平版印刷设备中的光学系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于照相平版印刷术的光学系统。
【背景技术】
[0002]照相平版印刷术一般应用于高性能的十分之一微米级清晰度集成电路的制造。
[0003]然而，某些应用却不需要上述类型的精度，只需满足于I到几微米级的平版印刷清晰度。特别指出的是，采用照相平版印刷术，用于进行互联接点的制造以及彼此重叠的电路板中的多层电路的焊接。上述电路的优越性在于，可以使用电子晶片设计以及利用多个单一晶片的重叠，因此，每个晶片易于设计和制造。
[0004]用于制造前述接点所应用的技术由图1A和IB示出。在公知的第一系列步骤中，由于利用来自于照相平版印刷设备的发光装置发出的光7来照明，因此，通常单向放大率用于大的工作区域，一层树脂层2位于电路板I (或者已有技术人员使用的专业术语通常称之为“wafer”)之上。照明仅通过掩模的某些区域进行，通过专门的处理将区域3的树脂挖空，以便充填适于形成焊点的材料。一般来说，这涉及到黄金(人们称之“金凸点”)。同样，公知的另一系列步骤中，可以获得图1B示出的电路即电路板1，其上布置有差不多呈球状的焊点6。
[0005]通常，两个焊点6分开的距离4 一般在50至500 μ m之间。因此，所使用的照相平版印刷设备，实施起来不需要很高的精度，而且，对照当前技术尖端的照相平版印刷设备来说，也不具有高清晰度，请注意，可以是十分之一 ym级的清晰度。对于上述应用2μηι级的清晰度和最大0.3 μπι的失真都是达标的。
[0006]树脂层2的厚度在5至100 μ m左右。因此，该设备应该具有50 μ m至100 μ m的大深度区域。
[0007]最后，这种类型的集成电路应该是具有最佳生产率的工业系统制造的产品。因此，这种设备应当具有一个尽可能大的区域，用于能够照亮在给定时间内尽可能大的板和/或给定板的尽可能大的面积。所述设备也应该能够适于多种类型的用于工业高功率照明灯，特别是用于可以使用使光敏树脂不溶解的最大必要光通量的高压水银灯的频谱射线g，h和i0
[0008]此外，比起那种物空间与像空间是远心的光学，在光学平版印刷时是极其理想的，如同已有技术人员所主张的，也就是说，有效锥形光束很好地垂直于物体面与像面，当进行平版印刷过程的各个步骤时，掩盖刻画的不利像侧面定位的偏差，以便系统不改变调焦的偏差。
[0009]本发明目的及已有技术的描述
[0010]本发明目的是提出一种平版印刷术的光学结构:
[0011]-描述一种单一的放大率(复制1/1)，
[0012]-特别适于一般清晰度要求(I至几个微米级)，
[0013]-能够在物空间和像空间的远心的重要区域运行，
[0014]-特别是同时具有多重紧凑特性，价格不昂贵且性能好(尤其是能够在水银灯的g，i和h射线下运行)。
[0015]我们已经了解大量的用于这种类型的已经被设计和开发的照相平版印刷的光学结构。
[0016]图2描述本发明这种设备的第一实施例，示出“Dyson Winne”型结构。所述设备包括曲率中心通过C来参照的凹球面镜10。镜子10反射来自发光装置(未示出)的光线，穿过掩模M用以向用来形成所需图像的板W的某些部分反射，例如焊点。如果M和W都位于镜子的曲率中心C上，W上的M的像将是理想的光学像，但是，M和W不可能混淆，因而所述设备不起作用。由于掩模M和板W虽在同一平面内却没有完全位于球面凹镜的曲率中心C上，如图3所示，在光学轴线上部和下部都分别有略微偏差，因此，设备包括具有镜子10的曲率表面的透镜11和12，用于校正产生的像差。但是，图2所示的设备具有缺陷，尤其是M和W位于同一平面，这就难以使设备在照明时通过驱动件进行相关位移。此外，用于照明及工业化实施兼用的尺寸来说，设备区域7宽度太小。由于M和W应该趋近位于镜子10的曲率中心和校正透镜11和12，便于能够在圆形光学部件的有效区域并强制限定Dyson-Wynne型设备性能的确定值，这就造成了现有设备的局限性。
