專利名稱：光布線電路制造方法及具有該光布線電路的光布線基板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光布線電路的制造方法及具有該光布線電路的光布線基板，具體地說，是涉及利用根據(jù)圖像數(shù)據(jù)通過空間光調(diào)制元件等調(diào)制的光束進行圖像曝光的數(shù)字無掩模曝光裝置的光布線電路的制造方法及具有該光布線電路的光布線基板。
背景技術(shù)：
在設(shè)有采用光波導(dǎo)路而進行電路構(gòu)成的光布線電路、例如，在具有在表面安裝型發(fā)光元件及受光元件之間傳送光等的光布線電路的光布線基板上，從這些表面安裝型元件一側(cè)的光路至光布線基板的光波導(dǎo)路側(cè)的光路變換90°，為使光入射到光波導(dǎo)路或從波導(dǎo)路射出，有形成傾斜45°的光波導(dǎo)路端部，并在該傾斜端面上設(shè)置反射鏡。
對于這種光布線基板，以往要形成光波路端部的傾斜面，采用與傾斜面對應(yīng)的區(qū)域的掩模圖形的密度在光波導(dǎo)路的長方向上變化(增加或減少)的光掩模，通過改變曝光光致抗蝕劑的紫外線透過量，形成具有傾斜結(jié)構(gòu)的蝕刻掩模，通過利用具有反應(yīng)性的離子蝕刻等復(fù)制掩模圖形，將光波導(dǎo)路端部加工成所需的傾斜形狀(例如，參見專利文獻1)；或采用具有將成為反射鏡部分的端部附近作為透光和遮光的邊界的掩模圖形的簡易結(jié)構(gòu)的光掩模，形成具有斜側(cè)面的厚膜抗蝕劑圖形，通過干蝕刻該每個抗蝕劑圖形，將芯材加工成斜面(例如，參見專利文獻2)。
此外，近年來，通過以利用光照射改變折射率的聚硅烷或BP-PMA(具有由二苯甲酮殘基(BP基)構(gòu)成的光官能團構(gòu)成的聚甲基丙烯酸(PMA)聚合物)等聚合物材料作為芯材的光退化法(例如，參見專利文獻3、4)，或用光固化性樹脂的直接曝光法，無蝕刻工序制造光布線基板(大面積波導(dǎo)路薄膜、光波導(dǎo)路)，以此來簡化制造過程。
專利文獻1特開平6-265738號公報(第3～4頁、圖1)專利文獻2特開2002-82242號公報(第3～4頁、圖2)專利文獻3特開平6-265738號公報(第6～7頁、圖5、圖6)專利文獻4特開2002-14241號公報(第4頁)但是，在采用上述專利文獻1的方法時，由于光掩模的特殊結(jié)構(gòu)，制造非常費事。關(guān)于專利文獻2，由于反光鏡形成部的加工需要兩次光石印工序，制造過程復(fù)雜。
此外，在進行光石印工序的上述傳統(tǒng)示例中，在制造在基板厚度方向(疊層方向)多級設(shè)置光布線電路的多級結(jié)構(gòu)的光布線基板時，要重復(fù)進行光石印工序，所以此時采用吸濕性高的尺寸變化大的聚酰亞胺等基板材料，通過其伸縮可以降低反光鏡形成部的位置精度。因此，要實現(xiàn)高精度的位置對準(zhǔn)，需要準(zhǔn)備多種不同尺寸的光掩模，由此存在使制造過程復(fù)雜同時又增加生產(chǎn)成本的問題。
另一方面，即使采用不需要蝕刻工序的光退化法或直接曝光法，由于需要光石印工序，在形成上述多級電路時，在位置的高精度對準(zhǔn)及反光鏡的形成中存在同樣的問題。
所以，近年來，提出了多種利用數(shù)字微型鏡器件(DMD)等的空間光調(diào)制元件并根據(jù)圖像數(shù)據(jù)調(diào)制的光束進行圖像曝光的曝光裝置。
例如，DMD是在硅等半導(dǎo)體基板上2維狀排列多個根據(jù)控制信號變化反射面角度的微型反射鏡的反光鏡裝置，采用該DMD的曝光裝置，由照射激光的光源、對準(zhǔn)從光源照射的激光的透鏡系、配置在透鏡系的大致焦點位置的DMD、將DMD反射的激光成像在掃描面上的透鏡系構(gòu)成，根據(jù)圖像數(shù)據(jù)等生成的控制信號開關(guān)各個DMD的微型反射鏡，調(diào)制激光，用調(diào)制的激光進行圖像曝光。此外，采用該曝光裝置，由于能夠按空間光調(diào)制元件的微型反射鏡單位控制每一象素的曝光量(光強度)，認為適合無掩模制造上述光布線基板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮到上述事實，目的是提供一種光布線電路的制造方法及具有該光布線電路的光布線基板，通過無掩模曝光容易形成光布線電路，特別是能夠容易形成用于在光波導(dǎo)路的端部設(shè)置反射鏡的傾斜面形狀或在疊層方向上多級形成光布線電路的電路構(gòu)成。
為達到上述目的，本發(fā)明之一是通過光波導(dǎo)路而構(gòu)成電路的光布線電路的制造方法，其特征在于具有以下工序，即，利用根據(jù)圖像信息通過空間光調(diào)制元件調(diào)制的光束進行圖像曝光的曝光裝置，通過所述光束對用于形成所述光波導(dǎo)路的光學(xué)材料的規(guī)定區(qū)域進行曝光并形成圖形。
在本發(fā)明之一中，通過采用DMD等空間調(diào)制元件調(diào)制的光束的圖像曝光對用于形成光波導(dǎo)路的光學(xué)材料的規(guī)定區(qū)域進行曝光并進行圖形形成，由此形成光波導(dǎo)路并制造由該光波導(dǎo)路而構(gòu)成電路的光布線電路。由此能夠?qū)崿F(xiàn)無掩模曝光制造光布線電路，能夠容易簡化其制造方法。此外，由于不采用光掩模，即使在電路的變更及制造由復(fù)雜電路構(gòu)成的光布線電路時，也容易適應(yīng)。
此外，對于采用燈光源等的光的以往掩模曝光，由于用光束進行高精細的圖像曝光，所以能夠形成高精度、光滑的光波導(dǎo)路圖形形狀。因此能夠制造抑制傳播損耗的光布線電路。
本發(fā)明之二是通過具有在構(gòu)成光波導(dǎo)路的端部上設(shè)置向該芯層入射光或從該芯層出射光的反光鏡用的傾斜面的光波導(dǎo)路而構(gòu)成光布線電路的制造方法，其特征在于具有以下工序，即，利用根據(jù)圖像信息通過空間光調(diào)制元件調(diào)制的光束進行圖像曝光的曝光裝置，通過根據(jù)所述傾斜面的傾斜形狀來控制曝光量的所述光束對用于形成所述光波導(dǎo)路的光學(xué)材料的規(guī)定區(qū)域進行曝光并形成圖形。
在本發(fā)明之二中，采用根據(jù)圖像信息利用通過空間光調(diào)制元件調(diào)制的光束進行圖像曝光的曝光裝置，利用根據(jù)傾斜面的傾斜形狀控制曝光量的光束，對作為與構(gòu)成光波導(dǎo)路的芯層的端部上形成的傾斜面對應(yīng)的區(qū)域的用于形成光波導(dǎo)路的光學(xué)材料的規(guī)定區(qū)域進行曝光并形成圖形。由于光學(xué)材料的圖形形狀(厚膜)隨曝光量變化，如上所述，能在被控制曝光量的光束曝光的光學(xué)材料的規(guī)定區(qū)域上制造傾斜面。
例如，當(dāng)在光波導(dǎo)路材料上面成膜的光致抗蝕劑為光學(xué)材料時，可在該光致抗蝕劑的規(guī)定區(qū)域制造斜面結(jié)構(gòu)的蝕刻掩模。如采用上述蝕刻掩模蝕刻芯層，隨著被蝕刻材料(芯層)的蝕刻，由于也蝕刻加工蝕刻掩模，所以在芯層的端部形成(復(fù)制)根據(jù)蝕刻掩模的圖形形狀傾斜的傾斜面。如在該傾斜面用金屬蒸鍍等方法形成反射鏡，就能制造具有在芯層的端部斜面設(shè)有反射鏡的光波導(dǎo)路的光布線電路。
由此，能夠簡易制造不采用以往那樣特殊光掩模的光布線電路。
本發(fā)明之三，其特征在于在本發(fā)明之二所述的光布線電路的制造方法中，上述曝光裝置具有在掃描上述光束進行圖像曝光的同時，在其掃描中使兩個以上象素重疊曝光的多重曝光功能；利用該多重曝光控制上述曝光量。
在本發(fā)明之三中，曝光裝置的光束通過空間光調(diào)制元件被調(diào)制并進行掃描，通過該光束的掃描，利用使兩個以上象素重疊曝光的多重曝光來控制曝光量，由此易于控制光束產(chǎn)生的曝光量。此外，由于可進行提高反差系數(shù)的高精細曝光，例如，在光學(xué)材料為光致抗蝕劑時，能夠使形成蝕刻掩模的傾斜形狀平滑。在使兩個以上象素重疊曝光的多重曝光功能中，包括在同一點重復(fù)曝光多個象素的功能、不在同一點并相互錯開象素中心重復(fù)曝光多個象素的功能以及上述雙方組合的功能。
本發(fā)明之四為本發(fā)明之一至之三中任何一項所述的光布線電路的制造方法，其特征在于利用上述光束進行圖像曝光的分辨力為0.1μm～2.5μm。
在本發(fā)明之四中，通過將分辨力設(shè)為0.1μm～2.5μm的非常高精細的光束曝光，能夠更好地形成光波導(dǎo)路的圖形形狀，例如能夠進一步降低分支電路等的傳播損耗。
本發(fā)明之五為本發(fā)明之一至之四中任何一項所述的光布線電路的制造方法，其特征在于上述光學(xué)材料為成膜在上述光波導(dǎo)路材料上的光致抗蝕劑，在利用上述光束曝光并圖形形成的工序中具有在從該光致抗蝕劑形成蝕刻掩模后，用該蝕刻掩模蝕刻上述光波導(dǎo)路材料的工序。
在本發(fā)明之五中，通過利用由空間光調(diào)制元件調(diào)制的光束對光波導(dǎo)路材料上成膜的光致抗蝕劑的規(guī)定區(qū)域進行曝光并圖形形成，由光致抗蝕劑形成蝕刻掩模；通過用該蝕刻掩模蝕刻光波導(dǎo)路材料，形成構(gòu)成光波導(dǎo)路的芯層。由此芯層可以通過無掩模曝光形成，從而能夠容易地制造光布線電路。
本發(fā)明之六為本發(fā)明之五所述的光布線電路的制造方法，其特征在于上述光致抗蝕劑為正型。
在本發(fā)明之六中，通過采用正型的光致抗蝕劑，能夠容易在蝕刻掩模上形成具有上述傾斜結(jié)構(gòu)的圖形形狀。
本發(fā)明之七是本發(fā)明之一至之四中任何一項所述的光布線電路的制造方法，其特征在于上述光學(xué)材料為通過光照射而改變折射率的光波導(dǎo)路材料，在利用上述光束曝光并進行圖形形成的工序中，改變該光波導(dǎo)路材料的規(guī)定區(qū)域的折射率，形成光波導(dǎo)路。
