WO2016194378A1 - Light source device, exposure device, and light source control method - Google Patents

Light source device, exposure device, and light source control method Download PDF

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達也 比企
文男 木村
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Abstract

Disclosed are: a light source device capable of outputting, at a desired light quantity ratio, light having a plurality of different wavelengths; an exposure device provided with the light source device; and a light source control method. A light source device (19) is provided with a control unit (10), which generates output control signals for separately controlling an output of a first light emitting element and an output of a second light emitting element, and which outputs thus generated output control signals to the first light emitting element and the second light emitting element, respectively, said output control signals being generated on the basis of: a predetermined light quantity ratio between light having first wavelength characteristics and light having second wavelength characteristics; and light quantity measurement values outputted from a sensor that measures the quantity of the light having the first wavelength characteristics and the quantity of the light having the second wavelength characteristics, said light having the first wavelength characteristics and light having the second wavelength characteristics being included in output light accumulated by means of a light accumulating unit.

Description

光源装置、露光装置及び光源制御方法Light source apparatus, exposure apparatus, and light source control method
 本発明は、光源装置、露光装置及び光源制御方法に関する。 The present invention relates to a light source device, an exposure device, and a light source control method.
 従来、フォトリソグラフィ法を用いた回路パターニング、いわゆる露光工程には、フォトマスクを用いた密着式露光装置が広く使われてきた。ところが、近年では、回路の高精細、高密度化に合わせるため、フォトマスクを用いないDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス(登録商標))等の空間光変調素子を用いて光を変調して露光する、直描式露光装置が用いられるようになってきている(特許文献1(特開2006-267719号公報))。このように、空間光変調素子を利用した露光装置を、DI(ダイレクト・イメージ)露光装置という。
 しかしながら、DI露光装置に用いられる光源は、高精細なパターニングを可能にするため単波長の場合が多い。一方で、露光されるレジストには広波長域の感度を有するものがあり、単波長では十分に硬化しない場合や露光時間が長くなる場合もあった。
 そこで、特許文献2(特開2012-063390号公報)には、複数の異なる波長特性を有する光源と、複数の光源にそれぞれ対応したレンズと、これらのレンズによって形成された像を重ねて合成する光学合成素子とを備える光源装置が開示されている。
Conventionally, a contact type exposure apparatus using a photomask has been widely used for circuit patterning using a photolithography method, that is, an exposure process. However, in recent years, in order to match the high definition and high density of circuits, exposure is performed by modulating light using a spatial light modulation element such as DMD (Digital Micromirror Device (registered trademark)) that does not use a photomask. Therefore, a direct drawing type exposure apparatus has been used (Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-267719)). An exposure apparatus using a spatial light modulator is called a DI (direct image) exposure apparatus.
However, the light source used in the DI exposure apparatus often has a single wavelength in order to enable high-definition patterning. On the other hand, some exposed resists have a sensitivity in a wide wavelength range, and there are cases where a single wavelength does not sufficiently cure or the exposure time becomes long.
Therefore, in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2012-063390), a plurality of light sources having different wavelength characteristics, lenses corresponding to the plurality of light sources, and images formed by these lenses are superimposed and synthesized. A light source device including an optical synthesis element is disclosed.
特開2006-267719号公報JP 2006-267719 A 特開2012-063390号公報JP 2012-063390 A
 ところで、光の波長には、レジストの硬化に寄与する波長や、レジストの光沢に寄与する波長などがあり、露光に最適な波長毎の光量の割合を示す光量比率は、レジストの種類によって異なる。しかしながら、上記特許文献2(特開2012-063390号公報)に記載の技術にあっては、光量比率は設計時に設定するのみであり、その後は調整することができない。そのため、レジストを変えた場合、レジストの種類に応じた最適な光量比率の光で露光することができない。
 また、光源を構成する発光素子は、長時間の使用により劣化し照度が低下する。そして、その照度の低下の割合は、発光素子毎に違いがある。そのため、長時間の使用により光量比率が変化してしまい、安定した露光ができない。
 そこで、本発明は、異なる複数の波長の光を所望の光量比率で出射することができる光源装置、その光源装置を備えた露光装置及び光源制御方法を提供することを課題としている。
By the way, the wavelength of light includes a wavelength that contributes to the curing of the resist, a wavelength that contributes to the gloss of the resist, and the like, and the light amount ratio that indicates the ratio of the light amount for each wavelength optimum for exposure differs depending on the type of resist. However, in the technique described in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2012-063390), the light quantity ratio is only set at the time of design and cannot be adjusted thereafter. Therefore, when the resist is changed, it is not possible to perform exposure with light having an optimal light amount ratio according to the type of resist.
Moreover, the light emitting element which comprises a light source deteriorates by use for a long time, and illumination intensity falls. And the ratio of the fall of the illumination intensity differs for every light emitting element. For this reason, the light amount ratio changes due to long-term use, and stable exposure cannot be performed.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a light source device that can emit light having a plurality of different wavelengths at a desired light amount ratio, an exposure apparatus including the light source device, and a light source control method.
 上記課題を解決するために、本発明に係る光源装置の一態様は、第1の波長特性の光を出射する第1の発光素子と、前記第1の波長特性とは異なる第2の波長特性の光を出射する第2の発光素子と、前記第1の発光素子からの出射光と前記第2の発光素子からの出射光とを集積する光集積部と、前記第1の波長特性の光と前記第2の波長特性の光との所定の光量比率と、前記光集積部により集積された前記出射光に含まれる前記第1の波長特性の光の光量と前記第2の波長特性の光の光量とをそれぞれ測定するセンサから出力される光量測定値とに基づいて、前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子の出力を個別に制御する出力制御信号を生成し、生成された前記出力制御信号を前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子のそれぞれに出力する制御部と、を備える。
 これにより、異なる複数の波長の光を所望の光量比率で出射することができる。また、経年劣化により特定の波長の光を出射する発光素子の照度が低下した場合であっても、各波長の光の出力を個別に制御可能であるため、光量比率を一定に保つことができ、安定した光を出射することができる。
In order to solve the above-described problem, an aspect of the light source device according to the present invention includes a first light emitting element that emits light having a first wavelength characteristic, and a second wavelength characteristic that is different from the first wavelength characteristic. A second light emitting element that emits the first light, an optical integration unit that integrates the outgoing light from the first light emitting element and the outgoing light from the second light emitting element, and light having the first wavelength characteristic A predetermined light amount ratio between the light having the second wavelength characteristic and the light amount having the first wavelength characteristic and the light having the second wavelength characteristic included in the emitted light integrated by the optical integration unit. Output control signals for individually controlling the outputs of the first light emitting element and the second light emitting element are generated based on the light intensity measurement values output from the sensors that respectively measure the light intensity of The output control signal is sent to each of the first light emitting element and the second light emitting element. And a control unit which forces the.
Thereby, the light of a several different wavelength can be radiate | emitted by the desired light quantity ratio. In addition, even when the illuminance of a light emitting element that emits light of a specific wavelength decreases due to aging, the output of light of each wavelength can be individually controlled, so the light quantity ratio can be kept constant. Stable light can be emitted.
 また、上記の光源装置において、前記光集積部は、前記第1の発光素子からの出射光を入射端で入光し出射端で出射する第1の光ファイバと、前記第2の発光素子からの出射光を入射端で入光し出射端で出射する第2の光ファイバと、前記第1の光ファイバの出射光と前記第2の光ファイバの出射光を集積する第3の光ファイバと、を有し、前記第1の光ファイバと前記第2の光ファイバとの出射端側を所定の配列で束ね、前記第1の光ファイバの出射光と前記第2の光ファイバの出射光とを集積して前記第3の光ファイバの入射端に入光させる、ファイババンドルから構成してもよい。
 このように、第1の光ファイバと第2の光ファイバとの出射端を束ねて、複数の波長の異なる光を合成することで、複数の発光素子を所定の配列で厳密に配置する必要がなく、設置の自由度を向上させることができる。また、波長の偏りのない均一な光を容易に生成し出射することができる。さらに、発光素子の増設を容易に行うことができるので、高照度化が容易である。
Further, in the above light source device, the optical integrated unit includes a first optical fiber that receives light emitted from the first light emitting element at an incident end and emits light at the outgoing end, and the second light emitting element. A second optical fiber that enters the outgoing light at the incident end and emits the outgoing light at the outgoing end, and a third optical fiber that integrates the outgoing light of the first optical fiber and the outgoing light of the second optical fiber; And bundling the emission end sides of the first optical fiber and the second optical fiber in a predetermined arrangement, and the emission light of the first optical fiber and the emission light of the second optical fiber. It is also possible to construct a fiber bundle that integrates the light into the incident end of the third optical fiber.
Thus, it is necessary to strictly arrange a plurality of light emitting elements in a predetermined arrangement by bundling the emission ends of the first optical fiber and the second optical fiber and synthesizing lights having different wavelengths. In addition, the degree of freedom of installation can be improved. In addition, uniform light with no wavelength bias can be easily generated and emitted. Furthermore, since it is possible to easily increase the number of light emitting elements, it is easy to increase the illuminance.
 さらに、上記の光源装置において、前記光集積部により集積された前記出射光を、露光装置に備えられる露光ヘッドへ出力する出力部をさらに備え、前記制御部は、前記露光装置の露光面において前記センサが測定した前記光量測定値を取得してもよい。このように、露光面において測定された光量測定値を用いて第1の発光素子及び第2の発光素子の出力を個別に制御することで、出射光を露光に適した光に調整することができる。
 また、上記の光源装置において、前記光集積部により集積された前記出射光を、露光装置に備えられる露光ヘッドへ出力する出力部をさらに備え、前記制御部は、前記出力部からの前記出射光が入射される前記露光ヘッドの光入射部において前記センサが測定した前記光量測定値を取得してもよい。このように、出力部から露光ヘッドへの光の光入射部において光量を測定することで、高精度な測定が可能となる。
The light source device further includes an output unit that outputs the emitted light collected by the optical integration unit to an exposure head provided in an exposure apparatus, and the control unit includes the output unit on the exposure surface of the exposure apparatus. The light quantity measurement value measured by the sensor may be acquired. As described above, by individually controlling the outputs of the first light emitting element and the second light emitting element using the light quantity measurement value measured on the exposure surface, the emitted light can be adjusted to light suitable for exposure. it can.
The light source device may further include an output unit that outputs the emitted light collected by the optical integrating unit to an exposure head provided in an exposure apparatus, and the control unit emits the emitted light from the output unit. The light quantity measurement value measured by the sensor may be acquired at the light incident portion of the exposure head where the light is incident. In this way, by measuring the amount of light at the light incident portion of the light from the output portion to the exposure head, high-precision measurement can be performed.
 さらに、上記の光源装置において、前記制御部は、前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子を個別に点灯及び消灯させる制御信号を、前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子のそれぞれに出力し、前記第1の発光素子を点灯させ前記第2の発光素子を消灯させたときに測定される前記第1の波長特性の光の光量測定値と、前記第1の発光素子を消灯させ前記第2の発光素子を点灯させたときに測定される前記第2の波長特性の光の光量測定値とを、1つの前記センサから取得してもよい。このように、1つのセンサによって光量を測定することが可能となるので、センサの個体差に起因する測定精度の低下を防止することができる。 Furthermore, in the above light source device, the control unit sends a control signal for individually turning on and off the first light emitting element and the second light emitting element to the first light emitting element and the second light emitting element. The first light-emitting element and the first light-emitting element measure the light amount of the first wavelength characteristic measured when the first light-emitting element is turned on and the second light-emitting element is turned off. The light amount measurement value of the light having the second wavelength characteristic measured when the light emitting element is turned off and the second light emitting element is turned on may be acquired from one sensor. In this way, the amount of light can be measured by one sensor, so that it is possible to prevent a decrease in measurement accuracy due to individual differences between sensors.
