曝光装置和照明单元的制作方法_2

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微透镜阵列的曝光装置的一例的概念图。微透镜阵列的曝光装置本身是已经广泛公知的技术,在此仅说明其概要。
[0064]该曝光装置I具有照明单元10、掩模20、微透镜阵列30以及驱动装置40。在该曝光装置I中,涂布了感光性抗蚀剂的基板50隔着微透镜阵列30而装载在与掩模20对置的位置。
[0065]照明单元10射出曝光光束并利用基于该曝光光束的曝光光对掩模20进行照明。在掩模20中形成有曝光图案(省略图示)。微透镜阵列30是将多个微透镜31以二维方式排列而成的,将掩模20作为被摄体而将该掩模20上的曝光图案成像在基板50上。
[0066]这里,与掩模20和基板50相比,照明单元10的静止时的曝光域和微透镜阵列30为小面积,因此驱动装置40使照明单元10与微透镜阵列30以它们之间的相对位置固定的状态向箭头A方向移动。由此,基板50在其宽度方向整个区域中被曝光。
[0067]当基板50是在与该图1的纸面垂直的方向上具有超过I次的曝光域的长度的基板时,在像上述那样在基板50的宽度方向整个区域中进行了曝光后,驱动装置40使基板50向与该图1的纸面垂直的方向移动该I次的曝光宽度,然后,再次使照明单元10和微透镜阵列30移动而进行曝光。这样,即使对于大面积的基板而言,也能够对其应该曝光的区域整个面进行曝光。
[0068]当基板50的整个面的曝光结束时,将基板50从该曝光装置I卸载,装载下一个新的基板50而重复进行上述的曝光动作。
[0069]另外,上述的用于曝光的动作可以是相对的动作,也可以是将照明单元10和微透镜阵列30固定而使掩模20和基板50移动的结构。
[0070]图2是示出在微透镜阵列上排列有多个的微透镜的一部分的俯视图。
[0071]在图1中示意性示出的微透镜阵列30中排列有多个微透镜31。
[0072]在该图2中放大地示出其中一部分的微透镜。
[0073]该图2所示的箭头A与图1所示的箭头A同样示出照明单元10和微透镜阵列30的曝光时的移动方向。
[0074]该微透镜阵列30上的微透镜31包含沿与其移动方向A垂直的箭头a_a方向上的排列且以二维方式配置。在本实施方式中箭头a-a方向相当于本发明所说的交叉方向的一例。
[0075]在各个微透镜31中配置有六边形的视野光圈32,由此限制微透镜31的有效的孔径。这是为了防止因使用微透镜31的周边区域而导致像的失真或周边光量的降低。
[0076]接着,对作为本实施方式的特征的照明单元10进行说明。这里,首先,作为比较例对使用了水银灯的以往的照明单元的一例进行说明,接着对本实施方式的照明单元进行说明。
[0077]图3是示出使用了水银灯的照明单元的一例的示意立体图。该图3所示的照明单元相当于与本发明相对的比较例。
[0078]该照明单元90具有光源91和照明光学系统92。在光源91中将多个水银灯911以二维方式排列。照明光学系统92采用如下结构:将从构成光源91的多个水银灯911中射出的光经由第I镜921、透镜922、第2镜923以及第3镜924而引导到掩模20 ( —并参照图1)的与微透镜阵列30相对的区域。
[0079]在该图3所示的照明单元90的情况下,作为一例采用宽度为2.4m、进深为4.4m、高度为1.9m的大小。
[0080]图4是示出基于图3所示的照明单元的微透镜阵列上的照明区域的图。这里,为了易于理解而省略掩模,以直接对微透镜阵列30进行照明的方式进行图示。
[0081]微透镜阵列30采用排列有多张单位微透镜阵列301的结构,在各单位微透镜阵列301中分别排列有非常多的微透镜(在图4中省略图示)。
[0082]对于基于图3所示的照明单元90的微透镜阵列30上的曝光区域93,不考虑与各个微透镜31的位置关系而均匀地扩展。
[0083]像参照图2进行了说明的那样,本实施方式的微透镜31在移动方向A上离散地排列,并且,在各个微透镜31中,被用于基板50的曝光的曝光光的有效区域被限制在视野光圈32内。因此,当像图4所示那样均匀地对微透镜阵列30上进行照明时,被有效地利用于实际的曝光的曝光光是该照明的极少的一部分,使用效率较低。
[0084]在以上的比较例的基础上,以下对本实施方式的照明单元进行说明。
[0085]图5是示出本实施方式的照明单元10的概要的图。
[0086]这里示出了多条照明光学系统100,其呈交错状排列成2列。详细情况后述,但每I条照明光学系统具有多条(作为一例,在本实施方式中为12条)激光二极管阵列条(以下,称为“LD阵列条”),该照明光学系统100中,对于每一条照明光学系统,生成与12条LD阵列条对应的12条缝状的曝光光束,并穿过掩模而对微透镜阵列30进行照明。
