KR102269439B1 - 노광 장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 노광 장치에 있어서의 2 차원의 패턴에 관련된 노광 정밀도를 용이하게 향상시킨다.
(해결 수단) 노광 장치는, 발광부와, 마이크로 렌즈 어레이부와, 센서부를 구비한다. 발광부는, 광을 발하는 복수의 발광 영역을 갖는다. 마이크로 렌즈 어레이부는, 유효 영역과, 비유효 영역을 갖는다. 유효 영역은, 복수의 발광 영역의 각각이 발하는 광의 경로 상에 각각 위치하고 있는 복수의 마이크로 렌즈를 포함한다. 비유효 영역은, 유효 영역의 외측에 위치하고, 조정용 마크를 포함한다. 센서부는, 제 1 방향을 따라 늘어선 복수의 수광 소자와, 제 2 방향을 따라 늘어선 복수의 수광 소자를 갖는다. 센서부는, 발광부로부터 발해져 비유효 영역 중 조정용 마크를 포함하는 영역을 통과한 광의 경로 상에 있어서, 복수의 발광 영역 중 조정용 발광 영역으로부터 발해져 비유효 영역에 조사되는 광이 형성하는 조정용 광 스폿과, 조정용 마크의 상대적인 위치 관계에 관련된 신호를 출력 가능하다.

Description

노광 장치{EXPOSURE DEVICE}

본 발명은 노광 장치에 관한 것이다.

특허문헌 1, 2 에는, 공간 변조에 의해 형성된 패턴 광을 감광 재료에 조사 함으로써, 감광 재료를 원하는 2 차원의 패턴으로 노광시키는 노광 장치가 기재되어 있다. 이 노광 장치는, 광원으로부터 출력된 광을 마이크로 미러 디바이스 (DMD) 에 의해 공간 변조하여 패턴 광을 형성한다. 이 패턴 광은, 광학계에 의해 감광 재료 상에 결상된다.

여기서, 광학계는, 예를 들어, DMD 에 의해 형성된 패턴 광을 결상하는 제 1 결상 광학계와, 제 1 결상 광학계의 결상면에 배치된 마이크로 렌즈 어레이 (MLA) 와, MLA 를 통과한 광을 감광 재료 상에 결상하는 제 2 결상 광학계를 포함한다. MLA 는, DMD 의 마이크로 미러의 각각에 대응하도록, 2 차원 형상으로 배열된 복수의 마이크로 렌즈를 구비한다. 바꾸어 말하면, DMD 로부터 MLA 에 입사하는 패턴 광의 복수의 화소와, MLA 의 복수의 마이크로 미러가 각각 1 대 1 로 대응하고 있는 것이 필요하다. 이 때문에, 예를 들어, DMD 및 MLA 는, DMD 와 MLA 사이에 있어서의 상대적인 위치가 조정된 후에, 각종 유지 부재 등으로 고정된다.

그런데, DMD 및 MLA 의 고정 후에, 예를 들어, 주위의 온도 (환경 온도라고도 한다) 의 변화에 따른 유지 부재의 열 팽창, DMD 및 MLA 의 고정 시에 생긴 잔류 응력의 시간 경과적인 개방 및 진동 등에 의해, DMD 와 MLA 의 상대적인 위치가 어긋나는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는, 예를 들어, 본래는 빔이 입사하지 않는 마이크로 렌즈에, 이웃하는 마이크로 렌즈에 입사해야 할 빔의 일부가 입사하여, 소광비가 저하되는 경우가 있다. 즉, 감광 재료를 원하는 2 차원의 패턴으로 노광시키는 정밀도 (노광 정밀도라고도 한다) 가 저하되는 경우가 있다.

이에 대하여, 예를 들어, 특허문헌 2 의 기술에서는, 패턴 광의 구석의 세로 2 개 및 가로 2 개의 합계 4 개의 화소에 대응하도록, 스테이지 상의 감광 재료의 가까이에 격자상으로 배치한 4 개의 포토 다이오드를 갖는 4 분할 디텍터를 사용하여, DMD 와 MLA 의 상대적인 위치의 어긋남량이 검출된다. 구체적으로는, 예를 들어, DMD 의 마이크로 미러로 반사된 빔과, 이 빔에 대응하는 마이크로 렌즈의 어긋남량이 검출된다. 바꾸어 말하면, 빔의 어긋남량이 검출된다. 그리고, 예를 들어, 4 분할 디텍터를 사용하여 검출된 빔의 어긋남량에 기초하여, MLA 의 위치 조정을 실시함으로써, DMD 와 MLA 의 상대적인 위치의 어긋남을 해소하고 있다.

일본 공개특허공보 2004-335692호 일본 공개특허공보 2004-296531호

그런데, 상기 특허문헌 2 의 기술에서는, 예를 들어, 빔의 어긋남량 (X 방향의 어긋남량 ΔX, Y 방향의 어긋남량 ΔY 및 회전 방향의 어긋남량 θz) 을 검출하기 위해서, 스테이지 상의 노광 에어리어의 4 구석 중 2 개 지점에 4 분할 디텍터를 배치하고 있다. 그리고, 이 2 개 지점에 있어서, 4 분할 디텍터의 4 개의 포토 다이오드를, DMD 로부터 MLA 에 입사하는 패턴 광의 4 화소에 대응하도록 배치하고 있다.

그러나, DMD 로부터 발해져 MLA 의 2 구석을 지나는 4 화소분의 빔은, 제 2 결상 광학계를 통과하여, 스테이지 상에 투영된다. 이 때문에, 이 제 2 결상 광학계가 갖는 배율 오차 및 수차 등의 제조상의 오차의 크기에 따라, 스테이지 상의 2 개 지점에 있어서 4 개의 포토 다이오드의 위치 결정을 실시할 필요가 있다. 그리고, 노광에 의한 묘화 패턴의 해상도의 상승에 수반하여, MLA 에 있어서의 마이크로 렌즈의 피치가 작아져, 스테이지 상의 2 개 지점에 있어서의 4 개의 포토 다이오드의 위치 결정에 있어서, 또한 매우 세밀한 정밀도가 요구된다. 또, 예를 들어, 노광 장치에 복수의 노광 헤드가 탑재되어 있는 경우에는, 노광 헤드의 수에 따라, 4 분할 디텍터의 위치 맞춤이 필요해진다. 따라서, 노광 장치를 제조할 때에, 위치 맞춤에 필요로 하는 번잡한 공정이 증대할 우려가 있다.

또, 스테이지 상에 4 분할 디텍터를 설치하는 구성에서는, 스테이지의 구조가 복잡해질 우려가 있다. 여기서, 예를 들어, 만일, 감광 재료가 배치되는 스테이지와는 상이한, 노광 에어리어에 대하여 삽입 및 퇴출 가능한 다른 가동 스테이지에 4 분할 디텍터를 형성하는 것을 생각하면, 4 분할 디텍터에 요구되는 매우 세밀한 위치 결정 정밀도에 대응하는 이동 정밀도 및 위치 결정 정밀도가, 다른 가동 스테이지에도 요구된다. 따라서, 노광 장치의 제조가 보다 곤란해질 우려가 있다.

그래서, 본 발명은, 2 차원의 패턴에 관련된 노광 정밀도를 용이하게 향상시키는 것이 가능한 노광 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 제 1 양태에 관련된 노광 장치는, 발광부와, 마이크로 렌즈 어레이부와, 센서부를 구비한다. 상기 발광부는, 광을 각각 발하는 복수의 발광 영역을 갖는다. 상기 마이크로 렌즈 어레이부는, 유효 영역과 비유효 영역을 갖는다. 상기 유효 영역은, 상기 복수의 발광 영역의 각각이 발하는 광의 경로 상에 각각 위치하고 있는 복수의 마이크로 렌즈를 포함한다. 상기 비유효 영역은, 상기 복수의 마이크로 렌즈의 광축에 수직인 방향에 있어서 상기 유효 영역의 외측에 위치하고 있고 또한 조정용 마크를 포함한다. 상기 센서부는, 제 1 방향을 따라 늘어선 상태에 있는 복수의 수광 소자와, 상기 제 1 방향과 교차하고 있는 제 2 방향을 따라 늘어선 상태에 있는 복수의 수광 소자를 갖는다. 상기 센서부는, 상기 발광부로부터 발해져 상기 비유효 영역 중 상기 조정용 마크를 포함하는 영역을 통과한 광의 경로 상에 있어서, 상기 복수의 발광 영역 중 조정용 발광 영역으로부터 발해져 상기 비유효 영역에 조사되는 광이 형성하는 조정용 광 스폿과, 상기 조정용 마크, 의 상대적인 위치 관계에 관련된 신호를 출력 가능하다.

제 2 양태에 관련된 노광 장치는, 제 1 양태에 관련된 노광 장치로서, 상기 마이크로 렌즈 어레이부는, 상기 복수의 마이크로 렌즈가 일체적으로 구성된 상태에 있는 마이크로 렌즈 어레이를 포함하고, 그 마이크로 렌즈 어레이는, 상기 비유효 영역을 포함한다.

제 3 양태에 관련된 노광 장치는, 제 1 또는 제 2 양태에 관련된 노광 장치로서, 상기 마이크로 렌즈 어레이부는, 상기 비유효 영역에 각각 포함되어 있는 제 1 조정용 마크와 제 2 조정용 마크를 갖고, 상기 센서부는, 상기 복수의 발광 영역 중 제 1 조정용 발광 영역으로부터 발해져 상기 비유효 영역에 조사되는 광이 형성하는 제 1 조정용 광 스폿과, 상기 제 1 조정용 마크, 의 제 1 상대적인 위치 관계에 관련된 신호를 출력 가능함과 함께, 상기 복수의 발광 영역 중 제 2 조정용 발광 영역으로부터 발해져 상기 비유효 영역에 조사되는 광이 형성하는 제 2 조정용 광 스폿과, 상기 제 2 조정용 마크, 의 제 2 상대적인 위치 관계에 관련된 신호를 출력 가능하다.

제 4 양태에 관련된 노광 장치는, 제 1 내지 제 3 중 어느 하나의 양태에 관련된 노광 장치로서, 상기 센서부는, 2 차원적으로 배열된 상태에 있는 복수의 수광 소자를 갖는 에어리어 센서를 포함한다.

제 5 양태에 관련된 노광 장치는, 제 1 내지 제 4 중 어느 하나의 양태에 관련된 노광 장치로서, 상기 조정용 마크는, 상기 조정용 광 스폿의 일부의 상기 센서부를 향한 광의 통과를 차폐하기 위한 패턴을 갖는다.

제 6 양태에 관련된 노광 장치는, 제 1 내지 제 5 중 어느 하나의 양태에 관련된 노광 장치로서, 상기 발광부 및 상기 마이크로 렌즈 어레이부 중 적어도 일방의 가동부를 이동시키는 것이 가능한 구동부와, 상기 상대적인 위치 관계에 관련된 신호에 따라, 상기 구동부에 의해 상기 적어도 일방의 가동부를 이동시킴으로써, 상기 복수의 발광부와 상기 복수의 마이크로 렌즈의 상대적인 위치 관계를 조정하는 제어부, 를 추가로 구비한다.

제 1 양태에 관련된 노광 장치에 의하면, 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이부에 있어서의 조정용 광 스폿과 조정용 마크의 상대적인 위치 관계에 관련된 정보를 얻어, 이 상대적인 위치 관계에 따라, 발광부 및 마이크로 렌즈 어레이부의 적어도 일방을 이동시킴으로써, 발광부와 마이크로 렌즈 어레이부의 상대적인 위치의 어긋남을 저감할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이부와 노광 대상물의 사이에, 배율 오차 및 수차 등의 제조상의 오차가 생길 수 있는 결상 광학계가 존재하는 경우이더라도, 결상 광학계에 있어서의 배율 오차 및 수차 등의 제조상의 오차에 영향받는 일 없이, 발광부와 마이크로 렌즈 어레이부의 사이에 있어서의 상대적인 위치 관계에 관련된 정보가 얻어진다. 이에 따라, 예를 들어, 센서부에 요구되는 위치 맞춤의 정밀도를 저감할 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 노광 장치에 있어서의 2 차원의 패턴에 관련된 노광 정밀도를 용이하게 향상시킬 수 있다.

제 2 양태에 관련된 노광 장치에 의하면, 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이에 복수의 마이크로 렌즈와 조정용 마크가 위치하고 있기 때문에, 복수의 마이크로 렌즈와 조정용 마크의 위치 맞춤이 용이하다. 그 결과, 예를 들어, 노광 장치에 있어서의 2 차원의 패턴에 관련된 노광 정밀도를 향상시킬 수 있다.

제 3 양태에 관련된 노광 장치에 의하면, 예를 들어, 2 개 지점에 있어서의 조정용 광 스폿과 조정용 마크의 상대적인 위치 관계에 관련된 정보에 따라, 발광부 및 마이크로 렌즈 어레이부의 적어도 일방을 이동시킴으로써, 복수의 발광 영역과 복수의 마이크로 렌즈의 회전 방향도 포함한 상대적인 위치의 어긋남을 저감할 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 노광 장치에 있어서의 2 차원의 패턴에 관련된 노광 정밀도를 향상시킬 수 있다.

제 4 양태에 관련된 노광 장치에 의하면, 예를 들어, 에어리어 센서를 갖는 센서부를 사용함으로써, 조정용 광 스폿과 조정용 마크의 어긋남의 방향에 관계없이, 조정용 광 스폿과 조정용 마크의 상대적인 위치 관계에 관련된 신호를 취득할 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 노광 장치에 있어서 2 차원의 패턴에 관련된 노광 정밀도가 용이하게 향상할 수 있다. 또, 예를 들어, 복수의 노광 헤드에 의해 조사되는 복수의 패턴 광의 상대적인 위치 관계를 파악하기 위한 계측용의 센서가 존재하고 있는 경우에는, 이 계측용의 센서를, 센서부로서 겸용함으로써, 노광 장치의 대형화 및 복잡화를 저감할 수 있다.

제 5 양태에 관련된 노광 장치에 의하면, 예를 들어, 센서부는, 조정용 광 스폿의 기준 위치에 대응하는 위치가 인식 가능한 조정용 광 스폿을 포착한 화상의 취득과, 조정용 마크의 기준 위치에 대응하는 위치가 인식 가능한 조정용 마크를 포착한 화상의 취득을 1 회의 촬상으로 실현할 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 센서부는, 조정용 광 스폿과 조정용 마크의 상대적인 위치 관계에 관련된 신호를 신속히 취득할 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 노광 장치에 있어서의 2 차원의 패턴에 관련된 노광 정밀도를 신속히 향상시킬 수 있다. 또, 예를 들어, 노광 장치는, 센서부에 의해 조정용 마크의 기준 위치에 대응하는 위치가 인식 가능한 조정용 마크를 포착한 화상에 관련된 신호를 얻기 위해서, 발광부 이외에, 조정용 마크를 조사하기 위한 조명을 갖고 있지 않아도 된다. 이에 따라, 예를 들어, 노광 장치의 대형화 및 복잡화가 저감될 수 있다.

제 6 양태에 관련된 노광 장치에 의하면, 예를 들어, 조정용 광 스폿과 조정용 마크의 상대적인 위치 관계에 관련된 정보에 따라, 복수의 발광 영역과 복수의 마이크로 렌즈의 상대적인 위치의 어긋남이 자동적으로 저감될 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 노광 장치의 조정 작업에 서투른 오퍼레이터가 노광 장치를 사용하고 있는 경우이더라도, 복수의 발광 영역과 복수의 마이크로 렌즈의 상대적인 위치의 어긋남이 저감될 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 노광 장치에 있어서의 2 차원의 패턴에 관련된 노광 정밀도를 용이하게 향상시킬 수 있다.

