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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024043830
(43)【公開日】2024-04-02
(54)【発明の名称】露光装置
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20240326BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 501
G03F7/20 521
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022149031
(22)【出願日】2022-09-20
(71)【出願人】
【識別番号】000207551
【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス
(74)【代理人】
【識別番号】100088672
【弁理士】
【氏名又は名称】吉竹 英俊
(74)【代理人】
【識別番号】100088845
【弁理士】
【氏名又は名称】有田 貴弘
(72)【発明者】
【氏名】岸脇 大介
(72)【発明者】
【氏名】茂野 幸英
【テーマコード（参考）】
2H197
【Ｆターム（参考）】
2H197AA28
2H197BA09
2H197BA19
2H197CA07
2H197CC05
2H197CD12
2H197CD18
2H197CD41
2H197CD43
2H197CD48
2H197DC06
2H197DC12
2H197EA11
2H197EA13
2H197EA30
2H197FB03
2H197FB04
2H197HA02
2H197HA03
2H197HA04
2H197HA05
2H197HA10
(57)【要約】
【課題】露光動作の途中であっても、空間光変調器とマイクロレンズアレイとの間の位置ずれを検知できる技術の提供。
【解決手段】露光装置１００は、複数の画素部を備える空間光変調器４１と、複数のマイクロレンズ７３１を備え、複数のマイクロレンズ７３１の各々で複数の画素部の各々からの光を集光する、マイクロレンズアレイ部７３と、マイクロレンズアレイ部７３に設けられた反射領域７３２と、空間光変調器４１の所定位置から発せられて反射領域７３２に入射した光が反射領域７３２で反射された反射光を検出するセンサ部７４と、センサ部７４での検出情報に基づいて、空間光変調器７１とマイクロレンズアレイ部７３との間の位置ずれを検知する位置ずれ検知部５０２と、を備える。
【選択図】図７
【解決手段】露光装置１００は、複数の画素部を備える空間光変調器４１と、複数のマイクロレンズ７３１を備え、複数のマイクロレンズ７３１の各々で複数の画素部の各々からの光を集光する、マイクロレンズアレイ部７３と、マイクロレンズアレイ部７３に設けられた反射領域７３２と、空間光変調器４１の所定位置から発せられて反射領域７３２に入射した光が反射領域７３２で反射された反射光を検出するセンサ部７４と、センサ部７４での検出情報に基づいて、空間光変調器７１とマイクロレンズアレイ部７３との間の位置ずれを検知する位置ずれ検知部５０２と、を備える。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の画素部を備える空間光変調器と、
複数のマイクロレンズを備え、前記複数のマイクロレンズの各々で前記複数の画素部の各々からの光を集光する、マイクロレンズアレイ部と、
前記マイクロレンズアレイ部に設けられた反射領域と、
前記空間光変調器の所定位置から発せられて前記反射領域に入射した光が前記反射領域で反射された反射光を検出するセンサ部と、
前記センサ部での検出情報に基づいて、前記空間光変調器と前記マイクロレンズアレイ部との間の位置ずれを検知する位置ずれ検知部と、
を備える、露光装置。
複数のマイクロレンズを備え、前記複数のマイクロレンズの各々で前記複数の画素部の各々からの光を集光する、マイクロレンズアレイ部と、
前記マイクロレンズアレイ部に設けられた反射領域と、
前記空間光変調器の所定位置から発せられて前記反射領域に入射した光が前記反射領域で反射された反射光を検出するセンサ部と、
前記センサ部での検出情報に基づいて、前記空間光変調器と前記マイクロレンズアレイ部との間の位置ずれを検知する位置ずれ検知部と、
を備える、露光装置。
【請求項2】
請求項１に記載の露光装置であって、
前記反射領域が、凹面である、
露光装置。
前記反射領域が、凹面である、
露光装置。
【請求項3】
請求項２に記載の露光装置であって、
前記センサ部が、そのセンサ領域の法線が前記反射領域の焦点を通過するような姿勢で設けられる、
露光装置。
前記センサ部が、そのセンサ領域の法線が前記反射領域の焦点を通過するような姿勢で設けられる、
露光装置。
【請求項4】
請求項１から３のいずれかに記載の露光装置であって、
前記センサ部のセンサ領域が２次元領域であり、
前記センサ領域において前記反射光が受光される領域が、頂点を含む領域となるように、前記センサ部の位置が規定される、
露光装置。
前記センサ部のセンサ領域が２次元領域であり、
前記センサ領域において前記反射光が受光される領域が、頂点を含む領域となるように、前記センサ部の位置が規定される、
露光装置。
【請求項5】
請求項４に記載の露光装置であって、
前記空間光変調器と前記マイクロレンズアレイ部との間に位置ずれがない適正状態において前記頂点が現れる位置が、前記センサ領域の中心となるように、前記センサ部の位置が規定される、
露光装置。
前記空間光変調器と前記マイクロレンズアレイ部との間に位置ずれがない適正状態において前記頂点が現れる位置が、前記センサ領域の中心となるように、前記センサ部の位置が規定される、
露光装置。
【請求項6】
請求項１から３のいずれかに記載の露光装置であって、
前記センサ部のセンサ領域が１次元領域であり、
前記センサ領域において前記反射光が受光される領域が、前記センサ領域の延在方向と非平行な辺との交差点を含む領域となるように、前記センサ部の位置が規定される、
露光装置。
前記センサ部のセンサ領域が１次元領域であり、
前記センサ領域において前記反射光が受光される領域が、前記センサ領域の延在方向と非平行な辺との交差点を含む領域となるように、前記センサ部の位置が規定される、
露光装置。
【請求項7】
請求項６に記載の露光装置であって、
前記空間光変調器と前記マイクロレンズアレイ部との間に位置ずれがない適正状態において前記交差点が現れる位置が、前記センサ領域の中心となるように、前記センサ部の位置が規定される、
露光装置。
前記空間光変調器と前記マイクロレンズアレイ部との間に位置ずれがない適正状態において前記交差点が現れる位置が、前記センサ領域の中心となるように、前記センサ部の位置が規定される、
露光装置。
【請求項8】
請求項１から３のいずれかに記載の露光装置であって、
前記複数のマイクロレンズの配列方向について、前記反射領域の寸法が、前記複数のマイクロレンズの配列間隔よりも、大きい、
露光装置。
前記複数のマイクロレンズの配列方向について、前記反射領域の寸法が、前記複数のマイクロレンズの配列間隔よりも、大きい、
露光装置。
【請求項9】
請求項１から３のいずれかに記載の露光装置であって、
前記複数の画素部の各々が、第１格子パターンの格子点のいずれかに相当する位置に設けられており、
前記複数のマイクロレンズの各々が、前記第１格子パターンと対応する第２格子パターンの格子点のいずれかに相当する位置に設けられており、
前記反射領域が、前記複数のマイクロレンズの配列領域の外側の領域において、前記第２格子パターンの格子点のいずれかに相当する位置に設けられている、
露光装置。
前記複数の画素部の各々が、第１格子パターンの格子点のいずれかに相当する位置に設けられており、
前記複数のマイクロレンズの各々が、前記第１格子パターンと対応する第２格子パターンの格子点のいずれかに相当する位置に設けられており、
前記反射領域が、前記複数のマイクロレンズの配列領域の外側の領域において、前記第２格子パターンの格子点のいずれかに相当する位置に設けられている、
露光装置。
【請求項10】
請求項１から３のいずれかに記載の露光装置であって、
前記空間光変調器でパターン光を形成させて該形成されたパターン光を前記マイクロレンズアレイ部を通じて処理対象物に照射する露光動作と、前記センサ部に前記反射光を検出させて前記位置ずれ検知部に前記位置ずれを検知させる位置ずれ検知動作と、を並行して行わせる動作制御部、
を備える、露光装置。
前記空間光変調器でパターン光を形成させて該形成されたパターン光を前記マイクロレンズアレイ部を通じて処理対象物に照射する露光動作と、前記センサ部に前記反射光を検出させて前記位置ずれ検知部に前記位置ずれを検知させる位置ずれ検知動作と、を並行して行わせる動作制御部、
を備える、露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、露光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
空間変調によって形成されたパターン光を例えば感光材料に照射することによって、感光材料を所望の２次元のパターンで露光させるタイプの露光装置（いわゆる、直接描画装置）が知られている。
【0003】
このような露光装置において、パターン光の形成は、例えば空間光変調器を用いて行われる。一例として、空間光変調器の一種であるＤＭＤ（Digital Micromirror Device：デジタルマイクロミラーデバイス）は、複数のマイクロミラーが２次元状に配列されたデバイスであり、各マイクロミラーが入射光に対してなす角度が、描画するべきパターンに応じて制御されることによって、入射した光に空間変調が施されて、パターン光が形成される。
【0004】
ところで、空間光変調器を用いてパターン光を形成する露光装置においては、空間光変調器で形成されたパターン光の光路上に、複数のマイクロレンズが配列されてなるマイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）が設けられる場合がある（例えば、特許文献１，２参照）。空間光変調器で形成されたパターン光が、結像光学系などを通じて、マイクロレンズアレイ上に結像されると、空間光変調器の各画素部（具体的には例えば、ＤＭＤの各マイクロミラー）から各マイクロレンズに入射した光が、該マイクロレンズによって集光されて絞られて、１画素分の光のスポット（集光スポット）が形成される。つまり、空間光変調器で形成されたパターン光が、マイクロレンズアレイを通過することによって、複数の集光スポットで構成されるスポットアレイに成形される。パターン光をスポットアレイに成形した上で感光材料などに照射することで、広視野を維持しつつ、精細な描画性を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０２０－３４６１９号公報
【特許文献2】特開２００４－２９６５３１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、空間光変調器で形成されたパターン光を、マイクロレンズアレイを通じてスポットアレイに成形するにあたっては、空間光変調器とマイクロレンズアレイとが適正な位置関係となっていることが重要である。適正な位置関係とは、具体的には、空間光変調器の各画素部とマイクロレンズアレイの各マイクロレンズとが１対１で対応しており、各画素部からの光が、対応するマイクロレンズに入射し、その隣のマイクロレンズには入射しないような位置関係である。すなわち、図１６（ａ）に例示されるように、空間光変調器の各画素部からの光によってマイクロレンズアレイ上に形成される像（画素像）Ａが、対応するマイクロレンズ９１と重なり、かつ、対応しないマイクロレンズ９１とは重ならないような位置関係である。空間光変調器とマイクロレンズアレイとの間に位置ずれが生じて、適正な位置関係でなくなると、空間光変調器の各画素部からの光の一部が、対応するマイクロレンズの隣のマイクロレンズに入射してしまう可能性がある。すなわち、位置ずれが生じると、図１６（ｂ）に例示されるように、画素像Ａの一部分が、対応しないマイクロレンズ９１に重なってしまう可能性がある。こうなると、消光比が低下し、描画（露光）の鮮明度が劣化してしまう。
【0007】
このような事態の発生を抑制するために、空間光変調器とマイクロレンズアレイとは、これらが適正な位置関係となるように、露光装置の組立て段階において十分な精度で位置合わせされている。ところが、組立て段階において空間光変調器とマイクロレンズアレイとが十分な精度で位置合わせされていたとしても、実際に露光装置が稼働されて露光動作が行われると、各種の要因（例えば、空間光変調器およびマイクロレンズアレイの各々を保持する保持部材の熱膨張（周囲の温度変化などに応じた熱膨張）、空間光変調器およびマイクロレンズアレイを組み付けた際の残留応力の経時的な開放、露光動作によって生じる振動、などといった各種の要因）のために、両者の相対的な位置関係が変化して、両者の間に位置ずれが生じてしまう可能性がある。
【0008】
そこで、例えば特許文献１では、ＤＭＤとマイクロレンズアレイとの間の位置ずれを検知して、位置ずれが低減されるように両者の相対的な位置関係を調整することが、提案されている。ここでは、ＤＭＤに調整用ミラーを、マイクロレンズアレイに調整用パターンを、それぞれ設けておき、調整用ミラーから発せられて調整用パターンを透過した透過光を、センサで受光する。そして、センサでの検出情報に基づいて、ＤＭＤとマイクロレンズアレイとの間の位置関係を特定して、位置ずれが生じている場合に、これが低減されるように両者の少なくとも一方を移動させる。
【0009】
このような構成においては、ＤＭＤに設けられた調整用ミラーから発せられて、マイクロレンズアレイに設けられた調整用パターンを透過した透過光を受光するために、センサが、ＤＭＤからマイクロレンズアレイを通じて処理対象物（例えば、感光材料の層が形成された基板）に照射される光の光路について、マイクロレンズアレイよりも下流側の位置、例えば露光ヘッドの真下に、配置される。ところがこの場合、例えば露光動作が行われる間は、露光ヘッドの真下には処理対象物が配置されるため、センサで透過光の検知を行うことが難しい。つまり、露光動作の途中に位置ずれの検知を行うことが難しい。
【0010】
本開示は、露光動作の途中であっても、空間光変調器とマイクロレンズアレイとの間の位置ずれを検知できる技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
第１の態様は、露光装置であって、複数の画素部を備える空間光変調器と、複数のマイクロレンズを備え、前記複数のマイクロレンズの各々で前記複数の画素部の各々からの光を集光する、マイクロレンズアレイ部と、前記マイクロレンズアレイ部に設けられた反射領域と、前記空間光変調器の所定位置から発せられて前記反射領域に入射した光が前記反射領域で反射された反射光を検出するセンサ部と、前記センサ部での検出情報に基づいて、前記空間光変調器と前記マイクロレンズアレイ部との間の位置ずれを検知する位置ずれ検知部と、を備える。
【0012】
第２の態様は、第１の態様に係る露光装置であって、前記反射領域が、凹面である。
【0013】
第３の態様は、第２の態様に係る露光装置であって、前記センサ部が、そのセンサ領域の法線が前記反射領域の焦点を通過するような姿勢で設けられる。
【0014】
第４の態様は、第１から第３のいずれかの態様に係る露光装置であって、前記センサ部のセンサ領域が２次元領域であり、前記センサ領域において前記反射光が受光される領域が、頂点を含む領域となるように、前記センサ部の位置が規定される。
【0015】
第５の態様は、第４の態様に係る露光装置であって、前記空間光変調器と前記マイクロレンズアレイ部との間に位置ずれがない適正状態において前記頂点が現れる位置が、前記センサ領域の中心となるように、前記センサ部の位置が規定される。
【0016】
第６の態様は、第１から第３のいずれかの態様に係る露光装置であって、前記センサ部のセンサ領域が１次元領域であり、前記センサ領域において前記反射光が受光される領域が、前記センサ領域の延在方向と非平行な辺との交差点を含む領域となるように、前記センサ部の位置が規定される。
【0017】
第７の態様は、第６の態様に係る露光装置であって、前記空間光変調器と前記マイクロレンズアレイ部との間に位置ずれがない適正状態において前記交差点が現れる位置が、前記センサ領域の中心となるように、前記センサ部の位置が規定される。
【0018】
第８の態様は、第１から第７のいずれかの態様に係る露光装置であって、前記複数のマイクロレンズの配列方向について、前記反射領域の寸法が、前記複数のマイクロレンズの配列間隔よりも、大きい。
【0019】
第９の態様は、第１から第８のいずれかの態様に係る露光装置であって、前記複数の画素部の各々が、第１格子パターンの格子点のいずれかに相当する位置に設けられており、前記複数のマイクロレンズの各々が、前記第１格子パターンと対応する第２格子パターンの格子点のいずれかに相当する位置に設けられており、前記反射領域が、前記複数のマイクロレンズの配列領域の外側の領域において、前記第２格子パターンの格子点のいずれかに相当する位置に設けられている。
【0020】
第１０の態様は、第１から第９のいずれかの態様に係る露光装置であって、前記空間光変調器でパターン光を形成させて該形成されたパターン光を前記マイクロレンズアレイ部を通じて処理対象物に照射する露光動作と、前記センサ部に前記反射光を検出させて前記位置ずれ検知部に前記位置ずれを検知させる位置ずれ検知動作と、を並行して行わせる動作制御部、を備える。
【発明の効果】
【0021】
第１の態様では、空間光変調器の所定位置から発せられてマイクロレンズアレイ部の反射領域に入射した光が該反射領域で反射された反射光を、センサ部で検出する。空間光変調器とマイクロレンズアレイ部との位置関係が変化すると、センサ部で反射光が受光される位置などに変化が生じる。つまり、センサ部において反射光が受光される位置などは、空間光変調器とマイクロレンズアレイ部との位置関係を反映しており、反射光が受光される位置の変化などを検知することで、空間光変調器とマイクロレンズアレイ部との間の位置ずれを検知することができる。ここでは、位置ずれの検知にあたって、マイクロレンズアレイ部で反射された反射光を利用するので、センサ部は、空間光変調器からマイクロレンズアレイ部を通じて処理対象物に照射される光の光路について、マイクロレンズアレイ部の上流側に配置されて、ここで反射光を検出する。したがって、該光路について、マイクロレンズアレイ部の下流側に配置される部材（例えば、処理対象物である基板が載置されるステージ）の位置がどのようなものであっても、位置ずれの検知を行うことが可能であり、露光動作の途中であっても、位置ずれを検知することができる。
【0022】
第２の態様によると、反射領域が凹面であるので、空間光変調器とマイクロレンズアレイ部との間の位置ずれ量が、凹面の曲率半径に応じた拡大率で拡大されて検出される。したがって、位置ずれの検知感度を十分に高めることができる。
【0023】
第３の態様によると、反射領域で反射された反射光を、センサ部のセンサ領域で有効に受光することができる。
【0024】
第４の態様によると、頂点の位置から、空間光変調器とマイクロレンズアレイ部との位置関係を簡易に特定することができる。
【0025】
第５の態様によると、適正状態において頂点が現れる位置がセンサ領域の中心であるので、３６０度全方向の位置ずれを検知することができる。
【0026】
第６の態様によると、交差点の位置から、空間光変調器とマイクロレンズアレイとの位置関係を簡易に特定することができる。
【0027】
第７の態様によると、適正状態において交差点が現れる位置がセンサ領域の中心であるので、正負両方向の位置ずれを検知することができる。
【0028】
第８の態様によると、空間光変調器とマイクロレンズアレイ部との位置関係の変化を反映した反射光を十分に発生させることができる。
【0029】
第９の態様によると、各マイクロレンズと同様に、反射領域にも、空間光変調器のいずれかの画素部から発せられる光を入射させることができる。つまり、空間光変調器におけるパターン光の形成に用いられていない予備的な画素を利用して、反射光を形成することができる。
【0030】
第１０の態様によると、例えば、露光動作の途中で、空間光変調器とマイクロレンズアレイ部との間に位置ずれが生じたとしても、これをリアルタイムで検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【0031】
【図1】実施形態に係る露光装置の概略構成を示す側面図である。
【図2】露光装置の概略構成を示す平面図である。
【図3】制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。
【図4】露光ユニットの概略構成を示す斜視図である。
【図5】露光ヘッドの光学系を説明するための図である。
【図6】ＤＭＤを模式的に示す平面図である。
【図7】ＭＬＡ部を模式的に示す平面図である。
【図8】ＭＬＡ部を模式的に示す断面図である。
【図9】反射領域に入射した光がセンサ部で受光される態様を説明するための図である。
【図10】反射領域に入射した光がセンサ部で受光される態様を説明するための図である。
【図11】空間光変調器およびＭＬＡ部を保持する保持ユニットを模式的に示す側面図である。
【図12】露光動作を説明するための図である。
【図13】位置ずれ検知動作に係る処理の流れを示す図である。
【図14】反射領域に入射した光が、変形例に係るセンサ部で受光される態様を説明するための図である。
【図15】反射領域に入射した光が、変形例に係るセンサ部で受光される態様を説明するための図である。
【図16】空間光変調器とＭＬＡ部との間に位置ずれが生じている状態を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0032】
