JP2009003173A - Illuminance measuring device for exposure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パターンマスクを使用せずに露光処理を行う技術に関し、特に、空間光変調素子を使用して露光処理を行う装置において、その露光を行うのに必要とされる光量のデータを取得するよう適応された露光用照度計測装置に関する。 The present invention relates to a technique for performing an exposure process without using a pattern mask, and in particular, in a device that performs an exposure process using a spatial light modulator, obtains data on the amount of light required for the exposure. The present invention relates to an exposure illuminance measuring apparatus adapted to do so.
従来、DMD(Digital Micro-mirror Device)やLCD(Liquid Crystal Device )等の空間光変調素子を使用して、画像データに応じて変調された光ビームで画像露光を行う装置が種々提案されている。例えば、DMDは、米国テキサス・インスツルメンツ社が開発したマイクロミラーによる光・電子集積デバイスの商標であり、数十万個以上のマイクロミラーをCMOSのSRAMセル上に集積し、光源からの光を反射させてその反射光の向きを制御する反射型光変調デバイスである。このDMDのSRAMセルにデジタル信号が書き込まれると、そのデジタル信号によって個々のマイクロミラーが電気機械的に制御され、所定の角度で互いにぶつからないように傾く。このとき、画像を映し出すのに必要な部分のマイクロミラーは「オン」状態に傾き、必要でない部分のマイクロミラーは「オフ」状態に傾く。従って、ミラー面に光を当てると、「オン」状態のマイクロミラーに当たった光だけが所定の方向に反射される。 2. Description of the Related Art Conventionally, various apparatuses for performing image exposure with a light beam modulated according to image data using a spatial light modulator such as DMD (Digital Micro-mirror Device) or LCD (Liquid Crystal Device) have been proposed. . For example, DMD is a trademark for optical and electronic integrated devices using micromirrors developed by Texas Instruments, Inc. of the United States, where hundreds of thousands of micromirrors are integrated on CMOS SRAM cells to reflect light from the light source. The reflection type light modulation device controls the direction of the reflected light. When a digital signal is written in the DMD SRAM cell, the individual micromirrors are electromechanically controlled by the digital signal and tilt so as not to collide with each other at a predetermined angle. At this time, a part of the micromirror necessary for projecting the image is tilted to the “on” state, and a part of the micromirror that is not necessary is tilted to the “off” state. Therefore, when light is applied to the mirror surface, only the light hitting the “on” micromirror is reflected in a predetermined direction.
このように所定の方向に反射された光は露光処理に利用することができ、例えば、特許文献1にその一例が記載されている。この特許文献1に記載された露光装置では、露光すべきパターンに対応したパターンデータを作成し、これを電気信号としてDMDに入力して、各ミラーをパターンデータに応じて傾動させ、各ミラー面に光を照射して各々の反射光をレジストに投影することで、パターンデータに対応した形状に露光させている。 Thus, the light reflected in the predetermined direction can be used for the exposure process. For example, Patent Document 1 describes an example thereof. In the exposure apparatus described in Patent Document 1, pattern data corresponding to a pattern to be exposed is created, input to an DMD as an electrical signal, and each mirror is tilted in accordance with the pattern data. By irradiating light onto the resist and projecting each reflected light onto the resist, exposure is performed in a shape corresponding to the pattern data.
このようなDMDを露光面に沿って一定の方向に走査することで、その走査線に沿った露光が行われる。DMDのマイクロミラーは、一般に各行の並び方向と各列の並び方向とが直交するようマトリクス状に配列されているので、実際の露光に際しては、このようなDMDを走査方向に対して傾斜させて配置している。かかる走査の態様により、走査時に走査線の間隔が密になり、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)されるため、解像度が上がり、高精細な露光が実現できるからである。かかる多重露光に関連する技術は、例えば、特許文献2に記載されている。 By scanning such DMD in a certain direction along the exposure surface, exposure along the scanning line is performed. Since the DMD micromirrors are generally arranged in a matrix so that the row arrangement direction and the column arrangement direction are orthogonal to each other, in actual exposure, such DMD is inclined with respect to the scanning direction. It is arranged. With this scanning mode, the scanning lines are closely spaced during scanning, and the same scanning line is overlapped and exposed (multiple exposure) by different micromirror arrays, so that the resolution is improved and high-definition exposure can be realized. Because. A technique related to such multiple exposure is described in Patent Document 2, for example.