在本發(fā)明之七中，通過利用由空間光調(diào)制元件調(diào)制的光束對通過光照射而改變折射率的光波導(dǎo)路材料的規(guī)定區(qū)域進行曝光并進行圖形形成，從而形成構(gòu)成光波導(dǎo)路的高折射率的芯層及低折射率的包覆層。這樣就能夠無掩模曝光形成芯層和包覆層，簡化光布線電路的制造。
本發(fā)明之八為本發(fā)明之七所述的光布線電路的制造方法，其特征在于上述光波導(dǎo)路材料具有通過光照射折射率降低的性質(zhì)。
在本發(fā)明之八中，光波導(dǎo)路材料為具有光照射折射率降低的性質(zhì)的聚合物材料等，由此通過利用光束對構(gòu)成包覆層的區(qū)域進行曝光并進行圖形形成，能夠形成相對于芯層折使射率降低的包覆層。
本發(fā)明之九為本發(fā)明之二至本發(fā)明之四中任何一項所述的光布線電路的制造方法，其特征在于由本發(fā)明之七或本發(fā)明之八所述的光布線電路制造方法中的光波導(dǎo)路材料形成的上述芯層，在通過根據(jù)傾斜面的傾斜形狀控制曝光量的上述光束進行曝光并圖形形成的工序中，具有在與傾斜面大致垂直的方向上間斷地或?qū)嵸|(zhì)上連續(xù)地改變該圖形形成后的傾斜面的折射率的分布。
在本發(fā)明之九中，通過將該圖形形成的傾斜面的折射率設(shè)定為在與傾斜面大致垂直的方向階段地或?qū)嵸|(zhì)上連續(xù)地變化的分布，能夠提高入射傾斜面的光的反射率。由于該傾斜面實質(zhì)上具有作為反射鏡的功能，即使在傾斜面不另設(shè)置反射鏡也能夠高效率折彎光束。
本發(fā)明之十為本發(fā)明之一至本發(fā)明之四中任何一項所述的光布線電路的制造方法，其特征在于上述光學(xué)材料為光照射而固化的光波導(dǎo)路材料，在通過上述光束進行曝光并圖形形成的工序中，在固化該光波導(dǎo)路材料的規(guī)定區(qū)域后，具有通過顯影處理去除光波導(dǎo)路材料的未固化部分的工序。
在本發(fā)明之十中，通過利用由空間光調(diào)制元件調(diào)制的光束對通過光照射而固化的光波導(dǎo)材料的規(guī)定區(qū)域進行曝光并圖形形成，固化該光波導(dǎo)路材料的規(guī)定區(qū)域，通過顯影處理去除光波導(dǎo)路材料的未固化部分，形成構(gòu)成光波導(dǎo)路的芯層。由此能夠無掩模曝光形成芯層，簡化光布線電路的制造。
本發(fā)明之十一，其特征在于光布線基板具有根據(jù)本發(fā)明之一至之十中任何一項所述的光布線電路的制造方法制造的光布線電路。此外，本發(fā)明之十二，其特征在于光布線基板是在疊層方向多級設(shè)置根據(jù)本發(fā)明之一至之十中任何一項所述的光布線電路的制造方法制造的光布線電路。
在本發(fā)明之十一和十二中，如果光布線基板是具有通過采用上述光束的數(shù)字無掩模曝光形成的光布線電路，可簡化制造過程。此外，即使是在疊層方向多級設(shè)置光布線電路的光布線基板，也容易制造。


圖1是表示本發(fā)明實施方式1的曝光裝置的外觀的立體圖。
圖2是表示本發(fā)明實施方式1的曝光裝置的掃描器結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖3中(A)是表示在感光材料上形成的已曝光的區(qū)域的俯視圖，(B)是表示每個曝光頭的曝光面積的排列圖。
圖4是表示本發(fā)明實施方式1的曝光裝置的曝光頭的概略構(gòu)成的立體圖。
圖5中(A)是表示圖4所示的曝光頭結(jié)構(gòu)的沿光軸的副掃瞄方相的剖面圖，(B)是(A)的側(cè)面圖。
圖6是表示數(shù)字微型鏡器件(DMD)構(gòu)成的局部放大圖。
圖7中(A)及(B)是說明DMD的工作狀態(tài)的圖。
圖8中(A)及(B)是對比表示在不傾斜配置DMD時和傾斜配置時的曝光光束的配置及掃描線的俯視圖。
圖9中(A)是表示纖維陣列光源的構(gòu)成的立體圖，(B)是(A)的局部放大圖，(C)及(D)是表示激光出射部的發(fā)光點的排列的俯視圖。
圖10是表示多模光纖維構(gòu)成的圖。
圖11是表示合波激光光源構(gòu)成的俯視圖。
圖12是表示激光模式結(jié)構(gòu)的俯視圖。
圖13是表示圖12所示激光模式結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。
圖14是表示圖12所示激光模式結(jié)構(gòu)的局部側(cè)面圖。
圖15中(A)及(B)是表示以往曝光裝置中的焦點深度和本發(fā)明一實施方式的曝光裝置中的焦點深度的不同點的沿光軸的剖面圖。
圖16中(A)及(B)是表示DMD的使用區(qū)域的示例圖。
圖17中(A)是DMD的使用區(qū)域適當(dāng)時的側(cè)面圖，(B)是(A)的沿光軸的副掃瞄方相的剖面圖。
圖18是說明本發(fā)明實施方式1的用蝕刻法制造光布線基板的方法圖，(A)為在在臨時基板上形成包覆層的狀態(tài)，(B)為在包覆層上形成芯層的狀態(tài)，(C)為在芯層上涂布感光材料的狀態(tài)。
圖19是說明圖18的制造工序之后的圖，(D)為通過變化光束曝光量曝光感光材料的狀態(tài)，(E)為顯影感光材料并形成蝕刻掩模的狀態(tài)，(F)為干蝕刻芯層的狀態(tài)。
圖20是說明圖18的制造工序之后的圖，(G)為剝離蝕刻掩模的狀態(tài)，(H)為在芯層端部的傾斜面上形成反射鏡的狀態(tài)，(I)為用包覆層覆蓋芯層的狀態(tài)。
圖21中(J)是表示用蝕刻法制造光布線基板的完成狀態(tài)的圖。
圖22是表示光束曝光分支電路時由于分辨力的差異造成圖形形狀變形的示意俯視圖，(X)為低分辨力時的圖形形狀，(Y)為高分辨力時的圖形形狀。
圖23表示本發(fā)明實施方式2的曝光裝置的立體圖。
圖24是表示本發(fā)明實施方式2的曝光裝置的正視圖。
圖25是說明本發(fā)明實施方式2的用蝕刻法制造具有多級光布線電路的光布線基板的方法的圖，(K)表示通過變化激光束曝光量從兩面曝光感光材料的情況，(L)表示顯影感光材料并形成蝕刻掩模的狀態(tài)，(M)表示干蝕刻第1級芯層的狀態(tài)。
圖26是說明圖25的制造工序以后的圖，(N)表示在第1級芯層端部的傾斜面上形成反射鏡并用包覆層覆蓋芯層的狀態(tài)，(O)表示在包覆層上形成第2級芯層并涂布感光材料的狀態(tài)，(P)表示通過變化激光束曝光量從兩面曝光感光材料的狀態(tài)。
圖27是說明圖26的制造工序后段的圖，(Q)表示顯影感光材料并形成蝕刻掩模的狀態(tài)，(R)表示干蝕刻第2級芯層的狀態(tài)，(S)表示在第2級芯層端部的傾斜面上形成反射鏡并用包覆層覆蓋芯層的狀態(tài)。
圖28(T)是表示多級配置用蝕刻法制造的光布線電路的光布線基板的完成狀態(tài)及使用例的示意圖。
圖29是詳細說明圖25的(M)工序的圖，(U)、(V)、(W)表示緩慢干蝕刻加工芯層及蝕刻掩模時的情況示意圖。
圖30是說明本發(fā)明實施方式3的采用光退化法制造光布線基板的方法的圖，(A)表示在臨時基板上形成包覆層的狀態(tài)，(B)表示在包覆層上形成芯層的狀態(tài)。
圖31是說明圖30的制造工序后的圖，(C)表示變化光束的曝光量曝光芯層時的情況，(D)表示用包覆層覆蓋芯層的狀態(tài)。
圖32是說明圖31的制造工序后的圖，(E)表示從臨時基板202上剝離光布線基板的狀態(tài)，(F)表示用光退化法制造光布線基板的完成狀態(tài)及其使用例的圖。
圖33是表示用光退化法制造光布線基板的芯層、包覆層及傾斜面的折射率分布和傾斜面的光反射狀態(tài)的放大示意剖面圖。
圖34是說明本發(fā)明實施方式4的采用光退化法制造多級具有光布線電路的光布線基板的方法的圖，(G)表示變化光束的曝光量，從兩面曝光第1級芯層的狀態(tài)，(H)表示用包覆層覆蓋第1級芯層的狀態(tài)。
圖35是說明圖34的制造工序后的圖，(I)表示在包覆層上形成第2級芯層的狀態(tài)，(J)表示變化光束的曝光量，從兩面曝光第2級芯層的狀態(tài)。
圖36是說明圖35的制造工序后的圖，(K)表示用包覆層覆蓋第2級芯層的狀態(tài)，(L)表示用光退化法制造具有多級光布線電路的光布線基板的完成狀態(tài)及其使用例的圖。
圖37是說明本發(fā)明實施方式5的采用直接曝光法制造光布線基板的方法的圖，(A)表示在臨時基板上形成包覆層的狀態(tài)，(B)表示在包覆層上形成芯層的狀態(tài)。
圖38是說明圖37的制造工序后的圖，(C)表示變化光束的曝光量曝光芯層的狀態(tài)，(D)表示顯影芯層的狀態(tài)。
圖39是說明圖38的制造工序后的圖，(E)表示在芯層端部形成反射鏡的狀態(tài)，(F)表示用包覆層覆蓋芯層的狀態(tài)。
圖40中(G)表示用直接曝光法制造光布線基板的完成狀態(tài)及其使用例的圖。
圖41是說明本發(fā)明實施方式6的采用直接曝光法制造多級具有光布線電路的光布線基板的方法的圖，(H)表示變化光束的曝光量，從兩面曝光第1級芯層的狀態(tài)，(I)表示顯影第1級芯層的狀態(tài)。
圖42是說明圖41的制造工序后的圖，(J)表示在第1級芯層端部的傾斜面上形成反射鏡的狀態(tài)，(K)表示用包覆層覆蓋第1級芯層的狀態(tài)，(L)表示在包覆層上形成第2芯層的狀態(tài)。
圖43是說明圖42的制造工序后的圖，(M)表示變化光束的曝光量，從兩面曝光第2級芯層的狀態(tài)，(N)表示顯影第2級芯層的狀態(tài)，(O)表示在第2級芯層端部的傾斜面上形成反射鏡的狀態(tài)圖44是說明圖43的制造工序后的圖，(P)表示用包覆層覆蓋第2級芯層的狀態(tài)，(Q)表示具有多級用直接曝光法制造的光布線電路的光布線基板的完成狀態(tài)及其使用例的圖。