 また、上記の光源装置において、前記発光素子は、レーザダイオード又は発光ダイオードであってもよい。これにより、異なる複数の波長を含む光を出射する光源装置を容易に実現することができる。
 さらにまた、上記の光源装置において、前記光集積部を複数有し、複数の前記光集積部によりそれぞれ集積された前記出射光を、露光装置に備えられる複数の露光ヘッドへそれぞれ出力する出力部をさらに備え、前記制御部は、前記複数の露光ヘッドのそれぞれについて前記センサが測定した前記光量測定値を取得し、前記光量測定値に基づいて、前記複数の露光ヘッド間における、前記露光ヘッドから出射される光の光量差を補正してもよい。これにより、露光ヘッド間の出力のばらつきを抑制することができる。
In the light source device, the light emitting element may be a laser diode or a light emitting diode. Thereby, it is possible to easily realize a light source device that emits light including a plurality of different wavelengths.
Furthermore, in the above light source device, an output unit that includes a plurality of the optical integration units and outputs the emitted light respectively integrated by the plurality of optical integration units to a plurality of exposure heads provided in an exposure apparatus. The control unit further includes the light amount measurement value measured by the sensor for each of the plurality of exposure heads, and is emitted from the exposure head between the plurality of exposure heads based on the light amount measurement value. You may correct | amend the light quantity difference of the light to be performed. Thereby, the dispersion | variation in the output between exposure heads can be suppressed.
 また、本発明に係る露光装置の一態様は、上記のいずれかの光源装置と、前記光源装置からの出射光が入射される露光ヘッドと、前記第1の波長特性の光の光量と前記第2の波長特性の光の光量とをそれぞれ測定するセンサと、を備える。この場合、光源装置によって最適な露光条件を提供することができ、安定且つ適切な露光が可能となる。
 さらに、上記の露光装置において、前記露光ヘッドは、前記光源装置からの光を変調する画素部が配列された空間光変調部を備え、前記空間光変調部によって変調された光により感光材料を露光させてもよい。これにより、DI露光装置において、安定且つ適切な露光が可能となる。
According to another aspect of the exposure apparatus of the present invention, any one of the light source devices described above, an exposure head on which light emitted from the light source device is incident, the light amount of the light having the first wavelength characteristic, and the first And a sensor for measuring the light quantity of the light having the two wavelength characteristics. In this case, optimal exposure conditions can be provided by the light source device, and stable and appropriate exposure is possible.
Further, in the above exposure apparatus, the exposure head includes a spatial light modulation unit in which pixel units that modulate light from the light source device are arranged, and exposes a photosensitive material with light modulated by the spatial light modulation unit. You may let them. Thereby, stable and appropriate exposure is possible in the DI exposure apparatus.
 また、本発明に係る光源制御方法の一態様は、第1の発光素子から出射された第1の波長特性の出射光と、第2の発光素子から出射された、前記第1の波長特性とは異なる第2の波長特性の光とを集積して外部に出力するに際し、センサにより測定された、前記光集積部により集積された前記出射光に含まれる前記第1の波長特性の光と前記第2の波長特性の光とのそれぞれの光量測定値を取得する取得ステップと、前記第1の波長特性の光と前記第2の波長特性の光との所定の光量比率と、前記取得ステップにおいて取得された前記光量測定値とに基づいて、前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子の出力を個別に制御する出力制御信号を生成する生成ステップと、前記生成ステップにおいて生成された前記出力制御信号を前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子のそれぞれに出力する出力ステップと、を含む。
 これにより、異なる複数の波長の光を所望の光量比率で出射することができる。また、経年劣化により特定の波長の光を出射する発光素子の照度が低下した場合であっても、各波長の光の出力を個別に制御可能であるため、光量比率を一定に保つことができ、安定した光を出射することができる。
In one aspect of the light source control method according to the present invention, the emitted light having the first wavelength characteristic emitted from the first light emitting element and the first wavelength characteristic emitted from the second light emitting element When the light having different second wavelength characteristics is integrated and output to the outside, the light having the first wavelength characteristics and the light having the first wavelength characteristics included in the emitted light integrated by the optical integration unit, measured by a sensor. In the acquisition step of acquiring the respective light quantity measurement values with the light of the second wavelength characteristic, the predetermined light quantity ratio of the light of the first wavelength characteristic and the light of the second wavelength characteristic, and in the acquisition step A generation step for generating an output control signal for individually controlling outputs of the first light emitting element and the second light emitting element based on the acquired light quantity measurement value, and the generation generated in the generation step The output control signal is sent to the first Comprising an output step of outputting each of the optical element and the second light-emitting element.
Thereby, the light of a several different wavelength can be radiate | emitted by the desired light quantity ratio. In addition, even when the illuminance of a light emitting element that emits light of a specific wavelength decreases due to aging, the output of light of each wavelength can be individually controlled, so the light quantity ratio can be kept constant. Stable light can be emitted.
 本発明の光源装置によれば、異なる複数の波長の光を所望の光量比率で出射することができる。したがって、上記光源装置を備えた露光装置によれば、レジストの種類等に応じた最適な光量比率の光で露光することができる。
 上記した本発明の目的、態様及び効果並びに上記されなかった本発明の目的、態様及び効果は、当業者であれば添付図面及び請求の範囲の記載を参照することにより下記の発明を実施するための形態(発明の詳細な説明)から理解できるであろう。
According to the light source device of the present invention, it is possible to emit light having a plurality of different wavelengths at a desired light quantity ratio. Therefore, according to the exposure apparatus provided with the light source device, it is possible to perform exposure with light having an optimal light amount ratio according to the type of resist.
The above-described objects, aspects, and advantages of the present invention, and objects, aspects, and effects of the present invention that have not been described above will be understood by those skilled in the art to implement the following invention by referring to the attached drawings and the claims. This will be understood from the following description (detailed description of the invention).
図1は、本実施形態における露光装置の一例を示す概略構成図である。FIG. 1 is a schematic block diagram showing an example of an exposure apparatus in the present embodiment. 図2は、光源装置を構成する光源部の一例を示す概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a light source unit included in the light source device. 図3は、露光ヘッドの一例を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic block diagram showing an example of an exposure head. 図4は、光量比率制御の制御ブロック図である。FIG. 4 is a control block diagram of the light quantity ratio control. 図5は、光量比率制御処理手順を示すフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing the light quantity ratio control processing procedure. 図6は、総光量制御の制御ブロック図である。FIG. 6 is a control block diagram of total light quantity control. 図7は、総光量制御処理手順を示すフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart showing the total light amount control processing procedure. 図8は、水銀ランプの波長分布を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the wavelength distribution of the mercury lamp. 図9は、レーザダイオードの波長分布の一例を示す図である。FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the wavelength distribution of the laser diode.
 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
 図1は、本実施形態における露光装置100を示す概略構成図である。
 露光装置100は、空間光変調部(空間光変調素子)で変調した光を結像光学系に通し、この光による像を感光材料(レジスト)上に結像させて露光する装置である。このような露光装置は、空間光変調素子で画像を直接形成するため、マスク(ないしはレチクル)が不要であり、DI(ダイレクト・イメージ:直描)露光装置とよばれる。
 露光装置100は、略長方形の平板状に形成され、水平配置されるベース11と、ベース11にスライド自在に取り付けられ、露光対象となる基板(ワーク)12を表面に吸着保持する移動ステージ13と、移動ステージ13に保持された基板12に対して露光を行う露光部14とを備える。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing an exposure apparatus 100 in the present embodiment.
The exposure apparatus 100 is an apparatus that exposes light that has been modulated by a spatial light modulation unit (spatial light modulation element) through an imaging optical system, and forms an image of the light on a photosensitive material (resist). Since such an exposure apparatus directly forms an image with a spatial light modulation element, no mask (or reticle) is required, and it is called a DI (direct image) exposure apparatus.
The exposure apparatus 100 is formed in a substantially rectangular flat plate shape, and is arranged horizontally, and a movable stage 13 that is slidably attached to the base 11 and holds a substrate (workpiece) 12 to be exposed on the surface. And an exposure unit 14 that exposes the substrate 12 held on the moving stage 13.
 基板12は、例えば、表面に感光材料が塗布又は貼着されたプリント配線基板やフラットパネルディスプレイ用ガラス基板などである。露光装置100は、基板12に対して露光を行うことにより、例えば、配線パターンなどを基板12の感光材料にマスクレスで記録する。なお、本実施形態では、移動ステージ13の移動方向をY方向、水平面上でY方向と直交する方向(基板12の幅方向)をX方向、水平面に直交する鉛直方向をZ方向として説明する。ベース11は、Y方向に長く形成されている。 The substrate 12 is, for example, a printed wiring board or a glass substrate for flat panel display in which a photosensitive material is applied or pasted on the surface. The exposure apparatus 100 exposes the substrate 12 to record, for example, a wiring pattern or the like on the photosensitive material of the substrate 12 without a mask. In this embodiment, the moving direction of the moving stage 13 is described as the Y direction, the direction orthogonal to the Y direction on the horizontal plane (the width direction of the substrate 12) is set as the X direction, and the vertical direction orthogonal to the horizontal plane is described as the Z direction. The base 11 is formed long in the Y direction.
 ベース11は、複数(例えば、四隅のそれぞれに取り付けられた4つ)の脚部15によって支持されている。ベース11の上面11aには、Y方向に略平行な2本のガイドレール16が設けられている。移動ステージ13は、ガイドレール16を介してY方向にスライド自在にベース11に取り付けられている。また、移動ステージ13には、移動ステージ13の移動機構を一例として構成する電磁石16aが設けられている。本実施形態では、上記移動機構として、リニアモータステージを採用する。リニアモータステージは、碁盤目状、若しくは線路状に強磁性体の凸極が設けられた平面状のプラテンの上の移動体に磁力を印加して、移動体とプラテンの凸極との間の磁力を変化させることにより、当該移動体を移動する機構である。移動ステージ13は、この移動機構の駆動に応じてY方向に移動する。なお、移動機構としては、例えばボールねじを用いた機構を採用することもできる。 The base 11 is supported by a plurality of legs 15 (for example, four attached to each of the four corners). Two guide rails 16 substantially parallel to the Y direction are provided on the upper surface 11 a of the base 11. The moving stage 13 is attached to the base 11 through a guide rail 16 so as to be slidable in the Y direction. In addition, the moving stage 13 is provided with an electromagnet 16a that configures the moving mechanism of the moving stage 13 as an example. In the present embodiment, a linear motor stage is employed as the moving mechanism. The linear motor stage applies a magnetic force to a moving body on a planar platen provided with a ferromagnetic convex pole in a grid pattern or a line shape, and between the moving body and the convex pole of the platen. It is a mechanism that moves the moving body by changing the magnetic force. The moving stage 13 moves in the Y direction according to the driving of the moving mechanism. As the moving mechanism, for example, a mechanism using a ball screw can be adopted.
 露光部14は、ベース11のY方向中央部に一対の支柱17を介して取り付けられている。各支柱17は、ベース11のX方向両端部に固定されている。各支柱17は、移動ステージ13がY方向に移動した際に、移動ステージ13が露光部14の真下を通過するように、ベース11の上面11aから所定距離離して露光部14を保持する。
 露光部14は、m行n列の略マトリクス状に配列された複数(図1では16個)の露光ヘッド18を備える。これら露光ヘッド18は、真下を通過する基板12に対して光を照射する。露光ヘッド18の具体的な構成については後述する。
The exposure unit 14 is attached to the center of the base 11 in the Y direction via a pair of support columns 17. Each column 17 is fixed to both ends of the base 11 in the X direction. Each column 17 holds the exposure unit 14 at a predetermined distance from the upper surface 11a of the base 11 so that the movement stage 13 passes directly under the exposure unit 14 when the movement stage 13 moves in the Y direction.
The exposure unit 14 includes a plurality (16 in FIG. 1) of exposure heads 18 arranged in a substantially matrix of m rows and n columns. These exposure heads 18 irradiate light onto the substrate 12 that passes directly below. A specific configuration of the exposure head 18 will be described later.