도 1 은, 각 실시형태에 관련된 노광 장치의 일례를 나타내는 측면도이다.
도 2 는, 각 실시형태에 관련된 노광 장치의 일례를 나타내는 평면도이다.
도 3 은, 각 실시형태에 관련된 노광 유닛 및 센서부의 구성의 일례를 나타내는 개략 사시도이다.
도 4 는, 각 실시형태에 관련된 노광 헤드 및 센서부의 구성의 일례를 나타내는 개략 측면도이다.
도 5 는, 제 1 실시형태에 관련된 제 1 유닛의 구성의 일례를 나타내는 개략 측면도이다.
도 6(a) 는, 제 1 실시형태에 관련된 마이크로 렌즈 어레이부의 구성의 일례를 나타내는 개략 정면도이다. 도 6(b) 는, 제 1 실시형태에 관련된 마이크로 렌즈 어레이부에 있어서의 조정용 마크의 구성의 일례를 나타내는 개략 정면도이다.
도 7 은, 제 1 실시형태에 관련된 조정용 마크 및 조정용 광 스폿의 일례를 나타내는 개략 정면도이다.
도 8 은, 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치의 버스 배선의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 9 는, 패턴 노광을 실시하고 있는 복수의 노광 헤드의 일례를 나타내는 개략 사시도이다.
도 10(a) 및 도 10(b) 는, 공간 광 변조기와 MLA 부의 상대적인 위치 관계의 인식 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11(a) 및 도 11(b) 는, 공간 광 변조기와 MLA 부의 상대적인 위치 관계의 인식 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12(a) 는, 제 2 실시형태에 관련된 제 1 유닛의 구성의 일례를 나타내는 개략 측면도이다. 도 12(b) 는, 제 2 실시형태에 관련된 마이크로 렌즈 어레이부의 구성의 일례를 나타내는 개략 정면도이다.
도 13 은, 제 3 실시형태에 관련된 노광 장치의 버스 배선의 일례를 나타내는 블록도이다.
도 14 는, 제 3 실시형태에 관련된 노광 장치에 있어서의 위치 조정 동작에 대한 동작 플로우의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 15 는, 제 3 실시형태에 관련된 노광 장치에 있어서의 위치 조정 동작에 대한 동작 플로우의 일례를 나타내는 흐름도이다.
도 16(a) 는, 조정용 마크의 배리에이션의 일례를 나타내는 개략 정면도이다. 도 16(b) 는, 조정용 마크의 배리에이션의 일례와 조정용 광 스폿의 일례를 나타내는 개략 정면도이다.
도 17(a) 는, 조정용 마크의 배리에이션의 다른 일례를 나타내는 개략 정면도이다. 도 17(b) 는, 조정용 마크의 배리에이션의 다른 일례와 조정용 광 스폿의 다른 일례를 나타내는 개략 정면도이다.

이하, 본 발명의 각 실시형태를 도면에 기초하여 설명한다. 도면에서는 동일한 구성 및 기능을 갖는 부분에 동일한 부호가 붙여져 있고, 하기 설명에서는 중복 설명이 생략된다. 도면은 모식적으로 나타낸 것이며, 각 도에 있어서의 각종 구조의 사이즈 및 위치 관계 등은 정확하게 도시된 것은 아니다. 도 1 내지 도 3, 도 5 내지 도 7, 도 9, 도 12(a), 도 12(b) 및 도 16(a) 내지 도 17(b) 에는, 오른손 좌표계의 XYZ 좌표계가 첨부되어 있다. 이 XYZ 좌표계에서는, 노광 장치 (10) 의 주주사 방향이 Y 축 방향으로 되고, 노광 장치 (10) 의 부주사 방향이 X 축 방향으로 되고, X 축 방향과 Y 축 방향의 양방에 직교하는 수직 방향이 Z 축 방향으로 되어 있다. 구체적으로는, 중력 방향 (연직 방향) 이 -Z 방향으로 되어 있다.

＜1. 제 1 실시형태＞

도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치 (10) 의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 측면도이다. 도 2 는, 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치 (10) 의 개략적인 구성의 일례를 나타내는 평면도이다.

노광 장치 (10) 는, 처리 대상물에, CAD 데이터 등에 따라 공간 변조한 패턴 광 (묘화 광) 을 조사하여, 패턴 (예를 들어, 회로 패턴) 을 노광 (묘화) 하는 장치 (패턴 노광 장치라고도 한다) 인, 직묘형의 묘화 장치이다. 처리 대상물로는, 예를 들어, 레지스트 등의 감광 재료의 층이 형성된 기판 (W) 의 상면 (감광 재료의 층의 상면) 등이 채용된다. 보다 구체적으로는, 노광 장치 (10) 에 처리 대상물로 되는 기판 (W) 에는, 예를 들어, 반도체 기판, 프린트 기판, 액정 표시 장치 등에 구비되는 컬러 필터용 기판, 액정 표시 장치 또는 플라즈마 표시 장치 등에 구비되는 플랫 패널 디스플레이용 유리 기판, 자기 디스크용 기판, 광 디스크용 기판 그리고 태양 전지 패널용 기판 등이 포함된다. 이하의 설명에서는, 기판 (W) 이, 장방형상의 기판인 것으로 한다.

노광 장치 (10) 는, 예를 들어, 기대 (15) 및 지지 프레임 (16) 을 구비하고 있다. 지지 프레임 (16) 은, 예를 들어, 기대 (15) 상에 위치하고 있고, 기대 (15) 를 X 축 방향을 따라 횡단하고 있는 상태에 있는 문 (門) 형상의 형상을 갖는다. 또, 노광 장치 (10) 는, 예를 들어, 스테이지 (4), 스테이지 구동 기구 (5), 스테이지 위치 계측부 (6), 노광부 (8) 및 제어부 (9) 를 구비하고 있다.

＜스테이지 (4)＞

스테이지 (4) 는, 기판 (W) 을 유지하기 위한 부분이다. 스테이지 (4) 는, 예를 들어, 기대 (15) 상에 위치하고 있다. 구체적으로는, 스테이지 (4) 는, 예를 들어, 평판 형상의 외형을 갖고 있다. 이 경우, 스테이지 (4) 는, 예를 들어, 평탄한 상면의 위에 수평을 따른 자세로 재치 (載置) 된 기판 (W) 을 유지할 수 있다. 여기서, 예를 들어, 스테이지 (4) 의 상면에 복수의 흡인공 (도시 생략) 이 존재하고 있으면, 스테이지 (4) 는, 이들 복수의 흡인공에 부압 (흡인압) 을 형성함으로써, 스테이지 (4) 의 상면에 기판 (W) 을 고정한 상태로 유지할 수 있다.

＜스테이지 구동 기구 (5)＞

스테이지 구동 기구 (5) 는, 예를 들어, 스테이지 (4) 를 기대 (15) 에 대하여 이동시킬 수 있다. 스테이지 구동 기구 (5) 는, 예를 들어, 기대 (15) 상에 위치하고 있다. 스테이지 구동 기구 (5) 는, 예를 들어, 회전 기구 (51), 지지 플레이트 (52) 및 부주사 기구 (53) 를 갖는다. 회전 기구 (51) 는, 예를 들어, 스테이지 (4) 를 회전 방향 (Z 축 둘레의 회전 방향 (θ방향)) 으로 회전시킬 수 있다. 지지 플레이트 (52) 는, 예를 들어, 회전 기구 (51) 를 개재하여 스테이지 (4) 를 지지하고 있다. 부주사 기구 (53) 는, 예를 들어, 지지 플레이트 (52) 를 부주사 방향 (X 축 방향) 으로 이동시킬 수 있다. 또, 스테이지 구동 기구 (5) 는, 예를 들어, 베이스 플레이트 (54) 및 주주사 기구 (55) 를 갖는다. 베이스 플레이트 (54) 는, 예를 들어, 부주사 기구 (53) 를 개재하여 지지 플레이트 (52) 를 지지하고 있다. 주주사 기구 (55) 는, 예를 들어, 베이스 플레이트 (54) 를 주주사 방향 (Y 축 방향) 으로 이동시킬 수 있다.

구체적으로는, 회전 기구 (51) 는, 예를 들어, 스테이지 (4) 의 상면 (기판 (W) 이 재치되는 피재치면) 의 중심을 통과하고, 이 피재치면에 수직인 가상의 회전축 (A) 을 중심으로 하여 스테이지 (4) 를 회전시킬 수 있다. 회전 기구 (51) 의 구성으로는, 예를 들어, 회전축부 (511) 및 회전 구동부 (예를 들어, 회전 모터) (512) 를 포함하는 구성이 채용될 수 있다. 이 경우에는, 회전축부 (511) 는, 연직 방향 (Z 축 방향) 을 따라 연장되어 있는 상태에 있다. 회전축부 (511) 의 상단은, 예를 들어, 스테이지 (4) 의 이면측에 고정되어 있는 상태에 있다. 회전 구동부 (512) 는, 예를 들어, 회전축부 (511) 의 하단을 자유롭게 회전할 수 있도록 유지하고 있는 상태에 있어, 회전축부 (511) 를 회전시킬 수 있다. 이와 같은 구성에 의하면, 예를 들어, 회전 구동부 (512) 에 의한 회전축부 (511) 의 회전에 따라, 스테이지 (4) 가 수평면 내에서 회전축 (A) 을 중심으로 하여 회전할 수 있다. 여기서는, 예를 들어, 회전 기구 (51) 를 형성하는 대신에, 후술하는 패턴 데이터 (960) 에 아핀 변환 등의 공지된 회전 보정을 실시함으로써 회전 방향의 위치 맞춤 등을 실시해도 된다.

부주사 기구 (53) 는, 예를 들어, 리니어 모터 (531) 및 1 쌍의 가이드 부재 (532) 를 갖는다. 리니어 모터 (531) 는, 예를 들어, 지지 플레이트 (52) 의 하면에 장착된 상태로 위치하고 있는 이동자와, 베이스 플레이트 (54) 의 상면에 부설된 상태로 위치하고 있는 고정자를 갖는다. 1 쌍의 가이드 부재 (532) 는, 예를 들어, 베이스 플레이트 (54) 의 상면에, 부주사 방향을 따라 서로 평행한 상태로 부설된 상태로 위치하고 있다. 여기서, 각 가이드 부재 (532) 와 지지 플레이트 (52) 의 사이에는, 예를 들어, 볼 베어링이 위치하고 있다. 이 볼 베어링은, 예를 들어, 가이드 부재 (532) 에 대하여 슬라이딩하면서 이 가이드 부재 (532) 의 길이 방향 (부주사 방향) 을 따라 이동할 수 있다. 이 때문에, 지지 플레이트 (52) 는, 볼 베어링을 개재하여 1 쌍의 가이드 부재 (532) 에 의해 지지되어 있는 상태에 있다. 이에 따라, 예를 들어, 리니어 모터 (531) 를 동작시키면, 지지 플레이트 (52) 는, 1 쌍의 가이드 부재 (532) 에 안내되면서 부주사 방향을 따라 매끄럽게 이동할 수 있다.

주주사 기구 (55) 는, 예를 들어, 리니어 모터 (551) 및 1 쌍의 가이드 부재 (552) 를 갖는다. 리니어 모터 (551) 는, 예를 들어, 베이스 플레이트 (54) 의 하면에 장착된 상태에 있는 이동자와, 기대 (15) 상에 부설된 상태에 있는 고정자를 갖는다. 1 쌍의 가이드 부재 (552) 는, 예를 들어, 기대 (15) 의 상면에, 주주사 방향을 따라 서로 평행하게 부설된 상태에 있다. 여기서, 각 가이드 부재 (552) 에는, 예를 들어, 기계의 직선 운동부를 "구름" 을 사용하여 가이드하는 기계 요소 부품으로서의 LM 가이드 (등록상표) 를 적용할 수 있다. 또, 각 가이드 부재 (552) 와 베이스 플레이트 (54) 의 사이에, 예를 들어, 에어 베어링이 위치하고 있으면, 베이스 플레이트 (54) 는 1 쌍의 가이드 부재 (552) 에 대하여 비접촉 상태로 지지된다. 이와 같은 구성이 채용되면, 예를 들어, 리니어 모터 (551) 를 동작시키면, 베이스 플레이트 (54) 는, 1 쌍의 가이드 부재 (552) 에 안내되면서 주주사 방향을 따라 마찰을 일으키지 않고 매끄럽게 이동할 수 있다.

＜스테이지 위치 계측부 (6)＞

스테이지 위치 계측부 (6) 는, 예를 들어, 스테이지 (4) 의 위치를 계측할 수 있다. 스테이지 위치 계측부 (6) 로는, 예를 들어, 간섭식 레이저 측장기가 채용된다. 간섭식 레이저 측장기는, 예를 들어, 스테이지 (4) 의 밖에서 스테이지 (4) 를 향해서 레이저 광을 출사함과 함께 그 반사광을 수광하고, 이 반사광과 출사광의 간섭에 기초하여 스테이지 (4) 의 위치 (구체적으로는, 주주사 방향을 따른 Y 방향의 위치) 를 계측할 수 있다. 여기서는, 예를 들어, 레이저 측장기 대신에, 리니어 스케일을 사용해도 된다.

＜노광부 (8)＞

노광부 (8) 는, 예를 들어, 패턴 광을 형성하여 기판 (W) 에 그 패턴 광을 조사할 수 있다. 노광부 (8) 는, 예를 들어, 복수의 노광 유닛 (800) 및 센서부 (850) 를 갖는다. 도 3 은, 제 1 실시형태에 관련된 노광 유닛 (800) 및 센서부 (850) 의 구성을 나타내는 개략 사시도이다. 도 4 는, 제 1 실시형태에 관련된 노광 헤드 (82) 및 센서부 (850) 의 구성을 나타내는 개략 측면도이다. 도 4 에서는, 미러 (825) 가 생략되어 있고, 공간 광 변조기 (820), 제 1 결상 광학계 (822), 마이크로 렌즈 어레이부 (MLA 부라고도 한다) (824), 제 2 결상 광학계 (826) 및 센서부 (850) 가 동일한 광축 상에 늘어놓여져 있다. 노광부 (8) 는, 예를 들어, 도 3 에서 각각 나타내는 복수 대 (여기서는, 9 대) 의 노광 유닛 (800) 을 갖는다. 여기서는, 예를 들어, 노광부 (8) 에 있어서의 노광 유닛 (800) 의 대수는, 9 대가 아니어도 되고, 1 대 이상이어도 된다. 각 노광 유닛 (800) 은, 예를 들어, 노광 헤드 (82) 를 갖고 있고, 지지 프레임 (16) 에 의해 지지되어 있다. 여기서는, 지지 프레임 (16) 은, 예를 들어, X 축 방향으로 늘어서 있는 복수의 노광 헤드 (82) 를 각각 포함하고 또한 Y 축 방향으로 늘어서 있는 복수 (예를 들어, 2 개) 의 노광 헤드 (82) 의 열을 지지하고 있는 상태로 위치하고 있다 (도 2 및 도 9 참조).

＜광원부 (80)＞

광원부 (80) 는, 예를 들어, 노광부 (8) 가 기판 (W) 에 조사하는 패턴 광의 근원이 되는 광을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 각 노광 유닛 (800) 이, 1 개의 광원부 (80) 를 갖고 있어도 되고, 복수의 노광 유닛 (800) 이, 1 개의 광원부 (80) 를 갖고 있어도 된다. 광원부 (80) 는, 예를 들어, 레이저 발진기 및 조명 광학계를 갖는다. 레이저 발진기는, 레이저 구동부로부터의 구동 신호를 받아 레이저 광을 출력할 수 있다. 조명 광학계는, 레이저 발진기로부터 출력된 광 (스폿 빔) 을, 강도 분포가 균일한 광으로 할 수 있다. 광원부 (80) 로부터 출력된 광은, 노광 헤드 (82) 에 입력된다. 여기서, 예를 들어, 1 개의 광원부 (80) 로부터 출력된 레이저 광이, 복수의 레이저 광으로 분할되어, 복수의 노광 헤드 (82) 에 입력되는 구성이 채용되어도 된다.

＜노광 헤드 (82)＞

노광 헤드 (82) 는, 예를 들어, 공간 광 변조기 (820), 제 1 결상 광학계 (822), MLA 부 (824), 미러 (825) 및 제 2 결상 광학계 (826) 를 갖는다. 또, 노광 헤드 (82) 는, 예를 들어, 측정기 (84) 를 갖고 있어도 된다. 제 1 실시형태에서는, 예를 들어, 도 3 에서 나타내는 바와 같이, 공간 광 변조기 (820), 제 1 결상 광학계 (822) 및 MLA 부 (824) 는, 지지 프레임 (16) 의 ＋Z 방향의 측에 위치하고 있다. 그리고, 예를 들어, 제 2 결상 광학계 (826) 및 측정기 (84) 는, 지지 프레임 (16) 의 ＋Y 방향의 측에 위치하고 있다. 이와 같은 노광 헤드 (82) 는, 예를 들어, 제 1 수용 박스 (도시하지 않음) 에 수용되어 있는 상태로 위치하고 있다. 이 경우에는, 제 1 수용 박스는, 지지 프레임 (16) 의 ＋Z 방향의 측에 있어서 ＋Y 방향으로 연장되고, 또한 지지 프레임 (16) 의 ＋Y 방향의 측에 있어서 -Z 방향으로 연장되어 있는 상태로 위치하고 있다. 광원부 (80) 는, 예를 들어, 제 1 수용 박스의 ＋Z 방향의 측에 고정된 상태로 위치하고 있는 제 2 수용 박스 (802) 내에 위치하고 있다. 여기서는, 예를 들어, 광원부 (80) 로부터 -Z 방향으로 출력된 광은, 미러 (804) 로 반사되어, 공간 광 변조기 (820) 에 입사한다.