圖中50DMD(空間光調(diào)制元件)，100曝光裝置，150感光材料(光致抗蝕劑)，150A蝕刻掩模，150B蝕刻掩模，150C蝕刻掩模，171曝光裝置，200光布線基板，204包覆層(光波導(dǎo)路/光布線電路)，206芯層(光波導(dǎo)路/光布線電路)，208傾斜面，210反射鏡，220光布線基板，222包覆層(光波導(dǎo)路/光布線電路)，224芯層(光波導(dǎo)路/光布線電路/光學(xué)材料/本發(fā)明之七的光波導(dǎo)路材料)，226包覆層(光波導(dǎo)路/光布線電路/光學(xué)材料/本發(fā)明之七的光波導(dǎo)路材料)，228傾斜面(傾斜面/反射鏡)，228A傾斜面第1層，228B傾斜面第2層，230光布線基板，240光布線基板，242包覆層(光波導(dǎo)路/光布線電路)，244芯層(光波導(dǎo)路/光布線電路/光學(xué)材料/本發(fā)明之十的光波導(dǎo)路材料)，246傾斜面，248反射鏡，250光布線基板，260光布線基板，UV激光(光束)，UVA激光(光束)，UVB激光(光束)，L光。
具體實施例方式
下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施方式。
實施方式1曝光裝置的構(gòu)成本發(fā)明實施方式1的曝光裝置100，如圖1所示，具有平盤狀載物臺152，其表面吸附并保持光布線基板材料(光布線基板材料200)，光布線基板材料上有成膜在光波導(dǎo)路材料上的感光材料(光致抗蝕劑)150。在由4個腿部154支承的厚板狀設(shè)置臺156的上面，沿載物臺移動方向(圖中箭頭方向)延伸設(shè)置兩條導(dǎo)軌158。在長方向朝載物臺移動方向配置載物臺152，由導(dǎo)軌158可往返移動地支承。此外，在該曝光裝置100上還有為沿導(dǎo)軌158驅(qū)動載物臺152而設(shè)置的未圖示的驅(qū)動裝置。
在設(shè)置臺156的中間部位配置有形成コ字形的跨越載物臺152移動路徑的整流柵160，整流柵160的兩個前端部固定在設(shè)置臺156的兩個側(cè)面。隔著整流柵160，在其一側(cè)配置掃描器162，在其另一側(cè)設(shè)置有多個(例如兩個)檢測光布線基板200的前端及后端的檢測傳感器164。掃描器162及檢測傳感器164分別安裝在整流柵160上并固定配置在載物臺152的移動路徑上。此外，掃描器162及檢測傳感器164連接在對其進行控制的未圖示的控制器上。
如圖2及圖3(B)所示，掃描器162具有多個(例如14個)排列成m行n列(例如，3行5列)的大致矩陣狀的曝光頭166。在此例中，根據(jù)與感光材料150(光布線基板200)寬度的關(guān)系，在第3行配置4個曝光頭166。此外，在表示各自配置在第m行的第n列的曝光頭時，表示為曝光頭166mn。
曝光頭166的曝光面積168是以副掃描方向為短邊的長方形形狀。因此，隨著載物臺152的移動，在感光材料150上每一曝光頭166形成一條帶狀的已曝光區(qū)170。此外，在表示由各自配置在第m行第n列的曝光頭的曝光面積時，表示為曝光面積168mn。
此外，如圖3(A)及(B)所示，帶狀已曝光區(qū)170在與副掃描方向垂直的方向無間隙排列，排列成線狀的各行曝光頭分別在排列方向錯開規(guī)定的間隔(曝光面積的長邊的整數(shù)倍，本實施方式中為2倍)。因此，第1行的曝光面積16811和曝光面積16812之間不能曝光的部分可以由第2行的曝光面積16821和曝光面積16831進行曝光。
如圖4、圖5(A)及(B)所示，作為根據(jù)圖像數(shù)據(jù)按每一象素調(diào)制入射光束的空間光調(diào)制元件，曝光頭16611～166mn分別設(shè)置數(shù)字微鏡器件(DMD)50。該DMD50連接在具有數(shù)據(jù)處理部和反射鏡驅(qū)動控制部的未圖示的控制器上。在該控制器的數(shù)據(jù)處理部，基于輸入的圖像數(shù)據(jù)，針對每一曝光頭166，生成驅(qū)動控制DMD50控制區(qū)域內(nèi)的微型反射鏡的控制信號。有關(guān)控制的區(qū)域見后述。此外，在反射鏡驅(qū)動控制部，根據(jù)在圖像數(shù)據(jù)處理部生成的控制信號，針對每一曝光頭166控制DMD50的各微型鏡的反射面的角度。反射面的角度的控制見后述。
在DMD50的光入射一側(cè)，按順序配置有纖維陣列光源66、透鏡系67、反射鏡69。纖維陣列光源66具有沿光纖維的出射端部(發(fā)光點)與曝光面積168的長邊方向相對應(yīng)的方向排成一列的激光出射部，透鏡系67矯正從纖維陣列光源66出射的激光并將其聚光在DMD上，反射鏡69朝DMD50反射透過透鏡系67的激光。
透鏡系67由使從纖維陣列光源66出射的激光平行化的一對組合透鏡71、均勻矯正平行化激光光量分布的一對組合透鏡73及在DMD上聚光經(jīng)過矯正光量分布的激光的聚光鏡75組成。相對于激光出射端的排列方向，組合透鏡73具有接近透鏡光軸的部分?jǐn)U散光束，而遠離光軸的部分緊縮光束，并且使光原樣向與該排列方向垂直的方向通過的機能，如此矯正激光以使光量分布均勻。
此外，在DMD50的光反射一側(cè)配置有透鏡系54、58，其在感光材料150的掃描面(被曝光面)56上成像由DMD50反射的激光。透鏡系54、58配置成DMD50與被曝光面56有共軛關(guān)系。
如圖6所示，DMD50配置在SRAM單元(存儲單元)60上，其中的微小反光鏡(微型鏡)62由支柱支承，DMD50是通過將構(gòu)成象素(畫盒)的眾多(例如，600個×800個)微小反光鏡排列成格子狀而構(gòu)成的反光鏡元件。在各象素單元中設(shè)置微型反光鏡62，其最上部由支柱支承，在微型反光鏡62的表面蒸鍍鋁等反射率高的材料。微型反光鏡62的反射率在90％以上。此外，在微型反光鏡62的正下面借助包括鉸及軛的支柱配置以普通半導(dǎo)體存儲器生產(chǎn)線制造的硅柵的CMOS的SRAM單元60，整體構(gòu)成單片(一體形)。
一旦將信號存入DMD50的SRAM單元60，由支柱支承的微型反射鏡62，相對于以對角線為中心配置DMD50的一側(cè)，在±α度(如±10度)的范圍內(nèi)傾斜。圖7(A)表示微型反射鏡62在接通狀態(tài)傾斜+α度狀態(tài)，圖7(B)表示微型反射鏡62在斷開狀態(tài)傾斜-α度狀態(tài)。因此，根據(jù)圖像信號，如圖6所示，通過控制DMD50的各象素單元中的微型反射鏡的傾斜度，入射DMD50的光可向各自的微型反射鏡62的傾斜方向反射。
此外，圖6是DMD50的局部放大圖，表示一例微型反射鏡62控制在+α度或-α度時的狀態(tài)。各自微型反射鏡62的開關(guān)控制由與DMD50連接的未圖示的控制器進行控制。在由斷開狀態(tài)的微型反射鏡62反射光束的方向配置光吸收體(未圖示)。
此外，最好稍微傾斜配置DMD50，以使短邊與副掃描方向成規(guī)定角度θ(如1°～5°)。圖8(A)表示不傾斜DMD50時各微型反射鏡的反射光像(曝光光束)53的掃描軌跡。圖8(B)表示傾斜DMD50時的曝光光束53的掃描軌跡。
在長方向排列多個(如，800個)微型反射鏡，在短方向排列多組(如，600組)成排的微型反射鏡陣列。如圖8(B)所示，通過傾斜DMD50，各微型反射鏡的曝光光束53的掃描軌跡(掃描線)的間距P2比不傾斜DMD50時的掃描線的間距P1變窄，能夠大幅度提高分辨力。此外，由于DMD50的傾斜角很小，傾斜DMD50時的掃描寬度W2和不傾斜DMD50時的掃描寬度W1大致相同。
此外，可以利用不同的微型反射鏡陣列反復(fù)在同一掃描線上曝光(多重曝光)。通過這種多重曝光，能夠控制更小的曝光位置，實現(xiàn)高精度曝光。此外，通過精細控制曝光位置，能夠無錯位地連接多個在主掃描方向排列的曝光頭間的連接點。另外，利用上述多重曝光功能，通過重疊兩個以上象素曝光，即通過改變對每一象素或每一掃描線的曝光次數(shù)，可以控制單位象素或單位掃描線的曝光量。在重疊兩個以上象素曝光的多重曝光功能中，包括在同一點重復(fù)曝光多個象素的功能(在同一掃描線上重復(fù)曝光)、不在同一點并相互錯開象素中心重復(fù)曝光多個象素的功能以及上述雙方組合的功能。
此外，取代傾斜DMD50，在與副掃描方向垂直的方向錯開規(guī)定的間隔，交錯地配置各微型反射鏡陣列，也能夠得到同樣的效果。
光纖維陣列光源66，如圖9(A)所示，具有多個(如6個)激光模件64。在各激光模件64上，連接有多模光纖維30的一端。在多模光纖維30的另一端，連接芯徑與多模光纖維30相同而包層直徑比多模光纖維30小的光纖維31。如圖9(C)所示，光纖維31的出射端部(發(fā)光點)沿與副掃描方向垂直的主掃描方向排成一列，構(gòu)成激光出射部68。此外，如圖9(D)所示，也可以沿主掃描方向排列成兩列發(fā)光點。
如圖9(B)所示，光纖維31的出射端部由兩塊表面平整的支承板65夾持固定。此外，在光纖維31的光出射一側(cè)，為保護光纖維31的端面，配有玻璃等透明的保護板63。保護板63可以與光纖維31的端面密接配置，也可以密封光纖維31的端面進行配置。光纖維31的出射端部的光密度高，容易積塵、惡化，但通過配置保護板63可防止在端面粘附塵埃，同時推遲惡化。
在此例中的排列是，為了無間隙地整列排列包層直徑小的光纖維31的出射端，在兩根包層直徑大的相鄰的多模光纖維30之間疊置多模光纖維30，在以包層直徑大的部分鄰接兩根多模光纖維30上結(jié)合的光纖維31的兩個出射端之間插入與疊置的多模光纖維30結(jié)合的光纖維31的出射端。
如圖10所示，例如，通過在包層直徑大的多模光纖維30的激光出射一側(cè)的前端部分上，同軸結(jié)合長1～30cm的包層直徑小的光纖維31，就可得到上述光纖維。兩根光纖維的光纖維31的入射端面融著并結(jié)合在多模光纖維30的出射面，以使兩光纖維的中心軸一致。如上所述，光纖維31的芯31a的直徑與多模光纖維30的芯30a的直徑相同。
