(57)【要約】【課題】空間光変調器にて反射された描画に寄与しない光が周辺部材に与える熱的影響を確実に排除して高い描画精度を担保する。【解決手段】光学ユニットのヘッド部は、レーザ発振器から出射された光を空間変調させて、パターンの描画に寄与させる必要光Ｌ１と、パターンの描画に寄与させない不要光Ｌ０とを、互いに異なる方向に反射させる空間光変調器を備える。光学ユニットは、さらに、必要光Ｌ１を通過させつつ不要光Ｌ０を遮断する第２遮断板２３２と、第２遮断板２３２を冷却する冷却部を備える。第２遮断板２３２における不要光Ｌ０の入射領域を含む対象領域部分には、入射した光を乱反射させる乱反射面４２が形成される。【選択図】図８
2013003534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学ユニットから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、
前記光学ユニットが、
光源と、
前記光源からの光を空間変調して、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空間光変調部と、
前記空間光変調部と基板との間に配置され、前記必要光を通過させつつ前記不要光を遮断する遮断板と、
前記遮断板を冷却する冷却部と、
前記遮断板における前記不要光の入射領域を含む対象領域部分に形成され、入射した光を乱反射させる乱反射面と、
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、
前記乱反射面が、前記遮断板における前記対象領域部分が凹凸形状とされることにより形成される、描画装置。
【請求項３】
請求項１に記載の描画装置であって、
前記光学ユニットが、
上面に凹凸形状が形成された乱反射部材、
を備え、
前記乱反射面が、前記遮断板における前記対象領域部分に前記乱反射部材が載置されることにより形成される、描画装置。
【請求項４】
請求項３に記載の描画装置であって、
前記乱反射部材が、
前記遮断板よりも熱伝導性の高い部材により形成される、描画装置。
【請求項５】
請求項２から４のいずれかに記載の描画装置であって、
前記凹凸形状が、格子点上に複数の凸部を配列した形状であり、
前記不要光が光束断面が一定の幅を有する線状のラインビームであって、前記乱反射面に入射する前記不要光の幅方向と前記複数の凸部の格子方向とが非平行である、描画装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の描画装置であって、
前記遮断板と、前記遮断板と前記空間光変調部との間に配置された対象部材との間に配置され、前記乱反射面で乱反射された光が前記対象部材に入射しないように遮るカバー部材、
を備える描画装置。
【請求項７】
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方法であって、
ａ）光源から出射された光を、空間光変調部にて空間変調して、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工程と、
ｂ）前記空間光変調部と基板との間に配置された遮断板にて、前記必要光を通過させつつ前記不要光を遮断する工程と、
ｃ）前記遮断板を冷却する工程と、
を備え、
前記ｂ）工程において、前記不要光の一部を前記遮断板で吸収するとともに、残りを前記遮断板における前記不要光の入射領域を含む対象領域部分に形成された乱反射面で乱反射させる、描画方法。
【請求項８】
請求項７に記載の描画方法であって、
前記乱反射面が、前記遮断板における前記対象領域部分が凹凸形状とされることにより形成される、描画方法。
【請求項９】
請求項７に記載の描画方法であって、
前記乱反射面が、前記遮断板における前記対象領域部分に、上面に凹凸形状が形成された乱反射部材が載置されることにより形成される、描画方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の描画方法であって、
前記乱反射部材が、
前記遮断板よりも熱伝導性の高い部材により形成される、描画方法。
【請求項１１】
請求項８から１０のいずれかに記載の描画方法であって、
前記凹凸形状が、格子点上に複数の凸部を配列した形状であり、
前記不要光が光束断面が一定の幅を有する線状のラインビームであって、前記乱反射面に入射する前記不要光の幅方向と前記複数の凸部の格子方向とが非平行である、描画方法。
【請求項１２】
請求項７から１１のいずれかに記載の描画方法であって、
ｄ）前記ｂ）工程において、前記乱反射面で乱反射された不要光が、前記乱反射面と前記空間光変調部との間に配置された対象部材に入射しないように遮る工程、
を備える描画方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板、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）に対して光を照射することで、パターンを基板表面に直接露光する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
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周知である。これに対して、近年では、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が注目されている。描画装置は、感光材料への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を備える。反射型の空間光変調器では、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。
【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】
描画精度を低下させる要因の一つに、発熱に伴う部材の変形が挙げられる。例えば、空間光変調器を駆動するとこれが発熱し、その熱的影響を受けて空間光変調器を支持する部材が変形し、これに伴って空間光変調器の姿勢にずれが生じ、これが描画精度に悪影響を及ぼすおそれがある。この点において、特許文献１には、空間光変調器の近くに放熱部材を配置して、空間光変調の発熱が周辺部材に及ぼす熱的影響を低減する構成が開示されている。
【０００５】
また例えば、空間光変調器にて反射される描画に寄与しない光（すなわち、オフ状態の空間光変調器からの反射光）が、光学ヘッド内に配置された部材に入射すると、当該部材がその熱的影響により変形してしまう可能性がある。例えば、光学ヘッド内に配置されたレンズ等の光学部品を収容支持する部材が変形してしまうと、光学部品の姿勢にずれが生じ、これによって描画精度が悪化するおそれがある。この点において、特許文献２には、描画に寄与しない光を、ミラーを介して放熱部材に導くことによって、描画に寄与しない光が周辺部材に及ぼす熱的影響を低減する工夫が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３３１７１７号公報
