(57)【要約】      （修正有）【課題】光学系の特性を適正に維持する。【解決手段】射出口に１つの光学素子を有するハウジングと、光源の近傍に配置され光源の光量を測定する第１光量センサ４１と、基板の周辺で光学素子を経由した光量を測定する第２光量センサ４５と、ハウジング外の温度及び湿度を測定する周囲温湿度センサ（ＭＴ１）と、ハウジング内の温度及び湿度を測定する内部温湿度センサ（ＭＴ２，ＭＴ３）と、ハウジング内の空調を行う空調部５０と、第１光量センサに基づいて光源の寿命期間を判定する第１判定部９７と、光源が寿命期間内であった場合に第１判定部が第２光量センサに基づいて光学素子の特性の良否を判定する第２判定部９８と、周囲温湿度センサ及び内部温湿度センサに基づいて空調部の設定変更が必要か否かを判定する第３判定部９９と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの照射光で基板にパターンを形成する露光装置において、
前記光源と前記光源から照射した光線を前記基板に導く複数の光学素子とを有し、射出口に１つの光学素子を有するハウジングと、
前記光源の近傍に配置され前記光源の光量を測定する第１光量センサと、
前記ハウジングの外側で且つ前記基板の周辺で前記光学素子を経由した光量を測定する第２光量センサと、
前記ハウジング外の温度及び湿度を測定する周囲温湿度センサと、
前記ハウジング内の温度及び湿度を測定する内部温湿度センサと、
前記ハウジング内の空調を行う空調部と、
前記第１光量センサに基づいて前記光源の寿命期間を判定する第１判定部と、
前記光源が寿命期間内であった場合に、第１判定部が前記前記第２光量センサに基づいて前記光学素子の特性の良否を判定する第２判定部と、
前記光学素子が不良である場合に、前記周囲温湿度センサ及び前記内部温湿度センサに基づいて前記空調部の設定変更が必要か否かを判定する第３判定部と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記第３判定部が前記空調部の設定変更を不要と判定した場合は、前記光学素子が不良であると表示されることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記第３判定部が前記空調部の設定変更を必要と判定し、前記空調部が設定変更された状態で所定時間経過しても、前記第３判定部が前記空調部の設定変更を必要と判定した場合は、前記光学素子に結露の可能性があると表示されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記ハウジングは前記光源と前記複数の光学素子の一部とを有する第１ハウジングと、前記複数の光学素子の残りを有する第２ハウジングとを有し、
前記内部温湿度センサは、前記第１ハウジング内の第１内部温度センサと前記第２ハウジング内の第２内部温度センサとを有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項５】
前記第１ハウジングの射出口には前記光学素子が配置され、前記第２ハウジングの入射口及び射出口には前記光学素子が配置されることを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
【請求項６】
前記光学素子は、光学レンズ、光学ミラー又は特定波長を透過する光学フィルタを含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子回路基板、液晶素子用ガラス基板、ＰＤＰ用ガラス素子基板等の基板にパターンを露光描画する露光描画装置に係り、光学系の状態を観察することで安定して露光処理を維持する制御システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子回路基板（プリント回路基板）は、例えば、携帯電話、各種モバイル機器、パーソナルコンピュータ等の電子機器に搭載されている。これらの電子機器の小型化に伴い、電子回路基板は回路の高集積化、また配線、接続用ランド及びビア等のパターンについての微細化、さらに基板の薄型化も要求されている。これらの薄型化された精密な電子回路基板を形成するための露光描画装置は、その装置内における光学系の光学特性の変化を最小限に抑え、安定して且つ確実にパターンを形成、評価できる設備が要求されている。
【０００３】
光学系における光学特性の変化の要因として、例えば、露光描画装置内の密閉空間に設置された光源の熱放射により密閉空間の温度が上昇し、光学定数が変化する問題がある。また露光描画装置外の気温との温度差による結露の問題、また光学系の熱及び被照射物からの昇華物により光学系に汚れが発生する問題がある。さらに、露光描画装置の使用時間及び環境による光学特性の経時変化の問題もある。
