JP3893421B2 - Optical modulation elements and the light modulation element array and an exposure apparatus using the same - Google Patents

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Description

【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、静電気力で可動薄膜を変位させることにより、可動薄膜を透過又は反射する光の量を変化させて、光を変調する光変調素子及び光変調素子アレイ並びにそれを用いた露光装置に関する。 The present invention, by displacing the movable film by electrostatic force, by changing the amount of light transmitted through or reflected movable film, an exposure apparatus using the light modulation device and the light modulation element array and it modulates the light .
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
光の振幅、位相、周波数を時間的に変化させる制御素子に光変調素子がある。 Amplitude of the light phase, there is an optical modulation element to the control element to the time-varying frequency. 光変調素子は、光を透過させる物質の屈折率を、物質に印加する外場によって変化させ、屈折、回折、吸収、散乱等等の光学現象を介して、最終的にこの物質を透過又は反射する光の強度を制御する。 Light modulation element, the refractive index of a material that transmits light, is changed by an external field applied to the material, refraction, diffraction, absorption, via the optical phenomena such as scattering, etc., finally transmit or reflect the substance to control the intensity of the light. この一つに、マイクロマシニングにより作製された可動薄膜を、静電気力により機械的動作させることで光変調する電気機械的な光変調素子が知られている。 This one, the movable thin film fabricated by micromachining, electro-mechanical optical modulation element is known that optical modulation by mechanically operated by an electrostatic force. この光変調素子としては、例えば図14(a)に示すように、透明な可動電極1と干渉膜を有するダイヤフラム3からなる可動薄膜5を、固定電極9を有する平面基板11上に支持部7を介して架設したものがある。 As the optical modulation element, for example, FIG. 14 (a), the support portion 7 on the planar substrate 11 having a movable thin film 5 made of a diaphragm 3, a fixed electrode 9 having a transparent movable electrode 1 and the interference film there are things that bridged via a.
【0003】 [0003]
この光変調素子では、図14(b)に示すように、両電極1,9間に所定の駆動電圧V ONを印加することで電極1,9間に静電気力を発生させ、可動薄膜5を固定電極9に向かって撓ませる。 In this optical modulation device, as shown in FIG. 14 (b), to generate an electrostatic force between the electrodes 1,9 by applying a predetermined drive voltage V ON between the electrodes 1,9, the movable film 5 It flexed toward the fixed electrode 9. これに伴って素子自体の光学的特性が変化し、光変調素子は光が透過する透過状態となる。 Optical properties of the element itself is changed in association with this, the optical modulation element is the transmissive state which light is transmitted. これは、例えばファブリペロー干渉を利用して光変調部から出射される光の強度を制御することで変化させる。 This example utilizes a Fabry-Perot interferometer is varied by controlling the intensity of the light emitted from the light modulation unit. 一方、印加電圧をゼロとする等の非駆動電圧を印加することで可動薄膜5が弾性復帰し、光変調素子は光を反射する反射状態となる。 On the other hand, the movable thin film 5 is elastically restored by applying a non-driving voltage such that the applied voltage is zero, the light modulation element is a reflective state that reflects light. このようにして、例えば光変調素子の入射光導入側においては、駆動電圧の印加により明となり、非駆動電圧の印加により暗となる光変調が実現される。 Thus, in the example the incident light introduction side of the light modulation element, it becomes bright due to the application of the driving voltage, the light modulation becomes dark by the application of non-driving voltage can be realized. この種の光変調素子によれば、静電誘導により可動薄膜5を駆動するので、従来の液晶型光変調器に比べて高速な応答が可能になる。 According to this type of optical modulation element, since driving the movable film 5 by electrostatic induction, allowing faster response as compared with the conventional liquid crystal optical modulator.
【0004】 [0004]
ここで、上記のようなファブリペロー干渉を利用した基本的な光変調作用について説明する。 The following describes basic optical modulation action utilizing a Fabry-Perot interferometer as described above. ファブリペロー干渉では、入射光線が、反射と透過を繰り返して多数の光線に分割され、これらは互いに平行となる。 The Fabry-Perot interferometer, incident light is divided into a number of beams by repeating transmission and reflection, they are parallel to each other. 透過光線は、無限遠において重なり合い干渉する。 Transmitted light interferes overlap in infinity. 面の垂線と入射光線のなす角をθとすれば、隣り合う二光線間の光路差はx=nt・cosθで与えられる。 If the angle of the perpendicular line and the incident light surface as theta, the optical path difference between two adjacent beams is given by x = nt · cosθ. 但し、nは二面間の屈折率、tは間隔である。 Here, n is the refractive index between the two surfaces, t is the spacing. 光路差xが波長λの整数倍であれば透過線は互いに強め合い、半波長の奇数倍であれば互いに打ち消し合う。 Transmission line if the integral multiple of the optical path difference x is the wavelength λ is mutually reinforce each other cancel each other if an odd multiple of a half wavelength. 即ち、反射の際の位相変化がなければ、 That is, if there is no phase change upon reflection,
2nt・cosθ=mλ …(1) で透過光最大となり、 2nt · cosθ = mλ ... becomes the transmitted light up to (1),
2nt・cosθ=(2m+1)λ/2 …(2) で透過光最小となる。 The transmitted light minimum 2nt · cosθ = (2m + 1) λ / 2 ... (2).
但し、mは整数である。 However, m is an integer.
即ち、平行ミラー間で反射と透過が繰り返されるファブリペロー干渉においては、空隙の略整数倍の波長のみが光変調素子を透過する。 That is, in the Fabry-Perot interferometer which is repeated reflection and transmission between the parallel mirrors, only the wavelength of approximately an integral multiple of the gap is transmitted through the optical modulation element.
【0005】 [0005]
ここで、図14に示す構成の光変調素子を用い、例えばブラックライト用紫外線ランプ(低圧水銀ランプ)からの出射光を光変調する場合を考える。 Here, using a light modulation device having the structure shown in FIG. 14, consider the case for optically modulating light emerging from eg a black light for ultraviolet lamp (low pressure mercury lamp). 低圧水銀ランプの内壁にブラックライト用の蛍光体を塗布した場合、その発光紫外線の分光特性は、例えば図15に示すように、360nm付近に中心波長λ 0を持つようになる。 When coated with phosphor for black light on the inner wall of the low-pressure mercury lamp, the spectral characteristics of the light-emitting ultraviolet, for example, as shown in FIG. 15, will have a center wavelength lambda 0 in the vicinity of 360 nm.
【0006】 [0006]
ここで、光変調素子に非駆動電圧V OFFを印加したときの空隙10の間隔をtoff とする(図14(a)の状態)。 Here, the interval of the gap 10 when the non-driving voltage V OFF is applied to the light modulating element and toff (state of FIG. 14 (a)). また、駆動電圧V ONを印加したときの空隙10の間隔をtonとする(図14(b)の状態)。 Moreover, the spacing of the gap 10 upon application of the driving voltage V ON between ton (the state of FIG. 14 (b)).
更に、ton、toff を下記のように設定する。 Furthermore, set ton, the toff as follows.
ton =1/2×λ 0 =180nm ton = 1/2 × λ 0 = 180nm
toff =3/4×λ 0 =270nm toff = 3/4 × λ 0 = 270nm
但し、 However,
m=1 m = 1
λ 0 :紫外線の中心波長とする。 λ 0: a center wavelength of ultraviolet rays.
【0007】 [0007]
また、可動薄膜5及び干渉膜3は、その光強度反射率をR=0.85とする。 Further, the movable thin film 5 and the interference film 3, the light intensity reflectance R = 0.85. 空隙10は空気又は希ガスとし、その屈折率はn=1とする。 Void 10 is air or a noble gas, the refractive index is set to n = 1. 紫外線はコリメートされているので、光変調素子に入射する入射角θは略ゼロとする。 Since ultraviolet rays are collimated, incident angle incident on the light modulation element θ is substantially zero. このときの光変調素子の波長に対する光透過率は図16に示すようになる。 Light transmittance versus wavelength of the light modulation element in this case is as shown in FIG. 16. 即ち、光変調素子21は、可動電極1と固定電極9との間に非駆動電圧V OFFを印加したとき、toff =270nmとなり、図15に示す360nm付近に中心波長λ 0を持つ紫外線をほとんど透過させない。 That is, the light modulation element 21, upon application of a non-driving voltage V OFF between the movable electrode 1 and the fixed electrode 9, toff = 270 nm, and the ultraviolet rays having a center wavelength lambda 0 in the vicinity of 360nm as shown in Figure 15 almost It does not transmit. 一方、駆動電圧を印加してton=180nmとなると、360nm付近に中心波長λ 0を持つ紫外線を透過させるようになる。 On the other hand, when the ton = 180 nm by applying a driving voltage, so as to transmit ultraviolet light having a center wavelength lambda 0 in the vicinity of 360 nm.
【0008】 [0008]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
しかしながら、上記従来の光変調素子では、干渉モードで光変調を行う場合に、光透過を可能とする波長域(波長マージン)が非常に狭くなる傾向がある。 However, in the conventional light modulation device, when performing optical modulation in interference mode, the wavelength range to allow light transmission (wavelength margin) is very narrow tendency. 上記の光変調素子の場合、図16に示す波長360nm付近の波長スペクトル、即ち、光透過状態となり得る波長域は、非常にシャープな分布となり透過帯が狭小となる。 If the optical modulation element, a wavelength spectrum around a wavelength 360nm shown in FIG. 16, i.e., the wavelength range that can be a light transmission state, the transmission band is narrow be a very sharp distribution.
