(57)【要約】      （修正有）【課題】光センサーとマイクロミラーとの位置関係に多少のずれが生じたような場合或いは光軸が多少ずれた場合でも、検査可能とし、且つ検査時間を短縮する。【解決手段】平行な光束を照射する光源と、互いに独立して揺動可能な多数のマイクロミラーを具備し、該マイクロミラーの各々により光源からの光を反射して偏向するＤＭＤと、該ＤＭＤで反射偏向された光を被露光対象に照射する光学手段と、からなる露光機において、ＤＭＤを構成する複数のマイクロミラーのそれぞれを異なる周波数（ｆ１〜ｆＮ）で駆動し、光学手段を通した光の変化を光センサーで捉え、光センサーの出力をそれぞれの周波数に対応するフィルター（Ｆ１〜ＦＮ）を通して得、それぞれのマイクロミラーを駆動した駆動源における周波数波形と、対応するフィルターの出力波形とを比較することを特徴とする。【選択図】図３
2007133006.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行な光束を照射する光源と、互いに独立して揺動可能な複数のマイクロミラーを具備し、該マイクロミラーの各々により光源からの光を反射して偏向するＤＭＤと、該ＤＭＤで反射偏向された光を被露光対象に照射する光学手段と、からなる露光機において、
前記ＤＭＤを構成する複数のマイクロミラーのそれぞれを異なる周波数ｆ１〜ｆＮで駆動し、前記光学手段を通した光の変化を光センサーで捉え、該光センサーの出力をそれぞれの周波数に対応するフィルターＦ１〜ＦＮを通して得、それぞれのマイクロミラーを駆動した駆動源における周波数波形と、対応するフィルターの出力波形とを比較することを特徴とする露光機の故障検出方法。
【請求項２】
平行な光束を照射する光源と、互いに独立して揺動可能な複数のマイクロミラーを具備し、該マイクロミラーの各々により光源からの光を反射して偏向するＤＭＤと、該ＤＭＤで反射偏向された光を被露光対象に照射する光学手段と、からなる露光機において、
前記ＤＭＤを構成する複数のマイクロミラーのそれぞれを周波数は同一であるがパルス幅を変調させた波形を持つ信号ｆ１〜ｆＮで駆動し、前記光学手段を通した光の変化を光センサーで捉え、該光センサーの出力をそれぞれの波形に対応するフィルターＦ１〜ＦＮを通して得、それぞれのマイクロミラーを駆動した駆動源における周波数波形と、対応するフィルターの出力波形とを比較することを特徴とする露光機の故障検出方法。
【請求項３】
平行な光束を照射する光源と、互いに独立して揺動可能な複数のマイクロミラーを具備し、該マイクロミラーの各々により光源からの光を反射して偏向するＤＭＤと、該ＤＭＤで反射偏向された光を被露光対象に照射する光学手段と、からなる露光機において、
前記ＤＭＤを構成する複数のマイクロミラーのそれぞれを異なる周波数ｆ１〜ｆＮで駆動する駆動手段と、
前記光学手段を通した光の変化を捉える光センサーと、
前記周波数に対応するフィルターＦ１〜ＦＮと、
前記駆動手段における周波数波形と、対応するフィルターの出力波形とを比較する比較手段と、
からなることを特徴とする露光機の故障検出装置。
【請求項４】
平行な光束を照射する光源と、互いに独立して揺動可能な複数のマイクロミラーを具備し、該マイクロミラーの各々により光源からの光を反射して偏向するＤＭＤと、該ＤＭＤで反射偏向された光を被露光対象に照射する光学手段と、からなる露光機において、
前記ＤＭＤを構成する複数のマイクロミラーのそれぞれを周波数は同一であるがパルス幅を変調させた波形を持つ信号ｆ１〜ｆＮで駆動する駆動手段と、
前記光学手段を通した光の変化を捉える光センサーと、
前記それぞれの波形に対応するフィルターＦ１〜ＦＮと、
前記駆動手段における周波数波形と、対応するフィルターの出力波形とを比較する比較手段と、
からなることを特徴とする露光機の故障検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスクに回路用のパターンを形成する場合、或いは直接プリント基板やシリコン・ウエハに回路パターン等の描画パターンを形成する場合に使用する露光機の故障検出装置、特にデジタル・マイクロ・デバイス（以下「ＤＭＤ」と称する。）を使用した露光機の故障検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＭＤを使った投影露光装置は、例えば、特許文献１〜３等において既に知られている。この種の露光装置において、ＤＭＤを構成する個々のマイクロミラーが故障した場合の検出方法について、従来、図１に示すような方法が採られていた。
【０００３】
