JPH03209479A

JPH03209479A - 露光方法

Info

Publication number: JPH03209479A
Application number: JP1296940A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Miyake; 栄一三宅
Original assignee: San Ei Giken Inc
Current assignee: San Ei Giken Inc
Priority date: 1989-09-06
Filing date: 1989-11-14
Publication date: 1991-09-12
Also published as: EP0418427A2; EP0418427A3

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は、たとえばプリント回路基板上の回路を形成
するために適用される露光方法に関するものである。

［従来の技術］第５図には、プリント回路基板１の回路形成を行なうた
めに実施される従来の露光方法が示されている。

第５図に示すように、回路に対応するパターン２が描か
れたフォトマスク３は、たとえば水平に配置される。他
方、プリント回路基板１上には、感光材４が予め膜状に
形成されている。感光材４は、基板１に感光性ドライフ
ィルムを貼付けることにより形成されたり、感光材４と
なるべきベースト材料を基板１に塗布することにより形
成されることができる。このような基板１は、感光材４
が形成された而をフォトマスク３に向けて、フォトマス
ク３上に配置される。基板１は、この状態で、薄いカバ
ーフィルム５によって題われ、カバーフィルム５の外周
部は、ガスケット６によって、フォトマスク３に対して
完全密封状態とされる。

カバーフィルム５とフォトマスク３との間の空間７には
、真空ポンプ８が連結され、この真空ポンプ８によって
、空間７を真空とすることにより、基板１とフォトマス
ク３とが密着される。この状態で、フォトマスク３側か
ら、たとえば紫外線のような光９が照射されることによ
り、基板１上の感光材４に対して露光処理が行なわれる
。

第５図に示した露光方法では、基板１とフォトマスク３
とが積極的に密むした状態に保たれ、露光処理が行なわ
れている。このような基板１とフォトマスク３との接触
状態は、「７％−ドコンタクト」と呼ばれている。

一般に、フォトマスクを介して基板が露光される場合、
この基板とフォトマスクとを重ね合わせる方式に関して
、上述した「ハードコンタクト」を含めて、次の３通り
がある。

（１）　ハードコンタクト（Ｑ空引き等で両者を積極的
に密着させる）（２）　ソフトコンタクト（両者を軽（接触させる）（３）　オフコンタクト（両者間に間隔を設ける）これらコンタクト方式のうちで、ｒ　（１）　ノ１−ド
コンタクト」方式が、現在、はとんどのプリント回路基
板用露光装置において採用されている。

他の方式、特に「（３）オフコンタクト」方式は、はと
んど採用されていない。

ハードコンタクト方式が多く採用されている理由は、フ
ォトマスクに描かれたパターンが忠実に基板上へ再現さ
れるためである。すなわち、ハードコンタクト方式は、
解像度が高い。このことは、容易に想像できることであ
るが、もし、フォトマスクおよび基板が完全な平面であ
れば、ソフトコンタクト方式でも、高い解像度を得るこ
とができる。しかしながら、実際には、特に基板に反り
や凹凸がしばしば存在するため、ソフトコンタクト方式
により、高い解像度を得ることは困難である。

また、ハードコンタクトｈ“式が多く採用されているも
う１つの理由は、露光に使用する光（紫外線）として、
一般には、散乱光が使用されているためである。したが
って、もし、フォトマスクと基板との間に隙間があると
、光がフォトマスクの非透光部であるパターンをまわり
込み、解像度が極端に悪くなる。

ところで、最近、基板上に形成される回路パターンは、
高密度化し、そのため、露光処理において高い解像度が
必要となってきている。このため、露光に用いる光とし
て、散乱光ではなく、％ｒｉ行光を採用した露光装置が
徐々に多くなってきている。

しかしながら、このように＝Ｉ行光を使用しても、やは
りハードコンタクト方式で露光が行なわれている。

平行光の場合、光の直進性からみれば、オフコンタクト
方式でも十分高い解像度で露光可能であると考えられる
が、フォトマスクと基板との間に空気層を介在させると
、光の他の性質、たとえば、干渉、回折、反射、屈折、
等によって、現実には、フォトマスクのパターンが、高
い解像度をもって、基板に再現されない。

このような理由から、高い解像度を得るためには、たと
え平行光を用いたとしても、フォトマスクと基板とは、
ハードコンタクト方式で蚤ね合わされ、露光処理が実施
されているのが現状である。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、ハードコンタクト方式には、以ドに述べ
るように、種々の欠点があり、その改溌が望まれている
。

