CN107850850B - 光源装置、曝光装置以及光源控制方法 - Google Patents

Abstract

公开一种能够使不同的多个波长的光以希望的光量比例出射的光源装置、具备该光源装置的曝光装置以及光源控制方法。光源装置(19)具备控制部(10)，其基于第1波长特性的光与第2波长特性的光的规定的光量比例、以及从分别对利用光集聚部集聚的出射光所含的第1波长特性的光的光量与第2波长特性的光的光量进行测定的传感器输出的光量测定值，生成分别控制第1发光元件以及第2发光元件的输出的输出控制信号，并将生成的输出控制信号分别输出到第1发光元件以及第2发光元件。

Description

光源装置、曝光装置以及光源控制方法

技术领域

本发明涉及光源装置、曝光装置以及光源控制方法。

背景技术

以往，在使用了光刻法的电路图案化、所谓的曝光工序中，广泛使用了应用光掩模的紧贴式曝光装置。然而，近年来，为了配合电路的高精细、高密度化，使用了如下直接描绘式曝光装置：使用未使用光掩模的DMD(数字·微镜·器件(注册商标))等空间光调制元件，对光进行调制而曝光(专利文献1(日本特开2006－267719号公报))。这样，将利用空间光调制元件的曝光装置称作DI(直接·成像)曝光装置。

然而，用于DI曝光装置的光源为了能够进行高精细的图案化而大多为单波长。另一方面，曝光的抗蚀剂中存在具有宽波长区域的灵敏度者，也存在在单波长中不会充分固化的情况、或曝光时间变长的情况。

因此，专利文献2(日本特开2012－063390号公报)中公开了如下光源装置，其具备多个具有不同的波长特性的光源、分别与多个光源对应的透镜、以及将利用这些透镜形成的像重叠而合成的光学合成元件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006－267719号公报

专利文献2：日本特开2012－063390号公报

发明内容

发明将要解决的课题

然而，光的波长中包括有助于抗蚀剂的固化的波长、及有助于抗蚀剂的光泽的波长等，表示最适合曝光的每个波长的光量的比例的光量比例因抗蚀剂的种类而不同。然而，在上述专利文献2(日本特开2012－063390号公报)所记载的技术中，光量比例仅在设计时设定，之后不能进行调整。因此，在改变了抗蚀剂的情况下，不能以与抗蚀剂的种类相应的最佳的光量比例的光进行曝光。

另外，构成光源的发光元件因长时间的使用而劣化且照度降低。而且，该照度的降低的比例按照每个发光元件而不同。因此，长时间的使用导致光量比例变化，不能进行稳定的曝光。

因此，本发明的课题在于，提供一种能够以希望的光量比例出射不同的多个波长的光的光源装置、具备该光源装置的曝光装置以及光源控制方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，本发明的光源装置的一方式具备：第1发光元件，出射第1波长特性的光；第2发光元件，出射与上述第1波长特性不同的第2波长特性的光；光集聚部，对来自上述第1发光元件的出射光与来自上述第2发光元件的出射光进行集聚；以及控制部，基于上述第1波长特性的光与上述第2波长特性的光的规定的光量比例、以及从分别对利用上述光集聚部集聚的上述出射光所含的上述第1波长特性的光的光量与上述第2波长特性的光的光量进行测定的传感器输出的光量测定值，生成分别控制上述第1发光元件以及上述第2发光元件的输出的输出控制信号，并将生成的上述输出控制信号分别输出到上述第1发光元件以及上述第2发光元件。

由此，能够以希望的光量比例出射不同的多个波长的光。另外，即使在因经年劣化导致出射特定波长的光的发光元件的照度降低的情况下，也能够分别控制各波长的光的输出，因此能够将光量比例保持为恒定，能够出射稳定的光。

另外，在上述的光源装置中，也可以是，上述光集聚部具有：第1光纤，使来自上述第1发光元件的出射光在入射端入光并在出射端出射；第2光纤，使来自上述第2发光元件的出射光在入射端入光并在出射端出射；以及第3光纤，对上述第1光纤的出射光与上述第2光纤的出射光进行集聚，上述光集聚部由如下纤维束构成：将上述第1光纤与上述第2光纤的出射端侧以规定的排列捆扎，使上述第1光纤的出射光与上述第2光纤的出射光集聚而向上述第3光纤的入射端入光。

这样，通过将第1光纤与第2光纤的出射端捆扎而合成多个波长的不同光，无需将多个发光元件以规定的排列严格地配置，就能够使设置的自由度提高。另外，能够容易地生成并出射无波长的偏差的均匀的光。并且，能够容易地进行发光元件的增设，因此易于实现高照度化。

并且，在上述的光源装置中，也可以是，还具备输出部，该输出部向曝光装置所具备的曝光头输出由上述光集聚部集聚的上述出射光，上述控制部在上述曝光装置的曝光面上取得上述传感器所测定的上述光量测定值。这样，通过使用在曝光面测定的光量测定值而分别控制第1发光元件以及第2发光元件的输出，能够将出射光调整成适合曝光的光。

另外，在上述的光源装置中，也可以是，还具备输出部，该输出部向曝光装置所具备的曝光头输出由上述光集聚部集聚的上述出射光，上述控制部在来自上述输出部的上述出射光所入射的上述曝光头的光入射部取得上述传感器所测定的上述光量测定值。这样，通过在从输出部向曝光头的光的光入射部测定光量，能够进行高精度的测定。

