JP6503235B2 - Light source device, exposure apparatus, and light source control method - Google Patents
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Description
本発明は、光源装置、露光装置及び光源制御方法に関する。 The present invention relates to a light source device, an exposure apparatus, and a light source control method.
従来、フォトリソグラフィ法を用いた回路パターニング、いわゆる露光工程には、フォトマスクを用いた密着式露光装置が広く使われてきた。ところが、近年では、回路の高精細、高密度化に合わせるため、フォトマスクを用いないDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス(登録商標))等の空間光変調素子を用いて光を変調して露光する、直描式露光装置が用いられるようになってきている(特許文献1)。このように、空間光変調素子を利用した露光装置を、DI(ダイレクト・イメージ)露光装置という。
しかしながら、DI露光装置に用いられる光源は、高精細なパターニングを可能にするため単波長の場合が多い。一方で、露光されるレジストには広波長域の感度を有するものがあり、単波長では十分に硬化しない場合や露光時間が長くなる場合もあった。
そこで、特許文献2には、複数の異なる波長特性を有する光源と、複数の光源にそれぞれ対応したレンズと、これらのレンズによって形成された像を重ねて合成する光学合成素子とを備える光源装置が開示されている。
Conventionally, a contact-type exposure apparatus using a photomask has been widely used in circuit patterning using a photolithographic method, so-called exposure process. However, in recent years, in order to match with high definition and high density of circuits, light is modulated using a spatial light modulation element such as DMD (digital micro mirror device (registered trademark)) that does not use a photomask for exposure. A direct writing type exposure apparatus has come to be used (Patent Document 1). Thus, an exposure apparatus using a spatial light modulation element is referred to as a DI (direct image) exposure apparatus.
However, the light source used in the DI exposure apparatus often has a single wavelength in order to enable high definition patterning. On the other hand, some of the resists to be exposed have sensitivities in a wide wavelength range, and there is also a case where curing is not sufficiently performed with a single wavelength or the exposure time is prolonged.
Therefore,
ところで、光の波長には、レジストの硬化に寄与する波長や、レジストの光沢に寄与する波長などがあり、露光に最適な波長毎の光量の割合を示す光量比率は、レジストの種類によって異なる。しかしながら、上記特許文献2に記載の技術にあっては、光量比率は設計時に設定するのみであり、その後は調整することができない。そのため、レジストを変えた場合、レジストの種類に応じた最適な光量比率の光で露光することができない。
また、光源を構成する発光素子は、長時間の使用により劣化し照度が低下する。そして、その照度の低下の割合は、発光素子毎に違いがある。そのため、長時間の使用により光量比率が変化してしまい、安定した露光ができない。
そこで、本発明は、異なる複数の波長の光を所望の光量比率で出射することができる光源装置、その光源装置を備えた露光装置及び光源制御方法を提供することを課題としている。
The wavelength of light includes a wavelength that contributes to the curing of the resist and a wavelength that contributes to the gloss of the resist, and the light amount ratio indicating the ratio of the light amount for each wavelength optimum for exposure varies depending on the type of resist. However, in the technology described in
Moreover, the light emitting element which comprises a light source deteriorates by long-term use, and illumination intensity falls. And the rate of the fall of the illumination intensity is different for every light emitting element. Therefore, the light amount ratio changes due to long-term use, and stable exposure can not be performed.
Then, this invention makes it a subject to provide the exposure apparatus provided with the light source device which can radiate | emit the light of a several different wavelength by a desired light quantity ratio, the light source device, and a light source control method.
上記課題を解決するために、本発明に係る光源装置の一態様は、第1の波長特性の光を出射する第1の発光素子と、前記第1の波長特性とは異なる第2の波長特性の光を出射する第2の発光素子と、前記第1の発光素子からの出射光と前記第2の発光素子からの出射光とを集積する複数の光集積部と、前記第1の波長特性の光と前記第2の波長特性の光との所定の光量比率と、前記光集積部により集積された前記出射光に含まれる前記第1の波長特性の光の光量と前記第2の波長特性の光の光量とをそれぞれ測定するセンサから出力される光量測定値とに基づいて、前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子の出力を個別に制御する出力制御信号を生成し、生成された前記出力制御信号を前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子のそれぞれに出力する制御部と、複数の前記光集積部によりそれぞれ集積された前記出射光を、露光装置に備えられる複数の露光ヘッドへそれぞれ出力する出力部と、を備え、前記制御部は、前記出力部からの前記出射光が入射される前記複数の露光ヘッドの光入射部にそれぞれ設けられた第1のセンサが測定した前記光量測定値を取得し、前記光量測定値に基づいて、前記複数の露光ヘッドのそれぞれについて、前記第1の波長特性の光と前記第2の波長特性の光との光量比率が前記所定の光量比率となるように制御するとともに、前記複数の露光ヘッドのそれぞれについて前記露光装置の露光面に設けられた1つの第2のセンサが測定した前記光量測定値を取得し、前記光量測定値に基づいて、前記複数の露光ヘッド間における、前記露光ヘッドから出射される光の光量差を補正する。
これにより、異なる複数の波長の光を複数の露光ヘッドから所望の光量比率で出射することができるとともに、露光ヘッド間の出力のばらつきを抑制することができる。また、経年劣化により特定の波長の光を出射する発光素子の照度が低下した場合であっても、各波長の光の出力を個別に制御可能であるため、光量比率を一定に保ちつつ、露光面での総光量が全ての露光ヘッドで等しくなるようにすることができ、安定した光を出射することができる。
In order to solve the above-mentioned subject, one mode of a light source device concerning the present invention is the 1st light emitting element which emits light of the 1st wavelength characteristic, and the 2nd wavelength characteristic different from the 1st wavelength characteristic. A second light emitting element for emitting light from the first light emitting element, a plurality of light integrating portions for integrating the light emitted from the first light emitting element and the light emitted from the second light emitting element, and the first wavelength characteristic A predetermined light amount ratio of the light of the second wavelength characteristic and the light amount of the light of the first wavelength characteristic included in the emitted light integrated by the light accumulation unit and the second wavelength characteristic An output control signal for individually controlling the outputs of the first light emitting element and the second light emitting element based on the light quantity measurement value output from the sensor that respectively measures the light quantity of the light of Of the first light emitting element and the second light emitting element. And a control unit for outputting to Les, the outgoing light integrated respectively by a plurality of the optical integrated unit, an output unit for outputting each to a plurality of exposure heads provided in the exposure apparatus, wherein the control unit, the The plurality of light quantity measurement values measured by the first sensors respectively provided to the light incident parts of the plurality of exposure heads to which the outgoing light from the output part is incident are obtained, and the plurality of light quantities are measured based on the light quantity measurement values. The light amount ratio between the light of the first wavelength characteristic and the light of the second wavelength characteristic is controlled to be the predetermined light amount ratio for each of the exposure heads, and each of the plurality of exposure heads is controlled. The light intensity measurement value measured by one second sensor provided on the exposure surface of the exposure apparatus is acquired, and the exposure head between the plurality of exposure heads is acquired based on the light intensity measurement value. Correcting the light amount difference of the light emitted from the.
Thus, light of a plurality of different wavelengths can be emitted from the plurality of exposure heads at a desired light amount ratio, and variations in output among the exposure heads can be suppressed. Further, even when the illuminance of the light emitting element for emitting light of a specific wavelength by aging is decreased, because the output of the light of each wavelength is individually controllable, coercive Chitsutsu the quantity ratio constant, The total amount of light on the exposure surface can be made equal in all exposure heads, and stable light can be emitted.
