(57)【要約】 【課題】描画解像度を下げないで、バンド幅を拡げる露光装置を提供する。【解決手段】露光装置は、ＤＭＤ（露光部３０）を備える。ＤＭＤにおけるオン状態のマイクロミラーから反射された光で構成される中間投影像を、ＤＭＤからの中間投影像の配列方向の一方である第１方向ｘに集光する第１方向シリンドリカルレンズと、ＤＭＤからの中間投影像の配列方向の他方であり且つ第１方向ｘと垂直な第２方向ｙに分割及び集光する第２方向シリンドリカルレンズ群とを有する分割縮小投影部５３を有する結像光学系５０を備える。露光時に、ＤＭＤから結像光学系５０を介して投影像が投影され、第１方向ｘとの間で一定の傾き角度θを成す主走査方向ｘｘに移動する描画部７０を備える。【選択図】図２
2008070677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＭＤと、
前記ＤＭＤにおけるオン状態のマイクロミラーから反射された光で構成される中間投影像を、前記ＤＭＤからの中間投影像の配列方向の一方である第１方向に集光する第１方向シリンドリカルレンズと、前記ＤＭＤからの中間投影像の配列方向の他方であり且つ前記第１方向と垂直な第２方向に分割及び集光する第２方向シリンドリカルレンズ群とを有する投影部を有する結像光学系と、
露光時に、前記ＤＭＤから前記結像光学系を介して投影像が投影され、前記第１方向との間で一定の傾き角度を成す主走査方向に移動する描画部とを備える露光装置。
【請求項２】
前記一定の傾き角度は、前記ＤＭＤを構成するマイクロミラーからのオン状態の前記描画部の描画面上の投影像において、前記第１方向に並べられた特定の列のうち前記第１方向の一方の端部を通り前記主走査方向と平行な線が、前記特定の列に対して前記第２方向に隣接する前記第１方向に並べられた列の前記第１方向の他方のいずれかまたは他方の端部近傍を通る位置関係に設定されることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記第２方向シリンドリカルレンズ群が有するシリンドリカルレンズは、前記ＤＭＤを構成するマイクロミラーの前記第２方向に並べられた数と同じ数以上、前記第２方向に並べられることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項４】
前記ＤＭＤは、前記第２方向との間で前記一定の傾き角度を成す副走査方向に複数並べられることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項５】
前記露光における一度の投影で前記ＤＭＤから前記結像光学系を介して投影された前記描画部の描画面上の投影像の前記副走査方向のバンド幅が、前記ＤＭＤが露光する領域の前記副走査方向の幅と同じになるように、前記結像光学系の倍率や形状が設定されることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】
ＤＭＤと、
前記ＤＭＤにおけるオン状態のマイクロミラーから反射された光で構成される中間投影像を、前記ＤＭＤからの中間投影像の配列方向の一方である第１方向に分割縮小する第１方向シリンドリカルレンズ群と、前記ＤＭＤからの中間投影像の配列方向の他方であり且つ前記第１方向と垂直な第２方向に分割縮小する第２方向シリンドリカルレンズ群とを有する分割縮小投影部を有する結像光学系と、
露光時に、前記ＤＭＤから前記結像光学系を介して投影像が投影され、前記第１方向との間で一定の傾き角度を成す主走査方向に移動する描画部とを備え、
