JP2012194253A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 分解能の高い識別記号を露光しながら回路パターンを感光させることができる露光装置を提供する。
【解決手段】 露光装置（１００）は、紫外線を含む光でフォトマスクの回路パターンを第１面に露光する投影露光ユニット（７０）と、紫外線を含む光で電子的に作成された情報データを第２面に露光する空間光変調ユニット（４０）と、投影露光ユニット又は空間光変調ユニットに対して相対的に移動可能な基板を載置し、空間変調ユニットからの光を透過する基板ステージ（６０）と、基板ステージを移動させるステージ駆動部（６５）と、を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、プリント配線基板などの基板に回路パターンを露光するととともに、回路パターンの周辺に記号などの情報データを露光する露光装置に関するものである。

プリント配線基板には、回路パターン以外に、製品の合否を決めるため特定の試験用又は品質適合試験用の回路の一部が形成されることがある。試験用の回路は一般にテストクーポン(Test coupon)又はテストパターン(Test pattern）と呼ばれている（以下、テストクーポン情報と呼ぶ。）また、プリント配線基板には、回路パターン又はテストクーポン情報以外に、プリント配線基板を管理する記号、およびプリント配線基板を切断・分割した後の回路パターン領域を管理する文字情報又は図形情報が形成されることもある。以下、本明細書では、テストクーポン情報、文字情報及び図形情報を総称して情報データと呼ぶ。

上述したような回路パターンと情報データとを露光する露光装置が、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１の露光装置は、予め回路パターンとともに情報データが描かれたフォトマスクを用意している。特許文献１の露光装置は、光源とフォトマスクとの間に配置されたマスキング装置を用いて、フォトマスクから不必要な回路パターン又は情報データをマスキングしている。そして特許文献１の露光装置は、マスキングされなかったフォトマスクの回路パターン又は情報データをプリント配線基板に露光している。

特開２００６−０７２１００号公報

しかし、フォトマスクに描かれる情報データは、用途又は生産ロットに応じて変更されることが多い。このため、フォトマスクに情報データが描かれていると、フォトマスクに描かれた回路パターンに変更が無い場合でも新たにフォトマスクを作成しなければならない。このためフォトマスクの製造コストが上がってしまう問題が生じる。また回路パターンが同じであっても複数のフォトマスクを用意しなければならず、そのフォトマスク管理が複雑になるという問題が生じている。またプリント配線基板の量産性の向上が求められている。

本発明は、上記の問題点に鑑み創作されたものであり、情報データを適宜変更しながら回路パターンを露光できる露光装置を提供することにある。

第１の観点の露光装置は、紫外線を含む光を使ってフォトマスクに描かれた所定の回路パターンを感光性物質が塗布された矩形形状の基板の第１面及び第１面の反対側の第２面に露光する露光装置である。この露光装置は、紫外線を含む光でフォトマスクの回路パターンを第１面に露光する投影露光ユニットと、紫外線を含む光で電子的に作成された情報データを第２面に露光する空間光変調ユニットと、投影露光ユニット又は空間光変調ユニットに対して相対的に移動可能な基板を載置し、空間変調ユニットからの光を透過する基板ステージと、基板ステージを移動させるステージ駆動部と、を備える。

また、投影露光ユニットと空間光変調ユニットとは、基板ステージを介して反対側に配置されている。
さらに、空間光変調ユニットを基板の辺に略平行な方向に移動させる空間光変調ユニット駆動装置を備える。そして投影露光ユニットが回路パターンを露光する際に、空間光変調ユニット駆動装置は空間光変調ユニットを移動させ、且つステージ駆動部は基板ステージを停止させる。また、空間光変調ユニットは情報データを露光する際に、ステージ駆動部が基板ステージを移動させる且つ空間光変調ユニット駆動装置は空間光変調ユニットを停止させることもできる。

第２の観点の露光装置は、基板ステージは、合成石英、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、ポリカーボネイト、又はアクリルの透明板材を含み、透明板材は基板の第２面を吸着する吸着部を有する。
投影露光ユニット及び空間光変調ユニットのうち第２面側に配置されたユニットは、透明板材に対する光路長又は球面収差を補償する補償光学系を有し、透明板材の厚み又は透明板材の種類に応じて、補償光学系を光軸方向に移動させる光学移動部を有する。
投影露光ユニット及び空間光変調ユニットのうち第２面側に配置されたユニットは、透明板材に対する球面収差を補償した光学系を有し、透明板材を透過した第２面に焦点が合わされている。そして情報データは、文字情報、図形情報、又はテストクーポン情報の少なくとも一つを含む

