(57)【要約】  【課題】  装置を大型化することなく、振動等により生じる露光位置ずれを防止する。  【解決手段】  露光装置において、露光時における感光材料１５０と露光ヘッド１６６の相対位置を光ビームの光軸方向および該光軸方向に垂直な方向について測定する。露光ヘッド１６６と感光材料１５０の間には、くさび型プリズムペア７３０を有し、光路長を変更する光路長変更部材７３が配置されている。上記相対位置の測定情報に基づき、光軸方向については光路長変更部材７３により光路長を変更し、光軸に垂直な方向については光軸方向に対する光路長変更部材７３の傾斜角を変更して、光ビームの合焦位置を制御して露光位置を補正する。【選択図】          図１１
2007047561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報に応じて変調された光ビームを感光材料上に射出して前記感光材料を露光する露光手段を備えた露光装置において、
露光時における前記感光材料と前記露光手段との相対位置を、射出された前記光ビームの光軸方向および該光軸方向に垂直な方向について測定する測定手段と、
前記露光手段と前記感光材料との間に配置され、前記露光手段と前記感光材料との間の光路長を変更する光路長変更部材と、
前記測定手段により測定された前記相対位置の情報に基づき、前記光軸方向については前記光路長変更部材により前記光路長を変更し、前記光軸に垂直な方向については前記光軸方向に対する前記光路長変更部材の傾斜角を変更して、前記光ビームの合焦位置を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記露光手段と前記感光材料との間に、前記光ビームを透過させる平行平板がさらに配置され、
前記測定手段は、前記光軸方向に垂直で互いに異なる２方向について前記相対位置を測定し、
前記制御手段は、前記２方向の一方の方向については前記光軸方向に対する前記光路長変更部材の傾斜角を変更し、他方の方向については前記光軸方向に対する前記平行平板の傾斜角を変更して、前記光ビームの合焦位置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】
前記光路長変更部材が、くさび型プリズムペアを有することを特徴とする請求項１または２に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は露光装置に関し、特に、画像情報に応じて変調された光を用いて感光材料を露光する露光手段を備えた露光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＤＭＤ等の空間光変調素子を用いて、画像情報に応じて変調された光ビームで感光材料上を走査して、該感光材料に画像を形成する露光装置が開発されている。ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）は、制御信号により反射面の角度を変化させる多数のマイクロミラーが、シリコン等の半導体基板上に２次元状に配列されてなるミラーデバイスである。
【０００３】
上記のような露光装置では、感光材料上における光ビームの合焦位置のずれ、すなわち、露光位置ずれが発生すると、形成される画像の品質が劣化する。このような露光位置ずれの一因としては、設置環境から露光装置に伝わる振動があり、従来では、露光ヘッドおよび感光材料を載置するステージをアクティブ型もしくはパッシブ型の除振装置の上に設置することにより、振動を解消し、露光位置ずれを防止していた（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−３２７６５７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、上記のような除振装置を採用した構成では、露光装置の大型化・重量化に伴い、除振装置自身も大型化してしまうという問題がある。このような装置の大型化は大幅なコストアップにつながるため、好ましくない。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、装置を大型化することなく、振動等により生じる露光位置ずれを防止可能な露光装置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】
【０００６】
