JP2013187543A - デジタルマイクロミラーの位置調節装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 露光装置に取り付けられるデジタルマイクロミラーの位置を回転調節手段および水平調節手段を用いて簡単に調節することができ、正確な露光を行うことができる他、それにより、手間およびコストを節減することのできるデジタルマイクロミラーの位置調節装置の提供。
【解決手段】 下部に結合されるデジタルマイクロミラーを回転動作させて方向を調節する回転調節手段と、前記回転調節手段の上部に結合され、前記デジタルマイクロミラーおよび回転調節手段を前後または左右の方向に調節する水平調節手段と、多数のフレームを結合して形成されて地面や装備に取り付けられ、上部水平部には前記水平調節手段が固定される支持枠と、を備えてなることを特徴とするデジタルマイクロミラーの位置調節装置。
【選択図】 図２
【解決手段】 下部に結合されるデジタルマイクロミラーを回転動作させて方向を調節する回転調節手段と、前記回転調節手段の上部に結合され、前記デジタルマイクロミラーおよび回転調節手段を前後または左右の方向に調節する水平調節手段と、多数のフレームを結合して形成されて地面や装備に取り付けられ、上部水平部には前記水平調節手段が固定される支持枠と、を備えてなることを特徴とするデジタルマイクロミラーの位置調節装置。
【選択図】 図２
Description
本発明は、デジタルマイクロミラーの位置調節装置に係り、さらに詳しくは、露光装置に取り付けられるデジタルマイクロミラーの位置を調節して所望の場所にデジタルマイクロミラーにより変調されるビームを供給することのできるデジタルマイクロミラーの位置調節装置に関する。
最近のプリント回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）産業は、様々なデジタル機器のさらなる性能向上に応えるために、既存の硬性ＰＣＢから軟性ＰＣＢをはじめとする各種の分野に拡大される転換期を迎えるようになり、これに伴い、ＰＣＢの大幅な性能改善が求められている。
このようなＰＣＢの大幅な性能改善のニーズに積極的に対応すべく、ＰＣＢの上に超微細回路線幅を実現し得る新規な方式の露光エンジンが必要となる。
また、これは、露光エンジンの低分解能から高分解能への移行による技術革新はもとより、多品種少量生産および大量生産体制にも柔軟に対応し、しかも、露光工程の飛躍的な短縮および生産性の向上を要求する新技術適用の必然性を引き起こす。
このために、種々の露光方法が開発されているが、レーザーダイレクトイメージング（ＬＤＩ：Laser Direct Imaging）を用いたマスクレス方式がその一つである。
既存のマスク方式の露光エンジンの問題点は、高解像度の微細回路パターンの露光に際してマスク製作コストおよび管理コストが高騰するため、高分解能の露光を行うことが困難であるということである。
このような既存のマスク方式の問題点を解消するために、最近には、超微細回路線幅を実現し、且つ、工程数を大幅に減らし得る高分解能のマスクレス方式の露光エンジンが脚光を浴びている。
なお、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ：Digital Micromirror Device）を備えた露光エンジンが開発されているが、これは、多数のマイクロミラーが所定の角度をもって入射する光を所望の角度で送り、その他のビームは他の角度で送ることにより、所要の光のみを用いて１枚の画面を作成するといった原理を用いるエンジンである。
すなわち、光源により生成された光をステージ上の基板に伝達する従来の露光エンジンは、図１に示すように、回折光学素子およびフーリエ伝達レンズ１０１と、ミラー１０２と、ＤＭＤ１０３と、第１プロジェクション光学系１０４と、ビーム移動デバイス１０５および第２プロジェクション光学系１０６などを有する。
上述した構成を有する従来の露光エンジンは、光源からの光が進行する経路を設計する際にレンズの強度および長さなどの制限条件が発生するため、ＤＭＤの使用空間が手狭くてセット時に難点があった。
