JP4541010B2 - Pattern exposure apparatus and two-dimensional optical image generation apparatus - Google Patents

Pattern exposure apparatus and two-dimensional optical image generation apparatus Download PDF

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本発明は、半導体集積回路製造時の露光工程において、マスクを用いずに回路パターンをウエハ上に直接描画するパターン露光装置(マスクレス露光装置とも呼ばれる。)に関する。   The present invention relates to a pattern exposure apparatus (also referred to as a maskless exposure apparatus) that directly draws a circuit pattern on a wafer without using a mask in an exposure process when manufacturing a semiconductor integrated circuit.

一般に、半導体集積回路の製造時の露光工程では、回路パターンが描かれたマスク(レチクルと呼ばれることもある。)を用いてレジストが塗布されたウエハ上に回路パターンを露光させる(パターン描画とも呼ばれる。)必要があり、そのために利用される装置は露光装置あるいは露光機と呼ばれる。   In general, in an exposure process when manufacturing a semiconductor integrated circuit, a circuit pattern is exposed on a wafer coated with a resist using a mask (also called a reticle) on which a circuit pattern is drawn (also called pattern drawing). The apparatus used for this purpose is called an exposure apparatus or an exposure machine.

一方、マスクの製造工程で用いられるパターン露光を行うマスク描画装置と呼ばれる装置では、電子ビームを用いた電子ビーム描画装置が広く利用されているが、紫外域のレーザ光を用いてパターン露光する手法に基づくマスク描画装置も製品化されている。その装置の例としては、1辺16ミクロンの正方形である微小なミラー(マイクロミラー)を二次元配列状に多数並べたミラーデバイス(空間光変調器、あるいはSLMと呼ばれる。)を用いて、これにパルス状の紫外レーザ光を照射し、各マイクロミラーごとに制御されたミラーデバイスからの反射光をマスク基板に照射して露光するものであり、ミラーデバイスのミラー面を基板上に単純に縮小投影する構成になっている。なお、これに関しては、例えば、Proceedings of SPIE, Vol.4186, 第16〜21頁(非特許文献1)、あるいは、USP6,428,940(特許文献1)において示されている。   On the other hand, in an apparatus called a mask drawing apparatus that performs pattern exposure used in a mask manufacturing process, an electron beam drawing apparatus using an electron beam is widely used, but a pattern exposure method using laser light in the ultraviolet region is used. A mask drawing apparatus based on the above has also been commercialized. As an example of the apparatus, a mirror device (referred to as a spatial light modulator or SLM) in which a number of micromirrors (micromirrors) each having a 16-micron-side square are arranged in a two-dimensional array is used. Is irradiated with pulsed ultraviolet laser light, and the mask substrate is exposed by the reflected light from the mirror device controlled by each micromirror, and the mirror surface of the mirror device is simply reduced on the substrate. It is configured to project. This is described in, for example, Proceedings of SPIE, Vol. 4186, pages 16 to 21 (Non-patent Document 1) or USP 6,428,940 (Patent Document 1).