本発明の露光装置は、画像情報に応じて変調された光ビームを感光材料上に射出して前記感光材料を露光する露光手段を備えた露光装置において、露光時における前記感光材料と前記露光手段との相対位置を、射出された前記光ビームの光軸方向および該光軸方向に垂直な方向について測定する測定手段と、前記露光手段と前記感光材料との間に配置され、前記露光手段と前記感光材料との間の光路長を変更する光路長変更部材と、前記測定手段により測定された前記相対位置の情報に基づき、前記光軸方向については前記光路長変更部材により前記光路長を変更し、前記光軸に垂直な方向については前記光軸方向に対する前記光路長変更部材の傾斜角を変更することにより、前記光ビームの合焦位置を制御する制御手段と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００７】
なお、上記「光軸方向に垂直な方向」は１つの方向でもよく、あるいは２つの方向でもよいが、望ましくは互いに直交する２つの方向である。また、上記相対位置の測定は、露光時において随時行うことが望ましい。
【０００８】
ここで、前記露光手段と前記感光材料との間に、前記光ビームを透過させる平行平板がさらに配置され、前記測定手段は、前記光軸方向に垂直で互いに異なる２方向について前記相対位置を測定し、前記制御手段は、前記２方向の一方の方向については前記光軸方向に対する前記光路長変更部材の傾斜角を変更し、他方の方向については前記光軸方向に対する前記平行平板の傾斜角を変更して、前記光ビームの合焦位置を制御するようにしてもよい。
【０００９】
上記構成において、前記光路長変更部材が、くさび型プリズムペアを有するようにしてもよい。くさび型プリズムペアとは、透明材料からなる平行平板をこの平行平板の平行平面に対して斜めに傾く平面で切断して得られる１対のくさび型プリズムのことである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の露光装置によれば、光路長変更部材を用いることにより、前記光ビームの光軸方向および該光軸方向に垂直な方向の両方について、光ビームの合焦位置を制御して補正することができる。これにより、装置を大型化することなく、簡単な構成で露光位置ずれを防止できる。また、感光材料と露光ヘッドとの相対位置の情報は、露光時に測定したものを使うため、設置環境からの振動に対してリアルタイムに対応でき、振動による露光位置ずれを防止できる。
【００１１】
上記のように平行平板をさらに配置した場合には、光軸方向に垂直で互いに異なる２方向について、それぞれ光路長変更部材と平行平板を用いて、独立に光ビームの合焦位置を補正することができる。
【００１２】
光路長変更部材が、くさび型プリズムペアを有する場合には、簡単な構成で露光位置ずれの防止を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態による露光装置について説明する。本実施形態の露光装置は、感光材料と露光ヘッドとの相対位置を測定し、光路長変更部材により、露光ビームの光軸方向および光軸方向に垂直な方向について露光位置を補正するものであるが、まず、本実施形態の露光装置の全体の構成について説明する。図１、図２はそれぞれ、本実施形態の露光装置の概略構成を示す斜視図、平面図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の露光装置１００は、４本の脚部１５４に支持された矩形厚板状の設置台１５６を備えている。設置台１５６の上面には、長手方向に沿って２本のガイド１５８が延設されており、これら２本のガイド１５８上には、矩形平盤状の移動手段としてのステージ１５２が設けられている。このステージ１５２の上面には、感光材料１５０が図示しない位置決め部により載置位置を決められた状態で被露光面１５１を上面として吸着され保持される。
【００１５】
ステージ１５２は、長手方向がガイド１５８の延設方向を向くよう配置され、ガイド１５８により設置台１５６上を往復移動可能に支持されており、図示しない駆動装置に駆動されてガイド１５８に沿って往復移動する。
【００１６】
