图形曝光方法以及图形曝光装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种生产周期短且廉价的装置、并且不要运行成本的图形曝光方法以及图形曝光装置。对于从多个半导体激光器分别出射的多束激光１ａ的出射端（５），一个配置在与多边形镜子（２７）的扫描方向相同的方向，另一个配置在与多边形镜子（２７）的扫描方向交叉的方向。在该场合，使配置在与多边形镜子（２７）的扫描方向交叉的方向的出射端（１５）的排列间距等于曝光图形的分辨率。该场合，使激光的波长在４１０ｎｍ以下即可。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种以半导体激光器为光源的无掩模图形曝光方法以及图形曝光装置。
技术介绍
为了在印刷线路板、液晶显示器的TFT基板或彩色过滤器基板或等离子体显示器的基板(以下称为‘基板’)上对图形进行曝光，原来是制作成为图形原版的掩模，将该掩模原版在掩模曝光装置上对基板进行曝光。近年来，基板的尺寸越发变大的同时，对这些基板的设计、制作要求的时间越发变短。在设计这些基板时，由于要使设计误差为零是非常困难的，大多数场合是进行设计修正，再次制作掩模，进行曝光。另外，根据基板的种类，多数场合是多品种少量生产，对于很多的品种，每次制作掩模都想要避开成本和交货期等问题，但有时却不能避开。鉴于以上情况，近年来对不使用掩模的无掩模曝光的要求增强。作为进行无掩模曝光的一个方法，有使用液晶或DMD(Digital Mirror Device)等2维空间调制器产生2维图形，用投影透镜把它在基板上曝光的方法(日本专利特开平11-320968号公报)。另外，还有使用大功率输出的激光器和多边形镜子一边扫描一边用EO调制器或AO调制器使激光在基板上刻蚀曝光的方法。
技术实现思路
然而，原有技术中的前者虽然可以刻蚀比较微细的图形，但是装置价格高昂。另外，原有技术中的后者虽然结构简单能够比较廉价地生产，但是难以高精度地对大面积进行刻蚀。并且，使生产周期变短的话，由于需要大功率激光器，从而使得装置成本变高，运行成本变高。本专利技术的目的是解决上述技术问题，提供一种生产周期短、廉价的装置、并且运行成本低的图形曝光方法以及图形曝光装置。为了解决上述技术问题，本专利技术的第一方案为，使从光源出射的多束出射光和工件相对移动，利用所述出射光对图形进行曝光的图形曝光方法，其特征在于，用互不相同的所述出射光对任意的曝光场所进行多次曝光。另外，本专利技术的第二方案为，使从光源出射的多束出射光和工件相对移动，利用所述出射光对图形进行曝光的图形曝光装置，其特征在于，把所述光源配置在正交的两个轴向上，同时，设置多边形镜子，使所述光源的排列方向的一方配置在与利用所述多边形镜子扫描的方向相同的方向。另外，本专利技术的第三方案的特征在于，作为图形曝光装置，由以下部分组成多个半导体激光器；把从所述多个半导体激光器出射的出射光变成平行光的准直透镜；使从上述准直透镜出射的多束平行光相互平行的多光束平行光学机构；使相互平行的多束平行光束在与该光束的光轴正交的2个方向上缩小的多光束光斑形成光学系统；搭载了对由该多光束光斑形成光学系统形成的多光斑进行曝光的基板的载物台；使所述多光斑和所述载物台相对扫描的扫描机构；根据所望的曝光刻蚀图形和所述半导体激光器的排列以及所述相对的扫描速度使所述多个半导体激光器开启和关闭的控制电路。由于以从互不相同的光源出射的出射光对任意的曝光场所进行多次曝光，所以能够使用输出功率小的光源。另外，通过增加光源的数目，能够提高生产量。附图说明图1是本专利技术的2次光源形成光学系统的结构图。图2是光纤的截面图。图3是本专利技术的曝光装置的功能说明图。图4是展示本专利技术中2次光源在基板上的像的视图。图5是展示本专利技术的曝光装置的结构的俯视图。图6是说明本专利技术的动作的视图。图7是表示本专利技术的其他实施方式的视图。图8是图7的立体图。图9是本专利技术的又一实施方式图。图10是说明本专利技术的动作的视图。图11是说明本专利技术的动作的视图。图12是说明光纤的连接的视图。图13是说明将光纤与玻璃连接的视图。图14是展示本专利技术的实施方式的2次光源形成光学系统的结构图。图15是说明半导体激光器的配置和激光的位置关系的视图。