JP2006030428A - Exposure method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、基板表面に成形された感光膜上にフォトマスクを使用せずに、直接光を照射して、所定のパターンを成形する直接描画方式の露光方法に関する。 The present invention relates to a direct drawing type exposure method in which a predetermined pattern is formed by direct light irradiation on a photosensitive film formed on a substrate surface without using a photomask.
基板の表面に形成された感光膜上に直接光を照射して、所定のパターンを成形する直接描画方式による露光方法では、従来光源から照射される光を、可動ミラー等の光スイッチを含む光学系によって、基板に対して複数の照射光に分割するとともに、各照射光を点滅させることによって、基板上に所定のパターンを成形する方法が採られていた。基板上に照射される各照射光は、微細な点として照射される必要から、光学系によって基板上に焦点を結ぶようにしている。 In an exposure method based on a direct drawing method in which light is directly irradiated onto a photosensitive film formed on the surface of a substrate to form a predetermined pattern, light emitted from a conventional light source is optically including an optical switch such as a movable mirror. A method of forming a predetermined pattern on the substrate by dividing the substrate into a plurality of irradiation lights by the system and blinking each irradiation light has been adopted. Since each irradiation light irradiated on a board | substrate needs to be irradiated as a fine point, it is made to focus on a board | substrate with an optical system.
実際に複数の照射光を用いて、基板上にパターンを成形するには、複数の照射光と基板とを相対的に移動させて行なわれる。たとえば、複数の照射光をX軸方向に、基板をX軸に直交するY軸方向に移動が可能な機能を持たせ、基板上で複数の照射光をX軸方向に移動させながら、あらかじめ作成されたプログラムにしたがって、各照射光を点滅させて基板上に順次所定パターンを成形する。基板のX軸方向全長にわたるパターンの成形が終われば、複数照射光のY軸方向の長さに相当する距離だけ基板をY軸方向に移動して、再び複数の照射光をX軸方向に移動させてパターンの成形を行ない、以降この動作を繰り返して基板全面にわたり所定のパターンを成形する。 Actually, forming a pattern on a substrate using a plurality of irradiation lights is performed by relatively moving the plurality of irradiation lights and the substrate. For example, a function that can move multiple irradiation lights in the X-axis direction and the substrate in the Y-axis direction orthogonal to the X-axis is created in advance while moving multiple irradiation lights on the substrate in the X-axis direction. According to the programmed program, each irradiation light is blinked and a predetermined pattern is sequentially formed on the substrate. When the pattern formation over the entire length in the X-axis direction of the substrate is completed, the substrate is moved in the Y-axis direction by a distance corresponding to the length of the multiple irradiation light in the Y-axis direction, and the plurality of irradiation light is moved again in the X-axis direction Then, the pattern is formed, and thereafter, this operation is repeated to form a predetermined pattern over the entire surface of the substrate.
なお、基板のY軸方向長さに相当する幅に、複数の照射光の数量を多くして配置することができれば、基板をY軸方向に移動せずに複数の照射光のみX軸方向に移動すれば、基板全面にわたり所定のパターンを成形することが可能である。 If the number of irradiation lights can be increased and arranged in the width corresponding to the length of the substrate in the Y-axis direction, only the plurality of irradiation lights in the X-axis direction without moving the substrate in the Y-axis direction. If moved, a predetermined pattern can be formed over the entire surface of the substrate.
次に、成形されるパターンについては、プリント配線基板を例にとると、直線パターンは、その線幅が0.01mm〜0.2mm程度、方向はX軸方向、Y軸方向、および、斜め方向がある。また、パターンは、直線パターンの他に、曲線、円形、長方形など様々な形状と大きさがある。こうした多様なパターンを従来の直接描画方式による露光方法では、複数の照射光が全て同じ大きさの照射面積、すなわち同じ大きさの微細な点として照射されるようになっていた。 Next, regarding the pattern to be formed, taking a printed wiring board as an example, the linear pattern has a line width of about 0.01 mm to 0.2 mm, and the directions are the X axis direction, the Y axis direction, and the diagonal direction. There is. In addition to the linear pattern, the pattern has various shapes and sizes such as a curve, a circle, and a rectangle. In an exposure method using a conventional direct drawing method for such various patterns, a plurality of irradiation lights are all irradiated as an irradiation area having the same size, that is, as a minute spot having the same size.
