專利名稱：曝光繪圖裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在電路板、液晶組件用玻璃基板、PDP用玻璃組件 基板等平面基礎(chǔ)材料的表面上形成圖案的曝光繪圖裝置。
背景技術(shù)：
例如，電路板(印刷電路板)被安裝在移動(dòng)電話、各種移動(dòng)裝置(mobile) 及個(gè)人計(jì)算機(jī)等中。搭載于這些被搭載機(jī)器上的基礎(chǔ)材料的圖案傾向于 要求其分辨率、及連接用面(land)徑、孔(via)徑等相當(dāng)細(xì)微的構(gòu)成。對(duì)應(yīng)
于這些要求，在圖案形成用曝光工序中，有必要增加曝光裝置的光量。 另外，有必要提高光的矯正度、提高平行光的精度等。
另一方面，在短期間內(nèi)生產(chǎn)多品種、量少的產(chǎn)品的要求變強(qiáng)。在公 知的曝光裝置，即使是接觸方式或投影曝光方式，如果要形成圖案則必 須有掩模，而在此掩模的準(zhǔn)備、管理及維持方面，難以符合要求。
因此，將構(gòu)成圖案的數(shù)據(jù)從CAD數(shù)據(jù)直接作為曝光裝置的光線的控 制信號(hào)而加以利用的直接曝光方式和其裝置的要求變高。然而，公知的 直接曝光裝置由于使用405nm激光作為照射至被曝光介質(zhì)的光線，所以 被曝光介質(zhì)的圖案形成的反應(yīng)速度變慢。因此，強(qiáng)烈希望能夠解決這些 問題的曝光繪圖裝置的設(shè)計(jì)。日本特開2006-113413日本特開2006-337475日本特開加06-343684
然而，公知的曝光繪圖裝置由于使用405nm激光作為照射至被曝光 介質(zhì)的光線，所以被曝光介質(zhì)的圖案形成的反應(yīng)速度變慢，這樣會(huì)妨礙 電路形成的生產(chǎn)性。另外，在作為大型基板的被曝光體的全面形成圖案 時(shí)，有必要搭載多個(gè)空間光調(diào)制組件，在這些組件照射強(qiáng)的激光光會(huì)有成本的問題。
在專利文獻(xiàn)2或?qū)＠墨I(xiàn)3中記載的圖案繪圖裝置是將少量輸出的
七根uv燈光源經(jīng)由光纖供給光線至一個(gè)或多個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的曝光繪圖裝 置。另外，如專利文獻(xiàn)2或?qū)＠墨I(xiàn)3的圖6所示，在曝光繪圖裝置中， 光纖的入射端被配置于橢圓鏡的第二焦點(diǎn)位置。因此，有難以調(diào)整少量 輸出的七根UV燈光源的光量，無法控制成配合被曝光體的感光條件的 光線的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種曝光繪圖裝置，搭載著少量光源和多個(gè) 作為空間光調(diào)制組件的DMD(Digital Micro-mirror Device,數(shù)字微型反射 鏡組件)組件，在確保高運(yùn)轉(zhuǎn)率的同時(shí)，以簡(jiǎn)易的照明光學(xué)系統(tǒng)來分離成 多個(gè)光束。
第一觀點(diǎn)的曝光繪圖裝置包括光源，照射紫外線；照明光學(xué)系統(tǒng)， 將來自光源的光束形成為平行光；有孔構(gòu)件，被配置于來自照明光學(xué)系 統(tǒng)的平行光上，具有分離成第一光束和第二光束的第一窗及第二窗；第 一導(dǎo)光裝置及第二導(dǎo)光裝置，引導(dǎo)在有孔構(gòu)件中被分離的平行光的第一 光束及第二光束；第一及第二空間光調(diào)制裝置，將在第一導(dǎo)光裝置及第 二導(dǎo)光裝置中引導(dǎo)的第一光束及第二光束進(jìn)行空間調(diào)制；以及第一及第 二投影光學(xué)系統(tǒng)，將在這些第一及第二空間光調(diào)制裝置中進(jìn)行空間調(diào)制 的第一光束和第二光束引導(dǎo)至被曝光體。
通過此構(gòu)成，曝光繪圖裝置將有孔構(gòu)件配置于照明光學(xué)系統(tǒng)的平行 光的光束中，形成第一光束和第二光束。有孔構(gòu)件20的入射側(cè)和出射側(cè) 的光束的關(guān)系為，與亥姆霍茲-拉格朗日(Hdmhoitz-Lagrange)的不變式無 關(guān)，可高效率地得到倍率不變的影像作為所希望的四個(gè)光學(xué)系統(tǒng)。
第二觀點(diǎn)的曝光繪圖裝置的第一及第二空間光調(diào)制裝置具有由多個(gè) 反射組件構(gòu)成的矩形形狀的反射面，第一窗和第二窗為與反射面成相似 形狀的矩形形狀。
通過此構(gòu)成，有孔構(gòu)件的第一窗及第二窗為與第一及第二空間光調(diào)制裝置反射面的矩形形狀相似的形狀。因此，可有效地照射光束至各空 間光調(diào)制裝置的表面，不會(huì)照射無用的光束至空間光調(diào)制裝置的表面以 外的部分。因此，難以成為由于對(duì)空間光調(diào)制裝置的精度或動(dòng)作產(chǎn)生影 響而使空間光調(diào)制裝置的基臺(tái)的溫度變化等的原因。