 図1において、露光ヘッド18は、X方向に8個ずつY方向に2列で配列されている。2列目の各露光ヘッド18は、それぞれの中心が1列目の各露光ヘッド18の隣接するもの同士の中央付近に位置するように、1列目の各露光ヘッド18に対してX方向に1/2ピッチずらして配置されている。このようにずらして配置することにより、1列目の各露光ヘッド18によって露光できない部分が2列目の各露光ヘッド18によって露光され、基板12のX方向に隙間なく露光記録が行われる。なお、露光部14に設けられる露光ヘッド18の数や配列の仕方は、基板12のサイズなどに応じて適宜変更してよい。
 各露光ヘッド18には、光源装置19から光ファイバ20を介してレーザ光が入射される。本実施形態では、光源装置19は、複数の異なる波長の光を混合し、各露光ヘッド18へ出力する。光源装置19の構成については後で詳述する。
In FIG. 1, eight exposure heads 18 are arranged in two rows in the Y direction, eight in the X direction. The exposure heads 18 in the second row are arranged in the X direction with respect to the exposure heads 18 in the first row so that their centers are located near the centers of the adjacent ones of the exposure heads 18 in the first row. They are shifted by 1/2 pitch. By disposing in this way, the portion that cannot be exposed by each exposure head 18 in the first row is exposed by each exposure head 18 in the second row, and exposure recording is performed in the X direction of the substrate 12 without any gap. Note that the number and arrangement of the exposure heads 18 provided in the exposure unit 14 may be appropriately changed according to the size of the substrate 12 and the like.
Laser light is incident on each exposure head 18 from the light source device 19 through the optical fiber 20. In the present embodiment, the light source device 19 mixes a plurality of lights having different wavelengths and outputs them to each exposure head 18. The configuration of the light source device 19 will be described in detail later.
 画像処理ユニット21には、基板12に記録する配線パターンなどに応じた画像データ(画像情報)が入力される。画像処理ユニット21は、入力された画像データをもとに書く露光ヘッド18毎のフレームデータを作成する。そして、画像処理ユニット21は、信号ケーブル22を介して各露光ヘッド18にフレームデータを入力する。フレームデータは、例えば、画像を構成する各画素の濃度を2値(ドットの記録の有無)で表したデータである。
 各露光ヘッド18は、光源装置19から入射されるレーザ光をフレームデータに基づいて変調し、変調した光を移動ステージ13によって搬送される基板12に投影する。これにより、画像処理ユニット21に入力された画像データに応じた画像が基板12に露光記録される。
Image data (image information) corresponding to a wiring pattern or the like recorded on the substrate 12 is input to the image processing unit 21. The image processing unit 21 creates frame data for each exposure head 18 to be written based on the input image data. Then, the image processing unit 21 inputs frame data to each exposure head 18 via the signal cable 22. The frame data is, for example, data representing the density of each pixel constituting the image with binary values (whether or not dots are recorded).
Each exposure head 18 modulates the laser light incident from the light source device 19 based on the frame data, and projects the modulated light onto the substrate 12 conveyed by the moving stage 13. As a result, an image corresponding to the image data input to the image processing unit 21 is exposed and recorded on the substrate 12.
 ベース11には、さらに、門状のゲート23と、Y方向の一端部に取り付けられた一対の測長器24とが設けられている。ゲート23は、各ガイドレール16を跨ぐようにX方向と略平行にベース11に取り付けられている。ゲート23には、複数台(図1では3台)のカメラ25が取り付けられている。各カメラ25は、露光装置100全体の統括的に制御するコントローラ(不図示)に接続されている。
 カメラ25は、ゲート23を通過する移動ステージ13を撮影し、取得した画像データをコントローラに出力する。コントローラは、カメラ25が取得した画像データをもとに、移動ステージ13上の適正位置に対する基板12のX方向、Y方向、及びθ方向(Z方向を軸とした回転方向)のズレ量を算出する。算出されたズレ量は、画像処理ユニット21に入力され、フレームデータの補正に用いられる。なお、カメラ25の台数や配置間隔などは、基板12のサイズなどに応じて適宜変更してもよい。また、ズレ量の算出は、周知の画像処理によって行えばよい。この際、ズレ量を算出し易いように、基板12にアライメントマークなどを設けてもよい。
The base 11 is further provided with a gate-like gate 23 and a pair of length measuring devices 24 attached to one end in the Y direction. The gate 23 is attached to the base 11 substantially parallel to the X direction so as to straddle each guide rail 16. A plurality of (three in FIG. 1) cameras 25 are attached to the gate 23. Each camera 25 is connected to a controller (not shown) that controls the overall exposure apparatus 100.
The camera 25 images the moving stage 13 passing through the gate 23 and outputs the acquired image data to the controller. Based on the image data acquired by the camera 25, the controller calculates the amount of shift in the X direction, Y direction, and θ direction (rotation direction about the Z direction) of the substrate 12 with respect to the appropriate position on the moving stage 13. To do. The calculated shift amount is input to the image processing unit 21 and used for correcting the frame data. Note that the number and arrangement interval of the cameras 25 may be appropriately changed according to the size of the substrate 12 and the like. The amount of deviation may be calculated by well-known image processing. At this time, an alignment mark or the like may be provided on the substrate 12 so that the amount of deviation can be easily calculated.
 各測長器24は、各カメラ25と同様に、コントローラに接続されている。各測長器24は、移動ステージ13の側端面にレーザ光を照射し、その反射光を受光することによって、移動ステージ13の位置を測定する。そして、各測長器24は、測定した移動ステージ13の位置をコントローラに出力する。なお、本実施形態では、いわゆるレーザ干渉式の測長器24を示したが、これに限定されるものではなく、例えば、超音波やステレオカメラを用いるものなど、移動ステージ13の位置を測定できるものであれば、他の如何なるものを用いてもよい。 Each length measuring device 24 is connected to the controller in the same manner as each camera 25. Each length measuring device 24 measures the position of the moving stage 13 by irradiating the side end surface of the moving stage 13 with laser light and receiving the reflected light. Each length measuring device 24 outputs the measured position of the moving stage 13 to the controller. In the present embodiment, the so-called laser interference type length measuring device 24 is shown. However, the present invention is not limited to this, and for example, the position of the movable stage 13 can be measured using an ultrasonic wave or a stereo camera. Any other material may be used.
(光源装置19の構成)
 次に、光源装置19の構成について説明する。
 光源装置19は、複数の露光ヘッド18にそれぞれ対応して設けられた、各露光ヘッド18に複数の異なる波長の光を合成した光を入射する複数の光源部を備える。
 図2は、光源装置19を構成する光源部19aの一例を示す概略構成図である。この図2では、1つの露光ヘッド18に対応する1つの光源部19aのみを示している。実際には、光源装置19は、露光ヘッド18と同数の光源部19aを備える。
 光源部19aは、複数の光源(LDモジュール)1、2を備える。各光源1、2は、それぞれ発光素子である1つのレーザダイオード(LD)と集光レンズとを備えている。光源1と光源2とは、異なる波長(波長A、波長B)のレーザ光を出射するLDを備える。図2に示す例では、光源部19aは、3個の光源1と1個の光源2とを1組とし、合計3組、12個の光源を備えている。光源1、2から出射される光は、それぞれLD光ファイバ3によってコネクタ4に導かれる。
(Configuration of light source device 19)
Next, the configuration of the light source device 19 will be described.
The light source device 19 includes a plurality of light source units that are provided so as to correspond to the plurality of exposure heads 18 and inject light, which is obtained by synthesizing a plurality of light beams having different wavelengths, into each exposure head 18.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating an example of the light source unit 19 a that configures the light source device 19. In FIG. 2, only one light source unit 19a corresponding to one exposure head 18 is shown. Actually, the light source device 19 includes the same number of light source units 19 a as the exposure head 18.
The light source unit 19 a includes a plurality of light sources (LD modules) 1 and 2. Each of the light sources 1 and 2 includes one laser diode (LD), which is a light emitting element, and a condenser lens. The light source 1 and the light source 2 include LDs that emit laser beams having different wavelengths (wavelength A and wavelength B). In the example illustrated in FIG. 2, the light source unit 19 a includes three light sources 1 and one light source 2, and includes a total of three sets and twelve light sources. Light emitted from the light sources 1 and 2 is guided to the connector 4 by the LD optical fiber 3, respectively.
 光源1、2が出射する光は、190nm~530nmの範囲の波長特性を有する。例えば、光源1の波長Aの光は、375nm付近にピークを有する第1の波長特性を有し、光源2の波長Bの光は、405nm付近にピークを有する第2の波長特性を有する。
 光源1、2は、点灯、非点灯(消灯)及びその出力照度が、それぞれ制御部10により個別に制御可能に構成されている。なお、光源1、2は、それぞれ個々に制御部10によって制御されるように構成してもよいし、グループ(組)ごとに制御されるように構成してもよい。
The light emitted from the light sources 1 and 2 has a wavelength characteristic in the range of 190 nm to 530 nm. For example, light of wavelength A of the light source 1 has a first wavelength characteristic having a peak near 375 nm, and light of wavelength B of the light source 2 has a second wavelength characteristic having a peak near 405 nm.
The light sources 1 and 2 are configured such that lighting, non-lighting (extinguishing), and output illuminance thereof can be individually controlled by the control unit 10. The light sources 1 and 2 may be configured to be individually controlled by the control unit 10 or may be configured to be controlled for each group (set).
 各コネクタ4には、それぞれ第一光ファイバ5が接続されており、各光源1、2からの出射光を第一光ファイバ5の入射端で入光し、第一光ファイバ5の出射端から出射させるように構成されている。第一光ファイバ5の出射端は、光源の組ごとに所定の配列で束ねられ、共通の第一コネクタ6を介して第二光ファイバ7に接続されている。
 第一光ファイバ5、第一コネクタ6及び第二光ファイバ7によって第一ファイババンドル部B1を構成している。すなわち、1つの第一ファイババンドル部B1には、3個の光源1と1個の光源2との出射光が、4本の第一光ファイバ5を介して入力し、第一コネクタ6を経由して1本の第二光ファイバ7に集積するように構成されている。第二光ファイバ7は、第一光ファイバ5を4本束ねた状態での光出射領域と同等以上の大きさのコアを有する。
A first optical fiber 5 is connected to each connector 4, and light emitted from each of the light sources 1 and 2 enters at the incident end of the first optical fiber 5, and enters from the output end of the first optical fiber 5. It is comprised so that it may radiate | emit. The emission ends of the first optical fibers 5 are bundled in a predetermined arrangement for each set of light sources, and are connected to the second optical fiber 7 via a common first connector 6.
The first optical fiber 5, the first connector 6, and the second optical fiber 7 constitute a first fiber bundle part B1. That is, light emitted from three light sources 1 and one light source 2 is input to one first fiber bundle portion B1 via four first optical fibers 5 and passes through the first connector 6. Then, it is configured to be integrated into one second optical fiber 7. The second optical fiber 7 has a core having a size equal to or larger than that of the light emission region in a state where four first optical fibers 5 are bundled.
 図2に示す例では、光源部19aは、3組の光源を備えるため、3つの第一ファイババンドル部B1を備えることになる。すなわち、合計12個のLDモジュールを、3個の第一ファイババンドル部B1において3本の第二光ファイバ7に集積している。
 第二光ファイバ7は、マルチモード光ファイバであり、ファイバ内での光の干渉やモード間の相互作用により均一化するように構成されている。
 3本の第二光ファイバ7は、共通の第二ファイババンドル部B2に導かれる。3本の第二光ファイバ7の出射端は、第二ファイババンドル部B2において、後述する露光ヘッド18内のDMD42bへの光照射領域の形状に応じた所定の配列で束ねられ、上述した光ファイバ20に対応する第三光ファイバ8となる。第三光ファイバ8は、その出射端が第二コネクタ9を介して、後述する露光ヘッド18内の入射光学系41に接続され、レーザ光を露光ヘッド18に導くように構成されている。この第二コネクタ9は、第一ファイババンドル部B1及び第二ファイババンドル部B2によって集積された出射光を、露光ヘッド18へ出力する出力部である。
In the example shown in FIG. 2, since the light source unit 19a includes three sets of light sources, it includes three first fiber bundle portions B1. That is, a total of 12 LD modules are integrated in the three second optical fibers 7 in the three first fiber bundle portions B1.
