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JP5127677B2 - Light source control circuit and direct exposure apparatus - Google Patents
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JP5127677B2 - Light source control circuit and direct exposure apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、レーザダイオードを有する光源のための光源制御回路およびこの光源制御回路を有する直接露光装置に関する。   The present invention relates to a light source control circuit for a light source having a laser diode and a direct exposure apparatus having the light source control circuit.

近年、フォトマスクを使用しない直接露光(マスクレス露光)による半導体および基板などの配線パターニング方法が提案されている。この方法によれば、露光対象基板の伸縮、歪み、ずれなどに対処するための補正を、露光データの生成の段階で予め行うことができ、あるいはリアルタイムで行うことができるので、製造精度の向上、歩留まりの向上、納期の短縮、製造コストの低減などの点において、従来のフォトマスクを使用する露光方法に比べて優れている。   In recent years, wiring patterning methods for semiconductors and substrates by direct exposure (maskless exposure) without using a photomask have been proposed. According to this method, correction for coping with expansion / contraction, distortion, displacement, etc. of the substrate to be exposed can be performed in advance at the stage of generating exposure data, or can be performed in real time, thereby improving manufacturing accuracy. The method is superior to the conventional exposure method using a photomask in terms of yield improvement, delivery time reduction, manufacturing cost reduction, and the like.

直接露光によるパターニング方法として、例えばディジタルマイクロミラーデバイス(DMD)を用いて露光パターンを直接露光処理により形成する方法がある(例えば、特許文献1参照)。   As a patterning method by direct exposure, for example, there is a method of forming an exposure pattern by direct exposure processing using a digital micromirror device (DMD) (see, for example, Patent Document 1).

図6は、DMDを用いた直接露光装置の一従来例を例示する図である。以降、異なる図面において同じ参照符号が付されたものは同じ機能を有する構成要素であることを意味するものとする。   FIG. 6 is a diagram illustrating a conventional example of a direct exposure apparatus using a DMD. Hereinafter, components having the same reference numerals in different drawings mean components having the same functions.

直接露光装置100において、DMD(ディジタルマイクロミラーデバイス)105に対して相対移動する露光対象基板200上に形成したフォトレジストを直接露光するにあたり、露光パターンに対応した露光データがコンピュータ102で生成され、この露光データは光学エンジン103中のDMD105に入力される。   In the direct exposure apparatus 100, when directly exposing the photoresist formed on the exposure target substrate 200 that moves relative to the DMD (digital micromirror device) 105, exposure data corresponding to the exposure pattern is generated by the computer 102. This exposure data is input to the DMD 105 in the optical engine 103.

光源101により生成された単一波長の光は、中継用の光ファイバ104を経由して光学エンジン(「露光エンジン」とも称する。)103に入射される。光学エンジン103においては、光源101から入射された光をコリメートレンズ107−1で平行光に変換し、この平行光を、反射ミラー106を用いてDMD105に照射する。   The single wavelength light generated by the light source 101 is incident on an optical engine (also referred to as “exposure engine”) 103 via a relay optical fiber 104. In the optical engine 103, the light incident from the light source 101 is converted into parallel light by the collimator lens 107-1, and this parallel light is irradiated to the DMD 105 using the reflection mirror 106.

DMD105には、傾動可能な複数のマイクロミラー(微小ミラー)が配列されている。DMD105は、露光データに応じて、各マイクロミラーを傾動させることにより、各マイクロミラーによる反射光の向きを適宜変え、投影パターン光を生成する。投影パターン光は、コリメートレンズ107−2により平行光に変換された後、対物レンズ108により焦点深度が補正され、露光対象基板200上に塗布されたフォトレジスト上に結像する。フォトレジスト材は、所定の照度積算量の光の照射を受けると感光し、露光対象基板200上にパターンを形成する。   In the DMD 105, a plurality of tiltable micromirrors (micromirrors) are arranged. The DMD 105 tilts each micromirror according to the exposure data, thereby appropriately changing the direction of the reflected light from each micromirror and generating projection pattern light. The projection pattern light is converted into parallel light by the collimator lens 107-2, the depth of focus is corrected by the objective lens 108, and an image is formed on the photoresist applied on the exposure target substrate 200. The photoresist material is exposed to light when irradiated with a predetermined amount of integrated illuminance, and forms a pattern on the exposure target substrate 200.

露光対象基板200は、X、Y、Xおよびθ方向に移動可能なステージ111に載せられる。ステージ111は、投影パターンに連動してX−Y方向(縦横方向)に移動する。また、露光対象基板200の厚さにより、投影パターンの焦点深度が異なるため、Z方向(高さ方向)にステージ111の位置を調整し、露光対象基板200に対する投影パターンの焦点深度を最適化する。また、露光対象基板200の姿勢補正として必要に応じてZ軸に対して回転角度θを調整可能である。   The exposure target substrate 200 is placed on a stage 111 that can move in the X, Y, X, and θ directions. The stage 111 moves in the XY directions (vertical and horizontal directions) in conjunction with the projection pattern. Further, since the depth of focus of the projection pattern varies depending on the thickness of the exposure target substrate 200, the position of the stage 111 is adjusted in the Z direction (height direction) to optimize the depth of focus of the projection pattern with respect to the exposure target substrate 200. . In addition, the rotation angle θ with respect to the Z axis can be adjusted as necessary for posture correction of the exposure target substrate 200.

直接露光装置100においては、露光対象基板200に光を照射する光源101は、良好な露光効果を得るため、露光対象基板面上に照射する光出力を安定させると共に、場所によってムラのない、均一なものにする必要がある。このため、露光対象基板200に対する露光処理を開始する前に、ステージ111上に設けた照度計110に対物レンズ108からの光が入射するよう、ステージ111を移動し、露光面における照度を測定し、この測定結果に基づき、必要に応じて光源101および光学エンジン103を適宜調整する。   In the direct exposure apparatus 100, the light source 101 that irradiates light on the exposure target substrate 200 stabilizes the light output irradiated on the exposure target substrate surface in order to obtain a good exposure effect, and is uniform and uniform depending on the location. It is necessary to make it. For this reason, before starting the exposure process for the exposure target substrate 200, the stage 111 is moved so that the light from the objective lens 108 enters the illuminance meter 110 provided on the stage 111, and the illuminance on the exposure surface is measured. Based on the measurement result, the light source 101 and the optical engine 103 are appropriately adjusted as necessary.

これら光源101、光学エンジン103、DMD105、照度計110およびステージ111は、コンピュータ102により制御される。なお、個々の機器が、専用のコンピュータを備えて制御される場合もある。   The light source 101, the optical engine 103, the DMD 105, the illuminance meter 110, and the stage 111 are controlled by the computer 102. Each device may be controlled with a dedicated computer.

光学エンジン103に照射する光を生成するための光源101には、一般に半導体レーザダイオード(以下、単に「レーザダイオード」と称する。)が使用される。レーザダイオードの波長は、露光に使用するフォトレジスト材が感光する波長に合わせる。例えば、青紫色レーザダイオードの波長は405nmである。 Generally, a semiconductor laser diode (hereinafter simply referred to as “laser diode”) is used as the light source 101 for generating light to be applied to the optical engine 103. The wavelength of the laser diode is adjusted to the wavelength of the photoresist material is sensitive to be used for exposure. For example, the wavelength of a blue-violet laser diode is 405 nm.