これに対して、前記マスク描画装置とは異なり、ミラーデバイスのパターンを単純に縮小しない方式のパターン露光装置が、プリント基板などへのパターン露光用として用いられることがある。その構成例を図4に示した従来のパターン露光装置200を用いて説明する。露光光である紫外光L21はミラー202で反射し、紫外光L22がミラーデバイス201に照射され、パターン露光に利用する紫外光L23がミラーデバイス201で反射して下方に進み、レンズ203aと203bとで構成された投影光学系204によってマイクロレンズアレイ205上に投影される。マイクロレンズアレイ205によって、紫外光L24は多数の細い光線に分割され、ピンホール板206における各ピンホールにそれぞれが集光する。ピンホール板206の各ピンホールの出射面での光の像が、縮小投影光学系208によって、基板209上に、多数の離散スポットの集合体となって、パターン投影される。パターン露光装置200におけるピンホール板206を上から見ると、図5に示されたように、各ピンホールの並びが、X、Y方向から僅かに傾けられたように斜めに取り付けられている。その結果、図6に示したように、描画中は基板209をスキャンさせるため、ミラーデバイスの1回のON動作(すなわち、入射された紫外光を基板の方向へ進ませるように反射させる。)で露光されるピンホール板206の投影領域210を形成する多数の離散スポットの集合体における隣接するスポット間にも、基板209のスキャンによって次第に露光されていくようになる。   On the other hand, unlike the mask drawing apparatus, a pattern exposure apparatus that does not simply reduce the pattern of the mirror device may be used for pattern exposure on a printed circuit board or the like. An example of the configuration will be described using the conventional pattern exposure apparatus 200 shown in FIG. The ultraviolet light L21 that is the exposure light is reflected by the mirror 202, the ultraviolet light L22 is irradiated on the mirror device 201, the ultraviolet light L23 used for pattern exposure is reflected by the mirror device 201 and travels downward, and the lenses 203a and 203b Is projected onto the microlens array 205 by the projection optical system 204 configured as described above. The microlens array 205 divides the ultraviolet light L24 into a large number of thin light beams, which are condensed on each pinhole in the pinhole plate 206, respectively. An image of light on the exit surface of each pinhole of the pinhole plate 206 is pattern-projected as an aggregate of a large number of discrete spots on the substrate 209 by the reduction projection optical system 208. When the pinhole plate 206 in the pattern exposure apparatus 200 is viewed from above, as shown in FIG. 5, the arrangement of the pinholes is attached obliquely so as to be slightly inclined from the X and Y directions. As a result, as shown in FIG. 6, in order to scan the substrate 209 during drawing, the mirror device is turned on once (that is, the incident ultraviolet light is reflected so as to advance toward the substrate). The adjacent spots in the aggregate of a large number of discrete spots that form the projection area 210 of the pinhole plate 206 exposed in step 1 are gradually exposed by scanning the substrate 209.

以上のようなパターン露光装置による描画手法は、Point Array Scanning(ポイントアレイスキャニング)と呼ばれ、これに関しては、例えば、USP 6,473,237(特許文献2)、特願2003年第107776号(特許文献3)、特願2003年第163851号(特許文献4)、特願2003年第174017号(特許文献5)、特願2003年第374846号(特許文献6)、特願2003年第414763号(特許文献7)などにおいて示されている。また、前記ミラーデバイスにおいて市販されている製品のサイズとしては、例えば、1個のマイクロミラーの寸法が一辺約13.7ミクロンであり、画素数としては、例えば、1024×768個の場合、ミラーデバイスのミラー面は、長辺方向が約14mmで短辺方向が約10.5mm(以下、14×10.5mmと示す。)となっている。   The drawing method using the pattern exposure apparatus as described above is called Point Array Scanning. For example, USP 6,473,237 (Patent Document 2), Japanese Patent Application No. 1077776 (Patent Document 3). Japanese Patent Application No. 2003 163851 (Patent Document 4), Japanese Patent Application 2003 No. 174017 (Patent Document 5), Japanese Patent Application No. 2003 374846 (Patent Document 6), Japanese Patent Application No. 2003 414863 (Patent Document) 7) etc. In addition, as a size of a product that is commercially available in the mirror device, for example, the size of one micromirror is about 13.7 microns on a side, and the number of pixels is, for example, 1024 × 768. The mirror surface of the device has a long side direction of about 14 mm and a short side direction of about 10.5 mm (hereinafter referred to as 14 × 10.5 mm).

Proceedings of SPIE, Vol.4186, 第16〜21頁Proceedings of SPIE, Vol.4186, pp. 16-21 USP 6,428,940USP 6,428,940 USP 6,473,237USP 6,473,237 特願2003年第107776号公報Japanese Patent Application No. 1077776 特願2003年第163851号公報Japanese Patent Application No. 1663851 特願2003年第174017号公報Japanese Patent Application No. 174017 特願2003年第374846号公報Japanese Patent Application No. 374846 特願2003年第414763号公報Japanese Patent Application No. 2003-147663

前述したポイントアレイスキャニングによるパターン露光装置を構成する際の課題としては、光源の波長において0.4ミクロン以下の紫外光を用いることが困難であった。その理由としては、マイクロレンズアレイは通常樹脂で製作されていたが、樹脂で利用できる光源波長は約0.4ミクロン以上であり、それより短波長の紫外光の照射によって劣化するからである。一方、紫外光で透過率の高い石英などの紫外用光学材でマイクロレンズアレイを製作することも困難である。   As a problem in configuring the pattern exposure apparatus by the point array scanning described above, it is difficult to use ultraviolet light having a wavelength of 0.4 μm or less at the wavelength of the light source. This is because the microlens array is usually made of resin, but the light source wavelength that can be used for the resin is about 0.4 microns or more, and is deteriorated by irradiation with ultraviolet light having a shorter wavelength. On the other hand, it is also difficult to manufacture a microlens array using an ultraviolet optical material such as quartz, which has a high transmittance with ultraviolet light.

