JP5704527B2 - Exposure system using microlens array - Google Patents

Exposure system using microlens array Download PDF

Info

Publication number
JP5704527B2
JP5704527B2 JP2010216151A JP2010216151A JP5704527B2 JP 5704527 B2 JP5704527 B2 JP 5704527B2 JP 2010216151 A JP2010216151 A JP 2010216151A JP 2010216151 A JP2010216151 A JP 2010216151A JP 5704527 B2 JP5704527 B2 JP 5704527B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
microlens array
microlens
substrate
mask
exposure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010216151A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012073298A (en
Inventor
水村 通伸
通伸 水村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
V Technology Co Ltd
Original Assignee
V Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by V Technology Co Ltd filed Critical V Technology Co Ltd
Priority to JP2010216151A priority Critical patent/JP5704527B2/en
Publication of JP2012073298A publication Critical patent/JP2012073298A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5704527B2 publication Critical patent/JP5704527B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Lens Barrels (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Facsimile Heads (AREA)

Description

本発明は、マイクロレンズを2次元的に配列した複数個のマイクロレンズアレイによりマスクパターンを基板上に露光するマイクロレンズアレイを使用した露光装置に関する。   The present invention relates to an exposure apparatus using a microlens array that exposes a mask pattern onto a substrate by a plurality of microlens arrays in which microlenses are two-dimensionally arranged.

薄膜トランジスタ液晶基板及びカラーフィルタ基板等は、ガラス基板上に形成されたレジスト膜等を、数回、重ね合わせ露光して、所定のパターンを形成する。この露光装置として、マイクロレンズを2次元的に配置したマイクロレンズアレイを使用したスキャン露光装置が提案されている(特許文献1)。このスキャン露光装置においては、複数個のマイクロレンズアレイを一方向に配列し、この配列方向に垂直の方向に基板及びマスクを、マイクロレンズアレイ及び露光光源に対して、相対的に移動させることにより、露光光がマスクをスキャンして、マスクの孔に形成された露光パターンを基板上に結像させる。   A thin film transistor liquid crystal substrate, a color filter substrate, and the like form a predetermined pattern by overlaying and exposing a resist film or the like formed on a glass substrate several times. As this exposure apparatus, a scan exposure apparatus using a microlens array in which microlenses are two-dimensionally arranged has been proposed (Patent Document 1). In this scan exposure apparatus, a plurality of microlens arrays are arranged in one direction, and a substrate and a mask are moved relative to the microlens array and the exposure light source in a direction perpendicular to the arrangement direction. Then, the exposure light scans the mask, and the exposure pattern formed in the hole of the mask is imaged on the substrate.

このマイクロレンズアレイを製造する場合、製造装置の制約により、製造できるマイクロレンズアレイの大きさには限界がある。このため、大型マスクを使用して、そのマスクパターンを基板上に露光する場合は、支持板上に複数枚のマイクロレンズアレイを並置して、これらの複数枚のマイクロレンズアレイにより1個のマスクに対応する露光処理を行う必要がある。   When this microlens array is manufactured, there is a limit to the size of the microlens array that can be manufactured due to restrictions on the manufacturing apparatus. Therefore, when a large mask is used and the mask pattern is exposed on the substrate, a plurality of microlens arrays are juxtaposed on the support plate, and one mask is formed by the plurality of microlens arrays. It is necessary to perform an exposure process corresponding to.

特開2007−3829JP2007-3829A

しかしながら、マイクロレンズアレイを並べた状態で支持する支持板の平坦度が低い場合には、各マイクロレンズアレイ相互間の面の方向が一致せず、各マイクロレンズアレイの光軸が相互にずれてしまうことがあった。そうすると、マスクパターンの露光位置が基板上の所定位置からずれてしまうことになり、露光精度が劣化するか、又は大面積の露光が困難になるという問題点がある。   However, when the flatness of the support plate supporting the microlens arrays is low, the directions of the surfaces between the microlens arrays do not match, and the optical axes of the microlens arrays are shifted from each other. There was a case. If it does so, the exposure position of a mask pattern will shift from the predetermined position on a board | substrate, and there exists a problem that exposure precision deteriorates or exposure of a large area becomes difficult.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、複数個のマイクロレンズアレイを使用する露光装置において、マイクロレンズアレイを支持する支持板の平坦度が低い場合及び基板上の露光対象がずれている場合にも、各マイクロレンズアレイの光軸を高精度で相互に一致させることができるマイクロレンズアレイを使用した露光装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, and in an exposure apparatus using a plurality of microlens arrays, when the flatness of a support plate supporting the microlens arrays is low and the exposure target on the substrate is An object of the present invention is to provide an exposure apparatus using a microlens array that can align the optical axes of the microlens arrays with high accuracy even when they are shifted.