【０００４】
密閉空間の温度管理には特許文献１に示されるように、冷媒自然循環式熱交換システムが用いられることで、蒸発器の表面が結露せずに適切な温度に調節可能となる。外気温との温度差による結露には特許文献２に示されるように、密閉室内に設置した温度測定用抵抗体と開放室に設置された湿度測定用抵抗体の測定結果から、密閉室の壁面の結露を予想し、結露防止装置を作動させることができる。
【０００５】
光学系の汚れは、基板に塗布された感光材が光学系から射出される光線によって反応し、その一部が昇華して光学系に付着するためである。また光学系の設置する環境によっては、他の工程による化学的な異物が浮遊し、これらの異物が光学系の表面に付着し、光線の透過率を下げる原因になる。さらに光源の使用時間により光量が減少するなどの経時変化がおこる。
【特許文献１】特開平１１−６３５６１号公報
【特許文献２】特開平７−１４６２６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、実際には電子回路基板にパターンを形成する露光描画装置の光学系又は表面観察用装置の光学系において光学特性の変化がおきてもその原因を特定できない。つまり光学特性の劣化が、光学系の汚れなのか、結露によるものか、使用時間によるものか、または、これらが複合しておきているのかを判断するのが難しく、光学系の特性を適正な制御で維持できてないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
課題を解決する手段として、第１の観点の露光描画装置はハウジング内に光源と、光源から照射した光線を基板に導く複数の光学素子と、を密閉空間内に設置し、ハウジングに射出口を形成して、そこに１つの光学素子を設置している。ハウジング内部の光源の近傍には光源の光量を測定する第１光量センサを設置して、照射光量を計測する。またハウジング外部の基板の周辺には第２光量センサを設置して、光学素子を経由した露光光量を測定する。ハウジング外部には、温度及び湿度を測定する周囲温湿度センサを設置し、ハウジング内部には、温度及び湿度を測定する内部温湿度センサを設置する。露光描画装置はこれらのセンサを監視することで、安定して露光処理を行うことができる。つまり、露光描画装置は第１光量センサにより光源の寿命期間を判定する第１判定部を有し、第１判定部で寿命期間内と判定された場合に、第２光量センサにより光学素子の特性の良否を判定する第２判定部を有し、光学素子が不良である場合に、周囲温湿度センサ及び内部温湿度センサに基づいて空調部の設定変更が必要か否かを判定する第３判定部を有する。
【０００８】
この構成により、光学特性の変化が、光学系の汚れなのか、結露によるものか、使用時間によるものかなどを判断するのができる。このため、光学特性の変化に応じて対応することができる。
【０００９】
第２の観点の露光描画装置は、第１の観点に記載の第３判定部が空調部の設定変更を不要と判定した場合に、光学特性の変化の原因が光学素子と判断して、光学素子の不良を表示することを特徴としている。
【００１０】
第３の観点の露光描画装置は、第１の観点に記載の第３判定部が空調部の設定変更を必要と判定し、空調部の設定を変更して所定時間経過しても、第３判定部が空調部の設定変更を必要と判定した場合において、光学素子に結露の可能性があると表示させることを特徴としている。
【００１１】
第４の観点の露光描画装置は、第１の観点に記載のハウジングが２つに分割され複数の光学素子の一部を有する第１ハウジングと、複数の光学素子の残りを有する第２ハウジングとを有していて、第１ハウジング内の第１内部温度センサと第２ハウジング内の第２内部温度センサとを有することを特徴としている。
【００１２】
第５の観点の露光描画装置は、第４の観点に記載の第１ハウジングの射出口に光学素子が配置され、第２ハウジングの入射口及び射出口にも同様な光学素子が配置されることを特徴としている。またこれらの光学素子は、光学レンズ、光学ミラー又は特定波長を透過する光学フィルタなどで構成されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の露光描画装置は、基板の露光描画処理時に光学系の光学特性の変化を複数のセンサで継続的に監視し、露光描画装置の設置環境及び光学系内部の温湿度を監視する制御システムを導入することにより、光学特性の変化を最小範囲にとどめた状態で安定して露光描画処理を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
