JP2009086015A - Maskless exposure apparatus - Google Patents
Maskless exposure apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009086015A JP2009086015A JP2007252161A JP2007252161A JP2009086015A JP 2009086015 A JP2009086015 A JP 2009086015A JP 2007252161 A JP2007252161 A JP 2007252161A JP 2007252161 A JP2007252161 A JP 2007252161A JP 2009086015 A JP2009086015 A JP 2009086015A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exposure
- micromirrors
- spatial light
- light
- light modulator
- 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
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
本発明は、空間光変調器のマイクロミラーをオンオフすることによりプリント基板等のワーク上にパターンを描画するマスクレス露光装置に関するものである。 The present invention relates to a maskless exposure apparatus that draws a pattern on a work such as a printed circuit board by turning on and off a micromirror of a spatial light modulator.
図4は従来のマスクレス露光装置の構成図である。
LDアレー1には、半導体レーザ11が2次元に配列されている。半導体レーザ11から出力されたレーザ光はシリンドリカルレンズアレイ100により光の断面を円形に整形され、集光レンズ12によりそれぞれが平行光としてインテグレータ13に入射する。インテグレータ13を透過した光は、コンデンサレンズ14を通り、ミラー15で反射して空間光変調器(DMD)2を照射する。空間光変調器2には1辺の長さがpのマイクロミラー21が互いに隙間gを隔てて列方向にm個、列方向に直角な行方向にn個並べて配置されており、外形は長方形である。マイクロミラー21は個々にオンオフ制御される。マイクロミラー21で反射されたレーザ光は投影レンズ3を介してワーク5表面に入射する。モータ161により回転駆動されるディフューザ16はレーザ光の波面を変化させる変調器であり、干渉縞の発生を防止する。制御回路6は、半導体レーザ11、モータ161、総てのマイクロミラー21およびステージ4を制御する。
FIG. 4 is a block diagram of a conventional maskless exposure apparatus.
In the LD array 1,
以上の構成であるから、空間光変調器2にレーザ光を照射すると共にステージ4をY方向に移動させ、マイクロミラーを個々にオンオフ制御してマイクロミラーで反射されたレーザ光をステージ4上のワーク5の表面に入射させることによりワーク5に所望のパターンを描画することができる(特許文献1)。
With the above configuration, the
ところで、現在入手できる空間光変調器には、1辺の長さpが16μm程度の正方形のマイクロミラー21が列方向にm個、列方向と直角な行方向にn個が、それぞれ並べて配置されている。連続した露光を行なうためには隣接するマイクロミラー21間の隙間g(gは1μm程度である。)の影響を排除しなければならない。さらに、分解能を向上させるためには描画間隔を短くする必要がある。そこで、空間光変調器2をY方向に対して角度θ傾けて配置する。また、通常、1個の空間光変調器で描画できる範囲はワーク上の露光領域の幅に比べて小さいので、複数の空間光変調器をX方向に並べておく。なお、空間光変調器2が長方形である場合、空間光変調器2がX軸に対する傾きもθである。
By the way, in the spatial light modulators that are currently available, m
次に、DMD2をY軸に対して傾ける角度θについて説明する。
Next, an angle θ for tilting the
露光結果を均一にするため、通常は露光しようとする位置を複数のミラー21で露光させる。例えば、ミラー21が縦方向にN行配列されたDMD2を用い、重なりポイント数をkとすると、DMD2をワーク6の移動方向に対して角度θ、ただし、θ=tan−1(k/N)だけ傾ける。
In order to make the exposure result uniform, the position to be exposed is usually exposed by a plurality of
ところで、市販のDMDに配置されているミラーMの数は、例えば、列方向がm=1024個、行方向がn=768個である。したがって、列方向をX軸と平行に配置したとしても、1個のDMDで露光できる幅は16mm程度である。そこで、複数のDMDをX方向に並べて配置することによりスキャン回数(Y軸方向の移動回数)を減らして作業能率を向上させている。 By the way, the number of mirrors M arranged in a commercially available DMD is, for example, m = 1024 in the column direction and n = 768 in the row direction. Therefore, even if the column direction is arranged parallel to the X axis, the width that can be exposed with one DMD is about 16 mm. Therefore, by arranging a plurality of DMDs side by side in the X direction, the number of scans (the number of movements in the Y-axis direction) is reduced, and the work efficiency is improved.
次に、DMDの並べ方について説明する。
図5は、従来のDMD2の並べ方の説明図であり、2つのDMD2の隣接部を模式的に示している。なお、ここでは、点で示すマイクロミラー21は行方向に6個(すなわち6行)であり、重なりポイント数kを2とする。
Next, how to arrange DMDs will be described.
