JP2006126463A - 露光方法および装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 レジスト層等の光に感度を有する感光層が積層されたプリント配線板等の記録媒体にパターンを露光する際に、感光層の密着性を維持しつつも、感光層が除去できなかったり、感光層が剥がれやすくなったりすることを防止する
【解決手段】 露光装置３により基板に形成されたレジスト層に配線パターンを露光する際に、配線パターンのエッジ領域に照射される光の照射エネルギをエッジ領域以外の他の領域に照射される光の照射エネルギより大きくする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーザ光源から発せられた光ビーム等によりプリント配線板の配線パターン等の所定のパターンを、プリント配線板等の記録媒体に積層された感光層に露光する露光方法および装置に関するものである。
従来、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）等の空間光変調素子を利用して、画像データに応じて変調された光ビームにより画像露光を行う露光装置が種々提案されている。このような露光装置の用途の一つとして、プリント配線板の製造工程における利用が知られている（例えば特許文献１参照）。
一般に、プリント配線板は次の工程により製造される。まず、配線パターンを形成する基板に形成された導電層（例えば銅薄膜）の上に光の照射により硬化する感光性材料からなるドライフイルムレジスト層（以下単にレジスト層とする）を形成する。次に、そのレジスト層に対して配線パターンと同じ形状に光ビームを露光する。そして、現像によってレジスト層における光ビームが照射されなかった部分を除去して、配線パターンと同じ形状のパターン（以下、レジストパターンと称する）を形成した後、そのレジストパターンをマスクとして導電層をエッチングする。そして、レジスト層を除去することにより、導電層に配線パターンを形成する。
さらに、光の照射により硬化するソルダレジストを塗布して半硬化させ、電極部位の上面周縁が所定幅で被覆されて開口するようなパターンと同じ形状に光ビームを露光する。そして、ソルダレジスト層における現像によって光ビームが照射されなかった部分を除去した後にソルダレジスト層を完全に硬化させ、その後、ハンダの濡れ性を高めるためニッケル−金メッキ層等を形成することによりプリント配線板が完成する。
上述したレジスト層およびソルダレジスト層の露光は、従来、配線パターンあるいは電極部位の上面周縁が所定幅で被覆されるパターン（以下配線パターン等とする）と同じ形状の開口部を有するマスクフイルムをレジスト層およびソルダレジスト層にそれぞれ密着させた状態で行われていたが、特許文献１に記載されたような画像記録装置を用いれば、レジスト層およびソルダレジスト層に直接パターンを記録（露光）することができる。
特開２００４−１２４４号公報
上述したように、配線パターン等を露光する場合には、レジスト層およびソルダレジスト層（以下、感光層とする）の密着性が低いと、種々の問題が生じる。例えばレジスト層の密着性が低いと、レジスト層のエッジ部分が基板から浮いてしまい、現像工程中において現像液がレジスト層と基板との間に入り込み、後のエッチング工程やメッキ工程において所望のエッチングやメッキができなくなってしまう。また、ソルダレジスト層を形成する工程においては、現像後のメッキ工程においてプリント配線板が前処理液やメッキ液に晒されるが、ソルダレジスト層の密着性が低いと、ソルダレジスト層のエッジ部分が基板から浮いてしまい、所望とするメッキを行うことができなくなってしまう。
このため、配線パターン等の露光時には、レジスト層およびソルダレジスト層における露光した部分が剥離しないように、光ビームの照射エネルギをある程度大きくする必要がある。
しかしながら、照射エネルギが大きすぎると、エッチング後にレジスト層を完全に除去することができなくなるおそれがある。また、ソルダレジスト層の場合、照射エネルギが大きすぎると、光重合反応が過大に生じることによって硬化収縮が大きくなり、その結果、ソルダレジスト層を硬化させる工程においてソルダレジスト層の全体が剥がれやすくなってしまうおそれがある。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、感光層の密着性を維持するとともに、感光層が除去できなかったり、感光層が剥がれやすくなったりすることを防止しつつ、パターンの露光を行うことを目的とするものである。
本発明による露光方法は、所定光源から発せられた光に感度を有する感光層が積層された記録媒体における該感光層に、所定の照射エネルギを有する光により所定のパターンを露光する露光方法において、
前記所定のパターンにおけるエッジ領域の照射エネルギを他の領域の照射エネルギより大きくして、該所定のパターンを前記感光層に露光することを特徴とするものである。
感光層を構成する材料としては、ドライフイルムレジスト（ＤＦＲ）、およびソルダレジスト等、光に感度を有し、光の照射により硬化する感光材料を用いることができる。
所定光源としては、感光層が感度を有する例えば紫外線等を発する光源を用いることができる。また、光源としては光ビームを発するレーザ光源、面露光を行う光源等、記録媒体を露光することが可能な光源であればいかなる光源を用いることができる。
なお、エッジ領域の照射エネルギは、他の領域の照射エネルギの１．１〜３．０倍であることが好ましい。
また、エッジ領域は、所定のパターンのエッジの内側であって、エッジから１００μｍ以下の領域であることが好ましい。
また、エッジ領域は、所定のパターンのエッジの内側であって、エッジから２０μｍ以下の領域であることが好ましい。
また、エッジ領域は、所定のパターンにおける最小幅の１／３以下であることが好ましい。
また、本発明による露光方法においては、記所定光源が光ビームを発する光源である場合において、
前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域においてはオフとなり、前記所定パターンにおけるエッジ領域の照射エネルギが前記他の領域の照射エネルギよりも大きくなるように前記光ビームの照射エネルギを制御しつつ、該光ビームにより前記記録媒体を走査することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光するようにしてもよい。
