[Detaillierte Beschreibung der Erfindung]
[Wirtschaftliches Verwendungsgebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Belichtungsvorrichtung, die hinreichend ist, um auf der Oberfläche einer
Platte, die sich durch dieselbe erstreckende Löcher
aufweist, photolithographisch ein Bild zu erzeugen, und genauer
ausgedrückt, eine Belichtungsvorrichtung, die zum Erzeugen
eines Bildes verwendet wird und die eine hinreichende
fotochemische Reaktion in einem galvanisch abgeschiedenen
Fotoresist auf der Oberfläche der Platte und auf den inneren
Wandoberflächen der Löcher erzeugt.
[Techniken des Standes der Technik]
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Bei einem herkömmlichen Bildbildungsvorgang werden auf
beiden Oberflächen einer gedruckten Leiterplatte, die sich
durch dieselbe erstreckende Löcher aufweist,
photolithographisch Muster gebildet, und anschließend werden die
gebildeten Muster elektrisch über auf den inneren Wänden der Löcher
gebildete kupferplattierte Schichten miteinander verbunden.
Bei diesem Vorgang wurde zum Schutz der kupferplattierten
Schichten gegen das Ätzen irgendeines der folgenden Mittel
verwendet: (1) Die Oberfläche der Platte ist mit einem
Trockenfilm beschichtet. Wie in Fig. 12 gezeigt, sind die
Öffnungen der Löcher 2 durch einen dünnen Film 1 eines
Resists verschlossen, der durch die Bestrahlung von Licht
gehärtet wird. Dieses Verfahren ist bekannt als das
Verfahren, das durchkontaktierte Loch zu bedecken (tenting
method). (2) Nach Belichtung und Entwicklung werden die
belichteten Oberflächen der kupferplattierten Schichten 3
mit einem Lötstück 4 wie in Fig. 13 gezeigt plattiert.
Dieses Verfahren ist bekannt als das
Lötstück/Durchgangsloch-Verfahren. Auf diese Weise sind beschwerliche
Arbeitsgänge vor dem Ätzen erforderlich. In den Figuren stellt eine
Platte 5 ein kupferplattiertes Laminat dar. Durch die Ziffer
6 ist ein isolierendes Substrat gekennzeichnet. Durch die
Ziffer 7 ist eine Kupferfolie gekennzeichnet. Jene Bereiche
9, die durch unterbrochene Linien unterteilt sind, werden
durch das Ätzen entfernt.
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Um die vorhergehend beschriebenen Probleme zu lösen, hat der
vorliegende Anmelder bereits eine neue
Belichtungsvorrichtung in dem japanischen offengelegten Patent Nr. 254455/1990
vorgeschlagen. Wie in Fig. 14 gezeigt, wird ein Fotoresist
10, der einen fotoempfindlichen, zum Galvanisieren
befähigten Harz darstellt, galvanisch auf der Oberfläche der Platte
5 und auf den inneren Wandoberflächen der Löcher 2
abgeschieden. Der Fotoresist 10 innerhalb der Löcher 2 wird zum
Bilden eines Bildes durch Ultraviolettstrahlung gehärtet.
Auf diese Weise wird die kupferplattierte Schicht 3
geschützt.
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Wie in Fig. 15 gezeigt, weist diese Vorrichtung
Lichtquelleneinrichtungen 14, die jeweils aus mehreren
Ultraviolettlampen 13 und faltbaren Reflektionsebenenspiegeln 15
bestehen, auf. Diese Spiegel 15 sind so angebracht, daß sie um
Achsen 16 bzw. 17 drehbar sind, die sich parallel zu der
Platte 5 erstrecken. Wenn die Lichtquelleneinrichtungen 14
nahe an der Platte 5 und, wie durch die durchgezogenen
Linien angezeigt, horizontal angeordnet werden, strahlen die
Lichtquelleneinrichtungen Ultraviolettstrahlungen ab, um den
Fotoresist innerhalb der Löcher zu härten. Wenn die
Lichtquelleneinrichtungen 14 dann erhöhte Positionen erreichen,
an denen sie sich, wie durch die Phantomlinien angezeigt,
senkrecht zu der Platte 5 befinden, strahlen die
Lichtquelleneinrichtungen über die Reflektionsebenenspiegel 15
Ultraviolettstrahlungen ab, wodurch der Fotoresist auf der
Oberfläche der Platte gehärtet wird.
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Bei dieser Vorrichtung werden die kupferplattierten
Schichten 3 innerhalb der Löcher durch den gehärteten Fotoresist
geschützt. Daher sind die vorhergehend aufgeführten
beschwerlichen Vorbehandlungen entbehrlich. Weiter können die
Lichtquelleneinrichtungen 14 für die Musterbildung und
weiter für den Schutz der Löcher verwendet werden. Folglich
kann die Belichtung durch eine einzige Vorrichtung bewirkt
werden.
