JP2008134370A - 露光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回路構成を複雑にすることなく、ＤＭＤによって照射される位置を考慮して露光データを作成する装置を提供する。
【解決手段】露光装置１は、露光のために使用されるベクタデータである描画データに基づいて作成されるラスタデータである露光データを作成する制御部１０を備える。露光のために使用され、露光データに基づいて駆動されるＤＭＤを有する露光部１５を備える。ＤＭＤによって照射される描画エリア２３と、ＤＭＤによって照射される位置に関する情報を検出するフォトダイオードを有するＰＤ群を有する位置検出部２２とを有する描画部２０を備える。制御部１０は、位置検出部２２によって検出された位置に関する情報を考慮して、露光データを作成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、露光装置に関し、特にＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）などの二次元表示素子を駆動するための露光データの作成を行う装置に関する。

従来、ＤＭＤなどの二次元表示素子を使った露光装置が提案されている。

特許文献１は、撮像素子を使ってレーザービームによって照射される位置（描画位置）を考慮して露光データを作成する露光装置（レーザ描画装置）を開示する。
特開平１０−２２７９８８号公報

特許文献１の装置は、撮像素子による撮像で得られた画像データを画像処理して描画位置を特定するため、回路構成が複雑になる。

したがって本発明の目的は、回路構成を複雑にすることなく、ＤＭＤによって照射される位置を考慮して露光データを作成する装置を提供することである。

本発明に係る露光装置は、露光のために使用されるベクタデータである描画データに基づいて作成されるラスタデータである露光データを作成する制御部と、露光のために使用され、露光データに基づいて駆動されるＤＭＤを有する露光部と、ＤＭＤによって照射される描画エリアと、ＤＭＤによって照射される位置に関する情報を検出するフォトダイオードを有するＰＤ群を有する位置検出部とを有する描画部とを備え、制御部は、位置検出部によって検出された位置に関する情報を考慮して、露光データを作成する。

好ましくは、露光部は、複数のＤＭＤを有し、位置検出部は、複数のＰＤ群を有し、制御部は、描画データを、複数のＤＭＤそれぞれの描画領域に対応して分割する分割処理部と、分割された描画データのそれぞれと複数のＰＤ群によって検出された位置に関する情報のそれぞれとに基づいて複数のＤＭＤのそれぞれに対応する露光データを前記露光データとして作成する露光データ生成部とを有する。

さらに好ましくは、複数のＤＭＤのそれぞれは、オン状態のミラーによって十字形状の位置検出用投影像を複数のＰＤ群のそれぞれに照射し、複数のＰＤ群のそれぞれは、位置に関する情報として位置検出用投影像を検出する４つのフォトダイオードを有し、制御部は、４つのフォトダイオードからの出力信号に基づいて、位置に関する情報を、直交する第１、第２方向に分けて特定する。

さらに好ましくは、第１方向は、描画部または露光部が露光のために移動する方向であり、第２方向は、複数のＤＭＤ、及び複数のＰＤ群が並べられる方向である。

さらに好ましくは、４つのフォトダイオードは、第１、第２方向に２つずつ並べられる。

また、好ましくは、露光が開始される前に、描画部または露光部が、ＤＭＤによって位置検出部へ照射が行われる位置関係に移動せしめられて、位置に関する情報が検出され、露光の間は、描画部または露光部が、ＤＭＤによって描画エリアへ照射が行われる位置関係に移動せしめられる。

以上のように本発明によれば、回路構成を複雑にすることなく、ＤＭＤによって照射される位置を考慮して露光データを作成する装置を提供することができる。

以下、本実施形態について、図を用いて説明する。本実施形態における露光装置１は、制御部１０、露光部１５、及び描画部２０とを備える（図１参照）。なお、方向を説明するために、露光装置１において描画部２０の移動方向を第１方向ｘ、第１方向ｘと垂直で、露光部１５のＤＭＤ及び位置検出部２２のＰＤ群の配列方向を第２方向ｙとして説明する。

制御部１０は、分割処理部１１と露光データ生成部１３とを有し、露光のために使用される描画データ（ベクタデータ、ＣＡＤデータ）、及び位置検出部２２から出力される露光部１５の位置情報に基づいて、露光部１５を構成する複数のＤＭＤに対応する複数の露光データ（ラスタデータ）を作成する描画データ処理を行う。具体的には、描画データが、分割処理部１１において、ＤＭＤそれぞれの描画領域に対応して分割される。分割された描画データのそれぞれと、ＤＭＤそれぞれに対応する位置検出部２２のＰＤ群から出力された位置情報に基づいて、ＤＭＤそれぞれに対応する露光データが生成される。

露光部１５は、複数のＤＭＤを有する。本実施形態では、第２方向ｙに７個、第１方向ｘに２列配列した計１４個のＤＭＤを有するとして説明する。露光データに基づいてオン状態にされた各ＤＭＤのミラーは、描画部２０の位置検出部２２または描画エリア２３に露光を行う。