The second optical fiber 7 is a multi-mode optical fiber, and is configured to be uniformized by interference of light in the fiber and interaction between modes.
The three second optical fibers 7 are guided to a common second fiber bundle part B2. The emission ends of the three second optical fibers 7 are bundled in a predetermined arrangement according to the shape of the light irradiation region to the DMD 42b in the exposure head 18 described later in the second fiber bundle portion B2, and the optical fiber described above The third optical fiber 8 corresponding to 20 is obtained. The third optical fiber 8 is configured such that its emission end is connected to an incident optical system 41 in an exposure head 18 to be described later via a second connector 9 and guides laser light to the exposure head 18. The second connector 9 is an output unit that outputs the emitted light integrated by the first fiber bundle unit B1 and the second fiber bundle unit B2 to the exposure head 18.
 このように、光源部19aは、第一光ファイバ5、第二光ファイバ7の出力端を束ねて、光源1、2からのレーザ光を合成しているため、光源1、2を所定の配列で厳密に配置する必要がなく、光源1、2の設置の自由度を向上させることができる。さらに、発光素子(LD)の増設を容易に行うことができるので、高照度化が容易である。
 なお、第一光ファイバ5や第二光ファイバ7を束ねる際の配列パターンは、波長毎の位置的な偏りがないように設定することが好ましい。これにより、後述するDMD42b面において波長の偏りのない均一な光を照射することができる。
 なお、図2において、第1の発光素子である光源1のLDからの出射光を入射端で入光し出射端から出射する第一光ファイバ5が第1の光ファイバに対応し、第2の発光素子である光源2のLDからの出射光を入射端で入光し出射端から出射する第一光ファイバ5が第2の光ファイバに対応している。また、第一光ファイバ5を集積する第二光ファイバ7及び第三光ファイバ8が、第1の光ファイバの出射光と第2の光ファイバの出射光を集積する第3の光ファイバに対応している。
Thus, since the light source unit 19a bundles the output ends of the first optical fiber 5 and the second optical fiber 7 and combines the laser light from the light sources 1 and 2, the light sources 1 and 2 are arranged in a predetermined arrangement. Therefore, the degree of freedom of installation of the light sources 1 and 2 can be improved. Furthermore, since it is possible to easily increase the number of light emitting elements (LD), it is easy to increase the illuminance.
In addition, it is preferable to set the arrangement pattern when the first optical fiber 5 and the second optical fiber 7 are bundled so that there is no positional deviation for each wavelength. Thereby, it is possible to irradiate uniform light with no wavelength deviation on the DMD 42b surface described later.
In FIG. 2, the first optical fiber 5 that enters the light emitted from the LD of the light source 1 that is the first light emitting element at the incident end and emits the light from the output end corresponds to the first optical fiber. The first optical fiber 5 that enters the light emitted from the LD of the light source 2 that is the light emitting element at the incident end and emits the light from the light emitting end corresponds to the second optical fiber. Further, the second optical fiber 7 and the third optical fiber 8 that integrate the first optical fiber 5 correspond to the third optical fiber that integrates the outgoing light of the first optical fiber and the outgoing light of the second optical fiber. is doing.
(露光ヘッド18の構成)
 以下、露光ヘッド18の構成について、図3を参照しながら説明する。
 図3は、露光ヘッド18の概略構成図である。この図3に示すように、露光ヘッド18は、入射光学系41と、光変調部42と、第一結像光学系43と、マイクロレンズアレイ(MLA)44と、第二結像光学系45と、ピント調整部46と、を備える。
 入射光学系41は、集光レンズ41aと、半透過光学素子41bと、オプティカルインテグレータ41cと、結像レンズ41dと、ミラー41eと、を備える。集光レンズ41aには、光源部19aから出射されたレーザ光が入射され、入射されたレーザ光を集光する。半透過光学素子41bは、例えばハーフミラーであって、集光レンズ41aによって集光されたレーザ光の一部を透過し、一部を反射する。
(Configuration of exposure head 18)
Hereinafter, the configuration of the exposure head 18 will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a schematic block diagram of the exposure head 18. As shown in FIG. 3, the exposure head 18 includes an incident optical system 41, a light modulator 42, a first imaging optical system 43, a microlens array (MLA) 44, and a second imaging optical system 45. And a focus adjustment unit 46.
The incident optical system 41 includes a condenser lens 41a, a transflective optical element 41b, an optical integrator 41c, an imaging lens 41d, and a mirror 41e. Laser light emitted from the light source unit 19a is incident on the condensing lens 41a and condenses the incident laser light. The semi-transmissive optical element 41b is a half mirror, for example, and transmits part of the laser light collected by the condenser lens 41a and reflects part of it.
 オプティカルインテグレータ41cは、半透過光学素子41bによって反射されたレーザ光の光路上に配置される。オプティカルインテグレータ41cは、例えば、四角柱状に形成された透光性ロッドである。オプティカルインテグレータ41cは、全反射しながら内部を進行するレーザ光を、平行光に近くかつビーム断面内強度が均一化された光束にする。これにより、照明光強度のばらつきのない高精細な画像が、基板12に露光されるようになる。なお、オプティカルインテグレータ41cの入射端面及び出射端面には、透光率を高めるために、反射防止膜をコーティングしてもよい。
 結像レンズ41dは、オプティカルインテグレータ41cを通過したレーザ光を結像させ、ミラー41eに入射する。ミラー41eは、結像レンズ41dによって結像されたレーザ光を反射して光変調部42に入射する。
The optical integrator 41c is disposed on the optical path of the laser light reflected by the semi-transmissive optical element 41b. The optical integrator 41c is, for example, a translucent rod formed in a quadrangular prism shape. The optical integrator 41c converts the laser light traveling inside while being totally reflected into a light beam that is close to parallel light and has a uniform beam cross-sectional intensity. As a result, a high-definition image without variations in illumination light intensity is exposed on the substrate 12. Note that an antireflection film may be coated on the incident end face and the exit end face of the optical integrator 41c in order to increase the light transmittance.
The imaging lens 41d forms an image of the laser beam that has passed through the optical integrator 41c, and enters the mirror 41e. The mirror 41 e reflects the laser light imaged by the imaging lens 41 d and enters the light modulation unit 42.
 光変調部42は、TIR(Total Internal Reflection:全反射)プリズム42aと、空間光変調素子であるDMD(デジタル・マイクロミラー・デバイス)42bとを備えている。TIRプリズム42aは、ミラー41eを介して入射したレーザ光をDMD42bに向けて反射させる。DMD42bは、二次元的に配列されたメモリセル(例えば、SRAMセル)上に、画素を構成するマイクロミラーが支柱に支えられて傾斜自在に設けられてなるミラーデバイスである。
 DMD42bは、SRAMセルに書き込まれたデジタル信号に応じて、照射されたレーザ光が第一結像光学系43に向けて反射する状態と、照射されたレーザ光が図示を省略した光吸収体に向けて反射する状態とに、マイクロミラーの傾斜角度を変化させる。光変調部42は、画像処理ユニット21から入力されるフレームデータに応じてDMD42bの各画素のマイクロミラーの傾きを制御することにより、フレームデータに応じた画像光を生成する。
The light modulation unit 42 includes a TIR (Total Internal Reflection) prism 42a and a DMD (Digital Micromirror Device) 42b which is a spatial light modulation element. The TIR prism 42a reflects the laser beam incident through the mirror 41e toward the DMD 42b. The DMD 42b is a mirror device in which micromirrors constituting pixels are provided on a memory cell (for example, SRAM cell) arranged two-dimensionally and supported by a column so as to be tiltable.
The DMD 42b reflects the irradiated laser beam toward the first imaging optical system 43 according to the digital signal written in the SRAM cell, and the irradiated laser beam is a light absorber not shown. The inclination angle of the micromirror is changed to the state of reflecting toward the screen. The light modulation unit 42 generates image light corresponding to the frame data by controlling the inclination of the micromirror of each pixel of the DMD 42b according to the frame data input from the image processing unit 21.
 第一結像光学系43は、レンズ43a、43bを備え、光変調部42によって生成された画像光を所定の倍率に拡大してMLA44上に結像する。
 MLA44は、例えば、石英ガラスによって略長方形の平板状に形成されている。また、MLA44には、DMD42bの各画素に対応して二次元的に配列された複数のマイクロレンズが形成されている。各マイクロレンズは、上面が平面、下面が凸面の平凸レンズである。各マイクロレンズは、DMD42bの各マイクロミラーからの画像光をそれぞれ個別に結像し、第一結像光学系43によって拡大された画像光を鮮鋭化する。なお、各マイクロレンズの形状は、平凸レンズに限ることなく、例えば、両凸レンズなどでもよい。
 第二結像光学系45は、レンズ45a、45bを備え、MLA44を通過した画像光を所定の倍率に拡大するか、或いは等倍率でプリズムペア46に入射させる。プリズムペア46は、上下方向に移動自在に設けられており、上下に移動することによって、基板12上における画像光のピントを調節する。
The first imaging optical system 43 includes lenses 43 a and 43 b, and enlarges the image light generated by the light modulation unit 42 to a predetermined magnification and forms an image on the MLA 44.
For example, the MLA 44 is formed in a substantially rectangular flat plate shape using quartz glass. In addition, the MLA 44 is formed with a plurality of microlenses arranged two-dimensionally corresponding to each pixel of the DMD 42b. Each microlens is a plano-convex lens having a flat upper surface and a convex lower surface. Each microlens individually images the image light from each micromirror of the DMD 42 b and sharpens the image light enlarged by the first imaging optical system 43. Note that the shape of each microlens is not limited to a plano-convex lens, and may be, for example, a biconvex lens.
The second imaging optical system 45 includes lenses 45a and 45b, and enlarges the image light that has passed through the MLA 44 to a predetermined magnification, or enters the prism pair 46 at an equal magnification. The prism pair 46 is provided so as to be movable in the vertical direction, and adjusts the focus of the image light on the substrate 12 by moving up and down.
 また、各露光ヘッド18における半透過光学素子41bの近傍には、半透過光学素子41bを通過したレーザ光の光量を測定するための受光センサ51が設けられている。受光センサ51は、光源部19aから出射されるレーザ光が入射される露光ヘッド18の光入射部(入射光学系41)において上記レーザ光を受光し、受光したレーザ光の光量を測定するさらに、露光装置100における露光面(ベース11若しくは移動ステージ13)には、各露光ヘッド18から露光面へ向けて出射されたレーザ光の光量を測定するための受光センサ52が1つ設けられている。
 本実施形態では、受光センサ51と受光センサ52とは、同じ波長帯の光に対して同等の感度を有するセンサとする。なお、受光センサは、光源毎に設けられていてもよいし、光源に内蔵されていてもよい。
In addition, a light receiving sensor 51 for measuring the amount of laser light that has passed through the semi-transmissive optical element 41 b is provided in the vicinity of the semi-transmissive optical element 41 b in each exposure head 18. The light receiving sensor 51 receives the laser light at the light incident part (incident optical system 41) of the exposure head 18 to which the laser light emitted from the light source part 19a is incident, and measures the amount of the received laser light. One exposure sensor 52 for measuring the amount of laser light emitted from each exposure head 18 toward the exposure surface is provided on the exposure surface (base 11 or moving stage 13) of the exposure apparatus 100.
In the present embodiment, the light receiving sensor 51 and the light receiving sensor 52 are sensors having equivalent sensitivity to light in the same wavelength band. The light receiving sensor may be provided for each light source, or may be built in the light source.