第三觀點(diǎn)的曝光繪圖裝置的第一導(dǎo)光裝置及第二導(dǎo)光裝置包含一個(gè) 以上兩個(gè)以內(nèi)的全反射光學(xué)組件。
由于使用少數(shù)的反射光學(xué)組件，可不衰減光量而將光引導(dǎo)至第一及 第二空間光調(diào)制裝置。
第四觀點(diǎn)的曝光繪圖裝置的第一導(dǎo)光裝置及第二導(dǎo)光裝置具有可變 化開口面積來調(diào)整透過的光量的光圈調(diào)整部，此光圈調(diào)整部具有散熱構(gòu) 件。
第四觀點(diǎn)的曝光繪圖裝置通過有孔構(gòu)件將一個(gè)光束分離成第一及第 二光束。因此在第一及第二光束產(chǎn)生的光量較差的情況下，在光圈調(diào)整 部調(diào)整。因?yàn)樵诖斯馊φ{(diào)整部熱容易累積，通過散熱構(gòu)件抑制溫度上升。
第五觀點(diǎn)的曝光繪圖裝置的第一及第二空間光調(diào)制裝置具有由多個(gè) 的反射組件構(gòu)成的矩形形狀的反射面，第一窗和第二窗為扇形狀。
通過此構(gòu)成，因?yàn)橛锌讟?gòu)件的第一窗及第二窗為扇形，可將由照明 光學(xué)系統(tǒng)被照明的圓形剖面的光束高效率地分離為第一光束及第二光 束。
第六觀點(diǎn)的曝光繪圖裝置的第一導(dǎo)光裝置及第二導(dǎo)光裝置包含有孔 構(gòu)件側(cè)為扇形狀、第一及第二空間光調(diào)制裝置側(cè)為矩形形狀的光纖束。
通過此構(gòu)成，從扇形的有孔構(gòu)件的第一窗及第二窗，可通過光纖高 效率地引導(dǎo)曝光光線至矩形形狀的第一及第二空間光調(diào)制裝置。 一般而 言，光纖使曝光光線成為散射光，與全反射鏡相比，光量衰減，但因?yàn)?幾乎沒有浪費(fèi)圓形的照明光學(xué)系統(tǒng)的光量，所以效率高。
有關(guān)本發(fā)明的曝光繪圖裝置可將從光源發(fā)射的紫外線的平行光的曝 光光線高效率地分離成多個(gè)光束。


5圖1表示本發(fā)明的曝光繪圖裝置100的概略立體圖； 圖2是表示照明光學(xué)系統(tǒng)30-1及30-2的概念圖； 圖3是表示導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)37、 DMD組件41及投影光學(xué)系統(tǒng)60的 立體圖4是表示導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)37的Y-Z剖面的圖示； 圖5是表示從Y方向觀看的反射光學(xué)組件22-1及22-2、以及全反射 鏡23-1至全反射鏡23-8的圖示；
圖6(a)至圖6(c)是表示各種有孔構(gòu)件的圖示；
圖7是表示第二導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)137、 DMD組件41及投影光學(xué)系統(tǒng) 60的立體圖8是表示第二導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)137的Y-Z剖面的圖示；
圖9a至圖9b是表示第二導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)137用的有孔構(gòu)件120-A和 有孔構(gòu)件120-B的圖示；
圖10a是表示一個(gè)DMD組件41的立體圖，圖10b是表示微型反射 鏡M的動(dòng)作的圖示；以及
圖11為繪圖處理的流程圖。
符號(hào)說明
10 高壓水銀燈；
13-1 遮光片；
20 第一有孔構(gòu)件；
21 矩形窗；
23 全反射鏡；
121 扇形窗；
31-1 準(zhǔn)直透鏡；
33-1 集光透鏡；
37 第一導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng);
60 投影光學(xué)系統(tǒng)；
CB 被曝光體；
11 橢圓鏡；
15-1 波長(zhǎng)選擇濾光器;
120 第二有孔構(gòu)件；
22 反射光學(xué)組件；
29 檢測(cè)窗；
30 照明光學(xué)系統(tǒng)；
32-1 復(fù)眼透鏡；
35 光圈調(diào)整部；
41 DMD組件；
90 被曝光體臺(tái)； IL 曝光光線；SS11 第一光量傳感器；SS12 第二光量傳感器；137 光纖束(第 二導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng))。
具體實(shí)施例方式
<曝光繪圖裝置的整體構(gòu)成>
