CN103140804B - 使用微透镜阵列的扫描曝光装置 - Google Patents

Abstract

扫描曝光装置通过多个微透镜阵列（2），将掩模（3）的曝光图案投影于衬底（1）上。此时，通过线性CCD相机检测衬底上的图像，将衬底上的第一层图案作为基准图案，检测掩模的曝光图案是否与该基准图案一致。不一致时，使微透镜阵列从平行于衬底的方向倾斜，调整由微透镜阵列形成的衬底上的曝光区域，使掩模的曝光图案与基准图案一致。由此，即使产生曝光图案与基准图案的偏移，也能在曝光中检测该偏移，防止曝光图案的错位，能够提高重叠曝光中的曝光图案的精度。

Description

使用微透镜阵列的扫描曝光装置

技术领域

本发明涉及一种扫描曝光装置，其使用了通过二维地排列微透镜的微透镜阵列将掩模图案曝光于衬底上的微透镜阵列。

背景技术

薄膜晶体管液晶衬底以及彩色滤光片衬底等，将形成于玻璃衬底上的抗蚀剂膜等多次叠加曝光，形成既定的图案。这些被曝光衬底在该膜形成过程中存在伸缩，叠加曝光的下层图案根据制造条件（曝光装置特性以及温度条件），有时与设计上的间距不同。在此种叠加曝光中，当曝光位置的间距产生变化时，不得不在曝光装置侧进行倍率校正以吸收该间距的变化。即，当被曝光衬底的尺寸产生变动时，必须通过与间距偏移相应地调整像的倍率，将该像配置于变动后间距的衬底上的既定位置中央。

另一方面，近来，提案有使用了二维地排列微透镜的微透镜阵列的扫描曝光装置（专利文献1）。在该扫描曝光装置中，将多个微透镜阵列排列在一个方向上，通过沿垂直于该排列方向的方向相对于微透镜阵列以及曝光光源相对移动衬底以及掩模，曝光光从而扫描掩模，使由掩模的孔形成的曝光图案成像于衬底上。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-3829。

发明内容

然而，在该现有的扫描曝光装置中，存在以下所示的问题。在使用组合使用了通常透镜的投影光学系统的曝光装置中，容易通过调整透镜的间隔等从而调整倍率。但是，因为微透镜的情况是通过在厚度为例如4mm的板中沿光轴方向配置8个透镜从而使正立等倍像成像于衬底上，所以不能调整倍率。因此，在使用微透镜阵列的扫描曝光装置中，存在不能够对应于被曝光衬底的间距变更的问题。

本发明鉴于此种问题而完成，其目的在于提供一种使用微透镜阵列的扫描曝光装置，以在使用微透镜阵列的曝光装置中，即使曝光图案产生与基准图案的偏移，也能够在曝光中检测该偏移，防止曝光图案的错位，能够提高重叠曝光中的曝光图案的精度。

本发明所涉及的使用微透镜阵列的扫描曝光装置的特征在于具有：多个微透镜阵列，配置于应曝光衬底的上方，二维地配置有微透镜；支持衬底，能够倾斜地支持该微透镜阵列；驱动部件，相对于所述支持衬底倾动驱动所述各微透镜阵列；掩模，配置于该微透镜阵列的上方，形成有既定的曝光图案；曝光光源，对该掩模照射曝光光；移动装置，使所述微透镜阵列和所述衬底以及所述掩模相对地沿一个方向移动；图像检测部，检测所述衬底的图像；图像处理部，以该图像的检测信号为基础进行图像处理以得到形成于衬底上的基准图案；以及控制部，该控制部运算该基准图案与将要曝光的所述掩模的曝光图案之间的偏移，经由所述驱动部件使所述微透镜阵列倾动以消除所述基准图案与所述曝光图案的偏移，通过使所述多个微透镜阵列从平行于衬底的面的方向倾斜，从而调整衬底上的曝光位置，使曝光图案与所述基准图案一致。

在该使用微透镜阵列的扫描曝光装置中，例如，所述图像检测部为线状地检测图像的线性传感器，该线性传感器以其检测区域相对于所述一个方向构成锐角的方式倾斜地配置，用一个线性传感器检测多列微透镜内的图像。或者，所述图像检测部为线状地检测图像的多个线性传感器，该多个线性传感器沿其检测区域相对于所述一个方向正交的方向配置，用多个线性传感器的整体检测多列微透镜内的图像。

