JP2003338989A - フォトダイオードアレイセンサの駆動方法及びそれを用いた投影露光装置 - Google Patents
フォトダイオードアレイセンサの駆動方法及びそれを用いた投影露光装置Info
- Publication number
- JP2003338989A JP2003338989A JP2002146362A JP2002146362A JP2003338989A JP 2003338989 A JP2003338989 A JP 2003338989A JP 2002146362 A JP2002146362 A JP 2002146362A JP 2002146362 A JP2002146362 A JP 2002146362A JP 2003338989 A JP2003338989 A JP 2003338989A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pixel
- read
- photodiode
- signal
- pixels
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Light Receiving Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体イメージセンサの全画素を読み出した
ときに、トータルの読み出し時間を短縮することができ
るようにする。 【解決手段】 半導体イメージセンサの全画素のうち、
読み出す画素の読み出し周期をイメージセンサ出力回路
が応答可能な周波数とし、一方、読み捨てる画素の読み
出し周期をシフトレジスタ１、アドレススイッチ２が最
短で応答可能な最高周波数となるように読み出し周期を
変化させるようにタイミング発生器７を構成する。
ときに、トータルの読み出し時間を短縮することができ
るようにする。 【解決手段】 半導体イメージセンサの全画素のうち、
読み出す画素の読み出し周期をイメージセンサ出力回路
が応答可能な周波数とし、一方、読み捨てる画素の読み
出し周期をシフトレジスタ１、アドレススイッチ２が最
短で応答可能な最高周波数となるように読み出し周期を
変化させるようにタイミング発生器７を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はフォトダイオードア
レイセンサの駆動方法及びそれを用いた投影露光装置に
関し、特に、自己走査型のフォトダイオードアレイセン
サを用いたものに適用して好適なものである。
レイセンサの駆動方法及びそれを用いた投影露光装置に
関し、特に、自己走査型のフォトダイオードアレイセン
サを用いたものに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】マルチチャンネル分光光度計用検出素子
や高精度なイメージ検出用素子として、自己走査型フォ
トダイドードアレイセンサが用いられている。このセン
サは、高紫外感度、紫外線に対する安定した特性、低暗
電流と大飽和電荷量による広いダイナミックレンジ、高
出力直線性、各画素の感度均一性、低消費電力等の特徴
をもっている。したがって、投影露光装置など紫外線を
扱う装置での光検出素子としても利用されている。
や高精度なイメージ検出用素子として、自己走査型フォ
トダイドードアレイセンサが用いられている。このセン
サは、高紫外感度、紫外線に対する安定した特性、低暗
電流と大飽和電荷量による広いダイナミックレンジ、高
出力直線性、各画素の感度均一性、低消費電力等の特徴
をもっている。したがって、投影露光装置など紫外線を
扱う装置での光検出素子としても利用されている。
【０００３】図２に、リニアイメージセンサの概略構成
図を示す。この図に示すように、フォトダイオードアレ
イ４より構成される受光部、フォトダイオード４の信号
を読み出すアドレススイッチ２、そのアドレススイッチ
２を順次オン、オフするシフトレジスタ１から構成され
ている。
図を示す。この図に示すように、フォトダイオードアレ
イ４より構成される受光部、フォトダイオード４の信号
を読み出すアドレススイッチ２、そのアドレススイッチ
２を順次オン、オフするシフトレジスタ１から構成され
ている。
【０００４】このリニアイメージセンサの信号読み出し
は、電荷蓄積方式によって行われる。電荷蓄積方式と
は、各フォトダイオード４にて光信号から光電変換によ
り生成された電荷を一時的に各フォトダイオード４の接
合容量３に蓄積しておき、各フォトダイオード４に接続
されているアドレススイッチ２をシフトレジスタ１から
の信号により、順次オンさせることにより、各フォトダ
イオード４に蓄積されている電荷信号を１本の出力ライ
ンより読み出す方式である。電荷蓄積方式の特徴として
は、蓄積される電荷信号は、光の強さと蓄積時間の積、
即ち露光量に比例する。したがって、蓄積時間を長くと
ると、微弱光でも検出することが可能である。
は、電荷蓄積方式によって行われる。電荷蓄積方式と
は、各フォトダイオード４にて光信号から光電変換によ
り生成された電荷を一時的に各フォトダイオード４の接
合容量３に蓄積しておき、各フォトダイオード４に接続
されているアドレススイッチ２をシフトレジスタ１から
の信号により、順次オンさせることにより、各フォトダ
イオード４に蓄積されている電荷信号を１本の出力ライ
ンより読み出す方式である。電荷蓄積方式の特徴として
は、蓄積される電荷信号は、光の強さと蓄積時間の積、
