JPH055981A - フイルム露光装置におけるマスクの精度の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】マスクの精度の測定を簡単に行う。 【構成】マスクに設けられた回路パターンをフィルムに
露光する前に、露光位置に基準露光板を配置させる。そ
してマスクに設けられたアライントマークと、基準露光
板に設けられた対応するアライメントホールとの位置関
係を検出してマスクの精度を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子部品の実装に使用
されるフィルム回路基板を製作するための露光方法に関
するもので、その中でマスクの精度を測定する方法に関
するものである。

【０００２】

【従来技術】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（Tape Automat
ed 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も応用されている。

【０００３】このフィルム回路基板の製作には、フィル
ムの１コマが順次に搬送されて露光していく露光装置を
必要とする。そしてマスクは中央部に回路パターンを形
成しており、一般にガラス乾板からなる。ところが、こ
のマスクは変形していることがある。その理由として製
作精度等が考えられるが、この場合回路パターンも設計
した値と異なってしまう。そしてこのようなマスクを使
って露光を行うと、投影された回路パターンもまた誤差
を含んだものになってしまう。

【０００４】従来はこのような問題を解決するために次
のような方法を行っていた。すなわち、フィルムの１コ
マあるいは数コマだけに試験的な露光を行い、その後現
像処理を行い、さらにできあがったフィルムを用いて直
接回路パターンの大きさを測定する。そして、回路パタ
ーンの大きさが設計値と異なる場合は、その誤差を補正
するようにマスクあるいはレンズを光軸方向に調整して
投影倍率の設定を行う。しかるのち、再び１コマあるい
は数コマだけ試験的に露光を行って、同様の手順で誤差
がないことを確認するわけである。従来はこのような作
業の繰り返しによって、たとえマスクが変形していて
も、その影響を受けないような露光状態を設定してい
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の方
法では、変形したマスクに対して、その影響を受けない
露光をするためには、何回もの試験的な露光をしなけれ
ばならない。このため時間的に効率が悪いうえ、無駄な
フィルムを使うことになってしまうことになる。本発明
はこのような問題点を解決することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明の方法は、フィルムに並ぶ複数のコマ
に、マスクに形成された回路パターンを順次に露光して
いくフィルム露光装置の、マスクの精度を測定する方法
であって、フィルムに回路パターンを露光する前に、露
光位置に、２つのアライメントホールを有する基準露光
板を配置させ、この２つのアライメントホール間の距離
は予め記憶されており、前記マスクには、回路パターン
とは別に、アライメントホールに対応するアライメント
マークが２つ形成され、前記マスクは、アライメントホ
ールの位置に、対応するアライメントマークの像が投影
される範囲内で、同一平面内で移動され、アライメント
ホールの各々において、対応するアライメントマークの
像が投影されている状態を検出して、この検出された２
つの投影像情報と、予め記憶されているアライメントホ
ール間の距離情報から、マスク上に形成されたアライメ
ントマーク間の距離の誤差を知ることを特徴とする。

【０００７】

【作用】このような方法により、フィルムに露光をする
前に基準露光板を露光位置に配置させて、その後マスク
を同一平面内で移動させるだけで、マスクの精度を測定
することができる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の実施例に用いるフィルム露光
装置の説明図である。この装置は、帯状のフィルムＦの
長さ方向に沿ってマスクＭの回路パターンを順次に露光
していくものである。

【０００９】１０は照射部であり、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ランプ
１１を内蔵している。Ｍはマスクであり、照射部１０か
らの光が照射される位置に配置されている。このマスク
Ｍには、図２に示すように、フィルムＦに投影して転写
するべき回路パターンＭＰとともに、後述する基準露光
板上に設けられたアライメントホールに対応するアライ
メントマークＭＭが形成されている。このアライメント
マークＭＭは方形状の不透光部分の中に、それより小さ
い方形状の透光部分設けて構成している。

【００１０】Ｍ１０はマスクＭの位置調節機構であり、
マスクホルダーＭ１１とサーボマータＭ１２を備えてい
る。システムコントローラ５０からの信号によってサー
ボモータＭ１２が駆動されるとマスクホルダＭ１１が移
動してマスクＭが追従制御される。このマスクホルダＭ
１１の移動は、光軸に直角な方向に行うことができる。

