of the multilayer photoconductor with respect to the light energy. It is determined. For this reason, even if the reaction occurs in a region wider than the light irradiation region in the high-sensitivity thin film layer, the region does not become a large region significantly exceeding the design value. That is, it is possible to form a resist pattern that is always close to the design value regardless of the layer structure of the pattern.
また、プリント基板の製造工程におけるレジスト層の露光にこの露光方法を用いれば、レジストパターンが大きくなりすぎて、形成された導電性パターン同士が近接してしまいショートが生じるといった問題を回避することができる。結果として、高品質なプリント基板を安定して供給することが可能になる。 Moreover, if this exposure method is used for the exposure of the resist layer in the printed circuit board manufacturing process, it is possible to avoid the problem that the resist pattern becomes too large and the formed conductive patterns come close to each other, resulting in a short circuit. it can. As a result, a high-quality printed circuit board can be supplied stably.
なお、プリント基板の製造工程では、レジストパターンの形状や大きさが設計値どおりであることよりも、レジストパターンの形状や大きさが予め定められた許容値を超えないことのほうが優先される場合もある。例えば、上記ショートの問題を回避できればよいという場合であれば、導電性パターン同士が設計値以上に離れていたとしても目的を達成することができる。したがって、そのような場合には、上記縮小量は算出された寸法差の１／２より大きな値であってもよい。 In the printed circuit board manufacturing process, when the shape and size of the resist pattern does not exceed the predetermined allowable value, priority is given to the shape and size of the resist pattern as compared to the design value. There is also. For example, if it is only necessary to avoid the short-circuit problem, the object can be achieved even if the conductive patterns are separated from each other by more than the design value. Therefore, in such a case, the reduction amount may be a value larger than ½ of the calculated dimensional difference.
次に、以上に説明した露光方法の実施に用いられる露光装置について説明する。図１４は、露光対象を所定のパターン形状に露光するためのシステムの概略構成を示すブロック図である。このシステムは、パターンの設計に用いられるＣＡＤ（Computer Aided Design）システムおよびＣＡＭ(Computer Aided Manufacturing)システム（以下、両システムをまとめて「ＣＡＤ／ＣＡＭ２３」と表記する）と、露光対象を設計されたパターン形状に露光する露光装置２４とにより構成される。 Next, an exposure apparatus used for carrying out the exposure method described above will be described. FIG. 14 is a block diagram showing a schematic configuration of a system for exposing an exposure target in a predetermined pattern shape. In this system, a CAD (Computer Aided Design) system used for pattern design and a CAM (Computer Aided Manufacturing) system (hereinafter, these systems are collectively referred to as “CAD / CAM23”) and an exposure target are designed. And an exposure device 24 that exposes the pattern shape.
ＣＡＤ／ＣＡＭ２３は、汎用のコンピュータ（パソコンなど）にＣＡＤソフトやＣＡＭソフトを組み込んだものである。ＣＡＤ／ＣＡＭ２３は、パターンを表すベクトルデータを出力する。具体的には、例えばスルーホールの位置を示す座標データ、スルーホール周辺のランド部の径を示すデータ、ラインの始点や終点を示す座標データ、ライン幅を示すデータなどを出力する。 The CAD / CAM 23 is obtained by incorporating CAD software or CAM software into a general-purpose computer (such as a personal computer). The CAD / CAM 23 outputs vector data representing a pattern. Specifically, for example, coordinate data indicating the position of the through hole, data indicating the diameter of the land portion around the through hole, coordinate data indicating the start and end points of the line, data indicating the line width, and the like are output.
ＣＡＤ／ＣＡＭ２３から出力されたベクトルデータは、露光装置２４に入力される。露光装置２４は、ＣＡＤ／ＣＡＭ２３から入力されたベクトルデータを二値画像データに変換し、その二値画像データに基づいてレーザ光のオン／オフや照射位置を制御することによって、露光対象を二値画像データが表すパターン形状に露光する。 Vector data output from the CAD / CAM 23 is input to the exposure device 24. The exposure device 24 converts the vector data input from the CAD / CAM 23 into binary image data, and controls the on / off of the laser beam and the irradiation position based on the binary image data, thereby changing the exposure target to two. The pattern shape represented by the value image data is exposed.
