(57)【要約】【課題】描画ヘッドの劣化要因を精度良く検出する。【解決手段】描画装置の検査部４は、描画光量測定位置に位置する際に描画ヘッド３１の投影光学系３５からの光を受光する光量センサ４４と、描画ヘッド３１の光路上に挿入されて光源３２から空間光変調デバイス３４へと向かう光の少なくとも一部を取り込む採光ヘッド４２と、採光ヘッド４２にて取り込まれた光を中間光量測定位置に位置する光量センサ４４へと導くバンドルファイバ４３および検査ヘッド４１とを備える。このように、描画装置では、描画ヘッド３１の投影光学系３５からの光の光量と、描画ヘッド３１の光源３２と空間光変調デバイス３４との間から取り出された光の光量とが、同一の光量センサ４４にて取得されて比較される。したがって、仮に、光量センサ４４の光学特性が変化した場合であっても、描画ヘッド３１の劣化要因を精度良く検出することができる。【選択図】図２
2015064525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物に光を照射してパターンの描画を行う描画装置であって、
対象物に空間変調された光を照射する描画ヘッドと、
前記対象物を保持するとともに前記描画ヘッドに対して相対的に移動することにより前記描画ヘッドからの光の照射領域を前記対象物上にて走査する保持部と、
前記描画ヘッドの検査を行う検査部と、
を備え、
前記描画ヘッドが、
光を出射する光源と、
空間光変調デバイスと、
前記光源からの光を前記空間光変調デバイスへと導く照明光学系と、
前記空間光変調デバイスにて空間変調された光を前記保持部へと導く投影光学系と、
を備え、
前記検査部が、
前記描画ヘッドに対して相対的に定められた描画光量測定位置に位置する際に前記投影光学系からの光を受光する光量センサと、
前記光量センサを前記描画光量測定位置と予め定められた中間光量測定位置との間で移動するセンサ移動機構と、
前記光源から前記空間光変調デバイスに至る光路上に挿入されて前記光源から前記空間光変調デバイスへと向かう光の少なくとも一部を取り込む採光ヘッドと、
前記採光ヘッドにて取り込まれた光を前記中間光量測定位置に位置する前記光量センサへと導く測定光学系と、
前記採光ヘッドを前記光路上に挿入し、また、前記光路上から離脱させる採光ヘッド移動機構と、
を備えることを特徴とする描画装置。
【請求項２】
請求項１に記載の描画装置であって、
前記光量センサが前記保持部に設けられ、
前記投影光学系の先端から前記光量センサの受光面に至る距離が、前記投影光学系の前記先端から前記対象物の表面に至る距離に等しく、
前記センサ移動機構が、前記保持部を前記描画ヘッドに対して相対的に移動することを特徴とする描画装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の描画装置であって、
前記照明光学系がインテグレータを備え、
前記採光ヘッドが、前記インテグレータから前記空間光変調デバイスに至る光路上に挿入されることを特徴とする描画装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の描画装置であって、
前記光源から出射される光が紫外光であることを特徴とする描画装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の描画装置であって、
前記空間光変調デバイスが、向きが変更可能な多数の微小鏡面を平面に配列した光学素子であることを特徴とする描画装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の描画装置であって、
前記光量センサにて受光される前記測定光学系からの光の光量が、前記光量センサにて受光される前記投影光学系からの光の光量の１０％以上１００％以下であることを特徴とする描画装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の描画装置であって、
前記検査部が、前記光量センサにて受光される前記測定光学系からの光の光量と、前記光量センサにて受光される前記投影光学系からの光の光量とに基づいて、前記描画ヘッドの異常を検出する異常検出部をさらに備えることを特徴とする描画装置。
【請求項８】
請求項７に記載の描画装置であって、
前記検査部が、前記光量センサにより受光される前記測定光学系からの光の光量と、前記光源に供給される電流または電力とに基づいて、前記描画ヘッドの異常を検出するもう１つの異常検出部をさらに備えることを特徴とする描画装置。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれかに記載の描画装置であって、
前記描画ヘッドと同様の構造を有する他の描画ヘッドをさらに備え、
前記検査部が、
前記他の描画ヘッドにおいて、光源から空間光変調デバイスに至る光路上に挿入されて前記光源から前記空間光変調デバイスへと向かう光の少なくとも一部を取り込む他の採光ヘッドと、
前記他の採光ヘッドにて取り込まれた光を前記中間光量測定位置に位置する前記光量センサへと導く他の測定光学系と、
をさらに備え、
前記光量センサが、前記センサ移動機構により前記他の描画ヘッドに対して相対的に定められた他の描画光量測定位置へと移動し、前記他の描画光量測定位置に位置する際に前記他の描画ヘッドの投影光学系からの光を受光することを特徴とする描画装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の描画装置であって、
