(57)【要約】【課題】露光対象物の露光面上おける光の照度を高精度かつ効率的に調整することができる直接露光装置および照度調整方法を実現する。【解決手段】相対移動する露光面上に露光パターンを形成する直接露光装置は、ディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）と露光面との間に配置され、調整可能な光の透過率分布を有する液晶シャッタであって、透過率を個別調整可能な最小単位であるマトリクス状に配置されたマイクロシャッタがＤＭＤ中にマトリクス状に配置されたマイクロミラーに一対一に対応する液晶シャッタと、液晶シャッタの光の透過率分布を調整する調整手段とを備え、この調整手段は、露光処理前に予め計測された露光面に相当する位置における光の照度を上記相対移動方向に沿った走査軌跡上毎に積算して得られる各照度積算値が最小の照度積算値と同一となるよう、当該走査軌跡上に光を照射する液晶シャッタの各マイクロシャッタの光の透過率を調整する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの光をディジタルマイクロミラーデバイスに照射し、該ディジタルマイクロミラーデバイスにおいて反射した光を、該ディジタルマイクロミラーデバイスに対して相対移動する露光対象物の露光面上に照射することで、前記露光面上に所望の露光パターンを形成する直接露光装置であって、
前記ディジタルマイクロミラーデバイスと前記露光対象物の露光面との間に配置され、調整可能な光の透過率分布を有する液晶シャッタであって、光の透過率を個別調整可能な最小単位であるマトリクス状に配置されたマイクロシャッタが、前記ディジタルマイクロミラーデバイス中にマトリクス状に配置されたマイクロミラーに一対一に対応する液晶シャッタと、
前記液晶シャッタの光の透過率分布を調整する調整手段と、
を備え、
前記調整手段は、前記ディジタルマイクロミラーデバイスに照射された前記光源からの光が前記露光対象物の露光面の方向に全て反射されるときに計測された前記露光面に相当する位置における光の照度を前記マイクロミラーの相対移動方向に沿った走査軌跡上毎に積算して得られる各照度積算値が、該照度積算値のうちの最小の照度積算値と同一となるように、当該走査軌跡上に光を照射する各前記マイクロシャッタにおける光の透過率を調整することを特徴とする直接露光装置。
【請求項２】
前記ディジタルマイクロミラーデバイスに照射された前記光源からの光が前記露光対象物の露光面の方向に全て反射されるときにおける、前記露光面に相当する位置における光の照度を、前記露光対象物に対する露光処理が開始される前に予め計測する計測手段をさらに備える請求項１に記載の直接露光装置。
【請求項３】
前記計測手段による光の照度の計測は、単独の前記マイクロミラーのみが前記露光対象物の露光面の方向に光を照射することになるよう前記マイクロミラーごとに実行される請求項２に記載の直接露光装置。
【請求項４】
光源からの光をディジタルマイクロミラーデバイスに照射し、該ディジタルマイクロミラーデバイスにおいて反射した光を、該ディジタルマイクロミラーデバイスに対して相対移動する露光対象物の露光面上に照射することで、前記露光面上に所望の露光パターンを形成する直接露光装置において、前記露光対象物の露光面上における照度を調整する照度調整方法であって、
前記ディジタルマイクロミラーデバイスに照射された前記光源からの光が前記露光対象物の露光面の方向に全て反射されるときの、前記露光面に相当する位置における光の照度を計測する計測ステップと、
計測された前記光の照度を、前記マイクロミラーの相対移動方向に沿った走査軌跡上毎に積算して照度積算値を算出する算出ステップと、
前記ディジタルマイクロミラーデバイスと前記露光対象物の露光面との間に配置され、調整可能な光の透過率分布を有する液晶シャッタであって、光の透過率を個別調整可能な最小単位であるマトリクス状に配置されたマイクロシャッタが、前記ディジタルマイクロミラーデバイス中にマトリクス状に配置されたマイクロミラーに一対一に対応する液晶シャッタの、光の透過率分布を調整する調整ステップと、を備え、
前記調整ステップは、前記算出ステップにおいて算出された前記走査軌跡毎の照度積算値が、該照度積算値のうちの最小の照度積算値と同一となるように、当該走査軌跡上に光を照射する各前記マイクロシャッタにおける光の透過率を調整することを特徴とする照度調整方法。
【請求項５】
