JP2007003934A - Multihead exposure device and exposure method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、露光装置および露光方法に関するものである。より詳しくは、例えば、液晶ディスプレイの基板や一般の回路基板に光ビームを照射し、所定のパターン形状をパターニングするため、複数の露光ヘッドを備えたマルチヘッド露光装置および露光方法に関するものである。 The present invention relates to an exposure apparatus and an exposure method. More specifically, for example, the present invention relates to a multi-head exposure apparatus and an exposure method having a plurality of exposure heads for irradiating a light beam onto a substrate of a liquid crystal display or a general circuit board to pattern a predetermined pattern shape.
従来、例えば液晶ディスプレイや半導体集積回路の製造においては、基板上に樹脂や金属配線等を所定のパターン形状にパターニングしたものを順次積層してモジュールや回路基板を作成する。パターニングに際しては、レジスト膜の塗布工程、フォトマスクを用いた露光工程、およびレジストパターンの現像工程を含むフォトリソグラフィ技術が用いられる。 Conventionally, for example, in the manufacture of a liquid crystal display or a semiconductor integrated circuit, a module or a circuit board is formed by sequentially laminating a resin, metal wiring or the like patterned in a predetermined pattern shape on a substrate. In patterning, a photolithography technique including a resist film coating process, an exposure process using a photomask, and a resist pattern developing process is used.
上記露光工程における露光パターン形成に使用される露光装置としては、所定のマスクパターンを基板上に投影する投影露光法を採用した、ステッパーと呼ばれる露光装置が広く用いられている。通常、これら液晶ディスプレイや半導体集積回路の露光パターン形成では、下層の露光パターンに上層の露光パターンを位置決めして重ねていくという、重ね露光が行なわれる。 As an exposure apparatus used for forming an exposure pattern in the exposure process, an exposure apparatus called a stepper that employs a projection exposure method in which a predetermined mask pattern is projected onto a substrate is widely used. Normally, in exposure pattern formation of these liquid crystal displays and semiconductor integrated circuits, overlay exposure is performed in which an upper exposure pattern is positioned and superimposed on a lower exposure pattern.
また、これらの露光装置では、1つの露光ヘッドを用いて、ステップ&リピートで広い基板領域をカバーするように露光が行われており、膨大な数のリピート露光を繰り返す必要がある。露光領域を拡大するため、数個から十数個の露光ヘッドを水平面内に並べ、高速化を実現した露光装置も提案されている。 Further, in these exposure apparatuses, exposure is performed using a single exposure head so as to cover a large substrate area by step and repeat, and it is necessary to repeat a huge number of repeat exposures. In order to expand the exposure area, an exposure apparatus has also been proposed in which several to tens of exposure heads are arranged in a horizontal plane to achieve high speed.
一方、このような投影露光装置では、通常は1機種につき、高価なフォトマスクを複数枚必要とする。したがって、大量生産する場合には、フォトマスク代を1つ1つの製品の売価に振り分けることによって、製品1つあたりが負担するフォトマスク代を低く抑えることができる。しかし、近年ではユーザの価値観の多様化に伴い、製品仕様が多様化している。このため、少量多品種生産の場合には、フォトマスク代を振り分ける製品の数が、大量生産をする場合に比べて少ないので、製品1つあたりが負担するフォトマスク代が大きな金額になる。また、露光パターンの修正には、フォトマスクを作り直す必要があるため、金銭的にも時間的にも膨大なコストがかかる。さらに、フォトマスクの設計には一定の期間を必要とするため、市場のニーズに迅速に対応することが困難である。 On the other hand, such a projection exposure apparatus usually requires a plurality of expensive photomasks for each model. Therefore, in mass production, the photomask cost borne by each product can be kept low by allocating the photomask cost to the selling price of each product. However, in recent years, product specifications have been diversified with the diversification of user values. For this reason, in the case of small-quantity, multi-product production, the number of products to which photomask costs are allocated is smaller than that in the case of mass production, so the photomask cost to be paid per product is large. In addition, since it is necessary to recreate the photomask to correct the exposure pattern, a huge amount of money is required both in terms of money and time. Furthermore, since a certain period of time is required for designing a photomask, it is difficult to quickly respond to market needs.
そこで、露光時にフォトマスクを用いることによって生じる、金銭的、時間的なコストを減少させる手段として、近年では、DMD(Digital Micro-mirror Device)と呼ばれるミラーデバイスに代表される、2次元の空間光変調素子(SLM)を用いた露光装置が提案されている。この露光装置では、配線パターン等のCADデータに基づいて、フォトマスクを介することなく、所望の露光パターンを基板に照射できる。そのため、基板への露光パターンの直接描画が可能となっている。 Therefore, in recent years, two-dimensional spatial light typified by a mirror device called DMD (Digital Micro-mirror Device) is used as a means for reducing the financial and time costs caused by using a photomask during exposure. An exposure apparatus using a modulation element (SLM) has been proposed. In this exposure apparatus, a desired exposure pattern can be irradiated onto a substrate without using a photomask based on CAD data such as a wiring pattern. Therefore, it is possible to directly draw an exposure pattern on the substrate.
ここで、高価なフォトマスクを用いず、しかも露光領域を拡大したいという考えに基づいて、例えば特許文献1では、DMDを備えた露光ヘッドを複数個、水平面内に配列した走査型露光装置が開示されている。この特許文献1の装置では、DMDのような空間光変調素子を用いて露光パターンを決定しているため、フォトマスクが不要である。また、複数の露光ヘッドを水平面内に配置しているため、一度の走査によって広い面積の露光が可能であり、高速化を実現している。さらに、それぞれの露光ヘッドによる露光領域が、連続走査する方向と垂直な方向に隙間がなく並ぶように配置しており、走査の回数を削減している。
ところで、露光の解像度が低い場合には、特許文献1に記載された露光装置のように複数の露光ヘッドを水平面内に隙間なく配置することも可能である。
By the way, when the exposure resolution is low, a plurality of exposure heads can be arranged in the horizontal plane without gaps as in the exposure apparatus described in
しかしながら、上記従来の特許文献1に記載された露光装置では、解像度を上げた場合には縮小倍率を上げることになり、ひとつの露光ヘッドによって露光できる露光領域が狭くなる。すると、露光領域が狭くなった分だけ走査回数を増やさなければならず、高速露光の妨げとなるという問題点を有している。
However, in the conventional exposure apparatus described in
あるいは、露光領域が狭くなった分だけ露光ヘッドの数を増やすことによって、走査回数の増加を防ぐことも可能であるが、1つの露光ヘッドには一定の大きさが必要であるので、水平面内に並べることのできる露光ヘッドの数には制限がある。つまり、狭くなった分だけの露光ヘッドの数の増加ができない場合が存在するという問題点を有している。 Alternatively, it is possible to prevent the number of scans from increasing by increasing the number of exposure heads by the amount that the exposure area has become narrower. There is a limit to the number of exposure heads that can be arranged. That is, there is a problem in that there are cases where the number of exposure heads cannot be increased by the narrowed amount.
