CN104067177A - 曝光光学系统、曝光装置以及曝光方法 - Google Patents

Abstract

提供一种根据微透镜的孔径形状而通过开口阵列来抑制主波束周边的旁瓣，进行高精细曝光的曝光装置以及曝光方法。通过在微透镜(64a)的射出侧设置遮光部(66b)，使在微透镜(64a)的焦点位置附近的旁瓣(Bb)的位置进行移动。在通过第二开口阵列(68)之前主波束(Ba)收敛为左右，此外，旁瓣(Bb)在离主波束(Ba)的中心的的范围中与现有例相比相对强度大约抑制为1/10左右。在通过第二开口阵列(68)集中激光(B)的结果，能够作为具有能够忽略主波束(Ba)的周围的旁瓣(Bb)的光强度分布的激光(B)。

Description

曝光光学系统、曝光装置以及曝光方法

技术领域

本发明涉及曝光光学系统、曝光装置以及曝光方法，尤其，涉及使用了空间光调制元件和在微透镜射出侧具有限制开口形状的开口阵列的微透镜阵列的曝光光学系统、曝光装置以及曝光方法。

背景技术

已知具有曝光头且通过该曝光头在感光材料上曝光期望的图案的图像曝光装置。这种图像曝光装置的曝光头基本上包括：光源；空间光调制元件，由根据控制信号对从该光源照射的光分别独立地进行调制的多个像素部进行排列而构成；以及成像光学系统，将通过该空间光调制元件调制的光所产生的像在感光材料上成像。

作为上述图像曝光装置的曝光头的结构例，示出包括如下的结构：数字微反射镜器件，作为包括光源和多个微反射镜的光调制元件(以下，称为“DMD”)；以及微透镜阵列，排列有对通过该多个微反射镜调制的多个光线束的各个光线束分别进行聚光的多个微透镜(例如，参照(日本)特开2004－1244号公报)。

根据使用了这样的微透镜阵列的结构，即使对在感光材料上曝光的图像的尺寸进行放大等，也因来自空间光调制元件的各像素部的光线束通过微透镜阵列的各微透镜进行聚光，所以感光材料上的曝光图像的像素尺寸(＝各光线的圆点尺寸)被集中而保持得较小，具有能够将图像的清晰度保持得较高的优点。

专利文献1中表示的曝光头还在上述微透镜阵列的射出侧具有开口阵列，在开口阵列中排列有分别限制上述多个光线束的各个光线束的多个开口。通过该开口阵列的作用，各光线束被整形为感光材料上的像素尺寸成为一定的大小，且防止在相邻的像素间的串扰(crosstalk)。

发明内容

发明要解决的课题

但是，作为在图像曝光装置中降低曝光图像的清晰度的其他要因，也有产生由空间光调制元件或周边光所引起的杂散光，该杂散光到达感光材料的要因。如上述专利文献1所记载，若在微透镜阵列的射出侧按每个微透镜设置一个开口阵列，则除了能够除去该杂散光之外还能够确保高的全体消光比(全部像素部开启状态时与全部像素部断开状态时的光量比)，但为了只通过在微透镜阵列的射出侧配置的第一开口阵列而达到除去杂散光的目的，需要配合通过微透镜阵列进行聚光的各光线束的成像成分的直径而极其严格地确定各开口的大小以及第一开口阵列的位置，存在对准的调整以及维持困难的问题。

本发明考虑上述事实，将提供一种根据微透镜的孔径形状而通过开口阵列来抑制主波束周边的旁瓣，进行高精细曝光的曝光光学系统、曝光装置以及曝光方法作为课题。

用于解决课题的技术方案

本发明的第一方式提供一种曝光光学系统，包括：空间光调制元件，排列有对来自光源的光进行调制的像素部；微透镜阵列，排列有对通过所述空间光调制元件调制的光进行聚光的微透镜；第一开口阵列，在所述微透镜的射出侧具有限制光的透过的开口形状的开口部；掩模，以所述微透镜的光轴为中心，设置在所述第一开口阵列的所述开口部，以外形与所述开口部的开口形状相似的形状，对透过所述开口部的光进行遮光；第一成像光学系统，将通过所述空间光调制元件调制的光在所述微透镜阵列上成像；第二成像光学系统，将通过所述微透镜阵列聚光的光在感光材料上成像；以及第二开口阵列，在所述微透镜阵列的聚光位置排列有对从各个所述微透镜阵列射出的光进行集中的开口。

