JP2593824B2

JP2593824B2 - プリント基板製作の露光方法及び装置

Info

Publication number: JP2593824B2
Application number: JP63014397A
Authority: JP
Inventors: 一也田中
Original assignee: Ushio Denki KK
Current assignee: Ushio Denki KK
Priority date: 1988-01-27
Filing date: 1988-01-27
Publication date: 1997-03-26
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: JPH01191152A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、電子部品の実装等で用いられるプリント基
板製作のための露光方法及び装置に関するものである。

［従来の技術］一般にプリント基板と呼ばれているものには、コンピ
ュータ，テレビ，ステレオ等で用いられるプリンティッ
ドワイヤードボード（以下、PWBという）や、カメラ，
電卓,VTR等で用いられるフレキシブルプリンティッドサ
ーキィット（以下、FPCという）等が知られている。PWB
は基板素材としてエポキシ樹脂，フェノール樹脂，セラ
ミック等を使用し厚さが0.8から3.2mm程度、FPCは基板
素材としてポリエステルフィルム，ポリイミドフィルム
等を使用し厚さが25から125μｍ程度である。

これらプリント基板の製作には、基板に液状レジス
ト，ドライフィルムレジスト等の薄いフォトレジスト層
を設け、プリントすべきパターンが描かれたフォトマス
クを通して該フォトレジストの感光波長で露光する工程
を経て、所望のパターンを該フォトレジスト層に設け
る。

この際、基板素材とフォトマスクの位置関係の違いに
より、従来方法として密着方式とプロキシミティ方式の
２つの方式が知られている。前者はフォトレジスト層の
設けられた基板素材とフォトマスクとを密着させて配置
する露光方式であるのに対し、後者は基板素材とフォト
マスクとの間に一定のわずかな間隙を設けて配置する露
光方式である。また、これら二つの方式ともフォトマス
クと露光されるパターンの倍率は、実質上等倍である。

ところが最近、IC等と同じように、プリント基板も組
み込まれる製品，装置の精密化に伴い、パターンの微細
化が要求されるようになってきている。例えば、電卓や
時計等で用いられるFPC製プリント基板は100から50μｍ
程度のパターン線巾が要求されている。

また他方では、一枚のプリント基板が大型化する傾向
もみられる。例えば、コンピュータメモリボード等で用
いられるプリント基板は500×600mm程度の大きさを有
し、この様な基板を一度に露光することが必要となって
きている。ここにおいて従来方式として掲げた前述の２
つの露光方式は、以下の諸点において問題点を抱えてお
り改良が望まれている。

まず、第１に、前述の通り等倍率を採る従来の密着方
式及びプロキシミティ方式においては、製作すべきプリ
ント基板の微細化に伴い、微細化に比例してフォトマス
クも微細なものを用意しなければならず、製作がしにく
くてコスト上昇の原因となる。

第２に、プリント基板が大型化すると、等倍率を採る
従来の２つの方式においては、大型化に比例してフォト
マスクも大型のものを用意しなければならず、コスト上
昇の原因となる。

第３に、前述のプロキシミティ方式は、フォトレジス
ト層の設けられた面とフォトマスクとがいずれの場所に
おいても同一の間隙を有すること、即ち平行度が要求さ
れるが、製作すべきプリント基板の大型化に伴い大型の
フォトマスクを使用するようになると、フォトマスクの
反りにより、どうしても平行度が悪くなる。その結果、
露光される像が歪んだり、ひどい場合はフォトマスクと
フォトレジストとが接触し、フォトマスクが汚れたりキ
ズがついたりして、密着方式と同じように不良品を発生
させる原因となる。

そこで最近では、IC等の製作における露光方式と同様
に、プリント基板製作の露光方式においても投影方式を
採用することが検討されるに至っている。なぜなら、投
影方式によるならば、製作すべきプリント基板が微細化
もしくは大型化しても作りやすい寸法，大きさにフォト
マスクを製作して、後は拡大露光したり、縮小露光した
りして所定の露光ができる長所があり、またフオトマス
クの反りによる像の歪みやフォトレジストとの接触によ
るフォトマスクの汚れ，キズの心配もなくなるからであ
る。