図に示すように、露光装置２４は、露光により反応を生じさせたい領域（あるいは反応が生じてもよい領域）を表す領域データを取得あるいは生成することによって露光する領域を設定する領域設定手段２５を備える。また、露光装置２４は、前述の寸法差を前述の算出方法により算出する算出手段２７と、算出された寸法差の情報から、光照射領域を設定された領域よりも小さくするときの縮小量を設定する縮小量設定手段２６を備える。 As shown in the figure, the exposure apparatus 24 has a region setting means 25 for setting a region to be exposed by acquiring or generating region data representing a region where a reaction is desired to occur (or a region where a reaction may occur). Is provided. Further, the exposure apparatus 24 calculates the reduction amount when the light irradiation area is made smaller than the set area from the calculation means 27 that calculates the above-described dimensional difference by the above-described calculation method and the calculated dimensional difference information. A reduction amount setting means 26 for setting is provided.
但し、縮小量設定手段２６は、算出手段２７により算出された情報に限らず、外部から与えられた情報に基づいて縮小量を設定してもよい。また、露光装置２４は、領域設定手段２５により設定された領域の情報と縮小量設定手段２６に記憶された縮小量の情報とに基づいてレーザ光を照射する領域を決定する照射領域決定手段２８と、照射領域決定手段２８により決定された照射領域にレーザ光を照射する光照射系３３を備える。 However, the reduction amount setting means 26 is not limited to the information calculated by the calculation means 27 but may set the reduction amount based on information given from the outside. The exposure apparatus 24 also determines an irradiation area determination unit 28 that determines an area to be irradiated with laser light based on the area information set by the area setting unit 25 and the reduction amount information stored in the reduction amount setting unit 26. And a light irradiation system 33 for irradiating the irradiation region determined by the irradiation region determination means 28 with the laser beam.
領域設定手段２５は、ＣＡＤ／ＣＡＭ２３が出力するベクトルデータを図示されない接続インタフェースを介して取得する。そして、そのベクトルデータを、露光装置２４が備えるメモリに、露光する領域（露光されてもよい領域）を表す領域データとして記憶する。 The area setting means 25 acquires vector data output from the CAD / CAM 23 via a connection interface (not shown). Then, the vector data is stored in a memory included in the exposure device 24 as area data representing an area to be exposed (area that may be exposed).
算出手段２７は、図１３を参照して説明した算出方法に基づき、図１５のフローチャートに示すような処理を実行する。はじめに、サンプルパターンを定義する（Ｓ１０１）。具体的には、外部から入力されるサンプルパターンのデータ（例えばラインの長さと幅）を取得して、露光装置２４が備えるメモリに記憶する。あるいは、露光装置は予め固有のサンプルパターンデータを保持していてもよい。 Based on the calculation method described with reference to FIG. 13, the calculation unit 27 performs processing as shown in the flowchart of FIG. 15. First, a sample pattern is defined (S101). Specifically, sample pattern data (for example, line length and width) input from the outside is acquired and stored in a memory provided in the exposure apparatus 24. Alternatively, the exposure apparatus may hold unique sample pattern data in advance.
続いて、算出手段２７は、光照射系３３からレーザ光のスポットサイズ、スポットパワー、スポット照射位置の間隔、走査速度などの情報を取得し、さらに外部から入力される露光対象のガンマ特性の情報を取得する（Ｓ１０２）。 Subsequently, the calculation means 27 acquires information such as the spot size, spot power, spot irradiation position interval, and scanning speed of the laser light from the light irradiation system 33, and further information on the gamma characteristics of the exposure target input from the outside. Is acquired (S102).
次に、サンプルパターンと同じ形状の領域に対しレーザ光を照射したときの、露光対象上のエネルギー分布を、サンプルパターンのデータと光照射系から得た情報に基づいて計算する（Ｓ１０３）。すなわち、取得した情報を利用して、図１３に示した累積エネルギー分布情報１９および２０に相当する情報を生成する。 Next, the energy distribution on the exposure target when the region having the same shape as the sample pattern is irradiated is calculated based on the sample pattern data and information obtained from the light irradiation system (S103). That is, using the acquired information, information corresponding to the cumulative energy distribution information 19 and 20 shown in FIG. 13 is generated.
