JP2008268578A - 分割露光装置及び分割露光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ランプハウスと、反射ミラーと、カメラユニットと、結像レンズと、露光基板とを備えた分割露光装置において、露光基板内に効率よく面付けができ、かつアライメント精度に優れた分割露光装置及び分割露光方法を提供することを目的とする。
【解決手段】少なくともランプハウス１０と、反射ミラー２０と、カメラユニット３０と、結像レンズ４０と、露光基板６１ａとを備えた分割露光装置であって、
結像レンズ４０と露光基板６１ａとの間に複数枚の遮光シャッター５０を設けたことを特徴とする分割露光装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、露光基板を分割露光して、ＢＧＡ基板等の配線回路基板の配線パターン及びソルダーレジストパターンを形成するための分割露光装置及び分割露光方法に関する。

ＢＧＡ基板等の配線回路基板の製造では、位置精度の高いアライメント方式を求めて、分割露光装置を使用し、配線の焼き付けや感光性ソルダーレジストの露光を行ってきた。最近のＢＧＡ基板ではアライメント精度が厳しく、ますます分割露光方式が必要となってきている。

分割露光方式を用いる場合、従来は図６に示すように、分割露光装置の製品露光エリア８１に合わせて基板の面付けを行ってきた。製品露光エリアの近傍の製品露光エリア外に基板とフォトマスクイメージを合わせるためのアライメントマーク６２を配置している。このアライメントマーク６２の配置ならびに製品露光エリアの制限のため、露光基板６１ａ内に配置される単位製品露光エリア８２の面付け数が限られてしまう。図５に示すような面付けを行うと、従来の方法ではアライメントできないばかりか、分割露光することができない。

従来の限定された基板エリアの中で、投影レンズの大きさを変えることなく、容易に面付け数を増やす分割露光方法が提案されている（例えば、特許文献1参照）。
この分割露光方法では、製品露光エリア外にもパターンを形成してしまい、余分なパターンによるめっきの析出や、それによる基板の平坦性のバラツキが発生してしまう問題がある。

また、アライメント時に露光基板のアライメントマークとフォトマスクのアライメントマークを別々に確認する方法が行われているが、この方法では位置精度を落とし、カメラの移動や露光基板の移動回数が多くなってしまい、生産性を落とす原因となっている。
特開平９−１８５１７６号公報

分割露光装置を使用する際に従来は、製品露光エリア外にアライメントマークを配置していたが、それでは露光基板への面付け効率を落としてしまうという問題がある。
また、露光基板６１ａのサイズによって製品露光エリアが露光ステップ数で割り切れずに効率的な製品面付けができないことがある。
フォトマスクのアライメントマークと基板のアライメントマークを合わせる際に従来の露光機では同時にアライメントマークを読み取り、位置合わせすることができないため、露光基板の移動やカメラ移動の回数が多くなり、位置合わせ精度の低下とアライメント時間のロスにより生産性を上げることができないという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、ランプハウスと、反射ミラーと、カメラユニットと、結像レンズと、露光基板とを備えた分割露光装置において、露光基板内に効率よく面付けができ、かつアライメント精度に優れた分割露光装置及び分割露光方法を提供することを目的とする。

本発明に於いて上記問題を解決するために、まず請求項１では、少なくともランプハウス１０と、反射ミラー２０と、カメラユニット３０と、フォトマスク７１と、結像レンズ４０と、露光基板６１ａとを備えた分割露光装置であって、
前記結像レンズ４０と露光基板６１ａとの間に複数枚のシャッター５０を配置したことを特徴とする分割露光装置としたものである。

また、請求項２では、前記カメラユニット３０は、アライメント時のみ前記フォトマスク７１上に配置され、露光時には待避できる機構を持っていることを特徴とする請求項1に記載の分割露光装置としたものである。

また、請求項３では、露光基板を分割露光して、ＢＧＡ基板等の配線回路基板の配線パターン及びソルダーレジストパターンを形成するための分割露光方法であって、
前記露光基板６１ａの製品露光エリア８１内にアライメントマーク６２を配置し、フォトマスク７１に配置されたアライメントマーク７２と露光基板６１ａに配置されたアライメントマーク６２とを直接比較、位置合わせすることを特徴とする分割露光方法としたものである。

さらにまた、請求項４では、アライメント時に使用する光源は、前記露光基板６１ａの感光層に感度のない光源を使用することを特徴する特徴とする請求項３に記載の分割露光方法としたものである。

本発明の分割露光装置及び分割露光方法を用いてＢＧＡ基板等の配線回路基板を作製することにより、今まで面付けか困難であった露光基板の端部にも製品を配置し、今まで露光できなかった分割部分への露光が可能となる。
この結果、従来の製品面付けよりも面付け数を増やすことができ、コストの大幅な低減につなげることができる。