此外，借助金屬箍及光連接器等，也可以在多模光纖維30的出射端結(jié)合短尺光纖維，使包層直徑小的光纖維熔附在長度短、包層直徑大的光纖維上。通過用連接器等可拆裝地結(jié)合，容易在包層直徑小的光纖維破損等時交換前端部分，能夠降低維修曝光頭的成本。此外，以下光纖維31有時稱為多模光纖維30的出射端部。
作為多模光纖維30及光纖維31，階梯折射率型光纖維、緩變折射率型光纖維及復(fù)合型光纖維都可以。例如，可以采用三菱電線工業(yè)株式會社制造的階梯折射率型光纖維。在本實施方式中，多模光纖維30及光纖維31為階梯折射率型光纖維，多模光纖維30為包層直徑＝125μm、芯徑＝25μm、NA＝0.2、入射端面涂層的透過率＝99.5％以上，光纖維31為包層直徑＝60μm、芯徑＝25μm、NA＝0.2。
激光模件64由圖11所示的合波激光器光源(纖維光源)構(gòu)成。該合波激光器光源由排列固定在加熱部件10上面的多個(如，7個)片狀的短方向多?；騿文５腢V系半導(dǎo)體激光器LD1、LD2、LD3、LD4、LD5、LD6及LD7；及與UV系半導(dǎo)體激光器LD1～LD7各項對應(yīng)設(shè)置的視準(zhǔn)透鏡11、12、13、14、15、16及17；一個聚光鏡20和一根多模光纖維30構(gòu)成。UV系半導(dǎo)體激光器LD1～LD7的振蕩波長及最大輸出力大致相同。此外，半導(dǎo)體激光器數(shù)不只限定為7個。
上述合波激光器光源，如圖12、13所示，與其他光學(xué)部件一起組裝在上方開口的箱狀的組裝盒40內(nèi)。組裝盒40具有關(guān)閉開口的組裝盒蓋41，在脫氣處理后，導(dǎo)入密封氣體，利用組裝盒蓋41關(guān)閉組裝盒40的開口，由此在由組裝盒40和組裝盒蓋41形成的封閉空間(密封空間)內(nèi)氣密性密封上述合波激光器光源。
在組裝盒40的底面固定基板42。在該基板42的上面安裝有上述加熱部件10、支承聚光鏡20的聚光鏡支承器45、保持多模光纖維30的入射部的纖維支承器46。多模光纖維30的出射端部從形成于組裝盒40壁面的開口向組裝盒外引出。
此外，在加熱部件10的側(cè)面安裝有視準(zhǔn)透鏡支承器44，裝有視準(zhǔn)透鏡11～17。組裝盒40的橫壁面上形成開口，通過該開口從組裝盒引出向UV系半導(dǎo)體激光器LD1～LD7供應(yīng)驅(qū)動電流的配線上。
此外，在圖13中，為了避免圖的煩雜化，在多個UV系半導(dǎo)體激光器中的UV系半導(dǎo)體激光器LD7上只附編號，在多個視準(zhǔn)透鏡中的視準(zhǔn)透鏡17上只附編號。
圖14表示上述視準(zhǔn)透鏡11～17的安裝部分的正面形狀。視準(zhǔn)透鏡11～17各自形成平行平面細長的缺口形狀，切去的部分包括非球面狀圓形透鏡的光軸的區(qū)域。該細長形狀的視準(zhǔn)透鏡，例如，可以采用利用鑄模形成樹脂或光學(xué)玻璃的方法形成。在上述發(fā)光點的排列方向緊密相接地配置視準(zhǔn)透鏡11～17，長度方向與UV系半導(dǎo)體激光器LD1～LD7的發(fā)光點的排列方向(圖14的左右方向)垂直。
此外，作為UV系半導(dǎo)體激光器LD1～LD7，發(fā)光幅具有2μm的活性層，以在平行方向、直角方向與活性層形成的擴展角分別為10°、30°的狀態(tài)，采用發(fā)射各激光束B1～B7的激光器。上述UV系半導(dǎo)體激光器LD1～LD7的設(shè)置是，發(fā)光點在與活性層平行的方向排成一列。
因此，相對于上述細長方形狀的各視準(zhǔn)透鏡11～17，在擴展角角度大的方向與長度方向一致和擴展角角度小的方向與寬度方向(與長度方向垂直的方向)一致的狀態(tài)下，能夠入射從各發(fā)光點發(fā)出的激光束B1～B7。即，各視準(zhǔn)透鏡11～17的寬度為1.1mm、長度為4.6mm，入射其中的激光束B1～B7的水平方向、垂直方向的光束直徑分別為0.9mm、2.6mm。此外，視準(zhǔn)透鏡11～17中各自的焦點距離f1＝3mm、NA＝0.6、透鏡配置間距＝1.25mm。
聚光鏡20的形成形狀是，平行平面細長切去的包括非球面狀圓形透鏡的光軸的區(qū)域，形成在視準(zhǔn)透鏡11～17的排列方向即在水平方向長、在與其成直角的方向短的形狀。該聚光鏡20的焦點距離f2＝23mm、NA＝0.2。該聚光鏡20也是例如通過鑄模成形樹脂或光學(xué)玻璃而形成的。
曝光裝置的工作下面，說明上述曝光裝置的工作。
在掃描器162的各曝光頭166中，從構(gòu)成纖維陣列光源66的合波激光器光源的UV系半導(dǎo)體激光器LD1～LD7的各自在散射光狀態(tài)出射的激光束B1、B2、B3、B4、B5、B6及B7分別被與之對應(yīng)的視準(zhǔn)透鏡11～17平行光化。平行光化的激光束B1～B7由聚光鏡20聚光，收束在多模光纖維30的芯30a的入射端面。
在本例中，由視準(zhǔn)透鏡11～17及聚光鏡20構(gòu)成聚光光學(xué)系統(tǒng)。該聚光光學(xué)系統(tǒng)和多模光纖維30構(gòu)成合波光學(xué)系統(tǒng)。即，如上所述，經(jīng)聚光鏡20聚光的激光束B1～B7入射到該多模光纖維30的芯30a，傳到光纖維內(nèi)，合波在一根激光束B，從結(jié)合在多模光纖維30的出射端面的光纖維31出射。
在各激光模件中，激光束B1～B7與多模光纖維30的結(jié)合率為0.85，在UV系半導(dǎo)體激光器LD1～LD7的各自輸出功率為30mW時，對各個排列成陣列狀的光纖維31可得到輸出功率180mW(＝30mW×0.85×7)的合波激光束B。因此，6根光纖維31排列成陣列狀的激光出射部68的輸出功率大約為1W(＝180mW×6)。
在纖維陣列光源66的激光出射部68上，該高亮度的發(fā)光點沿主掃描方向排成一列。由于來自單一的半導(dǎo)體激光器的激光與1根光纖維結(jié)合的傳統(tǒng)纖維光源的輸出功率低，如不排列成多個陣列，就不能得到所要求的輸出功率，所以由于本實施方式使用的合波激光器光源的輸出功率高，即使是幾列，比如1列，也能得到所希望的輸出功率。
例如，采用半導(dǎo)體激光器和光纖維1對1結(jié)合的傳統(tǒng)纖維光源，通常，作為半導(dǎo)體激光器，使用輸出功率大約為30mW(毫瓦)的激光器；作為光纖維，由于使用芯徑50μm、包層直徑125μm、NA(數(shù)值孔徑)0.2的多模光纖維，如要得到約1W(瓦)的輸出功率，必須捆綁48根(8×6)多模光纖維，由于發(fā)光區(qū)域的面積為0.62mm2(0.675mm×0.925mm)，所以在激光出射部68的亮度為1.6×106(W/m2)，每根光纖維的亮度為3.2×106(W/m2)。
與此相反，采用本實施方式，如上所述，用6根多模光纖維可得到大約1W的輸出功率，由于在激光出射部68的發(fā)光區(qū)域的面積為0.0081mm2(0.325mm×0.025mm)，在激光出射部68的亮度達到123×106(W/m2)，與以往相比能夠?qū)崿F(xiàn)約80倍的高亮度化。此外，每根光纖維的亮度為90×106(W/m2)，與以往相比能夠?qū)崿F(xiàn)約28倍的高亮度化。
下面，參照圖15(A)及(B)說明本實施方式的曝光頭與傳統(tǒng)曝光頭在焦點深度方面的差異。傳統(tǒng)曝光頭的束狀纖維光源的發(fā)光區(qū)域的副掃描方向的直徑為0.675mm，本實施方式的曝光頭的副掃描方向的直徑為0.0025mm。如圖15(A)所示，采用傳統(tǒng)曝光頭，由于光源(束狀纖維光源)1的發(fā)光區(qū)域大，入射DMD3的光束的角度增大，結(jié)果也增大入射掃描面5的光束的角度。因此，相對于聚光方向(焦點方向的偏移)光束的直徑容易變粗。
此外，如圖15(B)所示，采用本實施方式的曝光頭，由于纖維陣列光源66的發(fā)光區(qū)域的副掃描方向的直徑小，通過透鏡系67入射DMD50的光束的角度變小。結(jié)果，入射掃描面56的光束的角度也變小。即，焦點深度加深。采用此例，發(fā)光區(qū)域的副掃描方向的直徑大約達到以往的30倍，能修得到大致相當(dāng)于衍射極限的焦點深度。所以，最好是微小點的曝光。在此例中，曝光面投影的1象素尺寸為10μm×10μm。此外，DMD是反射性的空間調(diào)制元件，圖15(A)及(B)是作為說明其光學(xué)關(guān)系的展示圖。
將與曝光圖形對應(yīng)的圖像數(shù)據(jù)輸入與DMD50連接的未圖示的控制器中，一次儲存在控制器內(nèi)的幀存儲器。該圖像數(shù)據(jù)是用兩個值(光點記錄的有無)表示構(gòu)成圖像的各象素的濃度的數(shù)據(jù)。
裝有光布線基板200的載物臺152，用未圖示的驅(qū)動裝置，沿導(dǎo)軌158從整流柵160的上游側(cè)向下游側(cè)以固定速度移動。在載物臺152通過整流柵160下面時，一旦通過安裝在整流柵160上的檢測傳感器164開始檢測光布線基板200的前端，就依次讀取多條線的各個儲存在幀存儲器的圖像數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)處理部，根據(jù)讀取的圖像數(shù)據(jù)在每個曝光頭166中生成控制信號。然后，通過反射鏡驅(qū)動控制部，根據(jù)生成的控制信號，在每一曝光頭166中開關(guān)控制各自的DMD50的微型反射鏡。
如從纖維陣列光源66向DMD50照射激光束，DMD50的微型反射鏡在接通狀態(tài)時反射的激光通過透鏡系54、58成像在感光材料150的被曝光面56上。這樣，在每一象素中開關(guān)從纖維陣列光源66出射的激光束，用與DMD50的使用象素數(shù)大致同數(shù)的象素單位(曝光面積168)曝光感光材料150。此外，通過隨載物臺152按一定速度移動感光材料150(光布線基板200)，感光材料150通過掃描器162向與載物臺移動方向相反的方向副掃描，每一曝光頭166各自形成帶狀的已曝光區(qū)170。