また、上記の光源装置において、前記光集積部は、前記第1の発光素子からの出射光を入射端で入光し出射端で出射する第1の光ファイバと、前記第2の発光素子からの出射光を入射端で入光し出射端で出射する第2の光ファイバと、前記第1の光ファイバの出射光と前記第2の光ファイバの出射光を集積する第3の光ファイバと、を有し、前記第1の光ファイバと前記第2の光ファイバとの出射端側を所定の配列で束ね、前記第1の光ファイバの出射光と前記第2の光ファイバの出射光とを集積して前記第3の光ファイバの入射端に入光させる、ファイババンドルから構成してもよい。
これにより、第1の光ファイバと第2の光ファイバとの出射端を束ねて、複数の波長の異なる光を合成しているため、複数の発光素子を所定の配列で厳密に配置する必要がなく、設置の自由度を向上させることができる。また、波長の偏りのない均一な光を容易に生成し出射することができる。さらに、発光素子の増設を容易に行うことができるので、高照度化が容易である。
In the light source device described above, the light collecting unit may include a first optical fiber that emits light from the first light emitting element at an incident end and emits the light at an output end, and the second light emitting element. And a third optical fiber for integrating the light emitted from the first optical fiber and the light emitted from the second optical fiber. , And the outgoing end sides of the first optical fiber and the second optical fiber are bundled in a predetermined arrangement, and the outgoing light of the first optical fiber and the outgoing light of the second optical fiber Can be integrated and incident on the incident end of the third optical fiber.
As a result, since the light emitting ends of the first optical fiber and the second optical fiber are bundled to combine light of different wavelengths, it is necessary to strictly arrange a plurality of light emitting elements in a predetermined arrangement. It is possible to improve the freedom of installation. In addition, uniform light without wavelength deviation can be easily generated and emitted. Furthermore, since the number of light emitting elements can be easily increased, it is easy to increase the illuminance.
さらに、上記の光源装置において、前記制御部は、前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子を個別に点灯及び消灯させる制御信号を、前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子のそれぞれに出力し、前記第1の発光素子を点灯させ前記第2の発光素子を消灯させたときに測定される前記第1の波長特性の光の光量測定値と、前記第1の発光素子を消灯させ前記第2の発光素子を点灯させたときに測定される前記第2の波長特性の光の光量測定値とを、1つの前記センサから取得してもよい。このように、1つのセンサによって光量を測定することが可能となるので、センサの個体差に起因する測定精度の低下を防止することができる。 Furthermore, in the above light source device, the control unit controls the first light emitting element and the second light emitting element to individually turn on and off the first light emitting element and the second light emitting element. And the light quantity measurement value of the light of the first wavelength characteristic measured when the first light emitting element is turned on and the second light emitting element is turned off, and the first light emitting element And the light intensity measurement value of the light of the second wavelength characteristic measured when the second light emitting element is turned on, may be acquired from one of the sensors. As described above, since it is possible to measure the amount of light by one sensor, it is possible to prevent a drop in measurement accuracy due to individual differences of the sensors.
また、上記の光源装置において、前記発光素子は、レーザダイオード又は発光ダイオードであってもよい。これにより、異なる複数の波長を含む光を出射する光源装置を容易に実現することができる。 Further, in the above light source device, the light emitting element may be a laser diode or a light emitting diode. Thus, a light source device that emits light including a plurality of different wavelengths can be easily realized .
また、本発明に係る露光装置の一態様は、上記のいずれかの光源装置と、前記光源装置からの出射光が入射される前記複数の露光ヘッドと、前記第1の波長特性の光の光量と前記第2の波長特性の光の光量とをそれぞれ測定する前記第1のセンサおよび前記第2のセンサと、を備える。光源装置によって最適な露光条件を提供することができ、安定且つ適切な露光が可能となる。
さらに、上記の露光装置において、前記露光ヘッドは、前記光源装置からの光を変調する画素部が配列された空間光変調部を備え、前記空間光変調部によって変調された光により感光材料を露光させてもよい。これにより、DI露光装置において、安定且つ適切な露光が可能となる。
In one aspect of the exposure apparatus according to the present invention, the light source device according to any one of the above, the plurality of exposure heads to which the light emitted from the light source device is incident, and the light amount of light of the first wavelength characteristic And the first sensor and the second sensor that respectively measure the amount of light of the second wavelength characteristic. The light source device can provide optimum exposure conditions and enables stable and appropriate exposure.
Further, in the above-described exposure apparatus, the exposure head includes a spatial light modulation unit in which pixel units for modulating light from the light source device are arrayed, and the photosensitive material is exposed by the light modulated by the spatial light modulation unit. You may This enables stable and appropriate exposure in the DI exposure apparatus.
また、本発明に係る光源制御方法の一態様は、第1の発光素子から出射された第1の波長特性の出射光と、第2の発光素子から出射された、前記第1の波長特性とは異なる第2の波長特性の光とを集積して露光装置に備えられる複数の露光ヘッドへそれぞれ出力するに際し、前記複数の露光ヘッドの光入射部にそれぞれ設けられた第1のセンサにより測定された、集積された前記出射光に含まれる前記第1の波長特性の光と前記第2の波長特性の光とのそれぞれの光量測定値を取得する第1の取得ステップと、前記複数の露光ヘッドのそれぞれについて前記露光装置の露光面に設けられた1つの第2のセンサにより測定された、集積された前記出射光に含まれる前記第1の波長特性の光と前記第2の波長特性の光とのそれぞれの光量測定値を取得する第2の取得ステップと、前記第1の波長特性の光と前記第2の波長特性の光との所定の光量比率と、前記第1の取得ステップにおいて取得された前記光量測定値とに基づいて、前記複数の露光ヘッドのそれぞれについて、前記第1の波長特性の光と前記第2の波長特性の光との光量比率が前記所定の光量比率となるように、かつ、前記第2の取得ステップにおいて取得された前記光量測定値に基づいて、前記複数の露光ヘッド間における、前記露光ヘッドから出射される光の光量差を補正するように、前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子の出力を個別に制御する出力制御信号を生成する生成ステップと、前記生成ステップにおいて生成された前記出力制御信号を前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子のそれぞれに出力する出力ステップと、を含む。
これにより、異なる複数の波長の光を複数の露光ヘッドから所望の光量比率で出射することができるとともに、露光ヘッド間の出力のばらつきを抑制することができる。また、経年劣化により特定の波長の光を出射する発光素子の照度が低下した場合であっても、各波長の光の出力を個別に制御可能であるため、光量比率を一定に保ちつつ、露光面での総光量が全ての露光ヘッドで等しくなるようにすることができ、安定した光を出射することができる。
In one aspect of the light source control method according to the present invention, the first emission characteristic of the first wavelength characteristic emitted from the first light emitting element, and the first wavelength characteristic emitted from the second light emitting element Is measured by a first sensor respectively provided at the light incident portion of the plurality of exposure heads when the light of different second wavelength characteristics is accumulated and output to the plurality of exposure heads provided in the exposure apparatus. and a first acquisition step of acquiring each of the light amount measurement value of the light of the light with the second wavelength characteristic of the first wavelength characteristic included in the outgoing light condensed product, the plurality of exposure The light of the first wavelength characteristic and the light of the second wavelength characteristic included in the accumulated outgoing light measured by one second sensor provided on the exposure surface of the exposure apparatus for each of the heads Measure each light quantity with light Based a second obtaining step Tokusuru, a predetermined light amount ratio of the light of the light with the second wavelength characteristic of the first wavelength characteristic, the said light intensity measurements obtained in said first obtaining step The light amount ratio between the light of the first wavelength characteristic and the light of the second wavelength characteristic for each of the plurality of exposure heads is the predetermined light amount ratio, and the second acquisition The first light emitting element and the second light emission so as to correct the light amount difference of the light emitted from the exposure head among the plurality of exposure heads based on the light amount measurement value acquired in the step A generation step of generating an output control signal for individually controlling an output of the element; and outputting the output control signal generated in the generation step to each of the first light emitting element and the second light emitting element Including an output step that, a.
