JP2622841B2 - Exposure equipment - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、エッチングによるプリント配線基板の回
路図形形成方法の露光工程で使用され、基板上の感光体
層を露光して所定の感光パターンを形成する露光装置に
関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used in an exposure process of a method of forming a circuit pattern on a printed wiring board by etching, and forms a predetermined photosensitive pattern by exposing a photoreceptor layer on the substrate. The present invention relates to an exposure apparatus.
従来の技術 プリント配線基板に所定の電気回路図形を形成する方
法としては、基板上の銅層の必要部分をマスキングし、
エッチングによって不要部分を除去した後にマスク層を
除去する方法がある。2. Description of the Related Art As a method of forming a predetermined electric circuit pattern on a printed wiring board, a necessary portion of a copper layer on the board is masked,
There is a method of removing the mask layer after removing unnecessary portions by etching.
ここでマスキングの方法としては、プリント配線基板
上にフォトレジスト等の感光体層を設け、これにパター
ンが記録されたマスクフィルムを密着させ、強力な紫外
線で感光体層を露光した後にこれを現像する方法が従来
から用いられている。この方法によれば、現像によって
マスクフィルムのパターンに沿ったマスク層を形成する
ことができる。Here, as a method of masking, a photoreceptor layer such as a photoresist is provided on a printed wiring board, a mask film having a pattern recorded thereon is brought into close contact with the photoreceptor layer, and the photoreceptor layer is exposed to strong ultraviolet light and then developed. Has been conventionally used. According to this method, a mask layer can be formed along the pattern of the mask film by development.
第６図及び第７図は上記の従来方法による露光工程の
説明図である。6 and 7 are explanatory views of the exposure process according to the above-mentioned conventional method.
図中の符号１は両面に感光体層が設けられた基板であ
り、2,3はそれぞれパターンが形成された上下マスクフ
ィルムである。マスクフィルムは、感光体の性質に応じ
てネガあるいはポジフィルムが使用される。In the figure, reference numeral 1 denotes a substrate provided with a photoreceptor layer on both sides, and reference numerals 2 and 3 denote upper and lower mask films on which patterns are respectively formed. As the mask film, a negative or positive film is used depending on the properties of the photoreceptor.
基板１と上下マスクフィルム2,3を位置決した後、マ
イラーフィルム４が張架された焼枠フレーム５を図中下
方へ降下させる。焼枠フレーム５は焼枠ガラス６に設け
られたシールゴム７に弾接し、基板１は外気から遮断さ
れる。ここでマイラーフィルム４と焼枠ガラス６との間
の空間を真空状態として基板１と上下マスクフィルム2,
3とを第７図に示したように密着させる。After positioning the substrate 1 and the upper and lower mask films 2 and 3, the grill frame 5 on which the Mylar film 4 is stretched is lowered downward in the figure. The grill frame 5 is in elastic contact with the seal rubber 7 provided on the grill glass 6, and the substrate 1 is shielded from the outside air. Here, the space between the mylar film 4 and the framed glass 6 is evacuated to make the substrate 1 and the upper and lower mask films 2,
And 3 are brought into close contact as shown in FIG.
そして、図中に矢印で示したように紫外線を照射して
感光体層を露光し、上下マスクフィルム2,3のパターン
に沿って感光させる。The photosensitive layer is exposed by irradiating ultraviolet rays as indicated by arrows in the figure, and is exposed along the patterns of the upper and lower mask films 2 and 3.
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上述したようなマスクフィルムを使用
した従来の露光方法では、以下に掲げるような種々の問
題点がある。Problems to be Solved by the Invention However, the conventional exposure method using a mask film as described above has various problems as described below.
まず、マスクフィルムと基板とを位置決めする際にこ
れらを密着させた状態では移動させることができないの
で、ある程度浮かせた状態で位置決めを行わざるを得な
い。このため、当初合わせた位置と実際に真空状態で密
着した際の位置との同一性を保証し難く、精度的に好ま
しくない。First, when the mask film and the substrate are positioned, they cannot be moved in a state where they are in close contact with each other, so that the positioning must be performed while the mask film and the substrate are floated to some extent. For this reason, it is difficult to guarantee the sameness between the initially set position and the position when it is actually brought into close contact in a vacuum state, which is not preferable in terms of accuracy.
第２に、マスクフィルムと基板との直接接触によって
マスクフィルムにキズが入る場合があるため、パターン
精度の信頼性が低い。Second, since the mask film may be scratched by direct contact between the mask film and the substrate, the reliability of the pattern accuracy is low.
第３に、基板にマスクフィルムを密着させるために本
来の目的である露光の時間以外に真空引きの時間が必要
となり、このことがスループットすなわち処理効率の向
上を阻止している。Third, in order to bring the mask film into close contact with the substrate, an evacuation time is required in addition to the original purpose of the exposure time, which prevents an improvement in throughput, that is, an improvement in processing efficiency.
更に、マスクフィルムは基板に形成する回路図形の変
化に合せて別のものに変える必要があるため、特に多品
種少量生産の場合にはコスト高となる。Further, since the mask film needs to be changed to another one in accordance with the change of the circuit pattern formed on the substrate, the cost increases particularly in the case of small-scale production of many kinds.
