(57)【要約】【課題】簡単な構成にて線状光の光量分布を精度よく繰り返し測定する。【解決手段】光量分布測定装置４は、円筒面である照射面４１２を有するマスク部４１と、マスク部４１の内部に設けられる光量測定部４２とを備える。照射面４１２には、線状光を出射するヘッド部３からの線状光が照射され、照射面４１２の中心軸Ｊ１に平行な線状照射領域４１５が形成される。照射面４１２は中心軸Ｊ１を中心として連続的に回転する。照射面４１２には、中心軸Ｊ１に対して傾斜するスリット４１４が設けられる。線状透過領域であるスリット４１４を、連続的に一列に並ぶ複数の透過領域要素の集合として捉えると、線状照射領域４１５の互いに異なる複数の位置を、複数の透過領域要素がそれぞれ異なるタイミングで通過し、各透過領域要素を透過した光が光量測定部４２にて受けられる。これにより、簡単な構成にて線状光の光量分布を精度よく繰り返し測定することが可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状光の光量分布を測定する光量分布測定装置であって、
線状光を出射するヘッド部からの前記線状光が照射される照射面を有し、平面である前記照射面を前記平面に垂直な軸を中心として回転することにより、または、円筒面もしくは円錐面である回転面の少なくとも一部である前記照射面を前記回転面の中心軸を中心として回転することにより、前記照射面に形成された複数の透過領域要素が、前記照射面上における前記線状光の線状照射領域の互いに異なる複数の位置をそれぞれ異なるタイミングで通過するマスク部と、
前記マスク部の各透過領域要素を透過した光を受ける光量測定部と、
を備えることを特徴とする光量分布測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光量分布測定装置であって、
前記複数の透過領域要素が、線状透過領域に含まれることを特徴とする光量分布測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の光量分布測定装置であって、
前記線状透過領域が、前記線状照射領域の全ての位置を通過することを特徴とする光量分布測定装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載の光量分布測定装置であって、
前記線状透過領域と同様のもう１つの線状透過領域が前記照射面に形成され、
前記照射面の回転角において、前記線状透過領域が前記線状照射領域を通過する角度範囲と、前記もう１つの線状透過領域が前記線状照射領域を通過する角度範囲とが相違することを特徴とする光量分布測定装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の光量分布測定装置であって、
線状光を出射するもう１つのヘッド部からの前記線状光が前記照射面に照射され、前記もう１つのヘッド部からの前記線状光のうち、前記マスク部の前記各透過領域要素を透過した光を受けるもう１つの光量測定部をさらに備えることを特徴とする光量分布測定装置。
【請求項６】
描画装置であって、
線状光を出射する出射部と、
前記出射部からの前記線状光が照射される空間光変調器と、
前記空間光変調器により空間変調された光を対象物上に導く投影光学系と、
前記空間変調された光の対象物上における照射位置を移動する移動機構と、
前記移動機構による前記照射位置の移動に同期して前記空間光変調器を制御する制御部と、
対象物上における前記線状光の光量分布を測定する際に、前記空間光変調器および前記投影光学系を経由した前記線状光が入射する請求項１ないし５のいずれかに記載の光量分布測定装置と、
を備えることを特徴とする描画装置。
【請求項７】
線状光の光量分布を測定する光量分布測定方法であって、
ａ）ヘッド部から線状光を出射して、マスク部の照射面に前記線状光を照射する工程と、
ｂ）平面である前記照射面を前記平面に垂直な軸を中心として回転することにより、または、円筒面もしくは円錐面である回転面の少なくとも一部である前記照射面を前記回転面の中心軸を中心として回転することにより、前記照射面に形成された複数の透過領域要素に、前記照射面上における前記線状光の線状照射領域の互いに異なる複数の位置をそれぞれ異なるタイミングで通過させる工程と、
前記ｂ）工程に並行して、前記マスク部の各透過領域要素を透過した光の光量を測定する工程と、
を備えることを特徴とする光量分布測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、線状光の光量分布を測定する技術、および、当該技術を利用する描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、感光材料が表面に付与された半導体基板やガラス基板等の基板の表面に光ビームを照射してパターンを描画する描画装置（直接描画型パターン描画装置）が用いられている。描画装置では、例えば、回折格子型の空間光変調器に線状光が照射され、空間変調された光が基板上に導かれる。
【０００３】
基板上にパターンを精度よく描画するには、基板上に照射される光の光量分布を所望の分布とする必要がある。例えば、特許文献１の画像記録装置では、複数の光変調素子が設けられた光変調デバイスの各光変調素子に対応する信号光の光量がラインセンサにより取得され、各光変調素子の出力光量を補正するための補正パラメータが修正される。信号光の光量のばらつきが許容範囲内となるまで、信号光の光量の取得および補正パラメータの修正が繰り返される。なお、特許文献１では、スリットを移動させながら各光変調素子に対応する信号光の光量を取得するという手法も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４０３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年、基板上に描画されるパターンの微細化が進められており、空間光変調器に設けられる光変調素子の個数も増大している（例えば、回折格子型の空間光変調器では、８０００個）。したがって、線状光の光量分布を取得する場合にラインセンサを用いるときには、線状光の照射領域とラインセンサとの位置決めが容易ではない。また、ラインセンサの受光面において、１つの検出素子よりも１つの光変調素子に対応する領域が小さいときには、線状光の光量分布の測定における分解能が不十分となる。線状光の照射領域との位置決めを容易にするため、ラインセンサに代えて、検出素子が２次元に配列されたエリアセンサを用いることも考えられるが、光量分布の測定における分解能を向上することは困難である。