而且，所述微透镜例如将所述掩模的曝光图案的正立等倍像投影于所述衬底上。

根据本发明，在使用微透镜阵列的曝光装置中，通过在曝光中检测衬底的图像并检测其基准图案，在曝光中检测基准图案与曝光图案的错位，并且通过调节多个微透镜阵列的倾斜角度，能够消除该错位。这样，能够联机（online）实时（realtime）地检测并消除曝光的错位，所以能够有效地提高叠加曝光中的曝光位置的尺寸精度。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式所涉及的曝光装置的示意图；

图2是示出本发明的实施方式所涉及的曝光装置的一个微透镜阵列的部分的纵截面图；

图3是示出排列有多个该微透镜阵列的状态的立体图；

图4是示出微透镜的图；

图5（a）、5（b）是示出其光阑的图；

图6是示出微透镜的六角视场光阑的配置的俯视图；

图7是示出本发明的实施方式所涉及的曝光装置的立体图；

图8是示出利用CCD相机的曝光像的检测方法的俯视图；

图9（a）、9（b）是示出曝光图案的图；

图10是示出微透镜阵列的倾动动作的立体图；

图11是示出使微透镜阵列倾动的致动器即压电元件的截面图；

图12是示出图11的压电元件的动作的截面图；

图13是示出微透镜阵列的倾斜与曝光方式的关系的图。

具体实施方式

以下，参考附图具体地说明本发明的实施方式。图1是示出本发明的实施方式所涉及的曝光装置的示意图，图2同是示出其一个微透镜阵列的部分的纵截面图，图3是示出排列有多个该微透镜阵列的状态的立体图，图4是示出微透镜的图，图5（a）、5（b）是示出其光阑的图，图6是示出微透镜的六角视场光阑的配置的俯视图，图7是示出本发明的实施方式所涉及的曝光装置的立体图，图8是示出利用CCD相机的曝光像的检测方法的俯视图，图9（a）、9（b）是示出曝光图案的图。

如图1所示，从曝光光源4出射的曝光光经由包含平面镜的光学系统21，被引导至掩模3，透射掩模3的曝光光照射于微透镜阵列2，形成于掩模3的图案通过微透镜阵列2成像于衬底1上。该光学系统21的光路上配置有二向色镜（dichroic mirror）22，来自相机23的观察光在二向色镜22反射，与来自曝光光源4的曝光光同轴地朝向掩模3。另外，该观察光通过微透镜阵列2而会聚于衬底1上，反射已形成于衬底1的基准图案，该基准图案的反射光经由微透镜阵列2、掩模3以及二向色镜22而入射相机23。相机23检测该基准图案的反射光，将该检测信号输出至图像处理部24。图像处理部24对基准图案的检测信号进行图像处理，获得基准图案的检测图像。通过图像处理部24得到的基准图案的图像信号输入至控制部25，控制部25运算掩模3的当前位置（即掩模3的将要曝光的曝光图案的位置）与检测到的基准图案的位置之间的偏移，运算用于消除该偏移量的微透镜阵列2的倾斜角度。而且，控制部25将与该微透镜阵列2的倾斜角度对应的信号输出至由驱动该微透镜阵列2的倾斜的压电（piezo）元件14、15构成的致动器20，致动器20（压电元件14、15）基于该信号倾斜驱动微透镜阵列2。衬底1与掩模3能够成为一体地沿固定的方向移动，微透镜阵列2和曝光光源4以及光学系统21被固定地配置。而且，通过衬底1以及掩模3沿一个方向移动，从而曝光光在衬底上扫描，在从玻璃衬底制造一片衬底的所谓一片制取（一枚取り）的衬底的情况下，通过上述一个扫描，衬底的整个面被曝光。