また、このようなDMDを用いた露光装置においては、その露光を行うのに必要とされる光量、すなわち、DMDを使用して光照射されるべき露光面の当該箇所の積算照度をあらかじめ計測しておき、その計測した光量(データ)に基づいて露光処理を行うのが一般的である。その露光対象箇所の積算照度を検出する場合、従来の技術では、図7に例示するように、1個のDMD1に対応して複数個のフォトダイオード(以下、単に「PD」ともいう)がアレイ状に配列されたPDアレイ2を用いて、DMD1の各マイクロミラーから出射された光を各PDで検出し、各PDで検出された光量に応じたアナログ信号(光検出信号)をスイッチ3で順次切替選択し、選択された光検出信号をアンプ4を通して増幅し、A/D変換器5を通してデジタル信号に変換した後、コントローラ6において、各PDで検出された照度の合計の照度から、当該露光対象箇所に照射される光の積算照度を求めていた。
In addition, in such an exposure apparatus using DMD, the amount of light required to perform the exposure, that is, the integrated illuminance at the corresponding portion of the exposure surface to be irradiated with light using DMD is measured in advance. In general, the exposure process is performed based on the measured light quantity (data). When detecting the integrated illuminance at the exposure target location, in the conventional technique, as illustrated in FIG. 7, a plurality of photodiodes (hereinafter also simply referred to as “PD”) are arrayed corresponding to one DMD 1. The light emitted from each micromirror of the DMD 1 is detected by each PD using the PD array 2 arranged in a shape, and an analog signal (light detection signal) corresponding to the amount of light detected by each PD is detected by the
なお、図7の例では説明の簡単化のため、DMD1が1個の場合を示しているが、実際には複数個のDMDが所定の配列形態で配置されており、各DMD毎に、それぞれ図7に示したような接続形態でPDアレイ2が設けられている。
上述したように従来のDMDを用いた露光装置においては、あらかじめ露光対象箇所の積算照度を計測しておく必要がある(図7)。 As described above, in the exposure apparatus using the conventional DMD, it is necessary to measure the integrated illuminance of the exposure target portion in advance (FIG. 7).
しかしながら、図7に例示したように、DMD1から出射された光をPDアレイ2の各PDに入射させるに際し、PDアレイ2を構成するPDの設置個数と比べてDMD1を構成するミラーの設置個数の方がはるかに多いため、各PDのDMD1に対する配置関係によっては、DMD1の各ミラーで反射された光がすべて(洩れなく)各PDに入射されるとは限らない。つまり、DMD1の各ミラーで反射された光のうち一部の光(図7において「ND」で示す光)が、いずれのPDの受光面にも入射されずに、PD間の隙間を通して洩れてしまうといった不都合が起こり得る。この洩れた光は、本来はいずれかのPDで検出されるべき光量であるが、その検出されなかった光量分だけ、当該露光対象箇所の積算照度に誤差(ばらつき)が生じてしまう。 However, as illustrated in FIG. 7, when the light emitted from the DMD 1 is incident on each PD of the PD array 2, the number of mirrors constituting the DMD 1 is larger than the number of PDs constituting the PD array 2. Therefore, depending on the arrangement relationship of each PD with respect to the DMD 1, not all of the light reflected by each mirror of the DMD 1 is incident on each PD (without leakage). That is, a part of the light reflected by each mirror of DMD 1 (light indicated by “ND” in FIG. 7) leaks through the gap between the PDs without entering the light receiving surface of any PD. Inconvenience can occur. The leaked light is originally a light amount that should be detected by any PD, but an error (variation) occurs in the integrated illuminance of the exposure target portion by the amount of light that has not been detected.
つまり、従来のように1個のDMDに対して複数個のPD(PDアレイ)が設けられた装置構成では、露光面の当該箇所(露光エリア)に当たる積算照度を正確に計測することができないといった課題があった。 In other words, in a conventional apparatus configuration in which a plurality of PDs (PD arrays) are provided for one DMD, the integrated illuminance corresponding to the spot (exposure area) on the exposure surface cannot be accurately measured. There was a problem.