本発明による露光装置は、情報データとフォトマスクに描かれた回路パターンとをプリント配線基板の上下面に露光できる。

露光装置１００の全形の斜視図である。 （Ａ）は、露光装置１００を上面から見た図である。 （Ｂ）は、露光装置１００の側面から見た図である。 空間光変調ユニット４０と投影露光ユニット７０とを示した拡大概念図である。 （Ａ）は、透明板６１と外枠６２との側面拡大図である。 （Ｂ）は、透明板６１と外枠６２との平面拡大図である。 露光装置１００の制御部９０の構成を示したブロック図である。 （Ａ）は、露光装置１００の露光フローチャートである。 （Ｂ）は、空間光変調ユニット４０の露光タイミングと投影露光ユニット７０の露光タイミングとを示した図である。 （Ａ）は、露光されたプリント配線基板ＰＷの上面ＰＷ１を示した平面図である。 （Ｂ）は、露光されたプリント配線基板ＰＷの下面ＰＷ２を示した平面図である。 露光装置１００が２台配置されて、プリント配線基板ＰＷの両面に回路パターンＰＡ及情報データＭを露光する図である。

＜露光装置１００の構成＞
以下、露光装置１００の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、露光装置１００の全形の斜視図である。図１では、筐体１１の長軸方向がＸ軸方向で、短軸方向がＹ軸方向で描かれている。また、投影露光ユニット７０の配置をわかりやすくするために、投影露光ユニット７０を支える支柱類が図示されていない。

露光装置１００は、筐体１１、空間光変調ユニット４０、基板ステージ６０及び投影光学ユニット７０から構成されている。筐体１１は、基板ステージ６０及び投影光学ユニット７０を支えるとともに、空間光変調ユニット４０及び制御部９０を内部に配置している。筐体１１は基板ステージ６０に載置されるプリント配線基板ＰＷ、投影光学ユニット７０などに振動が加わらないように防振マウントで支えられている。プリント配線基板ＰＷにはその両面（表裏面）に回路パターン及び情報データが形成される。プリント配線基板ＰＷは例えばガラスエポキシ層と銅薄膜との積層板である。

筐体１１内部に配置された空間光変調ユニット４０は、プリント配線基板ＰＷの周辺領域にプリント配線基板ＰＷを管理する基板管理用の文字情報及び図形情報を露光する。プリント配線基板ＰＷは複数に切断・分割されることもあるため、空間光変調ユニット４０は分割後の各分割基板を管理する基板管理用の文字情報及び図形情報を露光することもできる。さらに空間光変調ユニット４０は品質適合試験などのテストクーポンもしくはテストパターンを含むテストクーポン情報を露光することもできる。

筐体１１の上部には筐体１１の基板ステージ６０が設置される。基板ステージ６０は、矩形状形のプリント配線基板ＰＷに合わせて、矩形形状の表面を有している。基板ステージ６０は紫外線を含む光を透過する透明板６１と透明板６１の４辺を支える外枠６２とからなる。

基板ステージ６０は、例えば、ボールねじ、スライドガイド及びねじ駆動用モータ等のステージ駆動部６５（６５Ｘ，６５Ｙ）を有している。Ｙ軸駆動部６５Ｙの一部は外枠６２に固定されている。またＸ軸駆動部６５Ｘの一部はＹ軸駆動部６５Ｙに固定されている。Ｙ軸駆動部６５Ｙは基板ステージ６０をＹ軸方向に移動させる。Ｘ軸駆動部６５ＸはＹ軸駆動部６５ＹをＸ軸方向に移動させる。これにより基板ステージ６０はＸ軸方向及びＹ軸方向に移動することができる。また露光装置１００は、基準位置から基板ステージ６０のＸ軸方向又はＹ軸方向の位置を測定する測長器を有している。例えば、Ｘ軸駆動部６５Ｘの一部はＹ軸駆動部６５Ｙに設けられたエンコーダが基板ステージ６０の位置を測定する。

筐体１１の上面には、天井板６８が配置されている。天井板６８には上述したステージ駆動部６５（６５Ｘ，６５Ｙ）が設置されている。その天井板６８の中央部には開口６７が形成されている。この開口６７は何もない空間であってもよくガラス又は合成石英の板が取り付けられていてもよい。本実施形態では開口６７にガラス等がなく空間しかない例を説明する。この開口６７の下方に空間光変調ユニット４０が配置される。

筐体１１の上方には、投影光学ユニット７０が配置される。投影光学ユニット７０は複数のレンズ又は複数のミラーなどから構成されている。投影光学ユニット７０は不図示の支柱によって筐体１１から支えられている。投影光学ユニット７０を挟んでプリント配線基板ＰＷの反対側には回路パターンＰＡが描かれたフォトマスクＭＫが配置されている。
投影光学ユニット７０は紫外線を含む光で照射されたフォトマスクＭＫの回路パターンＰＡをプリント配線基板ＰＷに転写する。実施形態では、反射屈折型の投影光学ユニットが使用されているが、複数のレンズのみからなる屈折型の投影光学ユニットが使用されてもよいし、完全反射式の投影光学ユニットが使用されてもよい。