【００１１】２０は投影レンズであり、照射されたマス
クＭの像を投影するものである。この投影レンズ２０
は、テレセントリックなズームレンズによって構成され
ており、倍率調整機構２１によって、ズームレンズ内の
レンズを微妙に調整することができる。３０はステージ
であり、図３にも示すように、フィルムＦの上面ＦＫが
基準面である。このステージ３０には、回路パターンの
露光時は、図３に示すようにフィルムＦが載置されてい
るが、露光作業前は後述する基準露光板が載置される。
４０は検出部であり、この検出部４０は対物レンズ４１
と集光レンズ４２と、検出器４３とを含むユニットタイ
プのものである。この検出部４０はステージ３０に２つ
埋め込まれている。そして対物レンズ４１は、後述する
基準露光板に設けられたアライメントホールを臨む位置
に配置されている。検出器４３は例えばフォトダイオー
ドからなる。

【００１２】６０はフィルム搬送機構であり、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
ップ送りするものである。送りローラ６１はモータ６２
によって駆動されるスプロケットローラである。６３、
６５は押えローラ、６４はスプロケットローラ、６６、
６７は補助ローラ、６８は巻き出しリール、６９は巻き
取りリールである。

【００１３】図４において、Ｅは基準露光板であり、例
えばステンレスからなる。基準露光板Ｅには、２つのア
ライメントホールＥ１、Ｅ２が設けられている。この両
方のアライメントホールＥ１、Ｅ２間の距離は、マスク
Ｍの寸法が狂うことなく完全に出来上がっているとき
の、アライメントマークＭＭ’の像の間の距離に等しく
なっている。以後アライメントホールＥ１とＥ２を総称
して説明するときは、単にアライメントホールＥ１０と
称する。このアライメントホールＥ１０は、例えば２mm
角である。そしてこのアライメントホールＥ１０はステ
ージ３０に載置したときには、検出部４０内の対物レン
ズ４１に臨むようになっている。ステージ３０に設けら
れた穴は、例えば５．５Φである。

【００１４】次に、この基準露光板Ｅを使って、マスク
の精度を測定する方法を説明する。まず、ステージ３０
に基準露光板Ｅを配置する。この配置はステージ３０の
２つの穴に、アライメントホールＥ１、Ｅ２の各々が完
全に重なるように行うもので、その方法は特に限定され
るものではない。次に、照射部１０から光を放射させ
る。この放射によって、基準露光板Ｅには図５（ａ）に
示すように、アライメントマークの像ＭＭ’が投影され
る。そして、位置調節機構Ｍ１０によってマスクＭを光
軸と直角な方向（この場合Ｘ）に移動させる。この移動
によって、基準露光板Ｅ上に投影されたアライメントマ
ークの像ＭＭ’は図５（ｂ）に示すように、アライメン
トホールＥ１、Ｅ２と重なって、さらに移動させると図
５（ｃ）に示すようにアライメントホールＥ１、Ｅ２か
らはずれる。一方、この移動によって２つのアライメン
トホールＥ１、Ｅ２では、各々検出部４３において、図
６に示すような台形状の電気信号が発生する。図６は、
縦軸に検出器４３が検出した信号量を示し、横軸に時間
を示す。詳しく説明すると、アライメントマークの像Ｍ
Ｍ’がアライメントホールＥ１０に重なり始める立ち上
がり部分と、両者が完全に重なった平坦部分と、アライ
メントマークの像ＭＭ’がアライメントホールＥ１０か
らはずれ始める立ち下がり部分とからなる台形状の波形
をなる。

【００１５】いま仮に、マスクＭの寸法が設計した値に
ほぼ近く精度の高いものであれば、図６に示すように、
２つの電気信号のパルスの立ち上がりの時間及び立ち下
がりの時間は、ほぼ一致している。図６において（ａ）
はアライメントホールＥ１を介して検出器が受信した信
号量を示し、同図（ｂ）はアライメントホールＥ２を介
して検出器が受信した信号量を示す。次に、マスクＭの
寸法が設計した値と異なる場合の電気信号の変化を図７
に示す。前述と同様にマスクＭを光軸と平行な方向に移
動させると、アライメントマークの像ＭＭ’が、アライ
メントホールに２つとも重なっていない状態（ａ）か
ら、一方のアライメントマークの像ＭＭ’が、一方のア
ライメントホールＥ１に重なった状態（ｂ）に変化す
る。さらにマスクＭの移動を続けると、もう一方のアラ
イメントマークの像ＭＭ’がもう一方のアライメントホ
ールＥ２に重なって、さらには先に重なったアライメン
トマークの像ＭＭ’は、アライメントホールＥ１からは
ずれている状態（ｃ）になる。そしてさらにマスクＭを
移動させることにより、２つのアライメントマークの像
ＭＭ’が各々のアライメントホールＥ１０からはずれた
状態（ｄ）を示す。

