JP2007052214A

JP2007052214A - 走査型露光装置及びマイクロデバイスの製造方法

Info

Publication number: JP2007052214A
Application number: JP2005236937A
Authority: JP
Inventors: Masanori Kato; 正紀加藤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2005-08-17
Publication date: 2007-03-01

Abstract

【課題】可変形成マスクを用いた走査型露光装置であって、露光光学系の熱、装置内の気圧または露光光の照射量の変化等による露光光学系の像特性の変動を防止することができる走査型露光装置を提供する。
【解決手段】任意のパターンを形成する可変成形マスク８と、感光基板Ｐを載置する基板ステージと、前記可変成形マスク８からの光ビームによって、前記感光基板Ｐ上に像を露光する露光光学系ＰＬ１とを備え、前記基板ステージと前記露光光学系Ｌ１とを相対的に走査させて前記感光基板Ｐにパターンを露光する走査型露光装置において、前記露光光学系Ｌ１における像特性の変化を補償するように、該露光光学系Ｌ１の像特性を補正する像特性補正手段と、前記可変成形マスク８で生成される露光パターンデータを補正するデータ補正手段との少なくとも一方を備える。
【選択図】図２

Description

この発明は、液晶表示素子等のフラットパネル表示素子等のマイクロデバイスをリソグラフィ工程で製造するための走査型露光装置及び該走査型露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法に関するものである。

マイクロデバイスの一つである液晶表示素子等を製造する場合において、マスク（レチクル、フォトマスク等）のパターンを、投影光学系を介してフォトレジスト等が塗布されたプレート（ガラスプレート、半導体ウエハ等）上に投影露光する投影露光装置が使用されている。

従来は、プレート上の各ショット領域にそれぞれマスクのパターンを一括して露光するステップアンドリピート方式の投影露光装置（ステッパ）が多用されていた。近年、１つの大型の投影光学系を使用する代わりに、複数の小型の投影光学ユニットを走査方向に沿って所定間隔で複数列に配置し、マスクステージと基板ステージとを同期走査しつつ、各投影光学ユニットにおいてそれぞれのマスクのパターンを連続的にプレート上に露光するステップアンドスキャン方式の投影露光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平７−５７９８６号公報

ところで、プレートは液晶表示素子の大型化に伴い大型化しており、現在では１ｍ角以上のプレート（ガラス基板）も用いられており、同時にマスクも大型化している。露光装置に要求されるデバイスのパターンルールが一定であれば大型のマスクにも小型のマスクと同様の平面度が要求されるため、大型のマスクのたわみやうねりを小型のマスクのたわみやうねりと同程度に抑えるために大型のマスクの厚さを小型のマスクよりも大幅に厚くする必要がある。また、一般にＴＦＴ（Thin Film Transistor）で使用されているマスクは、コスト高の石英ガラスであるため、大型化すれば製造コストが増大する。更に、マスクの平面度を維持するためのコスト、マスクパターンの検査時間の拡大等によるコスト等が増大している。

そこで、マスクの代わりにＤＭＤ（Digital Micromirror DeviceまたはDeformable Micromirror Device）等を用いてパターンを基板上に露光するマスクレス露光装置が提案されている。しかしながら、このマスクレス露光装置においては、従来のマスクを用いた投影露光装置と同様に、露光光の照射により発生する熱、装置内の気圧の変化、露光光の照射量の変化等により光学系の像特性が変動するという問題があった。

この発明の課題は、可変形成マスクを用いた走査型露光装置であって、露光光学系の熱、気圧または露光光の照射量の変化等による露光光学系の像特性の変動を防止することができる走査型露光装置及び該走査型露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法を提供することである。

この発明の走査型露光装置は、任意のパターンを形成する可変成形マスク（８）と、感光基板（Ｐ）を載置する基板ステージ（ＰＳＴ）と、前記可変成形マスク（８）からの光ビームによって、前記感光基板（Ｐ）上に像を露光する露光光学系（ＰＬ１，ＰＬ２）とを備え、前記基板ステージ（ＰＳＴ）と前記可変成形マスク（８）とを相対的に走査させて前記感光基板（８）にパターンを露光する走査型露光装置において、前記露光光学系（ＰＬ１，ＰＬ２）における像特性の変化を補償するように、該露光光学系（ＰＬ１，ＰＬ２）の像特性を補正する像特性補正手段（２０，２２，２４，３０）と、前記可変成形マスク（８）で生成される露光パターンデータを補正するデータ補正手段（８）との少なくとも一方を備えることを特徴とする。

この発明の走査型露光装置によれば、露光光学系の像特性を補正する像特性補正手段及び可変成形マスクにより生成される露光パターンデータを補正するデータ補正手段の少なくとも一方を備えているため、露光光の照射により発生する熱、装置内の気圧の変化、露光光の照射量の変化等を要因とする露光光学系の像特性の悪化を防止することができる。したがって、感光基板上の所定の位置に可変成形マスクにより形成される所定のパターンを正確に露光することができる。

また、この発明のマイクロデバイスの製造方法は、この発明の走査型露光装置を用いて所定のパターンを感光基板（Ｐ）上に露光する露光工程（Ｓ３０３）と、前記露光工程により露光された前記感光基板（Ｐ）を現像する現像工程（Ｓ３０４）とを含むことを特徴とする。

この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、この発明の走査型露光装置を用いて露光するため、感光基板上に所定のパターンを精度良く露光することができ、良好なマイクロデバイスを得ることができる。

また、この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、この発明の走査型露光装置を用いて露光するため、感光基板上に所定のパターンを精度良く露光することができ、良好なマイクロデバイスを得ることができる。

この発明の走査型露光装置は、像特性の変化を補正することができる像特性補正手段及びデータ補正手段の少なくとも一方を備え、可変成形マスクにより形成される所定のパターンを感光基板上に露光するため、特に液晶表示素子などのフラットパネルディスプレイ用の基板のように外径が５００ｍｍよりも大きい基板に対して有効である。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態にかかる走査型露光装置について説明する。図１は、実施の形態にかかる走査型露光装置の概略構成を示す斜視図である。この実施の形態においては、複数の露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３に対してプレートＰを相対的に移動させつつ液晶表示素子等のパターンを感光性材料（レジスト）が塗布された感光基板としてのプレートＰ上に転写するステップアンドスキャン方式の走査型投影露光装置を例に挙げて説明する。

また、以下の説明においては、図１中に示した直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がプレートＰに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がプレートＰに対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直方向に設定される。また、この実施の形態では、プレートＰを移動させる方向（走査方向）をＸ方向に設定している。

この走査型露光装置はプレートＰ上に任意のパターンを露光するための露光光学系を備えており、露光光学系は複数の露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３を備えている。複数の露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３は、それぞれ筐体に収容されており、コラム１に搭載されている。各筐体には筐体内に収容されている光学部材を冷却する図示しない冷却装置（冷却手段）が設けられている。したがって、露光光の照射等により装置内に発生する熱等による光学部材の特性変化を抑制することができるため、露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３のキャリブレーションを行なう回数を少なくすることができ、スループットの低下を防止することができる。露光光学ユニットＬ１，Ｌ３，Ｌ５，Ｌ７，Ｌ９，Ｌ１１，Ｌ１３は、走査方向の後方側（−Ｘ方向側）であって、Ｙ方向（非走査方向）に並んで配置されている。露光光学ユニットＬ２，Ｌ４，Ｌ６，Ｌ８，Ｌ１０，Ｌ１２は、走査方向の前方側（＋Ｘ方向側）であって、Ｙ方向に並んで配置されている。