如圖16(A)及(B)所示，采用本實施方式，在DMD50上，在主掃描方向排列800個微型反射鏡的微型反射鏡陣列，在副掃描方向排列600組，但在本實施方式中，可以通過利用控制器進行控制只驅(qū)動其中部分微型反射鏡列(如，800個×100列)。
如圖16(A)所示，也可以使用配置在DMD50的中心部位的微型反射鏡陣列；如圖16(B)所示，也可以使用配置在DMD50的端部的微型反射鏡陣列。此外，在一部分微型反射鏡產(chǎn)生缺陷時，也可以根據(jù)狀況適當(dāng)變更使用的微型反射鏡陣列，使用未出現(xiàn)缺陷的微型反射鏡陣列。
DMD50的數(shù)據(jù)處理速度也有界限，由于是按與使用象素數(shù)的成比例地確定每一線的調(diào)制速度，所以通過只使用部分陣列，可加快每條線的調(diào)制速度。此外，在相對于曝光面，在采用相對連續(xù)移動的曝光方式時，不需要使用全部副掃描方向的象素。
例如，在600組的微型反射鏡陣列內(nèi)，在只使用300組時，與使用全部600組時相比，每條線的調(diào)制速度可快2倍。此外，在600組的微型反射鏡陣列內(nèi)，在只使用200組時，與使用全部600組時相比，每條線的調(diào)制速度可快3倍。即，可以在副掃描方向17秒曝光500mm的區(qū)域。另外，在只使用100組時，每條線的調(diào)制速度可快6倍，可以在副掃描方向9秒曝光500mm的區(qū)域。
使用的微型反射鏡陣列數(shù)，即在副掃描方向排列的微型反射鏡陣的個數(shù)，優(yōu)選在10以上且200以下，更優(yōu)選在10以上且100以下。相當(dāng)于一個象素的每一微型反射鏡的面積由于是15μm×15μm，如換算成DMD50的使用區(qū)域，優(yōu)選是12mm×150μm以上且12mm×3mm以下的區(qū)域，更優(yōu)選是12mm×150μm以上且12mm×1.5mm以下的區(qū)域。
使用的微型反射鏡陣列數(shù)如果在上述范圍內(nèi)，如圖17(A)及(B)所示，利用透鏡系67可使從纖維陣列光源66出射的激光束大致平行光化，能夠照射DMD50。通過DMD50照射激光束的照射區(qū)域最好與DMD50的使用區(qū)域一致。如果照射區(qū)域比使用區(qū)域大，會降低激光束的利用效率。
此外，有時需要利用透鏡系67，根據(jù)副掃描方向排列的微型反射鏡的個數(shù)，減小聚光在DMD50上的激光束的副掃描方向的直徑，但如果使用的微型反射鏡陣列的個數(shù)不滿10，入射DMD50的光束的角度增大，在掃描面56上的光束的焦點深度會變淺，所以不宜采用低于10的微型反射鏡陣列個數(shù)。從調(diào)制速度方面來看，優(yōu)選使用的微型反射鏡的陣列個數(shù)在200以下。另外，DMD是反射型的空間調(diào)制元件，圖17(A)及(B)是說明光學(xué)關(guān)系的展示圖。
掃描器162對感光材料150的副掃描結(jié)束后，如用檢測傳感器164檢測光布線基板200的后端，利用未圖示的驅(qū)動裝置，載物臺152沿導(dǎo)軌158返回位于整流柵160的最上游側(cè)的起點，再度沿導(dǎo)軌158從整流柵160的上游側(cè)向下游側(cè)按固定速度移動。
這樣，本實施方式的曝光裝置，具有在主掃描方向排列800個微型反射鏡、在副掃描方向排列600組其微型反射鏡陣列的DMD，但由于利用控制器只驅(qū)動部分微型反射鏡陣列而進行控制，與驅(qū)動全部微型反射鏡陣列時相比，每條線的調(diào)制速度快，所以可高速曝光。
此外，關(guān)于照明DMD的光源，由于采用將合波激光器光源的纖維的出射端部排列成捆綁狀的高亮度的纖維陣列光源，能夠?qū)崿F(xiàn)具有高輸出功率及較深焦點深度的曝光裝置。另外，通過增大各纖維光源的輸出功率，可減少為得到所需輸出功率而需要的纖維光源數(shù)，使曝光裝置低成本化。
特別是，在本實施方式中，由于光纖維出射端的包層直徑比入射端的包層直徑小，可進一步減小發(fā)光部的直徑，使纖維陣列光源高亮度化。由此能夠?qū)崿F(xiàn)具有更深焦點深度的曝光裝置。例如，即使在光束直徑1μm以下、分辨力0.1μm以下的超高分辨力曝光時，也能夠得到深的焦點深度，能夠進行高速、高精細的曝光，所以正好適用于需要高分辨力的薄膜晶體管(TFT)等的曝光工程。此外，采用本實施方式的曝光裝置100，圖像曝光的分辨力可設(shè)定在0.1μm～2.5μm。
光布線基板的制造下面，介紹采用上述曝光裝置的光布線基板(光布線電路)的制造方法。
在圖18～21中，示出了蝕刻法制造光布線基板的工序。首先，按圖18(A)，通過在臨時基板202上涂布、烘焙氟化聚酰胺酸溶液，形成包覆層(氟化聚酰亞胺層)204。按圖18(B)，在包覆層204上面同樣進行涂布、烘焙形成折射率比包覆層204大的芯層(氟化聚酰亞胺層)206。
然后，按圖18(C)，在芯層206上面厚膜涂布(干膜時為層壓板)作為感光材料150的正型光致抗蝕劑(感光型環(huán)氧樹脂等)后，將該光布線基板材料裝到本實施方式的曝光裝置100的載物臺152上。
一旦操作裝置，啟動曝光程序，如前所述，通過隨著移動載物臺152的移動從掃描器162射出的激光束，在感光材料150上曝光形成曝光圖形。在本實施方式中，通過使兩個以上象素重疊曝光的多重曝光，可以變化曝光圖形端部的曝光量。如圖19(D)所示，在與芯層206的反射鏡配置部分對應(yīng)的規(guī)定區(qū)域，控制曝光量，使從前端一側(cè)到內(nèi)側(cè)，階段減少重疊次數(shù)，使曝光量的分布(箭頭UV)達到圖示那樣的傾斜(45°)。此外，圖中的縱深方向為主掃描方向，短方向為副掃描方向。
在利用曝光裝置100曝光感光材料150的工序結(jié)束后，從載物臺152上取下已曝光的光布線基板材料，顯影感光材料150。然后，由于根據(jù)曝光量變化感光材料150的圖形形狀(厚膜)，通過顯影處理，如圖19(E)所示，可制造端面為斜面結(jié)構(gòu)的蝕刻掩模150A。
按圖19(F)，通過反應(yīng)性離子等的干蝕刻，加工芯層206。在該蝕刻工序中，隨著芯層206的被蝕刻，蝕刻掩模150A也被蝕刻加工。此外，由于芯層206端部的加工量與蝕刻掩模150A的厚膜成正比，即由于比膜厚厚的部分薄的部分達到被蝕刻材料的加工量增大，所以在芯層206的端部形成根據(jù)蝕刻掩模150A的圖形形狀傾斜的傾斜面208。
按圖20(G)，剝離蝕刻掩模150A，按圖20(H)，為了提高芯層206的傾斜面208的光反射率，在傾斜面208上通過蒸鍍金屬形成薄膜狀的反射鏡210。
最后，按圖20(I)，涂布、烘焙氟化聚酰胺酸溶液，利用包層204覆蓋芯層206，從臨時基板202上剝離后，完成光布線基板200(圖21(J))。
如上所述，采用本實施方式的光布線基板的制造方法，在芯層206上成膜感光材料150(光致抗蝕劑)后，采用根據(jù)圖像信息利用DMD50調(diào)制的光束進行圖像曝光的曝光裝置100，通過利用光束曝光、圖形形成感光材料150的規(guī)定區(qū)域，形成蝕刻掩模150A。此外，通過利用根據(jù)傾斜面208的傾斜形狀控制曝光量的光束曝光、圖形形成與在芯層206的端部形成的傾斜面208對應(yīng)的區(qū)域，由于以蝕刻掩模150A的端部作為斜面結(jié)構(gòu)，蝕刻加工芯層206，即使不采用傳統(tǒng)的特殊光掩模，利用在芯層206的端部設(shè)置傾斜面208，在傾斜面208上設(shè)置使光束L入射該芯層206或使光束L從芯層206出射的反射鏡210，也能簡易制造由具有傾斜面208的光波導(dǎo)路電路構(gòu)成的光布線電路及光布線基板。
此外，通過這樣的無掩模曝光，也容易適應(yīng)電路變更及復(fù)雜電路構(gòu)成的制造。另外，由于利用線曝光能夠高速曝光大面積，所以可在輥狀供應(yīng)的薄膜上高速、大面積地形成光布線電路，并且，即使是光波導(dǎo)路為多個帶狀的光薄膜帶那樣的電路圖形也能大量生產(chǎn)。
此外，采用本實施方式，曝光裝置100提供的光束由DMD50調(diào)制后進行掃描，通過利用該掃描光束使兩個以上象素重疊曝光的多重曝光控制曝光量，容易控制光束的曝光量，而且也能使由此形成的蝕刻掩模的傾斜形狀平整。
此外，通過實現(xiàn)了分辨力為0.1μm～2.5μm的非常高精細的光束曝光，可設(shè)計更好的形成光波導(dǎo)路的圖形形狀，抑制電路傳播損耗。例如，在曝光形成Y字狀的分支電路時，如圖22所示的模式，用比(X)的分支電路YL高的分辨力光束曝光(Y)的分支電路YH方在電路傾斜部的圖形形狀變好。由此分支電路YH方可形成傳播損耗更小的電路。
此外，采用本實施方式，由于采用正型的光致抗蝕劑，在蝕刻掩模150A上能夠容易形成傾斜結(jié)構(gòu)的圖形形狀。
實施方式2下面，說明多級具有光布線電路的光布線基板的制造方法。
在圖23及24中，示出了形成本發(fā)明的實施方式2的多級光布線電路的曝光裝置。該曝光裝置171的構(gòu)成如下，用規(guī)定厚度(如10mm)的透明玻璃板形成載物臺172，在載物臺172的上方及下方，分別敷設(shè)一對沿載物臺172的長方向平行配置的軌道176(圖中上側(cè)的軌道176省略)；在各對軌道176上，沿載物臺172的寬度方向(主掃描方向)架設(shè)具有多個上述曝光頭166的線狀掃描器162A、162B，掃描器162A、162B由未圖示的驅(qū)動裝置控制驅(qū)動，沿軌道176向副掃描方向移動。
此外，放置在載物臺172上的光布線基板材料(光布線基板220)，其長方向的兩側(cè)端部由一對滾筒186按壓固定，各滾筒186分別由配置在上方的汽缸等促動器190支承滾筒軸的兩端部，通過促動器190驅(qū)動上下移動，固定及松開光布線基板220。
