JP2786945B2 - フィルム露光装置 - Google Patents

フィルム露光装置

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JP2786945B2
JP2786945B2 JP2419080A JP41908090A JP2786945B2 JP 2786945 B2 JP2786945 B2 JP 2786945B2 JP 2419080 A JP2419080 A JP 2419080A JP 41908090 A JP41908090 A JP 41908090A JP 2786945 B2 JP2786945 B2 JP 2786945B2
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はフィルム回路基板の製作
に好適なフィルム露光装置に関する。
【0002】
【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。
【0003】このような露光装置は、光源を有する照射
部と、この照射部から放射光が照射され露光させるべき
回路パターンが形成されたレチクルと、このレチクルに
設定された像を投影する投影レンズと、その投影位置に
フィルムを設定させ露光位置を形成するステージより構
成される。そして、投影露光を行う時には、開始する前
に投影される像の焦点合わせの作業が行われる。
【0004】この焦点合わせは、例えば特開平1−19
1493号公報に記載されているような方法によって行
われる。すなわち、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レチクル位置調節機構を光軸方向
に移動させて行う。
【0005】ところが、焦点合わせを行うために投影レ
ンズ位置調節機構やレチクル位置調節機構を操作して、
投影レンズやレチクルを光軸方向に変位させると、これ
によって投影像の倍率が変位してしまうことがある。
【0006】このような問題点を解決するために、特願
平2−81337号に示すように、設定された倍率に基
づく投影レンズ、レチクル、及びフィルムの投影面の位
置関係を維持しながら焦点合わせする方法が提案されて
いる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
装置では実際の露光を開始する前においてのみ、モニタ
系でモニタしながら焦点を合わせるわけである。すなわ
ち一度露光作業が開始されると、その投影像の焦点は、
開始以前に設定したレチクルの位置および投影レンズの
位置で投影される。すなわち当該露光装置が何らかの原
因で振動したり、温度変化したりするとレチクル及び投
影レンズの位置が狂い、当然ながらこれらの位置関係は
設定値からはずれてしまう。この結果、焦点のずれた状
態で露光されることになり、このような状態に気付くこ
となく装置を稼働させ続けると、大量のフィルムを無駄
にすることになる。
【0008】一方、開始以前に行った、焦点合わせの作
業を露光作業開始後も定期的に行うことによって、上記
問題点を解決することもできるが、人間がモニタ系でモ
ニタしながらこのような作業を定期的に行うことは大変
煩雑である。
【0009】本発明の目的は、露光作業を開始した後も
最適な焦点の状態で露光することのできるフィルム露光
装置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに、本発明のフィルム露光装置は、帯状のフィルムの
長さ方向に沿って順次に回路パターンを露光していくフ
ィルム露光装置であって、照射部と、照射部からの光が
照射される位置に配置され、投影するべき回路パターン
とは別に焦点合わせ用のマークを有するレチクルと、レ
チクルの像を投影する投影レンズと、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、帯状のフィルムはその1コ
マ毎に、焦点合わせ用マークの空中像が投影される穴も
しくは透光部を有していて、この穴もしくは透光部から
一定距離だけ離れた位置において合焦するように配置さ
れたイメージセンサと、イメージセンサに入力された、
焦点合わせ用マークの投影像の、光量のバラツキを検出
する手段を有して、この検出手段からの信号によって、
レチクル位置調節機構及び/又は投影レンズ位置調節機
構を駆動させて、帯状のフィルムの1コマ毎に対して、
自動的に合焦することが可能なシステムコントローラと
よりなるものである。
【0011】
【作用】このような構成により、露光されるべきフィル
ムの1コマが搬送されて露光位置に設定されると、レチ
クルに設けられた焦点合わせ用マークのフィルムの穴も
しくは透光部上における光量のバラツキを検出すること
ができる。すなわちこの光量のバラツキが焦点が狂って
いるか否かを示すため、この検出信号によってレチク
ル、投影レンズを光軸方向に変位させて、フィルムの1
コマ毎に自動的に焦点合わせをすることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。図1、図