また、本発明による露光方法においては、前記所定光源が光ビームを発する光源である場合において、
前記記録媒体における前記所定パターン以外の部分においてオフとなり、前記所定パターンの領域においてオンとなるように前記光ビームにより前記記録媒体を走査し、
該走査後に、前記所定のパターンにおける前記エッジ領域においてのみオンとなるように前記光ビームによって前記記録媒体を走査することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光するようにしてもよい。
また、本発明による露光方法においては、前記所定光源が光ビームを発する光源である場合において、
前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域においてオフとなり、前記所定パターンの領域においてオンとなるように前記光ビームにより前記記録媒体を走査し、
該走査後、前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域においてオフとなり、前記所定パターンにおけるエッジ領域の照射エネルギが前記他の領域の照射エネルギよりも大きくなるように光ビームの照射エネルギを制御しつつ、該光ビームにより前記記録媒体を走査することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光するようにしてもよい。
また、本発明による露光方法においては、前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域を遮光し、前記所定パターンにおけるエッジ領域の透過率が前記他の領域の透過率よりも大きいマスクフイルムを介して、前記光を前記記録媒体に照射することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光するようにしてもよい。
また、本発明による露光方法においては、前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域を遮光し、前記所定パターンの領域において光を透過する第１のマスクフイルム、および前記記録媒体における所定パターン以外の部分を遮光し、前記所定パターンにおけるエッジ領域においてのみ光を透過するまたは前記所定パターンにおけるエッジ領域の透過率が前記他の領域の透過率よりも大きい第２のマスクフイルムをそれぞれ介して、前記光を前記記録媒体に照射することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光するようにしてもよい。
本発明による露光装置は、所定光源から発せられた光に感度を有する感光層が積層された記録媒体における該感光層に、所定の照射エネルギを有する前記光により所定のパターンを露光する露光装置において、
前記所定のパターンにおけるエッジ領域の照射エネルギを他の領域の照射エネルギより大きくして、該所定のパターンを前記感光層に露光する露光制御手段を備えたことを特徴とするものである。
なお、本発明による露光装置においては、前記所定光源が光ビームを発する光源である場合において、
前記光ビームを前記所定のパターンに応じて変調して走査する走査手段をさらに備えるものとし、
前記露光制御手段を、前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域においてオフとなり、前記所定パターンにおけるエッジ領域の照射エネルギが前記他の領域の照射エネルギよりも大きくなるように光ビームの照射エネルギを制御しつつ、該光ビームにより前記記録媒体を走査することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光するよう前記走査手段を制御する手段としてもよい。
また、本発明による露光装置においては、前記所定光源が光ビームを発する光源である場合において、
前記光ビームを前記所定のパターンに応じて変調して走査する走査手段をさらに備えるものとし、
前記露光制御手段を、前記記録媒体における前記所定パターン以外の部分においてオフとなり、前記所定パターンの領域においてオンとなるように光ビームにより前記記録媒体を走査し、
該走査後に、前記所定のパターンにおける前記エッジ領域においてのみオンとなるように前記光ビームによって前記記録媒体を走査することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光するよう前記走査手段を制御する手段としてもよい。
また、本発明による露光装置においては、前記所定光源が光ビームを発する光源である場合において、
前記光ビームを前記所定のパターンに応じて変調して走査する走査手段をさらに備えるものとし、
前記露光制御手段を、前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域においてオフとなり、前記所定パターンの領域においてオンとなるように光ビームにより前記記録媒体を走査し、
該走査後、前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域においてオフとなり、前記所定パターンにおけるエッジ領域の照射エネルギが前記他の領域の照射エネルギよりも大きくなるように光ビームの照射エネルギを制御しつつ、該光ビームにより前記記録媒体を走査することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光するよう前記走査手段を制御する手段としてもよい。
また、本発明による露光装置においては、前記露光制御手段を、前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域を遮光し、前記所定パターンにおけるエッジ領域の透過率が前記他の領域の透過率よりも大きいマスクフイルムを介して、前記光を前記記録媒体に照射することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光する手段としてもよい。