この微細な点照射によってパターンを成形するには、パターン全面にわたり多量の点照射が必要であった。特に、近年、基板の高密度化、高精細化にともなって、ますます細かいパターンまで成形するために、さらに多量の微細な点照射が必要になってきている。このため、描画速度を早めようとすると多量の照射光を設けて対応することになり、露光装置として大変複雑で高価なものとなった。 In order to form a pattern by this fine spot irradiation, a large amount of spot irradiation was required over the entire pattern. In particular, in recent years, with the increase in density and resolution of substrates, in order to form even finer patterns, a larger amount of fine spot irradiation has become necessary. For this reason, in order to increase the drawing speed, it is necessary to provide a large amount of irradiation light, which makes the exposure apparatus very complicated and expensive.
しかし、直接描画方式による露光に求められる性能は、微細なパターンまで高速で高精度な描画が可能であり、かつ露光装置として構造が簡単で低価格である必要がある。しかし、従来の技術においては、こうした直接描画方式による露光に求められる性能を満たしてはいなかった。 However, the performance required for exposure by the direct drawing method needs to be capable of high-speed and high-precision drawing up to a fine pattern, and the exposure apparatus must have a simple structure and a low price. However, the prior art has not satisfied the performance required for exposure by such a direct drawing method.
以上本願に係る発明についての背景の技術を、出願人の知得した一般的技術情報に基づいて説明したが、出願人の記憶する範囲において、本願の出願前までに先行技術文献情報として開示すべき情報を出願人は有しておらず、かつ、本願に先行する出願人自身の特許出願等についても認識していない。 Although the background technology about the invention according to the present application has been described based on the general technical information obtained by the applicant, it will be disclosed as prior art document information before the filing of the present application within the scope stored by the applicant. The applicant does not have the necessary information, and is not aware of the applicant's own patent application etc. preceding the present application.
この発明が解決しようとする課題は、基板の高密度化、高精細化にともなって、ますます細かいパターンの成形が要求されようになってきているが、従来の直接描画露光方式においては、これらの要求を十分に満たすことができない点にある。したがって、この発明の目的は、少ない照射光学系によっても、効率よく描画することが可能な直接描画方式の露光方法を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is that with the increase in density and resolution of the substrate, the formation of increasingly fine patterns has been required. It is in the point that it cannot fully meet the demand of. Accordingly, an object of the present invention is to provide an exposure method of a direct drawing method that can draw efficiently with a small number of irradiation optical systems.
この発明に基づいた露光方法においては、上記課題を解決する手段として、第一に上記背景技術で示したように、複数の照射光をすべて同じ大きさの照射面積、すなわち同じ大きさいの微細な点として照射するのではなく、複数の照射光学系が、基板上に幅が異なる光照射が可能な複数の照射光学系によって構成している。 In the exposure method based on this invention, as a means for solving the above-mentioned problem, first, as shown in the background art above, the plurality of irradiation lights are all irradiated with the same size, that is, with the same size. Instead of irradiating as a point, a plurality of irradiation optical systems are configured by a plurality of irradiation optical systems capable of irradiating light with different widths on the substrate.
このように、基板上に幅が異なる光照射を可能にすると、たとえば、太い線を描画する場合、その線幅に一致する一つの照射光学系で描くことができ、従来のように同じ大きさの微細な点として照射すれば、複数の照射光学系を必要とすることに比べて、照射光学系が少なくてすむことになり、その効果は大きい。また、細い線を描画する場合には、その線幅に一致する照射光学系で描けばよい。 Thus, if light irradiation with different widths is enabled on the substrate, for example, when drawing a thick line, it can be drawn with one irradiation optical system that matches the line width, and the same size as in the past If it is irradiated as a minute point, the number of irradiation optical systems can be reduced compared with the case where a plurality of irradiation optical systems are required, and the effect is great. In addition, when drawing a thin line, it may be drawn with an irradiation optical system that matches the line width.
