JP2008242238A - Exposure apparatus - Google Patents
Exposure apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008242238A JP2008242238A JP2007084953A JP2007084953A JP2008242238A JP 2008242238 A JP2008242238 A JP 2008242238A JP 2007084953 A JP2007084953 A JP 2007084953A JP 2007084953 A JP2007084953 A JP 2007084953A JP 2008242238 A JP2008242238 A JP 2008242238A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- incident
- microlens
- mirrors
- mirror
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、パターンマスクを使用することなく空間的光変調器(Digital Micromirror Device−以下、「DMD」という。)を用いてプリント基板、半導体、液晶表面の感光性ドライフィルムまたは液状レジスト等の露光対象物(以下、「基板」という。)に紫外光等の光により電気回路等を露光(描画)するマスクレス露光装置に関する。 The present invention exposes a printed circuit board, a semiconductor, a photosensitive dry film on a liquid crystal surface, a liquid resist or the like using a spatial light modulator (Digital Micromirror Device-hereinafter referred to as “DMD”) without using a pattern mask. The present invention relates to a maskless exposure apparatus that exposes (draws) an electric circuit or the like on an object (hereinafter referred to as “substrate”) with light such as ultraviolet light.
プリント基板、液晶ディスプレイのTFT基板或いはカラーフィルタ基板或いはプラズマディスプレイの基板にパターンを露光するため、従来はパターンの原版となるマスクを製作し、このマスク原版を用いたマスク露光装置で基板を露光していた。しかし、基板毎にマスクを制作すると、製品化までに要する時間が長くなる等の問題があった。この問題を解決するため、近年、DMDを用いて、所望のパターンを基板に直接描画(露光)する露光装置(Direct Exposure Machine、以下、「DE」という。)が普及し始めている。 In order to expose a pattern on a printed circuit board, a liquid crystal display TFT substrate, a color filter substrate, or a plasma display substrate, conventionally, a mask as a pattern original is manufactured, and the substrate is exposed by a mask exposure apparatus using the mask original. It was. However, when a mask is produced for each substrate, there is a problem that the time required for commercialization becomes long. In order to solve this problem, in recent years, an exposure apparatus (Direct Exposure Machine, hereinafter referred to as “DE”) that directly draws (exposes) a desired pattern on a substrate using DMD has begun to spread.
図5は、従来の露光装置の構成図である。 FIG. 5 is a block diagram of a conventional exposure apparatus.
光源1から出力された光はコリメータレンズ2により平行光1aに変換されてDMD3に入射する。DMD3には、反射面の1辺が16μmである正方形の微小なミラーMが横方向にm個、縦方向にn列配置されている。ミラーMと隣接するミラーMとの間には1μmの隙間g(図2参照)が設けられている。それぞれのミラーMは、対角線方向の1対の端部を支点とし、他方の端部が10度程度回転可能である。
The light output from the light source 1 is converted into
DMD制御装置4は、DMD3の各ミラーMを個別にオンオフ制御(回転制御)する。そして、ミラーMがオンの場合、平行光1aは入射したミラーMにより反射され、投影光学系を介してミラーM毎に設けられたマイクロレンズ5により集光されて基板6に入射し、オフの場合は基板6から離れた位置に入射する。マイクロレンズ5はミラーM毎に設けられており、ミラーMによって反射された平行光1aを各辺方向に収束させ、基板6上でそれぞれ1辺が2.83μmの大きさのスポットSにする。基板6はテーブル7に載置されベース9上をY方向に移動自在である。そして、基板6をY方向に移動させながらミラーMをオンさせてスポットSを基板6上に照射し、基板6にパターンを露光する。市販されているDMD3は、ミラーMが直交方向に整列されて配列されているので、通常、DMD3をY方向に傾けて配置する(特許文献1)。
ところで、スポットSが四角であると、斜めの線を描いた場合に線の幅方向の端部(アウトライン)がギザギザになる。そこで、例えば、図6に示すように、マイクロレンズ5の形状を円形にすると共にその配列をDMDのミラーの配列に一致させ、マイクロレンズを保持する装置(以下、「マイクロレンズアレイ」という。)のマイクロレンズ以外の部分に反射膜を設ければ、マイクロレンズを透過する光の断面(外形)を円形にすることができる。 By the way, when the spot S is a square, when an oblique line is drawn, an end portion (outline) in the width direction of the line becomes jagged. Therefore, for example, as shown in FIG. 6, the microlens 5 has a circular shape, and the arrangement thereof matches the arrangement of DMD mirrors to hold the microlens (hereinafter referred to as “microlens array”). If a reflective film is provided in a portion other than the microlens, the cross section (outer shape) of the light transmitted through the microlens can be made circular.