また、本発明による露光装置においては、前記露光制御手段を、前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域を遮光し、前記所定パターンの領域において光を透過する第１のマスクフイルム、および前記記録媒体における所定パターン以外の部分を遮光し、前記所定パターンにおけるエッジ領域においてのみ光を透過するまたは前記所定パターンにおけるエッジ領域の透過率が前記他の領域の透過率よりも大きい第２のマスクフイルムをそれぞれ介して、前記光を前記記録媒体に照射することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光する手段としてもよい。
本発明によれば、所定のパターンにおけるエッジ領域の照射エネルギが、エッジ領域以外の他の領域の照射エネルギより大きくされて、所定のパターンが記録媒体に露光される。このため、エッジ領域において感光層がより強く硬化されることから、感光層のエッジ領域と記録媒体との密着性を高くすることができ、これにより、露光後の工程において感光層に形成された所定のパターンにおけるエッジ領域の浮きを防止することができる。
したがって、感光層が積層された記録媒体が、プリント配線板を製造するための、レジスト層が積層された基板である場合には、露光後の現像工程においてレジスト層と基板との間に現像液が入り込むことがなくなり、その結果、後のエッチング工程やメッキ工程において所望のエッチングやメッキを良好に行うことができる。また、照射エネルギを大きくするのは所定のパターンにおけるエッジ領域のみであるため、エッチング後にレジスト層を完全に除去することも容易となる。
また、感光層が積層された記録媒体が、プリント配線板を製造するための、ソルダレジスト層が積層された基板である場合にも、現像後のメッキ工程においてソルダレジスト層と基板との間に前処理液やメッキ液が入り込むことがなくなり、その結果、所望とするメッキを良好に行うことができる。また、照射エネルギを大きくするのは所定のパターンにおけるエッジ領域のみであるため、光重合反応は過大とはならず、硬化収縮も許容範囲内となることから、ソルダレジスト層が剥がれてしまうおそれもなくなる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態による露光装置を含むプリント配線板製造システムの構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、本実施形態によるプリント配線板製造システム１は、銅箔が形成された基板にドライフイルムレジスト（ＤＦＲ）をラミネートしてレジスト層を形成するラミネート装置２、レジスト層に配線パターンを露光する露光装置３、露光されたレジスト層を現像して配線パターンと同じ形状のレジストパターンを形成する現像装置４、レジストパターンが形成された基板上の銅箔をエッチングして配線パターンを形成するエッチング装置５、エッチング後に基板に残っているレジスト層を剥離する剥離装置６、配線パターンが形成された基板にソルダレジストを塗布してソルダレジスト層を形成するソルダレジスト塗布装置７、ソルダレジスト層における電極部位の上面周縁が所定幅で被覆されて開口するようなパターン（開口パターンとする）を露光する露光装置８、露光されたソルダレジスト層を現像して開口パターンと同じ形状のソルダレジストパターンを形成する現像装置９、ソルダレジスト層を硬化させるキュア装置１０、電極部分のハンダの濡れ性を高めるためのニッケル−金メッキ層を形成するメッキ装置１１、並びにレジスト層およびソルダレジスト層に記録すべきパターンをベクトルデータからなるパターンデータとして露光装置３，８に出力して光ビームを変調するよう露光装置３，８を制御するＣＡＭ(Computer Aided Manufacturing)システム（露光制御手段）１２を備える。
なお、レジスト層およびソルダレジスト層は、露光された部分が硬化する材料からなる。したがって、配線パターンは実際の配線パターンの部分に露光するパターンであり、開口パターンは開口させない部分に露光するパターンである。
図２は露光装置の斜視図である。なお、露光装置３および露光装置８は同一の構成を有するため、ここでは露光装置３についてのみ説明する。図２に示すように露光装置３は、レジスト層が形成されたシート状の基板１５０を表面に吸着して保持する平板状のステージ１５２を備えている。また４本の脚部１５４に支持された厚い板状の設置台１５６の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド１５８が設置されている。ステージ１５２は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド１５８によって往復移動可能に支持されている。なお、この露光装置には、ステージ１５２をガイド１５８に沿って駆動するための図示しない駆動装置が設けられている。
設置台１５６の中央部には、ステージ１５２の移動経路を跨ぐようにコ字状のゲート１６０が設けられている。コ字状のゲート１６０の端部の各々は、設置台１５６の両側面に固定されている。このゲート１６０を挟んで一方の側にはスキャナ１６２が設けられ、他方の側には感光材料１５０の先端および後端を検知する複数（例えば２個）の検知センサ１６４が設けられている。スキャナ１６２および検知センサ１６４は各々ゲート１６０に取り付けられて、ステージ１５２の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ１６２および検知センサ１６４は、これらを制御する図示しないコントローラに接続されている。
スキャナ１６２は、図３および図４（ｂ）に示すように、ｍ行ｎ列（例えば３行５列）の略マトリックス状に配列された複数（例えば１４個）の露光ヘッド１６６を備えている。この例では、感光材料１５０の幅との関係で、３行目には４個の露光ヘッド１６６が配置されている。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド１６６mnと表記する。
