特許 6046957 露光描画装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6046957

(24)【登録日】2016年11月25日

(45)【発行日】2016年12月21日

(54)【発明の名称】露光描画装置

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20161212BHJP

【ＦＩ】

   G03F7/20 501

【請求項の数】11

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2012-194360(P2012-194360)

(22)【出願日】2012年9月4日

(65)【公開番号】特開2014-48649(P2014-48649A)

(43)【公開日】2014年3月17日

【審査請求日】2015年8月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】300091670

【氏名又は名称】株式会社アドテックエンジニアリング

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(74)【代理人】

【識別番号】100099025

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 浩志

(72)【発明者】

【氏名】福田 剛志

(72)【発明者】

【氏名】岩崎 裕行

(72)【発明者】

【氏名】馬場 智之

(72)【発明者】

【氏名】田中 公二彦

【審査官】 佐野 浩樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２２７１４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０２９４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１６４７０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２５６５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−３３７８３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３４３００３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１４６８２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３０５７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００７８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０２６４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３１６４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０５９７８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２１０１１２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ５／００ − ５／０８ 、 ５／１０ − ５／１３６、

Ｇ０３Ｆ ７／２０ − ７／２４ 、 ９／００ − ９／０２ 、

Ｈ０１Ｌ２１／０２７、２１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源と、
光透過性を有するガラスからなる基材の表面を被覆する光反射膜により構成された第１の反射面、前記基材のノンコート面で構成された前記第１の反射面よりも反射率の低い第２の反射面、制御信号に応じて前記第１の反射面および前記第２の反射面のいずれかを光路上に配置する駆動部を含み、前記第１の反射面および前記第２の反射面のうち光路上に配置された反射面によって前記光源からの光を反射し、当該反射面における反射率に応じた光量の反射光を出射する光量調整部と、
前記反射光を導入し、前記反射光の照度分布を調整して調整光を生成する第１の光学系と、
前記調整光を空間変調して描画パターンに対応したパターン光を生成する光変調部と、
前記パターン光を被露光面に結像する第２の光学系と、
を含む露光描画装置。

【請求項2】

前記被露光面における光感度に関する情報を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された情報に応じて前記反射面における反射率を制御する第１の制御手段と、
を更に含む請求項１に記載の露光描画装置。

【請求項3】

前記取得手段によって取得された情報に応じて前記光源において生成される光の強度を制御する第２の制御手段を更に含む
請求項２に記載の露光描画装置。

【請求項4】

前記取得手段によって取得された情報に応じて前記被露光面を有する露光対象物を載置するステージの移動速度を制御する第３の制御手段を更に含む
請求項３に記載の露光描画装置。

【請求項5】

前記被露光面と同一面内に設けられた検出面と、
前記パターン光の前記検出面における照射位置を検出する照射位置検出手段と、
前記照射位置検出手段によって検出された前記パターン光の照射位置に基づいて、前記パターン光の照射位置を補正する補正手段と、
を更に含む請求項１乃至４のいずれか１項に記載の露光描画装置。

【請求項6】

前記第１の光学系は、ロッドインテグレータを含む
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の露光描画装置。

【請求項7】

前記光量調整部と前記ロッドインテグレータとの間に配置された集光レンズを更に含み、前記光量調整部の前記反射面と前記ロッドインテグレータの光入射面とが前記集光レンズに対して共役な位置に配置されている
請求項６に記載の露光描画装置。

【請求項8】

前記光変調部の温度を所定範囲内に維持する温度調整手段を更に含む
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の露光描画装置。

【請求項9】

前記光源はレーザ光を出射するレーザを含む
請求項１乃至８のいずれか１つに記載の露光描画装置。

【請求項10】

前記レーザ光からランダム偏光を生成して前記反射面に導く導光路を更に含む
請求項９に記載の露光描画装置。

【請求項11】

前記反射面を透過した光を吸収する光吸収部材を更に含む請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の露光描画装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、露光描画装置およびプログラムに係り、特に、基板に対して画像を描画する露光描画装置、露光描画装置により実行されるプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、被露光基板に描画パターンの露光描画を行う際に、デジタル・マイクロミラー・デバイス（以下ＤＭＤと称する）等の空間光変調素子をパターンジェネレータとして利用して、この空間光変調素子により上記描画パターンを示す画像データに応じて変調された光ビームにより、被露光基板に対して露光描画を行う露光描画装置の開発が進められている。

【0003】

上記ＤＭＤは、例えば制御信号に応じて反射面の角度が変化する多数のマイクロミラーをメモリセルマトリックス上に２次元的に配列したミラーデバイスであり、各メモリセルに蓄えた電荷による静電気力でマイクロミラーの反射面の角度を変化させるよう構成されている。ＤＭＤを有する露光描画装置では、画像データ等に基づいてＤＭＤのマイクロミラーの各々をオン／オフ制御して画素毎に光ビームを変調させ、変調した光ビームを被露光基板に対して露光する。

【0004】

このような露光描画装置では、露光ヘッド内の光学系で使用されるレンズがディストーション（歪曲収差）と呼ばれる固有の歪み特性を有している。そのため、設計された描画パターン（以下設計描画パターンともいう）と、実際に被露光面に露光描画される描画パターンとが相似の関係にならない。すなわち、設計描画パターンがディストーションにより変形した状態で被露光面に描画されてしまう。この描画パターンの変形は、特に精度が要求される回路パターン等の微細パターンを露光描画する場合に問題となる。

【0005】

このような問題に対処するために、特許文献１では、実際に被露光面に照射される光ビームの照射位置をフォトセンサを用いて画素毎に検出し、検出した光ビーム照射位置から被露光面に描画される実際の描画パターンの設計描画パターンに対する歪み量を導出し、導出した歪み量に基づいて設計描画パターンを補正する露光描画装置が提案されている。

【0006】

また、特許文献２には、露光ヘッド内において、照明光学系と光変調部の間に透過型のアッテネータを設けることにより、露光ヘッドから出射される光の量を調整することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００５−３１６４０９号公報

【特許文献2】特開２０１０−２６４６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、銀塩感材のような超高感度感材を露光対象とする場合には、通常感度の感材を露光対象とする場合よりも十分に小さい光量で露光を行う必要がある。一方、上記特許文献１に開示されているような露光ヘッドから出射される光の照射位置の補正機能を有する露光描画装置において、フォトセンサを用いて実際の照射位置を検出するためには十分な光量が必要となる。光量が不十分であるとフォトセンサからの検知信号のＳ／Ｎが低下し、光ビームの実際の照射位置の検出精度が低下することとなる。従って、超高感度感材を露光対象とする場合には、露光描画時における光ビームの光量とは異なる光量で、照射位置検出を行う必要がある。

【0009】

そこで、特許文献２に記載されているように光路中にアッテネータを設けて光量を調整することが考えられる。しかしながら、特許文献２に記載されているような透過型のアッテネータを使用して入射した光を大きく減衰させる場合には、アッテネータの個体ばらつきが問題となる。例えば、透過型のアッテネータを用いて入射光の光量の４％程度の光量の透過光を得ようとする場合、アッテネータの透過率の個体ばらつきが±１％とすると、透過光量としては±２５％ばらつくこととなる。このように、透過型のアッテネータでは減衰率を大きくして低光量の透過光を得る場合に、光量のばらつきを抑えることが困難である。透過光量が大きくばらつくと、超高感度感材を適切な光量で露光することができなくなるおそれがある。

【0010】

本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、露光量をワイドレンジに調整することができ且つ低光量の光を出射する際の光量ばらつきを小さくすることができる露光描画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】

