专利名称：激光直接绘制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种激光直接绘制装置。
背景技术：
在激光直接绘制法(激光直接绘制laster Direct Imaging (以下记作 LDI))中，通过将多条激光束投射到搭载在移动台上的作为对象物的基 板等的预先确定好的位置上，来在基板上的光刻胶中形成布线图案的潜 像，通过按照布线图案数据来执行潜像的形成，能够不使用光掩模而直 接进行曝光。由此，能够縮短曝光过程的时间，在印刷布线基板的制造 中也在逐渐使用激光直接绘制法。
在该LDI中，使用为空间光调制器的DMD (数字微镜器件Digital Micromirror Device)分别对激光束的启动/关闭(ON/OFF)进行控制。 在DMD中形成有多个(例如，1024x768个)大小为14^m见方的反射 镜，能够对反射镜的连通和切断个别地进行控制(专利文献1)。基板构 成为其载置在移动台上，在使该移动台向一个方向移动的同时，向线 形图案的相应位置照射光束，从而在涂布在基板上的光刻胶上形成布线 图案的潜像。在该光学系统中，需要以^m级别的精度向预期的部位照射 光束，通过将DMD的反射镜阵列配置成相对于扫描方向(移动台的移动 方向)旋转预定角度，来提高析像度(专利文献2至4)。
通过图11对此进行说明。DMD的旋转方向是进行光束位置的调整 方面最重要的项目。由此，能够将光束投影到比DMD自身的元件间隔还 要小的位置。在图11的(A)中，设DMD的光束间隔为p，设其倾角为
e的话，则与相邻的光束之间的差分Ad为p'e。通过使角度e为很小的
值，能够使Ad为间隔d的1/10以下。但是，若如图11的(B)所示使9
从预定值偏移到(e+Ae)，则与相邻光束位置的间隔仅有微小的改变(sd=p，Ae)。相邻光束之间的偏移的大小很小，而在相距n个间隔的光 束之间的差分(E)是n sd，因此差分(E)的值比想要调整的间隔d 要大。
专利文献l:日本特开2004-9595 专利文献2:日本特开2004-181723 专利文献3:日本特开2007-10758 专利文献4:日本特开2007-219011 专利文献5:日本特开2007-47561
如上所说明的那样，以往是利用使搭载有DMD的光学系统整体旋 转，或者是使搭载有基板的台旋转的方法来进行调整，然而，仅进行这 样的机械的角度调整的话，存在不能得到预定精度的问题。为了解决该 问题，还公开了如下方式(文献5):设置两个楔状的棱镜，调整该两个 棱镜的厚度和倾角，由此来对光束的焦点(z方向)和x、 y方向的位置 分别进行调整，然而却不能以足够的精度来调整激光束的间隔。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术的问题。
为了达成上述目的，本发明的激光直接绘制装置通过使多条激光束 接通和切断地照射到对象物上，来形成预定图案的潜像，其特征在于， 该激光直接绘制装置具有板状的透射体，其设于所述对象物上，并使 所述多条激光束透射；以及将该板状的透射体的两端向相反方向扭转的 构件，通过调整该扭转构件的扭转角来调整所述多条激光束之间的间隔。
本发明的激光直接绘制装置具有能够精度良好且简单地进行光束的 投射位置的旋转调整的效果。
图1是表示本发明的一个实施方式的概要图。
图2是表示本发明的一个实施方式的动作的说明图。
图3是表示本发明的一个实施方式的动作的说明图。图4是表示本发明的一个实施方式的动作的说明图。
图5是表示本发明的一个实施方式的动作的说明图。
图6是表示本发明的一个实施方式的动作的说明图。
图7是表示本发明的一个实施方式的动作的说明图。
图8是表示本发明的其他实施方式的概要图。
图9是表示本发明的其他实施方式的概要图。
图IO是表示本发明的一个实施方式的动作的说明图。
图11是现有例的说明图。
标号说明
1:玻璃板；2:扭转控制装置；5:激光；6:光束放大光学系统；7: DMD; 8:成像光学系统；10:端部；11:角部；20:固定框架；21:压 电元件；22:高度调整螺钉；25:固定框架；26:框体；40:线阵CCD; 50:控制装置；51:布线图案存储装置；52: DMD控制装置；53:台控 制装置；60:台；70: DMD元件；7h DMD元件。
具体实施例方式
图1是将本发明的激光直接绘制装置应用于印刷布线基板的制造的 例子。其构成为在台60上载置基板W，通过台控制装置53使该台60 沿y方向以一定速度移动，并同时利用传感器(未图示)检测出台60的 位置，从布线图案存储装置51中读取与台60的位置对应的布线图案， 通过DMD控制装置52使DMD7的与该图案对应的元件接通，在台60 上的光刻胶上使布线图案存储装置51的布线图案直接曝光。
