JP4204331B2 - 投影露光装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定位置に固定された光源によってプリント配線基板上に所定のパターンが形成されたマスクの像を転写しながら、マスクとプリント配線基板とを主走査方向に駆動して走査を行い、前記プリント配線基板に前記所定のパターンを形成する、投影露光装置に関する。
【０００２】
【特許文献１】
特開２０００−１８７３３２
【従来の技術】
プリント配線基板の配線パターンや液晶パネルの透明薄膜電極などを描画する方法として、従来より投影露光装置等が利用されている。投影露光装置は超高圧水銀灯などの高出力の光源から発せられる光束を所定のパターンがかかれたマスクに投射し、さらにこの光束を結像光学系にて感光剤の塗布されたプリント配線基板や集積回路、液晶パネルなどの被露光体上で結像させてマスクのパターンを被露光体に転写するものである。
【０００３】
また、投影露光装置の小型化のため、露光のための光源は所定位置に固定され、マスクおよびプリント配線基板をそれぞれ所定方向（主走査方向）に駆動する走査型の投影露光装置が利用されている。
【０００４】
一般にプリント配線基板は、スルーホールを穿孔した後、銅メッキし、次いで整面処理を行って銅表面の酸化膜を除去し、最後に感光剤が塗布される。この整面処理、温度変化、積層工程によりプリント配線基板は最大0.2%程度伸縮する。プリント配線基板が伸縮することによってスルーホールの位置も変動するため、このような投影露光装置はプリント配線基板上に結像するマスクのパターンの像の伸縮率を設定可能としている。
【０００５】
しかしながら、整面処理はコンベア等である方向に運搬されるプリント配線基板をブラシ等の研磨材で研磨する等の手段によって行われるため、基板は研磨方向（通常はプリント配線基板の長手方向）により大きく引き伸ばされる。すなわち、プリント配線基板の伸縮率は長手方向と短手方向とでは異なる。
【０００６】
このため、例えば特許文献１に記載されている投影露光装置のように、結像光学系の伸縮率をプリント配線基板の副走査方向の伸縮率とし、マスクに対するプリント配線基板の駆動速度比をプリント配線基板の主走査方向の伸縮率としている。このような構成を用いることにより、主走査方向の伸縮率と、副走査方向の伸縮率とが異なるようなプリント配線基板に露光を行なう場合であっても、位置ずれなく露光を行なうことが可能となっている。
【０００７】
しかしながら、結像光学系の伸縮率と、マスクに対するプリント配線基板の駆動速度比とが異なる場合、露光される像のエッジが不鮮明となり、充分に露光された領域の大きさが設計値よりも小さくなるという問題がある。例えば、線状の像をプリント配線基板状に露光する場合は、その線幅が著しく小さく露光されてしまうという問題があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、マスクの像を主走査方向と副走査方向で異なる伸縮率で露光可能であり、さらに露光される線状の像のエッジ部分に著しい不鮮明領域を有することがない投影露光装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の投影露光装置は、伸縮率設定手段と駆動機構とを制御し、投影光学系の伸縮率とプリント配線基板の駆動速度のマスクの駆動速度に対する比との差が前記プリント配線基板に露光される線幅によって決まる許容値以内となるようにする制御手段を有する。
【００１０】
本発明によれば、実際にプリント配線基板に転写されるマスクの像の主走査方向の伸縮率は、プリント配線基板の駆動速度のマスクの駆動速度に対する比となり一方副走査方向の伸縮率は伸縮率設定手段によって設定された伸縮率となる。従って、主走査方向と副走査方向の伸縮率を異なる値に設定することが可能となる。さらに、露光される像のエッジの不鮮明部分の主走査方向の寸法は、投影光学系の伸縮率とプリント配線基板の駆動速度のマスクの駆動速度に対する比との差によって決まるため、この差を許容値以内に抑えることによって、露光される線状の像のエッジの不鮮明部分の大きさを充分に小さくすることができる。
【００１１】
また、好ましくは、投影露光装置がプリント配線基板の伸縮率を主走査方向および該主走査方向と垂直な副走査方向別に計測可能な伸縮率計測手段を有し、この比と所定の伸縮率の差の許容値をＡ、プリント配線基板の主走査方向および副走査方向の伸縮率をそれぞれＲ_ｘ，Ｒ_ｙとすると、
（Ｒ_ｘ−Ｒ_ｙ）＞Ａの時は前記比ＳＲと前記所定の伸縮率Ｍｇｎ_ｐは式、
ＳＲ＝（Ｒ_ｘ＋Ｒ_ｙ＋Ａ）／２、および
Ｍｇｎ_ｐ＝（Ｒ_ｘ＋Ｒ_ｙ−Ａ）／２、を満たし、
｜Ｒ_ｘ−Ｒ_ｙ｜≦Ａの時は前記比ＳＲと前記所定の伸縮率Ｍｇｎ_ｐは式
ＳＲ＝Ｒ_ｘ、Ｍｇｎ_ｐ＝Ｒ_ｙを満たし
（Ｒ_ｘ−Ｒ_ｙ）＜−Ａの時は比ＳＲと所定の伸縮率Ｍｇｎ_ｐは式、
ＳＲ＝（Ｒ_ｘ＋Ｒ_ｙ−Ａ）／２、および
Ｍｇｎ_ｐ＝（Ｒ_ｘ＋Ｒ_ｙ＋Ａ）／２、を満たす。
【００１２】
上記の式を満たすように比ＳＲと所定の伸縮率Ｍｇｎ_ｐを設定することにより、露光される線状の像のエッジの不鮮明部分の大きさを充分に小さくし、さらに主走査方向のずれ量および副走査方向のずれ量を最小限に抑えることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態による投影露光装置を模式的に示したものである。なお、以下の説明においては、主走査方向（マスクおよびプリント基板が駆動される方向）をＸ軸、副走査方向をＹ軸、光束がプリント基板に入射する方向をＺ軸と定義している。また、Ｘ軸については図１中左下から右上に向かう方向、Ｙ軸については図１中右下から左上に向かう方向、Ｚ軸については図１中下から上に向かう方向をそれぞれ正としている。
【００１４】
本実施形態の投影露光装置１は、複数の光源２、複数のコリメータレンズ３、スリット４０、マスク４、複数の折り返しミラー５、複数のレンズユニット６、複数のダハミラー７、基板ホルダ８を有する。なお、図１にはコリメータレンズ３、折り返しミラー５、レンズユニット６、およびダハミラー７で構成される光学系と光源２とが３組しか記載されていないが、実際の投影露光装置はＹ軸方向に複数個の光源および投影光学系が配置されており、マスクおよびプリント基板を往復させること無くプリント基板全面を露光することができる。また、スリット４０はコリメータレンズ３とマスク４との間に配置され、マスク４に入射する光束の断面形状を矩形にするものである。光束の断面形状を矩形にすることにより、複数の光源２のそれぞれからの光束が図中Ｙ軸方向に隙間なく、かつ重なることなく並ぶようになる。