また、露光対象物を支持するステージとDMDを内蔵した露光ヘッドとが相対移動可能に配置された露光装置において、DMDの移動に伴い当該DMDの左端部近傍のミラーと右端部近傍のミラーによる合計の照度が必要となるエリア(例えば、図6(a)においてST2、ST3で示す部分)、あるいは、隣合ったDMD間において一方のDMDの右端部近傍のミラーと他方のDMDの左端部近傍のミラーによる合計の照度が必要となるエリア(例えば、図6(b)においてST1で示す部分)においては、走査方向に対するDMDの位置ずれや当該DMDに対する各PDの位置合わせのずれ等に起因して、当該エリアの積算照度にばらつきが生じてしまうという問題もあった。このように合計の照度が必要となるエリア(ST1、ST2、ST3)を、以下の記述では便宜上、「スティッチエリア」ともいう。 Further, in an exposure apparatus in which a stage for supporting an exposure object and an exposure head with a built-in DMD are disposed so as to be relatively movable, a total of a mirror near the left end and a mirror near the right end of the DMD as the DMD moves. Area (for example, portions indicated by ST2 and ST3 in FIG. 6A), or between the DMD adjacent to the right end of one DMD and the vicinity of the left end of the other DMD between adjacent DMDs. In an area where the total illuminance by the mirror is required (for example, a portion indicated by ST1 in FIG. 6B), it is caused by a positional deviation of the DMD with respect to the scanning direction or a positional deviation of each PD with respect to the DMD There is also a problem that the integrated illuminance in the area varies. The areas (ST1, ST2, ST3) where the total illuminance is required are also referred to as “stitch areas” for convenience in the following description.
また、従来の構成(図7)では、DMD1を構成する各マイクロミラーのうち1個が壊れていても、露光対象箇所の積算照度を検出するのが困難であった。例えば、DMD1のいずれか1個のミラーを「オン」状態にしたときに、そのミラーが、いずれのPDにも検出されない光(図7において「ND」で示す光)を反射させるような位置に配列されている場合には、正常に機能しているにもかかわらずその反射光が検出されないため、その分の光量が本来積算されるべき照度に反映されないことになる。 Further, in the conventional configuration (FIG. 7), it is difficult to detect the integrated illuminance at the exposure target location even if one of the micromirrors constituting the DMD 1 is broken. For example, when any one of the mirrors of the DMD 1 is set to the “ON” state, the mirror reflects the light that is not detected by any PD (light indicated by “ND” in FIG. 7). In the case of the arrangement, the reflected light is not detected even though it is functioning normally, so that the amount of light is not reflected in the illuminance that should be integrated.
また、露光対象箇所の積算照度を正確に計測するためには、コントローラ6において、PDアレイ2内の各PD間の照度のばらつきを補正し、かつ、各々のDMD1に対応する各PDアレイ2間の照度のばらつきも補正する必要があり、補正処理が困難であった。
In addition, in order to accurately measure the integrated illuminance at the exposure target location, the
本発明は、かかる従来技術における課題に鑑み創作されたもので、露光対象箇所の積算照度を正確に、かつ簡単に計測することができる露光用照度計測装置を提供することを目的とする。 The present invention has been created in view of the problems in the prior art, and an object thereof is to provide an exposure illuminance measuring apparatus capable of accurately and easily measuring the integrated illuminance at an exposure target location.
上記の従来技術の課題を解決するため、本発明によれば、露光装置において露光を行うのに必要とされる光量のデータを取得するよう適応された露光用照度計測装置であって、光源と、該光源から照射された光を変調する空間光変調素子と、該空間光変調素子から出射された光をすべて入射する集光レンズと、該集光レンズを通して収束された光が入射される単一の光電変換素子と、該光電変換素子の光検出信号から、前記空間光変調素子を使用して光照射されるべき露光面の当該箇所の積算照度を算出する制御手段とを備えたことを特徴とする露光用照度計測装置が提供される。 In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, according to the present invention, there is provided an exposure illuminance measuring apparatus adapted to acquire data on the amount of light required for performing exposure in an exposure apparatus, comprising: a light source; A spatial light modulation element that modulates the light emitted from the light source, a condensing lens that receives all the light emitted from the spatial light modulation element, and a single light that is incident on the light converged through the condensing lens. One photoelectric conversion element, and a control means for calculating an integrated illuminance of the portion of the exposure surface to be irradiated with light from the light detection signal of the photoelectric conversion element using the spatial light modulation element. An exposure illuminance measuring apparatus is provided.
