JP4039839B2 - 多層回路基板製造用の露光装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、多層回路基板製造用の露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話に代表されるように製品の軽・薄・短・小・高機能化に伴い、プリント基板はより高精細化の一途をたどっている。特に基板上に搭載される電子部品の数を増やす目的から、従来スルーホールと呼ばれる基板全面に形成された穴を無くした、ビルドアップと呼ばれる製法に基づく基板が市場に出始めている。これは、コア基板と呼ばれる内層板の上下に、樹脂絶縁層と銅等の導電パターンを交互に順次形成したものである。層間の導通はビアホールと呼ばれる孔を形成し銅メッキ等により導通させるようになっている。
ここで、コア基板上下に形成されるビルドアップ層のパターンを形成する際に、コア基板上の形成済みパターンとビルドアップ層のパターンの相互の位置関係を確保するために、コア基板上のアライメントマークとビルドアップ層用のホトマスクに設けられたアライメントマークの位置合わせが必要である。
しかし、ビルドアップ層のパターン形成前には全面が銅箔に覆われており、通常コア基板上のアライメントマークは見えない。
【補正の内容】
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記した基板上のアライメントマークを読めるようにする為、銅箔をメッキで形成する方法では、従来はビルドアップ層のコア基板上のアライメントマークに相当する部分にメッキが付かない様にテープ等でマスクをしておき、メッキ後に該テープを剥がす等の方法を採っている。
また別の方法としてコア基板のアライメントマークにパターンを使用せず穴を使用する方法がある。この方法ではビルドアップ層の樹脂絶縁層を塗布する際に、次のメッキ時に穴が覆われてしまわないように、コア基板に樹脂が入り込まないようにするか、入り込んだ樹脂を削除する必要がある。
更に銅箔を貼り付けて形成する方法では、アライメントマークに相当する部分の銅箔を一度エッチングして除去する等の処理が必要である。
以上のように従来の方法は、いずれにしても処理が面倒であり、処理工程効率化のネックになっていた。
本発明は上記従来技術の問題を解決することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明はコア基板の外側に複数の絶縁層と導電パターンを描いた複数の導電層とを有する多層回路基板を製造するための露光装置であって、多層回路を形成される基板に対向して配設され、該基板に形成する導電パターンを描いたホトマスクと、前記ホトマスク上に描かれたマスクマークと、多層回路を形成する前記コア基板上に形成されたＸ線により撮像可能で、ホトマスク側から視認可能な基板マークと、基板マークを含む領域にＸ線を照射するＸ線照射装置と、Ｘ線を可視光又は紫外線又は赤外線に変換可能であり、該Ｘ線に照射された該基板マークの像を投影する退避可能に装着された投影体と、基板マークとマスクマークに基づいて基板とホトマスクの位置合わせを行うように、基板又はホトマスクの一方又は両方を移動させる移動装置と、ホトマスクに描かれたパターンを基板上に露光する露光光源と、を備えている。そして、前記投影体を退避させておき、前記コア基板上に露出した状態の基板マークと前記マスクマークが所定の位置関係になるように、前記コア基板とホトマスクとの位置合わせを行い、次いで前記投影体を装着し、前記Ｘ線照射装置により前記基板マークを前記投影体に投影し、該投影像と前記マスクマークとが前記所定の位置関係になるように前記Ｘ線照射装置の位置を調整し、該位置調整されたＸ線照射装置により、基板マークを投影体に投影し、マスクマークと所定の位置関係になるように基板とホトマスクの位置合わせを行うように構成されている。
