WO2006080474A1 - 露光方法および装置 - Google Patents

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light beam
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Fujifilm Corp
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Definitions

  • the present invention relates to an exposure method and an optical apparatus, and more specifically, each light beam corresponding to each pixel portion that is spatially light-modulated by reflecting light emitted from a light source by a large number of pixel portions is imaged.
  • the present invention relates to an exposure method and apparatus for forming a two-dimensional pattern image on a photosensitive material and exposing the photosensitive material.
  • the exposure apparatus includes a light source, a DMD (digital 'micromirror' device) which is a spatial light modulation means for spatially modulating laser light emitted from the light source, and laser light spatially modulated by the DMD. And an imaging optical system for imaging.
  • the DMD is formed by using a semiconductor manufacturing process so that a large number of micromirrors are arranged two-dimensionally on a semiconductor substrate such as silicon, and each DMD is formed according to a control signal input from the outside. The angle of the reflection surface of the small mirror is changed. This DMD spatially modulates the light by reflecting the incident light with the numerous micromirrors.
  • a printed circuit board can be prepared without preparing a light shielding mask.
  • Can be created (Akihito Ishikawa "Development shortening and mass production application by maskless exposure”, “Electronics mounting technology", Technical Research Co., Ltd., Vol. 18, No. 6, 200 2 years Pp. 74-79, and JP 2004-00 1 244).
  • Each light beam corresponding to the mirror is imaged through the imaging optical system to form an image of the wiring pattern on the photosensitive material.
  • the imaging position of the light beam may be shifted in the optical axis direction of the optical path for forming the image of the wiring pattern or in the direction orthogonal to the optical axis direction.
  • a technique for correcting such misregistration a technique for forming an image of the above wiring pattern on a photosensitive material by performing spatial light modulation with DMD in advance by using DMD has been proposed ( Japanese Patent Laid-Open No. 2 0 0 3-0 5 7 8 3 4).
  • the method of performing spatial light modulation in consideration of the positional deviation of the imaging position of each light beam is not necessarily an efficient method because it is necessary to recreate a control signal for controlling the DMD. There is a statement that it is easier to correct the imaging position of each light beam without recreating it.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances.
  • An exposure method and an exposure method that can more easily correct the imaging position of each light beam when forming a two-dimensional pattern image on a photosensitive material. It is an object to provide a device. Disclosure of the invention
  • the first exposure method of the present invention light emitted from a light source is spatially converted by a spatial light modulation means in which a large number of pixel portions that modulate incident light according to a predetermined control signal are arranged two-dimensionally.
  • a spatial light modulation means in which a large number of pixel portions that modulate incident light according to a predetermined control signal are arranged two-dimensionally.
  • Each of the luminous fluxes corresponding to each pixel unit that has been optically modulated and spatially modulated by the spatial light modulator is imaged through the first imaging optical system, and through the first imaging optical system.
  • each light beam is individually passed through each of the two-dimensionally arranged microphone lenses, and each light beam individually passed through each microlens is passed through.
  • a second imaging optical system forms an image on a photosensitive material so as to form an image on the photosensitive material
  • the photosensitive material is exposed to the target two-dimensional pattern.
  • the image forming position of each light beam by the first image forming optical system or the second image forming optical system is individually set for each light beam. It is characterized by controlling to.
  • the light emitted from the light source is spatially modulated by a spatial light modulation means in which a large number of pixel portions that modulate incident light in accordance with a predetermined control signal are arranged two-dimensionally.
  • Each of the luminous fluxes corresponding to each pixel unit that has been optically modulated and spatially modulated by the spatial light modulator is imaged through the first imaging optical system, and through the first imaging optical system.
  • each light beam is individually passed through each of the two-dimensionally arranged microphone lens and directly imaged on the photosensitive material.
  • the image of the two-dimensional pattern formed on the photosensitive material is the target.
  • Each to match the 2D pattern Is characterized in that controlled individually for each light flux imaging position of the first imaging optical system of the bundle.
  • the first exposure apparatus of the present invention comprises a light source and a plurality of two-dimensionally arranged pixel units that modulate light emitted from the light source according to a predetermined control signal, and a space for spatially modulating the light.
  • a light modulating unit, a first imaging optical system that forms an image of each light beam corresponding to each pixel portion spatially modulated by the spatial light modulating unit, and a first imaging optical system A microlens array that is arranged in the vicinity of the imaging position of each light beam that has been imaged through the microlens and that is arranged in a two-dimensional manner, and that is individually arranged for each microlens.
  • a second imaging optical system that forms an image of a two-dimensional pattern on the photosensitive material so that each light beam passed through the photosensitive material is imaged on the photosensitive material.
  • a projection exposure apparatus that exposes a light source, formed on the photosensitive material.
  • the imaging position of each light beam by the first imaging optical system and / or the second imaging optical system is individually set for each light beam.
  • the image forming position control means for controlling is provided.
  • the imaging position control means moves the imaging position of each light beam in the optical axis direction of the optical path for forming the image of the two-dimensional pattern on the photosensitive material, or is orthogonal to the optical axis direction. Or move in the direction of
  • the second exposure apparatus of the present invention is a space in which a light source and a plurality of pixel units that modulate light emitted from the light source in accordance with a predetermined control signal are arranged two-dimensionally, and the light spatially modulates the light.
  • Light change A first image forming optical system that forms an image of each light beam corresponding to each pixel portion spatially modulated by the spatial light modulating unit, and a first image forming optical system.
  • a microlens array that is arranged in the vicinity of the image formation position of each imaged light beam and that allows a plurality of microlenses to be individually passed through each light beam, and each microlens is individually provided.
  • the projection exposure apparatus for forming an image of a two-dimensional pattern on the photosensitive material so that each light beam passed through is formed on the photosensitive material, and exposing the target two-dimensional pattern on the photosensitive material.
  • the imaging position of each light beam by the first imaging optical system is individually controlled for each light beam so that the image of the two-dimensional pattern formed on the material matches the target two-dimensional pattern. It is characterized by having imaging position control means To do.
  • the imaging position control means moves the imaging position of each light beam in the optical axis direction of the optical path for forming the image of the two-dimensional pattern on the photosensitive material, or is orthogonal to the optical axis direction. Or move in the direction of
  • the imaging position control means can be a liquid crystal element in which a refractive index distribution is generated by electrical control.
  • Matching a two-dimensional pattern image formed on the photosensitive material with a target two-dimensional pattern is at least one of the position, size, and density of each pixel constituting the two-dimensional pattern image. This means that one is matched with each of the pixels constituting the target two-dimensional pattern corresponding to these pixels.
  • the image of the two-dimensional pattern formed on the photosensitive material is the same as the object corresponding to these surface elements in terms of the position, size, and density of each pixel constituting the image of the two-dimensional pattern. It is desirable to match each pixel that makes up the two-dimensional pattern.
  • the first imaging optical system for each light beam is formed so that the image of the two-dimensional pattern formed on the photosensitive material matches the target two-dimensional pattern. Since the imaging position by the second imaging optical system is controlled individually for each light beam, for example, without recreating a control signal for controlling the spatial light modulation means. Thus, the imaging position of each light beam can be corrected more easily. Furthermore, by controlling the image formation position of the light beam individually for each light beam, for example, a two-dimensional pattern formed on the photosensitive material. On the contrary, it is also possible to shift the position of the light beam and form each light beam on the photosensitive material so as to smooth the change in the exposure light quantity at the edge portion constituting the contour of the screen.
  • the first imaging optical system for each light beam is formed so that the image of the two-dimensional pattern formed on the photosensitive material matches the target two-dimensional pattern. Since the image formation position is controlled individually for each light beam, for example, the image formation of each light beam can be performed more easily without recreating a control signal for controlling the spatial light modulation means. The position can be corrected. Furthermore, by controlling the image formation position of the light beam individually for each light beam, for example, the change in the amount of exposure light at the edge portion constituting the outline of the two-dimensional pattern formed on the photosensitive material is made smooth. Conversely, the positions of the light beams can be shifted so that each light beam is imaged on the photosensitive material.
  • the imaging position control means moves the imaging position of each light beam in the direction of the optical axis of the optical path for forming a two-dimensional pattern image on the photosensitive material. If the position is moved in a direction perpendicular to the optical axis direction, the imaging position of each light beam can be moved more accurately, and the position control of the imaging position of each light beam can be performed more accurately. Can be done accurately.
  • the imaging position control means is a liquid crystal element in which a refractive index distribution is generated by electrical control, the imaging position of each light beam can be moved without mechanically moving the optical components. Further, the imaging position of each light beam can be controlled more easily.
  • FIG. 1 is a diagram showing an optical path of an optical system of an exposure head provided in the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the optical system of the exposure head.
  • Figure 3 shows an enlarged view of the polarization section that aligns the polarization direction of the light emitted from the light source.
  • Figure 4 shows an enlarged view of a portion of a number of micromirrors arranged in two dimensions.
  • Figure 5A shows the operation of reflecting light with a micromirror.
  • Fig. 5B is a diagram showing the operation of reflecting light with a small mirror tilted at a different angle from Fig. 5A above.
  • Fig. 6 A shows an example of the used area in a large number of micromirrors
  • Fig. 6B shows an example of the usage area different from Fig. 6A above in a large number of micromirrors arranged.
  • FIG. 7 is an enlarged perspective view showing a schematic configuration of the first imaging position correction unit.
  • Fig. 8A is a view of a part of the shift direction correction element as seen from the upstream side of the optical path through which the light beam propagates.
  • Fig. 8B is a diagram showing the cross section of Fig. 8A above.
  • Fig. 8C is a cross-sectional view of Fig. 8A, showing a different cross-section from Fig. 8B above.
  • Fig. 9A is a view of a part of the focus direction correction element as seen from the upstream side of the optical path of the light beam.
  • Fig. 9B is a diagram showing a cross section of Fig. 9A above.
  • FIG. 10 is an enlarged perspective view showing a schematic configuration of the second imaging position correction unit.
  • Fig. 11 is a perspective view showing the external appearance of the exposure apparatus.
  • Figure 12 is a perspective view showing how a photosensitive material is exposed using an exposure head.
  • Fig. 1 3 A is a plan view showing the exposure area formed on the photosensitive material
  • Fig. 1 3 B is a diagram showing the positional relationship of the exposure area by each exposure head.
  • FIG. 14 is a block diagram showing the electrical configuration of the exposure apparatus.
  • FIG. 15 shows the optical path of the optical system of the exposure head provided in the exposure apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing an optical path of an optical system of an exposure head provided in the exposure apparatus
  • FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of the optical system
  • FIG. 3 is a polarization unit in which the polarization direction of laser light emitted from the light source is
  • Fig. 4 shows an enlarged view of a portion of a number of micromirrors arranged in two dimensions.
  • Fig. 5A and Fig. 5B show how the micromirrors reflect light.
  • FIGS. 6A and 6B are diagrams showing examples of the use area of the micromirror in the DMD.
  • An exposure apparatus for carrying out the exposure method of the present invention is used for producing a printed wiring board, and is a two-dimensional pattern on a printed wiring board material formed by laminating a photosensitive material on a substrate. A certain wiring pattern is exposed.
  • the exposure head 1 66 of the exposure apparatus includes a light source 66 and a plurality of two-dimensionally arranged micromirrors 8 2 that are pixel units that modulate the laser light Le emitted from the light source 66 according to a predetermined control signal.
  • Each of the light beams L 1, L 2 ... 'corresponding to each micro-mirror 8 2 that spatially modulates the laser light Le and spatial light modulation by the DMD 80 is formed.
  • the first imaging optical system 5 1 A Micro-mouth lens array 55, which is a two-dimensional array of microphone mouth lenses 5 5a through which light beams LI, L 2 A second imaging optical system 5 1 B that forms a two-dimensional pattern image J 2 on the photosensitive material 3 OK so as to form an image on the photosensitive material 3 OK again;
  • Imaging position correction means .40 that is an imaging position control means that individually corrects the image.
  • first imaging optical system 51 and the second imaging optical system 51B are desirably optical systems that are telecentric on the image side.
  • the exposure head 1 6 6 further receives a laser beam Le emitted from a light source 66, captures the laser beam Le having a substantially uniform light intensity distribution, and emits the light intensity distribution correcting optical system 6 7.
  • Light intensity distribution correction optical system 6 Polarizing section 68 that aligns the polarization direction in one direction through laser light Le emitted from 7 7, Reflects the laser light emitted from polarizing section 68 and changes the direction of the optical path Folding mirror ⁇ "6 9 and laser light reflected by mirror 6 9 are totally reflected and made incident on DM D 80, and each light beam that has been spatially modulated by DMD 80 and transmitted is transmitted through TIR ( Total reflection) A prism 70 is provided.
