曝光装置用曝光头及曝光装置用投影光学系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供曝光装置用曝光头及曝光装置用投影光学系统，其能够在保持图案像的清晰度的同时，提高吞吐量。在曝光装置中，具备分别由分割镜和引导镜构成的平行平面的组即6个反射镜对的图像分割光学系统(30)将来自DMD(22)的图案像按照DMD(22)的分割区域(DM1～DM6)而分割成6个，以使6个分割图案像(DA1～DA6)沿着主扫描方向X、副扫描方向Y而彼此分开的方式移动投影位置。

Exposure head for exposure device and projection optical system for exposure device

The invention provides a projection optical system for an exposure head and an exposure device for an exposure device, which can improve throughput while maintaining the sharpness of a pattern image. In the exposure device, have are respectively composed of segmented mirrors and guide lens group that is parallel to the plane of the optical system with 6 mirrors segmentation of the image (30) from DMD (22) pattern like according to DMD (22) of the segmented regions (DM1 ~ DM6) and divided into 6 to 6. A segmentation pattern like (DA1 ~ DA6) separated from each other along the main scanning direction X, sub scanning direction Y mobile projection position.

【技术实现步骤摘要】
曝光装置用曝光头及曝光装置用投影光学系统
本专利技术涉及通过DMD(DigitalMicro-mirrorDevice：数字微镜器件)等光调制元件阵列而直接描绘图案的无掩模曝光装置，特别是，涉及将图案像投影到曝光面的光学系统。
技术介绍
在具备DMD的无掩模曝光装置中，控制将光调制元件(单元)二维排列成矩阵状的光调制元件阵列而进行曝光动作，并将图案直接形成在基板的描绘面。具体地，当从光源放射的照明光被导入到DMD时，按照应形成于成为投影对象的区域的图案，对DMD的各个微镜进行开/关控制。在DMD上反射的光通过投影光学系统而被成像，图案像形成于曝光面。在曝光装置中，为了提高吞吐量，将在DMD中反射的光(图案光)分割，并对多个分割图案像进行投影。例如，在基板与DMD之间的共轭面(成像面)配置分割光学系统，在共轭面上，沿着副扫描方向而分割图案像。在共轭面上被分割的图案像沿着主扫描方向而以规定的间隔进行排列，并投影到沿着副扫描方向而彼此分开的扫描带的位置(参照专利文献1)。另外，也可在成像光学系统的射出端侧配置分割光学系统，并将图案像分割(参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1日本特开2012-247711号公报专利文献2日本特开2014-092707号公报在共轭面上分割整个图案像的情况下，形成配置有将多个平行平面(反射镜)组合的光学系统的结构，构成复杂的反射镜配置的光学系统。因此，即便想要将图案像分割成多个(例如，分割成4个以上)，相邻的反射镜发生干扰，导致光量损失。另外，在成像光学系统的射出端侧将图案像分割成多个的情况下，由于未在共轭面分割图案像，因此由光束的扩散而导致的光量损失较大。因此，需要一种在将图案像分割成更多个的同时，将各个分割图案像以充分的分辨率而形成在曝光面的曝光装置用的光学系统。
