WO2006112137A1

WO2006112137A1 - パターン形成方法

Info

Publication number: WO2006112137A1
Application number: PCT/JP2006/303182
Authority: WO
Inventors: Masanobu Takashima; Katsuto Sumi; Kazuteru Kowada; Issei Suzuki; Takayuki Uemura
Original assignee: Fujifilm Corporation
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2006-10-26
Also published as: JP2006284842A; CN101156109A; KR20070115909A; TW200705546A

Abstract

　パターン形成材料の被露光面上に形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらを軽減することにより、前記パターンを高精細に、かつ効率よく形成可能なパターン形成方法の提供を目的とする。　このため、支持体上に感光層を有するパターン形成材料における該感光層を被処理基体上に積層した後、該感光層に対し、　光照射手段、及びｎ個の２次元状に配列された描素部を有する光変調手段を備え、走査方向に対し、前記描素部の列方向が所定の設定傾斜角度θをなすように配置された露光ヘッドを用い、　前記露光ヘッドについて、使用描素部指定手段により、Ｎ重露光に使用する前記描素部を指定する工程と、　前記露光ヘッドについて、描素部制御手段により、前記描素部の制御を行う工程と、　前記感光層に対し、前記露光ヘッドを走査方向に相対的に移動させて露光を行う工程とを含むことを特徴とするパターン形成方法を提供する。

Description

パターン形成方法

技術分野

[0001] 本発明は、画像データに応じて変調された光をパターン形成材料上に結像させて

、該パターン形成材料を露光するパターン形成方法に関する。

背景技術

[0002] 空間光変調素子等で変調された光を結像光学系に通し、この光による像を所定のパターン形成材料上に結像し、該パターン形成材料を露光する露光装置が公知となつている。該露光装置は、照射された光を各々制御信号に応じて変調する多数の描素部が 2次元状に配列されてなる空間光変調素子と、該空間光変調素子に光を照射する光源と、該空間光変調素子により変調された光による像をパターン形成材料上に結像する結像光学系とを備えた露光ヘッドを備え、該露光ヘッドを前記パターン形成材料の露光面上に対して相対移動させながら動作させることにより、所望の 2次元パターンを前記パターン形成材料の露光面上に形成することができる（非特許文献 1及び特許文献 1参照)。

[0003] 前記露光装置の前記露光ヘッドにおいて、空間光変調素子として、一般的に入手可能な大きさのデジタル ·マイクロミラー ·デバイス (DMD)を用いる場合等、光源ァレィの構成等によっては、単一の露光ヘッドで十分な大きさの露光面積をカバーすることが困難である。そのため、複数の前記露光ヘッドを並列使用し、該露光ヘッドを走查方向に対して傾斜させて用いる形態の露光装置が提案されて、る。

[0004] 例えば、特許文献 2には、マイクロミラーが矩形格子状に配された DMDを有する複数の露光ヘッドが走査方向に対して傾斜させられ、傾斜して、る DMDの両側部の三角形状の部分が、走査方向と直行する方向に隣接する DMD間で互、に補完し合うような設定で、各露光ヘッドが取り付けられた露光装置が記載されて、る。

[0005] また、特許文献 3には、矩形格子状の DMDを有する複数の露光ヘッドが走査方向に対して傾斜させられずに又は微小角だけ傾斜させられ、走査方向と直行する方向に隣接する DMDによる露光領域が所定幅だけ重なり合うような設定で、各露光へッドが取り付けられ、各 DMDの露光領域間の重なり合い部分に相当する個所において、駆動すべきマイクロミラーの数を一定の割合で漸減又は漸増させ、各 DMDによる露光領域を平行四辺形状とした露光装置が記載されている。

[0006] しかしながら、前記露光ヘッドを複数用いて、走査方向に対して傾斜させて露光を行う場合、前記露光ヘッド間の相対位置や相対取付角度の微調整は一般に難しぐ理想の相対位置及び相対取付角度力わずかにずれるという問題がある。

[0007] 一方、解像度の向上等のため、前記露光ヘッドを、一の描素部からの光線の走査線力別の描素部力の光線の走査線と一致するようにして用い、前記パターン形成材料の露光面上の各点を実質的に複数回重ねて露光する多重露光形式の露光装置が提案されている。

[0008] たとえば、特許文献 4には、露光面上に形成される 2次元パターンの解像度を向上させ、滑らかな斜め線を含むパターンの表現を可能にするため、複数のマイクロミラ一 (描素部）が 2次元状に配された矩形の DMDを、走査方向に対して傾斜させて用 V、、近接するマイクロミラー力の露光スポットが露光面上で一部重なり合うようになした露光装置が記載されて、る。

[0009] また、特許文献 5には、やはり矩形の DMDを走査方向に対して傾斜させて用いることによって、露光面上で露光スポットを重ね合わせて合計の照明色度を変化させることによるカラーイメージの表現や、マイクロレンズの一部欠陥等の要因によるィメージングェラーの抑制を可能とした露光装置が記載されている。

[0010] し力しながら、前記多重露光を行う場合においても、前記露光ヘッドの取付角度が理想の設定傾斜角度からずれることにより、露光される前記パターン形成材料の露光面上の個所においては、露光スポットの密度や配列が、他の部分とは異なったものとなり、前記パターン形成材料上に結像させる像の解像度や濃度にむらが生じ、さらに、形成したパターンのエッジラフネスが大きくなるという問題がある。

[0011] さらに、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれのみならず、前記描素部と前記パターン形成材料の露光面との間の光学系の各種収差や、前記描素部自体の歪み等によって生じるパターン歪みも、前記パターン形成材料の露光面上に形成される前記パターンの解像度や濃度にむらを生じさせる原因となる。 [0012] これらの問題に対し、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度の調整精度、及び光学系の調整精度等を向上させる方法が考えられるが、精度の向上を追求すると、製造コストが非常に高くなつてしまうという問題がある。同様の問題は、前記露光装置のみならず、インクジェットプリンタ一等の各種描画装置において生じうるものである。

[0013] よって、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれ、並びに前記描素部と前記パターン形成材料の露光面との間の光学系の各種収差、及び前記描素部自体の歪み等に起因するパターン歪みによる露光量のばらつきの影響を均し、前記パターン形成材料の被露光面上に形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらを軽減することにより、前記パターンを高精細に、かつ効率よく形成可能なパターン形成方法は未だ提供されておらず、更なる改良開発が望まれているのが現状である

[0014] 特許文献 1 :特開 2004— 1244号公報

特許文献 2：特開 2004— 9595号公報

特許文献 3：特開 2003 - 195512号公報

特許文献 4:米国特許第 6493867号明細書

特許文献 5：特表 2001— 500628号公報

非特許文献 1：石川明人"マスクレス露光による開発短縮と量産適用化"、「エレクロト -クス実装技術」、株式会社技術調査会、 Vol.18, No.6、 2002年、 p.74-79 発明の開示

[0015] 本発明は、力かる現状に鑑みてなされたものであり、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれ、並びに前記描素部と前記パターン形成材料の露光面との間の光学系の各種収差、及び前記描素部自体の歪み等に起因するパターン歪みによる露光量のばらつきの影響を均し、前記パターン形成材料の被露光面上に形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらを軽減することにより、前記ノターンを高精細に、かつ効率よく形成可能なパターン形成方法を提供することを目的とする。

[0016] 前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、 < 1 > 支持体上に感光層を有するパターン形成材料における該感光層を被処理基体上に積層した後、該感光層に対し、

光照射手段、及び前記光照射手段からの光を受光し出射する n個 (ただし、 nは 2 以上の自然数)の 2次元状に配列された描素部を有し、パターン情報に応じて前記描素部を制御可能な光変調手段を備えた露光ヘッドであって、該露光ヘッドの走査方向に対し、前記描素部の列方向が所定の設定傾斜角度 Θをなすように配置された露光ヘッドを用い、

前記露光ヘッドについて、使用描素部指定手段により、使用可能な前記描素部のうち、 N重露光 (ただし、 Nは 2以上の自然数）に使用する前記描素部を指定するェ程と、

前記露光ヘッドについて、描素部制御手段により、前記使用描素部指定手段により指定された前記描素部のみが露光に関与するように、前記描素部の制御を行うェ程と、

前記感光層に対し、前記露光ヘッドを走査方向に相対的に移動させて露光を行う工程と

を含むことを特徴とするパターン形成方法である。該 < 1 >に記載のパターン形成方法においては、前記露光ヘッドについて、使用描素部指定手段により、使用可能な前記描素部のうち、 N重露光 (ただし、 Nは 2以上の自然数）に使用する前記描素部が指定され、描素部制御手段により、前記使用描素部指定手段により指定された前記描素部のみが露光に関与するように、前記描素部が制御される。前記露光ヘッドを、前記感光層に対し走査方向に相対的に移動させて露光が行われることにより、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれによる前記パターン形成材料の被露光面上に形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらが均される。この結果、前記パターン形成材料への露光が高精細に行われる。例えば、その後、前記感光層を現像することにより、高精細なパターンが形成される。

< 2> 露光が複数の露光ヘッドにより行われ、使用描素部指定手段が、複数の前記露光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部のうち、前記ヘッド間つなぎ領域における N重露光を実現するために使用する前記描素部を指定する前記 < 1 >に記載のパターン形成方法である。該 < 2 >に記載のパターン形成方法においては、露光が複数の露光へッドにより行われ、使用描素部指定手段が、複数の前記露光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部のうち、前記ヘッド間つなぎ領域における N重露光を実現するために使用する前記描素部が指定されることにより、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれによる前記パターン形成材料の被露光面上のヘッド間つなぎ領域に形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらが均される。この結果、前記パターン形成材料への露光が高精細に行われる。例えば、その後、前記感光層を現像することにより、高精細なパターンが形成される。

< 3 > 露光が複数の露光ヘッドにより行われ、使用描素部指定手段が、複数の前記露光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の露光に関与する描素部のうち、前記ヘッド間つなぎ領域以外の領域における N重露光を実現するために使用する前記描素部を指定する前記 < 2 >に記載のパターン形成方法である。該 < 3 >に記載のパターン形成方法においては、露光が複数の露光ヘッドにより行われ、使用描素部指定手段が、複数の前記露光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の露光に関与する描素部のうち、前記ヘッド間つなぎ領域以外における N重露光を実現するために使用する前記描素部が指定されることにより、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれによる前記パターン形成材料の被露光面上のヘッド間つなぎ領域以外に形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらが均される。この結果、前記パターン形成材料への露光が高精細に行われる。例えば、その後、前記感光層を現像することにより、高精細なパターンが形成される。

<4> 設定傾斜角度 Θ力 N重露光数の N、描素部の列方向の個数 s、前記描素部の列方向の間隔 p、及び露光ヘッドを傾斜させた状態にお!、て該露光ヘッドの走查方向と直交する方向に沿った描素部の列方向のピッチ δに対し、次式、 spsin Θ idea

≥Ν δを満たす Θ に対し、 θ≥ Θ の関係を満たすように設定される前記 < 1 >

1 ideal iaeal

からく 3 >のいずれかに記載のパターン形成方法である。 < 5 > N重露光の N力 3以上の自然数である前記 < 1 >から <4>のいずれかに記載のパターン形成方法である。該 < 5 >に記載のパターン形成方法にぉ、ては、 N重露光の N力 3以上の自然数であることにより、多重描画が行われる。この結果、埋め合わせの効果により、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれによる前記パターン形成材料の被露光面上に形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらが、より精密に均される。

[0017] < 6 > 使用描素部指定手段が、

描素部により生成され、被露光面上の露光領域を構成する描素単位としての光点位置を、被露光面上において検出する光点位置検出手段と、

前記光点位置検出手段による検出結果に基づき、 N重露光を実現するために使用する描素部を選択する描素部選択手段と

を備える前記く 1 >から < 5 >のいずれかに記載のパターン形成方法である。

< 7> 使用描素部指定手段が、 N重露光を実現するために使用する使用描素部を、行単位で指定する前記 < 1 >から < 6 >のいずれかに記載のパターン形成方法である。

[0018] < 8 > 光点位置検出手段が、検出した少なくとも 2つの光点位置に基づき、露光ヘッドを傾斜させた状態における被露光面上の光点の列方向と前記露光ヘッドの走查方向とがなす実傾斜角度 Θ 'を特定し、描素部選択手段が、前記実傾斜角度 Θ ' と設定傾斜角度 Θとの誤差を吸収するように使用描素部を選択する前記 < 6 >からく 7 >の、ずれかに記載のパターン形成方法である。

< 9 > 実傾斜角度 Θ 'が、露光ヘッドを傾斜させた状態における被露光面上の光点の列方向と前記露光ヘッドの走査方向とがなす複数の実傾斜角度の平均値、中央値、最大値、及び最小値のいずれかである前記 < 8 >に記載のパターン形成方法である。