根据上述发明，通过在第一开口阵列中设置的掩模，将通过第二开口阵列集中的波束的无用光(旁瓣)扩散为大于第二开口阵列开口径，从而能够有效地除去无用光。

本发明的第二方式提供一种曝光光学系统，包括：透过部，以所述微透镜的光轴为中心，设置在所述掩模的中心，且形状与所述掩模相似。

根据上述发明，通过将包括作为掩模的中心的光轴的部分设为透过部，能够有效地除去无用光而不会降低主波束的光量。

本发明的第三方式提供一种曝光光学系统，所述掩模是以所述微透镜的光轴为中心的同心圆环状。

根据上述发明，在微透镜的形状是以光轴为中心的圆形的情况下，能够设为通过相对于周向的不均匀少的光量分布的波束进行曝光的曝光光学系统。

本发明的第四方式提供一种曝光光学系统，所述掩模是以所述微透镜的光轴为中心的同心矩形状。

根据上述发明，在微透镜的形状是以光轴为中心的矩形的情况下，能够设为通过不均匀少的光量分布的波束进行曝光的曝光光学系统。

本发明的第五方式提供一种曝光光学系统，所述掩模和所述透过部由粘贴在所述微透镜的射出侧的膜的、不透明部分以及透明部分构成。

根据上述发明，通过将透明的膜的一部分作为不透明而形成掩模，能够以少的工时来进行准确的掩模加工。

本发明的第六方式提供一种曝光光学系统，所述掩模是在所述微透镜射出侧形成的铬掩模。

根据上述发明，通过由铬构成的遮光膜来形成掩模，能够设为包括获得遗漏少且高的光学浓度的掩模的曝光光学系统。

本发明的第七方式提供一种曝光光学系统，所述第一开口阵列的开口部的外周部分是不透明部分。

根据上述发明，通过将开口部的外周部分设为不透明的遮光部分，能够通过掩模来规定微透镜的透过部分的形状，能够削减零件数和工时。

本发明的第八方式提供一种曝光光学系统，所述光源是半导体激光器(LD)。

根据上述发明，通过使用单色的激光，容易控制光量分布，能够设为高可靠性且高照度的曝光光学系统。

本发明的第九方式提供一种曝光光学系统，包括：透镜，对来自光源的光进行聚光；第一开口，在所述透镜的射出侧具有限制光的透过的开口形状的开口部；掩模，以所述透镜的光轴为中心，设置在所述第一开口的所述开口部，以外形与所述开口部的开口形状相似的形状，对透过所述开口部的光进行遮光；第一成像光学系统，将所述光在所述透镜上成像；第二成像光学系统，将通过所述透镜聚光的光在感光材料上成像；以及第二开口，在所述透镜的聚光位置排列有对从所述透镜射出的光进行集中的开口。

根据上述发明，通过在第一开口中设置的掩模，将通过第二开口集中的波束的无用光(旁瓣)扩散为大于第二开口的径，从而能够有效地除去无用光。

本发明的第十方式提供一种曝光装置，使用第一至第九方式中的任一方式提供的曝光光学系统在感光材料上曝光预定的图案。

根据上述发明，通过掩模将通过第二开口阵列或者开口集中的波束的无用光(旁瓣)扩散为大于第二开口径，从而能够有效地除去无用光而不会降低主波束的光量。

本发明的第十一方式提供一种曝光方法，使用第十方式提供的曝光装置在感光材料上曝光预定的图案。

根据上述发明，通过掩模将通过第二开口阵列或者开口集中的波束的无用光(旁瓣)扩散为大于第二开口径，从而能够有效地除去无用光而不会降低主波束的光量。

发明效果

由于本发明设为上述结构，所以根据微透镜的孔径形状而通过开口阵列来抑制主波束周边的旁瓣，能够进行高精细曝光。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的曝光装置的主要部分的概念图。