図２（Ａ）は露光装置１００を上面から見た平面図である。図２（Ｂ）は露光装置１００の側面から見た側面図である。図２（Ｂ）に示されるように、投影光学ユニット７０の上方（＋Ｚ軸側）にはマスクステージＭＫＳに載置されたフォトマスクＭＫが配置されている。そのフォトマスクＭＫの上方に光源２０が配置されている。

プリント配線基板ＰＷは不図示の搬送装置により例えば図２（Ａ）の上側から搬入される。プリント配線基板ＰＷはプリント配線基板ＰＷの基準辺が基板ステージ６０の所定位置に合致させるように載置されて吸着される。矩形のプリント配線基板ＰＷの一辺はＸ軸方向にほぼ平行で且つ他の一辺はＹ軸方向にほぼ平行である。プリント配線基板ＰＷを載置した基板ステージ６０は、矢印ＡＲ２に示されるようにＹ軸駆動部６５Ｙによって筐体１１の天井面６８の下側（−Ｙ軸側）の端から上側（＋Ｙ軸側）の端まで移動する。また基板ステージ６０は、矢印ＡＲ１に示されるようにＸ軸駆動部６５Ｘによって筐体１１の天井面６８の左側（−Ｘ軸側）の端から右側（＋Ｘ軸側）の端まで移動する。基板ステージ６０がＸ軸方向とＹ軸方向とに移動することで、プリント配線基板ＰＷの上面ＰＷ１の任意の領域が投影光学ユニット７０の下方に移動する。

基板ステージ６０が移動する範囲には開口６７がある。このため基板ステージ６０は空中に浮いた状態で移動する領域がある。そのため、透明板６１と外枠６２とは剛性が高い材料が使用される。また、できるだけ透明板６１は撓まないように外枠６２で保持されている。またＹ軸駆動部６５Ｙの剛性も高く設計されている。

筐体１１内部に配置された空間光変調ユニット４０も空間光変調ユニット駆動装置５５によってＸ軸方向とＹ軸方向とに移動する。空間光変調ユニット駆動装置５５は、空間光変調ユニット４０をＹ軸方向に移動させるＹ軸駆動装置５５Ｙが設けられている。また一対のＹ軸駆動装置５５ＹはＸ軸駆動装置５５Ｘに載置されている。Ｘ軸駆動装置５５ＸはＹ軸駆動装置５５ＹをＸ軸方向に移動させることによって、矢印ＡＲ３に示されるように空間光変調ユニット４０をＸ軸方向に移動させる。空間光変調ユニット４０がＸ軸方向とＹ軸方向とに移動することで、プリント配線基板ＰＷの下面ＰＷ２の任意の領域が空間光変調ユニット４０の上方に来る。

空間光変調ユニット４０の上方は開口６７であり、開口６７の上方には基板ステージ６０の透明板６１がある。このため、空間光変調ユニット４０からのは紫外線を含む光はプリント配線基板ＰＷの下面ＰＷ２に到達する。

＜空間光変調ユニット４０の構成＞
図３は基板ステージ６０、空間光変調ユニット４０、光源２０及び投影光学ユニット７０の構成を示した概念図である。

空間光変調ユニット４０は水銀ランプ４１、第１光学系４３、コールドミラー４４、ミラーブロック４６、ＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）４７及び第２光学系４８で構成される。水銀ランプ４１は、ｇ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）及びｉ線（４３６ｎｍ）を含む光を照射する。第１光学系は、楕円ミラー及び複数のレンズ群で構成される。コールドミラー４４は赤外線を透過し紫外線を含む光を反射する。

水銀ランプ４１から第２光学系４８はカバー４２で囲まれ、光学系以外へ光が漏れない構造となっている。カバー４２は排気口が形成され、排気口にはファン４９が配置されている。

コールドミラー４４の上方（基板ＰＷ側）には反射ミラーとハーフミラーとを組み合わせたミラーブロック４６が配置されている。ミラーブロック４６に隣接してＤＭＤ４７が配置され、ミラーブロック４６の上方（基板ＰＷ側）には第２光学系４８が設置されている。第２光学系４８の光軸はプリント配線基板ＰＷの下面ＰＷ２に対して垂直に配置される。ＤＭＤ４７の光軸は第２光学系４８の光軸に対して垂直に配置される。

ＤＭＤ４７は、可動式の約１００万個のマイクロミラーから構成されている。各マイクロミラーの鏡面サイズはおよそ十数μｍ角で格子状に配列されている。マイクロミラーが「ＯＮ」のときは光線がプリント配線基板ＰＷの下面ＰＷ２側に反射される。マイクロミラーが「ＯＦＦ」のときは光線が不図示の紫外線吸収体側に反射される。従って、各マイクロミラーを個別に駆動することにより、ＤＭＤ４７は、テストクーポン情報、文字情報又は図形情報（以下、情報データと呼ぶ。）に空間変調された光線をプリント配線基板ＰＷの下面ＰＷ２に対して照射することができる。