前記第１シリンドリカルレンズ群における分割縮小と、前記第２シリンドリカルレンズ群における分割縮小とでは、縮小比率が異なることを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置に関し、特にＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）などの二次元表示素子による反射光を露光エリアに結像させる結像光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＤＭＤなどの二次元表示素子を使った露光装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１は、マイクロミラーの配列方向を描画面における主走査方向に対して傾けた状態で配置したＤＭＤを有する露光装置を開示する。
【特許文献１】特開２００４−１２８９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１の装置における描画領域は、ＤＭＤのマイクロミラーの配列と同じ形状である。そのため、解像度を上げるためには、ＤＭＤのセルサイズ（マイクロミラーの大きさ）を縮小する必要があるが、セルサイズを縮小するとセルサイズにセル数（マイクロミラーの一方向の配列数）を乗算した値に基づく副走査方向のバンド幅が狭くなる。バンド幅が狭くなると、露光する回数（バンド数）を多くする必要が生じる。露光する回数が多いと、描画に時間差が生じ、時間差が、描画線の太細（不均一）を発生させるおそれがある。一方、セル数を増やせば、解像度を上げてバンド幅を広くすることが可能であるが、セル数の多いＤＭＤに代える必要があり、設計自由度が高くない。
【０００５】
したがって本発明の目的は、描画解像度を下げないで、バンド幅を拡げる露光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る露光装置は、ＤＭＤと、ＤＭＤにおけるオン状態のマイクロミラーから反射された光で構成される中間投影像を、ＤＭＤからの中間投影像の配列方向の一方である第１方向に集光する第１方向シリンドリカルレンズと、ＤＭＤからの中間投影像の配列方向の他方であり且つ第１方向と垂直な第２方向に分割及び集光する第２方向シリンドリカルレンズ群とを有する投影部を有する結像光学系と、露光時に、ＤＭＤから結像光学系を介して投影像が投影され、第１方向との間で一定の傾き角度を成す主走査方向に移動する描画部とを備える。
【０００７】
好ましくは、一定の傾き角度は、ＤＭＤを構成するマイクロミラーからのオン状態の描画部の描画面上の投影像において、第１方向に並べられた特定の列のうち第１方向の一方の端部を通り主走査方向と平行な線が、特定の列に対して第２方向に隣接する第１方向に並べられた列の第１方向の他方のいずれかまたは他方の端部近傍を通る位置関係に設定される。
【０００８】
また、好ましくは、第２方向シリンドリカルレンズ群が有するシリンドリカルレンズは、ＤＭＤを構成するマイクロミラーの第２方向に並べられた数と同じ数以上、第２方向に並べられる。
【０００９】
また、好ましくは、ＤＭＤは、第２方向との間で一定の傾き角度を成す副走査方向に複数並べられる。
【００１０】
さらに好ましくは、露光における一度の投影でＤＭＤから結像光学系を介して投影された描画部の描画面上の投影像の副走査方向のバンド幅が、ＤＭＤが露光する領域の副走査方向の幅と同じになるように、結像光学系の倍率や形状が設定される。
【００１１】
本発明に係る露光装置は、ＤＭＤと、ＤＭＤにおけるオン状態のマイクロミラーから反射された光で構成される中間投影像を、ＤＭＤからの中間投影像の配列方向の一方である第１方向に分割縮小する第１方向シリンドリカルレンズ群と、ＤＭＤからの中間投影像の配列方向の他方であり且つ第１方向と垂直な第２方向に分割縮小する第２方向シリンドリカルレンズ群とを有する分割縮小投影部を有する結像光学系と、露光時に、ＤＭＤから結像光学系を介して投影像が投影され、第１方向との間で一定の傾き角度を成す主走査方向に移動する描画部とを備え、第１シリンドリカルレンズ群における分割縮小と、第２シリンドリカルレンズ群における分割縮小とでは、縮小比率が異なる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明によれば、描画解像度を下げないで、バンド幅を拡げる露光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本実施形態について、図を用いて説明する。