JP4369504B2 - レーザ直接描画装置および描画方法 - Google Patents
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Description
図7は、従来のレーザ直描装置の構成図である。
レーザ源1は光学ベース16上に搭載されている。光学ベース16はベッド18上のコラム17上に配置されている。レーザ源1から出力されたレーザビーム5はミラー2、エキスパンダ3を介して音響光学素子(以下、「AOM」という。)4に入射する。AOM4で変調されたレーザビーム5aはポリゴンミラー6により偏向されてfθレンズ7に入射し、fθレンズ7を透過したレーザビーム5aは折り返しミラー8により図の下方に偏向されてシリンドリカルレンズ9に入射する。そして、シリンドリカルレンズ9を透過したレーザビーム5aは被描画体10に入射して被描画体10上のドライフィルムレジスト(以下、「DFR」という。)やフォトレジスト等を感光させる。このとき、被描画体10を搭載したテーブル12は副走査方向(図中のY軸方向)へ等速移動する。リニアモータ14はテーブル12を移動させる。一対のガイド13はテーブル12を案内する。テーブル12の上方にはカメラ60が配置されている。カメラ60は図示を省略する移動装置に載置され、X軸方向に位置決め自在である。カメラ60は、図示を省略する画像処理装置に接続され、例えば描画位置を定めるため、被描画体10の表面に配置されているアライメントマークを撮像するのに使用される(特許文献1)。
シリンドリカルレンズ9の図7における左端側の下方にはミラー11が配置されており、ミラー11の反射側にスタートセンサ15が配置されている。そして、行毎の走査開始位置を揃えるため、主走査方向の1スキャンの描画はミラー11で反射されたレーザビーム5aをスタートセンサ15が検知してから所定時間後に開始される(図示の場合、検出位置と描画開始位置との距離は10mmである)。このようにして、行毎の走査開始位置を揃えている。
a.被描画体をテーブルに載置する工程。
b.被描画体の表面にパターンを描画すると共に裏面の予め定める位置に有底の凹部を形成する工程。
c.被描画体を表裏反転してテーブルに載置する工程。
d.凹部の位置に基づいて表面の座標系を定め、被描画体の裏面にパターンを描画する工程。
e.被描画体をテーブルから取り外す工程。
図1は本発明に係るレーザ直接描画装置のテーブルの構成図であり、(a)は平面図、(b)は側面断面図、(c)は(b)におけるS部拡大断面図であり、図7と同じものまたは同一機能のものは同一の符号を付して重複する説明を省略する。
テーブル12の表面には、内部の中空部18に接続する多数の吸着口22が格子状に配置されている。中空部18は継ぎ手45を介して図示を省略する真空装置に接続されている。なお、中空部18は図示を省略する隔壁により3個のブロックに分かれている。継ぎ手45は各ブロック毎に設けられており、ブロック毎に負圧を供給することができる。テーブル12の表面には被描画体10を位置決めするための3本の位置決めピン21a〜21cが配置されている。位置決めピン21aと位置決めピン21bは断面が円形であり、ピン21aと位置決めピン21bの接線はX軸と平行である。
ここでは、被描画体10は外形が長方形であるとする。
手順1:被描画体10をテーブル12に載置する。このとき、被描画体10の2辺が位置決めピン21a〜21cに接するようにして配置する。
手順2:真空装置を動作させ、被描画体10をテーブル12に吸着させる。吸着により、被描画体10がテーブル12に押しつけられ、キャリアフィルム52の表面(あるいはキャリアフィルム52と感光性レジスト51の表面)に中空ピン20a〜20dによる圧痕(ここでは、平面視が円環状で、厚さ方向にはV字形である。なお、真空装置の吸引力により、圧痕はキャリアフィルム52だけに形成される場合もあるし、形成された溝の先端が感光性レジスト51に及ぶ場合もある。)が形成される。
手順3:表側の面(以下、図示されている面を面Fという。また、裏側の面を以下、面Bという。)を露光する。レーザ光はキャリアフィルム(厚さは16〜25μm)を透過して感光性レジストを露光させる。
手順4:面Fの露光が終了したら、真空装置を停止させ、被描画体10をY軸回りに表裏反転させてテーブル12に載置する。このとき、被描画体10の2辺を位置決めピン21a〜21cに接触させる。
手順5:真空装置を動作させ、被描画体10をテーブル12に吸着させる。
手順6:カメラ60により、中空ピン20a〜20dで形成された圧痕の内のいずれか2個の圧痕(ここでは、中空ピン20aによる圧痕20Aと中空ピン20による圧痕20D)を撮像し、画像処理によりそれぞれの中心座標を求める。
手順7:圧痕20Aと圧痕20Dをの中心座標に基づいてテーブル12を回転させ、現在裏側になっている面Fに加工されているパターンのxy軸をレーザ直接描画装置の駆動系のXY座標軸と平行にする(ここでは、一致させる)。なお、詳細については後述する。
手順8:面Bを露光する。
手順9:被描画体10をテーブル12から取り外す。
図3は、裏面Bの位置決め手順を示す図であり、(a)は上記手順2の場合を、(b)は面F露光時を、(b)は上記手順5の場合を、(c)は手順7の結果を示す図である。
なお、ここでは、レーザ直接描画装置の駆動系のXY座標軸の原点Oはカメラ60の光軸上にあるとする。また、Pはテーブル12の回転中心である。また、中空ピン20dと圧痕20Dには斜線をしてある。