前記計測ステップにおける光の照度の計測は、単独の前記マイクロミラーのみが前記露光対象物の露光面の方向に光を照射することになるよう前記マイクロミラーごとに実行される請求項４に記載の照度調整方法。
【請求項６】
複数の点光源がマトリクス状に配置されて構成される面光源からの光を、該面光源に対して相対移動する露光対象物の露光面上に照射することで、前記露光面上に所望の露光パターンを形成する直接露光装置であって、
前記面光源と前記露光対象物の露光面との間に配置され、調整可能な光の透過率分布を有する液晶シャッタであって、光の透過率を個別調整可能な最小単位であるマトリクス状に配置されたマイクロシャッタが、前記面光源中の前記点光源に一対一に対応する液晶シャッタと、
前記液晶シャッタの光の透過率分布を調整する調整手段と、
を備え、
前記調整手段は、各前記点光源からの光が前記露光対象物の露光面の方向に全て出射されるときに計測された前記露光面に相当する位置における光の照度を前記点光源の相対移動方向に沿った走査軌跡上毎に積算して得られる各照度積算値が、該照度積算値のうちの最小の照度積算値と同一となるように、当該走査軌跡上に光を照射する各前記マイクロシャッタにおける光の透過率を調整することを特徴とする直接露光装置。
【請求項７】
前記面光源中の各前記点光源からの光が前記露光対象物の露光面の方向に全て出射されるときにおける、前記露光面に相当する位置における光の照度を、前記露光対象物に対する露光処理が開始される前に予め計測する計測手段をさらに備える請求項６に記載の直接露光装置。
【請求項８】
前記計測手段による光の照度の計測は、単独の前記点光源のみが前記露光対象物の露光面の方向に光を出射することになるよう前記点光源ごとに実行される請求項７に記載の直接露光装置。
【請求項９】
複数の点光源がマトリクス状に配置されて構成される面光源からの光を、該面光源に対して相対移動する露光対象物の露光面上に照射することで、前記露光面上に所望の露光パターンを形成する直接露光装置において、前記露光対象物の露光面上における照度を調整する照度調整方法であって、
前記面光源中の各前記点光源からの光が前記露光対象物の露光面の方向に全て出射されるときの、前記露光面に相当する位置における光の照度を計測する計測ステップと、
計測された前記光の照度を、前記点光源の相対移動方向に沿った走査軌跡上毎に積算して照度積算値を算出する算出ステップと、
前記面光源と前記露光対象物の露光面との間に配置され、調整可能な光の透過率分布を有する液晶シャッタであって、光の透過率を個別調整可能な最小単位であるマトリクス状に配置されたマイクロシャッタが、前記点光源に一対一に対応する液晶シャッタの、光の透過率分布を調整する調整ステップと、を備え、
前記調整ステップは、前記算出ステップにおいて算出された前記走査軌跡毎の照度積算値が、該照度積算値のうちの最小の照度積算値と同一となるように、当該走査軌跡上に光を照射する各前記マイクロシャッタにおける光の透過率を調整することを特徴とする照度調整方法。
【請求項１０】
前記計測ステップにおける光の照度の計測は、単独の前記点光源のみが前記露光対象物の露光面の方向に光を出射することになるよう前記点光源ごとに実行される請求項９に記載の照度調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光対象物の露光面上に所望の露光パターンを形成する直接露光装置、および、この直接露光装置において露光対象物の露光面上の照度を調整する照度調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
配線基板の配線パターンは、一般的には、配線パターンに関する設計データに基づいて基板を露光し、現像することで所望のパターンを基板上に焼き付け、そしてエッチングを施すことで形成される。この露光処理の一従来例としてフォトマスクを用いた方法がある。
【０００３】
これに対し、近年、フォトマスクを使用しない直接露光（マスクレス露光）によるパターニング方法が提案されている。この方法によれば、露光対象物（露光対象基板）の伸縮、歪み、ずれなどに対処するための補正を、露光データの生成の段階で予め行うことができ、あるいはリアルタイムで行うことができるので、製造精度の向上、歩留まりの向上、納期の短縮、製造コストの低減などの点において著しい改善がもたらされる。
【０００４】