即ち露光量に比例する。したがって、蓄積時間を長くと
ると、微弱光でも検出することが可能である。
【０００５】前述したように、このタイプのリニアイメ
ージセンサでは、各フォトダイオード４の電荷信号を、
時間をずらして、１本の出力ラインで読み出している。
これにより、各フォトダイオード４に読み出し回路を用
意する必要がなく、回路が簡単になる。各フォトダイオ
ード４の電荷信号を、時間をずらして読み出すために、
アドレススイッチ２が準備されているが、このアドレス
スイッチ２を順次オンするためにシフトレジスタ１が使
用される。
ージセンサでは、各フォトダイオード４の電荷信号を、
時間をずらして、１本の出力ラインで読み出している。
これにより、各フォトダイオード４に読み出し回路を用
意する必要がなく、回路が簡単になる。各フォトダイオ
ード４の電荷信号を、時間をずらして読み出すために、
アドレススイッチ２が準備されているが、このアドレス
スイッチ２を順次オンするためにシフトレジスタ１が使
用される。
【０００６】この部分のタイミングを図１１により説明
する。シフトレジスタ１には２相クロックが入力されて
いる。この状態で、スタートパルスを入力すると、アド
レススイッチ２のオンパルス信号が１画素目から最終画
素目まで順に発生し、各フォトダイオード４に蓄積され
ている電荷信号が読み出される。この出力信号をサンプ
リング信号によりＡ／Ｄ変換等行えば、露光量が読み出
せる。２相クロックとしては、周期の一定な信号が用い
られている。
する。シフトレジスタ１には２相クロックが入力されて
いる。この状態で、スタートパルスを入力すると、アド
レススイッチ２のオンパルス信号が１画素目から最終画
素目まで順に発生し、各フォトダイオード４に蓄積され
ている電荷信号が読み出される。この出力信号をサンプ
リング信号によりＡ／Ｄ変換等行えば、露光量が読み出
せる。２相クロックとしては、周期の一定な信号が用い
られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、２相クロックの周期が一定であったため、以
下のような欠点があった。即ち、高速で各フォトダイオ
ード４の電荷信号を読みだそうとした場合、回路の読み
出し速度を決めているのは、出力ライン（ビデオライ
ン）に接続されている出力回路の応答速度である。シフ
トレジスタ１の応答速度は十分高速なのであるが、出力
回路により信号が鈍るため、読み出し速度が制限されて
いた。
来例では、２相クロックの周期が一定であったため、以
下のような欠点があった。即ち、高速で各フォトダイオ
ード４の電荷信号を読みだそうとした場合、回路の読み
出し速度を決めているのは、出力ライン（ビデオライ
ン）に接続されている出力回路の応答速度である。シフ
トレジスタ１の応答速度は十分高速なのであるが、出力
回路により信号が鈍るため、読み出し速度が制限されて
いた。
【０００８】例えば、シフトレジスタ１の応答速度が１
ＭＨｚ出力回路の応答速度が５００ｋＨｚとすると、全
体の読み出し速度は、５００ｋＨｚとなってしまう。全
画素が２５６画素の場合、全画素を読み出すには、 256（画素）×1／500000（秒）＝0．000512（秒）＝512
（usec） の時間を必要とした。
ＭＨｚ出力回路の応答速度が５００ｋＨｚとすると、全
体の読み出し速度は、５００ｋＨｚとなってしまう。全
画素が２５６画素の場合、全画素を読み出すには、 256（画素）×1／500000（秒）＝0．000512（秒）＝512
（usec） の時間を必要とした。
【０００９】もし、必要とする計測分解能が画素間隔の
２倍でよければ、画素寸法が２倍即ち画素間隔が２倍の
センサの採用や、従来の画素間隔のセンサでも偶数画素
や奇数画素のみを読み出すことにより、読み出し時間を
半分に短縮することが可能である。しかし、画素寸法が
２倍のセンサを採用するにはセンサを交換しなければな
らないし、奇数、偶数画素読み出しでは、一般的には、
リニアイメージセンサの回路構成は、そのような読み出
しが可能には構成されていない。
２倍でよければ、画素寸法が２倍即ち画素間隔が２倍の
センサの採用や、従来の画素間隔のセンサでも偶数画素
や奇数画素のみを読み出すことにより、読み出し時間を
半分に短縮することが可能である。しかし、画素寸法が
２倍のセンサを採用するにはセンサを交換しなければな
らないし、奇数、偶数画素読み出しでは、一般的には、
リニアイメージセンサの回路構成は、そのような読み出
しが可能には構成されていない。
【００１０】本発明は上述の問題点にかんがみてなされ
たもので、必要とする計測分解能が画素ピッチの２倍以
上で良い場合、または一部の画素の出力データのみ利用
する場合に、偶数画素や奇数画素のみを読み出すような
特殊な回路構成のセンサを準備することなく、従来の一
般的なセンサ回路構成のままで読み出し時間を従来に比
べて十分に短縮する読み出し方式を提供することを第１
の目的とする。
たもので、必要とする計測分解能が画素ピッチの２倍以
上で良い場合、または一部の画素の出力データのみ利用
する場合に、偶数画素や奇数画素のみを読み出すような
特殊な回路構成のセンサを準備することなく、従来の一
般的なセンサ回路構成のままで読み出し時間を従来に比
べて十分に短縮する読み出し方式を提供することを第１
の目的とする。
【００１１】また、本出願に係わる第２の発明の目的
は、高い計測分解能を必要とする場合は、低速で均一な
読み出し、低い計測分解能でよい場合は、高速で不均一