ここでは、中空ピン20aと中空ピン20dにより面Bには形成された圧痕20Aと圧痕20Dを用いるものとする。
同図(a)に示すように、手順2において、中空ピン20aと中空ピン20dにより、面Bには圧痕20Aと圧痕20Dが形成される。
この場合、XC,YCおよび傾き角度θは式1〜3で求められる。
XC=(X1+X2)/2 ・・・(式1)
YC=(Y1+Y2)/2 ・・・(式2)
Δθ=Tan−1{(X2−X1)/(Y2−Y1)} ・・・(式3)
中点QCbの中点QCに対するX、Y軸方向のずれ量ΔX1、ΔY1
は式4、5で求められる。
ΔX1=Xcr−XC ・・・(式4)
ΔY1=Ycr−YC ・・・(式5)
ここで、中点QCbの回転中心Pからの距離をLとすると、Lは式6により、また、線分QCbPの傾きΔθは式7により求められる。
L=√{(Xt−XC)2+(Yt−YC)2} ・・・(式6)
Δθ=Tan−1{(XC−Xt)/(YC−Yt)} ・・・(式7)
テーブル12を−Δθだけ回転させた場合、補正後の中点QCbの中心座標(Xch,Ych)は、それぞれ式8,9で表される。
Xch=L×Cos(θ+Δθ) ・・・(式8)
Ych=L×Sin(θ+Δθ) ・・・(式9)
ここで、中点QCbの回転中心を基準からの距離をXg,Ygとすると、Xg,Ygは式10,11で表される。
Xg=XC−Xt ・・・(式10)
Yg=YC−Yt ・・・(式11)
そして、Δθ回転させたことによる中点QCbのX,Y軸方向の各移動量は式12,13により求められる。
ΔXch=Xch―Xg ・・・(式12)
ΔYch=Ych―Yg ・・・(式13)
したがって、テーブルをX、Y軸方向にそれぞれ式14、15で表されるΔX、ΔYだけ移動させると、同図(c)に示すように、中点QCbを中点QCに一致させることができる。
ΔX=ΔX1+ΔXch ・・・(式14)
ΔY=ΔY1+ΔYch ・・・(式15)
なお、上記においては圧痕20Aと圧痕20Dを用いたが、圧痕20A〜20Dのいずれか2個を用いればよい。
テーブル12の端部の両端には1対のガイドピン24が配置されている。L字型のサポト27はテーブル12の側面に固定されている。サポート27の中央部にはシリンダ25が支持されている。シリンダ25のピストンロッド25aはサポート27に形成された図示を省略する穴を貫通してテーブル12の表面側に突き出している。ピストンロッド25aの先端にはプレート26が支持されている。プレート26は中空ピン20a〜20dに対向できる大きさである。そして、ピストンロッド25aが待機状態にあるとき(同図(b)に実線で示す位置。)、プレート26の下面26bはテーブル12に載置される被描画体10の表面から離れている。また、ピストンロッド25aが動作位置にあるとき、下面26bは被描画体10の表面よりもテーブル12の表面側に位置決めされる。
図5は、中空ピン20の変型例を示す図であり、(a)は先端を曲面にした場合、(b)は中実にした場合、(c)は円錐台状にした場合、また、(d)は上記図3で示したものである。
同図(a)の場合、先端が曲面であるので、中空ピン20によって加圧された部分のキャリアシートに裂傷が発生することを予防できる。また、同図(b)の場合、中実であるので、(a)の場合と同様に中空ピン20によって加圧された部分のキャリアシートが裂けることを予防できるだけでなく、先端が余り摩耗しないので、保守管理が容易になる。
いずれの形状の中空ピンも採用可能であり、キャリアシートの厚さあるいは材質に応じて形成される圧痕が明瞭になるものを選択して使用すればよい。
図6は、本発明のさらに他の実施形態を示すテーブルの平面図である。
中空ピン20a〜20dは被描画体10載置面における対角線方向に配置されている。このように、凹部の深さを浅く制御できる場合には、中空ピン20をパターン形成領域に配置することができる。このようにすると、中空ピン20の配置位置の制限が緩和されるので、中空ピン20の配置間隔を広げることができ、裏面の位置決め精度をさらに向上させることができる。
10 被描画体
12 テーブル
20 中空ピン
g 距離(突き出し距離)
Claims (3)
- レーザビームを主走査方向へ偏向させると共にテーブルに載置された被描画体を副走査方向へ移動させて前記被描画体の表面にパターンを描画するレーザ直描装置において、
前記被描画体の裏面に有底の凹部を形成する凹部形成手段を前記テーブルに設けた
ことを特徴とするレーザ直描装置。 - 前記被描画体を前記テーブルの表面と平行な方向に位置決めする位置決め手段を設け、
該位置決め手段を前記凹部形成手段の位置を基準にして前記テーブルに配置する
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ直描装置。 - レーザビームを主走査方向へ偏向させると共にテーブルに載置された被描画体を副走査方向へ移動させて前記被描画体の表面と裏面にパターンを描画する描画方法において、
下記a〜eの工程によりパターンを描画することを特徴とする描画方法。
a.被描画体をテーブルに載置する工程。
b.被描画体の表面にパターンを描画すると共に裏面の予め定める位置に有底の凹部を形成する工程。
c.被描画体を表裏反転してテーブルに載置する工程。
d.凹部の位置に基づいて表面の座標系を定め、被描画体の裏面にパターンを描画する工程。
e.被描画体をテーブルから取り外す工程。
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