図示しないＬＤ光源部から射出した光ビームは、ファイバに入射する。この実施の形態においては、各露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３に対応して複数のＬＤ光源部及びファイバが設けられている。なお、１つのＬＤ光源部及び１つのファイバを設け、ファイバが各露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３に対応した複数のファイバ射出端を有するようにしてもよい。

図２は露光光学ユニットＬ１の概略構成を示す図、図３は露光光学ユニットＬ１を構成するファイバ２からＤＭＤ８までの構成を示す図である。図示しないＬＤ光源部から射出され、ファイバ２に入射した光ビームは、ファイバ２の射出端から射出する。ファイバ２の射出端は、ＸＹ平面内及びＺ方向に移動可能に構成されている。ファイバ２の射出端をＸＹ平面内で移動させることにより、ファイバ２の射出端から後述するリレー光学系１０の傾斜テレセンを調整することができる。また、ファイバ２の射出端をＺ方向に移動させることにより、ファイバ２の射出端からリレー光学系１０の倍率テレセンを調整することができる。ファイバ２の射出端から射出した光ビームは、コリメート光学系４及びミラー６を介して、露光光学ユニットＬ１を構成するＤＭＤ（Digital Micromirror DeviceまたはDeformable Micromirror Device）８を均一に照明する。なお、ＤＭＤ８を露光光学ユニットＬ１とは別に設けるようにしてもよい。

図４は、ＤＭＤ（データ補正手段）８の構成を示す図である。ＤＭＤ８は、図４に示すように、微小領域に区分されたデバイスとしての多数のマイクロミラー（反射部材）８ａを有している。各マイクロミラー８ａはその角度をそれぞれ独立に変更可能に構成されており、ＤＭＤ８は各マイクロミラー８ａの角度を変化させることによりプレートＰ上に転写される任意のパターンを形成する可変成形マスクとして機能する。即ち、プレートＰの走査に同期して、反射光が後述するリレー光学系１０に導かれるように一部のマイクロミラー８ａの角度を変化させ、反射光がリレー光学系１０とは異なる方向に進行するように他部のマイクロミラー８ａの角度を変化させることにより、対応する露光領域に投影される転写パターン（露光パターンデータ）を順次生成する。この際、ＤＭＤ８の角度を調節してＯＮ、ＯＦＦすることにより露光パターンデータを形成して、露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３を介してプレートＰ上にパターンが形成される。

また、図２に示すように、ＤＭＤ８の近傍には温度センサ９（図３では図示せず）が配置されており、温度センサ９はＤＭＤ８の温度を計測する。温度センサ９による計測結果は、後述する制御装置ＣＯＮＴに対して出力される。また、図３に示すように、ＤＭＤ８のマイクロミラー８ａにより反射され、リレー光学系１０とは異なる方向に進行した光ビームは、レンズ５０を介して、光ビームの光量を計測する光量センサ５２に入射する。光量センサ５２は、光量センサ５２に入射する光ビームの光量を計測するとともに、光量センサ５２に入射する光ビームの光分布を計測することができる。光量センサ５２による計測結果は、後述する制御装置ＣＯＮＴに対して出力される。

ＤＭＤ８（一部のマイクロミラー８ａ）により反射された光ビームは、リレー光学系１０に入射する。図５は、リレー光学系１０の構成を示す図である。リレー光学系１０は、リレーレンズ群１２ａ、絞り１４、リレーレンズ群１２ｂ及びリレーレンズ群１２ｃを備えている。光ビームは、リレーレンズ群１２ａ、絞り１４、リレーレンズ群１２ｂ及びリレーレンズ群１２ｃを介することにより拡大されて、マイクロレンズアレイ１６に入射する。リレーレンズ群１２ａ〜１２ｃは、ＸＹ平面及びＺ方向に移動可能に構成されている。リレーレンズ群１２ａ〜１２ｃの少なくとも１つをＸＹ平面で移動させることにより、ファイバ２の射出端からリレー光学系１０の傾斜テレセンを調整することができる。また、リレーレンズ群１２ａ〜１２ｃの少なくとも１つをＺ方向に移動させることにより、ファイバ２の射出端からリレー光学系１０の倍率テレセンを調整することができる。

図６は、マイクロレンズアレイ１６及び後述する点像視野絞り１８の一部の構成を示す図である。マイクロレンズアレイ１６は、図６に示すように、ＤＭＤ８を構成するマイクロミラー８ａのそれぞれに対応する多数の要素レンズ１６ａを有しており、プレートＰと光学的に共役な位置またはその近傍に配置されている。また、マイクロレンズアレイ１６は、ＸＹ平面に平行な方向及びＺ方向に移動可能、かつＸＹ平面に対して傾斜可能に構成されている。

マイクロレンズアレイ１６の各要素レンズ１６ａを通過した光ビームは、点像視野絞り１８を通過する。点像視野絞り１８は、図６に示すように、マイクロレンズアレイ１６を構成する要素レンズ１６ａのそれぞれに対応して設けられた多数の開口部１８ａを有している。点像視野絞り１８の各開口部１８ａを通過することにより、露光光学ユニットＬ１内で発生するゴースト及びＤＭＤ８のオンオフ時に発生する像流れによる露光への悪影響を防止することができる。また、点像視野絞り１８の近傍には温度センサ１９配置されており、温度センサ１９は点像視野絞り１８の温度を計測する。温度センサ１９による計測結果は、後述する制御装置ＣＯＮＴに対して出力される。

なお、点像視野絞り１８は、多数の開口部１８ａの代わりに、マイクロレンズアレイ１６の要素レンズ１６ａのそれぞれに対応して設けられた多数の光透過部を有するようにしてもよい。また、他の露光光学ユニットＬ２〜Ｌ１３も、ＤＭＤ、リレー光学系、マイクロレンズアレイ及び点像視野絞りを備えており、これらＤＭＤ、リレー光学系、マイクロレンズアレイ及び点像視野絞りは、ＤＭＤ８、リレー光学系１０、マイクロレンズアレイ１６、点像視野絞り１８と同様の構成を有している。

点像視野絞り１８の各開口部１８ａを通過した光ビームは、図２に示すように、投影光学系ＰＬ１に入射する。図７は、露光光学ユニットＬ１を構成する投影光学系ＰＬ１及び露光光学ユニットＬ２を構成する投影光学系ＰＬ２の構成を示す図である。図７に示すように、投影光学系ＰＬ１に入射した光ビームは、投影光学系ＰＬ１を構成するフォーカス調整機構（像特性補正手段）２０に入射する。フォーカス調整機構２０は、第１光学部材２０ａと第２光学部材２０ｂを備えている。第１光学部材２０ａ及び第２光学部材２０ｂは、くさび状に形成され光ブームを透過可能なガラス板であり、一対のくさび型光学部材を構成している。また、第１光学部材２０ａ及び第２光学部材２０ｂは、相対的に移動可能に構成されている。第２光学部材２０ｂに対して第１光学部材２０ａをＸ方向にスライドするように移動させることにより、投影光学系ＰＬ１の像面位置がＺ方向に移動する。