圖1是表示曝光繪圖裝置100的概略立體圖。曝光繪圖裝置100大 致分為照明光學(xué)系統(tǒng)30、導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)37、空間光調(diào)制部41、投影光學(xué) 系統(tǒng)60以及被曝光體臺(tái)90。在本實(shí)施例中，為了對(duì)大面積的被曝光體 CB進(jìn)行曝光而具備兩系統(tǒng)的照明光學(xué)系統(tǒng)30-1及照明光學(xué)系統(tǒng)30-2。 曝光繪圖裝置100的照明光學(xué)系統(tǒng)30-1及照明光學(xué)系統(tǒng)30-2具有第一高 壓水銀燈10-1及第二高壓水銀燈10-2(參考圖2)。另外，在本實(shí)施例中， 由于具有多個(gè)相同系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)等，所以為了區(qū)別說明而在符號(hào)之后 加上「-l」、「-2」等。
圖2是表示照明光學(xué)系統(tǒng)30-1及照明光學(xué)系統(tǒng)30-2的概念圖。以下 由于照明光學(xué)系統(tǒng)30-l及照明光學(xué)系統(tǒng)30-2兩系統(tǒng)是相同的構(gòu)造，因此 僅說明一系統(tǒng)的照明光學(xué)系統(tǒng)30-1 。
第一高壓水銀燈10-1配置于橢圓鏡11-1的第一焦點(diǎn)位置上。橢圓鏡 11-1將從高壓水銀燈10照射的UV光有效地反射至第二焦點(diǎn)位置的方 向。除了高壓水銀燈之外，也可以使用氙氣燈或閃光燈。
配置于照明光學(xué)系統(tǒng)30-l的第一高壓水銀燈10-1，為了使其光輸出 能夠穩(wěn)定在規(guī)定的位置，通過曝光繪圖裝置100的電源控制部(未圖示)， 從電源投入到切斷保持射出規(guī)定位置的照明光。因此，在不曝光被曝光 體CB的期間，為了遮蔽曝光光線IL，在橢圓鏡ll-l的第二焦點(diǎn)位置上 配置有遮光片13-1。將遮光片13-1配置于橢圓鏡ll-l的第二焦點(diǎn)位置的 理由是由于從高壓水銀燈10被射出的曝光光線IL被集中于第二焦點(diǎn)位 置，遮光片13-1能夠以較少的移動(dòng)量來遮蔽曝光光線IL。
照明光學(xué)系統(tǒng)30-1包含準(zhǔn)直透鏡31-1及復(fù)眼透鏡32-1等，將曝光 光線IL形成為均勻的光強(qiáng)度的光束。形成于橢圓鏡11-1的第二焦點(diǎn)位置 的來自光源像的發(fā)散光首先由準(zhǔn)直透鏡31-1成為大致平行的光束，而入射至波長(zhǎng)選擇濾光器15-1。
此波長(zhǎng)調(diào)整濾光器15-1搭載著多個(gè)濾光器。此濾光器的選擇對(duì)應(yīng)于 涂布在被曝光體的光阻的種類而決定。
已選擇波長(zhǎng)的曝光光線IL入射到復(fù)眼透鏡32-1，在光束范圍內(nèi)照射 強(qiáng)度被均勻化。復(fù)眼透鏡32-l由多個(gè)正透鏡組件(lens element)構(gòu)成，使 其中心軸線沿著光軸延伸，縱橫且稠密地進(jìn)行配置。因此，入射至復(fù)眼 透鏡32-1的光束通過多個(gè)正透鏡組件而被波面分割，在其后側(cè)焦點(diǎn)面 (即，射出面的附近)，形成由和透鏡組件的數(shù)目相同的數(shù)目的光源像構(gòu)成 的二次光源。即，在復(fù)眼透鏡32-l的后側(cè)焦點(diǎn)面上，形成有實(shí)質(zhì)的面光 源。另外，如本發(fā)明，將來自光源的光線在光學(xué)系統(tǒng)上控制的光學(xué)積分 器(optical integrator),不限于復(fù)眼透鏡，也可為包含繞射光學(xué)組件、微小 透鏡單元的集合體構(gòu)成的微復(fù)眼透鏡，或包含內(nèi)面反射型的桿狀積分器 (中空管或光管、棒狀玻璃桿等)的構(gòu)成。
來自復(fù)眼透鏡32-1的光束入射至集光透鏡33-l。經(jīng)由集光透鏡33-l 的光束對(duì)有孔構(gòu)件20-1進(jìn)行重疊照明。另一系統(tǒng)的照明光學(xué)系統(tǒng)30-2也 相同，將有孔構(gòu)件20-2分別重疊地照明。被均勻化的曝光光線IL照明具 備四個(gè)開口矩形窗21與光量檢測(cè)用的檢測(cè)窗29的有孔構(gòu)件20-1。曝光 光線IL相對(duì)于有孔構(gòu)件20-1正交而從Z方向入射，分割成四道光束。 通過全反射鏡或全反射棱鏡等反射光學(xué)組件22-1反射至水平方向。
回到圖l，由有孔構(gòu)件20-l、有孔構(gòu)件20-2、反射光學(xué)組件22-l及 反射光學(xué)組件22-2分離成八道的曝光光線IL,由全反射鏡23-1至全反射 鏡23-8反射至Y方向。由全反射鏡23-1至全反射鏡23-8反射的曝光光 線IL入射到導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)37-1至導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)37-8。
