JP2011028182A

JP2011028182A - 配線パターンの露光方法

Info

Publication number: JP2011028182A
Application number: JP2009176618A
Authority: JP
Inventors: Teruyoshi Funatsu; 輝宜船津; Masahiro Koyama; 昌宏小山; Katsuhisa Ike; 勝久池; Yoshihisa Osaka; 義久大坂; Hitoshi Ikegami; 倫池上; Hideyoshi Yoshizawa; 秀良吉沢; Osamu Nishijima; 修西嶋
Original assignee: Hitachi Via Mechanics Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 2009-07-29
Filing date: 2009-07-29
Publication date: 2011-02-10

Abstract

【課題】プリント基板の配線パターンを露光パターンに変換する場合に、より高精度な露光を可能にすること。
【解決手段】基準アライメントマークＡ１〜Ａ９が格子状に配置されているプリント基板１を露光する場合は、４個の基準アライメントマークで構成される最小の格子を１個の補正領域Ｈ１〜Ｈ４として定め、指定された設計配線パターンを基本図形で構成される第１の配線パターンに分割し、第１の配線パターンのうちで隣接する２つの補正領域に跨るものがある場合は、当該第１の配線パターンをそれぞれの補正領域の境界線上で分割して第２の配線パターンとし、基準アライメントマークＡ１〜Ａ９の設計上の座標値と、計測したアライメントマークＡｈ１〜Ａｈ９の実際の座標値とから、補正領域毎に補正係数を生成して第３の配線パターンを生成し、第３の配線パターンをラスタデータである第１の露光パターンに変換して露光パターンを生成し、プリント基板１を露光する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＡＤ等で設計されたプリント基板の配線パターンをプリント基板に露光するための露光パターンに変換する配線パターンの露光方法に関する。

ＣＡＤ等で設計された配線パターンはベクトル形式で表現される図形の輪郭を示す線分等の集合（ベクトルデータ）で構成されている。露光装置の１つである直接露光装置はマスクフィルムを用いずにプリント基板に配線パターンを露光する装置であり、露光の際にはＣＡＤ等で設計された配線パターンを露光装置に適合した露光パターン（ラスタデータ）に変換する（これをラスタ変換とよぶ）。露光パターンは露光の解像度に応じたサイズのビットマップ画像（ラスタデータ）で構成される。露光パターンは画素単位では２値（たとえば白と黒）のビットマップ画像であり、それぞれ露光領域もしくは非露光領域に割り当てられる。

露光対象となるプリント基板は製造工程において熱等により、たわみ、伸縮等の変形が発生し、この変形の度合いは一枚毎に異なる。プリント基板製造の歩留まり向上のためには、一枚毎に変形を検出し、露光パターンに対して一枚毎の変形に応じた補正を行うことが好ましい。

プリント基板の変形に応じて配線パターンを補正する方法として、１枚のプリント基板の四隅にアライメントマークを設けておき、露光に先立ち、アライメントマークをＣＣＤカメラ等で読み取り、本来あるべきアライメントマーク位置との差分をもとに補正係数を計算し、この補正係数に基づいて露光パターンを補正して露光（描画）する方法がある。

また、一枚の大きなプリント基板（母基板）上に製品となる小さなプリント基板（子基板）を位置をずらして配置した、いわゆる多数個取りのプリント基板面においては、描画精度を向上させるため、各子基板の四隅にアライメントマークを設け、それぞれのアライメントマークの位置ずれに基いてそれぞれ補正係数を計算し、子基板に露光パターンを描画する方法がある。このときの露光方式としては、アライメントマークの読み取り、露光パターンの補正、露光の各処理を描画位置毎に繰り返すステップ露光方式、あるいは一度に全体のアライメントマークを読み取り、描画位置毎の露光パターンの補正を一括して行い、各描画位置の補正された露光パターンを結合した露光パターンを用いて、一括して露光する一括露光方式などがある。

