JP3177830B2 - コードレス紫外線計測装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紫外線の照度又は
光量を計測するために使用されるコードレスの紫外線計
測装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】紫外線の照度を計測する装置として図１
２に示すものがある。この計測装置は、紫外線を受光し
てその照度に対応する電流信号ａを発生する受光器５１
と、接続コード５２を介してこの受光器５１に連結した
計測器本体５３によって構成されており、前記計測器本
体５３は受光器５１から送られた電流信号ａを増幅して
デジタル信号に変換する電気回路５４と、照度のデータ
をデジタル表示する表示部５５等によって構成されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の前記照
度計には次に述べるような問題点があった。 （１）接続コード５２が露光作業および露光室内の歩行
を妨げる。 （２）接続コードを介して電磁ノイズを受けるので、計
測装置が誤作動を起こしやすい。 （３）受光器５１と計測器本体５３との距離が接続コー
ド５２の長さの制限を受けるため都合の良い場所に計測
器本体を配置することが困難である。

【０００４】（４）図１３に示すように計測装置の受光
器５１を露光装置の露光用定盤５６の上部に置き、上焼
枠ガラス５７を露光用定盤５６に真空密着させた状態
で、上焼枠ガラス５７を透過した紫外線５８の照度を測
定しようとすると、接続コード５２が土手ゴム５９と露
光用定盤５６の間に介在して真空密着を妨げるので照度
を測定することが困難である。

【０００５】（５）計測装置の受光器５１を図１４に示
す露光用ロボットのチャック６２（図１５参照）に装着
して紫外線の照度を測定しようとすると、このロボット
が高速で複雑な動きをするため（アーム６３、６４およ
びチャック６２がヒンジ６５、６６、６７の周りに回転
し、かつアーム６３が鉛直方向に伸縮動作する）、接続
コード５２が可動部に絡まったり、機械的な疲労を生じ
て故障を発生しやすい。

【０００６】（６）なお、ここには図示していないが、
計測装置が、測定データを記憶するメモリを備えていな
かったため、管理データをつくるためには、パソコンを
利用しなければならなかった。

【０００７】本発明は、前記の問題点に鑑み、受光部と
計測器本体の間を光通信で接続することにより、接続コ
ードを省略したコードレス紫外線計測装置を提供するこ
とを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題は次に述べる
請求項１ないし４からなる４通りの発明によって達成さ
れる。 （１）請求項１の発明は紫外線を受光してその照度に対
応した光パルスを送信する受光部と、前記光パルスを受
信して紫外線の照度又は光量を表示する計測器本体とを
備えたものである。

【０００９】請求項２の発明は請求項１の構成を更に具
体化したもので、この発明の受光部は、受光した紫外線
の照度を複数ビットからなる２進符号として記憶する第
１のマイクロコンピュータと、前記第１のマイクロコン
ピュータから送出された電気信号を光パルスに変換して
送信する第１の送信部とを有しており、計測器本体は送
信された光パルスを受信して送信前の２進符号に変換す
る第１の受信部と、前記第１の受信部から送出された電
気信号を処理して十進数の電気信号に変換する第２のマ
イクロコンピュータと、前記第２のマイクロコンピュー
タから送られた電気信号を受け取って照度又は光量を表
示する表示装置とを有している。

【００１０】この構成によると、受光部が照度のデータ
を光パルスとして送信し、計測器本体が前記光パルスか
ら照度のデータをつくりだして表示するので、従来のご
とき接続コードを省略することができる。

【００１１】請求項３の発明は、請求項２の発明に加え
て計測器本体が、計測動作の命令を第２のマイクロコン
ピュータに入力する入力装置と、前記第２のマイクロコ
ンピュータから送出された電気信号を光パルスに変換し
て送信する第２の送信部とを有していて、受光部が送信
された光パルスを受信して送信前の電気信号に変換する
第２の受信部を有しており、更に、第１のマイクロコン
ピュータが、前記第２の受信部から送出された電気信号
に従って動作する計測動作プログラムを記憶しているも
のである。

【００１２】この構成によると、計測器本体から命令を
出して受光部の計測動作を制御できるので、更に、きめ
の細かい計測を行なうことができる。請求項４の発明
は、請求項３の発明に加えて、第２のマイクロコンピュ
ータと入力装置と表示装置をパソコンで構成したもので
ある。この構成によると、装置の製造を容易に行い得る
利点がある。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１ないし図８はコードレス紫外
線計測装置の実施の形態の第１の例を示すもので、この
例の計測装置は図１に示すように、紫外線ＵＶを受光し
て、受光した紫外線の照度に対応した赤外線の光パルス
１を送信する受光部２と、送信された光パルス１を受信
して紫外線の照度を表示する計測器本体３によって構成
されており、前記受光部２は受光器４と、アンプ１１
と、Ａ／Ｄコンバータ５と、第１のマイクロコンピュー
タ６と、第１の送信部７等によって構成されている。

