CN103250231A - 曝光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是曝光装置,其具备图案生成器(3),图案生成器(3)在与被曝光体(6)的面平行的面内配置有多个光开关(11),光开关(11)包括:开关元件(9),其在与包含电光晶体材料的棱柱状的部件的长轴平行的相对面分别设置电极而形成;以及一对偏振板(12A、12B),其中间隔着该开关元件(9)呈正交尼科尔配置在该开关元件(9)的长轴方向的两端面侧,该曝光装置单独地驱动多个光开关(11)而生成恒定的明暗花纹的曝光图案,将该曝光图案照射到被曝光体(6)进行曝光,上述曝光装置具备多个微透镜(17),多个微透镜(17)使其光轴分别与各开关元件(9)的长的中心轴一致地设置于图案生成器(3)的光出射面侧,将开关元件(9)的光出射端面(9a)的像缩小投影到被曝光体(6)上。由此,可容易进行曝光区域的扩大。

Description

曝光装置
技术领域
本发明涉及利用图案生成器对光源光进行光调制而生成明暗花纹的曝光图案并对其进行曝光的无掩模的曝光装置,特别是涉及可容易进行曝光区域的扩大的曝光装置。
背景技术
以往,这种曝光装置利用作为图案生成器的数字微镜器件对光源光进行光调制而生成明暗花纹的曝光图案,通过物镜照射到被曝光体上进行曝光,该数字微镜器件具有能变更反射角度的多个微镜,多个微镜二维排列(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2010-141245号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是,在这样的以往的曝光装置中,在扩大被曝光体上的曝光区域的情况下,需要重新制造将微镜的数量增加的大面积的数字微镜器件,另外,物镜的口径也必须增大,当考虑数字微镜器件的制造成本、透镜的像差及其制造成本时,扩大曝光区域有限制。
因此,本发明的目的在于:应对这样的问题,提供可容易进行曝光区域的扩大的曝光装置。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的,本发明的曝光装置具备图案生成器,该图案生成器具有多个光开关,上述多个光开关在与被曝光体的面平行的面内配置,该光开关包括:开关元件,其通过在与包含电光晶体材料的棱柱状的部件的长轴平行的相对面分别设置电极而形成;以及一对偏振元件,其中间隔着该开关元件且呈正交尼科尔地配置在该开关元件的长轴方向的两端面侧,上述曝光装置单独地驱动上述多个光开关而生成恒定的明暗花纹的曝光图案,将该曝光图案照射到被曝光体上进行曝光,上述曝光装置具备多个微透镜,上述多个微透镜使其光轴分别与上述各开关元件的长的中心轴一致地设于上述图案生成器的光出射面侧,将上述开关元件的光出射端面的像缩小投影到上述被曝光体上。
利用这样的构成,单独地驱动在与被曝光体的面平行的面内配置有多个光开关的图案生成器的上述多个光开关,生成恒定的明暗花纹的曝光图案,利用使光轴与各开关元件的长的中心轴一致地设于图案生成器的光出射面侧的多个微透镜,将上述开关元件的光出射端面的像缩小投影到被曝光体上进行曝光,该光开关包括:开关元件,其通过在与包含电光晶体材料的棱柱状的部件的长轴平行的相对面分别设置电极而形成;以及一对偏振元件,其中间隔着该开关元件且呈正交尼科尔地配置在该开关元件的长轴方向的两端面侧。