并且，在上述的光源装置中，也可以是，上述控制部分别向上述第1发光元件以及上述第2发光元件输出使上述第1发光元件以及上述第2发光元件分别点亮以及熄灭的控制信号，从一个上述传感器取得使上述第1发光元件点亮并使上述第2发光元件熄灭时测定的上述第1波长特性的光的光量测定值、以及使上述第1发光元件熄灭并使上述第2发光元件点亮时测定的上述第2波长特性的光的光量测定值。这样，能够利用一个传感器测定光量，因此能够防止传感器的个体差异所引起的测定精度的降低。

另外，在上述的光源装置中，也可以是，上述发光元件是激光二极管或者发光二极管。由此，能够容易地实现出射包含不同的多个波长的光的光源装置。

另外，在上述的光源装置中，也可以是，具有多个上述光集聚部，还具备输出部，该输出部向曝光装置所具备的多个曝光头分别输出由多个上述光集聚部分别集聚的上述出射光，上述控制部对于上述多个曝光头的每一个取得上述传感器所测定的上述光量测定值，并基于上述光量测定值对上述多个曝光头之间的、从上述曝光头出射的光的光量差进行校正。由此，能够抑制曝光头间的输出的偏差。

另外，本发明的曝光装置的一方式具备：上述某一个光源装置；曝光头，被来自上述光源装置的出射光入射；以及传感器，分别测定上述第1波长特性的光的光量与上述第2波长特性的光的光量。在该情况下，能够利用光源装置提供最佳的曝光条件，进行稳定且适当的曝光。

并且，在上述的曝光装置中，也可以是，上述曝光头具备空间光调制部，该空间光调制部排列有对来自上述光源装置的光进行调制的像素部，利用由上述空间光调制部调制后的光使感光材料曝光。由此，在DI曝光装置中，能够进行稳定且适当的曝光。

另外，本发明的光源控制方法的一方式包含：在将从第1发光元件出射的第1波长特性的出射光、以及从第2发光元件出射的与上述第1波长特性不同的第2波长特性的光集聚而向外部输出时，取得利用传感器测定的、由上述光集聚部集聚的上述出射光所含的上述第1波长特性的光与上述第2波长特性的光各自的光量测定值的取得步骤；基于上述第1波长特性的光与上述第2波长特性的光的规定的光量比例、以及在上述取得步骤中取得的上述光量测定值，生成分别控制上述第1发光元件以及上述第2发光元件的输出的输出控制信号的生成步骤；以及将在上述生成步骤中生成的上述输出控制信号分别输出到上述第1发光元件以及上述第2发光元件的输出步骤。

由此，能够以希望的光量比例出射不同的多个波长的光。另外，即使在因经年劣化导致出射特定波长的光的发光元件的照度降低的情况下，也能够分别控制各波长的光的输出，因此能够将光量比例保持为恒定，能够出射稳定的光。

发明效果

根据本发明的光源装置，能够以希望的光量比例出射不同的多个波长的光。因此，根据具备上述光源装置的曝光装置，能够以与抗蚀剂的种类等相应的最佳的光量比例的光进行曝光。

上述本发明的目的、方式以及效果、上述未记载的本发明的目的、方式以及效果，只要是本领域技术人员，就应能够通过参照添附的附图以及权利要求书的记载而从用于实施下述的发明的方式(发明的详细说明)中理解。

附图说明

图1是表示本实施方式中的曝光装置的一个例子的概略结构图。

图2是表示构成光源装置的光源部的一个例子的概略结构图。

图3是表示曝光头的一个例子的概略结构图。

图4是光量比例控制的控制框图。

图5是表示光量比例控制处理顺序的流程图。

图6是总光量控制的控制框图。

图7是表示总光量控制处理顺序的流程图。

图8是表示汞灯的波长分布的图。

图9是表示激光二极管的波长分布的一个例子的图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。

图1是表示本实施方式中的曝光装置100的概略结构图。

曝光装置100是使利用空间光调制部(空间光调制元件)调制后的光通过成像光学系统、并使基于该光的像在感光材料(抗蚀剂)上成像而曝光的装置。这样的曝光装置由于利用空间光调制元件直接形成图像，因此不需要掩模(或光罩(reticle))，被称作DI(直接·成像：直接描绘)曝光装置。

曝光装置100形成为大致长方形的平板状，具备：水平配置的基座11；移动工作台13，滑动自如地安装于基座11，并将成为曝光对象的基板(工件)12吸附保持于表面；以及曝光部14，对保持于移动工作台13的基板12进行曝光。

基板12例如是在表面涂覆或者贴附有感光材料的印刷布线基板、或平板显示器用玻璃基板等。曝光装置100通过对基板12进行曝光，例如无掩模地将布线图案等记录于基板12的感光材料。此外，在本实施方式中，将移动工作台13的移动方向设为Y方向，将在水平面上与Y方向正交的方向(基板12的宽度方向)设为X方向，将与水平面正交的铅直方向设为Z方向来进行说明。基座11在Y方向上形成得较长。

基座11由多个(例如，分别安装于四角的4个)脚部15支承。在基座11的上表面11a设有与Y方向大致平行的2根导轨16。移动工作台13以经由导轨16沿Y方向滑动自如的方式安装于基座11。另外，在移动工作台13设有作为一个例子构成移动工作台13的移动机构的电磁体16a。在本实施方式中，作为上述移动机构，采用线性马达工作台。线性马达工作台是对以棋盘格状或线路状设有强磁性体的凸极的平面状的台板之上的移动体施加磁力而使移动体与台板的凸极之间的磁力变化、从而将该移动体移动的机构。移动工作台13对应于该移动机构的驱动而沿Y方向移动。此外，作为移动机构，例如也能够采用使用了滚珠丝杠的机构。