以下、添付の図面を参照しながら、実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本開示の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法または数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。
【0033】
相対的または絶対的な位置関係を示す表現（例えば、「一方向に」、「一方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」、「同軸」、など）は、特に断らない限り、その位置関係を厳密に表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる範囲で相対的に角度または距離に関して変位された状態も表すものとする。また、等しい状態であることを示す表現（例えば、「同一」、「等しい」、「均質」、など）は、特に断らない限り、定量的に厳密に等しい状態を表すのみならず、公差もしくは同程度の機能が得られる差が存在する状態も表すものとする。また、形状を示す表現（例えば、「円形状」、「四角形状」、「円筒形状」、など）は、特に断らない限り、幾何学的に厳密にその形状を表すのみならず、同程度の効果が得られる範囲の形状を表すものとし、例えば凹凸または面取りなどを有していてもよい。また、構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、「有する」、といった各表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的表現ではない。また、「Ａ、ＢおよびＣのうちの少なくとも一つ」という表現には、「Ａのみ」、「Ｂのみ」、「Ｃのみ」、「Ａ、ＢおよびＣのうち任意の２つ」、「Ａ、ＢおよびＣの全て」が含まれる。
【0034】
＜１．露光装置の概略構成＞
実施形態に係る露光装置１００の概略構成について、図１、図２を参照しながら説明する。図１は、露光装置１００の概略構成を示す側面図である。図２は、露光装置１００の概略構成を示す平面図である。以下において参照する各図には、説明の便宜上、副走査方向を「Ｘ方向」とし、主走査方向を「Ｙ方向」とし、これらと直交する方向を「Ｚ方向」とするＸＹＺ座標系が示されている。また、以下において参照する各図において、図に現れる要素は、説明のために簡略化され、誇張されて示されており、その配置や形状なども模式的なものである。また、一部の要素の図示は省略されている。
実施形態に係る露光装置１００の概略構成について、図１、図２を参照しながら説明する。図１は、露光装置１００の概略構成を示す側面図である。図２は、露光装置１００の概略構成を示す平面図である。以下において参照する各図には、説明の便宜上、副走査方向を「Ｘ方向」とし、主走査方向を「Ｙ方向」とし、これらと直交する方向を「Ｚ方向」とするＸＹＺ座標系が示されている。また、以下において参照する各図において、図に現れる要素は、説明のために簡略化され、誇張されて示されており、その配置や形状なども模式的なものである。また、一部の要素の図示は省略されている。
【0035】
露光装置１００は、直描型の露光装置であり、描画するべきパターンに応じて空間変調されたパターン光（描画光）を、処理対象物に照射して、パターンを描画（露光）する。このような露光装置は、直接描画装置、パターン露光装置、などとも呼ばれる。処理対象物は、具体的には例えば、レジストなどの感光材料の層Ｒが形成された基板Ｗであり、その上面（感光材料の層Ｒの上面）が露光対象面とされる（図１２）。ここでいう基板Ｗには、半導体基板、プリント基板、液晶表示装置などに設けられるカラーフィルタ用基板、液晶表示装置またはプラズマ表示装置などに設けられるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板、磁気ディスク用基板、光ディスク用基板、太陽電池パネル用基板、などが含まれる。基板Ｗの形状は、矩形状であってもよいし、円形状であってもよい。図においては、矩形状の基板Ｗが例示されている。
【0036】
露光装置１００は、例えば、ステージ１、ステージ駆動機構２、ステージ位置計測部３、露光部４、および、制御部５、を備える。
【0037】
（ステージ１）
ステージ１は、処理対象物である基板Ｗを保持するための部分であり、基台１０１上に設けられる。ステージ１は、具体的には例えば、平板状の外形を有しており、その上面に、基板Ｗが、水平姿勢（主面が水平面に沿うような姿勢）で保持される。ステージ１の上面に複数の吸引孔（図示省略）が設けられて、該複数の吸引孔に負圧（吸引圧）が形成されることによって、ステージ１の上面に載置された基板Ｗが、該上面に対して固定された状態で、ステージ１に保持されてもよい。
ステージ１は、処理対象物である基板Ｗを保持するための部分であり、基台１０１上に設けられる。ステージ１は、具体的には例えば、平板状の外形を有しており、その上面に、基板Ｗが、水平姿勢（主面が水平面に沿うような姿勢）で保持される。ステージ１の上面に複数の吸引孔（図示省略）が設けられて、該複数の吸引孔に負圧（吸引圧）が形成されることによって、ステージ１の上面に載置された基板Ｗが、該上面に対して固定された状態で、ステージ１に保持されてもよい。
【0038】
（ステージ駆動機構２）
ステージ駆動機構２は、ステージ１を基台１０１に対して移動させるための機構であり、基台１０１上に設けられる。ステージ駆動機構２は、具体的には例えば、ステージ１を回転方向（Ｚ軸周りの回転方向）に回転させる回転機構２１、ステージ１（具体的には、回転機構２１を介してステージ１を支持する支持プレート２０１）を副走査方向（Ｘ方向）に移動させる副走査機構２２、および、ステージ１（具体的には、副走査機構２２を介して支持プレート２０１を支持するベースプレート２０２）を主走査方向（Ｙ方向）に移動させる主走査機構２３、を備える。
ステージ駆動機構２は、ステージ１を基台１０１に対して移動させるための機構であり、基台１０１上に設けられる。ステージ駆動機構２は、具体的には例えば、ステージ１を回転方向（Ｚ軸周りの回転方向）に回転させる回転機構２１、ステージ１（具体的には、回転機構２１を介してステージ１を支持する支持プレート２０１）を副走査方向（Ｘ方向）に移動させる副走査機構２２、および、ステージ１（具体的には、副走査機構２２を介して支持プレート２０１を支持するベースプレート２０２）を主走査方向（Ｙ方向）に移動させる主走査機構２３、を備える。
【0039】
回転機構２１は、ステージ１を回転方向（Ｚ軸周りの回転方向）に回転させる機構であり、支持プレート２０１上に配設される。つまり、ステージ１は、回転機構２１を介して支持プレート２０１上に支持される。回転機構２１は、具体的には例えば、ステージ１の上面の中心（ひいては、該上面に保持された基板Ｗの中心）を通り、該上面の法線方向（該上面に垂直な方向）に沿う回転軸Ｃの周りで、ステージ１を回転させる。回転機構２１の具体的な構成はどのようなものであってもよいが、一例として、回転機構２１は、軸線が回転軸Ｃと一致するように配置されるとともに上端においてステージ１に固定された回転軸部２１１と、回転軸部２１１の下端に接続されてこれを軸線の周りで回転させる回転駆動部（具体的には例えば、回転モータ）２１２と、を含んで構成することができる。
【0040】
副走査機構２２は、支持プレート２０１（ひいては、ここに支持されているステージ１）を副走査方向（Ｘ方向）に移動させる機構であり、支持プレート２０１とベースプレート２０２の間に設けられる。つまり、ステージ１は、回転機構２１、支持プレート２０１、および、副走査機構２２を介して、ベースプレート２０２上に支持される。副走査機構２２は、具体的には例えば、支持プレート２０１とベースプレート２０２との間に設けられた、副走査方向に延在するリニアモータ２２１を備える。リニアモータ２２１は、具体的には例えば、ベースプレート２０２の上面に敷設された固定子２２１ａと、支持プレート２０１の下面に設けられた移動子２２１ｂと、を含んで構成される。さらに、副走査機構２２は、支持プレート２０１とベースプレート２０２との間に設けられたガイドユニット２２２を備える。ガイドユニット２２２は、具体的には例えば、ベースプレート２０２の上面に敷設されて副走査方向に延在する一対のガイド部材２２２ａ，２２２ａと、支持プレート２０１に対して固定されるとともに各ガイド部材２２２ａに対して摺動自在に設けられた摺動部材（例えば、ボールベアリング）２２２ｂと、を含んで構成される。このような構成において、リニアモータ２２１が作動されると、支持プレート２０１が、ガイドユニット２２２に案内されつつ、ベースプレート２０２上で副走査方向に移動する。このとき、各摺動部材２２２ｂが各ガイド部材２２２ａに対して摺動しつつ移動することで、支持プレート２０１は、副走査方向に滑らかに移動する。
【0041】
主走査機構２３は、ベースプレート２０２（ひいては、副走査機構２２および支持プレート２０１を介してベースプレート２０２に支持されているステージ１）を主走査方向（Ｙ方向）に移動させる機構であり、ベースプレート２０２と基台１０１の間に設けられる。つまり、ステージ１は、回転機構２１、支持プレート２０１、副走査機構２２、ベースプレート２０２、および、主走査機構２３を介して、基台１０１上に支持される。主走査機構２３は、具体的には例えば、ベースプレート２０２と基台１０１との間に設けられた、主走査方向に延在するリニアモータ２３１を備える。リニアモータ２３１は、具体的には例えば、基台１０１の上面に敷設された固定子と、ベースプレート２０２の下面に設けられた移動子と、を含んで構成される。さらに、主走査機構２３は、ベースプレート２０２と基台１０１との間に設けられたガイドユニット２３２を備える。ガイドユニット２３２は、具体的には例えば、基台１０１の上面に敷設されて主走査方向に延在する一対のガイド部材２３２ａ，２３２ａと、ベースプレート２０２に対して固定されるとともに各ガイド部材２３２ａに対して摺動自在に設けられた摺動部材（例えば、ボールベアリング）２３２ｂと、を含んで構成される。このような構成において、リニアモータ２３１が作動されると、ベースプレート２０２が、ガイドユニット２３２に案内されつつ、基台１０１上で主走査方向に移動する。このとき、各摺動部材２３２ｂが各ガイド部材２３２ａに対して摺動しつつ移動することで、ベースプレート２０２は、主走査方向に滑らかに移動する。
【0042】
（ステージ位置計測部３）
ステージ位置計測部３は、ステージ１の位置を計測する。ステージ位置計測部３は、具体的には例えば、ステージ１の外からステージ１に向けてレーザ光を出射する出射部と、該出射されたレーザ光がステージ１によって反射された反射光を受光する受光部と、反射光と出射光との干渉に基づいてステージ１の位置（例えば、主走査方向に沿うステージ１の位置（Ｙ位置））を計測する計測部と、を含んで構成される（いわゆる、干渉式のレーザ測長器）。もっとも、ステージ位置計測部３の具体的な構成はこれに限らない。すなわち、ステージ位置計測部３は、必ずしもレーザ測長器を用いて構成される必要はなく、例えばリニアスケールなどを用いて構成されてもよい。
ステージ位置計測部３は、ステージ１の位置を計測する。ステージ位置計測部３は、具体的には例えば、ステージ１の外からステージ１に向けてレーザ光を出射する出射部と、該出射されたレーザ光がステージ１によって反射された反射光を受光する受光部と、反射光と出射光との干渉に基づいてステージ１の位置（例えば、主走査方向に沿うステージ１の位置（Ｙ位置））を計測する計測部と、を含んで構成される（いわゆる、干渉式のレーザ測長器）。もっとも、ステージ位置計測部３の具体的な構成はこれに限らない。すなわち、ステージ位置計測部３は、必ずしもレーザ測長器を用いて構成される必要はなく、例えばリニアスケールなどを用いて構成されてもよい。
【0043】
（露光部４）
露光部４は、描画（露光）するべきパターン（例えば、回路パターン）に応じて空間変調されたパターン光を形成し、これを基板Ｗに照射してパターンを描画（露光）する。露光部４は、基台１０１に設けられた支持フレーム１０２に支持される。すなわち、基台１０１の上方には、基台１０１を副走査方向（Ｘ方向）に沿って横断する門型の支持フレーム１０２が設けられており、露光部４は、この支持フレーム１０２に支持される。露光部４の構成については、後に詳述する。
露光部４は、描画（露光）するべきパターン（例えば、回路パターン）に応じて空間変調されたパターン光を形成し、これを基板Ｗに照射してパターンを描画（露光）する。露光部４は、基台１０１に設けられた支持フレーム１０２に支持される。すなわち、基台１０１の上方には、基台１０１を副走査方向（Ｘ方向）に沿って横断する門型の支持フレーム１０２が設けられており、露光部４は、この支持フレーム１０２に支持される。露光部４の構成については、後に詳述する。
【0044】
（制御部５）
制御部５は、露光装置１００が備える各部の動作を制御するとともに、各種の演算処理を行う要素であり、例えば、電気回路を有する一般的なコンピュータ、あるいは、マイクロコンピュータ、などによって構成される。制御部５は、具体的には例えば、図３に示されるように、データ処理（演算回路としての機能）を担う中央演算装置としてのＣＰＵ（Central Processor Unit）５１、基本プログラムなどが格納されるＲＯＭ（Read Only Memory）５２、ＣＰＵ５１がデータ処理を行う際の作業領域として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）５３、フラッシュメモリ、ハードディスク装置、などの不揮発性記憶装置によって構成される記憶装置５４、これらを相互に接続するバスライン５５、などを含んで構成される。また、制御部５には、各種データや各種画像を表示する表示部５６、および、オペレータからの各種指令の入力を受け付ける操作部５７が接続されてもよい。表示部５６は、例えば、一般的なＣＲＴモニタ、液晶ディスプレイ、タッチパネル、などを用いて実現することができる。また、操作部５７は、例えば、各種ボタン、各種キー、マウス、キーボード、タッチパネル、マイク、などを用いて実現することができる。また、ＲＯＭ５２（あるいは記憶装置５４）には、制御部５が実行する処理を規定するプログラムＰが格納されており、ＣＰＵ５１がこのプログラムＰを実行することにより、制御部５がプログラムＰによって規定された処理を実行することができる。もっとも、制御部５が実行する処理の一部または全部が、専用の論理回路などのハードウェア（例えば、専用プロセッサ）によって実行されてもよい。
制御部５は、露光装置１００が備える各部の動作を制御するとともに、各種の演算処理を行う要素であり、例えば、電気回路を有する一般的なコンピュータ、あるいは、マイクロコンピュータ、などによって構成される。制御部５は、具体的には例えば、図３に示されるように、データ処理（演算回路としての機能）を担う中央演算装置としてのＣＰＵ（Central Processor Unit）５１、基本プログラムなどが格納されるＲＯＭ（Read Only Memory）５２、ＣＰＵ５１がデータ処理を行う際の作業領域として用いられるＲＡＭ（Random Access Memory）５３、フラッシュメモリ、ハードディスク装置、などの不揮発性記憶装置によって構成される記憶装置５４、これらを相互に接続するバスライン５５、などを含んで構成される。また、制御部５には、各種データや各種画像を表示する表示部５６、および、オペレータからの各種指令の入力を受け付ける操作部５７が接続されてもよい。表示部５６は、例えば、一般的なＣＲＴモニタ、液晶ディスプレイ、タッチパネル、などを用いて実現することができる。また、操作部５７は、例えば、各種ボタン、各種キー、マウス、キーボード、タッチパネル、マイク、などを用いて実現することができる。また、ＲＯＭ５２（あるいは記憶装置５４）には、制御部５が実行する処理を規定するプログラムＰが格納されており、ＣＰＵ５１がこのプログラムＰを実行することにより、制御部５がプログラムＰによって規定された処理を実行することができる。もっとも、制御部５が実行する処理の一部または全部が、専用の論理回路などのハードウェア（例えば、専用プロセッサ）によって実行されてもよい。
【0045】
【0046】
露光部４は、１個以上（図２の例では９個）の露光ユニット４０を備える。各露光ユニット４０は、光源部４１と露光ヘッド４２とを含んで構成される。ただし、露光部４が複数の露光ユニット４０を備える場合、複数の露光ユニット４０の各々に個別の光源部４１が設けられてもよいし、２個以上の露光ユニット４０の間で光源部４１が共用されてもよい。すなわち、露光ヘッド４２と一対一で対応する光源部４１が設けられてもよいし、複数の露光ヘッド４２の間で共用される光源部４１が設けられてもよい。
【0047】
露光ユニット４０は、支持フレーム１０２に支持される。具体的には例えば、光源部４１が第１収容ボックス４０１に、露光ヘッド４２が第２収容ボックス４０２に、それぞれ収容され、露光ヘッド４２を収容した第２収容ボックス４０２が支持フレーム１０２に支持され、光源部４１を収容した第１収容ボックス４０１が、第２収容ボックス４０２の上側（＋Ｚ側）に配置されて、第２収容ボックス４０２を介して、支持フレーム１０２に支持される。
【0048】
（光源部４１）
光源部４１は、パターン光の元となる光を発生させる。光源部４１は、具体的には例えば、レーザ駆動部からの駆動信号を受けてレーザ光を出力するレーザ発振器と、レーザ発振器から出力された光（スポットビーム）を強度分布が均一な光とする照明光学系と、を備える（いずれも図示省略）。光源部４１から出射された光（光ビーム）は、露光ヘッド４２に入射するように導かれる。例えば、光源部４１が収容される第１収容ボックス４０１が、露光ヘッド４２が収容される第２収容ボックス４０２の上側に配置される場合、光源部４１は下方（－Ｚ方向）に向けて光を出射し、該出射された光が、ミラー４１１で反射されて、露光ヘッド４２（具体的には、露光ヘッド４２が備える空間光変調器７１）に入射する。なお、１個の光源部４１が複数の露光ヘッド４２の間で共用される場合、光源部４１から出射された光が、複数に分割されて、分割された各光が各露光ヘッド４２に入射するように導かれる構成とすればよい。
光源部４１は、パターン光の元となる光を発生させる。光源部４１は、具体的には例えば、レーザ駆動部からの駆動信号を受けてレーザ光を出力するレーザ発振器と、レーザ発振器から出力された光（スポットビーム）を強度分布が均一な光とする照明光学系と、を備える（いずれも図示省略）。光源部４１から出射された光（光ビーム）は、露光ヘッド４２に入射するように導かれる。例えば、光源部４１が収容される第１収容ボックス４０１が、露光ヘッド４２が収容される第２収容ボックス４０２の上側に配置される場合、光源部４１は下方（－Ｚ方向）に向けて光を出射し、該出射された光が、ミラー４１１で反射されて、露光ヘッド４２（具体的には、露光ヘッド４２が備える空間光変調器７１）に入射する。なお、１個の光源部４１が複数の露光ヘッド４２の間で共用される場合、光源部４１から出射された光が、複数に分割されて、分割された各光が各露光ヘッド４２に入射するように導かれる構成とすればよい。
【0049】
（露光ヘッド４２）
露光ヘッド４２は、光源部４１から発せられた光に空間変調を施してパターン光を形成し、これを基板Ｗに照射する。露光ヘッド４２は、具体的には例えば、空間光変調器７１、第１結像光学系７２、マイクロレンズアレイ部（以下「ＭＬＡ部」ともいう）７３、センサ部７４、および、第２結像光学系７５、を備える。また、露光ヘッド４２は、測定器７６をさらに備えるものであってもよい。
露光ヘッド４２は、光源部４１から発せられた光に空間変調を施してパターン光を形成し、これを基板Ｗに照射する。露光ヘッド４２は、具体的には例えば、空間光変調器７１、第１結像光学系７２、マイクロレンズアレイ部（以下「ＭＬＡ部」ともいう）７３、センサ部７４、および、第２結像光学系７５、を備える。また、露光ヘッド４２は、測定器７６をさらに備えるものであってもよい。
【0050】
露光ヘッド４２においては、空間光変調器７１でパターン光が形成され、該パターン光が、第１結像光学系７２、ＭＬＡ部７３、および、第２結像光学系７５を通じて、基板Ｗに照射される。図の例では、パターン光の光路が、Ｌ字状に折れ曲がったものとなっている。つまり、Ｌ字状に折れ曲がった経路上に、空間光変調器７１、第１結像光学系７２、ＭＬＡ部７３、および、第２結像光学系７５が、この順で、配列されている。具体的には例えば、第１結像光学系７２は、その光軸（第１光軸）Ｋ１を、所定方向（図の例ではＹ方向）に沿わせるような姿勢で配置されており、第１光軸Ｋ１に沿って、一方側（－Ｙ側）に空間光変調器７１が配置され、他方側（＋Ｙ側）にＭＬＡ部７３が配置される。つまり、空間光変調器７１、第１結像光学系７２、および、ＭＬＡ部７３は、第１光軸Ｋ１に沿って一列に（一直線上に）配列される。一方、第２結像光学系７５は、その光軸（第２光軸）Ｋ２を、第１光軸Ｋ１とは異なる所定方向（図の例では、Ｚ方向）に沿わせるような姿勢で配置される。また、ＭＬＡ部７３と第２結像光学系７５の間であって、第１光軸Ｋ１と第２光軸Ｋ２とが交差する位置には、第１光軸Ｋ１に沿って進行する光を第２光軸Ｋ２に導くミラー７７が、設けられる。このように、Ｌ字状に折れ曲がった経路上に各部７１，７２，７３，７５が配列される構成によると、例えばＺ方向に延在する直線状の経路上に各部７１，７２，７３，７５が配列される構成と比較して、露光ヘッド４２の高さ（ひいては、露光装置１００の高さ）を抑えることができる。
【0051】