前記描画光量測定位置、前記他の描画光量測定位置、および、前記中間光量測定位置が直線上に配置されることを特徴とする描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物に光を照射してパターンの描画を行う描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、空間変調された光をステージ上の対象物に照射し、当該光の照射領域を対象物上にて走査することによりパターンを描画する描画装置が知られている。このような描画装置では、光源の劣化、空間光変調デバイスの特性劣化、光学系の透過率低下、異物の付着等に起因して、対象物上における光量が低下することがある。そこで、このような描画装置では、描画ヘッドからの光量を、ステージ近傍に設けられた光量センサにて検出することが行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１のレーザ描画装置では、音響光学変調器とポリゴンミラーとの間に第１の光量モニタが設けられ、描画ステージ上に第２の光量モニタが設けられる。当該レーザ描画装置では、光学部品の特性劣化や異物の付着等に起因して第１の光量モニタの光学特性が変化したとしても、第２の光量モニタにより検出された光量に基づいて、第１の光量モニタの光量検出精度が校正される。
【０００４】
特許文献２の露光描画装置では、光源からの光を分離するアパーチャ部材と空間光変調手段との間に第１光量センサが設けられ、被露光体テーブル上に第２光量センサが設けられる。当該露光描画装置では、第１光量センサからの出力と第２光量センサからの出力とに基づいて、アパーチャ部材から被露光体に至る状況が判断される。
【０００５】
特許文献３の露光装置では、光源の光量を測定する第１光量センサが光源の近傍に設けられ、光学素子を経由した光量を測定する第２光量センサが基板の周辺に設けられる。当該露光装置では、第１光量センサからの出力に基づいて光源の寿命期間が判定される。第１光量センサからの出力により光源が寿命期間内であると判定されると、第２光量センサからの出力に基づいて、光学素子の特性の良否が判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１７７５５３号公報
【特許文献２】特開２００８−２４２１７３号公報
【特許文献３】特開２０１０−８５５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１のレーザ描画装置では、第２の光量モニタの光学特性が劣化した場合、第１の光量モニタの光量検出精度を精度良く校正することは難しい。また、特許文献２および特許文献３の露光装置においても、第１光量センサおよび第２光量センサのいずれかに光学特性の劣化等が発生した場合、第１光量センサからの出力と第２光量センサからの出力とに基づく検査精度が低下するおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、描画ヘッドの劣化要因を精度良く検出することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、対象物に光を照射してパターンの描画を行う描画装置であって、対象物に空間変調された光を照射する描画ヘッドと、前記対象物を保持するとともに前記描画ヘッドに対して相対的に移動することにより前記描画ヘッドからの光の照射領域を前記対象物上にて走査する保持部と、前記描画ヘッドの検査を行う検査部とを備え、前記描画ヘッドが、光を出射する光源と、空間光変調デバイスと、前記光源からの光を前記空間光変調デバイスへと導く照明光学系と、前記空間光変調デバイスにて空間変調された光を前記保持部へと導く投影光学系とを備え、前記検査部が、前記描画ヘッドに対して相対的に定められた描画光量測定位置に位置する際に前記投影光学系からの光を受光する光量センサと、前記光量センサを前記描画光量測定位置と予め定められた中間光量測定位置との間で移動するセンサ移動機構と、前記光源から前記空間光変調デバイスに至る光路上に挿入されて前記光源から前記空間光変調デバイスへと向かう光の少なくとも一部を取り込む採光ヘッドと、前記採光ヘッドにて取り込まれた光を前記中間光量測定位置に位置する前記光量センサへと導く測定光学系と、前記採光ヘッドを前記光路上に挿入し、また、前記光路上から離脱させる採光ヘッド移動機構とを備える。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の描画装置であって、前記光量センサが前記保持部に設けられ、前記投影光学系の先端から前記光量センサの受光面に至る距離が、前記投影光学系の前記先端から前記対象物の表面に至る距離に等しく、前記センサ移動機構が、前記保持部を前記描画ヘッドに対して相対的に移動する。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の描画装置であって、前記照明光学系がインテグレータを備え、前記採光ヘッドが、前記インテグレータから前記空間光変調デバイスに至る光路上に挿入される。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載の描画装置であって、前記光源から出射される光が紫外光である。