Thus, light of a plurality of different wavelengths can be emitted from the plurality of exposure heads at a desired light amount ratio, and variations in output among the exposure heads can be suppressed. Further, even when the illuminance of the light emitting element for emitting light of a specific wavelength by aging is decreased, because the output of the light of each wavelength is individually controllable, coercive Chitsutsu the quantity ratio constant, The total amount of light on the exposure surface can be made equal in all exposure heads, and stable light can be emitted.
本発明の光源装置によれば、異なる複数の波長の光を所望の光量比率で出射することができる。したがって、上記光源装置を備えた露光装置によれば、レジストの種類等に応じた最適な光量比率の光で露光することができる。 According to the light source device of the present invention, light of a plurality of different wavelengths can be emitted at a desired light amount ratio. Therefore, according to the exposure apparatus provided with the light source device, it is possible to perform exposure with light of an optimal light amount ratio according to the type of resist and the like.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本実施形態における露光装置100を示す概略構成図である。
露光装置100は、空間光変調部(空間光変調素子)で変調した光を結像光学系に通し、この光による像を感光材料(レジスト)上に結像させて露光する装置である。このような露光装置は、空間光変調素子で画像を直接形成するため、マスク(ないしはレチクル)が不要であり、DI(ダイレクト・イメージ:直描)露光装置とよばれる。
露光装置100は、略長方形の平板状に形成され、水平配置されるベース11と、ベース11にスライド自在に取り付けられ、露光対象となる基板(ワーク)12を表面に吸着保持する移動ステージ13と、移動ステージ13に保持された基板12に対して露光を行う露光部14とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an
The
The
基板12は、例えば、表面に感光材料が塗布又は貼着されたプリント配線基板やフラットパネルディスプレイ用ガラス基板などである。露光装置100は、基板12に対して露光を行うことにより、例えば、配線パターンなどを基板12の感光材料にマスクレスで記録する。なお、本実施形態では、移動ステージ13の移動方向をY方向、水平面上でY方向と直交する方向(基板12の幅方向)をX方向、水平面に直交する鉛直方向をZ方向として説明する。ベース11は、Y方向に長く形成されている。
The
ベース11は、複数(例えば、四隅のそれぞれに取り付けられた4つ)の脚部15によって支持されている。ベース11の上面11aには、Y方向に略平行な2本のガイドレール16が設けられている。移動ステージ13は、ガイドレール16を介してY方向にスライド自在にベース11に取り付けられている。また、移動ステージ13には、移動ステージ13の移動機構を一例として構成する電磁石16aが設けられている。本実施形態では、上記移動機構として、リニアモータステージを採用する。リニアモータステージは、碁盤目状、若しくは線路状に強磁性体の凸極が設けられた平面状のプラテンの上の移動体に磁力を印加して、移動体とプラテンの凸極との間の磁力を変化させることにより、当該移動体を移動する機構である。移動ステージ13は、この移動機構の駆動に応じてY方向に移動する。なお、移動機構としては、例えばボールねじを用いた機構を採用することもできる。
The
露光部14は、ベース11のY方向中央部に一対の支柱17を介して取り付けられている。各支柱17は、ベース11のX方向両端部に固定されている。各支柱17は、移動ステージ13がY方向に移動した際に、移動ステージ13が露光部14の真下を通過するように、ベース11の上面11aから所定距離離して露光部14を保持する。
露光部14は、m行n列の略マトリクス状に配列された複数(図1では16個)の露光ヘッド18を備える。これら露光ヘッド18は、真下を通過する基板12に対して光を照射する。露光ヘッド18の具体的な構成については後述する。
The
The
図1において、露光ヘッド18は、X方向に8個ずつY方向に2列で配列されている。2列目の各露光ヘッド18は、それぞれの中心が1列目の各露光ヘッド18の隣接するもの同士の中央付近に位置するように、1列目の各露光ヘッド18に対してX方向に1/2ピッチずらして配置されている。このようにずらして配置することにより、1列目の各露光ヘッド18によって露光できない部分が2列目の各露光ヘッド18によって露光され、基板12のX方向に隙間なく露光記録が行われる。なお、露光部14に設けられる露光ヘッド18の数や配列の仕方は、基板12のサイズなどに応じて適宜変更してよい。
各露光ヘッド18には、光源装置19から光ファイバ20を介してレーザ光が入射される。本実施形態では、光源装置19は、複数の異なる波長の光を混合し、各露光ヘッド18へ出力する。光源装置19の構成については後で詳述する。
In FIG. 1, the exposure heads 18 are arranged in two rows in the Y direction, eight in the X direction. Each
Laser light is incident on each
画像処理ユニット21には、基板12に記録する配線パターンなどに応じた画像データ(画像情報)が入力される。画像処理ユニット21は、入力された画像データをもとに書く露光ヘッド18毎のフレームデータを作成する。そして、画像処理ユニット21は、信号ケーブル22を介して各露光ヘッド18にフレームデータを入力する。フレームデータは、例えば、画像を構成する各画素の濃度を2値(ドットの記録の有無)で表したデータである。
各露光ヘッド18は、光源装置19から入射されるレーザ光をフレームデータに基づいて変調し、変調した光を移動ステージ13によって搬送される基板12に投影する。これにより、画像処理ユニット21に入力された画像データに応じた画像が基板12に露光記録される。
Image data (image information) corresponding to a wiring pattern or the like to be recorded on the
Each
ベース11には、さらに、門状のゲート23と、Y方向の一端部に取り付けられた一対の測長器24とが設けられている。ゲート23は、各ガイドレール16を跨ぐようにX方向と略平行にベース11に取り付けられている。ゲート23には、複数台(図1では3台)のカメラ25が取り付けられている。各カメラ25は、露光装置100全体の統括的に制御するコントローラ(不図示)に接続されている。
カメラ25は、ゲート23を通過する移動ステージ13を撮影し、取得した画像データをコントローラに出力する。コントローラは、カメラ25が取得した画像データをもとに、移動ステージ13上の適正位置に対する基板12のX方向、Y方向、及びθ方向(Z方向を軸とした回転方向)のズレ量を算出する。算出されたズレ量は、画像処理ユニット21に入力され、フレームデータの補正に用いられる。なお、カメラ25の台数や配置間隔などは、基板12のサイズなどに応じて適宜変更してもよい。また、ズレ量の算出は、周知の画像処理によって行えばよい。この際、ズレ量を算出し易いように、基板12にアライメントマークなどを設けてもよい。
The
The