  • the light source 66 is a multiplexing unit (not shown) that combines each laser beam emitted from a plurality of GaN-based semiconductor lasers that emit light having a wavelength of 400 nm into one optical fiber for multiplexing. ), And the laser light having the wavelength of 45 nm is emitted from an optical fiber bundle 66 A formed by bundling a plurality of optical fibers for multiplexing of each multiplexing unit.
  • the light emitted from the light source 6 6 is not limited to the laser light having a wavelength of 40 5 nm, but can be generated by any wavelength or any method as long as the photosensitive material 30 K can be exposed. May be light.
  • the light intensity distribution correcting optical system 6 7 includes a condensing lens 7 1 for condensing the laser light Le emitted from the optical fiber bundle 6 6 A of the light source 6 6. It consists of a rod integrator that will be described later inserted into the optical path of the laser beam Le that has passed through the lens 7 1, and a collimating lens 7 4 that is arranged downstream of this rod integrator 7 2, that is, on the mirror 6 9 side. Has been.
  • the rod integrator 72 emits the laser light L e incident on one end from the other end so that the light intensity distribution in the cross section of the light beam becomes more constant.
  • the laser light Le emitted from the optical fiber bundle 66 A and passed through the light intensity distribution correcting optical system 67 becomes a parallel light beam whose light intensity distribution in the cross section of the light beam is substantially constant.
  • the polarization unit 6 8 is a prism-type polarization beam splitter B s 1, B s 2 that transmits P-polarized light and reflects S-polarized light.
  • a wave plate He 2 is provided.
  • the polarizing beam splitter B s 1 and the polarizing beam splitter B s 2 are arranged in two stages.
  • the laser beam Le emitted from the light intensity distribution correction optical system 67 is incident on the polarization beam splitter B s 1, and the P-polarized component of the laser beam Le (shown by symbol P in the figure)
  • the S-polarized component (indicated by symbol S in the figure) of the laser beam Le is transmitted through the polarization beam splitter B s 1 and reflected by the beam splitting surface M b 1.
  • the laser beam Le having the S-polarized component reflected by the beam splitting surface M b 1 enters the polarizing beam splitter B s 2 and is reflected by the beam splitting surface M b 2 of the polarizing beam splitter B s 2. . Reflected by this beam split surface M b 2
  • the laser beam Le passes through the half-wave plate He 2 disposed on the exit surface of the polarization beam splitter B s 2, and the polarization direction is rotated 90 degrees to be emitted as P-polarized light. Then, the laser beams Le having the same polarization direction emitted through the polarization beam splitter B s 1 and the light beam splitter B s 2 are emitted toward the mirror 69.
  • each micromirror 8 2 corresponds to each pixel of the two-dimensional pattern exposed to the printed wiring board material 30.
  • Each micromirror 8 2 is individually based on the data value created for each pixel. Controlled. By this control, the laser beam Le force incident on each micro mirror 82 is either in the exposure direction toward the optical path for exposing the printed wiring board material 30 or in the non-exposure direction deviating from this exposure direction.
  • the photosensitive material is controlled by controlling each of the many micromirrors 82 so that the laser beam Le is reflected in the exposure direction (ON) or the laser beam is reflected in the non-exposure direction (OFF). Expose the desired 2D pattern on 30 K.
  • the above-mentioned many micromirrors 8 2 are arranged by supporting each micromirror (micromirror) 8 2 on a SR AM cell (memory cell) 8 3 by a column, It consists of a large number of (for example, 10 2 4 x 7 6 8) micromirrors arranged in a grid to form each pixel of a two-dimensional pattern image.
  • a material with high reflectivity such as aluminum is deposited on the surface of the micromirror 8 2.
  • the reflectance of the micromirror 8 2 is 90% or more.
  • CMOS SR AM cell 8 3 manufactured on a normal semiconductor memory production line via a support including a hinge and a yoke. Is monolithic.
  • the micro mirror 8 2 supported by the support column has a degree ⁇ (for example ⁇ 10 degrees) around the diagonal of the micro mirror 8 2. Tilted in range.
  • Figure 5 ⁇ shows the state where the micromirror 8 2 is in the ON state and tilted to + ⁇ degrees.
  • FIG. 5B shows a state in which the micro mirror 82 is tilted to 1 ⁇ degree when it is in the OFF state. Therefore, by controlling the inclination of the micro mirror 82 in each pixel of the DMD 80 as shown in FIG. 5 according to the image signal, the laser light Le incident on the DMD 80 is respectively generated. It is reflected in the direction according to the inclination of the micro mirror 82, that is, in the exposure direction and the non-exposure direction.
  • the on / off control of the minute mirror 82 is performed by a controller 30 2 described later connected to the D M D 80.
  • the amount of laser light applied to the photosensitive material 30 of the printed wiring board material 30 is controlled by changing the ratio of the time that the micromirror is turned on and the time that it is turned off per unit time. be able to.
  • DMD 80 is sub-scanned when a micromirror arranged in the main scanning direction during exposure, that is, in the column direction, with 102 (pixels) arranged. 7 5 6 pixels (pixel columns) are arranged in the direction, that is, in the row direction.
  • a part of micro mirror columns for example, 1 0 2 4 columns X 3 0 0 rows
  • Control is made to drive.
  • the modulation speed of each micromirror 8 2 decreases as the number of micromirrors to be controlled (number of pixels) increases. By using only a part of 2, the modulation speed of each micromirror 82 included in this part can be increased.
  • the imaging optical system 5 1 includes the first imaging optical system 5 1 A comprising the lens system 5 5 4, the micro lens array 5 5, the aperture array 5 9, the lens system 5 7,
  • the second imaging optical system 51B composed of 5 8 is arranged in this order from the upstream side to the downstream side of the optical path.
  • the microlens array 55 is reflected by the micromirrors 82 of the DMD 80 and passes through the first imaging optical system 51 A to transmit the light beams corresponding to the micromirrors 82.
  • Each microphone mouth lens 5 5 a through which each passes is arranged.
  • As the microphone opening lens 55a for example, a lens having a focal length of 0.19 mni and A (numerical aperture) of 0.11 can be used.
  • the aperture array 59 is composed of a large number of apertures 59a formed so as to correspond to the respective microphone opening lenses 55a of the microlens array 55.
  • the first imaging optical system forms an image of a two-dimensional pattern on each photosensitive material 30 K with each light beam corresponding to each pixel portion spatially modulated by the spatial light modulator (80).
  • the second imaging optical system re-divides each light beam imaged by the first imaging optical system again with the above-mentioned light beam. It is desirable to form an image on the same plane perpendicular to the axial direction.
  • the first imaging optical system 5 1 A enlarges the image of the DMD 80 by 3 times and forms an image in the microlens array 55.
  • the second imaging optical system 51 B enlarges the image formed in the microlens array 55 by a factor of 1.67 and connects it onto the photosensitive material 30 K of the printed wiring board material 30. Let me image. Therefore, as a whole, the imaging optical system 51 is enlarged by a factor of 5 to the two-dimensional pattern spatially modulated by DMD 80, and is connected onto the photosensitive material 30K of the printed wiring board material 30. Let me image. '
  • the printed wiring board material 30 is conveyed in a sub-scanning direction (a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1, the Y direction in the figure) by a stage driving device described later.
  • the imaging position correcting means 40 is a first imaging position correcting unit 4 OA that is a liquid crystal element that corrects the imaging position of each light beam imaged by the first imaging optical system 51 A. And a second imaging position correction unit 4OB, which is a liquid crystal element that corrects the imaging position of each light beam formed by the second imaging optical system 51B.
  • the imaging position correcting means 40 is composed of only one of the first imaging position correcting unit 40 A and the second imaging position correcting unit 40 B. It may be.
  • FIG. 7 is an enlarged perspective view showing a schematic configuration of the first imaging position correcting unit 4 O A. As shown in FIG.
  • the first imaging position correction unit 4 OA is disposed between the first imaging optical system 5 1 A and the microlens array 55, and includes two liquid crystal layers 4 1 C and 4 1 G. Laminate shift In each liquid crystal layer of the focus direction correcting element 4 2 composed of the direction correcting element 4 1 and one liquid crystal layer 4 2 B, and the shift direction correcting element 41 and the focus direction correcting element 4 2. And a voltage applying unit 43 for applying a voltage for forming an electric field.
  • the shift direction correcting element 41 and the focus direction correcting element 42 may be arranged with a gap therebetween as shown in FIG. 7, or may be arranged in close contact with each other. Further, these elements may be integrated by bonding with an adhesive or the like.
  • Fig. 8A is a view of a part of the shift direction correction element 41 viewed from the upstream side of the optical path through which the light beam propagates.
  • Fig. 8B is a view showing the 8b-8b cross section of Fig. 8A.
  • FIG. 8C is a view showing an 8 c-8 c cross section of FIG. 8A.
  • the shift direction correcting element 4 1 includes an aperture array plate 4 1 A and a glass plate 4 1 each having an opening 4 1 m corresponding to each microphone opening lens 5 5 a of the micro lens array 5 5.
  • B Liquid crystal layer 4 1 C, Glass plate 4 1 D, 90 ° Optical rotation plate 4 1 E, Glass plate 4 1 F, Liquid crystal layer 4 1 G, Glass plate 4 1 H Are stacked from the upstream side.
  • Each electrode D 1 1 corresponding to each opening 4 1 m is arranged on the liquid crystal layer 4 1 C side of the glass plate 4 1 B, and the liquid crystal layer 4 1 C of the glass plate 4 1 D On the surface on the side, each electrode D 12 corresponding to each electrode D 11 (each opening 41 m) is arranged.
  • a voltage between the electrodes D.1 1 and D 1 2 and forming an electric field in the liquid crystal layer 4 1 C the orientation of the liquid crystal existing between the electrodes corresponding to each other! The direction is changed, and a refractive index gradient is generated in the liquid crystal region between the electrodes.
  • each electrode D14 corresponding to the electrode D13 is disposed on the surface of the layer 41G side.
  • the voltage application unit 4 3 applies a voltage between the electrodes D 1 3 and D 1 4 to form an electric field in the liquid crystal layer 4 1 G, whereby the alignment direction of the liquid crystals existing between the corresponding electrodes
  • the refractive index gradient is generated in the liquid crystal region between the electrodes. That is, a refractive index distribution is generated in the liquid crystal region.
  • the glass plate is shifted in a direction parallel to the surface (arrow X—Y plane direction in the figure), that is, in a direction perpendicular to the optical axis direction of the optical path for forming a two-dimensional pattern image on the photosensitive material 30 K.
  • a vertically aligned liquid crystal is known.
  • FIG. 9A is a view of a part of the focus direction correcting element 42 viewed from the upstream side of the optical path of the light beam
  • FIG. 9B is a view showing a 9b-9b cross section of FIG. 9A.
  • the focus direction correcting element 4 2 arranged downstream of the shift direction correcting element 41 is connected to each aperture 4 2 corresponding to each micro lens 5 5a of the micro lens array 55.
  • An aperture array plate 4 2 A having m, a glass plate 4 2 B, a liquid crystal layer 4 2 C made of liquid crystal, and a glass plate 4 2 D are laminated in this order from the upstream side of the optical path. Since the shift direction correcting element 41 includes the aperture array plate 41 A, the focus direction correcting element 42 may not include the aperture array plate 42A.
  • each electrode D 21 is disposed at each position corresponding to each opening 4 2 m.
  • each electrode D 22 is arranged at each position corresponding to each electrode D 21 (each opening 42 m).
  • Each of the electrodes D 2 jL and D 2 2 has a plurality of electrode portions that are divided into ring zones, and the voltage application section 4 3 has electrodes D 2 1 and D corresponding to each other.
  • a voltage is applied to each electrode part between 2 and 2 to form a different electric field between these electrode parts, and the alignment direction of the liquid crystal existing between each electrode is changed to change the convex lens in the liquid crystal region between the electrodes
  • the refractive index distribution can be generated so as to have a concave lens function.
  • the imaging position of the light beam incident on the aperture 4 2 m is set in the direction perpendicular to the surface of the glass plate 4 2 B (in the direction of the arrow Z in the figure), that is, on the photosensitive material 30 K. It can be moved in the optical axis direction of the optical path for forming an image.
  • the imaging position of the incident light beam L n while focusing on the opening 4 2 m can be moved from the position P 1 to the position P 2 along the optical axis direction (the arrow Z direction in the figure).
  • liquid crystal used for this A vertically aligned one is known.
  • the shift direction correction element 41 and the focus direction correction element 42 are described in EE xress April 15, 2004, pages 24 to 27 (TECHNOLOGY FOC US), Richo Technical Report No. It is possible to adopt one having the structure and operation described in 28 DECEMB ER 200 2 (optical path shift element using vertically aligned ferroelectric liquid crystal).