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載の描画装置であって、前記空間光変調デバイスが、向きが変更可能な多数の微小鏡面を平面に配列した光学素子である。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のいずれかに記載の描画装置であって、前記光量センサにて受光される前記測定光学系からの光の光量が、前記光量センサにて受光される前記投影光学系からの光の光量の１０％以上１００％以下である。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の描画装置であって、前記検査部が、前記光量センサにて受光される前記測定光学系からの光の光量と、前記光量センサにて受光される前記投影光学系からの光の光量とに基づいて、前記描画ヘッドの異常を検出する異常検出部をさらに備える。
【００１６】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の描画装置であって、前記検査部が、前記光量センサにより受光される前記測定光学系からの光の光量と、前記光源に供給される電流または電力とに基づいて、前記描画ヘッドの異常を検出するもう１つの異常検出部をさらに備える。
【００１７】
請求項９に記載の発明は、請求項１ないし８のいずれかに記載の描画装置であって、前記描画ヘッドと同様の構造を有する他の描画ヘッドをさらに備え、前記検査部が、前記他の描画ヘッドにおいて、光源から空間光変調デバイスに至る光路上に挿入されて前記光源から前記空間光変調デバイスへと向かう光の少なくとも一部を取り込む他の採光ヘッドと、前記他の採光ヘッドにて取り込まれた光を前記中間光量測定位置に位置する前記光量センサへと導く他の測定光学系とをさらに備え、前記光量センサが、前記センサ移動機構により前記他の描画ヘッドに対して相対的に定められた他の描画光量測定位置へと移動し、前記他の描画光量測定位置に位置する際に前記他の描画ヘッドの投影光学系からの光を受光する。
【００１８】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の描画装置であって、前記描画光量測定位置、前記他の描画光量測定位置、および、前記中間光量測定位置が直線上に配置される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、描画ヘッドの劣化要因を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一の実施の形態に係る描画装置の正面図である。
【図２】描画ヘッドおよび検査ヘッドの斜視図である。
【図３】空間光変調デバイスを示す図である。
【図４】ヘッド異常検出部の機能を示すブロック図である。
【図５】描画ヘッドの検査の流れを示す図である。
【図６】描画装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、本発明の一の実施の形態に係る描画装置１の構成を示す正面図である。描画装置１は、空間変調された略ビーム状の光を対象物上の感光材料に照射し、当該光の照射領域を対象物上にて走査することによりパターンの描画を行う直接描画装置（いわゆる、直描装置）である。図１に示す例では、対象物は、プリント配線基板（以下、単に「基板９」という。）である。基板９では、銅層上に感光材料により形成されたレジスト膜が設けられる。描画装置１では、基板９のレジスト膜に回路パターンが描画される。
【００２２】
描画装置１は、ステージ２１と、移動機構２２と、描画部３と、検査部４とを備える。描画部３は、Ｘ方向に配列される複数の描画ヘッド３１を備える。複数の描画ヘッド３１は、互いに同様の構造を有する。検査部４は、検査ヘッド４１と、複数の採光ヘッド４２と、複数のバンドルファイバ４３と、光量センサ４４と、採光ヘッド移動機構４５とを備える。検査ヘッド４１は、複数の描画ヘッド３１の（＋Ｘ）側に配置される。光量センサ４４はステージ２１上に設けられる。図１に示す例では、３つの描画ヘッド３１の上方（すなわち、（＋Ｚ）側）に、３つの採光ヘッド４２がそれぞれ配置される。検査部４は、複数の採光ヘッド４２を利用し、複数の描画ヘッド３１の検査を行う。
【００２３】
ステージ２１は、基板９を下側から保持する保持部である。移動機構２２は、基板９をステージ２１と共に複数の描画ヘッド３１および検査ヘッド４１に対して相対的に移動する。移動機構２２は、ステージ２１をＸ方向に垂直なＹ方向に移動する第１移動機構２３と、ステージ２１をＸ方向に移動する第２移動機構２４とを備える。以下の説明では、Ｘ方向およびＹ方向をそれぞれ「副走査方向」および「主走査方向」とも呼ぶ。なお、移動機構２２により、基板９がステージ２１と共に水平面内にて回転可能とされてもよい。
【００２４】
描画装置１では、描画部３の複数の描画ヘッド３１から空間変調された光を基板９の（＋Ｘ）側の表面である上面９１上に照射しつつ、第１移動機構により基板９を主走査方向に移動することにより、複数の描画ヘッド３１からの光の照射領域が基板９上にて走査される。続いて、第２移動機構２４により基板９が副走査方向に所定の距離だけ移動し、再び、空間変調された光を基板９上に照射しつつ基板９を主走査方向に移動する。描画装置１では、このように、基板９の主走査方向への移動、および、副走査方向への移動が繰り返されることにより、基板９に対する回路パターンの描画が行われる。
