(57)【要約】【課題】描画精度の低下を抑制して、高い描画精度を担保できる技術を提供する。【解決手段】描画装置１は、ステージに保持された基板Ｗに光を照射する光学ユニットを備える。光学ユニットは、光源と、光源から出射された光を基板Ｗに導く光路上に配置された１以上の光学部品と、光路の少なくとも一部を通過させる内部空間Ｖを形成する収容部４７１と、内部空間Ｖにおいて、当該内部空間Ｖを通過する光路上に配置される光学部品を支持する支持部４０１と、内部空間Ｖを減圧する減圧部４７２と、支持部４０１と収容部４７１の外部に配置されている基体部４００とを連結する連結部４７３とを備える。【選択図】図４
2013207062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にパターンを描画する描画装置であって、
基板を保持する保持部と、
前記保持部に保持された基板に光を照射する光照射部と、
前記保持部と前記光照射部とを相対的に移動させる相対移動部と、
を備え、
前記光照射部が、
光源と、
前記光源から出射された光を前記基板に導く光路上に配置された１以上の光学部品と、
内部に密閉された内部空間を形成し、前記内部空間に前記光路の少なくとも一部を通過させる収容部と、
前記内部空間において、前記１以上の光学部品のうち、前記内部空間を通過する光路上に配置される光学部品を支持する支持部と、
前記内部空間を減圧する減圧部と、
前記支持部と前記収容部の外部に配置されている基体部とを連結する連結部と、
を備える、描画装置。
【請求項２】
請求項１に記載の描画装置であって、
前記１以上の光学部品に、
前記光路上に配置され、前記光源から出射された光に、基板に描画すべきパターンに応じた変調を施す変調部、が含まれ、
前記収容部が、
前記光路のうち、前記変調部よりも下流側の光路を前記内部空間に通過させる、
描画装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の描画装置であって、
内部に前記連結部を挿通させつつ、前記収容部と前記基体部との間を気密封止するベローズ、
を備える、描画装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の描画装置であって、
前記１以上の光学部品に、
前記光路上に配置され、前記光源から出射された光に、基板に描画すべきパターンに応じた変調を施す変調部と、
前記光路のうち、前記変調部の下流側の光路上に配置された補正用光学部品と、
が含まれ、
前記光照射部が、
前記補正用光学部品の状態を変更して前記補正用光学部品よりも下流側の光路をシフトさせる状態変更部、
を備え、
前記収容部が、
前記光路のうち、前記補正用光学部品よりも下流側の光路を前記内部空間に通過させる、
描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に光を照射して、パターン（例えば、回路パターン）等を形成する技術に関する。なお、ここでいう「基板」には、半導体基板、プリント基板、液晶表示装置等に具備されるカラーフィルタ用基板、液晶表示装置やプラズマ表示装置等に具備されるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、太陽電池用パネルなどの各種基板等を含む。
【背景技術】
【０００２】
基板上に塗布された感光材料にパターンを描画するにあたって、近年では、例えば、ＣＡＤデータ等に応じて変調した光ビーム（描画光）によって基板上の感光材料を走査することにより、当該感光材料に直接パターンを露光する描画装置が注目されている。この描画装置は、例えば、光ビームを画素単位でオン／オフ変調するための空間光変調器（例えば、光源から供給される光ビームを反射して基板上に与えるオン状態と、光ビームをオン状態とは異なる方向に向けて反射させるオフ状態とを、露光パターンを表現した制御信号によって画素単位で切り換える反射型の空間変調器）を備える描画ヘッドから、描画ヘッドに対して相対的に移動される基板に対して描画光を照射して、基板にパターンを描画する。
【０００３】
ところで、描画装置においては高い描画精度が要求される。すなわち、空間光変調器にて変調された光ビームを感光材料上の目標位置に高精度に照射できる機能が要求される。
【０００４】
描画精度の低下を抑制すべく、従来各種の技術が提案されている。例えば、描画精度を低下させる要因の一つとして、外部からの振動が挙げられる。この点に関し、例えば特許文献１には、投影光学系の鏡筒を、防振台を介して装置のボディに支持することが記載されている。この構成によると、外部からの振動が鏡筒内の光学部品に伝達しにくくなり、外部振動に起因する描画精度の低下が抑制される。また、描画精度を低下させる要因の一つとして、発熱に伴う部材の変形が挙げられる。この点に関し、例えば特許文献２には、熱源および光学部材を囲む鏡筒の内壁を高輻射率に形成することが記載されている。この構成によると、熱源から発せられた熱が鏡筒で吸収されることにより光学部品の昇温が抑制され、光学部品の熱変形に起因する描画精度の低下が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１０１４９２号公報
【特許文献２】特開２００４−２４６０３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、描画精度を低下させる要因の一つとして、光の揺らぎが挙げられる。例えば、光源から基板に至るまでの光路の途中、あるいは、当該光路の付近に熱源となる部材（例えば、モータ）が存在すると、光路付近に熱対流が発生し、その結果、光路を進行する光に揺らぎが生じ得る。光に揺らぎが生じてしまうと、基板上の目標位置から微小にずれた位置に光が照射されてしまう、光が基板の上面に適切に結像されない、等といった現象が生じる可能性があり、描画精度の低下につながり得る。
【０００７】
この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、描画精度の低下を抑制して、高い描画精度を担保できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様は、基板にパターンを描画する描画装置であって、基板を保持する保持部と、前記保持部に保持された基板に光を照射する光照射部と、前記保持部と前記光照射部とを相対的に移動させる相対移動部と、を備え、前記光照射部が、光源と、前記光源から出射された光を前記基板に導く光路上に配置された１以上の光学部品と、内部に密閉された内部空間を形成し、前記内部空間に前記光路の少なくとも一部を通過させる収容部と、前記内部空間において、前記１以上の光学部品のうち、前記内部空間を通過する光路上に配置される光学部品を支持する支持部と、前記内部空間を減圧する減圧部と、前記支持部と前記収容部の外部に配置されている基体部とを連結する連結部と、を備える。
【０００９】
第２の態様は、第１の態様に係る描画装置であって、前記１以上の光学部品に、前記光路上に配置され、前記光源から出射された光に、基板に描画すべきパターンに応じた変調を施す変調部、が含まれ、前記収容部が、前記光路のうち、前記変調部よりも下流側の光路を前記内部空間に通過させる。
【００１０】
第３の態様は、第１または第２の態様に係る描画装置であって、内部に前記連結部を挿通させつつ、前記収容部と前記基体部との間を気密封止するベローズ、を備える。
【００１１】
第４の態様は、第１から第３のいずれかの態様に係る描画装置であって、前記１以上の光学部品に、前記光路上に配置され、前記光源から出射された光に、基板に描画すべきパターンに応じた変調を施す変調部と、前記光路のうち、前記変調部の下流側の光路上に配置された補正用光学部品と、が含まれ、前記光照射部が、前記補正用光学部品の状態を変更して前記補正用光学部品よりも下流側の光路をシフトさせる状態変更部、を備え、前記収容部が、前記光路のうち、前記補正用光学部品よりも下流側の光路を前記内部空間に通過させる。
【発明の効果】
【００１２】
第１の態様によると、光照射部における光路の少なくとも一部を通過させる収容部の内部空間を減圧状態とすることができるので、当該内部空間において光の揺らぎが発生することを抑制することができる。これによって、光の揺らぎに起因する描画精度の低下を抑制できる。その一方で、収容部の内部空間を通過する光路上に配置される光学部品は、支持部および連結部を介して、収容部の外部に配置されている基体部に支持される。これによって、光路上に配置された光学部品の位置ずれに起因する描画精度の低下も抑制できる。つまり、この態様によると、光の揺らぎに起因する描画精度の低下を抑制できるとともに、光路上に配置された光学部品の位置ずれに起因する描画精度の低下も抑制できるので、高い描画精度を担保できる。