< 10> 描素部選択手段が、実傾斜角度 θ Ίこ基づき、 ttan 0 ' =Ν (ただし、 Νは Ν重露光数の Νを表す)の関係を満たす tに近、自然数 Tを導出し、 m行 (ただし、 m は 2以上の自然数を表す)配列された描素部における 1行目から前記 T行目の前記描素部を、使用描素部として選択する前記 < 8 >から < 9 >の、ずれかに記載のパターン形成方法である。

< 11 > 描素部選択手段が、実傾斜角度 θ Ίこ基づき、 ttan 0 ' =Ν (ただし、 Νは Ν重露光数の Νを表す)の関係を満たす tに近、自然数 Tを導出し、 m行 (ただし、 m は 2以上の自然数を表す)配列された描素部における、 (T+ 1)行目力 m行目の前記描素部を、不使用描素部として特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として選択する前記 < 8 >から < 9 >の、ずれかに記載のパターン形成方法である。

< 12> 描素部選択手段が、複数の描素部列により形成される被露光面上の重複露光領域を少なくとも含む領域において、

(1)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合計面積が最小となるように、使用描素部を選択する手段、

(2)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域の描素単位数と、露光不足となる領域の描素単位数とが等しくなるように、使用描素部を選択する手段、

(3)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域の面積が最小となり、かつ、露光不足となる領域が生じないように、使用描素部を選択する手段、及び

(4)理想的な N重露光に対し、露光不足となる領域の面積が最小となり、かつ、露光過多となる領域が生じな、ように、使用描素部を選択する手段

の!、ずれかである前記 < 6 >からく 11 >に記載のパターン形成方法である。

< 13 > 描素部選択手段が、複数の露光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域において、

(1)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合計面積が最小となるように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として選択する手段、

(2)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域の描素単位数と、露光不足となる領域の描素単位数とが等しくなるように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として選択する手段、 (3)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域の面積が最小となり、かつ、露光不足となる領域が生じないように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として選択する手段、及び、

(4)理想的な N重露光に対し、露光不足となる領域の面積が最小となり、かつ、露光過多となる領域が生じないように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として選択する手段、

の！、ずれかである前記 < 6 >から < 12>の!、ずれかに記載のパターン形成方法である。

< 14> 不使用描素部が、行単位で特定される前記く 13 >に記載のセル内構造の製造方法である。

< 15 > 使用描素部指定手段において使用描素部を指定するために、使用可能な前記描素部のうち、 N重露光の Nに対し、（N— 1)列毎の描素部列を構成する前記描素部のみを使用して参照露光を行う前記 < 5 >から < 14>のいずれかに記載のパターン形成方法である。該く 15 >に記載のパターン形成方法においては、使用描素部指定手段において使用描素部を指定するために、使用可能な前記描素部のうち、 N重露光の Nに対し、（N— 1)列毎の描素部列を構成する前記描素部のみを使用して参照露光が行われ、略 1重描画の単純なパターンが得られる。この結果、前記ヘッド間つなぎ領域における前記描素部が容易に指定される。

< 16 > 使用描素部指定手段において使用描素部を指定するために、使用可能な前記描素部のうち、 N重露光の Nに対し、 1ZN行毎の描素部行を構成する前記描素部のみを使用して参照露光を行う前記 < 5 >から < 14>のいずれかに記載のパターン形成方法である。該く 16 >に記載のパターン形成方法においては、使用描素部指定手段において使用描素部を指定するために、使用可能な前記描素部のうち、 N重露光の Nに対し、 1ZN行毎の描素部列を構成する前記描素部のみを使用して参照露光が行われ、略 1重描画の単純なパターンが得られる。この結果、前記ヘッド間つなぎ領域における前記描素部が容易に指定される。 [0021] < 17> 使用描素部指定手段が、光点位置検出手段としてスリット及び光検出器、並びに描素部選択手段として前記光検出器と接続された演算装置を有する前記 < 1 >からく 16 >のいずれかに記載のパターン形成方法である。

< 18 > N重露光の N力 3以上 7以下の自然数である前記 < 1 >からく 17>の

V、ずれかに記載のパターン形成方法である。

[0022] < 19 > 光変調手段が、形成するパターン情報に基づいて制御信号を生成するパターン信号生成手段を更に有してなり、光照射手段から照射される光を該パターン信号生成手段が生成した制御信号に応じて変調させる前記 < 1 >力もく 18 >の

V、ずれかに記載のパターン形成方法である。

< 20> パターン情報が表す画素パターンの所定部分の寸法が、指定された使用描素部により実現できる対応部分の寸法と一致するように前記パターン情報を変換する変換手段を有する前記 < 1 >からく 19 >のいずれかに記載のセル内構造の製造方法である。

< 21 > 光変調手段が、空間光変調素子である前記く 1 >からく 20>のいずれかに記載のパターン形成方法である。

< 22> 空間光変調素子が、デジタル 'マイクロミラー'デバイス (DMD)である前記く 21 >に記載のパターン形成方法である。

< 23 > 描素部が、マイクロミラーである前記く 1 >からく 22>のいずれかに記載のパターン形成方法である。

[0023] < 24> 光照射手段が、 2以上の光を合成して照射可能である前記 < 1 >からく 2 3 >のいずれかに記載のパターン形成方法である。該く 24 >に記載のパターン形成材料においては、前記光照射手段が 2以上の光を合成して照射可能であることにより、露光が焦点深度の深い露光光で行われる。この結果、前記パターン形成材料への露光が極めて高精細に行われる。例えば、その後、前記感光層を現像することにより、極めて高精細なパターンが形成される。

< 25 > 光照射手段が、複数のレーザと、マルチモード光ファイバと、該複数のレ一ザ力それぞれ照射されたレーザビームを集光して前記マルチモード光ファイバに結合させる集合光学系とを有する前記 < 1 >から < 24 >のいずれかに記載のバターン形成方法である。該く 25 >に記載のパターン形成方法においては、前記光照射手段により、前記複数のレーザ力それぞれ照射されたレーザビームが前記集合光学系により集光され、前記マルチモード光ファイバに結合可能とすることにより、露光が焦点深度の深い露光光で行われる。この結果、前記パターン形成材料への露光が極めて高精細に行われる。例えば、その後、前記感光層を現像することにより、極めて高精細なパターンが形成される。

< 26 > 露光が、描素部における出射面の歪みによる収差を補正可能な非球面を有するマイクロレンズを配列したマイクロレンズアレイを通して行われる前記く 1 >からく 25 >のいずれかに記載のパターン形成方法である。前記マイクロレンズアレイにおける前記非球面を通ることにより、該< 26 >に記載のパターン形成方法においては、前記描素部における出射面の歪みによる収差が補正され、前記パターン形成材料上に結像させる像の歪みが抑制される。この結果、前記パターン形成材料への露光が高精細に行われる。例えば、その後、前記感光層を現像することにより、高精細なパターンが形成される。

< 27> 非球面がトーリック面である前記く 26 >に記載のパターン形成方法である。該く 27 >に記載のパターン形成方法においては、前記非球面がトーリック面であることにより、前記描素部における放射面の歪みによる収差が効率よく補正され、パターン形成材料上に結像させる像の歪みが効率よく抑制される。この結果、前記パターン形成材料への露光が高精細に行われる。例えば、その後、前記感光層を現像することにより、高精細なパターンが形成される。

< 28 > 露光が、マイクロレンズの集光位置近傍に、該マイクロレンズを経た光のみが入射するように配列されたアパーチャが配置されてなるアパーチャアレイを通して行われる前記 < 26 >からく 27 >の!、ずれかに記載のパターン形成方法である。該< 28 >に記載のパターン形成方法においては、露光が前記アパーチャアレイを通して行われることにより、消光比が向上する。この結果、露光が極めて高精細に行われる。例えば、その後、前記感光層を現像することにより、極めて高精細なパターンが形成される。

< 29 > 感光層が、バインダーと、重合性化合物と、光重合開始剤とを含む前記 < 1 >から < 28 >の!、ずれかに記載のパターン形成方法である。

<30> バインダー力酸性基を有する前記く 29 >に記載のパターン形成方法である。

<31> バインダーが、ビュル共重合体である前記 < 29 >からく 30 >のいずれかに記載のパターン形成方法である。

<32> バインダーが、共重合体を含み、該共重合体がスチレン及びスチレン誘導体の少なくともいずれかに由来する構造単位を有する前記く 29 >からく 31 >の V、ずれかに記載のパターン形成材料である。

<33> バインダーのガラス転移温度 (Tg)が、 80°C以上である前記く 29>からく 32 >の!、ずれかに記載のパターン形成材料である。

<34> バインダーの酸価力 70〜250mgKOHZgである前記く 29>からく 3 3 >の、ずれかに記載のパターン形成方法である。

<35> 重合性化合物が、ウレタン基及びァリール基の少なくともいずれかを有するモノマーを含む前記く 29 >からく 34 >のいずれかに記載のパターン形成方法である。

く 36 > 光重合開始剤が、ハロゲン化炭化水素誘導体、へキサァリールビイミダゾール、ォキシム誘導体、有機過酸化物、チォ化合物、ケトンィ匕合物、芳香族ォ -ゥム塩及びメタ口セン類カゝら選択される少なくとも 1種を含む前記く 29 >からく 35 >のいずれかに記載のパターン形成方法である。

<37> 感光層が、ノインダーを 10〜90質量％含有し、重合性化合物を 5〜90 質量％含有する前記 <1>から <36>の、ずれかに記載のパターン形成方法である。

<38> 感光層の厚みが、 1〜100 111でぁる前記<1>から<37>のぃずれかに記載のパターン形成方法である。

<39> 支持体力合成樹脂を含み、かつ透明である前記く 1>からく 38>のいずれかに記載のパターン形成方法である。

<40> 支持体が、長尺状である前記 <1>から <39>のいずれかに記載のパターン形成方法である。 <41 > パターン形成材料力長尺状であり、ロール状に巻かれてなる前記く 1 > 力らく 40 >の、ずれかに記載のパターン形成方法である。

<42> パターン形成材料における感光層上に保護フィルムを形成する前記く 1 >からく 41 >のいずれかに記載のパターン形成方法である。

[0026] 本発明によると、前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれ、並びに前記描素部と前記パターン形成材料の露光面との間の光学系の各種収差、及び前記描素部自体の歪み等に起因するパターン歪みによる露光量のばらつきの影響を均し、前記ノターン形成材料の被露光面上に形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらを軽減することにより、前記パターンを高精細に、かつ効率よく形成可能なパターン形成方法を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0027] [図 1]図 1は、パターン形成装置の一例の外観を示す斜視図である。