技术实现思路
本专利技术的曝光装置用曝光头可适用于无掩模曝光装置，并包括将多个光调制元件二维排列而成的光调制元件阵列及使在所述光调制元件阵列反射的光在被描绘体的曝光面成像的投影光学系统，所述投影光学系统包括第1光学系统、图像分割光学系统、第2光学系统。第1光学系统使在所述光调制元件阵列反射的图案像的光在第1成像面成像。图像分割光学系统包括多个反射镜对，该多个反射镜对按照分割区域而分割形成于所述第1成像面的(作为中间像的)图案像，并形成多个分割图案像。多个反射镜对的配置按照分割区域而进行。例如分割区域被规定在光调制元件阵列的受光面上。第2光学系统使通过图像分割光学系统而形成的多个分割图案像的光在曝光面成像。在本专利技术中，多个反射镜对分别具备：分割镜，其以与第1成像面交叉的方式配置；引导镜，其与所述分割镜平行，并将来自所述分割镜的光导向所述第2光学系统。图像分割光学系统通过分割镜而在第1成像面附近对图案像进行分割。即，以如下的范围分割图案像：沿着能够得到可调整的焦深的范围内被容许的图案分辨率的第1成像面的垂直方向上的第1成像面附近的光轴方向。并且，多个分割镜相对于第1成像面分别以规定的角度倾斜，使得多个分割图案像沿着主扫描方向及副扫描方向彼此分开地投影。在此，“相对于第1成像面倾斜”表示，分割镜的反射面的法线方向相对于第1成像面的法线方向倾斜。在该情况下，包括以下两种情况：在将反射面的各个边正射影到第1成像面时所规定的投影线相对于主扫描方向和副扫描方向中的至少任意一个方向倾斜或与主扫描方向和副扫描方向均平行的情况。例如，在反射面为矩形形状的情况下，反射面的各个边的射影线构成相对于主扫描方向及副扫描方向平行或相对于主扫描方向及副扫描方向均倾斜的状态。通过沿着主扫描方向和副扫描方向彼此分开地对分割图案像进行投影，从而能够将图案像投影到多个扫描带的各个扫描带，可一次扫描的区域扩大到与分割图案像的数量对应的数量，提高吞吐量。关于多个分割镜的配置，可使多个分割镜分别倾斜，以将多个分割图案像以环状投影到曝光面。在此，环状的投影并不是表示如以往那样沿着倾斜的一排的方向而对分割图案像进行投影的情况，也不是在其一侧的随机的投影，而是指具备如下特征的投影：在追随多个分割图案像时的轨迹像环的形状(既可以是圆、椭圆的任意形状，也可以像环橡胶这样形状被打破)这样的像的图案配置。在该情况下，优选为，以构成分割图案像的长度方向的边缘的线沿着副扫描方向排列的方式进行投影。例如，多个分割镜以各个角度倾斜，使得在按照曝光面投影中心规定的4个象限内分别将至少1个分割图案投影到曝光面。在此，曝光面投影中心是指，假设位于图案像的中心的光线未由图像分割光学系统分割(反射)而到达被描绘体(基板W)的曝光面时的虚拟点。另外，在光调制元件阵列对齐于成像光学系统的光学中心的情况下，可将成像光学系统的光轴与曝光面相交的点视为投影中心。为了尽量将相邻的分割图案像的距离拉开，例如，优选为，使位于中心侧的中心侧分割镜倾斜，以将分割图案像投影到自曝光面投影中心的距离沿着副扫描方向比沿着主扫描方向更远的位置。另外，也可构成为与中心侧分割镜相邻的分割镜倾斜，以将分割图案像投影到自曝光面投影中心的距离沿着主扫描方向比沿着副扫描方向更远的位置。当从描绘数据的时机调整等方面考虑时，优选为，多个分割镜分别倾斜，以使与图案像的一个半区域对应的分割图案像与另一个半区域对应的分割图案像关于曝光面投影中心成为点对称的关系。当从防止各个分割图案像的清晰度的偏差的方面考虑时，优选为，多个引导镜以使从所述多个分割镜到曝光面为止的各个光路长度相等的方式构成。当从使图案像尽量清晰的方面考虑时，优选为，多个分割镜相对于第1成像面以与所述投影光学系统的焦深对应的角度倾斜。即，构成在与被容许的图案像的清晰度对应的焦深的范围内收纳反射面的倾斜角度即可。例如，可构成为多个分割镜相对于第1成像面以45°以下的角度倾斜的结构，更优选为，以30°以下、15°以下的角度倾斜。