JP4866002B2

JP4866002B2 - Exposure equipment

Info

Publication number: JP4866002B2
Application number: JP2004369217A
Authority: JP
Inventors: 仁飯野
Original assignee: V Technology Co Ltd
Current assignee: V Technology Co Ltd
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2024-12-21
Also published as: JP2006178057A

Description

本発明は、マイクロミラーデバイスを用いて被露光体上に所定の露光パターンを形成する露光装置に関し、詳しくは、露光光の光軸を掃引することによって、デジタル画像の露光パターンにおいて斜線が階段状に表示されるのを直線に近似しようとする露光装置に係るものである。 The present invention relates to an exposure apparatus that forms a predetermined exposure pattern on an object to be exposed using a micromirror device, and more particularly, the oblique lines are stepped in the exposure pattern of a digital image by sweeping the optical axis of exposure light. This relates to an exposure apparatus that attempts to approximate the display to a straight line.

従来のこの種の露光装置は、露光光を発射する光源と、微小なマイクロミラーをマトリクス状に配設し、デジタルの駆動制御信号に応じて個々のマイクロミラーを傾動動作し、光源からの露光光を反射して露光パターンの像を生成するマイクロミラーデバイスと、所定の露光パターンに応じた駆動制御信号をマイクロミラーデバイスに出力する制御手段とを備え、デジタルの駆動制御信号に基づいて制御されてマイクロミラーデバイスに生成した露光パターンの像を表面に感光性レジストを塗布した被露光体上に露光するものとなっている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−４０６７０号公報 In this type of conventional exposure apparatus, a light source that emits exposure light and minute micromirrors are arranged in a matrix, and each micromirror is tilted in accordance with a digital drive control signal, and exposure from the light source is performed. A micromirror device that reflects light to generate an image of an exposure pattern and a control means that outputs a drive control signal corresponding to a predetermined exposure pattern to the micromirror device, and is controlled based on a digital drive control signal Thus, an image of an exposure pattern generated on the micromirror device is exposed on an object to be exposed whose surface is coated with a photosensitive resist (see, for example, Patent Document 1).
JP 2002-40670 A

しかし、このような従来の露光装置においては、マイクロミラーデバイスによって生成される露光パターンがデジタル画像であるため、図１０に示すように露光パターンＰは斜線が階段状に表示され、直線状に表示することができなかった。 However, in such a conventional exposure apparatus, since the exposure pattern generated by the micromirror device is a digital image, as shown in FIG. I couldn't.

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、デジタル画像の露光パターンにおいて斜線が階段状に表示されるのを直線に近似しようとする露光装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide an exposure apparatus that addresses such problems and approximates the display of diagonal lines in a staircase pattern in a digital image exposure pattern to a straight line.

上記目的を達成するために、本発明による露光装置は、表面に感光材を塗布した被露光体に対して光源から発射された露光光を照射して前記被露光体上に所定の露光パターンを形成する露光装置であって、前記光源から発射される露光光の出射方向前方に配設され、複数のマイクロミラーがマトリクス状に配列されて入力する駆動制御信号に応じて個々のマイクロミラーが傾動動作し、光源からの露光光を反射して露光パターンの像を生成するマイクロミラーデバイスと、該マイクロミラーデバイスによって生成される露光パターンの像を前記被露光体上に結像する結像レンズと、前記光源と前記被露光体との間の光路上に配設され、電圧の変化により屈折率を変化させて、透過する前記露光光の光軸を少なくとも前記露光パターンの斜線に平行な方向に掃引する非線形光学素子から成る光軸掃引手段と、前記マイクロミラーデバイスの駆動を制御し、前記光軸掃引手段の光軸掃引方向又は掃引量を制御する制御手段とを備えたものである。 In order to achieve the above object, an exposure apparatus according to the present invention irradiates an exposure object having a surface coated with a photosensitive material with exposure light emitted from a light source to form a predetermined exposure pattern on the exposure object. An exposure apparatus to be formed, which is arranged in front of an emission direction of exposure light emitted from the light source, and a plurality of micromirrors are arranged in a matrix and tilted in response to a drive control signal inputted. A micromirror device that operates and reflects an exposure light from a light source to generate an image of an exposure pattern; and an imaging lens that forms an image of the exposure pattern generated by the micromirror device on the object to be exposed is disposed on an optical path between the object to be exposed with the light source, by changing the refractive index by a change in voltage, the hatched at least the exposure pattern of the optical axis of the exposure light transmitting And the optical axis sweeping means comprising a nonlinear optical element for sweeping the row direction, that the controls the driving of the micromirror device, and a control means for controlling the optical axis sweep direction or sweep of the optical axis sweep means It is.

