JP6227347B2 - Exposure apparatus and optical apparatus - Google Patents

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Description

この発明は、空間変調された光を基板に照射して基板を露光する技術に関する。   The present invention relates to a technique for exposing a substrate by irradiating the substrate with spatially modulated light.

基板上に塗布された感光材料に回路などのパターンを形成するにあたって、光源から出射された光に、パターンを表現したCADデータに応じた空間変調を施し、当該空間変調された光で基板上の感光材料を走査することにより、当該感光材料に直接にパターンを露光する露光装置(所謂、描画装置)が、近年注目されている。光に空間変調を施す空間光変調器として、例えば、GLV(Grating Light Valve:グレーチング・ライト・バルブ)(「GLV」は登録商標)等が知られている(特許文献1参照)。   When forming a pattern such as a circuit on the photosensitive material applied on the substrate, the light emitted from the light source is subjected to spatial modulation according to the CAD data representing the pattern, and the spatially modulated light is used on the substrate. In recent years, an exposure apparatus (so-called drawing apparatus) that directly exposes a pattern on the photosensitive material by scanning the photosensitive material has attracted attention. As a spatial light modulator that applies spatial modulation to light, for example, GLV (Grating Light Valve) (“GLV” is a registered trademark) is known (see Patent Document 1).

特開2012−93701号公報JP 2012-93701 A

空間光変調器は、光源から出射された光を変調面(例えば、GLVの場合は、リボンの配列面)で受光して、当該受光した光に、空間変調を施す。   The spatial light modulator receives light emitted from a light source on a modulation surface (for example, a ribbon arrangement surface in the case of GLV), and performs spatial modulation on the received light.

ところで、露光装置は、例えば、起動直後や長期間の不使用状態後は、熱的に安定しておらず、熱的に不安定な状態では、各部材の昇温に伴う熱変形等が原因となって、光源から出射される光が揺らぎやすい。また、露光装置が熱的に安定した後であっても、光源のドリフト特性等によって、光源から出射される光が揺らぐことがある。光源から出射される光が揺らぐと、空間光変調器の変調面において、定められた位置からずれた位置に光が入射してしまう。変調面に入射する光の位置ずれは、基板上の光の照射位置のずれとなって現れてしまう。このように、変調面に入射する光の状態に異常があると、適切な露光処理が担保されない虞がある。   By the way, for example, the exposure apparatus is not thermally stable immediately after startup or after a long period of non-use, and in a thermally unstable state, it is caused by thermal deformation accompanying the temperature rise of each member. Thus, the light emitted from the light source tends to fluctuate. Even after the exposure apparatus is thermally stabilized, the light emitted from the light source may fluctuate due to drift characteristics of the light source. When the light emitted from the light source fluctuates, the light enters the position shifted from the determined position on the modulation surface of the spatial light modulator. The positional deviation of the light incident on the modulation surface appears as a deviation of the irradiation position of the light on the substrate. Thus, if there is an abnormality in the state of the light incident on the modulation surface, there is a possibility that appropriate exposure processing cannot be ensured.

従来の技術では、変調面における光の状態を把握する術がなかった。このため、例えば、変調面において、定められた位置からずれた位置に光が入射していたとしても、これを早い段階で検知することができず、歩留まりの低下につながっていた。   In the prior art, there is no way to grasp the light state on the modulation surface. For this reason, for example, even if light is incident on a position shifted from a predetermined position on the modulation surface, this cannot be detected at an early stage, leading to a decrease in yield.

この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、空間光変調器の変調面における光の状態を、正確に把握できる技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a technique capable of accurately grasping the state of light on the modulation surface of a spatial light modulator.

第1の態様は、空間変調された光を基板に照射して前記基板を露光する露光装置であって、基板を保持する保持部と、空間変調された光を形成する光学装置と、を備え、前記光学装置が、光を出射する光源部と、前記光源部から出射された光の一部を、観察対象面を介して受光して、前記観察対象面の撮像データを取得する観察部と、前記光源部から出射された光の残りを、変調面で受光して、当該受光した光にパターンデータに応じた空間変調を施す空間光変調器と、前記観察部が取得した前記撮像データに基づいて、前記観察対象面における光の状態を特定し、当該特定された光の状態を、前記変調面における光の状態と推定する、状態推定部と、を備え、前記光源部から前記観察対象面までの光学距離と、前記光源部から前記変調面までの光学距離とが、等しい。 A first aspect is an exposure apparatus that irradiates a substrate with spatially modulated light to expose the substrate, and includes a holding unit that holds the substrate and an optical device that forms the spatially modulated light. A light source unit that emits light; and an observation unit that receives a part of the light emitted from the light source unit through the observation target surface and acquires imaging data of the observation target surface; The remaining light emitted from the light source unit is received by a modulation surface, and the received light is subjected to spatial modulation according to pattern data, and the imaging data acquired by the observation unit A state estimation unit that identifies a light state on the observation target surface and estimates the identified light state as a light state on the modulation surface, and from the light source unit to the observation target Optical distance to the surface and from the light source to the modulation surface. And optical distance is equal.

の態様は、第の態様に係る露光装置であって、前記状態推定部が、前記観察部が取得した前記撮像データに基づいて、前記観察対象面における光の入射位置を特定し、当該特定された光の入射位置を、前記変調面における光の入射位置と推定する。 A second aspect is the exposure apparatus according to the first aspect, wherein the state estimation unit specifies an incident position of light on the observation target surface based on the imaging data acquired by the observation unit, The identified light incident position is estimated as the light incident position on the modulation surface.

の態様は、第の態様に係る露光装置であって、前記状態推定部が推定した前記変調面における光の入射位置に基づいて、前記光源部から出射された光が進行する光路と前記変調面との相対的な位置関係を調整する補正部、を備える。 A third aspect is an exposure apparatus according to the second aspect, in which the light emitted from the light source unit travels based on the incident position of light on the modulation surface estimated by the state estimation unit; A correction unit that adjusts a relative positional relationship with the modulation surface.

の態様は、第の態様に係る露光装置であって、前記光学装置が、前記光源部から出射された光を前記変調面に光を収束させる第1レンズ、を備え、前記補正部が、前記第1レンズを変位させることによって、前記相対的な位置関係を変更する。 A 4th aspect is an exposure apparatus which concerns on a 3rd aspect, Comprising: The said optical apparatus is provided with the 1st lens which converges the light radiate | emitted from the said light source part on the said modulation surface, The said correction | amendment part However, the relative positional relationship is changed by displacing the first lens.

の態様は、第の態様に係る露光装置であって、前記光学装置が、前記光源部から出射された光を前記観察対象面に光を収束させる第2レンズ、を備え、前記光源部から前記第1レンズまでの光学距離が、前記光源部から前記第2レンズまでの光学距離と、等しい。 A fifth aspect is the exposure apparatus according to the fourth aspect, wherein the optical device includes a second lens that converges the light emitted from the light source unit onto the observation target surface, and the light source The optical distance from the part to the first lens is equal to the optical distance from the light source part to the second lens.

の態様は、空間変調を施された光を形成する光学装置であって、光を出射する光源部と、前記光源部から出射された光の一部を、観察対象面を介して受光して、前記観察対象面の撮像データを取得する観察部と、前記光源部から出射された光の残りを、変調面で受光して、当該受光した光にパターンデータに応じた空間変調を施す空間光変調器と、前記観察部が取得した前記撮像データに基づいて、前記観察対象面における光の状態を特定し、当該特定された光の状態を、前記変調面における光の状態と推定する、状態推定部と、を備え、前記光源部から前記観察対象面までの光学距離と、前記光源部から前記変調面までの光学距離とが、等しい。 A sixth aspect is an optical device that forms light subjected to spatial modulation, and receives a light source unit that emits light and a part of the light emitted from the light source unit through an observation target surface. Then, the remaining light emitted from the observation unit for acquiring imaging data of the observation target surface and the light source unit is received by the modulation surface, and the received light is subjected to spatial modulation according to the pattern data. Based on the imaging data acquired by the spatial light modulator and the observation unit, the state of light on the surface to be observed is specified, and the state of the specified light is estimated as the state of light on the modulation surface. A state estimation unit, and an optical distance from the light source unit to the observation target surface is equal to an optical distance from the light source unit to the modulation surface.

第1、第の態様によると、光源部から出射された光の、観察対象面での撮像データを取得できる。ここで、光源部から観察対象面までの光学距離が、光源部から変調面までの光学距離と等しいので、観察対象面における光の状態(特に、光学距離に依存する光の状態)が、変調面における光の状態と等しいと推定できる。したがって、観察部が取得した撮像データから、空間光変調器の変調面における光の状態を、正確に把握できる。 According to the first and sixth aspects, it is possible to acquire imaging data on the observation target surface of the light emitted from the light source unit. Here, since the optical distance from the light source unit to the observation target surface is equal to the optical distance from the light source unit to the modulation surface, the light state on the observation target surface (in particular, the light state depending on the optical distance) is modulated. It can be estimated that it is equal to the state of light on the surface. Therefore, it is possible to accurately grasp the state of light on the modulation surface of the spatial light modulator from the imaging data acquired by the observation unit.

しかも、観察部が取得した撮像データに基づいて、変調面における光の状態を推定する状態推定部を備える。したがって、例えば、変調面における光の状態に異常がある場合に、これを速やかに検知できる。 In addition, a state estimation unit that estimates the light state on the modulation surface based on the imaging data acquired by the observation unit is provided. Therefore, for example, when there is an abnormality in the light state on the modulation surface, this can be detected quickly.

の態様によると、状態推定部が、観察部が取得した撮像データに基づいて、変調面における光の入射位置を推定する。したがって、例えば、変調面における光の入射位置が理想位置からずれている場合に、これを速やかに検知できる。 According to the second aspect, the state estimation unit estimates the light incident position on the modulation surface based on the imaging data acquired by the observation unit. Therefore, for example, when the incident position of light on the modulation surface deviates from the ideal position, this can be detected quickly.

の態様によると、補正部が、状態推定部が推定した変調面における光の入射位置に基づいて、光源部から出射された光が進行する光路と変調面との相対的な位置関係を調整する。この構成によると、例えば、推定された入射位置が理想位置からずれている場合に、当該相対的な位置関係を変更することによって、変調面における光の実際の入射位置を理想位置に近づけることができる。これによって、露光位置精度の低下を抑制できる。 According to the third aspect, the correction unit determines the relative positional relationship between the optical path on which the light emitted from the light source unit travels and the modulation surface based on the incident position of the light on the modulation surface estimated by the state estimation unit. adjust. According to this configuration, for example, when the estimated incident position is deviated from the ideal position, the actual incident position of light on the modulation surface can be brought closer to the ideal position by changing the relative positional relationship. it can. Thereby, it is possible to suppress a decrease in exposure position accuracy.

の態様によると、第1レンズを変位させることによって、光源部から出射された光が進行する光路と変調面との相対的な位置関係を変更する。この構成によると、簡易な構成で、変調面における光の実際の入射位置を変更できる。 According to the fourth aspect, the relative positional relationship between the optical path along which the light emitted from the light source unit travels and the modulation surface is changed by displacing the first lens. According to this configuration, the actual incident position of light on the modulation surface can be changed with a simple configuration.

の態様によると、観察対象面に光を収束させる第2レンズと光源部との間の光学距離が、変調面に光を収束させる第1レンズと光源部との間の光学距離と、等しい。この構成によると、光源部から出射されて観察対象面に入射する光の履歴と、光源部から出射されて変調面に入射する光の履歴とが等しくなる。したがって、観察部が取得した撮像データから、空間光変調器の変調面における光の状態を、特に正確に推定できる。
According to the fifth aspect, the optical distance between the second lens that converges light on the observation target surface and the light source unit is the optical distance between the first lens that converges light on the modulation surface and the light source unit; equal. According to this configuration, the history of light emitted from the light source unit and incident on the observation target surface is equal to the history of light emitted from the light source unit and incident on the modulation surface. Therefore, the state of light on the modulation surface of the spatial light modulator can be estimated particularly accurately from the imaging data acquired by the observation unit.

露光装置の側面図である。It is a side view of exposure apparatus. 露光装置の上面図である。It is a top view of exposure apparatus. 露光ヘッドを模式的に示す図である。It is a figure which shows an exposure head typically. 制御部のハードウェア構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the hardware constitutions of a control part. 露光ユニットの一部構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a partial structure of an exposure unit. レンズ変位機構を模式的に示す図である。It is a figure which shows a lens displacement mechanism typically. 露光装置において実行される処理の流れを示す図である。It is a figure which shows the flow of the process performed in exposure apparatus. 描画処理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a drawing process.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であり、本発明の技術的範囲を限定する事例ではない。以下の説明において参照される各図には、各部材の位置関係や動作方向を明確化するために、共通のXYZ直交座標系およびθ軸が適宜付されている。また、図面においては、理解容易のため、各部の寸法や数が誇張または簡略化して図示されている場合がある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiment is an example embodying the present invention, and is not an example of limiting the technical scope of the present invention. In each of the drawings referred to in the following description, a common XYZ orthogonal coordinate system and θ axis are appropriately attached in order to clarify the positional relationship and operation direction of each member. In the drawings, the size and number of each part may be exaggerated or simplified for easy understanding.