【００１４】更に各部について説明すると、受光器４は
通常、図２（ａ）に示すように、拡散板８と、フィルタ
９と、フォト・ダイオード１０と、絶縁物１２と、ケー
ス１３等によって構成されており、前記フォト・ダイオ
ード１０が受光した紫外線の照度に対応した電流信号Ｉ
を発生すると、アンプ１１が電流Ｉを増幅して電圧信号
Ｖを発生するようになっている。なお、後述するように
受光部２を構成要素別に分散配置する場合、受光器４は
図２（ｂ）に示すように薄型に構成される。

【００１５】Ａ／Ｄコンバータ５は図３に示すように、
アンプ１１から送られた電圧信号Ｖを８個の比較器の各
基準電圧Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，…Ｖ₈ （Ｖ₁ ＞Ｖ₂ ＞…＞Ｖ₈ ）
と比較して出力電圧Ｄ₁ ，Ｄ₂ ，…Ｄ₈ を発生するコン
パレータ１４と、前記の出力電圧Ｄ₁ ，Ｄ₂ ，…Ｄ₈ を
８桁の２進符号Ｂ₁ ，Ｂ₂ ，…Ｂ₈ に変換するエンコー
ダ１５等によって構成されている。なお、説明の都合
上、ここでは比較器の数を８個として説明したが、比較
器の数を増加させることによって測定の目盛りをより細
かくし、測定精度を高めることができる。

【００１６】第１のマイクロコンピュータ６はＡ／Ｄコ
ンバータ５から送出された８ビットの２進符号Ｂ₁ ，Ｂ
₂ ，…Ｂ₈ を一旦、メモリ（図示せず）に記憶したの
ち、予めメモリに記憶した符号０、０の２ビットからな
るスタート符号と、符号０、１の２ビットからなるスト
ップ符号（図４参照）とを前記８ビットの２進符号の前
側と後側に付加して１ビットずつ直列に送出するように
構成されている。従って、受光器４が測定した照度のデ
ータは１２ビットからなる一連の２進符号として第１の
送信部７に送られることになる。

【００１７】第１の送信部７は図１に示すように、変調
部１６と、送信回路１７と、赤外線発光ダイオード（以
下、ＬＥＤと呼ぶ）１８等によって構成されており、前
記変調部は、入力した信号の符号が０のときだけパルス
を発生し、符号が１のときにはパルスを発生させないと
いう公知のパルス符号変調回路（図示せず）と、発生し
たパルス波形の一部を１ビット時間の或る範囲（この例
では３／１６ビット時間）だけ取り出す公知の波形時間
操作回路（図示せず）等によって構成されている。変調
部１６から送出された電圧パルス２１を図４に示す。

【００１８】送信回路１７は図５に示すように、１個の
トランジスタ１９と、コンデンサ２０と、抵抗２２等か
らなる単純なスイッチ回路で、図４に示す電圧パルス２
１がトランジスタ１９のベースに入力すると、ＬＥＤ１
８が駆動されて、８５０〜９００ｎｍの波長をもった赤
外線の光パルス１を発生する。この際の光パルス１の時
間間隔、すなわち通信速度は適宜、選択することができ
る。

【００１９】なお、光パルス１の立ち上がりおよび立ち
下がり時間は６００ｎｓｅｃ以下、送信出力は４０〜５
００ｍＷ／ｓｅｃ，指向性（送信出力が４０ｍＷ／ｓｅ
ｃになる放射角度）は±１５度である。図６に光パルス
の特性の一例を示す。

【００２０】計測器本体３は図１に示すように、第１の
受信部２３と、第２のマイクロコンピュータ２４と、表
示装置２５等によって構成されており、前記第１の受信
部２３は赤外線の光パルスを受信して電流を発生するフ
ォト・ダイオード２６と、受信回路２７と、復調部２８
等によって構成されている。

【００２１】受信回路２７は図７に示すように、フォト
・ダイオード２６が発生した１０数ｍＡ〜１００ｍＡの
微弱な電流ｂを増幅して光パルス１とほぼ同じパルス
幅、ほぼ同じ立ち上がりおよび立ち下がり時間をもった
電圧波形に変化するプリアンプ２９と、このプリアンプ
２９から送られた電圧波形から白色雑音、外乱光、携帯
電話等、本発明以外の通信信号を除去するフィルタ３０
と、このフィルタ３０を通過した電圧信号を増幅するア
ンプ３２と、この増幅した電圧波形から電源雑音を除去
してデジタル信号を発生させるコンパレータ３３等によ
って構成されている。