采用上述構(gòu)成的曝光裝置171的曝光程序，如圖24所示，在光布線基板220的上面(表面)220A上照射從上側(cè)的掃描器162A沿主掃描方向出射的激光束UVA，透過載物臺172向下面(底面)220B照射從下側(cè)的掃描器162B同樣出射的激光束UVB，通過各掃描器沿軌道176向副掃描方向移動，能夠不翻轉(zhuǎn)基板一次掃描并同時曝光基板的兩面。
下面，說明采用上述曝光裝置171的具有多級光布線電路的光布線基板的制造方法。首先，利用前述的制造方法的圖18(A)～(C)工序，在臨時基板202上依次形成包覆層(氟化聚酰亞胺層)204、折射率比包覆層204大的芯層(氟化聚酰亞胺層)206、感光材料(正型光致抗蝕劑)150。此外，所用的臨時基板202由具有光透過性的透明材料(玻璃板或透明樹脂板等)構(gòu)成。
在曝光裝置171的載物臺172上放置光布線基板220，一旦啟動裝置，促動器190驅(qū)動，上下移動滾筒186，基板的兩端被固定在滾筒186上，開始曝光作業(yè)。然后，如上所述，隨著向掃描器162A、162B的副掃描方向的移動，利用各掃描器照射的激光束，在感光材料150上曝光與圖像數(shù)據(jù)對應(yīng)的曝光圖形。
此時，也可變化在通過多重曝光曝光圖形端部的曝光量。但是，作為曝光圖形，如圖25(K)所示，圖形端部的一方(圖的左側(cè))用上方配置的掃描器162A的激光束UVA進行曝光，圖形端部的另一方(圖的右側(cè))用下方配置的掃描器162B出射的并透過載物臺172、臨時基板202、包覆層204及芯層206的激光束UVB進行曝光。關(guān)于各激光束的光量分布，與前述的制造方法相同，控制與芯層206的反射鏡配置部分對應(yīng)的規(guī)定區(qū)域的曝光量，以從前端一側(cè)到內(nèi)側(cè)，階段減少重疊次數(shù)，使曝光量的分布(箭頭UVA及箭頭UVB)達到圖示那樣的傾斜(45°)。此外，圖中的縱深方向為主掃描方向，短方向為副掃描方向。
在利用曝光裝置171曝光感光材料150的工序結(jié)束后，顯影感光材料150。采用該顯影處理，如圖25(L)所示，制造成右側(cè)端部為倒錐形(切去下部)的斜面結(jié)構(gòu)的截面為平行四邊形的蝕刻掩模150B。
按圖25(M)，如實施干蝕刻加工芯層206，通過與前述的蝕刻加工相同的作用與蝕刻掩模150B一起蝕刻加工芯層206，圖29(U)～(W)示出了該加工狀態(tài)。如圖所示，在蝕刻掩模150B的倒錐形部，隨著芯層206及蝕刻掩模150B的蝕刻侵蝕的進行，同時向芯層206的下方侵蝕和向傾斜面內(nèi)側(cè)(圖中左方向)侵蝕。這樣，在芯層206上，一邊緩慢縮小蝕刻掩模150B的平行四邊形形狀，一邊復(fù)制該掩模圖形。因此，在蝕刻加工后，形成如圖25(M)的截面為平行四邊形的芯層206A。
然后，在剝離蝕刻掩模150B后，用金屬蒸鍍等方法，在芯層206A的兩端部的傾斜面208上形成薄膜狀的反射鏡210，如用包覆層204覆蓋芯層206A，如圖26(N)所示，利用由兩端部具有反射鏡的芯層206A及覆蓋芯層206A的包覆層204構(gòu)成的光波導(dǎo)路電路構(gòu)成第1級的光布線電路。
下面，如要形成第2級的光布線電路，按圖26(O)，在包覆層204上面依次形成芯層206及感光材料(正型光致抗蝕劑)150，然后，按圖26(P)，通過曝光裝置171實施再度曝光工序。在第2次的曝光中，如圖所示，從各圖形端部的上下曝光方向相反的方向進行，圖形端部一方由上方的掃描器162A的激光束UVA進行曝光，圖形端部另一方由下方的掃描器162B的激光束UVB出射的并透過載物臺172、臨時基板202、包覆層204及芯層206的激光束UVB進行曝光。此外，各自的曝光區(qū)域與第1級芯層206A的端部的外側(cè)大致相鄰，激光束的光量分布與第1次相同。
由此，在曝光工序后一旦顯影感光材料150，如圖27(Q)所示，就制造出左側(cè)端部為倒錐形的截面為平行四邊形的蝕刻掩模150C。如采用該蝕刻掩模150C實施干蝕刻，采用與圖29(U)～(W)中說明相同的作用，在芯層上復(fù)制蝕刻掩模150C的掩模圖形，形成圖27(R)示出的第2級芯層206B。該芯層206B形成上下翻轉(zhuǎn)第1級芯層206A后的平行四邊形形狀。此外，各芯層的兩端部的傾斜面位置大致呈上下各自重合配置。
然后，剝離殘存的蝕刻掩模150C，用金屬蒸鍍等方法，在芯層206B的兩端部的傾斜面208上形成反射鏡210，用包覆層204覆蓋芯層206B，如圖27(S)所示，構(gòu)成第2級的光布線電路。最后，從臨時基板上剝離后，完成如圖28(T)所示的具有多級光布線電路的光布線基板220。
此外，在采用該光布線基板220時，例如，如圖所示，使來自上方發(fā)光元件214的光束L入射到配置在上級光布線電路(芯層206B)的左側(cè)端部的反射鏡210上。于是，反射鏡210反射的光束L導(dǎo)入芯層206B，到達相對一側(cè)的反射鏡210上，在此反射，向下方出射。此外，光L入射到配置在下級的光布線電路(芯層206A)的右側(cè)端部的反射鏡210，然后反射，入射到芯層206A。然后，由芯層206A引導(dǎo)，用左側(cè)端部的反射鏡210反射，向光布線基板220的下方出射。
此外，在利用上述兩次光石印工序的光布線基板的制造中，為提高第1次和第2次曝光圖形的相對位置精度，可以采用眾所周知的對準(zhǔn)技術(shù)及比例功能。此外，在所需要的對準(zhǔn)標(biāo)記中，例如有利用在芯層206A上形成的反射鏡210的方法，不同于1次曝光的光波導(dǎo)路圖形，曝光形成與對準(zhǔn)標(biāo)記對應(yīng)的標(biāo)記圖形的方法等。然后，用裝在曝光裝置中的CCD攝像機等攝取上述對準(zhǔn)標(biāo)記，從圖像數(shù)據(jù)計算出對準(zhǔn)標(biāo)記的位置，基于該位置數(shù)據(jù)實施校準(zhǔn)等，由此得到具有位置高精度配合的立體光布線電路的光布線基板。此外，即使是2級以上的光布線電路，通過重復(fù)與上述相同的光石印工序，也能容易形成。
此外，關(guān)于在蝕刻掩模的端部形成倒錐形的方法，除上述的兩面曝光外，例如，也可以通過變化曝光條件及蝕刻條件形成所希望的形狀。
如上所述，在具有多級光布線電路的光布線基板的制造中，通過采用光束的數(shù)字無掩模曝光，與傳統(tǒng)的掩模曝光相比，能夠容易形成基板。此外，也容易對準(zhǔn)及校準(zhǔn)，這樣就能夠更高精度地配合位置，形成立體的光布線電路。
實施方式3下面，采用實施方式1中說明的曝光裝置100，說明用光退化法制造光布線基板(光布線電路)的方法。
在圖30及32中，示出了用光退化法制造光布線基板的工序。首先，按圖30(A)所示，通過在臨時基板202上面涂布、烘焙聚氟化聚偏二氟乙烯(PVDF)，形成包覆層222。按圖30(B)所示，在包覆層222上面涂布、烘焙具有折射率比包覆層222大、感應(yīng)UV光、變化分子結(jié)構(gòu)并降低折射率等性質(zhì)的作為光退化用聚合物材料的聚硅烷，形成芯層224。
下面，將上述光布線基板材料放置在曝光裝置100的載物臺152上，用掃描器162照射的激光束(UV光)，按規(guī)定的曝光圖形曝光芯層224。此外，如圖31(C)所示，在與形成在芯層204端部的傾斜面對應(yīng)的規(guī)定區(qū)域，從前端一側(cè)到內(nèi)側(cè)，通過階段減少重疊兩個以上象素曝光的多重曝光的重疊次數(shù)，控制曝光量，以使曝光量的分布(箭頭UV)達到圖示那樣的傾斜(45°)。
在此，利用用于芯層224的聚硅烷的性質(zhì)，被激光束曝光的芯層224的曝光區(qū)域感光后，折射率降低。該低折射率部分成為包覆層226，未曝光的高折射率部分成為芯層224。此外，在芯層224的端部(圖31(C)中的左右側(cè)端部)與包覆層226的邊界上，形成根據(jù)曝光量的分布傾斜的傾斜面228。
在用曝光裝置100曝光芯層224的工序結(jié)束后，從載物臺152取下曝光過的光布線基板材料，按圖31(D)所示，涂布、烘焙聚氟化聚偏二氟乙烯(PVDF)，用包覆層222覆蓋芯層224及包覆層226。最后，一旦從臨時基板202上剝離，完成光布線基板230(圖32(E))。
此外，對于光布線基板230，變化傾斜面228附近的折射率，圖33以模式示出了該傾斜面228附近的折射率的分布。在采用聚硅烷時，折射率可以在6％左右變化，但此時的傾斜面228的折射率為在物性的范圍內(nèi)、在與傾斜面228大致垂直的方向階段變化的分布。圖33模式示出了傾斜面228，芯層224側(cè)作為高折射率的傾斜面第1層228A及包覆層226側(cè)作為低折射率的傾斜面第2層228B。此外，由該傾斜面第1層228A及傾斜面第2層228B構(gòu)成的2級(2層)結(jié)構(gòu)的傾斜面228與芯層224、包覆層226的折射率的關(guān)系為芯層224＞傾斜面第1層228A＞傾斜面第2層228B＞包覆層226。
在該傾斜面228上，如圖32(F)及圖33所示，在以入射角i1＝45°入射從發(fā)光元件214出射的光束L時，光束L在芯層224和傾斜面第1層228A的界面229A及傾斜面第1層228A和傾斜面第2層228B的界面229B，分別向折射角增大的一側(cè)折射，以入射角i2入射到傾斜面第2層228B和包覆層226的界面229C上。由于該入射角i2比入射角i1大，在界面229C反射的光束L的反射率提高。而且，界面229C反射的光束L向在界面229B以及界面229A折射角減小的一側(cè)折射，以折射角i1＝45°入射向芯層224。
這樣，通過包括界面229A、界面229B及界面229C的傾斜面228高反射率反射以入射角i1＝45°入射傾斜面228的光束L，光路變換90°(圖32(F)以及圖33表示從上方入射的光束L向左方反射的狀態(tài))，因此，該傾斜面228具有反射鏡的功能。