直接露光により、微細で高精度な配線パターンを高速で形成するためには、光源の出力と照度の安定性が必要不可欠である。光源の光出力(光パワー)を制御する方法として、オートパワーコントロール(Auto Power Control:APC)とオートカレントコントロール(Auto Current Control:ACC)との2つの制御方法がある。 In order to form a fine and highly accurate wiring pattern at high speed by direct exposure, the light output of the light source and the stability of the illuminance are indispensable. As a method of controlling the light output (light power) of the light source, there are two control methods of auto power control (Auto Power Control: APC) and auto current control (Auto Current Control: ACC).

このうち、オートパワーコントロールは、レーザダイオードの発する光を受光したときのフォトダイオードの出力に基づいて、このレーザダイオードの発光量を制御するものである。図7は、一般的なオートパワーコントロールに基づくレーザダイオードの制御ブロック図である。フォトダイオード(PD)212は、レーザダイオード211からの光を受光し、その発光量に応じた電流を出力する。この電流は、電圧変換回路213において電圧に変換されて出力がフィードバック回路214へ入力される。フィードバック回路214はフォトダイオード212から得られた受光電流が常に一定となるようにコントローラ215でレーザダイオード211に流入させる電流量を制御する。制御部216は、コントローラ215に対してレーザダイオード211の光出力量を指示する。   Among these, the auto power control is to control the light emission amount of the laser diode based on the output of the photodiode when the light emitted from the laser diode is received. FIG. 7 is a control block diagram of a laser diode based on general auto power control. A photodiode (PD) 212 receives light from the laser diode 211 and outputs a current corresponding to the amount of light emitted. This current is converted into a voltage by the voltage conversion circuit 213, and the output is input to the feedback circuit 214. The feedback circuit 214 controls the amount of current flowing into the laser diode 211 by the controller 215 so that the received light current obtained from the photodiode 212 is always constant. The control unit 216 instructs the controller 215 about the light output amount of the laser diode 211.

一方、オートカレントコントロールは、レーザダイオードに流入する電流をフィードバック帰還してレーザダイオードの発光量を制御するものである。図8は、一般的なオートカレントコントロールに基づくレーザダイオードの制御ブロック図である。レーザダイオード211に流入する電流は、検知されて電圧変換回路213で電圧に変換され、そしてフィードバック回路214へ入力される。コントローラ215は、フィードバック回路214の出力に基づいてレーザダイオード211へ流入させる電流量を制御する。制御部216は、コントローラ215に対してレーザダイオード211の光出力量を指示する。   On the other hand, the auto current control is to feedback the current flowing into the laser diode and control the light emission amount of the laser diode. FIG. 8 is a control block diagram of a laser diode based on general auto-current control. The current flowing into the laser diode 211 is detected, converted into a voltage by the voltage conversion circuit 213, and input to the feedback circuit 214. The controller 215 controls the amount of current that flows into the laser diode 211 based on the output of the feedback circuit 214. The control unit 216 instructs the controller 215 about the light output amount of the laser diode 211.

直接露光装置においては、このようなオートパワーコントロール(APC)またはオートカレントコントロール(ACC)またはこれらの組み合わせを用いて光源の光出力を制御している。   In the direct exposure apparatus, the light output of the light source is controlled using such auto power control (APC), auto current control (ACC), or a combination thereof.

上述のように、露光対象基板に光を照射する光源については、良好な露光効果を得るため、露光対象基板面上に照射する光出力を安定させると共に、場所によってムラのない、均一なものにする必要がある。このため、露光対象基板に対する露光処理を開始する前に、光源および光学エンジンを適宜校正(調整)する。   As described above, for the light source that irradiates the exposure target substrate with light, in order to obtain a good exposure effect, the light output irradiated on the exposure target substrate surface is stabilized and uniform with no unevenness depending on the location. There is a need to. For this reason, the light source and the optical engine are appropriately calibrated (adjusted) before the exposure process for the exposure target substrate is started.

図9は、露光対象基板に対する露光処理を開始する前に実行される、光源の校正方法の一従来例を説明する図である。この校正方法においては、一端に光源101が接続される光ファイバ104の、露光処理時には光学エンジンが接続される側の位置に、照度計110が接続され、この位置で光源101の光の照度が測定される。この照度計110の接続位置は、レーザダイオードの発光制御が、オートパワーコントロール(APC)またはオートカレントコントロール(ACC)であっても同じである。   FIG. 9 is a diagram for explaining a conventional example of a light source calibration method that is executed before the exposure processing for an exposure target substrate is started. In this calibration method, the illuminance meter 110 is connected to the position of the optical fiber 104 to which the light source 101 is connected at one end, on the side to which the optical engine is connected during the exposure process, and the illuminance of the light from the light source 101 at this position. Measured. The connection position of the illuminance meter 110 is the same even if the light emission control of the laser diode is auto power control (APC) or auto current control (ACC).

また、この校正方法以外にも、露光対象基板に対する露光処理を開始する前に、露光対象基板相当の露光面における光の照度分布を予め計測し、この計測結果を光源の照度の調整にフィードバックさせる方法がある(例えば、特許文献2参照)。   In addition to this calibration method, before starting the exposure process on the exposure target substrate, the illuminance distribution of light on the exposure surface corresponding to the exposure target substrate is measured in advance, and the measurement result is fed back to the adjustment of the illuminance of the light source. There is a method (see, for example, Patent Document 2).

特開平10−112579号公報JP-A-10-112579 特開2006−186291号公報JP 2006-186291 A

図9に示した従来の校正方法は、いくつかの欠点を有する。まず、照度計110が設置される位置は、露光処理時に光学エンジンが接続される位置であり、露光対象物の露光面ではない。直接露光装置において、光の照度の安定性が求められるのは、あくまでも露光対象物の露光面である。光源の光出力は、仮に光ファイバ104と光学エンジンとの接続部分すなわち光学エンジンへの光の入力部分において安定していたとしても、光学エンジンを通過して露光対象基板の露光面に到達したときまで、安定しているとは限らない。   The conventional calibration method shown in FIG. 9 has several drawbacks. First, the position where the illuminance meter 110 is installed is a position where the optical engine is connected during the exposure process, and is not the exposure surface of the exposure object. In the direct exposure apparatus, the stability of light illuminance is required only for the exposure surface of the exposure object. Even if the light output of the light source is stable at the connection portion between the optical fiber 104 and the optical engine, that is, the light input portion to the optical engine, the light output passes through the optical engine and reaches the exposure surface of the exposure target substrate. Until, it is not always stable.

一方、光の照度の安定性が求められる露光対象物の露光面の照度を、照度計を用いて測定し、光源の光出力を校正する方法も従来より行われている。しかしながら、上記いずれの校正方法の場合も、作業者が、照度測定値をもとに必要な光出力値を再計算した上で光源を調整している。すなわち、この作業には、作業者による手動操作が介在するので、作業効率が悪く、また人為的ミスも発生しやすい。   On the other hand, a method of calibrating the light output of a light source by measuring the illuminance of an exposure surface of an exposure object that requires stability of light illuminance using an illuminometer has been conventionally performed. However, in any of the above calibration methods, the operator adjusts the light source after recalculating the necessary light output value based on the illuminance measurement value. That is, since this operation involves manual operation by the operator, the work efficiency is low and human error is likely to occur.