【0011】

上記目的を達成するために、本発明に係る露光描画装置は、光源と、光透過性を有するガラスからなる基材の表面を被覆する光反射膜により構成された第１の反射面、前記基材のノンコート面で構成された前記第１の反射面よりも反射率の低い第２の反射面、制御信号に応じて前記第１の反射面および前記第２の反射面のいずれかを光路上に配置する駆動部を含み、前記第１の反射面および前記第２の反射面のうち光路上に配置された反射面によって前記光源からの光を反射し、当該反射面における反射率に応じた光量の反射光を出射する光量調整部と、前記反射光を導入し、前記反射光の照度分布を調整して調整光を生成する第１の光学系と、前記調整光を空間変調して描画パターンに対応したパターン光を生成する光変調部と、前記パターン光を被露光面に結像する第２の光学系と、を含む。

【0016】

また、本発明に係る露光描画装置は、被露光面の光感度に関する情報を取得する取得手段と、取得手段によって取得された情報に応じて反射面における反射率を制御する第１の制御手段と、を更に含んでいてもよい。

【0017】

また、本発明に係る露光描画装置は、取得手段によって取得された情報に応じて光源において生成される光の強度を制御する第２の制御手段を更に含んでいてもよい。

【0018】

また、本発明に係る露光描画装置は、取得手段によって取得された情報に応じて被露光面を有する露光対象物を載置するステージの移動速度を制御する第３の制御手段を更に含んでいてもよい。

【0019】

また、本発明に係る露光描画装置は、被露光面と同一面内に設けられた検出面と、パターン光の検出面における照射位置を検出する照射位置検出手段と、照射位置検出手段によって検出されたパターン光の照射位置に基づいて、パターン光の照射位置を補正する補正手段と、を更に含んでいてもよい。

【0020】

また、第１の光学系は、ロッドインテグレータを含んでいてもよい。

【0021】

また、本発明に係る露光描画装置は、光量調整部とロッドインテグレータとの間に配置された集光レンズを更に含んでいてもよい。この場合において、光量調整部の反射面とロッドインテグレータの光入射面とが集光レンズに対して共役な位置に配置され得る。

【0022】

また、本発明に係る露光描画装置は、光変調部の温度を所定範囲内に維持する温度調整手段を更に含んでいてもよい。

【0023】

また、光源はレーザ光を出射するレーザを含んでいてもよい。

【0024】

また、本発明に係る露光描画装置は、レーザ光からランダム偏光を生成して反射面に導く導光路を更に含んでいてもよい。

【0025】

また、本発明に係る露光描画装置は、反射面を透過した光を吸収する光吸収部材を更に含んでいてもよい。

【発明の効果】

【0027】

本発明によれば、露光量をワイドレンジに調整することができ且つ低光量の光を出射する際の光量ばらつきを小さくすることができる露光描画装置およびプログラムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明の実施形態に係る露光描画装置の構成を示す斜視図である。

【図2】本発明の実施形態に係る露光描画装置における露光描画時の状態を示す要部の概略の斜視図である。

【図3】本発明の実施形態に係る露光描画装置における露光描画時の状態を示す要部の概略の斜視図である。

【図4】本発明の実施形態に係る露光ヘッドの構成を示す光路に沿った断面図である。

【図5】本発明の実施形態に係る光量調整部の構成を示す平面図である。

【図6】本発明の実施形態に係るＤＭＤの構成を示す斜視図である。

【図7】本発明の実施形態に係る露光描画装置の電気系統を示す構成図である。

【図8】本発明の実施形態に係る露光制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。

【図9】本発明の実施形態に係る照射位置補正処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。

【図10】（Ａ）は、本発明の実施形態に係る露光描画装置において、被測定画素の照射位置を検出する方法を説明に供する図であり、（Ｂ）は、本発明の実施形態に係る露光描画装置において、フォトセンサの検出信号を（Ａ）に対応させて示した説明図である。

【図11】実施形態に係る露光描画装置における露光描画の歪み補正の一例を示す概略図である。

【図12】本発明の第２の実施形態に係る光量調整部の構成を示す光路に沿った断面図である。

【図13】本発明の第２の実施形態に係る光量調整部における光の入射角度と反射率との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0029】

〔第１の実施形態〕
以下、本発明の実施形態に係る露光描画装置について添付図面を用いて詳細に説明する。なお、各図面において同一または等価な構成要素および部分には同一の参照符号を付与している。また、本実施形態では、表面にレジスト膜等の感材が形成されたフィルム、プリント配線基板及びフラットパネルディスプレイ用ガラス基板等の平板基板を被露光基板Ｃとして、被露光基板Ｃに対して露光描画を行う露光描画装置を例として説明する。

【0030】

図１は、本発明の実施形態に係る露光描画装置１の構成を示す斜視図である。なお、以下では、ステージ１０が移動する方向をＹ方向と定め、このＹ方向に対して水平面で直交する方向をＸ方向と定め、Ｙ方向に鉛直面で直交する方向をＺ方向と定め、さらにＺ軸を中心とする回転方向をθ方向と定める。

【0031】

図１に示すように、露光描画装置１は、被露光基板Ｃを固定するための平板状のステージ１０を備えている。ステージ１０の上面には、被露光基板Ｃが載置される領域に、空気を吸引する吸着孔を複数有する吸着機構（図示省略）が設けられている。当該吸着機構は、被露光基板Ｃがステージ１０の上面に固定された際に、被露光面Ｃとステージ１０との間の空気を吸着孔から吸引することにより被露光基板Ｃをステージ１０の上面に真空吸着させて被露光基板Ｃをステージ１０に吸着保持する。

【0032】

また、ステージ１０は移動可能に構成されていて、ステージ１０に固定された被露光基板Ｃは、ステージ１０の移動に伴って露光位置まで移動し、露光部１６から光ビームが照射されて被露光面に回路パターン等の画像が描画される。

【0033】

ステージ１０は、卓状の基体１１の上面に移動可能に設けられた平板状の基台１２に支持されている。また、基台１２とステージ１０との間にモータ等により構成された移動駆動機構を有する移動機構部（図示せず）が設けられていて、ステージ１０は、移動機構部により、ステージ１０の厚さ方向（Ｚ方向）に平行移動可能である。

【0034】

基体１１の上面には、１本または複数本（本実施形態では、２本）のガイドレール１４が設けられている。基台１２は、ガードレール１４上を移動可能に支持されていて、モータ等により構成されたステージ駆動部（後述するステージ駆動部４６）により移動する。そして、ステージ１０は、この移動可能な基台１２の上面に支持されることにより、ガイドレール１４に沿って移動する。

【0035】

基体１１の上面には、ガイドレール１４を跨ぐように門型のゲート１５が立設されており、このゲート１５には、露光部１６が取り付けられている。露光部１６は、複数の露光ヘッド１６ａを有し、ステージ１０の移動経路上に固定配置されている。本実施形態では、露光部１６は、２行８列のマトリックス状に配列された１６個の露光ヘッド１６ａを有する。露光部１６には、光源ユニット１７から引き出された光ファイバ１８と、画像処理ユニット１９から引き出された信号ケーブル２０とがそれぞれ接続されている。

【0036】

また、基体１１の上面には、ガイドレール１４を跨ぐように、門型のゲート２２が設けられている。ゲート２２には、ステージ１０に載置された被露光基板Ｃのアライメントマークを撮影するための１個または複数個（本実施形態では、２個）の撮像部２３が取り付けられている。撮影部２３は、１回の発光時間が極めて短いストロボを内蔵したＣＣＤカメラ等である。撮影部２３の各々は、ステージ１０の移動方向（Ｙ方向）に対して垂直な方向（Ｘ方向）に移動可能に設置されている。露光描画装置１は、被露光基板Ｃに描画パターンを描画する際、撮影部２３により撮影されたアライメントマークの位置を計測し、計測したアライメントマークの位置に基づいて描画位置を調整する。

【0037】

図２は、本実施形態に係る露光描画装置１における露光描画時の状態を示す要部の概略の斜視図である。なお、図２においては、理解を容易にするために、露光部１６に設けられた一部の露光ヘッド１６ａのみが示されている。