このような直接露光方法として、例えばディジタルマイクロミラーデバイス（以下、「ＤＭＤ」と称する。）を用いた直接露光装置により、露光パターンを形成する方法がある（例えば、特許文献１参照）。図７は、ＤＭＤを用いた直接露光装置の一従来例を例示する図である。露光対象基板３上に塗布されたレジストは、所定の照度積算量の光の照射を受けると感光する。ＤＭＤ５１に対して相対移動する露光対象基板３上に形成したレジストを直接露光するにあたり、露光すべきパターンに対応したパターンデータがパターン生成器５２で生成され、このパターンデータはＤＭＤ５１に入力される。パターン生成器５２は、ＤＭＤ５１に対して相対移動する露光対象基板３の位置を検出する位置センサ５３にも接続されており、露光対象基板３上の露光スポットの位置に同期したパターンデータを生成する。光源２は、拡散板５４およびレンズ５５を介してＤＭＤ５１に光を照射する。ＤＭＤ５１は、その複数の各微小ミラー（マイクロミラー）をパターンデータに応じて傾動させることにより、ＤＭＤ５１中の各微小ミラーに入射した光が反射する方向を適宜変え、この光を露光対象基板３上のレジストにレンズ５６を介して照射してパターンデータに対応した露光パターンを形成する。
【０００５】
直接露光方法においては、良好な露光効果を得るために、露光対象基板の露光面上に照射する光が場所によってムラのない均一な分布となるよう調整する必要がある。露光対象基板の露光面上における光の照度分布を均一に調整する代表的な技術として、光の透過率分布を調整可能な液晶シャッタに光を透過させ、露光面上の光の照度分布を均一にする照度調整方法がある。この液晶シャッタは、複数のマイクロシャッタ（ドット）がマトリクス状に配置されており、このマイクロシャッタ単位で光の透過率を調整することができる。液晶シャッタにおいては、マイクロシャッタ単位で決められた光の透過率が分布している。
【０００６】
図８は、液晶シャッタを用いて露光対象基板の露光面の照度分布を均一に調整する従来の方法を説明する図であって、図８（ａ）は、露光対象基板の露光面上の調整前の光の照度分布を模式的に例示する図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）に例示する光の照度ムラを均一にするために用いられる液晶シャッタの光の透過率分布を模式的に例示する図である。図８（ａ）においては光の照度を濃淡表示で表しており、網掛けの色が濃いほど光の照度が低いことを意味している。図８（ａ）に示す例では、露光対象基板３の周縁付近における調整前の光の照度は中心付近のそれに比べて低いが、このような露光対象基板３の光の照度分布を均一に調整するためには、図８（ｂ）に示すような光の透過率分布を有する液晶シャッタ４が用いられる。図８（ｂ）においては光の透過率を濃淡表示で表しており、網掛けの色が濃いほど光の透過率が低いことを意味している。液晶シャッタ４の周縁付近における光の透過率は中心付近のそれに比べて低くなる。
【０００７】
また例えば、同じく液晶シャッタを用いて露光対象基板の露光面の照度ムラを無くす技術として、照射光学系から出射された光を２つに分岐し、一方の光路上に液晶シャッタを設けて光の照度分布を調整し、これをもう一方の光路からの光と合成した後、この合成光を露光対象基板の露光面に照射するものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−１１２５７９号公報
【特許文献２】特開２００５−１９１０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のような従来の液晶シャッタを用いた直接露光装置の照度調整方法においては、予め計測された露光対象基板の露光面上の照度分布において最小となる照度（以下、単に「基準照度」と称する。）を基準に、液晶シャッタの光の透過率分布を調整する。具体的には、基準照度よりも高い照度となる露光面上のエリアについては基準照度と同一となるよう当該エリアに対応する液晶シャッタのマイクロシャッタについての光の透過率を下げるよう制御することによって、すなわちマイクロシャッタごとの光の透過率を決定しこれらマイクロシャッタごとに個別に光の透過率を制御することによって、露光面上の光の照度が均一になるようにしている。しかし、このような方法では、露光対象基板の露光面全体にわたって、その照度が、予め計測された露光対象基板の露光面上の照度分布の最小の照度に合わせられてしまうことになり、光エネルギーの大きな損失が発生する。光源が発する光エネルギーに比べて露光面に到達する光エネルギーが少ないと、直接露光装置の露光装置の露光スピードを上げることができず、露光効率が悪くなってしまう。一方、特開２００５−１９１０６０号公報（上記特許文献２）に記載された発明は、分光および光の合成のための機構を必要とするため、構造的に複雑である。