以下、本発明の実施形態につき図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の分割露光装置の一実施例を示す模式構成図である。
本発明の分割露光装置は、少なくともランプハウス１０と、反射ミラー２０と、フォトマスク７１と、カメラユニット３０と、結像レンズ４０と、露光基板６１ａとを備えており、結像レンズ４０と露光基板６１ａとの間に複数枚のシャッター５０を配置していることを特徴とする。
また、カメラユニット３０は、アライメント時のみフォトマスク７１上に配置され、露光時には待避できる機構を持っていることも特徴である。

本発明の分割露光装置は、ランプハウス１０からの照射光１１を反射ミラー３０によってフォトマスク７１を通して結像レンズ４０へ導かれる。
フォトマスク７１のパターンが結像レンズ４０によって等倍あるいは変倍がかけられて露光基板６１ａに照射される。

また、フォトマスク７１の上部にカメラユニット３０が付いており、フォトマスク７１のパターンと露光基板６１ａのパターンを結像レンズ４０を通して同時に見ることができる。
カメラユニット３０は、アライメントを実施する時のみ、フォトマスク７１のアライメント部に挿入される。アライメント時に使用される光源は、カメラユニット３０から光ファイバーを通して落射することでカメラユニット３０をスリムにすることが可能である。

また、本発明の分割露光装置の特徴は、結像レンズ４０と露光基板６１ａとの間に、露光時の光を遮るシャッター５０を複数枚配置し、未露光部分をプログラムによって自由に作り出すことができる機構となっている。
シャッター５０の動作は、露光、アライメント、シャッター機構と連動してプログラムによって位置決めすることができる機構としている。露光基板端部のみ遮光するのであれば、２枚のシャッターを配置すればよい。
このシャッター５０によって、露光基板端部の露光したくない部分を隠し、露光基板の有効露光範囲外に配線パターンが形成されることを防止している。

また、アライメントに使用するカメラユニット３０は、アライメント時のみフォトマスク７１上に配置され、露光時には待避できる機構になっている。こうすることで、製品露光エリアがカメラユニット３０の陰になって照射範囲が狭くなることを防止できるようになっている。

本発明の分割露光方法は、製品露光エリア内８１にアライメントマークを配置し、フォトマスク７１に配置されたアライメントマーク７２と露光基板６１ａに配置されたアライメントマーク６２とを直接比較、位置合わせするようになっている。
フォトマスク７１と露光基板６１ａのアライメントマーク６２を同時に確認して位置あわせすることで、カメラユニット３０の移動があってもアライメントの精度を落とすことなく、アライメントすることができる。

アライメントマークの配置については、各製品のパターンの一部をアライメントマークとする方法と製品と製品のカットされる空きスペースにアライメントマークを入れる方法が採れる。また、各製品をカットするためのカットマークと共用することもできる。

さらに、アライメント時に使用する光源は、感光性レジストや感光性ソルダーレジストに感度のない光源を使用しているため、製品露光エリア内にアライメントマークを配置してもアライメント時にアライメント光源で露光されないため、製品露光エリア内にアライメントマークを入れることが可能である。

また、アライメントマークを製品露光エリア内に配置することで、今まで面付けが困難であった露光基板の端部にも単位製品露光エリアを配置し、露光することが可能となり、今まで露光できなかった分割部分への露光を可能にしている。

本発明の分割露光方法について説明する。図４は、分割露光の際のパターン配置の一例を示す説明図である。
図４に示すように、単位製品露光エリア８２が露光基板６１ａ上に配置されている場合を例にすると、製品露光エリア８１をステップによって縦横３分割に露光したとする。露光基板６１ａのサイズに対して、製品露光エリア８１がきっちり３等分できないサイズとなっているため、一番右側の単位製品露光エリア８１が有効露光範囲外に露光されることとなる。

本発明では、アライメントマーク６２を製品露光エリア８１内に配置しており、さらに製品露光エリア８１と製品露光エリア８１との中間に位置するアライメントマークは共用することができる。一番右側の単位製品露光エリア８２は、露光する際にシャッター５０にて遮光されるので、露光基板６１ａには露光されない。

本発明の分割露光装置を用いた本発明の分割露光方法について説明する。
まず、基板６１ａ上に感光性レジストを塗布し、感光層が形成された露光基板６１ａを作製する。この露光基板６１ａには、単位製品露光エリア８２が１１×１２個で等ピッチに
配列されることになる（図４参照）。
このまま分割露光すると、一番右端の単位製品露光エリア８２の一列は露光基板６１ａの有効露光範囲からはみ出すことになる。

分割露光装置の製品露光エリア８１は、製品４×４ピースのサイズで構成されている。この製品露光エリア８１を露光基板６１ａに露光するには、製品露光エリア８１を縦横３分割の計９回の露光が必要となる。アライメントマーク６２を製品露光エリア８１内の単位製品露光エリア８２と単位製品露光エリア８２との間に配置する。