しかし、この場合、同図に斜線を付して示すように、入射光の一部(約20%)が反射されてしまうため、エネルギ利用効率が低下すると共に描画速度が低下する。 However, in this case, as shown with hatching in the figure, a part of incident light (about 20%) is reflected, so that the energy utilization efficiency is lowered and the drawing speed is also lowered.
本発明の目的は、入射光のエネルギを損なうことなく滑らかな斜め線を描画することができる露光装置を提供するにある。 An object of the present invention is to provide an exposure apparatus that can draw a smooth oblique line without damaging the energy of incident light.
上記課題を解決するため、本発明は、2次元配列された複数の光源のそれぞれから出力される光ビームの光軸を集光光学系によりインテグレータの入射面の光軸に位置決めし、前記インテグレータから出力された出射光を複数のミラーが2次元に配列された空間的光変調器に入射させ、前記空間的光変調器の前記ミラーで反射された光を配列が前記空間光変調器の前記ミラーの配列と同じであるマイクロレンズアレイの個々のマイクロレンズにより集光してワーク上に結像させる露光装置において、前記マイクロレンズアレイの個々の前記マイクロレンズを、形状が前記ミラーと相似形で、入射する光軸と直角な断面が前記ミラーと相似形の光を円形に集光する非球面レンズとすることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention positions the optical axis of a light beam output from each of a plurality of two-dimensionally arranged light sources on the optical axis of the entrance surface of the integrator by a condensing optical system, and The outputted outgoing light is incident on a spatial light modulator in which a plurality of mirrors are arranged in two dimensions, and the light reflected by the mirror of the spatial light modulator is arranged in the mirror of the spatial light modulator. In the exposure apparatus for focusing on the individual microlenses of the microlens array that is the same as the arrangement of the above and forming an image on the workpiece, the individual microlenses of the microlens array are similar in shape to the mirror, A cross section perpendicular to the incident optical axis is an aspherical lens that condenses light having a shape similar to that of the mirror in a circular shape.
この場合、前記マイクロレンズアレイの光が入射する側の面の前記マイクロレンズ以外の部分に遮光膜を配置するとさらに効果的である。 In this case, it is more effective to arrange a light-shielding film on a portion other than the microlens on the surface on the light incident side of the microlens array.
また、前記マイクロレンズの集光位置に、光が入射する側の面に遮光膜が配置され、配列が前記マイクロレンズの配列と同じであるピンホールを備える板状のピンホールアレイを配置するとさらに効果的である。なお、ピンホールアレイはマイクロレンズからの出射光を光軸に直交する断面が円形になるように整形する。 Further, when a light-shielding film is disposed on the light incident side of the microlens condensing position, and a plate-like pinhole array having pinholes having the same arrangement as the microlens arrangement is further provided It is effective. The pinhole array shapes the light emitted from the microlens so that the cross section perpendicular to the optical axis is circular.
本発明によれば、エネルギ利用効率及び描画速度を低下させることなく、滑らかな斜め線を描画することができる。 According to the present invention, smooth diagonal lines can be drawn without reducing energy utilization efficiency and drawing speed.
図1は本発明に係る露光装置の構成図、図2はマイクロレンズアレイの平面図、図3はピンホールアレイの平面図、図4は中心軸O方向の光学系構成図であり、図5と同じものまたは同一機能のものは同一の符号を付してある。 1 is a block diagram of an exposure apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of a microlens array, FIG. 3 is a plan view of a pinhole array, and FIG. 4 is a block diagram of an optical system in the direction of the central axis O. Those having the same function or the same function are denoted by the same reference numerals.