【００１３】
第２の態様によると、変調部よりも下流側の光路が、収容部の内部空間を通過する。この構成によると、変調部にて変調が施された光の揺らぎが生じにくくなる。したがって、描画精度の低下を効果的に抑制できる。
【００１４】
第３の態様によると、内部に連結部を挿通させつつ、収容部と基体部との間を気密封止するベローズを備える。この構成によると、収容部の内部空間が減圧されることによって収容部に比較的大きな変形が生じたとしても、これがベローズにて吸収されるので、収容部の変形に伴って連結部が変形するおそれもなく、光路上に配置されている部品の位置ずれが確実に回避される。
【００１５】
第４の態様によると、補正用光学部品よりも下流側の光路が、収容部の内部空間を通過する。この構成によると、光路を補正された後の光に、揺らぎが生じにくいように担保される。したがって、変調部にて変調が施された光が、最終的な補正位置に正確に照射される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】描画装置の側面図である。
【図２】描画装置の平面図である。
【図３】制御部のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図４】光学ユニットの一部要素の構成を模式的に示す図である。
【図５】描画装置において実行される処理の全体の流れを示す図である。
【図６】描画処理を説明するための図である。
【図７】変形例に係る光学ユニットの一部要素の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。なお、以下の説明において参照される各図には、各部材の位置関係や動作方向を明確化するために、共通のＸＹＺ直交座標系およびθ軸が適宜付されている。
【００１８】
＜１．装置構成＞
第１の実施の形態に係る描画装置１の構成について、図１、図２を参照しながら説明する。図１は、描画装置１の構成を模式的に示す側面図である。図２は、描画装置１の構成を模式的に示す平面図である。
【００１９】
描画装置１は、レジスト等の感光材料の層が形成された基板Ｗの上面に光を照射して、パターン（回路パターン）等を露光する露光装置である。なお、基板Ｗは、半導体基板、プリント基板、カラーフィルタ用基板、液晶表示装置やプラズマ表示装置に具備されるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、太陽電池用パネルなどの各種基板のいずれであってもよい。図においては、円形の半導体基板が例示されている。
【００２０】
描画装置１は、本体フレーム１０１で構成される骨格の天井面および周囲面にカバーパネル（図示省略）が取り付けられることによって形成される本体内部と、本体フレーム１０１の外側である本体外部とに、各種の構成要素を配置した構成となっている。
【００２１】
描画装置１の本体内部は、処理領域１０２と受け渡し領域１０３とに区分されている。処理領域１０２には、主として、基板Ｗを保持するステージ１０、ステージ１０を移動させるステージ駆動機構２０、ステージ１０の位置を計測するステージ位置計測部３０、基板Ｗの上面に光を照射する２個の光学ユニット４０，４０、基板Ｗの面内における描画予定領域を撮像する２個の先行撮像部５０，５０、および、基板Ｗの面内に形成されているアライメントマークを撮像するアライメント撮像部６０が配置される。一方、受け渡し領域１０３には、処理領域１０２に対する基板Ｗの搬出入を行う搬送装置７０とプリアライメント部８０とが配置される。
【００２２】
描画装置１の本体外部であって、受け渡し領域１０３に隣接する位置には、カセットＣを載置するためのカセット載置部１０４が配置される。受け渡し領域１０３に配置された搬送装置７０は、カセット載置部１０４に載置されたカセットＣに収容された未処理の基板Ｗを取り出して処理領域１０２に搬入するとともに、処理領域１０２から処理済みの基板Ｗを搬出してカセットＣに収容する。カセット載置部１０４に対するカセットＣの受け渡しは外部搬送装置（図示省略）によって行われる。
【００２３】
また、描画装置１は、描画装置１が備える各部と電気的に接続されて、これら各部の動作を制御する制御部９０を備える。
【００２４】
以下において、描画装置１が備える各部の構成について説明する。
【００２５】
＜ステージ１０＞
ステージ１０は、平板状の外形を有し、その上面に基板Ｗを水平姿勢に載置して保持する保持部である。ステージ１０の上面には、複数の吸引孔（図示省略）が形成されており、この吸引孔に負圧（吸引圧）を形成することによって、ステージ１０上に載置された基板Ｗをステージ１０の上面に固定保持することができるようになっている。
【００２６】
＜ステージ駆動機構２０＞
ステージ駆動機構２０は、ステージ１０を基台１０５に対して移動させる機構であり、ステージ１０を主走査軸（Ｙ軸）、副走査軸（Ｘ軸）、および回転軸（Ｚ軸周りの回転軸（θ軸））のそれぞれに沿って移動させる。ステージ駆動機構２０は、具体的には、ステージ１０を回転させる回転機構２１と、回転機構２１を介してステージ１０を支持する支持プレート２２と、支持プレート２２を副走査軸に沿って移動させる副走査機構２３とを備える。ステージ駆動機構２０は、さらに、副走査機構２３を介して支持プレート２２を支持するベースプレート２４と、ベースプレート２４を主走査軸に沿って移動させる主走査機構２５とを備える。
【００２７】
回転機構２１は、ステージ１０の上面（基板Ｗの載置面）の中心を通り、当該載置面に垂直な回転軸Ａを中心としてステージ１０を回転させる。回転機構２１は、例えば、上端が載置面の裏面側に固着され、鉛直軸に沿って延在する回転軸部２１１と、回転軸部２１１の下端に設けられ、回転軸部２１１を回転させる駆動部（例えば、回転モータ）２１２とを含む構成とすることができる。この構成においては、駆動部２１２が回転軸部２１１を回転させることにより、ステージ１０が水平面内で回転軸Ａを中心として回転することになる。
【００２８】
副走査機構２３は、支持プレート２２の下面に取り付けられた移動子とベースプレート２４の上面に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ２３１とを有している。また、ベースプレート２４には、副走査軸に沿って延びる一対のガイド部材２３２，２３２が敷設されており、各ガイド部材２３２と支持プレート２２との間には、ガイド部材２３２に摺動しながら当該ガイド部材２３２に沿って移動可能なボールベアリング２３３が設置されている。つまり、支持プレート２２は、当該ボールベアリング２３３を介して一対のガイド部材２３２上に支持される。この構成においてリニアモータ２３１を動作させると、支持プレート２２はガイド部材２３２に案内された状態で副走査軸に沿って滑らかに移動する。
【００２９】
主走査機構２５は、ベースプレート２４の下面に取り付けられた移動子と描画装置１の基台１０５上に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ２５１を有している。また、基台１０５には、主走査軸に沿って延びる一対のガイド部材２５２，２５２が敷設されており、各ガイド部材２５２とベースプレート２４との間には例えばエアベアリング２５３が設置されている。エアベアリング２５３にはユーティリティ設備から常時エアが供給されており、ベースプレート２４は、エアベアリング２５３によってガイド部材２５２上に非接触で浮上支持される。この構成においてリニアモータ２５１を動作させると、ベースプレート２４はガイド部材２５２に案内された状態で主走査軸に沿って摩擦なしで滑らかに移動する。
【００３０】
＜ステージ位置計測部３０＞
ステージ位置計測部３０は、ステージ１０の位置を計測する機構であり、ステージ１０外からステージ１０に向けてレーザ光を出射するとともにその反射光を受光し、当該反射光と出射光との干渉からステージ１０の位置（具体的には、主走査軸に沿う位置（Ｙ位置）、および、回転軸に沿う位置（θ位置））を計測する、干渉式のレーザ測長器により構成される。
【００３１】
