(57)【要約】【課題】光変調を行う回折光学素子へのラインビーム光の入射位置を、簡単な構成で自動的に調整する。【解決手段】回折光学素子４１０に設けられた可動リボン４１３のうち、最も（−Ｓ）側のチャンネル番号０〜１０のみから０次回折光を出射させ、回折光学素子４１０をリボン長手方向であるＳ方向に移動させて光量が最大となる位置を特定する。続いて、最も（＋Ｓ）側のチャンネル番号７９９０〜８０００のみから０次回折光を出射させ、回折光学素子４１０をリボン長手方向であるＳ方向に移動させて光量が最大となる位置を特定する。これらの結果から、リボン中心からのラインビーム光の入射位置のずれ量ΔＳ3、ΔＳ4を求め、これを補正するために必要な回折光学素子４１０の移動量を求める。【選択図】図９
2015068869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調された光を描画対象物に照射して描画する描画装置において、
第１方向を長手方向とするリボン状に形成されて制御電圧に応じて変位する可動部材が、前記第１方向と交わる第２方向に複数配列された回折光学素子と、
前記回折光学素子にラインビーム光を入射させる照明手段と、
前記複数の可動部材の各々に与える前記制御電圧を制御して、前記回折光学素子で反射される前記ラインビーム光の反射光のうち前記描画対象物へ向かう方向へ出射される有効反射光を変調する変調手段と、
前記回折光学素子への前記ラインビーム光の入射位置を変更可能な位置変更手段と、
前記有効反射光の光量を検出する光量検出手段と、
前記光量検出手段の検出結果に基づき前記位置変更手段を制御して、前記回折光学素子への前記ラインビーム光の入射位置を調整する制御手段と
を備え、
前記ラインビーム光の入射位置を前記第１方向に変化させながら、前記回折光学素子のうち前記第２方向における一部領域である第１領域から前記有効反射光を出射させ、前記光量検出手段により検出される検出光量が最大となる条件を特定する第１処理と、
前記ラインビーム光の入射位置を前記第１方向に変化させながら、前記回折光学素子のうち前記第２方向における一部領域であって前記第１領域と異なる第２領域から前記有効反射光を出射させ、前記光量検出手段により検出される検出光量が最大となる条件を特定する第２処理と
を実行し、
前記制御手段は、前記第１処理と前記第２処理との結果に基づき前記ラインビーム光の入射位置を調整する
ことを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記位置変更手段を制御して、前記第１領域については前記第１処理で検出光量が最大となる位置に前記ラインビーム光を入射させ、前記第２領域については前記第２処理で検出光量が最大となる位置に前記ラインビーム光を入射させる請求項１に記載の描画装置。
【請求項３】
前記位置変更手段は、前記回折光学素子を前記第１方向に移動可能に支持する請求項１または２に記載の描画装置。
【請求項４】
前記位置変更手段は、前記第２方向に対する前記ラインビーム光の長軸方向の傾き量を変更可能である請求項１ないし３のいずれかに記載の描画装置。
【請求項５】
前記第１領域が前記第２方向における前記回折光学素子の一方端に設定され、前記第２領域が前記第２方向において前記回折光学素子の一方端と反対側の他方端に設定される請求項１ないし４のいずれかに記載の描画装置。
【請求項６】
前記第１領域および前記第２領域が、それぞれ複数の前記可動部材を含む請求項１ないし５のいずれかに記載の描画装置。
【請求項７】
第１方向を長手方向とするリボン状に形成されて制御電圧に応じて変位する可動部材が、前記第１方向と交わる第２方向に複数配列された回折光学素子と、
前記回折光学素子にラインビーム光を入射させる照明手段と、
前記複数の可動部材の各々に与える前記制御電圧を制御して、前記回折光学素子で反射される前記ラインビーム光の反射光のうち描画対象物へ向かう方向へ出射される有効反射光を変調する変調手段と
を備え、変調された前記有効反射光を前記描画対象物に照射して描画する描画装置の調整方法であって、
前記回折光学素子への前記ラインビーム光の入射位置を前記第１方向に変化させながら、前記回折光学素子のうち前記第２方向における一部領域である第１領域から前記有効反射光を出射させ、前記有効反射光の光量が最大となる条件を特定する第１工程と、
前記回折光学素子への前記ラインビーム光の入射位置を前記第１方向に変化させながら、前記回折光学素子のうち前記第２方向における一部領域であって前記第１領域と異なる第２領域から前記有効反射光を出射させ、前記有効反射光の光量が最大となる条件を特定する第２工程と、
前記第１工程と前記第２工程との結果に基づき前記回折光学素子への前記ラインビーム光の入射位置を調整する第３工程と
を備える描画装置の調整方法。
【請求項８】
前記第３工程では、前記第１領域には前記第１工程で前記有効反射光の光量が最大となる位置に前記ラインビーム光が入射し、前記第２領域には前記第２工程で前記有効反射光の光量が最大となる位置に前記ラインビーム光が入射するように、前記ラインビーム光の入射位置を調整する請求項７に記載の描画装置の調整方法。
【請求項９】
前記第１工程ないし前記第３工程では、前記ラインビーム光に対して前記回折光学素子を移動させることで入射位置を変化させる請求項７または８に記載の描画装置の調整方法。
【請求項１０】
前記第３工程では、前記第２方向に対する前記ラインビーム光の長軸方向の傾き量を変更可能である請求項７ないし９のいずれかに記載の描画装置の調整方法。
【請求項１１】
前記第１領域を前記第２方向における前記回折光学素子の一方端に設定し、前記第２領域を前記第２方向において前記回折光学素子の一方端と反対側の他方端に設定した請求項７ないし１０のいずれかに記載の描画装置の調整方法。
【請求項１２】
前記照明手段および前記回折光学素子の少なくとも一方が前記描画装置に取り付けられたときに、前記第１工程ないし前記第３工程を実行する請求項７ないし１１のいずれかに記載の描画装置の調整方法。
【請求項１３】
第１方向を長手方向とするリボン状に形成されて制御電圧に応じて変位する可動部材が、前記第１方向と交わる第２方向に複数配列された回折光学素子と、
前記回折光学素子にラインビーム光を入射させる照明手段と、
前記複数の可動部材の各々に与える前記制御電圧を制御して、前記回折光学素子で反射される前記ラインビーム光の反射光のうち描画対象物へ向かう方向へ出射される有効反射光を変調する変調手段と
を備える描画装置を用いて、変調された前記有効反射光を前記描画対象物に照射して描画する描画方法であって、
請求項７ないし１２のいずれかに記載の描画装置の調整方法を用いて前記回折光学素子への前記ラインビーム光の入射位置を調整する工程と、
描画パターンに応じて前記変調手段で変調させた前記有効反射光を前記描画対象物に照射して、前記描画対象物に描画する工程と
