(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクレス露光を行うための転写パターンを生成するマイクロミラーデバイスの選別方法であって、
前記マイクロミラーデバイスのマイクロミラーに照明光を照射し、前記マイクロミラーからの回折光分布を撮像するステップと、
露光シミュレーション結果に基づいた複数の回折光分布の情報と、前記マイクロミラーからの回折光分布の情報とを比較するステップと、
前記比較結果に基づいて、前記マイクロミラーデバイスの良品または不良品の情報、および前記回折光分布の画像を表示するステップとを有することを特徴とするマイクロミラーデバイスの選別方法。
【請求項２】
マスクレス露光を行うための転写パターンを生成するマイクロミラーデバイスの選別方法であって、
前記マイクロミラーデバイスのマイクロミラーに照明光を照射し、前記マイクロミラーからの回折光分布を撮像するステップと、
前記回折光分布の領域別の輝度平均値を算出するステップと、
前記輝度平均値から前記マイクロミラーの評価値を算出するステップと、
前記評価値としきい値を比較するステップと、
前記比較結果に基づいて、前記マイクロミラーデバイスの良品または不良品の情報、および前記回折光分布の画像を表示するステップとを有することを特徴とするマイクロミラーデバイスの選別方法。
【請求項３】
マスクレス露光を行うための転写パターンを生成するマイクロミラーデバイスを選別するマイクロミラーデバイス選別装置であって、
前記マイクロミラーデバイスのマイクロミラーに照明光を照射する照明系と、
前記マイクロミラーで発生した回折光を撮像素子に入射させる光学系と、
前記撮像素子で撮像された回折光分布画像を処理し、前記マイクロミラーデバイスの良品または不良品の判定を行う処理系とを備えたことを特徴とするマイクロミラーデバイス選別装置。
【請求項４】
請求項３記載のマイクロミラーデバイス選別装置において、
前記回折光分布画像と前記判定結果を表示する表示系を備えたことを特徴とするマイクロミラーデバイス選別装置。
【請求項５】
請求項３記載のマイクロミラーデバイス選別装置において、
前記照明系は、楔ガラスと直角プリズムを含むことを特徴とするマイクロミラーデバイス選別装置。
【請求項６】
マイクロミラーデバイスにより生成したパターンを投影レンズで基板上に投影するマスクレス露光装置であって、
前記マイクロミラーデバイスに照明光を照射する照明系と、
撮像素子と、
前記基板および前記撮像素子を移動させるステージと、
前記マイクロミラーデバイスの良品または不良品の判定を行う際、前記ステージを移動させ、前記撮像素子に前記マイクロミラーデバイスのマイクロミラーからの回折光を入射させ、前記照明系の絞りの大きさを制御する制御系と、
前記撮像素子によって撮像された回折光分布画像を処理し、前記回折光分布画像の処理結果に基づいて、前記マイクロミラーデバイスの良品または不良品の判定を行う処理系とを備えたことを特徴とするマスクレス露光装置。
【請求項７】
請求項６記載のマスクレス露光装置において、
前記回折光分布画像および前記判定結果を表示する表示系を備えたことを特徴とするマスクレス露光装置。
【請求項８】
請求項６記載のマスクレス露光装置において、
前記マイクロミラーデバイスの良品または不良品の判定を行う際の前記照明系の絞りの半径は、前記照明系のコリメートレンズの焦点距離をｆ、前記照明光の波長をλ、前記マイクロミラーデバイスのマイクロミラーのピッチをＰとした時、λ・ｆ／Ｐより小さいことを特徴とするマスクレス露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示機器用パネルや半導体マスク等に、パターンを転写焼き付けするマスクレス露光装置に搭載するマイクロミラーデバイスの選別方法およびマイクロミラーデバイス選別装置に関し、特に、マイクロミラーデバイスのマイクロミラーの平坦性の検出に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶や有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）等のパネルは、マスクに描画された回路パターンを基板に焼き付けることによって製造される。工程としては、ガラス基板上に薄膜を堆積させた後、ホトレジストを塗布、回路パターンを露光し、現像する。次にホトレジストパターンを介して下地の薄膜をエッチングし、薄膜パターンを形成する。この工程を複数回繰り返し、薄膜パターンを積層することにより、各画素の明暗が制御可能な回路パターンが作られる。
