(57)【要約】【課題】  装置価格をそれほど上げることなく、作業能率を向上させることができるマスクレス露光装置を提供すること。【解決手段】  複数のミラーＭが列方向と行方向に並べて配置された長方形のＤＭＤ３に光を照射すると共にＤＭＤ３とワーク６とを行方向に相対的に移動させ、ミラーＭを個々にオンオフ制御してミラーＭで反射された光をワーク６の表面に入射させることによりワーク６に所望のパターンを描画するようにしたマスクレス露光装置において、  ２個の偏向手段１１Ａ，１１Ｂを設け、ミラーＭの反射光群が行方向の２群に分割されるようにして、偏向手段１１Ａ，１１ＢをＤＭＤ３とワーク６との間に配置し、２個に分割した反射光群をそれぞれ列方向に並べる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマイクロミラーが列方向と行方向に並べて配置された長方形のデジタルミラーデバイスに光を照射すると共に前記デジタルミラーデバイスと露光対象物とを前記行方向に相対的に移動させ、前記マイクロミラーを個々にオンオフ制御して前記マイクロミラーで反射された光を前記露光対象物の表面に入射させることにより前記露光対象物に所望のパターンを描画するようにしたマスクレス露光装置において、
ｎ個（ただし、ｎは２以上の整数）の偏向手段を設け、
この偏向手段を、前記マイクロミラーの反射光群が前記行方向のｎ群に分割されるようにして、前記デジタルミラーデバイスと前記露光対象物との間に配置し、
ｎ個に分割した前記反射光群をそれぞれ前記列方向に並べたことを特徴とするマスクレス露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のマイクロミラー（以下、「ミラーＭ」という。）が格子状に配列されたデジタルミラーデバイス（以下、「ＤＭＤ」という。）と感光基板等の露光対象物（以下、「ワーク」という。）とをＹ軸方向に相対的に移動させながらミラーＭを個々にオンオフ制御してワークの表面に所望のパターンを描画するマスクレス露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、ＤＭＤを用いた従来の露光装置の説明図であり、（ａ）は全体構成図、（ｂ）はＤＭＤの平面図、（ｃ）は（ｂ）の部分拡大図である。また、図５は、ワークに照射される光の状態を示す図であり、（ａ）はマイクロレンズの動作を、（ｂ）は露光結果を示す図である。
【０００３】
光源１から出力された光はコリメータレンズ２により平行光１ａに変換されてＤＭＤ３に入射する。図４（ｂ）に示すように、ＤＭＤ３には、反射面の１辺が１６μｍである正方形のミラーＭが横方向（図の左右方向。）にｍ個、縦方向（図の上下方向。以下、「行方向」という。）に６行配置されている。図４（ｃ）に示すように、ミラーＭと隣接するミラーＭとの間には１μｍの隙間ｇが設けられている。そして、各行のミラーＭは隣接する上下の行におけるミラーＭとそれぞれ２．８３μｍ（（１６＋１）／６μｍ）だけずらせて配置されている。それぞれのミラーＭは、対角線方向の１対の端部Ｍａを支点とし、他方の端部Ｍｂが１０度程度回転可能である。ＤＭＤ３は、横方向がワーク６の移動方向（図４（ａ）における左右Ｙ方向。）と直角になるようにして位置決めされている。
【０００４】
ＤＭＤ制御装置４は、ＤＭＤ３の各ミラーＭを個別にオンオフ制御（回転制御）する。そして、ミラーＭがオンの場合、平行光１ａは入射したミラーＭにより反射され、ミラーＭ毎に設けられたマイクロレンズ５により集光されてワーク６に入射し、オフの場合はワーク６から外れた位置に入射する。マイクロレンズ５はミラーＭ毎に設けられており、図５（ａ）に示すように、図中２点鎖線で示すミラーＭによって反射された平行光１ａを各辺方向に収束させ、ワーク６上でそれぞれ１辺が２．８３μｍの大きさのスポットＳにする。ワーク６はテーブル７に載置されベース９上をＹ方向に移動自在である。
【０００５】
以上の構成であるから、例えば、ワーク６をＹ方向に移動させながらテーブルが１７μｍ移動する毎に図４（ｂ）に示すミラーＭ１１〜Ｍ１６をオンさせると、図５（ｂ）に示すように、スポットＳ１１〜Ｓ１６がワーク６上に照射され、ワーク６にＹ方向が２．８μｍ、Ｘ方向が１７μｍの直線状のパターンを露光することができる（特許文献１）。
【０００６】
また、特許文献１には、ミラーＭを列毎にずらせて配置することに代えて、ミラーＭを直交する２方向に格子状に配置し、全体をＰ／ｎ（ただし、ＰはミラーＭの縦方向の配列ピッチ、ｎは列数）だけ移動方向に傾けるようにしてもよいことが開示されている。
【０００７】
現時点において入手できる（市販されている）ＤＭＤ３は総てミラーＭを直交する２方向に配置したものであり、行毎にミラーＭの位置をずらせたＤＭＤ３は入手することはできない。そこで、特許文献１に開示されているように、ＤＭＤ３をワーク６の移動方向に対して角度θ傾けるようにしていた。