曝光部14经由一对支柱17安装于基座11的Y方向中央部。各支柱17固定于基座11的X方向两端部。各支柱17离开基座11的上表面11a规定距离地保持曝光部14，以便在移动工作台13沿Y方向移动时，移动工作台13通过曝光部14的正下方。

曝光部14具备m行n列的排列成大致矩阵状的多个(在图1中是16个)曝光头18。这些曝光头18对通过正下方的基板12照射光。之后叙述曝光头18的具体构成。

在图1中，曝光头18以在X方向上各8个、在Y方向上呈2列的方式排列。第2列的各曝光头18相对于第1列的各曝光头18在X方向上错开1/2间距地配置，以便各自的中心位于第1列的各曝光头18的邻接者彼此的中央附近。通过这样错开地配置，从而利用第2列的各曝光头18将不能利用第1列的各曝光头18曝光的部分进行曝光，在基板12的X方向上无间隙地进行曝光记录。此外，设于曝光部14的曝光头18的数量、排列的方式可以根据基板12的尺寸等适当地变更。

从光源装置19经由光纤20地向各曝光头18入射激光。在本实施方式中，光源装置19将多个不同波长的光混合并向各曝光头18输出。之后详细叙述光源装置19的构成。

图像处理单元21被输入与记录于基板12的布线图案等相应的图像数据(图像信息)。图像处理单元21制作基于输入的图像数据写入的每个曝光头18的帧数据。然后，图像处理单元21经由信号电缆22向各曝光头18输入帧数据。帧数据例如是以2值(有无点的记录)表示构成图像的各像素的浓度的数据。

各曝光头18基于帧数据对从光源装置19入射的激光进行调制，并将调制后的光投影到利用移动工作台13输送的基板12。由此，与输入到图像处理单元21的图像数据相应的图像被曝光记录于基板12。

基座11还设有门状的门23和设于Y方向的一端部的一对测长仪24。门23以跨越各导轨16的方式与X方向大致平行地安装于基座11。在门23安装有多台(在图1中是3台)相机25。各相机25与统一地控制曝光装置100整体的控制器(未图示)连接。

相机25拍摄通过门23的移动工作台13，并将取得的图像数据向控制器输出。控制器基于相机25所取得的图像数据，计算出基板12相对于移动工作台13上的适当位置的X方向、Y方向、以及θ方向(以Z方向为轴的旋转方向)的偏移量。计算出的偏移量被输入到图像处理单元21，并被使用于帧数据的校正。此外，相机25的台数及配置间隔等可以根据基板12的尺寸等而适当地变更。另外，偏移量的计算只要通过公知的图像处理来进行即可。此时，也可以在基板12设置对准标记等，以便易于计算偏移量。

各测长仪24与各相机25相同地连接于控制器。各测长仪24向移动工作台13的侧端面照射激光，并接收其反射光，从而测定移动工作台13的位置。然后，各测长仪24将测定出的移动工作台13的位置向控制器输出。此外，在本实施方式中，示出了所谓的激光干扰式的测长仪24，但并不限定于此，例如为使用超声波或立体相机者等，能够测定移动工作台13的位置即可，也可以使用其他任意的测长仪。

(光源装置19的构成)

接下来，对光源装置19的构成进行说明。

光源装置19具备分别对应于多个曝光头18地设置的、向各曝光头18入射将多个不同波长的光合成而得的光的多个光源部。

图2是表示构成光源装置19的光源部19a的一个例子的概略结构图。在该图2中，仅示出了与一个曝光头18对应的一个光源部19a。实际上，光源装置19具备与曝光头18相同数量的光源部19a。

光源部19a具备多个光源(LD模块)1、2。各光源1、2分别具备作为发光元件的一个激光二极管(LD)与聚光透镜。光源1与光源2具备出射不同波长(波长A，波长B)的激光的LD。在图2所示的例子中，光源部19a将三个光源1与一个光源2作为1组，具备合计3组、12个光源。从光源1、2出射的光分别利用LD光纤3导向连接器4。

光源1、2所出射的光具有190nm～530nm的范围的波长特性。例如，光源1的波长A的光具有在375nm附近具有峰值的第1波长特性，光源2的波长B的光具有在405nm附近具有峰值的第2波长特性。

光源1、2构成为，点亮、非点亮(熄灭)以及其输出照度能够分别由控制部10独立地进行控制。此外，光源1、2可以构成为分别单独地由控制部10控制，也可以构成按照每一组(group)来控制。

在各连接器4分别连接有第一光纤5，来自各光源1、2的出射光在第一光纤5的入射端入光，并从第一光纤5的出射端出射。第一光纤5的出射端按照光源的每一组以规定的排列被捆扎，经由共用的第一连接器6连接于第二光纤7。

利用第一光纤5、第一连接器6以及第二光纤7构成了第一纤束部B1。即，在一个第一纤束部B1中构成为，三个的光源1与一个光源2的出射光经由4根第一光纤5输入，经由第一连接器6集聚于1根第二光纤7。第二光纤7具有与捆扎了4根第一光纤5的状态下的光出射区域同等以上大小的芯。