[図 2]図 2は、パターン形成装置のスキャナの構成の一例を示す斜視図である。

[図 3A]図 3Aは、パターン形成材料の被露光面上に形成される露光済み領域を示す平面図である。

[図 3B]図 3Bは、各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す平面図である。

[図 4]図 4は、露光ヘッドの概略構成の一例を示す斜視図である。

[図 5A]図 5Aは、露光ヘッドの詳細な構成の一例を示す上面図である。

[図 5B]図 5Bは、露光ヘッドの詳細な構成の一例を示す側面図である。

[図 6]図 6は、図 1のパターン形成装置の DMDの一例を示す部分拡大図である。

[図 7A]図 7Aは、マイクロミラーがオン状態である状態を示す斜視図の一例である。

[図 7B]図 7Bは、マイクロミラーがオフ状態である状態を示す斜視図の一例である。

[図 8]図 8は、ファイバアレイ光源の構成の一例を示す斜視図である。

[図 9]図 9は、ファイバアレイ光源のレーザ出射部における発光点の配列の一例を示す正面図である。

[図 10]図 10は、露光ヘッドの取付角度誤差及びパターン歪みがある際に、露光面上のパターンに生じるむらの例を示した説明図である。

[図 11]図 11は、 1つの DMDによる露光エリアと、対応するスリットとの位置関係を示した上面図である。

[図 12]図 12は、被露光面上の光点の位置を、スリットを用いて測定する手法を説明するための上面図である。

[図 13]図 13は、選択されたマイクロミラーのみが露光に使用された結果、露光面上のパターンに生じるむらが改善された状態を示す説明図である。

[図 14]図 14は、隣接する露光ヘッド間に相対位置のずれがある際に、露光面上のパターンに生じるむらの例を示した説明図である。

[図 15]図 15は、隣接する 2つの露光ヘッドによる露光エリアと、対応するスリットとの位置関係を示した上面図である。

[図 16]図 16は、露光面上の光点の位置を、スリットを用いて測定する手法を説明するための上面図である。

[図 17]図 17は、図 14の例において選択された使用画素のみが実動され、露光面上のパターンに生じるむらが改善された状態を示す説明図である。

[図 18]図 18は、隣接する露光ヘッド間に相対位置のずれ及び取付角度誤差がある際に、露光面上のパターンに生じるむらの例を示した説明図である。

[図 19]図 19は、図 18の例において選択された使用描素部のみを用いた露光を示す説明図である。

[図 20A]図 20Aは、倍率歪みの例を示した説明図である。

[図 20B]図 20Bは、ビーム径歪みの例を示した説明図である。

[図 21A]図 21Aは、単一露光ヘッドを用いた参照露光の第一の例を示した説明図である。

[図 21B]図 21Bは、単一露光ヘッドを用いた参照露光の第一の例を示した説明図である。

[図 22]図 22は、複数露光ヘッドを用いた参照露光の第一の例を示した説明図である

[図 23A]図 23Aは、単一露光ヘッドを用いた参照露光の第二の例を示した説明図である。

[図 23B]図 23Bは、単一露光ヘッドを用いた参照露光の第二の例を示した説明図である。

[図 24]図 24は、複数露光ヘッドを用いた参照露光の第二の例を示した説明図である

[図 25]図 25は、マルチモード光ファイバの構成を示す図の一例である。

[図 26]図 26は、合波レーザ光源の構成を示す平面図の一例である。

[図 27]図 27は、レーザモジュールの構成を示す平面図の一例である。

[図 28]図 28は、図 27に示すレーザモジュールの構成を示す側面図の一例である。

[図 29]図 29は、図 27に示すレーザモジュールの構成を示す部分側面図である。

[図 30]図 30は、レーザアレイの構成を示す斜視図の一例である。

[図 31A]図 31Aは、マルチキヤビティレーザの構成を示す斜視図の一例である。

[図 31B]図 31Bは、図 31Aに示すマルチキヤビティレーザをアレイ状に配列したマルチキヤビティレーザアレイの斜視図の一例である。

[図 32]図 32は、合波レーザ光源の他の構成を示す平面図の一例である。

[図 33]図 33は、合波レーザ光源の他の構成を示す平面図の一例である。

[図 34A]図 34Aは、合波レーザ光源の他の構成を示す平面図の一例である。

[図 34B]図 34Bは、図 34Aの光軸に沿った断面図の一例である。

[図 35A]図 35Aは、結合光学系の異なる他の露光ヘッドの構成を示す光軸に沿った断面図の一例である。

[図 35B]図 35Bは、マイクロレンズアレイ等を使用しない場合に被露光面に投影される光像を示す平面図の一例である。

[図 35C]図 35Cは、マイクロレンズアレイ等を使用した場合に被露光面に投影される光像を示す平面図の一例である。

[図 36]図 36は、 DMDを構成するマイクロミラーの反射面の歪みを等高線で示す図の一例である。

[図 37A]図 37Aは、マイクロミラーの反射面の高さ位置変化を、該ミラーの X方向につ

V、て示すグラフの一例である。

[図 37B]図 37Bは、マイクロミラーの反射面の高さ位置変化を、該ミラーの y方向につ

V、て示すグラフの一例である。 [図 38A]図 38Aは、パターン形成装置に用いられたマイクロレンズアレイの正面図の一例である。

[図 38B]図 38Bは、パターン形成装置に用いられたマイクロレンズアレイの側面図の一例である。

[図 39A]図 39Aは、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの正面図の一例である。

[図 39B]図 39Bは、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの側面図の一例である。

[図 40A]図 40Aは、マイクロレンズによる集光状態を 1つの断面内について示す概略図の一例である。

[図 40B]図 40Bは、マイクロレンズによる集光状態を別の断面内について示す概略図の一例である。

[図 41]図 41は、マイクロレンズの集光位置近傍におけるビーム径をシミュレーションした結果を示す図の一例である。

[図 42]図 42は、図 41と同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図の一例である。

[図 43]図 43は、図 41と同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図の一例である。

[図 44]図 44は、図 41と同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図の一例である。

[図 45]図 45は、従来のパターン形成方法において、マイクロレンズの集光位置近傍におけるビーム径をシミュレーションした結果を示す図の一例である。

[図 46]図 46は、図 45と同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図の一例である。

[図 47]図 47は、図 45と同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図の一例である。

[図 48]図 48は、図 45と同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図の一例である。 [図 49A]図 49Aは、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの正面図の一例である。

[図 49B]図 49Bは、マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの側面図の一例である。

[図 50A]図 50Aは、図 49A及び図 49Bのマイクロレンズによる集光状態を 1つの断面内について示す概略図の一例である。

[図 50B]図 50Bは、図 49A及び図 49Bのマイクロレンズによる集光状態を別の断面内について示す概略図の一例である。

[図 51A]図 51Aは、光量分布補正光学系による補正の概念についての説明図の一例である。

[図 51B]図 51Bは、光量分布補正光学系による補正の概念についての説明図の一例である。

[図 51C]図 51Cは、光量分布補正光学系による補正の概念についての説明図の一例である。

[図 52]図 52は、光照射手段がガウス分布で且つ光量分布の補正を行わない場合の光量分布を示すグラフの一例である。

[図 53]図 53は、光量分布補正光学系による補正後の光量分布を示すグラフの一例である。

[図 54]図 54は、比較例 1において、各画素列の傾斜角度が均一ではなくなる「角度歪み」により、露光面上のパターンに生じたむらの例を示した説明図である。

発明を実施するための最良の形態

(パターン形成方法）

本発明のパターン形成方法は、支持体上に感光層を有するパターン形成材料における該感光層を被処理基体上に積層した後、該感光層に対し、

を含み、適宜選択したその他の工程を含む。

[0029] 前記 N重露光とは、前記感光層上の被露光面の略すベての領域において、前記露光ヘッドの走査方向に平行な直線が、該被露光面上に照射された N本の光線列と交わる露光をいう。

前記 N重露光の Nとしては、 2以上の自然数であれば、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができる力 3以上の自然数が好ましぐ 3以上 7以下の自然数力り好ましい。

[0030] <パターン形成装置 >

本発明のパターン形成方法に係るパターン形成装置の一例について図面を参照しながら説明する。

前記パターン形成装置としては、 Vヽゎゆるフラットベッドタイプの露光装置とされており、図 1に示すように、シート状のパターン形成材料の感光層 12を積層した被処理基体 (以下、単に「パターン形成材料 12」ということがある）を表面に吸着して保持する平板状の移動ステージ 14を備えている。 4本の脚部 16に支持された厚い板状の設置台 18の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた 2本のガイド 20が設置されている。ステージ 14は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド 20によって往復移動可能に支持されている。なお、このパターン形成装置 10には、ステージ 14をガイド 20に沿って駆動するステージ駆動装置（図示せず）が設けられている。 [0031] 設置台 18の中央部には、ステージ 14の移動経路を跨ぐようにコの字状のゲート 22 が設けられている。コの字状のゲート 22の端部の各々は、設置台 18の両側面に固定されている。このゲート 22を挟んで一方の側にはスキャナ 24が設けられ、他方の側にはパターン形成材料 12の先端及び後端を検知する複数 (たとえば 2個）のセンサ 26が設けられて!/、る。スキャナ 24及びセンサ 26はゲート 22に各々取り付けられて、ステージ 14の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ 24及びセンサ 26は、これらを制御する図示しな、コントローラに接続されて、る。

[0032] ここで、説明のため、ステージ 14の表面と平行な平面内に、図 1に示すように、互いに直交する X軸及び Y軸を規定する。

[0033] ステージ 14の走査方向に沿って上流側（以下、単に「上流側」ということがある。）の端縁部には、 X軸の方向に向カゝつて開く「く」の字型に形成されたスリット 28が、等間隔で 10本形成されている。各スリット 28は、上流側に位置するスリット 28aと下流側に位置するスリット 28bと力もなつている。スリット 28aとスリット 28bとは互いに直交するとともに、 X軸に対してスリット 28aは— 45度、スリット 28bは +45度の角度を有している

[0034] スリット 28の位置は、前記露光ヘッド 30の中心と略一致させられている。また、各スリット 28の大きさは、対応する露光ヘッド 30による露光エリア 32の幅を十分覆う大きさとされている。また、スリット 28の位置としては、隣接する露光済み領域 34間の重複部分の中心位置と略一致させてもよい。この場合、各スリット 28の大きさは、露光済み領域 34間の重複部分の幅を十分覆う大きさとする。

[0035] ステージ 14内部の各スリット 28の下方の位置には、それぞれ、後述する使用描素部指定処理において、描素単位としての光点を検出する光点位置検出手段としての単一セル型の光検出器（図示せず）が組み込まれている。また、各光検出器は、後述する使用描素部指定処理にお!、て、前記描素部の選択を行う描素部選択手段としての演算装置（図示せず）に接続されている。

[0036] 露光時における前記パターン形成装置の動作形態はとしては、露光ヘッドを常に移動させながら連続的に露光を行う形態であってもよいし、露光ヘッドを段階的に移動させながら、各移動先の位置で露光ヘッドを静止させて露光動作を行う形態であつてもよい。

[0037] < <露光ヘッド > >

各露光ヘッド 30は、後述する内部のデジタル 'マイクロミラ一'デバイス（DMD) 36 の各描素部 (マイクロミラー)列方向が、走査方向と所定の設定傾斜角度 Θをなすように、スキャナ 24に取り付けられている。このため、各露光ヘッド 30による露光エリア 32は、走査方向に対して傾斜した矩形状のエリアとなる。ステージ 14の移動に伴い、パターン形成材料 12には露光ヘッド 30ごとに帯状の露光済み領域 34が形成される。図 2及び図 3Bに示す例では、 2行 5列の略マトリックス状に配列された 10個の露光ヘッドが、スキャナ 24に備えられている。

なお、以下において、 m行目の n列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド 30 と表記し、 m行目の n列目に配列された個々の露光ヘッドによる露 mn

光エリアを示す場合は、露光エリア 32 と表記する。

mn

[0038] また、図 3A及び図 3Bに示すように、帯状の露光済み領域 34のそれぞれが、隣接する露光済み領域 34と部分的に重なるように、ライン状に配列された各行の露光へッド 30の各々は、その配列方向に所定間隔 (露光エリアの長辺の自然数倍、本実施形態では 2倍)ずらして配置されている。このため、 1行目の露光エリア 32 と露光ェ

11 リア 32 との間の露光できない部分は、 2行目の露光エリア 32 により露光することが

12 21

できる。

[0039] 露光ヘッド 30の各々は、図 4、図 5A及び図 5Bに示すように、入射された光を画像データに応じて描素部ごとに変調する光変調手段 (描素部ごとに変調する空間光変調素子）として、 DMD36 (米国テキサス 'インスツルメンッ社製)を備えている。この D MD36は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えた描素部制御手段としてのコントローラに接続されている。このコントローラのデータ処理部では、入力された画像データに基づいて、露光ヘッド 30ごとに、 DMD36上の使用領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。また、ミラー駆動制御部では、画像データ処理部で生成した制御信号に基づいて、露光ヘッド 30ごとに、 DMD36の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。

[0040] 図 4に示すように、 DMD36の光入射側には、光ファイバの出射端部 (発光点）が露光エリア 32の長辺方向と一致する方向に沿って一列に配列されたレーザ出射部を備えたファイバアレイ光源 38、ファイバアレイ光源 38から出射されたレーザ光を補正して DMD上に集光させるレンズ系 40、このレンズ系 40を透過したレーザ光を DMD 36に向けて反射するミラー 42がこの順に配置されている。なお図 4では、レンズ系 4 0を概略的に示してある。

[0041] 上記レンズ系 40は、図 5A及び図 5Bに詳しく示すように、ファイバアレイ光源 38から出射されたレーザ光を平行光化する 1対の組合せレンズ 44、平行光化されたレーザ光の光量分布が均一になるように補正する 1対の組合せレンズ 46、及び光量分布が補正されたレーザ光を DMD36上に集光する集光レンズ 48で構成されている。

[0042] また、 DMD36の光反射側には、 DMD36で反射されたレーザ光をパターン形成材料 12の露光面上に結像するレンズ系 50が配置されている。レンズ系 50は、 DMD 36とパターン形成材料 12の露光面とが共役な関係となるように配置された、 2枚のレンズ 52及び 54からなる。

[0043] 本実施形態では、ファイバアレイ光源 38から出射されたレーザ光は、実質的に 5倍に拡大された後、 DMD36上の各マイクロミラーからの光線が上記のレンズ系 50によつて約 5 μ mに絞られるように設定されて!、る。

[0044] -光変調手段- 前記光変調手段としては、光を変調することができる限り、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができ、例えば、 n個の描素部を有することが好ましい。前記 n個の描素部を有する光変調手段としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、空間光変調素子が好ましい。

[0045] 前記空間光変調素子としては、例えば、デジタル ·マイクロミラー ·デバイス (DMD) 、 MEMS (Micro Electro Mechanical Systems)タイプの空間光変調素子（S LM ; Special Light Modulator)、電気光学効果により透過光を変調する光学素子（PLZT素子）、液晶光シャツタ（FLC)などが挙げられ、これらの中でも DMDが好適に挙げられる。