  • the imaging positions of the light bundles L 1, L 2,... Spatially modulated by the DMD 80 and passed through the first imaging optical system 51 A are captured as the first imaging position.
  • the normal part 4 OA By moving the normal part 4 OA in the optical axis direction or in a direction orthogonal to the optical axis direction, the light beams L 1, L 2.
  • FIG. 10 is an enlarged perspective view showing a schematic configuration of the second imaging position correcting section 40B.
  • the second imaging position correcting unit 40B includes a focus direction correcting element 44 composed of one liquid crystal layer 44C disposed between the second imaging optical system 51B and the photosensitive material 30K.
  • the second imaging optical system 5 1 B uses a predetermined imaging plane for imaging each light beam L 1, L 2..., That is, the photosensitive material 30 K of the printed wiring board material 30.
  • a position variation measuring unit 45 for measuring a positional variation (indicated by symbol ⁇ in the figure) of the photosensitive material 30 K from a predetermined arrangement surface to be positioned (indicated by symbol Me in the diagram); Based on the measurement result of the position fluctuation by the position fluctuation measuring unit 45, the second result of each light flux is matched so that the image of the two-dimensional pattern formed on the photosensitive material 30mm matches the target two-dimensional pattern. And a focus control unit 46 that individually corrects the image formation position by the image optical system for each light beam.
  • the position fluctuation measuring unit 45 measures the position variation ⁇ of the photosensitive material 30 mm by irradiating the photosensitive material 30 mm with the laser light LX and reflecting the reflected light of the laser light LX with the photosensitive material 30 mm.
  • the known laser side length to measure the position variation ⁇ by analyzing Techniques etc. can be adopted.
  • the focus direction correcting element 44 has substantially the same configuration and function as the focus direction correcting element 42 already described. That is, the focus direction correcting element 44 has an opening 44 m arranged corresponding to the position through which each light beam L 1, L 2... Emitted from the second imaging optical system 51 B passes.
  • Aperture array plate 4 4 A, glass plate 4 4 B, liquid crystal layer 4 4 C made of liquid crystal, and glass plate 4 4 D are laminated in this order from the upstream side of the optical path.
  • Glass plate 4 4 B The electrodes corresponding to the openings 44 m are arranged on the surface of the glass plate 44 D on the liquid crystal layer 44 C side.
  • the focus control unit 46 applies a voltage between the electrodes to form an electric field, thereby changing the orientation direction of the liquid crystal existing between the electrodes in the same manner as described above, thereby changing the liquid crystal region to a convex lens or a concave lens machine.
  • a refractive index distribution that gives the ability is generated.
  • the focus control unit 46 controls the focus direction correcting element 44 and each light beam L 1, L 2 incident on the aperture 4 4 m
  • the image forming position is individually moved in the direction of the optical axis, and the two-dimensional pattern image J2 formed on the photosensitive material 3 OK is matched with the target two-dimensional pattern.
  • the position fluctuation measurement unit 4 5 By using the position fluctuation measurement unit 4 5 to measure the fluctuations of multiple different positions of the photosensitive material 3 OK, the image J 2 of the two-dimensional pattern formed on the photosensitive material 3 OK in the same manner as described above is used. It can be matched with the 2D pattern.
  • the force control unit 46 controls the focus direction correcting element 44 based on the measurement result of the variation of a plurality of different positions on the photosensitive material 30 K by the position variation measuring unit 45.
  • Aiming at the image J 2 of the two-dimensional pattern formed on the photosensitive material 30 K by individually moving the image forming positions of the light beams L l and L 2 incident on the aperture 44 m in the optical axis direction Can be matched to the two-dimensional pattern.
  • the position variation measuring unit 45 may measure the position variation of the photosensitive material 30 K for each incident position of the light beams L l, L 2. It may be measured for each block divided on 30 K of the photosensitive material.
  • the focus direction correcting element 4 4 is not dynamically controlled in the same manner as the focus direction correcting element 42 described above. Before the exposure of the photosensitive material, the focus position of each light beam L 1, L 2...
  • the focus direction correction element 44 May be adjusted by the focus direction correction element 44 to fix the position.
  • the field curvature aberration of the image of the two-dimensional pattern formed on the photosensitive material by each of the light beams L 1, L 2-′ formed by the second imaging optical system 51 ⁇ Correction may be performed by the correction element 44.
  • a voltage application unit that applies a voltage between the electrodes corresponding to the openings 44m of the focus direction correcting element 44. Should be provided.
  • Fig. 11 is a perspective view showing the external appearance of the exposure apparatus
  • Fig. 12 is a perspective view showing how the photosensitive material is exposed using the exposure head
  • Fig. 13A is a plan view showing an exposure region formed on the photosensitive material
  • Fig. 13B is a diagram showing the positional relationship of the exposure areas for each exposure head.
  • the exposure apparatus 200 includes a flat plate-like moving stage 15 5 2 that sucks and holds the back surface (surface opposite to the photosensitive material 30 K side) of the printed wiring board material 30. .
  • Two guides 1 5 8 extending along the stage moving direction are installed on the upper surface of the thick plate-like installation table 1 5 6 supported by the four legs 1 5 4.
  • the stage 15 2 is arranged such that its longitudinal direction faces the stage moving direction, and is supported by the guide 15 8 so as to be able to reciprocate.
  • This exposure apparatus is provided with a stage driving device (not shown) for driving a stage 15 2 as a sub-scanning means along the guide 15 8 in the stage moving direction.
  • a U-shaped gate 160 is provided at the center of the installation table 1556 so as to straddle the movement path of the stage 1552. Each of the ends of the U-shaped gate 160 is fixed to both side surfaces of the installation table 1556.
  • a scanner 16 2 is provided on one side of the gate 160, and a plurality of (for example, two) scanners for detecting the leading and trailing edges of the printed wiring board material 30 on the other side. Sensors 1 6 4 are provided. Scanner 1 6 2 and sensor 1 6 4 are Are attached to each of the first and second fixed positions above the moving path of the stage 15 2. The scanner 1 6 2 and the sensor 1 6 4 are connected to a controller (not shown) that controls them.
  • the scanner 1 6 2 has a plurality of (eg, 14) exposure heads arranged in an approximate matrix of m rows and n columns (eg, 3 rows and 5 columns). 1 6 6 is provided.
  • m rows and n columns eg, 3 rows and 5 columns.
  • 1 6 6 is provided.
  • five exposure heads 16 6 are arranged in the first and second rows and five in the third row.
  • the exposure head is expressed as 16 6 tnn.
  • An exposure area 1 68 by the exposure head 1 6 6 has a rectangular shape with a short side in the sub-scanning direction. Accordingly, with the movement of the stage 15 2, a strip-shaped exposed region 1 70 is formed on the printed wiring board material 30 for each exposure head 1 6 6.
  • the exposure area by the individual exposure heads arranged in the m-th row and the n-th column is indicated, it is expressed as an exposure area 1 6 8 mn. Also, as shown in FIGS.
  • Each of the exposure heads in each row arranged in a line is arranged at a predetermined interval in the arrangement direction (on the long side of the exposure area) so that the strip-shaped exposed areas 170 are aligned without gaps in the direction perpendicular to the sub-scanning direction.
  • the natural number is doubled (in this example, doubled).
  • the portion that cannot be exposed between the exposure area 1 6 8 11 of the first row and the exposure area 1 6 8 12 is the exposure area 1 6 8 21 of the second row and the exposure area 1 6 of the third row. 8 31 and can be exposed.
  • Each of the exposure heads 1 6 6 11 to 1 6 6 mn is provided with a DMD 80 that modulates the incident laser light for each pixel in accordance with image data as described above.
  • Each exposure head 16 6 is connected to a controller 30 2 described later having a data processing unit and a mirror drive control unit.
  • This data processing unit generates a control signal for controlling each micro mirror of DMD 80 based on the input data indicating the wiring pattern.
  • the mirror drive control unit turns on / off each micro mirror of D M D 80 based on the control signal generated by the data processing unit.
  • FIG. 14 is a block diagram showing the electrical configuration of the exposure apparatus.
  • a modulation circuit 301 is connected to the overall control unit 300.
  • the modulation circuit 3 0 1 acquires image data indicating a wiring pattern.
  • a controller 302 that controls the DMD 80 is connected to the modulation circuit 301.
  • the overall control unit 300 is connected to a laser diode (LD) drive circuit 303 that drives a laser module disposed in the light source 66.
  • a stage driving device 304 that drives the stage 15 2 is connected to the overall control unit 300.
  • LD laser diode
  • the first imaging position correction unit 4 OA voltage application unit 43 uses each light beam L in advance. 1, After determining the voltage to be applied between each electrode of the shift direction correction element 41 and the focus direction correction element 42 so that L 2. The voltage applied between each electrode is fixed.
  • the light fluxes of the combined laser beams emitted from the respective GaN-based semiconductor lasers of the light sources 6 6 of the exposure heads 1 6 6 of the scanner 1 6 2 are combined with the optical fiber bundle 6 6 Inject from the end face of A.
  • the image data is input from the modulation circuit 301 to the controller 302 of the DMD 80 and stored in the frame memory of the controller 302.
  • the stage 1 5 2 having the printed wiring board material 30 adsorbed on the surface moves at a constant speed from the upstream side to the downstream side of the guide 1 58 along the guide 1 58 by the drive of the stage driving device 304.
  • the tip of the printed wiring board material 30 is detected by the sensor 1 64 attached to the gate 1 60 when the stage 1 52 passes under the gate 1 60, the above wiring pattern stored in the frame memory is displayed.
  • the image data to be created is read by the data processing unit of the controller 302, and the data processing unit converts the image data into the image data. Based on this, a control signal for each exposure head 1 6 6 is generated.
  • the mirror drive control unit performs on / off control of each of the 0 0 80 micro mirrors for each exposure head 1 66 based on the generated control signal.
  • the size of the micromirror is 14 m ⁇ 1 ⁇ m.
  • the light beam reflected by the micro mirror 8 2 when the micro mirror 8 2 of the D MD 80 is in the on state is reflected in the imaging optical system.
  • An image is formed through 5 1, and an image of the wiring pattern is formed on the photosensitive material 30 K of the printed wiring board material 30, and each exposure area 16 8 on the photosensitive material 30 K is exposed.
  • the printed wiring board material 30 is moved in the side running direction opposite to the stage moving direction. By sequentially exposing, a strip-shaped exposed region 170 for each exposure head 1666 is formed on the photosensitive material 30K.
  • the position variation measuring unit 45 of the second imaging position correcting unit 40 B Measure the fluctuation of the position of the photosensitive material 30 K from the arrangement surface Me of the photosensitive material 30 K, and based on the measurement result, the focus control unit 46 is placed on the photosensitive material 3 K
  • the image forming position of each light beam by the second imaging optical system 5 1 B is individually corrected for each light beam so that the formed wiring pattern image matches the target wiring pattern.
  • the stage 1 5 2 is moved to the stage driving device 3 0 4 By driving this, the origin returns to the most upstream side of the gate 1 60 along the guide 1 5 8 and can be used for the next exposure.
  • the image forming position of each light beam that has been spatially modulated is individually set for each light beam.
  • the position, size, and dark g of each pixel that makes up the image of the wiring pattern formed on the photosensitive material due to the action that is captured by ' is the position and size of each pixel that makes up the target wiring pattern.
  • the present invention forms an image of each light beam when forming an image of a wiring pattern on a photosensitive material. The position can be corrected more easily.
  • the correction of the imaging position of each of the spatially light-modulated light beams by the first imaging position correcting unit 4 OA and the second imaging position correcting unit 40 B is performed for each light beam. Not only when performing individually, but it may be performed for every block composed of a plurality of light beams. In other words, by performing the correction of the imaging position of each light beam for each block, the light beam by the first image position correction unit 40 A and the second image position correction unit 40 B The imaging position can be corrected more easily. In such a case, the first imaging position correcting unit 4 OA moving direction and amount of the imaging position of each light beam belonging to a specific block, and the second imaging position correcting unit 4 The moving direction and moving amount due to 0 B are equal to each other.
  • the correction operation as described above is performed by correcting the two-dimensional pattern, that is, the exposure pattern, and the purpose is to control the position of each beam to smooth the edge roughness.
  • FIG. 15 is a view showing the optical path of the optical system of the exposure head provided in the exposure apparatus of the second embodiment.
  • the exposure apparatus of the second embodiment is obtained by removing the second imaging optical system and the second imaging position correction unit from the configuration in the first embodiment. That is, the exposure apparatus of the second embodiment forms an image directly on the photosensitive material by passing each light beam individually passing through each of the microlenses after passing through the first imaging optical system. Thus, a two-dimensional pattern image is formed on the photosensitive material without passing through the second imaging optical system, and the target two-dimensional pattern is exposed on the photosensitive material.