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Die oben beschriebene Belichtungsvorrichtung ist jedoch
verbesserungsbedürftig, wie im folgenden beschrieben wird.
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Wenn das Innere eines jeden Lochs bestrahlt wird, tritt die
Ultraviolettstrahlung 18 bei in Bezug auf die Platte 5
rechten Winkeln oder im wesentlichen rechten Winkeln in das
Loch ein. Wie später beschrieben wird, ist die Intensität
der das Innere jedes Lochs belichtenden
Ultraviolettstrahlung wesentlich höher, als die Intensität der zum
Belichten der Plattenoberfläche verwendeten
Ultraviolettstrahlung.
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Dementsprechend wird, wenn das Innere jedes Lochs belichtet
wird, eine Maske (nicht gezeigt) auf den die
Plattenoberfläche bedeckenden Fotoresist 10 gelegt. Wenn anschließend die
Plattenoberfläche belichtet wird, wird die Maske entfernt
und die Oberfläche muß anschließend durch einen
Bildbildungsfilm belichtet werden. Dies behindert das Fortschreiten
des Belichtungsvorgangs.
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Als nächstes wird die Beziehung zwischen dem Einfallswinkel
der Ultraviolettstrahlung und der Intensität der
Ultraviolettstrahlung,
die wirkt, um den Fotoresist zu härten,
beschrieben. Wie in Fig. 14 gezeigt, muß, wenn die
Ultraviolettstrahlung 18 auf der Platte 5 unter einem Winkel α
hinsichtlich der Platte 5 auftrifft, wobei der Fotoresist 10
eine Dicke von d aufweist, die Belichtungsmenge, die durch
die unten aufgeführte Gleichung (1) gegeben ist, ausreichend
sein, um den Fotoresist 10 mit der Dicke d&sub1; in den Löchern
zu härten. An der Oberfläche der Platte muß die
Belichtungsmenge, die durch die unten aufgeführte Gleichung (2) gegeben
ist, ausreichend sein, um den Fotoresist 10 mit der Dicke d&sub2;
zu härten. Das Verhältnis der Belichtungsmengen d&sub1;/d&sub2; ist
gegeben durch tanα.
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d&sub1; = d / cosα (1)
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d&sub1; = d / sinα (2)
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Wenn α = 85 Grad, ist das Verhältnis der Belichtungsmengen
d&sub1; / d&sub2; 11. Es ist zu erkennen, daß eine intensive
Ultraviolettstrahlung für die Belichtung des Inneren jedes Lochs
benötigt wird. Wenn α = 70 Grad, ist d&sub1; / d&sub2; 2,74. Wir
stellen fest, daß der Wert von d&sub1; 1 d&sub2; in großem Maße mit dem
Neigungswinkel variiert.
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Bei der in Fig. 15 gezeigten Vorrichtung wird eine Vielzahl
von Ultraviolettlampen benötigt, um zu bewirken, daß die
Ultraviolettstrahlung 18 in die um die Platte herum
angeordneten Löcher eintritt. Daher tritt ein weiteres Problem
darin auf, daß die Menge von durch die
Lichtquelleneinrichtungen verbrauchter elektrischer Energie erhöht wird.
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Um die vorhergehend aufgeführten Probleme zu lösen, wurde
eine in Fig. 16 gezeigte Belichtungsvorrichtung ernsthaft
untersucht. Insbesondere weist diese Vorrichtung eine obere
und eine untere Ultraviolettbeleuchtungseinrichtung auf.
Jede Beleuchtungseinrichtung weist eine einzelne
Entladungslampe 13 und einen Reflektionsspiegel 20 auf. Ein
durchsichtiges, aus gemahlenem Glas bestehendes Element 22 ist in der
Mitte zwischen jeder Beleuchtungseinrichtung und einer
Platte 5 derart angeordnet, daß diese beiden durchsichtigen
Elemente 22 in Vertikalrichtung symmetrisch angeordnet sind.
Nichtgerichtetes, im wesentlichen einheitliches Licht 23
wird durch die durchsichtigen Elemente 22 übertragen und
gestreut und trifft anschließend auf der gesamten Oberfläche
der Platte 5 auf, wodurch der galvanisch abgeschiedene
Fotoresist auf der Oberfläche der Platte und der galvanisch
abgeschiedene Fotoresist in den Löchern gleichzeitig
gehärtet wird.
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Nach Durchführen verschiedener Untersuchungen mußte von der
Vorrichtung dieser Art jedoch aus den folgenden Gründen
Abstand genommen werden.
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(1) Die Intensität des durch die durchsichtigen Elemente 22
übertragenen Lichts 23 ist schwächer als erwartet, und es
dauert daher lange, den Resist in den Löchern zu härten.