[0046] また、前記光変調手段は、形成するパターン情報に基づ!、て制御信号を生成するパターン信号生成手段を有することが好ましい。この場合、前記光変調手段は、前記パターン信号生成手段が生成した制御信号に応じて光を変調させる。前記制御信号としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができ、例えば、デジタル信号が好適に挙げられる。

[0047] 以下、前記光変調手段の一例について図面を参照しながら説明する。

DMD36は図 6に示すように、 SRAMセル (メモリセル） 56上〖こ、各々描素（ピクセル)を構成する描素部として、多数のマイクロミラー 58が格子状に配列されてなるミラ一デバイスである。本実施形態では、 1024列 X 768行のマイクロミラー 58が配されてなる DMD36を使用する力このうち DMD36に接続されたコントローラにより駆動可能すなわち使用可能なマイクロミラー 58は、 1024列 X 256行のみであるとする。 DMD36のデータ処理速度には限界があり、使用するマイクロミラー数に比例して 1 ライン当りの変調速度が決定されるので、このように一部のマイクロミラーのみを使用することにより 1ライン当りの変調速度が速くなる。各マイクロミラー 58は支柱に支えられており、その表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお、本実施形態では、各マイクロミラー 58の反射率は 90%以上であり、その配列ピッチは縦方向、横方向ともに 13. 7 mである。 SRAMセル 56は、ヒンジ及びヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートの CMO Sのものであり、全体はモノリシック（一体型）に構成されている。

[0048] DMD36の SRAMセル (メモリセル） 56〖こ、所望の 2次元パターンを構成する各点の濃度を 2値で表した画像信号が書き込まれると、支柱に支えられた各マイクロミラー 58が、対角線を中心として DMD36が配置された基板側に対して ± α度 (たとえば ± 10度）のいずれかに傾く。図 7Αは、マイクロミラー 58がオン状態である + α度に傾いた状態を示し、図 7Βは、マイクロミラー 58がオフ状態である α度に傾いた状態を示す。このように、画像信号に応じて、 DMD36の各ピクセルにおけるマイクロミラー 58の傾きを、図 6に示すように制御することによって、 DMD36に入射したレーザ光 Βはそれぞれのマイクロミラー 58の傾き方向へ反射される。

[0049] 図 6には、 DMD36の一部を拡大し、各マイクロミラー 58が + α度又は α度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー 58のオンオフ制御は、 DM D36に接続された上記のコントローラによって行われる。また、オフ状態のマイクロミラー 58で反射したレーザ光 Bが進行する方向には、光吸収体（図示せず）が配置されている。

[0050] -光照射手段- 前記光照射手段としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができ、例えば、（超)高圧水銀灯、キセノン灯、カーボンアーク灯、ハロゲンランプ、複写機用などの蛍光管、 LED,半導体レーザ等の公知光源、又は 2以上の光を合成して照射可能な手段が挙げられ、これらの中でも 2以上の光を合成して照射可能な手段が好ましい。

前記光照射手段から照射される光としては、例えば、支持体を介して光照射を行う場合には、該支持体を透過し、かつ用いられる光重合開始剤や増感剤を活性化する電磁波、紫外から可視光線、電子線、 X線、レーザ光などが挙げられ、これらの中でもレーザ光が好ましぐ 2以上の光を合成したレーザ (以下、「合波レーザ」と称することがある）がより好ましい。また支持体を剥離して力も光照射を行う場合でも、同様の光を用いることができる。

[0051] 前記紫外力も可視光線の波長としては、例えば、 300〜1500nmが好ましぐ 320 〜800mn力より好ましく、 330ηπ！〜 650mn力 ^特に好まし!/、。

前記レーザ光の波長としては、例えば、 200〜1500nm力 S好ましく、 300〜800nm 力 Sより好ましく、 330ΠΠ！〜 500mn力更に好ましく、 400ηπ！〜 450mn力 ^特に好まし!/、

[0052] 前記合波レーザを照射可能な手段としては、例えば、複数のレーザと、マルチモード光ファイバと、該複数のレーザ力それぞれ照射したレーザビームを集光して前記マルチモード光ファイバに結合させる集合光学系とを有する手段が好ま、。

[0053] 以下、前記合波レーザを照射可能な手段 (ファイバアレイ光源）につ、て図を参照しながら説明する。

ファイバアレイ光源 38は、図 8に示すように、複数（たとえば 14個）のレーザモジュール 60を備えており、各レーザモジュール 60には、マルチモード光ファイバ 62の一端が結合されている。マルチモード光ファイバ 62の他端には、マルチモード光フアイバ 62より小さいクラッド径を有する光ファイバ 64が結合されている。図 9に詳しく示すように、光ファイバ 64のマルチモード光ファイバ 62と反対側の端部は走査方向と直交する方向に沿って 7個並べられ、それが 2列に配列されてレーザ出射部 66が構成されている。

[0054] 光ファイバ 64の端部で構成されるレーザ出射部 66は、図 9に示すように、表面が平坦な 2枚の支持板 68に挟み込まれて固定されている。また、光ファイバ 64の光出射端面には、その保護のために、ガラス等の透明な保護板が配置されるのが望ましい。光ファイバ 64の光出射端面は、光密度が高いため集塵しやすく劣化しやすいが、上述のような保護板を配置することにより、端面への塵埃の付着を防止し、また劣化を遅らせることができる。

[0055] このような光ファイバは、例えば、図 25に示すように、クラッド径が大きいマルチモード光ファイバ 62のレーザ光出射側の先端部分に、長さ l〜30cmのクラッド径が小さい光ファイノ 64を同軸的に結合することにより得ることができる。 2本の光ファイバは、光ファイバ 64の入射端面力マルチモード光ファイバ 62の出射端面に、両光フアイバの中心軸が一致するように融着されて結合されている。上述した通り、光ファイバ 6 4のコア 64aの径は、マルチモード光ファイバ 62のコア 62aの径と同じ大きさである。

[0056] また、長さが短くクラッド径が大きい光ファイバにクラッド径カ、さい光ファイバを融着させた短尺光ファイバを、フェルールゃ光コネクタ等を介してマルチモード光フアイバ 62の出射端に結合してもよい。コネクタ等を用いて着脱可能に結合することで、クラッド径カ、さい光ファイバが破損した場合等に先端部分の交換が容易になり、露光ヘッドのメンテナンスに要するコストを低減できる。なお、以下では、光ファイノく 64を、マルチモード光ファイバ 62の出射端部と称する場合がある。

[0057] マルチモード光ファイバ 62及び光ファイノく 64としては、ステップインデックス型光フアイバ、グレーテッドインデックス型光ファイバ、及び複合型光ファイバの何れでもよい。例えば、三菱電線工業株式会社製のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。本実施の形態では、マルチモード光ファイバ 62及び光ファイノく 64は、ステップインデックス型光ファイバであり、マルチモード光ファイバ 62は、クラッド径 = 125

πι, NA=0. 2、入射端面コートの透過率 = 99. 5%以上であり、光ファイバ 64は、クラッド径 =60 m、コア径 = 50 /ζ πι、 NA=0. 2である。 [0058] 一般に、赤外領域のレーザ光では、光ファイバのクラッド径を小さくすると伝搬損失が増加する。このため、レーザ光の波長帯域に応じて好適なクラッド径が決定されている。し力しながら、波長が短いほど伝搬損失は少なくなり、 GaN系半導体レーザから出射された波長 405nmのレーザ光では、クラッドの厚み { (クラッド径一コア径) Z2 }を 800nmの波長帯域の赤外光を伝搬させる場合の 1Z2程度、通信用の 1.

の波長帯域の赤外光を伝搬させる場合の約 1Z4にしても、伝搬損失は殆ど増加しない。従って、クラッド径を 60 mと小さくすることができる。

[0059] 但し、光ファイバのクラッド径は 60 μ mには限定されな、。従来のファイバアレイ光源に使用されている光ファイバのクラッド径は 125 mである力クラッド径が小さくなるほど焦点深度がより深くなるので、光ファイバのクラッド径は 80 m以下が好ましく、 60 μ m以下がより好ましぐ 40 μ m以下が更に好ましい。一方、コア径は少なくとも 3〜4 μ m必要であることから、光ファイノ 64のクラッド径は 10 μ m以上が好ましい。

[0060] レーザモジュール 60は、図 26に示す合波レーザ光源（ファイバアレイ光源）によつて構成されている。この合波レーザ光源は、ヒートブロック 110上に配列固定された複数（例えば、 7個）のチップ状の横マルチモード又はシングルモードの GaN系半導体レーザ LD1、 LD2、 LD3、 LD4、 LD5、 LD6、及び LD7と、 GaN系半導体レーザ LD1〜： LD7の各々に対応して設けられたコリメータレンズ Ll、 L2、 L3、 L4、 L5、 L6 及び L7と、 1つの集光レンズ 200と、 1本のマルチモード光ファイバ 62と、から構成されている。なお、半導体レーザの個数は 7個には限定されない。例えば、クラッド径= 60 ^ m,コア径 = 50 πι、 NA=0. 2のマルチモード光ファイバには、 20個もの半導体レーザ光を入射することが可能であり、露光ヘッドの必要光量を実現して、且つ光ファイバ本数をより減らすことができる。

[0061] GaN系半導体レーザ LD1〜LD7は、発振波長が総て共通（例えば、 405nm)であり、最大出力も総て共通（例えば、マルチモードレーザでは 100mW、シングルモ一ドレーザでは 30mW)である。なお、 GaN系半導体レーザ LD1〜LD7としては、 3 50nm〜450nmの波長範囲で、上記の 405nm以外の発振波長を備えるレーザを用いてもよい。

[0062] 前記合波レーザ光源は、図 27及び図 28に示すように、他の光学要素と共に、上方が開口した箱状のパッケージ 400内に収納されている。ノッケージ 400は、その開口を閉じるように作成されたパッケージ蓋 410を備えており、脱気処理後に封止ガスを導入し、ノッケージ 400の開口をパッケージ蓋 410で閉じることにより、パッケージ 40 0とパッケージ蓋 410とにより形成される閉空間（封止空間）内に上記合波レーザ光源が気密封止されている。

[0063] パッケージ 400の底面にはベース板 420が固定されており、このベース板 420の上面には、前記ヒートブロック 110と、集光レンズ 200を保持する集光レンズホルダー 4 50と、マルチモード光ファイバ 62の入射端部を保持するファイバホルダー 460とが取り付けられている。マルチモード光ファイバ 62の出射端部は、パッケージ 400の壁面に形成された開口からパッケージ外に弓 Iき出されて、る。

[0064] また、ヒートブロック 110の側面にはコリメータレンズホルダー 440が取り付けられており、コリメータレンズ L1〜L7が保持されている。パッケージ 400の横壁面には開口が形成され、この開口を通して GaN系半導体レーザ LD1〜LD7に駆動電流を供給する配線 470がパッケージ外に引き出されている。

[0065] なお、図 28においては、図の煩雑化を避けるために、複数の GaN系半導体レーザのうち GaN系半導体レーザ LD7にのみ番号を付し、複数のコリメータレンズのうちコリメータレンズ L7にのみ番号を付している。

[0066] 図 29は、前記コリメータレンズ L1〜L7の取り付け部分の正面形状を示すものである。コリメータレンズ L1〜L7の各々は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取った形状に形成されている。この細長形状のコリメ一タレンズは、例えば、榭脂又は光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。コリメータレンズ L1〜L7は、長さ方向が GaN系半導体レーザ LD1〜LD 7の発光点の配列方向（図 29の左右方向）と直交するように、上記発光点の配列方向に密接配置されている。

[0067] 一方、 GaN系半導体レーザ LD1〜LD7としては、発光幅が 2 μ mの活性層を備え、活性層と平行な方向、直角な方向の拡がり角が各々例えば 10° 、30° の状態で各々レーザビーム B1〜B7を発するレーザが用いられている。これら GaN系半導体レーザ LD1〜LD7は、活性層と平行な方向に発光点が 1列に並ぶように配設されている。

[0068] したがって、各発光点力も発せられたレーザビーム B1〜B7は、上述のように細長形状の各コリメータレンズ L1〜L7に対して、拡がり角度が大きい方向が長さ方向と一致し、拡がり角度が小さい方向が幅方向（長さ方向と直交する方向）と一致する状態で入射することになる。つまり、各コリメータレンズ L1〜L7の幅が 1. lmm、長さが 4. 6mmであり、それらに入射するレーザビーム B1〜： B7の水平方向、垂直方向のビ一ム径は各々 0. 9mm、 2. 6mmである。また、コリメータレンズ L1〜L7の各々は、焦点距離 f = 3mm、 NA=0. 6、レンズ配置ピッチ = 1. 25mmである。

1

[0069] 集光レンズ 200は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取って、コリメータレンズ L1〜L7の配列方向、つまり水平方向に長ぐそれと直角な方向に短い形状に形成されている。この集光レンズ 200は、焦点距離 f