また、光源からの光が進行する経路を広げるためにはレンズの強度を高めることを余儀なくされるが、この場合、全体の露光エンジンの強度が高すぎてしまうため好ましくない。関連する技術として、露光装置のビーム位置誤差測定方法およびこれを用いた露光装置（例えば、下記の特許文献１参照）がある。
本発明は上記の問題点を解消するためになされたものであり、その目的は、露光装置に取り付けられるデジタルマイクロミラーの位置を回転調節手段および水平調節手段を用いて簡単に調節することのできるデジタルマイクロミラーの位置調節装置を提供するところにある。
また、本発明の他の目的は、デジタルマイクロミラーと回転調節手段との間に冷却手段を取り付けて、前記デジタルマイクロミラーを冷却しながら熱による回転調節手段と水平調節手段との間の誤差をなくすことのできるデジタルマイクロミラーの位置調節装置を提供するところにある。
上記の目的を達成するために、本発明に係るデジタルマイクロミラーの位置調節装置は、下部に結合されるデジタルマイクロミラーを回転動作させて方向を調節する回転調節手段と、前記回転調節手段の上部に結合され、前記デジタルマイクロミラーおよび回転調節手段を前後または左右の方向に調節する水平調節手段と、多数のフレームを結合して形成されて地面や装備に取り付けられ、上部水平部には前記水平調節手段が固定される支持枠と、を備えてなることを特徴とする。
本発明によれば、露光装置に取り付けられるデジタルマイクロミラーの位置を回転調節手段および水平調節手段を用いて簡単に調節することができ、しかも、正確な位置において露光を行うことができるというメリットがある。
また、本発明によれば、簡単に操作される回転調節手段および水平調節手段を用いてデジタルマイクロミラーの位置を微細に調節することができ、しかも、手間およびコストを削減することができるというメリットがある。
さらに、本発明によれば、デジタルマイクロミラーと回転調節手段との間に冷却手段を取り付けて、前記デジタルマイクロミラーを冷却しながら回転調節手段と水平調節手段との間の誤差をなくすことができるというメリットがある。
以下、添付図面に基づき、本発明に係るデジタルマイクロミラーの位置調節装置の構成について説明する。図２は、本発明に係るデジタルマイクロミラーの位置調節装置を示す斜視図であり、図３は、本発明に係るデジタルマイクロミラーの位置調節装置の他の実施形態を示す斜視図であり、図４は、本発明に係るデジタルマイクロミラーの位置調節装置の要部を示す分解斜視図であり、図５は、本発明に係るデジタルマイクロミラーの位置調節装置の要部を示す斜視図であり、図６は、本発明に係るデジタルマイクロミラーの位置調節装置の作動状態を示す斜視図である。
本発明に係るデジタルマイクロミラーの位置調節装置１０は、デジタルマイクロミラー２０の回転方向を調節する回転調節手段３０と、前記回転調節手段３０と結合され、前記デジタルマイクロミラー２０および回転調節手段３０を前後または左右方向に調節する水平調節手段４０と、地面や装備に固着され、前記水平調節手段４０に固着される支持枠５０と、前記デジタルマイクロミラー２０と回転調節手段３０との間に取り付けられる冷却手段６０と、を備えてなる。
ここで、前記デジタルマイクロミラー２０は、公知のデジタルマイクロミラーから構成されるため、別途の説明は省略する。
前記デジタルマイクロミラー２０の回転方向を調節する回転調節手段３０は、デジタルマイクロミラー２０と結合される冷却手段６０と結合されて前記デジタルマイクロミラー２０の回転角度を調節する。
また、前記回転調節手段３０は、前記冷却手段６０の上部に固着され、内部には回転動作する回転軸３２が取り付けられる中空状の回転胴体３１と、前記回転胴体３１の上部に取り付けられる中空状の回転ケース３３と、前記回転ケース３３の一方の側に取り付けられて前記回転軸３２を回転動作させる回転調節具３４と、前記回転ケース３３の一方の側に取り付けられて前記回転調節具３４の作動を制限する回転ストッパー３５と、を備える。
すなわち、前記回転調節手段３０は、内部に回転軸３２が取り付けられる回転胴体３１の上部に回転ケース３３を取り付け、前記回転ケース３３の一方の側には回転軸３２を回転動作させる回転調節具３４を取り付け、前記回転ケース３３の他方の側には前記回転調節具３４の作動を制限する回転ストッパー３５を取り付けてなる。