な読み出しを、センサ内部の回路構成を変えることな
く、二つの読み出しモードを目的に即して提供すること
を第２の目的とする。
は、高い計測分解能を必要とする場合は、低速で均一な
読み出し、低い計測分解能でよい場合は、高速で不均一
な読み出しを、センサ内部の回路構成を変えることな
く、二つの読み出しモードを目的に即して提供すること
を第２の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本出願に係わる発明は、センサの計測分解能が１／
２以下で良い場合や、一部の画素出力データのみ使用す
る場合は、読み出す必要のない画素（偶数画素または奇
数画素等）のシフトレジスタ２相クロックの周期をシフ
トレジスタが応答可能な範囲で短く、また、読み出す必
要がある画素の周期を出力回路が応答可能な範囲に設定
するように構成したことを特徴とする。上記構成によ
り、シフトレジスタ２相クロックの周期を長短にするこ
とは、全画素を読み出した場合の読み出し時間を短縮す
るように作用する。
め、本出願に係わる発明は、センサの計測分解能が１／
２以下で良い場合や、一部の画素出力データのみ使用す
る場合は、読み出す必要のない画素（偶数画素または奇
数画素等）のシフトレジスタ２相クロックの周期をシフ
トレジスタが応答可能な範囲で短く、また、読み出す必
要がある画素の周期を出力回路が応答可能な範囲に設定
するように構成したことを特徴とする。上記構成によ
り、シフトレジスタ２相クロックの周期を長短にするこ
とは、全画素を読み出した場合の読み出し時間を短縮す
るように作用する。
【００１３】また、本出願に係わる他の発明は、高い計
測分解能を必要とする場合は、シフトレジスタ２相クロ
ックを出力回路が応答可能な周波数で全画素同一周期で
読み出し、低い計測分解能でよい場合は、２相クロック
の周期を長短として高速な読み出しを、センサ内部の回
路構成を変えることなく可変に設定可能に構成したこと
を特徴とする。上記構成により、シフトレジスタ２相ク
ロックの周期を同一および長短に設定することは、高分
解能で低速読み出し、低分解能で高速読み出しを使用目
的により選択可能なように作用する。
測分解能を必要とする場合は、シフトレジスタ２相クロ
ックを出力回路が応答可能な周波数で全画素同一周期で
読み出し、低い計測分解能でよい場合は、２相クロック
の周期を長短として高速な読み出しを、センサ内部の回
路構成を変えることなく可変に設定可能に構成したこと
を特徴とする。上記構成により、シフトレジスタ２相ク
ロックの周期を同一および長短に設定することは、高分
解能で低速読み出し、低分解能で高速読み出しを使用目
的により選択可能なように作用する。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照しながら本
発明のフォトダイオードアレイセンサの駆動方法及びそ
れを用いた投影露光装置の実施形態について説明する。
発明のフォトダイオードアレイセンサの駆動方法及びそ
れを用いた投影露光装置の実施形態について説明する。
【００１５】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係るフォトダイオードアレイセンサのパル
スタイミングを示す図であり、図３は、ビデオライン積
分方式のフォトダイオードアレイセンサの概略構成図で
ある。
の実施形態に係るフォトダイオードアレイセンサのパル
スタイミングを示す図であり、図３は、ビデオライン積
分方式のフォトダイオードアレイセンサの概略構成図で
ある。
【００１６】図３において７は、基準クロック等よりス
タートパルス、２相クロック、リセット信号を生成する
タイミング発生器である。１はタイミング発生器７で生
成したスタートパルス、２相クロック信号から各フォト
ダイオード４に接続されているアドレススイッチ２を順
次オンするための信号を生成するシフトレジスタであ
る。４は光信号を電気信号に光電変換するフォトダイオ
ードである。
タートパルス、２相クロック、リセット信号を生成する
タイミング発生器である。１はタイミング発生器７で生
成したスタートパルス、２相クロック信号から各フォト
ダイオード４に接続されているアドレススイッチ２を順
次オンするための信号を生成するシフトレジスタであ
る。４は光信号を電気信号に光電変換するフォトダイオ
ードである。
【００１７】フォトダイオード４の光電変換により生成
された電荷は、各フォトダイオード４の接合容量３に蓄
積される。各フォトダイオード４に接続されているアド
レススイッチ２を、シフトレジスタ１からの信号により
順次オンさせることにより、各フォトダイオード４の接
合容量３に蓄積されている電荷信号を１本の出力ライン
（ビデオライン）で読み出す。
された電荷は、各フォトダイオード４の接合容量３に蓄
積される。各フォトダイオード４に接続されているアド
レススイッチ２を、シフトレジスタ１からの信号により
順次オンさせることにより、各フォトダイオード４の接
合容量３に蓄積されている電荷信号を１本の出力ライン
（ビデオライン）で読み出す。
【００１８】このビデオライン積分方式のフォトダイオ
ードアレイセンサの読み出しタイミングについてさらに
詳しく説明する、まず、アドレススイッチ２とリセット
スイッチ６を同時にオンして、ビデオラインとフォトダ
イオード４の電位をリセット電圧に初期化する。この初
期化動作は、１画素の信号を読み出す毎に行われる。