最近、プリント基板製作においては、少量ではあって
も多品種のプリント基板生産の要請があり、そのために
各種の原画を露光処理毎に取換えて露光する必要性が生
じてきた。

［発明が解決しようとする課題］上述の如く、少量であっても多品種生産のプリント基
板を製作するに際しての露光処理には、その都度、異な
る原画を用いなければならない。原画が異なる場合、露
光倍率も違えなくてなならない場合が多い。従って、頻
繁に露光倍率を変えなければならないという課題が生じ
てきた。その上、プリント基板もFPCの場合であれば、
かなり高精細な像を露光しなければならないという課題
がある。

この発明はかかる問題点を解決するためになされたも
ので、異なる倍率で、かつ精度の高い露光が可能なプリ
ント基板製作の露光方法及び装置を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］上記の目的を達成するために、この発明は光源及び光
学系からなる照明系と、原画と、投影レンズと、被露光
物の搬送・位置決め系とよりなり、前記投影レンズの出
射側、光路中に半透過性薄膜が配置され、この半透過性
薄膜の反射光を受光する位置に露光面結像モニタを設
け、さらに所望の露光倍率を設定するために前記原画及
び／または投影レンズの移動機構を設けた装置を用いて
プリント基板を露光するものである。

［作用］上記のような露光処理によって、どのような種類の原
画に対しても、所望の露光倍率により高精度な露光を行
うことができる。

［実施例］第１図はこの発明を実施するための露光装置の主要部
の概略を示す説明図であり、また、第２図（ａ）は第１
図の露光面結像モニタに用いる半透過性薄膜の平面図、
同図（ｂ）はその断面図である。

第１図，第２図において、11は超高圧水銀灯、12は楕
円集光鏡、13,15は平面反射鏡、14はインテグレータレ
ンズ、16はコンデンサレンズで、これら超高圧水銀灯11
乃至コンデンサレンズ16で照明系１を構成している。ま
た、２はプリントしようとする原画、2aは原画設定機
構、３は投影レンズ、3aは投影レンズ駆動機構、４は半
透過性薄膜、５は露光面に配置される被露光物（以下ワ
ークという）、６は露光面結像モニタとしての光学顕微
鏡（以下顕微鏡）で、予め露光面にピント合わせを行っ
ておく。また、第２図の4aは半透過性薄膜本体、4bはこ
の半透過性薄膜本体4aを固定するための枠体である。

第１図の露光装置において、例えば前回の露光工程で
用いた原画２と異なる原画を用いて異なった倍率（例え
ば、等倍から1/2倍に変更）露光処理が必要な時、まず
露光処理を開始する前に、新しい原画２を前回使用した
原画２と取換える。そして、ワーク５が配置される位置
と同じ位置に露光見本を置く。

次に、超高圧水銀灯11を点灯し、半透過性薄膜４を投
影レンズ３の出射側の光路中に配置した後、半透過性薄
膜４を介して顕微鏡６によって露光見本に投影された原
画の像をモニタする。露光見本の大きさと、投影された
像の大きさが合致するように投影レンズ駆動機構3aを操
作して倍率を合わせる。その時、原画２の位置ズレがな
ければ、上記操作のみで両者は合致するが、原画２に位
置ズレがある時は上記操作では合致しないので、原画設
定機構2aによって原画２を水平面（x-Y軸）方向に移動
し、X-Y軸移動によってもなおピントがズレている時
は、垂直（Ｚ軸）方向に移動してピント合わせを行う。

以上の位置合わせによって原画２が所定の位置に配置
されると、半透過性薄膜４を照射系１からの有効光線領
域外に取出し、露光見本をワーク５に置換して、超高圧
水銀灯11からの光を照明系1,原画2,投影レンズ３を介し
てワーク５に照射して露光する。