フォーカス調整機構２０を通過した光ビームは、シフト調整機構（像特性補正手段）２２に入射する。シフト調整機構２２は、Ｙ軸まわりに回転可能に構成されている平行平面ガラス板２２ａと、Ｘ軸まわりに回転可能に構成されている平行平面ガラス板２２ｂを備えている。平行平面ガラス板２２ａがＹ軸まわりに回転することによりプレートＰ上におけるパターンの像はＸ軸方向にシフトする。平行平面ガラス板２２ｂがＸ軸まわりに回転することによりプレートＰ上におけるパターンの像はＹ軸方向にシフトする。

シフト調整機構２２を通過した光ビームは、回転調整機構としての直角プリズム（像特性補正手段）２４に入射する。直角プリズム２４は、Ｚ軸まわりに回転可能に構成されている。直角プリズム２４がＺ軸まわりに回転することによりプレートＰ上におけるパターンの像はＺ軸まわりに回転する。直角プリズム２４により反射された光ビームは、レンズ群２６を介してミラー２８により反射される。ミラー２８により反射された光ビームは、再びレンズ群２６及び直角プリズム２４を介して、倍率調整機構（像特性補正手段）３０に入射する。

倍率調整機構３０は、３つのレンズ３０ａ，３０ｂ，３０ｃを備えている。３つのレンズ３０ａ〜３０ｃは例えば凹レンズ３０ａ、凸レンズ３０ｂ、凹レンズ３０ｃから構成されており、凸レンズ３０ｂをＺ方向に移動させることによりプレートＰ上に形成されるパターン像の倍率の調整を行なうことができる。倍率調整機構３０を通過した光ビームは、外径が５００ｍｍよりも大きい、つまり一辺もしくは対角線が５００ｍｍよりも大きいフラットパネルディスプレイ用のプレートＰ上の所定の露光領域に所定のパターン像を形成する。なお、他の露光光学ユニットＬ２〜Ｌ１３を構成する投影光学系（以下、投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ１３という）は、投影光学系ＰＬ１と同一の構成を有する。

図８は、プレートＰ上における投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ１３のそれぞれによる投影領域４８ａ〜４８ｍを示す平面図である。各投影領域４８ａ〜４８ｍは、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ１３の視野領域に対応して所定の形状（六角形、菱形、平行四辺形等）に設定されており、この実施の形態においては台形形状を有している。投影領域４８ａ、４８ｃ，４８ｅ，４８ｇ，４８ｉ，４８ｋ，４８ｍと投影領域４８ｂ，４８ｄ，４８ｆ，４８ｈ，４８ｊ，４８ｌとはＸ方向に対向して配置されている。さらに、投影領域４８ａ〜４８ｍのそれぞれは隣り合う投影領域の端部（境界部）どうしがＹ方向に重ね合わせるように並列配置されている。

図１に示すように、プレートＰを載置するプレートステージＰＳＴは、防振台３２ａ，３２ｂ及び図示しない防振台（以下、防振台３２ｃという）に支持されているベース３４上に設けられている。防振台３２ａ〜３２ｃは、外部からの振動を露光装置に伝えないようにし、通常３つ以上設置される。プレートステージＰＳＴは、リニアモータ３６により走査方向（Ｘ方向）に移動可能に構成されており、ガイド３７に対してエアギャップで浮上させる所謂エアステージの構成を有している。また、プレートステージＰＳＴは、非走査方向（Ｙ方向）に微量移動可能に構成されている図示しない微動ステージを有している。

また、コラム１に固定されている露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３に対するプレートステージＰＳＴのＸ方向における位置を、移動鏡４０ａ，４０ｂを用いて計測及び制御するＸレーザ干渉計３８を備えている。また、露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３に対するプレートＰＳＴのＹ方向における位置を、移動鏡４２を用いて計測及び制御するＹレーザ干渉計（図示せず）を備えている。

また、露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３の走査方向の後方側（−Ｘ方向側）には、プレートＰに設けられているアライメントマークを検出する複数のアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６及びプレートＰのＺ方向における位置を検出するオートフォーカス系ＡＦ１〜ＡＦ６がＹ方向（非走査方向）に並んで配置されている。また、プレートステージＰＳＴの−Ｘ方向の端部には、Ｙ方向に複数並んだＡＩＳマークを有する基準部材４４が設けられている。また、基準部材４４の下方には空間像計測センサ（ＡＩＳ）が設けられており、空間像計測センサはプレートステージＰＳＴに埋設されている。

空間像計測センサは、各ＤＭＤの位置と、各ＤＭＤにより形成される転写パターン（露光パターンデータ）の像がプレートＰ上に投影される位置の関係を求めるために用いられる。即ち、ＤＭＤにより形成される基準マークとＡＩＳマークが一致するようにプレートステージＰＳＴを移動し、基準マークの像とＡＩＳマークとを空間像計測センサで検出し、この検出結果に基づいてＤＭＤの位置とＤＭＤにより形成される転写パターンの像がプレートＰ上に投影される位置との関係を求める。なお、この場合にＤＭＤにより形成される基準マークは、後述するパターン記憶部７４（図９参照）に記憶されているものであり、プレートステージＰＳＴの位置はＸレーザ干渉計３８及びＹレーザ干渉計により検出される。

また、空間像計測センサは、アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６の位置とプレートステージＰＳＴの位置の関係を求めるために用いられる。即ち、プレートステージＰＳＴを移動し、アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６の計測領域中心（具体的には計測領域に設けられている指標マーク）にＡＩＳマークを一致させ、このときのプレートステージＰＳＴの位置をＸレーザ干渉計３８及びＹレーザ干渉計で検出する。この検出結果に基づいて、アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６の位置とプレートステージＰＳＴ位置の関係を求める。

また、プレートステージＰＳＴの近傍には、各露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３を介した光ビームの照度を計測する少なくとも１つの照度計（図示せず）が設けられている。照度計は、ＸＹ平面上を移動可能に構成されており、各露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３から射出される光ビームを計測できる位置に移動し、各露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３から射出される光ビームの照度を計測する。照度計による計測結果は、制御装置ＣＯＮＴに対して出力される。

また、プレートステージＰＳＴの近傍には、各露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３の照明テレセントリシティ（倍率テレセントリシティ及び傾斜テレセントリシティ）を求めるための照明テレセン計測系（図示せず）が設けられている。照明テレセン計測系は、ＸＹ平面上を移動可能に構成されており、各露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３から射出される光ビームの光束断面の重心位置を計測できる位置に移動し、各露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３から射出される光ビームの光束断面の重心位置を計測する。照明テレセン計測系による計測結果は、制御装置ＣＯＮＴに対して出力される。光ビームの光束断面の重心位置を計測することにより、露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３の倍率テレセントリシティ及び傾斜テレセントリシティのずれを計測することができる。即ち、倍率テレセントリシティがずれている場合には光ビームの光束断面の重心位置は拡がりを有し、傾斜テレセントリシティがずれている場合には光ビームの光束断面の重心位置は光束断面の中心から外れる。また、この実施の形態にかかる走査型露光装置は、装置内の気圧を計測する気圧計（図示せず）を備えている。気圧計による計測結果は、制御装置ＣＯＮＴに対して出力される。