従って、この狭小な透過帯によって光変調素子を正しく動作させるには、光変調素子製造時の膜厚精度、光学系組み込み精度、入射光の波長精度等を高精度に維持しなければならず、仮に、この狭小な透過帯を超えるような誤差が生じたときには、光変調素子が光のオン/オフ制御が行えなくなる。 Therefore, in order to operate the light modulation element correctly by the narrow transmission band, it is necessary thickness accuracy in the light modulating device fabrication, an optical system built accuracy, the wavelength accuracy of the incident light is maintained with high precision, If, when the error exceeding the narrow transmission band occurs, the light modulation element can not be performed on / off control of light. このため、光変調素子の製造コストが増大するといった問題があった。 Therefore, there is a problem the manufacturing cost of the optical modulation element is increased.
【0009】 [0009]
本発明は、このような状況に鑑みてなされたもので、光のオン/オフ変調が可能となる波長マージンを広くすることができ、それにより、膜厚精度、光学系組み込み精度、入射光の波長精度等を緩めることができる光変調素子及び光変調素子アレイ並びにそれを用いた露光装置を提供し、もって、光変調素子の製造コスト低減を図ることを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, it is possible to widen the wavelength margin light on / off modulation becomes possible, whereby the film thickness accuracy, an optical system built precision, of the incident light to provide an exposure apparatus using the same and an optical modulation element and the optical modulation element array can be loosened wavelength accuracy and the like, have been, and by clarifying the manufacturing cost of the optical modulator.
【0010】 [0010]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記目的を達成するための本発明に係る請求項1記載の光変調素子は、それぞれが干渉膜を備え変調する光に対して透明な第一平面基板と可動薄膜とを空隙を隔てて平行に対向配置し、前記第一平面基板及び前記可動薄膜のそれぞれに設けた平面電極への電圧印加により発生する静電気力によって、前記可動薄膜を前記第一平面基板に対して変位させ、前記可動薄膜を透過又は反射する光量を変化させる光変調素子であって、 Light modulation element according to claim 1, wherein according to the present invention for achieving the above object, a first planar substrate transparent and the movable film in parallel across a gap to light each modulated with an interference film oppositely disposed, by electrostatic force generated by applying voltage to the first planar substrate and a planar electrode provided on each of the movable film, thereby displacing the movable thin film to said first planar substrate, the movable membrane an optical modulating element for changing the transmitted or reflected light quantities,
前記可動薄膜を挟んで前記第一平面基板の反対側に、干渉膜を備え変調する光に対して透明な第二平面基板を、空隙を隔てて平行に対向配置し、 Opposite the first planar substrate across said movable film, a transparent second planar substrate the modulated light with an interference film, parallel to face each other across a gap,
前記可撓薄膜の干渉膜を単層の干渉膜とし、前記第一平面基板および前記第二平面基板の干渉膜をそれぞれ多層の干渉膜としたことを特徴とする。 The interference film of the flexible thin film interference film of a single layer, characterized in that said first planar substrate and interference film of the second flat substrate and a multilayer interference film, respectively.
【0011】 [0011]
この光変調素子では、 単層の干渉膜を備えた可動薄膜と多層の干渉膜を備えた第一平面基板とからなる干渉フィルター(ファブリーペローフィルター)に、 多層の干渉膜を有する第二平面基板を空隙を隔てて直列に結合することで、比較的広い波長域の透過帯が得られるようになる。 In this optical modulation device, the interference filter comprising a first planar substrate having a movable film and a multilayer interference film having an interference film of a single layer (Fabry-Perot filter), a second planar substrate having a multilayer interference film the across a gap by combining in series, so that the transmission band of a relatively wide wavelength range is obtained. つまり、従来、可動薄膜と第一平面基板とを透過させた場合では狭かった、光透過を可能にする波長マージンを広くすることができ、これにより、膜厚精度、光学系組み込み精度、入射光の波長精度等を緩めることができ、その結果、光変調素子の製造コストを低く抑えることができるようになる。 That is, conventionally, was narrow in the case where is transmitted through the movable film and the first flat substrate, it is possible to widen the wavelength margin to allow for light transmission, thereby, the film thickness accuracy, an optical system built precision, the incident light wavelength accuracy and the like can be loosened, its result, it is possible to reduce the cost of manufacturing an optical modulation element low.
【0012】 [0012]
請求項2記載の光変調素子は、前記可動薄膜が、前記平面電極の形成されない可動薄膜側非電極部を有し、前記第一平面基板が、前記可動薄膜側非電極部と対面する位置に前記平面電極の形成されない基板側非電極部を有していることを特徴とする。 Light modulation element according to claim 2, the movable film has a movable film-side non-electrode portion which is not formed of the planar electrode, the first planar substrate, at a position facing the movable thin film side non-electrode portions characterized in that it has a substrate-side non-electrode portion which is not formed of the planar electrode.
【0013】 [0013]
この光変調素子では、可動薄膜及び第一平面基板の光透過部位に透明電極を設ける必要がないので、透明電極による光の吸収を皆無にできる。 In this optical modulation element, it is not necessary to provide a transparent electrode on the light transmitting portion of the movable film and the first planar substrate, can be nil absorption of light by the transparent electrode. また、光強度が強い場合に生じる透明電極の発熱による変形・破壊等が防止でき、光変調素子の高速駆動と長寿命化が実現する。 Further, such deformation or damage caused by heat of the transparent electrodes caused when the light intensity is high can be prevented is, high-speed driving and long life of the optical modulator can be realized. さらに、光の吸収がなくなるので、透過光の強度も増大させることができる。 Further, since the light absorption is eliminated, the intensity of the transmitted light can also be increased. なお、前記干渉膜を、屈折率の高い誘電体材料と、屈折率の低い誘電体材料とを交互に積層した多層干渉膜とすれば、各層間の境界面での反射光や透過光による干渉を強め合い、高反射率、高透過率が得られるようになる。 Note that the interference film, the high refractive index dielectric material, if a low refractive index and a dielectric material a multilayer interference film formed by alternately laminating, interference due to reflected light or transmitted light at the boundary surface between the layers the constructive, high reflectance, so that a high transmittance can be obtained. さらに、前記第一平面基板の多層干渉膜と、前記第二平面基板の多層干渉膜とが、前記可動薄膜を対称に同一の積層構造を有したものとすれば、可撓薄膜の移動による透過光量の変化を大きくできる。 Further, a multilayer interference film of the first planar substrate, a multilayer interference film of the second planar substrate, if that has the same laminated structure the movable film symmetrically, penetration by the movement of the flexible thin film a change in the amount of light can be increased.
【0014】 [0014]
請求項3記載の光変調素子アレイは、前記可動薄膜を矩形状に形成し且つ前記可動薄膜の長手方向両端を支持した請求項1又は請求項2記載の光変調素子を、同一平面上で、前記可動薄膜の長手方向に直交する方向に複数近接させて並設したことを特徴とする。 Light modulation element array according to claim 3, wherein the light modulation element according to claim 1 or claim 2, wherein the longitudinal ends supporting the formed and said movable thin the movable film in a rectangular shape, on the same plane, characterized by being arranged by a plurality close to a direction perpendicular to the longitudinal direction of the movable film.
【0015】 [0015]
この光変調素子アレイでは、光変調素子を、同一平面上で、可動薄膜の長手方向に直交する方向に複数近接させて並設することで、光変調素子の並設数と同数の画素数で、1ライン分を同時に光変調することができる。 In this optical modulation element array, the light modulation element, on the same plane, by a plurality close to a direction perpendicular to the longitudinal direction of the movable film by juxtaposed, in the same number of pixel number and parallel 設数 light modulation element , it is possible to simultaneously optically modulating the one line.
【0016】 [0016]
請求項4記載の露光装置は、請求項3記載の光変調素子アレイと、前記光変調素子アレイに光ビームを照射するレーザ光源と、前記光ビームに感光する感光材料に対して、前記光変調素子アレイからの出射光を主走査方向及びこれと直交する副走査方向に相対移動させる移動手段とを備えたことを特徴とする。 Exposure apparatus according to claim 4 is an optical modulation element array according to claim 3 wherein a laser light source for irradiating a light beam to the light modulator array, the photosensitive material sensitive to the light beam, the light modulation characterized by comprising a moving means for relatively moving in the sub-scanning direction perpendicular to light emitted from the element array and the main scanning direction and which.
【0017】 [0017]
この露光装置では、請求項3記載の光変調素子アレイを用い、この光変調素子アレイにレーザ光源からの光を照射し、光変調素子から出射される光を移動手段によって感光材料に対して相対移動させつつ感光材料に照射することで、感光材料を直接走査露光することができる。 In this exposure apparatus, using an optical modulation element array according to claim 3, wherein irradiated light from a laser light source to the optical modulation element array, the relative light emitted from the light modulating element with respect to the photosensitive material by moving means by irradiating the photosensitive material while moving the can scan exposing a light-sensitive material directly.
【0018】 [0018]
請求項5記載の露光装置は、請求項3記載の光変調素子アレイと、前記光変調素子アレイに光ビームを照射する高出力レーザ光源と、前記光変調素子アレイからの出射光を集光する集光レンズと、前記光ビームに感光する感光材料に対して、前記集光レンズにより集光された出射光を主走査方向及びこれと直交する副走査方向に相対移動させる移動手段とを備えたことを特徴とする。 Exposure apparatus according to claim 5, wherein includes a light modulation element array according to claim 3, wherein the high-power laser light source for irradiating a light beam to the light modulator array, for focusing the light emitted from the light modulator array a condenser lens, the photosensitive material sensitive to the light beam, and a moving means for relatively moving in the sub-scanning direction perpendicular to the emission light collected by the condenser lens and the main scanning direction and which it is characterized in.
【0019】 [0019]
この露光装置では、請求項3記載の光変調素子アレイを用い、この光変調素子アレイにレーザ光源からの光を照射し、光変調素子から出射される光を集光レンズにより集光させて、この出射光を移動手段によって感光材料に対して相対移動させつつ感光材料へ照射することで、感光材料を直接走査露光することができ、ほぼ密着露光に近い光学系を構成できる。 In this exposure apparatus, using an optical modulation element array according to claim 3, wherein, in this optical modulation element array is irradiated with light from the laser light source, the light emitted from the light modulating element is focused by the focusing lens, this by the emitted light moving means by irradiating the photosensitive material while relatively moving the photosensitive material can be scanned exposing the photosensitive material can be directly configured optical system nearly contact exposure.