  • Imaging position correction means that individually corrects the imaging position of each light beam by the first imaging optical system so that the formed two-dimensional pattern image matches the target two-dimensional pattern. It is equipped with.
  • the exposure apparatus of the second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except for the exposure head optical system, illustrations other than the optical system are omitted. Further, in the optical system shown in FIG. 15 described above, those having the same functions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • the imaging position correcting means 40 1 in the exposure apparatus of the second embodiment determines the imaging position of each light beam to be imaged by the first imaging optical system 5 1 A. It consists only of the first imaging position correction unit 4OA, which is the liquid crystal element to be corrected.
  • the first imaging position correction unit 4OA includes the shift direction correction element 41 and the focus direction correction element 42, the shift direction correction element 41 and the focus direction correction element.
  • a voltage applying unit 43 for applying a voltage for forming an electric field in each liquid crystal layer of the positive element 42.
  • the imaging optical system 5 1 ′ that images each light beam spatially modulated by the DMD 80 on the photosensitive material 3 OK of the printed wiring board material 30 is the first imaging already described. It consists only of optical system 5 1 A.
  • the first imaging position correction unit 4 OA is spatially modulated by the DMD 80 and passes through the first imaging optical system 51 A.
  • each light bundle L 1, L 2 ⁇ ⁇ ⁇ Each light beam that is accurately incident on a and individually passed through each of the microphone mouth lenses is directly imaged on the photosensitive material 3 OK of the printed wiring board material 30.
  • the image of the two-dimensional pattern J 2 formed on the photosensitive material 30 K matches the target two-dimensional pattern.
  • the correction operation as described above is performed by correcting the two-dimensional pattern, that is, the exposure pattern, and the purpose is to control the position of each beam to smooth the edge roughness.
  • the shift direction correcting element 41 and the focus direction correcting element are set so that the image of the two-dimensional pattern J 2 formed on the photosensitive material 30 K matches the target two-dimensional pattern.
  • the voltage applied between the electrodes of 42 is determined by the voltage applying unit 43
  • the voltages are fixed by the voltage applying unit 43, and the imaging positions of the light beams are fixed.
  • the printed wiring board material 30 is conveyed in the sub-scanning direction by the stage driving device of the first embodiment, and a desired two-dimensional pattern is exposed on the photosensitive material 3 OK.
  • the light source used in the exposure apparatus 200 is a GaN semiconductor laser.
  • a solid laser, a gas laser, or the like can be used.
  • the wavelength is about 355 nm YAG laser combined with SHG, approximately 355 nm YLF laser combined with SHG, approximately 266 nm YAG laser combined with SHG, approximately ⁇ wavelength
  • An excimer laser with a wavelength of 2 48 nm or an excimer laser with a wavelength of about 19.3 nm can be used.
  • a mercury lamp or the like can be adopted as the light source.
  • the above exposure method is not limited to the case of exposing a wiring pattern, but can be applied to any pattern or image exposure.
  • the imaging position correction means which is the imaging position control means
  • the imaging position control means is a liquid crystal element in which a refractive index distribution is generated by electrical control.
  • the present invention is not limited to such a case. If the image formation position of each light beam is controlled individually for each light beam so that the image of the two-dimensional pattern formed on the photosensitive material matches the target two-dimensional pattern, the image formation position control is performed. Any method may be adopted as the means.
  • V is described as control regarding the position of the light beam, that is, the light beam, but by combining the liquid crystal element used in the liquid crystal display and the polarizing plate, the individual light beams can be controlled. It is also possible to change the power. By using this, it becomes possible to control the exposure light intensity of individual light beams at a relatively low speed, and to correct the power shading (output fluctuation) of the exposure head.

Landscapes

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Abstract

感光材料上に2次元パターンの像を形成するときの各光束の結像位置の補正をより容易に行う露光装置は、光源(66)から発せられた光(Le)を、画素部(82)が多数配列された空間光変調手段(80)により空間光変調し、上記空間光変調させた各画素部(82)に対応する各光束(L1,L2…)のそれぞれを第1の結像光学系(51A)によって結像させた後、第2の結像光学系(51B)によって結像させるようにして2次元パターンの像を感光材料(30K)上に形成する際に、各光束の第1の結像光学系(51A)による結像位置を第1の結像位置補正部(40A)によって各光束毎に個別に補正するとともに、各光束の第2の結像光学系(51B)による結像位置を第2の結像位置補正部(40B)によって各光束毎に個別に補正して、上記感光材料(30K)上に形成される2次元パターンの像を目的とする2次元パターンに一致させる。

Description

明細書 露光方法および装置 技術分野
本発明は、 露光方法おょぴ装置に関し、 詳しくは、 光源から発せられた光を多数の画 素部で反射させて空間光変調した各画素部に対応する各光束のそれぞれを結像させて感 光材料上に 2次元パターンの像を形成しこの感光材料を露光する露光方法および装置に 関するものである。 背景技術
従来より、 空間光変調されたレーザ光を基板の表面に積層された感光材料上に結像さ せてこの感光材料を露光し、 プリント配線基板を作成する露光装置が知られている。 上 記露光装置は、 光源と、 この光源から発せられたレーザ光を空間光変調する空間光変調 手段である DMD (デジタル 'マイクロミラー 'ディパイス） と、 上記 DMDにより空 間光変調されたレーザ光を結像させる結像光学系とを備えている。 なお、 上記 DMDは 、 半導体製造プロセスを用いることにより、 シリコン等の半導体基板上に多数の微小ミ ラーを 2次元状に配列させるように形成し、 外部から入力される制御信号に応じて各微 小ミラーの反射面の角度を変化させるようにしたものである。 この DMDは、 入射され た光を上記多数の微小ミラーで反射させることにより上記光を空間光変調する。
上記露光装置は、 レーザ光を DMDで空間光変調して得られた配線パターンの像を感 光材料上に直接形成 （投影） することができるので、 遮光マスク等を用意することなく プリント基板を作成することができる （石川明人"マスクレス露光による開発短縮と量 産適用化"、 「エレクロ トニクス実装技術」 、 株式会社技術調査会、 Vo l . 1 8、 N o . 6、 200 2年、 p p. 74— 7 9、 およぴ特開 2004— 00 1 244号公報参 照） 。
また、 DMDに入射され上記多数の微小ミラーにより空間光変調せしめられた各微小 ミラーに対応する各光束のそれぞれを結像光学系に通して結像させ感光材料上に配線パ ターンの像を形成するときに、 D M Dや結像光学系等の光学部品の位置のずれにより各 光束の結像位置が、 上記配線パターンの像を形成するための光路の光軸方向あるいは上 記光軸方向と直交する方向にずれることがある。 このような位置ずれを捕正する手法と して、 D M Dにより、 予め上記位置ずれを見込んだ空間光変調を行って感光材料上に上 記配線パターンの像を形成する手法が提案されている （特開 2 0 0 3— 0 5 7 8 3 4号 公報参照） 。