このような構成により、マイクロミラーをマトリクス状に配置したマイクロミラーデバイスに光源から露光光を照射し、制御手段で駆動制御信号に応じて個々のマイクロミラーを傾動動作し、マイクロミラーデバイスで各マイクロミラーにおいて反射される光源からの露光光に基づいて露光パターンの像を生成し、制御手段により光源と被露光体との間の光路上に配設され、電圧の変化で屈折率を変化させる非線形光学素子から成る光軸掃引手段の光軸掃引方向又は掃引量を制御して光軸掃引手段を透過する露光光の光軸を少なくとも露光パターンの斜線に平行な方向に掃引し、結像レンズによって被露光体上に結像される露光パターンの像を掃引する。これにより、マイクロミラーデバイスによって生成される露光パターンのデジタル画像における階段状の斜線を被露光体上で直線に近似する。 With such a configuration, the micromirror device in which the micromirrors are arranged in a matrix is irradiated with exposure light from the light source, and the individual micromirrors are tilted according to the drive control signal by the control means, and each micromirror device is operated by the micromirror device. Non-linear that generates an image of the exposure pattern based on the exposure light from the light source reflected by the mirror and is arranged on the optical path between the light source and the object to be exposed by the control means, and changes the refractive index by changing the voltage. The optical axis sweeping direction or amount of the optical axis sweeping means comprising an optical element is controlled to sweep the optical axis of the exposure light transmitted through the optical axis sweeping means in a direction parallel to at least the oblique line of the exposure pattern, and by the imaging lens An image of an exposure pattern formed on the object to be exposed is swept. Thereby, the stair-like oblique line in the digital image of the exposure pattern generated by the micromirror device approximates a straight line on the object to be exposed.

さらに、前記非線形光学素子は、入射光の光軸に対して、光の入射側を直交する面とし、出射側を傾斜した面とするプリズム形状に形成されたものである。これにより、プリズム形状の非線形光学素子の入射側の面に露光光を垂直に入射し、傾斜面で屈折させて斜め方向に出射する。 Further, the nonlinear optical element is formed in a prism shape having a light incident side orthogonal to the optical axis of incident light and an outgoing side inclined. As a result, the exposure light is perpendicularly incident on the incident-side surface of the prism-shaped nonlinear optical element, is refracted by the inclined surface, and is emitted obliquely.

また、前記光軸掃引手段は、一対の前記非線形光学素子を、互いに向き合う面が平行となるように対向して配設したものである。これにより、互いに向き合う面が平行となるように対向して配設した一対の非線形光学素子のそれぞれに電圧を印加して屈折率を変化させ、該一対の非線形光学素子を通過する露光光の光軸を掃引する。 Further, the optical axis sweep means, said nonlinear optical element of a pair, in which is disposed to face so that the surface facing each other become parallel. As a result, the light of the exposure light passing through the pair of nonlinear optical elements is applied by applying a voltage to each of the pair of nonlinear optical elements arranged so as to face each other so that the surfaces facing each other are parallel to each other. Sweep the axis.

さらに、前記非線形光学素子の一方は、入射光の光軸に対して、光の入射側を直交する面とし、出射側を傾斜した面とするプリズム形状に形成され、他方は、出射光の光軸に対して、光の入射側を傾斜した面とし、出射側を直交する面とするプリズム形状に形成されたものである。これにより、露光光は、一方の非線形光学素子の入射側の面から垂直に入射し、出射側の傾斜面で屈折して斜め方向に出射し、他方の非線形光学素子の入射側の傾斜面で屈折して入射し、出射側の面から垂直に出射する。 Further, one of the nonlinear optical elements is formed in a prism shape having a light incident side orthogonal to the optical axis of incident light and a light emitting side inclined, and the other is light of the emitted light. It is formed in a prism shape with the light incident side inclined with respect to the axis and the emission side orthogonal to the surface. As a result, the exposure light enters perpendicularly from the incident-side surface of one nonlinear optical element, is refracted by the inclined surface on the exit side and exits in an oblique direction, and is incident on the incident-side inclined surface of the other nonlinear optical element. The light is refracted and incident, and is emitted vertically from the surface on the emission side.

また、前記光軸掃引手段は、前記光源とマイクロミラーデバイスとの間に配設されたものである。これにより、光軸掃引手段を光源とマイクロミラーデバイスとの間に配設して露光光の光軸を掃引する。 Further, the optical axis sweeping means is disposed between the light source and the micromirror device. Thus, the optical axis sweeping means is disposed between the light source and the micromirror device to sweep the optical axis of the exposure light.

さらに、前記光軸掃引手段は、前記マイクロミラーデバイスと結像レンズとの間に配設されたものである。これにより、光軸掃引手段をマイクロミラーデバイスと結像レンズとの間に配設して露光光の光軸を掃引する。 Further, the optical axis sweeping means is disposed between the micromirror device and the imaging lens. Thereby, the optical axis sweeping means is disposed between the micromirror device and the imaging lens to sweep the optical axis of the exposure light.

さらにまた、前記光軸掃引手段は、前記結像レンズと被露光体との間に配設されたものである。これにより、光軸掃引手段を結像レンズと被露光体との間に配設して露光光の光軸を掃引する。 Furthermore, the optical axis sweeping means is disposed between the imaging lens and the object to be exposed. Thus, the optical axis sweeping means is disposed between the imaging lens and the object to be exposed to sweep the optical axis of the exposure light.