《第１実施形態》
以下は、図面を参照して本発明の露光装置１００及びそのメイン制御部９０についての実施形態を説明する。図１は露光装置１００の全体構成を示した斜視図である。
【００１５】
＜露光装置１００の構成＞
露光装置１００は、大別して、筐体１１、ゲート状構造体１２、第１ハウジング２０、第２ハウジング３０及びメイン制御部９０で構成されている。筐体１１の上にはゲート状構造体１２が設置され、固定されている。ゲート状構造体１２の上には２箇所の第１ハウジング２０が設置され、ゲート状構造体１２の内側に１箇所の第２ハウジング３０が設置されている。第１ハウジング２０と第２ハウジング３０とはそれぞれ密閉された箱構造で形成されている。
【００１６】
筐体１１の上面には基板載置テーブル１５が設置され、基板ＳＷを吸着固定する。基板載置テーブル１５にはＸＹ平面の水平方向に移動可能な駆動装置（不図示）が設置され、ゲート状構造体１２の下部の空間を移動する。
【００１７】
基板載置テーブル１５は、ゲート状構造体１２の下部の露光位置に移動し、該基板載置テーブル１５に載置される基板ＳＷにパターンを形成させることができる。なお、基板載置テーブル１５の駆動装置は、例えばリニア移動手段にて基板載置テーブル１５を精密な位置に筐体のＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能となっている。なお駆動装置は、リニア移動手段だけでなく、ボールねじと、スライドウエイと、ねじ駆動用モータ等で構成する移動手段を用いてもよい。
【００１８】
基板載置テーブル１５に載置する基板ＳＷは、薄く形成されたＸ軸方向に６００ｍｍ、Ｙ軸方向に５００ｍｍ程度で、またそのサイズも一定ではなく様々なサイズの基板ＳＷを用いることができる。これらの基板ＳＷには紫外光で露光描画できるようにレジスト層が形成されている。レジスト層は液体レジストを塗布して薄膜を形成し熱処理したり、感光性ドライフィルムを貼り付けたりして基板ＳＷに形成させている。
【００１９】
ゲート状構造体１２の前部にはアライメントカメラＡＣが２箇所に設置されており、基板載置テーブル１５に載置する基板ＳＷの位置情報を正確に読み取り、露光装置１００のメイン制御部９０に伝えることができる。アライメントカメラＡＣは、基板ＳＷの幅方向（Ｙ軸方向）に移動可能な構造であってもよく、リニア駆動又はモータ駆動により所望の位置にアライメントカメラＡＣを動かすことができる。なお、本実施形態では２箇所にアライメントカメラＡＣを設置しているが、基板ＳＷの露光像の描画パターンが精細な場合には３箇所以上に増加させ、アライメントマークの間隔を狭くしても構わない。
【００２０】
露光装置１００の外周には外部温湿度センサＭＴ１が設置されている。この外部温湿度センサＭＴ１は露光装置１００の外部の温度及び湿度を測定して、その測定結果をメイン制御部９０に伝達している。なお、外部温湿度センサＭＴ１はゲート状構造体１２の中の第１ハウジング２０と第２ハウジング３０の温度に影響されない場所に取り付けられ、ゲート状構造体１２の周辺環境の温度・湿度を測定している。また、外部温湿度センサＭＴ１は温度及び湿度を電気的な信号で制御手段に伝達できればよく、検出器の構造または測定方法を特に限定しない。
【００２１】
第１ハウジング２０は、内部に照明光学系が形成されており、大きな面積の基板ＳＷにも露光することができるように、同様な構成の第１ハウジング２０ａ及び第１ハウジング２０ｂの２個を設置している。また、第１ハウジング２０ａ及び第１ハウジング２０ｂはメイン制御部９０により個別に制御される。第１ハウジング２０ａ及び第１ハウジング２０ｂは同様な構成ため、区別が必要ない場合は第１ハウジング２０として説明する。
【００２２】
第２ハウジング３０には第１投影レンズ３３、第３反射ミラー３４、ＤＭＤ素子３６及び第２投影レンズ３７などで構成される投影光学系が配置される。第１ハウジング２０ａ及び第１ハウジング２０ｂからそれぞれ４個に分岐した８個の光線ＩＬは、パターンを形成され基板ＳＷに投影される。以下の第２ハウジング３０の説明では、代表して第１ハウジング２０ａからの４個の光線ＩＬを使用した場合を示すが、第１ハウジング２０ｂについても同様な構成である。
【００２３】
図２は第１ハウジング２０の詳細を示した構成図を示す。第１ハウジング２０は密閉された箱状で形成され、第１ハウジング２０には光源２１と、第１反射ミラー２２、第１コンデンサレンズ２３、第２反射ミラー２４、フライアイレンズ２５、楕円ミラー２６、シャッタ２７、第２コンデンサレンズ２８、アパーチャ２９、第１光量センサ４１及び出射窓４２で構成されている。