図１において、光源１はＤＭＤ２に対して斜め方向から平行光を入射する。ＤＭＤ２には、多数の（例えば１０２４×７６８個の）マイクロミラー３が例えば１４μｍ×１４μｍのピッチで格子状に配列されており、個々のマイクロミラー３は個別に矢印Ｐで示すように揺動可能になっている。即ち、マイクロミラー３がＯＮの状態では、マイクロミラー３は図示の実線で示すように傾斜しており、斜め下方から入ってきた光線は当該マイクロミラー３で反射され、投影レンズ４を使って光センサー５上に当該マイクロミラー３の像を結ぶ。
【０００４】
一方、マイクロミラー３がＯＦＦの状態では、マイクロミラー３が反対方向に傾いており、反射された光は投影レンズ４とは異なる方向へ反射される。
【０００５】
このように、ＤＭＤを使った投影露光装置では、個々のマイクロミラーを構成しているミラーセルが故障したような場合は、当該マイクロミラーでは適正に光を反射することができなくなり、余分なパターンが生じたり、又は断線の原因となるため、ＤＭＤの動作については映像を扱う場合に比べてより厳しい管理が必要となる。このため、マイクロミラーの故障を検出するための方法として、従来、センサーアレイを使う方法や、単一のセンサーに対してＤＭＤを機能させるセルを切り換えていく方法が使われている。
【０００６】
センサーアレイを使う場合には、ＤＭＤのセル間隔以上に分解能を持ったＣＣＤのセンサーアレイを使い、ＤＭＤの画像をセンサーアレイ上に投影することでミラーセルの状態を検出する。ＤＭＤすべてのミラーセルをＯＮするパターンとすべてのミラーセルをＯＦＦにするパターンをテストすることで、各ミラーセルの良否を判定することができる。このように、センサーアレイを使う場合は、マイクロミラー３により反射された光により結ばれる像のピッチと、光センサー５のピッチが同じで、ＤＭＤ２から光センサー５に至る光線の光軸がずれていない場合には、図２（ａ）に示すように、各マイクロミラー３に対応して光センサー５が反応するので、光センサー５によりＯＮの状態のマイクロミラー３のみを検出することができる。
【０００７】
動作の確認は、すべてのマイクロミラー３をＯＮにした状態で、各光センサー５が反応することと、すべてのマイクロミラー３をＯＦＦにした状態で、各光センサー５が反応しないことの２つのパターンについてテストを行うことで、ＤＭＤ２を構成しているすべてのマイクロミラー３についてＯＮ側とＯＦＦ側の動作確認ができる。これにより、万一動作不良のマイクロミラー３がある場合には、当該マイクロミラーに対応する光センサー５が正常な反応を示さないこととなり、どのマイクロミラー３が動作不良を起こしているのかを確認することができる。
【０００８】
しかしながら、図２（ｂ）、（ｃ）のように、光軸がずれた場合や投影倍率が違った場合には、隣接する光センサーにもマイクロミラー３の像がかかり、複数の光センサー５が反応してしまうため動作不良を起こしたマイクロミラーの位置の特定が難しくなる。図２において、（ａ）は正常の場合、（ｂ）は光軸にずれが生じている場合、（ｃ）は投影倍率に違いが生じている場合を示す。（ａ）のように正常の場合は、光センサー５の配列ピッチとマイクロミラー３からの反射光の配列３ａが正確に一致しているので、マイクロミラーの像３ａが隣接する光センサー５に影響することはない。しかし、（ｂ）のように投影倍率は正常でも光軸にずれが生じている場合は、１つのマイクロミラーの像３ａが隣接する１つ又は複数の光センサー５に影響を及ぼすこととなり、また（ｃ）のように投影倍率に違いが生じている場合は、場所によりマイクロミラー像の３ａの光センサー５に対する影響範囲が異なってくる。従って、このような場合はマイクロミラー３について正確な検査を行うことが、出来なくなる。
【０００９】
また、ＤＭＤ２の各マイクロミラー３の故障を検出する方法の他の例として、すべてのマイクロミラーをカバーする単一のセンサーを使用する場合には、ＤＭＤ上のミラーセルを順番をＯＮ／ＯＦＦし、動作しないセルを特定していく。即ち、すべてのマイクロミラーの像に対応する光センサーを単一のものとし、多数のマイクロミラーを１個ずつ順次ＯＮとＯＦＦを行なうことにより、不良のマイクロミラーを検出する方法もあるが、この方法によると、光軸のずれによる位置の誤差は影響しなくなり、動作不良を起こしているマイクロミラーの位置を特定する精度は向上するが、計測時間は以下のように長くなる。
【００１０】
計測時間  ＝  マイクロミラーのサイクルタイム  ×  マイクロミラーの数
マイクロミラーのサイクルタイムを０．１ミリ秒、マイクロミラーの数を１０２４×７６８個とした場合、検査時間は約８０秒かかる。