【００１０】
なお、露光対象基板の露光面上における光の照度を調整する方法として、上述した液晶シャッタを用いる方法以外に、次のような方法がある。一般に直接露光装置においては、ある露光スポットに光を複数回照射し、照射された光の積算値が露光面上のレジストの閾値を超えるか否かによって、当該露光スポットにおいて所望の露光プロセスが完了するか否かが決定される。このとき、１つの露光スポットへの光の照射回数（「スポットの多重度」とも称する。）を適宜変更すれば、露光対象基板の露光面上における光の照度を調整することができる。しかしながら、ある露光スポットへの光の照射回数は例えば数十回程度であるが、光の照射回数を仮に１回分増減させるだけでも、露光対象基板の露光面上における光の照度は大きく増減してしまうことになる。つまり、このような方法では露光面上における光の照度の微細な調整が不可能であり、特に高精度が要求される複雑な配線パターンの形成には適さない。
【００１１】
従って本発明の目的は、上記問題に鑑み、露光対象基板の露光面上おける光の照度を、高精度かつ効率的に調整することができる直接露光装置および照度調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を実現するために、本発明の第１の態様によれば、光源からの光をディジタルマイクロミラーデバイスに照射し、このディジタルマイクロミラーデバイスにおいて反射した光を、ディジタルマイクロミラーデバイスに対して相対移動する露光対象物の露光面上に照射することで、露光面上に所望の露光パターンを形成する直接露光装置において、ディジタルマイクロミラーデバイスと露光対象物の露光面との間に配置され、調整可能な光の透過率分布を有する液晶シャッタであって、透過率を個別調整可能な最小単位であるマトリクス状に配置されたマイクロシャッタが、ディジタルマイクロミラーデバイス中にマトリクス状に配置されたマイクロミラーに一対一に対応する液晶シャッタと、液晶シャッタの光の透過率分布を調整する調整手段と、を備える。そして、この調整手段は、ディジタルマイクロミラーデバイスに照射された光源からの光が露光対象物の露光面の方向に全て反射されるときに計測された露光面に相当する位置における光の照度をマイクロミラーの相対移動方向に沿った走査軌跡上毎に積算して得られる各照度積算値が、該照度積算値のうちの最小の照度積算値と同一となるように、当該走査軌跡上に光を照射する各マイクロシャッタにおける光の透過率を調整する。
また、本発明の第２の態様によれば、複数の点光源がマトリクス状に配置されて構成される面光源からの光を、ディジタルマイクロミラーデバイスに対して相対移動する露光対象物の露光面上に照射することで、露光面上に所望の露光パターンを形成する直接露光装置において、面光源と露光対象物の露光面との間に配置され、調整可能な光の透過率分布を有する液晶シャッタであって、透過率を個別調整可能な最小単位であるマトリクス状に配置されたマイクロシャッタが、面光源中の点光源に一対一に対応する液晶シャッタと、液晶シャッタの光の透過率分布を調整する調整手段と、を備える。そして、この調整手段は、点光源からの光が露光対象物の露光面の方向に全て出射されるときに計測された露光面に相当する位置における光の照度を点光源の相対移動方向に沿った走査軌跡上毎に積算して得られる各照度積算値が、該照度積算値のうちの最小の照度積算値と同一となるように、当該走査軌跡上に光を照射する各マイクロシャッタにおける光の透過率を調整する。
【００１３】
図１は、本発明による直接露光装置のための照度調整方法を説明するフローチャートである。
【００１４】
本発明の第１の態様によれば、光源からの光をディジタルマイクロミラーデバイスに照射し、ディジタルマイクロミラーデバイスにおいて反射した光を、ディジタルマイクロミラーデバイスに対して相対移動する露光対象物の露光面上に照射することで、露光面上に所望の露光パターンを形成する直接露光装置において、露光対象物の露光面上における照度を調整する照度調整方法は、
ディジタルマイクロミラーデバイスに照射された光源からの光が露光対象物の露光面の方向に全て反射されるときの、露光面に相当する位置における光の照度を計測する計測ステップＳ１０１と、