【００２４】
光源２１は３６５ｎｍから４４０ｎｍまでの各種の波長が混在した紫外光を発射するＵＶランプなどが使用されている。ＵＶランプは高圧水銀ランプの他、キセノンランプ、又はフラッシュランプを用いてもよい。
【００２５】
光源２１から発生した光線ＩＬは照射方向に反射する楕円ミラー２６により片方向に進行し、第１反射ミラー２２にて方向を変え、第１コンデンサレンズ２３及びシャッタ２７を経由して第２反射ミラー２４により基板ＳＷに進行方向を変え、更にフライアイレンズ２５にて平行光に矯正される。平行光に矯正された光線ＩＬは、第２コンデンサレンズ２８及びアパーチャ２９にて４分岐され、出射窓４２から射出される。第１反射ミラー２２と第１コンデンサレンズ２３との間には第１光量センサ４１を設置して、光源２１から発生した光線ＩＬの光量を計測している。すなわち、光線ＩＬが発生して出射窓４２から射出されるまでの光路が第１光学系の構成であり、密閉された第１ハウジング２０内にある。なお出射窓４２は透明材質の単板で形成するか、レンズなどの光学素子で形成しても良い。
【００２６】
シャッタ２７はＵＶランプの電源投入から所定時間経過して、光量が安定するまで遮蔽する役目と、基板ＳＷの露光が不必要な期間の遮蔽をする役目がある。また、ＵＶランプの光線ＩＬの遮蔽は紫外線により光学系の劣化と、温度上昇を防ぐ役目もある。
【００２７】
第１ハウジング２０の内部には内部温湿度センサＭＴ２が設置されている。この内部温湿度センサＭＴ２は第１ハウジング２０の内部の温度及び湿度を測定して、その測定結果をメイン制御部９０に伝達している。なお、内部温湿度センサＭＴ２は電気的な信号で制御手段に伝達できればよく、検出器の構造または測定方法を特に限定しない。
【００２８】
また、第１ハウジング２０には送気管５１及び排気管５２が接続され、それぞれ空調装置５０に接続されて第１ハウジング２０内部の温度、湿度を一定に保っている。
【００２９】
図３は第２ハウジング３０の斜視図であり、代表して第１ハウジング２０ａからの４系統の光線ＩＬが入射した場合を示している。第２ハウジング３０内では、第１ハウジング２０の第１光学系で４系統に分岐した光線ＩＬを複数のレンズ群で制御することで、正確なパターンを形成して基板に照射することができる。
【００３０】
第２ハウジング３０は第１反射ミラー３１、第２反射ミラー３２、第１投影レンズ３３、第３反射ミラー３４、複合ミラー３５、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏ−ｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）素子３６、第２投影レンズ３７、入射窓４３及び出射窓４４で構成されている。
【００３１】
第１光学系からの入射光線は入射窓４３から第２ハウジング３０内に入射し、第１反射ミラー３１で４分岐される。４分岐された各光線ＩＬ１ないしＩＬ４光線ＩＬは、第２反射ミラー３２−１ないし３２−４にて方向を第１投影レンズ３３−１ないし３３−４の方向に展開する。以下４系統の光線ＩＬは同じ要素の光学部品を経由するので、代表して光線ＩＬ１にて光路を説明する。光線ＩＬ１は第２反射ミラー３２−１でＹ軸方向に光路を変えた後、第１投影レンズ３３−１に投入され、次に第３反射ミラー３４−１にて進行方向を地面方向（−Ｚ軸方向）に展開する。光線ＩＬ１は複合ミラー３５−１にてＤＭＤ素子３６−１に制御され、所定のパターンに相当する光線ＩＬを反射する。ＤＭＤ素子３６−１で制御された光線ＩＬ１は、第２投影レンズ３７−１を経由して出射窓４４を通過して基板ＳＷに照射される。すなわち、光線ＩＬが入射窓４３から入射して出射窓４４から射出されるまでの光路が第２光学系の構成であり、密閉された第２ハウジング３０内にある。なお入射窓４３及び出射窓４４は透明材質の単板で形成するか、第２投影レンズ３７−１ないし３７−４のレンズなどの光学素子で形成しても良い。
【００３２】
密閉された第２ハウジング３０の内部には、内部温湿度センサＭＴ３が設置されている。この内部温湿度センサＭＴ３は、内部温湿度センサＭＴ３と同様に第２ハウジング３０の内部の温度及び湿度を測定して、その測定結果をメイン制御部９０に伝達している。なお、図３の第２ハウジング３０は第１ハウジング２０ａからの光線ＩＬの第２光学系を説明するため、４系統の第２光学系を示しているが、図１に示すような８系統の第２光学系を第２ハウジング３０に設置しても良い。
【００３３】