各測長器24は、各カメラ25と同様に、コントローラに接続されている。各測長器24は、移動ステージ13の側端面にレーザ光を照射し、その反射光を受光することによって、移動ステージ13の位置を測定する。そして、各測長器24は、測定した移動ステージ13の位置をコントローラに出力する。なお、本実施形態では、いわゆるレーザ干渉式の測長器24を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、超音波やステレオカメラを用いるものなど、移動ステージ13の位置を測定できるものであれば、他の如何なるものを用いてもよい。
Each
(光源装置19の構成)
次に、光源装置19の構成について説明する。
光源装置19は、複数の露光ヘッド18にそれぞれ対応して設けられた、各露光ヘッド18に複数の異なる波長の光を合成した光を入射する複数の光源部を備える。
図2は、光源装置19を構成する光源部19aの一例を示す概略構成図である。この図2では、1つの露光ヘッド18に対応する1つの光源部19aのみを示している。実際には、光源装置19は、露光ヘッド18と同数の光源部19aを備える。
光源部19aは、複数の光源(LDモジュール)1,2を備える。各光源1,2は、それぞれ発光素子である1つのレーザダイオード(LD)と集光レンズとを備えている。光源1と光源2とは、異なる波長(波長A、波長B)のレーザ光を出射するLDを備える。図2に示す例では、光源部19aは、3個の光源1と1個の光源2とを1組とし、合計3組、12個の光源を備えている。光源1,2から出射される光は、それぞれLD光ファイバ3によってコネクタ4に導かれる。
(Configuration of light source device 19)
Next, the configuration of the
The
FIG. 2 is a schematic configuration view showing an example of a
The
光源1,2が出射する光は、190nm〜530nmの範囲の波長特性を有する。例えば、光源1の波長Aの光は、375nm付近にピークを有する第1の波長特性を有し、光源2の波長Bの光は、405nm付近にピークを有する第2の波長特性を有する。
光源1,2は、点灯、非点灯(消灯)及びその出力照度が、それぞれ制御部10により個別に制御可能に構成されている。なお、光源1,2は、それぞれ個々に制御部10によって制御されるように構成してもよいし、グループ(組)ごとに制御されるように構成してもよい。
The light emitted from the
The
各コネクタ4には、それぞれ第一光ファイバ5が接続されており、各光源1,2からの出射光を第一光ファイバ5の入射端で入光し、第一光ファイバ5の出射端から出射させるように構成されている。第一光ファイバ5の出射端は、光源の組ごとに所定の配列で束ねられ、共通の第一コネクタ6を介して第二光ファイバ7に接続されている。
第一光ファイバ5、第一コネクタ6及び第二光ファイバ7によって第一ファイババンドル部B1を構成している。すなわち、1つの第一ファイババンドル部B1には、3個の光源1と1個の光源2との出射光が、4本の第一光ファイバ5を介して入力し、第一コネクタ6を経由して1本の第二光ファイバ7に集積するように構成されている。第二光ファイバ7は、第一光ファイバ5を4本束ねた状態での光出射領域と同等以上の大きさのコアを有する。
The first
The first
図2に示す例では、光源部19aは、3組の光源を備えるため、3つの第一ファイババンドル部B1を備えることになる。すなわち、合計12個のLDモジュールを、3個の第一ファイババンドル部B1において3本の第二光ファイバ7に集積している。
第二光ファイバ7は、マルチモード光ファイバであり、ファイバ内での光の干渉やモード間の相互作用により均一化するように構成されている。
3本の第二光ファイバ7は、共通の第二ファイババンドル部B2に導かれる。3本の第二光ファイバ7の出射端は、第二ファイババンドル部B2において、後述する露光ヘッド18内のDMD42bへの光照射領域の形状に応じた所定の配列で束ねられ、上述した光ファイバ20に対応する第三光ファイバ8となる。第三光ファイバ8は、その出射端が第二コネクタ9を介して、後述する露光ヘッド18内の入射光学系41に接続され、レーザ光を露光ヘッド18に導くように構成されている。この第二コネクタ9は、第一ファイババンドル部B1及び第二ファイババンドル部B2によって集積された出射光を、露光ヘッド18へ出力する出力部である。
In the example illustrated in FIG. 2, the
The second
The three second
このように、光源部19aは、第一光ファイバ5、第二光ファイバ7の出力端を束ねて、光源1,2からのレーザ光を合成しているため、光源1,2を所定の配列で厳密に配置する必要がなく、光源1,2の設置の自由度を向上させることができる。さらに、発光素子(LD)の増設を容易に行うことができるので、高照度化が容易である。
なお、第一光ファイバ5や第二光ファイバ7を束ねる際の配列パターンは、波長毎の位置的な偏りがないように設定することが好ましい。これにより、後述するDMD42b面において波長の偏りのない均一な光を照射することができる。
なお、図2において、第1の発光素子である光源1のLDからの出射光を入射端で入光し出射端から出射する第一光ファイバ5が第1の光ファイバに対応し、第2の発光素子である光源2のLDからの出射光を入射端で入光し出射端から出射する第一光ファイバ5が第2の光ファイバに対応している。また、第一光ファイバ5を集積する第二光ファイバ7及び第三光ファイバ8が、第1の光ファイバの出射光と第2の光ファイバの出射光を集積する第3の光ファイバに対応している。
As described above, since the
In addition, it is preferable to set the arrangement pattern at the time of bundling the 1st
In FIG. 2, the first
(露光ヘッド18の構成)
以下、露光ヘッド18の構成について、図3を参照しながら説明する。
図3は、露光ヘッド18の概略構成図である。この図3に示すように、露光ヘッド18は、入射光学系41と、光変調部42と、第一結像光学系43と、マイクロレンズアレイ(MLA)44と、第二結像光学系45と、ピント調整部46と、を備える。
入射光学系41は、集光レンズ41aと、半透過光学素子41bと、オプティカルインテグレータ41cと、結像レンズ41dと、ミラー41eと、を備える。集光レンズ41aには、光源部19aから出射されたレーザ光が入射され、入射されたレーザ光を集光する。半透過光学素子41bは、例えばハーフミラーであって、集光レンズ41aによって集光されたレーザ光の一部を透過し、一部を反射する。
(Configuration of exposure head 18)
Hereinafter, the configuration of the
FIG. 3 is a schematic view of the
The incident
オプティカルインテグレータ41cは、半透過光学素子41bによって反射されたレーザ光の光路上に配置される。オプティカルインテグレータ41cは、例えば、四角柱状に形成された透光性ロッドである。オプティカルインテグレータ41cは、全反射しながら内部を進行するレーザ光を、平行光に近くかつビーム断面内強度が均一化された光束にする。これにより、照明光強度のばらつきのない高精細な画像が、基板12に露光されるようになる。なお、オプティカルインテグレータ41cの入射端面及び出射端面には、透光率を高めるために、反射防止膜をコーティングしてもよい。
結像レンズ41dは、オプティカルインテグレータ41cを通過したレーザ光を結像させ、ミラー41eに入射する。ミラー41eは、結像レンズ41dによって結像されたレーザ光を反射して光変調部42に入射する。
The
The
光変調部42は、TIR(Total Internal Reflection:全反射)プリズム42aと、空間光変調素子であるDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)42bとを備えている。TIRプリズム42aは、ミラー41eを介して入射したレーザ光をDMD42bに向けて反射させる。DMD42bは、二次元的に配列されたメモリセル(例えば、SRAMセル)上に、画素を構成するマイクロミラーが支柱に支えられて傾斜自在に設けられてなるミラーデバイスである。
DMD42bは、SRAMセルに書き込まれたデジタル信号に応じて、照射されたレーザ光が第一結像光学系43に向けて反射する状態と、照射されたレーザ光が図示を省略した光吸収体に向けて反射する状態とに、マイクロミラーの傾斜角度を変化させる。光変調部42は、画像処理ユニット21から入力されるフレームデータに応じてDMD42bの各画素のマイクロミラーの傾きを制御することにより、フレームデータに応じた画像光を生成する。
The
The