图2是表示本发明的实施方式的曝光头的主要部分的立体图。

图3是表示本发明的实施方式的DMD的例子的立体图。

图4是表示本发明的实施方式的DMD的开启断开状态的立体图。

图5是表示本发明的实施方式的DMD以后的光学系统配置的概念图。

图6是表示现有的微透镜聚光位置中的光量分布的概念图。

图7是表示本发明的实施方式的光学系统的偏差原因的概念图。

图8是表示现有的第一开口阵列与光量分布的关系的概念图。

图9是表示本发明的实施方式的第一开口阵列与光量分布的关系的概念图。

图10是表示本发明的实施方式的第一开口阵列与光量分布、以及第二开口阵列与光量分布的关系的概念图。

图11是表示本发明的实施方式的第一开口阵列对光量分布产生的影响的概念图。

图12是表示本发明的其他实施方式的第一开口阵列的开口形状的概念图。

图13是表示本发明的实施方式的第一开口阵列的开口形状与微透镜的焦点面中的光强度的关系的概念图以及数学式。

图14是表示本发明的实施方式的第一开口阵列的开口形状与微透镜的焦点面中的光强度的关系的概念图以及数学式。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式的一例。

＜整体结构＞

如图1、2所示，本实施方式的曝光装置10包括将片材状的感光材料P吸附在表面而保持的平板状的移动台14。在由多个(例如四个)腿部16支撑的厚板状的设置台18的上表面，设置有沿着台移动方向而延伸的两个导向部20。移动台14配置为其长度方向朝向台移动方向，且支撑为能够沿着导向部20进行往返移动。另外，在该曝光装置10中，设置有将作为副扫描单元的移动台14沿着导向部20驱动的台驱动装置(未图示)。

在设置台18的中央部，以横跨移动台14的移动路径的方式设置有跨线桥形状的门22。门22的各个端部固定在设置台18的两侧各面。夹着该门22而在一侧设置有扫描仪24，在另一侧设置有检测感光材料P的前端以及后端的多个(例如两个)传感器26。扫描仪24以及传感器26分别安装到门22，固定配置在移动台14的移动路径的上游。另外，扫描仪24以及传感器26连接到控制它们的未图示的控制器。

扫描仪24包括作为一例而排列为m行n列的大致矩形状的多个(图中为14个)曝光头28。各曝光头28的曝光区域30是将副扫描方向作为短边的矩形状。因此，随着移动台14的移动，在感光材料P中按每个曝光头28形成带状的曝光完毕区域31。

多个曝光头28包括例如射出波长400nm的激光的未图示的光源(作为一例为半导体激光器(LD)等)以及例如图3所示的DMD34作为将从光源射出的激光根据图像数据按每个像素部进行调制的空间光调制元件。该DMD34连接到包括数据处理部和反射镜驱动控制部的未图示的控制器。在控制器的数据处理部中，基于所输入的图像数据，按每个曝光头28生成对DMD34上的使用区域内的各微反射镜74(后述)进行驱动控制的控制信号。此外，在反射镜驱动控制部中，基于在图像数据处理部中生成的控制信号，按每个曝光头28控制DMD34的各微反射镜74的反射面的角度。

图5通过概念图表示DMD34以后的光学系统。在DMD34的光反射侧(出射侧、射出侧)，配置有将通过DMD34反射的激光B在感光材料P上成像的主光学系统。该主光学系统由将通过DMD34调制的波束放大的第一成像光学系统52、使波束在感光材料P上成像的第二成像光学系统58、插入这些成像光学系统之间的微透镜阵列64、配置在最接近微透镜阵列64的出射侧的第一开口阵列66、配置在微透镜阵列64的焦点位置的第二开口阵列68构成。

