JP6876218B2 - 露光装置 - Google Patents

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Description

本発明は、露光装置に関する。
特許文献１には、計測ステーションにおいて、搬送ステージに取り付けられた参照ボード上のアライメントマークと基板上のアライメントマークとを測定して参照ボードのアライメントマークと基板上のアライメントマークとの位置関係を算出し、本来あるべき位置とアライメントマークの検出位置との差分を算出することが開示されている。また、特許文献１には、搬送ステージを書き込みステーションへ移動して、書き込みステーションにおいて算出された差分から書き込み位置を補正することが開示されている。さらに、特許文献１には、参照ボード上のアライメントマークの位置を測定して書き込みステーションを校正することが開示されている。
特許第５８７３０３０号
特許文献１に記載の発明では、計測ステーションと書き込みステーションとが異なる位置にあるため、計測ステーションから書き込みステーションへ搬送ステージを移動させなければならず、それにより位置合わせの精度が低くなるおそれがある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、高精度の描画を行なうことができる露光装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る露光装置は、例えば、上側に略水平な面である第１面が形成された定盤と、前記第１面に、第１方向及び前記第１方向と略直交する第２方向に沿って移動可能に設けられた平面視略矩形形状の略板状のマスク保持部であって、前記第１面と対向する面と反対側の面である略水平な第２面にマスクが載置されるマスク保持部と、前記マスク保持部を前記第１方向及び前記第２方向に移動させる駆動部と、前記マスク保持部の、前記第２面と隣接し、かつ前記第１方向と略直交する第３面に隣接して設けられ、上側の面に略十字形状の十字パターンが形成されたテンプレートと、前記マスク保持部の上方に設けられた光照射部と、前記光照射部から照射され、前記テンプレートを通過した光を受光するカメラと、前記光照射部に隣接して又は前記光照射部に設けられた読取部と、前記マスクに描画するパターンの位置及び形状に関する情報である描画情報を取得し、前記駆動部を駆動して前記マスク保持部を水平方向に移動させながら、前記描画情報に基づいて前記光照射部から前記マスクに光を照射する描画処理を行う制御部と、を備え、前記マスク保持部には、前記マスクに二次元状に配列された複数の十字の位置を含む補正用基板パターンが描画された補正用基板が載置され、前記制御部は、前記補正用基板を初期状態と、前記初期状態から略９０度、略１８０度、及び略２７０度回転させた状態と、のそれぞれにおいて、前記読取部により前記補正用基板を読み取り、当該読み取った結果に基づいて前記描画情報を補正する補正テーブルを作成し、前記読取部により前記十字パターンを読み取り、当該読み取った結果と前記補正テーブルとを比較して前記テンプレートの変形に関するテンプレート補正テーブルを作成し、前記描画処理において、前記補正テーブルに基づいて前記描画情報を補正し、かつ、前記駆動部により前記マスク保持部を移動させながら前記光照射部から前記テンプレートに向けて光を照射し、前記カメラで撮像された画像に基づいて前記光照射部の前記第１方向の位置ずれ及び前記第２方向の位置ずれを取得し、前記第１方向の位置ずれ及び前記第２方向の位置ずれと、前記テンプレート補正テーブルとに基づいて前記描画情報を補正し、かつ前記光照射部へ出力する信号のタイミングを調整することを特徴とする。
本発明に係る露光装置によれば、読取部により、二次元状に配列された複数の十字の位置を含む補正用基板パターンが描画された補正用基板を、初期状態と、前記初期状態から略９０度、略１８０度、及び略２７０度回転させた状態と、のそれぞれにおいて読み取り、当該読み取った結果に基づいて描画情報を補正する補正テーブルを作成する。また、読取部によりテンプレートの十字パターンを読み取り、当該読み取った結果と補正テーブルとを比較してテンプレートの変形に関するテンプレート補正テーブルを作成する。そして、描画処理において、補正テーブルに基づいて描画情報を補正し、かつ、駆動部によりマスク保持部を移動させながら光照射部からテンプレートに向けて光を照射し、カメラで撮像された画像に基づいて光照射部の第１方向の位置ずれ及び第２方向の位置ずれを取得し、第１方向の位置ずれ及び第２方向の位置ずれと、テンプレート補正テーブルとに基づいて描画情報を補正し、かつ光照射部へ出力する信号のタイミングを調整する。これにより、光照射部を校正して、正確に描画処理を行うことができる。特に、光照射部に隣接して読取部を設けるため、精度の高い校正、すなわち高精度の描画を行なうことができる。
ここで、前記制御部は、前記光照射部の下側に前記テンプレートが位置するように前記駆動部により前記マスク保持部を移動させた状態で前記光照射部から前記テンプレートに向けて光を照射し、前記カメラで撮像された画像に基づいて前記光照射部の中心位置を取得し、前記読取部の下側に前記テンプレートが位置するように前記駆動部により前記マスク保持部を移動させた状態で、前記読取部で前記十字パターンを読み取り、前記読取部の中心位置を取得し、前記光照射部の中心位置と、前記読取部の中心位置との差異を求め、当該差異に基づいて前記補正テーブルを修正してもよい。これにより、読取部の位置における補正テーブルを光照射部の位置における補正テーブルに変換し、正確に描画を行うことができる。
ここで、前記制御部は、前記光照射部から略十字形状の光である逆十字パターンを照射して、前記逆十字パターンと前記十字パターンとが重なった画像を前記カメラで読み取ることで前記読取部の中心位置を取得してもよい。これにより、読取部の中心位置のずれ量を正確に取得することができる。
ここで、前記制御部は、前記初期状態で前記補正用基板を読み取った結果と、前記補正用基板を略１８０度回転させた状態で前記補正用基板を読み取った結果とが一致し、前記補正用基板を略９０度回転させた状態で前記補正用基板を読み取った結果と、前記補正用基板を略２７０度回転させた状態で前記補正用基板を読み取った結果とが一致するような補正値を生成し、当該生成された補正値を用いて前記描画情報を補正してもよい。これにより、基板に描画されるパターンと、描画情報に示されるパターンとの意図しないずれを無くすことができる。
ここで、前記制御部は、前記補正用基板が前記マスク保持部の略中央に載置された第１状態と、前記第１状態から前記補正用基板の略半分だけ前記第２方向に前記補正用基板が移動された第２状態とで前記補正用基板を読み取ってもよい。これにより、中心点を中心とした点対称の歪み成分を排除することができる。
ここで、前記光照射部は、前記第２方向に沿って設けられた第１光照射部と第２光照射部とを有し、前記読取部は、前記第１光照射部に隣接して又は前記第１光照射部に設けられた第１読取部と、前記第２光照射部に隣接して又は前記第２光照射部に設けられた第２読取部とを有し、前記制御部は、前記補正用基板の同じ位置を前記第１読取部と前記第２読取部とで読み取った結果に基づいて前記補正テーブルを作成し、前記テンプレートの同じ位置を前記第１読取部と前記第２読取部とで読み取った結果に基づいて前記テンプレート補正テーブルを作成してもよい。これにより、複数の読取部の位置ずれを考慮した補正テーブル及びテンプレート補正テーブルを作成することができる。その結果、第１光照射部で描画された画像と第２光照射部で描画された画像とのつなぎ目が目立たない高精度の描画を行なうことができる。
ここで、前記テンプレートには、前記第１方向に沿った第１線が、当該第１線の幅と略同一の間隔で配置された第１パターンが形成された第１領域と、前記第２方向に沿った第２線が、当該第２線の幅と略同一の間隔で配置された第２パターンが形成された第２領域と、が前記第１方向に隣接して形成され、前記光照射部は、前記第１方向に沿った縞状の第３パターンであって、前記第１パターンより縞の幅が広い又は幅が狭い第３パターンの光と、前記第２方向に沿った縞状の第４パターンであって、前記第２パターンより縞の幅が広い又は幅が狭い第４パターンの光と、を照射し、前記カメラは、前記第１パターンと前記第３パターンとが重なることで形成されたモアレ縞である第１モアレ縞と、前記第２パターンと前記第４パターンとが重なることで形成されたモアレ縞である第２モアレ縞とを読み取り、前記制御部は、前記第１モアレ縞に基づいて前記光照射部の前記第２方向の位置ずれを取得し、前記第２モアレ縞に基づいて前記光照射部の前記第１方向の位置ずれを取得してもよい。このように、モアレ縞の黒のピーク位置、白のピーク位置やモアレ縞の位相を検出することで、光照射部の位置ずれを容易に取得することができる。また、カメラでモアレ縞を観察するため、カメラが高性能でない（例えば、カメラが第１パターン、第２パターンを読み取れない）場合においても、マスク保持部と光照射部との位置関係を高精度で求めることができる。
ここで、前記制御部は、前記第１モアレ縞及び前記第２モアレ縞に基づいて、前記光照射部から照射された光が合焦しているか否かを検知してもよい。これにより、専用のセンサを用いることなく、合焦の有無を検知ことができる。
ここで、前記制御部は、前記光照射部の下側に前記テンプレートが位置するときに、前記テンプレートに光を照射して前記テンプレートに多角形を描画し、前記カメラは、前記多角形を撮像してもよい。これにより、描画される画像の変形（ラスタライジングロジックのバグによる画化け）を前もって知ることができる。
本発明によれば、高精度の描画を行なうことができる。
第１の実施の形態に係る露光装置１の概略を示す斜視図である。 マスク保持部２０の概略を示す斜視図である。 テンプレート保持部２４及びテンプレート２５について説明する図である。 テンプレート２５の上面２５ａの部分拡大図である。 １枚のマスクからテンプレート２５が複数作成される様子を模式的に示す図であり、（Ａ）が平面図であり、（Ｂ）が側面図である。 光照射部３０ａの概略を示す要部透視図である。 読取部６０ａの概略を示す斜視図であり、要部を透視した図である。 光照射部３０と読取部６０との位置関係を模式的に示す図である。 測定部４０及びレーザ干渉計５０がマスク保持部２０の位置を測定する様子を示す概略図である。 露光装置１の電気的な構成を示すブロック図である。 前処理の流れを示すフローチャートである。 補正用基板描画情報の一例を示す図である。 補正用基板描画情報に基づいて生成した補正用基板Ｍ１を示す。 初期状態から補正用基板Ｍ１を略１８０度回転させた状態（ステップＳ１４）において、読取部６０を用いて補正用基板Ｍ１を読み取った結果を示す。 光照射部３０と読取部６０との位置関係を把握する処理の流れを示すフローチャートである。 光照射部３０ａ〜３０ｇからそれぞれ照射される検査用パターンを示す図である。 テンプレート２５の十字パターンＰ５と逆十字パターンＰ６とが重なった画像の一例であり、（Ａ）は光照射部３０の中心位置が本来の位置にある場合を示し、（Ｂ）は光照射部３０の中心位置が本来の位置からずれている場合を示す。 撮像素子１８ｍに結像された画像の一部を例示する図であり、（Ａ）はパターンＰ１とパターンＰ３とが重なった部分の画像の一例であり、（Ｂ）はパターンＰ２とパターンＰ４とが重なった部分の画像の一例である。 カメラ６０６で十字パターンＰ５を読み取る様子を示す図である。 パターンＰ１、Ｐ３により形成されたモアレ縞の様子を模式的に示すグラフである。 制御部１５１ａが行う駆動部７１、７２の制御について説明する図である。 描画処理における処理の流れを示すフローチャートである。 制御部１５１ａが行う描画位置補正処理について説明する図である。
