JP2767774B2 - 投影露光装置 - Google Patents

投影露光装置

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JP2767774B2 JP2081337A JP8133790A JP2767774B2 JP 2767774 B2 JP2767774 B2 JP 2767774B2 JP 2081337 A JP2081337 A JP 2081337A JP 8133790 A JP8133790 A JP 8133790A JP 2767774 B2 JP2767774 B2 JP 2767774B2
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えばTAB(Tape Automated Bonding)方
式の電子部品の実装に使用されるフィルム回路基板の製
作に好適な投影露光装置に関する。
〔従来の技術〕
物体の表面に微細加工を施す技術として、フォトリソ
グラフィの技術が知られている。この技術は、半導体集
積回路のほか、最近ではTAB方式の電子部品の実装に使
用されるフィルム回路基板の製作にも応用されている。
フォトリソグラフィには、フォトマスクのパターンの
転写のための露光工程があり、この露光工程ではフォト
マスクを内蔵した投影露光装置が使用される。
投影露光装置においては、実際の露光を開始する前に
おいて、投影される像のピント合わせや倍率合わせの作
業が行われる。このピント合わせや倍率合わせは、例え
ば特開平1−191493号公報に記載されているような方法
によって行われ、露光面に投影されたパターンやアライ
メントマーク等の像をモニタ系でモニタしながら、投影
レンズ位置調節機構やフォトマスク位置調節機構を光軸
方向に移動させてピント合わせ等が行われる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、従来の装置では、ピント合わせをする
ために投影レンズ位置調節機構やフォトマスク位置調節
機構を操作して投影レンズやフォトマスクの位置を光軸
方向に変位させると、これにより投影像の倍率も変化
し、予め倍率を正しく設定しておいてもピント合わせ後
に倍率が狂ってしまう。従って、再度倍率合わせの作業
が必要になる。倍率合わせのため、投影レンズ位置調節
機構やフォトマスク位置調節機構を操作すると、折角合
わせておいたピントがずれてしまうため、またピント合
わせの作業が必要となる。
このように、従来の装置では、ピント合わせと倍率合
わせを交互に何回も繰り返さないと正しくピント合わせ
や倍率合わせをすることができない。従って、ピント合
わせや倍率合わせにとても長い時間がかかる課題があっ
た。
本発明の目的は、倍率を変化させずにピント合わせを
行うことができる投影露光装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、ピントを合わせたまま倍率を変
化させることができる投影露光装置を提供することにあ
る。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、本発明の投影露光装置は、
光源と、光源からの光が照射されるレチクルと、レチク
ルの像を投影させる投影レンズとを具備した投影露光装
置において、レチクルを光軸方向に変位させて位置を調
節するレチクル位置調節機構と、投影レンズを光軸方向
に変位させて位置を調節する投影レンズ位置調節機構と
を有し、レチクルの変位量をΔZ1、投影レンズの変位量
をΔZ2とし、レチクルの投影像の倍率をMとしたとき、 の関係をほぼ満たすようにレチクルおよび投影レンズを
移動する移動機構を具備したことを特徴とする。
本発明の他の投影露光装置は、移動機構が、 の関係をほぼ満たすようにレチクルおよび投影レンズを
移動することを特徴とする。
〔作用〕
移動機構により上記(a)式の関係をほぼ満たすよう
にレチクルおよび投影レンズを移動すると、投影像の倍
率を変化させずに一定にしたままでピントを合わせるこ
とができる。
また、移動機構により上記(b)式の関係をほぼ満た
すようにレチクルおよび投影レンズを移動すると、ピン
トを合わせた状態で、投影像の倍率を変化させることが
できる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を説明する。
第1図は、本発明の実施例の投影露光装置の説明図で
ある。まず、請求項(1)の発明の実施例を説明する。
この実施例においては、第1図に示すように、光源10
と、光源10からの光が照射されるレチクル20と、レチク
ル20の像を投影させる投影レンズ30とを具備した投影露
光装置において、レチクル20を光軸P方向に変位させて
位置を調節するレチクル位置調節機構40と、投影レンズ
30を光軸P方向に変位させて位置を調節する投影レンズ
位置調節機構50と、上記(a)式の関係をほぼ満たすよ
うにレチクル20および投影レンズ30を移動する移動機構
60とを設ける。
移動機構60においては、CPUおよびRAMを内蔵した制御
部61と、レチクル20を光源10に近づく方向に移動させる
正方向ボタン62と、レチクル20を逆方向に移動させる負
方向ボタン63と、数値入力部64と、ライン入力65とが設
けられている。
71はペリクル、72は顕微鏡であり、これらにより投影