本発明の目的は、マイクロレンズアレイを用いずに、ポイントアレイスキャニングによるパターン露光が可能なパターン露光装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a pattern exposure apparatus capable of pattern exposure by point array scanning without using a microlens array.

前記目的を達成するために、本発明のパターン露光装置では、多数の紫外光線の発生部を光源として用い、また、転写光学系を用いることで、ミラーデバイスの各マイクロミラーに対して、多数の紫外光線の発生部からの紫外光線を前記転写光学系によって投影させ、かつ、マイクロミラーで反射させた紫外光線によってパターン露光したものである。   In order to achieve the above object, in the pattern exposure apparatus of the present invention, a large number of ultraviolet ray generators are used as a light source, and a transfer optical system is used so that a large number of micromirrors of a mirror device can The ultraviolet light from the ultraviolet light generation part is projected by the transfer optical system and subjected to pattern exposure by the ultraviolet light reflected by the micromirror.

また、前記多数の紫外光線の発生部を実現する一例としては、多数のピンホールを有する反射鏡を出力鏡に用いてレーザを構成すればよい。これによると、出力鏡におけるレーザビームのビーム断面積に対して、ピンホールの穴の総面積をいくらでも小さくできるため、ピンホールにより、レーザ発振しなくなることはない。例えば、レーザの利得が小さいとされているイオンレーザの場合は、レーザの1パスの利得が10%以下と小さいが、ピンホールの穴の開口率を利得よりも小さくすることが容易であり、レーザ発振させることができ、その結果、多数のピンホールから紫外光線が取り出される。   Further, as an example for realizing the large number of ultraviolet ray generators, a laser may be configured using a reflecting mirror having a large number of pinholes as an output mirror. According to this, since the total area of the hole of the pinhole can be made as small as possible with respect to the beam cross-sectional area of the laser beam in the output mirror, the laser oscillation is not stopped by the pinhole. For example, in the case of an ion laser whose laser gain is small, the gain of one pass of the laser is as small as 10% or less, but it is easy to make the aperture ratio of the pinhole hole smaller than the gain, Laser oscillation can be performed, and as a result, ultraviolet rays are extracted from a large number of pinholes.

本発明のパターン露光装置では、マイクロレンズアレイを用いずにポイントアレイスキャニングによるパターン露光が実現できるため、光源に波長0.4ミクロン以下の紫外光を利用できる。したがって、描画パターンの解像度が高められる。   In the pattern exposure apparatus of the present invention, since pattern exposure by point array scanning can be realized without using a microlens array, ultraviolet light having a wavelength of 0.4 microns or less can be used as a light source. Therefore, the resolution of the drawing pattern is increased.