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、重複する部分については説明を省略する。
本発明における露光装置とは、略水平方向に保持した感光性基板（例えば、ガラス基板）を走査方向に移動させながらレーザ等の光を照射してフォトマスクを生成するマスク製造装置である。感光性基板としては、例えば、熱膨張率が非常に小さい（例えば、約５．５×１０−７／Ｋ程度）石英ガラスが用いられる。
露光装置により生成されるフォトマスクは、例えば液晶表示装置用の基板を製造するために用いられる露光用マスクである。フォトマスクは、一辺が例えば１ｍを超える（例えば、１４００ｍｍ×１２２０ｍｍ）大型の略矩形形状の基板上に、１個または複数個のイメージデバイス用転写パターンが形成されたものである。以下、加工前、加工中及び加工後の感光性基板（フォトマスク）を包括する概念として、マスクＭという用語を使用する。
ただし、本発明の露光装置は、マスク製造装置に限定されない。本発明の露光装置は、略水平方向に保持した基板を走査方向に移動させながら光（レーザ、ＵＶ、偏光光等を含む）を照射する様々な装置を含む概念である。
図１は、第１の実施の形態に係る露光装置１の概略を示す斜視図である。露光装置１は、主として、定盤１１と、板状部１２と、レール１３、１４と、枠体１５と、マスク保持部２０と、光照射部３０と、測定部４０（図９参照）と、レーザ干渉計５０と、読取部６０と、を有する。なお、図１においては、一部の構成について図示を省略している。また、露光装置１は、装置全体を覆う図示しない温度調整部により、一定温度に保たれている。
定盤１１は、略直方体形状（厚板状）の部材であり、例えば、石（例えば、花崗岩）や低膨張率の鋳物（例えば、ニッケル系の合金）で形成される。定盤１１は、上側（＋ｚ側）に略水平（ｘｙ平面と略平行）な上面１１ａを有する。
定盤１１は、設置面（例えば、床）上に載置された複数の除振台（図示せず）の上に載置される。これにより、定盤１１が除振台を介して設置面上に載置される。除振台はすでに公知であるため、詳細な説明を省略する。なお、除振台は必須ではない。定盤１１の＋ｘ側には、マスクＭをマスク保持部２０に設置するローダ（図示せず）が設けられる。
レール１３は、セラミック製の細長い板状の部材であり、定盤１１の上面１１ａに、長手方向がｘ方向に沿うように固定される。３本のレール１３は、高さ（ｚ方向の位置）が略同一であり、上面が高精度及び高平坦度で形成される。
ローダ側（＋ｘ側）のレール１３は、端が上面１１ａの端部に設けられ、反ローダ側（−ｘ側）のレール１３は、端が上面１１ａの端部より内側に設けられる。
板状部１２は、レール１３の上に載置される。板状部１２は、セラミック製の略板状の部材であり、全体として略矩形形状である。板状部１２の下面（−ｚ側の面）には、長手方向がｘ方向に沿うようにガイド部（図示せず）が設けられる。これにより、板状部１２がｘ方向以外に移動しないように板状部１２の移動方向が規制される。
板状部１２の上面１２ａには、レール１４が設けられる。レール１４は、長手方向がｙ方向に沿うように固定される。レール１４は、高さが略同一であり、上面が高精度及び高平坦度で形成される。
マスク保持部２０は、平面視略矩形形状の略板状であり、熱膨張係数が略０．５〜１×１０−７／Ｋの低膨張性セラミックを用いて形成される。これにより、マスク保持部２０の変形を防止することができる。なお、マスク保持部２０は、熱膨張係数が略５×１０−８／Ｋの超低膨張性ガラスセラミックを用いて形成することもできる。この場合には、制御しきれない温度変化が発生したとしても、マスク保持部２０の変形を確実に防止することができる。なお、マスク保持部２０をマスクＭと同様に伸び縮みする材料で形成してもよい。
マスク保持部２０は、レール１４の上に載置される。言い換えれば、マスク保持部２０は、板状部１２及びレール１３、１４を介して上面１１ａに設けられる。
マスク保持部２０の下面には、長手方向がｙ方向に沿うようにガイド部（図示せず）が設けられる。これにより、マスク保持部２０、すなわち板状部１２がｙ方向以外に移動しないようにマスク保持部２０の移動方向が規制される。
このように、マスク保持部２０（板状部１２）は、レール１３に沿ってｘ方向に移動可能に設けられ、マスク保持部２０は、レール１４に沿ってｙ方向に移動可能に設けられる。
マスク保持部２０は、略水平な上面２０ａを有する。上面２０ａには、マスクＭ（図示省略）が載置される。マスク保持部２０の詳細については後に詳述する。
露光装置１は、図示しない駆動部７１、７２（図１では図示せず、図１０参照）を有する。駆動部７１、７２は、例えばリニアモータである。駆動部７１はマスク保持部２０（板状部１２）をレール１３に沿ってｘ方向に移動させ、駆動部７２はマスク保持部２０をレール１４に沿ってｙ方向に移動させる。駆動部７１、７２が板状部１２やマスク保持部２０を移動させる方法は、既に公知の様々な方法を用いることができる。
測定部４０（図１では図示省略、図９参照）は、例えばリニアエンコーダであり、マスク保持部２０の位置を測定する。測定部４０は、位置測定部４１、４２を有する。測定部４０については後に詳述する、
定盤１１には、枠体１５が設けられる。枠体１５は、マスク保持部２０の上方（＋ｚ方向）に光照射部３０を保持する。また、枠体１５は、読取部６０を保持する。
光照射部３０は、マスクＭに光（本実施の形態では、レーザ光）を照射する。光照射部３０は、ｙ方向に沿って一定間隔（例えば、略２００ｍｍおき）で設けられる。本実施の形態では、７個の光照射部３０ａ、光照射部３０ｂ、光照射部３０ｃ、光照射部３０ｄ、光照射部３０ｅ、光照射部３０ｆ、光照射部３０ｇを有する。光照射部３０ａ〜３０ｇは、それぞれ図示しない駆動部により、ｚ方向に移動可能に設けられる。駆動部は、光照射部３０ａ〜３０ｇの焦点位置がマスクＭの上面に合うように、光照射部３０ａ〜３０ｇ全体を１０ｍｍ程度の範囲で動かす粗動軸（図示せず）と、光照射部３０ａ〜３０ｇを３０μｍ程度の範囲で微動させる微動軸（図示せず）と、を有する。光照射部３０については後に詳述する。
読取部６０は、マスクＭに形成されたパターンや、テンプレート２５に形成されたパターンを読み取る。読取部６０は、７個の読取部６０ａ、読取部６０ｂ、読取部６０ｃ、読取部６０ｄ、読取部６０ｅ、読取部６０ｆ、読取部６０ｇを有する。読取部６０ａ〜６０ｇは、それぞれ光照射部３０ａ〜３０ｇに隣接して設けられる。読取部６０については後に詳述する。
なお、本実施の形態では、読取部６０と光照射部３０とが隣接するように、光照射部３０及び読取部６０が枠体１５に設けられるが、読取部６０が光照射部３０に設けられてもよい。
レーザ干渉計５０は、レーザ干渉計５１、５２を有する。枠体１５の−ｙ側に設けられた柱には、レーザ干渉計５１が設けられる。また、定盤１１の＋ｘ側の側面には、レーザ干渉計５２（図１では図示省略）が設けられる。レーザ干渉計５０については、後に詳述する。
次に、マスク保持部２０について説明する。図２は、マスク保持部２０の概略を示す斜視図である。
マスク保持部２０は、上面２０ａと隣接する側面２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを有する。側面２０ｄは側面２０ｂの反対側の面である。側面２０ｂは＋ｘ側の側面であり、側面２０ｃは−ｙ側の側面であり、側面２０ｄは−ｘ側の側面である。側面２０ｂ、２０ｄは、ｘ方向と略直交しており（ｙ方向に略沿っており）、側面２０ｃはｘ方向に略沿っている。側面２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、ｚ方向と略平行である。
上面２０ａには、バーミラー２１、２２、２３が設けられる。バーミラー２１、２２は、側面２０ｂに沿って設けられ、バーミラー２３は、−ｙ側の側面２０ｃに沿って設けられる。
側面２０ｄには、テンプレート保持部２４が設けられる。テンプレート保持部２４には、テンプレート２５が設けられる。
図３は、テンプレート保持部２４及びテンプレート２５について説明する図である。テンプレート保持部２４は、透明な材料（例えば、石英ガラス）で形成され、ｚ方向と略平行方向に移動可能に設けられる。テンプレート保持部２４を石英ガラスとすることで、テンプレート２５の熱膨張による歪みを最小とすることができる。
テンプレート保持部２４の上側の面２４ａには、テンプレート２５が設けられる凹部２４ｂが形成される。凹部２４ｂとテンプレート２５との間には、弾性を有する透明な樹脂材料２６が充填される。これにより、テンプレート２５を凹部２４ｂに接着しつつ、テンプレート保持部２４のｚ方向の移動や温度等の変化による歪みを防ぐことができる。樹脂材料２６が充填される空間の厚さは、図３における左右方向、高さ方向ともに略同一とする。本実施の形態では、テンプレート２５の移動による影響よりもテンプレート２５の変形による影響の方がはるかに大きいため、接着に樹脂材料２６を用いることでテンプレート２５の変形を確実に防止する。
マスク保持部２０には、駆動部７３（図３では図示せず、図１０参照）が設けられる。駆動部７３は、テンプレート保持部２４をｚ方向（図３の矢印方向）に移動させる。また、テンプレート保持部２４は、側面２０ｄに対し、図示しないマグネット吸着又は真空吸着機構、及び摩擦力により固定される。駆動部７３や真空吸着機構は、既に公知の様々な方法を用いることができる。
駆動部７３は、マスク保持部２０の上面２０ａに載置されたマスクＭの上面Ｍａと、テンプレート２５の上面２５ａとが略一致する（ここで略一致とは、略±３０μｍ以内である）ように、テンプレート保持部２４を側面２０ｄと略平行方向に移動させる。テンプレート保持部２４は、マスクＭの種類による厚さの差異分（１０ｍｍ程度）だけｚ方向に移動可能に設けられることが望ましい。
テンプレート２５は、上面２５ａが上側に露出するようにテンプレート保持部２４に設けられる。図４は、テンプレート２５の上面２５ａの部分拡大図である。
上面２５ａには、ｘ方向に略沿った線Ｌ１が、線Ｌ１の幅と略同一の間隔で配置された縞状のパターンＰ１が形成された領域Ｒ１と、ｙ方向に略沿った線Ｌ２が、線Ｌ２の幅と略同一の間隔で配置された縞状のパターンＰ２が形成された領域Ｒ２と、が形成される。領域Ｒ１と領域Ｒ２とは、ｘ方向に隣接して形成され、ｘ方向に沿ってみたときに領域Ｒ１の両側に領域Ｒ２が設けられる。領域Ｒ１、Ｒ２のｘ方向の長さは略３００μｍである。
領域Ｒ１は、テンプレート２５のｘ方向略中央に設けられる。テンプレート２５のｘ方向略中央は、仮にテンプレート２５に曲がりが発生したとしても延び縮みの無い（又は最も少ない）部分である。このように領域Ｒ１、Ｒ２を配置することで、モアレ縞を撮像する（後に詳述）処理をマスク保持部２０が静止した状態で行う場合においても、＋ｘ側の領域Ｒ２と−ｘ側の領域Ｒ２とで補完することで光照射部３０の対物レンズ３２ａ〜３２ｇ（図６参照）の対称歪み成分をキャンセルすることができる。
パターンＰ１は、光照射部３０ａ〜３０ｇのｙ方向の位置を決定するためのパターンであり、パターンＰ２は、光照射部３０ａ〜３０ｇからマスクＭへ光を照射するタイミングを決定するためのパターンである。線Ｌ１、Ｌ２の幅ｌ１、ｌ２は略１〜２μｍである。