図９は、この実施の形態にかかる走査型露光装置のシステム構成を示すブロック図である。図９に示すように、この走査型露光装置は、露光処理に関する動作を総括制御する制御装置ＣＯＮＴを備えている。制御装置ＣＯＮＴには、ファイバ２の射出端の位置を移動するファイバ射出端駆動部５６が接続されている。ファイバ射出端駆動部５６は、制御装置ＣＯＮＴからの制御信号に基づいてファイバ２の射出端をＸＹ平面内またはＺ方向に移動させる。同様に、制御装置ＣＯＮＴには露光光学ユニットＬ２〜Ｌ１３を構成するファイバの射出端の位置を移動するファイバ射出端駆動部（図示せず）が接続されており、ファイバ射出端駆動部は、制御装置ＣＯＮＴからの制御信号に基づいてファイバの射出端をＸＹ平面内またはＺ方向に移動させる。

また、制御装置ＣＯＮＴには、リレーレンズ群１２ａを移動するリレーレンズ駆動部５８ａ、リレーレンズ群１２ｂを移動するリレーレンズ駆動部５８ｂ、リレーレンズ群１２ｃを移動するリレーレンズ駆動部５８ｃが接続されている。リレーレンズ駆動部５８ａ〜５８ｃは、制御装置ＣＯＮＴからの制御信号に基づいてリレーレンズ群１２ａ〜１２ｃをＸＹ平面内またはＺ方向に移動させる。同様に、制御装置ＣＯＮＴには露光光学ユニットＬ２〜Ｌ１３を構成するリレーレンズ群を移動するリレーレンズ駆動部（図示せず）が接続されており、リレーレンズ駆動部は、制御装置ＣＯＮＴからの制御信号に基づいてリレーレンズ群をＸＹ平面またはＺ方向に移動させる。

また、制御装置ＣＯＮＴには、絞り１４を移動する絞り駆動部５９が接続されている。絞り駆動部５９は、制御装置ＣＯＮＴからの制御信号に基づいて絞り１４をＸＹ平面内またはＺ方向に移動させる。同様に、制御装置ＣＯＮＴには露光光学ユニットＬ２〜Ｌ１３を構成する絞りを移動する絞り駆動部（図示せず）が接続されており、絞り駆動部は、制御装置ＣＯＮＴからの制御信号に基づいて絞りをＸＹ平面またはＺ方向に移動させる。

また、制御装置ＣＯＮＴには、ＤＭＤ８の各マイクロミラー８ａを個別に駆動するＤＭＤ駆動部６０が接続されている。ＤＭＤ駆動部６０は、制御装置ＣＯＮＴからの制御信号に基づいてＤＭＤ８の各マイクロミラー８ａの角度を変更する。同様に、制御装置ＣＯＮＴには露光光学ユニットＬ２〜Ｌ１３を構成するＤＭＤの各マイクロミラーを個別に駆動するＤＭＤ駆動部（図示せず）が接続されており、ＤＭＤ駆動部は制御装置ＣＯＮＴからの制御信号に基づいてＤＭＤの各マイクロミラーの角度を変更する。

また、制御装置ＣＯＮＴには、マイクロレンズアレイ１６を駆動するレンズアレイ駆動部６２が接続されている。レンズアレイ駆動部６２は、制御装置ＣＯＮＴからの制御信号に基づいてマイクロレンズアレイ１６をＸＹ平面内もしくはＺ方向に移動、またはＸＹ平面に対して傾斜させる。同様に、制御装置ＣＯＮＴには露光光学ユニットＬ２〜Ｌ１３を構成するマイクロレンズアレイを駆動するレンズアレイ駆動部（図示せず）が接続されており、レンズアレイ駆動部は制御装置ＣＯＮＴからの制御信号に基づいてマイクロレンズアレイをＸＹ平面内もしくはＺ方向に移動、またはＸＹ平面に対して傾斜させる。

また、制御装置ＣＯＮＴには、フォーカス調整機構２０を駆動するフォーカス調整機構駆動部６４、シフト調整機構２２を駆動するシフト調整機構駆動部６６、直角プリズム２４を駆動する直角プリズム駆動部６８、倍率調整機構３０を駆動する倍率調整機構駆動部７０が接続されている。フォーカス調整機構駆動部６４、シフト調整機構駆動部６６、直角プリズム駆動部６８、倍率調整機構駆動部７０は、制御装置ＣＯＮＴからの制御信号に基づいてフォーカス調整機構２０、シフト調整機構２２、直角プリズム２４、倍率調整機構３０を駆動させる。同様に、各投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ１３を構成するフォーカス調整機構を駆動するフォーカス調整機構駆動部（図示せず）、シフト調整機構を駆動するシフト調整機構駆動部（図示せず）、直角プリズムを駆動する直角プリズム駆動部（図示せず）、倍率調整機構を駆動する倍率調整機構駆動部（図示せず）が接続されている。フォーカス調整機構駆動部、シフト調整機構駆動部、直角プリズム駆動部、倍率調整機構駆動部は、制御装置ＣＯＮＴからの制御信号に基づいてフォーカス調整機構、シフト調整機構、直角プリズム、倍率調整機構を駆動させる。

また、制御装置ＣＯＮＴには、プレートステージＰＳＴを走査方向であるＸ方向に沿って移動させ、かつＹ方向に微小移動させるプレートステージ駆動部７２が接続されている。また、制御装置ＣＯＮＴには、アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６、オートフォーカス系ＡＦ１〜ＡＦ６、空間像計測センサ、照度計、気圧計、照明テレセン計測系、Ｘレーザ干渉計３８及びＹレーザ干渉計が接続されている。また、制御装置ＣＯＮＴには、光量センサ５２、温度センサ９，１９が接続されている。同様に、各露光光学ユニットＬ２〜Ｌ１３が備える光量センサ及び温度センサが接続されている。

また、制御装置ＣＯＮＴには、ＤＭＤ８において形成する転写パターン（露光パターンデータ）や、アライメントや空間像計測に用いられる基準マークを記憶するパターン記憶部７４が接続されている。また、制御装置ＣＯＮＴには、露光データ、例えば温度や気圧に対する光学系の像特性の変動量等が記憶されている露光データ記憶部７６が接続されている。

この実施の形態にかかる走査型露光装置においては、ＤＭＤ８のマイクロミラー８ａ、マイクロレンズアレイ１６の各要素レンズ１６ａ及び点像視野絞り１８の各開口部１８ａは、ＸＹ平面内においてＸ方向及びＹ方向に平行な方向に二次元的に配列されている。点像視野絞り１８の各開口部１８ａを通過した光ビームのそれぞれがＸ方向及びＹ方向に平行な位置に到達する状態で走査露光した場合、Ｘ方向に平行な線状のパターンを形成することができるが、Ｙ方向に平行な線状のパターンを形成することができない。したがって、Ｙ方向に平行な線状のパターンも露光することができるように、例えば点像視野絞り１８をＺ軸まわりに所定角度α回転させて設置し、図１０に示すように、回転させた点像視野絞り１８の各開口部１８ａを通過した光ビームがプレートＰ上に到達するようにする。なお、点像視野絞り１８の回転に伴い、マイクロレンズアレイ１６もＺ軸まわりの所定角度α回転させて設置する。