を備える描画方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、描画対象物に変調された光を照射して描画する描画装置、該装置の調整方法および描画方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体ウエハやガラス基板などの基板にパターンを形成する方法として、光照射により描画を行う技術がある。この技術では、感光層を形成した基板を描画対象物として、描画データに基づき変調された光を描画対象物に照射して感光層を露光する。このような光変調を行うための光学変調器として、空間光変調素子、例えばＧＬＶ（Grating Light Valve：グレーティングライトバルブ、米国シリコンライトマシーンズ社の登録商標）を好適に適用することができる。例えば特許文献１に記載の描画装置では、空間光変調素子にラインビーム光を入射させるとともに、空間光変調素子の可動リボン部材に描画データに基づく制御電圧を印加することで変調した反射光を、描画対象物たる基板に入射させて描画を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１６９３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような空間光変調素子には、リボン状の可動部材が印加電圧に応じて変位する現象を利用したものがある。すなわち、印加電圧に応じて可動部材が変位することで格子の深さが変化する回折格子型の光学素子（以下、「回折光学素子」という）であり、上記したＧＬＶも回折光学素子の一種である。
【０００５】
描画データに応じた光変調を高精度に行うためには、回折光学素子の適切な位置に光を入射させる必要がある。具体的には、リボン状可動部材の長手方向中心位置に光を入射させることが望ましい。可動部材が変位する際に撓みを生じることが原理上避けられず、光の入射位置がずれると格子の深さや光の反射方向が変わってしまうからである。
【０００６】
そのため、回折光学素子への光の入射位置を簡単に、しかも自動的に調整することのできる技術の確立が望まれるが、上記した特許文献１に記載の技術を含めて、これまでこのような技術が提案されるには至っていない。
【０００７】
このような調整を行うためには、例えば、光を入射させた回折光学素子を撮像して入射位置を求めたり、回折光学素子に設けた基準構造物と光ビームとの位置合わせを行うことなどが考えられる。しかしながら、この目的のための撮像デバイスが必要となり装置コストの上昇を招き、また実際に描画を行う状態で回折光学素子の撮像を行うことは難しいため、実働状態とは大きく異なる状態で調整を行ったとしても必ずしも良好な結果を得られない可能性がある。
【０００８】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、描画対象物に変調された光を照射して描画する描画装置、該装置の調整方法および描画方法において、光変調を行う回折光学素子へのラインビーム光の入射位置を、簡単な構成で自動的に調整することのできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の一の態様は、変調された光を描画対象物に照射して描画する描画装置において、上記目的を達成するため、第１方向を長手方向とするリボン状に形成されて制御電圧に応じて変位する可動部材が、前記第１方向と交わる第２方向に複数配列された回折光学素子と、前記回折光学素子にラインビーム光を入射させる照明手段と、前記複数の可動部材の各々に与える前記制御電圧を制御して、前記回折光学素子で反射される前記ラインビーム光の反射光のうち前記描画対象物へ向かう方向へ出射される有効反射光を変調する変調手段と、前記回折光学素子への前記ラインビーム光の入射位置を変更可能な位置変更手段と、前記有効反射光の光量を検出する光量検出手段と、前記光量検出手段の検出結果に基づき前記位置変更手段を制御して、前記回折光学素子への前記ラインビーム光の入射位置を調整する制御手段とを備え、前記ラインビーム光の入射位置を前記第１方向に変化させながら、前記回折光学素子のうち前記第２方向における一部領域である第１領域から前記有効反射光を出射させ、前記光量検出手段により検出される検出光量が最大となる条件を特定する第１処理と、前記ラインビーム光の入射位置を前記第１方向に変化させながら、前記回折光学素子のうち前記第２方向における一部領域であって前記第１領域と異なる第２領域から前記有効反射光を出射させ、前記光量検出手段により検出される検出光量が最大となる条件を特定する第２処理とを実行し、前記制御手段は、前記第１処理と前記第２処理との結果に基づき前記ラインビーム光の入射位置を調整する。
【００１０】
また、この発明の他の態様は、第１方向を長手方向とするリボン状に形成されて制御電圧に応じて変位する可動部材が、前記第１方向と交わる第２方向に複数配列された回折光学素子と、前記回折光学素子にラインビーム光を入射させる照明手段と、前記複数の可動部材の各々に与える前記制御電圧を制御して、前記回折光学素子で反射される前記ラインビーム光の反射光のうち描画対象物へ向かう方向へ出射される有効反射光を変調する変調手段とを備え、変調された前記有効反射光を前記描画対象物に照射して描画する描画装置の調整方法であって、上記目的を達成するため、前記回折光学素子への前記ラインビーム光の入射位置を前記第１方向に変化させながら、前記回折光学素子のうち前記第２方向における一部領域である第１領域から前記有効反射光を出射させ、前記有効反射光の光量が最大となる条件を特定する第１工程と、前記回折光学素子への前記ラインビーム光の入射位置を前記第１方向に変化させながら、前記回折光学素子のうち前記第２方向における一部領域であって前記第１領域と異なる第２領域から前記有効反射光を出射させ、前記有効反射光の光量が最大となる条件を特定する第２工程と、前記第１工程と前記第２工程との結果に基づき前記回折光学素子への前記ラインビーム光の入射位置を調整する第３工程とを備えている。
【００１１】
また、この発明の他の態様は、第１方向を長手方向とするリボン状に形成されて制御電圧に応じて変位する可動部材が、前記第１方向と交わる第２方向に複数配列された回折光学素子と、前記回折光学素子にラインビーム光を入射させる照明手段と、前記複数の可動部材の各々に与える前記制御電圧を制御して、前記回折光学素子で反射される前記ラインビーム光の反射光のうち描画対象物へ向かう方向へ出射される有効反射光を変調する変調手段とを備える描画装置を用いて、変調された前記有効反射光を前記描画対象物に照射して描画する描画方法であって、上記目的を達成するため、本発明にかかる描画装置の調整方法を用いて前記回折光学素子への前記ラインビーム光の入射位置を調整する工程と、描画パターンに応じて前記変調手段で変調させた前記有効反射光を前記描画対象物に照射して、前記描画対象物に描画する工程とを備えている。
【００１２】
なお、この明細書において、ラインビーム光とは、光束断面が一軸方向においてこれと直交する軸方向に比べ十分に長い扁平形状を有し、かつ一軸方向における強度分布が略均一な光である。
【００１３】
上記のように構成された描画装置およびその調整方法では、回折光学素子にラインビーム光を入射させ、可動部材の配列方向（第２方向）における一部領域から、描画対象部へ向かう方向の有効反射光を出射させる。このとき光の入射位置を可動部材の長手方向（第１方向）に変化させると、光が可動部材の長手方向における中心に入射する時に有効反射光の光量が最大となる。言い換えれば、第１方向において光の入射位置を変えながら反射光量が最大となる条件を見出せば、以後、当該一部領域では可動部材の長手方向中心位置に光を入射させることが可能となる。
【００１４】
したがって、第２方向の各位置でこのように反射光量が最大となる光の入射位置を特定しその位置に光を入射させることで、各位置で可動部材の長手方向中心位置に光を入射させることが可能である。ただし、各可動部材が第２方向に配列されているためそれらの第１方向中心位置は第２方向の直線上に並び、しかも入射光がラインビーム光であることから、いずれも回折光学素子の一部領域であって互いに異なる第１領域と第２領域との少なくとも２箇所で上記の処理を行えば、直線補間の原理により、他の各位置でも自動的に入射位置が調整される。
【００１５】