또, 제 1 실시형태에서는, 도 3 에서 나타내는 바와 같이, 공간 광 변조기 (820), 제 1 결상 광학계 (822) 및 MLA 부 (824) 는, 제 1 결상 광학계 (822) 의 광축 (822p) (도 5 참조) 을 따른 일직선 상에 위치하고 있다. 여기서, 도 3 에서 나타내는 바와 같이, 제 1 결상 광학계 (822) 및 MLA 부 (824) 를 통과한 패턴 광은, ＋Y 방향으로 나아가 미러 (825) 에 조사되고, -Z 방향으로 반사된다. 이 반사된 패턴 광은, 제 2 결상 광학계 (826) 에 입사한다. 이 때문에, 예를 들어, 노광 헤드 (82) 에 포함되어 있는 구성 중, 일부의 구성이 Y 축 방향을 따른 일직선 상에 위치하고, 다른 일부의 구성이 Z 축 방향을 따른 일직선 상에 위치하고 있다. 바꾸어 말하면, 예를 들어, 노광 헤드 (82) 에 포함되어 있는 복수의 구성이, L 자 형상의 경로 상에 늘어서 있다. 이에 따라, 예를 들어, 노광 헤드 (82) 에 포함되어 있는 복수의 구성이, Z 축 방향을 따른 일직선 상에 위치하고 있는 경우와 비교하여, Z 축 방향에 있어서의 노광 헤드 (82) 의 높이가 저감될 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 노광 장치 (10) 의 높이가 저감되어, 노광 장치 (10) 의 설치의 자유도가 높아질 수 있다.

＜공간 광 변조기 (820)＞

공간 광 변조기 (820) 는, 예를 들어, 디지털 미러 디바이스 (DMD) 를 갖는다. 이 DMD 는, 예를 들어, 입사광 중, 패턴의 묘화에 기여시키는 필요 광과, 패턴의 묘화에 기여시키지 않는 불필요 광을, 서로 상이한 방향으로 반사시킴으로써, 입사광을 공간 변조할 수 있다. DMD 로는, 예를 들어, 다수 (1920 개 × 1080 개) 의 마이크로 미러 (M1) 가 메모리 셀 상에 매트릭스 형상으로 배열되어 있는 상태로 위치하고 있는 공간 변조 소자가 적용된다. 각 마이크로 미러 (M1) 는, 예를 들어, 1 변이 약 10 ㎛ 인 정방형상의 1 화소를 구성하고 있다. DMD 는, 마이크로 미러 (M1) 측에서 평면에서 봤을 경우에, 예를 들어, 약 20 ㎜ × 10 ㎜ 의 사각형상 외형을 갖는다. DMD 에서는, 예를 들어, 제어부 (9) 로부터의 제어 신호에 기초하여, 메모리 셀에 디지털 신호가 기입되고, 마이크로 미러 (M1) 의 각각이, 대각선을 중심으로 하여 필요한 각도로 기운다. 이에 따라, 디지털 신호에 따른 패턴 광이 형성된다. 바꾸어 말하면, 공간 광 변조기 (820) 는, 예를 들어, 광원부 (80) 로부터 입사한 광의 반사에 의해 광을 각각 발하는 복수의 영역 (발광 영역이라고도 한다) 으로서의 복수의 마이크로 미러 (M1) 를 갖는 부분 (발광부라고도 한다) 이다.

도 5 는, 제 1 실시형태에 관련된 노광 헤드 (82) 에 있어서의 제 1 유닛 (850) 의 구성의 일례를 나타내는 개략 측면도이다. 도 5 에서 나타내는 바와 같이, 제 1 유닛 (850) 은, 예를 들어, 기준부 (850b) 와, 공간 광 변조기 (820) 와, 제 1 베이스부 (820b) 와, MLA 부 (824) 와, 제 2 베이스부 (824b) 를 갖는다.

기준부 (850b) 는, 예를 들어, 제 1 유닛 (850) 을 구성하는 각 부의 위치의 기준이 되는 부분이다. 제 1 실시형태에서는, 기준부 (850b) 에는, 예를 들어, 지지 프레임 (16) 혹은 지지 프레임 (16) 에 고정되어 있는 다른 부재가 포함된다. 다른 부재에는, 예를 들어, 상기 서술한 제 1 수용 박스 등이 포함되어도 된다. 여기서, 예를 들어, 제 2 렌즈 (12L) (도 4 참조) 및 MLA 부 (824) 를 광축 방향 (Y 축 방향) 으로 이동 가능하게 유지하는 렌즈 이동부가 존재하고 있는 경우에는, 기준부 (850b) 에는, 렌즈 이동부가 포함되어도 된다.

제 1 베이스부 (820b) 는, 예를 들어, 기준부 (850b) 에 연결되어 있는 상태임과 함께, 공간 광 변조기 (820) 를 유지하고 있는 상태에 있다. 도 5 의 예에서는, -X 방향으로 측면에서 보면, 제 1 베이스부 (820b) 는, 기준부 (850b) 로부터 연직 방향과는 반대인 ＋Z 방향 (상방향이라고도 한다) 으로 연장되어 있는 상태에 있다. 그리고, 공간 광 변조기 (820) 는, 기준부 (850b) 의 상방에 있어서 제 1 베이스부 (820b) 에 의해 편측으로 유지되고 있는 상태 (외팔보 상태라고도 한다) 에 있다. 이에 따라, 예를 들어, 제 1 베이스부 (820b) 의 소형화 및 소재의 저감이 도모됨과 함께, 노광 헤드 (82) 의 높이가 저감될 수 있다. 제 1 베이스부 (820b) 는, 예를 들어, 기준부 (850b) 에 대하여 고정된 상태에 있는 각종 부재여도 되고, 기준부 (850b) 와 일체적으로 구성된 상태에 있어도 된다.

또, 제 1 베이스부 (820b) 는, 예를 들어, 기준부 (850b) 에 대한 공간 광 변조기 (820) 의 상대적인 위치가 변경 가능해지도록 공간 광 변조기 (820) 를 유지하고 있어도 된다. 이 경우에는, 제 1 베이스부 (820b) 는, 예를 들어, 공간 광 변조기 (820) 를 이동 가능한 부분 (가동부라고도 한다) 으로서 이동시키는 것이 가능한 제 1 구동부 (820d) 를 갖는다. 제 1 구동부 (820d) 는, 예를 들어, X 축 방향을 따라 공간 광 변조기 (820) 를 병진 이동시키는 기구 (병진 기구라고도 한다), Z 축 방향을 따라 공간 광 변조기 (820) 를 병진 이동시키는 병진 기구, 및 Y 축 방향을 따른 광축 (822p) 을 중심으로 하여 공간 광 변조기 (820) 를 회전 이동시키는 기구 (회전 기구라고도 한다), 를 포함한다. 병진 기구는, 예를 들어, 리니어 가이드와, 육각 렌치 등으로 부여되는 회전력을 직동 (直動) 성분의 힘으로 변환 가능한 볼 나사 등의 직동 기구 혹은 전기 신호의 부여에 따라 자동적으로 직동 성분의 힘을 발생하는 스테핑 모터 혹은 압전 소자를 갖는 구성 등으로 실현된다. 회전 기구는, 예를 들어, 회전축과, 베어링과, 볼 나사 등의 직동 기구로 부여되는 직동 성분의 힘을 회전력으로 변환 가능한 기구 혹은 전기 신호의 부여에 따라 자동적으로 회전력을 일으키는 회전 모터를 갖는 구성 등으로 실현된다. 직동 성분을 회전 성분으로 변환하는 방식으로는, 예를 들어, 랙·평기어 방식 또는 링크 기구 방식 등을 들 수 있다. 이와 같은 구성을 갖는 제 1 구동부 (820d) 에 의해, 예를 들어, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 관계가 조정될 수 있다.

＜제 1 결상 광학계 (822)＞

제 1 결상 광학계 (822) 는, 제 1 경통 (8220) 및 제 2 경통 (8222) 을 갖는다. 도 4 에서 나타내는 바와 같이, 제 1 경통 (8220) 은, 제 1 렌즈 (10L) 를 유지하고 있는 상태에 있다. 제 2 경통 (8222) 은, 제 2 렌즈 (12L) 를 유지하고 있는 상태에 있다. 제 1 렌즈 (10L) 및 제 2 렌즈 (12L) 는, 공간 광 변조기 (820) 에 의해 형성된 패턴 광의 경로 상에 위치하고 있다. 도 5(a) 에서 나타내는 바와 같이, 예를 들어, 제 1 결상 광학계 (822) 의 광축 (822p) 은, Y 축 방향을 따라 위치하고 있다. 여기서, 제 1 렌즈 (10L) 는, 예를 들어, 공간 광 변조기 (820) 의 각 마이크로 미러 (M1) 로부터 출력된 패턴 광을 Y 축 방향을 따른 평행 광으로 정돈하여 제 2 렌즈 (12L) 로 유도할 수 있다. 제 1 렌즈 (10L) 는, 예를 들어, 1 개의 렌즈로 구성되어도 되고, 복수의 렌즈로 구성되어도 된다. 제 2 렌즈 (12L) 는, 예를 들어, 이미지측 텔레센트릭의 것이며, 제 1 렌즈 (10L) 로부터의 패턴 광을, 제 2 렌즈 (12L) 의 광축 (822p) 에 대하여 평행한 상태로 MLA 부 (824) 로 유도할 수 있다. 여기서는, 제 1 결상 광학계 (822) 에는, 예를 들어, 공간 광 변조기 (820) 에서 형성된 패턴 광을, 1 배를 초과하는 횡배율 (예를 들어, 약 2 배) 로 결상하는 확대 광학계가 적용된다. 이 경우, 예를 들어, 제 2 렌즈 (12L) 의 반경은, 제 1 렌즈 (10L) 의 반경보다 크게 되어 있다. 제 1 경통 (8220) 및 제 2 경통 (8222) 은, 예를 들어, 지지 프레임 (16) 에 대하여 직접적 혹은 다른 부재를 개재하여 간접적으로 고정되어 있는 상태로 위치하고 있다. 다른 부재에는, 예를 들어, 상기 서술한 제 1 수용 박스 등이 포함될 수 있다.

＜마이크로 렌즈 어레이부 (MLA 부) (824)＞

MLA 부 (824) 는, 마이크로 렌즈 어레이 (MLA 라고도 한다) (824a) 를 갖는다. 이 MLA (824a) 는, 복수의 마이크로 렌즈 (ML1) 를 갖는다. 제 1 실시형태의 MLA (824a) 에서는, 복수의 마이크로 렌즈 (ML1) 가 일체적으로 구성되어 있는 상태로 위치하고 있다. 복수의 마이크로 렌즈 (ML1) 는, 예를 들어, 공간 광 변조기 (820) 에 있어서의 복수의 발광 영역으로서의 복수의 마이크로 미러 (M1) 에 대응하도록 매트릭스 형상으로 배열하고 있는 상태로 위치하고 있다. 제 1 실시형태에서는, X 축 방향 및 Z 축 방향의 각각에 있어서, 미리 설정된 소정의 피치로, 복수의 마이크로 렌즈 (ML1) 가 위치하고 있다. 그리고, 공간 광 변조기 (820) 에 있어서의 복수의 발광 영역으로서의 복수의 마이크로 미러 (M1) 의 각각이 발하는 광의 경로 상에, 마이크로 렌즈 (ML1) 가 각각 위치하고 있다. 이에 따라, 복수의 마이크로 렌즈 (ML1) 의 각각에는, 마이크로 미러 (M1) 가 발하는 빔의 1 화소분의 스폿이 형성된다.

도 5 에서 나타내는 바와 같이, 제 2 베이스부 (824b) 는, MLA 부 (824) 를 유지하고 있는 상태에 있다. 이 제 2 베이스부 (824b) 는, 예를 들어, 기준부 (850b) 에 연결되어 있는 상태로 위치하고 있다. 도 5 의 예에서는, -X 방향으로 측면에서 보면, 제 2 베이스부 (824b) 는, 기준부 (850b) 로부터 연직 방향과는 반대인 ＋Z 방향 (상방향이라고도 한다) 으로 연장되어 있는 상태에 있다. 그리고, MLA 부 (824) 는, 기준부 (850b) 의 상방에 있어서 제 2 베이스부 (824b) 에 의해 편측으로 유지되고 있는 상태 (외팔보 상태라고도 한다) 에 있다. 이에 따라, 예를 들어, 제 2 베이스부 (824b) 의 소형화 및 소재의 저감이 도모됨과 함께, 노광 헤드 (82) 의 높이가 저감될 수 있다. 제 2 베이스부 (824b) 는, 예를 들어, 기준부 (850b) 에 대하여 고정된 상태에 있는 각종 부재여도 되고, 기준부 (850b) 와 일체적으로 구성된 상태에 있어도 된다.

또, 제 2 베이스부 (824b) 는, 예를 들어, 기준부 (850b) 에 대한 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치가 변경 가능해지도록 MLA 부 (824) 를 유지하고 있어도 된다. 이 경우에는, 제 2 베이스부 (824b) 는, 예를 들어, MLA 부 (824) 를 가동부로서 이동시키는 것이 가능한 제 2 구동부 (824d) 를 갖는다. 제 2 구동부 (824d) 는, 예를 들어, X 축 방향을 따라 MLA 부 (824) 를 병진 이동시키는 병진 기구, Z 축 방향을 따라 MLA 부 (824) 를 병진 이동시키는 병진 기구, 및 Y 축 방향을 따른 광축 (822p) 을 중심으로 하여 MLA 부 (824) 를 회전 이동시키는 회전 기구, 를 포함한다. 병진 기구는, 예를 들어, 리니어 가이드와, 육각 렌치 등으로 부여되는 회전력을 직동 성분의 힘으로 변환 가능한 볼 나사 등의 직동 기구 혹은 전기 신호의 부여에 따라 자동적으로 직동 성분의 힘을 발생하는 스테핑 모터 혹은 압전 소자를 갖는 구성 등으로 실현된다. 회전 기구는, 예를 들어, 회전축과, 베어링과, 볼 나사 등의 직동 기구 등으로 부여되는 직동 성분의 힘을 회전력으로 변환 가능한 기구 혹은 전기 신호의 부여에 따라 자동적으로 회전력을 일으키는 회전 모터를 갖는 구성 등으로 실현된다. 이와 같은 구성을 갖는 제 2 구동부 (824d) 에 의해, 예를 들어, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 관계가 조정될 수 있다.