【００２２】図８にこの発明の光通信の周波数領域３４
を示す。なお、図中の３５は蛍光灯の光雑音領域、３６
はインバータ蛍光灯および液晶ディスプレイの光雑音領
域である。復調部２８は受信回路２７から送出された電
圧波形を復調して１２ビットを一組とする一連の２進符
号に変換するもので、公知の回路で構成される。

【００２３】第２のマイクロコンピュータ２４は復調部
２８から送出された一連の２進符号を一旦、メモリ（図
示せず）に記憶したのち、この２進符号からスタート符
号およびストップ符号（図４参照）を除去し、残った８
ビットからなる２進符号を処理して照度又は光量に対応
するデジタル信号に変換する。

【００２４】すなわち、照度を表示する場合は、８ビッ
トの２進符号を十進数のデジタル信号に変換し、また光
量を表示する場合は、８ビットからなる２進符号に時間
を乗算してその累積値を求め、求めた累積値を十進数の
デジタル信号に変換する。なお表示装置２５には、照度
又は光量のデータを表示する液晶ディスプレイ装置又は
記録紙にデータを印字するプリンタが使用される。

【００２５】なお、光量を表示する計測器本体に信号発
生部を設け、光量が所定値に到達したときに、この信号
発生部から電気信号を発生させて、露光装置の放電灯を
消灯するようにしても良い。

【００２６】次に、この計測装置の使用方法について例
を挙げて説明する。図９はプリント配線基板と同形の長
方形をした薄板３８の中心部に受光部２を分散して配置
したもので、この薄板３８を露光装置の露光位置に配置
すると、上焼枠ガラスおよびマスクフィルムを透過した
紫外線の照度および光量を真空密着状態で測定すること
ができる。

【００２７】本発明の実施の形態の第２の例を図１０に
示す。この例の紫外線計測装置は、計測器本体３ａが計
測動作の命令を光通信によって送信できるように計測器
本体３ａを構成すると共に、受光部２ａが送信された計
測動作の命令を受信して命令を実行するように受光部２
ａを構成したものである。

【００２８】前記のように構成するため、この例の計測
器本体３ａには、すでに述べた計測器本体３の構成に加
えて命令を入力するための入力装置４０と、命令を送信
するための第２の送信部７とが付加されている。入力装
置４０は命令を機械語として第２のマイクロコンピュー
タ２４に入力できるものならば何でもよく、例えばパソ
コン用のキーボードを使用してもよい。そして、第２の
送信部としては、すでに述べた第１の送信部７（図１参
照）と同一のものが装備される。一方、受光部２ａに
は、すでに述べた受光部２の構成に加えて第１の受信部
２３（図１参照）と同一の第２の受信部２３が付加され
る。

【００２９】次にこの計測装置の使用方法の一例につい
て説明する。先ず、図１１に示すように半導体ウエハと
同形の円板３７の中心部に受光部２ａを分散配置し、こ
の円板３７を図１５に示す露光用ロボットのチャック６
２に装着する。そして、ロボットを運転して円板３７を
露光位置（図示せず）に移動させる。露光位置には複数
個の放電灯が配置されているので、円板３７を順次、移
動させながら受光器４が放電灯の直下に来たときに、そ
の都度、紫外線の照度を測定する。

【００３０】以下、照度の測定方法および装置の作動を
手順に従って説明する。 手順１ 入力装置４０を操作して測定の開始する命令を
第２のマイクロコンピュータ２４に入力する。 手順２ 第２のマイクロコンピュータ２４はこの命令を
複数ビットからなるデジタル信号に変換して第２の送信
部７に送る。

【００３１】手順３ 第２の送信部７が、この命令を光
パルス１として送信すると、第２の受信部２３がこの光
パルスを受信して送信前のデジタル信号に変換し第１の
マイクロコンピュータ６に入力する。 手順４ 第１のマイクロコンピュータ６はこのデジタル
信号を受け取ってＡ／Ｄコンバータ５から測定データを
複数回取り込み、メモリに記憶する。

【００３２】手順５ 次に、入力装置４０を操作して測
定データを送信する命令を第２のマイクロコンピュータ
２４に入力する。 手順６ この命令が前記手順２〜４に述べたと同様のプ
ロセスで第１のマイクロコンピュータ６に伝達される
と、第１のマイクロコンピュータ６は、すでに述べたと
同じ要領で測定データを第１の送信部７に送り、第１の
送信部７は光パルス１を発信する。