而且，在該傾斜面228反射的光束L沿芯層224傳送，到達對面端部的傾斜面228，即使在該傾斜面228，同樣高反射率反射，光路變換90°后，向上方出射。
如上所述，在本實施方式的用光石印法制造光布線基板的方法中，采用根據(jù)圖像信息用DMD50調(diào)制的光束進行曝光的曝光裝置100，通過利用光束曝光、圖形形成UV光照射降低折射率的、由光退化用聚合物材料(聚硅烷)形成的芯層224的規(guī)定區(qū)域，形成相對于芯層224降低折射率的包覆層226，此外，在芯層224的端部，通過根據(jù)傾斜面228的傾斜形狀控制曝光量的光束進行曝光、圖形形成，形成具有反射鏡功能的傾斜面228。
由此，即使在采用光石印法的光布線基板的制造中，也能夠無掩模曝光形成構(gòu)成光波導(dǎo)路的芯層及包覆層，易于制造光布線電路及光布線基板。
此外，與蝕刻法同樣，由于無掩模曝光，能夠容易適應(yīng)電路變更及復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)的制造。此外，由于是線曝光，即使是以輥狀供應(yīng)的薄膜及光薄片母線那樣的電路圖形，也能夠高速、大面積地形成光布線電路。此外，由于是利用分辨力為0.1μm左右的非常高精細的光束進行曝光，所以，能夠形成圖形形狀更好的抑制電路傳播損耗的光波導(dǎo)路、光分支電路，即使是設(shè)置在芯層224端部的傾斜面228，由于能夠容易利用多重曝光控制曝光量，也能夠使傾斜形狀平整。
此外，圖33所示的傾斜面228的折射率的分布是其分布模式的一例，除此之外，例如，在與傾斜面28大致垂直的方向以3級(3層)以上階段變化折射率時，或折射率的變化幅度極小的實質(zhì)上連續(xù)變化時，通過同樣的作用，也可以高反射率反射入射到傾斜面28的光束L。因此，即使不另設(shè)反射鏡，也能利用具有反射鏡功能的傾斜面228高效率折彎光束L。
實施方式4下面，采用實施方式2中說明的曝光裝置171，說明用光退化法制造具有多級光布線電路的光布線基板的方法。
首先，利用實施方式3中的圖30(A)～(B)工序，通過在玻璃板等臨時基板202上面依次形成包覆層(聚氟化聚偏二氟乙烯層)222、折射率比包覆層222大的芯層(光石印用聚合物材料層)224。
將上述光布線基板材料放置在曝光裝置171的載物臺172上，用從上方配置的掃描器162A照射的激光束UVA曝光芯層224的一方(圖的左側(cè))的端部，另一方(圖的右側(cè))的端部用用下方配置的掃描器162B出射的并透過載物臺172、臨時基板202、包覆層204及芯層206的激光束UVB進行曝光。關(guān)于各激光束的光量分布，如圖34(G)所示，此時，在與芯層224的端部形成的傾斜面對應(yīng)的規(guī)定區(qū)域，從前端一側(cè)到內(nèi)側(cè)，通過階段減少重疊兩個以上象素曝光的重疊次數(shù)，使曝光量的分布(箭頭UVA及箭頭UVB)達到圖示那樣的傾斜(45°)，如此進行曝光量控制。
由此，感光芯層224的曝光區(qū)域，折射率降低，形成包覆層226A，未曝光區(qū)域成為右側(cè)端部為倒錐形斜面結(jié)構(gòu)的截面為平行四邊形的芯層224A。在芯層224A的端部(圖34(G)的左右側(cè)端部)與包覆層226A的邊界，形成根據(jù)曝光量分布傾斜的傾斜面228。
在第1級的芯層曝光工序結(jié)束后，從載物臺172取下曝光過的光布線基板材料，按圖34(H)所示，用包覆層222覆蓋芯層224A及包覆層226A。由此形成由光波導(dǎo)路電路構(gòu)成的第1級的光布線電路，該光波導(dǎo)路由兩端部設(shè)有傾斜面228的芯層206A及覆蓋該芯層206A的包覆層222和226A構(gòu)成。
下面，為形成第2級的光布線電路，按圖35(I)所示，在包覆層222上面形成芯層224后，按圖35(J)所示，利用曝光裝置171實施再度曝光工序。該第2次曝光，如圖所示，從與各圖形端部的上下曝光方向相反的方向進行，芯層224的端部一側(cè)由上方的掃描器162A的激光束UVA進行曝光，芯層224的另一側(cè)端部由下方的掃描器162B出射并透過載物臺172、臨時基板202、包覆層226A及包覆層222的激光束UVB進行曝光。此外，激光束UVB的曝光區(qū)域比第1級芯層206A的端部還向外側(cè)大致相鄰區(qū)域，各激光束的光量分布與第1次相同。
由此，感光芯層224的曝光區(qū)域，折射率降低，形成包覆層226B，未曝光區(qū)域成為左側(cè)的端部為倒錐形斜面結(jié)構(gòu)的截面為平行四邊形的芯層224B，在芯層224B的端部(圖35(J)的左右側(cè)端部)與包覆層226B的邊界，形成根據(jù)曝光量分布傾斜的傾斜面228。此外，芯層224B的右側(cè)傾斜面228，相對于芯層224A的傾斜面228，可以上下大致重疊配置。
然后，按圖36(K)所示，用包覆層222覆蓋芯層224B及包覆層226B，形成第2級的光布線電路。最后，從臨時基板202上剝離，完成圖36(L)所示的多級具有光布線電路的光布線基板240。
作為該光布線基板240的使用例，如圖36(L)所示，來自上方發(fā)光元件214的光束L一旦入射到上級的芯層224B左側(cè)的傾斜面228上，光束L就被傾斜面228反射，導(dǎo)入芯層224B，到達相對一側(cè)的傾斜面228，在此反射，向下方出射。此外，光束L入射下級的芯層224A右側(cè)的傾斜面228后被反射，由芯層224A導(dǎo)入，被在左側(cè)的傾斜面228反射，向光布線基板240的下方出射。
如上所述，在利用兩次光石印制造具有多級光布線電路的光布線基板時，通過采用光束的數(shù)字無掩模曝光，能夠比傳統(tǒng)的掩模曝光容易形成基板。此外，與實施方式2一樣，通過進行對準(zhǔn)及校準(zhǔn)，能夠得到位置高精度配合的多級光布線電路。
實施方式5下面，采用曝光裝置100，說明用直接曝光法制造光布線基板(光布線電路)的方法。
在圖37～40中示出了直接曝光法制造光布線基板的工序。首先，按圖37(A)所示，通過在臨時基板202上面涂布、烘焙聚酰亞胺等，形成包覆層242。按圖37(B)所示，在包覆層242上面涂布、烘焙折射率比包覆層242大的光固化材料(UV丙烯酸酯、UV環(huán)氧樹脂等)，形成芯層244。
然后，將該光布線基板材料裝到曝光裝置100的載物臺152上，用掃描器162的照射激光束(UV光)，按規(guī)定的曝光圖形曝光芯層244。如圖38(C)所示，此時，用激光束曝光由芯層244構(gòu)成的光布線電路的圖形形成(布線)區(qū)域。此外，在與形成在芯層244的端部的傾斜面對應(yīng)的規(guī)定區(qū)域，從前端一側(cè)到內(nèi)側(cè)，通過階段減少重疊兩個以上象素曝光的多重曝光的重疊次數(shù)，使曝光量的分布(箭頭UV)達到圖示那樣的傾斜(45°)，如此控制曝光量。
此時，利用用于芯層244的光固化材料的性質(zhì)，感光、固化被曝光裝置100的激光束曝光的芯層244的曝光區(qū)域。
在曝光裝置100曝光芯層244的工序結(jié)束后，從載物臺152取下曝光過的光布線基板材料，顯影芯層244。通過該顯影處理，除去芯層244的未曝光部分，如圖38(D)所示，制造成端部為錐形面(傾斜面246)的截面為梯形的芯層224B。
然后，按圖39(E)所示，為了提高芯層244的傾斜面246的光反射率，通過在傾斜面246蒸鍍金屬形成薄膜狀的反射鏡248。最后，按圖39(F)所示，涂布、烘焙聚酰亞胺等，用包覆層242覆蓋芯層244，一旦從臨時基板202上剝離，完成光布線基板250(圖40(G))。此外，圖40(G)示出了該光布線基板250的使用例，但此處省略其說明。
如上所述，在采用直接曝光法制造本實施方式的光布線基板的方法中，通過采用根據(jù)圖像信息利用DMD50調(diào)制的光束進行圖像曝光的曝光裝置，曝光、圖形形成由光照射固化的光固化材料構(gòu)成的芯層244的規(guī)定區(qū)域，使芯層244的規(guī)定區(qū)域固化。此外，在芯層244的端部，通過利用根據(jù)傾斜面208的傾斜形狀控制曝光量的光束進行曝光、圖形形成，形成用于設(shè)置反射鏡248的斜面結(jié)構(gòu)(傾斜面246)。
這樣，即使在采用直接曝光法的光布線基板的制造中，也能夠無掩模曝光形成芯層及在芯層的端部設(shè)置的傾斜面，簡化光布線電路及光布線基板的制造。
此外，與蝕刻法及光石印法一樣，由于是無掩模曝光，也容易適應(yīng)電路變更及復(fù)雜電路構(gòu)成的制造。另外，由于利用線曝光，即使是輥狀供應(yīng)的薄膜及光薄片母線那樣的電路圖形，也能夠高速、大面積地形成光布線電路。此外，由于是利用分辨力為0.1μm左右的非常高精細的光束進行曝光，能夠形成圖形形狀更好的并能抑制電路傳播損耗的光波導(dǎo)路、光分支電路，即使是設(shè)置在芯層244端部的傾斜面246，由于能夠容易利用多重曝光控制控制曝光量，也能夠使傾斜形狀平整。
實施方式6下面，采用曝光裝置171，說明用直接曝光法制造具有多級光布線電路的光布線基板的方法。
首先，根據(jù)實施方式5的圖37(A)～(B)中的工序，通過在臨時基板202上面依次形成包覆層(聚酰亞胺層)242、折射率比包覆層242大的芯層(光固化材料層)244。
將該光布線基板材料裝到曝光裝置171的載物臺172上，用從設(shè)置在下方的掃描器162B出射的并透過載物臺172、臨時基板202及包覆層242的激光束UVB曝光芯層244的一方(圖的左側(cè))的端部，光布線電路的圖形形成區(qū)域及芯層244的另一方(圖的右側(cè))的端部由上方配置的掃描器162A的激光束UVA進行曝光。關(guān)于各激光束的光量分布，如圖41(H)所示，在與形成在芯層244端部的傾斜面對應(yīng)的規(guī)定區(qū)域，從前端一側(cè)到內(nèi)側(cè)，通過階段減少重疊兩個以上象素曝光的多重曝光的重疊次數(shù)，使曝光量的分布(箭頭UVA及箭頭UVB)達到圖示那樣的傾斜(45°)，如此控制曝光量。由此感光、固化該芯層244的曝光區(qū)域。
