CN100559285C - 用于生产印刷电路板的投影曝光装置和投影曝光方法 - Google Patents

用于生产印刷电路板的投影曝光装置和投影曝光方法 Download PDF

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Abstract

用于生产印刷电路板的投影曝光装置和投影曝光方法。用于生产印刷电路板的投影曝光装置及投影曝光方法，其中将包括要在印刷电路板(2)上曝光的块(10)和标片(12)的整个图案绘制在通过分割线(19)分割成6个区域的光掩模(1)上，通过使用遮蔽设备(3)遮蔽除曝光区域以外的其他区域，对安放在可移动的光掩模台(5)上的光掩模(1)的各个分割区域进行曝光。

Description

用于生产印刷电路板的投影曝光装置和投影曝光方法
技术领域
本发明涉及一种用于生产印刷电路板的投影曝光装置和投影曝光方法。
背景技术
光刻法广泛地应用在各种领域中，其中通过曝光设备将图案照相印刻在涂覆有感光材料(例如光刻胶)的板表面上，其后通过蚀刻处理在该板上形成图案。近年来，如日本特开2000-250227号公报和日本特开2000-292942号公报中所示，也通过使用曝光设备来制造印刷电路板。
近年来，印刷电路板随着机器设备的逐步小型化而变得更小，并且对于更有效率的制造工艺使用了大尺寸板。在这种大尺寸板上曝光有多个电路，并且在后续的处理中将该大尺寸板切割成多个小尺寸板。
使用这种大尺寸板时，因为板的尺寸比曝光光源的照射区域大，所以不可能同时对多个电路进行曝光。为解决这个问题，提出了一种连续曝光方法(逐次曝光方法(stepper))，其中通过连续移动其上放置有印刷电路板的台，来重复曝光绘制在光掩模上的电路。
然而，因为该逐次曝光方法仅在板上对绘制在光掩模上的一种图案进行重复地曝光，所以该逐次曝光方法仅能在板上曝光多个相同图案。
此外在实践中，除了电路图案，通常还要在板周边处对被称为“标片(coupon)”的描述信息的各种指示(indication)进行曝光，并且到目前为止尚不可能通过现有的逐次曝光来曝光这种标片。
现有的逐次曝光也不能在同一板上曝光不同图案。为实现此目的，需要准备多个光掩模并且在每次曝光时更换光掩模，但这不是实用的方法。
本发明的目的是提供一种投影曝光设备和方法，其能够曝光板周边处的标片，并且能够在不更换光掩模板的情况下在板上曝光不同的图案。
发明内容
本发明的投影曝光装置包括：用于照射曝光光的光源，光掩模和位于光掩模与印刷电路板之间的光学器件。
所述光掩模比所述光源的照射区域大，且绘制有要在印刷电路板上曝光的整个图案。所述图案具有多个要曝光的电路，并且这些电路可以相同也可以不同。典型地，所述图案具有描述必要信息的标片。
在本发明中，可通过光掩模移动设备来移动光掩模，以便将确定区域布置到来自所述光源的光的照射区域中。在现有技术中，光掩模可以是不可移动的，因为可以通过一次曝光对掩模上的整个图案进行曝光，然而本发明的光掩模和其上的整个图案大于照射区域，并且通过相对于曝光光的照射区域进行移动来多次单独地曝光。在优选实施例中，光掩模移动设备适合于利用空气将光掩模升起并逐步地移动它。
可以提供用于向光掩模移动设备提供光掩模，并且从所述光掩模移动设备移除光掩模的光掩模更换装置。
也可以通过移动设备移动印刷电路板，以将所述印刷电路板的确定区域布置到所述曝光光通过所述光掩模和光学器件照射到的曝光区域中。在所述光掩模与所述板之间布置有光学器件，用于以预定缩放比放大或者缩小地曝光光掩模上的图案。
通过穿过光学器件的所述光源的光，在印刷电路板的所述确定区域上曝光光掩模的所述确定区域的所述图案。通过重复进行掩模和板的所述定位并进行曝光，可在整个印刷电路板上曝光掩模上的整个图案。
遮蔽设备可用于对除光掩模的确定区域之外的其他区域进行遮蔽，以限定曝光区域。这种遮蔽设备还能够在每次曝光时改变曝光区域的尺寸。
典型地，光掩模绘制有电路图案和描述关于板的信息的标片。图案间可以彼此相关或者彼此独立。独立的图案优选地包括描述它们在光掩模中的位置的信息。在独立的图案之间优选地设置有具有确定宽度的空白区。
在上述结构中，光掩模具有要在板上曝光的整个图案，并且在印刷电路板的部分区域上曝光光掩模的部分区域。因此能够实施各种曝光，例如，利用一个光掩模在同一印刷电路板上曝光不同的图案，并且通过使用遮蔽设备能够进行不同尺寸的曝光。此外能够在板的周边处进行诸如标片的各种附加曝光。
附图说明
图1示出本发明的实施例的示意图；
图2示出实施例的光掩模1的说明图；
图3示出实施例的操作；