発明の目的 この発明は、上述した従来方法の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、マスクフィルムを使用せずに感光体層
を回路図形に沿って感光させることのできる露光装置の
提供を目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above-described problems of the conventional method, and has as its object to provide an exposure apparatus that can expose a photoreceptor layer along a circuit pattern without using a mask film. And
問題点を解決するための手段 この発明に係る露光装置は、外部からの熱書き込みに
よって白濁部分と透明部分とからなるパターンが形成さ
れる熱書き込み液晶ライトバルブと、 該液晶ライトバルブに対して相対変位可能な加熱用ス
ポット光を該液晶ライトバルブ上に形成する書き込み光
学系と、 投影用光源から発する光束を平行光束として前記書き
込み光学系とは反対側から前記液晶ライトバルブに入射
させる照明光学系と、 前記液晶ライトバルブの液晶層を透過して反射された
照明光を露光対象に投影して前記パターンに応じた像を
形成する投影光学系とを備え、 前記液晶ライトバルブは、その法線が前記投影光学系
の光軸に対して角度θ/2傾くように配置されると共に、
前記照明光学系は、その光軸が前記投影光学系の光軸に
対して角度θ傾くよう配置されていることにより、上記
目的の達成を図ったものである。Means for Solving the Problems An exposure apparatus according to the present invention comprises: a thermally-written liquid crystal light valve in which a pattern consisting of a cloudy portion and a transparent portion is formed by external thermal writing; A writing optical system that forms a displaceable heating spot light on the liquid crystal light valve; and an illumination optical system that causes a light beam emitted from a projection light source to enter the liquid crystal light valve from a side opposite to the writing optical system as a parallel light beam. And a projection optical system for projecting illumination light transmitted through and reflected by a liquid crystal layer of the liquid crystal light valve onto an exposure target to form an image according to the pattern, wherein the liquid crystal light valve has a normal line thereof. Are arranged at an angle θ / 2 with respect to the optical axis of the projection optical system,
The illumination optical system achieves the above object by being arranged so that its optical axis is inclined at an angle θ with respect to the optical axis of the projection optical system.
作用 上述したこの発明の露光装置においては、書き込み光
学系が形成する加熱用スポット光によってスポット光が
照射された部分の液晶層を昇温させ、液晶の熱光学効果
によって白濁部分と透明部分とから成るパターンを液晶
層に形成する。しかる後、投影用光源からの光束を液晶
層を透過させて露光対象に投影すると、白濁部分からは
透明部分より少ない光量が到達するために上記のパター
ンに対応させて露光対象を感光させることができる。そ
の際、照明光学系から液晶ライトバルブに向かう光束が
平行光束となるので、液晶ライトバルブを一様に照明で
きる。また、液晶ライトバルブにより反射された光束が
投影光学系の光軸と平行になるので、投影面上で照明む
らやけられが発生するのを防止できる。In the above-described exposure apparatus according to the present invention, the temperature of the liquid crystal layer at the portion irradiated with the spot light by the heating spot light formed by the writing optical system is increased, and the thermo-optical effect of the liquid crystal causes the cloudy portion and the transparent portion to be separated. Is formed on the liquid crystal layer. Thereafter, when the light beam from the projection light source is transmitted through the liquid crystal layer and projected onto the exposure target, a smaller amount of light arrives from the cloudy portion than the transparent portion, so that the exposure target can be exposed in accordance with the above pattern. it can. At this time, since the light beam traveling from the illumination optical system to the liquid crystal light valve is a parallel light beam, the liquid crystal light valve can be uniformly illuminated. In addition, since the light beam reflected by the liquid crystal light valve is parallel to the optical axis of the projection optical system, it is possible to prevent uneven illumination and blurring on the projection surface.
実施例 以下、この発明の実施例を説明する前に、この発明の
液晶ライトバルブを用いた透過型の露光装置を示す第１
参考例、反射型の露光装置の構成を示す第２参考例を説
明の便宜上説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before describing an embodiment of the present invention, a first embodiment of a transmission type exposure apparatus using the liquid crystal light valve of the present invention will be described.
A reference example and a second reference example showing the configuration of a reflection type exposure apparatus will be described for convenience of explanation.
《第１参考例》 第１図はこの発明の第１参考例を示したものであり、
ここではいわゆる透過型（投影光が液晶層を片道１回透
過する）の露光装置が示されている。<< First Reference Example >> FIG. 1 shows a first reference example of the present invention.
Here, an exposure apparatus of a so-called transmission type (projection light is transmitted once each way through a liquid crystal layer) is shown.
この露光装置は、外部からの熱書き込みによって白濁
部分と透明部分とから成るパターンが形成される熱書き
込み液晶ライトバルブ10と、液晶ライトバルブ10に対し
て相対変位可能な加熱用スポット光を液晶ライトバルブ
上に形成する書き込み光学系20と、投影用光源31から発
する光束を平行光束として液晶ライトバルブ10の液晶層
を透過させる照明光学系と、透過光束を平行光束として
テーブルＴ上に載置されたプリント配線基板40に照射さ
せる投影光学系とから概略構成されている。This exposure apparatus includes a thermally-written liquid crystal light valve 10 in which a pattern consisting of a cloudy portion and a transparent portion is formed by external thermal writing, and a heating spot light that can be displaced relative to the liquid crystal light valve 10. A writing optical system 20 formed on the bulb, an illumination optical system for transmitting a light beam emitted from the projection light source 31 as a parallel light beam through the liquid crystal layer of the liquid crystal light valve 10, and a transmitted light beam as a parallel light beam are mounted on the table T. And a projection optical system for irradiating the printed wiring board 40 with the light.
ここで使用される液晶ライトバルブ10は、第２図に示
したように図中の上側すなわち書き込み光及び投影光が
入射する側から、ガラス基板11上に透明電極12a、後述
する書き込み用半導体レーザーの波長に最大吸収を持つ
光吸収膜13、液晶配向膜14aが形成され、液晶層15を介
して対向する側のガラス基板16には、液晶配向膜14b、
透明電極12bが形成されている。２枚のガラス基板11、1
6は、スペーサー17a,17bを介して対向しており、その間
隙に液晶が注入されている。As shown in FIG. 2, the liquid crystal light valve 10 used here is provided with a transparent electrode 12a on a glass substrate 11 from the upper side in the drawing, that is, the side where the writing light and the projection light are incident, and a writing semiconductor laser described later. A light absorbing film 13 having a maximum absorption at the wavelength of the liquid crystal alignment film 14a is formed, and a glass substrate 16 on the side opposed via the liquid crystal layer 15 has a liquid crystal alignment film 14b,
The transparent electrode 12b is formed. Two glass substrates 11, 1
6 is opposed via spacers 17a and 17b, and a liquid crystal is injected into the gap.