また、第２ハウジング３０には第１ハウジング２０と同様に送気管５３及び排気管５４が接続され、それぞれ空調装置５０に接続されて第２ハウジング３０内部の温度及び湿度を一定に保っている。空調装置５０は第１ハウジング２０の送気管５１、排気管５２及び第２ハウジング３０の送気管５３、排気管５４を個別に制御可能であれば、同一の空調装置５０を用いてもよいし、個々に空調装置５０を用意してもよい。なお露光装置１００の周囲の温度、湿度を調節する空調装置は、一般的に露光装置１００を設置する工場屋内の室内空調装置である。
【００３４】
基板載置テーブル１５のＹ軸方向の先端部には第２光量センサ４５が設置される。第２光量センサ４５は、基板載置テーブル１５を移動させることで出射窓４４の下に配置することができ、第２光学系を通過した４系統の光線ＩＬの光量を第２光量センサ４５−１から第２光量センサ４５−４で、それぞれ計測可能である。適正な光量をもった光線ＩＬは、基板載置テーブル１５の移動により基板ＳＷに照射され、基板のレジストを露光することができる。
【００３５】
＜メイン制御部９０＞
図４は露光装置１００を制御するメイン制御部９０の光学制御系の構成図である。露光装置１００の光学制御系は、メイン制御部９０にて制御される。メイン制御部９０の品種データサーバ９１には、露光装置１００に投入される基板ＳＷの形状、寸法、パターンの詳細、アライメントマークの位置、大きさ、数等該基板ＳＷの品種データがストアされている。これらの品種データは外部のサーバに通信で接続されていても構わない。またメイン制御部９０は操作及び制御の状態を入力し、表示する操作表示部９２が接続されている。更にメイン制御部９０は、アライメントカメラＡＣ及び露光装置１００の周辺の外部環境の温度・湿度を検出する外部温湿度センサＭＴ１、第１ハウジング２０の内部の温度・湿度を検出する内部温湿度センサＭＴ２及び第２ハウジング３０の内部の温度・湿度を検出する内部温湿度センサＭＴ３に対して情報を交信する。
【００３６】
第１光学系制御部９３は光源２１のスイッチングを制御し、使用時間ＵＴを記録している。また、第１光学系制御部９３はシャッタ２７を制御して、必要な場合にのみにシャッタを開き余分な露光光の照射を抑えている。第２光学系制御部９４はＤＭＤ素子３６を制御して、光線ＩＬを所望のパターンに形成させることができる。メイン制御部９０はこれらの光学制御部を必要なタイミングで制御し露光描画処理を行っている。
【００３７】
また、メイン制御部９０はアライメントカメラＡＣの位置情報により基板載置テーブル１５を所定の位置に移動させ、正確な位置での露光描画処理を可能としている。
【００３８】
また、空調制御部９５は空調装置５０を管理し、メイン制御部９０の指示により、空調装置５０の設定温度、または設定湿度の変更を行っている。以下は、具体的な空調制御部９５を制御するメイン制御部９０について説明する。第１ハウジング２０及び第２ハウジング３０に温度・湿度を制御した空気を供給する空調装置５０には空調制御部９５が接続され、その空調制御部９５にメイン制御部９０が設定温度、または設定湿度の指示を出している。メイン制御部９０は、外部温湿度センサＭＴ１、内部温湿度センサＭＴ２及び内部温湿度センサＭＴ３の情報を取得し、図５に示す湿り空気ｈ−ｘ線図を用い、第１ハウジング２０及び第２ハウジング３０の内部、または外部に結露の可能性がないかを判断して、空調装置５０の設定温度、または設定湿度の指示を出している。
【００３９】
例えば、第１光学系及び第２光学系を搭載する露光装置１００は、その設置される室内の湿度は５５％又は６０％以下、温度は２０℃から２３℃に維持することを推奨している。図５に示すように露光装置１００を設置している室内空調装置の異常により、外部温湿度センサＭＴ１が３０℃になってしまった場合、設置環境の湿度が６０％であれば、この乾球温度の絶対湿度では０．０１６ｋｇ／ｋｇＤ．Ａ．の水分が含まれている。その状態で単純に第１ハウジング２０及び第２ハウジング３０への送風温度を２１℃で維持していると、第１光学系及び第２光学系の外壁の周囲ではほぼ湿度が飽和状態になり、ハウジングの外壁は結露しやすい状況におかれることになる。つまり、第１ハウジング２０の出射窓４２と第２ハウジング３０の入射窓４３及び出射窓４４との外側が結露しやすい状態になることを意味している。
【００４０】
また、逆に第１ハウジング２０及び第２ハウジング３０に送風する空調装置５０の空調制御部９５の異常で、内部温湿度センサＭＴ２、または内部温湿度センサＭＴ３が３０℃の加熱状態になってしまったにもかかわらず、ハウジングの周囲、即ち外部温湿度センサＭＴ１が室内空調装置により２１ないし２２℃に維持されている場合は、第１ハウジング２０及び第２ハウジング３０の内壁の周囲で湿度が飽和状態になるので、第１ハウジング２０及び第２ハウジング３０の内壁で結露しやすい状態になる。つまり、第１ハウジング２０の出射窓４２と第２ハウジング３０の入射窓４３及び出射窓４４との内側が結露しやすい状態になる。