このステージ１５２の移動方向を副走査方向といい、以下の説明では、この副走査方向をｙ方向とし、ステージ１５２の面内においてこのｙ方向に垂直な方向をｘ方向とする。そして、ｘ方向およびｙ方向の両方向に垂直な方向、すなわちステージ１５２の面に垂直な方向をｚ方向とする。また、回転を考えるときには、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向の各方向に沿って、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸をとるものとする。
【００１７】
設置台１５６の中央部よりもステージ１５２の移動方向の上流側及び下流側には、ゲート１６０、１６１が所定の間隔で配置されている。ゲート１６０、１６１は、ステージ１５２の移動経路を跨ぐようコ字状に形成されており、両先端部が設置台１５６の両側面に固定されている。
【００１８】
ステージ１５２の移動方向の上流側に配置されたゲート１６０には、その上流側に向けられた前面の上部（ステージ１５２の移動経路の上方）に、３台の検出ユニット１８０がｘ方向に沿って所定の間隔で固定配置されている。検出ユニット１８０は、上流側に配置されたＣＣＤカメラ１８２と下流側に配置された変位センサ１８４とが一体化されて略箱型とされており、ＣＣＤカメラ１８２のレンズ部１８６及び変位センサ１８４のセンサ部１８８は共に下方へ向けられている。変位センサ１８４は、感光材料１５０と後述する露光ヘッド１６６とのｚ方向の相対位置を測定する測定手段である。
【００１９】
ステージ１５２の移動方向の下流側に配置されたゲート１６１には、その下流側に向けられた後面の上部（ステージ１５２の移動経路の上方）に、スキャナ１６２が固定配置されている。よって、ステージ１５２の移動に伴い、感光材料１５０に対してスキャナ１６２は相対的に移動する。このスキャナ１６２と検出ユニット１８０との間隔は、スキャナ１６２に設けられた露光ヘッド１６６による露光開始位置と、検出ユニット１８０のＣＣＤカメラ１８２による撮影位置（レンズ部１８６の光軸中心）との距離が、感光材料１５０の長手方向の寸法よりも少し長くなるように設定されている。
【００２０】
また、図２に示すように、感光材料１５０と露光ヘッド１６６とのｘ方向の相対位置を測定する測定手段として変位センサ１９２が、ｙ方向の相対位置を測定する測定手段として変位センサ１９４、１９６が配置されている。変位センサ１９２、１９４、１９６は本実施形態ではレーザ測長器であり、スキャナ１６２と剛体的に運動可能なように不図示の支持部材により固定されている。変位センサ１９２は、ステージ１５２のｙ方向に平行な側面に設けられたバー状のミラー１９３に対向する位置に配置され、ミラー１９３による反射を利用して位置測定を行う。変位センサ１９４、１９６はそれぞれ、ステージ１５２のｘ方向に平行な辺の両端近傍に設けられた２つのミラー１９５、１９７に対向する位置に配置され、ミラー１９４、１９６による反射を利用して位置測定を行う。なお、図２では、検出ユニット１８０のうち変位センサ１８４のみ図示している。
【００２１】
また、ステージ１５２の駆動装置、スキャナ１６２及び検出ユニット１８０、および変位センサ１９２、１９４、１９６は、これらを制御する制御手段としてのコントローラ１９０に接続されている。このコントローラ１９０により、後述する露光装置１００の露光動作時には、ステージ１５２は所定の速度で移動するよう制御され、ＣＣＤカメラ１８２は所定のタイミングで感光材料１５０を撮影するよう制御され、変位センサ１８４、１９２、１９４、１９６は所定のタイミングで位置測定を行うように制御され、露光ヘッド１６６は所定のタイミングで感光材料１５０を露光するよう制御される。
【００２２】
スキャナ１６２は、図３及び図４（Ｂ）に示すように、ｍ行ｎ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１６６を備えている。なお、以下において、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド１６６ｍｎと表記する。
【００２３】
露光ヘッド１６６で露光される領域である露光エリア１６８は、図３に示すように、短辺が副走査方向に沿った矩形状であり、副走査方向に対し、所定の傾斜角θで傾斜している。そして、ステージ１５２の移動に伴い、感光材料１５０には露光ヘッド１６６ごとに帯状の露光済み領域１７０が形成される。なお、図１及び図３に示すように、副走査方向は、ステージ移動方向とは向きが反対である。なお、以下において、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア１６８ｍｎと表記する。