【００１５】
図２は、図１に記載の投影露光装置１の一部を示したものである。図１においては、コリメータレンズ３、折り返しミラー５、レンズユニット６、およびダハミラー７で構成される光学系と光源２とが複数（３組）示されているが、図２では、図面を簡単なものとするために、それぞれのうち１組のみが示されている。投影露光装置１の各光学系の挙動は同一であるため、以下の説明は、図２のような、単一の光学系と光源のみが示された図面を参照して行なわれる。
【００１６】
光源２は例えば超高圧水銀灯のような、プリント基板に塗布された感光剤を感光させるのに充分な波長と出力を有する光源である。光源２から放射されるＺ軸負の方向向きの光束はコリメータレンズ３とスリット４０によってマスク４上で矩形状になるように照明され、次いで折り返しミラー５に入射する。
【００１７】
折り返しミラー５は、直角二等辺三角形断面の三角柱形状の部材であり、その高さ方向はＹ軸に平行である。また、折り返しミラー５の二等辺部側面は反射面であり、その反射面の法線は共に、Ｘ軸と４５度の角度をなしている。折り返しミラー５はマスク４を通過した光束を反射してＸ軸正の方向に向かうよう屈曲させてレンズユニット６に入射させるとともに、レンズユニット６からＸ軸負の方向に折り返しミラー５に投射される光束を反射してＺ軸負の方向に向かうよう屈曲させて基板ホルダ８に固定されたプリント基板Ｂに入射させる。プリント基板Ｂに入射した光束はプリント基板Ｂ上で結像する。すなわち、マスク４の像がプリント基板Ｂ上で結像し、プリント基板Ｂ上に塗布された感光剤によってこの像はプリント基板Ｂ上に転写される。
【００１８】
レンズユニット６は複数の光学部材をＸ軸方向に並べたユニットであり、全体としては凸レンズと同様の働きをする。
【００１９】
ダハミラー７は、２つの反射面がＸＹ面上において９０度の角度で内側を向くように構成されたミラーである。ダハミラー７は、レンズユニット６の焦点位置付近に配置されている。この構成によりマスク４のパターンは基板Ｂ上でＸＹ方向共反転することなく同じ向きに転写される。
【００２０】
マスク４および基板ホルダ８はそれぞれマスク駆動機構１４、基板ホルダ駆動機構１８によって駆動され、Ｘ軸方向に移動可能である。同様に、折り返しミラー５は折り返しミラー駆動機構１５によって駆動され、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に移動可能である。また、ダハミラー７はダハミラー駆動機構１７によってＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能である。
【００２１】
また、投影露光装置１の各投影光学系にはマスク位置検出手段２４および基板位置検出手段２８が備えられている。マスク位置検出手段２４および基板位置検出手段２８はそれぞれプリント基板Ｂに塗布された感光剤と反応しない波長域および強度のランプと、ＣＣＤカメラとを備えている。マスク位置検出手段２４はランプによってマスク４を照射すると共に、ＣＣＤカメラによってマスク４の全体画像を取得する。同様に、基板位置検出手段２８はランプによってプリント基板Ｂを照射すると共に、ＣＣＤカメラによってプリント基板Ｂの全体画像を取得する。マスク４、プリント基板Ｂのそれぞれ４隅には位置合わせ用のマークがあり、コントローラ１０はマスク位置検出手段２４と基板位置検出手段２８のそれぞれのＣＣＤカメラによって取得されたマスク４およびプリント基板Ｂの全体画像を画像処理することにより、マスク４およびプリント基板Ｂのそれぞれについて、位置合わせ用のマークのそれぞれと光源２から発せられた光束の入射位置との距離を算出することができる。また、コントローラ１０はマスク４およびプリント基板Ｂのそれぞれについて位置合わせ用のマーク間の距離を算出可能であり、マスク４上のマーク間の距離とプリント基板Ｂ上のマーク間の距離とを比較することにより、マスク４の像をプリント基板Ｂ上に転写するときの倍率を決定する。
【００２２】
また高精度な位置合わせと倍率補正が要求される場合はマスク４、プリント基板Ｂの４隅のマーク位置それぞれにＣＣＤカメラ２４，２８を配置して倍率を上げて検出する方法がある。この場合、光束の入射位置に対する各々のＣＣＤカメラ位置は認識でき、このＣＣＤカメラ位置からＣＣＤカメラ同士の間隔を算出する事が可能である。したがって、ＣＣＤカメラ同士の間隔と各ＣＣＤカメラの撮影画像におけるマークの座標とから、位置合わせ用のマークのそれぞれと光源２から発せられた光束の入射位置との距離をより厳密に計測することが可能である。
【００２３】
また、投影露光装置１は基板高さ検出機構３８を有する。コントローラ１０は基板高さ検出機構３８を制御して、プリント基板Ｂの露光面のＺ軸方向の位置を検出することができる。基板高さ検出機構３８の具体的な構成については後述する。
【００２４】
以上のように構成された投影露光装置１によって、マスク４の像をプリント基板Ｂに露光させる方法を図面を用いて以下に説明する。
【００２５】
最初に、プリント基板Ｂの露光面の位置（Ｚ軸方向）、およびプリント基板Ｂ上に結像されるマスク４の像の伸縮比が求められる。
【００２６】
図３は、マスク４をＺ軸正の方向から見た概略図である。マスク４は４辺のそれぞれがＸ軸またはＹ軸と平行である長方形板状の部材である。マスク４の中央部には、プリント配線パターンがかかれているマスク部４ａが形成されており、またマスク４の周縁部４ｂには配線パターンはかかれていない。
【００２７】
マスク４の周縁部４ｂの４隅には位置検出用のマークＭ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ１ｃ，Ｍ１ｄがパターニングされている。マークＭ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ１ｃ，Ｍ１ｄは４辺のそれぞれがＸ軸またはＹ軸と略平行である略長方形様の四角形の４頂点にあり、この四角形の中にマスク部４ａがすべて含まれるようになっている。コントローラ１０はマスク位置検出手段２４を制御して、マークＭ１ａとＭ１ｂとの距離ｌ_１１ｘと、マークＭ１ｃとＭ１ｄとの距離ｌ_１２ｘと、マークＭ１ｂとＭ１ｃとの距離ｌ_１１ｙと、マークＭ１ａとＭ１ｄとの距離ｌ_１２ｙとを算出する。次いで、ｌ_１１ｘとｌ_１２ｘの平均値ｌ_１ｘと、ｌ_１１ｙとｌ_１２ｙの平均値ｌ_１ｙとを求める。