露光ヘッド１６６による露光エリア１６８は、副走査方向を短辺とする矩形状である。したがって、ステージ１５２の移動に伴い、感光材料１５０には各露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア１６８mnと表記する。
また、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、帯状の露光済み領域１７０が副走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍、本実施の形態では２倍）ずらして配置されている。このため、１行目の露光エリア１６８11と露光エリア１６８12との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア１６８21と３行目の露光エリア１６８31とにより露光することができる。
露光ヘッド１６６11〜１６６mnの各々は、図５および図６に示すように、入射された光ビームを、ＣＡＭシステム１２から入力されたパターンデータに応じて各画素毎に変調する空間光変調素子として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）５０を備えている。このＤＭＤ５０は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えた図示しないコントローラに接続されている。このコントローラのデータ処理部では、入力されたパターンデータに基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。なお、制御すべき領域については後述する。また、ミラー駆動制御部では、データ処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。なお、反射面の角度の制御については後述する。
ＤＭＤ５０の光入射側には、１個の水銀ランプ６６、この水銀ランプ６６から発せられた光を光量分布補正した上でＤＭＤ５０上に集光するレンズ系６７、このレンズ系６７を通過した光をＤＭＤ５０に向けて反射させるミラー６９がこの順に配置されている。なお図５ではレンズ系６７を概略的に示してある。
上記レンズ系６７は、図６に示すように、水銀ランプ６６のフィラメント６６ａから出射してリフレクター６６ｂにより前方側に集められた光を平行光化するコリメーターレンズ７１、このコリメーターレンズ７１を通過した光の光路に挿入されたマイクロフライアイレンズ７２、このマイクロフライアイレンズ７２と向かい合う状態に配設された別のマイクロフライアイレンズ７３、およびこのマイクロフライアイレンズ７３の前方つまりミラー６９側に配置されたフィールドレンズ７４から構成されている。マイクロフライアイレンズ７２および７３は、微小レンズセルが縦横に多数配置されてなるものであり、それらの微小レンズセルの各々を通過した光がそれぞれＤＭＤ５０に互いに重なる状態で入射するので、ＤＭＤ５０を照射する光の光量分布が均一化される。
またＤＭＤ５０の光反射側には、ＤＭＤ５０で反射した光を感光材料１５０の走査面（被露光面）５６上に結像するレンズ系５１が配置されている。レンズ系５１は、ＤＭＤ５０と被露光面５６とが共役な関係となるように配置されている。このレンズ系５１は、図５では概略的に示してあるが、図６に詳細を示すように、２枚のレンズ５２，５４からなる拡大結像光学系と、２枚のレンズ５７，５８からなる結像光学系と、これらの光学系の間に挿入されたマイクロレンズアレイ５５と、アパーチャアレイ５９とから構成されている。上記のマイクロレンズアレイ５５は、ＤＭＤ５０の各画素に対応する多数のマイクロレンズ５５ａが配置されてなるものである。またアパーチャアレイ５９は、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａに対応する多数のアパーチャ５９ａが形成されてなるものである。
ＤＭＤ５０は、図７に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）６０上に、微小ミラー（マイクロミラー）６２が支柱により支持されて配置されたものであり、画素（ピクセル）を構成する多数の（例えば、６００個×８００個）の微小ミラーを格子状に配列して構成されたミラーデバイスである。各ピクセルには、最上部に支柱に支えられたマイクロミラー６２が設けられており、マイクロミラー６２の表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお、マイクロミラー６２の反射率は９０％以上である。また、マイクロミラー６２の直下には、ヒンジおよびヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造プロセスで製造されるシリコンゲートのＣＭＯＳのＳＲＡＭセル６０が配置されており、全体はモノリシック（一体型）に構成されている。
ＤＭＤ５０のＳＲＡＭセル６０にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられたマイクロミラー６２が、対角線を中心としてＤＭＤ５０が配置された基板側に対して±α度（例えば±１０度）の範囲で傾けられる。図８（ａ）は、マイクロミラー６２がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図８（ｂ）は、マイクロミラー６２がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。したがって、画像信号に応じて、ＤＭＤ５０の各ピクセルにおけるマイクロミラー６２の傾きを、図７に示すように制御することによって、ＤＭＤ５０に入射された光はそれぞれのマイクロミラー６２の傾き方向へ反射される。
なお、図７にはＤＭＤ５０の一部を拡大し、マイクロミラー６２が＋α度または−α度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー６２のオンオフ制御は、ＤＭＤ５０に接続された図示しないコントローラによって行われる。なお、オフ状態のマイクロミラー６２により光ビームが反射される方向には、光吸収体（図示せず）が配置されている。