また、回折光学素子への光の入射位置を第１方向に変えながら反射光量を検出し、光量が最大となる条件が求められればよく、そのときに実際の光が回折光学素子のどの位置に入射しているかを直接観察する必要がない。そのため、回折光学素子に対するラインビーム光の入射位置が再現性を持って位置決め可能であれば、有効反射光の光量検出には位置分解能が必要とされない。
【００１６】
以上のことから、この発明では、簡単な装置構成を用いて、しかも自動的に、回折光学素子に入射するラインビーム光の入射位置を最適位置に調整することが可能である。また、こうして調整された描画装置を用いて描画を行うことで、高品質な描画を行うことが可能である。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、光変調を行う回折光学素子へのラインビーム光の入射位置を、簡単な構成で、かつ自動的に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明にかかる描画装置の概略構成を模式的に示す正面図である。
【図２】回折光学素子が備える構成の一例を模式的に示す図である。
【図３】光学ヘッドが備える詳細構成の一例を模式的に示す図である。
【図４】光学ヘッドと基板上面との距離を測定するための構成の一例を模式的に示す図である。
【図５】この描画装置の制御系を示すブロック図である。
【図６】回折光学素子の詳細構造を示す図である。
【図７】この実施形態における入射位置調整処理の原理を示す図である。
【図８】回折光学素子とラインビーム照射範囲との位置関係を示す図である。
【図９】入射位置調整処理における回折光学素子の設定状態を示す図である。
【図１０】この実施形態における入射位置調整処理を示すフローチャートである。
【図１１】この描画装置による描画動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本発明にかかる描画装置の概略構成を模式的に示す正面図である。描画装置１００は、レジストなどの感光材料の層が形成された基板Ｗの上面に光を照射して、パターンを描画する装置である。なお、基板Ｗは、半導体基板、プリント基板、カラーフィルタ用基板、液晶表示装置やプラズマ表示装置に具備されるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板などの各種基板のいずれでもよい。図示例では円形の半導体基板の上面に形成された下層パターンに重ねて上層パターンが描画される。
【００２０】
描画装置１００は、本体フレーム１０１で構成される骨格の天井面および周囲面にカバーパネル（図示省略）が取り付けられることによって形成される本体内部と、本体フレーム１０１の外側である本体外部とに、各種の構成要素を配置した構成となっている。
【００２１】
描画装置１００の本体内部は、処理領域１０２と受け渡し領域１０３とに区分されている。これらの領域のうち処理領域１０２には、主として、ステージ１０、ステージ移動機構２０、光学ユニットＵ、アライメントユニット６０が配置される。一方、受け渡し領域１０３には、処理領域１０２に対する基板Ｗの搬出入を行う搬送ロボットなどの搬送装置７０が配置される。
【００２２】
また、描画装置１００の本体外部には、アライメントユニット６０に照明光を供給する照明ユニット６１が配置される。また、同本体には、描画装置１００が備える装置各部と電気的に接続されて、これら各部の動作を制御する制御部９０が配置される。
【００２３】
なお、描画装置１００の本体外部で、受け渡し領域１０３に隣接する位置には、カセットＣを載置するためのカセット載置部１０４が配置される。また、カセット載置部１０４に対応し、本体内部の受け渡し領域１０３に配置された搬送装置７０は、カセット載置部１０４に載置されたカセットＣに収容された未処理の基板Ｗを取り出して処理領域１０２に搬入（ローディング）するとともに、処理領域１０２から処理済みの基板Ｗを搬出（アンローディング）してカセットＣに収容する。カセット載置部１０４に対するカセットＣの受け渡しは、図示しない外部搬送装置によって行われる。この未処理基板Ｗのローディング処理および処理済基板Ｗのアンローディング処理は制御部９０からの指示に応じて搬送装置７０が動作することで行われる。
【００２４】
ステージ１０は、平板状の外形を有し、その上面に基板Ｗを水平姿勢に載置して保持する保持部である。ステージ１０の上面には、複数の吸引孔（図示省略）が形成されており、この吸引孔に負圧（吸引圧）を付与することによって、ステージ１０上に載置された基板Ｗをステージ１０の上面に固定保持することができるようになっている。そして、ステージ１０はステージ移動機構２０により移動させられる。
【００２５】
ステージ移動機構２０は、ステージ１０を主走査方向（Ｙ軸方向）、副走査方向（Ｘ軸方向）、及び回転方向（Ｚ軸周りの回転方向（θ軸方向））に移動させる機構である。ステージ移動機構２０は、ステージ１０を回転可能に支持する支持プレート２２を支持するベースプレート２４と、支持プレート２２を副走査方向に移動させる副走査機構２３と、ベースプレート２４を主走査方向に移動させる主走査機構２５とを備える。副走査機構２３および主走査機構２５は、制御部９０からの指示に応じてステージ１０を移動させる。
【００２６】
アライメントユニット６０は、基板Ｗの上面に形成された図示しないアライメントマークを撮像する。アライメントユニット６０は、鏡筒、対物レンズ、およびＣＣＤイメージセンサを有するアライメントカメラ６０１を備える。アライメントカメラ６０１が備えるＣＣＤイメージセンサは、例えばエリアイメージセンサ（二次元イメージセンサ）により構成される。また、アライメントユニット６０は、図示しない昇降機構によって所定の範囲内で昇降可能に支持されている。
【００２７】
照明ユニット６１は、鏡筒とファイバ６１１を介して接続され、アライメントユニット６０に対して照明用の光を供給する。照明ユニット６１から延びるファイバ６１１によって導かれる光は、アライメントカメラ６０１の鏡筒を介して基板Ｗの上面に導かれ、その反射光は、対物レンズを介してＣＣＤイメージセンサで受光される。これによって、基板Ｗの上面が撮像されて撮像データが取得されることになる。アライメントカメラ６０１は制御部９０の画像処理部と電気的に接続されており、制御部９０からの指示に応じて撮像データを取得し、取得した撮像データを制御部９０に送信する。
【００２８】
アライメントカメラ６０１から与えられる撮像データに基づき制御部９０は、基板Ｗの基準位置に設けられた基準マークを検出して光学ユニットＵと基板Ｗとの相対位置を位置決めするアライメント処理を行う。そして、光学ユニットＵから描画パターンに応じて変調されたレーザ光を基板Ｗの所定位置に照射することでパターン描画を行う。
【００２９】
光学ユニットＵは、描画パターンに対応するストリップデータに基づいてレーザ光を変調する光学ヘッド４を、Ｘ軸方向に沿って２台並べた概略構成を具備する。なお、光学ヘッド４の台数はこれに限られない。また、これら光学ヘッド４は互いに同様の構成を具備するので、以下では１台の光学ヘッド４に関連する構成について説明を行う。
【００３０】
光学ユニットＵには、光学ヘッド４に対してレーザ光を照射する光照射部５が設けられている。光照射部５は、レーザ駆動部５１、レーザ発振器５２および照明光学系５３を有する。そして、レーザ駆動部５１の作動によりレーザ発振器５２から射出されたレーザ光が、照明光学系５３を介して光学ヘッド４へと照射される。光学ヘッド４は、光照射部５から照射されたレーザ光を空間光変調器によって変調して、光学ヘッド４の直下で移動する基板Ｗに対して落射する。これによって、未処理の基板Ｗに形成されていた下層パターンに対して、上層パターン（描画パターン）が重ねて露光される。