【0038】

露光ヘッド１６ａによる露光エリアＲ１は、例えば露光ヘッド１６ａの走査方向（ステージ１０の移動方向であるＹ方向）を短辺とする矩形状に形成される。被露光基板Ｃには、そのステージ１０のＹ方向の移動に伴って露光ヘッド１６ａ毎に帯状の露光済みエリアＲ２が形成される。

【0039】

また、図２に示すように、Ｘ方向に配列された露光ヘッド１６ａの各々は、Ｙ方向において隣接する露光ヘッド１６ａの各々とＸ方向における位置がずれるように配置されている。これにより、例えばＸ方向において互いに隣接する露光ヘッド１６ａでは露光できない領域は、Ｙ方向において隣接する露光ヘッド１６ａによって露光される。

【0040】

図３は、本実施形態に係る露光描画装置１における露光描画時の状態を示す要部の斜視図である。図３に示すように、ステージ１０の端部には、スリット板２４が設けられている。スリット板２４は、その上面がステージ１０の上面と同一面内に延在するように設けられている。スリット板２４は、ステージ１０の幅（Ｘ方向の長さ）と等しい長さを持つ矩形長板状の石英ガラス板と、この石英ガラス板を被覆する薄いクロム膜（クロムマスク、エマルジョンマスク）からなる遮光膜と、遮光膜を部分的に除去することにより形成された複数の検出用スリット２５と、を含んで構成されている。検出用スリット２５は、露光ヘッド１６ａから出射された光ビームをスリット板２４の下面側（被露光基板Ｃが載置される側と反対側の面）に透過させる。

【0041】

検出用スリット２５は、２本の線分がＸ軸方向に向かって開くように直交する鉤型の形状を有している。検出用スリット２５は、例えば、遮光膜上にレジストマスクを形成した後、このレジストマスクに検出用スリット２５のパターンに対応したパターニングを施し、レジストマスクの開口部において露出した遮光膜をエッチングにより除去することにより形成される。なお、スリット板２４の基材として石英ガラスを用いることにより温度変化による変形を小さくすることができる。また、遮光膜として薄いクロム膜を利用することにより、高精度に光ビームの露光位置を検出することができる。

【0042】

また、スリット板２４の下面には、検査用スリット２５の各々に対応する複数のフォトセンサ２６が設けられている。露光ヘッド１６ａから出射され検査用スリット２５を通過した光ビームはフォトセンサ２６に照射される。フォトセンサ２６は、検査用スリット２５を透過した光ビームを検出すると検知信号を出力する。露光ヘッド１６ａから出射された光ビームの照射位置は、フォトセンサ２６の検知信号により検出することができる。

【0043】

本実施形態に係る露光描画装置１は、被露光基板Ｃの被露光面に照射される光ビームの照射位置をフォトセンサ２６を用いて画素毎に検出し、検出された光ビームの照射位置から被露光面に描画される実際の描画パターンの設計描画パターンに対する歪み量を導出し、導出した歪み量に基づいて設計描画パターンを補正することにより、光ビームの照射位置を補正する照射位置補正機能を有している。

【0044】

各露光ヘッド１６ａは、反射型の空間光変調素子としての後述するデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）２７を有し、画像処理ユニット１９から入力される画像データに基づいてＤＭＤ２７を制御して光源ユニット１７からの光ビームを空間変調し、空間変調された光ビームを被露光基板Ｃに照射する。これにより、被露光基板Ｃに当該画像データに応じた画像の露光描画が行われる。

【0045】

図４は、露光ヘッド１６ａの構成を示す光路に沿った断面図である。なお、図４においてステージ１０、光源ユニット１７、露光描画装置１の制御系の構成要素が露光ヘッド１６ａとともに示されている。

【0046】

光源ユニット１７は、レーザ光源３０とレーザ駆動部４１とを含んで構成されている。レーザ駆動部４１は、システム制御部４０から供給される制御信号に応じた大きさの駆動電流を生成し、これをレーザ光源３０に供給する。レーザ光源３０は、例えば半導体レーザによって構成され、レーザ駆動部４１から供給される駆動電流に応じた光量（強度）のレーザ光を出射する。レーザ光源３０から出射されたレーザ光は、光ファイバ１８によって光源ユニット１７の外部に導出される。レーザ光源３０から出射されたレーザ光は、導光路としての光ファイバ１８内において反射を繰り返し、光ファイバ１８の出射端部からランダム偏光となって出射される。光ファイバ１８から出射されたレーザ光は、露光ヘッド１６ａ内に導入され、後述する光量調整部５０の光反射面に照射される。なお、光ファイバ１８によってレーザ光をランダム偏光とすることで、後述する光量調整部５０の反射面における反射率のばらつきを抑えることができる。

【0047】

露光ヘッド１６ａは、光量調整部５０、集光レンズ７０、ロッドインテグレータ３１、第１のレンズ系３２、反射鏡３３、ＤＭＤ２７、第２のレンズ系３４、フォーカシング機構３５を含んで構成されている。

【0048】

光量調整部５０は、互いに反射率の異なる２つの反射面（図５に示す第１の反射面５２と第２の反射面５３）を有し、光ファイバ１８の出射端部から出射される光ビームを、いずれかの反射面において反射させ、当該反射面における反射率に応じた光量の光ビーム（反射光）を出射する。光量調整部５０は、この２つの反射面のいずれか一方を選択的に光路中に配置することにより、露光ヘッド１６ａから出射される光ビームの光量を変化させる。なお、光量調整部５０は、光ファイバ１８から供給される光ビームの入射方向とは異なる方向に反射光を出射するように、反射面の向きがレーザ光の入射方向に対して傾けられて配置されている。

【0049】

図５は、本実施形態に係る光量調整部５０の反射面側から眺めた平面図である。光量調整部５０は、例えばガラス等の光透過性部材からなる矩形形状の基材５１を含んでいる。基材５１の主面上には互いに反射率の異なる第１の反射面５２と第２の反射面５３とが並置された状態で設けられている。

【0050】

第１の反射面５２は、基材５１の主面をアルミニウムやＡｇなどからなる高反射率部材５４で被覆することにより形成される。これにより、第１の反射面５２は、比較的高い反射率（例えば９５％以上）を有することになり、第１の反射面５２で反射された光ビームは、殆ど減衰されることなくロッドインテグレータ３１に導入される。なお、高反射率部材５４として、誘電体多層膜を用いることとしてもよい。誘電体多層膜は、入射する光の１／４波長に相当する厚みを有する屈折率が比較的高い誘電体膜と屈折率が比較的低い誘電体膜とを交互に積層したものである。このような誘電体多層膜を高反射率部材５４に用いることにより第１の反射面５２においてより高い反射率を得ることができる。

【0051】

第２の反射面５３は、基材５１の主面にコーティングを施していないノンコート面で構成されている。これにより、第２の反射面５３は、第１の反射面５２よりも低い反射率を有することになる。本実施形態において、基材５１として屈折率１．５程度の石英ガラスが使用されており、第２の反射面５３に入射した入射光の４％程度が反射光としてロッドインテグレータ３１に導入され、残りの９６％が基材５１を透過する。このように、第２の反射面５３を基材５１のノンコート面（すなわちガラス面）で構成することにより、第２の反射面における反射率（反射光の入射光に対する相対強度）は、下記の式（１）および（２）に示されるように、基材５１の屈折率、光の入射角度、入射光の偏光状態のみに依存することとなる。これにより、入射光を大きく減衰させて極めて低い光量の光を取り出す場合において、透過型のアッテネータよりも光量のばらつきを大幅に小さくすることができる。例えば、第２の反射面５３にランダム偏光を照射した場合には、反射光の強度ばらつきを±５％程度に抑えることができる。なお、下記の式（１）および（２）においてｒｓは、ｓ偏光成分に対する反射率、ｒｐは、ｐ偏光成分に対する反射率、θ_ｉは第２の反射面５３に対する光の入射角、θ_ｔは基材５１を透過する光の屈折角である。