なお、Ｌ字状に折れ曲がった経路上に各部７１，７２，７３，７５が配列される場合、露光ヘッド４２が収容される第２収容ボックス４０２も、Ｌ字状に折れ曲がった形状とされる。具体的には例えば、第２収容ボックス４０２は、支持フレーム１０２の上側に配置されて、第１光軸Ｋ１の延在方向（Ｙ方向）に延在する第１部分４０２ａと、支持フレーム１０２の一方側（図の例では＋Ｙ側）に配置されて第２光軸Ｋ２の延在方向（Ｚ方向）に延在する第２部分４０２ｂと、を含むものとされ、第１部分４０２ａに、空間光変調器７１、第１結像光学系７２、ＭＬＡ部７３、および、センサ部７４が収容され、第２部分４０２ｂに、第２結像光学系７５、および、測定器７６が収容される。
【0052】
＜２－２．露光ヘッド４２が備える各部の構成＞
次に、露光ヘッド４２が備える各部の構成について、図４に加え、図５を参照しながらより詳細に説明する。図５は、露光ヘッド４２の光学系を説明するための図である。図５では、説明の便宜上、第１光軸Ｋ１および第２光軸Ｋ２が、同一直線上に示されている。すなわち、説明の便宜上、ミラー７７が省略されており、空間光変調器７１、第１結像光学系７２、ＭＬＡ部７３、および、第２結像光学系７５が、同一直線上に配列されている。
次に、露光ヘッド４２が備える各部の構成について、図４に加え、図５を参照しながらより詳細に説明する。図５は、露光ヘッド４２の光学系を説明するための図である。図５では、説明の便宜上、第１光軸Ｋ１および第２光軸Ｋ２が、同一直線上に示されている。すなわち、説明の便宜上、ミラー７７が省略されており、空間光変調器７１、第１結像光学系７２、ＭＬＡ部７３、および、第２結像光学系７５が、同一直線上に配列されている。
【0053】
（空間光変調器７１）
空間光変調器７１は、光に空間変調を施してパターン光を形成する。具体的には例えば、空間光変調器７１は、複数の画素部を備え、画素部ごとに、パターンの描画に寄与させる必要光としての属性と、パターンの描画に寄与させない不要光としての属性とが振り分けて与えられるように、光に空間変調を施す。
空間光変調器７１は、光に空間変調を施してパターン光を形成する。具体的には例えば、空間光変調器７１は、複数の画素部を備え、画素部ごとに、パターンの描画に寄与させる必要光としての属性と、パターンの描画に寄与させない不要光としての属性とが振り分けて与えられるように、光に空間変調を施す。
【0054】
空間光変調器７１は、具体的には例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device：デジタルマイクロミラーデバイス）７１０を備える。
【0055】
ＤＭＤ７１０の構成について、図４、図５に加え、図６を参照しながら説明する。図６は、ＤＭＤ７１０を、ここから発せられるパターン光の光路に沿って該光路の下流側から見た図である。いうまでもなく、図６は説明のための模式図に過ぎず、ＤＭＤ７１０が備えるマイクロミラー７１１の個数などを正確に表すものではない。なお、ある要素から光が「発せられる」という表現には、その要素が自発的に発光することによって光が発せられる場合だけでなく、該要素に入射した光が該要素で反射されることによって該要素から光が発せられる場合、該要素に入射した光が該要素を透過（通過）することによって該要素から光が発せられる場合、なども含まれる。
【0056】
ＤＭＤ７１０は、複数のマイクロミラー７１１が、例えばメモリセル上に、２次元状に配列された構成を備え、複数のマイクロミラー７１１の配列面を、第１光軸Ｋ１の延在方向（Ｙ軸方向）と直交する面（ＸＺ面）に沿わせるような姿勢で設けられる。空間光変調器７１がＤＭＤ７１０を備える場合、複数のマイクロミラー７１１の各々が、空間光変調器７１における１個の画素部を形成する。
【0057】
複数のマイクロミラー７１１の各々は、具体的には例えば、所定の格子方向および所定の格子間隔を有する格子パターン（第１格子パターン）の格子点のいずれかに相当する位置に設けられる。具体的には例えば、各マイクロミラー７１１は、その中心（幾何学中心）が、第１格子パターンの格子点のいずれかに一致するような位置に設けられる。第１格子パターンは、具体的には例えば、一方の格子方向と他方の格子方向とが互いに直交するものである（図の例では、一方の格子方向がＸ軸方向に沿っており、他方の格子方向がＺ軸に沿っている）。また、第１格子パターンは、各格子方向についての格子間隔が、該格子方向におけるマイクロミラー７１１の寸法とほぼ一致する。この場合、各格子方向について、隣り合う各マイクロミラー７１１が隙間なく接することになる。
【0058】
ＤＭＤ７１０が備えるマイクロミラー７１１の個数はいくつであってもよい。一例として、一方の格子方向（例えばＸ方向）に１９２０個、他方の格子方向（例えばＺ方向）に１０８０個のマイクロミラー７１１が配列されてもよい（すなわち、ＤＭＤ７１０は１９２０×１０８０＝１９６６０個のマイクロミラー７１１を備えるものであってもよい）。
【0059】
各マイクロミラー７１１は、その角度が可変である可動ミラーであり、各マイクロミラー７１１の角度が、描画するべきパターンに応じて制御されることによって、入射した光に空間変調が施されて、パターン光が形成される。すなわち、パターン光の形成にあたっては、ＤＭＤ７１０に入射した光のうち、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が、互いに異なる方向に反射されるように、描画するべきパターンに応じて各マイクロミラー７１１の角度が制御される。具体的には例えば、必要光が、第１結像光学系７２に入射する方向に反射され、不要光が、第１結像光学系７２に入射しない方向に反射されるように、各マイクロミラー７１１の角度が制御される。つまり、ＤＭＤ７１０では、光を反射させる方向がマイクロミラー７１１ごとに切り替えられることで、各マイクロミラー７１１での反射光に、パターンの描画に寄与させる必要光としての属性と、パターンの描画に寄与させない不要光としての属性とが振り分けて与えられ、これによって、パターン光が形成される。なお、いうまでもなく、ここでいう「マイクロミラー７１１の角度」とは、各マイクロミラー７１１が、入射した光に対してなす角度であり、具体的には例えば、マイクロミラー７１１の対角線の周りでの角度である。
【0060】
ただし、ここでは、ＤＭＤ７１０に設けられている複数のマイクロミラー７１１のうちの一部だけが、パターン光の形成に用いられる。別の言い方をすると、ＤＭＤ７１０には、パターン光の形成に用いられるマイクロミラー７１１の個数よりも多い個数のマイクロミラー７１１が、設けられる。具体的には例えば、複数のマイクロミラー７１１の一方の配列方向（すなわち、第１格子パターンにおける一方の格子方向であり、図の例ではＺ方向）の中央の領域７１ａに配列されている複数のマイクロミラー７１１が、通常において、パターン光の形成に用いられ、該配列方向の両端側の領域７１ｂ，７１ｂに配列されている１以上のマイクロミラー７１１は、通常において、パターン光の形成に用いられない。以下において、パターン光の形成に用いられるマイクロミラー７１１とパターン光の形成に用いられないマイクロミラー７１１とを区別する場合には、前者を「有効マイクロミラー７１１ａ」とよび、後者を「予備マイクロミラー７１１ｂ」とよぶ。また、有効マイクロミラー７１１ａが配列されている領域７１ａを「有効領域７１ａ」とよび、予備マイクロミラー７１１ｂが配列されている領域７１ｂを「予備領域７１ｂ」とよぶ。
【0061】
（第１結像光学系７２）
再び図４、図５を参照する。第１結像光学系７２は、空間光変調器７１から発せられるパターン光（すなわち、空間光変調器７１で形成されてここから到来するパターン光）を結像する光学系である。第１結像光学系７２は、具体的には例えば、第１レンズ７２ａを保持する第１鏡筒７２１と、第２レンズ７２ｂを保持する第２鏡筒７２２と、を備える。各レンズ７２ａ，７２ｂは、空間光変調器７１から発せられるパターン光の光路上に配置される。第１レンズ７２ａおよび第２レンズ７２ｂの各々は、１個のレンズで構成されてもよいし、複数のレンズで構成されてもよい。
再び図４、図５を参照する。第１結像光学系７２は、空間光変調器７１から発せられるパターン光（すなわち、空間光変調器７１で形成されてここから到来するパターン光）を結像する光学系である。第１結像光学系７２は、具体的には例えば、第１レンズ７２ａを保持する第１鏡筒７２１と、第２レンズ７２ｂを保持する第２鏡筒７２２と、を備える。各レンズ７２ａ，７２ｂは、空間光変調器７１から発せられるパターン光の光路上に配置される。第１レンズ７２ａおよび第２レンズ７２ｂの各々は、１個のレンズで構成されてもよいし、複数のレンズで構成されてもよい。
【0062】
第１レンズ７２ａは、空間光変調器７１からのパターン光を、光軸方向（Ｙ軸方向）に沿った平行光に整えて第２レンズ７２ｂに導く。一方、第２レンズ７２ｂは、像側テレセントリックな光学系を形成するものであり、第１レンズ７２ａからのパターン光を、光軸方向（Ｙ軸方向）と平行な状態でＭＬＡ部７３に導く。なお、第１結像光学系７２には、例えば、空間光変調器７１で形成されたパターン光を、１倍を超える横倍率（例えば、約２倍の横倍率）で結像する拡大光学系が適用されてもよい。この場合、例えば、第２レンズ７２ｂの半径は、第１レンズ７２ａの半径よりも大きなものとされる。
【0063】
（ＭＬＡ部７３）
ＭＬＡ部７３の構成について、図４、図５に加え、図７、図８を参照しながら説明する。図７は、ＭＬＡ部７３を、ここに入射するパターン光の光路に沿って該光路の上流側から見た図である。図８は、ＭＬＡ部７３を、図７の矢印Ｂ１方向から見た断面図（図８（ａ））、および、図７の矢印Ｂ２方向から見た断面図（図８（ｂ））である。いうまでもなく、図７および図８はいずれも説明のための模式図に過ぎず、ＭＬＡ部７３が備えるマイクロレンズ７３１の個数などを正確に表すものではない。
ＭＬＡ部７３の構成について、図４、図５に加え、図７、図８を参照しながら説明する。図７は、ＭＬＡ部７３を、ここに入射するパターン光の光路に沿って該光路の上流側から見た図である。図８は、ＭＬＡ部７３を、図７の矢印Ｂ１方向から見た断面図（図８（ａ））、および、図７の矢印Ｂ２方向から見た断面図（図８（ｂ））である。いうまでもなく、図７および図８はいずれも説明のための模式図に過ぎず、ＭＬＡ部７３が備えるマイクロレンズ７３１の個数などを正確に表すものではない。
【0064】
ａ．マイクロレンズ７３１
ＭＬＡ部７３は、複数のマイクロレンズ７３１を備え、複数のマイクロレンズ７３１の各々で、空間光変調器７１の複数の画素部（空間光変調器７１がＤＭＤ７１０を備える場合、複数のマイクロミラー７１１）の各々からの光を集光することによって、空間光変調器７１で形成されたパターン光をスポットアレイに成形する。具体的には、パターン光がＭＬＡ部７３を通過する際に、各有効マイクロミラー７１１ａから発せられた光が、各マイクロレンズ７３１によって集光されて絞られて、１画素分の光のスポット（集光スポット）が形成され、これによって、パターン光が、複数の集光スポットで構成されるスポットアレイに成形される。パターン光をスポットアレイに成形した上で基板Ｗに投影することによって、広視野を維持しつつも、基板Ｗに投影される像の鮮鋭度を高く保つことが可能となり、精細な描画性が実現される。
ＭＬＡ部７３は、複数のマイクロレンズ７３１を備え、複数のマイクロレンズ７３１の各々で、空間光変調器７１の複数の画素部（空間光変調器７１がＤＭＤ７１０を備える場合、複数のマイクロミラー７１１）の各々からの光を集光することによって、空間光変調器７１で形成されたパターン光をスポットアレイに成形する。具体的には、パターン光がＭＬＡ部７３を通過する際に、各有効マイクロミラー７１１ａから発せられた光が、各マイクロレンズ７３１によって集光されて絞られて、１画素分の光のスポット（集光スポット）が形成され、これによって、パターン光が、複数の集光スポットで構成されるスポットアレイに成形される。パターン光をスポットアレイに成形した上で基板Ｗに投影することによって、広視野を維持しつつも、基板Ｗに投影される像の鮮鋭度を高く保つことが可能となり、精細な描画性が実現される。
【0065】
ＭＬＡ部７３は、具体的には例えば、複数のマイクロレンズ７３１が、基材（例えば、石英などによって形成される基材）７３０の主面上に、２次元状に配列された構成を備え、複数のマイクロレンズ７３１の配列面を、第１光軸Ｋ１の延在方向（Ｙ軸方向）と直交する面（ＸＺ面）に沿わせるような姿勢で設けられる。また、ＭＬＡ部７３は、複数のマイクロレンズ７３１の配列面が、第１結像光学系７２の結像面と一致するような位置に、配置される。別の言い方をすると、第１結像光学系７２は、空間光変調器７１で形成されたパターン光を、ＭＬＡ部７３における複数のマイクロレンズ７３１の配列面上に、結像する。以下において、１個のマイクロミラー７１１で反射された光が、第１結像光学系７２を通じてマイクロレンズ７３１上に結像された像（別の言い方をすると、１個のマイクロミラー７１１（すなわち、空間光変調器７１における１個の画素部）からの光がＭＬＡ部７３上に形成する像）を、「画素像Ａ」とよぶ。
【0066】
複数のマイクロレンズ７３１の各々は、具体的には例えば、第１格子パターン（すなわち、複数のマイクロミラー７１１の配列パターンを規定する第１格子パターン）と対応する格子パターン（第２格子パターン）の格子点のいずれかに相当する位置に設けられる。具体的には例えば、各マイクロレンズ７３１は、その中心（幾何学中心）が、第２格子パターンの格子点のいずれかに一致するような位置に設けられる。例えば、第１格子パターンが、一方の格子方向と他方の格子方向とが互いに直交するものである場合、第２格子パターンも、一方の格子方向と他方の格子方向とが互いに直交するものとされる（図の例では、一方の格子方向がＸ軸方向に沿っており、他方の格子方向がＺ軸に沿っている）。また、第１格子パターンが、各格子方向についての格子間隔が、該格子方向におけるマイクロミラー７１１の寸法とほぼ一致するものである場合、第２格子パターンは、各格子方向についての格子間隔が、該格子方向における画素像Ａの寸法とほぼ一致するものとされる。すなわち、第２格子パターンは、一方の格子方向（Ｘ方向）の格子間隔（すなわち、該格子方向における複数のマイクロレンズ７３１の配列間隔）Ｅｘが、該格子方向における画素像Ａの寸法Ａｘとほぼ一致し（Ｅｘ＝Ａｘ）、他方の格子方向（Ｚ方向）の格子間隔（すなわち、該格子方向における複数のマイクロレンズ７３１の配列間隔）Ｅｚが、該格子方向における画素像Ａの寸法Ａｚとほぼ一致するものとされる（Ｅｚ＝Ａｚ）。この場合、各格子方向について、隣り合う各マイクロレンズ７３１上に結像される画素像Ａが隙間なく接することになる。ただし、各マイクロレンズ７３１（各マイクロレンズ７３１の周縁部分に後述する反射膜７３３が設けられる場合、反射膜７３３から露出する部分）は、画素像Ａよりも小さなサイズとされる。
【0067】
ＭＬＡ部７３は、これが空間光変調器７１に対して適正な位置関係となるように、露光装置１００の組立て段階において、十分な精度で空間光変調器７１に対して位置合わせされている。適正な位置関係とは、具体的には、ＤＭＤ部７１０の各有効マイクロミラー７１１ａとＭＬＡ部７３の各マイクロレンズ７３１とが１対１で対応しており、各有効マイクロミラー７１１ａからの光（各有効マイクロミラー７１１ａで反射された光）が、対応するマイクロレンズ７３１に入射し、その隣のマイクロレンズ７３１には入射しないような位置関係である。すなわち、各有効マイクロミラー７１１ａからの光によって形成される画素像Ａが、該有効マイクロミラー７１１ａと対応するマイクロレンズ７３１と重なり、かつ、対応しないマイクロレンズ７３１とは重ならないような位置関係である。ＭＬＡ部７３と空間光変調器７１とがこのような適正な位置関係にある状態（以下「適正状態」ともいう）では、各有効マイクロミラー７１１ａから発せられて、対応するマイクロレンズ７３１に入射した光が、該マイクロレンズ７３１によって集光されて絞られて、集光スポットが形成される際に、各有効マイクロミラー７１１ａから発せられた光が、対応しないマイクロレンズ７３１にまで入射することがないので、消光比が低下することがなく、描画の鮮明度が十分に高く維持される。
【0068】
ｂ．反射領域７３２
ＭＬＡ部７３は、複数のマイクロレンズ７３１が配列された領域（配列領域）７３ａの外側の領域に設けられた反射領域７３２を、さらに備える。反射領域７３２は、具体的には例えば、ＭＬＡ部７３の外縁領域７３ｂに設けられる。ただし、「外縁領域７３ｂ」とは、ＤＭＤ部７１０において予備マイクロミラー７１１ｂが配列されている領域である予備領域７１ｂと対応するＭＬＡ部７３上の領域である。すなわち、ＤＭＤ部７１０の有効領域７１ａが、ＭＬＡ部７３の配列領域７３ａと対応し、ＤＭＤ部７１０の予備領域７１ｂが、ＭＬＡ部７３の外縁領域７３ｂと対応する。
ＭＬＡ部７３は、複数のマイクロレンズ７３１が配列された領域（配列領域）７３ａの外側の領域に設けられた反射領域７３２を、さらに備える。反射領域７３２は、具体的には例えば、ＭＬＡ部７３の外縁領域７３ｂに設けられる。ただし、「外縁領域７３ｂ」とは、ＤＭＤ部７１０において予備マイクロミラー７１１ｂが配列されている領域である予備領域７１ｂと対応するＭＬＡ部７３上の領域である。すなわち、ＤＭＤ部７１０の有効領域７１ａが、ＭＬＡ部７３の配列領域７３ａと対応し、ＤＭＤ部７１０の予備領域７１ｂが、ＭＬＡ部７３の外縁領域７３ｂと対応する。
【0069】
例えば、ＤＭＤ部７１０において、有効領域７１ａの＋Ｚ側および－Ｚ側にそれぞれ予備領域７１ｂが形成されている場合（図６）、ＭＬＡ部７３において、例えば、配列領域７３ａの＋Ｚ側および－Ｚ側に外縁領域７３ｂが形成され、これら２個の外縁領域７３ｂの両方あるいは一方に、反射領域７３２が設けられる。図７においては、２個の外縁領域７３ｂの両方に反射領域７３２が設けられているが、一方の外縁領域７３ｂのみに反射領域７３２が設けられるものであってもよい。
【0070】
上記のとおり、複数のマイクロレンズ７３１の各々は、第１格子パターンと対応する第２格子パターンの格子点のいずれかに相当する位置に設けられる。ここでは、反射領域７３２も、各マイクロレンズ７３１と同様、第２格子パターンの格子点のいずれかに相当する位置に設けられる。具体的には例えば、反射領域７３２は、その中心（幾何学中心）が、第２格子パターンの格子点のいずれかに一致するような位置に設けられる。例えば、一方の格子方向（Ｚ方向）に沿って配列領域７３ａと隣り合って外縁領域７３ｂが形成されている場合、反射領域７３２は、該一方の格子方向（Ｚ方向）についての反射領域７３２とマイクロレンズ７３１との間隔（中心の間隔）Ｆｚが、該格子方向（Ｚ方向）についての格子間隔（すなわち、該格子方向における複数のマイクロレンズ７３１の配列間隔）Ｅｚの整数倍となるような位置に、設けられる（Ｆｚ＝ｎ×Ｅｚ、ただし「ｎ」は整数）。また、反射領域７３２は、他方の格子方向（Ｘ方向）について、いずれかのマイクロレンズ７３１と同じ位置（すなわち、いずれかのマイクロレンズ７３１と同じＸ位置）に、設けられる。
【0071】
上記のとおり、配列領域７３ａにおいて第２格子パターンの格子点のいずれかに相当する位置に設けられている各マイクロレンズ７３１には、有効領域７１ａにおいて第１格子パターンの格子点のいずれかに相当する位置に設けられている各有効マイクロミラー７１１ａからの光（各有効マイクロミラー７１１ａで反射された光）が入射する。すなわち、各有効マイクロミラー７１１ａからの光によって形成される画素像Ａが、該有効マイクロミラー７１１ａと対応するマイクロレンズ７３１と重なる。同様に、外縁領域７３ｂにおいて第２格子パターンの格子点のいずれかに相当する位置に設けられている反射領域７３２には、予備領域７１ｂにおいて第１格子パターンの格子点のいずれかに相当する位置に設けられている予備マイクロミラー７１１ｂからの光（予備マイクロミラー７１１ｂで反射された光）が入射する。すなわち、いずれかの予備マイクロミラー７１１ｂからの光によって形成される画素像Ａが、反射領域７３２と重なる。以下において、反射領域７３２と対応する予備マイクロミラー７１１ｂ（すなわち、反射領域７３２に光に入射させることができる位置にある予備マイクロミラー７１１ｂ）を、「特定予備マイクロミラー７１１ｂｔ」ともよぶ。
【0072】
上記のとおり、各マイクロレンズ７３１（各マイクロレンズ７３１の周縁部分に後述する反射膜７３３が設けられる場合、反射膜７３３から露出する部分）は、画素像Ａよりも小さなサイズとされる。これに対し、反射領域７３２は、画素像Ａよりも大きなサイズとされる。具体的には例えば、反射領域７３２は、一方の格子方向（Ｘ方向）の寸法Ｄｘが、該格子方向における画素像Ａの寸法Ａｘよりも大きく（Ｄｘ＞Ａｘ）、他方の格子方向（Ｚ方向）の寸法Ｄｚが、該格子方向の画素像Ａの寸法Ａｚよりも大きい（Ｄｚ＞Ａｚ）。特に、各格子方向の寸法Ｄｘ，Ｄｚは、該格子方向における画素像Ａの寸法Ａｘ，Ａｚの１．５倍程度であることが好ましい（Ｄｘ＝１．５×Ａｘ、Ｄｚ＝１．５×Ａｚ）。
【0073】
また、上記のとおり、第２格子パターンにおける各格子方向の格子間隔（すなわち、各格子方向における複数のマイクロレンズ７３１の配列間隔）Ｅｘ，Ｅｚは、該格子方向における画素像Ａの寸法Ａｘ，Ａｚとほぼ一致する（Ｅｘ＝Ａｘ、Ｅｚ＝Ａｚ）。したがって、別の言い方をすれば、反射領域７３２は、複数のマイクロレンズ７３１の一方の配列方向である一方の格子方向（Ｘ方向）の寸法Ｄｘが、該格子方向のマイクロレンズ７３１の配列間隔Ｅｘよりも大きく（Ｄｘ＞Ｅｘ）、複数のマイクロレンズ７３１の他方の配列方向である他方の格子方向（Ｚ方向）の寸法Ｄｚが、該格子方向のマイクロレンズ７３１の配列間隔Ｅｚよりも大きい（Ｄｚ＞Ｅｚ）。特に、各格子方向の寸法Ｄｘ，Ｄｚは、該格子方向におけるマイクロレンズ７３１の配列間隔Ｅｘ，Ｅｚの１．５倍程度であることが好ましい（Ｄｘ＝１．５×Ｅｘ、Ｄｚ＝１．５×Ｅｚ）。
【0074】
反射領域７３２の平面視における形状はどのようなものであってもよく、例えば、図示されるように、円形状であってもよい。この場合、マイクロミラー７１１（ひいては、画素像Ａ）が矩形状であるとすると、反射領域７３２の半径は、画素像Ａに外接する円（外接円）の半径以上であることが好ましい。また、反射領域７３２の半径は、画素像Ａに内接する円（内接円）の半径の１．５倍程度であることも好ましい。