【特許文献２】特開２００４−３０１９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、描画装置にて用いられる光ビームは、近年ますます高エネルギー化する傾向がある。このため、空間光変調器にて反射された描画に寄与しない光が周辺部材に与える熱的影響も大きくなってきている。一方で、描画装置に求められる描画精度は年々高くなっており、周辺部材の僅かな熱変形も許されない状況になっている。
【０００８】
特許文献２のように、空間光変調器にて反射された描画に寄与しない光を、ミラーを介して放熱部材に導いてここで放熱する構成では、高エネルギーの光ビームが採用された場合に周辺部材の熱変形を十分に抑制できる保証がなく、要求される高いレベルの描画精度を担保できないおそれがあった。
【０００９】
この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、空間光変調器にて反射された描画に寄与しない光が周辺部材に与える熱的影響を確実に排除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】
【００１０】
第１の態様は、光学ユニットから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、前記光学ユニットが、光源と、前記光源からの光を空間変調して、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空間光変調部と、前記空間光変調部と基板との間に配置され、前記必要光を通過させつつ前記不要光を遮断する遮断板と、前記遮断板を冷却する冷却部と、前記遮断板における前記不要光の入射領域を含む対象領域部分に形成され、入射した光を乱反射させる乱反射面と、を備える。
【００１１】
第２の態様は、第１の態様に係る描画装置であって、前記乱反射面が、前記遮断板における前記対象領域部分が凹凸形状とされることにより形成される。
【００１２】
第３の態様は、第１の態様に係る描画装置であって、前記光学ユニットが、上面に凹凸形状が形成された乱反射部材、を備え、前記乱反射面が、前記遮断板における前記対象領域部分に前記乱反射部材が載置されることにより形成される。
【００１３】
第４の態様は、第３の態様に係る描画装置であって、前記乱反射部材が、前記遮断板よりも熱伝導性の高い部材により形成される。
【００１４】
第５の態様は、第２から第４のいずれかの態様に係る描画装置であって、前記凹凸形状が、格子点上に複数の凸部を配列した形状であり、前記不要光が光束断面が一定の幅を有する線状のラインビームであって、前記乱反射面に入射する前記不要光の幅方向と前記複数の凸部の格子方向とが非平行である。
【００１５】
第６の態様は、第１から第５のいずれかの態様に係る描画装置であって、前記遮断板と、前記遮断板と前記空間光変調部との間に配置された対象部材との間に配置され、前記乱反射面で乱反射された光が前記対象部材に入射しないように遮るカバー部材、を備える。
【００１６】
第７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方法であって、ａ）光源から出射された光を、空間光変調部にて空間変調して、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工程と、ｂ）前記空間光変調部と基板との間に配置された遮断板にて、前記必要光を通過させつつ前記不要光を遮断する工程と、ｃ）前記遮断板を冷却する工程と、を備え、前記ｂ）工程において、前記不要光の一部を前記遮断板で吸収するとともに、残りを前記遮断板における前記不要光の入射領域を含む対象領域部分に形成された乱反射面で乱反射させる。
【００１７】
第８の態様は、第７の態様に係る描画方法であって、前記乱反射面が、前記遮断板における前記対象領域部分が凹凸形状とされることにより形成される。
【００１８】
第９の態様は、第７の態様に係る描画方法であって、前記乱反射面が、前記遮断板における前記対象領域部分に、上面に凹凸形状が形成された乱反射部材が載置されることにより形成される。
【００１９】
第１０の態様は、第９の態様に係る描画方法であって、前記乱反射部材が、前記遮断板よりも熱伝導性の高い部材により形成される。
【００２０】
第１１の態様は、第８から第１０のいずれかの態様に係る描画方法であって、前記凹凸形状が、格子点上に複数の凸部を配列した形状であり、前記不要光が光束断面が一定の幅を有する線状のラインビームであって、前記乱反射面に入射する前記不要光の幅方向と前記複数の凸部の格子方向とが非平行である。
【００２１】
第１２の態様は、第７から第１１のいずれかの態様に係る描画方法であって、ｄ）前記ｂ）工程において、前記乱反射面で乱反射された不要光が、前記乱反射面と前記空間光変調部との間に配置された対象部材に入射しないように遮る工程、を備える。
【発明の効果】
【００２２】
第１、第７の態様によると、空間光変調部にて反射された描画に寄与しない不要光の一部は遮断板に吸収され、これに伴う遮断板の温度上昇は冷却によって抑えられる。一方、遮断板に吸収されなかった残りの光は乱反射面で乱反射されることにより弱められる。したがって、不要光が周辺部材に与える熱的影響を確実に排除して高い描画精度を担保できる。
【００２３】
第２、第８の態様によると、乱反射面が遮断板における対象領域部分が凹凸形状とされることにより形成されるので、遮断板が冷却されることにより乱反射面の昇温も抑制される。
【００２４】
第３、第９の態様によると、乱反射面が遮断板と別体の乱反射部材により形成されるので、乱反射部材を遮断板と独立して交換することが可能となる。
【００２５】
第４、第１０の態様によると、乱反射部材が遮断板よりも熱伝導性の高い部材により形成されるので、乱反射部材の昇温が抑制される。
【００２６】
第５、第１１の態様によると、乱反射面において、複数の凸部が、不要光の延在方向と非平行な方向に沿って配列される。この構成によると、乱反射面において不要光を確実に乱反射させることができる。
【００２７】
第６、第１２の態様によると、乱反射面で乱反射された光が、乱反射面と空間光変調部との間に配置された対象部材に入射しにくい。したがって、不要光が対象部材に与える僅かな熱的影響をも確実に排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【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】ヘッド部の概略図である。
【図４】空間光変調器の構成例を模式的に示す図である。
【図５】電圧がオフされている状態の空間光変調素子を示す図である。
【図６】電圧がオンされている状態の空間光変調素子を示す図である。
【図７】ヘッド部の一部を模式的に示す側断面図である。
【図８】第２遮断板を上面側からみた平面図である。
【図９】描画装置の動作の流れを示したフローチャートである。
【図１０】描画処理を説明するための図である。