【0052】

ｒｓ＝｛ｓｉｎ（θ_ｉ−θ_ｔ）／ｓｉｎ（θ_ｉ＋θ_ｔ）｝^２ ・・・（１）
ｒｐ＝｛ｔａｎ（θ_ｉ−θ_ｔ）／ｔａｎ（θ_ｉ＋θ_ｔ）｝^２ ・・・（２）
図４に示す光吸収部８０は、例えば、黒色に表面処理された金属からなり、第２の反射面５３を透過した光ビームを吸収して熱に変換する。これにより、第２の反射面５３を透過した光ビームが迷光となることを防止することができる。なお、光吸収部８０が発する熱が露光系に影響を与えることのない位置に配置されることが好ましい。

【0053】

また、光量調整部５０には反射面駆動部６０が設けられている。反射面駆動部６０は、システム制御信号４０から供給される制御信号に応じて基材５１を図５の矢印で示される方向（第１の反射面５２と第２の反射面５３が並ぶ方向）に沿って移動させることにより、第１の反射面５２および第２の反射面５３のいずれか一方を光路上に配置する。すなわち、光ファイバ１８から出射された光ビームは、第１の反射面５２および第２の反射面５３のいずれか一方で反射されて後段のロッドインテグレータ３１に導入される。

【0054】

集光レンズ７０は、光量調整部５０の第１の反射面５２または第２の反射面５３において反射された光ビームをロッドインテグレータ３１に集光するためのレンズである。光路上に配置された光量調整部５０の第１の反射面５２または第２の反射面５３と、ロッドインテグレータ３１の光入射面とが集光レンズ７０に対して共役な位置関係となるように配置されている。これにより、第１の反射面５２および第２の反射面５３に対する光ビームの入射角度が多少変動したとしても、反射光をロッドインテグレータ３１に導入することができる。

【0055】

ロッドインテグレータ３１は、例えば四角柱状に形成された透光性ロッドである。ロッドインテグレータ３１に入射した光ビームは、透光性ロッドの内部を全反射しながら進行する。これにより、光ビーム断面における照度分布が均一化される。なお、均一な照度分布を得るための光学部材としてロッドインテグレータに代えてフライアイレンズを用いることとしてもよい。ロッドインテグレータ３１により照度分布が均一化された光ビームは、第１のレンズ系３２に入射する。

【0056】

第１のレンズ系３２は、入射した光ビームを平行光化する１対のレンズからなる組合せレンズ３２ａ、平行光化された光ビームの光量分布が均一になるように補正する１対のレンズからなる組合せレンズ３２ｂ、及び光量分布が補正された光ビームを反射鏡３３上に集光する集光レンズ３２ｃで構成されている。なお、組合せレンズ３２ｂは、レーザ出射端の配列方向に対しては、レンズの光軸に近い部分は光束を広げ且つ光軸から離れた部分は光束を縮め、且つこの配列方向と直交する方向に対しては光をそのまま通過させる機能を備えており、光量分布が均一となるようにレーザ光を補正する。

【0057】

第１のレンズ系３２から出射された光ビームは、反射鏡３３で反射されてＤＭＤ２７に照射される。

【0058】

図６は、本実施形態に係るＤＭＤ２７の構成を示す斜視図である。図６に示すように、ＤＭＤ２７は、画素（ピクセル）を構成する多数の（例えば、６００個×８００個）の微小ミラー（マイクロミラー）２９が格子状に配列されたミラーデバイスとして構成されている。矩形状のマイクロミラー２９の各々は、描画パターンを示す画像データを一時的に記憶するシリコンゲートのＣＭＯＳ等からなるＳＲＡＭセル（メモリセル）２８上にヒンジ及びヨーク（図示省略）を含む支柱により支持されている。マイクロミラー２９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て光反射面を形成している。マイクロミラー２９の各々によって反射された光ビームによって描画パターンの各画素が構成される。

【0059】

ＤＭＤ２７のＳＲＡＭセル２８には、描画パターンの画像データに基づいて生成された、各マイクロミラー２９のオン状態またはオフ状態を示すデジタル信号が書き込まれる。オン状態とされたマイクロミラー２９は、一方の角部がＳＲＡＭセル上のランディングパッドに接触するまで対角線を回転軸として反射面が傾けられる。一方、オフ状態とされたマイクロミラー２９は、上記一方の角部に対向する角部が他方のランディングパッドに接触するまで対角線を回転軸として反射面が傾けられる。

【0060】

このように描画パターンの画像データにおける各画素に対応するように各々のマイクロミラー２９の傾きを制御することによって、ＤＭＤ２７に入射した光ビームは、マイクロミラー２９の傾きに応じた方向に反射されて描画パターンの露光描画が行われる。

【0061】

マイクロミラー２９のオン／オフ制御は、ＤＭＤ２７に接続された画像処理ユニット１９によって行われる。オン状態のマイクロミラー２９により反射された光は露光状態に変調され、ＤＭＤ２７の光出射側に設けられた第２のレンズ系３４に入射する。またオフ状態のマイクロミラー２９により反射された光は非露光状態に変調され、光吸収体（図示省略）に入射する。

【0062】

第２のレンズ系３４は、ＤＭＤ２７の光反射側に配置され、オン状態とされたマイクロミラー２９で反射された光ビームを被露光基板Ｃの被露光面上に結像する一対のレンズ３４ａおよび３４ｂを有している。レンズ３４ａとレンズ３４ｂは、ＤＭＤ２７の反射面と被露光基板Ｃの被露光面とが共役な関係となるように配置されている。本実施形態では、ＤＭＤ２７によって形成された描画パターンは、レンズ３４ａおよびレンズ３４ｂによって約５倍に拡大され、被露光基板Ｃの被露光面上に結像されるように設定されている。

【0063】

第２のレンズ系３４の出射側には、第２のレンズ系３４から出射された光ビームの焦点を被露光基板Ｃの被露光面に結像させるフォーカシング機構３５が設けられている。フォーカシング機構３５は、一対のペア楔ガラス３５ａ、３５ｂを備えている。フォーカシング機構３５において、システム制御部４０からの制御信号に応じてアクチュエータ（図示省略）が作動し、アクチュエータによってペア楔ガラス３５ａがペア楔ガラス３５ｂに対してペア楔ガラス３５ｂの傾面に沿った方向に移動することで光路長が変更され、光ビームのフォーカス位置が変更される。

【0064】

ここで、露光ヘッド１６ａの説明と併せて、本実施形態に係る露光描画装置１の電気系統について説明する。

【0065】

図７は、本実施形態に係る露光描画装置１の電気系統を示す構成図である。図４及び図７に示すように、露光描画装置１には、装置各部にそれぞれ電気的に接続されるシステム制御部４０が設けられている。システム制御部４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）を備え、露光描画装置１の各部を統括的に制御する。

【0066】

レーザ駆動部４１は、システム制御部４０から供給される制御信号によって示される大きさの駆動電流を生成し、これをレーザ光源３０に供給する。レーザ光源３０から出射されるレーザ光の光量（エネルギー）は、レーザ駆動部４１から供給される駆動電流に応じて変化する。

【0067】

光量調整部５０の反射面駆動部６０は、システム制御部４０から供給される制御信号に応じて第１の反射面５２および第２の反射面５３のいずれか一方を光路中に配置することによりロッドインテグレータ３１に導入する光ビームの光量を調整する。すなわち、第１の反射面５２が光路上に配置された場合には、レーザ光源３０から出射された光ビームは、殆ど減衰されることなくロッドインテグレータ３１に導入される。一方、第２の反射面５３が光路上に配置された場合には、レーザ光源３０から出射された光ビームの一部のみが（本実施形態では約４％）、ロッドインテグレータ３１に導入される。