計測された光の照度を、マイクロミラーの相対移動方向に沿った走査軌跡上毎に積算して照度積算値を算出する算出ステップＳ１０２と、
ディジタルマイクロミラーデバイスと露光対象物の露光面との間に配置され、調整可能な光の透過率分布を有する液晶シャッタであって、光の透過率を個別調整可能な最小単位であるマトリクス状に配置されたマイクロシャッタが、ディジタルマイクロミラーデバイス中にマトリクス状に配置されたマイクロミラーに一対一に対応する液晶シャッタの、光の透過率分布を調整する調整ステップＳ１０３と、を備え、
調整ステップＳ１０３では、算出ステップＳ１０２において算出された走査軌跡毎の照度積算値が、該照度積算値のうちの最小の照度積算値と同一となるように、当該走査軌跡上に光を照射する各マイクロシャッタにおける光の透過率を調整する。
【００１５】
また、本発明の第２の態様によれば、複数の点光源がマトリクス状に配置されて構成される面光源からの光を、面光源に対して相対移動する露光対象物の露光面上に照射することで、露光面上に所望の露光パターンを形成する直接露光装置において、露光対象物の露光面上における照度を調整する照度調整方法は、
面光源中の点光源からの光が露光対象物の露光面の方向に全て出射されるときの、露光面に相当する位置における光の照度を計測する計測ステップＳ１０１と、
計測された光の照度を、点光源の相対移動方向に沿った走査軌跡上毎に積算して照度積算値を算出する算出ステップＳ１０２と、
面光源と露光対象物の露光面との間に配置され、調整可能な光の透過率分布を有する液晶シャッタであって、光の透過率を個別調整可能な最小単位であるマトリクス状に配置されたマイクロシャッタが、点光源に対応する液晶シャッタの、光の透過率分布を調整する調整ステップＳ１０３と、を備え、
調整ステップＳ１０３では、算出ステップＳ１０２において算出された走査軌跡毎の照度積算値が、該照度積算値のうちの最小の照度積算値と同一となるように、当該走査軌跡上に光を照射する各マイクロシャッタにおける光の透過率を調整する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、直接露光装置による露光対象基板の露光面上おける光の照度を、高精度かつ効率的に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図２は、本発明の第１の実施例による直接露光装置の概略的な構成図である。なお、説明を簡明にするために、図２においては、図７で示したパターン発生器５２、位置センサ５３、および拡散板５４の図示は省略する。
【００１８】
直接露光装置１において、光源２はディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）５１に光を照射する。ＤＭＤ５１は、マトリクス状に配置された複数のマイクロミラー（図示せず）をパターンデータに応じてそれぞれ傾動させることにより、ＤＭＤ５１中の各マイクロミラーに入射した光が反射する方向を適宜変える。
【００１９】
より具体的に言えば、ＤＭＤ５１は、露光対象基板３の露光面上において露光すべき部分の光の照射を担うマイクロミラーについては、当該マイクロミラーで反射した光が露光対象基板３の方向へ向かうよう、パターンデータに基づいて当該マイクロミラーを傾動させる（マイクロミラーのＯＮ状態）。ＯＮ状態にあるマイクロミラーで反射した光は、レンズ７、液晶シャッタ４、マイクロレンズアレイ９、およびレンズ８を介して、ＤＭＤ５１に対して相対移動するステージ６上に載せされた露光対象基板３の露光面上のレジストに到達する。
【００２０】
一方、ＤＭＤ５１は、露光対象基板３の露光面上において露光すべきでない部分の光の照射を担うマイクロミラーについては、当該マイクロミラーで反射した光が光吸収材５の方向へ向かうよう、パターンデータに基づいて当該マイクロミラーを傾動させる（マイクロミラーのＯＦＦ状態）。光吸収材５は、入射された光を吸収する部材からなる。
【００２１】
このように、直接露光装置１においては、相対移動するステージ３上に載せられた露光対象基板３の露光面に照射する光の反射方向を、パターンデータに基づきマイクロミラーをＯＮもしくはＯＦＦして制御することにより、露光対象基板３に、当該パターンデータに対応した露光パターンが形成される。
【００２２】