さらには、基板の幅からはみ出して露光ヘッドを配列することも可能であるが、はみ出した露光ヘッドを用いて1枚の基板を露光する場合、すべての露光ヘッドが基板上を走査するため、走査範囲が大きくなり、やはり高速露光の妨げとなるという問題点を有している。 Furthermore, although it is possible to arrange the exposure heads so as to protrude from the width of the substrate, when exposing one substrate using the exposed exposure head, all the exposure heads scan over the substrate. There is a problem that the range becomes large and also hinders high-speed exposure.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、無駄な走査を極力減らして高速な露光を実現し得るマルチヘッド露光装置および露光方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a multi-head exposure apparatus and an exposure method capable of realizing high-speed exposure by reducing unnecessary scanning as much as possible.
本発明の露光装置では、上記課題を解決するために、2次元的に並び配された複数の光変調素子からなる2次元空間光変調素子を有し、該2次元空間光変調素子の各光変調素子にパターンデータを入力することによって、所定領域に対する所望のパターンを一括的に露光できる複数の露光ヘッド、及び上記露光ヘッドと露光される被露光体とを相対的に走査させるための走査手段を備え、連続走査しながら露光を行うマルチヘッド露光装置において、上記複数の露光ヘッドは、上記被露光体の露光面に垂直な方向に積層されていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the exposure apparatus of the present invention has a two-dimensional spatial light modulation element composed of a plurality of light modulation elements arranged two-dimensionally, and each light of the two-dimensional spatial light modulation element. A plurality of exposure heads capable of collectively exposing a desired pattern for a predetermined region by inputting pattern data to the modulation element, and scanning means for relatively scanning the exposure head and the object to be exposed In the multi-head exposure apparatus that performs exposure while continuously scanning, the plurality of exposure heads are stacked in a direction perpendicular to the exposure surface of the object to be exposed.
1つの露光ヘッドでは、2次元空間光変調素子によって被露光体における所定領域に露光できる。したがって、露光ヘッドを平面的のみに並べて配置する場合、露光ヘッドの平面の大きさが上記所定領域よりも大きい場合には、全露光領域は、最大、所定領域露光ヘッドが平面上に並べられる数×所定領域であり、それ以上、全露光領域を増やすことはできない。被露光体よりもはみだして露光ヘッドを配置した場合には、走査範囲の無駄が多くなる。 With one exposure head, it is possible to expose a predetermined area on the object to be exposed by the two-dimensional spatial light modulator. Therefore, when the exposure heads are arranged side by side only in a plane, when the size of the exposure head plane is larger than the predetermined area, the total exposure area is the maximum number of the predetermined area exposure heads arranged on the plane. X It is a predetermined area, and the total exposure area cannot be increased beyond that. When the exposure head is disposed beyond the object to be exposed, the scanning range is wasted.
しかし、本発明では、上記複数の露光ヘッドを被露光体の露光面に垂直な方向に積層しているので、露光ヘッドの数を高さ方向に大幅に増やすことが可能になる。そして、増加した露光ヘッドの分だけ、一度の走査で広い面積の露光が可能になることから、高速の露光が実現できる。 However, in the present invention, since the plurality of exposure heads are stacked in the direction perpendicular to the exposure surface of the object to be exposed, the number of exposure heads can be greatly increased in the height direction. Since a large area can be exposed by a single scan by the increased number of exposure heads, high-speed exposure can be realized.
したがって、無駄な走査を極力減らして高速な露光を実現し得る露光装置を提供することができる。 Therefore, it is possible to provide an exposure apparatus that can realize high-speed exposure by reducing unnecessary scanning as much as possible.
また、本発明の露光装置では、前記各露光ヘッドには、露光ビームの光路を折り曲げるためのミラーと被露光体に対して露光ビームを集光するための対物レンズとを少なくとも有する照射部が露光ヘッド本体から突出して設けられていると共に、上記各露光ヘッドの照射部は、各露光ビームの光路が互いに干渉しないように配置されていることが好ましい。 In the exposure apparatus of the present invention, each exposure head includes an irradiation unit having at least a mirror for bending the optical path of the exposure beam and an objective lens for condensing the exposure beam on the object to be exposed. It is preferable that the projection unit is provided so as to protrude from the head body, and the irradiation unit of each exposure head is disposed so that the optical paths of the exposure beams do not interfere with each other.
これにより、上層に積層された前記各露光ヘッドの光路が、下層の前記各露光ヘッドによって邪魔されることなく、すべての露光ビームを被露光体に照射することが可能となる。よって、より効率的に露光を行うことができる。 Thus, it becomes possible to irradiate the object to be exposed with the entire exposure beam without the optical paths of the exposure heads stacked in the upper layer being obstructed by the exposure heads in the lower layer. Therefore, exposure can be performed more efficiently.
また、本発明の露光装置では、前記各照射部の平面形状における連続走査方向に直交する方向の幅は、その照射部に対応する露光ヘッド本体の平面形状における連続走査方向に直交する方向の幅よりも小さいことが好ましい。 In the exposure apparatus of the present invention, the width in the direction orthogonal to the continuous scanning direction in the planar shape of each irradiation unit is the width in the direction orthogonal to the continuous scanning direction in the planar shape of the exposure head body corresponding to the irradiation unit. Is preferably smaller.
これにより、上記複数の露光ヘッドを被露光体上に配置する場合に、前記各照射部が重ならないように配置しさえすれば、上記各露光ビームの光路が互いに干渉しない。このため、上記複数の露光ヘッドを上記各露光ビームの光路が互いに干渉しないように、被露光体上により多く配置することができる。よって、効率的に高速の露光を行うことができる。 Accordingly, when the plurality of exposure heads are arranged on the object to be exposed, the optical paths of the exposure beams do not interfere with each other as long as the irradiation units are arranged so as not to overlap each other. Therefore, a larger number of the plurality of exposure heads can be arranged on the object to be exposed so that the optical paths of the exposure beams do not interfere with each other. Therefore, high-speed exposure can be performed efficiently.
また、本発明の露光装置では、前記複数の露光ヘッドが露光面内において連続走査方向に直交する方向にも配列されていることが好ましい。 In the exposure apparatus of the present invention, it is preferable that the plurality of exposure heads are also arranged in a direction orthogonal to the continuous scanning direction in the exposure surface.
これにより、高さ方向及び連続走査方向に直交する方向の両方に露光ヘッドの数を増やすことができるため、一度の露光に用いる露光ヘッドの数が増加した分だけ、さらに高速の露光が可能となる。 As a result, the number of exposure heads can be increased both in the height direction and in the direction orthogonal to the continuous scanning direction, so that higher-speed exposure is possible by the increase in the number of exposure heads used for one exposure. Become.
前記複数の露光ヘッドが、前記連続走査方向にも配列されていることが好ましい。 It is preferable that the plurality of exposure heads are also arranged in the continuous scanning direction.
これにより、高さ方向及び連続走査方向の両方に露光ヘッドの数を増やすことができるため、一度の露光に用いる露光ヘッドの数が増加した分だけ、さらに高速の露光が可能となる。 As a result, the number of exposure heads can be increased both in the height direction and in the continuous scanning direction, so that higher-speed exposure can be achieved by the increase in the number of exposure heads used for one exposure.
