(57)【要約】【課題】高精度かつ迅速に、基板を適正な回転位置に位置合わせできる技術を提供する。【解決手段】位置合わせ装置１００は、ステージ１１を回転させる回転機構１２１と、ステージ１１外からステージ１１の位置を測長して、当該測長値に基づいてステージ１１の回転角度θを特定する測長部１３と、ステージ１１に載置された基板Ｗを適正な回転位置におくために必要なステージの回転角度（目標回転角度θｏ）を特定する目標回転角度特定部２０１と、測長部１３で計測されたステージ１１の回転角度θを目標回転角度θｏに近づけることができるような回転機構１２１の制御パラメータＮを出力し、当該制御パラメータＮで回転機構１２１を駆動制御する回転制御部２０２と、を備える。【選択図】図９
2013026383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージに載置された基板を適正な回転位置に位置合わせする位置合わせ装置であって、
前記ステージを回転させる回転機構と、
前記ステージ外から前記ステージの位置を測長して、当該測長値に基づいて前記ステージの回転角度を特定する測長部と、
前記ステージに載置された基板を前記適正な回転位置におくために必要なステージの回転角度を特定して、目標回転角度として取得する目標回転角度特定部と、
前記測長部で特定された前記ステージの回転角度を前記目標回転角度に近づけることができるような前記回転機構の制御パラメータを出力し、当該制御パラメータで前記回転機構を制御する回転制御部と、
を備える、位置合わせ装置。
【請求項２】
請求項１に記載の位置合わせ装置であって、
前記測長部が、前記ステージの位置をリアルタイムで測長し続けることにより前記ステージのリアルタイムの回転角度を特定し続け、
前記回転制御部が、前記ステージの回転角度の変化に応じて前記制御パラメータを変化させながら、前記回転機構を駆動制御する、位置合わせ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の位置合わせ装置であって、
前記測長部が、
前記ステージの第１の部位の位置を測長するとともに、前記ステージの第２の部位の位置を測長して、前記ステージにおける２つの部位の各測長情報の差分に基づいて、前記ステージの回転角度を求める、
位置合わせ装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の位置合わせ装置であって、
前記測長部が、
前記ステージ外から前記ステージ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て、当該反射光と出射光との干渉から前記ステージの位置を測長する、
位置合わせ装置。
【請求項５】
ステージに載置された基板を適正な回転位置に位置合わせする位置合わせ方法であって、
ａ）前記ステージ外から前記ステージの位置を測長して、当該測長値に基づいて前記ステージの回転角度を特定する工程と、
ｂ）前記ステージに載置された基板を前記適正な回転位置におくために必要なステージの回転角度を特定して、目標回転角度として取得する工程と、
ｃ）前記ａ）工程で特定された前記ステージの回転角度を前記目標回転角度に近づけることができるような制御パラメータを出力し、当該制御パラメータで、前記ステージを回転させる回転機構を駆動制御する工程と、
を備える、位置合わせ方法。
【請求項６】
請求項５に記載の位置合わせ方法であって、
前記ａ）工程において、前記ステージの位置をリアルタイムで測長し続けることにより前記ステージのリアルタイムの回転角度を特定し続け、
前記ｃ）工程において、前記ステージの回転角度の変化に応じて前記制御パラメータを変化させながら、前記回転機構を駆動制御する、位置合わせ方法。
【請求項７】
請求項５または６に記載の位置合わせ方法であって、
前記ａ）工程が、
ａ１）前記ステージの第１の部位の位置を測長する工程と、
ａ２）前記ステージの第２の部位の位置を測長する工程と、
ａ３）前記ａ１）工程で得られた測長情報と、前記ａ２）工程で得られた測長情報との差分に基づいて前記ステージの回転角度を求める工程と、
を備える、位置合わせ方法。
【請求項８】
請求項５から７のいずれかに記載の位置合わせ方法であって、
前記ａ）工程において、
前記ステージ外から前記ステージ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て、当該反射光と出射光との干渉から前記ステージの位置を測長する、
位置合わせ方法。
【請求項９】
基板に対して光を照射して、前記基板にパターンを描画する描画装置であって、
基板を載置するステージと、
前記ステージに載置された基板に対して光を照射する光学ユニットと、
前記ステージに載置された基板を適正な回転位置に位置合わせする位置合わせ装置と、
を備え、
前記位置合わせ装置が、
前記ステージを回転させる回転機構と、
前記ステージ外から前記ステージの位置を測長して、当該測長値に基づいて前記ステージの回転角度を特定する測長部と、
前記ステージに載置された基板を前記適正な回転位置におくために必要なステージの回転角度を特定して、目標回転角度として取得する目標回転角度特定部と、
前記測長部で特定された前記ステージの回転角度を前記目標回転角度に近づけることができるような前記回転機構の制御パラメータを出力し、当該制御パラメータで前記回転機構を制御する回転制御部と、
を備える描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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（以下、単に「基板」と称する）の回転位置を目標とする位置に位置合わせする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に対して様々な処理を施す基板処理装置が各種存在するが、その一つとして、基板上に塗布された感光材料に回路などのパターンを形成するにあたって、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が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。また、フォトマスクを用いず、ＣＡＤデータ等に応じて変調した光ビーム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も知られている。
【０００３】
露光装置や描画装置では、光ビームを出射するヘッド部に対して基板（具体的には、基板が載置されたステージ）が主面に沿う方向に相対的に移動することにより、基板の全体にパターンが形成される。基板にパターンを精度よく形成するには、光ビームが照射される基板の部位とヘッド部との相対的な位置（すなわち、基板のヘッド部に対する相対位置）が一定とされる必要があり、このためには、光ビームの照射に先立って、ステージに載置された基板を適正な回転位置に位置合わせしておくことが重要である。例えば、基板が適正な回転位置から回転ずれを起こした状態でステージに載置されていると、光ビームの照射位置が目標位置からずれてしまい、パターンを目標位置に形成することができない。
【０００４】
この点において、特許文献３，４には、ステージに載置された基板上に形成されたアライメントマークを検出して、基板の回転ずれを補正する、所謂アライメントに関する技術が開示されている。例えば特許文献４に開示されているアライメントの態様では、まず、基板上に形成された２つのアライメントマークをカメラ等で撮像して各アライメントマークの位置を検出し、当該検出位置に基づいて基板の回転ずれ量を算出し、当該算出された回転ずれ量だけ基板（具体的には、基板が載置されたステージ）を回転させる。ただし、ステージ駆動系等には微小な誤差が存在するために、これだけでは基板の回転位置を適正な回転位置に高精度に一致させることはできない。そこで、さらに「回転角度の追い込み」とも呼ばれる処理が行われる。具体的には、回転後の基板上においてもう一度アライメントマークの位置を検出して基板が適正な回転位置に移動されているかを確認し、回転ずれ量が許容される誤差範囲内におさまっていない場合は、当該回転ずれ量だけステージをさらに回転させて、基板の回転位置をさらに高精度に補正する。そして、回転後の基板上においてもう一度アライメントマークの位置を検出して基板が適正な回転位置に移動されているかを確認する。このようなステージ位置の微調整と確認作業とが何度も繰り返されることによって、基板の回転位置が徐々に適正な回転位置に正確に位置合わせされていく。そして、基板の回転ずれ量が許容される誤差範囲内におさまると、その段階でアライメントが完了することになる。