複数のLDからなる光源系11の中心光の光軸O上には、第1の集光レンズ12、ガラス円板13、インテグレータ14、第2の集光レンズ15、ミラー16及びDMD3が配置されている。DMD3の図示を省略するミラーMの反射側にはレンズ81、82から構成される拡大投影系80、マイクロレンズアレイ91、ピンホールアレイ92及びレンズ101と102とから構成される結像光学系100が配置されている。そして、拡大投影系80、マイクロレンズアレイ91、ピンホールアレイ92及び結像光学系100により投影結像レンズ30を構成している。
A
テーブル7は直線案内装置20によりベース21上を直交する2軸方向に移動自在である。テーブル7には図示を省略するリニアスケールが取り付けられている。基板6はテーブル7に設けられた図示を省略する吸着穴により真空吸着されて、テーブル7上に固定されている。
The table 7 can be moved in two orthogonal directions on the
次に、各構成要素について説明する。 Next, each component will be described.
光源系11には、青(紫)色のレーザダイオード(以下、「LD」という。)が2次元状に配列されている。LDの配置領域はDMD3のミラーMの配置領域とほぼ相似形である。個々のLDは405nmの波長の光を60mW程度の出力で出射する。第1の集光レンズ12の前側焦点はLDの虚像位置、後側焦点はインテグレータ14の入射端である。ガラス円板13は透明なガラスで形成され、表面には数μmの凹凸がmm単位の周期で円周方向に形成されている。ガラス円板13は光源系11の中心軸である光軸Oと交差するように配置され、光軸Oに平行な軸線の回りに回転する。モータ31はガラス円板13を回転させる。
In the
インテグレータ14は、断面が方形で長さLの複数のロッドレンズを光軸Oと直角な2方向に積層したものであり、各ロッドレンズの入射側及び出射側の端面はそれぞれ曲率半径がRの球凸面である。ロッドレンズを構成するガラスの屈折率をnとすると、ロッドレンズ131の長さLは
L=nR/(n−1)
に定められている。
The
It is stipulated in.
前端面(光が入射する面)が第1の集光レンズ12の後側焦点面に位置決めされたインテグレータ14の後端面(光が出射する面)は、集光レンズ15の前側焦点に位置決めされている。
The rear end surface (surface from which light is emitted) of the
また、インテグレータ14の後端面(出射位置)は、集光レンズ15を介して投影結像レンズ30の入射瞳と結像関係にある。すなわち、インテグレータ14の後端面は集光レンズ14の前側焦点であり、集光レンズ14の後側焦点は投影結像レンズ30の前側焦点の位置に位置決めされている。
Further, the rear end surface (exit position) of the
DMD3には1024×768のミラーMが2次元配列されている。ミラーMは1辺が13μmの大きさの正方形である。隣接するミラーM間には1μmの隙間が設けられている。
The
図2に示すように、マイクロレンズアレイ91には配列がミラーMと同じ1024×768個のマイクロレンズが配置されている。個々のマイクロレンズ91aは、外形がミラーMと相似形、すなわち拡大投影系80の倍率だけ拡大した形状である。つまり、3倍の拡大投影系の場合、39μmの大きさの角形状である。したがって、DMD3のミラーMからの反射光は総てマイクロレンズ91aを通過する。そして、マイクロレンズ91aは非球面レンズであり、入射する断面が正方形の入射光を断面円形に集光する。マイクロレンズアレイ91のマイクロレンズ91a以外の入射面には反射膜が形成されている。
As shown in FIG. 2, 1024 × 768 microlenses having the same arrangement as the mirror M are arranged in the
図3に示すように、板状のピンホールアレイ92にはピンホールPが形成されている。ピンホールPの配列ピッチはマイクロレンズ91aの配列ピッチと同じであり、直径はマイクロレンズ91aによるミラーMの像の直径と同じ大きさである。ピンホールアレイ92は光軸Oと直角な水平方向を各ピンホールPの中心が各マイクロレンズ91aの中心と同軸になるようにして、また、光軸O方向はマイクロレンズ91aによるミラーMの結像位置に合わせて配置されている。ピンホールアレイ92のピンホールP以外の入射面は反射膜が形成されている。
As shown in FIG. 3, pinholes P are formed in the plate-
次に、本発明の動作を説明する。 Next, the operation of the present invention will be described.