以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明の第1の実施例を図1を用いて説明する。図1は本発明のパターン露光装置100の構成図である。パターン露光装置100では、多数の紫外光線の発生部として、シャワービーム型レーザ1が用いられている。ここでは、波長351nmのイオンレーザをベースとして改造したものである。レーザ管2の両側には全反射鏡3とピンホール付き出力鏡4とでレーザ共振器が組まれている。ただし、内部で発生したレーザ光L1(細点線で示されている。)は、ビーム径は約1mmと細いため、ビーム拡大器5によって、ビーム径が20倍に広げられて、ピンホール付き出力鏡4に当たっている。ピンホール付き出力鏡4には、14mm×10.5mmの領域に直径0.3ミクロンの穴が約13.7ミクロンピッチで縦横に、1024×768=786,432個空いている。したがって、ピンホールの穴の総面積は0.0556平方mmであり、直径20mmのビーム断面積は314平方mmであるため、ピンホール径による損失は0.018%と非常に小さくなり、十分レーザ発振するだけでなく、光強度の高い紫外光線L2がシャワーのように多数発生する。なお、紫外光線L2は、紙面に平行な方向に偏光している。   A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram of a pattern exposure apparatus 100 of the present invention. In the pattern exposure apparatus 100, the shower beam type laser 1 is used as a generation part of many ultraviolet rays. Here, it is modified based on an ion laser having a wavelength of 351 nm. On both sides of the laser tube 2, a laser resonator is assembled by a total reflection mirror 3 and an output mirror 4 with a pinhole. However, since the laser beam L1 (indicated by a thin dotted line) generated inside is as thin as about 1 mm, the beam diameter is expanded by a factor of 20 by the beam expander 5 and output with a pinhole. It hits mirror 4. In the output mirror 4 with a pinhole, 1024 × 768 = 786,432 holes having a diameter of 0.3 μm are formed vertically and horizontally at a pitch of about 13.7 μm in an area of 14 mm × 10.5 mm. Therefore, since the total area of the pinhole hole is 0.0556 square mm and the beam cross-sectional area of the diameter of 20 mm is 314 square mm, the loss due to the pinhole diameter is extremely small at 0.018%, which is sufficient for the laser. In addition to oscillation, a large number of ultraviolet rays L2 having high light intensity are generated like showers. The ultraviolet light L2 is polarized in a direction parallel to the paper surface.

太点線で示されたシャワービーム状の紫外光線L2は、レンズ7aとレンズ7bとで構成された転写光学系8a、及び偏光ビームスプリッタ6を通過して、λ/4波長板10を通って、ミラーデバイス11に当たる。なお、紫外光線L2はλ/4波長板10を通過することで円偏光に変わる。なお、レンズ7aとレンズ7bとはほぼ同じ焦点距離であり、転写光学系8aは1対1に投影する作用を有する。すなわち、転写光学系8aの作用としては、ピンホール付き出力鏡4における像(すなわち、多数の離散スポット)を、ミラーデバイス11の表面近傍に投影させたものである。これにより、ピンホール付き出力鏡4から出射する紫外光線L2の各細いビームが、ミラーデバイス11の各マイクロミラーに1対1で当たるようになる。   The shower beam-shaped ultraviolet ray L2 indicated by the thick dotted line passes through the transfer optical system 8a composed of the lens 7a and the lens 7b and the polarization beam splitter 6, passes through the λ / 4 wavelength plate 10, and It hits the mirror device 11. The ultraviolet light L2 passes through the λ / 4 wavelength plate 10 and changes to circularly polarized light. The lens 7a and the lens 7b have substantially the same focal length, and the transfer optical system 8a has a function of projecting one-to-one. That is, as an action of the transfer optical system 8 a, an image (that is, a large number of discrete spots) on the output mirror 4 with a pinhole is projected near the surface of the mirror device 11. Thereby, each thin beam of the ultraviolet light L2 emitted from the output mirror 4 with a pinhole comes into contact with each micromirror of the mirror device 11 on a one-to-one basis.

円偏光になった紫外光線L2は、1024×768=786,432個のマイクロミラーを有するミラーデバイス11に入射する。基板12でパターン描画する紫外光線は、ミラーデバイス11の各イクロミラーで正反対に反射する。したがって、再びλ/4波長板10を通過し、偏光方向が直線偏光に戻されるが、今度は紙面に垂直な方向になるため、偏光ビームスプリッタ6で高く反射して下方に進む。これにより、レンズ7cとレンズ7dとで構成された転写光学系8bを通過し、XYステージ13上の基板12に当たる。 The ultraviolet light L2 that has become circularly polarized light is incident on the mirror device 11 having 1024 × 768 = 786,432 micromirrors. Ultraviolet rays pattern drawn with the substrate 12 is reflected to the opposite for each Ma Ikuromira mirror device 11. Therefore, it passes through the λ / 4 wavelength plate 10 again, and the polarization direction is returned to the linearly polarized light. However, since it is now a direction perpendicular to the paper surface, it is highly reflected by the polarization beam splitter 6 and proceeds downward. As a result, the light passes through the transfer optical system 8b composed of the lens 7c and the lens 7d and strikes the substrate 12 on the XY stage 13.