【０００５】
ところが、アライメントマークの検出とこれに基づくステージの回転とを何度も繰り返す態様においては、基板の回転ずれ量を許容される誤差範囲内におさめるまでに時間がかかり、装置における単位時間での基板の処理枚数が低下してしまう。そこで、特許文献４に開示の技術においては、１つのアライメントマークだけを検出しながら回転角度の追い込みを行うことによって、これに要する時間の短縮効果を狙っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−２００７２６号公報
【特許文献２】特開２００８−９１７８５号公報
【特許文献３】特開２００７−９３８２６号公報
【特許文献４】特開平１１−２２０００６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献４に開示の技術においては、１つのアライメントマークのみを検出しながら回転角度の追い込みを行うことによってアライメントに要する時間の短縮を狙っているものの、この態様では回転角度の追い込みにかえって時間がかかってしまう可能性が高い。その理由について、図１６を参照しながら説明する。一つのアライメントマークに基づいて基板の回転位置を補正しようとした場合、アライメントマークの検出位置９０１と、装置座標上で規定される回転軸Ｋ０の位置とから、アライメントマークを目標位置９００におくために必要な回転角度が「φ」が算出される。ところが、ステージ９が実際に回転される際の回転軸Ｋ１と装置座標上で規定される回転軸Ｋ０との間には装置の組立誤差等に起因する微小なずれが含まれるため、ステージ９を当該角度φだけ回転させてもアライメントマークは目標位置９００から微小にずれた位置９０２にきてしまう。即ち、ずれは修正されないが、そこで基板の回転ずれ量を許容される誤差範囲内におさめるのにアライメントマークの検出と当該検出結果に基づくステージ９の回転とを何度も繰り返すとなると、回転角度の追い込みが完了するまでに要する時間がかえって長くなってしまうのである。
【０００８】
この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、高精度かつ迅速に、基板を適正な回転位置に位置合わせできる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の態様は、ステージに載置された基板を適正な回転位置に位置合わせする位置合わせ装置であって、前記ステージを回転させる回転機構と、前記ステージ外から前記ステージの位置を測長して、当該測長値に基づいて前記ステージの回転角度を特定する測長部と、前記ステージに載置された基板を前記適正な回転位置におくために必要なステージの回転角度を特定して、目標回転角度として取得する目標回転角度特定部と、前記測長部で特定された前記ステージの回転角度を前記目標回転角度に近づけることができるような前記回転機構の制御パラメータを出力し、当該制御パラメータで前記回転機構を制御する回転制御部と、を備える。
【００１０】
第２の態様は、第１の態様に係る位置合わせ装置であって、前記測長部が、前記ステージの位置をリアルタイムで測長し続けることにより前記ステージのリアルタイムの回転角度を特定し続け、前記回転制御部が、前記ステージの回転角度の変化に応じて前記制御パラメータを変化させながら、前記回転機構を駆動制御する。
【００１１】
第３の態様は、第１または第２の態様に係る位置合わせ装置であって、前記測長部が、前記ステージの第１の部位の位置を測長するとともに、前記ステージの第２の部位の位置を測長して、前記ステージにおける２つの部位の各測長情報の差分に基づいて、前記ステージの回転角度を求める。
【００１２】
第４の態様は、第１から第３のいずれかの態様に係る位置合わせ装置であって、前記測長部が、前記ステージ外から前記ステージ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て、当該反射光と出射光との干渉から前記ステージの位置を測長する。
【００１３】
第５の態様は、ステージに載置された基板を適正な回転位置に位置合わせする位置合わせ方法であって、ａ）前記ステージ外から前記ステージの位置を測長して、当該測長値に基づいて前記ステージの回転角度を特定する工程と、ｂ）前記ステージに載置された基板を前記適正な回転位置におくために必要なステージの回転角度を特定して、目標回転角度として取得する工程と、ｃ）前記ａ）工程で特定された前記ステージの回転角度を前記目標回転角度に近づけることができるような制御パラメータを出力し、当該制御パラメータで、前記ステージを回転させる回転機構を駆動制御する工程と、を備える。
【００１４】
第６の態様は、第５の態様に係る記載の位置合わせ方法であって、前記ａ）工程において、前記ステージの位置をリアルタイムで測長し続けることにより前記ステージのリアルタイムの回転角度を特定し続け、前記ｃ）工程において、前記ステージの回転角度の変化に応じて前記制御パラメータを変化させながら、前記回転機構を駆動制御する。
【００１５】
第７の態様は、第５または第６の態様に係る位置合わせ方法であって、前記ａ）工程が、ａ１）前記ステージの第１の部位の位置を測長する工程と、ａ２）前記ステージの第２の部位の位置を測長する工程と、ａ３）前記ａ１）工程で得られた測長情報と、前記ａ２）工程で得られた測長情報との差分に基づいて前記ステージの回転角度を求める工程と、を備える。
【００１６】
第８の態様は、第５から第７のいずれかの態様に係る位置合わせ方法であって、前記ａ）工程において、前記ステージ外から前記ステージ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て、当該反射光と出射光との干渉から前記ステージの位置を測長する。
【００１７】
第９の態様は、基板に対して光を照射して、前記基板にパターンを描画する描画装置であって、基板を載置するステージと、前記ステージに載置された基板に対して光を照射する光学ユニットと、前記ステージに載置された基板を適正な回転位置に位置合わせする位置合わせ装置と、を備え、前記位置合わせ装置が、前記ステージを回転させる回転機構と、前記ステージ外から前記ステージの位置を測長して、当該測長値に基づいて前記ステージの回転角度を特定する測長部と、前記ステージに載置された基板を前記適正な回転位置におくために必要なステージの回転角度を特定して、目標回転角度として取得する目標回転角度特定部と、前記測長部で特定された前記ステージの回転角度を前記目標回転角度に近づけることができるような前記回転機構の制御パラメータを出力し、当該制御パラメータで前記回転機構を制御する回転制御部と、を備える。
【発明の効果】
【００１８】
第１〜第９の態様においては、ステージの位置の測長値に基づいてステージの回転角度が正確に特定され、当該回転角度を目標回転角度に近づけることができるような回転機構の制御パラメータで回転機構が駆動制御される。この構成によると、ステージの回転角度を目標回転角度に速やかに近づけて、回転角度を目標回転角度と高精度に一致させることができる。すなわち、高精度かつ迅速に、基板を適正な回転位置に位置合わせすることができる。
【００１９】
特に、第２、第６の態様においては、ステージの回転角度の変化に応じて制御パラメータを変化させながら、回転機構が駆動制御されるので、さらに高精度かつ迅速に、基板を適正な回転位置に位置合わせすることができる。