도 6(a) 는, 제 1 실시형태에 관련된 MLA 부 (824) 의 구성의 일례를 나타내는 개략 정면도이다. 도 6(a) 에서 나타내는 바와 같이, MLA 부 (824) 는, 예를 들어, 복수의 마이크로 렌즈 (ML1) 를 포함하는 영역 (유효 영역이라고도 한다) (Ar1) 과, 복수의 마이크로 렌즈 (ML1) 의 광축에 수직인 방향에 있어서, 유효 영역 (Ar1) 의 외측에 위치하고 있는 영역 (비유효 영역이라고도 한다) (Ar2) 을 갖는다. 유효 영역 (Ar1) 은, 예를 들어, MLA 부 (824) 중 기판 (W) 에 조사하는 패턴 광의 형성에 이용되는 영역이다. 각 마이크로 렌즈 (ML1) 는, 예를 들어, 제 1 결상 광학계 (822) 의 광축 (822p) 과 평행한 광축을 갖는다. 여기서, 공간 광 변조기 (820) 는, MLA 부 (824) 중 유효 영역 (Ar1) 에 포함되는 복수의 마이크로 렌즈 (ML1) 와 동수 (同數) 이상의 마이크로 미러 (M1) 를 갖는다. 여기서, 유효 영역 (Ar1) 에 있어서의 복수의 마이크로 렌즈 (ML1) 는, DMD 의 복수의 마이크로 미러 (M1) 로부터의 광을 집광함으로써, 복수의 광의 스폿 (집광 스폿이라고도 한다) 으로 구성되는 스폿 어레이 (824SA) 를 형성한다. 여기서, 스폿 어레이 (824SA) 에 있어서의 집광 스폿의 배열 및 피치는, MLA (824a) 에 있어서의 복수의 마이크로 렌즈 (ML1) 의 배열 및 피치에 대응한다. 제 1 실시형태에서는, 예를 들어, 제 1 결상 광학계 (822) 는, 공간 광 변조기 (820) 로 형성된 약 20 ㎜ × 10 ㎜ 의 패턴 광을 약 2 배로 확대하기 때문에, MLA (824a) 는, 이미지 사이즈가 약 40 ㎜ × 20 ㎜ 인 스폿 어레이 (824SA) 를 형성한다. 여기서, DMD 의 각 마이크로 미러 (M1) 로부터의 광은, 유효 영역 (Ar1) 의 마이크로 렌즈 (ML1) 에 의해 집광되기 때문에, 각 마이크로 미러 (M1) 로부터의 광이 묶는 1 화소분의 스폿의 사이즈는 줄어들어 작게 유지된다. 이 때문에, 기판 (W) 에 투영되는 이미지 (DMD 이미지) 의 선예도는 높게 유지될 수 있다.

그런데, 제 1 실시형태에서는, 공간 광 변조기 (820) 는, 유효 영역 (Ar1) 의 복수의 마이크로 렌즈 (ML1) 에 대응하는 복수의 마이크로 미러 (M1) 이외에, 조정용의 발광 영역 (조정용 발광 영역이라고도 한다) 으로서의 1 개 이상의 마이크로 미러 (조정용 마이크로 미러라고도 한다) (M1r) (도 5 참조) 를 갖는다. 조정용 마이크로 미러 (M1r) 는, 이 조정용 마이크로 미러 (M1r) 에 있어서의 반사로 발한 광을, MLA 부 (824) 의 비유효 영역 (Ar2) 에 조사할 수 있다. 이에 따라, 조정용 마이크로 미러 (M1r) 로부터 발해져 비유효 영역 (Ar2) 에 조사되는 광이, 1 화소분의 조정용의 광의 스폿 (조정용 광 스폿이라고도 한다) (S1r) (도 7 참조) 을 형성할 수 있다.

또, 도 6(a) 에서 나타내는 바와 같이, MLA 부 (824) 는, 비유효 영역 (Ar2) 에 있어서 조정용의 마크 (조정용 마크라고도 한다) (Mk1) 를 갖는다. 바꾸어 말하면, 비유효 영역 (Ar2) 은, 조정용 마크 (Mk1) 를 포함한다. 여기서, 예를 들어, MLA 부 (824a) 에 복수의 마이크로 렌즈 (ML1) 와 조정용 마크 (Mk1) 가 위치하고 있으면, 복수의 마이크로 렌즈 (ML1) 와 조정용 마크 (Mk1) 의 위치 맞춤이 용이하다. 제 1 실시형태에서는, 비유효 영역 (Ar2) 중, 유효 영역 (Ar1) 의 4 구석의 근방에 각각 조정용 마크 (Mk1) 가 존재하고 있다. 바꾸어 말하면, 4 개의 조정용 마크 (Mk1) 가 존재하고 있다. 도 6(a) 의 예에서는, 4 개의 조정용 마크 (Mk1) 는, 제 1 조정용 마크 (Mk1a) 와, 제 2 조정용 마크 (Mk1b) 와, 제 3 조정용 마크 (Mk1c) 와, 제 4 조정용 마크 (Mk1d) 를 포함한다. 제 1 조정용 마크 (Mk1a) 는, 유효 영역 (Ar1) 중 ＋Z 방향의 측이고 또한 ＋X 방향의 측의 구석의 근방에 위치하고 있다. 제 2 조정용 마크 (Mk1b) 는, 유효 영역 (Ar1) 중 ＋Z 방향의 측이고 또한 -X 방향의 측의 구석의 근방에 위치하고 있다. 제 3 조정용 마크 (Mk1c) 는, 유효 영역 (Ar1) 중 -Z 방향의 측이고 또한 -X 방향의 측의 구석의 근방에 위치하고 있다. 제 4 조정용 마크 (Mk1d) 는, 유효 영역 (Ar1) 중 -Z 방향의 측이고 또한 ＋X 방향의 측의 구석의 근방에 위치하고 있다. MLA 부 (824) 가 4 개의 조정용 마크 (Mk1) 를 갖는 경우에는, 공간 광 변조기 (820) 는 4 개의 조정용 마이크로 미러 (M1r) 를 갖는다.

그리고, 예를 들어, 4 개의 조정용 마크 (Mk1) 의 각각에 대하여, 4 개의 조정용 마이크로 미러 (M1r) 중 대응하는 조정용 마이크로 미러 (M1r) 로부터 발해져 비유효 영역 (Ar2) 에 조사되는 광이, 조정용 광 스폿 (S1r) 을 형성한다. 구체적으로는, 예를 들어, 제 1 조정용 마크 (Mk1a) 에 대하여, 제 1 조정용 발광 영역으로서의 제 1 조정용 마이크로 미러 (M1r) 로부터 발해져 비유효 영역 (Ar2) 에 조사되는 광이, 제 1 조정용 광 스폿 (S1r) 을 형성한다. 제 2 조정용 마크 (Mk1b) 에 대하여, 제 2 조정용 발광 영역으로서의 제 2 조정용 마이크로 미러 (M1r) 로부터 발해져 비유효 영역 (Ar2) 에 조사되는 광이, 제 2 조정용 광 스폿 (S1r) 을 형성한다. 제 3 조정용 마크 (Mk1c) 에 대하여, 제 3 조정용 마이크로 미러 (M1r) 로부터 발해져 비유효 영역 (Ar2) 에 조사되는 광이 제 3 조정용 광 스폿 (S1r) 을 형성한다. 제 4 조정용 마크 (Mk1d) 에 대하여, 제 4 조정용 마이크로 미러 (M1r) 로부터 발해져 비유효 영역 (Ar2) 에 조사되는 광이 제 4 조정용 광 스폿 (S1r) 을 형성한다. 각 조정용 마크 (Mk1) 는, 비유효 영역 (Ar2) 중 조정용 마이크로 미러 (M1r) 에 의해 조정용 광 스폿이 형성되는 영역 혹은 그 영역의 근방에 위치하고 있다.

조정용 마크 (Mk1) 는, 예를 들어, 비유효 영역 (Ar2) 중 주위의 부분과는 광의 투과 상태가 상이한 성질을 갖는다. 구체적으로는, 조정용 마크 (Mk1) 에는, 예를 들어, MLA 부 (824) 의 표면부 등에 위치하고 있는 광의 투과를 차단하는 막 (차광막이라고도 한다) 등이 적용된다. 차광막에는, 예를 들어, 차광성을 갖는 금속제 또는 수지제 박막이 적용된다. 여기서, 예를 들어, 차광막에 금속제 박막이 적용되는 경우에는, 차광막의 박막화가 스퍼터링 등의 각종 성막법에 의해 용이하게 실현되고, 차광막의 형상의 패턴닝이 각종 성막법 및 에칭 등에 의해 용이하게 실현된다. 금속제 박막의 소재에는, 크롬, 니켈 또는 알루미늄 등이 적용된다. 또한, 차광막은, 유효 영역 (Ar1) 중 복수의 마이크로 렌즈 (ML1) 이외의 부분에 위치하고 있어도 되고, 각 마이크로 렌즈 (ML1) 중 외주 부분을 따른 영역에 위치하고 있어도 된다. 이 경우에는, 예를 들어, 광축 (822p) 을 따른 ＋Y 방향으로 MLA 부 (824a) 를 평면에서 봤을 때에, 각 마이크로 렌즈 (ML1) 를 둘러싸도록 차광막이 위치하고 있다.

도 6(b) 는, 제 1 실시형태에 관련된 MLA 부 (824) 에 있어서의 조정용 마크 (Mk1) 의 구성의 일례를 나타내는 개략 정면도이다. 도 6(b) 에서 나타내는 바와 같이, 제 1 실시형태에서는, 조정용 마크 (Mk1) 는, 예를 들어, 차광막의 패턴 (Pt1) 을 갖는다. 도 6(b) 의 예에서는, 패턴 (Pt1) 은, 차광막이 존재하고 있지 않은 4 개의 부분 (창부 (窓部) 라고도 한다) (W1) 을 형성하고 있는 상태에 있다. 각 창부 (W1) 는, 예를 들어, 1 화소분의 조정용 광 스폿 (S1r) 에 대응하는 형상 및 사이즈를 갖는다. 각 창부 (W1) 는, 예를 들어, 정방형상의 형상을 갖는다. 4 개의 창부 (W1) 는, X 축 방향을 따라 2 개의 창부 (W1) 가 늘어서고, Z 축 방향을 따라 2 개의 창부 (W1) 가 늘어서도록, 매트릭스 형상으로 늘어서 있는 상태로 위치하고 있다. 이에 따라, 패턴 (Pt1) 은, 4 개의 창부 (W1) 의 사이에 위치하고 있는 십자형상의 부분 (십자부라고도 한다) 을 포함한다. 여기서는, 4 개의 창부 (W1) 는, 유효 영역 (Ar1) 에 있어서 매트릭스 형상으로 늘어서 있는 복수의 마이크로 렌즈 (ML1) 의 위치를 기준으로 하여, X 축 방향 및 Z 축 방향의 각각에 있어서, 소정 피치의 절반 어긋난 매트릭스 형상의 위치에 존재하고 있다.

도 7 은, 제 1 실시형태에 관련된 조정용 마크 (Mk1) 및 조정용 광 스폿 (S1r) 의 일례를 나타내는 개략 정면도이다. 도 6(b) 에서 나타낸 조정용 마크 (Mk1) 가 채용된 경우에는, 도 7 에서 나타내는 바와 같이, 조정용 마크 (Mk1) 가 갖는 패턴 (Pt1) 은, 조정용 광 스폿 (S1r) 의 일부의 센서부 (850) 를 향한 광의 통과를 차폐할 수 있다. 그리고, 여기서는, 예를 들어, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치의 어긋남 (위치 어긋남이라고도 한다) 이 발생되어 있지 않은 상태에서는, 조정용 광 스폿 (S1r) 의 제 1 기준 위치 (Cn1) 와, 패턴 (Pt1) 의 제 2 기준 위치 (Cn2) 가 일치한다. 여기서는, 예를 들어, 제 1 기준 위치 (Cn1) 로서, 조정용 광 스폿 (S1r) 의 중심 위치가 채용되고, 제 2 기준 위치 (Cn2) 로서 패턴 (Pt1) 의 십자부의 중심 위치가 채용된다. 그리고, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남이 발생한 상태에서는, 그 상대적인 위치 어긋남에 따라, 제 1 기준 위치 (Cn1) 와 제 2 기준 위치 (Cn2) 가 어긋난다.

＜제 2 결상 광학계 (826)＞

제 2 결상 광학계 (826) 는, 예를 들어, MLA 부 (824) 에 있어서의 복수의 마이크로 렌즈 (ML1) 로부터 출사되는 광의 경로 상에 위치하고 있다. 이 제 2 결상 광학계 (826) 는, 예를 들어, 제 1 경통 (8260) 및 제 2 경통 (8262) 을 갖는다. 제 1 경통 (8260) 은, 예를 들어, 제 1 렌즈 (20L) 를 유지하고 있는 상태에 있다. 제 2 경통 (8262) 은, 예를 들어, 제 2 렌즈 (22L) 를 유지하고 있는 상태에 있다. 제 1 렌즈 (20L) 및 제 2 렌즈 (22L) 는, 예를 들어, Z 축 방향으로 소요의 간격을 띄우고, 지지 프레임 (16) 에 대해 고정되어 있는 상태에 있다. 보다 구체적으로는, 제 1 경통 (8260) 및 제 2 경통 (8262) 은, 예를 들어, 연결 부재에 의해 일체로 연결되어 있고, 이들 경통간의 간격이 일정하게 유지되어 있다. 이 연결 부재로는, 예를 들어, 제 1 경통 (8260) 및 제 2 경통 (8262) 을 수용하는 케이싱이 채용된다. 제 1 렌즈 (20L) 는, 1 개의 렌즈로 구성되어도 되고, 복수의 렌즈로 구성되어도 된다.

제 2 결상 광학계 (826) 는, 예를 들어, 양측 텔레센트릭으로 되어 있다. 예를 들어, 제 2 결상 광학계 (826) 의 이미지측이 텔레센트릭으로 되어 있으면, 기판 (W) 의 감광 재료의 위치가 패턴 광의 광축 방향으로 어긋나도, 패턴 광의 이미지의 크기가 일정해져, 고정밀도에서의 노광이 가능하다. 여기서, 예를 들어, 제 2 결상 광학계 (826) 의 물체측도 텔레센트릭으로 되어 있으면, 만일, 제 1 결상 광학계 (822) 의 제 2 렌즈 (12L) 및 MLA 부 (824) 가 광축 방향으로 이동 가능해도, 제 2 결상 광학계 (826) 의 이미지측에 있어서의는 패턴 광의 이미지의 크기가 유지된 채로 기판 (W) 의 감광 재료의 노광을 실시하는 것이 가능하다.

제 2 결상 광학계 (826) 의 제 2 렌즈 (22L) 에는, 예를 들어, 1 배를 초과하는 횡배율 (예를 들어, 약 3 배) 로 패턴 광을 확대하여 결상하는 확대 광학계가 적용된다. 이 때, 제 2 렌즈 (22L) 의 반경은, 제 1 렌즈 (20L) 의 반경보다 크다. 이 때문에, 예를 들어, 스폿 어레이 (824SA) 는, 제 2 결상 광학계 (826) 에 의해 약 3 배로 확대되어, 약 120 ㎜ × 60 ㎜ 의 크기가 되어, 기판 (W) 의 감광 재료의 상면 (감광 재료면이라고도 한다) 에 투영된다. 이 감광 재료면이, 노광 헤드 (82) 에 의해 패턴 광이 투영되는 면 (투영면이라고도 한다) (FL1) 이다.

＜노광 헤드 (82) 에 의한 패턴 광의 투영＞

상기 구성을 갖는 제 1 실시형태에 관련된 노광 헤드 (82) 에 의하면, 공간 광 변조기 (820) 로서의 DMD 에 의해 형성된 패턴 광은, 제 1 결상 광학계 (822), MLA 부 (824) 및 제 2 결상 광학계 (826) 를 통하여, 기판 (W) 에 투영된다. 그리고, DMD 에 의해 형성되는 패턴 광은, 주주사 기구 (55) 에 의한 스테이지 (4) 의 이동에 수반하여, 주주사 기구 (55) 의 인코더 신호를 바탕으로 만들어지는 리셋 펄스에 의해 연속적으로 변경된다. 이에 따라, 패턴 광이 기판 (W) 의 감광 재료면 (투영면 (FL1)) 에 조사되고, 스트라이프 형상의 이미지가 형성된다 (도 9 참조).

여기서, 예를 들어, 제 1 결상 광학계 (822) 의 제 2 렌즈 (12L) 및 MLA 부 (824) 를 광축 방향 (여기서는, Y 축 방향) 으로 이동 가능하게 유지하는 렌즈 이동부가 존재하고 있어도 된다. 이 렌즈 이동부는, 예를 들어, 이동 플레이트, 1 쌍의 가이드 레일 및 이동 구동부를 구비하여 구성될 수 있다. 예를 들어, 1 쌍의 가이드 레일은, 예를 들어, 지지 프레임 (16) 상에 위치한다. 이동 플레이트는, 예를 들어, 사각형의 판 형상으로 형성된 부재로서, 가이드 레일 상에 위치한다. 제 2 경통 (8222) 및 MLA 부 (824) 는, 예를 들어, 이동 플레이트의 상면에, Y 축 방향으로 소요의 간격을 띄우고 고정된 상태로 위치한다. 이 때, 예를 들어, 이동 플레이트는, 이동 구동부로부터의 구동력을 받아, 1 쌍의 가이드 레일에 안내되면서, Y 축 방향을 따라 이동하는 것이 가능하다. 이에 따라, 제 2 렌즈 (12L) 및 MLA 부 (824) 는, 제 1 렌즈 (10L) 에 대하여 가까워지는 방향 (-Y 방향) 및 멀어지는 방향 (＋Y 방향) 으로 이동할 수 있다. 이동 구동부는, 예를 들어, 리니어 모터식 또는 볼 나사식의 구동부 등으로 구성된다. 이 이동 구동부는, 예를 들어, 제어부 (9) 로부터의 제어 신호에 기초하여 이동 플레이트를 이동시킬 수 있다.