【０００３】
カラー表示のためにカラーフィルタは、回路パターンのガラス基板とは別のガラス基板に作られる。まず、赤、緑、青の領域を仕切るブラックマトリックスと呼ばれる遮光帯が最初に形成される。次に、赤の顔料を含んだホトレジストを塗布、露光、現像することにより赤のカラーフィルタが作られる。
【０００４】
緑、青でも同様な工程が繰り返される。最後に共通の透明電極パターンが、薄膜堆積、レジスト塗布、露光・現像、エッチングにより形成されることにより、赤緑青（ＲＧＢ）のカラーフィルタが製造される。液晶パネルでは、回路パターンの形成されたガラス基板とカラーフィルタで液晶を挟み、照明側に光源と偏光板、出射側には、光源と直交する方向の偏光板を加え、液晶表示パネルが完成する。
【０００５】
上記のように、製造工程においては、ホトレジスト上にパターンを焼き付ける露光が頻繁に使われる。露光にはマスクが使用されるが、新表示装置の開発時にはマスクの納期が短期開発のネックになる。また、大型テレビ用パネル製造時には、廃棄することになる余分なスペースに、市況に応じて小型パネルを割り付けられれば、資源の有効利用ができる。
【０００６】
これらには、マスクを使用しないマスクレス露光装置であれば対応できる。マスクレス露光装置は、例えば、米国特許第６、４９３、８６７号明細書（特許文献１）に開示されている。
【０００７】
マスクレス露光装置では、マスクの代わりにマイクロミラーデバイス（以下、ＭＭＤと呼ぶ）によりパターンが形成される。２次元配列されたミラー群の個々の傾斜角をトランジスタで制御することにより、反射光の角度の切り替えを行う。
【０００８】
ＭＭＤは投影レンズを介して基板上に結像されるが、投影レンズを透過する反射角の画素が白、透過できない反射角の画素が黒のパターンを形成する。ＭＭＤの各マイクロミラーの傾斜角は、基板が搭載されたステージの移動と連動し、制御されることにより、基板上にパターンが転写される。ＭＭＤをステージ移動方向に対して１／Ｍラジアン傾斜して設置することより、画素ピッチの１／Ｍの分解能で、パターン転写位置を制御することができる。
【０００９】
また、マスクの転写パターン像のシミュレーションに関しては、例えば、Ｙ．Ｙｏｓｈｉｔａｋｅ  ｅｔ  ａｌ、”Ｍｕｌｔｉｓｐｏｔ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｅｘｐｏｓｕｒｅ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｅｘｃｉｍｅｒ  ｌａｓｅｒ  ｓｔｅｐｐｅｒ”、ＳＰＩＥ、１４６３、（１９９１）６７８（非特許文献１）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第６、４９３、８６７号明細書
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｙ．Ｙｏｓｈｉｔａｋｅ  ｅｔ  ａｌ、”Ｍｕｌｔｉｓｐｏｔ  ｓｃａｎｎｉｎｇ  ｅｘｐｏｓｕｒｅ  ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  ｅｘｃｉｍｅｒ  ｌａｓｅｒ  ｓｔｅｐｐｅｒ”、ＳＰＩＥ、１４６３、（１９９１）６７８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記のマスクレス露光装置では、画素に対応するマイクロミラー像を基板に転写することによりパターンを形成する。ここで、まず、図１１および図１２を用いてＭＭＤの機能を説明する。図１１はＭＭＤのマイクロミラーのＯＮ状態を示す断面図、図１２はＭＭＤのマイクロミラーのＯＦＦ状態を示す断面図である。
【００１３】
図１１に示すように、マイクロミラー２１はヨーク２２に固定されており、ヨーク２２は電極２４の静電力により、ヒンジ２３が捻れることで傾斜し、結果としてマイクロミラー２１は角度αだけ傾斜する。
【００１４】
照明光１１０をＭＭＤの基板面２６の法線方向に対し２αの角度で入射させると、反射光１１１はＭＭＤの基板面２６の法線方向に反射される。
【００１５】
一方、電極２５をＯＮにすると、図１２に示すように、図１１とは逆方向にマイクロミラー２１が傾斜する。この結果、反射光１１１は、ＭＭＤの基板面２６の法線方向に対して、４αの方向に反射される。
【００１６】