ここで、本実施形態においては、パターンのエッジ領域における光ビームの照射エネルギが、エッジ領域以外の他の領域における照射エネルギよりも大きくなるように光ビームの照射が制御される。以下、この制御について詳細に説明する。
なお、本実施形態においては、図９に示すように横長矩形状の領域Ａ０内において円形および正方形の２つの領域Ａ１，Ａ２および領域Ａ１，Ａ２以外の領域Ａ３を有し、領域Ａ３にのみに光ビームが照射されるようにパターンを露光するものとして説明するが、本実施形態は図９に示すようなパターンの露光に限定されるものではない。
ＣＡＭシステム１２が出力するパターンデータは光ビームを照射する部分の画素の値が１、それ以外の部分の画素の値が０の値を有する２値データである。そして、パターンを露光する際に、パターンのエッジ領域における光ビームの照射エネルギが、エッジ領域以外の他の領域における照射エネルギよりも大きくなるように光ビームの照射を制御するために、ＣＡＭシステム１２はパターンデータを構成する画素データのうち、エッジ領域以外の他の領域における画素データから選択された一部の画素データの値を光ビームをオフにする値に置き換える。具体的には、光ビームの照射位置の間隔を他の領域についてはエッジ領域の１／２とすることにより、他の領域における画素データの値を１画素おきに０に置き換える。
すなわち、図１０（ａ）に示すように領域Ａ３における円形の領域Ａ１のエッジ領域Ａ４、領域Ａ３における正方形の領域Ａ２のエッジ領域Ａ５、および領域Ａ３のエッジ領域Ａ６における光ビームの照射位置の間隔を、領域Ａ３における領域Ａ４，Ａ５，Ａ６以外の他の領域（Ａ３′とする）における光ビームの照射位置の間隔の２倍とする。これにより、領域Ａ４，Ａ５，Ａ６に対応するパターンデータは図１１（ａ）に示すように全ての画素において値が「１」（斜線）となり、領域Ａ３′に対応するパターンデータは図１１（ｂ）に示すように値が「１」の画素と値が「０」の画素とが交互に並んだパターンとなる。したがって、領域Ａ４，Ａ５，Ａ６は領域Ａ３′の２倍の照射エネルギにより露光されることとなる。
このように露光を行うことにより、図１０（ｂ）に示すように、基板１５０とレジスト層２００におけるエッジ領域（図中黒色で示す）との密着性を高めることができる。
なお、光ビームの照射位置の間隔を種々変更することにより光ビームの照射エネルギを変更することができるが、本実施形態においては、領域Ａ４，Ａ５，Ａ６が領域Ａ３′の１．１〜３．０倍の照射エネルギにより露光されるように照射位置の間隔を変更することが好ましい。
また、エッジ領域Ａ４，Ａ５，Ａ６の幅は、１００μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下とすることが好ましい。また、パターンを線状に露光する場合には、線幅の１／３以下であることが好ましい。具体的には、線幅が６０μｍである場合には２０μｍ以下であることが好ましい。
次に、上記露光装置の動作について説明する。なお、ここではレジスト層に配線パターンを露光する露光装置３の動作について説明する。
図５および６に示す水銀ランプ６６から発せられた例えば波長３６０〜４２０ｎｍ帯の光は、前述のようにレンズ系６７を通して、光量分布が均一化された上でＤＭＤ５０に照射される。このＤＭＤ５０に接続された図示外のコントローラには、配線パターンに応じたパターンデータが入力され、コントローラ内のフレームメモリに一旦記憶される。
また、図２に示す基板１５０を表面に吸着したステージ１５２は、図示しない駆動装置により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。ステージ１５２がゲート１６０下を通過する際に、ゲート１６０に取り付けられた検知センサ１６４により基板１５０の先端が検出されると、上記フレームメモリに記憶されているパターンデータが複数ライン分ずつ順次読み出され、この読み出されたパターンデータに基づいてデータ処理部で各露光ヘッド１６６毎に制御信号が生成される。そして、ミラー駆動制御部により、生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０のマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。
水銀ランプ６６からの光がＤＭＤ５０に照射されているとき、ＤＭＤ５０のオン状態のマイクロミラーで反射した光は、レンズ系５１により集光されて、基板１５０の被露光面５６上で集束する。このようにして、水銀ランプ６６から出射した光がＤＭＤ５０の各マイクロミラー毎にオンオフされて、基板１５０がＤＭＤ５０の使用画素数と略同数の画素単位（露光エリア１６８）で露光される。また、基板１５０がステージ１５２と共に一定速度で移動されることにより、基板１５０がスキャナ１６２によりステージ移動方向と反対の方向に副走査され、各露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。
そしてスキャナ１６２による感光材料１５０の副走査が終了し、検知センサ１６４で基板１５０の後端が検出されると、ステージ１５２は、図示しない駆動装置により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の最上流側にある原点に復帰し、再度、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。
露光完了後、配線パターンが露光された基板１５０は現像装置４において現像され、これにより、レジスト層における配線パターンが露光されたなかった部分が除去され、基板１５０上にレジストパターンが形成される。その後、エッチング装置５において、レジストパターンが形成された基板上の銅箔がエッチングされて配線パターンが形成される。さらに、剥離装置６において基板１５０に残っているレジスト層が除去される。
続いて、ソルダレジスト塗布装置７において、配線パターンが形成された基板にソルダレジストが塗布されてソルダレジスト層が形成される。そして、露光装置８において開口パターンが露光される。この際においても開口パターンのエッジ領域は他の領域よりも照射エネルギを大きくして露光がなされる。開口パターンが露光された基板１５０は現像装置９において現像され、これにより、ソルダレジスト層における開口パターンが露光されなかった部分が除去され、ソルダレジストパターンが形成される。その後、キュア装置１０においてソルダレジスト層が硬化され、さらにメッキ装置１１においてニッケル−金メッキ層が形成されてプリント配線板が完成する。