本発明に係る露光用照度計測装置によれば、空間光変調素子(例えば、DMD)から出射された光はすべて集光レンズに入射されるようになっているので、従来技術(図7)に見られたような、DMDの各ミラーで反射された光のうち一部の光がPDアレイ内のPD間の隙間を通して洩れてしまうといった不都合は発生しない。つまり、集光レンズを通して、空間光変調素子の各画素部(DMDの場合、各マイクロミラー)で反射された光を洩れなく検出することができるので、当該露光対象箇所の積算照度に誤差(ばらつき)が生じることはなく、当該箇所に当たる光の積算照度を正確に計測することが可能となる。 According to the illuminance measuring apparatus for exposure according to the present invention, since all the light emitted from the spatial light modulation element (for example, DMD) is incident on the condenser lens, the conventional technique (FIG. 7) is used. As seen, there is no inconvenience that some of the light reflected by each mirror of the DMD leaks through the gaps between the PDs in the PD array. That is, the light reflected by each pixel portion (each micromirror in the case of DMD) can be detected through the condenser lens without omission, so that there is an error (variation) in the integrated illuminance at the exposure target location. ) Does not occur, and it is possible to accurately measure the integrated illuminance of light striking the location.
また、従来技術(図7)では、PDアレイ内の各PDで検出された信号をスイッチで順次切り替えてコントローラに取り込み、各PDによる照度を合計して当該箇所の積算照度を求めていたため、その積算照度の計測に時間がかかるといった不都合があったが、本発明では、PDアレイの代わりに集光レンズを使用しているので、空間光変調素子を使用して光照射されるべき当該露光対象箇所の積算照度を簡単に計測することができる。 Further, in the prior art (FIG. 7), the signals detected by each PD in the PD array are sequentially switched by a switch and taken into the controller, and the integrated illuminance at the relevant location is obtained by summing the illuminance by each PD. There is a disadvantage that it takes time to measure the integrated illuminance. However, in the present invention, since the condensing lens is used instead of the PD array, the exposure object to be irradiated with light using the spatial light modulation element. The integrated illuminance at the location can be easily measured.
本発明に係る露光用照度計測装置の他の構成上の特徴及びそれに基づく有利な利点等については、後述する発明の実施の形態を参照しながら詳細に説明する。 Other structural features of the illuminance measuring apparatus for exposure according to the present invention and advantageous advantages based on the features will be described in detail with reference to embodiments of the invention described later.
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明の一実施形態に係る露光用照度計測装置の構成を一部模式的に示したものである。本実施形態の露光用照度計測装置10は、後述するように露光対象物を支持するステージと、入射された光を画像データに応じて変調する空間光変調素子を備えた露光ヘッドとが相対的に移動可能に配置された露光装置に組み込まれて使用されることを前提としている。
FIG. 1 schematically shows a part of the configuration of an exposure illuminance measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. In the exposure
本実施形態に係る露光用照度計測装置10は、図示のように光源ユニット11と、空間光変調素子としてのデジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)12と、集光レンズ13と、光電変換素子としてのフォトダイオード(PD)14と、このPD14で検出された光量に応じたアナログ信号(光検出信号)を増幅するアンプ15と、このアンプ15を通して増幅された光検出信号をデジタル信号に変換するA/D変換器16と、このA/D変換器16から出力されたデジタル信号を処理するコントローラ17とを備えている。さらに、11〜17の各部材を1ユニットとして複数(後述する露光ヘッドの設置個数に対応した数)のユニットを備え、各ユニットは並列的に設けられている。さらに、各コントローラ17で処理された信号はメインコントローラ18に入力され、このメインコントローラ18によって各ユニット(露光用照度計測装置10)が制御されるようになっている。11〜14の各部材、各コントローラ17及びメインコントローラ18の構成、動作等については後で説明する。