本実施形態における露光装置１は、制御部１０、露光部３０、結像光学系５０、光吸収板６０、及び描画部７０とを備える（図１、２参照）。
【００１４】
なお、方向を説明するために、露光装置１において露光のための描画部７０の移動方向を主走査方向ｘｘ、主走査方向ｘｘと垂直で且つ複数のＤＭＤが並べられる方向（ＤＭＤの移動方向）を副走査方向ｙｙ、描画部７０に描画される像の配列方向の一方であって主走査方向ｘｘと傾き角度θを成す方向を第１方向ｘ、第１方向ｘと垂直な方向を第２方向ｙ、及び第１方向ｘ、第２方向ｙ、及び描画面に垂直な方向を第３方向ｚとしてとして説明する。
【００１５】
制御部１０は、露光のために使用される描画データ（ベクタデータ、ＣＡＤデータ）に基づいて、露光部３０のＤＭＤに対応する露光データ（ラスタデータ）を作成する描画データ処理を行う。
【００１６】
露光部３０は、複数のＤＭＤを有する。本実施形態では、複数のＤＭＤのそれぞれが５×５個（第１方向ｘに５個、第２方向ｙに５個）の正方形状マイクロミラーが配列されて構成されるとして説明するが、ＤＭＤが有するマイクロミラーの配列数や形状はこれに限られない（例えば、７６８×１０２４個配列）。露光データに基づいてオン状態にされたＤＭＤのマイクロミラーは、露光部３０への入射光を反射し、結像光学系５０を介して、描画部７０の描画エリアに露光を行う。
【００１７】
傾き角度θは、ＤＭＤを構成するマイクロミラーからのオン状態の描画面上の投影像において、第１方向ｘに並べられた特定の列のうち第１方向ｘの一方の端部を通り主走査方向ｘｘと平行な線が、特定の列に対して第２方向ｙに隣接する第１方向ｘに並べられた列の第１方向ｘの他方のいずれかまたは他方の端部近傍を通る位置関係に設定される。
【００１８】
本実施形態では、傾き角度θは、ＤＭＤを構成するマイクロミラーからのオン状態の描画面上の投影像において、第１方向ｘに並べられた特定の列のうち第１方向ｘの一方の端部を通り主走査方向ｘｘと平行な線（図３の破線参照）が、特定の列に対して第２方向ｙに隣接する第１方向ｘに並べられた列の第１方向ｘの他方の端部を通る位置関係に設定される。
【００１９】
結像光学系５０は、オン状態にされたＤＭＤのマイクロミラーからの反射光を拡大投影する凸レンズを有する拡大投影部５１、拡大投影された像（拡大投影像、中間像）を描画面に向けて反射するリフレクタ５２、及び拡大投影像を分割縮小投影する分割縮小投影部５３を有する。中間投影像は、第１方向ｘに５個、第２方向ｙに５個だけ正方形が並べられた正方形形状を有する（図４参照）。分割縮小投影部５３の詳細については後述する。
【００２０】
光吸収板６０は、オフ状態にされたＤＭＤのマイクロミラーからの反射光を吸収する。
【００２１】
描画部７０は、描画面を有し、露光中は、露光部３０のＤＭＤのオン状態にされマイクロミラーの反射光が、描画面の描画エリアに投影（照射）するような位置関係に配置される。
【００２２】
露光時に、描画部７０と露光部３０との相対位置が変化するように、主走査方向ｘｘに描画部７０が移動せしめられ、また副走査方向ｙｙに露光部３０のＤＭＤが移動せしめられる。
【００２３】
分割縮小投影部５３の詳細について説明する（図３、図４参照）。分割縮小投影部５３は、アパーチャ５３ａ、第２方向シリンドリカルレンズ群としての第１、第２シリンドリカルレンズ群５３ｂ１、５３ｂ２、及び第１方向シリンドリカルレンズとしての第１、第２シリンドリカルレンズ５３ｃ１、５３ｃ２を有する。