另外,上述一对偏振元件是以上述光开关的光轴为中心配置成反射面相互旋转90°的状态的一对偏振分束器。由此,由配置于开关元件的光入射端面侧的偏振分束器提取直线偏振光,由配置于开关元件的光出射端面侧的偏振分束器根据开关元件的导通/截止驱动状态限制来自光开关的光的出射。
而且,上述一对偏振元件是以上述光开关的光轴为中心配置成偏振轴相互旋转90°的状态的一对偏振板。由此,由配置于开关元件的光入射端面侧的偏振板提取直线偏振光,由配置于开关元件的光出射端面侧的偏振板根据开关元件的导通/截止驱动状态限制来自光开关的光的出射。
而且,还具备传送单元,传送单元在恒定方向以恒定速度传送上述被曝光体。由此,能一边用传送单元在恒定方向以恒定速度传送被曝光体一边进行曝光。
并且,上述多个光开关在与上述被曝光体的传送方向交叉的方向以恒定的排列间距排成至少2列而配置,在基于被曝光体的传送方向前头侧的上述多个光开关的曝光图案之间能用基于后续的上述多个光开关的曝光图案补充。由此,一边在恒定方向传送被曝光体,一边在基于多个光开关中的被曝光体的传送方向前头侧的多个光开关的曝光图案之间用基于后续的多个光开关的曝光图案补充而进行曝光,上述多个光开关在与被曝光体的传送方向交叉的方向以恒定的排列间距排成至少2列而配置。
发明效果
根据权利要求1所涉及的发明,仅仅将大小恒定的多个图案生成器和多个微透镜基板排列配置,就能扩大曝光区域。在该情况下,即使配置多个图案生成器,也不必如现有技术那样增大透镜的口径,所以不会受到透镜的像差的影响,能容易实现曝光区域的扩大。另外,只要准备标准化的大小恒定的图案生成器和微透镜基板即可,所以能抑制各要素的制造成本的增加。
另外,根据权利要求2所涉及的发明,能用无机物形成从光源光分离为P波和S波的两种直线偏振光的膜,即使被照射热能量高的光源光,也能抑制上述分离膜的烧损。因此,能使用亮度高的光源缩短曝光工序的生产节拍。
而且,根据权利要求3所涉及的发明,能减薄图案生成器的厚度,并且能使制造成本廉价。
而且,根据权利要求4所涉及的发明,能一边连续地供给被曝光体一边进行曝光,能更缩短曝光工序的生产节拍。
并且,根据权利要求5所涉及的发明,能形成致密的曝光图案。因此,复杂的形状的曝光图案也能精度良好地形成。
附图说明
图1是示出本发明的曝光装置的实施方式的主视图。
图2是示出本发明的曝光装置所使用的图案生成器的光开关的构成的立体图。
图3是示出构成上述图案生成器的开关元件的一配置例的俯视图。
图4是示出上述开关元件的驱动的说明图,(a)示出导通驱动,(b)示出截止驱动。
图5是本发明的曝光装置的局部放大主视图。
图6是示出基于本发明的曝光装置的曝光的说明图。
具体实施方式
下面,基于附图详细说明本发明的实施方式。图1是示出本发明的曝光装置的实施方式的主视图。该曝光装置利用图案生成器对光源光进行光调制而生成明暗花纹的曝光图案并对其进行曝光,所以具备传送单元1、光源2、图案生成器3、微透镜基板4而成。
上述传送单元1在工作台5的上表面载置被曝光体6,在箭头A所示的方向以恒定速度进行传送,例如在从工作台5的上表面喷射和抽吸空气使被曝光体6以恒定量浮在工作台5的上表面的状态下,利用省略图示的移动机构保持与箭头A平行的被曝光体6的两边缘部来传送被曝光体6。
在上述传送单元1的上方设有光源2。该光源2放射紫外线作为光源光L,是例如超高压汞灯、氙气灯、放射紫外线的激光等。并且,利用例如复眼透镜、棒状透镜等光学积分器7使从光源2放射的光源光L在与光轴正交的截面内的亮度分布均匀后,利用聚光透镜8使其成为平行光而照射到后述的图案生成器3。