本発明に係るマイクロレンズアレイを使用した露光装置は、
露光光源と、
この露光光源からの露光光を露光パターンにより遮光するマスクと、
露光すべき基板と前記マスクとの間に配置され、夫々複数個のマイクロレンズが2次元的に配置された複数個のマイクロレンズアレイと、
これらの複数個のマイクロレンズアレイが配置される支持板と、
この支持板上に少なくとも1個のマイクロレンズアレイについて設けられた圧電素子と、
を有し、
前記複数個のマイクロレンズアレイは、前記基板及び前記マスクと前記マイクロレンズアレイとの間の相対的なスキャン方向に直交する方向に関して、全てのマイクロレンズの間隔が同一になるように配置されており、
前記圧電素子は、それが設けられたマイクロレンズアレイ毎に少なくとも3個配置され、夫々その基端が前記支持板上に固定され、その先端が前記マイクロレンズアレイに固定されて、前記マイクロレンズアレイを少なくとも3点で支持するものであり、
前記圧電素子への印加電圧を調整することにより、前記各マイクロレンズアレイの光軸を調整可能であることを特徴とする。
An exposure apparatus using the microlens array according to the present invention is:
An exposure light source;
A mask that blocks exposure light from the exposure light source by an exposure pattern;
A plurality of microlens arrays disposed between the substrate to be exposed and the mask , each having a plurality of microlenses arranged two-dimensionally;
A support plate on which the plurality of microlens arrays are disposed;
A piezoelectric element provided for at least one microlens array on the support plate;
Have
The plurality of microlens arrays are arranged such that the intervals of all the microlenses are the same in the direction orthogonal to the relative scanning direction between the substrate and the mask and the microlens array. ,
At least three of the piezoelectric elements are arranged for each microlens array provided with the piezoelectric elements, the base ends of the piezoelectric elements are fixed on the support plate, and the tips of the piezoelectric elements are fixed to the microlens array. Is supported by at least three points,
The optical axis of each microlens array can be adjusted by adjusting the voltage applied to the piezoelectric element.

このマイクロレンズアレイを使用した露光装置は、例えば、前記マイクロレンズは、前記マスクの露光パターンの正立等倍像を前記基板上に投影するものである。
The microlens exposure apparatus using an array, for example, pre-Symbol microlens is designed to project the erect image of the exposure pattern of the mask on the substrate.

本発明によれば、マイクロレンズアレイを使用した露光装置において、前記マイクロレンズアレイは、少なくとも3点で圧電素子により支持されているので、この圧電素子に印加する電圧を調整することにより、圧電素子が変形し、支持板に対するマイクロレンズアレイの支持点を上昇又は下降させることができる。従って、1個のマイクロレンズアレイを支持する少なくとも3個の圧電素子の変形の程度を、印加電圧の調整により調整することにより、マイクロレンズアレイの光軸を調整することができる。   According to the present invention, in the exposure apparatus using the microlens array, the microlens array is supported by the piezoelectric element at least at three points. Therefore, by adjusting the voltage applied to the piezoelectric element, the piezoelectric element Is deformed, and the support point of the microlens array with respect to the support plate can be raised or lowered. Therefore, the optical axis of the microlens array can be adjusted by adjusting the degree of deformation of the at least three piezoelectric elements that support one microlens array by adjusting the applied voltage.

よって、全てのマイクロレンズアレイに圧電素子が配置されている場合は、全てのマイクロレンズアレイの光軸を調整することにより、全てのマイクロレンズアレイの相互間の光軸を一致させることができ、一部のマイクロレンズアレイに圧電素子が配置されている場合は、その圧電素子が配置されたマイクロレンズアレイの光軸を、圧電素子が配置されていないマイクロレンズアレイの光軸に一致させるように、圧電素子に対する印加電圧を調整することにより、全てのマイクロレンズアレイの相互間の光軸を一致させることができる。これにより、マイクロレンズアレイを支持する支持板の平坦度が低くても、また基板上の露光対象がずれている場合にも、複数個のマイクロレンズアレイの光軸を一致させることができ、大面積の基板に対する高精度の露光が可能となる。   Therefore, when piezoelectric elements are arranged in all the microlens arrays, the optical axes between all the microlens arrays can be matched by adjusting the optical axes of all the microlens arrays, When a piezoelectric element is arranged in some microlens arrays, the optical axis of the microlens array in which the piezoelectric element is arranged is made to coincide with the optical axis of the microlens array in which no piezoelectric element is arranged. By adjusting the voltage applied to the piezoelectric element, the optical axes between all the microlens arrays can be made coincident. As a result, even if the flatness of the support plate that supports the microlens array is low or the exposure target on the substrate is shifted, the optical axes of the plurality of microlens arrays can be made coincident. High-precision exposure can be performed on a substrate having an area.

本発明の実施形態に係る露光装置を示す模式的斜視図である。1 is a schematic perspective view showing an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る露光装置の1個のマイクロレンズアレイの部分を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the part of one micro lens array of the exposure apparatus which concerns on embodiment of this invention. 同じくその動作を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which similarly shows the operation | movement. マイクロレンズアレイとマスクとの関係を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the relationship between a micro lens array and a mask. 同じくその斜視図である、It is also the perspective view, 1個のマイクロレンズの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of one micro lens. (a)、(b)はマイクロレンズアレイの絞りを示す図である。(A), (b) is a figure which shows the aperture_diaphragm | restriction of a micro lens array. マイクロレンズの6角視野絞りの配置を示す平面図である。It is a top view which shows arrangement | positioning of the hexagonal field stop of a micro lens.

