(57)【要約】【課題】  露光速度が高速化でき、かつビームの利用効率のよい露光方法および露光装置を提供する。【解決手段】  ｍ行ｎ列をなす複数のビームからなるビームアレイの照射位置を露光体に対して上記ビームアレイの列方向に移動させつつ、このビームアレイをパルス照射する。このパルス照射間での照射位置の移動距離ｆは、上記ビームのビーム径ａ以上であり、列方向におけるビームアレイの幅Ｈ未満とする。【選択図】  図１
2006319140.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｍ行ｎ列をなす複数のビームからなるビームアレイをパルス照射によって露光体に２回以上照射する露光方法であって、
上記ビームアレイの照射位置を、露光体に対してビームアレイの列方向に一定速度で移動させる照射位置移動ステップを含み、
上記照射位置移動ステップ中に、上記パルス照射を行う光照射ステップをさらに含み、
上記パルス照射間における上記照射位置の移動距離は、上記ビームのビーム径以上であり、列方向におけるビームアレイの幅未満であることを特徴とする露光方法。
【請求項２】
上記ビームアレイは、ビームピッチをｈおよびビーム径ａが、ｈ＞ａを満たすことを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】
光照射ステップは、ＳＬＭを用いて露光体にビームアレイを照射するものであり、
上記露光体に対する照射位置移動速度ｖ、上記ＳＬＭの駆動時間ｔ、上記ビームアレイのビームピッチｈ、およびビーム径aは、ｈ２／a／ｖ＞ｔ  を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の露光方法。
【請求項４】
上記光照射ステップにおいて、多重露光する回数をｋ回、上記ビームアレイの行方向のビーム数ｎ、ビームピッチｈ、およびビーム径aは、ｎ＝(ｈ／a)２×ｋ  を満たすことを特徴と摩る請求項１〜３のいずれか１項に記載の露光方法。
【請求項５】
上記ビームアレイのビーム径をａ、ビームピッチをｈとした場合、
上記ビームアレイの行を上記照射位置の移動方向に対してｓin-1(ａ／ｈ)傾けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の露光方法。
【請求項６】
上記パルス照射のパルス幅における上記照射位置の移動距離は、露光精度以下になっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の露光方法。
【請求項７】
ｍ行ｎ列をなす複数のビームからなるビームアレイをパルス照射によって露光体に２回以上照射する露光装置であって、
上記ビームアレイの照射位置を、露光体に対してビームアレイの列方向に一定速度で移動させる照射位置移動手段と、
上記照射位置移動手段の動作中に、上記パルス照射を行う光照射手段とを備え、
上記照射位置移動手段が、パルス照射間に上記照射位置の移動させる距離は、上記ビームのビーム径以上、列方向におけるビームアレイの幅未満に設定されていることを特徴とする露光装置。
【請求項８】
上記光照射手段は、光源と、当該光源から出射されるパルス光を１つ以上のミラーで反射することによってビームアレイを形成するＳＬＭとを備え、
上記ミラーは、個々に駆動されることによって、上記パルス光から回折反射光および正反射光の少なくとも一方を発生させるようになっていることを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】
上記ＳＬＭと上記露光体との間には、ＳＬＭからの回折反射光を透過し、正反射光を遮断する遮断部材が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
上記ミラーは、その反射面の一部を変形させることによって回折反射光を発生させるようになっていることを特徴とする請求項８または９に記載の露光装置。
【請求項１１】
上記ミラーは、その反射面の変形量が調節できるようになっていることを特徴とする請求項１０に記載の露光装置。
【請求項１２】
上記光源は、固体レーザを備えることを特徴とする請求項７〜１１のいずれか１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、半導体製造工程およびプリント基板製造工程等における感光材料への露光パターン転写に好適に用いられる露光方法、および露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体製造工程やプリント基板製造工程における露光技術は、露光パターンを有するマスクを事前に作製してその露光パターンを基板に転写する方式から、マスクを用いないマスクレス方式に移行しつつある。
【０００３】
マスクレス方式を採用した露光装置としては、これまでに様々な装置が提案されている。代表的な装置は、空間光変調素子（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）を利用して、画像データに応じて変調された光ビームによって露光を行う構成となっている。
【０００４】
特許文献１・２には、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ：Digital Mirror Device）をＳＬＭとして用いた露光装置が記載されている。
【０００５】
この従来の露光装置について、図１０に基づいて説明する。図１０は、従来の露光装置の要部の構成を示す正面図である。
【０００６】
図１０に示すように、従来の露光装置１００は、基板１０５を保持するステージ１０６、ステージ１０６における基板１０５載置面と対向する位置に設けられたＤＭＤ１０２（ＳＬＭ）、基板１０５とＤＭＤ１０２との間に設けられた集光光学系１０４、及び、ＤＭＤ１０２に光ビームを入射させる光源１０１を備えている。また、ＤＭＤ１０２はコントローラ１０３に接続されている。
【０００７】
ステージ１０６は、感光材料を塗布した基板１０５を保持した状態で、図１０中のＸ方向（基板１０５表面に平行な方向）、Ｙ方向（Ｘ方向に垂直、かつ基板１０５表面に平行な方向）、Ｚ方向（Ｘ方向かつＹ方向と垂直な方向）の３方向に移動可能になっている。
【０００８】
コントローラ１０３は、露光データを処理するデータ処理部（図示せず）と、データ処理部によって処理された露光データに応じてＤＭＤ１０２の各マイクロミラーを駆動する素子駆動制御部（図示せず）とを備える。
【０００９】
ＤＭＤ１０２は、上記素子駆動制御部の制御によって光源１０１から入射する光ビームを複数のアレイビームに分割・変調した反射光を生じ、その反射光を基板１０５上に照射するものである。
【００１０】
また、集光光学系１０４は、ＤＭＤ１０２からの反射光を基板１０５上に集光する光学ユニットである。
【００１１】