第一結像光学系43は、レンズ43a,43bを備え、光変調部42によって生成された画像光を所定の倍率に拡大してMLA44上に結像する。
MLA44は、例えば、石英ガラスによって略長方形の平板状に形成されている。また、MLA44には、DMD42bの各画素に対応して二次元的に配列された複数のマイクロレンズが形成されている。各マイクロレンズは、上面が平面、下面が凸面の平凸レンズである。各マイクロレンズは、DMD42bの各マイクロミラーからの画像光をそれぞれ個別に結像し、第一結像光学系43によって拡大された画像光を鮮鋭化する。なお、各マイクロレンズの形状は、平凸レンズに限ることなく、例えば、両凸レンズなどでもよい。
第二結像光学系45は、レンズ45a,45bを備え、MLA44を通過した画像光を所定の倍率に拡大するか、或いは等倍率でプリズムペア46に入射させる。プリズムペア46は、上下方向に移動自在に設けられており、上下に移動することによって、基板12上における画像光のピントを調節する。
The first imaging
The
The second imaging
また、各露光ヘッド18における半透過光学素子41bの近傍には、半透過光学素子41bを通過したレーザ光の光量を測定するための受光センサ51が設けられている。受光センサ51は、光源部19aから出射されるレーザ光が入射される露光ヘッド18の光入射部(入射光学系41)において上記レーザ光を受光し、受光したレーザ光の光量を測定するさらに、露光装置100における露光面(ベース11若しくは移動ステージ13)には、各露光ヘッド18から露光面へ向けて出射されたレーザ光の光量を測定するための受光センサ52が1つ設けられている。
本実施形態では、受光センサ51と受光センサ52とは、同じ波長帯の光に対して同等の感度を有するセンサとする。なお、受光センサは、光源毎に設けられていてもよいし、光源に内蔵されていてもよい。
Further, in the vicinity of the semi-transmissive
In the present embodiment, the
制御部10は、受光センサ51が出力した光量測定値を取得し、取得した光量測定値をもとに、波長Aの光と波長Bの光との光量の比率である光量比率が所定の光量比率(目標値)となるように、光源1、光源2の出力を個別に制御する(光量比率制御)。ここで、上記目標値は、レジストの種類や目標とする仕上がり状態(光沢などの外観)等に応じて適宜設定可能である。
また、制御部10は、受光センサ52が出力した光量測定値を取得し、取得した光量測定値をもとに、光源1、光源2の出力を個別に制御することで、複数の露光ヘッド18間における、露光ヘッド18から出射される光の光量差(総光量の差)を補正する(総光量制御)。本実施形態では、露光面での総光量が全ての露光ヘッド18で等しくなるように、光源1、光源2の出力を制御する。
The
In addition, the
(光量比率制御)
以下、光量比率制御について詳細に説明する。
図4は、光量比率制御の制御ブロック図である。この図4に示すように、制御部10は、光量比率計算部10aと、光源出力制御部10bとを備える。光源部19aにおいて、光源1,2からそれぞれ出射された光は、ファイババンドル部B(第一ファイババンドル部B1および第二ファイババンドル部B2)によって束ねられる。受光センサ51は、光源部19aから出射されてすぐの光の光量を測定し、光量測定値(デジタル値)として光量比率計算部10aに出力する。
光量比率計算部10aは、受光センサ51が出力する波長毎の光量測定値をそれぞれ入力し、光量比率を計算する。制御部10は、光源1と光源2とを個別に点灯および消灯し、光源1,2の一方が点灯し他方が消灯しているときに受光センサ51から光量測定値を取得する。すなわち、受光センサ51は、光源1からの波長Aの光の光量と、光源2からの波長Bの光の光量とをそれぞれ測定し、それぞれの光量測定値を制御部10へ出力する。
(Light amount ratio control)
The light amount ratio control will be described in detail below.
FIG. 4 is a control block diagram of light amount ratio control. As shown in FIG. 4, the
The light amount
また、光量比率計算部10aは、計算した光量比率をもとに、光量比率が目標値(例えば、10:1)となるような光源1,2の出力を計算し、計算した結果を出力制御量指示値として光源出力制御部10bに出力する。光源出力制御部10bは、出力制御量指示値に基づいて、各光源1,2のLDに流れる電流を制御するための出力制御信号を光源1,2に出力することで、光源1,2から出る光の光量を制御する。
なお、図4では、光源1,2はそれぞれ1つずつ図示しているが、実際には光源1,2がそれぞれ複数存在する。光源1,2の出力は個別に制御可能であり、これにより光源部19aから出射される光の光量比率を自在に調整することができる。波長毎にグループ化してON/OFFすることで、受光センサ51が1つでも波長毎に光量を測定することができ、光量比率を計算することができる。
Further, the light quantity
Although one
図5は、制御部10が実行する光量比率制御処理手順を示すフローチャートである。この図5に示す処理は、光量比率を調整する所定のタイミング、例えば、露光装置100による露光を開始する前に実行することができる。なお、光量比率の調整は、予め決められた時刻に行ってもよいし、オペレータが指示した任意のタイミングで行ってもよい。
先ずステップS1において、制御部10は、光源1を所定の出力で点灯させ、光源2を消灯させる制御信号を光源1,2に出力する。ここで、上記所定の出力は、予め決められた初期値でもよいし、直前の露光時における出力値であってもよい。このように、制御部10は、光源1のみを点灯してステップS2に移行する。ステップS2では、制御部10は、受光センサ51から光量測定値を取得する。このとき取得した光量測定値は、光源部19aから出射される波長Aの光の光量である。
FIG. 5 is a flowchart showing the light amount ratio control processing procedure executed by the
First, in step S1, the
次にステップS3では、制御部10は、光源2を所定の出力で点灯させ、光源1を消灯させる制御信号を光源1,2に出力する。ここで、上記所定の出力は、予め決められた初期値でもよいし、直前の露光時における出力値であってもよい。このように、制御部10は、光源2のみを点灯してステップS4に移行する。ステップS4では、制御部10は、受光センサ51から光量測定値を取得する。このとき取得した光量測定値は、光源部19aから出射される波長Bの光の光量である。
ステップS5では、制御部10は、ステップS2で取得した波長Aの光量測定値と、ステップS4で取得した波長Bの光量測定値とに基づいて、光量比率を算出する。次にステップS6では、制御部10は、ステップS5で算出した光量比率が目標値(例えば、10:1)となるような出力制御量指示値を算出する。なお、事前準備として、各光源1,2について、それぞれ電流値を変化させたときの光量の変化を予め測定しておき、各光源1,2の出力特性を記憶しておく。そして、制御部10は、予め記憶された光源1,2の出力特性をもとに、光量比率が目標値となるような出力制御量指示値を算出する。ステップS7では、制御部10は、ステップS6で算出した出力制御量指示値に基づいて出力制御信号を生成し、生成した出力制御信号を光源1,2に出力することで光源1,2の出力を個別に制御する。これにより、光量比率を、レジストの種類や目標とする仕上がり状態(光沢などの外観)等に応じて設定された目標値に一致させることができる。
Next, in step S3, the
In step S5, the
(総光量制御)
次に、総光量制御について詳細に説明する。
図6は、総光量制御の制御ブロック図である。この図6に示すように、制御部10は、光量比率計算部10cと、光源出力制御部10dとを備える。光源部19aにおいて、光源1,2からそれぞれ出射された光は、ファイババンドル部B(第一ファイババンドル部B1および第二ファイババンドル部B2)によって束ねられ、出射する。各光源部19aから出射された光は、それぞれ露光ヘッド18(光学系)に入射され、露光ヘッド18から露光面に対して出射される。受光センサ52は、露光ヘッド18から出射された光の光量を露光面にて測定し、光量測定値(デジタル値)として光量比率計算部10cに出力する。
(Total light control)
Next, total light amount control will be described in detail.