そして、前記光軸掃引手段は、第１及び第２の単位光軸掃引手段からなり、該第１及び第２の単位光軸掃引手段をその光軸掃引方向が互いに直交するように重ねて配設したものである。これにより、第１の単位光軸掃引手段で露光光の光軸を一方向に掃引し、第２の単位光軸掃引手段で第１の単位光軸掃引方向と直交する方向に露光光の光軸を掃引する。 The optical axis sweeping unit includes first and second unit optical axis sweeping units, and the first and second unit optical axis sweeping units are arranged so that their optical axis sweeping directions are orthogonal to each other. It is set. As a result, the first unit optical axis sweeping means sweeps the optical axis of the exposure light in one direction, and the second unit optical axis sweeping means sweeps the exposure light in a direction perpendicular to the first unit optical axis sweeping direction. Sweep the axis.

請求項１に係る発明によれば、マイクロミラーデバイスを用いて被露光体上に所定の露光パターンを形成する露光装置の光源と被露光体との間に露光光の光軸を少なくとも露光パターンの斜線に平行な方向に掃引する光軸掃引手段を配設したことにより、マイクロミラーデバイスによって生成されて結像レンズで被露光体上に結像される露光パターンの像をその斜線に平行な方向に掃引することができる。したがって、マイクロミラーデバイスによって生成されるデジタル画像の露光パターンにおいて、斜線が階段状に表示されるのを直線に近似することができる。また、光軸掃引手段として電圧の印加で屈折率が変化する非線形光学素子を適用したので、印加電圧を調整することにより露光光の光軸の掃引量を可変することができる。 According to the first aspect of the present invention, at least the optical axis of the exposure pattern is set between the light source of the exposure apparatus that forms a predetermined exposure pattern on the object to be exposed using the micromirror device and the object to be exposed . By arranging the optical axis sweeping means for sweeping in the direction parallel to the oblique line, the image of the exposure pattern generated by the micromirror device and imaged on the exposure object by the imaging lens is parallel to the oblique line. Can be swept into. Therefore, in the exposure pattern of the digital image generated by the micromirror device, it can be approximated to a straight line that diagonal lines are displayed stepwise. In addition, since a nonlinear optical element whose refractive index changes with application of voltage is applied as the optical axis sweeping means, the amount of sweep of the optical axis of exposure light can be varied by adjusting the applied voltage.

さらに、請求項２に係る発明によれば、非線形光学素子を入射光の光軸に対して、光の入射側を直交する面とし、出射側を傾斜した面とするプリズム形状に形成したことにより、入射側の面における露光光の反射による光利用効率の低下を抑制すると共に屈折率を可変して傾斜面から出射する出射光の光軸を掃引することができる。 Further, according to the invention of claim 2 , the nonlinear optical element is formed in a prism shape with the light incident side orthogonal to the optical axis of the incident light and the exit side inclined. In addition, it is possible to suppress a decrease in light utilization efficiency due to reflection of exposure light on the incident side surface, and to sweep the optical axis of outgoing light emitted from the inclined surface by changing the refractive index.

また、請求項３に係る発明によれば、電圧の印加により屈折率が変化する一対の非線形光学素子を、互いに向き合う面が平行となるように対向して配設して光軸掃引手段を構成したことにより、光軸掃引手段から出射する露光光の光軸を入射光に対して平行方向に掃引することができる。 Further, according to the invention of claim 3 , the optical axis sweeping means is configured by arranging a pair of nonlinear optical elements whose refractive index changes by application of voltage so as to face each other in parallel. As a result, the optical axis of the exposure light emitted from the optical axis sweeping unit can be swept in a direction parallel to the incident light.

さらに、請求項４に係る発明によれば、一対の非線形光学素子の一方を入射光の光軸に対して、光の入射側を直交する面とし、出射側を傾斜した面とするプリズム形状に形成し、他方を出射光の光軸に対して、光の入射側を傾斜した面とし、出射側を直交する面とするプリズム形状に形成したことにより、入射側の面における露光光の反射による光利用効率の低下を抑制すると共に出射する露光光の光軸を入射光に対して平行方向に掃引することができる。 Further, according to the invention of claim 4 , the prism shape is such that one of the pair of nonlinear optical elements has a light incident side orthogonal to the optical axis of the incident light and an emission side inclined. By forming the other side into a prism shape with the light incident side inclined with respect to the optical axis of the outgoing light and with the outgoing side orthogonal to the surface, it is possible to reflect the exposure light on the incident side surface. It is possible to suppress the decrease in light utilization efficiency and sweep the optical axis of the emitted exposure light in a direction parallel to the incident light.

また、請求項５に係る発明によれば、光軸掃引手段を光源とマイクロミラーデバイスとの間に配設したことにより、該光軸掃引手段でマイクロミラーデバイスに入射する露光光の入射角度を変化して露光光の光軸を掃引することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the optical axis sweeping unit is disposed between the light source and the micromirror device, the incident angle of the exposure light incident on the micromirror device by the optical axis sweeping unit is set. The optical axis of the exposure light can be swept by changing.

