曝光光学系统、曝光装置以及曝光方法制造方法及图纸

提供一种根据微透镜的孔径形状而通过开口阵列来抑制主波束周边的旁瓣，进行高精细曝光的曝光装置以及曝光方法。通过在微透镜(64a)的射出侧设置遮光部(66b)，使在微透镜(64a)的焦点位置附近的旁瓣(Bb)的位置进行移动。在通过第二开口阵列(68)之前主波束(Ba)收敛为左右，此外，旁瓣(Bb)在离主波束(Ba)的中心的的范围中与现有例相比相对强度大约抑制为1/10左右。在通过第二开口阵列(68)集中激光(B)的结果，能够作为具有能够忽略主波束(Ba)的周围的旁瓣(Bb)的光强度分布的激光(B)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，尤其，涉及使用了空间光调制 元件和在微透镜射出侧具有限制开口形状的开口阵列的微透镜阵列的曝光光学系统、曝光 装置以及曝光方法。
技术介绍
已知具有曝光头且通过该曝光头在感光材料上曝光期望的图案的图像曝光装置。 这种图像曝光装置的曝光头基本上包括：光源；空间光调制元件，由根据控制信号对从该 光源照射的光分别独立地进行调制的多个像素部进行排列而构成；以及成像光学系统，将 通过该空间光调制元件调制的光所产生的像在感光材料上成像。 作为上述图像曝光装置的曝光头的结构例，示出包括如下的结构：数字微反射镜 器件，作为包括光源和多个微反射镜的光调制元件（以下，称为DMD）；以及微透镜阵列， 排列有对通过该多个微反射镜调制的多个光线束的各个光线束分别进行聚光的多个微透 镜（例如，参照（日本）特开2004 - 1244号公报）。 根据使用了这样的微透镜阵列的结构，即使对在感光材料上曝光的图像的尺寸进 行放大等，也因来自空间光调制元件的各像素部的光线束通过微透镜阵列的各微透镜进行 聚光，所以感光材料上的曝光图像的像素尺寸（=各光线的圆点尺寸）被集中而保持得较 小，具有能够将图像的清晰度保持得较高的优点。 专利文献1中表示的曝光头还在上述微透镜阵列的射出侧具有开口阵列，在开口 阵列中排列有分别限制上述多个光线束的各个光线束的多个开口。通过该开口阵列的作 用，各光线束被整形为感光材料上的像素尺寸成为一定的大小，且防止在相邻的像素间的 串扰（cross talk)。
技术实现思路
专利技术要解决的课题 但是，作为在图像曝光装置中降低曝光图像的清晰度的其他要因，也有产生由空 间光调制元件或周边光所引起的杂散光，该杂散光到达感光材料的要因。如上述专利文献 1所记载，若在微透镜阵列的射出侧按每个微透镜设置一个开口阵列，则除了能够除去该杂 散光之外还能够确保高的全体消光比（全部像素部开启状态时与全部像素部断开状态时 的光量比），但为了只通过在微透镜阵列的射出侧配置的第一开口阵列而达到除去杂散光 的目的，需要配合通过微透镜阵列进行聚光的各光线束的成像成分的直径而极其严格地确 定各开口的大小以及第一开口阵列的位置，存在对准的调整以及维持困难的问题。 本专利技术考虑上述事实，将提供一种根据微透镜的孔径形状而通过开口阵列来抑制 主波束周边的旁瓣，进行高精细曝光的作为课题。 用于解决课题的技术方案 本专利技术的第一方式提供一种曝光光学系统，包括：空间光调制兀件，排列有对来自 光源的光进行调制的像素部；微透镜阵列，排列有对通过所述空间光调制元件调制的光进 行聚光的微透镜；第一开口阵列，在所述微透镜的射出侧具有限制光的透过的开口形状的 开口部；掩模，以所述微透镜的光轴为中心，设置在所述第一开口阵列的所述开口部，以外 形与所述开口部的开口形状相似的形状，对透过所述开口部的光进行遮光；第一成像光学 系统，将通过所述空间光调制元件调制的光在所述微透镜阵列上成像；第二成像光学系统， 将通过所述微透镜阵列聚光的光在感光材料上成像；以及第二开口阵列，在所述微透镜阵 列的聚光位置排列有对从各个所述微透镜阵列射出的光进行集中的开口。 根据上述专利技术，通过在第一开口阵列中设置的掩模，将通过第二开口阵列集中的 波束的无用光（旁瓣）扩散为大于第二开口阵列开口径，从而能够有效地除去无用光。 本专利技术的第二方式提供一种曝光光学系统，包括：透过部，以所述微透镜的光轴为 中心，设置在所述掩模的中心，且形状与所述掩模相似。 根据上述专利技术，通过将包括作为掩模的中心的光轴的部分设为透过部，能够有效 地除去无用光而不会降低主波束的光量。 本专利技术的第三方式提供一种曝光光学系统，所述掩模是以所述微透镜的光轴为中 心的同心圆环状。 根据上述专利技术，在微透镜的形状是以光轴为中心的圆形的情况下，能够设为通过 相对于周向的不均勻少的光量分布的波束进行曝光的曝光光学系统。 本专利技术的第四方式提供一种曝光光学系统，所述掩模是以所述微透镜的光轴为中 心的同心矩形状。 根据上述专利技术，在微透镜的形状是以光轴为中心的矩形的情况下，能够设为通过 不均勻少的光量分布的波束进行曝光的曝光光学系统。 本专利技术的第五方式提供一种曝光光学系统，所述掩模和所述透过部由粘贴在所述 微透镜的射出侧的膜的、不透明部分以及透明部分构成。 