JPH03282475A - 投影露光装置 - Google Patents
投影露光装置Info
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- JPH03282475A JPH03282475A JP2081338A JP8133890A JPH03282475A JP H03282475 A JPH03282475 A JP H03282475A JP 2081338 A JP2081338 A JP 2081338A JP 8133890 A JP8133890 A JP 8133890A JP H03282475 A JPH03282475 A JP H03282475A
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- Japan
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- rays
- projection lens
- line
- light
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は例えばフレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）等
の製作の際に必要な投影露光を行うたｔに好適に使用さ
れる投影露光装置に関する。
の製作の際に必要な投影露光を行うたｔに好適に使用さ
れる投影露光装置に関する。
ＦＰＣ等の回路基板の製作においては、従来よりフォト
リングラフィ技術が使用されており、回路パターンが形
成されたフォトマスクを通して基板を露光し、基板に回
路パターンを転写するようにしている。最近における実
装密度の高度化に伴い、かなり微細な回路パターンの転
写が必要になってきており、例えば特開平１−１９１１
５１号に開示されているように投影方式によって露光を
行うようになってきている。また、レジストが感度を有
する可視域から紫外域にわたって豊富な発光スペクトル
を有することから、従来より投影露光装置においては、
光源として水銀灯が用いられている。
リングラフィ技術が使用されており、回路パターンが形
成されたフォトマスクを通して基板を露光し、基板に回
路パターンを転写するようにしている。最近における実
装密度の高度化に伴い、かなり微細な回路パターンの転
写が必要になってきており、例えば特開平１−１９１１
５１号に開示されているように投影方式によって露光を
行うようになってきている。また、レジストが感度を有
する可視域から紫外域にわたって豊富な発光スペクトル
を有することから、従来より投影露光装置においては、
光源として水銀灯が用いられている。
他の工程と同様に、露光工程においても生産性の向上が
強く求められており、露光時間の短縮が改善すべき課題
となっている。露光工程における露光時間は、塗布され
たレジストの種類や厚さにもよるが、何といっても照度
に依存するところが大である。
強く求められており、露光時間の短縮が改善すべき課題
となっている。露光工程における露光時間は、塗布され
たレジストの種類や厚さにもよるが、何といっても照度
に依存するところが大である。
ここで、従来は、水銀灯から発せられた光のうちの４０
０ｔｏｎ程度以下の光をカットし、４００ｎｍ以上の光
を投影レンズに入射させて使用していた。
０ｔｏｎ程度以下の光をカットし、４００ｎｍ以上の光
を投影レンズに入射させて使用していた。
しかし、水銀灯は４００ｎｍ程度以下の波長域において
もｉ ｍｌ （３６５ｎｍ） という強い輝線スペクト
ルを有し、この１線も投影レンズに入射させて使用する
ようにすれば、照射面における照度アップに寄与すると
思われる。
もｉ ｍｌ （３６５ｎｍ） という強い輝線スペクト
ルを有し、この１線も投影レンズに入射させて使用する
ようにすれば、照射面における照度アップに寄与すると
思われる。
しかし、４００ｎｍ以下のスペクトルをカットすると投
影面における照度が低下するため、露光処理のスループ
ットが悪化する問題がある。
影面における照度が低下するため、露光処理のスループ
ットが悪化する問題がある。
そこで、本発明者は、１線をカットせずに１１Ｋを利用
して回路パターンの露光を行ったところ、１線をカット
していた際には生じなかった露光される回路パターンの
像がピンボケするという問題のあることが判明した。
して回路パターンの露光を行ったところ、１線をカット
していた際には生じなかった露光される回路パターンの