<1.露光装置1の全体構成>
露光装置1の構成について、図1、図2を参照しながら説明する。図1は、露光装置1の構成を模式的に示す側面図である。図2は、露光装置1の構成を模式的に示す平面図である。なお、図1、図2においては、説明の便宜上、カバーパネル12の一部が図示省略されている。
<1. Overall Configuration of Exposure Apparatus 1>
The configuration of the exposure apparatus 1 will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a side view schematically showing the configuration of the exposure apparatus 1. FIG. 2 is a plan view schematically showing the configuration of the exposure apparatus 1. In FIGS. 1 and 2, a part of the cover panel 12 is not shown for convenience of explanation.

露光装置1は、レジスト等の感光材料の層が形成された基板Wの上面に、CADデータ等に応じて空間変調した光(描画光)を照射して、パターン(例えば、回路パターン)を露光(描画)する装置である(所謂、描画装置)。なお、露光装置1で処理対象とされる基板Wは、例えば、半導体基板、プリント基板、液晶表示装置等に具備されるカラーフィルタ用基板、液晶表示装置やプラズマ表示装置等に具備されるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板、磁気ディスク用基板、光ディスク用基板、太陽電池用パネル、等である。図示の例では、基板Wとして、円形の半導体基板が例示されている。   The exposure apparatus 1 exposes a pattern (for example, a circuit pattern) by irradiating light (drawing light) spatially modulated in accordance with CAD data or the like onto the upper surface of the substrate W on which a layer of a photosensitive material such as a resist is formed. (Drawing) device (so-called drawing device). The substrate W to be processed by the exposure apparatus 1 is, for example, a color filter substrate provided in a semiconductor substrate, a printed board, a liquid crystal display device, etc., a flat panel provided in a liquid crystal display device, a plasma display device, or the like. Glass substrates for displays, magnetic disk substrates, optical disk substrates, solar cell panels, and the like. In the illustrated example, a circular semiconductor substrate is illustrated as the substrate W.

露光装置1は、本体フレーム11で構成される骨格の天井面、床面、および、周囲面にカバーパネル12が取り付けられた構成を備えている。本体フレーム11とカバーパネル12とが、露光装置1の筐体を形成する。露光装置1の筐体の内部空間(すなわち、カバーパネル12で囲われる空間)は、受け渡し領域13と処理領域14とに区分されている。処理領域14には、基台15が配置されている。また、基台15上には、門型の支持フレーム16が立設される。   The exposure apparatus 1 has a structure in which a cover panel 12 is attached to a ceiling surface, a floor surface, and a peripheral surface of a skeleton composed of a main body frame 11. The main body frame 11 and the cover panel 12 form a casing of the exposure apparatus 1. The internal space of the casing of the exposure apparatus 1 (that is, the space surrounded by the cover panel 12) is divided into a delivery area 13 and a processing area 14. A base 15 is disposed in the processing area 14. A gate-shaped support frame 16 is erected on the base 15.

露光装置1は、搬送装置2、プリアライメント部3、ステージ4、ステージ駆動機構5、ステージ位置計測部6、マーク撮像ユニット7、露光ユニット8、および、制御部9を備える。これら各構成要素は、露光装置1の筐体内部(すなわち、受け渡し領域13、および、処理領域14)、あるいは、筐体外部(すなわち、本体フレーム11の外側の空間)、に配置される。以下において、これらの各構成要素について、具体的に説明する。   The exposure apparatus 1 includes a transport device 2, a pre-alignment unit 3, a stage 4, a stage drive mechanism 5, a stage position measurement unit 6, a mark imaging unit 7, an exposure unit 8, and a control unit 9. Each of these components is arranged inside the casing of the exposure apparatus 1 (that is, the transfer area 13 and the processing area 14) or outside the casing (that is, the space outside the main body frame 11). Hereinafter, each of these components will be specifically described.

<搬送装置2>
搬送装置2は、基板Wを搬送する。搬送装置2は、受け渡し領域13に配置され、処理領域14に対する基板Wの搬出入を行う。搬送装置2は、具体的には、例えば、基板Wを支持するための2本のハンド21,21と、ハンド21,21を独立に移動(進退移動および昇降移動)させるハンド駆動機構22と、を備える。
<Transport device 2>
The transport device 2 transports the substrate W. The transfer device 2 is disposed in the transfer area 13 and carries the substrate W in and out of the processing area 14. Specifically, the transport apparatus 2 includes, for example, two hands 21 and 21 for supporting the substrate W, and a hand drive mechanism 22 that moves the hands 21 and 21 independently (advancement and retraction and elevating movement), Is provided.

露光装置1の筐体外部であって、受け渡し領域13に隣接する位置には、カセットCを載置するためのカセット載置部17が配置されており、搬送装置2は、カセット載置部17に載置されたカセットCに収容された未処理の基板Wを取り出して処理領域14に搬入するとともに、処理領域14から処理済みの基板Wを搬出してカセットCに収容する。なお、カセット載置部17に対するカセットCの受け渡しは、外部搬送装置(図示省略)によって行われる。   A cassette placing portion 17 for placing the cassette C is disposed outside the housing of the exposure apparatus 1 and adjacent to the transfer area 13. The transport device 2 is provided with the cassette placing portion 17. The unprocessed substrate W accommodated in the cassette C placed on the substrate is taken out and loaded into the processing region 14, and the processed substrate W is unloaded from the processing region 14 and accommodated in the cassette C. In addition, delivery of the cassette C with respect to the cassette mounting part 17 is performed by an external conveyance apparatus (illustration omitted).

<プリアライメント部3>
プリアライメント部3は、基板Wが後述するステージ4に載置されるのに先だって、当該基板Wの回転位置を粗く補正する処理(プリアライメント処理)を行う。プリアライメント部3は、例えば、回転可能に構成された載置台と、載置台に載置された基板Wの外周縁の一部に形成された切り欠き部(例えば、ノッチ、オリエンテーションフラット等)の位置を検出するセンサと、載置台を回転させる回転機構と、を含んで構成することができる。この場合、プリアライメント部3におけるプリアライメント処理は、まず、載置台に載置された基板Wの切り欠き部の位置をセンサで検出し、続いて、回転機構が、当該切り欠き部の位置が定められた位置となるように載置台を回転させることによって行われる。
<Pre-alignment unit 3>
The pre-alignment unit 3 performs a process (pre-alignment process) for roughly correcting the rotational position of the substrate W before the substrate W is placed on the stage 4 described later. The pre-alignment unit 3 includes, for example, a mounting table that is configured to be rotatable, and a notch (for example, a notch, an orientation flat, or the like) formed in a part of the outer peripheral edge of the substrate W mounted on the mounting table. It can comprise including the sensor which detects a position, and the rotation mechanism which rotates a mounting base. In this case, in the pre-alignment process in the pre-alignment unit 3, first, the position of the notch portion of the substrate W placed on the mounting table is detected by a sensor, and then the rotation mechanism determines whether the position of the notch portion is the same. This is performed by rotating the mounting table so as to be in a predetermined position.

<ステージ4>
ステージ4は、筐体内部に基板Wを保持する保持部である。ステージ4は、処理領域14に配置された基台15上に、配置される。ステージ4は、具体的には、例えば、平板状の外形を有し、その上面に基板Wを水平姿勢に載置して保持する。ステージ4の上面には、複数の吸引孔(図示省略)が形成されており、この吸引孔に負圧(吸引圧)を形成することによって、ステージ4上に載置された基板Wをステージ4の上面に固定保持することができるようになっている。
<Stage 4>
The stage 4 is a holding unit that holds the substrate W inside the housing. The stage 4 is disposed on a base 15 disposed in the processing region 14. Specifically, the stage 4 has, for example, a flat plate-like outer shape, and places and holds the substrate W on the upper surface thereof in a horizontal posture. A plurality of suction holes (not shown) are formed on the upper surface of the stage 4, and a negative pressure (suction pressure) is formed in the suction holes, whereby the substrate W placed on the stage 4 is placed on the stage 4. It can be fixedly held on the upper surface of the.

<ステージ駆動機構5>
ステージ駆動機構5は、ステージ4を基台15に対して移動させる。ステージ駆動機構5は、処理領域14に配置された基台15上に、配置される。
<Stage drive mechanism 5>
The stage drive mechanism 5 moves the stage 4 relative to the base 15. The stage drive mechanism 5 is disposed on a base 15 disposed in the processing region 14.

ステージ駆動機構5は、具体的には、ステージ4を回転方向(Z軸周りの回転方向(θ軸方向))に回転させる回転機構51と、回転機構51を介してステージ4を支持する支持プレート52と、支持プレート52を副走査方向(X軸方向)に移動させる副走査機構53とを備える。ステージ駆動機構5は、さらに、副走査機構53を介して支持プレート52を支持するベースプレート54と、ベースプレート54を主走査方向(Y軸方向)に移動させる主走査機構55とを備える。   Specifically, the stage drive mechanism 5 includes a rotation mechanism 51 that rotates the stage 4 in the rotation direction (rotation direction around the Z axis (θ axis direction)), and a support plate that supports the stage 4 via the rotation mechanism 51. 52 and a sub-scanning mechanism 53 that moves the support plate 52 in the sub-scanning direction (X-axis direction). The stage drive mechanism 5 further includes a base plate 54 that supports the support plate 52 via the sub-scanning mechanism 53, and a main scanning mechanism 55 that moves the base plate 54 in the main scanning direction (Y-axis direction).

回転機構51は、ステージ4の上面(基板Wの載置面)の中心を通り、当該載置面に垂直な回転軸Aを中心としてステージ4を回転させる。回転機構51は、例えば、上端が載置面の裏面側に固着され、鉛直軸に沿って延在する回転軸部511と、回転軸部511の下端に設けられ、回転軸部511を回転させる回転駆動部(例えば、回転モータ)512とを含む構成とすることができる。この構成においては、回転駆動部512が回転軸部511を回転させることにより、ステージ4が水平面内で回転軸Aを中心として回転することになる。   The rotation mechanism 51 rotates the stage 4 about a rotation axis A that passes through the center of the upper surface of the stage 4 (mounting surface of the substrate W) and is perpendicular to the mounting surface. For example, the rotation mechanism 51 is provided at the lower end of the rotation shaft portion 511 and the lower end of the rotation shaft portion 511 that is fixed to the back surface side of the mounting surface and extends along the vertical axis, and rotates the rotation shaft portion 511. A rotation drive unit (for example, a rotation motor) 512 may be included. In this configuration, the rotation drive unit 512 rotates the rotation shaft portion 511, so that the stage 4 rotates about the rotation axis A in the horizontal plane.

副走査機構53は、支持プレート52の下面に取り付けられた移動子とベースプレート54の上面に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ531とを有している。また、ベースプレート54には、副走査方向に延びる一対のガイド部材532が敷設されており、各ガイド部材532と支持プレート52との間には、ガイド部材532に摺動しながら当該ガイド部材532に沿って移動可能なボールベアリングが設置されている。つまり、支持プレート52は、当該ボールベアリングを介して一対のガイド部材532上に支持される。この構成においてリニアモータ531を動作させると、支持プレート52はガイド部材532に案内された状態で副走査方向に沿って滑らかに移動する。   The sub-scanning mechanism 53 has a linear motor 531 configured by a mover attached to the lower surface of the support plate 52 and a stator laid on the upper surface of the base plate 54. The base plate 54 is provided with a pair of guide members 532 extending in the sub-scanning direction. The guide members 532 slide between the guide members 532 and the support plate 52 while sliding on the guide members 532. Ball bearings that can move along are installed. That is, the support plate 52 is supported on the pair of guide members 532 via the ball bearing. When the linear motor 531 is operated in this configuration, the support plate 52 moves smoothly along the sub-scanning direction while being guided by the guide member 532.

主走査機構55は、ベースプレート54の下面に取り付けられた移動子と基台15上に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ551を有している。また、基台15には、主走査方向に延びる一対のガイド部材552が敷設されており、各ガイド部材552とベースプレート54との間には例えばエアベアリングが設置されている。エアベアリングにはユーティリティ設備から常時エアが供給されており、ベースプレート54は、エアベアリングによってガイド部材552上に非接触で浮上支持される。この構成においてリニアモータ551を動作させると、ベースプレート54はガイド部材552に案内された状態で主走査方向に沿って摩擦なしで滑らかに移動する。   The main scanning mechanism 55 includes a linear motor 551 that includes a moving element attached to the lower surface of the base plate 54 and a stator laid on the base 15. In addition, a pair of guide members 552 extending in the main scanning direction is laid on the base 15, and an air bearing, for example, is installed between each guide member 552 and the base plate 54. Air is always supplied from utility equipment to the air bearing, and the base plate 54 is levitated and supported on the guide member 552 by the air bearing in a non-contact manner. When the linear motor 551 is operated in this configuration, the base plate 54 smoothly moves without friction along the main scanning direction while being guided by the guide member 552.