尚、原画２及び露光見本にアライメントマークを付し
て、アライメントマークが合致するよう倍率合わせを行
っても良い。さらにこの場合、ワーク５にも同じ位置に
アライメントマークを付しておけば、露光処理中も常時
モニタ可能である。

また、第３図は半透過性の膜を用いる場合の膜厚につ
いて説明するための図であり、４′は半透過性の膜で、
第１図の半透過性薄膜４に対して膜厚がやや厚く、露光
装置のモニタ手段として用いるには不適当な厚みを有す
るものであり、T₁,T₂はこの膜４′を透過した光及び透
過しない場合の光による結像点、Z₁,Z₂は膜４′を透過
しない場合の光による結像点T₂からの膜４′表面及び内
面からのそれぞれの反射光である。

第３図から明らかなように、膜４′を透過した光の結
像点T₁は、透過しない場合の光の結像点T₂とは異ってい
てずれがあり、また、例えば同一の結像点T₂からの反射
光が膜４′の表面及び内面からの反射光Z₁,Z₂とは異っ
ているために、顕微鏡６に入射する入射光にずれがあ
り、露光像が歪んでモニタされてしまう。

従って、結像点のずれと露光面からの反射光のずれが
重なると、露光像の歪は倍加されることになって像はま
すます歪が大きくなる。その結果、膜４′の厚みはでき
るだけ薄くして、露光像のずれ，反射光のずれが無視で
きる程度に薄くする必要があり、使用可能な膜の厚さは
２μｍ程度まででなければならない。

また、半透過性薄膜４は減光の役目もするのでモニタ
しやすくなる。

［発明の効果］以上説明したとおり、この発明の露光方法は光源及び
光学系からなる照明系と、原画と、投影レンズと、被露
光物の搬送・位置決め系とよりなり、前記投影レンズの
出射側の光路中に半透過性薄膜が配置され、この半透過
性薄膜の反射光を受光する位置に露光面結像モニタを設
け、さらに所望の露光倍率を設定するために前記原画及
び／または投影レンズの移動機構を設けた構成を用いて
露光を行うので、露光像をモニタしつつ所望の露光倍率
による原画の位置合わせを行うことができ、少量ではあ
っても露光倍率の異なる多品種の露光に際して、簡単に
高精度に位置合わせを行うことができ、精度の高い露光
が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の露光装置の主要部の概略を示す説明
図、第２図（ａ）は第１図の露光面結像モニタに用いる
半透過性薄膜の平面図、同図（ｂ）はその断面図、第３
図は半透過性の膜を用いる場合の膜厚について説明する
ための図である。図中． 1:照明系 2:原画 2a:原画設定機構 3:投影レンズ 3a:投影レンズ駆動機構 4:半透過性薄膜 5:ワーク 6:顕微鏡

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】プリント基板素材の少なくとも一方の面に
フォトレジスト層を設け、このフォトレジスト層が設け
られた面に原画の像を投影レンズで投影露光するに際
し、投影レンズの出射側の光路中であって、露光面から
の光を受光する位置に半透過性薄膜を設け、この半透過
性薄膜からの反射光のモニタを行いつつ前記原画及び／
または投影レンズを光軸方向に移動させて、所望の倍率
により前記投影露光を行うことを特徴とするプリント基
板製作の露光方法。
【請求項２】光源及び光学系からなる照明系と、原画
と、投影レンズと、被露光物の搬送・位置決め系とより
なり、前記投影レンズの出射側の光路中に半透過性薄膜
が配置され、この半透過性薄膜の反射光を受光する位置
に露光面結像モニタを設け、さらに所望の露光倍率を設
定するために前記原画及び／または投影レンズの移動機
構を設けたことを特徴とするプリント基板製作の露光装
置。
【請求項３】反射光のモニタは、光学顕微鏡により行う
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のプリ
ント基板製作の露光方法。
【請求項４】露光面結像モニタは光学顕微鏡であること
を特徴とする特許請求の範囲第（２）項記載のプリント
基板製作の露光装置。