图4示出与现有技术对比的本发明的说明图。
具体实施方式
现在将参照附图描述本发明的实施例。图1示出用于生产印刷电路板的投影曝光设备。将提供有光刻胶材料的印刷电路板2放置在可通过板移动装置60沿XYZ和θ方向移动的板台6上。
将其上绘制有电路图案的光掩模1安放在光掩模台5上并且使其与印刷电路板2面对，以便通过来自光源7的诸如紫外线的曝光光来在印刷电路板2上曝光电路图案。光掩模台5可通过光掩模移动设备50在XY方向上移动。光掩模台5适合于利用气压浮起，并且可通过光掩模移动设备50逐步地移动。通过堆叠有多个光掩模1’的光掩模更换装置51向光掩模台5提供并且从光掩模台5移除光掩模1，来改变光掩模。
在光源7与光掩模1之间设置有遮蔽设备3。遮蔽设备3遮蔽光掩模1的确定部分，以使不想被曝光的部分不被曝光。通过遮蔽驱动设备30来驱动遮蔽设备3。
还提供了具有CCD摄像机的对准设备(未示出)，其中利用设置在印刷电路板2上的板对准标记和设置在光掩模1上的对准标记15，通过板移动设备60沿XY方向驱动板台6，使光掩模1的曝光区域与印刷电路板2上的待曝光区域对准。
通过控制器9控制所述遮蔽驱动设备30，光掩模移动设备50，板移动设备60，光源7和对准设备。
如图2所示，在光掩模1上绘制有待在印刷电路板2上曝光的所有图案和整个图案。即，绘制在光掩模1上的图案与要在印刷电路板2上曝光的图案相同，并且具有一对一的对应关系。在此实施例中，该图案包含作为独立的电路图案的多个块10，和描述要在印刷电路板2周边曝光的各种信息的标片12。
在此实施例中，绘制有从A-1到E-6的块10和从1到10的标片12。各个块10可以是相同的图案，或者也可以是不同的图案。
每个块10具有表示块10在光掩模1上的位置的位置信息11。在本实施例中，写有诸如A-1或B-1的位置号码。以确定的间隙在块10之间设置空白区。在空白区中提供有分割线19以限定曝光区域。在本实施例中，将曝光区域分割成6个区域并且将进行6次曝光。
如图2所示，经过分割的曝光区域的左侧区域和右侧区域不同并且尺寸不等。
本发明能够曝光象这样不均等分割的区域，而且这是本发明的特征之一。
参照图4再次说明现有技术的逐次曝光方法的问题。在如(A)中所示现有技术中，光掩模1’只具有能一次曝光的单一图案，并且对于整个印刷电路板2’重复曝光该单一图案。因此将在印刷电路板2’上曝光有多个相同图案，而不能曝光任何其它图案。
然而，通常需要在电路图案的周围曝光如(B)中所示的诸如标片的指示B、C、D和E，而这种附加的曝光不能够通过现有逐次曝光方法实现。
此外如图(C)所示，有时需要在印刷电路板2上形成不同图案A、B、C和D，但是逐次曝光方法的现有技术不能够满足这种需要。
如图2和图3所示，在本发明中将要在印刷电路板2上曝光的所有图案都绘制在光掩模1上。
当使用大尺寸的印刷电路板2并且将光掩模1的按比例放大时，并且如图3所示光源7的照射区域70小于光掩模1，并且不能一次曝光整个光掩模1。于是将光掩模1的曝光区域分割成多个小区域，并且通过连续地移动光掩模1和印刷电路板2，来在每个小区域上重复地进行曝光。
图3的实施例示出通过图2中示出的分割线19将光掩模1分割成6个区域，并且将实施六次曝光以完成覆盖光绘制在掩模1上的所有图案的整体曝光。
遮蔽设备3包括一对成“L”形的遮光片31，31，其遮蔽除曝光区域以外的部分，以便仅曝光想要曝光的区域。通过遮蔽驱动设备30驱动遮光片31，31，以限定曝光区域的尺寸。通过使用遮蔽设备3，能够获得曝光区域的期望的尺寸和位置，并且每次曝光的尺寸可以不同。
本实施例的光掩模1的尺寸是印刷电路板2的一半，并且通过投影透镜8将光掩模1上绘制的图案放大两倍来进行曝光。
当对通过分割线19分组的图案的区域逐个地进行曝光时，首先针对要曝光区域，将光掩模1与印刷电路板2对准。其上放置有印刷电路板2的板台6可沿XYZ和θ方向移动，并且通过板移动设备60将其沿XY方向，以将曝光区域定位到投影透镜8的光轴的中心。
光掩模台5通过光掩模移动设备50还将光掩模1的曝光区域移动到照射区域70，并且通过使用对准标记15和板标记(未示出)，利用对准设备(未示出)来进行对准。
接着，在遮蔽设备3对曝光区域的周边进行遮蔽后执行曝光。
在每个区域连续地进行上述操作，以对于整个印刷电路板2完成曝光。
如上所述，本发明能够对印刷电路板周边的诸如标片12的图案进行曝光，而通过现有逐次曝光方法不能进行这种曝光。此外还能实现对不均匀地分割的区域的曝光，其中利用如图2所示的分割线19将曝光区域分割为不同的尺寸。
虽然在本实施例中块10是相同的图案，但块10也可以是不同的图案。