また、上記特許文献(特開2006−186291号公報)には、露光対象基板相当の露光面において測定された光の照度分布の計測結果を光源の照度フィードバックさせる具体的方法については、特に示されていない。直接露光装置においては、通常、光源と、光学エンジンおよびステージで構成される本体部とは数メートル程度離れて設置される。露光対象基板が載せられるステージと光源との間に生じる上記物理的距離に対し、例えば電線による電気配線でフィードバックデータを伝送した場合、このような長い配線長に起因して寄生容量やインダクタンス成分により、伝送路のインピーダンス不整合が生じ、信号の完全性(シグナルインテグリティ)が失われ、データが正しく伝送されない。また、配線長が長い電気配線はアンテナとして働くことになり、したがって他の装置から放射される不要輻射を受信して伝送データに外来ノイズが重畳されてしまうといった電磁障害(EMI)が発生し得る。また、直接露光装置内の各機器間は多数の電気配線で結線されるものであり、また、光学エンジン自体も複数個設けられるものであるので、配線がいっそう複雑なものとなり得る。このような多数かつ複雑な電気配線は、保守性の低下や結線ミスを誘発する。 In addition, the above Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-186291) specifically describes a specific method for feeding back the measurement result of the illuminance distribution of light measured on the exposure surface corresponding to the exposure target substrate to the illuminance of the light source. Not shown. In a direct exposure apparatus, a light source and a main body composed of an optical engine and a stage are usually installed at a distance of several meters. When feedback data is transmitted, for example, by electrical wiring using electric wires for the physical distance generated between the stage on which the exposure target substrate is placed and the light source, due to such a long wiring length, parasitic capacitance and inductance components Impedance mismatching of the transmission path occurs, signal integrity (signal integrity) is lost, and data is not transmitted correctly. In addition, an electrical wiring having a long wiring length acts as an antenna, and therefore, electromagnetic interference (EMI) in which extraneous noise is superimposed on transmission data due to reception of unnecessary radiation radiated from other devices may occur. . In addition, each device in the direct exposure apparatus is connected by a large number of electrical wirings, and a plurality of optical engines are provided, so that the wiring can be more complicated. Such a large and complicated electrical wiring induces a decrease in maintainability and a connection mistake.

従って本発明の目的は、上記問題に鑑み、光源の光出力の校正を自動的に行うことができ、かつ構造容易な光源制御回路およびこの光源制御回路を有する直接露光装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a light source control circuit capable of automatically calibrating the light output of a light source and having a simple structure, and a direct exposure apparatus having the light source control circuit. .

上記目的を実現するために、本発明においては、レーザダイオードを有する光源のための光源制御回路は、レーザダイオードの発する光を受光してこの光のパワーに比例した光電流を出力するフォトダイオードと、取得指示を受信したときに、フォトダイオードが出力した光電流の電流値を取得する取得手段と、電流値を第1の電圧値に変換する変換手段と、第1の電圧値を、書換え指示を受信するまで第2の電圧値として保持するラッチ手段と、第2の電圧値に応じた駆動電流をレーザダイオードへ供給する駆動手段と、第1の電圧値と第2の電圧値とを比較する比較手段と、第1の電圧値と第2の電圧値とが一致しないと比較手段が判定した場合、取得手段へ電流値の取得指示を送信するとともに、ラッチ手段へ保持内容の書換え指示を送信する制御手段と、を備える。   In order to achieve the above object, in the present invention, a light source control circuit for a light source having a laser diode receives a light emitted from the laser diode and outputs a photocurrent proportional to the power of the light. The acquisition means for acquiring the current value of the photocurrent output from the photodiode when the acquisition instruction is received, the conversion means for converting the current value into the first voltage value, and the rewrite instruction for the first voltage value. The latch means for holding the second voltage value until the first voltage value is received, the drive means for supplying a drive current corresponding to the second voltage value to the laser diode, and the first voltage value and the second voltage value are compared. When the comparison means determines that the first voltage value and the second voltage value do not match, the comparison means transmits an instruction to acquire the current value to the acquisition means, and instructs the latch means to rewrite the stored contents. It includes a signal controlling means.

また、本発明による光源制御回路は、好ましくは、変換手段が生成した第1の電圧値に関するデータを、無線送信する無線送信手段と、無線送信手段により無線送信されたデータを受信する無線受信手段と、をさらに備え、ラッチ手段は、無線受信手段が受信した第1の電圧値を、書換え指示を受信するまで第2の電圧値として保持する。   Further, the light source control circuit according to the present invention is preferably a wireless transmission unit that wirelessly transmits data relating to the first voltage value generated by the conversion unit, and a wireless reception unit that receives the data wirelessly transmitted by the wireless transmission unit. The latch means holds the first voltage value received by the wireless reception means as the second voltage value until a rewrite instruction is received.

上記光源制御回路は、直接露光装置の光源を制御するものとして適用することができる。すなわち、本発明によれば、露光対象基板に光を照射することで露光対象基板上に露光パターンを直接描画する直接露光装置は、複数のレーザダイオードを有する光源と、上述の本発明による光源制御回路と、光源中のレーザダイオードが発した光を、露光パターンを規定した露光データに従って露光対象基板へ向けて反射させる光学エンジンと、を備える。   The light source control circuit can be applied to directly control the light source of the exposure apparatus. That is, according to the present invention, a direct exposure apparatus that directly draws an exposure pattern on an exposure target substrate by irradiating light on the exposure target substrate includes: a light source having a plurality of laser diodes; A circuit, and an optical engine that reflects light emitted from a laser diode in the light source toward an exposure target substrate in accordance with exposure data defining an exposure pattern.

本発明によれば、光源の光出力の校正を自動的に行うことができる。また、本発明による光源制御回路は、直接露光装置の光源を制御するものとして適用することができるので、露光対象基板面上に照射する光を所望の照度分布に制御することができる。   According to the present invention, the light output of the light source can be automatically calibrated. In addition, the light source control circuit according to the present invention can be applied to directly control the light source of the exposure apparatus, so that the light irradiated onto the exposure target substrate surface can be controlled to a desired illuminance distribution.

また、本発明によれば、データ通信に無線を用いるので、有線による通信とは異なり、信号の完全性(シグナルインテグリティ)を確保することができ、電磁障害(EMI)も発生しないまた、有線による電気配線が少ないので、光源制御回路およびこれを有する直接露光装置の構造を簡素にすることができる。したがって、保守性の低下を抑え、結線ミスも生じにくくなる。   In addition, according to the present invention, since wireless communication is used for data communication, signal integrity (signal integrity) can be ensured unlike wired communication, and electromagnetic interference (EMI) does not occur. Since there are few electric wirings, the structure of the light source control circuit and the direct exposure apparatus having the light source control circuit can be simplified. Accordingly, it is possible to suppress a decrease in maintainability and to prevent a connection mistake.