【００２８】
図４は、プリント基板ＢをＺ軸正の方向から見た概略図である。マスク４と同様、プリント基板Ｂの中央部にはプリント配線パターンが転写されるパターン部Ｂ１がある。プリント基板Ｂの周縁部Ｂ２の４隅には位置検出用マークまたは穴があり、これをそれぞれＭ２ａ，Ｍ２ｂ，Ｍ２ｃ，Ｍ２ｄとする。Ｍ２ａ，Ｍ２ｂ，Ｍ２ｃ，Ｍ２ｄは、４辺のそれぞれがＸ軸またはＹ軸と略平行である略長方形様の四角形の４頂点にあり、この四角形の中にパターン部Ｂ１がすべて含まれるようになっている。コントローラ１０は基板位置検出手段２８を制御して、マークＭ２ａとＭ２ｂとの距離ｌ_２１ｘと、マークＭ２ｃとＭ２ｄとの距離ｌ_２２ｘと、マークＭ２ｂとＭ２ｃとの距離ｌ_２１ｙと、マークＭ２ａとＭ２ｄとの距離ｌ_２２ｙとを算出する。次いで、ｌ_２１ｘとｌ_２２ｘの平均値ｌ_２ｘと、ｌ_２１ｙとｌ_２２ｙの平均値ｌ_２ｙとを求める。
【００２９】
以上のように、ｌ_１ｘ，ｌ_２ｘ，ｌ_１ｙ，ｌ_２ｙを算出することにより、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれについて、プリント基板Ｂがマスク４に比べてどの程度伸縮しているのかを演算することができる。プリント基板Ｂは整面処理、温度変化、積層工程により伸縮するため伸縮率がＸ，Ｙ方向で異なる。
【００３０】
本実施形態の投影露光装置１は、マスク４の像がプリント基板Ｂ上に結像するときの倍率を設定可能となっている。Ｙ軸方向の倍率は、投影光学系の倍率と等しくなる。一方、Ｘ軸方向の倍率は、マスク４の駆動速度に対するプリント基板Ｂの駆動速度比によって決まる。プリント基板ＢのＸ軸方向およびＹ軸方向の伸縮率をそれぞれＲ_ｘ，Ｒ_ｙとすると、投影光学系の倍率Ｍｇｎ_ｐおよび、マスク４の駆動速度に対するプリント基板Ｂの駆動速度比ＳＲは、Ｒ_ｘ，Ｒ_ｙを用いて算出される。
【００３１】
本実施形態においては、ｌ_１ｘ，ｌ_２ｘ，ｌ_１ｙ，ｌ_２ｙを算出し、次いで、式Ｒ_ｘ＝ｌ_２ｘ／ｌ_１ｘ、Ｒ_ｙ＝ｌ_２ｙ／ｌ_１ｙを用いてＲ_ｘ，Ｒ_ｙを算出する。
【００３２】
または、図５のように、マスク４が複数の（図中では２つ）部分４ａ_１、４ａ_２に区切られており、またプリント基板Ｂが対応する複数の（図中では２つ）部分Ｂ１_a、Ｂ１_bに区切られている場合は、マスク４の各部分にマークＭ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ１ｃ，Ｍ１ｄが、またプリント基板Ｂの４隅にマークＭ２ａ，Ｍ２ｂ，Ｍ２ｃ，Ｍ２ｄが形成される。また、マスク４の部分ごとにマスク位置検出手段２４が、またプリント基板Ｂの部分ごとに基板位置検出手段２８が配置されている。
【００３３】
このような構成においては、検出手段毎にｌ_１ｘ，ｌ_２ｘ，ｌ_１ｙ，ｌ_２ｙを算出し、それぞれの平均値ｌ_１ｘｍ，ｌ_２ｘｍ，ｌ_１ｙｍ，ｌ_２ｙｍを演算し、式Ｒ_ｘ＝ｌ_２ｘｍ／ｌ_１ｘｍ、Ｒ_ｙ＝ｌ_{２ y ｍ}／ｌ_{１ y ｍ}を用いてＲ_ｘ，Ｒ_ｙを算出する。このような構成とすることによって、より適切な伸縮率Ｒ_ｘ，Ｒ_ｙを得ることができる。
【００３４】
以上算出した伸縮率Ｒ_ｘ，Ｒ_ｙを用いて適切な倍率Ｍｇｎ_ｐおよび駆動速度比ＳＲを算出する手順を以下に説明する。
【００３５】
図６は、従来の投影露光装置において、プリント基板Ｂの主走査方向の伸縮率Ｒ_ｘと副走査方向の伸縮率Ｒ_ｙが等しい場合の露光手順を示したものである。なお、図６および図７におけるＰＯは、本実施形態の折り返しミラー５、レンズユニット６およびダハミラー７に相当する投影光学系である。また、マスク４及びプリント基板Ｂは図６中左から右に向かって駆動される。
【００３６】
図６に示した手順においては、マスク４上に主走査方向に等間隔に図中右から左に並んで形成されたパターン５０、５２、５４をそれぞれプリント基板Ｂ上にそれぞれ露光するものである。プリント基板Ｂの主走査方向の伸縮率がＲ_ｘであるので、駆動速度比ＳＲはＲ_ｘに等しい。また、投影光学系ＰＯによる倍率Ｍｇｎ_ｐはＲ_ｙに等しい。従って、ＳＲとＭｇｎ_ｐは等しい。また、パターン５０と５２の間隔をｌｐｍとする。なお、スリット４０の開口の大きさはｌｐｍの倍とする。
【００３７】
図６（ａ）の時点では、パターン５０がスリット４０の開口の中央に位置している。また、パターン５２はスリット４０の図中左端に位置している。また、スリット４０の中央を通過する光束は投影光学系ＰＯの光軸を通過するよう構成されている。図６（ａ）の時点では、パターン５０の像は投影光学系ＰＯの光軸の延長線上に位置するプリント基板Ｂ上の位置５１に投影される。また、パターン５２の像は位置５１から図中左に距離Ｍｇｎ_ｐ×ｌｐｍずれた位置５３に投影される。
【００３８】
図６（ａ）の状態からマスク４が距離ｌｐｍだけ図中右に移動したときの状態を図６（ｂ）に示す。図６（ｂ）の状態では、パターン５２がスリット４０の開口の中央に位置している。また、パターン５０および５４はスリット４０の図中右端および左端に位置している。
【００３９】
このとき、プリント基板Ｂは、図６（ａ）の状態から距離ＳＲ×ｌｐｍだけ図中右に移動している。この例においては、ＳＲ＝Ｍｇｎ_ｐであるので、図６（ｂ）の時点では、投影光学系ＰＯの光軸の延長線上には、位置５１から図中左に距離ＳＲ×ｌｐｍ（＝Ｍｇｎ_ｐ×ｌｐｍ）ずれた位置５３がある。すなわち、図６（ｂ）の時点では、パターン５２の像は位置５３に投影される。また、パターン５０の像は位置５３から図中右に距離Ｍｇｎ_ｐ×ｌｐｍずれた位置である位置５１に投影される。パターン５４の像は位置５３から図中左に距離Ｍｇｎ_ｐ×ｌｐｍずれた位置５５に投影される。
【００４０】
図６（ｂ）の状態からマスク４が距離ｌｐｍだけ図中右に移動したときの状態を図６（ｃ）に示す。図６（ｃ）の状態では、パターン５４がスリット４０の開口の中央に位置している。また、パターン５２はスリット４０の図中右端に位置している。