【0075】
反射領域７３２は、凹面である。つまり、反射領域７３２は、凹面鏡であり、光学的に凹レンズと同様の振る舞いをする。特定予備マイクロミラー７１１ｂｔから発せられて、第１結像光学系７２を通じて反射領域７３２に入射する光は、実質的に平行光であるため、凹面である反射領域７３２で反射された反射光のほぼ全てが、焦点Ｆｏを通過することになる（図９、図１０参照）。
【0076】
凹面である反射領域７３２は、具体的には例えば、基材（例えば、石英などにより形成される基材）７３０に、凸状の形状部分を設けるとともに、該凸状の形状部分に反射膜７３３を設けることによって、形成することができる。反射膜７３３は、具体的には例えば、金属（例えば、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、など）の薄膜を、マスクを用いた蒸着、スパッタリング、などといった適宜の手法を用いて成膜することによって得ることができる。なお、反射膜７３３は、反射領域７３２を形成するべき部分以外にも設けられてよい。例えば、反射膜７３３は、外縁領域７３ｂの全体に設けられてもよい。また例えば、反射膜７３３は、配列領域７３ａにおいて、各マイクロレンズ７３１の周縁部分および隣り合うマイクロレンズ７３１の間の領域に設けられてもよい。このような領域に反射膜７３３が設けられることで、有効マイクロミラー７１１ａからこれと対応するマイクロレンズ７３１に入射した光が、その隣のマイクロレンズ７３１に漏れ入ってしまう（ひいては、解像度が劣化してしまう）といった事態の発生が十分に抑制される。
【0077】
（センサ部７４）
センサ部７４について、図４、図５に加え、図９、図１０を参照しながら説明する。図９および図１０はいずれも、ＭＬＡ部７３に設けられた反射領域７３２に入射した光がセンサ部７４で受光される態様を説明するための図であり、反射領域７３２を、ここに入射する光の光路に沿って該光路の上流側から見た図（図９（ａ）、図１０（ａ））、反射領域７３２およびセンサ部７４を、図７の矢印Ｂ２方向から見た断面図（図９（ｂ）、図１０（ｂ））、および、センサ部７４のセンサ領域Ｈを、その法線に沿って見た図（図９（ｃ）、図１０（ｃ））である。いうまでもなく、図９および図１０はいずれも説明のための模式図である。
センサ部７４について、図４、図５に加え、図９、図１０を参照しながら説明する。図９および図１０はいずれも、ＭＬＡ部７３に設けられた反射領域７３２に入射した光がセンサ部７４で受光される態様を説明するための図であり、反射領域７３２を、ここに入射する光の光路に沿って該光路の上流側から見た図（図９（ａ）、図１０（ａ））、反射領域７３２およびセンサ部７４を、図７の矢印Ｂ２方向から見た断面図（図９（ｂ）、図１０（ｂ））、および、センサ部７４のセンサ領域Ｈを、その法線に沿って見た図（図９（ｃ）、図１０（ｃ））である。いうまでもなく、図９および図１０はいずれも説明のための模式図である。
【0078】
上記のとおり、ＭＬＡ部７３の反射領域７３２には、空間光変調器７１の所定位置から発せられた光（具体的には、ＤＭＤ７１０の特定予備マイクロミラー７１１ｂｔで反射された光）が入射する。センサ部７４は、空間光変調器７１の所定位置から発せられて反射領域７３２に入射してここで反射された反射光を、検出する。ＭＬＡ部７３に複数の反射領域７３２が設けられる場合、各反射領域７３２で反射された反射光を検出するセンサ部７４が、個別に設けられる。
【0079】
センサ部７４は、具体的には例えば、複数の受光素子が２次元に配列された２次元センサ（２次元受光センサ）である。受光素子としては、例えば、ＰＳＤ、ＣＭＯＳセンサ、などを用いることができる。以下において、センサ部７４において、複数の受光素子が配列された２次元領域を、「センサ領域Ｈ」ともよぶ。
【0080】
上記のとおり、露光ヘッド４２においては、空間光変調器７１、第１結像光学系７２、および、ＭＬＡ部７３が、第１光軸Ｋ１に沿って一列に配列されるところ、センサ部７４は、第１光軸Ｋ１の延在方向（Ｙ軸方向）について、ＭＬＡ部７３に対して、空間光変調器７１の側（－Ｙ側）に配置される。すなわち、センサ部７４は、パターン光の光路（空間光変調器７１から、第１結像光学系７２、ＭＬＡ部７３、および、第２結像光学系７５を通じて基板Ｗに照射されるパターン光の光路）について、ＭＬＡ部７３の上流側に配置される。また、センサ部７４は、第１光軸Ｋ１から外れた位置（すなわち、パターン光の光路から離れた位置）に配置される。具体的には例えば、センサ部７４は、第１光軸Ｋ１に沿って見て（すなわち、Ｙ軸方向に沿って見て）、第１光軸Ｋ１上に配置される各種の部材（例えば、第１結像光学系７２の各鏡筒７２１，７２２、など）よりも外方の位置に、配置される。
【0081】
センサ部７４は、ＭＬＡ部７３の反射領域７３２に対して所定の姿勢とされ、反射領域７３２に対して所定の位置に配置されて、ＭＬＡ部７３に対して固定的に設けられる。
【0082】
具体的には、センサ部７４は、センサ領域Ｈを、凹面である反射領域７３２の焦点Ｆｏに向けるような姿勢で、設けられる。すなわち、センサ部７４は、センサ領域Ｈの法線が、反射領域７３２の焦点Ｆｏを通過するような姿勢で、設けられる。特に好ましくは、センサ部７４は、センサ領域Ｈの中心（幾何学中心）Ｈｏを通るセンサ領域Ｈの法線（中心法線）Ｈｎが、反射領域７３２の焦点Ｆｏを通過するような姿勢で、設けられる。
【0083】
センサ部７４は、反射領域７３２で反射された反射光の少なくとも一部を、センサ領域Ｈ内に捉えることができる位置、すなわち、センサ領域Ｈ内に、反射光が受光される領域（受光領域）Ｔが形成されるような位置に、配置される。図９、図１０においては、センサ領域Ｈの外側にも、これに捉えられない反射光が存在し得ることを示すために、センサ領域Ｈの外側に広がる仮想的なセンサ領域があるとしたときの受光領域が示されている。仮に、センサ領域Ｈの外側に広がる十分に広い仮想的なセンサ領域があるとすると、該仮想的なセンサ領域には、画素像Ａに対応する形状の受光領域が形成されるところ、センサ部７４は、該受光領域の少なくとも一部をセンサ領域Ｈ内に捉えることができる位置に配置される。
【0084】
空間光変調器７１が備える各画素部（具体的には、ＤＭＤ部７１０が備える各マイクロミラー７１１）の形状が多角形状であれば、画素像Ａも同じ多角形状となり、仮想的なセンサ領域における受光領域は、複数の頂点Ｔｏを有する略多角形状となる。一例として、各画素部（具体的には、各マイクロミラー７１１）の形状が矩形状であれば、画素像Ａも矩形状となり、仮想的なセンサ領域における受光領域は、４個の頂点Ｔｏを有する略矩形状となる。ここでは、センサ領域Ｈにおいて反射光が受光される受光領域Ｔが、少なくとも１個の頂点Ｔｏを含む領域となるように、センサ部７４の位置が規定される。ただし、「頂点Ｔｏ」とは、互いに非平行である２個の辺が交わる箇所である。好ましくは、図９に示されるように、適正状態において、頂点Ｔｏが現れる位置が、センサ領域Ｈの中心Ｈｏとなるように、センサ部７４の位置が規定される。
【0085】
空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係（すなわち、ＭＬＡ部７３に対する空間光変調器７１の相対位置）が変化すると、特定予備マイクロミラー７１１ｂｔからの光によって反射領域７３２上に形成される画素像Ａの位置が変化する（図９（ａ）、図１０（ａ））。すると、反射領域７３２で反射される反射光が広がる方向などに変化が生じ（図９（ｂ）、図１０（ｂ））、センサ部７４で反射光が受光される位置、すなわち、受光領域Ｔの位置に、変化が生じる（図９（ｃ）、図１０（ｃ））。つまり、受光領域Ｔの位置は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係を反映しており、受光領域Ｔの位置の変化を検知することで、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置関係の変化を検知することができる。空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係が適正状態から変化したことを検知することで、両者の間の位置ずれを検知することができる。位置ずれを検知する態様については、後に、具体的に説明する。
【0086】
（第２結像光学系７５）
再び図４、図５を参照する。第２結像光学系７５は、ＭＬＡ部７３から発せられるパターン光（すなわち、ＭＬＡ部７３を通じてスポットアレイに成形されたパターン光）を、処理対象物である基板Ｗ（より具体的には、基板Ｗに設けられた感光材料の層Ｒの上面）に結像する光学系である。第２結像光学系７５は、具体的には例えば、第１レンズ７５ａを保持する第１鏡筒７５１と、第２レンズ７５ｂを保持する第２鏡筒７５２と、を備える。各レンズ７５ａ，７５ｂは、ＭＬＡ部７３から発せられるパターン光の光路上に配置される。第１レンズ７５ａおよび第２レンズ７５ｂの各々は、１個のレンズで構成されてもよいし、複数のレンズで構成されてもよい。
再び図４、図５を参照する。第２結像光学系７５は、ＭＬＡ部７３から発せられるパターン光（すなわち、ＭＬＡ部７３を通じてスポットアレイに成形されたパターン光）を、処理対象物である基板Ｗ（より具体的には、基板Ｗに設けられた感光材料の層Ｒの上面）に結像する光学系である。第２結像光学系７５は、具体的には例えば、第１レンズ７５ａを保持する第１鏡筒７５１と、第２レンズ７５ｂを保持する第２鏡筒７５２と、を備える。各レンズ７５ａ，７５ｂは、ＭＬＡ部７３から発せられるパターン光の光路上に配置される。第１レンズ７５ａおよび第２レンズ７５ｂの各々は、１個のレンズで構成されてもよいし、複数のレンズで構成されてもよい。
【0087】
第２結像光学系７５は、例えば、両側テレセントリックな光学系を形成する。第２結像光学系７５の像側がテレセントリックとされることで、仮に、基板Ｗ（より具体的には、基板Ｗに設けられた感光材料の層Ｒの上面）の位置が光軸方向にずれたとしても、基板Ｗに投影されるパターン光の像の大きさが変化しない。したがって、例えば、感光材料の層Ｒの厚みにばらつきなどがあっても露光精度が低下しにくい。また、第２結像光学系７５の物体側がテレセントリックとされることで、第１結像光学系７２の第２レンズ７２ｂ、ＭＬＡ部７３、などが光軸方向に移動されたとしても、第２結像光学系７５の像側におけるパターン光の像の大きさが変化しない。なお、第２結像光学系７５には、１倍を超える横倍率（例えば、約３倍の横倍率）でパターン光を拡大して結像する拡大光学系が適用されてもよい。この場合、例えば、第２レンズ７５ｂの半径は、第１レンズ７５ａの半径よりも大きなものとされる。
【0088】
（測定器７６）
測定器７６は、露光ヘッド４２と基板Ｗ（より具体的には、基板Ｗに設けられた感光材料の層Ｒの上面）との離間距離を測定する。測定器７６は、具体的には例えば、基板Ｗに対して斜め方向から（基板Ｗの上面の法線方向に対して傾斜した軸に沿って）レーザ光を照射する照射器７６１と、該レーザ光が基板Ｗで反射された反射光を受光する受光器７６２と、を備える。このような構成において、受光器７６２における反射光の受光位置に基づいて、露光ヘッド４２と基板Ｗの表面との離間距離を特定することができる。測定器７６は、特定した離間距離を制御部５に通知する。制御部５は、例えば、該通知された離間距離に応じて、露光ヘッド４２が備える各部の位置（例えば、第１光軸Ｋ１の延在方向（Ｙ方向）に沿う、第１結像光学系７２の第２鏡筒７２２（ひいては、第２レンズ７２２ａ）およびＭＬＡ部７３の各位置（Ｙ位置））を調整するなどして、パターン光の結像位置（ピント位置）を基板Ｗ（より具体的には、基板Ｗに設けられた感光材料の層Ｒの上面）に合わせ込む。なお、測定器７６は、図４に示されるように、第２結像光学系７５の第２鏡筒７５２の下端部に設けられてもよいし、第２結像光学系７５から離間して設けられてもよい。
測定器７６は、露光ヘッド４２と基板Ｗ（より具体的には、基板Ｗに設けられた感光材料の層Ｒの上面）との離間距離を測定する。測定器７６は、具体的には例えば、基板Ｗに対して斜め方向から（基板Ｗの上面の法線方向に対して傾斜した軸に沿って）レーザ光を照射する照射器７６１と、該レーザ光が基板Ｗで反射された反射光を受光する受光器７６２と、を備える。このような構成において、受光器７６２における反射光の受光位置に基づいて、露光ヘッド４２と基板Ｗの表面との離間距離を特定することができる。測定器７６は、特定した離間距離を制御部５に通知する。制御部５は、例えば、該通知された離間距離に応じて、露光ヘッド４２が備える各部の位置（例えば、第１光軸Ｋ１の延在方向（Ｙ方向）に沿う、第１結像光学系７２の第２鏡筒７２２（ひいては、第２レンズ７２２ａ）およびＭＬＡ部７３の各位置（Ｙ位置））を調整するなどして、パターン光の結像位置（ピント位置）を基板Ｗ（より具体的には、基板Ｗに設けられた感光材料の層Ｒの上面）に合わせ込む。なお、測定器７６は、図４に示されるように、第２結像光学系７５の第２鏡筒７５２の下端部に設けられてもよいし、第２結像光学系７５から離間して設けられてもよい。
【0089】
＜２－３．保持ユニット８＞
次に、空間光変調器７１およびＭＬＡ部７３を保持する保持ユニット８について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、空間光変調器７１、ＭＬＡ部７３、および、これらを保持する保持ユニット８を、模式的に示す側面図である。
次に、空間光変調器７１およびＭＬＡ部７３を保持する保持ユニット８について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、空間光変調器７１、ＭＬＡ部７３、および、これらを保持する保持ユニット８を、模式的に示す側面図である。
【0090】
保持ユニット８は、空間光変調器７１を保持する第１保持部８１と、ＭＬＡ部７３を保持する第２保持部８２と、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との相対的な位置関係を変更する位置変更部８３と、を含んで構成される。なお、保持ユニット８は、第１結像光学系７２（具体的には、第１鏡筒７２１および第２鏡筒７２２）を保持する保持部をさらに含むものであってもよい。保持ユニット８の一部あるいは全体は、例えば、これが保持する各部とともに、第２収容ボックス４０２の第１部分４０２ａに収容される。
【0091】
上記のとおり、第１結像光学系７２は、その光軸（第１光軸）Ｋ１を、所定方向（図の例ではＹ方向）に沿わせるような姿勢で配置されている。第１保持部８１は、空間光変調器７１を、第１光軸Ｋ１に沿って第１結像光学系７２の一方側（－Ｙ側）に保持する。また第１保持部８１は、複数のマイクロミラー７１１の配列面が、第１光軸Ｋ１と直交する平面（ＸＺ面）に沿うような姿勢で、空間光変調器７１を保持する。一方、第２保持部８２は、ＭＬＡ部７３を、第１光軸Ｋ１に沿って第１結像光学系７２の他方側（＋Ｙ側）に保持する。また第２保持部８２は、複数のマイクロレンズ７３１の配列面が、第１光軸Ｋ１と直交する平面（ＸＺ面）に沿うような姿勢で、ＭＬＡ部７３を保持する。
【0092】
第１保持部８１は、具体的には例えば、一端側（図の例では＋Ｚ側）において空間光変調器７１を保持するとともに、他端側（図の例では－Ｚ側）において基準部８０と連結される。同様に、第２保持部８２は、一端側（図の例では＋Ｚ側）においてＭＬＡ部７３を保持するとともに、他端側（図の例では－Ｚ側）において基準部８０と連結される。このような構成によると、空間光変調器７１は、基準部８０の上方において、第１保持部８１によって片持ち状態で保持され、ＭＬＡ部７３は、基準部８０の上方において、第２保持部８２によって片持ち状態で保持されることになる。ただし、基準部８０は、位置の基準を与える部材である。基準部８０は、例えば、第２収容ボックス４０２とは別体に形成されて、第２収容ボックス４０２に対して固定される。もっとも、基準部８０の構成はこれに限られるものではない。例えば、基準部８０は、第２収容ボックス４０２の一部分によって形成されてもよいし、支持フレーム１０２の一部分によって形成されてもよい。
【0093】
位置変更部８３は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係を変更する。具体的には例えば、位置変更部８３は、第１保持部８１に設けられ、空間光変調器７１を、ＤＭＤ７１０における複数のマイクロミラー７１１の配列面（ＸＺ面）に沿う方向に移動させて、その位置を変更することによって、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係を変更する。より具体的には、例えば、位置変更部８３は、複数のマイクロミラー７１１の配列面を規定する直交２軸であるＸ軸方向およびＺ軸方向（すなわち、複数のマイクロミラー７１１の各配列方向）の一方（例えばＸ軸方向）に空間光変調器７１を並進移動させる機構（第１並進機構）と、他方（例えばＺ軸方向）に空間光変調器７１を並進移動させる機構（第２並進機構）と、Ｙ軸の周りでの回転方向であるθ軸方向（すなわち、回転方向）に空間光変調器７１を移動させる機構（回転機構）と、を備える。
【0094】
第１並進機構、第２並進機構、および、回転機構の具体的な構成はどのようなものであってもよい。一例として、第１並進機構および第２並進機構の各々は、直動機構とリニアガイドとを含んで構成することができる。この場合の直動機構としては、例えば、モータ、六角レンチなどで付与される回転力を直動成分の力に変換可能なボールねじ機構、ステッピングモータあるいは圧電素子などのように電気信号の付与に応じて自動的に直動成分の力を生じる機構、などを用いることができる。また、一例として、回転機構は、電気信号の付与に応じて自動的に回転力を生じる回転モータを含んで構成することができる。あるいは、回転機構は、直動機構と、該直動機構で付与される直動成分の力を回転力に変換する機構（具体的には例えば、ラック・平歯車方式、リンク機構方式、など）と、を含んで構成することもできる。あるいは、回転機構は、六角レンチなどで付与される回転力を利用して対象物を回転させる機構であってもよい。
【0095】
＜３．機能部＞
次に、制御部５が備える機能的な要素について説明する。制御部５には、例えばＣＰＵ５１がプログラムＰに従って動作することによって実現される機能的な要素として、動作制御部５０１、位置ずれ検知部５０２、位置補正部５０３、などが実現されている（図３）。もっとも、これら各部５０１，５０２，５０３の一部または全部は、専用の論理回路などといったハードウェアで実現されてもよい。
次に、制御部５が備える機能的な要素について説明する。制御部５には、例えばＣＰＵ５１がプログラムＰに従って動作することによって実現される機能的な要素として、動作制御部５０１、位置ずれ検知部５０２、位置補正部５０３、などが実現されている（図３）。もっとも、これら各部５０１，５０２，５０３の一部または全部は、専用の論理回路などといったハードウェアで実現されてもよい。
【0096】
（動作制御部５０１）
動作制御部５０１は、露光装置１００の動作を統括的に制御するものであり、露光装置１００が備える各部を制御して、定められた一連の動作を実行させる。すなわち、制御部５は、例えば、ステージ駆動機構２（具体的には、回転機構２１、副走査機構２２、主走査機構２３、など）、ステージ位置計測部３、露光部４（具体的には、光源部４１、空間光変調器７１、センサ部７４、位置変更部８３、など）と、バスライン５５、ネットワーク回線、シリアル通信回線、などを介して接続されており、動作制御部５０１は、これら各部との間でデータの授受などを行いつつ、各部を制御して、定められた一連の動作を実行させる。
動作制御部５０１は、露光装置１００の動作を統括的に制御するものであり、露光装置１００が備える各部を制御して、定められた一連の動作を実行させる。すなわち、制御部５は、例えば、ステージ駆動機構２（具体的には、回転機構２１、副走査機構２２、主走査機構２３、など）、ステージ位置計測部３、露光部４（具体的には、光源部４１、空間光変調器７１、センサ部７４、位置変更部８３、など）と、バスライン５５、ネットワーク回線、シリアル通信回線、などを介して接続されており、動作制御部５０１は、これら各部との間でデータの授受などを行いつつ、各部を制御して、定められた一連の動作を実行させる。
【0097】
動作制御部５０１は、露光装置１００が備える各部を制御して、露光動作を実行させる。具体的には、動作制御部５０１は、空間光変調器７１でパターン光を形成させて、該形成されたパターン光を、ＭＬＡ部７３を通じて、ステージ１に保持されている基板Ｗに照射させる。また、動作制御部５０１は、露光装置１００が備える各部を制御して、露光動作と並行して、位置ずれ検知動作を実行させる。具体的には、動作制御部５０１は、センサ部７４に反射光を検出させて、位置ずれ検知部５０２に位置ずれ（空間光変調器７１と、ＭＬＡ部７３との間の位置ずれ）を検知させる。露光動作および位置ずれ検知動作の具体的な流れは、後に説明する。
【0098】
（位置ずれ検知部５０２）
位置ずれ検知部５０２は、センサ部７４での反射光の検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれを検知する。ただし、ここでいう「位置ずれ」とは、ＸＺ面（すなわち、ＤＭＤ７１０における複数のマイクロミラー７１１の配列面であり、ＭＬＡ部７３における複数のマイクロレンズ７３１の配列面である、ＸＺ面）内における、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれである。
位置ずれ検知部５０２は、センサ部７４での反射光の検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれを検知する。ただし、ここでいう「位置ずれ」とは、ＸＺ面（すなわち、ＤＭＤ７１０における複数のマイクロミラー７１１の配列面であり、ＭＬＡ部７３における複数のマイクロレンズ７３１の配列面である、ＸＺ面）内における、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれである。