2

= 23mm、 NA=0. 2である。この集光レンズ 200も、例えば、榭脂又は光学ガラスをモールド成形することにより形成される。

[0070] また、 DMDを照明する光照射手段に、合波レーザ光源の光ファイバの出射端部をアレイ状に配列した高輝度のファイバアレイ光源を用いているので、高出力で且つ深い焦点深度を備えたパターン形成装置を実現することができる。更に、各ファイバァレイ光源の出力が大きくなることで、所望の出力を得るために必要なファイバアレイ光源数が少なくなり、パターン形成装置の低コストィ匕が図られる。

[0071] また、光ファイバの出射端のクラッド径を入射端のクラッド径よりも小さくしているので、発光部径がより小さくなり、ファイバアレイ光源の高輝度化が図られる。これにより、より深い焦点深度を備えたパターン形成装置を実現することができる。例えば、ビーム径 1 μ m以下、解像度 0. 1 μ m以下の超高解像度露光の場合にも、深い焦点深度を得ることができ、高速且つ高精細な露光が可能となる。したがって、高解像度が必要とされる薄膜トランジスタ (TFT)の露光工程に好適である。

[0072] また、前記光照射手段としては、前記合波レーザ光源を複数備えたファイバアレイ光源に限定されず、例えば、 1個の発光点を有する単一の半導体レーザから入射されたレーザ光を出射する 1本の光ファイバを備えたファイバ光源をアレイ化したフアイバアレイ光源を用いることができる。 [0073] また、複数の発光点を備えた光照射手段としては、例えば、図 30に示すように、ヒートブロック 110上に、複数（例えば、 7個）のチップ状の半導体レーザ LD1〜LD7を配列したレーザアレイを用いることができる。また、図 31Aに示す、複数 (例えば、 5個 )の発光点 11 laが所定方向に配列されたチップ状のマルチキヤビティレーザ 110が知られている。マルチキヤビティレーザ 111は、チップ状の半導体レーザを配列する場合と比べ、発光点を位置精度良く配列できるので、各発光点力出射されるレーザビームを合波し易い。但し、発光点が多くなるとレーザ製造時にマルチキヤビティレ一ザ 111に橈みが発生し易くなるため、発光点 11 laの個数は 5個以下とするのが好ましい。

[0074] 前記光照射手段としては、このマルチキヤビティレーザ 111や、図 31Bに示すように、ヒートブロック 110上に、複数のマルチキヤビティレーザ 111が各チップの発光点 11 laの配列方向と同じ方向に配列されたマルチキヤビティレーザアレイを、レーザ光源として用いることができる。

[0075] また、合波レーザ光源は、複数のチップ状の半導体レーザから出射されたレーザ光を合波するものには限定されない。例えば、図 32に示すように、複数 (例えば、 3個）の発光点 11 laを有するチップ状のマルチキヤビティレーザ 111を備えた合波レーザ光源を用いることができる。この合波レーザ光源は、マルチキヤビティレーザ 111と、 1 本のマルチモード光ファイバ 62と、集光レンズ 200と、を備えて構成されている。マルチキヤビティレーザ 111は、例えば、発振波長が 405nmの GaN系レーザダイオードで構成することができる。

[0076] 前記構成では、マルチキヤビティレーザ 111の複数の発光点 11 laの各々力出射したレーザビーム Bの各々は、集光レンズ 200によって集光され、マルチモード光ファィバ 62のコア 62aに入射する。コア 62aに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬し、 1本に合波されて出射する。

[0077] マルチキヤビティレーザ 111の複数の発光点 11 laを、上記マルチモード光フアイノ 62のコア径と略等しい幅内に並設すると共に、集光レンズ 200として、マルチモード光ファイバ 62のコア径と略等しい焦点距離の凸レンズや、マルチキヤビティレーザ 1 11からの出射ビームをその活性層に垂直な面内のみでコリメートするロッドレンズを用いることにより、レーザビーム Bのマルチモード光ファイバ 62への結合効率を上げることがでさる。

[0078] また、図 33に示すように、複数 (例えば、 3個）の発光点を備えたマルチキヤビティレ一ザ 111を用い、ヒートブロック 110上に複数（例えば、 9個）のマルチキヤビティレーザ 111が互いに等間隔で配列されたレーザアレイ 140を備えた合波レーザ光源を用いることができる。複数のマルチキヤビティレーザ 111は、各チップの発光点 11 laの配列方向と同じ方向に配列されて固定されている。

[0079] この合波レーザ光源は、レーザアレイ 140と、各マルチキヤビティレーザ 111に対応させて配置した複数のレンズアレイ 114と、レーザアレイ 140と複数のレンズアレイ 11 4との間に配置された 1本のロッドレンズ 113と、 1本のマルチモード光ファイバ 130と、集光レンズ 120と、を備えて構成されている。レンズアレイ 114は、マルチキヤビティレーザ 110の発光点に対応した複数のマイクロレンズを備えて、る。

[0080] 上記の構成では、複数のマルチキヤビティレーザ 111の複数の発光点 11 laの各々力出射したレーザビーム Bの各々は、ロッドレンズ 113により所定方向に集光された後、レンズアレイ 114の各マイクロレンズにより平行光化される。平行光化されたレ一ザビーム Lは、集光レンズ 200によって集光され、マルチモード光ファイバ 62のコァ 62aに入射する。コア 62aに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬し、 1本に合波されて出射する。

[0081] 更に他の合波レーザ光源の例を示す。この合波レーザ光源は、図 34A及び図 34B に示すように、略矩形状のヒートブロック 180上に光軸方向の断面が L字状のヒートブロック 182が搭載され、 2つのヒートブロック間に収納空間が形成されている。 L字状のヒートブロック 182の上面には、複数の発光点（例えば、 5個）がアレイ状に配列された複数 (例えば、 2個）のマルチキヤビティレーザ 111が、各チップの発光点 11 la の配列方向と同じ方向に等間隔で配列されて固定されて、る。

[0082] 略矩形状のヒートブロック 180には凹部が形成されており、ヒートブロック 180の空間側上面には、複数の発光点 (例えば、 5個）がアレイ状に配列された複数 (例えば、 2個）のマルチキヤビティレーザ 110が、その発光点がヒートブロック 182の上面に配置されたレーザチップの発光点と同じ鉛直面上に位置するように配置されている。 [0083] マルチキヤビティレーザ 111のレーザ光出射側には、各チップの発光点 11 laに対応してコリメートレンズが配列されたコリメートレンズアレイ 184が配置されている。コリメートレンズアレイ 184は、各コリメートレンズの長さ方向とレーザビームの拡がり角が大き、方向（速軸方向）とが一致し、各コリメートレンズの幅方向が拡がり角が小さ、方向（遅軸方向）と一致するように配置されている。このように、コリメートレンズをァレィ化して一体化することで、レーザ光の空間利用効率が向上し合波レーザ光源の高出力化が図られると共に、部品点数が減少し低コストィ匕することができる。

[0084] また、コリメートレンズアレイ 184のレーザ光出射側には、 1本のマルチモード光ファィバ 62と、このマルチモード光ファイバ 62の入射端にレーザビームを集光して結合する集光レンズ 200と、が配置されている。

[0085] 前記構成では、レーザブロック 180、 182上に配置された複数のマルチキヤビティレーザ 111の複数の発光点 11 laの各々から出射したレーザビーム Bの各々は、コリメートレンズアレイ 184により平行光化され、集光レンズ 200によって集光されて、マルチモード光ファイバ 62のコア 62aに入射する。コア 62aに入射したレーザ光は、光ファイバ内を伝搬し、 1本に合波されて出射する。

[0086] 前記合波レーザ光源は、上記の通り、マルチキヤビティレーザの多段配置とコリメ一トレンズのアレイ化とにより、特に高出力化を図ることができる。この合波レーザ光源を用いることにより、より高輝度なファイバアレイ光源やバンドルファイバ光源を構成することができるので、本発明のパターン形成装置のレーザ光源を構成するファイバ光源として特に好適である。

[0087] なお、前記各合波レーザ光源をケーシング内に収納し、マルチモード光ファイバ 62 の出射端部をそのケーシングから引き出したレーザモジュールを構成することができる。

[0088] また、合波レーザ光源のマルチモード光ファイバの出射端に、コア径がマルチモード光ファイバと同一で且つクラッド径がマルチモード光ファイバより小さい他の光フアイバを結合してファイバアレイ光源の高輝度化を図る例について説明したが、例えば、クラッド径が 125 m、 80 m、 60 μ m等のマルチモード光ファイバを、出射端に他の光ファイバを結合せずに使用してもよい。 [0089] < <使用描素部指定手段 > >

前記使用描素部指定手段としては、描素単位としての光点の位置を被露光面上にお!、て検出する光点位置検出手段と、前記光点位置検出手段による検出結果に基づき、 N重露光を実現するために使用する描素部を選択する描素部選択手段とを少なくとも備えることが好まし、。

以下、前記使用描素部指定手段による、 N重露光に使用する描素部の指定方法の例について説明する。

[0090] (1)単一露光ヘッド内における使用描素部の指定方法

本実施形態（1)では、パターン形成装置 10により、パターン形成材料 12に対して 2 重露光を行う場合であって、各露光ヘッド 30の取付角度誤差に起因する解像度のばらつきと濃度むらとを軽減し、理想的な 2重露光を実現するための使用描素部の指定方法を説明する。

[0091] 露光ヘッド 30の走査方向に対する描素部（マイクロミラー 58)の列方向の設定傾斜角度 Θとしては、露光ヘッド 30の取付角度誤差等がない理想的な状態であれば、使用可能な 1024列 X 256行の描素部を使用してちょうど 2重露光となる角度 Θ より

ideal も、若干大きい角度を採用するものとする。

この角度 Θ は、 N重露光の数 N、使用可能なマイクロミラー 58の列方向の個数 s

ideal

、使用可能なマイクロミラー 58の列方向の間隔 p、及び露光ヘッド 30を傾斜させた状態においてマイクロミラーによって形成される走査線のピッチ δに対し、下記式 1、 spsin θ ≥Ν δ (式 1)

iaeal

により与えられる。本実施形態における DMD36は、上記のとおり、縦横の配置間隔が等しい多数のマイクロミラー 58が矩形格子状に配されたものであるので、 pcos θ = δ (式 2)

ideal

であり、上記式 1は、

stan Q =N (式 3)

ideal

となる。本実施形態（1)では、上記のとおり s = 256、 N = 2であるので、前記式 3より、角度 Θ は約 0. 45度である。したがって、設定傾斜角度 Θとしては、たとえば 0. 5 ideal

0度程度の角度を採用するとよい。パターン形成装置 10は、調整可能な範囲内で、各露光ヘッド 30すなわち各 DMD36の取付角度がこの設定傾斜角度 Θに近い角度となるように、初期調整されているものとする。

[0092] 図 10は、上記のように初期調整されたパターン形成装置 10において、 1つの露光ヘッド 30の取付角度誤差、及びパターン歪みの影響により、露光面上のパターンに生じるむらの例を示した説明図である。以下の図面及び説明においては、各描素部 (マイクロミラー）により生成され、被露光面上の露光領域を構成する描素単位としての光点にっ、て、第 m行目の光点 ¾τ (m)、第 n列目の光点を c (n)、第 m行第 n列の光点を P (m, n)とそれぞれ表記するものとする。

[0093] 図 10の上段部分は、ステージ 14を静止させた状態でパターン形成材料 12の被露光面上に投影される、使用可能なマイクロミラー 58からの光点群のパターンを示し、下段部分は、上段部分に示したような光点群のパターンが現れて、る状態でステージ 14を移動させて連続露光を行った際に、被露光面上に形成される露光パターンの状態を示したものである。

なお、図 10では、説明の便宜のため、使用可能なマイクロミラー 58の奇数列による露光パターンと偶数列による露光パターンを分けて示してあるが、実際の被露光面上における露光パターンは、これら 2つの露光パターンを重ね合わせたものである。

[0094] 図 10の例では、設定傾斜角度 0を上記の角度 0 よりも若干大きい角度を採用し

meal

た結果として、また露光ヘッド 30の取付角度の微調整が困難であるために、実際の取付角度と上記の設定傾斜角度 Θとが誤差を有する結果として、被露光面上のいずれの領域においても濃度むらが生じている。具体的には、奇数列のマイクロミラーによる露光パターン及び偶数列のマイクロミラーによる露光パターンの双方で、複数の描素部列により形成された、被露光面上の重複露光領域において、理想的な 2重露光に対して露光過多となり、描画が冗長となる領域が生じ、濃度むらが生じている。