【００４１】
このとき、プリント基板Ｂは、図６（ｂ）の状態から距離ＳＲ×ｌｐｍだけ図中右に移動している。従って、図６（ｃ）の時点では、投影光学系ＰＯの光軸の延長線上に位置し、位置５３から図中左に距離ＳＲ×ｌｐｍ（＝Ｍｇｎ_ｐ×ｌｐｍ）ずれた位置５５上に、パターン５４の像は投影される。また、パターン５２の像は位置５５から図中右に距離Ｍｇｎ_ｐ×ｌｐｍずれた位置である位置５３に投影される。
【００４２】
従って、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）の全ての時点でパターン５２の像は位置５３に投影されつづけている。換言すれば、Ｒ_ｘ＝Ｒ_ｙである場合は、パターンがスリットの開口を通過している時間だけ、そのパターンによる像がプリント基板上の所定位置上で露光され、そのパターンによる像は鮮明に基板上に転写される。
【００４３】
一方、図７は、従来の投影露光装置において、プリント基板Ｂの主走査方向の伸縮率Ｒ_ｘと副走査方向の伸縮率Ｒ_ｙが異なる（Ｒ_ｙ＞Ｒ_ｘ）場合の露光手順を示したものである。図７の例においても、マスク４及びプリント基板Ｂは図６中左から右に向かって駆動される。
【００４４】
図７に示した手順においては、マスク４上に主走査方向に等間隔に図中右から左に並んで形成されたパターン５０、５２、５４をそれぞれプリント基板Ｂ上にそれぞれ露光するものである。プリント基板Ｂの主走査方向の伸縮率がＲ_ｘであるので、駆動速度比ＳＲはＲ_ｘに等しい。また、投影光学系ＰＯによる倍率Ｍｇｎ_ｐはＲ_ｙに等しい。従って、ＳＲ＜Ｍｇｎ_ｐとなる。また、パターン５０と５２の間隔をｌｐｍとする。なお、スリット４０の開口の大きさはｌｐｍの倍とする。
【００４５】
図７（ａ）の時点では、パターン５０がスリット４０の開口の中央に位置している。また、パターン５２はスリット４０の図中左端に位置している。また、スリット４０の中央を通過する光束は投影光学系ＰＯの光軸を通過するよう構成されている。図７（ａ）の時点では、パターン５０の像は投影光学系ＰＯの光軸の延長線上に位置するプリント基板Ｂ上の位置５１に投影される。また、パターン５２の像は位置５１から図中左に距離Ｍｇｎ_ｐ×ｌｐｍずれた位置５３’に投影される。
【００４６】
図７（ａ）の状態からマスク４が距離ｌｐｍだけ図中右に移動したときの状態を図７（ｂ）に示す。図７（ｂ）の状態では、パターン５２がスリット４０の開口の中央に位置している。また、パターン５０および５４はスリット４０の図中右端および左端に位置している。
【００４７】
このとき、プリント基板Ｂは、図７（ａ）の状態から距離ＳＲ×ｌｐｍだけ図中右に移動している。この例においては、図７（ｂ）の時点では、投影光学系ＰＯの光軸の延長線上には、位置５１から図中左に距離ＳＲ×ｌｐｍだけずれた位置にある位置５３がある。すなわち、図７（ｂ）の時点では、パターン５２の像は位置５３に投影される。また、パターン５０の像は位置５３から図中右に距離Ｍｇｎ_ｐ×ｌｐｍずれた位置である位置５１’’に投影される。パターン５４の像は位置５３から図中左に距離Ｍｇｎ_ｐ×ｌｐｍずれた位置５５’に投影される。
【００４８】
図７（ｂ）の状態からマスク４が距離ｌｐｍだけ図中右に移動したときの状態を図７（ｃ）に示す。図７（ｃ）の状態では、パターン５４がスリット４０の開口の中央に位置している。また、パターン５２はスリット４０の図中右端に位置している。
【００４９】
このとき、プリント基板Ｂは、図７（ｂ）の状態から距離ＳＲ×ｌｐｍだけ図中右に移動している。従って、図７（ｃ）の時点では、投影光学系ＰＯの光軸の延長線上に位置し、位置５３から図中左に距離ＳＲ×ｌｐｍだけずれた位置にある位置５５上に、パターン５４の像は投影される。また、パターン５２の像は位置５５から図中右に距離Ｍｇｎ_ｐ×ｌｐｍずれた位置である位置５３’’に投影される。
【００５０】
従って、パターン５２の像は、図７（ａ）の時点では位置５３’に投影され、図７（ｂ）の時点では位置５３に投影され、図７（ｃ）の時点では位置５３’’に投影される。位置５３’は位置５３から図中左に距離（Ｍｇｎ_ｐ−ＳＲ）×ｌｐｍだけずれた位置であり、位置５３’’は位置５３から図中右に距離（Ｍｇｎ_ｐ−ＳＲ）×ｌｐｍだけずれた位置である。換言すれば、Ｒ_ｘ＜Ｒ_ｙである場合は、パターンがスリットの開口を通過している間、このパターンの像の投影位置は移動しつづける。従って、プリント基板上に露光されたパターンの像は不鮮明なものとなる。
【００５１】
例えば、そのパターンが、図７中手前から奥に向かって延びる一定の幅ｗを持った直線状のパターンである場合を想定する。そのようなパターンがプリント基板Ｂ上に露光された時の露光状態を図８に示す。マスクのパターンが上記のような直線である場合、プリント基板Ｂには幅（ＳＲ×ｗ）の直線が、パターンがスリットの開口を通過している時間露光されることが望まれる。しかしながら、実際に露光されるのは図８に示されるようなものであり、パターンがスリットの開口を通過している時間だけ露光され続けているのは、幅が（ＳＲ×ｗ）より小さい直線部分６０ａのみである。この直線部分の前後の、幅ｂ＝（ｌｓ×｜Ｍｇｍ_ｐ−ＳＲ｜）の区間６０ｂは、パターンがスリットの開口を通過している時間よりも短い時間しか露光されない、不鮮明領域である。なお、ｌｓはスリット４０の開口寸法である。
【００５２】
以上のように、ＳＲとＭｇｎ_ｐとが異なる場合に発生する不鮮明領域の大きさは、スリット４０の開口寸法ｌｓと、ＳＲとＭｇｎ_ｐの差と、によって決まることが分かる。本実施形態においては、この不鮮明領域の大きさを充分に小さくするように、ＳＲとＭｇｎ_ｐを設定するものである。
【００５３】
本実施形態においては、ＳＲとＭｇｎ_ｐの差が所定値Ａ以内になるようにＳＲとＭｇｎ_ｐを設定する。所定値Ａは、不鮮明領域の大きさｂの許容値ｂ_ｍａｘをスリット４０の開口寸法ｌｓで割った値であり、プリント基板Ｂの仕様等によって決まるパラメータである。
【００５４】
本実施形態においては、（Ｒ_ｘ−Ｒ_ｙ）＞Ａの時、ＳＲとＭｇｎ_ｐは数１を満たすよう設定される。
【００５５】
【数１】

【００５６】