また、本発明の露光装置では、前記複数の露光ヘッドは、該複数の露光ヘッドにおける被露光体への各露光領域が被露光体における前記連続走査方向に直交する幅全域を覆うように配列されていることが好ましい。 In the exposure apparatus of the present invention, the plurality of exposure heads are arranged so that each exposure area of the plurality of exposure heads to the object to be exposed covers the entire width of the object to be exposed perpendicular to the continuous scanning direction. It is preferable.
これにより、被露光体への各露光領域が被露光体における前記連続走査方向に直交する幅全域を覆うので、幅方向へのステップ移動は必要なくなる。そして、被露光体を相対的に走査することにより、上記被露光体全域の露光が可能となるため、より高速の露光が実現できる。 As a result, each exposure region on the object to be exposed covers the entire width of the object to be exposed that is perpendicular to the continuous scanning direction, so that step movement in the width direction is not necessary. Then, by relatively scanning the object to be exposed, the entire area of the object to be exposed can be exposed, so that higher-speed exposure can be realized.
また、本発明の露光装置では、前記複数の露光ヘッドは、前記複数の露光ヘッドにおける被露光体への各露光領域が、被露光体における前記連続走査方向に直交する幅全域を互いに一部で重複して覆うように、露光ヘッドが配列されていることが好ましい。 In the exposure apparatus of the present invention, the plurality of exposure heads may be configured such that each exposure region on the object to be exposed in the plurality of exposure heads partially covers the entire width of the object to be exposed perpendicular to the continuous scanning direction. It is preferable that the exposure heads are arranged so as to overlap.
これにより、上記複数の露光ヘッド間での位置ずれによって上記各露光領域同士が位置ずれをした場合でも、上記各露光領域がもともと重複しているため、上記各露光領域同士は重複範囲内のずれであれば重複し続ける。よって、上記各露光領域間に隙間を生じさせずに済む。 As a result, even when the exposure areas are misaligned due to misalignment between the plurality of exposure heads, the exposure areas are originally overlapped. If so, continue to overlap. Therefore, it is not necessary to create a gap between the exposure areas.
また、本発明の露光装置では、2次元的に並び配された複数の光変調素子からなる2次元空間光変調素子の各光変調素子からの出射光強度を変化させることにより所定領域に対する露光量を変化させて、露光強度の微調整を行う露光強度調整手段が設けられていることが好ましい。 In the exposure apparatus of the present invention, the exposure amount with respect to a predetermined region is changed by changing the intensity of light emitted from each light modulation element of a two-dimensional spatial light modulation element composed of a plurality of light modulation elements arranged two-dimensionally. It is preferable that exposure intensity adjusting means for finely adjusting the exposure intensity by changing the above is provided.
これにより、前記複数の露光ヘッドのうちの1つの露光ヘッドによる露光領域内での露光強度のばらつきや、前記複数の露光ヘッドによる各露光領域間での露光強度のばらつきがある場合でも、各光変調素子からの出射光強度を変化させることによって、光変調素子のひとつひとつによる所定領域内に対する露光強度を調整することができる。つまり、被露光体全域にわたって均一な強度で露光が行われるように露光強度を調整することができる。 As a result, even if there is a variation in exposure intensity within an exposure area by one of the plurality of exposure heads or a variation in exposure intensity between exposure areas by the plurality of exposure heads, By changing the intensity of light emitted from the modulation element, it is possible to adjust the exposure intensity with respect to the predetermined area by each of the light modulation elements. That is, the exposure intensity can be adjusted so that the exposure is performed with a uniform intensity over the entire exposed object.
また、本発明の露光方法では、上記課題を解決するために、2次元的に並び配された複数の光変調素子からなる2次元空間光変調素子を有し、該2次元空間光変調素子の各光変調素子にパターンデータを入力することによって、所定領域に対する所望のパターンを一括的に露光できる複数の露光ヘッドが配列され、上記露光ヘッドと露光される被露光体とを相対的に連続走査しながら露光を行う露光方法において、上記複数の露光ヘッドにおける被露光体への各露光領域が被露光体における上記連続走査方向に直交する幅全域を覆うように上記各露光ヘッドを少なくとも上記被露光体の露光面に垂直な方向に配列して、上記被露光体に対して上記連続走査方向に露光を行うことを特徴としている。 Moreover, in order to solve the above-described problems, the exposure method of the present invention has a two-dimensional spatial light modulation element composed of a plurality of light modulation elements arranged two-dimensionally, and the two-dimensional spatial light modulation element By inputting pattern data to each light modulation element, a plurality of exposure heads that can collectively expose a desired pattern for a predetermined area are arranged, and the exposure head and the object to be exposed are relatively continuously scanned. In the exposure method in which exposure is performed, at least each of the exposure heads is exposed so that each exposure area of the plurality of exposure heads to the object to be exposed covers the entire width of the object to be exposed perpendicular to the continuous scanning direction. It arranges in the direction perpendicular | vertical to the exposure surface of a body, and it exposes to the said continuous scanning direction with respect to the said to-be-exposed body.
上記の発明によれば、被露光体への各露光領域が被露光体における前記連続走査方向に直交する幅全域を覆うので、幅方向へのステップ移動は必要なくなる。そして、被露光体を前記連続走査方向に向けて相対的に走査することにより、上記被露光体全域の露光が可能となるため、より高速の露光が実現できる。 According to the above invention, each exposure area on the object to be exposed covers the entire width of the object to be exposed that is orthogonal to the continuous scanning direction, so that step movement in the width direction is not necessary. Then, by relatively scanning the object to be exposed in the continuous scanning direction, it is possible to expose the entire area of the object to be exposed, so that higher-speed exposure can be realized.
なお、上記露光方法において、前記複数の露光ヘッドを前記連続走査方向にも配列し、上記連続走査方向に配列された上記複数の露光ヘッドを用いて、複数の被露光体を同時に露光することも可能である。 In the exposure method, the plurality of exposure heads may also be arranged in the continuous scanning direction, and a plurality of objects to be exposed may be exposed simultaneously using the plurality of exposure heads arranged in the continuous scanning direction. Is possible.
また、本発明の露光方法では、2次元的に並び配された複数の光変調素子からなる2次元空間光変調素子を有し、該2次元空間光変調素子の各光変調素子にパターンデータを入力することによって、所定領域に対する所望のパターンを一括的に露光できる複数の露光ヘッドが配列され、上記露光ヘッドと露光される被露光体とを相対的に連続走査しながら露光を行う露光方法において、上記複数の露光ヘッドを少なくとも上記連続走査方向に配列し、前記連続走査方向に配列された前記複数の露光ヘッドを用いて、複数の被露光体を同時に露光することを特徴とすることが好ましい。 Further, the exposure method of the present invention has a two-dimensional spatial light modulation element composed of a plurality of light modulation elements arranged two-dimensionally, and pattern data is stored in each light modulation element of the two-dimensional spatial light modulation element. In an exposure method in which a plurality of exposure heads capable of collectively exposing a desired pattern with respect to a predetermined area by inputting are arranged, and exposure is performed while relatively continuously scanning the exposure head and the object to be exposed. Preferably, the plurality of exposure heads are arranged at least in the continuous scanning direction, and the plurality of exposure objects are simultaneously exposed using the plurality of exposure heads arranged in the continuous scanning direction. .