即ち、制御装置ＣＯＮＴは、レンズアレイ駆動部６２に対して制御信号を出力し、レンズアレイ駆動部６２を介してマイクロレンズアレイ１６をＺ軸を軸として回転駆動させる。また、制御装置ＣＯＮＴは、マイクロレンズアレイ１６と同様に、図示しない駆動部を介して点像視野絞り１８をＺ軸を軸として回転駆動させる。また、制御装置ＣＯＮＴは、ＤＭＤ駆動部６０に対して制御信号を出力し、マイクロレンズアレイ１６の各要素レンズ１６及び点像視野絞り１８の各開口部１８ａに対応するように、ＤＭＤ駆動部６０を介してＤＭＤ８の各マイクロミラー８ａの角度を調整する。マイクロレンズアレイ１６及び点像視野絞り１８が回転することにより、点像視野絞り１８の各開口部１８ａを通過した光ビームがＺ軸まわりに所定角度α回転されてプレートＰ上に到達する。この状態で走査露光した場合、Ｘ方向及びＹ方向に平行な線状のパターンを形成することができる。

なお、直角プリズム駆動部６８を介して直角プリズム２４をＺ軸まわりに回転駆動させることにより、点像視野絞り１８の各開口部１８ａを通過した光ビームがＺ軸まわりに所定角度回転されてプレートＰ上に到達するようにしてもよい。また、この実施の形態においては、ＸＹ平面内においてＸ方向及びＹ方向に平行な方向に二次元的に配列された点像視野絞り１８の開口部１８ａを備えているが、ＸＹ平面内においてＸ方向及びＹ方向に対して４５度傾斜した方向に二次元的に配列された点像視野絞りの開口部を備えてもよい。この場合おいても、点像視野絞りの各開口部を通過した光ビームが、例えば図１１に示すように、Ｚ軸まわりに所定角度α回転させてプレートＰ上に到達するようにする。

なお、制御装置ＣＯＮＴは、他の露光光学ユニットＬ２〜Ｌ１３のそれぞれが備えるマイクロレンズアレイ及び点像視野絞りをＺ軸に対して回転駆動させ、ＤＭＤの各マイクロミラーの角度を調整する、または、直角プリズムをＺ軸に対して回転駆動させる。こうすることにより、点像視野絞りの各開口部を通過した光ビームが、点像視野絞り１８の各開口部１８ａを通過した光ビームと同様に、Ｚ軸まわりに所定角度α回転させてプレートＰ上に到達するようにする。

また、この実施の形態にかかる走査型投影露光装置においては、欠陥、例えば故障、誤作動またはゴミの付着等により精度が低下したＤＭＤ８の各マイクロミラー８ａを検知、即ち、各マイクロミラー８ａの動作確認をすることができる（マスク動作判定手段）。まず、制御装置ＣＯＮＴは、ＤＭＤ駆動部６０に対して制御信号を出力し、ＤＭＤ駆動部６０を介してＤＭＤ８の所定の領域に属するマイクロミラー８ａにより反射された光ビームが光量センサ５２に入射するようにマイクロミラー８ａの角度を調整する。具体的には、ＤＭＤ８を例えば１０箇所程度の領域に分割し、各領域に属するマイクロミラー８ａにより反射された光ビームの光量を光量センサ５２により検出する。制御装置ＣＯＮＴは、予め露光データ記憶部７６に記憶されている各領域に属するマイクロミラー８ａにより反射された光ビームの光量と、光量センサ５２により検出された光ビームの光量とを比較する。露光データ記憶部７６に記憶されている光量と光量センサ５２により検出された光量とが同一である場合には、その領域に属するマイクロミラー８ａすべてに欠陥がないと判別する。露光データ記憶部７６に記憶されている光量と光量センサ５２により検出された光量とが同一でない場合には、その領域に属するマイクロミラー８ａのいずれかに欠陥があると判別する。

マイクロミラー８ａのいずれかに欠陥があると判別された領域は更に細分化されて、細分化された領域に属するマイクロミラー８ａにより反射された光ビームの光量を光量センサ５２により検出する。制御装置ＣＯＮＴは、予め露光データ記憶部７６に記憶されている細分化された領域に属するマイクロミラー８ａにより反射された光ビームの光量と、光量センサ５２により検出された光ビームの光量とを比較する。露光データ記憶部７６に記憶されている光量と光量センサ５２により検出された光量とが同一である場合には、その細分化された領域に属するマイクロミラー８ａすべてに欠陥がないと判別する。露光データ記憶部７６に記憶されている光量と光量センサ５２により検出された光量とが同一でない場合には、その細分化された領域に属するマイクロミラー８ａのいずれかに欠陥があると判別する。

制御装置ＣＯＮＴは、ＤＭＤ８の欠陥があると疑われる領域の細分化、細分化された領域の光量の検出、記憶されている光量と計測結果による光量との比較を繰り返すことにより、欠陥のあるマイクロミラー８ａを特定する。欠陥のあるマイクロミラー８ａが検知された場合には、制御装置ＣＯＮＴは、欠陥のあるマイクロミラー８ａを用いない方法、例えば画像データの補正等による転写パターンの形成を行ない、メンテナンス時に欠陥のあるマイクロミラー８ａの交換を報知する。欠陥のあるマイクロミラー８ａの検知のタイミングとしては、画像データ等をパターン記憶部７４及び露光データ記憶部７６に転送している間、プレートを交換している間、アライメントをしている間等がよい。このように、装置のスループットを低下させることなく、マイクロミラー８ａの欠陥を検知することができ、欠陥のあるマイクロミラーを使用することによる露光精度の低下を最小限に抑えることができる。

なお、光量センサ５２により計測された光量に基づいてＤＭＤ８のマイクロミラー８ａの欠陥を検知する方法について説明したが、光量センサ５２により計測される光分布に基づいてＤＭＤ８のマイクロミラー８ａの欠陥を検知してもよい。

また、ＤＭＤ８のマイクロミラー８ａの欠陥を検知する方法と同様の方法を用いて、マイクロレンズアレイ１６の各要素レンズ１６ａの欠陥を検知することができる。この場合には、マイクロレンズアレイ１６を通過する光ビームの光量を計測する光量センサを設け、この光量センサの計測結果に基づいて各要素レンズ１６ａの欠陥を検知する。

また、ＤＭＤ８のマイクロミラー８ａまたはマイクロレンズアレイ１６の各要素レンズ１６ａの欠陥を検知する方法と同様の方法を用いて、他の露光光学ユニットＬ２〜Ｌ１３のそれぞれが備えるＤＭＤのマイクロミラーまたはマイクロレンズアレイの各要素レンズの欠陥を検知することができる。

