TWI564671B

TWI564671B - Exposure device

Info

Publication number: TWI564671B
Application number: TW101117715A
Authority: TW
Inventors: Takashi Okuyama
Original assignee: Orc Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2017-01-01
Also published as: WO2012165205A1; TW201300968A

Description

曝光裝置

本發明係有關於藉由DMD(Digital Micro-mirror Device，數位微鏡裝置)等直接描繪圖樣的曝光裝置，且特別有關於投影圖樣影像於曝光面的光學鏡組。

在具備DMD的無光罩曝光裝置中，控制矩陣狀地2維配列光調變元件(胞)的光調變元件陣列來進行曝光動作，將圖樣直接形成於基板的描繪面。具體來說，由光源發射的照明光被導引至DMD，依照要形成在作為投影對象的區域上的圖樣，控制DMD的各微鏡的ON/OFF。在DMD上反射的光會經由投影光學鏡組成像，使圖樣影像形成於曝光面上。

曝光裝置中，可將DMD反射的圖樣光分割，沿著副掃描方向投影複數的分割圖樣影像。例如，以兩個鏡面分割DMD反射的光，將2個圖樣影像形成於彼此分離的位置(參照專利文獻1)。

在此文獻中，將除了中間部的鏡面以外的DMD分為2個領域，使將光導引至彼此的相對方向的2個鏡面相交地彼此相鄰配置。DMD的各分割領域的鏡面群係根據分別準備的資料處理部產生的曝光資料而被控制在ON/OFF，分別形成圖樣影像。

另一方面，也可以配置3分割鏡面，將3個圖樣影像排列於副掃描方向配置(參照專利文獻2)。3分割鏡面具有按照3等分DMD後所規定的分割區域而彼此配置角度相異的3個反射面，使3個分割影像鄰接副掃描方向投影。

在分割的影像的邊界線附近，因為3分割鏡面的影響使得光量不足。特別是，要求高精度的圖樣影像時，這個影響就會顯著地顯現。因此，設置遮光膜於來自投影光學系統的邊界附近的鏡面群的反射光通過的部分，或是預先將配設於邊界附近的鏡面群除外，僅以光量足夠的鏡面群的反射光來投影圖樣影像。

先行技術文獻：

[專利文獻1]特開2009-087995號公報

[專利文獻2]特開2007-304517號公報

本發明的目的係提供描繪處理速度提昇的曝光頭及曝光裝置。

本發明的曝光頭，包括：光調變元件陣列，2維配列複數的光調變元件；以及投影光學鏡組，將光學調變元件陣列反射的光成像於被描繪體的曝光面。投影光學鏡組包括：第1光學鏡組，將光學調變元件陣列反射的圖案影像的光成像於第1成像面；圖像分割光學鏡組，將形成於第1成像面的圖案影像於第1成像面上分割，形成複數的分割圖案影像；以及第2光學鏡組，將複數的分割圖案影像的光成像於曝光面。

本發明的曝光頭設置於曝光裝置等之中。在包括對於塗布或貼附感光材料的基板實行形成圖案的描繪處理的步驟的基板的製造方法中，能夠使用這種曝光裝置來進行描繪處理。

例如，適用於印刷基板製造的電路圖樣形成步驟、阻焊步驟等，在對於塗布或貼附感光材料的基板實行形成圖案的描繪處理，並對描繪處理後的基板實行顯像處理的製造方法中，能夠使用上述的曝光裝置來進行描繪處理。在電路圖樣形成步驟等中，更對顯像處理後的基板實行蝕刻或蒸鍍處理，再對蝕刻或蒸鍍處理後的基板實行感光材料的剝離處理。

例如，圖像分割光學鏡組可按照第1成像面上沿著副掃描方向的分割線，將圖案影像分割。

例如，圖像分割光學鏡組具備至少1個相對於第1成像面傾斜的反射面。反射面的1邊位於第1成像面，並沿著副掃描方向延伸。

例如，圖像分割光學鏡組具有平行平面關係的至少1組反射面對。

例如，圖像分割光學鏡組具有反射光學鏡組，反射光學鏡組包括：第1反射面對，將特定的分割圖案影像沿著主掃描方向移動；以及第2反射面對，將因該第1反射面對而移動的分割圖案影像沿著副掃描方向移動。

例如，圖像分割光學鏡組以將複數的分割圖案影像各自作為聚焦影像形成於同一平面的方式分割圖案影像。

例如，圖像分割光學鏡組具有使對於各分割圖案影像至曝光面的光路徑長相等的光路徑長調整光學構件。

例如，圖像分割光學鏡組係將複數的分割圖案影像不設間隔地排列於副掃描方向，用以放大分割圖案影像全體的沿著副掃描方向上的曝光區域長度。

例如，圖像分割光學鏡組包括：第1反射光學鏡組，將規定於第1成像面上的分割圖案影像的光往直角方向反射；以及第2反射光學鏡組，將第1反射光學鏡組反射的分割圖案影像的光再往直角方向反射，其中該第1成像面與該曝光面垂直。

本發明另一觀點的曝光方法，使用以2維配列複數的光調變元件的光調變元件陣列對被描繪體進行描繪處理，包括：使用第1光學鏡組，將光調變元件陣列反射的圖案影像的光成像於第1成像面；使用圖像分割光學鏡組，將成像於第1成像面的圖案影像於第1成像面上分割，形成複數的分割圖案影像；以及使用第2光學鏡組，將複數的分割圖案影像的光成像於被描繪體的曝光面。