これにより、上記複数の露光ヘッドが上記連続走査方向において上記被露光体のサイズよりもはみ出して配列されていたとしても、上記複数の露光ヘッドのうち、はみ出した露光ヘッドが別の被露光体の露光に寄与できる。このため、無駄な走査がなくなり、ほぼすべての露光ヘッドが常に、複数枚ある被露光体のどこかの露光を行うことが可能になり、非常に効率的な露光を行うことができる。 As a result, even if the plurality of exposure heads are arranged so as to protrude beyond the size of the object to be exposed in the continuous scanning direction, the protruding exposure head of the plurality of exposure heads is different from the object to be exposed. Can contribute to exposure. For this reason, useless scanning is eliminated, and almost all of the exposure heads can always perform exposure of some of the plurality of exposed objects, and very efficient exposure can be performed.
また、本発明の露光方法では、前記複数の被露光体を走査させるための走査手段によって、前記連続走査方向に上記複数の被露光体を、例えばコンベア方式のように、順番に搬送しながら連続的に露光を行うことが好ましい。 Further, in the exposure method of the present invention, the plurality of objects to be exposed are successively conveyed in the continuous scanning direction in the order of, for example, a conveyor system, by the scanning unit for scanning the plurality of objects to be exposed. It is preferable to perform exposure.
これにより、上記複数の被露光体を前記複数の露光ヘッドで同時に露光する場合に、上記複数の被露光体を、例えばコンベア方式のように、順番に搬送しながら連続的に露光を行うため、走査手段を往復運動させて被露光体を露光するよりも走査にかかる時間を軽減でき、非常に効率的な露光を行うことができる。 Thereby, when exposing the plurality of objects to be exposed at the same time with the plurality of exposure heads, in order to continuously expose the plurality of objects to be exposed, for example, in a conveyor manner, in order, Compared to reciprocating the scanning means to expose the object to be exposed, the time required for scanning can be reduced and very efficient exposure can be performed.
したがって、無駄な走査を極力減らして高速な露光を実現し得る露光方法を提供することができる。 Accordingly, it is possible to provide an exposure method capable of realizing high-speed exposure by reducing unnecessary scanning as much as possible.
本発明のマルチヘッド露光装置は、以上のように、複数の露光ヘッドは、上記被露光体の露光面に垂直な方向に積層されているものである。 As described above, in the multi-head exposure apparatus of the present invention, the plurality of exposure heads are stacked in a direction perpendicular to the exposure surface of the object to be exposed.
それゆえ、基板の幅内に配列できる露光ヘッドの数を高さ方向に大幅に増やすことが可能となり、基板の露光の高速化が実現できる。 Therefore, the number of exposure heads that can be arranged within the width of the substrate can be greatly increased in the height direction, and the substrate can be exposed at a higher speed.
したがって、無駄な走査を極力減らして高速な露光を実現し得る露光装置を提供することができるという効果を奏する。 Therefore, there is an effect that it is possible to provide an exposure apparatus that can reduce useless scanning as much as possible and realize high-speed exposure.
また、本発明の露光方法は、以上のように、複数の露光ヘッドにおける被露光体への各露光領域が被露光体における上記連続走査方向に直交する幅全域を覆うように上記各露光ヘッドを少なくとも上記被露光体の露光面に垂直な方向に配列して、上記被露光体に対して上記連続走査方向に露光を行う方法である。 In addition, as described above, the exposure method of the present invention includes the exposure heads so that each exposure region on the object to be exposed in the plurality of exposure heads covers the entire width of the object to be exposed perpendicular to the continuous scanning direction. In this method, the exposure object is exposed in the continuous scanning direction by arranging in at least a direction perpendicular to the exposure surface of the exposure object.
それゆえ、被露光体への各露光領域が被露光体における前記連続走査方向に直交する幅全域を覆うので、幅方向へのステップ移動は必要なくなる。そして、被露光体を前記連続走査方向に向けて相対的に走査することにより、上記被露光体全域の露光が可能となるため、より高速の露光が実現できる。 Therefore, each exposure region on the object to be exposed covers the entire width of the object to be exposed that is perpendicular to the continuous scanning direction, and therefore step movement in the width direction is not necessary. Then, by relatively scanning the object to be exposed in the continuous scanning direction, it is possible to expose the entire area of the object to be exposed, so that higher-speed exposure can be realized.
したがって、無駄な走査を極力減らして高速な露光を実現し得る露光方法を提供することができるという効果を奏する。 Therefore, it is possible to provide an exposure method that can reduce useless scanning as much as possible and realize high-speed exposure.
〔実施の形態1〕
本発明の一実施の形態について図1ないし図4に基づいて説明すれば、以下の通りである。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4 as follows.