[0017]图4示出公知设备的第二实施例。具有与前面述及的完全相似的光学结构、一个球面凹镜10以及与其同心的透镜11和12。但是，透镜11和12包括两个反射面20和22(已有技术人员也称其为“合拢棱镜”)，以便光线贯穿掩模M，以及，用以照亮板的来自镜子(10)的光线都不再经过镜子10的曲率中心和透镜11和12，但将会重叠。这样的光线的合拢允许M和W不再可能被置于同一平面。因此，可以在水平平面移动W和在倾斜平面移动M。包含W的水平面和包含M的倾斜平面都与球面凹镜10和透镜11、12组之间传播的有效锥形光线相切，以便减小区域，从而导致透镜11和12应该进行校正。透镜11和12都与镜子10同心，实际上，必须减小光线全部入射到镜子10和透镜11、12的区域的角度。但是，图4示出的设备还是存在缺陷。事实上，M位于倾斜平面，那么，在其安装、保持和机械移动就会出现困难。此外，设备的区域宽度用以允许照明具有工业应用兼容尺寸的板来说还是太小，因为M和W彼此靠得太近，与曲率中心C也靠得太近。图4示出的设备，只可以借助透镜11和12校正微小畸变、象散或者失真，因为光线应该保持尽可能垂直入射在镜子10和透镜11、12的表面，这是由于人们希望设备相对于镜子中心C尽可能保持同心。
[0018]根据文献US 6.424.471，也了解一种包括透镜和分离器体积的投影光学结构。
[0019]除了这种结构符合1/4的放大率和适用于亚微观的应用外，人们还将特别提出它们占地面积以及为了减小象差而采用一种偏振分离器体积，这就使结构复杂且提高生产成本。
[0020]此外，通过文献US 6.556.278，人们了解单一放大率的平版印刷的光学方面的不同方案。该文献中提及的方案不具备令人满意的紧凑性，相反，该文献提倡使用小的成套光学设备以获得大的运行区域。
[0021]另一种单一放大率的光学方案在文献US2003/0223127中被提出。然而，该文献中提出的方案中的凹面镜不是使用“Dyson Winne”型的结构，而是一种反射面镜的结构。该文献没有考虑“Dyson Winne”型结构存在象差的问题，当然不允许上述结构不再紧凑。
【发明内容】
[0022]本发明提出至少弥补上述缺陷中的一种缺陷。
[0023]本发明特别提出一种单一放大率的光学系统，远心的像空间和物空间，用于一般清晰度的平版印刷的应用，包括:
[0024]-已知的“DysonWinne”型的结构，该结构具有一个凹球面镜，用于一个物体和像通过上述凹球面镜的曲率中心和一个置于其曲率中心附近的光学模块。
[0025]其特征在于，它包括上述的凹面镜和光学模块:
[0026]-一个聚光组，至少由两个透镜组成，位于上述光学模块附近，具有校正区域的功能，并通过集中在上述凹面镜、光学模块及聚光组之间会聚光线传播来减小凹球面镜的尺寸，
[0027]-一个至少另外两个透镜组，位于上述凹面镜附近，并具有对孔径和色象差进行校正的功能。
[0028]这种结构的优越性在于，允许一个大的区域以及可以有效改进光学部件的紧凑性，同时可以得到高质量的所需像。
[0029]尤其是可以得到一个大于凹面镜直径70%的像区域。
[0030]本发明其他特征、目的及其优越性将下面加以描述。特别是由于区域增大，述及的方案可以使掩模支架和板支架相互移开，以便易于插入机器。展开的区域也可以在每次曝光对板较大表面进行照明，并提高设备效率。
[0031]此外，掩模支架和板支架可以平行于系统的光学轴。因此，掩模和板的安装、保持和移动都大大简化，支架构件设计难度小，价格不昂贵。通过支架构件的移开，可以使支架构件从系统的其他光学部件中分离，这样就改进掩模与板进行安装和自由移动的简易性。
【附图说明】
[0032]-图1A和I