在图2所示的例子中，光源部19a具备3组光源，因此具备3个第一纤束部B1。即，将合计12个LD模块在三个第一纤束部B1中集聚于3根第二光纤7。

第二光纤7是多模光纤，构成为利用纤维内的光的干扰或模式间的相互作用而均匀化。

3根第二光纤7被导向共用的第二纤束部B2。3根第二光纤7的出射端在第二纤束部B2中以与向后述的曝光头18内的DMD42b的光照射区域的形状相应的规定的排列被捆扎，成为与上述光纤20对应的第三光纤8。第三光纤8构成为，其出射端经由第二连接器9连接于后述的曝光头18内的入射光学系统41，并将激光导向曝光头18。该第二连接器9是将利用第一纤束部B1以及第二纤束部B2集聚后的出射光向曝光头18输出的输出部。

这样，光源部19a将第一光纤5、第二光纤7的输出端捆扎而合成了来自光源1、2的激光，因此无需将光源1、2以规定的排列严格地配置，能够使光源1、2的设置的自由度提高。并且，由于能够容易地进行发光元件(LD)的增设，因此易于实现高照度化。

此外，捆扎第一光纤5及第二光纤7时的排列图案优选的是设定为不会出现每个波长的位置上的偏差。由此，能够在后述的DMD42b面上照射无波长的偏差的均匀的光。

此外，在图2中，将来自作为第1发光元件的光源1的LD的出射光在入射端入光并从出射端出射的第一光纤5与第1光纤对应，将来自作为第2发光元件的光源2的LD的出射光在入射端入光并从出射端出射的第一光纤5与第2光纤对应。另外，集聚第一光纤5的第二光纤7以及第三光纤8对应于将第1光纤的出射光与第2光纤的出射光集聚的第3光纤。

(曝光头18的构成)

以下，一边参照图3，一边说明曝光头18的构成。

图3是曝光头18的概略结构图。如该图3所示，曝光头18具备入射光学系统41、光调制部42、第一成像光学系统43、微透镜阵列(MLA)44、第二成像光学系统45、以及焦点调整部46。

入射光学系统41具备聚光透镜41a、半透过光学元件41b、光学积分器41c、成像透镜41d、以及镜41e。聚光透镜41a被从光源部19a出射的激光入射，并将入射的激光聚光。半透过光学元件41b例如是半透半反镜，使利用聚光透镜41a聚光后的激光的一部分透过，并将一部分进行反射。

光学积分器41c配置于利用半透过光学元件41b反射的激光的光路上。光学积分器41c例如是形成为四棱柱状的透光性杆。光学积分器41c使一边全反射一边在内部行进的激光成为接近平行光并且射束截面内强度被均匀化的光束。由此，使无照明光强度的偏差的高精细的图像曝光于基板12。此外，也可以为了提高透光率而对光学积分器41c的入射端面以及出射端面涂敷防反射膜。

成像透镜41d使通过光学积分器41c的激光成像并向镜41e入射。镜41e将利用成像透镜41d成像的激光反射而向光调制部42入射。

光调制部42具备TIR(Total Internal Reflection：全反射)棱镜42a和作为空间光调制元件的DMD(数字·微镜·器件)42b。TIR棱镜42a使经由镜41e入射的激光朝向DMD42b反射。DMD42b是在二维地排列的存储单元(例如，SRAM单元)上将构成像素的微镜支承于支柱而设为倾斜自如的镜器件。

DMD42b根据写入SRAM单元的数字信号，使微镜的倾斜角度变化为照射的激光朝向第一成像光学系统43反射的状态、以及照射的激光朝向省略图示的光吸收体反射的状态。光调制部42根据从图像处理单元21输入的帧数据控制DMD42b的各像素的微镜的倾斜，从而生成与帧数据相应的图像光。

第一成像光学系统43具备透镜43a、43b，将利用光调制部42生成的图像光以规定的倍率放大并在MLA44上成像。

MLA44例如利用石英玻璃形成为大致长方形的平板状。另外，在MLA44形成有对应于DMD42b的各像素而二维地排列的多个微透镜。各微透镜是上表面为平面、下表面为凸面的平凸透镜。各微透镜将来自DMD42b的各微镜的图像光分别独立地成像，并使利用第一成像光学系统43放大的图像光清晰化。此外，各微透镜的形状并不限定于平凸透镜，例如也可以是两凸透镜等。

第二成像光学系统45具备透镜45a、45b，将通过MLA44的图像光放大成规定的倍率，或以等倍率向棱镜对46入射。棱镜对46被设为在上下方向上移动自如，通过上下移动，对基板12上的图像光的焦点进行调节。

另外，在各曝光头18中的半透过光学元件41b的附近，设有用于对通过半透过光学元件41b的激光的光量进行测定的光接收传感器51。光接收传感器51在从光源部19a出射的激光所入射的曝光头18的光入射部(入射光学系统41)接收上述激光并测定接收到的激光的光量，并且，在曝光装置100中的曝光面(基座11或移动工作台13)，设有一个用于对从各曝光头18朝向曝光面出射的激光的光量进行测定的光接收传感器52。

在本实施方式中，光接收传感器51与光接收传感器52是相对于相同的波长带的光具有同等灵敏度的传感器。此外，光接收传感器可以按照每个光源而设置，也可以内置于光源。

控制部10取得光接收传感器51所输出的光量测定值，并基于取得的光量测定值，以使波长A的光与波长B的光的光量的比例即光量比例达到规定的光量比例(目标值)的方式，分别控制光源1、光源2的输出(光量比例控制)。这里，上述目标值能够根据抗蚀剂的种类及作为目标的成品状态(光泽等外观)等适当地设定。