2、図3は、本発明の実施例のフィルム露光装置の説明
図である。
【0013】図1はその内部に光源11やこの光源11
からの放射光を反射ミラーやインテグレータレンズから
構成される照射部である。光源11としては、超高圧水
銀灯のようにレジストが感度を有する光を効率的に放射
するものが適用される。
【0014】10はレチクルであり、照射部1からの光
が照射される位置に配置されている。このレチクル10
は、フィルムFに投影して転写するべき回路パターンの
ほか、後述するフィルム側焦点合わせマークに対応する
焦点合わせ用マークが構成されている。
【0015】この焦点合わせ用マークは例えば方形状の
不透明部分に十文字の透明部分を設けて構成している。
そしてフィルム側マークはフィルムFの1コマ毎に、例
えば丸型の穴もしくは透光部で構成される。
【0016】12はレチクル位置調節機構であり、例え
ばサーボモータよりなる。20は投影レンズであり、照
射されたレチクル10の像を投影するものである。この
投影レンズ20は例えば露光線幅10μmの解像度を有
するものである。21はこの投影レンズ20の投影レン
ズ位置調節機構である。そして後述のシステムコントロ
ーラ50によってレチクル位置調節機構12や投影レン
ズ位置調節機構21は駆動される。そして、レチクル1
0及び投影レンズ20を光軸方向Yに変位させる。30
はステージであり、図2に示すように露光されるべきフ
ィルムFの1コマが露光位置にステップ送りして停止さ
れる。この停止については、正確な露光位置に行う必要
があり、この方法については例えば特開平2−8133
6号に示される。そして露光時のみフィルムFを真空吸
着する真空吸着孔31が設けられている。
【0017】40は検出部であり、対物レンズ41、集
光レンズ42、ホトダイオード等よりなる受光器43、
ハーフミラー44、及びハーフミラー44より屈折され
た光を検知するCCD等よりなるイメージセンサ45よ
り構成される。このイメージセンサ45にはフィルムF
上のフィルム側マーク上における空中像が入射される。
【0018】そして、イメージセンサ45の位置は、フ
ィルム側マークと一定距離だけ離れて配置している。す
なわちこの距離を考慮してイメージセンサ45に入力さ
れた投影像を検出すると、フィルムF上での投影像を検
出することができる。さらにはフィルム側マークから少
し離れた位置とイメージセンサ45が合焦していても、
その離れた距離を換算すればフィルムF上の投影像は検
出できる。
【0019】また、このような制御は、回路パターンを
焼き付ける前に行うわけであるが、このイメージセンサ
45に入力される波長を回路パターンに焼き付ける波長
と異なるものを使う場合は、フィルム側マークから少し
離れた位置とイメージセンサ45が合焦していることが
好ましい。
【0020】60はフィルム送り機構であり、投影レン
ズ20による像の投影位置にフィルムFの1コマをステ
ップさせる。61は送りローラ、63は押さえローラ、
64はスプロケットローラ、65は押さえローラ、6
6、67は補助ローラ、68は供給ローラ、69は巻取
ローラである。
【0021】次に本発明のフィルム露光装置における焦
点合わせ作業を具体的に説明する。フィルムF上に投影
された投影像はフィルム側マークとして設けられた穴を
通して、ステージ30の検出部40に入射される。そし
て対物レンズ41を入射した像はハーフミラー44によ
って屈折される。そして屈折光はイメージセンサ45に
入射される。この時、イメージセンサ45はモニタ系と
して働き、フィルムF上の投影像をモニタすることにな
る。ここでイメージセンサ45はフィルム側マークとし
ての穴にできる焦点合わせ用マークの空中像と合焦する
ように配置されている。
【0022】この場合の焦点合わせ用のマークは、前述
の如く十文字であるため、イメージセンサ45に入力さ
れたこの投影像はモニター系で第3図(a)のように映
る。このイメージセンサ45は、例えばCCDが配列し
て構成されており、例えば所定の検出ライン60が設定
される。このため検出ライン60も当然ながらラインに
沿ってCCDが配列されている。そして焦点合わせ用マ
ークである十文字と当該検出ライン60が重なった部分
61においては、当該照射部1からの放射光が通過し
て、ステージ30上でフィルム側マークに投影された像
を示していることになる。
【0023】図3(b)は61の部分のイメージセンサ
45における光量を示した図である。すなわち、この6
1の部分において検出ライン60上に配置された各々の
CCDによって受光量を検出されている。図中におい
て、縦方向は受光量を示し、横方向は検出ライン60を
示す。例えば、図中の実線62は、ほぼ方形波状を示し
ており、61の部分におけるCCDの受光量は全てにお
いて高くバラツキもないことを示している。すなわち、
焦点があった状態(合焦状態)を示している。
【0024】一方、点線63は、61の部分の中で光量
の高い点と低い点がある山形の形状を示しており、焦点