像のモニタ系が構成されている。Fはフィルム、81は送
りローラ、82はスプロケットローラ、83,84は押さえロ
ーラであり、フィルムFはこれらにより一コマごとに順
次投影位置にステップ送りされる。
第2図は、実施例における(a)式および(b)式の
説明図である。第2図に示すように、フィルムFからレ
チクル20までの距離をZ1、フィルムFから投影レンズ30
の中心30Cまでの距離をZ2、レチクル20から投影レンズ3
0の第1主平面30Aまでの距離をA、投影レンズ30の第2
主平面30BからフィルムFまでの距離をBとするとき、Z
1の変位ΔZ1と、Z2の変位ΔZ2と、Aの変位ΔAと、B
の変位ΔBとの関係は次のようになる。ただし、光源に
近づく方向への変位(第2図において上方への変位)を
正とする。
ΔA=ΔZ1−ΔZ2 ………(i) ΔB=ΔZ2 ………(ii) ここで、投影像の倍率Mは、B/Aであるから、 B=MA ………(iii) となる。なお、像は倒立像であるがM>0とする。
この(iii)式をAで微分すると、 となる。ここで、ΔAおよびΔBが微小量のときは、dA
=ΔA、dB=ΔBとみなせるから、 ΔB=MΔA ………(iv) となる。この(iv)式に(i)式、(ii)式を代入する
と、 ΔB=M(ΔZ1−ΔZ2)=ΔZ2 となり、これを整理すると、 となり、これは(a)式と同一である。
以上のことから、逆に、(a)式の関係をほぼ満たす
ようにΔZ1およびΔZ2を移動させれば、倍率Mを一定と
しながらピントを合わせることができることになる。
従って、請求項(1)の実施例の投影露光装置では、
移動機構60を構成する制御部61中のRAM等のメモリのシ
ステムエリアには、上記(a)式の演算を行うプログラ
ムが格納されている。
この実施例の投影露光装置では、次のようにしてピン
ト合わせを行うことができる。
レチクル20から投影レンズ30の第1主平面30Aまでの
距離Aと、第2主平面30BからフィルムFまでの距離B
の値を、予め数値入力部64により制御部61のRAMに記憶
させ、倍率M(B/A)の値を演算させて記憶させる。
次いで例えば正方向ボタン62を押すと、押した時間に
応じて投影レンズ30が光源10に近づく正方向に所定距離
(ΔZ2)移動させる信号が制御部61に送られる。
制御部61のCPUでは、予め記憶されていた倍率Mと、
正方向ボタン62によって入力されたΔZ2とから、上記
(a)式に基づいて演算されて、ΔZ1の値が決定され
る。
以上のΔZ1、ΔZ2に対応する信号が、レチクル位置調
節機構40および投影レンズ位置調節機構50に送られ、こ
れらによりレチクル20および投影レンズ30が光軸P方向
に移動される。この移動の際には、上記(a)式によ
り、倍率Mは一定値に維持される。
また、負方向ボタン63を押すと、正方向ボタン62を押
した場合とは逆方向に、すなわち、投影レンズ30を光源
10から遠ざかる負方向に所定距離(ΔZ2)移動させる信
号が制御部61に送られ、上記と同様にしてレチクル20お
よび投影レンズ30が光軸P方向に移動される。
このようにしてレチクル20および投影レンズ30が移動
すると、 の値が変化するので、オペレータは顕微鏡72によりレチ
クル20の投影像を観察しながら、投影像が最も鮮明にな
ったときに、正方向ボタン62または負方向ボタン63によ
る移動操作を終了すれば、上記(c)式の値が1/fに一
致し、ピントが合うこととなる。
また、投影レンズ30をどのくらい動かせばピントが合
うか予め推定できるときは、数値入力部64からΔZ2の値
を入力して粗調整をした後、正方向ボタン62または負方
向ボタン63による微調整でピント合わせを短時間に行う
ことができる。
なお、ライン入力65は、例えばオートフォーカスを行
う際に使用するものであり、例えばCCDでモニタした像
面の情報を画像処理したプロセスユニットからの信号が
入力される。
次に請求項(2)の発明の実施例について説明する。
この実施例では、第1図と同様の投影露光装置におい
て、移動機構60を、上記(b)式の関係をほぼ満たすよ
うにレチクル20および投影レンズ30を移動するように構
成したものである。具体的には、第1図の制御部61中の
メモリのシステムエリアには、上記(b)式の演算を行
うプログラムが予め格納されており、この点を除いて請
求項(1)の実施例とほぼ同様である。
すなわち、第2図においてピントが合っている状態で
は、 が成立する。ただし、fは投影レンズ20の焦点距離であ
る。
この(v)式をBで微分すると、ピントが合っている
状態では1/fが一定であるから、右辺は0となる。
左辺の第1項については、 となる。また、左辺の第2項については、 となる。これらより、(v)式の微分は、 となり、これを整理すると、 となる。
ここで、B/A=M(M>0)であるから、 dB=−M2dA となる。そして、ΔAおよびΔBが微小量のときは、dA
=ΔA、dB=ΔBとみなせるから、(i)式、(ii)式
より、 ΔZ2=−M2(ΔZ1−ΔZ2) となり、これを整理すると、 となり、これは(b)式と同一である。
以上のことから、逆に、(b)式の関係をほぼ満たす
ようにΔZ1およびΔZ2を移動させれば、ピントを合わせ
た状態で、倍率を変化させることができることになる。
この実施例の装置においては、次のようにして倍率合
わせを行うことができる。