本發明另一觀點的曝光裝置，可以使用於包括對於塗布或貼附感光材料的基板實行形成圖案的描繪處理的步驟的基板的製造方法中，能夠進行描繪處理。

本發明的曝光裝置，包括光調變元件陣列，2維配列複數的光調變元件；投影光學鏡組，將光學調變元件陣列反射的光成像於被描繪體的曝光面；掃描部，將光調變元件陣列反射的光的投影區域相對曝光面移動；以及曝光動作處理部，因應圖案資料控制各光調變元件。投影光學鏡組具備圖像分割光學鏡組，分割光調變元件陣列反射的光所形成的圖案影像，形成沿著副掃描方向以既定間隔排列的複數的分割圖案影像。

而曝光動作處理部包括：網格資料產生部，將複數的分割圖樣影像所形成的複數的部分投影區域中的其中1個部分投影區域的沿主掃描方向的位置作為共通的基準位置，配合基準位置產生複數的網格資料；以及曝光資料產生部，從掃描中依序產生的一連串複數的網格資料中，抽出並統合對應複數的部分投影區域的位置的網格資料，產生對光調變元件陣列全體的曝光資料。

例如，曝光資料產生部具有複數的記憶體，用以暫時地儲存對應複數的分割圖案影像的複數網格資料。曝光資料產生部能配合複數的部分投影區域的位置，調整由記憶體輸出的個別的網格資料的輸出時序。

例如，曝光資料產生部分別具有複數的FIFO型緩衝記憶體，複數的FIFO型緩衝記憶體具有因應複數的部分投影區域各自的基準位置沿主掃描方向上的距離間隔而彼此不同的記憶體容量。複數的FIFO型緩衝記憶體係例如移位暫存器。

本發明的曝光方法，使用以2維配列複數的光調變元件的光調變元件陣列對被描繪體進行描繪處理，包括：使用投影光學鏡組，將光學調變元件陣列反射的光成像於被描繪體的曝光面；使用掃描部，將光調變元件陣列反射的光的投影區域相對曝光面移動；以及使用曝光動作處理部，因應圖案資料控制各光調變元件。再使用設置於投影光學鏡組的圖像分割光學鏡組，分割光調變元件陣列反射的光所形成的圖案影像，形成沿著副掃描方向以既定間隔排列的複數的分割圖案影像。使用曝光動作處理部，將複數的分割圖樣影像所形成的複數的部分投影區域中的其中1個部分投影區域的沿主掃描方向的位置作為共通的基準位置，配合基準位置產生複數的網格資料，然後從掃描中依序產生的一連串複數的網格資料中，抽出並統合對應複數的部分投影區域的位置的網格資料，產生對光調變元件陣列全體的曝光資料。

根據本發明，能夠提高曝光裝置的處理能力。

以下參照圖式說明本發明的實施例。

第1圖係顯示根據實施例1的曝光裝置的概要立體圖。

曝光裝置10係無光罩曝光裝置，將圖樣光直接照射塗布(或貼附)光阻等感光材料的基板SW上，具備閘狀構造體12、機台14。機台14搭載有支持描繪桌面18的X-Y平台驅動機構56，描繪桌面18上設置基板SW。

閘狀構造體12具備光源20a、20b，而圖樣形成用的曝光頭20₁、20₂並排設置於基板SW的上方。曝光頭20₁具備DMD(Digital Micro-mirror Device)、投影光學鏡組(在此未圖示)，依據光源20a發出的光將圖樣影像投影至基板SW上。曝光頭20₂也是相同的構造，藉由光源20b的光投影圖樣影像。

矩形狀的基板SW為例如印刷基板、乾膜、玻璃基板等電子電路用基板，在施行預烤處理、感光劑塗布/貼附處理等的空白狀態下搭載於描繪桌面18。基板SW(描繪桌面18)規定有互向正交的X-Y-Z座標系統，描繪桌面18可沿著X、Y方向移動，且可繞著Z軸旋轉。在此，將X方向定為主掃描方向，Y方向定為副掃描方向。

曝光裝置10具備控制曝光動作的描繪控制部(在此未圖示)。描繪控制部連接有在此未圖示的螢幕與鍵盤等，依據操作員的操作進行有關描繪處理的設定。設置於突出部 31的CCD 19檢測出基板SW的變形狀態，調整對齊後進行曝光動作。

第2圖係顯示曝光頭20₁的內部構造概要圖。曝光頭具20₂有相同的內部構造。

作為光源的超高壓水銀燈20a放射出紫外光的照明光，並被導引至照明光學鏡組32。透過照明光學鏡組32成形為平行光的光線經過鏡面群(未圖示)導引至DMD 22。DMD 22係以2維矩陣狀配列數μm~數十μm的微小的矩形微鏡的光調變裝置，在此由1024×768的微鏡所構成。而光源20a不限於超高壓水銀燈，也可使用LD、LED等其他的光源。另外，光源20b也具有與光源20a相同的構造。

DMD 22中，係根據儲存於記憶單元的控制信號(曝光資料)來有選擇性地分別控制各微鏡的ON/OFF。ON狀態的微鏡所反射的光是因應要投影的圖樣的光束，透過鏡面(未圖示)導引至投影光學鏡組24。

投影光學鏡組24是將圖樣光成像於基板SW的曝光面上的光學鏡組，具備第1成像光學鏡組26、圖像分割光學鏡組27、以及第2成像光學鏡組28。第1成像光學鏡組26將來自DMD 22的對應圖樣的光成像於焦點位置的成像面(第一成像面)，並且同時以既定的倍率放大圖樣影像全體。