【００２４】
また、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、帯状の露光済み領域１７０のそれぞれが、隣接する露光済み領域１７０と部分的に重なるように、ライン状に配列された各行の露光ヘッド１６６の各々は、その配列方向に所定間隔ずらして配置されている。このため、１行目の露光エリア１６８１１と露光エリア１６８１２との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア１６８２１により露光することができる。
【００２５】
各露光ヘッド１６６は、図５および図６に示すように、入射された光ビームを画像情報に応じて画素部ごとに変調する空間光変調素子として、デジタル・マイクロミラー・デバイス（以下、ＤＭＤという）５０を備えている。このＤＭＤ５０は、データ処理部とミラー駆動制御部とを含むスキャナ制御部を備えた前述のコントローラ１９０に接続されている。また、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、露光ヘッド１６６ごとにＤＭＤ５０の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。なお、反射面の角度の制御については後述する。
【００２６】
ＤＭＤ５０の光入射側には、光ファイバの出射端部（発光点）が露光エリア１６８の長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列されたレーザ出射部６８を備えたファイバアレイ光源６６、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光を補正してＤＭＤ上に集光させるレンズ系６７、レンズ系６７を透過したレーザ光をＤＭＤ５０に向けて反射するミラー６９がこの順に配置されている。なお、図５では、レンズ系６７を概略的に示してある。
【００２７】
上記レンズ系６７は、図６に詳しく示すように、ファイバアレイ光源６６から出射した照明光としてのレーザ光Ｂを集光する集光レンズ７１、この集光レンズ７１を通過した光の光路に挿入されたロッド状オプティカルインテグレータ（以下、ロッドインテグレータという）７２、およびこのロッドインテグレータ７２の光出射側に配置されたコリメータレンズ７４から構成されている。集光レンズ７１、ロッドインテグレータ７２およびコリメータレンズ７４は、ファイバアレイ光源６６から出射したレーザ光を、平行光に近くかつビーム断面内強度が均一化された光束としてＤＭＤ５０に入射させる。
【００２８】
上記レンズ系６７から出射したレーザ光Ｂはミラー６９で反射し、ＴＩＲ（全反射）プリズム７０を介してＤＭＤ５０に照射される。なお図５では、このＴＩＲプリズム７０は省略してある。
【００２９】
ＤＭＤ５０は図７に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）６０上に、各々画素部（ピクセル）を構成する多数（例えば１０２４個×７６８個）の微小ミラー（マイクロミラー）６２が格子状に配列されてなるミラーデバイスである。各ピクセルにおいて、最上部には支柱に支えられたマイクロミラー６２が設けられており、マイクロミラー６２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。なお、マイクロミラー６２の反射率は９０％以上であり、その配列ピッチは縦方向、横方向とも一例として１３．７μｍである。また、マイクロミラー６２の直下には、ヒンジおよ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ＳＲＡＭセル６０が配置されており、全体はモノリシックに構成されている。
【００３０】
ＤＭＤ５０のＳＲＡＭセル６０にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられたマイクロミラー６２が、対角線を中心としてＤＭＤ５０が配置された基板側に対して±α度（例えば±１２度）の範囲で傾けられる。図８（Ａ）は、マイクロミラー６２がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図８（Ｂ）は、マイクロミラー６２がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。したがって、画像信号に応じて、ＤＭＤ５０の各ピクセルにおけるマイクロミラー６２の傾きを、図７に示すように制御することによって、ＤＭＤ５０に入射したレーザ光Ｂはそれぞれのマイクロミラー６２の傾き方向へ反射される。