また、この実施の形態にかかる走査型露光装置おいては、気温、気圧、照射量変動に伴う露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３により形成される像位置のずれ及び露光光学ユニット間の相対位置のずれの補正を行なうことができる。まず、制御装置ＣＯＮＴは、温度センサ９からＤＭＤ８の温度、温度センサ１９から点像視野絞り１８の温度を取得する。同様に、露光光学ユニットＬ２〜Ｌ１３のそれぞれが備える温度センサからＤＭＤ及び点像視野絞りの温度を取得する。また、図示しない気圧計から装置内の気圧、図示しない照度計から露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３のそれぞれを介した光ビームの照射量を取得する。なお、代表する複数の点に設けた温度センサの温度に基づいて光ビームの照射量を取得してもよい。

制御装置ＣＯＮＴは、予め露光データ記憶部７６に記憶されている気温、気圧、照射量の変動に伴う露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３により形成される像位置のずれ量及び露光光学ユニット間の相対位置のずれ量を取得する。制御装置ＣＯＮＴは、取得した各ＤＭＤの温度、各点像視野絞りの温度、装置内の気圧、光ビームの照射量、気温等の変動に伴う露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３の像位置のずれ量及び露光光学ユニット間の相対位置のずれ量に基づいて、露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３の像位置のずれ量及び露光光学ユニット間の相対位置のずれ量を特定し、露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３の像位置及び露光光学ユニット間の相対位置の補正量を算出する。

制御装置ＣＯＮＴは、算出された各露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３の像位置の補正量に基づいて、各露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３が形成する像位置の調整を行なう。また、制御装置ＣＯＮＴは、算出された露光光学ユニット間の相対位置の補正量に基づいて、露光光学ユニット間の相対的な位置合わせの調整を行なう。

また、光量センサ５２から投影光学系ＰＬ１とは異なる方向に反射された光束の反射光量及び投影光学系ＰＬ１とは異なる方向に反射された光束の光分布の少なくとも１つを取得し、取得した反射光量及び光分布の少なくとも一方に基づいて、ＤＭＤ８から投影光学系ＰＬ１に導かれる光ビームの光量及び光分布の少なくとも一方を求めてもよい。求められた光量及び光分布に基づいて露光光学ユニットＬ１の像位置のずれ量及び露光光学ユニット間の相対位置のずれ量を特定し、露光光学ユニットＬ１の像位置及び露光光学ユニット間の相対位置の補正量を算出してもよい。

制御装置ＣＯＮＴは、算出された補正量に基づいて、フォーカス調整機構駆動部６４、シフト調整機構駆動部６６、直角プリズム駆動部６８及び倍率調整機構駆動部７０の少なくとも１つに制御信号を出力する。そして、フォーカス調整機構駆動部６４、シフト調整機構駆動部６６、直角プリズム駆動部６８及び倍率調整機構駆動部７０の少なくとも１つを介して、フォーカス調整機構２０、シフト調整機構２２、直角プリズム２４及び倍率調整機構３０の少なくとも１つを駆動させ、像位置の補正を行なう。同様に、投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ１３のそれぞれが備えるフォーカス調整機構、シフト調整機構、直角プリズム及び倍率調整機構の少なくとも１つを駆動させ、像位置の補正を行なう。

なお、ＤＭＤ駆動部６０及びレンズアレイ駆動部６２の少なくとも１つを介してＤＭＤ８のマイクロミラー８ａの角度及びマイクロレンズアレイ１６の位置の少なくとも１つを調整することにより像位置の補正を行なってもよい。同様に、他の露光光学ユニットＬ２〜Ｌ１３のそれぞれが備えるＤＭＤのマイクロミラーの角度及びマイクロレンズアレイの位置の少なくとも１つを調整することにより、像位置の補正を行なってもよい。

また、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ１３のそれぞれが備えるフォーカス調整機構、シフト調整機構、直角プリズム（回転調整機構）及び倍率調整機構の少なくとも１つを駆動させ、補正された像特性（像位置）に対応させて、露光データ記憶部７６に記憶されているＤＭＤ８により生成される露光データを補正してもよい。

また、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ１３のそれぞれが備えるフォーカス調整機構、シフト調整機構、直角プリズム（回転調整機構）及び倍率調整機構の少なくとも１つを駆動させ、像特性（像位置）を補正した際に生じる像歪を予め求めておき、予め求められた像歪をキャンセルするようにＤＭＤ８を駆動するための露光データを補正してもよい。この場合において、予め求められた像歪は露光データ記憶部７６に記憶されており、制御装置ＣＯＮＴは、必要に応じて露光データ記憶部７６から記憶されている像歪を読み込む。

また、露光光学ユニット間の相対的なフォーカス位置の補正を行なう場合において、上述のフォーカス調整機構を駆動させることによりフォーカス位置の調整を行う代わりに、マイクロレンズアレイをＸＹ平面に対して傾斜させることによりフォーカス位置の調整を行うようにしてもよい。即ち、例えば露光光学ユニットＬ１により形成される投影領域４８ａと露光光学ユニットＬ２により投影領域４８ｂとの継ぎ部の相対的なフォーカス位置を調整するために、露光光学ユニットＬ１（露光光学ユニットＬ２）を構成するマイクロレンズアレイ１６をＸＹ平面に対して傾斜させることにより、投影領域４８ａ（投影領域４８ｂ）の継ぎ部のフォーカス位置を投影領域４８ｂ（投影領域４８ａ）の継ぎ部のフォーカス位置に合わせる。または、互いのマイクロレンズアレイをＸＹ平面に対して傾斜させることにより、互いの継ぎ部のフォーカス位置を合わせてもよい。具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、レンズアレイ駆動部に対して制御信号を出力し、レンズアレイ駆動部を介してマイクロレンズアレイをＸＹ平面に対して傾斜させる。

また、気温、気圧、照射量変動に伴う露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３により形成される像位置のずれ及び露光光学ユニット間の相対位置のずれの補正を行なうタイミングとしては、温度センサ、気圧計、照度計の計測結果がある閾値を超えた場合、所定の期間を超えた場合、所定の枚数のプレートの露光を終えた場合等が考えられる。装置のスループットの低下を防止するために、補正のタイミングを設定可能にすることが望ましい。

また、この実施の形態にかかる走査型露光装置においては、急激な温度変化または急激な光ビームの照射量の変化を回避するために、暖機動作が行なわれる。プレートが滞留したとき、またはデータの差し替え時など、装置の稼動が一時的に停止した場合、光ビームの照射量が急激に減少し、温度が急激に低下する。このような急峻な温度変化や照射量の変化は、露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３を構成する光学部材の変形の発生要因となる。したがって、このような急激な温度変化及び照射量の変化が生じないように、暖機動作を行う。具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、プレートステージ駆動部７２に対して制御信号を出力し、プレートステージ駆動部７２を介してプレートステージＰＳＴを継続駆動し、図示しない光源部からの光ビームの照射のオンオフを繰り返す。このように暖機動作を行うことにより、急峻な温度変化及び照射量の変化を防止し、露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３を構成する光学部材の変形を防止する。