描画部２０は、第１方向ｘに移動可能なステージ２１、位置検出部２２、及び描画エリア２３を有する。位置検出部２２、及び描画エリア２３は、ステージ２１に載置される。露光開始前、ステージ２１は、露光部１５の各ＤＭＤのオン状態にされたミラーの反射光が、位置検出部２２のＰＤ群に照射するような位置関係に配置され、露光中は、露光部１５の各ＤＭＤのオン状態にされたミラーの反射光が、描画エリア２３に照射するような位置関係に配置される。

位置検出部２２は、ＤＭＤと同じ数、同じ配列のＰＤ（フォトダイオード）群を有する。位置検出部２２の各ＰＤ群は、露光開始前において、対応するＤＭＤから照射された十字形状の位置検出用投影像ＩＭの光量から各ＤＭＤの位置情報を検出する。位置検出部２２が有するＰＤ群のそれぞれは、第１〜第４ＰＤを有する（図４参照）。

第１〜第４ＰＤは同じ大きさの正方形形状のフォトダイオードである。第１、第２ＰＤは、３０μｍ間隔で、第１方向ｘに並べられ、第３、第４ＰＤは、３０μｍ間隔で、第１方向ｘに並べられる。第１、第３ＰＤは、３０μｍ間隔で、第２方向ｙに並べられ、第２、第４ＰＤは、３０μｍ間隔で、第２方向ｙに並べられる。

十字形状の位置検出用投影像ＩＭは、幅が１００μｍで、中心部から第１方向ｘに突出する第１、第３腕部ＩＭ１、ＩＭ３、及び第２方向ｙに突出する第２、第４腕部ＩＭ２、ＩＭ４で構成される。第１〜第４腕部ＩＭ１〜ＩＭ４は同じ長さに設定される。

位置検出用投影像ＩＭの第１方向ｘの長さＬ１（第１、第３腕部ＩＭ１、ＩＭ３の第１方向ｘの長さの合計）は、ＤＭＤの位置変動に伴う位置検出用映像ＩＭの第１方向ｘの移動時に、位置検出用投影像ＩＭの端部（第１、第３腕部ＩＭ１、ＩＭ３の中心部と逆側の端部）がＰＤ群の外側に位置する程度に、ＰＤ群の第１方向ｘの長さＬｘ１（第１、第２ＰＤの第１方向ｘの長さと、第１、第２ＰＤの間隔の合計）よりも長めに設定される。

位置検出用投影像ＩＭの第２方向ｙの長さＬ２（第２、第４腕部ＩＭ２、ＩＭ４の第２方向ｙの長さの合計）は、ＤＭＤの位置変動に伴う位置検出用映像ＩＭの第２方向ｙの移動時に、位置検出用投影像ＩＭの端部（第２、第４腕部ＩＭ２、ＩＭ４の中心部と逆側の端部）がＰＤ群の外側に位置する程度に、ＰＤ群の第２方向ｙの長さＬｙ２（第１、第３ＰＤの第２方向ｙの長さと、第１、第３ＰＤの間隔の合計）よりも長めに設定される。

第１ＰＤは、第１、第２腕部ＩＭ１、ＩＭ２の一部を検出し第１ＰＤ出力値ｏｐｄ１を出力し、第２ＰＤは、第２、第３腕部ＩＭ２、ＩＭ３の一部を検出し第２ＰＤ出力値ｏｐｄ２を出力し、第３ＰＤは、第１、第４腕部ＩＭ１、ＩＭ４の一部を検出し第３ＰＤ出力値ｏｐｄ３を出力し、第４ＰＤは、第３、第４腕部ＩＭ３、ＩＭ４の一部を検出し第４ＰＤ出力値ｏｐｄ４を出力する。第１〜第４ＰＤ出力値ｏｐｄ１〜ｏｐｄ４の値は、位置検出用投影像ＩＭと第１〜第４ＰＤとの位置関係によって異なる。第１〜第４ＰＤ出力値ｏｐｄ１〜ｏｐｄ４に基づいて、位置検出用投影像ＩＭに対応するＤＭＤの第１方向ｘ、及び第２方向ｙの位置情報が算出される（第１方向ｘの位置情報＝｛（ｏｐｄ１−ｏｐｄ４）―（ｏｐｄ２−ｏｐｄ３）｝÷（ｏｐｄ１＋ｏｐｄ２＋ｏｐｄ３＋ｏｐｄ４）、第２方向ｙの位置情報＝｛（ｏｐｄ１−ｏｐｄ４）＋（ｏｐｄ２−ｏｐｄ３）｝÷（ｏｐｄ１＋ｏｐｄ２＋ｏｐｄ３＋ｏｐｄ４））。