ＳＲおよびＭｇｎ_ｐを数１に基づいて設定すると、不鮮明領域の大きさｂはｂ_ｍａｘとなる。また、ＳＲとＲ_ｘの差、およびＭｇｎ_ｐとＲ_ｙの差のいずれか大きい方の値が最小になる。マスク４の中心からＸ軸方向にｄｘ、Ｙ軸方向にｄｙ離れた位置にあるパターンの像は、プリント基板Ｂの中心からＸ軸方向にＲ_ｘ×ｄｘ、Ｙ軸方向にＲ_ｙ×ｄｙ離れた位置に投影されることが望ましい。ＳＲおよびＭｇｎ_ｐを数１に基づいて設定する場合、不鮮明領域の大きさｂを許容値ｂ_ｍａｘ以内に抑えつつ、パターンが投影される位置の、望ましい位置からのずれ量を最小にすることが可能となる。
【００５７】
また、｜Ｒ_ｘ−Ｒ_ｙ｜≦Ａの時は、ＳＲとＭｇｎ_ｐは数２を満たすよう設定される。
【００５８】
【数２】

【００５９】
ＳＲおよびＭｇｎ_ｐを数２に基づいて設定すると、不鮮明領域の大きさｂは許容値ｂ_ｍａｘ以下となる。マスク４の中心からＸ軸方向にｄｘ、Ｙ軸方向にｄｙ離れた位置にあるパターンの像は、プリント基板Ｂの中心からＸ軸方向にＲ_ｘ×ｄｘ、Ｙ軸方向にＲ_ｙ×ｄｙ離れた位置に投影される。従って、ＳＲおよびＭｇｎ_ｐを数２に基づいて設定する場合、不鮮明領域の大きさｂを許容値ｂ_ｍａｘ以内に抑えつつ、パターンが投影される位置の、望ましい位置からのずれ量を０にすることが可能となる。
【００６０】
また、（Ｒ_ｘ−Ｒｙ）＜−Ａの時は、ＳＲとＭｇｎ_ｐは数３を満たすよう設定される。
【００６１】
【数３】

【００６２】
ＳＲおよびＭｇｎ_ｐを数３に基づいて設定すると、不鮮明領域の大きさｂはｂ_ｍａｘとなる。また、ＳＲとＲ_ｘの差、およびＭｇｎ_ｐとＲ_ｙの差のいずれか大きい方の値が最小になる。マスク４の中心からＸ軸方向にｄｘ、Ｙ軸方向にｄｙ離れた位置にあるパターンの像は、プリント基板Ｂの中心からＸ軸方向にＲ_ｘ×ｄｘ、Ｙ軸方向にＲ_ｙ×ｄｙ離れた位置に投影されることが望ましい。ＳＲおよびＭｇｎ_ｐを数３に基づいて設定する場合、不鮮明領域の大きさｂを許容値ｂ_{ｍ ａｘ}以内に抑えつつ、パターンが投影される位置の、望ましい位置からのずれ量を最小にすることが可能となる。
【００６３】
図９は、基板ホルダ８およびプリント基板ＢをＹ軸負の方向から見た概略図である。基板高さ検出機構３８はプリント基板Ｂ上に塗布された感光剤と反応しない波長および強度のレーザ光ＬＢをプリント基板Ｂに向けてＸＺ平面上斜め方向に入射させるレーザ光源３８ａと、３８ａより出射した光をプリント基板Ｂ上に集光させる凸レンズ３８ｄと、プリント基板Ｂ上で反射したレーザ光ＬＢを受光する受光部３８ｂと、凸レンズ３８ｃを有する。凸レンズ３８ｃは受光部３８ｂの受光面の手前に、その光軸が反射したレーザ光ＬＢの光軸と平行になるよう配置されており、プリント基板Ｂ上で反射したレーザ光ＬＢを屈折させて受光部３８ｂの受光面内に収める。プリント基板Ｂ上の反射位置と受光部３８ｂは凸レンズ３８ｃの共役位置にあり、倍率μの関係になっている。尚、倍率μとはおよそ凸レンズ３８ｃと受光部３８ｂ間の光軸方向の長さΛ２と、プリント基板Ｂ上反射面と凸レンズ３８ｃ間の光軸方向の長さΛ１の比Λ２／Λ１である。プリント基板Ｂ上で反射した時点でのレーザ光ＬＢが凸レンズ３８ｃの光軸よりもＺ軸負の方向寄り（すなわち、プリント基板Ｂ寄り）のときは、レーザ光ＬＢは凸レンズ３８ｃの光軸よりもＺ軸正の方向寄りの位置に入射する。
【００６４】
受光部３８ｂは受光部３８ｂの受光面のどの位置にレーザ光ＬＢが入射したのかを検出可能であり、この入射位置からプリント基板Ｂの高さを検出可能である。
【００６５】
基板高さ検出機構３８を用いたプリント基板Ｂの高さの検出方法を以下に詳説する。なお、受光部３８ｂの受光面の中心（受光面と凸レンズ３８ｃの光軸とが交差する点）にレーザ光ＬＢが入射したときの基板高さＢＨ_０をあらかじめ実験によって算出する。
【００６６】
ここで、レーザ光ＬＢの入射位置が凸レンズ３８ｃの光軸と受光部３８ｂの受光面との交点からΔＬ_Ｄだけずれている場合、その時の基板高さＢＨは数４によって演算される。なお、レーザ光ＬＢの入射位置がプリント基板Ｂから遠ざかる方向に移動している場合はΔＬ_Ｄ＞０、プリント基板Ｂに近づく方向に移動している場合はΔＬ_Ｄ＜０としている。また、θはレーザ光ＬＢの入射角である。
【００６７】
【数４】

【００６８】
ここでＢＨをより精度良く検出する為にはあらかじめ実験等によりＢＨの変化に対するΔＬ_Ｄを計測しておく方法もある。
【００６９】
以上の方法にて算出したプリント基板Ｂの高さＢＨ、および折り返しミラー５の位置から、マスク４からレンズユニット６に至る光路長とレンズユニット６からプリント基板Ｂの露光面に至る光路長との和Ｄ_Ｌを演算可能となっている。
【００７０】
マスク４上に形成されたパターンがプリント基板Ｂ上にピントが合った状態で結像するようにするためにはレンズユニット６に対してマスク４とプリント基板Ｂの露光面とが共役の関係となるように配置されていなければならない。本実施形態においてはレンズユニット６は固定されており、またマスク４および基板ホルダ８はＺ軸方向には移動しない。
【００７１】
上記のような構成の露光装置１においては、折り返しミラー５をＸ軸方向に移動させることにより、マスク４とプリント基板Ｂの露光面とが共役の関係となるようにしてピント合わせが行われる。距離ＤＬがレンズユニット６の焦点距離の２倍であるとき、マスク４とプリント基板Ｂの露光面とが共役の関係となる。以下、折り返しミラー５の移動によってマスク４上に形成されたパターンがプリント基板Ｂ上に結像するようにする手順を図１０を用いて説明する。
【００７２】
図１０は、図１の投影露光装置１をＹ軸方向に投影した側面図である。図７においては、図面の簡略化のためレンズユニット６は一枚の凸レンズとして、またダハミラー７は１枚の平面鏡として記載されている。コントローラ１０は距離Ｄ_Ｌとレンズユニット６の焦点距離ｆを比較し、プリント基板Ｂの露光面とマスクのレンズユニット６による結像面との距離の差ΔＤ_Ｌ＝Ｄ_Ｌ−２ｆを求める。次いで、ΔＤ_Ｌ＞０ならばＸ軸正の方向に、またΔＤ_Ｌ＜０ならばＸ軸負の方向に折り返しミラー５を距離|ΔＤ_Ｌ|／２だけ移動させる。ここで、図７においてはΔＤ_Ｌ＞０であり、レンズユニット６による結像面の位置はプリント基板Ｂの露光面よりもＺ軸正の方向に|ΔＤ_Ｌ|だけ移動した位置（図１０中２点鎖線で図示された位置）となる。折り返しミラー５をＸ軸正の方向に距離|ΔＤ_Ｌ|／２だけ移動させたときの折り返しミラー５を破線で、またその時の光路を一点鎖線で示す。このときのマスク４からレンズユニット６に至る光路長とレンズユニット６からプリント基板Ｂの露光面に至る光路長との和Ｄ_Ｌは折り返しミラー５を動かす前の距離Ｄ_Ｌよりも|ΔＤ_Ｌ|だけ短くなっており、Ｄ_Ｌ＝２ｆとなる。従ってマスク４とプリント基板Ｂの露光面とが共役の関係となり、マスク４上に形成されたパターンはプリント基板Ｂ上に結像するようになる。従って、上記のように前工程でプリント基板Ｂの高さを計測し、結像位置を調整することで、投影露光装置１は厚さの異なるプリント基板に対応可能となっている。