なお、本実施の形態では、略１〜２μｍの幅及び間隔を有する線Ｌ１、Ｌ２を描画したが、線Ｌ１、Ｌ２の幅及び間隔を略１μｍとし、略２μｍの幅及び間隔を有する線（ｘ方向に略沿った線及びｙ方向に略沿った線）を更に描画するようにしてもよい。
パターンＰ１、Ｐ２の外側には、十字パターンＰ５が形成される。十字パターンＰ５は、光照射部３０ａ〜３０ｇのｙ方向の間隔と略同一の間隔で形成される。
テンプレート２５は、図５に示すように、１枚のマスク（感光性基板）から複数作成される。図５は、１枚のマスクからテンプレート２５が複数作成される様子を模式的に示す図であり、（Ａ）が平面図であり、（Ｂ）が側面図である。マスクは、例えばカラーフィルタ用の特別面取り品（例えば１５００ｍｍ×１２２０ｍｍ程度の大きさ、厚さが１３ｍｍ程度）である。マスク上に帯状の領域Ｒ１、Ｒ２を複数形成し、これを中心とした所定の幅（ここでは略５５ｍｍ）でマスクを切断し、切断面を仕上げる（ここでは、幅が略５０ｍｍ程度まで研磨する）ことでテンプレート２５が形成される。外周に沿って幅ｗ１が６．３ｍｍ〜８ｍｍ程度、高さｈ１が４．５ｍｍ〜６ｍｍ程度の面取りが形成されているため、外周に沿って略１５ｍｍ程度の領域Ｒ５はパターンＰ１、Ｐ２等を描画しない。テンプレート２５はマスクＭと同じ材質であるため、たとえ環境温度が変化してマスクＭが熱膨張又は熱収縮したとしても、テンプレート２５も同じ量だけ膨張又は収縮するため、温度変化による不具合を最小限にすることができる。
図３の説明に戻る。図３の二点鎖線で示すように、テンプレート２５には光照射部３０（図３では図示省略）から光が照射され、テンプレート保持部２４、テンプレート２５等を通過した光は、カメラ１８に入射する。
カメラ１８は、レール１３（図３では図示省略）に設けられ、レール１３に沿ってｘ方向に移動可能である。カメラ１８ａ〜１８ｇは、それぞれ図示しない駆動部により、光照射部３０ａ〜３０ｇの−ｚ側に位置するようにｘ方向に移動される。
カメラ１８は、ｚ方向に移動可能に設けられ、図示しない駆動部によりｚ方向に駆動される。カメラ１８は、ｙ方向に沿って７個（カメラ１８ａ〜１８ｇ、図１２参照）設けられる。
カメラ１８は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子１８ｍと、鏡筒１８ｎと、を有する。撮像素子１８ｍは、テンプレート２５等を通過した光を受光する。カメラ１８の視野は略１ｍｍ×１．２ｍｍ程度であり、撮像素子１８ｍにはパターンＰ１、Ｐ２及び十字パターンＰ５が全て結像される。鏡筒１８ｎの内部には、対物レンズ１８ｏが設けられる。対物レンズ１８ｏは、鏡筒１８ｎの上端近傍に設けられ、テンプレート保持部２４、テンプレート２５及び樹脂材料２６を通過した光束を集光する。鏡筒１８ｎとテンプレート保持部２４の下側の面との間には、隙間が形成される。
カメラ１８は、高性能である必要はない。例えば、光学歪の有無は問わず、撮像素子１８ｍの解像度が低くてもよい。これについては後に詳述する。
次に、光照射部３０について説明する。図６は、光照射部３０ａの概略を示す要部透視図である。光照射部３０ａは、主として、ＤＭＤ３１ａと、対物レンズ３２ａと、光源部３３ａと、ＡＦ処理部３４ａと、を有する。光照射部３０ｂ〜光照射部３０ｇは、光照射部３０ａと同一の構成であり、それぞれＤＭＤ３１ｂ〜３１ｇと、対物レンズ３２ｂ〜３２ｇと、光源部３３ｂ〜３３ｇと、ＡＦ処理部３４ｂ〜３４ｇと、を有する。以下、光照射部３０ｂ〜光照射部３０ｇについての説明を省略し、光照射部３０ａについて説明する。
ＤＭＤ３１ａは、デジタルミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ、ＤＭＤ）であり、面状のレーザ光が照射可能である。ＤＭＤ３１ａは、多数の可動式のマイクロミラー（図示省略）を有し、１枚のマイクロミラーから１画素分の光が照射される。マイクロミラーは、大きさが略１０μｍであり、２次元状に配置されている。ＤＭＤ３１ａには光源部３３ａ（後に詳述）から光が照射され、光は各マイクロミラーで反射される。マイクロミラーは、その対角線と略平行な軸を中心に回転可能であり、ＯＮ（マスクＭに向けて光を反射させる）とＯＦＦ（マスクＭに向けて光を反射させない）との切り替えが可能である。ＤＭＤ３１ａはすでに公知であるため、詳細な説明を省略する。
対物レンズ３２ａは、ＤＭＤ３１ａの各マイクロミラーで反射されたレーザ光をマスクＭの表面に結像させる。描画時には、光照射部３０ａ〜光照射部３０ｇのそれぞれから光が照射され、この光がマスクＭ上で結像することにより、マスクＭにパターンが描画される。
光源部３３ａは、主として、光源３３１と、レンズ３３２と、フライアイレンズ３３３と、レンズ３３４、３３５と、ミラー３３６と、を有する。光源３３１は、例えばレーザダイオードであり、光源３３１から出射された光は、光ファイバ等を介してレンズ３３２に導かれる。
光は、レンズ３３２からフライアイレンズ３３３に導かれる。フライアイレンズ３３３は複数枚のレンズ（図示せず）を２次元状に配置したものであり、フライアイレンズ３３３において多数の点光源が作られる。フライアイレンズ３３３を通過した光は、レンズ３３４、３３５（例えば、コンデンサレンズ）を通って平行光となり、ミラー３３６でＤＭＤ３１ａに向けて反射される。
ＡＦ処理部３４ａは、マスクＭへ照射される光の焦点をマスクＭに合わせるものであり、主として、ＡＦ用光源３４１と、コリメータレンズ３４２と、ＡＦ用シリンドリカルレンズ３４３、ペンタプリズム３４４、３４５と、レンズ３４６と、ＡＦセンサ３４７、３４８と、を有する。ＡＦ用光源３４１から照射された光はコリメータレンズ３４２で平行光となり、ＡＦ用シリンドリカルレンズ３４３で線状の光となり、ペンタプリズム３４４で反射されてマスクＭの表面に結像する。マスクＭで反射した光は、ペンタプリズム３４５で反射され、レンズ３４６で集光されて、ＡＦセンサ３４７、３４８に入射する。ペンタプリズム３４４、３４５は、略９７度の曲げ角度で光を曲げる。なお、ペンタプリズム３４４、３４５の代わりにミラーを用いてもよいが、ミラーの角度ズレにより焦点ボケを起こすため、ペンタプリズムを用いることが望ましい。ＡＦ処理部３４ａは、ＡＦセンサ３４７、３４８で受光された結果に基づいて合焦位置を求めるオートフォーカス処理を行う。なお、このような光テコ式によるオートフォーカス処理はすでに公知であるため、詳細な説明を省略する。
次に、読取部６０について説明する。読取部６０ａ〜読取部６０ｇは、同一の構成であるため、以下、読取部６０ａについて説明する。
図７は、読取部６０ａの概略を示す斜視図であり、要部を透視した図である。読取部６０ａは、高倍率顕微鏡光学系であり、主として、対物レンズ６０１と、対物レンズ６０１へ光（ここでは、可視光）を照射する光源ユニット６０２と、チタン、ジルコニア等の低熱伝導体で形成された鏡筒６０３と、鏡筒６０３の内部に設けられたチューブレンズ６０４と、光源ユニット６０２からの光を透過させると共に、対物レンズ６０１から導かれた光を反射するハーフミラー６０５と、を有する顕微鏡と、顕微鏡により取得されたパターンを結像するカメラ６０６と、を有する。
光源ユニット６０２は、可視光線（例えば、波長が略４５０〜６００ｎｍの光）を照射する部材であり、面光源状の光を照射する。光源ユニット６０２は、遠方に設置された光源６２１と、光源６２１からの光を導く光バンドルファイバ６２２と、光ファイバの端面近傍に設置された拡散板６２３と、拡散板６２３に隣接して設けられるコリメータレンズ６２４と、を有する。
光源６２１は、例えば白色ＬＥＤであり、可視光域の光を照射する。光源６２１は発熱するため、光源６２１は読取部６０ａから離れた位置に設けられる。光源６２１から照射された光は、光バンドルファイバ６２２を用いて導光される。拡散板６２３は、光バンドルファイバ６２２により導光されて、光バンドルファイバ６２２の端面から放射される光を広げ均一に変換した後、コリメータレンズ６２４は、その光を対物レンズ６０１に導く。
光源ユニット６０２から照射された光は、対物レンズ６０１を通り、パターンＰ等で反射して、再び対物レンズ６０１へ導かれる。対物レンズ６０１は、倍率が略１００倍の高倍率、開口数（ＮＡ、ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ａｐｅｒｔｕｒｅ）が略０．８、作動距離が略２ｍｍの特性を有する可視光レンズである。チューブレンズ６０４は、無限遠補正された対物レンズ６０１からの光を結像させるレンズであり、焦点距離が略２００ｍｍである。
カメラ６０６は、解像度がＵＸＧＡ（１６００×１２００画素）程度であり、大きさが２／３インチ程度であり、消費電力が３Ｗ程度である。カメラ６０６は、マスクＭ（図９では図示省略）に形成されたパターンＰの像やテンプレート２５のパターンＰ１、Ｐ２、十字パターンＰ５の像を取得する。カメラ６０６は、水冷用ウオータージャケットで囲まれている。カメラ６０６は、制御部１５１ａ（図１２参照）により、超低速度スキャンが可能であり、したがってマスクＭに描画された細かいパターンを正確に読み取ることができる。
なお図７では、光源６２１から照射された光が光バンドルファイバ６２２を介して拡散板６２３へ導光されたが、光バンドルファイバ６２２は必須ではない。例えば光源６２１を鏡筒６０３近傍に設け、光源６２１から直接対物レンズ６０１へ光が照射されてもよい。この場合には、光源６０１及びカメラ６０６を水冷用ウオータージャケットで囲むようにすればよい。
図８は、光照射部３０と読取部６０との位置関係を模式的に示す図である。図８は、マスク保持部２０の上面２０ａに光照射部３０及び読取部６０を投影したときの様子を示す。光照射部３０ａ〜３０ｇの対物レンズ３２ａ〜３２ｇは、ｙ方向に沿って設けられる。また、対物レンズ３２ａ〜３２ｇに隣接して、ＡＦ処理部３４ａ〜３４ｇのＡＦ用光源３４１及びＡＦセンサ３４７、３４８がそれぞれ設けられる。
また、保持板１５ａには、対物レンズ３２ａ〜３２ｇに隣接して、それぞれ読取部６０ａ〜読取部６０ｇの対物レンズ６０１が設けられる。本来であれば光照射部３０の対物レンズ３２ａ〜３２ｇの位置と、読取部６０の対物レンズ６０１の位置とを一致させたいが、光照射部３０の描画性能の向上のためには、光照射部３０に読取部６０の機能を含ませることができず、光照射部３０と読取部６０とを別々に設けなければならない。したがって、対物レンズ６０１と対物レンズ３２ａ〜３２ｇとはできるだけ近い位置、例えば対物レンズ３２ａ〜３２ｇに隣接する位置に設けることが望ましい。
対物レンズ６０１と対物レンズ３２ａ〜３２ｇとは、一体の機構で保持することが望ましい。例えば、対物レンズ６０１として第１対物レンズと第２対物レンズ（結像レンズ）とを有する無限遠補正対物レンズを用い、軽い第１対物レンズのみを対物レンズ３２ａ〜３２ｇと一体化し、第１対物レンズと対物レンズ３２ａ〜３２ｇとが共に移動するようにすればよい。第１対物レンズと第２対物レンズとの間は平行光線であるため、第１対物レンズのみがｚ方向に移動しても結像条件は変化せず、読取部６０の機能に問題は生じない。これにより、重い読取部６０全体をｚ方向に移動しなくても済む。
ＡＦ用光源３４１と、ＡＦセンサ３４７、３４８と、対物レンズ６０１とは、平面視における位置が重ならないように配置される。
なお図８では、対物レンズ３２ａ〜３２ｇの中心と対物レンズ６０１の中心とがｙ方向にずれている（ｙｄ＞０）が、対物レンズ３２ａ〜３２ｇの中心と対物レンズ６０１の中心とのｙ方向の位置を合わせる（ｙｄ＝０）ようにしてもよい。この場合には、ＡＦ用光源３４１及びＡＦセンサ３４７、３４８の位置をそれぞれ図８に示す状態から反時計方向に回せばよい。