以上の装置においては、基板マークが表面からは見えなくても、Ｘ線照射により投影体にマークが投影される。このマークに基づいて基板の位置が検出でき、所定の対象物との位置合わせが正確に行える。また、コア基板上に露出した状態の基板マークとマスクマークを直接又は画像装置により視認しながら位置合わせし、これに基づいてＸ線照射装置も位置合わせする事により、Ｘ線照射装置の視差を解消することができ、基板マークが表面からは見えない状態でもＸ線照射装置により正確な位置合わせが可能になる。
投影体が固定で退避できない構造の時は、ホトマスク上に描かれたマスクマークに加えて、ホトマスク上に第２マスクマークを設け、更に基板マークに加えてコア基板にアライメントマークを別途設けておく。そして、前記コア基板上に露出した状態のアライメントマークと前記第２マスクマークが所定の位置関係になるように、基板とホトマスクとの位置合わせを行い、次いで前記Ｘ線照射装置により基板マークを投影体に投影し、該投影像とマスクマークとが所定の位置関係になるように前記Ｘ線照射装置の位置を調整すれば良い。
前記Ｘ線照射装置の位置調整を行う際に、該基板とホトマスクの距離を露光時よりも大きくすることが望ましい。これによりＸ照射の視差が大きくなり、調整が精度良く行えるからである。
露光装置としては、ホトマスクと基板とを近接させるものであっても良いし、或いはホトマスクに描かれたパターンを投影レンズを介して前記基板上に露光する投影型であっても良い。
投影体はＸ線を可視光に変換できるものが最も望ましいが、紫外線や赤外線であっても良い。望ましくは、ＣＣＤカメラ等により投像可能な波長に変換するものとする。投影体としては、たとえば蛍光板を用いることができ、Ｘ線透過可能な板に蛍光塗料等の蛍光物質を設けて蛍光面を形成し、該蛍光面にマークの像を投影させる。
該基板マークとマスクマークはＣＣＤカメラ等の画像認識装置を用いて、重ね合わせて視認するように構成することも可能である。投影体に投影された基板マークは可視光或いは紫外線や赤外線で認識できるから該ＣＣＤカメラ等は可視光や紫外線或いは赤外線用のもので良く、Ｘ線用のものを用いる必要がなく経済的である。
好適実施形態においては、前記Ｘ線照射装置が前記基板の非マスク側に設けられ、前記投影体が前記基板とマスクとの間に設けられ、且つ該投影体は該基板とマスクとの間から退避可能である。露光に際して投影体を退避させることにより投影体が露光の障害になることがない。
また投影体をマスク上に設けることも可能である。この場合、マスク像とＸ線透視像が同一面になり画像検出精度が良くなる。この構成では、投影体の退避を行わないが、配線パターン焼付がネガレジストの場合投影体の陰は露光されず、ホトレジスト膜が現像で取れ、配線パターンエッチングの時、投影体の範囲の銅箔もエッチングされ、後行程のアライメントに好都合である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明を露光装置として実現した一実施形態を示すものである。
露光ステージ８は移動機構８０を備えており、ＸＹＺ方向に移動可能であり、且つθ方向に回転可能になっている。この露光ステージ８に載置した多層回路基板６を移動させてホトマスク４との位置合わせを行わせることが出来るように構成されている。ホトマスク４を移動させるようにしても良いし、或いはホトマスク４と露光ステージ８の両方を移動させるようにすることも可能である。
なお図１は左半分のみを示した図であり、同一の構成が右側にもあるが、図では省略してある。また２以上の任意数設置することが可能である。
【０００６】
基板６は図１に示すようにコア基板６０の上にビルドアップ絶縁層６１を形成し、更にその上にビルドアップ銅箔６２を設け、その上にホトレジスト層６３を形成して、ホトマスク４の回路パターンを露光する前の状態として図示してある。
これらの層の数は任意であり、またコア基板６０の表裏両面に多層としてもよい。
【０００７】
この露光装置で露光光源Ｌからの露光によりホトマスク４のパターンを露光し、後の工程でフォトエッチングによりビルドアップ銅箔６２上に回路パターンを形成し、これを導電層とするように構成されている。そして、同様な処理を繰り返して多層回路基板を形成するようになっている。各導電層間はビアホールにより導通させているが、図面上では該ビアホールは省略してある。
【０００８】