圖像分割光學鏡組27如後所述地將形成於第1成像光學鏡組26的成像面的圖樣影像於成像面上分割為3，形成3個圖樣影像(以下稱為分割圖樣影像)。由圖像分割光學鏡組27形成的3個分割圖樣影像，透過第2成像光學鏡組28形成於曝光面。有關於像的形成，圖像分割光學鏡組27可以視為組進第2成像光學鏡組28的光學鏡組，第2成像光學鏡組28的前側焦點位置的成像面與第1成像光學鏡組26的成像面(焦點位置)一致，而後側焦點位置的成像面與基板SW的曝光面一致。

伴隨著基板SW沿著主掃描方向X移動，DMD 22形成的投影區域(曝光區域)相對基板SW移動。曝光動作按照既定的曝光間距實行，照射因應投影區域的位置的圖樣光。藉此圖樣沿著主掃描方向形成下去。

另一個曝光頭20₂也同樣地逐行網格掃描來進行曝光動作，使圖樣形成於基板全體。描繪處理結束後，施行顯像處理、蝕刻或蒸鍍、光阻剝離處理等，製造出形成圖樣的基板。

在此，雖使基板SW的移動方向與主掃描方向一致，但也可以將基板SW以相對主掃描方向X有微小傾斜的狀態配置於描繪桌面18上。在這個情況下，當描繪桌面18沿著主掃描方向X移動時，曝光區域是以相對基板SW的長邊方向(X方向)傾斜的狀態下相對移動。

曝光方式可採用步進式或連續移動式的多重曝光方式。在步進式中，描繪桌面18間斷地沿著X方向移動，配合該移動各微鏡被控制在ON/OFF。另一方面，連續移動式中，描繪桌面18連續移動的同時各微鏡因應曝光間距被控制在ON/OFF。在此，採用連續移動方式。

接著，使用第3、4圖說明圖樣影像的分割及投影位置。

第3圖係顯示因應3個分割圖樣影像的DMD的分割領域圖。第4圖係顯示投影於曝光面的3個分割圖樣影像的位置圖。

如第3圖所示，DMD 22的反射面上沿著相應主掃描方向的橫方向上劃分3等分的部分領域DM1、DM2、DM3(以下稱為分割反射領域)。由DMD 22全體的圖樣影像被圖像分割光學鏡組27依每個部分領域DM1、DM2、DM3而投影至不同的位置。

如第4圖所示，圖像分割光學鏡組27所產生的3個分割圖樣影像MP1、MP2、MP3係沿著副掃描方向Y配列，分別投影至掃描帶SB1~SB3。

在沒法設置圖像分割光學鏡組27的情況下，DMD 22全體組成的投影區域(曝光區域)會沿著掃描帶SB2相對移動(如第4圖符號TA所示)，但在本實施例中，因應DMD 22的部分領域DM1、DM3的投影區域TA1、TA3(以下稱為部分投影區域)會分別沿著鄰接掃描帶SB2的上下的掃描帶SB1、SB3相對移動，只有中間部的部分投影區域TA2沿著掃描帶SB2相對移動。

3個部分投影區域TA1、TA2、TA3為能夠一次投影的區域，整體上具有橫跨3個掃描帶SB1~SB3的曝光寬度K，能夠同時形成圖樣。在DMD 22的部分領域DM1、DM2、DM3，會分別根據應該形成於掃描帶SB1、SB2、SB3的圖樣影像的描繪資料，控制各微鏡的ON/OFF。

而曝光動作中的部分投影區域TA1、TA2、TA3彼此沿著主掃描方向距離既定的間隔L。對應DMD 22的部分領域DM1的部分投影區域TA1位於起頭的投影位置，部分投影區域TA2、TA3在既定的時間過後依序通過相同的X方向座標位置。

接著使用第5~7圖說明圖像分割光學鏡組的構造。

第5圖係圖像分割光學鏡組的概略立體圖。第6圖係圖像分割光學鏡組的概略分解圖。第7圖係圖像分割光學鏡組的一部分構造圖。

圖像分割光學鏡組27由稜鏡等的光學構件構成，由一對的反射光學鏡組組成。然而，在第5、6圖中僅畫出一個反射光學鏡組27A。

圖像分割光學鏡組27將形成在平行於曝光面SW的第1成像光學鏡組26的成像面FS上的圖樣影像MP，於成像面FS上分割為3部分。反射光學鏡組27A為形成與投影對應DMD 22的部分領域DM1的分割圖樣影像MP1的光學鏡組。未圖示的另一反射光學鏡組則形成對應部分領域DM3的分割圖樣影像MP3。

反射光學鏡組27A由2個稜鏡42、44與光路徑長度調整光學構件46構成。稜鏡42具有彼此為平行平面關係的一對反射面42R1、42R2，稜鏡44也具有彼此為平行平面關係的一對反射面44R1、44R2(參照第5、6圖)。

作為反射光學鏡組27A中的光入射面的稜鏡表面42S位於第1成像光學鏡組26的成像面FS，來自DMD 22的部分領域DM1(參照第4圖)的反射光所形成的圖像部分MP01的光，也就是分割圖案影像的光，入射稜鏡42。來自部分領域DM3的反射光所形成的圖像部分MP03的光入射於另一反射光學鏡組。對應部分領域DM2的圖像部分MP02的光不入射任一反射光學鏡組而筆直前進。

如第7圖所示，設置於稜鏡42的反射面42R1與第1成像光學鏡組26的成像面FS不互相交錯地連接。具體來說，其一邊42RE位於稜鏡表面42S，並相對於稜鏡表面42S傾斜。而反射面42R1的邊42RE沿著對應副掃描方向的方向延伸，對應於規定於DMD 22的分割領域DM1~DM3的邊界線方向。

反射面42R1將圖案影像MP的圖像部分MP01的邊界線全體限定於成像面FS。另一反射光學鏡組也具有相同的反射面配置，使規範圖案影像MP的圖像部分MP03的邊界線全體對應於反射面的一邊，位於成像面FS上。