書き込み光学系20は、ピーク発光波長が830nmの半導
体レーザーと、この半導体レーザーからの光束を集束さ
せて液晶ライトバルブ10上で10μｍ径の加熱用スポット
光とし、その加熱用スポット光を液晶ライトバルブ10上
で２次元的に走査させる走査光学系（共に図示せず）と
を有している。The writing optical system 20 includes a semiconductor laser having a peak emission wavelength of 830 nm, and a light beam from the semiconductor laser focused to form a heating spot light having a diameter of 10 μm on the liquid crystal light valve 10. And a scanning optical system (both not shown) for scanning two-dimensionally on the scanning light source 10.
走査光学系としては、Ｘ−Ｙ方向用の２枚のガルバノ
ミラーとアークサインレンズとの組合せ、あるいはポリ
ゴンミラーとＦθレンズとの組合せ等が考えられるが、
後者の場合には副走査方向への移動手段が別途必要とな
る。なお、書き込み光学系20によって形成される加熱用
スポット光と液晶ライトバルブ10とは相対的に変位可能
であれば足りるため、場合によっては液晶ライトバルブ
10に１次元、あるいは２次元の移動を合わせる構成とし
てもよい。As the scanning optical system, a combination of two galvanometer mirrors and an arc sine lens for the XY directions, a combination of a polygon mirror and an Fθ lens, and the like can be considered.
In the latter case, a moving means in the sub-scanning direction is required separately. Note that it is sufficient if the spot light for heating formed by the writing optical system 20 and the liquid crystal light valve 10 can be relatively displaced.
A configuration in which one-dimensional or two-dimensional movement is adjusted to 10 may be adopted.
また、ここでの書き込み方法は、主走査及び副走査の
両方向に対して一の加熱用スポット光の中心と隣接する
加熱用スポット光の中心とのピッチが2.5μｍとなるよ
うに、すなわち隣接する加熱用スポット光同士が一部重
合するように制御されており、通常のテレビ画面等の画
素とはイメージが異なるものとなっている。Further, the writing method here is such that the pitch between the center of one heating spot light and the center of the adjacent heating spot light is 2.5 μm, that is, adjacent to each other in both the main scanning and sub-scanning directions. The heating spot lights are controlled so as to partially overlap each other, and have an image different from that of a pixel of a normal television screen or the like.
これをピッチが加熱用スポット光の直径と一致するよ
うな制御と比較してみる。まず、主走査方向へのライン
を引くときには両方法とも加熱用スポット光をON状態の
まま走査させることによってクリアなラインを引くこと
ができる。しかし、副走査方向へのラインあるいは斜め
のライン等を形成する際には、ピッチが直径と一致して
いてはラインの縁部が波線状となりプリント配線基板に
配線図形を形成するという用途には適さないものとな
る。これに対してピッチを上記のように直径の1/4程度
とすると、副走査方向へのラインあるいは斜めのライン
等を形成する際にも縁部の波線状態をかなり改善するこ
とができ、直線に近ずけることができる。This will be compared with a control in which the pitch coincides with the diameter of the heating spot light. First, when a line is drawn in the main scanning direction, a clear line can be drawn by performing scanning with the heating spot light in the ON state in both methods. However, when forming a line or an oblique line in the sub-scanning direction, if the pitch matches the diameter, the edge of the line becomes a wavy line and is used for forming a wiring pattern on a printed wiring board. It is not suitable. On the other hand, when the pitch is about 1/4 of the diameter as described above, the wavy state of the edge can be considerably improved even when forming a line in the sub-scanning direction or an oblique line, and the straight line can be improved. Can be approached.
続いて投影光学系の詳細な説明を行う。この投影光学
系は、投影用光源31から発して図示せぬ反射鏡で集光さ
れた光束を平行光束とするコリメートレンズ32、液晶ラ
イトバルブ10と書き込み光学系20との間に設けられて投
影用光源31からの光束を液晶ライトバルブ10に対して垂
直に入射させるダイクロイックミラー33、第1,第２投影
用レンズ34,35、及びこれらのレンズの焦点位置に設け
られた開口絞り36を有している。Subsequently, the projection optical system will be described in detail. The projection optical system is provided between the liquid crystal light valve 10 and the writing optical system 20 by providing a collimating lens 32 for converting a light beam emitted from a projection light source 31 and condensed by a reflecting mirror (not shown) into a parallel light beam. A dichroic mirror 33 for vertically entering a light beam from the light source 31 for the liquid crystal light valve 10, first and second projection lenses 34 and 35, and an aperture stop 36 provided at a focal position of these lenses. doing.
投影用光源31としては出力2kWの超高圧水銀灯を用い
ており、投影用光源31とコリメートレンズ32との間に
は、水銀灯のｉライン（365nm）を選択的に透過させる
波長選択性のフィルター、赤外光をカットするコールド
フィルター（共に図示せず）が設けられている。なお、
ダイクロイックミラー33は紫外光を反射させ、赤外光を
透過させるような波長選択性を有している。An ultra-high pressure mercury lamp with an output of 2 kW is used as the projection light source 31, and a wavelength-selective filter for selectively transmitting the i-line (365 nm) of the mercury lamp is provided between the projection light source 31 and the collimating lens 32. A cold filter (both not shown) for cutting infrared light is provided. In addition,
The dichroic mirror 33 has a wavelength selectivity that reflects ultraviolet light and transmits infrared light.
従って、ダイクロイックミラー33は、書き込み光学系
20からの赤外光束に対してはミラーとしての作用をせ
ず、書き込み光をパワーの減衰なしに液晶ライトバルブ
10へ到達させ、また、投影用光源31からの光束のうち感
光体層の露光に必要なｉラインの光を液晶ライトバルブ
10側へ反射させると共に、書き込み光学系20によって形
成された液晶層15のパターンに対して影響を及ぼす赤外
光を透過させて液晶ライトバルブ10側に導かないよう作
用する。Accordingly, the dichroic mirror 33 is
It does not act as a mirror for the infrared light flux from 20, and the writing light can be applied to the liquid crystal light valve without power attenuation.
10 and the i-line light necessary for exposing the photosensitive layer out of the light beam from the projection light source 31 is supplied to the liquid crystal light valve.
In addition to being reflected toward the liquid crystal light valve 10, it acts to transmit infrared light that affects the pattern of the liquid crystal layer 15 formed by the writing optical system 20 and does not guide the infrared light to the liquid crystal light valve 10 side.