図1は、本発明による光源制御回路の原理ブロック図である。レーザダイオード2を有する光源のための光源制御回路1は、このレーザダイオード2の発する光を受光してこの光のパワー(照度等の光量)に比例した光電流を出力するフォトダイオード3と、取得指示を受信したときに、フォトダイオード3が出力した光電流の電流値を取得する取得手段11と、電流値を第1の電圧値に変換する変換手段12と、第1の電圧値を、書換え指示を受信するまで第2の電圧値として保持するラッチ手段13と、第2の電圧値に応じた駆動電流をレーザダイオード2へ供給する駆動手段14と、第1の電圧値と第2の電圧値とを比較する比較手段15と、第1の電圧値と第2の電圧値とが一致しないと比較手段15が判定した場合、取得手段11へ電流値の取得指示を送信するとともに、ラッチ手段13へ保持内容の書換え指示を送信する制御手段16と、を備える。   FIG. 1 is a principle block diagram of a light source control circuit according to the present invention. A light source control circuit 1 for a light source having a laser diode 2 receives a light emitted from the laser diode 2 and outputs a photocurrent proportional to the power of the light (amount of light such as illuminance). When the instruction is received, the acquisition unit 11 that acquires the current value of the photocurrent output from the photodiode 3, the conversion unit 12 that converts the current value into the first voltage value, and the first voltage value are rewritten. Latch means 13 that holds the second voltage value until receiving an instruction; drive means 14 that supplies a drive current corresponding to the second voltage value to the laser diode 2; first voltage value and second voltage When the comparison means 15 determines that the first voltage value and the second voltage value do not match, the comparison means 15 that compares the values with each other transmits a current value acquisition instruction to the acquisition means 11 and the latch means Keep to 13 And a control unit 16 for transmitting a rewrite instruction of the contents, the.

次に、本発明の実施例として、上記光源制御回路を備える直接露光装置について説明する。図2は、本発明の実施例による直接露光装置の構成図である。   Next, a direct exposure apparatus including the light source control circuit will be described as an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a direct exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.

本発明の実施例によれば、露光対象基板200に光を照射することで露光対象基板200上に露光パターンを直接描画する直接露光装置10は、複数のレーザダイオードと、レーザダイオードの発する光を受光してこの光のパワーに比例した光電流を出力するフォトダイオードと、からなる光源101と、光量測定器21とLD発光制御回路22とを備える光源制御回路と、光源101中のレーザダイオードが発した光を、露光パターンを規定した露光データに従って露光対象基板へ向けて反射させる光学エンジン103と、を備える。   According to the embodiment of the present invention, the direct exposure apparatus 10 that directly draws an exposure pattern on the exposure target substrate 200 by irradiating the exposure target substrate 200 with light includes a plurality of laser diodes and light emitted by the laser diodes. A light source 101 including a photodiode that receives light and outputs a photocurrent proportional to the power of the light, a light source control circuit including a light amount measuring device 21 and an LD light emission control circuit 22, and a laser diode in the light source 101. And an optical engine 103 that reflects emitted light toward an exposure target substrate in accordance with exposure data that defines an exposure pattern.

直接露光装置10において、DMD(ディジタルマイクロミラーデバイス)105に対して相対移動する露光対象基板200上に形成すべき露光パターンに対応した露光データは、光学エンジン103中のDMD105に入力される。   In the direct exposure apparatus 10, exposure data corresponding to an exposure pattern to be formed on the exposure target substrate 200 that moves relative to the DMD (digital micromirror device) 105 is input to the DMD 105 in the optical engine 103.

光源101により生成された単一波長の光は、中継用の光ファイバ104を経由して光学エンジン103に入射される。光学エンジン103においては、光源101から入射された光をコリメートレンズ107−1で平行光に変換し、この平行光を、反射ミラー106を用いてDMD105に照射する。   The single wavelength light generated by the light source 101 enters the optical engine 103 via the relay optical fiber 104. In the optical engine 103, the light incident from the light source 101 is converted into parallel light by the collimator lens 107-1, and this parallel light is irradiated to the DMD 105 using the reflection mirror 106.

DMD105には、傾動可能な複数のマイクロミラー(微小ミラー)が配列されている。DMD105は、入力された露光データに応じて、各マイクロミラーを傾動させることにより、各マイクロミラーによる反射光の向きを適宜変え、投影パターン光を生成する。投影パターン光は、コリメートレンズ107−2により平行光に変換された後、対物レンズ108により焦点深度が補正され、露光対象基板200上に塗布されたフォトレジスト上に結像する。フォトレジスト材は、所定の照度積算量の光の照射を受けると感光し、露光対象基板200上にパターンを形成する。   In the DMD 105, a plurality of tiltable micromirrors (micromirrors) are arranged. The DMD 105 tilts each micromirror according to the input exposure data, thereby appropriately changing the direction of the reflected light from each micromirror and generating projection pattern light. The projection pattern light is converted into parallel light by the collimator lens 107-2, the depth of focus is corrected by the objective lens 108, and an image is formed on the photoresist applied on the exposure target substrate 200. The photoresist material is exposed to light when irradiated with a predetermined amount of integrated illuminance, and forms a pattern on the exposure target substrate 200.

露光対象基板200は、X、Y、Xおよびθ方向に移動可能なステージ111に載せられる。ステージ111は、投影パターンに連動してX−Y方向(縦横方向)に移動する。また、Z方向(高さ方向)にステージ111の位置を調整し、露光対象基板200に対する投影パターンの焦点深度を最適化する。また、露光対象基板200の姿勢補正として必要に応じてZ軸に対して回転角度θを調整可能である。ステージ111の周線部には光量測定器21が設けられるが、光量測定器21のセンサ部分(光量測定スリット31およびフォトダイオード)のみステージ111上に設けられ、その他の部分については、ステージ111の他の箇所やステージ111以外の部分に設けてもよい。 The exposure target substrate 200 is placed on a stage 111 that can move in the X, Y, X, and θ directions. The stage 111 moves in the XY directions (vertical and horizontal directions) in conjunction with the projection pattern. In addition, the position of the stage 111 is adjusted in the Z direction (height direction) to optimize the depth of focus of the projection pattern with respect to the exposure target substrate 200. In addition, the rotation angle θ with respect to the Z axis can be adjusted as necessary for posture correction of the exposure target substrate 200. The light quantity measuring device 21 is provided in the peripheral portion of the stage 111, but only the sensor part (light quantity measuring slit 31 and photodiode 3 ) of the light quantity measuring device 21 is provided on the stage 111, and the other parts are the stage 111. You may provide in other parts and parts other than the stage 111.

露光対象基板200面上に照射する光を、場所によってムラのない、均一なものにするため、露光対象基板200に対する露光処理を開始する前に、対物レンズ108透過後の光が光量測定器21に入射するようステージ111を移動させ、光源101中のレーザダイオードを点灯させて、本発明の実施例による光源制御回路を動作させることにより、光源101の発光量の自動校正を実現する。なお、図2は、ステージ111上に設けた光量測定器21を対物レンズ108の直下近傍に移動させた場合について示している。本発明の実施例による光源制御回路を動作させて光源101の発光量の校正が完了した後は、対物レンズ108透過後の光が露光対象基板200に入射するようステージ111を移動させ、露光処理を実行する。   In order to make the light irradiated onto the surface of the exposure target substrate 200 uniform with no unevenness depending on the location, the light that has passed through the objective lens 108 is measured before the exposure process for the exposure target substrate 200 is started. The stage 111 is moved so as to enter the light source, the laser diode in the light source 101 is turned on, and the light source control circuit according to the embodiment of the present invention is operated, thereby realizing automatic calibration of the light emission amount of the light source 101. FIG. 2 shows a case where the light quantity measuring device 21 provided on the stage 111 is moved to a position immediately below the objective lens 108. After the light source control circuit according to the embodiment of the present invention is operated to calibrate the light emission amount of the light source 101, the stage 111 is moved so that the light transmitted through the objective lens 108 enters the exposure target substrate 200, and exposure processing is performed. Execute.