The exposure
次に、本装置10を組み込んだ露光装置について、図2に示す構成(外観)を参照しながら説明する。
Next, an exposure apparatus incorporating the
図示のように露光装置50は、配線基板等の露光対象物51を表面に吸着して保持する平板状のステージ52を備えている。4本の脚部53に支持された厚い板状の支持台54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55が設置されており、ステージ52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55によって往復移動可能に支持されている。また、この露光装置50には、ステージ52をガイド55に沿って駆動するためのステージ駆動部(後述)が設けられている。
As shown in the figure, the
支持台54の中央部には、ステージ52の移動経路を跨ぐように「コ」の字状のゲート56が設けられており、このゲート56の各々の端部は、支持台54の両側面に固定されている。このゲート56を挟んで一方の側にはスキャナ57が設けられ、他方の側には露光対象物51の移動方向の端部(先端及び後端)を検知する複数(図示の例では2個)の検知センサ58が設けられている。スキャナ57及び検知センサ58はゲート56にそれぞれ取り付けられて、ステージ52の移動経路の上方に固定配置されている。つまり、露光対象物51を支持するステージ52と、露光対象物51を走査するスキャナ57とは、互いに相対移動可能に設けられている。なお、スキャナ57及び検知センサ58は、これらを制御する制御部(後述)に接続されており、後述する露光ヘッドによって露光する際に所定のタイミングで露光され得るように制御される。
A “U” -shaped
さらに、ステージ52上で露光対象物51が搭載される領域とは別の領域(図示の例では、ステージ52上で左側の端部)に、本発明を特徴付ける集光レンズ13が配置されている。集光レンズ13は、後述する露光ヘッドの設置個数に対応して設けられている。各集光レンズ13は、ステージ52の移動によってそれぞれ対応する露光ヘッドが位置合わせされるように配置されている。さらに、図2には示していないが、各集光レンズ13の光出射側には、それぞれ対応する集光レンズ13を通して収束された光を検出するためのフォトダイオード(PD)が1個設けられている。
Further, the condensing
スキャナ57は、図3及び図4(b)に示すように、ほぼマトリクス状に配列された複数の露光ヘッドHDを備えている。図示の例では、3行5列のマトリクス状に配列された14個の露光ヘッドHDmn(m=1〜3、n=1〜5)を備えている。ただし、露光対象物51の幅との関係で、3行目には4個の露光ヘッドHD31〜HD34が配置されている。各露光ヘッドHD(HDmn)には、後述するように光源ユニット11及びDMD12が設けられている。各露光ヘッドHD(HDmn)による露光エリアA(Amn)は、図示のように副走査方向を短辺とする矩形状で、かつ、副走査方向に対して所定の角度で傾斜している。そして、ステージ52の移動に伴い、露光対象物51には各露光ヘッドHD毎に帯状の露光済み領域Bが形成される。
As shown in FIGS. 3 and 4B, the
また、図4(a),(b)に示すように、各行の露光ヘッドHD11〜HD15、HD21〜HD25、HD31〜HD34の各々は、帯状の露光済み領域B(ハッチングで示す部分)がそれぞれ隣接する露光済み領域Bと部分的に重なるように、配列方向に所定間隔ずらして配置されている。各露光済み領域Bの部分的に重なっている領域は、スティッチエリアST1、ST2、ST3に相当する。かかる配置形態とすることにより、例えば、1行目の露光エリアA11と露光エリアA12との間の露光できない部分は、2行目の露光エリアA21と3行目の露光エリアA31とによって露光することができる。2行目以降についても同様である。つまり、主走査方向(副走査方向と直交する方向)に配列された複数の露光ヘッドHD11〜HD15、HD21〜HD25、HD31〜HD34の間の繋ぎ目(スティッチエリア)を微少量の露光位置制御によって段差無く繋ぐことができる。 Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, each of the exposure heads HD11 to HD15, HD21 to HD25, and HD31 to HD34 in each row is adjacent to a strip-shaped exposed region B (portion indicated by hatching). Are arranged so as to partially overlap the exposed region B to be shifted by a predetermined interval in the arrangement direction. Regions that partially overlap each exposed region B correspond to stitch areas ST1, ST2, and ST3. By adopting such an arrangement, for example, a portion that cannot be exposed between the exposure area A11 of the first row and the exposure area A12 is exposed by the exposure area A21 of the second row and the exposure area A31 of the third row. Can do. The same applies to the second and subsequent lines. That is, joints (stitch areas) between a plurality of exposure heads HD11 to HD15, HD21 to HD25, and HD31 to HD34 arranged in the main scanning direction (direction orthogonal to the sub-scanning direction) are controlled by a small amount of exposure position control. Can be connected without steps.