【００１１】
【特許文献１】特開平５−１０２００３号公報
【特許文献２】特開２００２−３６７９００号公報
【特許文献３】特開２００４−１４６７８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述した従来のＤＭＤを使用した露光装置の故障検出方法では、センサーアレイを使った場合には、光センサーとミラーセルとの位置関係が微妙で、両者の位置関係に「ずれ」が生じた場合には、隣接するセンサーにも光が入ってしまい、不良セルの位置関係がずれてしまい、正確な故障検出をすることが出来なくなる。また、多数のマイクロミラーに対応する単一のセンサーに対してＤＭＤの各ミラーセルを順番にＯＮ／ＯＦＦする方法は、検査に要する時間（セルの数×１セルの計測時間）が長く、迅速に検査を実行するのが困難である。
【００１３】
また、センサーアレイを使った場合も、単一のセンサーによる場合も、検査に使用する電流は直流成分のみを使って検査するため、マイクロミラーの動きが鈍くなったような動特性の問題を検出することは困難であった。
【００１４】
そこで、本発明は、従来のＤＭＤを使用した露光機の故障検出方法における上述のような問題点を解決するもので、光センサーとマイクロミラーとの位置関係に多少のずれが生じたような場合或いは光軸が多少ずれた場合でも、検査を可能とし、且つ検査時間を短縮することのできる露光機の故障検出装置及び方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を達成するために、本発明によれば、平行な光束を照射する光源と、互いに独立して揺動可能な複数のマイクロミラーを具備し、該マイクロミラーの各々により光源からの光を反射して偏向するＤＭＤと、該ＤＭＤで反射偏向された光を被露光対象に照射する光学手段と、からなる露光機において、前記ＤＭＤを構成する複数のマイクロミラーのそれぞれを異なる周波数ｆ１〜ｆＮで駆動し、前記光学手段を通した光の変化を光センサーで捉え、該光センサーの出力をそれぞれの周波数に対応するフィルターＦ１〜ＦＮを通して得、それぞれのマイクロミラーを駆動した駆動源における周波数波形と、対応するフィルターの出力波形とを比較することを特徴とする露光機の故障検出方法が提供される。
【００１６】
また、本発明によれば、同露光機において、前記ＤＭＤを構成する複数のマイクロミラーのそれぞれを周波数は同一であるがパルス幅を変調させた波形を持つ信号ｆ１〜ｆＮで駆動し、前記光学手段を通した光の変化を光センサーで捉え、該光センサーの出力をそれぞれの波形に対応するフィルターＦ１〜ＦＮを通して得、それぞれのマイクロミラーを駆動した駆動源における周波数波形と、対応するフィルターの出力波形とを比較することを特徴とする露光機の故障検出方法が提供される。
【００１７】
また、本発明によれば、平行な光束を照射する光源と、互いに独立して揺動可能な複数のマイクロミラーを具備し、該マイクロミラーの各々により光源からの光を反射して偏向するＤＭＤと、該ＤＭＤで反射偏向された光を被露光対象に照射する光学手段と、からなる露光機において、前記ＤＭＤを構成する複数のマイクロミラーのそれぞれを異なる周波数ｆ１〜ｆＮで駆動する駆動手段と、前記光学手段を通した光の変化を捉える光センサーと、前記周波数に対応するフィルターＦ１〜ＦＮと、前記駆動手段における周波数波形と、対応するフィルターの出力波形とを比較する比較手段と、からなることを特徴とする露光機の故障検出装置が提供される。
【００１８】
更にまた、本発明によると、同露光機において、前記ＤＭＤを構成する複数のマイクロミラーのそれぞれを周波数は同一であるがパルス幅を変調させた波形を持つ信号ｆ１〜ｆＮで駆動する駆動手段と、前記光学手段を通した光の変化を捉える光センサーと、前記それぞれの波形に対応するフィルターＦ１〜ＦＮと、前記駆動手段における周波数波形と、対応するフィルターの出力波形とを比較する比較手段と、からなることを特徴とする露光機の故障検出装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【実施例】
【００２０】
［実施例１］
ＤＭＤを構成する多数のマイクロミラーＭ（ｍ１〜ｍＮ）のそれぞれを周波数ｆ１からｆＮの異なる周波数で駆動する駆動源Ｄに接続する。そして、各マイクロミラーＭによる光の変化を単一の光センサーＳで捉える。光センサーＳの出力はそれぞれの周波数ｆ１〜ｆＮに対応したフィルターＦ（Ｆ１〜ＦＮ）を通して得る。それぞれのマイクロミラーＭを駆動した駆動源Ｄにおける周波数波形（矩形波）と、対応するフィルターＦの出力の周波数波形（正弦波）を比較することで、マイクロミラーＭの劣化状態を検出する。