【００４１】
特に、第１ハウジング２０には熱発生源の光源２１があるために空調装置５０の不調、あるいは故障により容易に高温になりえるため、常に内部温湿度センサＭＴ２を監視する必要がある。また第２ハウジング３０には熱の影響を受け易いＤＭＤ素子３６があるため、常に内部温湿度センサＭＴ３を監視する必要がある。
【００４２】
メイン制御部９０は第１判定部９７、第２判定部９８及び第３判定部９９を有している。第１判定部９７は、第１光量センサ４１で計測するＵＶランプの寿命特性を判定する。第２判定部９８は、第２光量センサ４５からの光量が閾値内かを判定する。第３判定部９９は、外部温湿度センサＭＴ１、内部温湿度センサＭＴ２及び内部温湿度センサＭＴ３の測定結果に基づいて結露の可能性がないかを判定する。
【００４３】
実際には、外部温湿度センサＭＴ１が所定の温度より上昇すると、露光装置１００における感光材の感度に影響が出る他、アライメントカメラＡＣにおいては、観察精度が不安定になる等の問題が発生するおそれがある。このため、室内空調装置の確認を促す警告及び警報を出すことが望ましい。また、温度制御が正常であっても、湿度が例えば７０％以上になってしまう場合は、結露の可能性を表示し環境の点検と露光装置１００の稼働を中断するように警告及び警報を出すことが望ましい。警告及び警報は音、又は操作表示部９２への表示、警告表示灯等を点灯などして、操作者に早急に対応を促すことが望ましい。
＜光学系の経時変化＞
【００４４】
次に光学系の経時変化について説明する。第１ハウジング２０の光源２１のＵＶランプは最初に点灯した時点の光量から７０％に光量が劣化する時間を寿命と規定している。例えば図６のグラフに示すように、例えばＵＶランプは初期使用から１６００時間経過後に寿命が来ることが予測できる。この劣化の経時変化はランプが同一ロットであれば大きな変化は見られないので、最初に点灯した時点から定期的に第１光量センサ４１で光量の情報を取得することで、その状態判別が可能となる。なお、図６のＸ軸は使用時間ＵＴであり、Ｙ軸は第１光量センサ４１の光量の相対照度ＲＩである。
【００４５】
光源２１のＵＶランプを発光源とする短波長の光線ＩＬはレンズ類を透過することにより、レンズの組成を順次変化させ、特にＵＶ光の透過率が劣化する。またパターンを露光する等、基板ＳＷの表面に塗布された感光材にＵＶ光の光線ＩＬを照射すると感光材成分の中のある一部の物質が昇華することが知られている。この昇華物は、該基板ＳＷの上方に位置する部材に付着することが多く、例えば、本実施形態の第２ハウジング３０の出射窓４４にこれらの昇華物質が付着し、光学系の透過率を下げる原因となっている。このため基板載置テーブル１５に設置した第２光量センサ４５で射出する光線ＩＬの光量を計測することで、第２光学系の保守の目安とすることができる。第２光量センサ４５は第２光学系を個々に計測可能なため、一部または全ての光学系が不調なのかを判断することができる。
【００４６】
図７は露光装置１００の光学系を新規に稼働開始したときからの第２光量センサ４５で検出した光量の相対照度ＲＩを表わしたグラフである。Ｘ軸は稼動時間ＯＴ、Ｙ軸は相対照度ＲＩである。例えば、第２光量センサ４５の相対照度ＲＩが例えば９０％に低下した場合には、光学系の清掃、もしくは光学系の交換するタイミングであり、この場合は初期使用から７５００時間で光学系の見直しを行う必要がある。
【００４７】
メイン制御部９０は露光装置１００を新規に稼働開始する時点から第１光量センサ４１及び第２光量センサ４５で光量を計測しておき、初期状態の計測値を取得しておく。その後、所定の時間毎又は基板ＳＷ交換毎に計測することで前回測定のデータと比較することで、光学系の経時変化や寿命を予測可能となる。光学系の経時変化や寿命の予測数値が急に変化した場合には、装置の異常を示すことになり、光学系の汚染、結露、もしくは故障などの原因が考えられ対処可能となる。つまり、メイン制御部９０は第１光量センサ４１及び第２光量センサ４５のデータを解析することによって、ランプ及び光学制御系の状態を判別することが出来、露光装置１００の操作表示部９２に異常を表示させ、警告灯の点灯及び警報音を発生させる。
【００４８】
図８は露光装置１００のメイン制御部９０における光学系制御のフローチャートを示した図である。以下、図８のフローチャートに従い説明する。
【００４９】
ステップＳ１１において、操作者が露光装置１００を起動させ、ＵＶランプを点灯させる。