像がピンボケするという問題のあることが判明した。
本発明の目的は、水銀灯より放射される１線を有効に利
用することによって短時間の露光処理が達成され、しか
もピンボケが発生しない投影露光装置を提供することに
ある。
用することによって短時間の露光処理が達成され、しか
もピンボケが発生しない投影露光装置を提供することに
ある。
上記目的を達成するたｔ、本発明の投影露光装置は、シ
ョートアーク型の水銀灯よりなる光源を有する投影露光
装置であって、光源からの光が照射されたフォトマスク
の像を投影する投影レンズには、１線のみまたは１線と
１線より長波長側の水銀灯のスペクトルの光が入射し、
該投影レンズは、ｉ線の吸収率が２０％以下の硝材から
構成され、かつ吸収される１線のエネルギーの平均値が
１Ｗ以内であることを特徴とする。
ョートアーク型の水銀灯よりなる光源を有する投影露光
装置であって、光源からの光が照射されたフォトマスク
の像を投影する投影レンズには、１線のみまたは１線と
１線より長波長側の水銀灯のスペクトルの光が入射し、
該投影レンズは、ｉ線の吸収率が２０％以下の硝材から
構成され、かつ吸収される１線のエネルギーの平均値が
１Ｗ以内であることを特徴とする。
上記の構成によれば、投影レンズを構成する硝材が１線
の吸収率が２０％以下のものであって１線の吸収が少な
いうえ、投影レンズの吸収するｒｌＡのエネルギーの平
均値が１Ｗ以内となるように規定したので、実用上問題
となるピンボケが発生しない。
の吸収率が２０％以下のものであって１線の吸収が少な
いうえ、投影レンズの吸収するｒｌＡのエネルギーの平
均値が１Ｗ以内となるように規定したので、実用上問題
となるピンボケが発生しない。
以下、本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の実施例の投影露光装置を示し、１０ハ
光ｉ１Ｆ＋、２０は投影レンズ、３０はフォトマスク、
４０は例えばＦＰＣ用のフィルム等の被露光物、５１は
集光鏡、５２．５３ は折り返し平面鏡、５４はインテ
グレータ、５５はコンデンサレンズユニットである。
光ｉ１Ｆ＋、２０は投影レンズ、３０はフォトマスク、
４０は例えばＦＰＣ用のフィルム等の被露光物、５１は
集光鏡、５２．５３ は折り返し平面鏡、５４はインテ
グレータ、５５はコンデンサレンズユニットである。
光源１０は、ショートアーク型の水銀灯例えば超高圧水
銀灯よりなり、そのスペクトルには、１線（３６５ｎｍ
） と、ＩＩ！より長波長側の例えばｈ線（４０５ｎ
＋ｎ） 、ｇ線（４３６ｎｍ）が含まれている。
銀灯よりなり、そのスペクトルには、１線（３６５ｎｍ
） と、ＩＩ！より長波長側の例えばｈ線（４０５ｎ
＋ｎ） 、ｇ線（４３６ｎｍ）が含まれている。
光源１０からの光が照射されたフォトマスク３０の像を
投影する投影レンズ２０には、１線のみまたはＩＩＩＩ
と１線より長波長側の水銀灯のスペクトルの光が入射す
る。１線のみを入射させるときは、１線のみを透過する
バンドパスフィルタ（図示省略）を投影レンズ２０と光
＃１０との間に設け、ｉ線と】線より長波長側のスペク
トルを使用するときは、ＩＩＩＩより短い例えば３５０
ｎｍ以下の光をカットするシャープカットフィルりを設
ければよい。なお、要求される解像度が高くなり、投影
レンズ２０における多波長色収差補正が困難になったと
きは、バンドパスフィルタを用いて１線のみとする。
投影する投影レンズ２０には、１線のみまたはＩＩＩＩ
と１線より長波長側の水銀灯のスペクトルの光が入射す
る。１線のみを入射させるときは、１線のみを透過する
バンドパスフィルタ（図示省略）を投影レンズ２０と光
＃１０との間に設け、ｉ線と】線より長波長側のスペク
トルを使用するときは、ＩＩＩＩより短い例えば３５０
ｎｍ以下の光をカットするシャープカットフィルりを設
ければよい。なお、要求される解像度が高くなり、投影
レンズ２０における多波長色収差補正が困難になったと
きは、バンドパスフィルタを用いて１線のみとする。
投影レンズ２０は、！線の吸収率が２０％以下の硝材か
ら構成される。斯かる硝材の具体例としては、ホーヤ社
製のｒＢｓｃｌ＋、「Ｆｅ２」、ｒｃＦ６」等を挙げる
ことができる。
ら構成される。斯かる硝材の具体例としては、ホーヤ社
製のｒＢｓｃｌ＋、「Ｆｅ２」、ｒｃＦ６」等を挙げる
ことができる。
前述の１線を使用した際に生じたピンボケについて、発
明者が鋭意研究を重ねたところ、１線の吸収による投影
レンズの温度上昇に原因があることが判明した。投影露
光装置の投影レンズに使用される硝材は、可視域の光に