前記回転調節手段３０の上部に取り付けられる水平調節手段４０は、支持枠５０および回転調節手段３０に上下部がそれぞれ結合されて、前記回転調節手段３０と、冷却手段６０およびデジタルマイクロミラー２０を前後または左右方向に調節する。
また、前記水平調節手段４０は、回転調節手段３０の上部に固着される下部ステージ４１と、前記下部ステージ４１の上部に摺動自在に取り付けられる中間ステージ４２と、前記中間ステージ４２の上部に摺動自在に取り付けられる上部ステージ４３と、前記中間ステージ４２を調節する前後調節具４４と、前記上部ステージ４３を調節する左右調節具４５と、を備える。
より具体的に、前記下部ステージ４１は、回転調節手段３０の上部に下部が固着され、上部には前後ガイド溝４１ａが少なくとも２以上形成される。さらに、前記下部ステージ４１の上部に取り付けられる中間ステージ４２は、下部に前記前後ガイド溝４１ａに沿って前方や後方に移動自在に前後ガイドレール４２ａが形成され、上部には前記前後ガイド溝４１ａと直交する方向に左右ガイド溝４２ｂが少なくとも２以上形成される。
すなわち、前記中間ステージ４２は、下部ステージ４１の前後ガイド溝４１ａに沿って移動しながら左右方向に上部ステージ４３を案内する。
また、前記中間ステージ４２の上部に取り付けられる上部ステージ４３は、下部に前記左右ガイド溝４２ｂに沿って左側や右側に移動自在に左右ガイドレール４３ａが形成される。
さらに、前記中間ステージ４２の一方の側に取り付けられる前後調節具４４は、回転動作により前記デジタルマイクロミラー２０および回転調節手段３０を前後方向に移動させ、前記上部ステージ４３の一方の側に取り付けられる左右調節具４５は、回転動作により前記デジタルマイクロミラー２０および回転調節手段３０を調節する左右調節具４５を左右方向に移動させる。
次いで、上記の役割を果たす水平調節手段４０には、前記中間ステージ４２および下部ステージ４１の移動距離が制限可能な移動制限手段７０がさらに取り付けられる。
そして、上記の役割を果たす前記移動制限手段７０は、中間ステージ４２および上部ステージ４３に一方の側がそれぞれ固着され、内部には移動空間７２が形成される固定板７１と、前記固定板７１の移動空間７２に一方の側が嵌入して中間ステージ４２および下部ステージ４１に固着される固定ピン７３と、を備える。
すなわち、前記移動制限手段７０は、前記中間ステージ４２および上部ステージ４３に取り付けられる移動空間７２と固定ピン７３を用いてデジタルマイクロミラー２０の移動距離を制限することができる。
前記水平調節手段４０に固着される支持枠５０は、多数のフレームを結合して形成されて地面や露光装置などの装備に取り付けられる。このとき、前記支持枠５０を構成する多数のフレームは一体に形成されてもよい。
また、本発明における前記支持枠５０は、所定の長さに形成される下部水平部５１と、前記下部水平部５１の先端に垂直に取り付けられる垂直部５２と、前記垂直部５２の先端に水平に取り付けられ、前記水平調節手段４０と結合される上部水平部５３と、を備える場合を例にとって説明する。
前記デジタルマイクロミラー２０の上部に結合される冷却手段６０は、デジタルマイクロミラー２０と回転調節手段３０との間に取り付けられて前記デジタルマイクロミラー２０を介して伝達される熱を冷却する。
また、前記冷却手段６０は、前記回転調節手段３０や水平調節手段４０の作動時に前記デジタルマイクロミラー２０につれて作動する。
ここで、前記デジタルマイクロミラー２０の熱を冷却する冷却手段６０の例を図２および図３に基づいて説明する。
先ず、図２の冷却手段６０は、高い熱伝導率を有する銅、アルミニウムなどから中空状の矩形に形成される。すなわち、前記冷却手段６０は、中空状の矩形に形成されて、下部が前記デジタルマイクロミラー２０に結合され、上部は回転調節手段３０と結合される。
次いで、図３の冷却手段６０は、高い熱伝導率を有する銅、アルミニウムなどから形成され、ヒートブロック６１と、ヒートパイプ６２およびヒートブレード６３を組み合わせてなる。すなわち、前記冷却手段６０は、前記デジタルマイクロミラー２０の上部にヒートパイプ６２を垂直に取り付けた後、前記ヒートパイプ６２の下部にはヒートブロック６１を取り付け、上部には間隔をあけてヒートブレード６３を取り付けてなる。