本実施例における液晶シャッタ４は、調整可能な光の透過率分布を有するものである。液晶シャッタ４においては、光の透過率を個別調整可能な最小単位であるマイクロシャッタ（図示せず）が、マトリクス状に配置されている。液晶シャッタ４中のマイクロシャッタの数は、ＤＭＤ５１中にマトリクス状に配置されたマイクロミラーの数と同数であり、各マイクロシャッタは、マイクロミラーと一対一に対応するよう光学的に位置合わせされる。液晶シャッタ４は、ＤＭＤ５１と露光対象基板３の露光面との間に、より具体的に言えば、レンズ７とレンズ８との間に、配置される。
【００２３】
液晶シャッタ４には、スポット径を縮小するためのマイクロレンズアレイ９が設置されている。マイクロレンズアレイ９中のレンズの数は、液晶シャッタ４中のマイクロシャッタの数と同数であり、したがってＤＭＤ５１中にマトリクス状に配置されたマイクロミラーの数とも同数である。マイクロレンズアレイ９中のレンズは、マイクロシャッタおよびマイクロミラーとそれぞれ一対一に対応するよう光学的に位置合わせされる。
【００２４】
レンズ７は、ＤＭＤ５１中のマイクロミラーと液晶シャッタ４のマイクロシャッタとを一対一に対応させるために光を拡大もしくは縮小するレンズである。また、レンズ８は、露光対象基板３の露光面におけるレジスト上での結像具合を調整するためのレンズである。
【００２５】
調整手段１０は、液晶シャッタ４の光の透過率分布を調整する制御を行うものであり、例えば直接露光装置１の動作を統括制御するコンピュータ内に実現されるのが好ましい。調整手段１０は、その詳細については後述するが、露光処理前に予め算出された各照度積算値が、該照度積算値のうちの最小の照度積算値と同一となるように、当該走査軌跡上に光を照射することになる各マイクロシャッタにおける光の透過率を調整する。
【００２６】
本実施例における、露光処理前に予め算出される露光対象基板の露光面上の照度積算値と液晶シャッタの光の透過率との関係は次の通りである。図３は、ディジタルマイクロミラーデバイスにおけるマイクロミラーを模式的に示す図である。図中、ディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）５１内にマトリクス状に配置されるマイクロミラーを丸印で表す。一般に、ＤＭＤを用いた直接露光装置においては、マトリクス状に配置されたマイクロミラーの間隔よりも細かい分解能での露光処理を実現するために、ＤＭＤの相対移動方向を露光対象基板に対して角度θだけ傾けている。例えば、図３に示すように、ある１点の露光スポットＰ（図中、四角で表す。）への光の照射に寄与するマイクロミラーは、露光対象基板の相対移動方向に沿った走査軌跡ｌ上に位置するマイクロミラー（図中、黒丸で表す。）である。
【００２７】
直接露光装置においては、ある露光スポットに光を複数回照射し、照射された光の照度積算値が露光面上のレジストの閾値を超えるか否かによって、当該露光スポットにおいて所望の露光プロセスが完了するか否かが決定されるので、対応する走査軌跡上に位置するマイクロミラーによって照射される光の照度積算値は非常に重要である。図４は、露光対象基板の露光面上に生じる光の照度分布と該照度分布を均一にするための液晶シャッタの光の透過率分布との関係を模式的に例示する図であり、図４（ａ）は、露光対象基板の露光面上での調整前の光の照度分布を例示する図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す光の照度分布から算出される照度積算値分布を例示する図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）に示す光の照度分布を均一に調整するための液晶シャッタの光の透過率分布を例示する図である。
【００２８】
図４（ａ）においては光の照度を濃淡表示で表しており、網掛けの色が濃いほど光の照度が低いことを意味している。図示の例では、露光対象基板の周縁付近における光の照度は中心付近のそれに比べて低い。また、図中に示した矢印の向きは、露光対象基板の相対移動の方向を示す。図４（ａ）に示された調整前の光の照度分布について、マイクロミラーの露光対象基板対する相対移動方向に沿った走査軌跡上ごとに光の照度を積算し、該走査軌跡毎の照度積算値を算出すると、図４（ｂ）に示すような露光対象基板の相対移動の方向に直交する方向に関する照度積算値分布が得られる。この照度積算値は、ある１点の露光スポットに１回の走査中に照射される光の総エネルギー量を意味する。
【００２９】