さらに、請求項６に係る発明によれば、光軸掃引手段をマイクロミラーデバイスと結像レンズとの間に配設したので、マイクロミラーデバイスによって生成された露光パターンの像を掃引することができる。 Further, according to the invention of claim 6 , since the optical axis sweeping means is disposed between the micromirror device and the imaging lens, the image of the exposure pattern generated by the micromirror device can be swept. .

さらにまた、請求項７に係る発明によれば、光軸掃引手段を結像レンズと被露光体との間に配設したことにより、結像レンズによる被露光体上の露光パターンの結像位置をシフトすることができる。 Further, according to the seventh aspect of the present invention, the optical axis sweeping means is disposed between the imaging lens and the object to be exposed, so that the imaging position of the exposure pattern on the object to be exposed by the imaging lens. Can be shifted.

そして、請求項８に係る発明によれば、光軸掃引手段を第１の単位光軸掃引手段と第２の単位光軸掃引手段とを各掃引方向が互いに直交するように重ねて配設して形成したので、第１及び第２の単位光軸掃引手段の印加電圧をそれぞれ個別に制御することにより、露光光の光軸を二次元の任意の方向に掃引することができる。 According to the eighth aspect of the invention, the optical axis sweeping means is arranged such that the first unit optical axis sweeping means and the second unit optical axis sweeping means are overlapped so that the sweep directions are orthogonal to each other. Therefore, the optical axis of the exposure light can be swept in any two-dimensional direction by individually controlling the applied voltages of the first and second unit optical axis sweeping means.

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明による露光装置の実施形態を示す概念図である。この露光装置は、マイクロミラーデバイスを用いて被露光体上に所定の露光パターンを形成するものであり、光源１と、マイクロミラーデバイス２と、結像レンズ３と、光軸掃引手段４と、制御手段５とからなる。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a conceptual view showing an embodiment of an exposure apparatus according to the present invention. This exposure apparatus forms a predetermined exposure pattern on an object to be exposed using a micromirror device, and includes a light source 1, a micromirror device 2, an imaging lens 3, an optical axis sweeping means 4, And the control means 5.

上記光源１は、露光光としての紫外線を発光するものであり、例えばキセノンランプや紫外線レーザ光源等である。そして、後述のマイクロミラーデバイス２を照射するようになっている。 The light source 1 emits ultraviolet light as exposure light, and is, for example, a xenon lamp or an ultraviolet laser light source. And the micromirror device 2 mentioned later is irradiated.

上記光源１の露光光の出射方向前方には、マイクロミラーデバイス２が配置されている。このマイクロミラーデバイス２は、図２に示すように傾動動作可能に軸支された複数のマイクロミラー６をマトリクス状に配置して露光パターンＰに対応するデジタルの駆動制御信号に応じて個々のマイクロミラー６の傾きを２方向に切り替えるものであり、光源１からの露光光を個々のマイクロミラー６で反射して露光パターンの像を生成するようになっている。 A micromirror device 2 is arranged in front of the light source 1 in the exposure light emission direction. As shown in FIG. 2, the micromirror device 2 includes a plurality of micromirrors 6 that are pivotally supported so as to be tiltable, arranged in a matrix, and each micromirror device 2 corresponds to a digital drive control signal corresponding to an exposure pattern P. The tilt of the mirror 6 is switched in two directions, and the exposure light from the light source 1 is reflected by each micromirror 6 to generate an exposure pattern image.

図３は、このマイクロミラー６の一つを拡大して示す断面図である。同図に示すように、半導体基板６ａ上に一対のヒンジ６ｂによって傾動動作可能に軸支されたヨーク６ｃを形成し、該ヨーク６ｃの上面に露光光を反射する反射板６ｄを形成している。そして、ヨーク６ｃの下面と半導体基板６ａの上面に対向して一対の電極６ｅを設け、該一対の電極６ｅに電圧を付与することによって両電極６ｅ間に静電吸引力又は反発力を発生して、上記ヒンジ６ｂを中心にヨーク６ｃが同図（ｂ）に示す矢印方向に傾動動作し、反射板６ｄが傾くようになっている。この場合、露光オン状態では、図４（ａ）に示すようにマイクロミラー６の反射板６ｄは、その反射光が結像レンズ３を通過するように傾き、露光オフ状態では、図４（ｂ）に示すように反射光が結像レンズ３を通らないように傾く。以下の説明では、図４（ａ）に示すようなマイクロミラー６の駆動状態をオン駆動と、同図（ｂ）に示すようなマイクロミラー６の駆動状態をオフ駆動とする。これにより、オン駆動されたマイクロミラー６における反射光によって、被露光体の感光材が露光される。なお、上記複数のマイクロミラー６は、後述の制御手段５によって制御されてそれぞれ個別に傾動動作するものである。 FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing one of the micromirrors 6. As shown in the figure, a yoke 6c pivotally supported by a pair of hinges 6b is formed on a semiconductor substrate 6a, and a reflecting plate 6d for reflecting exposure light is formed on the upper surface of the yoke 6c. . Then, a pair of electrodes 6e are provided facing the lower surface of the yoke 6c and the upper surface of the semiconductor substrate 6a, and an electrostatic attraction force or a repulsive force is generated between the electrodes 6e by applying a voltage to the pair of electrodes 6e. Then, the yoke 6c is tilted in the direction of the arrow shown in FIG. 5B around the hinge 6b, and the reflecting plate 6d is tilted. In this case, in the exposure-on state, the reflecting plate 6d of the micromirror 6 is tilted so that the reflected light passes through the imaging lens 3 as shown in FIG. 4A, and in the exposure-off state, FIG. The reflected light is inclined so as not to pass through the imaging lens 3 as shown in FIG. In the following description, the driving state of the micromirror 6 as shown in FIG. 4A is referred to as ON driving, and the driving state of the micromirror 6 as shown in FIG. Thereby, the photosensitive material of the object to be exposed is exposed by the reflected light from the micromirror 6 that is turned on. The plurality of micro mirrors 6 are individually tilted by being controlled by the control means 5 described later.