【００２４】
分割縮小投影部５３の各部は、リフレクタ５２側から描画部７０の描画エリア側に向かって、アパーチャ５３ａ、第１シリンドリカルレンズ群５３ｂ１、第１シリンドリカルレンズ５３ｃ１、第２シリンドリカルレンズ５３ｃ２、第２シリンドリカルレンズ群５３ｂ２の順に並べられる。
【００２５】
アパーチャ５３ａは、複数の穴で構成され、リフレクタ５２からの光は、複数の穴を通って、第１シリンドリカルレンズ群５３ｂ１に入射される。アパーチャ５３ａは、隣接するレンズからの光が入り込まない効果（ゴーストの発生を防止する効果）を有する。
【００２６】
第１シリンドリカルレンズ群５３ｂ１は、複数のシリンドリカルレンズが第２方向ｙに並べられた構成を有する。シリンドリカルレンズは、第２方向ｙからみて矩形形状、第１方向ｘからみてアパーチャ５３ａ側が円弧部分で第１シリンドリカルレンズ５３ｃ１側が弦部分である弓形形状を有し、円柱の一部分の形状を形成する。すなわち、第１シリンドリカルレンズ群５３ｂ１を構成するシリンドリカルレンズのレンズ稜線は、ＤＭＤのマイクロミラーの配列方向の一方（第１方向ｘ）と平行である。シリンドリカルレンズが第２方向ｙに並べられる数は、ＤＭＤを構成するマイクロミラーの第２方向ｙに並べられた数と同じかそれ以上に設定される。
【００２７】
第１シリンドリカルレンズ５３ｃ１は、１つのシリンドリカルレンズで、第１方向ｘからみて矩形形状、第２方向ｙからみて第１シリンドリカルレンズ群５３ｂ１側が円弧部分で第２シリンドリカルレンズ５３ｃ２側が弦部分である弓形形状を有し、円柱の一部分の形状を形成する。
【００２８】
第２シリンドリカルレンズ５３ｃ２は、１つのシリンドリカルレンズで、第１方向ｘからみて矩形形状、第２方向ｙからみて第１シリンドリカルレンズ５３ｃ１側が弦部分で第２シリンドリカルレンズ群５３ｂ２側が円弧部分である弓形形状を有し、円柱の一部分の形状を形成する。
【００２９】
第２シリンドリカルレンズ群５３ｂ２は、複数のシリンドリカルレンズが第２方向ｙに並べられた構成を有する。シリンドリカルレンズは、第２方向ｙからみて矩形形状、第１方向ｘからみて第２シリンドリカルレンズ５３ｃ２側が弦部分で描画面側が円弧部分である弓形形状を有し、円柱の一部分の形状を形成する。すなわち、第２シリンドリカルレンズ群５３ｂ２を構成するシリンドリカルレンズのレンズ稜線は、ＤＭＤのマイクロミラーの配列方向の一方（第１方向ｘ）と平行である。シリンドリカルレンズが第２方向ｙに並べられる数は、ＤＭＤを構成するマイクロミラーの第２方向ｙに並べられた数と同じかそれ以上に設定される。
【００３０】
第１、第２シリンドリカルレンズ群５３ｂ１、５３ｂ２を構成するシリンドリカルレンズのそれぞれにおいて、ＤＭＤにおけるオン状態のミラーからの反射光であってアパーチャ５３ａを通った光は、第２方向ｙに分割及び集光される（第１方向ｘには集光されない）。
【００３１】
第１、第２シリンドリカルレンズ５３ｃ１、５３ｃ２のそれぞれにおいて、ＤＭＤにおけるオン状態のミラーからの反射光であってアパーチャ５３ａを通った光は、第１方向ｘに集光される（第２方向ｙには集光されない）。
【００３２】
分割縮小投影部５３により、露光部３０において照射された像（照射像）が拡大投影部５１により拡大された中間像は、第１方向ｘに縮小され、第２方向ｙに分割縮小され、描画部７０の描画エリアにおける投影像は、５つの正方形が第１方向ｘに接する状態で並べられた矩形５つが、第２方向ｙに一定間隔で並べられた像を形成する。
【００３３】
投影像は、正方形が接する状態での並び方向（第１方向ｘ）が、主走査方向ｘｘに対して傾き角度θを成し、正方形が並べられた矩形の並び方向（第２方向ｙ）が、副走査方向ｙｙに対して傾き角度θを成す。
【００３４】