コア基板６０の端部には基板アライメントマークである銅箔の基板マーク７が形成されている。一方ホトマスク４の端部にはマスクマーク５が描かれており、このマスクマーク５と基板マーク７の位置を合致させることによりホトマスク４と基板６の位置合わせを行うようになっている。
【０００９】
露光ステージ８には基板マーク７に相当する位置にＸ線孔１１が設けられており、該Ｘ線孔１１の下側にＸ線照射装置１が設けられている。Ｘ線照射装置１と基板６を挟んで対向する位置に投影体である蛍光板３が設けられており、このＸ線照射装置１からＸ線が基板６の基板マーク７近傍に向けて照射され、基板６の各層を透過して基板マーク７の像が蛍光板３上に投影されるように構成されている。
【００１０】
該蛍光板３とホトマスク４を挟んで対向する位置にＣＣＤカメラ２が設けられており、蛍光板３上に投影された基板マーク７の像をホトマスク４を通して撮像するように構成されている。この時同時にホトマスク４に描かれたマスクマーク５も撮像するようになっている。
図２に図１におけるＡ−Ａ矢視図を示す。図示するようにＣＣＤカメラ２は蛍光板３の蛍光面３９上に投影された基板マーク７とホトマスク４上のマスクマーク５を重ね合わせた映像を得て、該画像信号を位置調整装置１０に送信するようになっている。
【００１１】
位置調整装置１０において、操作者が図２に示すような画像を見ながら、例えば基板マーク７がマスクマーク５の中心に来るように移動機構８０を介して露光ステージ８を移動させて基板６の位置を調整する。この操作により基板６とホトマスク４の位置合わせが行える。そして、この位置合わせは常に基板マーク７を基準として行われるから、形成する層によりずれが生ずることがなく、ずれの蓄積なども生じずに精度の高い重ね合わせが行える。
なおこの位置調整装置１０による位置合わせは自動的に行うようにしても良いし、或いは画像を操作者が見ながら人手により行っても良い。
【００１２】
蛍光板３は合成樹脂などのＸ線透過可能な材質の基板に蛍光物質である蛍光塗料を塗って前記蛍光面３９を形成してあり、蛍光板３の基板側をＸ線照射装置１に対向させて、蛍光面３９に基板マーク７の像を写し出すようになっている。これにより該像を蛍光板３のホトマスク４側から視認できるように構成されている。
即ちＸ線照射装置１からのＸ線は基板６を透過し、基板マーク７を撮像して蛍光面３９において、可視光に変換され、基板マーク７を濃淡像として視認できるようにする。蛍光板３の蛍光面３９からはＸ線より波長の長い可視光となるため、ホトマスク４等における減衰が少なく、ＣＣＤカメラ２で鮮明な画像が得られる。
この実施形態では投影体として蛍光板３を使用して可視光に変換しているが、Ｘ線より波長の長い紫外線や可視光より更に波長の長い赤外線に変換するものであっても良い。
なお、この蛍光板３は図示するようにホトマスク４と基板６の間に介在するが、露光及び装置の位置調整の際にはじゃまになるので、進退装置３０により退避させることができるようになっている。
【００１３】
Ｘ線照射装置１及びＣＣＤカメラ２はＸＹ方向に移動可能になっており、これらの位置を正確に設定することによりＸ線の視差によるホトマスク４と基板６の位置合わせ誤差を防ぐことができるように構成されている。
【００１４】
制御装置９は装置全体の制御を行っており、露光光源Ｌ、ＣＣＤカメラ２、進退装置３０、Ｘ線照射装置１、位置調整装置１０の制御を行うように構成されている。
【００１５】
なお、ＣＣＤカメラ２にはリング照明２５が設けられており、可視光による位置合わせも行えるようになっている。
【００１６】
以上説明した構成において、図３に示すように最初にＸ線照射装置１の位置合わせを行う。まず蛍光板３を退避させておき、ホトマスク４をセットし、コア基板６０を露光ステージ８上に装着する。そして、リング照明２５により照明を当てて、ＣＣＤカメラ２によりマスクマーク５と基板マーク７の位置合わせを行う。この時、図３の上部に描かれたように、マスクマーク５の内部に基板マーク７が位置するように露光ステージ８をＸＹ方向に移動させて位置調整を行う。