FIG. 6 is a control block diagram of total light amount control. As shown in FIG. 6, the
光量比率計算部10cは、受光センサ52が出力する波長毎の光量測定値を露光ヘッド18ごとにそれぞれ入力し、光量比率を計算する。制御部10は、光源1と光源2とを個別に点灯および消灯し、光源1,2の一方が点灯し他方が消灯しているときに受光センサ52から光量測定値を取得する。すなわち、受光センサ52は、上述した受光センサ51と同様に、光源1からの波長Aの光の光量と、光源2からの波長Bの光の光量とをそれぞれ測定し、それぞれの光量測定値を制御部10へ出力する。
また、光量比率計算部10cは、露光ヘッド18ごとに露光面での総光量を計算する。そして、光量比率計算部10cは、計算により求めた光量比率を一定に保ちつつ、露光面での総光量が全ての露光ヘッド18で等しくなるような光源1,2の出力を計算し、計算した結果を出力制御量指示値として光源出力制御部10dに出力する。光源出力制御部10dは、出力制御量指示値に基づいて、各光源1,2のLDに流れる電流を制御するための出力制御信号を光源1,2に出力することで、光源1,2から出る光の光量を制御する。
The light amount
Further, the light amount
なお、制御部10は、光源1と光源2とが共に点灯しているときに受光センサ52から光量測定値を取得してもよい。すなわち、受光センサ52は、光源1からの波長Aの光と光源2からの波長Bの光の両方を含む光の光量を測定し、その光量測定値を制御部10へ出力することもできる。このように、上述した受光センサ51は、各露光ヘッド18において波長毎の光の光量を別々に測定するセンサとして使用し、受光センサ52は、露光ヘッド18ごとの露光面での総光量を直接測定するセンサとして用いてもよい。
この場合、光量比率計算部10cは、受光センサ52によって測定された露光ヘッド18ごとの露光面での総光量に基づいて、上述した光量比較計算部10aにより求めた光量比率を一定に保ちつつ、露光面での総光量が全ての露光ヘッド18で等しくなるような光源1,2の出力を計算し、計算した結果を出力制御量指示値として光源出力制御部10dに出力すればよい。この構成により、受光センサ52から光量測定値を取得する際に、光源1,2を個別に点灯及び消灯させる必要がなくなり、制御を簡略化することができる。
The
In this case, the light amount
図7は、制御部10が実行する総光量制御処理手順を示すフローチャートである。この図7に示す処理は、総光量を調整する所定のタイミング、例えば、上述した光量比率制御を実施した後に実施することができる。但し、総光量を調整するタイミングは、上記に限定されない。
先ずステップS11において、制御部10は、測定対象として選択した所定の露光ヘッド18に対応する光源部19aにおいて、図5のステップS1と同様に光源1のみを点灯し、ステップS12に移行する。ステップS12では、制御部10は、受光センサ52から光量測定値を取得する。このとき取得した光量測定値は、光源部19aから出射される波長Aの光の光量である。
FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the total light amount control process executed by the
First, in step S11, the
次にステップS13では、制御部10は、測定対象として選択した所定の露光ヘッド18に対応する光源部19aにおいて、図5のステップS3と同様に光源2のみを点灯し、ステップS14に移行する。ステップS14では、制御部10は、受光センサ52から光量測定値を取得する。このとき取得した光量測定値は、光源部19aから出射される波長Bの光の光量である。
ステップS15では、制御部10は、ステップS12で取得した波長Aの光量測定値と、ステップS14で取得した波長Bの光量測定値とに基づいて、光量比率を算出する。次にステップS16では、制御部10は、ステップS12で取得した波長Aの光量測定値と、ステップS14で取得した波長Bの光量測定値とに基づいて、総光量を算出する。
ステップS17では、制御部10は、全ての露光ヘッド18について総光量を測定したか否かを判定する。そして、全ての露光ヘッド18について総光量を測定していない場合には、未測定である露光ヘッド18を総光量の測定対象として選択してからステップS11に戻る。一方、全ての露光ヘッド18について総光量を測定した場合には、測定終了と判断してステップS18に移行する。
Next, in step S13, the
In step S15, the
In step S17, the
ステップS18では、制御部10は、各露光ヘッド18における光量比率をステップS15でそれぞれ計算した光量比率に保ちつつ、各露光ヘッド18における総光量が全て等しくなるような出力制御量指示値を算出する。ステップS19では、制御部10は、ステップS18で算出した出力制御量指示値に基づいて出力制御信号を生成し、生成した出力制御信号を光源1,2に出力することで光源1,2の出力を個別に制御する。
複数の露光ヘッド18から出射される光の強さが異なると、露光後の基板12の仕上がりに差が出てしまう。そこで、本実施形態では、露光面に設置した受光センサ52によって露光ヘッド18ごとに総光量を測定する。そして、波長毎の光量比率を一定に保ちつつ、全ての露光ヘッド18で総光量が等しくなるように光源1,2の出力を制御する。これにより、露光ヘッド18間での光量のばらつきを抑制し、処理ムラを抑制した適切な露光処理が可能となる。
In step S18, the
If the intensity of light emitted from the plurality of exposure heads 18 is different, the finish of the
以上説明したように、本実施形態では、光源装置19は、波長Aの光を出射するLDを有する光源1と、波長Bの光を出射するLDを有する光源2と、光源1からの出射光と光源2からの出射光とを集積するファイババンドル部と、を備える。このように、光源装置19は、異なる複数の波長の光を合成して露光ヘッド18へ出力する。
従来、露光装置の光源としては、水銀ランプが広く用いられてきた。水銀ランプは、図8に示すように、波長365nm、波長405nm、及び波長436nmにそれぞれ強度のピークが形成される波長分布を有する。そのため、露光に使用されるレジストは、水銀ランプの各ピーク波長に対して感度を有するように設計されていることが多い。しかしながら、LD光源は、例えば図9に示すように、405nmの単波長の光を出射する。したがって、光源として1つのLDを用いた場合、水銀ランプを用いた場合と比較してレジストが十分に硬化しない場合や露光時間が長くなる場合がある。
As described above, in the present embodiment, the
Conventionally, a mercury lamp has been widely used as a light source of an exposure apparatus. As shown in FIG. 8, the mercury lamp has a wavelength distribution in which peaks of intensity are formed at a wavelength of 365 nm, a wavelength of 405 nm, and a wavelength of 436 nm. Therefore, the resist used for exposure is often designed to have sensitivity to each peak wavelength of the mercury lamp. However, as shown in FIG. 9, for example, the LD light source emits light of a single wavelength of 405 nm. Therefore, when one LD is used as a light source, the resist may not be sufficiently cured or the exposure time may be longer than when a mercury lamp is used.
これに対して、本実施形態における光源装置19は、上述したように、異なる波長の光を出射する複数のLDを用い、異なる複数の波長の光を合成して出射する。また、光源として、375nm付近にピークを有する波長特性を有する光源1と、405nm付近にピークを有する波長特性を有する光源2とを用いる。このように、水銀ランプのピーク波長付近にピークを有する光源を用い、異なる複数の波長の光を合成するので、水銀ランプに近い光を出射することができ、適切な露光が可能となる。
また、光源装置19は、波長Aの光と波長Bの光とのそれぞれの光量測定値に基づいて、波長Aの光と波長Bの光との光量比率を算出し、算出した光量比率が目標値となるよう光源1,2の出力を個別に制御する。したがって、レジストの種類に応じて、最適な光量比率の光に調整して露光することが可能である。
On the other hand, as described above, the
Further, the
また、光源1は、375nm付近にピークを有する波長特性を有する光を出射し、光源2は、405nm付近にピークを有する波長特性を有する光を出射する。波長405nmの光は主としてレジストの硬化に寄与し、波長375nmの光は主としてレジストの光沢などの外観に寄与する。そのため、光量比率を調整することで、同じレジストであっても、光沢などの外観を所望の状態に調整することが可能である。さらに、経年劣化により特定の波長の光を出射する発光素子(LD)の照度が低下したとしても、各波長の光の出力を制御することで光量比率を一定に保つことができるため、安定した露光が可能である。
ここで、波長Aの光と波長Bの光とのそれぞれの光量測定値は、光源装置19(光源部19a)からの出射光が入射される露光ヘッド18の光入射部に設けられた受光センサ51によって測定する。このように、受光センサ51は、光源装置19(光源部19a)から出射された直後の光の光量を測定する。したがって、受光センサ51は、波長毎の光量を精度良く測定することができ、光源装置19は、適切な光量比率制御が可能となる。その結果、光源装置19は、異なる複数の波長の光を所望の光量比率で出射することができる。
The
Here, each light quantity measurement value of the light of the wavelength A and the light of the wavelength B is a light receiving sensor provided in the light incident portion of the
さらに、光源装置19は、波長Aの光と波長Bの光とのそれぞれの光量測定値に基づいて、各露光ヘッド18から出射されるレーザ光の総光量を算出し、複数の露光ヘッド18間で総光量の差が0となるように、光源1,2の出力を個別に制御する。
したがって、処理ムラを抑制した適切な露光処理が可能となる。ここで、波長Aの光と波長Bの光とのそれぞれの光量測定値は、露光面に設けられた受光センサ52によって測定する。光源装置19からの出射光は、露光ヘッド18を介して露光面に出射されるが、露光ヘッド18は、複数のレンズが組み合わされて構成されており、露光ヘッド18の光入射部から入射されたレーザ光は、レンズで反射されることなどにより、その全部を露光光として使用することはできない。そのため、露光面に設けられた受光センサ52を用いて露光ヘッド18から出射される光の総光量を測定し、総光量制御を行うことで、所望の光量で均一化された露光光を得ることができる。
Furthermore, the
Therefore, appropriate exposure processing with suppressed processing unevenness is possible. Here, the light quantity measurement value of each of the light of the wavelength A and the light of the wavelength B is measured by the
また、光源装置19は、光源1,2を個別に点灯および消灯し、光源1のみを点灯させたときに測定される波長Aの光の光量測定値と、光源2のみを点灯させたときに測定される波長Bの光の光量測定値とを、1つのセンサから取得する。このように、光源1,2の出力を個別に制御し、波長毎に点灯および消灯することで、1つのセンサで波長毎の光量を測定することができる。
本実施形態のように光源1,2を個別に点灯および消灯せずに(光源1,2を共に点灯させたまま)波長毎の光量を測定しようとした場合、光源1,2からの出射光を集積する前に個別に光量を測定する必要がある。この場合、波長毎にセンサが必要となりコストが嵩むと共に、センサの設置スペースが増大し、装置の小型化が困難となる。さらに、センサの個体差に起因して光量の測定結果にばらつきが生じる。
これに対して、本実施形態では、異なる複数の波長の光を1つのセンサによって測定するため、複数のセンサを設置する場合と比較してコストを削減と装置の小型化とを実現することができる。また、センサの個体差が生じることがないため、測定精度を向上させることができる。
In addition, when the
When it is going to measure the light quantity for every wavelength without turning on and off the
On the other hand, in the present embodiment, since light of a plurality of different wavelengths is measured by one sensor, cost reduction and downsizing of the device can be realized as compared with the case where a plurality of sensors are installed. it can. Moreover, since individual differences among sensors do not occur, measurement accuracy can be improved.