上記マイクロミラーデバイス２と被露光体７との間には、結像レンズ３が配設されている。この結像レンズ３は、上記マイクロミラーデバイス２のマイクロミラー６面を被露光体７の表面に結像するものであり、オン駆動されたマイクロミラー６における露光光の反射光によって生成された露光パターンの像を結像するようになっている。 An imaging lens 3 is disposed between the micromirror device 2 and the object 7 to be exposed. The imaging lens 3 forms an image of the surface of the micromirror 6 of the micromirror device 2 on the surface of the object 7 to be exposed, and the exposure generated by the reflected light of the exposure light on the micromirror 6 that is turned on. A pattern image is formed.

上記マイクロミラーデバイス２と結像レンズ３との間の光路上には、光軸掃引手段４が配設されている。この光軸掃引手段４は、露光光の光軸を少なくとも露光パターンの斜線に平行な方向に高速で掃引するものであり、例えば電圧の印加で屈折率が変化する非線形光学素子で形成されている。その具体的構成例は、図５に示すように、入射光の光軸に対して、光の入射側を直交する面とし、出射側を傾斜する面とする第１のプリズム８ａと、出射光の光軸に対して、光の入射側を傾斜する面とし、出射側を直交する面とする第２のプリズム８ｂとを各傾斜面が互いに平行するように対向して配置し、上記傾斜面と直交する上下又は左右端面に対して高電圧源９によって、例えば１〜10KVの交番電圧又は矩形波電圧が印加されるようになっている。なお、この高電圧源は、後述する制御手段５の光軸掃引手段コントローラ１２により制御可能とされている。 On the optical path between the micromirror device 2 and the imaging lens 3, an optical axis sweeping means 4 is disposed. This optical axis sweeping means 4 sweeps the optical axis of exposure light at a high speed at least in the direction parallel to the oblique line of the exposure pattern , and is formed of, for example, a non-linear optical element whose refractive index changes upon application of a voltage. . As shown in FIG. 5, the specific configuration example includes a first prism 8a having a light incident side orthogonal to the incident light optical axis and a light emitting side inclined surface, and outgoing light. The second prism 8b having a light incident side inclined with respect to the optical axis and a light emitting side orthogonal to the second prism 8b is disposed so as to face each other so that the inclined surfaces are parallel to each other. For example, an alternating voltage or a rectangular wave voltage of 1 to 10 KV is applied by the high voltage source 9 to the upper and lower or left and right end faces orthogonal to the horizontal axis. This high voltage source can be controlled by an optical axis sweep means controller 12 of the control means 5 described later.

そして、図６に示すようにＸ軸方向に光軸を掃引する第１の単位光軸掃引手段４ａとＹ軸方向に光軸を掃引する第２の単位光軸掃引手段４ｂとの二組を、その光軸掃引方向が互いに直交するように重ねて配設し、露光光の光軸を横にずらすように掃引できるようにしている。これにより、第１及び第２の単位光軸掃引手段４ａ，４ｂに印加する電圧をそれぞれ個別に制御すれば、光軸を二次元の任意の方向に掃引することができる。 Then, as shown in FIG. 6, two sets of a first unit optical axis sweeping unit 4a that sweeps the optical axis in the X-axis direction and a second unit optical axis sweeping unit 4b that sweeps the optical axis in the Y-axis direction. The optical axis sweep directions are arranged so as to be orthogonal to each other so that the optical axis of the exposure light can be swept so as to be shifted laterally . Thereby, if the voltages applied to the first and second unit optical axis sweeping means 4a and 4b are individually controlled, the optical axis can be swept in any two-dimensional direction.

上記マイクロミラーデバイス２及び光軸掃引手段４に接続して制御手段５が設けられている。この制御手段５は、装置全体が適切に駆動するように制御するものであり、露光パターンＰに対応するデジタルの駆動制御信号に応じてマイクロミラーデバイス２の各マイクロミラー６の傾きを切り替え制御するミラー駆動コントローラ１０と、上記露光パターンＰのＣＡＤデータを蓄積保存する記憶部１１と、露光光の光軸の掃引方向及び掃引量を制御する制御信号を高電圧源９に出力する光軸掃引手段コントローラ１２と、装置全体を統合して制御する制御部１３とを備えている。 Control means 5 is provided in connection with the micromirror device 2 and the optical axis sweep means 4. The control means 5 controls the entire apparatus to be appropriately driven, and switches and controls the inclination of each micromirror 6 of the micromirror device 2 in accordance with a digital drive control signal corresponding to the exposure pattern P. A mirror drive controller 10, a storage unit 11 for accumulating and storing CAD data of the exposure pattern P, and an optical axis sweep means for outputting a control signal for controlling the sweep direction and the sweep amount of the optical axis of the exposure light to the high voltage source 9. The controller 12 and the control part 13 which integrates and controls the whole apparatus are provided.