次に、露光用照度計測装置10(図1)を組み込んだ露光装置50(図2)における電気的な構成について、図5に示すブロック構成を参照しながら説明する。 Next, the electrical configuration of the exposure apparatus 50 (FIG. 2) incorporating the exposure illuminance measuring apparatus 10 (FIG. 1) will be described with reference to the block configuration shown in FIG.
図5において、20は露光装置50(図2)全体を制御する制御部を示し、図1に示した各コントローラ17及びメインコントローラ18を含んでいる。この制御部20には、入力画像データに基づいて露光用の2値の画像データ(露光画像データ)を作成する画像データ作成部21と、この画像データ作成部21で作成された画像データを一時的に格納する画像バッファ22と、この画像バッファ22の画像データに基づいてDMD12の駆動を制御するDMDドライバ23と、発光源としてのレーザダイオード(LD)を備えた光源ユニット11の駆動を制御するLDドライバ24と、ステージ52の移動を制御するステージ駆動部25と、ステージ52の位置及び変位量(露光ヘッドHDとステージ52の相対的な位置ずれ)を測定する位置測定部26とが接続されている。
In FIG. 5,
露光ヘッドHDは、図示のように光源ユニット11とDMD12を内蔵している。光源ユニット11は、複数の発光源(LD)が二次元状に配列されたLDアレイの形態で構成されており、各LDから発光される光量は、制御部20からの制御に基づいてLDドライバ24により個々に制御されるようになっている。DMD12は、上述したように複数のマイクロミラーが基板上にマトリクス状に配列されて構成されており、各ミラー(画素に相当)は、制御部20からDMDドライバ23を介して供給される制御信号に応答してそのミラー面(反射面)の角度が個々に制御(光変調)されるようになっている。DMDドライバ23は、図示はしないがデータ処理部とミラー駆動制御部とを備えており、このデータ処理部では、画像バッファ22から入力された画像データに基づいて、各露光ヘッドHD(図3、図4)毎に当該DMD12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。ミラー駆動制御部では、この生成された制御信号に基づき、各露光ヘッドHD毎に当該DMD12の各マイクロミラーの反射面の角度を「オン」状態又は「オフ」状態に制御する。
The exposure head HD includes a
さらに、制御部20からの制御に基づきステージ駆動部25によって移動制御されるステージ52には、上述したように、その所定の領域(露光対象物51(図2)が搭載される領域とは別の領域)に集光レンズ13が配置されている。集光レンズ13は、露光ヘッドHD(図3)の設置個数に対応して設けられており、ステージ52の移動によってそれぞれ対応する露光ヘッドが位置合わせされるように配置されている。これにより、当該露光ヘッドHDに内蔵されたDMD12から出射された光がすべて入射されるようになっている。つまり、集光レンズ13は、当該DMD12を構成する個々のマイクロミラーで反射された光を洩れなく検出することができる。
Further, as described above, the
さらに、各集光レンズ13の光出射側(ステージ52内)には、それぞれフォトダイオード(PD)14が1個ずつ設けられている。これにより、各PD14は、それぞれ対応する集光レンズ13を通して収束された光を検出し、その検出した光量に応じたアナログ信号(光検出信号)を出力する。
Further, one photodiode (PD) 14 is provided on each light exit side (inside the stage 52) of each
各PD14から出力された光検出信号は、それぞれアンプ15(図1)を通して増幅され、A/D変換器16を通してデジタル信号に変換された後、制御部20内の各コントローラ17に入力される。コントローラ17は、一般的なマイクロプロセッサ等と同様の機能ブロック(CPU等の演算ユニットやメモリ等)を備えており、本発明に関連する処理として、対応するPD14で検出された光量に応じた信号(光検出信号)から、対応するDMD12を使用して光照射されるべき露光面の当該箇所の積算照度を算出する。この算出にあたり、演算ユニットでは、あらかじめ当該箇所の積算照度として作成しておいた所望の基準値と比較し、その比較に基づいて差分に応じた補正値を計算する。このようにして補正値が反映された積算照度のデータは、メインコントローラ18(制御部20内)に入力される。
The light detection signals output from the
メインコントローラ18は、各コントローラ17と同様にCPU等の演算ユニットやメモリ等を備えており、さらに、各コントローラ17で算出された当該露光対象箇所の積算照度を画面表示させるための表示ユニット(図示せず)も備えている。メインコントローラ18は、基本的には露光装置50(図2)全体を制御するためのものであり、特に本発明に関連する処理として、各コントローラ17で算出された積算照度のデータに基づき、LDドライバ24を介して各光源ユニット11の光照射量(各LDの発光光量)制御すると共に、露光情報に応じて各DMD12の光変調状態をそれぞれ変化させる制御信号を生成し、各制御信号により、DMDドライバ23を介して各ミラー(画素に相当)を個々に制御(光変調)する。
The
以上説明したように、本実施形態に係る露光用照度計測装置10によれば(図1、図5参照)、空間光変調素子としてのDMD12から出射された光はすべて集光レンズ13に入射されるようになっており、従来技術(図7)に見られたような不都合(DMDの各ミラーで反射された光のうち一部の光がPDアレイ内のPD間の隙間を通して洩れてしまうといった不都合)は発生しないので、集光レンズ13及びその対応するPD14により、DMD12の各マイクロミラーで反射された光を洩れなく検出することができる。これにより、DMD12を使用して光照射されるべき露光面の当該箇所の積算照度に誤差(ばらつき)が生じることはないので、当該箇所に当たる光の積算照度を正確に計測することが可能となる。
As described above, according to the exposure
また、従来技術(図7)では、PDアレイ内の各PDで検出された信号をスイッチで順次切り替えてコントローラに取り込んだ信号から各PDの照度を合計して当該箇所の積算照度を求めていたため、その積算照度の計測に時間がかかるといった不都合があったが、本実施形態に係る装置構成(図1)では、従来のPDアレイに代えて集光レンズ13を使用しているので、当該露光対象箇所の積算照度を簡単に計測することができる。