【００３３】手順７ この光パルス１は第１の受信部２
３を介して第２のマイクロコンピュータ２４に伝達さ
れ、十進数のデジタル値として表示装置２５に表示され
る。この例の紫外線計測装置によると、受光部２ａを遠
隔操作できるので、狭い測定空間の内部を移動させなが
ら計測を行なうことができる。

【００３４】また、ロボットのアーム６３，６４等が高
速で複雑な運動をしても従来のように接続コードが絡ま
るおそれがない。なお、この例では第２のマイクロコン
ピュータ２４，入力装置４０，表示装置２５は別々に設
けてあるが、これらをまとめてパソコンで代用させるよ
うにしてもよい。

【００３５】

【発明の効果】以上に述べたごとく、本発明は次の優れ
た効果を発揮する。 （１） 接続コードがないので、露光作業および露光室
内の歩行に便利である。 （２）同じ理由により、電磁ノイズを受けないので、計
測装置が誤作動を起こすおそれがない。

【００３６】（３）同じ理由により、受光部と計測器本
体を使いやすい場所に設置することができる。 （４）同じ理由により、露光装置内の所望の場所におけ
る照度および光量を計測することができる。 （５）請求項３の発明によると、受光部を可動物に取り
付けて所望の場所に移動させ、きめの細かい測定をする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１の例を示すブロック
図である。

【図２】（ａ）（ｂ）は、図１に示す受光器の切断側面
図である。

【図３】図１に示すＡ／Ｄコンバータの電気回路のブロ
ック図である。

【図４】変調した電圧パルスの配列を示す説明図であ
る。

【図５】図１に示す発信回路の結線図である。

【図６】光パルスの特性を説明する図である。

【図７】図１の受信回路の構成を示すブロック図であ
る。

【図８】本発明の光通信の周波数領域を説明する図であ
る。

【図９】長方形をしたディスクに図１の受光部を分散配
置した平面図である。

【図１０】本発明の実施の形態の第２の例を示すブロッ
ク図である。

【図１１】円形のディスクに図１０の受光部を分散配置
した平面図である。

【図１２】従来の紫外線照度計の説明図である。

【図１３】露光装置の露光用定盤の近傍を示す切断側面
図である。

【図１４】半導体ウエハの露光に使用するロボットの側
面図である。

【図１５】図１４に示すロボットの平面図である。

【符号の説明】

１ 光パルス ２，２ａ 受光部 ３，３ａ 計測器本体 ４ 受光器 ５ Ａ／Ｄコンバータ ６ 第１のマイクロコンピュータ ７ 第１の送信部，第２の送信部 ２３ 第１の受信部，第２の受信部 ２４ 第２のマイクロコンピュータ ２５ 表示装置

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】露光装置に用いる紫外線計測装置におい
   て、露光位置で紫外線を受光してその照度に対応した光
   パルスを送信する受光部と、前記光パルスを受信して紫
   外線の照度又は光量を表示する計測器本体とを備え、前記 受光部が受光した紫外線の照度を複数ビットからな
   る２進符号として記憶する第１のマイクロコンピュータ
   と、前記第１のマイクロコンピュータから送出された電
   気信号を光パルスに変換して送信する第１の送信部とを
   有しており、 計測器本体が送信された光パルスを受信して送信前の２
   進符号に変換する第１の受信部と、前記第１の受信部か
   ら送出された電気信号を処理して十進数の電気信号に変
   換する第２のマイクロコンピュータと、前記第２のマイ
   クロコンピュータから送られた電気信号を受け取って照
   度又は光量を表示する表示装置とを有し、前記 計測器本体が、計測動作の命令を第２のマイクロコ
   ンピュータに入力する入力装置と、前記第２のマイクロ
   コンピュータがこの命令を複数ビットからなるデジタル
   信号に変換して、このデジタル信号を光パルスに変換し
   て送信する第２の送信部とを有していて、 受信部が送信された光パルスを受信して送信前のデジタ
   ル信号に変換する第２の受信部を有しており、 更に、第１のマイクロコンピュータが、前記第２の受信
   部から送出されたデジタル信号に従って動作する計測動
   作プログラムを記憶している露光装置に用いるコードレ
   ス紫外線計測装置。
2. 【請求項２】第２のマイクロコンピュータと入力装置と
   表示装置がパソコンで構成されている請求項１に記載の
   露光装置に用いるコードレス紫外線計測装置。