ＤＭＤ１０２の構成および動作について、図１１・１２に基づいて説明すれば以下の通りである。図１１は、従来のＤＭＤの構成を示す斜視図である。また、図１２は、従来のＤＭＤのマイクロミラーの動作を示す斜視図であり、図１２（ａ）は、オン状態のマイクロミラーを、図１２（ｂ）はオフ状態のマイクロミラーを示す。
【００１２】
ＤＭＤ１０２は、図１１に示すように、基板１０８上にマイクロミラー１０７がマトリクス状（ｍ行×ｎ列）に配置された構成となっている。各マイクロミラー１０７は、オン状態またはオフ状態に制御され、各々のミラー面の対角線を軸としてＳＬＭ１０２の基板に対して±α度（例えば±１０度）の範囲で傾けられる。
【００１３】
詳しく述べると、上記制御信号によってオン状態となったマイクロミラー１０７は、図１２（ａ）に示すように、ＳＬＭ１０２の基板１０８に対して＋α度傾き、上記制御信号によってオフ状態となったマイクロミラーは、図１２（ｂ）に示すように、ＳＬＭ１０２の基板１０８に対して−α度傾けられる。なお、露光装置１００では、オフ状態のマイクロミラーによって反射される光ビームの光路上に光吸収体（図示せず）が配置されている。つまり、オフ状態のマイクロミラーからの反射光はこの光吸収体に吸収され、オン状態のマイクロミラーからの反射光のみが基板１０５に照射されるようになっている。
【００１４】
このように、上記データ処理部で処理される露光データに応じてＳＬＭ１０２の各マイクロミラー１０７の傾きを制御することによって、マスクを用いることなく、露光データに応じたパターンを基板１０５上の感光材料に照射することが可能となる。
【００１５】
特許文献１・２には、以上に述べたような露光装置１００を用いる露光方法として、ステージ１０６を基板１０５に平行な方向（Ｘ・Ｙ方向）に移動させることで、基板１０５上での露光位置（照射位置）を変更することが記載されている。
【００１６】
特に、特許文献１に記載の方法では、ステージ１０６を停止させて基板１０５の或る位置を露光させ、その後、露光を停止している間にステージ１０６を移動させて露光位置を変更し、再び露光を行っている。特許文献１では、こうした露光を複数回行うことにより、複数のパターンを合成してパネルパターン（露光像）を形成している。
【００１７】
このような方法では、ステージ１０６を位置決めして停止させるのに約１秒要する。したがって、液晶パネル等の大型の基板を大量に露光する場合は、停止回数が数万回要することになり、この露光方法により高速化を達成するのは困難である。
【００１８】
これに対し、特許文献２には、移動中のステージ１０６上の感光材料に対して走査露光する露光装置が記載されている。つまり、特許文献２に記載の露光方法では、光を照射したままステージ１０６を移動させることで、露光位置の変更の度にステージを駆動して停止するといった工程を省略し、ステージ停止時間を大幅に短縮できる。このように連続的に露光する方法を、本明細書では「連続露光方式」と呼ぶ。
【特許文献１】特開平１０−２０９０１９号公報（１９９８年８月７日公開）
【特許文献２】特開２００４−１２８９９号公報（２００４年１月１５日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、上述した連続露光方式でも、露光像形成の速度（露光速度）は充分に大きいとはいえない。
【００２０】
特許文献２に記載の連続露光方式について、図８に基づいて詳しく述べる。この方法では、以下に述べるように、主査方向の分解能を露光装置として求められる程小さくするためには、ＤＭＤの駆動速度を最大にしても、ステージ送り速度にはまだ余裕がある。つまり、ステージ速度を生かしきれていない。
【００２１】
図８は、従来の連続露光方式を示す図面であり、図８（ａ）はビームアレイによって形成された仮想ラインビームを示す図面であり、図８（ｂ）は画素の利用効率を示す図面である。
【００２２】
図８（ａ）に示すように、連続露光方式によって露光する場合、ｍ行ｎ列のビームアレイを走査方向に対して、１／ｍ傾斜させることにより、擬似的に走査方向に対して垂直方向のラインビームアレイを形成する。こうして連続的に露光していくことで、図示しているように、ビームを隙間なく並べることができる。しかしながら、この方法では、仮想ライン上でのビームの重なりが非常に多くなり、ビームを有効に利用できない。
【００２３】
つまり、この連続露光方式は、複数のビームが重なる多重露光方式であり、異なる表現をすれば、複数のマイクロミラーで構成されるＳＬＭの画素利用効率が極端に低下するため、結局、高速露光を実現できない。具体的にどの程度の走査速度になり、利用効率がどの程度低いかを図８（ｂ）を用いて説明する。
【００２４】
図８（ｂ）においては、ＤＭＤの１画素（各マイクロミラー）のサイズ：１５μｍ四方、画素数：７６８行×１０２４列アレイ、露光光学系の縮小倍率：１／３０、露光するパターンの分解能：０.１μｍとする。このとき、基板上に照射される総ビーム数は約８０万ビームとなり、一個のビームサイズは０．５μｍとなる。図８（ｂ）に示すように、０.５μｍのビームを０.１μｍピッチで並べる場合、ビームアレイは走査方向に対して約１１．３度傾斜させることになる。こうして横１列（１行分、７６８ビーム）のビームで得られるライン長さは、
０．１×７６８＝７６.８μｍ
となり、縦列のビーム数に換算すると
７６.８／ｃｏｓ１１.３°／０.５＝１５７ビーム
に相当する。
【００２５】
よって、図示したように、１行分のビーム（７６８ビーム）と、残りの（１５７−１）列×７６８個のビームとは重なることになるため、画素の利用効率は
７６８／（１５７×７６８）＝０.００６
となり、１％にも満たないことが分かる。
【００２６】
この連続露光方式で露光速度を速めるためには、主走査方向のステージ送り速度を速めればよい。しかし、ＤＭＤのスイッチング速度を最高速度の１５μｓとしても、分解能を０．５μｍとして描画するには、ステージ送り速度は、
０．５μｍ／１５μｓ＝３３ｍｍ/ｓ
が限界となる。ステージ自身はこの限界速度の約１０倍の速度、つまり３００ｍｍ/ｓ程度の実力がある。つまり、ステージの実力から考えるともっと高速に送ることが可能であるが、ＤＭＤのスイッチング速度が追従できないため、ステージ送り速度を十分に活かすことができず、加工速度（露光速度）も非常に遅くなってしまう。
【００２７】
ＤＭＤの駆動時間を現在の技術水準で１５μｓｅｃ程度よりも短くすることは困難であるため、連続露光方式では、ステージ送り速度をこれ以上速めることはできない。つまり、より高速に露光するには、画素の利用効率の改善と、ステージの送り速度、及び、ＳＬＭのスイッチング速度を最大限発揮できる別の露光方式が必要となる。
【００２８】
次に、画素の利用効率が連続露光方式よりも高く、ステージの送り速度を最大限に発揮できる別の従来例を図９に示す。
【００２９】
図９は、従来の露光方法であるスタンプ方式を示す図面である。スタンプ方式とは、ビームアレイを仮想ラインビームとして利用するのではなく、長方形の照射ビームアレイを傾けず、長方形の短手方向（行方向）と平行に走査し、スタンプ状に露光していく方式である。また、このスタンプ方式では、露光中もステージを停止させないものとする。