このように、本実施形態の露光装置においては、配線パターンおよび開口パターンのエッジ領域Ａ４，Ａ５，Ａ６における光ビームの照射エネルギを、他の領域Ａ３′における光ビームの照射エネルギよりも大きくして配線パターンおよび開口パターンを露光するようにしたものである。このため、エッジ領域Ａ４，Ａ５，Ａ６においてレジスト層およびソルダレジスト層と基板との密着性を高くすることができ、これにより、露光後の工程においてレジスト層およびソルダレジスト層におけるエッジ領域の浮きを防止することができる。
とくにレジスト層については、露光後の現像工程においてレジスト層と基板１５０との間に現像液が入り込むことがなくなり、その結果、後のエッチング工程やメッキ工程において所望のエッチングやメッキを良好に行うことができる。また、照射エネルギを大きくするのは配線パターンにおけるエッジ領域のみであるため、エッチング後にレジスト層を完全に除去することも容易となる。
また、ソルダレジスト層については、現像後のメッキ工程においてソルダレジスト層と基板１５０との間に前処理液やメッキ液が入り込むことがなくなり、その結果所望とするメッキを良好に行うことができる。また、照射エネルギを大きくするのは開口パターンにおけるエッジ領域のみであるため、光重合反応は過大とはならず、硬化収縮も許容範囲内となることから、ソルダレジスト層が剥がれてしまうおそれもなくなる。
なお、上記実施形態においては、配線パターンおよび開口パターンのエッジ領域における光ビームの照射位置の間隔を他の領域の２倍となるようなパターンデータを用いて、１回の露光により配線パターンおよび開口パターンを形成しているが、複数回の露光により配線パターンおよび開口パターンを形成してもよい。以下、複数回の露光を行う場合について説明する。なお、以降では上記実施形態と同様に、図９に示すパターンを露光するものとして説明する。
まず、領域Ａ３の全体を同一の照射エネルギにより１回露光する。この際、光ビームの照射位置の間隔は領域Ａ３の全体において同一とする。そして、１回目の露光が終了した基板１５０を原点に復帰させた後、２回目の露光を行う。２回目の露光においては、エッジ領域Ａ４，Ａ５，Ａ６に対応する画素位置にのみ光ビームを照射するものとする。
このように、光ビームを複数回露光することによっても、配線パターンおよび開口パターンのエッジ領域Ａ４，Ａ５，Ａ６における光ビームの照射エネルギを、他の領域Ａ３′における光ビームの照射エネルギよりも大きくして配線パターンおよび開口パターンを露光することができる。
なお、このように複数回の露光によりパターンを形成する場合において、２回目の露光の際に、上記実施形態と同様に、エッジ領域Ａ４，Ａ５，Ａ６における光ビームの照射エネルギを、他の領域Ａ３′における光ビームの照射エネルギよりも大きくして露光を行うようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、パターンデータにより光ビームを変調してパターンの露光を行っているが、配線パターンおよび開口パターンのそれぞれと同じ形状の開口部を有するマスクフイルムをレジスト層およびソルダレジスト層が形成された基板１５０にそれぞれ密着させて露光を行うようにしてもよい。なお、このようなマスクフイルムを用いた場合の露光は、面露光であってもよく、上記実施形態と同様の光ビームを均一な照射エネルギとして基板１５０の全面を走査することにより、露光するものであってもよい。
図１２はマスクフイルムの例を示す図である。図１２に示すようにマスクフイルムＭ１は、図９に示すパターンと同一のパターンを露光するものであり、横長矩形状の領域Ａ１０内に、円形および正方形の２つの領域Ａ１１，Ａ１２、領域Ａ１０における領域Ａ１１，Ａ１２以外の領域Ａ１３、領域Ａ１３における円形の領域Ａ１１のエッジ領域Ａ１４、領域Ａ１３における正方形の領域Ａ１２のエッジ領域Ａ１５、領域Ａ１３のエッジ領域Ａ１６および領域Ａ１０外の領域Ａ１７が含まれている。
また、領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１７の光の透過率が０（すなわち遮光）とされ、領域Ａ１３におけるエッジ領域Ａ１４，Ａ１５，Ａ１６の透過率が領域Ａ１３におけるエッジ領域Ａ１４，Ａ１５，Ａ１６以外の他の領域（Ａ１３′とする）の透過率よりも大きくされている。例えば、エッジ領域Ａ１４，Ａ１５，Ａ１６の透過率が１００％（すなわち全透過）、他の領域Ａ１３′の透過率が５０％とされている。これにより、エッジ領域Ａ１４，Ａ１５，Ａ１６には、他の領域Ａ１３′の２倍の照射エネルギにより露光が行われる。
なお、透過率を種々変更することにより光ビームの照射エネルギを変更することができるが、本実施形態においては、エッジ領域Ａ１４，Ａ１５，Ａ１６が他の領域Ａ１３′の１．１〜３．０倍の照射エネルギにより露光されるように透過率を変更することが好ましい。
このようなマスクフイルムＭ１をレジスト層およびソルダレジスト層が形成された基板１５０に密着させて露光を行うことによっても、配線パターンおよび開口パターンのエッジ領域Ａ１４，Ａ１５，Ａ１６における光ビームの照射エネルギを、他の領域Ａ１３′における光ビームの照射エネルギよりも大きくして配線パターンおよび開口パターンを露光することができる。
なお、図１２に示すマスクフイルムを用いて一度の光の照射によりパターンを露光することが可能であるが、複数種類のマスクフイルムを用いて複数回の光の照射により配線パターンおよび開口パターンを露光してもよい。以下、複数回の露光を行う場合に使用するマスクフイルムについて説明する。
図１３は複数回の露光を行う場合に使用するマスクフイルムの例を示す図である。なお、ここでは２回の露光によりパターンを形成するマスクフイルムの例について説明する。まず、図１３（ａ）に示すマスクフイルムＭ２により１回目の露光を行う。