ＤＭＤ４７とプリント配線基板ＰＷの下面ＰＷ２に形成されたフォトレジストＦＲ面とは共役位置に配置される。透明板６１の厚さ又は屈折率の違いにより、ＤＭＤ４７からプリント配線基板ＰＷの下面ＰＷ２までの光路長が変わる。このため透明板６１が交換された場合には、第２光学系４８を通過した光線は、プリント配線基板ＰＷの感光性物質であるフォトレジストＦＲ面に結像しない。また、透明板６１の厚さ又は種類が変わると、特に球面収差が大きく変化する。そこで補償レンズ４８Ｍがレンズ駆動部４５で駆動され、ＤＭＤ４７の位置とプリント配線基板ＰＷのフォトレジストＦＲ面の位置とが共役になり、球面収差が補償される。補償レンズ４８Ｍが移動してもその他のコマ収差などにはほとんど影響を与えない

なお、補償レンズ４８Ｍは、天井面６８の開口６７が何もない空間である状態で設計された。開口６７にガラス又は合成石英などがカバーとして配置された場合には、これらガラス又は合成石英の屈折率又は厚さ等を考慮して補償レンズ４８Ｍが設計される。

水銀ランプ４１から射出された光線は、第１光学系４３に入射しコリメートされる。第１光学系４３から射出された光線は、コールドミラー４４でプリント配線基板ＰＷ側に反射され、ミラーブロック４６に入射する。ミラーブロック４６に入射した光線はＤＭＤ４７に向かい、ＤＭＤ４７で情報データに空間変調される。空間変調された光線は、再びミラーブロック４６に入射し、第２光学系４８を経由してプリント配線基板ＰＷの下面ＰＷ２のフォトレジストＦＲ面に照射される。下面ＰＷ２に転写される情報データの面積は、任意倍率に調整される。

＜光源２０及び投影光学ユニット７０の構成＞
光源２０は、水銀ランプ２１、照明光学系２３及びシャッタ部２５で構成されている。水銀ランプ２１はカバー２９で囲まれ、カバー２９は光学系以外の光が漏れない構造となっている。水銀ランプ２１は、ｇ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）及びｉ線（４３６ｎｍ）を含む光を照射する。カバー２９は、排気口と照射口とが形成され、空気の排出と光線の射出が可能な構造となっている。

水銀ランプ２１から射出された光線は楕円ミラーによって基板方向へ反射し、照明光学系２３で集光される。照明光学系２３に入射した光線は平行光に矯正されフォトマスクＭＫへ向け出射する。照明光学系２３はフォトマスクＭＫの表面に対して垂直に配置される。

水銀ランプ２１からフォトマスクＭＫまでの間には、シャッタ部２５が配置される。本実施形態では、照明光学系２３の下方にシャッタ部２５が配置されている。シャッタ部２５はシャッタ羽根２５ａ及びシャッタ駆動部２５ｂからなる。シャッタ駆動部２５ｂは回転モータ等からなり、シャッタ羽根２５ａを光路中に入れたり又は光路から外したりする。このようにしてシャッタ部２５は水銀ランプ２１から射出された光線を遮断したり通過させたりする。プリント配線基板ＰＷの上面ＰＷ１を露光する際にはシャッタ羽根２５ａが光路から外れ、次の領域にプリント配線基板ＰＷが動く際にはシャッタ羽根２５ａが光路に入る。

つぎに、投影光学ユニット７０について説明する。投影光学ユニット７０は、入射側凸レンズ７１および出射側凸レンズ７２と、この入射側凸レンズ７１および出射側凸レンズ７２の間に配置された反射ミラー７３と、補正レンズ７５と、凹面反射ミラー７７とを鏡筒７８内に備えている。

入射側凸レンズ７１および出射側凸レンズ７２は、同一の屈折率であり共軸となる位置に配置されている。入射側凸レンズ７１および出射側凸レンズ７２は倍率調整部７９に支持されている。倍率調整部７９は、入射側凸レンズ７１および出射側凸レンズ７２を支持する支持テーブル、リニアガイド及びモータなどを備えている。熱処理などでプリント配線基板ＰＷが伸縮した場合に、倍率調整部７９は入射側凸レンズ７１および出射側凸レンズ７２を移動させて、そのプリント配線基板ＰＷの伸縮状態にフォトマスクＭＫの回路パターンＰＡ（図１を参照）を対応させる。

反射ミラー７３は、入射側凸レンズ７１からの投影光を補正レンズ７５及び凹面反射ミラー７７へ導く第１反射面７３ａと、補正レンズ７５及び凹面反射ミラー７７からの投影光を出射側凸レンズ７２へ導く第２反射面７３ｂとを有する。複数のレンズからなる補正レンズ７５は反射ミラー７３からの投影光の収差を補正する。凹面反射ミラー７７は、補正レンズ７５を介して送られる投影光を反射する。