在第1級的芯層曝光工序結(jié)束后，從載物臺172取下曝光過的光布線基板材料，顯影芯層244。通過該顯影處理，除去芯層244的未曝光部分，如圖41(I)所示，制造成右側(cè)端部為倒錐形斜面結(jié)構(gòu)的截面為平行四邊形的芯層244A。
然后，按圖42(J)所示，用金屬蒸鍍等方法，在芯層244A的兩端部的傾斜面246形成薄膜狀的反射鏡248，一旦用包覆層242覆蓋芯層244A，就形成如圖42(K)所示的由兩端部設(shè)有反射鏡的光波導(dǎo)路(芯層244A)構(gòu)成第1級光布線電路。
然后，為形成第2級的光布線電路，按圖42(L)所示，在包覆層242上面形成芯層244后，按圖43(M)所示，通過曝光裝置171實施再度曝光工序。在第2次的曝光中，如圖所示，光布線電路的圖形形成區(qū)域及芯層244一方的端部利用上方的掃描器162A的激光束UVA進行曝光。關(guān)于激光束UVA的光量分布，在與芯層244端部形成的傾斜面對應(yīng)的規(guī)定區(qū)域，從內(nèi)側(cè)到前端一側(cè)，通過階段減少多重曝光的重疊次數(shù)，使曝光量的分布(箭頭UVA)達到圖示那樣的傾斜(45°)，如此進行曝光量控制。
關(guān)于芯層244的另一端部，利用下方配置的掃描器162B的激光束UVB進行曝光，但此時向與形成在第1級芯層244A的左側(cè)端部的反射鏡248對應(yīng)的區(qū)域照射激光束UVB。此外，關(guān)于激光束UVB的光量分布，在從芯層244(傾斜面246)的前端側(cè)到內(nèi)側(cè)，通過階段減少多重曝光的重疊次數(shù)，使曝光量的分布(箭頭UVB)達到圖示那樣的傾斜(45°)，如此進行曝光量控制。
然后，如果該激光束UVB透過載物臺172、臨時基板202及包覆層242，向芯層244A的左側(cè)端部的反射鏡248入射，由反射鏡248反射，入射到芯層244A，隨后由芯層244A導(dǎo)入，由反射鏡248反射，向上方出射，從下方照射芯層244的另一端部。此外，在該芯層244的另一方端部的激光束UVB的曝光量分布為從內(nèi)側(cè)到前端側(cè)曝光量逐漸減少的分布。
由此，感光、固化第2級芯層224的曝光區(qū)域，顯影處理該芯層244，去除未曝光部分后，如圖43(N)所示，制造成左側(cè)端部為倒錐形的截面為平行四邊形的芯層244B。該芯層244B為上下翻轉(zhuǎn)第1級芯層244A后的平行四邊形形狀，此外各芯層的兩端部的傾斜面位置大致為上下重合配置。
然后，按圖43(O)所示，用金屬蒸鍍等方法，在芯層244B的兩端部的傾斜面246上形成反射鏡248，按圖44(P)所示，用包覆層242覆蓋芯層244B，形成第2級的光布線電路。最后，從臨時基板202 上剝離后，完成如圖44(Q)所示的具有多級光布線電路的光布線基板260。此外，圖44(Q)示出了該光布線基板260的使用例，由于與圖28(T)所示的光布線基板220相同，省略其說明。
如上所述，在用直接曝光法制造具有多級光布線電路的光布線基板時，通過利用光束的數(shù)字無掩模曝光，也能夠比傳統(tǒng)的掩模曝光容易形成基板。此外，與實施方式2、4一樣，通過進行對準(zhǔn)及校準(zhǔn)，能夠得到位置高精度配合的多級光布線電路。
以上，通過上述實施方式1～6詳細說明了本發(fā)明，但是本發(fā)明并不局限于此，在本發(fā)明范圍內(nèi)，也可實施其他多種實施方式。
例如，在實施方式1～6中，曝光感光材料的光束的曝光量控制是通過重疊兩個以上象素曝光的多重曝光進行的，但通過變更每一象素的光強度的強度調(diào)制同樣也可以變化曝光量。此外，關(guān)于光布線基板，不只局限于用包覆層覆蓋芯層(光波導(dǎo)路)的結(jié)構(gòu)，也可以在包覆層上疊層芯層。
此外，在各光布線基板的制造中，采用臨時基板202，但也可以替換該臨時基板，在采用折射率比芯層小的塑料薄膜等時，可以省略形成第1包覆層的工序，可直接在塑料薄膜上形成芯層。
此外，作為空間調(diào)制元件，說明了具有DMD的曝光頭，但是，在采用諸如MEMS(micro Electro Mechanical Systems)型的空間調(diào)制元件(SLMSpacial Light Modulator)以及利用光電學(xué)效果調(diào)制投射光的光學(xué)元件(PLZT元件)和液晶光閘(FLC)等MEMS型以外的空間調(diào)制元件時，也能得到同樣的效果。
此外，所謂MEMS，是利用以IC制造工藝為基礎(chǔ)的微加工技術(shù)集成微型尺寸的傳感器、調(diào)節(jié)器及控制電路的微細系統(tǒng)的總稱。所謂MEMS型的空間調(diào)制元件，指的是通過利用靜電力的電氣機械動作驅(qū)動的空間調(diào)制元件。
采用本發(fā)明的上述構(gòu)成，能夠利用無掩模曝光簡易形成光布線電路，特別是能夠容易形成為在光波導(dǎo)路的端部設(shè)置反射鏡的傾斜面形狀或由在疊層方向多級形成的電路構(gòu)成形成光布線電路，得到光布線電路的制造方法以及具有該光布線電路的光布線基板。
權(quán)利要求
1.一種光布線電路的制造方法，是利用光波導(dǎo)路構(gòu)成電路的光布線電路的制造方法，其特征在于具有以下工序，即，利用根據(jù)圖像信息通過空間光調(diào)制元件調(diào)制的光束進行圖像曝光的曝光裝置，通過所述光束對用于形成所述光波導(dǎo)路的光學(xué)材料的規(guī)定區(qū)域進行曝光并形成圖形。
2.一種光布線電路的制造方法，是通過在構(gòu)成光波導(dǎo)路的芯層的端部上具有的用于設(shè)置向該芯層入射光或從該芯層出射光的反光鏡的傾斜面的光波導(dǎo)路，而構(gòu)成電路的光布線電路的制造方法，其特征在于具有以下工序，即，利用根據(jù)圖像信息通過空間光調(diào)制元件調(diào)制的光束進行圖像曝光的曝光裝置，通過根據(jù)所述傾斜面的傾斜形狀來控制曝光量的所述光束對用于形成所述光波導(dǎo)路的光學(xué)材料的規(guī)定區(qū)域進行曝光并形成圖形。
3.如權(quán)利要求2所述的光布線電路的制造方法，其特征在于所述曝光裝置具有在掃描上述光束并進行圖像曝光的同時，在其掃描中使兩個以上象素重疊曝光的多重曝光功能，利用該多重曝光控制上述曝光量。
4.如權(quán)利要求1～3中任何一項所述的光布線電路的制造方法，其特征在于利用上述光束的圖像曝光的分辨力為0.1μm～2.5μm。
5.如權(quán)利要求1～4中任何一項所述的光布線電路的制造方法，其特征在于上述光學(xué)材料為成膜在上述光波導(dǎo)路材料上的光致抗蝕劑，在利用上述光束曝光并圖形形成的工序中具有在從該光致抗蝕劑形成蝕刻掩模后，用該蝕刻掩模蝕刻上述光波導(dǎo)路材料的工序。
6.如權(quán)利要求5所述的光布線電路的制造方法，其特征在于上述光致抗蝕劑為正型。
7.如權(quán)利要求1～4中任何一項所述的光布線電路的制造方法，其特征在于上述光學(xué)材料為通過光照射而改變折射率的光波導(dǎo)路材料，在利用上述光束曝光并進行圖形形成的工序中，改變該光波導(dǎo)路材料的規(guī)定區(qū)域的折射率，并形成光波導(dǎo)路。
8.如權(quán)利要求7所述的光布線電路的制造方法，其特征在于上述光波導(dǎo)路材料具有通過光照射折射率降低的性質(zhì)。
9.如權(quán)利要求2～4中任何一項所述的光布線電路的制造方法，其特征在于由權(quán)利要求7或8所述的光布線電路制造方法中的光波導(dǎo)路材料形成的上述芯層，在通過根據(jù)傾斜面的傾斜形狀控制曝光量的上述光束進行曝光并圖形形成的工序中，具有在與傾斜面大致垂直的方向上階段地或?qū)嵸|(zhì)上連續(xù)地改變該圖形形成后的傾斜面的折射率的分布。
10.如權(quán)利要求1～4中任何一項所述的光布線電路的制造方法，其特征在于上述光學(xué)材料為光照射而固化的光波導(dǎo)路材料，在通過上述光束進行曝光并圖形形成的工序中，在固化該光波導(dǎo)路材料的規(guī)定區(qū)域后，具有通過顯影處理去除光波導(dǎo)路材料的未固化部分的工序。
11.一種光布線基板，其特征在于具有用權(quán)利要求1～10中任何一項所述的光布線電路的制造方法制造的光布線電路。
12.一種光布線基板，其特征在于在疊層方向具有多級用權(quán)利要求1～10中任何一項所述的光布線電路的制造方法制造的光布線電路。
全文摘要
一種光布線基板的制造方法，用根據(jù)圖像信息通過空間光調(diào)制元件調(diào)制的光束進行圖像曝光的曝光裝置，通過所述光束(UV)對在作為光布線基板材料的芯層上涂布的感光材料(光致抗蝕劑)的規(guī)定區(qū)域進行曝光并圖形化形成蝕刻掩模。與在芯層的端部上形成的傾斜面對應(yīng)的區(qū)域，通過根據(jù)傾斜面的傾斜形狀控制曝光量的光束進行曝光并圖形化，將蝕刻掩模的端部作為斜面結(jié)構(gòu)。一旦通過該蝕刻掩模對芯層進行蝕刻加工，在芯層的端部就進行與蝕刻掩模的膜厚成比例地加工，從而形成傾斜面。根據(jù)本發(fā)明，通過無掩模曝光易于形成構(gòu)成光波導(dǎo)路的芯層的端部上設(shè)置的傾斜面形狀。
文檔編號G02B6/138GK1467517SQ0314110
公開日2004年1月14日 申請日期2003年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月7日
發(fā)明者中谷大輔, 藤井武, 岡崎洋二, 永野和彥, 石川弘美, 二, 彥, 美 申請人:富士膠片株式會社