【0099】
具体的には例えば、位置ずれ検知部５０２は、センサ部７４での反射光の検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれ量（具体的には例えば、Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）、Ｚ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）、複数の反射領域７３２が設けられている場合はさらにＹ軸の周りでの回転方向であるθ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（θ））を特定し、該特定された位置ずれ量が予め設定された許容範囲を超える場合に、両者の間に位置ずれが生じていると判断する。
【0100】
【0101】
ａ．反射領域７３２が１個の場合
反射領域７３２が１個設けられている場合、位置ずれ検知部５０２は、該反射領域７３２からの反射光を取得するセンサ部７４での反射光の検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の、Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）およびＺ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）を特定する。
反射領域７３２が１個設けられている場合、位置ずれ検知部５０２は、該反射領域７３２からの反射光を取得するセンサ部７４での反射光の検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の、Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）およびＺ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）を特定する。
【0102】
具体的には例えば、位置ずれ検知部５０２は、まず、センサ部７４の検出情報（具体的には例えば、センサ領域Ｈに配列されている各受光素子における受光量、すなわち、センサ領域Ｈ内の各位置での受光量）を解析して、反射光が受光されている領域（受光領域）Ｔを特定する。上記のとおり、ここでは、センサ領域Ｈに現れる受光領域Ｔが頂点Ｔｏを含む領域となるように、センサ部７４の位置が規定されている。そこで、受光領域Ｔが特定されると、位置ずれ検知部５０２は、受光領域Ｔにおける頂点Ｔｏの位置を、さらに特定する。
【0103】
頂点Ｔｏの位置が特定されると、位置ずれ検知部５０２は、特定された頂点Ｔｏの位置の、適正位置（すなわち、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間に位置ずれがない適正状態において、頂点Ｔｏが現れる位置であり、図９の例ではセンサ領域Ｈの中心Ｈｏ）からの変位量を、特定する。ただし、ここでは、センサ領域Ｈを規定する軸として、Ｙ軸方向（複数のマイクロレンズ７３１の配列面（ＸＺ面）の法線方向）に沿って見たときにＸ軸と平行な軸（Ｘｐ軸）と、Ｙ軸方向に沿って見たときにＺ軸と平行な軸（Ｚｐ軸）とが規定されており、位置ずれ検知部５０２は、Ｘｐ軸方向の頂点Ｔｏの変位量ΔＴ（Ｘｐ）と、Ｚｐ軸方向の頂点Ｔｏの変位量ΔＴ（Ｚｐ）とを特定する。
【0104】
上記のとおり、受光領域Ｔの位置（例えば頂点Ｔｏの位置）は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係を反映している。すなわち、Ｘｐ軸方向の頂点Ｔｏの変位量ΔＴ（Ｘｐ）は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間のＸ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）に応じたものとなっている。同様に、Ｚｐ軸方向の変位量ΔＴ（Ｚｐ）は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間のＺ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）に応じたものとなっている。そこで、位置ずれ検知部５０２は、Ｘｐ軸方向の頂点Ｔｏの変位量ΔＴ（Ｘｐ）に基づいて、Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）を算出し、Ｚｐ軸方向の頂点Ｔｏの変位量ΔＴ（Ｚｐ）に基づいて、Ｚ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）を算出する。
【0105】
ただし、受光領域Ｔは、凹面である反射領域７３２で反射された反射光によって形成される像に相当するものである。したがって、反射領域７３２上に形成される画素像Ａの位置変化は、正負の方向が逆転されて、頂点Ｔｏの変位量として検出される。すなわち、Ｘ軸方向の画素像Ａの位置変化は、正負の方向が逆転した形で、Ｘｐ軸方向の頂点Ｔｏの変位量ΔＴ（Ｘｐ）として検出される。同様に、Ｚ軸方向の画素像Ａの位置変化も、正負の方向が逆転した形で、Ｚｐ軸方向の頂点Ｔｏの変位量ΔＴ（Ｚｐ）として検出される。また、反射領域７３２上に形成される画素像Ａの位置変化は、拡大されて、頂点Ｔｏの変位量として検出される。すなわち、Ｘ軸方向の画素像Ａの位置変化は、拡大されて、Ｘｐ軸方向の頂点Ｔｏの変位量ΔＴ（Ｘｐ）として検出される。同様に、Ｚ軸方向の画素像Ａの位置変化も、拡大されて、Ｚｐ軸方向の頂点Ｔｏの変位量ΔＴ（Ｚｐ）として検出される。したがって、位置ずれ検知部５０２は、頂点Ｔｏの変位量ΔＴ（Ｘｐ），ΔＴ（Ｚｐ）に対して、正負の方向を逆転し、さらに、所定の縮小率で縮小する、などといった適宜の演算処理を行って、画素像Ａの位置変化量、ひいては、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ），ΔＧ（Ｚ）を、算出する。
【0106】
画素像Ａの位置変化が頂点Ｔｏの変位量として検出される際の拡大率は、反射領域７３２の曲率、センサ部７４と反射領域７３２との離間距離、などに応じて規定される。すなわち、反射領域７３２の曲率半径が小さいほど、拡大率は大きくなる。また、センサ部７４と反射領域７３２との離間距離が大きいほど、拡大率は大きくなる。ただし、反射領域７３２の曲率半径が小さいほど、また、センサ部７４と反射領域７３２との離間距離が大きいほど、反射光が広範囲に広がるため、センサ部７４における受光光量が少なくなる。つまり、拡大率と受光光量とはトレードオフの関係にある。したがって、求められる拡大率（つまりは、位置ずれ量の検知感度）とセンサ部７４において必要とされる受光光量とのバランスを加味して、反射領域７３２の曲率半径、または（および）、センサ部７４と反射領域７３２との離間距離が規定されることが好ましい。ただし、センサ領域Ｈのサイズが同じであれば、拡大率が大きくなるほど、検知できる位置ずれ量の最大値が小さくなる。したがって、検知するべき位置ずれ量の最大値とセンサ領域Ｈのサイズから、求められる拡大率を決定し、これが達成されるように、反射領域７３２の曲率半径、センサ部７４と反射領域７３２との離間距離、などを規定することも好ましい。
【0107】
ｂ．反射領域７３２が複数個の場合
反射領域７３２が、複数個（例えば、２個）、設けられている場合、位置ずれ検知部５０２は、各反射領域７３２からの反射光を取得するセンサ部７４での反射光の検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の、Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）、Ｚ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）、および、θ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）を特定する。
反射領域７３２が、複数個（例えば、２個）、設けられている場合、位置ずれ検知部５０２は、各反射領域７３２からの反射光を取得するセンサ部７４での反射光の検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の、Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）、Ｚ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）、および、θ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）を特定する。
【0108】
具体的には例えば、位置ずれ検知部５０２は、まず、上記と同様にして、一方の反射領域７３２で反射された反射光を検出するセンサ部７４から取得した検出情報に基づいて、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の各位置ずれ量ΔＧ１（Ｘ），ΔＧ１（Ｚ）を算出し、これを該反射領域７３２の形成位置（第１位置）における位置ずれ量ΔＧ１（Ｘ），ΔＧ１（Ｚ）として記憶する。同様に、位置ずれ検知部５０２は、他方の反射領域７３２で反射された反射光を検出するセンサ部７４から取得した検出情報に基づいて、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の各位置ずれ量ΔＧ２（Ｘ），ΔＧ２（Ｚ）を算出し、これを該反射領域７３２の形成位置（第２位置）、における位置ずれ量ΔＧ２（Ｘ），ΔＧ２（Ｚ）として記憶する。
【0109】
そして、位置ずれ検知部５０２は、得られた２組の位置ずれ量に基づいて、Ｘ軸およびＺ軸の各方向についての、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ），ΔＧ（Ｚ）を決定する。具体的には例えば、位置ずれ検知部５０２は、例えば、第１位置および第２位置のそれぞれにおけるＸ軸方向の位置ずれ量ΔＧ１（Ｘ），ΔＧ２（Ｘ）を平均した値を、Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）に決定する（ΔＧ（Ｘ）＝（ΔＧ１（Ｘ）＋ΔＧ２（Ｘ））／２）。同様に、位置ずれ検知部５０２は、例えば、第１位置および第２位置のそれぞれにおけるＺ軸方向の位置ずれ量ΔＧ１（Ｚ），ΔＧ２（Ｚ）を平均した値を、Ｚ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）に決定する（ΔＧ（Ｚ）＝（ΔＧ１（Ｚ）＋ΔＧ２（Ｚ））／２）。
【0110】
さらに、位置ずれ検知部５０２は、得られた２組の位置ずれ量に基づいて、θ軸方向についての、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれ量ΔＧ（θ）を決定する。第１位置および第２位置がＺ方向に対向する位置である場合（図７）、位置ずれ検知部５０２は、例えば、第１位置および第２位置のそれぞれにおけるＸ軸方向の位置ずれ量の差分を、Ｚ方向についての両位置の離間距離Ｌｚで割った値を、θ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）に決定する（ΔＧ（θ）＝（ΔＧ１（Ｘ）－ΔＧ２（Ｘ））／Ｌｚ）。
【0111】
（位置補正部５０３）
位置補正部５０３は、位置ずれ検知部５０２が、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれを検知した場合に、位置変更部８３を制御して、位置ずれが低減されるように、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係を変更する。具体的には例えば、位置補正部５０３は、位置変更部８３に、空間光変調器７１の位置を変更させることによって、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係を変更して、位置ずれを補正する。
位置補正部５０３は、位置ずれ検知部５０２が、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれを検知した場合に、位置変更部８３を制御して、位置ずれが低減されるように、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係を変更する。具体的には例えば、位置補正部５０３は、位置変更部８３に、空間光変調器７１の位置を変更させることによって、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係を変更して、位置ずれを補正する。
【0112】
例えば、Ｘ軸方向の位置ずれが検知された場合（具体的には例えば、Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）が所定の許容範囲内にない場合）、位置補正部５０３は、位置変更部８３が備える第１並進機構を制御して、空間光変調器７１を、Ｘ軸に沿って、位置ずれが低減される方向に、並進移動させることによって、位置ずれを補正する。また例えば、Ｚ軸方向の位置ずれが検知された場合（具体的には例えば、Ｚ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）が所定の許容範囲内にない場合）、位置補正部５０３は、位置変更部８３が備える第２並進機構を制御して、空間光変調器７１を、Ｚ軸に沿って、位置ずれが低減される方向に、並進移動させることによって、位置ずれを補正する。また例えば、θ軸方向の位置ずれが検知された場合（具体的には例えば、θ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）が所定の許容範囲内にない場合）、位置補正部５０３は、位置変更部８３が備える回転機構を制御して、空間光変調器７１を、θ軸に沿って、位置ずれが低減される方向に、回転させることによって、位置ずれを補正する。
【0113】
＜４．動作の流れ＞
次に、露光装置１００で行われる動作の流れについて説明する。以下に説明する動作は、制御部５において実現される動作制御部５０１が、露光装置１００が備える各部を制御することによって行われる。
次に、露光装置１００で行われる動作の流れについて説明する。以下に説明する動作は、制御部５において実現される動作制御部５０１が、露光装置１００が備える各部を制御することによって行われる。
【0114】
＜４－１．露光動作＞
露光装置１００で行われる露光動作について、図１、図２に加え、図１２を参照しながら説明する。図１２は、露光動作を説明するための図である。なお、露光動作は、通常は、反復して行われる。すなわち、１枚の基板Ｗに対する露光動作が終了すると、続いて別の新たな基板Ｗに対して同じ露光動作が行われる。
露光装置１００で行われる露光動作について、図１、図２に加え、図１２を参照しながら説明する。図１２は、露光動作を説明するための図である。なお、露光動作は、通常は、反復して行われる。すなわち、１枚の基板Ｗに対する露光動作が終了すると、続いて別の新たな基板Ｗに対して同じ露光動作が行われる。
【0115】
処理対象となる基板Ｗ（すなわち、レジストなどの感光材料の層Ｒが形成された基板Ｗ）が露光装置１００に搬入されてステージ１に保持されるとともに、ステージ１が所定の露光開始位置に配置されると、動作制御部５０１は、光源部４１にレーザ光を出力させる。光源部４１から出射された光（光ビーム）は、各露光ヘッド４２に入射する。
【0116】
各露光ヘッド４２に入射した光は、該露光ヘッド４２が備える空間光変調器７１（具体的には、ＤＭＤ７１０）において、空間変調を施されて、パターン光とされる。具体的には、光源部４１から出射された光が、ＤＭＤ７１０の有効領域７１ａに配列されている一群の有効マイクロミラー７１１ａに入射すると、動作制御部５０１は、パターンデータＤに基づいて各有効マイクロミラー７１１ａの角度を制御して、パターン光を形成させる。より具体的には、動作制御部５０１は、パターンデータＤに基づいてデジタル信号を生成し、該デジタル信号を、ＤＭＤ７１０に送出する。ＤＭＤ７１０にて受信されたデジタル信号は、メモリセルに書き込まれる。すると、各有効マイクロミラー７１１ａの角度が、該デジタル信号に応じた角度となる。このようにして、ＤＭＤ７１０が備える一群の有効マイクロミラー７１１ａの各々の角度が、パターンデータＤに応じたものとなるように制御され、これによって、入射した光に空間変調が施されて、パターンデータＤに応じたパターン光が形成される。ただし、「パターンデータＤ」とは、基板Ｗ（具体的には、感光材料の層Ｒの上）に描画するべきパターン（例えば、回路パターン）を記述したデータであり、例えば記憶装置５４に格納される（図３）。一例として、パターンデータＤは、ＣＡＤソフトなどで作成されたベクトル形式のデータを、ラスター形式のデータに展開した画像データである。
【0117】
空間光変調器７１で形成されたパターン光は、第１結像光学系７２を通じてＭＬＡ部７３に導かれ、ＭＬＡ部７３で複数のマイクロレンズ７３１を通過することによって、スポットアレイに成形される。スポットアレイに成形されたパターン光は、第２結像光学系７５を通じて、ステージ１上の基板Ｗに照射される。１回の照射で１個の露光ヘッド４２からパターン光が照射される基板Ｗ上の領域を「単位露光領域Ｑｉ」とよぶとすると、露光部４が備える１以上の露光ヘッド４２の各々からパターン光が照射されることで、露光ヘッド４２と同数個の単位露光領域Ｑｉにパターン光が同時に照射されることになる。
【0118】
１回目の照射が行われて、１以上（露光ヘッド４２と同数個）の単位露光領域Ｑｉにパターン光が照射されると、動作制御部５０１は、主走査機構２３を制御して、ステージ１を主走査方向（Ｙ方向）に移動開始させる。ステージ１が移動することによって、ここに保持されている基板Ｗと露光ヘッド４２との相対的な位置関係が変更される。そして、動作制御部５０１は、例えば主走査機構２３のリニアモータ２３１から送られてくる信号（リニアスケール信号、エンコーダー信号、など）に基づいて、リセットパルスを生成してＤＭＤ７１０に送出する。ＤＭＤ７１０においてリセットパルスが受信されると、ここで施される空間変調のパターン（具体的には、各有効マイクロミラー７１１ａの角度）が、そのときの基板Ｗの位置に応じたものに変更される。つまり、ステージ１の移動に応じて次々とリセットパルスが送出され、リセットパルスが送出される毎に、基板Ｗの位置に応じたパターン光が露光ヘッド４２から出力されて、ステージ１上の基板Ｗに照射される。ｎ回目の照射は、（ｎ―１）回目の照射でパターン光を照射された単位露光領域Ｑｉと主走査方向に隣接する領域に対して行われる。このようにして、基板Ｗを保持したステージ１が、露光ヘッド４２に対して主走査方向に移動されつつ、露光ヘッド４２から複数回のパターン光の照射が繰り返して行われることで、基板Ｗ上における主走査方向に延在する帯状領域Ｑｊにパターン光が照射されていく。主走査方向について、基板Ｗ上における露光するべき領域の一端側から他端側に亘ってパターン光が照射されると、１回の主走査動作が終了する。
【0119】
例えば、複数の露光ヘッド４２が千鳥状に配列されている場合（すなわち、副走査方向（Ｘ方向）に配列された複数（図の例では、５個）の露光ヘッド４２からなる１列目の露光ヘッド列と、同じく副走査方向（Ｘ方向）に配列された複数（図の例では、４個）の露光ヘッド４２からなる２列目の露光ヘッド列とが、主走査方向（Ｙ方向）に隣り合って設けられ、副走査方向に沿って見て、一列目の露光ヘッド列において隣り合う露光ヘッド４２の間に、２列目の露光ヘッド列の露光ヘッド４２が配列されている場合）、基板Ｗを保持したステージ１が、これら複数の露光ヘッド４２に対して主走査方向に移動されつつ、各露光ヘッド４２から複数回のパターン光の照射が繰り返して行われることで、隙間なく隣り合う複数の帯状領域Ｑｊの各々に並行してパターン光が照射されていくことになる。つまり、１回の主走査動作によって、隣り合う複数の帯状領域Ｑｊからなる幅広の領域に、パターン光が照射される。
【0120】
１回の主走査動作が終了すると、動作制御部５０１は、副走査機構２２を制御して、ステージ１を副走査方向（Ｘ方向）に所定距離（１回の主走査動作でパターン光が照射された領域の幅（Ｘ方向の寸法））だけ移動させた上で（副走査動作）、もう一度、主走査動作を行わせる。
【0121】
その後、副走査方向について、基板Ｗ上における露光するべき領域の一端側から他端側に亘ってパターン光が照射されるまで（すなわち、露光するべき領域の全体にパターン光が照射されるまで）、副走査動作を挟んで主走査動作が繰り返して行われる。いうまでもなく、１回の主走査動作で、露光するべき領域の全体にパターン光が照射される場合、副走査動作を挟んで主走査動作を繰り返して行う必要はなく、この場合は副走査機構５３を省略することができる。
【0122】
＜４－２．位置ずれ検知動作＞
露光装置１００では、上記の露光動作が行われる間、これと並行して、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれを検知する動作（位置ずれ検知動作）が行われる。位置ずれ検知動作について、図１、図２に加え、図１３を参照しながら説明する。図１３は、位置ずれ検知動作の流れを示す図である。なお、露光部４が複数の露光ユニット４０（つまりは、複数の露光ヘッド４２）を備える場合、複数の露光ヘッド４２の各々について、該露光ヘッド４２が備える空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれを検知する位置ずれ検知動作が並行して行われる。