【0020】 [0020]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
以下、本発明に係る光変調素子及び光変調素子アレイ並びにそれを用いた露光装置の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a preferred embodiment of the optical modulation element and the optical modulation element array and an exposure apparatus using the same will be described with reference to the drawings in detail according to the present invention.
図1は本発明に係る光変調素子の構成を示す断面図、図2は図1に示した光変調素子の平面図、図3は光変調素子の層構造例を示す説明図である。 1 is a sectional view showing a configuration of a light modulation element according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of the optical modulator shown in FIG. 1, FIG. 3 is an explanatory view showing the layer structure of an optical modulation element.
【0021】 [0021]
図1に示すように、光変調素子21は、上面に干渉膜22及び平面電極37を有し変調する光に対して透明な第一平面基板23と、この第一平面基板23の上面に犠牲層の形成・除去等の方法によって形成した空隙25を隔てて、干渉膜及び平面電極(可動電極)31を有する可動薄膜27と、さらに同様の空隙26を隔てて、下面に干渉膜45を有し変調する光に対して透明な第二平面基板47とを基本構成として備えている。 1, the optical modulation device 21 includes a first planar substrate 23 transparent to light modulating having an interference film 22 and the planar electrode 37 on the upper surface, the sacrifice on the upper surface of the first planar substrate 23 Yes at a gap 25 formed by a method such as formation and removal of the layer, the interference film and a top electrode movable film 27 having a (movable electrode) 31, further separates the same space 26, an interference film 45 on the lower surface It has a basic structure and a second planar substrate 47 transparent to the modulated light. これら第一平面基板23、可動薄膜27、第二平面基板47は互いに平行に対向配置されている。 These first planar substrate 23, the movable film 27, the second planar substrate 47 is parallel to face each other. なお、可動薄膜27は、可動薄膜27自体を干渉膜により形成する他にも、干渉膜を別途に形成してもよい。 The movable film 27, the movable film 27 itself in addition to forming the interference film also, the interference film may be separately formed. なお、本実施の形態においては可動薄膜27自身が干渉膜からなる場合を例に説明する。 In the present embodiment illustrates the case where the movable film 27 itself is made of the interference film as an example.
【0022】 [0022]
第1平面基板23は、ガラス基板35、干渉膜22、平面電極(固定電極)37を順次積層した構造であり、固定電極37上には支持部28が立設されている。 The first planar substrate 23 includes a glass substrate 35, an interference film 22, a structure obtained by sequentially stacking a planar electrode (fixed electrode) 37, the support 28 is erected on the fixed electrode 37. 第一平面基板23の固定電極37上に立設された支持部28は、例えばシリコン酸化物、シリコン窒化物、セラミック、樹脂等からなり、その上面を可動薄膜27と接合させている。 Support 28 provided upright on the fixed electrode 37 of the first planar substrate 23, for example, silicon oxide, silicon nitride, ceramics, a resin or the like, and is joined to the upper surface and movable film 27. 可動薄膜27は、弾性を有し、矩形状に形成され、支持部28に長手方向両端部を接合されて、平面電極(可動電極)31を、干渉膜であるダイヤフラム33上に積層した構造となっている。 Movable film 27 has elasticity, is formed in a rectangular shape, and the supporting portion 28 is joined to both longitudinal ends, by laminating a planar electrode (movable electrode) 31, on the diaphragm 33 is an interference film structure going on.
【0023】 [0023]
可動電極31及び固定電極37は、アルミニウムからなるが、この他にも、金属或いは導電性を有する金属化合物が利用できる。 Movable electrode 31 and fixed electrode 37 is made of aluminum, the addition to available metal compound having a metal or conductive. この金属としては、金、銀、パラジウム、亜鉛、銅等の金属薄膜を用いることができ、金属化合物としては、これら金属の化合物等を用いることができる。 As the metal, gold, silver, can be used palladium, zinc, a metal thin film such as copper, as a metal compound thereof can be used metal compounds or the like. また、ダイヤフラム33は、TiO 2からなるが、シリコン窒化物、各種酸化物、窒化物等を用いることができる。 Further, the diaphragm 33 is comprised of TiO 2, silicon nitride, various oxides, may be a nitride or the like. 可動薄膜27に干渉膜を別途に設ける場合には、この他にも、セラミック、樹脂等の他、ポリシリコン等の半導体、絶縁性のシリコン酸化物等を用いることができる。 In the case of providing the interference film to the movable film 27 separately, this addition to, ceramic, other resins such as, semiconductor such as polysilicon, can be used insulating silicon oxide or the like.
【0024】 [0024]
第二平面基板47は、可動薄膜27に対面する面(図1の下面)に干渉膜45を有し、可動薄膜27の長手方向両端の可動電極31上に立設した支持部29を介して干渉膜45側の下面が支持されることで、第一平面基板23及び可動薄膜27に対して平行に対向配置されている。 The second planar substrate 47 has an interference film 45 on the surface facing the movable film 27 (lower surface in FIG. 1), via a support 29 provided upright on the movable electrode 31 in the longitudinal ends of the movable film 27 by the lower surface of the interference film 45 side is supported so as to be parallel to opposed to the first flat substrate 23 and the movable film 27. この第二平面基板47は、ガラス基板36に干渉膜45を積層した構造となっている。 The second planar substrate 47 has a structure obtained by laminating a interference film 45 on the glass substrate 36. ここで、上記したガラス基板35,36は、ガラス以外にも、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート等の樹脂等を用いることができる。 Here, a glass substrate 35 as described above, in addition to glass, may also be used, for example polyethylene terephthalate, resin such as polycarbonate or the like.
【0025】 [0025]
また、光変調素子21は、図2に示すように、複数の可動薄膜27が例えば同一平面上で、可動薄膜27の長手方向に直交する方向に近接して、1次元のアレイ状に形成される。 Further, the light modulation element 21, as shown in FIG. 2, a plurality of movable thin film 27, for example, on the same plane, close to the direction perpendicular to the longitudinal direction of the movable film 27 is formed in a shape one-dimensional array that. なお、図2中の各部位における寸法は、例えばa=150μm、b=20μm、c=50μm程度で形成することができる。 The size of each part in FIG. 2, for example, a = 150μm, b = 20μm, can be formed at about c = 50 [mu] m.
【0026】 [0026]
また、可動薄膜27の長手方向中央部には、この可動薄膜27に形成した可動電極31を長手方向両端に分断する薄膜側非電極部41を設けており、また、第一平面基板23にも、この薄膜側非電極部41に対面する基板側非電極部43を設けている。 Further, in the longitudinal center of the movable thin film 27, and provided with a thin film side non-electrode portion 41 that divides the movable electrode 31 formed on the movable film 27 at both ends in the longitudinal direction, also in the first plane board 23 It is provided with a substrate-side non-electrode portion 43 facing the thin film side non-electrode portions 41. つまり、可動薄膜27の長手方向中央部とこれに対応する第一平面基板23の領域は電極部が存在せず、これら薄膜側非電極部41及び基板側非電極部43には、図1及び図2に示すように、可動電極31及び固定電極37を積極的に除去している。 That is, the region of the first planar substrate 23 corresponding to the longitudinal center portion of the movable film 27 is not present electrode part, these film-side non-electrode portions 41 and the substrate-side non-electrode portion 43, and FIG. 1 as shown in FIG. 2, it is actively removed movable electrode 31 and fixed electrode 37. 光変調素子21は、この薄膜側非電極部41及び基板側非電極部43が光透過部となって光変調を行うため、光透過部位に透明電極を設ける必要がなくなり、導電率や光透過率を向上させることができる。 Light modulation element 21, because this thin film side non-electrode portions 41 and the substrate-side non-electrode portion 43 performs optical modulation becomes the light transmitting unit, there is no need to provide a transparent electrode on the light transmitting portion, conductivity or light transmittance it is possible to improve the rate.
【0027】 [0027]
上記のように、本実施形態の光変調素子21は、第一平面基板23のガラス基板35と、第二平面基板47のガラス基板36との間に、干渉膜22と干渉膜45とを有し、その干渉膜22と干渉膜45との間に、空隙25,26を挟んで干渉膜を有する可動薄膜27を配置した構成となっている。 As described above, the light modulation device 21 of the present embodiment, chromatic glass substrate 35 of the first planar substrate 23, between the glass substrate 36 of the second planar substrate 47, the interference film 22 and the interference film 45 and it has become between the interference film 45 and the interference film 22, a configuration of arranging the movable film 27 having an interference film across the air gap 25. このように、可動薄膜27は、第一平面基板23側及び第二平面基板47側に空隙25,26を有して干渉膜22、干渉膜45に対面している。 Thus, the movable membrane 27, interference film 22 on the first planar substrate 23 side and the side second planar substrate 47 has a gap 25, 26, faces the interference film 45.