ードアレイセンサの読み出しタイミングについてさらに
詳しく説明する、まず、アドレススイッチ２とリセット
スイッチ６を同時にオンして、ビデオラインとフォトダ
イオード４の電位をリセット電圧に初期化する。この初
期化動作は、１画素の信号を読み出す毎に行われる。
【００１９】続いて、アドレススイッチ２とリセットス
イッチ６の両方をオフにすると、電荷の蓄積が開始され
る。蓄積時間の間、フォトダイオード４の接合容量３に
蓄積された充電電荷は、光出力や暗電流出力によって放
電される。
イッチ６の両方をオフにすると、電荷の蓄積が開始され
る。蓄積時間の間、フォトダイオード４の接合容量３に
蓄積された充電電荷は、光出力や暗電流出力によって放
電される。
【００２０】続いて、蓄積された電荷を読み出すために
アドレススイッチ２をオンする。そうすると、ビデオラ
インとフォトダイオード４の接合容量３との間の容量分
割により、フォトダイオード４の電位とビデオラインの
電位とが一致するまでビデオラインの容量からフォトダ
イオード４の接合容量３に電荷が充電される。このビデ
オラインの電圧は、トランジスタのソースフォロワ回路
により構成される出力回路５により出力信号として読み
出される。
アドレススイッチ２をオンする。そうすると、ビデオラ
インとフォトダイオード４の接合容量３との間の容量分
割により、フォトダイオード４の電位とビデオラインの
電位とが一致するまでビデオラインの容量からフォトダ
イオード４の接合容量３に電荷が充電される。このビデ
オラインの電圧は、トランジスタのソースフォロワ回路
により構成される出力回路５により出力信号として読み
出される。
【００２１】図８は、フォトダイオードアレイセンサの
通常の使用状態におけるパルスタイミングを説明する図
であり、出力回路５の応答が２相クロック信号の周波数
に比べて、十分早い場合である。この場合、サンプリン
グ時の出力波形は、十分に安定しているので正しいデー
タが取得可能である。
通常の使用状態におけるパルスタイミングを説明する図
であり、出力回路５の応答が２相クロック信号の周波数
に比べて、十分早い場合である。この場合、サンプリン
グ時の出力波形は、十分に安定しているので正しいデー
タが取得可能である。
【００２２】しかし、センサの用途によっては、もっと
早く読み出す必要がある。例えば、図９、図１０に示す
ようにエキシマレーザを用いた投影露光装置の露光光の
形状を観察するのに用いることを考える。エキシマレー
ザは非常に短い期間だけ発光するパルスレーザである。
従来は、繰り返し発振周波数が１ｋＨｚのエキシマレー
ザが使用されていた。この場合、例えば２５６画素のセ
ンサを５００ｋＨｚの２相クロックで読み出すとする。
読み出し時間は、前述のように 256（画素）×1／500000（秒）＝0．000512（秒）＝512
（usec） となる。また、読み出した後のデータ処理は残りの４８
８（uusec）で行っていた。
早く読み出す必要がある。例えば、図９、図１０に示す
ようにエキシマレーザを用いた投影露光装置の露光光の
形状を観察するのに用いることを考える。エキシマレー
ザは非常に短い期間だけ発光するパルスレーザである。
従来は、繰り返し発振周波数が１ｋＨｚのエキシマレー
ザが使用されていた。この場合、例えば２５６画素のセ
ンサを５００ｋＨｚの２相クロックで読み出すとする。
読み出し時間は、前述のように 256（画素）×1／500000（秒）＝0．000512（秒）＝512
（usec） となる。また、読み出した後のデータ処理は残りの４８
８（uusec）で行っていた。
【００２３】しかし、近年の技術の進歩により、エキシ
マレーザの発振周波数も２ｋＨｚが可能となってきた。
この２ｋＨｚのエキシマレーザを採用した場合、従来の
５００ｋＨｚで読み出していると、レーザの繰り返し発
振周期５００（usec）よりも短くなってしまい、読み出
し後の計算だけでなく、読み出し自体も不可能となって
しまう。
マレーザの発振周波数も２ｋＨｚが可能となってきた。
この２ｋＨｚのエキシマレーザを採用した場合、従来の
５００ｋＨｚで読み出していると、レーザの繰り返し発
振周期５００（usec）よりも短くなってしまい、読み出
し後の計算だけでなく、読み出し自体も不可能となって
しまう。
【００２４】この事態を解決するために、もっと高速で
読み出した場合のパルスタイミングを図１１に示す。こ
の場合、シフトレジスタ１やアドレススイッチ２等の動
作スピードは問題ないが、出力回路５の応答性不足によ
り、出力信号のサンプリングタイミングにおいて、十分
な出力信号の安定性が得られていない。したがって、サ
ンプリングしたデータは、光量リニアリティ等がないデ
ータとなってしまう。
読み出した場合のパルスタイミングを図１１に示す。こ
の場合、シフトレジスタ１やアドレススイッチ２等の動
作スピードは問題ないが、出力回路５の応答性不足によ
り、出力信号のサンプリングタイミングにおいて、十分
な出力信号の安定性が得られていない。したがって、サ
ンプリングしたデータは、光量リニアリティ等がないデ
ータとなってしまう。
【００２５】このエキシマレーザを用いた投影露光装置
の露光光の形状を観察するのに用いる場合のように、な
るべく計測分解能が高いほうが高精度な形状測定ができ
るため、２ｋＨｚのレーザであってもそれを１ｋＨｚで
発振することにより、従来の１ｋＨｚレーザの時と同様
な２相クロック周波数で全画素読み出しを行って救済可
能な場合もある。
の露光光の形状を観察するのに用いる場合のように、な