【００２５】
図２は、描画部３の３つの描画ヘッド３１のうち最も（＋Ｘ）側の描画ヘッド３１と、検査ヘッド４１とを示す斜視図である。図２では、描画ヘッド３１および検査ヘッド４１の内部構造の理解を容易にするために、描画ヘッド３１および検査ヘッド４１のハウジングを破線にて描き、ハウジング内部の構成を実線にて描く。
【００２６】
描画ヘッド３１は、光源３２と、照明光学系３３と、空間光変調デバイス３４と、投影光学系３５とを備える。光源３２は、光を出射する。光源３２から出射される光は、例えば、紫外光である。光源３２として、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が利用される。照明光学系３３は、光源３２からの光を空間光変調デバイス３４へと導く。照明光学系３３は、例えば、インテグレータ３３１と、レンズ３３２と、ミラー３３３とを備える。インテグレータ３３１は、光源３２からの光の照度分布の均一性を向上する。インテグレータ３３１としては、例えば、石英ロッドが利用される。
【００２７】
空間光変調デバイス３４としては、例えば、それぞれの向きが個別に変更可能な多数の微小鏡面を平面に配列した光学素子であるＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）が利用される。図３は、空間光変調デバイス３４を示す図である。空間光変調デバイス３４は、シリコン基板３４１上に設けられた微小鏡面群３４２を備える。微小鏡面群３４２では、多数の微小鏡面３４３が２次元に配列される（すなわち、互いに垂直な２方向に配列される）。実際の微小鏡面群３４２は、図３に示すよりも多数の微小鏡面３４３を含む。空間光変調デバイス３４では、各微小鏡面３４３に対応するメモリセルに書き込まれたデータに従って、各微小鏡面３４３が静電作用によりシリコン基板３４１の表面に対して所定の角度だけ傾く。そして、所定のＯＮ状態に対応する姿勢にある微小鏡面３４３からの反射光のみにより形成される光（すなわち、空間変調された光）が、図２に示す投影光学系３５へと導かれる。
【００２８】
空間光変調デバイス３４にて空間変調された光は、投影光学系３５によりステージ２１上の基板９（図１参照）へと導かれる。投影光学系３５からの光は、空間光変調デバイス３４の微小鏡面群３４２（図３参照）に対して光学的に共役な基板９上の照射領域へと照射される。
【００２９】
図２に示すように、検査部４の採光ヘッド４２は、検査対象である描画ヘッド３１の光源３２から空間光変調デバイス３４に至る光路上に挿入される。採光ヘッド４２は、当該光路上にて、光源３２から空間光変調デバイス３４へと向かう光の少なくとも一部を取り込む。図２に示す例では、採光ヘッド４２は、インテグレータ３３１から空間光変調デバイス３４に至る光路上に挿入される。具体的には、採光ヘッド４２はインテグレータ３３１の直後、すなわち、インテグレータ３３１とレンズ３３２との間に挿入される。他の採光ヘッド４２も同様に、他の描画ヘッド３１において光源３２から空間光変調デバイス３４に至る光路上に挿入され、光源３２から空間光変調デバイス３４へと向かう光の少なくとも一部を取り込む。図１に示す描画装置１では、他の採光ヘッド４２も、他の描画ヘッド３１のインテグレータ３３１から空間光変調デバイス３４に至る光路上に挿入される。
【００３０】
複数のバンドルファイバ４３は、複数の採光ヘッド４２をそれぞれ検査ヘッド４１に接続する。バンドルファイバ４３は、素線である細い光ファイバが数百から数千本束ねられたものである。図２では、３本のバンドルファイバ４３のうち２本のバンドルファイバ４３については、その一部のみを図示する。
【００３１】
検査ヘッド４１は、検査ヘッド４１のハウジングに固定されたインテグレータ（例えば、石英ロッド）やレンズ等を備える。採光ヘッド４２にて取り込まれた光は、採光ヘッド４２に接続されたバンドルファイバ４３を介して検査ヘッド４１へと導かれ、検査ヘッド４１にて照度分布の均一性が向上されて光量センサ４４へと導かれる。検査ヘッド４１および図２に全体を示すバンドルファイバ４３は、当該バンドルファイバ４３が接続された採光ヘッド４２にて取り込まれた光を、光量センサ４４へと導く測定光学系である。また、当該検査ヘッド４１および他のバンドルファイバ４３は、他のバンドルファイバ４３が接続された他の採光ヘッド４２にて取り込まれた光を、光量センサ４４へと導く他の測定光学系である。検査ヘッド４１は、複数の測定光学系により共有される。
【００３２】
図１に示すように、採光ヘッド移動機構４５は、複数の採光ヘッド４２を複数の描画ヘッド３１に対して相対的に移動する。図１に示す例では、採光ヘッド移動機構４５により、複数の採光ヘッド４２が上下方向（すなわち、Ｚ方向）に同時に移動する。これにより、複数の採光ヘッド４２が、図２に示すように複数の描画ヘッド３１の光路上にそれぞれ挿入され、また、当該光路上からそれぞれ離脱する。図２では、光路上から離脱した位置における採光ヘッド４２を二点鎖線にて描く。図２では、採光ヘッド移動機構４５の図示を省略する。採光ヘッド移動機構４５としては、例えば、エアシリンダが利用される。
【００３３】
上述のように、光量センサ４４はステージ２１上に配置される。図１に示すように、光量センサ４４の受光面４４１は、ステージ２１上に保持された基板９の上面９１と、Ｚ方向に関しておよそ同じ位置に位置する。描画装置１では、移動機構２２によりステージ２１がＸ方向およびＹ方向に移動することにより、光量センサ４４もＸ方向およびＹ方向に移動する。