【００３１】
なお、光学ヘッド４の空間光変調器は、例えば前記した特許文献１（特開２０１２−１６９３５７号公報に記載されたＧＬＶなどと同様の構成を具備する回折光学素子４１０（図２）を用いてレーザ光を変調するものである。
【００３２】
図２は回折光学素子が備える構成の一例を模式的に示す図である。より具体的には、図２（ａ）は回折光学素子４１０の概略構成を模式的に示す図である。また、図２（ｂ）は回折光学素子４１０が取り得る第１の状態、図２（ｃ）は回折光学素子４１０が取り得る第２の状態を示す図である。
【００３３】
図２（ａ）に示すように、回折光学素子４１０は、固定リボン４１２および可動リボン４１３を平板状のボトム電極４１１の表面に対向させつつ、当該表面に平行な方向へ交互に並べた概略構成を備える。固定リボン４１２および可動リボン４１３は、平面に仕上げられて光を反射する反射面４１２s、４１３sを有している。固定リボン４１２は、ボトム電極４１１に対して一定間隔を空けて固定されている。
【００３４】
可動リボン４１３は、ボトム電極４１１に対して変位可能に設けられており、印加される制御電圧に応じてボトム電極４１１に対し接近・離間方向に変位する。可動電極４１３の変位量は、制御電圧によりボトム電極４１１との間に生じる電位差の大きさに依存する。この実施形態の回折光学素子４１０では、可動リボン４１３に印加される制御電圧の大きさにより、図２（ｂ）に示す第１の状態と、図２（ｃ）に示す第２の状態とを取る。
【００３５】
図２（ｂ）に示す第１の状態では、固定リボン４１２の表面４１２sと可動リボン４１３の表面４１３ｓとの高低差ｄ1が入射光の波長λに対して次式：
２ｄ1＝（２ｎ＋１）・λ／２
により表される（ｎは０以上の整数）。つまり、高低差ｄ1の２倍が半波長の奇数倍である。上式の左辺（２ｄ1）は、回折光学素子４１０の表面に対し垂直に、つまり反射面４１２s，４１３sの法線方向から入射する光Ｌｉが、固定リボン４１２の表面４１２sで反射された場合と可動リボン４１３の表面４１３sで反射された場合との光路長の差に相当する。光路長差が半波長の奇数倍であるため、固定リボン４１２の表面４１２sで反射された光と可動リボン４１３の表面４１３sで反射された光とが互いに逆位相となって打ち消し合う。このため、垂直方向への反射光（正反射光）は出射されず、光路長差が異なる斜め方向への出射光、すなわち１次以上の回折光Ｌｇが出射される。
【００３６】
これに対して、図２（ｃ）に示す第２の状態では、固定リボン４１２の表面４１２sと可動リボン４１３の表面４１３sとの高低差ｄ2が入射光の波長λに対して次式：
２ｄ2＝２ｎ・λ／２＝ｎ・λ
により表される（ｎは０以上の整数）。つまり、高低差ｄ2は半波長の偶数倍、波長の整数倍である。この場合、固定リボン４１２の表面４１２sで反射された光と可動リボン４１３の表面４１３sで反射された光とが同位相であるため、これらの光が正反射光（０次回折光）Ｌｏとして回折光学素子４１０から出射される。
【００３７】
後述するように、この実施形態では、回折光学素子４１０から出射される０次回折光を基板Ｗに照射して描画を行う。したがって、基板Ｗに向けて出射される露光ビームに限ってみれば、回折光学素子４１０の状態が図２（ｂ）に示す第１の状態であるときには露光ビームが出射されず、図２（ｃ）に示す第２の状態であるときに露光ビームが出射される。そこで、以後の説明では、光出射の状態を理解しやすくするために、図２（ｂ）に示す第１の状態を「露光オフ状態」、図２（ｃ）に示す第２の状態を「露光オン状態」と称する。露光オン状態は回折光学素子４１０から基板Ｗに向けて光が照射される状態、露光オフ状態は該光が照射されない状態である。これらは可動リボン４１３に印加される制御電圧の大きさで区別される。
【００３８】
制御電圧は個々の可動リボン４１３に対し個別に設定可能であり、したがって１つの可動リボン４１３とこれに隣接する固定リボン４１２とからなるリボン対ごとに露光オン状態と露光オフ状態とを現出させることができる。一のリボン対により構成される露光オン・オフの最小単位を、以下では「チャンネル」と称する。この実施形態では、チャンネル番号０から８０００までの計８００１チャンネルを有する回折光学素子を用いるものとして説明するが、チャンネル数は任意である。
【００３９】
図３は光学ヘッドが備える詳細構成の一例を模式的に示す図である。図３（ａ）に示すように、光学ヘッド４では、回折光学素子４１０を有する空間光変調器４１が設けられている。具体的には、光学ヘッド４に上下方向（Ｚ方向）に延設された支柱４００の上部に取り付けられた空間光変調器４１は、回折光学素子４１０の反射面を下方に向けた状態で支柱４０に支持されている。
【００４０】
図３（ｂ）に示すように、空間光変調器４１は、回折光学素子４１０と、これを支持しつつ自身は一軸方向に移動可能な直動ステージ４１４と、直動ステージ４１４を支持しつつ自身は回折光学素子４１０の反射面に直交する軸周りに回動する回動ステージ４１５と、回動ステージ４１５を支持するベース部４１６とを備えており、ベース部４１６が支柱４００に固定される。
【００４１】
後の説明のため、図３（ｂ）に示すように、直動ステージ４１４上においてＲＳＴ直交座標系を設定する。Ｒ方向は回折光学素子４１０における固定および可動リボン４１２，４１３の配列方向である。また、Ｓ方向は固定および可動リボン４１２，４１３それぞれの長手方向である。またＴ方向は回折光学素子４１０の表面に直交する方向である。またＴ軸周りの回転方向をα方向とする。これらの軸方向のうちＲ方向およびＳ方向は、回動ステージ４１５が回動するとこれに伴って変化する。
【００４２】
また、ベース部４１６上においてＲ’Ｓ’Ｔ’直交座標系を設定する。Ｓ’方向は直動ステージ４１４の移動方向であり、Ｔ’方向はＴ方向と同様に回折光学素子４１０の表面に直交する方向である。そして、Ｓ’方向はこれらに直交する方向である。またＴ’軸周りの回転方向をα’方向とする。
【００４３】
直動ステージ４１４および回動ステージ４１５が初期位置にあるとき、両座標系の関係が以下の関係となるように設定する。Ｒ軸とＲ’軸とが平行であり、またＳ軸とＳ’軸とが平行である。Ｔ軸とＴ’軸とは常に平行である。また、ＲＳ平面における原点と、Ｒ’Ｓ’平面における原点はＴ軸方向（またはＴ’軸方向）においてのみ位置が異なる。つまり、Ｔ軸方向（Ｔ’軸方向）から見たとき、ＲＳ平面とＲ’Ｓ’平面とは原点および座標軸方向が共通である。
【００４４】
図３（ａ）に戻って、光学ヘッド４において、回折光学素子４１０は、その反射面の法線が光軸ＯＡに対して傾斜して配置されており、照明光学系５３から射出された光は、支柱４００の開口を通してミラー４３に入射し、ミラー４３によって反射された後に回折光学素子４１０に照射される。そして、回折光学素子４１０の各チャンネルの状態が描画データに応じて制御部９０によって切り換えられて、回折光学素子４１０に入射したレーザ光が変調される。描画データにより表される１画素は、１つまたは複数のチャンネルに対応する。なお、回折光学素子４１０への光の入射方向が反射面の法線に対して斜め方向となり反射光の光路長が図２と異なるが、入射角に応じて制御電圧を適宜チューニングして可動リボン４１３の変位量を調節することで、０次回折光が出射される露光オン状態と出射されない露光オフ状態とを実現することができる。
【００４５】
このとき、回折光学素子４１０には、照明光学系５３によって均一化されたレーザ光が照射される。つまり、レーザ発振器５２から射出された光は、照明光学系５３によって強度分布が均一な線状のラインビーム光（光束断面が線状の光）に整形されて、回折光学素子４１０の有効領域に照射される。ここで、有効領域は、回折光学素子４１０が入射光に対する変調を実行可能な領域である。またラインビーム光の長軸方向は、回折光学素子４１０におけるリボン配列方向であるＲ方向を目標とされる。
【００４６】
そして、光学ヘッド４では、回折光学素子４１０から０次回折光として反射されたレーザ光が投影光学系４３のレンズへ入射する一方、回折光学素子４１０から１次以上の回折光として反射されたレーザ光は投影光学系４３のレンズへ入射しない。つまり、基本的には回折光学素子４１０で反射された０次回折光のみが投影光学系４３へ入射するように構成されている。
【００４７】
投影光学系４３のレンズを通過した光は、フォーカシングレンズ４４１を介して所定の倍率にて基板Ｗ上へ導かれる。このフォーカシングレンズ４４１はフォーカス駆動機構４４２に取り付けられている。そして、制御部９０からの制御指令に応じてフォーカス駆動機構４４２がフォーカシングレンズ４４１を鉛直方向（Ｚ軸方向）に沿って昇降させることで、フォーカシングレンズ４４２から射出されたレーザ光の収束位置が基板Ｗの上面Ｗsに調整される。
【００４８】
光学ヘッド４の筺体下部には、オートフォーカス部として機能する照射部４５１と受光部４５２とが設けられている。照射部４５１は、レーザダイオード（ＬＤ）で構成された光源から射出した光を、基板Ｗの上面Ｗsに対して斜めに照射させる。受光部４５２は、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサやＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサなどの固体撮像素子で構成され、基板Ｗの上面Ｗsからの反射光を検出する。そして、制御部９０は、受光部４５２の検出結果から、光学ヘッド４と基板上面Ｗsとの距離を検出する。
【００４９】
つまり、図において実線矢印で示すように基板上面Ｗsが光学ヘッド４から遠ざかったとき、あるいは破線矢印で示すように基板上面Ｗsが光学ヘッド４に接近したとき、基板上面Ｗsからの反射光の光路がそれぞれ実線矢印および破線矢印で示す方向に変化し、受光部４５２の各受光位置における受光量も変動する。したがって、受光部４５２における受光量のピーク位置が、それぞれ実線矢印および破線矢印で示すように変化する。制御部９０は、これを利用して光学ヘッド４と基板上面Ｗsとの距離を検出する。そして、制御部９０は、検出距離に応じてフォーカス駆動機構４４２を動作させて、フォーカシングレンズ４４１を上下させることで、フォーカシングレンズ４４１の焦点を基板上面Ｗsに合せて、レーザ光の収束位置を基板上面Ｗsへ的確に調整する（オートフォーカス）。
【００５０】
このようなオートフォーカスを効果的に機能させるためには、フォーカシングレンズ４４１の焦点が基板上面Ｗsに合っているときの光学ヘッド４と基板上面Ｗsとの距離を予め把握しておく必要がある。この距離は短期的にはあまり変化しないが、装置を長期間使用するにつれて変化する。そこで、この描画装置１００では、光学ヘッド４と基板上面Ｗsとの距離を測定するための構成が設けられている。
【００５１】
図４は、光学ヘッドと基板上面との距離を測定するための構成の一例を模式的に示す図である。同図に示すように、ステージ１０の側方には、光学ヘッド４から射出されるレーザ光を受光してレーザ光の像を観察する観察光学系８０が配置されている。観察光学系８０には、例えば石英ガラスによって平板状に形成された光透過性のダミー基板８０１が水平に設けられている。
【００５２】
ダミー基板８０１の下方、すなわちダミー基板８０１を挟んで光学ヘッド４の反対側には、ビームスプリッタ８０６を介して観察用カメラ８０３が配置される。観察用カメラ８０３は例えば、ダミー基板８０１からビームスプリッタ８０６を介して入射してきたレーザ光を光学系によって固体撮像素子に収束させるものである。ダミー基板８０１と観察用カメラ８０３はそれぞれケース８０４に取り付けられて一体化されており、観察用カメラ８０３の光学系の焦点位置は、ダミー基板８０１の上面８０１sに合うように調整されている。また、ケース８０４は支持プレート２２に立設された支持フレーム８０５によって昇降自在に支持されており、ケース８０４の鉛直方向（Ｚ軸方向）への位置が制御部９０によって調整可能となっている。こうして、観察光学系８０およびダミー基板８０１は、水平方向（ＸＹ方向）にはステージ１０と一体的に移動する一方、鉛直方向（Ｚ軸方向）にはステージ１０から独立して移動可能となっている。
【００５３】
光学ヘッド４と基板上面Ｗsとの距離を測定するにあたっては、観察光学系８０が光学ヘッド４の直下に位置決めされるとともに、ダミー基板８０１の上面８０１sがステージ１０に載置される基板Ｗの上面Ｗsと同じ高さに位置決めされる。そして、制御部９０は、光学ヘッド４からダミー基板上面８０１sに照射されたレーザ光の光学像を観察用カメラ８０３で撮像しつつ、フォーカシングレンズ４３１の鉛直方向（Ｚ軸方向）への位置を変化させて、光学像が最少となる（光学像のコントラストが最大となる）ようにフォーカシングレンズ４４１の位置を設定する。これによって、フォーカシングレンズ４４１の焦点がダミー基板上面８０１sに合わせられる。そして、制御部９０は、このときの光学ヘッド４とダミー基板上面８０１sとの距離を求める。以後の描画動作では、こうして求められた距離に基づいてフォーカシングレンズ４４１の位置を調整することで、オートフォーカスを適切に実行できる。
【００５４】
ダミー基板８０１を通して観察光学系８０に入射したレーザ光の一部は、ビームスプリッタ８０６により進路を変えられて、ケース８０４内に設けられた光量検出器８０７に入射する。図示を省略しているが、ビームスプリッタ８０６と光量検出器８０７との間には集光光学系が設けられて、ビームスプリッタ８０６により分けられた光が全て光量検出器８０７に受光されるようになっている。光量検出器８０７は、受光面に入射した光量に応じた電気信号を出力し、光の入射位置に対する分解能は不要である。したがって、例えばフォトダイオードを使用することができる。光量検出器８０７の出力は、後述するラインビーム光の回折光学素子４１０の入射位置の調整の際に利用される。
【００５５】
図５はこの描画装置の制御系を示すブロック図である。制御部９０では、図示しないＣＰＵが予め記憶部９９に記憶された制御プログラムを実行することにより、または専用ハードウェアにより、以下の各機能ブロック９１〜９６が実現される。照明制御部９１は、光学ユニットＵの光照射部５を制御してラインビーム光を出射させる。描画制御部９２は、記憶部９９に記憶された描画レシピに基づきドライバ９２１を制御し、ドライバ９２１から回折光学素子４１０の各可動リボン４１３に制御電圧を印加させて、描画すべきパターンに対応させてラインビーム光を変調する。
【００５６】
フォーカス制御部９５は、オートフォーカス動作を司る。ステージ制御部９４は、ステージ移動機構２０を制御して、ステージ１０を光学ヘッド４に対し相対移動させる。アライメント制御部９３は、アライメントユニット６０のアライメントカメラ６０１から出力される画像データに基づいてアライメント処理を実行する。
【００５７】
そして、ビーム入射位置制御部９６は、光量検出器８０７からの出力信号に基づき空間光変調器４１の直動ステージ４１４および回動ステージ４１５を作動させて、回折光学素子４１０に入射するラインビーム光の位置を最適化する入射位置調整処理を、必要に応じて実行する。まず、このような調整処理が必要となる理由について、回折光学素子４１０の詳細構造とともに説明する。
【００５８】
図６は回折光学素子の詳細構造を示す図である。前記した通り、例えばＧＬＶのような回折光学素子４１０は、可動リボン４１３が制御電圧の印加により変位することで光の反射状態を変化させるものである。原理的には、図２に示したように、ボトム電極４１１との電位差により可動リボン４１３がボトム電極４１１側に変位することで回折格子が形成されるが、リボン状の部材がその形状を維持したまま変位するわけではなく、実際には撓むことにより変位が実現される。
【００５９】
具体的には、図６（ａ）に示すように、回折光学素子４１０の可動リボン４１３は、長手方向（Ｓ方向）の両端部が１対の固定部材４１３ｘ，４１３ｘを介してボトム電極４１１に固定されることでボトム電極４１１に対し対向位置決めされており、その中央部ではボトム電極４１１との間に隙間がある。そして、図６（ｂ）に示すように、可動リボン４１３とボトム電極４１１との間に制御電圧Ｖｃが印加されると、可動リボン４１３の中央部が、一点鎖線で示す中心線に対して略対称にボトム電極４１１側に撓むことで固定リボン４１２との高低差が変化し、回折格子が実現される。
【００６０】
このとき、可動リボン４１３の長手方向（Ｓ方向）の中心に近い位置に入射する光Ｌ1と、より端部に近い位置に入射する光Ｌ2とを比較してみると、それぞれの入射位置での可動リボン４１３の撓み量が異なり、また反射光の出射方向も若干異なる。回折光学素子４１０は各可動リボン４１３の中心部に光が入射したときに最も良好な特性を発揮するように作られているので、ラインビーム光を各可動リボン４１３の中心位置に入射させる必要がある。すなわち、図６（ｃ）に点線で囲む領域Ｅ1で示すように、回折光学素子４１０に入射するラインビーム光の照射範囲Ｅ1の延びる方向がリボン配列方向（Ｒ方向）と平行であり、かつその照射範囲が図に一点鎖線で示す各可動リボン４１３の長手方向（Ｓ方向）中心位置を含むようにすることが望ましい。
【００６１】
しかしながら、実際の装置では、各部品の製造時の寸法公差や組み付け時の位置ずれに起因して、図に斜線を付した領域Ｅ2で示すように、ラインビーム光の照射範囲が各可動リボン４１３の中心からずれることがあり得る。これを補正して各可動リボン４１３の中心にラインビーム光を入射させるために、入射位置調整処理が必要となる。
【００６２】
なお、入射位置調整処理が必要となるのは、光照射部５と空間光変調器４１との位置関係が変化したときであり、例えばこれらの少なくとも一方が新規装着、交換または位置調整されたときには入射位置調整処理が実行されることが好ましい。その他、例えば装置の移動後や、経時変化に対応するため定期的に、入射位置調整処理が実行されてもよい。
【００６３】
ラインビーム光が回折光学素子４１０のどの位置に入射されているかを把握する方法としては、目視により回折光学素子４１０を観察したり、カメラ等の撮像素子で回折光学素子４１０を撮像することが考えられる。入射位置の調整を自動的に行うためには後者となるが、このために撮像素子を設けることは装置コストの増大の原因となる。また、光学ヘッド４内の回折光学素子４１０をどのようにして撮像するかも問題となる。この問題に対し、この実施形態では、回折光学素子４１０を移動させる機構（直動ステージ４１４および回動ステージ４１５）と光量検出器８０７とを用いることで、光の入射位置を直接観察することなく、簡単な構成で確実にラインビーム光の入射位置調整を行うことができるようにしている。
【００６４】
ＲＳ平面においてラインビーム光の照射領域Ｅ2が回折光学素子４１０に対して図６（ｃ）に示すずれを生じており、これを補正する例を考える。回折光学素子４１０に設けられた多数の可動リボン４１３のうち、図６（ｃ）において最も左側、つまり（−Ｒ）側の可動リボン４１３ａに着目すると、当該可動リボン４１３ａの（より厳密には当該チャンネルの）長手方向中心Ｃ1と、ラインビーム光の照射位置Ｐ1との間には、Ｓ方向においてΔＳ1の位置ずれがある。一方、図６（ｃ）において最も右側、つまり（＋Ｒ）側の可動リボン４１３ｂに着目すると、当該可動リボン４１３ｂの長手方向中心Ｃ2と、ラインビーム光の照射位置Ｐ2との間には、Ｓ方向においてΔＳ2の位置ずれがある。
【００６５】
なお、位置ずれ量ΔＳ1，ΔＳ2については、リボン中心から見て（＋Ｓ）方向へのずれ量が正のずれ量、（−Ｓ）方向へのずれ量が負のずれ量として表されるものとする。図６（ｃ）から明らかなように、この例ではΔＳ1が負の値、ΔＳ2が正の値を取る。また、各可動リボン４１３の長手方向中心のＳ座標位置をＳ0とし、可動リボン４１３ａのＲ座標位置をＲ1、可動リボン４１３ｂのＲ座標位置をＲ2とする。これらの情報を用いて、本実施形態における入射位置調整処理の原理を説明する。
【００６６】
図７はこの実施形態における入射位置調整処理の原理を示す図である。図７（ａ）に示すように、直動ステージ４１４および回動ステージ４１５が初期位置にあるとき、ＲＳ平面の原点ＯとＲ’Ｓ’平面の原点Ｏ’とは、Ｓ方向（Ｓ’方向）において一致している。そして、可動リボン４１３ａを露光オン状態としてラインビーム光を入射させると、入射光Ｌｉは点Ｐ1に入射する。この点Ｐ1のＳ座標軸における座標位置は（Ｓ0＋ΔＳ1）である。
【００６７】
この状態で、点線矢印で示すように直動ステージ４１４を作動させると、Ｓ’座標軸に対して回折光学素子４１０およびＳ座標軸が一体的にＳ’軸に沿って移動する。図７（ｂ）に示すように、回折光学素子４１０のＳ’方向移動量がΔＳ1であるときに点Ｐ1が点Ｃ1と一致し、このとき光量検出器８０７に入射する光量が最大となる。言い換えれば、光量検出器８０７による検出光量が最大となるまでの直動ステージ４１４の移動量が、Ｒ座標位置Ｒ1における光入射位置の位置ずれ量ΔＳ1を表す。
【００６８】
このことから、次のようにして可動リボン４１３ａにおける光入射位置の位置ずれ量が求められる。すなわち、可動リボン４１３ａを露光オン状態にする一方、他の可動リボン４１３を全て露光オフ状態としてラインビーム光を回折光学素子４１０に入射させる。したがって光量検出器８０７には可動リボン４１３ａを含むチャンネルからの正反射光（０次回折光）のみが入射する。この状態で直動ステージ４１４を初期位置から移動させてゆくと光量検出器８０７の受光量が変化し、ステージ移動量が値ΔＳ1のときに受光量が最大となる。この値ΔＳ1が、すなわち可動リボン４１３ａにおける光入射位置の位置ずれ量である。
【００６９】
図６（ｃ）における最も右（＋Ｒ）側の可動リボン４１３ｂについても同様である。すなわち、当該可動リボン４１３ｂのみを露光オン状態として直動ステージ４１４を移動させ、光量検出器８０７の受光量が最大となるステージ移動量を求めることで、可動リボン４１３ｂにおけるその長手方向中心Ｃ2と光入射位置Ｐ2とのＳ方向位置ずれ量ΔＳ2が求められる。そして、こうしてラインビーム光の照射領域Ｅ2内の２点についてＲＳ平面内での位置ずれ量が求められると、この位置ずれを補正するための直動ステージ４１４および回動ステージ４１５それぞれの動作量を求めることができる。
【００７０】
図８は検出結果から得られる回折光学素子とラインビーム照射範囲との位置関係を示す図である。直動ステージ４１４を初期位置に戻した状態に上記結果を当てはめると、図８（ａ）に示すように、ＲＳ平面（またはＲ’Ｓ’平面）上における点Ｃ1、Ｃ2、Ｐ1およびＰ2の位置関係が明らかになる。各点の座標は下記の通り：
Ｃ1（Ｒ1，Ｓ0）
Ｃ2（Ｒ2，Ｓ0）
Ｐ1（Ｒ1，Ｓ0＋ΔＳ1）
Ｐ2（Ｒ2，Ｓ0＋ΔＳ2）
である。
【００７１】
直動ステージ４１４のＳ方向への移動および回動ステージ４１５のα方向への回動により回折光学素子４１０を移動させることで可動リボン４１３ａ，４１３ｂへのラインビーム光の相対的な入射位置を調整することを考える。この場合、直動ステージ４１４および回動ステージ４１５の作動によって点Ｃ1，Ｃ2とともにＲＳ座標軸がＲ’Ｓ’平面に対して移動する。一方、光照射部５と空間光変調器４１のベース部４１６との位置関係は変わらないので、点Ｐ1，Ｐ2の位置はＲ’Ｓ’平面において不変である。
【００７２】
したがって、図８（ｂ）に示すように、ＲＳ平面上の点Ｃ1とＲ’Ｓ’平面上の点Ｐ1とが略一致し、ＲＳ平面上の点Ｃ2とＲ’Ｓ’平面上の点Ｐ2とが略一致するようなＲＳ座標平面の移動量を算出し、それに基づき直動ステージ４１４および回動ステージ４１５を作動させることで、回折光学素子４１０へのラインビーム光の入射位置ずれを解消することができる。なお、ＲＳ平面上の線分Ｃ1Ｃ2と、Ｒ’Ｓ’平面上の線分Ｐ1Ｐ2とを略一致させる移動量を求めると考えても等価である。座標軸の移動は平行移動と回転との組み合わせであるので、公知の座標変換方法を用いて補正を行うことが可能である。また、光照射部５を制御してラインビーム光の入射位置を変化させる場合であっても、上記原理を適用することが可能である。
【００７３】
入射光が、光束断面が線状のラインビーム光であり、また各可動リボン４１３の長手方向中心はＲ方向に一列に並んでいる。そのため、このように２つの可動リボン４１３ａ，４１３ｂについて位置ずれ量を求めこれを補正することで、各可動リボン４１３の長手方向中心を結ぶ回折光学素子４１０の中心線と、ラインビーム光の長軸とを一致させることができる。その結果、各可動リボン４１３のそれぞれに対してその長手方向中心位置にラインビーム光を入射させることが可能となる。２つの可動リボン４１３ａ，４１３ｂを最も距離の離れた、つまり可動リボン４１３の配列における両端部に位置するものとすることで、この原理による補正の精度を最も高くすることができる。なお、回折光学素子４１０から出射される１チャンネル当たりの光量が小さいと、この原理通りでは十分な光量が光量検出器８０７に入射せず検出精度が低下するおそれがある。そこで、この実施形態では次のようにしている。
【００７４】
図９は入射位置調整処理における回折光学素子の設定状態を示す図である。上記原理における１つの可動リボン４１３ａに代えて、この実施形態の入射位置調整処理では、チャンネル番号０〜８０００の８００１チャンネルのうち最も（−Ｒ）側にある複数チャンネル、例えばこの例ではチャンネル番号０〜１０の１１チャンネルを用いる。つまり、これら１１チャンネルのみを露光オン状態とし、他を露光オフ状態として、光量検出器８０７の受光量が最大となるステージ移動量を求める。こうすることで、光量検出器８０７に入射する光量が増加し、検出精度の低下を抑制することが可能となる。このとき、これら１１チャンネルのリボン対を過不足なくカバーする領域Ａ1の重心位置Ｇ1に対するラインビーム光の入射位置ずれ量ΔＳ3が求められる。
【００７５】
同様に、最も（＋Ｒ）側にある複数チャンネル、例えばこの例ではチャンネル番号７９９０〜８０００の１１チャンネルを露光オン状態とし、他を露光オフ状態として、光量検出器８０７の受光量が最大となるステージ移動量を求めることで、これら１１チャンネルのリボン対を過不足なくカバーする領域Ａ2の重心位置Ｇ2に対するラインビーム光の入射位置ずれ量ΔＳ4が求められる。
【００７６】
そして、これら１１チャンネル分を上記原理における１つのチャンネルと同様に取り扱って処理することで、上記原理と同様に、回折光学素子４１０に対するラインビーム光の入射位置を調整することが可能となる。光量検出器８０７に入射する光量が増加していることで、位置補正の精度を向上させることができる。また光量検出器８０７に求められる検出感度要件を緩和することができる。
【００７７】
図１０はこの実施形態における入射位置調整処理を示すフローチャートである。最初に、直動ステージ４１４および回動ステージ４１５が初期位置に位置決めされる（ステップＳ００１）。そして、回折光学素子４１０の各チャンネルのうちチャンネル番号０〜１０の１１チャンネル分のみ露光オン状態、それ以外のチャンネル（チャンネル番号１１〜８０００）を露光オフ状態として（ステップＳ００２）、ラインビーム光を回折光学素子４１０に入射させながら直動ステージ４１４により回折光学素子４１０を移動させる。このときの光量検出器８０７による光量検出結果から、最大光量となる移動量を求める（ステップＳ００３）。
【００７８】
次に、回折光学素子４１０の各チャンネルのうちチャンネル番号７９９０〜８０００の１１チャンネル分のみ露光オン状態、それ以外のチャンネル（チャンネル番号０〜７９８９）を露光オフ状態として（ステップＳ００４）、同様の検出を行う。すなわち、ラインビーム光を回折光学素子４１０に入射させながら直動ステージ４１４により回折光学素子４１０を移動させ、このときの光量検出器８０７による光量検出結果から、最大光量となる移動量を求める（ステップＳ００５）。
【００７９】
そして、得られた検出結果から回折光学素子４１０の中心線とラインビーム光の長軸とを一致させるための直動ステージ４１４および回動ステージ４１５の移動量を求め（ステップＳ００６）、これに基づき直動ステージ４１４および回動ステージ４１５の位置を調整することで（ステップＳ００７）、ラインビーム光の入射位置が、回折光学素子４１０の各可動リボン４１３に対するその長手方向中心位置に調整される。
【００８０】
図１１はこの描画装置による描画動作を示すフローチャートである。上記のようにして回折光学素子４１０へのラインビーム光の入射位置が調整された状態で、図１１に示す描画動作が実行される。描画動作では、まず描画すべき内容を表す描画レシピの取得（ステップＳ１０１）、および、描画対象物である未処理基板ＷのカセットＣからステージ１０への搬入（ステップＳ１０２）が行われる。描画レシピは記憶部９９に記憶保存される。次に、アライメントユニット６０により、基板Ｗと光学ヘッド４との相対位置を合わせるアライメント処理が行われる（ステップＳ１０３）。これにより、基板Ｗへのパターン描画位置が精密に合わせられる。
【００８１】
そして、描画制御部９２が描画レシピに基づき描画データを準備し（ステップＳ１０４）、これを光学ヘッド４の空間光変調器４１に与えてラインビーム光を変調しながら基板Ｗに照射することで、パターンの描画処理を行う（ステップＳ１０５）。描画処理が終了すると、処理済みの基板Ｗがステージ１０から搬出されカセットＣに収容される（ステップＳ１０６）。必要に応じて上記処理を繰り返すことで、複数基板Ｗに対して順次描画を行うことができる。各処理ステップの内容としては公知のものを適用することができるので、詳しい説明を省略する。
【００８２】
以上のように、この実施形態の描画装置１００は、ラインビーム光を描画データに応じて回折光学素子４１０により変調して描画対象物たる基板Ｗに照射して描画を行う装置である。回折光学素子４１０は、Ｓ方向を長手方向とする可動リボン４１３をこれと直交するＲ方向に多数配列したものであり、描画制御部９２が各可動リボン４１３に個別に制御電圧を与えることで、回折光学素子４１０表面で反射される正反射光（０次回折光）の反射状態を変化させるものである。
【００８３】
回折光学素子４１０は直動ステージ４１４および回動ステージ４１５を介して光学ヘッド４に取り付けられており、これらが作動することで、回折光学素子４１０へのラインビーム光の入射位置を変更可能となっている。
【００８４】
そして、多数の可動リボン４１３のうち一部のみを露光オン状態としてラインビーム光を入射させながら、回折光学素子４１０をＳ方向に移動させて反射光量が最大となる移動量を求める。これにより、反射光量が最大、つまり露光オン状態の可動リボン４１３の長手方向中心位置に光を入射させるために必要な当該可動リボン４１３の位置が特定される。異なる位置の可動リボン４１３についても同様の処理を行い、それらの結果から必要なステージ移動量を求めて位置調整を行うことで、各可動リボン４１３の長手方向中心位置にラインビーム光を入射させることが可能となる。
【００８５】
このとき、光量検出器８０７により受光される光量が最大となるステージ移動量がわかればよく、回折光学素子４１０へのラインビーム光の入射位置を特定する必要はない。そのため、光量検出器８０７は受光量に応じた信号が出力されるものであれば位置分解能は必要とされず、比較的簡単で安価な受光素子を用いることが可能である。
【００８６】
このように、この実施形態では、簡単な装置構成でありながら、自動的に、かつ精度よく、回折光学素子４１０に対するラインビーム光の入射位置を調整することができる。そして、こうして入射位置が調整された状態で描画を行うことにより、この実施形態の描画装置１００では、良好な描画品質で描画を行うことができる。
【００８７】
より具体的には、可動リボン４１３の長手方向位置のうち、回折光学素子４１０の可動リボン４１３の並びにおける一部領域に属する可動リボン４１３を選択的に露光オン状態としたときに光量検出器８０７における光量検出結果が最大となった位置にラインビーム光が入射するように、回折光学素子４１０の位置調整を行う。回折光学素子４１０では可動リボン４１３の長手方向の中心に光を入射させたときに最良の特性が得られるから、検出光量が最大となるように入射位置を調整することで、可動リボン４１３の長手方向の中心に光を入射させることができる。
【００８８】
また、この実施形態では、回折光学素子４１０における可動リボン４１３の長手方向、つまりＳ方向に回折光学素子４１０を移動させる直動ステージ４１４を設けたことで、回折光学素子４１０を可動リボン４１３の長手方向に移動させて光量検出を行うことができる。これに加えて回折光学素子４１０を回転させる回動ステージ４１５を設けているので、回折光学素子４１０を平行移動および回転移動させることができ、可動リボン配列方向（Ｒ方向）に対する傾きを含むラインビーム光の入射位置のずれに対応してこれを補正することができる。
【００８９】
また、可動リボン４１３の配列方向において両端部にある可動リボン４１３を用いて検出を行うことで、より高い検出精度を得ることができる。また、特に複数の可動リボン４１３を一括して露光オン状態として検出を行うと、光量検出器８０７に入射する光量を増加させることができ、特に高感度の受光素子でなくても十分な精度で位置調整を行うことが可能である。また、可動リボンごとの特性ばらつきに起因して、１つの可動リボンのみを用いて検出を行う際の誤差を回避することができる。
【００９０】
以上説明したように、この実施形態では、回折光学素子４１０が本発明の「回折光学素子」に相当しており、可動リボン４１３が本発明の「可動部材」として機能している。また、Ｓ座標軸方向が本発明の「第１方向」に相当し、Ｒ座標軸方向が本発明の「第２方向」に相当している。また、この実施形態では、光照射部５が本発明の「照明手段」として機能する一方、描画制御部９２およびドライバ９２１が本発明の「変調手段」として機能している。また、回折光学素子４１０からの正反射光（０次回折光）Ｌoが、本発明の「有効反射光」に相当している。
【００９１】
また、この実施形態では、直動ステージ４１４および回動ステージ４１５が本発明の「位置変更手段」として機能し、光量検出器８０７が本発明の「光量検出手段」として機能している。また、ビーム入射位置制御部９６が、本発明の「制御手段」として機能している。また、この実施形態では、領域Ａ1が本発明の「第１領域」に相当し、領域Ａ2が本発明の「第２領域」に相当している。
【００９２】
また、この実施形態におけるステップＳ００２およびＳ００３が一体として本発明の「第１処理」および「第１工程」に相当し、ステップＳ００４およびＳ００５が一体として本発明の「第２処理」および「第２工程」に相当している。そして、ステップＳ００６およびＳ００７が一体として、本発明の「第３工程」に相当している。
【００９３】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、可動リボン４１３の並びにおいて両端部に位置する可動リボンを用いて光量検出を行っているが、光量検出を行う際に露光オン状態とする可動リボンの位置およびその個数は上記実施形態に限定されず任意である。また、３箇所以上の領域について光量検出を行うようにしてもよい。
【００９４】
また、上記実施形態では、回折光学素子４１０を直動ステージ４１４および回動ステージ４１５で支持し、回折光学素子４１０を移動させることで、ラインビーム光の入射位置との調整を行っているが、前記したように、ラインビーム光の長軸の方向を制御することによっても同様の効果が得られる。ただし、光照射部５は多くの部品で構成されており、このような位置調整を行うための処理が複雑となる可能性があるのに対し、回折光学素子４１０を移動させる構成では、単一部品のみを可動とすることで上記機能を実現可能であるため、装置構成および処理がより簡単となる。
【００９５】
また、上記実施形態では、検出光量のピーク位置により、光が可動リボンの中心位置に入射する当該可動リボンの位置を特定しているが、ピークがブロードでピーク位置を特定しづらい場合があり得る。このような場合には、例えば検出光量が同一値となる２つの位置の中点をピーク位置と見なして処理することが可能である。
【００９６】
また、上記実施形態では回折光学素子４１０から出射される０次回折光を本発明の「有効反射光」としているが、他の回折光成分、例えば１次回折光を有効反射光として用いてもよい。
【００９７】
また、上記実施形態の回折光学素子４１０はＧＬＶ素子であるが、本発明を適用可能な回折光学素子はＧＬＶのみに限定されるわけではなく、制御電圧により可動部材が撓むことで回折格子を形成するタイプの光学素子であればよい。特にその中心線に対して対称に撓むタイプのものが本発明においては好適である。
【００９８】
さらに、本発明の適用対象はウエハなどの半導体基板Ｗを本発明の「描画対象物」として当該基板に対して光を照射して描画する装置に限定されるものではなく、例えばプリント配線基板やガラス基板等、種々のものを描画対象物として利用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
この発明は、描画対象物に対し変調された光を照射して描画を行う技術に好適に適用することができ、特に、回折光学素子を用いてラインビーム光を変調して描画を行う技術分野に好適である。
【符号の説明】
【０１００】
５  光照射部（照明手段）
９２  描画制御部（変調手段）
９６  ビーム入射位置制御部（制御手段）
４１０  回折光学素子（回折光学素子）
４１３  可動リボン（可動部材）
４１４  直動ステージ（位置変更手段）
４１５  回動ステージ（位置変更手段）
８０７  光量検出器（光量検出手段）
９２１  ドライバ（変調手段）
Ａ1  第１領域
Ａ2  第２領域
Ｌo  ０次回折光（有効反射光）
Ｒ  第２方向
Ｓ  第１方向
Ｓ００２、Ｓ００３  第１処理、第１工程
Ｓ００４、Ｓ００５  第２処理、第２工程
Ｓ００６、Ｓ００７  第３工程
Ｗ  基板（描画対象物）
【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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