るべく計測分解能が高いほうが高精度な形状測定ができ
るため、２ｋＨｚのレーザであってもそれを１ｋＨｚで
発振することにより、従来の１ｋＨｚレーザの時と同様
な２相クロック周波数で全画素読み出しを行って救済可
能な場合もある。
【００２６】ここで他の例として、エキシマレーザを用
いた投影露光装置において、２ｋＨｚで発振している状
態での露光光の光量を観察する場合を考える。この場
合、２５６画素のうち、中心の数画素の出力の平均値を
用いれば十分であり、２５６画素の全画素出力は必要で
なく、例えば、偶数画素や奇数画素の出力のみでも十分
である。
いた投影露光装置において、２ｋＨｚで発振している状
態での露光光の光量を観察する場合を考える。この場
合、２５６画素のうち、中心の数画素の出力の平均値を
用いれば十分であり、２５６画素の全画素出力は必要で
なく、例えば、偶数画素や奇数画素の出力のみでも十分
である。
【００２７】しかし、読み出しや読み出し後の計算を含
めて５００usec以内に処理が終了する必要がある。この
場合の読み出しタイミングを図１に示す。図１に示すよ
うに、例えば読み捨てる画素のデータ（この例の場合、
偶数画素）は、出力信号が安定する必要がないため、次
のリセット信号がオンするまでの期間をシフトレジスタ
１やアドレススイッチ２が応答可能な最短時間まで短く
することが可能である。正確に読み出す必要がある画素
は、シフトレジスタ１、アドレススイッチ２が応答可能
で、かつ出力回路５が応答可能な周期に設定される。
めて５００usec以内に処理が終了する必要がある。この
場合の読み出しタイミングを図１に示す。図１に示すよ
うに、例えば読み捨てる画素のデータ（この例の場合、
偶数画素）は、出力信号が安定する必要がないため、次
のリセット信号がオンするまでの期間をシフトレジスタ
１やアドレススイッチ２が応答可能な最短時間まで短く
することが可能である。正確に読み出す必要がある画素
は、シフトレジスタ１、アドレススイッチ２が応答可能
で、かつ出力回路５が応答可能な周期に設定される。
【００２８】例えば、正確に読み出す必要がある奇数画
素のクロック周期をＴｏとし、読み捨てる偶数画素のク
ロック周期をＴｅとすると、Ｔｏが２usec、Ｔｅが１us
ecの場合、２５６画素の読み出しは、 128（画素）×2（usec）＋128（画素）×1（usec）＝38
（usec） で終了することになる。これは、２ｋＨｚでエキシマレ
ーザを発振させた場合でも、読み出し後の計算時間とし
て１１６（usec）とれるということである。したがっ
て、計測分解能があまり必要でない場合は、リセット信
号即ち２相クロックの周期を偶数画素、奇数画素で変化
させることにより、高速読み出しが可能となる。
素のクロック周期をＴｏとし、読み捨てる偶数画素のク
ロック周期をＴｅとすると、Ｔｏが２usec、Ｔｅが１us
ecの場合、２５６画素の読み出しは、 128（画素）×2（usec）＋128（画素）×1（usec）＝38
（usec） で終了することになる。これは、２ｋＨｚでエキシマレ
ーザを発振させた場合でも、読み出し後の計算時間とし
て１１６（usec）とれるということである。したがっ
て、計測分解能があまり必要でない場合は、リセット信
号即ち２相クロックの周期を偶数画素、奇数画素で変化
させることにより、高速読み出しが可能となる。
【００２９】さらに、計測分解能は必要とされないがも
っと高速読み出しが必要な場合や、ある一部分の数画素
のデータだけが必要な場合等は、読み出しが必要な画素
のタイミングのみを出力回路５が応答するのに十分な周
期で、その他読み捨てる画素のタイミングをシフトレジ
スタ１が動作する最小周期で読み出せば、さらに高速な
読み出しが可能である。
っと高速読み出しが必要な場合や、ある一部分の数画素
のデータだけが必要な場合等は、読み出しが必要な画素
のタイミングのみを出力回路５が応答するのに十分な周
期で、その他読み捨てる画素のタイミングをシフトレジ
スタ１が動作する最小周期で読み出せば、さらに高速な
読み出しが可能である。
【００３０】上記の低速高分解能読み出しおよび高速低
分解能読み出しは、タイミング発生器７により、計測目
的に即してより最適なものを選択することが可能であ
る。
分解能読み出しは、タイミング発生器７により、計測目
的に即してより最適なものを選択することが可能であ
る。
【００３１】（第２の実施形態）本発明の第２の実施形
態は、図３に示した読み出し回路を電流積分型にしたも
のであり、図４に、その概略構成図を示す。また、その
読み出しのタイミングを図５に示す。この場合は、まず
リセット信号をオンし、積分器の積分コンデンサ８の電
荷を放電させる。
態は、図３に示した読み出し回路を電流積分型にしたも
のであり、図４に、その概略構成図を示す。また、その
読み出しのタイミングを図５に示す。この場合は、まず
リセット信号をオンし、積分器の積分コンデンサ８の電
荷を放電させる。
【００３２】続いて、アドレススイッチ２をオンさせる
と、蓄積時間中の放電電荷、即ち光出力や暗電流出力に
よる放電電荷に相当する電荷がフォトダイオード４の接
合容量３に充電される。それと同時に、積分コンデンサ
８にも同じ電荷が充電される。したがって、積分器９の
出力には、光量に比例した出力が現れる。この電流積分
型の読み出し応答性は積分器９の放電時定数で決まるた
め、第１の実施形態で示したようなビデオライン積分型
読み出し回路と同様に、図５に示すタイミング信号によ