【0068】

ステージ駆動部４６は、システム制御部４０から供給される制御信号によって示される移動速度でステージ１０をＹ方向（走査方向）に移動させる。

【0069】

システム制御部４０は、露光描画の際に、描画パターンの画像データに対応したデジタル信号を生成して、生成したデジタル信号を画像処理ユニット１９に送信する。画像処理ユニット１９は、受信したデジタル信号に基づいて各露光ヘッド１６ａのＤＭＤ２７のマイクロミラー２９を駆動するための駆動信号を生成して、これをＤＭＤ２７に供給する。システム制御部４０がステージ駆動部４６に供給する制御信号と画像処理ユニット１９に供給する制御信号とを同期させることにより、ステージ１０の移動とマイクロミラー２９の駆動とが連動した走査露光が行われる。

【0070】

露光描画装置１は、ＤＭＤ２７の温度を検出する温度検出部４３を備えている。温度検出部４３は、ＤＭＤ２７に接続されたサーミスタ等の温度センサ４３ａを有しており、この温度センサ４３ａによって検出された温度を示す温度情報をシステム制御部４０に送信する。

【0071】

また、露光描画装置１は、ＤＭＤ２７の温度を調整する温度調整部４４を備えている。また、ＤＭＤ２７には、ペルチェ素子等の熱電素子４５が設けられている。温度調整部４４は、システム制御部４０のから供給される制御信号に基づいて熱電素子４５によるＤＭＤ２７の冷却や加熱を制御することによりＤＭＤ２７の温度を調整する。

【0072】

フォトセンサ２６は、スリット板２４に設けられた検出用スリット２５を介して露光ヘッド１６ａから出射された光ビームを検出すると、検知信号を生成してこれをシステム制御部４０に供給する。システム制御部４０は、フォトセンサ２６からの検知信号に基づいて露光ヘッド１６ａから出射される光ビームの照射位置を特定する。なお、光ビームの照射位置の特定方法については後述する。

【0073】

入力部４７は、操作者が被露光基板Ｃの基板サイズ、露光対象となるレジストフィルム等の感材の光感度、露光描画する描画パターンを指定するための識別番号などを入力するためのユーザインターフェースであり、キーボードやタッチパネルなどにより構成される。操作者は入力部４７を操作することにより上記したような露光描画装置１が露光描画を行う際の処理条件を入力することができる。システム制御部４０は、入力部４７を介して通知された露光対象である感材の光感度に適合するように、レーザ駆動部４１、反射面駆動部６０に制御信号を供給して被露光基板Ｃに照射される光の量（強度）を制御しつつ、ステージ駆動部４６に制御信号を供給して走査露光時におけるステージ１０の移動速度を制御する。

【0074】

表示部４８は、露光描画装置１が露光描画を行う際の処理条件等を操作者が入力するための初期情報入力画面等を表示するためのディスプレイであり、液晶表示デバイスなどを含んで構成されている。

【0075】

撮影部駆動機構４９は、システム制御部４０からの制御信号に基づいて複数の撮影部２３の各々をステージ１０の移動方向（Ｙ方向）に対して垂直な方向（Ｘ方向）に移動させて撮影部２３における撮影位置の位置決めを行う。

【0076】

上述したように、本実施形態に係る露光描画装置１では、被露光面に照射される光ビームの照射位置をフォトセンサ２６を用いて画素毎に検出し、検出された照射位置から実際に被露光面に描画される描画パターンの設計描画パターンに対する歪み量を導出し、導出した歪み量に基づいて設計描画パターンを補正する。

【0077】

ここで、本実施形態に係る露光描画装置１において、露光描画を行うドライフィルムレジストの光感度は１０〜１００ｍＪ／ｃｍ^２程度であり、仮に５０ｍＪ／ｃｍ^２で露光する場合において、走査速度（ステージ１０の移動速度）を２５ｍｍ／ｓｅｃとして、露光幅７０ｍｍに１０２４×５１２画素を使用した場合、１画素当たりの光量は約１．６μＷとなる。１画素分の光量がこの光量であれば、フォトセンサ２６を用いて１画素の位置検出が可能である。

【0078】

しかし、感光材料として銀塩感材のような超高感度感材を露光対象にした場合には、感光材料の光感度に適合するように照射する光ビームの光量を小さくする必要がある。しかしながら、この光ビームをそのまま用いて照射位置補正を実施しようとしても、光ビームの光量が足りないために、フォトセンサ２６から十分な大きさの検知信号が得られず検知信号のＳ／Ｎが低下する。その結果、光ビームの照射位置の検出精度が低下し、照射位置補正を適切に実施することができなくなる。

【0079】

例えば、光感度０．１ｍＪ／ｃｍ^２の超高感度感材を露光対象とする場合、１画素当たりの光量は約３．３ｎＷとなる。このような極低光量の光ビームの照射位置をフォトセンサ２６用いて検出しようとしてもフォトセンサ２６からは十分な大きさの検知信号を得るとはできない。

【0080】

そこで、本実施形態に係る露光描画装置１では、光量調整部５０における反射率、レーザ光源３０の出力およびステージ１０の移動速度を制御することによって被露光基板Ｃに対して露光描画を行う場合と、光ビームの照射位置補正を行う場合のそれぞれにおいて光ビームの光量（露光量）を最適化する。

【0081】

以下に、本実施形態に係る露光描画装置１の作用について説明する。

【0082】

図８は、システム制御部４０によって実行される露光制御処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。当該プログラムはシステム制御部４０に備えられたＲＯＭの所定領域に予め記憶されている。システム制御部４０は、例えば露光描画装置１の電源が投入されたタイミングで、当該露光制御処理プログラムを実行する。

【0083】

ステップＳ１０１において、システム制御部４０は、所定の初期情報入力画面を表示部４８に表示させる。これにより表示部４８には、露光描画の実行または照射位置補正の実行のいずれかの選択を操作者に促すメッセージが表示される。操作者はかかるメッセージに従って入力部４７を操作することにより露光描画の実行または照射位置補正の実行を選択する。また、操作者によって露光描画の実行が指示された場合には、表示部４８には被露光基板Ｃの処理数、露光対象となる感材の光感度などの入力を促すメッセージが表示される。操作者はかかるメッセージに従って入力部４７を操作することにより被露光基板Ｃの処理数や感材の光感度などを入力する。

【0084】

ステップＳ１０２において、システム制御部４０は、初期情報入力画面のメッセージに従って操作者が入力部４７から入力した選択結果に基づいて、照射位置補正を実行するか否かを判断する。システム制御部４０は、操作者が入力部４７を介して照射位置補正の実行を選択した場合には処理をステップＳ１０７に移行させる一方、露光描画の実行を指示した場合には処理をステップＳ１０３に移行させる。

【0085】

ステップＳ１０３においてシステム制御部４０は、操作者が入力部４７から入力した露光対象となる感材の光感度に基づいてステージ１０の移動速度を導出し、導出した移動速度の大きさを示す制御信号をステージ駆動部４６に供給する。かかる制御信号を受信したステージ駆動部４６は、当該制御信号によって示される移動速度でステージ１０をＹ方向に移動させる。

【0086】

ステップＳ１０４においてシステム制御部４０は、操作者が入力部４７から入力した露光対象となる感材の光感度に基づいて、第１の反射面５２または第２の反射面５３を選択し、選択した反射面を光路上に配置するべく反射面駆動部６０に制御信号を供給する。反射面駆動部６０は、この制御信号に基づいて基材５１をスライドさせて第１の反射面５２または第２の反射面５３を光路上に配置する。システム制御部４０は、例えば操作者が入力部４７から入力した感材の光感度が、所定値（例えば０．５ｍＪ／ｃｍ^２）以上である場合には、反射率の高い第１の反射面５２を光路上に配置し、上記の所定値未満の場合には、反射率の低い第２の反射面５３を光路上に配置するべく制御する。

【0087】

ステップＳ１０５においてシステム制御部４０は、操作者が入力部４７から入力した露光対象となる感材の光感度に基づいて、レーザ光源３０に供給すべき駆動電流の大きさを導出し、導出した駆動電流の大きさを示す制御信号をレーザ駆動部４１に供給する。かかる制御信号を受信したレーザ駆動部４１は、当該制御信号によって示される大きさの駆動電流をレーザ光源３０に供給する。