布线图案存储装置51的布线图案在曝光准备阶段基于布线数据生 成。具体来说，将用矢量数据书写的布线数据转换成作为二维图像数据 的位图数据，并将其作为布线图案保存在布线图案存储装置51中。该作 业也可以通过控制装置50进行，也可以利用未图示的其他计算机进行。
来自激光5的激光束经由光束放大光学系统6，通过在DMD7上如 前所述地与布线图案对应的接通和切断，只有透射光经由成像光学系统 8，然后透过作为激光束透射体的玻璃板1照射到基板W上。玻璃板1设置于DMD7和基板W之间，但是其只要设置在激光束的光路上，则也 可以设置在其他位置。
玻璃板1形成为长方形的板状，其保持在如图2所示地由固定框架 20支撑的压电元件21上。压电元件21设于长方形的玻璃板1的四个角 部11，压电元件21a、 21b之间的间隔与压电元件21c、 21d之间的间隔 相同，且压电元件21a、 21b之间的边与压电元件21c、 21d之间的边平 行。如图2的(B)所示，构成为通过扭转控制装置2的控制，使压电 元件21a、 21b、 21c、 21d分别适当地伸展、縮短，从而使对置的平行的 端部IO、 IO向相反的方向扭转。
通过这样使玻璃板1的两端向相反方向扭转，玻璃板1的表面角度 发生改变，从而能够调整透过玻璃板1后照射到基板W上的激光束在基 板W上的照射位置。对此通过图3进行说明。
通过扭转玻璃板1，使玻璃板1的某部分倾斜角度e后，透过该部分 的透射光束B偏移Ax。在倾斜角为e时，偏移量Ax用te (l — l/n)来 表示。其中，t为玻璃板l的厚度，n为玻璃板l的折射率。
此夕卜，玻璃板1的宽度W和端部的z方向偏移AZ之间存在Az=ew 的关系。例如，在使折射率为1.5、厚度为lmm、宽度为10mm的玻璃板 1倾斜AZ-15pm时，光束偏移(Ax)为0.5^im。
接着，通过图4至图6对玻璃板1整体的光束偏移进行说明。
当前，如图4所示，在玻璃板1上，在入射有光束a、 b、 c、 d时， 以图示的四条激光束所透射的点a和b、 c和d为例，对它们的位置调整 进行说明。另外，使玻璃板1的中心O与光轴一致，并使玻璃板l的x、 y方向的中心线与扭转的中心轴Tl、 T2—致。换言之，是以玻璃板的x、 y方向的中心线为中心轴来扭转玻璃板1。此时，点a、 b、 c、 d相对中 心O位于对称的位置。即，a、 b和c、 d分别相对于中心轴Tl线对称， a、 c和b、 d分别相对于中心轴T2线对称。在图5中示出了在这样的条 件下将玻璃板1的两个端部10、 10向实线或虚线所示的方向扭转时的激 光束的位置变动。
图5是向图4示出的虚线所表示的方向扭转玻璃板1时的光束照射位置变化，图6是向图4示出的实线所表示的方向扭转玻璃板1时的光 束照射位置变化。图5中的A、 B分别表示入射到a、 b的光束照射在基 板W上的位置。通过使玻璃板1的两端向相反方向扭转，分别使得在点 a倾斜角度e，在点b倾斜角度一e，此时，如在图3中所讨论过的那样， 透过点a、 b并投影到对象物上的激光束的x方向间隔与初始值D相比增 加了2Ax。另一方面，在图6中，透过点a、 b的光束照射到A'、 B'，两 者的间隔减少了2Ax。
图7表示点a、 b、 c、 d在基板W上的照射位置的状态。相对于初 始的照射位置(A0、 B0、 C0、 D0)，通过使玻璃板1的扭转方向为虚线 箭头、实线箭头那样变化，照射位置变化成A、 B、 C、 D或者A'、 B'、 C'、 D，。其结果是，能够使各x方向间隔变化，通过改变扭转方向和扭 转角，能够对间隔进行微调。根据该结构，能够进行微米级的细微的光 束位置调整。
另外，玻璃板l的中心O不因扭转而倾斜，其结果是，其照射位置 O不移动。此外，通过玻璃板1的扭转而产生的玻璃板1上的各点N的 倾斜角度与该点到中心O的距离成比例地增大，其结果为照射位置的移 动距离也与该到中心O的距离成比例地增大。
图8表示其他实施方式。在该实施方式中，在玻璃板1的角部11从 正反两面配置了一对压电元件21、 21，从而使扭动力增大。
图9表示其他实施方式，在该实施方式中，使用高度调整螺钉22来 代替压电元件21。标号25为固定框架，标号26为框体。高度调整螺钉 22由电动机(未图示)驱动，通过调整由该电动机的驱动而施加的力， 能够对光束位置进行调整。
通过图IO对控制方法进行说明。
最初按照以下顺序进行DMD的外观角度的调节。
第一工序)测量DMD倾斜角
第二工序)测量玻璃板1的扭转角与DMD外观倾斜角的关系 第三工序)调整玻璃板1的扭转角 第四工序)确认和修正DMD外观倾斜角。作为第一工序中的DMD倾斜角的测量方法，有这样的方法在涂
