[發(fā)明專利]曝光設(shè)備和曝光方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680008332.8
• 申請日: 2006-03-09
• 公開（公告）號: CN101142534A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岡崎洋二;石川弘美
• 申請（專利權(quán)）人: 富士膠片株式會社
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;H01L21/027
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 張成新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于通過投影光使感光材料暴露于光下的曝光設(shè)備，其中，通過成像光學系統(tǒng)實現(xiàn)了空間光調(diào)制。本發(fā)明也涉及其曝光方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中，包括空間光調(diào)制器的曝光設(shè)備是已知的。所述空間光調(diào)制器基于圖像信號對入射光實現(xiàn)空間光調(diào)制，并形成圖像。在該曝光設(shè)備中，由空間光調(diào)制器形成的兩維圖案被投影到感光材料上，以便對感光材料進行曝光。作為空間光調(diào)制器，數(shù)字微鏡器件(下文中表示為“DMD”)是公知的(請參照申請?zhí)枮?001-305663的未審查的日本專利申請)。在DMD中，多個微鏡兩維設(shè)置(例如1024像素×756像素)，且每個微鏡的傾角都能改變。例如，由美國Texas?Instruments?Incorporated開發(fā)的DMD為人所熟知。

如上所述，在包括DMD的曝光設(shè)備中，也提供包括用于借助光形成兩維圖案的圖像的投影透鏡的成像裝置。所述投影透鏡僅僅由DMD的微鏡反射的光形成圖像，所述DMD的微鏡以預定的角度傾斜。換句話說，曝光設(shè)備實現(xiàn)曝光，以使得每個像素對應于每個微鏡，形成投影到感光材料上的兩維圖案。

在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的曝光設(shè)備中，所述投影透鏡的整個區(qū)域基本上都用于在感光材料上形成兩維圖案。在這種情況下，必需抑制通過投影透鏡的整個區(qū)域的像場彎曲(field?curvature)、象散差、變形等等，并需要改善投影透鏡的焦闌特性(telecentric?characteristic)，以使得所述投影透鏡具有良好的光學性能。然而，必需提高部件的精度，并選擇更好的部件、以生產(chǎn)基本上在透鏡的整個區(qū)域上具有高光學性能的投影透鏡。因此，投影透鏡的生產(chǎn)成本很高。進而，由于在遍及其整個區(qū)域上具有高光學性能的大直徑投影透鏡難于生產(chǎn)，所以不可能對大面積的感光材料進行曝光。另外，曝光速度低。

如果所述投影透鏡的光學性能差，光束位置(beam?positions)精度也會下降。因此，必需增加多重曝光的次數(shù)。這造成例如低曝光速度、低圖像質(zhì)量或類似的問題，并且惡化了曝光設(shè)備的曝光性能。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于上面的敘述，本發(fā)明旨在提供一種用于在不增加生產(chǎn)成本或降低曝光速度的情況下，提高曝光性能的曝光設(shè)備和方法。

根據(jù)本發(fā)明的曝光設(shè)備包括：

光源，用于發(fā)出曝光光線；

空間光調(diào)制器，用于基于圖像信號，對從光源發(fā)出的曝光光線進行空間光調(diào)制；

成像裝置，用于以曝光光線在感光材料上形成圖像，所述曝光光線已經(jīng)進行了空間光調(diào)制；以及

焦點調(diào)整裝置，用于在通過已經(jīng)進行了空間光調(diào)制的曝光光線在感光材料上形成圖像時，通過改變已經(jīng)進行了的空間光調(diào)制的曝光光線的光程長度來調(diào)焦，其中成像裝置僅通過它的基本上成矩形的包括其中心部分的區(qū)域、用已經(jīng)進行了空間光調(diào)制的曝光光線形成圖像。

在此，所述成像裝置為在包括其中心區(qū)域的區(qū)域上具有高光學性能的成像裝置。通過增加在成像裝置的外圍區(qū)域上的變形和相應地減少包括其中心部分的區(qū)域上的變形來提高包括中心部分的區(qū)域上的光學性能。

另外，在根據(jù)本發(fā)明的曝光設(shè)備中，成像裝置通過成像裝置的基本上成矩形的區(qū)域、用已經(jīng)進行了空間光調(diào)制的曝光光線形成圖像，所述矩形區(qū)域的較長邊的長度為其較短邊長度的兩倍或更多。

在此，優(yōu)選地，基本上成矩形的區(qū)域的較長邊的長度近似為其短邊長度的2倍到5倍。

在根據(jù)本發(fā)明的曝光設(shè)備中，焦點調(diào)整裝置包括一對楔形棱鏡。所述楔形棱鏡的厚度沿已經(jīng)進行了空間光調(diào)制的曝光光線的光軸方向是變化的。另外，當用已經(jīng)進行了空間光調(diào)制的曝光光線在感光材料上形成圖像時，通過移動一對楔形棱鏡中的至少一個來進行調(diào)焦。

另外，在根據(jù)本發(fā)明的曝光設(shè)備中，焦點調(diào)整裝置包括光學系統(tǒng)和壓電元件，并且當用已經(jīng)進行了空間光調(diào)制的曝光光線在感光材料上形成圖像時，通過調(diào)整從所述光學組件到感光材料之間的距離來進行調(diào)焦。

此外，在根據(jù)本發(fā)明的曝光設(shè)備中，所述成像裝置包括透鏡。所述成像裝置能圍繞透鏡的光軸轉(zhuǎn)動或相對于其光軸垂直移動。

在根據(jù)本發(fā)明的曝光設(shè)備中，光源可以是發(fā)射由半導體激光元件發(fā)出的激光束的激光光源。

進而，在根據(jù)本發(fā)明的曝光設(shè)備中，所述激光光源可以是由多根光纖捆綁在一起形成的束型(bundle-type)光纖光源。在束型光纖光源中，由半導體激光元件發(fā)出的激光束入射到每個光纖的一端并從其另一端發(fā)射出。

另外，在根據(jù)本發(fā)明的曝光設(shè)備中，光纖光源可以通過使激光束入射在單根光纖上，而多路復用由多個半導體激光元件發(fā)出的激光束。