対しては当然のことながらほとんど透明すなわち透過率
が１００％に近い。しかし、４５０ｎｍ以下の紫外域の
光となると、通常用いられる硝材では、例えば７０％程
度とかなり透過率が低くなってしまう。
明者が鋭意研究を重ねたところ、１線の吸収による投影
レンズの温度上昇に原因があることが判明した。投影露
光装置の投影レンズに使用される硝材は、可視域の光に
対しては当然のことながらほとんど透明すなわち透過率
が１００％に近い。しかし、４５０ｎｍ以下の紫外域の
光となると、通常用いられる硝材では、例えば７０％程
度とかなり透過率が低くなってしまう。
１線は紫外線ではあるが、光であることには変わりなく
、物質に吸収されるとエネルギー保存則により熱に変換
される。ここで、レンズのような円形の物体が光吸収に
より熱せられて昇温した場合には、周辺部の到達温度は
熱の放散があるため中央部に比して低くなる。すなわち
中央部と周辺部とで温度差ができる。この場合、光の一
般的な性質として、光は媒質中で温度の高い方へ屈折す
る性質があるたｔ、１線の吸収により投影レンズに温度
差ができると、光がより光軸方向に屈折するようになる
。また、温度の高い中央部の熱膨張は、温度の低い周辺
部の熱膨張より大きくなるから、結果的にレンズの曲率
も変化する。この投影レンズ中の温度差に起因する光の
屈折の仕方の変化および投影レンズの曲率の変化によっ
て、結像面が変位し、これによって前記ピンボケが発生
していることが判明した。なお、投影露光装置の投影レ
ンズにおいて、１線の吸収によって投影レンズが昇温す
るとともにその到達温度に差ができ、この温度差によっ
て光の屈折の仕方の変化および投影レンズの曲率の変化
を引き起こして結像面を変位させ、このことがピンボケ
につながることは、この出願の出願時においては、全く
知られていない新規の事項である。
、物質に吸収されるとエネルギー保存則により熱に変換
される。ここで、レンズのような円形の物体が光吸収に
より熱せられて昇温した場合には、周辺部の到達温度は
熱の放散があるため中央部に比して低くなる。すなわち
中央部と周辺部とで温度差ができる。この場合、光の一
般的な性質として、光は媒質中で温度の高い方へ屈折す
る性質があるたｔ、１線の吸収により投影レンズに温度
差ができると、光がより光軸方向に屈折するようになる
。また、温度の高い中央部の熱膨張は、温度の低い周辺
部の熱膨張より大きくなるから、結果的にレンズの曲率
も変化する。この投影レンズ中の温度差に起因する光の
屈折の仕方の変化および投影レンズの曲率の変化によっ
て、結像面が変位し、これによって前記ピンボケが発生
していることが判明した。なお、投影露光装置の投影レ
ンズにおいて、１線の吸収によって投影レンズが昇温す
るとともにその到達温度に差ができ、この温度差によっ
て光の屈折の仕方の変化および投影レンズの曲率の変化
を引き起こして結像面を変位させ、このことがピンボケ
につながることは、この出願の出願時においては、全く
知られていない新規の事項である。
装置の構成としては、上記のような１線吸収率が２０％
以下の硝材を使用することが望ましい。しかし、大電力
で光１１Ｊｔｌを点灯して投影レンズ２０に入射させる
１線のエネルギーを大きくすることはあまり好ましくな
い。なぜなら、結果的に１線の吸収量が多くなってしま
うからである。
以下の硝材を使用することが望ましい。しかし、大電力
で光１１Ｊｔｌを点灯して投影レンズ２０に入射させる
１線のエネルギーを大きくすることはあまり好ましくな
い。なぜなら、結果的に１線の吸収量が多くなってしま
うからである。
そこで、本実施例では、投影レンズ２０への１線の入射
エネルギーの平均値を４Ｗとする。この平均値とは、時
間的な平均値という意味である。すなわち、シャッタを
所定のデユーティ−サイクルで開閉して露光する場合に
は、シャツタ開時の入射エネルギーの値に、シャッタの
開閉のデニーティーの値を乗じて算出する。すなわち、
開０．５゜閉０．５．のデユーティ−のときは、シャツ
タ開時の入射エネルギーの値に１／２を乗する。このよ
うにして、投影レンズ２０への１線の入射エネルギーの
平均値を４Ｗとしておくと、投影レンズ２０の１線の吸
収率は２０％以下であるから、結果的に投影レンズ２０
の１線の吸収量は０．８Ｗ以下となる。
エネルギーの平均値を４Ｗとする。この平均値とは、時
間的な平均値という意味である。すなわち、シャッタを
所定のデユーティ−サイクルで開閉して露光する場合に
は、シャツタ開時の入射エネルギーの値に、シャッタの
開閉のデニーティーの値を乗じて算出する。すなわち、