すなわち、第１に、真空引き等により、フォトマスクと
基板とをハードコンタクトの状態にもたらそうとしても
、両者間に部分的に空気溜まりが発生して、両者の界面
の全領域にわたって両者を密着させることは、容品では
ない。

第２に、真空引きおよび大気圧へ戻す時間を要し、この
ことが、露光工程におけるロスタイムとなっている。

第３に、基板に感光材（液状フォトレジスト）を塗布し
た場合、多少乾燥させても、その表面は粘着性が強く、
これにフォトマスクをハードコンタクトさせると、両者
を引き剥がすのは容易ではない。

第４に、フォトマスクまたは基板に、埃等の異物が付着
していると、ハードコンタクトにより、そのような異物
が両者に強力に付むして、重大な不良の原因ともなる。

第５に、ハードコンタクトにより、フすトマスクに傷が
入る０Ｉ能性が高く、このことが不良の原因となり得る
。

このように、ハードコンタクト方式には種々の欠点があ
り、これらの欠点を解消するためには、オフコンタクト
方式またはソフトコンタクト方式を採用するのが望まし
い。しかしながら、オフコンタクト方式またはソフトコ
ンタクト方式を採用するにあたっては、前述したような
低い解像度の問題を解決しなければならない。

そこで、この発明の目的は、オフコンタクト方式または
ソフトコンタクト方式をたとえ採用しても、解像度を低
下させることなく露光処理を行なうことが可能な露光方
法を提供しようとすることである。

［課題を解決するための手段］この発明は、基本的には、フォトマスクと被露光物とを
接触または接近させ、フォトマスクを通して被露光物上
に光を照射して、フォトマスクに作画されたパターンに
従って被露光物上に露光処理を行なう露光方法に向けら
れるものであり、上述した技術的課題を解決するため、
フォトマスクと被露光物との間に液体を充填して露光処
理を行なうことを特徴とするものである。

好ましくは、この発明は、次のような各ステップに従っ
て実施される。すなわち、（１）　透光性材料からなり、少なくとも底面壁が平坦
であり、かつ液体で満たされた、容器を準備すること。

（２）　容器の底面壁の内側に沿ってフォトマスクを固
定すること。

（３）　前５ｄフオトマスクの上方に被露光物を接触ま
たは接近させて配置すること。

（４）　前記容器の前記底面壁のド方から光を照射して
前記被露光物上に露光処理を行なうこと。

また、上述のような各ステップを備える露光方法に代え
て、次のようなステップに従って、この発明が実施され
てもよい。すなわち、（１）　透光性材料からなり、少なくとも一側面壁が平
坦であり、かつ液体で満たされた、容器を準備すること
。

（２）　前記容器の前記側面壁の内側に沿ってフォトマ
スクを固定すること。

（３）　前記容器の内部であって前記フォトマスクの側
方に被露光物を接触または接近させて配置すること。

（４）　前記容器の外部であって前記側面壁の側方から
光を照射して前記被露光物上に露光処理を行なうこと。

さらに、この発明では、フォトマスクと被露光物との間
に液体を充填する際、液体内にフォトマスクおよびｍｉ
ｘ光物を浸漬する方法のほか、フォトマスクおよび被露
光物の少なくとも一方上に液体を付与し、この液体をフ
ォトマスクと被露光物との間に位置させながらフォトマ
スクと被露光物とを互いに接近させ、それによって液体
をフォトマスクと非露光物との間に充填する方法を採用
してもよい。

また、この発明によれば、フォトマスクを被露光物の２
つの主面の各々に関連して配置することにより、露光処
理を、２つの主面の双方に対して同時に実施することが
できる。

［作用］この発明では、フォトマスクと被露光物との間に形成さ
れる隙間に液体を充填して、露光処理が行なわれる。前
述のように、フォトマスクと被露光物との間の隙間が空
気で満たされている場合、空気は、光の屈折率が他の固
体、たとえばガラス、プラスチック等と非常に異なるた
め、光の他の性質、たとえばｌ；渉、回折、反射等が助
長され、解像度の低下につながる。もし、この隙間が、
フォトマスクおよび被露光物たとえば基板に付与された
感光材と比べて、光の屈折率においてあまり違わない物
質で充填されていると、解像度は、ハードコンタクトの
場合に比べて、あまり低下しない。

ただし、この場合、露光に用いる光としては、平行光で
あることが望ましい。

このような知見に基づき、この発明では、フォトマスク
と被露光物とによって挾まれた隙間を埋めるための物質
として、たとえば水のような液体が使用される。

［発明の効果］このように、この発明によれば、フォトマスクと被露光
物との間に、フォトマスクおよび被露光物たとえば感光
材と屈折率があまり異ならない液体を充填した状態で露
光処理を施すので、光の直進性が生かされ、それによっ
て、フォトマスクのパターンを忠実に基板上に再現する
ことができる。