【図１１】第２の実施形態に係るヘッド部の一部を模式的に示す側断面図である。
【図１２】第２の実施形態に係る第２遮断板を上面側からみた平面図である。
【図１３】第３の実施形態に係るヘッド部の一部を模式的に示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
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。
【００３０】
＜I．第１の実施形態＞
＜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。
【００３１】
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示されている。
【００３２】
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。
【００３３】
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、ステージ位置計測部１３、２個の光学ユニット１４，１４、およびアライメントユニット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が配置される。
【００３４】
描画装置１の本体外部には、アライメントユニット１５に照明光を供給する照明ユニット１７が配置される。また、本体には、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。
【００３５】
以下において、処理領域１０２に配置される各部１１〜１５の構成について説明する。
【００３６】
＜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。
【００３７】
＜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、ステージ１１を回転させる回転機構１２１と、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を備える。さらに、ステージ移動機構１２は、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と、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とを備える。さらに、ステージ移動機構１２は、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。
【００３８】
回転機構１２１は、支持プレート１２２上で、基板Ｗの上面に垂直な回転軸を中心としてステージ１１を回転させる。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
＜ステージ位置計測部１３＞
ステージ位置計測部１３は、ステージ１１の位置を計測する機構である。ステージ位置計測部１３は、例えば、ステージ１１に固設されたプレーンミラー１３０に向けてレーザ光を照射し、その反射光と出射光との干渉を利用して、ステージ１１の位置を計測する機構により構成することができる。この場合、ステージ位置計測部１３は、例えば、レーザ光を出射する出射部１３１と、ビームスプリッタ１３２と、ビームベンダ１３３と、第１干渉計１３４と、第２干渉計１３５とを備える。
【００４２】
出射部１３１から出射されたレーザ光は、まずビームスプリッタ１３２に入射し、ビームベンダ１３３に向かう第１分岐光と、第２干渉計１３５に向かう第２分岐光とに分岐される。第１分岐光は、ビームベンダ１３３により反射され、第１干渉計１３４に入射するとともに、第１干渉計１３４からプレーンミラー１３０の第１の部位に照射される。そして、第１の部位で反射した第１分岐光が、再び第１干渉計１３４へと入射する。第１干渉計１３４は、プレーンミラー１３０の第１の部位に向かう第１分岐光と第１の部位で反射された第１分岐光との干渉に基づいて第１の部位の位置に対応した位置パラメータを計測する。第１干渉計１３４が取得した位置パラメータは制御部１８に送られ、制御部１８は、当該送信された各位置パラメータに基づいて、ステージ１１のＹ位置を特定する。
【００４３】
一方、第２分岐光は、第２干渉計１３５に入射するとともに、第２干渉計１３５からプレーンミラー１３０の第２の部位（ただし、第２の部位は、第１の部位とは異なる位置である。）に照射される。そして、第２の部位で反射した第２分岐光が、再び第２干渉計１３５へ入射する。第２干渉計１３５は、プレーンミラー１３０の第２の部位に向かう第２分岐光と第２の部位で反射された第２分岐光との干渉に基づいて第２の部位の位置に対応した位置パラメータを計測する。第２干渉計１３５が取得した位置パラメータは制御部１８に送られ、制御部１８は、当該送信された位置パラメータと第１干渉計１３４から取得した位置パラメータとに基づいて、ステージ１１のθ位置を特定する。
【００４４】
＜光学ユニット１４＞
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。
【００４５】
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１４４とを備える。
【００４６】
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１４４に入射し、ここで後述するパターンデータに応じた空間変調を施された上で基板Ｗに照射される。ヘッド部１４４の構成については後に説明する。
【００４７】
＜アライメントユニット１５＞
アライメントユニット１５は、基板Ｗの上面に形成されたアライメントマークを撮像する。アライメントユニット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。
【００４８】
アライメントユニット１５は、照明ユニット１７から延びるファイバ１７０と接続される。照明ユニット１７から出射される光はファイバ１７０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１８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１８に送信する。なお、アライメントユニット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。
【００４９】
＜制御部１８＞
制御部１８は、描画装置１が備える各部１１〜１７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各部１１〜１７の動作を制御する。制御部１８は、例えば、各種演算処理を行うＣＰＵ、ブートプログラム等を記憶するＲＯＭ、演算処理の作業領域となるＲＡＭ、プログラムや各種のデータファイルなどを記憶する記憶部（例えばハードディスク）、各種表示を行うディスプレイ、キーボード及びマウスなどで構成される入力部、ＬＡＮ等を介したデータ通信機能を有するデータ通信部、等を備えるコンピュータにより構成され、コンピュータにインストールされたプログラムに従って、コンピュータが動作することにより、当該コンピュータが描画装置１の制御部１８として機能する。制御部１８で実現される各機能部は、コンピュータによってプログラムが実行されることにより実現されてもよいし、専用のハードウェアによって実現されてもよい。