Daher schält die Wärmewirkung der in dem auftreffenden Licht
enthaltenen Infrarotstrahlung den Fotoresist ab, oder der
Fotoresist wird unzureichend gehärtet, so daß der Fotoresist
während der Entwicklung verloren geht.
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(2) Wenn die Ausgangsleistung der Entladungslampen 13 erhöht
wird, um den Fotoresist innerhalb der Löcher angemessen zu
belichten, wird der Fotoresist auf der Oberfläche der Platte
übermäßig gehärtet. Als eine Folge hieraus ist es schwierig,
den Resist zur Zeit der Entwicklung und nach dem Ätzen zu
entfernen.
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Bei einer weiteren, in DE-A-4022165 offenbarten Vorrichtung,
siehe Fig. 1 dieses Dokuments, bei der der galvanisch
abgeschiedene Fotoresist auf der Oberfläche der Platte und
der galvanisch abgeschiedene Fotoresist in den Löchern
gleichzeitig belichtet werden, wird ein Öffnungsschlitz als
ein optisches Mittel zum Begrenzen eines Divergenzwinkels
der Ultraviolettstrahlung verwendet.
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Angesichts der vorhergehend erwähnten Probleme besteht eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung einer
Belichtungsvorrichtung, die zur Bildung eines Bildes
verwendet wird und die eine hinreichende fotochemische Reaktion in
einem galvanisch abgeschiedenen Fotoresist auf der
Oberfläche einer Platte und auf den inneren Wandoberflächen von
sich durch die Platte erstreckenden Löchern erzeugt, um zu
verhindern, daß die Qualität des fertiggestellten Produkts
aufgrund von übermäßiger oder unzureichender Belichtung
verschlechtert wird und die es ermöglicht, daß der
Belichtungsvorgang reibungslos fortschreitet, wodurch die
Wirksamkeit des Bildbildungsvorgangs erhöht wird.
[Zusammenfassung der Erfindung]
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Das oben beschriebene Problem wird durch eine
Belichtungsvorrichtung gelöst, die zum Erzeugen eines Bildes auf der
Oberfläche einer Platte durch Richten von
Ultraviolettstrahlung auf die Platte durch einen Film ausgebildet ist,
die zum Erzeugen eines Bildes verwendet wird und eine
fotochemische Reaktion in einem galvanisch abgeschiedenen
Fotoresist auf der Oberfläche der Platte und auf den inneren
Wandoberflächen von sich durch die Platte erstreckenden
Löchern bewirkt, welche Vorrichtung aufweist: eine obere
Ultraviolettbeleuchtungseinrichtung, die eine
Entladungslampe und einen Reflektionsspiegel aufweist und oberhalb der
Platte angeordnet ist; eine untere
Ultraviolettbeleuchtungseinrichtung, die eine Entladungslampe und einen
Reflektionsspiegel aufweist und unter der Platte angeordnet ist, wobei
die oberen und unteren Ultraviolettbeleuchtungseinrichtungen
in Vertikalrichtung voneinander in einer symmetrischen
Beziehung beabstandet sind; einen horizontal bewegbaren
oberen Lichtkondensor, der aus einer horizontalen Anordnung
einer Anzahl von Linsen besteht, die nahe beieinander
angeordnet sind, wobei der obere Lichtkondensor zwischen der
Entladungslampe der oberen
Ultraviolettbeleuchtungseinrichtung
und der Platte angeordnet ist; einen horizontal
bewegbaren unteren Lichtkondensor, der aus einer horizontalen
Anordnung einer Anzahl von Linsen besteht, die nahe
beieinander angeordnet sind, wobei der untere Lichtkondensor
zwischen der Entladungslampe der unteren
Ultraviolettbeleuchtungseinrichtung und der Platte angeordnet ist, wobei
der untere Lichtkondensor von dem oberen Lichtkondensor
einen Abstand aufweist; wobei die Linsen optisch auf solche
Weise angeordnet sind, daß die auf die Linsen auftreffende
Ultraviolettstrahlung konisch ausfallendes Licht, das die
optischen Achsen der Linsen umgibt, bildet.
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(1) Das durch die Linsen hindurchgestrahlte konische Licht
trifft auf der Platte flach von oben und von unten bei einem
gegebenen Winkel oder bei verschiedenen, demselben ähnlichen
Winkeln auf. Es ist daher möglich, den galvanisch
abgeschiedenen Fotoresist auf der Oberfläche der Platte und in den
Löchern ohne übermäßige oder unzureichende Belichtung zu
härten.
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(2) Wenn die Lichtkondensoren horizontal bewegt werden, kann
der galvanisch abgeschiedene Fotoresist auf der gesamten
Oberfläche der Platte und in den Löchern vollständig
gehärtet werden.
