JP2010039347A - 投影露光装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フォトマスク20を通過したパターン像を含む光を、投影光学系を介してプリント基板上に投影して露光させる投影露光装置であって、一方の面に凸型の曲面を有して他方の面に光軸に対して垂直な平面を有する凸型レンズ32と、それに対応する凹型の曲面を一方に有して他方の面に光軸に対して垂直な平面を有する凹型レンズ31を、各曲面が対向するように配置したレンズの組を、投影光学系とフォトマスクとの間に設け、プリント基板上に形成された配線パターン上で直交する2軸(X方向とY方向)の各方向毎に得られた基板伸縮量の情報に応じて、レンズの組の凸型の曲面と凹型の曲面との間隔を変化させて投影光学系による投影倍率の誤差を補正する。
【選択図】図3
Description
また、引用文献1のシリンドリカルレンズは、引用文献1の段落0053及び図9に示されるように、投影光学系を設計する段階で、他の投影レンズと共に投影光学系に予め組み込まれる。また、複数の各シリンドリカルレンズ間の距離は、ピエゾ素子により光軸方向に微小駆動できる以外は、ほぼ固定された距離が確保されている。
本実施態様では、前記曲面間の間隔を、XとYの各軸方向の少なくとも一方に沿って変化させることで、基板の台形歪もしくは菱形歪を補正することができる。
図1は、本発明の第1実施形態の投影露光装置の概略構成を示すブロック図である。
投影露光装置1は、光源部10からの出射光をフォトマスク20に形成された配線パターンに照射し、そのフォトマスク20を通過した配線パターンの像を含む光を、投影光学系50を介してプリント基板100上に投影して露光させる投影露光装置である。より詳しくは、露光前のプリント基板材料の上に均等に塗布された感光材料(フォトレジスト)に、配線パターンを露光させることで、プリント基板材料の上にプリント配線部を形成する装置である。露光装置には、使用される感光材料に対応してソルダレジスト用とパターンレジスト(ドライフィルムレジスト等)用がある。後工程ではんだを付着させる場合にはソルダレジストが用いられ、基板の銅箔層をエッチングする場合には、パターンレジストが用いられる。
220・2*sin1°=6303(mm)
1.6/1*sin1°=0.028=asin(θ+1°)
θ=0.6°
D1=0.022(mm)/2/sin0.6°=1.05(mm)
図6(a)と(b)は、本発明の第2実施形態の投影露光装置の投影倍率補正部の断面図であり、図7(a)と(b)は、図6(a)と(b)の各シリンドリカルレンズの斜視図である。尚、図6(a)と(b)は、第1実施形態の図3(a)と(b)に対応し、図7(a)と(b)は、第1実施形態の図4(a)と(b)に対応する図でもある。
図8(a)と(b)は、本発明の第3実施形態の投影露光装置の投影倍率補正部の断面図である。尚、図8(a)と(b)は、第1実施形態の図3(a)と(b)に対応する図でもある。
図9(a)と(b)は、本発明の第4実施形態の投影露光装置の投影倍率補正部におけるレンズ部を示した斜視図である。尚、図9(a)と(b)は、第1実施形態の図4(a)と(b)に対応する図でもある。
図10(a)〜(c)は、本発明の第5実施形態の投影露光装置の投影倍率補正部におけるレンズ部を示した斜視図である。尚、図10(a)〜(c)は、第4実施形態の図9(a)と(b)に対応する図でもある。
上記した第4実施形態と第5実施形態を組み合わせて、上端、中央、下端の全シリンドリカルレンズを上下に駆動できるようにすることができ、それを第6実施形態の投影露光装置とする。その場合、構成上は、上記第4実施形態と第5実施形態に記載した内容を、重複する部分を除いて備えることになる。第6実施形態の投影露光装置の構成で倍率補正を実施する場合には、例えば、まず、上端と下端のシリンドリカルレンズを駆動部90で同じ距離だけ上下反対方向(離間方向)に駆動することで、X方向とY方向の両方向に共通の倍率(平均倍率)で補正することができる。その後、駆動部90で中央のシリンドリカルレンズを上下に駆動することで、平均倍率からX方向またはY方向に独立した倍率補正を実施することができる。