Further, in the prior art (FIG. 7), the signals detected by each PD in the PD array are sequentially switched by a switch and the illuminance of each PD is obtained from the signals taken into the controller to obtain the integrated illuminance at that location. However, in the apparatus configuration according to the present embodiment (FIG. 1), the condensing
また、ステージ52に対する露光ヘッドHD(DMD12)の相対移動に伴い当該DMDのみでスティッチエリアの積算照度を計測する場合(例えば、図6(a)に示すようなスティッチエリアST2、ST3の積算照度を計測する場合)や、隣合ったDMDを使用して同じスティッチエリアの積算照度を計測する場合(例えば、図6(b)に示すようなスティッチエリアST1の積算照度を計測する場合)においても、上記の構成(集光レンズ13及びその対応するPD14)により、当該エリアの積算照度にばらつきが生じることはないので、当該エリアに当たる光の積算照度を正確に計測することができる。
Further, when the integrated illuminance of the stitch area is measured only by the DMD with the relative movement of the exposure head HD (DMD 12) with respect to the stage 52 (for example, the integrated illuminance of the stitch areas ST2 and ST3 as shown in FIG. In the case of measuring) and when measuring the integrated illuminance of the same stitch area using the adjacent DMD (for example, measuring the integrated illuminance of the stitch area ST1 as shown in FIG. 6B), With the above configuration (the condensing
また、従来技術(図7)では、DMDを構成する各ミラーのうち1個が壊れていて常に光を出射している状態となっても、当該故障を検出するのが困難であった。これに対し、本実施形態では、上述した集光レンズ13及びその対応するPD14の組合せにより、DMD12を構成する各ミラーのうち1個が壊れていても、全消灯状態で当該故障箇所による出射照度を検出することで、当該故障を検出することができる。
In the prior art (FIG. 7), even if one of the mirrors constituting the DMD is broken and always emits light, it is difficult to detect the failure. On the other hand, in the present embodiment, even if one of the mirrors constituting the
また、従来技術(図7)では、PDアレイ内の各PD間の照度のばらつきと各DMDに対応する各PDアレイ間の照度のばらつきの両方を補正する必要があったが、本実施形態では、上記の構成(集光レンズ13及びその対応するPD14)により、各DMD12に対応する各PD14間の照度のばらつきのみを補正することで、正確な積算照度の計測が可能となる。
In the prior art (FIG. 7), it is necessary to correct both the illuminance variation between the PDs in the PD array and the illuminance variation between the PD arrays corresponding to each DMD. The above-described configuration (the condensing
なお、上述した実施形態では、空間光変調素子としてDMD12を用いた場合を例にとって説明したが、本発明の要旨(空間光変調素子から出射された光をすべて集光レンズに入射させ、該集光レンズを通して収束された光を単一の光電変換素子(PD)で検出すること)からも明らかなように、空間光変調素子の形態がDMDに限定されないことはもちろんである。要は、入射された光を画像データに応じて光変調し、その変調された光を出射する機能を備えた素子であれば十分である。例えば、液晶シャッターアレイ等の透過型空間光変調素子を用いることも可能である。この液晶シャッターアレイでは、それぞれ制御信号に応答して透過光を遮断可能な複数の液晶セル(画素部)が基板上にマトリクス状に配列されて構成されている。
In the above-described embodiment, the case where the
10…露光用照度計測装置、
11…光源ユニット、
12…DMD(空間光変調素子)、
13…集光レンズ、
14…PD(光電変換素子)、
17…コントローラ(制御手段)、
20…制御部(各コントローラ/メインコントローラ)、
50…露光装置、
51…露光対象物、
52…ステージ、
57…スキャナ、
A(Amn)…露光エリア、
B…露光済み領域、
HD(HDmn)…露光ヘッド、
ST1,ST2,ST3…スティッチエリア。
10: Illuminance measuring device for exposure,
11 ... Light source unit,
12 ... DMD (spatial light modulator),
13 ... Condensing lens,
14 ... PD (photoelectric conversion element),
17 ... Controller (control means),
20 ... control unit (each controller / main controller),
50. Exposure apparatus,