図1は、本実施の形態における光学系及びステージを含めた露光装置1の概略的構成を示す斜視図であり、図2は、図1における露光ヘッドの光学系構成を示す概略図であり、図3は、図2における光源および空間光変調素子(SLM:Spatial Light Modulator)の部分を示すX方向からの側面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an
図1を用いて露光装置1の概要を説明する。
The outline of the
本実施の形態における露光装置1では、図1に示すように、レジストが塗布された基板2(被露光体)がステージ3(走査手段)の載置台3a上に搭載され、基板2に対向して複数の露光ヘッド4が配置されている。
In the
ステージ3は、基板2を連続的に走査して露光を行う主走査方向5(連続走査方向)と、主走査方向5とは垂直であって、主走査位置をステップ移動あるいは微調整する副走査方向6の2方向に向けて駆動可能となっている。
The
露光ヘッド4は、従来の露光装置では平面内のみの配列であったのに対して、本実施の形態では、副走査方向6と、基板2に垂直な高さ方向7との2方向に配列されている。この理由は以下のとおりである。
The exposure heads 4 are arranged only in a plane in the conventional exposure apparatus, whereas in the present embodiment, the exposure heads 4 are arranged in two directions, ie, a
例えば、多数の露光ヘッド4を配列して、並列処理によって露光の高速化を図る場合、平面的に露光ヘッドを並べたのでは、並べられる露光ヘッド4の数はわずかとなる。露光ヘッド4の幅を10cmとすると、1m幅の基板2に対して10個しか並ばない。基板サイズからはみ出して配列された露光ヘッド4は、同時に露光に寄与することができず、無駄になる。また、主走査方向5にも並べた場合、露光位置のずれの分だけ余分に走査する必要があり、時間のロスが生じる。したがって、露光ヘッド4を副走査方向6に平行に多数並べるのが、最も効率的に露光を行うことができる。
For example, when a large number of exposure heads 4 are arranged and the exposure speed is increased by parallel processing, if the exposure heads are arranged in a plane, the number of exposure heads 4 arranged is small. When the width of the
本実施の形態の露光装置1の構成では、このように、露光ヘッド4を副走査方向6と高さ方向7との2方向に配列すると共に、それぞれの後述する露光領域24が副走査方向6に平行に1列に並んでいる。このため、基板2の幅からはみ出すことなく、多数の露光ヘッド4を配置することができると共に、主走査方向5上での露光ヘッド4の走査距離を最も小さくできる。
In the configuration of the
上記露光装置1の内部構成等を説明する。
The internal configuration of the
本実施の形態の露光装置1は、図2に示すように、被露光体としての基板2における所定領域に対する所望のパターンを一括的に露光できる光源ユニット12と、上記基板2を走査させるための走査手段としてのステージ3、及びステージ3を駆動制御するための走査駆動制御装置30とを備えている。光源ユニット12を構成する部品は、すべてを図に表すと重なって見えにくくなるため、DMD11以外の部品は図示を省略している。
As shown in FIG. 2, the
なお、本実施の形態では、基板2を露光ヘッド4に対して走査すべく、ステージ3において基板2を載置する載置台3aを移動させるものとなっているが、必ずしもこれに限らず、例えば、基板2を載置する載置台3aを固定する一方、露光ヘッド4の全体あるいはその一部を移動させる構造であってもよい。すなわち、本発明の走査手段は、基板2と露光ヘッド4(正確には露光用ビーム)とを相対的に走査するものであれば足りる。
In this embodiment, in order to scan the
上記露光装置の光源ユニット12は、図3に示すように、光源8、コリメーションレンズ9、第1ミラー10、および空間光変調素子(SLM)としてのDMD(Digital Micro-mirror Device)11からなっている。
As shown in FIG. 3, the
上記光源8は、レジスト等の露光に一般的に用いられる青色〜紫外の波長成分と、レジストが反応しない赤〜赤外の波長成分との両方を有するものとなっている。すなわち、本実施の形態では、露光装置1は、基板2における既に形成された下層パターンを光の照射によってモニターすることにより該下層パターンの位置を検出し、その下層パターンの位置検出に基づいて、後述する2次元空間光変調素子の各光変調素子に入力するパターンデータを補正して上層のパターンを形成すべくレジスト等に露光できるようになっている。
The light source 8 has both a blue to ultraviolet wavelength component that is generally used for exposure of a resist and the like, and a red to infrared wavelength component that does not react with the resist. That is, in the present embodiment, the
このため、光源8においては、レジスト等の露光には青色〜紫外の波長成分が用いられる一方、下層パターンのモニターには赤〜赤外の波長成分が用いられる。さらに好ましくは、露光には紫外光が、モニター用には赤外光が用いられる。この理由は、露光用として、多くの場合は紫外光が用いられるためである。また、下層パターンのモニター用としては、詳細は後述するが、シリコン層を透過してモニターできるので、赤外成分を用いて照射するのがより望ましいためである。 For this reason, in the light source 8, a blue to ultraviolet wavelength component is used for exposure of a resist or the like, while a red to infrared wavelength component is used to monitor the lower layer pattern. More preferably, ultraviolet light is used for exposure and infrared light is used for monitoring. This is because ultraviolet light is often used for exposure. Although the details will be described later for monitoring the lower layer pattern, it is more preferable to irradiate using an infrared component since it can be monitored through the silicon layer.
また、光源8として、青色〜紫外の波長成分と赤〜赤外の波長成分との両方を有する形態で説明したが、下層モニター用の赤〜赤外光源を別途設けてもかまわない。 The light source 8 has been described as having both a blue to ultraviolet wavelength component and a red to infrared wavelength component, but a red to infrared light source for a lower layer monitor may be provided separately.
上記DMD11は、図4に示すように、2次元的に並び配された複数の光変調素子としてのミラー素子11aからなる2次元空間光変調素子(SLM)であり、このDMD11の各ミラー素子11aにコンピュータ13からパターンデータを入力することによって、所定領域に対する所望のパターンを一括的に露光できるようになっている。
As shown in FIG. 4, the
すなわち、DMD11は、それぞれ個別に角度変調が可能な多数のミラー素子11aから構成され、2種類の角度設定によって、後述する投影レンズ14に入射するON状態と入射しないOFF状態とを設定できるようになっている。仮に、図4におけるミラー素子11aの列Rnとミラー素子11aの行LmとをON状態とすると、図2に示す投影レンズ14、および対物レンズ17によって縮小集光され、基板2に照射される。これにより、図4に示すように、DMD11のONパターンに対応した露光パターン23a・23bを基板2上のレジストに描くことができる。すなわち、DMD11は、可変マスクのようにして使うことができる。
That is, the
なお、DMD11の1つのミラー素子11aは、10〜20μm程度のサイズを有しており、必要な解像度に応じて縮小倍率が得られるようにレンズ系を設計しておけば、DMD11の素子サイズよりも小さなパターンの描画も可能である。また、図4では8個×8個のミラー素子11aを例にして説明しているが、実際には1000個×1000個程度の多数のミラー素子11aを備えている。
Note that one
なお、2次元空間光変調素子(SLM)として、ここではDMD11を用いて説明するが、DMD11に限定される訳ではなく、液晶のような素子でもかまわない。また、空間的に分割されて個別に光のON/OFF制御ができるなら、他の素子でもかまわない。