しかしながら、 上記各光束の結像位置の位置ずれを見込んで空間光変調を行う方式は 、 D M Dを制御する制御信号を作成し直す必要があるため必ずしも効率の良い方式とは 言えず、 制御信号を作成し直すことなくより容易に上記各光束の結像位置を補正したい という要言青がある。
本発明は、 上記事情に鑑みてなされたものであり、 感光材料上に 2次元パターンの像 を形成するときの各光束の結像位置の捕正をより容易に行うことができる露光方法およ び装置を提供することを目的とするものである。 発明の開示
本発明の第 1の露光方法は、 入射された光を所定の制御信号に応じて変調する画素部 を 2次元状に多数配列してなる空間光変調手段により、 光源から発せられた光を空間光 変調させ、 空間光変調手段により空間光変調させた各画素部に対応する各光束のそれぞ れを第 1の結像光学系に通して結像させるとともに、 第 1の結像光学系を通して結像さ せた各光束の結像位置の近傍において、 該各光束を、 2次元状に多数配列されたマイク 口レンズのそれぞれに個別に通し、 マイクロレンズのそれぞれに個別に通した各光束を 第 2の結像光学系によって感光材料上に結像させるようにして 2次元パターンの像を感 光材料上に形成し、 この感光材料に目的とする 2次元パターンを露光する露光方法にお いて、 前記感光材料上に形成される 2次元パターンの像を前記目的とする 2次元パター ンに一致させるように、 各光束の第 1の結像光学系おょぴ または第 2の結像光学系に よる結像位置を各光束毎に個別に制御することを特徴とするものである。 本発明の第 2の露光方法は、 入射された光を所定の制御信号に応じて変調する画素部 を 2次元状に多数配列してなる空間光変調手段により、 光源から発せられた光を空間光 変調させ、 空間光変調手段により空間光変調させた各画素部に対応する各光束のそれぞ れを第 1の結像光学系に通して結像させるとともに、 第 1の結像光学系を通して結像さ せた各光束の結像位置の近傍において、 該各光束を、 2次元状に多数配列されたマイク 口レンズのそれぞれに個別に通して直接、 感光材料上に結像させるようにして 2次元パ ターンの像を感光材料上に形成し、 この感光材料に目的とする 2次元パターンを露光す る露光方法において、 前記感光材料上に形成される 2次元パターンの像を前記目的とす る 2次元パターンに一致させるように、 各光束の第 1の結像光学系による結像位置を各 光束毎に個別に制御することを特徴とするものである。
本発明の第 1の露光装置は、 光源と、 光源から発せられた光を所定の制御信号に応じ て変調する画素部を 2次元状に多数配列してなり、 前記光を空間光変調させる空間光変 調手段と、 前記空間光変調手段により空間光変調させた各画素部に対応する各光束のそ れぞれを結像させる第 1の結像光学系と、 第 1の結像光学系を通して結像させた各光束 の結像位置の近傍に配設された、 該各光束を個別に通すマイクロレンズを 2次元状に多 数配列してなるマイクロレンズアレイと、 マイクロレンズのそれぞれに個別に通した各 光束を感光材料上に結像させるようにして 2次元パターンの像を感光材料上に形成する 第 2の結像光学系とを備え、 感光材料に目的と^"る 2次元パターンを露光する投影露光 装置において、 前記感光材料上に形成される 2次元パターンの像を前記目的とする 2次 元パターンに一致させるように、 各光束の第 1の結像光学系および または第 2の結像 光学系による結像位置を各光束毎に個別に制御する結像位置制御手段を備えたことを特 徴とするものである。
前記結像位置制御手段は、 各光束それぞれの結像位置を、 前記感光材料上に前記 2次 元パターンの像を形成するための光路の光軸方向へ移動させたり、 この光軸方向と直交 する方向へ移動させたりするものとすることができる。
本発明の第 2の露光装置は、 光源と、 光源から発せられた光を所定の制御信号に応じ て変調する画素部を 2次元状に多数配列してなり、 前記光を空間光変調させる空間光変 調手段と、 前記空間光変調手段により空間光変調させた各画素部に対応する各光束のそ れぞれを結像させる第 1の結像光学系と、 第 1の結像光学系を通して結像させた各光束 の結像位置の近傍に配設された、 該各光束を個別に通すマイクロレンズを 2次元状に多 数配列してなるマイクロレンズアレイとを備え、 マイクロレンズのそれぞれに個別に通 した各光束を直接、 感光材料上に結像させるようにして 2次元パターンの像を感光材料 上に形成し、 感光材料に目的とする 2次元パターンを露光する投影露光装置において、 前記感光材料上に形成される 2次元パターンの像を前記目的とする 2次元パターンに一 致させるように、 各光束の第 1の結像光学系による結像位置を各光束毎に個別に制御す る結像位置制御手段を備えたことを特徴とするものである。
前記結像位置制御手段は、 各光束それぞれの結像位置を、 前記感光材料上に前記 2次 元パターンの像を形成するための光路の光軸方向へ移動させたり、 この光軸方向と直交 する方向へ移動させたりするものとすることができる。
前記結像位置制御手段は、 電気的な制御により屈折率分布が生じる液晶素子とするこ とができる。
前記感光材料上に形成される 2次元パターンの像を目的とする 2次元パターンに一致 させるとは、 前記 2次元パターンの像を構成する各画素の位置、 大きさ、 濃度のうちの 少なくともいずれか 1つを、 これらの画素に対応する前記目的とする 2次元パターンを 構成する各画素のそれぞれに一致させることを意味するものである。 なお、 前記感光材 料上に形成される 2次元パターンの像は、 この 2次元パターンの像を構成する各画素の 位置、 大きさ、 濃度の全てを、 これらの面素に対応する前記目的とする 2次元パターン を構成する各画素のそれぞれに一致させることが望ましい。
本発明の第 1の露光方法および装置によれば、 感光材料上に形成される 2次元パター ンの像を目的とする 2次元パターンに一致させるように、 各光束の第 1の結像光学系お よび または第 2の結像光学系による結像位置を、 各光束毎に個別に制御するようにし たので、 例えば、 空間光変調手段を制御するための制御信号を作成し直す等のことなく 、 より容易に各光束の結像位置の捕正を行うことができる。 さらに、 上記光束の結像位 置を各光束毎に個別に制御することにより、 例えば、 感光材料上に形成する 2次元パタ ーンの輪郭を構成するエッジ部における露光光量の変化を滑らかにするように、 逆に、 光束の位置をずらして各光束を感光材料上に結像させるようにすることもできる。 本発明の第 2の露光方法および装置によれば、 感光材料上に形成される 2次元パター ンの像を目的とする 2次元パターンに一致させるように、 各光束の第 1の結像光学系に よる結像位置を、 各光束毎に個別に制御するようにしたので、 例えば、 空間光変調手段 を制御するための制御信号を作成し直す等のことなく、 より容易に各光束の結像位置の 捕正を行うことができる。 さらに、 上記光束の結像位置を各光束毎に個別に制御するこ とにより、 例えば、 感光材料上に形成する 2次元パターンの輪郭を構成するエッジ部に おける露光光量の変化を滑らかにするように、 逆に、 光束の位置をずらして各光束を感 光材料上に結像させるようにすることもできる。
また、 結像位置制御手段を、 各光束それぞれの結像位置を、 感光材料上に 2次元パタ 一ンの像を形成するための光路の光軸方向へ移動させたり、 各光束それぞれの結像位置 を上記光軸方向と直交する方向へ移動させたりするものとすれば、 上記各光束の結像位 置をより正確に移動させることができ、 上記各光束の結像位置の位置制御をより正確に 行うことができる。
また、 結像位置制御手段を、 電気的な制御により屈折率分布が生じる液晶素子とすれ ば、 光学部品を機械的に移動させることなく各光束それぞれの結像位置を移動させるこ とができるので、 さらに容易に各光束の結像位置の制御を行うことができる。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施の形態の露光装置が備える露光へッドの光学系の光路を示す図 図 2は、 上記露光へッドの光学系の概略構成を示す斜視図
図 3は、 光源から発せられた光の偏光方向をそろえる偏光部の拡大図
図 4は、 2次元状に多数配列された微小ミラーの一部分を拡大して示す図
図 5 Aは、 微小ミラーで光を反射する動作を示す図
図 5 Bは、 上記図 5 Aとは異なる角度に傾けられた微小ミラ一で光を反射する動作を 示す図 図 6 Aは、 多数配列された微小ミラー中の使用領域の例を示す図
図 6 Bは、 多数配列された微小ミラー中の上記図 6 Aとは異なる使用領域の例を示す 図
図 7は、 第 1の結像位置補正部の概略構成を拡大して示す斜視図
図 8 Aは、 シフト方向補正素子の一部分を光束が伝播する光路の上流側から見た図 図 8 Bは、 上記図 8 Aの断面を示す図
図 8 Cは、 図 8 Aの断面であって上記図 8 Bとは異なる断面を示す図
図 9 Aは、 フォーカス方向捕正素子の一部分を光束の光路の上流側から見た図 図 9 Bは、 上記図 9 Aの断面を示す図
図 1 0は、 第 2の結像位置捕正部の概略構成を拡大して示す斜視図である。
図 1 1は、 露光装置の外観を示す斜視図
図 1 2は、 露光へッドを用いて感光材料を露光する様子を示す斜視図
図 1 3 Aは感光材料上に形成される露光領域を示す平面図、 図 1 3 Bは各露光へッド による露光エリアの位置関係を示す図
図 1 4は、 露光装置の電気的構成を示すプロック図である。
図 1 5は、 本発明の実施の形態の露光装置が備える露光へッドの光学系の光路を示す 図 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の第 1の実施の形態について、 図面を用いて説明する。 図 1は露光装置 が備える露光へッドの光学系の光路を示す図、 図 2は上記光学系の概略構成を示す斜視 図、 図 3は光源から発せられたレーザ光の偏光方向が偏光部により 1方向に揃えられる 様子を示す図、 図 4は 2次元状に多数配列された微小ミラーの一部分を拡大して示す図 、 図 5 Aおよび図 5 Bは微小ミラーが光を反射する動作を示す図、 図 6 Aおよび図 6 B は、 D MD中の微小ミラーの使用領域の例を示す図である。
本発明の露光方法を実施する露光装置は、 プリント配線基板の作成に用いられるもの であり、 基板上に感光材料を積層してなるプリント配線基板用素材に 2次元パターンで ある配線パターンを露光するものである。
上記露光装置の露光ヘッド 1 66は、 光源 6 6と、 光源 66から発せられたレーザ光 L eを所定の制御信号に応じて変調する画素部である微小ミラー 8 2を 2次元状に多数 配列してなり、 レーザ光 L eを空間光変調させる DMD 8 0と、 DMD80により空間 光変調させた各微小ミラー 8 2に対応する各光束 L 1 , L 2 · · 'のそれぞれを結像さ せる第 1の結像光学系 5 1 Aと、 第 1の結像光学系 5 1 Aにより結像させた各光束 L 1 , L 2 · · 'の結像位置の近傍に配設された、 各光束 L I , L 2 · · 'を個別に通すマ イク口レンズ 5 5 aを 2次元状に配列してなるマイク口レンズアレイ 55と、 マイクロ レンズ 5 5 aのそれぞれに個別に通した各光束を、 再び感光材料 3 OK上に結像させる ようにして 2次元パターンの像 J 2を感光材料 3 OK上に形成する第 2の結像光学系 5 1 Bと、 上記感光材料 30K上に形成される 2次元パターンの像 J 2を目的とする 2次 元パターンに一致させるように、 各光束 L 1 , L 2 · · 'の第 1の結像光学系 5 1 Aに よる結像位置 K 1 1、 Κ1 2 · · ' を各光束 L I, L 2 · · '毎に個別に捕正したり、 上記感光材料上に形成される 2次元パターンの像 J 2を目的とする 2次元パターンに一 致させるように、 各光束 L 1, L 2 · · ·の第 2の結像光学系 5 1 Bによる結像位置 K 21、 K 2 2 · · ·を各光束 L I, L 2 · · '毎に個別に捕正したりする結像位置制御 手段である結像位置捕正手段.40とを備えている。
なお、 第 1の結像光学系 5 1およぴ第 2の結像光学系 5 1 Bは像側にテレセントリツ クな光学系であることが望ましい。
この露光ヘッド 1 6 6は、 さらに、 光源 66から発せられたレーザ光 L eを入射させ 概略均一な光強度分布を持つレーザ光 L eに捕正して射出する光強度分布捕正光学系 6 7、 光強度分布捕正光学系 6 7から射出されたレーザ光 L eを通してその偏光方向を 1 方向にそろえる偏光部 68、 偏光部 6 8から射出されたレーザ光を反射して光路の向き を折り曲げるミラ^" 6 9、 およぴミラー 6 9で反射させたレーザ光を全反射させて DM D 80に入射させるとともに、 DMD 80により空間光変調され射出された各光束を透 過させる T I R (全反射） プリズム 70を備えている。
<<露光装置を構成する各構成要素の説明 >〉 <光源 6 6 >
光源 6 6は、 波長 4 0 5 n mの光を発する複数の G a N系半導体レーザから射出され た各レーザ光を 1本の合波用光ファイバ中に合波させる合波ユニット （図示は省略） を 複数備えており、 各合波ュニットの合波用光ファイバを複数本束ねてなる光ファイバ束 6 6 Aから上記波長 4 0 5 n mのレーザ光を射出させるものである。 なお、 光源 6 6か ら射出する光は波長 4 0 5 n mのレーザ光に限らず、 感光材料 3 0 Kを露光可能であれ ばどのような波長の光、 あるいは、 どのような方式で発生させた光であってもよい。
<光強度分布捕正光学系 6 7 >