 制御部10は、受光センサ51が出力した光量測定値を取得し、取得した光量測定値をもとに、波長Aの光と波長Bの光との光量の比率である光量比率が所定の光量比率(目標値)となるように、光源1、光源2の出力を個別に制御する(光量比率制御)。ここで、上記目標値は、レジストの種類や目標とする仕上がり状態(光沢などの外観)等に応じて適宜設定可能である。
 また、制御部10は、受光センサ52が出力した光量測定値を取得し、取得した光量測定値をもとに、光源1、光源2の出力を個別に制御することで、複数の露光ヘッド18間における、露光ヘッド18から出射される光の光量差(総光量の差)を補正する(総光量制御)。本実施形態では、露光面での総光量が全ての露光ヘッド18で等しくなるように、光源1、光源2の出力を制御する。
The control unit 10 acquires the light amount measurement value output from the light receiving sensor 51, and based on the acquired light amount measurement value, the light amount ratio that is the ratio of the light amount of the light of the wavelength A and the light of the wavelength B is a predetermined light amount. The outputs of the light source 1 and the light source 2 are individually controlled so that the ratio (target value) is obtained (light quantity ratio control). Here, the target value can be appropriately set according to the type of resist, the target finish state (appearance such as gloss), and the like.
Moreover, the control part 10 acquires the light quantity measurement value which the light reception sensor 52 output, and controls the output of the light source 1 and the light source 2 separately based on the acquired light quantity measurement value, thereby the plurality of exposure heads 18. The light amount difference (total light amount difference) of the light emitted from the exposure head 18 is corrected (total light amount control). In the present embodiment, the outputs of the light source 1 and the light source 2 are controlled so that the total light amount on the exposure surface is the same for all the exposure heads 18.
(光量比率制御)
 以下、光量比率制御について詳細に説明する。
 図4は、光量比率制御の制御ブロック図である。この図4に示すように、制御部10は、光量比率計算部10aと、光源出力制御部10bとを備える。光源部19aにおいて、光源1、2からそれぞれ出射された光は、ファイババンドル部B(第一ファイババンドル部B1および第二ファイババンドル部B2)によって束ねられる。受光センサ51は、光源部19aから出射されてすぐの光の光量を測定し、光量測定値(デジタル値)として光量比率計算部10aに出力する。
 光量比率計算部10aは、受光センサ51が出力する波長毎の光量測定値をそれぞれ入力し、光量比率を計算する。制御部10は、光源1と光源2とを個別に点灯および消灯し、光源1、2の一方が点灯し他方が消灯しているときに受光センサ51から光量測定値を取得する。すなわち、受光センサ51は、光源1からの波長Aの光の光量と、光源2からの波長Bの光の光量とをそれぞれ測定し、それぞれの光量測定値を制御部10へ出力する。
(Light ratio control)
Hereinafter, the light amount ratio control will be described in detail.
FIG. 4 is a control block diagram of the light quantity ratio control. As shown in FIG. 4, the control unit 10 includes a light amount ratio calculation unit 10a and a light source output control unit 10b. In the light source part 19a, the light emitted from the light sources 1 and 2 is bundled by the fiber bundle part B (first fiber bundle part B1 and second fiber bundle part B2). The light receiving sensor 51 measures the amount of light immediately after being emitted from the light source unit 19a, and outputs the light amount to the light amount ratio calculation unit 10a as a light amount measurement value (digital value).
The light quantity ratio calculation unit 10a inputs the light quantity measurement value for each wavelength output from the light receiving sensor 51, and calculates the light quantity ratio. The control unit 10 turns on and off the light source 1 and the light source 2 individually, and acquires a light amount measurement value from the light receiving sensor 51 when one of the light sources 1 and 2 is on and the other is off. In other words, the light receiving sensor 51 measures the light amount of the light having the wavelength A from the light source 1 and the light amount of the light having the wavelength B from the light source 2, and outputs each light amount measurement value to the control unit 10.
 また、光量比率計算部10aは、計算した光量比率をもとに、光量比率が目標値(例えば、10:1)となるような光源1、2の出力を計算し、計算した結果を出力制御量指示値として光源出力制御部10bに出力する。光源出力制御部10bは、出力制御量指示値に基づいて、各光源1、2のLDに流れる電流を制御するための出力制御信号を光源1、2に出力することで、光源1、2から出る光の光量を制御する。
 なお、図4では、光源1、2はそれぞれ1つずつ図示しているが、実際には光源1、2がそれぞれ複数存在する。光源1、2の出力は個別に制御可能であり、これにより光源部19aから出射される光の光量比率を自在に調整することができる。波長毎にグループ化してON/OFFすることで、受光センサ51が1つでも波長毎に光量を測定することができ、光量比率を計算することができる。
Further, the light quantity ratio calculation unit 10a calculates the outputs of the light sources 1 and 2 such that the light quantity ratio becomes a target value (for example, 10: 1) based on the calculated light quantity ratio, and outputs the calculated result as output control. It outputs to the light source output control part 10b as quantity instruction | indication value. The light source output control unit 10b outputs an output control signal for controlling the current flowing through the LD of each of the light sources 1 and 2 to the light sources 1 and 2 based on the output control amount instruction value. Controls the amount of light emitted.
In FIG. 4, one light source 1 and two light sources are illustrated, but actually there are a plurality of light sources 1 and 2. The outputs of the light sources 1 and 2 can be individually controlled, so that the light quantity ratio of the light emitted from the light source unit 19a can be freely adjusted. By grouping for each wavelength and turning ON / OFF, the light quantity can be measured for each wavelength even with one light receiving sensor 51, and the light quantity ratio can be calculated.
 図5は、制御部10が実行する光量比率制御処理手順を示すフローチャートである。この図5に示す処理は、光量比率を調整する所定のタイミング、例えば、露光装置100による露光を開始する前に実行することができる。なお、光量比率の調整は、予め決められた時刻に行ってもよいし、オペレータが指示した任意のタイミングで行ってもよい。
 先ずステップS1において、制御部10は、光源1を所定の出力で点灯させ、光源2を消灯させる制御信号を光源1、2に出力する。ここで、上記所定の出力は、予め決められた初期値でもよいし、直前の露光時における出力値であってもよい。このように、制御部10は、光源1のみを点灯してステップS2に移行する。ステップS2では、制御部10は、受光センサ51から光量測定値を取得する。このとき取得した光量測定値は、光源部19aから出射される波長Aの光の光量である。
FIG. 5 is a flowchart showing a light amount ratio control processing procedure executed by the control unit 10. The processing shown in FIG. 5 can be executed at a predetermined timing for adjusting the light amount ratio, for example, before the exposure by the exposure apparatus 100 is started. Note that the adjustment of the light quantity ratio may be performed at a predetermined time or may be performed at an arbitrary timing instructed by the operator.
First, in step S <b> 1, the control unit 10 outputs a control signal for turning on the light source 1 with a predetermined output and turning off the light source 2 to the light sources 1 and 2. Here, the predetermined output may be a predetermined initial value or may be an output value at the time of the previous exposure. Thus, the control part 10 lights only the light source 1, and transfers to step S2. In step S <b> 2, the control unit 10 acquires a light amount measurement value from the light receiving sensor 51. The light quantity measurement value acquired at this time is the light quantity of light of wavelength A emitted from the light source unit 19a.
 次にステップS3では、制御部10は、光源2を所定の出力で点灯させ、光源1を消灯させる制御信号を光源1、2に出力する。ここで、上記所定の出力は、予め決められた初期値でもよいし、直前の露光時における出力値であってもよい。このように、制御部10は、光源2のみを点灯してステップS4に移行する。ステップS4では、制御部10は、受光センサ51から光量測定値を取得する。このとき取得した光量測定値は、光源部19aから出射される波長Bの光の光量である。
 ステップS5では、制御部10は、ステップS2で取得した波長Aの光量測定値と、ステップS4で取得した波長Bの光量測定値とに基づいて、光量比率を算出する。次にステップS6では、制御部10は、ステップS5で算出した光量比率が目標値(例えば、10:1)となるような出力制御量指示値を算出する。なお、事前準備として、各光源1、2について、それぞれ電流値を変化させたときの光量の変化を予め測定しておき、各光源1、2の出力特性を記憶しておく。そして、制御部10は、予め記憶された光源1、2の出力特性をもとに、光量比率が目標値となるような出力制御量指示値を算出する。ステップS7では、制御部10は、ステップS6で算出した出力制御量指示値に基づいて出力制御信号を生成し、生成した出力制御信号を光源1、2に出力することで光源1、2の出力を個別に制御する。これにより、光量比率を、レジストの種類や目標とする仕上がり状態(光沢などの外観)等に応じて設定された目標値に一致させることができる。
Next, in step S <b> 3, the control unit 10 outputs a control signal for turning on the light source 2 with a predetermined output and turning off the light source 1 to the light sources 1 and 2. Here, the predetermined output may be a predetermined initial value or may be an output value at the time of the previous exposure. Thus, the control part 10 lights only the light source 2, and transfers to step S4. In step S <b> 4, the control unit 10 acquires a light amount measurement value from the light receiving sensor 51. The light quantity measurement value acquired at this time is the light quantity of the light having the wavelength B emitted from the light source unit 19a.
In step S5, the control unit 10 calculates a light amount ratio based on the light amount measurement value of the wavelength A acquired in step S2 and the light amount measurement value of the wavelength B acquired in step S4. Next, in step S6, the control unit 10 calculates an output control amount instruction value such that the light amount ratio calculated in step S5 becomes a target value (for example, 10: 1). As a preliminary preparation, for each of the light sources 1 and 2, the change in the amount of light when the current value is changed is measured in advance, and the output characteristics of the light sources 1 and 2 are stored. And the control part 10 calculates the output control amount instruction | indication value from which the light quantity ratio becomes a target value based on the output characteristic of the light sources 1 and 2 memorize | stored beforehand. In step S <b> 7, the control unit 10 generates an output control signal based on the output control amount instruction value calculated in step S <b> 6, and outputs the generated output control signal to the light sources 1 and 2, thereby outputting the light sources 1 and 2. Are controlled individually. Thereby, the light quantity ratio can be made to coincide with the target value set according to the type of resist and the target finish state (appearance such as gloss).
(総光量制御)
 次に、総光量制御について詳細に説明する。
 図6は、総光量制御の制御ブロック図である。この図6に示すように、制御部10は、光量比率計算部10cと、光源出力制御部10dとを備える。光源部19aにおいて、光源1、2からそれぞれ出射された光は、ファイババンドル部B(第一ファイババンドル部B1および第二ファイババンドル部B2)によって束ねられ、出射する。各光源部19aから出射された光は、それぞれ露光ヘッド18(光学系)に入射され、露光ヘッド18から露光面に対して出射される。受光センサ52は、露光ヘッド18から出射された光の光量を露光面にて測定し、光量測定値(デジタル値)として光量比率計算部10cに出力する。
(Total light control)
Next, the total light quantity control will be described in detail.
FIG. 6 is a control block diagram of total light quantity control. As shown in FIG. 6, the control unit 10 includes a light amount ratio calculation unit 10c and a light source output control unit 10d. In the light source part 19a, the light emitted from the light sources 1 and 2 is bundled by the fiber bundle part B (first fiber bundle part B1 and second fiber bundle part B2) and emitted. The light emitted from each light source unit 19a is incident on the exposure head 18 (optical system), and is emitted from the exposure head 18 to the exposure surface. The light receiving sensor 52 measures the light amount of light emitted from the exposure head 18 on the exposure surface, and outputs the light amount measurement value (digital value) to the light amount ratio calculation unit 10c.