開０．５゜閉０．５．のデユーティ−のときは、シャツ
タ開時の入射エネルギーの値に１／２を乗する。このよ
うにして、投影レンズ２０への１線の入射エネルギーの
平均値を４Ｗとしておくと、投影レンズ２０の１線の吸
収率は２０％以下であるから、結果的に投影レンズ２０
の１線の吸収量は０．８Ｗ以下となる。
結像面の変位の許容度は、投影レンズの焦点深度に関連
する。焦点深度の深い投影レンズであれば、結像面の変
位の許容度は広くなる。すなわち、１線の吸収率の高い
硝材を使用したり、投影レンズへの１線の入射エネルギ
ーの平均値を高くすることも可能になってくる。
する。焦点深度の深い投影レンズであれば、結像面の変
位の許容度は広くなる。すなわち、１線の吸収率の高い
硝材を使用したり、投影レンズへの１線の入射エネルギ
ーの平均値を高くすることも可能になってくる。
しかし、この焦点深度は投影レンズのＮＡ （明るさ）
に相反する関係にある。すなわち、高ＮＡの投影レンズ
においては、焦点深度はあまり深くできない。逆に、Ｎ
Ａを犠牲にすれば、焦点深度の深い投影レンズを設計す
ることも可能である。
に相反する関係にある。すなわち、高ＮＡの投影レンズ
においては、焦点深度はあまり深くできない。逆に、Ｎ
Ａを犠牲にすれば、焦点深度の深い投影レンズを設計す
ることも可能である。
ここで大事なことは、露光転写する回路パターンの微細
化すなわち高解像度化を押し進めるには、投影レンズの
高ＮＡ化が不可欠であるということである。本実施例に
おいて対象とするパターン幅５０μｍ以下の露光の場合
には、投影レンズのＮＡは一般的に０．０５以上は必要
である。この場合の焦点深度は、２００μｍが限度であ
る。従って、パターン幅５０μｍ以下の露光の場合には
、−船釣に結像面の変位を２００μｍ以下に抑えなけれ
ばならないことになる。
化すなわち高解像度化を押し進めるには、投影レンズの
高ＮＡ化が不可欠であるということである。本実施例に
おいて対象とするパターン幅５０μｍ以下の露光の場合
には、投影レンズのＮＡは一般的に０．０５以上は必要
である。この場合の焦点深度は、２００μｍが限度であ
る。従って、パターン幅５０μｍ以下の露光の場合には
、−船釣に結像面の変位を２００μｍ以下に抑えなけれ
ばならないことになる。
そこで、本発明者が鋭意研究を重ねたところ、投影レン
ズの１線の吸収量の平均値を１Ｗ以内にしておけば、結
像面の変位が２００μｍ以下に抑えられることが判明し
た。
ズの１線の吸収量の平均値を１Ｗ以内にしておけば、結
像面の変位が２００μｍ以下に抑えられることが判明し
た。
第２図を用いて、発明者が行った数多くの実験のうちの
特徴的なものを説明する。第２図は、硝材の分光透過率
を示すグラフである。第２図から明らかなように、硝材
Ａは１線の吸収率が５％程度であり、硝材Ｂは２５％程
度である。この二つの硝材Ａ、 Ｂを用いてそれぞれ
投影レンズを構成し、１線の入射エネルギーが６Ｗにな
るように光源を点灯して、結像面の変位を測定した。な
お、シャッタは開きっばなしとし、投影レンズの昇温状
態が安定した状態で測定するため、３０分経過後に結像
面の変位を測定した。結果は、硝材Ａからなる投影レン
ズによる結像面が１００μｍであったのに対し、硝材Ｂ
からなる投影レンズによる結像面の変位は６００μｍに
達した。前記の条件より、この際の硝材Ａの１線の吸収
量は０．３Ｗ、 硝材Ｂの１線の吸収量は１．５Ｗ程度
である。
特徴的なものを説明する。第２図は、硝材の分光透過率
を示すグラフである。第２図から明らかなように、硝材
Ａは１線の吸収率が５％程度であり、硝材Ｂは２５％程
度である。この二つの硝材Ａ、 Ｂを用いてそれぞれ
投影レンズを構成し、１線の入射エネルギーが６Ｗにな
るように光源を点灯して、結像面の変位を測定した。な
お、シャッタは開きっばなしとし、投影レンズの昇温状
態が安定した状態で測定するため、３０分経過後に結像
面の変位を測定した。結果は、硝材Ａからなる投影レン
ズによる結像面が１００μｍであったのに対し、硝材Ｂ
からなる投影レンズによる結像面の変位は６００μｍに
達した。前記の条件より、この際の硝材Ａの１線の吸収
量は０．３Ｗ、 硝材Ｂの１線の吸収量は１．５Ｗ程度
である。
以上説明した通り、本願発明は、露光波長に１線を含ま
せた際に発生するピンボケが投影レンズの１線吸収によ
る昇温に起因するものであるという、従来全く知られて
いなかった事項の知見に基づいて、１線の吸収率２０％
以内かつ吸収量１Ｗ以内にするという具体的解決手段と
して創出されたものである。
せた際に発生するピンボケが投影レンズの１線吸収によ