ステップＳ１２において、メイン制御部９０は所定時間のウォーミングアップ時間を経過した後に、第１光量センサ４１でＵＶランプの光量を検出する。なお、メイン制御部９０には、ＵＶランプの使用時間ＵＴを計測する計時回路を持ち、使用時間ＵＴごとの光量を計測して記録する。
【００５０】
ステップＳ１３において、メイン制御部９０の第１判定部９７は、第１光量センサ４１で計測するＵＶランプの相対照度ＲＩが寿命特性であるかを判定する。メイン制御部９０は、ＵＶランプの相対照度ＲＩと使用時間ＵＴが判断される。例えば、ＵＶランプの相対照度ＲＩが７０％以上で、使用時間ＵＴが１６００時間以内と判断されれば、ステップＳ１５に移る。一方、ＵＶランプの相対照度ＲＩが７０％以下で、使用時間ＵＴが１６００時間を過ぎていると判断されれば、ステップＳ１４に移る。また、メイン制御部９０は図６に示したグラフと対比させて、グラフとずれた動きがあった場合においても、ステップＳ１４に移る。
【００５１】
ステップＳ１４において、メイン制御部９０はＵＶランプの相対照度ＲＩが７０％以下で、使用時間ＵＴが１６００時間を過ぎている場合に、操作表示部９２に「ＵＶランプの交換」を表示させ、必要があれば露光装置１００の停止を行う。また、図６のグラフとずれた動きをした場合には、「ＵＶランプの点検」を表示させ、操作者に注意を促す。なお、メイン制御部９０はＵＶランプの交換時期が予測できる。
【００５２】
ステップＳ１５において、メイン制御部９０は基板載置テーブル１５を移動させ、基板載置テーブル１５の先端に設置した第２光量センサ４５を第２ハウジング３０の出射窓４４の下に移動させる。
【００５３】
ステップＳ１６において、メイン制御部９０は８個の第２光量センサ４５により、８系統の第２光学系を通過した光量を計測することができる。前述したように１系統の第１光学系から４系統の第２光学系に分岐して光線ＩＬが進むので、第２光量センサ４５の異常値を示した場所により、異常個所を特定することが可能である。
【００５４】
ステップＳ１７において、メイン制御部９０の第２判定部９８は、第２光量センサ４５の相対照度ＲＩが閾値内かを判定する。メイン制御部９０は、第１光学系及び第２光学系を通過した光線ＩＬの相対照度ＲＩと稼動時間ＯＴが判断される。例えば、光学系の稼動時間ＯＴが８０００時間以内で相対照度ＲＩが９０％以上であれば、ステップＳ１８に移動する。一方、光学系の稼動時間ＯＴが８０００時間以内で相対照度ＲＩが９０％以下を示した場合は、ステップＳ１９に移動する。また、メイン制御部９０は図７に示したグラフと対比させて、グラフとずれた動きがあった場合においても、ステップＳ１９に移る。
【００５５】
ステップＳ１８において、メイン制御部９０は光学系が正常に稼動していると判断されているため、露光描画処理を開始する。
【００５６】
ステップＳ１９において、メイン制御部９０は外部温湿度センサＭＴ１、内部温湿度センサＭＴ２及び内部温湿度センサＭＴ３の測定結果を収集する。これによりメイン制御部９０は露光装置１００の設置環境の温度及び湿度と、第１ハウジング２０及び第２ハウジング３０内の温度及び湿度との情報を取得できる。
【００５７】
ステップＳ２０において、メイン制御部９０の第３判定部９９は、外部温湿度センサＭＴ１、内部温湿度センサＭＴ２及び内部温湿度センサＭＴ３の測定結果がそれぞれ正常値であるかを判断する。さらに第３判定部９９は、図５に示した湿り空気ｈ−ｘ線図のデータから、外部温湿度センサＭＴ１と内部温湿度センサＭＴ２との測定値の比較、外部温湿度センサＭＴ１と内部温湿度センサＭＴ３との測定値の比較をすることで、結露の可能性がないかを判定する。第３判定部９９により結露の可能性がないと判定された場合にはステップＳ２４に移動し、一方第３判定部９９により結露の可能性があると判定された場合にはステップＳ２１に移動する。
【００５８】
ステップＳ２１において、メイン制御部９０は空調制御部９５に設定温度及び湿度の変更を指示して、第１ハウジング２０、または第２ハウジング３０に送風する空調装置５０を調節する。空調装置５０は空調の送風量の変更、乾燥空気の投入、設定温度の変更などを行うことで、結露防止を図る。例えば、メイン制御部９０は第１ハウジング２０及び第２ハウジング３０内の湿度が６０％、温度が３０度であり、露光装置１００の設置環境の湿度が６０％、温度が２５度近辺であれば、第１ハウジング２０及び第２ハウジング３０内の温度を引き下げる。
【００５９】