【００２０】
特に、第３、第７の態様においては、ステージにおける２つの部位の各測長情報の差分に基づいて、ステージの回転角度が求められるので、ステージの回転角度を正確に計測することができる。ひいては、ステージの回転角度を高精度に制御することが可能となり、基板を適正な回転位置に高精度に位置合わせすることができる。
【００２１】
特に、第４、第８の態様においては、ステージの位置をレーザ光の干渉により測長するので、ステージの位置を正確に測定することができる。ひいては、ステージの回転角度を正確に計測することができる。その結果、ステージの回転角度を高精度に制御することが可能となり、基板を適正な回転位置に高精度に位置合わせすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【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】処理対象とされる基板の概略図である。
【図４】測長部の構成を模式的に示す側面図である。
【図５】測長部の構成を模式的に示す上面図である。
【図６】測長部における計測の原理を説明するための概念図である。
【図７】測長部における計測の原理を説明するための概念図である。
【図８】制御部のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図９】制御部において実現される機能ブロックおよびこれに関連する各部を模式的に示す図である。
【図１０】基板の位置合わせ処理の流れを示す図である。
【図１１】基板が適正な回転位置に位置合わせされる前後におけるステージの様子を模式的に示す図である。
【図１２】位置合わせ処理におけるステージの回転角度の変化を模式的に示す図である。
【図１３】回転角度の算出に用いられる距離の正確な値を算出する処理を説明するための図である。
【図１４】描画装置にて実行される基板に対する処理の流れを示す図である。
【図１５】描画処理を説明するための図である。
【図１６】従来技術の問題点を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
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。
【００２４】
＜１．装置構成＞
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。
【００２５】
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、パターンを露光する装置である。なお、基板Ｗは、半導体基板、プリント基板、カラーフィルタ用基板、液晶表示装置やプラズマ表示装置に具備されるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、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。以下に参照する各図においては、円形の半導体基板が示されている。
【００２６】
図３には、描画装置１にて処理対象とされる基板Ｗが例示されている。処理対象とされる基板Ｗには、例えば、格子状のスクライブライン３０１が形成されており、スクライブライン３０１によって囲まれた複数の露光領域３０２が規定されている。また、スクライブライン３０１上には、複数のアライメントマークＡＬがそれぞれ異なる位置に形成されている。各アライメントマークＡＬは、例えば一辺が約０．１mm（ミリメートル）の矩形状のマーク（あるいは、十字状のマークであってもよいし、矩形状のマークと十字状のマークとが重ねられたマークでもよい）であり、例えば蒸着等の方法によって形成される反射層（好ましくは、アルミニウム、または金属層）により形成される。なお、図には４個のアライメントマークＡＬが示されているが、基板Ｗにはさらに多くのアライメントマークが形成されていてもよい。また、アライメントマークは、個別マークではなく、連続形式のパターンのマークが形成されていてもよい。
【００２７】
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。
【００２８】
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、ステージ１１、ステージ移動機構１２、測長部１３、２個の光学ユニット１４，１４、および、撮像ユニット１５が配置される。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１６と、プリアライメント部１７とが配置される。
【００２９】
描画装置１の本体外部には、撮像ユニット１５に照明光を供給する照明ユニット１８が配置される。また、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１９が配置される。受け渡し領域１０３に配置された搬送装置１６は、カセット載置部１９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１９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。
【００３０】
また、描画装置１には、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２０が配置される。
【００３１】
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。
【００３２】
＜ステージ１１＞
ステージ１１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１１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１１上に載置された基板Ｗをステージ１１の上面に固定保持することができるようになっている。
【００３３】
＜ステージ移動機構１２＞
ステージ移動機構１２は、ステージ１１を主走査方向（Ｙ軸方向）、副走査方向（Ｘ軸方向）、および回転方向（Ｚ軸周りの回転方向（θ軸方向））に移動させる機構である。ステージ移動機構１２は、具体的には、ステージ１１を回転させる回転機構１２１を備える。ステージ移動機構１２は、さらに、回転機構１２１を介してステージ１１を支持する支持プレート１２２と、支持プレート１２２を副走査方向に移動させる副走査機構１２３を備える。ステージ移動機構１２は、さらに、副走査機構１２３を介して支持プレート１２２を支持するベースプレート１２４と、ベースプレート１２４を主走査方向に移動させる主走査機構１２５を備える。
【００３４】
回転機構１２１は、支持プレート１２２上で、ステージ１１における基板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１１を回転させる。回転機構１２１は、例えば、上端がステージ１１の中心位置に固着され、回転軸Ａに沿って延在する回転軸部１２１０と、回転軸部１２１０の下端に設けられ、回転軸部１２１０を回転させる駆動部（例えば、回転モータ）１２１１とを含む構成することができる。この構成においては、駆動部１２１１が回転軸部１２１０を回転させることにより、ステージ１１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。
【００３５】
副走査機構１２３は、支持プレート１２２の下面に取り付けられた移動子とベースプレート１２４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１２３ａとを有している。また、支持プレート１２２とベースプレート１２４との間には、副走査方向に延びる一対のガイド部１２３ｂが設けられている。このため、リニアモータ１２３ａを動作させると、ベースプレート１２４上のガイド部１２３ｂに沿って支持プレート１２２が副走査方向に移動する。
【００３６】