すなわち、電極２５がＯＦＦの時のマイクロミラー２１の傾斜角αが１２度の場合、電極２５をＯＮにした際には、ＭＭＤの基板面２６の法線方向に対して４８度の方向に反射される。ＯＦＦ状態の反射光は図示しない遮光帯により遮光される。
【００１７】
図１３により、マスクレス露光装置の構成について説明する。図１３はマスクレス露光装置の構成を示す構成図である。
【００１８】
図１３において、光源１１から出射した照明光１１０を折り返しミラー１２により所定の角度でＭＭＤ２に照射する。ＭＭＤ２で反射した光は投影レンズ３により、投影レンズ瞳３１を介して基板５上にＭＭＤ２の投影像４が結像される。基板５はステージ６に搭載されており、ステージ６が移動することにより基板５全面に投影像４が重ね露光される。
【００１９】
図１４により、重ね露光の仕方について説明する。図１４はＭＭＤの各マイクロミラーによる重ね露光方法を説明する図である。
【００２０】
図１４に示すように、ＭＭＤ２はステージ６の移動方向５０に対して角度θだけ傾斜して設置されている。ＭＭＤ２の各マイクロミラー像４０１〜４０６はステージ６の移動と連動して、ＯＮ／ＯＦＦ状態が切り替わる。ＯＮ／ＯＦＦ状態の切り替え周期の間にステージ６が進む移動量をプロットピッチＰＰとし、ＰＰをマイクロミラー像のピッチＰより大きく選ぶと基板上の画素領域５１には、マイクロミラー像が僅かにずれながら重ね露光される。
【００２１】
ここで、図１５〜図１７により、重ね露光時の各マイクロミラー像のＸ方向の光強度分布について説明する。図１５は重ね露光時の各マイクロミラー像のＸ方向の光強度分布を示す図、図１６は図１５に示す光強度分布の加算光強度分布を示す図、図１７は３画素×１画素パターンの光強度分布を示す図である。
【００２２】
マイクロミラー像４０１〜４０６に対応する、ステージ６の移動方向５０と直交する方向Ｘの光強度分布は、図１５の４００１〜４００６で示す分布となり、それを加算した光強度分布は、図１６の４０１１に示すようになる。
【００２３】
そして、図１７に示すように、Ｘ方向に３画素、ステージ移動方向Ｙに１画素の描画パターンとし、各画素の光強度分布４０１１〜４０１３が加算されると、光強度分布４１００が得られる。各画素の光強度分布４０１１〜４０１３の傾斜部は、隣接する光強度分布を加算することによって平坦になっている。この結果得られる、２次元パターン４１１０は直線性の良いパターンが得られる。
【００２４】
以上は、マイクロミラー像の光強度分布が矩形状となる理想状態での説明であったが、ここで、図１８〜図２０により、ガウス分布状となる場合について説明する。図１８は重ね露光時の各マイクロミラー像のガウス分布状光強度分布を示す図、図１９は図１８に示す光強度分布の加算光強度分布を示す図、図２０はガウス分布状マイクロミラー像で生成される３画素×１画素パターンの光強度分布を示す図である。
【００２５】
図１８に示すように、光強度分布４０２１〜４０２６は、マイクロミラー像４０１〜４０６に対応する。図１８に示す光強度分布を加算した光強度分布は、図１９の４０３１に示すようになる。図１９において、矩形状のマイクロミラー像４００１〜４００６を加算してできた光強度分布４０１１に対して、傾斜部の幅が狭くなっている。
【００２６】
そして、図２０に示すように、Ｘ方向に３画素、Ｙ方向に１画素の描画パターンとし、各画素の光強度分布４０３１〜４０３３が加算されると、光強度分布４０３１〜４０３３の傾斜部の幅が狭いため、各画素を加算した光強度分布４２００の画素境界部の光強度が弱い。
【００２７】
この結果、ＸＹ平面での２次元パターン４２１０の画素境界には幅方向の窪み４２１１と厚さ方向の窪み４２１２が発生する。パターンをトランジスタのゲートとして使用する場合、幅方向の窪み４２１１は、トランジスタの特性変化を生じさせる。また、カラーフィルタではホトレジストそのものがパターンとして残るため、厚さ方向の窪み４２１２が画素の明度変化を引き起こす可能性がある。
【００２８】
本発明の目的は、マスクレス露光装置において、幅方向にも厚さ方向にも窪みのない直線性の良い描画パターンを得るためのＭＭＤの選別方法およびＭＭＤ選別装置を提供することにある。
【００２９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次の通りである。
【００３１】
すなわち、代表的なものの概要は、ＭＭＤのマイクロミラーに照明光を照射する照明系と、マイクロミラーで発生した回折光を撮像素子に入射させる光学系と、撮像素子で撮像された回折光分布画像を処理し、ＭＭＤの良品または不良品の判定を行う処理系とを備えた。