如此一來，圖案影像MP按照位於成像面FS的反射面的邊(邊界線)，在成像面FS上分割為3個圖像部分MP01~MP03，分別做為分割圖案影像。形成圖案影像MP01的反射光入射反射光學鏡組27A後在稜鏡42的反射面42R1反射。

如上所述，稜鏡42的一對反射面42R1、42R2為平行平面關係，入射光依序被反射面42R1、42R2反射，藉此圖像部分MP01的投影位置沿著主掃描方向移動(平移)。反射面42R2上的反射光入射稜鏡44。

入射由塊44A、44B構成的稜鏡44的光依序被平行平面關係的一對反射面44R1、44R2反射。藉此，沿著主掃描方向X移動的圖像部分MP01的投影位置更沿著副掃描方向Y移動。

另一反射光學鏡組也與反射光學鏡組27A相同地，以同一形狀的光學鏡組構成，同樣具備2個稜鏡，各稜鏡設置平行平面關係的1對反射面。然而，另一反射光學鏡組是旋轉配置的，使其與反射光學鏡組27A相對面。因此，相對於反射光學鏡組27A係將圖像部分MP01的投影位置往主掃描方向X的正方向、副掃描方向Y的負方向移動，另一反射光學鏡組係將圖像部分MP03的投影位置往主掃描方向X的負方向、副掃描方向Y的正方向移動。

由反射光學鏡組27A的稜鏡44射出的光會入射光路徑長度調整光學構件46。光路徑長度調整光學構件46具有既定的尺寸與折射率，使得入射於反射光學鏡組27A的圖像部分MP01的光的路徑長與不入射於2個反射光學鏡組之任一反射光學鏡組的圖像部分MP02的光至曝光面SW的路徑長相等。

另一反射光學鏡組也設置有相同的光路徑長調整光學構件。藉此，第1成像面FS上被劃分的3個分割圖案影像MP1、MP2、MP3藉由第2成像光學鏡組28形成聚焦圖像(焦點重合的圖像)於曝光面SW。

而取代分別調整圖像部分MP01與圖像部分MP03的光的路徑長，也可以僅調整圖像部分MP02的光的路徑長。而光路徑長調整光學構件除了採用既定尺寸與折射率的透明體外，可以採用複數反射面組合後用來調整光路徑長的反射光學鏡組，也可採用接續透鏡等折射光學鏡組或是其組合。

第8圖係設置於描繪裝置的描繪控制部的方塊圖。

描繪控制部50與外部工作台(未圖示)連接，具備連接至螢幕50B及鍵盤50C的曝光控制部52。曝光控制部52控制曝光動作處理，輸出控制信號至曝光資料產生部76、時序控制電路73、描繪桌面控制電路53、光源控制部61等電路。控制曝光動作處理的程式儲存於曝光控制部52內的ROM(未圖示)。

工作台(未圖示)往曝光控制部52輸入的圖樣資料為具有描繪圖樣的位置資訊(輪廓位置資訊)的向量資料(CAD/CAM資料)，以根據X-Y座標系統的位置座標資料來表示。

第1、第2、第3網格資料產生部72A、72B、72C轉換向量資料，依序產生應描繪於掃描帶SB1、SB2、SB3的圖像的網格資料。產生的網格資料分別暫時儲存於第1、第2、第3緩衝記憶體74A、74B、74C。

暫時儲存於各緩衝記憶體的網格資料配合曝光間隔輸出。也就是說，當移動部分投影區域曝光間隔的距離以能夠進行下一個曝光動作時，網格資料輸出。第1、第2、第3網格資料產生部72A、72B、72C的網格資料輸出控制係根據設置於曝光控制部52的位址控制電路(未圖示)所輸出的控制信號來執行。

當網格資料傳送至曝光資料產生部76，在曝光資料產生部76，統合對應部分投影區域TA1、TA2、TA3的位置的網格資料，產生控制DMD 22的各微鏡ON/OFF的信號，作為對DMD 22全體的1個曝光資料。在DMD 22，根據曝光資料產生部76輸出的曝光資料，控制微鏡的ON/OFF。

時序控制電路73對緩衝記憶體74A、74B、74C、曝光資料產生部76等輸出用來調整時序的時脈脈衝信號，以作為同步信號。而根據CCD感測器19輸出的影像信號，圖像處理部62檢測出形成於基板SW的對齊符號的位置。

描繪桌面控制電路53透過驅動電路54控制具備馬達(未圖示)的X-Y平台驅動機構56，藉此控制描繪平台18的移動速度、基板的輸送方向等。位置檢出感測器55檢測出描繪桌面18的位置，也就是部分投影區域TA1、TA2、TA3對描繪桌面18的相對位置。

對曝光頭20₂也會相同地設置有關網格資料轉換處理、DMD驅動處理等的相關電路(未圖示)，進行相同的曝光動作處理。

接著使用第9、10圖說明緩衝記憶體的構造與網格資料產生處理及曝光資料產生處理。

第9圖係表示緩衝記憶體的容量及網格資料產生位置的示意圖。第10圖係表示曝光面上的分割圖樣影像的投影位置圖。

網格資料的產生處理與驅動控制DMD 22的曝光資料產生處理分別且不同步地進行。在本實施例中，於網格資料產生處理，沿著主掃描方向X按照共通的基準位置X0產生網格資料。曝光控制部52以共通的同步信號對網格資料產生部72A、72B、72C調整網格資料輸出時序。