主走査機構１２５は、ベースプレート１２４の下面に取り付けられた移動子と描画装置１の基台１０６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１２５ａを有している。また、ベースプレート１２４と基台１０６との間には、主走査方向に延びる一対のガイド部１２５ｂが設けられている。このため、リニアモータ１２５ａを動作させると、基台１０６上のガイド部１２５ｂに沿ってベースプレート１２４が主走査方向に移動する。
【００３７】
＜測長部１３＞
測長部１３は、ステージ１１外からステージ１１の位置を測長してステージの位置を計測する機構であり、ステージ１１外からステージ１１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１１の位置を測長する、干渉式のレーザ測長器により構成される。
【００３８】
測長部１３の構成について、図４、図５を参照しながら具体的に説明する。図４は、測長部１３の構成を模式的に示す側面図である。図５は、測長部１３の構成を模式的に示す上面図である。なお、図４、図５では、説明をわかりやすくするために、測長部１３およびこれに関連する各部以外については、図示を省略している。
【００３９】
測長部１３は、ステージ１１の−Ｙ側の側面に取り付けられるとともに、−Ｙ側の面に主走査方向に垂直な反射面を備えるプレーンミラー１３０を備える。また、測長部１３は、ステージの−Ｙ側において基台１０６に対して固定されるレーザ光源１３１と、基台１０６に立設され、上端がプレーンミラー１３０とおよそ同じ高さに位置する取付台１３２と、レーザ光源１３１と取付台１３２との間に設けられるスプリッタ１３３とを備える。さらに、測長部１３は、取付台１３２の上端における＋Ｘ側の端部位置に取り付けられたリニア干渉計（第１リニア干渉計）１３４およびレシーバ（第１レシーバ）１３５と、取付台１３２の上端における−Ｘ側の端部位置に取り付けられたリニア干渉計（第２リニア干渉計）１３６およびレシーバ（第２レシーバ）１３７とを備える。
【００４０】
測長部１３における計測の原理について、図６、図７を参照しながら説明する。図６、図７は、この原理を説明するための概念図である。なお、図７においては、説明をわかりやすくするためにステージ１１の回転角度θを誇張して描いているが、基板Ｗの位置合わせにおいてステージ１１が実際に取りうる回転角度θは最大でも±数百μｒａｄ（マイクロラジアン）程度であり、プレーンミラー１３０での反射光が各レシーバ１３５，１３７から外れるといった事態は生じない。
【００４１】
レーザ光源１３１、第１リニア干渉計１３４および第１レシーバ１３５は、ステージ１１外からプレーンミラー１３０に向けてレーザ光を出射し、レーザ光の反射光を受光してステージ１１の位置を取得する干渉式のレーザ測長器（第１レーザ測長器）１３０１を構成する。すなわち、レーザ光源１３１から出射されたレーザ光は、スプリッタ１３３により２分割され、一方の一部が第１リニア干渉計１３４を介してプレーンミラー１３０上の第１の部位に入射し、プレーンミラー１３０からの反射光が、第１リニア干渉計１３４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１３５により受光される。第１レシーバ１３５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１３４とプレーンミラー１３０との主走査方向における距離Ｙ１が測長される。この第１レシーバ１３５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１１の主走査方向における座標位置が求められる。また、第１レシーバ１３５からの出力は、ステージ１１の回転位置の算出にも用いられる。
【００４２】
一方、レーザ光源１３１、第２リニア干渉計１３６および第２レシーバ１３７は、ステージ１１外からプレーンミラー１３０に向けてレーザ光を出射し、レーザ光の反射光を受光する、もう一つの干渉式のレーザ測長器（第２レーザ測長器）１３０２を構成する。すなわち、レーザ光源１３１から出射されてスプリッタ１３３により分割された他方のレーザ光の一部は、取付台１３２の内部を＋Ｘ側から−Ｘ側へと通過し、第２リニア干渉計１３６を介してプレーンミラー１３０に入射する。第２リニア干渉計１３７からのレーザ光は、プレーンミラー１３０上の第１の部位から副走査方向に距離Ｌだけ離間したプレーンミラー１３０上の第２の部位に入射する。プレーンミラー１３０からの反射光は、第２リニア干渉計１３６において元のレーザ光の一部と干渉して第２レシーバ１３７により受光される。第２レシーバ１３７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１３７とプレーンミラー１３０との主走査方向における距離Ｙ２が測長される。この第２レシーバ１３７からの出力（すなわち、第２の部位の測長値）と第１レシーバ１３５からの出力（すなわち、第１の部位の測長値）とに基づいて、専門の演算回路（図示省略）にてステージ１１の回転角度θが求められる。
【００４３】
ステージ１１の回転角度θは、２つのレーザ測長器１３０１，１３０２から出射されたレーザ光のプレーンミラー１３０上における照射位置間の副走査方向の距離Ｌ、および、当該２つのレーザ測長器１３０１，１３０２のそれぞれから出力される測長値の差分ΔＹ（＝Ｙ１−Ｙ２）に基づいて下記（式１）により求められる。
【００４４】
θ＝tan-1（ΔＹ／Ｌ）          ・・・（式１）
ただし、ここでは、副走査方向（Ｘ方向）に対するステージ１１の−Ｙ側の側面の傾き（すなわち、副走査方向に対するプレーンミラー１３０の反射面の傾き）をステージ１１の回転角度θとする。また、回転角度θを規定するθ軸は、Ｘ軸からＹ軸に向かう方向であるとし、原点位置はＸ軸上とする。すなわち、ステージ１１の−Ｙ側の側面が副走査方向と平行な状態においてステージ１１の回転角度θはゼロであるとする。
【００４５】
＜光学ユニット１４＞
再び図１、図２を参照する。光学ユニット１４は、ステージ１１上に保持された基板Ｗの上面に光を照射して露光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１４，１４を備える。一方の光学ユニット１４は基板Ｗの＋Ｘ側半分の露光を担当し、他方の光学ユニット１４は基板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１４，１４は、ステージ１１およびステージ移動機構１２を跨ぐようにして基台１０６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１４，１４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１４，１４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。
【００４６】
２個の光学ユニット１４，１４はいずれも同じ構成を備える。すなわち、各光学ユニット１４は、天板を形成するボックスの内部に配置されたレーザ駆動部１４１、レーザ発振器１４２および照明光学系１４３と、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たヘッド部１４０とを備える。ヘッド部１４０は、空間光変調部１４４と投影光学系１４５とを主として備える。
【００４７】
レーザ発振器１４２は、レーザ駆動部１４１からの駆動を受けて、出力ミラー（図示省略）からレーザ光を出射する。照明光学系１４３は、レーザ発振器１４２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）とする。レーザ発振器１４２から出射され、照明光学系１４３にてラインビームとされた光は、ヘッド部１４０に入射し、パターンデータＤ（図８参照）に応じた空間変調を施された上で基板Ｗに照射される。
【００４８】
