(57)【要約】【課題】光源の光出力の校正を自動的に行うことができる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実現する。【解決手段】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、レーザダイオード２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場合、取得手段１１へ電流値の取得指示を送信し、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。【選択図】図１
2010129602.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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）。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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観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。
【００１２】
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、光源の高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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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）。
【００１９】
【特許文献１】特開平１０−１１２５７９号公報
【特許文献２】特開２００６−１８６２９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
また、上記特許文献１（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を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。
【００２３】
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。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【発明の効果】
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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３１）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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明による光源制御回路の原理ブロック図である。
【図２】本発明の実施例による直接露光装置の構成図である。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【符号の説明】
【００６５】
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
【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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【図９】
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