另一方面，藉由設置緩衝記憶體74A、74B、74C，輸入於曝光資料產生部76的網格資料的時序會對應於部分投影區域TA1、TA2、TA3的實際位置而被調整。

緩衝記憶體74A、74B、74C係以移位暫存器構成的FIFO型、同步型記憶體，記憶體容量依各自的部分投影區域的位置而不同。對應DMD 22的部分領域DM1的緩衝記憶體74A的記憶體容量(大小)最少，部分投影區域TA2、TA3的記憶體容量相對較大。

各緩衝記憶體以移位暫存器構成，因此記憶體容量越多，輸入的曝光資料的輸出時序越慢。這個結果使得對部分領域DM2、DM3的網格資料比部分領域DM1的網格資料較晚地輸出至曝光資料產生部76。第2緩衝記憶體74B、第3緩衝記憶體74C的記憶容量定為配合部分投影區域TA2、TA3對部分投影區域TA1的距離間隔L、2L的容量。

部分投影區域TA1的位置被定為基準位置X0，對應的緩衝記憶體74A的記憶體大小能夠設定為相當於例如部分領域DM1的大小的容量。另一方面，部分投影區域TA2位於沿著主掃描方向X在部分投影區域TA1的後方距離間隔L的位置，因此記憶體容量多了該距離間隔L的量。而部分投影區域TA3的記憶體容量則多了距離間隔2L的量。

緩衝記憶體74A與緩衝記憶體74B的記憶體容量差能夠以下式表示。其中X1表示部分投影區域TA2的X座標，PP表示曝光間距，MA、MB分別表示第1緩充記憶體74A、第2緩衝記憶體74B的記憶體容量。[．．]表示整數部分的值。

[(X0-X1)/PP]=MB-MA．．．．(1)

相同地，緩衝記憶體74A與緩衝記憶體74C的記憶體容量差能夠以下式表示。MC表示第3緩充記憶體74C的記憶體容量。

[(X0-X2)/PP]=MC-MA．．．．(2)

因此，根據式(1)、(2)，若在資料處理上定下作為座標單位的曝光間距PP與第1緩衝記憶體74的記憶體容量，根據部分投影區域TA1、TA2、TA3的相互距離間隔，能夠訂出第2、第3緩衝記憶體74B、74C的記憶體容量。這個結果使得緩衝記憶體74A、74B、74C輸出的網格資料成為對應實際的部分投影區域TA1、TA2、TA3的位置的資料。

而[(X0-X1)/PP]、[(X0-X2)/PP]的小數點值則預先設定為偏移值，加總於曝光位置。

第11圖係表示網格資料產生處理的流程圖。

設定最初的曝光位置並開始描繪處理後，對應掃描帶SB1~SB3的網格資料將產生。產生的3個網格資料配合相對掃描帶SB1移動的部分投影區域TA1的基準位置X0依序產生(S101、S102)。

當第1~第3緩衝記憶體74A~74C有可寫入資料的空的容量時，將產生的3個網格資料傳送至第1~第3緩充記憶體74A~74C(S103、S104)。網格資料傳送後，下一個新的網格資料產生。直到描繪結束為止，網格資料產生處理會反覆的進行(S105)。

第12圖係表示曝光資料產生處理、曝光動作處理的流程圖。

當設定最初的曝光位置開始描繪處理後，描繪平台18被控制以既定的速度移動(S201、S202)。到達曝光位置後，對應的網格資料由第1~第3緩衝記憶體74A~74C讀出，並傳送至曝光資料產生部76。藉此，產生對DMD 22全體的1個曝光資料(S203、S204)。

曝光動作處理係根據曝光資料控制各微鏡的ON/OFF來執行。在此，因為適用多重曝光方式，曝光間距比部分投影區域寬度短。曝光時間會定在比曝光間距短的時間。

描繪桌面18連續地移動，當描繪桌面18再次移動曝光間距PP的距離時，對應新的曝光位置的網格資料由第1~第3緩衝記憶體74A~74C讀出。直到描繪結束為止，曝光資料產生處理及曝光動作處理會反覆進行。

如上述，根據本實施例，藉由圖像分割光學鏡組27，圖案影像MP在第1成像光學鏡組26的成像面FS分割為3個。而將規定於第1成像光學鏡組26的成像面FS的分割圖案影像的光成像於曝光面SW的過程中，中間部的圖像部分MP02以外的兩側的圖像部分MP01、MP03透過圖像分割光學鏡組27依序往主掃描方向及副掃描方向移動。藉此3個分割圖案影像MP1、MP2、MP3在主掃描方向X上互相空出間隔，同時沿著副掃描方向Y排列形成。

圖案影像MP的分割線(邊界線)相當於孔徑的框部分，若光量不足則分割圖像邊界處會變得不鮮明。反射光學鏡組27A的反射面42R1不與成像面FS交叉，而僅以一邊42RE位於成像面FS上，藉此圖案影像MP的分割線全體位於聚焦位置(圖案影像的焦點重合位置)。因此，不會發生光量不足，能夠使各分割圖案影像形成全體鮮明的聚焦影像。

更進一步，在本實施例中，在網格資料產生部72A、72B、72C上根據共通的基準位置的網格資料產生後，網格資料暫時儲存於緩衝記憶體74A、74B、74C。由移位暫存器組成的緩衝記憶體74A、74B、74C因應部分投影區域TA1、TA2、TA3的相互距離間隔而各自有不同的記憶體容量，由於網格資料的輸入至輸出所花費的時間不同，分割圖案影像的投影位置結果會是以等距離間隔彼此分離的位置。