ヘッド部１４０に入射した光は、具体的には、ミラー１４６を介して、定められた角度で空間光変調部１４４に入射する。空間光変調部１４４は、当該入射光を空間変調して、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、具体的には、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】
空間光変調部１４４は、具体的には、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１４４１を備える。空間光変調器１４４１は、その反射面の法線が、ミラー１４６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２０の制御に基づいて空間変調させる。空間光変調器１４４１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)（シリコン・ライト・マシーンズ（サンノゼ、カリフォルニア）の登録商標）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１４４１は、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、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、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。空間光変調器１４４１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。
【００５１】
空間光変調器１４４１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、これらは互いに異なる方向に沿って出射されることになる。すなわち、０次回折光はＺ軸に沿って−Ｚ方向に、それ以外の回折光は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ことになる。ここで、０次回折光はパターンの描画に寄与させるべき必要光であり、それ以外の回折光はパターンの描画に寄与させるべきでない不要光である。投影光学系１４５は、不要光を遮断するとともに必要光のみを基板Ｗの表面に導いて、当該表面に結像させる。投影光学系１４５は、例えば、不要光を遮断するとともに必要光のみを通過させる遮断板、入射光の幅を広げる（あるいは狭める）ズーム部を構成する複数のレンズ、入射光を定められた倍率として基板Ｗ上に結像させる対物レンズ、等を含む構成とすることができる。
【００５２】
光学ユニット１４に描画動作を実行させる場合、制御部２０は、レーザ駆動部１４１を駆動してレーザ発振器１４２から光を出射させる。出射された光は照明光学系１４３にてラインビームとされ、ミラー１４６を介して空間光変調部１４４の空間光変調器１４４１に入射する。空間光変調器１４４１においては、複数の空間光変調素子が、副走査方向（Ｘ軸方向）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。制御部２０は、パターンデータＤに基づいて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が形成され、基板Ｗに向けて出射されることになる。空間光変調器１４４１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１４４１からは、副走査方向に沿うＮ画素分の空間変調された光が出射されることになる。空間光変調器１４４１にて空間変調された光は、投影光学系１４５に入射し、ここで、不要光が遮断されるとともに必要光のみが基板Ｗの表面に導かれ、定められた倍率とされて基板Ｗの表面に結像される。
【００５３】
光学ユニット１４は、このように副走査方向に沿うＮ画素分の空間変調された光を断続的に照射し続けながら（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ながら）、主走査方向（Ｙ軸方向）に沿って基板Ｗに対して相対的に移動される。したがって、光学ユニット１４が主走査方向に沿って基板Ｗを１回横断すると、基板Ｗの表面に、副走査方向に沿って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。
【００５４】
なお、ヘッド部１４０には、空間光変調部１４４と投影光学系１４５との間に、空間光変調部１４４で変調された光の経路を副走査方向に沿って僅かにシフトさせる光路補正部をさらに設けてもよい。この場合、必要に応じて光路補正部に光の経路をシフトさせることによって、基板Ｗに照射される光の位置を副走査方向に沿って微調整することが可能となる。光路補正部は、例えば、２個のウェッジプリズム（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）と、一方のウェッジプリズムを、他方のウェッジプリズムに対して、入射光の光軸の方向（Ｚ軸方向）に沿って直線的に移動させるウェッジプリズム移動機構とから実現することができる。この構成においては、ウェッジプリズム移動機構を駆動制御して、２個のウェッジプリズム間の離間距離を調整することによって、必要な量だけ入射光をシフトさせることができる。
【００５５】
＜撮像ユニット１５＞
撮像ユニット１５は、基板Ｗの上面に形成されたアライメントマークＡＬを撮像する。撮像ユニット１５は、鏡筒、対物レンズ、および、例えばエリアイメージセンサ（二次元イメージセンサ）により構成されるＣＣＤイメージセンサ（いずれも図示省略）を備える。また、撮像ユニット１５は、照明ユニット１８から延びるファイバ１８０と接続される。照明ユニット１８から出射される光はファイバ１８０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ＣＣＤイメージセンサで受光される。これによって、基板Ｗの上面の撮像データが取得されることになる。ＣＣＤイメージセンサは、制御部２０からの指示に応じて撮像データを取得するとともに、取得した撮像データを制御部２０に送信する。なお、撮像ユニット１５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。
【００５６】
＜プリアライメント部１７＞
プリアライメント部１７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１７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１７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（例えば、切り欠きの方向がステージ１１の移動方向（例えば、Ｘ方向））と平行になるように）載置台を回転させることによって行われる。
【００５７】
＜制御部２０＞
制御部２０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。制御部２０の構成について、以下に具体的に説明する。
【００５８】
＜i．ハードウエア構成＞
図８は、制御部２０のハードウエア構成を示すブロック図である。制御部２０は、例えば、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３、外部記憶装置２４等がバスライン２５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。ＲＯＭ２２は基本プログラム等を格納しており、ＲＡＭ２３はＣＰＵ２１が所定の処理を行う際の作業領域として供される。外部記憶装置２４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。外部記憶装置２４には、位置合わせ処理、描画処理等を行うためのプログラムＰが格納されている。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ＣＰＵ２１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、予め外部記憶装置２４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外部記憶装置２４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２０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。