[0095] さらに、図 10の例では、露光面上に現れるパターン歪みの一例であって、露光面上に投影された各画素列の傾斜角度が均一ではなくなる「角度歪み」が生じている。このような角度歪みが生じる原因としては、 DMD36と露光面間の光学系の各種収差やアラインメントずれ、及び DMD36自体の歪みやマイクロミラーの配置誤差等が挙げられる。図 10の例に現れている角度歪みは、走査方向に対する傾斜角度が、図の左方の列ほど小さく、図の右方の列ほど大きくなつている形態の歪みである。この角度歪みの結果として、露光過多となっている領域は、図の左方に示した被露光面上ほど小さく、図の右方に示した被露光面上ほど大きくなつている。

[0096] 上記したような、複数の描素部列により形成された、被露光面上の重複露光領域における濃度むらを軽減するために、前記光点位置検出手段としてスリット 28及び光検出器の組を用い、露光ヘッド 30ごとに実傾斜角度 Θ 'を特定し、該実傾斜角度 Θ ' に基づき、前記描素部選択手段として前記光検出器に接続された前記演算装置を用いて、実際の露光に使用するマイクロミラーを選択する処理を行うものとする。実傾斜角度 θ Ίま、光点位置検出手段が検出した少なくとも 2つの光点位置に基づき、露光ヘッドを傾斜させた状態における被露光面上の光点の列方向と前記露光へッドの走査方向とがなす角度により特定される。

以下、図 11及び 12を用いて、前記実傾斜角度 Θ 'の特定、及び使用画素選択処理について説明する。

[0097] 一実傾斜角度の特定

図 11は、 1つの DMD36による露光エリア 32と、対応するスリット 28との位置関係を示した上面図である。スリット 28の大きさは、露光エリア 32の幅を十分覆う大きさとされている。

本実施形態（1)の例では、露光エリア 32の略中心に位置する第 512列目の光点列と露光ヘッド 30の走査方向とがなす角度を、上記の実傾斜角度 Θ 'として測定する。具体的には、 DMD36上の第 1行目第 512列目のマイクロミラー 58、及び第 256 行目第 512列目のマイクロミラー 58をオン状態とし、それぞれに対応する被露光面上の光点 P (l, 512)及び Ρ (256, 512)の位置を検出し、それらを結ぶ直線と露光ヘッドの走査方向とがなす角度を実傾斜角度 Θ 'として特定する。

[0098] 図 12は、光点 Ρ (256, 512)の位置の検出手法を説明した上面図である。

まず、第 256行目第 512列目のマイクロミラー 58を点灯させた状態で、ステージ 14 をゆっくり移動させてスリット 28を Υ軸方向に沿って相対移動させ、光点 Ρ (256, 512 )が上流側のスリット 28aと下流側のスリット 28bの間に来るような任意の位置に、スリツト 28を位置させる。このときのスリット 28aとスリット 28bとの交点の座標を (XO, YO)とする。この座標 (XO, YO)の値は、ステージ 14に与えられた駆動信号が示す上記の位置までのステージ 14の移動距離、及び、既知であるスリット 28の X方向位置力も決定され、記録される。

[0099] 次に、ステージ 14を移動させ、スリット 28を Y軸に沿って図 12における右方に相対移動させる。そして、図 12において二点鎖線で示すように、光点 P (256, 512)の光が左側のスリット 28bを通過して光検出器で検出されたところでステージ 14を停止させる。このときのスリット 28aとスリット 28bとの交点の座標（XO, Y1)を、光点 P (256, 512)の位置として記録する。

[0100] 次いで、ステージ 14を反対方向に移動させ、スリット 28を Y軸に沿って図 12における左方に相対移動させる。そして、図 12において二点鎖線で示すように、光点 P (25 6, 512)の光が右側のスリット 28aを通過して光検出器で検出されたところでステージ 14を停止させる。このときのスリット 28aとスリット 28bとの交点の座標（XO, Y2)を光点 P (256, 512)の位置として記録する。

[0101] 以上の測定結果から、光点 P (256, 512)の被露光面上における位置を示す座標

(X, Y)を、 Χ=ΧΟ+ (Υ1— Y2)Z2、 Y= (Y1 +Y2)Z2の計算により決定する。同様の測定により、 P (l, 512)の位置を示す座標も決定し、それぞれの座標を結ぶ直線と、露光ヘッド 30の走査方向とがなす傾斜角度を導出し、これを実傾斜角度 Θ として特定する。

[0102] -使用描素部の選択- このようにして特定された実傾斜角度 Θ 'を用い、前記光検出器に接続された前記演算装置は、下記式 4

ttan 0 (式 4)

の関係を満たす値 tに最も近!ヽ自然数 Tを導出し、 DMD36上の 1行目から T行目のマイクロミラーを、本露光時に実際に使用するマイクロミラーとして選択する処理を行う。これにより、第 512列目付近の露光領域において、理想的な 2重露光に対して、露光過多となる領域と、露光不足となる領域との面積合計が最小となるようなマイクロミラーを、実際に使用するマイクロミラーとして選択することができる。 [0103] ここで、上記の値 tに最も近い自然数を導出することに代えて、値 t以上の最小の自然数を導出することとしてもよい。その場合、第 512列目付近の露光領域において、理想的な 2重露光に対して、露光過多となる領域の面積が最小になり、かつ露光不足となる領域が生じな、ようなマイクロミラーを、実際に使用するマイクロミラーとして選択することができる。

また、値 t以下の最大の自然数を導出することとしてもよい。その場合、第 512列目付近の露光領域において、理想的な 2重露光に対して、露光不足となる領域の面積が最小になり、かつ露光過多となる領域が生じないようなマイクロミラーを、実際に使用するマイクロミラーとして選択することができる。

[0104] 図 13は、上記のようにして実際に使用するマイクロミラーとして選択されたマイクロミラーが生成した光点のみを用いて行った露光において、図 10に示した露光面上のむらがどのように改善されるかを示した説明図である。

この例では、上記の自然数 Tとして T= 253が導出され、第 1行目力も第 253行目のマイクロミラーが選択されたものとする。選択されな力つた第 254行目から第 256行目のマイクロミラーに対しては、前記描素部制御手段により、常時オフ状態の角度に設定する信号が送られ、それらのマイクロミラーは、実質的に露光に関与しない。図 1 3に示すとおり、第 512列目付近の露光領域では、露光過多及び露光不足は、ほぼ完全に解消され、理想的な 2重露光に極めて近い均一な露光が実現される。

[0105] 一方、図 13の左方の領域（図中の c (l)付近)では、前記角度歪みにより、被露光面上における光点列の傾斜角度が中央付近（図中の c (512)付近)の領域における光線列の傾斜角度よりも小さくなつている。したがって、 c (512)を基準として測定された実傾斜角度 θ Ίこ基づいて選択されたマイクロミラーのみによる露光では、偶数列による露光パターン及び奇数列による露光パターンのそれぞれにおいて、理想的な 2重露光に対して露光不足となる領域がわずかに生じてしまう。

し力しながら、図示の奇数列による露光パターンと偶数列による露光パターンとを重ね合わせてなる実際の露光パターンにおいては、露光量不足となる領域が互いに補完され、前記角度歪みによる露光むらを、 2重露光による埋め合わせの効果で最小とすることができる。 [0106] また、図 13の右方の領域（図中の c (1024)付近)では、前記角度歪みにより、被露光面上における光線列の傾斜角度が、中央付近（図中の c (512)付近)の領域における光線列の傾斜角度よりも大きくなつている。したがって、 c (512)を基準として測定された実傾斜角度 θ Ίこ基づいて選択されたマイクロミラーによる露光では、図に示すように、理想的な 2重露光に対して露光過多となる領域がわずかに生じてしまう。し力しながら、図示の奇数列による露光パターンと偶数列による露光パターンとを重ね合わせてなる実際の露光パターンにおいては、露光過多となる領域が互いに補完され、前記角度歪による濃度むらを、 2重露光による埋め合わせの効果で最小とすることができる。

[0107] 本実施形態（1)では、上述のとおり、第 512列目の光線列の実傾斜角度 Θ 'が測定され、該実傾斜角度 Θ を用い、前記式 (4)により導出された Tに基づいて使用するマイクロミラー 58を選択したが、前記実傾斜角度 Θ 'の特定方法としては、複数の描素部の列方向（光点列）と、前記露光ヘッドの走査方向とがなす複数の実傾斜角度をそれぞれ測定し、それらの平均値、中央値、最大値、及び最小値のいずれかを実傾斜角度 Θ 'として特定し、前記式 4等によって実際の露光時に実際に使用するマイクロミラーを選択する形態としてもょ、。

前記平均値又は前記中央値を実傾斜角度 Θ 'とすれば、理想的な N重露光に対して露光過多となる領域と露光不足となる領域とのバランスがよい露光を実現することができる。例えば、露光過多となる領域と、露光量不足となる領域との合計面積が最小に抑えられ、かつ、露光過多となる領域の描素単位数 (光点数)と、露光不足となる領域の描素単位数 (光点数)とが等しくなるような露光を実現することが可能であるまた、前記最大値を実傾斜角度 Θ 'とすれば、理想的な N重露光に対して露光過多となる領域の排除をより重要視した露光を実現することができ、例えば、露光不足となる領域の面積を最小に抑え、かつ、露光過多となる領域が生じないような露光を実現することが可能である。

さらに、前記最小値を実傾斜角度 Θ 'とすれば、理想的な N重露光に対して露光不足となる領域の排除をより重要視した露光を実現することができ、例えば、露光過多となる領域の面積を最小に抑え、かつ、露光不足となる領域が生じないような露光を実現することが可能である。

[0108] 一方、前記実傾斜角度 Θ の特定は、同一の描素部の列（光点列）中の少なくとも 2 つの光点の位置に基づく方法に限定されない。例えば、同一描素部列 c (n)中の 1 つ又は複数の光点の位置と、該 c (n)近傍の列中の 1つ又は複数の光点の位置とから求めた角度を、実傾斜角度 Θ 'として特定してもよい。

具体的には、 c (n)中の 1つの光点位置と、露光ヘッドの走査方向に沿って直線上かつ近傍の光点列に含まれる 1つ又は複数の光点位置とを検出し、これらの位置情報から、実傾斜角度 Θ 'を求めることができる。さらに、 c (n)列近傍の光点列中の少なくとも 2つの光点（たとえば、 c (n)を跨ぐように配置された 2つの光点）の位置に基づいて求めた角度を、実傾斜角度 Θ 'として特定してもよい。

[0109] 以上のように、パターン形成装置 10を用いた本実施形態（1)の使用描素部の指定方法によれば、各露光ヘッドの取付角度誤差やパターン歪みの影響による解像度のばらつきや濃度のむらを軽減し、理想的な N重露光を実現することができる。

[0110] (2)複数露光ヘッド間における使用描素部の指定方法 < 1 >

本実施形態（2)では、パターン形成装置 10により、パターン形成材料 12に対して 2 重露光を行う場合であって、複数の露光ヘッド 30により形成された被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域にぉ、て、 2つの露光ヘッド (一例として露光ヘッド 30 と 30 )の X軸方向に関する相対位置の、理想的な状態からのずれに起

12 21

因する解像度のばらつきと濃度むらとを軽減し、理想的な 2重露光を実現するための使用描素部の指定方法を説明する。

[0111] 各露光ヘッド 30すなわち各 DMD36の設定傾斜角度 Θとしては、露光ヘッド 30の取付角度誤差等がない理想的な状態であれば、使用可能な 1024列 X 256行の描素部マイクロミラー 58を使用してちょうど 2重露光となる角度 Θ を採用するものとす

ideal

る。

この角度 Θ は、上記の実施形態（1)と同様にして前記式 1〜3から求められる。

ideal

本実施形態（2)において、パターン形成装置 10は、各露光ヘッド 30すなわち各 DM D36の取付角度がこの角度 Θ となるように、初期調整されているものとする。 [0112] 図 14は、上記のように初期調整されたパターン形成装置 10において、 2つの露光ヘッド（一例として露光ヘッド 30 と 30 )の X軸方向に関する相対位置の、理想的な

12 21

状態からのずれの影響により、被露光面上のパターンに生じる濃度むらの例を示した説明図である。各露光ヘッドの X軸方向に関する相対位置のずれは、露光ヘッド間の相対位置の微調整が困難であるために生じ得るものである。

[0113] 図 14の上段部分は、ステージ 14を静止させた状態でパターン形成材料 12の被露光面上に投影される、露光ヘッド 30 と 30 が有する DMD36の使用可能なマイクロ

12 21

ミラー 58からの光点群のパターンを示した図である。図 14の下段部分は、上段部分に示したような光点群のパターンが現れている状態でステージ 14を移動させて連続露光を行った際に、被露光面上に形成される露光パターンの状態を、露光エリア 32 と 32 について示したものである。

2 21

なお、図 14では、説明の便宜のため、使用可能なマイクロミラー 58の 1列おきの露光パターンを、画素列群 Aによる露光パターンと画素列群 Bによる露光パターンとに分けて示してあるが、実際の被露光面上における露光パターンは、これら 2つの露光パターンを重ね合わせたものである。