【００３４】
検査部４は、描画部３の描画ヘッド３１の異常を検出するヘッド異常検出部をさらに備える。図４は、ヘッド異常検出部４６の機能を示すブロック図である。ヘッド異常検出部４６は、各種演算処理を行うＣＰＵ、基本プログラムを記憶するＲＯＭ、および、各種情報を記憶するＲＡＭ等をバスラインに接続した一般的なコンピュータシステムの構成となっている。ヘッド異常検出部４６は、異常検出部４６１と、もう１つの異常検出部４６２とを備える。以下の説明では、異常検出部４６１，４６２を区別するために、それぞれ「第１異常検出部４６１」および「第２異常検出部４６２」と呼ぶ。図４では、ヘッド異常検出部４６に接続される描画装置１の他の構成も併せて示す。
【００３５】
次に、描画装置１における複数の描画ヘッド３１の検査の流れについて、図５を参照しつつ説明する。描画装置１では、まず、移動機構２２によりステージ２１が移動され、図６に示すように、光量センサ４４が、最も（＋Ｘ）側の描画ヘッド３１の真下（すなわち、（−Ｚ）側）に位置する（ステップＳ１１）。以下の説明では、図６に示す光量センサ４４の位置を「描画光量測定位置」という。描画光量測定位置は、最も（＋Ｘ）側に位置する描画ヘッド３１に対して相対的に定められた位置である。
【００３６】
光量センサ４４が描画光量測定位置に位置すると、図２に示す最も（＋Ｘ）側の描画ヘッド３１の光源３２が点灯され、光源３２からの光が照明光学系３３、空間光変調デバイス３４および投影光学系３５を介して、図６に示す描画光量測定位置に位置する光量センサ４４へと導かれる。光量センサ４４では、投影光学系３５からの光が受光され、当該光の光量が取得される（ステップＳ１２）。以下の説明では、描画光量測定位置に位置する光量センサ４４により受光される投影光学系３５からの光の光量（すなわち、照度）を「描画光量」という。描画ヘッド３１では、描画光量が所定の目標光量（例えば、基板９にパターンを描画する際の光量）に等しくなるように、光源３２に供給される電流が調整される。
【００３７】
図６中の最も（＋Ｘ）側の描画ヘッド３１の描画光量が取得されると、第２移動機構２４により光量センサ４４がステージ２１と共に（−Ｘ）方向へと移動し、３つの描画ヘッド３１のうち中央の描画ヘッド３１の真下に位置する。換言すれば、光量センサ４４は、次の描画ヘッド３１の描画光量測定位置に位置する（ステップＳ１３，Ｓ１１）。光量センサ４４が次の描画光量測定位置に位置すると、中央の描画ヘッド３１の光源３２が点灯され、当該描画ヘッド３１の投影光学系３５からの光が光量センサ４４により受光され、当該光の光量である描画光量が取得される（ステップＳ１２）。そして、描画光量が上述の目標光量に等しくなるように、光源３２に供給される電流が調整される。
【００３８】
描画装置１では、複数の描画ヘッド３１に対応する複数の描画光量測定位置へと光量センサ４４が順次移動し、複数の描画ヘッド３１の描画光量が順次取得され、描画光量が目標光量に等しくなるように、光源３２に供給される電流が調整される（ステップＳ１１〜Ｓ１３）。複数の描画ヘッド３１のそれぞれの描画光量は、光量センサ４４から図４に示すヘッド異常検出部４６の第１異常検出部４６１へと送られる。第１異常検出部４６１に送られる複数の描画ヘッド３１の描画光量は、目標光量におよそ等しい。
【００３９】
複数の描画ヘッド３１の描画光量が取得されると、第２移動機構２４により光量センサ４４が（＋Ｘ）方向へと移動し、図１および図２に示すように、検査ヘッド４１の真下（すなわち、（−Ｚ）側）に位置する（ステップＳ１４）。以下の説明では、図１および図２に示す光量センサ４４の位置を「中間光量測定位置」という。中間光量測定位置は、検査ヘッド４１に対して予め定められた相対位置である。
【００４０】
描画装置１では、中間光量測定位置、および、複数の描画ヘッド３１にそれぞれ対応する複数の描画光量測定位置は、Ｘ方向に平行な略直線上に配置される。第２移動機構２４は、ステージ２１を検査ヘッド４１および複数の描画ヘッド３１に対してＸ方向に相対的に移動することにより、光量センサ４４を中間光量測定位置と複数の描画光量測定位置との間で移動するセンサ移動機構である。
【００４１】
光量センサ４４が中間光量測定位置に位置すると、採光ヘッド移動機構４５により各採光ヘッド４２が下降し、図２に実線にて示すように、対応する描画ヘッド３１の光路上に挿入される（ステップＳ１５）。そして、複数の描画ヘッド３１のうち１つの描画ヘッド３１において光源３２が点灯され、他の描画ヘッド３１では光源３２が消灯される。例えば、最も（＋Ｘ）側の描画ヘッド３１の光源３２のみが点灯され、他の描画ヘッド３１の光源３２は消灯される。そして、光源３２が点灯された描画ヘッド３１の光路上に挿入された採光ヘッド４２により、当該光源３２からの光の一部が取り込まれる。採光ヘッド４２により取り込まれた光は、当該採光ヘッド４２に対応する測定光学系（すなわち、当該採光ヘッド４２に接続されたバンドルファイバ４３および検査ヘッド４１）により、中間光量測定位置に位置する光量センサ４４へと導かれ、当該光量センサ４４により受光される。以下の説明では、中間光量測定位置に位置する光量センサ４４により受光される測定光学系からの光の光量（すなわち、照度）を「中間光量」という。
【００４２】