包括網格資料產生、曝光資料產生的一連串資料處理中，採用網格資料產生處理與曝光資料產生處理非同步且彼此獨立的架構，使網格資料產生處理不會影響生產週期(tact time)。而網格資料產生、讀出係配合共通的基準位置實行，藉由分別調整緩衝記憶體74A、74B、74C的輸出時序，統合對應實際部分投影區域TA1、TA2、TA3的位置的網格資料，產生對DMD 22全體的1個曝光資料。

網格資料產生處理中，因為能夠與部分投影區域TA1、TA2、TA3的主掃描方向X的位置差異無關地，根據共通的基準位置來進行網格資料產生處理，所以不需要在有關主掃描方向X的描繪開始位置及結束位置附近進行多餘的資料處理。

而因為根據共通的基準位置進行網格資料產生處理，不需要讀出每個部分投影區域來進行位址計算，能夠以1個位址控制電路的位址控制來進行複數的網格資料產生處理、讀出處理。

更進一步，曝光資料的輸入(統合)時間點會依緩衝記憶體的容量大小調整，因此若只將1個部分投影區域視為必要的位置資訊檢測出來的話，其他部分的投影區域的位置資訊不需要特別的檢測出來，而會自動地投影出對到部分投影區域的位置的圖案影像。

而藉由調整由移位暫存器構成的緩衝記憶體的容量大小來調整網格資料的輸出時序，藉此能夠將緩衝記憶體的容量抑制在所需的最低限度。

有關圖像分割，也可將圖案影像分割為2。在這個情況下，可將圖案影像2等分並分別利用上述的反射光學鏡組來移動，或者是只有一個分割部分利用反射光學鏡組來移動。

關於分割圖案影像MP1、MP2、MP3，也可以在副掃描方向上彼此重疊地沿副掃描方向排列，或者是在副掃描方向上彼此設有間隔地來移動投影位置。

關於沿著副掃描方向的複數部分圖像的配列，也可以使用反射光學鏡組以外的光學鏡組來移動特定的圖像部分。而關於移動的圖像部分及移動方向，也可以是上述以外的架構，例如可以是不移動位於圖案影像的一個端部側的圖像部分，而移動位於中間部及另一端部的圖像部分的架構。

關於緩衝記憶體，藉由使用輸入時序與輸出時序不同步的FIFO型緩衝記憶體來代替，而可分別調整複數網格資料的輸出時序。

接著，使用第13、14圖說明實施例2的曝光裝置。實施例2中，使用90度旋轉圖案影像後投影於曝光面的圖像分割光學鏡組，分割圖案影像沿著副掃描方向排成一列。除此之外的架構與實施例1幾乎相同。

第13圖係實施例2的圖像分割光學鏡組的概略立體圖。第14圖係顯示實施例2的分割圖案影像的投影位置圖。

圖像分割光學鏡組127具備稜鏡142、相對稜鏡142對稱地配置的一對稜鏡144、146。來自DMD的圖案光，與實施例1不同地，沿著平行曝光面的方向入射稜鏡142。

三角柱狀的稜鏡142的1邊位於在此為圖示的第1成像光學鏡組的成像面上，沿著副掃描方向延伸。藉此，圖案影像MP在成像面上分割為2個。在此，第1成像光學鏡組的成像面與曝光面垂直。

成為分割圖案影像的圖像部分MP01、MP02的光被形成於稜鏡142表面的反射面導引至彼此相反的方向。此時，反射面將入射光往直角方向反射。接著，來自稜鏡142的光分別在形成於稜鏡144、146表面的反射面反射，藉此圖像部分MP01、MP02的光往直角方向反射，於是分割圖案影像MP1、MP2形成於曝光面。

如第14圖所示，分割圖案影像MP1、MP2投影於主掃描方向X上相同的位置。而分割圖案影像MP1、MP2投影於沿著副掃描方向Y彼此分離的位置。在實施例2中，沒有進行利用緩衝記憶體的網格資料的輸出時序調整，也沒有配置光路徑長修正用光學構件。

考慮以圖像分割光學鏡組為特徵的曝光裝置，不僅可如上述在網格資料產生處理與曝光資料產生處理間設置緩衝記憶體來提整時序的架構，也可以將網格資料產生處理、曝光資料產生處理作為一體的處理，使網格資料的產生與輸出時序依每個掃描帶設定於不同的時序。

有關本發明，在不偏離申請專利範圍所定義的本發明的精神及範圍下，可作各種變更、置換、代替。再者，本發明中，並沒有特別限定於說明書所記載的特定的實施例的程序、裝置、製造、架構、手段、方法及步驟。該領域業者可由本發明的揭露，推導出實質上具有與在此記載的實施例所帶來的機能相同的機能、同等的作用、或帶來實質效果的裝置、手段或方法。因此，申請專利範圍會包括這樣的裝置、手段或方法。

特別是，在本發明中如以下所述地，在投影光學鏡組、曝光動作處理中具備解決課題的架構。

首先，有關於投影光學鏡組，習知的投影光學鏡組中不能有效地利用DMD的鏡面群全體，分割的圖案影像的曝光區域大小因而被限制。因為一連串的分割圖案影像分別橫跨不同的掃描帶而被投影，曝光區域大小的限制會限制描繪處理速度的提昇。特別是曝光間距比曝光區域寬度短的多重曝光的情況下，影響更大。

因此，會希望能在不損及圖像的鮮明下分割圖案影像，將分割的圖案影像分別以充分的解析度形成於曝光面。

由上述實施例的架構可知，本發明的曝光裝置用曝光頭是，將被配置於每個曝光裝置1個或複數個的曝光設備，具備以2維配列複數光調變元件的光調變元件陣列、以及將光調變元件陣列反射的光成像於被描繪體的曝光面的投影光學鏡組。在曝光裝置進行的描繪處理中，來自曝光頭的光的投影區域(曝光區域)會因基板移動等而對基板相對移動。曝光動作處理、描繪處理會實行，使得配合曝光區域位置的圖案光產生。