【００５０】
制御部１８が備える記憶部には、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）が格納される。パターンデータは、例えば、ＣＡＤを用いて生成されたＣＡＤデータであり、回路パターンなどを表現している。制御部１８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を取得して記憶部に格納している。なお、パターンデータの取得は、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。
【００５１】
＜２．ヘッド部１４４＞
光学ユニット１４が備えるヘッド部１４４の構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、ヘッド部１４４の構成を模式的に示す図である。
【００５２】
ヘッド部１４４は、空間光変調部２１と、光路補正部２２と、投影光学系２３とを主として備える。
【００５３】
＜２−１．空間光変調部２１＞
レーザ発振器１４２（図１）から出射され、照明光学系１４３（図１）でラインビームとされた光は、ヘッド部１４４に入射し、ミラー２０を介して、定められた角度で空間光変調部２１に入射する。空間光変調部２１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。
【００５４】
空間光変調部２１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３を備える。空間光変調器３は、その反射面の法線が、ミラー２０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１８の制御に基づいて空間変調させる。
【００５５】
空間光変調器３の構成について、図４〜図６を参照しながら詳細に説明する。図４は、空間光変調器３の構成例を模式的に示す図である。空間光変調器３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。
【００５６】
空間光変調器３は、基板３００上に、複数の可動リボン３０１と複数の固定リボン３０２とが、その長尺方向を互いに平行にして、それぞれ交互に配列された構成を備えている。なお、各リボン３０１，３０２の短尺方向に沿う幅は、略同一とされてもよいし、コントラストや反射率を考慮して、微量に異なるものとされてもよい。
【００５７】
ここで、互いに隣接する可動リボン３０１と固定リボン３０２とを「リボン対３０３」とすると、互いに隣接する３個以上（この実施の形態においては、４個）のリボン対３０３からなるリボン対集合３０４が、描画されるパターンの１つの画素（画素単位）に対応する。すなわち、１個のリボン対集合３０４が、１つの画素に対応する空間光変調素子３１を構成する。つまり、空間光変調器３は、複数の空間光変調素子３１を一次元に並べた構成となっている。なお、空間光変調器３により分割され、個々に変調された後、後述する投影光学系２３を通して露光面に縮小投影される描画光の画素サイズは例えば「約２．５μｍ（マイクロメートル）」である。つまり、この場合、空間光変調器３は、入射光を「約２．５μｍ（マイクロメートル）」の単位（描画分解能）で空間変調することになる。
【００５８】
空間光変調素子３１の構成について、図５、図６を参照しながらより詳細に説明する。各リボン３０１，３０２の表面は、帯状の反射面を形成する。固定リボン３０２はスペーサ（図示省略）を介して基板３００上に配設されており、基板３００から一定の距離だけ離間した位置に固定されている。したがって、固定リボン３０２の表面は、基板３００の表面（以下、「基準面３００ｆ」という）と平行な姿勢で基準面３００ｆに対して固定された固定反射面３０２ｆを形成する。
【００５９】
一方、可動リボン３０１は、固定リボン３０２と同じ位置（すなわち、基板３００から一定の距離だけ離間した位置）（図５参照）と、基準面３００ｆの側に引き下げられた位置（図６参照）との間で移動可能とされている。したがって、可動リボン３０１の表面は、基準面３００ｆと平行な姿勢を維持しつつ基準面３００ｆに対して移動可能な、可動反射面３０１ｆを形成する。
【００６０】
空間光変調素子３１の動作は、可動リボン３０１と基板３００との間に印加する電圧のオン／オフで制御される。
【００６１】
すなわち、電圧がオフされている状態においては、可動リボン３０１は、基準面３００ｆとの離間距離が固定リボン３０２と等しい位置にあり、可動反射面３０１ｆと固定反射面３０２ｆとが面一となる（図５に示す状態）。つまり、電圧がオフされている状態においては、空間光変調素子３１の表面は平面となっている。この状態で、空間光変調素子３１に光が入射すると、その入射光Ｌ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）Ｌ１が発生する。
【００６２】
一方、電圧がオンされている状態においては、可動リボン３０１は、基準面３００ｆの側に引き下げられた位置にあり、可動反射面３０１ｆが固定反射面３０２ｆよりも基準面３００ｆの側に引き下がった状態となる（図６に示す状態）。つまり、電圧がオンされている状態においては、空間光変調素子３１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３１に光が入射すると、可動反射面３０１ｆで反射される反射光と、固定反射面３０２ｆで反射される反射光との間に光路差が生じる。ただし、空間光変調素子３１においては、以下に説明するように、この光路差（以下「ｄ」で表す）が「ｄ＝（ｎ＋１／２）λ（ただし、λは入射光Ｌの波長、ｎは任意の整数値を取りうる）」となるようにされている。したがって、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）Ｌ０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。
【００６３】
なお、上記においては、電圧がオフの時に可動リボン３０１と固定リボン３０２とが等しい位置（基準面３００ｆから等しい距離だけ離間した位置であり、０次回折光が発生する位置）となる状態が形成されるとしたが、電圧と各リボン３０１，３０２の位置との関係は必ずしもこれに限られるものではなく、任意の電圧時に、等しい位置（０次回折光が発生する位置）となり、また、別の電圧時に、０次以外の次数の回折光が発生する位置となるように構成してもよい。
【００６４】
光路差ｄは、電圧がオンされた状態における可動反射面３０１ｆと固定反射面３０２ｆとの離間距離Ｄｆ、入射光Ｌの波長λ、および、入射光Ｌの入射角αを用いて（式１）で規定される。ただし、「入射光Ｌの入射角α」は、入射光Ｌの光軸と、反射面３０１ｆ，３０２ｆの法線方向とがなす角度をいう。