アライメントマーク６２の配置場所は、アライメントに使うカメラの移動範囲であればどこでも良い。ここでは、単位製品露光エリア８２を等ピッチに配置しているため、製品露光エリア８１と製品露光エリア８１との間に位置するアライメントマークは共有している。
露光基板６１ａのアライメントマーク６２は、配線パターンと同時に形成された銅の十字マークを使用する（図２参照）。

露光基板６１ａの一番右の露光エリアを露光する際には、シャッター５０を配置する。このシャッターを配置することで、露光基板６１ａの有効露光範囲外にパターンが露光されるのを防いでいる。

次に、フォトマスク７１のアライメントマーク７２と露光基板６１ａのアライメントマーク６２とを位置合わせして、露光基板６１ａにパターン露光する（図２参照）。
アライメントの方法は、フォトマスク７１上にカメラユニット３０を挿入し、アライメントの光源にハロゲンランプを使用し、感光層が感光しないようにＵＶカットのフィルターを挿入してある。アライメント光源は、カメラユニット３０に内蔵した光ファイバーを通してフォトマスクに落射する機構としている。アライメントのカメラユニット３０には、図２に示すような形状でフォトマスク７１のアライメントマーク７２と露光基板６１ａのアライメントマーク６２とが投射されている。このアライメントマークのズレを確認して、位置合わせする。

アライメントを実施した後、カメラユニット３０はフォトマスク７１上から待避させ、シャッター５０を一番右端の単位製品露光エリア８２の一列が露光されないように配置して、高圧水銀ランプを収めたランプハウス１０からの照射光１１をフォトマスク７１を通して照射し、露光基板６１ａにパターン露光し、分割露光を行う。

以上の操作で、本発明の分割露光装置及び分割露光方法をもちいて、露光基板６１ａの有効露光範囲内に効率よくパターン配置を行うことができる。

以下実施例にて本発明を詳細に説明する。

まず、基板６１上に感光性ソルダーレジスト（日立化成製 ＳＲ７２００Ｇ）をロールコーターで２０μｍの厚みでコートし、１２０℃、３０分の加熱乾燥を行い、塗膜表面にＰＥＴフィルムをラミネーターで貼り付けて、感光性ソルダーレジストが形成された露光基板６１ａを作製した。

次に、フォトマスク７１のアライメントマーク７２と露光基板６１ａのアライメントマーク６２とを位置合わせして、露光基板６１ａに４００ｍＪ／ｃｍ²の露光量でパターン露光し、分割露光を行った。

次に、感光性ソルダーレジスト上のＰＥＴフィルムを引きはがし、３０℃の炭酸ソーダ１％溶液をスプレー圧０．２ＭＰａでスプレーすることで、感光性ソルダーレジストの現像を行った。

以上の方法で形成した感光性ソルダーレジストパターンは、位置ズレすること無く、基板に位置合わせされた状態で形成することができた。また、従来の製品面付けよりも１．４倍の面付けを可能とし、生産効率を上げることができ、コストの大幅な低減につなげることができた。

本発明の分割露光装置の一実施例を示す模式構成図である。 フォトマスク７１のアライメントマーク７２と露光基板６１ａのアライメントマーク６２とを位置合わせしている状態を示す説明図である。 シャッター５０にて、有効露光範囲外にパターンが露光されるのを防いでいる状態を示す説明図である。 基板６１へ分割露光する際のパターン配置の一例を示す説明図である。 基板６１へ分割露光する際のパターン配置の一例を示す説明図である。 従来の分割露光のパターン配置の一例を示す説明図である。

符号の説明

１０……ランプハウス
１１……照射光
２０……反射ミラー
３０……カメラユニット
４０……結像レンズ
５０……シャッター
６１……基板
６１ａ……露光基板
６２……アライメントマーク
７１……フォトマスク
７２……アライメントマーク
８１……製品露光エリア
８２……単位製品露光エリア

Claims (4)

1. 少なくともランプハウス（１０）と、反射ミラー（２０）と、フォトマスク（７１）と、カメラユニット（３０）と、結像レンズ（４０）と、露光基板（６１ａ）とを備えた分割露光装置であって、
   前記結像レンズ（４０）と露光基板（６１ａ）との間に複数枚のシャッター（５０）を配置したことを特徴とする分割露光装置。
2. 前記カメラユニット（３０）は、アライメント時のみ前記フォトマスク（７１）上に配置され、露光時には待避できる機構を持っていることを特徴とする請求項1に記載の分割露光装置。
3. 露光基板を分割露光して、ＢＧＡ基板等の配線回路基板の配線パターン及びソルダーレジストパターンを形成するための分割露光方法であって、
   前記露光基板（６１ａ）の製品露光エリア（８１）内にアライメントマーク（６２）を配置し、フォトマスク（７１）に配置されたアライメントマーク（７２）と露光基板（６１ａ）に配置されたアライメントマーク（６２）とを直接比較、位置合わせすることを特徴とする分割露光方法。
4. アライメント時に使用する光源は、前記露光基板（６１ａ）の感光層に感度のない光源を使用することを特徴する特徴とする請求項３に記載の分割露光方法。