接下来，更详细地说明使用微透镜阵列的曝光方式。如图2所示，在玻璃衬底等被曝光衬底1的上方，配置有由微透镜2a二维地配置而构成的微透镜阵列2，而且，在该微透镜阵列2上配置有掩模3，在掩模3的上方配置有曝光光源4。掩模3在透明衬底3a的下表面形成有由Cr膜3b形成的遮光膜，曝光光透射形成于该Cr膜3b的孔并通过微透镜阵列2而会聚于衬底上。如上所述，本实施方式中，例如，微透镜阵列2以及曝光光源4被固定，通过衬底1以及掩模3同步地沿箭头5方向移动，从而来自曝光光源4的曝光光透射掩模3并在衬底1上沿箭头5方向进行扫描。该衬底1以及掩模3的移动由适当的移动装置的驱动源而驱动。此外，还可以固定衬底1以及掩模3，并使微透镜阵列2以及曝光光源4移动。

如图3所示，微透镜阵列2沿垂直于扫描方向5的方向例如两列各4个地配置于支持衬底6，这些微透镜阵列2从扫描方向5上看，后级的4个微透镜阵列2之中，3个分别配置在前级的4个微透镜阵列2的相互之间，两列微透镜阵列2成为交错状地排列。由此，通过两列微透镜阵列2，衬底1中垂直于扫描方向5的方向的曝光区域的全范围被曝光。

如图4所示，各微透镜阵列2的各微透镜2a例如为4片8个透镜结构，具有4片微透镜阵列2-1、2-2、2-3、2-4层叠的结构。各微透镜阵列2-1等由两个透镜构成。由此，曝光光在微透镜阵列2-2与微透镜阵列2-3之间暂且会聚，并且在微透镜阵列2-4的下方的衬底上成像。而且，在微透镜阵列2-2与微透镜阵列2-3之间配置有六角视场光阑12，在微透镜阵列2-3与微透镜阵列2-4之间配置有开口光阑11。这些六角视场光阑12以及开口光阑11设置于每个微透镜2a，对于各微透镜2a，将衬底上的曝光区域整形为六角。六角视场光阑12例如如图5（a）所示，作为六边形状的开口而形成于微透镜2a的透镜视场区域10中，开口光阑11如图5（b）所示，作为圆形的开口而形成于微透镜2a的透镜视场区域10中。

图6是示出各微透镜阵列2中的各微透镜2a的配置方式的俯视图。在该图6中，将微透镜2a的配置方式作为微透镜2a的六角视场光阑12的位置示出。如该图6所示，微透镜2a对于扫描方向5依次沿横方向稍微错开地配置。六角视场光阑12分为中央的矩形部分12a和从该扫描方向5看两侧的三角形部分12b、12c。而且，如图6所示，以如下方式配置有这些微透镜2a，即关于垂直于扫描方向5的方向的各列，若对于扫描方向5看3列六角视场光阑12的列，则某特定的第1列六角视场光阑12的右侧的三角形部分12c与在扫描方后方上邻接的第2列六角视场光阑12的左侧的三角形部分12b重叠、第1列六角视场光阑12的左侧的三角形部分12b与第3列六角视场光阑12的右侧的三角形部分12c重叠。如此，关于扫描方向5，3列微透镜2a成为一组地被配置。即，第4列微透镜2a关于垂直于扫描方向5的方向，与第1列微透镜2a配置于同一位置。此时，当设将六角视场光阑12的六边形的各角部沿扫描方向5连结的线段（图中用虚线表示）为例如0.03mm的等间隔时，若将3列六角视场光阑12中，邻接的两列六角视场光阑12的三角形部分12b的面积与三角形部分12c的面积相加，则在该扫描方向5上重叠的两个三角形部分12b、12c的合计面积变得与中央的矩形部分12a的面积相同。因此，当衬底1接受3列微透镜2a的扫描时，关于垂直于该扫描方向5的方向，在其全范围接受均匀光量的曝光。从而，在各微透镜阵列2，关于扫描方向5，配置有3的整数倍列的微透镜2a，由此，衬底通过一次扫描而在其全范围接受均匀光量的曝光。此外，将六角视场光阑12的六边形的各角部沿扫描方向5连结的线段（图中用虚线表示）不必是等间隔的。例如，六角视场光阑12的中央的矩形部分12a的宽度也可以与三角形部分12b、12c的高度不同。即，在前述邻接的两列六角视场光阑12中，将在扫描方向5上重叠的两个三角形部分12b的面积与三角形部分12c的面积相加的合计面积也可以不与中央的矩形部分12a的面积相同。为在全范围接受均匀光量的曝光，在考虑到平行于扫描方向5的直线的情况下，将该直线通过六角视场光阑12内的部分的线段的长度遍及该直线上的所有六角视场光阑地相加时的全长关于垂直于扫描方向5的方向均匀即可。此外，为获得均匀的光量分布，在图6所示的微透镜的配置中，必须以3列单位设置微透镜的列，关于扫描方向5设置合计3的整数倍的微透镜的列。但是，例如，还能够以4列单位设置微透镜的列。该情况下，以（第1列右侧三角形部分＋第2列左侧三角形部分）、（第2列右侧三角形部分＋第3列左侧三角形部分）、（第3列右侧三角形部分＋第4列左侧三角形部分）、（第4列右侧三角形部分＋第1列左侧三角形部分）分别在扫描方向5上重叠的方式配置微透镜。