つまり、投影光学ユニット７０はフォトマスクＭＫの回路パターンＰＡを透過した投影光を倍率調整させて、プリント配線基板ＰＷの上面ＰＷ１のフォトレジストＦＲ面へ投影する。

＜基板ステージ６０の構成＞
基板ステージ６０の透明板６１は、光学ガラス、合成石英、フッ化マグネシウムもしくはフッ化カルシウム、又はポリカーボネイトやアクリル等の機能性樹脂が使用される。透明板６１の平面度は重要であるため、たとえば、両面を同時に加工して平行平板などを作製するラッピング法（両面ラッピング）によって加工する。また透明板６１の厚みは、強度的観点、透過率などの要素から決まる。硼珪酸ガラスが使用される場合、そのヤング率は８×１０^２Ｎ／ｍｍ^２である。透明板６１のＸ軸方向の寸法を５００ｍｍ、Ｙ軸方向の寸法を１５０ｍｍとし、プリント配線基板ＰＷの加重量が２５００パスカルと仮定した場合には、約７ｍｍの厚さであると透明板６１の最大変形量が０．８ｍｍになる。ｇ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）及びｉ線（４３６ｎｍ）を含む光の透過率の観点から、透過率９０％以上であることが好ましい。透明板６１の透過率は水銀ランプ４１（図３を参照。）の出力に影響を与えるからである。硼珪酸ガラスが使用される場合、透過率９０％以上必要であるとすると１０ｍｍ以下の厚さでなければならない。

図４（Ａ）に示されるように、透明板６１の４辺には外枠６２が配置されている。外枠６２は、透明板６１の上下面を挟み込んでいる。外枠６２の各辺はその中央付近が上方に反って形成されている。このため透明板６１は重力がかからない状態であると透明板６１の中央付近が膨らんだ形状になっている。外枠６２を有する透明板６１は、水平に配置されると重力によりほぼ透明板６１の全面が水平状態になり、透明板６１が約６ｍｍの厚さであってもその最大変形量が０．１ｍｍ以下になる。外枠６２の各辺がその中央付近が上方に反って形成されているため、薄い透明板６１であっても最大変形量は極めて小さくすることができる。

外枠６２の一対の２辺にはＹ軸駆動部６５Ｙが固定されている。Ｙ軸駆動部６５Ｙの内部にはボールねじ６６等が配置され、ボールねじ６６が回転することで基板ステージ６０を移動させることができる。

透明板６１はプリント配線基板ＰＷを固定する必要がある。そのため、図４（Ｂ）に示されるように、透明板６１の４つの角部の近傍に基板吸着溝６３が形成されている。基板吸着溝６３はＸ軸方向及びＹ軸方向に伸びるＬ型の吸着溝が形成されているがこの形状に限られない。例えば基板吸着溝６３は単純な円形状であってもよい。この基板吸着溝６３は図４（Ａ）に示されるように、貫通孔６４に接続し貫通孔６４にキャップＣＰで取り付けられたホースＨＳに接続されている。ホースＨＳは不図示の真空装置に接続されている。

基板吸着溝６３はできるだけ透明板６１の４つの角部の近傍又は透明板６１の各辺の近傍に形成されることが好ましい。空間光変調ユニット４０の光線のじゃまにならないようにするためである。つまり、透明板６１の中央領域は空間光変調ユニット４０から空間変調された光線が下面ＰＷ２に照射される。仮に基板吸着溝６３が透明板６１の中央領域に存在すると、空間変調された光線が屈折し正しい位置に照射されなくなるからである。

プリント配線基板ＰＷには用途によって複数の大きさがある。このため基板吸着溝６３の位置は一様ではない。このため、プリント配線基板ＰＷの大きさに合わせて基板吸着溝６３の位置を変えた複数の透明板６１を用意することが好ましい。

＜制御部９０の構成＞
図５は、露光装置１００の制御部９０の構成を示したブロック図である。露光装置１００は制御部９０で制御される。制御部９０は、情報データの露光を制御する情報データ露光制御部９１、及び回路パターンの露光を制御する回路パターン露光制御部９２を有している。情報データ露光制御部９１、及び回路パターン露光制御部９２は記憶装置９８に接続されている。

記憶装置９８には、プリント配線基板ＰＷの露光データ、回路パターンの露光領域のデータ、情報データの位置情報、プリント配線基板ＰＷのフォトレジスト感度、及び基板ステージ６０の移動速度などのデータが記憶されている。記憶装置９８に記憶されるデータは制御部９０に接続された外部入力部９９（例えば工場側ＬＡＮもしくは手入力）により入力される。