【００３１】
なお図８には、ＤＭＤ５０の一部を拡大し、マイクロミラー６２が＋α度又は−α度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー６２のオンオフ制御は、ＤＭＤ５０に接続された図示されないコントローラによって行われる。また、オフ状態のマイクロミラー６２で反射したレーザ光Ｂが進行する方向には、光吸収体（図示せず）が配置されている。そして、それぞれのマイクロミラー６２のオンオフ制御は、コントローラ１９０からの指令を受けて、上述のデータ処理部及びミラー駆動制御部を含むスキャナ制御部により行われる。
【００３２】
図５および図６に示すように、ＤＭＤ５０の光反射側には、ＤＭＤ５０で反射されたレーザ光Ｂを、感光材料１５０上に結像する結像光学系５１が配置されている。この結像光学系５１は図５では概略的に示してあるが、図６に詳細を示すように、レンズ系５２、５４からなる第１結像光学系と、レンズ系５７、５８からなる第２結像光学系と、これらの結像光学系の間に挿入されたマイクロレンズアレイ５５と、アパーチャアレイ５９とから構成されている。マイクロレンズアレイ５５は、ＤＭＤ５０の各画素に対応する多数のマイクロレンズ５５ａが２次元状に配列されてなるものである。アパーチャアレイ５９は、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａに対応する多数のアパーチャ（開口）５９ａが形成されてなるものである。
【００３３】
ファイバアレイ光源６６から射出された光ビームは、ＤＭＤ５０により変調された後、結像光学系５１を経て感光材料１５０に向かい、その光軸方向をｚ方向として射出される。なお同図中において、感光材料１５０は矢印Ｆ方向に副走査送りされる。
【００３４】
結像光学系５１と感光材料１５０との間には、くさび型プリズムペア７３０を有する光路長変更部材７３が配設されている。以下、光路長変更部材７３について図９および図１０を参照して詳しく説明する。
【００３５】
くさび型プリズムペア７３０は、互いに反転した向きで隣接配置されたくさび型プリズム７３０Ａおよびくさび型プリズム７３０Ｂからなる。くさび型プリズム７３０Ａおよびくさび型プリズム７３０Ｂ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に対して斜めに傾く平面で切断して得られる１対のくさび型プリズムを採用することができる。ここでは、上記くさび型プリズム７３０Ａ、くさび型プリズム７３０Ｂは屈折率１．５１のガラスで形成されたものとする。
【００３６】
くさび型プリズム７３０Ｂはベースプリズムホルダ７３１Ｂにマウントされ、その両端にはスライドベース７３２Ｂが配設されている。くさび型プリズム７３０Ａはプリズムホルダ７３１Ａにマウントされ、その両端にはスライドベース７３２Ｂ上を移動するスライダ７３２Ａが配設されている。くさび型プリズム７３０Ａ、プリズムホルダ７３１Ａおよびスライダ７３２Ａは、駆動部７３６によりスライドするスライド部７３５を構成している。
【００３７】
くさび型プリズム７３０Ａとくさび型プリズム７３０Ｂとの組み合わせにより、対向している各斜面Ｈ３、Ｈ１の間に厚さｔ（例えば、１０μｍ）の空気層７４０が形成される。この空気層７４０を介して平行平板が形成されるように、くさび型プリズム７３０Ａおよびくさび型プリズム７３０Ｂがそれぞれプリズムホルダ７３１Ａおよびベースプリズムホルダ７３１Ｂにマウントされている。また、スライドベース７３２Ｂとスライダ７３２Ａとの組合せによってリニアスライドが構成され、駆動部７３６が、くさび型プリズム７３０Ａとくさび型プリズム７３０Ｂの互いの位置を空気層の厚さｔが変化しないようにスライド部７３５を１方向（図中矢印ｕ方向）に相対的に移動させる。このスライド部７３５の移動により一対のくさび型プリズム７３０Ａ、７３０Ｂの組み合わせによって形成される平行平板の実質的な厚さ（上記のように形成された平行平板の厚さから空気層の厚さｔを除いた厚さ）を変更し、これにより感光材料１５０と結像光学系５１との間の光路長の補正を行なう。光路長は、平行平板の実質的な厚さに平行平板の屈折率を乗じた値である。
【００３８】