次に、本発明の実施例における、光源制御回路を構成する光量測定器21およびLD発光制御回路22の構成について、図3および4を用いて説明する。図3は、本発明の実施例による光源制御回路における光量測定器の構成を示すブロック図である。また、図4は、本発明の実施例による光源制御回路におけるLD発光制御回路の構成を示すブロック図である。   Next, the configuration of the light quantity measuring device 21 and the LD light emission control circuit 22 constituting the light source control circuit in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the light quantity measuring device in the light source control circuit according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the LD light emission control circuit in the light source control circuit according to the embodiment of the present invention.

図3に示す光量測定器21において、光学エンジンからの光出力を、光量測定スリット31を介して、フォトダイオード3で受光する。フォトダイオード3が光を受光すると、この光のパワー(照度等の光量)に比例した光電流(モニタ電流)を出力する。フォトダイオード3の受光面は、露光対象基板の露光面に相当する位置(高さ)に設けられるので、フォトダイオード3が受光する光のパワーは、露光対象基板の露光面における光のパワーである。なお、光量測定スリット31には、所定の開口面積を有する開口部が設けられる。   In the light quantity measuring device 21 shown in FIG. 3, the light output from the optical engine is received by the photodiode 3 through the light quantity measurement slit 31. When the photodiode 3 receives light, it outputs a photocurrent (monitor current) proportional to the power of the light (light quantity such as illuminance). Since the light receiving surface of the photodiode 3 is provided at a position (height) corresponding to the exposure surface of the exposure target substrate, the light power received by the photodiode 3 is the light power on the exposure surface of the exposure target substrate. . The light quantity measurement slit 31 is provided with an opening having a predetermined opening area.

この光電流を取得するのは、後述する図4に示すLD発光制御回路22におけるコントローラ41から、無線モジュール42および無線モジュール34間の無線通信を介して、取得指示を受信したときである。   This photocurrent is acquired when an acquisition instruction is received from the controller 41 in the LD light emission control circuit 22 shown in FIG. 4 to be described later via wireless communication between the wireless module 42 and the wireless module 34.

電流−電圧変換回路32は、光電流の電流値Imを、電圧値Va(Im)に変換するものである。この段階では電圧値Va(Im)はアナログ値である。A/D変換器33は、アナログの電圧値Va(Im)をディジタルの電圧値V(Im)に変換するものである。本発明の実施例では、A/D変換器33をマイクロコンピュータ35で構成する。マイクロコンピュータ35はまた、無線モジュール34およびコンピュータ37との通信プロトコル制御を行う。なお、マイクロコンピュータ35の代わりに、FPGA(Field Programable Gate Array)などのPLD(Programable Logic Circuit)を用いてもよく、この場合は、A/D変換器33はPLD内には含まれず、別体のものとなる。   The current-voltage conversion circuit 32 converts the current value Im of the photocurrent into a voltage value Va (Im). At this stage, the voltage value Va (Im) is an analog value. The A / D converter 33 converts the analog voltage value Va (Im) into a digital voltage value V (Im). In the embodiment of the present invention, the A / D converter 33 is constituted by a microcomputer 35. The microcomputer 35 also performs communication protocol control with the wireless module 34 and the computer 37. Instead of the microcomputer 35, a PLD (Programmable Logic Circuit) such as an FPGA (Field Programmable Gate Array) may be used. In this case, the A / D converter 33 is not included in the PLD. Will be.

なお、マイクロコンピュータ35において、A/D変換器33によって生成されたディジタルの電圧値V(Im)を用いて、光出力や照度を計算し(参照符号36)、これら計算結果を外部のコンピュータ37によって他の目的に利用できるようにしてもよい。   In the microcomputer 35, the optical output and illuminance are calculated using the digital voltage value V (Im) generated by the A / D converter 33 (reference numeral 36). May be used for other purposes.

ディジタルの電圧値V(Im)に関するデータは、無線モジュール34の無線通信により、図4の無線モジュール42へ送信される。図3に示す光量測定器21における無線モジュール34と図4に示すLD発光制御回路22における無線モジュール42との間の無線通信の規格には特に制限はない。例えば無線LANで実現してもよいが、直接露光装置周辺の限られた空間内で相互通信が可能であれば十分であるため、小電力の無線通信でよい。例えば、狭い通信範囲(数m〜数十m)を有する無線ネットワークWPAN(Wireless Personal Area Network)と呼ばれているものでよく、IEEE802.15.1(Bluetooth(登録商標))、IEEE802.15.3a(UWB)、IEEE802.15.4(ZigBee(登録商標))などがある。このように本発明の実施例では、有線ではなく無線で通信を行うので、LD発光制御回路22の構造は容易であるといえる。   Data relating to the digital voltage value V (Im) is transmitted to the wireless module 42 of FIG. 4 by wireless communication of the wireless module 34. There is no particular limitation on the standard of wireless communication between the wireless module 34 in the light quantity measuring device 21 shown in FIG. 3 and the wireless module 42 in the LD light emission control circuit 22 shown in FIG. For example, it may be realized by a wireless LAN, but it is sufficient if mutual communication is possible within a limited space around the direct exposure apparatus. For example, it may be called a wireless network WPAN (Wireless Personal Area Network) having a narrow communication range (several meters to several tens of meters), such as IEEE 802.15.1 (Bluetooth (registered trademark)), IEEE 802.15. 3a (UWB), IEEE 802.15.4 (ZigBee (registered trademark)), and the like. As described above, in the embodiment of the present invention, communication is performed wirelessly instead of wired, so the structure of the LD light emission control circuit 22 can be said to be easy.

図4に示すLD発光制御回路22におけるコントローラ41が無線モジュール41を通じて図3に示す光量測定器21内の無線モジュール34へ取得指示を送信すると、その後、無線モジュール42は、無線モジュール34から電圧値V(Im)に関するデータを受信することになる。   When the controller 41 in the LD light emission control circuit 22 shown in FIG. 4 transmits an acquisition instruction to the wireless module 34 in the light quantity measuring device 21 shown in FIG. 3 through the wireless module 41, the wireless module 42 then sends a voltage value from the wireless module 34. Data regarding V (Im) is received.

無線モジュール42が受信した電圧値V(Im)は、比較演算回路44とラッチ回路43とに入力されるが、ラッチ回路43では、コントローラ41から保持内容の書換え指示を受信するまで、当該保持内容である電圧値V(Im)を保持し続ける。本明細書では、便宜上、無線モジュール42が受信して比較演算回路44に入力される電圧値をV(Im)1、ラッチ回路43に保持されていて比較演算回路44に入力される電圧値をV(Im)2と記述する。すなわち、電圧値V(Im)1は、電圧値V(Im)2の次に新たに取得された値である。   The voltage value V (Im) received by the wireless module 42 is input to the comparison operation circuit 44 and the latch circuit 43. In the latch circuit 43, the held content is retained until an instruction to rewrite the retained content is received from the controller 41. The voltage value V (Im) that is In this specification, for convenience, the voltage value received by the wireless module 42 and input to the comparison operation circuit 44 is V (Im) 1, and the voltage value held by the latch circuit 43 and input to the comparison operation circuit 44 is It is described as V (Im) 2. That is, the voltage value V (Im) 1 is a value newly acquired after the voltage value V (Im) 2.