また、補正方法としては描画位置毎に配置ずれのみ補正する方法、更には、配置ずれと合わせて図形の変形も同時に補正する方法がある（特許文献１）。

なお、プリント基板に穴を加工する場合は、１つのプリント基板に対して４個を超えるアライメントマークを設けておき、実際のアライメントマークの位置に基づいて加工位置を補正している（特許文献２）。

特開２００５−３００６２８号公報（図６）特開平６−９９３３４号公報

しかし、プリント基板の配線パターンを露光パターンに変換する場合において、アライメントマークを直角な２軸方向に格子状に配置する場合、１軸方向に配置されたアライメントマークを結ぶ線が図形を横切らないように配置している。

本発明の目的は、プリント基板の配線パターンを露光パターンに変換する場合に、より高精度な露光を可能にすることにある。

上記課題を解決するため、本発明は、ベクタデータである配線パターンをラスタデータである露光パターンに変換してワークを露光する配線パターンの露光方法において、
基準アライメントマークが格子状に配置されているワークを露光する場合は、
（ａ）４個の前記基準アライメントマークで構成される最小の格子を１個の補正領域として定め、
（ｂ）描画を指定された第１の設計配線パターンを基本図形で構成される第１の配線パターンに分割し、
（ｃ）前記第１の配線パターンのうちで隣接する２つの前記補正領域に跨るものがある場合は、当該第１の配線パターンをそれぞれの補正領域の境界線上で分割して第２の配線パターンとし、
（ｄ）ＣＣＤカメラ等の撮像装置により、前記基準アライメントマークの実際の位置を測定し、
（ｅ）前記基準アライメントマークの設計上の座標値と、計測した前記基準アライメントマークの実際の座標値とから、前記補正領域毎に補正係数を生成し、
（ｆ）前記第２の配線パターンを前記補正領域毎の補正係数を用いて補正して、第３の配線パターンを生成し、
（ｇ）前記各補正領域毎に、ベクタデータである前記第３の配線パターンをラスタデータである第１の露光パターンに変換し、
（ｈ）前記第１の露光パターンを結合して第２の露光パターンを生成し、
（ｉ）前記第２の露光パターンによりワークを露光する
ことを特徴とする。

１つの補正領域を小さくすることができるので、プリント基板の変形に応じてきめ細かな露光パターンの補正を行うことができる。

本発明の実施形態に係る描画装置の描画手順を示すフローチャートである。描画しようとするプリント基板の平面図である。第１と第２の配線パターンの説明図で、（ａ）は第１の配線パターンを、（ｂ）は第２の配線パターンを、それぞれ示す。配線パターンの補正例を示す図である。露光結果を示す図である。

以下、本発明を実施する上で好ましい形態について説明する。

はじめに、図２により、配線パターンについて説明する。

図２は描画しようとするプリント基板の平面図である。同図に示すように、プリント基板１には、予め基準アライメントマークＡ１〜Ａ９が方形の格子上に配置されている。なお、基準アライメントマークの数および設置座標はプリント基板の種類、描画精度等により異なる。

設計配線パターンは、多角形であれば図形の輪郭を示す線分の集合により、円形であれば中心座標と半径等のベクトル形式で表される。同図に実線で示す第１の設計配線パターン（図形）ＺＵ１と第２の設計配線パターン（図形）ＺＵ２はこれから描画されるものであり、図形ＺＵ１は、点Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ１４、Ｐ１５、Ｐ１６、Ｐ１７、Ｐ１８、Ｐ１９、Ｐ２０、Ｐ２１、Ｐ２２を備え、隣接する点を結ぶ線分（Ｐ２２の場合はＰ２１およびＰ１１）により輪郭が表される。また、図形ＺＵ２は、点Ｐ５１〜Ｐ６２をそれぞれ結ぶ線分により輪郭が表される。

なお、図形ＺＵ１と図形ＺＵ２はそれぞれ３つの長方形で構成されているが、通常は多数の種類および多数の図形で表されることが多い。また、図形ＺＵ１と図形ＺＵ２とは図示のように配置位置は異なるが同じ形状である場合もあれば、配置位置も形状も異なる場合もある。また、図２ではプリント基板１に２つの設計配線パターンを描画するが、１つまたは３つ以上の設計配線パターンを描画する場合もある。