図１０（Ａ）および（Ｂ）に、くさび型プリズム７３０Ａ、７３０Ｂをｕ方向に移動させ、光路長を変更することにより、ｚ方向の合焦位置が変化した様子を示す。上記光路長の変更による合焦位置の変化量δは、上記くさび型プリズムペア７３０の厚さの変化量をε、くさび型プリズムの屈折率をｎとしたときに、δ＝ε（（ｎ−１）／ｎ）の式により求めることができる。
【００３９】
なお、プリズムホルダ７３１Ａおよびベースプリズムホルダ７３１Ｂのそれぞれには、結像光学系５１から射出された光を一対のくさび型プリズム７３０Ａ、７３０Ｂを通して感光材料１５０に伝播させるための開口７３３Ａおよび７３３Ｂが設けられている。
【００４０】
駆動部７３６は、マイクロメータヘッド７３７のシンブル７３７ａをステッピングモータ７３８で回転して、このマイクロメータヘッド７３７のスピンドル７３７ｂを出し入れすることによりスライド部７３５を移動させるものである。この駆動部７３６の駆動は、コントローラ１９０のスキャナ制御部により制御される。
【００４１】
光路長変更部材７３は、不図示の支持部材により、ｘ軸およびｙ軸の周りに回転可能に配設されている。ここでは光路長変更部材７３の基準状態を、一対のくさび型プリズム７３０Ａ、７３０Ｂの組み合わせによって形成される平行平板の平行平面となる平面Ｈ２、Ｈ４が結像光学系５１から射出される光ビームの光軸方向（ｚ方向）と直交する向きに配置されている状態とする。
【００４２】
図１１はｙｚ平面における図であり、光路長変更部材７３を基準状態からｘ軸の周りにθｘ回転するように光軸に対して傾斜させた状態を示す図である。この回転により、光ビームはくさび型プリズム７３０により形成される平行平板の平行平面と直交しなくなり、光ビームは光路長変更部材７３の平面Ｈ２、Ｈ４で屈折する。その結果、光路長変更部材７３からの出射光は入射光に対しｙ方向にΔｙだけシフトし、基準状態と比べて、感光材料１５０上における露光位置をΔｙだけ変更させることができる。すなわち、光路長変更部材７３をｘ軸の周りに回転させることにより、感光材料１５０上におけるｙ方向の露光位置を補正できる。なお、Δｙはスネルの法則を用いることにより求められ、厚みｄ、傾斜角θｘ、屈折率ｎの関数となる。
【００４３】
本実施形態においては、光路長変更部材７３の回転は、コントローラ１９０に接続されているピエゾアクチュエータ７６により制御され、その回転角は、一端が光路長変更部材７３に固定され、他端が固定端に固定された板バネ７７の一面に貼付された歪ゲージ７８を用いて板バネ７７のたわみを求めることにより測定される。
【００４４】
同様に光路長変更部材７３をｙ軸の周りに回転するように光軸に対して傾斜させることにより、ｘ方向の露光位置を補正することができる。図１１では図示を省略しているが、ｙ軸の周りの回転を制御するピエゾアクチュエータ、およびその回転角を測定する板バネ、歪ゲージが設けられている。
【００４５】
以上より、ｚ方向の露光位置については、光路長変更部材７３により光路長を変更して制御し、ｘ方向およびｙ方向の露光位置については、光路長変更部材７３を光軸に対して傾斜させることにより制御する。これらにより、ｘ方向、ｙ方向、ｚ方向について光ビームの合焦位置を制御し、露光位置を補正することができる。
【００４６】
次に、上記構成の露光装置１００の動作について説明する。まず、露光装置１００では、画像情報に応じて変調された光ビームにより感光材料１５０を走査露光する露光手段である露光ヘッド１６６と、感光材料１５０とが、ステージ１５２により副走査方向（ｙ方向）へ相対移動する。この感光材料１５０に対し、検出ユニット１８０のＣＣＤカメラ１８２は感光材料１５０に設けられた露光位置の基準部を検出して、アライメント測定する。
【００４７】
変位センサ１８４は、感光材料１５０と露光ヘッド１６６の相対位置を測定し、その測定情報をコントローラ１９０のスキャナ制御部へ出力する。コントローラ１９０は、この測定情報に基づいて、まず、くさび型プリズムペア７３０の厚みを決定する。
【００４８】