第一成像光学系统52例如由入射侧的透镜52A、出射侧的透镜52B构成，DMD34配置在透镜52A的焦点面上。透镜52A和透镜52B的焦点面一致，进一步，在透镜52B的出射侧的焦点面上配置有微透镜阵列64。第二成像光学系统58也例如由入射侧的透镜58A、出射侧的透镜58B构成，透镜58A和透镜58B的焦点面一致，进一步，配置有第二开口阵列68的微透镜阵列64的焦点位置是透镜58A的焦点面。在透镜58B的出射侧的焦点面配置有感光材料P。

上述第一成像光学系统52将DMD34的像进行放大并在微透镜阵列64上成像。进一步，第二成像光学系统58将经由微透镜阵列64的像在感光材料P上成像、投影。此外，第一成像光学系统52以及第二成像光学系统58都使来自DMD34的多个光线束作为相互大致平行的光线束而出射。

如图3所示，在本实施方式中使用的DMD34是在SRAM单元(存储单元)72上构成各个像素(pixel)的多个(例如1024个×768个)微小反射镜(微反射镜74)以格子状排列的反射镜器件。在各像素中，在最上部设置有由支柱支撑的矩形的微反射镜74，在微反射镜74的表面蒸镀了例如铝等的反射率高的材料。

若对DMD34的SRAM单元72写入数字信号，则由支柱支撑的各微反射镜74相对于以对角线为中心配置了DMD34的基板侧以±α度中的任一个倾斜。图4(A)表示微反射镜74为开启状态的以+α°倾斜的状态，图4(B)表示微反射镜74为断开状态的以－α°倾斜的状态。因此，根据图像信号，如图4所示那样控制DMD34的各像素中的微反射镜74的斜率，从而入射到DMD34的激光B反射到各个微反射镜74的斜率方向。

另外，在图4中，表示放大DMD34的一部分(一个微反射镜部分)，微反射镜74被控制为+α°或者－α°的状态的一例。各个微反射镜74的开启断开控制由连接到DMD34的未图示的控制器进行。

＜微透镜阵列＞

在微透镜阵列64中，与DMD34上的各微反射镜74对应的多个微透镜64a例如以例如1024个×768个左右的二维状排列。在本实施方式中，作为一例，各微透镜64a使用入射面为平面、出射面为凸面的平凸透镜并且是焦距为100μm的由石英玻璃形成的平凸透镜。另外，并不限定于上述例，也可以使用双凸透镜等。此外，也可以将各微透镜64a和将它们以阵列状连接的连接部分由同一材料一体成型而设为微透镜阵列64，或者也可以在设置了与各个微反射镜74对应的多个开口的底座的、各个开口中嵌入各微透镜64a。

由于上述第一开口阵列66以及第二开口阵列68是设置了与各微透镜64a对应的多个开口的阵列，所以第一开口阵列66配置在最接近微透镜阵列64的出射侧(也可以贴着微透镜64a)，第二开口阵列68在空间上远离微透镜阵列64而配置。

在本实施方式中，第一开口阵列66也可以在微透镜64a的出射侧面的开口部以外的部位设置铬掩模(由铬而成的遮光膜)，或者也可以实施透过性/半透过性的镀膜(coating)而成为掩模，或者也可以不直接接触到微透镜64a，而在出射面的附近在透明的掩模板上设置遮光膜。作为一例，第二开口阵列68通过在由石英玻璃而成的透明支持部材上，以空孔状实施例如由铬而成的遮光膜而构成。

＜主波束和无用光＞

如前所述，在本方式的图像曝光装置中，在通过微透镜而聚光的主波束的周边产生的旁瓣成为降低曝光图像的清晰度的一个原因。旁瓣除了通过包括光调制元件的微透镜上游的光学系统像差而产生之外，还通过微透镜开口其本身的存在而在原理上产生。以下，说明由微透镜开口引起的旁瓣的产生过程以及其减轻方法。

在第一开口阵列66的开口形状为简单的形状(例如圆形)的情况下，图6A中R所示的微透镜64a的焦点位置附近的光强度分布一般成为如图6B所示的、对第一开口阵列66的开口形状进行了傅里叶变换的形状。此时，在光强度强的主波束Ba(中央)的周围，产生强度小于主波束Ba的无用光(旁瓣Bb)。