また、この実施の形態にかかる走査型露光装置においては、投影光学系ＰＬ１に入射する光ビームのテレセントリシティ、即ちファイバ２の射出端からリレー光学系１０の照明テレセントリシティ（倍率テレセントリシティ、傾斜テレセントリシティ）を調整することにより、点像視野絞り１８上に到達する光ビームのＸＹ平面内における位置及びＺ方向における位置を調整することができる。図１２は、ファイバ２の射出端から点像視野絞り１８まで（ミラー６及びリレーレンズ群１２ｂについては図示せず）の光ビームの照明テレセントリシティが良好である場合を示す図である。図１３は、ファイバ２の射出端から点像視野絞り１８まで（ミラー６及びリレーレンズ群１２ｂについては図示せず）の倍率テレセントリシティがずれている場合（実線で示す光路）、照明テレセントリシティが良好な場合（破線で示す光路）を示す図である。図１４は、ファイバ２の射出端から点像視野絞り１８まで（ミラー６及びリレーレンズ群１２ｂについては図示せず）の傾斜テレセントリシティがずれている場合（実線で示す光路）、照明テレセントリシティが良好な場合（破線で示す光路）を示す図である。

制御装置ＣＯＮＴは、照明テレセン計測系による計測結果に基づいて、照明テレセントリシティを計測する。計測された照明テレセントリシティに基づいて、ファイバ射出端駆動部５６、リレーレンズ駆動部５８ａ〜５８ｃ、絞り駆動部５９の少なくとも１つに対して制御信号を出力する。ファイバ射出端駆動部５６、リレーレンズ駆動部５８ａ〜５８ｃ、絞り駆動部５９の少なくとも１つは、ファイバ２の射出端、リレーレンズ群１２ａ〜１２ｃ、絞り１４の少なくとも１つを、図１３に示すようにＺ方向に移動させることにより倍率テレセントリシティを調整し、図１４に示すようにＸＹ平面内で移動させることにより傾斜テレセントリシティを調整する。なお、傾斜テレセントリシティについては、図１４に示すように、リレーレンズ群１２ａと絞り１４との間の光路中に、ＸＹ平面に対して傾斜可能に構成されている平行平面板１３を設け、この平行平面板１３をＸＹ平面に対して傾斜させることにより傾斜テレセントリシティを調整してもよい。

また、露光光学ユニットＬ２〜Ｌ１３のそれぞれを構成するファイバ射出端駆動部、リレーレンズ駆動部、絞り駆動部の少なくとも１つを介してファイバの射出端、リレーレンズ群、絞りの少なくとも１つを駆動させることにより、露光光学ユニットＬ２〜Ｌ１３のそれぞれを構成するファイバの射出端からリレー光学系の照明テレセントリシティの調整を行う。このように、照明テレセントリシティの調整をすることができるため、温度変化等により点像視野絞り１８の開口部１８ａの大きさまたは位置が変動した場合においても、光ビームを対応する開口部１８ａに確実に導くことができる。

この実施の形態にかかる走査型投影露光装置によれば、基板ステージの走査に同期して可変パターン生成装置において生成される転写パターン（露光パターンデータ）を変化させることができるため、所望のパターンを容易に転写することができる。また、転写パターンであるマスク使用時に必要であったマスクステージを備える必要がなく、露光装置のコストダウン及び小型化を可能とする。また、この走査型投影露光装置によれば、投影光学系が転写パターンの像の調整を行う調整機構を備えているため、可変パターン生成装置により生成される転写パターンの像を正確に投影露光することができる。

尚、可変成形マスクにより形成されたパターンをプレート上に形成する際に、プレートを載置したプレートステージを移動させることによりプレートステージの走り誤差、露光光学系を支持しているコラムの変形が生じ、結果としてプレート上のパターンに位置誤差が発生する場合には、試し露光を行うことにより、プレートステージの走り誤差等によるパターンの配列誤差を計測する。計測した計測値を用いて、各露光光学ユニットにより形成される投影像の位置を直接補正する補正テーブルを作成し、プレートの各位置における補正テーブルを持つことにより、像の位置の補正を逐次行うようにしてもよい。また、走査方向ごとの補正値を持つようにしてもよい。尚、実施の形態では、一回のスキャンでプレートの露光が完結するものを示したが、複数の走査露光の合間にプレートステージをステップ動作させるステップアンドスキャン露光の方法に用いてもよい。また、露光光学系に対してプレートステージを走査させるものを示したが、露光光学系をプレートに対して走査するようにしてもよいことは言うまでもない。尚その際にも、露光光学系の移動による装置の変形が考えられ、プレートの各露光位置における像の位置補正値を設定するようにしてもよい。

この実施の形態にかかる走査型露光装置によれば、露光光学ユニットの像特性を補正するフォーカス調整機構、シフト調整機構、直角プリズム及び倍率調整機構を備えているため、光ビームの照射により発生する熱、装置内の気圧の変化、光ビームの照射量の変化等を要因とする露光光学ユニットの像特性の悪化を防止することができる。また、可変整形マスクとしてのＤＭＤにより形成されるパターンにかかる露光データを補正することができるため、光ビームの照射により発生する熱、装置内の気圧の変化、光ビームの照射量の変化等を要因とする露光光学ユニットの像特性の悪化を防止することができる。したがって、プレート上の所定の位置にＤＭＤにより形成される所定のパターンを正確に露光することができる。

なお、この実施の形態では、投影光学系の結像特性の変化に対応して、像特性補正手段とデータ補正手段との少なくとも一方を用いることを示したが、これだけでなく感光基板であるプレートの変形に合わせるように上記像特性補正手段とデータ補正手段との少なくとも一方を用いて制御するようにしてもよい。特にパターンが既に形成されているプレートに対してパターンを露光する２ＮＤ露光以降の露光に対して有効になる。この場合、投影光学系の結像特性の変化と感光基板であるプレートのパターン領域の形状の変化に基づいて、像特性補正手段とデータ補正手段との少なくとも一方が制御されることとなる。

また、この実施の形態にかかる走査型露光装置においては、図７に示す投影光学系を備えているが、図１５または図１６に示すような構成を有する投影光学系を備えるようにしてもよい。図１５に示す投影光学系は、プリズム２４ａ、レンズ群２６ａ、ミラー２８ａにより構成されている。図１６に示す投影光学系は、ビームスプリッタ２４ｂ、１／４波長板２５、レンズ群２６ｂ、ミラー２８ｂにより構成されている。

また、この実施の形態にかかる走査型露光装置においては、点像視野絞り及び投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ１３を介した光ビームによりパターン像をプレートＰ上に形成しているが、図１７に示すように、マイクロレンズアレイを通過した光ビームによりパターン像をプレートＰ上に形成するようにしてもよい。即ち、点像視野絞り及び投影光学系を備えない構成にしてもよい。この場合には、装置本体をコンパクト化及び低コスト化することができる。

また、この実施の形態にかかる走査型露光装置においては、照明テレセン計測系により照明テレセントリシティを計測しているが、空間像計測センサにより照明テレセントリシティを計測するようにしてもよい。この場合には、大きなマークを用いて空間像の絶対位置をベストフォーカス位置で計測し、計測結果に基づいて照明テレセントリシティ（倍率テレセントリシティ及び傾斜テレセントリシティ）を計測する。

また、この実施の形態においては、ファイバの射出端から射出した略正方形の光束断面形状を有する光ビームをＤＭＤに入射させているが、例えば図１８（ａ）（ｂ）に示すようなプリズム５ａ，５ｂをコリメート光学系４とミラー６（またはＤＭＤ８）との間の光路中に挿入することにより光束断面形状をＤＭＤ８と同様の矩形状に整形し、ＤＭＤ８に入射させるようにしてもよい。この場合においては、図４に示す矩形状のＤＭＤ８に正方形状の光束を入射させた場合と比較して、光ビームを無駄なく使用することができる。