在上述光源2的光放射方向前方设有图案生成器3。该图案生成器3生成照射到被曝光体6上的明暗花纹的曝光图案,如图2所示,在与被曝光体6的面平行的面内配置有多个光开关11,光开关11包括:开关元件9,其通过在与包含电光晶体材料的棱柱状的部件20的长轴平行的相对面分别设置电极10A、10B而形成;以及一对偏振元件,其例如为一对偏振分束器或者一对偏振板,其中间隔着该开关元件9且呈正交尼科尔地配置在开关元件9的长轴方向的两端面、即光入射端面9a和光出射端面9b侧。在本实施方式中,对使用偏振板12A、12B的情况进行说明。
图3是示出多个开关元件9的一配置例的俯视图。多个开关元件9的端面形状形成为纵横的宽度为W的正方形,在透明的基板、例如包含相同的电光晶体材料且形成有驱动配线13和接地配线14的配线基板15上,以电极10A与接地配线14电连接、电极10B与驱动配线13电连接的方式,在与箭头A所示的被曝光体6的传送方向(下面称为“基板传送方向”)交叉的方向以排列间距2W排成1列而配置,形成开关元件列16,在基板传送方向以排列间距2W平行地设置4列该开关元件列16,并且相邻的开关元件列16的各开关元件9相互以在与基板传送方向交叉的方向偏移nW/2(n是1以上的整数)的方式设置,使得能在基于基板传送方向前头侧的多个开关元件9的曝光图案之间用基于后续的多个开关元件9的曝光图案补充。在图3中,作为一例,对如下情况加以示出:后续的开关元件列16b、16c、16d相对于基板传送方向前头侧的开关元件列16a分别在与基板传送方向交叉的方向偏移W、W/2、3W/2。
这样构成的图案生成器3的各光开关11如图4(a)所示,当对电极10B施加导通驱动电压而进行导通驱动时,透射过光入射侧的偏振板12A的直线偏振光在通过开关元件9内的中途使该直线偏振光的极化面旋转90°。因此,在该情况下,通过上述开关元件9的直线偏振光能透射过相对于上述偏振板12A配置为正交尼科尔的光出射侧的偏振板12B,能照射到被曝光体6而对被曝光体6进行曝光。
另一方面,如图4(b)所示,在对电极10B施加截止驱动电压,对各光开关11进行截止驱动的情况下,透射过光入射侧的偏振板12A的直线偏振光在通过开关元件9内的中途不进行极化面的旋转,由光出射侧的偏振板12B遮断。因此,在该情况下,直线偏振光不能到达被曝光体6,不能对被曝光体6进行曝光。这样,通过对多个光开关11适当地进行导通/截止驱动,能生成期望的明暗花纹的曝光图案,对被曝光体6进行曝光。
在上述图案生成器3的光出射面侧靠近地设有微透镜基板4。该微透镜基板4如图5所示,使光轴与各光开关11的开关元件9的长的中心轴一致地设有多个微透镜17,利用各微透镜17将上述开关元件9的光出射端面9b的像缩小投影到被曝光体6上。
图6是示出基于各微透镜17的各光开关11的开关元件9的端面的缩小投影像的说明图。在本实施方式中,示出利用微透镜17将上述开关元件9的光出射端面9b缩小投影为1/4的投影像18。由此,如该图所示,可知:可用基于后续的3列开关元件列16b、16c、16d的曝光图案19b、19c、19d补充基于箭头A所示的基板传送方向前头侧的开关元件列16a的曝光图案19a之间的部分。
接着,对这样构成的曝光装置的动作进行说明。
传送单元1将被曝光体6载置于工作台5上,在箭头A所示的基板传送方向以恒定速度进行传送。此时,利用省略图示的线阵相机在被曝光体6上进行摄像,利用省略图示的控制单元对该摄像图像进行处理,对预先设于被曝光体6上的对准基准进行检测,该线阵相机朝向基板传送方向配置于图案生成器3的正前侧,具有多个受光元件,多个受光元件在与基板传送方向交叉的方向排列成一直线状。