另外，控制部10取得光接收传感器52所输出的光量测定值，并基于取得的光量测定值分别控制光源1、光源2的输出，从而对多个曝光头18之间的、从曝光头18出射的光的光量差(总光量之差)进行校正(总光量控制)。在本实施方式中，以使曝光面上的总光量在全部的曝光头18中相等的方式，控制光源1、光源2的输出。

(光量比例控制)

以下，详细地说明光量比例控制。

图4是光量比例控制的控制框图。如该图4所示，控制部10具备光量比例计算部10a和光源输出控制部10b。在光源部19a中，分别从光源1、2出射的光被纤束部B(第一纤束部B1以及第二纤束部B2)集束。光接收传感器51测定刚从光源部19a出射的光的光量，并作为光量测定值(数字值)向光量比例计算部10a输出。

光量比例计算部10a分别输入光接收传感器51所输出的每个波长的光量测定值，并计算光量比例。控制部10分别点亮以及熄灭光源1与光源2，在光源1、2的一方点亮且另一方熄灭时，从光接收传感器51取得光量测定值。即，光接收传感器51分别测定来自光源1的波长A的光的光量和来自光源2的波长B的光的光量，将各自的光量测定值向控制部10输出。

另外，光量比例计算部10a基于计算出的光量比例，计算出光量比例达到目标值(例如，10：1)那样的光源1、2的输出，并将计算出的结果作为输出控制量指示值向光源输出控制部10b输出。光源输出控制部10b基于输出控制量指示值，将用于控制流经各光源1、2的LD的电流的输出控制信号向光源1、2输出，从而控制出自于光源1、2的光的光量。

此外，在图4中，光源1、2分别图示了一个，但实际上光源1、2分别存在多个。光源1、2的输出能够分别控制，由此能够自如地调整从光源部19a出射的光的光量比例。通过按照每个波长分组来进行ON/OFF，即使光接收传感器51为一个也能够按照每个波长测定光量，从而能够计算光量比例。

图5是表示控制部10所执行的光量比例控制处理顺序的流程图。该图5所示的处理能够在调整光量比例的规定的时刻、例如开始利用曝光装置100进行曝光之前执行。此外，光量比例的调整可以在预先决定的时刻进行，也可以在操作人员所指示的任意的时刻进行。

首先，在步骤S1中，控制部10向光源1、2输出使光源1以规定的输出点亮、并使光源2熄灭的控制信号。这里，上述规定的输出可以是预先决定的初期值，也可以是紧前的曝光时的输出值。这样，控制部10仅将光源1点亮并移至步骤S2。在步骤S2中，控制部10从光接收传感器51取得光量测定值。此时取得的光量测定值是从光源部19a出射的波长A的光的光量。

接着，在步骤S3中，控制部10向光源1、2输出使光源2以规定的输出点亮、并使光源1熄灭的控制信号。这里，上述规定的输出可以是预先决定的初期值，也可以是紧前的曝光时的输出值。这样，控制部10仅将光源2点亮并移至步骤S4。在步骤S4中，控制部10从光接收传感器51取得光量测定值。此时取得的光量测定值是从光源部19a出射的波长B的光的光量。

在步骤S5中，控制部10基于在步骤S2中取得的波长A的光量测定值和在步骤S4中取得的波长B的光量测定值，计算光量比例。接着，在步骤S6中，控制部10计算在步骤S5中计算出的光量比例达到目标值(例如，10：1)那样的输出控制量指示值。此外，作为预先准备，关于各光源1、2，分别预先测定使电流值变化时的光量的变化，存储各光源1、2的输出特性。然后，控制部10基于预先存储的光源1、2的输出特性，计算光量比例达到目标值那样的输出控制量指示值。在步骤S7中，控制部10基于在步骤S6中计算出的输出控制量指示值生成输出控制信号，并将生成的输出控制信号向光源1、2输出，从而分别控制光源1、2的输出。由此，能够使光量比例与根据抗蚀剂的种类及作为目标的成品状态(光泽等外观)等设定的目标值一致。

(总光量控制)

接下来，详细地说明总光量控制。

图6是总光量控制的控制框图。如该图6所示，控制部10具备光量比例计算部10c和光源输出控制部10d。在光源部19a中，分别从光源1、2出射的光被纤束部B(第一纤束部B1以及第二纤束部B2)集束并出射。从各光源部19a出射的光分别向曝光头18(光学系统)入射，并从曝光头18对曝光面出射。光接收传感器52利用曝光面测定从曝光头18出射的光的光量，并作为光量测定值(数字值)向光量比例计算部10c输出。

光量比例计算部10c将光接收传感器52所输出的每个波长的光量测定值分别向每个曝光头18输入，并计算光量比例。控制部10将光源1与光源2分别地点亮以及熄灭，在光源1、2的一方点亮且另一方熄灭时，从光接收传感器52取得光量测定值。即，光接收传感器52与上述光接收传感器51相同地分别测定来自光源1的波长A的光的光量和来自光源2的波长B的光的光量，将各自的光量测定值向控制部10输出。

另外，光量比例计算部10c按照每个曝光头18计算曝光面上的总光量。然后，光量比例计算部10c将通过计算求出的光量比例保持为恒定，并且计算出曝光面上的总光量在全部的曝光头18相等那样的光源1、2的输出，并将计算出的结果作为输出控制量指示值向光源输出控制部10d输出。光源输出控制部10d基于输出控制量指示值，将用于控制流经各光源1、2的LD的电流的输出控制信号向光源1、2输出，从而控制出自于光源1、2出光的光量。