<ステージ位置計測部6>
ステージ位置計測部6は、ステージ4の位置を計測する。ステージ位置計測部6は、具体的には、例えば、ステージ4外からステージ4に向けてレーザ光を出射するとともにその反射光を受光し、当該反射光と出射光との干渉からステージ4の位置(具体的には、主走査方向に沿うY位置、および、回転方向に沿うθ位置)を計測する、干渉式のレーザ測長器により構成される。
<Stage position measurement unit 6>
The stage position measurement unit 6 measures the position of the stage 4. Specifically, for example, the stage position measurement unit 6 emits laser light from outside the stage 4 toward the stage 4 and receives the reflected light, and the position of the stage 4 is determined from the interference between the reflected light and the emitted light. Specifically, it is constituted by an interference type laser length measuring device that measures the Y position along the main scanning direction and the θ position along the rotation direction.

<マーク撮像ユニット7>
マーク撮像ユニット7は、ステージ4に保持された基板Wの上面を撮像する光学機器である。マーク撮像ユニット7は、支持フレーム16に支持される。マーク撮像ユニット7は、具体的には、例えば、鏡筒と、フォーカシングレンズと、CCDイメージセンサと、駆動部と、を備える。鏡筒は、露光装置1の筐体外部に配置された照明ユニット(すなわち、撮像用の照明光(ただし、照明光としては、基板W上のレジストなどを感光させない波長の光が選択されている)を供給する照明ユニット)700と、ファイバケーブル等を介して接続されている。CCDイメージセンサは、エリアイメージセンサ(二次元イメージセンサ)等により構成される。また、駆動部は、モータ等により構成され、フォーカシングレンズを駆動してその高さ位置を変更する。駆動部が、フォーカシングレンズの高さ位置を調整することによって、オートフォーカスが行われる。
<Mark imaging unit 7>
The mark imaging unit 7 is an optical device that images the upper surface of the substrate W held on the stage 4. The mark imaging unit 7 is supported by the support frame 16. Specifically, the mark imaging unit 7 includes, for example, a lens barrel, a focusing lens, a CCD image sensor, and a drive unit. The lens barrel is an illumination unit (that is, illumination light for imaging (however, light having a wavelength that does not sensitize the resist on the substrate W or the like is selected as illumination light) arranged outside the housing of the exposure apparatus 1. ) And a lighting unit) 700) are connected via a fiber cable or the like. The CCD image sensor is composed of an area image sensor (two-dimensional image sensor) or the like. The drive unit is configured by a motor or the like, and drives the focusing lens to change its height position. The drive unit adjusts the height position of the focusing lens to perform autofocus.

このような構成を備えるマーク撮像ユニット7においては、照明ユニット700から出射される光が鏡筒に導入され、フォーカシングレンズを介して、ステージ4上の基板Wの上面に導かれる。そして、その反射光が、CCDイメージセンサで受光される。これによって、基板Wの上面の撮像データが取得される。この撮像データは、制御部9に送られて、基板Wのアライメント(位置合わせ)に供される。   In the mark imaging unit 7 having such a configuration, the light emitted from the illumination unit 700 is introduced into the lens barrel and guided to the upper surface of the substrate W on the stage 4 through the focusing lens. The reflected light is received by the CCD image sensor. Thereby, imaging data of the upper surface of the substrate W is acquired. This imaging data is sent to the control unit 9 and used for alignment (positioning) of the substrate W.

<露光ユニット8>
露光ユニット8は、描画光を形成する光学装置である。なお、この露光装置1は、露光ユニット8を2個備える。もっとも、露光ユニット8の搭載個数は、必ずしも2個である必要はなく、1個であってもよいし、3個以上であってもよい。露光装置1が複数の露光ユニット8を備える場合、各露光ユニット8は、いずれも同じ構成を備える。
<Exposure unit 8>
The exposure unit 8 is an optical device that forms drawing light. The exposure apparatus 1 includes two exposure units 8. However, the number of the exposure units 8 that are mounted is not necessarily two, and may be one or three or more. When the exposure apparatus 1 includes a plurality of exposure units 8, each of the exposure units 8 has the same configuration.

露光ユニット8は、光源部81と、露光ヘッド80と、を備える。露光ヘッド80は、変調ユニット82と、投影光学系83と、を備える。これら各部81,82,83は、支持フレーム16に支持される。具体的には、例えば、光源部81は、支持フレーム16の天板上に載置される収容ボックスに収容される。また、変調ユニット82および投影光学系83は、支持フレーム18の+Y側に固定された収容ボックスに、収容される。なお、露光ユニット8は、監視部60と、補正部70と、をさらに備えるが、これら各部60,70については、後に説明する。   The exposure unit 8 includes a light source unit 81 and an exposure head 80. The exposure head 80 includes a modulation unit 82 and a projection optical system 83. These parts 81, 82, 83 are supported by the support frame 16. Specifically, for example, the light source unit 81 is accommodated in an accommodation box placed on the top plate of the support frame 16. The modulation unit 82 and the projection optical system 83 are accommodated in an accommodation box fixed to the + Y side of the support frame 18. The exposure unit 8 further includes a monitoring unit 60 and a correction unit 70. These units 60 and 70 will be described later.

露光ユニット8が備える各要素81,82,83について、図1、図2に加え、図3を参照しながら説明する。図3は、露光ヘッド80を模式的に示す図である。   Each element 81, 82, 83 provided in the exposure unit 8 will be described with reference to FIG. 3 in addition to FIGS. FIG. 3 is a view schematically showing the exposure head 80.

a.光源部81
光源部81は、露光ヘッド80に向けて光を出射する。光源部81は、具体的には、例えば、レーザ駆動部811と、レーザ駆動部811からの駆動を受けて出力ミラー(図示省略)からレーザ光を出射するレーザ発振器812と、を備える。また、光源部81は、レーザ発振器812から出射された光(スポットビーム)を、強度分布が均一な線状の光(すなわち、光束断面が帯状の光であるラインビーム)とする照明光学系813を備える。
a. Light source 81
The light source unit 81 emits light toward the exposure head 80. Specifically, the light source unit 81 includes, for example, a laser driving unit 811 and a laser oscillator 812 that receives driving from the laser driving unit 811 and emits laser light from an output mirror (not shown). Further, the light source unit 81 converts the light (spot beam) emitted from the laser oscillator 812 into linear light having a uniform intensity distribution (that is, a line beam having a light beam cross-section band-shaped light) 813. Is provided.

光源部81は、さらに、照明光学系813から出射されたラインビームを、空間光変調器821の変調面820(後述する)に収束させる描画用フォーカスレンズ814(第1レンズ)を備える。描画用フォーカスレンズ814は、例えば、シリンドリカルレンズにより構成され、そのシリンドリカル面(円筒面)を、入射光の上流側に向けるようにして配置される(図5参照)。また、描画用フォーカスレンズ814は、その中心線に、照明光学系813から出射されたラインビームが入射するような高さ位置に配置されている(以下、このような高さ位置を、描画用フォーカスレンズ814の「基準位置」ともいう)。ただし、後に明らかになるように、描画用フォーカスレンズ814には、その高さ位置(Z方向に沿う位置)を変更する機構(レンズ変位機構71)が設けられており、描画用フォーカスレンズ814は、基準位置よりも高い(あるいは、低い)位置に配置される場合がある。   The light source unit 81 further includes a drawing focus lens 814 (first lens) that converges the line beam emitted from the illumination optical system 813 onto a modulation surface 820 (described later) of the spatial light modulator 821. The drawing focus lens 814 is constituted by, for example, a cylindrical lens, and is arranged so that its cylindrical surface (cylindrical surface) faces the upstream side of incident light (see FIG. 5). Further, the drawing focus lens 814 is arranged at a height position at which the line beam emitted from the illumination optical system 813 is incident on the center line (hereinafter, such a height position is referred to as the drawing focus lens 814). Also referred to as “reference position” of the focus lens 814). However, as will become apparent later, the drawing focus lens 814 is provided with a mechanism (lens displacement mechanism 71) for changing its height position (position along the Z direction). In some cases, it is arranged at a position higher (or lower) than the reference position.

このような構成を備える光源部81においては、レーザ駆動部811の駆動を受けてレーザ発振器812からレーザ光が出射され、当該レーザ光が、照明光学系813においてラインビームとされる。照明光学系813から出射されたラインビームは、描画用フォーカスレンズ814に入射し、そのシリンドリカル面から出射して、変調ユニット82の変調面820に収束する(図5参照)。つまり、変調面820は、ラインビームの集光面となっている。   In the light source unit 81 having such a configuration, laser light is emitted from the laser oscillator 812 under the drive of the laser driving unit 811, and the laser light is converted into a line beam in the illumination optical system 813. The line beam emitted from the illumination optical system 813 enters the drawing focus lens 814, exits from the cylindrical surface, and converges on the modulation surface 820 of the modulation unit 82 (see FIG. 5). That is, the modulation surface 820 is a line beam condensing surface.

b.変調ユニット82
変調ユニット82は、ここに入射した光に、パターンデータDに応じた空間変調を施す。ただし、「光を空間変調させる」とは、光の空間分布(振幅、位相、および偏光等)を変化させることを意味する。また、「パターンデータD」とは、光を照射すべき基板W上の位置情報が画素単位で記録されたデータであり、例えば、CAD(Computer Aided Design)を用いて生成されたパターンの設計データを、ラスタライズすることによって、生成される。パターンデータDは、例えばネットワーク等を介して接続された外部端末装置から受信することによって、あるいは、記録媒体から読み取ることによって取得されて、後述する制御部9の記憶装置94に格納される(図4参照)。
b. Modulation unit 82
The modulation unit 82 performs spatial modulation according to the pattern data D on the light incident here. However, “to spatially modulate light” means to change the spatial distribution (amplitude, phase, polarization, etc.) of light. “Pattern data D” is data in which position information on the substrate W to be irradiated with light is recorded in units of pixels. For example, pattern design data generated using CAD (Computer Aided Design). Is generated by rasterizing. The pattern data D is acquired, for example, by being received from an external terminal device connected via a network or the like, or by being read from a recording medium, and stored in the storage device 94 of the control unit 9 described later (FIG. 4).

変調ユニット82は、空間光変調器821を備える。空間光変調器821は、例えば電気的な制御によって光を空間変調させて、パターンの描画に寄与させる必要光と、パターンの描画に寄与させない不要光とを、互いに異なる方向に反射させる装置である。   The modulation unit 82 includes a spatial light modulator 821. The spatial light modulator 821 is a device that, for example, spatially modulates light by electrical control to reflect necessary light that contributes to pattern drawing and unnecessary light that does not contribute to pattern drawing in different directions. .

空間光変調器821は、例えば、変調素子である固定リボンと可動リボンとが、その上面を同一面(以下「変調面」ともいう)820に沿わせるようにして、一次元に配設された、回折格子型の空間光変調器(例えば、GLV)を含んで構成される。回折格子型の空間光変調器821では、所定数個の固定リボンおよび所定数個の可動リボンが1個の変調単位を形成しており、この変調単位が、X軸方向に沿って一次元に複数個並んだ構成となっている。各変調単位は、その動作が電圧のオン/オフで制御されるものであり、電圧状態の切り換えによって、パターンの描画に寄与する必要光を出射する状態(例えば、変調単位の表面が平面となって、0次光を出射する状態)と、パターンの描画に寄与しない不要光を出射する状態(例えば、変調単位の表面に定められた深さの平行な溝が周期的に並んで1本以上形成された状態となって、0次以外の次数の回折光を出射する状態)とで切り換えられる。空間光変調器821は、複数の変調単位のそれぞれに対して独立に電圧を印加可能なドライバ回路ユニットを含んで構成され、各変調単位の電圧が、独立して切り換え可能とされる。   In the spatial light modulator 821, for example, a fixed ribbon and a movable ribbon, which are modulation elements, are arranged one-dimensionally so that the upper surfaces thereof are along the same surface (hereinafter also referred to as “modulation surface”) 820. And a diffraction grating type spatial light modulator (for example, GLV). In the diffraction grating type spatial light modulator 821, a predetermined number of fixed ribbons and a predetermined number of movable ribbons form one modulation unit, and this modulation unit is one-dimensionally along the X-axis direction. It has a configuration in which a plurality are arranged. The operation of each modulation unit is controlled by turning on / off the voltage. A state in which necessary light contributing to pattern drawing is emitted by switching the voltage state (for example, the surface of the modulation unit is flat). And a state in which unnecessary light that does not contribute to pattern drawing is emitted (for example, one or more parallel grooves having a depth determined on the surface of the modulation unit are periodically arranged). In a state where the diffracted light of the order other than the 0th order is emitted). The spatial light modulator 821 includes a driver circuit unit that can independently apply a voltage to each of a plurality of modulation units, and the voltage of each modulation unit can be switched independently.