【０００６】
線状光の長手方向にスリットおよび受光器を移動して光量分布を測定する場合、往路および復路においてヒステリシスが生じるため、繰り返し測定する際の測定精度が低下するという問題がある。また、光量分布の測定に求められる精度によっては、スリットおよび受光器の位置精度を確保するために、レーザ測長システムが必要となり、光量分布の測定に係る装置の製造コストが増大してしまう。
【０００７】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、簡単な構成にて線状光の光量分布を精度よく繰り返し測定することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、線状光の光量分布を測定する光量分布測定装置であって、線状光を出射するヘッド部からの前記線状光が照射される照射面を有し、平面である前記照射面を前記平面に垂直な軸を中心として回転することにより、または、円筒面もしくは円錐面である回転面の少なくとも一部である前記照射面を前記回転面の中心軸を中心として回転することにより、前記照射面に形成された複数の透過領域要素が、前記照射面上における前記線状光の線状照射領域の互いに異なる複数の位置をそれぞれ異なるタイミングで通過するマスク部と、前記マスク部の各透過領域要素を透過した光を受ける光量測定部とを備える。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の光量分布測定装置であって、前記複数の透過領域要素が、線状透過領域に含まれる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の光量分布測定装置であって、前記線状透過領域が、前記線状照射領域の全ての位置を通過する。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項２または３に記載の光量分布測定装置であって、前記線状透過領域と同様のもう１つの線状透過領域が前記照射面に形成され、前記照射面の回転角において、前記線状透過領域が前記線状照射領域を通過する角度範囲と、前記もう１つの線状透過領域が前記線状照射領域を通過する角度範囲とが相違する。
【００１２】
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光量分布測定装置であって、線状光を出射するもう１つのヘッド部からの前記線状光が前記照射面に照射され、前記もう１つのヘッド部からの前記線状光のうち、前記マスク部の前記各透過領域要素を透過した光を受けるもう１つの光量測定部をさらに備える。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、描画装置であって、線状光を出射する出射部と、前記出射部からの前記線状光が照射される空間光変調器と、前記空間光変調器により空間変調された光を対象物上に導く投影光学系と、前記空間変調された光の対象物上における照射位置を移動する移動機構と、前記移動機構による前記照射位置の移動に同期して前記空間光変調器を制御する制御部と、対象物上における前記線状光の光量分布を測定する際に、前記空間光変調器および前記投影光学系を経由した前記線状光が入射する請求項１ないし５のいずれかに記載の光量分布測定装置とを備える。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、線状光の光量分布を測定する光量分布測定方法であって、ａ）ヘッド部から線状光を出射して、マスク部の照射面に前記線状光を照射する工程と、ｂ）平面である前記照射面を前記平面に垂直な軸を中心として回転することにより、または、円筒面もしくは円錐面である回転面の少なくとも一部である前記照射面を前記回転面の中心軸を中心として回転することにより、前記照射面に形成された複数の透過領域要素に、前記照射面上における前記線状光の線状照射領域の互いに異なる複数の位置をそれぞれ異なるタイミングで通過させる工程と、前記ｂ）工程に並行して、前記マスク部の各透過領域要素を透過した光の光量を測定する工程とを備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡単な構成にて線状光の光量分布を精度よく繰り返し測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施の形態に係る描画装置の構成を示す図である。
【図２】ヘッド部の内部構成を示す図である。
【図３】複数のヘッド部および複数の光量分布測定装置を示す図である。
【図４】光量分布測定装置を示す図である。
【図５】照射面上のスリットを示す図である。
【図６】線状光の光量分布を補正する処理の流れを示す図である。
【図７】光量分布測定装置の他の例を示す図である。
【図８】第２の実施の形態に係る光量分布測定装置を示す斜視図である。
【図９】マスク部を示す平面図である。
【図１０】アルキメデスの渦巻線を示す図である。
【図１１】光量分布測定装置の他の例を示す斜視図である。
【図１２】マスク部を示す平面図である。
【図１３】アルキメデスの渦巻線を示す図である。
【図１４】描画装置の他の例を示す図である。
【図１５】光量分布測定装置を示す斜視図である。
【図１６】マスク部を示す平面図である。
【図１７】照射面上の複数の透過領域要素を示す図である。
【図１８】マスク部の他の例を示す断面図である。
【図１９】マスク部の他の例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る描画装置１の構成を示す図である。描画装置１は、感光材料が表面に付与された半導体基板やガラス基板等の基板９の表面に光ビームを照射してパターンを描画する直接描画装置である。図１では、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を矢印にて示している。
【００１８】
描画装置１は、ステージ２１と、移動機構２２と、複数のヘッド部３と、複数の光量分布測定装置４と、制御部１１と、を備える。ステージ２１は基板９を保持する。移動機構２２は基台２０上に設けられ、Ｘ方向移動機構２２１と、Ｙ方向移動機構２２２と、を備える。ステージ２１はＸ方向移動機構２２１の移動体に固定され、Ｘ方向移動機構２２１により、ステージ２１が基板９の主面に沿うＸ方向に移動する。Ｘ方向移動機構２２１はＹ方向移動機構２２２の移動体に固定され、Ｙ方向移動機構２２２により、Ｘ方向移動機構２２１が基板９の主面に沿うＹ方向に移動する。移動機構２２は、基板９を、主面に垂直な軸（図１中のＺ方向に伸びる軸）を中心として回動してもよい。
【００１９】
基台２０には、移動機構２２を跨ぐように、支持台３０が設けられる。複数のヘッド部３は、支持台３０に固定され、ステージ２１の上方にてＸ方向に配列される。ステージ２１の（＋Ｙ）側には、複数のヘッド部３と同数の光量分布測定装置４がＸ方向に配列される。複数の光量分布測定装置４はＹ方向移動機構２２２の移動体に固定され、ステージ２１と共にＹ方向に移動する。Ｘ方向に関して、複数の光量分布測定装置４は、複数のヘッド部３とそれぞれ同じ位置に配置される。光量分布測定装置４の詳細については後述する。
【００２０】
図２は、ヘッド部３の内部構成を示す図である。ヘッド部３は、出射部３１と、空間光変調器３２と、投影光学系３３と、を備える。出射部３１は線状光を出射し、ミラー３９を介して空間光変調器３２に線状光を照射する。空間光変調器３２は、例えば回折格子型かつ反射型であり、格子の深さを変更することができる回折格子である。空間光変調器３２は、半導体装置製造技術を利用して製造される。本実施の形態に用いられる回折格子型の光変調器は、例えば、ＧＬＶ（グレーティング・ライト・バルブ）（シリコン・ライト・マシーンズ（サニーベール、カリフォルニア）の登録商標）である。空間光変調器３２は一列に配列された複数の格子要素（リボン対）を有し、各格子要素は、１次回折光が出射される状態と、０次回折光（０次光）が出射される状態との間で遷移する。このようにして、空間光変調器３２から空間変調された光が出射される。以下の説明では、１つの格子要素を「光変調素子」と呼ぶ。互いに隣接する数個の格子要素が１つの光変調素子と捉えられてもよい。
【００２１】
投影光学系３３は、遮光板３３１と、レンズ３３２と、レンズ３３３と、絞り板３３４と、フォーカシングレンズ３３５と、を備える。遮光板３３１は、ゴースト光および高次回折光の一部を遮蔽し、空間光変調器３２からの光を通過させる。レンズ３３２，３３３はズーム部を構成する。絞り板３３４は、（±１）次回折光（および高次回折光）を遮蔽し、０次回折光を通過させる。絞り板３３４を通過した光は、フォーカシングレンズ３３５により基板９の主面上に導かれる。このようにして、空間光変調器３２により空間変調された光が、投影光学系３３により基板９上に導かれる。なお、絞り板３３４は０次回折光のみを遮断し、（±１）次回折光（および高次回折光）を通過させるものであってもよい。
【００２２】
図１の制御部１１は、複数のヘッド部３、移動機構２２、および、複数の光量分布測定装置４に接続され、これらの構成を制御する。描画装置１では、移動機構２２がステージ２１を移動することにより、空間光変調器３２からの光の基板９上における照射位置が移動する。また、制御部１１が、移動機構２２による当該照射位置の移動に同期して、空間光変調器３２を制御する。これにより、基板９上の感光材料に所望のパターンが描画される。
【００２３】
図３は、複数のヘッド部３および複数の光量分布測定装置４を（−Ｙ）側から（＋Ｙ）方向を向いて見た様子を示す図である。既述のように、Ｘ方向に関して複数の光量分布測定装置４は、複数のヘッド部３とそれぞれ同じ位置に配置される。ヘッド部３から出射される線状光の光量分布を測定する際には、移動機構２２により複数の光量分布測定装置４がＹ方向に移動し、複数のヘッド部３の真下にそれぞれ配置される。これにより、各ヘッド部３において空間光変調器３２および投影光学系３３を経由した線状光が、当該ヘッド部３の真下に配置された光量分布測定装置４に入射する。
【００２４】
図４は、１つの光量分布測定装置４を（−Ｘ）側から（＋Ｘ）方向を向いて見た様子を示す図である。図３および図４に示すように、各光量分布測定装置４は、マスク部４１と、光量測定部４２と、モータ４３と、を備える。マスク部４１は、有蓋円筒状であり、蓋部４１１の中央には、回転機構であるモータ４３のシャフトが接続される。モータ４３のシャフトが回転することにより、Ｘ方向に伸びるシャフトの中心軸Ｊ１を中心としてマスク部４１が連続的に回転する。マスク部４１は、例えば金属にて形成される。複数の光量分布測定装置４のモータ４３は、１つの支持部４０に対して固定される。支持部４０は、既述のＹ方向移動機構２２２の移動体に固定される。
【００２５】
図４に示すように、マスク部４１の外周面４１２は、中心軸Ｊ１を中心とする円筒面である。線状光の光量分布を測定する際には、ヘッド部３からの線状光が、投影光学系３３（図２参照）の光軸Ｊ２に沿って外周面４１２上に照射される。以下の説明では、外周面４１２を「照射面４１２」という。光軸Ｊ２および中心軸Ｊ１は同一平面上に配置される。照射面４１２上における線状光の線状照射領域４１５は、中心軸Ｊ１に平行である。図３および図４では、線状照射領域４１５を太い実線にて示している。線状照射領域４１５は照射面４１２の最上部４１３（最も（＋Ｚ）側の部位）に形成される。Ｚ方向に関して、照射面４１２の最上部４１３は、描画面である基板９の主面と同じ高さである。すなわち、照射面４１２の最上部４１３は、描画装置１における描画面と等価な位置である。
【００２６】
図３に示すように、照射面４１２には、線状の貫通孔であるスリット４１４が形成される。スリット４１４は中心軸Ｊ１および線状照射領域４１５に対して傾斜した方向に伸びる。光量測定部４２は、ヘッド部３と中心軸Ｊ１との間においてマスク部４１の内部に配置される。すなわち、光量測定部４２は照射面４１２の最上部４１３と中心軸Ｊ１との間に配置される。光量測定部４２はマスク部４１の内周面に近接して配置される。また、Ｘ方向に関して、光量測定部４２は、線状照射領域４１５よりも長い受光面を有し、仮にマスク部４１を省略した場合に、線状光のほぼ全体が光量測定部４２の受光面に入射する。光量測定部４２は、図示省略の支持部材により支持部４０に対して支持される。光量測定部４２とマスク部４１との間に、必要に応じて拡散板やレンズ等が設けられてよい。
【００２７】
図５は、照射面４１２を展開した状態におけるスリット４１４を示す図である。図５では、線状照射領域４１５も図示しており、線状照射領域４１５に平行斜線を付している。図５中の縦方向は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向に対応し、図５中の横方向はＸ方向である。照射面４１２を展開した状態では、スリット４１４は直線状であり、周方向の位置が変化するに従って、Ｘ方向の位置が変化する。線状の透過領域であるスリット４１４を、連続的に一列に並ぶ複数の透過領域要素の集合として捉えると、Ｘ方向および周方向の双方において、複数の透過領域要素は互いに異なる位置に配置される。照射面４１２上に照射される線状光のうち、スリット４１４を通過する光のみがマスク部４１の内部へと進入し、光量測定部４２へと導かれる。換言すると、線状光は、最上部４１３を通過するスリット４１４の一部により部分的に切り出され、切り出された光が光量測定部４２にて受けられる。図５では、スリット４１４と線状照射領域４１５とが重なる領域４１９（以下、「切出領域４１９」という。）を、太い実線にて囲むとともに内部にクロスハッチングを付している。図５の切出領域４１９の形状は平行四辺形である。
【００２８】
図６は、光量分布測定装置４を用いてヘッド部３からの線状光の光量分布を補正する処理の流れを示す図である。以下の説明では、１つのヘッド部３および１つの光量分布測定装置４のみに着目するが、他のヘッド部３および他の光量分布測定装置４においても同様の処理が行われる。光量分布の測定では、制御部１１により全ての光変調素子が０次回折光を出射する状態とされることにより、ヘッド部３からの線状光の出射が開始される（ステップＳ１１）。これにより、図３のマスク部４１の照射面４１２に線状光が照射され、照射面４１２上にＸ方向に伸びる線状照射領域４１５が形成される。すなわち、照射面４１２の最上部４１３に空間光変調器３２の像が形成される。線状照射領域４１５においてＸ方向（長手方向）における複数の位置は、空間光変調器３２における複数の光変調素子にそれぞれ対応する。すなわち、線状照射領域４１５の複数の位置には、空間光変調器３２の複数の光変調素子をそれぞれ経由した光（０次回折光）が照射される。実際には、全ての光変調素子に対して補正パラメータの値が個別に設定されており、各光変調素子からの出力光量は補正パラメータの値に従って調整される。
【００２９】
続いて、モータ４３を駆動することにより、マスク部４１の回転が開始される（ステップＳ１２）。これにより、円筒面である照射面４１２が中心軸Ｊ１を中心として高速に（例えば、数百ｒｐｍの回転速度にて）回転し、照射面４１２がスリット４１４と共に図５の縦方向（周方向）に移動する。したがって、線状照射領域４１５において切出領域４１９が照射面４１２の回転角に従ってＸ方向に連続的に移動する。また、マスク部４１の回転に並行して、マスク部４１のスリット４１４を透過した光の光量が光量測定部４２により繰り返し測定される（ステップＳ１３）。このようにして、複数の光変調素子から出力される光量が、１つの光量測定部４２により照射面４１２の回転角に従って順次取得される。以下の説明では、光量測定部４２により取得される光量を「測定光量」という。
【００３０】
描画装置１では、基板９上にパターンを精度よく描画するための理想的な光量分布が予め取得されており、各光変調素子に対応する測定光量が、当該光変調素子からの光が照射される位置における理想的な光量分布の光量（以下、「理想光量」という。）と比較される。そして、測定光量と理想光量との差（差の絶対値）が所定の閾値よりも大きい光変調素子では、当該光変調素子の出力光量を補正するための補正パラメータの値が修正される（ステップＳ１４，Ｓ１５）。例えば、測定光量が理想光量よりも小さい場合には、出力光量を増大させるために補正パラメータの値がより大きい値に修正される。測定光量が理想光量よりも大きい場合には、出力光量を低下させるために補正パラメータの値がより小さい値に修正される。補正パラメータの値が修正されると、実際に各光変調素子から出力される光（０次回折光）の光量も、修正後の補正パラメータの値に従って変化する。なお、ステップＳ１５の処理において、測定光量と理想光量との差が閾値以下である光変調素子では、補正パラメータの値は修正されない（修正されてもよい）。
【００３１】
実際には、各光変調素子の測定光量が取得されると直ぐに（他の光変調素子の測定光量の取得を待つこと無く）、当該測定光量と理想光量とが比較され、必要に応じて光変調素子の補正パラメータの値が修正される。すなわち、ステップＳ１３における測定光量の取得、および、ステップＳ１５における補正パラ−メータの値の修正は、複数の光変調素子において部分的に並行して行われる。そして、マスク部４１が１回転して当該光変調素子からの光の照射位置に切出領域４１９が配置されると、当該光変調素子の測定光量が取得される（ステップＳ１３）。測定光量と理想光量との差が閾値よりも大きい光変調素子では、補正パラメータの値が修正される（ステップＳ１４，Ｓ１５）。
【００３２】
上記ステップＳ１３，Ｓ１５の処理は、全ての光変調素子において測定光量と理想光量との差が閾値以下となるまで繰り返される（ステップＳ１４）。このとき、光量分布測定装置４では、マスク部４１が連続的に回転していることにより、線状照射領域４１５の各位置に対して、ステップＳ１３における測定光量の取得を、直前のステップＳ１３における測定光量の取得から短時間にて行うことが可能となる。
【００３３】
全ての光変調素子において測定光量と理想光量との差が閾値以下となると（ステップＳ１４）、マスク部４１の回転が停止される（ステップＳ１６）。また、全ての光変調素子が１次回折光を出射する状態とされ、ヘッド部３からの線状光の出射が停止される（ステップＳ１７）。これにより、ヘッド部３からの線状光の光量分布を補正する処理が完了する。
【００３４】
次に、図５を参照して、スリット４１４の長さや、照射面４１２の周方向の長さ、切出領域４１９の面積について述べる。ここでは、線状照射領域４１５の長手方向の長さをＬ、周方向の幅（ビーム幅）をＷ、スリット４１４の幅をＳ、スリット４１４のＸ方向に対する傾きをθとする。線状照射領域４１５の全体において光量分布を測定するには、線状照射領域４１５の各位置をスリット４１４のいずれかの位置が通過する、すなわち、スリット４１４の長さｍを（Ｌ／ｃｏｓθ）以上とする必要がある。また、中心軸Ｊ１を中心とする周方向におけるスリット４１４の長さＰは（ｍ・ｓｉｎθ）として表される。したがって、周方向における照射面４１２の長さ（円周）を（ｍ・ｓｉｎθ）以上とする必要がある。さらに、切出領域４１９を２つの直角三角形と、１つの矩形とに分割した場合に、各直角三角形のＸ方向の幅ｋは（Ｗ／ｔａｎθ）として表され、矩形のＸ方向の幅ｎは（−ｋ＋（Ｓ／ｓｉｎθ））として表され、切出領域４１９の面積Ａは（（ｋ＋ｎ）・Ｗ）として表される。
【００３５】
以上のように、周方向における照射面４１２の長さを（ｍ・ｓｉｎθ）以上として、（Ｌ／ｃｏｓθ）以上の長さｍのスリット４１４を照射面４１２に設けることにより、線状照射領域４１５のほぼ全ての位置において、面積Ａが（（ｋ＋ｎ）・Ｗ）にて一定である切出領域４１９を透過した光の光量を測定することが可能となる。
【００３６】
描画装置１の一例では、空間光変調器３２において８０００個の光変調素子が所定の配列方向に密に配列される。配列方向における各光変調素子の幅は５マイクロメートル（μｍ）であり、配列方向に長い線状光が複数の光変調素子に照射される。空間光変調器３２上において配列方向に垂直な方向における線状光の幅は１５μｍである。投影光学系３３では、０．２倍の倍率にて空間光変調器３２からの０次回折光による複数の光変調素子の像が基板９の主面に形成される。したがって、全ての光変調素子が０次回折光を出射する状態である場合に描画面における線状照射領域４１５のＸ方向（長手方向）の長さＬは８０００μｍ、Ｙ方向の幅Ｗは３μｍであり、１つの光変調素子の像、すなわち、１画素の幅は１μｍである。
【００３７】
また、マスク部４１におけるスリット４１４の幅Ｓは５μｍであり、スリット４１４のＸ方向に対する傾きθは６０度である。この場合、スリット４１４の長さｍを１６０００μｍ以上とすることにより、線状照射領域４１５の全体において光量分布を測定することが可能となる。なお、周方向における照射面４１２の長さＰは、１３８５６μｍ以上とする必要がある。また、切出領域４１９を２つの直角三角形と、１つの矩形とに分割した場合に、各直角三角形のＸ方向の幅ｋは１．７３μｍであり、矩形のＸ方向の幅ｎは４．０４μｍである。よって、切出領域４１９の面積Ａは１７．３２μｍ２となる。
【００３８】
この例では、１つの切出領域４１９は、数個の画素に相当する幅を有するため、１つの光変調素子に厳密に対応する測定光量が取得される訳ではない。したがって、例えば、線状照射領域４１５において各光変調素子に対応する照射位置に切出領域４１９の中央が位置する際に取得される光量を当該光変調素子の測定光量として扱って、当該光変調素子の測定パラメータの値が修正される。また、数個の光変調素子に対して同じ補正パラメータの値を用いて光量分布が補正されてもよく、この場合でも、線状光の光量分布をある程度の精度にて補正することが可能である。
【００３９】
以上に説明したように、光量分布測定装置４は、円筒面である照射面４１２を有するマスク部４１と、マスク部４１の内部に設けられる光量測定部４２と、を備える。照射面４１２には、線状光を出射するヘッド部３からの線状光が照射され、照射面４１２は中心軸Ｊ１を中心として連続的に回転する。また、照射面４１２には、中心軸Ｊ１に対して傾斜する線状透過領域であるスリット４１４が設けられる。連続的に並ぶ複数の透過領域要素の集合であるスリット４１４では、線状照射領域４１５の互いに異なる複数の位置を、複数の透過領域要素がそれぞれ異なるタイミングで通過し、各透過領域要素を透過した光が光量測定部４２にて受けられる。これにより、簡単な構成にて線状光の光量分布を精度よく繰り返し測定することが可能となり、コンパクトかつ製造コストが安価な光量分布測定装置４を実現することができる。また、光量分布測定装置４を有する描画装置１では、基板９上にパターンを精度よく描画することができる。
【００４０】
光量分布測定装置４では、スリット４１４が線状照射領域４１５の全ての位置を通過することにより、線状照射領域４１５の全体において線状光の光量分布を取得することができる。また、描画装置１では、複数のヘッド部３にそれぞれ対応する複数の光量分布測定装置４が設けられる。これにより、線状光の光量分布の補正を、複数のヘッド部３において並行して行うことができ、描画装置１における生産性を向上することが実現される。
【００４１】
図７は、光量分布測定装置４の他の例を示す図である。図７の光量分布測定装置４では、マスク部４１の照射面４１２に複数のスリット４１４が形成される。照射面４１２を展開した状態において、複数のスリット４１４の幅および長さ、並びに、中心軸Ｊ１に対する角度は互いに同じである。また、複数のスリット４１４は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向において互いに離間している。連続的に並ぶ複数の透過領域要素の集合である各スリット４１４では、中心軸Ｊ１の方向および周方向の双方において、複数の透過領域要素が互いに異なる位置に配置される。
【００４２】
以上のように、図７の光量分布測定装置４では、同様の形状を有する複数のスリット４１４が、複数の線状透過領域として照射面４１２に形成される。また、中心軸Ｊ１を中心とする照射面４１２の回転角において、一のスリット４１４が線状照射領域４１５を通過する角度範囲と、他の一のスリット４１４が線状照射領域４１５を通過する角度範囲とが相違する（すなわち、複数のスリット４１４が、周方向において互いに異なる範囲に存在する。）。これにより、線状光の光量分布をマスク部４１の１回転で複数回測定することができ、線状光の光量分布の補正処理を短時間にて完了することができる。なお、図４および図７の光量分布測定装置４では、線状照射領域４１５が形成される位置は照射面４１２の最上部４１３には限定されず、最上部４１３に近接した位置に線状照射領域４１５が形成されてもよい。例えば、基板９の厚さが変化した場合に、ステージ２１をＺ方向に移動させることなく、Ｙ方向に僅かに移動することにより、照射面４１２上において線状照射領域４１５が形成されるＺ方向の位置を、描画面である基板９の主面に合わせる、すなわち、描画面と光量分布測定装置４における線状照射領域４１５との位置関係を正確に調整することが可能である。なお、線状光のフォーカス位置は、投影光学系３３のフォーカシングレンズ３３５により正確に調整することができる。
【００４３】
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る光量分布測定装置４ａを示す斜視図であり、図９は、光量分布測定装置４ａのマスク部４１ａを示す平面図である。光量分布測定装置４ａでは、中心軸Ｊ１を中心とする円板状のマスク部４１ａが設けられ、モータ４３により、マスク部４１ａが中心軸Ｊ１を中心として回転する。中心軸Ｊ１は、投影光学系３３（図２参照）の光軸Ｊ２と平行であり、マスク部４１ａの上面（図８中の上側の面）である照射面４１２上に線状光の線状照射領域４１５が形成される。照射面４１２は、中心軸Ｊ１および光軸Ｊ２に垂直に広がる平面であり、Ｚ方向（中心軸Ｊ１の方向）に関して描画面と等価な位置に配置される。マスク部４１ａの下方には、光量測定部４２が設けられる。（＋Ｚ）側から（−Ｚ）方向を向いて見た場合に、線状照射領域４１５の全体は光量測定部４２の受光面と重なる。マスク部４１ａには、渦巻線状（スパイラル状）のスリット４１４が形成される。
【００４４】
図１０は、アルキメデスの渦巻線を示す図である。アルキメデスの渦巻線は、２次元座標系における座標（０，０）である原点を中心とする角度をα、原点からの距離をｒ、所定の係数をａとして、（ｒ＝ａα）を満たす。マスク部４１ａのスリット４１４は、図１０中にて破線にて示すアルキメデスの渦巻線の一部（３６０度よりも僅かに小さい角度範囲にて連続する部分）を抽出した形状を有する。図１０では、スリット４１４に対応する部分を実線にて示している。
【００４５】
図９に示すスリット４１４では、中心軸Ｊ１を中心とする周方向の位置が変化するに従って、中心軸Ｊ１からの距離が変化する。線状の透過領域であるスリット４１４を、線状に連続的に並ぶ複数の透過領域要素の集合として捉えると、中心軸Ｊ１を中心とする径方向および周方向の双方において、複数の透過領域要素は互いに異なる位置に配置される。照射面４１２上に照射される線状光のうち、スリット４１４を通過する光のみがマスク部４１の下方へと到達し、光量測定部４２へと導かれる。換言すると、線状光はスリット４１４により部分的に切り出され、切り出された光が光量測定部４２にて受けられる。径方向に関して、スリット４１４の一端は線状照射領域４１５よりも僅かに内側（中心軸Ｊ１側）に位置し、他端は線状照射領域４１５よりも僅かに外側に位置する。
【００４６】
光量分布測定装置４ａを用いてヘッド部３からの線状光の光量分布を補正する際には、ヘッド部３からの線状光の出射が開始されることにより、照射面４１２上にＸ方向に伸びる線状照射領域４１５が形成される（図６：ステップＳ１１）。続いて、モータ４３を駆動することにより、マスク部４１ａの回転が開始される（ステップＳ１２）。これにより、平面である照射面４１２が中心軸Ｊ１を中心として回転し、線状照射領域４１５とスリット４１４とが重なる切出領域が照射面４１２の回転角に従ってＸ方向に移動する。また、マスク部４１ａの回転に並行して、スリット４１４を透過した光の光量が光量測定部４２により繰り返し測定される（ステップＳ１３）。すなわち、線状照射領域４１５におけるＸ方向の複数の位置にそれぞれ対応する複数の測定光量が取得される。そして、測定光量と理想光量との差が所定の閾値よりも大きい位置に対応する光変調素子では、当該光変調素子の補正パラメータの値が修正される（ステップＳ１４，Ｓ１５）。
【００４７】
既述の処理例と同様に、ステップＳ１３における測定光量の取得、および、ステップＳ１５における補正パラ−メータの値の修正は、複数の光変調素子において部分的に並行して行われる。また、ステップＳ１３，Ｓ１５の処理は、全ての光変調素子において測定光量と理想光量との差が閾値以下となるまで繰り返される（ステップＳ１４）。このとき、光量分布測定装置４ａでは、マスク部４１ａが連続的に回転していることにより、線状照射領域４１５の各位置に対して、ステップＳ１３における測定光量の取得を、直前のステップＳ１３における測定光量の取得から短時間にて行うことが可能となる。
【００４８】
全ての光変調素子（線状照射領域４１５の全ての位置）において測定光量と理想光量との差が閾値以下となると（ステップＳ１４）、マスク部４１ａの回転が停止されるとともに、ヘッド部３からの線状光の出射が停止される（ステップＳ１６，Ｓ１７）。なお、光量分布測定装置４ａのマスク部４１ａの直径は、ヘッド部３の配列ピッチよりも小さく、光量分布の補正の際には、複数のヘッド部３の下方に複数の光量分布測定装置４ａがそれぞれ配置される。そして、複数のヘッド部３において光量分布の補正が並行して行われる。
【００４９】
以上に説明したように、光量分布測定装置４ａでは、平面である照射面４１２を有するマスク部４１ａが設けられ、照射面４１２には、線状透過領域である渦巻線状のスリット４１４が設けられる。連続的に並ぶ複数の透過領域要素の集合であるスリット４１４では、線状照射領域４１５の互いに異なる複数の位置を、複数の透過領域要素がそれぞれ異なるタイミングで通過し、各透過領域要素を透過した光が光量測定部４２にて受けられる。これにより、簡単な構成にて線状光の光量分布を精度よく繰り返し測定することが可能となる。その結果、光量分布測定装置４ａを有する描画装置１では、基板９上にパターンを精度よく描画することができる。
【００５０】
図１１は、光量分布測定装置４ａの他の例を示す斜視図であり、図１２は、マスク部４１ａを示す平面図である。図１１および図１２に示すマスク部４１ａでは、照射面４１２に、同形状の複数のスリット４１４が形成される。複数のスリット４１４は、渦巻線状（スパイラル状）である。
【００５１】
図１３は、アルキメデスの渦巻線を示す図である。図１２のマスク部４１ａの各スリット４１４は、図１３中にて破線にて示すアルキメデスの渦巻線の一部（９０度よりも僅かに小さい角度範囲にて連続する部分）を抽出した形状を有する。図１３のアルキメデスの渦巻線も、図１０の渦巻線と同様に（ｒ＝ａα）を満たすが、図１０の渦巻線に比べて係数ａの値が大きい。図１３では、スリット４１４に対応する部分を実線にて示している。また、図１１および図１２に示すように、複数のスリット４１４は、中心軸Ｊ１を中心とする周方向において互いに離間している。連続的に並ぶ複数の透過領域要素の集合である各スリット４１４では、径方向および周方向の双方において、当該複数の透過領域要素は互いに異なる位置に配置される。
【００５２】
以上のように、図１１の光量分布測定装置４ａでは、同様の形状を有する複数のスリット４１４が、複数の線状透過領域として照射面４１２に形成される。また、中心軸Ｊ１を中心とする照射面４１２の回転角において、一のスリット４１４が線状照射領域４１５を通過する角度範囲と、他の一のスリット４１４が線状照射領域４１５を通過する角度範囲とが相違する。これにより、線状光の光量分布をマスク部４１ａの１回転で複数回測定することができ、線状光の光量分布の補正処理を短時間にて完了することができる。
【００５３】
図１４は、描画装置１の他の例を示す図であり、複数のヘッド部３および複数の光量分布測定装置４ａを（−Ｙ）側から（＋Ｙ）方向を向いて見た様子を示す。図１４に示す光量分布測定装置４ａのマスク部４１ａの直径は、ヘッド部３の配列ピッチよりも大きく、かつ、当該配列ピッチの２倍よりも小さい。また、互いに隣接する２つのヘッド部３の下方に、１つの光量分布測定装置４ａが設けられる。
【００５４】
図１５は、光量分布測定装置４ａを示す斜視図であり、図１６は、マスク部４１ａを示す平面図である。図１５および図１６に示すマスク部４１ａでは、図１１および図１２の例と同様に、照射面４１２に、同形状の複数のスリット４１４が形成される。光量分布測定装置４ａでは、２つのヘッド部３からの線状光が照射面４１２に照射され、照射面４１２上に２つの線状照射領域４１５が形成される。また、マスク部４１ａの下方には、中心軸Ｊ１を挟んで２つの光量測定部４２が設けられる。図１４に示すように、当該２つの光量測定部４２は、ヘッド部３の配列ピッチだけ離れて配置される。（＋Ｚ）側から（−Ｚ）方向を向いて見た場合に、一方の線状照射領域４１５の全体は一方の光量測定部４２の受光面と重なり、他方の線状照射領域４１５の全体は他方の光量測定部４２の受光面と重なる。
【００５５】
以上のように、図１５の光量分布測定装置４ａでは、２つのヘッド部３からの線状光が照射面４１２に照射され、２つの線状照射領域４１５が形成される。また、マスク部４１ａの下方には、２つの線状照射領域４１５にそれぞれ対応する位置に２つの光量測定部４２が設けられる。そして、各スリット４１４を、線状に連続的に並ぶ複数の透過領域要素の集合として捉える場合に、一方のヘッド部３からの線状光のうち、マスク部４１ａの各透過領域要素を透過した光が一方の光量測定部４２により受けられ、他方のヘッド部３からの線状光のうち、マスク部４１ａの各透過領域要素を透過した光が他方の光量測定部４２により受けられる。これにより、１つのマスク部４１ａを用いて複数のヘッド部３の光量分布を測定することができ、描画装置１の製造コストを削減することができる。なお、複数の光量測定部４２が設けられる光量分布測定装置４ａにおいて、１つのスリット４１４のみがマスク部４１ａに設けられてもよい。
【００５６】
上記描画装置１および光量分布測定装置４，４ａでは様々な変形が可能である。
【００５７】
線状透過領域であるスリット４１４の形状は適宜変更されてよく、例えば、円板状のマスク部４１ａにおいて、両端が径方向および周方向の異なる位置に配置される直線状のスリット４１４が設けられてもよい。
【００５８】
マスク部４１，４１ａでは、複数のドット状の貫通孔が複数の透過領域要素として形成されてもよい。円筒状の照射面４１２を展開した図１７の例では、離散的に一列に並ぶ複数の透過領域要素４１６を要素列４１７として、２つの要素列４１７が周方向（図１７の縦方向）に離れて形成される。Ｘ方向のみに着目した場合に、一方の要素列４１７において互いに隣接する２つの透過領域要素４１６の間に（図１７の例では、当該２つの透過領域要素４１６から同じ距離Ｄ１だけ離れた位置に）、他方の要素列４１７に含まれる１つの透過領域要素４１６が配置される。円筒面である照射面４１２が中心軸Ｊ１を中心として回転すると、複数の透過領域要素４１６が、照射面４１２上における線状照射領域４１５の互いに異なる複数の位置をそれぞれ異なるタイミングで通過し、各透過領域要素４１６を透過した光が光量測定部４２にて受けられる。
【００５９】
このように、マスク部４１，４１ａに複数の貫通孔を設ける場合でも、線状光の光量分布を精度よく繰り返し測定することができる。ある程度の精度にて光量分布を取得するという観点では、好ましくは、空間光変調器３２に含まれる光変調素子の個数の１／２０以上、より好ましくは、１／１０以上（例えば、光変調素子の個数以下）のドット状の透過領域要素４１６が設けられる。
【００６０】
一方、スリット４１４のように、複数の透過領域要素が線状透過領域に含まれる場合には、光量測定部４２におけるサンプリング周波数に応じて、線状光の光量分布を高分解能にて測定することが可能である。
【００６１】
また、円筒状のマスク部４１に代えて円錐状（円錐台状を含む。）のマスク部４１が設けられてもよい。この場合、図１８に示すように、ヘッド部３の光軸Ｊ２を含み、かつ、線状光の長手方向に平行な平面上に、マスク部４１ｂの中心軸Ｊ１が配置される。また、当該平面によるマスク部４１ｂの照射面４１２の断面のうち上側の部位が光軸Ｊ２に直交するように、マスク部４１ｂの中心軸Ｊ１がＸ方向に対して傾斜する。さらに、光量分布測定装置４では、半円筒状のマスク部４１が設けられてもよく、この場合でも、照射面４１２がヘッド部３と光量測定部４２との間を通過する際に、線状光の光量分布が測定可能である。
【００６２】
以上のように、マスク部では、平面である照射面が当該平面に垂直な軸を中心として回転する、または、円筒面もしくは円錐面である回転面の少なくとも一部である照射面が当該回転面の中心軸を中心として回転する。そして、照射面に形成された複数の透過領域要素が、照射面上における線状光の線状照射領域の互いに異なる複数の位置をそれぞれ異なるタイミングで通過する。これにより、線状光の光量分布を精度よく繰り返し測定することが可能となる。
【００６３】
マスク部４１，４１ａが、ヘッド部３からの光を透過する材料（例えば、透明なガラス）にて形成されてよい。この場合、当該光を遮蔽する膜がマスク部４１，４１ａに形成され、一部の領域において当該膜を除去することにより、複数の透過領域要素が形成される。また、図１９に示すように、マスク部４１においてスリット４１４に対して中心軸Ｊ１を挟んで対向する位置に（例えば、中心軸Ｊ１を基準としてスリット４１４と軸対称の位置に）、周方向における幅がスリット４１４よりも大きい開口４１８が設けられ、光量測定部４２がマスク部４１の下方に配置されてもよい。この場合、開口４１８およびスリット４１４を通過した光が光量測定部４２にて受けられる。このように、光量測定部４２がマスク部４１の外側に配置される光量分布測定装置４では、光量測定部４２をマスク部４１の内側に設ける場合に比べて、光量測定部４２を容易に支持することが可能である。さらに、平面である照射面４１２を有するマスク部４１ａにおいて、中心軸Ｊ１がＹＺ平面に平行な面内において光軸Ｊ２に対して傾斜してもよい。また、線状照射領域４１５が照射面４１２上に形成されるのであるならば、中心軸Ｊ１が光軸Ｊ１に対して任意の方向に僅かに傾斜してもよい。
【００６４】
図３および図７の円筒状のマスク部４１を、中心軸Ｊ１の方向に長くするとともに、当該方向に沿って複数の光量測定部４２を配列することにより、１つのマスク部４１を用いて複数のヘッド部３の光量分布が測定されてよい。また、円筒状のマスク部４１の外周面に回転機構と係合する部位が設けられることにより、マスク部４１が回転してもよい。さらに、複数の光量分布測定装置４，４ａにおけるマスク部４１，４１ａが、１つの回転機構により回転してもよい。
【００６５】
描画装置１において、例えば、音響光学偏向素子（AOD：acousto-optic deflector）や微小なミラーの集合を用いた空間光変調器３２が設けられてよい。
【００６６】
図１の描画装置１では、半導体基板や、液晶表示装置用のガラス基板、プリント配線基板等の基板９がパターン描画の対象物であるが、描画装置１では、基板以外の対象物に対してパターンの描画が行われてよい。
【００６７】
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】
【００６８】
１    描画装置
３    ヘッド部
４，４ａ    光量分布測定装置
９    基板
１１    制御部
２２    移動機構
３１    出射部
３２    空間光変調器
３３    投影光学系
４１，４１ａ，４１ｂ    マスク部
４２    光量測定部
４１２    照射面
４１４    スリット
４１５    線状照射領域
４１６    透過領域要素
Ｊ１    中心軸
Ｓ１１〜Ｓ１７    ステップ
【図１】
2015118219.tif 000003
【図２】
2015118219.tif 000004
【図３】
2015118219.tif 000005
【図４】
2015118219.tif 000006
【図５】
2015118219.tif 000007
【図６】
2015118219.tif 000008
【図７】
2015118219.tif 000009
【図８】
2015118219.tif 000010
【図９】
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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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