【００２１】
動作しないマイクロミラーＭに対応した信号は、ＯＮ又はＯＦＦの直流線分のみが出力され、周波数フィルターＦを通した場合には出力されなくなる。駆動周波数に対してマイクロミラーＭの動作が遅くなった場合には、時間遅れが発生し、振幅が減少すると共に、位相差が大きくなる。
【００２２】
図４に示す例では、所定の２つのマイクロミラーｍ１，ｍ２をそれぞれｆ１とｆ２の異なる周波数で駆動した場合の、それぞれのマイクロミラーｍ１，ｍ２に対応するフィルターＦ１、Ｆ２の出力を示している。マイクロミラーｍ１，ｍ２が正常の場合は、実線の波形で示すように、駆動周波数ｆ１とｆ２に対してＦ１、Ｆ２の出力波形には遅れはなく、振幅も正常な波形の出力として検出される。
【００２３】
マイクロミラーｍ１の駆動周波数ｆ１に対してマイクロミラー自体の動作が遅くなっている場合には、破線に示すように出力に遅れが生じ、出力レベルも小さくなる。即ち、駆動周波数ｆ１に対して正常の場合は、フィルターＦ１を通した出力は、駆動周波数ｆ１と同期した所定の振幅を有する信号として表れるが、マイクロミラーｍ１自体の開閉動作等に負担がかかって動作が遅くなっている場合には、駆動周波数ｆ１は位相がずれ、しかも振幅が小さくなった信号として表れる。
【００２４】
このように、マイクロミラーｍ１〜ｍＮによる光の変化を光センサーＳで検出し、その出力を各周波数フィルターｆ１〜ｆＮを通して得ることにより、どのマイクロミラーが故障しているか、或いは劣化しているかを検出することができる。
【００２５】
［他の実施例］
ＤＭＤを駆動する方法として、各マイクロミラーｍ１〜ｍＮの駆動周波数は同一にして、矩形波のパルス幅のみ変化させる方法でも同一の効果を得ることができる。図５に示すように、例えば、マイクロミラーｍ１の駆動周波数（波形）ｆ１に対して、周波数自体はｆ１と同じであるが、パルス幅のみ異なる駆動周波数（波形）となるように変調した信号ｆ２でマイクロミラーｍ２を駆動し、そのときのセンサー出力をそれぞれフィルターｆ１，ｆ２を通して得る。
【００２６】
マイクロミラーｍ１，ｍ２を高い周波数で駆動するため、マイクロミラーｍ１，ｍ２の応答性能を位相のずれとして検出することはできないが、出力波形の振幅として検出することができる。即ち、マイクロミラーｍ１，ｍ２自体の開閉動作等に負担がかかって動作が遅くなっている場合には、所定の駆動周波数でパルス幅を変調したｆ１，ｆ２に対して出力Ｆ１，Ｆ２より振幅の小さな波形が表れる。これにより、どのマイクロミラーが劣化していて動作遅延を生じているかを検出することができる。
【００２７】
以上添付図面を参照して本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、本発明の精神ないし範囲内において種々の形態、変形、修正等が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
以上説明したように、本発明によれば、光センサーとマイクロミラー像との位置関係に多少のずれが生じたような場合或いは光軸が多少ずれた場合でも、同一クラスター内の所定の光センサーについて検査している時は、当該クラスター内の他の光センサーについては検査しないことで、クラスター別では同時の複数の光センサーについて、検査することができ、検査時間を短縮することのできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】ＤＭＤを用いた露光装置の概略図である。
【図２】従来のＤＭＤを用いた露光装置において、露光が正常の場合（ａ）、光軸がずれた場合（ｂ）、倍率が違った場合（ｃ）の状態を示す。
【図３】本発明の露光機の故障検出装置の概略図である。
【図４】本発明の露光機の故障検出装置による波形図である。
【図５】本発明の他の実施例による故障検出装置による波形図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    光源
２    ＤＭＤ
３，Ｍ（ｍ１〜ｍＮ）    マイクロミラー
４    投影レンズ
５（Ｓ）    光センサー
ｆ１〜ｆＮ    駆動周波数
Ｆ１〜ＦＮ    フィルター
Ｄ    駆動源
【図１】
2007133006.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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