Note that the two-dimensional spatial light modulator (SLM) will be described here using the
上記露光装置1での露光およびモニター光照射における光の出射動作について説明する。
The light emission operation in exposure and monitor light irradiation in the
まず、光源8から出射された光は、コリメーションレンズ9によって平行光に変換され、第1ミラー10によって反射された後、DMD11に入射する。DMD11の各ミラー素子11aは、図2に示すコンピュータ13によって、露光すべきパターンデータに基づき、ON/OFF制御される。
First, the light emitted from the light source 8 is converted into parallel light by the
DMD11によって生成された露光パターンに対応した光は、図2に示すように、投影レンズ14を通り分離手段としてのダイクロイックミラー15に入射する。そして、一部がダイクロイックミラー15によって反射された後に、第2ミラー16で反射され、対物レンズ17に導入され、レジストが塗布された基板2(被露光体)上に結像される。この時、ダイクロイックミラー15によって反射される比率は、後述のように紫外光成分はほぼ100%、赤外光成分は50%に設定されている。基板2はステージ3の載置台3a上に設置されており、かつこの載置台3aは走査駆動制御装置30により進退移動可能に制御されるので、露光ビームに対して基板2が相対的に走査されるようになっている。また、露光に際して、基板2上に光を結像させるフォーカス調整のために、対物レンズ17を駆動するためのフォーカシング機構18を備えている。
As shown in FIG. 2, the light corresponding to the exposure pattern generated by the
一方、基板2に対して照射された光の一部は基板2によって反射され、再び対物レンズ17を通ってダイクロイックミラー15に戻る。ダイクロイックミラー15は、紫外光成分をほぼ100%反射する一方、赤外光成分に対しては50%を反射し、かつ50%を透過するように設計されている。したがって、基板2によって反射されて戻ってきた光のうち、紫外光成分はほぼ100%がダイクロイックミラー15に反射されて光源ユニット12側に戻る。一方、赤外光成分は半分が反射されるが、残りの半分が透過される。そして、ダイクロイックミラー15を透過した赤外光成分は、結像レンズ19を通った後、受光手段としてのCCDカメラ20に入射する。
On the other hand, a part of the light irradiated to the
本実施の形態では、CCDカメラ20の手前には、UV〜可視光をカットするためのフィルター21が設けられている。ダイクロイックミラー15は、通常、誘電体多層膜等を材料にして作製され、紫外光成分をほぼ100%反射するように設計されているものの、わずかに漏れ光が透過してしまう。フィルター21は、このような、ダイクロイックミラー15によって反射できなかった、露光用に用いた紫外光成分がCCDカメラ20に入射するのを防ぐために挿入されている。
In the present embodiment, a
なお、投影レンズ14の前後に(図では後)シャッターなどの光変調器22を設けてもよい。この光変調器22は、ランプなど自分では変調手段を持たない光源8を用いる際に、無駄な光照射を避ける目的によって設けるものである。この光変調器22は、例えば基板2の周辺部など、もともとパターンがない領域を、DMD11によって生成された露光パターンに対応した光が通過するときに、光をブロックする目的として用いてもかまわない。後述するが、露光方法として、ステージ3を連続走査しながらパルス光を照射して露光したい場合など、この光変調器22は有効なデバイスとなる。
Note that a
一方、図2からわかるように、露光ヘッド4はミラーとしての第2ミラー16から先の照射部としての先端部分4aだけが露光ヘッド本体4bから突出した構造をしている。そして、図1からわかるように、副走査方向6における先端部分4aの幅は、露光ヘッド本体4bの幅よりも小さい。
On the other hand, as can be seen from FIG. 2, the
すなわち、露光ヘッド本体4b側には光源8などの大きな部品があることや、DMD11の前後で折り曲げ光路を形成する必要があるなど、小型化が困難である。しかし、先端部分4aは第2ミラー16と対物レンズ17およびそのフォーカシング機構18とがあるだけであり、小型化ができる。そして、副走査方向6に配列できる露光ヘッド4の数を決めているのは、この先端部分4aの幅である。例えば、露光ヘッド本体4bの幅が10cmだとすると、平面的に露光ヘッド4を並べたのでは、1m幅の基板に対して10個しか並ばない。しかし、露光ヘッド本体4bの幅よりも狭くできる先端部分4aの幅を2cm程度とすれば、先ほどの見積もりの5倍の50個の露光ヘッド4を1列に配列できることになる。
That is, it is difficult to reduce the size because there are large parts such as the light source 8 on the
先端部分4aの高さ方向7における長さは、図1からわかるように、高さ方向7に積層している露光ヘッド4の段数によって異なる。上層に配置される露光ヘッド4ほど、第2ミラー16と対物レンズ17との距離を伸ばし、対物レンズ17の高さ位置は、どの層の露光ヘッド4でもほぼ同じになるように設定されている。すなわち、上層の露光ヘッド4では、先端部分4aの方が、露光ヘッド本体4bよりも下方まで突出していることになる。
As can be seen from FIG. 1, the length of the
次に、本実施形態の露光装置1での露光方法について図2および図4を用いて説明する。
Next, the exposure method in the
まず、図2に示すように、基板2はステージ3によって走査される。ステージ3は、高速で往復運動する主走査方向5と、主走査方向5とは垂直であり、かつ主走査の方向切り替え時にステップ移動する副走査方向6とに駆動可能である。主走査方向5と副走査方向6とのそれぞれの変位量は、図示しない変位検出手段によって、常に高精度にモニターされている。
First, as shown in FIG. 2, the
ところで、載置台3aが主走査方向に移動している間、常に露光が行われている訳ではなく、図4に示すように、DMD11による所定領域としての露光領域24の走査が終了するごとに、パルス的に光が照射され、露光が行われる。このように、走査しながらパルス的に光が照射されることよって、各ミラー素子11aの露光領域が重複することなく、DMD11のすべてのミラー素子11aを有効に使うことができるため、高速の露光が可能となる。また、パルスの間隔に応じてDMD11の全ミラー素子11aのON/OFF切り替えを行えばよいため、位置検出のための時間的余裕およびON/OFF切り替えのための時間的余裕を得ることができる。光源8としてランプを用いる場合は、上記の光変調器22によって、ランプからの照射光を高速で変調させ、ランプをパルス光源に変更して用いるようにすればよい。
Incidentally, the exposure is not always performed while the mounting table 3a is moving in the main scanning direction. As shown in FIG. 4, every time scanning of the exposure area 24 as a predetermined area by the
以上のように、ステージの主走査、副走査を繰り返しながら、1パルスによる露光領域24での露光を、基板2の全露光対象領域に対して行い、1パルスによる露光領域24を1単位として基板2の全露光対象領域を埋め尽くすことによって、基板2全体の露光が完了する。
As described above, the exposure in the exposure region 24 by one pulse is performed on the entire exposure target region of the
このとき、副走査方向6に多くの露光ヘッド4を配列し、できるだけ基板2の幅に近い露光領域24の幅を保有することによって、副走査方向6のステップ移動の回数を削減することができ、露光の高速化が可能となる。基板2の幅に近い幅の中に、一列に並ぶ露光ヘッドの数が多いほど露光の高速化が可能になることから、高さ方向7にも露光ヘッド4を積層して、1列に並ぶ露光ヘッド4の数を増やす本実施例の方法が露光の高速化には有効となる。
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施の形態について図5および図6(a)(b)に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
At this time, the number of step movements in the
[Embodiment 2]
Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 5 and 6A and 6B. Configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the first embodiment are given the same reference numerals, and explanation thereof is omitted.