 光量比率計算部10cは、受光センサ52が出力する波長毎の光量測定値を露光ヘッド18ごとにそれぞれ入力し、光量比率を計算する。制御部10は、光源1と光源2とを個別に点灯および消灯し、光源1、2の一方が点灯し他方が消灯しているときに受光センサ52から光量測定値を取得する。すなわち、受光センサ52は、上述した受光センサ51と同様に、光源1からの波長Aの光の光量と、光源2からの波長Bの光の光量とをそれぞれ測定し、それぞれの光量測定値を制御部10へ出力する。
 また、光量比率計算部10cは、露光ヘッド18ごとに露光面での総光量を計算する。そして、光量比率計算部10cは、計算により求めた光量比率を一定に保ちつつ、露光面での総光量が全ての露光ヘッド18で等しくなるような光源1、2の出力を計算し、計算した結果を出力制御量指示値として光源出力制御部10dに出力する。光源出力制御部10dは、出力制御量指示値に基づいて、各光源1、2のLDに流れる電流を制御するための出力制御信号を光源1、2に出力することで、光源1、2から出る光の光量を制御する。
The light quantity ratio calculation unit 10c inputs the light quantity measurement value for each wavelength output from the light receiving sensor 52 for each exposure head 18, and calculates the light quantity ratio. The control unit 10 turns on and off the light source 1 and the light source 2 individually, and acquires a light amount measurement value from the light receiving sensor 52 when one of the light sources 1 and 2 is on and the other is off. That is, the light receiving sensor 52 measures the light amount of the light with the wavelength A from the light source 1 and the light amount of the light with the wavelength B from the light source 2 in the same manner as the light receiving sensor 51 described above, and the respective light amount measurement values are measured. Output to the control unit 10.
In addition, the light amount ratio calculation unit 10 c calculates the total light amount on the exposure surface for each exposure head 18. Then, the light quantity ratio calculation unit 10c calculates and calculates the outputs of the light sources 1 and 2 such that the total light quantity on the exposure surface is equal for all the exposure heads 18 while keeping the light quantity ratio obtained by calculation constant. The result is output to the light source output control unit 10d as an output control amount instruction value. The light source output control unit 10d outputs an output control signal for controlling the current flowing through the LD of each of the light sources 1 and 2 to the light sources 1 and 2 based on the output control amount instruction value. Controls the amount of light emitted.
 なお、制御部10は、光源1と光源2とが共に点灯しているときに受光センサ52から光量測定値を取得してもよい。すなわち、受光センサ52は、光源1からの波長Aの光と光源2からの波長Bの光の両方を含む光の光量を測定し、その光量測定値を制御部10へ出力することもできる。このように、上述した受光センサ51は、各露光ヘッド18において波長毎の光の光量を別々に測定するセンサとして使用し、受光センサ52は、露光ヘッド18ごとの露光面での総光量を直接測定するセンサとして用いてもよい。
 この場合、光量比率計算部10cは、受光センサ52によって測定された露光ヘッド18ごとの露光面での総光量に基づいて、上述した光量比較計算部10aにより求めた光量比率を一定に保ちつつ、露光面での総光量が全ての露光ヘッド18で等しくなるような光源1、2の出力を計算し、計算した結果を出力制御量指示値として光源出力制御部10dに出力すればよい。この構成により、受光センサ52から光量測定値を取得する際に、光源1、2を個別に点灯及び消灯させる必要がなくなり、制御を簡略化することができる。
The control unit 10 may acquire the light amount measurement value from the light receiving sensor 52 when both the light source 1 and the light source 2 are lit. That is, the light receiving sensor 52 can measure the amount of light including both the light with the wavelength A from the light source 1 and the light with the wavelength B from the light source 2, and can output the measured light amount to the control unit 10. As described above, the light receiving sensor 51 described above is used as a sensor for separately measuring the amount of light for each wavelength in each exposure head 18, and the light receiving sensor 52 directly determines the total amount of light on the exposure surface for each exposure head 18. You may use as a sensor to measure.
In this case, the light amount ratio calculation unit 10c keeps the light amount ratio obtained by the light amount comparison calculation unit 10a constant based on the total light amount on the exposure surface for each exposure head 18 measured by the light receiving sensor 52. What is necessary is just to calculate the outputs of the light sources 1 and 2 such that the total light amount on the exposure surface is the same for all the exposure heads 18 and output the calculated result to the light source output control unit 10d as the output control amount instruction value. With this configuration, when the light quantity measurement value is acquired from the light receiving sensor 52, it is not necessary to individually turn on and off the light sources 1 and 2, and the control can be simplified.
 図7は、制御部10が実行する総光量制御処理手順を示すフローチャートである。この図7に示す処理は、総光量を調整する所定のタイミング、例えば、上述した光量比率制御を実施した後に実施することができる。但し、総光量を調整するタイミングは、上記に限定されない。
 先ずステップS11において、制御部10は、測定対象として選択した所定の露光ヘッド18に対応する光源部19aにおいて、図5のステップS1と同様に光源1のみを点灯し、ステップS12に移行する。ステップS12では、制御部10は、受光センサ52から光量測定値を取得する。このとき取得した光量測定値は、光源部19aから出射される波長Aの光の光量である。
FIG. 7 is a flowchart showing the total light amount control processing procedure executed by the control unit 10. The processing shown in FIG. 7 can be performed after performing a predetermined timing for adjusting the total light amount, for example, the light amount ratio control described above. However, the timing for adjusting the total light amount is not limited to the above.
First, in step S11, the control unit 10 turns on only the light source 1 in the light source unit 19a corresponding to the predetermined exposure head 18 selected as the measurement target, similarly to step S1 in FIG. 5, and proceeds to step S12. In step S <b> 12, the control unit 10 acquires a light amount measurement value from the light receiving sensor 52. The light quantity measurement value acquired at this time is the light quantity of light of wavelength A emitted from the light source unit 19a.
 次にステップS13では、制御部10は、測定対象として選択した所定の露光ヘッド18に対応する光源部19aにおいて、図5のステップS3と同様に光源2のみを点灯し、ステップS14に移行する。ステップS14では、制御部10は、受光センサ52から光量測定値を取得する。このとき取得した光量測定値は、光源部19aから出射される波長Bの光の光量である。
 ステップS15では、制御部10は、ステップS12で取得した波長Aの光量測定値と、ステップS14で取得した波長Bの光量測定値とに基づいて、光量比率を算出する。次にステップS16では、制御部10は、ステップS12で取得した波長Aの光量測定値と、ステップS14で取得した波長Bの光量測定値とに基づいて、総光量を算出する。
 ステップS17では、制御部10は、全ての露光ヘッド18について総光量を測定したか否かを判定する。そして、全ての露光ヘッド18について総光量を測定していない場合には、未測定である露光ヘッド18を総光量の測定対象として選択してからステップS11に戻る。一方、全ての露光ヘッド18について総光量を測定した場合には、測定終了と判断してステップS18に移行する。
Next, in step S13, the control unit 10 turns on only the light source 2 in the light source unit 19a corresponding to the predetermined exposure head 18 selected as the measurement target, similarly to step S3 in FIG. 5, and proceeds to step S14. In step S <b> 14, the control unit 10 acquires a light amount measurement value from the light receiving sensor 52. The light quantity measurement value acquired at this time is the light quantity of the light having the wavelength B emitted from the light source unit 19a.
In step S15, the control unit 10 calculates a light amount ratio based on the light amount measurement value of the wavelength A acquired in step S12 and the light amount measurement value of the wavelength B acquired in step S14. Next, in step S16, the control unit 10 calculates the total light amount based on the light amount measurement value of the wavelength A acquired in step S12 and the light amount measurement value of the wavelength B acquired in step S14.
In step S <b> 17, the control unit 10 determines whether or not the total light amount has been measured for all the exposure heads 18. If the total light amount has not been measured for all the exposure heads 18, the unmeasured exposure head 18 is selected as the measurement target of the total light amount, and the process returns to step S11. On the other hand, if the total light amount has been measured for all the exposure heads 18, it is determined that the measurement has been completed, and the process proceeds to step S18.
 ステップS18では、制御部10は、各露光ヘッド18における光量比率をステップS15でそれぞれ計算した光量比率に保ちつつ、各露光ヘッド18における総光量が全て等しくなるような出力制御量指示値を算出する。ステップS19では、制御部10は、ステップS18で算出した出力制御量指示値に基づいて出力制御信号を生成し、生成した出力制御信号を光源1、2に出力することで光源1、2の出力を個別に制御する。
 複数の露光ヘッド18から出射される光の強さが異なると、露光後の基板12の仕上がりに差が出てしまう。そこで、本実施形態では、露光面に設置した受光センサ52によって露光ヘッド18ごとに総光量を測定する。そして、波長毎の光量比率を一定に保ちつつ、全ての露光ヘッド18で総光量が等しくなるように光源1、2の出力を制御する。これにより、露光ヘッド18間での光量のばらつきを抑制し、処理ムラを抑制した適切な露光処理が可能となる。
In step S18, the control unit 10 calculates an output control amount instruction value so that the total light amounts in the exposure heads 18 are all equal while maintaining the light amount ratios in the exposure heads 18 at the light amount ratios calculated in step S15. . In step S19, the control unit 10 generates an output control signal based on the output control amount instruction value calculated in step S18, and outputs the generated output control signal to the light sources 1 and 2 to output the light sources 1 and 2. Are controlled individually.
If the intensity of the light emitted from the plurality of exposure heads 18 is different, there will be a difference in the finish of the substrate 12 after exposure. Therefore, in this embodiment, the total light amount is measured for each exposure head 18 by the light receiving sensor 52 installed on the exposure surface. Then, the output of the light sources 1 and 2 is controlled so that the total light amount becomes equal in all the exposure heads 18 while keeping the light amount ratio for each wavelength constant. Thereby, variation in the amount of light between the exposure heads 18 can be suppressed, and appropriate exposure processing with reduced processing unevenness can be performed.
 以上説明したように、本実施形態では、光源装置19は、波長Aの光を出射するLDを有する光源1と、波長Bの光を出射するLDを有する光源2と、光源1からの出射光と光源2からの出射光とを集積するファイババンドル部と、を備える。このように、光源装置19は、異なる複数の波長の光を合成して露光ヘッド18へ出力する。
 従来、露光装置の光源としては、水銀ランプが広く用いられてきた。水銀ランプは、図8に示すように、波長365nm、波長405nm、及び波長436nmにそれぞれ強度のピークが形成される波長分布を有する。そのため、露光に使用されるレジストは、水銀ランプの各ピーク波長に対して感度を有するように設計されていることが多い。しかしながら、LD光源は、例えば図9に示すように、405nmの単波長の光を出射する。したがって、光源として1つのLDを用いた場合、水銀ランプを用いた場合と比較してレジストが十分に硬化しない場合や露光時間が長くなる場合がある。
As described above, in the present embodiment, the light source device 19 includes the light source 1 having the LD that emits the light having the wavelength A, the light source 2 having the LD that emits the light having the wavelength B, and the light emitted from the light source 1. And a fiber bundle unit that integrates light emitted from the light source 2. In this way, the light source device 19 synthesizes light of a plurality of different wavelengths and outputs them to the exposure head 18.
Conventionally, mercury lamps have been widely used as light sources for exposure apparatuses. As shown in FIG. 8, the mercury lamp has a wavelength distribution in which intensity peaks are respectively formed at a wavelength of 365 nm, a wavelength of 405 nm, and a wavelength of 436 nm. Therefore, the resist used for exposure is often designed to be sensitive to each peak wavelength of the mercury lamp. However, the LD light source emits light having a single wavelength of 405 nm, for example, as shown in FIG. Therefore, when one LD is used as the light source, the resist may not be sufficiently cured or the exposure time may be longer than when a mercury lamp is used.