此外，控制部10也可以在光源1与光源2一同点亮时从光接收传感器52取得光量测定值。即，光接收传感器52也能够对包含来自光源1的波长A的光与来自光源2的波长B的光这两方的光的光量进行测定，并将该光量测定值向控制部10输出。这样，也可以是，上述光接收传感器51在各曝光头18中被用作分别测定每个波长的光的光量的传感器，光接收传感器52被用作直接测定每个曝光头18的曝光面上的总光量的传感器。

在该情况下，光量比例计算部10c基于利用光接收传感器52测定的每个曝光头18的曝光面上的总光量，将利用上述光量比较计算部10a求出的光量比例保持为恒定，并且计算出曝光面上的总光量在全部的曝光头18相等那样的光源1、2的输出，将计算出的结果作为输出控制量指示值向光源输出控制部10d输出即可。通过该构成，在从光接收传感器52取得光量测定值时，不再需要分别使光源1、2点亮以及熄灭，能够简化控制。

图7是表示控制部10所执行的总光量控制处理顺序的流程图。该图7所示的处理能够在调整总光量的规定的时刻、例如实施了上述光量比例控制之后实施。其中，调整总光量的时刻并不限定于上述。

首先，在步骤S11中，控制部10在作为测定对象选择的规定的曝光头18所对应的光源部19a中，与图5的步骤S1相同地仅将光源1点亮，并移至步骤S12。在步骤S12中，控制部10从光接收传感器52取得光量测定值。此时取得的光量测定值是从光源部19a出射的波长A的光的光量。

接着，在步骤S13中，控制部10在作为测定对象选择的规定的曝光头18所对应的光源部19a中，与图5的步骤S3相同地仅将光源2点亮，并移至步骤S14。在步骤S14中，控制部10从光接收传感器52取得光量测定值。此时取得的光量测定值是从光源部19a出射的波长B的光的光量。

在步骤S15中，控制部10基于在步骤S12中取得的波长A的光量测定值、以及在步骤S14中取得的波长B的光量测定值，计算光量比例。接着，在步骤S16中，控制部10基于在步骤S12中取得的波长A的光量测定值、以及在步骤S14中取得的波长B的光量测定值，计算总光量。

在步骤S17中，控制部10对于全部的曝光头18判定是否测定了总光量。然后，在对于全部的曝光头18未测定总光量的情况下，将作为未测定的曝光头18作为总光量的测定对象来选择，然后返回步骤S11。另一方面，在对于全部的曝光头18测定了总光量的情况下，判断为测定结束并移至步骤S18。

在步骤S18中，控制部10将各曝光头18中的光量比例保持为在步骤S15中分别计算出的光量比例，并且计算出各曝光头18中的总光量全部相等那样的输出控制量指示值。在步骤S19中，控制部10基于在步骤S18中计算出的输出控制量指示值生成输出控制信号，将生成的输出控制信号向光源1、2输出，从而分别控制光源1、2的输出。

若从多个曝光头18出射的光的强度不同，则曝光后的基板12的成品产生差异。因此，在本实施方式中，利用设置于曝光面的光接收传感器52按照每个曝光头18测定总光量。然后，将每个波长的光量比例保持为恒定，并且计算出在全部的曝光头18中总光量相等那样的光源1、2的输出。由此，能够进行抑制了曝光头18之间的光量的偏差、并抑制了处理不均的适当的曝光处理。

如以上说明那样，在本实施方式中，光源装置19具备：光源1，具有出射波长A的光的LD；光源2，具有出射波长B的光的LD；以及纤束部，将来自光源1的出射光与来自光源2的出射光集聚。这样，光源装置19将不同的多个波长的光合成而向曝光头18输出。

以往，作为曝光装置的光源，广泛使用了汞灯。汞灯如图8所示那样，具有分别在波长365nm、波长405nm、以及波长436nm形成强度的峰值的波长分布。因此，曝光所使用的抗蚀剂大多被设计成对于汞灯的各峰值波长具有灵敏度。然而，LD光源例如如图9所示那样，出射405nm的单波长的光。因此，在使用一个LD作为光源的情况下，与使用汞灯的情况比较，存在抗蚀剂不充分固化的情况、及曝光时间变长的情况。

与此相对，本实施方式中的光源装置19如上述那样，使用出射不同波长的光的多个LD，将不同的多个波长的光合成而出射。另外，作为光源，使用具有在375nm附近具有峰值的波长特性的光源1、以及具有在405nm附近具有峰值的波长特性的光源2。这样，由于使用在汞灯的峰值波长附近具有峰值的光源将不同的多个波长的光合成，因此能够出射接近汞灯的光，能够进行适当的曝光。

另外，光源装置19基于波长A的光与波长B的光各自的光量测定值，计算波长A的光与波长B的光的光量比例，以使计算出的光量比例达到目标值的方式分别控制光源1、2的输出。因此，能够根据抗蚀剂的种类调整成最佳的光量比例的光而曝光。

另外，光源1出射具有在375nm附近具有峰值的波长特性的光，并出射具有光源2在405nm附近具有峰值的波长特性的光。波长405nm的光主要有助于抗蚀剂的固化，波长375nm的光主要有助于抗蚀剂的光泽等外观。因此，通过调整光量比例，从而即使是相同的抗蚀剂，也能够将光泽等的外观调整成希望的状态。并且，即使因经年劣化导致出射特定波长的光的发光元件(LD)的照度降低，也能够通过控制各波长的光的输出来将光量比例保持为恒定，因此能够进行稳定的曝光。