光強度分布捕正光学系 6 7は、 図 1に示すように、 光源 6 6の光ファイバ束 6 6 Aか ら射出されたレーザ光 L eを集光する集光レンズ 7 1、 この集光レンズ 7 1を通過した レーザ光 L eの光路に挿入された後述するロッドィンテグレータ 7 2、 およびこのロッ ドィンテグレータ 7 2の下流側つまりミラー 6 9の側に配置されたコリメートレンズ 7 4から構成されている。 ロッドインテグレータ 7 2は、 一端に入射されたレーザ光 L e を、 光束の断面における光強度分布がより一定となるようにして他端から射出させる。 これにより、 光ファイバ束 6 6 Aから射出され光強度分布捕正光学系 6 7を通ったレー ザ光 L eは、 その光束の断面の光強度分布が概略一定な平行光束となる。
く偏光部 6 8〉
図 3に示すように、 偏光部 6 8は、 直角プリズムを 2枚張り合わせてなる P偏光を透 過し S偏光を反射させるプリズム型の偏光ビームスプリッタ B s 1、 B s 2と、 1 / 2 波長板 H e 2を備えている。 偏光ビームスプリッタ B s 1と偏光ビームスプリッタ B s 2とは 2段に重ねられて配置したものである。 光強度分布捕正光学系 6 7から射出され たレーザ光 L eは、 偏光ビームスプリッタ B s 1に人射され、 上記レーザ光 L eの P偏 光成分 （図中記号 Pで示す） がこの偏光ビームスプリッタ B s 1を透過し、 上記レーザ 光 L eの S偏光成分 （図中記号 Sで示す） がビームスプリ ッ ト面 M b 1で反射せしめら れる。 ビームスプリット面 M b 1で反射せしめられた S偏光成分を持つレーザ光 L eは 偏光ビームスプリッタ B s 2へ入射しこの偏光ビームスプリッタ B s 2のビームスプリ ット面 M b 2で反射せしめられる。 このビームスプリット面 M b 2で反射せしめられた レーザ光 L eは、 偏光ビームスプリッタ B s 2の射出面に配置された 1 / 2波長板 H e 2を通って偏光方向が 9 0度回転させられて P偏光となって射出される。 そして、 偏光 ビームスプリッタ B s 1およぴ光ビームスプリッタ B s 2のそれぞれを通って射出され た偏光方向の揃ったレーザ光 L eはミラー 6 9に向けて射出される。
< D MD 8 0 >
D M D 8 0は、 1画素を構成するための微小ミラー 8 2を多数格子状に （例えば 1 0 2 4個 X 7 6 8個等） 配列して構成したものである。 この装置では、 各微小ミラー 8 2 がプリント配線基板用素材 3 0に露光する 2次元パターンの各画素に対応し、 各微小ミ ラー 8 2は各画素毎に作成したデータの値に基づいて個別に制御される。 この制御によ り、 各微小ミラー 8 2に入射したレーザ光 L e力 プリント配線基板用素材 3 0を露光 する光路に向かう露光方向、 またはこの露光方向から外れた非露光方向のいずれかの方 向に反射せしめられ、 露光方向に向かうレーザ光のみが、 所定の光路を通ってプリント 配線基板用素材 3 0の感光材料 3 0 Kの露光に用いられる。 すなわち、 レーザ光 L eを 露光方向に反射させたり （オン） 、 あるいはレーザ光を非露光方向に反射させたり （ォ フ） するように多数の微小ミラー 8 2のそれぞれを制御することにより感光材料 3 0 K 上に所望の 2次元パターンを露光する。
図 4に示すように、 上記多数の微小ミラー 8 2は、 S R AMセル （メモリセル） 8 3 上に、 各微小ミラー （マイクロミラー） 8 2が支柱により支持されて配置されたもので あり、 2次元パターンの画像の各画素 （ピクセル） を構成するための多数 （例えば 1 0 2 4個 X 7 6 8個） の微小ミラーを格子状に配列してなるものである。 微小ミラー 8 2 の表面はアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。 なお、 微小ミラー 8 2 の反射率は 9 0 %以上である。 また、 微小ミラー 8 2の直下には、 ヒンジおよびヨーク を含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートの C MO Sの S R AMセル 8 3が配されており、 全体はモノリシック 構成されている。
D MD 8 0の S R AMセル 8 3にデジタル信号が書き込まれると、 支柱に支えられた 微小ミラー 8 2が、 この微小ミラー 8 2の対角線の回りに士 α度 （例えば ± 1 0度） の 範囲で傾けられる。 図 5 Αは、 微小ミラー 8 2がオン状態である + α度に傾いた状態を 示し、 図 5 Bは、 微小ミラー 8 2がオフ状態である一 α度に傾いた状態を示す。 したが つて、 画像信号に応じて、 D M D 8 0の各ピクセルにおける微小ミラー 8 2の傾きを、 図 5に示すように制御することによって、 D M D 8 0に入射したレーザ光 L eはそれぞ れの微小ミラー 8 2の傾きに応じた方向、 すなわち上記露光方向、 非露光方向へ反射さ せられる。
上記微小ミラ一 8 2のオン/オフ制御は、 D M D 8 0に接続された後述するコント口 ーラ 3 0 2によって行われる。 また、 プリント配線基板用素材 3 0の感光材料 3 0 へ のレーザ光の照射光量は、 単位時間当たりにおける微小ミラーをオンにしておく時間と オフにしておく時間との比率を変えることにより制御することができる。
次に、 微小ミラー 8 2の部分使用について説明する。 図 6 Aおよび Bに示すように、 D MD 8 0は、 露光する際の主走査方向、 すなわち列方向に 1 0 2 4個 （画素） 配置さ れた微小ミラーが、 露光する際の副走査方向、 すなわち行方向に 7 5 6個 （画素列） 配 列されているが、 本例では、 コントローラにより一部の微小ミラーの列 （例えば、 1 0 2 4列 X 3 0 0行) だけを駆動するように制御がなされる。
例えば、 図 6 Aに示すように、 微小ミラー 8 2中の 7 5 6行の行方向の中央部に配置 された行列領域 8 0 Cのみを制御してもよく、 図 6 Bに示すように、 微小ミラー 8 2中 の行方向の端部に配置された行列領域 8 0 Tのみを制御してもよい。 D MD 8 0を制御 する際のデータ処理速度には限界があり、 制御する微小ミラーの数 （画素数） が多くな るにしたがって各微小ミラー 8 2の変調速度が低下するので、 微小ミラー 8 2中の一部 分だけを使用することで、 この部分が含むそれぞれの微小ミラー 8 2の変調速度を速く することができる。
<結像光学系 >
結像光学系 5 1は、 図 1に示すように、 レンズ系 5 5 4からなる上記第 1結像光 学系 5 1 A、 マイクロレンズアレイ 5 5、 アパーチャアレイ 5 9、 レンズ系 5 7， 5 8 からなる上記第 2結像光学系 5 1 Bがこの順に光路の上流側から下流側に並べられて構 成されている。 上記マイクロレンズアレイ 5 5は、 D MD 8 0の各微小ミラー 8 2で反 射され上記第 1結像光学系 5 1 Aを通った、 上記各微小ミラー 8 2に対応する各光束の それぞれを通す各マイク口レンズ 5 5 aが配置されてなるものである。 このマイク口レ ンズ 5 5 aは、 例えば、 焦点距離が 0 . 1 9 m ni、 A (開口数） が 0 . 1 1のものを 用いることができる。 また、 アパーチャアレイ 5 9は、 マイクロレンズァレイ 5 5の各 マイク口レンズ 5 5 aに対応させて形成した多数のアパーチャ 5 9 aからなるものであ る。
第 1の結像光学系は、 空間光変調手段（80)により空間光変調させた各画素部に対応す る各光束のそれぞれを、 感光材料 3 0 K上に 2次元パターンの像を形成するための光路 の光軸方向と直交する同一平面上に結像させるものであり、 第 2の結像光学系は、 第 1 の結像光学系により結像させた各光束を、 再度、 上記光軸方向と直交する同一平面上に 結像させるものとすることが望ましい。
上記第 1結像光学系 5 1 Aは、 D MD 8 0による像を 3倍に拡大してマイクロレンズ アレイ 5 5中に結像する。 そして第 2結像光学系 5 1 Bは、 マイクロレンズアレイ 5 5 中に結像させた像を 1 . 6 7倍に拡大してプリント配線基板用素材 3 0の感光材料 3 0 K上に結像させる。 したがって、 結像光学系 5 1全体としては、 D MD 8 0によって空 間光変調された 2次元パターンを 5倍に拡大してプリント配線基板用素材 3 0の感光材 料 3 0 K上に結像させる。 '
なお、 上記プリント配線基板用素材 3 0は、 後述するステージ駆動装置により副走査 方向 （図 1の紙面に垂直な方向、 図中 Y方向） に搬送される。
<結像位置捕正手段 4 0 >
結像位置捕正手段 4 0は、 第 1の結像光学系 5 1 Aにより結像させる各光束の結像位 置を捕正する液晶素子である第 1の結像位置捕正部 4 O Aと、 第 2の結像光学系 5 1 B により結像させる各光束の結像位置を捕正する液晶素子である第 2の結像位置補正部 4 O Bとからなる。 なお、 結像位置捕正手段 4 0は、 第 1の結像位置捕正部 4 0 A、 ある いは第 2の結像位置捕正部 4 0 Bのいずれか一方のみで構成されナこものであってもよい。 図 7は、 第 1の結像位置捕正部 4 O Aの概略構成を拡大して示す斜視図である。
第 1の結像位置捕正部 4 O Aは、 第 1の結像光学系 5 1 Aとマイクロレンズアレイ 5 5との間に配置されており、 2つの液晶層 4 1 C、 4 1 Gを積層して構成されるシフト 方向捕正素子 4 1、 および 1つの液晶層 4 2 Bで構成されるフォーカス方向捕正素子 4 2と、 上記シフト方向捕正素子 4 1およびフォーカス方向捕正素子 4 2の各液晶層中に 電界を形成するための電圧を印加する電圧印加部 4 3とを備えている。 なお、 上記シフ ト方向補正素子 4 1およびフォーカス方向捕正素子 4 2は、 図 7に示すように間隔を開 けて配置するようにしてもよいし、 互いに密接させて配置させてもよい。 さらに、 これ らの素子は、 互いに接着剤等により接合して一体化させてもよい。
図 8 Aはシフト方向捕正素子 4 1の一部分を上記光束が伝播する光路の上流側から見 た図、 図 8 Bは図 8 Aの 8 b— 8 b断面を示す図、 図 8 Cは図 8 Aの 8 c— 8 c断面を 示す図である。
図示のように、 シフト方向捕正素子 4 1は、 マイクロレンズァレイ 5 5の各マイク口 レンズ 5 5 aに対応させた各開口 4 1 mを有するアパーチャアレイ板 4 1 A、 ガラス板 4 1 B、 液晶からなる液晶層 4 1 C、 ガラス板 4 1 D、 9 0 ° 旋光板 4 1 E、 ガラス板 4 1 F、 液晶からなる液晶層 4 1 G、 ガラス板 4 1 Hがこの順に光路の上流側から積層 されたものである。
ガラス板 4 1 Bの液晶層 4 1 Cの側の表面には、 各開口 4 1 mに対応させた各電極 D 1 1が配置されており、 ガラス板 4 1 Dの液晶層 4 1 Cの側の表面には、 上記各電極 D 1 1 (各開口 4 1 m) に対応させた各電極 D 1 2が配置されている。 電圧印加部 4 3力 電極 D .1 1、 D 1 2間に電圧を印加し液晶層 4 1 C中に電界を形成することによって、 互!/、に対応する電極間に存在する液晶の配向方向を変化させ上記各電極間の液晶領域に 屈折率の勾配を生じさせる。
また、 上記と同様に、 ガラス板 4 1 Fの液晶層 4 1 Gの側の表面には、 上記各開口 4 l mに対応させた各電極 D 1 3が配置され、 ガラス板 4 1 Hの液晶層 4 1 Gの側の表面 には、 上記電極 D 1 3 (各開口 4 1 m) に対応させた各電極 D 1 4が配置されている。 電圧印加部 4 3が、 各電極 D 1 3、 D 1 4間に電圧を印加し液晶層 4 1 G中に電界を形 成することによって、 互いに対応する各電極間に存在する液晶の配向方向を変化させ上 記各電極間の液晶領域に屈折率の勾配を生じさせる。 すなわち、 上記液晶領域中に屈折 率分布を生じさせる。 これにより、 たとえば、 開口 4 1 mの中心 Oに、 かつ、 ガラス板 4 1 Bの表面に対し て垂直 （図中矢印 Z方向） に入射させた光束 L nを、 上記ガラス板 4 1 Bの表面と平行 な方向 （図中矢印 X— Y平面方向） 、 すなわち、 感光材料 3 0 K上に 2次元パターンの 像を形成するための光路の光軸方向と直交する方向にシフトさせてガラス板 4 1 Hから 射出させることができる。 なお、 これに使われる液晶としては、 垂直配向されたものが 知られている。
図 9 Aはフォーカス方向捕正素子 4 2の一部分を上記光束の光路の上流側から見た図、 図 9 Bは図 9 Aの 9 b— 9 b断面を示す図である。
シフト方向捕正素子 4 1の下流側に配置されているフォーカス方向捕正素子 4 2は、 図示のように、 マイクロレンズアレイ 5 5の各マイクロレンズ 5 5 aに対応させた各開 口 4 2 mを有するアパーチャアレイ板 4 2 A、 ガラス板 4 2 B、 液晶からなる液晶層 4 2 C、 ガラス板 4 2 Dがこの順に光路の上流側から積層されたものである。 なお、 上記 シフト方向捕正素子 4 1がアパーチャアレイ板 4 1 Aを備えているので、 フォーカス方 向捕正素子 4 2にはアパーチャアレイ板 4 2 Aを備えなくてもよい。
ガラス板 4 2 Bの液晶層 4 2 Cの側の表面には、 上記各開口 4 2 mに対応する各位置 に各電極 D 2 1が配置されている。 ガラス板 4 2 Dの液晶層 4 1 Cの側の表面には、 各 電極 D 2 1 (各開口 4 2 m) に対応する各位置に各電極 D 2 2が配置されている。 各電 極 D 2 jL、 D 2 2のぞれぞれは、 輪帯状に区分された複数の電極部分を有しており、 電 圧印加部 4 3が、 互いに対応する電極 D 2 1、 D 2 2間の各電極部分に電圧を印加して これらの電極部分の間に互いに異なる電界を形成し、 各電極間に存在する液晶の配向方 向を変化させて上記電極間の液晶領域に凸レンズあるいは凹レンズ機能を持たせるよう に屈折率分布を生じさせることができる。
