(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影ヘッドのピント位置を測定する投影ヘッドピント位置測定方法において、
基材上に積層された感光材料であって、露光後に現像すると、前記露光における露光光量および露光寸法に応じて、前記基材上から前記感光材料が除去される領域と前記基材上から前記感光材料が除去されない領域とが定められる感光材料を用意し、
前記投影ヘッドから該投影ヘッドにより画像パターンを投影する感光材料までの投影距離、または前記投影ヘッドのピント位置を変更しつつ、前記投影ヘッドにより、検査用画像パターンを前記感光材料上の互いに異なる領域へ投影し、
前記検査用画像パターンの投影された前記感光材料を現像し、
前記感光材料中の各領域のうちの、前記現像によって前記基材上から感光材料が除去された領域と前記現像によって前記基材上から感光材料が除去されなかった領域との境界領域に対応する前記投影距離または前記投影ヘッドの前記ピント位置に基づいて、選択すべきピント位置を定めるものであって、
前記検査用画像パターンは、前記感光材料が前記基材上から除去されないように投影されるライン部分と前記感光材料が前記基材上から除去されるように投影されるスペース部分とからなり、
前記投影ヘッドにより前記ピント位置に投影される前記ラインの幅は、前記基材に対する前記感光材料の密着性限界寸法の５０％以上、９０％以下であり、
前記投影ヘッドにより前記ピント位置に投影される前記スペースの幅は、前記投影ヘッドの解像性限界寸法の１２０％以上、１５０％以下であり、
前記選択すべきピント位置は、前記ラインの幅および／または前記スペースの幅が互いに異なる２種類以上の検査用画像パターンのそれぞれについて得られた前記境界領域に基づいて定められるものであることを特徴とする投影ヘッドピント位置測定方法。
【請求項２】
前記検査用画像パターンの投影された感光材料上の領域が目視可能な大きさであることを特徴とする請求項１記載の投影ヘッドピント位置測定方法。
【請求項３】
前記境界領域が、前記現像によって前記基材上から感光材料が除去された領域に隣接する、前記現像によって前記基材上から感光材料が除去されなかった領域であることを特徴とする請求項１または２記載の投影ヘッドピント位置測定方法。
【請求項４】
前記感光材料を現像した後、さらに、前記基板に対してエッチング処理を施して、前記選択すべきピント位置を定めることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の投影ヘッドピント位置測定方法。
【請求項５】
複数の前記投影ヘッドのそれぞれについて、前記選択すべきピント位置を定めることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の投影ヘッドピント位置測定方法。
【請求項６】
前記選択すべきピント位置が、前記感光材料中の各領域のうちの、２箇所に現れる前記境界領域のそれぞれに対応する各投影距離の中心位置または前記投影ヘッドの各ピント位置の中心位置であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の投影ヘッドピント位置測定方法。
【請求項７】
前記検査用画像パターンの投影される前記感光材料上の互いに異なる領域が、列状に配列されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の投影ヘッドピント位置測定方法。
【請求項８】
前記選択すべきピント位置が、前記ラインの向きが互いに異なる２種類以上の検査用画像パターンのそれぞれについて得られた境界領域に対応する投影距離、または前記投影ヘッドのピント位置に基づいて定められるものであることを特徴とする請求項２から７のいずれか１項記載の投影ヘッドピント位置測定方法。
【請求項９】
前記感光材料に歪が生じている場合、
前記検査用画像パターンを、該検査用画像パターンが前記感光材料に歪が生じていないときと同等の状態で該感光材料上に投影されるように、前記歪分を相殺して投影することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の投影ヘッドピント位置測定方法。
【請求項１０】
入射した光を変調する変調素子を２次元状に多数配列してなる空間光変調器を有する複数の露光ヘッドのそれぞれで、光源から発せられた光を空間光変調させて得られる画像パターンのそれぞれを、同一感光材料上に結像させて該感光材料を露光する露光方法であって、
前記請求項１から９のいずれか１項記載の投影ヘッドピント位置測定方法を、前記複数の露光ヘッドで前記感光材料を露光する際のピント位置の測定に適用して各露光ヘッドのピント位置を測定し、該ピント位置に基づいて各露光ヘッドにより前記感光材料上に投影する画像パターンのピントずれを補正して前記露光ヘッドによる前記感光材料の露光を実行することを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、投影ヘッドピント位置測定方法および露光方法に関し、詳しくは、投影ヘッドによって投影する画像パターンのピント位置を測定する投影ヘッドピント位置測定方法、および上記投影ヘッドピント位置測定方法を適用して露光を行う露光方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像を投影する投影ヘッドを備えた投影装置の１例として、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・ディバイス）を搭載した複数の露光ヘッドを備え、感光材料上に画像パターンを投影し露光する露光装置が知られている（特許文献１参照）。また、このような露光装置には、感光材料が載置された露光用のステージを露光ヘッドの下に１方向へ搬送して上記感光材料上に画像を露光するものが知られている。
【０００３】
上記露光装置では、感光材料上に画像を正確に投影するためのピント調節が必要となる。そのような場合には、露光ヘッドに対する感光材料の位置を段階的に変化させながら、感光材料の位置を変化させる毎に上記露光ヘッドにより感光材料上の互いに異なる領域にピント検査用の画像パターンを投影し、上記感光材料上の各領域を露光する。その後、上記ピント検査用の画像パターンの露光された感光材料を現像し各領域に形成された画像パターンを顕微鏡で観察して、上記領域のうちの、画像パターンが最も鮮鋭性高く形成された領域を決定し、その領域が露光されたときの感光材料の位置を露光ヘッドのピント位置として取得している。
【特許文献１】特開２００４−００１２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記最も鮮鋭性の高い画像パターンが形成された領域を決定する検査は官能的な検査となるため、検査に熟練を要し、さらに検査結果の信頼性が熟練度に応じて変わるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、投影ヘッドのピント位置をより正確に定めることができる投影ヘッドピント位置測定方法、および上記投影ヘッドピント位置測定方法を適用して露光を行う露光方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の投影ヘッドピント位置測定方法は、投影ヘッドのピント位置を測定する投影ヘッドピント位置測定方法において、基材上に積層された感光材料であって、露光後に現像すると、前記露光における露光状態、すなわち露光光量および露光寸法に応じて、基材上から感光材料が除去される領域と基材上から感光材料が除去されない領域とが定められる感光材料を用意し、投影ヘッドから該投影ヘッドにより画像パターンを投影する感光材料までの投影距離、または前記投影ヘッドのピント位置を変更しつつ、前記投影ヘッドにより、検査用画像パターンを感光材料上の互いに異なる領域へ投影し、前記検査用画像パターンの投影された感光材料を現像し、感光材料中の各領域のうちの、前記現像によって基材上から感光材料が除去された領域と前記現像によって基材上から感光材料が除去されなかった領域との境界領域に対応する投影距離、または前記投影ヘッドのピント位置に基づいて、ピント位置を取得することを特徴とするものである。
【０００７】
前記検査用画像パターンは、現像によって感光材料が基材上から除去されないように投影されるライン部分と、上記現像によって感光材料が基材上から除去されるように上記ライン部分の間に投影されるスペース部分とからなるものとすることができる。
【０００８】
前記投影ヘッドによりピント位置に投影されるラインの幅は、基材に対する感光材料の密着性限界寸法未満とすることが望ましい。また、前記ラインの幅は、密着性限界寸法の５０％以上、９０％以下であることがより望ましい。
【０００９】
前記投影ヘッドによりピント位置に投影されるスペースの幅は、投影ヘッドの解像性限界寸法より大きいことが望ましい。また、スペースの幅は、解像性限界寸法の１２０％以上、１５０％以下であることがより望ましい。
【００１０】
前記検査用画像パターンの投影される感光材料上の領域は目視可能な大きさとすることができる。
【００１１】
前記境界領域は、現像によって基材上から感光材料が除去された領域に隣接する、前記現像によって基材上から感光材料が除去されなかった領域とすることができる。
【００１２】
前記投影ヘッドピント位置測定方法は、前記感光材料を現像した後、さらに、基板および感光材料に対してエッチング処理を施して、前記選択すべきピント位置を定めることができる。また、複数の前記投影ヘッドのそれぞれについて、前記選択すべきピント位置を定めるようにすることもできる。
【００１３】
前記選択すべきピント位置は、現像された前記感光材料中の各領域のうちの、２箇所に現れる境界領域のそれぞれに対応する各投影距離の中心位置、または上記２箇所に現れる境界領域のそれぞれに対応する前記投影ヘッドの各ピント位置の中心位置とすることができる。すなわち、投影距離を変更しつつ投影ヘッドのピント位置を取得する場合、この投影ヘッドのピント位置は、現像された感光材料中の各領域のうちの、２箇所に現れる境界領域のそれぞれに対応する各投影距離によって示される各位置の中心位置として取得することができる。また、ピント位置を変更しつつ投影ヘッドのピント位置を取得する場合、この投影ヘッドのピント位置は、現像された感光材料中の各領域のうちの、２箇所に現れる境界領域のそれぞれに対応する投影ヘッドの各ピント位置の中心位置として取得することができる。
【００１４】
前記検査用画像パターンの投影される感光材料上の互いに異なる領域は、列状に配列されたものとすることができる。
【００１５】
前記選択すべきピント位置は、ラインの幅および／またはスペースの幅が互いに異なる２種類以上の検査用画像パターンのそれぞれについて得られた境界領域に対応する投影距離、または投影ヘッドのピント位置に基づいて定められるものとすることができる。
【００１６】
前記選択すべきピント位置は、ラインの向きが互いに異なる２種類以上の検査用画像パターンのそれぞれについて得られた境界領域に対応する投影距離、または投影ヘッドのピント位置に基づいて定められるものとすることができる。
【００１７】
前記感光材料に歪が生じている場合、前記検査用画像パターンを、該検査用画像パターンが前記感光材料に歪が生じていないときと同等の状態で該感光材料上に投影されるように、前記歪分を相殺して投影することができる。
【００１８】
本発明の露光方法は、入射した光を変調する変調素子を２次元状に多数配列してなる空間光変調器を有する複数の露光ヘッドのそれぞれで、光源から発せられた光を空間光変調させて得られる画像パターンのそれぞれを、同一感光材料上に結像させてこの感光材料を露光する露光方法であって、前記投影ヘッドピント位置測定方法を、前記複数の露光ヘッドで感光材料を露光する際のピント位置の測定に適用して各露光ヘッドのピント位置を測定し、上記ピント位置に基づいて各露光ヘッドにより感光材料上に投影する画像パターンのピントずれを補正して露光ヘッドによる感光材料の露光を実行することを特徴とするものである。
【００１９】
前記投影ヘッドピント位置測定方法は、投影ヘッドのピント位置を固定し、感光材料から投影ヘッドまでの投影距離を変更しながら、前記投影ヘッドにより画像パターンを感光材料上に投影して、前記感光材料上の各領域に投影し露光された各画像パターンの現像結果に基づいて投影ヘッドのピント位置を取得する場合、すなわち感光材料上に投影ヘッドのピント位置が位置したときの投影距離を取得する第１の場合と、投影ヘッドから感光材料までの投影距離を固定し、投影ヘッドのピント位置をずらしながら前記投影ヘッドにより画像パターンを感光材料上に投影して、前記感光材料上の各領域に投影し露光された各画像パターンの現像結果に基づいてこの投影ヘッドのピント位置を取得する場合、すなわち感光材料上に投影ヘッドのピント位置が位置したときの上記投影ヘッドのピントの調節状態を取得する第２の場合を含むものである。
【００２０】
前記「露光光量に応じて基材上から感光材料が除去される領域と基材上から感光材料が除去されない領域とが定められる感光材料」は、露光後に現像すると、所定光量以上で露光された感光材料中の領域が基材上に残存し、前記所定光量以上で露光されなかった感光材料中の領域が基材上から除去される感光材料、あるいは、上記態様とは反対に、露光後に現像すると、所定光量以上で露光された感光材料中の領域が基材上から除去され、前記所定光量以上で露光されなかった感光材料中の領域が基材上に残存する感光材料とすることができる。
【００２１】
前記「露光寸法に応じて基材上から感光材料が除去される領域と基材上から感光材料が除去されない領域とが定められる感光材料」は、所定光量以上で露光された領域が基材上に残存し、前記所定光量以上で露光されなかった領域が基材上から除去される感光材料の場合には、露光後に現像すると、所定の露光寸法以上の大きさを有する感光材料中の露光部分が基材上に残存し、前記所定の露光寸法未満の大きさを有する感光材料中の露光部分が基材上から除去される感光材料、あるいは、上記態様とは反対に、所定光量以上で露光された領域が基材上から除去され、前記所定光量以上で露光されなかった領域が基材上に残存する感光材料の場合には、露光後に現像すると、所定の露光寸法以上の大きさを有する感光材料中の非露光部分が基材上に残存し、前記所定の露光寸法未満の大きさを有する感光材料中の非露光部分が基材上から除去される感光材料とすることができる。なお、上記所定の露光寸法は、後述する密着性限界寸法である。
【００２２】
前記ピント位置とは、画像パターンが正しく結像される位置を意味するものである。
【００２３】
前記「領域に対応する投影距離」とは、その領域が露光されたときの投影距離を意味するものである。
【００２４】
前記感光材料上の互いに異なる領域に投影される検査用画像パターンは、正しく結像させたときに互いに一致するものであることが望ましい。
【００２５】
前記投影距離を変更しつつ露光するとは、投影距離を段階的に変更する毎に露光を行う場合、および投影距離を連続的に変更しながら露光を行う場合を含むものを意味する。
【００２６】
前記感光材料上の互いに異なる領域とは、同一感光材料上の互いに異なる領域であってもよいし、あるいは、互いに異なる感光材料上の領域であってもよい。
【００２７】
密着性限界寸法とは、基材上に積層された感光材料が露光され現像されたときに、基材上に保持すことが可能な、感光材料からなる領域の最小寸法を意味するものである。したがって、感光材料の現像後、上記密着性限界寸法未満の大きさからなる領域が基材上に残ることはない。
【００２８】
解像限界寸法とは、投影ヘッドによって正しく結像させることが可能なスペース部分の幅の最小寸法を意味するものである。
【００２９】
前記投影距離に基づいて、前記投影ヘッドで投影する画像パターンのピント位置を定める方式としては、例えば、現像によって基材上から感光材料が除去された領域に隣接する領域であって前記現像によって前記基材上から感光材料が除去されなかった２種類の領域のそれぞれに対応する２種類の投影距離によって示される各位置の中心位置をピント位置に定めることができる。すなわち、上記２種類の投影距離のうちの第１の投影距離をＴ１、第２の投影距離をＴ２とすると、感光材料上にピントが合ったときのピント位置である上記中心位置に対応する投影距離Ｔｐは、Ｔｐ＝（Ｔ１＋Ｔ２）／２の式によって求めることができる。そして、上記投影距離Ｔｐによって示される位置を投影ヘッドのピント位置として取得することができる。
【００３０】
前記投影ヘッドのピント位置は、投影ヘッドによって投影する画像パターンが正しく投影（結像）される位置を意味するものである。
【００３１】
前記検査用画像パターンは、光を照射する領域と光を照射しない領域とが混在する画像パターンとすることができる。
【００３２】
なお、前記投影ヘッドピント位置測定方法は、例えば、投影ヘッドによって投影する画像パターンのピント位置を測定する投影ヘッドピント位置測定方法において、基板上に積層された感光材料であって、露光後に現像すると、前記露光における露光光量および露光寸法に応じて、前記基板上から前記感光材料が除去される領域と前記基板上から前記感光材料が除去されない領域とが定められる感光材料を用意し、前記投影ヘッドから、該投影ヘッドにより画像パターンを投影する感光材料までの投影距離、または前記投影ヘッドのピント位置を変更しつつ、前記投影ヘッドにより、検査用画像パターンを前記感光材料上の互いに異なる領域へ投影し、前記検査用画像パターンの投影された前記感光材料を現像し、前記感光材料中の各領域のうちの、前記現像によって前記基板上から感光材料が除去された領域に隣接する前記現像によって前記基板上から感光材料が除去されなかった各領域に対応する前記投影距離、または前記ピント位置に基づいて、前記投影ヘッドで感光材料上へ投影する画像パターンのピント位置を取得するものとすることができる。
【００３３】
また、前記投影ヘッドピント位置測定方法は、例えば、投影ヘッドによって投影する画像パターンのピント位置を測定する投影ヘッドピント位置測定方法において、露光後に現像すると、露光部分は残存し非露光部分は除去される、基材上に積層された感光材料であって、前記露光部分のうちの、所定の露光寸法より大きい感光材料中の露光部分が基材上に残存し、所定の露光寸法未満の感光材料中の露光部分が基材上から除去される感光材料を用意し、前記投影ヘッドから、該投影ヘッドにより画像パターンを投影する感光材料までの投影距離、または前記投影ヘッドのピント位置を変更しつつ、前記投影ヘッドにより、同一の検査用画像パターンを前記感光材料上の互いに異なる領域へ投影し、前記検査用画像パターンの投影された前記感光材料を現像し、前記感光材料中の各領域のうちの、前記現像によって前記基材上から感光材料の露光部分が除去された領域に隣接する前記現像によって前記基材上から感光材料の露光部分が除去されなかった各領域に対応する前記投影距離、または前記ピント位置に基づいて、前記投影ヘッドで感光材料上へ投影する画像パターンのピント位置を取得するものとすることができる。
【００３４】
また、前記投影ヘッドピント位置測定方法は、例えば、投影ヘッドによって投影する画像パターンのピント位置を測定する投影ヘッドピント位置測定方法において、露光後に現像すると非露光部分は残存し露光部分は除去される、基材上に積層された感光材料であって、前記非露光部分のうちの、所定の露光寸法より大きい感光材料中の非露光部分が基材上に残存し、所定の露光寸法未満の感光材料中の非露光部分が基材上から除去される感光材料を用意し、前記投影ヘッドから、該投影ヘッドにより画像パターンを投影する感光材料までの投影距離、または前記投影ヘッドのピント位置を変更しつつ、前記投影ヘッドにより、同一の検査用画像パターンを前記感光材料上の互いに異なる領域へ投影し、前記検査用画像パターンの投影された前記感光材料を現像し、前記感光材料中の各領域のうちの、前記現像によって前記基材上から感光材料の非露光部分が除去された領域に隣接する前記現像によって前記基材上から感光材料の非露光部分が除去されなかった各領域に対応する前記投影距離、または前記ピント位置に基づいて、前記投影ヘッドで感光材料上へ投影する画像パターンのピント位置を取得するものとすることができる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明者は、基材上に積層された感光材料上へ、様々な検査用画像パターンを投影してこの感光材料を露光し、その後、上記感光材料を現像したときに、基材上の検査用画像パターンを露光した領域から感光材料が除去される状態と基材上の検査用画像パターンを露光した領域から感光材料が除去されない状態とが生じ、上記２状態の中間的な状態は生じ難いことを見出した。さらに、例えば、投影ヘッドによって投影される検査用画像パターンのピント位置の近傍に感光材料を配置したときに上記検査用画像パターンを露光した領域の感光材料が除去され、上記ピント位置の近傍から外れた位置に感光材料を配置したときに上記検査用画像パターンを露光した領域から感光材料が除去されないように設定することができることを見出した。そして、上記ピント位置からの感光材料のずれ量に応じて上記２状態が切り替わるような条件設定が一般的に可能であるとの知見を得、かかる知見に基づいて本発明に至ったものである。
【００３６】
本発明の投影ヘッドピント位置測定方法によれば、基材上に積層された感光材料であって、露光後に現像すると、露光における露光光量および露光寸法に応じて、基材上から感光材料が除去される領域と基材上から感光材料が除去されない領域とが定められる感光材料を用意し、投影ヘッドから該投影ヘッドにより画像パターンを投影する感光材料までの投影距離、または投影ヘッドのピント位置を変更しつつ、投影ヘッドにより、検査用画像パターンを感光材料上の互いに異なる領域へ投影し、検査用画像パターンの投影された感光材料を現像し、感光材料中の各領域のうちの、前記現像によって基材上から感光材料が除去された領域と前記現像によって基材上から感光材料が除去されなかった領域との境界領域に対応する投影距離、または投影ヘッドの前記ピント位置に基づいて、ピント位置を取得するようにしたので、従来のような官能検査に頼ることなく、現像によって感光材料が除去された領域と現像によって感光材料が除去されなかった領域とを決定することにより、投影ヘッドのピント位置をより正確に定めることができる。
【００３７】
すなわち、投影ヘッドによって投影される画像パターンのピント位置の手前側（前ピン側ともいう）と後側（後ピン側ともいう）とに等距離だけ離れて配置された感光材料上に投影されるボケの生じた画像パターンは、略同等のボケ状態となる。また、投影ヘッドによって投影される画像パターンのピント位置の近傍に感光材料を配置したときと、上記ピント位置の近傍から外れた位置に感光材料を配置したときとで、上記画像パターンが投影された基材上の領域から感光材料が現像によって除去される場合と画像パターンが投影された基材上の領域から感光材料が現像によって除去されない場合とが切り替わるように条件設定することができる。すなわち、例えば、投影ヘッドのピント位置の前ピン側から後ピン側の位置まで感光材料を移動させながら、上記感光材料の互いに異なる領域に検査用画像パターンを露光し、上記感光材料を現像することにより、上記ピント位置の前ピン側と後ピン側とのそれぞれにおいて上記２つの場合（以後、２状態という）の切り替えが起こるように条件設定することができる。そして、前ピン側において上記２状態が切り替わるときの感光材料の位置と、後ピン側において上記２状態が切り替わるときの感光材料の位置とを決定し、その中心位置を感光材料上に画像パターンが正しく結像されるピント位置とすることができる。これにより、従来のような官能検査に頼ることなく、投影ヘッドのピント位置をより正確に定めることができる。
【００３８】
また、検査用画像パターンを、感光材料が基材上から除去されないように投影されるライン部分と感光材料が基材上から除去されるように投影されるスペース部分とからなるものとすれば、上記基材上から感光材料が除去される状態と基材上から感光材料が除去されない状態との２状態の切り替えを生ぜしめる条件をより確実に設定することができるので、投影ヘッドのピント位置をより確実に定めることができる。
【００３９】
また、投影ヘッドによりピント位置に投影されるラインの幅を、基材に対する感光材料の密着性限界寸法未満とすれば、より確実に上記２状態の切り替えを生ぜしめる設定を行うことができ、上記ラインの幅を、密着性限界寸法の５０％以上、９０％以下とすればさらに確実に上記２状態の切り替えを生ぜしめる設定を行うことができる。これにより、投影ヘッドのピント位置をより確実に定めることができる。
【００４０】
さらに、投影ヘッドにより上記ピント位置に投影されるスペースの幅を、投影ヘッドの解像性限界寸法より大きくすれば、より確実に上記２状態の切り替えを生ぜしめる設定を行うことができ、上記スペースの幅を、解像性限界寸法の１２０％以上、１５０％以下とすればさらに確実に上記２状態の切り替えを生ぜしめる設定を行うことができる。これにより、投影ヘッドのピント位置をより確実に定めることができる。
【００４１】
なお、検査用画像パターンの投影される感光材料上の領域を目視可能な大きさとすれば、投影ヘッドのピント位置をより容易に定めることができる。
【００４２】
また、選択すべきピント位置を、感光材料中の各領域のうちの、２箇所に現れる境界領域のそれぞれに対応する各投影距離の中心位置、または上記２箇所に現れる境界領域のそれぞれに対応する投影ヘッドの各ピント位置の中心位置とすれば、より確実に上記ピント位置を取得することができる。また、検査用画像パターンの投影される感光材料上の互いに異なる領域が列状に配列されたものであり、かつ、各領域が、投影距離または投影ヘッドの各ピント位置を段階的に等間隔に変更しつつ記録媒体上に順番に投影されたものである場合には、上記選択すべきピント位置を、列状に配列された各領域のうちの２箇所に現れる境界領域の中心に位置する領域に対応させて定めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の投影ヘッドピント位置測定方法の実施の形態示す概念図、図２は検査用画像パターンのラインとスペースを示す図、図３は投影距離を変更しながら検査用画像パターンを感光材料上に投影する様子を示す図、図４は感光材料上における検査用画像パターンが投影され露光された領域を示す図、図５は感光材料を露光した様子を示す図、図６は３種類の検査用画像パターンを感光材料上に露光し現像した様子を示す図である。
【００４４】
上記投影ヘッドピント位置測定方法は、図１Ａに示すように、投影ヘッド１０によって投影する画像パターンのピント位置を取得するものである。
【００４５】
上記投影ヘッドピント位置測定方法は、基材２上に積層された感光材料１であって、露光後に現像すると、上記露光における露光光量および露光寸法に応じて、基材２上から感光材料１が除去される領域と基材２上から感光材料１が除去されない領域とが定められる感光材料を用意し、投影ヘッド１０から感光材料１までの距離である投影距離Ｆｚを変更しつつ、投影ヘッド１０により、同一の検査用画像パターンＧｋを感光材料１上の互いに異なる領域Ｒへ投影し、上記検査用画像パターンＧｋの露光された感光材料１を現像し、感光材料１中の検査用画像パターンＧｋの投影された各領域Ｒのうちの、上記現像によって基材２上から感光材料１が除去された領域に隣接する上記現像によって基材２上から感光材料１が除去されなかった各領域に対応する各投影距離Ｆｚに基づいて、感光材料１上にピントが合ったときの投影距離を、すなわちピント位置Ｐｊ１を取得するものである。なお、上記投影距離Ｆｚの変更、および検査用画像パターンＧｋを感光材料１上の互いに異なる領域Ｒへ投影するための感光材料１の移動は移送部５により行なわれる。
【００４６】
なお、投影ヘッド１０の光軸方向（図中矢印Ｚ方向）におけるこの投影ヘッド１０と感光材料１との間隔が固定されており、かつ、投影ヘッド１０のピント位置のデフォーカスが可能な場合には、以下のようにして投影ヘッド１０のピント位置を感光材料１上に定めることができる。すなわち、図１Ｂに示すように、投影ヘッド１０によって画像パターンが正しく投影されるピント位置Ｐｚを変更しながら（デフォーカスしながら）移送部５により感光材料１を上記光軸方向と直交する方向（図中Ｘ−Ｙ平面上）に移動させつつ、投影ヘッド１０により、検査用画像パターンＧｋを感光材料１上の互いに異なる領域Ｒ′へ投影し、検査用画像パターンＧｋの投影された感光材料１を現像し、感光材料１中の各領域Ｒ′のうちの、現像によって基材２上から感光材料が除去された領域と現像によって基材２上から感光材料が除去されなかった領域との各境界領域に対応する投影ヘッド１０の各ピント位置に基づいて上記感光材料１上にピントが合ったときの投影ヘッド１０のピントのデフォーカス状態を、すなわちピント位置Ｐｊ２を取得することができる。上記感光材料１上にピントが合ったときのピント位置Ｐｊ２は、上記現像によって基材２上から感光材料が除去された領域に隣接する、上記現像によって基材２上から感光材料が除去されなかった各領域を境界領域とし、それらの境界領域に対応する投影ヘッド１０の各ピント位置に基づいて取得することができる。
【００４７】
上記用意する感光材料は、露光後に現像すると、露光部分は残存し非露光部分は除去される感光材料であって、露光部分のうちの、所定の露光寸法である密着性限界寸法より大きい感光材料中の露光部分が基材上に残存し、この密着性限界寸法未満の感光材料中の露光部分が基材上から除去される感光材料である。
【００４８】
上記投影距離Ｆｚを変更しつつ、検査用画像パターンＧｋを上記領域Ｒへ投影して、感光材料１上にピントが合ったときのピント位置Ｐｊ１を取得する場合について説明する。図２に示すように、検査用画像パターンＧｋは、感光材料が基材上から除去されないように投影されるライン部分（以後、ラインＬという）と感光材料が基材上から除去されるように投影されるスペース部分（以後、スペースＳという）とからなるものである。上記投影ヘッド１０によりピント位置Ｐｊ１に投影されるラインＬの幅Ｌｗは、感光材料１の密着性限界寸法未満であることが好ましく、密着性限界寸法の５０％以上、９０％以下であることがより好ましい。
【００４９】
ここで、基材２上に積層された感光材料１の密着性限界寸法は８μｍ〜１０μｍである。したがって、例えば幅７μｍからなる１本のラインを正確に投影して露光した感光材料１を現像すると、上記感光材料１中に露光された幅７μｍのラインは基材２上に密着することなく、上記現像によって流されて基材２上から除去される。
【００５０】
また、上記投影ヘッドによりピント位置に投影される上記スペースＳの幅Ｓｗは、投影ヘッド１０の解像性限界寸法を超えていることが好ましく、解像性限界寸法の１２０％以上、１５０％以下とすることがより好ましい。ここで、投影ヘッド１０の解像性限界寸法は概略１０μｍでありスペースＳの幅Ｓｗは１２μｍ以上である。
【００５１】
上記のような条件を考慮して、投影ヘッド１０から感光材料１上に投影する検査用画像パターンＧｋとして以下に示すものを採用する。すなわち、ライン幅Ｌｗ＝７μｍ、スペース幅Ｓｗ＝１２μｍからなる検査用画像パターンＧｋ１、ライン幅Ｌｗ＝７μｍ、スペース幅Ｓｗ＝１３μｍからなる検査用画像パターンＧｋ２、ライン幅Ｌｗ＝７μｍ、スペース幅Ｓｗ＝１４μｍからなる検査用画像パターンＧｋ３を採用する。
【００５２】
なお、上記ライン幅、スペース幅は、投影ヘッド１０のピント位置Ｐｊ１における幅、すなわち、検査用画像パターンが感光材料１上に正しく投影（結像）されたときの幅である。また、上記検査用画像パターンＧｋ１、Ｇｋ２、Ｇｋ３のそれぞれを投影する感光材料１上の領域の大きさは１辺２ｍｍの正方形形状である。なお、検査用画像パターンＧｋ１、Ｇｋ２、Ｇｋ３をまとめて、検査用画像パターンＧｋともいう。
【００５３】
上記検査用画像パターンの投影される感光材料上の領域は目視可能な大きさであるが、このような場合に限らず、顕微鏡等により拡大観察することが求められるような大きさであってもよい。
【００５４】
以下、投影ヘッド１０のピント位置を測定する場合について図３、図４を参照して説明する。
【００５５】
始めに、感光材料１に検査用画像パターンＧｋ２を投影して上記ピント位置を測定する場合について説明する。
【００５６】
投影ヘッド１０によって投影される検査用画像パターンＧｋ２の正確なピント位置は不明であるので、感光材料１を位置させる初期位置を投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（０）の位置に定める。そして、投影距離を、段階的に５０μｍピッチで変更するようにする。
【００５７】
ここでは、Ｆｚ（−１）＝｛Ｆｚ（０）−５０μｍ｝、Ｆｚ（−２）＝｛Ｆｚ（０）−１００μｍ｝、・・・Ｆｚ（−７）＝｛Ｆｚ（０）−３５０μｍ｝に定める。
【００５８】
また、Ｆｚ（＋１）＝｛Ｆｚ（０）＋５０μｍ｝、Ｆｚ（＋２）＝｛Ｆｚ（０）＋１００μｍ｝、・・・Ｆｚ（＋７）＝｛Ｆｚ（０）＋３５０μｍ｝に定める。
【００５９】
そして、投影ヘッド１０からの投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−７）の位置に感光材料１を位置させて、検査用画像パターンＧｋ２を領域Ｒ２（−７）に投影する。
【００６０】
次に、感光材料１を、投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−６）となる位置に位置させるように図中−Ｚ方向に５０μｍ移動させ、検査用画像パターンＧｋ２を感光材料１上の上記領域Ｒ２（−７）とは異なる領域Ｒ２（−６）に投影する。
【００６１】
つづいて、感光材料１を、投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−５）となる位置に位置させるように図中−Ｚ方向に５０μｍ移動させ検査用画像パターンＧｋ２を領域Ｒ２（−５）に投影する。
【００６２】
以下、順次、同様に光材料１の露光を実施して、最後に、感光材料１を投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（＋７）となる位置に位置させて検査用画像パターンＧｋ２を領域Ｒ２（＋７）に投影する。
【００６３】
なお、上記投影距離の変更は、投影ヘッド１０の位置を固定し感光材料１の位置を移動させる場合に限らず、感光材料１の位置を固定し投影ヘッド１０の位置を移動させたり、投影ヘッド１０の位置と感光材料１の位置を共に移動させたりして実施してもよい。
【００６４】
感光材料１への検査用画像パターンＧｋ２の投影が終了した後、上記感光材料１を現像する。
【００６５】
図５に示すように、投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−４）から投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（０）に感光材料１が位置したときに投影された、感光材料１中の領域Ｒ２（−４）から領域Ｒ２（０）までは現像によって流されてしまい基材２上から除去されている。すなわち、領域Ｒ２（−４）から領域Ｒ２（０）における感光材料の露光部分であるラインＬが現像によって流されてしまい基材２上から除去されている。なお、言うまでもないが、このとき感光材料の非露光部分であるスペースＳが現像によって流される。
【００６６】
一方、投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−４）より前ピン側に感光材料１が位置しているときに投影した領域Ｒ２（−５）から領域Ｒ２（−７）および投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（０）より後ピン側に感光材料１が位置しているときに投影した感光材料１中の領域Ｒ２（＋１）から領域Ｒ２（＋７）は現像で流され除去されることなく、その領域は基材２に密着して残っている。すなわち、領域Ｒ２（−５）から領域Ｒ２（−７）、および領域Ｒ２（＋１）から領域Ｒ２（＋７）における感光材料の露光部分であるラインＬが基材２上から除去されることなく残る。ここで、前ピン側において感光材料の露光部分が除去される状態と感光材料の露光部分が除去されない状態との２状態が切り替わるときの感光材料１の位置は、投影ヘッド１０からの投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−４）の位置と投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−５）の位置の間である。また、後ピン側において上記２状態が切り替わるときの感光材料１の位置は、投影ヘッド１０からの投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（０）の位置と投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（＋１）の位置との間である。
【００６７】
現像によって基材上から感光材料１の露光部分が除去された領域Ｒ２（−４）、領域Ｒ２（０）に隣接する領域であって、現像によって基材上から感光材料１の露光部分が除去されなかった２種類の領域は、領域Ｒ２（−５）および領域Ｒ２（＋１）である。そして、領域Ｒ２（−５）および領域Ｒ２（＋１）のそれぞれに対応する２種類の投影距離である投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−５）および投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（＋２）の中間の投影距離に対応する位置をピント位置に定めることができる。すなわち、検査用画像パターンＧｋ２が正しく結像されるピント位置に対応する投影距離Ｆｐは、Ｆｐ＝（Ｆｚ（−５）＋Ｆｚ（＋２））／２の式によって求めることができる。したがって、投影ヘッド１０からの投影距離が、上記Ｆｐ＝（Ｆｚ（−５）＋Ｆｚ（＋２））／２となる位置が上記ピント位置Ｐｊ１となる。
【００６８】
また、１方向に投影ヘッド１０を移動させつつ領域Ｒ２（−７）から領域Ｒ２（＋７）まで等間隔を置いて順番に検査用画像パターンを投影して形成した領域Ｒ２のうちの、投影の順番が領域Ｒ２（−５）と領域Ｒ２（＋１）の中間となる領域Ｒ２（−２）に対応する投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−２）に対応する位置を検査用画像パターンＧｋ２が正しく結像されるピント位置として定めることもできる。
【００６９】
なお、図６に示すように、投影ヘッド１０により検査用画像パターンＧｋ１、Ｇｋ２、Ｇｋ３を感光材料１上に同時に投影しつつ、この感光材料１を上記Ｚ方向に移動させながらこの感光材料１の各領域を投影し、その後、感光材料１を現像することにより、投影ヘッド１０によって投影する画像パターンのピント位置を取得するようにしてもよい。
【００７０】
すなわち、例えば、画像パターンＧｋ１を投影した列においては、投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−２）のときに投影された感光材料１中の領域Ｒ１（−２）の露光部分（ラインＬ）および非露光部分（スペースＳ）が現像で流されてしまい、基材２上の感光材料１の上記領域Ｒ１（−２）は除去される。一方、投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−２）より前ピン側に感光材料１が位置しているときに投影した領域Ｒ１（−３）から領域Ｒ１（−７）、および投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−２）より後ピン側に感光材料１が位置しているときに投影した領域Ｒ１（−１）から領域Ｒ１（＋７）は現像で流されることなく、基材２上の感光材料１除去されずに残っている。ここで、前ピン側で上記２状態が切り替わるときの感光材料１の位置は、投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−２）の位置と投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−３）の位置との間である。また、後ピン側で上記２状態が切り替わるときの感光材料１の位置は、投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−２）の位置と投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−１）の位置との間である。
【００７１】
現像によって基材２上から感光材料の露光部分が除去された領域Ｒ１（−２）に隣接する、現像によって基材２上から感光材料の露光部分が除去されなかった２種類の領域は領域Ｒ１（−３）および領域Ｒ１（−１）である。そして、上記と同様に領域Ｒ１（−３）およびＲ１（−１）のそれぞれに対応する２種類の投影距離である投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−３）および投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−１）の中間の投影距離に対応する位置をピント位置に定めることができる。すなわち、検査用画像パターンＧｋ１が正しく結像されるピント位置に対応する投影距離Ｆｐは、Ｆｐ＝（Ｆｚ（−３）＋Ｆｚ（−１））／２の式によって求めることができる。
【００７２】
また、１方向に投影ヘッド１０を移動させつつ領域Ｒ１（−７）から領域Ｒ１（＋７）まで順番に検査用画像パターンを投影して形成した領域Ｒ１のうちの、投影の順番が領域Ｒ１（−３）と領域Ｒ１（−１）の中間となる領域Ｒ１（−２）に対応する投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−２）に対応する位置を検査用画像パターンＧｋ１が正しく結像されるピント位置として定めることもできる。
【００７３】
また、検査用画像パターンＧｋ３を投影した列においては、投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−６）から投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（＋２）に感光材料１が位置したときに投影された領域Ｒ３（−６）から領域Ｒ３（＋２）までが現像で流されてしまい、その領域において基材２上の感光材料１が除去されている。
【００７４】
一方、投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−６）より前ピン側に感光材料１が位置しているときに投影した領域Ｒ１（−７）、および投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（＋２）より後ピン側に感光材料１が位置しているときに投影した領域Ｒ３（＋３）から領域Ｒ３（＋７）は現像で流されることなく、この領域の感光材料１は基材２上に密着して除去されずに残っている。
【００７５】
現像によって基材上から感光材料の露光部分が除去された領域Ｒ３（−６）および領域Ｒ３（＋２）に隣接する領域であって、現像によって基材上から感光材料の露光部分が除去されなかった２種類の領域は領域Ｒ３（−７）および領域Ｒ３（＋３）である。そして、領域Ｒ３（−７）および領域Ｒ３（＋３）のそれぞれに対応する投影距離である投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−７）および投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（＋３）の中間の投影距離に対応する位置をピント位置に定めることができる。すなわち、検査用画像パターンＧｋ３が正しく結像されるピント位置に対応する投影距離Ｆｐは、Ｆｐ＝（Ｆｚ（−７）＋Ｆｚ（＋３））／２の式によって求めることができる。
【００７６】
また、１方向に投影ヘッド１０を移動させつつ領域Ｒ３（−７）から領域Ｒ３（＋７）まで順番に検査用画像パターンを投影して形成した領域Ｒ３のうちの、順番が領域Ｒ３（−７）と領域Ｒ３（＋３）の中間となる領域Ｒ３（−２）に対応する投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−２）に対応する位置を検査用画像パターンＧｋ３が正しく結像されるピント位置として定めることもできる。
【００７７】
上記のように３種類の検査用画像パターンのそれぞれを使用して投影ヘッド１０のピント位置を各種類毎に定めた後、例えば、それらの平均値を求める等のことにより、より正確に投影ヘッド１０のピント位置を定めることようにすることもできる。上記のように、３種類の検査用画像パターンを用いることにより、例えば、パターン形状の違いによる露光・現像のバラツキや、密着性・解像性のバラツキがあっても正確な測定を行なうことができる。
【００７８】
以下に感光材料が露光され現像される様子を説明する。
【００７９】
図７は感光材料が露光され現像される様子を示す図である。図７（ａ−１）、（ａ−２）は感光材料中の領域Ｒ１（−２）を示す図、図７（ｂ−１）、（ｂ−２）は感光材料中の領域Ｒ１（−４）を示す図、図７（ｃ−１）、（ｃ−２）は感光材料中の領域Ｒ２（−４）を示す図、図７（ｄ−１）、（ｄ−２）は感光材料中の領域Ｒ２（−６）を示す図である。また、図７（ａ−１）から図７（ｄ−１）は基材上の感光材料が露光された状態を示す図、図７（ａ−２）から図７（ｄ−２）は基材上の感光材料が現像された状態を示す図である。
【００８０】
図７（ａ−１）、（ａ−２）に示すように、例えば、領域Ｒ１（−２）は、感光材料１が投影ヘッド１０のピント位置に位置しているときに投影されるので、感光材料１中に形成された感光材料１の露光部分である露光ラインＬｒの幅は７μｍであって、その幅は密着性限界寸法未満であり、かつ、感光材料１の非露光部分である露光スペースＳｒの幅は１２μｍで投影ヘッド１０の解像性限界寸法以上となる。したがって、上記露光ラインＬｒは現像によって流されてしまい、感光材料１中の領域Ｒ１（−２）は現像によって流されてしまう。
【００８１】
一方、図７（ｂ−１）、（ｂ−２）に示すように、領域Ｒ１（−４）は、感光材料１が投影ヘッド１０のピント位置から前ピン側に１００μｍ程度ずれているので、感光材料１上に投影される検査用画像パターンＧｋ１がボケて、感光材料１中に形成される感光材料１の露光部分である露光ラインＬｒの幅が７μｍより太くなり、感光材料１の非露光部分である露光スペースＳｒの幅が１２μｍより狭くなるように露光される。そのため、互いに隣り合う露光ラインＬｒが繋がって補強し合い密着性限界寸法以上に太くなるのでので、上記露光ラインＬｒは現像によって流されず、感光材料１の領域Ｒ１（−４）は基材２に密着し現像によって流されない。
【００８２】
また、図７（ｃ−１）、（ｃ−２）に示すように、上記領域Ｒ１（−４）と同時に投影された領域Ｒ２（−４）は、検査用画像パターンＧｋ１がボケて、露光ラインＬｒの幅が太くなりスペースＳの幅が狭くなる現象は上記領域Ｒ１（−４）を露光した場合と同様であるが、検査用画像パターンＧｋ２はスペースＳの幅が１３μｍに広がっているので、ボケて投影されるライン間の間隔が広がり上記の場合より広い露光スペースＳｒが形成される。これにより感光材料１中に形成される互いに隣り合う露光ラインＬｒは互いに補強し合う度合いが弱められて密着性限界寸法未満の太さとなり、上記露光ラインＬｒは現像によって流されてしまい、この領域Ｒ２（−４）は基材２から流されて除去される。
【００８３】
さらに、図７（ｄ−１）、（ｄ−２）に示すように、領域Ｒ２（−６）は、感光材料１が投影ヘッド１０のピント位置から前ピン側に２００μｍ程度ずれているので、感光材料１上に投影される検査用画像パターンＧｋ２がさらにボケて、上記領域Ｒ２（−４）の場合より露光ラインＬｒの幅がさらに太くなり、かつ、スペースＳの幅はさらに狭くなって、感光材料１中に形成される互いに隣り合う露光ラインＬｒが繋がって補強し合う度合いが再び強くなり露光ラインＬｒの太さが密着性限界寸法以上となる。これにより感光材料１の領域Ｒ２（−６）中の露光部分である露光ラインＬｒは現像によって流されず、領域Ｒ２（−６）は基材２に密着し現像によって流されなくなる。
【００８４】
なお、検査用画像パターンＧｋは、投影距離を順次一定距離だけ変更しつつ、感光材料上の等間隔を置いた各領域に順番に投影することが望ましいが、上記投影距離の変更量や検査用画像パターンＧｋを投影する各領域の間隔は必ずしも一定にする必要はない。
【００８５】
なお、上記２つの境界領域のうちの１つは、投影ヘッド１０のピント位置の前ピン側において感光材料１が露光される領域であり、他の１つは、投影ヘッド１０のピント位置の後ピン側で感光材料１が露光される領域である。
【００８６】
また、上記投影距離Ｆｚの変更は段階的に変更する場合に限らず、検査用画像パターンを露光しながら連続的に変更しても上記と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
また、上記投影距離を変更しながら投影する各領域、例えば、領域Ｒ１（−７）、・・・Ｒ１（０）、・・・Ｒ１（＋７）のそれぞれは、感光材料の感度や、基材と感光材料の密着性等が同じであれば互いに異なる感光材料上に投影するようにしてもよい。
【００８８】
図８（ａ）、（ｂ）は互いに直交するラインを有する検査用画像パターンを示す図であり、図８（ａ）は１対の互いに直交するラインを有する検査用画像パターンを示す図、図８（ｂ）は２対の互いに直交するラインを有する検査用画像パターンを示す図である。
【００８９】
また、図８（ｃ）は感光材料を段階的に移動させながらこの感光材料上に上記図８（ａ）に示す検査用画像パターンを投影し現像して得られた各領域を示す図である。
【００９０】
図示のように、検査用画像パターンとして、ラインＬ１とラインＬ２とが互いに直交するようにした検査用画像パターンＧｋ′を採用することによりピント位置の方向性を加味することができ、投影ヘッドのピント位置をさらに正確に取得することができる。
【００９１】
ずなわち、図８（ｃ）に示すように、感光材料１を、前ピン側から後ピン側に段階的に図中矢印Ｚ方向に移動させながら、上記検査用画像パターンＧｋ′を感光材料１上の互いに異なる領域Ｒに順番（図中Ｙ方向に）に投影し、その後、感光材料１を現像することにより、図中Ｙ方向に延びるラインＬ１に関するピント位置と、図中Ｘ方向に延びるラインＬ２関するピント位置のそれぞれを定めることができる。
【００９２】
なお、上記検査用画像パターンは、必ずしもラインとスペースとからなるものに限るものではない。
【００９３】
図９はピント位置の変動の検査を行うために露光し現像した感光材料上の各領域を示す図である。図示のように、上記投影距離を変更しつつ、感光材料１中の各領域への検査用画像パターンＧｋ１、Ｇｋ２、Ｇｋ３が投影される各領域（以後、投影領域群という）を、さらに記録媒体１中のＸ方向に並べるように露光する。そして、上記感光材料１を現像して投影ヘッド１０によって投影される画像パターンのピント位置を、それぞれの投影領域群ＲＧ（Ｘ１）、ＲＧ（Ｘ２）、・・・ＲＧ（Ｘ５）毎に求める。
【００９４】
ここでは、例えば、投影領域群ＲＧ（Ｘ１）の現像によって除去されずに残った領域Ｒ１（−２）を露光したときの投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−２）の位置がピント位置として定められ、投影領域群ＲＧ（Ｘ２）の現像によって除去されずに残った領域Ｒ１（−１）を露光したときの投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−１）の位置がピント位置として定められる。
【００９５】
また、例えば、投影領域群ＲＧ（Ｘ３）の現像によって除去されずに残った領域Ｒ１（０）を露光したときの投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（０）の位置がピント位置として定められ、投影領域群ＲＧ（Ｘ４）の現像によって除去されずに残った領域Ｒ１（０）を露光したときの投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（０）の位置がピント位置として定められる。
【００９６】
さらに、例えば、投影領域群ＲＧ（Ｘ５）の現像によって除去されずに残った領域Ｒ１（−２）を露光したときの投影距離Ｆｚ＝Ｆｚ（−２）の位置がピント位置として定められる。
【００９７】
上記の手法により、投影ヘッド１０で投影される画像パターンのピント位置のＸ方向における変動を検出することもできる。
【００９８】
なお、複数の投影ヘッド１０について各投影ヘッド１０のピント位置を定める場合には、各投影ヘッド１０毎に投影領域群ＲＧを形成して、各投影ヘッド１０のピント位置を定めるようにしてもよい。
【００９９】
なお、説明済みの図１Ｂに示すように、上記投影ヘッド１０から感光材料１までの距離を変更する代わりに、投影ヘッド１０から感光材料１までの距離を固定して、投影ヘッド１０のピント位置を光軸方向(図中矢印Z方向)に移動させながら感光材料１上の各領域Ｒ′に検査用画像パターンを投影するようにして、感光材料１上にピントが合ったときのピント位置Ｐｊ２を取得する場合であっても、上記手法を適用することができる。すなわち、投影ヘッド１０のピント位置を感光材料１に対してアンダーフォーカス状態からオーバーフォーカス状態に移動させつつ、感光材料１上にラインとスペースとからなる検査用画像パターンＧｋを投影し、この検査用画像パターンＧｋの露光された感光材料１の現像結果に基づいて、上記と同様に、感光材料１上に投影ヘッド１０のピントが合ったときのピント位置Ｐｊ２を取得することができる。
【０１００】
上記のように、本発明によれば、投影ヘッドのピント位置をより正確に定めることができる。なお、上記投影ヘッドは、感光材料上へ画像パターンを投影しその感光材料を露光するために用いるものや、スクリーン上に画像パターンを投影するために用いられるものである。
【０１０１】
なお、上記用意する感光材料を、露光後に現像すると、非露光部分は残存し露光部分は除去される感光材料であって、非露光部分のうちの、所定の寸法より大きい感光材料中の非露光部分が基材上に残存し、所定の寸法未満の感光材料中の非露光部分が基材上から除去される感光材料とすることもできる。そのような場合には、上記投影ヘッドピント位置測定方法は、現像によって基材２上から感光材料１中の非露光部分が除去された領域に隣接する領域であって、上記現像によって基材２上から感光材料１中の非露光部分が除去されなかった各領域に対応する投影距離に基づいて、上記ピント位置を定めることができ、上記実施の形態における露光部分と非露光部分とを入れ替えることにより上記場合においてピント位置を定める方式を説明することができる。
【０１０２】
なお、上記実施の形態においては、現像によって基材２上から感光材料１が除去された領域と除去されなかった領域を定める態様を示したが、基材２上から感光材料１を除去するのみならず、さらに、基材２にエッチング処理を加えることにより基材２中の感光材料１の除去されている領域を取り除き、そのようにして得られた検査用画像パターンを示す領域を用いて上記と同様に投影ヘッド１０のピント位置を定めるようにしてもよい。
【０１０３】
次に、上記投影ヘッドピント位置測定方法を適用して露光を行う露光方法を実施する投影ヘッドを備えた投影装置の１例である露光装置について説明する。
【０１０４】
図１０は露光装置の光学系の概略構成を示す図、図１１は露光装置全体の概略構成を示す斜視図、図１２は露光ユニットに収容された露光ヘッドが感光材料を露光する様子示す斜視図、図１３は後述するＤＭＤの構成を拡大して示す斜視図、図１４は微小ミラーの動作を示す斜視図であり、図１４（Ａ）はＤＭＤをオフ状態とした場合の画素光ビームの軌跡を示す平面図、図１４（Ｂ）はＤＭＤをオン状態とした場合の画素光ビームの軌跡を示す平面図である。図１５（Ａ）はＤＭＤを傾斜させない場合の各微小ミラーで反射させて形成された画素光ビームの感光材料上での軌跡を示す図、図１５（Ｂ）はＤＭＤを傾斜させた場合の画素光ビームの感光材料上での軌跡を示す図である。
【０１０５】
図示の上記投影ヘッドピント位置測定方法を適用して露光を行う露光方法を実施する露光装置は、入射した光を変調する変調素子を２次元状に多数配列してなる空間光変調器であるＤＭＤを有する複数の露光ヘッドのそれぞれで、光源から発せられた光を空間光変調させ、空間光変調させて得られた画像パターンを感光材料上に結像させてこの感光材料を露光する露光方法であって、上記投影ヘッドピント位置測定方法を複数の露光ヘッドで感光材料を露光する際の各露光ヘッドのピント位置の測定に適用して、露光ヘッドのそれぞれで結像させる各画像パターンのピント位置を測定し、そのピント位置に基づいて各露光ヘッドにより感光材料上に結像させる各画像パターンのピント位置のずれを補正して上記露光ヘッドによる感光材料の露光を実行するものである。
【０１０６】
図示のように露光装置２００は、光源２３８から発せられ光ファイバ２４０を通って射出された光を、微小光変調素子である微小ミラーＭを２次元状に多数配列してなる空間光変調器であるＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・ディバイス）２３６により空間光変調させ、上記微小ミラーＭそれぞれの光変調状態に応じて形成される各微小ミラーＭに対応する画素光ビームＬを感光材料２０１上に結像させ、この感光材料２０１上に画像、例えば配線パターンを露光するものである。
【０１０７】
上記露光装置２００は、いわゆるフラットベッド型に構成したものであり、露光対象となる被露光部材である感光材料２０１を表面に吸着して保持する平板状のステージ２１４を備えている。４本の脚部２１６に支持された肉厚板状の設置台２１８の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド２２０が設置されている。ステージ２１４は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド２２０によって往復移動可能に支持されている。なお、この露光装置２００には、ステージ２１４をガイド２２０に沿って駆動するための図示しない駆動装置が設けられている。
【０１０８】
設置台２１８の中央部には、ステージ２１４の移動経路を跨ぐようにコ字状のゲート２２２が設けられている。ゲート２２２の端部の各々は、設置台２１８の両側面に固定されている。このゲート２２２を挟んで一方の側には露光ユニット２２４が設けられ、他方の側には感光材料２０１の先端及び後端を検知する複数（例えば、２個）の検知センサ２２６が設けられている。露光ユニット２２４及び検知センサ２２６はゲート２２２に各々取り付けられて、ステージ２１４の移動経路の上方に固定配置されている。なお、露光ユニット２２４及び検知センサ２２６は、この露光装置２００の各部の同期やタイミングを制御する露光装置コントローラ２２８に接続されている。
【０１０９】
この露光ユニット２２４の内部には、図１２に示すように、ｉ行ｊ列（例えば、２行４列）の略マトリックス状に配列された複数（ 例えば、８個）の露光ヘッド２３０Ａ，２３０Ｂ・・・（以後、これらをまとめて露光ヘッド２３０ともいう）が設置されている。
【０１１０】
露光ヘッド２３０Ａ， ２３０Ｂ・・・による各露光エリア２３２は、例えば、搬送方向（ 図中の矢印Ｙ方向）を長辺とする矩形状に構成する。この場合、感光材料２０１には、その露光の動作に伴って露光ヘッド２３０毎に帯状の露光済み領域２３４Ａ，２３４Ｂ・・・（以後、これらをまとめて露光済み領域２３４ともいう）が形成される。
【０１１１】
また、帯状の露光済み領域２３４が上記搬送方向と直交する直交方向（図中の矢印Ｘ方向）に隙間無く並ぶように、配列された各行の露光ヘッド２３０の各々は、列方向に所定間隔 （ 露光エリアの長辺の自然数倍）ずらして配置されている。すなわち、例えば、露光ヘッド２３０Ａによる露光エリア２３２Ａと露光ヘッド２３０Ｂによる露光エリア２３２Ｂとの間の露光できない部分は、露光ヘッド２３０Ｆによる露光エリア２３２Ｆとすることができる。
【０１１２】
図１０に示すように、各露光ヘッド２３０は、光源２３８から発せられ光ファイバ２４０を通って射出された光ビームを、空間光変調させる空間光変調器として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）２３６を備えている。このＤＭＤ２３６は、画像データ処理部とミラー駆動制御部等を備えた上記露光装置コントローラ２２８に接続されている。
【０１１３】
この露光装置コントローラ２２８の画像データ処理部では、入力された画像データに基づいて、各露光ヘッド２３０毎にＤＭＤ２３６の制御すべき微小ミラーを駆動制御する制御信号を生成する。また、ＤＭＤコントローラとしてのミラー駆動制御部では、画像データ処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド２３０毎にＤＭＤ２３６における各微小ミラーの反射面の角度を制御する。
【０１１４】
各露光ヘッド２３０に配されたＤＭＤ２３６の光の入射側には、図１１に示すように、光源２３８からそれぞれ引き出されたバンドル状の光ファイバ２４０が配置されている。なお、光源２３８は、一般の光源として利用可能な紫外線ランプ（ＵＶランプ）、キセノンランプ等で構成しても良い。
【０１１５】
光源２３８は、図示しないがその内部に、複数の半導体レーザチップから射出されたレーザ光を合波して光ファイバに入力する合波モジュールが複数個設置されている。各合波モジュールから延びる光ファイバは、合波したレーザ光を伝搬する合波光ファイバであって、複数の光ファイバが１つに束ねられてバンドル状の光ファイバ２４０を構成している。
【０１１６】
また各露光ヘッド２３０のＤＭＤ２３６における光の入射側には、図１０に示すように、バンドル状光ファイバ２４０から出射された光をＤＭＤ２３６に向けて反射するミラー２４２が配置されている。
【０１１７】
ＤＭＤ２３６は、図１３に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）２４４上に、縦横２次元状に配列された多数の微小ミラーＭが図示しない支柱により支持されて配置された長方形状のものであり、画素（ピクセル）を構成する多数の（例えば、６００個×８００個）の微小ミラーＭを格子状に配列したミラーデバイスとして構成されている。各ピクセルの最上部に支柱に支えられた微小ミラーＭが設けられており、微小ミラーＭの表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。
【０１１８】
また、微小ミラーＭの直下には、図示しないヒンジ及びヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのＣＭＯＳの上記ＳＲＡＭセル２４４が配置されており、全体はモノリシック（一体型）に構成されている。
【０１１９】
ＤＭＤ２３６のＳＲＡＭセル２４４にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられた微小ミラーＭが、対角線を中心としてＤＭＤ２３６が配置された基材側に対して±α度（例えば±１０度）の範囲で傾けられる。図１４（Ａ）は、微小ミラーＭがオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図１４（Ｂ）は、微小ミラーＭがオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。従って、画像信号に応じて、ＤＭＤ２３６の各ピクセルにおける微小ミラーＭの傾きを、上記のように制御することによって、ＤＭＤ２３６に入射された光はそれぞれの微小ミラーＭの傾きに応じた方向へ反射せしめられる。
【０１２０】
なお、図１３には、ＤＭＤ２３６の一部を拡大し、微小ミラーＭが＋α度又は−α度に制御されている状態の一例を示す。それぞれの微小ミラーＭのオンオフ（ｏｎ／ｏｆｆ）制御は、ＤＭＤ２３６に接続された露光装置コントローラ２２８によって行われるもので、例えばオン状態の微小ミラーＭで反射させた光は、ＤＭＤ２３６における光の出射側に設けられた後述する結像光学系２５９（図１０参照）を通して結像され感光材料２０１を露光する。またオフ状態の微小ミラーＭで反射させた光は光吸収体（図示省略）に入射し吸収され感光材料２０１を露光しない。
【０１２１】
また、ＤＭＤ２３６は、その長方形状の長辺方向が搬送方向（図中の矢印Ｙ方向）と所定角度θ（例えば、０．１°〜０．５°）を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。図１５（Ａ）はＤＭＤ２３６を傾斜させない場合の各微小ミラーで反射させて形成された画素光ビームＬの上記搬送による感光材料２０１上での軌跡（以後、搬送軌跡という）を示し、図１５（Ｂ）はＤＭＤ２３６を傾斜させた場合の画素光ビームＬの搬送軌跡を示している。
【０１２２】
上記のように、ＤＭＤ２３６を傾斜させることにより、各微小ミラーＭを通った画素光ビームＬの搬送軌跡が示す搬送線のピッチＰ２を（図１５（Ｂ）参照）、ＤＭＤ２３６を傾斜させない場合の搬送線のピッチＰｌ（図１５（Ａ）参照）より狭くすることができ、感光材料２０１上に露光する画像の解像度を大幅に向上させることができる。一方、ＤＭＤ２３６の傾斜角は微小であるので、ＤＭＤ２３６を傾斜させた場合の搬送幅Ｗ２と、ＤＭＤ２３６を傾斜させない場合の搬送輻Ｗ１とは略同一である。
【０１２３】
また、異なる微小ミラー列により同じ搬送線上における略同一の位置（ドット）を重ねて露光（多重露光）するように配置することもできる。このような場合には、感光材料上の同一領域が多重露光され、より高い分解能で露光をコントロールすることができ、高精細な露光を実現することができる。また、このような高分解能での露光により、各露光ヘッド間のつなぎ自を、目立たないようにすることができる。
【０１２４】
次に、露光ヘッド２３０のＤＭＤ２３６における光の射出側に設けられた結像光学系２５９について説明する。図１０に示すように、上記結像光学系２５９は、感光材料２０１上に、光源の像を結像させるため、ＤＭＤ２３６の側から感光材料２０１の側へ向かう光路に沿って順に、レンズ系２５０，２５２、マイクロレンズアレイ２５４、対物レンズ系２５６，２５８の各光学要素が配置されて構成されている。
【０１２５】
ここで、レンズ系２５０，２５２は拡大光学系として構成されており、ＤＭＤ２３６で反射させてなる画素光ビームによって露光される感光材料２０１上の露光エリア２３２の面積を所要の大きさに拡大している。
【０１２６】
図１０に示すように、マイクロレンズアレイ２５４は、ＤＭＤ２３６の各微小ミラーＭに１対１で対応する複数のマイクロレンズ２６０が一体的に成形されたものであり、各マイクロレンズ２６０は、レンズ系２５０，２５２を通った各画素光ビームのそれぞれを通すように配置されている。
【０１２７】
このマイクロレンズアレイ２５４の全体は、矩形平板状に形成され、各マイクロレンズ２６０を形成した部分には、それぞれアパーチャ２６２（図１０に図示）が一体的に配置されている。このアパーチャ２６２は、各マイクロレンズ２６０に１対１で対応して配置された開口絞りを成す。
【０１２８】
対物レンズ系２５６，２５８は、例えば、等倍光学系として構成されている。また感光材料２０１は、対物レンズ系２５６，２５８を通して画素光ビームＬが結像される位置に配置される。なお、結像光学系２５９における各レンズ系２５０，２５２，対物レンズ系２５６，２５８は、図１０においてそれぞれ１枚のレンズとして示されているが、複数枚のレンズ（例えば、凸レンズと凹レンズ）を組み合せたものであっても良い。
【０１２９】
上述のように構成された露光ヘッド２３０で、光源２３８から発せられた光を感光材料２０１の表面上に結像させて画像を形成することができる。
【０１３０】
次に、上記露光装置２００により感光材料２０１上に画像を露光する動作について説明する。
【０１３１】
始めに、上記各露光ヘッド２３０Ａ，２３０Ｂ・・・のそれぞれに対して、上記投影ヘッドピント位置測定方法を適用して各露光ヘッド２３０Ａ，２３０Ｂ・・・により感光材料２０１上に画像を結像させる際の各画像のピント位置を測定する。その後、上記測定されたピント位置に基づいて各露光ヘッド２３０Ａ，２３０Ｂ・・・により感光材料上に結像させる各画像のピント位置のずれを補正する。
【０１３２】
光源２３８は、図示しないが、レーザ発光素子の各々から発散光状態で出射された紫外線等のレーザビームを、コリメータレンズによって平行光化して集光レンズで集光させ、マルチモード光ファイバのコアの入射端面へ入射させ上記光ファイバ中に合波させて、その光ファイバの出射端部に結合させた光ファイバ２４０に入射させる。
【０１３３】
露光する画像に応じた画像データが、ＤＭＤ２３６に接続された露光装置コントローラ２２８に入力され、露光装置コントローラ２２８内のメモリに一旦記憶される。この画像データは、画像を構成する各画素の濃度を２値（ドットの記録の有無）で表したデータである。
【０１３４】
感光材料２０１を表面に吸着したステージ２１４は、図示しない駆動装置により、ガイド２２０に沿って搬送方向上流側から下流側に一定速度で移送される。ステージ２１４がゲート２２２の下を通過する際に、ゲート２２２に取り付けられた検知センサ２２６により感光材料２０１の先端が検出されると、メモリに記憶された画像データが複数ライン分ずつ順次読み出され、画像データ処理部で読み出された画像データに基づいて各露光ヘッド２３０毎に微小ミラーＭを制御するための制御信号が生成される。
【０１３５】
そして、露光装置コントローラ２２８のミラー駆動制御部により、光量分布を均一化するシェーディング調整と露光量の調整がなされた制御信号に基づいて各露光ヘッド２３０毎にＤＭＤ２３６の微小ミラーの各々がオンオフ制御される。
【０１３６】
光ファイバ２４０から射出されミラー２４２で反射させた光ビームがＤＭＤ２３６に照射されると、ＤＭＤ２３６の微小ミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光は、マイクロレンズアレイ２５４の各対応するマイクロレンズ２６０を含むレンズ系を通して感光材料２０１の露光面上に結像される。このように、ＤＭＤ２３６から出射された画素光ビームＬが微小ミラー毎にオンオフされて、感光材料２０１がＤＭＤ２３６の使用画素数と略同数の画素単位（露光エリア）で露光が行なわれる。
【０１３７】
また、感光材料２０１をステージ２１４と共に一定速度で移動させることにより、相対的に、感光材料２０１が 露光ユニット２２４によりステージ移動方向と反対の方向に移動し、各露光ヘッド２３０毎に帯状の露光済み領域２３４が形成され、感光材料２０１上に画像が露光される。
【０１３８】
すなわち、ＤＭＤ２３６により、露光形成する画像に対応した変調を施して生成した画素光ビームＬを感光材料２０１上に照射することによって、この感光材料２０１上に上記画像が形成される。
【０１３９】
露光ユニット２２４による感光材料２０１の露光が終了し、検知センサ２２６で感光材料２０１の後端が検出されると、ステージ２１４を、図示しない駆動装置により、ガイド２２０に沿って搬送方向最上流側にある原点に復帰させ、再度、ガイド２２０に沿って搬送方向上流側から下流側に一定速度で移動させる。
【０１４０】
なお、本実施の形態に係る露光装置２００では、露光ヘッド２３０に用いる空間光変調器としてＤＭＤを用いたが、例えば、ＭＥＭＳ（ Micro E1ectro Mechanica1Systems）タイプの空間光変調器（ ＳＬＭ；Speial Light Modulator ）、グレーティングを一方向に複数配列して構成された、反射回折格子型のグレーティング・ライト・バルブ素子（ＧＬＶ素子、シリコン・ライトマシーン社製、なお、ＧＬＶ素子の詳細については米国特許第５３１１３６０号に記載されているので説明は省略する）、電気光学効果により透過光を変調する光学素子（ＰＬＺＴ素子）、又は液晶光シャッタ（ＦＬＣ）等の透過型の空間光変調器等、ＭＥＭＳタイプ以外の空間光変調器をＤＭＤに代えて用いることができる。
【０１４１】
なお、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術によるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、そして制御回路を集積化した微細システムの総称であり、ＭＥＭＳタイプの空間光変調器とは、静電気力を利用した電気機械動作により駆動される空間光変調器を意味している。
【０１４２】
以下、上記露光装置２００にピント位置自動調節部を付加した露光装置２００Ｆに対して、上記本発明の投影ヘッドピント位置測定方法を適用する場合について説明する。図１６はピント位置自動調節部の概略構成を示す図、図１７は露光装置におけるピント位置自動調節部の取り付け位置を示す斜視図、図１８はピント位置自動調節部の一部を構成するくさび型プリズムペアを拡大して示す拡大斜視図である。
【０１４３】
上記露光装置２００にピント位置自動調節部３００を付加することにより、ステージ２１４上に載置され搬送される感光部材２０１に歪みが生じている場合、上記検査用画像パターンＧｋを、この検査用画像パターンＧｋが感光部材２０１に歪が生じていないときと同等の状態でこの感光部材２０１上に投影されるように、上記歪分を相殺して投影することができる。
【０１４４】
より具体的には、例えば露光ヘッド２３０とこの露光ヘッド２３０によって露光される感光部材２０１上の露光領域との間隔を一定に保つことにより、露光ヘッド２３０のピント位置を上記搬送される、歪みを持った感光部材２０１上に自動的に位置させたり、さらに、露光ヘッド２３０のピント位置を、歪を持った感光部材２０１から図中矢印Ｚ方向に一定距離ｈだけ離れた位置に自動的に位置させたりすることができる。
【０１４５】
上記のように露光装置にピント位置自動調節部を付加することにより、感光部材２０１に歪みが生じている場合であっても、この感光部材２０１に歪が生じていない場合と同等に取り扱うことができる。したがって、このピント位置自動調節部を付加した露光装置では、感光部材２０１の歪を考慮することなく上記投影ヘッドピント位置測定方法を適用することができる。すなわち、実際には感光部材２０１に歪があったとしても、この感光部材２０１に歪が無いものとして上記投影ヘッドピント位置測定方法を適用することができる。
【０１４６】
上記ピント位置自動調節部３００は、空気間隔調節部３１０と、測長部３２０と、制御部２４０とを備えている。
【０１４７】
空気間隔調節部３１０は、ステージ２１４上に載置された基材２上に感光材料１を積層してなる上記感光部材２０１と結像光学系２５９との間に挿入され、上記感光部材２０１と結像光学系２５９との間の空気間隔を変更する。
【０１４８】
測長部３２０は、ゲート２２２に配置され露光ヘッド２３０との位置関係が固定されており、露光ヘッド２３０により画像パターンが投影される上記感光部材２０１上の領域２３２Ｒまでの距離、あるいは上記領域２３２Ｒ近傍の感光部材２０１上の領域までの距離をレーザ光Ｌｅを利用して測定する。
【０１４９】
制御部２４０は、測長部３２０によって得られた上記距離の測定値に応じて上記空気間隔を変更し、露光ヘッド２３０のピント位置を感光材料２０１上、あるいは感光材料２０１から図中Ｚ方向に一定距離ｈだけ離れた位置に位置させるように制御する。
【０１５０】
上記空気間隔調節部３１０は、図１６および図１８に示すように、くさび型プリズムペアを構成するくさび型プリズム３１２Ａおよびくさび型プリズム３１２Ｂと、くさび型プリズム３１２Ａに対してくさび型プリズム３１２Ｂを移動させる駆動部３１４とを備えている。
【０１５１】
なお、上記くさび型プリズムペアには、例えば、ガラスやアクリル等の透明材料からなる平行平板をこの平行平板の平行平面Ｈ１１、Ｈ２２に対して斜めに傾く平面Ｈｋで切断して得られる１対のくさび型プリズムを使用することができる。
【０１５２】
駆動部３１４により上記くさび型プリズム３１２Ａに対してくさび型プリズム３１２Ｂを移動させることによって、一対のくさび型プリズム３１２Ａ、３１２Ｂの組み合わせで形成される平行平面板の実質的な厚さを変化させ、これにより感光部材２０１と結像光学系２５９との間の空気間隔の調節を行なう。ここで、平行平面板の実質的な厚さに平行平面板の屈折率を乗じた値が、平行平面板が示す空気間隔、すなわち平行平面板の厚さを空気の厚さに換算した値となる。
【０１５３】
なお、空気間隔調節部３１０は、一対のくさび型プリズム３１２Ａ、３１２Ｂの組み合わせによって形成される平行平面板の平行平面となる平面Ｈ２２、Ｈ１１が結像光学系２５９から射出される光束の光軸方向（図中矢印Ｚ方向）と概略直交するように配置される。
【０１５４】
以下、上記ピント位置自動調節部３００の動作について説明する。
【０１５５】
感光部材２０１がステージ２１４と共に副走査方向（図中矢印Ｙ方向）に移送され、露光ヘッド２３０Ａ、２３０Ｂ・・・のそれぞれにより画像パターンが上記副走査方向と直交する主走査方向(図中矢印Ｘ方向)に延びる帯状の領域２３２Ｒ内へ投影される。
【０１５６】
ここで、感光材料２０１には上記Ｙ方向に生じた反りやうねりがあり（例えば、１００μｍ程度の反りやうねりがある）、上記Ｘ方向には反りやうねりは生じていないので、上記反りやうねりを測長部３２０によって測定する。すなわち、露光ヘッド２３０の位置を基準とした、この露光ヘッド２３０により画像パターンが投影される感光部材２０１上の領域２３２Ｒまでの距離、あるいは上記領域２３２Ｒ近傍の感光部材２０１上の領域２３３Ｒまでの距離を、レーザ光Ｌｅを利用して測定する。
【０１５７】
例えば、ステージ２１４の上面を基準面とし、測長部３２０で測定した露光ヘッド２３０から上記基準面までの距離が３０ｍｍであり、感光部材２０１が厚さ１ｍｍで歪がないものとすると、露光ヘッド２３０により画像パターンが投影される感光部材２０１上の領域２３２Ｒまでの距離は、上記側長部３２０によって２９ｍｍと測定されるはずである。
【０１５８】
一方、歪を有する感光部材２０１に対して側長部３２０によって測定された露光ヘッド２３０からこの感光部材２０１上の領域２３２Ｒまでの測定距離の値が制御部２４０に入力されると、制御部２４０は、予め入力され記憶された感光部材２０１に歪が無い場合における露光ヘッド２３０から感光部材２０１までの理想距離の値（上記２９ｍｍ）と上記測定距離の値との差を求める。
【０１５９】
次に、制御部２４０は、上記理想距離の値と上記測定距離の値との差を示す差信号を駆動部３１４へ出力し、駆動部３１４がくさび形プリズム３１２Ｂを上記Ｘ方向に移動させて上記差分だけ露光ヘッド２３０のピント位置を図中Ｚ方向に移動させる。これにより、露光ヘッド２３０のピント位置を上記歪の生じた感光部材２０１上に位置させることができる。
【０１６０】
また、例えば、露光ヘッド２３０のピント位置を上記歪の生じた感光部材２０１の上記Ｚ方向の上方側１ｍｍの位置に位置させる場合には、上記理想距離として、上記感光部材２０１に歪が無い場合におけるこの感光部材２０１の上記Ｚ方向の上方側１ｍｍの位置までの距離を採用するようにすればよい。
【０１６１】
なお、上記空気間隔調節部３１０は、上記のように感光部材２０１と結像光学系２５９との間に挿入される場合に限らず、上記対物レンズ系２５６とマイクロレンズアレイ２５４との間に配置するようにしても上記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１６２】
【図１】本発明の投影ヘッドピント位置測定方法の実施の形態示す概念図
【図２】検査用画像パターンのラインとスペースを示す図
【図３】投影距離を変更しながら検査用画像パターンを感光材料上に露光する様子を示す図
【図４】感光材料上の検査用画像パターンを露光した領域を示す図
【図５】感光材料を露光した様子を示す図
【図６】３種類の検査用画像パターンを感光材料上に露光し現像した様子を示す図
【図７】感光材料が露光され現像される様子を示す図
【図８】互いに直交するラインを有する検査用画像パターンを示す図
【図９】ピント位置の変動の検査を行うために露光し現像した感光材料上の各領域を示す図
【図１０】露光装置の光学系の概略構成を示す図
【図１１】露光装置全体の概略構成を示す斜視図
【図１２】露光ユニットに収容された露光ヘッドが感光材料を露光する様子示す斜視図
【図１３】ＤＭＤの構成を拡大して示す斜視図
【図１４】微小ミラーの動作を示す斜視図
【図１５】（Ａ）はＤＭＤを傾斜させない場合の画素光ビームの搬送軌跡を示す平面図、（Ｂ）はＤＭＤを傾斜させた場合の画素光ビームの搬送軌跡を示す平面図
【図１６】ピント位置自動調節部の概略構成を示す図
【図１７】露光装置におけるピント位置自動調節部の取り付け位置を示す斜視図
【図１８】ピント位置自動調節部を構成するくさび型プリズムペアを拡大して示す拡大斜視図
【符号の説明】
【０１６３】
１    感光材料
２    基材
１０    投影ヘッド
Ｆｚ    投影距離
Ｐｚ    ピント位置
Ｇｋ    検査用画像パターン
【図１】
0004786224.tif 000002
【図２】
0004786224.tif 000003
【図３】
0004786224.tif 000004
【図４】
0004786224.tif 000005
【図５】
0004786224.tif 000006
【図６】
0004786224.tif 000007
【図７】
0004786224.tif 000008
【図８】
0004786224.tif 000009
【図９】
0004786224.tif 000010
【図１０】
0004786224.tif 000011
【図１１】
0004786224.tif 000012
【図１２】
0004786224.tif 000013
【図１３】
0004786224.tif 000014
【図１４】
0004786224.tif 000015
【図１５】
0004786224.tif 000016
【図１６】
0004786224.tif 000017
【図１７】
0004786224.tif 000018
【図１８】
0004786224.tif 000019