接着,对上述对准基准的与基板传送方向交叉的方向的位置进行检测,测量其与线阵相机的摄像中心之间的距离,与目标值比较,算出其位置偏移量。并且,使图案生成器3在与基板传送方向交叉的方向移动,以校正上述位置偏移量,进行图案生成器3和被曝光体6的对位。此时,因为与基板传送方向交叉的方向上的线阵相机的摄像中心与图案生成器3的对准基准之间的水平距离被预先存储,所以能基于上述算出的位置偏移量进行被曝光体6和图案生成器3的对位。这样,一边左右摆动一边使图案生成器3追踪移动中的被曝光体6。
当被曝光体6移动,曝光区域的基板传送方向前头侧的区域到达图案生成器3的开关元件列16d的正下方时,对图案生成器3的各光开关9基于预先存储的CAD数据进行导通/截止驱动,生成恒定的明暗花纹的曝光图案。将该曝光图案通过微透镜基板4的各微透镜17投影到被曝光体6上,在被曝光体6上如图6所示形成各开关元件9的出射端面9b的缩小投影像18。
以下,图案生成器3的各光开关9以恒定的时间间隔基于CAD数据适当地被驱动,对在箭头A方向移动中的被曝光体6照射曝光光,如图6所示,一边用基于后续的3列开关元件列16b、16c、16d的曝光图案19b、19c、19d补充基于基板传送方向前头侧的开关元件列16a的曝光图案19a之间的部分一边执行曝光。
在该情况下,当将与基板传送方向交叉的方向的曝光区域的宽度扩展时,只要使多个图案生成器3和微透镜基板4在与基板传送方向交叉的方向配置成一直线或者错开地排成两列而配置即可。因此,即使光开关9的数量增加,也不必增大透镜的口径,不会受到透镜的像差的影响,能实现曝光区域的扩展。另外,只要准备大小恒定的图案生成器3和微透镜基板4即可,所以能抑制各要素的制造成本的增加。
附图标记说明
1:传送单元
3:图案生成器
6:被曝光体
9:开关元件
10A、10B:电极
11:光开关
12A、12B:偏振板
17:微透镜
19a、19b、19c、19d:曝光图案

Claims (5)

1.一种曝光装置,其具备图案生成器,该图案生成器具有多个光开关,上述多个光开关在与被曝光体的面平行的面内配置,该光开关包括:开关元件,其通过在与包含电光晶体材料的棱柱状的部件的长轴平行的相对面分别设置电极而形成;以及一对偏振元件,其中间隔着该开关元件且呈正交尼科尔地配置在该开关元件的长轴方向的两端面侧,上述曝光装置单独地驱动上述多个光开关而生成恒定的明暗花纹的曝光图案,将该曝光图案照射到被曝光体上进行曝光,
上述曝光装置的特征在于,
上述曝光装置具备多个微透镜,上述多个微透镜使其光轴分别与上述各开关元件的长的中心轴一致地设于上述图案生成器的光出射面侧,将上述开关元件的光出射端面的像缩小投影到上述被曝光体上。
2.根据权利要求1所述的曝光装置,其特征在于,上述一对偏振元件是以上述光开关的光轴为中心配置成反射面相互旋转90°的状态的一对偏振分束器。
3.根据权利要求1所述的曝光装置,其特征在于,上述一对偏振元件是以上述光开关的光轴为中心配置成偏振轴相互旋转90°的状态的一对偏振板。
4.根据权利要求1~3中的任一项所述的曝光装置,其特征在于,还具备传送单元,上述传送单元以恒定速度在恒定方向传送上述被曝光体。
5.根据权利要求4所述的曝光装置,其特征在于,上述多个光开关在与上述被曝光体的传送方向交叉的方向以恒定排列间距至少排成2列而配置,在基于被曝光体的传送方向前头侧的上述多个光开关的曝光图案之间能用基于后续的上述多个光开关的曝光图案补充。
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