【００７３】
次いで、マスク４の像がプリント基板Ｂ上に結像するときの倍率を上記の演算によって求めた倍率Ｍｇｎ_ｐに設定する。倍率の設定は、コントローラ１０がダハミラー駆動機構１７を制御してダハミラー７をＸ軸方向に駆動し、さらにコントローラ１０が折り返しミラー駆動機構１５を制御して折り返しミラー５をＺ軸方向に駆動することによって行われる。
【００７４】
図１１および図１２を用いて倍率の設定の原理について説明する。図１１は、レンズユニット６およびダハミラー７をＺ軸正の方向から見た概略図である。図示の簡略のため、レンズユニット６およびダハミラー７はそれぞれ一枚の面として描写されている。また、ダハミラー７に向かう光束を２点鎖線で、ダハミラー７で反射した光束を破線で示す。
【００７５】
倍率を設定するためには、最初にダハミラー７をレンズユニット６の焦点位置７ａからＸ軸正の方向にΔＬ_１移動させる。ダハミラー７をこのように移動させると、レンズユニット６出射時の瞳位置をＸ軸正の方向に２ΔＬ_１ずらす事になる。この結果、平行光束である入射光に対して反射光はテレセン性が扇状に崩れた光束となる。
【００７６】
しかしながら、基板側焦点位置での像の大きさはテレセン性を崩しただけでは変化しない。そこで、レンズユニット６に対するマスク４およびプリント基板Ｂの露光面の相対位置を、マスク４とプリント基板Ｂの露光面とがレンズユニット６に対して共役状態を保つように光学的に移動させる。すなわち、プリント基板Ｂの露光面がレンズユニット６に対して近づけば、プリント基板Ｂの露光面状に結像されるマスクの像は拡大される。反対にプリント基板Ｂの露光面がレンズユニット６に対して遠ざかれば、プリント基板Ｂの露光面状に結像されるマスクの像は縮小される。
【００７７】
レンズユニット６に対するマスク４およびプリント基板Ｂの露光面の相対位置を、マスク４とプリント基板Ｂの露光面とがレンズユニット６に対して共役状態を保つように光学的に移動させるために、折り返しミラー５をＺ軸の方向にΔＤ_１移動させる。なお、ダハミラー７をＸ軸正の方向に移動させた場合に、像を拡大するときは折り返しミラー５をＺ軸負の方向に移動させ、像を縮小するときは折り返しミラー５をＺ軸正の方向に移動させる。また、ダハミラー７をＸ軸負の方向に移動させた場合に、像を拡大するときは折り返しミラー５をＺ軸正の方向に移動させ、像を縮小するときは折り返しミラー５をＺ軸負の方向に移動させる。
【００７８】
図１２は、マスク４、折り返しミラー５、レンズユニット６、ダハミラー７、およびプリント基板ＢをＹ軸負の方向から見たものである。図１２においては、倍率を設定する前の光束を２点鎖線で、またダハミラー７および折り返しミラー５を移動して倍率を設定した後の光束を破線で示している。なお、図１２に示した例においては倍率Ｍｇｎ_ｐ＜１とし、折り返しミラー５はＺ軸正の方向に移動する。
【００７９】
図１１、１２に示すように、ダハミラー７を位置７ａから７ｂへＸ軸正の方向にΔＬ_１移動させ、さらに折り返しミラー５をＺ軸正の方向にΔＤ_１移動させることにより、マスク４を通過した光束が収縮してプリント基板Ｂ上で結像する。このとき、ΔＬ_１およびΔＤ_１は数５を満たす値に設定される。なお、この倍率補正においては、光軸の中心位置は変化しない。
【００８０】
【数５】

【００８１】
図１３は、上記倍率の設定原理によって像の拡大処理が行われた後の光源２、マスク４およびプリント基板ＢをＸ軸正の方向から見たものである。なお、実際の投影露光装置においては、コリメータレンズ３、折り返しミラー５、レンズユニット６およびダハミラー７を介してマスク４のパターンがプリント基板Ｂ上に結像する構成であるが、図１３においては結像状態を明確に示すため光源２、マスク４およびプリント基板Ｂのみ記載するものとする。図１３に示すように、像の拡大処理が行われると、個々の光源２による像のそれぞれは拡大されるものの、それぞれの像のＹ軸方向の結像位置は変化しない。このため、各光源による像がプリント基板Ｂ上で重なり合って、正確にマスク４のパターンがプリント基板Ｂ上に転写されない。従って、各像のＹ軸方向の結像位置を、像同士が重ならないようにそれぞれＹ軸方向にシフトさせるＹシフト処理が行われる。
【００８２】
図１４および図１５は、マスク４、プリント基板Ｂ、レンズユニット６およびダハミラー７をＺ軸正の方向から見た概略図である。図示の簡略のため、レンズユニット６はそれぞれ一枚の面として描写され、さらに折り返しミラー５を省略して基板面およびマスク面の位置はＸＹ平面上に投影されている。
【００８３】
図１４は、Ｙシフト処理を行う前のマスク４、プリント基板Ｂ、レンズユニット６およびダハミラー７の状態を示したものである。この時、マスク４およびプリント基板Ｂは共にレンズユニット６の焦点距離ｆだけレンズユニット６から離れている。また、ダハミラー７はレンズユニット６の焦点位置Ｏ_Ｍに配置されている。なお、光束を２点鎖線で示す。
【００８４】
この時の光束は、図１４のようなマスク４とプリント基板ＢをＸＹ平面上に投影した図においては、入射光と反射光との光路が等しくなる。
【００８５】
Ｙシフト処理は、コントローラ１０がダハミラー駆動機構１７を制御してダハミラー７をＹ軸方向に駆動し、さらにコントローラ１０が折り返しミラー駆動機構１５を制御して折り返しミラー５をＺ軸方向に駆動することによって行われる。
【００８６】