これにより、 開口 4 2 mに入射する光束の結像位置を、 ガラス板 4 2 Bの表面と垂直 な方向 （図中矢印 Z方向） 、 すなわち、 感光材料 3 0 K上に 2次先パターンの像を形成 するための光路の光軸方向に移動させることができる。 これにより、 例えば、 開口 4 2 mに集束しながら入射する光束 L nの結像位置を位置 P 1から位置 P 2へ光軸方向 （図 中矢印 Z方向） に沿って移動させることができる。 なお、 これに使われる液晶としては、 垂直配向されたものが知られている。
なお、 上記シフト方向捕正素子 4 1およびフォーカス方向捕正素子 42は、 E E x r e s s 2004年 4月 1 5日号、 24〜 27頁 （TECHNOLOGY FOC US) や、 R i c h o T e c h n i c a l R e p o r t N o. 28 DECEMB ER 200 2 (垂直配向強誘電性液晶を用いた光路シフト素子） に記載されている構 成および作用を有するもの等を採用することができる。
上記のように、 DMD8 0で空間光変調されて第 1の結像光学系 5 1 Aを通った各光 束 L l、 L 2 · · ·の結像位置を、 第 1の結像位置捕正部 4 OAにより、 上記光軸方向 あるいは光軸方向と直交する方向へ移動させることにより、 各光束 L 1、 L 2 · · 'を 各マイク口レンズ 55 aへ正確に入射させることができる。
なお、 各光束 L l、 L 2 · · 'を各マイクロレンズ 5 5 aへ正確に入射させるように、 シフト方向捕正素子 4 1、 およびフォーカス方向補正素子 42の各電極間に印加する電 圧を電圧印加部 43によって定めた後、 電圧印加部 4 3により上記各電圧が固定され上 記各光束の結像位置が固定される。
図 1 0は、 第 2の結像位置捕正部 40 Bの概略構成を拡大して示す斜視図である。 第 2の結像位置捕正部 40 Bは、 第 2の結像光学系 5 1 Bと感光材料 30Kとの間に 配置された 1つの液晶層 44 Cからなるフォーカス方向捕正素子 44と、 第 2の結像光 学系 5 1 Bにより各光束 L 1、 L 2 · · ·を結像させる予め設定された結像面、 すなわ ち、 プリント配線基板素材 3 0の感光材料 30 Kを位置させる予め定められた配置面 (図中記号 Meで示す） からの、 感光材料 30 Kの上記光軸方向への位置の変動 （図中 記号 δで示す） を測定する位置変動測定部 45、 上記位置変動測定部 45による上記位 置変動の測定結果に基づいて、 感光材料 30Κ上に形成する 2次元パターンの像を目的 とする 2次元パターンに一致させるように、 各光束の第 2の結像光学系による結像位置 を各光束毎に個別に捕正するフォーカス制御部 46とを備えている。
なお、 位置変動測定部 4 5による感光材料 30Κの位置の変動 δの測定は、 レーザ光 L Xを感光材料 30 Κに照射してこの感光材料 30 Κで反射せしめられた上記レーザ光 L Xの反射成分を分析することによって上記位置の変動 δを測定する公知のレーザ側長 手法等を採用することができる。
なお、 上記フォーカス方向捕正素子 4 4は、 既に説明した上記フォーカス方向補正素 子 4 2と概略同様の構成、 および機能を有するものである。 すなわち、 このフォーカス 方向補正素子 4 4は、 第 2の結像光学系 5 1 Bから射出された各光束 L 1、 L 2 · · · が通る位置に対応させて配置した各開口 4 4 mを有するアパーチャアレイ板 4 4 A、 ガ ラス板 4 4 B、 液晶からなる液晶層 4 4 C、 ガラス板 4 4 Dがこの順に光路の上流側か ら積層されたものであり、 ガラス板 4 4 B、 およびガラス板 4 4 Dの液晶層 4 4 Cの側 の表面には、 上記各開口 4 4 mに対応する各電極が配置されている。 フォーカス制御部 4 6が、 上記各電極間に電圧を印加して電界を形成することにより、 上記と同様に各電 極間に存在する液晶の配向方向を変化させこの液晶領域に凸レンズあるいは凹レンズ機 能を持たせるような屈折率分布を生じさせる。
上記位置変動測定部 4 5による上記位置変動の測定結果に基づいて、 フォーカス制御 部 4 6がフォーカス方向捕正素子 4 4を制御して開口 4 4 mに入射される各光束 L 1、 L 2の結像位置を個別に光軸方向に移動させ、 感光材料 3 O K上に形成する 2次元パタ 一ンの像 J 2を目的とする 2次元パターンに一致させる。
なお、 感光材料 3 0 Kの光軸方向への位置の変動量が感光材料 3 0 K上の部位によつ て異なる場合、 すなわち感光材料 3 O Kに皺が寄るような場合であっても、 位置変動測 定部 4 5を感光材料 3 O Kの互いに異なる複数の位置の変動を測定するものとすること により、 上記と同様に感光材料 3 O K上に形成する 2次元パターンの像 J 2を目的とす る 2次元パターンに一致させることができる。 すなわち、 上記位置変動測定部 4 5によ る感光材料 3 0 K上の互いに異なる複数の位置の変動の測定結果に基づいて、 フォー力 ス制御部 4 6がフォーカス方向捕正素子 4 4を制御して開口 4 4 mに入射される各光束 L l、 L 2の結像位置を個別に光軸方向に移動させ、 感光材料 3 0 K上に形成する 2次 元パターンの像 J 2を目的とする 2次元パターンに一致させることができる。 上記位置 変動測定部 4 5は、 上記感光材料 3 0 Kの位置の変動を、 上記各光束 L l、 L 2 · ·の 感光材料 3 O Kへの入射位置毎に測定するものとしてもよいし、 感光材料 3 0 K上を区 分した各プロック毎に測定するものとしてもよい。 また、 感光材料 3 0 Kの位置の変動がわずかである場合には、 フォーカス方向捕正素 子 4 4を動的に制御することなく、 既に説明した上記フォーカス方向補正素子 4 2と同 様に、 感光材料の露光前にフォーカス方向補正素子 4 4により各光束 L 1、 L 2 · · · のフォーカス位置を調節しその位置を固定するようにしてもよい。 すなわち、 第 2の結 像光学系 5 1 Βによって結像される各光束 L 1、 L 2 - · 'によって感光材料上に形成 される 2次元パターンの像の像面湾曲収差等を、 フォーカス方向捕正素子 4 4により捕 正するようにしてもよい。 このような場合には、 位置変動測定部 4 5およびフォーカス 制御部 4 6の代わりに、 フォーカス方向捕正素子 4 4の各開口 4 4 mに対応する各電極 間に電圧を印加する電圧印加部を備えるようにすればよい。
< <露光装置の全体についての説明〉 >
以下、 露光装置の全体について説明する。 図 1 1は露光装置の外観を示す斜視図、 図 1 2は露光ヘッドを用いて感光材料を露光する様子を示す斜視図、 図 1 3 Aは感光材料 上に形成される露光領域を示す平面図、 図 1 3 Bは各露光へッドによる露光エリアの位 置関係を示す図である。
上記露光装置 2 0 0は、 プリント配線基板用素材 3 0の裏面 （感光材料 3 0 Kの側と は反対側の面） を吸着して保持する平板状の移動ステージ 1 5 2を備えている。 4本の 脚部 1 5 4に支持された厚い板状の設置台 1 5 6の上面には、 ステージ移動方向に沿つ て延びた 2本のガイド 1 5 8が設置されている。 ステージ 1 5 2は、 その長手方向が上 記ステージ移動方向を向くように配置されると共に、 ガイド 1 5 8によって往復移動可 能に支持されている。 なお、 この露光装置には、 副走査手段としてのステージ 1 5 2を ガイド 1 5 8に沿ってステージ移動方向に駆動するステージ駆動装置 （図示せず） が設 けられている。
設置台 1 5 6の中央部には、 ステージ 1 5 2の移動経路を跨ぐようにコ字状のゲート 1 6 0が設けられている。 コ字状のゲート 1 6 0の端部の各々は、 設置台 1 5 6の両側 面に固定されている。 このゲート 1 6 0を挟んで一方の側にはスキャナ 1 6 2が設けら れ、 他方の側にはプリント配線基板用素材 3 0の先端および後端を検知する複数 （例え ば 2個） のセンサ 1 6 4が設けられている。 スキャナ 1 6 2およびセンサ 1 6 4はゲー ト 1 6 0に各々取り付けられて、 ステージ 1 5 2の移動経路の上方に固定配置されてい る。 なお、 スキャナ 1 6 2およびセンサ 1 6 4は、 これらを制御する図示しないコント ローラに接続されている。
スキャナ 1 6 2は、 図 1 2および図 1 3 Bに示すように、 m行 n列 （例えば 3行 5列 ) の略マトリックス状に配列された複数 （例えば 1 4個） の露光へッド 1 6 6を備えて いる。 この例では、 プリント配線基板用素材 3 0の幅との関係で、 1行目および 2行目 には 5個、 3行目には 4個の露光ヘッド 1 6 6を配置してある。 なお、 m行目の n列目 に配列された個々の露光へッドを示す場合は、 露光へッド 1 6 6 tnnと表記する。
露光へッド 1 6 6による露光エリア 1 6 8は、 副走査方向を短辺とする矩形状である 。 従って、 ステージ 1 5 2の移動に伴い、 プリント配線基板用素材 3 0には露光ヘッド 1 6 6ごとに帯状の露光済み領域 1 7 0が形成される。 なお、 m行目の n列目に配列さ れた個々の露光へッドによる露光エリアを示す場合は、 露光エリア 1 6 8 mnと表記する また、 図 1 3 Aおよび Bに示すように、 帯状の露光済み領域 1 7 0が副走査方向と直 交する方向に隙間無く並ぶように、 ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、 配列方向に所定間隔 （露光エリアの長辺の自然数倍、 本例では 2倍） ずらして配置され ている。 このため、 1行目の露光エリア 1 6 8 11と露光エリア 1 6 8 12との間の露光で きない部分は、 2行目の露光エリア 1 6 8 21と 3行目の露光エリア 1 6 8 31とにより露 光することができる。
露光ヘッド 1 6 6 11 ~ 1 6 6 mn各々は、 上述のように入射されたレーザ光を画像デー タに応じて画素ごとに変調する D MD 8 0を備えている。 各露光ヘッド 1 6 6は、 デー タ処理部とミラー駆動制御部とを備えた後述するコントローラ 3 0 2に接続されている 。 このデータ処理部では、 入力された配線パターンを示すデータに基づいて、 D MD 8 0の各微小ミラーを制御するための制御信号を生成する。 また、 'ミラー駆動制御部では 、 データ処理部で生成した制御信号に基づいて、 D M D 8 0の各微小ミラーをオン/ォ フさせる。
< <露光装置の電気的な構成に関する説明〉 > 次に、 露光装置 200の電気的な構成について説明する。 図 14は露光装置の電気的 構成を示すプロック図である。
図に示すように全体制御部 300には変調回路 30 1が接続されている。 変調回路 3 0 1は、 配線パターンを示す画像データを取得する。 また、 その変調回路 30 1には D MD 80を制御するコントローラ 302が接続されている。 さらに、 全体制御部 3 00 には、 光源 66に配されたレーザモジュールを駆動する LD (L a s e r D i o d e ) 駆動回路 30 3が接続されている。 また、 全体制御部 3 00には、 ステージ 1 5 2を 駆動するステージ駆動装置 304が接続されている。
<<露光装置の動作についての説明 > >
次に、 上記露光装置 200の動作について説明する。
露光装置 200を用いてプリント配線基板用素材 30中に積層されている感光材料 3 0Kを露光するときには、 予め、 第 1の結像位置捕正部 4 OAの電圧印加部 43により、 各光束 L 1、 L 2 · · ·を各マイク口レンズ 5 5 aへ正確に入射させるように、 シフト 方向補正素子 4 1、 およびフォーカス方向捕正素子 42の各電極間に印加する電圧を定 めた後、 各電極間に印加する電圧を固定する。
その後、 スキャナ 1 6 2の各露光へッド 1 6 6の光源 6 6が有する G a N系半導体レ 一ザの各々から発せられた合波された各レーザ光の光束を光ファィバ束 6 6 Aの端面か ら射出させる。
配線パターンの露光に際しては、 上記画像データが変調回路 30 1から DMD 8 0の コントローラ 30 2に入力され、 コントローラ 302のフレームメモリにー且記憶され る。
プリント配線基板用素材 30を表面に吸着したステージ 1 5 2は、 ステージ駆動装置 304の駆動により、 ガイド 1 58に沿ってこのガイド 1 5 8の上流側から下流側に一 定速度で移動する。 ステージ 1 52がゲート 1 60の下を通過する際に、 ゲート 1 60 に取り付けられたセンサ 1 64によりプリント配線基板用素材 30の先端が検出される と、 フレームメモリに記憶された上記配線パターンを作成するための画像データがコン トローラ 30 2のデータ処理部によって読み出され、 データ処理部がその画像データに 基づいて露光へッド 1 6 6ごとの制御信号を生成する。 そして、 ミラー駆動制御部が、 上記生成された制御信号に基づいて露光へッド 1 6 6ごとに0 0 8 0の微小ミラーの 各々をオン Zオフ制御する。 なお、 本例の場合、 上記微小ミラーのサイズは 1 4 m X 1 μ mである。
光源 6 6から発せられたレーザ光を D MD 8 0に入射させると、 D MD 8 0の微小ミ ラー 8 2がオン状態のときにこの微小ミラー 8 2で反射した光束は、 結像光学系 5 1を 通って結像され、 プリント配線基板用素材 3 0の感光材料 3 0 K上に配線パターンの像 が形成され、 感光材料 3 0 K上の各露光エリア 1 6 8を露光する。 また、 プリント配線 基板用素材 3 0をステージ 1 5 2と共に一定速度でステージ移動方向に移動させること により、 このプリント配線基板用素材 3 0は上記ステージ移動方向とは反対の副走查方 向に順次露光され、 感光材料 3 0 K上に露光へッド 1 6 6ごとの帯状の露光済み領域 1 7 0が形成される。