이와 같이, 예를 들어, 제 2 렌즈 (12L) 및 MLA 부 (824) 가, 광축 방향 (Y 축 방향) 으로 이동 가능하면, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 측정기 (84) 가 존재하고 있어도 된다. 측정기 (84) 는, 노광 헤드 (82) 와 기판 (W) 의 표면으로서의 감광 재료면 (투영면 (FL1)) 의 사이의 이간 거리를 측정할 수 있다. 측정기 (84) 는, 예를 들어, 제 2 경통 (8262) 의 하단부, 제 2 결상 광학계 (826) 로부터 떨어진 위치 또는 지지 프레임 (16) 상에 배치될 수 있다. 측정기 (84) 는, 예를 들어, 레이저 광을 기판 (W) 에 조사하는 조사기 (840) 와, 기판 (W) 에서 반사된 레이저 광을 수광하는 수광기 (842) 를 갖는다. 조사기 (840) 는, 예를 들어, 기판 (W) 의 표면에 대한 법선 방향 (여기서는, Z 축 방향) 에 대하여 소정의 각도 경사진 축을 따라, 기판 (W) 의 상면에 레이저 광을 조사한다. 수광기 (842) 는, 예를 들어, Z 축 방향으로 연장되는 라인 센서를 갖고, 그 라인 센서 상에 있어서 기판 (W) 의 상면에서 반사된 레이저 광의 입사 위치를 검출할 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 노광 헤드 (82) 와 기판 (W) 의 감광 재료면 (투영면 (FL1)) 의 사이의 이간 거리가 측정될 수 있다. 제어부 (9) 는, 측정기 (84) 에서 검출된 이간 거리에 관련된 신호에 따라, 노광 헤드 (82) 가 출력하는 패턴 광의 광축 방향에 있어서의 결상 위치 (핀트 위치) 를 조정할 수 있다. 이 경우에는, 예를 들어, 제어부 (9) 는, 렌즈 이동부에 제어 신호를 출력하여 이동 플레이트를 이동시킴으로써, 제 2 경통 (8222) 의 제 2 렌즈 (12L) 및 MLA 부 (824) 를 Y 축 방향을 따라 이동시킬 수 있다.

여기서, 예를 들어, 기판 (W) 의 감광 재료면 (투영면 (FL1)) 중 제 2 결상 광학계 (826) 로부터 출력되는 패턴 광이 조사되는 위치에 측정기 (84) 가 근접해 있으면, 노광의 직전 또는 노광과 거의 동시에, 기판 (W) 의 감광 재료면 (투영면 (FL1)) 의 높이의 변동이 측정될 수 있다. 이 때, 예를 들어, 그 측정 결과에 기초하여, 제어부 (9) 에 의해 패턴 광의 핀트 위치가 조정될 수 있다. 또, 예를 들어, 기판 (W) 의 감광 재료면 (투영면 (FL1)) 의 각 부분의 높이를 노광 전에 측정해 두고, 각 부분마다 노광 헤드 (82) 가 노광하는 타이밍에 제어부 (9) 가 핀트 위치를 조정해도 된다.

＜센서부 (850)＞

센서부 (850) 는, 예를 들어, 광학계 (851) 와, 센서 (852) 를 갖는다. 광학계 (851) 및 센서 (852) 는, 예를 들어, 공간 광 변조기 (820) 로부터 발해져 MLA 부 (824) 의 비유효 영역 (Ar2) 중 조정용 마크 (Mk1) 를 포함하는 영역을 통과한 광의 경로 상에 위치할 수 있도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 도 3 및 도 4 에서 나타내는 바와 같이, 노광 헤드 (82) 가 기판 (W) 에 패턴 광을 조사할 때에 노광 헤드 (82) 에 의해 패턴 광이 투영되는 투영면 (FL1) 이 위치하는 면을 가상 기준면으로 했을 경우에, 센서부 (850) 는, 가상 기준면을 사이에 두고, 노광 헤드 (82) 와는 반대측에 위치할 수 있다. 센서부 (850) 는, 예를 들어, 기대 (15) 상에 있어서, 노광부 (8) 의 바로 아래로부터 스테이지 (4) 가 퇴피되어 있는 상태에서, 노광 헤드 (82) 의 바로 아래에 위치하도록 배치될 수 있다. 센서부 (850) 는, 예를 들어, 기대 (15) 의 상면을 따라 이동 가능한 상태로 기대 (15) 에 의해 유지된다. 센서부 (850) 는, 예를 들어, 리니어 모터, 리니어 가이드 및 플레이트의 조합 등에 의해, 기대 (15) 의 상면을 따라 X 축 방향 및 Y 축 방향의 각각으로 이동 가능한 구성을 갖는다.

광학계 (851) 는, 예를 들어, 대물 렌즈 및 결상 렌즈 등을 갖는다. 대물 렌즈에는, 예를 들어, 적절한 배율을 갖는 렌즈가 적용된다. 결상 렌즈는, 예를 들어, 피사체로부터 대물 렌즈를 통하여 입사하는 광을 센서 (852) 에 결상시킬 수 있다. 제 1 실시형태에서는, 광학계 (851) 는, 예를 들어, MLA 부 (824) 의 비유효 영역 (Ar2) 으로부터 발해지는 광을, 센서 (852) 의 수광면 상에 결상시킬 수 있다. 센서 (852) 에는, 예를 들어, 에어리어 센서 등이 적용된다. 에어리어 센서는, 예를 들어, 제 1 방향으로서의 X 축 방향을 따라 늘어선 상태에 있는 복수의 수광 소자와, 제 1 방향으로 교차하고 있는 제 2 방향으로서의 Y 축 방향을 따라 늘어선 상태에 있는 복수의 수광 소자를 갖는다. 에어리어 센서에는, 예를 들어, CCD 등의 촬상 소자가 적용된다. 에어리어 센서에 있어서의 제 1 방향과 제 2 방향은, 직교하는 일 없이, 상이한 각도 (예를 들어, 60° 등) 로 교차하고 있는 관계를 갖고 있어도 된다. 바꾸어 말하면, 에어리어 센서는, 예를 들어, 2 차원적으로 배열된 상태에 있는 복수의 수광 소자를 갖는 것이어도 된다. 또, 센서부 (850) 는, 예를 들어, 광학계 (851) 의 광축 상에 의사적으로 배치된 조명부 (동축 조명부라고도 한다) (853) 를 갖고 있어도 된다. 이에 따라, 예를 들어, 센서부 (850) 는, 동축 조명부 (853) 에 의해 피사체를 조명하면서, 어두운 곳에 위치하고 있는 피사체 (조정용 마크 (Mk1) 등) 를 고정밀도로 촬상할 수 있다. 동축 조명부 (853) 에는, 예를 들어, 광원으로서의 레이저 발광 다이오드 (LED), 콜리메이트 렌즈 및 하프 미러 등이 적용된다.

센서부 (850) 는, 예를 들어, 공간 광 변조기 (820) 로부터 발해져 MLA 부 (824) 의 비유효 영역 (Ar2) 중 조정용 마크 (Mk1) 를 포함하는 영역을 통과한 광의 경로 상에 있어서, 공간 광 변조기 (820) 에 있어서의 복수의 마이크로 미러 (M1) 중 조정용 마이크로 미러 (M1r) 로부터 발해져 비유효 영역 (Ar2) 에 조사되는 광이 형성하는 조정용 광 스폿 (S1r) 과, MLA 부 (824) 의 조정용 마크 (Mk1) 의 상대적인 위치 관계에 관련된 신호를 출력 가능하다.

여기서는, 예를 들어, 센서부 (850) 가, 조정용 마이크로 미러 (M1r) 로부터 비유효 영역 (Ar2) 에 빔이 조사되고 있을 때에, 조정용 광 스폿 (S1r) 을 촬상하고, 조정용 마이크로 미러 (M1r) 로부터 비유효 영역 (Ar2) 에 빔이 조사되고 있지 않을 때에, 조정용 마크 (Mk1) 를 촬상하는 경우를 상정한다. 이 경우에는, 센서부 (850) 는, 제 1 기준 위치 (Cn1) 를 포함하는 조정용 광 스폿 (S1r) 을 포착한 제 1 화상에 관련된 신호와, 제 2 기준 위치 (Cn2) 를 포함하는 조정용 마크 (Mk1) 를 포착한 제 2 화상에 관련된 신호를 출력할 수 있다. 제 1 화상에 있어서의 조정용 광 스폿 (S1r) 의 위치와, 제 2 화상에 있어서의 조정용 마크 (Mk1) 의 위치의 상대적인 관계는, 조정용 광 스폿 (S1r) 과 조정용 마크 (Mk1) 의 상대적인 위치 관계에 대응한다. 이 때문에, 센서부 (850) 는, 제 1 화상에 관련된 신호의 출력과, 제 2 화상에 관련된 신호의 출력에 의해, 조정용 광 스폿 (S1r) 과 조정용 마크 (Mk1) 의 상대적인 위치 관계에 관련된 신호를 출력할 수 있다.

제 1 실시형태에서는, 센서부 (850) 는, 기대 (15) 상을 따라, 각 조정용 마크 (Mk1) 를 촬상할 수 있는 위치로 이동하는 것이 가능하고, MLA 부 (824) 에는, 4 개의 조정용 마크 (Mk1) 가 존재하고 있다. 이 때문에, 예를 들어, 센서부 (850) 는, 제 1 조정용 광 스폿 (S1r) 과 제 1 조정용 마크 (Mk1a) 의 상대적인 위치 관계 (제 1 상대적인 위치 관계라고도 한다) 에 관련된 신호를 출력할 수 있다. 센서부 (850) 는, 제 2 조정용 광 스폿 (S1r) 과 제 2 조정용 마크 (Mk1b) 의 상대적인 위치 관계 (제 2 상대적인 위치 관계라고도 한다) 에 관련된 신호를 출력할 수 있다. 센서부 (850) 는, 제 3 조정용 광 스폿 (S1r) 과 제 3 조정용 마크 (Mk1c) 의 상대적인 위치 관계 (제 3 상대적인 위치 관계라고도 한다) 에 관련된 신호를 출력할 수 있다. 센서부 (850) 는, 제 4 조정용 광 스폿 (S1r) 과 제 4 조정용 마크 (Mk1d) 의 상대적인 위치 관계 (제 4 상대적인 위치 관계라고도 한다) 에 관련된 신호를 출력할 수 있다.

이와 같이 하여, 노광 장치 (10) 는, 예를 들어, 센서부 (850) 에 의해, MLA 부 (824) 에 있어서의 조정용 광 스폿 (S1r) 과 조정용 마크 (Mk1) 의 상대적인 위치 관계에 관련된 정보를 얻을 수 있다. 이 때문에, 노광 장치 (10) 는, 예를 들어, MLA 부 (824) 와 기판 (W) 의 감광 재료의 사이에 위치하고 있는 제 2 결상 광학계 (826) 에 있어서의 배율 오차 및 수차 등의 제조상의 오차에 영향받는 일 없이, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 사이에 있어서의 상대적인 위치 관계의 정보를 얻을 수 있다. 이에 따라, 예를 들어, 센서부 (850) 에 요구되는 위치 맞춤의 정밀도를 저감할 수 있다. 그리고, 예를 들어, MLA 부 (824) 에 있어서의 조정용 광 스폿 (S1r) 과 조정용 마크 (Mk1) 의 상대적인 위치 관계에 관련된 정보에 따라, 공간 광 변조기 (820) 및 MLA 부 (824) 의 적어도 일방을 이동시킴으로써, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남을 저감할 수 있다. 또, 예를 들어, 제 2 결상 광학계 (826) 에 있어서의 배율 오차 및 수차가 있어도, 센서부 (850) 가, 복수의 노광 헤드 (82) 에 대하여 상대적으로 이동 가능하면, 센서부 (850) 는, MLA 부 (824) 에 있어서의 조정용 광 스폿 (S1r) 과 조정용 마크 (Mk1) 의 상대적인 위치 관계를 파악하는 것이 가능하다. 그 결과, 예를 들어, 노광 장치 (10) 에 있어서의 2 차원의 패턴에 관련된 노광 정밀도를 용이하게 향상시킬 수 있다.

여기서, 예를 들어, 조정용 광 스폿 (S1r) 의 사이즈가 약 60 ㎛ × 60 ㎛ 이고, 조정용 마크 (Mk1) 의 십자부의 선폭이 약 6 ㎛ 인 경우를 상정한다. 이 경우에는, 예를 들어, 제 1 기준 위치 (Cn1) 와 제 2 기준 위치 (Cn2) 가 일치하고 있으면, 센서부 (850) 측에서 본 조정용 광 스폿 (S1r) 은, 십자부의 존재에 의해, 각 창부 (W1) 에 있어서 약 27 ㎛ × 27 ㎛ 의 사이즈를 갖는다. 여기서, 예를 들어, 대물 렌즈의 배율이 20 배이고, 에어리어 센서의 수광면의 사이즈가 8.4 mm × 7.0 ㎜ 이고 또한 수광 소자의 배열 피치가 3.45 ㎛ 인 센서부 (850) 를 상정한다. 이 때, 센서부 (850) 에서는, MLA 부 (824) 에 있어서의 관찰 시야는, 420 ㎛ × 350 ㎛ 가 되고, 촬상으로 얻어지는 화상의 1 화소에서 포착할 수 있는 MLA 부 (824) 에 있어서의 미소 부분의 사이즈는 약 0.173 ㎛ × 0.173 ㎛ 가 된다. 즉, 센서부 (850) 의 분해능은, 0.173 ㎛ 가 된다. 이 때문에, 센서부 (850) 에 의한 촬상으로 얻어지는 화상에서는, 조정용 광 스폿 (S1r) 과 조정용 마크 (Mk1) 의 상대적인 위치 관계에 관련된 정보가, 충분한 정밀도로 포착된다. 또, 여기서, 예를 들어, 제 2 결상 광학계 (826) 의 배율 오차 및 수차 등에 의해, 센서부 (850) 측에서 보아, 만일 조정용 광 스폿 (S1r) 이 수 십 ㎛ 신축하고 있었다고 해도, 센서부 (850) 는, 넓은 관찰 시야에 의해, 조정용 광 스폿 (S1r) 을 포착한 화상을 용이하게 얻을 수 있다. 이 때문에, 센서부 (850) 의 고정밀도의 번잡한 위치 맞춤은 필요하지 않다.

그리고, 예를 들어, 에어리어 센서를 갖는 센서부 (850) 는, 조정용 광 스폿 (S1r) 과 조정용 마크 (Mk1) 의 어긋남의 방향에 관계없이, 조정용 광 스폿 (S1r) 과 조정용 마크 (Mk1) 의 상대적인 위치 관계에 관련된 신호를 취득할 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 노광 장치 (10) 에 있어서 2 차원의 패턴에 관련된 노광 정밀도를 용이하게 향상시킬 수 있다.

그런데, 예를 들어, 노광 장치 (10) 가 복수의 노광 헤드 (82) 를 갖는 경우에는, 노광 장치 (10) 가, 각 노광 헤드 (82) 에 의해 투영면 (FL1) 에 조사되는 패턴 광의 위치와, 스테이지 (4) 의 상대적인 위치 관계를 계측하기 위한 센서 (계측용 센서라고도 한다) 를 갖는 경우가 상정된다. 이 계측용 센서에 의하면, 복수의 노광 헤드 (82) 에 의해 조사되는 복수의 패턴 광의 상대적인 위치 관계가 파악될 수 있다. 여기서는, 예를 들어, 계측용 센서가, 차트가 부여된 투명한 유리판 너머로 복수의 노광 헤드 (82) 를 촬영하도록 해도 된다. 이 경우에는, 예를 들어, 계측용 센서를, 센서부 (850) 로서 겸용하면, 노광 장치 (10) 의 대형화 및 복잡화가 저감될 수 있다. 그 결과, 노광 장치 (10) 의 제조 비용의 증대가 저감될 수 있다.

