[发明专利]形成用于光刻转印的准直UV光线的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于将图案光刻转印到涂有光敏聚合物的基底上的准直光学装置。更具体地说，本发明涉及一种用于光刻转印到印刷电路板上的准直UV光学装置。

背景技术

具有UV准直光学装置的曝光系统用于曝光其导体线路＜100μ的印刷电路板。

UV准直光学装置是本领域已知的。例如，参见EP 618 505、EP 807505、EP 807 856、DE 41066 7311和US 2002/016 7788 A1中的说明书，这些文献的内容都在此引用作为参考。现有的UV准直光学装置将水银短弧灯的UV辐射聚集在椭圆反射镜的焦点上，并且通过准直光学装置将该焦点扩展到抛物面反射镜。UV光线以准直的且与基底垂直的方式离开该抛物面反射镜。

在DE 42 066 73 A1(该文献的内容在此引用作为参考)和US2002/0167788A1中所述的扫描光学装置中，在基底的短尺寸上以条纹的形式进行扩展。在此引用作为参考的US 2004/0166249描述了使用LED固化具有多个光谱灵敏度峰值的聚合物。

在已知的UV准直光学装置中的聚焦和扩展需要长的光程。所以，这些光学装置具有大的空间要求，从而非常贵。因此，人们需要一种扩展和聚焦不需要长的光程的设备和/或方法，从而更实用，并且通常不贵。

发明内容

本发明提供一种形成用于曝光在印刷电路板上的光敏基底的准直UV辐射的改进方法和设备。本发明的方法和设备不需要在本领域的现有的准直UV辐射装置中的长的光程。本发明通过将来自上游辐射源的准直的UV辐射分成多个次级辐射源并且通过使用扫描滑动片(scanning slide)将来自次级源的UV辐射分布成均匀地照射目标基底，来实现缩短下游光学装置的光程长的目的。

在优选实施例中，使用两种技术中的一种技术提供次级(或者“小型”)UV辐射源。在第一种技术中，通过将5-8kW水银点光源灯的辐射分束并且将这些分离的束分布在多个UV液体光导的输入端上，来提供小型UV辐射源。以类似的方式，从单个波导输出的准直UV辐射自身分束，输入到多个UV液体光导。在第二种技术中，通过使用UV发光LED的阵列或者矩阵的UV辐射来提供小型UV辐射源。

在第二种技术的优选实施例中，UV LED直接结合或者焊接在散热器上。在该实施例中，此外，优选的是，使用水冷却将吸热材料冷却到合适的温度，例如，6℃，以便使用寿命最大，并且帮助稳定UV LED的UV输出辐射。

在优选实施例中，UV LED和UV LED芯片组布置成方形，并且将该方形布置旋转45°，使得芯片组的对角线与扫描滑动片的扫描运动方向平行。假如通过准直透镜适当地放大方形辐射源，这些辐射投影在基底的菱形子区域上，在扫描过程中所述菱形子区域的辐射密度与相邻的LED的菱形子区域的辐射密度最佳地加在一起，进一步产生好的均匀性。在示例性实施例中参照附图描述该方法的细节。

LED按群组的形式组合，优选按两行每行八个的形式组合，并且用恒定的电流串联供应。升压转换器执行控制。5.1V齐纳二极管(Z-二极管)与每个LED并联。在由于LED故障而导致中断的情况下，该齐纳二极管确保电流继续流过串联的其余LED，并且避免曝光器失效。

准直光学装置包括多透镜板，其通过从UV兼容的丙烯酸玻璃铣削而产生。非球面透镜形状被最优地计算以用于成像。准直角度可以通过电动调节多透镜板离小型UV辐射源的间距来改变。该角度优选可以在2°至10°调节。

根据洁净室质量、导体线路的分辨率和技术(液体抗蚀剂/干抗蚀剂)，程控准直角度的方法使用该设备，以在规定作业参数之后自动设定最佳的准直角度。

曝光的均匀性是抗蚀剂在随后的工序步骤中的作用的重要变量，所述步骤为：显影/电镀/蚀刻。因此，将曝光能量均匀地引入到基底上是有益的。

本发明提供进一步的方法和设备，相对于就提高均匀性所述的有益方法，该方法进一步提高均匀性。

US 2004/0166249描述选择方法，所述选择方法在这里无法使用，所以由下述方法替代。

本发明根据UV功率/mA选择，并且使用选择的群组，用于不同的曝光系统。本发明还根据LED的UV光谱选择，并且使用它们，用于不同的抗蚀剂型和/或焊接抗蚀剂。

准直设备测量和收集用于为了提高均匀性而插入在UV光路中的横向孔径的设计和生产该孔径的方法中的性能数据。准直设备定位在曝光机的边缘区域上，并且具有光电元件，该光电元件可以通过齿带驱动相对于扫描滑动片的扫描方向横向地移位。以逐步的方式调节该光电元件。