次に、露光ステージ８を下降させ、ホトマスク４とコア基板６０のギャップを大きくして、Ｘ線の視差が大きく現れるようにした上で、蛍光板３を装着する。そして、この状態でＸ線照射装置１を点灯して、図２に示すように蛍光板３上に投影されたマスクマーク５と基板マーク７の位置合わせを行う。但しこの時には露光ステージ８を移動させず、Ｘ線照射装置１を移動させる。マスクマーク５と基板マーク７は、さきに位置合わせがされているから、Ｘ線による視差がなくなれば蛍光板３上の基板マーク７とマスクマーク５とは一致するはずである。これらが一致するまでＸ線照射装置１を移動させれば、Ｘ線照射装置１の位置が正しい位置に設定される。
【００１７】
なお、上記では蛍光板３が退避可能な構造の場合について説明したが、蛍光板３をホトマスク４の下側（Ｘ線照射装置１側）に密着して装着し、蛍光板３がマスクマーク５を覆うように装着する構成も可能である。この構成によれば、蛍光板３の基板マーク７の像とマスクマーク５の像がほぼ同一面となるから、ＣＣＤカメラ２による画像検出精度が向上する利点があるが、上記した方法ではＸ線照射装置１の位置調整が不可能である。
このような構造の場合、図４に示すようにホトマスク４上のマスクマーク５の近傍に第２マスクマーク５０を設け、同様に基板マーク７の近傍にアライメントマーク７０を設ける。そして、ＣＣＤカメラ２を２’の位置に移動させて、Ｂ−Ｂ矢視図に示すようにＣＣＤカメラ２’により第２マスクマーク５０とアライメントマーク７０が一致するように露光ステージ８を移動する。
そして、露光ステージ８を下降させて、ＣＣＤカメラ２を蛍光板３に対応する位置に戻し、Ｘ線照射装置１からＸ線を照射して、蛍光板３上に基板マーク７を投影し、該基板マーク７の投影像とマスクマーク５とをＣＣＤカメラ２に映し出す。そして、Ａ−Ａ矢視図に示すように基板マーク７とマスクマーク５が一致するようにＸ線照射装置１を移動させる。
【００１８】
上記図３及び図４に示す方法によりＸ線照射装置１の位置が正しくセットされたら、コア基板６０にビルドアップ層を形成していく。各層を形成するにあたり、基板６にホトマスク４に描かれたパターンを露光する際に、Ｘ線照射装置１からＸ線を照射し、基板マーク７を蛍光板３上に投影する。この蛍光板３上の基板マーク７をホトマスク４を通してマスクマーク５と同時に撮像し、位置調整装置１０において基板マーク７とマスクマーク５が一致するように移動機構８０を制御し、露光ステージ８を移動して基板６の位置を調整する。
そして、位置合わせが終了したら、蛍光板３とＣＣＤカメラ２を所定の位置まで退避させ、次いで露光ステージ８をホトマスク４方向に移動させ、ホトマスク４と基板６を接近させ、所定の位置で露光光源Ｌにより露光して、ホトマスク４上のパターンをホトレジスト層６３上に焼き付ける。
上記動作を所定回数繰り返し、所定数の層を形成する。
以上の動作により正確な位置合わせができ、その結果精度の高い露光が行える。
【００１９】
なお、上記実施形態では基板６側を移動する場合について説明したが、ホトマスク４側を移動させる構成も可能である。また基板６とホトマスク４とを両方移動させるようにしても良い。
【００２０】
以上説明したように上記実施形態によれば、基板マーク７とホトマスク４或いは他の対象物との位置合わせを高精度に行うことが可能になる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の露光装置によれば、精度の高い位置合わせが行える効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す概略図。
【図２】本発明の一実施形態における蛍光板３の蛍光面３９上の像の一例を示す説明図。
【図３】本発明の一実施形態における動作説明図。
【図４】本発明の更に他の実施形態の動作説明図。
【符号の説明】
１：Ｘ線照射装置、２：ＣＣＤカメラ、３：蛍光板、４：ホトマスク、５：マスクマーク、６：基板、７：基板マーク、８：露光ステージ、９：制御装置、１０：位置調整装置、１１：Ｘ線孔、２５：リング照明、３９：蛍光面、５０：第２マスクマーク、６０：コア基板、６１：ビルドアップ絶縁層、６２：ビルドアップ銅箔、６３：ホトレジスト層、７０：アライメントマーク、８０：移動機構。

Claims (6)