本發明的投影光學鏡組包括：將光調變元件反射的光成像於成像面(以下稱第1成像面)的第1光學鏡組；將形成於第1成像面的圖案影像在第1成像面上分割，形成複數的部分圖案影像(以下稱分割圖案影像)的圖像分割光學鏡組；以及將所形成的複數的分割圖案影像的光成像於曝光面的第2光學鏡組。例如在第1成像面將圖案影像分割為2或3部分。

本發明中，由第1光學鏡組形成的圖案影像按照規定於第1成像面上的分割領域分割。圖案影像的光在第1成像面上分為對應複數圖案影像的光，因此圖案影像的光，包括分割線(邊界線)，實質上全部會在聚焦位置(圖案影像的焦點重合位置)被分割。因此不會發生在圖像輪廓附近光量不足的情況。

圖案光並不在第1成像面外的地方被分割，由於在第1成像面上圖案影像的全體被分割，故分割圖案影像各自包括其邊界線可為聚焦圖像(焦點重合的圖像)。這個結果，使得複數的光調變元件中相當於在分割線附近的光調變元件群也可以直接使用於形成分割圖案影像而不造成光量不足。也就是說，不發生光量不足的情況就能分割圖案影像。

另外，在第1光學鏡組、第2光學鏡組中，也可將圖案影像、複數的分割圖案影像放大或縮小。

為了提高處理能力，在曝光面上，可將複數的分割圖案影像沿著副掃描方向排列，沿著複數的掃描帶同時進行圖案影像的形成為較佳。圖像分割光學鏡組可規範出第1成像面上沿著副掃描方向的分割線，並分割圖案影像為較佳。在此，將對曝光區域的基板等被掃描體相對移動的方向定為主掃描方向，將平行於曝光面且與主掃描方向幾乎垂直的方向定為副掃描方向。

例如圖像分割光學鏡組能夠將複數的分割圖案影像排列在主掃描方向上，並設置距離間隔於彼此之間。或是，也可將複數的分割圖案影像排成一列。

圖像分割光學鏡組可使用例如設置至少1個相對第1成像面傾斜的反射面的構造，反射面的1邊位於第1成像面，沿著副掃描方向配置。藉此，反射面不與第1成像面交叉而只是接觸於第1成像面，而位於第1成像面的反射面的1邊(緣)被規定為分割線。

分割圖案影像透過平面的光學鏡組形成為較佳，藉此可不使像差產生。例如，在圖像分割光學鏡組設置具有平行平面關係的至少一個反射面對為較佳。

要使複數的分割圖案影像沿副掃描方向排列的情況下，圖像分割光學鏡組對特定的分割圖案影像移動投影位置就可以。能夠設置反射光學鏡組，具有第1反射面對，將第1成像面上規定的圖案影像沿主掃描方向移動；以及第2反射面對，將由第1反射面對被移動的分割圖案影像的一部分沿著副掃描方向移動。藉此，分割圖案影像的投影位置移動不會旋轉，只會平行移動。

藉由構成具備2個上述反射光學鏡組的圖像分割光學鏡組，可規則地排列2個或3個分割圖案影像。例如，分割為3個情況下，不讓對應圖案影像中間部的光入射反射光學鏡組，使兩端部的光入射反射光學鏡組。使像的移動方向為彼此相反(正負)的方向，藉此能將複數的分割圖案影像以不旋轉移動地配列於副掃描方向上。

另一方面，圖像分割光學鏡組也可設置第1反射光學鏡組，將被規定於第1成像面上的圖案影像的光直角反射；以及第2反射光學鏡組，將第1反射光學鏡組反射的分割圖案影像的光再直角反射。在這個情況下，第1成像面與曝光面垂直。

有關分割的圖案影像，可只讓分割的圖案影像的一部分移動或是讓分割的圖案影像的全部移動。分割的圖案影像的光分別通過不同光學鏡組時，圖像分割光學鏡組將複數的分割圖案影像分別做為聚焦圖像而形成於同一平面。也就是說，圖案影像的分割時使光路徑長(光學距離)彼此相等為好。例如，設置光路徑長調整光學構件，使第1成像面至各分割圖案影像形成的曝光面的光路徑長彼此相等。

另外，使沿著複數的分割圖案影像的副掃描方向的投影區域(曝光區域)的長(高)變大，使得一次曝光就能形成圖案影像於較大的領域為好。在這個情況下，圖像分割光學鏡組可將複數的分割影像沿著副掃描方向不空出間隔地排列，使得分割圖案影像全體的曝光區域長度沿著副掃描方向放大。

另一方面，關於曝光動作處理，習知的曝光裝置中複數的分割圖案影像沿主掃描方向彼此具有間隔的情況下，當配合各分割圖案影像的實際投影位置分別產生網格資料時，在掃描領域的開始及結束位置附近，還需要對掃描領域外的區域進行投影位置偏移的量的網格資料產生處理，故必須進行多餘的留白處理。

而必須對每個分割圖案影像的投影區域進行網格資料處理，當分割的數目越多控制負擔就越大。

因此，必須將對各掃描帶的網格資料產生處理與對光調變元件陣列的曝光資料產生處理有效地連結，由簡單的構造實行處理速度快且平滑的描繪處理，。

由上述的實施例構造可知，本發明的曝光裝置具備：將複數的光調變元件2維配列的光調變元件陣列；將光調變元件陣列反射的光成像於被描繪體的曝光面的投影光學鏡組；將光調變元件陣列反射的光的投影區域相對曝光面移動的掃描部；以及因應圖案資料控制各光調變元件的曝光動作處理部。投影光學鏡組具備圖像分割光學鏡組，用以將光調變元件陣列反射的光所形成的圖案影像分割，並形成複數的分割圖案影像使其沿著副掃描方向以既定的間隔排列。