次に、このように構成された露光装置の動作について説明する。
先ず、感光材を塗布した被露光体７が所定位置に配置され、露光装置が起動されると、制御手段５の記憶部１１から露光パターンＰのＣＡＤデータが読み出される。そして、ミラー駆動コントローラ１０から上記ＣＡＤデータに応じて各マイクロミラー６をオン・オフ駆動する駆動制御信号がマイクロミラーデバイス２に出力される。同時に、光源１から紫外線を含む露光光がマイクロミラーデバイス２に対して発射される。これにより、露光域に対応するマイクロミラー６はオン駆動され、図４（ａ）に示すように該マイクロミラー６で反射された露光光が結像レンズ３を通過して被露光体７上に塗布された感光材を露光する。一方、非露光域に対応するマイクロミラー６はオフ駆動され、同図（ｂ）に示すように該マイクロミラー６で反射された露光光は結像レンズ３を通過することなく装置内に設けた図示省略の光吸収材に吸収される。こうして、被露光体７上には、結像レンズ３を通過した露光光により所定の露光パターンＰが形成される。 Next, the operation of the exposure apparatus configured as described above will be described.
First, when the exposure object 7 coated with a photosensitive material is placed at a predetermined position and the exposure apparatus is started, CAD data of the exposure pattern P is read from the storage unit 11 of the control means 5. Then, a drive control signal for turning on / off each micromirror 6 according to the CAD data is output from the mirror drive controller 10 to the micromirror device 2. At the same time, exposure light including ultraviolet rays is emitted from the light source 1 to the micromirror device 2. As a result, the micromirror 6 corresponding to the exposure area is turned on, and the exposure light reflected by the micromirror 6 passes through the imaging lens 3 on the object 7 as shown in FIG. The applied photosensitive material is exposed. On the other hand, the micromirror 6 corresponding to the non-exposure area is driven off, and the exposure light reflected by the micromirror 6 is provided in the apparatus without passing through the imaging lens 3 as shown in FIG. It is absorbed by a light absorbing material (not shown). Thus, a predetermined exposure pattern P is formed on the object 7 by the exposure light that has passed through the imaging lens 3.

この場合、上記露光パターンＰが斜線であるとき、マイクロミラーデバイス２によって描かれる画像がデジタル画像であるため、被露光体７上に形成される露光パターンＰは、図７において太い実線で示すように階段状に表示され、直線とならない。 In this case, since the image drawn by the micromirror device 2 is a digital image when the exposure pattern P is a diagonal line, the exposure pattern P formed on the exposure object 7 is shown by a thick solid line in FIG. It is displayed in a staircase pattern and does not become a straight line.

次に、制御手段５の光軸掃引手段コントローラ１２から制御信号が高圧電源９に出力される。高電圧源９は、上記制御信号に基づいて、露光光の光軸を図７における矢印Ａ及びＢ方向に高速で掃引するように第１及び第２の単位光軸掃引手段４ａ，４ｂに対して所定の電圧を供給する。例えば、斜線が45度に傾いた線であるときには、第１及び第２の単位光軸掃引手段４ａ，４ｂの印加電圧を互いに同じ電圧値で変化させれば、光軸は上記斜線に沿って45度方向に掃引され同図に破線で示すように階段状の斜線が直線に近似されることになる。 Next, a control signal is output from the optical axis sweep unit controller 12 of the control unit 5 to the high voltage power source 9. Based on the control signal, the high voltage source 9 controls the first and second unit optical axis sweeping units 4a and 4b so as to sweep the optical axis of the exposure light in the directions of arrows A and B in FIG. Supply a predetermined voltage. For example, when the oblique line is inclined at 45 degrees, if the applied voltages of the first and second unit optical axis sweeping means 4a and 4b are changed at the same voltage value, the optical axis follows the oblique line. Swept in the 45 degree direction, the stair-like oblique line is approximated to a straight line as indicated by a broken line in FIG.

また、第１及び第２の単位光軸掃引手段４ａ，４ｂに供給する印加電圧の電圧値を互いに同じ割合で変化して、例えば図８に示すように矢印Ａ又はＢ方向に光軸を掃引すると共に、例えば矢印Ａ方向に掃引した後、第１及び第２の単位光軸掃引手段４ａ，４ｂの印加電圧をそれぞれ個別に制御すれば、露光光の光軸は、同図に矢印Ｃ又はＤで示す方向の略円弧状に掃引され、直線の端部の角部が滑らかに形成される。 Further, the voltage values of the applied voltages supplied to the first and second unit optical axis sweeping means 4a and 4b are changed at the same rate, and the optical axis is swept in the direction of arrow A or B as shown in FIG. 8, for example. In addition, for example, after sweeping in the direction of the arrow A, if the applied voltages of the first and second unit optical axis sweeping units 4a and 4b are individually controlled, the optical axis of the exposure light is indicated by the arrow C or Sweeping in a substantially arc shape in the direction indicated by D, the corners of the straight ends are smoothly formed.