また、液体は、フォトマスクと披露先物との隙間に凹凸
が存〆ｆしていても、空気層を残すことな（、この隙間
を完璧に満たすことが容品である。

また、この発明によれば、オフコンタクト方式またはソ
フトコンタクト方式を問題なく採用することができるの
で、次のような利点を奏することが可能である。

まず、ハードコンタクト方式のように、フォトマスクに
対して被露光物を強力に押しつける必要がないので、そ
のための作業に費されるタイムロスがなくなるとともに
、密着不足による不良が発生しない。

また、被露光物としての、たとえば基板に付与された感
光材の粘着性によって、これにフォトマスクが粘着する
ことがなくなる。

また、ソフトコンタクト方式またはオフコンタクト方式
で露光処理を行なうことが可能なため、フォトマスクが
傷つけられることがない。

さらに、液体を使用するので、空気中の異物の侵入が防
止され、また、ｋｌ先物に伴なわれて液体に混入する異
物に対しても、液体の濾過装置を設けることにより、こ
れを容品に除去することができる。

また、フォトマスクと被露光物との間に充填される液体
は、フォトマスクと被露光物とに対して温度コントロー
ルを行なうことを容易にする。すなわち、フォトマスク
および被露光物に与えられる温度条件は、露光処理に対
して影響を及ぼすため、厳格にコントロールすることが
望ましい。たとえば、フォトマスクおよび被露光物は、
光照射により、その温度が上昇されるが、このような温
瓜上昇は、液体により、防止されることができる。

このように、この発明によれば、従来のハードコンタク
ト方式による露光方法に比べて、信頼性かつ生産性の高
い露光処理を実施することができる。

［実施例］第１図は、この発明の一実施例を実施している状態を示
している。

第１図に示すように、この実施例では、透光性材料から
なる容器１０が用意される。容器１０は、その少なくと
も底面壁１１において平坦とされる。

容器１０には、たとえば水のような液体１２が満たされ
る。

容器１０の底面壁１１の内側に沿って、フォトマスク１
３が固定される。フォトマスク１３には、パターン１４
が予め形成されている。

フォトマスク１３の上方には、被露光物としてのプリン
ト回路基板１５が配置される。このとき、フォトマスク
１３と基板１５との間に、空気が残留しないように配慮
される。基板１５には、感光材１６が予め付与されてい
る。感光材１６は、周知のように、感光性ドライフィル
ムを貼付けたり、感光材１６となるべき材料ペーストを
塗布したりすることによって形成されることができる。

基板１５は、このような感光材１６がフォトマスク１３
に向くように配置される。

このようにして、容器１０内において、基板１５は、フ
ォトマスク１３に対して隙間１７を隔てて位置決めされ
る。この隙間１７は、液体１２で満たされるが、より小
さい方が望ましい。なお、基板１５に反りまたは凹凸が
ある場合、基板１５は、その全面にわたって、フォトマ
スク１３に対して、別の手段（図示せず）によって、軽
く押されるように保持されることが好ましい。

第１図に示した状態において、露光処理を行なうため、
容器１０の底面壁１１の上方から光１８が照射される。

この先１８としては、好ましくは平行光が用いられる。

この光１８は、底面壁１１゜フォトマスク１３および液
体］２を通って基板１５の感光材１６上に到達し、フォ
トマスク１３に作画されたパターン１４に従って感光材
１６に対して露光処理を施す。

第２図は、この発明の他の実施例を実施している状態を
示している。

第２図に示した実施例では、透光性材料からなる容器１
０ａとして、少なくとも一例面壁１１ａが平坦なものが
用いられる。容器１０ａは、前述した実施例と同様、液
体１２によって満たされる。

パターン１４を形成したフォトマスク１３は、容器１０
ａの側面壁１１ａの内側に沿って固定される。

また、容’ＩＡ　１０　ａの内部であってフォトマスク
１３の側方には、被露光物としてのプリント回路基板１
５が配置される。基板１５には、前述した実施例と同様
、感光材１６が予め付与されている。

容器１０ａの外部であって側面壁１１ａの側方から、光
１８が照射される。この光１８によって、基板１５の感
光材１６に対して露光処理が施される。

第２図に示した実施例によれば、液体１２中において、
フォトマスク１３および基板１５が縦方向に保持されて
いるので、第１図に示した実施例と比較して、気泡がフ
ォトマスク１３と基板１５との間に残留する可能性がよ
り少なくなる。この点において、第２図に示した露光方
法は、第１図に示したものより優れているといえる。