【００５９】
また、制御部２０では、入力部２６、表示部２７、通信部２８もバスライン２５に接続されている。入力部２６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２７は、液晶表示装置、ランプ等により構成されており、ＣＰＵ２１による制御の下、各種の情報を表示する。通信部２８は、ＬＡＮ等を介したデータ通信機能を有する。
【００６０】
外部記憶装置２４には、基板Ｗに露光すべきパターンを記述したデータ（パターンデータ）Ｄが格納される。パターンデータＤは、例えば、ＣＡＤを用いて生成されたＣＡＤデータをラスタライズしたラスターデータであり、回路パターンなどを表現している。制御部２０は、基板Ｗに対する一連の処理に先立ってパターンデータＤを取得して外部記憶装置２４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。
【００６１】
＜ii．機能構成＞
図９は、制御部２０において実現される機能ブロックおよびこれに関連する各部を模式的に示す図である。描画装置１においては、ステージ１１に載置された基板Ｗを適正な回転位置に位置合わせする機能が実現されており、当該機能に関する構成として、目標回転角度特定部２０１および回転制御部２０２としての機能が実現される。これら各機能部は、上記したように、例えばＣＰＵ２１がプログラムＰに従って所定の演算処理を行うことにより実現される。
【００６２】
目標回転角度特定部２０１は、ステージ１１に載置された基板Ｗを適正な回転位置におくために必要なステージ１１の回転角度（目標回転角度θｏ）を特定する。具体的には、目標回転角度特定部２０１は、ステージ１１に載置された基板Ｗ上に形成された２つのアライメントマーク（例えば、図３上において基板Ｗの左右におけるスクライブライン３０１の両端にそれぞれ形成されたアライメントマークＡＬ１，ＡＬ２）のそれぞれの撮像データを撮像ユニット１５に取得させ、当該撮像データを画像解析してステージ１１に載置された基板Ｗ上のアライメントマークＡＬ１，ＡＬ２の各座標位置を検出する。そして、当該検出結果に基づいてステージ１１に載置された基板Ｗが適正な回転位置からどれだけずれているか（回転ずれ量）を算出し、これに基づいて、ステージ１１の目標回転角度θｏを特定する。
【００６３】
回転制御部２０２は、基板Ｗが適正な回転位置に保たれるように、ステージ１１の回転位置の制御を行う。具体的には、回転制御部２０２は、測長部１３が計測したステージ１１の回転角度θの入力を受けて、当該回転角度θを目標回転角度θｏに近づけることができるような回転機構１２１の制御パラメータ（例えば、駆動部１２１１が回転軸部１２１０を回転させる際の回転方向、回転数等）Ｎを出力し、当該制御パラメータＮで回転機構１２１を駆動制御する。これによって、ステージ１１は、その回転角度θが目標回転角度θｏに近づくように回転されるとともに、その回転角度θが目標回転角度θｏと高精度に一致した状態に維持される。
【００６４】
＜２．位置合わせ処理の流れ＞
目標回転角度特定部２０１および回転制御部２０２の制御下で実行される基板Ｗの位置合わせ処理の流れについて、図１０〜図１２を参照しながら具体的に説明する。図１０は、当該処理の流れを示す図である。図１１は、基板Ｗが適正な回転位置に位置合わせされる前後におけるステージ１１の様子を模式的に示す図である。ただし、図１１においては、説明をわかりやすくするためにステージ１１の回転角度θを誇張して描いているが、上述したとおり、基板Ｗの位置合わせにおいてステージ１１が実際に取りうる回転角度θは最大でも±数百μｒａｄ程度とごく微小である。図１２は、位置合わせ処理におけるステージ１１の回転角度θの変化を模式的に示す図である。
【００６５】
なお、少なくとも基板Ｗの位置合わせ処理が行われている間は、測長部１３はステージ１１の位置をリアルタイムで測長し続けることによりステージ１１のリアルタイムの回転角度θを計測し続けている。すなわち、少なくとも基板Ｗの位置合わせ処理が行われている間、制御部２０には、測長部１３からステージ１１のリアルタイムの回転角度θの計測値が入力され続けるものとする。
【００６６】
基板Ｗの位置合わせ処理においては、まず、目標回転角度特定部２０１が、ステージ１１の目標回転角度θｏを特定する（ステップＳ１０）。
【００６７】
具体的には、目標回転角度特定部２０１は、まず、ステージ移動機構１２に撮像ユニット１５の真下に第１アライメントマークＡＬ１の目標位置（基板Ｗが適正な回転位置にある場合に当該アライメントマークＡＬが配置される位置）がくるようにステージ１１を移動させた上で、撮像ユニット１５に基板Ｗの表面を撮像させる。以下に明らかになるように、基板Ｗの位置合わせ処理に先だってプリアライメント処理が行われているため、基板Ｗは適正な回転位置とほぼ一致する状態（具体的には、適正な回転位置との回転ずれ量が数百μｒａｄ以下の状態）でステージ１１に載置されており、各アライメントマークＡＬはその目標位置から大きくはずれない位置におかれている。このため、撮像ユニット１５の真下に第１アライメントマークＡＬ１の目標位置がおかれた状態において、撮像ユニット１５の撮像領域内から撮像対象となる第１アライメントマークＡＬ１が外れることはない。したがって、撮像ユニット１５の真下に第１アライメントマークＡＬ１の目標位置がおかれた状態において、撮像ユニット１５が基板Ｗの表面を撮像することによって、第１アライメントマークＡＬ１の撮像データが得られることになる（ステップＳ１１）。
【００６８】
続いて、目標回転角度特定部２０１は、ステージ移動機構１２に撮像ユニット１５の真下に第２アライメントマークＡＬ２の目標位置がくるようにステージ１１を移動させた上で、撮像ユニット１５に基板Ｗの表面を撮像させる。これによって、第２アライメントマークＡＬ２の撮像データが得られることになる（ステップＳ１２）。
【００６９】
続いて、目標回転角度特定部２０１は、ステップＳ１１およびステップＳ１２で得られた各撮像データを画像解析して、ステージ１１に載置された基板Ｗ上の各アライメントマークＡＬ１，ＡＬ２の座標位置を特定する。さらに、目標回転角度特定部２０１は、当該特定された各座標位置を目標位置におくために必要なステージ１１の回転角度を算出し、これを目標回転角度θｏとして取得する（ステップＳ１３）。
【００７０】
目標回転角度特定部２０１がステージ１１の目標回転角度θｏを特定すると、続いて、回転制御部２０２が、ステージ１１の回転位置の制御を行う（ステップＳ２０）。
【００７１】
具体的には、回転制御部２０２は、まず、目標回転角度特定部２０１からステージ１１の目標回転角度θｏを取得する（ステップＳ２１）。
【００７２】
上述したとおり、制御部２０には、測長部１３からステージ１１のリアルタイムの回転角度θが入力され続けている。回転制御部２０２は、当該回転角度θを取得し（ステップＳ２２）、当該回転角度θを目標角度θｏに近づけることができるような制御パラメータＮの値を出力する（ステップＳ２３）。そして、当該制御パラメータＮで回転機構１２１を駆動する（ステップＳ２４）。例えば、目標回転角度θｏと入力された回転角度θとの差分値（θｏ−θ）を算出し、当該差分値が正の値の場合（目標回転角度θｏ＞回転角度θ）、ステージ１１を＋θ方向に回転させる制御パラメータＮを出力する。当該制御パラメータＮで回転機構１２１がステージ１１を回転させると、回転角度θは徐々に大きくなり目標角度θｏに近づいていく。一方、差分値が負の値の場合（目標回転角度θｏ＜回転角度θ）、ステージ１１を−θ方向に回転させる制御パラメータＮを出力する。当該制御パラメータＮで回転機構１２１がステージ１１を回転させると、回転角度θは徐々に小さくなり目標角度θｏに近づいていく。また、差分値がゼロの場合（目標回転角度θｏ＝回転角度θ）、ステージ１１の回転を停止させる制御パラメータＮを出力する。すると、回転機構１２１はステージ１１を回転させず、回転角度θが目標角度θｏと一致した状態がそのまま維持される。