本実施の形態の露光装置1は、前記実施の形態1の露光装置1の構成に加えて、図5に示すように、主走査方向5にも複数の露光ヘッド4を配列している。
In addition to the configuration of the
本実施の形態における露光装置1では、副走査方向6、高さ方向7のみならず、主走査方向5にも露光ヘッドを多数備えている。ここで、主走査方向5に露光ヘッド4を配列することによって、ステージ3の主走査方向5の走査範囲は大きくなる。そして、主走査方向5の走査範囲が大きくなった分の移動時間が、ロスになることは前に述べた。しかし、露光ヘッド4の数が増えることによって、主走査方向5の走査範囲が大きくなった分のロスを打ち消して、基板2の全体を露光する工程の高速化が可能となる。なぜなら、主走査方向5は連続走査であることから、主走査方向への移動距離が若干伸びたとしても、時間的なロスがわずかであるためである。また、露光ヘッド4の数が例えば2倍になれば、主走査のスキャン回数が半分になるし、主走査を一旦停止しておこなうステップ移動の回数も半分にできるからである。なお、図5、図6では主走査方向5への露光ヘッド4の配列は2列を用いて示しているが、もちろん3列以上あってもかまわない。
In the
次に、本実施の形態の露光装置1での、複数列の露光ヘッド群4c・4dを用いた場合の露光領域24について、図6(a)(b)に基づいて説明する。図6(a)(b)は、各露光ヘッド4による露光領域24を示す模式図である。24a・24bはそれぞれ一列目、二列目の露光ヘッド群4c・4dによる露光可能領域を示し、24cは一列目、二列目の露光ヘッド群4c・4dによる露光済み領域を示している。1列目の露光ヘッド群4cによる露光可能領域24aと2列目の露光ヘッド群4dによる露光可能領域24bとに対して、基板2が図6(a)の矢印の方向に走査されるものとする。
Next, the exposure region 24 in the case of using a plurality of rows of
図6(a)の位置から基板2への露光を開始するとすると、まずは2列目の露光ヘッド群4dによる基板2への露光が開始される。そして、基板2からみて、2列目の露光ヘッド群4dが最初に基板2への露光を行った位置に(主走査方向に対して同じ位置という意味であり、副走査方向に対しては位置はずれている)1列目の露光ヘッド群4cが到達した時点から、1列目の露光ヘッド群4cによる基板2への露光が開始される。そして、図6(b)の位置まで走査が進んだ状態では、段々状に露光済み領域24cの露光が進展していることになる。この後、2列目の露光ヘッド群4dによる基板2への露光をストップした後も1列目の露光ヘッド群4cによる露光を継続することによって、全体として矩形状の露光領域を得ることも可能となる。
When exposure to the
なお、図6(a)(b)に示すように、1列目の露光ヘッド群4cによる露光可能領域24aの隙間を2列目の露光ヘッド群4dによる露光可能領域24bによって埋めるようにし、全体として露光が必要な副走査方向の全体をカバーできることが最も望ましい。このように、複数列の露光ヘッド群4c・4dによる露光領域24を、それぞれの列の副走査方向6側に生じる隙間をカバーするように組み合わせることによって、走査は主走査方向5のみで済ますことができ、副走査方向6へのステップ移動はなく、1回の主走査方向5への走査のみで、基板2の全領域の露光を行うことができる。
〔実施の形態3〕
本発明の他の実施の形態について図7に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1〜2と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態1〜2の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the gap between the exposure
[Embodiment 3]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIG. Configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first and second embodiments. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of
本実施の形態の露光装置1は、前記実施の形態1の露光装置1の構成に加えて、図7に示すように、主走査方向5への露光ヘッド4の配列が、基板2の範囲をオーバーして伸びている。
In the
上記構成を有する露光装置1での、露光方法について本実施の形態における露光装置1の概略的構成を示す側面図である図7を用いて説明する。
An exposure method in
25は主走査方向5の基板の長さを示し、26は主走査方向5に並ぶ露光ヘッド4の配列幅を示している。
25 indicates the length of the substrate in the
実施の形態2において、基板2上の副走査方向6の幅の露光領域を、露光ヘッド群4c・4dの露光領域24によって隙間なく埋めることが望ましいことを説明した。しかし、解像度をさらに高めて、1つの露光ヘッド4が分担できる露光領域24がさらに狭くなると、副走査方向6の幅の露光領域を隙間なく埋めるために、主走査方向5への露光ヘッド4の配列数をさらに増やす必要が生じる。その結果、時には基板の長さ25よりも露光ヘッド4の配列幅26が長くなる場合も考えられる。ここで、主走査方向5に1列にしか露光ヘッド4が並んでいない場合は、主走査はほぼ基板の長さ25の範囲で行えば良いが、このように多数の露光ヘッド4が主走査方向5に並んでいる場合は、基板の長さ25に加えて露光ヘッド4の配列長さ分(正確には露光領域のスパン分)の走査が必要となる。つまり、すべての露光ヘッド4が基板2の露光を終える分の走査が必要となる。この場合、1つの露光装置1によって1枚の基板2のみの露光を行うと、露光に寄与できない露光ヘッド4が常に存在することになり、無駄が生じる。これに対して、図7に示すように、1つの露光装置1によって複数枚の基板2の露光を行い、基板2をステージ3によってベルトコンベア式に次々と流していくとする。すると、ほぼすべての露光ヘッド4が常に、複数枚ある基板2のどこかの露光を行うことが可能になり、非常に効率的な露光を行うことができる。
〔実施の形態4〕
本発明の他の実施の形態について図8に基づいて説明すれば以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1〜3と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態1〜3の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
In the second embodiment, it has been described that it is desirable to fill the exposure area of the width in the
[Embodiment 4]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIG. Configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first to third embodiments. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of
図8は、本実施の形態における各露光ヘッド4による露光済み領域24cを示す模式図であり、図6(b)の変形例を示している。
FIG. 8 is a schematic diagram showing an exposed
前記図6(b)においては、各露光ヘッド4による露光領域24が、副走査方向6に隙間なく並んでいる場合の例を用いて説明したが、各露光ヘッド4間の位置調整誤差等によって、各露光ヘッド4によるそれぞれの露光領域24の、お互いの位置関係がずれる場合がある。つまり、各露光領域24が隙間なくちょうど並ぶように設定されていると、位置ずれが生じた場合、各露光領域24の間に隙間が生じうる。
In FIG. 6B, the example in which the exposure regions 24 by the exposure heads 4 are arranged without gaps in the
ここで、基板2上の露光パターン23a・23bに欠落が生じると、導通不良などの問題がおこるおそれがあることから、各露光領域24の間に隙間が生じる状況を絶対に避ける必要がある。
Here, if the exposure patterns 23a and 23b on the
これに対して、本実施の形態では、図8に示すように、各露光ヘッド4による露光済み領域24cが、互いに若干重なり合うように設定されている。こうすることによって、露光領域24のお互いの位置関係がずれた場合でも、各露光領域24の間に隙間が生じることを防げる。この例では、露光パターンを副走査方向6に重ね合わせているが、主走査方向5に露光パターン23a・23bを並べていく場合(図4の例のような場合)にも、露光時のパルス照射のタイミングを、お互いの露光パターンが若干重なり合うように調整することによって、同じ効果が得られる。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, the exposed
また、露光領域24が重なり合っている領域では、重なり合っていない領域よりも露光強度が弱くなるように、露光量を徐々に変化させておくと良い。通常の露光強度のままで露光領域24を重ね合わせると、露光領域24が重なり合っている領域では、重なり合っていない領域の2倍の露光強度になり、過露光状態となって高精細の露光ができない場合がある。しかし、例えば露光領域24が重なる領域では、露光強度が直線的な勾配で減少していくように変化させておくと、重なり合って足しあわされた露光強度は他の部分と同じになる。よって、露光領域24のお互いの位置がずれた場合でも、露光領域24が重なり合っている領域と重なり合っていない領域との露光強度の差を低減できる。また、露光強度を変化させるためには、例えばDMD11であれば、各ミラー素子11aのON/OFFの時間比を変化させる(より細かな制御を行って、ON状態の一部の時間にOFF状態を混在させる)方法や、ミラー素子11aの角度を、ON/OFFに対応する1/0だけでなく、中間的な位置に設定し、けられの光量を調整することにより、露光量を変化させる方法等が考えられる。
In addition, in the region where the exposure region 24 overlaps, the exposure amount may be gradually changed so that the exposure intensity is weaker than the region where the exposure region 24 does not overlap. If the exposure area 24 is overlapped with the normal exposure intensity, the exposure area 24 overlaps with the exposure intensity that is twice that of the non-overlapping area, resulting in overexposure and high-definition exposure. There is a case. However, for example, in the region where the exposure regions 24 overlap, if the exposure intensity is changed so as to decrease with a linear gradient, the overlapped and added exposure intensity becomes the same as the other portions. Therefore, even when the positions of the exposure regions 24 are shifted from each other, the difference in exposure intensity between the region where the exposure regions 24 overlap and the region where they do not overlap can be reduced. Further, in order to change the exposure intensity, for example, in the case of DMD11, the ON / OFF time ratio of each
さらに、このように多数の露光ヘッド4を用いて露光を行う場合には、露光ヘッド4による露光領域24内での露光強度のばらつきの他に、露光ヘッド4による露光領域24それぞれの間での露光強度のばらつきが生じやすい。露光領域24それぞれの間での露光強度のばらつきが生じる場合にも、上記のようにDMD11を用いて露光領域24ごとにそれぞれ露光強度の調整を行うことによって、すべての露光領域24で均一な露光強度を得ることができる。このような露光領域全体の露光強度の補正等の微調整にも、上記のミラーのON/OFFの時間比の変化や中間的な位置設定による露光量調整法を用いることができる。
Further, when exposure is performed using a large number of exposure heads 4 in this way, in addition to variations in exposure intensity within the exposure region 24 by the
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲での種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications within the scope of the claims are possible. The technical means disclosed in different embodiments are appropriately combined. The obtained embodiment is also included in the technical scope of the present invention.