光源系11のLDから出力された光はそれぞれの光軸が光軸Oと平行、広がり角1度程度で広がりながら第1の集光レンズ12に入射し、ほぼ平行ビームになって第1の集光レンズ12から出射する。そして、ほぼ平行ビームの状態でガラス円板13を透過してインテグレータ14の前面の中心に一致する位置にほぼ平行光で入射する。ガラス円板13が回転している場合、露光時間内における各平行ビームの位相が2π以上変えられる。このため、干渉性が高い(スペクトル幅が狭い)LDからの出力光であっても、光束間で生じる干渉縞の位置が高速に変化し、露光時間内で平均化されてその存在がほとんど目立たなくなる。なお、ガラス円板13が回転している場合の各平行ビームの光路の傾きは実用上無視できる程度である。
The light output from the LD of the
インテグレータ14のロッドレンズに入射したビームは入射面の球凸レンズの効果により、出射端面に絞り込まれる。すなわち、ロッドレンズの出射側の端面には、光源系11を構成する総てのLDがLDの配置に合わせて絞り込まれる(結像される)。ロッドレンズの出射端面から出射するビームは出射面の球凸レンズの効果により、入射光の入射角に依存せず、総て光軸(ロッドレンズの軸に平行)に平行な主光線を持つ出射光となる。
The beam incident on the rod lens of the
そして、インテグレータ14から出射した出射光は第2の集光レンズ15に入射し、ほぼ平行ビームになって集光レンズ15から出射し、ほぼ平行ビームの状態でDMD3に入射する。すなわち、インテグレータ14を構成する各ロッドレンズから出射するどの光もDMD3の表示領域全体を照明する。
Then, the outgoing light emitted from the
DMD3の各ミラーMで反射された光は、拡大光学系80で拡大され(ここでは3倍)、それぞれ位置が対応するマイクロレンズ91a上に結像する。そして、マイクロレンズ91aで集光された光は光軸O上のピンホールPが配置された位置に円形に結像する。ピンホールアレイ92を通過した光は投影レンズ100を透過し、基板6上で結像する。露光エリア51の露光が終了したら、テーブル20を露光方向と直角の方向に移動させ、次の露光エリア51を投影レンズ3に対して位置決めする。
The light reflected by each mirror M of the
この実施形態では、ミラーMで反射された光を円形状の光に成形したので、例えば、45度のラインを描画した場合、滑らかな直線を描くことができる。 In this embodiment, since the light reflected by the mirror M is shaped into a circular light, for example, when a 45-degree line is drawn, a smooth straight line can be drawn.
また、ピンホールアレイをマイクロレンズによるミラーMの結像位置に配置したので、光の断面を確実に円形状にすることができる。 Further, since the pinhole array is arranged at the image forming position of the mirror M by the microlens, the light cross section can be surely made circular.
なお、ピンホールアレイは設けなくてもよい。 Note that the pinhole array may not be provided.
3 DMD
6 基板
11 光源系
14 インテグレータ
91 マイクロレンズアレイ
91a マイクロレンズ
3 DMD
6
Claims (4)
前記マイクロレンズは前記ミラーと相似形に形成され、入射する光ビームの光軸と直角な方向の断面が前記ミラーと相似形の光を円形に集光する非球面レンズからなることを特徴とする露光装置。 The optical axis of the light beam output from each of the plurality of light sources arranged two-dimensionally is positioned on the optical axis of the entrance surface of the integrator by the condensing optical system, and the plurality of mirrors outputs the output light output from the integrator. Each of the microlens arrays is incident on a spatial light modulator arranged in a dimension, and the light reflected by the mirror of the spatial light modulator is arranged in the same manner as the array of the mirrors of the spatial light modulator. In an exposure apparatus that focuses light by a microlens and forms an image on a workpiece,
The microlens is formed in a similar shape to the mirror, and a cross section in a direction perpendicular to the optical axis of an incident light beam is formed of an aspherical lens that condenses light similar to the mirror in a circular shape. Exposure device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007084953A JP2008242238A (en) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | Exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007084953A JP2008242238A (en) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | Exposure apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008242238A true JP2008242238A (en) | 2008-10-09 |
Family
ID=39913654
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007084953A Pending JP2008242238A (en) | 2007-03-28 | 2007-03-28 | Exposure apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008242238A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015192080A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社Screenホールディングス | Light irradiation apparatus and drawing apparatus |
JP2015192079A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社Screenホールディングス | Light irradiation apparatus and drawing apparatus |
US10054816B2 (en) | 2009-11-12 | 2018-08-21 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | Method for improving visibility of liquid crystal display device, and liquid crystal display device using same |
US10133187B2 (en) | 2015-05-29 | 2018-11-20 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Light irradiation apparatus and drawing apparatus |
US10503016B2 (en) | 2010-06-22 | 2019-12-10 | Toyobo Co., Ltd. | Liquid crystal display device, polarizer and protective film |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000193928A (en) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Sony Corp | Optical modulating element and image projection display device |
JP2005005307A (en) * | 2003-06-09 | 2005-01-06 | Tadahiro Omi | Pattern drawing apparatus |
JP2006243543A (en) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | Method for forming permanent pattern |