布于基板的光刻胶上对测试图案进行曝光，显像后，用尺寸测量器对测
试图案的位置进行测量的方法；以及，利用设置在装置内的传感器对曝 光光束的位置进行测量，并根据该测量结果来测量倾斜角度的方法。前 者存在由于需要通过其他工序进行曝光后的潜像的显像因而花费时间的 问题，而后者由于具有能够省略线的曝光和显像过程、从而能够縮短调 整时间的优点，因此对能够进行更为有效的测量的后一方法进行说明。
将线阵CCD40以如下方式设置在台60上使线阵CCD40与基板W 的光刻胶高度相同，且使线阵CCD40的方向与台60的移动方向正交。 可以得到的线阵CCD40的元件间隔约为5 10jam,元件数为1千至4千 个，因此利用一个线阵CCD40可测量最大40mm (10pim><4000)的范围。
在用一个线阵CCD40不能覆盖DMD7的曝光范围时，可以通过采 用多条线阵CCD40来解决。此外，也可以使用二维CCD来代替线阵 CCD40。该情况下，使台60移动以使DMD7的成像位置在CCD上，然 后使台60静止。DMD7的角度的计算方法与下述说明的线阵CCD的情 况相同。
在测量DMD7的倾斜角度e的时候，例如仅使两个DMD元件70、 71为接通状态并在线阵CCD40上通过，并且储存其信号图像。此时，点 DMD元件70、 71在基板上的成像位置分别为A'、 B'。根据测量的结果， 可以知道A，、 B，的光斑在传感器上的距离为Ap，检测出两者的时间间隔 为At。设此时的台60的移动速度为v的话，成像点的角度0能够通过 tane=Ap/ (Afv)来计算。这就是外观上的DMD倾斜角度。
另外，此处的测量点为两个，但是由于设置大量测量点能够更为准 确地测量角度，因此能够根据需要增加测量点。
接着，在第二工序中，使用该测定系统，在真正的曝光前，测量施 加到压电元件21上的电压与外观上的DMD角度的改变量之间的关系。 具体来说，改变施加到各压电元件21上的电压，使用在第一工序中说明 过的方法对各光束位置的变化进行测量，并记录结果。增多在该测量中 测定的DMD7的元件对数，能够更为准确地测量施加电压与光束之间的关系。将施加电压与各光束的变化的关系记录在控制装置50中。
在第三工序中，作为使用曝光装置进行真正的曝光前的准备，要调
整DMD7的倾角。首先，使用第一工序测量DMD7的角度。控制装置 50判断所测量到的角度是否在设定角的容许范围内，在测量角度偏出最 初的设定范围内的情况下，使用通过第二工序求得的关系，对压电元件 21施加电压，以使测量角度进入测量范围。
在第四工序中，使用曝光装置一定时间后，执行第三工序，确认 DMD7的外观角度进入到了设定值内。这是因为，由于使用曝光装置， 温度分布与开始时刻变得不同，光束位置有时会产生变化。在测量到的 角度超出设定范围的情况下，使用通过第二工序求得的关系，调整施加 到压电元件21的电压，以对玻璃板1的角度进行修正。
另外，在图9所示的实施方式的情况下，读取高度调整螺钉22的存 储器，通过用人手进行旋转和修正，能够进行与压电元件21相同的动作。
权利要求
1.一种激光直接绘制装置，其通过使多条激光束接通和切断并照射到对象物上，来形成预定图案的潜像，其特征在于，该激光直接绘制装置具有板状的透射体，其设于所述对象物上，用于使所述多条激光束透射；以及将该板状的透射体的两端向相反方向扭转的构件，通过调整该扭转构件的扭转角来调整所述多条激光束之间的间隔。
2. 根据权利要求l所述的激光直接绘制装置，其特征在于， 通过空间光调制器来进行所述激光束的接通和切断。
3. 根据权利要求l所述的激光直接绘制装置，其特征在于， 所述扭转构件具有设置在所述透射体的端部的压电元件。
4. 根据权利要求l所述的激光直接绘制装置，其特征在于，所述扭转构件具有设置于所述透射体的端部的机械螺钉。
全文摘要
本发明提供一种激光直接绘制装置，该激光直接绘制装置能够精度良好且简单地进行光束的投射位置的旋转调整。设置于DMD(7)和基板(W)之间的玻璃板(1)形成为长方形的板状，并保持在由固定框架(20)支撑的压电元件(21)上。压电元件(21)设于玻璃板(1)的相对置的两个端部(10、10)的两端部，即设置在长方形玻璃板(1)的四个角部(11)，通过扭转控制装置(2)的控制，压电元件(21a、21b、21c、21d)分别适当地进行伸展、缩短，从而使端部(10、10)向相反方向扭转。由此，玻璃板(1)的表面角度改变，对透过玻璃板(1)照射到基板(W)上的激光束在基板(W)上的照射位置进行调整。
文档编号G03F7/00GK101526736SQ200910003408
公开日2009年9月9日 申请日期2009年1月12日 优先权日2008年3月6日
发明者安藤护俊 申请人:株式会社阿迪泰克工程