[0114] 図 14の例では、上記した X軸方向に関する露光ヘッド 30 と 30 との間の相対位

12 21

置の、理想的な状態からのずれの結果として、画素列群 Aによる露光パターンと画素列群 Bによる露光パターンとの双方で、露光エリア 32 と 32 の前記ヘッド間つなぎ

12 21

領域にお、て、理想的な 2重露光の状態よりも露光量過多な部分が生じてしまっている。

[0115] 上記したような、複数の前記露光ヘッドにより被露光面上に形成される前記ヘッド間つなぎ領域に現れる濃度むらを軽減するために、本実施形態（2)では、前記光点位置検出手段としてスリット 28及び光検出器の組を用い、露光ヘッド 30 と 30 力

12 21 の光点群のうち、被露光面上に形成される前記ヘッド間つなぎ領域を構成する光点のいくつかについて、その位置 (座標）を検出する。該位置 (座標）に基づいて、前記描素部選択手段として前記光検出器に接続された演算装置を用いて、実際の露光に使用するマイクロミラーを選択する処理を行うものとする。

[0116] 一位置 (座標）の検出図 15は、図 14と同様の露光エリア 32 及び 32 と、対応するスリット 28との位置関

12 21

係を示した上面図である。スリット 28の大きさは、露光ヘッド 30 と 30 による露光済

12 21

み領域 34間の重複部分の幅を十分覆う大きさ、すなわち、露光ヘッド 30 と 30 に

12 21 より被露光面上に形成される前記ヘッド間つなぎ領域を十分覆う大きさとされている。

[0117] 図 16は、一例として露光エリア 32 の光点 P (256, 1024)の位置を検出する際の

21

検出手法を説明した上面図である。

まず、第 256行目第 1024列目のマイクロミラーを点灯させた状態で、ステージ 14をゆっくり移動させてスリット 28を Y軸方向に沿って相対移動させ、光点 P (256, 1024 )が上流側のスリット 28aと下流側のスリット 28bの間に来るような任意の位置に、スリツト 28を位置させる。このときのスリット 28aとスリット 28bとの交点の座標を (XO, Y0)とする。この座標 (XO, Y0)の値は、ステージ 14に与えられた駆動信号が示す上記の位置までのステージ 14の移動距離、及び、既知であるスリット 28の X方向位置力も決定され、記録される。

[0118] 次に、ステージ 14を移動させ、スリット 28を Y軸に沿って図 16における右方に相対移動させる。そして、図 16において二点鎖線で示すように、光点 P (256, 1024)の光が左側のスリット 28bを通過して光検出器で検出されたところでステージ 14を停止させる。このときのスリット 28aとスリット 28bとの交点の座標（XO, Y1)を、光点 P (256 , 1024)の位置として記録する。

[0119] 次いで、ステージ 14を反対方向に移動させ、スリット 28を Y軸に沿って図 16における左方に相対移動させる。そして、図 16において二点鎖線で示すように、光点 P (25 6, 1024)の光が右側のスリット 28aを通過して光検出器で検出されたところでステージ 14を停止させる。このときのスリット 28aとスリット 28bとの交点の座標（XO, Y2)を、光点 P (256, 1024)として記録する。

[0120] 以上の測定結果から、光点 P (256, 1024)の被露光面における位置を示す座標 ( X, Y)を、 X=X0+ (Y1—Y2)Z2、 Υ= (Υ1 +Υ2)Ζ2の計算により決定する。

[0121] 不使用描素部の特定

図 14の例では、まず、露光エリア 32 の光点 Ρ (256, 1)の位置を、上記の光点位

12

置検出手段としてスリット 28と光検出器の組により検出する。続いて、露光エリア 32 の第 256行目の光点行 r (256)上の各光点の位置を、 P (256, 1024) , P (256, 10 23) · · ·と順番に検出していき、露光エリア 32 の光点 P (256, 1)よりも大きい X座標

12

を示す露光エリア 32 の光点 P (256, n)が検出されたところで、検出動作を終了す

21

る。そして、露光エリア 32 の光点光点列 c (n+ l)から c (1024)を構成する光点に

21

対応するマイクロミラーを、本露光時に使用しないマイクロミラー（不使用描素部）として特定する。

例えば、図 14において、露光エリア 32 の光点 P (256, 1020)力露光エリア 32

21 1 の光点 P (256, 1)よりも大きい X座標を示し、その露光エリア 32 の光点 P (256, 1

2 21

020)が検出されたところで検出動作が終了したとすると、図 17において斜線で覆われた部分 70に相当する露光エリア 32 の第 1021行力も第 1024行を構成する光点

21

に対応するマイクロミラー力本露光時に使用しないマイクロミラーとして特定される。次に、 N重露光の数 Nに対して、露光エリア 32 の光点 P (256, N)の位置が検出

12

される。本実施形態（2)では、 N = 2であるので、光点 P (256, 2)の位置が検出される。

続いて、露光エリア 32

21の光点列のうち、上記で本露光時に使用しないマイクロミラ一に対応する光点列として特定されたものを除き、最も右側の第 1020列を構成する光点の位置を、 P (l, 1020)力も順番に P (l, 1020)、 P (2, 1020) · · ·と検出していき、露光エリア 32 の光点 P (256, 2)よりも大きい X座標を示す光点 P (m, 1020)

12

が検出されたところで、検出動作を終了する。

その後、前記光検出器に接続された演算装置において、露光エリア 32

12の光点 P (

256, 2)の X座標と、露光エリア 32 の光点 P (m， 1020)及び P (m— 1， 1020)の X

21

座標とが比較され、露光エリア 32 の光点 P (m, 1020)の X座標の方が露光エリア 3

21

2 の光点 P (256， 2)の X座標に近い場合は、露光エリア 32 の光点 P (l， 1020)

12 21

力も P (m— 1, 1020)に対応するマイクロミラーが本露光時に使用しないマイクロミラ一として特定される。

また、露光エリア 32 の光点 P (m—1, 1020)の X座標の方が露光エリア 32 の光

21 12 点 P (256, 2)の X座標に近い場合は、露光エリア 32 の光点 P (l, 1020)力も P (m

21

- 2, 1020)に対応するマイクロミラー力本露光に使用しないマイクロミラーとして特定される。

さらに、露光エリア 32 の光点 P (256, N— 1)すなわち光点 P (256, 1)の位置と、

12

露光エリア 32 の次列である第 1019列を構成する各光点の位置についても、同様

21

の検出処理及び使用しないマイクロミラーの特定が行われる。

[0123] その結果、たとえば、図 17において網掛けで覆われた領域 72を構成する光点に対応するマイクロミラーが、実際の露光時に使用しないマイクロミラーとして追加される。これらのマイクロミラーには、常時、そのマイクロミラーの角度をオフ状態の角度に設定する信号が送られ、それらのマイクロミラーは、実質的に露光に使用されない。

[0124] このように、実際の露光時に使用しないマイクロミラーを特定し、該使用しないマイク口ミラーを除いたものを、実際の露光時に使用するマイクロミラーとして選択することにより、露光エリア 32 と 32 の前記ヘッド間つなぎ領域において、理想的な 2重露

12 21

光に対して露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合計面積を最小とすることができ、図 17の下段に示すように、理想的な 2重露光に極めて近い均一な露光を実現することができる。

[0125] なお、上記の例においては、図 17において網掛けで覆われた領域 72を構成する光点の特定に際し、露光エリア 32 の光点 P (256, 2)の X座標と、露光エリア 32 の

12 21 光点 P (m， 1020)及び P (m— 1， 1020)の X座標との比較を行わずに、ただちに、露光エリア 32 の光点 P (l， 1020)力ら P (m— 2， 1020)に対応するマイクロミラー

21

を、本露光時に使用しないマイクロミラーとして特定してもよい。その場合、前記ヘッド間つなぎ領域にぉ、て、理想的な 2重露光に対して露光過多となる領域の面積が最小になり、かつ露光不足となる領域が生じないようなマイクロミラーを、実際に使用するマイクロミラーとして選択することができる。

また、露光エリア 32 の光点 P (l, 1020)力ら P (m— 1, 1020)に対応するマイクロ

21

ミラーを、本露光に使用しないマイクロミラーとして特定してもよい。その場合、前記へッド間つなぎ領域において、理想的な 2重露光に対して露光不足となる領域の面積が最小になり、かつ露光過多となる領域が生じないようなマイクロミラーを、実際に使用するマイクロミラーとして選択することができる。

さらに、前記ヘッド間つなぎ領域において、理想的な 2重描画に対して露光過多となる領域の描素単位数 (光点数)と、露光不足となる領域の描素単位数 (光点数)とが等しくなるように、実際に使用するマイクロミラーを選択することとしてもよい。

[0126] 以上のように、パターン形成装置 10を用いた本実施形態（2)の使用描素部の指定方法によれば、複数の露光ヘッドの X軸方向に関する相対位置のずれに起因する解像度のばらつきと濃度むらとを軽減し、理想的な N重露光を実現することができる。

[0127] (3)複数露光ヘッド間における使用描素部の指定方法 < 2 >

本実施形態（3)では、パターン形成装置 10により、パターン形成材料 12に対して 2 重露光を行う場合であって、複数の露光ヘッド 30により形成された被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域にぉ、て、 2つの露光ヘッド (一例として露光ヘッド 30 と 30 )の X軸方向に関する相対位置の理想的な状態からのずれ、並び

12 21

に各露光ヘッドの取付角度誤差、及び 2つの露光ヘッド間の相対取付角度誤差に起因する解像度のばらつきと濃度むらとを軽減し、理想的な 2重露光を実現するための使用描素部の指定方法を説明する。

[0128] 各露光ヘッド 30すなわち各 DMD36の設定傾斜角度としては、露光ヘッド 30の取付角度誤差等がない理想的な状態であれば、使用可能な 1024列 X 256行の描素部（マイクロミラー 58)を使用してちょうど 2重露光となる角度 Θ よりも若干大きい角

ideal

度を採用するものとする。

この角度 Θ は、前記式 1〜3を用いて上記（1)の実施形態と同様にして求められ

ideal

る値であり、本実施形態では、上記のとおり s = 256、 N= 2であるので、角度 Θ は

ideal 約 0. 45度である。したがって、設定傾斜角度 0としては、たとえば 0. 50度程度の角度を採用するとよい。パターン形成装置 10は、調整可能な範囲内で、各露光ヘッド 3 0すなわち各 DMD36の取付角度がこの設定傾斜角度 Θに近い角度となるように、初期調整されてヽるものとする。

[0129] 図 18は、上記のように各露光ヘッド 30すなわち各 DMD36の取付角度が初期調整されたパターン形成装置 10において、 2つの露光ヘッド（一例として露光ヘッド 30 と 30 )の取付角度誤差、並びに各露光ヘッド 30 と 30 間の相対取付角度誤差

2 21 12 21

及び相対位置のずれの影響により、露光面上のパターンに生じるむらの例を示した説明図である。 [0130] 図 18の例では、図 14の例と同様の、 X軸方向に関する露光ヘッド 30 と 30 の相

12 21 対位置のずれの結果として、一列おきの光点群 (画素列群 A及び B)による露光パターンの双方で、露光エリア 32 と 32 の被露光面上の前記露光ヘッドの走査方向と

12 21

直交する座標軸上で重複する露光領域にお!、て、理想的な 2重露光の状態よりも露光量過多な領域 74が生じ、これが濃度むらを引き起こしている。

さらに、図 18の例では、各露光ヘッドの設定傾斜角度 Θを前記式（1)を満たす角度 Θ よりも若干大きくしたことによる結果、及び各露光ヘッドの取付角度の微調整 ideal

が困難であるために、実際の取付角度が上記の設定傾斜角度 0からずれてしまったことの結果として、被露光面上の前記露光ヘッドの走査方向と直交する座標軸上で重複する露光領域以外の領域でも、一列おきの光点群 (画素列群 A及び B)による露光パターンの双方で、複数の描素部列により形成された、被露光面上の重複露光領域である描素部列間つなぎ領域において、理想的な 2重露光の状態よりも露光過多となる領域 76が生じ、これがさらなる濃度むらを引き起こしている。

[0131] 本実施形態（3)では、まず、各露光ヘッド 30 と 30 の取付角度誤差及び相対取

12 21

付角度のずれの影響による濃度むらを軽減するための使用画素選択処理を行う。具体的には、前記光点位置検出手段としてスリット 28及び光検出器の組を用い、露光ヘッド 30 と 30 のそれぞれについて、実傾斜角度 Θ 'を特定し、該実傾斜角