本実施例における調整手段１０では、上述のような各照度積算値が、該照度積算値のうちの最小の照度積算値（図中、一点差線で示す）と同一となるように、当該走査軌跡上に光を照射することになる各マイクロシャッタにおける光の透過率を調整する。本実施例では、各マイクロシャッタにおける光の透過率は、最小の照度積算値に対応する走査軌跡上に光を照射することになるマイクロシャッタの光の透過率を最大の１００％とし、そして各照度積算値がこの最小の照度積算値と同一となるように、各マイクロシャッタの光の透過率を設定する。光の透過率が低いマイクロシャッタほど光の透過量は少なくなる。図４（ａ）に例示する光の照度分布に対して、該照度分布を均一にするための液晶シャッタの光の透過率分布が、図４（ｃ）に例示される。
【００３０】
例えば、個別調整可能な各マイクロシャッタの階調が０〜１０２３の１０２４段階あるような一般的な液晶シャッタを用いる場合は、階調の調整値が０のときは光を最大限に遮断し（透過率０％）、階調の調整値が１０２３のときは光を最大限に透過する（透過率１００％）。この場合、ＤＭＤ中のあるマイクロミラーの照度をステージに設置された照度計で計測したときの最大照度を１００ｍＷ／ｃｍ2とすると、階調の調整値をｎ、当該マイクロシャッタ透過後の照度をｉとして、
【数１】
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なる比例関係が成り立つ。このように、液晶シャッタにおいては、光の透過率を微細に調整することができるので、露光対象基板の露光面上における光の照度を高精度に調整することができる。
【００３１】
本実施例では、露光対象基板をステージに載せる前に、すなわち露光対象基板に対する露光処理を開始する前に、露光対象基板相当の露光面に相当する位置における光の照度分布を予め計測する。図５は、本発明の第１の実施例における計測手段による光の照度分布の計測を説明する図である。本実施例における計測手段１１は、ステージ６上にある露光対象基板の露光面が位置するであろう高さに計測手段１１の光検知部分が位置するよう、設置される。計測手段１１は、光の照度分布を検知可能なものであればよく、例えばラインセンサであるが、面センサやその他の照度計などであってもよい。
【００３２】
計測手段により光の照度を計測する際は、ＤＭＤ５１には配線パターンを形成するために必要なパターンデータは入力せず、ＤＭＤ５１のマイクロミラーを、光源２から照射される光が全てステージ６の方向に反射するような向きに傾動させる。すなわち、ＤＭＤ５１内のマイクロミラーをＯＮ状態にする。このときに計測手段１１が計測した光の照度分布は、露光対象基板をステージ６に載せて露光処理を実行する際に該露光対象基板に照射される調整前の光の照度分布に相当するものとなる。なお、計測手段１１による光の照度の計測は、単独のマイクロミラーのみが露光対象基板の露光面の方向に光を照射することになるようマイクロミラーごとに実行される。計測した光の照度分布に関するデータは、例えば直接露光装置１の動作を統括制御するコンピュータ内のメモリ（図示せず）に一時的に保存しておくのが好ましい。そして、コンピュータにより、保存した光の照度分布に関するデータに基づき、既に説明したようなやり方で、マイクロミラーの露光対象基板に対する相対移動方向に沿った走査軌跡上ごとに積算して照度積算値を算出し、この照度積算値を用いて各マイクロシャッタの光の透過率分布を決定する。
【００３３】
本発明の第２の実施例による直接露光装置は、ディジタルマイクロミラーデバイスを介さずに、レーザダイオードなどの点光源をマトリクス状に配置して構成された面光源を用いて露光する。図６は、本発明の第２の実施例による直接露光装置の概略的な構成図である。
【００３４】
本発明の第２の実施例によれば、直接露光に用いられる面光源は、一方の端面にレーザダイオード４１が接続されている光ファイバ４２のもう一方の端面が、マトリクス状に配置されて構成される、ファイバアレイ４０の構造を有する。すなわち、面光源であるファイバアレイ４０における光ファイバ４２の端面が、点光源となる。パターンデータに応じてレーザダイオード４１をＯＮもしくはＯＦＦして制御することにより、露光対象基板３の露光面上に当該パターンデータに対応した露光パターンが形成されるよう、ファイバアレイ４０から出射される光を制御する。
【００３５】
本発明の第２の実施例では、ファイバアレイ４０中の点光源（すなわち光ファイバ４２の端面）の数と液晶シャッタ４中のマイクロシャッタの数とマイクロレンズアレイ９中のレンズの数は同数とし、また、点光源（すなわち光ファイバ４２の端面）とマイクロシャッタとマイクロレンズアレイ９中のレンズとがそれぞれ一対一に対応するよう光学的に位置合せされる。