【００３０】
この方式では、レーザをＳＬＭに対して連続的に照射して、ＳＬＭ側で個々のビームをスイッチングするという連続露光方式とは異なり、スタンプするべき位置にビームアレイが来た瞬間にパルス光をＳＬＭに照射し、かつ、個々のビームをＳＬＭ側でスイッチングすることによって、パルス露光による露光パターンを形成するものである。
【００３１】
ここで、図８の連続露光方式と同様に、ＤＭＤの１画素（ミラー）のサイズ：１５μｍ、画素数：１０２４×７６８アレイ、露光光学系の縮小倍率：１／３０、のＤＭＤを用いるとする。
【００３２】
図９に示すように、スタンプ方式では、ビームアレイの短手方向（行方向、主走査方向）の長さ
７６８×０．５＝３８４μｍ
を走査するごとにパルス露光する。この方式の場合、図９から明らかなように、画素の重なりは全く無いため、画素利用効率は１００％となる。つまり、素子利用効率を連続露光方式の１６０倍（＝１／０．００６）以上とすることができるため、１６０倍以上の高速化が達成できることになる。
【００３３】
パルス露光を行う場合、ＤＭＤがパルス露光間に次のパターンに切り替わらなくてはならない。しかし、スタンプ方式では、パルス露光と次のパルス露光の間（パルス露光間）にステージを送らなければならない距離が大きいため、ステージの速度を最大にしてもＤＭＤの速度にはまだ余裕がある。つまりＤＭＤの速度を生かしきれていない。
【００３４】
以下に具体例を挙げて説明する。図９のスタンプ方式で、ステージ送り速度とＤＭＤの駆動速度との関係を考える。このスタンプ方式でステージの送り速度を現在のステージ送りの最高速度３００ｍｍ／ｓｅｃとした場合、パルス露光と次のパルス露光の間の時間（パルス間時間）は、
３８４×１０-3／３００＝１.２８ｍｓ
となる。
【００３５】
つまり、この１．２８ｍｓ間にＤＭＤのミラーを駆動し、次の露光パターンに切り替えればよい。つまり、ＤＭＤの応答速度は、１.２８ｍｓ以下であればよい。これは、現在のＤＭＤの実力（駆動時間：１５μｓ）よりかなり遅い速度となる。
【００３６】
このように、スタンプ方式では、ステージの送り速度を最大限に発揮できるものの、ＤＭＤの駆動速度を生かしきれていない。この点を改善すれば、さらに、数十倍以上の高速化の余地は、十分にあるといえる。
【００３７】
本発明は、上記従来の問題に鑑みたものであり、その目的は露光速度が高速化でき、かつビームの利用効率のよい露光方法および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】
【００３８】
上記課題を解決するために、本発明の露光方法は、ｍ行ｎ列をなす複数のビームからなるビームアレイをパルス照射によって露光体に２回以上照射する露光方法であって、上記ビームアレイの照射位置を、露光体に対してビームアレイの列方向に一定速度で移動させる照射位置移動ステップを含み、上記照射位置移動ステップ中に、上記パルス照射を行う光照射ステップをさらに含み、上記パルス照射間における上記照射位置の移動距離は、上記ビームのビーム径以上であり、列方向におけるビームアレイの幅未満であることを特徴とする。
【００３９】
上記構成によると、上述の連続露光方式と異なり、露光体に対してパルス照射を行って露光するため、照射位置の移動速度を高速にしても分解能を維持することができ、かつ、ビームの利用効率も高くなる。
【００４０】
また、上記構成によると、パルス照射間に照射位置が移動する距離が、列方向におけるビームアレイの幅未満であるため、スタンプ方式と比較してパルス露光間隔が短くなる。これによって、光照射側の性能を活かすことができる。その結果、スタンプ方式と比較しても露光像の形成速度（露光速度）を高速化することができるという効果を奏する。
【００４１】
また、上記ビームアレイは、ビームピッチｈおよびビーム径ａが、ｈ＞ａを満たすことが好ましい。
【００４２】
上記構成によると、ビームの不要な重複が小さくなり、ビームの利用効率がさらに高くなるという効果を奏する。
【００４３】
また、光照射ステップは、ＳＬＭを用いて露光体にビームアレイを照射するものであり、上記露光体に対する照射位置移動速度ｖ、上記ＳＬＭの駆動時間ｔ、上記ビームアレイのビームピッチｈ、およびビーム径aは、ｈ２／a／ｖ＞ｔを満たすことが好ましい。
【００４４】
上記構成によると、隙間なく露光体上を露光することができるという効果を奏する。
【００４５】
また、上記光照射ステップにおいて、多重露光する回数（同じ場所を複数回露光することで、階調表現を行う）をｋ回、上記ビームアレイの行方向のビーム数ｎ、ビームピッチｈ、およびビーム径aとすると、ｎ＝(ｈ／a)２×ｋ  を満たすことが好ましい。
【００４６】
上記構成によると、ビームの不要な重なりが小さくなり、ビームアレイの利用効率を高めることができるという効果を奏する。
【００４７】
また、上記ビームアレイのビーム径をａ、ビームピッチをｈとした場合、上記ビームアレイの行を上記照射位置の移動方向に対して ｓin-1(ａ／ｈ) 傾けることが好ましい。
【００４８】
上記構成によって、ビームの不要な重なりがさらに小さくなり、ビームの利用効率をより一層高めることができるという効果を奏する。
【００４９】
また、上記パルス照射のパルス幅における上記照射位置の移動距離は、露光精度以下になっていることが好ましい。
【００５０】
上記構成によって、露光精度が向上するという効果を奏する。
【００５１】
上記課題を解決するために、本発明の露光装置は、ｍ行ｎ列をなす複数のビームからなるビームアレイをパルス照射によって露光体に２回以上照射する露光装置であって、上記ビームアレイの照射位置を、露光体に対してビームアレイの列方向に一定速度で移動させる照射位置移動手段と、上記照射位置移動手段の動作中に、上記パルス照射を行う光照射手段とを備え、上記照射位置移動手段が、パルス照射間に上記照射位置の移動させる距離は、上記ビームのビーム径以上、列方向におけるビームアレイの幅未満に設定されていることを特徴とする。
【００５２】
上記構成によると、従来の連続露光方式、またはスタンプ方式を採用した露光装置と比較して、露光速度を高速化することが可能である。
【００５３】
また、上記光照射手段は、光源と、当該光源から出射されるパルス光を１つ以上のミラーで反射することによってビームアレイを形成するＳＬＭとを備え、上記ミラーは、個々に駆動されることによって、上記パルス光から回折反射光および正反射光の少なくとも一方を発生させるようになっていることが好ましい。
【００５４】
上記構成によると、上記ＳＬＭの個々のミラーが、回折反射光および正反射光の少なくとも一方を発生させるので、個々のミラーからの反射光を回折反射光と正反射光とで切り替えることによって、露光パターンを切り替えることができる。これによって、多様な露光パターンを形成することができる。
【００５５】
また、上記ＳＬＭと上記露光体との間には、ＳＬＭからの回折反射光を透過し、正反射光を遮断する遮断部材が設けられていることが好ましい。