JP2006337528A (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Fujifilm Holdings Corp | Image exposure system |
JP2006337530A (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Fujifilm Holdings Corp | Image exposure system |
JP2006337529A (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Fujifilm Holdings Corp | Image exposure system |
-
2007
- 2007-03-28 JP JP2007084953A patent/JP2008242238A/en active Pending
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000193928A (en) * | 1998-12-28 | 2000-07-14 | Sony Corp | Optical modulating element and image projection display device |
JP2005005307A (en) * | 2003-06-09 | 2005-01-06 | Tadahiro Omi | Pattern drawing apparatus |
JP2006243543A (en) * | 2005-03-04 | 2006-09-14 | Fuji Photo Film Co Ltd | Method for forming permanent pattern |
JP2006337528A (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Fujifilm Holdings Corp | Image exposure system |
JP2006337530A (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Fujifilm Holdings Corp | Image exposure system |
JP2006337529A (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Fujifilm Holdings Corp | Image exposure system |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10054816B2 (en) | 2009-11-12 | 2018-08-21 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | Method for improving visibility of liquid crystal display device, and liquid crystal display device using same |
US10948764B2 (en) | 2009-11-12 | 2021-03-16 | Keio University | Method for improving visibility of liquid crystal display device, and liquid crystal display device using the same |
US10503016B2 (en) | 2010-06-22 | 2019-12-10 | Toyobo Co., Ltd. | Liquid crystal display device, polarizer and protective film |
JP2015192080A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社Screenホールディングス | Light irradiation apparatus and drawing apparatus |
JP2015192079A (en) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | 株式会社Screenホールディングス | Light irradiation apparatus and drawing apparatus |
US10133187B2 (en) | 2015-05-29 | 2018-11-20 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Light irradiation apparatus and drawing apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9733573B2 (en) | Optical projection array exposure system | |
JP4546019B2 (en) | Exposure equipment | |
KR100827874B1 (en) | Exposure apparatus, method for manufacturing thereof, method for exposing, method for manufacturing microdevice, and method for manufacturing device | |
JP5287114B2 (en) | Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP6016169B2 (en) | Illumination system of microlithographic projection exposure apparatus | |
JP2009093175A (en) | Spatial light modulation unit, illumination apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2013502703A (en) | Polarization conversion unit, illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
EP2253997A2 (en) | Illumination system for a microlithographic contact and proximity exposure apparatus | |
JP7071436B2 (en) | Illumination optics and illumination system for EUV projection lithography | |
TW201115279A (en) | Laser exposure apparatus | |
JP2008242238A (en) | Exposure apparatus | |
JP2017526968A (en) | Faceted mirror for illumination optics unit for projection lithography | |
JP6170564B2 (en) | Illumination system for microlithography projection exposure apparatus | |
JP6651124B2 (en) | Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP2008210814A (en) | Modulator | |
JP2016503186A (en) | Optical system of microlithography projection exposure apparatus | |
JP2009210726A (en) | Maskless exposure apparatus | |
JP4511502B2 (en) | Substrate exposure equipment | |
US20070058149A1 (en) | Lighting system and exposure apparatus | |
JP5403933B2 (en) | Exposure equipment | |
US8089614B2 (en) | Device for changing pitch between light beam axes, and substrate exposure apparatus | |
JP2010197628A5 (en) | ||
WO2013111499A1 (en) | Exposure optical system, exposure apparatus, and exposure method | |
JP2011114041A (en) | Luminous flux splitting apparatus, spatial optical modulation unit, lighting optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method | |
JP5353408B2 (en) | Illumination optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090318 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110602 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110607 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110729 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120410 |