情報データ露光制御部９１は、ＤＭＤ駆動回路９３及び空間光変調ユニットの駆動制御回路９４に接続されている。情報データ露光制御部９１は記憶装置９８に記憶された識別記号露光データをＤＭＤ駆動データに変換する。ＤＭＤ駆動回路９３は空間光変調ユニット４０のＤＭＤ４７に接続されており、約１００万個のマイクロミラーをオンオフさせる。空間光変調ユニットの駆動制御回路９４は、空間光変調ユニット駆動装置５５のＸ軸駆動装置５５Ｘ及びＹ軸駆動装置５５Ｙに接続されており、空間光変調ユニット４０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。情報データ露光制御部９１は、記憶装置９８に記憶されたプリント配線基板ＰＷのフォトレジスト感度などの条件に基づき、空間光変調ユニットの駆動制御回路９４に移動速度を伝達する。つまり情報データ露光制御部９１は、プリント配線基板ＰＷの複数の領域に情報データを露光するように制御する。

回路パターン露光制御部９２は、倍率制御回路９５、ステージ制御回路９６及びシャッタ制御回路９７に接続されている。倍率制御回路９５は投影光学ユニット７０の倍率調整部７９に接続されており、入射側凸レンズ７１及び出射側凸レンズ７２を移動させる。ステージ制御回路９６は基板ステージ６０のステージ駆動部６５に接続されており、基板ステージ６０をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。シャッタ制御回路９７は光源２０のシャッタ部２５に接続されており、シャッタ部２５を開閉させる。つまり回路パターン露光制御部９２は、プリント配線基板ＰＷの複数の領域に適切な倍率でフォトマスクＭＫの回路パターンＰＡ（図１を参照）を露光するように制御する。

＜露光装置１００の動作＞
露光装置１００の動作について説明する。図６（Ａ）は露光装置１００の露光フローチャートである。図６（Ｂ）は投影光学ユニット７０による回路パターンＰＡの露光タイミングチャートと空間光変調ユニット４０による情報データＭ（Ｍ１，Ｍ２）の露光タイミングチャートとである。図７（Ａ）はプリント配線基板ＰＷの上面ＰＷ１に露光された回路パターンＰＡの例であり、図７（Ｂ）はプリント配線基板ＰＷの下面ＰＷ２に露光された情報データＭ１，Ｍ２の例である。なおプリント配線基板ＰＷの上面ＰＷ１及び下面ＰＷ２には感光性物質であるフォトレジストＦＲが形成されている。

最初にプリント配線基板ＰＷが不図示の搬送装置により基板ステージ６０に搬入される。そして不図示のアライメントカメラ等でプリント配線基板ＰＷがアライメントされる。そしてこの露光倍率などが求められる。

まず、投影光学ユニット７０による露光について説明する。
ステップＳ１１１において、回路パターン露光制御部９２に記憶装置９８に記憶された露光倍率が設定される。回路パターン露光制御部９２は倍率制御回路９５を介して投影光学ユニット７０の入射側凸レンズ７１及び出射側凸レンズ７２を露光倍率に応じた位置に移動させる。

ステップＳ１１２において、回路パターン露光制御部９２は基板ステージ６０を所定の位置に移動させた後、基板ステージ６０を停止させ、その後、シャッタ制御回路９７がシャッタ部２５を開き、所定の露光量が露光された後に閉じる。回路パターン露光制御部９２は再び基板ステージ６０を所定の位置に移動させてシャッタ部を開閉する。この動作を繰り返すことで、図７（Ａ）に示されるように、６個の領域で露光倍率が補正された回路パターンＰＡ（ＰＡ１〜ＰＡ６）がプリント配線基板ＰＷの上面ＰＷ１に露光される。

次に、空間光変調ユニット４０による露光について説明する。
ステップＳ１２１において、情報データ露光制御部９１に記憶装置９８に記憶された露光倍率が設定される。情報データ露光制御部９１は露光倍率に応じてどのマイクロミラーを傾斜させるかを演算する。

ステップＳ１２２において、空間光変調ユニット駆動装置５５は空間光変調ユニット４０をプリント配線基板ＰＷの辺に平行なＸ軸方向又はＹ軸方向に移動させる。空間光変調ユニット４０がＸ駆動装置５５ＸによりＸ軸方向に移動している最中に、ＤＭＤ駆動回路９３を介して空間光変調ユニット４０のＤＭＤ４７が駆動される。これにより空間光変調ユニット４０が移動中（走査中）に露光倍率が補正された情報データＭ１がプリント配線基板ＰＷに露光される。また、空間光変調ユニット４０がＹ軸駆動装置５５ＹによりＹ軸方向に移動している最中に、ＤＭＤ駆動回路９３を介してＤＭＤ４７が駆動される。これにより空間光変調ユニット４０が移動中に（走査中）に露光倍率が補正された情報データＭ２がプリント配線基板ＰＷに露光される。この動作を繰り返すことで、図７（Ｂ）に示されるように、複数の領域に情報データＭ１及び情報データＭ２がプリント配線基板ＰＷの下面ＰＷ２に露光される。