ステージ位置計測部３０は、例えば、ステージ１０の−Ｙ側の側面に取り付けられるとともに、−Ｙ側の面に主走査軸に垂直な反射面を備えるプレーンミラー３１と、ステージの−Ｙ側において基台１０５に対して固定される各部（具体的には、レーザ光源３２、スプリッタ３３、第１リニア干渉計３４、第１レシーバ３５、第２リニア干渉計３６および第２レシーバ３７）とを備える構成とすることができる。
【００３２】
このステージ位置計測部３０においては、レーザ光源３２から出射されたレーザ光は、スプリッタ３３により２分割され、一方のレーザ光の一部が第１リニア干渉計３４を介してプレーンミラー３１上の第１の部位に入射し、プレーンミラー３１からの反射光が、第１リニア干渉計３４において元のレーザ光の一部（これが参照光として利用される）と干渉して第１レシーバ３５により受光される。第１レシーバ３５における、反射光と参照光との干渉後の強度変化に基づいて、第１リニア干渉計３４とプレーンミラー３１との主走査軸に沿う離間距離が特定される。この第１レシーバ３５からの出力に基づいて、専門の演算回路（図示省略）にてステージ１０の主走査方向における位置（Ｙ位置）が求められる。
【００３３】
一方、レーザ光源３２から出射されてスプリッタ３３により分割された他方のレーザ光の一部は、取付台３８の内部を＋Ｘ側から−Ｘ側へと通過し、第２リニア干渉計３６を介してプレーンミラー３１に入射する。ここで、第２リニア干渉計３６からのレーザ光は、プレーンミラー３１上の第１の部位から副走査軸に沿って一定距離だけ離間したプレーンミラー３１上の第２の部位に入射することになる。プレーンミラー３１からの反射光は、第２リニア干渉計３６において元のレーザ光の一部と干渉して第２レシーバ３７により受光される。第２レシーバ３７における、反射光と参照光との干渉後の強度変化に基づいて、第２リニア干渉計３６とプレーンミラー３１との主走査軸に沿う離間距離が特定される。第２レシーバ３７からの出力と上述した第１レシーバ３５からの出力に基づいて、専門の演算回路（図示省略）にてステージ１０の回転角度が求められる。
【００３４】
＜光学ユニット４０＞
光学ユニット４０は、ステージ１０上に保持された基板Ｗの上面に光を照射して基板Ｗにパターンを描画するための機構である。上述したとおり、描画装置１は２個の光学ユニット４０，４０を備える。一方の光学ユニット４０は、例えば、基板Ｗの＋Ｘ側半分の露光を担当し、他方の光学ユニット４０は、例えば、基板Ｗの−Ｘ側半分の露光を担当する。これら２個の光学ユニット４０，４０は、ステージ１０およびステージ駆動機構２０を跨ぐようにして基台１０５上に架設されたフレーム１０７に、間隔をあけて固設される。なお、２個の光学ユニット４０，４０の間隔は必ずしも一定に固定されている必要はなく、光学ユニット４０，４０の一方あるいは両方の位置を変更可能とする機構を設けて、両者の間隔を調整可能としてもよい。光学ユニット４０の具体的な構成および動作については後に説明する。
【００３５】
＜先行撮像部５０＞
先行撮像部５０は、ステージ１０に保持された基板Ｗの上面の部分領域を、当該部分領域にパターンが描画されるのに先立って、撮像するための機構である。上述したとおり、描画装置１は２個の先行撮像部５０，５０を備えている。各先行撮像部５０は、いずれかの光学ユニット４０と対応付けられる。
【００３６】
後に明らかになるように、各光学ユニット４０は、基板Ｗに対して相対的に移動しながら基板Ｗに描画光を照射するところ、各先行撮像部５０は、光学ユニット４０とともに基板Ｗに対して相対移動しながら、対応する光学ユニット４０について、当該相対移動方向（この実施の形態においては、例えば、−Ｙ方向）の下流側に配置され、基板Ｗの面内における、対応する光学ユニット４０の真下の位置（すなわち、当該光学ユニット４０から描画光が照射される位置）よりも当該相対移動方向について所定距離だけ下流側の位置を撮像する。つまり、先行撮像部５０は、基板Ｗの部分領域であって、パターンが描画される予定の領域（描画予定領域）を、当該描画予定領域に光学ユニット４０から描画光が照射されるのに先だって撮像する。これによって、当該描画予定領域に形成されている下層パターンを撮像した撮像データが取得されることになる。
【００３７】
先行撮像部５０は、例えば、光源と、鏡筒と、対物レンズと、ＣＣＤ等のリニアイメージセンサ（一次元イメージセンサ）により構成される撮像素子とを含んで構成することができる。ただし、先行撮像部５０の光源からは、基板Ｗ上のレジスト等を感光させない波長の光が出射される。上記の構成の場合、光源から出射される光が、鏡筒を介して基板Ｗの上面に導かれ、その反射光が、対物レンズを介して撮像素子で受光される。これによって、基板Ｗの上面の撮像データが取得されることになる。先行撮像部５０は、制御部９０と電気的に接続されており、制御部９０からの指示に応じて基板Ｗの上面を撮像して撮像データを取得し、取得した撮像データを制御部９０に送信する。
【００３８】
＜アライメント撮像部６０＞
アライメント撮像部６０は、基板Ｗの面内に形成されたアライメントマークを撮像する。アライメント撮像部６０は、照明ユニット６０１から延びるファイバと接続される。また、アライメント撮像部６０は、例えば、鏡筒、対物レンズ、および、ＣＣＤ等のエリアイメージセンサ（二次元イメージセンサ）により構成される撮像素子を含んで構成される。この構成において、照明ユニット６０１から出射される光はファイバによって鏡筒に導かれ、鏡筒を介して基板Ｗの上面に導かれる。そして、その反射光が、対物レンズを介してエリアイメージセンサで受光される。これによって、基板Ｗの上面の撮像データが取得されることになる。ただし、撮像に用いられる照明光は、基板Ｗ上のレジスト等を感光させない波長の光が採用される。アライメント撮像部６０は、制御部９０と電気的に接続されており、制御部９０からの指示に応じて基板Ｗの面内の所定の位置を撮像し、取得された撮像データを制御部９０に送信する。なお、アライメント撮像部６０はオートフォーカス可能なオートフォーカスユニットをさらに備えていてもよい。
【００３９】
＜搬送装置７０＞
搬送装置７０は、基板Ｗを支持するための２本のハンド７１，７１と、ハンド７１，７１を独立に移動させるハンド駆動機構７２とを備える。各ハンド７１は、ハンド駆動機構７２によって駆動されることにより進退移動および昇降移動されて、ステージ１０に対する基板Ｗの受け渡しを行う。
【００４０】
＜プリアライメント部８０＞
プリアライメント部８０は、基板Ｗの回転位置を粗く補正する装置である。プリアライメント部８０は、例えば、回転可能に構成された載置台と、載置台に載置された基板Ｗの外周縁の一部に形成された切り欠き部（例えば、ノッチ、オリエンテーションフラット等）の位置を検出するセンサと、載置台を回転させる回転機構とから構成することができる。この場合、プリアライメント部８０におけるプリアライメント処理は、まず、載置台に載置された基板Ｗの切り欠き部の位置をセンサで検出し、続いて、回転機構が、当該切り欠き部の位置が定められた位置となるように載置台を回転させることによって行われる。
【００４１】
＜制御部９０＞
制御部９０は、描画装置１が備える各部と電気的に接続されており、各種の演算処理を実行しつつ描画装置１の各部の動作を制御する。
【００４２】
図３は、制御部９０のハードウエア構成を示すブロック図である。制御部９０は、例えば、ＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、記憶装置９４等がバスライン９５を介して相互接続された一般的なコンピュータによって構成されている。ＲＯＭ９２は基本プログラム等を格納しており、ＲＡＭ９３はＣＰＵ９１が所定の処理を行う際の作業領域として供される。記憶装置９４は、フラッシュメモリ、あるいは、ハードディスク装置等の不揮発性の記憶装置によって構成されている。記憶装置９４にはプログラムＰが格納されており、このプログラムＰに記述された手順に従って、主制御部としてのＣＰＵ９１が演算処理を行うことにより、各種機能が実現されるように構成されている。プログラムＰは、通常、予め記憶装置９４等のメモリに格納されて使用されるものであるが、ＣＤ−ＲＯＭあるいはＤＶＤ−ＲＯＭ、外部のフラッシュメモリ等の記録媒体に記録された形態（プログラムプロダクト）で提供され（あるいは、ネットワークを介した外部サーバからのダウンロードなどにより提供され）、追加的または交換的に記憶装置９４等のメモリに格納されるものであってもよい。なお、制御部９０において実現される一部あるいは全部の機能は、専用の論理回路等でハードウエア的に実現されてもよい。