比較演算回路44は、無線モジュール42が受信した電圧値V(Im)1と、ラッチ回路43が保持していた電圧値V(Im)2とを比較するものである。   The comparison operation circuit 44 compares the voltage value V (Im) 1 received by the wireless module 42 with the voltage value V (Im) 2 held by the latch circuit 43.

コントローラ41は、比較演算回路44が電圧値V(Im)2と電圧値V(Im)1とが一致しないと判定した場合、無線モジュール42を通じて図3に示す光量測定器21内の無線モジュール34へ取得指示を送信するとともに、ラッチ回路43へ保持内容の書換え指示を送信するものである。つまり、新たに取得された電圧値V(Im)1が電圧値V(Im)2としてラッチ回路43に保持される。   When the comparison calculation circuit 44 determines that the voltage value V (Im) 2 and the voltage value V (Im) 1 do not match, the controller 41 passes through the wireless module 42 and the wireless module 34 in the light quantity measuring device 21 shown in FIG. An acquisition instruction is transmitted to the latch circuit 43, and an instruction to rewrite the retained content is transmitted to the latch circuit 43. That is, the newly acquired voltage value V (Im) 1 is held in the latch circuit 43 as the voltage value V (Im) 2.

LD発光制御回路22には、次のような公知のオートパワーコントロール方式の駆動回路が構成される。すなわち、D/A変換器45は、ラッチ回路に保持されているディジタルの電圧値V(Im)2を、アナログの電圧値Va(Im)1に変換する。ゲイン調整回路46は、電圧値Va(Im)1に適当なゲイン(電圧増幅率)をかけて電圧値を調節する。この電圧値は、電圧−電流変換回路47によって電流値Imに変換される。カレントミラー回路48で電流値Imを複製し、定電流として可変抵抗Rpに流す。この可変抵抗Rpにより、電圧Vmがオームの法則により発生する。比較演算回路49は、電圧Vmと基準電圧Vrefとを比較し、LD発光駆動回路50は、電圧Vmと基準電圧Vrefとが一致するように、電流源51の駆動電流Iopを制御する。駆動電流Iopがレーザダイオード2に流入すると、レーザダイオード2は駆動電流Iopの大きさに応じた発光量で発光する。   The LD light emission control circuit 22 includes a known auto power control type drive circuit as follows. That is, the D / A converter 45 converts the digital voltage value V (Im) 2 held in the latch circuit into an analog voltage value Va (Im) 1. The gain adjustment circuit 46 adjusts the voltage value by applying an appropriate gain (voltage amplification factor) to the voltage value Va (Im) 1. This voltage value is converted into a current value Im by a voltage-current conversion circuit 47. The current value Im is duplicated by the current mirror circuit 48 and is passed through the variable resistor Rp as a constant current. Due to this variable resistance Rp, the voltage Vm is generated according to Ohm's law. The comparison operation circuit 49 compares the voltage Vm with the reference voltage Vref, and the LD light emission drive circuit 50 controls the drive current Iop of the current source 51 so that the voltage Vm matches the reference voltage Vref. When the drive current Iop flows into the laser diode 2, the laser diode 2 emits light with a light emission amount corresponding to the magnitude of the drive current Iop.

LD発光制御回路22内のラッチ回路43、比較演算回路44およびコントローラ41は、マイクロコンピュータもしくはPLD(Programmable Logic Device)により構成することができる。なお、マイクロコンピュータにより構成する場合は、D/A変換器45もこの構成に含めることができる。もちろん、ラッチ回路43、比較演算回路44、コントローラ41およびD/A変換器45をそれぞれ別体の素子で構成してもよい。   The latch circuit 43, the comparison operation circuit 44, and the controller 41 in the LD light emission control circuit 22 can be configured by a microcomputer or a PLD (Programmable Logic Device). In the case of a microcomputer, the D / A converter 45 can be included in this configuration. Of course, the latch circuit 43, the comparison operation circuit 44, the controller 41, and the D / A converter 45 may be configured as separate elements.

次に、本発明の実施例における、光源制御回路の動作について、図5を用いて説明する。図5は、本発明の実施例による光源制御回路の動作フローを示すフローチャートである。まず初期動作S100として、ステップS101〜S106の各処理が実行される。   Next, the operation of the light source control circuit in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing an operation flow of the light source control circuit according to the embodiment of the present invention. First, as initial operation S100, each process of steps S101 to S106 is executed.

ステップS101において、LD発光制御回路22内のコントローラ41は、LD発光駆動回路50を制御してレーザダイオード2の発光を開始させる。なお、このときの発光量は適当な量でよい。また、この時点では、ラッチ回路43においては、まだ電圧値は何も保持されていない。   In step S101, the controller 41 in the LD light emission control circuit 22 controls the LD light emission drive circuit 50 to start light emission of the laser diode 2. At this time, the light emission amount may be an appropriate amount. At this time, no voltage value is held in the latch circuit 43 yet.

次いで、ステップS102において、コントローラ41は、無線モジュール42を通じて光量測定器21内の無線モジュール34へ取得指示を送信する。光量測定器21内のマイクロコンピュータ37は、無線モジュール34を通じてこの取得指示を受信すると、ステップS103において、フォトダイオード3で受光した光のパワーに比例した光電流の電流値Imを取得し、電流−電圧変換回路32によって電圧値Va(Im)に変換し、A/D変換器33によってディジタルの電圧値V(Im)に変換する。取得されたディジタルの電圧値V(Im)1に関するデータは、無線モジュール34の無線通信により、LD発光制御回路内の無線モジュール42へ送信される。   Next, in step S <b> 102, the controller 41 transmits an acquisition instruction to the wireless module 34 in the light amount measuring device 21 through the wireless module 42. When the microcomputer 37 in the light quantity measuring device 21 receives this acquisition instruction through the wireless module 34, in step S103, the microcomputer 37 acquires the current value Im of the photocurrent proportional to the power of the light received by the photodiode 3, and the current − The voltage conversion circuit 32 converts it into a voltage value Va (Im), and the A / D converter 33 converts it into a digital voltage value V (Im). Data about the acquired digital voltage value V (Im) 1 is transmitted to the wireless module 42 in the LD light emission control circuit by wireless communication of the wireless module 34.

次いで、ステップS104において、ラッチ回路43は、無線モジュール42が受信した電圧値V(Im)1を保持する。ラッチ回路43は、コントローラ41から保持内容の書換え指示を受信するまで、当該保持内容を保持し続ける。   Next, in step S104, the latch circuit 43 holds the voltage value V (Im) 1 received by the wireless module 42. The latch circuit 43 continues to hold the held content until it receives an instruction to rewrite the held content from the controller 41.