第３図は、この発明のさらに他の実施例を実施している
状態を示している。

第３図に示した実施例は、第１図に示した実施例に類似
している。したがって、対応する部分には、同様の参照
番号を付し、！Ｉｉ復する説明は省略する。

第３図に示した実施例では、基板１５ａは、相対向する
２つの露光処理されるべき主面をイｆする。

したがって、基板１５ａの各主面には、それぞれ、感光
材１６および１６ａがｒ・め付与されている。

容器１０の底面壁１１の内側に沿って配置されたフォト
マスク１３は、基板１５ａ上の−ｈ゛の感光材１６と対
向する状態となる。このようなフォトマスク１３に加え
て、パターン１４ａが予め形成されたフォトマスク１３
ａが、基板１５ａ」二の他方の感光材１６ａと対向する
ように配置される。

フォトマスク１３ａも、また、液体１２中に位置される
。

露光処理を行なうため、容器１０の底面壁１１の下方か
ら光１８が照射されるとともに、液体１２の上方から光
１８ａが照射される。これによって、基板１５ａの２つ
の主面の各々の上に付与された感光材１６および１６ａ
の双方に対して、同時に露光処理が施される。

第４図は、この発明のさらに他の実施例を説明するため
の図である。

第４図に示した実施例は、フォトマスクと被露光物との
間に液体を充填する方法において特徴がある。この実施
例では、また、披露先物としての基板１９の両面に対し
て露光処理が施されるように意図されている。そのため
、基板１９の２つの主面には、それぞれ、感光材２０お
よび２１が予め付与されている。また、パターン２２お
よび２３が、それぞれ、予め形成された第１および第２
のフォトマスク２４および２５が用いられる。

まず、第１のフォトマスク２４の上面の中央部に、液体
２６が垂らされる。次いで、フォトマスク２４と基板１
９とが、互いに接近される。これによって、液体２６は
、フォトマスク２４と益板１９との間にＵ注する空気を
周囲に排出しながら、フォトマスク２４と基板１９との
間で広がり、したがって、フォトマスク２４と基板１９
との隙間が液体２６によって満たされる。前述したよう
に、フォトマスク２４上に垂らされる液体２６の量は、
このようにフォトマスク２４と基板１９との隙間を埋め
るのに足りる瓜であればよい。

次に、基板１つの上面の中央部に、液体２７が垂らされ
る。次いて、第２のフォトマスク２５が、基板１つに接
近される。これに応じて、液体２７は、フォトマスク２
５と基板１９との間で広がり、フォトマスク２５と基板
１９との隙間が、液体２７によって満たされる。

次いで、図示しないが、第１のフォトマスク２４の一ド
方から、および第２のフォトマスク２５の上方から、そ
れぞれ、光が照射される。これによって、基板１９の両
面において、同時に露光処理が施される。

なお、基板１９の両面において露光処理をそれぞれ施す
場合、光の照射を同時に行なうことなく、基板の各面に
ついて別の時点で光を照射するようにしてもよい。

第４図に示した実施例では、基板１９の両面に露光処理
が施されたが、第４図に示した液体の充填方法は、基板
の一方面にのみ露光処理を施す場合にも適用することが
できる。

また、第４図に示した実施例では、液体２６または２７
をフォトマスク２４または基板１９に付与するとき、各
々の中央部に垂らしたが、端部に垂らしてもよい。また
、フォトマスクまたは基板の全面またはほぼ全面に、液
体を付与してもよい。

この場合、フォトマスクまたは基板に液体を刷毛または
ローラ等で塗る方法、フォトマスクまたは基板を液体中
に浸漬する方法、などを採用することができる。また、
液体が充填されるべき隙間をフォトマスクと基板とによ
ってｐめ形成しておいてから、この隙間に液体を導入す
るようにしてもよい。この場合、必要に応じて、隙間内
に液体を導入しやすいようにするため、液体の導入時に
おいて、隙間の内外間で圧力差を設けるようにしてもよ
い。

第４図に示した実施例によれば、液体を収容するための
容器を必要としないので、設備の点において安価にこの
発明による露光方法を実施することができる。

以上、この発明を図示の実施例に関連して説明したが、
この発明の範囲内において、さらに他の変形例も可能で
ある。

たとえば、図示の各実施例では、被露光物として、プリ
ント回路基板が適用されたが、プリント回路基板以外の
ものに対しても、この発明は等しく適用することができ
る。たとえば、半導体ウェハ、または液晶デイスプレィ
のような・１４阪状デイスプレイ用基板などの製作にお
いて必要とされる露光処理に対しても、この発明を適用
することができる。