但し、投影用光源31からの熱を完全に遮断することは
困難である。そこで、液晶ライトバルブ10の動作温度を
当初から約40〜50゜の高温に設定し、周囲の雰囲気もこ
の温度となるよう制御している。However, it is difficult to completely shut off the heat from the projection light source 31. Therefore, the operating temperature of the liquid crystal light valve 10 is set to a high temperature of about 40 to 50 ° from the beginning, and the surrounding atmosphere is controlled to be at this temperature.
第1,第２投影用レンズ34,35、及び開口絞り36から成
る拡大光学系は、物空間側及び像空間側の両方に対して
テレセントリックな系を構成しており、液晶ライトバル
ブ10に形成されたパターンを５倍にしてプリント配線基
板40へ投影する機能を有している。なお、プリント配線
基板40上の感光体層はｉラインに対して最大感度10〜50
mJ/cm2を有している。The magnifying optical system including the first and second projection lenses 34 and 35 and the aperture stop 36 forms a telecentric system on both the object space side and the image space side, and is formed on the liquid crystal light valve 10. It has a function of multiplying the obtained pattern by five times and projecting it on the printed wiring board 40. The photosensitive layer on the printed wiring board 40 has a maximum sensitivity of 10 to 50 for the i-line.
mJ / cm 2 .
なお、この例ではプリント配線基板40のサイズを600m
m×750mmとして想定しているため、第２投影用レンズ35
の直径は960mm、液晶ライトバルブ10のサイズは120mm×
150mmとされている。また、液晶ライトバルブ10上での
１スポットに対応するプリント配線基板40上での１ピク
セルの径は50μｍとなり、更に最小線幅は75μｍとして
いる。投影スポット径と最小線幅とが一致しないのは、
上述したようにプリント配線基板40上での１つの投影ス
ポットの中心と隣接する投影スポットの中心との距離が
12.5μｍとなるように加熱用スポット光による書き込み
が行われており、線幅方向に３つのスポット光を一部重
合させつつ並列させることによって１本の線を形成する
ためである。このように３つのラインの集合として１つ
のラインを形成すると、感光体層に対するパターン形成
精度が良好となることが試験の結果判明している。In this example, the size of the printed wiring board 40 is set to 600 m.
m × 750 mm, the second projection lens 35
Is 960 mm in diameter, and the size of the liquid crystal light valve 10 is 120 mm ×
It is 150mm. The diameter of one pixel on the printed wiring board 40 corresponding to one spot on the liquid crystal light valve 10 is 50 μm, and the minimum line width is 75 μm. The difference between the projected spot diameter and the minimum line width is that
As described above, the distance between the center of one projection spot on the printed wiring board 40 and the center of the adjacent projection spot is
This is because writing with a heating spot light is performed so as to be 12.5 μm, and three spot lights are partially overlapped in the line width direction while being overlapped to form one line. Tests have shown that forming one line as a set of three lines improves the pattern formation accuracy for the photoreceptor layer.
以上が第１参考例の構成の説明を終え、次に上記露光
装置の作用を説明する。The above is the end of the description of the configuration of the first reference example. Next, the operation of the exposure apparatus will be described.
液晶配向膜14a,14bによって定められた配向状態にあ
る光学的に透明な液晶層15は、液体となるまで加熱され
た後急冷されると、もとの透明な配向状態には戻らずに
フォーカルコニックの白濁状態となる。When the optically transparent liquid crystal layer 15 in the alignment state determined by the liquid crystal alignment films 14a and 14b is heated to a liquid and then rapidly cooled, the optically transparent liquid crystal layer 15 does not return to the original transparent alignment state. Conic becomes cloudy.
この特性を利用して、書き込むべきパターンに応じて
半導体レーザーをスイッチング制御しつつ加熱用スポッ
ト光を走査させ、加熱用スポット光によって液晶層15を
局部的に加熱すると共に加熱用スポット光の移動によっ
て急冷することにより、液晶層15に白濁部分と透明部分
とから成るパターンを形成する。なお、白濁部分は液晶
層15の厚さ方向に沿って形成され、光吸収膜13が十分に
薄い場合には加熱用スポット光径と略同径の柱状に形成
される。Utilizing this characteristic, the heating spot light is scanned while switching the semiconductor laser according to the pattern to be written, and the liquid crystal layer 15 is locally heated by the heating spot light and the movement of the heating spot light is performed. By quenching, a pattern composed of a cloudy part and a transparent part is formed in the liquid crystal layer 15. Note that the cloudy portion is formed along the thickness direction of the liquid crystal layer 15, and when the light absorbing film 13 is sufficiently thin, it is formed in a column shape having substantially the same diameter as the diameter of the spot light for heating.
パターンが形成された後、投影用光源31を点灯して投
影用の平行光束を液晶ライトバルブ10に対して垂直に入
射させる。投光光源から発する光束を平行光束として液
晶ライトバルブに投影すれば、液晶ライトバルブが一様
に照明されるので照明むらの発生を避けることができ
る。この垂直入射の条件を満たさない場合には、上記の
白濁部分がある厚さを有することに起因して線幅が上記
垂直条件を満たす場合よりも拡大してしまい、より微細
なパターンを形成するためには好ましくない結果とな
る。After the pattern is formed, the projection light source 31 is turned on, and a parallel light beam for projection is made to enter the liquid crystal light valve 10 perpendicularly. When the light beam emitted from the light source is projected as a parallel light beam onto the liquid crystal light valve, the liquid crystal light valve is uniformly illuminated, so that uneven illumination can be avoided. When the condition of the vertical incidence is not satisfied, the line width becomes larger than that in the case where the vertical condition is satisfied due to the opaque portion having a certain thickness, and a finer pattern is formed. Results in unfavorable results.