露光装置１００では、上記の露光動作が行われる間、これと並行して、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれを検知する動作（位置ずれ検知動作）が行われる。位置ずれ検知動作について、図１、図２に加え、図１３を参照しながら説明する。図１３は、位置ずれ検知動作の流れを示す図である。なお、露光部４が複数の露光ユニット４０（つまりは、複数の露光ヘッド４２）を備える場合、複数の露光ヘッド４２の各々について、該露光ヘッド４２が備える空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれを検知する位置ずれ検知動作が並行して行われる。
【0123】
ステップＳ１
露光動作が開始されると（ステップＳ１でＹＥＳ）、動作制御部５０１は、位置ずれ検知部５０２に、位置ずれ検知動作を開始させる旨の開始指示を送出する。
露光動作が開始されると（ステップＳ１でＹＥＳ）、動作制御部５０１は、位置ずれ検知部５０２に、位置ずれ検知動作を開始させる旨の開始指示を送出する。
【0124】
ステップＳ２
動作制御部５０１から位置ずれ検知動作の開始指示を受けた位置ずれ検知部５０２は、まず、センサ部７４から検出情報を取得する。上記のとおり、露光動作が開始されると、光源部４１から光が出射される。該出射された光の一部は、ＤＭＤ７１０の有効領域７１ａに配列されている一群の有効マイクロミラー７１１ａに入射し、ここで空間変調を施されて、パターン光となる。その一方で、光源部４１から出射された光の一部は、ＤＭＤ７１０の予備領域７１ｂに配列されている特定予備マイクロミラー７１１ｂｔに入射する。動作制御部５０１は、露光動作が開始された後、少なくともセンサ部７４で検出情報を取得するべきタイミングにおいて、特定予備マイクロミラー７１１ｂｔに入射した光が、第１結像光学系７２（ひいては、ＭＬＡ部７３の反射領域７３２）に入射する方向に反射されるように、特定予備マイクロミラー７１１ｂｔの角度を制御する。したがって、特定予備マイクロミラー７１１ｂｔで反射された光が、反射領域７３２に入射して、ここで反射される。反射領域７３２で反射された反射光は、センサ部７４に入射して、ここで検出される。動作制御部５０１から位置ずれ検知動作の開始指示を受けた位置ずれ検知部５０２は、反射光の検出情報をセンサ部７４から取得する。
動作制御部５０１から位置ずれ検知動作の開始指示を受けた位置ずれ検知部５０２は、まず、センサ部７４から検出情報を取得する。上記のとおり、露光動作が開始されると、光源部４１から光が出射される。該出射された光の一部は、ＤＭＤ７１０の有効領域７１ａに配列されている一群の有効マイクロミラー７１１ａに入射し、ここで空間変調を施されて、パターン光となる。その一方で、光源部４１から出射された光の一部は、ＤＭＤ７１０の予備領域７１ｂに配列されている特定予備マイクロミラー７１１ｂｔに入射する。動作制御部５０１は、露光動作が開始された後、少なくともセンサ部７４で検出情報を取得するべきタイミングにおいて、特定予備マイクロミラー７１１ｂｔに入射した光が、第１結像光学系７２（ひいては、ＭＬＡ部７３の反射領域７３２）に入射する方向に反射されるように、特定予備マイクロミラー７１１ｂｔの角度を制御する。したがって、特定予備マイクロミラー７１１ｂｔで反射された光が、反射領域７３２に入射して、ここで反射される。反射領域７３２で反射された反射光は、センサ部７４に入射して、ここで検出される。動作制御部５０１から位置ずれ検知動作の開始指示を受けた位置ずれ検知部５０２は、反射光の検出情報をセンサ部７４から取得する。
【0125】
ステップＳ３
位置ずれ検知部５０２は、センサ部７４から検出情報を取得すると、該取得した検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の、第１軸（ここでは例えばθ軸）方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）を、特定する。位置ずれ検知部５０２が検出情報に基づいて位置ずれ量を特定する態様は、上記に説明したとおりである。
位置ずれ検知部５０２は、センサ部７４から検出情報を取得すると、該取得した検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の、第１軸（ここでは例えばθ軸）方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）を、特定する。位置ずれ検知部５０２が検出情報に基づいて位置ずれ量を特定する態様は、上記に説明したとおりである。
【0126】
ステップＳ４
続いて、位置ずれ検知部５０２は、ステップＳ３で特定されたθ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）が、予め設定された許容範囲内であるか否かを判定する。
続いて、位置ずれ検知部５０２は、ステップＳ３で特定されたθ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）が、予め設定された許容範囲内であるか否かを判定する。
【0127】
ステップＳ５
θ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）が所定の許容範囲内でないと判定された場合（ステップＳ４でＮＯ）、位置ずれ検知部５０２は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間に、θ軸方向の位置ずれが生じていると判断する。この場合、位置ずれ検知部５０２は、ステップＳ３で特定されたθ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）を、位置補正部５０３に通知する。この通知を受けると、位置補正部５０３は、θ軸方向についての位置ずれの補正を行う。例えば、空間光変調器７１がＭＬＡ部７３に対して＋θ方向にΔＧ（θ）だけ位置ずれしているとの通知を受けた場合、位置補正部５０３は、位置変更部８３が備える回転機構を制御して空間光変調器７１を－θ方向にΔＧ（θ）だけ回転させて、位置ずれを補正する。
θ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）が所定の許容範囲内でないと判定された場合（ステップＳ４でＮＯ）、位置ずれ検知部５０２は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間に、θ軸方向の位置ずれが生じていると判断する。この場合、位置ずれ検知部５０２は、ステップＳ３で特定されたθ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）を、位置補正部５０３に通知する。この通知を受けると、位置補正部５０３は、θ軸方向についての位置ずれの補正を行う。例えば、空間光変調器７１がＭＬＡ部７３に対して＋θ方向にΔＧ（θ）だけ位置ずれしているとの通知を受けた場合、位置補正部５０３は、位置変更部８３が備える回転機構を制御して空間光変調器７１を－θ方向にΔＧ（θ）だけ回転させて、位置ずれを補正する。
【0128】
θ軸方向についての位置ずれの補正が行われると、ステップＳ２に戻り、位置ずれ検知部５０２は、再び、センサ部７４から検出情報を取得する。そして、位置ずれ検知部５０２は、該取得した最新の検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間のθ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）を再び特定し（ステップＳ３）、該特定された位置ずれ量ΔＧ（θ）が許容範囲内であるか否かを再び判定する（ステップＳ４）。そして、位置ずれ量ΔＧ（θ）が許容範囲内でないと判定された場合（ステップＳ４でＮＯ）、再び、θ軸方向についての位置ずれの補正が行われる（ステップＳ５）。つまり、θ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）が許容範囲内に収まるまで、ステップＳ２～ステップＳ５の処理が繰り返される。
【0129】
ステップＳ６
θ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）が許容範囲内であると判定された場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、位置ずれ検知部５０２は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間に、θ軸方向の位置ずれが生じていないと判断する。この場合、位置ずれ検知部５０２は、直近のステップＳ２でセンサ部７４から取得した検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の、第２軸（ここでは例えばＸ軸）方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）を、特定する。
θ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）が許容範囲内であると判定された場合（ステップＳ４でＹＥＳ）、位置ずれ検知部５０２は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間に、θ軸方向の位置ずれが生じていないと判断する。この場合、位置ずれ検知部５０２は、直近のステップＳ２でセンサ部７４から取得した検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の、第２軸（ここでは例えばＸ軸）方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）を、特定する。
【0130】
ステップＳ７
続いて、位置ずれ検知部５０２は、ステップＳ６で特定されたＸ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）が、予め設定された許容範囲内であるか否かを判定する。
続いて、位置ずれ検知部５０２は、ステップＳ６で特定されたＸ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）が、予め設定された許容範囲内であるか否かを判定する。
【0131】
ステップＳ８
Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）が所定の許容範囲内でないと判定された場合（ステップＳ７でＮＯ）、位置ずれ検知部５０２は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間に、Ｘ軸方向の位置ずれが生じていると判断する。この場合、位置ずれ検知部５０２は、ステップＳ６で特定されたＸ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）を、位置補正部５０３に通知する。この通知を受けると、位置補正部５０３は、Ｘ軸方向についての位置ずれの補正を行う。例えば、空間光変調器７１がＭＬＡ部７３に対して＋Ｘ方向にΔＧ（Ｘ）だけ位置ずれしているとの通知を受けた場合、位置補正部５０３は、位置変更部８３が備える第１並進機構を制御して空間光変調器７１を－Ｘ方向にΔＧ（Ｘ）だけ並進移動させて、位置ずれを補正する。
Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）が所定の許容範囲内でないと判定された場合（ステップＳ７でＮＯ）、位置ずれ検知部５０２は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間に、Ｘ軸方向の位置ずれが生じていると判断する。この場合、位置ずれ検知部５０２は、ステップＳ６で特定されたＸ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）を、位置補正部５０３に通知する。この通知を受けると、位置補正部５０３は、Ｘ軸方向についての位置ずれの補正を行う。例えば、空間光変調器７１がＭＬＡ部７３に対して＋Ｘ方向にΔＧ（Ｘ）だけ位置ずれしているとの通知を受けた場合、位置補正部５０３は、位置変更部８３が備える第１並進機構を制御して空間光変調器７１を－Ｘ方向にΔＧ（Ｘ）だけ並進移動させて、位置ずれを補正する。
【0132】
ステップＳ９
Ｘ軸方向についての位置ずれの補正が行われると、位置ずれ検知部５０２は、再び、センサ部７４から検出情報を取得する。そして、位置ずれ検知部５０２は、該取得した最新の検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間のＸ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）を再び特定し（ステップＳ６）、該特定された位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）が許容範囲内であるか否かを再び判定する（ステップＳ７）。そして、位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）が許容範囲内でないと判定された場合（ステップＳ７でＮＯ）、再び、Ｘ軸方向についての位置ずれの補正が行われる（ステップＳ８）。つまり、Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）が許容範囲内に収まるまで、ステップＳ６～ステップＳ９の処理が繰り返される。
Ｘ軸方向についての位置ずれの補正が行われると、位置ずれ検知部５０２は、再び、センサ部７４から検出情報を取得する。そして、位置ずれ検知部５０２は、該取得した最新の検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間のＸ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）を再び特定し（ステップＳ６）、該特定された位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）が許容範囲内であるか否かを再び判定する（ステップＳ７）。そして、位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）が許容範囲内でないと判定された場合（ステップＳ７でＮＯ）、再び、Ｘ軸方向についての位置ずれの補正が行われる（ステップＳ８）。つまり、Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）が許容範囲内に収まるまで、ステップＳ６～ステップＳ９の処理が繰り返される。
【0133】
ステップＳ１０
Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）が許容範囲内であると判定された場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、位置ずれ検知部５０２は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間に、Ｘ軸方向の位置ずれが生じていないと判断する。この場合、位置ずれ検知部５０２は、直近のステップＳ９でセンサ部７４から取得した検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の、第３軸（ここでは例えばＺ軸）方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）を、特定する。
Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）が許容範囲内であると判定された場合（ステップＳ７でＹＥＳ）、位置ずれ検知部５０２は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間に、Ｘ軸方向の位置ずれが生じていないと判断する。この場合、位置ずれ検知部５０２は、直近のステップＳ９でセンサ部７４から取得した検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の、第３軸（ここでは例えばＺ軸）方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）を、特定する。
【0134】
ステップＳ１１
続いて、位置ずれ検知部５０２は、ステップＳ１０で特定されたＺ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）が、予め設定された許容範囲内であるか否かを判定する。
続いて、位置ずれ検知部５０２は、ステップＳ１０で特定されたＺ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）が、予め設定された許容範囲内であるか否かを判定する。
【0135】
ステップＳ１２
Ｚ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）が所定の許容範囲内でないと判定された場合（ステップＳ１１でＮＯ）、位置ずれ検知部５０２は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間に、Ｚ軸方向の位置ずれが生じていると判断する。この場合、位置ずれ検知部５０２は、ステップＳ１０で特定されたＺ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）を、位置補正部５０３に通知する。この通知を受けると、位置補正部５０３は、Ｚ軸方向についての位置ずれの補正を行う。例えば、空間光変調器７１がＭＬＡ部７３に対して＋Ｚ方向にΔＧ（Ｚ）だけ位置ずれしているとの通知を受けた場合、位置補正部５０３は、位置変更部８３が備える第２並進機構を制御して空間光変調器７１を－Ｚ方向にΔＧ（Ｚ）だけ並進移動させて、位置ずれを補正する。
Ｚ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）が所定の許容範囲内でないと判定された場合（ステップＳ１１でＮＯ）、位置ずれ検知部５０２は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間に、Ｚ軸方向の位置ずれが生じていると判断する。この場合、位置ずれ検知部５０２は、ステップＳ１０で特定されたＺ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）を、位置補正部５０３に通知する。この通知を受けると、位置補正部５０３は、Ｚ軸方向についての位置ずれの補正を行う。例えば、空間光変調器７１がＭＬＡ部７３に対して＋Ｚ方向にΔＧ（Ｚ）だけ位置ずれしているとの通知を受けた場合、位置補正部５０３は、位置変更部８３が備える第２並進機構を制御して空間光変調器７１を－Ｚ方向にΔＧ（Ｚ）だけ並進移動させて、位置ずれを補正する。
【0136】
ステップＳ１３
Ｚ軸方向についての位置ずれの補正が行われると、位置ずれ検知部５０２は、再び、センサ部７４から検出情報を取得する。そして、位置ずれ検知部５０２は、該取得した最新の検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間のＺ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）を再び特定し（ステップＳ１０）、該特定された位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）が許容範囲内であるか否かを再び判定する（ステップＳ１１）。そして、位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）が許容範囲内でないと判定された場合（ステップＳ１１でＮＯ）、再び、Ｚ軸方向についての位置ずれの補正が行われる（ステップＳ１２）。つまり、Ｚ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）が許容範囲内に収まるまで、ステップＳ１０～ステップＳ１３の処理が繰り返される。
Ｚ軸方向についての位置ずれの補正が行われると、位置ずれ検知部５０２は、再び、センサ部７４から検出情報を取得する。そして、位置ずれ検知部５０２は、該取得した最新の検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間のＺ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）を再び特定し（ステップＳ１０）、該特定された位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）が許容範囲内であるか否かを再び判定する（ステップＳ１１）。そして、位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）が許容範囲内でないと判定された場合（ステップＳ１１でＮＯ）、再び、Ｚ軸方向についての位置ずれの補正が行われる（ステップＳ１２）。つまり、Ｚ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）が許容範囲内に収まるまで、ステップＳ１０～ステップＳ１３の処理が繰り返される。
【0137】
Ｚ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）が許容範囲内であると判定された場合（ステップＳ１１でＹＥＳ）、位置ずれ検知動作の終了指示が到来していなければ、すなわち、露光動作が終了していなければ（ステップＳ１４でＮＯ）、再びステップＳ３の処理が行われる。すなわち、位置ずれ検知部５０２は、直近のステップＳ１３でセンサ部７４から取得した検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の、θ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）を、特定する。その後、再びステップＳ４以降の処理が行われる。つまり、露光動作が行われる間、これと並行して、ステップＳ３～ステップＳ１３の一連の処理が繰り返して行われる。