这里，波长A的光与波长B的光各自的光量测定值由设于来自光源装置19(光源部19a)的出射光所入射的曝光头18的光入射部的光接收传感器51测定。这样，光接收传感器51对刚从光源装置19(光源部19a)出射之后的光的光量进行测定。因此，光接收传感器51能够高精度地测定每个波长的光量，光源装置19能够进行适当的光量比例控制。其结果，光源装置19能够以希望的光量比例出射不同的多个波长的光。

并且，光源装置19基于波长A的光与波长B的光各自的光量测定值，计算从各曝光头18出射的激光的总光量，以使总光量之差在多个曝光头18之间达到0的方式，分别控制光源1、2的输出。

因此，能够进行抑制了处理不均的适当的曝光处理。这里，波长A的光与波长B的光各自的光量测定值由设于曝光面的光接收传感器52测定。来自光源装置19的出射光虽然经由曝光头18向曝光面出射，但曝光头18是将多个透镜组合而构成，从曝光头18的光入射部入射的激光被透镜反射等，从而不能全部用作曝光用光。因此，使用设于曝光面的光接收传感器52测定从曝光头18出射的光的总光量，进行总光量控制，从而能够获得以希望的光量均匀化后的曝光用光。

另外，光源装置19分别使光源1、2点亮以及熄灭，从一个传感器取得仅使光源1点亮时测定的波长A的光的光量测定值、以及仅使光源2点亮时测定的波长B的光的光量测定值。这样，通过分别控制光源1、2的输出，并按照每个波长进行点亮以及熄灭，能够以一个传感器测定每个波长的光量。

在不像本实施方式那样分别使光源1、2点亮以及熄灭(保持着使光源1、2一同点亮)而将要测定每个波长的光量的情况下，需要在将来自光源1、2的出射光集聚之前分别测定光量。在该情况下，对每个波长需要传感器，成本提高，并且传感器的设置空间增大，难以实现装置的小型化。并且，由于传感器的个体差异，导致光量的测定结果产生偏差。

与此相对，在本实施方式中，利用一个传感器测定不同的多个波长的光，因此与设置多个传感器的情况比较，能够减少成本并实现装置的小型化。另外，由于不会产生传感器的个体差异，因此能够使测定精度提高。

(变形例)

在上述实施方式中，作为光源装置19，示出了使用两种波长的激光的例子，但也可以是3种以上的波长。另外，光源1、2的数量也并不限定于图2所示的数量。光源1、2的数量能够根据从光源装置19出射的光的强度来决定。

另外，在上述实施方式中，说明了使用激光二极管(LD)作为发光元件的情况，但也可以是发光二极管(LED)。其中，LED与LD比较发光面积更大。因此，在使用LED作为发光元件的情况下，存在从光源朝向光纤出射的光的一部分不会入射到光纤内而成为损失的情况。因此，相比于LED，使用发光面积更小的LD在能量的使用效率方面较为优选。

并且，在上述实施方式中，说明使用了光接收传感器51、52这两个的情况，但并不限定于此，也能够仅使用某一方的光接收传感器。此外，如果仅使用光接收传感器52，则能够利用设置于曝光面的一个传感器实现光量比例控制和总光量控制，故为优选。其中，若通过光学系统(曝光头18)则光扩散，存在难以在曝光面测定光量的趋势。因此，特别是用于光量比例控制的光量测定值，优选的是使用对通过光学系统(曝光头18)之前的光、即刚从光源装置19(光源部19a)出射的光进行测定的光接收传感器51所输出的光量测定值。

另外，在上述实施方式中，构成为将光接收传感器51配置于曝光头18中的半透过光学元件41b的附近，并测定通过半透过光学元件41b的激光的光量。然而，光接收传感器51只要能够在来自光源装置19的出射光所入射的曝光头18的光入射部测定激光的光量即可，配置位置并不限定于上述。例如，也能够构成为，利用半透半反镜等构成镜41e，将光接收传感器51配置于镜41e的附近来测定通过镜41e的激光的光量。

并且，在上述实施方式中，在按照每个波长测定光的光量时，在未达到规定的光量的情况下，也可以报告为需要维护。

另外，在上述实施方式中，如图2所示，将光源部19a构成为以两个阶段集聚将来自各光源1、2的出射光导光的第一光纤5，并向曝光头18输出出射光。然而，光源部19a的构成并不限定于此，也可以利用一个阶段集聚将来自各光源1、2的出射光导光的第一光纤5，还可以利用三个阶段以上来集聚。

并且，在上述实施方式中，说明了使用作为反射型的空间光调制元件的DMD42b作为空间光调制元件的情况，但也能够使用例如使用了液晶的透射式的空间光调制元件。但是，通过使用光利用效率较高的DMD作为空间光调制元件，能够有效地将来自光源的光用作曝光用光，故为优选。

另外，在上述实施方式中，虽然说明了使用放大成像光学系统作为第一成像光学系统43的情况，但第一成像光学系统43可以是等倍成像光学系统，也可以是缩小成像光学系统。另外，虽然说明了使用放大成像光学系统或等倍成像光学系统作为第二成像光学系统45的情况，但第二成像光学系统45也可以是缩小成像光学系统。