 これに対して、本実施形態における光源装置19は、上述したように、異なる波長の光を出射する複数のLDを用い、異なる複数の波長の光を合成して出射する。また、光源として、375nm付近にピークを有する波長特性を有する光源1と、405nm付近にピークを有する波長特性を有する光源2とを用いる。このように、水銀ランプのピーク波長付近にピークを有する光源を用い、異なる複数の波長の光を合成するので、水銀ランプに近い光を出射することができ、適切な露光が可能となる。
 また、光源装置19は、波長Aの光と波長Bの光とのそれぞれの光量測定値に基づいて、波長Aの光と波長Bの光との光量比率を算出し、算出した光量比率が目標値となるよう光源1、2の出力を個別に制御する。したがって、レジストの種類に応じて、最適な光量比率の光に調整して露光することが可能である。
On the other hand, as described above, the light source device 19 in the present embodiment uses a plurality of LDs that emit light having different wavelengths, and synthesizes and emits light having different wavelengths. As the light source, a light source 1 having a wavelength characteristic having a peak near 375 nm and a light source 2 having a wavelength characteristic having a peak near 405 nm are used. In this way, since light having a plurality of different wavelengths is synthesized using a light source having a peak near the peak wavelength of the mercury lamp, light close to the mercury lamp can be emitted, and appropriate exposure becomes possible.
The light source device 19 calculates a light amount ratio between the light of the wavelength A and the light of the wavelength B based on the light amount measurement values of the light of the wavelength A and the light of the wavelength B, and the calculated light amount ratio is the target. The output of the light sources 1 and 2 is individually controlled so as to be a value. Therefore, it is possible to adjust the exposure to light having an optimal light amount ratio according to the type of resist.
 また、光源1は、375nm付近にピークを有する波長特性を有する光を出射し、光源2は、405nm付近にピークを有する波長特性を有する光を出射する。波長405nmの光は主としてレジストの硬化に寄与し、波長375nmの光は主としてレジストの光沢などの外観に寄与する。そのため、光量比率を調整することで、同じレジストであっても、光沢などの外観を所望の状態に調整することが可能である。さらに、経年劣化により特定の波長の光を出射する発光素子(LD)の照度が低下したとしても、各波長の光の出力を制御することで光量比率を一定に保つことができるため、安定した露光が可能である。
 ここで、波長Aの光と波長Bの光とのそれぞれの光量測定値は、光源装置19(光源部19a)からの出射光が入射される露光ヘッド18の光入射部に設けられた受光センサ51によって測定する。このように、受光センサ51は、光源装置19(光源部19a)から出射された直後の光の光量を測定する。したがって、受光センサ51は、波長毎の光量を精度良く測定することができ、光源装置19は、適切な光量比率制御が可能となる。その結果、光源装置19は、異なる複数の波長の光を所望の光量比率で出射することができる。
The light source 1 emits light having a wavelength characteristic having a peak near 375 nm, and the light source 2 emits light having a wavelength characteristic having a peak near 405 nm. Light having a wavelength of 405 nm mainly contributes to the curing of the resist, and light having a wavelength of 375 nm mainly contributes to the appearance such as gloss of the resist. Therefore, by adjusting the light amount ratio, it is possible to adjust the appearance such as gloss to a desired state even with the same resist. Furthermore, even if the illuminance of a light emitting element (LD) that emits light of a specific wavelength is reduced due to deterioration over time, the light quantity ratio can be kept constant by controlling the output of light of each wavelength, so that it is stable. Exposure is possible.
Here, the light intensity measurement values of the light of wavelength A and the light of wavelength B are the light receiving sensors provided in the light incident part of the exposure head 18 where the light emitted from the light source device 19 (light source part 19a) is incident. Measured by 51. As described above, the light receiving sensor 51 measures the amount of light immediately after emitted from the light source device 19 (light source unit 19a). Therefore, the light receiving sensor 51 can accurately measure the light amount for each wavelength, and the light source device 19 can appropriately control the light amount ratio. As a result, the light source device 19 can emit light having a plurality of different wavelengths at a desired light quantity ratio.
 さらに、光源装置19は、波長Aの光と波長Bの光とのそれぞれの光量測定値に基づいて、各露光ヘッド18から出射されるレーザ光の総光量を算出し、複数の露光ヘッド18間で総光量の差が0となるように、光源1、2の出力を個別に制御する。
 したがって、処理ムラを抑制した適切な露光処理が可能となる。ここで、波長Aの光と波長Bの光とのそれぞれの光量測定値は、露光面に設けられた受光センサ52によって測定する。光源装置19からの出射光は、露光ヘッド18を介して露光面に出射されるが、露光ヘッド18は、複数のレンズが組み合わされて構成されており、露光ヘッド18の光入射部から入射されたレーザ光は、レンズで反射されることなどにより、その全部を露光光として使用することはできない。そのため、露光面に設けられた受光センサ52を用いて露光ヘッド18から出射される光の総光量を測定し、総光量制御を行うことで、所望の光量で均一化された露光光を得ることができる。
Further, the light source device 19 calculates the total light amount of the laser light emitted from each exposure head 18 based on the respective light amount measurement values of the light with the wavelength A and the light with the wavelength B. Thus, the outputs of the light sources 1 and 2 are individually controlled so that the difference in total light quantity becomes zero.
Therefore, it is possible to perform an appropriate exposure process that suppresses processing unevenness. Here, the light quantity measurement values of the light of wavelength A and the light of wavelength B are measured by the light receiving sensor 52 provided on the exposure surface. Light emitted from the light source device 19 is emitted to the exposure surface via the exposure head 18. The exposure head 18 is configured by combining a plurality of lenses, and is incident from a light incident portion of the exposure head 18. The entire laser beam cannot be used as exposure light, for example, by being reflected by a lens. Therefore, by measuring the total light amount of the light emitted from the exposure head 18 using the light receiving sensor 52 provided on the exposure surface and performing the total light amount control, exposure light uniformized with a desired light amount can be obtained. Can do.
 また、光源装置19は、光源1、2を個別に点灯および消灯し、光源1のみを点灯させたときに測定される波長Aの光の光量測定値と、光源2のみを点灯させたときに測定される波長Bの光の光量測定値とを、1つのセンサから取得する。このように、光源1、2の出力を個別に制御し、波長毎に点灯および消灯することで、1つのセンサで波長毎の光量を測定することができる。
 本実施形態のように光源1、2を個別に点灯および消灯せずに(光源1、2を共に点灯させたまま)波長毎の光量を測定しようとした場合、光源1、2からの出射光を集積する前に個別に光量を測定する必要がある。この場合、波長毎にセンサが必要となりコストが嵩むと共に、センサの設置スペースが増大し、装置の小型化が困難となる。さらに、センサの個体差に起因して光量の測定結果にばらつきが生じる。
 これに対して、本実施形態では、異なる複数の波長の光を1つのセンサによって測定するため、複数のセンサを設置する場合と比較してコストを削減と装置の小型化とを実現することができる。また、センサの個体差が生じることがないため、測定精度を向上させることができる。
Further, the light source device 19 turns on and off the light sources 1 and 2 individually, and measures the light amount measurement value of the light of wavelength A measured when only the light source 1 is turned on, and turns on only the light source 2. The light quantity measurement value of the light of the wavelength B to be measured is acquired from one sensor. Thus, the light quantity for every wavelength can be measured with one sensor by individually controlling the outputs of the light sources 1 and 2 and turning on and off each wavelength.
When the light quantity for each wavelength is measured without turning on and off the light sources 1 and 2 individually (with both the light sources 1 and 2 turned on) as in the present embodiment, the emitted light from the light sources 1 and 2 It is necessary to measure the amount of light individually before accumulating. In this case, a sensor is required for each wavelength, and the cost increases, the installation space of the sensor increases, and it is difficult to reduce the size of the apparatus. Further, the measurement result of the light amount varies due to individual differences among sensors.
On the other hand, in this embodiment, since light of a plurality of different wavelengths is measured by a single sensor, it is possible to reduce costs and reduce the size of the apparatus as compared with the case where a plurality of sensors are installed. it can. Moreover, since there is no difference between sensors, the measurement accuracy can be improved.
(変形例)
 上記実施形態においては、光源装置19として、2種類の波長のレーザ光を使用した例を示したが、3種類以上の波長であってもよい。また、光源1、2の数も図2に示す数に限定されない。光源1、2の数は、光源装置19から出射する光の強度に応じて決定することができる。
 また、上記実施形態においては、発光素子としてレーザダイオード(LD)を用いる場合について説明したが、発光ダイオード(LED)であってもよい。但し、LEDは、LDと比較して発光面積が大きい。そのため、発光素子としてLEDを用いた場合、光源から光ファイバへ向けて出射した光の一部が光ファイバ内に入射できず、損失となる場合がある。したがって、LEDよりも発光面積の小さいLDを用いる方が、エネルギーの利用効率の面からは好ましい。
(Modification)
In the above-described embodiment, an example in which laser light having two types of wavelengths is used as the light source device 19 has been described, but three or more types of wavelengths may be used. Further, the number of light sources 1 and 2 is not limited to the number shown in FIG. The number of the light sources 1 and 2 can be determined according to the intensity of the light emitted from the light source device 19.
Moreover, although the case where a laser diode (LD) was used as a light emitting element was demonstrated in the said embodiment, a light emitting diode (LED) may be sufficient. However, the LED has a larger light emitting area than the LD. For this reason, when an LED is used as the light emitting element, part of the light emitted from the light source toward the optical fiber cannot enter the optical fiber, which may result in a loss. Therefore, it is preferable to use an LD having a smaller light emitting area than an LED from the viewpoint of energy use efficiency.
 さらに、上記実施形態においては、受光センサ51、52の2つを用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、いずれか一方の受光センサのみを用いることもできる。なお、受光センサ52のみを用いれば、露光面に設置した1つのセンサで光量比率制御も総光量制御も実現可能となるため好ましい。但し、光学系(露光ヘッド18)を通ると光が広げられてしまい、露光面では光量が測定しにくくなる傾向がある。そのため、特に光量比率制御に用いる光量測定値は、光学系(露光ヘッド18)を通る前の光、すなわち光源装置19(光源部19a)から出射されてすぐの光を測定する受光センサ51が出力する光量測定値を用いることが好ましい。 Furthermore, although the case where two light receiving sensors 51 and 52 are used has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and only one of the light receiving sensors can be used. Note that it is preferable to use only the light receiving sensor 52 because the light quantity ratio control and the total light quantity control can be realized by one sensor installed on the exposure surface. However, when the light passes through the optical system (exposure head 18), the light is spread, and the amount of light tends to be difficult to measure on the exposure surface. Therefore, the light quantity measurement value used particularly for the light quantity ratio control is output by the light receiving sensor 51 that measures light before passing through the optical system (exposure head 18), that is, light immediately emitted from the light source device 19 (light source unit 19a). It is preferable to use a measured light amount value.
 また、上記実施形態においては、受光センサ51を、露光ヘッド18における半透過光学素子41bの近傍に配置し、半透過光学素子41bを通過したレーザ光の光量を測定するように構成した。しかしながら、受光センサ51は、光源装置19からの出射光が入射される露光ヘッド18の光入射部においてレーザ光の光量を測定できればよく、配置位置は上記に限定されない。例えば、ミラー41eをハーフミラー等で構成し、受光センサ51をミラー41eの近傍に配置して、ミラー41eを通過したレーザ光の光量を測定するように構成することもできる。
 さらに、上記実施形態においては、波長毎に光の光量を測定した際、規定の光量に達していない場合には、メンテナンスが必要であることを報知するようにしてもよい。
 また、上記実施形態においては、図2に示すように、光源部19aを、各光源1、2からの出射光を導光する第一光ファイバ5を2段階で集積し、露光ヘッド18へ出射光を出力する構成とした。しかしながら、光源部19aの構成はこれに限定されるものではなく、各光源1、2からの出射光を導光する第一光ファイバ5を1段階で集積してもよいし、3段階以上で集積してもよい。
Further, in the above embodiment, the light receiving sensor 51 is arranged in the vicinity of the semi-transmissive optical element 41b in the exposure head 18, and is configured to measure the amount of laser light that has passed through the semi-transmissive optical element 41b. However, the light receiving sensor 51 only needs to be able to measure the amount of laser light at the light incident portion of the exposure head 18 where the light emitted from the light source device 19 is incident, and the arrangement position is not limited to the above. For example, the mirror 41e may be configured with a half mirror or the like, and the light receiving sensor 51 may be disposed in the vicinity of the mirror 41e so as to measure the amount of laser light that has passed through the mirror 41e.