このように、本発明の露光装置によれば、マイクロミラーデバイス２と結像レンズ３との間に露光光の光軸を少なくとも露光パターンの斜線に平行な方向に掃引する光軸掃引手段４を配設したことにより、マイクロミラーデバイス２によって描かれるデジタル画像からなる階段状の斜線の露光パターンＰを該斜線の方向に掃引して直線に近似することができる。 As described above, according to the exposure apparatus of the present invention, the optical axis sweeping means 4 for sweeping the optical axis of the exposure light at least in the direction parallel to the oblique line of the exposure pattern is provided between the micromirror device 2 and the imaging lens 3. By disposing, the stepwise oblique exposure pattern P made of a digital image drawn by the micromirror device 2 can be swept in the direction of the oblique line and approximated to a straight line.

また、第１の単位光軸掃引手段４ａと第２の単位光軸掃引手段４ｂとをその掃引方向が互いに直交するように重ねて配設したことにより、光軸を二次元の任意の方向に掃引することができる。さらに、第１及び第２の単位光軸掃引手段４ａ，４ｂの印加電圧をそれぞれ個別に制御すれば、露光光の光軸を略円弧状に掃引することができ、露光パターンＰの角部の形状を滑らかに形成することができる。 Further, by arranging the first unit optical axis sweeping means 4a and the second unit optical axis sweeping means 4b so that the sweep directions are orthogonal to each other, the optical axis is set in an arbitrary two-dimensional direction. Can be swept. Furthermore, if the applied voltages of the first and second unit optical axis sweeping means 4a and 4b are individually controlled, the optical axis of the exposure light can be swept in a substantially arc shape, and the corners of the exposure pattern P can be swept. The shape can be formed smoothly.

なお、上記実施形態においては、光軸掃引手段４をマイクロミラーデバイス２と結像レンズ３との間に配設した場合について説明したがこれに限らず、光軸掃引手段４は、光源１とマイクロミラーデバイス２との間又は結像レンズ３と被露光体７との間に配設してもよい。ここで、光軸掃引手段４を光源１とマイクロミラーデバイス２との間に配設した場合には、入射光の光軸に対して光の入射側を直交する面とし、出射側を傾斜する面とする第１のプリズム８ａを二つ光軸掃引方向が互いに直交するように重ねて配設するとよい。これにより、図９に示すように、露光光の光軸が二つの第１のプリズム８ａで二次元方向に掃引されてマイクロミラーデバイス２に対する入射角度が変化する。したがって、マイクロミラーデバイス２で反射されて出射する露光光は所定方向に振られ、上記実施形態と同様の効果を奏することになる。 In the above-described embodiment, the case where the optical axis sweeping unit 4 is disposed between the micromirror device 2 and the imaging lens 3 has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the optical axis sweeping unit 4 includes the light source 1 and You may arrange | position between the micromirror device 2 or between the imaging lens 3 and the to-be-exposed body 7. FIG. Here, when the optical axis sweeping means 4 is disposed between the light source 1 and the micromirror device 2, the light incident side is perpendicular to the optical axis of the incident light, and the emission side is inclined. The first prisms 8a serving as surfaces may be arranged so that the two optical axis sweep directions are orthogonal to each other. As a result, as shown in FIG. 9, the optical axis of the exposure light is swept in the two-dimensional direction by the two first prisms 8a, and the incident angle with respect to the micromirror device 2 changes. Therefore, the exposure light reflected and emitted from the micromirror device 2 is swung in a predetermined direction, and the same effect as in the above embodiment is achieved.

また、露光パターンＰの斜線の方向が所定の方向に固定されたものである場合には、光軸掃引手段４は、第１の単位光軸掃引手段４ａ又は第２の単位光軸掃引手段４ｂの一組であってもよい。さらには、第１のプリズム８ａ又は第２のプリズム８ｂだけであってもよい。これらの場合は、光軸掃引手段４の光軸掃引方向を斜線の方向に合わせて配設するとよい。 Further, when the direction of the oblique line of the exposure pattern P is fixed in a predetermined direction, the optical axis sweep unit 4 has the first unit optical axis sweep unit 4a or the second unit optical axis sweep unit 4b. It may be a set. Furthermore, only the first prism 8a or the second prism 8b may be used. In these cases, the optical axis sweeping direction of the optical axis sweeping means 4 may be arranged in accordance with the oblique line direction.