【発明の効果】
【００３２】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下の通りである。
【００３３】
すなわち、代表的なものによって得られる効果は、簡便で迅速に平坦性の良いＭＭＤを選別できるので、ＭＭＤを用いたマスクレス露光装置において、幅方向にも厚さ方向にも窪みのない、直線性の良い転写パターンを得ることができ、マスクレス露光装置の品質・信頼性を高めることができる。
【００３４】
また、マスクレス露光装置に搭載されたＭＭＤの平坦性の経時劣化をモニタすることができるので、転写パターンの直線性の劣化を未然に防ぐことが可能になり、液晶や有機ＥＬ等のパネルや半導体マスクの製造において、歩留まりを維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１に係るマイクロミラーデバイス（ＭＭＤ）選別装置の構成を示す構成図である。
【図２】マイクロミラーの平坦性の良いＭＭＤを用いる必要性を説明するための説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るＭＭＤ選別装置のマイクロミラー中心と周辺の高さの差であるＺｈを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るＭＭＤ選別装置のＺｈをパラメータとしたマイクロミラー凹面化時の露光シミュレーション結果を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るＭＭＤ選別装置の楔ガラス、直角プリズム、マイクロミラー部の拡大図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るＭＭＤ選別装置のマイクロミラー平坦性判定処理のフローを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態１に係るＭＭＤ選別装置の回折光分布画像の領域分割を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係るＭＭＤ選別装置のマイクロミラー中心と周辺の高さの差であるＺｈと評価値Ｓの関係を示す図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係るマスクレス露光装置の構成を示す構成図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係るマスクレス露光装置の照明系の回転式アパーチャを示す図である。
【図１１】ＭＭＤのマイクロミラーのＯＮ状態を示す断面図である。
【図１２】ＭＭＤのマイクロミラーのＯＦＦ状態を示す断面図である。
【図１３】マスクレス露光装置の構成を示す構成図である。
【図１４】ＭＭＤの各マイクロミラーによる重ね露光方法を説明する図である。
【図１５】重ね露光時の各マイクロミラー像のＸ方向の光強度分布を示す図である。
【図１６】図１５に示す光強度分布の加算光強度分布を示す図である。
【図１７】３画素×１画素パターンの光強度分布を示す図である。
【図１８】重ね露光時の各マイクロミラー像のガウス分布状光強度分布を示す図である。
【図１９】図１８に示す光強度分布の加算光強度分布を示す図である。
【図２０】ガウス分布状マイクロミラー像で生成される３画素×１画素パターンの光強度分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００３７】
（実施の形態１）
図１により、本発明の実施の形態１に係るマイクロミラーデバイス（以下、ＭＭＤと呼ぶ）選別装置の構成について説明する。図１は本発明の実施の形態１に係るＭＭＤ選別装置の構成を示す構成図である。
【００３８】
図１において、ＭＭＤ選別装置は、ＭＭＤ２、処理系９、照明系である光源７０および光ファイバ７１、光学系であるコリメートレンズ７２、楔ガラス７３、直角プリズム７４、レンズ７５、７７、７８、および絞り７６、撮像素子７９、表示系９００から構成されている。ＭＭＤ２は、マイクロミラー２１から構成されている。
【００３９】
本実施の形態では、ＭＭＤ２に平行光を所定の角度で照射し、反射した回折光をレンズでコリメートし、レンズ系で回折光分布を撮像素子に縮小結像し、処理系９で画像処理を行い、回折光分布の特徴を定量化し、マイクロミラー２１の平坦性を検出している。