【００７３】
回転制御部２０２は、上記のステップＳ２２〜ステップＳ２４の処理を繰り返して行い続けて、常にリアルタイムの回転角度θに応じたパラメータＮで回転機構１２１を駆動する。つまり、回転制御部２０２は、回転角度θの変化に応じて制御パラメータＮを変化させながら回転機構１２１を駆動制御する。
【００７４】
回転制御部２０２が上記の制御を行うことによって、ステージ１１は、その回転角度θが目標回転角度θｏに近づくように回転されるとともに、その回転角度θが目標回転角度θｏと一致した状態（具体的には、許容される誤差範囲内（例えば±０．３μｒａｄの誤差範囲内）で一致した状態）で維持される。すなわち、ステージ１１に載置された基板Ｗが、その回転位置が適正な回転位置と一致するように位置合わせされた状態が維持される。なお、後に明らかになるように、描画装置１においては、ステージ１１の回転角度θが目標回転角度θｏと一致した状態になると、描画処理が開始される。回転制御部２０２は、この描画処理が完了するまで上記のステップＳ２２〜ステップＳ２４の処理を繰り返して行い続ける。したがって、描画処理が開始されてからこれが完了するまでの間、ステージ１１の回転角度θは、常に目標回転角度θｏと一致した状態に維持されることになる。
【００７５】
＜３．基板Ｗに対する処理の流れ＞
続いて、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流れを説明する。
【００７６】
＜３−１．距離Ｌの測定＞
描画装置１においては、基板Ｗに対する処理を実行する前に、測長部１３において回転角度θの算出に用いられる距離Ｌの正確な値を算出するキャリブレーション処理が行われる。当該処理の流れについて、図１３を参照しながら説明する。図１３は、当該処理を説明するための図である。ただし、図１３においても、説明をわかりやすくするためにステージ１１の回転角度θを誇張して描いているが、以下の処理においてステージ１１が実際に取りうる回転角度θもごく微小である。以下に説明する一連の動作は、制御部２０の制御下で行われる。
【００７７】
まず、搬送装置１６により、距離Ｌの算出に用いられる基板（以下「テスト基板」という）Ｗｔが搬入されてステージ１１に載置されると、制御部２０は、この状態（第１状態）における基板Ｗの２個のアライメントマークＡＬ１，ＡＬ２の各座標位置Ｑ１，Ｑ２を特定する。具体的には、撮像ユニット１５に、ステージ１１に載置されたテスト基板Ｗｔ上に形成された２箇所のアライメントマークＡＬ１，ＡＬ２のそれぞれを撮像させ、得られた各撮像データに基づいて、制御部２０が各アライメントマークＡＬ１，ＡＬ２の座標位置Ｑ１，Ｑ２を特定する。ただし、第１状態において、ステージ１１は、その回転角度θが「０」の状態（すなわち、測長部１３において計測される距離Ｙ１と距離Ｙ２とが等しい状態）に予め調整されているものとする。
【００７８】
続いて、制御部２０は、回転機構１２１にステージ１１を任意の微小角度だけ回転させる。ステージ１１が任意の微小角度だけ回転されると、続いて、制御部２０は、回転後の状態（第２状態）における基板Ｗの２個のアライメントマークＡＬ１，ＡＬ２の各座標位置Ｑ１’，Ｑ２’を特定する。また、制御部２０は、測長部１３から第２状態における距離Ｙ１と距離Ｙ２との差分ΔＹｔを取得する。
【００７９】
続いて、制御部２０は、第１状態の各アライメントマークＡＬ１，ＡＬ２の座標位置Ｑ１，Ｑ２と、第２状態の各アライメントマークＡＬ１，ＡＬ２の座標位置Ｑ１’，Ｑ２’とに基づいて、テスト基板Ｗｔが回転された角度（回転角度θｔ）を正確に算出する。そして、下記（式２）に基づいて、距離Ｌの正確な値を算出する。
【００８０】
Ｌ＝（ΔＹｔ／tan（θｔ））          ・・・（式２）
距離Ｌの正確な値が算出されると、当該値は測長部１３の演算回路に記憶され、以降は、当該値を用いて回転角度θが算出されることになる（（式１）参照）。高精度に測定された距離Ｌの値が用いられることによって、回転角度θを正確に算出することが可能となる。
【００８１】
＜３−２．基板Ｗに対する処理の流れ＞
描画装置１にて実行される基板Ｗに対する処理の流れについて、図１４を参照しながら説明する。図１４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２０の制御下で行われる。
【００８２】
搬送装置１６は、描画装置１内に処理対象となる基板Ｗを搬入すると（ステップＳ１）、まず、当該基板Ｗをプリアライメント部１７に搬入する。プリアライメント部１７においては、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かれることになる。
【００８３】
続いて、搬送装置１６は、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１７から搬出して、ステージ１１に載置する（ステップＳ３）。ただし、ステージ１１の初期位置は、その回転角度θが「０」の状態に予め調整されているものとする。
【００８４】
基板Ｗにはプリアライメント処理が施されている。したがって、基板Ｗは、適正な回転位置とほぼ一致した状態でステージ１１に載置される。ただし、プリアライメント処理だけでは基板Ｗの回転ずれ量は許容される誤差範囲内には入っていない可能性が高い。そこで、続いて、ステージ１１に載置された基板Ｗが適正な回転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）が開始される（ステップＳ４）。この処理の流れは上述したとおりである（図１０参照）。
【００８５】
位置合わせ処理において、ステージ１１の回転角度θが目標回転角度θｏと一致した状態（具体的には、許容される誤差範囲内（例えば±０．３μｒａｄの誤差範囲内）で一致した状態）になると（ステップＳ５でＹＥＳ）、描画処理が開始される（ステップＳ６）。なお、上述したとおり、回転制御部２０２は、描画処理が完了するまで上記のステップＳ２２〜ステップＳ２４の処理（図１０参照）を繰り返して行い続けており、描画処理が開始されてからこれが完了するまでの間、ステージ１１の回転角度θは、常に目標回転角度θｏと一致した状態に維持される。すなわち、描画処理が行われている間、ステージ１１に載置された基板Ｗが適正な回転位置に正確におかれた状態が維持される。
【００８６】
描画処理について、図１５を参照しながら説明する。図１５は、描画処理を説明するための図である。
【００８７】
基板Ｗに対するパターンの描画処理は、制御部２０が、ステージ移動機構１２を制御してステージ１１に載置された基板Ｗを光学ユニット１４，１４に対して相対的に移動させるとともに、光学ユニット１４，１４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り行われる。
【００８８】