本実施形態では、ＤＭＤから照射され位置検出用投影像ＩＭが十字形状を有することによって、第１方向ｘ、第２方向ｙの位置情報の算出演算を高い精度で行うことが可能になる。十字形状と異なる形状であっても演算は可能であるが、必要以上に大きな露光パターンを用いると、第１方向ｘ、第２方向ｙの位置情報の算出演算式における分母が大きくなり、測定精度が低下するからである。

露光装置１に使用される露光部１５のＤＭＤ及びその駆動回路は、装置立ち上げから熱平衡に達するまでの間（約１時間）、熱による歪みが生じ、ＤＭＤによって露光される領域が徐々に変化する。本実施形態では、この露光される領域の移動を考慮して、露光開始前に、ステージ２１に載置された位置検出部２２にあるＰＤ群を使ってＤＭＤによって露光される領域を検出し、検出結果を露光データの作成に反映させる。

具体的には、位置検出部２２にあるＰＤ群を使って特定されたＤＭＤによって露光される領域の第１方向ｘ、第２方向ｙの位置関係に基づいて、露光のために描画部２０または露光部１５が第１方向ｘに移動せしめられて描画エリア２３を露光する際に、ＤＭＤが描画エリア２３の露光する領域に対応する露光データが作成される。

これにより、ＤＭＤを駆動するための露光データの作成に際して、ＤＭＤ等の熱による歪みが考慮されるため、装置立ち上げから熱平衡に達するまでの間であっても、正確な露光データに基づいて露光を行うことが可能になる。

なお、描画エリア２３を露光するのにかかる時間は約１分と、熱平衡に達するまでの時間に比べて十分に短く、その間の熱による露光領域変化は考慮する必要はない。

また、熱平衡に達した後は、熱変化が少ないため、この間の熱による露光領域変化についても考慮する必要はない。

また、位置検出についてＰＤ（フォトダイオード）を使って行うため、ＣＣＤなどの撮像素子を使って位置検出を行う場合に比べて、画像処理など回路構成を複雑にすることなく、正確な位置検出が可能となる。

本実施形態における露光装置を示す斜視図である。 露光装置の構成図である。 描画部の構成を示す図である。 ４つのＰＤと、位置検出用投影像とを示す図である。 位置検出用投影像を示す図である。

符号の説明

１ 露光装置
１０ 制御部
１１ 分割処理部
１３ 露光データ生成部
１５ 露光部
２０ 描画部
２１ ステージ
２２ 位置検出部
２３ 描画エリア

Claims (6)

1. 露光のために使用されるベクタデータである描画データに基づいて作成されるラスタデータである露光データを作成する制御部と、
   前記露光のために使用され、前記露光データに基づいて駆動されるＤＭＤを有する露光部と、
   前記ＤＭＤによって照射される描画エリアと、前記ＤＭＤによって照射される位置に関する情報を検出するフォトダイオードを有するＰＤ群を有する位置検出部とを有する描画部とを備え、
   前記制御部は、前記位置検出部によって検出された位置に関する情報を考慮して、前記露光データを作成することを特徴とする露光装置。
2. 前記露光部は、複数のＤＭＤを有し、
   前記位置検出部は、前記複数のＰＤ群を有し、
   前記制御部は、前記描画データを、前記複数のＤＭＤそれぞれの描画領域に対応して分割する分割処理部と、前記分割された描画データのそれぞれと前記複数のＰＤ群によって検出された位置に関する情報のそれぞれとに基づいて前記複数のＤＭＤのそれぞれに対応する露光データを前記露光データとして作成する露光データ生成部とを有することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記複数のＤＭＤのそれぞれは、オン状態のミラーによって十字形状の位置検出用投影像を前記複数のＰＤ群のそれぞれに照射し、
   前記複数のＰＤ群のそれぞれは、前記位置に関する情報として前記位置検出用投影像を検出する４つのフォトダイオードを有し、
   前記制御部は、前記４つのフォトダイオードからの出力信号に基づいて、前記位置に関する情報を、直交する第１、第２方向に分けて特定することを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
4. 前記第１方向は、前記描画部または前記露光部が前記露光のために移動する方向であり、
   前記第２方向は、前記複数のＤＭＤ、及び前記複数のＰＤ群が並べられる方向であることを特徴とする請求項３に記載の露光装置。
5. 前記４つのフォトダイオードは、前記第１、第２方向に２つずつ並べられることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
6. 前記露光が開始される前に、前記描画部または前記露光部が、前記ＤＭＤによって前記位置検出部へ照射が行われる位置関係に移動せしめられて、前記位置に関する情報が検出され、
   前記露光の間は、前記描画部または前記露光部が、前記ＤＭＤによって前記描画エリアへ照射が行われる位置関係に移動せしめられることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
   

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