本発明のマルチヘッド露光装置および露光方法は、液晶ディスプレイの基板や一般の回路基板等を製造する産業分野や、露光装置を製造する産業分野に好適に用いることができる。 The multi-head exposure apparatus and exposure method of the present invention can be suitably used in an industrial field for manufacturing a substrate for a liquid crystal display, a general circuit board, and the like, and an industrial field for manufacturing an exposure apparatus.
1 露光装置
2 基板(被露光体)
3 ステージ(走査手段)
3a 載置台
4 露光ヘッド
4a 先端部分(照射部)
4b 露光ヘッド本体
5 主走査方向(連続走査方向)
6 副走査方向
7 高さ方向
8 光源
9 コリメーションレンズ
10 第1ミラー
11 DMD(2次元空間光変調素子)
11a ミラー素子(光変調素子)
12 光源ユニット
13 コンピュータ(露光強度調整手段)
14 投影レンズ
15 ダイクロイックミラー
16 第2ミラー(ミラー)
17 対物レンズ
18 フォーカシング機構
19 結像レンズ
20 CCDカメラ
21 フィルター
22 光変調器
23a・23b 露光パターン
24 露光領域(所定領域)
25 基板の長さ
26 露光ヘッドの配列幅
30 走査駆動制御装置
DESCRIPTION OF
3 stages (scanning means)
3a mounting table 4
4b
6 Sub-scanning direction 7 Height direction 8
11a Mirror element (light modulation element)
12
14
17
25
Claims (11)
上記複数の露光ヘッドは、上記被露光体の露光面に垂直な方向に積層されていることを特徴とするマルチヘッド露光装置。 A two-dimensional spatial light modulation element composed of a plurality of light modulation elements arranged two-dimensionally, and by inputting pattern data to each light modulation element of the two-dimensional spatial light modulation element, a desired region can be obtained In a multi-head exposure apparatus that includes a plurality of exposure heads that can collectively expose the pattern, and a scanning unit that relatively scans the exposure head and the object to be exposed, and performs exposure while continuously scanning ,
The multi-head exposure apparatus, wherein the plurality of exposure heads are stacked in a direction perpendicular to an exposure surface of the object to be exposed.
上記各露光ヘッドの照射部は、各露光ビームの光路が互いに干渉しないように配置されていることを特徴とする請求項1記載のマルチヘッド露光装置。 Each of the exposure heads is provided with an irradiating portion that protrudes from the exposure head main body and includes at least a mirror for bending the optical path of the exposure beam and an objective lens for condensing the exposure beam on the object to be exposed. With
2. The multi-head exposure apparatus according to claim 1, wherein the irradiation section of each exposure head is arranged so that the optical paths of the exposure beams do not interfere with each other.
該複数の露光ヘッドにおける被露光体への各露光領域が被露光体における前記連続走査方向に直交する幅全域を覆うように配列されていることを特徴とする請求項4又は5に記載のマルチヘッド露光装置。 The plurality of exposure heads include:
6. The multi of claim 4, wherein each of the exposure areas of the plurality of exposure heads to the object to be exposed is arranged so as to cover the entire width of the object to be exposed that is orthogonal to the continuous scanning direction. Head exposure device.
前記複数の露光ヘッドにおける被露光体への各露光領域が、被露光体における前記連続走査方向に直交する幅全域を互いに一部で重複して覆うように、露光ヘッドが配列されていることを特徴とする請求項5に記載のマルチヘッド露光装置。 The plurality of exposure heads include:
The exposure heads are arranged so that each exposure region of the plurality of exposure heads to the object to be exposed partially covers the entire width of the object to be exposed perpendicular to the continuous scanning direction. 6. The multi-head exposure apparatus according to claim 5, wherein:
上記複数の露光ヘッドにおける被露光体への各露光領域が被露光体における上記連続走査方向に直交する幅全域を覆うように、上記各露光ヘッドを少なくとも上記被露光体の露光面に垂直な方向に配列して、上記被露光体に対して上記連続走査方向に露光を行うことを特徴とする露光方法。 A two-dimensional spatial light modulation element composed of a plurality of light modulation elements arranged two-dimensionally, and by inputting pattern data to each light modulation element of the two-dimensional spatial light modulation element, a desired region can be obtained In an exposure method in which a plurality of exposure heads capable of exposing the pattern in a batch are arranged, and exposure is performed while relatively continuously scanning the exposure head and the object to be exposed.
A direction perpendicular to at least the exposure surface of the object to be exposed so that each exposure region of the object to be exposed in the plurality of exposure heads covers the entire width of the object to be exposed perpendicular to the continuous scanning direction. An exposure method comprising: exposing the exposed object in the continuous scanning direction.
上記複数の露光ヘッドを少なくとも上記連続走査方向に配列し、前記連続走査方向に配列された前記複数の露光ヘッドを用いて、複数の被露光体を同時に露光することを特徴とする露光方法。 A two-dimensional spatial light modulation element composed of a plurality of light modulation elements arranged two-dimensionally, and by inputting pattern data to each light modulation element of the two-dimensional spatial light modulation element, a desired region can be obtained In an exposure method in which a plurality of exposure heads capable of exposing the pattern in a batch are arranged, and exposure is performed while relatively continuously scanning the exposure head and the object to be exposed.
An exposure method comprising: arranging the plurality of exposure heads in at least the continuous scanning direction, and simultaneously exposing a plurality of objects to be exposed using the plurality of exposure heads arranged in the continuous scanning direction.
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