除了图6所示的例之外，还考虑第一开口阵列66的开口形状为矩形的情况等各种情况，但无论是哪种情况，微透镜64a的焦点位置附近的光强度分布都成为第一开口阵列66的开口形状的傅里叶变换。通常，若第一开口阵列66的开口尺寸、微透镜64a的焦距以及激光B的波长被确定，则该主波束Ba与旁瓣Bb的位置关系、强度比被唯一地确定。

以下，使用图13、14，说明第一开口阵列66的开口形状与微透镜64a的焦点面中的光强度的关系。

若将如图13所示那样表示第一开口阵列66的形状的函数设为V(ξ、η)，则V(ξ、η)＝1(开口内部，无遮蔽)，V(ξ、η)＝0(开口的外侧，遮蔽)，微透镜64a的焦点面(x、y)中的光的强度如图13的式1所表示那样成为第一开口阵列66的开口形状的傅里叶变换。

此时，若第一开口阵列66的开口形状为圆形，则能够简化上述式1。即，在将微透镜64a开口面离z轴(光轴)的距离设为R、将开口的半径设为Rmax时，V(R)＝1(|R|＜Rmax)，V(R)＝0(|R|＞Rmax)，若以在微透镜64a的焦点面(＝第二开口阵列68)离z轴的距离r的距离将光强度设为|U(r)|2，则焦点面中的光强度如式2那样表示。

这里，如图14所示，考虑如本实施方式那样在微透镜64a的开口面，设置了与开口形状(Rmax)相似的形状的环状的n个光圈的情况。若将Rm-1≤R≤Rm时的透过率设为Tm(一定)，则焦点面的光强度如式3那样表示。

由此，通过适当地设定{R1...Rn}(光圈的半径)以及{T1...Tn}(透过率)，能够将图6B所示的旁瓣Bb(无用光)在微透镜64a的焦点面、即第二开口阵列68上从光轴(z轴)向外侧移动，能够在第二开口阵列68中除去无用光。若将{T1...Tn}设为复数，则能够进行除了使用透过率变化之外还使用光的相位成分的变更效果的旁瓣改善。

即，在设为T1＝1(透过)、T2＝0(遮蔽)、T3＝1(透过)、微透镜64a的焦距f为100μm时，如图9A所示那样，导出第一开口阵列66的开口部66a、遮光部66b、透过部分66c的各尺寸，使得成为R0＝0、(R1/f)＝0.09535(半径R1＝9.535μm、φ1＝19.07μm)、(R2/f)＝0.1277(R2＝12.77μm、φ2＝25.54μm)、(R3/f)＝0.15(R3＝15μm、φ3＝30μm)。这些数值是从上述数学式导出的，其目的、成立条件等与现有技术存在的具有圆环状光圈的光学系统不同。

本实施例是由微透镜开口引起的旁瓣减轻例，但关于通过由在微透镜的上游的光学系统、例如DMD等的光调制元件引起的轴对照像差而产生的旁瓣，通过适当地选择{R1...Rn}(光圈的半径)以及{T1...Tn}，也能够与开口的影响同时减轻其影响。

另一方面，由于以下的理由，优选能够尽可能抑制相对于主波束Ba的旁瓣Bb部分的相对强度比。即，一般在对于高感光度的感光材料的曝光时，感光材料通过旁瓣光Bb进行感光(覆盖)，存在实际的描画线宽度变粗(分辨率降低)的可能性。此外，在使用了如DMD34那样的二维光调制元件的曝光装置的高精细曝光时，由于相邻的描画波束间隔接近，所以ON波束(描画时)的光强度分布变宽(激光B变粗)，能够忽略成为对相邻的描画线产生影响的要因的、旁瓣Bb的影响。

相对于此，优选充分减小在微透镜阵列64的焦点位置附近配置的第二开口阵列68的开口，从而能够只除去旁瓣Bb而留下主波束Ba，但由于以下的理由，高精度地只除去旁瓣Bb成分是困难的。