一方、基板12でパターン描画しない紫外光線は、ミラーデバイス11における各マイクロミラーによる反射方向が変わる。すなわち、正反対からずれた角度で戻されるため、レンズ7cを通過後、ピンホール板9の中心部の穴を通過できず、ここでカットされる。   On the other hand, the direction of reflection by the micromirrors in the mirror device 11 changes for ultraviolet rays that are not patterned on the substrate 12. That is, since it returns at an angle deviated from the opposite direction, after passing through the lens 7c, it cannot pass through the hole at the center of the pinhole plate 9, but is cut here.

転写光学系8bの作用としては、ミラーデバイス11の表面近傍の像を基板12上に投影させたものである。また、前述したように、転写光学系8aによって、ミラーデバイス11の表面近傍の像としては、多数の離散スポットの像が投影されているため、基板12上に多数の離散スポットが投影(転写)されるようになる。   The function of the transfer optical system 8b is to project an image near the surface of the mirror device 11 onto the substrate 12. Further, as described above, since a large number of discrete spot images are projected as an image near the surface of the mirror device 11 by the transfer optical system 8a, a large number of discrete spots are projected (transferred) onto the substrate 12. Will come to be.

以上のように、本発明では、光源である多数の細い紫外線から成る紫外光線L2を用いており、この紫外光線L2を形成しているピンホール付き出力鏡4の像が、結果的に基板12に投影されることになり、基板12上に多数の離散スポットを投影でき、基板12をスキャンすることで、ポイントアレイスキャニングによるパターン露光が可能になる。   As described above, in the present invention, the ultraviolet light L2 composed of a large number of thin ultraviolet rays as a light source is used, and an image of the output mirror 4 with pinholes forming the ultraviolet light L2 is consequently obtained on the substrate 12. A large number of discrete spots can be projected onto the substrate 12, and pattern exposure by point array scanning can be performed by scanning the substrate 12.

次に、以上で説明した本発明のパターン露光装置100とほぼ同様の構成であるが、転写光学系を1個用いた装置を図2を用いて説明する。図2は本発明の第2実施例としてのパターン露光装置150の構成図である。図1に示したパターン露光装置100と共通の部品等に関しては説明を省略する。   Next, an apparatus having the same configuration as that of the pattern exposure apparatus 100 of the present invention described above, but using one transfer optical system will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a block diagram of a pattern exposure apparatus 150 as a second embodiment of the present invention. The description of components common to the pattern exposure apparatus 100 shown in FIG.

パターン露光装置150では、パターン露光装置100における転写光学系8bを省略し、転写光学系8bと同等の作用(すなわち、ミラーデバイス11近傍の像を基板12に投影する作用)を転写光学系8aが併用したものである。そのため、転写光学系8aを構成するレンズ7aとレンズ7bとの間に、露光しない光線をカットするためのピンホール板9を配置してある。   In the pattern exposure apparatus 150, the transfer optical system 8b omits the transfer optical system 8b in the pattern exposure apparatus 100, and the transfer optical system 8a performs an action equivalent to that of the transfer optical system 8b (that is, an action of projecting an image in the vicinity of the mirror device 11 onto the substrate 12). It is used together. For this reason, a pinhole plate 9 for cutting a light beam that is not exposed is disposed between the lens 7a and the lens 7b constituting the transfer optical system 8a.

パターン露光装置150では、基板12でパターン描画する紫外光線は、ミラーデバイス11で反射した後、再びλ/4波長板10を通過して、偏光方向が直線偏光に戻され、転写光学系8aを通過後、偏光ビームスプリッタ6で高く反射して、XYステージ13上の基板12へ向かう。また、基板12でパターン描画しない紫外光線は、ミラーデバイス11における各マイクロミラーによる反射方向が変わる。すなわち、正反対からずれた角度で戻されるため、レンズ7bを通過後、ピンホール板9でカットされる。   In the pattern exposure apparatus 150, the ultraviolet light that is drawn by the substrate 12 is reflected by the mirror device 11 and then passes through the λ / 4 wavelength plate 10 again to return the polarization direction to linearly polarized light. After passing, it is highly reflected by the polarization beam splitter 6 and travels toward the substrate 12 on the XY stage 13. In addition, the reflection direction of each ultraviolet ray in the mirror device 11 changes in the ultraviolet rays that are not patterned on the substrate 12. That is, since it is returned at an angle deviated from the opposite direction, it is cut by the pinhole plate 9 after passing through the lens 7b.