図１３（ａ）に示すマスクフイルムＭ２は、図９に示すパターンと同一のパターンを露光するものであり、横長矩形状の領域Ａ１０内に、円形および正方形の２つの領域Ａ１１，Ａ１２、領域Ａ１０における領域Ａ１１，Ａ１２以外の領域Ａ１３および領域Ａ１０外の領域Ａ１７が含まれている。また、領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１７の光の透過率が０（すなわち遮光）とされ、領域Ａ１３の透過率が１００％（すなわち全透過）とされている。
続いて、図１３（ｂ）に示すマスクフイルムＭ３により２回目の露光を行う。図１３（ｂ）に示すマスクフイルムＭ３は、図１２に示すマスクフイルムＭ１と同様の領域Ａ１０〜Ａ１７を有するが、領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１７に加えて領域Ａ１３′の光の透過率が０（すなわち遮光）とされ、エッジ領域Ａ１４，Ａ１５，Ａ１６の透過率が１００％（すなわち全透過）とされているものである。
なお、このように２回の露光を行う場合において、２回目の露光の際に、図１２に示すマスクフイルムＭ１を用いて、エッジ領域Ａ１４，Ａ１５，Ａ１６における光ビームの照射エネルギを、他の領域Ａ１３′における光ビームの照射エネルギよりも大きくして配線パターンおよび開口パターンの露光を行うようにしてもよい。
このような２つのマスクフイルムＭ２，Ｍ３をレジスト層およびソルダレジスト層が形成された基板１５０にそれぞれ密着させて２回の露光を行うことによっても、配線パターンおよび開口パターンのエッジ領域Ａ１４，Ａ１５，Ａ１６における光ビームの照射エネルギを、他の領域Ａ１３′における光ビームの照射エネルギよりも大きくして配線パターンおよび開口パターンを露光することができる。
なお、上記実施形態においては、露光装置３の光源として水銀ランプを用いているが、レーザ光源を用いてもよい。
また、上記実施形態においては、プリント配線板に露光を行う露光方法および装置について説明しているが、これに限定されるものではなく、カラーフィルタや、柱材、リブ材、スペーサおよび隔壁等のディスプレイ材料、あるいはホログラム、マイクロマシンおよびプルーフ等のパターン形成用の記録媒体を露光する場合にも、本発明の露光方法および装置を適用できることはもちろんである。
また、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、特開２０００−２２７６６１号公報に開示されているような、光走査光学系として、レーザ光源、レーザ光源の光変調を行うＡＯＭおよびポリゴンミラーを用いた露光装置等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
本発明の実施形態による露光装置を含むプリント配線板製造システムの構成を示す概略ブロック図 本発明の一実施の形態による露光装置の外観を示す斜視図 図２の露光装置に用いられるスキャナを示す斜視図 感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図（ａ）と、各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図（ｂ） 図２の露光装置における露光ヘッドの概略構成を示す斜視図 図５に示す露光ヘッドの構成を示す光軸に沿った副走査方向の断面図 デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）の部分拡大図 ＤＭＤの動作を説明する説明図 本実施形態において露光されるパターンを示す図 本実施形態において露光されるパターンに含まれる領域を示す平面図（ａ）と、露光後の基板における（ａ）のＩ−Ｉ線に対応する位置における断面図（ｂ） 全画素において値が１の画素のパターンを示す図（ａ）と、値が１の画素と値が０の画素とが交互に並んだパターンを示す図（ｂ） 本実施形態において使用されるマスクフイルムの例を示す図 ２回の露光を行う際に、１回目の露光に使用されるマスクフイルムの例を示す図（ａ）と、２回目の露光に使用されるマスクフイルムの例を示す図（ｂ）
符号の説明
１ プリント配線板製造システム
２ ラミネート装置
３，８ 露光装置
４，９ 現像装置
５ エッチング装置
６ 剥離装置
７ ソルダレジスト塗布装置
１０ キュア装置
１１ メッキ装置
１２ ＣＡＭシステム
５０ デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）
５２，５４，５７，５８ 結像光学系のレンズ
５５ マイクロレンズアレイ
５６ 被露光面
５９ アパーチャアレイ
６６ 水銀ランプ
６７ 照射レンズ系
７１ コリメーターレンズ
７２，７３ マイクロフライアイレンズ
７４ フィールドレンズ
１５０ 感光材料
１５２ ステージ
１６２ スキャナ
１６６ 露光ヘッド
１６８ 露光エリア
１７０ 露光済み領域

Claims (12)

  1. 所定光源から発せられた光に感度を有する感光層が積層された記録媒体における該感光層に、所定の照射エネルギを有する光により所定のパターンを露光する露光方法において、
    前記所定のパターンにおけるエッジ領域の照射エネルギを他の領域の照射エネルギより大きくして、該所定のパターンを前記感光層に露光することを特徴とする露光方法。
  2. 前記所定光源が光ビームを発する光源である場合において、
    前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域においてはオフとなり、前記所定パターンにおけるエッジ領域の照射エネルギが前記他の領域の照射エネルギよりも大きくなるように前記光ビームの照射エネルギを制御しつつ、該光ビームにより前記記録媒体を走査することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
  3. 前記所定光源が光ビームを発する光源である場合において、
    前記記録媒体における前記所定パターン以外の部分においてオフとなり、前記所定パターンの領域においてオンとなるように前記光ビームにより前記記録媒体を走査し、