【００４３】
また、制御部９０では、入力部９６、表示部９７、通信部９８もバスライン９５に接続されている。入力部９６は、各種スイッチ、タッチパネル等により構成されており、オペレータから各種の入力設定指示を受け付ける。表示部９７は、液晶表示装置、ランプ等により構成されており、ＣＰＵ９１による制御の下、各種の情報を表示する。通信部９８は、ＬＡＮ等を介したデータ通信機能を有する。
【００４４】
制御部９０においては、プログラムＰに記述された手順に従って主制御部としてのＣＰＵ９１が演算処理を行うことにより描画装置１が備える各部に基板Ｗに対する描画処理を実行させる。制御部９０は、後に明らかになるように、ステージ駆動機構２０を駆動してステージ１０を移動させるとともに、移動されるステージ１０に載置された基板Ｗに対して、光学ユニット４０から、パターンデータＤに応じた空間変調を施された光（描画光）を照射させる。ただし、「パターンデータＤ」は、基板Ｗに描画すべきパターンを記述したデータである。具体的には、パターンデータＤは、例えば、ＣＡＤ（computer aided design）を用いて生成されたＣＡＤデータをラスタライズしたデータであり、光を照射すべき基板Ｗ上の位置情報が画素単位で記録される。制御部９０は、基板Ｗに対する一連の処理に先立って、あるいは、当該処理と並行して、パターンデータＤを取得して、記憶装置９４に格納している。なお、パターンデータＤの取得は、例えばネットワーク等を介して接続された外部端末装置から受信することにより行われてもよいし、記録媒体から読み取ることにより行われてもよい。
【００４５】
＜２．光学ユニット４０＞
＜２−１．構成＞
光学ユニット４０の構成について、図１、図２に加え、図４を参照しながら具体的に説明する。図４は、光学ユニット４０の一部要素の構成を模式的に示す図である。ただし、描画装置１は、上述したとおり２個の光学ユニット４０，４０を備えるが、各光学ユニット４０は、いずれも同じ構成を備える。
【００４６】
光学ユニット４０は、レーザ駆動部４１と、レーザ駆動部４１の駆動を受けて、出力ミラー（図示省略）からレーザ光を出射するレーザ発振器４２とを備える。光学ユニット４０においては、レーザ発振器４２から出射された光を基板Ｗに導く光路が形成され、当該光路の途中に、複数の要素（ここでは、例えば、照明光学系４３、空間光変調ユニット４４、投影光学系４５、および、光路補正部４６等）が配置された構成となっている。より具体的には、光学ユニット４０においては、当該光路上に、当該要素群が備える１以上の光学部品が配置された構成となっている。ただし、この実施の形態においては、ここでいう「１以上の光学部品」に、照明光学系４３が備える各光学部品、空間光変調ユニット４４が備える空間光変調器４４１、投影光学系４５が備える各光学部品（具体的には、各遮断板４５１，４５２および各レンズ４５３〜４５８）、光路補正部４６が備える補正用光学部品（具体的には、一対のウエッジプリズム４６１，４６２）等が含まれる。光学ユニット４０は、さらに、減圧環境形成ユニット４７を備える。レーザ駆動部４１、レーザ発振器４２、および、照明光学系４３は、例えば、天板を形成するボックスの内部に配置される。また、空間光変調ユニット４４、投影光学系４５、光路補正部４６は、例えば、フレーム１０７の＋Ｙ側に取り付けられた付設ボックスの内部に収容される。また、減圧環境形成ユニット４７の一部要素も、当該付設ボックスの内部に収容される。
【００４７】
＜照明光学系４３＞
照明光学系４３は、レーザ発振器４２から出射された光を空間光変調ユニット４４に導く光路（すなわち、光学ユニット４０において形成される光路のうち、空間光変調ユニット４４よりも上流側の部分であり、以下「照明光路」ともいう）上に配置された１以上の光学部品（具体的には、レンズ等）を含んで構成される。照明光学系４３が備える１以上の光学部品は、レーザ発振器４２から出射された光（スポットビーム）を、強度分布が均一な線状の光（光束断面が線状の光であるラインビーム）に変換して、空間光変調ユニット４４に入射させる。
【００４８】
＜空間光変調ユニット４４＞
空間光変調ユニット４４は、光学ユニット４０において形成される光路上における、照明光学系４３よりも下流側の位置に配置され、レーザ発振器４２から出射され、照明光学系４３にてラインビームとされた光に対して、パターンデータＤに応じた変調を施す。空間光変調ユニット４４は、具体的には、入射した光（ラインビーム）を空間変調して、パターンの描画に寄与させる必要光と、パターンの描画に寄与させない不要光とを、互いに異なる方向に反射させる。ただし、光を空間変調させるとは、光の空間分布（振幅、位相、および偏光等）を変化させることを意味する。
【００４９】
空間光変調ユニット４４は、具体的には、光学ユニット４０において形成される光路上に配置され、電気的な制御によって入射光を空間変調させる空間光変調器４４１を備える。空間光変調器４４１は、その反射面の法線が、ミラー４４０を介して入射する入射光の光軸に対して傾斜して配置され、当該入射光を制御部９０の制御に応じて空間変調させる光学部品である。空間光変調器４４１は、例えば、回折格子型の空間変調器（例えば、ＧＬＶ（Grating Light Valve：グレーチング・ライト・バルブ)（「ＧＬＶ」は登録商標）等を利用して構成される。回折格子型の空間変調器は、格子の深さを変更することができる回折格子であり、例えば、半導体装置製造技術を用いて製造される。
【００５０】
空間光変調器４４１の構成例についてより具体的に説明する。空間光変調器４４１は、例えば、複数の空間光変調素子を一次元に並べた構成となっている。各空間光変調素子の動作は、電圧のオン／オフで制御される。すなわち、例えば電圧がオフされている状態においては空間光変調素子の表面は平面となっており、この状態で空間光変調素子に光が入射すると、その入射光は回折せずに正反射する。これにより、正反射光（０次回折光）が発生する。一方、例えば電圧がオンされている状態においては、空間光変調素子の表面には平行な溝が周期的に並んで複数本形成される。この状態で空間光変調素子に光が入射すると、正反射光（０次回折光）は打ち消しあって消滅し、他の次数の回折光（±１次回折光、±２次回折光、および、さらに高次の回折光）が発生する。より正確には、０次回折光の強度が最小となり、他の次数の回折光の強度が最大となる。
【００５１】
空間光変調器４４１は、複数の空間光変調素子のそれぞれに対して独立に電圧を印加可能なドライバ回路ユニットを備えており、各空間光変調素子の電圧が独立して切り換え可能となっている。ドライバ回路ユニットが所期の空間光変調素子に対して電圧を印加することによって、各空間光変調素子にて個々に空間変調された光が形成され、基板Ｗに向けて出射される。空間光変調器４４１が備える空間光変調素子の個数を「Ｎ個」とすると、空間光変調器４４１からは、副走査軸に沿うＮ画素分の空間変調された光（描画光）が出射されることになる。
【００５２】
＜投影光学系４５＞
投影光学系４５は、空間光変調ユニット４４から出射された描画光を基板Ｗに導く光路（すなわち、光学ユニット４０において形成される光路のうち、空間光変調ユニット４４よりも下流側の部分であり、以下「投影光路」ともいう）上に配置された１以上の光学部品を含んで構成される。投影光学系４５は、具体的には、例えば、２枚の遮断板４５１，４５２と、複数のレンズ４５３〜４５８とを含んで構成される。ただし、以下に説明する投影光学系４５の構成は、一例であり、１以上の光学部品がさらに追加されてもよいし、１以上の光学部品が省略されてもよい。
【００５３】
投影光路はＺ軸に沿う光路であり、各遮断板４５１，４５２および複数のレンズ４５３〜４５８のそれぞれは、Ｚ軸に沿って延在する支持部４０１に例えば片持ち状態で支持されることによって、投影光路上に配置される。ただし、各遮断板４５１，４５２および複数のレンズ４５３〜４５８のうちの１以上の部品は、必要に応じて、支持部４０１に沿って移動可能に支持される。なお、複数のレンズ４５３〜４５８のそれぞれは、具体的には、支持部４０１に片持ち状態で支持された収容部材（例えば、レンズブラケット）４０２内に所定姿勢で収容されることによって（あるいは、支持部４０１に片持ち状態で支持されたステージ上に所定姿勢で固定的に載置されることによって）、支持部４０１に対して支持される。ただし、各収容部材４０２には、内部に収容された光学部品を通過する光の進行を妨げないように、上面および下面に例えば光が透過可能な窓が形成されている。