【００３６】
なお、本発明の第２の実施例におけるこれ以外の各構成要素ならびに各構成要素の動作およびその原理については図２〜５を参照して説明した第１の実施例の場合と同様である。
【００３７】
以上説明したように、本発明によれば、露光対象基板の露光面上に照射する光を均一に調整することができる。従来の液晶シャッタを用いた直接露光装置では、各マイクロシャッタにおける光の透過率を決定してマイクロシャッタごとに個別に調整していたが、本発明では、走査軌跡に対応するマイクロシャッタの列ごとにまとめて調整するので、コンピュータの演算処理量を低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、露光対象物の露光面上に所望の露光パターンを形成する直接露光装置に適用することができる。特に、光源からの光をディジタルマイクロミラーデバイスに照射し、このディジタルマイクロミラーデバイスにおいて反射した光を、ディジタルマイクロミラーデバイスに対して相対移動する露光対象物の露光面上に照射する直接露光装置、および、複数の点光源がマトリクス状に配置されて構成される面光源からの光を、面光源に対して相対移動する露光対象物の露光面上に照射する直接露光装置に最適である。
【００３９】
本発明によれば、露光対象基板の露光面上における光の照射度を高精度かつ効率的に均一に調整して露光面における照度ムラを無くすことができる。したがって、直接露光処理における露光結果のバラツキを効率的に防ぐことができる。直接露光処理によれば、高精度な配線形成を容易かつ高速に行うことができ、配線基板上の実装密度も上がる。このように本発明は、特に高精度が要求される複雑な配線パターンを直接露光により形成する際にも適しており、また、将来の超微細配線およびそれに伴う露光データの大容量化にも十分に対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明による直接露光装置のための照度調整方法を説明するフローチャートである。
【図２】本発明の第１の実施例による直接露光装置の概略的な構成図である。
【図３】ディジタルマイクロミラーデバイスにおけるマイクロミラーを模式的に示す図である。
【図４】露光対象基板の露光面上に生じる光の照度分布と該照度分布を均一にするための液晶シャッタの光の透過率分布との関係を模式的に例示する図であり、図４（ａ）は、露光対象基板の露光面上での調整前の光の照度分布を例示する図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す光の照度分布から算出される照度積算値分布を例示する図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）に示す光の照度分布を均一に調整するための液晶シャッタの光の透過率分布を例示する図である。
【図５】本発明の第１の実施例における計測手段による光の照度分布の計測を説明する図である。
【図６】本発明の第２の実施例による直接露光装置の概略的な構成図である。
【図７】ＤＭＤを用いた直接露光装置の一従来例を例示する図である。
【図８】液晶シャッタを用いて露光対象基板の露光面の照度分布を均一に調整する従来の方法を説明する図であって、図８（ａ）は、露光対象基板の露光面上の、調整前の光の照度分布を模式的に例示する図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）に例示する光の照度ムラを均一にするために用いられる液晶シャッタの光の透過率分布を模式的に例示する図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    直接露光装置
２    光源
３    露光対象基板
４    液晶シャッタ
５    光吸収剤
６    ステージ
７、８    レンズ
９    マイクロレンズアレイ
１０    調整手段
１１    計測手段
４０    ファイバアレイ
４１    レーザダイオード
４２    光ファイバ
５１    ディジタルマイクロミラーデバイス
【図１】
2007140166.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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