    該走査後に、前記所定のパターンにおける前記エッジ領域においてのみオンとなるように前記光ビームによって前記記録媒体を走査することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
  4. 前記所定光源が光ビームを発する光源である場合において、
    前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域においてオフとなり、前記所定パターンの領域においてオンとなるように前記光ビームにより前記記録媒体を走査し、
    該走査後、前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域においてオフとなり、前記所定パターンにおけるエッジ領域の照射エネルギが前記他の領域の照射エネルギよりも大きくなるように光ビームの照射エネルギを制御しつつ、該光ビームにより前記記録媒体を走査することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
  5. 前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域を遮光し、前記所定パターンにおけるエッジ領域の透過率が前記他の領域の透過率よりも大きいマスクフイルムを介して、前記光を前記記録媒体に照射することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
  6. 前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域を遮光し、前記所定パターンの領域において光を透過する第１のマスクフイルム、および前記所定パターンにおけるエッジ領域においてのみ光を透過するまたは前記所定パターンにおけるエッジ領域の透過率が前記他の領域の透過率よりも大きい第２のマスクフイルムをそれぞれ介して、前記光を前記記録媒体に照射することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光することを特徴とする請求項１記載の露光方法。
  7. 所定光源から発せられた光に感度を有する感光層が積層された記録媒体における該感光層に、所定の照射エネルギを有する前記光により所定のパターンを露光する露光装置において、
    前記所定のパターンにおけるエッジ領域の照射エネルギを他の領域の照射エネルギより大きくして、該所定のパターンを前記感光層に露光する露光制御手段を備えたことを特徴とする露光装置。
  8. 前記所定光源が光ビームを発する光源である場合において、
    前記光ビームを前記所定のパターンに応じて変調して走査する走査手段をさらに備え、
    前記露光制御手段は、前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域においてオフとなり、前記所定パターンにおけるエッジ領域の照射エネルギが前記他の領域の照射エネルギよりも大きくなるように光ビームの照射エネルギを制御しつつ、該光ビームにより前記記録媒体を走査することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光するよう前記走査手段を制御する手段であることを特徴とする請求項７記載の露光装置。
  9. 前記所定光源が光ビームを発する光源である場合において、
    前記光ビームを前記所定のパターンに応じて変調して走査する走査手段をさらに備え、
    前記露光制御手段は、前記記録媒体における前記所定パターン以外の部分においてオフとなり、前記所定パターンの領域においてオンとなるように光ビームにより前記記録媒体を走査し、
    該走査後に、前記所定のパターンにおける前記エッジ領域においてのみオンとなるように前記光ビームによって前記記録媒体を走査することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光するよう前記走査手段を制御する手段であることを特徴とする請求項７記載の露光装置。
  10. 前記所定光源が光ビームを発する光源である場合において、
    前記光ビームを前記所定のパターンに応じて変調して走査する走査手段をさらに備え、
    前記露光制御手段は、前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域においてオフとなり、前記所定パターンの領域においてオンとなるように光ビームにより前記記録媒体を走査し、
    該走査後、前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域においてオフとなり、前記所定パターンにおけるエッジ領域の照射エネルギが前記他の領域の照射エネルギよりも大きくなるように光ビームの照射エネルギを制御しつつ、該光ビームにより前記記録媒体を走査することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光するよう前記走査手段を制御する手段であることを特徴とする請求項７記載の露光装置。
  11. 前記露光制御手段は、前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域を遮光し、前記所定パターンにおけるエッジ領域の透過率が前記他の領域の透過率よりも大きいマスクフイルムを介して、前記光を前記記録媒体に照射することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光する手段であることを特徴とする請求項７記載の露光装置。
  12. 前記露光制御手段は、前記記録媒体における前記所定パターン以外の領域を遮光し、前記所定パターンの領域において光を透過する第１のマスクフイルム、および前記記録媒体における所定パターン以外の部分を遮光し、前記所定パターンにおけるエッジ領域においてのみ光を透過するまたは前記所定パターンにおけるエッジ領域の透過率が前記他の領域の透過率よりも大きい第２のマスクフイルムをそれぞれ介して、前記光を前記記録媒体に照射することにより、前記所定のパターンを前記感光層に露光する手段であることを特徴とする請求項７記載の露光装置。
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