【００５４】
各遮断板４５１，４５２は、入射した光の一部を通過させつつ残りを遮断する部材であり、光を透過させない部材により形成された板状部材により構成され、その主面内に、一部の光のみを通過させる貫通孔（例えば、円形の貫通孔）が形成される。各遮断板４５１，４５２は、その貫通孔の中心付近を必要光が通過するように配置される。上述したとおり、空間光変調器４４１にて空間変調された光には、０次回折光と、０次以外の次数の回折光（具体的には、±１次回折光、±２次回折光、および、比較的微量の±３次以上の高次回折光）とが含まれており、０次回折光がパターンの描画に寄与させるべき必要光であり、それ以外の回折光がパターンの描画に寄与させるべきでない不要光である。そして、これら必要光と不要光とは互いに異なる方向に沿って出射される。すなわち、必要光はＺ軸に沿って−Ｚ方向に、不要光はＺ軸から±Ｘ方向に僅かに傾斜した軸に沿って−Ｚ方向に、それぞれ出射される。２枚の遮断板４５１，４５２のうち、＋Ｚ側に配置された遮断板（第１遮断板）４５１は、不要光に含まれる高次回折光（±２次以上の回折光であり、主として、±３次以上の回折光）を遮断する。すなわち、第１遮断板４５１は、入射光に含まれる光のうち、低次回折光を貫通孔を介して通過させるとともに、高次回折光を遮断する。一方、第１遮断板４５１の−Ｚ側に配置された遮断板（第２遮断板）４５２は、第１遮断板４５１を通過した低次回折光のうち、０次回折光（必要光）を貫通孔を介して通過させるとともに、それ以外の光（すなわち、第１遮断板４５１で遮断されなかった不要光（主として、±１次回折光、および、±２次回折光））を遮断する。
【００５５】
投影光学系４５が備える６個のレンズ４５３〜４５８のうち、例えば、＋Ｚ側に配置された５個のレンズ４５３〜４５７は、収差を補正しつつ、入射光を平行光として、最も基板Ｗ側（−Ｚ側）に配置されたレンズ４５８に入射させる。特に、当該一群のレンズ４５３〜４５７のうち、第１遮断板４５１と第２遮断板４５２との間に配置された一対のレンズ（図示の例で、例えば、レンズ４５４とレンズ４５５）は、例えば、駆動機構（図示省略）によって支持部４０１の延在方向に沿ってそれぞれ移動可能に構成され、入射光の幅を広げる（あるいは狭める）ズーム部（変倍部）としての機能を担う。また、ズーム部を構成する各レンズ４５４，４５５と第２遮断板４５２との間に配置されたレンズ４５６は、例えば、０次回折光以外の回折光を０次回折光から遠ざける方向に屈折させる屈折レンズとしての機能を担う。
【００５６】
一方、最も基板Ｗ側（−Ｚ側）に配置されたレンズ４５８は、入射した平行光を定められた倍率として基板Ｗの表面に結像させる対物レンズとしての機能を担う。当該レンズ４５８は、駆動機構（図示省略）によって支持部４０１の延在方向に沿って移動可能に構成され、基板Ｗの表面内の各位置の高さ（より具体的には、基板Ｗの面内における描画対象位置の高さ）（Ｚ位置）に応じて、そのＺ位置を調整される。これによって、ピント合わせ（すなわち、オートフォーカス）が行われる。
【００５７】
＜光路補正部４６＞
光路補正部４６は、空間光変調ユニット４４と投影光学系４５との間に設けられ、空間光変調ユニット４４から出射された描画光の経路をシフトさせる機構である。光路補正部４６が、制御部９０からの指示に応じて、描画光の経路をシフトさせることによって、基板Ｗに対する描画光の照射位置が補正される。
【００５８】
光路補正部４６は、例えば、投影光路上に配置された１以上の光学部品（補正用光学部品）と、当該補正用光学部品の状態（例えば、補正用光学部品の位置、補正用光学部品の姿勢等）を変更させる機構とを含んで構成され、当該機構で補正用光学部品の状態を変更することによって、入射光の光路をシフトさせる。
【００５９】
具体的には、光路補正部４６は、例えば、支持部４０１に例えば片持ち状態で支持されることによって、投影光路上に配置される２個のウエッジプリズム（非平行な光学面を備えることにより入射光の光路を変更できるプリズム）４６１，４６２（これが補正用光学部品となる）と、一方のウエッジプリズム４６２を支持部４０１の延在方向に沿って移動させるウエッジプリズム移動機構４６３とを含んで構成することができる。この構成においては、描画光の光路は、２個のウエッジプリズム４６１，４６２間の離間距離に応じた量だけ例えばＸ軸に沿ってシフトされることになる。したがって、ウエッジプリズム移動機構４６３が、一方のウエッジプリズム４６２を他方のウエッジプリズム４６１に対して、支持部４０１に沿って（すなわち、描画光の光軸の方向（Ｚ軸方向）に沿って）直線的に移動させることによって、描画光の光路をシフトさせることができる。なお、ウエッジプリズム４６１，４６２のそれぞれは、具体的には、支持部４０１に片持ち状態で支持された収容部材４０２内に所定姿勢で収容されることによって、支持部４０１に対して支持される。
【００６０】
ウエッジプリズム移動機構４６３は、制御部９０と電気的に接続されており、制御部９０は、必要に応じてウエッジプリズム移動機構４６３を制御して、２個のウエッジプリズム４６１，４６２間の離間距離を調整することによって、空間光変調ユニット４４から出射される描画光の経路を、必要量だけＸ軸方向に沿ってシフトさせる。これによって、描画光の照射位置、すなわち、描画位置（露光位置）が補正される。
【００６１】
＜減圧環境形成ユニット４７＞
減圧環境形成ユニット４７は、収容部４７１と、減圧部４７２と、連結部４７３と、ベローズ４７４とを主として備える。
【００６２】
収容部４７１は、内部に密閉された空間（内部空間Ｖ）を形成し、当該内部空間Ｖに、光学ユニット４０において形成される光路（すなわち、レーザ発振器４２から出射された光を基板Ｗに導く光路）の少なくとも一部を通過させる。この実施の形態においては、収容部４７１は、当該光路のうち、空間光変調ユニット４４よりも下流側の光路（すなわち、投影光路）を内部空間Ｖに通過させる。
【００６３】
収容部４７１は、具体的には、例えば、両端が閉じられた長尺の筒状部材により構成され、長尺方向を投影光路の延在方向（Ｚ軸方向）に沿わせ、周方向において投影光路を取り囲むような姿勢で配置される。これによって、収容部４７１の内部空間Ｖは、投影光路を取り囲む空間、すなわち、投影光路を通過させる空間を形成することになる。収容部４７１は、例えば、鉄、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、アルミニウム、等を用いて構成することができる。ただし、収容部４７１の長尺方向に沿う両端面のそれぞれには、光の進行を妨げないように、光が透過可能な窓４７１１が形成される。なお、収容部４７１は、基板Ｗの上面にできるだけ近い位置まで延在していることが好ましい。すなわち、投影光路は、基板Ｗに入射する直前の部分まで、内部空間Ｖ内を通過していることが好ましい。また、収容部４７１の外側面（あるいは、内側面）には、窓４７１１以外から内部空間Ｖに光が進入してノイズとなることを防止すべく、光が透過するのを防止する加工（例えば、黒塗り加工）が施されることが好ましい。
【００６４】
上述した支持部４０１は、収容部４７１の内部空間Ｖに配置され、当該内部空間Ｖにおいて、投影光路上に配置されている光学部品（具体的には、投影光学系４５が備える各遮断板４５１，４５２および各レンズ４５３〜４５８と、光路補正部４６が備える各ウエッジプリズム４６１，４６２とであり、以下「対象部品群」ともいう）を支持する。ただし、対象部品群は、支持部４０１に対して予め位置調整された後に、収容部４７１に収容されることが好ましい。なお、光路補正部４６のウエッジプリズム移動機構４６３、投影光学系４５におけるレンズ駆動機構などに熱源となり得る部材（例えば、モータなど）が含まれる場合、当該部材は収容部４７１の外部に配置されることが好ましい。
【００６５】
減圧部４７２は、収容部４７１の内部空間Ｖを減圧する。具体的には、減圧部４７２は気体を吸引する真空ポンプ４７２１と、真空ポンプ４７２１と内部空間Ｖと連結する配管４７２２と、配管４７２２の途中には介挿された開閉弁（例えば電磁弁）４７２３とを含んで構成される。この構成において、真空ポンプ４７２１が稼働されるとともに開閉弁４７２３が開放されると、配管４７２２を介して内部空間Ｖから気体が吸引され、内部空間Ｖが減圧状態（大気圧より低圧の負圧状態）となる。
【００６６】