変調ユニット82においては、制御部9の制御下で、空間光変調器821の各変調単位の状態がパターンデータDに応じて切り換えられつつ、照明光学系813から出射された光(ラインビーム)が、ミラー822を介して、空間光変調器821の変調面820に、定められた角度で、入射する。ただし、ラインビームは、その線状の光束断面の長幅方向を、空間光変調器821の複数の変調単位の配列方向(X軸方向)に沿わせるようにして、一列に配列された複数の変調単位に入射する。したがって、空間光変調器821から出射される光は、副走査方向に沿って複数画素分の空間変調された光(ただし、1個の変調単位にて空間変調された光が、1画素分の光となる)を含む、断面が帯状の描画光となっている。このように、空間光変調器821は、光源部81から出射された光を、変調面820で受光して、当該受光した光にパターンデータDに応じた空間変調を施す。   In the modulation unit 82, the light (line beam) emitted from the illumination optical system 813 is switched under the control of the control unit 9 while the state of each modulation unit of the spatial light modulator 821 is switched according to the pattern data D. Then, the light is incident on the modulation surface 820 of the spatial light modulator 821 through the mirror 822 at a predetermined angle. However, the line beam has a plurality of lines arranged in a line so that the long-width direction of the linear beam cross section is along the arrangement direction (X-axis direction) of the plurality of modulation units of the spatial light modulator 821. Incident to the modulation unit. Therefore, the light emitted from the spatial light modulator 821 is light that is spatially modulated for a plurality of pixels along the sub-scanning direction (however, light that is spatially modulated in one modulation unit is equivalent to one pixel). The light has a band-like drawing light. As described above, the spatial light modulator 821 receives the light emitted from the light source unit 81 by the modulation surface 820 and performs spatial modulation according to the pattern data D on the received light.

c.投影光学系83
投影光学系83は、空間光変調器821から出射される描画光のうち、不要光を遮断するとともに必要光を基板Wの表面に導いて、必要光を基板Wの表面に結像させる。すなわち、空間光変調器821から出射される描画光には、必要光と不要光とが含まれるところ、必要光はZ軸に沿って−Z方向に進行し、不要光はZ軸から±X方向に僅かに傾斜した軸に沿って−Z方向に進行する。投影光学系83は、例えば、必要光のみを通過させるように真ん中に貫通孔が形成された遮断板831を備え、この遮断板831で不要光を遮断する。投影光学系83には、この遮断板831の他に、ゴースト光を遮断する遮断板832、必要光の幅を広げる(あるいは狭める)ズーム部を構成する複数のレンズ833,834、必要光を定められた倍率として基板W上に結像させるフォーカシングレンズ835、フォーカシングレンズ835を駆動してその高さ位置を変更することによってオートフォーカスを行う駆動部(例えば、モータ)(図示省略)、等がさらに含まれる。
c. Projection optical system 83
The projection optical system 83 blocks unnecessary light out of the drawing light emitted from the spatial light modulator 821 and guides the necessary light to the surface of the substrate W to form an image of the necessary light on the surface of the substrate W. That is, the drawing light emitted from the spatial light modulator 821 includes necessary light and unnecessary light. The necessary light travels in the −Z direction along the Z axis, and the unnecessary light is ± X from the Z axis. Proceed in the -Z direction along an axis slightly inclined in the direction. The projection optical system 83 includes, for example, a blocking plate 831 having a through hole formed in the middle so that only necessary light passes, and the blocking plate 831 blocks unnecessary light. In addition to the blocking plate 831, the projection optical system 83 defines a blocking plate 832 that blocks ghost light, a plurality of lenses 833 and 834 that form a zoom unit that widens (or narrows) the necessary light, and necessary light. Further, a focusing lens 835 that forms an image on the substrate W with a given magnification, a driving unit (for example, a motor) (not shown) that performs autofocus by driving the focusing lens 835 and changing its height position, and the like are further provided. included.

露光装置1においては、後に説明するように、上記の構成を備える各露光ユニット8が、主走査方向(Y軸方向)に沿って基板Wに対して相対的に移動されながら、副走査方向に沿う複数画素分の描画光を断続的に照射し続ける。各露光ユニット8からの描画光の照射を伴う主走査が、副走査を挟みつつ、繰り返して行われることによって、基板Wの主面内における描画対象領域の全体に、パターン群が描画されることになる(図8参照)。   In the exposure apparatus 1, as will be described later, each exposure unit 8 having the above configuration is moved in the sub-scanning direction while being moved relative to the substrate W along the main scanning direction (Y-axis direction). Continue to irradiate the drawing light for a plurality of pixels along. A pattern group is drawn on the entire drawing target area in the main surface of the substrate W by repeatedly performing main scanning with irradiation of drawing light from each exposure unit 8 with the sub scanning interposed therebetween. (See FIG. 8).

<制御部9>
制御部9は、露光装置1が備える各部と電気的に接続されており、各種の演算処理を実行しつつ露光装置1の各部の動作を制御する。
<Control unit 9>
The control unit 9 is electrically connected to each unit included in the exposure apparatus 1 and controls the operation of each unit of the exposure apparatus 1 while executing various arithmetic processes.

制御部9は、例えば、図4に示されるように、CPU91、ROM92、RAM93、記憶装置94等がバスライン95を介して相互接続された一般的なコンピュータを含んで構成される。ROM92は基本プログラム等を格納しており、RAM93はCPU91が所定の処理を行う際の作業領域として供される。記憶装置94は、フラッシュメモリ、あるいは、ハードディスク装置等の不揮発性の記憶装置によって構成されている。記憶装置94にはプログラムPが格納されており、このプログラムPに記述された手順に従って、主制御部としてのCPU91が演算処理を行うことにより、各種機能(例えば、後述する状態推定部64、変更制御部72等)が実現される。プログラムPは、通常、予め記憶装置94等のメモリに格納されて使用されるものであるが、CD−ROMあるいはDVD−ROM、外部のフラッシュメモリ等の記録媒体に記録された形態(プログラムプロダクト)で提供され(あるいは、ネットワークを介した外部サーバからのダウンロードなどにより提供され)、追加的または交換的に記憶装置94等のメモリに格納されるものであってもよい。なお、制御部9において実現される一部あるいは全部の機能は、専用の論理回路等でハードウェア的に実現されてもよい。   For example, as shown in FIG. 4, the control unit 9 includes a general computer in which a CPU 91, a ROM 92, a RAM 93, a storage device 94, and the like are interconnected via a bus line 95. The ROM 92 stores basic programs and the like, and the RAM 93 is used as a work area when the CPU 91 performs predetermined processing. The storage device 94 is configured by a nonvolatile storage device such as a flash memory or a hard disk device. A program P is stored in the storage device 94, and various functions (for example, a state estimation unit 64, which will be described later, change) are performed by the CPU 91 as a main control unit performing arithmetic processing according to the procedure described in the program P. The control unit 72 and the like). The program P is normally stored and used in advance in a memory such as the storage device 94, but is recorded in a recording medium such as a CD-ROM or DVD-ROM or an external flash memory (program product). (Or provided by downloading from an external server via a network) and may be additionally or exchanged and stored in a memory such as the storage device 94. Note that some or all of the functions realized in the control unit 9 may be realized in hardware by a dedicated logic circuit or the like.

また、制御部9では、入力部96、表示部97、通信部98もバスライン95に接続されている。入力部96は、例えば、キーボードおよびマウスによって構成される入力デバイスであり、オペレータからの各種の操作(コマンドや各種データの入力といった操作)を受け付ける。なお、入力部96は、各種スイッチ、タッチパネル等により構成されてもよい。表示部97は、液晶表示装置、ランプ等により構成される表示装置であり、CPU91による制御の下、各種の情報を表示する。通信部98は、ネットワークを介して外部装置との間でコマンドやデータなどの送受信を行うデータ通信機能を有する。   In the control unit 9, an input unit 96, a display unit 97, and a communication unit 98 are also connected to the bus line 95. The input unit 96 is an input device composed of, for example, a keyboard and a mouse, and accepts various operations (operations such as inputting commands and various data) from the operator. The input unit 96 may be configured with various switches, a touch panel, and the like. The display unit 97 is a display device that includes a liquid crystal display device, a lamp, and the like, and displays various types of information under the control of the CPU 91. The communication unit 98 has a data communication function for transmitting / receiving commands and data to / from an external device via a network.

<2.監視部60>
上述したとおり、露光ユニット8においては、光源部81から出射された光(ラインビーム)が、描画用フォーカスレンズ814を介して、空間光変調器821の変調面820に入射する。ここで、露光ユニット8は、変調面820における光の状態を監視する監視部60を備える。
<2. Monitoring unit 60>
As described above, in the exposure unit 8, the light (line beam) emitted from the light source unit 81 enters the modulation surface 820 of the spatial light modulator 821 through the drawing focus lens 814. Here, the exposure unit 8 includes a monitoring unit 60 that monitors the state of light on the modulation surface 820.

監視部60について、図5を参照しながら具体的に説明する。図5には、露光ユニット8が備える構成の一部が模式的に示されている。監視部60は、分岐部61と、観察用フォーカスレンズ(第2レンズ)62と、観察部63と、状態推定部64と、を備える。   The monitoring unit 60 will be specifically described with reference to FIG. FIG. 5 schematically shows a part of the configuration of the exposure unit 8. The monitoring unit 60 includes a branching unit 61, an observation focus lens (second lens) 62, an observation unit 63, and a state estimation unit 64.

<分岐部61>
分岐部61は、これを通過する光の大部分(例えば、99%)を透過させつつ、残り(例えば、残りの1%)を、当該透過光の進行方向とは別の方向に分岐させる光学部品であり、例えばビームスプリッタにより構成される。分岐部61は、光源部81から出射されて変調ユニット82へ向かう光Lの光路上であって、描画用フォーカスレンズ814よりも手前(すなわち、光源部81側)に、配置される。つまり、分岐部61は、描画用フォーカスレンズ814よりも手前の位置で、光源部81から出射される光Lの一部を、変調ユニット82に向かう方向とは別の方向に、分岐させる。
<Branch 61>
The branching unit 61 transmits most of light (for example, 99%) that passes through the branching unit 61, and branches the remaining (for example, the remaining 1%) in a direction different from the traveling direction of the transmitted light. It is a component, and is constituted by, for example, a beam splitter. The branching unit 61 is disposed on the optical path of the light L emitted from the light source unit 81 and directed to the modulation unit 82, and in front of the drawing focus lens 814 (that is, on the light source unit 81 side). That is, the branching unit 61 branches a part of the light L emitted from the light source unit 81 in a direction different from the direction toward the modulation unit 82 at a position before the drawing focus lens 814.

以下において、分岐部61を透過して変調ユニット82に向かう光を「描画用光L1」ともいう。また、分岐部61で、変調ユニット82に向かう方向とは別の方向に分岐された光を「観察用光L2」ともいう。描画用光L1は、描画用フォーカスレンズ814およびミラー822を介して、空間光変調器821に導かれる。一方、観察用光L2は、ミラー600および観察用フォーカスレンズ62を介して、観察部63に導かれる。   Hereinafter, the light that passes through the branching portion 61 and travels toward the modulation unit 82 is also referred to as “drawing light L1”. Further, the light branched in the branching unit 61 in a direction different from the direction toward the modulation unit 82 is also referred to as “observation light L2”. The drawing light L 1 is guided to the spatial light modulator 821 through the drawing focus lens 814 and the mirror 822. On the other hand, the observation light L 2 is guided to the observation unit 63 via the mirror 600 and the observation focus lens 62.

<観察用フォーカスレンズ62>
観察用フォーカスレンズ62は、光源部81から出射された光Lの一部(具体的には、分岐部61で分岐された観察用光L2)を、観察部63の観察対象面630(後述する)に収束させる。
<Focus lens 62 for observation>
The observation focus lens 62 applies a part of the light L emitted from the light source unit 81 (specifically, the observation light L2 branched by the branching unit 61) to an observation target surface 630 (described later). ) To converge.

観察用フォーカスレンズ62は、分岐部61を中心として、描画用フォーカスレンズ814(ただし、基準位置にある描画用フォーカスレンズ814)と対称に配置される。すなわち、観察用フォーカスレンズ62は、分岐部61から観察用フォーカスレンズ62までの光学距離が、分岐部61から基準位置にある描画用フォーカスレンズ814までの光学距離と、等しくなるような位置に配置される。つまり、光源部81から観察用フォーカスレンズ62までの光学距離と、光源部81から基準位置にある描画用フォーカスレンズ814までの光学距離とは、等しい。また、観察用フォーカスレンズ62は、描画用フォーカスレンズ814と焦点距離が等しいシリンドリカルレンズ(より好ましくは、さらに、レンズ厚さ、曲率半径、材質等の少なくとも1つも、描画用フォーカスレンズ814と等しいシリンドリカルレンズ)により構成されており、そのシリンドリカル面を、入射光の上流側に向けるようにして配置される。また、観察用フォーカスレンズ62は、その中心線に、観察用光L2が入射するような高さ位置に配置される。   The observation focus lens 62 is arranged symmetrically with the drawing focus lens 814 (however, the drawing focus lens 814 at the reference position) with the branch portion 61 as the center. That is, the observation focus lens 62 is disposed at a position where the optical distance from the branching portion 61 to the observation focus lens 62 is equal to the optical distance from the branching portion 61 to the drawing focus lens 814 at the reference position. Is done. That is, the optical distance from the light source unit 81 to the observation focus lens 62 is equal to the optical distance from the light source unit 81 to the drawing focus lens 814 at the reference position. The observation focus lens 62 is a cylindrical lens having the same focal length as the drawing focus lens 814 (more preferably, at least one of the lens thickness, the radius of curvature, the material, and the like is the same as the drawing focus lens 814). Lens) and is arranged so that its cylindrical surface faces the upstream side of the incident light. Further, the observation focus lens 62 is disposed at a height position where the observation light L2 is incident on the center line thereof.