なお、 上記プリント配線基板用素材 3 0に積層されている感光材料 3 0 Kを露光する 際に、 第 2の結像位置捕正部 4 0 Bの位置変動測定部 4 5が、 上記予め設定されている 感光材料 3 0 Kの配置面 M eからの、 感光材料 3 0 Kの位置の変動を測定し、 その測定 結果に基づいて、 フォーカス制御部 4 6が、 感光材料 3ひ K上に形成する配線パターン の像を目的とする配線パターンに一致させるように、 各光束の第 2の結像光学系 5 1 B による結像位置を各光束毎に個別に捕正する。
スキャナ 1 6 2によるプリント配線基板用素材 3 0への露光が終了し、 センサ 1 6 4 がプリント配線基板用素材 3 0の後端を検出すると、 ステージ 1 5 2は、 ステージ駆動 装置 3 0 4の駆動により、 ガイド 1 5 8に沿ってゲート 1 6 0の最上流側にある原点に 復帰し、 次の露光への使用が可能となる。
上記第 1の結像位置捕正部 4 0 A、 およぴ第 2の結像位置捕正部 4 0 Bにより、 上記 '空間光変調された各光束の結像位置を各光束毎に個別'に捕正十る作用により、 感光材料 上に形成される配線パターンの像を構成する各画素の位置、 大きさ、 濃 gを、 目的とす る配線パターンを構成する各画素の位置、 大きさ、 濃度に一致させることができる。 上記のように本発明は、 感光材料上に配線パターンの像を形成するときの各光束の結像 位置をより容易に捕正することができる。
なお、 上記第 1の結像位置捕正部 4 O A、 および第 2の結像位置捕正部 4 0 Bによる 上記空間光変調された各光束の結像位置の捕正は、 各光束毎に個別に行う場合に限らず 、 複数の光束からなるプロック毎に行うようにしてもよい。 すなわち、 各光束の結像位 置の捕正を上記プロック毎に行うことにより、 第 1の結像位置補正部 4 0 A、 および第 2の結像位置捕正部 4 0 Bによる上記光束の結像位置の捕正をより容易に行うことがで きる。 このような場合には、 特定のブロックに属する各光束それぞれの結像位置の、 第 1の結像位置捕正部 4 O Aによる移動方向および移動量、 および第 2の結像位置捕正部 4 0 Bによる移動方向および移動量が互いに等しくなる。
また、 上記のような捕正動作を、 2次元パターン、 すなわち露光パターンを修正して 行う、 エッジラフネス （露光パターンの輪郭の凹凸） を滑らかにするための各光束の位 置制御の実施を目的として使用してもよい。
以下、 本発明の露光方法を実施する第 2の実施の形態の露光装置について、 図面を用 いて説明する。 図 1 5は第 2の実施の形態の露光装置が備える露光ヘッドの光学系の光 路を示す図である。
第 2の実施の形態の露光装置は、 上記第 1の実施の形態における構成から第 2の結像 光学系、 およぴ第 2の結像位置補正部を除いたものである。 すなわち、 第 2の実施の形 態の露光装置は、 第 1の結像光学系を通った後、 マイクロレンズのそれぞれに個別に通 した各光束を、 直接、 感光材料上に結像させるようにして、 上記第 2の結像光学系を通 すことなく 2次元パターンの像を感光材料上に形成し、 感光材料に目的とする 2次元パ ターンを露光するものであって、 感光材料上に形成される 2次元パターンの像を目的と する 2次元パターンに一致させるように、 各光束の第 1の結像光学系による結像位置を 各光束毎に個別に捕正する結像位置補正手段を備えたものである。
上記第 2の実施の形態の露光装置は、 露光へッドの光学系以外は上記第 1の実施の形 態と同様の構成を有するので、 上記光学系以外の図示は省略する。 また、 上記図 1 5に 示した光学系において、 上記第 1の実施の形態と同様の機能を有するものについては同 じ符号を使用し説明を省略する。 図 1 5に示すように、 第 2の実施の形態の露光装置における結像位置捕正手段 4 0一 は、 第 1の結像光学系 5 1 Aにより結像させる各光束の結像位置を捕正する液晶素子で ある第 1の結像位置補正部 4 O Aのみからなる。 上記第 1の結像位置捕正部 4 O Aは、 既に説明したように、 シフト方向捕正素子 4 1、 およびフォーカス方向捕正素子 4 2と 、 上記シフト方向捕正素子 4 1およびフォーカス方向捕正素子 4 2の各液晶層中に電界 を形成するための電圧を印加する電圧印加部 4 3とを備えている。 なお、 D M D 8 0で 空間光変調された各光束を、 プリント配線基板用素材 3 0の感光材料 3 O K上に結像さ せる結像光学系 5 1 'は、 既に説明済みの第 1結像光学系 5 1 Aのみから構成されてい る。
第 1の結像位置捕正部 4 O Aは、 既に説明した上記第 1の実施の形態と同様に、 D M D 8 0で空間光変調されて第 1の結像光学系 5 1 Aを通った各光束 L 1、 L 2 - · ' の 結像位置を、 光軸方向あるいは光軸方向と直交する方向へ移動させることにより、 各光 束 L 1、 L 2 · · ·を各マイク口レンズ 5 5 aへ正確に入射させ、 マイク口レンズのそ れぞれに個別に通した各光束を、 直接、 プリント配線基板用素材 3 0の感光材料 3 O K 上に結像させる。 これにより、 感光材料 3 0 K上に形成される 2次元パターン J 2の像 を目的とする 2次元パターンに一致させる。
また、 上記のような捕正動作を、 2次元パターン、 すなわち露光パターンを修正して 行う、 エッジラフネス （露光パターンの輪郭の凹凸） を滑らかにするための各光束の位 置制御の実施を目的として使用してもよい。
上記のようにして、 感光材料 3 0 K上に形成される 2次元パターン J 2の像を目的と する 2次元パターンに一致させるように、 シフト方向捕正素子 4 1、 およびフォーカス 方向捕正素子 4 2の各電極間に印加する電圧を電圧印加部 4 3によって定めた後、 電圧 印加部 4 3により上記各電圧が固定され上記各光束の結像位置が固定される。 その後、 上記プリント配線基板用素材 3 0は、 上記第 1の実施の形態のステージ駆動装置により 副走査方向に搬送され、 感光材料 3 O K上に所望の 2次元パターンが露光される。 なお、 上記実施の形態では、 露光装置 2 0 0で使用する光源は、 G a N系半導体レー ザとしたが、 例えば、 固体レーザ、 ガスレーザなども採用できる。 具体的には、 波長約 3 5 5 n mの Y A Gレーザと S H Gを組み合わせたレーザ、 波長約 3 5 5 n mの Y L F レーザと S H Gを組み合わせたレーザ、 波長約 2 6 6 n mの Y A Gレーザと S H Gを組 み合わせたレーザ、 波長約 2 4 8 n mのエキシマレーザ、 波長約 1 9 3 n mのエキシマ レーザなどを採用することもできる。 さらに、 上記光源として、 レーザ光源ではなく水 銀ランプ等を採用することもできる。
また、 上記露光方式は、 配線パターンを露光する場合に限らず、 どのようなパターン あるいは画像を露光する場合にも適用することができる。
また、 上記実施の形態においては、 結像位置制御手段である結像位置補正手段を、 電 気的な制御により屈折率分布が生じる液晶素子としたが、 このような場合に限らない。 感光材料上に形成される 2次元パターンの像を目的とする 2次元パターンに一致させる ように、 各光束の結像位置を各光束毎に個別に制御するものであれば、 上記結像位置制 御手段にはどのような方式を採用してもよい。
なお、 上記実施の形態においては、 光束、 すなわち光ビームの位置に関する制御につ V、て記述しているが、 液晶ディスプレイに使用される液晶素子と偏光板を組み合わせる ことにより、 個々の光ビームのパワーを変更することも可能となる。 これを利用すれば、 比較的低速な個々の光ビームの露光光量制御が可能になり、 露光へッドのパワーシエー デイング （出力変動） の捕正なども可能になる。

Claims

請求の範囲
1.入射された光を所定の制御信号に応じて変調する画素部（8 2)を 2次元状に多数 配列してなる空間光変調手段（80)により、 光源 （6 6) から発せられた光（L e)を空 間光変調させ、
前記空間光変調手段（8 0)により空間光変調させた各画素部（8 2)に対応する各光束 のそれぞれを第 1の結像光学系（5 1 A)に通して結像させるとともに、 前記第 1の結像 光学系（5 1 A)を通して結像させた各光束の結像位置の近傍において、 該各光束を、 2 次元状に多数配列されたマイクロレンズ（55 a)のそれぞれに個別に通し、
前記マイクロレンズ（55 a )のそれぞれに個別に通した各光束を第 2の結像光学系（ 5 1 B)によって感光材料（30K)上に結像させるようにして 2次元パターンの像を該感光 材料（30 K)上に形成し、 前記感光材料（30 K)に目的とする 2次元パターンを露光する露 光方法において、
前記感光材料（30 K)上に形成される前記 2次元パターンの像を前記目的とする 2次元 パターンに一致させるように、 各光束の前記第 1の結像光学系（5 1 A)および/または 前記第 2の結像光学系（ 5 1 B)による結像位置を各光束毎に個別に制御することを特徴 とする露光方法。
2. 入 された光を所定の制御信号に応じて変調する画素部（8 2)を 2次元状に多数 配列してなる空間光変調手段（80)により、 光源 （6 6) から発せられた光を空間光変 調させ、
前記空間光変調手段（8 0)により空間光変調させた各画素部（8 2)に対応する各光束 のそれぞれを第 1の結像光学系（5 1 A)に通して結像させるとともに、 前記第 1の結像 光学系（5 1A)を通して結像させた各光束の結像位置の近傍において、 該各光束を、 2 次元状に多数配列されたマイクロレンズ（5 5 a)のそれぞれに個別に通して直接、 感光 材料（3 OK)上に結像させるようにして 2次元パターンの像を該感光材料（30K)上に 形成し、 前記感光材料（3 OK)に目的とする 2次元パターンを露光する露光方法におい て、 前記感光材料（30 K)上に形成される前記 2次元パターンの像を前記目的とする 2次 元パターンに一致させるように、 各光束の前記第 1の結像光学系（5 1 A)による結像位 置を各光束毎に個別に制御することを特徴とする露光方法。
3. 光源 （6 6) と、
前記光源 （6 6) から発せられた光を所定の制御信号に応じて変調する画素部（8 2) を 2次元状に多数配列してなり、 前記光を空間光変調させる空間光変調手段（80)と、 前記空間光変調手段（8 0)により空間光変調させた各画素部（8 2)に対応する各光束 のそれぞれを結像させる第 1の結像光学系（5 1 A)と、
前記第 1の結像光学系（ 5 1 A)を通して結像させた各光束の結像位置の近傍に配設さ れた、 該各光束を個別に通すマイクロレンズ（5 5 a)を 2次元状に多数配歹リしてなるマ イク口レンズァレイ（ 5 5)と、
前記マイクロレンズ（5 5 a)のそれぞれに個別に通した各光束を感光材料（3 OK)上 に結像させるようにして 2次元パターンの像を該感光材料（30 K)上に形成する第 2の 結像光学系（5 1 B)とを備え、 前記感光材料（3 OK)に目的とする 2次元パターンを露 光する投影露光装置において、
前記感光材料（30K)上に形成される前記 2次元パターンの像を前記目的とする 2次元 パターンに一致させるように、 各光束の前記第 1の結像光学系（5 1 A)および/または 前記第.2の結像光学系（5 1 B)による結像位置を各光束毎に個別に制御する結像位置制 御手段（40)を備えたことを特徴とする露光装置。
4. 光源 （6 6) と、
前記光源 （6 6) から発せられた光を所定の制御信号に応じて変調する画素部（8 2) を 2次元状に多数配列してなり、 前記光を空間光変調させる空間光変調手段（8 0)と、 前記空間光変調手段（8 0)により空間光変調させた各画素部（8 2)に対応する各光束 のそれぞれを結像させる第 1の結像光学系（5 1 A)と、
前記第 1の結像光学系（51A)を通して結像させた各光束の結像位置の近傍に配設さ れた、 該各光束を個別に通すマイクロレンズ（5 5 a)を 2次元状に多数配列してなるマ イク口レンズアレイ（5 5)とを備え、 前記マイクロレンズ（5 5 a)のそれぞれに個別に 通した各光束を直接、 感光材料（3 OK)上に結像させるようにして 2次元パターンの像 を該感光材料（3 0 K)上に形成し、 前記感光材料（3 0 K)に目的とする 2次元パターン を露光する投影露光装置において、
前記感光材料（ 30 K)上に形成される前記 2次元パターンの像を前記目的とする 2次 元パターンに一致させるように、 各光束の前記第 1の結像光学系（5 1A)による結像位 置を各光束毎に個別に制御する結像位置制御手段（40一）を備えたことを特徴とする露 光装置。
5. 前記結像位置制御手段（40/40 が、 各光束それぞれの結像位置を、 前記 2 次元パターンの像を形成するための光路の光軸方向へ移動させるものであることを特徴 とする請求項 3または 4記載の露光装置。
6. 前記結像位置制御手段（40/40 ')が、 各光束それぞれの結像位置を、 前記 2 次元パターンの像を形成するための光路の光軸方向と直交する方向へ移動させるもので あることを特徴とする請求項 3から 5のいずれか 1項記載の露光装置。
7. 前記結像位置制御手段（40/40 が、 電気的な制御により屈折率分布が生じ る液晶素子 （40A、40 B/4 OA) であることを特徴とする請求項 3から 6のいずれ か 1項記載の露光装置。
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