上記の構成を有するデジタルマイクロミラーの位置調節装置の実施形態について説明する。
先ず、所定の長さに形成される下部水平部５１と、前記下部水平部５１の先端に垂直に取り付けられる垂直部５２と、前記垂直部５２の先端に水平に取り付けられ、前記水平調節手段４０と結合される上部水平部５３と、を有する支持枠５０を形成した後、露光装置に下部水平部５１を固着する。
また、用途および目的に応じて選択されたデジタルマイクロミラー２０の上部に、所定の高さに形成されるヒートパイプ６２と、前記ヒートパイプ６２の下部に取り付けられるヒートブロック６１と、前記ヒートパイプ６２の上部に間隔をあけてヒートブレード６３と、を有する冷却手段６０を取り付ける。
次いで、前記冷却手段６０の上部に、内部に回転動作する回転軸３２が取り付けられる回転胴体３１と、前記回転胴体３１の上部に取り付けられる回転ケース３３と、前記回転ケース３３の一方の側に取り付けられ、前記回転軸３２を回転動作させる回転調節具３４と、前記回転ケース３３の一方の側に取り付けられ、前記回転調節具３４の作動を制限する回転ストッパー３５と、を有する回転調節手段３０を取り付ける。
また、前記回転調節手段３０の上部に、前記回転調節手段３０の上部に固着され、上部には前後ガイド溝４１ａが形成される下部ステージ４１と、前記下部ステージ４１の上部に取り付けられ、下部には前記前後ガイド溝４１ａに沿って移動自在に前後ガイドレール４２ａが形成され、上部には前記前後ガイド溝４１ａと直交する方向に左右ガイド溝４２ｂが形成される中間ステージ４２と、前記中間ステージ４２の上部に取り付けられ、下部には前記左右ガイド溝４２ｂに沿って移動自在に左右ガイドレール４３ａが形成される上部ステージ４３と、前記中間ステージ４２の一方の側に取り付けられ、前後方向に前記デジタルマイクロミラー２０および回転調節手段３０を調節する前後調節具４４と、前記上部ステージ４３の一方の側に取り付けられ、左右方向に前記デジタルマイクロミラー２０および回転調節手段３０を調節する左右調節具４５と、を有する水平調節手段４０を取り付ける。
次いで、前記水平調節手段４０を支持枠５０の上部水平部５３に固着すると、デジタルマイクロミラーの位置調節装置１０の組み立てが完了する。
ここで、前記デジタルマイクロミラーの位置調節装置の組立順序は上記の順序と異なっていてもよい。次いで、上記の構成を有するデジタルマイクロミラーの位置調節装置の使用状態について説明する。
先ず、前記露光装置に取り付けられるデジタルマイクロミラー２０の位置を検査する。次いで、前記デジタルマイクロミラー２０の現在の位置を考慮して、回転方向や前後または左右方向を調節する。
先ず、前記デジタルマイクロミラー２０の回転方向に変更するために、回転ケース３３に取り付けられる回転調節具３４を回転動作させると、前記回転調節具３４につれて作動する回転軸３２は、前記回転調節具３４の回転方向に応じて左側や右側に回転動作され、前記デジタルマイクロミラー２０が指定された位置に移動すると、前記回転調節具３４の回転動作を止め、前記回転ストッパー３５を用いて固定すればよい。
次いで、前記デジタルマイクロミラー２０を前後方向に調節するために、前記中間ステージ４２に取り付けられる前後調節具４４を回転動作させると、前記デジタルマイクロミラー２０は、冷却手段６０と、回転調節手段３０および下部ステージ４１と共に前方や後方に移動する。
さらに、前記デジタルマイクロミラー２０を左右方向に調節するために、前記上部ステージ４３に取り付けられる左右調節具４５を回転動作させると、前記デジタルマイクロミラー２０は、冷却手段６０と、回転調節手段３０と、下部ステージ４１および中間ステージ４２と共に左側や右側に移動する。
このとき、前記中間ステージ４２および下部ステージ４１は、移動制限手段７０を構成する制限板７１および固定ピン７３によって指定された空間でのみ移動可能になる。
このように、前記デジタルマイクロミラーの位置調節装置１０を構成する回転調節手段３０および水平調節手段４０の作動により所望の場所にデジタルマイクロミラー２０の変調済みビームを伝達する。