FIG. 5 is an explanatory diagram of how the
図示のように、DMD2A端部のX座標がD、E、FであるY方向と平行な露光ラインD、E、Fにおいてはマイクロミラー21が1個しか存在しないので、1回しか露光できない。そこで、DMD2Bの端部の露光ラインaが露光ラインDの延長線上すなわち同軸に、露光ラインbが露光ラインEと同軸に、露光ラインcが露光ラインFと同軸に、それぞれ配置されるようにしてDMD2BをX方向に配置する。なお、DMD2AとDMD2BとをY方向にずらせているのは、それぞれの枠の部分がマイクロミラー21の1辺の長さpよりも十分大きいため、接近して配置することができないためである。以下、空間光変調器において、Y方向(露光ライン方向)のマイクロミラー21の数が露光に必要な重ね回数kを満たす領域を「完全領域」といい、露光ライン方向のマイクロミラー21の数が露光に必要な重ね回数kに満たない領域を「不完全領域」という。
As shown in the drawing, since there is only one
ムラの無い露光を行なうためには、露光面に対して均一に光を照射する必要がある。そこで、従来は、ワーク5の表面に入射するレーザ光の光量を照度計やフォトダイオード等を用いて測定し、光量が予め定められた範囲内に収まるように、個々の半導体レーザ11に供給する電流値や、LDアレー1から結像光学系にいたる光学部品の位置や角度等を調整していた。
In order to perform exposure without unevenness, it is necessary to uniformly irradiate the exposure surface with light. Therefore, conventionally, the amount of laser light incident on the surface of the
なお、露光に用いるマイクロミラーの数を減らしたり、マイクロミラーのオン時間を減らすことにより、光量を最も小さいものに合わせて、ワークに入射させる光量を均一化する技術もある(特許文献2)。
しかし、上記特許文献1の技術の場合、2つの空間光変調器で露光する部分の光量を均一化するため、光学部品等の位置調整に多大な時間を要していた。 However, in the case of the technique disclosed in Patent Document 1, it takes a long time to adjust the position of an optical component or the like in order to equalize the amount of light at the portion exposed by the two spatial light modulators.
また、上記特許文献2の技術の場合、光量を能率良く均一化できるが、エネルギー効率が悪くなった。また、複数の空間光変調器をX方向に揃える具体的な方法に関しては開示されていない。
Further, in the case of the technique disclosed in
本発明の目的は、上記課題を解決し、調整が容易で、エネルギー効率に優れるマスクレス露光装置を提供するにある。 An object of the present invention is to provide a maskless exposure apparatus that solves the above-described problems, is easy to adjust, and is excellent in energy efficiency.
図6は、従来の露光ラインと光量との関係を示す図であり、横軸がX方向の位置、縦軸が光量である。 FIG. 6 is a diagram showing the relationship between a conventional exposure line and light quantity, where the horizontal axis represents the position in the X direction and the vertical axis represents the light quantity.
本発明者は、2つの空間光変調器で露光する部分の光量調整が面倒であるのは、同図に示すように、空間光変調器の両端付近に供給される光量が中央部に比べて少ないことが原因であることを見出した。この結果に基づき、本発明は、1辺の長さがpのマイクロミラーを互いに隙間gを隔てて列方向にm個、列方向に直角な行方向にn個並べて配置した長方形の空間光変調器をステージが移動するY方向に対して角度θ傾けて配置しておき、前記空間光変調器に光を照射すると共に前記ステージを移動させ、前記マイクロミラーを個々にオンオフ制御して前記マイクロミラーで反射された光を前記ステージ上のワークの表面に入射させることにより前記ワークに所望のパターンを描画するようにしたマスクレス露光装置において、第1の前記空間光変調器に配置されたY方向の前記マイクロミラーの数が露光に必要な重ね回数kに満たない不完全領域に、Y方向に対して角度θ傾けた第2の前記空間光変調器の当該不完全領域を、Y方向の前記第1と第2の前記空間光変調器の前記マイクロミラーの数の和sが露光に必要な重ね回数kを超えるようにして、第2の前記空間光変調器を第1の前記空間光変調器に対して前記Y方向と直角なX方向に位置決めすることを特徴とする。 The present inventor is troublesome in adjusting the light amount of the portion exposed by the two spatial light modulators, as shown in the figure, the light amount supplied near both ends of the spatial light modulator is smaller than that in the central portion. I found out that it was a little. Based on this result, the present invention is a rectangular spatial light modulation in which m micromirrors each having a side length of p are arranged side by side with a gap g and n in the column direction and n in the row direction perpendicular to the column direction. The stage is tilted at an angle θ with respect to the Y direction in which the stage moves, and the spatial light modulator is irradiated with light, the stage is moved, and the micromirrors are individually turned on / off to control the micromirrors. In a maskless exposure apparatus that draws a desired pattern on the work by making the light reflected by the light incident on the surface of the work on the stage, the Y direction arranged in the first spatial light modulator The incomplete area of the second spatial light modulator tilted at an angle θ with respect to the Y direction is applied to the incomplete area where the number of the micromirrors is less than the number of overlapping times k necessary for exposure. First The sum S of the number of the micromirrors of the first and second spatial light modulators exceeds the number of overlappings k required for exposure so that the second spatial light modulator is the first spatial light modulator. The positioning is performed in the X direction perpendicular to the Y direction.