即，如图7所示，因制造偏差而存在在各个微透镜64a中透镜光轴与第二开口阵列68的各开口中心发生偏移的顾虑。此外，由于第一成像光学系统52、第二成像光学系统58的制造偏差(远心性偏差)，从各个微透镜64a射出的主波束Ba的位置从第二开口阵列68的各开口中心平行地发生偏移。因此，开口阵列68的开口中心与主波束Ba的中心发生偏移，存在主波束Ba被集中而光量不足的顾虑。

根据如上述理由，若在通过第二开口阵列68未充分地除去旁瓣Bb之后，减小第二开口阵列68的开口径而过于集中激光B全体，则主波束Ba的一部分也通过第二开口阵列68而被除去，产生在各微透镜64a的聚光波束间发生强度不均匀的不良情况。

因此，在本实施方式中，通过在第一开口阵列66中设置形状与开口形状相似的掩模而集中激光B，从而使微透镜阵列64的焦点位置中的旁瓣Bb的位置沿着从主波束Ba离去的方向(从光轴远去的方向)偏移，且通过在第二开口阵列68集中主波束Ba以外的波束，所以能够留下主波束Ba的同时只有效地削减旁瓣Bb，能够较细地保持曝光时的描画线的同时防止相邻的波束间的串扰，并且，能够防止光量降低。

使用图8～11，以下进行模型说明。这里，在微透镜阵列64(微透镜64a)的透镜面通过铬掩模等设置了遮光部66b的阵列设为第一开口阵列66的模型，但为了提高光利用效率，也可以通过在微透镜64a中赋予透过性/半透过性的镀膜而实现。此外，也可以不直接在透镜出射面中赋予第一开口阵列66，而是在透镜出射面附近单独赋予。这里介绍的掩模的结构是代表例，也可以增加后述的遮光部66b的轮环数等。

在如图8A所示的现有的结构中，在微透镜64a的焦点位置附近，主波束Ba与旁瓣Bb的相对强度以及位置关系成为图8B那样。即，在离主波束Ba的中心的4μm左右的范围中存在旁瓣Bb，这成为如前所述那样产生各种问题的原因。

在图9A所示的本实施方式中，通过在微透镜64a的射出侧设置遮光部66b，移动微透镜64a的焦点位置附近的旁瓣Bb的位置。

遮光部66b在第一开口阵列66的开口部66a中设置了形状与开口部66a相似的遮光部66b，若开口部66a为圆形则遮光部66b也是形状与其相似的圆形，也可以在中央部，如图9A所示，进一步设置形状与开口部66a相似的透过部分66c。该透过部分66c的存在不是必须的，但为了有效利用激光B(主波束Ba)的光量，优选存在透过部分66c。

具体而言，将微透镜64a设为焦距100μm的平凸透镜，将开口部66a设为φ30μm，将遮光部66b的外径设为φ25.54μm，将透过部分66c的径设为φ19.07μm，使用了波长λ＝400nm的激光。

如图9～11所示，在该模型例中，在将主波束Ba的宽度设为φ4μm、旁瓣Bb离主波束Ba的中心为φ7.2μm，与现有技术相比抑制为1/10，将第二开口阵列68的开口径设为φ5.6μm。若是这个结构，则即使是主波束Ba的中心与第二开口阵列66的开口中心因前述的制造偏差影响而偏移了例如±0.8μm的情况下，也能够通过第二开口阵列68高精度地只抑制旁瓣Bb。

即，如图10A所示的微透镜64a、第一开口阵列66(开口部66a、遮光部66b)的配置中的激光B的光强度分布中，在通过第二开口阵列68之前，如图10B所示那样，主波束Ba收敛在φ4μm左右，此外旁瓣Bb在离主波束Ba的中心为φ7.2μm的范围中，与图8所示的现有例相比，相对强度大约抑制为1/10左右(图11)。

在通过第二开口阵列68(φ5.6μm)集中了这样的光强度分布的激光B的结果，如图10C、图11所示那样，能够作为具有能够忽略主波束Ba的周围的旁瓣Bb的光强度分布的激光B。