さて、液晶ライトバルブ10を透過した光束は、第1,第
２投影用レンズ34,35を介して再び平行光束としてプリ
ント配線基板40の感光体層を露光するが、液晶ライトバ
ルブ10の白濁部分を透過して感光体層に到達する光束の
光量は透明部分を透過して感光体層に到達する光束の光
量よりも極めて少ないため、感光体層は液晶ライトバル
ブ10に形成されたパターンを５倍に拡大したパターンに
沿って感光される。The light beam transmitted through the liquid crystal light valve 10 is again exposed to the photosensitive layer of the printed circuit board 40 as a parallel light beam through the first and second projection lenses 34 and 35. The amount of light flux passing through the photosensitive member and reaching the photosensitive layer is much smaller than the amount of light passing through the transparent portion and reaching the photosensitive layer. It is exposed along a doubled pattern.
なお、プリント配線基板40はある程度の大きさを持つ
ためにその表面が完全にフラットであることは考えられ
ないが、上記のように投影光束を平行光束としてプリン
ト配線基板40に対して垂直に照射させる構成としておけ
ば、基板の表面に凹凸があった場合にも投影パターンへ
の影響を最小限に抑えることができる。Since the printed wiring board 40 has a certain size, its surface is not considered to be completely flat. However, as described above, the projection light flux is irradiated perpendicularly to the printed wiring board 40 as a parallel light flux. With this configuration, even when the surface of the substrate has irregularities, the influence on the projection pattern can be minimized.
次に、プリント配線基板40をテーブルＴ上にセットす
る際の方法を説明する。Next, a method for setting the printed wiring board 40 on the table T will be described.
この装置では、テーブルＴと投影されるパターンとの
位置関係を一定に保つことができるため、これをあらか
じめ検知することにより、従来のようなプリント配線基
板40の一枚一枚に対するマスクフィルムの位置合せのよ
うな操作が不要となる。In this apparatus, since the positional relationship between the table T and the pattern to be projected can be kept constant, by detecting this in advance, the position of the mask film with respect to each of the printed wiring boards 40 as in the prior art is detected. An operation such as matching is not required.
例えばプリント配線基板40に孔を設けると共に、テー
ブルＴにこの孔に嵌合するピンを設ける。試験的なパタ
ーンの投影等によってテーブルＴの位置決めを行えば、
後はピンを孔に嵌合させることによって容易に位置決め
を行うことができる。For example, a hole is provided in the printed wiring board 40, and a pin that fits into the hole is provided in the table T. If the table T is positioned by projecting a test pattern, etc.,
After that, positioning can be easily performed by fitting the pin into the hole.
また、テーブルＴをＸ−Ｙ方向に対してスライド可能
としておき、投影側にプリント配線基板40の位置を光学
的に検出するセンサを設け、このセンサの出力に応じて
テーブルＴの位置を自動制御するようにしてもよい。Further, the table T is slidable in the X-Y directions, and a sensor for optically detecting the position of the printed wiring board 40 is provided on the projection side, and the position of the table T is automatically controlled according to the output of this sensor. You may make it.
一定の露光時間の経過後、プリント配線基板40を取り
出して現像、エッチング、感光体層剥離の各工程の処理
を行うことにより、所定の回路図形が形成される。After a predetermined exposure time has elapsed, the printed circuit board 40 is taken out and subjected to the processes of development, etching, and photoreceptor layer peeling, thereby forming a predetermined circuit figure.
液晶ライトバルブ10に記録されたパターンはメモリー
されるが、これを全面消去する場合には透明電極14a,14
b間に数十kV/cmの電界を印加したり、電界印加の下で昇
温徐冷させる等の手段を用ればよく、用いる液晶の種類
によっては電圧印加下でのレーザー走査等によって部分
消去を行うこともできる。The pattern recorded in the liquid crystal light valve 10 is stored, but when the entire pattern is erased, the transparent electrodes 14a, 14
Means such as applying an electric field of several tens of kV / cm between b and raising and lowering the temperature under application of the electric field may be used. Erasing can also be performed.
ところで、上記の実施例では書き込み時にもダイクロ
イックミラー33が液晶ライトバルブ10と書き込み光学系
20との間に介在している構成についてのみ述べたが、書
き込みと投影とを同時に行うことはないので、書き込み
時にはダイクロイックミラー33を上記の光路中から退避
させる構成としてもよい。このような構成とすれば、書
き込み光学系10の焦点距離を短縮して加熱用スポット光
の径をより小さく絞ることが可能となる。By the way, in the above embodiment, the dichroic mirror 33 is also connected to the liquid crystal light valve 10 and the writing optical system during writing.
Although only the configuration interposed between the dichroic mirror 20 and the optical path 20 has been described, the dichroic mirror 33 may be retracted from the above-described optical path at the time of writing since writing and projection are not performed simultaneously. With such a configuration, it is possible to shorten the focal length of the writing optical system 10 and narrow the diameter of the heating spot light.
また、上記の説明では加熱用スポットの形状が円形で
あることを前提としていたが、半導体レーザーから発す
る楕円光束の整形、走査光学系として用いられるポリゴ
ンミラーの面倒れ補正等のためにシリンダーレンズ等の
補正用光学素子を用いるため、加熱用スポットを完全な
円形とすることは困難であり、多少なりとも楕円形状と
なることは避けられない。In the above description, it is assumed that the shape of the heating spot is circular. However, a cylinder lens or the like is used for shaping an elliptical light beam emitted from a semiconductor laser and correcting a surface tilt of a polygon mirror used as a scanning optical system. It is difficult to make the heating spot a perfect circle, and it is unavoidable that the heating spot becomes somewhat elliptical.
しかし、この楕円形の加熱用スポット光を短径が主走
査方向と平行になるように配置し、半導体レーザーのON
時間を適当に設定すれば円形のスポット光と略等価とす
ることはできる。However, this elliptical heating spot light is arranged so that the minor axis is parallel to the main scanning direction, and the semiconductor laser is turned on.
If the time is set appropriately, it can be made substantially equivalent to a circular spot light.