入射到導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)37-1至導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)37-8的曝光光線IL被形 成為適當(dāng)?shù)墓饬考肮馐螤睿⒈徽丈涞阶鳛榭臻g光調(diào)制組件的排成一 列的八個(gè)DMD組件41-1至DMD組件41-8。DMD組件41-1至DMD組 件41_8利用供給的圖像數(shù)據(jù)將曝光光線IL進(jìn)行空間調(diào)制。由DMD組件 41-1至DMD組件41-8調(diào)制的光束經(jīng)由投影光學(xué)系統(tǒng)60-1至投影光學(xué)系 統(tǒng)60-8，作為規(guī)定的倍率之后，被照射至被曝光體CB。此投影光學(xué)系統(tǒng)60為了在被曝光體CB中使八個(gè)系統(tǒng)的各光路的照
明區(qū)域均勻，在八個(gè)系統(tǒng)的各光路中微妙地調(diào)整倍率。另外，也可對(duì)應(yīng)
于被曝光體CB的大小而調(diào)整倍率。曝光繪圖裝置100具備合計(jì)八個(gè)投影 光學(xué)系統(tǒng)60，此八個(gè)投影光學(xué)系統(tǒng)60在X方向上配置成一列。配置成 一列的DMD組件41及投影光學(xué)系統(tǒng)60，制造容易且保養(yǎng)也容易。
曝光繪圖裝置100在投影光學(xué)系統(tǒng)60的Z方向下側(cè)，具備支持照明 光學(xué)系統(tǒng)30、導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)37以及投影光學(xué)系統(tǒng)60等的框體95。在框 體95上配置有一對(duì)導(dǎo)軌，在這些導(dǎo)軌上搭載著被曝光體臺(tái)90。通過未圖 示的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)此被曝光體臺(tái)90，例如，將球螺桿等通過步進(jìn)馬達(dá) 等馬達(dá)來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。由此，被曝光體臺(tái)卯沿著一對(duì)導(dǎo)軌，在其長(zhǎng)度方向 的Y方向，相對(duì)于投影光學(xué)系統(tǒng)60進(jìn)行移動(dòng)。在被曝光體臺(tái)90上設(shè)置 有作為被曝光體CB的涂布有光阻的基板，此被曝光體CB在被曝光體臺(tái) 90上由真空吸附而被固定。被曝光體臺(tái)90被構(gòu)成為，也可于X方向移 動(dòng)，另外，也可移動(dòng)至投影光學(xué)系統(tǒng)60的焦點(diǎn)位置也可在Z方向移動(dòng)。
<有孔構(gòu)件20的配置位置>
在此有孔構(gòu)件20被配置在照明光學(xué)系統(tǒng)30的平行光的位置。以下 說明有孔構(gòu)件20的開口矩形窗21被配置在與亥姆霍茲-拉格朗日的不變 定理不一致的位置。
一般來說，在投影一定的影像的照明光學(xué)系統(tǒng)，通過透鏡等光學(xué)組 件的光束由PA丄A-PB-LB的關(guān)系式?jīng)Q定(亥姆霍茲-拉格朗日的不變式， 其中PA為入射側(cè)的影像高度，LA為入射距離，PB為成像的高度，LB 為成像的距離)。
因此， 一個(gè)光學(xué)影像，夾持透鏡等的光學(xué)組件，在入射側(cè)(投影像) 和出射側(cè)(成像側(cè))，橫倍率和角倍率相互成為反比例。因此，平行光被投 影的話，通過光學(xué)組件來收束成像側(cè)的光束，或經(jīng)由發(fā)散的角度和距離 來限定影像。即，光束的角度和距離的關(guān)系，SP，開口數(shù)NA(Numerical Apertoe)成為和投影側(cè)的成像性能有關(guān)系，通過所謂的光源側(cè)的開口數(shù) NA和成像側(cè)的開口數(shù)NA的關(guān)系，被投影的影像被限制。
一般而言，如日本特開2006-337475號(hào)公報(bào)或日本特開2006-343684號(hào)公報(bào)的圖6所示，設(shè)置將光源的光束暫時(shí)成像、引導(dǎo)此被成像的光束、 成像在最終目的面的光學(xué)系統(tǒng)。
相對(duì)地，本實(shí)施例，不使光源的光束成像，將形成有把平面區(qū)分為
四個(gè)矩形的開口矩形窗21的平板狀的有孔構(gòu)件20，插入成與平行光的光.