さらに、ステップＳ１０３において求めたエネルギー分布と、ステップＳ１０２において取得したガンマ特性の情報とに基づいて、現像された後の露光対象の位置ごとの膜厚を計算し、パターンが形成された後の露光対象の断面形状を求める（Ｓ１０４）。すなわち、取得した情報を利用して、図１３に示した断面形状２１および２２の情報に相当する情報を生成する。 Further, based on the energy distribution obtained in step S103 and the gamma characteristic information obtained in step S102, the film thickness for each position of the exposure target after development is calculated, and the exposure after the pattern is formed. The cross-sectional shape of the object is obtained (S104). That is, using the acquired information, information corresponding to the information of the cross-sectional shapes 21 and 22 shown in FIG. 13 is generated.
次に、ステップＳ１０４で求めた断面形状から、１層構造のサンプルパターンの寸法と２層構造のサンプルパターンの寸法を求め（Ｓ１０５）、最後に、その求めた寸法から１層構造のサンプルパターンの寸法と２層構造のサンプルパターンの寸法の差を算出し、出力する（Ｓ１０６）。 Next, the dimension of the sample pattern of the single layer structure and the dimension of the sample pattern of the two layer structure are obtained from the cross-sectional shape obtained in step S104 (S105). Finally, the sample pattern of the single layer structure is obtained from the obtained dimensions. The difference between the dimension and the dimension of the sample pattern having the two-layer structure is calculated and output (S106).
次に、再び図１４を参照して縮小量設定手段２６について説明する。本実施の形態では、縮小量設定手段２６は、算出手段２７により算出された寸法差の１／２の値を縮小量として設定する。すなわち、設定された領域のエッジと光照射領域のエッジとの距離が縮小量として設定される。 Next, the reduction amount setting means 26 will be described with reference to FIG. 14 again. In the present embodiment, the reduction amount setting unit 26 sets a value that is ½ of the dimension difference calculated by the calculation unit 27 as the reduction amount. That is, the distance between the edge of the set area and the edge of the light irradiation area is set as the reduction amount.
但し、縮小量は、例えば設定された領域と光照射領域との比を表す縮小率としてもよい。すなわち、縮小量設定手段２６は、後述する照射領域決定手段２８に対し、光照射領域を、設定された領域よりもどの程度小さくすればよいかを表す目安となる値を設定する手段であればよく、縮小量は任意に定義することができる。 However, the reduction amount may be, for example, a reduction ratio that represents a ratio between a set region and a light irradiation region. That is, the reduction amount setting unit 26 is a unit that sets a value that serves as a guide for indicating how much the light irradiation region should be smaller than the set region with respect to the irradiation region determination unit 28 described later. Often, the amount of reduction can be arbitrarily defined.
次に、照射領域決定手段２８について説明する。照射領域決定手段２８は、以下に説明する領域分類処理部２９、第１変換処理部３１、第２変換処理部３０および変換済データ合成処理部３２を備える。 Next, the irradiation area determination means 28 will be described. The irradiation area determination means 28 includes an area classification processing unit 29, a first conversion processing unit 31, a second conversion processing unit 30, and a converted data composition processing unit 32 described below.
領域分類処理部２９は、領域設定手段２５により設定された領域を、設定された領域をそのまま光照射領域として設定してよい領域と、設定された領域よりも小さい領域を光照射領域として設定すべき領域に分類する。すなわち、領域設定手段２５から与えられたベクトルデータを２つのグループに分類する。 The area classification processing unit 29 sets the area set by the area setting unit 25 as an area where the set area may be set as the light irradiation area and an area smaller than the set area as the light irradiation area. Classify into power areas. That is, the vector data given from the region setting means 25 is classified into two groups.
分類は、予め記憶されている基準に基づいて行う。例えば、「２層構造のパターンであり且つ隣接するパターンと近接しているパターンについては、光照射領域を小さめに設定する」というルールが記憶されている場合であれば、まず、ベクトルデータに含まれるスルーホールの位置座標に基づいて２層構造のパターンを形成すべき領域を判定する。さらに、ベクトルデータが表すエッジ同士の間隔に基づいてパターン同士が近接しているか否かを判定する。そして、それらの判定結果に基づいてベクトルデータを分類する。 The classification is performed based on a prestored standard. For example, if the rule that “a light irradiation area is set smaller for a pattern that is a two-layer structure pattern and is close to an adjacent pattern” is stored in the vector data, A region where a two-layer structure pattern is to be formed is determined based on the position coordinates of the through hole. Furthermore, it is determined whether or not the patterns are close to each other based on the interval between the edges represented by the vector data. Then, the vector data is classified based on the determination results.