次に、図１のフローチャートを参照して本発明の実施形態における処理手順について説明する。

描画が指示されると、先ず、描画する内容が前回描画した内容と同じかどうかを確認し（手順Ｓ１０）、前回描画したものと同じである場合は手順Ｓ６０の処理を行い、その他の場合はＣＡＤ等で設計されたベクトルデータであるプリント基板の設計配線パターンおよび基準アライメントマークＡ１〜Ａ９の座標を読み込む（手順Ｓ２０）。そして、基準アライメントマークＡ１〜Ａ９の座標を記憶すると共に、４個の基準アライメントマークで構成される最小の格子を１個の補正領域として定める（手順Ｓ３０）。すなわち、図３（ｂ）の場合は、基準アライメントマークＡ１、Ａ２、Ａ５、Ａ４で囲まれる補正領域Ｈ１と、基準アライメントマークＡ２、Ａ３、Ａ６、Ａ５で囲まれる補正領域Ｈ２と、基準アライメントマークＡ４、Ａ５、Ａ８、Ａ７で囲まれる補正領域Ｈ３と、基準アライメントマークＡ５、Ａ６、Ａ９、Ａ８で囲まれる補正領域Ｈ４と、を定める。

次に、読み込んだ第１の設計配線パターンである図形ＺＵ１から、基本図形（方形、三角形、平行四辺形、円等の単純な図形）で構成される第１の配線パターン（図形）を生成する（手順Ｓ４０）。すなわち、図３（ａ）に示すように、図形ＺＵ１を３個の図形Ｚ１１、Ｚ１２、Ｚ１３に、また、図形ＺＵ２を３個の図形Ｚ２１、Ｚ２２、Ｚ２３に、それぞれ分割する。

次に、第１の配線パターンのうちで隣接する２つの補正領域に跨るものがあるかどうかを確認し、隣接する２つの補正領域に跨る第１の配線パターンをそれぞれの補正領域の境界線上で分割して第２の配線パターンとする（手順Ｓ５０）。すなわち、図３（ｂ）に示すように、補正領域Ｈ１と補正領域Ｈ２に跨る図形Ｚ１２を、補正領域Ｈ１内の図形Ｚ１２１と補正領域Ｈ２内の図形Ｚ１２２に分割する。このとき、図形Ｚ１２１と図形Ｚ１２２を生成するため、Ｐｔ１と点Ｐｔ２の座標を演算により求める。同様に、補正領域Ｈ３と補正領域Ｈ４に跨る図形Ｚ２２を、補正領域Ｈ３内の図形Ｚ２２１と補正領域Ｈ４内の図形Ｚ２２２に分割する。このとき、図形Ｚ２２１と図形Ｚ２２２を生成するため、点Ｐｔ３と点Ｐｔ４の座標を演算により求める。なお、隣接する２つの補正領域に跨がらない（当該補正領域内にある）第１の配線パターンはそのまま第２の設計配線パターンとする。

次に、ＣＣＤカメラ等の撮像装置により、基準アライメントマークＡ１〜Ａ９の実際の位置を測定し、記憶する（手順Ｓ６０）。以下、測定された基準アライメントマークを計測アライメントマークＡｈ１〜Ａｈ９と呼ぶ。なお、プリント基板の変形は一枚毎に異なるので、計測アライメントマークＡｈ１〜Ａｈ９の座標値はプリント基板毎に異なる。

次に、基準アライメントマークＡ１〜Ａ９の座標情報と、計測アライメントマークＡｈ１〜Ａｈ９の座標情報との差分から、補正領域Ｈ１〜Ｈ４毎に補正係数を生成する（手順Ｓ７０）。例えば、基準アライメントマークＡ１、Ａ２、Ａ５、Ａ４と、計測アライメントマークＡｈ１、Ａｈ２、Ａｈ５、Ａｈ４と、の座標値の差分から補正領域Ｈ１の補正係数Ｈｈ１（例えば、台形補正の計算式における各係数など）を生成する。同様にして、補正領域Ｈ２〜Ｈ４の補正係数Ｈｈ２〜Ｈｈ４を生成する。