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(3) Als ein Ergebnis der oben genannten Punkte (1) und (2)
kann der galvanisch abgeschiedene Fotoresist auf der
Oberfläche der Platte und in den Löchern ununterbrochen
belichtet werden. Eine Vorbehandlung für das Ätzen, die bisher
erforderlich war, ist entbehrlich. Es ist weiter nicht
erforderlich, die Maske zu installieren und zu entfernen.
Daher kann die Wirksamkeit des Belichtungsvorgangs
verbessert werden.
[Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
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Fig. 1 ist eine Seitenansicht im Querschnitt einer
erfindungsgemäßen Belichtungsvorrichtung, in der
die Vorrichtung seitlich gestellt ist;
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Fig. 2 ist eine vergrößerte Ansicht aus der Richtung
II-II in Fig. 1 gesehen;
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Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht aus der Richtung
III-III in Fig. 1 gesehen;
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Fig. 4 ist eine teilweise weggeschnittene Ansicht aus der
Richtung IV-IV in Fig. 1 gesehen;
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Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht aus der Richtung V-V
in Fig. 1 gesehen;
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Fig. 6 ist eine Seitenansicht im Querschnitt, die den
Betrieb der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung
veranschaulicht;
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Fig. 7 ist eine teilweise weggeschnittene vergrößerte
Ansicht der in Fig. 6 gezeigten Linsen;
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Fig. 8 ist eine Ansicht aus der Richtung VIII-VIII in
Fig. 7 gesehen;
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Fig. 9 ist eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 6
gezeigten Plattenbereichs;
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Fig. 10 ist eine Querschnittansicht eines Lichtkondensors
einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung, die
Fig. 7 entspricht;
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Fig. 11 ist eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht
weiterer Modifizierungen der in Fig. 7 gezeigten
Linsen;
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Fig. 12 ist eine Ansicht, die ein herkömmliches Verfahren,
das durchkontaktierte Loch zu bedecken, zum
Schützen der kupferplattierten Schicht auf der
inneren Wandoberfläche jedes Loches
veranschaulicht;
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Fig. 13 ist eine Ansicht, die ein weiteres herkömmliches
Verfahren (Lötstück/Durchgangsloch-Verfahren) zum
Schützen der kupferplattierten Schicht auf der
inneren Wandoberfläche jedes Lochs
veranschaulicht;
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Fig. 14 ist eine Ansicht, die ein weiteres herkömmliches
Verfahren (Bildung einer Beschichtung unter
Verwendung eines galvanisch abgeschiedenen
Fotoresists) zum Schützen der kupferplattierten
Schicht auf der inneren Wandoberfläche jedes Lochs
veranschaulicht;
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Fig. 15 ist eine Seitenansicht im Querschnitt, die den
Betrieb einer herkömmlichen Belichtungsvorrichtung
veranschaulicht; und
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Fig. 16 ist eine Seitenansicht im Querschnitt, die den
Betrieb einer weiteren herkömmlichen
Belichtungsvorrichtung veranschaulicht.
[Ausführungsformen]
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Im folgenden werden Ausführungformen der Erfindung unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Figs. 1-9
zeigen eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform Der
Hauptteil dieser Ausführungsform weist eine Platte 31, obere
und untere Entladungslampen 32 vom Langlichtbogentyp, die
hinsichtlich der Platte 31 in einer symmetrischen Beziehung
angeordnet sind, obere und untere Reflektionsspiegel 33 mit
einem gegebenen Querschnitt, die jeweils die rückwärtigen
Seiten der Entladungslampen 32 bedecken und in einer
symmetrischen Beziehung angeordnet sind, einen oberen
Lichtkondensor 34, der zwischen der oberen Entladungslampe 32 und
der Platte 31 angeordnet ist, und einen unteren
Lichtkondensor 34b, der zwischen der unteren Entladungslampe 32 und der
Platte 31 und im Abstand zu dem oberen Lichtkondensor
angeordnet ist. Die Lichtkondensoren 34a und 34b können, wie
durch die in Fig. 1 eingezeichneten Pfeile a angezeigt,
vorwärts und rückwärts, wie durch die in Fig. 1
eingezeichneten Pfeile b angezeigt, in der Vertikalrichtung und, wie
durch die in Fig. 2 eingezeichneten Pfeile c, in der
Horizontalrichtung bewegt werden.
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Wie in Fig. 3 gezeigt, weist jeder der Lichtkondensoren 34a
und 34b eine Vielzahl von nahe beieinander, schachbrettartig
angeordneten Linsen 35 und ein Randglied 37 auf, das die
Anzahl der Linsen 35 durch ein Füllmaterial 36 in sich hält.
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Jede Linse 35 stellt eine zylindrisch konkave Linse mit
einem Durchmesser von 10 bis 20 mm dar. Wie in Fig. 7
gezeigt, ist ein aus einem lichtundurchlässigen Material
hergestelltes perlenartiges Glied 39 in der Mitte der
unteren Oberfläche oder der Ausfallsoberfläche der Linse
eingebettet. Durch die Linsen 35 hindurchgestrahltes Licht
tritt aus die Glieder 39 umgebenden ringförmigen Bereichen
40 aus, wird an ersten Brennpunkten 42 fokussiert und bildet
dann ein ringförmiges divergierendes Licht 43, d. h. es
divergiert konisch.