り読み出せば、第１の実施形態で示したような高速低分
解能読み出しが可能となる。また、従来通り、図６に示
すようなタイミングで読み出せば低速高分解能読み出し
も可能である。また、第１の実施形態に示したように、
計測目的に即してより最適なものを選択することも可能
である。
と、蓄積時間中の放電電荷、即ち光出力や暗電流出力に
よる放電電荷に相当する電荷がフォトダイオード４の接
合容量３に充電される。それと同時に、積分コンデンサ
８にも同じ電荷が充電される。したがって、積分器９の
出力には、光量に比例した出力が現れる。この電流積分
型の読み出し応答性は積分器９の放電時定数で決まるた
め、第１の実施形態で示したようなビデオライン積分型
読み出し回路と同様に、図５に示すタイミング信号によ
り読み出せば、第１の実施形態で示したような高速低分
解能読み出しが可能となる。また、従来通り、図６に示
すようなタイミングで読み出せば低速高分解能読み出し
も可能である。また、第１の実施形態に示したように、
計測目的に即してより最適なものを選択することも可能
である。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
センサの計測分解能が１／２以下で良い場合や、一部の
画素出力データのみ使用する場合は、読み出す必要のな
い画素（偶数画素または奇数画素等）のシフトレジスタ
の２相クロックの周期をシフトレジスタが応答可能な範
囲で短く、また、読み出す必要がある画素の周期を出力
回路が応答可能な範囲に設定するように構成したことに
より、全画素を読み出した場合にトータルの読み出し時
間を短縮できるという効果がある。
センサの計測分解能が１／２以下で良い場合や、一部の
画素出力データのみ使用する場合は、読み出す必要のな
い画素（偶数画素または奇数画素等）のシフトレジスタ
の２相クロックの周期をシフトレジスタが応答可能な範
囲で短く、また、読み出す必要がある画素の周期を出力
回路が応答可能な範囲に設定するように構成したことに
より、全画素を読み出した場合にトータルの読み出し時
間を短縮できるという効果がある。
【００３４】また、本発明の他の特徴によれば、高い計
測分解能を必要とする場合は、シフトレジスタ２相クロ
ックを全画素同一周期で読み出し、低い計測分解能でよ
い場合は、２相クロックの周期を長短として高速な読み
出しを、センサ内部の回路構成を変えることなく可変に
設定可能に構成したことにより、同一構造のセンサを用
いても高分解能で低速読み出し、低分解能で高速読み出
しをセンサの使用目的に即して選択可能になるという効
果がある。
測分解能を必要とする場合は、シフトレジスタ２相クロ
ックを全画素同一周期で読み出し、低い計測分解能でよ
い場合は、２相クロックの周期を長短として高速な読み
出しを、センサ内部の回路構成を変えることなく可変に
設定可能に構成したことにより、同一構造のセンサを用
いても高分解能で低速読み出し、低分解能で高速読み出
しをセンサの使用目的に即して選択可能になるという効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るフォトダイオー
ドアレイセンサのパルスタイミングを示す図である。
ドアレイセンサのパルスタイミングを示す図である。
【図２】従来例を示し、リニアイメージセンサの概略構
成図である。
成図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係るフォトダイオー
ドアレイセンサの概略構成図である。
ドアレイセンサの概略構成図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係るフォトダイオー
ドアレイセンサの概略構成図である。
ドアレイセンサの概略構成図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るフォトダイオー
ドアレイセンサのパルスタイミングを示す図である。
ドアレイセンサのパルスタイミングを示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るフォトダイオー
ドアレイセンサのパルスタイミングを示す図である。
ドアレイセンサのパルスタイミングを示す図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るフォトダイオー
ドアレイセンサのパルスタイミングを示す図である。
ドアレイセンサのパルスタイミングを示す図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係るフォトダイオー
ドアレイセンサのパルスタイミングを示す図である。
ドアレイセンサのパルスタイミングを示す図である。
【図９】本発明に係わるフォトダイオードアレイセンサ
を用いた投影露光装置の概略構成図である。
を用いた投影露光装置の概略構成図である。
【図１０】本発明に係わるフォトダイオードアレイセン
サを用いた露光光形状測定を説明する図である。
サを用いた露光光形状測定を説明する図である。
【図１１】従来例を示し、リニアイメージセンサの高速
読み出し時のパルスタイミングを示す図である。
読み出し時のパルスタイミングを示す図である。
１ シフトレジスタ
２ アドレススイッチ
３ 接合容量
４ フォトダイオード
５ 出力回路
６ リセットスイッチ
７ タイミング発生器
８ 積分コンデンサ
９ オペアンプ