以下、この発明に基づいた露光方法について、図1および図2を参照して説明する。なお、図1は、露光原理を示す、露光前の状態を示す平面図であり、図2は、露光後の状態を示す平面図である。図1を参照して、この露光方法は、基板5の表面に形成された感光膜上にフォトマスクを用いずに直接光を照射して、所定のパターンを成形する直接描画方式の露光方法である。基板5上に照射される光は、照射光学系3,4から照射される光であり、この照射光学系3,4と基板5とを相対的に移動させながら、照射光学系3,4から照射される光を点滅させて感光膜上に所定のパターンを成形する。また、照射光学系3,4は、基板5上に幅が異なる光照射が可能な複数の照射光学系群1,2によって構成されている。また、照射光学系3,4は、互いに相対移動、または個別移動が可能な機能を有している。
An exposure method based on the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan view showing a state before exposure showing the principle of exposure, and FIG. 2 is a plan view showing a state after exposure. Referring to FIG. 1, this exposure method is a direct drawing exposure method in which a predetermined pattern is formed by directly irradiating light on a photosensitive film formed on the surface of a substrate 5 without using a photomask. is there. The light irradiated onto the substrate 5 is light irradiated from the irradiation
基板5上に幅が異なる光照射を可能にすると、たとえば太い線を描画する場合には、その線幅に一致する一つの照射光学系で描くことができ、従来のように同じ大きさの微細な点として照射すれば、複数の照射光学系を必要とすることに比べて、照射光学系が少なくてすむことになる。また、細い線を描画する場合には、その線幅に一致する照射光学系で描けばよい。 If light irradiation with different widths is enabled on the substrate 5, for example, when drawing a thick line, it can be drawn with one irradiation optical system that matches the line width, and the same size as in the conventional case. If irradiation is performed as a point, it is possible to reduce the number of irradiation optical systems compared to the case where a plurality of irradiation optical systems are required. In addition, when drawing a thin line, it may be drawn with an irradiation optical system that matches the line width.
さらに、基板5上に幅が異なる光照射を行なう手段として、照射光学系3,4から基板5に照射される照射形状が縦横の長さが異なる形状とすれば、同じ複数の照射光学系3,4を方向のみ変えて配置するだけで、目的を達成することができる。もし、照射形状を直径の異なる円とすれば、照射光学系を同じにできないので複雑になる。
Further, as a means for irradiating light with different widths on the substrate 5, if the irradiation shapes irradiated from the irradiation
さらに、基板5上に照射される照射形状が、縦横の長さが異なる形状とするには、矩形に発光する半導体レーザが最も適した光源である。その上、複数の照射光学系3,4を構成する、一つの照射光学系に対して一つの半導体レーザを光源とすれば、各々の半導体レーザを電気的にON/OFFさせることによって、複数の光を点滅させることができる。これにより、可動ミラー等の光スイッチを含む複雑で高価な光学系を必要としないと共に、各々の半導体レーザの出力を電気的に制御することによって、照度を任意に調節することも可能である。
Furthermore, a semiconductor laser that emits light in a rectangular shape is the most suitable light source for making the irradiation shape irradiated onto the substrate 5 have different vertical and horizontal lengths. In addition, if one semiconductor laser is used as a light source for one irradiation optical system constituting the plurality of irradiation
複数の照射光学系3,4は、X軸方向、およびこのX軸に直交するY軸方向に所定の間隔で配置され、かつ基板5と複数の照射光学系3,4とを相対的に移動させながら照射光学系3,4から基板5上に照射される光が、互いに少なくとも部分的に重なるように配置することによって、照射幅を変えることができる。
The plurality of irradiation
また、複数の照射光学系3,4が、基板5上を移動する方向にあって、光を照射して成形されるパターンの長さに対応する時間、連続して光を照射することによって、少ない数の照射光学系3,4でパターンの描画をすることが可能となる。
Further, by irradiating light continuously for a time corresponding to the length of the pattern formed by irradiating light in a direction in which the plurality of irradiation
パターンを描画する場合には、複数の照射光学系3,4がX軸方向に、基板5がX軸方向と直交するY軸方向に移動可能な機能を設けることによって、複数の照射光学系3,4と基板5とを相対的に移動させながら行なってもよく、また、複数の照射光学系3,4と基板5との一方が固定され、他方がX軸方向およびこのX軸方向と直交するY軸方向の少なくとも一の方向に移動可能な機能を設けることによって行なってもよい。
In the case of drawing a pattern, the plurality of irradiation
基板5上に幅が異なる光照射が可能な複数の照射光学系群1,2は、互いに相対移動、個別移動が可能な機能を有することが望ましく、また、パターン設計のルールにしたがった照射光学系群1,2の適切な種類と配置の選択、照射光学系3,4と基板5とを相対的に移動させる適切なプログラムの作成によって信頼性の高い露光を行なうことができる。
The plurality of irradiation
(実施例)
以上述べた、露光方法により、本発明の課題を解決することができる。以下、一実施例として、その動作を含め具体的に原理図によって説明する。図1には、本露光方法の原理を示しており、細い照射幅に対応する複数のX軸方向に長い形状の照射光3を得るための照射光学群を保持する光照射ユニット1と、太い照射幅に対応する複数のY軸方向に長い形状の照射光4を得るための照射光学群を保持する光照射ユニット2と、光の照射によってパターンが描画される基板5とを平面的に示している。