【００５６】
上記構成によると、遮断部材によって、回折反射光と正反射光とが分けられ、回折反射光のみを露光体に照射することができる。これによって、回折反射光による露光パターンを形成することができる。
【００５７】
また、上記ミラーは、その反射面の一部を変形させることによって回折反射光を発生させるようになっていることが好ましい。
【００５８】
上記構成によると、反射面の一部を変形させることによって、部分的に位相差を発生させ、回折反射光を発生させることができる。つまり、簡単な構成によって、回折反射光を発生させることができるという効果を奏する。
【００５９】
また、上記ミラーは、その反射面の変形量が調節できるようになっていることが好ましい。
【００６０】
上記構成によると、その反射面の変形量を調節することによって、回折反射光量を多段階で調節することができる。つまり、回折反射光量を調節することによる階調露光が可能となり、より緻密な露光像の形成が可能となる。
【００６１】
また、上記光源は、固体レーザを備えることが好ましい。
【００６２】
上記構成によると、短いパルス幅で、かつ本発明の露光装置として適切な周波数の光を照射することができるので、精度のよい露光像を形成することができるという効果を奏する。
【発明の効果】
【００６３】
以上のように、本発明の露光方法は、ｍ行ｎ列をなす複数のビームからなるビームアレイをパルス照射によって露光体に２回以上照射する露光方法であって、上記ビームアレイの照射位置を、露光体に対してビームアレイの列方向一定速度で移動させる照射位置移動ステップを含み、上記照射位置移動ステップ中に、上記パルス照射を行う光照射ステップをさらに含み、上記パルス照射間における上記照射位置の移動距離は、上記ビームのビーム径以上であり、列方向におけるビームアレイの幅未満である構成である。
【００６４】
上記構成によると、上述の連続露光方式と異なり、露光体に対してパルス照射を行って露光するため、照射位置の移動速度を高速にしても分解能を維持することができ、かつ、ビームの利用効率も高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
〔露光装置〕
本発明の露光装置は、ｍ行ｎ列をなす複数のビームからなるビームアレイをパルス照射によって露光体に照射する露光装置であって、上記ビームアレイの照射位置を、露光体に対して上記ビームアレイの列方向に一定速度で移動させる照射位置移動手段と、上記照射位置移動手段の動作中に、上記パルス照射を行う光照射手段とを備え、上記照射位置移動手段が、パルス照射間に上記照射位置の移動させる距離は、上記ビームのビーム径以上、列方向におけるビームアレイの幅未満に設定されている。
【００６６】
このような露光装置の一例である本実施の形態の露光装置について、図４〜７に基づいて説明すると以下の通りである。
【００６７】
図４は、本実施の形態の露光装置の要部の構成を示す正面図である。
【００６８】
図４に示すように、本実施の形態の露光装置１は、基板５（露光体）にビーム照射手段（光源１０、ＳＬＭ２）からのビームアレイをパルス照射する露光装置である。
【００６９】
露光装置１は、基板５を保持するステージ６（照射位置移動手段）、ステージ６の基板５載置面と対向する位置に設けられたＳＬＭ２、基板５とＳＬＭ２との間に設けられた集光光学系４、及び、ＳＬＭ２に光ビームを入射させる光源１０を備えている。また、ＳＬＭ２はコントローラ３に接続されている。また、後述するように、光源１０から出射される光の進路（光路）上には、偏光ビームスプリッタ５６が設置されている。
【００７０】
基板５には感光材料が塗布されており、感光材料が塗布された面、つまり感光面が集光光学系４と対向するようにステージ６に載置される。なお、本実施の形態において、基板はフラットパネルディスプレイに用いられるガラスプレートである。
【００７１】
ステージ６は、基板５を保持した状態で、図中のＸ方向（基板５の感光面に平行な方向、照射位置移動方向）、Ｙ方向（Ｘ方向に対し垂直、かつ基板５の感光面に平行な方向）、Ｚ方向（Ｘ方向およびＹ方向に垂直な方向）の３方向に移動可能になっている。
【００７２】
また、光源１０は光ビーム（光）をＳＬＭ２へ出射する光源である。この光ビームとしては、水銀ランプの両輝線（例えば、４３６μｍおよび３６５μｍの波長を示す光ビーム）、３５５ｎｍのＮｄ−ＹＡＧ、３０８ｎｍのＸｅＣｌ、２４８ｎｍのＫｒＦ、または１９３ｎｍのエキシマレーザ等がある。本実施の形態の光源は、ＳＬＭ２に向けて、光ビームをパルス出射するものである。これによって、基板５に、ビームアレイがパルス照射される。パルス照射については後述する。
【００７３】
コントローラ３は、露光データを処理するデータ処理部と、データ処理部によって処理された露光データに応じてＳＬＭ２を駆動する素子駆動制御部とを備える。さらにいうと、素子駆動制御部は、後述するように、ＳＬＭ２のマイクロミラー２１を駆動することによって、基板５に照射される露光パターンを切り替えることができる。
【００７４】
また、集光光学系４は、ＳＬＭ２のマイクロミラー２１からの光を基板５上に集光する光学ユニットである。本実施の形態の光学ユニットは、後述するように、遮断部材５３を備える縮小投影光学系５０を備えていてもよい。縮小投影光学系５０については後述する。
【００７５】
本実施の形態のＳＬＭ２は、ｍ行ｎ列のマイクロミラーを備えており、光源１０からの光を各マイクロミラーで反射してビームアレイに分割・変調するものであり、こうして形成されたビームアレイを基板５に照射するものである。
【００７６】
ＳＬＭ２としては、従来使用されているものを好適に用いることができる。例えば、上述したＤＭＤ等を用いてもよい（図１１・１２）。
【００７７】
図１１に示す従来のＤＭＤは、既に述べたように、単純で密にマイクロミラーが並んだ構成となっている。このようなＤＭＤでは、１つのマイクロミラーのサイズが縮小されて、ビーム径かつビーム間隔となる。従ってビーム径とビーム間隔とが等しくなる。しかし、本発明の露光装置におけるＳＬＭから生じるビームアレイは、下記〔露光方法〕欄で述べるように、ビーム径よりもビームピッチが大きいことが好ましい。このようなビームアレイを形成するために、ＳＬＭ２は、例えば、図５・６に示すような構成であることが好ましい。
【００７８】
図５は、本実施の形態に係るＳＬＭ２のマイクロミラー２１を表す平面図である。また、図６は図５のマイクロミラーのＰ−Ｐ’線断面図であり、図６（ａ）は、オフに制御されているときのマイクロミラー２１を示し、図６（ｂ）および（ｃ）はオンに制御されているときのマイクロミラー２１を示す。なお、図６中で、入射光の進行方向は太い実線矢印で、正反射光の進行方向は点線矢印で、回折反射光は細い実線矢印で示す。
【００７９】
本実施の形態に係るＳＬＭ２は、基材２４上にマトリックス状に並んだｍ行ｎ列のマイクロミラー２１を備えている。本実施の形態に係るＳＬＭ２は、各マイクロミラー２１を駆動することで、様々な露光パターンを形成することができる。
【００８０】
図５に示すように、各マイクロミラー２１の表面（反射面）には、変形部２２（図５中に点線で示す）が設けられている。変形部２２は、本実施の形態では正方形とするが、これに限らず、他の形状であってもよい。また、変形部２２の向かい合う２辺にはそれぞれスリット２３が設けられている。スリット２３は、変形部２２が周囲のミラー部と分離・独立して変形させるものである。
【００８１】
図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、マイクロミラー２１は、基材２４側上に、絶縁層２５、スペーサ２６、上部絶縁層３１、および上部電極２７をこの順に備えている。また、上部電極２７の表面は反射面２８となっており、光源１０からの光を反射するようになっている。また、マイクロミラー２１の断面において、変形部２２の下側（基板２４側）には、絶縁層２５に下部電極３０がはめ込まれている。下部電極３０の上側（反射面２８側）には、スペーサ２６が形成されていない。つまり、下部電極３０の上側には、スペーサ２６によって空隙２９が設けられている。
【００８２】
図６（ａ）〜（ｃ）に基づいて、マイクロミラー２１の動作を説明する。
【００８３】
図６（ａ）に示すように、マイクロミラー２１が素子駆動制御部によってオフに制御されているとき、マイクロミラー２１の反射面２８は平らになっている。つまり、変形部２２とその周囲との間には位相差が生じていない。なお、本実施の形態では光源１０からの入射光（図中に進行方向を太矢印で示す）は、反射面２８に垂直に照射される。従って、マイクロミラー２１がオフのとき、反射面２８に垂直に入射した入射光は、ほぼ全て反射面２８に垂直な方向に反射する。このように反射面２８に垂直に反射して生じた反射光を、正反射光（図中に点線矢印で示す）とよぶ。
【００８４】
一方、マイクロミラー２１が素子駆動制御部によってオンに制御されると、図６（ｂ）に示すように、下部電極３０が上部電極２７の間に静電力を発生させる。この静電力によって、上部絶縁層３１が下部電極３０に吸着される。その結果、反射面２８中の変形部２２がその周囲よりも窪むように変形する。この変形によって、変形部２２とその周囲との間に位相差が生じる。
【００８５】
すると、図６（ｂ）中に細い矢印で示すように、入射光は変形部２２の端部で回折反射し、マイクロミラー２１の配列方向、すなわち図５の上下左右方向（図５には記載していないが、上下方向にもマイクロミラー２１は存在する）に進行する回折反射光を生じる。
【００８６】
以上のようにして各マイクロミラーで生じた反射光のうち、回折反射光は、後述するように、縮小投影光学系５０を通じて基板５に照射される。
【００８７】
また、変形部２２の変形量は、可変であることが好ましい。本実施の形態のＳＬＭ２では、変形部２２の変形量を変えることによって、回折反射光の量を変化させることが可能である。回折反射光量を変化させるには、図６（ｂ）および（ｃ）に示すように、変形部２２の変形量が可変になっていればよい。なお、変形量とは、オフに制御されているときの変形部２２の反射面と比較して、オンに制御されているときの変形部２２の反射面が変形した量を示す。
【００８８】
つまり、図６（ｂ）に示すように変形量をλ／４とすると、入射光のうち正反射する成分はなく、ほぼ全ての入射光が回折反射する。また、図６（ｃ）のように変形量をλ／４よりも小さく、例えばλ／６とすると、反射光は正反射成分と回折反射成分とに分かれる。つまり、図６（ｂ）に示す場合よりも回折反射光量が少なくなる。このようにして変形部２２の変形量を変えることで、回折反射光量を調整することができる。
【００８９】
また、本実施の形態のＳＬＭ２は、マイクロミラー２１の変形部２２が窪むことによって位相差を生じ、それによって回折反射光を生じるものとしたが、本発明のＳＬＭの構成としてはこれに限られるものではない。つまり、ＳＬＭとしては、光源からの入射光を回折反射光と正反射光とに分けることができればよい。さらには、ＳＬＭのマイクロミラー中の変形部が変形することで、変形部周辺の反射面と位相差を生じるものであればよい。つまり「変形」とは、変形部の反射面がその周囲の反射面よりも突出することであってもよい。
【００９０】
本実施の形態の露光装置１は、以上のようにして回折反射光と正反射光に分けられた光のうち、回折反射光を基板５に照射するため、図７に示す縮小投影光学系５０を備える。
【００９１】
図７は、本実施の形態の露光装置１のうち、縮小投影光学系５０とその周辺の部材を示す正面図である。なお、図７中、光源から進行してＳＬＭ２に入射する入射光の光路は太い実線で示す。また、この入射光がＳＬＭ２で分割・変調されて生じた光のうち、図６を参照して説明した正反射光を点線で、回折反射光を細い実線で示す。
【００９２】
露光装置１は、図４を参照して説明した部材に加えて、ＳＬＭ２側から基板５側に向かって、偏光ビームスプリッタ５６および縮小光学系（５２、５３、５５）５０をこの順で備えている。縮小光学系５０は、第一レンズ群５２、開口部５４を備える遮断部材５３、および第二レンズ群５５を、ＳＬＭ２側から基板５側に向かってこの順で備える。なお、縮小投影光学系５０は、実際には多数のレンズで構成されているが、説明の便宜上、２種類のレンズ群（第一レンズ群５２および第２レンズ群５５）に簡略化して説明するものとする。
【００９３】
光源１０から照射された光は、偏光ビームスプリッタ５６で反射され、ＳＬＭ２に入射する。ＳＬＭ２の各マイクロミラー２１からの正反射光（点線）および回折反射光（実線）は、偏光ビームスプリッタ５６を透過して縮小光学系５０に入射する。
【００９４】
縮小光学系５０に入射した反射光（正反射光および回折反射光）は、第一凸レンズ５２によって屈曲され第一レンズ群５２の焦点部に偏向される。このとき、正反射光（点線）は遮断部材５３で遮断されるので、基板５には照射されない。一方、回折反射光（実線）は正反射光（点線）とは異なる角度で遮断部材５３に入射するため、開口部５４を通過することができる。開口部５４を通過した回折反射光は、第二レンズ群５５によって基板５上に照射される。
〔露光方法〕
本実施の形態の露光方法について、図１〜３を主に参照して説明すると以下の通りである。なお、以下の実施の形態は、上述した本実施の形態の露光装置を用いて行うことができる。
【００９５】
図１は、本実施の形態の露光方法によって基板（露光体）上に照射されたビームアレイを示す平面図であり、図１（ａ）は、１回のパルス照射で照射されるビームアレイを示し、図１（ｂ）は複数回パルス照射を行った後の露光状態を示す。
【００９６】
また、図２は、本実施の形態の露光方法に係るビームアレイを拡大した図面である。
【００９７】
図１（ａ）に示すように、本実施の形態の露光方法は、１回のパルス照射で基板（露光体）上に２個以上のビームからなるビームアレイを照射するもので、基板上でのビームアレイの照射位置を移動しつつ（照射位置移動ステップ）、基板に対してパルス照射を行う光照射ステップを行うものである。
【００９８】
また、１回のパルス露光で照射されるビームアレイは、ｍ行ｎ列をなす複数のビームからなる。つまり、１回のパルス露光で、ｍ×ｎ個のビームが照射される。本実施の形態では、ｎは２以上の整数であり、ｍはｍ≧ｎ３を満たす８以上の整数であるとする。ただし、ビーム数はこれに限定されるものではなく、２以上であればよい。
【００９９】
図１（ａ）に示すように、ビームアレイの列方向における幅をＨ、行方向における幅をＬとする。また、各ビームの直径（ビーム径）をａとする。
【０１００】
また、本実施の形態では、「照射位置移動ステップ」として、ステージ６を図４のＸ方向に移動させることによって、図１（ｂ）中の矢印方向（移動方向）にビームアレイを移動させる。本明細書では、或るパルス照射（ｓ回目のパルス照射）開始から次のパルス照射（ｓ＋１回目のパルス照射）開始までの間を「パルス照射間（パルス露光間隔）」とよび、パルス照射間の時間をパルス間時間ｅとする。また、パルス照射間にビームアレイの照射位置が移動する距離、言い換えると、基板上におけるｓ回目のパルス光の照射開始位置とｓ＋１回目のパルス光の照射開始位置との間の距離を、パルス間移動距離ｆとする（図１（ｂ））。
【０１０１】
図１（ｂ）に示すように、ビームアレイはその列方向に一定速度で連続的に移動される。ただし、移動方向は、列方向に平行な方向、つまり行に垂直な方向に限らない。本発明の露光方法には、後述するように、ビームアレイ（ビームアレイの列）を、移動方向に対して傾ける場合も含まれる。移動方向とビームアレイとの傾きについては後述する。
【０１０２】
また、本実施の形態の露光方法では、パルス間移動距離ｆは、ビーム径ａ以上であり、列方向におけるビームアレイの幅Ｈ未満である。つまり、これら３つの値の関係は、ａ≦ｆ＜Ｈで表される。
【０１０３】
以上の構成を備えることによって、本実施の形態の露光方法は、以下に説明するように、従来の連続露光法よりもステージの実力に近い速度でステージ６を送っても分解能を維持することができる。また、従来のスタンプ方式よりもパルス露光間隔が短くなるので、ＳＬＭ２の駆動時間をより短くすることができる。つまり、ＳＬＭ２の性能を活かすことができる。つまり、本実施の形態の露光方法は、従来の方法よりも露光像の形成速度（露光速度）を高速化することができる。
【０１０４】
また、ｓ回目のパルス照射で照射されるビームのうち、基板上でｉ行ｊ列に位置するビームをビーム（ｉ，ｊ）sと表す。ただし、ｉはｎ以下の自然数であり、ｊはｍ以下の自然数であり、ｓは自然数である。
【０１０５】
また、ビームピッチｈとビーム径ａとの関係は、ｈ＞ａであることが好ましい。この構成によると、ビームの重複が小さくなり、ビームの利用効率が高くなる。なお、ビームピッチｈとは、１回のパルス照射で照射されるビームアレイに含まれるビーム間の距離である（図２中でＡ−Ｃ、およびＡ−Ｄで表される部分）。また、基板上で個々のビームが照射される部分をビームスポットとすると、ビームピッチとは、行方向および列方向において最も近い（隣の）２つのビームスポットの中心間の距離であると言い換えることもできる。また、本実施の形態のビームアレイでは、行方向と列方向とでビームピッチは等しいものとする。列方向と行方向とでビームピッチが等しいほうが、ビームアレイ全体の大きさは小さくて済むので好ましい。
【０１０６】
一方、行方向と列方向とでビームピッチが異なる場合、行方向のビームピッチをｈｉ,列方向のビームピッチをｈｊとすると、ｈｉ＞ａ、ｈｊ＞ａ、かつ、ｈｉ≧ｈｊとなることが好ましく、ｈｉ＝ｐ×ｈｊ（ｐは自然数）であることがさらに好ましい。この構成によると、ビームの重複が小さくなるので、ビームの利用効率が高くなる。
【０１０７】
このように、従来の方法ではビームは密に並べられていたのに対して、本実施の形態のビームは間隔をおいて並べられている。
【０１０８】
なお、ビーム径ａとは、図２に示すように、ビームアレイ中に含まれるビームの直径であり、言い換えると、ビームスポットの直径である。本実施の形態の露光方法では、パルス照射中もステージを停止させず、ステージ送り速度を一定とし、連続的にステージ６を送る。そのため、移動方向におけるビームスポットの長さと、移動方向に垂直な方向（副移動方向）におけるビームスポットの長さとは、厳密には異なり、移動方向における長さの方が、副移動方向における長さよりも長くなる。しかし、後述するように、本実施の形態の露光方法では、パルス照射時間（パルス幅）はステージ送り速度と比較して十分に短いため、移動方向と副移動方向とにおけるビームの長さの差は誤差と見なすことができる。よって、本明細書では、特に明記しない場合は、「ビーム径」は副移動方向におけるビームの長さを表し、移動方向と副移動方向とにおけるビームの長さは同一であるとみなす。
【０１０９】
また、ビームアレイの列方向における幅Ｈは、ビーム（１，ｊ）ｓの中心とビーム（ｎ，ｊ）ｓの中心との間の距離であり、Ｈ＝ｈ×（ｎ−１）で表される。
【０１１０】
ビームアレイの行方向における幅Ｌはビーム（ｉ，１）ｓの中心とビーム（ｉ，ｍ）ｓの中心との距離であり、Ｌ＝ｈ×（ｍ−１）で表される。
【０１１１】
なお、パルス間移動距離ｆは、ビーム（ｉ，ｊ）ｓの中心とビーム（ｉ，ｊ）ｓ+１の中心との間の距離と等しいので、パルス間移動距離とは、或るパルス照射と次のパルス照射とにおける対応するビームの中心間の距離、と言い換えることもできる。
【０１１２】
上述したように、パルス間移動距離ｆは、パルス間時間ｅにステージ６を送る距離である。従って、本実施の形態のステージ送り速度ｖ、パルス間時間ｅ、パルス間移動距離ｆの関係は、ｆ＝ｅ・ｖとなる。また、パルス間移動距離ｆと列方向のビームピッチｈｊ、ビーム径ａの関係は  ｆ＝（ｈｊ／ａ）２×ａ＝ｈｊ２／ａ  となる。
【０１１３】
また、パルス露光間に、ＳＬＭのミラーを駆動し、露光パターンを切り替えて、次のパルス露光を行うために、ＳＬＭのミラー駆動にかかる時間（ＳＬＭ駆動時間ｔ）は、後述するようにｔ＜ｅであることが好ましい。これによってパルス間時間内にＳＬＭを切り替えることができる。また、ＳＬＭ駆動時間ｔとパルス間時間ｅは可能な限り近いことが好ましい。これによって、ＳＬＭの駆動速度を最大限に利用することができる。
【０１１４】
本実施の形態の露光方法において、パルス露光はｋ回行うものとする。ｋは２以上の整数である。
【０１１５】
また、基板上を隙間なく露光するために本実施の形態の露光方法では、ビームアレイを移動方向に対して傾ける。ビームアレイの行は、移動方向に対して ｓin-1(ａ／ｈ) 、すなわちａ／ｈラジアンだけ傾けられることが好ましい。このとき、最もビームの重なりが小さくなるので、ビーム利用効率がよい。最適角度以外の角度に設定した場合は、ビーム利用効率が低下するだけではなく、隙間無く露光することができない。また、ビームアレイを移動方向に対して傾けなくても、ビームアレイの行方向においてビームが密に詰まっていれば（ｈｉ＝ａであれば）、隙間無く露光することが可能である。
【０１１６】
図１・２に基づいて、パルス照射と照射位置移動との関係について説明する。
【０１１７】
傾斜角度として  ｓin-1(ａ／ｈ)  の傾きを持たせてパルス露光を行い、ｈがａの倍数であるとき、ｓ回目のパルス照射のビームＡ（ｉ，ｊ）ｓから、ｓ＋１回目のパルス照射のビームＡ’（ｉ，ｊ）ｓ＋１への移動距離（パルス間移動距離ｆ）について、以下に詳しく述べる。図２において、移動方向においてビームＡ（ｉ，ｊ）ｓと最も近く、かつ移動方向に平行な直線上に並んでいるビームＢの位置は（ｉ＋ｈ／ａ，ｊ＋１）ｓで表される。またこのとき、図２に示すように、１回のパルス露光で露光されるビームピッチｈは、ビーム数で表すと（ビーム径を基準とすると）、行方向および列方向においてビーム数ｈ／ａ個分となる。
【０１１８】
また、移動方向においては、ビームＡ−Ｂ間の距離は、ビームの個数で表すと、下記数式（１）
【０１１９】
【数１】
2006319140.tif 000003
【０１２０】
となる。
【０１２１】
ここで、ビームＡ（ｉ，ｊ）ｓが、次のパルス露光（ｓ＋１回目）でビームＡ’（ｉ，ｊ）ｓ＋１に移動するとする。また、ビームＡ’（ｉ，ｊ）ｓ＋１は、図２に示すように、ビームＢ（ｉ＋１，ｊ＋ｈ／ａ）ｓよりビーム径ａだけ移動方向において手前に位置することによって、隙間なく、かつ重なりなく露光体上を露光できる。
【０１２２】
このとき、ビームＡ−Ａ’間の距離、すなわちパルス間移動距離ｆは、ビームＡ−Ｂ間の距離からビーム１個分を引いた距離なので、ビームの個数で表すと、下記数式（２）
【０１２３】
【数２】
2006319140.tif 000004
【０１２４】
となる。
【０１２５】
これを長さ（例えばμｍ）に変換すると、下記数式（３）
【０１２６】
【数３】
2006319140.tif 000005
【０１２７】
となる。
【０１２８】
従って、上式のパルス間移動距離ｆだけステージを移動させるごとにパルス照射を行い、このパルス照射をｋ回行えば、ビームＡ−Ｂ間をほぼ隙間なく埋めることができる。この原理に基づき、ビームＡ−Ｂ間以外の他の隙間も同時に埋めることが可能となる。
【０１２９】
また、特に、ビーム間隔ｈ、ビーム径ａ、ステージ送り速度ｖ、およびＳＬＭ駆動時間ｔとの関係は、ｈ２／ａ／ｖ＞ｔ  となる。
【０１３０】
この式は、以下のようにして得られる。上式のパルス間移動距離ｆを下記数式（４）
【０１３１】
【数４】
2006319140.tif 000006
【０１３２】
と近似したとき、ビームＡがＡ’に到着するまでの間に、ＳＬＭは駆動完了しなければならないため、ｆ／ａ／ｖ＞ｔとなり、ｈ２／ａ／ｖ＞ｔの関係が得られる。
【０１３３】
また、ビームの利用効率を、多重露光（多重露光によって同じ場所を複数回露光することで、階調表現を行う）の回数をｒ回とすると、ビームアレイの列方向のビーム数ｎは、
ｎ＝(ｈ／a)２×ｒ
となることが好ましい。
【０１３４】
既に述べたように、図８に示す従来の連続露光法では、光を照射したままＳＬＭの露光パターンを切り替えていたので、分解能を維持するには、ステージの実力より大きく下回る送り速度とせざるをえなかった。しかし、本実施の形態の露光方法では、上述のようにパルス照射を用いるので、従来のステージの送り速度よりも速くして、よりステージの実力に近い速度で送っても、分解能を維持することができる。
【０１３５】
また、図９に示すスタンプ方式の場合パルス間移動距離は、列方向におけるビームアレイの幅Ｈと同じであったが、本実施形態のパルス間移動距離ｆは列方向におけるビームアレイの幅Ｈ未満である。そのため、スタンプ方式と比較してパルス露光間隔が短くなるので、ＳＬＭの駆動時間をより短くすることができる。つまり、ＳＬＭの性能を活かすことができる。そのため、スタンプ方式と比較しても露光像の形成速度（露光速度）を高速化することができる。
【０１３６】
次に、図３に基づいて、本実施の形態のパルス露光について説明する。
【０１３７】
図３は、本実施の形態のパルス光の照射タイミングを示すタイミング図である。
【０１３８】
図３に示す通り、本実施の形態の露光装置は、レーザの照射のオン／オフを繰り返すことでパルス露光を行うものである。ＳＬＭは、レーザの照射タイミング、つまり、パルス間時間ｅ（パルス間移動距離ｆ）に合わせて露光パターンを切り替えればよい。つまり、このタイミングに合わせて各マイクロミラーのオン／オフを調節すればよい。マイクロミラーのオン／オフ調整方法については、図６を参照して説明した通りである。
【０１３９】
図３に示すように、光源１０からのレーザは、露光データのデータ間隔ごとに、パルス幅ｙごとに出射される。つまり、このデータ間隔とは、言い換えるとパルス間時間（パルス間移動距離）である。図中に、ＳＬＭのスイッチング周期、つまりマイクロミラーのスイッチング周期を点線で示す。ＳＬＭは、上述のデータ間隔と同期するようにスイッチングされればよい。
【０１４０】
本実施の形態の露光方法では、既に述べたようにパルス露光中もステージは一定速度で連続的に送られている。そのため、照射光のパルス幅ｙが大きくなるに従って、ビームスポットの形状は送り方向に長い楕円形となり、露光精度が低下する。そのため、パルス幅はステージ送りの速度に対して、充分短くすることが好ましい。つまり、パルス幅は、当該パルス幅中に照射位置が移動する距離が、露光精度以下になるようになっていることが好ましい。具体的には、露光精度の１／３以下の精度でビームスポットサイズを制御することが好ましい。
【０１４１】
つまり、露光精度がｘであるとき、ｘ／３程度のビームスポットのサイズ変化を許容できる。ステージ送り速度ｖ、パルス幅ｙおよび露光精度ｘの関係は、
ｙ≧（ｘ／３）／ｖ
となる。
【０１４２】
例えば、露光精度を０．１μｍとすると、３０ｎｍ程度のビームスポットのサイズの変化を許容できる。ステージ送り速度を３００ｎｍ／ｓとすると、パルス幅は、３０ｎｍ／３００ｍｍ／ｓ＝１００ｎｓとなる。
【０１４３】
露光精度は、被露光体が要求する最小分解能で決まるが、一般的には、露光ビームスポット径の１／５〜１／１０程度が理想的である。
【０１４４】
また、このとき、下記〔実施例〕欄のようにパルス間移動距離ｆを３２μｍとすると、レーザの照射タイミングは
３２μｍ／３００ｍｍ／ｓ＝１０７μｓ＝９．３ｋＨｚ
となる。
【０１４５】
１００ｎｓ以下のパルス幅で約１０ＫＨｚの周波数でパルス照射できるレーザとしては、Ｎｄ−ＹＡＧレーザなどの固体レーザ、エキシマレーザ等の気体レーザが挙げられる。また、パワー安定性、並びに、露光を行うために必要なレーザ出力の点から固体レーザが好適である。例えば、Ｎｄ−ＹＡＧレーザの第３高調波（波長：３５５ｎｍ）を用いることにより露光に好適な波長の光を充分な光量で照射することが可能である。
【０１４６】
なお、光源の選定は、必要とする波長と出力で決まる。その内、波長は、どこまでビームを絞る必要があるか、すなわち、必要とされる最小線幅で決まる。そのため、第３高調波はあくまでもビームスポット径を０．５μｍ以下に絞る場合の一例であり、数μｍの最小線幅であれば、１μｍ程度の長い波長を利用してもよい。
【０１４７】
以上、説明してきた構成により、ステージの送り速度を抑制することなく高分解能の露光を短時間に達成できる。
【０１４８】
本実施の形態の露光方法（露光装置）では、露光開始から最初の数回、および露光終了直前の数回のパルス照射によって露光される部分として、予備走査領域を設けることが好ましい。これは、この数回のパルス照射によって露光される基板５上の領域は、ビームによって充填されない場合があるからである。予備走査領域は、基板５上に設けられてもよいし、ステージ６上にダミーの基板としての予備走査領域を設けてもよい。
【０１４９】
しかし、充分大きな面積を露光する場合、これら完全にビームによって充填されない領域の面積は誤差の範囲内となるので、問題にはならない。
【０１５０】
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
〔実施例〕
以上に述べた露光装置および露光方法について、より具体的に説明すると以下の通りである。
【０１５１】
図５において、変形部２２のピッチ（図中Ｅで示す長さ）は４０μｍであり、変形部は５μｍ（図中Ｆで示す長さ）四方であるとする。また、縮小光学系４によって、基板５上でのビーム径ａは、ＳＬＭ２で生じた直後の回折反射光の直径と比較して、１／１０に縮小されるものとする。すると、図２において、ビーム径ａ：０．５μｍ、ビーム間隔ｈ：４μｍ（スポット径８個分）となる。また、画素数：１５６３×５１２アレイとする。このときビームアレイのサイズは６１４４μｍ×２０４８μｍとなる。また、ビームアレイはビームアレイの移動方向にｓin-1(ａ／ｈ)、つまり約１／８ラジアンだけ傾ける。これによって、重なりが小さく隙間の小さい露光が可能となり、その上露光速度を高速化することが可能となる。
【０１５２】
このとき、図２に示すように、１回のパルス照射で照射されるビーム間には、列方向（ビームＡ−Ｄ間）にも行方向（ビームＡ−Ｃ間）にも、ビーム７個分の間隔（ビーム間の隙間は８個分）があることになる。
【０１５３】
また、ビームＡ（ｉ，ｊ）ｓと、移動方向においてビーム（ｉ，ｊ）ｓと最も近いビームＢ（ｉ＋８，ｊ＋１）sとの間隔は、ビームの個数で表すと、上記数式（１）より、
【０１５４】
【数５】
2006319140.tif 000007
【０１５５】
となる。
【０１５６】
ここで、ビームＡ（ｉ，ｊ）ｓは、次のパルス露光（ｓ＋１回目）でビームＡ’（ｉ，ｊ）ｓ＋１に移動する。また、ビームＡ’（ｉ，ｊ）ｓ＋１は、図２に示すように、ビームＢ（ｉ＋８，ｊ＋１）ｓの０．５μｍ（ビーム径）手前に位置する。
【０１５７】
このとき、ビームＡ−Ａ’間距離、すなわちパルス間移動距離ｆは、ビームＡ−Ｂ間距離からビーム径１個分引いた値なので、ビームの個数で表すと、上記数式（２）より、
６４．５−１＝６３．５個分
となり、長さ（μｍ）に換算すると、上記数式（３）、（４）より、
０．５μｍ×６３．５＝３１．７５μｍ（約３２μｍ）
となる。
【０１５８】
従って、ステージを３２μｍ移動させるごとにパルス露光し、このパルス露光を６４回行えば、スポットＡ−Ａ’間をほぼ隙間なく埋めることができる。この原理に基づき、ビームＡ−Ａ’間以外の隙間も同時に埋めることが可能となる。
【０１５９】
本実施例では、以上ように６４回パルス露光を行って得られた露光像において、ビームが横縦（移動方向と移動方向に垂直な方向）に直線的に並ぶ。
【０１６０】
このとき、ビームの重なりは非常に小さく、６４回露光した場合に、最後の１回の露光で０．５個分のビームが重なるだけなので、
６３．５／６４＝９９．２％
となりビームを効率よく使用することができている。
【０１６１】
また、パルス間移動距離が３２μｍなので、ステージの送り速度を最速の３００ｍｍ／sとした場合のパルス間時間は、
３２×１０−３／３００＝１０７μｓ
となる。つまり、ＳＬＭの各画素（各ミラー）に要求される応答速度、つまりＳＬＭ駆動時間ｔは、１０７μｓ未満であればよいことになる。ＳＬＭ駆動時間は、現在の技術では１５μｓ程度であるので、充分に応答可能である。
【０１６２】
このように、従来の連続露光方式、およびスタンプ方式と比較して、ステージ送り速度およびＳＬＭの駆動速度を活かすことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１６３】
本発明の露光方法および露光装置は、プリント基板製造時および半導体製造時の露光パターン転写に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】本実施の形態の露光方法によって露光体上に照射されたビームアレイを示す平面図であり、（ａ）は、１回のパルス照射で照射されるビームアレイを示し、（ｂ）は複数回パルス照射を行った後の露光状態を示す。
【図２】本実施の形態の露光方法に係るビームアレイを拡大した図面である。
【図３】本実施の形態のパルス光の照射タイミングを示すタイミング図である。
【図４】本実施の形態の露光装置の要部の構成を示す正面図である。
【図５】本実施の形態に係るＳＬＭのマイクロミラーを表す平面図である。
【図６】図５のマイクロミラーのＰ−Ｐ’線断面図であり、（ａ）は、オフに制御されているのときのマイクロミラーを示し、（ｂ）および（ｃ）はオンに制御されているのときのマイクロミラーを示す。
【図７】本実施の形態の露光装置の縮小投影光学系とその周辺の部材を示す正面図である。
【図８】従来の連続露光方式を示す図面であり、（ａ）はビームアレイによって形成された仮想ラインビームを示す図面であり、（ｂ）は画素の利用効率を示す図面である。
【図９】従来の露光方法であるスタンプ方式を示す図面である。
【図１０】従来の露光装置の要部の構成を示す正面図である。
【図１１】従来のＤＭＤの構成を示す斜視図である。
【図１２】従来のＤＭＤのマイクロミラーの動作を示す斜視図であり、（ａ）は、オン状態のマイクロミラーを、（ｂ）はオフ状態のマイクロミラーを示す。
【符号の説明】
【０１６５】
１    露光装置
２    ＳＬＭ（光照射手段）
３    コントローラ
４    集光光学系
５    基板（露光体）
６    ステージ（照射位置移動手段）
１０    光源（光照射手段）
２１    マイクロミラー（ミラー）
２２    変形部
２８    反射面
５０    縮小光学系
５３    遮断部材
５６    偏光ビームスプリッタ
Ｈ      列方向におけるビームアレイの幅
Ｌ      行方向におけるビームアレイの幅
ｆ      パルス間移動距離
ｈ      ビームピッチ
ａ      ビーム径
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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