１０ 印加電圧
１１ 露光光ビーム
１２ 露光光計測センサ（フォトダイオードアレイセン
サ） １３ エキシマレーザ １４ レンズ １５ ミラー １６ スリット １７ レチクル １８ 投影レンズ １９ ウエハ
サ） １３ エキシマレーザ １４ レンズ １５ ミラー １６ スリット １７ レチクル １８ 投影レンズ １９ ウエハ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０１Ｌ 31/10 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ａ
Ｆターム(参考） 2H097 AA03 BA10 CA13 LA10 LA20
4M118 AA10 AB10 BA06 CA02 DB06
DB09
5C024 EX01 JX05 JX35
5F046 BA03 CB25 DA12 DB01 DB05
DB08
5F049 MA01 NA04 NB03 RA08
Claims (6)
- 【請求項１】 フォトダイオードアレイより構成される
受光部と、前記フォトダイオードの信号を読み出すアド
レススイッチと、前記アドレススイッチを順次オン、オ
フするシフトレジスタとから構成されており、前記各フ
ォトダイオードにおいて光信号から電気信号に光電変換
された電荷を一時的に前記各フォトダイオードの接合容
量に蓄積しておき、前記各フォトダイオードに接続され
ている前記アドレススイッチを前記シフトレジスタから
の信号により順次オンさせることにより、前記各フォト
ダイオードの接合容量に蓄積されている電荷信号を１本
の出力ラインより読み出す形式の自己走査型のフォトダ
イオードアレイセンサの駆動方法であって、 各画素の読み出し信号周期を前記画素からの出力の利用
状況に応じて変化させるように構成したことを特徴とす
るフォトダイオードアレイセンサの駆動方法。 - 【請求項２】 前記各画素の読み出し信号周期を前記各
画素からの出力の利用状況に応じて変化させる場合にお
いて、利用する画素の読み出し信号周期は、前記フォト
ダイオードアレイセンサの出力回路応答が可能な周波数
とし、利用せずに読み捨てる画素の読み出し周期は、最
短で前記シフトレジスタ、前記アドレススイッチが応答
可能な最高周波数としたことを特徴とする請求項１に記
載のフォトダイオードアレイセンサの駆動方法。 - 【請求項３】 前記各画素の読み出し信号周期を前記各
画素からの出力の利用状況に応じて変化させる場合にお
いて、高い計測分解能が必要とされる場合は、前記各画
素の読み出し信号周期を一定とする読み出しと、反対に
高い計測分解能が必要とされない場合もしくは前記全画
素中の一部の画素からの出力のみを利用する場合は、前
記画素の読み出し信号周期を長短に変化させる読み出し
との二種類の読み出し方法を使用目的に応じて切り換え
可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載のフォ
トダイオードアレイセンサの駆動方法。 - 【請求項４】 前記各画素の読み出し信号周期を前記各
画素からの出力の利用状況に応じて変化させる場合にお
いて、偶数画素または奇数画素の一方の読み出し周期は
出力回路応答が可能な周波数とし、前記偶数画素または
前記奇数画素の他方の読み出し周期は最短で前記シフト
レジスタ、前記アドレススイッチが応答可能な最高周波
数としたことを特徴とする請求項１に記載のフォトダイ
オードアレイセンサの駆動方法。 - 【請求項５】 フォトダイオードアレイより構成される
受光部と、前記フォトダイオードの信号を読み出すアド
レススイッチと、前記アドレススイッチを順次オン、オ
フするシフトレジスタとから構成されており、前記各フ
ォトダイオードにおいて光信号から電気信号に光電変換
された電荷を一時的に前記各フォトダイオードの接合容
量に蓄積しておき、前記各フォトダイオードに接続され
ている前記アドレススイッチを前記シフトレジスタから
の信号により順次オンさせることにより、前記各フォト
ダイオードの接合容量に蓄積されている電荷信号を１本
の出力ラインより読み出す方式の自己走査型のフォトダ
イオードアレイセンサの駆動方法を用いた投影露光装置
であって、 各画素の読み出し信号周期を、前記各画素からの出力の
利用状況に応じて変化させるように構成したことを特徴
とする投影露光装置。 - 【請求項６】 前記各画素の読み出し信号周期は、光源
レーザの発振周波数に応じて、前記各画素の読み出し信
号周期を一定とした読み出しと、前記各画素の読み出し
信号周期を長短に変化させる読み出しとの二種類の読み
出し方法を切り換え可能に構成したことを特徴とする請
求項５に記載の投影露光装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002146362A JP2003338989A (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | フォトダイオードアレイセンサの駆動方法及びそれを用いた投影露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002146362A JP2003338989A (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | フォトダイオードアレイセンサの駆動方法及びそれを用いた投影露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003338989A true JP2003338989A (ja) | 2003-11-28 |