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図1は、本発明の実施形態に係る露光装置を示す模式的斜視図、図2は同じくその1個のマイクロレンズアレイの部分を示す縦断面図、図3は同じくその動作を示す縦断面図である。本実施形態の露光装置は、支持板1に複数個のマイクロレンズアレイ2(2b、2c)が支持されて配列されており、このマイクロレンズアレイ2の上方には、支持板5に支持された1個のマスク6が配置されている。マイクロレンズアレイ2は、複数個のマイクロレンズ2aが2次元的に配置されている。このマスク6は、透明基板6aの下面に遮光膜としてのCr膜6bが形成されたものであり、このCr膜6bに形成された孔に、基板22に露光すべき露光パターンが形成されている。露光光源20から出射された露光光は、マスク6を透過し、そのマスク6のCr膜6bの孔に形成された露光パターンが、マイクロレンズアレイ2により基板22上に結像する。例えば、マイクロレンズアレイ2は露光装置に固定されており、マスク6と露光対象の基板22とが、マイクロレンズアレイ2に対して相対的にスキャン方向50に移動することにより、基板22の全域にマスク6の露光パターンが、マイクロレンズアレイ2を介して露光される。マイクロレンズアレイ2及び露光光源を、マスク6及び基板22に対して移動させることにより、基板を露光光でスキャンすることも可能である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a part of one microlens array, and FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the operation of the same. It is. In the exposure apparatus of this embodiment, a plurality of microlens arrays 2 (2b, 2c) are supported and arranged on a support plate 1, and supported above the microlens array 2 by a support plate 5. One mask 6 is arranged. In the microlens array 2, a plurality of microlenses 2a are two-dimensionally arranged. This mask 6 has a Cr film 6b as a light shielding film formed on the lower surface of a transparent substrate 6a. An exposure pattern to be exposed on the substrate 22 is formed in a hole formed in the Cr film 6b. . The exposure light emitted from the exposure light source 20 passes through the mask 6, and the exposure pattern formed in the hole of the Cr film 6 b of the mask 6 forms an image on the substrate 22 by the microlens array 2. For example, the microlens array 2 is fixed to the exposure apparatus, and the mask 6 and the substrate 22 to be exposed move relative to the microlens array 2 in the scanning direction 50, so that the entire region of the substrate 22 is obtained. The exposure pattern of the mask 6 is exposed through the microlens array 2. It is also possible to scan the substrate with exposure light by moving the microlens array 2 and the exposure light source with respect to the mask 6 and the substrate 22.

図1に示すように、マイクロレンズアレイ2は、支持板1に、マイクロレンズアレイ2b及びマイクロレンズアレイ2cの2列に分かれて配置されており、スキャン方向50に垂直の方向に列をなすように、またマイクロレンズアレイ2bとマイクロレンズアレイ2cとがスキャン方向50に相互にずれて配置されている。マイクロレンズアレイ2は、図2及び図3に示すように、支持板1に設けた孔1a内に嵌合して配置されており、各孔1aは各マイクロレンズアレイ2の外形に見合う大きさを有している。マイクロレンズアレイ2は、そのスキャン方向50に直交する方向については、隣接するマイクロレンズアレイ2同士(マイクロレンズアレイ2bとマイクロレンズアレイ2c)が相互に接近するように連なって配置されている。そして、このスキャン方向50に直交する方向に隣接するマイクロレンズアレイ2間の支持板1の部分は、極めて細く、また、マイクロレンズアレイ2におけるスキャン方向50に直交する方向の端部はこの端部のマイクロレンズ2aと端縁との間の間隔がマイクロレンズ2aの配列ピッチの1/2未満に短くなっている。このため、各マイクロレンズアレイ2は、図1に示すように、スキャン方向50に直交する方向に連なっていても、このスキャン方向50に直交する方向の全てのマイクロレンズアレイ2のマイクロレンズ2a間の間隔を同一にすることができる。即ち、マイクロレンズ2aのスキャン方向50に直交する方向のピッチは、全てのマイクロレンズアレイ2について一定である。スキャン方向50については、1個のマイクロレンズアレイ2が配置されており、そのマイクロレンズアレイ2内のマイクロレンズ2aのピッチは一定である。   As shown in FIG. 1, the microlens array 2 is arranged on the support plate 1 in two rows of a microlens array 2 b and a microlens array 2 c so as to form a row in a direction perpendicular to the scanning direction 50. In addition, the microlens array 2 b and the microlens array 2 c are arranged so as to be shifted from each other in the scanning direction 50. As shown in FIGS. 2 and 3, the microlens array 2 is disposed in a hole 1 a provided in the support plate 1, and each hole 1 a has a size corresponding to the outer shape of each microlens array 2. have. In the direction orthogonal to the scanning direction 50, the microlens array 2 is arranged so that adjacent microlens arrays 2 (microlens array 2b and microlens array 2c) are close to each other. The portion of the support plate 1 between the microlens arrays 2 adjacent to each other in the direction orthogonal to the scan direction 50 is extremely thin, and the end of the microlens array 2 in the direction orthogonal to the scan direction 50 is the end. The distance between the microlenses 2a and the edge is shorter than 1/2 of the arrangement pitch of the microlenses 2a. For this reason, as shown in FIG. 1, each microlens array 2 is connected between the microlenses 2 a of all the microlens arrays 2 in the direction orthogonal to the scan direction 50 even if the microlens arrays 2 are continuous in the direction orthogonal to the scan direction 50 Can be made the same interval. That is, the pitch in the direction orthogonal to the scanning direction 50 of the microlenses 2 a is constant for all the microlens arrays 2. In the scanning direction 50, one microlens array 2 is arranged, and the pitch of the microlenses 2a in the microlens array 2 is constant.

なお、マイクロレンズアレイ2は、支持板1に対し、図5に示すように、スキャン方向50及びスキャン方向50に直交する方向の双方に相互に離隔するように配置することもできる。この場合は、スキャン方向50に見た場合に、マイクロレンズアレイ2をその端部同士が重なるように設けることができ、従って、スキャン方向50に直交する方向に関し、各マイクロレンズアレイ2の端部におけるマイクロレンズ2aと端縁との間隔をマイクロレンズ2aのピッチの1/2未満になるように、短くする必要がなく、各マイクロレンズアレイ2の端部の幅を十分大きくとることができる。また、支持板1の孔1aは、スキャン方向50に直交する方向の相互間隔を、図1に示すような短いものにする必要がなく、十分広くとることができる。なお、図1及び図5は、マイクロレンズアレイ2をスキャン方向50に直交する方向について、千鳥状に配置しているが、図1に示すように、マイクロレンズアレイ2が相互に近接している場合は、マイクロレンズアレイ2をスキャン方向50に一直線状に整列させて配置することも可能である。   Note that the microlens array 2 can also be arranged on the support plate 1 so as to be separated from each other in both the scanning direction 50 and the direction orthogonal to the scanning direction 50 as shown in FIG. In this case, when viewed in the scanning direction 50, the microlens array 2 can be provided so that the end portions thereof overlap each other. Therefore, the end portion of each microlens array 2 with respect to the direction orthogonal to the scanning direction 50. It is not necessary to shorten the distance between the microlens 2a and the edge of the microlens 2a so that it is less than ½ of the pitch of the microlens 2a, and the width of the end of each microlens array 2 can be made sufficiently large. Further, the holes 1a of the support plate 1 do not need to have a short mutual interval in the direction orthogonal to the scanning direction 50 as shown in FIG. 1 and 5, the microlens arrays 2 are arranged in a staggered manner in the direction orthogonal to the scanning direction 50, but the microlens arrays 2 are close to each other as shown in FIG. In this case, the microlens array 2 can be arranged in a straight line in the scanning direction 50.