(変形例)
上記実施形態においては、光源装置19として、2種類の波長のレーザ光を使用した例を示したが、3種類以上の波長であってもよい。また、光源1,2の数も図2に示す数に限定されない。光源1,2の数は、光源装置19から出射する光の強度に応じて決定することができる。
また、上記実施形態においては、発光素子としてレーザダイオード(LD)を用いる場合について説明したが、発光ダイオード(LED)であってもよい。但し、LEDは、LDと比較して発光面積が大きい。そのため、発光素子としてLEDを用いた場合、光源から光ファイバへ向けて出射した光の一部が光ファイバ内に入射できず、損失となる場合がある。したがって、LEDよりも発光面積の小さいLDを用いる方が、エネルギーの利用効率の面からは好ましい。
(Modification)
In the said embodiment, although the example which used the laser beam of two types of wavelength was shown as the
Moreover, in the said embodiment, although the case where a laser diode (LD) was used as a light emitting element was demonstrated, a light emitting diode (LED) may be sufficient. However, the light emitting area of the LED is larger than that of the LD. Therefore, when an LED is used as a light emitting element, part of the light emitted from the light source toward the optical fiber can not enter the optical fiber, which may result in a loss. Therefore, it is preferable to use an LD having a smaller light emitting area than the LED in terms of energy utilization efficiency.
さらに、上記実施形態においては、受光センサ51,52の2つを用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、いずれか一方の受光センサのみを用いることもできる。なお、受光センサ52のみを用いれば、露光面に設置した1つのセンサで光量比率制御も総光量制御も実現可能となるため好ましい。但し、光学系(露光ヘッド18)を通ると光が広げられてしまい、露光面では光量が測定しにくくなる傾向がある。そのため、特に光量比率制御に用いる光量測定値は、光学系(露光ヘッド18)を通る前の光、すなわち光源装置19(光源部19a)から出射されてすぐの光を測定する受光センサ51が出力する光量測定値を用いることが好ましい。
Furthermore, in the said embodiment, although the case where two
また、上記実施形態においては、受光センサ51を、露光ヘッド18における半透過光学素子41bの近傍に配置し、半透過光学素子41bを通過したレーザ光の光量を測定するように構成した。しかしながら、受光センサ51は、光源装置19からの出射光が入射される露光ヘッド18の光入射部においてレーザ光の光量を測定できればよく、配置位置は上記に限定されない。例えば、ミラー41eをハーフミラー等で構成し、受光センサ51をミラー41eの近傍に配置して、ミラー41eを通過したレーザ光の光量を測定するように構成することもできる。
さらに、上記実施形態においては、波長毎に光の光量を測定した際、規定の光量に達していない場合には、メンテナンスが必要であることを報知するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、図2に示すように、光源部19aを、各光源1,2からの出射光を導光する第一光ファイバ5を2段階で集積し、露光ヘッド18へ出射光を出力する構成とした。しかしながら、光源部19aの構成はこれに限定されるものではなく、各光源1,2からの出射光を導光する第一光ファイバ5を1段階で集積してもよいし、3段階以上で集積してもよい。
Further, in the above embodiment, the
Furthermore, in the above-described embodiment, when the light amount of light is measured for each wavelength, when the predetermined light amount is not reached, it may be notified that maintenance is necessary.
Further, in the above embodiment, as shown in FIG. 2, the
さらに、上記実施形態においては、空間光変調素子として、反射型の空間光変調素子であるDMD42bを用いる場合について説明したが、例えば液晶を用いた透過型の空間光変調素子を用いることもできる。ただし、光利用効率が高いDMDを空間光変調素子として用いることで、光源からの光を効率的に露光光として利用することができるので好ましい。
また、上記実施形態においては、第一結像光学系43として拡大結像光学系を用いる場合について説明したが、第一結像光学系43は等倍結像光学系であってもよいし、縮小結像光学系であってもよい。また、第二結像光学系45として拡大結像光学系、若しくは等倍結像光学系を用いる場合について説明したが、第二結像光学系45は縮小結像光学系であってもよい。
Furthermore, in the above embodiment, although the case where
In the above embodiment, although the case of using the magnifying imaging optical system as the first imaging
1,2…光源(LDモジュール)、10…制御部、12…基板、13…移動ステージ、14…露光部、18…露光ヘッド、19…光源装置、19a…光源部、42b…DMD、44…MLA、51,52…受光センサ100…露光装置
1, 2 ... light source (LD module), 10 ... control unit, 12 ... substrate, 13 ... moving stage, 14 ... exposure unit, 18 ... exposure head, 19 ... light source device, 19a ... light source unit, 42b ... DMD, 44 ... MLA, 51, 52 ...