また、この実施の形態にかかる走査型露光装置においては、露光光学ユニットＬ１〜Ｌ１３のそれぞれを収容する筐体内に冷却装置を備えているが、各投影光学系または各投影光学系を構成する少なくとも１つの光学部材を冷却する冷却装置を備えるようにしてもよい。

また、この実施の形態にかかる走査型露光装置においては、ＤＭＤ及び点像視野絞りの温度を計測する温度センサを備えているが、装置全体を計測する温度センサを備えるようにしてもよい。

上述の各実施の形態にかかる走査型露光装置では、投影光学系を用いて可変成形マスクにより形成された転写用のパターンを感光性基板（プレート）に露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、上述の各実施の形態にかかる走査型露光装置を用いて感光性基板としてのプレート等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図１９のフローチャートを参照して説明する。

先ず、図１９のステップＳ３０１において、１ロットのプレート上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、その１ロットのプレート上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ３０３において、上述の各実施の形態にかかる走査型露光装置を用いて、可変成形マスクにより形成されたパターンの像が投影光学系を介して、その１ロットのプレート上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップＳ３０４において、その１ロットのプレート上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップＳ３０５において、その１ロットのプレート上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、可変成形マスクにより形成されたパターンに対応する回路パターンが、各プレート上の各ショット領域に形成される。

その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、可変成形マスクを備え、プレート上に形成される像位置を補正することができる走査型露光装置を用いて露光を行なっているため、良好な半導体デバイスを得ることができる。なお、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５では、プレート上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、プレート上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。

また、上述の各実施の形態にかかる走査型露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図２０のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。まず、図２０において、パターン形成工程Ｓ４０１では、上述の各実施の形態にかかる走査型露光装置を用いて可変成形マスクにより形成されたパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２へ移行する。

次に、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２の後に、セル組み立て工程Ｓ４０３が実行される。セル組み立て工程Ｓ４０３では、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程Ｓ４０３では、例えば、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。

その後、モジュール組み立て工程Ｓ４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、可変成形マスクを備え、プレート上に形成される像位置を補正することができる走査型露光装置を用いて露光を行なっているため、良好な液晶表示素子を得ることができる。

実施の形態にかかる走査型露光装置の概略構成を示す斜視図である。実施の形態にかかる露光光学ユニットの構成を示す図である。実施の形態にかかるファイバからＤＭＤまでの構成を示す図である。実施の形態にかかるＤＭＤの構成を示す図である。実施の形態にかかるＤＭＤから点像視野絞りまでの構成を示す図である。実施の形態にかかるマイクロレンズアレイ及び点像視野絞りの一部の構成を示す図である。実施の形態にかかる投影光学系の構成を示す図である。実施の形態にかかるプレート上における各投影光学系による投影領域を示す平面図である。実施の形態にかかる走査型露光装置のシステム構成を示すブロック図である。実施の形態にかかる点像視野絞りの各開口部を通過した光ビームがプレート上に到達する位置を説明するための図である。実施の形態にかかる点像視野絞りの各開口部を通過した光ビームがプレート上に到達する位置を説明するための図である。照明テレセントリシティを説明するための図である。倍率テレセントリシティを説明するための図である。傾斜テレセントリシティを説明するための図である。実施の形態にかかる他の投影光学系の構成を示す図である。実施の形態にかかる他の投影光学系の構成を示す図である。実施の形態にかかる他の露光光学ユニットの構成を示す図である。実施の形態にかかる他の露光光学ユニットの構成を示す図である。この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートである。この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。

符号の説明

２…ファイバ、４…コリメート光学系、８…ＤＭＤ、９，１９…温度センサ、１０…リレー光学系、１６…マイクロレンズアレイ、１８…点像視野絞り、２０…フォーカス調整機構、２２…シフト調整機構、２４…直角プリズム（回転調整機構）、３０…倍率調整機構、５２…光量センサ、Ｌ１〜Ｌ１３…露光光学ユニット、ＰＬ１〜ＰＬ１３…投影光学系、Ｐ…プレート、ＰＳＴ…プレートステージ、ＣＯＮＴ…制御装置。

Claims

任意のパターンを形成する可変成形マスクと、感光基板を載置する基板ステージと、前記可変成形マスクからの光ビームによって、前記感光基板上に像を露光する露光光学系とを備え、前記基板ステージと前記可変成形マスクとを相対的に走査させて前記感光基板にパターンを露光する走査型露光装置において、
前記露光光学系における像特性の変化を補償するように、該露光光学系の像特性を補正する像特性補正手段と、前記可変成形マスクで生成される露光パターンデータを補正するデータ補正手段との少なくとも一方を備えることを特徴とする走査型露光装置。
前記像特性補正手段は、前記感光基板上に形成される像の倍率、像回転またはフォーカス位置を補正することを特徴とする請求項１記載の走査型露光装置。
前記露光光学系における像特性の変化は、該露光光学系における露光光の照射量、温度変化、気圧変動の少なくとも１つに基づく変化であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の走査型露光装置。
前記データ補正手段は、前記像特性補正手段により補正された像特性に対応させて、前記可変成形マスクで生成される露光パターンデータを補正することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の走査型露光装置。
前記データ補正手段は、前記像特性補正手段により前記像特性を補正した際の像歪を予め求めておき、該予め求められた像歪をキャンセルするように補正することを特徴とする請求項４記載の走査型露光装置。
前記像特性補正手段は、前記露光光学系における照射量あるいは温度変化に基づいて制御されることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の走査型露光装置。
前記露光光学系は、複数の露光光学ユニットからなり、該複数の露光光学ユニットはそれぞれ個別に可変成形マスクに対応して配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の走査型露光装置。
前記露光光学系は、該露光光学系の筐体もしくは前記露光光学系の少なくとも一部の光学部材を冷却する冷却手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の走査型露光装置。
前記可変成形マスクは、微小領域に区分されたデバイスからなり、前記感光基板の近傍または該感光基板と共役な位置もしくはその近傍に、前記微小領域に対応するようにレンズアレイが配置され、
前記像補正手段は、前記レンズアレイを移動もしくは回転させることを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の走査型露光装置。
前記可変成形マスクは、反射部材を含み、
前記可変成形マスクから前記露光光学系に導かれる光量を、前記露光光学系とは異なる方向に反射された光束の反射光量から推測し、前記光量に基づいて前記像特性補正手段及び前記データ補正手段の少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の走査型露光装置。
前記可変成形マスクは、反射部材を含み、
前記可変成形マスクから前記露光光学系に導かれる光分布を、前記露光光学系とは異なる方向に反射された光束の反射光束の分布から推測し、該反射光束の分布に基づいて、前記可変成形マスクの動作確認を行なうマスク動作判定手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の走査型露光装置。
前記感光基板は、外径が５００ｍｍよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか一項に記載の走査型露光装置。
請求項１乃至請求項１２の何れか一項に記載の走査型露光装置を用いて所定のパターンを感光基板上に露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された前記感光基板を現像する現像工程と、
を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。