図1に示す実施形態では、各マイクロレンズアレイ2bは、例えば、スキャン方向50に対向する2辺で、一方は2個の圧電素子3a,3bに支持され、他方は1個の圧電素子3cに支持されており、マイクロレンズアレイ2cは、例えば、スキャン方向50に対向する2辺で、一方は1個の圧電素子3dに支持され、他方は2個の圧電素子3e、3fに支持されている。   In the embodiment shown in FIG. 1, each microlens array 2b has, for example, two sides facing the scanning direction 50, one supported by two piezoelectric elements 3a and 3b, and the other by one piezoelectric element 3c. The microlens array 2c is supported by, for example, two sides facing the scanning direction 50, one supported by one piezoelectric element 3d and the other supported by two piezoelectric elements 3e and 3f. .

図2及び図3に示すように、支持板1におけるマイクロレンズアレイ2の配置位置には、前述のごとく、マイクロレンズアレイ2の形状に対応する形状の孔1aが形成されており、マイクロレンズアレイ2はこの孔1a内に嵌合されている。また、この孔1aの周囲は、支持板1の上面が切り欠かれて、段差1bが形成されており、この段落1bの低い部分、即ち、孔1aの周辺部分に、圧電素子3が配置されている。そして、マイクロレンズアレイ2はその上方部分に水平方向に張り出すフランジ部21が形成されており、このフランジ部21が、支持板1の孔1aの周囲部分の段差1bに位置する。   As shown in FIGS. 2 and 3, holes 1a having a shape corresponding to the shape of the microlens array 2 are formed at the arrangement position of the microlens array 2 on the support plate 1 as described above. 2 is fitted in the hole 1a. In addition, the upper surface of the support plate 1 is cut out around the hole 1a to form a step 1b. The piezoelectric element 3 is arranged in the lower part of the paragraph 1b, that is, in the peripheral part of the hole 1a. ing. The microlens array 2 is formed with a flange portion 21 extending in the horizontal direction at an upper portion thereof, and the flange portion 21 is positioned at the step 1b around the hole 1a of the support plate 1.

圧電素子3は、その基部31が支持板1の段差1bの低い部分に固定されており、その先端32がマイクロレンズアレイ2のフランジ部21の下面に固定されている。そして、圧電素子3は引出線4により適宜の制御装置(図示せず)に接続されており、圧電素子3は、この引出線4を介して制御装置から駆動電圧を供給されて、図3に示すように,変形する。即ち、図2においては、圧電素子3が変形していないので、マイクロレンズアレイ2の光軸は垂直(支持板1の表面に垂直)方向を向いているが、図3においては、図示の左側の圧電素子3がその先端32が上向くように変形しており、これにより、マイクロレンズアレイ2はその光軸が垂直方向に対し、傾斜する方向に向いている。このようにして、マイクロレンズアレイ2の光軸の方向を、圧電素子に対する印加電圧を調整することにより調整できるので、仮に、支持板1に平坦度が悪い箇所があり、その箇所に配置されたマイクロレンズアレイ2の光軸が基板に垂直ではない方向を向いている場合、圧電素子3に対する印加電圧を調整することにより、このマイクロレンズアレイ2の光軸を垂直方向にすることができる。なお、圧電素子3による支持点は、上述の3点に限らず、4点以上設けても良いことは勿論である。この場合、4点以上の圧電素子の変形量は、相互に規制する必要がある。   The base 31 of the piezoelectric element 3 is fixed to the lower portion of the step 1 b of the support plate 1, and the tip 32 is fixed to the lower surface of the flange portion 21 of the microlens array 2. The piezoelectric element 3 is connected to an appropriate control device (not shown) by a lead wire 4, and the piezoelectric element 3 is supplied with a drive voltage from the control device through the lead wire 4, and is shown in FIG. Deform as shown. That is, in FIG. 2, since the piezoelectric element 3 is not deformed, the optical axis of the microlens array 2 is oriented in the vertical direction (perpendicular to the surface of the support plate 1). The piezoelectric element 3 of the microlens array 2 is deformed so that the tip 32 thereof faces upward, whereby the microlens array 2 is oriented in a direction in which the optical axis is inclined with respect to the vertical direction. Thus, since the direction of the optical axis of the microlens array 2 can be adjusted by adjusting the voltage applied to the piezoelectric element, the support plate 1 has a portion with poor flatness, and is disposed at that location. When the optical axis of the microlens array 2 is not perpendicular to the substrate, the optical axis of the microlens array 2 can be made vertical by adjusting the voltage applied to the piezoelectric element 3. Needless to say, the support points by the piezoelectric element 3 are not limited to the above-described three points, and four or more points may be provided. In this case, it is necessary to regulate the deformation amounts of four or more piezoelectric elements.