曝光動作處理部具備：網格資料產生部，將複數的分割圖案影像構成的複數的部分投影區域中沿著其中1個部分投影區域的主掃描方向的位置作為共通的基準位置，並配合該基準位置產生複數的網格資料；以及曝光資料產生部，由掃描中依序產生的一連串複數的網格資料中抽出對應複數的部分投影區域的位置的網格資料並將其統合，產生對光調變元件陣列全體的曝光資料。

根據本發明，網格資料產生係根據共通的基準位置來產生一連串的網格資料，同時藉由時序調整來統合因應實際分割圖案影像資料的位置的網格資料，產生曝光資料。

藉此，即使分別進行網格資料產生處理、曝光資料產生處理，藉由因應分割圖像的距離間隔的資料輸出時序調整等，能夠使兩者同步。因此實行描繪處理不需要多餘的資料處理。

而關於網格資料的產生、讀出，並非對各個分割圖案影像分別處理，資料讀出等的控制處理會共通化，因此能夠利用簡單的電路架構來實現。

考慮以簡單的架構調整輸出時序的話，設置例如緩衝記憶體等的暫時資料儲存記憶體。例如，曝光資料產生部具備複數的記憶體，將對應複數分割圖案影像的複數網格資料暫時地儲存。接著，曝光資料產生部可配合複數的部分投影區域的位置來調整網格資料的複數記憶體的輸出時序。

例如曝光資料產生部具備分別儲存複數網格資料的複數FIFO型緩衝記憶體，複數FIFO型緩衝記憶體具有因應從複數的部分投影區域各自的基準位置沿主掃描方向上的距離間隔而彼此不同的記憶體容量。藉由這樣的架構，能夠與網格資料的記憶體輸出時序同步，產生統合了彼此投影位置不同的網格資料的曝光資料。

再藉由移位暫存器構成緩衝記憶體，能夠一邊使輸出時序更簡單地同步，一邊統合網格資料而產生曝光資料。

如此一來，有關包括網格資料產生處理與曝光資料產生處理的一連串曝光動作的資料處理中，能夠以簡單的架構進行具有優秀處理速度的資料處理。

本申請案係以日本申請案(特願2011-120829號、特願 2011-121026號皆在2011年5月30日提出申請)為母案並主張優先權的申請案，母案的說明書、圖式及申請專利範圍的揭露內容會作為參考資料併入本申請案全體。

10‧‧‧描繪裝置(曝光裝置)

12‧‧‧閘狀構造體

14‧‧‧機台

18‧‧‧描繪桌面

19‧‧‧CCD感測器

20₁、20₂‧‧‧曝光頭

20a、20b‧‧‧光源

22‧‧‧DMD(光調變元件陣列)

24‧‧‧投影光學鏡組

26‧‧‧第1成像光學鏡組(第1光學鏡組)

27、127‧‧‧圖像分割光學鏡組

27A‧‧‧反射光學鏡組

28‧‧‧第2成像光學鏡組(第2光學鏡組)

31‧‧‧突出部

32‧‧‧照明光學鏡組

42、44、142、144、146‧‧‧稜鏡

42R1、42R2‧‧‧反射面

42RE‧‧‧邊

42S‧‧‧稜鏡表面

44A、44B‧‧‧塊

44R1、44R2‧‧‧反射面

46‧‧‧光路徑長度調整光學構件

50‧‧‧描繪控制部

50B‧‧‧螢幕

50C‧‧‧鍵盤

52‧‧‧曝光控制部

53‧‧‧描繪桌面控制電路

54‧‧‧驅動電路

55‧‧‧位置檢出感測器

56‧‧‧X-Y平台驅動機構

61‧‧‧光源控制部

62‧‧‧圖像處理部

72A、72B、72C‧‧‧網格資料產生部

73‧‧‧時序控制電路

74A、74B、74C‧‧‧緩衝記憶體

76‧‧‧曝光資料產生部

DM1、DM2、DM3‧‧‧部分領域

TA1、TA2、TA3‧‧‧部分投影區域

SW‧‧‧基板、曝光面

FS‧‧‧成像面

MP‧‧‧圖案影像

MP01、MP02、MP03‧‧‧圖像部分

MP1、MP2、MP3‧‧‧分割圖案影像

SB1、SB2、SB3‧‧‧掃描帶

第1圖係顯示根據實施例1的曝光裝置的概要立體圖。

第2圖係顯示曝光頭的內部構造概要圖。

第3圖係顯示因應3個分割圖樣影像的DMD的分割領域圖。

第4圖係顯示投影於曝光面的3個分割圖樣影像的位置圖。

第5圖係圖像分割光學鏡組的概略立體圖。

第6圖係圖像分割光學鏡組的概略分解圖。

第7圖係圖像分割光學鏡組的一部分構造圖。

第8圖係設置於描繪裝置的描繪控制部的方塊圖

第9圖係表示緩衝記憶體的容量及網格資料產生位置的示意圖。

第10圖係表示曝光面上的分割圖樣影像的投影位置圖。

第11圖係表示網格資料產生處理的流程圖。

第12圖係表示曝光資料產生處理、曝光動作處理的流程圖。

第13圖係實施例2的圖像分割光學鏡組的概略立體圖。

第14圖係顯示實施例2的分割圖案影像的投影位置圖。

27‧‧‧圖像分割光學鏡組