具体的には、ステージ移動機構１２は、制御部２０からの指示に応じて、ステージ１１を主走査方向（＋Ｙ軸方向）に沿って移動させることによって、基板Ｗを光学ユニット１４，１４に対して主走査方向に沿って相対的に移動させる（矢印ＡＲ１１）（主走査）。基板Ｗが主走査方向に沿って相対的に移動させられる間、各光学ユニット１４は、制御部２０からの指示に応じて、パターンデータＤ（具体的には、ラスタライズされたパターンデータ）に応じた空間変調が形成された光（具体的には、副走査方向に沿う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（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）。つまり、各光学ユニット１４は、副走査方向に沿うＮ画素分の空間変調された光を断続的に照射し続けながら、主走査方向（Ｙ軸方向）に沿って基板Ｗに対して相対的に移動する。したがって、光学ユニット１４が主走査方向に沿って基板Ｗを１回横断すると、基板Ｗの表面に、副走査方向に沿って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。ここでは、２個の光学ユニット１４が同時に基板Ｗを横断するので、一回の主走査により２本のパターン群が描画されることになる。
【００８９】
１回の主走査が終了すると、ステージ移動機構１２が、ステージ１１を主走査方向に沿って逆向き（−Ｙ軸方向）に移動させて、基板Ｗを元の位置（主走査の開始位置）に移動させる（矢印ＡＲ１２）。さらに、ステージ移動機構１２は、ステージ１１を副走査方向（Ｘ軸方向）に沿って、１ストライプの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１４，１４に対して副査方向に沿って相対的に移動させる（矢印ＡＲ１３）（副走査）。
【００９０】
副走査が終了すると、再び主走査が行われる（矢印ＡＲ１４）。ここでも、各光学ユニット１４は、制御部２０からの指示に応じて、パターンデータＤに応じた空間変調が形成された光を、基板Ｗに向けて断続的に照射し続ける。これによって、先の主走査で描画された１ストライプ分の描画領域の隣に、さらに１ストライプ分の領域の描画が行われることになる。以後、同様に、主走査と副走査とが繰り返して行われ、基板Ｗの表面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１４を参照する。基板Ｗに対するパターンの描画処理が終了すると、搬送装置１６が処理済みの基板Ｗを搬出し、当該基板Ｗに対する一連の処理が終了する（ステップＳ７）。
【００９２】
＜４．効果＞
上記の実施の形態においては、ステージ１１の位置の測長値に基づいてステージ１１の回転角度θが正確に特定され、当該回転角度θを目標回転角度θｏに近づけることができるような回転機構１２１の制御パラメータＮで回転機構１２１が駆動制御される。この構成によると、ステージ１１の回転角度θを目標回転角度θｏに速やかに近づけて、回転角度θを目標回転角度θｏと高精度に一致させることができる。すなわち、高精度かつ迅速に、基板Ｗを適正な回転位置に位置合わせすることができる。
【００９３】
例えば、回転角度θが目標回転角度θｏと一致しているか否かをアライメントマークの位置検出により確認しながら、位置合わせを行う態様では、アライメントマークの撮像と画像処理とを何度も繰り返すことになるために処理に時間がかかる上、撮像ユニットをアライメントマークの上方にもってくる際のステージの搬送誤差等に起因して、高精度な位置合わせをスムースに行えない可能性がある。これに対し、上記の実施の形態においては、回転角度θを目標回転角度θｏに近づける駆動制御と回転角度θが目標回転角度θｏと一致しているかの確認とが、測長部１３からの情報に基づいて同時に行われることになる。したがって、高精度かつ迅速な位置合わせが実現される。
【００９４】
また、上記の実施の形態においては、ステージ１１の回転角度θの変化に応じて制御パラメータＮを変化させながら、回転機構１２１が駆動制御されるので、さらに高精度かつ迅速に、基板Ｗを適正な回転位置に位置合わせすることができる。
【００９５】
また、上記の実施の形態においては、ステージ１１における２つの部位の各測長情報の差分ΔＹに基づいて、ステージ１１の回転角度θが求められるので、ステージ１１の回転角度θを正確に計測することができる。ひいては、ステージ１１の回転角度θを高精度に制御することが可能となり、基板Ｗを適正な回転位置に高精度に位置合わせすることができる。
【００９６】
また、上記の実施の形態においては、ステージ１１の位置をレーザ光の干渉により測長するので、ステージ１１の位置を正確に測定することができる。ひいては、ステージ１１の回転角度θを正確に計測することができる。その結果、ステージ１１の回転角度θを高精度に制御することが可能となり、基板Ｗを適正な回転位置に高精度に位置合わせすることができる。
【００９７】
＜５．変形例＞
上記の実施の形態においては、目標回転角度特定部２０１が２つのアライメントマークＡＬ１，ＡＬ２の各位置を検出して、当該検出位置に基づいて目標回転角度θｏを算出する構成としていたが、目標回転角度特定部２０１は２つ以上のアライメントマークＡＬの各位置を検出して、当該検出位置に基づいて目標回転角度θｏを算出する構成であってもよい。
【００９８】
例えば、図３の図面上において、基板Ｗの左右におけるスクライブライン３０１の両端付近にそれぞれ形成されたアライメントマークＡＬ１，ＡＬ２と、基板Ｗの上下におけるスクライブライン３０１の両端付近にそれぞれ形成されたアライメントマークＡＬ３，ＡＬ４との各位置を検出して、当該検出位置に基づいて目標回転角度θｏを算出する構成としてもよい。この場合、アライメントマークＡＬ１，ＡＬ２の各座標位置を目標位置におくために必要な回転角度と、アライメントマークＡＬ３，ＡＬ４の各座標位置を目標位置におくために必要な回転角度とをそれぞれ算出し、各回転角度の平均値を目標回転角度θｏとして取得すればよい。
【００９９】
また、上記の実施の形態において、例えば、基板Ｗに変形（歪み、収縮・膨張等の形状変化）が生じている場合、これが、アライメントマークＡＬの検出位置の目標位置からのずれ量として検出されることになる。そこで、描画処理を実行する前に、ステージ１１に載置された基板ＷのアライメントマークＡＬの検出位置に基づいて、パターンデータＤを補正する処理を行ってもよい。この場合、検出されたずれ量分だけパターンデータＤに記述されたパターンをずらすように修正することによって、パターンデータＤを、基板Ｗと同じように変形させればよい。パターンデータＤの補正には、目標回転角度θｏを特定するために取得されたアライメントマークＡＬの検出情報が用いられてもよい。また、当該検出情報と、さらに別のアライメントマークＡＬの検出情報とが合わせて用いられてもよい。
【０１００】
また、上記の実施の形態においては、測長部１３は、第１レシーバ１３５および第２レシーバ１３７からの出力に基づいて、例えば、専門の演算回路にてステージ１１の回転角度θを求める構成としたが、２つの照射位置の主走査方向の位置の差分ΔＹが求められるのであれば、第２リニア干渉計１３５および第２レシーバ１３７において、必ずしもプレーンミラー１３０と第２リニア干渉計１３７との間の主走査方向における距離が求められる必要はない。
【０１０１】
また、上記の各実施形態では、空間光変調器１４４１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の登録商標）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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
また、上記の実施の形態においては、回転機構１２１、測長部１３、目標回転角度特定部２０１、および、回転制御部２０２を含む位置合わせ機構が、基板Ｗに対して光を照射して基板Ｗにパターンを形成する描画装置１に組み込まれた態様を示していたが、位置合わせ機構は、描画装置１以外の各種の基板処理装置に組み込むことができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１  描画装置
１１  ステージ
１３  測長部
１５  撮像ユニット
２０１  目標回転角度特定部
２０２  回転制御部
Ｗ  基板
【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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