半導体レーザ等の光源から出力されたレーザ光のエネルギを有効に活用できるので、加工能率を向上させることができる。また、ワークに供給する光量の均一化が容易になるので、調整時間を短縮することができる。 Since the energy of the laser beam output from a light source such as a semiconductor laser can be used effectively, the processing efficiency can be improved. In addition, since the amount of light supplied to the workpiece can be easily made uniform, the adjustment time can be shortened.
図1は本発明に係るマスクレス露光装置の構成図であり、図4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重複する説明を省略する。 FIG. 1 is a block diagram of a maskless exposure apparatus according to the present invention. Components having the same or the same functions as those in FIG.
コントローラユニット60は露光するパターンの描画データを、ドライバ回路65に出力する。ドライバ回路65は与られたデータを変換しDMD2に制御データ信号(個々のマイクロミラー21に対するオン・オフ信号である。)を出力する。そして、DMD2に入射した光の内、オン状態のマイクロミラー21で反射された光は投影光学系に入射し、オフ状態のマイクロミラー21に入射した光は投影光学系の外側に反射される。マイクロミラー21の反射光が光学系により個々のスポットに整形をされ、ステージ4上のワーク5に照射される。ステージ4は、コントローラユニット60からの指令により移動制御装置80により精密に位置制御される。
The
コントローラユニット60はシーケンス制御部60a、描画データ制御部60b、位置制御部60c、補正値計算部60dを備え、マスクレス露光装置の一連の動作制御、DMD2の制御、ステージ4の位置制御、画像処理装置70、光学カメラ75からの入力に基づく補正制御を行なう。
The
図2は、本発明におけるDMD2の並べ方の説明図であり、DMD2A、DMD2Bは上記図4の場合と同じものである。また、重なりポイント数kを2とする。
FIG. 2 is an explanatory diagram of how the
本発明では、DMD2の端部における重なりポイント数kを指定された値よりも大きくなるようにする。すなわち、図示のように、DMD2Bの露光ラインdがDMD2Aの露光ラインDと同軸に、DMD2Bの露光ラインeがDMD2Aの露光ラインEと同軸に、DMD2Bの露光ラインfがDMD2Aの露光ラインFと同軸に、それぞれ配置されるようにしてDMD2BをX方向に配置する。この場合、露光ラインD、E、Fにおいては重なりポイント数kが3になる。なお、上記の配置に伴って、露光ラインA、B、Cにおける重なりポイント数kも3になる。
In the present invention, the number of overlapping points k at the end of
次に、本発明の露光手順を説明する。 Next, the exposure procedure of the present invention will be described.
露光に先立ち、マイクロミラー21を総てオンにした状態の露光エリア内各点の光量を露光ライン毎に積算する。そして、X方向に隣接する2個のDMD2端部の光量が重なりポイント数2よりも大きい場合は、以下のようにする。すなわち、例えば、露光ラインAにおける光量が、完全領域内の露光ラインの場合の1.5倍であれば、3個のマイクロミラー21のうちの1個をオンさせないようにする。あるいは、この3個のマイクロミラー21総てのオン時間を他のマイクロミラー21のオン時間の2/3とする。
Prior to exposure, the amount of light at each point in the exposure area with the
以上で、露光ライン毎の光量が揃えられたので、以下、従来と同様に露光する。総ての露光ラインの光量がほぼ同じ大きさになっているので、露光ムラはほとんど発生しない。この場合、重なりポイント数kが他よりも多くなっているDMD2の隣接部だけのマイクロミラー21の光量を制限するだけなので、エネルギロスは僅かである。
As described above, since the light amount for each exposure line is aligned, exposure is performed in the same manner as in the prior art. Since the amount of light of all the exposure lines is almost the same, exposure unevenness hardly occurs. In this case, since the light quantity of the
なお、ここでは、重なりポイントkが2である場合について説明したが、通常、重なりポイントkは5〜10であるので、例えば、不完全領域における光量を所望の光量の10〜20%の大きさで調整することができる。 Although the case where the overlap point k is 2 has been described here, since the overlap point k is normally 5 to 10, for example, the light amount in the incomplete region is 10 to 20% of the desired light amount. Can be adjusted.