あるいは、領域分類処理部２９は、外部から与えられる分類指示に基づいて領域を分類してもよい。例えば、領域設定手段２５から与えられたベクトルデータが表す領域を、露光装置２４に接続されているモニタの画面に表示して、露光装置のオペレータが、画面上で、光照射領域を小さめに設定したい領域を指定できるようにしてもよい。 Alternatively, the region classification processing unit 29 may classify the region based on a classification instruction given from the outside. For example, the area represented by the vector data given from the area setting means 25 is displayed on the screen of a monitor connected to the exposure apparatus 24, and the operator of the exposure apparatus sets the light irradiation area to be smaller on the screen. You may be able to specify the area you want to do.
図１６に領域設定手段２５が出力したベクトルデータの一例として、スルーホール周辺のランド部を表すデータＰ１、ラインを表すデータＰ２およびＰ３、スルーホール周辺のランド部を表すデータＰ４およびＰ５が、この順番に並んで配置されている例を示す。この例では、データＰ１，Ｐ２，Ｐ３およびＰ４が表す領域は互いに近接して配置されているが、データＰ５が表す領域はそれらの領域とは少し離れて配置されている。 As an example of the vector data output by the area setting means 25 in FIG. 16, data P1 representing the land portion around the through hole, data P2 and P3 representing the line, and data P4 and P5 representing the land portion around the through hole are An example is shown that is arranged in order. In this example, the areas represented by the data P1, P2, P3 and P4 are arranged close to each other, but the areas represented by the data P5 are arranged slightly apart from those areas.
上記分類ルールに基づいて図１６に例示したベクトルデータを分類する場合、データＰ１とデータＰ４が、光照射領域を小さめに設定すべき領域を表すデータと判定される。 When the vector data illustrated in FIG. 16 is classified based on the classification rule, the data P1 and the data P4 are determined as data representing an area where the light irradiation area should be set smaller.
領域分類処理部２９による分類後、設定された領域がそのまま光照射領域となる領域を表すベクトルデータは第１変換処理部３１に、光照射領域を小さめに設定すべき領域を表すベクトルデータは第２変換処理部３０に、それぞれ入力される。 After the classification by the area classification processing unit 29, the vector data representing the area where the set area becomes the light irradiation area as it is is sent to the first conversion processing unit 31, and the vector data representing the area where the light irradiation area should be set smaller is the first. Each is input to the two conversion processing unit 30.
第１変換処理部３１は、設定された領域がそのまま光照射領域となる領域を表すベクトルデータをビットマップデータに変換する処理を実行する。第１変換処理部３１が実行する変換処理は、データ形式の変更のみを目的とする変換であり、変換前のベクトルデータが表す領域と変換後のビットマップデータが表す領域は同一の領域となる。 The 1st conversion process part 31 performs the process which converts the vector data showing the area | region where the set area | region becomes a light irradiation area as it is to bitmap data. The conversion process executed by the first conversion processing unit 31 is conversion intended only for changing the data format, and the area represented by the vector data before conversion and the area represented by the bitmap data after conversion are the same area. .
第２変換処理部３０は、縮小量設定手段２６により設定された縮小量を参照して、光照射領域を設定された領域よりも小さめに設定すべき領域を表すベクトルデータに対し、縮小とビットマップ変換の処理を施す。縮小とビットマップ変換を行う際には、縮小された領域を表すベクトルデータを生成した後にビットマップ変換を行ってもよいし、ビットマップ変換を行った後に縮小処理を施してもよい。 The second conversion processing unit 30 refers to the reduction amount set by the reduction amount setting means 26, and performs reduction and bit conversion on vector data representing an area where the light irradiation area should be set smaller than the set area. Perform map conversion processing. When performing reduction and bitmap conversion, the bitmap conversion may be performed after generating vector data representing the reduced area, or the reduction process may be performed after the bitmap conversion.