【０００８】
次に、ＤＭＤ３をＹ軸に対して傾ける角度θについて説明する。
【０００９】
露光結果を均一にするため、通常は当該箇所を複数のミラーＭで露光させる。例えば、ミラーＭが縦方向にＮ行（Ｎ＝１２）、横方向（以下、「列方向」という。）にｍ個配列されたＤＭＤ３を用い、重なりポイント数ｋをｋ＝３とすると、ＤＭＤ３をワーク６の移動方向に対して角度θ、ただし、θ＝ｔａｎ−１（ｋ／Ｎ）だけ傾ける。
【００１０】
ところで、市販のＤＭＤに配置されているミラーＭの数は、例えば、列方向が１０２４個、行方向が７６８個である。したがって、列方向をＸ軸と平行に配置したとしても、１個のＤＭＤで露光できる幅は１６ｍｍ程度である。そこで、複数のＤＭＤをＸ方向に並べて配置することによりスキャン回数（Ｙ軸方向の移動回数）を減らして作業能率を向上させるようにした装置も実用化されている。
【特許文献１】特開平１１−３２０９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、複数のＤＭＤをＸ方向に並べて配置した装置は、ＤＭＤだけでなく、ＤＭＤと同数の光源および照明光学系を設けなければならず、装置価格が高価であった。
【００１２】
本発明の目的は、上記課題を解決し、装置価格をそれほど上げることなく、作業能率を向上させることができるマスクレス露光装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明は、複数のマイクロミラーが列方向と行方向に並べて配置された長方形のデジタルミラーデバイスに光を照射すると共に前記デジタルミラーデバイスと露光対象物とを前記行方向に相対的に移動させ、前記マイクロミラーを個々にオンオフ制御して前記マイクロミラーで反射された光を前記露光対象物の表面に入射させることにより前記露光対象物に所望のパターンを描画するようにしたマスクレス露光装置において、ｎ個（ただし、ｎは２以上の整数）の偏向手段を設け、この偏向手段を、前記マイクロミラーの反射光群が前記行方向のｎ群に分割されるようにして、前記デジタルミラーデバイスと前記露光対象物との間に配置し、ｎ個に分割した前記反射光群をそれぞれ前記列方向に並べたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
装置価格をそれほど上昇させることなく、作業能率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面により本発明にいついて説明する。
【００１６】
図１は本発明に係るマスクレス露光装置の全体構成図、図２はミラーグループの説明図であり、図４と同じもの又は同一機能のものは同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、ここでは、ＤＭＤ３のミラーＭが図４（ｂ）のように配置されているものとする。
【００１７】
テーブル７は直動案内１２によりベース９上をＹ方向に移動自在であり、図示を省略する駆動源により駆動される。テーブル７に取り付けられたリニアスケール１３はテーブル７の現在位置を検出する。なお、検出されたテーブル７の位置信号は、テーブル７の速度制御およびＤＭＤ３の制御に使用される。テーブル７上に載置されたワーク６は、テーブル７上に設けられた図示を省略する吸着穴を介してテーブル７上に真空吸着されて固定される。
【００１８】
光源アレイ１から出射された光は  照明光学系２によりＤＭＤ３の形状と相似形（矩形状）かつ強度が均一な光束に成形される。照明光学系２から出射した光束はミラー４で偏向されてＤＭＤ３に照射される。
【００１９】
図２に示すように、ＤＭＤ３のミラーＭ群は、中間部３ｃを間に挟み、ミラーグループ３ａとミラーグループ３ｂの２つの反射グループに分けられている。ここでは、ミラーグループ３ａ、３ｂはそれぞれ３４８行であり、中間部３ｃは７２行である。各ミラーＭはリニアスケール１３の信号とワーク６上に形成するパターンに基づくデータによりオンオフ制御される。
【００２０】
各ミラーＭで反射された反射光群は拡大光学系１０により３倍に拡大されてミラーＭと同じ配列（１０２４×７６８）で整列されたマイクロレンズアレイ５Ａの各マイクロレンズ５上に結像され、断面が円形のピンホールがマイクロレンズ５と同じ配列（１０２４×７６８）で整列されたピンホールアレイ５ａの各ピンホールにそれぞれ集光して断面が円形に整形される。そして、ミラーグループ３ａの各ミラーＭで反射された光（スポット光）は分割ミラー１１Ａおよび反射ミラー１１ａを介して投影光学系８ａに入射し、ワーク６上の領域１４ａで結像してワーク６を露光する。また、ミラーグループ３ｂの各ミラーＭで反射されたスポット光は分割ミラー１１Ｂおよび反射ミラー１１ｂを介して投影光学系８ｂに入射し、ワーク６上の領域１４ｂで結像してワーク６を露光する。すなわち、ミラーグループ３ａ、３ｂは、それぞれＤＭＤ３およびＤＭＤ３を照明する光源と照明光学系とから構成されるユニットと同等の機能を備えている。