図6は各マイクロレンズアレイ2を構成する各マイクロレンズ2aの構造を示す模式図である。各マイクロレンズアレイ2の各マイクロレンズ2aは、例えば、4枚8レンズ構成であり、4枚のマイクロレンズアレイ2−1,2−2,2−3,2−4が積層された構造を有する。各マイクロレンズアレイ2−1等は2個のレンズから構成されている。これにより、露光光はマイクロレンズアレイ2−2とマイクロレンズアレイ2−3との間で一旦収束し、更にマイクロレンズアレイ2−4の下方の基板上で結像する。そして、マイクロレンズアレイ2−2とマイクロレンズアレイ2−3との間に6角視野絞り12が配置され、マイクロレンズアレイ2−3とマイクロレンズアレイ2−4との間に開口絞り11が配置されている。これらの6角視野絞り12及び開口絞り11はマイクロレンズ2a毎に設けられており、各マイクロレンズ2aについて基板上の露光領域を6角に整形している。6角視野絞り12は、例えば、図7(a)に示すように、マイクロレンズ2aのレンズ視野領域10の中に6角形状の開口として形成され、開口絞り11は、図7(b)に示すように、マイクロレンズ2aのレンズ視野領域10の中に円形の開口として形成されている。   FIG. 6 is a schematic diagram showing the structure of each microlens 2 a constituting each microlens array 2. Each microlens 2a of each microlens array 2 has, for example, a four-lens configuration and a structure in which four microlens arrays 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 are stacked. . Each microlens array 2-1 or the like is composed of two lenses. As a result, the exposure light once converges between the microlens array 2-2 and the microlens array 2-3, and forms an image on the substrate below the microlens array 2-4. A hexagonal field stop 12 is disposed between the microlens array 2-2 and the microlens array 2-3, and an aperture stop 11 is disposed between the microlens array 2-3 and the microlens array 2-4. Has been. The hexagonal field stop 12 and the aperture stop 11 are provided for each microlens 2a, and the exposure area on the substrate is shaped into six corners for each microlens 2a. For example, as shown in FIG. 7A, the hexagonal field stop 12 is formed as a hexagonal opening in the lens field area 10 of the microlens 2a, and the aperture stop 11 is formed as shown in FIG. As shown, a circular opening is formed in the lens visual field region 10 of the microlens 2a.

図8は、各マイクロレンズアレイ2における各マイクロレンズ2aの配置態様を示す平面図である。この図8においては、マイクロレンズ2aの配置態様を、マイクロレンズ2aの6角視野絞り12の位置として示す。この図8に示すように、マイクロレンズ2aは、スキャン方向5について、順次、若干横方向にずれて配置されている。6角視野絞り12は、中央の矩形部分12aと、そのスキャン方向5に見て両側の三角形部分12b、12cとに分かれる。そして、図8に示すように、スキャン方向5に垂直の方向の各列に関し、スキャン方向5について3列の6角視野絞り12の列をみると、ある特定の1列目の6角視野絞り12の右側の三角形部分12cが、スキャン方向後方に隣接する2列目の6角視野絞り12の左側の三角形部分12bと重なり、1列目の6角絞り12の左側の三角形部分12bが、3列目の6角視野絞り12の右側の三角形部分12cと重なるように、これらのマイクロレンズ2aが配置されている。このようにして、スキャン方向5に関し、3列のマイクロレンズ2aが1セットとなって配置される。つまり、4列目のマイクロレンズ2aは、スキャン方向5に垂直の方向に関し、1列目のマイクロレンズ2aと同一位置に配置される。このとき、6角視野絞り12の6角形の各角部をスキャン方向5に結ぶ線分(図中、破線にて示す)が例えば0.03mmの等間隔であるとすると、3列の6角視野絞り12において、隣接する2列の6角視野絞り12の三角形部分12bの面積と三角形部分12cの面積とを加算すると、このスキャン方向5に重なる2個の三角形部分12b、12cの合計面積は、中央の矩形部分12aの面積と同一になる。このため、基板1が3列のマイクロレンズ2aのスキャンを受けると、このスキャン方向5に垂直の方向に関し、その全域で均一な光量の露光を受けたことになる。従って、各マイクロレンズアレイ2は、スキャン方向5に関し、3の整数倍の列のマイクロレンズ2aが配置されており、これにより、基板は、1回のスキャンによりその全域で均一な光量の露光を受けることになる。なお、6角視野絞り12の6角形の各角部をスキャン方向5に結ぶ線分(図中、破線にて示す)は、必ずしも等間隔である必要はない。例えば、6角視野絞り12の中央の矩形部分12aの幅が、三角形部分12b、12cの高さと異なっていても良い。   FIG. 8 is a plan view showing an arrangement mode of each microlens 2 a in each microlens array 2. In FIG. 8, the arrangement of the microlenses 2a is shown as the position of the hexagonal field stop 12 of the microlenses 2a. As shown in FIG. 8, the microlenses 2 a are sequentially shifted slightly in the horizontal direction in the scanning direction 5. The hexagonal field stop 12 is divided into a central rectangular portion 12 a and triangular portions 12 b and 12 c on both sides when viewed in the scanning direction 5. Then, as shown in FIG. 8, regarding each column in the direction perpendicular to the scan direction 5, when viewing the three columns of the hexagonal field stop 12 in the scan direction 5, a specific hexagonal field stop in the first column The right triangular portion 12c of 12 overlaps with the triangular portion 12b on the left side of the hexagonal field stop 12 in the second row adjacent to the rear in the scanning direction, and the triangular portion 12b on the left side of the hexagonal aperture 12 in the first row has 3 These microlenses 2a are arranged so as to overlap the triangular portion 12c on the right side of the hexagonal field stop 12 in the row. In this manner, three rows of microlenses 2a are arranged as one set with respect to the scanning direction 5. That is, the fourth row of microlenses 2 a are arranged at the same position as the first row of microlenses 2 a in the direction perpendicular to the scan direction 5. At this time, assuming that the line segments (shown by broken lines in the figure) connecting the respective corners of the hexagon of the hexagonal field stop 12 in the scanning direction 5 are equidistant, for example, 0.03 mm, three rows of hexagons In the field stop 12, when the area of the triangular portion 12b of the two adjacent hexagonal field stops 12 and the area of the triangular portion 12c are added, the total area of the two triangular portions 12b and 12c overlapping in the scanning direction 5 is as follows. The area of the central rectangular portion 12a is the same. For this reason, when the substrate 1 is scanned by the three rows of microlenses 2a, it is exposed to a uniform amount of light in the entire area in the direction perpendicular to the scanning direction 5. Therefore, each microlens array 2 is arranged with microlenses 2a in an integer multiple of 3 with respect to the scanning direction 5, so that the substrate can expose a uniform amount of light over the entire area by one scan. Will receive. Note that the line segments (indicated by broken lines in the figure) that connect the respective corners of the hexagon of the hexagonal field stop 12 in the scanning direction 5 do not necessarily have to be equally spaced. For example, the width of the rectangular portion 12a at the center of the hexagonal field stop 12 may be different from the height of the triangular portions 12b and 12c.