図１７（ａ）および（ｂ）に、図１６に例示したベクトルデータを変換した結果を示す。図１７（ａ）は、第１変換処理部３１の出力、すなわち図１６のベクトルデータＰ２、Ｐ３，Ｐ５をビットマップ変換して得られたデータＰ２´，Ｐ３´，Ｐ５´を表している。また、図１７（ｂ）は、第２変換処理部３０の出力、すなわち図１６のベクトルデータＰ１およびＰ４をビットマップ変換して得られたデータＰ１´およびＰ４´を表している。但し、図１７（ｂ）では、比較のため、もとのデータＰ１，Ｐ４により表される領域を破線で示している。 FIGS. 17A and 17B show the result of converting the vector data illustrated in FIG. FIG. 17A shows the output of the first conversion processing unit 31, that is, the data P2 ′, P3 ′, and P5 ′ obtained by bitmap conversion of the vector data P2, P3, and P5 of FIG. FIG. 17B shows the output of the second conversion processing unit 30, that is, data P1 ′ and P4 ′ obtained by bitmap conversion of the vector data P1 and P4 of FIG. However, in FIG. 17B, for comparison, the area represented by the original data P1 and P4 is indicated by a broken line.
変換済データ合成処理部３２は、第１変換処理部３１および第２変換処理部３０によりそれぞれ生成されたビットマップデータを合成して、露光対象上の照射領域を表すデータを生成する。例えば、変換済データ合成処理部３２に図１７に例示したデータが入力された場合には、図１８に例示するようにＰ１´、Ｐ２´、Ｐ３´、Ｐ４´、Ｐ５´が並んだビットマップデータが出力される。 The converted data composition processing unit 32 synthesizes the bitmap data respectively generated by the first conversion processing unit 31 and the second conversion processing unit 30 to generate data representing the irradiation area on the exposure target. For example, when the data illustrated in FIG. 17 is input to the converted data composition processing unit 32, a bitmap in which P1 ′, P2 ′, P3 ′, P4 ′, and P5 ′ are arranged as illustrated in FIG. Data is output.
光照射系３３は、図１８に例示したデータ、すなわち変換済データ合成処理部３２が出力したビットマップデータに基づいて、露光対象のレーザ光が照射される位置を制御し、ビットマップデータの画素値が「１」の領域、すなわち光照射領域として決定された領域にのみレーザ光が照射されるようにする。 The light irradiation system 33 controls the position where the laser light to be exposed is irradiated based on the data illustrated in FIG. 18, that is, the bitmap data output from the converted data composition processing unit 32, and the pixel of the bitmap data The laser light is irradiated only to the region having the value “1”, that is, the region determined as the light irradiation region.
本実施の形態では、光照射系３３は、レーザ光源を含むレーザモジュールと、レーザ光の向きを変えることによってレーザ光が照射される領域を制御する空間変調素子を備える。空間変調素子としては、一画素を構成する微小ミラーを多数格子状に配列して構成されたデジタル・マイクロミラー・デバイス（テキサス・インスツルメンツ社の登録商標。以下ＤＭＤという）を採用している。 In the present embodiment, the light irradiation system 33 includes a laser module including a laser light source and a spatial modulation element that controls a region irradiated with the laser light by changing the direction of the laser light. As the spatial modulation element, a digital micromirror device (registered trademark of Texas Instruments Inc., hereinafter referred to as DMD) configured by arranging a large number of micromirrors constituting one pixel in a lattice shape is employed.
各微小ミラーの向きは、ビットマップデータを構成する各画素データの値に基づいて個別に制御され、各微小ミラーに入射されたレーザ光は、２方向のうちいずれかの方向に反射される。２方向のうちの一方向に反射されたレーザ光は、所定の光学系を経て露光対象に照射される。これにより、ビットマップデータの値が「１」の画素データが表す領域においてのみ、露光対象上にレーザ光を結像させることができる。ＤＭＤを採用した露光装置の詳細な構成は、例えば特開２００３−３４５０３０号公報などに開示されている。 The direction of each micromirror is individually controlled based on the value of each pixel data constituting the bitmap data, and the laser light incident on each micromirror is reflected in one of two directions. Laser light reflected in one of the two directions is irradiated to an exposure target through a predetermined optical system. As a result, the laser beam can be imaged on the exposure target only in the region represented by the pixel data whose bitmap data value is “1”. A detailed configuration of an exposure apparatus that employs DMD is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-345030.