【0138】
ステップＳ１４
露光動作が終了すると（ステップＳ１４でＹＥＳ）、動作制御部５０１は、位置ずれ検知部５０２に、位置ずれ検知動作を終了させる旨の終了指示を送出する。動作制御部５０１から位置ずれ検知動作の終了指示を受けた位置ずれ検知部５０２は、一連の処理を終了する。
露光動作が終了すると（ステップＳ１４でＹＥＳ）、動作制御部５０１は、位置ずれ検知部５０２に、位置ずれ検知動作を終了させる旨の終了指示を送出する。動作制御部５０１から位置ずれ検知動作の終了指示を受けた位置ずれ検知部５０２は、一連の処理を終了する。
【0139】
＜５．効果＞
上記の実施形態に係る露光装置１００は、複数の画素部を備える空間光変調器７１と、複数のマイクロレンズ７３１を備え、複数のマイクロレンズ７３１の各々で複数の画素部（空間光変調器７１がＤＭＤ７１０を備える場合、複数のマイクロミラー７１１）の各々からの光を集光する、マイクロレンズアレイ部（ＭＬＡ部）７３と、ＭＬＡ部７３に設けられた反射領域７３２と、空間光変調器７１の所定位置から発せられて反射領域７３２に入射した光が反射領域７３２で反射された反射光を検出するセンサ部７４と、センサ部７４での検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれを検知する位置ずれ検知部５０２と、を備える。
上記の実施形態に係る露光装置１００は、複数の画素部を備える空間光変調器７１と、複数のマイクロレンズ７３１を備え、複数のマイクロレンズ７３１の各々で複数の画素部（空間光変調器７１がＤＭＤ７１０を備える場合、複数のマイクロミラー７１１）の各々からの光を集光する、マイクロレンズアレイ部（ＭＬＡ部）７３と、ＭＬＡ部７３に設けられた反射領域７３２と、空間光変調器７１の所定位置から発せられて反射領域７３２に入射した光が反射領域７３２で反射された反射光を検出するセンサ部７４と、センサ部７４での検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれを検知する位置ずれ検知部５０２と、を備える。
【0140】
この構成では、空間光変調器７１の所定位置から発せられてＭＬＡ部７３の反射領域７３２に入射した光が該反射領域７３２で反射された反射光を、センサ部７４で検出する。空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係が変化すると、センサ部７４で反射光が受光される位置などに変化が生じる。つまり、センサ部７４において反射光が受光される位置などは、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係を反映しており、反射光が受光される位置の変化などを検知することで、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれを検知することができる。ここでは、位置ずれの検知にあたって、ＭＬＡ部７３で反射された反射光を利用するので、センサ部７４は、空間光変調器７１からＭＬＡ部７３を通じて処理対象物に照射される光の光路について、ＭＬＡ部７３の上流側に配置されて、ここで反射光を検出する。したがって、該光路について、ＭＬＡ部７３の下流側に配置される部材（例えば、処理対象物である基板Ｗが載置されるステージ１）の位置がどのようなものであっても、位置ずれの検知を行うことが可能であり、露光動作の途中であっても、位置ずれを検知することができる。
【0141】
また、上記の実施形態に係る露光装置１００においては、反射領域７３２が、凹面である。この構成によると、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれ量が、凹面の曲率半径に応じた拡大率で拡大されて検出される。したがって、位置ずれの検知感度を十分に高めることができる。
【0142】
また、上記の実施形態に係る露光装置１００においては、センサ部７４が、そのセンサ領域Ｈの法線が反射領域７３２の焦点Ｆｏを通過するような姿勢で設けられる。この構成によると、反射領域７３２で反射された反射光を、センサ部７４のセンサ領域Ｈで有効に受光することができる。
【0143】
また、上記の実施形態に係る露光装置１００においては、センサ部７４のセンサ領域Ｈが２次元領域であり、センサ領域Ｈにおいて反射光が受光される領域（受光領域）Ｔが、頂点Ｔｏを含む領域となるように、センサ部７４の位置が規定される。この構成によると、頂点Ｔｏの位置から、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係を簡易に特定することができる。特に、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間に位置ずれがない適正状態において頂点Ｔｏが現れる位置が、センサ領域Ｈの中心となるように、センサ部７４の位置が規定されていれば、３６０度全方向の位置ずれを検知することができる。
【0144】
また、上記の実施形態に係る露光装置１００においては、複数のマイクロレンズ７３１の配列方向（例えばＸ方向）について、反射領域７３２の寸法Ｄｘが、複数のマイクロレンズ７３１の配列間隔Ｅｘよりも、大きい。例えば、該配列方向について、複数のマイクロレンズ７３１の配列間隔Ｅｘが画素像Ａの寸法Ａｘとほぼ一致する場合、反射領域７３２の寸法Ｄｘがマイクロレンズ７３１の配列間隔Ｅｘよりも大きいということは、反射領域７３２が画素像Ａよりも大きいことを意味する（Ｄｘ＞Ｅｘ＝Ａｘ）。上記のとおり、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係が変化すると、反射領域７３２上に形成される画素像Ａの位置が変化するところ、反射領域７３２が画素像Ａよりも大きい場合、画素像Ａの位置が変化しても反射光を十分に発生させることができる。すなわち、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係の変化を反映した反射光を十分に発生させることができる。
【0145】
また、上記の実施形態に係る露光装置１００においては、複数の画素部（空間光変調器７１がＤＭＤ７１０を備える場合、複数のマイクロミラー７１１）の各々が、第１格子パターンの格子点のいずれかに相当する位置に設けられており、複数のマイクロレンズ７３１の各々が、第１格子パターンと対応する第２格子パターンの格子点のいずれかに相当する位置に設けられており、反射領域７３２が、複数のマイクロレンズ７３１の配列領域７３ａの外側の領域である外縁領域７３ｂにおいて、第２格子パターンの格子点のいずれかに相当する位置に設けられている。この構成によると、各マイクロレンズ７３１と同様に、反射領域７３２にも、空間光変調器７１のいずれかの画素部（空間光変調器７１がＤＭＤ７１０を備える場合、いずれかのマイクロミラー７１１）から発せられる光を入射させることができる。つまり、空間光変調器７１におけるパターン光の形成に用いられていない予備的な画素部（予備マイクロミラー７１１ｂ）を利用して、反射光を形成することができる。
【0146】
また、上記の実施形態に係る露光装置１００は、動作制御部５０１を備え、動作制御部５０１が、空間光変調器７１でパターン光を形成させて該形成されたパターン光をＭＬＡ部７３を通じて処理対象物である基板Ｗに照射する露光動作と、センサ部７４に反射光を検出させて位置ずれ検知部５０２に位置ずれを検知させる位置ずれ検知動作とを、並行して行わせる。この構成によると、例えば、露光動作の途中で、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間に位置ずれが生じたとしても、これをリアルタイムで検知することができる。
【0147】
＜６．変形例＞
＜６－１．センサ部に係る変形例＞
センサ部に係る変形例について、図１４および図１５を参照しながら説明する。図１４および図１５は、図９および図１０と同様、ＭＬＡ部７３に設けられた反射領域７３２に入射した光が、変形例に係るセンサ部７４ａ，７４ｂで受光される態様を説明するための図であり、反射領域７３２を、ここに入射する光の光路に沿って該光路の上流側から見た図（図１４（ａ）、図１５（ａ））、反射領域７３２およびセンサ部７４ａ，７４ｂを、図７の矢印Ｂ２方向から見た断面図（図１４（ｂ）、図１５（ｂ））、および、センサ部７４ａ，７４ｂのセンサ領域Ｌを、その法線に沿って見た図（図１４（ｃ）、図１５（ｃ））である。いうまでもなく、図１４および図１５はいずれも説明のための模式図である。
＜６－１．センサ部に係る変形例＞
センサ部に係る変形例について、図１４および図１５を参照しながら説明する。図１４および図１５は、図９および図１０と同様、ＭＬＡ部７３に設けられた反射領域７３２に入射した光が、変形例に係るセンサ部７４ａ，７４ｂで受光される態様を説明するための図であり、反射領域７３２を、ここに入射する光の光路に沿って該光路の上流側から見た図（図１４（ａ）、図１５（ａ））、反射領域７３２およびセンサ部７４ａ，７４ｂを、図７の矢印Ｂ２方向から見た断面図（図１４（ｂ）、図１５（ｂ））、および、センサ部７４ａ，７４ｂのセンサ領域Ｌを、その法線に沿って見た図（図１４（ｃ）、図１５（ｃ））である。いうまでもなく、図１４および図１５はいずれも説明のための模式図である。
【0148】
この変形例に係る露光装置１００は、上記の実施形態に係るセンサ部７４に代えて、一対のセンサ部７４ａ，７４ｂを備える。
【0149】
上記のとおり、ＭＬＡ部７３の反射領域７３２には、空間光変調器７１の所定位置から発せられた光（具体的には、ＤＭＤ７１０の特定予備マイクロミラー７１１ｂｔで反射された光）が入射する。一対のセンサ部７４ａ，７４ｂは、空間光変調器７１の所定位置から発せられて反射領域７３２に入射してここで反射された反射光を、検出する。ＭＬＡ部７３に複数の反射領域７３２が設けられる場合、各反射領域７３２で反射された反射光を検出する一対のセンサ部７４ａ，７４ｂが、個別に設けられる。
【0150】
一対のセンサ部７４ａ，７４ｂの各々は、いわゆるラインセンサであり、複数の受光素子が１次元（ライン状）に配列された１次元センサ（１次元受光センサ）である。受光素子としては、例えば、ＰＳＤ、ＣＭＯＳセンサ、などを用いることができる。以下において、各センサ部７４ａ，７４ｂにおいて、複数の受光素子が配列された１次元領域を、「センサ領域Ｌ」ともよぶ。
【0151】
上記のとおり、露光ヘッド４２においては、空間光変調器７１、第１結像光学系７２、および、ＭＬＡ部７３が、第１光軸Ｋ１に沿って一列に配列されるところ、一対のセンサ部７４ａ，７４ｂは、上記の実施形態に係るセンサ部７４と同様、第１光軸Ｋ１の延在方向（Ｙ軸方向）について、ＭＬＡ部７３に対して、空間光変調器７１の側（－Ｙ側）に配置される。すなわち、一対のセンサ部７４ａ，７４ｂは、パターン光の光路についてＭＬＡ部７３の上流側に配置される。また、一対のセンサ部７４ａ，７４ｂは、第１光軸Ｋ１から外れた位置に、配置される。
【0152】
一対のセンサ部７４ａ，７４ｂの各々は、ＭＬＡ部７３の反射領域７３２に対して所定の姿勢とされ、反射領域７３２に対して所定の位置に配置されて、ＭＬＡ部７３に対して固定的に設けられる。
【0153】
具体的には、一対のセンサ部７４ａ，７４ｂの各々は、センサ領域Ｌを、凹面である反射領域７３２の焦点Ｆｏに向けるような姿勢で、設けられる。すなわち、各センサ部７４ａ，７４ｂは、センサ領域Ｌの法線が、反射領域７３２の焦点Ｆｏを通過するような姿勢で、設けられる。特に好ましくは、各センサ部７４ａ，７４ｂは、センサ領域Ｌの中心（幾何学中心）Ｌｏを通るセンサ領域Ｌの法線（中心法線）Ｌｎが、反射領域７３２の焦点Ｆｏを通過するような姿勢で、設けられる。
【0154】
また、一対のセンサ部７４ａ，７４ｂは、互いに非平行となる姿勢で配置される。具体的には例えば、一方のセンサ部（第１センサ部）７４ａは、そのセンサ領域Ｌが、Ｙ軸方向（複数のマイクロレンズ７３１の配列面（ＸＺ面）の法線方向）に沿って見たときにＸ軸と平行な軸（Ｘｐ軸）に沿って延在するような姿勢で配置される。また、他方のセンサ部（第２センサ部）７４ｂは、そのセンサ領域Ｌが、Ｙ軸方向沿って見たときにＺ軸と平行な軸（Ｚｐ軸）に沿って延在するような姿勢で配置される。
【0155】
各センサ部７４ａ，７４ｂは、反射領域７３２で反射された反射光の少なくとも一部を、センサ領域Ｌ内に捉えることができる位置、すなわち、センサ領域Ｌ内に、反射光が受光される領域（受光領域）Ｔが形成されるような位置に、配置される。図１４、図１５においては、各センサ領域Ｌの外側にも、これに捉えられない反射光が存在し得ることを示すために、各センサ領域Ｌの外側に広がる仮想的なセンサ領域があるとしたときの受光領域が示されている。仮に、各センサ領域Ｌの外側に広がる十分に広い仮想的なセンサ領域があるとすると、該仮想的なセンサ領域には、画素像Ａに対応する形状の受光領域が形成されるところ、各センサ部７４ａ，７４ｂは、該受光領域の少なくとも一部をセンサ領域Ｌ内に捉えることができる位置に配置される。
【0156】
上記のとおり、空間光変調器７１が備える各画素部（具体的には、ＤＭＤ部７１０が備える各マイクロミラー７１１）の形状が多角形状であれば、画素像Ａも同じ多角形状となり、仮想的なセンサ領域における受光領域は、複数の辺を有する略多角形状となる。一例として、各画素部（具体的には、各マイクロミラー７１１）の形状が矩形状であれば、画素像Ａも矩形状となり、仮想的なセンサ領域における受光領域は、４個の辺を有する略矩形状となる。ここでは、第１センサ部７４ａのセンサ領域Ｌにおいて反射光が受光される受光領域Ｔが、少なくとも１個の辺（すなわち、該４個の辺の少なくとも１個であって、センサ領域Ｌの延在方向（Ｘｐ軸）と非平行な辺、好ましくは、直交する辺）との交差点Ｔｉを含む領域となるように、第１センサ部７４ａの位置が規定される。好ましくは、図１４に示されるように、適正状態において、交差点Ｔｉが現れる位置が、センサ領域Ｌの中心Ｌｏとなるように、第１センサ部７４ａの位置が規定される。同様に、第２センサ部７４ｂのセンサ領域Ｌにおいて反射光が受光される受光領域Ｔが、少なくとも１個の辺（すなわち、該４個の辺の少なくとも１個であって、センサ領域Ｌの延在方向（Ｚｐ軸）と非平行な辺、好ましくは、直交する辺）との交差点Ｔｊを含む領域となるように、第２センサ部７４ｂの位置が規定される。好ましくは、図１４に示されるように、適正状態において交差点Ｔｊが現れる位置が、センサ領域Ｌの中心Ｌｏとなるように、第２センサ部７４ｂの位置が規定される。
【0157】
上記のとおり、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係が変化すると、特定予備マイクロミラー７１１ｂｔからの光によって反射領域７３２上に形成される画素像Ａの位置が変化する（図１４（ａ）、図１５（ａ））。すると、反射領域７３２で反射される反射光が広がる方向などに変化が生じ（図１４（ｂ）、図１５（ｂ））、各センサ部７４ａ，７４ｂで反射光が受光される位置、すなわち、受光領域Ｔの位置に、変化が生じる（図１４（ｃ）、図１５（ｃ））。つまり、受光領域Ｔの位置は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係を反映しており、受光領域Ｔの位置の変化を検知することで、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置関係の変化（ひいては、両者の間の位置ずれ）を検知することができる。
【0158】
センサ部７４に代えて、一対のセンサ部７４ａ，７４ｂが設けられる場合、位置ずれ検知部５０２は、一対のセンサ部７４ａ，７４ｂでの反射光の検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれを検知する。具体的には例えば、位置ずれ検知部５０２は、各センサ部７４ａ，７４ｂでの反射光の検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれ量（具体的には例えば、Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）、Ｚ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）、複数の反射領域７３２が設けられている場合はさらにθ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（θ））を特定し、該特定された各位置ずれ量が予め設定された許容範囲を超える場合に、両者の間に位置ずれが生じていると判断する。
【0159】
ａ．反射領域７３２が１個の場合
反射領域７３２が１個設けられている場合、位置ずれ検知部５０２は、該反射領域７３２からの反射光を取得する一対のセンサ部７４ａ，７４ｂでの反射光の検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の、Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）およびＺ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）を特定する。
反射領域７３２が１個設けられている場合、位置ずれ検知部５０２は、該反射領域７３２からの反射光を取得する一対のセンサ部７４ａ，７４ｂでの反射光の検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の、Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）およびＺ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）を特定する。
【0160】
具体的には例えば、位置ずれ検知部５０２は、第１センサ部７４ａの検出情報を解析して、反射光が受光されている領域（受光領域）Ｔを特定する。上記のとおり、ここでは、センサ領域Ｌに現れる受光領域Ｔが交差点Ｔｉを含む領域となるように、第１センサ部７４ａの位置が規定されている。そこで、受光領域Ｔが特定されると、位置ずれ検知部５０２は、受光領域Ｔにおける交差点Ｔｉの位置を、さらに特定する。交差点Ｔｉの位置が特定されると、位置ずれ検知部５０２は、特定された交差点Ｔｉの位置の、適正位置（すなわち、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間に位置ずれがない適正状態において、交差点Ｔｉが現れる位置であり、図１４の例ではセンサ領域Ｌの中心Ｌｏ）からの変位量ΔＴ（Ｘｐ）を、特定する。同様に、位置ずれ検知部５０２は、第２センサ部７４ｂの検出情報を解析して、受光領域Ｔを特定し、受光領域Ｔにおける交差点Ｔｊの位置を、さらに特定する。交差点Ｔｊの位置が特定されると、位置ずれ検知部５０２は、特定された交差点Ｔｊの位置の、適正位置からの変位量ΔＴ（Ｚｐ）を、特定する。
【0161】
上記のとおり、受光領域Ｔの位置（例えば交差点Ｔｉ，Ｔｊの位置）は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係を反映している。すなわち、Ｘｐ軸方向に延在するセンサ領域Ｌにおける交差点Ｔｉの変位量ΔＴ（Ｘｐ）は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間のＸ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）に応じたものとなっており、Ｚｐ軸方向に延在するセンサ領域Ｌにおける交差点Ｔｊの変位量ΔＴ（Ｚｐ）は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間のＺ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）に応じたものとなっている。そこで、位置ずれ検知部５０２は、第１センサ部７４ａの検出情報から得られた交差点Ｔｉの変位量ΔＴ（Ｘｐ）に基づいて、Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）を算出し、第２センサ部７４ｂの検出情報から得られた交差点Ｔｊの変位量ΔＴ（Ｚｐ）に基づいて、Ｚ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）を算出する。
【0162】
ｂ．反射領域７３２が複数個の場合
反射領域７３２が、複数個（例えば、２個）、設けられている場合、位置ずれ検知部５０２は、各反射領域７３２からの反射光を取得する一対のセンサ部７４ａ，７４ｂでの反射光の検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の、Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）、Ｚ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）、および、θ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）を特定する。
反射領域７３２が、複数個（例えば、２個）、設けられている場合、位置ずれ検知部５０２は、各反射領域７３２からの反射光を取得する一対のセンサ部７４ａ，７４ｂでの反射光の検出情報に基づいて、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の、Ｘ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ）、Ｚ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（Ｚ）、および、θ軸方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）を特定する。
【0163】