根据上述专利技术，通过将透明的膜的一部分作为不透明而形成掩模，能够以少的工 时来进行准确的掩模加工。 本专利技术的第六方式提供一种曝光光学系统，所述掩模是在所述微透镜射出侧形成 的铬掩模。 根据上述专利技术，通过由铬构成的遮光膜来形成掩模，能够设为包括获得遗漏少且 高的光学浓度的掩模的曝光光学系统。 本专利技术的第七方式提供一种曝光光学系统，所述第一开口阵列的开口部的外周部 分是不透明部分。 根据上述专利技术，通过将开口部的外周部分设为不透明的遮光部分，能够通过掩模 来规定微透镜的透过部分的形状，能够削减零件数和工时。 本专利技术的第八方式提供一种曝光光学系统，所述光源是半导体激光器（LD)。 根据上述专利技术，通过使用单色的激光，容易控制光量分布，能够设为高可靠性且高 照度的曝光光学系统。 本专利技术的第九方式提供一种曝光光学系统，包括：透镜，对来自光源的光进行聚 光；第一开口，在所述透镜的射出侧具有限制光的透过的开口形状的开口部；掩模，以所述 透镜的光轴为中心，设置在所述第一开口的所述开口部，以外形与所述开口部的开口形状 相似的形状，对透过所述开口部的光进行遮光；第一成像光学系统，将所述光在所述透镜上 成像；第二成像光学系统，将通过所述透镜聚光的光在感光材料上成像；以及第二开口，在 所述透镜的聚光位置排列有对从所述透镜射出的光进行集中的开口。 根据上述专利技术，通过在第一开口中设置的掩模，将通过第二开口集中的波束的无 用光（旁瓣）扩散为大于第二开口的径，从而能够有效地除去无用光。 本专利技术的第十方式提供一种曝光装置，使用第一至第九方式中的任一方式提供的 曝光光学系统在感光材料上曝光预定的图案。 根据上述专利技术，通过掩模将通过第二开口阵列或者开口集中的波束的无用光（旁 瓣）扩散为大于第二开口径，从而能够有效地除去无用光而不会降低主波束的光量。 本专利技术的第i 方式提供一种曝光方法，使用第十方式提供的曝光装置在感光材 料上曝光预定的图案。 根据上述专利技术，通过掩模将通过第二开口阵列或者开口集中的波束的无用光（旁 瓣）扩散为大于第二开口径，从而能够有效地除去无用光而不会降低主波束的光量。 专利技术效果 由于本专利技术设为上述结构，所以根据微透镜的孔径形状而通过开口阵列来抑制主 波束周边的旁瓣，能够进行高精细曝光。 【附图说明】 图1是表示本专利技术的实施方式的曝光装置的主要部分的概念图。 图2是表示本专利技术的实施方式的曝光头的主要部分的立体图。 图3是表示本专利技术的实施方式的DMD的例子的立体图。 图4是表示本专利技术的实施方式的DMD的开启断开状态的立体图。 图5是表示本专利技术的实施方式的DMD以后的光学系统配置的概念图。 图6是表示现有的微透镜聚光位置中的光量分布的概念图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曝光光学系统，包括：空间光调制元件，排列有对来自光源的光进行调制的像素部；微透镜阵列，排列有对通过所述空间光调制元件调制的光进行聚光的微透镜；第一开口阵列，在所述微透镜的射出侧具有限制光的透过的开口形状的开口部；掩模，以所述微透镜的光轴为中心，设置在所述第一开口阵列的所述开口部，以外形与所述开口部的开口形状相似的形状对透过所述开口部的光进行遮光；第一成像光学系统，将通过所述空间光调制元件调制的光在所述微透镜阵列上成像；第二成像光学系统，将通过所述微透镜阵列聚光的光在感光材料上成像；以及第二开口阵列，在所述微透镜阵列的聚光位置排列有对从所述微透镜阵列的各个微透镜射出的光进行集中的开口。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.23 JP 2012-0110501. 一种曝光光学系统，包括： 空间光调制元件，排列有对来自光源的光进行调制的像素部； 微透镜阵列，排列有对通过所述空间光调制元件调制的光进行聚光的微透镜； 第一开口阵列，在所述微透镜的射出侧具有限制光的透过的开口形状的开口部； 掩模，以所述微透镜的光轴为中心，设置在所述第一开口阵列的所述开口部，以外形与 所述开口部的开口形状相似的形状对透过所述开口部的光进行遮光； 第一成像光学系统，将通过所述空间光调制元件调制的光在所述微透镜阵列上成像； 第二成像光学系统，将通过所述微透镜阵列聚光的光在感光材料上成像；以及 第二开口阵列，在所述微透镜阵列的聚光位置排列有对从所述微透镜阵列的各个微透 镜射出的光进行集中的开口。2. 如权利要求1所述的曝光光学系统，其中，包括： 透过部，以所述微透镜的光轴为中心，设置在所述掩模的中心，且形状与所述掩模相 似。3. 如权利要求2所述的曝光光学系统，其中， 所述掩模是以所述微透镜的光轴为中心的同心圆环状。4. 如权利要求2所述的曝光光学系统，其中， 所述掩模是以所述微透镜的光轴为中心的同心矩形状。5. 如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：小森一树，
申请(专利权)人：株式会社阿迪泰克工程，
类型：发明
国别省市：日本;JP