図3は、本発明における露光ラインと光量との関係を示す図であり、(a)は光量測定直後を、(b)は光量調整後を、(c)は比較のために示す従来の場合である。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the exposure line and the light quantity in the present invention, where (a) shows a state immediately after the light quantity measurement, (b) shows a state after the light quantity adjustment, and (c) shows a conventional case shown for comparison. It is.
同図に示すように、第1の空間光変調器の不完全領域と第2の空間光変調器の不完全領域で構成する露光ラインに含まれるマイクロミラー21の数を完全領域における重なりポイントの数よりも大きくする結果、この領域の光量は完全領域の光量よりも大きくなる。しかし、当該領域内の露光ラインにおける光量が、完全領域内の露光ラインとほぼ同様になるように、マイクロミラー21のうちのいくつかをオンさせないようにしたり、あるいは、マイクロミラー21総てのオン時間を調整することにより、光量を他とほぼ同じ大きさに揃えることができる。
As shown in the figure, the number of
2A 第1の空間光変調器
2B 第2の空間光変調器
4 ステージ
21 マイクロミラー
Y ステージの移動方向(露光ライン方向)
θ 空間光変調器2A、2BのY方向に対する角度
2A First spatial
θ Angle of the spatial
Claims (3)
第1の前記空間光変調器に配置されたY方向の前記マイクロミラーの数が露光に必要な重ね回数kに満たない不完全領域に、Y方向に対して角度θ傾けた第2の前記空間光変調器の当該不完全領域を、第1と第2の前記空間光変調器のY方向の前記マイクロミラーの数の和sが露光に必要な重ね回数kを超えるようにして、第2の前記空間光変調器を第1の前記空間光変調器に対して前記Y方向と直角なX方向に位置決めすることを特徴とするマスクレス露光装置。 In the Y direction in which the stage moves, a rectangular spatial light modulator is arranged in which m micromirrors each having a length of p are arranged in the column direction and n in the row direction perpendicular to the column direction with a gap g therebetween. The spatial light modulator is disposed at an angle θ, and the spatial light modulator is irradiated with light and the stage is moved, and the micromirrors are individually turned on and off to reflect the light reflected by the micromirrors on the stage. In a maskless exposure apparatus configured to draw a desired pattern on the workpiece by being incident on the surface of the workpiece,
The second space inclined at an angle θ with respect to the Y direction in an incomplete region in which the number of the micromirrors in the Y direction arranged in the first spatial light modulator is less than the number of overlaps k required for exposure. In the incomplete region of the light modulator, the sum s of the number of the micromirrors in the Y direction of the first and second spatial light modulators exceeds the number of overlapping times k necessary for exposure, and the second A maskless exposure apparatus, wherein the spatial light modulator is positioned in an X direction perpendicular to the Y direction with respect to the first spatial light modulator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007252161A JP2009086015A (en) | 2007-09-27 | 2007-09-27 | Maskless exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007252161A JP2009086015A (en) | 2007-09-27 | 2007-09-27 | Maskless exposure apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009086015A true JP2009086015A (en) | 2009-04-23 |
Family
ID=40659573
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007252161A Pending JP2009086015A (en) | 2007-09-27 | 2007-09-27 | Maskless exposure apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009086015A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103901730A (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-02 | 上海微电子装备有限公司 | Exposure device and exposure method |
CN104111590A (en) * | 2014-07-04 | 2014-10-22 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | Laser direct writing device based on combined vortex double focusing light spot |
JP2020160401A (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | 株式会社エスケーエレクトロニクス | Inspection method of exposure device and exposure device |
JP7427352B2 (en) | 2017-12-27 | 2024-02-05 | 株式会社アドテックエンジニアリング | exposure equipment |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001135562A (en) * | 1999-11-05 | 2001-05-18 | Hitachi Ltd | Lithography system |
US6312134B1 (en) * | 1996-07-25 | 2001-11-06 | Anvik Corporation | Seamless, maskless lithography system using spatial light modulator |
WO2002041196A1 (en) * | 2000-11-14 | 2002-05-23 | Ball Semiconductor, Inc. | Digital photolithography system for making smooth diagonal components |
JP2004039871A (en) * | 2002-07-03 | 2004-02-05 | Hitachi Ltd | Illuminating method, exposure method and equipment for the methods |
JP2005203697A (en) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | Multi-beam exposure apparatus |
JP2006147760A (en) * | 2004-11-18 | 2006-06-08 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Exposure system and exposure method |