【0028】 [0028]
これら干渉膜22,45は、多層干渉膜からなり、例えば蒸着やスパッタにより形成したTiO 2 /SiO 2の多層膜とすることができる。 These interference films 22 and 45 is a multilayer interference film, for example, be a TiO 2 / SiO 2 multilayer film formed by vapor deposition or sputtering. これらの干渉膜22,45の層構成の例を図3に示した。 An example of the layer structure of these interference films 22 and 45 shown in FIG. 本実施形態では、可動薄膜27にTiO 2を用い、干渉膜22と、干渉膜45と、可動薄膜27との全体でTiO 2とSiO 2の層を合計7層設けた多層干渉膜としている。 In the present embodiment, the TiO 2 employed in the movable film 27, the interference film 22, an interference film 45 is a multilayer interference film in which layers of TiO 2 and SiO 2 was provided a total of 7 layers in total the movable film 27. 即ち、その積層構造は、図3(b)に示すように、第一平面基板側から順に、ガラス/SiO 2 /TiO 2 /SiO 2 /空隙/TiO 2 /空隙/SiO 2 /TiO 2 /SiO 2 /ガラスとなっている。 That is, the laminated structure, as shown in FIG. 3 (b), in order from the first plane substrate, the glass / SiO 2 / TiO 2 / SiO 2 / void / TiO 2 / void / SiO 2 / TiO 2 / SiO and it has a 2 / glass. これら干渉膜22,45は、屈折率の高い誘電体材料と屈折率の低い誘電体材料とを交互に積層されることで、各層間の境界面での反射光や透過光による干渉を強め合い、高反射率、高透過率が得られる多層膜干渉効果によって、所謂ハーフミラーとしての機能を奏する。 These interference films 22 and 45 has a low dielectric material having a refractive index and high refractive index dielectric material that are laminated alternately, constructive interference due to the reflected light and transmitted light at the boundary surface between the layers , high reflectivity, the multilayer interference effects a high transmittance can be obtained, exhibits the function as a so-called half-mirror.
【0029】 [0029]
また、第一平面基板23の干渉膜22と、第二平面基板47の干渉膜45とは、可動薄膜27を対称に同一の積層構成を有している。 Further, an interference film 22 of the first planar substrate 23, and the interference film 45 of the second planar substrate 47, has the same layered structure of the movable film 27 symmetrically. これにより、透過光量の可動薄膜の移動による変化を大きくできる。 This allows large changes due to movement of the movable thin amount of transmitted light.
【0030】 [0030]
次に、上記構成の光変調素子21の光変調動作を説明する。 Next, the optical modulation operation of the light modulation element 21 of the above structure.
図4に光変調素子の動作を説明する断面図を示した。 It shows a cross sectional view for explaining an operation of the optical modulator in FIG.
光変調素子21では、図4(a)に示す状態から、可動薄膜27の可動電極31と第一平面基板23の固定電極37との間に駆動電圧V ONを印加すると、可動薄膜27に電荷が静電誘導される。 In the light modulation element 21, from the state shown in FIG. 4 (a), the movable electrode 31 of the movable film 27 is applied the driving voltage V ON between the fixed electrode 37 of the first planar substrate 23, a charge to the movable film 27 There is electrostatically induced. この電荷と第一平面基板23の固定電極37との間に作用する静電気力によって、可動薄膜27は、図4(b)に示すように、第一平面基板23側へ吸着力が働くことによって弾性変形され、第一平面基板23上面に近接するように変位する。 By an electrostatic force acting between the charge and the fixed electrode 37 of the first planar substrate 23, the movable film 27, as shown in FIG. 4 (b), by suction force to the first planar substrate 23 side acts is elastically deformed, it is displaced so as to approach the first planar substrate 23 upper surface. 一方、非駆動電圧V OFFが印加されて静電気力による吸着力がなくなると、図4(a)に示すように、弾性復帰力によって再び可動薄膜27の中央部が空隙25を隔てた位置に浮上して配置される。 On the other hand, when the non-driving voltage V OFF is applied suction force by electrostatic force disappears, as shown in FIG. 4 (a), floating in a position central portion of the movable film 27 again by the elastic restoring force across the air gap 25 It is disposed. 光変調素子21では、この可動薄膜27の変位動作又は弾性復帰動作により、特定の波長域の光が選択的に透過又は反射される。 In the light modulation element 21, a displacement action or elastic returning operation of the movable film 27, light of a specific wavelength range is selectively transmitted or reflected.
【0031】 [0031]
つまり、光変調素子21は、可動薄膜27の変位により、可動薄膜27、干渉膜22,45からなる平行ミラー間の距離をそれぞれ異ならせ、平行ミラー間で繰り返し反射させた合成波の強度を変化させることによって、導入された光を透過又は反射させている。 That is, the light modulation element 21 is changed by the displacement of the movable film 27, the movable film 27, the distance between the parallel mirrors of interferometric film 22 and 45 at different respective intensities of the composite wave is repeatedly reflected between the parallel mirrors by and by transmitting or reflecting the introduced light. 即ち、ファブリペロー干渉を利用した光変調を行っている。 In other words, doing a light modulation using a Fabry-Perot interferometer.
【0032】 [0032]
この光変調素子21では、可動薄膜27を変位させることで、干渉モードにて光変調を行っている。 In the light modulation element 21, by displacing the movable film 27 is subjected to optical modulation in interference mode. これにより、低い駆動電圧(数V〜致十V)で、数十〔nsec〕の高速動作が可能になる。 Thereby, a low driving voltage (several V~ 致 tens V), allowing high-speed operation of several tens of [nsec]. なお、干渉の条件を満たせば、空隙25,26の間隔、屈折率、可動薄膜27及び干渉膜22,45の光強度反射率等はいずれの組合せでも良い。 Note that satisfies the condition of interference, the interval of the gap 25, the refractive index, the light intensity reflectance and the like of the movable film 27 and the interference film 22 and 45 may be any combination. また、印加電圧の値により空隙25,26の間隔を連続的に変化させると、透過スペクトルの中心波長を任意に変化させることが可能である。 Further, when continuously changing the distance of the gap 25 by the value of the applied voltage, it is possible to arbitrarily change the center wavelength of the transmission spectrum. これにより透過光量を連続的に制御することも可能である。 It is also possible thereby continuously controlling the quantity of transmitted light. 即ち、印加電圧による階調制御が可能となる。 In other words, it is possible to gradation control by the applied voltage.
また、本実施形態の光変調素子21は、入射した光を入射光導入側に反射して戻す反射型の光変調素子としても、また、第二平面基板47側から可動薄膜27を通して第一平面基板23側へ透過させる透過型の光変調素子としても構成できる。 Further, the light modulation device 21 of the present embodiment, even as a reflection type optical modulation elements reflect back the incident light introduction side of incident light, also, the first plane through the movable film 27 from the second flat substrate 47 side It can also be configured as a transmission type optical modulation element for transmitting to the substrate 23 side.
【0033】 [0033]
本実施の形態による光変調素子21は、可動薄膜27と第一平面基板23とからなる従来構成の光変調素子による光変調作用に加えて、干渉膜45を有する第二平面基板47を空隙26を隔てて上下直列に結合することで、従来構成の場合よりも広い透過帯を得ることができるようになっている。 Light modulation element 21 according to this embodiment, in addition to the optical modulation action of the conventional structure of the optical modulation element and moving the thin film 27 comprising a first planar substrate 23, the gap of the second planar substrate 47 having an interference film 45 26 by combining the vertical series across a, thereby making it possible to obtain a wide transmission band than in conventional configurations. 従って、従来、可動薄膜27と第一平面基板23とを配置して透過させるのみでは狭かった光透過を可能とする波長マージンを、広く設定することができる。 Therefore, conventionally, only the transmitting and placing the movable film 27 and the first flat substrate 23 the wavelength margin that enables narrow was light transmission can be set widely. これにより、膜厚精度、光学系組み込み精度、入射光の波長精度等を緩めることができ、その結果、光変調素子の製造コストを低く抑えることができる。 Accordingly, the film thickness accuracy, an optical system built precision, it is possible to loosen the wavelength accuracy of the incident light, as a result, it is possible to reduce the cost of manufacturing an optical modulation element low.
【0034】 [0034]
また、上記構成の光変調素子21によれば、光変調部において、電極部による光の吸収を皆無にでき、光強度が強い場合に生じる電極部の発熱による変形・破壊等が防止でき、光変調素子21の高速駆動が可能になり、かつ長寿命化が実現できる。 Further, according to the optical modulation device 21 having the above structure, in the light modulation unit, can the absorption of light by the electrode unit nil, can transform, destruction by heat generation of the electrode portions caused when the light intensity is strong is prevented, light enabling high-speed driving of the modulation element 21, and long life can be realized. さらに、光透過部位における光の吸収がなくなるので、透過光の強度も増大させることができる。 Further, since the light absorption is eliminated in the light transmitting region, the intensity of the transmitted light can also be increased. また、可動薄膜を矩形状に形成し、その中央部の全てを薄膜側非電極部41として電極を除去したので、複数の光変調素子を一次元に配列した場合、隣接する光変調素子の光透過部同士の間に電極が介在せず、露光装置、表示装置に用いた場合の画素密度を高精細にできる。 Also, to form the movable film in a rectangular shape, since all of its central portion to remove the electrode as a thin film-side non-electrode portion 41, when arranging a plurality of light modulator elements in a one-dimensional, light adjacent light modulating elements no electrode is not interposed between the transparent portions, an exposure apparatus, can be a pixel density in the case of using a display device with high resolution.
【0035】 [0035]
ここで、第二平面基板47を設けることにより、光透過が可能となる波長マージンが広くなる様子を、シミュレーションによって求めた結果について、図5〜図9を参照して順次説明する。 Here, by providing the second planar substrate 47, a state in which the wavelength margin light transmission is possible is widened, the results obtained by simulation are sequentially described with reference to FIGS. 5-9.
図5は図1に示す合計7層の干渉膜を備えた光変調素子に対する光の透過率特性を示すグラフである。 Figure 5 is a graph showing the transmittance characteristic of light relative to the light modulation element having a interference film of the total 7 layers shown in FIG. 図中、○印は電極へ駆動電圧を印加した場合の特性で、●印は非駆動電圧を印加した場合の特性を示している。 In the figure, the characteristic of the case ○ mark a driving voltage is applied to the electrodes, ● mark indicates the characteristic in the case of applying the non-driving voltage.