(Example)
The above-described exposure method can solve the problems of the present invention. Hereinafter, as an embodiment, a specific principle diagram including the operation will be described. FIG. 1 shows the principle of the present exposure method. A light irradiation unit 1 holding an irradiation optical group for obtaining irradiation light 3 having a long shape in the X-axis direction corresponding to a narrow irradiation width, The
光照射ユニット1,2によって、基板5にパターンを描画するには、あらかじめ作成されたパターン描画プログラムにしたがって、光照射ユニット1,2を基板5の上をX軸方向に移動させながら、照射光3,4を点滅させて行なう。2種類の照射光は、細いパターンの描画には照射光3を用い、太いパターンの描画には照射光4を用いる。なお、パターンのY軸方向の位置と、照射光3,4との位置合わせは、Y軸方向に照射光3,4と基板5とを相対的に移動させて行なえばよい。
In order to draw a pattern on the substrate 5 by the
図2は、実際に、光照射ユニット1,2を用いて基板5上にパターンを描画した一例を示すものである。図2においては、基板5と光照射ユニット1,2との相対的移動において、基板5を固定し、光照射ユニット1,2を移動させた場合を示している。照射光4によって、X軸方向に延びた太い直線パターン6,7を描画し、照射光3によって、X軸方向に延びた細い直線パターン8を描画している。さらに、照射光4によって、Y軸方向に延びた直線パターン9,10を描画し、照射光3によって、45度方向に延びた太い直線パターン11を描画している。
FIG. 2 shows an example in which a pattern is actually drawn on the substrate 5 using the
なお、図1および図2においては、光照射ユニット1,2がX軸方向に対して前後方向に並べた例を示しているが、光照射ユニット1,2をY軸方向対に対して前後方向に並べてもよい。また、上記原理図では、基板5上に照射される照射光の照射形状が、楕円形として図示しているが、矩形、長方形など、縦横の長さが異なる形状であれば、如何なる形状でも構わない。
1 and 2 show an example in which the
このように、複数の照射光学系が、基板上に幅が異なる光照射が可能な複数の照射光学系によって構成されていることによって、従来のように複数の同じ照射光学系から構成される露光方法に比べて、少ない照射光学系によって効率よく描画することが可能となる。 In this way, the plurality of irradiation optical systems are configured by a plurality of irradiation optical systems capable of irradiating light with different widths on the substrate, so that an exposure constituted by a plurality of the same irradiation optical systems as in the prior art. As compared with the method, it is possible to efficiently draw with a small irradiation optical system.
今回開示した上記実施の形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施の形態のみによって解釈されるのではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。 The above-described embodiment disclosed herein is illustrative in all respects and does not serve as a basis for limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not interpreted only by the above-described embodiments, but is defined based on the description of the claims. Further, all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims are included.
1,2 照射光学系群(光照射ユニット)、3,4 照射光学系(照射光)、5 基板、6,7,8,9,10,11 描画パターン。 1, 2 irradiation optical system group (light irradiation unit), 3, 4 irradiation optical system (irradiation light), 5 substrate, 6, 7, 8, 9, 10, 11 Drawing pattern.
Claims (8)
前記基板上に照射される光が、複数の照射光学系から照射される光であり、該複数の照射光学系と前記基板とを相対的に移動させながら、複数の照射光学系から照射される光を点滅させて感光膜上に所定のパターンを成形し、
前記複数の照射光学系が、前記基板上に幅が異なる光照射が可能な複数の照射光学系群によって構成されている、露光方法。 An exposure method of a direct drawing method in which a predetermined pattern is formed by directly irradiating light on a photosensitive film formed on a surface of a substrate without using a photomask,
The light irradiated on the substrate is light irradiated from a plurality of irradiation optical systems, and is irradiated from the plurality of irradiation optical systems while relatively moving the plurality of irradiation optical systems and the substrate. Flash a light to mold a predetermined pattern on the photosensitive film,
The exposure method, wherein the plurality of irradiation optical systems are configured by a plurality of irradiation optical system groups capable of performing light irradiation with different widths on the substrate.
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JP2004206854A JP2006030428A (en) | 2004-07-14 | 2004-07-14 | Exposure method |
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