概念的に説明すれば、例えば直径10μｍの円形の範囲
で液晶層15を加熱する場合、10μｍの円形スポット光な
ら移動しなくとも加熱できるが、長径10μｍかつ短径８
μｍの楕円形スポット光でもON状態のまま短径方向に２
μｍ移動させれば円形スポット光の場合と略同様な加熱
を行うことができる。つまり、書き込み時のON時間を円
形スポット光の場合より２μｍの移動時間分延長するこ
とによって円形スポット光の場合と同様な加熱を行える
訳である。To explain conceptually, for example, when heating the liquid crystal layer 15 in a circular range having a diameter of 10 μm, a 10 μm circular spotlight can be heated without moving, but a long diameter of 10 μm and a short diameter of 8 μm can be achieved.
2m in the minor axis direction while being ON even with an elliptical spot light of μm
If it is moved by μm, substantially the same heating as in the case of the circular spot light can be performed. In other words, the same heating as in the case of the circular spot light can be performed by extending the ON time at the time of writing by 2 μm as compared with the case of the circular spot light.
そこで、上述の露光装置では、書き込み光学系20が備
える半導体レーザーの１スポット分のON時間を調整可能
とし、加熱用スポット光の形状歪による影響をキャンセ
ルするようにしている。Therefore, in the above-described exposure apparatus, the ON time for one spot of the semiconductor laser provided in the writing optical system 20 can be adjusted to cancel the influence of the shape distortion of the heating spot light.
《第２参考例》 第３図はこの発明の第２参考例を示したものであり、
ここではいわゆる反射型（投影光が液晶層を往復２回透
過する）の露光装置が示されている。<< Second Reference Example >> FIG. 3 shows a second reference example of the present invention.
Here, an exposure apparatus of a so-called reflection type (projection light is transmitted through the liquid crystal layer twice) is shown.
なお、第１参考例と同一の部材には同一符号を付して
説明を省略し、主として相違点のみを述べることとす
る。The same members as those in the first reference example are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Only different points will be mainly described.
この例で示した露光装置においては、液晶ライトバル
ブ10と第１投影用レンズ34との間にハーフミラー37が設
けられており、投影用光源31から発した光束は図中下側
から液晶ライトバルブ10に入射し、この液晶ライトバル
ブ10内で反射されて再び下側へ出射する構成となってい
る。この構成では反射させる光束と透過させる光束との
波長域が等しいために第１参考例で用いたような波長選
択性のミラーを使用することはできない。In the exposure apparatus shown in this example, a half mirror 37 is provided between the liquid crystal light valve 10 and the first projection lens 34, and the light beam emitted from the projection light source 31 The light enters the bulb 10, is reflected in the liquid crystal light valve 10, and is emitted downward again. In this configuration, the wavelength range of the light beam to be reflected is equal to that of the light beam to be transmitted, so that the wavelength-selective mirror used in the first embodiment cannot be used.
また、液晶ライトバルブ10は、第４図に示したように
光吸収膜13と液晶配向膜14aとの間にアルミニウム等の
光反射膜18を有している。そして光吸収膜13は、液晶層
15までの距離を極力短縮して加熱用スポット光が供給す
る熱の面方向への広がりを抑制するため、光反射膜18と
協働して干渉膜構成をなすように設定されている。Further, as shown in FIG. 4, the liquid crystal light valve 10 has a light reflection film 18 made of aluminum or the like between the light absorption film 13 and the liquid crystal alignment film 14a. The light absorbing film 13 is a liquid crystal layer.
In order to shorten the distance to 15 as much as possible and to suppress the spread of the heat supplied by the heating spotlight in the plane direction, the interference film is configured to cooperate with the light reflection film 18.
この露光装置においても、書き込み操作は第１参考例
の装置と同様に行うことができる。そして、液晶ライト
バルブ10に形成されたパターンを投影する際には、投影
用光源31を点灯させ図示せぬ各フィルター及びハーフミ
ラー37を介して主として紫外光を液晶ライトバルブ10に
対して垂直に入射させる。この光束は液晶ライトバルブ
10の液晶層15を透過して光反射膜18で反射し、再び液晶
層15を透過すると共に、その一部がハーフミラー37を透
過する。透過した光束は、第1,第２投影用レンズ34,35
によって平行光束となり、プリント配線基板40に対して
垂直に照射され、プリント配線基板40上の感光体層を露
光する。In this exposure apparatus, the writing operation can be performed similarly to the apparatus of the first reference example. Then, when projecting the pattern formed on the liquid crystal light valve 10, the projection light source 31 is turned on, and ultraviolet light is mainly transmitted perpendicularly to the liquid crystal light valve 10 through the filters and the half mirror 37 (not shown). Make it incident. This light flux is a liquid crystal light valve
The light passes through the liquid crystal layer 15 and is reflected by the light reflection film 18, passes through the liquid crystal layer 15 again, and partially passes through the half mirror 37. The transmitted light flux is transmitted to the first and second projection lenses 34 and 35.
As a result, a parallel light beam is emitted to the printed wiring board 40 in a perpendicular direction, and the photosensitive layer on the printed wiring board 40 is exposed.
なお、この例で示した露光装置では、書き込み光学系
20と液晶ライトバルブ10との間、及び液晶ライトバルブ
10と第１投影用レンズ34との間にミラー配設可能な程度
の間隔を開けておくことにより、書き込み光学系20、第
1,第２投影用レンズ34,35等の配置について第１参考例
の装置との互換性を持たせることが可能である。In the exposure apparatus shown in this example, the writing optical system
Between 20 and the liquid crystal light valve 10, and the liquid crystal light valve
By providing a space between the lens 10 and the first projection lens 34 such that a mirror can be provided, the writing optical system 20 and the second
1, the arrangement of the second projection lenses 34, 35 and the like can be made compatible with the device of the first reference example.
《実施例》 第５図はこの発明の実施例を示したものであり、第２
参考例と同様第４図に示したような液晶ライトバルブ10
を使用した反射型の露光装置が示されている。なお、第
１、第２参考例と同一の部材には同一符号を付して説明
を省略する。<< Embodiment >> FIG. 5 shows an embodiment of the present invention.
The liquid crystal light valve 10 as shown in FIG.