がそれほど合っていない状態を示している。以下、点線
63に基づき焦点合わせの動作を具体的に説明する。十
文字の部分61における各々のCCDが受光した光量の
うち、66はピーク値を示している。このピーク値66
の光量に対する80%の光量の点を64で示す。同じく
60%の点を65で示す。この80%の点64と、60
%の点65は、検出ライン60上のCCDのいづれかで
受光されているわけで、横軸方向において、その位置の
距離の差が零に近いほど光量のバラツキは少なく焦点は
合っているといえる。
【0025】一方、この差が大きいとフィルム上の投影
像は焦点が合っていな状態と判断される。このように、
イメージセンサ45における検出ライン60でのポイン
トにおける光量を検出することによって焦点状態を検出
することができる。この状態を検出した信号は、システ
ムコントローラ50に送信される。システムコントロー
ラ50では、焦点があっていると判断できる所定の基準
値を基に信号をレチクル移動機構12及び投影レンズ移
動機構21に送る。そしてレチクル10及び投影レンズ
20を光軸方向に移動させて、焦点合わせを行う。この
ようにして当該露光装置においては、フィルムFの1コ
マ毎に、その投影像をイメージセンサ45にてモニタし
て、レチクル10及び投影レンズ20を光軸方向に移動
させて、自動的に焦点合わせ制御をすることができる。
また、焦点合わせの制御は必ずしも1コマ毎に行う必要
があるわけではなく、例えば10コマとか30コマとか
いうように、何コマか毎に検出制御するような構成であ
っても同様の効果が得られる。
【0026】また、検出ライン60上でのポイントは、
ピーク光量値の80%及び20%を設定したが、別にこ
のポイントに限られるものではない。またイメージセン
サ45としてはこの場合CCDを採用したが、他にも真
空管型イメージセンサを使用することができる。
【0027】また、本発明の実施例では焦点合わせのた
め投影像を検出してフィルムFにフィルム側マーク
(穴)を使っているが、フィルム側マークは穴に限るも
のではなく、例えばフィルム上に透光部分を設けてもよ
い。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のフィルム
露光装置によれば、投影露光させるべきフィルムの1コ
マ毎に対して、その投影像をイメージセンサによってモ
ニタして、レチクル及び投影レンズもしくはいずれか一
方を移動させて自動的にピント合わせ制御をすることが
できる。このため露光作業の開始後においても、当該装
置が何らかの理由で振動した場合等であっても、これら
振動に対応して投影像に焦点合わせ制御をすることがで
きる。このため常に良好状態で露光作業を達成すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフィルム露光装置に係る説明図であ
る。
【図2】投影面における投影像の検出に関する説明図で
ある。
【図3】(a)、(b)は焦点合わせの動作を説明する
図である。
【符号の説明】
1 照射部 10 レチク 12 レチクル位置調節機構 20 投影レンズ 21 投影レンズ位置調節機構 40 検出部 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 - 7/207 H01L 21/30

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 帯状のフィルムの長さ方向に沿って順次
    に回路パターンを露光していくフィルム露光装置であっ
    て、照射部と、照射部からの光が照射される位置に配置
    され、投影するべき回路パターンとは別に焦点合わせ用
    のマークを有するレチクルと、レチクルの像を投影する
    投影レンズと、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、帯状のフィルムはその1コマ毎に、焦点合わせ用マ
    ークの空中像が投影される穴もしくは透光部を有してい
    て、この穴もしくは透光部から一定距離だけ離れた位置
    において合焦するように配置されたイメージセンサと、
    イメージセンサに入力された、焦点合わせ用マークの投
    影像の、光量のバラツキを検出する手段を有して、この
    検出手段からの信号によって、レチクル位置調節機構及
    び/又は投影レンズ位置調節機構を駆動させて、帯状の
    フィルムの1コマ毎に対して、自動的に合焦することが
    可能なシステムコントローラと、よりなることを特徴と
    するフィルム露光装置。
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JP5104107B2 (ja) * 2007-08-02 2012-12-19 ウシオ電機株式会社 帯状ワークの露光装置及び帯状ワークの露光装置におけるフォーカス調整方法

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