【0088】

このように、本実施形態に係る露光描画装置１では、操作者が入力部４７から入力した露光対象となる感材の光感度に基づいて、光量調整部５０における反射率、レーザ光源３０から出射されるレーザ光の強度、走査露光時におけるステージ１０の移動速度が設定される。

【0089】

本実施形態に係る露光描画装置１では、反射率が略１００％の第１の反射面５２が光路上に配置された場合には最大で５０ｍＪ／ｃｍ^２の光量で露光を行うことができる。また、レーザ光源３０に供給する駆動電流によってレーザ光源３０から出射されるレーザ光の光量を１０％〜１００％の範囲で調整することが可能となっている。従って、駆動電流の調整によって露光時の光量を５ｍＪ／ｃｍ^２〜５０ｍＪ／ｃｍ^２の範囲で調整することができる。さらに、走査露光時におけるステージ１０の移動速度を１倍（標準速度）〜１０倍の範囲で調整することが可能となっている。従って、レーザ光源３０の光量の調整と併せてステージ１０の移動速度を調整することによって露光時の光量を０．５ｍＪ／ｃｍ^２〜５０ｍＪ／ｃｍ^２の範囲で調整することができる。

【0090】

一方、反射率が約４％の第２の反射面５３が光路上に配置された場合には、最大露光量が２ｍＪ／ｃｍ^２となり、レーザ光源３０の光量の調整と、ステージ１０の移動速度の調整で、露光時の光量を０．０２ｍＪ／ｃｍ^２〜２ｍＪ／ｃｍ^２の範囲で調整することができる。このように、本実施形態の露光描画装置１では、光量調整部５０における反射率、レーザ光源３０から出射されるレーザ光の強度、走査露光時におけるステージ１０の移動速度を調整することにより、露光時の光量を０．０２ｍＪ／ｃｍ^２〜５０ｍＪ／ｃｍ^２の範囲で調整することが可能である。

【0091】

システム制御部４０は、上記したステップＳ１０３〜Ｓ１０５の処理において、露光対象となる感材の光感度に適合する露光量となるように光量調整部５０における反射率、レーザ光の光量（強度）、ステージ１０の移動速度を設定する。このとき、システム制御部４０は、生産性向上の観点からステージ１０の移動速度が最も速くなるように上記の３つのパラメータの設定を導出することとしてもよい。システム制御部４０が上記３つのパラメータの設定を導出する際、露光対象となる感材の光感度と、上記３つのパラメータの設定を対応付けた参照テーブルを用いることとしてもよい。この場合、上記参照テーブルは、システム制御部４０内にＲＯＭに予め記憶される。

【0092】

上記のステップＳ１０３〜Ｓ１０５において、システム制御部４０からステージ駆動部４６、光量調整部５０、レーザ駆動部４１に制御信号が供給されると、当該制御信号に応じた条件でステージ１０に載置された被露光基板Ｃに対する露光描画が開始される。

【0093】

レーザ光源３０は、レーザ駆動部４１から上記ステップＳ１０５において設定された駆動電流の供給を受けてレーザ光を出射する。レーザ光源３０から出射されたレーザ光は、導光路としての光ファイバ１８を通過する間にランダム偏光となって光量調整部５０に入射する。光量調整部５０に入射した光ビームは、上記ステップＳ１０４において選択された第１の反射面５２または第２の反射面５３で反射され、反射光がロッドインテグレータ３１に導入される。光ビームはロッドインテグレータ３１内で照度分布が均一となるように調整された調整光としてロッドインテグレータ３１から出射され、第１の光学系３２および反射鏡３３を経てＤＭＤ２７に照射される。

【0094】

露光描画装置１では、露光描画を行う際、描画パターンを示す画像データが、画像処理ユニット１９に入力されて画像処理ユニット１９内のメモリに一旦記憶される。この画像データは、描画パターンを構成する各画素の濃度を２値（ドットの記録の有無）で表したデータである。

【0095】

ステージ駆動部４６は、被露光基板Ｃが載置されたステージ１０を上記のステップＳ１０３において設定された移動速度でＹ方向に移動させる。ステージ１０が露光位置まで移動すると、画像処理ユニット１９は、画像処理ユニット１９内のメモリに記憶された画像データを複数ライン分ずつ順次読み出し、各露光ヘッド１６ａ毎にデジタル信号を生成する。各露光ヘッド１６ａのＤＭＤ２７のマイクロミラー２９は、このデジタル信号に応じてオン状態またはオフ状態となる。

【0096】

ＤＭＤ２７におけるオン状態となっているマイクロミラー２９において反射した光ビームは、描画パターンに対応したパターン光としてＤＭＤ２７から出力され、第２のレンズ系３４およびフォーカシング機構３５を経て被露光基板Ｃの被露光面に結像される。

【0097】

被露光基板Ｃがステージ１０の移動に伴って一定速度で移動することにより、被露光基板Ｃにおいて各露光ヘッド１６ａ毎に帯状の露光済みエリアＲ２が形成される。このようにして、本実施形態に係る露光描画装置１によって被露光基板Ｃに対する露光描画が行われる。ステップＳ１０６において、システム制御部４０は、操作者が入力部４７を介して入力した処理数の被露光基板Ｃに対して露光描画が完了したか否かを判定し、終了したと判定すると本ルーチンは終了する。

【0098】

一方、システム制御部４０がステップＳ１０２において照射位置補正を実行すると判断して、処理をステップＳ１０７に移行すると、このステップＳ１０７においてシステム制御部４０は、露光ヘッド１６ａから出射される光ビームの照射位置補正処理を実行する。図９は、本実施形態に係る照射位置補正処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。このプログラムは、システム制御部４０に備えられたＲＯＭの所定領域に予め記憶されている。

【0099】

ステップＳ２０１においてシステム制御部４０は、露光ヘッド１６ａの直下にスリット板２４を位置させるべくステージ駆動部４６に制御信号を供給する。

【0100】

ステップＳ２０２においてシステム制御部４０は、光路上に高反射率の第１の反射面５２を配置するべく光量調整部５０の反射面駆動部６０に制御信号を供給する。

【0101】

ステップＳ２０３においてシステム制御部４０は、レーザ光源３０から出射されるレーザ光の光量（強度）が最大となるようにレーザ駆動部４１に制御信号を供給する。

【0102】

このように、露光ヘッド１０６ａから出射される光ビームの照射位置補正処理において、高反射率の第１の反射面５２が光路上に配置され、レーザ光源３０からのレーザ光の光量（強度）が最大となるように設定される。これにより、フォトセンサ２６から出力される検知信号の信号レベルを高めることができＳ／Ｎが向上し、光ビームの照射位置の検出精度が向上する。

【0103】

ステップＳ２０４において、システム制御部４０は、照射位置補正を行うための被測定画素を決定するとともに、当該被測定画素に対応する光ビームの被露光面における基準照射位置を記憶する。なお基準照射位置とは、ディストーションの影響がないとした場合における当該被測定画素に対応する被露光面における光ビームの理想的な照射位置をいう。被測定画素を決定する際には、各露光ヘッド１６ａによる露光領域において例えば角部の画素から順次選択されるように決定すると良い。

【0104】

ステップＳ２０５において、システム制御部４０は、ステップＳ２０４において決定した被測定画素に基づいて生成した位置補正用の画像データを、画像処理ユニット１９に入力することによってＤＭＤ２７を駆動する。なお、この画像データは、位置補正用の画像データであり、各画素の濃度を２値（被測定画素をドット有、それ以外の画素をドット無）で表したデータである。画像処理ユニット１９は、入力された画像データを複数ライン分ずつ順次読み出し、各露光ヘッド１６ａ毎にデジタル信号を生成する。各露光ヘッド１６ａのＤＭＤ２７のマイクロミラー２９は、このデジタル信号に応じてオン状態またはオフ状態となる。