上記本実施の形態の露光装置によれば、パターンの層構造に合わせて最適な光照射領域が決定され、その光照射領域に光が照射される。このため、同じ基板上に層構造の異なるパターンを形成するときにパターンの層構造によって反応領域がばらつくという問題を解決することができる。これにより、設計値に近いパターンを形成することが容易になる。 According to the exposure apparatus of the present embodiment, an optimal light irradiation area is determined in accordance with the layer structure of the pattern, and the light irradiation area is irradiated with light. Therefore, it is possible to solve the problem that the reaction region varies depending on the layer structure of the pattern when patterns having different layer structures are formed on the same substrate. Thereby, it becomes easy to form a pattern close to the design value.
また、本実施の形態の露光装置では、領域分類処理部２９において光照射領域を小さめに設定することが必要と判断された領域についてのみ第２の変換処理が施される。したがって、領域分類処理部２９において適用される分類ルールを適切に定めれば、あるいは外部から適切な分類指示を与えれば、必要最小限の領域においてのみ本発明の露光方法を適用することができる。よって、例えば露光装置の性能があまり高くない場合、あるいは露光により形成するパターンが複雑で光照射領域の算出に要する計算量が多い場合などには、第２変換処理を施す領域を限定して、露光装置の負荷を軽減することもできる。 Further, in the exposure apparatus of the present embodiment, the second conversion process is performed only for the area that is determined by the area classification processing unit 29 to set the light irradiation area to be smaller. Therefore, the exposure method of the present invention can be applied only to the minimum necessary region if the classification rule applied in the region classification processing unit 29 is appropriately determined or an appropriate classification instruction is given from the outside. Therefore, for example, when the performance of the exposure apparatus is not so high, or when the pattern formed by exposure is complex and the amount of calculation required for calculating the light irradiation area is large, the area to be subjected to the second conversion process is limited, It is also possible to reduce the load on the exposure apparatus.
また、本実施の形態の露光装置では、算出手段２７は、露光対象となる多層感光体のガンマ特性を参照した上で縮小量を算出するので、露光対象の種類に拘わらず常に最適な光照射領域を決定することができ、あらゆる露光対象について上記問題を解決することができる。また、縮小量設定手段２６に対し任意の縮小量を設定することも可能であるため、ガンマ特性を表す電子データは用意できないが、手計算により縮小量を求めることができる場合、あるいは経験値として縮小量がわかっている場合などにも対応できる。 Further, in the exposure apparatus of the present embodiment, the calculation means 27 calculates the reduction amount with reference to the gamma characteristics of the multilayer photoreceptor to be exposed, so that the optimum light irradiation is always performed regardless of the type of exposure object. The area can be determined, and the above-mentioned problem can be solved for every exposure target. Also, since it is possible to set an arbitrary reduction amount for the reduction amount setting means 26, electronic data representing the gamma characteristic cannot be prepared, but when the reduction amount can be obtained by manual calculation or as an empirical value It can also be used when the amount of reduction is known.
本実施の形態の露光装置は以上のような利点を有することから、この装置をプリント基板製造工程におけるレジスト層の露光に用いた場合、スルーホール周辺のランド部にのみ２層構造の厚いレジストパターンを形成し、且つパターンの大きさがほぼ設計値どおりとなり隣接するパターン同士が近接しすぎることを防止することができる。その結果として、高品質なプリント基板を安定して供給することが可能になる。 Since the exposure apparatus of the present embodiment has the advantages as described above, when this apparatus is used for exposure of a resist layer in a printed circuit board manufacturing process, a thick resist pattern having a two-layer structure only on a land portion around a through hole. And the size of the pattern is almost as designed, and adjacent patterns can be prevented from being too close to each other. As a result, it is possible to stably supply a high-quality printed circuit board.
なお、上記実施の形態は、レーザ光走査による露光を前提としているが、マスクを用いた露光でも、光を１００％透過する開口部を備えたマスクと、開口部を透過する光の量を抑えたハーフ濃度のマスクを使い分ければレジストフィルムに与えるエネルギー量を調整することは可能である。そして、マスク露光の場合でも光の回折現象によりマスク開口部よりも広い領域に光が照射されてしまうなど、光を照射する領域と実際に反応が生じる領域とが一致しないことがある。 The above embodiment is premised on exposure by laser beam scanning. However, even with exposure using a mask, a mask having an opening that transmits 100% of light and the amount of light that passes through the opening are suppressed. It is possible to adjust the amount of energy applied to the resist film by properly using a half-density mask. Even in the case of mask exposure, the light irradiation region and the region where the reaction actually occurs may not match, for example, light may be irradiated to a region wider than the mask opening due to the light diffraction phenomenon.