図１５は、Ｙシフト処理を行ってプリント基板Ｂ上の結像位置をＹ軸負の方向にΔＹ移動させたときのマスク４、プリント基板Ｂ、レンズユニット６およびダハミラー７の状態を示したものである。なお、図１５においては、ダハミラー７によって反射する前の光束を２点鎖線で、また反射後の光束を破線で示す。図１４に示すように、ダハミラー７をＯ_Ｍの位置にあるときは、レンズユニット６からダハミラー７に向かう光束の瞳位置はＯ_Ｍである。一方、ダハミラー７をＯ_ＭからＹ軸正の方向に距離ΔＬ_２だけ移動させると、図１５に示すように上記瞳位置はＯ_ＭからＹ軸正の方向に距離２ΔＬ_２だけ移動する。なお、ダハミラー７をＯ_ＭからＹ軸負の方向に移動させると、上記瞳位置もＯ_ＭからＹ軸負の方向にダハミラー７の移動距離の２倍だけ移動する。
【００８７】
この結果、テレセン性が斜めに崩れるが、マスク４およびプリント基板Ｂは共にレンズユニット６の焦点距離ｆだけレンズユニット６から離れている状態では、プリント基板Ｂ上の結像位置はシフトしない。そこで、折り返しミラー５をＺ軸負の方向にΔＤ_２移動させてマスク４とプリント基板Ｂとが共役状態を保つように両者のレンズユニット６からの光路長を変化させる。折り返しミラー５をＺ軸負の方向にΔＤ_２移動させることにより、マスク４からレンズユニット６の光路長はΔＤ_２増加し、レンズユニット６からプリント基板Ｂへの光路長はΔＤ_２減少する。このとき、ΔＬ_２およびΔＤ_２は数６を満たす値に設定される。
【００８８】
【数６】

【００８９】
ここで、数５のΔＤ_１、数６のΔＤ_２は共に折り返しミラー５のＺ軸方向の移動量を示し、「ΔＤ_１＝ΔＤ_２」を満足する状態で数５および数６の他の軸の移動量を求める。
【００９０】
なお、投影露光装置１に用いられている光源および投影光学系の数をｎ_Ｌとすると、ΔＹの値は数７を用いて求められる。
【００９１】
【数７】

【００９２】
ここで、ａは自然数であり、最もＹ軸負側の光源の場合はａ＝１であり、この隣の光源の場合はａ＝２、さらにその隣の光源の場合はａ＝３・・、というようにａ＝ａｍである光源にＹ軸正側に隣接する光源のａの値はａ＝ａｍ＋１となるように設定される。
【００９３】
また、定数Ｗは倍率補正を行なわない時の１つの投影光学系の露光幅である。
【００９４】
図１６はＹシフト処理が行われた後の光源２、マスク４およびプリント基板ＢをＸ軸正の方向から見たものである。図１６に示すように、上記の手順によってＹシフトが行われると、中央の光源２および投影光学系による像はシフトせず、その隣の光源２および投影光学系による像はそれぞれＷ（Ｍｇｎ_ｐ−１）だけ外側にシフトし、さらにその外側に隣接する光源２による像はそれぞれ２Ｗ（Ｍｇｎ_ｐ−１）だけ外側にシフトする。従って、各像のＹ軸方向の結像位置は、像同士が重ならないように配置され、マスク４のパターンが正確にプリント基板Ｂ上に転写される。
【００９５】
次いで、基板ホルダ８の駆動速度が設定される。本実施形態においてはマスク４の駆動速度は所定値Ｖ_Ｍに固定されている。また駆動速度Ｖ_Ｂを、Ｖ_Ｂ＝ＳＲ×Ｖ_Ｍとなるように設定する。
【００９６】
次いで、マスク４とプリント基板ＢとのＸ軸方向の位置合わせを行う。この位置合わせによって、露光時にマスク４のマスク部４ａの中央を通過した光束がプリント基板Ｂのパターン部Ｂ１の中央に入射されるようになる。このように位置合わせを行なうことによって、マスク４のパターンがプリント基板Ｂに転写される時のずれのばらつきを最小限に抑えることができる。
【００９７】
このようにマスク４とプリント基板Ｂとの位置合わせを行った後、光源２を点灯し、マスク４とプリント基板ＢとをＸ軸方向に移動し、マスク４にかかれたパターンをプリント基板Ｂに転写する。
【００９８】
なお、マスク４とプリント基板Ｂとの移動が開始された後も、基板高さ検出機構３８を用いてマスク４からレンズユニット６に至る光路長とレンズユニット６からプリント基板Ｂの露光面に至る光路長との和Ｄ_Ｌは算出されている。Ｄ_Ｌ＝２ｆが常に成立するように折り返しミラー５をＸ方向に駆動することにより、厚さが部位によって異なるようなプリント基板であっても、マスク４上に形成されたパターンをプリント基板Ｂ上に結像させることができる。
【００９９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の投影露光装置によれば、マスクの像を主走査方向と副走査方向で異なる伸縮率で露光可能であり、さらに露光される線状の像のエッジ部分を著しく不鮮明なものとすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による投影露光装置を模式的に示した概略図である。
【図２】図１に記載の投影露光装置の一部を示したものである。
【図３】本発明の実施の形態のマスクの概略図である。
【図４】本発明の実施の形態のプリント基板の概略図である。
【図５】本発明の実施の形態の別例の、マスク、プリント基板の概略図である。
【図６】従来の投影露光装置において、プリント基板Ｂの主走査方向の伸縮率Ｒ_ｘと副走査方向の伸縮率Ｒ_ｙが等しい場合の露光手順を示したものである。
【図７】従来の投影露光装置において、プリント基板Ｂの主走査方向の伸縮率Ｒ_ｘと副走査方向の伸縮率Ｒ_ｙが異なる場合の露光手順を示したものである。
【図８】図７に示した手順によって露光されたプリント基板の状態を示したものである。
【図９】本発明の実施の形態のプリント基板基板高さ検出機構の概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態の投影露光装置のピント合わせ機構を模式的に示した概略図である。
【図１１】本発明の実施の形態の投影露光装置の、レンズユニットおよびダハミラーをＺ軸正の方向から見た概略図である。
【図１２】本発明の実施の形態の投影露光装置の、マスク、折り返しミラー、レンズユニット、ダハミラー、およびプリント基板をＹ軸負の方向から見たものである。
【図１３】本発明の実施の形態において、Ｙシフト操作を行う前の結像状態を模式的に示したものである。
【図１４】本発明の実施の形態の投影露光装置の、マスク、折り返しミラー、レンズユニット、ダハミラー、およびプリント基板をＺ軸正の方向から見たものである。
【図１５】本発明の実施の形態において、Ｙシフト操作を行った後の投影露光装置の、マスク、折り返しミラー、レンズユニット、ダハミラー、およびプリント基板をＺ軸正の方向から見たものである。
【図１６】本発明の実施の形態において、Ｙシフト操作を行った後の結像状態を模式的に示したものである。
【符合の説明】