また、フォトマスクと披露先物との間に充填される液体
としては、水量外に、感光材等に悪影響を及ぼさないも
のであれば、どのような液体であっても使用可能である
。

また、第１図、第２図および第３図に示した各実施例で
は、光１８または１８ａを与えるための光源（図示せず
）は、容器１０または１０ａの外部に配置したが、この
光源も含めて、容器内すなわち液体中に配置してもよい
。

また、第１図および第３図の実施例において、底面壁１
１自身、あるいは、第２図の実施例において、側面壁１
１ａ自身を、フォトマスクとしてもよい。さらに、この
場合、フォトマスクとなる底面壁１１または側面壁１１
ａは、容器１０または１０ａの残りの部分に対して石脱
口１能とされ、フォトマスクが交換「１１能とされても
よい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を実施している状態を示
す断面図である。第２図は、この発明の他の実施例を実施している状態を
示す断面図である。第３図は、この発明のさらに他の実施例を実施している
状態を示す断面図である。第４図は、この発明のさらに他の実施例を説明するため
の断面図である。第５図は、従来の露光方法を実施している状態を示す断
面図である。図において、１０，１０ａは容器、１１は底面壁、ｌｌ
ａは側面壁、１２，２６．２７は液体、１３．１３ａ、
２４．２５はフォトマスク、１４゜１４８．２２．２３
はパターン、１５，１５ａ。１９はプリント回路基板（被露光物）、１６，１６ａ、
２０．２１は感光材、１７は隙間、１８゜１８ａは光で
ある。第１図８第５図第２図第図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）フォトマスクと被露光物とを接触または接近させ
、フォトマスクを通して被露光物上へ光を照射して、フ
ォトマスクに作画されたパターンに従って被露光物上に
露光処理を行なう露光方法において、前記フォトマスクと前記被露光物との間に液体を充填し
て前記露光処理を行なうことを特徴とする、露光方法。
（２）前記フォトマスクと前記披露光物との間に液体を
充填するステップは、前記液体内に前記フォトマスクお
よび前記被露光物を浸漬するステップを含む、請求項１
記載の露光方法。
（３）前記フォトマスクと前記被露光物との間に液体を
充填するステップは、前記フォトマスクおよび前記被露
光物の少なくとも一方上に前記液体を付与するステップ
、および前記液体を前記フォトマスクと前記被露光物と
の間に位置させながら前記フォトマスクと前記被露光物
とを互いに接近させ、それによって前記液体を前記フォ
トマスクと前記被露光物との間に充填するステップを含
む、請求項１記載の露光方法。
（４）前記被露光物は、相対向する２つの露光処理され
るべき主面を有し、前記フォトマスクは、前記被露光物
の主面の各々に関連して配置され、前記露光処理は、前
記２つの主面の双方に対して同時に実施される、請求項
１ないし３のいずれかに記載の露光方法。
（５）透光性材料からなり、少なくとも底面壁が平坦で
あり、かつ液体で満たされた、容器を準備し、前記容器の前記底面壁の内側に沿ってフォトマスクを固
定し、前記フォトマスクの上方に被露光物を接触または接近さ
せて配置し、前記容器の前記底面壁の下方から光を照射して前記被露
光物上に露光処理を行なう、各ステップを備える、露光方法。
（６）前記被露光物は、相対向する２つの露光処理され
るべき主面を有し、前記フォトマスクの上方に被露光物
を配置するステップは、一方の前記主面を前記フォトマ
スクに対向させて配置するステップを含み、さらに、前
記露光方法は、前記液体内において他方の前記主面に接
触または接近させて第２のフォトマスクを配置するステ
ップ、および前記第２のフォトマスクの上方から光を照
射して前記被露光物の前記他方の主面上に露光処理を行
なうステップを備える、請求項５記載の露光方法。
（７）透光性材料からなり、少なくとも一側面壁が平坦
であり、かつ液体で満たされた、容器を準備し、前記容器の前記側面壁の内側に沿ってフォトマスクを固
定し、前記容器の内部であって前記フォトマスクの側方に被露
光物を接触または接近させて配置し、前記容器の外部で
あって前記側面壁の側方から光を照射して前記被露光物
上に露光処理を行なう、各ステップを備える、露光方法
。
（８）前記液体として水が用いられる、請求項１ないし
７のいずれかに記載の露光方法。
（９）前記被露光物は、プリント回路基板となるべき基
板である、請求項１ないし８のいずれか記載の露光方法
。
（１０）前記露光処理において照射される光は、平行光
である、請求項１ないし９のいずれかに記載の露光方法
。