最も（＋Ｘ）側の描画ヘッド３１の中間光量が取得されると、３つの描画ヘッド３１のうち中央の描画ヘッド３１の光源３２が点灯され、他の描画ヘッド３１の光源３２は消灯される。そして、上記と同様に、中央の描画ヘッド３１の光路上に挿入された中央の採光ヘッド４２により、当該描画ヘッド３１の光源３２からの光の一部が取り込まれる。採光ヘッド４２により取り込まれた光は、当該採光ヘッド４２に対応する測定光学系により、中間光量測定位置に位置する光量センサ４４へと導かれる。測定光学系からの光は光量センサ４４により受光され、これにより中央の描画ヘッド３１の中間光量が取得される。
【００４３】
描画装置１では、複数の描画ヘッド３１のそれぞれについて、上記の手順にて、中間光量が順次取得される（ステップＳ１６）。複数の描画ヘッド３１について中間光量が順次取得される間、光量センサ４４は中間光量測定位置から移動しない。複数の描画ヘッド３１のそれぞれの中間光量は、図４に示すヘッド異常検出部４６の第１異常検出部４６１および第２異常検出部４６２へと送られる。各描画ヘッド３１の中間光量は描画光量以下である。各描画ヘッド３１において、中間光量は、例えば、描画光量の１０％以上１００％以下である。なお、複数の描画ヘッド３１の中間光量は、必ずしも互いに等しい必要はない。
【００４４】
各描画ヘッド３１の中間光量の取得が終了すると、採光ヘッド移動機構４５により複数の採光ヘッド４２が上昇し、複数の描画ヘッド３１の光路上から離脱する（ステップＳ１７）。そして、ヘッド異常検出部４６の第１異常検出部４６１により、各描画ヘッド３１の中間光量と描画光量とに基づいて、各描画ヘッド３１の異常が検出される。具体的には、まず、光量センサ４４からの出力に基づいて、描画ヘッド３１の描画光量の中間光量に対する割合（以下、「測定光量割合」という。）が、第１異常検出部４６１により求められる。第１異常検出部４６１には、描画ヘッド３１が正常な状態における測定光量割合である基準光量割合が予め記憶されている。
【００４５】
第１異常検出部４６１では、測定光量割合が基準光量割合よりも小さくなると、描画ヘッド３１における採光ヘッド４２の挿入位置よりも後の構成に、経年劣化や異物の付着等に起因する光学特性の劣化が生じていると判定される。採光ヘッド４２の挿入位置よりも後の構成とは、投影光学系３５、および、当該挿入位置と投影光学系３５との間の構成である。図２に示す例では、照明光学系３３のレンズ３３２およびミラー３３３、空間光変調デバイス３４、並びに、投影光学系３５である。第１異常検出部４６１では、測定光量割合が基準光量割合よりも所定の値（例えば、基準光量割合の１０％）以上小さくなると、描画ヘッド３１の採光ヘッド４２の挿入位置よりも後の構成における光学特性の異常が検出される。第１異常検出部４６１により検出される描画ヘッド３１の異常は、主に、光を空間変調させるために頻繁に駆動される空間光変調デバイス３４の異常である。第１異常検出部４６１により検出された描画ヘッド３１の異常は、モニタへの表示や警告音等の通知手段により作業者に通知される。
【００４６】
ヘッド異常検出部４６では、また、第２異常検出部４６２により、各描画ヘッド３１の中間光量と、各描画ヘッド３１の光源３２に供給される電流とに基づいて、各描画ヘッド３１の異常が検出される（ステップＳ１８）。具体的には、まず、光量センサ４４からの出力に基づいて、中間光量と理想光量との比較が行われる。理想光量としては、電流および時間を変数とした理想劣化関数が予め定められている。中間光量を測定する際には、光源３２に供給される電流は一定値であるため、理想光量は時間を変数とした関数となる。中間光量も、同様に、時間を変数とした関数にて表し、理想光量に対する中間光量の割合が求められる。そして、当該割合が所定の値（例えば、１０％）未満となると、描画ヘッド３１の採光ヘッド４２の挿入位置よりも手前の構成のうち、光源３２を除く構成（すなわち、照明光学系３３）における光学特性の異常が検出される。第２異常検出部４６２により検出された異常は、モニタへの表示や警告音等の通知手段により作業者に通知される。なお、中間光量と理想光量との比較は、描画光量が目標光量に等しくなるように光源３２に供給される電流が調整されていない状態で行われてもよい。
【００４７】
また、第２異常検出部４６２では、描画光量が目標光量に等しくなるように調整された後の電流値（光源３２に供給される電流）と、光源３２に係る最大定格電流とが比較される。そして、光源３２に供給される電流が、最大定格電流を基準として、ある程度以上大きい場合、光源３２の異常が検出され、モニタへの表示や警告音等の通知手段により作業者に通知される。光源３２の異常の通知は、例えば、光源３２に供給される電流の大きさに基づいて、「サービスコール」および「要交換」の２段階に分けられてもよい。
【００４８】
以上に説明したように、描画装置１の検査部４は、描画光量測定位置に位置する際に描画ヘッド３１の投影光学系３５からの光を受光する光量センサ４４と、光量センサ４４を描画光量測定位置と中間光量測定位置との間で移動する第２移動機構２４と、描画ヘッド３１の光路上に挿入されて光源３２から空間光変調デバイス３４へと向かう光の少なくとも一部を取り込む採光ヘッド４２と、採光ヘッド４２にて取り込まれた光を中間光量測定位置に位置する光量センサ４４へと導く測定光学系（すなわち、バンドルファイバ４３および検査ヘッド４１）と、採光ヘッド４２を上記光路上に挿入し、また、当該光路上から離脱させる採光ヘッド移動機構４５とを備える。
【００４９】