次いで、ステップS105において、ラッチ回路43に保持されているディジタルの電圧値V(Im)2が、D/A変換器45へ出力され、次いでステップS106において、電圧値V(Im)2に対して、公知のオートパワーコントロール方式の制御が実行される。   Next, in step S105, the digital voltage value V (Im) 2 held in the latch circuit 43 is output to the D / A converter 45. Next, in step S106, the voltage value V (Im) 2 is output. Then, control of a known auto power control system is executed.

次いで、ステップS107において、コントローラ41は、無線モジュール42を通じて光量測定器21内の無線モジュール34へ取得指示を送信する。   Next, in step S <b> 107, the controller 41 transmits an acquisition instruction to the wireless module 34 in the light quantity measuring device 21 through the wireless module 42.

光量測定器21内のマイクロコンピュータ35は、無線モジュール34を通じて取得指示を受信すると、ステップS108において、フォトダイオード3で受光した光のパワーに比例した光電流の電流値Imを取得し、電流−電圧変換回路32によって電圧値Va(Im)に変換し、A/D変換器33によってディジタルの電圧値V(Im)に変換する。ディジタルの電圧値V(Im)に関するデータは、無線モジュール34の無線通信により、LD発光制御回路内の無線モジュール42へ送信される。   When receiving the acquisition instruction through the wireless module 34, the microcomputer 35 in the light quantity measuring device 21 acquires the current value Im of the photocurrent proportional to the power of the light received by the photodiode 3 in step S108, and the current-voltage The voltage is converted into a voltage value Va (Im) by the conversion circuit 32, and is converted into a digital voltage value V (Im) by the A / D converter 33. Data relating to the digital voltage value V (Im) is transmitted to the wireless module 42 in the LD light emission control circuit by wireless communication of the wireless module 34.

次いで、ステップS109において、比較演算回路44は、無線モジュール42が受信した電圧値V(Im)1と、ラッチ回路43が保持していた電圧値V(Im)2とを比較する。   Next, in step S109, the comparison operation circuit 44 compares the voltage value V (Im) 1 received by the wireless module 42 with the voltage value V (Im) 2 held by the latch circuit 43.

ステップS109において比較演算回路44が電圧値V(Im)2と電圧値V(Im)1とが一致しないと判定した場合、ステップS110へ進む。ステップS110では、コントローラ41は、ラッチ回路43へ保持内容の書換え指示を送信する。これによりラッチ回路43は、既に保持していた内容については書き換えられて、無線モジュール42が受信した電圧値V(Im)1を、新たに電圧値V(Im)2として保持することになる。   When the comparison calculation circuit 44 determines in step S109 that the voltage value V (Im) 2 and the voltage value V (Im) 1 do not match, the process proceeds to step S110. In step S <b> 110, the controller 41 transmits a retention content rewrite instruction to the latch circuit 43. As a result, the latch circuit 43 rewrites the contents already held, and newly holds the voltage value V (Im) 1 received by the wireless module 42 as the voltage value V (Im) 2.

次いで、ステップS111において、ラッチ回路43に保持されているディジタルの電圧値V(Im)2が、D/A変換器45へ出力され、次いでステップS112において、電圧値V(Im)に対して、公知のオートパワーコントロール方式の制御が実行される。   Next, in step S111, the digital voltage value V (Im) 2 held in the latch circuit 43 is output to the D / A converter 45, and then in step S112, with respect to the voltage value V (Im), Control of a known auto power control method is executed.

ステップS109において比較演算回路44が電圧値V(Im)2と電圧値V(Im)1とが一致すると判定されるまで、ステップS110、S112、S112、S107、S108およびS109の一連の処理が繰り返し実行されることになる。   The series of processing of steps S110, S112, S112, S107, S108, and S109 is repeated until the comparison operation circuit 44 determines in step S109 that the voltage value V (Im) 2 and the voltage value V (Im) 1 match. Will be executed.

一方、ステップS109において比較演算回路44が電圧値V(Im)2と電圧値V(Im)1とが一致すると判定されると、ステップS113へ進む。ステップS113において、その時点でラッチ回路43に保持されているディジタルの電圧値V(Im)2が、D/A変換器45へ出力され、次いでステップS114において、この電圧値V(Im)2に対して、公知のオートパワーコントロール方式の制御が実行される。すなわち、この場合、光源の発光は所望の発光量に安定させることができたことになるので、ラッチ回路43の保持内容は書き換えられることはなく、その時点でラッチ回路43に保持されているディジタルの電圧値V(Im)2に基づき、公知のオートパワーコントロール方式の制御が実行される。これにより、本発明の実施例による光源制御回路による光源101の発光量の自動校正が完了する。   On the other hand, when the comparison calculation circuit 44 determines in step S109 that the voltage value V (Im) 2 and the voltage value V (Im) 1 match, the process proceeds to step S113. In step S113, the digital voltage value V (Im) 2 held in the latch circuit 43 at that time is output to the D / A converter 45, and then in step S114, the voltage value V (Im) 2 is set. On the other hand, control of a known auto power control system is executed. That is, in this case, since the light emission of the light source can be stabilized to a desired light emission amount, the contents held in the latch circuit 43 are not rewritten, and the digital data held in the latch circuit 43 at that time is not rewritten. Based on the voltage value V (Im) 2, the control of the known auto power control method is executed. Thus, the automatic calibration of the light emission amount of the light source 101 by the light source control circuit according to the embodiment of the present invention is completed.

本発明の実施例による光源制御回路を動作させて光源101の発光量を校正した後は、露光対象基板200の基板面上に相当する位置(高さ)における照射光が、場所によって安定したものになったことから、図2に示す対物レンズ108透過後の光が露光対象基板200に入射するようステージ111を移動させ、露光処理を実行する。なお、本発明の実施例による光源制御回路による光源101の発光量の自動校正は、必要に応じて実行すればよく、露光処理ごとに実行したり、あるいは製品があるロット数に達した時点で実行すればよい。   After the light source control circuit according to the embodiment of the present invention is operated and the light emission amount of the light source 101 is calibrated, the irradiation light at the position (height) corresponding to the substrate surface of the exposure target substrate 200 is stabilized depending on the location. Therefore, the stage 111 is moved so that the light transmitted through the objective lens 108 shown in FIG. 2 is incident on the exposure target substrate 200, and the exposure process is executed. It should be noted that the automatic calibration of the light emission amount of the light source 101 by the light source control circuit according to the embodiment of the present invention may be executed as necessary, and is executed for each exposure process or when the product reaches a certain number of lots. Just do it.

本発明は、レーザダイオードと、このレーザダイオードの発光強度を制御するために配置された、レーザダイオードの発する光を受光するフォトダイオードと、からなる光源の発光量の校正に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for calibrating the light emission amount of a light source including a laser diode and a photodiode that receives light emitted from the laser diode and is arranged to control the light emission intensity of the laser diode.