【００２１】
したがって、本発明では、ＤＭＤ３およびＤＭＤ３を照明する光源と照明光学系から構成されるユニットを２組用意することに代えて、偏向手段である分割ミラー１１Ａ、１１Ｂおよび反射ミラー１１ａ、１１ｂを設けるだけでよく、装置価格をほとんど上昇させることがない。
【００２２】
この実施形態ではピンホールアレイ５ａを用いてワーク６に入射する光の断面を円形状にしたので、例えば４５度のラインを描いた場合、ラインの外縁を滑らかにすることができる（ラインの外縁にギザギザが発生しない）。なお、ピンホールアレイ５ａは設けなくても良い。
【００２３】
次に全体の制御について説明する。
【００２４】
図３は、本発明に係るマスクレス露光装置の制御系統を示すブロック線図である。
【００２５】
コントロールユニット２０はシーケンス制御部２１とテーブル制御部２２とから構成されている。
【００２６】
ＤＭＤ制御装置４は、描画データ生成部２３とデジタルミラー制御部２４とデータ生成ユニット３０とから構成されている。そして、データ生成ユニット３０は、データ摘出部３１と、データ処理部３２ａ、３２ｂと、ラインメモリ３３ａ，３３ｂとから構成されている。
【００２７】
光学系ユニットは、上記したように、拡大光学系１０、マイクロレンズアレイ５Ａ、ピンホールアレイ５ａ、分割ミラー１１Ａ、１１Ｂおよび反射ミラー１１ａ、１１ｂとから構成されている。
【００２８】
また、テーブル位置制御部４０は、テーブル７を駆動制御する。
【００２９】
以下、動作について説明する。
【００３０】
パターンデータが指定されると、データ生成ユニット３０のデータ摘出部３１は、入力されたパターンデータから領域１４ａ、１４ｂのパタ−ンデータを抽出し、その結果をデータ処理部３２ａ、３２ｂに出力する。データ処理部３２ａ、３２ｂは、抽出されたそれぞれのパタ−ンデータからそれぞれのラインデータ（ＤＭＤ３のライン方向のデータの集合）を生成し、その結果をラインメモリ３３ａ，３３ｂに記憶させる。
【００３１】
描画開始が指令されると、シーケンス制御部２１は、テーブル制御部２２にテーブル７を駆動するよう指示すると共に、描画データ生成部２３に描画データを生成するよう指示する。
【００３２】
シーケンス制御部２１からの指示により、テーブル位置制御装置４０はテーブル制御部２２からの指令に基づいてテーブル７のを移動させる。リニアスケール１３で検出されたテーブル７の位置信号は、テーブル位置制御装置４０とデジタルミラー制御部２４に入力される。
【００３３】
ＤＭＤ制御部２４はリニアスール１１ａのパルスをカウントしてテーブル７の位置を特定し、その位置に応じたラインデータをラインメモリ３３ａ，３３ｂから読み出して描画データを生成し、生成した描画データに基づいてＤＭＤ３のそれぞれのミラーＭをオンオフ制御する。
【００３４】
なお、領域１４ａ、１４ｂはスキャン方向にズレがあるが、ミラーグループ３ａと３ｂで独立してミラーＭを制御することによりズレに影響されず精度の良い露光をすることができる。
【００３５】
また、この実施形態ではＤＭＤ３のミラーＭ群を行方向に中間部を含めて３分割し、２個の反射ミラーグループを露光に用いるようにしたが、例えば、ミラーＭ群を中間部を含めて行方向に５分割し、３個の反射ミラーグループを露光に用いるようにしてもよい。この場合、中間部の行数は０にしてもよい。
【００３６】
また、ＤＭＤ３のミラーＭが直角な２方向に格子状に配列されており、Ｙ軸方向に角度θ傾ける場合も、ミラーＭ群を行方向に分割すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係るマスクレス露光装置の全体構成図である。
【図２】ミラーグループの説明図である。
【図３】本発明に係るマスクレス露光装置の制御系統を示すブロック線図である。
【図４】ＤＭＤを用いた従来の露光装置の説明図である。
【図５】ワークに照射される光の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
３  ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）
６  ワーク
１１Ａ，１１Ｂ  偏向手段（分割ミラー）
Ｍ  ミラー（マイクロミラー）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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