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。複数個のマイクロレンズアレイ2を支持板1に設置する。このとき、図2に示すように、各マイクロレンズアレイ2を例えばスキャン方向50に対向する2辺で、夫々2個の圧電素子3と1個の圧電素子3とで支持する。そして、マスク6を介して露光光を複数個のマイクロレンズアレイ2に入射させ、露光パターンを基板22上に結像させ、基板上の露光後のパターンをカメラ又は顕微鏡等の手段により観察する。そして、支持板1の歪みがあるような場合で、特定のマイクロレンズアレイ2の露光像が所定の位置からずれていて、光軸が所定の方向(例えば,垂直方向)からずれている場合は、その特定のマイクロレンズアレイ2を支持している圧電素子3の印加電圧を調整して、その特定のマイクロレンズアレイ2の光軸を正しい方向に調整する。このとき、マイクロレンズアレイ2は3点で圧電素子3に支持されており、この3点の位置を夫々圧電素子3により相対的に調節することにより、マイクロレンズアレイ2を任意の方向に向かせることができる。よって、マイクロレンズアレイ2の光軸を任意の方向に調節することができる。このようにして、支持板1に配置されたマイクロレンズアレイ2の光軸の方向を、支持板1の平坦度等の歪み要因に拘わらず、全てのマイクロレンズアレイ2について同一方向に調整することができ、剛性が高くで平坦度が高いが、重量が重い支持板を使用しなくても、即ち、軽量の支持板を使用しても、複数のマイクロレンズアレイ2を組み合わせて大面積の基板を大面積のマスクにより、一度の処理で露光することができる。このマイクロレンズアレイの光軸の調整は、基板上の露光対象がずれている場合に、そのずれを吸収する際にも有効である。   Next, the operation of the exposure apparatus configured as described above will be described. A plurality of microlens arrays 2 are installed on the support plate 1. At this time, as shown in FIG. 2, each microlens array 2 is supported by two piezoelectric elements 3 and one piezoelectric element 3, for example, on two sides opposed to the scanning direction 50. Then, exposure light is made incident on the plurality of microlens arrays 2 through the mask 6 to form an exposure pattern on the substrate 22, and the exposed pattern on the substrate is observed by means such as a camera or a microscope. When the support plate 1 is distorted, the exposure image of the specific microlens array 2 is deviated from a predetermined position, and the optical axis is deviated from a predetermined direction (for example, the vertical direction). Then, the applied voltage of the piezoelectric element 3 supporting the specific microlens array 2 is adjusted to adjust the optical axis of the specific microlens array 2 in the correct direction. At this time, the microlens array 2 is supported by the piezoelectric element 3 at three points, and the microlens array 2 is directed in an arbitrary direction by relatively adjusting the positions of the three points by the piezoelectric element 3. be able to. Therefore, the optical axis of the microlens array 2 can be adjusted in an arbitrary direction. In this way, the direction of the optical axis of the microlens array 2 arranged on the support plate 1 is adjusted in the same direction for all the microlens arrays 2 regardless of distortion factors such as the flatness of the support plate 1. A large area substrate by combining a plurality of microlens arrays 2 without using a heavy support plate, that is, using a light support plate. Can be exposed in a single process with a large-area mask. This adjustment of the optical axis of the microlens array is also effective in absorbing the deviation when the exposure target on the substrate is displaced.

なお、圧電素子によるマイクロレンズアレイ2の光軸の調整は、必ずしも、全てのマイクロレンズアレイに対して行う必要はなく、一部のマイクロレンズアレイ2に圧電素子3を設け、この圧電素子3を設けて光軸の調整が可能なマイクロレンズアレイ2について、支持板1に固定されたマイクロレンズアレイ2の光軸に一致するように、圧電素子3の印加電圧を調節して光軸を調整しても良い。   Note that the adjustment of the optical axis of the microlens array 2 by the piezoelectric elements is not necessarily performed for all the microlens arrays. The piezoelectric elements 3 are provided in some of the microlens arrays 2, For the microlens array 2 that can be provided and the optical axis can be adjusted, the optical axis is adjusted by adjusting the voltage applied to the piezoelectric element 3 so as to coincide with the optical axis of the microlens array 2 fixed to the support plate 1. May be.