情報データＭ１は、品質適合試験用の回路などのテストクーポン情報である。プリント配線基板ＰＷには外観ではわからない内在する欠陥があることがある。このために回路パターンＰＡに隣接して形成されたテストクーポン情報（情報データＭ１）を採集し、破壊して検査などが行われる。

情報データＭ２は、回路パターン領域を管理する文字情報又は図形情報である。ＤＭＤ４７が電子的に情報を変更できるため、１枚のプリント配線基板ＰＷの複数の回路パターンＰＡ毎に情報データＭ２が“ａ−１−１１”、“ａ−１−１２”にように形成される。必要であれば、回路パターンＰＡの露光倍率に合わせて文字情報である情報データＭ２の倍率も変更できる。

ステップＳ１１２とステップＳ１２２とは並行して実施される。このためスループットが向上する。例えば、基板ステージ６０が停止している最中に投影光学ユニット７０が回路パターンＰＡを露光する。その基板ステージ６０が停止している最中に空間光変調ユニット４０が情報データＭを露光してもよい。また、基板ステージ６０が移動している最中には投影光学ユニット７０は回路パターンＰＡを露光しないが、基板ステージ６０が移動している最中に空間光変調ユニット４０は情報データＭを露光することもできる。

図６（Ｂ）の上段は投影光学ユニット７０が回路パターンＰＡを露光するタイミングを示している。縦軸が基板ステージ６０の移動速度で横軸が時間である。また“ＰＡ露光”と示されている時間帯は回路パターンＰＡが露光されている時間帯である。図６（Ｂ）の下段は空間光変調ユニット４０が情報データＭを露光するタイミングを示している。縦軸が空間光変調ユニット駆動装置５５による空間光変調ユニット４０の移動速度で横軸が時間である。また、“Ｍ露光”と示されている時間帯は情報データＭ（Ｍ１又はＭ２）が露光されている時間帯である。

例えば、図６（Ｂ）の下段において、Ｍ露光Ｂ、Ｍ露光Ｄ、Ｍ露光Ｆ及びＭ露光Ｈと示されている時間帯は、基板ステージ６０が停止している最中に空間光変調ユニット４０が情報データＭを露光したことを示している。またＭ露光Ａ、Ｍ露光Ｆ及びＭ露光Ｈと示されている領域は、基板ステージ６０が移動している最中に空間光変調ユニット４０が情報データＭを露光したことを示している。このＭ露光Ａ、Ｍ露光Ｆ及びＭ露光Ｈの時間帯には空間光変調ユニット駆動装置５５は空間光変調ユニット４０を停止させたままである。基板ステージ６０が所定速度で移動しているので、その基板ステージ６０の移動に同期させて空間光変調ユニット４０が情報データＭを露光している。Ｍ露光Ｃに示されている時間帯は、基板ステージ６０が移動し且つ空間光変調ユニット４０が移動している最中に空間光変調ユニット４０が情報データＭを露光している時間帯である。

上述の図６（Ｂ）のタイミングチャートでは、基板ステージ６０が所定速度で移動している最中、または基板ステージ６０が停止している最中に、空間光変調ユニット４０が情報データＭを露光していた。しかし、制御は複雑になるが、基板ステージ６０が加速もしくは減速している最中に、空間光変調ユニット４０が情報データＭを露光することも可能である。

＜露光装置１００によるプリント配線基板ＰＷの製造＞
露光装置１００はプリント配線基板ＰＷの上面ＰＷ１に回路パターンＰＡを露光し、
下面ＰＷ２に情報データＭを露光する。図７（Ａ）及び（Ｂ）に示された通り、この時点で、プリント配線基板ＰＷの上面ＰＷ１には情報データＭが露光されておらず、下面ＰＷ２には回路パターンＰＡが露光されていない。

図８は、２台の露光装置１００の間に基板反転装置８０が配置された図である。１台目の露光装置１００で、プリント配線基板ＰＷの上面ＰＷ１に回路パターンＰＡが露光され、下面ＰＷ２に情報データＭが露光される。その後、基板反転装置８０がプリント配線基板ＰＷを反転させる。そして２台目の露光装置１００は、プリント配線基板ＰＷの上面ＰＷ１に回路パターンＰＡを露光し、下面ＰＷ２に情報データＭを露光する。これにより、プリント配線基板ＰＷの両面に回路パターンＰＡ及び情報データＭが露光される。

以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。例えば、図１等では空間光変調ユニット４０が筐体１１内に配置され投影光学ユニット７０が基板ステージ６０の上方に配置されていた。しかし、空間光変調ユニット４０が基板ステージ６０の上方に配置され投影光学ユニット７０が筐体１１内に配置されてもよい。