この場合、波長λ=405nm近傍を透過帯としており、干渉膜の構造は図3(b)にも示したように、電極への非駆動電圧の印加時では、第2平面基板47側から、 In this case, has a wavelength lambda = 405 nm near the transmission band, the structure of the interference film as also shown in FIG. 3 (b), the time of application of the non-driving voltage to the electrode, the second flat substrate 47 side,
【0036】 [0036]
SiO 2 (145nm) SiO 2 (145nm)
TiO 2 (21nm) TiO 2 (21nm)
SiO 2 (33nm) SiO 2 (33nm)
空隙 (101nm) Void (101nm)
TiO 2 (42nm) TiO 2 (42nm)
空隙 (101nm) Void (101nm)
SiO 2 (17nm) SiO 2 (17nm)
TiO 2 (25nm) TiO 2 (25nm)
SiO 2 (148nm) SiO 2 (148nm)
となる。 To become. そして、駆動電圧の印加時では、可動薄膜27下側の空隙25がなくなることになる。 Then, at the time of application of the driving voltage, so that the movable film 27 below the gap 25 is eliminated. また、ここでの光変調素子は、入射光の波長が405nmであることを想定して、全ての波長域でλ=405nmとして計算した。 Also, light modulation element here is, assuming that the wavelength of the incident light is 405 nm, was calculated as lambda = 405 nm at all wavelengths.
【0037】 [0037]
但し、屈折率nは、 However, the refractive index n,
ガラス n=1.5151 Glass n = 1.5151
SiO 2 n=1.4703 SiO 2 n = 1.4703
TiO 2 n=2.3493 TiO 2 n = 2.3493
空隙 n=1 Void n = 1
としている。 It is set to.
【0038】 [0038]
また、図6は、図5に示す透過率特性の計算において、各膜厚の組み合わせを決める際の収束計算を、標準とした2回から1回に変更した結果を示すグラフである。 Also, FIG. 6, in the calculation of the transmittance characteristics shown in FIG. 5, the convergence calculation in determining the combination of the film thicknesses is a graph showing a result of changing once from the standard and the twice. この透過率特性においては、光透過が可能となる波長マージンが格段に広くなり、幅広い波長域に対して光変調が可能となる。 In the transmittance characteristic, the wavelength margin light transmission is possible is significantly wider, the light modulation is possible for a wide range of wavelengths.
【0039】 [0039]
図7は、光変調素子の干渉膜の構成を、図3(c)に示す9層構成とした場合の光の透過率特性を示すグラフであり、図8は、図3(d)に示す15層構成とした場合の光の透過率特性を示すグラフである。 7, the structure of the interference film of the optical modulator is a graph showing the transmittance characteristic of light in the case of a 9-layer structure shown in FIG. 3 (c), FIG. 8, shown in FIG. 3 (d) is a graph showing the transmittance characteristic of light in the case of a 15-layer structure. いずれの透過率特性においても、光透過が可能となる波長マージンが広がっている。 In any of the transmission characteristic, a wavelength margin light transmission is possible is expanded.
【0040】 [0040]
一方、図9は、比較のため従来の多層干渉膜を備えた光変調素子における波長特性をシミュレーションにより求めたグラフであって、光変調素子を合計7層の干渉膜で構成した場合の波長特性を示している。 On the other hand, FIG. 9, the wavelength characteristic when a graph obtained by simulation the wavelength characteristic of the optical modulation element having a conventional multilayer interference film for comparison, which constitutes a light modulation element in interference film of the total 7 layers the shows. この場合の層構成及び各層の厚みは以下の通りである。 Layer structure and thickness of each layer in this case is as follows.
TiO 2 (43.1nm) TiO 2 (43.1nm)
SiO 2 (68.9nm) SiO 2 (68.9nm)
TiO 2 (43.1nm) TiO 2 (43.1nm)
空隙 (101.3nm) Void (101.3nm)
SiO 2 (137.8nm) SiO 2 (137.8nm)
TiO 2 (43.1nm) TiO 2 (43.1nm)
SiO 2 (68.9nm) SiO 2 (68.9nm)
TiO 2 (43.1nm) TiO 2 (43.1nm)
【0041】 [0041]
図9に示すλ=405nm近傍を透過帯とする従来の光変調素子の場合には、その多層膜構造は、非駆動電圧の印加時(電圧OFF状態)では、光透過状態となり得る波長マージンが、非常にシャープな分布となり透過帯が狭小となる。 In the case of conventional optical modulation element that the lambda = 405 nm vicinity shown in FIG. 9 and the transmission band, the multi-layer film structure, the time of application of the non-driving voltage (voltage OFF state), a wavelength margin which may be a light transmission state , transmission band is narrow become a very sharp distribution.
【0042】 [0042]
これらのシミュレーションの結果から、第二平面基板を有した光変調素子による光透過性が得られる波長マージンは、従来の第二平面基板を有しない光変調素子の波長マージンと比較すると、第二平面基板を有した光変調素子の方が、波長マージンが格段に広くなることを確認できる。 The results of these simulations, the wavelength margin optical transparency by the light modulation element having a second planar substrate is obtained, when compared with the wavelength margin having no light modulating element of a conventional second planar substrate, a second plane towards the light modulation element having a substrate can be confirmed that the wavelength margin is much wider.
【0043】 [0043]
以上説明したように、第二平面基板を有する光変調素子の光の透過率特性によれば、光透過が可能となる波長マージンが、波長約405nmを中心にして広く設定されているため、光変調素子製作時や使用時に、各干渉層の膜厚精度、光学系組み込み精度、入射光の波長精度等の各種誤差要因により透過率特性が多少変化しても、透過率特性の変化が直ちに光変調素子の光変調機能に大きく影響することがなく、実使用に影響のない許容範囲内に収められる。 As described above, according to the transmittance characteristic of light of the light modulation element having a second planar substrate, the wavelength margin light transmission is possible is set widely around the wavelength of about 405 nm, the light during modulation element during manufacture and use, the film thickness accuracy of each interference layer, the optical system built precision, even if the transmittance characteristic slightly varies by various error factors such as a wavelength accuracy of the incident light, the change in transmittance characteristics immediately light larger without affecting the light modulation function of the modulation element, is housed within no tolerance affect the practical use. 従って、光変調素子製作時や組み付け時の要求精度を緩和でき、製造コストの低減が図られる。 Therefore, it can relax the required precision of the time of light modulator elements during manufacture or assembly, reduce the manufacturing cost can be achieved.
【0044】 [0044]
なお、上記した光変調素子は、可動薄膜27を矩形状で形成し、長手方向の任意の位置における幅が等しい場合を説明したが、光変調素子21は、図10に示すように、可動薄膜27の長手方向両端近傍に、中央部の幅より狭い狭小部59を形成するものであってもよい。 The light modulation element as described above is to form the movable film 27 in a rectangular shape, a case has been described width at an arbitrary position in the longitudinal direction are equal, the light modulation element 21, as shown in FIG. 10, the movable film near both longitudinal ends of 27, it may be configured to form a narrow narrow portion 59 than the width of the central portion. なお、図10中の各部位における寸法は、例えば、a=150μm、b=20μm、c=50μm、d=10μm、e=100μm程度で形成することができる。 The size of each part in FIG. 10, for example, a = 150μm, b = 20μm, c = 50μm, d = 10μm, can be formed at about e = 100 [mu] m.
【0045】 [0045]
このような狭小部59を設けることで、光を透過又は反射させる可動薄膜27の長手方向中央部の変形を小さくした状態で、可動薄膜27全体を第一平面基板23に対して平行に変位させることができるようになる。 By providing such a narrow portion 59, while reducing the deformation of the longitudinal center of the movable thin film 27 that transmits or reflects light, it is displaced parallel to the entire movable membrane 27 to the first flat substrate 23 it becomes possible. また、この狭小部59が変形することにより、均一幅の可動薄膜27を変形させる場合に比べ、可動薄膜27の駆動力が低減し、駆動速度の高速化が可能になる。 Further, by the narrow portion 59 is deformed, compared with the case of deforming the movable film 27 having a uniform width, reduces the driving force of the movable film 27 is to allow faster driving speed.
【0046】 [0046]
次に、上記した光変調素子21を、光変調素子アレイとして利用した露光装置について説明する。 Then, the light modulation device 21 as described above, a description will be given of an exposure apparatus using as a light modulation element array.
図11は本発明に係る露光装置の要部構成の概略を表した斜視図、図12は図11に示した光変調素子アレイの拡大斜視図、図13は上記の光変調素子を用いて構成した他の露光部の拡大斜視図である。 Figure 11 is a perspective view showing an outline of a main configuration of an exposure apparatus according to the present invention, FIG 12 is an enlarged perspective view of an optical modulation element array shown in FIG. 11, FIG. 13 is constructed by using the above-described light modulation elements is an enlarged perspective view of another exposed area was.
この実施の形態では、光変調素子21により構成した光変調素子アレイを、液晶カラーフィルタ製造工程に使用するフォトレジスト用の露光装置61に適用した例を説明する。 In this embodiment, the light modulating element array constituted by the light modulation device 21, an example of application to an exposure apparatus 61 for photoresists for use in a liquid crystal color filter manufacturing process.
【0047】 [0047]
この露光装置61は、図11に示すように、露光対象物63を側面に吸着して保持する縦型のフラットステージ65と、画像データ67に応じて変調された光ビーム(紫外レーザ光)69で露光対象物63を走査露光する露光ヘッド71とを備えている。 The exposure device 61, as shown in FIG. 11, a vertical flat stage 65 for holding by suction the object to be exposed 63 to the side surface, a light beam modulated in accordance with image data 67 (ultraviolet laser beam) 69 in and a exposure head 71 which scans and exposes the object to be exposed 63. フラットステージ65は、図示しないガイドによってX軸方向に移動可能に支持されており、露光ヘッド71は、図示しないガイトによってY軸方向に移動可能に支持されている。 Flat stage 65 is movable in the X-axis direction by a guide (not shown), the exposure head 71 is movable in the Y-axis direction by Gaito not shown.