1 shows a reflection type exposure apparatus that uses a light emitting device. The same members as those in the first and second reference examples are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
この例で示した露光装置では、第１投影用レンズ34と
開口絞り36との間で投影用レンズ34,35の光軸l1外に全
反射ミラー38を設けている。また、投影用光源31の前面
には、第１投影用レンズ34と協働して投影光束を平行光
束とするコンデンサーレンズ39が設けられている。In the exposure apparatus shown in this example is provided with a total reflection mirror 38 out of the optical axis l 1 of the projection lens 34, 35 between the first projection lens 34 and the aperture stop 36. In addition, on the front surface of the projection light source 31, a condenser lens 39 that cooperates with the first projection lens 34 to convert the projection light into a parallel light is provided.
ここで、液晶ライトバルブ10は、その法線l3が投影光
学系の光軸l1に対して角度θ/2傾くよう配置されると共
に、照明光学系は、その光軸l2が投影光学系の光軸l1に
対して角度θ傾くように配置されている。Here, the liquid crystal light valve 10 while being arranged angle theta / 2 tilts as with respect to the optical axis l 1 of the normal l 3 is the projection optical system, illumination optical system, the optical axis l 2 is the projection optical It is arranged to be inclined an angle θ with respect to the optical axis l 1 of the system.
このような構成の露光装置で液晶ライトバルブ10に形
成されたパターンを投影する際には、投影用光源31を点
灯させる。投影光は、図示せぬ各フィルター及びコンデ
ンサーレンズ39を介して主として紫外光となって全反射
ミラー38で反射される。次いで、第１投影用レンズ34に
より光軸l2の平行光束とされ、液晶ライトバルブ10に図
中下側から法線l3に対して角度θ/2で入射する。この平
行光束は、液晶層15を透過して液晶ライトバルブ10の光
反射膜18で法線l3に対して、対称、すなわち、θ/2で反
射し、第１、第２投影用レンズ34,35の光軸l1と平行な
光束となって、第１投影用レンズ34へ入射する。そし
て、この光束は、第１、第２投影用レンズによって、プ
リント配線基板40に垂直に入射し、液晶層15に形成され
たパターンがプリント配線基板40上に拡大投影される。When projecting the pattern formed on the liquid crystal light valve 10 by the exposure apparatus having such a configuration, the projection light source 31 is turned on. The projection light is mainly converted into ultraviolet light and reflected by the total reflection mirror 38 through filters (not shown) and a condenser lens 39. Then, the first projection lens 34 into a parallel light flux to the optical axis l 2, incident at an angle theta / 2 with respect to the normal l 3 from lower side in the figure on the liquid crystal light valve 10. The parallel light flux, with respect to the normal l 3 in the light reflection film 18 of the liquid crystal light valve 10 passes through the liquid crystal layer 15, symmetric, i.e., reflected by the theta / 2, first, second projection lens 34 , it becomes a parallel beam to the optical axis l 1 of 35, and enters the first projection lens 34. Then, the light flux is vertically incident on the printed wiring board 40 by the first and second projection lenses, and the pattern formed on the liquid crystal layer 15 is enlarged and projected on the printed wiring board 40.
照明光学系から液晶ライトバルブ10に向かった平行光
束がその液晶ライトバルブ10により反射されて投影光学
系の光軸と平行となるので、プリント配線基板40上での
照明むらやけられが生じること無く、プリント配線基板
40上に液晶ライトバルブ10の形成パターンを投影するこ
とができる。Since the parallel light beam from the illumination optical system toward the liquid crystal light valve 10 is reflected by the liquid crystal light valve 10 and becomes parallel to the optical axis of the projection optical system, the illumination on the printed wiring board 40 is not unevenly dispersed. , Printed wiring board
The formation pattern of the liquid crystal light valve 10 can be projected onto 40.
なお、液晶ライトバルブ10に傾斜を持たせて配置する
と液晶層がある程度の厚みを有することから液晶ライト
バルブの法線に対して斜め方向からその液晶ライトバル
ブ10に対して照射されるので、投影光束によって再現さ
れるパターン（線幅）が垂直な条件を満たす場合（参考
例）よりも拡大してしまうが、その光束が平行光束であ
るので、投影面上（プリント配線基板40）でその再現さ
れるパターン（線幅）は一様に拡大される。この装置で
は、それらの条件を考慮にいれた上でスペックを決定す
る必要がある。When the liquid crystal light valve 10 is arranged with an inclination, since the liquid crystal layer has a certain thickness, the liquid crystal light valve 10 is irradiated to the liquid crystal light valve 10 from an oblique direction with respect to a normal line thereof. The pattern (line width) reproduced by the luminous flux is larger than that in the case where the vertical condition is satisfied (reference example), but since the luminous flux is a parallel luminous flux, it is reproduced on the projection surface (printed wiring board 40). The pattern (line width) to be performed is uniformly enlarged. In this device, it is necessary to determine the specifications in consideration of those conditions.
このように構成すれば、第２参考例のようにハーフミ
ラーを使用することに起因する光量ロスをなくすことが
でき、同一出力の投影光源を使用した場合には、露光時
間を短縮することができる。With this configuration, it is possible to eliminate the light amount loss caused by using the half mirror as in the second reference example, and to shorten the exposure time when using a projection light source of the same output. it can.
他の構成、作用については前述した第１、第２参考例
と同様である。Other configurations and operations are the same as those of the above-described first and second reference examples.
効果 以上、説明してきたようにこの発明の露光装置によれ
ば、従来のようなマスクフィルムを使用せずに露光処理
を行うことができるため、露光対象に対するパターン形
成の位置決めを容易とすることができ、非接触であるた
めにパターンのキズによる精度の低下の虞がなく、真空
引きの時間が不要となるために処理効率を向上させるこ
とができ、更に液晶ライトバルブは書き換えて使用する
ことができるために特に多品種少量生産の場合には高い
コストパフォーマンスを実現することができる。また、
照明光学系から液晶ライトバルブに向かう光束が平行光
束となるので、液晶ライトバルブを一様に照明できる。
また、液晶ライトバルブにより反射された光束が投影光
学系の光軸と平行になるので、投影面上で照明むらやけ
られが発生するのを防止できる。Effects As described above, according to the exposure apparatus of the present invention, since the exposure processing can be performed without using a conventional mask film, positioning of pattern formation with respect to an exposure target can be facilitated. It is possible to improve the processing efficiency by eliminating the need for evacuation time because there is no danger of precision deterioration due to pattern flaws due to non-contact, and the liquid crystal light valve can be rewritten and used. Therefore, high cost performance can be realized particularly in the case of high-mix low-volume production. Also,
Since the light beam from the illumination optical system toward the liquid crystal light valve is a parallel light beam, the liquid crystal light valve can be uniformly illuminated.