51. Object to be exposed,
52 ... Stage,
57 ... Scanner,
A (Amn) ... exposure area,
B: Exposed area,
HD (HDmn) ... exposure head,
ST1, ST2, ST3 ... Stitch area.
Claims (5)
光源と、
該光源から照射された光を変調する空間光変調素子と、
該空間光変調素子から出射された光をすべて入射する集光レンズと、
該集光レンズを通して収束された光が入射される単一の光電変換素子と、
該光電変換素子の光検出信号から、前記空間光変調素子を使用して光照射されるべき露光面の当該箇所の積算照度を算出する制御手段とを備えたことを特徴とする露光用照度計測装置。 An illuminance measuring apparatus for exposure adapted to acquire data on the amount of light required to perform exposure in the exposure apparatus,
A light source;
A spatial light modulator for modulating light emitted from the light source;
A condensing lens for entering all the light emitted from the spatial light modulator;
A single photoelectric conversion element on which light converged through the condenser lens is incident;
An illuminance measurement for exposure, comprising: a control means for calculating an integrated illuminance of the portion of the exposure surface to be irradiated with light from the light detection signal of the photoelectric conversion element using the spatial light modulation element apparatus.
前記光源及び空間光変調素子は、前記露光ヘッドに設けられ、
前記集光レンズ及び光電変換素子は、前記ステージ上で前記露光対象物が搭載される領域とは別の領域に配置されることを特徴とする請求項1に記載の露光用照度計測装置。 When the illuminance measuring apparatus for exposure is used by being incorporated in an exposure apparatus in which a stage for supporting an exposure object and an exposure head are arranged to be relatively movable,
The light source and the spatial light modulator are provided in the exposure head,
The exposure illuminance measurement apparatus according to claim 1, wherein the condenser lens and the photoelectric conversion element are arranged in a region different from a region where the exposure object is mounted on the stage.
該複数のユニットにおける複数の露光ヘッドが、前記露光対象物に対し、当該露光ヘッドによる帯状の露光対象領域が隣接する露光ヘッドによる帯状の露光対象領域と部分的に重なるように所定間隔ずらして配列されていることを特徴とする請求項2に記載の露光用照度計測装置。 The light source, the spatial light modulation element, the condenser lens, the photoelectric conversion element, and the control means comprise a plurality of units as one unit,
A plurality of exposure heads in the plurality of units are arranged at a predetermined interval with respect to the exposure object so that a band-shaped exposure target area by the exposure head partially overlaps a band-shaped exposure target area by an adjacent exposure head The illuminance measuring apparatus for exposure according to claim 2, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007163894A JP2009003173A (en) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | Illuminance measuring device for exposure |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9163929B2 (en) | 2012-08-23 | 2015-10-20 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Tomographic image generation apparatus having modulation and correction device and method of operating the same |
-
2007
- 2007-06-21 JP JP2007163894A patent/JP2009003173A/en not_active Withdrawn
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