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Wie in den Figs. 7 und 9 gezeigt, ist die Brennweite f der
Linsen 35 so gewählt, daß das ringförmig divergierende Licht
43 auf der Platte 31 bei dem minimalen Neigungswinkel α&sub0;
auftrifft, d. h. arc tan T/D (im folgenden als der
gegebene Neigungswinkel bezeichnet), bei dem und bei
verschiedenen diesem Neigungswinkel ähnlichen Winkeln das Licht
43 eine Seite der inneren Wandoberfläche jedes Lochs 44 mit
einer Tiefe T und einem Innendurchmesser D vollständig
bestrahlen kann.
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Zur Vereinfachung des Verständnisses sind die Linsen 35 in
den Figs. 1-3 und 6 in einem übertriebenen Maßstab
gezeichnet.
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Die Linsen 35 sind aus einem durchsichtigen Material
hergestellt, das leicht zu formen ist, wie zum Beispiel aus einem
Harz, der bei Bestrahlung mit Licht gehärtet wird, oder aus
einem Acrylmaterial. Acrylmaterialien werden jedoch leicht
durch Ultraviolettstrahlung verschlechtert, die kürzere
Wellenlängen als 300 Nanometer aufweist. Es ist daher
erwünscht, nahe jeder Entladungslampe einen aus Pyrex-Glas
hergestellten optischen Filter (nicht gezeigt) mit einem
bogenförmigen Querschnitt anzuordnen oder zwischen jeder
Entladungslampe und jedem Lichtkondensor einen optischen
Filter (nicht gezeigt) anzuordnen, der die Form einer
flachen Platte annimmt. Dies verlängert die Lebensdauer der
Linsen 35, die Lebensdauer des Films zum Erzeugen eines
Bildes, und die Lebendauer von durchsichtigen Platten 45a
und 45b (später beschrieben). Diese durchsichtigen Platten
45a und 45b werden oft aus einem Acrylmaterial hergestellt.
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Um zu ermöglichen, daß sich die Lichtkondensoren 34a und 34b
vorwärts und rückwärts bewegen, wird das Randglied 37 so
gehalten, daß es entlang innerhalb eines Innenrahmenglieds
47 gebildeter Führungsaussparungen über nach rechts bzw.
nach links vorstehende Führungsglieder 46, wie in Fig. 2
gezeigt, verschoben werden kann. Das Randglied wird durch
einen Antriebsmechanismus 48a (siehe Fig. 3) bewegt, der
zwischen dem Randglied 37 und dem Innenrahmenglied 47
angebracht ist.
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Wie in den Figs. 1 und 3 gezeigt, wird das Innenrahmenglied
47 so gehalten, daß es entlang innerhalb eines
Außenrahmenglieds 50 gebildeter Führungsaussparungen 51 über vier
vorwärts und rückwärts des Innenrahmenglieds 47 vorstehende
Führungsglieder 49 verschoben werden kann. Dieses
Rahmenglied 47 wird horizontal, wie durch die Pfeile c angezeigt,
durch einen Antriebsmechanismus 48b (siehe Fig. 3) bewegt,
der zwischen dem Innenrahmenglied 47 und dem
Außenrahmenglied 50 angebracht ist.
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Die Antriebsmechanismen 48a und 48b haben eine ähnliche
Form. Jeder Antriebsmechanismus weist einen gut bekannten
Aufbau auf, bei dem ein Schraubmechanismus verwendet wird.
Wie in Fig. 2 gezeigt, weist jeder Antriebsmechanismus ein
angetriebenes Aufnahmeglied 52, einen mit einem Gewinde
versehenen Stab 53, der drehbar zu dem Aufnahmeglied 52
gehalten wird, sich jedoch nicht zurück- und vorbewegen
kann, einen Elektromotor 54 zum Drehen des mit einem Gewinde
versehenen Stabs 53, und ein mit einem Gewinde versehenes
Glied 55 auf, das an dem Antriebsmechanismus fixiert ist,
während es mit dem mit einem Gewinde versehenen Stab 53 in
Eingriff gehalten wird. Wenn der mit einem Gewinde versehene
Stab 53 gedreht wird, bewegt sich das mit einem Gewinde
versehene Glied 55 vorwärts oder rückwärts entlang des mit
einem Gewinde versehenen Stabs 53, um den
Antriebsmechanismus in Richtung des mit einem Gewinde versehenen Stabs 53 zu
bewegen.