本発明による露光装置の実施形態を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows embodiment of the exposure apparatus by this invention. 上記露光装置の露光光学系を構成するマイクロミラーデバイスを示す平面図である。It is a top view which shows the micromirror device which comprises the exposure optical system of the said exposure apparatus. 上記マイクロミラーデバイスを構成するマイクロミラーの構成を示す説明図であり、（ａ）は図２のＸ−Ｘ線断面図、（ｂ）は図２のＹ−Ｙ線断面図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the micromirror which comprises the said micromirror device, (a) is the XX sectional view taken on the line of FIG. 2, (b) is the YY sectional view taken on the line of FIG. 上記マイクロミラーデバイスのマイクロミラーの傾動動作を説明する側面図であり、（ａ）はオン駆動状態を示し、（ｂ）はオフ駆動状態をしている。It is a side view explaining the tilting operation | movement of the micromirror of the said micromirror device, (a) shows an ON drive state, (b) is an OFF drive state. 上記実施形態に適用される光軸掃引手段の基本構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the basic composition of the optical axis sweeping means applied to the said embodiment. 露光光の光軸を二次元方向に掃引可能とする上記光軸掃引手段の構成例を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the example of composition of the above-mentioned optical axis sweeping means which makes it possible to sweep the optical axis of exposure light in a two-dimensional direction. 上記光軸掃引手段により露光光の光軸を掃引することにより露光パターンのデジタル画像において階段状に表示される斜線が被露光体上で直線に近似される様子を説明する図である。It is a figure explaining a mode that the oblique line displayed stepwise in the digital image of an exposure pattern is approximated to a straight line on a to-be-exposed body by sweeping the optical axis of exposure light by the said optical axis sweep means. 上記光軸掃引手段により露光光の光軸を掃引することにより露光パターンのデジタル画像における角部が被露光体上で滑らかになる様子を説明する図である。It is a figure explaining a mode that the corner | angular part in the digital image of an exposure pattern becomes smooth on a to-be-exposed body by sweeping the optical axis of exposure light with the said optical axis sweep means. 上記光軸掃引手段を光源とマイクロミラーデバイスとの間に配設した場合の露光光の光軸が掃引される様子を説明する図である。It is a figure explaining a mode that the optical axis of exposure light is swept when the said optical axis sweeping means is arrange | positioned between a light source and a micromirror device. 従来の露光装置における斜線の露光パターンの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the exposure pattern of the oblique line in the conventional exposure apparatus.

Explanation of symbols

１…光源
２…マイクロミラーデバイス
３…結像レンズ
４…光軸掃引手段
４ａ…第１の単位光軸掃引手段
４ｂ…第２の単位光軸掃引手段
５…制御手段
６…マイクロミラー
７…被露光体
８ａ…第１のプリズム
８ｂ…第２のプリズム
Ｐ…露光パターン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source 2 ... Micromirror device 3 ... Imaging lens 4 ... Optical axis sweep means 4a ... 1st unit optical axis sweep means 4b ... 2nd unit optical axis sweep means 5 ... Control means 6 ... Micromirror 7 ... Covered Exposed body 8a ... 1st prism 8b ... 2nd prism P ... Exposure pattern

Claims

An exposure apparatus that irradiates exposure light emitted from a light source to an object to be exposed having a photosensitive material applied on a surface thereof to form a predetermined exposure pattern on the object to be exposed,
Exposure light emitted from the light source is arranged in front of the emission direction of exposure light emitted from the light source, and a plurality of micromirrors are arranged in a matrix and each micromirror tilts in response to a drive control signal that is input. A micromirror device that reflects an image to generate an image of an exposure pattern;
An imaging lens that forms an image of an exposure pattern generated by the micromirror device on the object to be exposed;
It is disposed on the optical path between the light source and the object to be exposed, changes the refractive index by changing the voltage, and sweeps the optical axis of the transmitted exposure light at least in the direction parallel to the oblique line of the exposure pattern. An optical axis sweep means comprising a non-linear optical element,
Control means for controlling the driving of the micromirror device and controlling the optical axis sweep direction or sweep amount of the optical axis sweep means;
An exposure apparatus comprising:

Said nonlinear optical element, with respect to the optical axis of the incident light, and a plane orthogonal to the incident side of light, according to claim 1, characterized in that formed on the prism shape with the inclined surface of the exit side Exposure device.

The optical axis sweep means, a pair of the non-linear optical element, an exposure apparatus according to claim 1, characterized in that disposed opposite in parallel is the surface facing each other.

One of the nonlinear optical elements is formed in a prism shape with the light incident side orthogonal to the optical axis of the incident light and the exit side inclined, and the other is on the optical axis of the emitted light. 4. The exposure apparatus according to claim 3 , wherein the exposure apparatus is formed in a prism shape having an inclined surface on the light incident side and an orthogonal surface on the emission side.

The exposure apparatus according to claim 1, wherein the optical axis sweeping unit is disposed between the light source and a micromirror device.

2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the optical axis sweeping unit is disposed between the micromirror device and the imaging lens.

2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein the optical axis sweeping unit is disposed between the imaging lens and an object to be exposed.

The optical axis sweeping means is composed of first and second optical axis sweeping means, and the first and second optical axis sweeping means are arranged so that their optical axis sweeping directions are orthogonal to each other. 2. The exposure apparatus according to claim 1, wherein