【００６５】
ｄ＝２Ｄｆ・cosα      ・・・（式１）
つまり、空間光変調素子３１においては、離間距離Ｄｆ、および、入射光Ｌの入射角αは、（式２）の関係を満たす値に調整されている。
【００６６】
（ｎ＋１／２）λ＝２Ｄｆ・cosα      ・・・（式２）
例えば、光路差ｄを「ｄ＝（７／２）λ」としたい場合、離間距離Ｄｆは「（７／４）λ／cosα」とされる。
【００６７】
ただし、空間光変調素子３１に入射する入射光Ｌの光軸は、反射面３０１ｆ，３０２ｆの法線方向に対して角度αだけ傾斜し、かつ、リボン３０１，３０２の配列方向（すなわち、各リボン３０１，３０２の長手方向と直交する方向）に垂直とされる。ここで、入射光Ｌは、光軸およびリボン３０１，３０２の配列方向に垂直な方向に関して僅かに集光しつつ、配列方向に関して平行な状態とされている。つまり、入射光Ｌは、光束断面が配列方向に長い線状の光とされている。
【００６８】
再び図４を参照する。空間光変調器３は、複数の空間光変調素子３１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３２を備える。
【００６９】
ドライバ回路ユニット３２は、制御部１８と接続されており、制御部１８からの指示に応じて、指示された空間光変調素子３１に対して電圧を印加する。上述したとおり、各空間光変調素子３１の表面状態は、ドライバ回路ユニット３２から印加される電圧（以下「入力電圧」という）に応じて、０次回折光Ｌ１を出射する状態（図５に示される状態）と、０次以外の次数の回折光（±１次回折光、±２次回折光、および、さらに高次の回折光）Ｌ０を出射する状態（図６に示される状態）との間で切り換えられる。
【００７０】
＜２−２．光路補正部２２＞
再び図３を参照する。光路補正部２２は、空間光変調部２１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。制御部１８は、必要に応じて光路補正部２２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。
【００７１】
光路補正部２２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）２２１，２２２と、一方のウェッジプリズム２２２を、他方のウェッジプリズム２２１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２２３とから実現することができる。この構成においては、一方のウェッジプリズム２２２と他方のウェッジプリズム２２１との離間距離が大きくなるほど（あるいは小さくなるほど）、入射光の経路が大きくシフトする。したがって、ウェッジプリズム移動機構２２３を制御して、２個のウェッジプリズム２２１，２２２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。
【００７２】
＜２−３．投影光学系２３＞
光路補正部２２にて空間変調された光には、上述したとおり、０次回折光Ｌ１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）Ｌ０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。すなわち、０次回折光Ｌ１は、Ｚ軸に沿って−Ｚ方向に出射される（図７参照）。また、それ以外の回折光Ｌ０は、Ｚ軸から±Ｘ方向に僅かに傾斜した軸に沿って−Ｚ方向に出射される（図７参照）。ただし、回折光は、次数が高くなるほどＺ軸に対して大きな角度で傾斜した方向に出射される。ここで、０次回折光Ｌ１は、パターンの描画に寄与させるべき光（以下「必要光Ｌ１」ともいう）であり、それ以外の回折光Ｌ０は、パターンの描画に寄与させるべきでない光（以下「不要光Ｌ０」ともいう）である。投影光学系２３は、不要光Ｌ０を遮断するとともに必要光Ｌ１のみを基板Ｗの表面に導いて、当該表面に結像させる。
【００７３】
投影光学系２３は、具体的には、２枚の遮断板２３１，２３２と、複数の光学部品２３３〜２３８とを備える。各遮断板２３１，２３２は、Ｚ方向に延在する支持軸２００に、上下動可能に片持ち状態で支持される。また、各光学部品２３３〜２３８は、支持軸２００に片持ち状態で支持された収容部材２０１（例えば、レンズブラケット）内において所定姿勢で収容された状態で支持される。ただし、各収容部材２０１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窓が形成されている。
【００７４】
各遮断板２３１，２３２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、一部の光のみを通過させる貫通孔（例えば、円形の貫通孔）が形成された板状部材により構成される。各遮断板２３１，２３２は、その貫通孔の中心付近を必要光Ｌ１が通過するように配置される。
【００７５】
２枚の遮断板２３１，２３２のうち、＋Ｚ側に配置された遮断板（第１遮断板）２３１は、不要光Ｌ０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２３１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。
【００７６】
一方、第１遮断板２３１の−Ｚ側に配置された遮断板（第２遮断板）２３２は、第１遮断板２３１を通過した低次回折光のうち、０次回折光（必要光）Ｌ１を貫通孔２３２０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２３１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））Ｌ０を遮断する。
【００７７】
投影光学系２３が備える各光学部品２３３〜２３８のうち、例えば、第１遮断板２３１と第２遮断板２３２との間に配置されたレンズ２３４とレンズ２３５とは、入射光の幅を広げる（あるいは狭める）ズーム部としての機能を担っている。また、ズーム部を構成する各レンズ２３４，２３５と第２遮断板２３２との間に配置されたレンズ２３６は、０次回折光以外の回折光を屈折させる屈折レンズとしての機能を担っている（図７参照）。また、第２遮断板２３２の−Ｚ側に配置されたレンズ２３８は、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としての機能を担っている。なお、投影光学系２３においては、上記の態様に１以上の光学部品が追加されてもよく、上記の態様から１以上の光学部品が省略されてもよい。
【００７８】
＜２−４．不要光Ｌ０の遮断に関連する構成＞
上述したとおり、ヘッド部１４４は、第１遮断板２３１を通過した光のうち、必要光Ｌ１を通過させつつ、不要光Ｌ０（主として、±１次回折光、および、±２次回折光）を遮断する第２遮断板２３２を備える。ここで遮断すべき不要光Ｌ０は、必要光Ｌ１と同程度の大きな光エネルギーをもっている。したがって、ここで遮断された不要光Ｌ０の光エネルギーにより周辺に配置された部材が熱的影響を受けるおそれがある。