束正交。因?yàn)閷⒁坏拦馐蛛x成四道，有孔構(gòu)件20的入射側(cè)和出射側(cè)的
光束的關(guān)系為，與亥姆霍茲-拉格朗日的不變式無關(guān)，可高效率地得到倍
率不變的影像作為所希望的四個(gè)光學(xué)系統(tǒng)。
<第一導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)從有孔構(gòu)件20至DMD組件41〉
圖3表示第一導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)37、 DMD組件41及投影光學(xué)系統(tǒng)60
的立體圖。
通過有孔構(gòu)件20-1及20-2的Z方向的光束以平面鏡或在表面反射 入射光的棱鏡等的反射光學(xué)組件22-1及反射光學(xué)組件22-2被反射至X 方向。即，以有孔構(gòu)件20-l分離成四道的曝光光線IL以反射光學(xué)組件 22-1被反射，在X方向上被分離成光路IL1、光路IL2、光路IL3以及光 路IL4。同樣地，以有孔構(gòu)件20-2分離成四道的曝光光線IL由反射光學(xué) 組件22-2被反射，在X方向上被分離成光路IL5、光路IL6、光路IL7 以及光路IL8。被分離的光路IL1至光路IL8由全反射鏡23-1至全反射 鏡23-8被反射至Y方向，而朝向DMD組件41-1至DMD組件41-8。
在全反射鏡23-l至全反射鏡23-8被反射的光束通過由透鏡等的光學(xué) 組件及光圈調(diào)整部35所構(gòu)成的第一導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)37-1至第一導(dǎo)光光學(xué)系 統(tǒng)37-8而導(dǎo)入DMD組件41。如圖3所示，被分離的光路IL1、光路IL4、 光路IL5及光路IL8到DMD組件41的距離是相等的，被分離的光路IL2、 光路IL3、光路IL6及光路IL7到DMD組件41的距離是相等的。但是 光路IL1、光路IL4、光路IL5及光路IL8與光路IL2、光路IL3、光路IL6 及光路IL7的光路長(zhǎng)度不同。在DMD組件41-1至DMD組件41-8被反 射的曝光光線IL經(jīng)由投影光學(xué)系統(tǒng)60-1至投影光學(xué)系統(tǒng)60-8,必須以均 勻的形狀照射至被曝光體CB。即，如果從DMD組件41到被曝光體CB 的光路長(zhǎng)度不是固定，則形成的最終的圖案的分辨率、其它質(zhì)量隨著照 射曝光光線IL的光路而變化。因此，將從全反射鏡23-1至全反射鏡23-8到DMD組件41-1至DMD組件41-8的光路ILl至光路IL8，矯正成均 勻的焦點(diǎn)距離的光線而投入DMD組件41。當(dāng)然，與圖3不同、在從全 反射鏡23到DMD組件41的全部光路長(zhǎng)度不同的情況下，必須逐一調(diào)整。
圖4表示第一導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)37的一個(gè)系統(tǒng)的Y-Z剖面的圖示。
在有孔構(gòu)件20、反射光學(xué)組件22及全反射面鏡23被反射的光束IL 經(jīng)由透鏡等光學(xué)組件及由光圈調(diào)整部35所構(gòu)成的第一導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)37 而導(dǎo)入DMD組件41。
如圖4所示，光圈調(diào)整部35在與光軸正交的位置上設(shè)置光圈窗，設(shè) 定此光圈窗的面積使四個(gè)被分離的各光束IL照射至被曝光體CB的光量 均勻。此光圈部的面積的設(shè)定由馬達(dá)等驅(qū)動(dòng)來設(shè)定。也可為，測(cè)量透過 光量、固定至使透過光量成為規(guī)定的光量的開口的光圈。
在光圈調(diào)整部35，高壓水銀燈10的大約1/4的光量即熱量投入光圈 窗。此光圈窗調(diào)整光圈窗的面積使光束IL的光量均勻化時(shí)，由于光圈窗 的內(nèi)徑的邊緣會(huì)遮蔽光束IL，在光圈調(diào)整部35會(huì)產(chǎn)生熱。因此在光圈調(diào) 整部35設(shè)置翼狀的散熱部35F，以冷卻噴嘴吹制冷劑而限制光圈調(diào)整部 35的溫度上升。安裝于此光圈調(diào)整部35的散熱部35F能夠以多個(gè)翼狀的 平板所構(gòu)成。
通過第一導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)37的光束IL以鏡子39被反射至Z方向，而 導(dǎo)入反射棱鏡43。在反射棱鏡43通過改變反射角，將入射光束IL導(dǎo)入 DMD組件41 ，同時(shí)將通過DMD組件41的微型反射鏡M來反射的光束 IL反射至投影光學(xué)系統(tǒng)60的方向。