また、図2及び図3に示す実施形態においては、マイクロレンズアレイ2のフランジ部21の下面を圧電素子3の先端32で支持することにより、マイクロレンズアレイ2のフランジ部21を持ち上げる高さを調節することにより、マイクロレンズアレイ2の光軸を調整している。しかし、支持板1の孔1aの側面とマイクロレンズアレイ2の側面との間の間隙を大きくとり、フランジ部21よりも孔1aの大きさを大きくすることにより、圧電素子3の先端32が基部31よりも下方になるように圧電素子3が変形できるようにすることにより、マイクロレンズアレイ2のフランジ部21の支持点を下降させることもできる。これにより、マイクロレンズアレイ2の光軸の調整の自由度がより一層高まる。   In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, the lower surface of the flange portion 21 of the microlens array 2 is supported by the tip 32 of the piezoelectric element 3, so that the height at which the flange portion 21 of the microlens array 2 is lifted is increased. By adjusting, the optical axis of the microlens array 2 is adjusted. However, when the gap between the side surface of the hole 1a of the support plate 1 and the side surface of the microlens array 2 is made larger and the size of the hole 1a is made larger than the flange portion 21, the tip 32 of the piezoelectric element 3 becomes the base portion. By making the piezoelectric element 3 deformable so as to be lower than 31, the support point of the flange portion 21 of the microlens array 2 can be lowered. Thereby, the freedom degree of adjustment of the optical axis of the micro lens array 2 further increases.

更に、図2及び図3の実施形態では、マイクロレンズアレイ2のフランジ部21の各支持点に1個の圧電素子3が設定されているが、この圧電素子3を、各支持点につき、上下に重なるように2個設け、この2個の圧電素子で、その支持点のフランジ部21を上下から挟み込むように固定することもできる。つまり、フランジ部21を上面及び下面の双方で2個の圧電素子3に固定する。そして、マイクロレンズアレイ2における対向する2辺の圧電素子3について、いずれもマイクロレンズアレイ2の中央部が盛り上がる方向又は中央部が降下する方向に変形させることにより、マイクロレンズアレイ2を平面ではなく、湾曲させることができる。例えば、マイクロレンズアレイ2における対向する2辺に配置された各圧電素子2の先端32を、いずれも上方に盛り上がる方向に変形させると、マイクロレンズアレイ2の中央部が端部よりも盛り上がるように変形し、マイクロレンズアレイ2は上に凸の状態に湾曲する。これにより、そのマイクロレンズアレイ2における各マイクロレンズ2aの光軸の間隔を基板上でより小さくすることができる。逆に、マイクロレンズアレイ2における対向する2辺に配置された各圧電素子3の先端32を、いずれも下降する方向に変形させると、マイクロレンズアレイ2の中央部が端部よりも下降するように変形し、マイクロレンズアレイ2は下に凸の状態に湾曲する。これにより、そのマイクロレンズアレイ2における各マイクロレンズ2aの光軸の間隔を基板上でより大きくすることができる。このように、マイクロレンズアレイ2を湾曲させることにより、基板上における露光位置の間隔を大きくしたり、小さくしたりすることができ、露光装置の集束レンズの倍率を変更することを同様の処理を行うことができる。マイクロレンズ2aは、前述のごとく、正立等倍増を結像させるので、倍率の変更はできない。このため、上述のごとく、マイクロレンズアレイ2を湾曲させることにより、擬似的に倍率を変更することができることは、極めて有益である。   Further, in the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, one piezoelectric element 3 is set at each support point of the flange portion 21 of the microlens array 2, and this piezoelectric element 3 is moved up and down at each support point. The two piezoelectric elements can be fixed so as to sandwich the flange portion 21 at the support point from above and below. That is, the flange portion 21 is fixed to the two piezoelectric elements 3 on both the upper surface and the lower surface. Then, the two opposite piezoelectric elements 3 in the microlens array 2 are deformed so that the central portion of the microlens array 2 rises or the central portion descends, so that the microlens array 2 is not flat. Can be curved. For example, when the tip 32 of each piezoelectric element 2 arranged on two opposing sides in the microlens array 2 is deformed so as to rise upward, the center of the microlens array 2 rises more than the end. As a result of the deformation, the microlens array 2 is curved upward. Thereby, the space | interval of the optical axis of each micro lens 2a in the micro lens array 2 can be made smaller on a board | substrate. On the contrary, when the tip 32 of each piezoelectric element 3 arranged on the two opposite sides in the microlens array 2 is deformed in the descending direction, the central portion of the microlens array 2 is lowered from the end. The microlens array 2 is curved in a downwardly convex state. Thereby, the space | interval of the optical axis of each micro lens 2a in the micro lens array 2 can be enlarged on a board | substrate. Thus, by curving the microlens array 2, the interval between exposure positions on the substrate can be increased or decreased, and a similar process can be performed to change the magnification of the focusing lens of the exposure apparatus. It can be carried out. As described above, since the microlens 2a forms an erecting equal magnification, the magnification cannot be changed. For this reason, as described above, it is extremely beneficial that the magnification can be changed in a pseudo manner by curving the microlens array 2.

以上のようにして、マイクロレンズアレイ2の光軸調整が終了した後、基板22がマイクロレンズアレイ2の下方に搬入されてくる。そして、基板22及びマスク6をスキャン方向50に移動させつつ、露光光源20から出射された露光光をマスク6に向けて照射することにより、マイクロレンズアレイ2とマスク6とがスキャン方向に相対的にスキャンされたことになり、大面積の基板22上に大面積のマスク6の全域に形成された露光パターンが、一度のスキャンで、高精度で露光処理される。   As described above, after the optical axis adjustment of the microlens array 2 is completed, the substrate 22 is carried below the microlens array 2. Then, by moving the substrate 22 and the mask 6 in the scanning direction 50 and irradiating the mask 6 with the exposure light emitted from the exposure light source 20, the microlens array 2 and the mask 6 are relatively moved in the scanning direction. In other words, the exposure pattern formed on the entire area of the large-area mask 6 on the large-area substrate 22 is exposed with high accuracy by a single scan.