【００７９】
そこで、ヘッド部１４４は、この熱的影響を排除するための構成として、冷却部４１と、乱反射面４２とを備える。これら各部４１，４２の構成について図７、図８を参照しながら説明する。図７は、ヘッド部１４４の一部を模式的に示す側断面図である。図８は、第２遮断板２３２を上面側からみた平面図である。
【００８０】
＜冷却部４１＞
冷却部４１は、第２遮断板２３２を冷却する機構である。冷却部４１は、例えば、第２遮断板２３２の内部に蛇行状態で埋設された冷却管路４１１と、冷却管路４１１内に冷却水ＣＬを循環移動させる機構とから実現することができる。
【００８１】
第２遮断板２３２の上面に入射した不要光Ｌ０の一部は第２遮断板２３２によって吸収される。すると、第２遮断板２３２は、吸収した不要光Ｌ０の光エネルギーにより発熱するところ、冷却部４１が第２遮断板２３２を冷却することによって、第２遮断板２３２の昇温が抑えられることになる。
【００８２】
＜乱反射面４２＞
ところが、冷却部４１によって第２遮断板２３２の昇温を適切に抑えたとしても、依然、第２遮断板２３２の周辺部品（特に、第２遮断板２３２の＋Ｚ側に配置された部品）に熱的影響が及ぶことが判明した。発明者がこの原因を考察したところ、不要光Ｌ０の一部が、第２遮断板２３２に吸収されずにその上面で反射されており、この反射光が周辺部品に熱的影響を与えていることが見いだされた。例えば、第２遮断板２３２の上面を黒塗り状に形成しても、不要光Ｌ０の一部は依然、第２遮断板２３２に吸収されずにその上面で反射されてしまい、周辺部品に熱的影響が及んでしまうのである。
【００８３】
そこで、発明者は、第２遮断板２３２における不要光Ｌ０の入射領域を含む領域部分（以下「対象領域部分」という）に、入射光を乱反射（拡散反射）させる乱反射面４２を形成した。すると、第２遮断板２３２の冷却だけでは排除しきれなかった熱的影響が確実に排除されることが確認された。つまり、この構成においては、不要光Ｌ０の一部は第２遮断板２３２に吸収され、これに伴う第２遮断板２３２の温度上昇は冷却部４１によって抑えられる一方で、第２遮断板２３２に吸収されなかった不要光Ｌ０は乱反射面４２で乱反射されることによって弱められ、これによって、不要光Ｌ０が周辺部品に与える熱的影響が確実に排除されるのである。
【００８４】
乱反射面４２は、例えば、第２遮断板２３２における対象領域部分が機械加工等を施されて凹凸形状とされることにより形成される。この凹凸形状は、例えば、直交格子の格子点上に複数の凸部４２１を配列した形状とすることができる。各凸部４２１は、例えば、平面視にて一辺の長さが約１ｍｍの正方形状とし、その高さを約５ｍｍとすればよい。
【００８５】
ただし、上述したとおり、不要光Ｌ０は、光束断面が一定の幅を有する線状のラインビームである。ここで、複数の凸部４２１が配列される直交格子の格子方向ＡＲ１，ＡＲ２のそれぞれは、乱反射面４２に入射する不要光Ｌ０の幅方向ＡＲ３と非平行となっていることが好ましい。特に、格子方向ＡＲ１，ＡＲ２と不要光Ｌ０の幅方向ＡＲ３とがなす角度が約４５°となっていることが好ましい。複数の凸部４２１を、格子方向が不要光Ｌ０の幅方向ＡＲ３と非平行である直交格子の格子点上に配置すれば、一列の凸部群とこれと平行に配列される凸部群との間に形成される溝の延在方向と不要光Ｌ０の幅方向ＡＲ３とが平行になることがない。したがって、不要光Ｌ０がこの溝に沿って入射してしまったために乱反射効果が低減する、といった事態を確実に回避することができる。すなわち、不要光Ｌ０を確実に乱反射させることができる。
【００８６】
＜３．光学ユニット１４の動作＞
光学ユニット１４の動作について、主として図３を参照しながら説明する。
【００８７】
光学ユニット１４に描画動作を実行させる場合、制御部１８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（図１）。出射された光は照明光学系１４３（図１）にてラインビームとされ、ミラー２０を介して空間光変調部２１の空間光変調器３に入射する。空間光変調器３においては、複数の空間光変調素子３１（図４）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３１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３１に入射する。
【００８８】
一方で、制御部１８は、パターンデータに基づいてドライバ回路ユニット３２（図４）に指示を与え、ドライバ回路ユニット３２が指示された空間光変調素子３１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３１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３が備える空間光変調素子３１の個数を「Ｎ個」とすると、空間光変調器３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。
【００８９】
空間光変調器３にて空間変調された光は、必要に応じて光路補正部２２にてその光路が補正された上で、投影光学系２３に入射する。
【００９０】
投影光学系２３に入射した光は、まず、第１遮断板２３１に入射する。第１遮断板２３１は、入射光に含まれる光のうち、高次回折光を遮断しつつ、低次回折光を通過させる。
【００９１】
第１遮断板２３１を通過した光は、レンズ２３３を通過し、さらに、レンズ２３４およびレンズ２３５にて必要に応じてその幅を広げられた（あるいは狭められた）上で、屈折レンズ２３６に入射する。屈折レンズ２３６では、不要光Ｌ０が、必要光Ｌ１から遠ざかる方向（＋Ｘ方向あるいは−Ｘ方向）に屈折される（図７）。
【００９２】
屈折レンズ２３６を通過した光は、続いて、第２遮断板２３２に入射する。図７、図８に示されるように、第２遮断板２３２は、入射光に含まれる光のうち、必要光Ｌ１だけを貫通孔２３２０を介して通過させるとともに、不要光Ｌ０を遮断する。具体的には、不要光Ｌ０は、第２遮断板２３２の上面であって貫通孔２３２０が形成されていない領域部分に入射し、一部が第２遮断板２３２に吸収される。ここで、第２遮断板２３２は冷却部４１により冷却されている。このため、不要光Ｌ０の一部を吸収することに伴う第２遮断板２３２の温度上昇は抑えられる。したがって、第２遮断板２３２の昇温に伴い周辺部材が熱的影響を受けることもない。一方、第２遮断板２３２に吸収されなかった不要光Ｌ０は、乱反射面４２で乱反射されて弱められる。このため、第２遮断板２３２に吸収されなかった不要光Ｌ０によって周辺部品が熱的影響を受けることもない。
【００９３】
第２遮断板２３２を通過した必要光Ｌ１は、レンズ２３７を通過し、さらに、対物レンズ２３８にて定められた倍率とされて、基板Ｗの表面に結像される。
【００９４】
後に説明するように、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（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。