図９は、測定部４０及びレーザ干渉計５０がマスク保持部２０の位置を測定する様子を示す概略図である。なお、図９では、レール１３、１４の一部のみ図示している。また、図９では、光照射部３０ａ、３０ｇのみ図示し、光照射部３０ｂ〜３０ｆについては図示を省略する。
位置測定部４１、４２は、リニアスケールによる位置測定部であり、それぞれ、スケール４１ａ、４２ａと、検出ヘッド４１ｂ、４２ｂと、を有する。
スケール４１ａは、＋ｙ側のレール１３の＋ｙ側の端面及び−ｙ側のレール１３の−ｙ側の端面に設けられる。検出ヘッド４１ｂは、板状部１２（図６では図示省略）の＋ｙ側及び−ｙ側の端面に設けられる。図９では、＋ｙ側のスケール４１ａ及び検出ヘッド４１ｂについての図示を省略する。
スケール４２ａは、＋ｘ側のレール１４の＋ｘ側の端面及び−ｘ側のレール１３の−ｘ側の端面に設けられる。検出ヘッド４２ｂは、マスク保持部２０の＋ｘ側及び−ｘ側の端面に設けられる。図９では、−ｘ側のスケール４２ａ及び検出ヘッド４２ｂについての図示を省略する。
スケール４１ａ、４２ａは、例えばレーザホログラムスケールであり、０．５１２μｍピッチでメモリが形成されている。検出ヘッド４１ｂ、４２ｂは、光（例えば、レーザ光）を照射し、スケール４１ａ、４２ａで反射された光を取得し、これにより発生する信号を５１２等分して１ｎｍを得、これにより発生する信号を５１２０等分して０．１ｎｍを得る。位置測定部４１、４２はすでに公知であるため、詳細な説明を省略する。
光照射部３０ａには、ｘｚ平面と略平行な反射面を有するミラー３５ａが設けられる。光照射部３０ｇには、ｘｚ平面と略平行な反射面を有するミラー３５ｂ、３５ｃが設けられる。ミラー３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、ｘ方向の位置が重ならないように設けられる。
光照射部３０ａには、ｙｚ平面と略平行な反射面を有するミラー３６ａが設けられる。光照射部３０ｇには、ｙｚ平面と略平行な反射面を有するミラー３６ｇが設けられる。
レーザ干渉計５１、５２は、４本のレーザ光を照射する。レーザ干渉計５１は、レーザ干渉計５１ａ、５１ｂ、５１ｃを有する。レーザ干渉計５２は、レーザ干渉計５２ａ、５２ｇを有する。
図９において、レーザ光の経路を２点鎖線で示す。レーザ干渉計５１ａ、５１ｂ、５１ｃから照射される光のうちの２本は、バーミラー２３で反射されて、その反射光がレーザ干渉計５１ａ、５１ｂ、５１ｃで受光される。
レーザ干渉計５１ａから照射される光のうちの残りの２本はミラー３５ａで反射して、その反射光がレーザ干渉計５１ａで受光される。レーザ干渉計５１ｂから照射される光のうちの残りの２本はミラー３５ｂで反射して、その反射光がレーザ干渉計５１ｂで受光される。レーザ干渉計５１ｃから照射される光のうちの残りの２本はミラー３５ｃで反射して、その反射光がレーザ干渉計５１ｃで受光される。
レーザ干渉計５１ａ〜５１ｃは、それぞれミラー３５ａ〜３５ｃの位置を基準としバーミラー２３の位置を測定することで、光照射部３０ａ、３０ｇとマスク保持部２０とのｙ方向の位置関係を測定する。
レーザ干渉計５２ａから照射される光のうちの２本は、バーミラー２２で反射されて、その反射光がレーザ干渉計５２ａで受光される。レーザ干渉計５２ｇから照射される光のうちの２本は、バーミラー２１で反射されて、その反射光がレーザ干渉計５２ｇで受光される。
レーザ干渉計５２ａから照射される光のうちの残りの２本はミラー３６ａで反射して、その反射光がレーザ干渉計５２ａで受光される。レーザ干渉計５２ｇから照射される光のうちの残りの２本はミラー３６ｇで反射して、その反射光がレーザ干渉計５２ｇで受光される。
レーザ干渉計５２ａ、５２ｇは、それぞれミラー３６ａ、３６ｇの位置を基準としバーミラー２１、２２の位置を測定することで、光照射部３０ａ〜３０ｇとマスク保持部２０とのｘ方向の位置関係を測定する。
本実施の形態では、光照射部３０ｂ〜３０ｆにはミラーが設けられず、そのミラーの位置を測定するレーザ干渉計も設けられない。これは、光照射部３０ｂ〜３０ｆの位置を光照射部３０ａ、３０ｇの位置に基づいて内挿により求められることと、カメラ１８で撮像されるモアレ縞を用いた補正処理（後に詳述）により補正が可能だからである。また、レーザ干渉計５０の数を少なくすることで、レーザ干渉計５０用のレーザトランスデューサとして６本の分岐が可能なものを用いる場合に、５本をレーザ干渉計５１ａ〜５１ｃ、５２ａ、５２ｂ用とし、１本を空気中の波長変化を検出する波長トラッカ用とし、レーザトランスデューサの数を１つとすることで、複数のレーザトランスデューサを設けることにより不具合を避けつつ、装置を小型化することができ、かつコストを下げることができる。
図１０は、露光装置１の電気的な構成を示すブロック図である。露光装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１５１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１５２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１５３と、入出力インターフェース（Ｉ／Ｆ）１５４と、通信インターフェース（Ｉ／Ｆ）１５５と、メディアインターフェース（Ｉ／Ｆ）１５６と、を有し、これらは光照射部３０、位置測定部４１、４２、レーザ干渉計５１、５２、駆動部７１、７２、７３等と互いに接続されている。
ＣＰＵ１５１は、ＲＡＭ１５２、ＲＯＭ１５３に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。ＣＰＵ１５１には、位置測定部４１、４２、レーザ干渉計５１、５２等から信号が入力される。ＣＰＵ１５１から出力された信号は、駆動部７１、７２、６３、光照射部３０に出力される。
ＲＡＭ１５２は、揮発性メモリである。ＲＯＭ１５３は、各種制御プログラム等が記憶されている不揮発性メモリである。ＣＰＵ１５１は、ＲＡＭ１５２、ＲＯＭ１５３に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。また、ＲＯＭ１５３は、露光装置１の起動時にＣＰＵ１５１が行うブートプログラムや、露光装置１のハードウェアに依存するプログラム、マスクＭへの描画データなどを格納する。また、ＲＡＭ１５２は、ＣＰＵ１５１が実行するプログラム及びＣＰＵ１５１が使用するデータなどを格納する。
ＣＰＵ１５１は、入出力インターフェース１５４を介して、キーボードやマウス等の入出力装置１４１を制御する。通信インターフェース１５５は、ネットワーク１４２を介して他の機器からデータを受信してＣＰＵ１５１に送信すると共に、ＣＰＵ１５１が生成したデータを、ネットワーク１４２を介して他の機器に送信する。
メディアインターフェース１５６は、記憶媒体１４３に格納されたプログラム又はデータを読み取り、ＲＡＭ１５２に格納する。なお、記憶媒体１４３は、例えば、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等である。
なお、各機能を実現するプログラムは、例えば、記憶媒体１４３から読み出されて、ＲＡＭ１５２を介して露光装置１にインストールされ、ＣＰＵ１５１によって実行される。
ＣＰＵ１５１は、入力信号に基づいて露光装置１の各部を制御する制御部１５１ａの機能を有する。制御部１５１ａは、ＣＰＵ１５１が読み込んだ所定のプログラムを実行することにより構築される。制御部１５１ａが行う処理については、後に詳述する。
図１０に示す露光装置１の構成は、本実施形態の特徴を説明するにあたって主要構成を説明したのであって、例えば一般的な情報処理装置が備える構成を排除するものではない。露光装置１の構成要素は、処理内容に応じてさらに多くの構成要素に分類されてもよいし、１つの構成要素が複数の構成要素の処理を実行してもよい。
このように構成された露光装置１の作用について説明する。以下の処理は、主として制御部１５１ａによって行われる。
制御部１５１ａは、描画処理に先立って、レーザ干渉計５１、５２を用いて位置測定部４１、４２の校正処理を行う。レーザ干渉計５１、５２の測定値は正確であるが、露光装置１におけるクリーンエアーのダウンフローで１０ｎｍ近い揺らぎが発生する。また、レーザ干渉計５１、５２は相対位置のみの測定しかできない（原点を知る事はできない）。
位置測定部４１、４２の測定結果は、マスク保持部２０のピッチングやヨーイングによる誤差等を含む。そのため、位置測定部４１、４２による測定結果が誤差を含まないようにレーザ干渉計５１、５２の測定値と位置測定部４１、４２による測定値との関係を事前に調べ、位置測定部４１、４２の校正処理を行ったうえで、位置測定部４１、４２を用いて描画処理を行うことで、揺らぎの無い状態でピッチング誤差やヨーイング誤差を取り除き、描画精度を向上させることができる。校正処理において、制御部１５１ａは、各光照射部３０ａ〜３０ｇに対するルックアップテーブル（ＬＵＴ、Ｌｏｏｋ ｕｐ ｔａｂｌｅ）を算出する。校正処理の詳細については後に詳述する。
校正処理の次に、描画処理の前に行う前処理について説明する。図１１は、前処理の流れを示すフローチャートである。
まず、光照射部３０からの光照射位置や光照射タイミングを補正するための補正用基板の作成及びこの補正用基板を用いた補正テーブル生成処理を行う（ステップＳ１０）。以下、ステップＳ１０の処理について詳細に説明する。
まず、補正用基板の作成処理を行う（ステップＳ１１）。補正用基板を作成するためのマスクＭがマスク保持部２０に載置されたら、制御部１５１ａは、マスクＭに補正用基板パターンを描画して、補正用基板を生成する。制御部１５１ａは、補正用基板パターンに関する情報である補正用基板描画情報をＲＯＭ１５３から取得し、補正用基板描画情報に基づいて描画処理を行う。
図１２は、補正用基板描画情報の一例を示す図である。図１２においては、マスクＭの位置を点線で模式的に示す。補正用基板パターンは、二次元状に配列された複数の十字を含むパターンであり、本実施の形態では格子状に配列されたパターンである。制御部１５１ａは、駆動部７１、７２を制御してマスク保持部２０をｘ方向及びｙ方向に動かしながら、マスクＭに補正用基板パターンを描画して補正用基板Ｍ１を生成する。なお、マスク保持部２０を動かす処理については、後に詳述する。また、光をマスクＭに照射する処理は、すでに公知の技術を用いて行うことができる。
図１３は、図１２に示す補正用基板描画情報に基づいて生成した補正用基板Ｍ１を示す。図１３においては、様々な誤差により、ｘ方向の描画パターンが右側（−ｙ方向）にｙ１だけふくらんだ曲線となっている。
次に、制御部１５１ａは、補正用基板Ｍ１を生成したときの状態である初期状態（０度）と、初期状態から補正用基板Ｍ１を略９０度、略１８０度、及び略２７０度回転させた状態とのそれぞれの状態で補正用基板Ｍ１をマスク保持部２０の上面２０ａに載置し、それぞれの場合において、読取部６０を用いて補正用基板Ｍ１を読み取る（ステップＳ１２〜Ｓ１５）。
なお、ステップＳ１２〜Ｓ１５では、二つの状態下で補正用基板Ｍ１を読み取る。一つ目の状態（状態Ｉ）は、補正用基板Ｍ１が上面２０ａの略中央に載置された状態である。状態Ｉは、ステップＳ１１で補正用基板Ｍ１を作成するために載置されたマスクＭの位置と略一致する。二つ目の状態（状態ＩＩ）は、状態Ｉから補正用基板Ｍ１のｙ方向の大きさの略半分だけｙ方向（例えば、−ｙ方向）に補正用基板Ｍ１を移動させたときの状態である。
初期状態（ステップＳ１２）かつ状態Ｉにおいては、領域Ａ１のパターンは読取部６０ａで読み取られ、領域Ａ２のパターンは読取部６０ｂで読み取られ、領域Ａ３のパターンは読取部６０ｃで読み取られ、領域Ａ４のパターンは読取部６０ｄで読み取られ、領域Ａ５のパターンは読取部６０ｅで読み取られ、領域Ａ６のパターンは読取部６０ｆで読み取られ、領域Ａ７のパターンは読取部６０ｇで読み取られる。したがって、読取部６０を用いて補正用基板Ｍ１を読み取った結果は、図１２に示す補正用基板描画情報と一致する。
図１４は、初期状態から補正用基板Ｍ１を略１８０度回転させた状態（ステップＳ１４）かつ状態Ｉにおいて、読取部６０を用いて補正用基板Ｍ１を読み取った結果を示す。この場合には、領域Ａ１のパターンは読取部６０ｇで読み取られ、領域Ａ２のパターンは読取部６０ｆで読み取られ、領域Ａ３のパターンは読取部６０ｅで読み取られ、領域Ａ４のパターンは読取部６０ｄで読み取られ、領域Ａ５のパターンは読取部６０ｃで読み取られ、領域Ａ６のパターンは読取部６０ｂで読み取られ、領域Ａ７のパターンは読取部６０ａで読み取られる。したがって、初期状態から略１８０度回転された補正用基板Ｍ１を読取部６０により読み取った結果（図１４の実線参照）は、ｘ方向の描画パターンが、左側（＋ｙ方向）にｙ２だけふくらんだ曲線となる。ｙ２は、ｙ１の２倍の大きさである。なお、図１４において、破線は補正用基板描画情報を示す。
制御部１５１ａは、ステップＳ１２〜ステップＳ１５における読み取り結果に基づいて光照射部３０の補正値を求め、これを補正テーブルとして作成する（ステップＳ１６）。以下、ステップＳ１６の処理について詳細に説明する。
制御部１５１ａは、ステップＳ１２における初期状態での読み取り結果と、ステップＳ１４における補正用基板Ｍ１を略１８０度回転させた状態での読み取り結果の中間を、光照射部３０の補正値とする。
図１３、１４に示す場合においては、補正値は、ｘ方向の描画パターンが、＋ｙ方向にｙ１だけふくらんだ曲線となる。この補正値を補正用基板描画情報に加算した情報を用いて補正用基板Ｍ１’（図示せず）を描画すると、補正用基板Ｍ１’のパターンは直線となり、初期状態での読取部６０による読み取り結果と、初期状態から補正用基板Ｍ１’を略１８０度回転させた状態での読取部６０による読み取り結果は一致する。
同様に、制御部１５１ａは、ステップＳ１３における補正用基板Ｍ１を略９０度回転させた状態での読取部６０による読み取り結果と、ステップＳ１５における補正用基板Ｍ１を略２７０度回転させた状態での読取部６０による読み取り結果の中間を補正値として算出する。
ステップＳ１６では、状態Ｉ、ＩＩの両方の読み取り結果に基づいて補正値を算出する。例えば、補正用基板Ｍ１の中心点を中心とした点対称の歪み（例えば、中心点から放射状に広がる放射曲線状の歪み）がある場合には、補正用基板Ｍ１を９０度、１８０度、２７０度回転させても測定結果が重なってしまい、補正ができない。したがって、点対称の歪み成分を排除するためには、状態Ｉと状態ＩＩとで読み取りを行い（ステップＳ１２〜Ｓ１５）、その差を無くすように補正値を算出する（ステップＳ１６）ことが望ましい。なお、ステップＳ１２〜Ｓ１５において、さらに、状態ＩＩから補正用基板Ｍ１のｙ方向の大きさの略半分だけｙ方向に補正用基板Ｍ１を移動させた状態（状態ＩＩＩ）で補正用基板Ｍ１を読み取り、その差を無くすように補正値を算出（ステップＳ１６）してもよい。
このようにして、制御部１５１ａは、ステップＳ１２〜Ｓ１５における読み取り結果が一致する補正値を光照射部３０の補正テーブルとする。これにより、光照射部３０が自らを校正し、マスクＭに描画されるパターンと、描画情報に示されるパターンとの意図しないずれを無くすことができる。また、複数の十字の位置を含む補正用基板パターンを用いることで、ｘ方向、ｙ方向のそれぞれについて補正値を求めることができる。ここで、補正テーブルは、マスクＭ上の位置と関連付けられたデータである。
制御部１５１ａは、補正用基板Ｍ１（マスク保持部２０）をｙ方向に移動させて、同一のパターンを隣接する複数の読取部６０（例えば、読取部６０ａ及び読取部６０ｂ）で読み取り（ステップＳ１２〜Ｓ１５）、この読み取り結果に基づいて補正テーブルを作成する（ステップＳ１６）。マスク保持部２０のｙ方向のストロークが略２００ｍｍ（ここでは、隣接する光照射部３０の間隔）であるため、補正テーブルは、ｙ方向の幅が略２００ｍｍでｘ方向に細長い帯状のブロックがｙ方向に隣接して並んだ構成となっている。したがって、例えば図１３に示す補正用基板Ｍ１のパターンｆ１を読取部６０ａ、６０ｂで読み取り、読取部６０ａで読み取った結果と読取部６０ｂで読み取った結果とがｘ方向にずれていた場合には、このずれがなくなるように帯状のブロックを移動させて補正テーブルを作成する。これにより、読取部６０の位置ずれ（例えば、枠体１５の曲がり）や、補正用基板Ｍ１の曲がり成分の影響を排除することができる。
また、補正用基板Ｍ１をｙ方向に移動させて、同一のパターンを隣接する複数の読取部６０で読み取ることを繰り返すことで、ｙ方向の読み取りデータを拡張し、ｙ方向の幅が略２００ｍｍのブロックをｙ方向につなげてｙ方向の幅が略１４００ｍｍの補正テーブルを作成することができる。
なお、本実施の形態では、まず補正用基板（ステップＳ１１）を作成し、これに基づいて補正テーブルを作成した（ステップＳ１２〜Ｓ１６）が、ステップＳ１１は必須ではなく、予め作成されていた補正用基板を用いてステップＳ１２〜Ｓ１６の処理を行なってもよい。
また、ステップＳ１１〜Ｓ１６の処理を複数回（例えば、３回程度）行うようにしてもよい。例えば、１回目のステップＳ１１〜Ｓ１６の処理により補正テーブルを作成し、この補正テーブルを用いて２回目の補正用基板を作成し（ステップＳ１１）、２回目の補正テーブルを作成する（ステップＳ１２〜Ｓ１６）の処理を行う。これにより、より正確な補正テーブルを作成することができる。
次に、制御部１５１ａは、テンプレート２５の変形（曲がり、歪み、伸び縮み等）による変形に関するテンプレート補正テーブルを作成する（ステップＳ２０）。以下、ステップＳ２０の処理について説明する。
まず、制御部１５１ａは、テンプレート２５を読取部６０の下方へ移動させて、読取部６０により十字パターンＰ５を読み取る（ステップＳ２１）。テンプレート２５はマスク保持部２０のマスクＭが載置される領域の外側にあるため、制御部１５１ａは、補正テーブルが０であるとしてマスク保持部２０を移動させる。このとき、制御部１５１ａは、テンプレート２５（マスク保持部２０）をｙ方向に移動させて、同一の十字パターンＰ５を複数の読取部６０（例えば、読取部６０ａ及び読取部６０ｂ）で読み取る。
次に、制御部１５１ａは、ステップＳ２１での読み取り結果と、ステップＳ１６で求められた補正テーブルとを比較してテンプレート補正テーブルを作成する（ステップＳ２２）。テンプレート補正テーブルにより、補正テーブル（マスク保持部２０が有する誤差）に対するテンプレート２５の歪みや曲がりが判明する。ここで、テンプレート補正テーブルは、ｙ方向の位置と関連付けられた情報である。
なおステップＳ２１において、同一の十字パターンＰ５を読取部６０ａ及び読取部６０ｂで読み取り、読取部６０ａで読み取った結果と読取部６０ｂで読み取った結果とがｘ方向にずれていた場合には、ステップＳ２２において、このずれをなくすようにテンプレート補正テーブルを作成することが望ましい。これにより、読取部６０の位置ずれを考慮したテンプレート補正テーブルを作成することができる。
以上により、前処理が終了する。その後、マスク保持部２０にマスクＭが載置される。制御部１５１ａは、駆動部７３を制御してテンプレート保持部２４をｚ方向に移動させて、マスクＭの高さとテンプレート２５の高さとを一致させる。また、描画処理を行うのは、マスク保持部２０にマスクＭを載置してから数時間経過した後であるため、制御部１５１ａは、この待機時に光照射部３０と読取部６０との位置関係を把握する処理を行う。
図１５は、光照射部３０と読取部６０との位置関係を把握する処理の流れを示すフローチャートである。まず、制御部１５１ａは、光照射部３０の下側にテンプレート２５が位置するように、駆動部７１、７２によりマスク保持部２０を移動させた状態で、光照射部３０からテンプレート２５に向けて光を照射し、カメラ１８で撮像された画像に基づいて光照射部３０の中心位置を取得する（ステップＳ３１）。光照射部３０からテンプレート２５に向けて光を照射するときには、制御部１５１ａはマスク保持部２０を停止させる。また、光照射部３０からは、検査用パターンが照射される。
図１６は、光照射部３０ａ〜３０ｇからそれぞれ照射される検査用パターンを示す図である。検査用パターンは、ｘ方向に沿った線Ｌ３が、線Ｌ３の幅と略同一の間隔で配置された縞状のパターンＰ３を有する領域Ｒ３と、ｙ方向に沿った線Ｌ４が、線Ｌ４の幅と略同一の間隔で配置された縞状のパターンＰ４が形成された領域Ｒ４とを有する。領域Ｒ３と領域Ｒ４とは、ｘ方向に隣接して形成され、ｘ方向に沿ってみたときに領域Ｒ３の両側に領域Ｒ４が設けられる。線Ｌ３、Ｌ４の幅ｌ３、ｌ４は、それぞれ線Ｌ１、Ｌ２の幅ｌ１、ｌ２より太い。また、光照射部３０ａ〜３０ｇからは、逆コントラストの逆十字パターンＰ６が照射される。
検査用パターンは、テンプレート２５等を通過して、カメラ１８の撮像素子１８ｍに結像される。カメラ１８ａ〜１８ｇ（図２３参照）では、それぞれ光照射部３０ａ〜３０ｇから照射されたパターンＰ３、Ｐ４、逆十字パターンＰ６と、テンプレート２５に形成されたパターンＰ１、Ｐ２、十字パターンＰ５とが重なった画像を読み取る。
制御部１５１ａは、十字パターンＰ５と逆十字パターンＰ６とが重なった画像に基づいて、光照射部３０の大まかな位置ずれを取得する。図１７は、テンプレート２５の十字パターンＰ５と逆十字パターンＰ６とが重なった画像の一例であり、（Ａ）は光照射部３０の中心位置が本来の位置にある場合を示し、（Ｂ）は光照射部３０の中心位置が本来の位置からずれている場合を示す。
設計どおりに光照射部３０が設けられていれば、図１７（Ａ）に示すように十字パターンＰ５が逆十字パターンＰ６の中心にある。それに対し、図１７（Ｂ）に示すように十字パターンＰ５が逆十字パターンＰ６の中心にない場合には、十字パターンＰ５と逆十字パターンＰ６との隙間ｘ１、ｘ２の差分を光照射部３０の中心位置のｘ方向のずれとして取得し、十字パターンＰ５と逆十字パターンＰ６との隙間ｙ１、ｙ２の差分を光照射部３０の中心位置のｙ方向のずれとして取得する。これにより、光照射部３０ａ〜３０ｇの大まかな位置ずれ（例えば、光照射部３０ｂが光照射部３０ａのｙ方向真横で一定間隔の位置にある等、１μｍ程度の精度）を取得することができる。
また、制御部１５１ａは、パターンＰ１、Ｐ２とパターンＰ３、Ｐ４とが重なった画像に基づいて、光照射部３０の正確な位置ずれを取得する。図１８は、撮像素子１８ｍに結像された画像の一部を例示する図であり、（Ａ）はパターンＰ１とパターンＰ３とが重なった部分の画像の一例であり、（Ｂ）はパターンＰ２とパターンＰ４とが重なった部分の画像の一例である。なお、図１８では、説明のため、パターンＰ１とパターンＰ３とをずらし、パターンＰ２とパターンＰ４とをずらして図示している。
線Ｌ３の幅ｌ３が線Ｌ１の幅ｌ１より太く、隣接する線Ｌ３と線Ｌ３との間隔（幅ｌ３と略同一）が隣接する線Ｌ１と線Ｌ１との間隔（幅ｌ１と略同一）より広いため、図１７（Ａ）に示すように、撮像素子１８ｍにはモアレ縞が結像される。制御部１５１ａは、パターンＰ１、Ｐ３により形成されたモアレ縞の黒のピーク位置、白のピーク位置やモアレ縞の位相を検出することで、光照射部３０ａ〜３０ｇのｙ方向の位置ずれを取得する。
線Ｌ４の幅ｌ４が線Ｌ２の幅ｌ２より太く、隣接する線Ｌ４と線Ｌ４との間隔（幅ｌ４と略同一）が隣接する線Ｌ２と線Ｌ２との間隔（幅ｌ２と略同一）より広いため、図１７（Ｂ）に示すように、撮像素子１８ｍにはモアレ縞が結像される。制御部１５１ａは、パターンＰ２、Ｐ４により形成されたモアレ縞の黒のピーク位置、白のピーク位置やモアレ縞の位相を検出することで、光照射部３０ａ〜３０ｇのｘ方向の位置ずれを取得する。
マスク保持部２０が停止している場合には、ＤＭＤ３１ａ〜３１ｇがスキューしているため、パターンＰ３、Ｐ４が直線ではなく、鋸歯状に曲がる場合があり得るが、モアレ縞のピーク位置や位相の検出に問題はない。
なお、本実施の形態では、線Ｌ３、Ｌ４の幅ｌ３、ｌ４がそれぞれ線Ｌ１、Ｌ２の幅ｌ１、ｌ２より太く、隣接する線Ｌ３と線Ｌ３との間隔及び隣接する線Ｌ４と線Ｌ４との間隔が、それぞれ隣接する線Ｌ１と線Ｌ１との間隔及び隣接する線Ｌ２と線Ｌ２との間隔より広いが、線Ｌ３、Ｌ４の幅ｌ３、ｌ４がそれぞれ線Ｌ、Ｌ２１の幅ｌ１、ｌ２より細く、隣接する線Ｌ３と線Ｌ３との間隔及び隣接する線Ｌ４と線Ｌ４との間隔が、それぞれ隣接する線Ｌ１と線Ｌ１との間隔及び隣接する線Ｌ２と線Ｌ２との間隔より狭くてもよい。この場合にも、撮像素子１８ｍにはモアレ縞が結像される。
領域Ｒ１、Ｒ３はｙ方向に沿って連続しているため、撮像素子１８ｍで読み取られるモアレ縞には黒のピーク位置、白のピーク位置が複数含まれる。しかしながら、領域Ｒ２、Ｒ４はｘ方向の幅が狭いため、領域Ｒ２、Ｒ４がそれぞれ１つしかない場合にはモアレ縞に黒のピーク位置、白のピーク位置が複数含まれないおそれがある。本実施の形態では、ｘ方向に沿ってみたときに、領域Ｒ１の両側に領域Ｒ２が設けられ、領域Ｒ３の両側に領域Ｒ４が設けられるため、領域Ｒ１、Ｒ３の＋ｘ側に配置された領域Ｒ２、Ｒ４によるモアレ縞と、領域Ｒ１、Ｒ３の−ｘ側に配置された領域Ｒ２、Ｒ４によるモアレ縞とを合わせる（必要に応じて領域Ｒ２、Ｒ４間を補完する）ことで黒のピーク位置、白のピーク位置を複数検出することができ、これにより光照射部３０ａ〜３０ｇのｘ方向の位置ずれを正確に取得することができる。
本実施の形態では、モアレ縞を用いるため、線Ｌ１、Ｌ２が読み取り不可能なカメラ１８を用いたとしても、線Ｌ１、Ｌ２の幅の数百分の一の精度で位置ずれを取得することができる（具体的には、線Ｌ１、Ｌ２が略１μｍ、位置ずれの取得精度は略１ｎｍ）。また、モアレ縞が読み取り可能であれば、鏡筒１８ｎ内の対物レンズ１８ｏ等に光学歪があっても問題はない。
制御部１５１ａは、カメラ１８で撮像された画像のモアレ縞の位置及び十字パターンＰ５、Ｐ６の位置が設計位置と略一致するか否か、又は設計位置とどの程度離れているかを求める。例えば、設計値と１〜２μｍ以上ずれている場合には、光照射部３０を枠体１５に対して移動させて光照射部の位置と設計値とのずれが１〜２μｍ以下となるようにする。
制御部１５１ａは、光照射部３０の中心位置を取得する（ステップＳ３１）処理を、光照射部３０ａ〜３０ｇの全てに対して行う。
次に、制御部１５１ａは、読取部６０の下側にテンプレート２５が位置するように、駆動部７１、７２によりマスク保持部２０を移動させた状態で、読取部６０で十字パターンＰ５を読み取り、読取部６０の中心位置を取得する（ステップＳ３２）。このとき、制御部１５１ａは、ｘ方向に距離ｘｄ、ｙ方向に距離ｙｄ（図８参照）だけ移動させる。距離ｘｄ、ｙｄは、設計値であり、予め定められＲＯＭ１５３に記憶されている。
読取部６０の視野は狭いため、ステップＳ３２においては、まず＋ｘ側（図４の上側）の十字パターンＰ５を読み取り、次に−ｘ側（図４の下側）の十字パターンＰ５を読み取り、２回の測定結果の中心を読取部６０の中心位置とする。
図１９は、カメラ６０６で十字パターンＰ５を読み取る様子を示す図である。制御部１５１ａは、カメラ６０６の視野内における十字パターンＰ５のエッジ位置Ｅ１〜Ｅ８を読み取る。制御部１５１ａは、エッジ位置Ｅ１〜Ｅ４の平均位置から十字パターンＰ５のｙ方向の中心位置を求め、エッジ位置Ｅ５〜Ｅ８の平均位置から十字パターンＰ５のｘ方向の中心位置を求め、十字パターンＰ５の中心位置とカメラ６０６の視野の中心位置との差異を読取部６０の中心位置のずれとして取得する。
制御部１５１ａは、読取部６０の中心位置を取得する（ステップＳ３２）処理を、読取部６０ａ〜６０ｇの全てに対して行う。
制御部１５１ａは、ステップＳ３１で求められた光照射部３０ａ〜３０ｇの中心位置と、ステップＳ３２で求められた読取部６０ａ〜６０ｇの中心位置との差分（距離）をそれぞれ求め、この差分に基づいて補正テーブルを修正する（ステップＳ３３）。本実施の形態では、光照射部３０と読取部６０との距離を間接的に測定する。例えば、ステップＳ３１において、光照射部３０ａを用いて、最も−ｘ側の位置かつ＋ｘ側の十字パターンＰ５（以下、十字パターンＰ５１とする）の中心位置を求め、これをＷＴＰ１１（ｘ、ｙ）とする。また、ステップＳ３２において、読取部６０ａを用いて十字パターンＰ５１の中心位置を求め、これをＲＴＰ１１（ｘ、ｙ）とする。そして、ＷＴＰ１１（ｘ、ｙ）とＲＴＰ１１（ｘ、ｙ）との差分を光照射部３０と読取部６０との距離とする。
光照射部３０ａにより光が照射される領域の補正テーブルについては、光照射部３０ａの中心位置と読取部６０ａの中心位置との差分に基づいて補正テーブルを修正する。同様に、光照射部３０ｂ〜３０ｇにより光が照射される領域の補正テーブルについては、それぞれ、光照射部３０ｂ〜３０ｇの中心位置と読取部６０ｂ〜６０ｇの中心位置との差分に基づいて補正テーブルを修正する。
補正テーブルは、読取部６０の読み取り結果に基づいて作成されるが、描画を行なうのは光照射部３０である。したがって、ステップＳ３３において、光照射部３０と読取部６０との位置関係に基づいて補正テーブルを修正することで、読取部６０の位置における補正テーブルを光照射部３０の位置における補正テーブルに変換することができる。
これにより、待機時の処理を終了する。なお、制御部１５１ａは、ステップＳ３１においてカメラ１８で撮像されたモアレ縞に基づいて、光照射部３０から照射された光が合焦しているか否かを検知してもよい。図２０は、パターンＰ１、Ｐ３により形成されたモアレ縞の様子を模式的に示すグラフである。図２０における縦軸はカメラ１８に入射する光量であり、横軸はｙ方向の位置を示す。図２０に示すグラフにおいて、一番低いところが黒のピーク位置であり、一番高いところが白のピーク位置である。
図２０において、線Ｕは合焦している場合のグラフであり、線Ｖは合焦していない場合のグラフである。線Ｖは線Ｕに比べてグラフの傾きがなだらかであり、また線Ｖの白のピーク位置の高さが線Ｕの白のピーク位置の高さより低くなっている。このように、モアレ縞を示すグラフを解析することで、専用のセンサを用いることなく、光照射部３０の合焦の有無を検知することができる。制御部１５１ａは、光照射部３０が合焦していないことを検知したら、光照射部３０が合焦するように光照射部３０をｚ方向に移動させる。
また、制御部１５１ａは、待機時に、光照射部３０からテンプレート２５のパターンＰ１、Ｐ２及び十字パターンＰ５が形成されていない位置に光を照射して多角形を描画し、描画された画像をカメラ１８で撮像してもよい。これにより、描画される画像の変形（ラスタライジングロジックのバグによる画化け、例えば本来閉じている線が閉じていないような不具合）を前もって知ることができる。
次に、制御部１５１ａは、描画処理を行う。描画処理の説明の前に、マスク保持部２０の移動について説明する。
図２１は、制御部１５１ａが行う駆動部７１、７２の制御について説明する図である。ここでは、駆動部７１、７２がリニアモータであるとして説明する。
まず、推力変換部１６４、１７４は、駆動部７１、７２の可動子のＵ相、Ｖ相、Ｗ相にそれぞれ信号を出力し、推力変換部１６４、１７４は、その結果に基づいて可動子のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の力率（力率情報）を求めておく。
−ｙ側の位置測定部４１における計測信号は、Ｘカウンタ（１）１６１に入力され、＋ｙ側の位置測定部４１における計測信号は、Ｘカウンタ（２）１６２に入力される。制御部１５１ａは、Ｘカウンタ（１）１６１の出力と、Ｘカウンタ（２）１６２の出力との平均値を、現在位置とする。
−ｘ側の位置測定部４２における計測信号は、Ｙカウンタ（１）１７１に入力され、＋ｘ側の位置測定部４２における計測信号は、Ｙカウンタ（２）１７２に入力される。制御部１５１ａは、Ｙカウンタ（１）１７１の出力と、Ｙカウンタ（２）１７２の出力との平均値を、現在位置とする。
目標座標算出部１６３、１７３では、それぞれ、ＣＰＵ１５１から出力されるパルス等に基づいて、現時点における目標座標（位置指令）が算出される。制御部１５１ａは、Ｘカウンタ（１）１６１、Ｘカウンタ（２）１６２からの出力信号と、目標座標算出部１６３から出力された位置指令との偏差の一次関数（Ｐ）を算出する。また、制御部１５１ａは、偏差の積分に比例して変化する入力値（Ｉ）と、偏差の微分に比例して変化する入力値（Ｄ）を算出する。これらの値は、推力変換部１６４へ入力される。制御部１５１ａは、Ｙカウンタ（１）１７１、Ｙカウンタ（２）１７２からの出力信号と、目標座標算出部１７３から出力された位置指令との偏差の一次関数（Ｐ）を算出する。また、制御部１５１ａは、偏差の積分に比例して変化する入力値（Ｉ）と、偏差の微分に比例して変化する入力値（Ｄ）を算出する。これらの値は、推力変換部１７４へ入力される。
さらに、制御部１５１ａは、目標座標算出部１６３、１７３でそれぞれ算出された位置指令を１次微分する１次微分項と、位置指令を２次微分する２次微分項と、を算出し、それぞれ推力変換部１６４、１７４へ入力する。推力変換部１６４、１７４には、それぞれ原点センサ１６５、１７５から駆動部７１、７２の位置を管理するために基準となる原点信号が入力される。
推力変換部１６４、１７４は、それぞれ、入力された情報に基づいて駆動部７１、７２を駆動するための信号を生成する。具体的には、推力変換部１６４、１７４は、比例動作、積分動作、微分動作を組み合わせたＰＩＤ制御と、目標座標算出部１６３、１７３から入力された位置指令、１次微分項、２次微分項とに基づいたフィードフォワード制御と、を行う。そして、推力変換部１６４、１７４では、制御結果、力率情報等に基づいて駆動信号を生成する。駆動信号は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに対応する信号であり、アンプでそれぞれ増幅された後、可動子のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のコイルそれぞれに出力される。したがって、マスク保持部２０を正確に移動させることができる。なお、精度の高い制御（ｎｍ〜数十ｎｍ単位の制御）を行うためには、アンプは、ＤＣリニアアンプであることが望ましい。
制御部１５１ａは、このようにしてマスク保持部２０を移動させつつ、光照射部３０の下側をマスクＭが通過するときに光照射部３０から光を照射して、描画処理を行う。
図２２は、描画処理における処理の流れを示すフローチャートである。制御部１５１ａは、マスク保持部２０を＋ｘ側の端に移動させてから、マスク保持部２０を−ｘ側に移動させる（ステップＳ４１）。
制御部１５１ａは、光照射部３０の下側にテンプレート２５が位置するときに、光照射部３０からテンプレート２５に向けて光を照射し、光照射部３０のｘ方向及びｙ方向の位置ずれを取得する（ステップＳ４２）。当該処理は、駆動部７１、７２によりマスク保持部２０を移動させながら行われる。
ステップＳ４２では、制御部１５１ａは、光照射部３０の下側をテンプレート２５が通過する間、光照射部３０からテンプレート２５に向けて検査用パターン（図１６参照）を照射する。検査用パターンは、テンプレート２５等を通過して、カメラ１８の撮像素子１８ｍに結像される。カメラ１８ａ〜１８ｇ（図２３参照）では、それぞれ光照射部３０ａ〜３０ｇから照射されたパターンＰ３、Ｐ４、十字パターンＰ６と、テンプレート２５に形成されたパターンＰ１、Ｐ２、十字パターンＰ５とが重なることで形成されるモアレ縞を読み取る。
このようにして光照射部３０ａ〜３０ｇのそれぞれに対してｘ方向及びｙ方向の位置ずれを取得した後に、制御部１５１ａは、位置ずれを補正するように光照射部３０ａ〜３０ｇからマスクＭへ光を照射する（ステップＳ４３）。ステップＳ４３において、制御部１５１ａは、パターンＰ２、Ｐ４によるモアレ縞の計測結果からｘ方向のオフセット値を調整して、光照射部３０ａ〜３０ｇへ光を照射する信号（水平同期信号）のタイミングを変えることでｘ方向の位置ズレを補正する。また制御部１５１ａは、パターンＰ１、Ｐ３によるモアレ縞の計測結果からｙ方向のオフセット値を調整して、描画データを位置ずれ分だけｙ方向に移動させることでｙ方向の位置ズレを補正する。以下、ステップＳ４３の処理について図２３を用いて説明する。
図２３は、制御部１５１ａが行う描画位置補正処理について説明する図である。なお、光照射部３０ａ〜３０ｇに対するルックアップテーブル（ＬＵＴ、Ｌｏｏｋ ｕｐ ｔａｂｌｅ）ＬＵＴ１８１ａ〜１８７ａは、校正処理により予め算出されている。ＬＵＴ１８１ａ〜１８７ａは、光照射部３０ａ〜３０ｇの位置毎にｘｙ座標に対応して値が２次元状に配置されたものである。
校正処理時に、位置測定部４１、４２の測定結果とレーザ干渉計５２の測定結果は、ＬＵＴ１８１ａ〜１８７ａに入力される。ＬＵＴ１８１ａについてはレーザ干渉計５２ａの測定結果に基づき、ＬＵＴ１８７ａについてはレーザ干渉計５２ｇの測定結果に基づく。ＬＵＴ１８２ａ〜１８６ａについてはレーザ干渉計５２ａ、５２ｇの測定結果に基づいて内挿により算出する。制御部１５１ａは、レーザ干渉計５１、５２における測定結果に基づいて各光照射部３０ａ〜３０ｇのＬＵＴ１８１ａ〜１８７ａを算出する。
また校正処理時に、位置測定部４１、４２の測定結果とレーザ干渉計５１の測定結果は、ＬＵＴ１８８ａに入力される。制御部１５１ａは、ＬＵＴ１８８ａを算出する。なお、ＬＵＴ１８１ａ〜１８８ａは、位置測定部４１、４２とレーザ干渉計５１、５２との計測差が変化しない限り定常値である。
制御部１５１ａは、推力変換部１６４、１７４において生成された駆動信号に基づいて駆動部７１、７２を駆動しながら、位置測定部４１、４２によりマスク保持部２０のｘ方向の位置及びマスク保持部２０のｙ方向の位置を測定する。そして、これらの値を各光照射部３０ａ〜３０ｇの位置に応じて重み付け加算して、現時点における光照射部３０ａ〜３０ｇのｘ方向の位置１９１〜１９７及び現時点における光照射部３０ａのｙ方向の位置１９８を算出する。重み付け加算による位置１９１〜１９８の算出は、位置測定部４１、４２が光照射部３０ａ〜３０ｇの位置にあると仮定したときの測定値の算出と同様の方法で行う。なお、位置測定部４１、４２の測定値はそれぞれヨー変位量を含むため、ｙ方向の位置１９８は、位置測定部４１、４２の測定値から求められた回転量を足して算出する必要がある。
カメラ１８ａ〜１８ｇで計測されたモアレ縞は、それぞれ画像処理回路１９０ａ〜１９０ｇで解析される。画像処理回路１９０ａ〜１９０ｇでの解析結果は、それぞれ、Ｏｆｓ１８１ｂ〜１８７ｂ、１８１ｃ〜１８７ｃに入力される。
Ｏｆｓ１８１ｂ〜１８７ｂは、それぞれ、画像処理回路１９０ａ〜１９０ｇにおける走査露光毎のパターンＰ２、Ｐ４に基づくモアレ縞の解析結果から算出されたオフセット値と、ステップＳ１６で作成され、かつステップＳ３３で修正された補正テーブルとが加算された値である。また、Ｏｆｓ１８１ｃ〜１８７ｃは、それぞれ、画像処理回路１９０ａ〜１９０ｇにおける走査露光毎のパターンＰ１、Ｐ３に基づくモアレ縞の解析結果から算出されたオフセット値と、ステップＳ１６で作成され、かつステップＳ３３で修正された補正テーブルとが加算された値である。
制御部１５１ａは、光照射部３０ａのｘ方向の位置１９１を取得すると、この位置１９１における補正値をＬＵＴ１８１ａから取得し、これにＯｆｓ１８１ｂの値を足した値を光照射部３０ａのｘ方向のパターン位置補正量として算出する。同様に、制御部１５１ａは、光照射部３０ｂ〜３０ｇのｘ方向の位置１９２〜１９７に基づいて、この位置１９２〜１９７における補正値をＬＵＴ１８２ａ〜１８７ａから取得し、これにＯｆｓ１８２ｂ〜１８７ｂを足した値を光照射部３０ｂ〜３０ｇのｘ方向のパターン位置補正量としてそれぞれ算出する。
また、制御部１５１ａは、光照射部３０ａのｙ方向の位置１９８を取得すると、この位置１９１における補正値をＬＵＴ１８８ａから取得し、これにＯｆｓ１８１ｃの値を足した値を光照射部３０ａのｙ方向のパターン位置補正量として算出する。同様に、制御部１５１ａは、ＬＵＴ１８８ａの値にＯｆｓ１８２ｂ〜１８７ｂの値を足した値を光照射部３０ｂ〜３０ｇのｙ方向のパターン位置補正量としてそれぞれ算出する。
制御部１５１ａは、算出されたｘ方向のパターン位置補正量及びｙ方向のパターン位置補正量を用いて描画情報を補正する。これにより、ステップＳ４３の処理を終了する。描画情報を補正することで、次の描画処理（ステップＳ４４、後に詳述）において光照射部３０ａ〜３０ｇ同士の位置ずれを補正して描画処理を行うことができる。したがって、マスクＭに描画された画像において、光照射部３０ａと光照射部３０ｂとのつなぎ目、光照射部３０ｂと光照射部３０ｃとのつなぎ目、光照射部３０ｃと光照射部３０ｄとのつなぎ目、光照射部３０ｄと光照射部３０ｅとのつなぎ目、光照射部３０ｅと光照射部３０ｆとのつなぎ目、光照射部３０ｆと光照射部３０ｇとのつなぎ目のずれをなくし、マスクＭに綺麗な描画を行なうことができる。
制御部１５１ａは、ステップＳ４３で補正された後の描画情報に基づいて、光照射部３０ａ〜３０ｇの下にマスクＭがきたタイミングで照射を開始する（ステップＳ４４）。
ステップＳ４４の描画処理では、制御部１５１ａが光照射部３０に水平同期信号（図２３におけるＨ Ｄｒｉｖｅ）を出力し、水平同期信号が光照射部３０ａ〜３０ｇに入力されたタイミングで描画が行われる。水平同期信号は、描画画素に対して１回入力される。制御部１５１ａは、ｘ方向のパターン位置補正量に基づいて、水平同期信号のタイミングを補正する。以下、描画処理における水平同期信号のタイミング補正について説明する。
テンプレート２５の位置からマスクＭの端の位置までの水平同期信号の数は予め定められており、ＲＯＭ１５３に記憶されている。制御部１５１ａは、カメラ１８で撮像された画像に基づいて光照射部３０ａ〜３０ｇのｘ方向の位置ズレを取得し、取得したｘ方向の位置ズレに基づいて所定回数の水平同期信号を出すタイミングを変える。
水平同期信号のカウントの開始時点は、パターンＰ２、Ｐ４の重ね合わせにより形成されたモアレ縞の黒のピーク位置（白のピーク位置でもよい）である。制御部１５１ａは、このピーク位置を、ステップＳ２２で作成されたテンプレート補正テーブルを用いて補正する。
また、テンプレート２５から描画開始位置までの水平同期信号のタイミングは、ＬＵＴ１８１ａ〜１８７ａ及びＯｆｓ１８１ｂ〜１８７ｂから算出された位置ズレに基づいて補正される。
制御部１５１ａは、マスク保持部２０を−ｘ方向に移動させながら、水平同期信号にあわせて光照射部３０から光を照射して描画処理を行う。なお、所定回数の水平同期信号は、位置測定部４１及びレーザ干渉計５２の測定結果に基づいて補正される。制御部１５１ａはステップＳ４３で補正された描画情報を用いて描画するため、ステップＳ４４における描画位置は正確である。
マスク保持部２０が−ｘ方向の端へと移動したら、制御部１５１ａは、一列分の描画を終了する。
制御部１５１ａは、全ての列の描画が終了したか否かを判定する（ステップＳ４５）。全ての列の描画が終了した（ステップＳ４５でＹＥＳ）ら、制御部１５１ａは、描画処理を終了する
全ての列の描画が終了していない（ステップＳ４５でＮＯ）場合には、制御部１５１ａは、マスク保持部２０をｙ方向へと移動させる（ステップＳ４６）。そして、制御部１５１ａは、ステップＳ４１〜Ｓ４５の処理を繰り返す。なおステップＳ４５では、描画位置の誤差を小さくするため、最初の一行の描画後に、略２００ｍｍ程度マスク保持部２０を−ｙ方向に動かして、隣の光照射部３０が描画したすぐ横に二行目の描画を行い、次にマスク保持部２０を＋ｙ方向に動かして一行目の描画の隣に三行目の描画を行い、次にマスク保持部２０を−ｙ方向に動かして二行目の横に四行目の描画を行う、という処理を繰り返し、最後に隣接する光照射部３０の略中間位置の行を描画する。
本実施の形態によれば、読取部６０を用いて補正用基板Ｍ１を読み取った結果に基づいて補正テーブル作成し（ステップＳ１０）、補正テーブルを用いて描画情報を補正する（ステップＳ４３）ため、光照射部３０を校正して正確に描画処理を行うことができる。特に、光照射部３０に隣接して読取部６０を設けるため、精度の高い校正、すなわち高精度の描画を行なうことができる。また、露光装置１のみで補正が完了するため、別途計測装置を設けることなく、高精度の描画を行なうことができる。
また、本実施の形態では、マスク保持部２０、すなわちテンプレート２５を移動させながら光照射部３０から光を照射し、光照射部３０から照射されたパターンとテンプレート２５に形成されたパターンとが重なった画像をカメラ１８で読み取り、マークを形成した部品（テンプレート２５、すなわちマスク保持部２０）とマークを形成していない部品（光照射部３０）との位置関係を求め、これに基づいて描画情報や水平同期信号のタイミングを補正する（ステップＳ４２〜Ｓ４４）ことで、高精度の描画を行なうことができる。さらに、テンプレート２５の曲がりや、伸び縮み等による変形に関するテンプレート補正テーブルを作成（ステップＳ２０）し、これを加味して描画位置の補正を行なう（ステップＳ４４）ことで、より高精度の描画を行なうことができる。
本実施の形態は、複数の光照射部３０ａ〜３０ｇを有する場合に有効である。光照射部３０ａ〜３０ｇ毎に正確な描画を行なうことができるため、光照射部３０ａ〜３０ｇのそれぞれにより描画された画像のつなぎ目が目立たない。これにより、高精度の描画を行なうことができる。また、複数の光照射部３０ａ〜３０ｇを用いるため、１枚のマスクＭへの描画に要する時間を短くすることができる。
また、本実施の形態によれば、テンプレート２５に形成されたパターンＰ１、Ｐ２と、光照射部３０ａ〜３０ｇから照射されるパターンＰ３、Ｐ４のモアレ縞を観察することで、カメラ１８がパターンＰ１、Ｐ２等を読み取れない場合においても、マスク保持部２０と光照射部３０ａ〜３０ｇとの位置関係を求めることができる。したがって、カメラ１８の性能が高度でなくても、ナノメートル単位の精度で光照射部３０ａ〜３０ｇの位置ずれを求めることができる。
また、本実施の形態によれば、待機時に、光照射部３０ａ〜３０ｇの中心位置（ステップＳ３１で求められる）と、読取部６０ａ〜６０ｇの中心位置（ステップＳ３２で求められる）との差分をそれぞれ求め、この差分に基づいて補正テーブルを修正する（ステップＳ３３）ため、正確に描画を行うことができる。光照射部３０ａ〜３０ｇの描画能力を高くするためには、光照射部３０ａ〜３０ｇとは別に読取部６０ａ〜６０ｇを有する必要があるが、光照射部３０ａ〜３０ｇの中心位置と読取部６０ａ〜６０ｇの中心位置との差分に基づいて補正テーブルを修正するため、読取部６０ａ〜６０ｇを別途設けることによる不具合を解決することができる。
以上、この発明の実施形態を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。当業者であれば、実施形態の各要素を、適宜、変更、追加、変換等することが可能である。
また、本発明において、「略」とは、厳密に同一である場合のみでなく、同一性を失わない程度の誤差や変形を含む概念である。例えば、略水平とは、厳密に水平の場合には限られず、例えば数度程度の誤差を含む概念である。また、例えば、単に平行、直交等と表現する場合において、厳密に平行、直交等の場合のみでなく、略平行、略直交等の場合を含むものとする。また、本発明において「近傍」とは、基準となる位置の近くのある範囲（任意に定めることができる）の領域を含むことを意味する。例えば、Ａの近傍という場合に、Ａの近くのある範囲の領域であって、Ａを含んでもいても含んでいなくてもよいことを示す概念である。
１ ：露光装置
１１ ：定盤
１１ａ ：上面
１２ ：板状部
１２ａ ：上面
１３、１４：レール
１５ ：枠体
１５ａ ：保持板
１８、１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ、１８ｅ、１８ｆ、１８ｇ：カメラ
１８ｍ ：撮像素子
１８ｎ ：鏡筒
１８ｏ ：対物レンズ
２０ ：マスク保持部
２０ａ ：上面
２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ：側面
２１、２２、２３：バーミラー
２４ ：テンプレート保持部
２４ａ、２４ｃ：面
２４ｂ ：凹部
２５ ：テンプレート
２５ａ ：上面
２６ ：樹脂材料
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆ、３０ｇ：光照射部
３２、３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇ：対物レンズ
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ、３３ｅ、３３ｆ、３３ｇ：対物レンズ
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ：ＡＦ処理部
３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３６ａ、３６ｇ：ミラー
４０ ：測定部
４１、４２：位置測定部
４１ａ、４２ａ：スケール
４１ｂ、４２ｂ：検出ヘッド
５０、５１、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５２、５２ａ、５２ｇ：レーザ干渉計
６０、６０ａ、６０ｂ、６０ｃ、６０ｄ、６０ｅ、６０ｆ、６０ｇ：読取部
７１、７２、７３：駆動部
１４１ ：入出力装置
１４２ ：ネットワーク
１４３ ：記憶媒体
１５１ ：ＣＰＵ
１５１ａ ：制御部
１５２ ：ＲＡＭ
１５３ ：ＲＯＭ
１５４ ：入出力インターフェース
１５５ ：通信インターフェース
１５６ ：メディアインターフェース
１６３ ：目標座標算出部
１６４ ：推力変換部
１６５ ：原点センサ
１７３ ：目標座標算出部
１７４ ：推力変換部
１７５ ：原点センサ
１８１ａ、１８２ａ、１８３ａ、１８４ａ、１８５ａ、１８６ａ、１８７ａ、１８８ａ：ＬＵＴ
１８１ｂ、１８２ｂ、１８３ｂ、１８４ｂ、１８５ｂ、１８６ｂ、１８７ｂ、１８１ｃ、１８２ｃ、１８３ｃ、１８４ｃ、１８５ｃ、１８６ｃ、１８７ｃ：Ｏｆｓ
１９０ａ、１９０ｂ、１９０ｃ、１９０ｄ、１９０ｅ、１９０ｆ、１９０ｇ：画像処理回路
３３１ ：光源
３３２ ：レンズ
３３３ ：フライアイレンズ
３３４、３３５：レンズ
３３６ ：ミラー
３４１ ：ＡＦ用光源
３４２ ：コリメータレンズ
３４３ ：ＡＦ用シリンドリカルレンズ
３４４、３４５：ペンタプリズム
３４６ ：レンズ
３４７、３４８：ＡＦセンサ
６０１ ：対物レンズ
６０２ ：光源ユニット
６０３ ：鏡筒
６０４ ：チューブレンズ
６０５ ：ハーフミラー
６０６ ：カメラ
６２１ ：光源
６２２ ：光ファイバ
６２３ ：拡散板
６２４ ：コリメータレンズ

Claims (9)

  1. 上側に略水平な面である第１面が形成された定盤と、
    前記第１面に、第１方向及び前記第１方向と略直交する第２方向に沿って移動可能に設けられた平面視略矩形形状の略板状のマスク保持部であって、前記第１面と対向する面と反対側の面である略水平な第２面にマスクが載置されるマスク保持部と、
    前記マスク保持部を前記第１方向及び前記第２方向に移動させる駆動部と、
    前記マスク保持部の、前記第２面と隣接し、かつ前記第１方向と略直交する第３面に隣接して設けられ、上側の面に略十字形状の十字パターンが形成されたテンプレートと、
    前記マスク保持部の上方に設けられた光照射部と、
    前記光照射部から照射され、前記テンプレートを通過した光を受光するカメラと、
    前記光照射部に隣接して又は前記光照射部に設けられた読取部と、
    前記マスクに描画するパターンの位置及び形状に関する情報である描画情報を取得し、前記駆動部を駆動して前記マスク保持部を水平方向に移動させながら、前記描画情報に基づいて前記光照射部から前記マスクに光を照射する描画処理を行う制御部と、
    を備え、
    前記マスク保持部には、前記マスクに二次元状に配列された複数の十字の位置を含む補正用基板パターンが描画された補正用基板が載置され、
    前記制御部は、
    前記読取部により前記補正用基板を初期状態と、前記初期状態から略９０度、略１８０度、及び略２７０度回転させた状態と、のそれぞれにおいて読み取り、当該読み取った結果に基づいて前記描画情報を補正する補正テーブルを作成し、
    前記読取部により前記十字パターンを読み取り、当該読み取った結果と前記補正テーブルとを比較して前記テンプレートの変形に関するテンプレート補正テーブルを作成し、
    前記描画処理において、前記補正テーブルに基づいて前記描画情報を補正し、かつ、前記駆動部により前記マスク保持部を移動させながら前記光照射部から前記テンプレートに向けて光を照射し、前記カメラで撮像された画像に基づいて前記光照射部の前記第１方向の位置ずれ及び前記第２方向の位置ずれを取得し、前記第１方向の位置ずれ及び前記第２方向の位置ずれと、前記テンプレート補正テーブルとに基づいて前記描画情報を補正し、かつ前記光照射部へ出力する信号のタイミングを調整する
    ことを特徴とする露光装置。
  2. 前記制御部は、
    前記光照射部の下側に前記テンプレートが位置するように前記駆動部により前記マスク保持部を移動させた状態で前記光照射部から前記テンプレートに向けて光を照射し、前記カメラで撮像された画像に基づいて前記光照射部の中心位置を取得し、
    前記読取部の下側に前記テンプレートが位置するように前記駆動部により前記マスク保持部を移動させた状態で、前記読取部で前記十字パターンを読み取り、前記読取部の中心位置を取得し、
    前記光照射部の中心位置と、前記読取部の中心位置との差異を求め、当該差異に基づいて前記補正テーブルを修正する
    ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
  3. 前記制御部は、前記光照射部から略十字形状の光である逆十字パターンを照射して、前記逆十字パターンと前記十字パターンとが重なった画像を前記カメラで読み取ることで前記読取部の中心位置を取得する
    ことを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
  4. 前記制御部は、前記初期状態で前記補正用基板を読み取った結果と、前記補正用基板を略１８０度回転させた状態で前記補正用基板を読み取った結果とが一致し、前記補正用基板を略９０度回転させた状態で前記補正用基板を読み取った結果と、前記補正用基板を略２７０度回転させた状態で前記補正用基板を読み取った結果とが一致するような補正値を生成し、当該生成された補正値を用いて前記描画情報を補正する
    ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の露光装置。
  5. 前記制御部は、前記補正用基板が前記マスク保持部の略中央に載置された第１状態と、前記第１状態から前記補正用基板の略半分だけ前記第２方向に前記補正用基板が移動された第２状態とで前記補正用基板を読み取る
    ことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の露光装置。
  6. 前記光照射部は、前記第２方向に沿って設けられた第１光照射部と第２光照射部とを有し、
    前記読取部は、前記第１光照射部に隣接して又は前記第１光照射部に設けられた第１読取部と、前記第２光照射部に隣接して又は前記第２光照射部に設けられた第２読取部とを有し、
    前記制御部は、前記補正用基板の同じ位置を前記第１読取部と前記第２読取部とで読み取った結果に基づいて前記補正テーブルを作成し、前記テンプレートの同じ位置を前記第１読取部と前記第２読取部とで読み取った結果に基づいて前記テンプレート補正テーブルを作成する
    ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の露光装置。
  7. 前記テンプレートには、前記第１方向に沿った第１線が、当該第１線の幅と略同一の間隔で配置された第１パターンが形成された第１領域と、前記第２方向に沿った第２線が、当該第２線の幅と略同一の間隔で配置された第２パターンが形成された第２領域と、が前記第１方向に隣接して形成され、
    前記光照射部は、前記第１方向に沿った縞状の第３パターンであって、前記第１パターンより縞の幅が広い又は幅が狭い第３パターンの光と、前記第２方向に沿った縞状の第４パターンであって、前記第２パターンより縞の幅が広い又は幅が狭い第４パターンの光と、を照射し、
    前記カメラは、前記第１パターンと前記第３パターンとが重なることで形成されたモアレ縞である第１モアレ縞と、前記第２パターンと前記第４パターンとが重なることで形成されたモアレ縞である第２モアレ縞とを読み取り、
    前記制御部は、前記第１モアレ縞に基づいて前記光照射部の前記第２方向の位置ずれを取得し、前記第２モアレ縞に基づいて前記光照射部の前記第１方向の位置ずれを取得する
    ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の露光装置。
  8. 前記制御部は、前記第１モアレ縞及び前記第２モアレ縞に基づいて、前記光照射部から照射された光が合焦しているか否かを検知する
    ことを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
  9. 前記制御部は、前記光照射部の下側に前記テンプレートが位置するときに、前記テンプレートに光を照射して前記テンプレートに多角形を描画し、
    前記カメラは、前記多角形を撮像する
    ことを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の露光装置。
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