WO2007102289A1 (en) * | 2006-03-08 | 2007-09-13 | Fujifilm Corporation | Photosensitive composition, photosensitive film, method for permanent pattern formation using said photosensitive composition, and printed board |
JP2008003558A (en) * | 2006-05-26 | 2008-01-10 | Fujifilm Corp | Pattern forming material, pattern forming method and pattern |
-
2007
- 2007-09-27 JP JP2007252161A patent/JP2009086015A/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6312134B1 (en) * | 1996-07-25 | 2001-11-06 | Anvik Corporation | Seamless, maskless lithography system using spatial light modulator |
JP2001135562A (en) * | 1999-11-05 | 2001-05-18 | Hitachi Ltd | Lithography system |
WO2002041196A1 (en) * | 2000-11-14 | 2002-05-23 | Ball Semiconductor, Inc. | Digital photolithography system for making smooth diagonal components |
JP2004039871A (en) * | 2002-07-03 | 2004-02-05 | Hitachi Ltd | Illuminating method, exposure method and equipment for the methods |
JP2005203697A (en) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | Multi-beam exposure apparatus |
JP2006147760A (en) * | 2004-11-18 | 2006-06-08 | Shinko Electric Ind Co Ltd | Exposure system and exposure method |
WO2007102289A1 (en) * | 2006-03-08 | 2007-09-13 | Fujifilm Corporation | Photosensitive composition, photosensitive film, method for permanent pattern formation using said photosensitive composition, and printed board |
JP2008003558A (en) * | 2006-05-26 | 2008-01-10 | Fujifilm Corp | Pattern forming material, pattern forming method and pattern |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103901730A (en) * | 2012-12-28 | 2014-07-02 | 上海微电子装备有限公司 | Exposure device and exposure method |
CN104111590A (en) * | 2014-07-04 | 2014-10-22 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | Laser direct writing device based on combined vortex double focusing light spot |
JP7427352B2 (en) | 2017-12-27 | 2024-02-05 | 株式会社アドテックエンジニアリング | exposure equipment |
JP2020160401A (en) * | 2019-03-28 | 2020-10-01 | 株式会社エスケーエレクトロニクス | Inspection method of exposure device and exposure device |
JP7220610B2 (en) | 2019-03-28 | 2023-02-10 | 株式会社エスケーエレクトロニクス | Inspection method for exposure equipment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9310697B2 (en) | Digital exposure device using digital micro-mirror device and a method for controlling the same | |
US8599358B2 (en) | Maskless exposure apparatuses and frame data processing methods thereof | |
US8335999B2 (en) | System and method for optical shearing | |
JP4486323B2 (en) | Pixel position specifying method, image shift correcting method, and image forming apparatus | |
CN110325918B (en) | Direct imaging exposure apparatus and direct imaging exposure method | |
KR20040111029A (en) | Method of specifying image position, method of correcting image deviation, and apparatus for forming image | |
JP2007140166A (en) | Direct exposure apparatus and illumination adjustment method | |
KR101446484B1 (en) | Pattern forming system | |
JP4638826B2 (en) | Drawing apparatus and drawing method | |
EP3293576B1 (en) | Pattern exposure device, exposure head, and pattern exposure method | |
JP2012049433A (en) | Exposure device | |
JP2009086015A (en) | Maskless exposure apparatus | |
US11464116B2 (en) | Lithographic exposure system and method for exposure and curing a solder resist | |
JP4679249B2 (en) | Pattern drawing device | |
KR20050004069A (en) | Image recording method and image recording device | |
JP2006337873A (en) | Exposure device and exposure method | |
JP2007301610A (en) | Laser beam machining method and laser beam machining apparatus | |
JP2006337878A (en) | Exposure device and exposure method | |
KR20080109608A (en) | Drawing system, drawing apparatus and drawing method | |
JP5209946B2 (en) | Focus position detection method and drawing apparatus | |
JP2008046457A (en) | Drawing device | |
KR100799500B1 (en) | Dry eaching device with polygonal scanner and galvanometer scanner | |
US20160091794A1 (en) | Drawing method | |
JP7427352B2 (en) | exposure equipment | |
JP2006337874A (en) | Exposure device and exposure method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090824 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110809 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20111206 |