Family
ID=29705368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002146362A Pending JP2003338989A (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | フォトダイオードアレイセンサの駆動方法及びそれを用いた投影露光装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003338989A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010135817A (ja) * | 2005-03-03 | 2010-06-17 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置の専用計量ステージ |
| US8547522B2 (en) | 2005-03-03 | 2013-10-01 | Asml Netherlands B.V. | Dedicated metrology stage for lithography applications |
-
2002
- 2002-05-21 JP JP2002146362A patent/JP2003338989A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010135817A (ja) * | 2005-03-03 | 2010-06-17 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置の専用計量ステージ |
| US8547522B2 (en) | 2005-03-03 | 2013-10-01 | Asml Netherlands B.V. | Dedicated metrology stage for lithography applications |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4516017A (en) | High-sensitive optical reading apparatus and method of reading optical information | |
| US6731335B1 (en) | CMOS image sensor having common outputting transistors and method for driving the same | |
| JP5114493B2 (ja) | 電子形式の画像を生成する方法、画像生成用画像センサのための画像素子ならびに画像センサ | |
| JP3093781B2 (ja) | 合焦位置検出装置 | |
| JP2001245220A (ja) | 半導体固体撮像装置 | |
| EP0108308A2 (en) | Photoelectric conversion apparatus | |
| US5541645A (en) | Method and apparatus for dynamically determining and setting charge transfer and color channel exposure times for a multiple color, CCD sensor of a film scanner | |
| JPH0245813B2 (ja) | ||
| JP2002271700A (ja) | アクティブ・ピクセル・センサ・システムおよびアクティブ・ピクセル検知方法 | |
| JP4489850B2 (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP2893687B2 (ja) | 焦点検出装置 | |
| JP2003338989A (ja) | フォトダイオードアレイセンサの駆動方法及びそれを用いた投影露光装置 | |
| US6608301B2 (en) | Single step multi-section exposure scanning method | |
| JP3881395B2 (ja) | 焦点検出用センサ制御装置 | |
| JP2563370B2 (ja) | 焦点検出用光電変換装置 | |
| US10582143B2 (en) | Programmable state machine | |
| JPH0556213A (ja) | 固体撮像装置 | |
| JP3362355B2 (ja) | イメージセンサの駆動装置 | |
| JP2845859B2 (ja) | Ｃｃｄ光量飽和制御回路 | |
| JP3172359B2 (ja) | 撮像装置 | |
| JPH05326919A (ja) | 画像読取装置 | |
| JPH0130186B2 (ja) | ||
| SU1427187A1 (ru) | Фотометр | |
| SU1352435A1 (ru) | Устройство регистрации | |
| JP3641714B2 (ja) | 固体撮像装置の駆動方法およびこれを用いた撮像装置 |