＜제어부 (9)＞

도 8 은, 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치 (10) 의 버스 배선의 일례를 나타내는 블록도이다. 제어부 (9) 는, 중앙 연산 유닛 (CPU) (90), 판독 전용 메모리 (ROM) (92), RAM (Random Access Memory) (94) 및 기억부 (96) 를 갖는다. CPU (90) 는, 연산 회로로서의 기능을 갖는다. RAM (94) 은, CPU (90) 의 일시적인 워킹 에어리어로서의 기능을 갖는다. 기억부 (96) 에는, 예를 들어, 불휘발성의 기록 매체가 적용된다.

제어부 (9) 는, 예를 들어, 회전 기구 (51), 부주사 기구 (53), 주주사 기구 (55), 광원부 (80) (예를 들어, 광원 드라이버), 공간 광 변조기 (820), 측정기 (84) 및 센서부 (850) 등의 노광 장치 (10) 의 구성 요소와 각각 버스 배선, 네트워크 회선 또는 시리얼 통신 회선 등으로 접속되어 있고, 각종 구성 요소의 동작을 제어한다. 이들 구성 요소에는, 예를 들어, 제 2 렌즈 (12L) 및 MLA 부 (824) 를 광축 방향 (Y 축 방향) 으로 이동 가능하게 유지하는 렌즈 이동부가 포함되어 있어도 된다.

CPU (90) 는, ROM (92) 내에 격납되어 있는 프로그램 (920) 을 판독하면서 실행함으로써, RAM (94) 또는 기억부 (96) 에 보존되어 있는 각종 데이터에 대한 연산을 실시한다. 제어부 (9) 는, 예를 들어, 일반적인 컴퓨터의 구성을 갖는다. 묘화 제어부 (900) 및 위치 관계 인식부 (910) 는, CPU (90) 가 프로그램 (920) 에 따라서 동작함으로써 실현되는 기능적인 요소이다. 이들 요소의 일부 또는 전부는, 예를 들어, 논리 회로 등으로 실현되어도 된다. 여기서, 예를 들어, 묘화 제어부 (900) 는, 제어부 (9) 에 접속되어 있는 각종 구성 요소의 동작을 제어함으로써, 기판 (W) 의 상면에, 패턴 광 (묘화 광) 을 조사할 수 있다. 위치 관계 인식부 (910) 는, 예를 들어, 센서부 (850) 에 의한 촬상으로 얻어진 화상에 관련된 신호에 기초하여, MLA 부 (824) 의 각 조정용 마크 (Mk1) 에 대해, 조정용 광 스폿 (S1r) 과의 상대적인 위치 관계를 인식할 수 있다.

기억부 (96) 는, 예를 들어, 기판 (W) 상에 묘화해야 할 패턴을 나타내는 패턴 데이터 (960) 를 기억한다. 패턴 데이터 (960) 에는, 예를 들어, CAD 소프트 등으로 작성된 벡터 형식의 데이터를, 래스터 형식의 데이터로 전개한 화상 데이터가 적용된다. 제어부 (9) 는, 예를 들어, 패턴 데이터 (960) 에 기초하여 공간 광 변조기 (820) 의 DMD 를 제어함으로써, 노광 헤드 (82) 로부터 출력하는 광 빔을 변조할 수 있다. 노광 장치 (10) 에서는, 예를 들어, 주주사 기구 (55) 의 리니어 모터 (551) 로부터 보내져 오는 리니어 스케일 신호에 기초하여, 변조 리셋 펄스가 생성될 수 있다. 이 리셋 펄스에 기초하여 동작하는 공간 광 변조기 (820) 의 DMD 에 의해, 기판 (W) 의 위치에 따라 변조된 패턴 광이, 각 노광 헤드 (82) 로부터 출력될 수 있다. 제 1 실시형태에서는, 패턴 데이터 (960) 는, 예를 들어, 단일 화상 (기판 (W) 의 전체면에 형성해야 할 패턴을 나타내는 화상) 을 나타내는 것이어도 되고, 그 단일 화상 중 각 노광 헤드 (82) 가 묘화를 담당하는 부분의 화상을 개별적으로 나타내는 것이어도 된다.

제어부 (9) 에는, 예를 들어, 표시부 (980) 및 조작부 (982) 가 접속되어 있다. 표시부 (980) 에는, 예를 들어, 일반적인 CRT 모니터 또는 액정 디스플레이 등이 적용되고, 이 표시부 (980) 는, 각종 데이터에 관련된 화상을 표시 가능하다. 여기서, 표시부 (980) 는, 예를 들어, 위치 관계 인식부 (910) 에 있어서의 인식 결과로서, MLA 부 (824) 의 각 조정용 마크 (Mk1) 에 대한 조정용 광 스폿 (S1r) 과의 상대적인 위치 관계에 관련된 데이터를 가시적으로 표시할 수 있다. 조작부 (982) 는, 예를 들어, 각종 버튼, 각종 키, 마우스 및 터치 패널 중 적어도 어느 것으로 구성되고, 오퍼레이터가 노광 장치 (10) 에 각종 지령을 입력할 때에 조작된다. 예를 들어, 조작부 (982) 가 터치 패널을 포함하는 경우, 조작부 (982) 가 표시부 (980) 의 기능의 일부 또는 전부를 갖고 있어도 된다.

도 9 는, 패턴 노광을 실시하고 있는 복수의 노광 헤드 (82) 의 일례를 나타내는 개략 사시도이다. 도 9 에서 나타내는 바와 같이, 복수의 노광 헤드 (82) 는, 예를 들어, 복수의 열 (여기서는, 2 열) 을 따라 직선상으로 늘어놓여진 상태로 위치하고 있다. 이 때, 2 열째의 노광 헤드 (82) 는, 예를 들어, 부주사 방향 (X 축 방향) 에 있어서, 인접하는 1 열째의 2 개의 노광 헤드 (82) 의 사이에 위치하고 있다. 바꾸어 말하면, 복수의 노광 헤드 (82) 는, 지그재그 형상으로 늘어선 상태로 위치하고 있다. 각 노광 헤드 (82) 의 노광 에어리어 (82R) 는, 주주사 방향 (Y 축 방향) 을 따른 단변을 갖는 사각형상이다. 스테이지 (4) 의 Y 축 방향으로의 이동에 수반하여, 기판 (W) 의 감광 재료에는, 각 노광 헤드 (82) 에 대해 띠형상의 피노광 영역 (8R) 이 형성된다. 여기서는, 상기 서술한 바와 같이, 예를 들어, 복수의 노광 헤드 (82) 가 지그재그 형상의 배열 등의 상호 어긋난 배열을 갖고 있으면, 띠형상의 피노광 영역 (8R) 이 X 축 방향으로 간극 없이 늘어설 수 있다. 띠형상의 피노광 영역 (8R) 이 X 축 방향으로 간극없이 늘어서도록 구성하면, 부주사 방향 (X 축 방향) 으로 스테이지 (4) 를 이동시킬 필요가 없어지기 때문에 부주사 기구 (53) 는 불필요해진다. 복수의 노광 헤드 (82) 의 배열은, 도 9 에 나타내는 것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 인접하는 피노광 영역 (8R) 사이에, 노광 에어리어 (82R) 의 장변 길이의 자연수배의 간극이 생기도록, 복수의 노광 헤드 (82) 가 배열되어 있어도 된다. 이 경우, 노광 장치 (10) 는, 예를 들어, Y 축 방향의 주주사를, X 축 방향으로 노광 에어리어 (82R) 의 장변 길이만큼 어긋나게 하면서 복수 회 실시함으로써, 기판 (W) 의 감광 재료에 복수의 띠형상의 피노광 영역 (8R) 을 간극없이 형성할 수 있다.

＜공간 광 변조기와 MLA 부의 상대적인 위치 관계의 인식＞

도 10(a) 내지 도 11(b) 는, 위치 관계 인식부 (910) 에 의한 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 관계의 인식 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 10(a) 에는, 제 1 실시형태에 관련된 제 1 조정용 마크 (Mk1a) 를 개재하여 제 1 조정용 광 스폿 (S1r) 을 센서부 (850) 에 의한 촬상으로 포착한 화상 (Im1a) 을 나타내고 있다. 도 10(b) 에는, 제 1 실시형태에 관련된 제 1 조정용 마크 (Mk1a) 를 포착한 화상 (Im2a) 을 나타내고 있다. 도 11(a) 는, 제 1 실시형태에 관련된 제 2 조정용 마크 (Mk1b) 를 개재하여 제 2 조정용 광 스폿 (S1r) 을 센서부 (850) 에 의한 촬상으로 포착한 화상 (Im1b) 을 나타내고 있다. 도 11(b) 는, 제 1 실시형태에 관련된 제 2 조정용 마크 (Mk1b) 를 포착한 화상 (Im2b) 을 나타내고 있다.

예를 들어, 센서부 (850) 는, 제 1 조정용 마이크로 미러 (M1r) 에 의해 MLA 부 (824) 의 제 1 조정용 마크 (Mk1a) 에 대하여 빔을 조사함으로써 형성되는 제 1 조정용 광 스폿 (S1r) 을 촬상함으로써, 화상 (Im1a) 을 취득할 수 있다. 이 때, 동축 조명부 (853) 는, MLA 부 (824) 를 조명하지 않아도 된다. 한편, 예를 들어, 센서부 (850) 는, 공간 광 변조기 (820) 에 의한 MLA 부 (824) 에 대한 빔의 조사를 실시하지 않고, 동축 조명부 (853) 에 의해 제 1 조정용 마크 (Mk1a) 를 조명한 상태에서, 제 1 조정용 마크 (Mk1a) 를 촬상함으로써, 화상 (Im2a) 을 취득할 수 있다. 또, 예를 들어, 센서부 (850) 는, 제 2 조정용 마이크로 미러 (M1r) 에 의해 MLA 부 (824) 의 제 2 조정용 마크 (Mk1b) 에 대하여 빔을 조사함으로써 형성되는 제 2 조정용 광 스폿 (S1r) 을 촬상함으로써, 화상 (Im1b) 을 취득할 수 있다. 이 때, 동축 조명부 (853) 는, MLA 부 (824) 를 조명하지 않아도 된다. 한편, 예를 들어, 센서부 (850) 는, 공간 광 변조기 (820) 에 의한 MLA 부 (824) 에 대한 빔의 조사를 실시하지 않고, 동축 조명부 (853) 에 의해 제 2 조정용 마크 (Mk1b) 를 조명한 상태에서, 제 2 조정용 마크 (Mk1b) 를 촬상함으로써, 화상 (Im2b) 을 취득할 수 있다.

여기서는, 위치 관계 인식부 (910) 는, 예를 들어, 화상 (Im1a) 과 화상 (Im2a) 으로부터, 제 1 조정용 광 스폿 (S1r) 과 제 1 조정용 마크 (Mk1a) 의 사이의 제 1 상대적인 위치 관계를 인식할 수 있다. 또, 위치 관계 인식부 (910) 는, 예를 들어, 화상 (Im1b) 과 화상 (Im2b) 으로부터, 제 2 조정용 광 스폿 (S1r) 과 제 2 조정용 마크 (Mk1b) 의 사이의 제 2 상대적인 위치 관계를 인식할 수 있다.

구체적으로는, 예를 들어, 화상 (Im1a) 에 대해, 제 1 조정용 광 스폿 (S1r) 의 제 1 기준 위치 (Cn1) 에 대응하는 위치 (제 1A 대응 기준 위치라고도 한다) (Cn1a) 의 좌표 (Xa, Ya) 를 얻을 수 있다. 여기서는, 예를 들어, 화상 (Im1a) 에 있어서, 패턴 매칭 등의 화상 처리를 이용하여 제 1 조정용 광 스폿 (S1r) 을 포착한 영역의 4 개의 각부 (角部) (C1a, C2a, C3a, C4a) 를 검출하고, 4 개의 각부 (C1a, C2a, C3a, C4a) 의 좌표의 평균을 산출함으로써, 좌표 (Xa, Ya) 를 얻을 수 있다. 또, 예를 들어, 화상 (Im2a) 에 대해, 제 1 조정용 마크 (Mk1a) 의 제 2 기준 위치 (Cn2) 에 대응하는 위치 (제 2A 대응 기준 위치라고도 한다) (Cn2a) 의 좌표 (XAa, YAa) 를 얻을 수 있다. 여기서는, 예를 들어, 화상 (Im2a) 에 있어서, 패턴 매칭 등의 화상 처리를 이용하여 제 2 기준 위치 (Cn2) 에 대응하는 제 2A 대응 기준 위치 (Cn2a) 를 검출함으로써, 좌표 (XAa, YAa) 를 얻을 수 있다. 그리고, 제 1 기준 위치 (Cn1) 에 대응하는 제 1A 대응 기준 위치 (Cn1a) 의 좌표 (Xa, Ya) 와, 제 2 기준 위치 (Cn2) 에 대응하는 제 2A 대응 기준 위치 (Cn2a) 의 좌표 (XAa, YYAa) 의 어긋남을 인식할 수 있다. 이 좌표 (Xa, Ya) 와 좌표 (XAa, YAa) 의 어긋남이 광 스폿 (S1r) 과 제 1 조정용 마크 (Mk1a) 에 관련된 제 1 상대적인 위치 관계에 대응한다. 여기서는, 예를 들어, 화상 상의 좌표의 어긋남이, 실공간에 있어서의 제 1 조정용 광 스폿 (S1r) 과 제 1 조정용 마크 (Mk1a) 에 관련된 제 1 상대적인 위치 관계로 변환되어도 된다.

또, 예를 들어, 화상 (Im1b) 에 대해, 제 2 조정용 광 스폿 (S1r) 의 제 1 기준 위치 (Cn1) 에 대응하는 위치 (제 1B 대응 기준 위치라고도 한다) (Cn1b) 의 좌표 (Xb, Yb) 를 얻을 수 있다. 여기서는, 예를 들어, 화상 (Im1b) 에 있어서, 패턴 매칭 등의 화상 처리를 이용하여 제 2 조정용 광 스폿 (S1r) 을 포착한 영역의 4 개의 각부 (C1b, C2b, C3b, C4b) 를 검출하고, 4 개의 각부 (C1b, C2b, C3b, C4b) 의 좌표의 평균을 산출함으로써, 좌표 (Xb, Yb) 를 얻을 수 있다. 또, 예를 들어, 화상 (Im2b) 에 대해, 제 2 조정용 마크 (Mk1b) 의 제 2 기준 위치 (Cn2) 에 대응하는 위치 (제 2B 대응 기준 위치라고도 한다) (Cn2b) 의 좌표 (XAb, YAb) 를 얻을 수 있다. 여기서는, 예를 들어, 화상 (Im2b) 에 있어서, 패턴 매칭 등의 화상 처리를 이용하여 제 2 기준 위치 (Cn2) 에 대응하는 제 2B 대응 기준 위치 (Cn2b) 를 검출함으로써, 좌표 (XAb, YAb) 를 얻을 수 있다. 그리고, 제 1 기준 위치 (Cn1) 에 대응하는 제 1B 대응 기준 위치 (Cn1b) 의 좌표 (Xb, Yb) 와, 제 2 기준 위치 (Cn2) 에 대응하는 제 2B 대응 기준 위치 (Cn2b) 의 좌표 (XAb, YAb) 의 어긋남을 인식할 수 있다. 이 좌표 (Xb, Yb) 와 좌표 (XAb, YAb) 의 어긋남이, 제 2 조정용 광 스폿 (S1r) 과 제 2 조정용 마크 (Mk1b) 에 관련된 제 2 상대적인 위치 관계에 대응한다. 여기서는, 예를 들어, 화상 상의 좌표의 어긋남이, 실공간에 있어서의 제 2 조정용 광 스폿 (S1r) 과 제 2 조정용 마크 (Mk1b) 에 관련된 제 2 상대적인 위치 관계로 변환되어도 된다.

제 1 실시형태에서는, 위치 관계 인식부 (910) 는, 예를 들어, 상기 서술한 바와 같이 제 1 상대적인 위치 관계 및 제 2 상대적인 위치 관계를 인식함으로써, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 관계를 인식할 수 있다.

＜공간 광 변조기와 MLA 부의 상대적인 위치 어긋남의 저감＞

예를 들어, 센서부 (850) 에 의한 촬상, 그리고 위치 관계 인식부 (910) 에 의한 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 관계의 인식과, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 관계의 조정을 번갈아 실시함으로써, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남을 저감할 수 있다.

도 10(a) 및 도 10(b) 의 예에서는, 제 1 조정용 광 스폿 (S1r) 이, 제 1 조정용 마크 (Mk1a) 에 대하여, -Z 방향 (하방향) 으로 어긋나 있다. 한편, 도 11(a) 및 도 11(b) 의 예에서는, 제 2 조정용 광 스폿 (S1r) 이, 제 2 조정용 마크 (Mk1b) 에 대하여, ＋Z 방향 (상방향) 으로 어긋나 있다. 이 때문에, 도 10(a) 내지 도 11(b) 의 예에서는, 공간 광 변조기 (820) 로부터 MLA 부 (824) 를 향해서 조사되는 패턴 광이, MLA 부 (824) 를 기준으로 하여, Y 축 방향을 따른 제 1 결상 광학계 (822) 의 광축 (822p) 을 중심으로 한 회전 방향으로 어긋나 있다. 바꾸어 말하면, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 가, 광축 (822p) 을 중심으로 한 회전 방향에 있어서 상대적으로 어긋나 있는 위치 관계를 갖는다.

이와 같은 경우에는, 예를 들어, 제 1 구동부 (820d) 에 의한 공간 광 변조기 (820) 의 회전 이동 및 제 2 구동부 (824d) 에 의한 MLA 부 (824) 의 회전 이동 의 적어도 일방에 의해, 광축 (822p) 을 중심으로 한 회전 방향에 있어서의 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남을 저감할 수 있다. 여기서, 예를 들어, (Ya-YAa) 와 (Yb-YAb) 의 차가 작아질수록, 광축 (822p) 을 중심으로 한 회전 방향에 있어서의 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남이 작아진다. 그리고, (Ya-YAa) = (Yb-YAb) 의 관계가 성립하면, 광축 (822p) 을 중심으로 한 회전 방향에 있어서의 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남이 없는 상태가 된다.

제 1 실시형태에서는, 상기 서술한 바와 같이, 예를 들어, 센서부 (850) 가, 2 개 지점 이상에 있어서의 조정용 광 스폿 (S1r) 과 조정용 마크 (Mk1) 의 상대적인 위치 관계에 관련된 신호를 출력한다. 이 때문에, 위치 관계 인식부 (910) 는, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 사이에 있어서의 회전 방향도 포함한 상대적인 위치 어긋남을 인식할 수 있다. 이에 따라, 위치 관계 인식부 (910) 에서 인식된, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 사이에 있어서의 회전 방향도 포함한 상대적인 위치 어긋남에 따라, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남을 저감시키는 것이 가능해진다. 그 결과, 예를 들어, 노광 장치 (10) 에 있어서의 2 차원의 패턴에 관련된 노광 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또, 예를 들어, 제 1 구동부 (820d) 에 의한 공간 광 변조기 (820) 의 X 축 방향을 따른 병진 이동 및 제 2 구동부 (824d) 에 의한 MLA 부 (824) 의 X 축 방향을 따른 병진 이동의 적어도 일방에 의해, X 축 방향에 있어서의 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남을 저감할 수 있다. 여기서, 예를 들어, Xa 와 XAa 의 차 및 Xb 와 XAb 의 차가 작아질수록, X 축 방향에 있어서의 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남이 작아진다. 그리고, Xa=XAa 및 Xb=XAb 의 관계가 성립하면, X 축 방향에 있어서의 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남이 없는 상태가 된다.

또, 예를 들어, 제 1 구동부 (820d) 에 의한 공간 광 변조기 (820) 의 Z 축 방향을 따른 병진 이동 및 제 2 구동부 (824d) 에 의한 MLA 부 (824) 의 Z 축 방향을 따른 병진 이동의 적어도 일방에 의해, Z 축 방향에 있어서의 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남을 저감할 수 있다. 여기서, 예를 들어, Ya 와 YAa 의 차 및 Yb 와 YAb 의 차가 작아질수록, Z 축 방향에 있어서의 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남이 작아진다. 그리고, Ya=YAa 및 Yb=YAb 의 관계가 성립하면, Z 축 방향에 있어서의 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남이 없는 상태가 된다.

＜제 1 실시형태의 정리＞

이상과 같이, 제 1 실시형태에 관련된 노광 장치 (10) 에 의하면, 예를 들어, MLA 부 (824) 에 있어서의 조정용 광 스폿 (S1r) 과 조정용 마크 (Mk1) 의 상대적인 위치 관계에 관련된 정보를 얻어, 이 상대적인 위치 관계에 관련된 정보에 따라, 공간 광 변조기 (820) 및 MLA 부 (824) 의 적어도 일방을 이동시킴으로써, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남을 저감할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어, MLA 부 (824) 와 노광 대상물 사이에, 배율 오차 및 수차 등의 제조상의 오차가 생길 수 있는 제 2 결상 광학계 (826) 가 존재하는 경우이더라도, 이 제 2 결상 광학계 (826) 에 있어서의 배율 오차 및 수차 등의 제조상의 오차에 영향받는 일 없이, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 사이에 있어서의 상대적인 위치 관계에 관련된 정보가 얻어진다. 이에 따라, 예를 들어, 센서부 (850) 에 요구되는 위치 맞춤의 정밀도를 저감할 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 노광 장치 (10) 에 있어서의 2 차원의 패턴에 관련된 노광 정밀도를 용이하게 향상시킬 수 있다.

＜2. 다른 실시형태＞

본 발명은 상기 서술한 제 1 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 다앙?h 변경, 개량 등이 가능하다.

＜2-1. 제 2 실시형태＞

상기 제 1 실시형태에 있어서, 예를 들어, MLA 부 (824) 는, MLA (824a) 와, 이 MLA (824a) 를 유지하고 있는 렌즈 유지부 (824h) 를 갖고 있어도 된다. 도 12(a) 는, 제 2 실시형태에 관련된 제 1 유닛 (850) 의 구성의 일례를 나타내는 개략 측면도이다. 도 12(b) 는, 제 2 실시형태에 관련된 MLA 부 (824) 의 구성의 일례를 나타내는 개략 정면도이다. 도 12(a) 및 도 12(b) 의 예에서는, 렌즈 유지부 (824h) 는, MLA (824a) 중 유효 영역 (Ar1) 을 둘러싸도록 위치하고 있는 외주부를 따른 프레임 형상의 부분이다. 렌즈 유지부 (824h) 의 소재에는, 예를 들어, 알루미늄, 스테인리스강, 진유 (眞鍮) 및 구리 등의 열전도성이 우수한 금속이 적용되어도 되고, 유리 등의 투명한 소재가 적용되어도 된다.

여기서, 렌즈 유지부 (824h) 의 소재가 투명한 경우에는, 렌즈 유지부 (824h) 중 MLA (824a) 에 근접해 있는 부분에, 차광막의 패턴 (Pt1) 으로 구성되는 조정용 마크 (Mk1) 가 위치하고 있어도 된다. 이 경우에는, 렌즈 유지부 (824h) 중 MLA (824a) 와 근접해 있는 부분은, 비유효 영역 (Ar2) 으로 간주되어도 된다. 이에 대하여, 예를 들어, MLA (824a) 에 복수의 마이크로 렌즈 (ML1) 와 조정용 마크 (Mk1) 가 위치하고 있으면, 복수의 마이크로 렌즈 (ML1) 와 조정용 마크 (Mk1) 의 위치 맞춤이 용이하다. 그 결과, 예를 들어, 노광 장치 (10) 에 있어서의 2 차원의 패턴에 관련된 노광 정밀도를 향상시킬 수 있다.

＜2-2. 제 3 실시형태＞

상기 각 실시형태에 있어서, 예를 들어, 제어부 (9) 의 제어에 의해, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 관계의 조정이 자동적으로 실시되어도 된다.

도 13 은, 제 3 실시형태에 관련된 노광 장치의 버스 배선을 나타내는 블록도이다. 도 13 의 블록도는, 상기 각 실시형태에 관련된 블록도 (도 8) 를 베이스로 하여, 제어부 (9) 에 접속되어 있는 노광 장치 (10) 의 구성 요소에, 구동부 (860) 가 더해지고, CPU (90) 가 프로그램 (920) 에 따라서 동작함으로써 실현되는 기능적인 요소에, 위치 조정부 (911) 가 더해진 것이다.

구동부 (860) 는, 예를 들어, 제 1 구동부 (820d) 및 제 2 구동부 (824d) 중 적어도 일방을 포함한다. 이에 따라, 구동부 (860) 는, 예를 들어, 공간 광 변조기 (820) 및 MLA 부 (824) 중 적어도 일방의 가동부를 이동시킬 수 있다. 위치 관계 인식부 (910) 와 위치 조정부 (911) 를 포함하는 제어부 (9) 는, 예를 들어, 센서부 (850) 로부터 출력되는 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 관계에 관련된 신호에 따라, 구동부 (860) 에 의해 공간 광 변조기 (820) 및 MLA 부 (824) 중 적어도 일방의 가동부를 이동시킬 수 있다. 이에 따라, 제어부 (9) 는, 예를 들어, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 관계를 조정할 수 있다.

여기서, 위치 조정부 (911) 는, 예를 들어, 위치 관계 인식부 (910) 에서 인식된 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 관계에 관련된 정보에 기초하여, 구동부 (860) 의 동작을 제어함으로써, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 관계를 조정할 수 있다. 여기서는, 예를 들어, 조정용 광 스폿 (S1r) 과 조정용 마크 (Mk1) 의 상대적인 위치 관계에 관련된 정보에 따라, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남이 자동적으로 저감될 수 있다. 이와 같은 구성이 채용되면, 예를 들어, 노광 장치 (10) 의 사용에 서투른 오퍼레이터이더라도, 공간 광 변조기 (820) 와 복수의 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남을 저감할 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 노광 장치 (10) 에 있어서의 2 차원의 패턴에 관련된 노광 정밀도를 용이하게 향상시킬 수 있다.

도 14 및 도 15 는, 제 3 실시형태에 관련된 노광 장치 (10) 에 있어서의, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남을 저감하는 동작 (위치 조정 동작이라고도 한다) 에 대한 동작 플로우의 일례를 나타내는 흐름도이다. 도 14 의 흐름도에는, 위치 조정 동작의 주된 동작 플로우가 나타나 있다. 도 15 의 흐름도에는, 도 14 의 스텝 Sp1, 스텝 Sp8 및 스텝 Sp12 있어서의, 센서부 (850) 에 의한 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 관계에 관련된 신호를 취득하는 동작의 동작 플로우가 나타나 있다. 위치 조정 동작은, 예를 들어, 노광 장치 (10) 의 오퍼레이터에 의한 조작부 (982) 의 조작에 응답하여 입력되는 소정의 지령에 따라 개시되어, 제어부 (9) 의 제어에 의해 실행된다.

도 14 의 스텝 Sp1 에서는, 센서부 (850) 가, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 관계에 관련된 신호를 취득한다. 이 스텝 Sp1 에서는, 도 15 의 스텝 Sp11 내지 스텝 Sp16 의 동작 플로우를 실행한다. 여기서는, 편의적으로, 1 개의 노광 헤드 (82) 에 대해, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 관계에 관련된 신호를 취득하는 처리를 예시하여 설명한다.

스텝 Sp11 에서는, 제어부 (9) 가, 센서부 (850) 에 의한 촬상 대상이 k 번째 (k 는 자연수) 의 조정용 마크 (Mk1) 인 것을 나타내는 수치 k 를 1 로 설정한다. 스텝 Sp12 에서는, 제어부 (9) 의 제어에 의해, 센서부 (850) 가, k 번째의 조정용 마크 (Mk1) 를 촬상하기 위한 위치까지 이동한다. 스텝 Sp13 에서는, 센서부 (850) 가, k 번째의 조정용 광 스폿 (예를 들어, 제 k 조정용 광 스폿) (S1r) 을 촬상한다. 이 때, 센서부 (850) 는, k 번째의 조정용 광 스폿 (S1r) 을 포착한 화상에 관련된 신호를 제어부 (9) 를 향해서 출력한다. 스텝 Sp14 에서는, 센서부 (850) 가, k 번째의 조정용 마크 (예를 들어, 제 k 조정용 마크) (Mk1) 를 촬상한다. 이 때, 센서부 (850) 는, k 번째의 조정용 마크 (Mk1) 를 포착한 화상에 관련된 신호를 제어부 (9) 를 향해서 출력한다. 스텝 Sp15 에서는, 제어부 (9) 가, 수치 k 가 촬상 대상의 조정용 마크 (Mk1) 의 개수를 나타내는 수치 n (n 은 자연수) 에 도달하였는지 여부를 판정한다. 도 6(a) 및 도 12(b) 의 예에서는, 제어부 (9) 는, 예를 들어, 오퍼레이터에 의한 조작부 (982) 의 조작에 응답한 입력에 따라 수치 n 을 2 내지 4 의 임의의 수로 설정할 수 있다. 스텝 Sp15 에서는, 수치 k 가 수치 n 에 도달해 있지 않으면, 스텝 Sp16 에 있어서, 제어부 (9) 가 수치 k 에 1 을 가산하여, 스텝 Sp12 로 되돌아간다. 그리고, 스텝 Sp12 부터 스텝 Sp16 의 처리를 n 회 반복하면, 수치 k 가 수치 n 에 도달하고, 도 15 의 동작 플로우가 종료한다.

도 14 의 스텝 Sp2 에서는, 위치 관계 인식부 (910) 가, 최근의 스텝 Sp13 및 스텝 Sp14 에 있어서의 촬상으로 얻어진 화상에 관련된 신호에 기초하여, 광축 (822p) 을 중심으로 한 회전 방향에 있어서의 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 위치 어긋남을 산출한다. 여기서 산출되는 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남은, 예를 들어, 각도로 나타낸다.

스텝 Sp3 에서는, 위치 관계 인식부 (910) 가, 스텝 Sp2 에서 산출된 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남이, 미리 설정된 허용 범위 내인지 판정한다. 여기서, 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남이 허용 범위 내가 아니면, 스텝 Sp4 로 진행한다. 허용 범위는, 예를 들어, 각도 등으로 규정될 수 있다.

스텝 Sp4 에서는, 위치 조정부 (911) 가, 스텝 Sp2 에서 산출된 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남에 따라, 광축 (822p) 을 중심으로 한 회전 방향에 있어서 공간 광 변조기 (820) 및 MLA 부 (824) 의 적어도 일방의 이동부를 구동부 (860) 에 의해 이동시킨다. 이 스텝 Sp4 의 동작이 종료하면, 스텝 Sp1 로 되돌아간다. 요컨대, 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남의 조정이 종료할 때까지, 스텝 Sp1 부터 스텝 Sp4 의 동작을 반복한다. 그리고, 스텝 Sp3 에 있어서, 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남이 허용 범위 내인 것으로 판정되면, 스텝 Sp5 로 진행한다. 이에 따라, 회전 방향에 있어서의 위치 어긋남의 조정이 종료한다.

스텝 Sp5 에서는, 위치 관계 인식부 (910) 가, 최근의 스텝 Sp13 및 스텝 Sp14 에 있어서의 촬상으로 얻어진 화상에 관련된 신호에 기초하여, X 축 방향에 있어서의 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 위치 어긋남을 산출한다. 여기서 산출되는 X 축 방향에 있어서의 위치 어긋남은, 예를 들어, 실공간에 있어서의 위치 어긋남이어도 되고, 화상 상에 있어서의 위치 어긋남이어도 된다.

스텝 Sp6 에서는, 위치 관계 인식부 (910) 가, 스텝 Sp5 에서 산출된 X 축 방향에 있어서의 위치 어긋남이, 미리 설정된 허용 범위 내인지 판정한다. 여기서, X 축 방향에 있어서의 위치 어긋남이 허용 범위 내가 아니면, 스텝 Sp7 로 진행한다. 허용 범위는, 예를 들어, 화상 상에 있어서의 화소 수 혹은 실공간에 있어서의 거리 등으로 규정된다.

스텝 Sp7 에서는, 위치 조정부 (911) 가, 스텝 Sp5 에서 산출된 X 축 방향에 있어서의 위치 어긋남에 따라, X 축 방향에 있어서 공간 광 변조기 (820) 및 MLA 부 (824) 의 적어도 일방의 이동부를 구동부 (860) 에 의해 이동시킨다. 이 스텝 Sp7 의 동작이 종료하면, 스텝 Sp8 로 진행한다.