Claims (7)
前記第1の波長特性とは異なる第2の波長特性の光を出射する第2の発光素子と、
前記第1の発光素子からの出射光と前記第2の発光素子からの出射光とを集積する複数の光集積部と、
前記第1の波長特性の光と前記第2の波長特性の光との所定の光量比率と、前記光集積部により集積された前記出射光に含まれる前記第1の波長特性の光の光量と前記第2の波長特性の光の光量とをそれぞれ測定するセンサから出力される光量測定値とに基づいて、前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子の出力を個別に制御する出力制御信号を生成し、生成された前記出力制御信号を前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子のそれぞれに出力する制御部と、
複数の前記光集積部によりそれぞれ集積された前記出射光を、露光装置に備えられる複数の露光ヘッドへそれぞれ出力する出力部と、を備え、
前記制御部は、
前記出力部からの前記出射光が入射される前記複数の露光ヘッドの光入射部にそれぞれ設けられた第1のセンサが測定した前記光量測定値を取得し、前記光量測定値に基づいて、前記複数の露光ヘッドのそれぞれについて、前記第1の波長特性の光と前記第2の波長特性の光との光量比率が前記所定の光量比率となるように制御するとともに、
前記複数の露光ヘッドのそれぞれについて前記露光装置の露光面に設けられた1つの第2のセンサが測定した前記光量測定値を取得し、前記光量測定値に基づいて、前記複数の露光ヘッド間における、前記露光ヘッドから出射される光の光量差を補正することを特徴とする光源装置。 A first light emitting element that emits light of a first wavelength characteristic;
A second light emitting element that emits light of a second wavelength characteristic different from the first wavelength characteristic;
A plurality of optical integration units that integrate the light emitted from the first light emitting element and the light emitted from the second light emitting element;
A predetermined light amount ratio between the light of the first wavelength characteristic and the light of the second wavelength characteristic, and the light amount of the light of the first wavelength characteristic included in the outgoing light integrated by the light accumulation unit Output control for individually controlling the outputs of the first light emitting element and the second light emitting element based on a light quantity measurement value output from a sensor that respectively measures the light quantity of light of the second wavelength characteristic A control unit that generates a signal and outputs the generated output control signal to each of the first light emitting element and the second light emitting element;
And an output unit for outputting the emitted light respectively accumulated by the plurality of light collecting units to a plurality of exposure heads provided in the exposure apparatus.
The control unit
The light quantity measurement value measured by a first sensor provided in each of the light incident parts of the plurality of exposure heads to which the outgoing light from the output part is incident is obtained, and the light quantity measurement value is obtained based on the light quantity measurement value The light amount ratio of the light of the first wavelength characteristic to the light of the second wavelength characteristic is controlled to be the predetermined light amount ratio for each of the plurality of exposure heads.
The light quantity measurement value measured by one second sensor provided on the exposure surface of the exposure apparatus for each of the plurality of exposure heads is acquired, and based on the light quantity measurement value, between the plurality of exposure heads A light source device that corrects a difference in light amount of light emitted from the exposure head ;
前記第1の発光素子からの出射光を入射端で入光し出射端で出射する第1の光ファイバと、前記第2の発光素子からの出射光を入射端で入光し出射端で出射する第2の光ファイバと、前記第1の光ファイバの出射光と前記第2の光ファイバの出射光を集積する第3の光ファイバと、を有し、
前記第1の光ファイバと前記第2の光ファイバとの出射端側を所定の配列で束ね、前記第1の光ファイバの出射光と前記第2の光ファイバの出射光とを集積して前記第3の光ファイバの入射端に入光させる、ファイババンドルからなることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。 The light collecting unit is
A first optical fiber for emitting light emitted from the first light emitting element at the incident end and emitting the light at the emitting end, and light emitted from the second light emitting element at the incident end and emitting the light at the output end A third optical fiber for integrating the light emitted from the first optical fiber and the light emitted from the second optical fiber;
The outgoing end sides of the first optical fiber and the second optical fiber are bundled in a predetermined arrangement, and the outgoing light of the first optical fiber and the outgoing light of the second optical fiber are integrated and the The light source device according to claim 1, wherein the light source device comprises a fiber bundle to be incident on an incident end of the third optical fiber.
前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子を個別に点灯及び消灯させる制御信号を、前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子のそれぞれに出力し、
前記第1の発光素子を点灯させ前記第2の発光素子を消灯させたときに測定される前記第1の波長特性の光の光量測定値と、前記第1の発光素子を消灯させ前記第2の発光素子を点灯させたときに測定される前記第2の波長特性の光の光量測定値とを、1つの前記センサから取得することを特徴とする請求項1または2に記載の光源装置。 The control unit
Outputting a control signal for turning on and off the first light emitting element and the second light emitting element separately to each of the first light emitting element and the second light emitting element;
The light quantity measurement value of the light of the first wavelength characteristic measured when the first light emitting element is turned on and the second light emitting element is turned off, and the first light emitting element is turned off and the second 3. The light source device according to claim 1, wherein the light amount measurement value of the light of the second wavelength characteristic measured when the light emitting element is turned on is acquired from one of the sensors.
前記光源装置からの出射光が入射される前記複数の露光ヘッドと、
前記光集積部により集積された前記出射光に含まれる前記第1の波長特性の光の光量と前記第2の波長特性の光の光量とをそれぞれ測定する前記第1のセンサおよび前記第2のセンサと、
を備えることを特徴とする露光装置。 The light source device according to any one of claims 1 to 4 ;
The plurality of exposure heads into which the light emitted from the light source device is incident;
The first sensor and the second sensor each measure the light amount of the light of the first wavelength characteristic and the light amount of the light of the second wavelength characteristic included in the emitted light accumulated by the optical integration unit . Sensor,
An exposure apparatus comprising:
前記空間光変調部によって変調された光により感光材料を露光させることを特徴とする請求項5に記載の露光装置。 The exposure head includes a spatial light modulation unit in which pixel units for modulating light from the light source device are arranged.
The exposure apparatus according to claim 5 , wherein the photosensitive material is exposed by the light modulated by the spatial light modulation unit.
前記複数の露光ヘッドの光入射部にそれぞれ設けられた第1のセンサにより測定された、集積された前記出射光に含まれる前記第1の波長特性の光と前記第2の波長特性の光とのそれぞれの光量測定値を取得する第1の取得ステップと、
前記複数の露光ヘッドのそれぞれについて前記露光装置の露光面に設けられた1つの第2のセンサにより測定された、集積された前記出射光に含まれる前記第1の波長特性の光と前記第2の波長特性の光とのそれぞれの光量測定値を取得する第2の取得ステップと、 前記第1の波長特性の光と前記第2の波長特性の光との所定の光量比率と、前記第1の取得ステップにおいて取得された前記光量測定値とに基づいて、前記複数の露光ヘッドのそれぞれについて、前記第1の波長特性の光と前記第2の波長特性の光との光量比率が前記所定の光量比率となるように、かつ、前記第2の取得ステップにおいて取得された前記光量測定値に基づいて、前記複数の露光ヘッド間における、前記露光ヘッドから出射される光の光量差を補正するように、前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子の出力を個別に制御する出力制御信号を生成する生成ステップと、
前記生成ステップにおいて生成された前記出力制御信号を前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子のそれぞれに出力する出力ステップと、を含むことを特徴とする光源制御方法。 Integrate the emitted light of the first wavelength characteristic emitted from the first light emitting element and the light of the second wavelength characteristic emitted from the second light emitting element and different from the first wavelength characteristic When outputting to a plurality of exposure heads provided in the exposure apparatus ,
Wherein the plurality of measured by the first sensor provided respectively on the light incident portion of the exposure head, the light with the second wavelength characteristic of the first wavelength characteristic included in the outgoing light condensed product light A first acquisition step of acquiring respective light intensity measurement values of
The light of the first wavelength characteristic included in the integrated emitted light and the second wavelength measured by one second sensor provided on the exposure surface of the exposure apparatus for each of the plurality of exposure heads A second acquisition step of acquiring respective light intensity measurement values with light of wavelength characteristics of a second light intensity ratio, a predetermined light intensity ratio of light of the first wavelength characteristics and light of the second wavelength characteristics, and the first light intensity ratio The light amount ratio between the light of the first wavelength characteristic and the light of the second wavelength characteristic is the predetermined value for each of the plurality of exposure heads based on the light amount measurement value acquired in the acquiring step of The light amount difference of the light emitted from the exposure head among the plurality of exposure heads is corrected based on the light amount measurement value acquired in the second acquisition step so that the light amount ratio is obtained. to, A generation step of generating a serial output control signals for individually controlling the output of the first light emitting element and the second light emitting element,
A light source control method, comprising: an output step of outputting the output control signal generated in the generation step to each of the first light emitting element and the second light emitting element.
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