In addition, since the light beam reflected by the liquid crystal light valve is parallel to the optical axis of the projection optical system, it is possible to prevent uneven illumination and blurring on the projection surface.
なお、上記の位置決めの容易性とも関連して露光対象
のセッティングを完全に自動化することもでき、また、
装置を露光対象の両側に設ければ両面同時露光も行うこ
とができる。It should be noted that the setting of the exposure target can be completely automated in connection with the above-described positioning easiness,
If the apparatus is provided on both sides of the exposure target, simultaneous exposure on both sides can be performed.
第１図はこの発明に係る露光装置の第１参考例を示す光
学系の説明図、第２図は第１図に用いられる液晶ライト
バルブの構造を示す断面図、第３図はこの発明に係る露
光装置の第２参考例を示す光学系の説明図、第４図は第
３図に用いられる液晶ライトバルブの構造を示す断面
図、第５図はこの発明に係る露光装置の実施例を示す光
学系の説明図である。 第６図及び第７図は従来方法による露光工程の説明図で
ある。 10……液晶ライトバルブ 15……液晶層 18……光反射膜 20……書き込み光学系 31……投影用光源（投影光学系） 34,35……第1,第２投影用レンズ（投影光学系） 36……開口絞り（投影光学系） 40……プリント配線基板（露光対象）FIG. 1 is an explanatory view of an optical system showing a first embodiment of an exposure apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a liquid crystal light valve used in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is an explanatory view of an optical system showing a second reference example of the exposure apparatus, FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a liquid crystal light valve used in FIG. 3, and FIG. 5 is an embodiment of the exposure apparatus according to the present invention. It is explanatory drawing of the optical system shown. 6 and 7 are explanatory views of an exposure step according to the conventional method. 10 liquid crystal light valve 15 liquid crystal layer 18 light reflection film 20 writing optical system 31 projection light source (projection optical system) 34, 35 ... first and second projection lenses (projection optics) 36) Aperture stop (projection optical system) 40 Printed wiring board (exposure target)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松井 祐二 東京都板橋区前野町２丁目36番９号 旭 光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−198882（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−28927（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−6565（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−44718（ＪＰ，Ａ) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Yuji Matsui 2-36-9 Maeno-cho, Itabashi-ku, Tokyo Asahi Optical Industry Co., Ltd. (56) References JP-A-62-198882 (JP, A) JP-A-61-28927 (JP, A) JP-A-51-6655 (JP, A) JP-A-62-44718 (JP, A)
Claims (3)
透明部分とからなるパターンが形成される熱書き込み液
晶ライトバルブと、 該液晶ライトバルブに対して相対変位可能な加熱用スポ
ット光を該液晶ライトバルブ上に形成する書き込み光学
系と、 投影用光源から発する光束を平行光束として前記書き込
み光学系とは反対側から前記液晶ライトバルブに入射さ
せる照明光学系と、 前記液晶ライトバルブの液晶層を透過して反射された照
明光を露光対象に投影して前記パターンに応じた像を形
成する投影光学系とを備え、 前記液晶ライトバルブは、その法線が前記投影光学系の
光軸に対して角度θ/2傾くよう配置されると共に、前記
照明光学系は、その光軸が前記投影光学系の光軸に対し
て角度θ傾くよう配置されていることを特徴とする露光
装置。1. A thermal writing liquid crystal light valve in which a pattern consisting of a cloudy portion and a transparent portion is formed by external thermal writing, and a heating spot light displaceable relative to the liquid crystal light valve. A writing optical system formed on a bulb, an illumination optical system for causing a light beam emitted from a projection light source to enter the liquid crystal light valve from a side opposite to the writing optical system as a parallel light beam, and transmitting through a liquid crystal layer of the liquid crystal light valve. A projection optical system for projecting the reflected illumination light onto an exposure target to form an image according to the pattern, wherein the liquid crystal light valve has a normal to an optical axis of the projection optical system. The illumination optical system is arranged to be inclined at an angle θ / 2 with respect to the optical axis of the projection optical system. Light device.
から前記露光対象側に配列された第１、第２投影用レン
ズから構成される物空間側および像空間側にテレセント
リックな系であり、前記照明光学系は、前記第１投影用
レンズを介して平行光束を前記液晶ライトバルブに入射
させるよう構成されていることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載の露光装置。2. The projection optical system is a system which is telecentric on an object space side and an image space side formed by first and second projection lenses arranged on the exposure object side from the liquid crystal light valve, The exposure apparatus according to claim 1, wherein the illumination optical system is configured to make a parallel light beam incident on the liquid crystal light valve via the first projection lens.
した照明光を前記第１投影用レンズ側へ反射させるミラ
ーを有することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の
露光装置。3. An exposure apparatus according to claim 2, wherein said illumination optical system has a mirror for reflecting illumination light emitted from said illumination light source toward said first projection lens. .
Priority Applications (4)
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|---|---|---|---|
| JP62239832A JP2622841B2 (en) | 1987-09-24 | 1987-09-24 | Exposure equipment |
| US07/249,764 US5026145A (en) | 1987-09-24 | 1988-09-26 | Exposure apparatus |
| US07/616,657 US5078474A (en) | 1987-09-24 | 1990-11-21 | Exposure apparatus having a magnifying lens system |
| US07/616,385 US5062692A (en) | 1987-09-24 | 1990-11-21 | Exposure apparatus |
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|---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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| JPS62198882A (en) * | 1986-02-27 | 1987-09-02 | Seiko Epson Corp | Imaging printer |
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- 1987-09-24 JP JP62239832A patent/JP2622841B2/en not_active Expired - Fee Related
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