開閉弁４７２３は、制御部９０と電気的に接続されており、制御部９０は、光学ユニット４０から描画光の照射が開始されるのに先立って、真空ポンプ４７２１を稼働させるとともに開閉弁４７２３を開放して、収容部４７１の内部空間Ｖを所定の圧力値（好ましくは、略真空とみなせる圧力値）まで減圧する。
【００６７】
連結部４７３は、収容部４７１の内部空間Ｖに配置されている支持部４０１と、収容部４７１の外部に配置されている基体部４００とを連結する。つまり、対象部品群は、支持部４０１および連結部４７３を介して、基体部４００に対して支持されることになる。ここで、基体部４００は、光学ユニット４０の各部を支持するベース（基盤）となる部材であり、例えばフレーム１０７に対して固定されている。
【００６８】
連結部４７３は、具体的には、例えば、複数（図示の例では、２個）の棒状部材（連結棒）４７３１，４７３１を、Ｚ方向に沿って間隔をあけて配設した構成とすることができる。各連結棒４７３１は、一端が支持部４０１に着設され、収容部４７１の外壁面に形成された貫通孔４７１０内に挿通されつつ例えば水平に延在して、他端が基体部４００に着設される。ここで、各連結棒４７３１と基体部４００との間には、レベルアジャスター４７３２が設けられることが好ましい。レベルアジャスター４７３２を設けておけば、基体部４００に対する支持部４０１の姿勢を必要に応じて調整することが可能となる。
【００６９】
ベローズ４７４は、収容部４７１の外壁と基体部４００との間に設けられ、内部に連結部４７３を挿通させつつ、収容部４７１と基体部４００との間を気密封止する。ただし、ベローズ４７４は、例えば円筒蛇腹状に形成されることによって軸方向に伸縮可能に形成された部材であり、伸縮によって内部の体積が可変とされている。
【００７０】
この実施の形態においては、連結部４７３は、複数の連結棒４７３１，４７３１を含んで構成されている。この場合、ベローズ４７４は、例えば、内部に１個の連結棒４７３１を収容し、軸方向を連結棒４７３１の延在方向に沿わせて配設される。そして、一端が収容部４７１の外壁面に、貫通孔４７１０の周方向を取り囲むようにして気密に固着され、他端が基体部４００に気密に固着される。ただし、ベローズ４７４の構成はこれに限るものではなく、例えば、ベローズ４７４は、複数の連結棒４７３１を一括して収容する構成であってもよい。
【００７１】
＜２−２．光学ユニット４０の動作＞
光学ユニット４０の動作について、引き続き図１、図２、および、図４を参照しながら説明する。
【００７２】
光学ユニット４０に描画光の照射動作を実行させる場合、制御部９０は、レーザ駆動部４１を駆動してレーザ発振器４２から光を出射させる。出射された光は照明光学系４３にてラインビームとされ、ミラー４４０を介して空間光変調器４４１に入射する。空間光変調器４４１においては、複数の空間光変調素子が、副走査軸（Ｘ軸）に沿って並んで配置されており、入射光はその線状の光束断面を空間光変調素子の配列方向に沿わせるようにして、一列に配列された複数の空間光変調素子に入射する。
【００７３】
一方で、制御部９０は、パターンデータＤ（図３参照）に基づいて空間光変調器４４１のドライバ回路ユニットに指示を与え、ドライバ回路ユニットが指示された空間光変調素子に対して電圧を印加する。これによって、各空間光変調素子にて個々に空間変調された光（すなわち、副走査軸に沿うＮ画素分の空間変調された光）（描画光）が形成され、基板Ｗに向けて出射されることになる。
【００７４】
空間光変調器４４１にて形成された描画光は、収容部４７１の内部空間Ｖを通過して基板Ｗに照射されることになる。この内部空間Ｖにおいて、描画光は、必要に応じて光路補正部４６にてその光路を補正された上で、投影光学系４５に入射する。投影光学系４５において、描画光は、具体的には、第１遮断板４５１および第２遮断板４５２のそれぞれにおいて必要光以外を遮断され、また、各光学部品４５３〜４５７において収差を補正されるとともに平行光とされて、対物レンズ４５８に入射する。なお、この際に、描画光は、必要に応じて、レンズ４５４およびレンズ４５５でその幅を広げられる（あるいは狭められる）。また、屈折レンズ４５６で、不要光が、必要光から遠ざかる方向（＋Ｘ方向あるいは−Ｘ方向）に屈折される。対物レンズ４５８に入射した描画光は、対物レンズ４５８において定められた倍率とされて、基板Ｗの表面に結像される。これによって、副走査軸（Ｘ軸）に沿うＮ個の画素単位を含む空間変調された光が、基板Ｗの表面に結像されることになる。
【００７５】
ただし、光学ユニット４０に描画光の照射を開始させるのに先立って、制御部９０は、減圧部４７２に、収容部４７１の内部空間Ｖを減圧させて、内部空間Ｖを、略真空とみなせる状態としている。内部空間Ｖが減圧されると、そこに含まれる気体量が少なくなり、熱対流の発生が抑制される。したがって、内部空間Ｖを通過する描画光には揺らぎが発生しにくくなる。内部空間Ｖが略真空状態とされると、熱対流の発生がほぼ完全に抑制され、内部空間Ｖを通過する描画光における揺らぎの発生が十分に防止される。このため、描画光は、基板Ｗ上の所期の位置に正確に照射される。
【００７６】
後に明らかになるように、光学ユニット４０は、主走査軸（Ｙ軸）に沿って基板Ｗに対して相対的に移動しながら、副走査軸に沿うＮ画素分の空間変調された光を断続的に照射し続ける（すなわち、基板Ｗの表面にパルス光を繰り返して投影し続ける）。したがって、光学ユニット４０が主走査軸に沿って基板Ｗを１回横断すると、基板Ｗの面内に、副走査軸に沿ってＮ画素分の幅をもつ一本のパターン群が描画されることになる。この、Ｎ画素分の幅をもつ１本のパターン描画領域を、以下の説明では「１ストライプ分の領域」ともいう。
【００７７】
＜３．描画装置１の動作＞
描画装置１において実行される基板Ｗに対する一連の処理の全体の流れについて、図５を参照しながら説明する。図５は、当該処理の流れを示す図である。以下に説明する一連の動作は、制御部９０の制御下で行われる。
【００７８】
まず、搬送装置７０が、カセット載置部１０４に載置されたカセットＣから未処理の基板Ｗを取り出して描画装置１に搬入する（ステップＳ１）。
【００７９】
続いて、搬送装置７０は搬入した基板Ｗをプリアライメント部８０に搬入し、プリアライメント部８０にて当該基板Ｗに対するプリアライメント処理が行われる（ステップＳ２）。プリアライメント処理は、上述したとおり、例えば、載置台に載置された基板Ｗの切り欠き部の位置をセンサで検出し、当該切り欠き部の位置が定められた位置となるように載置台を回転させることによって行われる。これによって、載置台に載置された基板Ｗが定められた回転位置におおまかに位置合わせされた状態におかれることになる。
【００８０】
続いて、搬送装置７０が、プリアライメント処理済みの基板Ｗをプリアライメント部８０から搬出してこれをステージ１０に載置する（ステップＳ３）。ステージ１０は、その上面に基板Ｗが載置されると、これを吸着保持する。
【００８１】
基板Ｗがステージ１０に吸着保持された状態となると、続いて、当該基板Ｗが適正な位置にくるように精密に位置合わせする処理（ファインアライメント）が行われる（ステップＳ４）。具体的には、まず、ステージ駆動機構２０が、ステージ１０を受け渡し位置からアライメント撮像部６０の下方位置まで移動させる。ステージ１０がアライメント撮像部６０の下方に配置されると、続いて、アライメント撮像部６０が、基板Ｗ上のアライメントマークを撮像して、当該撮像データを取得する。続いて、制御部９０が、アライメント撮像部６０により取得された撮像データを画像解析してアライメントマークの位置を検出し、その検出位置に基づいて基板Ｗの適正位置からのずれ量を算出する。ずれ量が算出されると、ステージ駆動機構２０が当該算出されたずれ量だけステージ１０を移動させて、基板Ｗが適正位置にくるように位置合わせする。
【００８２】
基板Ｗが位置合わせされると、続いて、パターンの描画処理が行われる（ステップＳ５）。描画処理について、図６を参照しながら具体的に説明する。図６は、描画処理を説明するための図である。
【００８３】
描画処理は、制御部９０の制御下で、ステージ駆動機構２０がステージ１０に載置された基板Ｗを光学ユニット４０，４０に対して相対的に移動させつつ、光学ユニット４０，４０のそれぞれから基板Ｗの上面に空間変調された光を照射させることによって行われる。
【００８４】