【0105】

ステップＳ２０６において、システム制御部４０は、温度検出部４３の出力信号を受信することによってＤＭＤ２７の温度を取得する。

【0106】

ステップＳ２０７において、システム制御部４０は、ステップＳ２０６において取得した温度が予め定められた範囲内であるか否かを判定する。当該予め定められた範囲は、露光描画を行う場合と位置補正を行う場合とで、ＤＭＤ２７の温度差が±０．５℃以下となることが好ましいため、露光描画時のＤＭＤ２７の温度に対して−０．５℃以上０．５℃以下となるように設定されると良い。なお、露光描画時のＤＭＤ２７の温度は、露光描画が行われている間に任意のタイミングで複数回検出して、検出した温度の平均値を予め記憶しておくと良い。

【0107】

ステップＳ２０７においてＤＭＤ２７の温度が予め定められた範囲外であると判定された場合は、ステップＳ２０８において、システム制御部４０は、ＤＭＤ２７の温度が上記予め定められた範囲となるように温度調整部４４に調整させ、処理をステップＳ２０６に戻す。

【0108】

上記ステップＳ２０６乃至Ｓ２０８の処理は、露光描画を行う場合と照射位置補正を行う場合とで光ビームの光量を変更することに伴う熱的な影響を抑えるための処理であり、これらの処理によって照射位置補正時におけるＤＭＤ２７の温度が露光描画時におけるＤＭＤ２７の温度と略同一の温度に調整される。

【0109】

ステップＳ２０７においてＤＭＤ２７の温度が予め定められた範囲内であると判定された場合は、ステップＳ２０９において、システム制御部４０は、被測定画素に対応する光ビームの被露光面における実際の照射位置を取得する。この際、システム制御部４０は、複数のフォトセンサ２６の各々から出力される検知信号を受信し、受信した検知信号から、被測定画素に対応する光ビームの被露光面における照射位置を取得する。

【0110】

ここで、本実施形態に係る露光描画装置１において、検出用スリット２５を利用して被測定画素に対応する光ビームの被露光面における照射位置を検出する方法について説明する。

【0111】

本実施形態に係る露光描画装置１においては、被測定画素Ｚ１に対応するマイクロミラー２９をオン状態としたときの被露光面上に照射された光ビームの照射位置を、検出用スリット２５を利用して検出する。

【0112】

図１０（Ａ）は、本実施形態に係る露光描画装置１において、被測定画素の位置を検出する方法を説明するための図であり、図１０（Ｂ）は、本実施形態に係る露光描画装置１において、被測定画素に対するフォトセンサ２６の検知信号を図１０（Ａ）に対応させて示した図である。

【0113】

システム制御部４０は、図１０（Ａ）に実線で示すように、検出用スリット２５が露光エリアＲ１上の所要位置（例えば原点とすべき位置）となるようにステージ１０をＹ方向に移動させる。このとき、システム制御部４０は、鉤型の検出用スリット２５における２つの直線部分（ここでは、第１直線部２５Ａと第２直線部２５Ｂとする。）との交点を（Ｘ０，Ｙ０）とし、この座標を一時的に記憶する。

【0114】

次に、図１０（Ａ）に示すように、システム制御部４０は、ステージ１０をＹ方向に移動させることにより、検出用スリット２５をＹ方向（正面視右方）へ移動させる。そして、システム制御部４０は、正面視右方の二点鎖線で示した位置、すなわち、図１０（Ｂ）に示すように、被測定画素Ｚ１に対応する光ビームが第１直線部２５Ａを透過してフォトセンサ２６で検出された位置でステージ１０を停止させる。システム制御部４０は、このときの第１直線部２５Ａと、第２直線部２５Ｂとの交点を（Ｘ０，Ｙ１１）とし、この座標を一時的に記憶する。

【0115】

次に、システム制御部４０は、ステージ１０をＹ方向に移動させることにより、検出用スリット２５をＹ方向（正面視左方）へ移動させる。そして、システム制御部４０は、正面視左方の二点鎖線で示した位置、すなわち、図１０（Ｂ）に示すように、被測定画素Ｚ１の光ビームが第２直線部２５Ｂを透過してフォトセンサ２６で検出されたことを検知した位置でステージ１０を停止させる。システム制御部４０は、このときの第１直線部２５Ａと、第２直線部２５Ｂとの交点を（Ｘ０，Ｙ１２）とし、この座標を一時的に記憶する。

【0116】

次に、システム制御部４０は、記憶した座標（Ｘ０，Ｙ１１）及び（Ｘ０，Ｙ１２）を読み出し、これらの座標から被測定画素Ｚ１に対応する光ビームの照射位置の座標（Ｘ１，Ｙ１）を求める。ここで、Ｘ１およびＹ１をＸ１＝Ｘ０＋（Ｙ１１−Ｙ１２）／２、Ｙ１＝（Ｙ１１＋Ｙ１２）／２と求めることができる。

【0117】

なお、上述のように第１直線部２５Ａと第１直線部２５Ａに交差する第２直線部２５Ｂとを有する検出用スリット２５と、フォトセンサ２６とを組み合わせて用いる場合には、フォトセンサ２６が、第１直線部２５Ａまたは第２直線部２５Ｂを通過する所定範囲の光だけを検出すればよい。よって、この構成において、フォトセンサ２６を、第１直線部２５Ａまたは第２直線部２５Ｂに対応する狭い範囲の光量を検出する微細で特別な構成とすること無く、市販の廉価なフォトセンサを利用できる。

【0118】

ステップＳ２１０において、システム制御部４０は、ステップＳ２０４において記憶した被測定画素の基準照射位置と、ステップＳ２０９において取得した当該被測定画素に対応する光ビームの実際の照射位置とを比較し、基準照射位置に対する実際の照射位置のずれ量を導出して記憶する。

【0119】

ステップＳ２１１において、システム制御部４０は、ずれ量を導出すべき全ての被測定画素についてずれ量の導出が完了したか否かを判断する。システム制御部４０は、ずれ量を導出すべき全ての被測定画素についてずれ量の導出が完了していないと判断した場合は、処理をステップＳ２０４に戻し、ずれ量を導出すべき全ての被測定画素についてずれ量の導出が完了したと判定した場合は処理をステップＳ２１２に移行させる。

【0120】

ステップＳ２１２においてシステム制御部４０は、ステップＳ２１０において導出された被測定画素の各々のずれ量に基づいて設計描画パターンの画像データを補正することにより、露光ヘッド１６ａから出射される光ビームの照射位置を補正する。なお、光ビームの照射位置の補正は、ずれ量に応じた設計描画パターンの変形や設計描画パターンの各画素とＤＭＤ２７における各マイクロミラー２９とのマッピングの変更等によって行うことができる。すなわち、導出したずれ量に基づいて実際に描画される描画パターンの設計描画パターンに対する歪み量を導出し、導出した歪み量が減少するように設計描画パターンの画像データを補正したり、マイクロミラー２９と、設計描画パターンの画像データの画素との対応関係を補正する。

【0121】

図１１は、本実施形態に係る露光描画装置１における露光描画の歪み補正の一例を示す概略図である。

【0122】

複数の光学系や被露光基板Ｃに歪みのない状態であれば、ＤＭＤ２７に入力される設計描画パターンの画像データは図１１（Ｂ）に示すように、特に補正されなくても、そのまま被露光基板Ｃに露光描画されることで図１１（Ａ）のように理想的な画像が描画される。

【0123】

しかしながら、露光ヘッド１６ａ内の光学系におけるディストーション等の影響により、描画パターンに歪み等が生じる場合には、図１１（Ｄ）に示すように画像を補正せずに設計描画パターンの画像データをそのままＤＭＤ２７に入力した場合には、図１１（Ｃ）に示すように実際に描画される描画パターンにおいて変形が生じてしまう。

【0124】

そこで図１１（Ｆ）に示すように、ＤＭＤ２７に入力される設計描画パターンの画像データを補正して各画素に対応する光ビームの照射位置を補正することにより、図１１（Ｅ）に示すように、最終的に歪みのない正しい画像が描画される。