另夕卜，圖5表示從Y方向觀看的反射光學(xué)組件22-l及22-2、以及全 反射鏡23-l至全反射鏡23-8的圖示。
如圖5所示，在反射光學(xué)組件22-1及反射光學(xué)組件22-2的中央部設(shè) 有孔部或無遮蔽物的穿過部22A。另外，第一光量傳感器SS11及第二光 量傳感器SS12配置于穿過部22A下方。第一光量傳感器SS11及第二光 量傳感器SS12測(cè)量第一高壓水銀燈10-1及第二高壓水銀燈10-2的光量。
<有孔構(gòu)件>
圖6表示各種有孔構(gòu)件20的圖示。有孔構(gòu)件20-1及有孔構(gòu)件20-2由金屬或陶瓷等低蓄熱性且熱膨脹系數(shù)小的材料形成。由于曝光光線IL
的一部份被照射至有孔構(gòu)件20-1及有孔構(gòu)件20-2，熱容易累積。另外， 也可以在有孔構(gòu)件上設(shè)置散熱構(gòu)件，使有孔構(gòu)件20-l及有孔構(gòu)件20-2的 大小不會(huì)因熱膨脹而變形。
有孔構(gòu)件20具有對(duì)應(yīng)于DMD組件41的數(shù)量的矩形窗21。例如， DMD組件的光反射面為長(zhǎng)14mm寬12mm的矩形大小。因此，被照射至 DMD組件的光反射面的曝光光線IL必須是配合光反射面的矩形，必須 配合DMD組件的數(shù)量。
本實(shí)施例的曝光繪圖裝置100由一系統(tǒng)的照明光學(xué)系統(tǒng)30和四個(gè)系 統(tǒng)的DMD組件41以及投影光學(xué)系統(tǒng)60的組合所構(gòu)成。因此，有孔構(gòu)件 20如圖6所示，具有在以一點(diǎn)虛線表示的曝光光線IL的光束IL中將光 束IL分離為四個(gè)系統(tǒng)的矩形窗21 。
在圖6(a)所示的有孔構(gòu)件20-A以通過曝光光線IL的中心CI的X軸 為基準(zhǔn)，在45度方向、135度方向、225度方向、以及315度方向具有 矩形窗21。即，以矩形窗21的一邊為基準(zhǔn)，在45度方向、135度方向、 225度方向、以及315度方向配置四個(gè)矩形窗21。另外，在該有孔構(gòu)件 20-a的中心設(shè)置一個(gè)y3至V5mm的光量檢測(cè)用的檢測(cè)窗。檢測(cè)窗29為 圓形形狀也可、矩形形狀也可，因?yàn)槠毓夤饩€IL已成為均勻光束，只要 在光束IL內(nèi)，配置在光束IL內(nèi)的那里都可以。
圖6(b)表示以通過曝光光線IL的中心CI的X軸為基準(zhǔn)，在0度方 向、90度方向、180度方向、以及270度方向具有矩形窗21，在135度 方向設(shè)置一個(gè)檢測(cè)窗29的有孔構(gòu)件20-B。
圖6(c)表示在Y軸方向具有四個(gè)矩形窗21，在從Y軸分離的位置設(shè) 置一個(gè)檢測(cè)窗29的有孔構(gòu)件20-C。
有孔構(gòu)件20在以上的圖6(a)至圖6(c)的矩形窗21的配置以外的矩形 窗21的配置也可。然而，必須考慮DMD組件41的數(shù)目以及光反射面的 大小、和曝光光線IL的光束IL的關(guān)系。曝光光線IL的光束IL的直徑給 予影響至照明光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)組件的直徑。即，使光束IL的直徑盡量小 的小照明光學(xué)系統(tǒng)就足夠了，這樣可降低成本。比較圖6(a)的曝光光線IL的光束IL的直徑vLl、圖6(b)的曝光光線IL的光束IL的直徑VL2、 以及圖6(c)的曝光光線IL的光束IL的直徑vL3的話，vL2最小。因此， 在DMD組件的數(shù)目為四個(gè)且光反射面為14mmx 12mm時(shí)，選擇圖6(b) 的有孔構(gòu)件20-B是較佳的。然而，必須根據(jù)平面鏡或在表面反射入射光 的棱鏡等反射光學(xué)組件22的形狀、其下游的全反射鏡23的配置進(jìn)行綜 合判斷后考慮有孔構(gòu)件20的矩形窗21的配置。在本實(shí)施例，考慮反射 光學(xué)組件22的形狀，采用有孔構(gòu)件20-A。
另外，本實(shí)施例將有孔構(gòu)件20和DMD組件41的光束等倍化。因 此，矩形窗21的大小和DMD組件41的光反射面的大小相同。在第一導(dǎo) 光光學(xué)系統(tǒng)37具有擴(kuò)大或縮小光學(xué)系統(tǒng)的情況下，矩形窗21的大小只 要配合DMD組件41的光反射面的大小而擴(kuò)大或縮小即可。 <第二導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)從有孔構(gòu)件120至DMD組件41> 圖7表示作為第二導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)的復(fù)數(shù)分離型光纖137、 DMD組件 41及投影光學(xué)系統(tǒng)60的立體圖。圖8表示第二導(dǎo)光光學(xué)系統(tǒng)137的Y-Z 剖面的圖示。與在圖3或圖4中所示的構(gòu)件相同的構(gòu)件，附以相同的符 號(hào)。