マスク露光の場合には、マスクの開口部が光照射領域に対応する。したがって、上記方法により光照射領域を決定し、決定した光照射領域に相当する開口部を備えたマスクを作成して露光を行うことによって、上記問題を解決することができる。 In the case of mask exposure, the opening of the mask corresponds to the light irradiation area. Therefore, the above problem can be solved by determining the light irradiation region by the above method, creating a mask having an opening corresponding to the determined light irradiation region, and performing exposure.
このように、本発明が解決しようとする問題は、レーザ露光に限らず生じ得る問題であり、本発明はレーザ露光の場合に限らず適用可能な発明である。 As described above, the problem to be solved by the present invention is not limited to laser exposure but may occur, and the present invention is not limited to laser exposure and can be applied.
１ レジストフィルム
２ 高感度薄膜層
３ 低感度厚膜層
４ ガラスエポキシ基材
５ 銅薄膜
６ａ，６ｂ，１０ａ，１０ｂ，１４ａ，１４ｂ 円形パターン
７ａ，７ｂ，１１ａ，１１ｂ，１５ａ，１５ｂ 線状パターン
８ａ，８ｂ，１３ａ，１３ｂ，１７ａ，１７ｂ 高感度薄膜パターン
９ａ，９ｂ，１２ａ，１２ｂ，１６ａ，１６ｂ 低感度厚膜パターン
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５ ベクトルデータ
Ｐ１´，Ｐ２´，Ｐ３´，Ｐ４´，Ｐ５´ ビットマップデータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Resist film 2 High sensitivity thin film layer 3 Low sensitivity thick film layer 4 Glass epoxy base material 5 Copper thin film 6a, 6b, 10a, 10b, 14a, 14b Circular pattern 7a, 7b, 11a, 11b, 15a, 15b Linear pattern 8a , 8b, 13a, 13b, 17a, 17b High sensitivity thin film patterns 9a, 9b, 12a, 12b, 16a, 16b Low sensitivity thick film patterns P1, P2, P3, P4, P5 Vector data P1 ′, P2 ′, P3 ′, P4 ', P5' Bitmap data
Claims (5)
前記第１感光層について、前記反応を許容する１以上の反応許容領域を設定し、
設定された反応許容領域を表す許容領域情報と、
光エネルギーに対する前記第１感光層の反応特性を表す第１層感度情報と、
光エネルギーに対する前記第２感光層の反応特性を表す第２層感度情報と、
前記光照射系からの光が照射面に与える光エネルギーの分布を表すエネルギー分布情報とに基づいて、
前記許容領域情報が表す反応許容領域の内側に配置され且つ該反応許容領域よりも小さい光照射領域を決定し、
前記光照射領域に前記光照射系からの光を照射することを特徴とする多層感光体の露光方法。 At least two layers, a first photosensitive layer that reacts to light energy greater than a first energy amount and a second photosensitive layer that reacts to light energy greater than a second energy amount greater than the first energy amount, are laminated. The multilayer photoconductor is selectively exposed by irradiating light to a partial region of the multi-layer photoconductor by a light irradiation system that applies a predetermined amount of light energy equal to or greater than the second energy amount to the irradiation surface. In the method
For the first photosensitive layer, one or more reaction permissible areas that allow the reaction are set,
Tolerance area information indicating the set reaction tolerance area, and
First layer sensitivity information representing reaction characteristics of the first photosensitive layer with respect to light energy;
Second layer sensitivity information representing reaction characteristics of the second photosensitive layer with respect to light energy;
Based on the energy distribution information representing the distribution of light energy that the light from the light irradiation system gives to the irradiation surface,
Determining a light irradiation region that is arranged inside the reaction permissible region represented by the permissible region information and is smaller than the reaction permissible region;
An exposure method for a multilayer photoreceptor, wherein the light irradiation region is irradiated with light from the light irradiation system.