前記実施例のと同様にして、距離Aと、距離Bの値
をRAMに記憶させ、倍率M(B/A)の値を演算させて記憶
させる。
前記実施例のと同様にして、例えば正方向ボタン62
を押すと、投影レンズ30を光源10に近づく正方向に所定
距離(ΔZ2)移動させる信号が制御部61に送られる。
CPUでは、予め記憶されていた倍率Mと、正方向ボタ
ン62によって入力されたΔZ2とから、上記(b)式に基
づいて演算されて、ΔZ1の値が決定される。
以上のΔZ1、ΔZ2に対応する信号が、レチクル位置調
節機構40および投影レンズ位置調節機構50に送られ、こ
れらによりレチクル20および投影レンズ30が光軸P方向
に移動される。この移動の際には、上記(b)式によ
り、ピントは合った状態に維持される。
また、負方向ボタン63を押すと、投影レンズ30を負方
向に所定距離(ΔZ2)移動させる信号が制御部61に送ら
れ、上記と同様にしてレチクル20および投影レンズ30が
光軸P方向に移動される。
このようにしてレチクル20および投影レンズ30が移動
すると、ピントが合った状態のままで距離Aおよび距離
Bの値が変化するので、ピントがずれることなく倍率M
(B/A)を変化させることができる。
なお、ライン入力65は、例えばオートスケールに使用
するものである。
次に、本発明のその他の実施例について説明する。
(1)制御部61に入力する信号をΔZ1とし、CPUで演算
する方をΔZ2としてもよい。
(2)コンピュータ制御しなくても、ギヤ等の機構的な
制御による移動機構でもよい。
例えば最初の実施例で、投影像の倍率を1倍とする
と、レチクルが1移動(ΔZ1=1)したとき、投影レン
ズが1/2移動(ΔZ2=1/2)するようにギヤ比を設定すれ
ば上記(a)式の関係が満足され、倍率は一定の状態で
ピント合わせを行うことができる。
なお、この場合には、倍率を自由に変更できないデメ
リットはあるが、倍率を変更する必要性が少ない投影露
光装置においては、構成が簡単でコスト的にも有利であ
る。
(3)実際には、第1図の制御部61中のメモリのシステ
ムエリアには、上記(a)式と(b)式との両方の演算
を行うプログラムを予め格納することが多い。この場合
は、ピント合わせを行うか倍率合わせを行うかによっ
て、どちらのプログラムを実行するかを選択することに
なる。
〔発明の効果〕
本発明の投影露光装置によれば、(a)式の関係をほ
ぼ満たすようにレチクルおよび投影レンズを移動する移
動機構を設けたので、倍率を一定に維持した状態でピン
ト合わせを行うことができる。
本発明の他の投影露光装置によれば、(b)式の関係
をほぼ満たすようにレチクルおよび投影レンズを移動す
る移動機構を設けたので、ピントを合わせた状態で倍率
を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例の投影露光装置の説明図、第2図は実施
例における(a)式および(b)式の説明図である。 10…光源、20…レチクル 30…投影レンズ、30A…第1主平面 30B…第2主平面 40…レチクル位置調節機構 50…投影レンズ位置調節機構 60…移動機構、61…制御部 62…正方向ボタン、63…負方向ボタン 64…数値入力部、65…ライン入力 71…ペリクル、72…顕微鏡 81…送りローラ、82…スプロケットローラ 83,84…押さえローラ、F…フィルム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03F 7/20 G03B 27/32 - 27/38 H01L 21/30

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源と、光源からの光が照射されるレチク
    ルと、レチクルの像を投影させる投影レンズとを具備し
    た投影露光装置において、 レチクルを光軸方向に変位させて位置を調節するレチク
    ル位置調節機構と、 投影レンズを光軸方向に変位させて位置を調節する投影
    レンズ位置調節機構とを有し、 レチクルの変位量をΔZ1、投影レンズの変位量をΔZ2
    し、レチクルの投影像の倍率をMとしたとき、 の関係をほぼ満たすようにレチクルおよび投影レンズを
    移動する移動機構を具備したことを特徴とする投影露光
    装置。
  2. 【請求項2】光源と、光源からの光が照射されるレチク
    ルと、レチクルの像を投影させる投影レンズとを具備し
    た投影露光装置において、 レチクルを光軸方向に変位させて位置を調節するレチク
    ル位置調節機構と、 投影レンズを光軸方向に変位させて位置を調節する投影
    レンズ位置調節機構とを有し、 レチクルの変位量をΔZ1、投影レンズの変位量をΔZ2
    し、レチクルの投影像の倍率をMとしたとき、 の関係をほぼ満たすようにレチクルおよび投影レンズを
    移動する移動機構を具備したことを特徴とする投影露光
    装置。
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KR102550382B1 (ko) * 2018-03-19 2023-07-04 소니그룹주식회사 화상 표시 시스템, 정보 처리 장치, 정보 처리 방법, 프로그램, 및 이동체

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