【0048】 [0048]
フラットステージ65の裏面角部には一対のナット73が固定されており、ナット73の雌ねじ部75にはリードスクリュー77が螺合されている。 On the back corner of the flat stage 65 has a pair of nuts 73 is fixed to the female thread portion 75 of the nut 73 are engaged lead screw 77 is threadedly. リードスクリュー77の一方の端部にはリードスクリュー77を回転させる駆動モータ79が取り付けられており、駆動モータ79はモータコントローラ81に接続されている。 At one end of the lead screw 77 and drive motor 79 for rotating the lead screw 77 is mounted, the drive motor 79 is connected to the motor controller 81. そして、この駆動モータ79によるリードスクリュー77の回転に伴い、フラットステージ65がX軸方向にステップ状に移動される。 Then, with by the drive motor 79 to the rotation of the lead screw 77, the flat stage 65 is moved stepwise in the X-axis direction.
【0049】 [0049]
露光ヘッド71の下部には一対のナット83が固定されており、ナット83の雌ねじ部85にはリードスクリュー87が螺合されている。 The lower portion of the exposure head 71 has a pair of nuts 83 is fixed to the female thread portion 85 of the nut 83 are engaged lead screw 87 is threadedly. リードスクリュー87の一方の端部にはリードスクリュー87を回転させる駆動モータ89がベルトを介して連結されており、駆動モータ89はモータコントローラ81に接続されている。 Drive motor 89 at one end for rotating the lead screw 87 of the lead screw 87 is coupled via a belt drive motor 89 is connected to the motor controller 81. そして、この駆動モータ89によるリードスクリュー87の回転に伴い、露光ヘッド71がY軸方向に往復移動される。 Then, with by the drive motor 89 to the rotation of the lead screw 87, the exposure head 71 is reciprocally moved in the Y-axis direction. ナット83、リードスクリュー87、駆動モータ89は、移動手段90を構成する。 Nut 83, the lead screw 87, the driving motor 89 constitute the moving means 90.
【0050】 [0050]
この場合の露光対象物63は、ブラックマトリックスが形成されたガラス基板上に、例えばR色の顔料を紫外線硬化樹脂に分散させたカラーレジスト膜を形成したものである。 The object to be exposed 63 of the case, on the glass substrate on which the black matrix is ​​formed, for example, a pigment R-color is obtained by forming a color resist film dispersed in an ultraviolet-curing resin. この露光対象物63に紫外レーザ光69を照射すると、カラーレジスト膜の紫外レーザ光69が照射された部分だけが硬化してR色のカラーフィルタ部が形成される。 When irradiated with ultraviolet laser light 69 on the exposure object 63, the color filter of R color is formed only the portion ultraviolet laser beam 69 of the color resist film is irradiated is cured.
【0051】 [0051]
露光ヘッド71は、図12に示すように、高出力な紫外レーザ光源91、紫外レーザ光源91から入射されたレーザ光をX軸方向に平行光化すると共にXY平面と直交する方向に収束させるレンズ93、入射されたレーザ光を画像データ67に応じて各画素毎に変調する光変調素子アレイ95、及び光変調素子アレイ95で変調されたレーザ光を露光対象物63の表面に倍率を変えて結像させるズームレンズ97で構成された露光ユニットを備えている。 Exposure head 71, as shown in FIG. 12, a lens for converging high-power ultraviolet laser light source 91, the laser beam incident from the ultraviolet laser source 91 in a direction perpendicular to the XY plane with collimates the X-axis direction 93, by changing the magnification of the laser beam modulated the incident laser light modulation element array 95 is modulated for each pixel in accordance with image data 67, and the optical modulation element array 95 on the surface of the exposed object 63 and a exposure unit configured in a zoom lens 97 for imaging.
【0052】 [0052]
この露光ユニットを構成する各部材はケーシング99内に収納されており、ズームレンズ97から出射された紫外レーザ光69は、ケーシング99に設けられた図示しない開口を通過して露光対象物63の表面に照射される。 The respective members constituting the exposure unit is housed in the casing 99 in an ultraviolet laser beam 69 emitted from the zoom lens 97, the surface of the exposure object 63 pass through openings (not shown) provided in the casing 99 It is irradiated to. ズームレンズ97は、図示しない駆動モータによって、光軸に沿って移動され結像倍率の調整を行う。 The zoom lens 97 by a driving motor (not shown) adjusts the moved imaging magnification along the optical axis. なお、通常、ズームレンズは組合せレンズで構成されるが、図示を簡単にするため1枚のレンズのみ示した。 Normally, the zoom lens is composed of a combination lens, shown only one lens for ease of illustration.
【0053】 [0053]
紫外レーザ光源91、レンズ93、光変調素子アレイ95、及びズームレンズ97は、図示しない固定部材によってケーシング99に固定されており、ズームレンズ97は、図示しないガイドによって光軸方向に移動可能に支持されている。 Ultraviolet laser light source 91, a lens 93, an optical modulation element array 95 and the zoom lens 97, is fixed to the casing 99 by a fixing member (not shown), a zoom lens 97, movable in the optical axis direction by a guide (not shown) It is. また、紫外レーザ光源91及び光変調素子アレイ95は、各々図示しないドライバを介してこれらを制御する図示しないコントローラに接続されている。 Further, the ultraviolet laser light source 91 and the light modulating element array 95 is connected to a controller (not shown) for controlling them through each driver (not shown).
【0054】 [0054]
紫外レーザ光源91は、例えば窒化ガリウム系半導体レーザを用いる。 Ultraviolet laser light source 91, for example, a gallium nitride-based semiconductor laser. なお、ブロードエリアの発光領域を有する窒化ガリウム系半導体レーザを用いると、波長約405nmの紫外領域の光が高出力で得られ、高速での走査に有利になる。 Note that a gallium nitride-based semiconductor laser having a light emission region of the broad area, the light in the ultraviolet region with a wavelength of approximately 405nm was obtained at a high output, which is advantageous in scanning at high speed.
【0055】 [0055]
感光材料としては、液晶カラーフィルタ形成用感光材料、プリント配線基板製造用のフォトレジスト、印刷用感光性シリンダー、印刷用感光性材料を塗布したシリンダー、及び印刷用刷版を挙げることができる。 As the photosensitive material may include a liquid crystal color filter for forming a photosensitive material, a photoresist for printed wiring board production, printing photosensitive cylinder, the cylinder was coated printing photosensitive material, and the printing plate. これら感光材料は、縦型の平板ステージに保持することができる。 These light-sensitive materials can be held in a vertical flat stage. 感光材料を縦型の平板ステージに保持することにより、感光材料のたわみを最小限に抑えられるため高精度な露光が図られる。 By holding the light-sensitive material into vertical flat stage, high-precision exposure can be attained for minimizing the deflection of the light-sensitive material.
【0056】 [0056]
光変調素子アレイ95は、上記の光変調素子21を、同一平面上で、可動薄膜27の長手方向に直交する方向に複数近接させて並設している。 Light modulation element array 95, the light modulation element 21, on the same plane, are juxtaposed plurality proximity to the direction perpendicular to the longitudinal direction of the movable film 27. この実施の形態では、並設方向が図12の上下方向(X方向)となる。 In this embodiment, the arrangement direction a vertical direction (X direction) in FIG. 12. 従って、この並設方向に直交する方向(Y方向)で露光対象物63と露光ヘッド71とを相対移動させると、光変調素子21の並設数と同数の画素数で、1ライン分を露光対象物63に露光することができ、この場合においても、光変調素子21の有する特性により、高速の露光が可能になり、かつ長寿命化が実現できる。 Therefore, when the relative movement of the exposure object 63 and the exposure head 71 in the direction (Y direction) perpendicular to the arrangement direction, the same number of pixel number and parallel 設数 of the light modulation element 21, a one line exposure can be exposed to the object 63, in this case, the characteristics possessed by the light modulation device 21, allows a faster exposure, and long life can be realized. なお、図12中の各部位における寸法は、例えば、f=2mm(1000ch)、g=20μm程度で形成することができる。 The size of each part in FIG. 12, for example, f = 2mm (1000ch), it can be formed at about g = 20 [mu] m.
【0057】 [0057]
次に、本実施の形態の露光装置の動作を説明する。 Next, the operation of the exposure apparatus of this embodiment. 露光対象物63に紫外レーザ光69を照射して露光するために、画像データ67が、光変調素子アレイ95のコントローラ(図示せず)に入力され、コントローラ内のフレームメモリに一旦記憶される。 In order to expose and irradiated with ultraviolet laser light 69 in the exposure object 63, image data 67 is input to the controller of the optical modulation element array 95 (not shown) is temporarily stored in a frame memory in the controller. この画像データ67は、画像を構成する各画素の濃度を2値(即ちドットの記録の有無)で表したデータである。 The image data 67 is data representing the density of each pixel constituting an image with binary (i.e. presence or absence of the recording of dots).
【0058】 [0058]
露光ヘッド71の紫外レーザ光源91から出射されたレーザ光は、レンズ93によりX軸方向に平行光化されると共にXY平面と直交する方向に収束されて、光変調素子アレイ95に入射される。 The laser beam emitted from the ultraviolet laser source 91 of the exposure head 71 in the X-axis direction by the lens 93 is converged in a direction perpendicular to the XY plane while being collimated, and is incident on the light modulation element array 95. 入射されたレーザ光は、光変調素子アレイ95によって同時に変調される。 Laser beam incident are modulated simultaneously by the light modulating element array 95. 変調されたレーザ光がズームレンズ97により露光対象物63の表面に結像される。 Modulated laser beam is focused on the surface of the exposure object 63 by the zoom lens 97.