具体的には例えば、位置ずれ検知部５０２は、上記と同様にして、一方の反射領域７３２で反射された反射光を検出する一対のセンサ部７４ａ，７４ｂから取得した検出情報に基づいて、該反射領域７３２の形成位置におけるＸ軸方向およびＺ軸方向の各位置ずれ量ΔＧ１（Ｘ），ΔＧ１（Ｚ）を算出し、さらに、他方の反射領域７３２で反射された反射光を検出する一対のセンサ部７４ａ，７４ｂから取得した検出情報に基づいて、該反射領域７３２の形成位置におけるＸ軸方向およびＺ軸方向の各位置ずれ量ΔＧ２（Ｘ），ΔＧ２（Ｚ）を算出する。そして、位置ずれ検知部５０２は、得られた２組の位置ずれ量に基づいて、Ｘ軸、Ｚ軸、および、θ軸の各方向についての、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ），ΔＧ（Ｚ），ΔＧ（θ）を決定する。
【0164】
この変形例に係る露光装置１００においては、センサ部７４ａ，７４ｂのセンサ領域Ｌが１次元領域であり、センサ領域Ｌにおいて反射光が受光される領域（受光領域）Ｔが、センサ領域Ｌの延在方向と非平行な辺との交差点Ｔｉ，Ｔｊを含む領域となるように、各センサ部７４ａ，７４ｂの位置が規定される。この構成によると、交差点Ｔｉ，Ｔｊの位置から、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係を簡易に特定することができる。特に、適正状態において交差点Ｔｉ，Ｔｊが現れる位置が、センサ領域Ｌの中心Ｌｏとなるように、各センサ部７４ａ，７４ｂの位置が規定されていれば、正負両方向の位置ずれを検知することができる。
【0165】
＜６－２．他の変形例＞
上記の実施形態において、ＭＬＡ部７３に設けられる反射領域７３２が個数は、１個あるいは２個であってもよいし、３個以上であってもよい。反射領域７３２の個数が多いほど、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれ量を精度よく特定することが可能となる。逆に、反射領域７３２の個数が少ないほど、装置構成を簡素化することができる。ただし、並進方向（Ｘ軸およびＺ軸に沿う方向）の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ），ΔＧ（Ｚ）に加えて、回転方向（θ軸方向）の位置ずれ量ΔＧ（θ）を算出するためには、反射領域７３２を２個以上設けることが好ましい。いうまでもなく、回転方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）を算出する必要がない場合（例えば、位置変更部８３が回転機構を備えない場合）は、反射領域７３２を１個だけ設ける構成としてもよい。
上記の実施形態において、ＭＬＡ部７３に設けられる反射領域７３２が個数は、１個あるいは２個であってもよいし、３個以上であってもよい。反射領域７３２の個数が多いほど、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれ量を精度よく特定することが可能となる。逆に、反射領域７３２の個数が少ないほど、装置構成を簡素化することができる。ただし、並進方向（Ｘ軸およびＺ軸に沿う方向）の位置ずれ量ΔＧ（Ｘ），ΔＧ（Ｚ）に加えて、回転方向（θ軸方向）の位置ずれ量ΔＧ（θ）を算出するためには、反射領域７３２を２個以上設けることが好ましい。いうまでもなく、回転方向の位置ずれ量ΔＧ（θ）を算出する必要がない場合（例えば、位置変更部８３が回転機構を備えない場合）は、反射領域７３２を１個だけ設ける構成としてもよい。
【0166】
また、反射領域７３２を形成する位置も、適宜に変更することができる。例えば、反射領域７３２を２個設ける場合、該２個の反射領域７３２は、配列領域７３ａを挟んでＺ方向に対向する位置に設けられてもよいし（例えば図７）、配列領域７３ａを挟んでＸ方向に対向する位置に設けられてもよいし、配列領域７３ａをその対角方向から挟んで対向する位置に設けられてもよい。また、１個、２個、３個、あるいは、４個の反射領域７３２の各々が、配列領域７３ａの角部分の近傍に設けられてもよい。
【0167】
また、反射領域７３２のサイズも、適宜に変更することができる。例えば、検知するべき位置ずれ量の最大値に基づいて、反射領域７３２のサイズが規定されることも、好ましい。具体的には例えば、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間に該最大値に相当する位置ずれが生じている状態において、反射領域７３２内に画素像Ａが捉えられるように、反射領域７３２のサイズが規定されることも好ましい。一例として、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間に＋Ｘ方向について該最大値に相当する位置ずれが生じている状態において、画素像Ａが＋Ｘ方向にΔＡ（Ｘ）だけ変位し、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間に－Ｘ方向について、該最大値に相当する位置ずれが生じている状態において、画素像Ａが－Ｘ方向にΔＡ（Ｘ）だけ変位するとする。この場合、Ｘ方向における反射領域７３２の寸法Ｄｘを、該格子方向における画素像Ａの寸法Ａｘに、＋Ｘ方向および－Ｘ方向の各々における画素像Ａの最大の変位量ΔＡ（Ｘ）を加えた値とされることも好ましい（Ｄｘ＝Ａｘ＋２ΔＡ（Ｘ））。他方の格子方向（Ｚ方向）についても同様である。
【0168】
また、反射領域７３２の形状も、適宜に変更することができる。例えば、上記の実施形態においては、反射領域７３２は凹面であるとしたが、反射領域７３２は凹面に限られるものではない。ただし、反射領域７３２は、複数のマイクロレンズ７３１の配列面（ＸＺ面）の法線方向（すなわち、第１光軸Ｋ１の延在方向（Ｙ軸方向）であり、空間光変調器７１の所定位置から発せられた光（具体的には、ＤＭＤ７１０の特定予備マイクロミラー７１１ｂｔで反射された光）の入射方向）に対して、非垂直な面であることが好ましい。例えば、反射領域７３２は、複数のマイクロレンズ７３１の配列面の法線方向に対して非垂直に傾斜した平坦な傾斜面、凸面、などであってもよい。
【0169】
上記の実施形態において、反射領域７３２には、ＤＭＤ７１０が備える複数の予備マイクロミラー７１１ｂの一つである特定予備マイクロミラー７１１ｂｔからの光が入射するものとした。すなわち、ＤＭＤ７１０が備える予備マイクロミラー７１１ｂを利用して反射光を形成していた。しかしながら、反射光は、必ずしも予備マイクロミラー７１１ｂを利用して形成しなくともよい。例えば、ＤＭＤ７１０の所定位置に、反射光を形成するための専用のマイクロミラー、あるいは、専用の発光部、などを設けておき、これからの光を反射領域７３２に入射させて、反射光を得るものであってもよい。いうまでもなく、この場合は、反射領域７３２を第２格子パターンの格子点のいずれかに相当する位置に設ける必要はない。
【0170】
上記の実施形態において、反射領域７３２を形成する態様は、どのようなものであってもよい。例えば、上記のとおり、光を透過させる材料で形成された基材７３０に、凸状の形状部分を設けて、そこに反射膜７３３を設けることによって、反射領域７３２を形成してもよい。また例えば、金属板などを凹状に形成することによって、反射領域７３２を形成してもよい。
【0171】
上記の実施形態において、ＭＬＡ部７３は、複数のマイクロレンズ７３１と反射領域７３２とが共通の基材７３０上に設けられた構成であるとしたが、ＭＬＡ部７３の構成はこれに限られるものではない。例えば、ＭＬＡ部７３は、基材上に複数のマイクロレンズ７３１が配列されてなる部材（ＭＬＡ本体部）に、反射領域７３２が設けられた部材が取り付けられた構成であってもよい。
【0172】
上記の実施形態において、センサ部７４は、ＭＬＡ部７３に対して固定的に設けられるものとしたが、センサ部７４は、空間光変調器７１に対して固定的に設けられてもよい。あるいは、センサ部７４は、位置の基準を与えることができる基準部（例えば、保持ユニット８の基準部８０）などに設けられてもよい。なお、センサ部７４がＭＬＡ部７３あるいは空間光変調器７１に対して固定的に設けられない場合、例えば、位置ずれ量を特定するにあたって、その時点における、センサ部７４とＭＬＡ部７３との相対的な位置関係などを加味して、センサ領域Ｈにおける頂点Ｔｏの適正位置を算出し、最新の適正位置を用いて、位置ずれ量を特定すればよい。
【0173】
上記の実施形態において、センサ部７４が反射光を受光する受光時間は適宜に規定することが可能であり、例えば、受光時間を延長することで、拡大率を維持したまま、受光光量を増大させることができる。
【0174】
上記の実施形態においては、ＭＬＡ部７３に設けられる１以上の反射領域７３２の各々について、該反射領域７３２で反射された反射光を受光するセンサ部７４が１個設けられるものとしたが、各反射領域７３２で反射された反射光を検出するセンサ部７４が、複数個、設けられてもよい。同様に、上記の変形例において、各反射領域７３２で反射された反射光を検出する一対のセンサ部７４ａ，７４ｂが、複数組、設けられてもよい。
【0175】
上記の実施形態において、空間光変調器７１の複数の画素部（空間光変調器７１がＤＭＤ部７１０を備える場合、複数のマイクロミラー７１１）が配列される第１格子パターン（ひいては、これと対応する第２格子パターン）は、格子方向が直交するものである必要はない。例えば、第１格子パターンは、格子方向が６０度の角度をなすものであってもよい。いうまでもなく、この場合は、ＭＬＡ部７３において複数のマイクロレンズ７３１が配列される第２格子パターンも、格子方向が６０度の角度をなすものとされる。
【0176】
上記の実施形態において、空間光変調器７１における各画素部（空間光変調器７１がＤＭＤ部７１０を備える場合、各マイクロミラー７１１）の形状は、どのようなものであってもよい。例えば、各マイクロミラー７１１は、矩形状（長方形状、あるいは、正方形状）であってもよいし、矩形状以外の多角形状であってもよい。一例として、各マイクロミラー７１１は、一辺のサイズが約１０．８μｍ程度の正方形状とすることができる。
【0177】
上記の実施形態において、空間光変調器７１はＤＭＤ７１０を備えるとしたが、空間光変調器７１の構成はこれに限られるものではない。例えば、空間光変調器７１は、ＤＭＤ７１０に変えて、平面ライトバルブ（ＰＬＶ：Planar Light Valve）、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ：Grating Light Valve）、あるいは、エルコス（ＬＣＯＳ：Liquid Crystal On Silicon）、などを備えてもよい。例えば、空間光変調器７１は、バックライトから発せられる光の透過と遮蔽を、画素部ごとに切り換え可能な透過型の液晶を含んで構成されるものであってもよい。すなわち、空間光変調器７１は、画素部ごとに光の透過と遮蔽を切り替えることで、光に空間変調を施してパターン光を形成するものであってもよい。
【0178】
なお、空間光変調器７１が例えばＤＭＤ７１０を備える場合、上記のとおり、複数のマイクロミラー７１１の各々が、光源部４１から発せられた光を反射することで、パターン光が発せられる。この構成において、ＤＭＤ７１０は、光を発する発光部と捉えることができ、各マイクロミラー７１１は、発光部における単位発光領域と捉えることができる。いうまでもなく、空間光変調器７１は、複数の単位発光領域の各々で光を反射することで光を発するものに限られるものではない。すなわち、空間光変調器７１が備える複数の単位発光領域の各々は、マイクロミラー７１１のように光の反射によって光を発するものに限られるものではなく、例えば、自発的に発光することによって（自発光によって）光を発するものであってもよいし、光を透過させることによって光を発するものであってもよい。
【0179】
上記の実施形態において、位置変更部８３は、空間光変調器７１を移動させて、その位置を変更することによって、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係を変更するものであったが、位置変更部８３の構成はこれに限られるものではない。すなわち、位置変更部８３は、空間光変調器７１の位置を変更する第１の位置変更部と、ＭＬＡ部７３の位置を変更する第２の位置変更部との少なくとも一方を含むものであればよい。別の言い方をすると、位置変更部８３は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３の少なくとも一方を、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向、および、θ方向の少なくとも一方に移動させることによって、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置関係を変更するものであればよい。また、位置変更部８３は、第１並進機構、第２並進機構、および、回転機構の全てを有するものでなくともよく、例えば、回転機構が省略されてもよい。
【0180】
位置変更部８３が、空間光変調器７１の位置を変更する第１の位置変更部と、ＭＬＡ部７３の位置を変更する第２の位置変更部との少なくとも一方を含むものである場合、位置補正部５０３は、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれが検知された場合に、一方あるいは両方の位置変更部を制御して、該位置ずれが低減されるように空間光変調器７１およびＭＬＡ部７３の一方あるいは両方の位置を変更させることで、位置ずれを補正すればよい。つまり、位置ずれを補正するにあたっては、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３のどちらの位置が変更されてもよいし、両方の位置が変更されてもよい。例えば、位置ずれが生じた原因が、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３のどちらにあるかが判明している場合には、該原因となった部材の位置を変更するようにしてもよい。もっとも、基板Ｗに対するパターン光の照射位置が変更されることがないという点において、ＭＬＡ部７３の位置を変更せずに、空間光変調器７１の位置を変更することが特に好ましい。
【0181】
上記の実施形態において、位置補正部５０３は必須の要素ではなく、これが省略されてもよい。例えば、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれが検知された場合に、例えば、表示部５６に、検知された位置ずれ量が表示されるものとし、これを見たオペレータが、必要に応じて、空間光変調器７１（または／および、ＭＬＡ部７３）を移動させるべき方向と移動量を、操作部５７を介して入力し、該入力に応じて、位置変更部８３が、空間光変調器７１（または／および、ＭＬＡ部７３）を移動させることで、位置ずれを補正するものであってもよい。もっとも、位置変更部８３も必須の要素ではなく、これが省略されてもよい。例えば、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との間の位置ずれが検知された場合に、その旨をオペレータに報知する処理が行われるものとしてもよい。
【0182】
上記の実施形態に係る保持ユニット８において、空間光変調器７１を保持する第１保持部８１、または（および）、ＭＬＡ部７３を保持する第２保持部８２を、基準部８０に対して、第１光軸Ｋ１の延在方向（Ｙ軸方向）に移動させる機構がさらに設けられてもよい。また、保持ユニット８が第１結像光学系７２の各鏡筒７２１，７２２を保持する保持部を備える場合、各保持部を、基準部８０に対して、第１光軸Ｋ１の延在方向（Ｙ軸方向）に移動させる機構がさらに設けられてもよい。この場合、空間光変調器７１、ＭＬＡ部７３、または（および）、第１結像光学系７２の各鏡筒７２１，７２２の、各Ｙ位置を変更することができる。例えば、測定器７６で測定された離間距離（露光ヘッド４２と基板Ｗとの離間距離）に応じて、ＭＬＡ部７３および第２鏡筒７２２（ひいては、第２レンズ７２２ａ）の少なくとも一方のＹ位置を調整して、パターン光の結像位置（ピント位置）を基板Ｗ（より具体的には、基板Ｗに設けられた感光材料の層Ｒの上面）に合わせ込むようにしてもよい。
【0183】
上記の実施形態においては、並進方向であるＸ軸方向およびＺ軸方向の各々について、位置ずれ量の検知および位置ずれの補正が個別に行われていた（図１３のステップＳ６～ステップＳ９、および、ステップＳ１０～ステップＳ１３）が、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の位置ずれ量の検知は、一度に行われてもよく、Ｘ軸方向およびＺ軸方向の位置ずれの補正も、一度に行われてもよい。
【0184】
上記の実施形態において、位置ずれ検知動作が行われるタイミング、位置ずれ検知動作が継続される時間、などは適宜に変更することができる。例えば、露光動作が開始されてから終了するまでの間、所定時間毎に、ステップＳ２～ステップＳ１３の一連の処理（図１３）が１回行われるものであってもよい。また、位置ずれ検知動作は、必ずしも露光動作と並行して行われなくともよく、例えば、露光動作が行われていないタイミングで位置ずれ検知動作が行われてもよい。
【0185】
上記の実施形態において、露光部４が備える露光ユニット４０の個数（すなわち、露光ヘッド４２の個数）は、何個であってもよい。例えば、露光部４が備える露光ユニット４０の個数は、１個であってもよい。また、露光部４が複数の露光ユニット４０（すなわち、複数の露光ヘッド４２）を備える場合、複数の露光ヘッド４２の配列態様はどのようなものであってもよい。例えば、複数の露光ヘッド４２が、副走査方向（Ｘ方向）に、帯状領域Ｑｊの幅（Ｘ方向の寸法）の自然数倍に相当する隙間を設けつつ、配列されてもよい。この場合、副走査動作において、ステージ１を帯状領域Ｑｊの幅だけ移動させればよい。
【0186】
上記の実施形態では、露光ヘッド４２において、空間光変調器７１、第１結像光学系７２、ＭＬＡ部７３、および、第２結像光学系７５が、Ｌ字状に折れ曲がった経路上に配列されるものとしたが、これら各部７１，７２，７３，７５は、例えばＺ方向に延在する直線状の経路上に配列されてもよい。また、上記の実施形態においては、露光ヘッド４２が測定器７６を備えるものとしたが、測定器７６は省略されてもよい。
【0187】
上記の実施形態においては、ステージ駆動機構２は回転機構２１を備えるものとしたが、回転機構２１は省略されてもよい。この場合、例えば、ステージ１を回転させることによってなされる回転方向の位置合わせが、パターンデータＤにアフィン変換などの公知の回転補正を施すことで代替されてもよい。
【0188】
上記の実施形態において、副走査機構２２および主走査機構２３の各々が備えるガイドユニット２２２，２３２の一方あるいは両方は、機械の直線運動部を「転がり」を用いてガイドを行う機械要素部品としてのＬＭガイド（登録商標）を用いて構成されてもよい。また、各ガイドユニット２２２，２３２が備える摺動部材２２２ｂ，２３２ｂの一方あるいは両方は、エアベアリングを用いて構成されてもよい。
【0189】
上記の実施形態においては、露光動作において、ステージ１を露光部４に対して相対的に移動させるものであったが、ステージ１に対して露光部４を相対的に移動させるものであってもよい。すなわち、露光装置１００は、ステージ１と露光部４とを相対的に移動させる駆動機構を有していればよい。
【0190】
上記の実施形態において、パターンデータＤとして、基板Ｗの全面に形成するべきパターンを示す単一の画像データが保持されてもよいし、該単一の画像データが、各露光ヘッド４２が描画を担当する部分毎に分割された形で保持されてもよい。
【0191】
上記の実施形態においては、空間光変調器７１とＭＬＡ部７３との位置ずれを検知する態様が、感光材料の層Ｒが形成された基板Ｗにパターン光を照射する露光装置１００に適用された場合が例示されていたが、該位置ずれを検知する態様は、パターン光を処理対象物に照射する各種の装置（例えば、金属粉体にパターン光を照射して、金属粉体を所望の形状に固めることで三次元造形物を形成する装置、など）に適用されてもよい。
【0192】
以上のように、露光装置は詳細に説明されたが、上記の説明は、全ての局面において、例示であって、これらがそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この開示の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。また、上記の実施形態および各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り、適宜に組み合わせたり、省略したりすることができる。
【符号の説明】
【0193】
１００ 露光装置
１ ステージ
２ ステージ駆動機構
３ ステージ位置計測部
４ 露光部
４１ 光源部
４２ 露光ヘッド
７１ 空間光変調器
７１１ マイクロミラー
７２ 第１結像光学系
７３ マイクロレンズアレイ部（ＭＬＡ部）７３
７３１ マイクロレンズ
７３２ 反射領域
７４，７４ａ，７４ｂ センサ部
７５ 第２結像光学系
５ 制御部
５０１ 動作制御部
５０２ 位置ずれ検知部
５０３ 位置補正部
８ 保持ユニット
８１ 第１保持部
８２ 第２保持部
８３ 位置変更部
１ ステージ
２ ステージ駆動機構
３ ステージ位置計測部
４ 露光部
４１ 光源部
４２ 露光ヘッド
７１ 空間光変調器
７１１ マイクロミラー
７２ 第１結像光学系
７３ マイクロレンズアレイ部（ＭＬＡ部）７３
７３１ マイクロレンズ
７３２ 反射領域
７４，７４ａ，７４ｂ センサ部
７５ 第２結像光学系
５ 制御部
５０１ 動作制御部
５０２ 位置ずれ検知部
５０３ 位置補正部
８ 保持ユニット
８１ 第１保持部
８２ 第２保持部
８３ 位置変更部
【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】
【図14】
【図15】
【図16】