上述したとおり、観察用フォーカスレンズ62の焦点距離と、描画用フォーカスレンズ814の焦点距離とは、等しい。したがって、描画用フォーカスレンズ814が基準位置に配置されている状態において、観察用フォーカスレンズ62とこれが観察用光L2を収束させる観察対象面630との間の光学距離と、描画用フォーカスレンズ814とこれが描画用光L1を収束させる変調面820との間の光学距離とは、等しい。上述したとおり、光源部81から観察用フォーカスレンズ62までの光学距離と、光源部81から描画用フォーカスレンズ814までの光学距離とは等しいので、光源部81から観察対象面630までの光学距離と、光源部81から変調面820までの光学距離とは、等しい。   As described above, the focal length of the observation focus lens 62 and the focal length of the drawing focus lens 814 are equal. Therefore, in the state where the drawing focus lens 814 is disposed at the reference position, the optical distance between the observation focus lens 62 and the observation target surface 630 on which the observation light L2 converges, the drawing focus lens 814, and This is equal to the optical distance from the modulation surface 820 for converging the drawing light L1. As described above, since the optical distance from the light source unit 81 to the observation focus lens 62 is equal to the optical distance from the light source unit 81 to the drawing focus lens 814, the optical distance from the light source unit 81 to the observation target surface 630 is The optical distance from the light source unit 81 to the modulation surface 820 is equal.

<観察部63>
観察部63は、光源部81から出射された光Lの一部(具体的には、分岐部61で分岐された観察用光L2)を、観察対象面630を介して受光して、観察対象面630の撮像データを取得する。つまり、観察部63は、観察対象面630に入射する観察用光L2を、撮像する。
<Observation unit 63>
The observation unit 63 receives a part of the light L emitted from the light source unit 81 (specifically, the observation light L2 branched by the branching unit 61) via the observation target surface 630, and receives the observation target. Image data of the surface 630 is acquired. That is, the observation unit 63 images the observation light L2 incident on the observation target surface 630.

観察部63は、具体的には、例えば、光学顕微鏡(光学観察顕微鏡)631と、撮像素子632と、を備える(所謂、カメラ付きの光学顕微鏡)。光学顕微鏡631は、観察対象面630の観察像を形成する光学装置であり、対物レンズ6311と、鏡筒6312と、を備える。ただし、対物レンズ6311の焦点位置は、観察対象面630と一致している。撮像素子632は、例えば、光を電気信号に変換するCCDやCMOS等の光電変換素子から構成され、光学顕微鏡631から取得した観察対象面630の観察像の画像情報を、電気信号に変換して、観察対象面630の撮像データを取得する。この撮像データは、制御部9(具体的には、制御部9にて実現される状態推定部64)に出力される。   Specifically, the observation unit 63 includes, for example, an optical microscope (optical observation microscope) 631 and an image sensor 632 (so-called optical microscope with a camera). The optical microscope 631 is an optical device that forms an observation image of the observation target surface 630 and includes an objective lens 6311 and a lens barrel 6312. However, the focal position of the objective lens 6311 coincides with the observation target surface 630. The image sensor 632 is composed of, for example, a photoelectric conversion element such as a CCD or a CMOS that converts light into an electric signal, and converts image information of an observation image of the observation target surface 630 acquired from the optical microscope 631 into an electric signal. The imaging data of the observation target surface 630 is acquired. This imaging data is output to the control unit 9 (specifically, the state estimation unit 64 realized by the control unit 9).

<状態推定部64>
状態推定部64は、観察部63が取得した撮像データ(すなわち、観察対象面630の撮像データ)に基づいて、変調面820における光の状態(ここでは、例えば、光の入射位置)を推定する。状態推定部64は、具体的には、観察部63が取得した撮像データを画像解析して、観察対象面630における光(すなわち、観察用光L2)の入射位置を特定し、当該特定された入射位置を、変調面820における光(すなわち、描画用光L1)の入射位置と推定する。状態推定部64によって推定された変調面820における描画用光L1の入射位置を、以下「推定入射位置」ともいう。
<State estimation unit 64>
The state estimation unit 64 estimates the light state (for example, the incident position of light) on the modulation surface 820 based on the imaging data acquired by the observation unit 63 (that is, imaging data of the observation target surface 630). . Specifically, the state estimation unit 64 performs image analysis on the imaging data acquired by the observation unit 63, identifies the incident position of light (that is, the observation light L2) on the observation target surface 630, and is identified. The incident position is estimated as the incident position of the light on the modulation surface 820 (that is, the drawing light L1). The incident position of the drawing light L1 on the modulation surface 820 estimated by the state estimating unit 64 is hereinafter also referred to as “estimated incident position”.

もっとも、状態推定部64が推定する「光の状態」は、光の入射位置に限られるものではなく、例えば、光の強度分布(例えば、光の長幅方向に沿う強度分布)等であってもよい。この場合、状態推定部64は、観察部63が取得した撮像データを画像解析して、観察対象面630における観察用光L2の長幅方向に沿う強度分布を特定し、当該特定された強度分布を、変調面820における描画用光L1の長幅方向に沿う強度分布と推定する。   However, the “light state” estimated by the state estimation unit 64 is not limited to the incident position of light, and is, for example, a light intensity distribution (for example, a light intensity distribution along the longitudinal direction of light). Also good. In this case, the state estimation unit 64 performs image analysis on the imaging data acquired by the observation unit 63, specifies the intensity distribution along the longitudinal direction of the observation light L2 on the observation target surface 630, and specifies the specified intensity distribution. Is estimated as the intensity distribution along the long-width direction of the drawing light L1 on the modulation surface 820.

描画用フォーカスレンズ814が基準位置に配置されている場合、観察対象面630に入射する観察用光L2と、変調面820に入射する描画用光L1とは、同じ履歴を経ている。すなわち、分岐部61にて分岐された描画用光L1と観察用光L2とは、同じ光学距離を進んで、描画用フォーカスレンズ814、あるいは、観察用フォーカスレンズ62に入射し、さらに同じ光学距離を進んで、変調面820、あるいは、観察対象面630に収束される。したがって、変調面820における光の実際の状態は、観察対象面630における光の状態と、精度よく一致している。すなわち、状態推定部64が推定した光の状態(特に、光学距離に依存して変化する光の状態)は、変調面820における光の実際の状態と精度よく一致した信頼のできる情報であるといえる。   When the drawing focus lens 814 is disposed at the reference position, the observation light L2 incident on the observation target surface 630 and the drawing light L1 incident on the modulation surface 820 have the same history. That is, the drawing light L1 and the observation light L2 branched by the branching unit 61 travel the same optical distance, enter the drawing focus lens 814 or the observation focus lens 62, and further have the same optical distance. Then, the light is converged to the modulation surface 820 or the observation target surface 630. Therefore, the actual state of the light on the modulation surface 820 matches the light state on the observation target surface 630 with high accuracy. That is, the state of light estimated by the state estimation unit 64 (particularly, the state of light that changes depending on the optical distance) is reliable information that accurately matches the actual state of light on the modulation surface 820. I can say that.

例えば、光源部81から出射される光が揺らいでいる場合、その揺らぎ量は、光学距離に依存して変化するところ、ここでは、光源部81から観察対象面630までの光学距離と、光源部81から変調面820までの光学距離とが、等しいので、変調面820における光の実際の入射位置は、観察対象面630における光の入射位置と、精度よく一致している。すなわち、状態推定部64が取得した推定入射位置は、変調面820における光の実際の入射位置と精度よく一致した信頼のできる情報であるといえる。   For example, when the light emitted from the light source unit 81 fluctuates, the fluctuation amount changes depending on the optical distance. Here, the optical distance from the light source unit 81 to the observation target surface 630, and the light source unit Since the optical distance from 81 to the modulation surface 820 is equal, the actual incident position of light on the modulation surface 820 matches the incident position of light on the observation target surface 630 with high accuracy. That is, it can be said that the estimated incident position acquired by the state estimating unit 64 is reliable information that accurately matches the actual incident position of light on the modulation surface 820.

<3.補正部70>
露光ユニット8は、状態推定部64が取得した推定入射位置に基づいて、光源部81から出射された光が進行する光路(具体的には、光源部81から出射され、分岐部61を透過した描画用光L1の光路)と変調面820との相対的な位置関係を調整する補正部70を、備える。
<3. Correction unit 70>
Based on the estimated incident position acquired by the state estimation unit 64, the exposure unit 8 is an optical path along which the light emitted from the light source unit 81 travels (specifically, the light is emitted from the light source unit 81 and transmitted through the branch unit 61). A correction unit 70 that adjusts the relative positional relationship between the optical path of the drawing light L1) and the modulation surface 820 is provided.

補正部70について、引き続き図5を参照しながら具体的に説明する。補正部70は、描画用フォーカスレンズ814を変位させることによって、描画用光L1の光路と変調面820との相対的な位置関係を変更する。補正部70は、レンズ変位機構71と、変更制御部72と、を備える。   The correction unit 70 will be specifically described with reference to FIG. The correcting unit 70 changes the relative positional relationship between the optical path of the drawing light L1 and the modulation surface 820 by displacing the drawing focus lens 814. The correction unit 70 includes a lens displacement mechanism 71 and a change control unit 72.

<レンズ変位機構71>
レンズ変位機構71は、描画用フォーカスレンズ814をZ軸に沿って(すなわち、描画用光L1の光軸と直交する面内(XZ面内)において、副走査方向(X方向)と直交する方向に沿って)変位させて、描画用フォーカスレンズ814のZ方向に沿う位置(高さ位置)を変更する駆動機構である。
<Lens displacement mechanism 71>
The lens displacement mechanism 71 moves the drawing focus lens 814 along the Z axis (that is, in a plane orthogonal to the optical axis of the drawing light L1 (in the XZ plane), and a direction orthogonal to the sub-scanning direction (X direction). And the position (height position) along the Z direction of the drawing focus lens 814 is changed.

レンズ変位機構71について、図6を参照しながら具体的に説明する。図6は、レンズ変位機構71を模式的に示す図である。   The lens displacement mechanism 71 will be specifically described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram schematically showing the lens displacement mechanism 71.

レンズ変位機構71は、基台710等に固定された門型のフレーム711と、フレーム711に支持されたフローティングホルダ712と、を備える。フローティングホルダ712は、描画用フォーカスレンズ814の外縁を保持する。   The lens displacement mechanism 71 includes a gate-shaped frame 711 fixed to the base 710 and the like, and a floating holder 712 supported by the frame 711. The floating holder 712 holds the outer edge of the drawing focus lens 814.

フレーム711の一方の側壁の内壁面には、固定規制ピン713が凸設されており、その先端がフローティングホルダ712の一方の側方枠に当接する。一方、フレーム711の他方の側壁の内壁面とフローティングホルダ712の他方の側方枠との間には、バネ714が縮短状態で配設される。したがって、フローティングホルダ712は、バネ714の付勢力を受けて、固定規制ピン713に押しつけられており、これによって、フローティングホルダ712の横方向(X軸方向)の位置(ひいては、描画用フォーカスレンズ814の位置)が規制される。   On the inner wall surface of one side wall of the frame 711, a fixing restricting pin 713 is provided so as to abut on the one side frame of the floating holder 712. On the other hand, a spring 714 is disposed in a contracted state between the inner wall surface of the other side wall of the frame 711 and the other side frame of the floating holder 712. Therefore, the floating holder 712 receives the biasing force of the spring 714 and is pressed against the fixing restricting pin 713, whereby the floating holder 712 is positioned in the horizontal direction (X-axis direction) (as a result, the drawing focus lens 814. Are controlled).

一方、フレーム711の天板には、これを上下に貫通する貫通孔7111が、X方向に間隔をあけて例えば2個形成されており、各貫通孔に、可動規制ピン715が上下移動可能な状態で挿通される。各可動規制ピン715は、フレーム711の天板の厚みよりも十分に長く、可動規制ピン715の下端は、フローティングホルダ712の上方枠に当接する。一方、基台710とフローティングホルダ712の下方枠との間には、可動規制ピン715と対向する各位置に、縮短状態のバネ716が配設される。したがって、フローティングホルダ712は、このバネ716の付勢力を受けて、可動規制ピン715に押しつけられており、これによって、フローティングホルダ712の上下方向(Z軸方向)の位置(ひいては、描画用フォーカスレンズ814の位置)が規制される。   On the other hand, the top plate of the frame 711 is formed with, for example, two through holes 7111 penetrating up and down at an interval in the X direction, and the movable restriction pin 715 can be moved up and down in each through hole. It is inserted in the state. Each movable restriction pin 715 is sufficiently longer than the thickness of the top plate of the frame 711, and the lower end of the movable restriction pin 715 comes into contact with the upper frame of the floating holder 712. On the other hand, between the base 710 and the lower frame of the floating holder 712, a contracted spring 716 is disposed at each position facing the movable restricting pin 715. Therefore, the floating holder 712 receives the biasing force of the spring 716 and is pressed against the movable restricting pin 715, whereby the floating holder 712 is positioned in the vertical direction (Z-axis direction) (as a result, the drawing focus lens). 814 position) is regulated.

ここで、各可動規制ピン715の上端には、可動規制ピン715の高さ位置(Z方向に沿う位置)を変更する駆動部717が配設される。駆動部717は、具体的には、例えば、ステッピングモータあるいはサーボモータ等で駆動される直動式のアクチュエータを含んで構成することができる。駆動部717が可動規制ピン715を上下に移動させると、これに伴って、フローティングホルダ712(ひいては、描画用フォーカスレンズ814)が、上下に変位する。ただし、駆動部717は、制御部9(具体的には、制御部9にて実現される変更制御部72)と電気的に接続されており、変更制御部72の制御下で動作する。つまり、描画用フォーカスレンズ814の高さ位置は、変更制御部72によって制御される。   Here, at the upper end of each movable restriction pin 715, a drive unit 717 for changing the height position (position along the Z direction) of the movable restriction pin 715 is disposed. Specifically, the drive unit 717 can be configured to include, for example, a direct-acting actuator driven by a stepping motor or a servo motor. When the drive unit 717 moves the movable restricting pin 715 up and down, the floating holder 712 (and thus the drawing focus lens 814) is displaced up and down accordingly. However, the drive unit 717 is electrically connected to the control unit 9 (specifically, the change control unit 72 realized by the control unit 9), and operates under the control of the change control unit 72. That is, the height position of the drawing focus lens 814 is controlled by the change control unit 72.

描画用フォーカスレンズ814がZ軸に沿って変位されると、描画用光L1の光路と変調面820との相対的な位置関係が変更され、変調面820における描画用光L1の入射位置が変更される。例えば、図示されるような描画用光L1の光路が形成されている場合、描画用フォーカスレンズ814が基準位置から上方に変位されると、変調面820における描画用光L1の実際の入射位置は、描画用フォーカスレンズ814の変位量に応じた量だけ、推定入射位置よりも+Y側の位置となる。また、描画用フォーカスレンズ814が基準位置から下方に変位されると、変調面820における描画用光L1の実際の入射位置は、描画用フォーカスレンズ814の変位量に応じた量だけ、推定入射位置よりも−Y側の位置となる。   When the drawing focus lens 814 is displaced along the Z axis, the relative positional relationship between the optical path of the drawing light L1 and the modulation surface 820 is changed, and the incident position of the drawing light L1 on the modulation surface 820 is changed. Is done. For example, when the optical path of the drawing light L1 as illustrated is formed, when the drawing focus lens 814 is displaced upward from the reference position, the actual incident position of the drawing light L1 on the modulation surface 820 is The position corresponding to the displacement amount of the drawing focus lens 814 is the position on the + Y side from the estimated incident position. When the drawing focus lens 814 is displaced downward from the reference position, the actual incident position of the drawing light L1 on the modulation surface 820 is an estimated incident position corresponding to the amount of displacement of the drawing focus lens 814. The position is on the -Y side.

<変更制御部72>
変更制御部72は、状態推定部64が取得した推定入射位置に基づいて、変調面820における描画用光L1の実際の入射位置が、理想位置(例えば、変調面820の中心線)に近づくような(好ましくは、理想位置と一致するような)、描画用フォーカスレンズ814の変位方向と変位量とを、特定する。そして、変更制御部72は、レンズ変位機構71を制御して、当該特定された変位方向に、当該特定された変位量だけ、描画用フォーカスレンズ814を変位させる。
<Change control unit 72>
Based on the estimated incident position acquired by the state estimating unit 64, the change control unit 72 causes the actual incident position of the drawing light L1 on the modulation surface 820 to approach the ideal position (for example, the center line of the modulation surface 820). The displacement direction and displacement amount of the drawing focus lens 814 are specified (preferably so as to coincide with the ideal position). Then, the change control unit 72 controls the lens displacement mechanism 71 to displace the drawing focus lens 814 in the specified displacement direction by the specified displacement amount.

例えば、図示されるような描画用光L1の光路が形成されている場合において、推定入射位置が理想位置よりも−Y側である場合、変更制御部72は、レンズ変位機構71を制御して、描画用フォーカスレンズ814を基準位置から上方に変位させる。これによって、変調面820における描画用光L1の実際の入射位置が、推定入射位置よりも+Y側の位置となる。すなわち、描画用光L1の実際の入射位置の、理想位置からのずれ幅が、小さくなる。逆に、推定入射位置が理想位置よりも+Y側である場合、変更制御部72は、レンズ変位機構71を制御して、描画用フォーカスレンズ814を基準位置から下方に変位させる。これによって、変調面820における描画用光L1の実際の入射位置が、推定入射位置よりも−Y側の位置となる。すなわち、描画用光L1の実際の入射位置の、理想位置からのずれ幅が、小さくなる。   For example, in the case where the optical path of the drawing light L1 as illustrated is formed, when the estimated incident position is on the −Y side from the ideal position, the change control unit 72 controls the lens displacement mechanism 71. Then, the drawing focus lens 814 is displaced upward from the reference position. As a result, the actual incident position of the drawing light L1 on the modulation surface 820 becomes a position on the + Y side from the estimated incident position. That is, the deviation width from the ideal position of the actual incident position of the drawing light L1 is reduced. Conversely, when the estimated incident position is on the + Y side from the ideal position, the change control unit 72 controls the lens displacement mechanism 71 to displace the drawing focus lens 814 downward from the reference position. As a result, the actual incident position of the drawing light L1 on the modulation surface 820 becomes a position on the −Y side with respect to the estimated incident position. That is, the deviation width from the ideal position of the actual incident position of the drawing light L1 is reduced.

なお、変更制御部72が、描画用フォーカスレンズ814の変位量を算出する態様は、どのようなものであってもよい。例えば、変更制御部72は、推定入射位置と理想位置とのずれ量を、そのまま、描画用フォーカスレンズ814の変位量としてもよい。また例えば、変更制御部72は、推定入射位置と理想位置とのずれ量の半分に相当する距離を、描画用フォーカスレンズ814の変位量としてもよい。また例えば、変更制御部72は、状態推定部64が取得した現時刻の推定入射位置と過去の推定入射位置とに基づいて、現時刻から所定時間(例えば、描画用フォーカスレンズ814の移動に要する時間)だけ先の時刻の推定入射位置を予測し、当該予測された推定入射位置と理想位置とのずれ量を、描画用フォーカスレンズ814の変位量としてもよい。また、変更制御部72は、推定入射位置と理想位置とのずれ量が所定の許容範囲以下の場合は、変位量をゼロとしてもよい。   The change control unit 72 may calculate any amount of displacement of the drawing focus lens 814. For example, the change control unit 72 may use the displacement amount between the estimated incident position and the ideal position as the displacement amount of the drawing focus lens 814 as it is. For example, the change control unit 72 may use a distance corresponding to half the amount of deviation between the estimated incident position and the ideal position as the displacement amount of the drawing focus lens 814. Further, for example, the change control unit 72 is required for a predetermined time from the current time (for example, for the movement of the drawing focus lens 814 based on the estimated incident position at the current time acquired by the state estimating unit 64 and the past estimated incident position. It is also possible to predict an estimated incident position at a time earlier by (time) and use a displacement amount between the predicted estimated incident position and the ideal position as a displacement amount of the drawing focus lens 814. Further, the change control unit 72 may set the displacement amount to zero when the deviation amount between the estimated incident position and the ideal position is equal to or less than a predetermined allowable range.

<4.監視部60および補正部70が行う処理の流れ>
監視部60および補正部70が行う処理の流れについて、引き続き、図5を参照しながら説明する。
<4. Flow of processing performed by monitoring unit 60 and correction unit 70>
The flow of processing performed by the monitoring unit 60 and the correction unit 70 will be described with reference to FIG.

光源部81からの光の出射が開始されると、監視部60が、変調面820における光の状態の監視を開始する。具体的には、分岐部61が、光源部81から出射された光Lの一部を分岐させ、観察用フォーカスレンズ62が、当該分岐された光(観察用光L2)を、観察対象面630に収束させる。その一方で、観察部63が、観察対象面630の撮像データを、連続的に(あるいは、定められた周期で間欠的に)、取得する。撮像データが取得されると、状態推定部64が、当該撮像データを画像解析して、観察対象面630における観察用光L2の入射位置を特定し、当該特定された入射位置を、変調面820における描画用光L1の推定入射位置として取得する。このようにして、変調面820における描画用光L1の推定入射位置が、即時に取得されていく。   When the emission of light from the light source unit 81 is started, the monitoring unit 60 starts monitoring the light state on the modulation surface 820. Specifically, the branching unit 61 branches a part of the light L emitted from the light source unit 81, and the observation focus lens 62 converts the branched light (observation light L2) into the observation target surface 630. To converge. On the other hand, the observation unit 63 acquires the imaging data of the observation target surface 630 continuously (or intermittently at a predetermined period). When the imaging data is acquired, the state estimation unit 64 performs image analysis on the imaging data, identifies the incident position of the observation light L2 on the observation target surface 630, and determines the identified incident position as the modulation surface 820. Is obtained as the estimated incident position of the drawing light L1. In this way, the estimated incident position of the drawing light L1 on the modulation surface 820 is immediately acquired.

一方、監視部60が、変調面820における光の状態を監視するのと並行して、補正部70が、監視部60が取得した推定入射位置に基づいて、描画用光L1の光路と変調面820との相対的な位置関係を調整する。具体的には、変更制御部72が、状態推定部64が取得した推定入射位置に基づいて、変調面820における描画用光L1の実際の入射位置が理想位置に近づくような描画用フォーカスレンズ814の変位方向および変位量を特定する。そして、レンズ変位機構71が、当該特定された方向に、当該特定された変位量だけ、描画用フォーカスレンズ814を変位させる。これによって、描画用光L1が、常に、変調面820内における、理想位置(少なくとも、理想位置から大きく外れない位置)に、入射するように担保される。   On the other hand, in parallel with the monitoring unit 60 monitoring the state of light on the modulation surface 820, the correction unit 70 determines the optical path and the modulation surface of the drawing light L1 based on the estimated incident position acquired by the monitoring unit 60. The relative positional relationship with 820 is adjusted. Specifically, based on the estimated incident position acquired by the state estimating unit 64, the change control unit 72 draws the drawing focus lens 814 such that the actual incident position of the drawing light L1 on the modulation surface 820 approaches the ideal position. Specify the displacement direction and displacement amount. Then, the lens displacement mechanism 71 displaces the drawing focus lens 814 in the specified direction by the specified displacement amount. This ensures that the drawing light L1 is always incident at an ideal position (at least a position that does not greatly deviate from the ideal position) in the modulation surface 820.

補正部70による補正がない場合、光源部81から出射される光が揺らぐと、変調面820において、理想位置からずれた位置に光が入射し、このずれが、基板W上の描画光の照射位置のずれとなって現れる。例えば、図示されるような描画用光L1の光路が形成されている場合、光源部81から出射される光のZ軸方向の揺らぎは、変調面820において、複数の変調単位の配列方向(X方向)と直交する方向(Y方向)のずれとなって現れ、変調面820におけるこのずれが、基板Wにおける描画光の照射位置のY方向のずれとなって現れてしまう(図3の仮想線参照)。補正部70による補正が行われる場合、光源部81から出射される光が揺らいだとしても、変調面820における描画用光L1の入射位置は、理想位置から大きく外れない。したがって、描画光は、常に、基板Wにおける所期の位置に照射される。すなわち、露光位置精度の低下が抑制される。   When there is no correction by the correction unit 70, when the light emitted from the light source unit 81 fluctuates, the light is incident on the modulation surface 820 at a position deviated from the ideal position. Appears as a misalignment. For example, when the optical path of the drawing light L1 as shown in the figure is formed, the fluctuation in the Z-axis direction of the light emitted from the light source unit 81 is caused by the arrangement direction of the plurality of modulation units (X 3) appear in the direction orthogonal to (direction) (Y direction), and this shift in the modulation surface 820 appears as a shift in the Y direction of the irradiation position of the drawing light on the substrate W (virtual line in FIG. 3). reference). When correction by the correction unit 70 is performed, even if the light emitted from the light source unit 81 fluctuates, the incident position of the drawing light L1 on the modulation surface 820 does not greatly deviate from the ideal position. Therefore, the drawing light is always applied to the intended position on the substrate W. That is, a decrease in exposure position accuracy is suppressed.

<5.露光装置1の動作>
露光装置1において実行される基板Wに対する一連の処理の流れについて、図7を参照しながら説明する。図7は、当該処理の流れを示す図である。以下に説明する一連の動作は、制御部9の制御下で行われる。
<5. Operation of exposure apparatus 1>
A flow of a series of processes for the substrate W executed in the exposure apparatus 1 will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing the flow of the processing. A series of operations described below is performed under the control of the control unit 9.

露光装置1においては、まず、搬送装置2が、カセット載置部17に載置されたカセットCから未処理の基板Wを1枚取り出して、処理領域14のステージ4上に移載する(ステップS1)。なお、このとき、必要に応じて、搬送装置2は、プリアライメント部3を経由して、基板Wをステージ4上に移載してもよい。すなわち、搬送装置2は、必要に応じて、カセットCから取り出した未処理の基板Wを、一旦、プリアライメント部3に搬入し、プリアライメント処理後の基板Wをプリアライメント部3から搬出して、ステージ4上に移載してもよい。   In the exposure apparatus 1, first, the transport apparatus 2 takes out one unprocessed substrate W from the cassette C placed on the cassette placing unit 17 and transfers it onto the stage 4 in the processing area 14 (step). S1). At this time, the transport apparatus 2 may transfer the substrate W onto the stage 4 via the pre-alignment unit 3 as necessary. That is, the transport device 2 once carries the unprocessed substrate W taken out from the cassette C into the pre-alignment unit 3 and unloads the substrate W after the pre-alignment process from the pre-alignment unit 3 as necessary. It may be transferred on the stage 4.

ステージ4上に基板Wが載置され、ステージ4が当該基板Wを吸着保持すると、続いて、ステージ駆動機構5が、ステージ4をマーク撮像ユニット7の下方位置まで移動させる。ステージ4がマーク撮像ユニット7の下方に配置されると、続いて、ステージ4上の基板Wが適正な位置にくるように精密に位置合わせする処理(アライメント処理)が行われる(ステップS2)。具体的には、まず、マーク撮像ユニット7が、基板Wの上面を撮像する。続いて、制御部9が、マーク撮像ユニット7が取得した撮像データを画像解析して、ここから基板W上のアライメントマークを検出する。アライメントマークが検出されると、制御部9は、その検出位置に基づいて、ステージ4上の基板Wが、所定の位置からどれだけ位置ずれしているかを算出する。基板Wの位置ずれ量が算出されると、ステージ駆動機構5が当該算出されたずれ量だけステージ4を移動させて、当該基板Wが所定の位置にくるように位置合わせする。   When the substrate W is placed on the stage 4 and the stage 4 sucks and holds the substrate W, the stage drive mechanism 5 subsequently moves the stage 4 to a position below the mark imaging unit 7. When the stage 4 is disposed below the mark imaging unit 7, a process (alignment process) for precisely aligning the substrate W on the stage 4 so as to be at an appropriate position is performed (step S2). Specifically, first, the mark imaging unit 7 images the upper surface of the substrate W. Subsequently, the control unit 9 performs image analysis on the imaging data acquired by the mark imaging unit 7 and detects an alignment mark on the substrate W therefrom. When the alignment mark is detected, the control unit 9 calculates how much the substrate W on the stage 4 is displaced from a predetermined position based on the detected position. When the positional deviation amount of the substrate W is calculated, the stage driving mechanism 5 moves the stage 4 by the calculated deviation amount, and aligns the substrate W so as to be in a predetermined position.

基板Wが位置合わせされると、続いて、パターンの描画処理が行われる(ステップS3)。描画処理は、各露光ヘッド80を、基板Wに対して相対的に移動させつつ、各露光ヘッド80から、基板Wの上面に向けて空間変調された光(描画光)を照射させることによって行われる。   When the substrate W is aligned, a pattern drawing process is performed (step S3). The drawing process is performed by irradiating light (drawing light) spatially modulated toward the upper surface of the substrate W from each exposure head 80 while moving each exposure head 80 relative to the substrate W. Is called.

描画処理について、図8を参照しながら具体的に説明する。図8は、描画処理を説明するための図である。   The drawing process will be specifically described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram for explaining the drawing process.

描画処理においては、ステージ駆動機構5が、マーク撮像ユニット7の下方位置に配置されているステージ4を、まずは、主走査軸(Y軸)に沿って往路方向(ここでは、例えば、+Y方向であるとする)に移動させることによって、基板Wを各露光ヘッド80に対して主走査軸に沿って相対的に移動させる(往路主走査)。これを基板Wからみると、各露光ヘッド80は基板W上を主走査軸に沿って−Y方向に横断することになる(矢印AR11)。その一方で、主走査が開始されると、各露光ヘッド80から描画光の照射が開始される。すなわち、制御部9は、パターンデータD(具体的には、記憶装置94に格納されたパターンデータDのうち、当該主走査で描画対象となるストライプ領域に描画するべきデータを記述した部分)を読み出して、当該読み出されたパターンデータDに応じて変調ユニット82を制御して、各露光ヘッド80から、当該パターンデータDに応じて空間変調された描画光を、基板Wに向けて出射させる。   In the drawing process, the stage drive mechanism 5 first moves the stage 4 disposed below the mark imaging unit 7 in the forward direction (here, for example, in the + Y direction) along the main scanning axis (Y axis). As a result, the substrate W is moved relative to each exposure head 80 along the main scanning axis (outward main scanning). When viewed from the substrate W, each exposure head 80 crosses the substrate W in the −Y direction along the main scanning axis (arrow AR11). On the other hand, when main scanning is started, irradiation of drawing light from each exposure head 80 is started. That is, the control unit 9 stores the pattern data D (specifically, the part of the pattern data D stored in the storage device 94 that describes data to be drawn in the stripe area to be drawn in the main scanning). By reading and controlling the modulation unit 82 according to the read pattern data D, drawing light spatially modulated according to the pattern data D is emitted from the exposure heads 80 toward the substrate W. .

各露光ヘッド80が、基板Wに向けて断続的に描画光を出射しながら、主走査軸に沿って基板Wを1回横断すると、1本のストライプ領域(主走査軸に沿って延在し、副走査軸に沿う幅が描画光の幅に相当する領域)に、パターン群が描画されることになる。ここでは、2個の露光ヘッド80,80が同時に基板Wを横断するので、一回の往路主走査により2本のストライプ領域のそれぞれにパターン群が描画されることになる。   When each exposure head 80 crosses the substrate W once along the main scanning axis while intermittently emitting drawing light toward the substrate W, one stripe region (extending along the main scanning axis) is obtained. The pattern group is drawn in a region where the width along the sub-scanning axis corresponds to the width of the drawing light. Here, since the two exposure heads 80 and 80 simultaneously traverse the substrate W, a pattern group is drawn in each of the two stripe regions by one forward main scan.

描画光の照射を伴う往路主走査が終了すると、ステージ駆動機構5は、ステージ4を副走査軸(X軸)に沿って所定方向(例えば、−X方向)に、描画光の幅に相当する距離だけ移動させることによって、基板Wを各露光ヘッド80に対して副査軸に沿って相対的に移動させる(副走査)。これを基板Wからみると、各露光ヘッド80は副走査軸に沿って+X方向に、ストライプ領域の幅分だけ移動することになる(矢印AR12)。   When the forward main scanning with drawing light irradiation ends, the stage drive mechanism 5 corresponds to the width of the drawing light in a predetermined direction (for example, −X direction) along the sub-scanning axis (X axis). By moving the substrate by the distance, the substrate W is moved relative to each exposure head 80 along the sub-inspection axis (sub-scanning). When viewed from the substrate W, each exposure head 80 moves in the + X direction along the sub-scanning axis by the width of the stripe region (arrow AR12).

副走査が終了すると、描画光の照射を伴う復路主走査が実行される。すなわち、ステージ駆動機構5は、ステージ4を主走査軸(Y軸)に沿って復路方向(ここでは、−Y方向)に移動させることによって、基板Wを各露光ヘッド80に対して主走査軸に沿って相対的に移動させる(復路主走査)。これを基板Wからみると、各露光ヘッド80は、基板W上を、主走査軸に沿って+Y方向に移動して横断することになる(矢印AR13)。その一方で、復路主走査が開始されると、各露光ヘッド80から描画光の照射が開始される。この復路主走査によって、先の往路主走査で描画されたストライプ領域の隣のストライプ領域に、パターン群が描画される。   When the sub-scanning is completed, a return main scanning with irradiation of drawing light is executed. That is, the stage drive mechanism 5 moves the stage 4 along the main scanning axis (Y axis) in the backward direction (here, the −Y direction), thereby moving the substrate W relative to each exposure head 80 to the main scanning axis. (Return main scanning). When viewed from the substrate W, each exposure head 80 moves across the substrate W in the + Y direction along the main scanning axis (arrow AR13). On the other hand, when the backward main scan is started, irradiation of the drawing light from each exposure head 80 is started. By this backward main scanning, a pattern group is drawn in the stripe area adjacent to the stripe area drawn in the previous forward main scanning.

描画光の照射を伴う復路主走査が終了すると、副走査が行われた上で、再び、描画光の照射を伴う往路主走査が行われる。当該往路主走査によって、先の復路主走査で描画されたストライプ領域の隣のストライプ領域に、パターン群が描画される。以後も同様に、副走査を挟みつつ、描画光の照射を伴う主走査が繰り返して行われ、描画対象領域の全域にパターンが描画されると、描画処理が終了する。   When the backward main scanning with the drawing light irradiation ends, the sub-scanning is performed, and then the forward main scanning with the drawing light irradiation is performed again. By the forward main scanning, a pattern group is drawn in the stripe area adjacent to the stripe area drawn in the previous backward main scanning. Thereafter, similarly, the main scanning with the irradiation of the drawing light is repeatedly performed with the sub-scan interposed therebetween, and the drawing process is completed when the pattern is drawn over the entire drawing target area.

ただし、上述したとおり、光源部81から光が出射されている間、監視部60が、変調面820における光の状態を監視しており、これと並行して、補正部70が、監視部60が取得した推定入射位置に基づいて、描画用光L1の光路と変調面820との相対的な位置関係を調整している。これによって、光源部81から出射される光が揺らいだとしても、露光位置精度が低下しにくいように担保されている。   However, as described above, while the light is emitted from the light source unit 81, the monitoring unit 60 monitors the light state on the modulation surface 820, and in parallel with this, the correction unit 70 monitors the monitoring unit 60. The relative positional relationship between the optical path of the drawing light L1 and the modulation surface 820 is adjusted on the basis of the estimated incident position acquired. Thus, even if the light emitted from the light source unit 81 fluctuates, it is ensured that the exposure position accuracy is unlikely to deteriorate.

再び図7を参照する。描画処理が終了すると、搬送装置2が処理済みの基板Wをステージ4から受け取ってカセットCに収容する(ステップS4)。これによって、当該基板Wに対する一連の処理が終了する。処理済みの基板WをカセットCに収容した後、搬送装置2は、新たな未処理の基板WをカセットCから取り出し、今度は、当該基板Wに対して上述した一連の処理が施されることになる。   Refer to FIG. 7 again. When the drawing process is completed, the transport apparatus 2 receives the processed substrate W from the stage 4 and stores it in the cassette C (step S4). Thus, a series of processes for the substrate W is completed. After the processed substrate W is accommodated in the cassette C, the transport apparatus 2 takes out a new unprocessed substrate W from the cassette C, and this time, the substrate W is subjected to the series of processes described above. become.

<6.効果>
上記の実施の形態によると、光源部81から出射された光の、観察対象面630での撮像データを取得できる。ここで、光源部81から観察対象面630までの光学距離が、光源部81から変調面820までの光学距離と等しいので、観察対象面630における光の状態(特に、光学距離に依存する光の状態)が、変調面820における光の状態と等しいと推定できる。したがって、観察部63が取得した撮像データから、空間光変調器821の変調面820における光の状態を、正確に把握できる。
<6. Effect>
According to the above embodiment, it is possible to acquire imaging data of the light emitted from the light source unit 81 on the observation target surface 630. Here, since the optical distance from the light source unit 81 to the observation target surface 630 is equal to the optical distance from the light source unit 81 to the modulation surface 820, the state of light on the observation target surface 630 (in particular, the light depending on the optical distance). It can be estimated that the state is equal to the state of light on the modulation surface 820. Therefore, the state of light on the modulation surface 820 of the spatial light modulator 821 can be accurately grasped from the imaging data acquired by the observation unit 63.

また、上記の実施の形態によると、観察部63が取得した撮像データに基づいて、変調面820における光の状態を推定する状態推定部64を備える。したがって、例えば、変調面820における光の状態に異常がある場合に、これを速やかに検知できる。特に、上記の実施の形態によると、状態推定部64が、観察部63が取得した撮像データに基づいて、変調面820における光の入射位置を推定する。したがって、例えば、変調面820における光の入射位置が理想位置からずれている場合に、これを速やかに検知できる。   Further, according to the above-described embodiment, the state estimation unit 64 that estimates the light state on the modulation surface 820 based on the imaging data acquired by the observation unit 63 is provided. Therefore, for example, when there is an abnormality in the light state on the modulation surface 820, this can be quickly detected. In particular, according to the above embodiment, the state estimation unit 64 estimates the incident position of light on the modulation surface 820 based on the imaging data acquired by the observation unit 63. Therefore, for example, when the incident position of light on the modulation surface 820 deviates from the ideal position, this can be detected quickly.

また、上記の実施の形態によると、補正部70が、状態推定部64が推定した変調面820における光の入射位置に基づいて、光源部81から出射された光が進行する光路(描画用光L1の光路)と変調面820との相対的な位置関係を調整する。この構成によると、例えば、推定入射位置が理想位置からずれている場合に、当該相対的な位置関係を変更することによって、変調面820における光の実際の入射位置を理想位置に近づけることができる。これによって、露光位置精度の低下を抑制できる。また、この構成によると、露光装置1の起動直後、長期間の不使用状態後等のように、露光装置1が熱的に安定していない状態(すなわち、光源部81から出射される光が揺らぎやすい状態)であっても、露光位置精度の低下が生じにくいので、露光装置1の暖機運転を行う必要がない。したがって、露光装置1のスループット低下を抑制できる。   Further, according to the above-described embodiment, the correction unit 70 is based on the light incident position on the modulation surface 820 estimated by the state estimation unit 64, and the light path (light for drawing) travels from the light source unit 81. The relative positional relationship between the optical path L1) and the modulation surface 820 is adjusted. According to this configuration, for example, when the estimated incident position is deviated from the ideal position, the actual incident position of light on the modulation surface 820 can be brought closer to the ideal position by changing the relative positional relationship. . Thereby, it is possible to suppress a decrease in exposure position accuracy. Further, according to this configuration, the exposure apparatus 1 is not thermally stable, such as immediately after activation of the exposure apparatus 1 or after a long period of non-use state (that is, the light emitted from the light source unit 81 is not emitted). Even in a state in which the exposure apparatus tends to fluctuate), the exposure position accuracy is unlikely to deteriorate, so that it is not necessary to warm up the exposure apparatus 1. Therefore, a decrease in throughput of the exposure apparatus 1 can be suppressed.

また、上記の実施の形態によると、描画用フォーカスレンズ814を変位させることによって、光源部81から出射された光が進行する光路と変調面820との相対的な位置関係を変更する。この構成によると、簡易な構成で、変調面820における光の実際の入射位置を変更できる。   Further, according to the above-described embodiment, the relative position relationship between the optical path in which the light emitted from the light source unit 81 travels and the modulation surface 820 is changed by displacing the drawing focus lens 814. According to this configuration, the actual incident position of light on the modulation surface 820 can be changed with a simple configuration.

また、上記の実施の形態によると、観察対象面630に光を収束させる観察用フォーカスレンズ62と光源部81との間の光学距離が、変調面820に光を収束させる描画用フォーカスレンズ814と光源部81との間の光学距離と、等しい。この構成によると、光源部81から出射されて観察対象面630に入射する光の履歴と、光源部81から出射されて変調面820に入射する光の履歴とが等しくなる。したがって、観察部63が取得した撮像データから、空間光変調器821の変調面820における光の状態を、特に正確に推定できる。   Further, according to the above embodiment, the optical distance between the observation focus lens 62 that converges light on the observation target surface 630 and the light source unit 81 is such that the drawing focus lens 814 that converges light on the modulation surface 820 and The optical distance to the light source unit 81 is equal. According to this configuration, the history of light emitted from the light source unit 81 and incident on the observation target surface 630 is equal to the history of light emitted from the light source unit 81 and incident on the modulation surface 820. Therefore, the state of light on the modulation surface 820 of the spatial light modulator 821 can be estimated particularly accurately from the imaging data acquired by the observation unit 63.

<7.変形例>
上記の実施の形態では、補正部70は、描画用フォーカスレンズ814を変位させることによって、描画用光L1の光路と変調面820との相対的な位置関係を変更していたが、補正部70は、別の態様で、この相対的な位置関係を変更してもよい。例えば、補正部70は、空間光変調器821を、複数の変調単位の配列方向(X方向)と直交する方向に移動させることによって、この相対的な位置関係を変更してもよい。
<7. Modification>
In the above embodiment, the correction unit 70 changes the relative positional relationship between the optical path of the drawing light L1 and the modulation surface 820 by displacing the drawing focus lens 814. May change this relative positional relationship in another manner. For example, the correction unit 70 may change the relative positional relationship by moving the spatial light modulator 821 in a direction orthogonal to the arrangement direction (X direction) of a plurality of modulation units.

また、上記の実施の形態において、補正部70は必ずしも必要ではない。例えば補正部70に替えて、状態推定部64が取得した推定入射位置が所定の許容範囲を超えた場合に、その旨をオペレータに報知する報知部を、設けてもよい。   In the above embodiment, the correction unit 70 is not always necessary. For example, instead of the correction unit 70, when the estimated incident position acquired by the state estimation unit 64 exceeds a predetermined allowable range, a notification unit that notifies the operator to that effect may be provided.

また、上記の実施の形態では、状態推定部64が取得した推定入射位置が、変調面820における描画用光L1の入射位置の補正に用いられていたが、状態推定部64が取得した推定入射位置は、これ以外の各種の制御等に用いられてもよい。例えば、露光ヘッド80に不具合が発生した場合に、不具合の原因となった箇所を特定するにあたって、状態推定部64が取得した推定入射位置が用いられてもよい。具体的には、例えば、露光ヘッド80に不具合が発生して描画光が基板Wにおける所期の位置からずれた位置に照射されている状況で、推定入射位置が理想位置からずれていない場合に、不具合箇所は、空間光変調器821かこれよりも描画用光L1の光路の下流側にあると判断することができる。   In the above embodiment, the estimated incident position acquired by the state estimating unit 64 is used for correcting the incident position of the drawing light L1 on the modulation surface 820. However, the estimated incident position acquired by the state estimating unit 64 is used. The position may be used for various other controls. For example, when a problem occurs in the exposure head 80, the estimated incident position acquired by the state estimation unit 64 may be used to identify the location that caused the problem. Specifically, for example, in a situation where a defect occurs in the exposure head 80 and the drawing light is irradiated to a position shifted from the intended position on the substrate W, and the estimated incident position is not shifted from the ideal position. Therefore, it can be determined that the defective portion is located on the downstream side of the optical path of the drawing light L1 or the spatial light modulator 821.

また、上記の実施の形態では、空間光変調器821として回折格子型の空間光変調器が用いられていたが、空間光変調器821の構成はこれに限らない。例えば、ミラーのような変調単位が一次元、あるいは、二次元に配列されている空間光変調器などが利用されてもよい。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)を利用してもよい。   In the above embodiment, a diffraction grating type spatial light modulator is used as the spatial light modulator 821. However, the configuration of the spatial light modulator 821 is not limited to this. For example, a spatial light modulator in which modulation units such as mirrors are arranged one-dimensionally or two-dimensionally may be used. Specifically, for example, a DMD (Digital Micromirror Device) may be used.

また、上記の実施の形態においては、処理対象となる基板Wは、半導体基板であるとしたが、その他の各種の基板(例えば、プリント基板、液晶表示装置に具備されるカラーフィルタ用基板、液晶表示装置やプラズマ表示装置などのフラットパネルディスプレイ(FPD)用ガラス基板等)が処理対象とされてもよい。   In the above embodiment, the substrate W to be processed is a semiconductor substrate, but other various substrates (for example, a printed circuit board, a substrate for a color filter provided in a liquid crystal display device, a liquid crystal display). A flat panel display (FPD) glass substrate such as a display device or a plasma display device) may be a processing target.

1 露光装置
2 搬送装置
3 プリアライメント部
4 ステージ
5 ステージ駆動機構
6 ステージ位置計測部
7 マーク撮像ユニット
8 露光ユニット
81 光源部
814 描画用フォーカスレンズ
82 変調ユニット
821 空間光変調器
820 変調面
83 投影光学系
9 制御部
60 監視部
61 分岐部
62 観察用フォーカスレンズ
63 観察部
630 観察対象面
64 状態推定部
70 補正部
71 レンズ変位機構
72 変更制御部
W 基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exposure apparatus 2 Conveyance apparatus 3 Pre-alignment part 4 Stage 5 Stage drive mechanism 6 Stage position measurement part 7 Mark imaging unit 8 Exposure unit 81 Light source part 814 Drawing focus lens 82 Modulation unit 821 Spatial light modulator 820 Modulation surface 83 Projection optics System 9 Control unit 60 Monitoring unit 61 Branching unit 62 Observation focus lens 63 Observation unit 630 Observation target surface 64 State estimation unit 70 Correction unit 71 Lens displacement mechanism 72 Change control unit W substrate

Claims (6)

  1. 空間変調された光を基板に照射して前記基板を露光する露光装置であって、
    基板を保持する保持部と、
    空間変調された光を形成する光学装置と、
    を備え、
    前記光学装置が、
    光を出射する光源部と、
    前記光源部から出射された光の一部を、観察対象面を介して受光して、前記観察対象面の撮像データを取得する観察部と、
    前記光源部から出射された光の残りを、変調面で受光して、当該受光した光にパターンデータに応じた空間変調を施す空間光変調器と、
    前記観察部が取得した前記撮像データに基づいて、前記観察対象面における光の状態を特定し、当該特定された光の状態を、前記変調面における光の状態と推定する、状態推定部と、
    を備え、
    前記光源部から前記観察対象面までの光学距離と、前記光源部から前記変調面までの光学距離とが、等しい、
    露光装置。
    An exposure apparatus that exposes the substrate by irradiating the substrate with spatially modulated light,
    A holding unit for holding the substrate;
    An optical device for forming spatially modulated light;
    With
    The optical device is
    A light source that emits light;
    An observation unit that receives a part of the light emitted from the light source unit through the observation target surface and acquires imaging data of the observation target surface;
    A spatial light modulator that receives the remainder of the light emitted from the light source unit by a modulation surface and applies spatial modulation according to pattern data to the received light;
    Based on the imaging data acquired by the observation unit, a state estimation unit that identifies a light state on the observation target surface and estimates the identified light state as a light state on the modulation surface;
    With
    The optical distance from the light source unit to the observation target surface is equal to the optical distance from the light source unit to the modulation surface,
    Exposure device.
  2. 請求項に記載の露光装置であって、
    前記状態推定部が、
    前記観察部が取得した前記撮像データに基づいて、前記観察対象面における光の入射位置を特定し、当該特定された光の入射位置を、前記変調面における光の入射位置と推定する、
    露光装置。
    The exposure apparatus according to claim 1 ,
    The state estimation unit
    Based on the imaging data acquired by the observation unit, identify the incident position of light on the observation target surface, and estimate the incident position of the identified light as the incident position of light on the modulation surface,
    Exposure device.
  3. 請求項に記載の露光装置であって、
    前記状態推定部が推定した前記変調面における光の入射位置に基づいて、前記光源部から出射された光が進行する光路と前記変調面との相対的な位置関係を調整する補正部、
    を備える、露光装置。
    The exposure apparatus according to claim 2 ,
    A correction unit that adjusts a relative positional relationship between an optical path traveled by light emitted from the light source unit and the modulation surface based on an incident position of light on the modulation surface estimated by the state estimation unit;
    An exposure apparatus comprising:
  4. 請求項に記載の露光装置であって、
    前記光学装置が、
    前記光源部から出射された光を前記変調面に光を収束させる第1レンズ、
    を備え、
    前記補正部が、
    前記第1レンズを変位させることによって、前記相対的な位置関係を変更する、
    露光装置。
    The exposure apparatus according to claim 3 ,
    The optical device is
    A first lens that converges the light emitted from the light source unit on the modulation surface;
    With
    The correction unit is
    Changing the relative positional relationship by displacing the first lens;
    Exposure device.
  5. 請求項に記載の露光装置であって、
    前記光学装置が、
    前記光源部から出射された光を前記観察対象面に光を収束させる第2レンズ、
    を備え、
    前記光源部から前記第1レンズまでの光学距離が、前記光源部から前記第2レンズまでの光学距離と、等しい、
    露光装置。
    The exposure apparatus according to claim 4 ,
    The optical device is
    A second lens that converges the light emitted from the light source unit onto the observation target surface;
    With
    An optical distance from the light source unit to the first lens is equal to an optical distance from the light source unit to the second lens;
    Exposure device.
  6. 空間変調を施された光を形成する光学装置であって、
    光を出射する光源部と、
    前記光源部から出射された光の一部を、観察対象面を介して受光して、前記観察対象面の撮像データを取得する観察部と、
    前記光源部から出射された光の残りを、変調面で受光して、当該受光した光にパターンデータに応じた空間変調を施す空間光変調器と、
    前記観察部が取得した前記撮像データに基づいて、前記観察対象面における光の状態を特定し、当該特定された光の状態を、前記変調面における光の状態と推定する、状態推定部と、
    を備え、
    前記光源部から前記観察対象面までの光学距離と、前記光源部から前記変調面までの光学距離とが、等しい、
    光学装置。
    An optical device for forming spatially modulated light,
    A light source that emits light;
    An observation unit that receives a part of the light emitted from the light source unit through the observation target surface and acquires imaging data of the observation target surface;
    A spatial light modulator that receives the remainder of the light emitted from the light source unit by a modulation surface and applies spatial modulation according to pattern data to the received light;
    Based on the imaging data acquired by the observation unit, a state estimation unit that identifies a light state on the observation target surface and estimates the identified light state as a light state on the modulation surface;
    With
    The optical distance from the light source unit to the observation target surface is equal to the optical distance from the light source unit to the modulation surface,
    Optical device.
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