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Wie in den Figs. 2 und 3 gezeigt, wird das Außenrahmenglied
50 in einer solchen Weise gehalten, daß es entlang vier
Führungsstäben 57 über vier in Längsrichtung vorstehende
Führungsglieder 56 nach oben und nach unten bewegt werden
kann. Das Außenrahmenglied 50 wird, wie durch die Pfeile b
angezeigt, durch einen gut bekannten Antriebsmechanismus
(nicht gezeigt), bei dem ein Schraubmechanismus verwendet
wird, nach oben und nach unten bewegt.
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Die Platte 31 hat eine quadratische oder rechteckige Form.
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist über der gesamten Oberfläche der
Platte 31 eine Vielzahl (mehrere tausend bis zehntausend)
von Löchern 44 ausgebildet, wobei die Löcher sich vertikal
durch dieselbe erstrecken. Die Platte 31 ist sandwichartig
zwischen den durchsichtigen Platten 45a und 45b angeordnet,
die, wie in Fig. 2 gezeigt, an einem oberen gedruckten
Rahmen 58 und einem unteren gedruckten Rahmen 59 über einen
Film (nicht gezeigt) zum Erzeugen eines Bildes angebracht
sind. Die Platte wird in der durch die Pfeile e in Fig. 1
angezeigten Richtung zwischen einer Belichtungsstation 63
und einem Betriebsbereich 64 über vier an dem unteren
gedruckten Rahmen 59 angebrachte Drehräder 60 und über zwei
Gleitschienen 62 hin- und herbewegt. In Fig. 4 steht ein
Anordnungsdichtungsglied 65 aus Gummi aufrecht aus der
unteren durchsichtigen Platte 45b so vor, daß es die Platte
31 umgibt. Während der Belichtung wird der durch das
Anordnungsgummiglied 65 und durch die obere durchsichtige Platte
45a und die untere durchsichtige Platte 45b umgebene flache
Raum entlüftet, wie gut im Stande der Technik bekannt, um
den bildbildenden Film (nicht gezeigt) in engen Kontakt mit
der Oberfläche der Platte 31 zu bringen.
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Die Reflektionsspiegel 33 weisen einen parabolischen
Querschnitt auf. Die Entladungslampen 32 sind an den
Brennpunkten der parabolischen Ebenen angeordnet. In Fig. 1
verhindern Schattierungen 66, daß die von den Entladungslampen 32
abgestrahlte Ultraviolettstrahlung direkt auf der Platte 31
auftrifft. Eine Jalousieplatte 67 richtet die von den
Entladungslampen 32 abgestrahlte Ultraviolettstrahlung
senkrecht zu den Achsen der Lampen 32.
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Als nächstes werden die Art und Weise, in der die
Vorrichtung des vorliegenden Beispiel gehandhabt wird und der
Betrieb derselben beschrieben. Zuerst wird die Platte 31 in
den Betriebsbereich 64 gelegt. An Stelle der Platte 31 wird
eine angemessene Anzahl von Photometern (nicht gezeigt) in
einer solchen Weise in die Belichtungsposition gestellt, daß
sie nach oben und nach unten gerichtet sind. Die oberen und
unteren Entladungslampen 32 strahlen Ultraviolettstrahlung
ab. Anschließend wird der obere Lichtkondensor 34 entlang
der vier Führungsstäbe 57 aufwärts oder abwärts bewegt. Eine
Höhenlinie 68, an der die ersten Brennpunkte 42 der oberen
Linsen 35 verteilt werden und eine Höhenlinie 70, an der die
zweiten, durch vier benachbart angeordnete Linsen gebildeten
Brennpunkte 69 verteilt werden, werden ermittelt, während
die Anzeigen der nach oben gerichteten Photometer gemessen
werden. Der Abstand g zwischen dem oberen Lichtkondensor 34
und der Platte 31 ist so gewählt, daß sich die obere
Oberfläche 41 der Platte 31 im wesentlichen an dem Mittelpunkt
zwischen den Höhenlinien 68 und 70 befindet. Ähnliche
Arbeitsgänge werden für den unteren Lichtkondensor 34b
durchgeführt, um den Abstand von der Platte 31 festzulegen.
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Auf diese Weise werden die Vorbereitungen abgeschlossen.
Dann wird ein Belichtungsvorgang durchgeführt.
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Während der Belichtung wird der Großteil der von den oberen
und unteren Entladungslampen 32 abgestrahlten
Ultraviolettstrahlung, wie in Fig. 6 gezeigt, durch die oberen und
unteren Reflektionsspiegel 33 reflektiert, dann, wie durch
die Pfeile 71 angegeben, kollimiert und tritt in den oberen
Lichtkondensor 34 und den unteren Lichtkondensor 34b ein.