変位センサ１９２、１９４、１９６は、感光材料１５０に対する露光ヘッドの相対位置を測定し、その測定情報をコントローラ１９０のスキャナ制御部へ出力する。相対位置の測定情報には、ｘ方向位置、２つのｙ方向位置が含まれ、スキャナ制御部ではこれらからステージの位置（ｘ、ｙ方向位置）およびステージの姿勢（ｚ軸周りの回転角）を算出する。これらの算出は公知の方法により可能である。この算出結果から、ｘ方向またはｙ方向の補正すべきシフト量を求め、このシフト量と、上記のくさび型プリズムペア７３０の厚みから、光路長変更部材７３をｘ軸またはｙ軸の周りに回転させるべき回転角を算出する。上述したように、光路長変更部材７３の傾斜によるｘ方向またはｙ方向の露光位置のシフト量は、厚みｄ、傾斜角θ、屈折率ｎの関数となるため、予めマッピングデータを作成しておき、厚みが決定した時点でそのマッピングデータを参照して回転角を決定してもよい。上記算出より得られた厚み、回転角となるように、駆動部７３６、各ピエゾアクチュエータを駆動させて、ｚ方向、ｘ方向およびｙ方向の露光位置を補正する。
【００４９】
上記のように補正された露光位置にて露光を行い、露光時においても所定タイミングで、変位センサ１８４、１９２、１９４、１９６により、感光材料１５０と露光ヘッドとの相対位置を測定し、正しい位置に光ビームが合焦するように、ｚ方向、ｘ方向およびｙ方向の露光位置を補正する。このように露光中に測定、補正制御を行うことで、振動が発生した場合でも、リアルタイムに露光位置を補正することができ、露光位置ずれによる画像劣化や濃度ムラを防ぐことができる。
【００５０】
なお、上記では、光路長変更部材７３を傾斜させることにより、ｘ方向およびｙ方向の両方向の露光位置ずれを補正するようにしたが、これに限定するものではなく、ｘ方向およびｙ方向のいずれか一方のみ補正するようにしてもよい。例えば、光路長変更部材７３の傾斜によりｘ方向のみ露光位置ずれを補正して、ｙ方向の露光位置ずれは、ステージ１５２送り等の別の方法により補正してもよい。
【００５１】
次に、本発明の第２の実施形態による露光装置２００について説明する。この露光装置２００は、第１の実施形態による露光装置１００と比べると、図１２に示すように露光ヘッド１６６と感光材料１５０の間にさらに平行平板２７４を有する露光位置変更部材２７３を追加した点が主に異なる。以下、この点に注目して説明し、第１の実施形態と同様の構成については、重複説明を省略する。
【００５２】
本実施形態においては、露光ヘッド１６６と感光材料１５０の間に光路長変更部材１７３および平行平板２７３が配置されている。光路長変更部材１７３を第１の実施形態の光路長変更部材７３と比較すると、ｘ軸の周りにのみ回転可能に配置され、回転を制御するピエゾアクチュエータ、およびその回転角を測定する板バネ、歪ゲージはｘ軸周りの回転に関してのみ設けられている点が異なる。光路長変更部材１７３のその他の構成は第１の実施形態の光路長変更部材７３と同様であり、光路長変更部材１７３もまたくさび型プリズムペア７３０を有する。
【００５３】
露光位置変更部材２７３は、光透過性を有するガラス等の材質からなる平行平板２７４を有する。その入射面および反射面は平面に構成された平行板である。露光位置変更部材２７３はｙ軸の周りに回転可能に配設され、第１の実施形態の光路長変更部材７３と同様に、ｙ軸の周りの回転を制御するピエゾアクチュエータ２７６、およびその回転角を測定する板バネ２７７、歪ゲージ２７８が設けられている。
【００５４】
上記構成により、本実施形態では、ｘ方向の露光位置ずれの補正は、露光位置変更部材２７３をｙ軸の周りに回転させることにより行い、ｙ方向の露光位置ずれの補正は、光路長変更部材１７３をｘ軸の周りに回転させることにより行う。ｚ方向の露光位置ずれの補正は、第１の実施形態と同様に光路長変更部材１７３により光路長を変更することにより行う。本実施形態においても、第１の実施形態と同様に露光位置ずれを防止することができる。
【００５５】
ｘ方向、ｙ方向の補正にいずれの部材を用いるかは上記例に限定されず、上記とは逆に、露光位置変更部材２７３はｘ軸の周りに回転可能に配設されてｙ方向の露光位置ずれを補正し、光路長変更部材１７３はｙ軸の周りに回転可能に配設されてｘ方向の露光位置ずれを補正するようにしてもよい。
【００５６】
なお、上記では、露光ヘッド１６６ごとに露光位置ずれの補正手段を設ける例について説明したが、図１３に示すように複数の露光ヘッド１６６に対して１つの露光位置変更部材を設けてもよい。図１３に示す例では、４つの露光ヘッド１６６の露光領域を覆うサイズの平行平板３７４を有する露光位置変更部材３７３を採用している。この場合は、露光位置変更部材３７３を支持するように露光位置変更部材３７３の下方四隅にそれぞれボイスコイルモータ３７６を設け、各ボイスコイルモータ３７６を個別に制御して駆動させることにより露光位置変更部材３７３を光ビームの光軸に対して傾斜させる。このときの傾斜角は露光位置変更部材３７３の上方に設けられたレーザ変位計３７８で測定する。図１３（Ａ）は平面図であり、図１３（Ｂ）は側面図、図１３（Ｃ）は図１３（Ｂ）と直角な方向から見た側面図である。このような構成をとることにより、複数の露光ヘッド１６６に対し一括して露光位置ずれを補正できる。