図11(a)と(b)は、本発明の第7実施形態の投影露光装置の投影倍率補正部の断面図である。尚、図11(a)と(b)は、第2実施形態の図6(b)に対応する図でもある。
図12は、本発明の第8実施形態の投影露光装置の一部構成のブロック図である。尚、図12は、第1実施形態の図1に対応する図でもある。
図13(a)、(b)は、本発明の第9実施形態の投影露光装置の投影倍率補正部におけるレンズ部を示した斜視図である。図14(a)と(b)は、本発明の第9実施形態の投影露光装置の投影倍率補正部のY方向とX方向の各々の断面図である。尚、図13(a)と(b)は、第1実施形態の図4(a)と(b)に対応し、図14(a)と(b)は、第1実施形態の図3(b)に対応してY方向とX方向の断面を各々示す図でもある。
10 光源部、
20 フォトマスク、
30 投影倍率補正部、
31、31a、31b、38 凹型シリンドリカルレンズ、
32、32a、32b、39 凸型シリンドリカルレンズ、
33、36 支持筒、
37 上凸下凹型シリンドリカルレンズ、
41、42、44、45 支持枠、
50 投影光学系、
60 ステージ、
70 基板伸縮量計測部、
75 投影倍率計測部、
80 制御部、
90 駆動部、
91 モータ、
92 くさび型カム、
93 接触部、
94 接続腕部、
100 基板、
110 収差補正板、
131 凹型非球面レンズ
132 凸型非球面レンズ
Claims (18)
- 光源からの光をフォトマスクに形成されたパターンに照射し、当該フォトマスクを通過したパターン像を含む光を、投影光学系を介してプリント基板上に投影して露光させる投影露光装置であって、
一方の面に凸型の曲面を有して他方の面に光軸に対して垂直な平面を有する凸型レンズと、一方の面に前記凸型の曲面に対応して曲率が略同様である凹型の曲面を有して他方の面に光軸に対して垂直な平面を有する凹型レンズを、前記各曲面が対向すると共に前記プリント基板に平行となるように配置した少なくとも1組のレンズの組を、前記投影光学系と前記フォトマスクとの間、または、前記投影光学系と前記プリント基板との間に設け、
前記プリント基板上に形成された配線パターンにおける前記プリント基板の表面上で直交する2軸(X方向とY方向)の基板伸縮量情報に応じて、前記レンズの組の前記凸型の曲面と前記凹型の曲面との間隔を変化させることで、
前記2軸の各方向を一括して変化させる前記投影光学系による投影倍率の誤差を補正する
ことを特徴とする投影露光装置。 - 前記凸型レンズは、一方の面に前記2軸の一方に沿う曲率と他方に沿う曲率が異なる凸型の曲面を有する凸型の曲面を有する凸型非球面レンズであり、
前記凹型レンズは、一方の面に前記凸型非球面レンズの曲面に対応して曲率が略同様である凹型の曲面を有する凹型非球面レンズである
ことを特徴とする請求項1に記載の投影露光装置。 - 前記凸型レンズは、一方の面に前記2軸の一方のみに沿って曲率を有する凸型の曲面を有する凸型シリンドリカルレンズであり、前記凹型レンズは、一方の面に前記凸型シリンドリカルレンズの曲面に対応して曲率が略同様である凹型の曲面を有する凹型シリンドリカルレンズである
ことを特徴とする請求項1に記載の投影露光装置。 - 前記基板伸縮量を計測する基板伸縮計測部と、
前記各基板伸縮量の情報から、それらの差と当該差を減少させるための前記2軸の一方又は両方の投影倍率に対する補正値を演算する制御部と、
前記補正値により前記レンズの組の前記凸型の曲面と前記凹型の曲面との間隔を変化させて投影倍率を補正する投影倍率補正部と
を備える
ことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の投影露光装置。 - 前記制御部は、前記各基板伸縮量の情報から、台形歪もしくは菱形歪を検出した場合、当該台形歪もしくは菱形歪に対して、前記2軸のいずれかを回転軸として、他方の軸に沿う一端側の前記曲面間の間隔が、多端側の前記曲面間の間隔に対して大きくなるように回転させた補正値を演算する
ことを特徴とする請求項4に記載の投影露光装置。 - 前記組のレンズの少なくとも一方の位置を光軸方向に移動させることができる駆動部
を有し、
前記制御部は、前記投影倍率に対する補正値から、前記基板伸縮量の差を補正するように生成した制御信号を前記駆動部に出力する