【００９５】
＜４．描画装置１の動作＞
描画装置１の動作について、図９を参照しながら説明する。図９は、描画装置１の動作の流れを示す図である。
【００９６】
搬送装置１６が処理対象となる基板Ｗを搬入してステージ１１に載置すると、当該基板Ｗに対する一連の処理が開始される（ステップＳ１）。
【００９７】
まず、基板Ｗに形成されたアライメントマークの撮像が行われる（ステップＳ２）。具体的には、ステージ移動機構１２が、制御部１８からの指示に応じてステージ１１を移動させることによって基板Ｗをアライメントユニット１５に対して相対的に移動させて、アライメントユニット１５の下方に、基板Ｗの所定位置（アライメントマークの形成位置）が置かれるように基板Ｗを移動させる。基板Ｗが目標位置まで移動させられると、アライメントユニット１５は、制御部１８からの指示に応じて、基板Ｗの表面を撮像する。これによって、アライメントマークの撮像データが得られることになる。この動作は、定められた回数だけ繰り返され、これによって、基板Ｗ上の異なる位置にそれぞれ形成されたアライメントマークの各撮像データが得られる。なお、アライメントマークは、例えば、基板Ｗの前後方向の位置合わせに用いられるマーク部分（基板Ｗの前後方向に沿う長尺のマーク部分）と、基板Ｗの左右方向の位置合わせに用いられるマーク部分（基板Ｗの査収方向に沿う長尺のマーク部分）とが重ねられた十字状のマークである。
【００９８】
続いて、ステージ１１の位置調整が行われる（ステップＳ３）。この処理においては、制御部１８は、まず、ステップＳ２で得られた複数の撮像データに基づいて、ステージ１１に対する基板Ｗの位置および向きを特定する。ステージ１１に対する基板Ｗの位置および向きが特定されると、制御部１８は、ステージ位置計測部１３およびステージ移動機構１２を制御してステージ１１の位置を調整する。具体的には、ステージ１１に載置された基板Ｗが各光学ユニット１４に対して定められた位置および向きとなるように、ステージ１１の位置を調整する。なお、ステップＳ３の処理は、各光学ユニット１４に対する基板Ｗの位置が調整されるようにパターンデータを修正することで対応してもよい。すなわち、ステップＳ３の処理は、ステージ１１の位置を調整するのではなく、パターンデータを補正処理することにより行われてもよい。
【００９９】
続いて、パターンデータの補正処理が行われる（ステップＳ４）。この処理においては、制御部１８は、まず、ステップＳ２で得られた複数の撮像データからアライメントマークの位置を検出する。そして、当該検出位置の理想位置（基板Ｗが変形していない場合に検出されるべきアライメントマークの位置）からのズレの幅をズレ量として検出する。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、これがズレ量として検出されることになる。基板Ｗが変形している場合、当該変形した基板Ｗに形成されている下地パターンの位置も、検出されたズレ量だけずれた位置にあると予測される。そこで、制御部１８は、当該予測された下地パターンの形成位置と合致するように、パターンデータを補正する。つまり、パターンデータに記述されるパターンを検出されたズレ量分だけずらすように修正することによって、パターンデータに記述されるパターンを、基板Ｗと同じように変形させる。なお、この処理は、ステップＳ３の処理と並行して行われてもよい。
【０１００】
ステップＳ３およびステップＳ４の処理が完了すると、ステップＳ４で得られた補正後のパターンデータに基づいて、基板Ｗに対するパターンの描画処理が行われる（ステップＳ５）。ステップＳ５の処理について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、描画処理を説明するための図である。
【０１０１】
基板Ｗに対するパターンの描画処理は、制御部１８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。
【０１０２】
具体的には、ステージ移動機構１２は、制御部１８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１８からの指示に応じて、補正後のパターンデータ（具体的には、ラスタライズされた補正後のパターンデータ）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。
【０１０３】
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）。
【０１０４】
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１８からの指示に応じて、補正後のパターンデータ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。
【０１０５】
再び図９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Ｓ６）。
【０１０６】
＜５．効果＞
上記の実施形態によると、空間光変調部２１にて反射された描画に寄与しない不要光Ｌ０の一部は第２遮断板２３２に吸収され、これに伴う第２遮断板２３２の温度上昇は冷却部４１によって抑えられる。一方、第２遮断板２３２に吸収されなかった残りの光は乱反射面４２で乱反射されることにより弱められる。したがって、不要光Ｌ０がヘッド部１４４内の部材に与える熱的影響を確実に排除でき、ヘッド部１４４内の部材が熱的影響を受けて変形するといった事態が確実に回避される。その結果、描画精度の低下が生じず、高い描画精度を担保することが可能となる。
【０１０７】
また、上記の実施形態によると、乱反射面４２が第２遮断板２３２と一体に形成されるので、冷却部４１にて第２遮断板２３２が冷却されることにより乱反射面４２の昇温も抑制される。また、第２遮断板２３２の一部が凹凸形状とされるので、第２遮断板２３２の放熱性が高まり、昇温しにくくなる。
【０１０８】
また、乱反射面４２において、複数の凸部４２１を、不要光Ｌ０の延在方向と非平行な方向に沿って配列することによって、乱反射面４２において不要光Ｌ０を確実に乱反射させることができる。
【０１０９】
＜II．第２の実施形態＞
＜１．構成＞
第２の実施形態に係る描画装置１ａについて説明する。描画装置１ａは、第１の実施形態に係る描画装置１と同様、ヘッド部１４４ａが備える第２遮断板２３２ａに乱反射面４２ａが形成される。ここで、描画装置１ａは、乱反射面４２ａの形成態様において第１の実施形態に係る描画装置１と相違する。
【０１１０】
描画装置１ａにおける乱反射面４２ａの形成態様について、図１１、図１２を参照しながら説明する。図１１は、ヘッド部１４４ａの一部を模式的に示す側断面図である。図１２は、ヘッド部１４４ａが備える第２遮断板２３２ａを上面側からみた平面図である。なお、以下においては、第１の実施形態に係る描画装置１と同じ構成についてはその説明を省略するとともに同じ符号を付して示す。
【０１１１】