本発明は、特に、直接露光装置の光源としてレーザダイオードが多数用いられる場合に非常に有効である。このような直接露光装置においては、露光対象物に光を照射するための面光源が、複数の光源が配列されて構成される。直接露光装置によれば、露光対象物(露光対象基板)の伸縮、歪み、ずれなどに対処するための補正を、露光データの生成の段階で予め行うことができ、あるいはリアルタイムで行うことができるので、製造精度の向上、歩留まりの向上、納期の短縮、製造コストの低減などの利点がもたらされる。   The present invention is very effective particularly when a large number of laser diodes are used as the light source of the direct exposure apparatus. In such a direct exposure apparatus, a surface light source for irradiating light on an exposure target is configured by arranging a plurality of light sources. According to the direct exposure apparatus, correction for dealing with expansion / contraction, distortion, displacement, etc. of the exposure object (exposure target substrate) can be performed in advance at the stage of generating the exposure data, or can be performed in real time. Therefore, advantages such as improved manufacturing accuracy, improved yield, shorter delivery time, and reduced manufacturing cost are brought about.

本発明による光源制御回路の原理ブロック図である。It is a principle block diagram of the light source control circuit by this invention. 本発明の実施例による直接露光装置の構成図である。It is a block diagram of the direct exposure apparatus by the Example of this invention. 本発明の実施例による光源制御回路における光量測定器の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the light quantity measuring device in the light source control circuit by the Example of this invention. 本発明の実施例による光源制御回路におけるLD発光制御回路の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the LD light emission control circuit in the light source control circuit by the Example of this invention. 本発明の実施例による光源制御回路の動作フローを示すフローチャートである。4 is a flowchart illustrating an operation flow of a light source control circuit according to an embodiment of the present invention. DMDを用いた直接露光装置の一従来例を例示する図である。It is a figure which illustrates one prior art example of the direct exposure apparatus using DMD. 一般的なオートパワーコントロールに基づくレーザダイオードの制御ブロック図である。It is a control block diagram of a laser diode based on general auto power control. 一般的なオートカレントコントロールに基づくレーザダイオードの制御ブロック図である。It is a control block diagram of a laser diode based on general auto-current control. 露光対象基板に対する露光処理を開始する前に実行される、光源の校正方法の一従来例を説明する図である。It is a figure explaining one prior art example of the calibration method of the light source performed before starting the exposure process with respect to an exposure object board | substrate.

符号の説明Explanation of symbols

1 光源制御回路
2 レーザダイオード
3 フォトダイオード
10 直接露光装置
11 取得手段
12 変換手段
13 ラッチ手段
14 駆動手段
15 比較手段
16 制御手段
21 光量測定器
22 LD発光制御回路
31 光量測定スリット
32 電流−電圧変換回路
33 A/D変換器
34 無線モジュール
35 マイクロコンピュータ
36 光出力および照度計算ブロック
37 コンピュータ
41 コントローラ
42 無線モジュール
43 ラッチ回路
44 比較演算回路
45 D/A変換器
46 ゲイン調整回路
47 電圧−電流変換回路
48 カレントミラー回路
49 比較演算回路
50 LD発光駆動回路
51 定電流源
101 光源
103 光学エンジン
104 光ファイバ
105 DMD
106 反射ミラー
107−1、107−2 コリメートレンズ
108 対物レンズ
110 照度計
111 ステージ
200 露光対象基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source control circuit 2 Laser diode 3 Photodiode 10 Direct exposure apparatus 11 Acquisition means 12 Conversion means 13 Latch means 14 Drive means 15 Comparison means 16 Control means 21 Light quantity measuring device 22 LD light emission control circuit 31 Light quantity measurement slit 32 Current-voltage conversion Circuit 33 A / D converter 34 Wireless module 35 Microcomputer 36 Light output and illuminance calculation block 37 Computer 41 Controller 42 Wireless module 43 Latch circuit 44 Comparison operation circuit 45 D / A converter 46 Gain adjustment circuit 47 Voltage-current conversion circuit 48 Current mirror circuit 49 Comparison operation circuit 50 LD light emission drive circuit 51 Constant current source 101 Light source 103 Optical engine 104 Optical fiber 105 DMD
106 Reflecting mirrors 107-1, 107-2 Collimating lens 108 Objective lens 110 Illuminance meter 111 Stage 200 Exposure target substrate

Claims (4)

レーザダイオードを有する光源のための光源制御回路であって、
前記レーザダイオードの発する光を受光して前記光のパワーに比例した光電流を出力するフォトダイオードと、
取得指示を受信したときに、前記フォトダイオードが出力した前記光電流の電流値を取得する取得手段と、
前記電流値を第1の電圧値に変換する変換手段と、
前記第1の電圧値を、書換え指示を受信するまで第2の電圧値として保持するラッチ手段と、
前記第2の電圧値に応じた駆動電流を前記レーザダイオードへ供給する駆動手段と、
前記第1の電圧値と前記第2の電圧値とを比較する比較手段と、
前記第1の電圧値と前記第2の電圧値とが一致しないと前記比較手段が判定した場合、前記取得手段へ前記電流値の取得指示を送信するとともに、前記ラッチ手段へ保持内容の書換え指示を送信する制御手段と、
を備えることを特徴とする光源制御回路。
A light source control circuit for a light source having a laser diode,
A photodiode that receives light emitted by the laser diode and outputs a photocurrent proportional to the power of the light;
An acquisition means for acquiring a current value of the photocurrent output from the photodiode when an acquisition instruction is received;
Conversion means for converting the current value into a first voltage value;
Latch means for holding the first voltage value as a second voltage value until a rewrite instruction is received;
Driving means for supplying a driving current corresponding to the second voltage value to the laser diode;
Comparing means for comparing the first voltage value and the second voltage value;
When the comparison means determines that the first voltage value and the second voltage value do not match, the current value acquisition instruction is transmitted to the acquisition means, and the retention content rewrite instruction to the latch means Control means for transmitting
A light source control circuit comprising:
前記変換手段が生成した前記第1の電圧値に関するデータを、無線送信する無線送信手段と、
前記無線送信手段により無線送信された前記データを受信する無線受信手段と、
をさらに備え、
前記ラッチ手段は、前記無線受信手段が受信した前記第1の電圧値を、前記書換え指示を受信するまで第2の電圧値として保持する請求項1に記載の光源制御回路。
Wireless transmission means for wirelessly transmitting data relating to the first voltage value generated by the conversion means;
Wireless receiving means for receiving the data wirelessly transmitted by the wireless transmitting means;
Further comprising
The light source control circuit according to claim 1, wherein the latch unit holds the first voltage value received by the wireless reception unit as a second voltage value until the rewrite instruction is received.
前記ラッチ手段、前記比較手段および前記制御手段は、マイクロコンピュータもしくはPLDにより構成される請求項1または2に記載の光源制御回路。   The light source control circuit according to claim 1, wherein the latch unit, the comparison unit, and the control unit are configured by a microcomputer or a PLD. 露光対象基板に光を照射することで前記露光対象基板上に露光パターンを直接描画する直接露光装置であって、
複数のレーザダイオードを有する光源と、
請求項1〜3のいずれか一項に記載の光源制御回路と、
前記光源中の前記レーザダイオードが発した光を、前記露光パターンを規定した露光データに従って前記露光対象基板へ向けて照射させる光学エンジンと、
を備えることを特徴とする直接露光装置。
A direct exposure apparatus that directly draws an exposure pattern on the exposure target substrate by irradiating the exposure target substrate with light,
A light source having a plurality of laser diodes;
The light source control circuit according to any one of claims 1 to 3,
An optical engine that irradiates light emitted by the laser diode in the light source toward the substrate to be exposed according to exposure data defining the exposure pattern;
A direct exposure apparatus comprising:
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