스텝 Sp8 에서는, 스텝 Sp1 과 마찬가지로, 센서부 (850) 가, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 관계에 관련된 신호를 취득한다. 스텝 Sp8 에 있어서, 도 15 의 동작 플로우가 실행된 후에는, 스텝 Sp5 로 되돌아간다. 요컨대, X 축 방향에 있어서의 위치 어긋남의 조정이 종료할 때까지, 스텝 Sp5 부터 스텝 Sp8 의 동작을 반복한다. 그리고, 스텝 Sp6 에 있어서, X 축 방향에 있어서의 위치 어긋남이 허용 범위 내인 것으로 판정되면, 스텝 Sp9 로 진행한다. 이에 따라, X 축 방향에 있어서의 위치 어긋남의 조정이 종료한다.

스텝 Sp9 에서는, 위치 관계 인식부 (910) 가, 최근의 스텝 Sp13 및 스텝 Sp14 에 있어서의 촬상으로 얻어진 화상에 관련된 신호에 기초하여, Z 축 방향에 있어서의 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 위치 어긋남을 산출한다. 여기서 산출되는 Z 축 방향에 있어서의 위치 어긋남은, 예를 들어, 실공간에 있어서의 위치 어긋남이어도 되고, 화상 상에 있어서의 위치 어긋남이어도 된다.

스텝 Sp10 에서는, 위치 관계 인식부 (910) 가, 스텝 Sp9 에서 산출된 Z 축 방향에 있어서의 위치 어긋남이, 미리 설정된 허용 범위 내인지 판정한다. 여기서, Z 축 방향에 있어서의 위치 어긋남이 허용 범위 내가 아니면, 스텝 Sp11 로 진행한다. 허용 범위는, 예를 들어, 화상 상에 있어서의 화소 수 혹은 실공간에 있어서의 거리 등으로 규정된다.

스텝 Sp11 에서는, 위치 조정부 (911) 가, 스텝 Sp9 에서 산출된 Z 축 방향에 있어서의 위치 어긋남에 따라, Z 축 방향에 있어서 공간 광 변조기 (820) 및 MLA 부 (824) 의 적어도 일방의 이동부를 구동부 (860) 에 의해 이동시킨다. 이 스텝 Sp11 의 동작이 종료하면, 스텝 Sp12 로 진행한다.

스텝 Sp12 에서는, 스텝 Sp1 과 마찬가지로, 센서부 (850) 가, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 관계에 관련된 신호를 취득한다. 스텝 Sp12 에 있어서, 도 15 의 동작 플로우가 실행된 후에는, 스텝 Sp9 로 되돌아간다. 요컨대, Z 축 방향에 있어서의 위치 어긋남의 조정이 종료할 때까지, 스텝 Sp9 부터 스텝 Sp12 의 동작을 반복한다. 그리고, 스텝 Sp10 에 있어서, Z 축 방향에 있어서의 위치 어긋남이 허용 범위 내인 것으로 판정되면, Z 축 방향에 있어서의 위치 어긋남의 조정이 종료하고, 위치 조정 동작의 동작 플로우가 종료한다.

＜2-3. 기타＞

상기 각 실시형태에 있어서, 예를 들어, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남이 없는 경우에, 조정용 마크 (Mk1) 의 제 2 기준 위치 (Cn2) 와, 조정용 광 스폿 (S1r) 의 제 1 기준 위치 (Cn1) 는, 일치하고 있을 필요는 없고, 상대적인 위치 관계가 명확하면, 일치하고 있지 않아도 된다.

상기 각 실시형태에 있어서, 예를 들어, 센서부 (850) 에 의한 촬상으로 얻어지는 조정용 마크 (Mk1) 를 포착한 화상에 있어서 조정용 마크 (Mk1) 의 제 2 기준 위치 (Cn2) 에 대응하는 위치가 인식 가능하고, 센서부 (850) 에 의한 촬상으로 얻어지는 조정용 광 스폿 (S1r) 을 포착한 화상에 있어서 조정용 광 스폿 (S1r) 의 제 1 기준 위치 (Cn1) 에 대응하는 위치가 인식 가능하면, 조정용 마크 (Mk1) 의 형상은 어떠한 형상이어도 된다.

도 16(a) 는, 조정용 마크 (Mk1) 의 배리에이션의 일례를 나타내는 개략 정면도이다. 도 16(b) 는, 조정용 마크 (Mk1) 의 배리에이션의 일례와 조정용 광 스폿 (S1r) 을 나타내는 개략 정면도이다. 도 16(a) 및 도 16(b) 에서 나타내는 바와 같이, 조정용 마크 (Mk1) 는, 4 개의 창부 (W1) 를 갖는 일 없이, 차광막의 패턴 (Pt1) 이 형성하고 있는 십자부가 존재하고 있는 구성을 갖고 있어도 된다.

도 17(a) 는, 조정용 마크 (Mk1) 의 배리에이션의 다른 일례를 나타내는 개략 정면도이다. 도 17(b) 는, 조정용 마크 (Mk1) 의 배리에이션의 다른 일례와 조정용 광 스폿 (S1r) 을 나타내는 개략 정면도이다. 도 17(a) 및 도 17(b) 에서 나타내는 바와 같이, 조정용 마크 (Mk1) 는, 조정용 광 스폿 (S1r) 이 형성되는 영역을 포함하는 큰 1 개의 창부 (W1) 가 존재하고 있는 패턴 (Pt1) 을 갖고 있어도 된다.

상기 각 실시형태에 있어서, MLA 부 (824) 가 갖고 있는 조정용 마크 (Mk1) 의 개수는 1 개여도 된다. 이와 같은 구성이 채용되어도, 예를 들어, X 축 방향 및 Z 축 방향의 각각에 있어서의 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남을 저감할 수 있다.

상기 각 실시형태에 있어서, 예를 들어, MLA 부 (824) 가 갖고 있는 조정용 마크 (Mk1) 의 개수가 3 개 이상의 보다 많은 개수이면, 제 2 결상 광학계 (826) 의 수차 등이 존재하고 있어도, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남을 보다 양호한 정밀도로 저감할 수 있다.

상기 각 실시형태에 있어서, 예를 들어, 도 6(b) 및 도 16(a) 에서 나타내는 바와 같이, 조정용 마크 (Mk1) 가, 조정용 광 스폿 (S1r) 의 일부의 센서부 (850) 를 향한 광의 통과를 차폐하기 위한 패턴 (Pt1) 을 갖고 있으면, 센서부 (850) 는, 제 1 기준 위치 (Cn1) 에 대응하는 위치가 인식 가능하고 또한 제 2 기준 위치 (Cn2) 에 대응하는 위치가 인식 가능한, 조정용 광 스폿 (S1r) 과 조정용 마크 (Mk1) 를 포착한 화상의 취득 및 출력을 1 회의 촬상으로 실현할 수 있다. 예를 들어, 조정용 광 스폿 (S1r) 의 광량이 과도한 것이 아니면, 도 10(a) 및 도 11(a) 에서 나타내는 바와 같이, 조정용 광 스폿 (S1r) 을 포착한 화상에 있어서, 조정용 광 스폿 (S1r) 을 차폐하고 있는 차광막의 패턴 (Pt1) 의 십자부의 그림자가 선명하게 포착된다. 이 때, 조정용 광 스폿 (S1r) 을 포착한 화상으로부터, 조정용 광 스폿 (S1r) 의 제 1 기준 위치 (Cn1) 를 포착한 위치와, 조정용 마크 (Mk1) 의 제 2 기준 위치 (Cn2) 를 포착한 위치가 인식 가능한 상태가 된다. 이에 따라, 예를 들어, 센서부 (850) 는, 조정용 광 스폿 (S1r) 과 조정용 마크 (Mk1) 의 상대적인 위치 관계에 관련된 신호를 신속히 취득할 수 있다. 그 결과, 예를 들어, 노광 장치 (10) 에 있어서의 2 차원의 패턴에 관련된 노광 정밀도를 신속히 향상시킬 수 있다. 또, 예를 들어, 노광 장치 (10) 는, 센서부 (850) 에 의해 조정용 마크 (Mk1) 의 제 2 기준 위치 (Cn2) 에 대응하는 위치가 인식 가능한 조정용 마크 (Mk1) 를 포착한 화상에 관련된 신호를 얻기 위해서, 공간 광 변조기 (820) 이외에, 동축 조명부 (853) 와 같은 조정용 마크 (Mk1) 를 조사하기 위한 조명부를 갖고 있지 않아도 된다. 이에 따라, 예를 들어, 노광 장치 (10) 의 대형화 및 복잡화가 저감될 수 있다.

또, 이와 같은 경우에는, 예를 들어, 위치 관계 인식부 (910) 에 의해, MLA 부 (824) 에 있어서의 조정용 광 스폿 (S1r) 과 조정용 마크 (Mk1) 의 상대적인 위치 관계를 인식시키지 않아도 된다. 예를 들어, 센서부 (850) 에 의해, 조정용 광 스폿 (S1r) 과 조정용 마크 (Mk1) 를 포착한 화상에 관련된 신호를 수시로 취득하면서, 이 화상에 관련된 신호를 표시부 (980) 에서 가시적으로 출력시켜도 된다. 이 때, 오퍼레이터는, 표시부 (980) 를 보면서, 제 1 구동부 (820d) 및 제 2 구동부 (824d) 중 적어도 일방을 구동시킴으로써, 공간 광 변조기 (820) 와 MLA 부 (824) 의 상대적인 위치 어긋남을 저감시킬 수 있다.

상기 각 실시형태에 있어서, 예를 들어, 센서부 (850) 는, 에어리어 센서 대신에, 제 1 방향 (예를 들어, X 축 방향) 을 따라 늘어선 상태에 있는 복수의 수광 소자를 갖는 라인 센서와, 제 1 방향으로 교차하고 있는 제 2 방향 (예를 들어, Y 축 방향) 을 따라 늘어선 상태에 있는 복수의 수광 소자를 갖는 라인 센서를 갖고 있어도 된다. 이 경우에도, 예를 들어, 제 1 방향에 대해, 조정용 광 스폿 (S1r) 과 조정용 마크 (Mk1) 의 상대적인 위치 관계가 취득됨과 함께, 제 2 방향에 대해, 조정용 광 스폿 (S1r) 과 조정용 마크 (Mk1) 의 상대적인 위치 관계가 취득될 수 있다.

예를 들어, 상기 각 실시형태에 있어서, 예를 들어, 기대 (15) 상에, 2 개 이상의 센서부 (850) 가 존재하고 있어도 된다.

예를 들어, 상기 각 실시형태에 있어서, 복수의 발광 영역은, DMD 의 마이크로 미러 (M1) 와 같이 광의 반사에 의해 광을 발하는 것에 한정되지 않고, 자발광 등의 다른 형태에 의해 광을 발하는 것이어도 된다. 여기서는, 예를 들어, 발광부로서의 공간 광 변조기 (820) 는, 광원부로부터의 입사광 중, 패턴의 묘화에 기여시키는 필요광과, 패턴의 묘화에 기여시키지 않는 불필요광에 대해 투과 및 차폐를 전환함으로써, 입사광을 공간 변조해도 된다. 이 경우에는, 예를 들어, 광원부에는, 자발광을 실시하는 백라이트 등이 적용된다. 공간 광 변조기 (820) 에는, 예를 들어, 복수의 영역에 있어서의 광의 투과와 차폐를 전환 가능한 투과형의 액정 등이 적용된다. 이와 같은 구성에서는, 투과형의 액정이, 광원부로서의 백라이트로부터 입사한 광의 투과에 의해 광을 각각 발하는 복수의 발광 영역을 갖는 발광부로서 기능한다.

상기 각 실시형태에 있어서, 예를 들어, 노광 장치 (10) 는, 금속 분말체에 패턴 광을 조사하여, 이 금속 분말체를 원하는 형상을 갖도록 굳힘으로써 3 차원 조형물을 형성하는 장치에 적용해도 된다.

상기 각 실시형태 및 각종 변형예를 각각 구성하는 전부 또는 일부를, 적절히, 모순되지 않는 범위에서 조합 가능한 것은, 말할 필요도 없다.

9 : 제어부
10 : 노광 장치
820 : 공간 광 변조기
820d : 제 1 구동부
824 : 마이크로 렌즈 어레이부 (MLA 부)
824a : 마이크로 렌즈 어레이 (MLA)
824d : 제 2 구동부
850 : 센서부
852 : 센서
860 : 구동부
910 : 위치 관계 인식부
911 : 위치 조정부
Ar1 : 유효 영역
Ar2 : 비유효 영역
Cn1 : 제 1 기준 위치
Cn1a : 제 1A 대응 기준 위치
Cn1b : 제 1B 대응 기준 위치
Cn2 : 제 2 기준 위치
Cn2a : 제 2A 대응 기준 위치
Cn2b : 제 2B 대응 기준 위치
Im1a, Im1b, Im2a, Im2b : 화상
M1 : 마이크로 미러
M1r : 조정용 마이크로 미러
ML1 : 마이크로 렌즈
Mk1 : 조정용 마크
Mk1a : 제 1 조정용 마크
Mk1b : 제 2 조정용 마크
Mk1c : 제 3 조정용 마크
Mk1d : 제 4 조정용 마크
Pt1 : 패턴
S1r : 조정용 광 스폿

Claims (6)

1. 광을 각각 발하는 복수의 발광 영역을 갖는 발광부와,
   상기 복수의 발광 영역의 각각이 발하는 광의 경로 상에 각각 위치하고 있는 복수의 마이크로 렌즈를 포함하는 유효 영역과, 상기 복수의 마이크로 렌즈의 광축에 수직인 방향에 있어서 상기 유효 영역의 외측에 위치하고 있고 또한 조정용 마크를 포함하는 비유효 영역을 갖는 마이크로 렌즈 어레이부와,
   제 1 방향을 따라 늘어선 상태에 있는 복수의 수광 소자와, 상기 제 1 방향과 교차하고 있는 제 2 방향을 따라 늘어선 상태에 있는 복수의 수광 소자를 갖는 센서부를 구비하고,
   그 센서부는, 상기 발광부로부터 발해져 상기 비유효 영역 중 상기 조정용 마크를 포함하는 영역을 통과한 광의 경로 상에 있어서, 상기 복수의 발광 영역 중 조정용 발광 영역으로부터 발해져 상기 비유효 영역에 조사되는 광이 형성하는 조정용 광 스폿과, 상기 조정용 마크의 상대적인 위치 관계에 관련된 신호를 출력 가능하고,
   상기 조정용 마크는, 상기 조정용 광 스폿의 일부의 상기 센서부를 향한 광의 통과를 차폐하기 위한 패턴을 갖는, 노광 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 마이크로 렌즈 어레이부는, 상기 복수의 마이크로 렌즈가 일체적으로 구성된 상태에 있는 마이크로 렌즈 어레이를 포함하고,
   그 마이크로 렌즈 어레이는, 상기 비유효 영역을 포함하는, 노광 장치.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 마이크로 렌즈 어레이부는, 상기 비유효 영역에 각각 포함되어 있는 제 1 조정용 마크와 제 2 조정용 마크를 갖고,
   상기 센서부는, 상기 복수의 발광 영역 중 제 1 조정용 발광 영역으로부터 발해져 상기 비유효 영역에 조사되는 광이 형성하는 제 1 조정용 광 스폿과, 상기 제 1 조정용 마크의 제 1 상대적인 위치 관계에 관련된 신호를 출력 가능함과 함께, 상기 복수의 발광 영역 중 제 2 조정용 발광 영역으로부터 발해져 상기 비유효 영역에 조사되는 광이 형성하는 제 2 조정용 광 스폿과, 상기 제 2 조정용 마크의 제 2 상대적인 위치 관계에 관련된 신호를 출력 가능한, 노광 장치.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 센서부는, 2 차원적으로 배열된 상태에 있는 복수의 수광 소자를 갖는 에어리어 센서를 포함하는, 노광 장치.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 발광부 및 상기 마이크로 렌즈 어레이부 중 적어도 일방의 가동부를 이동시키는 것이 가능한 구동부와,
   상기 상대적인 위치 관계에 관련된 신호에 따라, 상기 구동부에 의해 상기 적어도 일방의 가동부를 이동시킴으로써, 상기 복수의 발광 영역과 상기 복수의 마이크로 렌즈의 상대적인 위치 관계를 조정하는 제어부를 추가로 구비하는, 노광 장치.
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