次に、補正領域Ｈ１の補正係数Ｈｈ１を用いて第２の配線パターンを補正し、第３の配線パターンを生成する（手順Ｓ８０）。

例えば、補正領域Ｈ１内の図形Ｚ１１および図形Ｚ１２１の各頂点は補正係数Ｈｈ１を用いて水平方向および垂直方向の伸縮補正（例えば台形補正など）により座標値を補正される。すなわち、図４の配線パターンの補正例に示すように、図形Ｚ１１は、頂点Ｐｈ１１、Ｐｈ１２、Ｐｈ２１、Ｐｈ２２をそれぞれ接続する線分を輪郭とする図形Ｚｈ１１に補正され、第３の配線パターンＺｈ１１として記憶される。また、図形Ｚ１２１は、点Ｐｈ１３、Ｐｈｔ１、Ｐｈｔ２、Ｐｈ２０をそれぞれ接続する線分を輪郭とする図形Ｚｈ１２１に補正され、第３の配線パターンＺｈ１２１として記憶される。以下、同様にして、補正領域Ｈ２〜Ｈ４内の第２の配線パターンを補正して第３の配線パターンとして記憶する。

次に、補正領域Ｈ１〜Ｈ４毎に、ベクトルデータである第３の配線パターンをラスタデータである補正領域毎の第１の露光パターンに変換した後（手順Ｓ９０）、補正領域Ｈ１〜Ｈ４毎の第１の露光パターンを結合してプリント基板１に露光する第２の露光パターンを生成する（手順Ｓ１００）。そして、第２の露光パターンを用いてプリント基板１を露光する（手順Ｓ１１０）。図５の露光結果に示すように、隣接する補正領域では境界線上のアライメントマークを共有しているので、隣接する補正領域の双方において境界線上の線分が同じように補正される。したがって、補正領域をまたがる図形がある場合でも補正領域の境界で図形がずれることはない。

なお、以上においては、ワークである被露光物がプリント基板である場合について説明したが、本発明はプリント基板の配線パターンに限らず、他のパターンにも適用することができる。

１プリント基板
Ａ１〜Ａ９基準アライメントマーク
Ａｈ１〜Ａｈ９計測したアライメントマーク
Ｈ１〜Ｈ４補正領域

Claims

ベクタデータである配線パターンをラスタデータである露光パターンに変換してワークを露光する配線パターンの露光方法において、
基準アライメントマークが格子状に配置されているワークを露光する場合は、
（ａ）４個の前記基準アライメントマークで構成される最小の格子を１個の補正領域として定め、
（ｂ）描画を指定された第１の設計配線パターンを基本図形で構成される第１の配線パターンに分割し、
（ｃ）前記第１の配線パターンのうちで隣接する２つの前記補正領域に跨るものがある場合は、当該第１の配線パターンをそれぞれの補正領域の境界線上で分割して第２の配線パターンとし、
（ｄ）ＣＣＤカメラ等の撮像装置により、前記基準アライメントマークの実際の位置を測定し、
（ｅ）前記基準アライメントマークの設計上の座標値と、計測した前記基準アライメントマークの実際の座標値とから、前記補正領域毎に補正係数を生成し、
（ｆ）前記第２の配線パターンを前記補正領域毎の補正係数を用いて補正して、第３の配線パターンを生成し、
（ｇ）前記各補正領域毎に、ベクタデータである前記第３の配線パターンをラスタデータである第１の露光パターンに変換し、
（ｈ）前記第１の露光パターンを結合して第２の露光パターンを生成し、
（ｉ）前記第２の露光パターンによりワークを露光すること
を特徴とする配線パターンの露光方法。
前記補正係数は、水平方向および垂直方向の台形補正を行う補正係数であること
を特徴とする請求項１に記載の配線パターンの露光方法。
露光内容が同じである複数のワークを露光する場合、２枚目以降のワークについては、前記（ａ）（ｂ）及び（ｃ）の手順を省略し、前記（ｃ）から（ｉ）までのすること
を特徴とする請求項１に記載の配線パターンの露光方法。