图16是本专利技术的曝光装置的功能说明图。图17是展示激光照射在基板上的位置的视图。图18是展示本专利技术的光束方向微调机构的构成图。图19是展示本专利技术的激光光轴的角度变位相对于本专利技术的楔形玻璃旋转角度的视图。图20是展示平行玻璃的旋转角度和入射光的光轴的移动量的关系的视图。图21是展示本专利技术的实施方式的2次光源形成光学系统的结构图。图22是表示激光的位置关系的视图。图23是本专利技术的曝光装置的功能说明图。图中1a 激光15 出射端27 多边形镜子具体实施方式以下进行详细说明。实施例1以下对本专利技术的第1实施方式进行说明。图1是本专利技术的2次光源形成光学系统的结构图，(a)是俯视图；(b)是(a)的A向视图。光源系统1由在2个方向排列配置的多个半导体激光器11和透镜12以及光纤14组成。半导体激光器11发出波长为405nm、功率为60mW的激光1a。由于所发出的激光1a为发散光，所以用焦距短的透镜12会聚，以垂直于光纤14的入射端13的最大入射角在几度以下的高定向性入射。这样一来，激光1a以90％以上的效率被导入光纤14内。此外，对每个半导体激光器11都设置透镜12以及光纤14。光纤14的出射端15配置在面16上。如该图(b)所示，在本实施方式中，在出射端15(即2次光源)，在扫描方向150的方向(y方向)1511、1521、...、1581，另外，在与扫描方向150交叉的方向(x方向)1511、1512、...，1518共64个配置在面16上。光纤14如图2所示，由芯部1501和配置在芯部1501周围的金属包层1500组成。在本实施方式中，芯部1501的直径为50μm，金属包层1500的直径为100μm。此外，光纤14的出射端15成为2次光源。图3是本专利技术的曝光装置的功能说明图。聚光透镜21配置在距离多边形镜子27的表面为聚光透镜21的焦距f的位置。从出射端15出射的激光1a的主光线相互平行，向各光纤14的入射光的定向性几乎相等，但定向性稍微变差。从出射端15出射的64束定向性高的激光1a(激光光束)通过聚光透镜21被压电偏向镜22反射，经过柱状透镜23入射到多边形镜子27。即，来自出射端15的定向性高但为发散光而出射的激光1a被透镜21变成几乎平行的光，由柱状透镜23在该图的x方向会聚，在多边形镜子27上扫描方向的激光1a在y方向并列(1511、...、1581为第一段，1512、...、1582为第二段)入射。此外，在多边形镜子上x方向的宽度最小。24、25以这两个具有fθ透镜的功能。通过该fθ透镜和柱状透镜23，多边形镜子27上的x方向的像由于以成像倍率M在基板上成像，所以在基板上形成在x方向直径约30μm的光斑。由于柱状透镜23和柱状透镜26在透镜的y方向的焦度为0，在y方向平行光入射到fθ透镜，利用fθ透镜的作用，在y方向显然以30μm的光斑直径会聚。通过做成这样的结构，在多边形镜子的各反射面之间即使有例如面倒，伴随着面倒，也不会发生扫描光束的间距偏差。这样一来，在基板上就形成如图1(b)所示的2次光源的像。压电偏向镜22用于对包含在fθ透镜的像差进行补偿。即，伴随着多边形镜子27的旋转，利用fθ透镜，扫描的光斑在曝光面上不在直线上移动，而是会产生偏离。该场合，上述偏离在每次扫描都会出现。对此，预先求出该像差，用压电偏向镜22对该像差进行补偿。控制电路3通过根据曝光图形和对多边形镜子27的旋转进行监控的旋转编码器(未图示出)的信号来控制64个半导体激光11的ON-OFF，同时，驱动压电偏向镜22，以进行根据fθ透镜的像差的刻蚀在x方向的补偿。另外，在x方向以恒定速度驱动搭载在基板5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图形曝光方法，使从光源出射的多束出射光与工件相对移动、并利用所述出射光对图形进行曝光，其特征在于，以互不相同的所述出射光对任意曝光场所进行多次曝光。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：押田良忠，内藤芳达，铃木光弘，内山文二，山口刚，
申请(专利权)人：日立比亚机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]