此外，相对于旁瓣Bb的强度比现有例相对强度大约抑制为1/10左右的范围为φ7.2μm，因第二开口阵列68的开口径为φ5.6μm，所以即使如前所述那样由微透镜64a的制造偏差所引起的光轴与第二开口阵列68的轴偏离、通过第一成像光学系统52的制造偏差所引起的远心性的不一致而产生的聚光位置的偏离存在±0.8μm，也能够通过第二开口阵列68高精度地只除去旁瓣Bb。

＜遮光部的形状＞

在上述实施方式中，例示了第一开口阵列66的开口形状为圆形的情况，但并不限定于此，本发明也能够应用于其他的形状。

即，如图12所示，在第一开口阵列66的开口形状为矩形的情况下，能够将遮光部66b也设为矩形，使微透镜64a的焦点位置中的旁瓣Bb的位置偏移到远离主波束Ba的地点。此外，在遮光部66b的中央设置透过部分66c的情况下，也设为形状与开口形状相似。

此外，遮光部66b不需要将激光B完全遮断，也可以作为旋转对称的形状的遮光部66b，具有浓度梯度(分级(gradation))而使激光B阶段性地透过。除此之外，也可以将ND滤波器等具有预定的光学浓度的元素作为遮光部66b。

＜其他＞

以上，记载了本发明的实施例，但本发明并不限定于上述实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内能够以各种方式实施是理所当然的。

例如，在上述实施方式中，举出通过激光来曝光的曝光装置的结构为例，但并不限定于此，例如也可以使用通常的可见光或者紫外线等。或者，除了曝光装置以外，还能够应用于使用圆点光的各种结构。

此外，在本实施方式中，使用作为反射型的空间调制元件的DMD34来进行了说明，但除此之外，也可以使用例如使用了液晶的透过型的空间调制元件。

日本申请2012－011050的公开通过参照其全体而引用到本说明书中。在本说明书中记载的全部文献、专利申请以及技术标准以与在具体且单独记载了通过参照而引用各个文献、专利申请以及技术标准时相同的程度，通过参照而引用到本说明书中。