在如此构成的微透镜阵列2中，在从曝光光源4照射曝光光期间，通过使衬底1相对于微透镜阵列2相对移动，使用曝光光扫描衬底，从而在衬底1的曝光对象区域的全范围，衬底1接受均匀光量的曝光。即，衬底1并非与微透镜2a的位置对应地接受点状（spot）曝光，而是一列微透镜2a相互之间的区域被其他列的微透镜2a曝光，衬底1像是与接受平面曝光的情况同样地，在曝光对象区域的全范围接受均匀曝光。而且，投影于衬底1上的图案不是微透镜2a的六角视场光阑12以及开口光阑13的形状，而是根据由掩模3的遮光膜3b的孔形成的掩模图案（曝光图案）而确定的图案。

如图10所示，微透镜阵列2分为微透镜阵列2b以及微透镜阵列2c的两列而配置于支持板6，另外，以沿垂直于扫描方向5的方向形成列的方式，微透镜阵列2b与微透镜阵列2c沿扫描方向5被相互错开地配置。微透镜阵列2如图11以及图12所示，嵌合配置于设置于支持板6的孔6a内，各孔6a具有与各微透镜阵列2的外形相称的大小。微透镜阵列2对于正交于该扫描方向5的方向，邻接的微透镜阵列2彼此（微透镜阵列2b与微透镜阵列2c）相互接近地连续配置。而且，在正交于该扫描方向5的方向上邻接的微透镜阵列2之间的支持板6的部分极细，另外，微透镜阵列2中的正交于扫描方向5的方向的端部中，该端部的微透镜2a与端缘之间的间隔变短为小于微透镜2a的排列间距的1/2。因此，各微透镜阵列2如图10所示，即使在正交于扫描方向5的方向上连续，也能够使正交于该扫描方向5的方向的所有微透镜阵列2的微透镜2a之间的间隔相同。即，微透镜2a的正交于扫描方向5的方向的间距对于所有微透镜阵列2为固定的。对于扫描方向5，配置有1个微透镜阵列2，该微透镜阵列2内的微透镜2a的间距为固定的。

此外，微透镜阵列2还能够相对于支持板6，如图3所示地在扫描方向5以及正交于扫描方向5的方向二者上相互隔离地配置。在该情况下，从扫描方向5看时，能够以微透镜阵列2的端部彼此重合的方式设置微透镜阵列2，从而，关于正交于扫描方向5的方向，不必将各微透镜阵列2的端部中的微透镜2a与端缘的间隔缩短得小于微透镜2a的间距的1/2，能够充分大地获得各微透镜阵列2的端部的宽度。另外，支持板6的孔6a不必将正交于扫描方向5的方向的相互间隔设为如图10所示的短间隔，能够充分大地获得该间隔。此外，图10以及图3将微透镜阵列2对于正交于扫描方向5的方向交错状地配置，但如图10所示，微透镜阵列2相互接近时，还能够使微透镜阵列2沿扫描方向50成一条直线状地排列配置。

图10所示的实施方式中，各微透镜阵列2b例如在扫描方向5上相向的两边中，一边由两个压电元件14a、14b支持，另一边由一个压电元件15a支持，微透镜阵列2c例如在扫描方向5上相向的两边中，一边由一个压电元件14c支持，另一边由两个压电元件15b、15c支持。