ステップＳ２２において、メイン制御部９０は空調装置５０の設定を変更して、第１ハウジング２０及び第２ハウジング３０内を空気調整し始めてからの経過時間が、空気調整に要する時間内かを比較して、空気調整に要する時間内であればステップＳ２３に移動し、一方、空気調整に要する時間を超過した場合はステップＳ１６に戻り、第２光量センサで光学系を通過した光量を測定する。
【００６０】
ステップＳ２３において、メイン制御部９０は操作表示部９２に「結露の可能性あり」を表示させ、操作者に注意を促す。また、外部温湿度センサＭＴ１の測定値に異常があった場合には、露光装置１００の設置環境である室内空調装置に原因が考えられるため、「設置環境の点検」を表示させ、操作者に注意を促す。
【００６１】
ステップＳ２４において、メイン制御部９０は操作表示部９２に「光学系に汚れあり」を表示させ、操作者に光学系の点検、または清掃の注意を促す。例えば、光学系の汚れは第１光学系の出射窓４２、第２光学系の入射窓４３、または出射窓４４に昇華物が付着する場合や、ＵＶランプの露光光による第１光学系及び第２光学系の劣化が考えられる。例えば、メイン制御部９０は図７で示した光学系の稼働時間を参照し、初期使用から７５００時間以内であれば清掃の注意を促し、初期使用から７５００時間以上であれば光学系の点検及び交換を促す。
【００６２】
以上に示したメイン制御部９０の結果は、操作表示部９２に表示させるだけでなく、外部ネットワークを介して保守ステーションに情報を発信する手段を取ることが出来る。また本発明の露光装置１００における光学特性の変化は、経時的な光学系の劣化、汚れ、室内環境の変化により左右されるため、以上に示したメイン制御部９０により、安定して露光描画処理を行う事ができる。
【００６３】
なお、本実施形態の光学系は第１ハウジング２０に第１光学系及び第２ハウジング３０に第２光学系を収納していたが、同一ハウジング内に第１光学系と第２光学系とを収納することができる。この場合の光学系では、光学系の部品点数が減り、光学系の点検及び清掃が簡便になるだけでなく、ハウジング内の温度及び湿度制御も簡便になる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】露光装置１００の全体構成を示した斜視図である。
【図２】第１ハウジング２０の詳細を示した構成図を示す。
【図３】第２ハウジング３０の斜視図である。
【図４】露光装置１００を制御するメイン制御部９０の光学制御系の構成図である
【図５】湿り空気ｈ−ｘ線図である。
【図６】ＵＶランプの相対照度ＲＩの経時変化を示したグラフである。
【図７】光学系を新規に稼働開始したときからの第２光量センサ４５の相対照度ＲＩを表わしたグラフである。
【図８】メイン制御部９０における光学系制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１１    …  筐体
１２    …  ゲート状構造体
１５    …  基板載置テーブル
２０    …  第１ハウジング
２１    …  光源
２２    …  第１反射ミラー、２４    …  第２反射ミラー
２３    ……  第１コンデンサレンズ、２８    …  第２コンデンサレンズ
２５    …  フライアイレンズ
２６    …  楕円ミラー
２７    …  シャッタ
２９    …  アパーチャ
３０    …  第２ハウジング
３１    …  第１反射ミラー、３２    …  第２反射ミラー、３４    …  第３反射ミラー
３３    …  第１投影レンズ、３７    …  第２投影レンズ
３５    …  複合ミラー
３６    …  ＤＭＤ素子
４１    …  第１光量センサ
４２、４４    …  出射窓
４３    …  入射窓
４５    …  第２光量センサ
５０    …  空調装置
５１、５３    …  送気管
５２、５４    …  排気管
９０    …  メイン制御部
９１    …  品種データサーバ
９２    …  操作表示部
９３    …  第１光学系制御部、９４    …  第２光学系制御部
９５    …  空調制御部
９７    …  第１判定部、９８    …  第２判定部、９９    …  第３判定部
１００  …  露光装置
ＡＣ    …  アライメントカメラ
ＩＬ    …  光線
ＭＴ１  …  外部温湿度センサ
ＭＴ２、ＭＴ３    …  内部温湿度センサ
ＯＴ    …  稼動時間
ＲＩ    …  相対照度
ＳＷ    …  基板
ＵＴ    …  使用時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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