この実施形態においては、乱反射面４２ａは、第２遮断板２３２ａにおける対象領域部分に、上面に凹凸形状が形成された乱反射部材５が載置されることにより形成される。乱反射部材５は、具体的には、平面視にて対象領域部分と略同一サイズの基材５１と、基材５１の上面に立設された複数の凸部５２とを備える。ここで、複数の凸部５２は、例えば、直交格子の格子点上に配列すればよい。この場合、複数の凸部５２が配列される直交格子の格子方向ＡＲ１，ＡＲ２のそれぞれは、乱反射面４２ａに入射する不要光Ｌ０の幅方向ＡＲ３と非平行となっていることが好ましい。
【０１１２】
また、乱反射部材５は、第２遮断板２３２ａよりも熱伝導性の高い部材により形成されることが好ましい。乱反射部材５を第２遮断板２３２ａよりも熱伝導性の高い部材により形成すれば、乱反射部材５の昇温が抑制される。
【０１１３】
＜２．効果＞
この実施形態によると、乱反射面４２ａが第２遮断板２３２ａと別体の乱反射部材５により形成されるので、乱反射部材５を第２遮断板２３２ａと独立して交換することが可能となる。
【０１１４】
＜III．第３の実施形態＞
＜１．構成＞
第３の実施形態に係る描画装置１ｂについて説明する。描画装置１ｂは、第１の実施形態に係る描画装置１と同様の構成に加え、カバー部４３を備える。
【０１１５】
描画装置１ｂが備えるカバー部４３について、図１３を参照しながら説明する。図１３は、描画装置１ｂが備えるヘッド部１４４ｂの一部を模式的に示す側面図である。なお、以下においては、第１の実施形態に係る描画装置１と同じ構成についてはその説明を省略するとともに同じ符号を付して示す。
【０１１６】
ヘッド部１４４ｂは、第２遮断板２３２で遮断された不要光Ｌ０の光エネルギーにより周辺に配置された部材が受ける熱的影響を排除するための構成として、冷却部４１、乱反射面４２に加え、カバー部４３を備える。
【０１１７】
カバー部４３は、第２遮断板２３２と、その上方に配置された部材（ここでは、屈折レンズ２３６の収容部材２０１）との間に配置され、乱反射面４２で乱反射された光が収容部材２０１に入射しないように遮る。カバー部４３は、具体的には、光を通さない部材により形成され、収容部材２０１を入れ子状に収容する上面が開口した箱状に形成される。ただし、カバー部４３の底部には、屈折レンズ２３６を通過した光の進行を妨げないように、貫通孔４３０が形成される。
【０１１８】
光学ユニット１４にて描画動作が実行される場合、上述したとおり、第２遮断板２３２に入射した不要光Ｌ０のうち第２遮断板２３２に吸収されなかった光は乱反射面４２にて乱反射される。この実施形態においては、カバー部４３によって、乱反射面４２で乱反射された不要光Ｌ０が収容部材２０１に入射しないように遮られる。したがって、乱反射面４２にて弱められた微弱な乱反射光の一部が、第２遮断板２３２の上方に配置された収容部材２０１に到達しにくい。
【０１１９】
＜２．効果＞
この実施形態においては、カバー部４３が設けられることによって、乱反射面４２にて乱反射された微弱な光の一部が収容部材２０１に入射しにくくなっている。したがって、不要光Ｌ０が収容部材２０１に与える僅かな熱的影響をも確実に排除することができる。これによって、収容部材２０１が熱的影響を受けて僅かでも変形することがなく、高い描画精度を確実に担保することが可能となる。
【０１２０】
＜IV．変形例＞
上記の各実施形態において、第１遮断板２３１について、これを冷却する機構を設けるとともに、その上面における高次回折光の入射領域を含む領域部分に乱反射面を配置してもよい。第１遮断板２３１を冷却する機構としては、上述した冷却部４１と同様の構成を採用することができる。また、第１遮断板２３１に乱反射面を形成する態様としては、第２遮断板２３２，２３２ａに乱反射面４２，４２ａを形成する態様と同じものを採用することができる。ただし、投影光学系２３に入射する不要光Ｌ０に含まれる±３以上の高次回折光は比較的微量である。すなわち、第１遮断板２３１で遮断すべき光のエネルギーは、第２遮断板２３２で遮断すべき光のエネルギーほどは大きくない。このため、第１遮断板２３１で遮断される光が周辺部材に与える熱的影響は比較的小さい。したがって、第１遮断板２３１には、冷却部のみを設ける構成として、乱反射面の形成を省略することも可能である。なお、第１遮断板２３１に乱反射面を形成しておけば、第１遮断板２３１で反射された光が空間光変調部２１に与える光学的影響を排除できるという利点が得られる。
【０１２１】
また、上記の各実施形態においては、乱反射面４２，４２ａは、直交格子の格子点上に複数の凸部４２１，５２を配列した凹凸形状としたが、複数の凸部を配列する態様は必ずしもこれに限るものではない。例えば、複数の凸部を、非直交格子の格子点上に配列して凹凸形状を形成してもよい。ただし、この場合も、複数の凸部が配列される非直交格子の格子方向のそれぞれが、乱反射面に入射する不要光Ｌ０の幅方向と非平行となることが好ましい。また、複数の凸部を非周期的に配列して凹凸形状を形成してもよい。また、乱反射面４２，４２ａは、必ずしも複数の凸部を配列した凹凸形状により形成する必要はない。例えば、第２遮断板２３２の対象領域部分（あるいは、乱反射部材５の上面）に粗面加工を施す、あるいは、複数の溝を形成することによって非平坦形状とし、これによって乱反射面を形成することもできる。
【０１２２】
また、第３の実施形態においては、カバー部４３は、上面が開口した箱状に形成されるものとしたが、カバー部４３の形状は必ずしもこれに限らない。例えば、収容部材２０１の側面を覆う側壁を省略した板形状であってもよい。
【０１２３】
また、上記の各実施形態では、空間光変調器３として変調単位である固定リボン３０２と可動リボン３０１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。
【０１２４】
また、上記の各実施形態では、基板Ｗがステージ移動機構１２によって移動されることで、光学ユニット１４，１４から出射された光と基板とを相対的に移動させる形態であったが、光学ユニット１４，１４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１４，１４を主走査方向及び副走査方向に沿って移動させることにより、光学ユニット１４，１４から出射された光と基板Ｗとを相対的に移動させる態様でもよい。
【０１２５】
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】
【０１２６】
１，１ａ，１ｂ  描画装置
１４  光学ユニット
１４２  レーザ発振器
１４４，１４４ａ，１４４ｂ  ヘッド部
２１  空間光変調部
２３  投影光学系
２３１  第１遮断板
２３２，２３２ａ  第２遮断板
４１  冷却部
４２，４２ａ  乱反射面
４２１，５２  凸部
４３  カバー部
５  乱反射部材
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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