光学投影曝光设备制造技术

本发明专利技术披露了一种能够精细校正放大率的光学放大率调节系统。将第一平凸透镜１安装在物面５的一侧，将第二凹平透镜２安装在成像面７的一侧。通过控制第一透镜与第二透镜之间的中心间隔ｄ，放大或缩小图像。分别根据如下等式设置第一透镜的凸面和第二透镜的凹面的曲率半径Ｒ２和Ｒ３。Ｒ２＝（１－ｎ１）／φ２；Ｒ３＝（ｎ２－１）／φ３。其中φ２和φ３分别表示屈光力，ｎ１和ｎ２分别表示折射率。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学放大率调节系统和投影曝光设备。
技术介绍
光刻法广泛应用于各领域，在这种方法中，曝光设备利用照相术将规定的图形印制在喷涂了诸如光致抗蚀剂的感光材料的衬底表面上，此后利用蚀刻过程将该图形形成在衬底上。最近几年还利用曝光设备制造印刷电路板。由于对电子设备的高速操作、多功能性以及小型化的要求越来越高，所以对印刷电路板的多层、密集性以及显微性的要求越来越高。尤其是在制造多层印刷电路板过程中，在对图形曝光时，要求每层上的图形与另一层上的图形具有极高的对准精度。如上所述，随着印刷电路板进一步小型化和多层化趋势的发展，再也不能忽视因为构成印刷电路板的铜箔与环氧树脂的膨胀系数不同而导致印刷电路板本身产生的膨胀和收缩。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可以根据印刷电路板的膨胀或收缩调节投影图像的放大率的光学放大率调节系统和投影曝光设备。根据本专利技术的光学放大率调节系统的优选实施例具有两个透镜第一透镜，是平凸透镜或平凹透镜，具有屈光力φ2，由如下等式定义；以及第二透镜，是凹平透镜或凸平透镜，具有屈光力φ3，由如下等式定义，它们均被安装在光学曝光系统的待投影物面侧或投影图像侧的远心位置，并且能够精确调节所述光学曝光系统的总系统放大率。φ3＝-Φ(S1+e1)/d0φ2＝(Φ-φ3)/(1-d0φ3)其中Φ所述光学放大率调节系统的屈光力，S1从所述第一透镜的第一表面到一个物面5(即光掩模面(photo masksurface))的距离，d0满足放大率β＝1的所述两个透镜之间的中心间隔，e1＝t1/n1(其中t1所述第一透镜的中心厚度，n1所述第一透镜的折射率)。利用上述系统配置，可以通过以d0为中心提高或降低两个透镜之间的中心间隔来调节放大率β，因此可以精确校正光学曝光系统的放大率，从而高精度放大或缩小投影图像。此外，在插入了与所述两个透镜的总中心厚度具有相同厚度的平行面的情况下，希望事先根据其目的校正所述光学曝光系统的光学像差。通过使所述两个透镜为圆柱形，还可以通过以上述同样方式调节中心间隔d，来仅在图像的一个方向，或者在纵向，或者在横向校正放大率。为了实现消色差条件，希望使所述两个透镜的色散系数υ1和υ2满足如下等式。υ1/υ2φ2/φ附图说明图1是根据本专利技术光学放大率调节系统的实施例的原理图；图2是解释根据本专利技术光学放大率调节系统的实施例的操作原理的示意图；图3是根据本专利技术的投影曝光设备的实施例的原理图； 图4是解释根据本专利技术的光学放大率调节系统的另一个实施例的操作原理的示意图；图5是解释根据本专利技术的光学放大率调节系统的另一个实施例的操作原理的示意图；图6是解释根据本专利技术的光学放大率调节系统的又一个实施例的操作原理的示意图。具体实施例方式现在将参考附图说明本专利技术。图1示出安装在用于制造印刷电路板的投影曝光设备内的、根据本专利技术的光学放大率调节系统A。利用光学放大率调节系统A，根据预定放大率，在所有方向或预定方向，对通过作为光掩模的掩模面的、待投影的物面5传送的、曝光频率的射线进行精细放大或缩小，然后利用光学曝光系统6，根据正常投影放大率对它进行放大或缩小，最后将图像形成在印刷电路板的成像面7上。稍后，将参考图3说明投影曝光设备。光学放大率调节系统A包括第一透镜1和第二透镜2，并且通过调节第一透镜1与第二透镜2之间的距离调节其放大率。此外，通过采用圆柱形透镜作为第一透镜1和第二透镜2，可以实现仅在一个预定方向的放大或缩小。可以设置此放大率以对印刷电路板的膨胀或收缩进行补偿。假定将光学放大率调节系统A安装在远心光学系统内。在此实施例中，将它安装在物面5与光学曝光系统6之间。