【００５７】
なお、上記例におけるピエゾアクチュエータ等の駆動手段やレーザ測長器等の測定手段は限定的なものではなく、他の手段を用いてもよい。
【００５８】
また、上記では、空間光変調素子としてＤＭＤを備えた露光ヘッドについて説明したがこのような反射型空間光変調素子の他に、透過型空間光変調素子（ＬＣＤ）を使用することもできる。例えば、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）タイプの空間光変調素子（ＳＬＭ；Ｓｐａｃｉａｌ  Ｌｉｇｈｔ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）や、電気光学効果により透過光を変調する光学素子（ＰＬｚＴ素子）や液晶光シャッタ（ＦＬＣ）等の液晶シャッターアレイなど、ＭＥＭＳタイプ以外の空間光変調素子を用いることも可能である。さらに、ＧＬＶ（ＧｒａｔｉｎｇＬｉｇｈｔＶａｌｖｅ）を複数ならべて二次元状に構成したものを用いることもできる。これらの反射型空間光変調素子（ＧＬＶ）や透過型空間光変調素子（ＬＣＤ）を使用する構成では、上記したレーザの他にランプ等も光源として使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる露光装置の構成を示す斜視図
【図２】本発明の第１の実施形態にかかる露光装置の構成を示す平面図
【図３】図１の露光装置のスキャナの構成を示す斜視図
【図４】（Ａ）は感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図、（Ｂ）は各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図
【図５】図１の露光装置の露光ヘッドの概略構成を示す斜視図
【図６】図５の露光ヘッドの構成を示す断面図
【図７】デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）の構成を示す部分拡大図
【図８】（Ａ）および（Ｂ）はＤＭＤの動作を説明するための説明図
【図９】光路長変更部材の構成を示す図
【図１０】ｚ方向の露光位置の補正を説明する図
【図１１】ｙ方向の露光位置の補正を説明する図
【図１２】本発明の第２の実施形態にかかるｘ方向の露光位置の補正を説明する図
【図１３】本発明の変形例にかかる露光位置の補正を説明する図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）、（Ｃ）は側面図
【符号の説明】
【００６０】
５０    デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）
５１    結像光学系
５２、５４    レンズ系
５５    マイクロレンズアレイ
５６、５６Ａ、５６Ｂ、５６Ｃ、５６Ｄ    マイクロレンズ
５９    アパーチャアレイ
６２    マイクロミラー
６６    ファイバアレイ光源
６７    レンズ系
６８    レーザ出射部
７１    集光レンズ
７２    ロッドインテグレータ
７３    光路長変更部材
７６、２７６    ピエゾアクチュエータ
７７、２７７    板バネ
７８、２７８    歪ゲージ
１００    露光装置
１５０    感光材料
１５１    被露光面
１５２    ステージ
１６２    スキャナ
１６６    露光ヘッド
１６８    露光エリア
１７０    露光済み領域
１８４、１９２、１９４、１９６    変位センサ
１９３、１９５、１９７    ミラー
２７３、３７３    露光位置変更部材
２７４、３７４    平行平板
３７６    ボイスコイルモータ
３７８    レーザ変位計
７３０    くさび型プリズムペア
【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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