Furthermore, in the above-described embodiment, when the amount of light is measured for each wavelength, if the prescribed amount of light is not reached, it may be notified that maintenance is necessary.
In the above embodiment, as shown in FIG. 2, the light source unit 19 a is integrated in two stages with the first optical fiber 5 that guides the emitted light from each of the light sources 1 and 2, and is output to the exposure head 18. It was set as the structure which outputs an incident light. However, the configuration of the light source unit 19a is not limited to this, and the first optical fiber 5 that guides the emitted light from the light sources 1 and 2 may be integrated in one stage, or in three or more stages. You may accumulate.
 さらに、上記実施形態においては、空間光変調素子として、反射型の空間光変調素子であるDMD42bを用いる場合について説明したが、例えば液晶を用いた透過型の空間光変調素子を用いることもできる。ただし、光利用効率が高いDMDを空間光変調素子として用いることで、光源からの光を効率的に露光光として利用することができるので好ましい。
 また、上記実施形態においては、第一結像光学系43として拡大結像光学系を用いる場合について説明したが、第一結像光学系43は等倍結像光学系であってもよいし、縮小結像光学系であってもよい。また、第二結像光学系45として拡大結像光学系、若しくは等倍結像光学系を用いる場合について説明したが、第二結像光学系45は縮小結像光学系であってもよい。
 なお、上記において特定の実施形態が説明されているが、当該実施形態は単なる例示であり、本発明の範囲を限定する意図はない。本明細書に記載された装置及び方法は上記した以外の形態において具現化することができる。また、本発明の範囲から離れることなく、上記した実施形態に対して適宜、省略、置換及び変更をなすこともできる。かかる省略、置換及び変更をなした形態は、請求の範囲に記載されたもの及びこれらの均等物の範疇に含まれ、本発明の技術的範囲に属する。
Furthermore, although the case where DMD42b which is a reflection type spatial light modulation element is used as the spatial light modulation element has been described in the above embodiment, for example, a transmission type spatial light modulation element using liquid crystal can also be used. However, it is preferable to use a DMD having high light use efficiency as a spatial light modulation element because light from a light source can be efficiently used as exposure light.
In the above-described embodiment, the case where the enlarged imaging optical system is used as the first imaging optical system 43 has been described. However, the first imaging optical system 43 may be an equal magnification imaging optical system, It may be a reduced imaging optical system. Further, although the case where an enlarged image forming optical system or an equal magnification image forming optical system is used as the second image forming optical system 45 has been described, the second image forming optical system 45 may be a reduced image forming optical system.
Although specific embodiments have been described above, the embodiments are merely examples and are not intended to limit the scope of the present invention. The devices and methods described herein can be embodied in forms other than those described above. In addition, omissions, substitutions, and changes can be made as appropriate to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Such omissions, substitutions, and modifications are included in the scope of the claims and their equivalents, and belong to the technical scope of the present invention.
 1,2…光源(LDモジュール)、10…制御部、12…基板、13…移動ステージ、14…露光部、18…露光ヘッド、19…光源装置、19a…光源部、42b…DMD、44…MLA、51,52…受光センサ、100…露光装置
 
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2 ... Light source (LD module) 10 ... Control part, 12 ... Board | substrate, 13 ... Moving stage, 14 ... Exposure part, 18 ... Exposure head, 19 ... Light source device, 19a ... Light source part, 42b ... DMD, 44 ... MLA, 51, 52 ... light receiving sensor, 100 ... exposure apparatus

Claims (10)

  1.  第1の波長特性の光を出射する第1の発光素子と、
     前記第1の波長特性とは異なる第2の波長特性の光を出射する第2の発光素子と、
     前記第1の発光素子からの出射光と前記第2の発光素子からの出射光とを集積する光集積部と、
     前記第1の波長特性の光と前記第2の波長特性の光との所定の光量比率と、前記光集積部により集積された前記出射光に含まれる前記第1の波長特性の光の光量と前記第2の波長特性の光の光量とをそれぞれ測定するセンサから出力される光量測定値とに基づいて、前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子の出力を個別に制御する出力制御信号を生成し、生成された前記出力制御信号を前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子のそれぞれに出力する制御部と、
     を備えることを特徴とする光源装置。
    A first light emitting element that emits light having a first wavelength characteristic;
    A second light emitting element that emits light having a second wavelength characteristic different from the first wavelength characteristic;
    An optical integration unit for integrating the emitted light from the first light emitting element and the emitted light from the second light emitting element;
    A predetermined light amount ratio between the light with the first wavelength characteristic and the light with the second wavelength characteristic; and the light amount of the light with the first wavelength characteristic included in the emitted light integrated by the optical integration unit; Output control for individually controlling the outputs of the first light emitting element and the second light emitting element based on the light quantity measurement values output from the sensors that respectively measure the light quantity of the light having the second wavelength characteristic. A control unit that generates a signal and outputs the generated output control signal to each of the first light emitting element and the second light emitting element;
    A light source device comprising:
  2.  前記光集積部は、
     前記第1の発光素子からの出射光を入射端で入光し出射端で出射する第1の光ファイバと、前記第2の発光素子からの出射光を入射端で入光し出射端で出射する第2の光ファイバと、前記第1の光ファイバの出射光と前記第2の光ファイバの出射光を集積する第3の光ファイバと、を有し、
     前記第1の光ファイバと前記第2の光ファイバとの出射端側を所定の配列で束ね、前記第1の光ファイバの出射光と前記第2の光ファイバの出射光とを集積して前記第3の光ファイバの入射端に入光させる、ファイババンドルからなることを特徴とする請求項1に記載の光源装置。
    The optical integration unit is
    A first optical fiber that receives light emitted from the first light-emitting element at the incident end and exits at the output end, and light emitted from the second light-emitting element enters the incident end and exits from the output end. A second optical fiber, and a third optical fiber that integrates the outgoing light of the first optical fiber and the outgoing light of the second optical fiber,
    The emission end sides of the first optical fiber and the second optical fiber are bundled in a predetermined arrangement, and the emission light of the first optical fiber and the emission light of the second optical fiber are integrated to form the The light source device according to claim 1, wherein the light source device includes a fiber bundle that allows light to enter the incident end of the third optical fiber.
  3.  前記光集積部により集積された前記出射光を、露光装置に備えられる露光ヘッドへ出力する出力部をさらに備え、
     前記制御部は、前記露光装置の露光面において前記センサが測定した前記光量測定値を取得することを特徴とする請求項1又は2に記載の光源装置。
    An output unit that outputs the emitted light integrated by the optical integration unit to an exposure head provided in an exposure apparatus;
    The light source device according to claim 1, wherein the control unit acquires the light quantity measurement value measured by the sensor on an exposure surface of the exposure apparatus.
  4.  前記光集積部により集積された前記出射光を、露光装置に備えられる露光ヘッドへ出力する出力部をさらに備え、
     前記制御部は、前記出力部からの前記出射光が入射される前記露光ヘッドの光入射部において前記センサが測定した前記光量測定値を取得することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光源装置。
    An output unit that outputs the emitted light integrated by the optical integration unit to an exposure head provided in an exposure apparatus;
    The said control part acquires the said light quantity measured value which the said sensor measured in the light incident part of the said exposure head in which the said emitted light from the said output part injects, The any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. The light source device according to Item 1.
  5.  前記制御部は、
     前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子を個別に点灯及び消灯させる制御信号を、前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子のそれぞれに出力し、
     前記第1の発光素子を点灯させ前記第2の発光素子を消灯させたときに測定される前記第1の波長特性の光の光量測定値と、前記第1の発光素子を消灯させ前記第2の発光素子を点灯させたときに測定される前記第2の波長特性の光の光量測定値とを、1つの前記センサから取得することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の光源装置。
    The controller is
    A control signal for individually turning on and off the first light emitting element and the second light emitting element is output to each of the first light emitting element and the second light emitting element,
    A light amount measurement value of the light having the first wavelength characteristic measured when the first light emitting element is turned on and the second light emitting element is turned off, and the first light emitting element is turned off and the second light emitting element is turned off. The light amount measurement value of the light having the second wavelength characteristic measured when the light emitting element is turned on is acquired from one of the sensors. The light source device described.
  6.  前記発光素子は、レーザダイオード又は発光ダイオードである、ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の光源装置。 The light source device according to claim 1, wherein the light emitting element is a laser diode or a light emitting diode.
  7.  前記光集積部を複数有し、
     複数の前記光集積部によりそれぞれ集積された前記出射光を、露光装置に備えられる複数の露光ヘッドへそれぞれ出力する出力部をさらに備え、
     前記制御部は、前記複数の露光ヘッドのそれぞれについて前記センサが測定した前記光量測定値を取得し、前記光量測定値に基づいて、前記複数の露光ヘッド間における、前記露光ヘッドから出射される光の光量差を補正することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の光源装置。
    A plurality of the optical integration units;
    An output unit that outputs the emitted light respectively integrated by the plurality of optical integration units to a plurality of exposure heads provided in an exposure apparatus;
    The control unit acquires the light quantity measurement value measured by the sensor for each of the plurality of exposure heads, and emits light from the exposure head between the plurality of exposure heads based on the light quantity measurement value The light source device according to claim 1, wherein the light amount difference is corrected.
  8.  前記請求項1から7のいずれか1項に記載の光源装置と、
     前記光源装置からの出射光が入射される露光ヘッドと、
     前記光集積部により集積された前記出射光に含まれる前記第1の波長特性の光の光量と前記第2の波長特性の光の光量とをそれぞれ測定するセンサと、
     を備えることを特徴とする露光装置。
    The light source device according to any one of claims 1 to 7,
    An exposure head on which light emitted from the light source device is incident;
    A sensor for measuring a light amount of the light having the first wavelength characteristic and a light amount of the light having the second wavelength characteristic included in the emitted light integrated by the optical integration unit;
    An exposure apparatus comprising:
  9.  前記露光ヘッドは、前記光源装置からの光を変調する画素部が配列された空間光変調部を備え、
     前記空間光変調部によって変調された光により感光材料を露光させることを特徴とする請求項8に記載の露光装置。
    The exposure head includes a spatial light modulation unit in which pixel units that modulate light from the light source device are arranged,
    The exposure apparatus according to claim 8, wherein the photosensitive material is exposed by light modulated by the spatial light modulator.
  10.  第1の発光素子から出射された第1の波長特性の出射光と、第2の発光素子から出射された、前記第1の波長特性とは異なる第2の波長特性の光とを集積して外部に出力するに際し、
     センサにより測定された、前記光集積部により集積された前記出射光に含まれる前記第1の波長特性の光と前記第2の波長特性の光とのそれぞれの光量測定値を取得する取得ステップと、
     前記第1の波長特性の光と前記第2の波長特性の光との所定の光量比率と、前記取得ステップにおいて取得された前記光量測定値とに基づいて、前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子の出力を個別に制御する出力制御信号を生成する生成ステップと、
     前記生成ステップにおいて生成された前記出力制御信号を前記第1の発光素子及び前記第2の発光素子のそれぞれに出力する出力ステップと、を含むことを特徴とする光源制御方法。
     
    An output light having a first wavelength characteristic emitted from the first light emitting element and a light having a second wavelength characteristic different from the first wavelength characteristic emitted from the second light emitting element are integrated. When outputting to the outside,
    An acquisition step of acquiring respective light quantity measurement values of the light having the first wavelength characteristic and the light having the second wavelength characteristic included in the emitted light integrated by the optical integration unit, measured by a sensor; ,
    Based on a predetermined light amount ratio between the light having the first wavelength characteristic and the light having the second wavelength characteristic, and the light amount measurement value acquired in the acquiring step, the first light emitting element and the first light emitting element A generation step of generating an output control signal for individually controlling the outputs of the two light emitting elements;
    An output step of outputting the output control signal generated in the generating step to each of the first light emitting element and the second light emitting element.
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