具体的には、ステージ駆動機構２０は、まず、アライメント撮像部６０の下方位置に配置されているステージ１０を主走査軸（Ｙ軸）に沿って往路方向（ここでは、例えば、＋Ｙ方向であるとする）に移動させることによって、基板Ｗを光学ユニット４０，４０に対して主走査軸に沿って相対的に移動させる（往路主走査）。これを基板Ｗからみると、各光学ユニット４０は基板Ｗ上を主走査軸に沿って−Ｙ方向に横断することになる（矢印ＡＲ１１）。
【００８５】
往路主走査が開始されると、制御部９０は、各先行撮像部５０に撮像データの取得を開始させる。各先行撮像部５０が、基板Ｗ上を主走査軸に沿って移動しながら、基板Ｗの面内の副走査軸方向に沿う１ラインの画像を次々と読み取ることによって、描画予定領域を撮像した二次元の撮像データが得られることになる。ここで得られる撮像データには、描画予定領域に先に形成されている下地パターンが現れている。制御部９０は、各先行撮像部５０にて次々と取得される撮像データを画像解析して、描画予定領域に形成されている下地パターンの位置を検出し、当該検出された位置を目標位置として記憶する。さらに、制御部９０は、対応する光学ユニット４０による描画光の照射予定位置が目標位置から例えばＸ方向についてどれだけずれているかを算出し、算出された値をずれ量として記憶する。
【００８６】
一方で、往路主走査が開始されると、制御部９０は、各光学ユニット４０から描画光の照射を開始させる。具体的には、制御部９０は、記憶装置９４に格納されたパターンデータＤのうち、当該主走査で描画対象となるストライプ領域Ｋに描画すべきデータを記述した部分を読み出して、空間光変調ユニット４４に、当該読み出された、パターンデータＤに応じた空間変調が形成された光（具体的には、副走査軸に沿うＮ画素分の空間変調された光）（描画光）を形成させる。制御部９０は、往路主走査が行われる間、空間光変調ユニット４４から、描画を断続的に照射させ続ける（すなわち、基板Ｗの表面に向けてパルス光を繰り返して投影させ続ける）。
【００８７】
空間光変調ユニット４４にて形成された描画光が光路補正部４６に入射すると、制御部９０は、光路補正部４６を制御して、描画光の経路を、先行撮像部５０が取得した撮像データに基づいて算出されたずれ量分だけシフトさせて、描画光の照射位置を補正する。照射予定位置からずれ量分だけ光路をシフトされた光は、目標位置（すなわち、下地パターンの形成位置）に結像されることになる。つまり、下地パターンの形成位置に高精度に重ね合わされた状態で描画光が照射され、下地パターンと高精度に重ね合わされた上層パターンが描画されることになる。このように、描画装置１においては、制御部９０と光路補正部４６とが協働することによって、描画位置補正部（すなわち、先行撮像部５０が取得した撮像データに基づいて基板Ｗに先に形成された下地パターンの形成位置を検出し、当該検出位置に基づいて、描画光の照射位置を補正する描画位置補正部）が実現される。ただし、ある時刻ｔに撮像された描画予定領域に対する描画光の照射は、当該時刻ｔから「ｄ／ｖ（ただし、「ｄ」は、光学ユニット４０から描画光が照射される位置と撮像位置との離間距離である。また、「ｖ」は、光学ユニット４０に対する基板Ｗの、主走査軸に沿う相対移動速度であり、この実施の形態では、ステージ１０の主走査軸に沿う移動速度である）」が経過した時刻に実行される。したがって、制御部９０は、ある時刻ｔに撮像された撮像データに基づいて算出されたズレ量を、当該時刻ｔから時間Δｔ＝ｄ／ｖが経過した時刻（ｔ＋Δｔ）に空間光変調ユニット４４から出射される描画光の光路の補正に反映させる。
【００８８】
このようにして、各光学ユニット４０は、基板Ｗ上を主走査軸に沿って相対的に移動しながら、描画光（すなわち、副走査軸に沿うＮ画素分の空間変調された光）を、基板Ｗに向けて断続的に照射し続ける。したがって、光学ユニット４０が主走査軸に沿って基板Ｗを１回横断すると、１本のストライプ領域（主走査軸に沿って延在し、副走査軸に沿う幅が描画幅に相当する領域）Ｋに、パターン群が描画されることになる。ここでは、２個の光学ユニット４０が同時に基板Ｗを横断するので、一回の往路主走査により２本のストライプ領域Ｋ，Ｋのそれぞれにパターン群が描画されることになる。
【００８９】
描画光の照射を伴う往路主走査が終了すると、ステージ駆動機構２０は、ステージ１０を主走査軸（Ｙ軸）に沿って復路方向（ここでは、−Ｙ方向）に移動させることによって、基板Ｗを光学ユニット４０，４０に対して主走査軸に沿って相対的に移動させる（復路主走査）。これを基板Ｗからみると、各光学ユニット４０は、基板Ｗ上を、主走査軸に沿って＋Ｙ方向に移動して横断することになる（矢印ＡＲ１２）。復路主走査が終了すると、ステージ駆動機構２０は、ステージ１０を副走査軸（Ｘ軸）に沿って所定方向（例えば、＋Ｘ方向）に、描画幅に相当する距離だけ移動させることによって、基板Ｗを光学ユニット４０，４０に対して副査軸に沿って相対的に移動させる（副走査）。これを基板Ｗからみると、各光学ユニット４０は副走査軸に沿って−Ｘ方向に、ストライプ領域の幅分だけ移動することになる（矢印ＡＲ１３）。
【００９０】
副走査が終了すると、再び、描画光の照射を伴う往路主走査が行われる。当該往路主走査によって、先の往路主走査で描画されたストライプ領域Ｋの隣のストライプ領域Ｋに、パターン群が描画されることになる。以後も同様に、復路主走査および副走査を挟みつつ、描画光の照射を伴う主走査が繰り返して行われ、描画対象領域の全域にパターンが描画されると、描画処理が終了する。
【００９１】
再び図５を参照する。描画処理が終了すると、搬送装置７０が処理済みの基板Ｗを搬出する（ステップＳ６）。これによって、当該基板Ｗに対する一連の処理が終了する。
【００９２】
＜４．効果＞
上記の実施の形態によると、光学ユニット４０における光路の少なくとも一部を通過させる収容部４７１と、当該収容部４７１の内部空間Ｖを減圧する減圧部４７２とを備える。減圧された空間では、熱対流の発生が抑制されるため、光の揺らぎが生じにくくなる。つまり、この構成によると、光学ユニット４０における光路の少なくとも一部を通過させる収容部４７１の内部空間Ｖを減圧状態とすることによって、当該内部空間Ｖにおいて光の揺らぎが発生することを抑制することができる。これによって、光の揺らぎに起因して生じる描画精度の低下を抑制できる。その一方で、収容部４７１の内部空間Ｖを通過する光路上に配置される部品（対象部品群）は、支持部４０１および連結部４７３を介して、収容部４７１の外部に配置されている基体部４００に支持される。したがって、収容部４７１の内部空間Ｖが減圧されることによって収容部４７１に変形が生じたとしても、これが光路上に配置されている対象部品群の位置ずれにつながりにくい。つまり、光路上に配置された部品の位置ずれに起因する描画精度の低下を抑制できる。このように、上記の実施の形態によると、光の揺らぎに起因する描画精度の低下を抑制できるとともに、光路上に配置された部品の位置ずれに起因する描画精度の低下も抑制できる。これによって、高い描画精度を担保できる。
【００９３】
また、上記の実施の形態によると、上述したとおり、収容部４７１の変形が光路上に配置されている部品の位置ずれにつながりにくいので、収容部４７１の変形がある程度許容される。したがって、収容部４７１を、減圧状態を保持可能な最低限の肉厚で形成することが可能となる。その結果、収容部４７１の軽量化が実現する。また、収容部４７１を抵コストで製造することができる。
【００９４】
特に、上記の実施の形態によると、空間光変調ユニット４４よりも下流側の光路（投影光路）が、収容部４７１の内部空間Ｖを通過する。この構成によると、空間光変調ユニット４４にて変調が施された光（描画光）の揺らぎが生じにくくなる。したがって、描画精度の低下を効果的に抑制できる。特に、投影光路の付近には、熱源となる部材（例えば、光路補正部４６のウエッジプリズム移動機構４６３、投影光学系４５におけるレンズの位置調整機構などに含まれるモータ等）が多く配置される可能性が高く、その結果、投影光路にて描画光の揺らぎが特に生じやすいところ、当該揺らぎの発生を確実に抑制できる。
【００９５】
また、上記の実施の形態によると、光路補正部４６における補正用光学部品（具体的には、ウエッジプリズム４６１，４６２）よりも下流側の光路が、収容部４７１の内部空間Ｖを通過する。この構成によると、光路補正部４６にて光路を補正された後の描画光に、揺らぎが生じにくいように担保される。したがって、描画光が、最終的な補正位置（すなわち、下地パターンの形成位置）に正確に照射される。
【００９６】