このように、描画装置１では、描画ヘッド３１の投影光学系３５からの光の光量と、描画ヘッド３１の光源３２と空間光変調デバイス３４との間から取り出された光の光量とが、同一の光量センサ４４にて取得されて比較される。したがって、仮に、光量センサ４４の光学特性が変化した場合であっても、当該光学特性の変化は、上述の光量の比較に対して大きな影響を与えない。このため、描画ヘッド３１において、採光ヘッド４２の挿入位置の前後いずれにて光学特性の劣化が生じているかを精度良く検出することができる。換言すれば、描画装置１では、描画ヘッド３１の劣化要因を精度良く検出することができる。
【００５０】
また、採光ヘッド移動機構４５により採光ヘッド４２の移動を行うことができるため、描画装置１のハウジング（図示省略）を開放することなく、描画ヘッド３１の検査を行うことができる。その結果、ハウジングの開放に伴う描画装置１内の汚染を低減することができる。
【００５１】
上述のように、描画装置１では、中間光量および描画光量に基づいて描画ヘッド３１の異常を検出する第１異常検出部４６１を備える。これにより、描画ヘッド３１において、採光ヘッド４２の挿入位置よりも後の構成における異常（特に、空間光変調デバイス３４の異常）を自動的に検出することができる。また、描画装置１では、中間光量と光源３２に供給される電流とに基づいて描画ヘッド３１の異常を検出する第２異常検出部４６２を備える。これにより、描画ヘッド３１において、採光ヘッド４２の挿入位置よりも手前の構成における異常を自動的に検出することができる。
【００５２】
描画装置１では、光量センサ４４がステージ２１に設けられ、第２移動機構２４がステージ２１を描画ヘッド３１に対して相対的に移動することにより、光量センサ４４が中間光量測定位置と描画光量測定位置との間で移動する。これにより、描画装置１の構成を簡素化することができる。
【００５３】
また、上述のように、光量センサ４４の受光面４４１は基板９の上面９１と上下方向に関しておよそ同じ位置に位置する。すなわち、各描画ヘッド３１の投影光学系３５の先端から描画光量測定位置に位置する光量センサ４４の受光面４４１に至る上下方向の距離は、投影光学系３５の先端から基板９の上面９１に至る上下方向の距離におよそ等しい。したがって、光量センサ４４により取得される各描画ヘッド３１の描画光量は、基板９への描画の際に各描画ヘッド３１の投影光学系３５から基板９の上面９１に照射される光の光量におよそ等しい。このため、基板９にパターンを描画する際の基板９上の光量を、描画光量測定位置に位置する光量センサ４４により容易に測定することができる。そして、描画光量測定位置にて光量センサ４４により取得される描画光量を目標光量に調整することにより、描画ヘッド３１からの光の基板９上における光量を所望の光量に容易に調整することができる。
【００５４】
描画装置１では、描画ヘッド３１の照明光学系３３がインテグレータ３３１を備え、検査部４の採光ヘッド４２が、インテグレータ３３１から空間光変調デバイス３４に至る光路上に挿入される。すなわち、採光ヘッド４２は、インテグレータ３３１により均一性が向上された光に挿入される。このため、採光ヘッド４２の挿入位置が描画ヘッド３１の光軸に垂直な方向に多少ずれた場合であっても、採光ヘッド４２により取り込まれて光量センサ４４により受光される光の光量の変化が抑制される。これにより、検査部４による描画ヘッド３１の検査精度を向上することができる。
【００５５】
上述のように、各描画ヘッド３１では、光源３２から出射される光が紫外光である。このため、照明光学系３３、空間光変調デバイス３４および投影光学系３５の各構成の劣化が比較的早くなる。したがって、描画ヘッド３１の劣化要因を精度良く検出することができる描画装置１の上記構造は、光源から出射される光が紫外光である描画装置に特に適している。
【００５６】
描画装置１では、上述のように、光量センサ４４にて受光される中間光量が描画光量の１０％以上１００％以下である。このように、中間光量を適切な光量範囲とすることにより、描画ヘッド３１の検査を精度良く行うことができる。また、検査部４は、中間光量が描画光量の１０％以上１００％以下となる光量範囲において、描画装置１とは投影光学系３５の倍率が異なる他の描画装置に適用することができる。換言すれば、検査部４は、投影光学系３５の倍率が互いに異なる複数種類の描画装置にそれぞれ適用することができる。
【００５７】
上述のように、描画部３に複数の描画ヘッド３１が設けられ、検査部４が、各描画ヘッド３１に対応する採光ヘッド４２および測定光学系を備える。そして、複数の測定光学系が検査ヘッド４１を共有し、各採光ヘッド４２にて取り込まれた光が、中間光量測定位置に位置する光量センサ４４へと導かれる。これにより、検査部４の構造を簡素化することができる。また、複数の描画ヘッド３１の中間光量を、光量センサ４４を移動させることなく取得することができるため、複数の描画ヘッド３１の検査に要する時間を短縮することもできる。さらには、中間光量測定位置および複数の描画光量測定位置が直線上に配置されるため、複数の描画ヘッド３１を検査する際に、光量センサ４４の移動を簡素化することができる。
【００５８】
描画装置１では、様々な変更が可能である。
【００５９】
例えば、光量センサ４４は、必ずしもステージ２１上に設けられる必要はなく、ステージ２１から独立して設けられてもよい。また、ステージ２１を相対移動する移動機構２２から独立して光量センサ４４を移動するセンサ移動機構が、描画装置１に設けられてもよい。