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の投影露光装置。 - 前記組のレンズを2組用い、前記プリント基板上の2軸の各々に対応させて、各組のレンズにおける最大曲率に対応する軸方向が各々直交するように配置する
ことを特徴とする請求項6に記載の投影露光装置。 - 前記駆動部は、前記直交配置された2組のレンズのうち、前記フォトマスクに最も近接するレンズと、前記プリント基板に最も近接するレンズを少なくとも駆動すること
ことを特徴とする請求項7に記載の投影露光装置。 - 前記駆動部は、前記2組直交させて配置された組のレンズのうち、最もフォトマスクに近接するレンズと最もプリント基板に近接するレンズとに挟まれた中間の2枚のレンズを少なくとも駆動する
ことを特徴とする請求項7に記載の投影露光装置。 - 前記中間の2枚のレンズを一体化して形成する
ことを特徴とする請求項9に記載の投影露光装置。 - 前記駆動部は、前記対向する各曲面の間隔を変化させるために、前記組のレンズの少なくとも一方を、前記組のレンズの光軸方向に沿って平行移動させる
ことを特徴とする請求項6〜10の何れかに記載の投影露光装置。 - 前記駆動部は、前記組のレンズの少なくとも一方を、前記組のレンズを支持する筐体内で平行移動させる
ことを特徴とする請求項11に記載の投影露光装置。 - 前記各組のレンズは、当該レンズの周縁支持部により支持され、該周縁支持部は、各々逆方向に外向ネジが形成されると共に回転不能且つ光軸方向に移動可能に支持され、前記組のレンズを支持する筐体の内面には前記外向ネジと噛み合う内向ネジが形成され、
前記駆動部は、前記筐体を回転させることで、前記レンズを光軸方向に沿って平行移動させる
ことを特徴とする請求項12に記載の投影露光装置。 - 前記組のレンズは、入射光が光軸に平行である場合、出射光が光軸に平行になるテレセントリック光学系である
ことを特徴とする請求項1〜13の何れかに記載の投影露光装置。 - 前記組のレンズの対向する各々の曲面の曲率は、僅かに異なる
ことを特徴とする請求項14に記載の投影露光装置。 - 前記投影光学系と前記フォトマスクとの間、または、前記投影光学系と前記プリント基板との間のうち、前記投影倍率補正部が配置されない方に設置され、前記組のレンズの合計の厚みと同様な厚み寸法を有し、前記組のレンズと同様な材料で形成された収差補正板を有する
ことを特徴とする請求項1〜15の何れかに記載の投影露光装置。 - 光源からの光をフォトマスクに形成されたパターンに照射し、当該フォトマスクを通過したパターン像を含む光を、投影光学系を介してプリント基板上に投影して露光させる投影露光装置によるプリント基板の製造方法であって、
一方の面に凸型の曲面を有して他方の面に光軸に対して垂直な平面を有する凸型レンズと、一方の面に前記凸型の曲面に対応して曲率が略同様である凹型の曲面を有して他方の面に光軸に対して垂直な平面を有する凹型レンズを、前記各曲面が対向すると共に前記プリント基板に平行となるように配置した少なくとも1組のレンズの組を、前記投影光学系と前記フォトマスクとの間、または、前記投影光学系と前記プリント基板との間に設ける工程と、
前記プリント基板上に形成された配線パターンにおける前記プリント基板の表面上で直交する2軸(X方向とY方向)の基板伸縮量を計測する工程と、
前記検出された2軸方向の基板伸縮量の情報から、それらの差と当該差を減少させるための前記2軸の一方又は両方の投影倍率に対する補正値を演算する工程と、
前記補正値により、前記レンズの組の前記凸型の曲面と前記凹型の曲面との間隔を変化させ、前記2軸の各方向を一括して変化させる前記投影光学系による投影倍率の誤差を補正する工程と
を有することを特徴とするプリント基板の製造方法。 - 前記基板伸縮量を計測する工程で、前記各基板伸縮量の情報から、台形歪もしくは菱形歪を検出した場合、
前記補正値を演算する工程では、前記台形歪もしくは菱形歪に対して、前記2軸のいずれかを回転軸として、他方の軸に沿う一端側の前記曲面間の間隔が、多端側の前記曲面間の間隔に対して大きくなるように回転させた補正値を演算する
ことを特徴とする請求項17に記載の投影露光装置。
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