通過第二有孔構(gòu)件120-1及第二有孔構(gòu)件120-2的Z方向的光束從 多個(gè)分離型光纖137的入射端面137A入射至光纖束137。在本實(shí)施例中， 復(fù)數(shù)分離型光纖137將光束IL分離成四道。光纖束137將多條細(xì)光纖捆 束，通過捆束的方式，可將入射端面137A進(jìn)行成扇形狀、也可進(jìn)行成圓 形。另外，可將光纖束137的出射端作成矩形。被入射的光束在光纖束 137內(nèi)被反射，成為具有均勻的照度分布的多個(gè)光束而出射，到達(dá)反射棱 鏡43。在反射棱鏡43，通過變化反射角，將入射的光束IL引導(dǎo)至DMD 組件41的同時(shí)，將在DMD組件41的微型反射鏡M反射的光束反射至 投影光學(xué)系統(tǒng)60的方向。
另外，為了增加在DMD組件41的光反射面的照度均勻性，使光纖 束137-1至光纖束137-8的各出射端面形狀和DMD組件41的光反射面 形狀一致是較佳的。為了使光纖束137-1至光纖束137-8的各出射端面形 狀正確地與DMD組件41的光反射面形狀為相似形狀，在光纖束137-1
13至光纖束137-8的出射端，設(shè)置有框體139-1至框體139-8。為了調(diào)整整 體的光束IL的光量，將使用于照相機(jī)等的可變光圈機(jī)構(gòu)設(shè)置在各光纖束 137入射端的附近。 <第二有孔構(gòu)件>
圖9表示第二有孔構(gòu)件120的圖示。第二有孔構(gòu)件120由金屬或陶 瓷等低蓄熱性且熱膨脹系數(shù)小的材料形成。如上所述，由于光纖束137 為將多條細(xì)光纖捆束的，所以可將第二有孔構(gòu)件120的開口窗的形狀為 各種形狀。在圖9a中，第二有孔構(gòu)件120-A具有四個(gè)扇形狀的窗121-A, 配合著扇形狀的光纖束的入射端側(cè)。配合四個(gè)扇形狀的窗121，其與經(jīng)由 復(fù)眼透鏡32在集光透鏡33-1中匯聚的光束的圓形照明一致。
光纖由于在其內(nèi)部的多重反射，產(chǎn)生光量衰減，但在第二有孔構(gòu)件 120-A中，由于圓形的照明光束IL分離成四道，且和DMD組件41的光 反射面的矩形形狀相似，所以浪費(fèi)的光量少。
另外，在圖9b中，第二有孔構(gòu)件120-B具有四個(gè)圓形狀的窗121-B， 配合圓形的光纖束的入射端側(cè)。由于光纖束容易捆束為圓形，可容易制 造。
<DMD組件>
圖10a表示一個(gè)DMD組件41的立體圖，圖10b是表示微型反射鏡 M的動(dòng)作的圖示。
本實(shí)施例的曝光繪圖裝置100具有八個(gè)DMD組件41 ，其一個(gè)DMD 組件41的光反射面是由例如配置成1024x1280的陣列狀的1310720個(gè)的 微型反射鏡M所構(gòu)成。DMD組件41是沿X方向配置1024個(gè)微型反射 鏡M、沿Y方向配置1280個(gè)微型反射鏡M，例如，在X方向具有約12mm 的光反射面，在Y方向具有約14mm的光反射面。每個(gè)微型反射鏡M的 尺寸例如為11.5pm角。
此DMD組件41例如為通過靜電作用使在晶圓42上以鋁濺射制作 的具有高反射率的矩形微型反射鏡M動(dòng)作的組件(device)。如圖10b所示， 單個(gè)的微型反射鏡M以對(duì)角線為中心而可旋轉(zhuǎn)傾斜，并可定位于穩(wěn)定的 兩個(gè)姿勢(shì)。當(dāng)任意的微型反射鏡M(m， n)(l^m^1024， 1^n^l280)被定位于被曝光體CB方向時(shí)，入射到此的曝光光線IL被反射而朝向投影
光學(xué)系統(tǒng)60。當(dāng)微型反射鏡M(m， n)定位于投影光學(xué)系統(tǒng)60的外側(cè)方向 時(shí)，匯聚的光反射到光吸收板(未圖示)而從投影光學(xué)系統(tǒng)60離開。
<曝光繪圖的動(dòng)作>
圖11為曝光繪圖的流程圖。
在步驟Rll中，第一高壓水銀燈10-1及第二高壓水銀燈10-2的光 量以第一光量傳感器SS11及第二光量傳感器SS12來進(jìn)行確認(rèn)。未圖示 的電源控制部控制第一高壓水銀燈10-1及第二高壓水銀燈10-2的光量大 約均等。第一高壓水銀燈10-1及第二高壓水銀燈10-2的光量大約均等后， 遮光片13遮蔽曝光光線IL。
在步驟R12中，輸入被曝光體CB在X方向Y方向的尺寸及被涂布 的光阻的感光度條件等。
在步驟R13中，根據(jù)被涂布于被曝光體CB的光阻、及高壓水銀燈 10的光量等而計(jì)算被曝光體臺(tái)90的Y方向的移動(dòng)速度。
在步驟R14中，被曝光體CB被真空吸附于被曝光體臺(tái)90。