【0059】 [0059]
露光開始時には、露光ヘッド71が露光開始位置(X軸方向及びY軸方向の原点)に移動される。 At the start of exposure, the exposure head 71 is moved to the exposure start position (origin of the X-axis direction and the Y-axis direction). モータコントローラ81が駆動モータ89を一定速度で回転させると、リードスクリュー87も一定速度で回転し、リードスクリュー87の回転に伴い、露光ヘッド71がY軸方向に一定速度で移動される。 When the motor controller 81 rotates the drive motor 89 at a constant speed, the lead screw 87 also rotates at a constant speed, with the rotation of the lead screw 87, the exposure head 71 is moved at a constant speed in the Y-axis direction.
【0060】 [0060]
露光ヘッド71のY軸方向への移動と共に、フレームメモリに記憶されている画像データ67が、1ライン分、光変調素子アレイ95の光変調素子21の数と略同数の画素単位で順に読み出され、読み出された画像データ67に応じて光変調素子21の各々がオン/オフ制御される。 The movement of the Y-axis direction of the exposure head 71, read out the image data 67 stored in the frame memory, one line, in the order the number substantially the same number of pixel units of the light modulation element 21 of the optical modulation element array 95 is, each of the optical modulator 21 in accordance with image data 67 read out is turned on / off control. これにより露光ヘッド71から出射される紫外レーザ光69がオン/オフされて、露光対象物63が、X軸方向に光変調素子21の数と略同数の画素単位で露光されると共に、Y軸方向に1ライン分走査露光される。 Thus ultraviolet laser beam 69 is turned on / off emitted from the exposure head 71, exposure object 63, while being exposed in a few substantially the same number of pixel units of the light modulation element 21 in the X axis direction, Y-axis is one line scanning exposure direction.
【0061】 [0061]
露光ヘッド71が露光対象物63の端部に達すると、露光ヘッド71はY軸方向の原点に復帰する。 When the exposure head 71 reaches the end of the exposure object 63, the exposure head 71 is returned to the origin of the Y-axis direction. そして、モータコントローラ81が駆動モータ79を一定速度で回転させると、リードスクリュー77も一定速度で回転し、リードスクリュー77の回転に伴い、フラットステージ65がX軸方向に1ステップ移動される。 When the motor controller 81 rotates the drive motor 79 at a constant speed, also the lead screw 77 rotates at a constant speed, with the rotation of the lead screw 77, the flat stage 65 is moved one step in X-axis direction. 以上の主走査及び副走査を繰り返し、露光対象物63が画像様に露光される。 Repeat the above main scanning and sub-scanning, an exposure object 63 is exposed imagewise. なお、上記では露光ヘッド71を原点に復帰させて往路でのみ露光する例について説明したが、復路においても露光するようにしてもよい。 In the above example has been described in which only exposed in the forward and to return the exposure head 71 to the origin, it may be exposed even in the return path. これにより更に露光時間を短縮できる。 Thereby further shorten the exposure time.
【0062】 [0062]
この露光装置61によれば、光変調素子アレイ95における光変調素子の並設方向に直交する方向で、光変調素子アレイ95を移動手段によって感光材料に対し相対移動させることで、紫外線領域に感度を有する感光材料をデジタルデータに基づいて直接走査露光することができ、この場合においても、高速の露光を可能にし、かつ長寿命化を実現できる。 According to the exposure apparatus 61, in a direction orthogonal to the arrangement direction of the optical modulator in the optical modulator element array 95, by relatively moving the photosensitive material by moving means light modulation element array 95, the sensitivity in the ultraviolet region the photosensitive material can be scanned and exposed directly on the basis of the digital data with, in this case, to enable high-speed exposure, and can realize a long life.
【0063】 [0063]
また、高出力の紫外レーザ光源を用いているので、紫外領域に感度を有する露光対象物を,デジタルデータに基づいて直接走査露光することができる。 Moreover, because of the use of ultraviolet laser light source of a high output, the object to be exposed having a sensitivity in the ultraviolet region, can be scanned and exposed directly on the basis of the digital data. これにより、プロキシミティ方式の露光装置と比べると、(1)マスクが不要でコストが削減できる。 Thus, as compared with a proximity type exposure apparatus, (1) the mask can be reduced unnecessary cost. これにより生産性が向上する他、少量多品種の生産にも好適である、(2)デジタルデータに基づいて直接走査露光するので適宜データを補正することができ、高精度な保持機構、アライメント機構、及び温度安定化機構が不要になり、装置のコストダウンを図ることができる、(3)紫外レーザ光源は超高圧水銀ランプに比べ安価で耐久性に優れており、ランニングコストを低減することができる、(4)紫外レーザ光源は駆動電圧が低く消費電力を低減できる、という利点がある。 Thus addition to improving the productivity, it is also suitable for the production of high-mix low-volume, (2) properly so scanning exposure directly on the basis of the digital data the data can be corrected, highly accurate holding mechanism, alignment mechanism and temperature stabilization mechanism becomes unnecessary, it is possible to reduce the cost of the apparatus, (3) an ultraviolet laser light source is excellent in durability at a low cost compared with the ultra-high pressure mercury lamp, it is possible to reduce the running costs possible, (4) an ultraviolet laser light source can reduce the power consumption low driving voltage, there is an advantage that.
【0064】 [0064]
更に、薄膜側非電極部41及び基板側非電極部43を有する光変調素子21を用いているため、従来の透過光を変調する光学素子(PLZT素子)や液晶光シャッタ(FLC)を用いる構成に比べて、入射光の吸収性を格段に少なくすることができ、紫外レーザ光に対する耐久性を高めることができる。 Furthermore, the use of the light modulation element 21 having a thin film side non-electrode portions 41 and the substrate-side non-electrode portion 43, a configuration using an optical element for modulating a conventional transmitted light (PLZT element) and a liquid crystal light shutter (FLC) compared to the absorption of incident light can be remarkably reduced, thereby enhancing the durability against ultraviolet laser beam. この結果、高出力紫外レーザを光源に用い露光を行う場合であっても、露光装置の信頼性を大幅に向上させることができる。 As a result, even when performing exposure using high output ultraviolet laser light source, it is possible to greatly improve the reliability of the exposure device. また、光変調素子アレイ95は、静電気力を利用した電気機械動作により駆動されるため、低い駆動電圧(数V〜数十V)で、動作速度が数十〔nsec〕程度まで得られ、上述の耐久性が向上するという効果に加え、高速露光も可能になる。 Further, the light modulation element array 95 is to be driven by electromechanical operation utilizing electrostatic force, low driving voltage (several V~ tens V), the operating speed is obtained up to several tens of [nsec] degree, above in addition to the effect of durability is improved, high-speed exposure becomes possible.
【0065】 [0065]
なお、この実施の形態では、高出力レーザ光源を、GaN系半導体レーザと合波光学系とで構成した紫外レーザ光源とする例について説明したが、高出力レーザ光源を、以下の(1)〜(4)のいずれかで構成してもよい。 In this embodiment, the high-power laser light source, an example has been described in which the ultraviolet laser light source composed of a GaN-based semiconductor laser and multiplexing optical system, a high-power laser light source, the following (1) to (4) may be constituted by either. (1)窒化ガリウム系半導体レーザ。 (1) a gallium nitride-based semiconductor laser. 好ましくは、ブロードエリアの発光領域を有する窒化ガリウム系半導体レーザ。 Preferably, a gallium nitride-based semiconductor laser having a light emission region of the broad area. (2)半導体レーザで固体レーザ結晶を励起して得られたレーザビームを光波長変換素子で波長変換して出射する半導体レーザ励起固体レーザ。 (2) laser-diode pumped solid-state laser a laser beam obtained by exciting a solid-state laser crystal with a semiconductor laser and emits the wavelength-converted by the light wavelength conversion device. (3)半導体レーザでファイバを励起して得られたレーザビームを光波長変換素子で波長変換して出射するファイバレーザ。 (3) a fiber laser for emitting wavelength conversion laser beam obtained by exciting the fiber in the semiconductor laser in the optical wavelength conversion device. (4)上記(1)〜(3)のいずれかのレーザ光源又はランプ光源と合波光学系とで構成された高出力レーザ光源。 (4) above (1) to (3) either laser light or lamp light source and multiplexing optical system and the high power laser light sources constructed by the. また、本実施形態では、光源を紫外光としたが、赤外、可視、紫外のいずれの波長であってもよい。 Further, in the present embodiment, the light source was a UV light, infrared, visible, may be any wavelength in the ultraviolet.
【0066】 [0066]
また、上記の実施の形態では、光変調素子アレイ95を通過させた変調光を、ズームレンズ97によって焦点調整して露光対象物63に照射する構成を説明したが、露光装置61は、例えば図13に示すように、光変調素子アレイ95と感光ドラム111との間に、ロッドレンズ等の集光レンズ113を配設し、光変調素子アレイ95からの変調光をこの集光レンズ113で集光させて、露光対象物に露光するものであってもよい。 Further, in the above embodiment, the modulated light passed through the light modulation element array 95 has been described a configuration for irradiating the object of exposure 63 by focusing the zoom lens 97, exposure device 61, for example, FIG. as shown in 13, between the optical modulation element array 95 and the photosensitive drum 111, arranged condenser lens 113 such as a rod lens, converging the modulated light from the optical modulation element array 95 in the condenser lens 113 by light, or may be exposed to the exposure object.
【0067】 [0067]
このような構成によれば、光変調素子アレイ95からの変調光を集光レンズ113で集光して感光材料に直接露光するので、略密着露光に近い光学系を構成できる利点がある。 According to this structure, since the modulated light from the optical modulation element array 95 is condensed by the condenser lens 113 is exposed directly to the light-sensitive material, an advantage of the optical system closer to substantially contact exposure. なお、ここでは、移動手段としてアウタードラムである感光ドラムを用いる例について説明したが、これに限らず、インナードラム、フラットベット等の他の移動手段を用いる構成としてもよい。 Here, an example has been described using a photosensitive drum which is an outer drum as the moving means is not limited thereto, the inner drum may be configured to use other movement means, such as a flat bed.