图2示出光学放大率调节系统A的详细结构。在此实施例中，安装在物面一侧的第一透镜1是平凸透镜，而安装在成像面7一侧的第二透镜2是凹平透镜。此外，第一透镜还可以是平凹透镜，而第二透镜2还可以是凸平透镜。通过改变第一透镜1与第二透镜2之间的中心间隔d，可以进行放大或缩小。也就是说，通过在中心间隔d为d0时初始地将放大率设置为等倍数，通过在d0附近改变中心间隔d，可以提高或降低放大率。对于此操作过程，根据如下等式1和2，分别设置第一透镜1的凸面和第二透镜2的凹面的曲率半径R2和R3。这些等式不仅在第一透镜1为平凸透镜而第二透镜为凹平透镜时有效，而且在第一透镜1为平凹透镜而第二透镜2为凸平透镜时有效。R2＝(1-n1)/φ2等式1R3＝(n2-1)/φ3等式2其中φ2和φ3分别表示屈光力，n1和n2分别表示折射率。上述等式1和等式2是这样获得的如图2所示，设R1和R2分别表示第一透镜1的面曲率半径，R3和R4分别表示第二透镜2的面曲率半径，φ1、φ2、φ3和φ4表示相应面的屈光力(即焦距的倒数)。此外，设t1和n1分别表示第一透镜1的中心厚度和折射率，t2和n2分别表示第二透镜2的中心厚度和折射率，d表示第一透镜1与第二透镜2之间的中心间隔。设S1表示第一透镜1的第一面R1与物面5(即光掩模面)之间的距离，Sk表示第二透镜2的第二面R4与像面50(即光掩模面的虚像)之间的距离。设Φ(即焦距的倒数)表示整个光学放大率调节系统的总屈光力，则利用等式3可以获得Φ，因为，由于R1和R4是平面所以屈光力φ1和φ4为0。Φ＝φ2+φ3-dφ2φ3等式3在此例中，根据光学旁轴关系，等式4表示光学放大率调节系统的放大率β。β＝-1/等式4其中e1＝t1/n1，并且在物面位于第一透镜左侧时，S1＞0。然后，使d是在放大率β变成等倍数(即β＝1)时的标准间隔d0，则由等式4获得等式5，并求得φ3。φ3＝-Φ(S1+e1)/d0 等式5通过把等式5代入等式3，可以求得φ2φ2＝(Φ-φ3)/(1-d0φ3) 等式6由于确定了φ2和φ3，所以可以从这两个透镜的折射率分别求得曲率半径R2和R3，如如下等式1和2所示。R2＝(1-n1)/φ2 等式1R3＝(n2-1)/φ3 等式2可以在光学曝光系统的远心度容差范围内设置光学放大率调节系统的总屈光力Φ。换句话说，可以将落入光学曝光系统操作条件所确定的远心度容差范围内的一个长焦距指定为光学放大率调节系统的焦距。如果赋予此焦距一个大的负(-)值，则该系统变成平凸+凹平的组合，然而如果赋予此焦距一个大的正(+)值，则该系统变成平凹+凸平的组合。通过从上述获得的φ2和φ3求得Φ，并且通过将φ和φ3代入等式4，利用如下等式可以求得β。β＝-1/ 等式4’其中e1＝t1/n1。如此等式所示，放大率β随第一透镜1与第二透镜2之间的间距d发生变化，因此，通过改变间距d可以校正放大率β。此外，通过调节间距d，也可以校正包括光学曝光系统在内的整个系统的放大率β。在此例中，在第一透镜与第二透镜之间的间距d等于0时，确定光学放大率调节系统的放大率调节极限，并可以由上述等式4’如下求得放大率(β＝β0)。β0＝-1/ 等式4”在上述实施例中，随着这两个透镜之间的间距d的变化，放大率在横向和纵向以同样速率发生变化，因为第一透镜1和第二透镜2的R2和R3均基于球面。该系统配置适于对放大率进行多向校正以对光学曝光系统内的温度变化进行补偿。除了上述实施例之外，第一透镜1和第二透镜2的面R2和R3还可以分别采用柱面。在这种情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将电路图形等印制在印刷电路板上的光学投影曝光设备，该设备包括：光掩模，具有规定图形，投影装置，用于将所述光掩模图形投影到所述印刷电路板上，光源，通过所述投影装置辐照曝光射线，从而将所述光掩模图形印制在所述印刷 电路板上，以及光学放大率调节系统，安装在所述光掩模与所述印刷电路板之间，从而至少在一个任意方向校正所述图形的放大率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：松本德嘉，小渡望，平林洋一，
申请(专利权)人：株式会社阿迪泰克工程，
类型：发明
国别省市：JP[日本]