【００１６】この場合の電気信号を図８に示す。２つの
検出器４３が受ける台形状の電気信号は立ち上がり時
間、平坦時間、及び立ち下がり時間とも、当然ずれて受
信される。図８は、（ａ）にアライメントホールＥ１を
介して検出器を受信した信号量を示し、同図（ｂ）はア
ライメントホールＥ２を介して検出器が受信した信号量
を示す。そこで、マスクＭの精度を測定する方法として
は、例えば電気信号の立ち下がりの時間（ｔ８１、ｔ８
２）を基準として、この時間の差の量を持って測定する
ことができる。この場合はｔ８０が時間量の差を示す。
すなわちこの量が限り無く小さいと、マスクの精度は高
いことを示す、逆にこの量が大きいほどマスクは設計値
と異なっていることを示す。システムコントローラ５０
に、この情報は入力される。

【００１７】システムコントローラ５０が受けた、マス
クＭの精度の情報は、倍率調整機構２１に送られる。そ
して前述のごとくズームレンズ２０内のレンズを微妙に
調整して、投影像の倍率を変化させる。この変化はマス
クＭの精度の誤差を補正するように設定することができ
る。このようにして、良好な露光が行えるよう状態が設
定されると、露光位置から基準露光板を取り外し、そし
てフィルムＦをフィルム搬送機構６０によって搬送させ
て、順次に露光していくことができる。

【００１８】一般にマスクはＸ方向に伸縮して誤差をも
つと、Ｙ方向にも同一の割合で誤差をもつ。このため２
つ設けたアライメントマークの投影像間の距離のみを測
定することによって、回路パターンの精度も測定するこ
とができる。

【００１９】このような方法によって、マスクの寸法の
誤差を測定すると、従来のように、一度フィルムに露光
処理を行い、さらに現像するという工程は必要なくな
る。露光作業前に、一度マスクＭを光軸と直角な方向で
移動させるというだけの簡単な作業で行える。さらに
は、検出した誤差の情報から、投影倍率を自動的に調整
することによって、その影響を受けることのない露光を
行うことができる。

【００２０】以上のように実施例を用いて説明したが、
次のようなことも可能である。基準露光板への照射光の
波長は、フィルムに露光を行う照射光と同一の波長に限
るものではなく、基準露光板への照射光の波長は、アラ
イメント波長として、別のものを用いることができる。
この場合光路中にフィルタ等を用いて切り換えることが
できる。また投影レンズ２０はテレセントリックなズー
ムレンズに限られるものではなく、その他のレンズでも
可能である。またその場合には、投影倍率の調整を行う
ために、投影レンズ２０のみでなくマスクＭの光軸方向
に移動させて調整することができる。また投影倍率の調
整は、倍率調整機構によって自動的に行う方式だけに限
られるものではなく、手動で調整できる方式でも可能で
ある。

【００２１】

【発明の効果】以上、説明したように本発明のフィルム
露光装置におけるマスクの精度の測定方法によれば、簡
単な工程で測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に使用するフィルム露光装置の
説明図である。

【図２】マスクの説明用の図。

【図３】図１に示した装置の要部を拡大した説明図。

【図４】基準露光板の説明用の図。

【図５】基準露光板に対して、マスクを投影させた時の
説明用の図。

【図６】図５における検出信号の波形図。

【図７】基準露光板に対して、マスクを投影させた時の
別の説明用の図。

【図８】図７における検出信号の波形図。

【符号の簡単な説明】

Ｍ マスク Ｅ 基準露光板 Ｅ１ アライメントホール Ｅ２ アライメントホール ２０ 投影レンズ ３０ ステージ ４０ 検出部 ５０ システムコントローラ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】フィルムに並ぶ複数のコマに、マスクに形
   成された回路パターンを順次に露光していくフィルム露
   光装置の、マスクの精度を測定する方法であって、フィ
   ルムに回路パターンを露光する前に、露光位置に、２つ
   のアライメントホールを有する基準露光板を配置させ、
   この２つのアライメントホール間の距離は予め記憶され
   ており、前記マスクには、回路パターンとは別に、アラ
   イメントホールに対応するアライメントマークが２つ形
   成され、前記マスクは、アライメントホールの位置に、
   対応するアライメントマークの像が投影される範囲内
   で、同一平面内で移動され、アライメントホールの各々
   において、対応するアライメントマークの像が投影され
   ている状態を検出して、この検出された２つの投影像情
   報と、予め記憶されているアライメントホール間の距離
   情報から、マスク上に形成されたアライメントマーク間
   の距離の誤差を知ることを特徴とするフィルム露光装置
   におけるマスクの精度の測定方法。