如图11以及图12所示，在支持板6中的微透镜阵列2的配置位置，如前所述，形成有与微透镜阵列2的形状对应的形状的孔6a，微透镜阵列2嵌合于该孔6a内。另外，在该孔6a的周围，支持板6的上表面被切口，形成有阶梯差6b，在该阶梯差6b的低的部分即孔6a的周边部分配置有压电元件14（14a、14b、14c）、15（15a、15b、15c）。而且，微透镜阵列2在其上方部分形成有沿水平方向伸出的凸缘部21，该凸缘部21位于支持板6的孔6a的周围部分的阶梯差6b。

压电元件14、15的基部141、151分别固定于支持板6的阶梯差6b的低的部分，其前端142、152固定于微透镜阵列2的凸缘部21的下表面。而且，压电元件14、15通过引出线7而连接于适当的控制装置（未图示），压电元件14、15经由该引出线7从控制装置被供给驱动电压，如图12所示地变形。即，在图11中，因为压电元件14、15未变形，所以微透镜阵列2的光轴朝向垂直（垂直于支持板6的表面的）方向，但在图12中，图示的左侧的压电元件14的前端142朝上地变形，由此，微透镜阵列2的光轴朝向相对于垂直方向而倾斜的方向。这样，通过调整对压电元件的施加电压，能够调整微透镜阵列2的光轴的方向，所以假设在衬底上的基准图案与曝光图案之间存在错位时，能够在曝光中检测错位，调节一个或者多个微透镜阵列的倾斜角度，从而消除该错位。此外，由压电元件14、15提供的支持点不限于上述三点，当然也可以设置四点以上。此时，四点以上的压电元件的变形量必须相互限制。

在这样构成的微透镜阵列2的支持机构中，通过控制施加于压电元件14、15的电压，能够控制压电元件14、15的变形量，通过调整由三点支撑的微透镜阵列2的压电元件14、15的变形量的组合，能够将微透镜阵列2向任意方向倾斜。

相机23是线性CCD相机，一维的线状地检测像。图8是示出微透镜阵列2的微透镜2a的配置和线性CCD相机23的检测区域17的图。微透镜2a的六角视场光阑12如前所述，关于扫描方向5，邻接于最近旁的六角视场光阑相对于扫描方向5不是平行的，而是倾斜的。线性CCD相机以其线状的检测区域17与从角部的微透镜2a的六角视场光阑12连结相对于扫描方向5邻接于最近旁的微透镜2a的六角视场光阑12的直线上一致的方式，使检测区域17相对于扫描方向5倾斜地配置。

若沿扫描方向5移动衬底1，同时通过线性CCD相机23检测衬底1上的图像，则通过一次线性扫描，在检测区域17的线上检测出图像。该检测信号输入至图像处理部24并被图像处理。该线性CCD相机23的检测区域17例如为从微透镜阵列2的角部的微透镜2a到微透镜阵列2的宽度方向的另一端部。即，关于垂直于扫描方向5的方向，对于从一个端部的角部到另一个端部为止的微透镜阵列2的宽度方向的全范围，检测位于倾斜的线上的微透镜2a的六角视场区域12的图像。此时，若设线性相机的扫描性能为一次扫描所需要的时间为10msec，则因为衬底及掩模的移动速度为例如100mm/sec，所以在10msec的扫描时间期间，衬底以及掩模移动1mm。从而，在线性CCD相机23的一个端部，检测微透镜阵列2的角部的微透镜2a的图像之后，在线性CCD相机23的另一个端部检测到微透镜阵列2的宽度方向的另一个端部的微透镜2a的图像时，该另一个端部的微透镜2a的图像是角部的微透镜2a的图像的位置1mm后方位置的图像。衬底以及掩模的宽度方向的大小为例如1m，所以每1m衬底产生1mm的偏移。因此，在邻接的微透镜2a之间，与该1mm除以微透镜2a的数量所得到的长度对应地，检测图像在扫描方向5上产生偏移。