1. コア基板の外側に複数の絶縁層と導電パターンを描いた複数の導電層とを有する多層回路基板を製造するための露光装置であって、
   多層回路を形成される基板に対向して配設され、該基板に形成する導電パターンを描いたホトマスクと、
   前記ホトマスク上に描かれたマスクマークと、
   多層回路を形成される前記コア基板上に形成されたＸ線により撮像可能で、ホトマスク側から視認可能な基板マークと、
   基板マークを含む領域にＸ線を照射するＸ線照射装置と、
   Ｘ線を可視光又は紫外線又は赤外線に変換可能であり、該Ｘ線に照射された該基板マークの像を投影する退避可能に装着された投影体と、
   基板マークとマスクマークに基づいて基板とホトマスクの位置合わせを行うように、基板又はホトマスクの一方又は両方を移動させる移動装置と、
   ホトマスクに描かれたパターンを基板上に露光する露光光源と、を備え；
   前記投影体を退避させておき、前記コア基板上に露出した状態の基板マークと前記マスクマークが所定の位置関係になるように、前記コア基板とホトマスクとの位置合わせを行い、
   次いで前記投影体を装着し、前記Ｘ線照射装置により前記基板マークを前記投影体に投影し、該投影像と前記マスクマークとが前記所定の位置関係になるように前記Ｘ線照射装置の位置を調整し、
   該位置調整されたＸ線照射装置により、基板マークを投影体に投影し、マスクマークと所定の位置関係になるように基板とホトマスクの位置合わせを行う、
   ことを有することを特徴とする露光装置。
2. コア基板の外側に複数の絶縁層と導電パターンを描いた複数の導電層とを有する多層回路基板を製造するための露光装置であって、
   多層回路を形成される基板に対向して配設され、該基板に形成する導電パターンを描いたホトマスクと、
   前記ホトマスク上に描かれたマスクマークと、
   前記ホトマスク上に描かれた第２マスクマークと、
   多層回路を形成される前記コア基板上に形成されホトマスク側から視認可能なアライメントマークと、
   前記コア基板に形成されたＸ線により撮像可能な基板マークと、
   基板マークを含む領域にＸ線を照射するＸ線照射装置と、
   Ｘ線を可視光又は紫外線又は赤外線に変換可能であり、該Ｘ線に照射された該基板マークの像を投影する投影体と、
   基板マークとマスクマークに基づいて基板とホトマスクの位置合わせを行うように、基板又はホトマスクの一方又は両方を移動させる移動装置と、
   ホトマスクに描かれたパターンを基板上に露光する露光光源と、を備え；
   前記コア基板上に露出した状態のアライメントマークと前記第２マスクマークが所定の位置関係になるように、前記基板とホトマスクとの位置合わせを行い、
   次いで前記Ｘ線照射装置により前記基板マークを前記投影体に投影し、該投影像と前記マスクマークとが所定の位置関係になるように前記Ｘ線照射装置の位置を調整し、
   該位置調整されたＸ線照射装置により、基板マークを投影体に投影し、マスクマークと所定の位置関係になるように基板とホトマスクの位置合わせを行う、
   ことを有することを特徴とする露光装置。
3. 前記Ｘ線照射装置により基板マークを前記投影体に投影し、該投影像と前記マスクマークとが所定の位置関係になるように前記Ｘ線照射装置の位置を調整する際に、該基板とホトマスクの距離を露光時よりも大きくする、
   請求項１又は２に記載の露光装置。
4. 前記露光光源が、前記ホトマスクに描かれたパターンを前記投影レンズを介して前記基板上に露光する、
   請求項１又は２又は３に記載の露光装置。
5. 前記投影体が蛍光板である、
   請求項１又は２又は３又は４に記載の露光装置。
6. 前記ホトマスク上のマスクマークと前記投影体に投影された基板マークとを重ねて読みとるための画像認識装置を更に備え、
   前記移動装置が、該画像認識装置において前記マスクマークと基板マークとが所定の位置関係になるように、基板又はホトマスクの一方又は両方を移動させる、
   請求項１又は２又は３又は４又は５に記載の露光装置。

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