本実施例の転写光学系8aは、ピンホール付き出力鏡4における像を、ミラーデバイス11の表面近傍に投影させる作用と、ミラーデバイス11の表面近傍の像を、基板12上に投影させる作用の2つの作用を有している。また、基板12の位置としては、偏光ビームスプリッタ6に対して、ピンホール付き出力鏡4と等しい距離になるように設定されている。以上より、基板12上には、ミラーデバイス11の表面近傍に投影された多数の離散スポットが投影されるようになる。   The transfer optical system 8a of the present embodiment has an action of projecting an image of the output mirror 4 with a pinhole near the surface of the mirror device 11 and an action of projecting an image near the surface of the mirror device 11 onto the substrate 12. It has two actions. Further, the position of the substrate 12 is set to be equal to the polarization beam splitter 6 and the distance from the output mirror 4 with a pinhole. As described above, a large number of discrete spots projected near the surface of the mirror device 11 are projected on the substrate 12.

次に、パターン露光装置100及び150で用いられているピンホール付き出力鏡4の構造の一例を図3を用いて説明する。ピンホール付き出力鏡4は、石英基板31の片側の面に反射膜32が付けられている。この面がシャワービーム型レーザ1の内側を向いている。一方、反対側の面には反射防止膜33が付けられている。なお、反射膜32には、保護膜付きのアルミ膜か、誘電体多層膜が好ましい。この反射膜32に多数のピンホールが空いている。ピンホールの形成には、電子ビーム描画装置などによる露光、現像、及びエッチング加工によって形成することで正確な穴が形成できる。   Next, an example of the structure of the pinhole output mirror 4 used in the pattern exposure apparatuses 100 and 150 will be described with reference to FIG. In the output mirror 4 with a pinhole, a reflective film 32 is attached to one surface of the quartz substrate 31. This surface faces the inside of the shower beam type laser 1. On the other hand, an antireflection film 33 is attached to the opposite surface. The reflective film 32 is preferably an aluminum film with a protective film or a dielectric multilayer film. A large number of pinholes are open in the reflective film 32. In forming the pinhole, an accurate hole can be formed by forming the pinhole by exposure, development, and etching using an electron beam drawing apparatus or the like.

なお、前記第1実施例、及び第2実施例で用いられたシャワービーム型レーザ1として、エキシマレーザを用いてもよい。エキシマレーザは、紫外域で直接高出力動作するため、本発明に適している。ただし、繰り返し数が数kHz程度までであるため、より高い繰り返し数の光源が必要な場合は、例えば、波長255nmである銅蒸気レーザの第2高調波を用いてもよい。銅蒸気レーザは10kHz程度の繰り返し動作が容易であるだけでなく、第2高調波の場合は、内部波長変換が行えるため、出力鏡には、図3に示したようなピンホール付き出力鏡3を利用できる。   An excimer laser may be used as the shower beam type laser 1 used in the first and second embodiments. An excimer laser is suitable for the present invention because it directly operates at a high output in the ultraviolet region. However, since the number of repetitions is up to about several kHz, when a light source with a higher number of repetitions is required, for example, the second harmonic of a copper vapor laser having a wavelength of 255 nm may be used. The copper vapor laser is not only easy to repeat at about 10 kHz, but in the case of the second harmonic, it can perform internal wavelength conversion. Therefore, the output mirror 3 with a pinhole as shown in FIG. Can be used.

また、前記第1実施例、及び第2実施例では、光源としてシャワービーム型レーザ1を利用したが、本発明では特にレーザに限らない。例えば、プラズマディスプレイなどのような二次元配列状の多数の自発光デバイスを用いてもよい。   In the first and second embodiments, the shower beam type laser 1 is used as the light source. However, the present invention is not limited to the laser. For example, a large number of two-dimensional self-luminous devices such as a plasma display may be used.