る昇温に起因するものであるという、従来全く知られて
いなかった事項の知見に基づいて、１線の吸収率２０％
以内かつ吸収量１Ｗ以内にするという具体的解決手段と
して創出されたものである。
従って、水銀灯から放射される１線を有効に利用して高
い解像度で回路パターンの像を確実に露光でき、１線と
共にそれより長波長側の光を利用することにより投影面
における照度が高くなって露光処理の効率が向上する。
い解像度で回路パターンの像を確実に露光でき、１線と
共にそれより長波長側の光を利用することにより投影面
における照度が高くなって露光処理の効率が向上する。
第１図は本発明の実施例の投影露光装置を示す説胡図、
第２図は硝材の分光透過率を示すグラフである。 １０・・・光源 ２０・・・投影レンズ３
０・・・フォトマスク ４０・・・被露光物５１・
・・集光鏡 ５２．５３・・・折り返し平面
鏡５４−・・インテグレータ ５５・・・コンデンサレンズユニット
第２図は硝材の分光透過率を示すグラフである。 １０・・・光源 ２０・・・投影レンズ３
０・・・フォトマスク ４０・・・被露光物５１・
・・集光鏡 ５２．５３・・・折り返し平面
鏡５４−・・インテグレータ ５５・・・コンデンサレンズユニット
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ショートアーク型の水銀灯よりなる光源を有する投影
露光装置であって、 光源からの光が照射されたフォトマスクの像を投影する
投影レンズには、ｉ線のみまたはｉ線とｉ線より長波長
側の水銀灯のスペクトルの光が入射し、 該投影レンズは、ｉ線の吸収率が２０％以下の硝材から
構成され、かつ吸収されるｉ線のエネルギーの平均値が
１Ｗ以内であることを特徴とする投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2081338A JP2813024B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2081338A JP2813024B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 投影露光装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03282475A true JPH03282475A (ja) | 1991-12-12 |
| JP2813024B2 JP2813024B2 (ja) | 1998-10-22 |
Family
ID=13743585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2081338A Expired - Lifetime JP2813024B2 (ja) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | 投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2813024B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005122065A (ja) * | 2003-10-20 | 2005-05-12 | Dainippon Printing Co Ltd | 露光装置 |
| JP2010033094A (ja) * | 2009-11-17 | 2010-02-12 | Dainippon Printing Co Ltd | 露光装置および露光方法 |
-
1990
- 1990-03-30 JP JP2081338A patent/JP2813024B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005122065A (ja) * | 2003-10-20 | 2005-05-12 | Dainippon Printing Co Ltd | 露光装置 |
| JP2010033094A (ja) * | 2009-11-17 | 2010-02-12 | Dainippon Printing Co Ltd | 露光装置および露光方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2813024B2 (ja) | 1998-10-22 |
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