此外，虽然上述说明了特定的实施方式，但该实施方式只是例示，并非意图限定本发明的范围。本说明书所记载的装置以及方法能够在除上述以外的方式中具体实现。另外，也能够不脱离本发明的范围地适当对上述实施方式进行省略、替换以及变更。进行了该省略、替换以及变更的方式包含在权利要求书的记载以及它们的等效物的范围内，属于本发明的技术范畴。

附图标记说明

1、2…光源(LD模块)，10…控制部，12…基板，13…移动工作台，14…曝光部，18…曝光头，19…光源装置，19a…光源部，42b…DMD，44…MLA，51、52…光接收传感器，100…曝光装置

Claims (7)

1.一种光源装置，其特征在于，具备：

第1发光元件，出射第1波长特性的光；

第2发光元件，出射与上述第1波长特性不同的第2波长特性的光；

多个光集聚部，对来自上述第1发光元件的出射光与来自上述第2发光元件的出射光进行集聚；

控制部，基于上述第1波长特性的光与上述第2波长特性的光的规定的光量比例、以及从分别对利用上述光集聚部集聚的上述出射光所含的上述第1波长特性的光的光量与上述第2波长特性的光的光量进行测定的第1传感器以及第2传感器输出的光量测定值，生成分别控制上述第1发光元件以及上述第2发光元件的输出的输出控制信号，并将生成的上述输出控制信号分别输出到上述第1发光元件以及上述第2发光元件；以及

输出部，该输出部可向曝光装置所具备的多个曝光头分别输出由多个上述光集聚部分别集聚的上述出射光，

上述控制部取得在多个曝光头的光入射部分别设置的第1传感器测定的光量测定值，基于上述第1传感器测定的光量测定值对上述多个曝光头的每个进行控制，以使上述第1波长特性的光与上述第2波长特性的光的光量比例成为规定的光量比例，并且，上述控制部对上述多个曝光头的每个取得在曝光装置的曝光面设置的一个第2传感器测定的光量测定值，基于上述第2传感器测定的光量测定值校正多个曝光头之间的从上述曝光头出射的光的光量差，并基于上述第2传感器测定的光量测定值，生成分别控制上述第1发光元件以及上述第2发光元件的输出的输出控制信号，并将生成的上述输出控制信号分别输出到上述第1发光元件以及上述第2发光元件。

2.如权利要求1所述的光源装置，其特征在于，

上述光集聚部具有：

第1光纤，使来自上述第1发光元件的出射光在该第1光纤的入射端入光并在该第1光纤的出射端出射；第2光纤，使来自上述第2发光元件的出射光在该第2光纤的入射端入光并在该第2光纤的出射端出射；以及第3光纤，对上述第1光纤的出射光与上述第2光纤的出射光进行集聚，

上述光集聚部由如下纤维束构成：将上述第1光纤的出射端侧与上述第2光纤的出射端侧以规定的排列捆扎，使上述第1光纤的出射光与上述第2光纤的出射光集聚而向上述第3光纤的入射端入光。

3.如权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

上述控制部分别向上述第1发光元件以及上述第2发光元件输出使上述第1发光元件以及上述第2发光元件分别点亮以及熄灭的控制信号，

从一个上述传感器取得使上述第1发光元件点亮并使上述第2发光元件熄灭时测定的上述第1波长特性的光的光量测定值、以及使上述第1发光元件熄灭并使上述第2发光元件点亮时测定的上述第2波长特性的光的光量测定值。

4.如权利要求1或2所述的光源装置，其特征在于，

上述发光元件是激光二极管或者发光二极管。

5.一种曝光装置，其特征在于，具备：

上述权利要求1～4中任一项所述的光源装置；以及

上述多个曝光头，被来自上述光源装置的出射光入射。

6.如权利要求5所述的曝光装置，其特征在于，

上述曝光头具备空间光调制部，该空间光调制部排列有对来自上述光源装置的光进行调制的像素部，

利用由上述空间光调制部调制后的光使感光材料曝光。

7.一种光源控制方法，其是权利要求1-4中任一项所述的光源装置的光源控制方法，其特征在于，包含：

在将从第1发光元件出射的第1波长特性的出射光、以及从第2发光元件出射的与上述第1波长特性不同的第2波长特性的光集聚而向曝光装置所具备的多个曝光头分别输出时，

取得利用分别设置在上述多个曝光头的光入射部的第1传感器测定的、由光集聚部集聚的出射光所含的上述第1波长特性的光与上述第2波长特性的光各自的光量测定值的第1取得步骤；

取得由设置在上述曝光装置的曝光面的一个第2传感器对上述多个曝光头的每个测定的、由上述光集聚部集聚的上述出射光中所包含的上述第1波长特性的光和上述第2波长特性的光的各自的光量测定值的第2取得步骤；

生成步骤，基于上述第1波长特性的光与上述第2波长特性的光的规定的光量比例、以及在上述第1取得步骤中取得的光量测定值，生成分别控制上述第1发光元件以及上述第2发光元件的输出的输出控制信号，以使得对于上述多个曝光头的每个，上述第1波长特性的光和上述第2波长特性的光的光量比例成为所述规定的光量比例，并且，基于在上述第2取得步骤中取得的光量测定值，生成分别控制上述第1发光元件以及上述第2发光元件的输出的输出控制信号，以校正上述多个曝光头之间的从上述曝光头出射的光的光量差；以及

将在上述生成步骤中生成的上述输出控制信号分别输出到上述第1发光元件以及上述第2发光元件的输出步骤。

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