【００４０】
まず、図２により、マイクロミラー２１の平坦性の良いＭＭＤ２を用いる必要性について説明する。図２はマイクロミラー２１の平坦性の良いＭＭＤ２を用いる必要性を説明するための説明図であり、平坦性が悪いマイクロミラー２１の作用について示している。
【００４１】
図２に示すように、マイクロミラー２１は、ＭＭＤ２の製作時の熱応力や、照明光照射による熱応力によって凹面状に湾曲している。このため、マイクロミラー２１は、平行光１１０を集光光１１２に変換する作用を持ち、マイクロミラー２１の基板５上での像は、光強度分布４０２１のようにガウス分布状となる。
【００４２】
これが、図２０で説明したように、パターン内画素境界部での窪みを発生させる原因となる。このため、まず、平坦性の良いマイクロミラー２１をもつＭＭＤ２を選別して使用する必要がある。平坦性の測定は、レーザ共焦点顕微鏡で行うことができるが、測定に手間と時間が掛かるため、本実施の形態では、回折光分布の特性を用いた。
【００４３】
次に、図３および図４により、本発明の実施の形態１に係るＭＭＤ選別装置の平坦性の良いマイクロミラーの検出の原理について説明する。図３は本発明の実施の形態１に係るＭＭＤ選別装置のマイクロミラー中心と周辺の高さの差であるＺｈを示す図、図４は本発明の実施の形態１に係るＭＭＤ選別装置のＺｈをパラメータとしたマイクロミラー凹面化時の露光シミュレーション結果を示す図である。
【００４４】
本実施の形態では、マイクロミラー２１が凹面化した時の回折光分布の特性に着目した。凹面化時には平面に対して周辺部での位相乖離が大きくなり、これに伴い、高次の回折光強度が大きくなるという性質がある。ここで、図３に示すように、マイクロミラーの凹面化を放物面で近似した時の、中心と周辺の高さの差をＺｈとする。
【００４５】
図４に示す露光シミュレーション結果は、マイクロミラーのサイズが１３．７μｍ角である場合について、示している。図４に示すように、Ｚｈが大きくなるに従い、瞳上で高次回折光が発生し、基板上のマイクロミラー像は凹面の集光作用のため丸くなっている。瞳上の回折光分布を撮像し、高次回折光位置の輝度を評価値で定量化すれば、凹面化の度合が定量化でき、この評価値により平坦性の良いマイクロミラーをもつＭＭＤを選別することが可能となる。
【００４６】
次に、図１、および図５〜図８により、本発明の実施の形態１に係るＭＭＤ選別装置の動作について説明する。図５〜図８は本発明の実施の形態１に係るＭＭＤ選別装置の動作を説明するための説明図であり、図５はＭＭＤ選別装置の楔ガラス、直角プリズム、マイクロミラー部の拡大図、図６はマイクロミラー平坦性判定処理のフローを示すフローチャート、図７は回折光分布画像の領域分割を示す図、図８はマイクロミラー中心と周辺の高さの差であるＺｈと評価値Ｓの関係を示す図である。
【００４７】
まず、図１に示すように、光源７０で発生した照明光は、光ファイバ７１より出射され、コリメートレンズ７２により平行光となり、楔ガラス７３で角度θ１だけ偏向される。角度θ１と楔ガラス７３の角度βの関係は、楔ガラス７３の屈折率をｎ１とすると、以下の（式１）の式で与えられる。
【００４８】
θ１＝  （ｎ１−１）β  …（式１）
楔ガラス７３を出射した照明光７１０は直角プリズム７４に入射し、ＭＭＤ２のマイクロミラー２１に入射、反射光は直角プリズム７４の斜面で全反射される。
【００４９】
ここで、直角プリズム７４の内部での照明光７１０の中心光線７１１の光路を図５を用いて説明する。
【００５０】
以下では、マイクロミラーの傾斜角αが１２度である場合について示す。θ１〜θ５は以下の（式２）〜（式５）に従い、αの値に伴って変化することに留意されたい。反射光を直角プリズムに垂直入射させるには、入射角θ５は２α＝２４度にする必要がある。この時、θ５とθ４の関係は、直角プリズムの屈折率をｎ２とすると、以下の（式２）の式で与えられる。
【００５１】
ｓｉｎθ４＝  ｓｉｎθ５／ｎ２  …（式２）
ｎ２＝１．５とすると、θ５＝２４度なのでθ４は１５．７３度となる。一方、θ４とθ３の関係は、以下の（式３）の式となるので、θ３は２９．２７度となる。
【００５２】
θ３＝４５−θ４  …（式３）
また、直角プリズム７４の斜辺での屈折は、以下の（式４）の式で与えられる。
【００５３】
ｓｉｎθ２＝ｎ２・ｓｉｎθ３  …（式４）
これにより、θ２は４７．１７度と求まる。θ１とθ２の関係は、以下の（式５）の式となるので、θ１は２．１７度となる。