【００６０】
検査部４では、複数の描画ヘッド３１と同数の複数の検査ヘッド４１が設けられてもよい。各検査ヘッド４１は、例えば、対応する描画ヘッド３１の（＋Ｘ）側において、当該描画ヘッド３１に対して相対的に定められた位置に配置される。すなわち、複数の描画ヘッド３１と複数の検査ヘッド４１とが、Ｘ方向において交互に配置される。そして、光量センサ４４がＸ方向に移動しつつ、各描画ヘッド３１の描画光量および中間光量が順次取得される。これにより、描画ヘッド３１と検査ヘッド４１との複数の組み合わせにおいて、描画ヘッド３１と検査ヘッド４１とを接続するバンドルファイバ４３の長さをおよそ同じとすることができる。
【００６１】
描画装置１では、光量センサ４４は描画ヘッド３１および検査ヘッド４１に対して相対的に移動すればよい。例えば、光量センサ４４が移動することなく、描画ヘッド３１および検査ヘッド４１が光量センサ４４の上方にてＸ方向に移動してもよい。この場合、検査ヘッド４１が光量センサ４４の真上に位置する状態が、光量センサ４４が中間光量測定位置に位置する状態である。また、描画ヘッド３１が光量センサ４４の真上に位置する状態が、光量センサ４４が描画光量測定位置に位置する状態である。
【００６２】
採光ヘッド４２は、必ずしもインテグレータ３３１の直後に挿入される必要はなく、インテグレータ３３１から空間光変調デバイス３４に至る光路上に挿入されるのであればよい。ただし、上述のように、採光ヘッド４２をインテグレータ３３１の直後に挿入することにより、採光ヘッド４２の挿入位置が描画ヘッド３１の光軸に垂直な方向に多少ずれた場合であっても、採光ヘッド４２により取り込まれて光量センサ４４により受光される光の光量の変化が抑制される。その結果、検査部４による描画ヘッド３１の検査精度を向上することができる。
【００６３】
採光ヘッド４２は、光源３２から空間光変調デバイス３４に至る光路上に挿入されるのであれば、必ずしも、インテグレータ３３１から空間光変調デバイス３４に至る光路上に挿入される必要はない。この場合であっても、上述のように、描画ヘッド３１の劣化要因を精度良く検出することができる。
【００６４】
複数の採光ヘッド４２は、必ずしも同時に上下方向に移動する必要はない。例えば、各採光ヘッド４２に採光ヘッド移動機構４５が設けられ、複数の採光ヘッド４２が互いに独立して上下方向に移動してもよい。換言すれば、各採光ヘッド４２の光路への挿入および離脱は、他の採光ヘッド４２から独立して行われてもよい。
【００６５】
検査部４では、複数の描画ヘッド３１に対して１つの採光ヘッド４２のみが設けられてもよい。この場合、採光ヘッド４２をＸ方向に移動して測定対象の描画ヘッド３１の真上に位置させ、採光ヘッド４２を下降させることにより、当該描画ヘッド３１の光路上に採光ヘッド４２が挿入される。
【００６６】
光源３２はＬＥＤには限定されず、例えば、ＬＤ（Laser Diode）や高圧水銀灯等が光源３２として利用されてもよい。光源３２として高圧水銀灯が用いられる場合、描画ヘッド３１では、光源３２に供給される電力が調整される。そして、ステップＳ１８において、第２異常検出部４６２により、各描画ヘッド３１の中間光量と、各描画ヘッド３１の光源３２に供給される電力とに基づいて、各描画ヘッド３１の異常が検出される。描画装置１では、ヘッド異常検出部４６による描画ヘッド３１の異常の自動検出に代えて、光量センサ４４から出力される中間光量および描画光量、並びに、光源３２に供給される電流または電力に基づいて、作業者が描画ヘッド３１の異常を検出してもよい。
【００６７】
各描画ヘッド３１では、ＤＭＤに代えて、例えばＧＬＶ（グレーチング・ライト・バルブ）（登録商標）が空間光変調デバイス３４として設けられてもよい。描画部３には、１つの描画ヘッド３１のみが設けられてもよい。
【００６８】
描画装置１において描画が行われる基板９は、必ずしもプリント配線基板には限定されない。描画装置１では、例えば、半導体基板、液晶表示装置やプラズマ表示装置等のフラットパネル表示装置用のガラス基板、フォトマスク用のガラス基板、太陽電池パネル用の基板等に対する回路パターンの描画が行われてもよい。
【００６９】
上記実施の形態および各変形例における構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わされてよい。
【符号の説明】
【００７０】
１    描画装置
４    検査部
９    基板
２１    ステージ
２２    移動機構
２３    第１移動機構
２４    第２移動機構
３１    描画ヘッド
３２    光源
３３    照明光学系
３４    空間光変調デバイス
３５    投影光学系
４１    検査ヘッド
４２    採光ヘッド
４３    バンドルファイバ
４４    光量センサ
４５    採光ヘッド移動機構
９１    上面
３３１    インテグレータ
３４３    微小鏡面
４４１    受光面
４６１    第１異常検出部
４６２    第２異常検出部
Ｓ１１〜Ｓ１８    ステップ
【図１】
2015064525.tif 000003
【図２】
2015064525.tif 000004
【図３】
2015064525.tif 000005
【図４】
2015064525.tif 000006
【図５】
2015064525.tif 000007
【図６】
2015064525.tif 000008