另外，通过线性CCD相机23得到的扫描图像，在检测角部的微透镜2a的图像之后，检测该衬底扫描方向5的斜前方的微透镜2a的图像。这样，在线性CCD相机23的一维扫描图像中，对于衬底扫描方向5，依次读入配置于斜前方的微透镜2a的图像。从而，若将衬底扫描方向5上的微透镜2a的排列间距设为Δd，则通过线性CCD相机23以一次扫描而读入的图像信号对于衬底扫描方向5依次读入向其前方错开Δd的微透镜2a的图像。因此，若设该透镜间距Δd为150μm，并且如前所述设衬底的移动速度为100mm/sec，则衬底移动该透镜间距Δd（＝150μm＝0.15mm）耗费1.5msec。从而，在线性CCD相机23的一次扫描中，在检测角部的微透镜2a的图像之后，检测到下个微透镜2a的图像时，该图像是与角部的微透镜2a的图像的在与扫描方向5垂直的方向上邻接的位置的图像相比，沿衬底的扫描方向5前进Δd的位置的图像。因此，在某个时间点角部的微透镜2a的图像的在与扫描方向5垂直的方向上邻接的位置的图像是在该时间点下取得角部的微透镜2a的下个微透镜2a的图像的时间点的1.5msec后在该第二个微透镜2a检测到的图像。

图像处理部24若根据线性CCD相机23的取得信号进行关于以上两点的时间延迟以及位置调整的校正的图像处理，则能够得到衬底移动期间的某特定时间点的图像。例如，在被搬入本实施方式的曝光装置的衬底1如图9（a）所示地形成有第一层曝光图案L1（基准图案）时，若扫描停止于曝光装置的既定位置的衬底1，通过线性CCD相机23检测衬底1上的图像，图像处理部24对该基准图案L1的检测信号进行图像处理，则得到图9（a）所示的基准图案L1的检测图像。控制部25基于该被图像处理的图案L1的图像检测信号，运算该第一层图案L1的基准位置与形成于掩模3、作为第二层图案L2应曝光的曝光图案L2的基准位置之间的偏移，并运算用于消除该偏移量的微透镜阵列2的倾斜角度。而且，控制部25将对应于该微透镜阵列2的倾斜角度的信号输出至由驱动该微透镜阵列2的倾斜的压电（piezo）元件14、15构成的致动器20，致动器20（压电元件14、15）基于该信号而倾斜驱动微透镜阵列。即，致动器20（压电元件14、15）基于该微透镜阵列2的倾斜角度，调整施加于压电元件14、15的电压，驱动微透镜阵列2以成为既定的倾斜角度。

图13是示出将微透镜阵列2相对于邻接的微透镜阵列2而慢慢地增大其倾斜角度时的曝光光与衬底1的关系的图。如该图13所示，当微透镜阵列2的倾斜角度变大时，曝光光相对于衬底1的入射角度从90°开始逐渐变小（变为锐角）。由此，邻接的微透镜阵列2之间的曝光区域的间隔b1、b2、b3慢慢地变大，相对于水平配置的微透镜阵列2的端部（基准点）的图案，倾斜角度最大的微透镜阵列2的最远离所述基准点的位置的图案与所有微透镜阵列2为水平时的曝光位置相比，成为距基准点远的图案。这样，仅使排列成一列的微透镜阵列2的倾斜角度慢慢地变大，就能够调整衬底上的曝光位置，能够扩大衬底上的曝光区域。相反地，缩小曝光区域时也将微透镜阵列2向反方向倾斜即可。

接下来，说明如上所述地构成的本实施方式的曝光装置的动作。首先，如图1所示，衬底1被搬入曝光装置的既定曝光位置。在该衬底1，作为基准图案，曝光如图9（a）所示的图案L1。该基准图案L1为第一层图案，以该第一层图案为基准，在曝光装置中，第二层图案至第四层图案被曝光，例如，五层图案被叠加曝光。