Das auftreffende Licht strahlt durch die Linsen 35 hindurch
und vereinigt sich an den ersten Brennpunkten 42. Dann
bildet das Licht einen ringförmigen Querschnitt und
divergiert konisch. Die divergierende Lichtstrahlung 43 trifft
auf der Platte 31 bei dem gegebenen Neigungswinkel α&sub0; und
bei verschiedenen, demselben ähnlichen Winkeln auf, um den
galvanisch abgeschiedenen Fotoresist innerhalb der an den
Einfallsstellen 72 (in Fig. 8 gezeigte schraffierte
Bereiche) vorhandenen Löcher und auf der Oberfläche der Platte zu
härten.
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Die Antriebsmechanismen 48a und 48b werden betätigt, um den
oberen Lichtkondensor 34 und den unteren Lichtkondensor 34b,
wie durch die Pfeile a angezeigt, vorwärts und rückwärts
und, wie durch die Pfeile c angezeigt, in Horizontalrichtung
zu bewegen. Durch diese Arbeitsgänge wird die Stelle 72, an
der die divergierende Lichtstrahlung 43 auftrifft, entlang
der Oberfläche der Platte 31 verschoben. Als eine Folge
hieraus wird der galvanisch abgeschiedene Fotoresist
innerhalb der Löcher und auf der Oberfläche der Platte, der noch
nicht bestrahlt worden ist, gehärtet.
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Auf diese Art und Weise werden die Lichtkondensoren 34a und
34b in einer schrittweisen Art bewegt, um die gesamte Platte
31 einheitlich mit der Ultraviolettstrahlung zu bestrahlen.
Als eine Folge hieraus wird die Belichtung vollendet.
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In der oben aufgeführten Beschreibung ist der Abstand g
zwischen der Platte 31 und jeweils dem oberen Lichtkondensor
34a und dem unteren Lichtkondensor 34b an dem Mittelpunkt
zwischen den Höhenlinien 68 und 70 festgelegt. An Stelle
dessen kann der Wert von g etwas größer gewählt werden. In
diesem Fall kann der Umfang der Stellen 72, an denen die
divergierende Lichtstrahlung 43 auftrifft, weiter erhöht
werden. Folglich kann die durch die Lichtkondensoren 34a und
34b zurückzulegende Entfernung und die Anzahl der
Bewegungsschritte verringert werden.
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Die Art und Weise, in der die ringförmig von den oberen und
den unteren ersten Brennpunkten 42 divergierende
Lichtstrahlung 43 das Innere der Löcher 44 und die Oberfläche der
Platte 31 bestrahlt, ist in Fig. 9 in einem übertriebenen
Maßstab dargestellt. Da die durch die Schraffierung
angezeigte obere und untere divergierende Lichtstrahlung 43 in
die Löcher bei dem gegebenen Winkel und bei
verschiedenen, demselben ähnlichen Winkeln eintritt, wird eine Seite
der inneren Wandoberfläche jedes Lochs im wesentlichen
einheitlich gehärtet.
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Andererseits wird der galvanisch abgeschiedene Fotoresist
auf den oberen und unteren Oberflächen 41a bzw. 41b der
Platte entweder mit dem von oben kommenden divergierenden
Licht 43 oder mit dem von unten kommenden divergierenden
Licht 43 bestrahlt und wird im wesentlichen einheitlich
gehärtet.
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Als nächstens werden Überbelichtung und Unterbelichtung des
galvanisch abgeschiedenen Fotoresists innerhalb der Löcher
und auf der Oberfläche der Platte erörtert.
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Wie bereits in Verbindung mit Fig. 14 beschrieben, empfängt
der Fotoresist auf der Oberfläche der Platte, wenn die
Ultraviolettstrahlung bei dem gleichen Neigungswinkel α auf
der Platte auftrifft, eine Lichtmenge, die tanα-mal so viel
wie die Lichtmenge beträgt, die der Fotoresist innerhalb der
Löcher empfängt. In Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung wird das Innere der Löcher durch das von oben und
das von unten kommende divergierende Licht 43 belichtet. Die
Oberfläche der Platte wird entweder durch das von oben
kommende divergierende Licht 43 oder durch das von unten
kommende divergierende Licht 43 bestrahlt. Dort, wo der
galvanisch abgeschiedene Fotoresist innerhalb der Löcher normal
belichtet wird, empfängt die Plattenoberfläche daher eine
Lichtmenge, die 1/2 x tanα-mal so groß ist, wie die
Lichtmenge, die der Fotoresist innerhalb der Löcher empfängt.
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Die maximale Überbelichtung, die die nachfolgenden Schritte
wie zum Beispiel Entwicklung nicht behindern wird, ist 3 bis
4 Mal so groß wie die normale Belichtungsmenge. Derzeit
beträgt die normale Belichtungsmenge für den galvanisch
abgeschiedenen Fotoresist 150 bis 200 Millijoule. Die
maximale zulässige Überbelichtung beträgt 600 bis 700
Millijoule. Wenn die Belichtungsmenge zum Beispiel innerhalb
der Löcher auf 150 Millijoule festgelegt wird und die
Belichtungsmenge auf der Oberfläche der Platte auf 600
Millijoule festgelegt wird, kann die Platte, bei der der
Innendurchmesser der Löcher 0,2 mm übersteigt, angemessen
innerhalb eines praktisch zulässigen Bereichs unter der
Vorraussetzung belichtet werden, daß 1/2 x tanα = 4, d. h.
die Dicke der Platte 1,6 mm beträgt.