本実施形態では、投影像を構成する正方形（正方形が第１方向ｘに並べられた矩形）が、間隔を拡げた状態で第２方向ｙに並べられるため、正方形（正方形が第１方向ｘに並べられた矩形）が間隔を拡げない状態で同じ数だけ第２方向ｙに並べられる場合に比べて、投影像の第２方向ｙの大きさ（バンド幅）を、大きくすることが可能になる。バンド幅を広くすることにより、露光する回数（バンド数×ＤＭＤの配列数）を減らすことが可能になる。バンド数が多いと、描画の時間差が発生し、これにより描画線の太細（太さの不均一、線幅差）が発生するおそれがあるが、バンド数が少なければ、このような問題を減らすことが可能になる。
【００３５】
また、投影像を構成する正方形（正方形が第１方向ｘに並べられた矩形）が、間隔を拡げた状態で第２方向ｙに並べられ、主走査方向ｘｘ、及び副走査方向ｙｙは、投影像を構成する正方形の並び方向（第１方向ｘ、及び第２方向ｙ）に対して傾き角度θを成す関係であるため、バンド幅を大きくした状態で且つ、描画解像度を高くすることが可能になる。
【００３６】
また、投影像を構成する正方形が、間隔を拡げない状態で第１方向ｘに並べられるため、投影像の大きさは、間隔を拡げた状態で第１方向ｘに並べられる場合に比べて小さくてすむ。そのため、投影像に対応する露光データ量が、間隔を拡げた状態で第１方向ｘに並べられる場合に比べて小さくてすみ、処理速度を速くできるメリットを有する。
【００３７】
また、投影像を投影するための結像光学系として、シリンドリカルレンズを使う構成であるため、マイクロレンズを二次元方向に並べる構成に比べて位置調整が一方向で済むため簡素化できるメリットを有する。
【００３８】
また、投影像を構成する正方形（正方形が第１方向ｘに並べられた矩形）が第２方向ｙに並べられる間隔を拡げて、投影像の副走査方向ｙｙのバンド幅が、１つのＤＭＤが露光する領域の副走査方向ｙｙの幅と同じになるように、結像光学系５０（特に第１、第２シリンドリカルレンズ群５３ｂ１、５３ｂ２）の倍率や形状を設定する事により、ＤＭＤを副走査方向ｙｙに移動させずに露光を行うことが可能になる。
【００３９】
また、第１、第２シリンドリカルレンズ５３ｃ１、５３ｃ２も、複数のシリンドリカルレンズで構成されたシリンドリカルレンズ群として、第１方向ｘに並べられた正方形についても、間隔を拡げた状態で並べられるように分割縮小（シリンドリカルレンズ単体の場合は縮小のみ）する形態であってもよい。この場合、第１、第２シリンドリカルレンズ５３ｃ１、５３ｃ２に代わる複数のシリンドリカルレンズで構成されたシリンドリカルレンズ群によって第１方向ｘに分割縮小される縮小比率は、第１、第２シリンドリカルレンズ群５３ｂ１、５３ｂ２によって第２方向ｙに分割縮小される縮小比率と、異なる値になるように形状や倍率が設定される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施形態における露光装置を示す斜視図である。
【図２】露光部、結像光学系、及び描画部の構成を示す斜視図である。
【図３】結像光学系の分割縮小投影部、及び描画部の構成を示す斜視図である。
【図４】露光部、及び結像光学系の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  露光装置
１０  制御部
３０  露光部
５０  結像光学系
５１  拡大投影部
５２  リフレクタ
５３  分割縮小投影部
５３ａ  アパーチャ
５３ｂ１、５３ｂ２  第１、第２シリンドリカルレンズ群
５３ｃ１、５３ｃ２  第１、第２シリンドリカルレンズ
６０  光吸収板
７０  描画部
【図１】
2008070677.tif 000003
【図２】
2008070677.tif 000004
【図３】
2008070677.tif 000005
【図４】
2008070677.tif 000006