在步驟R15中，遮光片13開放，開始被曝光體CB的曝光繪圖。
在步驟R16中，被曝光體臺(tái)90于Y方向移動(dòng)。
在步驟R17中，當(dāng)曝光區(qū)域SP1至曝光區(qū)域SP8到達(dá)被曝光體CB 的端部時(shí)，遮光片13遮蔽曝光光線IL。在此狀態(tài)下，被曝光體CB的一 半成為曝光完畢區(qū)域EX。
在步驟R18中，被曝光體臺(tái)90于X方向移動(dòng)。
在步驟R19中，遮光片13開放，進(jìn)行被曝光體CB的曝光繪圖。
在步驟R20中，被曝光體臺(tái)90于-Y方向移動(dòng)。
在步驟R21中，當(dāng)曝光區(qū)域SP1至曝光區(qū)域SP8再次到達(dá)被曝光體 CB的端部時(shí)，遮光片13遮蔽曝光光線IL。在此狀態(tài)下，被曝光體CB 的整個(gè)面成為曝光完畢的區(qū)域EX。
在步驟R22中，被曝光體CB從真空吸附中釋放，被曝光體CB從 被曝光體臺(tái)90取出。
權(quán)利要求
1.一種曝光繪圖裝置，包括光源，其照射紫外線；照明光學(xué)系統(tǒng)，其將來自上述光源的光束形成為平行光；有孔構(gòu)件，其被配置于來自上述照明光學(xué)系統(tǒng)的平行光上，具有分離成第一光束和第二光束的第一窗及第二窗；第一導(dǎo)光裝置及第二導(dǎo)光裝置，其引導(dǎo)在上述有孔構(gòu)件上被分離的平行光的第一光束及第二光束；第一及第二空間光調(diào)制裝置，其將在上述第一導(dǎo)光裝置及第二導(dǎo)光裝置中引導(dǎo)的第一光束及第二光束進(jìn)行空間調(diào)制；以及第一及第二投影光學(xué)系統(tǒng)，將在該第一及第二空間光調(diào)制裝置中進(jìn)行空間調(diào)制的第一光束和第二光束引導(dǎo)至被曝光體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光繪圖裝置，其中上述第一及第二空間 光調(diào)制裝置具有由多個(gè)反射組件構(gòu)成的矩形形狀的反射面，上述第一窗和第二窗為與上述反射面相似形狀的矩形形狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的曝光繪圖裝置，其中上述第一導(dǎo)光裝置及 第二導(dǎo)光裝置包含一個(gè)以上兩個(gè)以內(nèi)的全反射光學(xué)組件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的曝光繪圖裝置，其中上述第一導(dǎo)光裝 置及第二導(dǎo)光裝置具有可變化開口面積來調(diào)整透過的光量的光圈調(diào)整 部，該光圈調(diào)整部具有散熱構(gòu)件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝光繪圖裝置，其中上述第一及第二空間 光調(diào)制裝置具有由多個(gè)反射組件構(gòu)成的矩形形狀的反射面，上述第一窗和第二窗為扇形狀。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的曝光繪圖裝置，其中上述第一導(dǎo)光裝置及 第二導(dǎo)光裝置包含上述有孔構(gòu)件側(cè)為扇形狀、上述第一及第二空間光調(diào) 制裝置側(cè)為矩形形狀的光纖束。
全文摘要
本發(fā)明提供一種曝光繪圖裝置，在確保高運(yùn)轉(zhuǎn)率的同時(shí)，以簡(jiǎn)易的照明光學(xué)系統(tǒng)來分離成多個(gè)光束。曝光繪圖裝置(100)包括光源(10)，照射紫外線；照明光學(xué)系統(tǒng)(30)，將來自光源的光束形成為平行光；有孔構(gòu)件(20、120)，被配置于來自照明光學(xué)系統(tǒng)的平行光上，具有分離成第一光束和第二光束的第一窗及第二窗；第一導(dǎo)光裝置及第二導(dǎo)光裝置(37-1～37-8、137-1～137-8)，引導(dǎo)在有孔構(gòu)件上被分離的平行光的第一光束及第二光束；第一及第二空間光調(diào)制裝置(41)，將在第一導(dǎo)光裝置及第二導(dǎo)光裝置中引導(dǎo)的第一光束及第二光束進(jìn)行空間調(diào)制；以及第一及第二投影光學(xué)系統(tǒng)(60)，將在這些第一及第二空間光調(diào)制裝置中進(jìn)行空間調(diào)制的第一光束和第二光束引導(dǎo)至被曝光體。
文檔編號(hào)G02B27/00GK101295141SQ20081009533
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月26日
發(fā)明者德 李, 石川淳 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Orc制作所