なお、本発明を構成する転写光学系としては、前記第1実施例、及び第2実施例では、2枚のレンズで構成されたものを示したが、特にこの構成に限定するものではなく、さらに多数のレンズを用いて収差を低減させたレンズ系を用いてもよいし、あるいは収差の少ない1枚のレンズでもよい。さらにはレンズだけではなく、凹面鏡を含む光学系を利用してもよく、これによると色収差を大幅に低減できるため、狭帯域な光源が不要になり、広帯域なエキシマレーザや紫外ランプを利用できる。   In addition, as the transfer optical system constituting the present invention, the first embodiment and the second embodiment have been configured with two lenses, but are not particularly limited to this configuration. Further, a lens system in which aberration is reduced by using a large number of lenses may be used, or a single lens with less aberration may be used. Furthermore, not only a lens but also an optical system including a concave mirror may be used. According to this, since chromatic aberration can be greatly reduced, a narrow-band light source is not necessary, and a wide-band excimer laser or ultraviolet lamp can be used.

本発明の第1の実施例に係るパターン露光装置100の構成を示す図である。1 is a diagram showing a configuration of a pattern exposure apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施例に係るパターン露光装置150の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pattern exposure apparatus 150 which concerns on the 2nd Example of this invention. 図1及び2で使用されるピンホール付き出力鏡4を具体的構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a specific structure of the output mirror 4 with a pinhole used in FIG. 先に提案されているパターン露光装置200の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the pattern exposure apparatus 200 proposed previously. 図4のパターン露光装置に使用されるピンホール板206の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the pinhole board 206 used for the pattern exposure apparatus of FIG. 図4に示されたパターン露光装置200による描画を説明する図である。It is a figure explaining drawing by the pattern exposure apparatus 200 shown by FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 シャワービーム型レーザ
2 レーザ管
3 全反射鏡
4 ピンホール付き出力鏡
5 ビーム拡大器
6 偏光ビームスプリッタ
7a、7b、7c、7d、203a、203b レンズ
8a、8b 転写光学系
9 ピンホール板
10 λ/4波長板
11、201 ミラーデバイス
12、209 基板
13 XYステージ
31 石英基板
32 反射板
33 反射防止膜
100、200 パターン露光装置
202 ミラー
204 投影光学系
205 マイクロレンズアレイ
206 ピンホール板
210 ピンホール板206の投影領域
211 露光された領域
L1 レーザ光
L2 紫外光線
L21、L22、L23、L24 紫外光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Shower beam type laser 2 Laser tube 3 Total reflection mirror 4 Output mirror with pinhole 5 Beam expander 6 Polarizing beam splitter 7a, 7b, 7c, 7d, 203a, 203b Lens 8a, 8b Transfer optical system 9 Pinhole plate 10 λ / 4 wavelength plate 11, 201 Mirror device 12, 209 Substrate 13 XY stage 31 Quartz substrate 32 Reflective plate 33 Antireflection film 100, 200 Pattern exposure device 202 Mirror 204 Projection optical system 205 Micro lens array 206 Pinhole plate 210 Pinhole plate 206 projected area 211 Exposed area L1 Laser light L2 Ultraviolet rays L21, L22, L23, L24 Ultraviolet light

Claims (6)