1、5:支持板
2、2b、2c:マイクロレンズアレイ
2a:マイクロレンズ
2−1〜2−4:(構成)マイクロレンズアレイ
3:圧電素子
6:マスク
6a:透明基板
6b:Cr膜
11:開口絞り
12:6角視野絞り
12a:矩形部分
12b、12c:三角形部分
20:露光光源
50:スキャン方向
1, 5: Support plates 2, 2b, 2c: Micro lens array 2a: Micro lenses 2-1 to 2-4: (Configuration) Micro lens array 3: Piezoelectric element 6: Mask 6a: Transparent substrate 6b: Cr film 11: Aperture stop 12: Hexagon field stop 12a: Rectangular portion 12b, 12c: Triangle portion 20: Exposure light source 50: Scan direction

Claims (2)

露光光源と、
この露光光源からの露光光を露光パターンにより遮光するマスクと、
露光すべき基板と前記マスクとの間に配置され、夫々複数個のマイクロレンズが2次元的に配置された複数個のマイクロレンズアレイと、
これらの複数個のマイクロレンズアレイが配置される支持板と、
この支持板上に少なくとも1個のマイクロレンズアレイについて設けられた圧電素子と、
を有し、
前記複数個のマイクロレンズアレイは、前記基板及び前記マスクと前記マイクロレンズアレイとの間の相対的なスキャン方向に直交する方向に関して、全てのマイクロレンズの間隔が同一になるように配置されており、
前記圧電素子は、それが設けられたマイクロレンズアレイ毎に少なくとも3個配置され、夫々その基端が前記支持板上に固定され、その先端が前記マイクロレンズアレイに固定されて、前記マイクロレンズアレイを少なくとも3点で支持するものであり、
前記圧電素子への印加電圧を調整することにより、前記各マイクロレンズアレイの光軸を調整可能であることを特徴とするマイクロレンズアレイを使用した露光装置。
An exposure light source;
A mask that blocks exposure light from the exposure light source by an exposure pattern;
A plurality of microlens arrays disposed between the substrate to be exposed and the mask , each having a plurality of microlenses arranged two-dimensionally;
A support plate on which the plurality of microlens arrays are disposed;
A piezoelectric element provided for at least one microlens array on the support plate;
Have
The plurality of microlens arrays are arranged such that the intervals of all the microlenses are the same in the direction orthogonal to the relative scanning direction between the substrate and the mask and the microlens array. ,
At least three of the piezoelectric elements are arranged for each microlens array provided with the piezoelectric elements, the base ends of the piezoelectric elements are fixed on the support plate, and the tips of the piezoelectric elements are fixed to the microlens array. Is supported by at least three points,
An exposure apparatus using a microlens array, wherein an optical axis of each microlens array can be adjusted by adjusting a voltage applied to the piezoelectric element.
記マイクロレンズは、前記マスクの露光パターンの正立等倍像を前記基板上に投影することを特徴とする請求項1に記載のマイクロレンズアレイを使用した露光装置。 Before SL microlens exposure apparatus using a microlens array according to claim 1, characterized in that projecting the erect image of the exposure pattern of the mask on the substrate.
JP2010216151A 2010-09-27 2010-09-27 Exposure system using microlens array Expired - Fee Related JP5704527B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010216151A JP5704527B2 (en) 2010-09-27 2010-09-27 Exposure system using microlens array

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010216151A JP5704527B2 (en) 2010-09-27 2010-09-27 Exposure system using microlens array

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012073298A JP2012073298A (en) 2012-04-12
JP5704527B2 true JP5704527B2 (en) 2015-04-22

Family

ID=46169561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010216151A Expired - Fee Related JP5704527B2 (en) 2010-09-27 2010-09-27 Exposure system using microlens array

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5704527B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6407811B2 (en) * 2015-07-08 2018-10-17 富士フイルム株式会社 Imaging apparatus and method

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09244255A (en) * 1996-03-13 1997-09-19 Nikon Corp Exposure device for liquid crystal
JPH09320952A (en) * 1996-05-29 1997-12-12 Nikon Corp Aligner
JP2001338866A (en) * 2000-05-30 2001-12-07 Nikon Corp Aligner, method for manufacturing device, and method for measuring accuracy in aligner
US7274029B2 (en) * 2004-12-28 2007-09-25 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP5190860B2 (en) * 2007-01-22 2013-04-24 学校法人東京電機大学 Projection exposure apparatus and projection exposure method
JP2008292916A (en) * 2007-05-28 2008-12-04 Fujifilm Corp Image exposure device, microlens unit, and its manufacturing method
JP5224341B2 (en) * 2008-05-15 2013-07-03 株式会社ブイ・テクノロジー Exposure apparatus and photomask

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012073298A (en) 2012-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5704525B2 (en) Scan exposure equipment using microlens array
JP6023952B2 (en) Microlens array and scan exposure apparatus using the same
TWI546630B (en) Scanning exposure apparatus using microlens array
JP5515120B2 (en) Scan exposure equipment using microlens array
KR101884045B1 (en) Microlens array and scanning exposure device using same
JP5704527B2 (en) Exposure system using microlens array
JP5825470B2 (en) Exposure apparatus and shading plate
JP5853343B2 (en) Scan exposure equipment using microlens array
KR101949389B1 (en) Method of forming pattern using mask-less exposure equipment
JP2012128193A (en) Microlens array and scan exposure device using the same
JP5953038B2 (en) Apparatus and method for measuring focal length of microlens array
JP2013054315A (en) Exposure device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130830

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20140604

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140610

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140805

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150127

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150216

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5704527

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees