(57)【要約】 【課題】  所望の露光パターンに対して露光位置がずれてしまうことを抑制し、所望の露光パターンに従って高精度で露光領域を形成することができる露光装置を提供する。【解決手段】  露光されるべき基板２２を、保持台２６によって保持した状態で、前記保持台２６を、保持台駆動手段２９によってＹ軸方向に移動させながら、前記基板２２の表面に、露光用照射手段２７によって露光用レーザ光を照射する。このとき、レーザアレイユニット２８に対する保持台２６のＸ軸方向への変位量が、保持台変位量検出手段３１によって検出される。Ｘ軸位置決めコントローラ３５は、保持台変位量検出手段３１による保持台２６の変位量に基づいて、レーザアレイユニット２８に対して露光用対物レンズ４３を移動させることによって、露光用レーザ光の照射位置のＸ軸方向への変位を抑制するように、対物レンズ駆動手段３０を制御する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光されるべき基板を保持する保持台と、
保持台によって保持される基板の表面に対して垂直に露光用レーザ光を照射する露光用照射手段と、
露光用照射手段を搭載する搭載手段と、
搭載手段に対して前記基板の表面に平行な仮想一平面内で所定の移動方向に相対的に保持台を移動させる駆動手段と、
露光用照射手段による前記基板の表面への露光用レーザ光の照射位置を保持台に対して前記仮想一平面内で前記所定の移動方向に直交する直交方向に相対的に移動させる照射位置移動手段と、
保持台に対する前記露光用レーザ光の照射位置を、前記直交方向に関して所定位置に維持するように、照射位置移動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
搭載手段に対する保持台の前記直交方向への変位量を検出する保持台変位量検出手段をさらに含み、
前記制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量に基づいて、保持台に対する前記露光用レーザ光の照射位置の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御することを特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記照射位置移動手段は、搭載手段に対して前記直交方向に相対的に保持台を移動させることによって、前記露光用レーザ光の照射位置を保持台に対して前記直交方向に相対的に移動させることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記照射位置移動手段は、搭載手段に対して前記直交方向に相対的に露光用照射手段を移動させることによって、前記露光用レーザ光の照射位置を保持台に対して前記直交方向に相対的に移動させることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項５】
搭載手段に対する露光用照射手段の前記直交方向への変位量を検出する照射変位量検出手段をさらに含み、
前記制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量と照射変位量検出手段による露光用照射手段の変位量とに基づいて、搭載手段に対して前記直交方向に相対的に露光用照射手段を移動させることによって、保持台に対する前記露光用レーザ光の照射位置の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御することを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項６】
搭載手段に対する露光用照射手段の前記直交方向への変位量を検出する照射変位量検出手段をさらに含み、
前記制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量に基づいて、搭載手段に対する保持台の前記直交方向への変位を抑制するとともに、照射変位量検出手段による露光用照射手段の変位量に基づいて、搭載手段に対する露光用照射手段の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御することを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項７】
露光されるべき基板を保持する保持台と、
保持台によって保持される基板の表面に対して垂直に露光用レーザ光を照射する露光用照射手段と、
露光用照射手段を搭載する搭載手段と、
搭載手段に対して前記基板の表面に平行な仮想一平面内で所定の移動方向に相対的に保持台を移動させる駆動手段と、
搭載手段に対する露光用照射手段の前記仮想一平面で前記所定の移動方向に直交する直交方向への変位量を検出する照射変位量検出手段と、
露光用照射手段を搭載手段に対して前記直交方向に相対的に移動させる照射位置移動手段と、
照射変位量検出手段による露光用照射手段の変位量に基づいて、搭載手段に対する露光用照射手段の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする露光装置。
【請求項８】
前記露光用照射手段は、搭載手段に設けられ、露光用レーザ光を発生する露光用レーザ光発生素子と、搭載手段に前記直交方向に移動自在に設けられ、露光用レーザ光発生素子が発生した露光用レーザ光を集光させる露光用対物レンズとを含み、
前記照射位置移動手段は、搭載手段に対して前記直交方向に相対的に露光用対物レンズを移動させることによって、前記露光用レーザ光の照射位置を保持台に対して前記直交方向に相対的に移動させることを特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項９】
搭載手段に対する露光用対物レンズの前記直交方向の変位量を検出するレンズ変位量検出手段をさらに含み、
前記制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量とレンズ変位量検出手段による露光用対物レンズの変位量とに基づいて、搭載手段に対して前記直交方向に相対的に露光用対物レンズを移動させることによって、保持台に対する前記露光用レーザ光の照射位置の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御することを特徴とする請求項８記載の露光装置。
【請求項１０】
前記レンズ変位量検出手段は、前記直交方向に光学的な特性が変化し、露光用対物レンズとともに移動するレンズ変位量検出用光学部材と、搭載手段に設けられ、レンズ変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射するレンズ変位量検出用照射手段と、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光を、レンズ変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力するレンズ変位量検出用受光手段とを含むことを特徴とする請求項９記載の露光装置。
【請求項１１】
前記レンズ変位量検出用光学部材は回折格子であることを特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項１２】
前記保持台変位量検出手段は、前記保持台または搭載手段に設けられ、前記直交方向に光学的な特性が変化する保持台変位量検出用光学部材と、前記搭載手段または保持台に設けられ、保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する保持台変位量検出用照射手段と、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する保持台変位量検出用受光手段とを含むことを特徴とする請求項１０または１１記載の露光装置。
【請求項１３】
前記保持台変位量検出用光学部材は回折格子であることを特徴とする請求項１２記載の露光装置。
【請求項１４】
前記保持台変位量検出手段は、前記保持台または搭載手段に設けられ、前記直交方向に光学的な特性が変化する保持台変位量検出用光学部材と、前記搭載手段または保持台に設けられ、保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する保持台変位量検出用照射手段と、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する保持台変位量検出用受光手段とを含み、
保持台変位量検出用光学部材は、前記レンズ変位量検出用光学部材と同一の格子ピッチを有する回折格子であることを特徴とする請求項１１記載の露光装置。
【請求項１５】
レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長は、相互に同一であることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１つに記載の露光装置。
【請求項１６】
レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長は、露光用照射手段による露光用レーザ光の波長とは異なることを特徴とする請求項１２〜１５のいずれか１つに記載の露光装置。
【請求項１７】
前記保持台変位量検出用光学部材は、保持台に設けられることを特徴とする請求項１２〜１６のいずれか１つに記載の露光装置。
【請求項１８】
前記保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光が保持台変位量検出用光学部材上で反射する場所は、前記基板の表面と略同一の平面内にあることを特徴とする請求項１７記載の露光装置。
【請求項１９】
前記保持台変位量検出手段は、前記保持台または搭載手段に設けられ、前記直交方向に垂直な反射面を有する反射板と、前記搭載手段または保持台に設けられ、レーザ光を発生し、このレーザ光を前記直交方向に出射する反射板用レーザ光発生素子と、前記搭載手段または保持台に設けられ、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を集光させて前記反射板に導く反射板用対物レンズと、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を、前記反射板を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する反射板用受光手段とを含むことを特徴とする請求項１０または１１記載の露光装置。
【請求項２０】
前記保持台変位量検出手段は、前記保持台または搭載手段に設けられ、前記直交方向に垂直な反射面を有する反射板と、前記搭載手段または保持台に設けられ、レーザ光を発生し、このレーザ光を前記直交方向に出射する反射板用レーザ光発生素子と、前記搭載手段または保持台に前記直交方向に移動自在に設けられ、反射板用レーザ光発生素子が発生したレーザ光を集光させて前記反射板に導く反射板用対物レンズと、前記搭載手段または保持台に対して反射板用対物レンズを前記直交方向に移動させる反射板用対物レンズ駆動手段と、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を、前記反射板を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する反射板用受光手段と、反射板用受光手段による信号に基づいて、反射板用対物レンズ駆動手段を、反射板用対物レンズと反射板との距離の変化を抑制するように制御するレンズ変位量制御手段と、前記直交方向に光学的な特性が変化し、前記反射板用対物レンズとともに移動する第２の保持台変位量検出用光学部材と、前記搭載手段または保持台に設けられ、前記第２の保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する第２の保持台変位量検出用照射手段と、この第２の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、第２の保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する第２の保持台変位量検出用受光手段とを含むことを特徴とする請求項１０または１１記載の露光装置。
【請求項２１】
前記第２の保持台変位量検出用光学部材は回折格子であることを特徴とする請求項２０記載の露光装置。
【請求項２２】
前記保持台変位量検出手段は、前記保持台または搭載手段に設けられ、前記直交方向に垂直な反射面を有する反射板と、前記搭載手段または保持台に設けられ、レーザ光を発生し、このレーザ光を前記直交方向に出射する反射板用レーザ光発生素子と、前記搭載手段または保持台に前記直交方向に移動自在に設けられ、反射板用レーザ光発生素子が発生したレーザ光を集光させて前記反射板に導く反射板用対物レンズと、前記搭載手段または保持台に対して反射板用対物レンズを前記直交方向に移動させる反射板用対物レンズ駆動手段と、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を、前記反射板を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する反射板用受光手段と、反射板用受光手段による信号に基づいて、反射板用対物レンズ駆動手段を、反射板用対物レンズと反射板との距離の変化を抑制するように制御するレンズ変位量制御手段と、前記直交方向に光学的な特性が変化し、前記反射板用対物レンズとともに移動する第２の保持台変位量検出用光学部材と、前記搭載手段または保持台に設けられ、前記第２の保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する第２の保持台変位量検出用照射手段と、この第２の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、第２の保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する第２の保持台変位量検出用受光手段とを含み、
第２の保持台変位量検出用光学部材は、前記レンズ変位量検出用光学部材と同一の格子ピッチを有する回折格子であることを特徴とする請求項１１記載の露光装置。
【請求項２３】
レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光の波長および第２の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長は、相互に同一であることを特徴とする請求項１９〜２２のいずれか１つに記載の露光装置。
【請求項２４】
レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光の波長および第２の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長は、前記露光用照射手段による露光用レーザ光の波長とは異なることを特徴とする請求項１９〜２３のいずれか１つに記載の露光装置。
【請求項２５】
前記反射板は、保持台に設けられることを特徴とする請求項１９〜２４のいずれか１つに記載の露光装置。
【請求項２６】
前記反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光が反射板上で反射する場所は、前記基板の表面と略同一の平面内にあることを特徴とする請求項１９〜２５のいずれか１つに記載の露光装置。
【請求項２７】
複数の露光用照射手段を有し、各露光用照射手段による露光用レーザ光は、相互に独立して、前記基板の表面の前記直交方向の任意の位置にそれぞれ照射されることを特徴とする請求項１〜２６のいずれか１つに記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面に露光用レーザ光を照射して、前記基板を露光する露光装置に関し、さらに詳しくは、露光用レーザ光の前記基板の表面への照射位置を移動させて、所望の露光パターンに従って前記基板を露光する露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイ装置、ＩＣ（Integrated Circuit）およびＬＳＩ（Large Scale 
Integration）などの製造工程において用いられている露光装置として、フォトリソグラフィを行う際に、フォトマスクを介して、露光されるべき基板の表面に紫外光線を照射して、前記基板を露光する露光装置がある。このような露光装置では、フォトマスクと基板との位置合せを行って一括露光を行うため、大形で高価なマスクが必要であるという問題がある。またフォトマスクと基板とを高精度に位置合せしなければならないので、フォトマスクおよび基板の高精度な保持機構およびアライメント機構が必要になるという問題がある。またフォトマスクおよび感光材料の熱収縮による描画精度の低下を防止するために、温度安定化機構が必要になるという問題がある。また紫外光源として超高圧水銀ランプが使用されるが、この超高圧水銀ランプは寿命が短いので、超高圧水銀ランプの交換頻度が高いという問題がある。また紫外光源として使用される超高圧水銀ランプの消費電力が大きいという問題がある。
【０００３】
多品種少量生産および即時生産（いわゆるオンデマンド生産）が時流であるが、前記露光装置によるマスク露光は、フォトマスクの準備に時間を要するので即時生産には適さないという問題がある。また埃塵およびマスク欠陥に起因して歩留まりが低下してしまうという問題がある。さらに超高圧水銀ランプおよびマスクの費用などが必要であり、ランニングコストが高くなってしまうという問題がある。
【０００４】
前述のような問題を解決する技術として、フォトマスクを使用しない露光装置がある。フォトマスクを使用しない露光装置としての典型的な従来の技術は、特許文献１に記載されている。図２２は、特許文献１の露光装置１の斜視図である。特許文献１の露光装置１は、露光すべき基板２が載置されたステージ３と、それぞれ半導体レーザチップを有する複数のレーザモジュールが列をなして搭載されたアレイユニット４とを互いに平行に対向させた状態で、上記複数のレーザモジュールの半導体レーザチップが出射したレーザ光をそれぞれ基板面に対して垂直に照射しながら上記ステージ３とアレイユニット４とを相対的に移動させて上記基板２上を走査する。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２１４５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の露光装置１では、ステージ３を移動させるとき、ステージ３には、所望の移動方向とは異なる方向への変位および振動が発生する。このような変位および振動は、露光位置のずれを発生させる。前記露光位置のずれは、ステージの移動速度が高くなるほど大きくなる傾向がある。この露光位置のずれが露光の高速化を妨げているという問題がある。
【０００７】
図２３は、特許文献１の露光装置１による露光結果を模式的に示す図である。この図２３は、ステージ３をＹ方向へ高速に移動させ、露光を行った場合の露光結果の一例である。特許文献１の露光装置１では、ステージ３をＹ方向に高速で移動させると、ステージ３とアレイユニット４との間にＸ方向のぶれが発生するので、レーザモジュールによって露光された部分６が所望の直線露光パターンに対してずれてしまうという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、所望の露光パターンに対して露光位置がずれてしまうことを抑制し、所望の露光パターンに従って高精度で露光領域を形成することができる露光装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、露光されるべき基板を保持する保持台と、
保持台によって保持される基板の表面に対して垂直に露光用レーザ光を照射する露光用照射手段と、
露光用照射手段を搭載する搭載手段と、
搭載手段に対して前記基板の表面に平行な仮想一平面内で所定の移動方向に相対的に保持台を移動させる駆動手段と、
露光用照射手段による前記基板の表面への露光用レーザ光の照射位置を保持台に対して前記仮想一平面内で前記所定の移動方向に直交する直交方向に相対的に移動させる照射位置移動手段と、
保持台に対する前記露光用レーザ光の照射位置を、前記直交方向に関して所定位置に維持するように、照射位置移動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする露光装置である。
【００１０】
また本発明は、搭載手段に対する保持台の前記直交方向への変位量を検出する保持台変位量検出手段をさらに含み、
前記制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量に基づいて、保持台に対する前記露光用レーザ光の照射位置の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御することを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記照射位置移動手段は、搭載手段に対して前記直交方向に相対的に保持台を移動させることによって、前記露光用レーザ光の照射位置を保持台に対して前記直交方向に相対的に移動させることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記照射位置移動手段は、搭載手段に対して前記直交方向に相対的に露光用照射手段を移動させることによって、前記露光用レーザ光の照射位置を保持台に対して前記直交方向に相対的に移動させることを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、搭載手段に対する露光用照射手段の前記直交方向への変位量を検出する照射変位量検出手段をさらに含み、
前記制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量と照射変位量検出手段による露光用照射手段の変位量とに基づいて、搭載手段に対して前記直交方向に相対的に露光用照射手段を移動させることによって、保持台に対する前記露光用レーザ光の照射位置の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御することを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、搭載手段に対する露光用照射手段の前記直交方向への変位量を検出する照射変位量検出手段をさらに含み、
前記制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量に基づいて、搭載手段に対する保持台の前記直交方向への変位を抑制するとともに、照射変位量検出手段による露光用照射手段の変位量に基づいて、搭載手段に対する露光用照射手段の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御することを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、露光されるべき基板を保持する保持台と、
保持台によって保持される基板の表面に対して垂直に露光用レーザ光を照射する露光用照射手段と、
露光用照射手段を搭載する搭載手段と、
搭載手段に対して前記基板の表面に平行な仮想一平面内で所定の移動方向に相対的に保持台を移動させる駆動手段と、
搭載手段に対する露光用照射手段の前記仮想一平面で前記所定の移動方向に直交する直交方向への変位量を検出する照射変位量検出手段と、
露光用照射手段を搭載手段に対して前記直交方向に相対的に移動させる照射位置移動手段と、
照射変位量検出手段による露光用照射手段の変位量に基づいて、搭載手段に対する露光用照射手段の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする露光装置である。
【００１６】
また本発明は、前記露光用照射手段は、搭載手段に設けられ、露光用レーザ光を発生する露光用レーザ光発生素子と、搭載手段に前記直交方向に移動自在に設けられ、露光用レーザ光発生素子が発生した露光用レーザ光を集光させる露光用対物レンズとを含み、
前記照射位置移動手段は、搭載手段に対して前記直交方向に相対的に露光用対物レンズを移動させることによって、前記露光用レーザ光の照射位置を保持台に対して前記直交方向に相対的に移動させることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、搭載手段に対する露光用対物レンズの前記直交方向の変位量を検出するレンズ変位量検出手段をさらに含み、
前記制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量とレンズ変位量検出手段による露光用対物レンズの変位量とに基づいて、搭載手段に対して前記直交方向に相対的に露光用対物レンズを移動させることによって、保持台に対する前記露光用レーザ光の照射位置の前記直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御することを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、前記レンズ変位量検出手段は、前記直交方向に光学的な特性が変化し、露光用対物レンズとともに移動するレンズ変位量検出用光学部材と、搭載手段に設けられ、レンズ変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射するレンズ変位量検出用照射手段と、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光を、レンズ変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力するレンズ変位量検出用受光手段とを含むことを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、前記レンズ変位量検出用光学部材は回折格子であることを特徴とする。
また本発明は、前記保持台変位量検出手段は、前記保持台または搭載手段に設けられ、前記直交方向に光学的な特性が変化する保持台変位量検出用光学部材と、前記搭載手段または保持台に設けられ、保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する保持台変位量検出用照射手段と、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する保持台変位量検出用受光手段とを含むことを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、前記保持台変位量検出用光学部材は回折格子であることを特徴とする。
また本発明は、前記保持台変位量検出手段は、前記保持台または搭載手段に設けられ、前記直交方向に光学的な特性が変化する保持台変位量検出用光学部材と、前記搭載手段または保持台に設けられ、保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する保持台変位量検出用照射手段と、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する保持台変位量検出用受光手段とを含み、
保持台変位量検出用光学部材は、前記レンズ変位量検出用光学部材と同一の格子ピッチを有する回折格子であることを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長は、相互に同一であることを特徴とする。
【００２２】
また本発明は、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長は、露光用照射手段による露光用レーザ光の波長とは異なることを特徴とする。
【００２３】
また本発明は、前記保持台変位量検出用光学部材は、保持台に設けられることを特徴とする。
【００２４】
また本発明は、前記保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光が保持台変位量検出用光学部材上で反射する場所は、前記基板の表面と略同一の平面内にあることを特徴とする。
【００２５】
また本発明は、前記保持台変位量検出手段は、前記保持台または搭載手段に設けられ、前記直交方向に垂直な反射面を有する反射板と、前記搭載手段または保持台に設けられ、レーザ光を発生し、このレーザ光を前記直交方向に出射する反射板用レーザ光発生素子と、前記搭載手段または保持台に設けられ、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を集光させて前記反射板に導く反射板用対物レンズと、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を、前記反射板を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する反射板用受光手段とを含むことを特徴とする。
【００２６】
また本発明は、前記保持台変位量検出手段は、前記保持台または搭載手段に設けられ、前記直交方向に垂直な反射面を有する反射板と、前記搭載手段または保持台に設けられ、レーザ光を発生し、このレーザ光を前記直交方向に出射する反射板用レーザ光発生素子と、前記搭載手段または保持台に前記直交方向に移動自在に設けられ、反射板用レーザ光発生素子が発生したレーザ光を集光させて前記反射板に導く反射板用対物レンズと、前記搭載手段または保持台に対して反射板用対物レンズを前記直交方向に移動させる反射板用対物レンズ駆動手段と、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を、前記反射板を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する反射板用受光手段と、反射板用受光手段による信号に基づいて、反射板用対物レンズ駆動手段を、反射板用対物レンズと反射板との距離の変化を抑制するように制御するレンズ変位量制御手段と、前記直交方向に光学的な特性が変化し、前記反射板用対物レンズとともに移動する第２の保持台変位量検出用光学部材と、前記搭載手段または保持台に設けられ、前記第２の保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する第２の保持台変位量検出用照射手段と、この第２の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、第２の保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する第２の保持台変位量検出用受光手段とを含むことを特徴とする。
【００２７】
また本発明は、前記第２の保持台変位量検出用光学部材は回折格子であることを特徴とする。
【００２８】
また本発明は、前記保持台変位量検出手段は、前記保持台または搭載手段に設けられ、前記直交方向に垂直な反射面を有する反射板と、前記搭載手段または保持台に設けられ、レーザ光を発生し、このレーザ光を前記直交方向に出射する反射板用レーザ光発生素子と、前記搭載手段または保持台に前記直交方向に移動自在に設けられ、反射板用レーザ光発生素子が発生したレーザ光を集光させて前記反射板に導く反射板用対物レンズと、前記搭載手段または保持台に対して反射板用対物レンズを前記直交方向に移動させる反射板用対物レンズ駆動手段と、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を、前記反射板を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する反射板用受光手段と、反射板用受光手段による信号に基づいて、反射板用対物レンズ駆動手段を、反射板用対物レンズと反射板との距離の変化を抑制するように制御するレンズ変位量制御手段と、前記直交方向に光学的な特性が変化し、前記反射板用対物レンズとともに移動する第２の保持台変位量検出用光学部材と、前記搭載手段または保持台に設けられ、前記第２の保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する第２の保持台変位量検出用照射手段と、この第２の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、第２の保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する第２の保持台変位量検出用受光手段とを含み、
第２の保持台変位量検出用光学部材は、前記レンズ変位量検出用光学部材と同一の格子ピッチを有する回折格子であることを特徴とする。
【００２９】
また本発明は、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光の波長および第２の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長は、相互に同一であることを特徴とする。
【００３０】
また本発明は、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光の波長および第２の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長は、前記露光用照射手段による露光用レーザ光の波長とは異なることを特徴とする。
【００３１】
また本発明は、前記反射板は、保持台に設けられることを特徴とする。
また本発明は、前記反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光が反射板上で反射する場所は、前記基板の表面と略同一の平面内にあることを特徴とする。
【００３２】
また本発明は、複数の露光用照射手段を有し、各露光用照射手段による露光用レーザ光は、相互に独立して、前記基板の表面の前記直交方向の任意の位置にそれぞれ照射されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、搭載手段には、露光用照射手段が搭載される。この露光用照射手段は、露光用レーザ光を、保持台によって保持される基板の表面に対して垂直に照射する。保持台によって基板が保持された状態で、駆動手段によって、搭載手段に対して所定の移動方向に相対的に保持台を移動させながら、露光用照射手段によって、露光用レーザ光を、基板の表面に照射する。このとき、露光用レーザ光の照射位置は、基板の表面に対して所定の移動方向に移動し、これによって基板には、露光された露光領域が形成される。
【００３４】
制御手段は、保持台に対する前記露光用レーザ光の照射位置を、直交方向に関して所定位置に維持するように、照射位置移動手段を制御する。したがって外乱によって露光用レーザ光の照射位置が保持台に対して直交方向に相対的に不所望に変位するのを抑制することができ、高精度で露光領域を形成することができる。前記所定位置は、不変であってもよく、また変更されてもよい。
【００３５】
また本発明によれば、保持台変位量検出手段によって、搭載手段に対する保持台の直交方向の変位量が検出される。制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量に基づいて、保持台に対する露光用レーザ光の照射位置の直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御する。したがって外乱によって露光用レーザ光の照射位置が保持台に対して直交方向に相対的に不所望に変位するのを抑制することができ、高精度で露光領域を形成することができる。
【００３６】
また本発明によれば、照射位置移動手段は、搭載手段に対して直交方向に相対的に保持台を移動させる。制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量に基づいて、照射位置移動手段を、搭載手段に対する保持台の直交方向への変位を抑制するように制御する。このようにして、搭載手段に対する保持台の直交方向の変位を抑制することによって、露光用レーザ光の照射位置が保持台に対して直交方向に相対的に変位するのを抑制することができる。これによって搭載手段に対して直交方向に相対的に露光用照射手段を移動させることなく、所望の露光パターンを描画することができる。
【００３７】
また本発明によれば、照射位置移動手段は、搭載手段に対して直交方向に相対的に露光用照射手段を移動させる。制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量に基づいて、保持台に対する露光用照射手段の直交方向の変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御する。これによって、保持台が搭載手段に対して所定の移動方向に移動されるときに、移動に伴う振動などによって搭載手段に対する保持台の直交方向の位置が変化しても、露光用レーザ光の照射位置を、保持台に対してリアルタイムに移動して、この露光用レーザ光の照射位置の直交方向への変化を抑制することができる。したがって露光用レーザ光の照射位置が所望の露光パターンからずれてしまうことを抑制することができ、前記所望の露光パターンに従って高精度で露光領域を形成することができる。
【００３８】
また本発明によれば、照射変位量検出手段によって、搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向への変位量が検出される。制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量と照射変位量検出手段による露光用照射手段の変位量とに基づいて、搭載手段に対して直交方向に相対的に露光用照射手段を移動させることによって、保持台に対する露光用レーザ光の照射位置の直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御する。
【００３９】
したがって、保持台が搭載手段に対して所定の移動方向に移動されるときに、移動に伴う振動などによって搭載手段に対する保持台の直交方向の位置が変化しても、露光用照射手段の変位を保持台の変位に追従させることが可能となる。これによって、露光用レーザ光の位置ずれを抑制することが可能となる。
【００４０】
また本発明によれば、照射変位量検出手段によって、搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向の変位量が検出される。制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量に基づいて、搭載手段に対する保持台の直交方向への変位を抑制するとともに、照射変位量検出手段による露光用照射手段の変位量に基づいて、搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向への変位を抑制するように、照射位置移動手段を制御する。これによって、保持台に対する露光用レーザ光の照射位置の直交方向への変位が抑制される。
【００４１】
このように、搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向への変位をも抑制することが可能であるので、保持台が搭載手段に対して所定の移動方向に移動される走査露光中に、搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向への変位が発生しない。したがって搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向への変位による露光用レーザ光の位置ずれを抑制することが可能となる。
【００４２】
また本発明によれば、搭載手段には、露光用照射手段が搭載される。この露光用照射手段は、露光用レーザ光を、保持台によって保持される基板の表面に対して垂直に照射する。保持台によって基板が保持された状態で、駆動手段によって、搭載手段に対して所定の移動方向に相対的に保持台を移動させながら、露光用照射手段によって、露光用レーザ光を、基板の表面に照射する。このとき、露光用レーザ光の照射位置は、基板の表面に対して所定の移動方向に移動し、これによって基板には、露光された露光領域が形成される。
【００４３】
露光用照射手段は、照射位置移動手段によって、搭載手段に対して直交方向に相対的に移動される。搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向の変位量は、照射変位量検出手段によって検出される。制御手段は、照射変位量検出手段による露光用照射手段の変位量に基づいて、搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向への変位を制御するように、照射位置移動手段を制御する。
【００４４】
このように、搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向への変位を抑制することが可能であるので、保持台が搭載手段に対して所定の移動方向に移動される走査露光中に、搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向への変位が発生しない。したがって搭載手段に対する露光用照射手段の直交方向への変位による露光用レーザ光の位置ずれを抑制することが可能となる。
【００４５】
また本発明によれば、露光用レーザ光の照射位置は、搭載手段に対する露光用対物レンズの移動によって移動されるので、搭載手段に対する露光用レーザ光発生素子の移動を伴う場合に比べて、露光用レーザ光の照射位置が簡便に移動される。また露光用対物レンズは小形化することが可能であるので、この露光用対物レンズの高速移動が可能である。したがって露光用レーザ光の照射位置の変更を高速に行うことができ、生産効率を向上することができる。
【００４６】
また本発明によれば、搭載手段に対する露光用対物レンズの直交方向の変位量は、レンズ変位量検出手段によって検出される。制御手段は、保持台変位量検出手段による保持台の変位量だけでなく、レンズ変位量検出手段による露光用対物レンズの変位量にも基づいて、照射位置移動手段を、露光用レーザ光の照射位置の直交方向への変位を抑制するように制御する。
【００４７】
このようにして露光用レーザ光の照射位置が制御手段によって制御されるので、露光用対物レンズを移動させるための機構の温度特性、経時変化による変位のばらつきを抑制することができる。また保持台の変位量および露光用対物レンズの変位量を比較し、露光用レーザ光の照射位置を制御することができる。
【００４８】
また本発明によれば、搭載手段には、レンズ変位量検出用照射手段が設けられる。このレンズ変位量検出用照射手段は、レンズ変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する。レンズ変位量検出用光学部材は、直交方向に光学的な特性が変化し、露光用対物レンズとともに移動する。レンズ変位量検出用受光手段は、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光を、レンズ変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。このようにレンズ変位量検出手段が構成されるので、簡単な構成で、露光用対物レンズの変位量に応じた信号を得ることができる。
【００４９】
また本発明によれば、レンズ変位量検出用光学部材として回折格子が用いられるので、レンズ変位量検出手段を、光ディスクの光ピックアップ装置と同様な構成によって実現することができる。したがってレンズ変位量検出手段には、光ピックアップ装置の部品を流用することができ、利便性が向上される。
【００５０】
また本発明によれば、保持台または搭載手段には、保持台変位量検出用光学部材が設けられ、搭載手段または保持台には、保持台変位量検出用照射手段が設けられる。保持台変位量検出用光学部材は、直交方向に光学的な特性が変化する。保持台変位量検出用照射手段は、保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する。保持台変位量検出用受光手段は、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。このように保持台変位量検出手段が構成されるので、簡単な構成で、搭載手段に対する保持台の直交方向の変位量に応じた信号を得ることができる。
【００５１】
また本発明によれば、保持台変位量検出用光学部材として回折格子が用いられるので、保持台変位量検出手段を、光ディスクの光ピックアップ装置と同様な構成によって実現することができる。したがって保持台変位量検出手段には、光ピックアップ装置の部品を流用することができ、利便性が向上される。
【００５２】
また本発明によれば、保持台または搭載手段には、保持台変位量検出用光学部材が設けられ、搭載手段または保持台には、保持台変位量検出用照射手段が設けられる。保持台変位量検出用光学部材は、直交方向に光学的な特性が変化する。保持台変位量検出用照射手段は、保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する。保持台変位量検出用受光手段は、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。このように保持台変位量検出手段が構成されるので、簡単な構成で、搭載手段に対する保持台の直交方向の変位量に応じた信号を得ることができる。
【００５３】
さらに保持台変位量検出用光学部材として回折格子が用いられるので、保持台変位量検出手段を、光ディスクの光ピックアップ装置と同様な構成によって実現することができる。したがって保持台変位量検出手段には、光ピックアップ装置の部品を流用することができ、利便性が向上される。しかも保持台変位量検出用光学部材は、レンズ変位量検出用光学部材と同一の格子ピッチを有する回折格子であるので、保持台の変位量と露光用対物レンズの変位量との比較が容易であり、したがって露光用レーザ光の照射位置を制御しやすい。
【００５４】
また本発明によれば、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長が相互に同一であるので、光学部品の種類を削減することができる。またレンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長が相互に同一であるので、レンズ変位量検出用受光手段による信号および保持台変位量受光手段による信号を同様とすることができ、制御部品の種類を削減することができる。
【００５５】
また本発明によれば、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長は、露光用照射手段による露光用レーザ光の波長とは異なるので、基板の露光以外に使用するレーザ光の波長を、基板の感光領域以外にすることができる。したがって基板にもれたレーザ光による露光に対する影響を小さくすることができる。また、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光が基板にもれないような構成、たとえば遮光板のような部品を削減することができる。
【００５６】
また本発明によれば、保持台変位量検出用光学部材は、保持台に設けられる。この保持台変位量検出用光学部材は、露光されるべき基板の所定の移動方向の長さと同程度の長さを有する必要がある。それ故、この保持台変位量検出用光学部材が搭載手段に設けられる場合、搭載手段を小形化することができないが、本発明のように、保持台変位量検出用光学部材が保持台に設けられることによって、搭載手段の小形化を実現することができる。
【００５７】
また本発明によれば、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光が保持台変位量検出用光学部材上で反射する場所は、前記基板の表面と略同一の平面内にあるので、露光面上の変位量を正確に検出することができる。
【００５８】
また本発明によれば、保持台または搭載手段には、直交方向に垂直な反射面を有する反射板が設けられる。搭載手段または保持台には、反射板用レーザ光発生素子および反射板用対物レンズが設けられる。反射板用レーザ光発生素子は、レーザ光を発生し、このレーザ光を直交方向に出射する。反射板用対物レンズは、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を集光させて前記反射板に導く。反射板用受光手段は、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を、前記反射板を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。このように保持台変位量検出手段が構成されるので、簡単な構成で、搭載手段に対する保持台の直交方向の変位量に応じた信号を得ることができる。
【００５９】
また本発明によれば、反射板用レーザ光発生素子は、保持台または搭載手段に設けられ、反射板用対物レンズは、搭載手段または保持台に直交方向に移動自在に設けられる。反射板用対物レンズ駆動手段は、搭載手段または保持台に対して反射板用対物レンズを直交方向に移動させる。反射板用受光手段は、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を、前記反射板を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。レンズ変位量制御手段は、反射板用受光手段による信号に基づいて、反射板用対物レンズ駆動手段を、反射板用対物レンズと反射板との距離の変化を抑制するように制御する。
【００６０】
また第２の保持台変位量検出用光学部材は、反射板用対物レンズとともに移動する。第２の保持台変位量検出用照射手段は、搭載手段または保持台に設けられ、第２の保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する。第２の保持台変位量検出用受光手段は、第２の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、第２の保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。
【００６１】
保持台変位量検出手段は、前述のようにレンズ変位量制御手段によって、反射板用対物レンズと反射板との距離の変化を抑制した状態で、第２の保持台変位量検出用受光手段によって受光量に応じた信号を出力するので、簡単な構成で、搭載手段に対する保持台の直交方向の変位量に応じた信号を得ることができる。
【００６２】
また本発明によれば、第２の保持台変位量検出用光学部材として回折格子が用いられるので、保持台変位量検出手段を、光ディスクの光ピックアップ装置と同様な構成によって実現することができる。したがって保持台変位量検出手段には、光ピックアップ装置の部品を流用することができ、利便性が向上される。
【００６３】
また本発明によれば、反射板用レーザ光発生素子は、保持台または搭載手段に設けられ、反射板用対物レンズは、搭載手段または保持台に直交方向に移動自在に設けられる。反射板用対物レンズ駆動手段は、搭載手段または保持台に対して反射板用対物レンズを直交方向に移動させる。反射板用受光手段は、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光を、前記反射板を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。レンズ変位量制御手段は、反射板用受光手段による信号に基づいて、反射板用対物レンズ駆動手段を、反射板用対物レンズと反射板との距離の変化を抑制するように制御する。
【００６４】
また第２の保持台変位量検出用光学部材は、反射板用対物レンズとともに移動する。第２の保持台変位量検出用照射手段は、搭載手段または保持台に設けられ、第２の保持台変位量検出用光学部材に向けてレーザ光を照射する。第２の保持台変位量検出用受光手段は、第２の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、第２の保持台変位量検出用光学部材を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。
【００６５】
保持台変位量検出手段は、前述のようにレンズ変位量制御手段によって、反射板用対物レンズと反射板との距離の変化を抑制した状態で、第２の保持台変位量検出用受光手段によって受光量に応じた信号を出力するので、簡単な構成で、搭載手段に対する保持台の直交方向の変位量に応じた信号を得ることができる。
【００６６】
さらに第２の保持台変位量検出用光学部材として回折格子が用いられるので、保持台変位量検出手段を、光ディスクの光ピックアップ装置と同様な構成によって実現することができる。したがって保持台変位量検出手段には、光ピックアップ装置の部品を流用することができ、利便性が向上される。しかも第２の保持台変位量検出用光学部材は、レンズ変位量検出用光学部材と同一の格子ピッチを有する回折格子であるので、保持台の変位量と露光用対物レンズの変位量との比較が容易であり、したがって前記露光用レーザ光の照射位置を制御しやすい。
【００６７】
また本発明によれば、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光の波長および第２の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長が相互に同一であるので、光学部品の種類を削減することができる。またレンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長および第２の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長が相互に同一であるので、レンズ変位量検出用受光手段による信号および第２の保持台変位量受光手段による信号を同様とすることができ、制御部品の種類を削減することができる。
【００６８】
また本発明によれば、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光の波長および第２の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長は、露光用照射手段による露光用レーザ光の波長とは異なるので、基板の露光以外に使用するレーザ光の波長を、基板の感光領域以外にすることができる。したがって基板にもれたレーザ光による露光に対する影響を小さくすることができる。また、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光および第２の保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光が基板にもれないような構成、たとえば遮光板のような部品を削減することができる。
【００６９】
また本発明によれば、反射板は、保持台に設けられる。この反射板は、露光されるべき基板の所定の移動方向の長さと同程度の長さを有する必要がある。それ故、この反射板が搭載手段に設けられる場合、搭載手段を小形化することができないが、本発明のように、反射板が保持台に設けられることによって、搭載手段の小形化を実現することができる。
【００７０】
また本発明によれば、反射板用レーザ光発生素子によるレーザ光が反射板上で反射する場所は、前記基板の表面と略同一の平面内にあるので、露光面上の変位量を正確に検出することができる。
【００７１】
また本発明によれば、露光用照射手段が複数、設けられるので、少ない往復動作で、基板全面を露光することができる。しかも各露光用照射手段による露光用レーザ光は、相互に独立して、前記基板の表面の直交方向の任意の位置にそれぞれ照射されるので、任意の露光領域を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７２】
図１は、本発明の実施の第１形態の露光装置２１の構成を簡略化して示す斜視図である。本実施の形態の露光装置２１は、フォトリソグラフィ工程において用いられる。この露光装置２１によって露光されるべき基板２２は、板状体２３と、この板状体２３の一表面に形成されるフォトレジスト膜２４とを有する。
【００７３】
本実施の形態の露光装置２１は、保持台２６と、複数の露光用照射手段２７と、搭載手段であるレーザアレイユニット２８と、駆動手段である保持台駆動手段２９と、複数の照射位置移動手段である複数の対物レンズ駆動手段３０と、保持台変位量検出手段３１と、複数のレンズ変位量検出手段３２と、複数の制御手段である複数のＸ軸位置決めコントローラ３５と、複数のＺ軸位置決めコントローラ３６と、後述する複数の切換手段３７と、メインコントローラ３８とを含む。
【００７４】
前記保持台２６は、露光されるべき基板２２を水平に保持する。前記露光されるべき基板２２は、そのフォトレジスト膜２４の表面が上方に臨んだ状態で、保持台２６によって保持される。前記保持台駆動手段２９は、保持台２６を、後述のレーザアレイユニット２８に対してＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動させる。これらの保持台２６および保持台駆動手段２９によって、ＸＹＺステージが構成される。
【００７５】
本実施の形態において、Ｘ軸およびＹ軸は、前記保持台２６によって保持される基板２２の表面に平行な仮想一平面内、したがって水平面内で、相互に直交する。またＺ軸は、Ｘ軸およびＹ軸に直交する。Ｙ軸方向は所定の移動方向に相当し、Ｘ軸方向は前記仮想一平面内で所定の移動方向に直交する直交方向に相当する。
【００７６】
保持台駆動手段２９は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に前記保持台２６を移動させて、この保持台２６によって保持される基板２２の上方に臨む表面を、端から端まで全面にわたって露光走査することができるように構成される。また保持台駆動手段２９は、Ｚ軸方向に前記保持台２６を移動させて、この保持台２６によって保持される基板２２と後述のレーザアレイユニット２８との距離を露光前に調整することができるように構成される。
【００７７】
前記レーザアレイユニット２８は、ＸＹＺステージの上方、したがって保持台２６の上方に設けられる。このレーザアレイユニット２８には、複数の露光用照射手段２７と、複数の対物レンズ駆動手段３０と、複数のレンズ変位量検出手段３２とが搭載される。前記複数の露光用照射手段２７は、Ｘ軸方向に所定の間隔Ｌ１で配置される。前記所定の間隔Ｌ１は、０．５ｍｍ〜５０ｍｍに選ばれる。対物レンズ駆動手段３０は、各露光用照射手段２７毎に設けられる。レンズ変位量検出手段３２は、各露光用照射手段２７毎に設けられる。
【００７８】
図２は、露光用照射手段２７の付近を拡大して示す図である。前記露光用照射手段２７は、露光用レーザ光を、保持台２６によって保持される基板２２の表面に対して垂直に照射する。この露光用照射手段２７による露光用レーザ光によって、前記保持台２６に保持される基板２２のフォトレジスト膜２４が感光する。
【００７９】
露光用照射手段２７は、露光用レーザ光発生素子である露光用半導体レーザ素子４１と、コリメータレンズ４２と、露光用対物レンズ４３と、フォーカス検出器４４と、対物レンズホルダ４５とを含む。露光用半導体レーザ素子４１、コリメータレンズ４２およびフォーカス検出器４４は、レーザアレイユニット２８に設けられる。露光用対物レンズ４３は、対物レンズホルダ４５によって保持される。この対物レンズホルダ４５は、対物レンズ駆動手段３０によりレーザアレイユニット２８に対してＸ軸方向およびＺ軸方向に移動自在に設けられる。したがって露光用対物レンズ４３は、レーザアレイユニット２８に対してＸ軸方向およびＺ軸方向に移動自在に設けられる。
【００８０】
前記露光用半導体レーザ素子４１は、露光用レーザ光を発生する。露光用半導体レーザ素子４１による露光用レーザ光の光軸はＺ軸方向に延びる。この露光用レーザ光は、前記コリメータレンズ４２および露光用対物レンズ４３を介して、前記保持台２６によって保持される基板２２に導かれる。前記保持台２６によって保持される基板２２に導かれた露光用レーザ光は、この基板２２の表面によって反射され、前記露光用対物レンズ４３およびコリメータレンズ４２を介して、前記フォーカス検出器４４に導かれる。
【００８１】
前記露光用半導体レーザ素子４１による露光用レーザ光の波長λ１は、４０５ｎｍに選ばれる。前記コリメータレンズ４２は、露光用半導体レーザ素子４１から導かれた露光用レーザ光を平行光にして露光用対物レンズ４３に導くとともに、露光用対物レンズ４３から導かれた露光用レーザ光を集光してフォーカス検出器４４に導く。前記露光用対物レンズ４３は、コリメータレンズ４２から導かれた露光用レーザ光を集光して前記保持台２６によって保持される基板２２に導くとともに、前記保持台２６によって保持される基板２２から導かれた露光用レーザ光を平行光にしてコリメータレンズ４２に導く。この露光用対物レンズ４３の開口数ＮＡ１は、０．６５に選ばれる。露光用レーザ光の基板２２の表面におけるビームスポットの最小のスポット径Ｄ１は、露光用半導体レーザ素子４１による露光用レーザ光の波長λ１と露光用対物レンズ４３の開口数ＮＡ１との関係から、約０．５μｍとなる。
【００８２】
前記フォーカス検出器４４は、前記保持台２６によって保持される基板２２を介する露光用レーザ光を受光し、受光量に応じた信号を出力する。フォーカス検出器４４は、光ピックアップ装置などでフォーカス信号の検出に用いられている非点収差法によって、露光用対物レンズ４３と基板２２との距離に応じた信号を出力することができるように構成される。フォーカス検出器４４による信号は、後述のＺ軸位置決めコントローラ３６に与えられる。
【００８３】
前記対物レンズ駆動手段３０は、レーザアレイユニット２８に設けられる。対物レンズ
駆動手段３０は、露光用照射手段２７の対物レンズホルダ４５を、したがってこの対物レンズホルダ４５によって保持される露光用対物レンズ４３を、Ｘ軸方向およびＺ軸方向に移動させる。この対物レンズ駆動手段３０は、たとえば電磁コイルなどを含んで構成される。対物レンズ駆動手段３０は、露光用対物レンズ４３をＸ軸方向に移動させることによって、露光用照射手段２７による前記基板２２の表面への露光用レーザ光の照射位置を、レーザアレイユニット２８に対して、Ｘ軸方向に移動させることができるように構成される。また対物レンズ駆動手段３０は、露光用対物レンズ４３をＺ軸方向に移動させることによって、露光用照射手段２７による露光用レーザ光の基板２２の表面におけるビームスポットのスポット径を、変化させることができるように構成される。
【００８４】
前記レンズ変位量検出手段３２は、レーザアレイユニット２８に対する露光用対物レンズ４３のＸ軸方向への変位量を検出する。このレンズ変位量検出手段３２は、半導体レーザ素子４８と、対物レンズ４９と、レンズ変位量検出用光学部材５０と、レンズ変位量検出用受光手段である検出器５１とを含む。半導体レーザ素子４８および対物レンズ４９によってレンズ変位量検出用照射手段が構成される。半導体レーザ素子４８、対物レンズ４９および検出器５１は、レーザアレイユニット２８に設けられる。レンズ変位量検出用光学部材５０は、前記露光用照射手段２７の対物レンズホルダ４５に設けられる。
【００８５】
前記半導体レーザ素子４８が発生するレーザ光の光軸はＹ軸方向に延びる。このレーザ光は、前記対物レンズ４９を介して、前記レンズ変位量検出用光学部材５０に導かれる。レンズ変位量検出用光学部材５０に導かれたレーザ光は、このレンズ変位量検出用光学部材５０によって反射され、前記対物レンズ４９を介して、前記検出器５１に導かれる。
【００８６】
前記半導体レーザ素子４８によるレーザ光の波長λ２は、６３５ｎｍに選ばれる。前記対物レンズ４９は、半導体レーザ素子４８から導かれたレーザ光を集光してレンズ変位量検出用光学部材５０に導くとともに、レンズ変位量検出用光学部材５０から導かれたレーザ光を集光して検出器５１に導く。この対物レンズ４９の開口数ＮＡ２は、０．６に選ばれる。
【００８７】
前記レンズ変位量検出用光学部材５０は、板状の部材であり、その表面部には、相互に平行な複数の溝が所定の格子ピッチＰ１で形成される。前記所定の格子ピッチＰ１は、０．７４μｍに選ばれる。前記溝の幅Ｗ１は、隣接する溝間の部分（以下、凸部と記載する）の幅Ｗ２と同一である。このようなレンズ変位量検出用光学部材５０は、回折格子によって実現される。レンズ変位量検出用光学部材５０は、露光用照射手段２７の対物レンズホルダ４５に固着され、この対物レンズホルダ４５とともに移動する。
【００８８】
前記対物レンズホルダ４５には、前記半導体レーザ素子４８によるレーザ光の光軸に垂直、したがってＹ軸方向に垂直な一側面が形成されている。レンズ変位量検出用光学部材５０は、対物レンズホルダ４５の前記一側面に沿って設けられる。またレンズ変位量検出用光学部材５０が対物レンズホルダ４５に設けられた状態において、前記複数の溝は、Ｚ軸方向に延びる。半導体レーザ素子４８、対物レンズ４９およびレンズ変位量検出用光学部材５０は、半導体レーザ素子４８によるレーザ光を対物レンズ４９によってレンズ変位量検出用光学部材５０に集光することができるように、それぞれ配置される。
【００８９】
前記検出器５１は、レンズ変位量検出用光学部材５０を介するレーザ光を受光し、受光量に応じた信号を出力する。検出器５１は、光ピックアップ装置などでトラッキング信号の検出に用いられている方法によって、半導体レーザ素子４８によるレーザ光のレンズ変位量検出用光学部材５０上の照射位置に応じた信号を出力することができるように構成される。検出器５１からの信号は、レーザアレイユニット２８に対する対物レンズホルダ４５の位置に応じて変化する。この検出器５１からの信号は、後述のＸ軸位置決めコントローラ３５に与えられる。
【００９０】
再び図１を参照して、前記保持台変位量検出手段３１は、レーザアレイユニット２８に対する保持台２６のＸ軸方向への変位量を検出する。この保持台変位量検出手段３１は、半導体レーザ素子５４と、コリメータレンズ５５と、対物レンズ５６と、保持台変位量検出用光学部材５７と、保持台変位量検出用受光手段である検出器５８とを含む。半導体レーザ素子５４、コリメータレンズ５５および対物レンズ５６によって保持台変位量検出用照射手段が構成される。半導体レーザ素子５４、コリメータレンズ５５、対物レンズ５６および検出器５８は、レーザアレイユニット２８に設けられる。保持台変位量検出用光学部材５７は、前記保持台２６に設けられる。
【００９１】
前記半導体レーザ素子５４が発生するレーザ光の光軸はＺ軸方向に延びる。このレーザ光は、前記コリメータレンズ５５および対物レンズ５６を介して、前記保持台変位量検出用光学部材５７に導かれる。保持台変位量検出用光学部材５７に導かれたレーザ光は、この保持台変位量検出用光学部材５７によって反射され、前記対物レンズ５６およびコリメータレンズ５５を介して、前記検出器５８に導かれる。
【００９２】
前記半導体レーザ素子５４によるレーザ光の波長λ３は、６３５ｎｍに選ばれる。前記コリメータレンズ５５は、半導体レーザ素子５４から導かれたレーザ光を平行光にして対物レンズ５６に導くとともに、対物レンズ５６から導かれたレーザ光を集光して検出器５８に導く。前記対物レンズ５６は、コリメータレンズ５５から導かれたレーザ光を集光して保持台変位量検出用光学部材５７に導くとともに、保持台変位量検出用光学部材５７から導かれたレーザ光を平行光にしてコリメータレンズ５５に導く。この対物レンズ５６の開口数ＮＡ３は、０．６に選ばれる。
【００９３】
前記保持台変位量検出用光学部材５７は、板状の部材であり、その表面部には、相互に平行な複数の溝が所定の格子ピッチＰ２で形成される。保持台変位量検出用光学部材５７の所定の格子ピッチＰ２は、前記レンズ変位量検出用光学部材５０の所定の格子ピッチＰ１と同一である。すなわち保持台変位量検出用光学部材５７の所定の格子ピッチＰ２は、０．７４μｍに選ばれる。前記溝の幅Ｗ３は、隣接する溝間の部分（以下、凸部と記載する）の幅Ｗ４と同一である。このような保持台変位量検出用光学部材５７は、回折格子によって実現される。
【００９４】
保持台変位量検出用光学部材５７は、前記保持台２６に固定され、この保持台２６とともに移動する。保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光が保持台変位量検出用光学部材５７上で反射する場所は、前記基板２２の表面と略同一の平面内にある。
【００９５】
保持台変位量検出用光学部材５７が前記保持台２６に設けられた状態において、前記複数の溝は、Ｙ軸方向に延びる。半導体レーザ素子５４、コリメータレンズ５５、対物レンズ５６および保持台変位量検出用光学部材５７は、走査露光時に、半導体レーザ素子５４によるレーザ光を対物レンズ５６によって保持台変位量検出用光学部材５７に集光することができるように、それぞれ配置される。
【００９６】
前記検出器５８は、保持台変位量検出用光学部材５７を介するレーザ光を受光し、受光量に応じた信号を出力する。検出器５８は、光ピックアップ装置などでトラッキング信号の検出に用いられている方法によって、半導体レーザ素子５４によるレーザ光の保持台変位量検出用光学部材５７への照射位置に応じた信号を出力することができるように構成される。検出器５８からの信号は、レーザアレイユニット２８に対する保持台２６の位置に応じて変化する。この検出器５８からの信号は、後述のＸ軸位置決めコントローラ３５に与えられる。
【００９７】
図３は、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の保持台変位量検出用光学部材５７上の照射位置と保持台変位量検出手段３１の検出器５８による信号との関係を示すグラフである。図３において、横軸は、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の保持台変位量検出用光学部材５７上のＸ軸方向の照射位置を示す。図３に示すグラフの横軸に関しては、保持台変位量検出用光学部材５７に形成される複数の溝のうちの１つのＸ軸方向の中心が原点に選ばれている。また縦軸は、保持台変位量検出手段３１の検出器５８による信号の値を示す。
【００９８】
図３に示されるように溝の中心では、検出器５８による信号の値は０である。前記溝の中心から、この溝のＸ軸方向の一方に隣接する凸部の中心までは、信号の値は負である。しかも前記溝の中心からＸ軸方向の一方に前記照射位置が移動するにつれて、信号の絶対値は徐々に大きくなり、前記溝の中心からＸ軸方向の一方に保持台変位量検出用光学部材５７の格子ピッチＰ２の１／４倍に相当する距離だけ前記照射位置が移動したとき、信号の値は、極小値をとる。Ｘ軸方向の一方に前記照射位置がさらに移動すると、信号の絶対値は、徐々に小さくなり、前記凸部の中心で再び０となる。
【００９９】
前記溝の中心から、この溝のＸ軸方向の他方に隣接する凸部の中心までは、信号の値は正である。しかも前記溝の中心からＸ軸方向の他方に前記照射位置が移動するにつれて、信号の絶対値は徐々に大きくなり、前記溝の中心からＸ軸方向の他方に保持台変位量検出用光学部材５７の格子ピッチＰ２の１／４倍に相当する距離だけ前記照射位置が移動したとき、信号の値は、極大値をとる。Ｘ軸方向の他方に前記照射位置がさらに移動すると、信号の絶対値は、徐々に小さくなり、前記凸部の中心で再び０となる。
【０１００】
図３では、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の保持台変位量検出用光学部材５７上の照射位置と保持台変位量検出手段３１の検出器５８による信号の関係を示すが、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光のレンズ変位量検出用光学部材５０上の照射位置とレンズ変位量検出手段３２の検出器５１による信号の関係も、同様に図３のようになる。
【０１０１】
図４は露光装置２１の電気的構成を示すブロック図であり、図５は露光用対物レンズ４３のＸ軸方向の位置を制御するための電気的構成を詳細に示すブロック図であり、図６は露光用対物レンズ４３のＺ軸方向の位置を制御するための電気的構成を詳細に示すブロック図である。メインコントローラ３８は、複数のＸ軸位置決めコントローラ３５をそれぞれ制御するとともに、複数のＺ軸位置決めコントローラ３６をそれぞれ制御する。またメインコントローラ３８は、複数の切換手段３７をそれぞれ制御するとともに、保持台駆動手段２９を制御する。
【０１０２】
切換手段３７は、各露光用半導体レーザ素子４１毎に設けられる。メインコントローラ３８は、各切換手段３７のスイッチング態様を相互に独立に切換え、各露光用半導体レーザ素子４１を相互に独立にオンオフ制御可能である。Ｘ軸位置決めコントローラ３５は、各対物レンズ駆動手段３０毎に設けられる。Ｘ軸位置決めコントローラ３５は、保持台変位量検出手段３１による保持台２６の変位量とレンズ変位量検出手段３２による露光用対物レンズ４３の変位量とに基づいて、露光用照射手段２７による露光用レーザ光の照射位置のＸ軸方向への変化を抑制するように、対物レンズ駆動手段３０を制御する。Ｚ軸位置決めコントローラ３６は、各対物レンズ駆動手段３０毎に設けられる。Ｚ軸位置決めコントローラ３６は、フォーカス検出器４４による信号に基づいて、露光用レーザ光の前記基板２２の表面におけるビームスポットのスポット径が所望の大きさになるように、対物レンズ駆動手段３０を制御する。
【０１０３】
本実施の形態においては、保持台変位量検出手段３１の検出器５８の受光量の変化によって、レーザアレイユニット２８に対する保持台２６のＸ軸方向の変位を検出して、位置の変化を高精度で追跡して、その変化量に基づいて、露光用対物レンズ４３を、前記変化量を相殺するように制御する。これによって露光用レーザ光の照射位置のＸ軸方向への変化を高精度で抑制することができる。
【０１０４】
次に、本実施の形態の露光装置２１による露光方法を説明する。図７は、露光装置２１が基板２２を露光している状態を示す図である。図８は１回目の走査露光後の基板２２の平面図であり、図９は２回目の走査露光中の基板２２の平面図である。図７〜図９において、基板２２の表面上の黒色の領域は、露光用レーザ光によって露光された露光領域である。
【０１０５】
保持台駆動手段２９によって保持台２６をＹ軸方向に移動するときに、各露光用照射手段２７によって基板２２を照射し、これによって基板２２を露光する。このように保持台駆動手段２９によって保持台２６をＹ軸方向に移動するときに、各露光用照射手段２７によって基板２２を照射すると、各露光用照射手段２７による露光用レーザ光の基板２２の表面への照射位置の軌跡はＹ軸方向に延び、図８に示すように、Ｙ軸方向に延びる露光領域６１が形成される。図８において、露光領域６１はＹ軸方向に延びているが、保持台２６の移動時に、切換手段３７によって露光用半導体レーザ素子４１をオンオフすることによって、任意の領域を露光することが可能である。
【０１０６】
この後、各対物レンズ駆動手段３０によって各対物レンズホルダ４５がＸ軸方向の所望の位置に移動される。各対物レンズホルダ４５の移動後、保持台駆動手段２９によって保持台２６をＹ軸方向に移動するとともに、各露光用照射手段２７によって基板２２を照射する。これによって図９に示されるように、図８における露光領域６１以外の未露光領域の一部に他の露光領域６２が形成される。
【０１０７】
対物レンズホルダ４５のＸ軸方向の移動可能な範囲内において、前述の動作が繰り返される。対物レンズホルダ４５のＸ軸方向の移動可能な範囲外を露光するときは、保持台駆動手段２９によって、保持台２６を、したがってこの保持台２６によって保持される基板２２を、Ｘ軸方向に移動させる。この後、前述の動作が繰り返される。このような動作を繰り返して、基板２２の表面の全面にわたって走査露光する。
【０１０８】
次に、露光用対物レンズ４３の位置決めについて説明する。まず、露光用対物レンズ４３のＺ軸方向、すなわちフォーカス方向の位置決めについて説明する。基板２２の表面によって反射された露光用レーザ光は、フォーカス検出器４４によって受光される。フォーカス検出器４４による信号は、Ｚ軸位置決めコントローラ３６に与えられる。Ｚ軸位置決めコントローラ３６は、フォーカス検出器４４による信号に基づく制御信号によって対物レンズ駆動手段３０を制御する。このようにして露光用対物レンズ４３のＺ軸方向の位置がＺ軸位置決めコントローラ３６によって制御されるので、露光用対物レンズ４３をＺ軸方向の所望の位置に位置決めすることができる。したがって本露光プロセスまでに発生する基板２２の厚みばらつき、反りおよびうねりに起因する露光用対物レンズ４３と基板２２の表面との距離の変化を、走査露光中も抑えることが可能となる。これによって露光用レーザ光の基板２２の表面におけるビームスポットのスポット径の変動が小さくなり、高精度で安定した露光が可能となる。
【０１０９】
図１０は、走査露光中に、露光用レーザ光の基板２２の表面におけるビームスポットのスポット径を変化させて基板２２を露光したときの露光結果の一例を示す平面図である。図１０において、基板２２の表面上の黒色の領域６３のうち、Ｘ軸方向に幅が大きくなっている領域６４は、露光用対物レンズ４３と基板２２の表面との距離を大きくまたは小さくしたときの露光領域である。
【０１１０】
基板２２の表面によって反射された露光用レーザ光は、フォーカス検出器４４によって
受光される。フォーカス検出器４４による信号は、Ｚ軸位置決めコントローラ３６に与えられる。またＺ軸位置決めコントローラ３６には、メインコントローラ３８からオフセット信号を与えることができる。Ｚ軸位置決めコントローラ３６は、フォーカス検出器４４による信号とオフセット信号とに基づく制御信号によって対物レンズ駆動手段３０を制御する。このようにして露光用対物レンズ４３のＺ軸方向の位置がＺ軸位置決めコントローラ３６によって制御されるので、露光用レーザ光の基板２２の表面におけるビームスポットのスポット径を変化させ、任意の大きさにすることができる。これによって露光用レーザ光によって露光される領域の面積を任意の大きさにすることが可能である。
【０１１１】
また各対物レンズ駆動手段３０に対して各Ｚ軸位置決めコントローラ３６がそれぞれ設けられるので、各露光用対物レンズ４３のＺ軸方向の位置は、各Ｚ軸位置決めコントローラ３６によって相互に独立して制御される。したがって走査露光中に、各露光用対物レンズ４３による露光領域を相互に独立して、大きくまたは小さくすることが可能である。
【０１１２】
次に、露光用レーザ光の照射位置のＸ軸方向の初期位置決めについて説明する。まず、保持台変位量検出手段３１の検出器５８による信号が０になるように、保持台駆動手段２９によって保持台２６がレーザアレイユニット２８に対してＸ軸方向に移動される。すなわち保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の照射位置が保持台変位量検出用光学部材５７の溝または凸部の中心に位置するように、保持台２６を、レーザアレイユニット２８に対して配置する。
【０１１３】
図１１は、レンズ変位量検出用光学部材５０を模式的に示す図である。この図１１を用いて、露光用対物レンズ４３の初期位置決めについて説明する。図１１は、レンズ変位量検出用光学部材５０をＹ軸方向から見た模式図である。また、図１１には、基板２２上の目標露光位置６６が示される。
【０１１４】
露光用レーザ光の照射位置が目標露光位置６６に最も近くなり、かつレンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光がレンズ変位量検出用光学部材５０の溝または凸部の中央に照射されるように、対物レンズ駆動手段３０によって対物レンズホルダ４５を移動する。対物レンズホルダ４５をこの配置にしたとき、レンズ変位量検出手段３２の検出器５１から得られる出力信号は０となる。このときの露光用レーザ光の照射位置と目標露光位置６６との位置の誤差は、レンズ変位量検出用光学部材５０の格子ピッチＰ１の１／４以下となる。すなわち前記誤差は、０．７４μｍの１／４である０．１８５μｍ以下となる。
【０１１５】
図１２は、保持台変位量検出手段３１の検出器５８による信号を示すグラフである。図１３は、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の保持台変位量検出用光学部材５７におけるビームスポット７３を示す図であり、図１３（１）は保持台２６がＸ軸方向にずれる前の状態を示し、図１３（２）は保持台２６がＸ軸方向の一方にずれたときの状態を示し、図１３（３）は保持台２６がＸ軸方向の一方にさらにずれたときの状態を示す。これらの図１２および図１３を用いて、走査露光時における露光用レーザ光のＸ軸方向の位置決めについて説明する。まず、走査露光のために、保持台２６をＹ軸方向に移動させるときに、保持台変位量検出手段３１の検出器５８から得られる信号について説明する。
【０１１６】
走査露光する前は、保持台２６およびレーザアレイユニット２８は、ビームスポット７３が図１３（１）に示すように保持台変位量検出用光学部材５７の溝７５の中央に位置するように、配置されている。このとき、保持台変位量検出手段３１の検出器５８による信号は、図１２の点８１の値、すなわち０となる。
【０１１７】
保持台駆動手段２９によって保持台２６をＹ軸方向に移動させるとき、保持台２６には、Ｘ軸方向のぶれが生じる。保持台２６のぶれによって、保持台変位量検出用照射手段によるビームスポット７３が図１３（２）に示すように溝７５に隣接する凸部７６の中央までずれたとき、保持台変位量検出手段３１の検出器５８による信号は、図１２の点８２の値、すなわち０となる。保持台２６のぶれによって、保持台変位量検出用照射手段によるビームスポット７３が図１３（３）に示すように前記凸部７６に隣接する溝７７の中央までずれたとき、保持台変位量検出手段３１の検出器５８による信号は、図１２の点８３の値、すなわち０となる。
【０１１８】
次に、Ｘ軸位置決めコントローラ３５によって露光用対物レンズ４３のＸ軸方向の位置を制御する方法について、図１１〜図１３を用いて説明する。走査露光中、保持台変位量検出手段３１の検出器５８による信号が、図１２における点８６と点８７との間にあるとき、Ｘ軸位置決めコントローラ３５は、図１１に示すレンズ変位量検出用照射手段によるビームスポット９０が、レンズ変位量検出用光学部材５０の溝６８の中央に配置されるように、対物レンズ駆動手段３０を制御する。
【０１１９】
走査露光中、保持台変位量検出手段３１の検出器５８による信号が、図１２における点８７と点８８との間になったとき、レンズ変位量検出用照射手段によるビームスポット９０が、レンズ変位量検出用光学部材５０の前記溝６８の一方に隣接する凸部６９の中央に配置されるように、Ｘ軸位置決めコントローラ３５は対物レンズ駆動手段３０に制御信号を与える。その後、Ｘ軸位置決めコントローラ３５は、レンズ変位量検出用照射手段によるビームスポット９０が前記凸部６９の中央に配置されるように、対物レンズ駆動手段３０を制御する。
【０１２０】
走査露光中、保持台変位量検出手段３１の検出器５８による信号が、図１２における点８８と点８９との間になったとき、レンズ変位量検出用照射手段によるビームスポット９０が、レンズ変位量検出用光学部材５０前記凸部６９に一方に隣接する溝７０の中央に配置されるように、Ｘ軸位置決めコントローラ３５は対物レンズ駆動手段３０に制御信号を与える。その後、Ｘ軸位置決めコントローラ３５は、レンズ変位量検出用照射手段によるビームスポット９０が前記溝７０の中央に配置されるように、対物レンズ駆動手段３０を制御する。
【０１２１】
このようにして露光用対物レンズ４３の位置がＸ軸位置決めコントローラ３５によって制御されるので、露光用レーザ光の照射位置の位置決め精度を０．３７μｍ程度にすることが可能となる。本実施の形態では、露光用レーザ光の照射位置の位置決め精度は０．３７μｍ程度であるが、レンズ変位量検出用光学部材５０の所定の格子ピッチＰ１および保持台変位量検出用光学部材５７の所定の格子ピッチＰ２を小さくし、保持台変位量検出手段３１およびレンズ変位量検出手段３２の各光学系を変更すれば、位置決め精度をさらに向上することができる。
【０１２２】
以上のように本実施の形態によれば、保持台２６によって基板２２が保持された状態で、保持台駆動手段２９によって、保持台２６を、レーザアレイユニット２８に対してＹ軸方向に相対的に移動させながら、前記露光用照射手段２７によって、露光用レーザ光を、前記基板２２の表面に照射する。このとき、露光用照射手段２７による前記基板２２の表面への露光用レーザ光の照射位置は、基板２２の表面に対して前記Ｙ軸方向に移動し、これによって基板２２には、露光された露光領域が形成される。
【０１２３】
保持台変位量検出手段３１によって、レーザアレイユニット２８に対する保持台２６のＸ軸方向の変位量が検出される。Ｘ軸位置決めコントローラ３５は、保持台変位量検出手段３１による保持台２６の変位量に基づいて、保持台２６に対する露光用レーザ光の照射位置のＸ軸方向への変位を抑制するように、対物レンズ駆動手段３０を制御する。したがって外乱によって露光用レーザ光の照射位置が保持台２６に対してＸ軸方向に相対的に不所望に変位するのを抑制することができ、高精度で露光領域を形成することができる。
【０１２４】
露光用照射手段２７による露光用レーザ光の照射位置が前記Ｘ軸位置決めコントローラ３５によって制御されるので、保持台２６がレーザアレイユニット２８に対してＹ軸方向に移動されるときに、移動に伴う振動などによってレーザアレイユニット２８に対する保持台２６のＸ軸方向の位置が変化しても、前記露光用レーザ光の照射位置を、レーザアレイユニット２８に対してリアルタイムに移動して、この露光用レーザ光の照射位置のＸ軸方向への変化を抑制することができる。したがって露光用レーザ光の照射位置が所望の露光パターンからずれてしまうことを抑制することができ、前記所望の露光パターンに従って高精度で露光領域を形成することができる。
【０１２５】
また本実施の形態によれば、露光用照射手段２７による露光用レーザ光の照射位置は、レーザアレイユニット２８に対する前記露光用対物レンズ４３の移動によって移動されるので、レーザアレイユニット２８に対する露光用半導体レーザ素子４１の移動を伴う場合に比べて、前記露光用レーザ光の照射位置が簡便に移動される。また露光用対物レンズ４３は小形化することが可能であるので、この露光用対物レンズ４３の高速移動が可能である。したがって前記露光用レーザ光の照射位置の変更を高速に行うことができ、生産効率を向上することができる。
【０１２６】
また本実施の形態によれば、レーザアレイユニット２８に対する露光用対物レンズ４３のＸ軸方向の変位量は、レンズ変位量検出手段３２によって検出される。Ｘ軸位置決めコントローラ３５は、保持台変位量検出手段３１による保持台２６の変位量だけでなく、前記レンズ変位量検出手段３２による露光用対物レンズ４３の変位量にも基づいて、露光用照射手段２７による露光用レーザ光の照射位置のＸ軸方向への変位を抑制するように、対物レンズ駆動手段３０を制御する。
【０１２７】
このようにして露光用照射手段２７による露光用レーザ光の照射位置が前記Ｘ軸位置決めコントローラ３５によって制御されるので、露光用対物レンズ４３を移動させるための機構の温度特性、経時変化による変位のばらつきを抑制することができる。また保持台２６の変位量および露光用対物レンズ４３の変位量を比較し、前記露光用レーザ光の照射位置を制御することができる。
【０１２８】
また本実施の形態によれば、レーザアレイユニット２８には、レンズ変位量検出用照射手段が設けられる。このレンズ変位量検出用照射手段は、レンズ変位量検出用光学部材５０に向けてレーザ光を照射する。前記レンズ変位量検出用光学部材５０は、Ｘ軸方向に光学的な特性が変化し、前記露光用対物レンズ４３とともに移動する。レンズ変位量検出手段３２の検出器５１は、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光を、レンズ変位量検出用光学部材５０を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。このようにレンズ変位量検出手段３２が構成されるので、簡単な構成で、レンズ変位量検出手段３２による露光用対物レンズ４３の変位量に応じた信号を得ることができる。
【０１２９】
また本実施の形態によれば、レンズ変位量検出用光学部材５０として回折格子が用いられるので、レンズ変位量検出手段３２を、光ディスクの光ピックアップ装置と同様な構成によって実現することができる。したがってレンズ変位量検出手段３２には、光ピックアップ装置の部品を流用することができ、利便性が向上される。
【０１３０】
また本実施の形態によれば、保持台２６には、保持台変位量検出用光学部材５７が設け
られ、レーザアレイユニット２８には、保持台変位量検出用照射手段が設けられる。保持台変位量検出用光学部材５７は、Ｘ軸方向に光学的な特性が変化する。保持台変位量検出用照射手段は、保持台変位量検出用光学部材５７に向けてレーザ光を照射する。保持台変位量検出手段３１の検出器５８は、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光を、保持台変位量検出用光学部材５７を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。このように保持台変位量検出手段３１が構成されるので、簡単な構成で、レーザアレイユニット２８に対する保持台２６のＸ軸方向の変位量に応じた信号を得ることができる。
【０１３１】
また本実施の形態によれば、保持台変位量検出用光学部材５７として回折格子が用いられるので、保持台変位量検出手段３１を、光ディスクの光ピックアップ装置と同様な構成によって実現することができる。したがって保持台変位量検出手段３１には、光ピックアップ装置の部品を流用することができ、利便性が向上される。
【０１３２】
また本実施の形態によれば、保持台変位量検出用光学部材５７は、レンズ変位量検出用光学部材５０と同一の格子ピッチを有する回折格子であるので、保持台２６の変位量と露光用対物レンズ４３の変位量との比較が容易であり、したがって前記露光用レーザ光の照射位置を制御しやすい。
【０１３３】
また本実施の形態によれば、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長λ２および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長λ３が相互に同一であるので、光学部品の種類を削減することができる。またレンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長λ２および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長λ３が相互に同一であるので、レンズ変位量検出手段３２の検出器５１による信号および保持台変位量検出手段３１の検出器５８による信号を同様とすることができ、制御部品の種類を削減することができる。
【０１３４】
また本実施の形態によれば、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長λ２および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長λ３が露光用照射手段２７による露光用レーザ光の波長λ１とは異なるので、基板２２の露光以外に使用するレーザ光の波長を、基板２２の感光領域以外にすることができる。したがって基板２２にもれた光による露光に対する影響を小さくすることができる。また、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光および保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光が基板２２にもれないような構成、たとえば遮光板のような部品を削減することができる。
【０１３５】
また本実施の形態によれば、保持台変位量検出用光学部材５７は、保持台２６に設けられる。この保持台変位量検出用光学部材５７は、露光されるべき基板２２のＹ軸方向の長さと同程度の長さを有する必要がある。それ故、この保持台変位量検出用光学部材５７がレーザアレイユニット２８に設けられる場合、レーザアレイユニット２８を小形化することができないが、本実施の形態のように、保持台変位量検出用光学部材５７が保持台２６に設けられることによって、レーザアレイユニット２８の小形化を実現することができる。
【０１３６】
また本実施の形態によれば、保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光が保持台変位量検出用光学部材５７上で反射する場所は、前記基板２２の表面と略同一の平面内にあるので、露光面上の変位量を正確に検出することができる。
【０１３７】
また本実施の形態によれば、露光用照射手段２７が複数、設けられるので、少ない往復動作で、基板２２全面を露光することができる。しかも各露光用照射手段２７による露光用レーザ光は、相互に独立して、前記基板２２の表面のＸ軸方向の任意の位置にそれぞれ照射されるので、任意の露光領域を形成することができる。
【０１３８】
本実施の形態では、Ｘ軸位置決めコントローラ３５は、レンズ変位量検出用照射手段によるビームスポット９０が、溝６８，７０または凸部６９の中央に配置されるように、対物レンズ駆動手段３０を制御するけれども、オフセット信号を用いることによって、レンズ変位量検出用照射手段によるビームスポット９０が、溝６８，７０または凸部６９の中央以外にも配置されるように、対物レンズ駆動手段３０を制御することも可能である。
【０１３９】
詳細に述べると、Ｘ軸位置決めコントローラ３５には、保持台変位量検出手段３１の検出器５８による信号が与えられる。またＸ軸位置決めコントローラ３５には、メインコントローラ３８からオフセット信号を与えることができる。このＸ軸位置決めコントローラ３５が、保持台変位量検出手段３１の検出器５８による信号とオフセット信号とに基づく制御信号によって対物レンズ駆動手段３０を制御することによって、レンズ変位量検出用
照射手段によるビームスポット９０を、オフセット信号に応じた位置に配置することができる。このようにして露光用対物レンズ４３のＸ軸方向の位置がＸ軸位置決めコントローラ３５によって制御されるので、露光用レーザ光の照射位置の位置決め精度をさらに向上させることができる。
【０１４０】
また本実施の形態では、保持台変位量検出用照射手段がレーザアレイユニット２８に設けられ、保持台変位量検出用光学部材５７が保持台２６に設けられるが、保持台変位量検出用照射手段が保持台２６に設けられ、保持台変位量検出用光学部材５７がレーザアレイユニット２８に設けられてもよい。本実施の形態では、露光用照射手段２７が複数、設けられるが、露光用照射手段２７は、１つであってもよい。
【０１４１】
図１４は、本発明の実施の第２形態の露光装置２０１の構成を簡略化して示す斜視図である。本実施の形態の露光装置２０１は、前述の第１形態の露光装置２１に類似するので、同様の部分には、同一の参照符を付して説明を省略する。
【０１４２】
本実施の形態の露光装置２０１は、前述の第１形態の露光装置２１に、保持台Ｘ軸位置決めコントローラ５９が追加されて、構成される。前述の第１形態では、保持台変位量検出手段３１の検出器５８からの信号は、Ｘ軸位置決めコントローラ３５に与えられるけれども、本実施の形態では、前記検出器５８からの信号は保持台Ｘ軸位置決めコントローラ５９に与えられる。本実施の形態では、保持台駆動手段２９および対物レンズ駆動手段３０によって、照射位置移動手段が実現され、保持台Ｘ軸位置決めコントローラ５９およびＸ軸位置決めコントローラ３５によって、制御手段が実現される。
【０１４３】
図１５は、露光装置２０１の電気的構成を示すブロック図であり、図１６は保持台２６のＸ軸方向の位置を制御するための電気的構成を詳細に示すブロック図であり、図１７は露光用対物レンズ４３のＸ軸方向の位置を制御するための電気的構成を詳細に示すブロック図である。
【０１４４】
メインコントローラ３８は、複数のＸ軸位置決めコントローラ３５をそれぞれ制御するとともに、複数のＺ軸位置決めコントローラ３６をそれぞれ制御する。またメインコントローラ３８は、複数の切換手段３７をそれぞれ制御するとともに、保持台駆動手段２９を制御する。さらにメインコントローラ３８は、保持台Ｘ軸位置決めコントローラ５９を制御する。
【０１４５】
保持台Ｘ軸位置決めコントローラ５９は、保持台変位量検出手段３１による保持台２６の変位量に基づいて、保持台駆動手段２９を、レーザアレイユニット２８に対する保持台２６のＸ軸方向への変位を抑制するように制御する。
【０１４６】
Ｘ軸位置決めコントローラ３５は、レンズ変位量検出手段３２による露光用対物レンズ４３の変位量に基づいて、レーザアレイユニット２８に対する露光用対物レンズ４３のＸ軸方向への変位を抑制するように、対物レンズ駆動手段３０を制御する。
【０１４７】
本実施の形態においては、保持台変位量検出手段３１の検出器５８の受光量の変化によって、レーザアレイユニット２８に対する保持台２６のＸ軸方向の変位を検出して、位置の変化を高精度で追跡して、その変化量に基づいて、保持台２６を、前記変化量を相殺するように制御する。またレンズ変位量検出手段３２の検出器５１の受光量の変化によって、レーザアレイユニット２８に対する露光用対物レンズ４３のＸ軸方向の変位を検出して、位置の変化を高精度で追跡して、その変化量に基づいて、露光用対物レンズ４３を、前記変化量を相殺するように制御する。これによって露光用レーザ光の照射位置のＸ軸方向への変化を高精度で抑制することができる。
【０１４８】
本実施の形態の露光装置２０１による露光方法については、前述の第１形態の露光装置２１による露光方法と同様であるので、説明を省略する。
【０１４９】
保持台駆動手段２９によって保持台２６をＹ軸方向に移動させるとき、保持台２６には、Ｘ軸方向のぶれが生じる。このぶれによって、保持台変位量検出手段３１の出力が変化する。保持台Ｘ軸位置決めコントローラ５９は、保持台駆動手段２９を、保持台変位量検出手段３１の出力が一定、たとえば常に０となるように制御する。これによって、レーザアレイユニット２８に対する保持台２６のＸ軸方向への変位を抑制することができる。
【０１５０】
保持台駆動手段２９によって保持台２６をＹ軸方向に移動させるとき、Ｘ軸位置決めコントローラ３５は、レンズ変位量検出手段３２の出力が一定、たとえば常に０となるように制御する。これによって、レーザアレイユニット２８に対する露光用対物レンズ４３のＸ軸方向への変位を抑制することができる。
【０１５１】
したがって、保持台２６に対する露光用レーザ光の照射位置のＸ軸方向への変位を抑制することができ、露光装置２０１の振動による露光用レーザ光の位置ずれを抑制することが可能となる。このような本実施の形態によれば、保持台駆動手段２９によって保持台２６をＹ軸方向に移動させるときに、レーザアレイユニット２８に対してＸ軸方向に相対的に露光用照射手段２７を移動させることなく、所望の露光パターンを描画することができる。
【０１５２】
図１８は、本発明の実施の第３形態の露光装置１０１の構成を簡略化して示す斜視図である。本実施の形態の露光装置１０１は、前述の第１形態の露光装置２１に類似するので、同様の部分には、同一の参照符を付して説明を省略する。本実施の形態では、前述の第１形態の保持台変位量検出手段３１に代えて、以下のような保持台変位量検出手段１０２が用いられる。
【０１５３】
図１９は、保持台変位量検出手段１０２の付近を拡大して示す図である。保持台変位量検出手段１０２は、レーザアレイユニット２８に対する保持台２６のＸ軸方向の変位量を検出する。この保持台変位量検出手段１０２は、反射板１０５と、反射板用レーザ光発生素子である反射板用半導体レーザ素子１０６と、コリメータレンズ１０７と、反射板用対物レンズ１０８と、反射板用対物レンズ駆動手段１０９と、反射板用受光手段である反射板用検出器１１０と、レンズ変位量制御手段である反射板用Ｘ軸位置決めコントローラ１１１と、第２の保持台変位量検出用光学部材１１２と、第２の保持台変位量検出用照射手段１１３と、第２の保持台変位量検出用受光手段である第２の保持台変位量検出用検出器１１４と、対物レンズホルダ１１６とを含む。
【０１５４】
反射板用半導体レーザ素子１０６、コリメータレンズ１０７および反射板用検出器１１０は、レーザアレイユニット２８に設けられる。反射板用対物レンズ１０８は、対物レンズホルダ１１６に保持される。対物レンズホルダ１１６は、反射板用対物レンズ駆動手段１０９によりレーザアレイユニット２８に対してＸ軸方向に移動自在に設けられる。したがって反射板用対物レンズ１０８は、レーザアレイユニット２８に対してＸ軸方向に移動自在である。また、第２の保持台変位量検出用照射手段１１３および第２の保持台変位量検出用検出器１１４は、レーザアレイユニット２８に設けられる。反射板１０５は、Ｘ軸方向に垂直な反射面を有し、前記保持台２６とともに移動する。
【０１５５】
前記反射板用半導体レーザ素子１０６によるレーザ光の光軸はＸ軸方向に延びる。このレーザ光は、前記コリメータレンズ１０７および反射板用対物レンズ１０８を介して、反射板１０５に導かれる。反射板１０５に導かれたレーザ光は、この反射板１０５によって反射され、前記反射板用対物レンズ１０８およびコリメータレンズ１０７を介して、反射板用検出器１１０に導かれる。前記反射板用半導体レーザ素子１０６によるレーザ光が反射板１０５上で反射する場所は、前記基板２２の表面と略同一の平面内にある。
【０１５６】
前記反射板用半導体レーザ素子１０６によるレーザ光の波長λ４は、６３５ｎｍに選ばれる。コリメータレンズ１０７は、反射板用半導体レーザ素子１０６から導かれたレーザ光を平行光にして反射板用対物レンズ１０８に導くとともに、反射板用対物レンズ１０８から導かれたレーザ光を集光して反射板用検出器１１０に導く。反射板用対物レンズ１０８は、コリメータレンズ１０７から導かれたレーザ光を集光して反射板１０５に導くとともに、反射板１０５から導かれたレーザ光を平行光にしてコリメータレンズ１０７に導く。前記反射板１０５は、ミラーによって実現される。反射板用検出器１１０は、反射板１０５を介するレーザ光を受光し、受光量に応じた信号を出力する。反射板用検出器１１０は、光ピックアップ装置などでフォーカス信号の検出に用いられている非点収差法によって、反射板用対物レンズ１０８と反射板１０５との距離に応じた信号を出力することができる。反射板用検出器１１０による信号は、後述の反射板用Ｘ軸位置決めコントローラ１１１に与えられる。
【０１５７】
前記反射板用対物レンズ駆動手段１０９は、レーザアレイユニット２８に設けられる。反射板用対物レンズ駆動手段１０９は、対物レンズホルダ１１６を、したがってこの対物レンズホルダ１１６によって保持される反射板用対物レンズ１０８を、Ｘ軸方向に移動させる。
【０１５８】
前記反射板用Ｘ軸位置決めコントローラ１１１は、反射板用検出器１１０からの信号に基づいて、制御信号を生成し、この制御信号を、前記反射板用対物レンズ駆動手段１０９に与える。反射板用対物レンズ駆動手段１０９は、反射板用Ｘ軸位置決めコントローラ１１１からの制御信号に基づいて、反射板用対物レンズ１０８を移動させる。このようにして反射板用対物レンズ１０８と反射板１０５との距離が、一定になるように、反射板用Ｘ軸位置決めコントローラ１１１によって制御される。
【０１５９】
前記第２の保持台変位量検出用照射手段１１３は、第２の保持台変位量検出用半導体レーザ素子１２１と、第２の保持台変位量検出用対物レンズ１２２とを含む。第２の保持台変位量検出用半導体レーザ素子１２１が発生するレーザ光の光軸はＹ軸方向に延びる。このレーザ光は、前記第２の保持台変位量検出用対物レンズ１２２を介して第２の保持台変位量検出用光学部材１１２に導かれる。第２の保持台変位量検出用光学部材１１２に導かれたレーザ光は、この第２の保持台変位量検出用光学部材１１２によって反射され、前記第２の保持台変位量検出用対物レンズ１２２を介して前記第２の保持台変位量検出用検出器１１４に導かれる。
【０１６０】
第２の保持台変位量検出用半導体レーザ素子１２１によるレーザ光の波長λ５は、６３５ｎｍに選ばれる。第２の保持台変位量検出用対物レンズ１２２は、第２の保持台変位量検出用半導体レーザ素子１２１から導かれたレーザ光を集光して第２の保持台変位量検出用光学部材１１２に導くとともに、第２の保持台変位量検出用光学部材１１２から導かれたレーザ光を集光して第２の保持台変位量検出用検出器１１４に導く。この第２の保持台変位量検出用対物レンズ１２２の開口数ＮＡ４は、０．６に選ばれる。
【０１６１】
第２の保持台変位量検出用光学部材１１２は、板状の部材であり、その表面部には、相互に平行な複数の溝が所定の格子ピッチＰ３で形成される。第２の保持台変位量検出用光学部材１１２の所定の格子ピッチＰ３は、前記レンズ変位量検出用光学部材５０の所定の格子ピッチＰ１と同一である。すなわち第２の保持台変位量検出用光学部材１１２の所定の格子ピッチＰ３は、０．７４μｍに選ばれる。前記溝の幅Ｗ５は、隣接する溝間の部分（以下、凸部と記載する）の幅Ｗ６と同一である。このような第２の保持台変位量検出用光学部材１１２は、回折格子によって実現される。第２の保持台変位量検出用光学部材１１２は、対物レンズホルダ１１６に固着され、この対物レンズホルダ１１６とともに移動する。
【０１６２】
前記対物レンズホルダ１１６には、前記第２の保持台変位量検出用半導体レーザ素子１２１によるレーザ光の光軸に垂直、したがってＹ軸方向に垂直な一側面が形成されている。第２の保持台変位量検出用光学部材１１２は、対物レンズホルダ１１６の前記一側面に沿って設けられる。また第２の保持台変位量検出用光学部材１１２が対物レンズホルダ１１６に設けられた状態において、前記複数の溝は、Ｚ軸方向に延びる。第２の保持台変位量検出用半導体レーザ素子１２１、第２の保持台変位量検出用対物レンズ１２２および第２の保持台変位量検出用光学部材１１２は、第２の保持台変位量検出用半導体レーザ素子１２１によるレーザ光を第２の保持台変位量検出用対物レンズ１２２によって第２の保持台変位量検出用光学部材１１２に集光することができるように、それぞれ配置される。
【０１６３】
前記第２の保持台変位量検出用検出器１１４は、第２の保持台変位量検出用光学部材１１２を介するレーザ光を受光し、受光量に応じた信号を出力する。第２の保持台変位量検出用検出器１１４は、光ピックアップ装置などでトラッキング信号の検出に用いられている方法によって、第２の保持台変位量検出用半導体レーザ素子１２１によるレーザ光の第２の保持台変位量検出用光学部材１１２上の照射位置に応じた信号を出力することができるように構成される。第２の保持台変位量検出用検出器１１４からの信号は、レーザアレイユニット２８に対する対物レンズホルダ１１６の位置、したがってこの対物レンズホルダ１１６によって保持される反射板用対物レンズ１０８の位置に応じて変化する。この第２の保持台変位量検出用検出器１１４からの信号は、Ｘ軸位置決めコントローラ３５に与えられる。反射板用対物レンズ１０８がレーザアレイユニット２８に対してＸ軸方向に移動したとき、第２の保持台変位量検出用検出器１１４から得られる出力信号は、前述の図３のようになる。
【０１６４】
図２０は、露光装置１０１が基板２２を露光している状態を示す図である。本実施の形態の露光装置１０１は、前述の実施の形態の露光装置２１と同様の露光方法によって、基板２２を露光するので、露光方法の説明は省略する。
【０１６５】
以上のように本実施の形態によれば、反射板用半導体レーザ素子１０６は、レーザアレイユニット２８に設けられ、反射板用対物レンズ１０８は、前記レーザアレイユニット２８にＸ軸方向に移動自在に設けられる。反射板用対物レンズ駆動手段１０９は、レーザアレイユニット２８に対して反射板用対物レンズ１０８をＸ軸方向に移動させる。反射板用検出器１１０は、反射板用半導体レーザ素子１０６によるレーザ光を、前記反射板１０５を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。反射板用Ｘ軸位置決めコントローラ１１１は、反射板用検出器１１０による信号に基づいて、反射板用対物レンズ駆動手段１０９を、反射板用対物レンズ１０８と反射板１０５との距離の変化を抑制するように制御する。
【０１６６】
また第２の保持台変位量検出用光学部材１１２は、反射板用対物レンズ１０８とともに移動する。第２の保持台変位量検出用照射手段１１３は、前記レーザアレイユニット２８に設けられ、前記第２の保持台変位量検出用光学部材１１２に向けてレーザ光を照射する。第２の保持台変位量検出用検出器１１４は、第２の保持台変位量検出用照射手段１１３によるレーザ光を、第２の保持台変位量検出用光学部材１１２を介して受光し、受光量に応じた信号を出力する。
【０１６７】
前記保持台変位量検出手段１０２は、前述のように反射板用Ｘ軸位置決めコントローラ１１１によって、反射板用対物レンズ１０８と反射板１０５との距離の変化を抑制した状態で、第２の保持台変位量検出用検出器１１４によって受光量に応じた信号を出力するので、簡単な構成で、レーザアレイユニット２８に対する保持台２６のＸ軸方向の変位量に応じた信号を得ることができる。
【０１６８】
また本実施の形態によれば、第２の保持台変位量検出用光学部材１１２として回折格子が用いられるので、保持台変位量検出手段１０２を、光ディスクの光ピックアップ装置と同様な構成によって実現することができる。したがって保持台変位量検出手段１０２には、光ピックアップ装置の部品を流用することができ、利便性が向上される。
【０１６９】
また本実施の形態によれば、第２の保持台変位量検出用光学部材１１２は、レンズ変位量検出用光学部材５０と同一の格子ピッチを有する回折格子であるので、保持台２６の変位量と露光用対物レンズ４３の変位量との比較が容易であり、したがって前記露光用レーザ光の照射位置を制御しやすい。
【０１７０】
また本実施の形態によれば、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長λ２、反射板用半導体レーザ素子１０６によるレーザ光の波長λ４および第２の保持台変位量検出用照射手段１１３によるレーザ光の波長λ５が相互に同一であるので、光学部品の種類を削減することができる。またレンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長λ２および第２の保持台変位量検出用照射手段１１３によるレーザ光の波長λ５が相互に同一であるので、レンズ変位量検出手段３２の検出器５１による信号および第２の保持台変位量検出用検出器１１４による信号を同様とすることができ、制御部品の種類を削減することができる。
【０１７１】
また本実施の形態によれば、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光の波長λ２、反射板用半導体レーザ素子１０６によるレーザ光の波長λ４および第２の保持台変位量検出用照射手段１１３によるレーザ光の波長λ５が露光用照射手段２７による露光用レーザ光の波長λ１とは異なるので、基板２２の露光以外に使用するレーザ光の波長を、基板２２の感光領域以外にすることができる。したがって基板２２にもれた光による露光に対する影響を小さくすることができる。また、レンズ変位量検出用照射手段によるレーザ光、反射板用半導体レーザ素子１０６によるレーザ光および第２の保持台変位量検出用照射手段１１３によるレーザ光が基板２２にもれないような構成、たとえば遮光板のような部品を削減することができる。
【０１７２】
また本実施の形態によれば、反射板１０５は、保持台２６に設けられる。この反射板１０５は、露光されるべき基板２２のＹ軸方向の長さと同程度の長さを有する必要がある。それ故、この反射板１０５がレーザアレイユニット２８に設けられる場合、レーザアレイユニット２８を小形化することができないが、本実施の形態のように、反射板１０５が保持台２６に設けられると、レーザアレイユニット２８の小形化を実現することができる。
【０１７３】
また本実施の形態によれば、反射板用半導体レーザ素子１０６によるレーザ光が反射板１０５上で反射する場所は、前記基板２２の表面と略同一の平面内にあるので、露光面上の変位量を正確に検出することができる。
【０１７４】
本実施の形態では、保持台変位量検出手段１０２の反射板１０５を除く残余の部分がレーザアレイユニット２８に設けられ、反射板１０５が保持台２６に設けられるけれども、反射板１０５がレーザアレイユニット２８に設けられ、保持台変位量検出手段１０２の反射板１０５を除く残余の部分が保持台２６に設けられてもよい。
【０１７５】
本発明の実施の第４形態の露光装置は、前述の第３形態の露光装置１０１と類似しており、異なる点についてだけ説明し、同様の構成については説明を省略する。本実施の形態の露光装置における保持台変位量検出手段は、前述の実施の形態の露光装置１０１における保持台変位量検出手段１０２から、反射板用対物レンズ駆動手段１０９と、反射板用Ｘ軸位置決めコントローラ１１１と、第２の保持台変位量検出用光学部材１１２と、第２の保持台変位量検出用照射手段１１３と、第２の保持台変位量検出用検出器１１４とを除いた構成となっている。
【０１７６】
本実施の形態の露光装置では、保持台変位量検出手段の対物レンズホルダ１１６がレーザアレイユニット２８に固着されて設けられ、反射板用検出器１１０による信号がＸ軸位置決めコントローラ３５に与えられる。このような本実施の形態によれば、簡単な構成で、レーザアレイユニット２８に対する保持台２６のＸ軸方向の変位量に応じた信号を得ることができ、しかも前述の実施の形態と同様の効果を達成することができる。
【０１７７】
図２１は、本発明の実施の第５形態の露光装置３０１の構成を簡略化して示す斜視図である。本実施の形態の露光装置３０１は、前述の第３および第４形態の露光装置１０１に類似するので、同様の部分には、同一の参照符を付して説明を省略する。
【０１７８】
本実施の形態の露光装置３０１は、前述の第４形態の露光装置に、保持台Ｘ軸位置決めコントローラ５９が追加されて、構成される。前述の第４形態では、反射板用検出器１１０による信号は、Ｘ軸位置決めコントローラ３５に与えられるけれども、本実施の形態では、反射板用検出器１１０による信号は保持台Ｘ軸位置決めコントローラ５９に与えられる。本実施の形態では、保持台駆動手段２９および対物レンズ駆動手段３０によって、照射位置移動手段が実現され、保持台Ｘ軸位置決めコントローラ５９およびＸ軸位置決めコントローラ３５によって、制御手段が実現される。
【０１７９】
メインコントローラ３８は、複数のＸ軸位置決めコントローラ３５をそれぞれ制御するとともに、複数のＺ軸位置決めコントローラ３６をそれぞれ制御する。またメインコントローラ３８は、複数の切換手段３７をそれぞれ制御するとともに、保持台駆動手段２９を制御する。さらにメインコントローラ３８は、保持台Ｘ軸位置決めコントローラ５９を制御する。
【０１８０】
保持台Ｘ軸位置決めコントローラ５９は、保持台変位量検出手段１０２による保持台２６の変位量に基づいて、保持台駆動手段２９を、保持台２６のレーザアレイユニット２８に対するＸ軸方向への変位を抑制するように制御する。
【０１８１】
Ｘ軸位置決めコントローラ３５は、レンズ変位量検出手段３２による露光用対物レンズ４３の変位量に基づいて、レーザアレイユニット２８に対する露光用対物レンズ４３のＸ軸方向への変位を抑制するように、対物レンズ駆動手段３０を制御する。
【０１８２】
本実施の形態においては、保持台変位量検出手段１０２の反射板用検出器１１０の受光量の変化によって、レーザアレイユニット２８に対する保持台２６のＸ軸方向の変位を検出して、位置の変化を高精度で追跡して、その変化量に基づいて、保持台２６を、前記変化量を相殺するように制御する。またレンズ変位量検出手段３２の検出器５１の受光量の変化によって、レーザアレイユニット２８に対する露光用対物レンズ４３のＸ軸方向の変位を検出して、位置の変化を高精度で追跡して、その変化量に基づいて、露光用対物レンズ４３を、前記変化量を相殺するように制御する。これによって露光用レーザ光の照射位置のＸ軸方向への変化を高精度で抑制することができる。
【０１８３】
本実施の形態の露光装置３０１による露光方法については、前述の第１形態の露光装置２１による露光方法と同様であるので、説明を省略する。
【０１８４】
保持台駆動手段２９によって保持台２６をＹ軸方向に移動させるとき、保持台２６には、Ｘ軸方向のぶれが生じる。このぶれによって、保持台変位量検出手段１０２の出力が変化する。保持台Ｘ軸位置決めコントローラ５９は、保持台駆動手段２９を、保持台変位量検出手段１０２の出力が一定、常に０となるように制御する。これによって、レーザアレイユニット２８に対する保持台２６のＸ軸方向への変位を抑制することができる。
【０１８５】
保持台駆動手段２９によって保持台２６をＹ軸方向に移動させるとき、Ｘ軸位置決めコントローラ３５は、レンズ変位量検出手段３２の出力が一定、たとえば常に０となるように制御する。これによって、レーザアレイユニット２８に対する露光用対物レンズ４３のＸ軸方向への変位を抑制することができる。
【０１８６】
したがって、保持台２６に対する露光用レーザ光の照射位置のＸ軸方向への変位を抑制することができ、露光装置２０１の振動による露光用レーザ光の位置ずれを抑制することが可能となる。このような本実施の形態によれば、保持台駆動手段２９によって保持台２６をＹ軸方向に移動させるときに、レーザアレイユニット２８に対してＸ軸方向に相対的に露光用照射手段２７を移動させることなく、所望の露光パターンを描画することができる。
【０１８７】
前述の実施の各形態では、保持台２６に対する露光用レーザ光の照射位置のＸ軸方向への変位が抑制されるけれども、保持台２６に対する露光用レーザ光の照射位置が、Ｘ軸方向に関して所定位置に維持されればよい。所定位置は、前述の実施の各形態のように不変であってもよく、また変更されてもよい。具体的に述べると、保持台２６をレーザアレイユニット２８に対してＹ軸方向に移動させるときに、保持台２６に対する露光用レーザ光の照射位置が、Ｘ軸方向に関して変更されてもよい。また保持台２６に対する露光用レーザ光の照射位置が、Ｘ軸方向に所定の速度で移動されてもよい。
【０１８８】
前述の実施の各形態では、照射位置移動手段である対物レンズ駆動手段３０によって、露光用照射手段２７のうち露光用対物レンズ４３がレーザアレイユニット２８に対してＸ軸方向に移動されるけれども、露光用レーザ光の照射位置を、保持台２６に対してＸ軸方向に相対的に移動させることができればよい。たとえば、照射位置移動手段によって、露光用照射手段２７全体がレーザアレイユニット２８に対してＸ軸方向に移動されてもよい。この場合、レンズ変位量検出手段３２に代えて、レーザアレイユニット２８に対する露光用照射手段２７のＸ軸方向への変位量を検出する照射変位量検出手段が用いられる。
【０１８９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１９０】
【図１】本発明の実施の第１形態の露光装置２１の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図２】露光用照射手段２７の付近を拡大して示す図である。
【図３】保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の保持台変位量検出用光学部材５７上の照射位置と保持台変位量検出手段３１の検出器５８による信号との関係を示すグラフである。
【図４】露光装置２１の電気的構成を示すブロック図である。
【図５】露光用対物レンズ４３のＸ軸方向の位置を制御するための電気的構成を詳細に示すブロック図である。
【図６】露光用対物レンズ４３のＺ軸方向の位置を制御するための電気的構成を詳細に示すブロック図である。
【図７】露光装置２１が基板２２を露光している状態を示す図である。
【図８】１回目の走査露光後の基板２２の平面図である。
【図９】２回目の走査露光中の基板２２の平面図である。
【図１０】走査露光中に、露光用レーザ光の基板２２の表面におけるビームスポットのスポット径を変化させて基板２２を露光したときの露光結果の一例を示す平面図である。
【図１１】レンズ変位量検出用光学部材５０を模式的に示す図である。
【図１２】保持台変位量検出手段３１の検出器５８による信号を示すグラフである。
【図１３】保持台変位量検出用照射手段によるレーザ光の保持台変位量検出用光学部材５７におけるビームスポット７３を示す図である。
【図１４】本発明の実施の第２形態の露光装置２０１の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図１５】露光装置２０１の電気的構成を示すブロック図である。
【図１６】保持台２６のＸ軸方向の位置を制御するための電気的構成を詳細に示すブロック図である。
【図１７】露光用対物レンズ４３のＸ軸方向の位置を制御するための電気的構成を詳細に示すブロック図である。
【図１８】本発明の実施の第３形態の露光装置１０１の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図１９】保持台変位量検出手段１０２付近を拡大して示す図である。
【図２０】露光装置１０１が基板２２を露光している状態を示す図である。
【０１９１】
【図２１】本発明の実施の第５形態の露光装置３０１の構成を簡略化して示す斜視図である。
【図２２】特許文献１の露光装置１の斜視図である。
【図２３】特許文献１の露光装置１による露光結果を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【０１９２】
２１，１０１，２０１，３０１  露光装置
２２  基板
２６  保持台
２７  露光用照射手段
２８  レーザアレイユニット
２９  駆動手段
３０  対物レンズ駆動手段
３１，１０２  保持台変位量検出手段
３２  レンズ変位量検出手段
３５  Ｘ軸位置決めコントローラ
３６  Ｚ軸位置決めコントローラ
４１  露光用半導体レーザ素子
４２  コリメータレンズ
４３  露光用対物レンズ
４４  フォーカス検出器
４５  対物レンズホルダ
４８  半導体レーザ素子
４９  対物レンズ
５０  レンズ変位量検出用光学部材
５１  検出器
５４  半導体レーザ素子
５５  コリメータレンズ
５６  対物レンズ
５７  保持台変位量検出用光学部材
５８  検出器
５９  保持台Ｘ軸位置決めコントローラ
１０５  反射板
１０６  反射板用半導体レーザ素子
１０７  コリメータレンズ
１０８  反射板用対物レンズ
１０９  反射板用対物レンズ駆動手段
１１０  反射板用検出器
１１１  反射板用Ｘ軸位置決めコントローラ
１１２  第２の保持台変位量検出用光学部材
１１３  第２の保持台変位量検出用照射手段
１１４  第２の保持台変位量検出用検出器
１２１  第２の保持台変位量検出用半導体レーザ素子
１２２  第２の保持台変位量検出用対物レンズ
【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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【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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