【0125】

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係る露光描画装置１では、光量調整部５０における反射率と、レーザ光源３０から出射されるレーザ光の強度と、走査露光時におけるステージ１０の移動速度とを調整することにより、露光ヘッド１６ａから出射される光の量（エネルギー）を広範囲（０．０２ｍＪ／ｃｍ^２〜５０ｍＪ／ｃｍ^２）に亘り調整することが可能である。すなわち、露光量を２５００倍のワイドレンジにて調整することが可能である。これにより、超高感度感材を含む様々な光感度の感材に対して露光描画を行うことができる。また、フォトセンサ２６を用いて露光ヘッド１６ａから出射される光ビームの照射位置補正を行う場合においても、露光ヘッド１６ａの光量を大きくすることでフォトセンサ２６から十分な強度の検知信号を得ることができる。従って光量不足によって照射位置検出精度が低下してしまう問題を回避することができる。すなわち、本実施形態に係る露光描画装置１によれば、超高感度感材に対する露光描画と、露光ヘッド１６ａから出射される光ビームの照射位置補正を両立することができる。

【0126】

また、本実施形態に係る露光描画装置１では、レーザ光源３０から出射された光ビームの光量を大きく減衰させるために、屈折率１．５程度のガラスからなる基材５１のノンコート面（第２の反射面５３）で反射された反射光を利用している。第２の反射面５３の反射率は、基材５１の屈折率、光の入射角度、入射光の偏光状態のみに依存し、ランダム偏光の場合には反射率のばらつきを４％±０．２％程度に抑えることができる。その結果、光量調整部５０から出力される光ビームの光量のばらつきを±５％程度に抑えることができる。このように、光ビームの光量を減衰させる手段として低反射率の反射面で反射された反射光を出力する光量調整部５０を用いることにより、透過型のアッテネータを使用する場合と比較して、光量のばらつきを低減することができる。特に、光ビームの光量を大きく減衰させる場合にその効果が顕著となる。

【0127】

また、本実施形態に係る露光装置１では、光ビームのビーム断面における照度分布を均一化させるロッドインテグレータ３１を光量調整部５０の後段に配置しているので、これらの配置を入れ替えた場合と比較して、光ビームの照度分布の均一性を高めることが可能となる。

【0128】

なお、本実施形態に係る露光描画装置１では、高反射率の第１の反射面５２と低反射率の第２の反射面５３のいずれか一方を光路上に配置する構成としたが、更にこれらの中間の反射率を有する１つまたは複数の反射面を設けることとしてもよい。この場合、基材５１を被覆する反射膜を適宜選択することにより所望の反射率を得ることができる。

【0129】

また、本実施形態に係る露光描画装置１では、光量調整部５０において、単一の基材５１上に第１の反射面５２および第２の反射面５３を形成する場合を例示したが、これらの反射面は分離した別々の基材上に形成されていてもよい。

【0130】

また、本実施形態に係る露光描画装置１では、温調部材４５としてペルチェ素子を用いているが、これに限定されず、冷却を行うファン等であっても良い。

【0131】

また、本実施の形態に係る露光描画装置１では、露光ヘッド１６ａに用いる空間光変調素子としてＤＭＤ２７を用いたが、例えば、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）タイプの空間光変調素子（ＳＬＭ；Special 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、ＭＥＭＳタイプ以外の空間光変調素子をＤＭＤ２７に代えて用いても良い。

【0132】

なお、ＭＥＭＳとは、ＩＣ製造プロセスを基盤としたマイクロマシニング技術によるマイクロサイズのセンサ、アクチュエータ、そして制御回路を集積化した微細システムの総称であり、ＭＥＭＳタイプの空間光変調素子とは、静電気力を利用した電気機械動作により駆動される空間光変調素子を意味している。
〔第２の実施形態〕
以下、本発明の第２の実施形態に係る露光描画装置について詳細に説明する。第２の実施形態に係る露光描画装置は、上記した第１の実施形態に係る光量調整部５０とは異なる構成を有する光量調整部を有する。光量調整部以外の構成は、上記した第１の実施形態と同様であるので、それらの説明について省略する。

【0133】

第１の実施形態に係る光量調整部５０においては、高反射率の第１の反射面５２と低反射率の第２の反射面５３のいずれか一方を選択的に光路上に配置することにより露光ヘッド１６ａから出射される光ビームの光量を調整するものであった。これに対して、本実施形態に係る光量調整部５０ａは、単一の光反射面を有し、この光反射面に入射する光ビームの入射角を変化させることにより反射率を変化させ、これによって反射光の光量を調整するものである。

【0134】

図１２は、本発明の第２の実施形態に係る光量調整部５０ａの構成示す光ビームの光路に沿った断面図である。本実施形態に係る光量調整部５０ａは、例えば屈折率１．５程度のガラス等の光透過性部材からなる基材５１と、基材５１を支持する支持板５４と、支持板５４に接続された回転軸部５５と、システム制御部４０から供給される制御信号に基づいて回転軸部５５をその軸周りに回転させる図示しない回転駆動機構を含んでいる。

【0135】

基材５１の表面全体は、コーティングが施されていないガラス面となっており、基材５１の表面が反射面５６となっている。回転軸部５５がその軸周りに回転することにより、図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）に示すように、反射面５６の向きが変化し、レーザ光源３０から出射された光ビームの反射面５６に対する入射角θ_ｉが変化するようになっている。

【0136】

反射面５６における反射率は、光ビームの入射角θ_ｉに応じて変化する。図１３は、入射角θ_ｉと反射面５６の反射率との関係をｐ偏光面とｓ偏光面のそれぞれについて示したグラフである。図１３に示すように、基材５１として屈折率１．５程度のガラスを使用した場合、反射面５６における反射率は、入射角θ_ｉに応じて約４％から１００％の範囲で変化する。すなわち、図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）に示すように、回転軸部５５の回転角度を制御して反射面５６の向きを変化させることにより反射面５６の反射率を約４％〜１００％の範囲で変化させることができる。このように、本実施形態に係る光量調整部５０ａは、反射面５６に対する光ビームの入射角θ_ｉの制御によって光ビームの光量を調整することができる。

【0137】

なお、反射面５６に対する光ビームの入射角θ_ｉが変化することによって、反射光の進行方向が変化することとなるが、反射面５６と、ロッドインテグレータ３１の光入射面とが集光レンズ７０に対して共役な位置関係となるように配置されることにより、反射光の進行方向が変動したとしても、反射光をロッドインテグレータ３１に導入することができる。

【0138】

このように、本実施形態に係る露光描画装置によれば、第１の実施形態に係る露光描画装置と同様、超高感度感材に対する露光描画と、露光ヘッド１６ａから出射される光ビームの照射位置補正を両立することができる。また、極低光量の光で露光描画を行う場合でも光量のばらつきを小さくすることできる。更に、本実施形態に係る光量調整部５０ａによれば、反射面５６に対する光ビームの入射角θｉを変更することによって反射面５６における反射率を連続的に変化させることができるので、露光量の調整をより柔軟に行うことが可能となる。

【符号の説明】

【0139】

１…露光描画装置，１０…ステージ，１１…基体，１２…基台，１３…移動機構部，１６…露光部，１６ａ…露光ヘッド，１７…光源ユニット，１８…光ファイバ，１９…画像処理ユニット，２４…スリット板，２５…検出用スリット，２６…フォトセンサ，２７…ＤＭＤ，２９…マイクロミラー，３０…レーザ光源，３１…ロッドインテグレータ，３２…第１のレンズ系，３３…反射鏡，３４…第２のレンズ系, ３５…フォーカシング機構，４０…システム制御部，４１…レーザ駆動部，４３…温度検出部，４４…温度調整部，４６…ステージ駆動部，４７…入力部，４８…表示部, ４９…撮影部駆動機構，５０…光量調整部, ５１…基材, ５２…第１の反射面， ５３…第２の反射面, ８０…光吸収部, Ｃ…被露光基板。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】