[0087]图6是示出基于图5所示的照明单元的微透镜阵列上的照明区域的图。在图6的(A)中示出图5所示的照明单元整体的照明区域,在图6的(B)中放大地示出一条照明光学系统的照明区域。
[0088]如上所述,在该照明单元10中,每一条照明光学系统100具有12条LD阵列条。以与这些12条LD阵列条对应的方式,每一条照明光学系统100生成12条缝状的曝光光束而照射12条缝状的曝光光170。每一条该曝光光束是如下的曝光光束:关于在图2所示的箭头a-a方向上排列的微透镜31,以跨越多个微透镜31的方式扩展,并且关于移动方向A,被限制在不会波及排列于在该方向上相邻的列上的微透镜31的宽度。基于由一条照明光学系统100生成的12条曝光光束的12条曝光光170在移动方向A上分别对依次不同的12条列进行照明,该12列都是由在箭头a-a方向上排列的多个微透镜构成的列。
[0089]由此,在一条曝光光170和与该一条相邻的曝光光170之间形成有不被照射曝光光的区域。因此在本实施方式的照明单元10的情况下,作为曝光光通过避免对不使用的局部区域的照射而提高作为曝光光的使用效率。并且,在本实施方式的照明单元10的情况下,通过采用LD(激光二极管),与采用水银灯的情况相比,成为小型、低高度的照明单元。
[0090]以下,对本实施方式的照明单元进一步详细地进行说明。
[0091]图7是示出一个照明光学系统的结构的概要图。
[0092]并且,图8是图7所示的圆R的局部放大图。
[0093]此外,图9是示出一条LD阵列条和来自该LD阵列条的发出光的图。
[0094]图9所示的LD阵列条110具有长度Ilmm左右的尺寸,在该LD阵列条110中,按照例如200 μ m间距一维地排列48个LD 111。
[0095]该LD阵列条110相当于本发明所说的发光元件阵列的一例,排列在该LD阵列条110上的LD 111相当于本发明所说的发光元件的一例。
[0096]来自构成LD阵列条110的各LD 111的发出光通过镜或棱镜等反射光学系统(在本实施方式中为棱镜121)而向下方弯折。向下方弯折的发出光以该状态成为每个各LD111的光束171。
[0097]图8中示出排列有多条(在本实施方式中为12条)LD阵列条110的状态。在各LD阵列条110上连接有将其与LD阵列驱动器113 (参照图7)连接的柔性基板112,通过LD阵列驱动器113经由各柔性基板112对各LD阵列条110进行驱动。
[0098]并且,如图8所示,在各LD阵列条110的下方排列有与各LD阵列条110对应的柱状透镜122。这些柱状透镜122相当于本发明所说的光束转换光学系统的一例。将这些柱状透镜122加工成平板状,从各LD阵列条110射出的光从对应的柱状透镜122的上端面入射到柱状透镜122内。入射到该柱状透镜122的来自48个LD 111的48条光束171通过基于柱状透镜122内的折射率分布的折射或在柱状透镜122的外壁面上发生的反射而混合,成为具有均匀的光量分布的I条光束并从柱状透镜122的下端面射出。
[0099]关于从所排列的多个(这里是12个)柱状透镜122的各下端面射出的12条光束172,该12条光束都入射到图7所示的I个投光光学系统123,并利用该投光光学系统123来调整形状,成为图6的(B)所示的由进行缝状的照明的多条(12条)曝光光束173构成的多光束174而从投光光学系统123射出。关于该多光束174,如上所述,基于构成该多光束174的12条曝光光束173的12条曝光光170 (参照图6) —列一列地对微透镜31进行照明。
[0100]图10是不出排列在玻璃基板上的LD阵列条的图。
[0101]在该图10中示出4条LD阵列条,这4条LD阵列条是I条照明光学系统的LD阵列条中的一部分。
[0102]这些LD阵列条110排列在玻璃基板120上且固定在玻璃基板120上。该图10所示的箭头A方向是与图1所示的移动方向A相同的方向。
[0103]如该图10所示,一条LD阵列条110作为一例其长度为Ilmm左右,在其中的1mm的区域中按200 μπι的间距排列有48个LD。并且,在与各LD阵列条110的射出面相对的位置上配置有反射棱镜121。该反射棱镜121也固定在玻璃基板120上。
[0104]图11是玻璃基板上的一条LD阵列条搭载部分的剖视示意图。
[0105]在玻璃基板120上固定有副安装座118。在该副安装座118
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