Claims (11)

1.一种投影曝光装置，包括：
光源，用于照射曝光光；
大于所述光源的照射区域的光掩模，该光掩模绘制有要在作为曝光对象的印刷电路板上进行曝光的整个图案；
布置在所述光掩模与所述板之间的光学器件，用于以预定缩放率放大或者缩小地在所述板上曝光所述光掩模的所述图案。
光掩模移动设备，用于将所述光掩模的确定区域定位到来自所述光源的所述照射光的所述照射区域；
板移动设备，将所述印刷电路板的确定区域定位到所述曝光光穿过所述光掩模和所述光学器件照射到的曝光区域，其中
通过来自所述光源的光在印刷电路板的所述确定区域上曝光所述光掩模的所述确定区域的图案，
然后以同样的方法，通过来自所述光源的光在所述印刷电路板的其他区域上逐次曝光所述光掩模的其他区域的图案，以便在所述印刷电路板上曝光与用所述光掩模描述的所述整个图案相同的整个图案。
2.根据权利要求1所述的投影曝光装置，还包括：
遮蔽设备，用于对除了所述光掩模的确定区域以外的区域进行遮蔽，以确定所述曝光区域。
3.根据权利要求1所述的投影曝光装置，其中，
待在印刷电路板上曝光的所述整个图案包括标片。
4.根据权利要求1所述的投影曝光装置，其中，
待在印刷电路板上曝光的所述整个图案包括多个独立的图案，
在所述光掩模上描绘有关于所述各个独立图案在所述光掩模上的位置的信息。
5.根据权利要求4所述的投影曝光装置，其中，
在所述独立图案之间提供有具有确定宽度的空白区。
6.根据权利要求1所述的投影曝光装置，还包括：
掩模更换装置，用于向所述光掩模移动设备提供光掩模，并且从所述光掩模移动设备移除光掩模。
7.根据权利要求1所述的投影曝光装置，其中，
所述光掩模移动设备适合于利用空气使光掩模升起，并以逐步地移动该光掩模。
8.一种投影曝光方法，包括如下步骤：
准备作为曝光对象的印刷电路板和比用于照射曝光光的光源的照射区域大的光掩模，在所述光掩模上绘制有要在所述板上曝光的整个图案，
通过将所述光掩模移动到来自所述光源的所述照射光的所述照射区域，来对所述光掩模的确定区域进行定位，
通过将所述板移动到所述曝光光穿过所述光掩模照射的曝光区域，对所述印刷电路板的确定区域进行定位，
在所述定位之后，通过光学器件，以预定缩放率放大或缩小地在所述板上曝光所述光掩模的所述图案，
然后以同样的方法，在所述印刷电路板的其他区域上逐次曝光所述光掩模的其他区域的图案，以便在所述印刷电路板上曝光与用所述光掩模描述的所述整个图案相同的整个图案。
9.根据权利要求8所述的投影曝光方法，其中，
所述曝光步骤包括通过遮蔽除了所述光掩模的所述确定区域外的部分而进行的多次曝光，并且通过所述多次曝光在所述板上完全地曝光所述整个图案。
10.根据权利要求9所述的投影曝光方法，其中，
所述曝光步骤的至少一个中的所述确定区域的尺寸与其它曝光步骤中的不同。
11.根据权利要求9所述的投影曝光方法，其中，
所述光掩模具有多个独立的图案，并且在所述独立图案之间提供有具有确定宽度的空白区。
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