此时，在薄膜晶体管液晶衬底以及彩色滤光片衬底等的玻璃衬底中，在制造过程中尺寸产生变化时，重叠曝光中的曝光图案相对于下层图案而偏移。因此，对搬入的衬底1，将其与掩模3一同相对于微透镜阵列2扫描，通过线性CCD相机23检测衬底1上的图像。该线性CCD相机23中，其光检测部为一维传感器，如图8所示，以检测相对于衬底扫描方向5倾斜的区域的方式设置。这样，不将线性CCD相机23的检测区域17设为垂直于衬底扫描方向5的方向，而是设为相对于该方向倾斜的方向，是因为假设若在垂直于衬底扫描方向5的方向上配置线状的检测区域17，则在邻接的微透镜2a的六角视场光阑12间存在不连续的部分，所以不能够连续地检测衬底1上的图像。因此，在本实施方式中，将检测区域17以通过在扫描方向5上邻接于最近旁的微透镜阵列2的六角视场光阑12的方式倾斜地配置。由此，通过由图像处理进行基于使该检测区域17倾斜地配置而导致的延迟时间的校正、通过CCD传感器的一个扫描时间的时间滞后的校正，能够以成为微透镜阵列2的基准的角部的微透镜2a的检测图像为基准，检测衬底1上的图像。即，图像处理部24基于相机23的检测信号，求图9（a）所示的衬底1上的第一层图案L1。

控制部25在该第一层图案L1与形成于掩模3且随后将要曝光的第二层图案L2一致时，将该第二层图案L2曝光于衬底上。即，使衬底1以及掩模3作为一体地相对于微透镜阵列2以及光源移动，将形成于掩模3的曝光图案L2重叠曝光于第一图案L1上。由此，如图9（b）所示，能够在从成为第一层图案L1的基准的角部隔离了设计值的Δx以及Δy的位置形成第二层图案L2。

此时，如图2至图4所示，若曝光光从曝光光源4经由掩模3入射微透镜阵列2，则倒立等倍的像成像于六角视场光阑12。而且，通过该六角视场光阑12，透射各微透镜2a的曝光光被整形为图5（a）所示的六边形，作为正立等倍像而投影于衬底1上。此时，由微透镜2a形成的曝光区域在衬底上如图6所示地配置。

而且，如图3所示，通过8片微透镜阵列2，衬底1的垂直于扫描方向5的方向的全曝光区域以均匀光量被曝光。而且，若沿扫描方向5对于微透镜阵列2扫描衬底1以及掩模3，则衬底1的整个面的曝光区域以均匀光量被曝光。由此，形成于掩模3的掩模图案成像于衬底1上。

另一方面，相对于由线性CCD相机23检测出的第一层图案L1，当前位置的掩模3与曝光图案L2错位时，基于控制部25运算的微透镜阵列2的倾斜角度，致动器20对压电元件14、15供给电压，使微透镜阵列2倾动，调整相对于衬底1的曝光光的入射角度，以使掩模3的曝光图案L2的基准位置与第一层图案L1的基准位置一致。例如，如图13所示，若使沿垂直于衬底扫描方向的方向排列的4片微透镜阵列2以其倾斜角度慢慢地变大的方式倾斜，则在衬底1上，一个微透镜阵列2的各微透镜2a所引起的曝光光的相对于衬底的倾斜角度不变化，但在邻接的微透镜阵列2之间，其曝光角度变化，相对于图13右端的水平的微透镜阵列2，随着靠近左侧，来自微透镜阵列2的曝光光的相对于衬底的倾斜变大。

由此，从各微透镜阵列2投影于衬底1上的掩模3的掩模图案（图中以□表示）对于各微透镜阵列2，投影于a的区域。此时，曝光光的倾斜角度对于各微透镜阵列2不同，但曝光区域a由于倾斜角度自身极小，所以对于各微透镜阵列2实质上为同尺寸。但是，在邻接的微透镜阵列2之间，其掩模图案的间隔b1、b2、b3逐渐变大。

这样，图13左端的微透镜阵列2的相对于衬底的曝光区域与所有微透镜阵列2为水平的情况相比向左侧移位。由此，能够消除第一层图案L1与第二层图案L2的偏移。此外，Δx以及Δy为70μm时，相对于右端的微透镜阵列2，若使其左邻的微透镜阵列2稍微（数度的1/1000左右）倾斜，则能够错开曝光位置1μm左右。从而，仅使微透镜阵列2以极小的角度倾斜，就能够错开70μm的间隔的图案1μm。此外，用于消除图案的错位的微透镜阵列2的倾动方法不限于图13所示的方法，存在各种方式。