１ 投影露光装置
２ 光源
３ コリメータレンズ
４ マスク
５ 折り返しミラー
６ レンズユニット
７ ダハミラー
８ 基板ホルダ
１０ コントローラ
１４ マスク駆動機構
１５ 折り返しミラー駆動機構
１７ ダハミラー駆動機構
１８ 基板ホルダ駆動機構
２４ マスク位置検出手段
２８ 基板位置検出手段
３８ 基板高さ検出機構
Ｂ プリント基板

Claims (8)

1. 所定位置に固定された光源によってプリント配線基板上に所定のパターンが形成されたマスクの像を転写しながら、前記マスクと前記プリント配線基板とを主走査方向に駆動して走査を行い、前記プリント配線基板に前記所定のパターンを形成する、投影露光装置であって、
   前記マスクの像を前記プリント配線基板上に結像させる投影光学系と、
   前記プリント配線基板の伸縮率を主走査方向および該主走査方向と垂直な副走査方向別に計測可能な伸縮率計測手段と、
   前記伸縮率計測手段の前記プリント配線基板の主走査方向および副走査方向の伸縮率に基づいて投影光学系の伸縮率を設定する伸縮率設定手段と、
   前記マスクと前記プリント配線基板とを主走査方向に駆動する駆動機構と、
   前記伸縮率設定手段と前記駆動機構とを制御し、前記マスクに対する前記プリント配線基板の駆動速度比をＳＲ、前記投影光学系の伸縮率をＭｇｎ_ｐ、前記プリント配線基板に露光される線幅によって決まる許容値をＡ、前記プリント配線基板の主走査方向および副走査方向の伸縮率をそれぞれＲ_ｘ，Ｒ_ｙとすると、（Ｒ_ｘ−Ｒ_ｙ）＞Ａの時は、前記駆動速度比ＳＲと前記伸縮率Ｍｇｎ_ｐは式、ＳＲ＝（Ｒ_ｘ＋Ｒ_ｙ＋Ａ）／２、およびＭｇｎ_ｐ＝（Ｒ_ｘ＋Ｒ_ｙ−Ａ）／２、を満たし、｜Ｒ_ｘ−Ｒ_ｙ｜≦Ａの時は、前記駆動速度比ＳＲと前記伸縮率Ｍｇｎ_ｐは式ＳＲ＝Ｒ_ｘ、Ｍｇｎ_ｐ＝Ｒ_ｙを満たし（Ｒ_ｘ−Ｒ_ｙ）＜−Ａの時は、前記駆動速度比ＳＲと前記伸縮率Ｍｇｎ_ｐは式、ＳＲ＝（Ｒ_ｘ＋Ｒ_ｙ−Ａ）／２、およびＭｇｎ_ｐ＝（Ｒ_ｘ＋Ｒ_ｙ＋Ａ）／２、を満たすようにする制御手段と、
   を有することを特徴とする投影露光装置。
2. 前記伸縮率計測手段が前記プリント配線基板上の前記主走査方向と前記副走査方向にそれぞれ少なくとも２つ形成されたマーク間の距離をそれぞれ計測する基板観察手段を有し、前記伸縮率計測手段は前記基板観察手段の計測結果を用いて前記プリント配線基板の伸縮率を計測することを特徴とする、請求項１に記載の投影露光装置。
3. 前記プリント配線基板はその長手方向が前記主走査方向と平行になり、かつその短手方向が前記副走査方向と平行になるよう設置されており、前記マークは、前記プリント配線基板の４隅を頂点とする長方形の４頂点の位置に形成されており、前記伸縮率計測手段は前記プリント基板の長手および短手方向長さを前記プリント配線基板上の前記長方形の各２辺の平均値により求め、前記長手および短手方向長さをもとに前記プリント配線基板の伸縮率を計測することを特徴とする、請求項２に記載の投影露光装置。
4. 前記基板観察手段は、前記プリント配線基板を撮影する第１のカメラ手段と、前記第１のカメラ手段によって撮影された画像を画像処理して前記プリント配線基板上に形成されたマーク間の距離を計測する、第１の画像処理手段と、を有することを特徴とする、請求項２または請求項３のいずれかに記載の投影露光装置。
5. 前記伸縮率計測手段は、前記マスク上の前記主走査方向と前記副走査方向にそれぞれ少なくとも２つ形成されたマーク間の距離をそれぞれ計測するマスク観察手段を有し、前記伸縮率計測手段は前記基板観察手段の計測結果と前記マスク観察手段の計測結果を比較することによって前記プリント配線基板の伸縮率を計測することを特徴とする、請求項２から請求項４のいずれかに記載の投影露光装置。
6. 前記マスクはその長手方向が主走査方向と平行になりかつその短手方向が副走査方向と平行になるよう設置されており、前記マークは、前記マスクの４隅を頂点とする長方形の４頂点の位置に形成されており、前記伸縮率計測手段は前記マスクの長方形の各２辺の平均値を前記マスクの長手および短手方向長さとすることを特徴とする、請求項５に記載の投影露光装置。
7. 前記マスク観察手段は、前記マスクを撮影する第２のカメラ手段と、前記第２のカメラ手段によって撮影された画像を画像処理して前記マスク上に形成された前記マークを計測する、第２の画像処理手段と、を有することを特徴とする、請求項５または請求項６に記載の投影露光装置。
8. 所定位置に固定された複数の光源によってプリント配線基板上に所定のパターンが形成されたマスクの像を転写しながら、前記マスクと前記プリント配線基板とを主走査方向に駆動して走査を行い、前記プリント配線基板に前記所定のパターンを形成する、投影露光装置であって、
   前記投影露光装置が、前記マスクの像を前記プリント配線基板上に結像させる複数の投影光学系と、
   前記投影光学系の伸縮率を設定する伸縮率設定手段と、
   前記マスクと前記プリント配線基板とを主走査方向に駆動する駆動機構と、
   前記伸縮率設定手段と前記駆動機構とを制御し、前記マスクに対する前記プリント配線基板の駆動速度比をＳＲ、前記投影光学系の伸縮率をＭｇｎ _ｐ 、前記プリント配線基板に露光される線幅によって決まる許容値をＡ、前記プリント配線基板の主走査方向および副走査方向の伸縮率をそれぞれＲ _ｘ ，Ｒ _ｙ とすると、（Ｒ _ｘ −Ｒ _ｙ ）＞Ａの時は、前記駆動速度比ＳＲと前記伸縮率Ｍｇｎ _ｐ は式、ＳＲ＝（Ｒ _ｘ ＋Ｒ _ｙ ＋Ａ）／２、およびＭｇｎ _ｐ ＝（Ｒ _ｘ ＋Ｒ _ｙ −Ａ）／２、を満たし、｜Ｒ _ｘ −Ｒ _ｙ ｜≦Ａの時は、前記駆動速度比ＳＲと前記伸縮率Ｍｇｎ _ｐ は式ＳＲ＝Ｒ _ｘ、 Ｍｇｎ _ｐ ＝Ｒ _ｙ を満たし（Ｒ _ｘ −Ｒ _ｙ ）＜−Ａの時は、前記駆動速度比ＳＲと前記伸縮率Ｍｇｎ _ｐ は式、ＳＲ＝（Ｒ _ｘ ＋Ｒ _ｙ −Ａ）／２、およびＭｇｎ _ｐ ＝（Ｒ _ｘ ＋Ｒ _ｙ ＋Ａ）／２、を満たすようにする制御手段と、を有し、
   前記マスクの像は、前記複数の投影光学系の伸縮率計測手段の計測結果に基づいて設定された伸縮率で前記プリント配線基板上に結像されることを特徴とする投影露光装置。

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