本专利技术的其他方式中的曝光装置用投影光学系统具备：第1成像光学系统，其使在将多个光调制元件二维排列而成的光调制元件阵列反射的光在第1成像面成像；图像分割光学系统，其按照分割区域而将形成于所述第1成像面的图案像在第1成像面附近分割成至少4个，从而形成至少4个分割图案像；及第2成像光学系统，其使至少4个分割图案像的光在所述曝光面成像，所述图像分割光学系统以如下方式形成至少4个分割图案像：将多个分割图案像沿着主扫描方向及副扫描方向而彼此分开地投影。专利技术效果根据本专利技术，能够在保持图案像的清晰度的同时，提高吞吐量。附图说明图1是示意性地表示本实施方式的曝光装置的立体图。图2是示意性地表示曝光头的内部结构的图。图3是表示DMD中的图案像的分割区域的图。图4是表示投影到基板的曝光面的6个分割图案像的位置的图。图5是表示与中心侧分割区域对应的反射镜对的配置的图。图6是表示与中间分割区域对应的反射镜对的配置的图。图7是表示与外侧分割区域对应的反射镜对的配置的图。图8是表示分割镜的共轭面的配置的图。图9是表示分割镜的配置角度的图。图10是表示3个分割镜及引导镜的配置关系的图。图11是表示3个分割镜的立体图。图12是表示引导镜的配置的图。图13是设于描绘装置的描绘控制部的框图。图14是表示分割成奇数的数量时的DMD中的分割区域的图。(符号的说明)10描绘装置(曝光装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曝光装置用曝光头，其特征在于，其包括：光调制元件阵列，其将多个光调制元件进行二维排列而成；及投影光学系统，其使所述光调制元件阵列所反射的光在被描绘体的曝光面成像，所述投影光学系统具备：第1光学系统，其使来自所述光调制元件阵列的图案像的光在第1成像面成像；图像分割光学系统，其具备多个反射镜对，该多个反射镜对按照分割区域分割形成于所述第1成像面的图案像，形成多个分割图案像；及第2光学系统，其使所述多个分割图案像的光在所述曝光面成像，所述多个反射镜对分别具有：分割镜，其以与第1成像面交叉的方式配置；和引导镜，其与所述分割镜平行，且将来自所述分割镜的光导向所述第2光学系统，多个分割镜相对于第1成像面分别倾斜，使得多个分割图案像沿着主扫描方向及副扫描方向彼此分开地投影。

【技术特征摘要】
2015.10.29 JP 2015-2126061.一种曝光装置用曝光头，其特征在于，其包括：光调制元件阵列，其将多个光调制元件进行二维排列而成；及投影光学系统，其使所述光调制元件阵列所反射的光在被描绘体的曝光面成像，所述投影光学系统具备：第1光学系统，其使来自所述光调制元件阵列的图案像的光在第1成像面成像；图像分割光学系统，其具备多个反射镜对，该多个反射镜对按照分割区域分割形成于所述第1成像面的图案像，形成多个分割图案像；及第2光学系统，其使所述多个分割图案像的光在所述曝光面成像，所述多个反射镜对分别具有：分割镜，其以与第1成像面交叉的方式配置；和引导镜，其与所述分割镜平行，且将来自所述分割镜的光导向所述第2光学系统，多个分割镜相对于第1成像面分别倾斜，使得多个分割图案像沿着主扫描方向及副扫描方向彼此分开地投影。2.根据权利要求1所述的曝光装置用曝光头，其特征在于，所述多个分割镜分别倾斜，使得多个分割图案像以环状投影到曝光面。3.根据权利要求1所述的曝光装置用曝光头，其特征在于，所述多个分割镜分别倾斜，使得在按照曝光面投影中心规定的4个象限内分别将至少1个分割图案投影到曝光面。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的曝光装置用曝光头，其特征在于，位于中心侧的中心侧分割镜倾斜，使得分割图案像投影到自曝光面投影中心的距离沿着副扫描方向比沿着主扫描方向更远的位置处。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥山隆志，
申请(专利权)人：株式会社ORC制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP