JP2006251748A - Image exposing device - Google Patents

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秀一 石井
Koichi Kimura
宏一 木村
Katsuto Sumi
克人 角
Hiromi Ishikawa
弘美 石川
Toshihiko Omori
利彦 大森
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To maintain both the light use efficiency and the light on/off ratio high in an image exposing device exposing a light sensitive material to the light modulated by the spatial light modulation element. <P>SOLUTION: The image exposing device has a spatial light modulation element 50 such as a DMD which has many reflecting image elements arranged two dimensionally to modulate the illuminated light, a light source 66 to radiate the light B to this spatial light modulation element 50, and an image focusing optical system 51 to focus images on a light sensitive material 150 with the light B passing through the spatial light modulation element 50. The image elements (for example, micro mirrors of a DMD) of the spatial light modulation element 50 are formed into a shape of a concave mirror or a convex mirror to focus the exposing light B. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は画像露光装置に関し、特に詳細には、空間光変調素子で変調された光による像を感光材料上に結像させて該感光材料を露光する画像露光装置に関するものである。   The present invention relates to an image exposure apparatus, and more particularly to an image exposure apparatus that forms an image of light modulated by a spatial light modulation element on a photosensitive material and exposes the photosensitive material.

従来、空間光変調素子で変調された光を結像光学系に通し、この光による像を所定の感光材料上に結像して該感光材料を露光する画像露光装置が公知となっている。この種の画像露光装置は、基本的に、照射された光を各々制御信号に応じて変調する画素部が複数並設されてなる空間光変調素子と、この空間光変調素子に光を照射する光源と、前記空間光変調素子により変調された光による像を感光材料上に結像する結像光学系とを備えてなるものである。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an image exposure apparatus that passes light modulated by a spatial light modulation element through an imaging optical system, forms an image of this light on a predetermined photosensitive material, and exposes the photosensitive material. This type of image exposure apparatus basically irradiates light to a spatial light modulation element in which a plurality of pixel portions that modulate irradiated light according to a control signal are arranged in parallel, and the spatial light modulation element. A light source and an imaging optical system that forms an image of light modulated by the spatial light modulation element on a photosensitive material.

この種の画像露光装置において、上記空間光変調素子として、例えばＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）等が好適に用いられ得る。なお上記のＤＭＤは、制御信号に応じて反射面の角度を変化させる多数の矩形のマイクロミラーが、シリコン等の半導体基板上に２次元状に配列されてなるミラーデバイスであり、そこでは、上記マイクロミラーが反射型の画素部として作用する。   In this type of image exposure apparatus, for example, a DMD (digital micromirror device) can be suitably used as the spatial light modulation element. The DMD is a mirror device in which a number of rectangular micromirrors that change the angle of the reflecting surface in accordance with a control signal are two-dimensionally arranged on a semiconductor substrate such as silicon. The micromirror functions as a reflective pixel portion.

上述のような画像露光装置においては、感光材料に投影する画像を拡大したいという要求が伴うことも多く、その場合には、結像光学系として拡大結像光学系が用いられる。そのようにする際、空間光変調素子を経た光をただ拡大結像光学系に通しただけでは、空間光変調素子の各画素部からの光束が拡大して、投影された画像において画素サイズが大きくなり、画像の鮮鋭度が低下してしまう。   In the image exposure apparatus as described above, there is often a demand for enlarging an image projected on a photosensitive material, and in that case, an enlarged imaging optical system is used as an imaging optical system. In doing so, simply passing the light that has passed through the spatial light modulation element through the magnification imaging optical system expands the luminous flux from each pixel portion of the spatial light modulation element, and the pixel size in the projected image is reduced. The image becomes larger and the sharpness of the image decreases.

そこで、空間光変調素子で変調された光の光路に第１の結像光学系を配し、この結像光学系による結像面には、空間光変調素子の各画素部にそれぞれ対応するマイクロレンズがアレイ状に配されてなるマイクロレンズアレイを配置し、そしてこのマイクロレンズアレイを通過した光の光路には、変調された光による像を感光材料やスクリーン上に結像する第２の結像光学系を配置して、これら第１および第２の結像光学系によって像を拡大投影することが考えられている。この構成においては、感光材料やスクリーン上に投影される画像のサイズは拡大される一方、空間光変調素子の各画素部からの光はマイクロレンズアレイの各マイクロレンズによって集光されるので、投影画像における画素サイズ（スポットサイズ）は絞られて小さく保たれるので、画像の鮮鋭度も高く保つことができる。   Therefore, the first imaging optical system is arranged on the optical path of the light modulated by the spatial light modulation element, and the microscopic surface corresponding to each pixel portion of the spatial light modulation element is formed on the imaging surface by the imaging optical system. A microlens array in which lenses are arranged in an array is arranged, and in the optical path of the light that has passed through the microlens array, a second connection for forming an image of the modulated light on a photosensitive material or a screen. It is considered that an image optical system is disposed and an image is enlarged and projected by the first and second imaging optical systems. In this configuration, the size of the image projected on the photosensitive material and the screen is enlarged, while the light from each pixel portion of the spatial light modulator is condensed by each microlens of the microlens array. Since the pixel size (spot size) in the image is reduced and kept small, the sharpness of the image can be kept high.

なお特許文献１には、空間光変調素子としてＤＭＤを用い、それとマイクロレンズアレイとを組み合わせてなる画像露光装置の一例が示されている。   Patent Document 1 shows an example of an image exposure apparatus using DMD as a spatial light modulation element and combining it with a microlens array.

また特許文献２には、同種の画像露光装置において、マイクロレンズアレイの後側にマイクロレンズアレイの各マイクロレンズと対応するアパーチャ（開口）を有するアパーチャアレイ（開口板）を配置して、対応するマイクロレンズを経た光のみが開口を通過するようにした構成が示されている。この構成においては、開口板の各開口に、それと対応しない隣接のマイクロレンズからの光が入射することが防止されるので、隣接画素への迷光の入射を抑制できる。また、ＤＭＤの画素（マイクロミラー）をオフ状態にして露光面上に光が照射されないようにする場合であっても、露光面上に僅かな光が入射することがあるが、上記構成とすることで、ＤＭＤ画素がオフ状態にある時の露光面上の光量を低減することができる。
特開２００１−３０５６６３号公報 特開２００４−１２２４７０号公報 In Patent Document 2, an aperture array (aperture plate) having apertures (openings) corresponding to the microlenses of the microlens array is arranged on the rear side of the microlens array in the same type of image exposure apparatus. A configuration is shown in which only the light passing through the microlens passes through the aperture. In this configuration, light from adjacent microlenses that do not correspond to each aperture of the aperture plate is prevented from entering, so that stray light can be prevented from entering the adjacent pixels. Even when the DMD pixel (micromirror) is turned off so that light is not irradiated onto the exposure surface, a slight amount of light may be incident on the exposure surface. As a result, the amount of light on the exposure surface when the DMD pixel is in the off state can be reduced.
JP 2001-305663 A JP 2004-122470 A

上述のＤＭＤのように反射型の画素部を有する空間光変調素子とマイクロレンズアレイと結像光学系とを組み合わせてなる従来の画像露光装置においては、結像光学系によって前記マイクロミラー等の画素部の像を結像させ、その結像位置にマイクロレンズアレイの各マイクロレンズが位置するように構成されている。   In the conventional image exposure apparatus in which a spatial light modulation element having a reflective pixel portion, a microlens array, and an imaging optical system are combined as in the DMD described above, pixels such as the micromirrors are formed by the imaging optical system. An image of the portion is formed, and each microlens of the microlens array is positioned at the image formation position.

しかし、そのような構成の画像露光装置においては、空間光変調素子とマイクロレンズアレイとの相対位置関係が厳密に所定関係に保たれていないと、光利用効率や消光比が低下するという問題が発生しやすくなっていた。以下、この点に関して詳しく説明する。   However, in the image exposure apparatus having such a configuration, there is a problem in that the light use efficiency and the extinction ratio are reduced unless the relative positional relationship between the spatial light modulation element and the microlens array is strictly maintained. It was easy to occur. Hereinafter, this point will be described in detail.

図１８の（１）に示す１００は、結像光学系によって結ばれる空間光変調素子の画素部、つまり例えばＤＭＤのマイクロミラーの像を示し、同図（２）の１０１は、マイクロレンズ１０２が並設されてなるマイクロレンズアレイを示している。上述のようなマイクロミラー像１００をマイクロレンズアレイ１０１のマイクロレンズ１０２の部分に結像させる場合、そのマイクロミラー像１００がマイクロレンズ１０２のサイズよりも大きく結像されると、図１９の（１）に示す状態となり、空間光変調素子とマイクロレンズアレイとが光軸と交わる方向にずれると同図の（２）に示す状態となり、大きなケラレが発生することになる。このようになると、マイクロミラーの周辺部で反射した光は画像露光に利用されなくなるので、光利用効率が低いものとなる。   Reference numeral 100 in FIG. 18A indicates a pixel portion of the spatial light modulation element connected by the imaging optical system, that is, an image of, for example, a DMD micromirror. Reference numeral 101 in FIG. The microlens array arranged in parallel is shown. When the micromirror image 100 as described above is formed on the microlens 102 portion of the microlens array 101, when the micromirror image 100 is formed larger than the size of the microlens 102, (1) in FIG. When the spatial light modulation element and the microlens array are displaced in the direction intersecting the optical axis, the state shown in (2) of the figure is generated and large vignetting occurs. In this case, the light reflected at the peripheral part of the micromirror is not used for image exposure, so that the light use efficiency is low.

なお多くの場合、マイクロレンズ１０２の周縁の外側には、それと一体的あるいは別体にして、不要光を遮断するマスクが設けられる。そのようなマスクが設けられる場合、上述のようにケラレた光はこのマスクで遮断される。またそのようなマスクが設けられない場合でも、上述のようにケラレた光はマイクロレンズ１０２の開口から外れて集光されなくなるので、当然、本来の用途に利用されなくなる。   In many cases, a mask that blocks unnecessary light is provided outside or on the periphery of the microlens 102 so as to be integral with or separate from the outer periphery. When such a mask is provided, vignetting light as described above is blocked by this mask. Even if such a mask is not provided, the vignetting light as described above will not be collected out of the opening of the microlens 102, so that it will of course not be used for its intended purpose.

さらに、図１９の（１）に示したずれの程度が大きくなると、本来、Ａというマイクロレンズ１０２の部分に結像されるべきマイクロミラー像１００の一部が、そのマイクロレンズ１０２に隣接するＢというマイクロレンズ１０２の部分に結像されるようになる。そうであると、Ｂなるマイクロレンズ１０２を通過する光は完全に遮断したい場合に、そこに、Ａなるマイクロレンズ１０２を通過すべき光が入射してしまうので、消光比の低下を招く。   Further, when the degree of deviation shown in (1) of FIG. 19 is increased, a part of the micromirror image 100 that is supposed to be focused on the part of the microlens 102, which is A, is B adjacent to the microlens 102. The image is formed on the microlens 102 portion. In this case, when the light passing through the microlens 102 of B is to be completely blocked, the light that should pass through the microlens 102 of A is incident thereon, so that the extinction ratio is lowered.

本発明は上記の事情に鑑みて、光利用効率が高く、また消光比も高く保つことができる画像露光装置を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an image exposure apparatus that has high light utilization efficiency and can maintain a high extinction ratio.

本発明による画像露光装置は、前述したように、
照射された光を各々制御信号に応じて変調する反射型画素部が複数並設されてなる空間光変調素子と、
この空間光変調素子に光を照射する光源と、
前記空間光変調素子により変調された光による像を感光材料上に結像する結像光学系とを備えてなる画像露光装置において、
前記空間光変調素子の各画素部が前記光を集光する凹面鏡状もしくは凸面鏡状に形成されたことを特徴とするものである。 The image exposure apparatus according to the present invention, as described above,
A spatial light modulation element in which a plurality of reflective pixel units that modulate irradiated light according to control signals are arranged in parallel;
A light source for irradiating light to the spatial light modulator;
In an image exposure apparatus comprising: an imaging optical system that forms an image of light modulated by the spatial light modulation element on a photosensitive material;
Each pixel portion of the spatial light modulator is formed in a concave mirror shape or a convex mirror shape for condensing the light.

なお、上記構成の画像露光装置において、
空間光変調素子の各画素部を経た光を受けて該画素部の像を結像させる光学系が設けられるとともに、
この光学系を通過した光を受けて、前記空間光変調素子の各画素部を経た光を個別に集光するレンズが複数並設されてなるマイクロレンズアレイが設けられる場合は、
上記マイクロレンズアレイが、前記光学系による画素部の結像位置から外れた、前記凹面鏡状画素部もしくは凸面鏡状画素部および前記光学系による集光位置に配置されることが望ましい。 In the image exposure apparatus having the above configuration,
An optical system that receives light passing through each pixel portion of the spatial light modulator and forms an image of the pixel portion is provided,
When a microlens array is provided in which a plurality of lenses that receive light that has passed through this optical system and individually collect light that has passed through each pixel portion of the spatial light modulator are arranged in parallel,
It is desirable that the microlens array is arranged at a condensing position by the concave mirror-like pixel part or convex mirror-like pixel part and the optical system, which is deviated from an imaging position of the pixel part by the optical system.

また、上述のマイクロレンズアレイが設けられる場合、前記結像光学系は、該マイクロレンズアレイを通過した光を受けて、その各マイクロレンズ毎の光を感光材料上に結像させる光学系を含んで構成されることが望ましい。   When the above-described microlens array is provided, the imaging optical system includes an optical system that receives light that has passed through the microlens array and forms an image of the light of each microlens on the photosensitive material. It is desirable to consist of

また上記マイクロレンズアレイに代えて、空間光変調素子の各画素部を経た光を個別に透過させる開口が複数並設されてなるアパーチャアレイが設けられてもよい。その場合もアパーチャアレイは、前記光学系による画素部の結像位置から外れた、前記凹面鏡状画素部もしくは凸面鏡状画素部および前記光学系による集光位置に配置されることが望ましい。   Further, instead of the microlens array, an aperture array in which a plurality of openings through which the light having passed through the respective pixel portions of the spatial light modulator is individually transmitted may be provided. In this case as well, it is desirable that the aperture array is disposed at the condensing position by the concave mirror-like pixel part or the convex mirror-like pixel part and the optical system, which is out of the imaging position of the pixel part by the optical system.

そして上述のアパーチャアレイが設けられる場合、前記結像光学系は、該アパーチャアレイを通過した光を受けて、その各開口毎の光を感光材料上に結像させる光学系を含んで構成されることが望ましい。   When the above-described aperture array is provided, the imaging optical system includes an optical system that receives the light that has passed through the aperture array and forms an image of the light for each aperture on the photosensitive material. It is desirable.

また本発明の画像露光装置において、空間光変調素子としては、先に説明したＤＭＤを好適に用いることができる。   In the image exposure apparatus of the present invention, the DMD described above can be suitably used as the spatial light modulation element.

さらに、本発明の画像露光装置は、照射された光を各々制御信号に応じて変調する反射型画素部が複数並設されてなる空間光変調素子と、空間光変調素子に光を照射する光源と、空間光変調素子により変調された光による像を感光材料上に結像する光学系とを備えてなる画像露光装置において、空間変調素子の各画素部が曲面状に形成されており、空間光変調素子から射出される光の主光線が広がり角度を有しているとき、各画素部および光学系による光の主光線の集光角度が、主光線の広がり角度よりも大きく形成されていることを特徴とするものである。   Furthermore, the image exposure apparatus of the present invention includes a spatial light modulation element in which a plurality of reflective pixel units that modulate irradiated light according to control signals, and a light source that irradiates the spatial light modulation element with light. And an optical system that forms an image of light modulated by the spatial light modulator on the photosensitive material, each pixel portion of the spatial modulator is formed in a curved surface, When the chief ray of the light emitted from the light modulation element has a spread angle, the condensing angle of the chief ray of light by each pixel unit and the optical system is formed larger than the spread angle of the chief ray It is characterized by this.

ここで、空間光変調素子の各画素部は、曲面を有していればその形状を問わず、凹面鏡状に形成されていても良いし、凸面鏡状に形成されていてもよい。   Here, each pixel portion of the spatial light modulation element may be formed in a concave mirror shape or a convex mirror shape regardless of its shape as long as it has a curved surface.

なお、画素部および光学系による結像位置から外れた、画素部および光学系による集光位置にマイクロレンズアレイが配置されていてもよい。このとき、マイクロレンズアレイは、焦点を調整するために光の光軸方向に移動可能に配置されていてもよい。   Note that the microlens array may be disposed at a light condensing position by the pixel unit and the optical system that is out of an image forming position by the pixel unit and the optical system. At this time, the microlens array may be arranged so as to be movable in the optical axis direction of light in order to adjust the focal point.

また、光学系を通過した光を受けて、空間光変調素子の各画素部を経た光を個別に透過させる開口が複数並設されてなるアパーチャアレイをさらに有していてもよい。このときアパーチャアレイは、光学系による画素部の結像位置から外れた、画素部および結像光学系による集光位置に配置されていることが好ましい。   In addition, it may further include an aperture array in which a plurality of openings that receive light that has passed through the optical system and individually transmit light that has passed through each pixel portion of the spatial light modulation element are arranged in parallel. At this time, it is preferable that the aperture array is disposed at a condensing position by the pixel unit and the imaging optical system, which is out of the imaging position of the pixel unit by the optical system.

さらに、光の主光線の集光角度が、主光線の広がり角度よりも大きくするために、空間光変調素子に入射する光の主光線の広がり角度である照明角度が、光の主光線の集光角度と空間光変調素子による回折角度との差よりも小さく形成されているものであってもよい。   In addition, since the condensing angle of the chief ray of light is larger than the spread angle of the chief ray, the illumination angle, which is the spread angle of the chief ray of light incident on the spatial light modulator, is It may be formed smaller than the difference between the light angle and the diffraction angle by the spatial light modulator.

なお、上述した「集光位置」とは、画素部および光学系によって形成される結像位置から外れた位置において、画素部から反射した光が分離して集光した位置を意味する。   The “condensing position” described above means a position where the light reflected from the pixel unit is separated and collected at a position deviating from the imaging position formed by the pixel unit and the optical system.

空間光変調素子の各画素部を経た光を感光材料に照射して画像露光する場合、各画素部を経た光は基本的に集光して、結像させなければならない。本発明の画像露光装置において、空間光変調素子の各画素部は凹面鏡状もしくは凸面鏡状に形成されているので、それによって各画素部毎に分離して集光させる機能を与えることができる。さらには、各画素部の形状および光学系によって定まる光の主光線の集光角度が、主光線の広がり角度よりも大きく形成されていることによっても、各画素部毎に分離して集光させる機能を与えることができる。したがって、それらの画素部によって集光された光が所望のビーム径となっている場合は、マイクロレンズアレイを省くことができるので、そのマイクロレンズアレイを配設することによって前述のように光利用効率や消光比が低下することを防止できる。   When the photosensitive material is irradiated with light that has passed through each pixel portion of the spatial light modulation element and image exposure is performed, the light that has passed through each pixel portion must basically be condensed and imaged. In the image exposure apparatus of the present invention, each pixel portion of the spatial light modulation element is formed in a concave mirror shape or a convex mirror shape, so that a function of separating and condensing each pixel portion can be given. Furthermore, even if the condensing angle of the principal ray of the light determined by the shape of each pixel portion and the optical system is formed larger than the spreading angle of the principal ray, it is separated and condensed for each pixel portion. Can give function. Therefore, when the light collected by these pixel portions has a desired beam diameter, the microlens array can be omitted, and the use of light as described above is possible by arranging the microlens array. The efficiency and extinction ratio can be prevented from decreasing.

また、空間光変調素子の各画素部を経た光を受けて該画素部の像を結像させる光学系および、この光学系を通過した光を受ける前述のマイクロレンズアレイが設けられる場合でも、該マイクロレンズアレイを、上記光学系による画素部の結像位置から外れた、凹面鏡状画素部もしくは凸面鏡状画素部による集光位置に配置しておけば、同様に光利用効率や消光比の低下を防止することができる。以下、その点について、図２０および図２１を参照して説明する。   Even when an optical system that receives light passing through each pixel portion of the spatial light modulator and forms an image of the pixel portion and the above-described microlens array that receives light passing through the optical system are provided, If the microlens array is placed at the condensing position by the concave mirror-like pixel part or convex mirror-like pixel part, which is out of the imaging position of the pixel part by the optical system, the light utilization efficiency and the extinction ratio are similarly reduced. Can be prevented. Hereinafter, this point will be described with reference to FIGS. 20 and 21. FIG.

図２０の（１）に示す１１０は、凹面鏡状画素部および上記光学系による集光像を示し、同図（２）の１０１は、マイクロレンズ１０２が並設されてなるマイクロレンズアレイを示している。上述のような集光像は画素部の像と異なって、小さなサイズ（集光サイズ）の光点となる。そこでこのような集光像と、マイクロレンズアレイ１０１のマイクロレンズ１０２との関係は、図２１（１）、（２）に示すようなものとなる。つまり、同図（１）のように集光像とマイクロレンズ１０２とが同芯状態にある場合は勿論のこと、同図（２）のように空間光変調素子とマイクロレンズアレイとが多少ずれた場合でも、集光像がケラレたり、あるマイクロレンズ１０２に入射すべき集光像が隣のマイクロレンズ１０２に入り込むことがなくなるので、光利用効率や消光比の低下が防止される。   Reference numeral 110 shown in (1) of FIG. 20 indicates a condensing image by the concave mirror pixel portion and the optical system, and reference numeral 101 in FIG. 20 (2) indicates a microlens array in which microlenses 102 are arranged in parallel. Yes. Unlike the image of the pixel portion, the condensed image as described above is a light spot having a small size (condensed size). Therefore, the relationship between such a condensed image and the microlens 102 of the microlens array 101 is as shown in FIGS. 21 (1) and 21 (2). In other words, not only when the condensed image and the microlens 102 are in a concentric state as shown in FIG. 1A, the spatial light modulator and the microlens array are slightly shifted as shown in FIG. Even in this case, the condensing image is not vignetted or the condensing image to be incident on a certain microlens 102 does not enter the adjacent microlens 102, so that the light use efficiency and the extinction ratio are prevented from being lowered.

さらに、凹面鏡状画素部で集光された歪の少ない光のみがマイクロレンズを通過するようになるので、集光していない、歪を反映した迷光を、マイクロレンズの外側に配置した前述のアパーチャアレイ等で遮断しやすくなる。   Furthermore, since only the light with less distortion collected by the concave mirror-like pixel portion passes through the microlens, the above-described aperture in which stray light reflecting the distortion that is not condensed is arranged outside the microlens. It becomes easy to block with an array.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。まず、本発明の第１の実施形態による画像露光装置について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, an image exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described.

［画像露光装置の構成］
この画像露光装置は、図１に示すように、シート状の感光材料１５０を表面に吸着して保持する平板状の移動ステージ１５２を備えている。４本の脚部１５４に支持された厚い板状の設置台１５６の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド１５８が設置されている。ステージ１５２は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド１５８によって往復移動可能に支持されている。なお、この画像露光装置には、副走査手段としてのステージ１５２をガイド１５８に沿って駆動する後述のステージ駆動装置３０４（図１５参照）が設けられている。 [Configuration of image exposure apparatus]
As shown in FIG. 1, the image exposure apparatus includes a flat plate-like moving stage 152 that holds a sheet-like photosensitive material 150 on the surface thereof. Two guides 158 extending along the stage moving direction are installed on the upper surface of the thick plate-shaped installation table 156 supported by the four legs 154. The stage 152 is arranged so that the longitudinal direction thereof faces the stage moving direction, and is supported by a guide 158 so as to be reciprocally movable. The image exposure apparatus is provided with a stage driving device 304 (see FIG. 15), which will be described later, that drives a stage 152 as sub-scanning means along a guide 158.

設置台１５６の中央部には、ステージ１５２の移動経路を跨ぐようにコ字状のゲート１６０が設けられている。コ字状のゲート１６０の端部の各々は、設置台１５６の両側面に固定されている。このゲート１６０を挟んで一方の側にはスキャナ１６２が設けられ、他方の側には感光材料１５０の先端および後端を検知する複数（例えば２個）のセンサ１６４が設けられている。スキャナ１６２およびセンサ１６４はゲート１６０に各々取り付けられて、ステージ１５２の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ１６２およびセンサ１６４は、これらを制御する図示しないコントローラに接続されている。   A U-shaped gate 160 is provided at the center of the installation table 156 so as to straddle the movement path of the stage 152. Each of the ends of the U-shaped gate 160 is fixed to both side surfaces of the installation table 156. A scanner 162 is provided on one side of the gate 160, and a plurality of (for example, two) sensors 164 for detecting the front and rear ends of the photosensitive material 150 are provided on the other side. The scanner 162 and the sensor 164 are respectively attached to the gate 160 and fixedly arranged above the moving path of the stage 152. The scanner 162 and the sensor 164 are connected to a controller (not shown) that controls them.

スキャナ１６２は、図２および図３（Ｂ）に示すように、ｍ行ｎ列（例えば３行５列）の略マトリックス状に配列された複数（例えば１４個）の露光ヘッド１６６を備えている。この例では、感光材料１５０の幅との関係で、３行目には４個の露光ヘッド１６６を配置してある。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド１６６ｍｎと表記する。 As shown in FIGS. 2 and 3B, the scanner 162 includes a plurality of (for example, 14) exposure heads 166 arranged in an approximately matrix of m rows and n columns (for example, 3 rows and 5 columns). . In this example, four exposure heads 166 are arranged in the third row in relation to the width of the photosensitive material 150. In addition, when showing each exposure head arranged in the m-th row and the n-th column, it is expressed as an exposure head 166 mn .

露光ヘッド１６６による露光エリア１６８は、副走査方向を短辺とする矩形状である。従って、ステージ１５２の移動に伴い、感光材料１５０には露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア１６８ｍｎと表記する。 An exposure area 168 by the exposure head 166 has a rectangular shape with a short side in the sub-scanning direction. Therefore, as the stage 152 moves, a strip-shaped exposed area 170 is formed for each exposure head 166 in the photosensitive material 150. In addition, when showing the exposure area by each exposure head arranged in the m-th row and the n-th column, it is expressed as an exposure area 168 mn .

また、図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、帯状の露光済み領域１７０が副走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍、本例では２倍）ずらして配置されている。このため、１行目の露光エリア１６８１１と露光エリア１６８１２との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア１６８２１と３行目の露光エリア１６８３１とにより露光することができる。 Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, each of the exposure heads in each row arranged in a line so that the strip-shaped exposed regions 170 are arranged in the direction orthogonal to the sub-scanning direction without gaps. These are arranged with a predetermined interval (natural number times the long side of the exposure area, twice in this example) in the arrangement direction. Therefore, can not be exposed portion between the exposure area 168 11 in the first row and the exposure area 168 12, it can be exposed by the second row of the exposure area 168 21 and the exposure area 168 31 in the third row.

露光ヘッド１６６１１〜１６６ｍｎの各々は、図４および図５に示すように、入射された光ビームを画像データに応じて各画素毎に変調する空間光変調素子として、米国テキサス・インスツルメンツ社製のデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）５０を備えている。このＤＭＤ５０は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えた後述のコントローラ３０２（図１５参照）に接続されている。このコントローラ３０２のデータ処理部では、入力された画像データに基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。なお、制御すべき領域については後述する。また、ミラー駆動制御部では、画像データ処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。なお、反射面の角度の制御については後述する。 As shown in FIGS. 4 and 5, each of the exposure heads 166 11 to 166 mn is a spatial light modulation element that modulates an incident light beam for each pixel according to image data, and is manufactured by Texas Instruments Incorporated. Digital micromirror device (DMD) 50. The DMD 50 is connected to a controller 302 (see FIG. 15), which will be described later, provided with a data processing unit and a mirror drive control unit. The data processing unit of the controller 302 generates a control signal for driving and controlling each micromirror in the region to be controlled by the DMD 50 for each exposure head 166 based on the input image data. The area to be controlled will be described later. The mirror drive control unit controls the angle of the reflection surface of each micromirror of the DMD 50 for each exposure head 166 based on the control signal generated by the image data processing unit. The control of the angle of the reflecting surface will be described later.

ＤＭＤ５０の光入射側には、光ファイバの出射端部（発光点）が露光エリア１６８の長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列されたレーザ出射部を備えたファイバアレイ光源６６、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光を補正してＤＭＤ上に集光させるレンズ系６７、このレンズ系６７を透過したレーザ光をＤＭＤ５０に向けて反射するミラー６９がこの順に配置されている。なお図４では、レンズ系６７を概略的に示してある。   On the light incident side of the DMD 50, a fiber array light source 66 including a laser emitting section in which emission ends (light emitting points) of an optical fiber are arranged in a line along a direction corresponding to the long side direction of the exposure area 168, a fiber A lens system 67 that corrects laser light emitted from the array light source 66 and collects it on the DMD, and a mirror 69 that reflects the laser light transmitted through the lens system 67 toward the DMD 50 are arranged in this order. In FIG. 4, the lens system 67 is schematically shown.

上記レンズ系６７は、図５に詳しく示すように、ファイバアレイ光源６６から出射した照明光としてのレーザ光Ｂを集光する集光レンズ７１、この集光レンズ７１を通過した光の光路に挿入されたロッド状オプティカルインテグレータ（以下、ロッドインテグレータという）７２、およびこのロッドインテグレータ７２の前方つまりミラー６９側に配置された結像レンズ７４から構成されている。集光レンズ７１、ロッドインテグレータ７２および結像レンズ７４は、ファイバアレイ光源６６から出射したレーザ光を、平行光に近くかつビーム断面内強度が均一化された光束としてＤＭＤ５０に入射させる。このロッドインテグレータ７２の形状や作用については、後に詳しく説明する。   As shown in detail in FIG. 5, the lens system 67 condenses the condensing lens 71 that condenses the laser light B as illumination light emitted from the fiber array light source 66, and is inserted into the optical path of the light that has passed through the condensing lens 71. The rod-shaped optical integrator 72 (hereinafter referred to as a rod integrator) 72 and an imaging lens 74 disposed in front of the rod integrator 72, that is, on the mirror 69 side. The condensing lens 71, the rod integrator 72, and the imaging lens 74 cause the laser light emitted from the fiber array light source 66 to enter the DMD 50 as a light beam that is close to parallel light and has a uniform beam cross-sectional intensity. The shape and action of the rod integrator 72 will be described in detail later.

上記レンズ系６７から出射したレーザ光Ｂはミラー６９で反射し、ＴＩＲ（全反射）プリズム７０を介してＤＭＤ５０に照射される。なお図４では、このＴＩＲプリズム７０は省略してある。   The laser beam B emitted from the lens system 67 is reflected by the mirror 69 and irradiated to the DMD 50 through a TIR (total reflection) prism 70. In FIG. 4, the TIR prism 70 is omitted.

またＤＭＤ５０の光反射側には、ＤＭＤ５０で反射されたレーザ光Ｂによる像を、感光材料１５０上に結像する光学系５１が配置されている。この光学系５１は図４では概略的に示してあるが、図５に詳細を示すように、レンズ系５２，５４からなる第１光学系と、レンズ系５７，５８からなる第２光学系と、これらの光学系の間に挿入されたマイクロレンズアレイ５５と、アパーチャアレイ５９とから構成されている。   Further, on the light reflection side of the DMD 50, an optical system 51 that forms an image of the laser beam B reflected by the DMD 50 on the photosensitive material 150 is disposed. Although this optical system 51 is schematically shown in FIG. 4, as shown in detail in FIG. 5, a first optical system comprising lens systems 52 and 54, and a second optical system comprising lens systems 57 and 58, The microlens array 55 inserted between these optical systems and an aperture array 59 are included.

ＤＭＤ５０は図６に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）６０上に、各々画素（ピクセル）を構成する多数（例えば１０２４個×７６８個）の微小ミラー（マイクロミラー）６２が格子状に配列されてなるミラーデバイスである。各ピクセルにおいて、最上部には支柱に支えられた矩形のマイクロミラー６２が設けられており、マイクロミラー６２の表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお、マイクロミラー６２の反射率は９０％以上であり、そのサイズは縦方向、横方向とも一例として１３μｍ、配列ピッチは縦方向、横方向とも一例として１３．７μｍである。また各マイクロミラー６２は、後述する方法によって、集光機能を有する凹面鏡状に形成されている。また、マイクロミラー６２の直下には、ヒンジおよびヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのＣＭＯＳのＳＲＡＭセル６０が配置されており、全体はモノリシックに構成されている。   As shown in FIG. 6, in the DMD 50, on a SRAM cell (memory cell) 60, a large number (for example, 1024 × 768) of micromirrors (micromirrors) 62 constituting pixels (pixels) are arranged in a grid pattern. This is a mirror device. In each pixel, a rectangular micromirror 62 supported by a support column is provided at the top, and a material having high reflectance such as aluminum is deposited on the surface of the micromirror 62. The reflectivity of the micromirror 62 is 90% or more, the size is 13 μm as an example in both the vertical and horizontal directions, and the arrangement pitch is 13.7 μm as an example in both the vertical and horizontal directions. Each micromirror 62 is formed in a concave mirror shape having a light collecting function by a method described later. A silicon gate CMOS SRAM cell 60 manufactured in a normal semiconductor memory manufacturing line is disposed directly below the micromirror 62 via a support including a hinge and a yoke, and the entire structure is monolithic. ing.

ＤＭＤ５０のＳＲＡＭセル６０にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられたマイクロミラー６２が、対角線を中心としてＤＭＤ５０が配置された基板側に対して±α度（例えば±１２度）の範囲で傾けられる。図７（Ａ）は、マイクロミラー６２がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図７（Ｂ）は、マイクロミラー６２がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。したがって、画像信号に応じて、ＤＭＤ５０の各ピクセルにおけるマイクロミラー６２の傾きを、図６に示すように制御することによって、ＤＭＤ５０に入射したレーザ光Ｂはそれぞれのマイクロミラー６２の傾き方向へ反射される。   When a digital signal is written in the SRAM cell 60 of the DMD 50, the micromirror 62 supported by the support is tilted in a range of ± α degrees (for example, ± 12 degrees) with respect to the substrate side on which the DMD 50 is disposed with the diagonal line as the center. It is done. FIG. 7A shows a state in which the micromirror 62 is tilted to + α degrees in the on state, and FIG. 7B shows a state in which the micromirror 62 is tilted to −α degrees in the off state. Therefore, by controlling the tilt of the micromirror 62 in each pixel of the DMD 50 according to the image signal as shown in FIG. 6, the laser light B incident on the DMD 50 is reflected in the tilt direction of each micromirror 62. The

なお図６には、ＤＭＤ５０の一部を拡大し、マイクロミラー６２が＋α度又は−α度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー６２のオンオフ制御は、ＤＭＤ５０に接続された前記コントローラ３０２によって行われる。また、オフ状態のマイクロミラー６２で反射したレーザ光Ｂが進行する方向には、光吸収体（図示せず）が配置されている。   FIG. 6 shows an example of a state in which a part of the DMD 50 is enlarged and the micromirror 62 is controlled to + α degrees or −α degrees. On / off control of each micromirror 62 is performed by the controller 302 connected to the DMD 50. Further, a light absorber (not shown) is arranged in the direction in which the laser beam B reflected by the off-state micromirror 62 travels.

図５に示したマイクロレンズアレイ５５は、ＤＭＤ５０の各画素、つまり各マイクロミラー６２に対応する多数のマイクロレンズ５５ａが２次元状に配列されてなるものである。各マイクロレンズ５５ａは、それぞれ対応するマイクロミラー６２からのレーザ光Ｂが入射する位置において、レンズ系５２，５４によるマイクロミラー６２の結像位置から外れた、該マイクロミラー６２およびレンズ系５２，５４による集光位置に配されている。本例では、後述するようにＤＭＤ５０の１０２４個×７６８列のマイクロミラーのうち１０２４個×２５６列だけが駆動されるので、それに対応させてマイクロレンズ５５ａは１０２４個×２５６列配置されている。またマイクロレンズ５５ａのサイズは縦方向、横方向とも４１μｍである。このマイクロレンズ５５ａは、一例として焦点距離が０．２３ｍｍ、ＮＡ（開口数）が０．０６で、石英ガラスから形成されている。   The microlens array 55 shown in FIG. 5 is formed by two-dimensionally arranging a large number of microlenses 55a corresponding to each pixel of the DMD 50, that is, each micromirror 62. Each microlens 55a is out of the imaging position of the micromirror 62 by the lens systems 52 and 54 at the position where the laser beam B from the corresponding micromirror 62 is incident. It is arranged at the condensing position. In this example, as described later, only 1024 × 256 rows of the 1024 × 768 rows of micromirrors of the DMD 50 are driven, and accordingly, 1024 × 256 rows of microlenses 55a are arranged. The size of the micro lens 55a is 41 μm in both the vertical direction and the horizontal direction. As an example, the microlens 55a has a focal length of 0.23 mm, an NA (numerical aperture) of 0.06, and is made of quartz glass.

一方アパーチャアレイ５９は、遮光性部材５９ｂに、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａに対応する多数のアパーチャ（開口）５９ａが形成されてなるものである。なお本実施形態において、アパーチャ５９ａの径は１２μｍである。   On the other hand, the aperture array 59 is formed by forming a large number of apertures (openings) 59a corresponding to the microlenses 55a of the microlens array 55 on the light shielding member 59b. In the present embodiment, the diameter of the aperture 59a is 12 μm.

また、図５に示したレンズ系５２，５４からなる第１光学系は、ＤＭＤ５０による像を３倍に拡大し、そしてレンズ系５７，５８からなる第２光学系は、マイクロレンズアレイ５５を経た集光像を１．６倍に拡大して感光材料１５０上に結像する。   Further, the first optical system including the lens systems 52 and 54 illustrated in FIG. 5 enlarges the image obtained by the DMD 50 three times, and the second optical system including the lens systems 57 and 58 passes through the microlens array 55. The condensed image is magnified 1.6 times and formed on the photosensitive material 150.

なお本例では、第２光学系と感光材料１５０との間にプリズムペア７３が配設され、このプリズムペア７３を図５中で上下方向に移動させることにより、感光材料１５０上における像のピントを調節可能となっている。なお同図中において、感光材料１５０は矢印Ｆ方向に副走査送りされる。   In this example, a prism pair 73 is disposed between the second optical system and the photosensitive material 150, and the prism pair 73 is moved in the vertical direction in FIG. 5 to focus an image on the photosensitive material 150. Can be adjusted. In the figure, the photosensitive material 150 is sub-scanned in the direction of arrow F.

ここでＤＭＤ５０は、その短辺が副走査方向と所定角度θ（例えば、０．１°〜５°）を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。図８（Ａ）はＤＭＤ５０を傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像（露光ビーム）５３の走査軌跡を示し、図８（Ｂ）はＤＭＤ５０を傾斜させた場合の露光ビーム５３の走査軌跡を示している。   Here, it is preferable that the DMD 50 is arranged with a slight inclination so that the short side forms a predetermined angle θ (for example, 0.1 ° to 5 °) with the sub-scanning direction. 8A shows the scanning trajectory of the reflected light image (exposure beam) 53 by each micromirror when the DMD 50 is not tilted, and FIG. 8B shows the scanning trajectory of the exposure beam 53 when the DMD 50 is tilted. Show.

ＤＭＤ５０には、長手方向にマイクロミラーが多数個（例えば１０２４個）配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組（例えば７５６組）配列されているが、図８（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ５０を傾斜させることにより、各マイクロミラーによる露光ビーム５３の走査軌跡（走査線）のピッチＰ１が、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査線のピッチＰ２より狭くなり、解像度を大幅に向上させることができる。一方、ＤＭＤ５０の傾斜角は微小であるので、ＤＭＤ５０を傾斜させた場合の走査幅Ｗ２と、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査幅Ｗ１とは略同一である。 In the DMD 50, a number of micromirror arrays in which a large number (for example, 1024) of micromirrors are arranged in the longitudinal direction are arranged in a short direction (for example, 756 sets). As shown in FIG. in significantly improved by tilting the DMD 50, the pitch P 1 of the scanning locus of the exposure beams 53 from each micromirror (scan line), it becomes narrower than the pitch P 2 of the scanning lines in the case of not tilting the DMD 50, the resolution Can be made. On the other hand, the inclination angle of the DMD 50 is small, the scanning width W 2 in the case of tilting the DMD 50, which is substantially equal to the scanning width W 1 when not inclined DMD 50.

また、異なるマイクロミラー列により同じ走査線上が重ねて露光（多重露光）されることになる。このように、多重露光されることで、露光位置の微少量をコントロールすることができ、高精細な露光を実現することができる。また、主走査方向に配列された複数の露光ヘッドの間のつなぎ目を微少量の露光位置制御により段差無くつなぐことができる。   Further, the same scanning line is overlapped and exposed (multiple exposure) by different micromirror rows. In this way, by performing multiple exposure, it is possible to control a minute amount of the exposure position and to realize high-definition exposure. Further, joints between a plurality of exposure heads arranged in the main scanning direction can be connected without a step by controlling a very small amount of exposure position.

なお、ＤＭＤ５０を傾斜させる代わりに、各マイクロミラー列を副走査方向と直交する方向に所定間隔ずらして千鳥状に配置しても、同様の効果を得ることができる。   Note that the same effect can be obtained by arranging the micromirror rows in a staggered manner by shifting the micromirror rows by a predetermined interval in a direction orthogonal to the sub-scanning direction instead of inclining the DMD 50.

ファイバアレイ光源６６は図９ａに示すように、複数（例えば１４個）のレーザモジュール６４を備えており、各レーザモジュール６４には、マルチモード光ファイバ３０の一端が結合されている。マルチモード光ファイバ３０の他端には、コア径がマルチモード光ファイバ３０と同一で且つクラッド径がマルチモード光ファイバ３０より小さい光ファイバ３１が結合されている。図９ｂに詳しく示すように、マルチモード光ファイバ３１の光ファイバ３０と反対側の端部は副走査方向と直交する主走査方向に沿って７個並べられ、それが２列に配列されてレーザ出射部６８が構成されている。   As shown in FIG. 9 a, the fiber array light source 66 includes a plurality of (for example, 14) laser modules 64, and one end of the multimode optical fiber 30 is coupled to each laser module 64. An optical fiber 31 having the same core diameter as that of the multimode optical fiber 30 and a smaller cladding diameter than the multimode optical fiber 30 is coupled to the other end of the multimode optical fiber 30. As shown in detail in FIG. 9b, seven end portions of the multimode optical fiber 31 on the opposite side to the optical fiber 30 are arranged along the main scanning direction orthogonal to the sub-scanning direction, and are arranged in two rows to form a laser. An emission unit 68 is configured.

マルチモード光ファイバ３１の端部で構成されるレーザ出射部６８は、図９ｂに示すように、表面が平坦な２枚の支持板６５に挟み込まれて固定されている。また、マルチモード光ファイバ３１の光出射端面には、その保護のために、ガラス等の透明な保護板が配置されるのが望ましい。マルチモード光ファイバ３１の光出射端面は、光密度が高いため集塵し易く劣化し易いが、上述のような保護板を配置することにより、端面への塵埃の付着を防止し、また劣化を遅らせることができる。   As shown in FIG. 9B, the laser emitting portion 68 constituted by the end portion of the multimode optical fiber 31 is sandwiched and fixed between two support plates 65 having a flat surface. In addition, a transparent protective plate such as glass is preferably disposed on the light emitting end face of the multimode optical fiber 31 for protection. The light exit end face of the multimode optical fiber 31 has high light density and is likely to collect dust and easily deteriorate. However, the protective plate as described above prevents the dust from adhering to the end face and deteriorates. Can be delayed.

本例では図１０に示すように、クラッド径が大きいマルチモード光ファイバ３０のレーザ光出射側の先端部分に、長さ１〜３０ｃｍ程度のクラッド径が小さい光ファイバ３１が同軸的に結合されている。それらの光ファイバ３０，３１は、それぞれのコア軸が一致する状態で光ファイバ３１の入射端面を光ファイバ３０の出射端面に融着することにより結合されている。上述した通り、光ファイバ３１のコア３１ａの径は、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａの径と同じ大きさである。   In this example, as shown in FIG. 10, an optical fiber 31 having a small cladding diameter of about 1 to 30 cm is coaxially coupled to a tip portion on the laser beam emission side of a multimode optical fiber 30 having a large cladding diameter. Yes. The optical fibers 30 and 31 are coupled by fusing the incident end face of the optical fiber 31 to the outgoing end face of the optical fiber 30 in a state where the respective core axes coincide. As described above, the diameter of the core 31 a of the optical fiber 31 is the same as the diameter of the core 30 a of the multimode optical fiber 30.

マルチモード光ファイバ３０および光ファイバ３１としては、ステップインデックス型光ファイバ、グレーデッドインデックス型光ファイバ、および複合型光ファイバの何れも適用可能である。例えば、三菱電線工業株式会社製のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。本例において、マルチモード光ファイバ３０および光ファイバ３１はステップインデックス型光ファイバであり、マルチモード光ファイバ３０は、クラッド径＝１２５μｍ、コア径＝５０μｍ、ＮＡ＝０．２、入射端面コートの透過率＝９９．５％以上であり、光ファイバ３１は、クラッド径＝６０μｍ、コア径＝５０μｍ、ＮＡ＝０．２である。   As the multimode optical fiber 30 and the optical fiber 31, any of a step index type optical fiber, a graded index type optical fiber, and a composite type optical fiber can be applied. For example, a step index type optical fiber manufactured by Mitsubishi Cable Industries, Ltd. can be used. In this example, the multimode optical fiber 30 and the optical fiber 31 are step index type optical fibers, and the multimode optical fiber 30 has a cladding diameter = 125 μm, a core diameter = 50 μm, NA = 0.2, and transmission of the incident end face coating. The ratio is 99.5% or more, and the optical fiber 31 has a cladding diameter = 60 μm, a core diameter = 50 μm, and NA = 0.2.

ただし、光ファイバ３１のクラッド径は６０μｍには限定されない。従来のファイバ光源に使用されている多くの光ファイバのクラッド径は１２５μｍであるが、クラッド径が小さくなるほど焦点深度がより深くなるので、マルチモード光ファイバのクラッド径は８０μｍ以下が好ましく、６０μｍ以下がより好ましい。一方、シングルモード光ファイバの場合、コア径は少なくとも３〜４μｍ必要であることから、光ファイバ３１のクラッド径は１０μｍ以上が好ましい。また、光ファイバ３０のコア径と光ファイバ３１のコア径を一致させることが、結合効率の点から好ましい。   However, the cladding diameter of the optical fiber 31 is not limited to 60 μm. The clad diameter of many optical fibers used in conventional fiber light sources is 125 μm. However, the smaller the clad diameter, the deeper the depth of focus. Therefore, the clad diameter of the multimode optical fiber is preferably 80 μm or less, preferably 60 μm or less. Is more preferable. On the other hand, in the case of a single mode optical fiber, the core diameter needs to be at least 3 to 4 μm, and therefore the cladding diameter of the optical fiber 31 is preferably 10 μm or more. In addition, it is preferable from the viewpoint of coupling efficiency that the core diameter of the optical fiber 30 and the core diameter of the optical fiber 31 are matched.

なお本発明においては、上述のようにクラッド径が互いに異なる２つの光ファイバ３０、３１を融着（いわゆる異径融着）して用いることは必ずしも必要ではなく、クラッド径が一定の光ファイバ（例えば図９ａの例ならば光ファイバ３０）を複数本そのままバンドル状に束ねてファイバアレイ光源を構成してもよい。   In the present invention, it is not always necessary to use the two optical fibers 30 and 31 having different clad diameters fused as described above (so-called different diameter fusion), and an optical fiber having a constant clad diameter ( For example, in the example of FIG. 9a, a plurality of optical fibers 30) may be bundled as they are to form a fiber array light source.

レーザモジュール６４は、図１１に示す合波レーザ光源（ファイバ光源）によって構成されている。この合波レーザ光源は、ヒートブロック１０上に配列固定された複数（例えば７個）のチップ状の横マルチモード又はシングルモードのＧａＮ系半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，ＬＤ５，ＬＤ６，およびＬＤ７と、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各々に対応して設けられたコリメータレンズ１１，１２，１３，１４，１５，１６および１７と、１つの集光レンズ２０と、１本のマルチモード光ファイバ３０とから構成されている。なお、半導体レーザの個数は７個に限定されるものではなく、その他の個数が採用されてもよい。また、上述のような７個のコリメータレンズ１１〜１７に代えて、それらのレンズが一体化されてなるコリメータレンズアレイを用いることもできる。   The laser module 64 is configured by a combined laser light source (fiber light source) shown in FIG. The combined laser light source includes a plurality of (for example, seven) chip-like lateral multimode or single mode GaN-based semiconductor lasers LD1, LD2, LD3, LD4, LD5, LD6, and the like arranged and fixed on the heat block 10. LD 7, collimator lenses 11, 12, 13, 14, 15, 16 and 17 provided corresponding to each of GaN-based semiconductor lasers LD 1 to LD 7, one condenser lens 20, and one multimode light And fiber 30. The number of semiconductor lasers is not limited to seven, and other numbers may be adopted. Further, instead of the seven collimator lenses 11 to 17 as described above, a collimator lens array in which these lenses are integrated can be used.

ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、発振波長がほぼ共通（例えば、４０５ｎｍ）であり、最大出力も総てほぼ共通（例えばマルチモードレーザでは１００ｍＷ、シングルモードレーザでは５０ｍＷ程度）である。なお、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各出力は、最大出力以下で、互いに異なっていても構わない。また、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７としては、３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長範囲において、上記４０５ｎｍ以外の波長で発振するレーザを用いてもよい。   The GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 have substantially the same oscillation wavelength (for example, 405 nm), and all the maximum outputs are also almost the same (for example, about 100 mW for the multimode laser and about 50 mW for the single mode laser). Note that the outputs of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 may be different from each other below the maximum output. Further, as the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7, lasers that oscillate at wavelengths other than 405 nm in the wavelength range of 350 nm to 450 nm may be used.

上記の合波レーザ光源は、図１２および図１３に示すように、他の光学要素と共に、上方が開口した箱状のパッケージ４０内に収納されている。パッケージ４０は、その開口を閉じるように作成されたパッケージ蓋４１を備えており、脱気処理後に封止ガスを導入し、パッケージ４０の開口をパッケージ蓋４１で閉じることにより、それらによって形成される閉空間（封止空間）内に上記合波レーザ光源が気密封止されている。   As shown in FIGS. 12 and 13, the above-described combined laser light source is housed in a box-shaped package 40 having an upper opening together with other optical elements. The package 40 includes a package lid 41 created so as to close the opening thereof, and is formed by introducing a sealing gas after the deaeration process and closing the opening of the package 40 with the package lid 41. The combined laser light source is hermetically sealed in a closed space (sealed space).

パッケージ４０の底面にはベース板４２が固定されており、このベース板４２の上面には、前記ヒートブロック１０と、集光レンズ２０を保持する集光レンズホルダー４５と、マルチモード光ファイバ３０の入射端部を保持するファイバホルダー４６とが取り付けられている。マルチモード光ファイバ３０の出射端部は、パッケージ４０の壁面に形成された開口からパッケージ外に引き出されている。   A base plate 42 is fixed to the bottom surface of the package 40, and the heat block 10, a condensing lens holder 45 that holds the condensing lens 20, and the multimode optical fiber 30 are disposed on the top surface of the base plate 42. A fiber holder 46 that holds the incident end is attached. The exit end of the multimode optical fiber 30 is drawn out of the package from an opening formed in the wall surface of the package 40.

また、ヒートブロック１０の側面にはコリメータレンズホルダー４４が取り付けられており、そこにコリメータレンズ１１〜１７が保持されている。パッケージ４０の横壁面には開口が形成され、この開口を通してＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７に駆動電流を供給する配線４７がパッケージ外に引き出されている。   A collimator lens holder 44 is attached to the side surface of the heat block 10, and collimator lenses 11 to 17 are held there. An opening is formed in the lateral wall surface of the package 40, and wiring 47 for supplying a driving current to the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 is drawn out of the package through the opening.

なお、図１３においては、図の煩雑化を避けるために、複数のＧａＮ系半導体レーザのうちＧａＮ系半導体レーザＬＤ７にのみ番号を付し、複数のコリメータレンズのうちコリメータレンズ１７にのみ番号を付している。   In FIG. 13, in order to avoid complication of the drawing, only the GaN semiconductor laser LD7 among the plurality of GaN semiconductor lasers is numbered, and only the collimator lens 17 among the plurality of collimator lenses is numbered. is doing.

図１４は、上記コリメータレンズ１１〜１７の取り付け部分の正面形状を示すものである。コリメータレンズ１１〜１７の各々は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取った形状に形成されている。この細長形状のコリメータレンズは、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。コリメータレンズ１１〜１７は、長さ方向がＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の発光点の配列方向（図１４の左右方向）と直交するように、上記発光点の配列方向に密接配置されている。   FIG. 14 shows the front shape of the attachment part of the collimator lenses 11-17. Each of the collimator lenses 11 to 17 is formed in a shape obtained by cutting a region including the optical axis of a circular lens having an aspherical surface into a long and narrow plane. This elongated collimator lens can be formed, for example, by molding resin or optical glass. The collimator lenses 11 to 17 are closely arranged in the arrangement direction of the light emitting points so that the length direction is orthogonal to the arrangement direction of the light emitting points of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 (left and right direction in FIG. 14).

一方ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７としては、発光幅が２μｍの活性層を備え、活性層と平行な方向、直角な方向の拡がり角が各々例えば１０°、３０°の状態で各々レーザ光Ｂ１〜Ｂ７を発するレーザが用いられている。これらＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配設されている。   On the other hand, each of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 includes an active layer having a light emission width of 2 μm, and each of the laser beams B1 to B1 having a divergence angle in a direction parallel to the active layer and a direction perpendicular thereto, for example A laser emitting B7 is used. These GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 are arranged so that the light emitting points are arranged in a line in a direction parallel to the active layer.

したがって、各発光点から発せられたレーザ光Ｂ１〜Ｂ７は、上述のように細長形状の各コリメータレンズ１１〜１７に対して、拡がり角度が大きい方向が長さ方向と一致し、拡がり角度が小さい方向が幅方向（長さ方向と直交する方向）と一致する状態で入射することになる。つまり、各コリメータレンズ１１〜１７の幅が１．１ｍｍ、長さが４．６ｍｍであり、それらに入射するレーザ光Ｂ１〜Ｂ７の水平方向、垂直方向のビーム径は各々０．９ｍｍ、２．６ｍｍである。また、コリメータレンズ１１〜１７の各々は、焦点距離ｆ１＝３ｍｍ、ＮＡ＝０．６、レンズ配置ピッチ＝１．２５ｍｍである。 Therefore, in the laser beams B1 to B7 emitted from the respective light emitting points, the direction in which the divergence angle is large coincides with the length direction and the divergence angle is small with respect to the elongated collimator lenses 11 to 17 as described above. Incident light is incident in a state where the direction coincides with the width direction (direction perpendicular to the length direction). That is, the collimator lenses 11 to 17 have a width of 1.1 mm and a length of 4.6 mm, and the horizontal and vertical beam diameters of the laser beams B1 to B7 incident thereon are 0.9 mm and 2. 6 mm. In addition, each of the collimator lenses 11 to 17 has a focal length f 1 = 3 mm, NA = 0.6, and a lens arrangement pitch = 1.25 mm.

集光レンズ２０は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取って、コリメータレンズ１１〜１７の配列方向、つまり水平方向に長く、それと直角な方向に短い形状に形成されている。この集光レンズ２０は、焦点距離ｆ２＝２３ｍｍ、ＮＡ＝０．２である。この集光レンズ２０も、例えば樹脂又は光学ガラスをモールド成形することにより形成される。 The condensing lens 20 is formed by cutting a region including the optical axis of a circular lens having an aspheric surface into a long and narrow shape in parallel planes, and is long in the arrangement direction of the collimator lenses 11 to 17, that is, in a horizontal direction and short in a direction perpendicular thereto. Is formed. This condenser lens 20 has a focal length f 2 = 23 mm and NA = 0.2. The condensing lens 20 is also formed by molding resin or optical glass, for example.

次に図１５を参照して、本例の画像露光装置における電気的な構成について説明する。ここに示されるように全体制御部３００には変調回路３０１が接続され、該変調回路３０１にはＤＭＤ５０を制御するコントローラ３０２が接続されている。また全体制御部３００には、レーザモジュール６４を駆動するＬＤ駆動回路３０３が接続されている。さらにこの全体制御部３００には、前記ステージ１５２を駆動するステージ駆動装置３０４が接続されている。   Next, the electrical configuration of the image exposure apparatus of this example will be described with reference to FIG. As shown here, a modulation circuit 301 is connected to the overall control unit 300, and a controller 302 that controls the DMD 50 is connected to the modulation circuit 301. The overall control unit 300 is connected to an LD drive circuit 303 that drives the laser module 64. Furthermore, a stage driving device 304 that drives the stage 152 is connected to the overall control unit 300.

［画像露光装置の動作］
次に、上記画像露光装置の動作について説明する。スキャナ１６２の各露光ヘッド１６６において、ファイバアレイ光源６６の合波レーザ光源を構成するＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７（図１１参照）の各々から発散光状態で出射したレーザ光Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，およびＢ７の各々は、対応するコリメータレンズ１１〜１７によって平行光化される。平行光化されたレーザ光Ｂ１〜Ｂ７は、集光レンズ２０によって集光され、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａの入射端面上で収束する。 [Operation of image exposure apparatus]
Next, the operation of the image exposure apparatus will be described. In each exposure head 166 of the scanner 162, laser light B1, B2, B3 emitted in a divergent light state from each of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 (see FIG. 11) constituting the combined laser light source of the fiber array light source 66. Each of B4, B5, B6, and B7 is collimated by the corresponding collimator lenses 11-17. The collimated laser beams B <b> 1 to B <b> 7 are collected by the condenser lens 20 and converge on the incident end face of the core 30 a of the multimode optical fiber 30.

本例では、コリメータレンズ１１〜１７および集光レンズ２０によって集光光学系が構成され、その集光光学系とマルチモード光ファイバ３０とによって合波光学系が構成されている。すなわち、集光レンズ２０によって上述のように集光されたレーザ光Ｂ１〜Ｂ７が、このマルチモード光ファイバ３０のコア３０ａに入射して光ファイバ内を伝搬し、１本のレーザ光Ｂに合波されてマルチモード光ファイバ３０の出射端部に結合された光ファイバ３１から出射する。   In this example, the collimating lenses 11 to 17 and the condensing lens 20 constitute a condensing optical system, and the condensing optical system and the multimode optical fiber 30 constitute a multiplexing optical system. That is, the laser beams B1 to B7 collected as described above by the condenser lens 20 enter the core 30a of the multimode optical fiber 30 and propagate through the optical fiber to be combined with one laser beam B. The light is emitted from the optical fiber 31 coupled to the output end of the multimode optical fiber 30.

各レーザモジュールにおいて、レーザ光Ｂ１〜Ｂ７のマルチモード光ファイバ３０への結合効率が０．９で、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各出力が５０ｍＷの場合には、アレイ状に配列された光ファイバ３１の各々について、出力３１５ｍＷ（＝５０ｍＷ×０．９×７）の合波レーザ光Ｂを得ることができる。したがって、１４本のマルチモード光ファイバ３１全体では、４．４Ｗ（＝０．３１５Ｗ×１４）の出力のレーザ光Ｂが得られる。   In each laser module, when the coupling efficiency of the laser beams B1 to B7 to the multimode optical fiber 30 is 0.9 and each output of the GaN-based semiconductor lasers LD1 to LD7 is 50 mW, the light arranged in an array For each of the fibers 31, a combined laser beam B having an output of 315 mW (= 50 mW × 0.9 × 7) can be obtained. Therefore, the entire 14 multi-mode optical fibers 31 can obtain a laser beam B having an output of 4.4 W (= 0.315 W × 14).

画像露光に際しては、図１５に示す変調回路３０１から露光パターンに応じた画像データがＤＭＤ５０のコントローラ３０２に入力され、そのフレームメモリに一旦記憶される。この画像データは、画像を構成する各画素の濃度を２値（ドットの記録の有無）で表したデータである。   At the time of image exposure, image data corresponding to the exposure pattern is input from the modulation circuit 301 shown in FIG. 15 to the controller 302 of the DMD 50 and temporarily stored in the frame memory. This image data is data representing the density of each pixel constituting the image by binary values (whether or not dots are recorded).

感光材料１５０を表面に吸着したステージ１５２は、図１５に示すステージ駆動装置３０４により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。ステージ１５２がゲート１６０下を通過する際に、ゲート１６０に取り付けられたセンサ１６４により感光材料１５０の先端が検出されると、フレームメモリに記憶された画像データが複数ライン分ずつ順次読み出され、データ処理部で読み出された画像データに基づいて各露光ヘッド１６６毎に制御信号が生成される。そして、ミラー駆動制御部により、生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０のマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。   The stage 152 that has adsorbed the photosensitive material 150 to the surface is moved at a constant speed from the upstream side to the downstream side of the gate 160 along the guide 158 by the stage driving device 304 shown in FIG. When the leading edge of the photosensitive material 150 is detected by the sensor 164 attached to the gate 160 when the stage 152 passes under the gate 160, the image data stored in the frame memory is sequentially read out for each of a plurality of lines. A control signal is generated for each exposure head 166 based on the image data read by the data processing unit. Then, each of the micromirrors of the DMD 50 is controlled on and off for each exposure head 166 based on the generated control signal by the mirror drive control unit.

ファイバアレイ光源６６からＤＭＤ５０にレーザ光Ｂが照射されると、ＤＭＤ５０のマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光は、レンズ系５１により感光材料１５０上に結像される。このようにして、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光が画素毎にオンオフされて、感光材料１５０がＤＭＤ５０の使用画素数と略同数の画素単位（露光エリア１６８）で露光される。また、感光材料１５０がステージ１５２と共に一定速度で移動されることにより、感光材料１５０がスキャナ１６２によりステージ移動方向と反対の方向に副走査され、各露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。   When the laser light B is irradiated from the fiber array light source 66 to the DMD 50, the laser light reflected when the micromirror of the DMD 50 is on is imaged on the photosensitive material 150 by the lens system 51. In this manner, the laser light emitted from the fiber array light source 66 is turned on and off for each pixel, and the photosensitive material 150 is exposed in pixel units (exposure area 168) that is approximately the same number as the number of pixels used in the DMD 50. Further, when the photosensitive material 150 is moved at a constant speed together with the stage 152, the photosensitive material 150 is sub-scanned in the direction opposite to the stage moving direction by the scanner 162, and a strip-shaped exposed region 170 is formed for each exposure head 166. It is formed.

なお本例では、図１６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ５０には、主走査方向にマイクロミラーが１０２４個配列されたマイクロミラー列が副走査方向に７６８組配列されているが、本例では、コントローラ３０２により一部のマイクロミラー列（例えば、１０２４個×２５６列）だけが駆動するように制御がなされる。   In this example, as shown in FIGS. 16A and 16B, the DMD 50 has 768 pairs of micromirror arrays in which 1024 micromirrors are arranged in the main scanning direction. In this example, the controller 302 performs control so that only a part of micromirror rows (eg, 1024 × 256 rows) are driven.

この場合、図１６（Ａ）に示すようにＤＭＤ５０の中央部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよく、図１６（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ５０の端部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよい。また、一部のマイクロミラーに欠陥が発生した場合は、欠陥が発生していないマイクロミラー列を使用するなど、状況に応じて使用するマイクロミラー列を適宜変更してもよい。   In this case, a micromirror array arranged at the center of the DMD 50 as shown in FIG. 16 (A) may be used, and the micromirror arranged at the end of the DMD 50 as shown in FIG. 16 (B). A column may be used. In addition, when a defect occurs in some of the micromirrors, the micromirror array to be used may be appropriately changed depending on the situation, such as using a micromirror array in which no defect has occurred.

ＤＭＤ５０のデータ処理速度には限界があり、使用する画素数に比例して１ライン当りの変調速度が決定されるので、一部のマイクロミラー列だけを使用することで１ライン当りの変調速度が速くなる。一方、連続的に露光ヘッドを露光面に対して相対移動させる露光方式の場合には、副走査方向の画素を全部使用する必要はない。   Since the data processing speed of the DMD 50 is limited and the modulation speed per line is determined in proportion to the number of pixels used, the modulation speed per line can be increased by using only a part of the micromirror rows. Get faster. On the other hand, in the case of an exposure method in which the exposure head is continuously moved relative to the exposure surface, it is not necessary to use all the pixels in the sub-scanning direction.

スキャナ１６２による感光材料１５０の副走査が終了し、センサ１６４で感光材料１５０の後端が検出されると、ステージ１５２は、ステージ駆動装置３０４により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の最上流側にある原点に復帰し、再度、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。   When the sub-scan of the photosensitive material 150 by the scanner 162 is finished and the rear end of the photosensitive material 150 is detected by the sensor 164, the stage 152 is moved to the uppermost stream side of the gate 160 along the guide 158 by the stage driving device 304. It returns to a certain origin, and again moves along the guide 158 from the upstream side to the downstream side of the gate 160 at a constant speed.

次に、図５に示したファイバアレイ光源６６、集光レンズ７１、ロッドインテグレータ７２、結像レンズ７４、ミラー６９およびＴＩＲプリズム７０から構成されてＤＭＤ５０に照明光としてのレーザ光Ｂを照射する照明光学系について説明する。ロッドインテグレータ７２は例えば四角柱状に形成された透光性ロッドであり、その内部をレーザ光Ｂが全反射しながら進行するうちに、該レーザ光Ｂのビーム断面内強度分布が均一化される。なお、ロッドインテグレータ７２の入射端面、出射端面には反射防止膜がコートされて、透過率が高められている。以上のようにして、照明光であるレーザ光Ｂのビーム断面内強度分布を高度に均一化できれば、照明光強度の不均一を無くして、高精細な画像を感光材料１５０に露光可能となる。   Next, illumination that is configured by the fiber array light source 66, the condensing lens 71, the rod integrator 72, the imaging lens 74, the mirror 69, and the TIR prism 70 shown in FIG. 5 and irradiates the DMD 50 with the laser light B as illumination light. The optical system will be described. The rod integrator 72 is a translucent rod formed in, for example, a rectangular column shape, and the intensity distribution in the beam cross section of the laser beam B is made uniform while the laser beam B travels while totally reflecting inside the rod integrator 72. The entrance end face and exit end face of the rod integrator 72 are coated with an antireflection film to increase the transmittance. As described above, if the intensity distribution in the beam cross section of the laser beam B that is illumination light can be made highly uniform, non-uniform illumination light intensity can be eliminated and a high-definition image can be exposed on the photosensitive material 150.

そして本装置において、図５に示したマイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａは、レンズ系５２，５４によるマイクロミラー６２の結像位置から外れた、該マイクロミラー６２およびレンズ系５２，５４による集光位置に配されているので、ＤＭＤ５０とマイクロレンズアレイ５５とが多少位置ずれを起こしても、光利用効率および消光比が高く保たれる。その理由は、先に図２０および図２１を参照して説明した通りである。   In this apparatus, each microlens 55a of the microlens array 55 shown in FIG. 5 deviates from the imaging position of the micromirror 62 by the lens systems 52 and 54, and is collected by the micromirror 62 and the lens systems 52 and 54. Since it is arranged at the light position, even if the DMD 50 and the microlens array 55 are slightly displaced, the light use efficiency and the extinction ratio are kept high. The reason is as described above with reference to FIGS.

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１７は、本発明の第２の実施形態による画像露光装置の露光ヘッドを示す概略断面図である。この露光ヘッドは、図５に示した第１の実施形態における露光ヘッドと比べると、レンズ系５７，５８からなる第２光学系が省かれた点が基本的に異なるものである。すなわちこの画像露光装置においては、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａによる集光位置に感光材料１５０が配置され、該マイクロレンズアレイ５５が集光した像が直接この感光材料１５０に露光されるようになっている。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 17 is a schematic sectional view showing an exposure head of an image exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention. This exposure head is basically different from the exposure head in the first embodiment shown in FIG. 5 in that the second optical system composed of the lens systems 57 and 58 is omitted. That is, in this image exposure apparatus, the photosensitive material 150 is disposed at the condensing position of each microlens 55a of the microlens array 55, and the image condensed by the microlens array 55 is directly exposed to the photosensitive material 150. It has become.

本実施形態においても、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａが、レンズ系５２，５４によるマイクロミラー６２の結像位置から外れた、該マイクロミラー６２およびレンズ系５２，５４による集光位置に配されているので、第１の実施形態におけるのと同様、ＤＭＤ５０とマイクロレンズアレイ５５とが多少位置ずれを起こしても、光利用効率および消光比が高く保たれる。   Also in this embodiment, each microlens 55a of the microlens array 55 is arranged at a condensing position by the micromirror 62 and the lens systems 52 and 54, which is out of the imaging position of the micromirror 62 by the lens systems 52 and 54. Therefore, as in the first embodiment, even if the DMD 50 and the microlens array 55 are slightly misaligned, the light use efficiency and the extinction ratio are kept high.

なお、マイクロミラー６２およびレンズ系５２，５４によって集光されたレーザ光Ｂが、所望のビーム径となっている場合は、マイクロレンズアレイ５５を省くことも可能である。   If the laser beam B collected by the micromirror 62 and the lens systems 52 and 54 has a desired beam diameter, the microlens array 55 can be omitted.

また、上述した２つの実施形態で使用されたマイクロレンズアレイ５５に代えて、多数のアパーチャ（開口）が並設されてなるアパーチャアレイを採用することも可能である。その場合もアパーチャアレイは、マイクロミラー６２およびレンズ系５２，５４による集光位置に配される。そのようなアパーチャアレイは、光利用効率が高く、また開口によってビーム形状を整形できるという効果も奏する。   Further, instead of the microlens array 55 used in the above-described two embodiments, an aperture array in which a large number of apertures (openings) are arranged in parallel can be adopted. In this case as well, the aperture array is arranged at a condensing position by the micro mirror 62 and the lens systems 52 and 54. Such an aperture array has high light utilization efficiency and also has an effect that the beam shape can be shaped by the aperture.

次に、ＤＭＤ５０を作製する方法の例について説明する。図２２は、上述したＤＭＤ５０の一素子４００の部分を詳しく示す平面図であり、また図２３は、この素子４００を図２２のＡ−Ａ線を通る面で切断して示す側断面図である。まず、ＤＭＤ５０の１画素部となるこの素子４００について説明する。   Next, an example of a method for manufacturing the DMD 50 will be described. 22 is a plan view showing in detail a portion of one element 400 of the DMD 50 described above, and FIG. 23 is a side sectional view showing the element 400 cut along a plane passing through the line AA in FIG. . First, the element 400 which becomes one pixel portion of the DMD 50 will be described.

本素子４００は、駆動回路基板４５１上に、互いに離して形成された第１下部電極４６３ａおよび第２下部電極４６３ｂと、それらから上方に離間して形成された第１上部電極４６７ａおよび第２上部電極４６７ｂと、下部電極４６３ａ、４６３ｂと上部電極４６７ａ、４６７ｂとの間に配設された可動部材４６１（ヒンジ４５５およびミラー部４５７からなる）とが設けられてなる。第１上部電極４６７ａは第１下部電極４６３ａと対応する位置に、第２上部電極４６７ｂは第２下部電極４６３ｂと対応する位置に各々配置されている。なお、図２２における４７９はヒンジ４５５の支持部、４８３は上部電極４６７ａ、４６７ｂの支持部である。   The element 400 includes a first lower electrode 463a and a second lower electrode 463b formed on the driving circuit board 451 so as to be separated from each other, and a first upper electrode 467a and a second upper electrode formed so as to be spaced apart from each other. An electrode 467b and a movable member 461 (consisting of a hinge 455 and a mirror portion 457) disposed between the lower electrodes 463a and 463b and the upper electrodes 467a and 467b are provided. The first upper electrode 467a is disposed at a position corresponding to the first lower electrode 463a, and the second upper electrode 467b is disposed at a position corresponding to the second lower electrode 463b. In FIG. 22, reference numeral 479 denotes a support portion for the hinge 455, and 483 denotes a support portion for the upper electrodes 467a and 467b.

図７等に概略的に示したマイクロミラー６２は、上記ミラー部４５７の中央領域（上部電極４６７ａ、４６７ｂによって遮られない部分）に対応する。またこの図２２では図示の明確化のために、１素子４００の全体の大きさに対してミラー部４５７の中央領域を相対的に小さく示しているが、この素子４００は実際には、その中でミラー部４５７の中央領域が大部分を占めるように構成される。   The micromirror 62 schematically shown in FIG. 7 and the like corresponds to the central region of the mirror portion 457 (portions not blocked by the upper electrodes 467a and 467b). Further, in FIG. 22, for the sake of clarity of illustration, the central region of the mirror portion 457 is shown relatively small with respect to the overall size of one element 400. Thus, the central region of the mirror unit 457 is configured to occupy most of the area.

図２３に示す通り、第１下部電極４６３ａと第２上部電極４６７ｂは互いに接続された上で第１駆動電極４８５に接続される。一方第２下部電極４６３ｂと第１上部電極４６７ａは互いに接続された上で第２駆動電極４８７に接続される。また導電体からなるヒンジ４５５は、可動体電極４８９に接続される。これらの第１駆動電極４８５、第２駆動電極４８７および可動体電極４８９の各電位Ｖ１，Ｖ２，およびＶｍは、駆動回路基板４５１内に形成された半導体集積回路、例えばＣＭＯＳ回路によって制御される。   As shown in FIG. 23, the first lower electrode 463a and the second upper electrode 467b are connected to each other and then to the first drive electrode 485. On the other hand, the second lower electrode 463b and the first upper electrode 467a are connected to each other and then connected to the second drive electrode 487. A hinge 455 made of a conductor is connected to the movable body electrode 489. The potentials V1, V2, and Vm of the first drive electrode 485, the second drive electrode 487, and the movable body electrode 489 are controlled by a semiconductor integrated circuit formed in the drive circuit substrate 451, for example, a CMOS circuit.

ここで、Ｖｍに対するＶ１の電位差をＶ（１）と表し、Ｖｍに対するＶ２の電位差をＶ（２）と表すと、Ｖ（１）＝Ｖ（２）に設定された場合は、可動部材４６１の一端と第１下部電極４６３ａとの間、該一端と第１上部電極４６７ａとの間に作用する静電気力が互いに等しくなり、また可動部材４６１の他端と第２下部電極４６３ｂとの間、該他端と第２上部電極４６７ｂとの間に作用する静電気力も互いに等しくなるので、可動部材４６１つまりミラー部４５７は駆動回路基板４５１に対して平行に保たれる。この状態は、ヒンジ４５５の弾性により安定に維持される。   Here, when the potential difference of V1 with respect to Vm is expressed as V (1) and the potential difference of V2 with respect to Vm is expressed as V (2), when V (1) = V (2) is set, the movable member 461 The electrostatic forces acting between the one end and the first lower electrode 463a and between the one end and the first upper electrode 467a are equal to each other, and between the other end of the movable member 461 and the second lower electrode 463b, Since the electrostatic forces acting between the other end and the second upper electrode 467b are also equal to each other, the movable member 461, that is, the mirror portion 457 is kept parallel to the drive circuit board 451. This state is stably maintained by the elasticity of the hinge 455.

次にＶ（１）＞Ｖ（２）に設定された場合は、可動部材４６１の一端と第１下部電極４６３ａとの間に作用する静電気力Ｆ、並びに可動部材４６１の他端と第２上部電極４６７ｂとの間に作用する静電気力Ｆが、可動部材４６１の一端と第１上部電極４６７ａとの間に作用する静電気力ｆ、並びに可動部材４６１の他端と第２下部電極４６３ｂとの間に作用する静電気力ｆよりも大となるので、ヒンジ４５５が捻れつつ、図２３に示すようにミラー部４５７が傾斜する。一方、Ｖ（１）＜Ｖ（２）に設定された場合は、図２３の状態とは反対の向きにミラー部４５７が傾斜する。以上のようにしてミラー部４５７を、２つの傾斜位置の一方に選択的に設定することができる。   Next, when V (1)> V (2) is set, the electrostatic force F acting between one end of the movable member 461 and the first lower electrode 463a, and the other end of the movable member 461 and the second upper portion. The electrostatic force F acting between the electrode 467b and the electrostatic force f acting between one end of the movable member 461 and the first upper electrode 467a, and between the other end of the movable member 461 and the second lower electrode 463b. Therefore, the mirror portion 457 is inclined as shown in FIG. 23 while the hinge 455 is twisted. On the other hand, when V (1) <V (2) is set, the mirror unit 457 tilts in the direction opposite to the state of FIG. As described above, the mirror unit 457 can be selectively set to one of the two inclined positions.

次に図２４および図２５を参照して、上記素子４００の作製方法について説明する。なお図２４では、図２２のＡ−Ａ線を通る面で切断した概略側面形状を左側に、そして同じくＢ−Ｂ線を通る面で切断した概略側面形状を右側に示す。   Next, a method for manufacturing the element 400 will be described with reference to FIGS. In FIG. 24, a schematic side surface shape cut along a plane passing through the line AA in FIG. 22 is shown on the left side, and a schematic side surface shape similarly cut along a plane passing through the line BB is shown on the right side.

先ず図２４の（ａ）に示すように、駆動回路基板４５１が用意される。この駆動回路基板４５１は図２５に詳しく示す通り、例えばＳｉ基板４６９上に駆動回路を構成するＣＭＯＳ回路４７１および配線回路４７３を形成し、その上に絶縁層４７５を形成し、その表面をＣＭＰ等によって平坦化した後、配線回路４７３と素子の各電極とを接続するためのコンタクトホールを形成することによって構成されたものである。   First, as shown in FIG. 24A, a drive circuit board 451 is prepared. 25, for example, a CMOS circuit 471 and a wiring circuit 473 constituting a drive circuit are formed on an Si substrate 469, an insulating layer 475 is formed thereon, and the surface thereof is CMP or the like. Then, the contact hole for connecting the wiring circuit 473 and each electrode of the element is formed.

この駆動回路基板４５１の上に、図示しない第１のアルミニウム薄膜（好ましくは高融点金属を含有したアルミニウム合金）をスパッタにより成膜し、それを通常のフォトリソエッチングにより所望の電極形状にパターニングして第１下部電極４６３ａおよび第２下部電極４６３ｂを形成する。なお、これらの第１下部電極４６３ａおよび第２下部電極４６３ｂは、上記コンタクトホールを通る配線および配線回路４７３を介してＣＭＯＳ回路４７１の出力側に接続され、それぞれ所定の電位に設定される。   A first aluminum thin film (not shown) (preferably an aluminum alloy containing a refractory metal) is formed on the drive circuit substrate 451 by sputtering, and patterned into a desired electrode shape by ordinary photolithography etching. A first lower electrode 463a and a second lower electrode 463b are formed. The first lower electrode 463a and the second lower electrode 463b are connected to the output side of the CMOS circuit 471 through the wiring passing through the contact hole and the wiring circuit 473, and are set to predetermined potentials.

次に同図（ｂ）に示すように第１のポジ型レジスト４９１を塗布し、ヒンジ４５５の支持部４７９を形成する箇所４９１ａをパターニングして、その後ハードベークする。この第１レジスト４９１からなる層は犠牲層として機能し、後述の工程で除去される。したがって、ハードベーク後のレジストの膜厚は、下部電極４６３ａおよび４６３ｂと、後に形成されるヒンジ４５５との間の間隔を決定する。なおポジ型レジスト４９１の代わりに、感光性ポリイミド等も使用可能である。   Next, as shown in FIG. 4B, a first positive resist 491 is applied, and a portion 491a for forming the support portion 479 of the hinge 455 is patterned, and then hard-baked. The layer made of the first resist 491 functions as a sacrificial layer and is removed in a process described later. Therefore, the resist film thickness after the hard baking determines the distance between the lower electrodes 463a and 463b and the hinge 455 to be formed later. In place of the positive resist 491, photosensitive polyimide or the like can be used.

次に同図（ｃ）に示すように、ヒンジ４５５およびその支持部４７９となる第２のアルミニウム薄膜（好ましくは高融点金属を含有したアルミニウム合金）４９３をスパッタにより成膜し、その後、ＰＥ−ＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）によりＳｉＯ２膜（図示せず）を成膜する。このＳｉＯ２膜は、第２のアルミニウム薄膜４９３のエッチングマスクとして機能する。次にフォトリソエッチングにより該ＳｉＯ２膜を、所望のヒンジ４５５およびその支持部４７９の形状となるように、パターニングする。 Next, as shown in FIG. 4C, a second aluminum thin film (preferably an aluminum alloy containing a refractory metal) 493 to be the hinge 455 and its supporting portion 479 is formed by sputtering, and then PE- A SiO 2 film (not shown) is formed by CVD (plasma CVD). This SiO 2 film functions as an etching mask for the second aluminum thin film 493. Next, the SiO 2 film is patterned by photolithography so as to have a desired hinge 455 and the shape of its support portion 479.

次に、ミラー部４５７となる第３のアルミニウム薄膜（好ましくは高融点金属を含有したアルミニウム合金）４９５をスパッタにより成膜し、その後、ＰＥ−ＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）によりＳｉＯ２膜（図示せず）を成膜する。このＳｉＯ２膜は、第３アルミニウム薄膜４９５のエッチングマスクとして機能する。次にフォトリソエッチングにより該ＳｉＯ２膜を、所望のミラー部形状となるようにパターニングする。 Next, a third aluminum thin film (preferably an aluminum alloy containing a refractory metal) 495 to be the mirror portion 457 is formed by sputtering, and then an SiO 2 film (not shown) is formed by PE-CVD (plasma CVD). ). This SiO 2 film functions as an etching mask for the third aluminum thin film 495. Next, the SiO 2 film is patterned by photolithography so as to have a desired mirror part shape.

次いで上記ＳｉＯ２膜をエッチングマスクとして、第３アルミニウム薄膜４９５および第２アルミニウム薄膜４９３を連続してエッチングし、最後にＳｉＯ２膜をプラズマエッチングにより除去する。なおアルミニウム薄膜のエッチングは、リン酸、硝酸および酢酸の混合水溶液からなるアルミエッチャントによるウエットエッチング、または塩素系ガスを用いるプラズマエッチング等によってなされる。また、上記ＳｉＯ２膜にはコンタクトホールが形成され、ヒンジ４５５はこのコンタクトホールを通る配線および配線回路４７３を介してＣＭＯＳ回路４７１の出力側に接続され、所定の電位に設定される。 Next, using the SiO 2 film as an etching mask, the third aluminum thin film 495 and the second aluminum thin film 493 are successively etched, and finally the SiO 2 film is removed by plasma etching. The aluminum thin film is etched by wet etching using an aluminum etchant made of a mixed aqueous solution of phosphoric acid, nitric acid and acetic acid, or plasma etching using a chlorine-based gas. Further, a contact hole is formed in the SiO 2 film, and the hinge 455 is connected to the output side of the CMOS circuit 471 via a wiring passing through the contact hole and the wiring circuit 473, and set to a predetermined potential.

次に同図（ｄ）に示すように、第２のポジ型レジスト４９７を塗布し、上部電極４６７ａ、４６７ｂの支持部４８３を形成する箇所をパターニングして、その後ハードベークする。なおこのポジ型レジスト４９７の表面は、ハードベーク時のリフロー効果により、下地膜の段差に拘わらず平坦となる。この第２レジスト４９７からなる層は犠牲層として機能し、後述の工程で除去される。したがって、ハードベーク後の第２レジスト４９７の膜厚は、ヒンジ４５５およびミラー部４５７と、後に形成される上部電極４６７ａ、４６７ｂとの間の間隔を決定する。なおポジ型レジスト４９７の代わりに、感光性ポリイミド等も使用可能である。   Next, as shown in FIG. 4D, a second positive resist 497 is applied, and the portions where the support portions 483 of the upper electrodes 467a and 467b are formed are patterned, and then hard-baked. Note that the surface of the positive resist 497 becomes flat regardless of the level difference of the base film due to the reflow effect during hard baking. The layer made of the second resist 497 functions as a sacrificial layer and is removed in a process described later. Therefore, the film thickness of the second resist 497 after the hard baking determines the distance between the hinge 455 and the mirror part 457 and the upper electrodes 467a and 467b to be formed later. Note that photosensitive polyimide or the like can be used instead of the positive resist 497.

次に同図（ｅ）に示すように、上部電極４６７ａ、４６７ｂおよびその支持部となる第４のアルミニウム薄膜（好ましくは高融点金属を含有したアルミニウム合金）４９９をスパッタにより成膜し、その後フォトリソエッチングにより該第４のアルミニウム薄膜４９９を、所望の上部電極４６７ａ、４６７ｂおよびその支持部４８３の形状となるようにパターニングする。なおアルミニウム薄膜のエッチングは、リン酸、硝酸および酢酸の混合水溶液からなるアルミエッチャントによるウエットエッチング、または塩素系ガスを用いるプラズマエッチング等によってなされる。このとき、第１上部電極４６７ａと第２上部電極４６７ｂは、駆動回路基板４５１上で、第２下部電極４６３ｂおよび第１下部電極４６３ａにそれぞれ接続される。   Next, as shown in FIG. 4E, the upper electrodes 467a and 467b and a fourth aluminum thin film (preferably an aluminum alloy containing a refractory metal) 499 to be the support portions are formed by sputtering, and then photolithography is performed. The fourth aluminum thin film 499 is patterned by etching so as to have a desired shape of the upper electrodes 467a and 467b and the support portions 483 thereof. The aluminum thin film is etched by wet etching using an aluminum etchant made of a mixed aqueous solution of phosphoric acid, nitric acid and acetic acid, or plasma etching using a chlorine-based gas. At this time, the first upper electrode 467a and the second upper electrode 467b are connected to the second lower electrode 463b and the first lower electrode 463a on the drive circuit substrate 451, respectively.

次に同図（ｆ）に示すように、酸素ガス系のプラズマエッチングにより、犠牲層である第２のレジスト層４９７と第１のレジスト層４９１を除去して、空隙４５３，４６５を形成する。これにより、第１下部電極４６３ａおよび第２下部電極４６３ｂが設けられた基板４５１上に、空隙４５３を介して可動部材４６１（ヒンジ４５５およびミラー部４５７）が配置され、この可動部材４６１の上方にさらに空隙４６５を介して第１上部電極４６７ａと第２上部電極４６７ｂが配置されてなる素子４００が得られる。このような素子４００は同時に複数形成され、それらによってＤＭＤ５０が構成される。   Next, as shown in FIG. 6F, the second resist layer 497 and the first resist layer 491 which are sacrificial layers are removed by oxygen gas-based plasma etching to form voids 453 and 465. Thus, the movable member 461 (hinge 455 and mirror portion 457) is disposed on the substrate 451 provided with the first lower electrode 463a and the second lower electrode 463b via the gap 453, and above the movable member 461. Further, the element 400 in which the first upper electrode 467a and the second upper electrode 467b are arranged through the gap 465 is obtained. A plurality of such elements 400 are formed at the same time, and the DMD 50 is configured by them.

以上述べたようにしてＤＭＤ５０を作製する場合、ミラー部４５７となる第３のアルミニウム薄膜４９５を成膜する際に、その成膜温度を制御することで膜に応力分布を与えておき、その後犠牲層である第１レジスト４９１の層を除去することにより、ミラー部４５７を、前述したような凹面鏡状に形成することができる。   When the DMD 50 is manufactured as described above, the stress distribution is given to the film by controlling the film forming temperature when the third aluminum thin film 495 to be the mirror portion 457 is formed, and then sacrifice is performed. By removing the layer of the first resist 491 which is a layer, the mirror part 457 can be formed in a concave mirror shape as described above.

またその他に、ミラー部４５７となる第３のアルミニウム薄膜４９５と、その下地となるヒンジ４５５とを互いに異なる材料から形成し、両者の熱膨張係数の差によってミラー部４５７を湾曲させ、それによって該ミラー部４５７を凹面鏡状に形成することもできる。   In addition, the third aluminum thin film 495 to be the mirror part 457 and the hinge 455 to be the base are formed from different materials, and the mirror part 457 is bent by the difference in thermal expansion coefficient between them, thereby The mirror part 457 can also be formed in a concave mirror shape.

さらに、ミラー部４５７およびヒンジ４５５の下地となる第１レジスト４９１を層成する前に、その層成面上に、後に該第１レジスト４９１とともに除去される凹面のパターンを形成しておくことにより、第１レジスト４９１の表面を凹面状に形成しておいてもよい。そのようにすれば、該第１レジスト４９１の表面上に形成されるミラー部４５７を、凹面鏡状に形成することができる。なおこの場合、第１レジスト４９１の粘度によっては、下地の形状によらずその表面が平坦となることもあるので、該第１レジスト４９１の粘度を適切に設定する必要がある。   Further, before the first resist 491 serving as the base of the mirror part 457 and the hinge 455 is formed, a concave surface pattern to be removed later together with the first resist 491 is formed on the layered surface. The surface of the first resist 491 may be formed in a concave shape. By doing so, the mirror portion 457 formed on the surface of the first resist 491 can be formed in a concave mirror shape. In this case, depending on the viscosity of the first resist 491, the surface may be flat regardless of the shape of the base, and therefore the viscosity of the first resist 491 needs to be set appropriately.

次に、別の構成を有するＤＭＤの作製方法について説明する。図２６は、この別のＤＭＤの一素子５００の部分を詳しく示す平面図であり、また図２７は、この素子５００を図２６のＡ−Ａ線を通る面で切断して示す側断面図である。まず、ＤＭＤの１画素部となるこの素子５００について説明する。   Next, a method for manufacturing a DMD having another structure will be described. FIG. 26 is a plan view showing in detail a part of one element 500 of this other DMD, and FIG. 27 is a side sectional view showing the element 500 cut along a plane passing through line AA in FIG. is there. First, the element 500 serving as one pixel portion of the DMD will be described.

本素子５００は、駆動回路基板４５１上に、互いに離して形成された第１下部電極５４３ａおよび第２下部電極５４３ｂと、それらから上方に離間して形成された第１上部電極５４５ａおよび第２上部電極５４５ｂと、第１下部電極５４３ａおよび第１上部電極５４５ａの組と第２下部電極５４３ｂおよび第２上部電極５４５ｂの組との間に配設された可動部材５３１（ヒンジ５２５およびミラー部５２７からなる）とが設けられてなる。上記第１上部電極５４５ａは絶縁層５４９を間に介して第１下部電極５４３ａと対応する位置に、第２上部電極５４５ｂは同じく絶縁層５４９を間に介して第２下部電極５４３ｂと対応する位置に各々配置されている。なお、図２６における５５１はヒンジ５２５の支持部、５５３は上部電極５４５ａ、５４５ｂの支持部である。   The element 500 includes a first lower electrode 543a and a second lower electrode 543b formed on the driving circuit board 451 so as to be separated from each other, and a first upper electrode 545a and a second upper electrode formed so as to be spaced apart from each other. The movable member 531 (from the hinge 525 and the mirror portion 527) disposed between the electrode 545b and the set of the first lower electrode 543a and the first upper electrode 545a and the set of the second lower electrode 543b and the second upper electrode 545b. And) are provided. The first upper electrode 545a corresponds to the first lower electrode 543a with the insulating layer 549 interposed therebetween, and the second upper electrode 545b similarly corresponds to the second lower electrode 543b with the insulating layer 549 interposed therebetween. Are arranged respectively. In FIG. 26, reference numeral 551 denotes a support portion for the hinge 525, and 553 denotes a support portion for the upper electrodes 545a and 545b.

本例では上記ミラー部５２７が、図７等に概略的に示したマイクロミラー６２に対応する。またこの図２６では図示の明確化のために、１素子５００の全体の大きさに対してミラー部５２７を相対的に小さく示しているが、この素子５００は実際には、その中でミラー部５２７が大部分を占めるように構成される。   In this example, the mirror part 527 corresponds to the micromirror 62 schematically shown in FIG. In FIG. 26, for clarity of illustration, the mirror portion 527 is shown to be relatively small with respect to the overall size of one element 500. However, this element 500 actually includes the mirror portion. 527 is configured to occupy the majority.

図２７に示す通り、第１下部電極５４３ａと第２上部電極５４５ｂは互いに接続された上で第１駆動電極５５５に接続される。一方第２下部電極５４３ｂと第１上部電極５４５ａは互いに接続された上で第２駆動電極５５７に接続される。また導電体から一体的に形成されたヒンジ５２５およびミラー部５２７は、可動体電極５５９に接続される。これらの第１駆動電極５５５、第２駆動電極５５７および可動体電極５５９の各電位Ｖ１，Ｖ２，およびＶｍは、駆動回路基板５２１内に形成された半導体集積回路、例えばＣＭＯＳ回路によって制御される。   As shown in FIG. 27, the first lower electrode 543a and the second upper electrode 545b are connected to each other and then connected to the first drive electrode 555. On the other hand, the second lower electrode 543b and the first upper electrode 545a are connected to each other and then connected to the second drive electrode 557. In addition, the hinge 525 and the mirror portion 527 that are integrally formed from a conductor are connected to the movable body electrode 559. The potentials V1, V2, and Vm of the first drive electrode 555, the second drive electrode 557, and the movable body electrode 559 are controlled by a semiconductor integrated circuit, for example, a CMOS circuit formed in the drive circuit substrate 521.

ここで、Ｖｍに対するＶ１の電位差をＶ（１）と表し、Ｖｍに対するＶ２の電位差をＶ（２）と表すと、Ｖ（１）＝Ｖ（２）に設定された場合は、可動部材５３１の一端と第１下部電極５４３ａとの間、該一端と第１上部電極５４５ａとの間に作用する静電気力が互いに等しくなり、また可動部材５３１の他端と第２下部電極５４３ｂとの間、該他端と第２上部電極５４５ｂとの間に作用する静電気力も互いに等しくなるので、可動部材５３１つまりミラー部５２７は駆動回路基板５２１に対して平行に保たれる。この状態は、ヒンジ５２５の弾性により安定に維持される。   Here, when the potential difference of V1 with respect to Vm is expressed as V (1) and the potential difference of V2 with respect to Vm is expressed as V (2), when V (1) = V (2) is set, the movable member 531 The electrostatic forces acting between one end and the first lower electrode 543a and between the one end and the first upper electrode 545a are equal to each other, and between the other end of the movable member 531 and the second lower electrode 543b, Since the electrostatic forces acting between the other end and the second upper electrode 545 b are also equal to each other, the movable member 531, that is, the mirror portion 527 is kept parallel to the drive circuit board 521. This state is stably maintained by the elasticity of the hinge 525.

次にＶ（１）＞Ｖ（２）に設定された場合は、可動部材５３１の一端と第１下部電極５４３ａとの間に作用する静電気力Ｆ、並びに可動部材５３１の他端と第２上部電極５４５ｂとの間に作用する静電気力Ｆが、可動部材５３１の一端と第１上部電極５４５ａとの間に作用する静電気力ｆ、並びに可動部材５３１の他端と第２下部電極５４３ｂとの間に作用する静電気力ｆよりも大となるので、ヒンジ５２５が捻れつつ、図２７に示すようにミラー部５２７が傾斜する。一方、Ｖ（１）＜Ｖ（２）に設定された場合は、図２７の状態とは反対の向きにミラー部５２７が傾斜する。以上のようにしてミラー部５２７を、２つの傾斜位置の一方に選択的に設定することができる。   Next, when V (1)> V (2) is set, the electrostatic force F acting between one end of the movable member 531 and the first lower electrode 543a, and the other end of the movable member 531 and the second upper portion. The electrostatic force F acting between the electrode 545b and the electrostatic force f acting between one end of the movable member 531 and the first upper electrode 545a, and between the other end of the movable member 531 and the second lower electrode 543b. Therefore, the mirror portion 527 is inclined as shown in FIG. 27 while the hinge 525 is twisted. On the other hand, when V (1) <V (2) is set, the mirror portion 527 is inclined in the direction opposite to the state of FIG. As described above, the mirror unit 527 can be selectively set to one of the two inclined positions.

次に図２８および図２９を参照して、上記素子５００の作製方法について説明する。なお図２８では、図２６のＡ−Ａ線を通る面で切断した概略側面形状を左側に、そして同じくＢ−Ｂ線を通る面で切断した概略側面形状を右側に示す。   Next, a method for manufacturing the element 500 will be described with reference to FIGS. In FIG. 28, a schematic side surface shape cut along a plane passing through the line AA in FIG. 26 is shown on the left side, and a schematic side surface shape similarly cut along a plane passing through the line BB is shown on the right side.

先ず図２８（ａ）に示すように駆動回路基板５２１が用意される。この基板５２１は図２９に詳しく示す通り、例えばＳｉ基板５３５上に駆動回路を構成するＣＭＯＳ回路５３７および配線回路５３９を形成し、その上に絶縁層５４１を形成し、その表面をＣＭＰ等によって平坦化した後、配線回路５３９と素子の各電極とを接続するためのコンタクトホールを形成することによって構成されたものである。   First, as shown in FIG. 28A, a drive circuit board 521 is prepared. 29, for example, a CMOS circuit 537 and a wiring circuit 539 forming a driving circuit are formed on an Si substrate 535, an insulating layer 541 is formed on the substrate 521, and the surface thereof is flattened by CMP or the like. Then, a contact hole for connecting the wiring circuit 539 and each electrode of the element is formed.

この基板５２１上に、図示しない第１のアルミ薄膜（好ましくは高融点金属を含有したアルミ合金）をスパッタにより成膜し、それを通常のフォトリソエッチングにより所定の電極形状にパターニングすることにより、図２８（ｂ）に示すように、第１下部電極５４３ａおよび第２下部電極５４３ｂを形成する。このとき、第１下部電極５４３ａおよび第２下部電極５４３ｂは、上記コンタクトホールを通して配線回路５３９（図２９参照）と接続され、所定の電位を印加可能とされる。なお、下部電極５４３ａおよび５４３ｂは、後述するヒンジ５２５およびミラー部５２７と高精度に近接させる必要があるので、フォトリソはステッパ露光で行い、エッチングはドライエッチングを適用するのが好ましい。   A first aluminum thin film (not shown) (preferably an aluminum alloy containing a refractory metal) is formed on the substrate 521 by sputtering, and patterned into a predetermined electrode shape by ordinary photolithography etching. As shown in FIG. 28B, a first lower electrode 543a and a second lower electrode 543b are formed. At this time, the first lower electrode 543a and the second lower electrode 543b are connected to the wiring circuit 539 (see FIG. 29) through the contact hole, so that a predetermined potential can be applied. Since the lower electrodes 543a and 543b need to be close to a hinge 525 and a mirror portion 527 described later with high accuracy, it is preferable to perform photolithography by stepper exposure and apply dry etching for etching.

次に図２８（ｃ）に示すように、ＰＥ−ＣＶＤ（プラズマＣＶＤ）により、ＳｉＯ２あるいはＳｉＮからなる絶縁層５４９を形成する。この絶縁層５４９は、下部電極５４３ａおよび５４３ｂと、後述する上部電極５４５ａ、５４５ｂとの層間絶縁膜として機能し、その層厚は上部電極５４５ａ、５４５ｂの位置を決定する。その後、通常のフォトリソエッチングにより、絶縁層５４９を所定形状にパターニングする。なお、この絶縁層５４９の端面は、ヒンジ５２５およびミラー部５２７と高精度に近接させる必要があるので、フォトリソはステッパ露光で行い、エッチングはドライエッチングを適用するのが好ましい。 Next, as shown in FIG. 28C, an insulating layer 549 made of SiO 2 or SiN is formed by PE-CVD (plasma CVD). The insulating layer 549 functions as an interlayer insulating film between the lower electrodes 543a and 543b and upper electrodes 545a and 545b described later, and the layer thickness determines the position of the upper electrodes 545a and 545b. Thereafter, the insulating layer 549 is patterned into a predetermined shape by ordinary photolithography etching. Note that the end face of the insulating layer 549 needs to be close to the hinge 525 and the mirror portion 527 with high accuracy. Therefore, it is preferable that the photolithography is performed by stepper exposure and the etching is dry etching.

次に同図（ｄ）に示すように、基板５２１の上にポジ型のレジスト５６１を塗布し、ヒンジ５２５の支持部５５１を形成する箇所をパターニングして、ハードベークする。このレジスト５６１の層は犠牲層として機能し、後述の工程で除去されて空隙５２３となる。したがって、ハードベイク後のレジスト５６１の膜厚は、後に形成される可動部材５３１（ヒンジ５２５およびミラー部５２７）の位置を決定する。なおこのレジスト５６１の代わりに、感光性ポリイミド等も好適に用いることができる。   Next, as shown in FIG. 4D, a positive resist 561 is applied on the substrate 521, and a portion where the support portion 551 of the hinge 525 is formed is patterned and hard-baked. This layer of the resist 561 functions as a sacrificial layer and is removed in a process described later to become a void 523. Therefore, the film thickness of the resist 561 after hard baking determines the position of the movable member 531 (hinge 525 and mirror portion 527) to be formed later. In place of the resist 561, photosensitive polyimide or the like can be preferably used.

次に同図（ｅ）に示すように、第２のアルミ薄膜（好ましくは高融点金属を含有したアルミ合金）をスパッタにより成膜し、それを通常のフォトリソエッチングにより加工して、第１上部電極５４５ａおよび第２上部電極５４５ｂ、並びにヒンジ５２５（梁体）、その支持部５５１およびミラー部５２７を形成する。また、第１上部電極５４５ａおよび第２上部電極５４５ｂを、コンタクトホールを介して基板５２１の配線回路５３９（図２９参照）に接続する。本例では配線回路５３９により、第１上部電極５４５ａと第２下部電極５４３ｂとが、第２上部電極５４５ｂと第１下部電極５４３ａとがそれぞれ接続される。またヒンジ５２５は、図示外の手段によって、図２９に示すＣＭＯＳ回路５３７に接続される。   Next, as shown in FIG. 4E, a second aluminum thin film (preferably an aluminum alloy containing a refractory metal) is formed by sputtering, and processed by ordinary photolithography etching to form the first upper portion. An electrode 545a, a second upper electrode 545b, a hinge 525 (beam), a support portion 551, and a mirror portion 527 are formed. Further, the first upper electrode 545a and the second upper electrode 545b are connected to a wiring circuit 539 (see FIG. 29) of the substrate 521 through a contact hole. In this example, the wiring circuit 539 connects the first upper electrode 545a and the second lower electrode 543b, and the second upper electrode 545b and the first lower electrode 543a, respectively. Hinge 525 is connected to CMOS circuit 537 shown in FIG. 29 by means not shown.

なお、第１上部電極５４５ａおよび第２上部電極５４５ｂは、可動部材５３１と高精度に近接させる必要があるので、フォトリソはステッパ露光で行い、エッチングはドライエッチングを適用するのが好ましい。   Since the first upper electrode 545a and the second upper electrode 545b need to be close to the movable member 531 with high accuracy, it is preferable to perform photolithography by stepper exposure and apply dry etching for etching.

最後に図２８（ｆ）に示すように、酸素ガス系のプラズマエッチングにより、犠牲層であるレジスト５６１を除去して、空隙５２３を形成する。これによりヒンジ５２５およびミラー部５２７は、ヒンジ５２５内を通る軸を中心として揺動自在となる。   Finally, as shown in FIG. 28F, the resist 561 which is a sacrificial layer is removed by oxygen gas-based plasma etching to form a gap 523. As a result, the hinge 525 and the mirror portion 527 can swing around an axis passing through the hinge 525.

以上により、基板５２１上に空隙５２３を介してヒンジ５２５が架設され、このヒンジ５２５の動きによってミラー部５２７が揺動するように構成された素子５００が得られる。このような素子５００は同時に複数形成され、それらによってＤＭＤ５０が構成される。   As described above, the element 500 in which the hinge 525 is installed on the substrate 521 via the gap 523 and the mirror portion 527 is swung by the movement of the hinge 525 is obtained. A plurality of such elements 500 are formed at the same time, and the DMD 50 is configured by them.

このようにしてＤＭＤ５０を作製する場合も、先に説明したミラー部４５７を凹面鏡状に形成するための３つの手法を同様に適用して、ミラー部５２７を凹面鏡状に形成することができる。   Even when the DMD 50 is manufactured in this way, the three methods for forming the mirror part 457 described above in a concave mirror shape can be similarly applied to form the mirror part 527 in a concave mirror shape.

なお以上説明した２つの素子４００および５００は、２対の電極を用いてミラー部を揺動させるように構成され、またミラー部の下側にアドレス電極との接触用の梁は持たないものであるが、本発明の画像露光装置は、現在実用されている代表的なＤＭＤのように、１対の電極を用いてミラー部を揺動させ、またミラー部の下側にアドレス電極との接触用の梁を持つＤＭＤを用いて構成することも可能である。   The two elements 400 and 500 described above are configured to swing the mirror portion using two pairs of electrodes, and do not have a beam for contact with the address electrode below the mirror portion. However, the image exposure apparatus of the present invention uses a pair of electrodes to oscillate the mirror unit and contact the address electrode below the mirror unit, as in a typical DMD currently in practical use. It is also possible to configure using a DMD having a beam.

また、以上説明した実施形態の画像露光装置は、空間光変調素子としてＤＭＤを用いるものであるが、ＤＭＤ以外の反射型空間光変調素子を用いる画像露光装置においても、本発明を適用することにより、光利用効率および消光比の低下を防止可能である。   The image exposure apparatus according to the embodiment described above uses a DMD as a spatial light modulation element. However, by applying the present invention to an image exposure apparatus using a reflective spatial light modulation element other than the DMD. It is possible to prevent a decrease in light use efficiency and extinction ratio.

ここで、ＤＭＤ５０から反射した光が分離して集光されることを具体的に説明する。図３０は上述した図５および図１７におけるＤＭＤ（空間光変調素子）５０により光が集光される様子を示す模式図である。図３０のＤＭＤ５０の各画素部６２は、上述したように凹面鏡状（たとえば曲面に形成された凹状のミラー）からなっている。そして、凹面鏡状画素部６２に入射された光は、凹面鏡状画素部６２および光学系５２、５４により集光され結像位置ｆ１において結像するようになっている。光学系５２、５４から結像位置ｆ１までの範囲において、各画素部６２の集光像１１０はそれぞれ重なり合う。   Here, it will be specifically described that the light reflected from the DMD 50 is separated and collected. FIG. 30 is a schematic diagram showing how light is collected by the DMD (spatial light modulation element) 50 in FIGS. 5 and 17 described above. Each pixel unit 62 of the DMD 50 in FIG. 30 has a concave mirror shape (for example, a concave mirror formed in a curved surface) as described above. The light incident on the concave mirror-like pixel portion 62 is condensed by the concave mirror-like pixel portion 62 and the optical systems 52 and 54 and forms an image at the imaging position f1. In the range from the optical systems 52 and 54 to the imaging position f1, the condensed images 110 of the pixel units 62 overlap each other.

一方、結像位置ｆ１から光学系５２、５４から遠ざかる方向（矢印Ｘ１方向）に外れたとき、各画素部６２の集光像１１０は各画素毎にそれぞれ分離した状態になる。集光像１１０が所望のビーム径となっている場合は、光学系５２、５４から感光材料に直接露光することができる。このため、上述したようにマイクロレンズアレイを配置する必要がなくなり、そのマイクロレンズアレイを配設することによって前述のように光利用効率や消光比が低下することを防止できる。   On the other hand, when it deviates from the imaging position f1 in the direction away from the optical systems 52 and 54 (in the direction of the arrow X1), the condensed image 110 of each pixel unit 62 is separated for each pixel. When the condensed image 110 has a desired beam diameter, the photosensitive material can be directly exposed from the optical systems 52 and 54. For this reason, it is not necessary to arrange the microlens array as described above, and it is possible to prevent the light use efficiency and the extinction ratio from being lowered as described above by arranging the microlens array.

つまり、図３１に示すように、ＤＭＤ５０の画素部が平面に形成されている場合、各集光像１１０ａは結像位置ｆ０において隙間なく配列され、結像位置から外れた集光位置においては重なり合ってしまう。よって、図１８、図１９を用いて説明したように、マイクロレンズ１０２およびマスクの位置が結像位置ｆ０からずれている場合には、光利用効率の低下を招いてしまうという問題がある。一方、図３０においては、結像位置ｆ１から外れた集光位置における各集光像１１０が分離して集光されるため、集光像１１０が所望のビーム径となっている場合は、マイクロレンズアレイを省くことができ、そのマイクロレンズアレイを配設することによって前述のように光利用効率や消光比が低下することを防止できる。   That is, as shown in FIG. 31, when the pixel portion of the DMD 50 is formed in a plane, the respective condensed images 110a are arranged without a gap at the image forming position f0, and overlap at the condensing positions outside the image forming position. End up. Therefore, as described with reference to FIGS. 18 and 19, when the positions of the microlens 102 and the mask are deviated from the imaging position f0, there is a problem that the light use efficiency is reduced. On the other hand, in FIG. 30, since each condensed image 110 at the condensing position deviating from the imaging position f1 is separated and condensed, when the condensed image 110 has a desired beam diameter, The lens array can be omitted, and by disposing the micro lens array, it is possible to prevent the light use efficiency and the extinction ratio from being lowered as described above.

さらに、図３０において、光学系５２、５４による画素部６２の結像位置から外れた、凹面鏡状画素部６２による集光位置にマイクロレンズアレイ５５を配置した場合であっても、上述した図２０、図２１を用いて説明したように、光利用効率や消光比の低下を防止することができる。   Further, in FIG. 30, even when the microlens array 55 is arranged at the condensing position by the concave mirror-like pixel unit 62 that is out of the imaging position of the pixel unit 62 by the optical systems 52 and 54, the above-described FIG. As described with reference to FIG. 21, it is possible to prevent the light use efficiency and the extinction ratio from being lowered.

図３２は本発明の画像露光装置の第３の実施の形態を示す構成図であり、図３２を参照して画像露光装置について説明する。なお、図３２の画像露光装置において図３０と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。   FIG. 32 is a block diagram showing a third embodiment of the image exposure apparatus of the present invention. The image exposure apparatus will be described with reference to FIG. In the image exposure apparatus of FIG. 32, parts having the same configuration as in FIG. 30 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図３２の画像露光装置が図３０の画像露光装置と異なる点は、空間光変調素子の各画素部が凸面鏡状に形成されている点である。具体的には、ＤＭＤ（空間光変調素子）２５０の各画素部２６２が凸面鏡状（たとえば凸状の曲面に形成されたミラー）からなっている。そして、凸面鏡状画素部２６２に入射された光は結像光学系５２、５４を経て、結像位置ｆ１０において結像するようになっている。   The image exposure apparatus in FIG. 32 is different from the image exposure apparatus in FIG. 30 in that each pixel portion of the spatial light modulator is formed in a convex mirror shape. Specifically, each pixel portion 262 of the DMD (spatial light modulation element) 250 has a convex mirror shape (for example, a mirror formed on a convex curved surface). The light incident on the convex mirror pixel portion 262 passes through the imaging optical systems 52 and 54 and forms an image at the imaging position f10.

ここで、光学系５２、５４から結像位置ｆ１０までの範囲においては、各画素２６２の集光像２１０がそれぞれ分離した状態になる。一方、結像位置ｆ１０から矢印Ｘ１方向に外れた集光位置において集光像２１０は重なり合う。結像位置ｆ１０から外れた、結像位置ｆ１０と光学系５２、５４との間の集光位置において、集光像２１０がそれぞれ分離した所望のビーム径となっている場合は、光学系５２、５４から感光材料に直接露光することができるため、マイクロレンズアレイ５５を省くことができ、そのマイクロレンズアレイ５５を配設することによって前述のように光利用効率や消光比が低下することを防止できる。   Here, in the range from the optical systems 52 and 54 to the imaging position f10, the condensed image 210 of each pixel 262 is in a separated state. On the other hand, the condensed images 210 overlap at a condensing position deviated from the imaging position f10 in the direction of the arrow X1. If the focused image 210 has a desired beam diameter separated from each other at the focusing position between the imaging position f10 and the optical systems 52 and 54 that is out of the imaging position f10, the optical system 52, The microlens array 55 can be omitted because the light-sensitive material can be directly exposed to the photosensitive material 54, and the provision of the microlens array 55 prevents the light use efficiency and the extinction ratio from being lowered as described above. it can.

また、光学系５２、５４を通過した光を受ける前述のマイクロレンズアレイ５５が設けられる場合でも、マイクロレンズアレイ５５を、上記光学系による画素部２６２の結像位置ｆ１０から外れた、凸面鏡状画素部２６２による集光位置に配置しておけば、同様に光利用効率や消光比の低下を防止することができる（図２０、図２１参照）。   In addition, even when the above-described microlens array 55 that receives light that has passed through the optical systems 52 and 54 is provided, the convex lens-like pixel that is out of the imaging position f10 of the pixel unit 262 by the optical system is provided. If it arrange | positions in the condensing position by the part 262, the fall of light utilization efficiency and an extinction ratio can be prevented similarly (refer FIG. 20, FIG. 21).

なお、凸面鏡状のＤＭＤ２５０は、図２２から図２８に示した凹面鏡状のＤＭＤ５０と同様に作製することができる。   The convex mirror-shaped DMD 250 can be manufactured in the same manner as the concave mirror-shaped DMD 50 shown in FIGS.

ところで、ＤＭＤ５０、２５０に入射される光は、集光レンズ７１、ロッドインテグレータ７２および結像レンズ７４において平行光に近くかつビーム断面内強度が均一化された光束になるようにしている（図４、図５参照）。しかし、実際にＤＭＤ５０、２５０に入射される光は広がりを有したものになっており、結果としてＤＭＤ５０、２５０から射出される光は一定の広がり角度を有している。各画素部６２、２６２および結像光学系５２、５４によって集光された光の大きさは光の広がり角度に依存し、広がり角度の大きさによっては各画素部６２、２６２毎に分離して集光させることができないという問題がある。   By the way, the light incident on the DMDs 50 and 250 is made to be a light flux that is close to parallel light and has uniform intensity in the beam cross section in the condenser lens 71, the rod integrator 72, and the imaging lens 74 (FIG. 4). FIG. 5). However, the light actually incident on the DMDs 50 and 250 has a spread, and as a result, the light emitted from the DMDs 50 and 250 has a certain spread angle. The size of the light collected by the pixel units 62 and 262 and the imaging optical systems 52 and 54 depends on the spread angle of the light, and is separated for each pixel unit 62 and 262 depending on the spread angle. There is a problem that it cannot be condensed.

そこで、図３０、図３２に示すように、ＤＭＤ５０に入射される光の主光線が所定の広がり角βを有しているとき、各画素部６２、２６２および光学系５２、５４によって定まる光の主光線の集光角度γが、主光線の広がり角度βよりも大きく形成されている（γ＞β）。   Therefore, as shown in FIGS. 30 and 32, when the chief ray of the light incident on the DMD 50 has a predetermined spread angle β, the light determined by the pixel units 62 and 262 and the optical systems 52 and 54 The collection angle γ of the principal ray is formed larger than the spread angle β of the principal ray (γ> β).

図３３は各画素部６２が凹面鏡状に形成されている場合の集光角度γおよび広がり角度βを示す模式図である。図３３（Ａ）に示すように、主光線の集光角度γが広がり角度βよりも大きいとき（γ＞β）、結像位置ｆ１から外れた集光位置において各画素部６２毎の分離した光の集光が可能となる（図３０参照）。一方、図３３（Ｂ）に示すように集光角度γが広がり角度β以下であるとき（γ≦β）、各画素６２毎に分離して集光することができず、結像位置ｆ１の前後において重なり合った状態になってしまう。   FIG. 33 is a schematic diagram showing a light collection angle γ and a spread angle β when each pixel portion 62 is formed in a concave mirror shape. As shown in FIG. 33 (A), when the condensing angle γ of the principal ray is larger than the spread angle β (γ> β), each pixel unit 62 is separated at the condensing position deviated from the imaging position f1. Light can be collected (see FIG. 30). On the other hand, as shown in FIG. 33B, when the condensing angle γ is equal to or smaller than the spreading angle β (γ ≦ β), it is not possible to separate and condense for each pixel 62, and the imaging position f1 It will be in the state which overlapped before and after.

同様に、図３４（Ａ）に示すように、各画素部２６２が凸面鏡状に形成されている場合であって主光線の集光角度γが広がり角度βよりも大きいとき（γ＞β）、結像位置ｆ１０から外れた集光位置において各画素部２６２毎の分離した光の集光が可能となる（図３２参照）。一方、図３４（Ｂ）に示すように集光角度γが広がり角度β以下であるとき（γ≦β）、各画素２６２毎に分離して集光することができず、結像位置ｆ１０の前後において各画素部２６２毎に集光された光が重なり合ってしまう。したがって、図３３（Ａ）、図３４（Ａ）に示すように、集光角度γ＞広がり角度βにすることにより、各画素部６２、２６２において反射した光を分離して集光させることができる。   Similarly, as shown in FIG. 34 (A), when each pixel portion 262 is formed in a convex mirror shape and the condensing angle γ of the principal ray is larger than the spread angle β (γ> β). It is possible to condense the separated light for each pixel unit 262 at the condensing position deviating from the imaging position f10 (see FIG. 32). On the other hand, as shown in FIG. 34 (B), when the condensing angle γ is equal to or smaller than the spreading angle β (γ ≦ β), it is impossible to separate and condense for each pixel 262, and the imaging position f10 The light collected for each pixel portion 262 overlaps before and after. Therefore, as shown in FIGS. 33 (A) and 34 (A), the light reflected by the pixel portions 62 and 262 can be separated and condensed by setting the light collection angle γ> the spread angle β. it can.

ここで、主光線の集光角度γは、各画素部６２、２６２および光学系５２、５４による光の集光度合いによって定まる。一方、広がり角度βは、照明角度β１と回折角度β２とを加算したものとして表すことができる（β＝β１＋β２）。照明角度β１は集光レンズ７１、ロッドインテグレータ７２および結像レンズ７４を介してＤＭＤ５０に出射された光の主光線の広がりを示すものである。回折角度β２は、たとえば特開２００４−１３３２７９号公報、特開２０００−３３８４７５号公報に開示されているような、ＤＭＤ５０の光出射面側に配置される回折光学素子による回折角度を示すものである（図３０、図３２においては図示せず）。   Here, the condensing angle γ of the principal ray is determined by the degree of light condensing by the pixel units 62 and 262 and the optical systems 52 and 54. On the other hand, the spread angle β can be expressed as the sum of the illumination angle β1 and the diffraction angle β2 (β = β1 + β2). The illumination angle β1 indicates the spread of the principal ray of light emitted to the DMD 50 through the condenser lens 71, the rod integrator 72, and the imaging lens 74. The diffraction angle β2 indicates a diffraction angle by a diffractive optical element arranged on the light exit surface side of the DMD 50 as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2004-133279 and 2000-338475. (Not shown in FIGS. 30 and 32).

よって、集光角度γ＞広がり角度βを成立させるために、照明角度β１＜集光角度γ−回折角度β２になるような光が集光レンズ７１、ロッドインテグレータ７２および結像レンズ７４を介してＤＭＤ５０に出射されるようになっている（図４，図５参照）。   Therefore, in order to establish the condensing angle γ> the spreading angle β, light that satisfies the illumination angle β1 <condensing angle γ−diffraction angle β2 passes through the condensing lens 71, the rod integrator 72, and the imaging lens 74. The light is emitted to the DMD 50 (see FIGS. 4 and 5).

このように、光の主光線の集光角度γが、主光線の広がり角度βよりも大きく形成されていることにより、各画素部６２、２６２から反射した光を分離して集光することができ、特に、各画素部６２、２６２によって集光された光２１０がそれぞれ分離した所望のビーム径となっている場合は、光学系５２、５４から感光材料に直接露光することができるため、マイクロレンズアレイ５５を省くことができ、そのマイクロレンズアレイ５５を配設することによって前述のように光利用効率や消光比が低下することを防止できる。   As described above, since the condensing angle γ of the principal ray of light is formed to be larger than the spread angle β of the principal ray, the light reflected from the pixel units 62 and 262 can be separated and condensed. In particular, when the light 210 collected by the pixel units 62 and 262 has a desired beam diameter separated from each other, the light can be directly exposed from the optical systems 52 and 54 to the photosensitive material. The lens array 55 can be omitted, and disposing the microlens array 55 can prevent the light use efficiency and the extinction ratio from being lowered as described above.

なお、光学系５２、５４による画素部６２、２６２の結像位置ｆ１、ｆ１０から外れた、各画素部６２、２６２毎に分離して集光された位置にマイクロレンズアレイ５５を配置するようにしてもよい。これにより、上述した図２０、図２１において説明したように光利用効率や消光比の低下を防止することができる。   Note that the microlens array 55 is arranged at a position separated from each of the pixel units 62 and 262 and condensed from the imaging positions f1 and f10 of the pixel units 62 and 262 by the optical systems 52 and 54. May be. Thereby, as described in FIGS. 20 and 21 described above, it is possible to prevent the light use efficiency and the extinction ratio from being lowered.

さらに、配置したマイクロレンズアレイ５５が光の光軸方向（矢印Ｘ方向）に移動可能に配置されていれば、光の焦点の調整を容易に行うことができる。特に、マイクロレンズアレイ５５が結像位置ｆ１、ｆ１０ではなく集光位置に配置されていることにより、焦点一の調整を行ったときに光利用効率の変化量を最小限に押さえることができる。すなわち、図３０、図３２において結像位置ｆ１、ｆ１０とその前後との光利用効率の変化量よりも、集光位置とその前後との光利用効率の変化量の方が小さい。よって、マイクロレンズアレイ５５を矢印Ｘ方向に移動させたときに、光利用効率が急激に変化するのを防止することができる。   Further, if the arranged microlens array 55 is arranged so as to be movable in the optical axis direction of light (arrow X direction), the focus of light can be easily adjusted. In particular, since the microlens array 55 is arranged at the condensing position instead of the imaging positions f1 and f10, the amount of change in the light utilization efficiency can be minimized when the focus is adjusted. That is, in FIG. 30 and FIG. 32, the amount of change in light utilization efficiency between the focusing position and its front and back is smaller than the amount of change in light utilization efficiency between the imaging positions f1 and f10 and its front and back. Therefore, when the microlens array 55 is moved in the arrow X direction, it is possible to prevent the light utilization efficiency from changing suddenly.

なお、図３４に示すように、光学系５２、５４による結像位置ｆ１、ｆ１０での像面が湾曲している場合、マイクロレンズアレイ５５は、各画素部の結像位置における平均位置を基準に配置するようにしても良いし、結像位置の頂点を基準に配置するようにしてもよい。   As shown in FIG. 34, when the image planes at the imaging positions f1 and f10 by the optical systems 52 and 54 are curved, the microlens array 55 uses the average position at the imaging position of each pixel unit as a reference. May be arranged on the basis of the vertex of the imaging position.

さらに、光学系５２、５４による画素部６２、２６２の結像位置ｆ１、ｆ１０から外れた、各画素部６２、２６２毎に分離して集光された位置にアパーチャアレイが配置されていてもよい。これにより、上述したように迷光を遮断することができる。なお、集光位置にアパーチャアレイとマイクロレンズとの双方を配置するようにしてもよい（図２０、図２１参照）。   Further, the aperture array may be arranged at a position separated from each of the pixel units 62 and 262 and condensed from the imaging positions f1 and f10 of the pixel units 62 and 262 by the optical systems 52 and 54. . As a result, stray light can be blocked as described above. In addition, you may make it arrange | position both an aperture array and a micro lens in a condensing position (refer FIG. 20, FIG. 21).

本発明の第１の実施形態による画像露光装置の外観を示す斜視図The perspective view which shows the external appearance of the image exposure apparatus by the 1st Embodiment of this invention 図１の画像露光装置のスキャナの構成を示す斜視図1 is a perspective view showing a configuration of a scanner of the image exposure apparatus in FIG. （Ａ）は感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図、（Ｂ）は各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図(A) is a plan view showing an exposed area formed on a photosensitive material, and (B) is a view showing an arrangement of exposure areas by each exposure head. 図１の画像露光装置の露光ヘッドの概略構成を示す斜視図1 is a perspective view showing a schematic configuration of an exposure head of the image exposure apparatus of FIG. 上記露光ヘッドの概略断面図Schematic sectional view of the above exposure head デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）の構成を示す部分拡大図Partial enlarged view showing the configuration of a digital micromirror device (DMD) （Ａ）および（Ｂ）はＤＭＤの動作を説明するための説明図(A) And (B) is explanatory drawing for demonstrating operation | movement of DMD. （Ａ）および（Ｂ）は、ＤＭＤを傾斜配置しない場合と傾斜配置する場合とで、露光ビームの配置および走査線を比較して示す平面図(A) and (B) are plan views showing the arrangement of the exposure beam and the scanning line in a case where the DMD is not inclined and in a case where the DMD is inclined. ファイバアレイ光源の構成を示す斜視図The perspective view which shows the structure of a fiber array light source ファイバアレイ光源のレーザ出射部における発光点の配列を示す正面図Front view showing arrangement of light emitting points in laser emitting section of fiber array light source マルチモード光ファイバの構成を示す図Diagram showing the configuration of a multimode optical fiber 合波レーザ光源の構成を示す平面図Plan view showing the configuration of the combined laser light source レーザモジュールの構成を示す平面図Plan view showing the configuration of the laser module 図１２に示すレーザモジュールの構成を示す側面図Side view showing the configuration of the laser module shown in FIG. 図１２に示すレーザモジュールの構成を示す部分正面図The partial front view which shows the structure of the laser module shown in FIG. 上記画像露光装置の電気的構成を示すブロック図Block diagram showing the electrical configuration of the image exposure apparatus （Ａ）および（Ｂ）は、ＤＭＤの使用領域の例を示す図(A) And (B) is a figure which shows the example of the use area | region of DMD. 本発明の第２の実施形態による画像露光装置に用いられた露光ヘッドの概略断面図Schematic sectional view of an exposure head used in an image exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention. 従来装置の問題点を説明する説明図Explanatory drawing explaining the problems of the conventional device 従来装置の問題点を説明する説明図Explanatory drawing explaining the problems of the conventional device 本発明装置の効果を説明する説明図Explanatory drawing explaining the effect of this invention apparatus 本発明装置の効果を説明する説明図Explanatory drawing explaining the effect of this invention apparatus 本発明の画像露光装置に用いられるＤＭＤの要部を示す概略平面図Schematic plan view showing the main part of the DMD used in the image exposure apparatus of the present invention 図２２に示すＤＭＤの要部を示す概略側面図The schematic side view which shows the principal part of DMD shown in FIG. 図２２に示すＤＭＤの作製工程を示す概略図Schematic showing the manufacturing process of the DMD shown in FIG. 図２２に示すＤＭＤに用いられる駆動回路基板を示す概略側面図The schematic side view which shows the drive circuit board used for DMD shown in FIG. 本発明の画像露光装置に用いられる他のＤＭＤの要部を示す概略平面図The schematic plan view which shows the principal part of other DMD used for the image exposure apparatus of this invention. 図２６に示すＤＭＤの要部を示す概略側面図Schematic side view showing the main part of the DMD shown in FIG. 図２６に示すＤＭＤの作製工程を示す概略図Schematic showing the manufacturing process of the DMD shown in FIG. 図２６に示すＤＭＤに用いられる駆動回路基板を示す概略側面図Schematic side view showing a drive circuit board used for the DMD shown in FIG. 本発明装置におけるＤＭＤおよび光学系により光が集光される様子を示す模式図The schematic diagram which shows a mode that light is condensed by DMD and an optical system in this invention apparatus 従来装置におけるＤＭＤおよび光学系により光が集光される様子を示す模式図Schematic diagram showing how light is collected by DMD and optical system in a conventional device 本発明装置におけるＤＭＤおよび光学系により光が集光される別の一例を示す模式図Schematic diagram showing another example in which light is collected by the DMD and the optical system in the device of the present invention 本発明の画像露光装置の別の実施の形態の要部を示す模式図The schematic diagram which shows the principal part of another embodiment of the image exposure apparatus of this invention 本発明の画像露光装置の別の実施の形態の要部を示す模式図The schematic diagram which shows the principal part of another embodiment of the image exposure apparatus of this invention

符号の説明Explanation of symbols

ＬＤ１〜ＬＤ７ ＧａＮ系半導体レーザ
３０、３１ マルチモード光ファイバ
５０、２５０ デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）
５１ 光学系
５２，５４ レンズ系
５５ マイクロレンズアレイ
５５ａ マイクロレンズ
５７，５８ レンズ系
５９ アパーチャアレイ
５９ａ アパーチャ
６２ マイクロミラー
６６ レーザモジュール
６６ ファイバアレイ光源
６８ レーザ出射部
７２ ロッドインテグレータ
１５０ 感光材料
１５２ ステージ
１６２ スキャナ
１６６ 露光ヘッド
１６８ 露光エリア
１７０ 露光済み領域
ｆ０、ｆ１、ｆ１０ 結像位置
γ 集光角度
β 広がり角度
β１ 照明角度
β２ 回折角度 LD1 to LD7 GaN semiconductor laser 30, 31 Multimode optical fiber 50, 250 Digital micromirror device (DMD)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 51 Optical system 52,54 Lens system 55 Micro lens array 55a Micro lens 57,58 Lens system 59 Aperture array 59a Aperture 62 Micro mirror 66 Laser module 66 Fiber array light source 68 Laser emitting part 72 Rod integrator 150 Photosensitive material 152 Stage 162 Scanner 166 Exposure head 168 Exposure area 170 Exposed area f0, f1, f10 Imaging position γ Condensing angle β Spreading angle β1 Illumination angle β2 Diffraction angle

Claims (12)

照射された光を各々制御信号に応じて変調する反射型画素部が複数並設されてなる空間光変調素子と、
この空間光変調素子に光を照射する光源と、
前記空間光変調素子により変調された光による像を感光材料上に結像する結像光学系とを備えてなる画像露光装置において、
前記空間光変調素子の各画素部が凹面鏡状もしくは凸面鏡状に形成されたことを特徴とする画像露光装置。 A spatial light modulation element in which a plurality of reflective pixel units that modulate irradiated light according to control signals are arranged in parallel;
A light source for irradiating light to the spatial light modulator;
In an image exposure apparatus comprising: an imaging optical system that forms an image of light modulated by the spatial light modulation element on a photosensitive material;
An image exposure apparatus, wherein each pixel portion of the spatial light modulator is formed in a concave mirror shape or a convex mirror shape. 前記空間光変調素子の各画素部を経た光を受けて該画素部の像を結像させる光学系が設けられるとともに、
この光学系を通過した光を受けて、前記空間光変調素子の各画素部を経た光を個別に集光するマイクロレンズが複数並設されてなるマイクロレンズアレイが設けられ、
前記マイクロレンズアレイが、前記光学系による画素部の結像位置から外れた、前記凹面鏡状画素部もしくは凸面鏡状画素部および前記光学系による集光位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の画像露光装置。 An optical system that receives light passing through each pixel portion of the spatial light modulator and forms an image of the pixel portion is provided,
A microlens array is provided in which a plurality of microlenses that receive light that has passed through the optical system and individually collect light that has passed through each pixel portion of the spatial light modulator are arranged in parallel.
The microlens array is disposed at a condensing position by the concave mirror-like pixel portion or convex mirror-like pixel portion and the optical system, which is out of an imaging position of the pixel portion by the optical system. The image exposure apparatus according to 1. 前記結像光学系が、前記マイクロレンズアレイを通過した光を受けて、その各マイクロレンズ毎の光を前記感光材料上に結像させる光学系を含むものであることを特徴とする請求項２記載の画像露光装置。   3. The optical system according to claim 2, wherein the imaging optical system includes an optical system that receives light that has passed through the micro lens array and forms an image of the light of each micro lens on the photosensitive material. Image exposure device. 前記空間光変調素子の各画素部を経た光を受けて該画素部の像を結像させる光学系が設けられるとともに、
この光学系を通過した光を受けて、前記空間光変調素子の各画素部を経た光を個別に透過させる開口が複数並設されてなるアパーチャアレイが設けられ、
前記アパーチャアレイが、前記光学系による画素部の結像位置から外れた、前記凹面鏡状画素部もしくは凸面鏡状画素部および前記光学系による集光位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の画像露光装置。 An optical system that receives light passing through each pixel portion of the spatial light modulator and forms an image of the pixel portion is provided,
An aperture array is provided in which a plurality of apertures that receive light that has passed through the optical system and individually transmit light that has passed through each pixel portion of the spatial light modulator are arranged in parallel.
2. The aperture array is disposed at a condensing position by the concave mirror-like pixel part or convex mirror-like pixel part and the optical system, which is out of an imaging position of the pixel part by the optical system. The image exposure apparatus described. 前記結像光学系が、前記アパーチャアレイを通過した光を受けて、その各開口毎の光を前記感光材料上に結像させる光学系を含むものであることを特徴とする請求項４記載の画像露光装置。   5. The image exposure according to claim 4, wherein the imaging optical system includes an optical system that receives light that has passed through the aperture array and forms an image of the light for each aperture on the photosensitive material. apparatus. 前記空間光変調素子が、画素部としての微小ミラーが２次元状に配列されてなるＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）であることを特徴とする請求項１から５いずれか１項記載の画像露光装置。   6. The image according to claim 1, wherein the spatial light modulation element is a DMD (digital micromirror device) in which micromirrors as pixel portions are two-dimensionally arranged. Exposure device. 照射された光を各々制御信号に応じて変調する反射型画素部が複数並設されてなる空間光変調素子と、
該空間光変調素子に光を照射する光源と、
前記空間光変調素子により変調された光による像を感光材料上に結像する光学系とを備えてなる画像露光装置において、
前記空間変調素子の各画素部が曲面状に形成されており、
前記空間光変調素子から射出される光の主光線が広がり角度を有しているとき、前記各画素部および前記光学系による前記光の主光線の集光角度が、前記主光線の広がり角度よりも大きく形成されていることを特徴とする画像露光装置。 A spatial light modulation element in which a plurality of reflective pixel units that modulate irradiated light according to control signals are arranged in parallel;
A light source for irradiating the spatial light modulator with light;
In an image exposure apparatus comprising: an optical system that forms an image of light modulated by the spatial light modulator on a photosensitive material;
Each pixel portion of the spatial modulation element is formed in a curved surface,
When the chief ray of the light emitted from the spatial light modulator has a spread angle, the condensing angle of the chief ray of the light by each pixel unit and the optical system is greater than the spread angle of the chief ray An image exposure apparatus characterized in that it is formed to be large. 前記空間光変調素子の各画素部が凹面鏡状もしくは凸面鏡状に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の画像露光装置。   The image exposure apparatus according to claim 7, wherein each pixel portion of the spatial light modulator is formed in a concave mirror shape or a convex mirror shape. 前記画素部および前記光学系による結像位置から外れた、前記画素部および前記光学系による集光位置にマイクロレンズアレイが配置されていることを特徴とする請求項７または８記載の画像露光装置。   9. The image exposure apparatus according to claim 7, wherein a microlens array is disposed at a condensing position by the pixel unit and the optical system, which is out of an imaging position by the pixel unit and the optical system. . 前記マイクロレンズアレイが、前記光の光軸方向に移動可能に配置されていることを特徴とする請求項９記載の画像露光装置。   The image exposure apparatus according to claim 9, wherein the microlens array is arranged to be movable in an optical axis direction of the light. 前記光学系を通過した光を受けて、前記空間光変調素子の各画素部を経た光を個別に透過させる開口が複数並設されてなるアパーチャアレイをさらに有し、該アパーチャアレイが、前記光学系による画素部の結像位置から外れた、前記画素部および前記結像光学系による集光位置に配置されていることを特徴とする請求項７記載の画像露光装置。 The optical system further includes an aperture array in which a plurality of apertures that receive light that has passed through the optical system and individually transmit light that has passed through each pixel portion of the spatial light modulation element are arranged in parallel. 8. The image exposure apparatus according to claim 7, wherein the image exposure apparatus is disposed at a condensing position by the pixel unit and the imaging optical system, which deviates from an imaging position of the pixel unit by the system. 前記空間光変調素子に入射する光の主光線の広がり角度である照明角度が、前記光の主光線の集光角度と前記空間光変調素子による回折角度との差よりも小さく形成されているものであることを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項記載の画像露光装置。 The illumination angle, which is the divergence angle of the chief ray of light incident on the spatial light modulator, is smaller than the difference between the condensing angle of the chief ray of the light and the diffraction angle by the spatial light modulator The image exposure apparatus according to claim 7, wherein the image exposure apparatus is an image exposure apparatus.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5809420B2 (en) * 2011-02-22 2015-11-10 浜松ホトニクス株式会社 Spatial light modulation device and spatial light modulation method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002353105A (en) * 2001-05-24 2002-12-06 Nikon Corp Illumination optical apparatus, aligner provided with the same and method of manufacturing microdevice
JP2004126034A (en) * 2002-09-30 2004-04-22 Fuji Photo Film Co Ltd Image forming apparatus
JP2004157219A (en) * 2002-11-05 2004-06-03 Fuji Photo Film Co Ltd Exposure head and exposure apparatus

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0046873A1 (en) * 1980-09-02 1982-03-10 Texas Instruments Incorporated Deformable mirror light modulator
JPH06102459A (en) * 1992-09-17 1994-04-15 Dainippon Screen Mfg Co Ltd Optical modulator and image recorder with the same
JP3246055B2 (en) * 1993-04-07 2002-01-15 セイコーエプソン株式会社 Reflective display
TW357271B (en) * 1996-02-26 1999-05-01 Seiko Epson Corp Light regulator, display and the electronic machine
JPH11212002A (en) * 1998-01-23 1999-08-06 Seiko Epson Corp Spatial optical modulator and projection type display device
JP2000122095A (en) * 1998-10-20 2000-04-28 Sanyo Electric Co Ltd Reflective liquid crystal display device
JP2003337425A (en) * 2002-05-20 2003-11-28 Fuji Photo Film Co Ltd Exposure device
JP2004062156A (en) * 2002-06-07 2004-02-26 Fuji Photo Film Co Ltd Exposure head and exposure apparatus
JP2004333654A (en) * 2003-05-01 2004-11-25 Seiko Epson Corp Micro-actuator element and manufacturing method therefor
JP4208141B2 (en) * 2004-01-05 2009-01-14 富士フイルム株式会社 Image exposure method and apparatus
JP2005345591A (en) * 2004-06-01 2005-12-15 Hitachi Displays Ltd Method for manufacturing display apparatus and apparatus thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002353105A (en) * 2001-05-24 2002-12-06 Nikon Corp Illumination optical apparatus, aligner provided with the same and method of manufacturing microdevice
JP2004126034A (en) * 2002-09-30 2004-04-22 Fuji Photo Film Co Ltd Image forming apparatus
JP2004157219A (en) * 2002-11-05 2004-06-03 Fuji Photo Film Co Ltd Exposure head and exposure apparatus

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