特に、上記の実施の形態によると、内部に連結部４７３を挿通させつつ、収容部４７１と基体部４００との間を気密封止するベローズ４７４を備える。この構成によると、収容部４７１の内部空間Ｖが減圧されることによって収容部４７１に比較的大きな変形が生じたとしても、当該変形がベローズ４７４にて吸収されるので、収容部４７１の変形に伴って連結部４７３が変形するおそれもなく、光路上に配置されている対象部品群の位置ずれが確実に回避される。ひいては、光路上に配置された部品の位置ずれに起因する描画精度の低下を確実に回避できる。
【００９７】
＜５．変形例＞
上記の実施の形態に係る描画装置１が備える減圧環境形成ユニット４７は、収容部４７１が、投影光路を内部空間Ｖに通過させる構成であったが、収容部４７１の構成は、必ずしもこれに限らない。
【００９８】
例えば、収容部４７１は、投影光路のうち、光路補正部４６よりも下流側の部分のみを内部空間Ｖに通過させる構成でもよい。この場合、支持部は、内部空間Ｖにおいて、光学ユニット４０が備える１以上の光学部品のうち、光路補正部４６よりも下流側の光路部分に配置される光学部品（具体的には、投影光学系４５が備える各遮断板４５１，４５２および各レンズ４５３〜４５８）を、収容部４７１の内部空間Ｖにおいて支持する。
【００９９】
また例えば、収容部４７１は、照明光路を内部空間Ｖに通過させる構成でもよい。この場合、支持部は、内部空間Ｖにおいて、光学ユニット４０が備える１以上の光学部品のうち、照明光路上に配置される光学部品（具体的には、照明光学系４３が備える各光学部品）を、収容部４７１の内部空間Ｖにおいて支持する。
【０１００】
また例えば、収容部４７１は、光学ユニット４０において形成される光路のうち、照明光学系４３よりも下流側の部分を内部空間Ｖに通過させる構成でもよい。この場合、支持部は、内部空間Ｖにおいて、光学ユニット４０が備える１以上の光学部品のうち、照明光学系４３よりも下流側の光路部分に配置される光学部品（具体的には、投影光路上に配置されている部品（上述した、投影光学系４５が備える各遮断板４５１，４５２、各レンズ４５３〜４５８、光路補正部４６が備える各ウエッジプリズム４６１，４６２）、および、空間光変調ユニット４４が備える空間光変調器４４１）を、収容部４７１の内部空間Ｖにおいて支持する。ただし、この場合は、内部空間Ｖにおいて、空間光変調器４４１を支持する支持部と、それ以外の部品を支持する支持部とを別体に構成することが好ましい。このようにしておけば、内部空間Ｖにおいて、空間光変調器４４１で発生した熱が支持部を介して他の部品に伝達するといった事態を回避できる。
【０１０１】
また例えば、収容部４７１は、光学ユニット４０において形成される光路の全体（すなわち、レーザ発振器４２から出射された光を基板Ｗに導く光路の全体）を内部空間Ｖに通過させる構成でもよい。この場合、支持部は、内部空間Ｖにおいて、光学ユニット４０が備える１以上の光学部品のうち、光学ユニット４０において形成される光路の全体に配置される光学部品（具体的には、照明光学系４３が備える各光学部品、空間光変調ユニット４４が備える空間光変調器４４１、投影光学系４５が備える各遮断板４５１，４５２および各レンズ４５３〜４５８、光路補正部４６が備える各ウエッジプリズム４６１，４６２等）を、収容部４７１の内部空間Ｖにおいて支持する。ただし、この場合も、内部空間Ｖにおいて、空間光変調器４４１を支持する支持部と、それ以外の部品を支持する支持部とを別体に構成することが好ましい。
【０１０２】
また、上記の実施の形態に係る描画装置１は、１個の減圧環境形成ユニット４７を備える構成としたが、複数の減圧環境形成ユニットを備える構成としてもよい。例えば、２個の減圧環境形成ユニット４７，４７を設け、第１の減圧環境形成ユニット４７の収容部４７１は投影光路を内部空間Ｖに通過させる構成とし、第２の減圧環境形成ユニット４７の収容部４７１は、照明光路を内部空間Ｖに通過させる構成としてもよい。
【０１０３】
また、上記の実施の形態においては、ベローズ４７４が設けられる構成としたが、ベローズ４７４は必ずしも設ける必要はない。例えば、図７に示されるように、貫通孔４７１０と連結棒４７３１との隙間にシール部材（例えば、Ｏリング（オーリング））４７５を挟み込んで、当該隙間を気密封止する構成としてもよい。
【０１０４】
また、上記の実施の形態において、描画光の光路をシフトさせる機構（光路補正部４６）の構成は、必ずしも上述したものに限らない。例えば、光路補正部は、ガラス板と、当該ガラス板を例えばＹ軸に沿う回転軸に対して回転させる姿勢変更機構とを含む構成することができる。この構成においては、ガラス板を当該回転軸を中心に回転させてその姿勢を変化させることによって、描画光の経路をＸ軸方向に沿ってシフトさせることができる。Ｘ軸に沿う光路のシフト量は、ガラス板の回転角度を制御することによって任意の値に調整することができる。なお、ガラス板をさらにＸ軸に沿う回転軸を中心に回転させてその姿勢を変化可能に構成すれば、描画光の経路をＸ軸だけでなく、Ｙ軸方向に沿っても任意量だけシフトさせることができる。
【０１０５】
また、上記の実施の形態では、往路主走査が行われる間のみ、各光学ユニット４０からの描画光の照射が行われる構成であったが、復路主走査が行われる間も、各光学ユニット４０から描画光の照射を行う構成としてもよい。この場合、描画光の照射を伴う往路主走査が終了した後に、副走査を行って各光学ユニット４０を副走査軸に沿って描画幅に相当する距離だけ基板Ｗに対して相対的に移動させた後に、各光学ユニット４０からの描画光の照射を伴う復路主走査を実行させる。なお、この変形例を採用する場合は、例えば、各光学ユニット４０に対応する先行撮像部５０を２個設けておき、第１の先行撮像部５０で、光学ユニット４０による描画光の照射位置の−Ｙ側（すなわち、往路主走査の際に、照射予定位置に先行する側）を撮像する構成とし、第２の先行撮像部５０で、光学ユニット４０による描画光の照射位置の＋Ｙ側（すなわち、復路主走査の際に、照射予定位置に先行する側）を撮像する構成とすればよい。
【０１０６】
また、上記の各実施形態では、空間光変調器４４１として変調単位である固定リボンと可動リボンとが一次元に配設された回折格子型の空間光変調器であるＧＬＶが用いられていたが、このような形態には限られない。例えば、ＧＬＶに限らず、ミラーのような変調単位が、一次元に配列されている空間光変調器が利用される形態であってもよい。また、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device：デジタルマイクロミラーデバイス：テキサスインスツルメンツ社製）のような変調単位であるマイクロミラーが二次元的に配列された空間光変調器が利用されてもよい。
【０１０７】
また、上記の実施の形態においては、変調した描画光によって基板上の感光材料を走査することにより、当該感光材料に直接パターンを露光する描画装置に本願発明が適用された場合について説明したが、本願発明は、光源とフォトマスクを用いて当該感光材料を面状に露光する露光装置に適用することもできる。
【０１０８】
また、上記の各実施形態では、基板Ｗを載置したステージ１０がステージ駆動機構２０によって移動されることで、光学ユニット４０，４０に対して基板Ｗを相対的に移動させる形態であったが、光学ユニット４０，４０に対して基板Ｗを相対的に移動させる態様はこれに限らない。例えば、光学ユニット４０，４０を主走査軸および副走査軸に沿って移動させることにより、光学ユニット４０，４０に対して基板Ｗを相対的に移動させる態様としてもよい。
【０１０９】
また、上記の各実施形態では、基板Ｗは円形状のものであるとしたが、基板Ｗは必ずしも円形状である必要はなく、例えば矩形状であってもよい。
【符号の説明】
【０１１０】
１  描画装置
１０  ステージ
２０  ステージ駆動機構
４０  光学ユニット
４１  レーザ駆動部
４２  レーザ発振器
４３  照明光学系
４４  空間光変調ユニット
４５  投影光学系
４６  光路補正部
４７  減圧環境形成ユニット
４７１  収容部
４７２  減圧部
４７３  連結部
４７４  ベローズ
９０  制御部
Ｗ  基板
【図１】
2013207062.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2013207062.tif 000006
【図５】
2013207062.tif 000007
【図６】
2013207062.tif 000008
【図７】
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