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Eine zweite erfindungsgemäl3e Ausführungsform ist in Fig. 10
gezeigt. Dieses Beispiel ähnelt der ersten Ausführungsform
mit der Ausnahme, daß flache kugelförmige Linsen 35 an
Stelle der säulenförmigen Linsen verwendet werden. Die
kugelförmigen Linsen 35 sind an der Unterseite eines flachen
rechteckigen Filters 74 nahe der Platte 31 in einer engen
Beziehung zueinander angebracht. Ein lichtundurchlässiges
Material (nicht gezeigt), das Licht sperrt, füllt die
Zwischenräume zwischen den kugelförmigen Linsen 35.
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In der Mitte jeder kugelförmigen Linse 35a ist eine
Aussparung 75 gebildet. Diese Aussparung 75 dient dazu, auf die
Mitte jeder der kugelförmigen Linsen 35a auftreffendes Licht
zu zerstreuen oder das aus der Mitte jeder Linse
abgestrahlte Licht divergent zu machen, wodurch die Intensität des
ausfallenden Lichts in der Nähe der optischen Achse 76 jeder
Linse verringert wird. Die Aussparung hat im wesentlichen
die gleiche Aufgabe wie das lichtundurchlässige Material 39
der ersten Ausführungsform.
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Die Aussparung 75 kann auf der Ausfallsseite jeder der
kugelförmigen Linsen 35a anstatt auf der Einfallsseite
gebildet werden.
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Der optische Filter 74 dient dazu, schädliches Licht
(Infrarotlicht oder Ultraviolettstrahlung mit kürzeren
Wellenlängen als 300 Nanometer) aus dem bestrahlenden Licht zu
entfernen. Wenn erforderlich, kann der Filter aus mehreren
Schichten verschiedener Materialien hergestellt sein.
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In Fig. 11 sind Modifizierungen der Linsen des ersten
Beispiels abgebildet. Diese Modifizierungen ähneln den
Linsen des ersten Beispiels mit der Ausnahme, daß ein
scheibenförmiger lichtundurchlässiger Bereich 39b in der
Mitte jeder Linse 35b gebildet ist, der die chromatische
Aberration absorbiert.
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Es soll zur Kenntnis genommen werden, daß die vorliegende
Erfindung nicht auf die oben genannten Ausführungsformen
begrenzt ist und daß mehrere Veränderungen und
Modifizierungen durchgeführt werden können, ohne von dem Geist und dem
Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel
kann jede Ultraviolettbeleuchtungseinrichtung eine
Kombination von einer Punktlichtquelle
(Kurzlichtbogen-Entladungslampe) und einem parabolischen Reflektionsspiegel mit einer
zweidimensionalen Form sein, der um einen Punkt herum
symmetrisch ist. Die Platte kann dichter zu den
Lichtkondensoren als die ersten Brennpunkte angeordnet werden, um
konvergierendes an Stelle von divergierendem Licht auf die
Platte zu richten.
[Auswirkungen der Erfindung]
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Wie oben beschrieben birgt die vorliegende Erfindung die
folgenden Vorteile in sich.
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(1) Da konisches Licht, das durch die Linsen
hindurchgestrahlt ist, von oben und von unten bei dem gegebenen
Neigungswinkel und bei verschiedenen, demselben ähnlichen
Winkeln, flach auf der Platte auftrifft, kann der galvanisch
abgeschiedene Fotoresist auf der Oberfläche der Platte und
innerhalb der Löcher angemessen ohne Überbelichtung oder
Unterbelichtung gehärtet werden.
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(2) Wenn die Lichtkondensoren in Horizontalrichtung bewegt
werden, kann der galvanisch abgeschiedene Fotoresist auf der
gesamten Oberfläche der Platte und innerhalb jedes Lochs
vollständig gehärtet werden. Dies verhindert eine
Verschlechterung der Herstellungsqualität.
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(3) Als ein Ergebnis der oben genannte Punkte (1) und (2)
kann der galvanisch abgeschiedene Fotoresist auf der
Oberfläche der Platte und in den Löchern ununterbrochen
belichtet werden. Ein Vorbehandlung für das Ätzen, die vorher
erforderlich gewesen ist, wird nicht mehr benötigt. Weiter
sind Installierung und Entfernung von Masken nicht
erforderlicht. Folglich kann die Wirksamkeit des Belichtungsvorgangs
verbessert werden.