また、交換される透明板６１がその厚さ又は屈折率が変わる例を説明したが、透明板６１が交換されない場合や交換されても厚さ及び屈折率が変わらない場合には、移動する補償レンズ４８Ｍを設ける必要はない。

２０ … 光源、 ２１ … 水銀ランプ、 ２３ … 照明光学系
２５ … シャッタ部（２５ａ … シャッタ羽根，２５ｂ … シャッタ駆動部）
４０ … 空間光変調ユニット、 ４１ … 水銀ランプ
４２ … カバー、 ４３ … 第１光学系、 ４４ … コールドミラー
４５ … レンズ駆動部、 ４６ … ミラーブロック
４８ … 第２光学系 （４８Ｍ … 補償レンズ）
４７ … ＤＭＤ（ディジタルマイクロミラーデバイス）
４９ … ファン
５５ … 空間光変調ユニット駆動装置
５５Ｘ … Ｘ軸駆動装置、５５Ｙ … Ｙ軸駆動装置
６０ … 基板ステージ
６１ … 透明板
６２ … 外枠
６３ … 基板吸着溝
６６ … ボールねじ
６３ … 基板吸着溝
６５ … ステージ駆動部
７０ … 投影露光ユニット
７１ … 入射側凸レンズ、７２ … 出射側凸レンズ
７３ … 反射ミラー（７３ａ … 第１反射面，７３ｂ … 第２反射面）
７５ … 補正レンズ、７７ … 凹面反射ミラー
７８ … 鏡筒、７９ … 倍率調整部
９０ … 制御部
９１ … 情報データ露光制御部、 ９２ … 回路パターン露光制御部
９３ … ＤＭＤ駆動回路、 ９４ … 駆動部制御回路
９５ … 倍率制御回路、 ９６ … ステージ制御回路
９７ … シャッタ制御回路、 ９８ … 記憶装置、 ９９ … 外部入力部
１００ … 露光装置
ＦＲ … フォトレジスト
Ｍ（Ｍ１，Ｍ２） … 情報データ
ＭＫＳ … マスクステージ
ＭＫ … フォトマスク
ＰＡ … 回路パターン
ＰＷ … プリント配線基板 （上面 ＰＷ１、下面 ＰＷ２）

Claims (8)

1. 紫外線を含む光を使ってフォトマスクに描かれた所定の回路パターンを感光性物質が塗布された矩形形状の基板の第１面及び前記第１面の反対側の第２面に露光する露光装置において、
   前記紫外線を含む光で前記フォトマスクの前記回路パターンを前記第１面に露光する投影露光ユニットと、
   前記紫外線を含む光で電子的に作成された情報データを前記第２面に露光する空間光変調ユニットと、
   前記投影露光ユニット又は前記空間光変調ユニットに対して相対的に移動可能な前記基板を載置し、前記空間変調ユニットからの前記光を透過する基板ステージと、
   前記基板ステージを移動させるステージ駆動部と、
   を備える露光装置。
2. 前記投影露光ユニットと前記空間光変調ユニットとは、前記基板ステージを介して反対側に配置されている請求項１に記載の露光装置。
3. 前記空間光変調ユニットを前記基板の辺に略平行な方向に移動させる空間光変調ユニット駆動装置を備え、
   前記投影露光ユニットが前記回路パターンを露光する際に、前記空間光変調ユニット駆動装置は前記空間光変調ユニットを移動させ、且つ前記ステージ駆動部は前記基板ステージを停止させる請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
4. 前記空間光変調ユニットを前記基板の辺に略平行な方向に移動させる空間光変調ユニット駆動装置を備え、
   前記空間光変調ユニットは前記情報データを露光する際に、前記ステージ駆動部が前記基板ステージを移動させる且つ前記空間光変調ユニット駆動装置は前記空間光変調ユニットを停止させる請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
5. 前記基板ステージは光学ガラス、合成石英、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、ポリカーボネイト、又はアクリルの透明板材を含み、前記透明板材は前記基板の前記第２面を吸着する吸着部を有する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の露光装置。
6. 前記投影露光ユニット及び前記空間光変調ユニットのうち前記第２面側に配置されたユニットは、前記透明板材に対する光路長又は球面収差を補償する補償光学系を有し、
   前記透明板材の厚み又は前記透明板材の種類に応じて、前記補償光学系を光軸方向に移動させる光学移動部を有する請求項５に記載の露光装置。
7. 前記投影露光ユニット及び前記空間光変調ユニットのうち前記第２面側に配置されたユニットは、前記透明板材に対する球面収差を補償した光学系を有し、前記透明板材を透過した前記第２面に焦点が合わされている請求項５に記載の露光装置。
8. 前記情報データは、文字情報、図形情報、又はテストクーポン情報の少なくとも一つを含む請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の露光装置。