【００５４】
θ１＝４５−θ２  …（式５）
これを実現する楔ガラス７３の角度βは（式１）の式より、ｎ１＝１．５とすると、１．０９度となる。
【００５５】
ここで、再び図１により、マイクロミラー２１で発生した回折光７１２の光路について説明する。回折光７１２はレンズ７５でコリメートされた後、レンズ７５の焦点距離ｆ１の位置に設置された絞り７６により、測定に不要な部分がカットされる。
【００５６】
絞り７６の位置がマイクロミラー７３のフーリエ変換面であり、回折光分布が最も分離良く検出される位置である。絞り７６は撮像素子７９の視野より大きい。
【００５７】
そこで、リレー縮小光学系をレンズ７７とレンズ７８で構成する。絞り７６はレンズ７７の焦点距離ｆ２とレンズ７８の焦点距離ｆ３の比、ｆ３／ｆ２倍に縮小され、撮像素子７９上に結像される。
【００５８】
ここで、レンズ７７とレンズ７８の距離は焦点距離の和、ｆ２＋ｆ３とする。撮像素子７９により撮像された回折光分布画像８０は処理系９により、画像処理が施され、マイクロミラー２１の凹面性が判定される。
【００５９】
次に、図６に示すフローチャートにより、処理系９による、マイクロミラー２１の凹面性判定方法について説明をする。
【００６０】
まず、ステップ９０１で撮像素子７９により回折光分布を撮像する。次に、ステップ９０２で各回折光領域に分割する。
【００６１】
図４に示すシミュレーション結果によれば、マイクロミラー２１の平坦性の良い時は、回折光強度は中心付近の４つが強いが、凹面化するにつれ、周辺の回折光強度が強くなってくることが分かっている。
【００６２】
そこで、図７に示すように、回折光分布画像８０の絞り輪郭像７６０内の領域を、中心部８０１〜８０４と周辺部８１１〜８２２に分割する。
【００６３】
次に、ステップ９０３で各領域の輝度平均値を算出する。これを用いてステップ９０４で評価値Ｓを算出する。評価値Ｓは、中心部８０１〜８０４の平均輝度をＩ１〜Ｉ４、Ｉ１〜Ｉ４の平均値をｍ１、周辺部の平均輝度をＩ１１〜Ｉ２２、Ｉ１１〜Ｉ２２の平均値をｍ２とし、以下の（式６）の式で表される。
【００６４】
【数１】
0005481400.tif 000002
【００６５】
ＳはＩ１〜Ｉ４の平均値と標準偏差の比をＩ１１〜Ｉ２２の平均値と標準偏差の比で割った値であり、Ｉ１〜Ｉ４への回折光の集中が高いほど、すなわち、平坦性が良い程、大きな値となる。
【００６６】
（式６）の式により算出される評価値とマイクロミラー２１の中心と周辺の高さの差であるＺｈとの関係は、図８に示すようになる。図８に示す関係から、Ｚｈに対し、評価値Ｓは単調減少しており、Ｚｈが評価値Ｓでモニタできることが分かる。
【００６７】
図８に示すように、Ｚｈの許容値を７５ｎｍと設定すると、対応する評価値Ｓのしきい値は３．４２となる。
【００６８】
図８に示す例では、領域８３０が平坦性の良い良品の範囲となる。図６のステップ９０５では、このしきい値を用い、評価値Ｓがしきい値より大きい場合は、ステップ９０７で「良品」および回折光分布画像を表示系９００に表示し、しきい値以下の場合は、ステップ９０６で「不良品」および回折光分布画像を表示系９００に表示する。
【００６９】
以上の処理により、本実施の形態では、マイクロミラー２１の平坦性の良いＭＭＤを選別することが可能になる。
【００７０】
（実施の形態２）
本実施の形態は、実施の形態１のＭＭＤ選別装置をマスクレス露光装置上に搭載したものである。
【００７１】
図９および図１０により、本発明の実施の形態２に係るマスクレス露光装置の構成および動作について説明する。図９は本発明の実施の形態２に係るマスクレス露光装置の構成を示す構成図、図１０は本発明の実施の形態２に係るマスクレス露光装置の照明系の回転式アパーチャを示す図である。
【００７２】
本実施の形態では、回折光分布をマスクレス露光装置上でモニタする構成となっている。
【００７３】
図９において、マスクレス露光装置は、図１に示すＭＭＤ選別装置と同様に、ＭＭＤ２、処理系９０、光源７０、光ファイバ７１、コリメートレンズ７２、楔ガラス７３、直角プリズム７４、レンズ７５、７７、７８、絞り７６、撮像素子７９、表示系９００を有している。レンズ７５、７７および絞り７６でマスクレス露光装置の投影レンズ３を構成している。また、基板５を搭載するステージ６、制御系９１、アパーチャ１００、アパーチャ駆動部１０３を備えている。
【００７４】
図１０において、アパーチャ１００は、回折光用アパーチャ１０１および露光用アパーチャ１０２から構成されている。