二次元配列状の微小ミラーによってパターンを形成するパターン露光装置において、
多数の紫外光線の発生部を光源として用い、
前記多数の紫外光線の発生部から前記二次元配列状の微小ミラーに向かう光路上に、偏光ビームスプリッタ、2つのレンズと前記2つのレンズの間に配置されたピンホール板とを有する転写光学系、λ/4波長板の順に配置し、
前記多数の紫外光線の発生部は予め定められた方向に偏光した紫外光線を発射し、
前記偏光ビームスプリッタは前記予め定められた方向に偏光した紫外光線を通過させる向きに配置され、
前記転写光学系を用いて、前記二次元配列状の微小ミラーに対して、前記多数の紫外光線の発生部からの紫外光線を投影させ、
前記二次元配列状の微小ミラーで反射し、前記転写光学系の前記2つのレンズと前記ピンホール板を通過した紫外光線によって基板をパターン露光する
ことを特徴とするパターン露光装置。
In a pattern exposure apparatus that forms a pattern with a two-dimensional array of micromirrors,
Using a large number of ultraviolet ray generators as a light source,
A transfer optical system having a polarization beam splitter, two lenses, and a pinhole plate disposed between the two lenses on an optical path from the plurality of ultraviolet ray generators to the two-dimensional array of micromirrors , Λ / 4 wavelength plate in this order,
The multiple ultraviolet ray generators emit ultraviolet rays polarized in a predetermined direction,
The polarizing beam splitter is arranged in a direction to pass ultraviolet light polarized in the predetermined direction;
Using the transfer optical system, project the ultraviolet rays from the multiple ultraviolet ray generators onto the two-dimensional array of micromirrors,
A pattern exposure apparatus, wherein the substrate is subjected to pattern exposure with ultraviolet light reflected by the two-dimensional array of micromirrors and passed through the two lenses of the transfer optical system and the pinhole plate.
前記多数の紫外光線の発生部が、多数のピンホールを有する反射鏡を出力鏡に用いたレーザを含むことを特徴とする前記請求項1のパターン露光装置。 2. The pattern exposure apparatus according to claim 1 , wherein the generation unit of the plurality of ultraviolet rays includes a laser using a reflection mirror having a number of pinholes as an output mirror. 前記多数の紫外光線の発生部と基板との間の光路上にマイクロレンズアレイを介することなく前記基板をパターン露光することを特徴とする前記請求項1及び2のいずれかのパターン露光装置。 3. The pattern exposure apparatus according to claim 1, wherein the substrate is subjected to pattern exposure on an optical path between the plurality of ultraviolet ray generators and the substrate without using a microlens array. 4. 二次元配列状の微小ミラーによってパターンを形成する二次元光像発生装置において、
多数の紫外光線の発生部を光源として用い、
前記多数の紫外光線の発生部から前記二次元配列状の微小ミラーに向かう光路上に、偏光ビームスプリッタ、2つのレンズと前記2つのレンズの間に配置されたピンホール板とを有する転写光学系、λ/4波長板の順に配置し、
前記多数の紫外光線の発生部は予め定められた方向に偏光した紫外光線を発射し、
前記偏光ビームスプリッタは前記予め定められた方向に偏光した紫外光線を通過させる向きに配置され、
前記転写光学系を用いて、前記二次元配列状の微小ミラーに対して、前記多数の紫外光線の発生部からの紫外光線を投影させ、
前記二次元配列状の微小ミラーで反射し、前記転写光学系の前記2つのレンズと前記ピンホール板を通過した紫外光線によって二次元光像を出力する
ことを特徴とする二次元光像発生装置。
In a two-dimensional optical image generator that forms a pattern with two-dimensional array of micromirrors,
Using a large number of ultraviolet ray generators as a light source,
A transfer optical system having a polarization beam splitter, two lenses, and a pinhole plate disposed between the two lenses on an optical path from the plurality of ultraviolet ray generators to the two-dimensional array of micromirrors , Λ / 4 wavelength plate in this order,
The multiple ultraviolet ray generators emit ultraviolet rays polarized in a predetermined direction,
The polarizing beam splitter is arranged in a direction to pass ultraviolet light polarized in the predetermined direction;
Using the transfer optical system, project the ultraviolet rays from the multiple ultraviolet ray generators onto the two-dimensional array of micromirrors,
Two-dimensional light image generation characterized in that a two-dimensional light image is output by ultraviolet rays reflected by the two-dimensional array of micromirrors and passed through the two lenses and the pinhole plate of the transfer optical system apparatus.
前記多数の紫外光線の発生部が、多数のピンホールを有する反射鏡を出力鏡に用いたレーザを含むことを特徴とする前記請求項の二次元光像発生装置。 5. The two-dimensional light image generating apparatus according to claim 4 , wherein the generation unit of the plurality of ultraviolet rays includes a laser using a reflection mirror having a number of pinholes as an output mirror. 前記多数の紫外光線の発生部から前記二次元光像を出力するまでの光路上にマイクロレンズアレイを備えていないことを特徴とする前記請求項4及び5のいずれかの二次元光像発生装置。 6. The two-dimensional optical image generation device according to claim 4, wherein a microlens array is not provided on an optical path from the plurality of ultraviolet ray generation units to the output of the two-dimensional optical image. .
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