本实施方式中，在叠加曝光中，即使产生衬底的尺寸变动，也能够将其实时地检测出，将其曝光位置以高精度对齐下层的曝光图案。即，本实施方式中，在曝光装置内，能够在曝光中将下层图案与曝光图案的错位通过微透镜阵列的倾动而修正，能够实时地修正错位，进行高精度的重叠曝光。

另外，曝光光能够使用脉冲激光或者汞灯等的连续光等各种光。并且，线性CCD相机23使用具有照射衬底上的光照射部和检测反射光的线性CCD传感器的相机，通过二向色镜22将来自相机23的观察光照射于衬底，但是也可设为从衬底的下方光照射，将形成于衬底的第一层曝光图案的像输入线性CCD传感器以检测该像。并且，衬底上的图像不限于由线性CCD传感器检测的情况，还能够由二维传感器检测衬底上的图像。

此外，本发明当然不限于上述实施方式。例如，在上述实施方式中，如图8所示，通过将线性CCD相机23的线性传感器以其检测区域17相对于扫描方向5倾斜的方式配置，并通过图像处理，从而在垂直于扫描方向5的方向的全范围中不间断地检测连续的六角视场光阑12内的图像，但是通过将线性传感器沿垂直于扫描方向5的方向配置，设置3列该线性传感器，同样地也能够在垂直于扫描方向5的方向的全范围中不间断地检测连续的六角视场光阑12内的图像。

产业上的可利用性

在本发明中，使用多个将掩模的曝光图案的正立等倍像投影于衬底上的微透镜阵列，通过调整这些微透镜阵列的倾斜角度，能够调整掩模的曝光图案投影于衬底上时的像的倍率。另外，能够通过调整微透镜阵列的倾斜角度而消除掩模的曝光图案与衬底上的基准图案之间的错位。因此，本发明能够扩大使用微透镜阵列的曝光装置的适用对象，产业上的利用价值高。

符号说明

1：衬底；2：微透镜阵列；2a：微透镜；2-1~2-4：（结构）微透镜阵列；3：掩模；3a：透明衬底；3b：Cr膜；4：曝光光源；5：扫描方向；6：支持衬底；11：开口光阑；12：六角视场光阑；12a：矩形部分；12b、12c：三角形部分；14（14a、14b、14c）、15（15a、15b、15c）：压电元件；17：检测区域；20：致动器；21：光学系统；22：二向色镜；23：线性CCD相机；24：图像处理部；25：控制部。

Claims (4)

1.一种使用微透镜阵列的扫描曝光装置，其特征在于，具有：

多个微透镜阵列，配置于应曝光衬底的上方，二维地配置有微透镜；

支持衬底，能够倾斜地支持该微透镜阵列；

驱动部件，相对于所述支持衬底倾动驱动所述各微透镜阵列；

掩模，配置于该微透镜阵列的上方，形成有既定的曝光图案；

曝光光源，对该掩模照射曝光光；

移动装置，使所述衬底和所述掩模沿一个方向同步移动，或者使所述微透镜阵列和所述曝光光源沿一个方向同步移动；

图像检测部，检测所述衬底的图像；

图像处理部，以该图像的检测信号为基础进行图像处理以得到形成于衬底上的基准图案；以及

控制部，该控制部运算该基准图案与将要曝光的所述掩模的曝光图案之间的偏移，经由所述驱动部件使所述微透镜阵列倾动以消除所述基准图案与所述曝光图案的偏移，

通过以倾斜角度逐渐变化的方式使所述多个微透镜阵列从平行于衬底的面的方向倾斜，从而调整衬底上的曝光位置，使曝光图案与所述基准图案一致。

2.根据权利要求1所述的使用微透镜阵列的扫描曝光装置，其特征在于，所述图像检测部为线状地检测图像的线性传感器，该线性传感器以其检测区域相对于所述一个方向构成锐角的方式倾斜地配置，用一个线性传感器检测多列微透镜内的图像。

3.根据权利要求1所述的使用微透镜阵列的扫描曝光装置，其特征在于，所述图像检测部为线状地检测图像的多个线性传感器，该多个线性传感器的检测区域沿相对于所述一个方向正交的方向配置，用多个线性传感器的整体检测多列微透镜内的图像。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的使用微透镜阵列的扫描曝光装置，其特征在于，所述微透镜将所述掩模的曝光图案的正立等倍像投影于所述衬底上。