【0068】 [0068]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
以上詳細に説明したように、本発明に係る光変調素子によれば、 単層の干渉膜を備えた可動薄膜を挟む、多層の干渉膜を備えた第一平面基板の反対側に、 多層の干渉膜を備え光の透過する第二平面基板を、空隙を隔てて平行に対向配置したので、従来、可動薄膜と第一平面基板とを透過させた場合では狭かった波長マージンを広くすることができ、膜厚精度、光学系組み込み精度、入射光の波長精度等を緩めることができ、その結果、光変調素子の製造コストを低く抑えることができるようになる。 As described above in detail, according to the optical modulation device according to the present invention, the movable thin film with an interference film of a single layer interposed free, opposite the first planar substrate having a multilayer interference film, the multilayer a second planar substrate which transmits the interference film comprises light, since the parallel disposed to face a gap, conventional, widening the was narrow wavelength margin in case of is transmitted through the movable film and the first planar substrate it can be, film thickness accuracy, an optical system built precision, it is possible to loosen the wavelength accuracy of the incident light, as a result, it is possible to reduce the cost of manufacturing an optical modulation element low. そして、本発明に係る光変調素子アレイによれば、光変調素子を、同一平面上で、可動薄膜の長手方向に直交する方向に複数近接させて並設したので、光変調素子の並設数と同数の画素数で、1ライン分を同時に光変調することができる。 Then, according to the optical modulation element array according to the present invention, the light modulation element, on the same plane, so juxtaposed by more close to the direction perpendicular to the longitudinal direction of the movable film, parallel light modulation element 設数and the same number of number of pixels can be simultaneously optically modulating the one line. また、本発明に係る露光装置によれば、光変調素子アレイと、光ビームを出射する高出力レーザ光源と、光変調素子アレイからの出射光を感光材料に対して相対移動させる移動手段とを設けたので、感光材料を直接走査露光することができる。 Further, according to exposure apparatus according to the present invention, a light modulation array, and a high-power laser light source for emitting a light beam, the light emitted from the light modulator element array to the photosensitive material and moving means for relatively moving since there is provided, it is possible to scan and expose the photosensitive material directly.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明に係る光変調素子の構成を示す断面図である。 It is a sectional view of an optical modulation device according to the invention; FIG.
【図2】図1に示した光変調素子の平面図である。 2 is a plan view of the light modulation element shown in FIG.
【図3】干渉膜の層構成の例を示す図である。 3 is a diagram showing an example of the layer structure of the interference film.
【図4】光変調素子の動作を説明する断面図である。 4 is a sectional view for explaining the operation of the light modulation element.
【図5】図1に示す合計7層の干渉膜を備えた光変調素子に対する光の透過率特性を示すグラフである。 5 is a graph showing the transmittance characteristic of light relative to the light modulation element having a interference film of the total 7 layers shown in FIG.
【図6】図5に示す透過率特性の計算において、各膜厚の組み合わせを決める際の収束計算を、標準とした2回から1回に変更した結果を示すグラフである。 [6] In the calculation of the transmittance characteristic shown in FIG. 5, the convergence calculation in determining the combination of the film thicknesses is a graph showing a result of changing once from the standard and the twice.
【図7】光変調素子の干渉膜の構成を、図3(c)に示す9層構成とした場合の光の透過率特性を示すグラフである。 [7] The structure of the interference film of the optical modulator is a graph showing the transmittance characteristic of light in the case of a 9-layer structure shown in Figure 3 (c).
【図8】光変調素子の干渉膜の構成を、図3(d)に示す15層構成とした場合の光の透過率特性を示すグラフである。 [8] The construction of the interference film of the optical modulator is a graph showing the transmittance characteristic of light in the case of a 15-layer structure shown in Figure 3 (d).
【図9】光変調素子を合計7層の干渉膜で構成した場合の波長特性を示すグラフである。 9 is a graph showing the wavelength characteristics when the light modulation element composed of a interference film of a total of seven layers.
【図10】可動薄膜の長手方向両端近傍に中央部の幅より狭い狭小部を形成した光変調素子の平面図である。 10 is a plan view of the light modulation element in which a narrow narrow portion than the width of the central portion in the longitudinal direction near both ends of the movable film.
【図11】本発明に係る露光装置の要部構成の概略を表した斜視図である。 11 is a perspective view showing an outline of a main configuration of an exposure apparatus according to the present invention.
【図12】図11に示した光変調素子アレイの拡大斜視図である。 It is an enlarged perspective view of the optical modulation element array shown in FIG. 12 FIG. 11.
【図13】図11に示した光変調素子を用いて構成した他の露光部の拡大斜視図である。 13 is an enlarged perspective view of another exposure unit which is configured using the light modulation element shown in FIG. 11.
【図14】従来の光変調素子の構成と動作を説明する図である。 14 is a diagram for explaining the structure and operation of conventional optical modulation element.
【図15】ブラックライト用低圧水銀ランプの分光特性を示すグラフである。 15 is a graph showing the spectral characteristics of the low-pressure mercury lamp black light.
【図16】光変調素子の光の透過率を示すグラフである。 16 is a graph showing the light transmittance of the light modulation element.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
21…光変調素子22,45…干渉膜23…第一平面基板25,26…空隙27…可動薄膜31,37…平面電極41…可動薄膜側非電極部43…基板側非電極部47…第二平面基板95…光変調素子アレイ61…露光装置63…露光対象物(感光材料) 21 ... light modulation elements 22 and 45 ... interference film 23 ... first flat substrate 25, 26 ... gap 27 ... movable film 31, 37 ... plane electrodes 41 ... movable film side non-electrode portions 43 ... substrate-side non-electrode portion 47 ... second biplanar substrate 95 ... optical modulation element array 61 ... exposure device 63 ... object of exposure (photosensitive material)
90…移動手段91…紫外レーザ光源(高出力レーザ光源) 90 ... moving means 91 ... ultraviolet laser light source (high-power laser light source)
113…集光レンズ 113 ... condenser lens

Claims (5)

  1. それぞれが干渉膜を備え変調する光に対して透明な第一平面基板と可動薄膜とを空隙を隔てて平行に対向配置し、前記第一平面基板及び前記可動薄膜のそれぞれに設けた平面電極への電圧印加により発生する静電気力によって、前記可動薄膜を前記第一平面基板に対して変位させ、前記可動薄膜を透過又は反射する光量を変化させる光変調素子であって、 Each parallel faces disposed with a gap of the first planar substrate transparent and the movable membrane with respect to the modulation light with an interference film, said to the first planar substrate and a planar electrode provided on each of said movable film by an electrostatic force generated by application of voltage, the movable film is displaced with respect to said first planar substrate, a light modulation device to vary the amount of light transmitted through or reflected by the movable film,
    前記可動薄膜を挟んで前記第一平面基板の反対側に、干渉膜を備え変調する光に対して透明な第二平面基板を、空隙を隔てて平行に対向配置し、 Opposite the first planar substrate across said movable film, a transparent second planar substrate the modulated light with an interference film, parallel to face each other across a gap,
    前記可撓薄膜の干渉膜を単層の干渉膜とし、前記第一平面基板および前記第二平面基板の干渉膜をそれぞれ多層の干渉膜としたことを特徴とする光変調素子。 Light modulation element, characterized in that the interference film of the flexible thin film interference film of a single layer, with the first planar substrate and interference film of the second planar substrate a multilayer interference film, respectively.
  2. 前記可動薄膜が、前記平面電極の形成されない可動薄膜側非電極部を有し、 The movable film has a movable film-side non-electrode portion which is not formed of the planar electrode,
    前記第一平面基板が、前記可動薄膜側非電極部と対面する位置に前記平面電極の形成されない基板側非電極部を有していることを特徴とする請求項1記載の光変調素子。 Said first planar substrate, a light modulating device according to claim 1, characterized in that it has a substrate-side non-electrode portion which is not formed of the planar electrode at a position facing the movable thin film side non-electrode portion.
  3. 前記可動薄膜を矩形状に形成し且つ前記可動薄膜の長手方向両端を支持した請求項1又は請求項2記載の光変調素子を、同一平面上で、前記可動薄膜の長手方向に直交する方向に複数近接させて並設したことを特徴とする光変調素子アレイ。 The optical modulation element according to claim 1 or claim 2, wherein the longitudinal ends supporting the and the movable film to form the movable film in a rectangular shape, on the same plane, in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the movable film light modulation element array, characterized in that juxtaposed by multiple proximity.
  4. 請求項3記載の光変調素子アレイと、 A light modulation element array according to claim 3, wherein,
    前記光変調素子アレイに光ビームを照射するレーザ光源と、 A laser light source for irradiating a light beam to the light modulator array,
    前記光ビームに感光する感光材料に対して、前記光変調素子アレイからの出射光を主走査方向及びこれと直交する副走査方向に相対移動させる移動手段とを備えたことを特徴とする露光装置。 The photosensitive material sensitive to the light beam, the exposure apparatus characterized by comprising a moving means for relatively moving in the sub-scanning direction perpendicular to light emitted from the light modulator array and the main scanning direction and which .
  5. 請求項3記載の光変調素子アレイと、 A light modulation element array according to claim 3, wherein,
    前記光変調素子アレイに光ビームを照射する高出力レーザ光源と、 A high-power laser light source for irradiating a light beam to the light modulator array,
    前記光変調素子アレイからの出射光を集光する集光レンズと、 A focusing lens for focusing the light emitted from the light modulator array,
    前記光ビームに感光する感光材料に対して、前記集光レンズにより集光された出射光を主走査方向及びこれと直交する副走査方向に相対移動させる移動手段とを備えたことを特徴とする露光装置。 The photosensitive material sensitive to the light beam, characterized by comprising a moving means for relatively moving in the sub-scanning direction perpendicular to the emission light collected by the condenser lens and the main scanning direction and which exposure apparatus.
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