符号10是曝光装置。

符号14是移动台。

符号16是腿部。

符号18是设置台。

符号20是导向部。

符号22是门。

符号24是扫描仪。

符号26是传感器。

符号28是曝光头。

符号30是曝光区域。

符号34是DMD。

符号52是第一成像光学系统。

符号58是第二成像光学系统。

符号64a是微透镜。

符号64是微透镜阵列。

符号66是第一开口阵列。

符号66a是开口部。

符号66b是遮光部。

符号66c是透过部分。

符号68是第二开口阵列。

符号B是激光。

符号Ba是主波束。

符号Bb是旁瓣。

符号P是感光材料。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种曝光光学系统，包括：

空间光调制元件，排列有对来自光源的光进行调制的像素部；

微透镜阵列，排列有对通过所述空间光调制元件调制的光进行聚光的微透镜；

第一开口阵列，在所述微透镜的射出侧具有限制光的透过的开口形状的开口部；

掩模，以所述微透镜的光轴为中心，设置在所述第一开口阵列的所述开口部，以外形与所述开口部的开口形状相似的形状对透过所述开口部的光进行遮光；

透过部，以所述微透镜的光轴为中心，设置在所述掩模的中心，且形状与所述掩模相似；

第一成像光学系统，将通过所述空间光调制元件调制的光在所述微透镜阵列上成像；

第二成像光学系统，将通过所述微透镜阵列聚光的光在感光材料上成像；以及

第二开口阵列，在所述微透镜阵列的聚光位置排列有对从所述微透镜阵列的各个微透镜射出的光进行集中的开口。

2.如权利要求1所述的曝光光学系统，其中，

所述掩模是以所述微透镜的光轴为中心的同心圆环状。

3.如权利要求1所述的曝光光学系统，其中，

所述掩模是以所述微透镜的光轴为中心的同心矩形状。

4.如权利要求1至3的任一项所述的曝光光学系统，其中，

所述掩模和所述透过部由粘贴在所述微透镜的射出侧的膜的不透明部分以及透明部分构成。

5.如权利要求1至3的任一项所述的曝光光学系统，其中，

所述掩模是在所述微透镜射出侧形成的铬掩模。

6.如权利要求1至5的任一项所述的曝光光学系统，其中，

所述第一开口阵列的开口部的外周部分是不透明部分。

7.如权利要求1至6的任一项所述的曝光光学系统，其中，

所述光源是半导体激光器。

8.一种曝光光学系统，包括：

透镜，对来自光源的光进行聚光；

第一开口，在所述透镜的射出侧具有限制光的透过的开口形状的开口部；

掩模，以所述透镜的光轴为中心，设置在所述第一开口的所述开口部，以外形与所述开口部的开口形状相似的形状对透过所述开口部的光进行遮光；

透过部，以所述透镜的光轴为中心，设置在所述掩模的中心，且形状与所述掩模相似；

第一成像光学系统，将所述光在所述透镜上成像；

第二成像光学系统，将通过所述透镜聚光的光在感光材料上成像；以及

第二开口，在所述透镜的聚光位置排列有对从所述透镜射出的光进行集中的开口。

9.一种曝光装置，使用权利要求1至8的任一项所述的曝光光学系统在感光材料上曝光预定的图案。

10.一种曝光方法，使用权利要求9所述的曝光装置在感光材料上曝光预定的图案。

Claims (11)

1.一种曝光光学系统，包括：

空间光调制元件，排列有对来自光源的光进行调制的像素部；

微透镜阵列，排列有对通过所述空间光调制元件调制的光进行聚光的微透镜；

第一开口阵列，在所述微透镜的射出侧具有限制光的透过的开口形状的开口部；

掩模，以所述微透镜的光轴为中心，设置在所述第一开口阵列的所述开口部，以外形与所述开口部的开口形状相似的形状对透过所述开口部的光进行遮光；

第一成像光学系统，将通过所述空间光调制元件调制的光在所述微透镜阵列上成像；

第二成像光学系统，将通过所述微透镜阵列聚光的光在感光材料上成像；以及

第二开口阵列，在所述微透镜阵列的聚光位置排列有对从所述微透镜阵列的各个微透镜射出的光进行集中的开口。

2.如权利要求1所述的曝光光学系统，其中，包括：

透过部，以所述微透镜的光轴为中心，设置在所述掩模的中心，且形状与所述掩模相似。

3.如权利要求2所述的曝光光学系统，其中，

所述掩模是以所述微透镜的光轴为中心的同心圆环状。

4.如权利要求2所述的曝光光学系统，其中，

所述掩模是以所述微透镜的光轴为中心的同心矩形状。

5.如权利要求2至4的任一项所述的曝光光学系统，其中，

所述掩模和所述透过部由粘贴在所述微透镜的射出侧的膜的不透明部分以及透明部分构成。

6.如权利要求1至4的任一项所述的曝光光学系统，其中，

所述掩模是在所述微透镜射出侧形成的铬掩模。

7.如权利要求1至6的任一项所述的曝光光学系统，其中，

所述第一开口阵列的开口部的外周部分是不透明部分。

8.如权利要求1至7的任一项所述的曝光光学系统，其中，

所述光源是半导体激光器。

9.一种曝光光学系统，包括：

透镜，对来自光源的光进行聚光；

第一开口，在所述透镜的射出侧具有限制光的透过的开口形状的开口部；

掩模，以所述透镜的光轴为中心，设置在所述第一开口的所述开口部，以外形与所述开口部的开口形状相似的形状对透过所述开口部的光进行遮光；

第一成像光学系统，将所述光在所述透镜上成像；

第二成像光学系统，将通过所述透镜聚光的光在感光材料上成像；以及

第二开口，在所述透镜的聚光位置排列有对从所述透镜射出的光进行集中的开口。

10.一种曝光装置，使用权利要求1至9的任一项所述的图像曝光光学系统在感光材料上曝光预定的图案。

11.一种曝光方法，使用权利要求10所述的图像曝光装置在感光材料上曝光预定的图案。