算出された第１感光層の反応領域の寸法と第２感光層の反応領域の寸法の差分を算出し、
前記光照射領域のエッジと前記許容領域情報が表す反応許容領域のエッジの距離が、前記差分の１／２以上となるように、前記光照射領域を決定することを特徴とする請求項１記載の多層感光体の露光方法。 The reaction region of the first photosensitive layer and the reaction region of the second photosensitive layer when the predetermined region of the multilayer photosensitive body is irradiated with light from the light irradiation system, the reaction region of the first photosensitive layer is the first region. Based on the first layer sensitivity information and the energy distribution information, the reaction area of the second photosensitive layer is calculated based on the second layer sensitivity information and the energy distribution information, respectively.
Calculating the difference between the calculated dimension of the reaction area of the first photosensitive layer and the dimension of the reaction area of the second photosensitive layer;
The light irradiation region is determined such that a distance between an edge of the light irradiation region and an edge of the reaction allowable region represented by the allowable region information is equal to or more than ½ of the difference. Exposure method for multilayer photoreceptors.
前記反応を許容する反応許容領域の設定を受け付ける領域設定手段と、
光を照射する光照射領域を決定する照射領域決定手段と、
前記照射領域決定手段により決定された光照射領域に所定量の光エネルギーが与えられるように光を照射する光照射系とを備え、
前記照射領域決定手段は、
前記領域設定手段により設定された反応許容領域を前記光照射領域に決定する第１の処理と、
前記反応許容領域の内側に配置され、且つ前記反応許容領域よりも小さい領域を前記光照射領域に決定する第２の処理とを、
選択的に実行する手段であることを特徴とする露光装置。 At least two layers, a first photosensitive layer that reacts to light energy greater than a first energy amount and a second photosensitive layer that reacts to light energy greater than a second energy amount greater than the first energy amount, are laminated. An exposure apparatus for a multilayer photoreceptor,
Region setting means for accepting the setting of the reaction permissible region allowing the reaction;
An irradiation region determining means for determining a light irradiation region for irradiating light;
A light irradiation system for irradiating light so that a predetermined amount of light energy is given to the light irradiation region determined by the irradiation region determination means,
The irradiation area determining means includes
A first process for determining the reaction allowable region set by the region setting means as the light irradiation region;
A second process of determining a region that is disposed inside the reaction permissible region and is smaller than the reaction permissible region as the light irradiation region,
An exposure apparatus characterized by selectively executing means.
前記照射領域決定手段により実行される第２の処理は、光照射領域のエッジと前記領域設定手段により設定された反応許容領域のエッジの距離が、前記縮小量設定手段により設定された縮小量となるように、前記光照射領域を決定する処理であることを特徴とする請求項３記載の露光装置。 A reduction amount setting means for setting a predetermined reduction amount;
The second process executed by the irradiation area determining means is such that the distance between the edge of the light irradiation area and the edge of the reaction allowable area set by the area setting means is the reduction amount set by the reduction amount setting means. The exposure apparatus according to claim 3, wherein the exposure apparatus is a process for determining the light irradiation region.
前記縮小量設定手段は、前記算出手段により算出された前記寸法の差分の１／２以上の所定の値を前記縮小量として設定することを特徴とする請求項４記載の露光装置。 First layer sensitivity information representing reaction characteristics of the first photosensitive layer with respect to light energy, second layer sensitivity information representing reaction characteristics of the second photosensitive layer with respect to light energy, and light from the light irradiation system on the irradiated surface Energy distribution information representing the distribution of light energy to be applied is acquired, and the reaction region of the first photosensitive layer and the reaction of the second photosensitive layer when a predetermined region of the multilayer photoreceptor is irradiated with light from the light irradiation system. The reaction area of the first photosensitive layer is based on the first layer sensitivity information and the energy distribution information, and the reaction area of the second photosensitive layer is based on the second layer sensitivity information and the energy distribution information. And a calculation means for calculating a difference between the calculated dimension of the reaction area of the first photosensitive layer and the dimension of the reaction area of the second photosensitive layer based on the calculated values.
5. The exposure apparatus according to claim 4, wherein the reduction amount setting means sets a predetermined value that is 1/2 or more of the difference in dimensions calculated by the calculation means as the reduction amount.
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- 2004-06-03 JP JP2004165202A patent/JP2005345749A/en not_active Withdrawn
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