【００７５】
まず、通常のマスクレス露光装置としての使用状態から、制御系９１はステージ６を駆動し、基板５を待避させ、レンズ７８と撮像素子７９が投影レンズ３の光軸３００上に来るよう移動させる。
【００７６】
さらに、制御系９１は、アパーチャ駆動部１０３を回転し、図１０に示す、露光用アパーチャ１０２から回折光用アパーチャ１０１に切り替える。回折光用アパーチャ１０１の半径ｒＡは、以下の（式７）の式によって決められる。なお、半径ｒＡは、この値より小さければよい。
【００７７】
ｒＡ＝ｆ０・λ／Ｐ  …（式７）
ここに、ｆ０はコリメートレンズ７２の焦点距離、λは照明光の波長、Ｐはマイクロミラー２１の傾斜方向のピッチである。この式でｒＡを決めることにより、回折光分布が互いに重畳することなく検出することができる。
【００７８】
光源７０で発生した照明光７１０は、光ファイバ７１より出射され、アパーチャ１００を介してコリメートレンズ７２により平行光となり、楔ガラス７３で偏向され、直角プリズム７４に入射、透過し、ＭＭＤ２のマイクロミラー２１を照明する。
【００７９】
中心光線７１１は照明光７１０の中心の光路を示す。マイクロミラー２１で発生した回折光７１２は、レンズ７５、レンズ７７、絞り７６で構成される投影レンズ３によって、基板５の表面５５の位置で結像し、レンズ７８でコリメートされた後、撮像素子７９で撮像される。
【００８０】
レンズ７８は、基板の表面５５から焦点距離ｆ４の距離に設置され、撮像素子７９はレンズ７８の後方、焦点距離ｆ４の位置に設置される。これにより、レンズ７７とレンズ７８とで、絞り７６を撮像素子７９上に結像する。撮像素子７９で撮像された回折光分布画像８０は処理系９により、実施の形態１と同様の処理がなされ、判定結果および回折光分布画像が表示系９００に表示される。
【００８１】
判定結果は制御系９１に送られ、「不良品」と判定された場合、制御系は、警告音や画面表示、電子メール送信等の手段でアラームを発生し、警告ログとして図示しない制御系９１の記録部に記録する。
【００８２】
以上の構成により、マイクロミラー２１がマスクレス露光装置搭載後に凹面化したかどうかの評価が可能になる。しきい値を超えて凹面化した場合は、ＭＭＤ２の交換等の対策を迅速に行うことにより、許容値を超えた転写パターンの直線性の劣化を未然に防ぐことができる。
【００８３】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【００８４】
例えば、実施の形態１、２では、（式６）の式を用いて、評価値を算出して「良品」、「不良品」を判断しているが、図４に示すような、露光シミュレーション結果の回折光分布の画像を、複数用意し、画像そのものを比較するなどして、「良品」、「不良品」を判断するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明は、表示機器用パネルや半導体マスク等に、パターンを転写焼き付けするマスクレス露光装置や投影露光装置などに、広く適用可能である。
【符号の説明】
【００８６】
２…マイクロミラーデバイス（ＭＭＤ）、３…投影レンズ、４…投影像、５…基板、６…ステージ、９…処理系、２１…マイクロミラー、２２…ヨーク、２３…ヒンジ、２４、２５…電極、２６…ＭＭＤの基板面、３１…投影レンズ瞳、５５…基板の表面、７０…光源、７１…光ファイバ、７２…コリメートレンズ、７３…楔ガラス、７４…直角プリズム、７５、７７、７８…レンズ、７６…絞り、７９…撮像素子、８０…回折光分布画像、９１…制御系、９００…表示系。
【図２】
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【図３】
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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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図１】
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【図４】
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【図９】
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