以上、添付図面に基づいて本発明に係るデジタルマイクロミラーの位置調節装置の特定の形状および方向について説明したが、本発明は当業者によって種々な変形および変更が可能であり、このような変形および変更は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈さるべきである。
１０ デジタルマイクロミラーの位置調節装置
２０ デジタルマイクロミラー
３０ 回転調節手段
３１ 回転胴体
３２ 回転軸
３３ 回転ケース
３４ 回転調節具
３５ 回転ストッパー
４０ 水平調節手段
４１ 下部ステージ
４２ 中間ステージ
４３ 上部ステージ
４４ 前後調節具
４５ 左右調節具
５０ 支持枠
６０ 冷却手段
７０ 移動制限手段
２０ デジタルマイクロミラー
３０ 回転調節手段
３１ 回転胴体
３２ 回転軸
３３ 回転ケース
３４ 回転調節具
３５ 回転ストッパー
４０ 水平調節手段
４１ 下部ステージ
４２ 中間ステージ
４３ 上部ステージ
４４ 前後調節具
４５ 左右調節具
５０ 支持枠
６０ 冷却手段
７０ 移動制限手段
Claims (5)
- 下部に結合されるデジタルマイクロミラー２０を回転動作させて方向を調節する回転調節手段３０と、
前記回転調節手段３０の上部に結合され、前記デジタルマイクロミラー２０および回転調節手段３０を前後または左右の方向に調節する水平調節手段４０と、
多数のフレームを結合して形成されて地面や装備に取り付けられ、上部水平部には前記水平調節手段４０が固定される支持枠５０と、
を備えてなることを特徴とするデジタルマイクロミラーの位置調節装置。 - 前記回転調節手段３０とデジタルマイクロミラー２０との間には、前記デジタルマイクロミラー２０において発生する熱を冷却させる冷却手段６０がさらに取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のデジタルマイクロミラーの位置調節装置。
- 前記回転調節手段３０は、
前記冷却手段６０の上部に固着され、内部には回転動作する回転軸３２が取り付けられる回転胴体３１と、
前記回転胴体３１の上部に取り付けられる回転ケース３３と、
前記回転ケース３３の一方の側に取り付けられ、前記回転軸３２を回転動作させる回転調節具３４と、
前記回転ケース３３の一方の側に取り付けられ、前記回転調節具３４の作動を制限する回転ストッパー３５と、
を備えてなることを特徴とする請求項２に記載のデジタルマイクロミラーの位置調節装置。 - 前記水平調節手段４０は、
前記回転調節手段３０の上部に固着され、上部には前後ガイド溝４１ａが形成される下部ステージ４１と、
前記下部ステージ４１の上部に取り付けられ、下部には前記前後ガイド溝４１ａに沿って移動自在に前後ガイドレール４２ａが形成され、上部には前記前後ガイド溝４１ａと直交する方向に左右ガイド溝４２ｂが形成される中間ステージ４２と、
前記中間ステージ４２の上部に取り付けられ、下部には前記左右ガイド溝４２ｂに沿って移動自在に左右ガイドレール４３ａが形成される上部ステージ４３と、
前記中間ステージ４２の一方の側に取り付けられ、前後方向に前記デジタルマイクロミラー２０および回転調節手段３０を調節する前後調節具４４と、
前記上部ステージ４３の一方の側に取り付けられ、左右方向に前記デジタルマイクロミラー２０および回転調節手段３０を調節する左右調節具４５と、
を備えてなることを特徴とする請求項１に記載のデジタルマイクロミラーの位置調節装置。 - 前記水平調節手段４０には、中間ステージ４２および下部ステージ４１の移動距離の制限が可能なように移動制限手段７０がさらに取り付けられるが、
前記移動制限手段７０は、中間ステージ４２および上部ステージ４３に一方の側がそれぞれ固着され、内部には移動空間７２が形成される固定板７１と、前記固定板７１の移動空間７２に一方の側が嵌入して中間ステージ４２および下部ステージ４１に固着される固定ピン７３と、を有することを特徴とする請求項４に記載のデジタルマイクロミラーの位置調節装置。
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