12 21

度 θ Ίこ基づき、前記描素部選択手段として光検出器に接続された演算装置を用いて、実際の露光に使用するマイクロミラーを選択する処理を行うものとする。

[0132] 一実傾斜角度 0 ,の特定

実傾斜角度 Θ 'の特定は、露光ヘッド 30 ついては露光エリア 32 内の光点 P (l,

12 12

1)と P (256， 1)の位置を、露光ヘッド 30 については露光エリア 32 内の光点 P (l

21 21

, 1024)と P (256, 1024)の位置を、それぞれ上述した実施形態（2)で用いたスリツト 28と光検出器の組により検出し、それらを結ぶ直線の傾斜角度と、露光ヘッドの走查方向とがなす角度を測定することにより行われる。

[0133] 不使用描素部の特定

そのようにして特定された実傾斜角度 Θ 'を用いて、光検出器に接続された演算装置は、上述した実施形態（1)における演算装置と同様、下記式 4 ttan 0 (式 4)

の関係を満たす値 tに最も近い自然数 Tを、露光ヘッド 30 と 30 のそれぞれについ

12 21

て導出し、 DMD36上の第 (T+ 1)行目力も第 256行目のマイクロミラーを、本露光に使用しないマイクロミラーとして特定する処理を行う。

例えば、露光ヘッド 30 については T= 254、露光ヘッド 30 については Τ= 255

12 21

が導出されたとすると、図 19において斜線で覆われた部分 78及び 80を構成する光点に対応するマイクロミラー力本露光に使用しないマイクロミラーとして特定される。これにより、露光エリア 32 と 32 のうちヘッド間つなぎ領域以外の各領域において

12 21

、理想的な 2重露光に対して露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合計面積を最小とすることができる。

[0134] ここで、上記の値 tに最も近い自然数を導出することに代えて、値 t以上の最小の自然数を導出することとしてもよい。その場合、露光エリア 32 と 32 の、複数の露光へ

12 21

ッドにより形成された被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の各領域において、理想的な 2重露光に対して露光量過多となる面積が最小になり、かつ露光量不足となる面積が生じな、ようになすことができる。

あるいは、値 t以下の最大の自然数を導出することとしてもよい。その場合、露光ェリア 32 2

12と 3

21の、複数の露光ヘッドにより形成された被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の各領域にぉ、て、理想的な 2重露光に対して露光不足となる領域の面積が最小になり、かつ露光過多となる領域が生じないようになすことができる。

複数の露光ヘッドにより形成された被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の各領域において、理想的な 2重露光に対して、露光過多となる領域の描素単位数 (光点数)と、露光不足となる領域の描素単位数 (光点数)とが等しくなるように、本露光時に使用しな、マイクロミラーを特定することとしてもよ!/、。

[0135] その後、図 19において斜線で覆われた領域 78及び 80を構成する光点以外の光点に対応するマイクロミラーに関して、図 14から 17を用いて説明した本実施形態（3) と同様の処理がなされ、図 19にお、て斜線で覆われた領域 82及び網掛けで覆われた領域 84を構成する光点に対応するマイクロミラーが特定され、本露光時に使用しな!、マイクロミラーとして追加される。

これらの露光時に使用しないものとして特定されたマイクロミラーに対して、前記描素部素制御手段により、常時オフ状態の角度に設定する信号が送られ、それらのマイク口ミラーは、実質的に露光に関与しない。

[0136] 以上のように、パターン形成装置 10を用いた本実施形態（3)の使用描素部の指定方法によれば、複数の露光ヘッドの X軸方向に関する相対位置のずれ、並びに各露光ヘッドの取付角度誤差、及び露光ヘッド間の相対取付角度誤差に起因する解像度のばらつきと濃度むらとを軽減し、理想的な N重露光を実現することができる。

[0137] 以上、パターン形成装置 10による使用描素部指定方法ついて詳細に説明したが、上記実施形態（1)〜（3)は一例に過ぎず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更が可能である。

[0138] また、上記の実施形態（1)〜（3)では、被露光面上の光点の位置を検出するための手段として、スリット 28と単一セル型の光検出器の組を用いた力これに限られず V、かなる形態のものを用いてもよぐたとえば 2次元検出器等を用いてもょ、。

[0139] さらに、上記の実施形態（1)〜（3)では、スリット 28と光検出器の組による被露光面上の光点の位置検出結果から実傾斜角度 Θ 'を求め、その実傾斜角度 θ Ίこ基づいて使用するマイクロミラーを選択したが、実傾斜角度 Θ 'の導出を介さずに使用可能なマイクロミラーを選択する形態としてもよい。さらには、たとえばすべての使用可能なマイクロミラーを用いた参照露光を行い、参照露光結果の目視による解像度や濃度のむらの確認等により、操作者が使用するマイクロミラーを手動で指定する形態も、本発明の範囲に含まれるものである。

[0140] なお、被露光面上に生じ得るパターン歪みには、上記の例で説明した角度歪みの他にも、種々の形態が存在する。

一例としては、図 20Aに示すように、 DMD36上の各マイクロミラー 58からの光線力異なる倍率で露光面上の露光エリア 32に到達してしまう倍率歪みの形態があるまた、別の例として、図 20Bに示すように、 DMD36上の各マイクロミラー 58からの光線力、異なるビーム径で露光面上の露光エリア 32に到達してしまうビーム径歪みの形態もある。これらの倍率歪み及びビーム径歪みは、主として、 DMD36と露光面間の光学系の各種収差やアラインメントずれに起因して生じる。

さらに別の例として、 DMD36上の各マイクロミラー 58からの光線力異なる光量で露光面上の露光エリア 32に到達してしまう光量歪みの形態もある。この光量歪みは、各種収差やアラインメントずれのほ力、 DMD36と露光面間の光学要素（たとえば 1 枚レンズである図 5のレンズ 52及び 54)の透過率の位置依存性や、 DMD36自体による光量むらに起因して生じる。これらの形態のパターン歪みも、露光面上に形成されるパターンに解像度や濃度のむらを生じさせる。

[0141] 上記の実施形態（1)〜（3)によれば、本露光に実際に使用するマイクロミラーを選択した後の、これらの形態のパターン歪みの残留要素も、上記の角度歪みの残留要素と同様、 2重露光による埋め合わせの効果で均すことができるが、前記光変調手段により変調させた光を、マイクロレンズアレイ、アパーチャアレイ、及び結像光学系等を通して露光を行うことにより、ノターン歪みの影響を除去してもよい。

前記マイクロレンズアレイとしては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができる力例えば、前記描素部における出射面の歪みによる収差を補正可能な非球面を有するマイクロレンズを配列したものが好適に挙げられる。

[0143] 前記非球面としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、トーリック面が好ましい。

[0144] 以下、前記マイクロレンズアレイ、前記アパーチャアレイ、及び前記結像光学系等について図面を参照しながら説明する。

[0145] 図 35Aは、 DMD36、 DMD36にレーザ光を照射する光照射手段 144、 DMD36 で反射されたレーザ光を拡大して結像するレンズ系（結像光学系） 454、 458、 DM D36の各描素部に対応して多数のマイクロレンズ 474が配置されたマイクロレンズァレイ 472、マイクロレンズアレイ 472の各マイクロレンズに対応して多数のアパーチャ 4 78が設けられたアパーチャアレイ 476、アパーチャを通過したレーザ光をパターン形成材料 12 (被露光面）に結像するレンズ系（結像光学系） 480、 482で構成される露光ヘッドを表す。ここで図 36に、 DMD36を構成するマイクロミラー 58の反射面の平面度を測定した結果を示す。同図においては、反射面の同じ高さ位置を等高線で結んで示してあり、等高線のピッチは 5nmである。なお同図に示す X方向及び y方向は、マイクロミラー 58の 2つ対角線方向であり、マイクロミラー 58は y方向に延びる回転軸を中心として前述のように回転する。また、図 37A及び図 37Bにはそれぞれ、上記 X方向、 y方向に沿ったマイクロミラー 58の反射面の高さ位置変位を示す。

[0146] 図 36、図 37A及び図 37Bに示した通り、マイクロミラー 58の反射面には歪みが存在し、そして特にミラー中央部に注目してみると、 1つの対角線方向（y方向）の歪み 1S 別の対角線方向（X方向）の歪みよりも大きくなつている。このため、マイクロレンズアレイ 55のマイクロレンズ 55aで集光されたレーザ光 Bの集光位置における形状が歪むという問題が発生し得る。

[0147] 本発明のパターン形成方法においては前記問題を防止するために、マイクロレンズアレイ 55のマイクロレンズ 55aが、従来とは異なる特殊な形状とされている。以下、その点について詳しく説明する。

[0148] 図 38A及び図 38Bはそれぞれ、マイクロレンズアレイ 55全体の正面形状及び側面形状を詳しく示すものである。これらの図にはマイクロレンズアレイ 55の各部の寸法も記入してあり、それらの単位は mmである。本発明のパターン形成方法では、先に図 4を参照して説明したように DMD36の 1024個 X 256列のマイクロミラー 58が駆動されるものであり、それに対応させてマイクロレンズアレイ 55は、横方向に 1024個並んだマイクロレンズ 55aの列を縦方向に 256列並設して構成されている。なお、図 38A では、マイクロレンズアレイ 55の並び順を横方向については jで、縦方向については kで示している。

[0149] また、図 39A及び図 39Bはそれぞれ、マイクロレンズアレイ 55における 1つのマイク口レンズ 55aの正面形状及び側面形状を示すものである。なお図 39Aには、マイクロレンズ 55aの等高線を併せて示してある。各マイクロレンズ 55aの光出射側の端面は、マイクロミラー 58の反射面の歪みによる収差を補正する非球面形状とされて、る。より具体的には、マイクロレンズ 55aはトーリックレンズとされており、上記 X方向に光学的に対応する方向の曲率半径 Rx=—0. 125mm,上記 y方向に対応する方向の曲率半径 Ry=— 0. 1mmである。

[0150] したがって、上記 x方向及び y方向に平行な断面内におけるレーザ光 Bの集光状態は、概略、それぞれ図 40A及び図 40Bに示す通りとなる。つまり、 X方向に平行な断面内と y方向に平行な断面内とを比較すると、後者の断面内の方がマイクロレンズ 55 aの曲率半径がより小であって、焦点距離がより短くなつている。

[0151] マイクロレンズ 55aを前記形状とした場合の、該マイクロレンズ 55aの集光位置（焦点位置)近傍におけるビーム径を計算機によってシミュレーションした結果を図 41、 4 2、 43、及び 44に示す。また比較のために、マイクロレンズ 55aが曲率半径 Rx=Ry =ー0. 1mmの球面形状である場合について、同様のシミュレーションを行った結果を図 45、 46、 47及び 48に示す。なお、各図における zの値は、マイクロレンズ 55aのピント方向の評価位置を、マイクロレンズ 55aのビーム出射面からの距離で示している。

[0152] また、前記シミュレーションに用いたマイクロレンズ 55aの面形状は、下記計算式で計算される。

[数 1]

一 C ² X ²+ C y ² Y ²

― 1 + S Q R T ( 1 - C ² X ² - C ² Y ² )

[0153] 但し、前記計算式において、 Cxは、 X方向の曲率（ = lZRx)を意味し、 Cyは、 y方向の曲率（ = lZRy)を意味し、 Xは、 X方向に関するレンズ光軸 O力もの距離を意味し、 Yは、 y方向に関するレンズ光軸 O力の距離を意味する。

[0154] 図 41〜44と図 45〜48とを比較すると明らかなように、本発明のパターン形成方法ではマイクロレンズ 55aを、 y方向に平行な断面内の焦点距離力方向に平行な断面内の焦点距離よりも小さいトーリックレンズとしたことにより、その集光位置近傍におけるビーム形状の歪みが抑制される。そうであれば、歪みの無い、より高精細な画像をノターン形成材料 12に露光可能となる。また、図 41〜44に示す本実施形態の方が、ビーム径の小さい領域がより広い、すなわち焦点深度がより大であることが分かる。

[0155] なお、マイクロミラー 58の X方向及び y方向に関する中央部の歪の大小関係力上記と逆になつている場合は、 X方向に平行な断面内の焦点距離が y方向に平行な断面内の焦点距離よりも小さいトーリックレンズからマイクロレンズを構成すれば、同様に、歪みの無い、より高精細な画像をパターン形成材料 12に露光可能となる。

[0156] また、図 35Aに示すように、マイクロレンズアレイ 472の集光位置近傍に配置されたアパーチャアレイ 476は、その各アパーチャ 478に、それと対応するマイクロレンズ 4 74を経た光のみが入射するように配置されたものである。すなわち、このアパーチャアレイ 476が設けられていることにより、各アパーチャ 478に、それと対応しない隣接のマイクロレンズ 474からの光が入射することが防止され、消光比が高められる。

[0157] 本来、上記目的で設置される前記アパーチャアレイの前記アパーチャの径をある程度小さくすれば、前記マイクロレンズの集光位置におけるビーム形状の歪みを抑制する効果も得られる。し力しそのようにした場合は、前記アパーチャアレイで遮断される光量がより多くなり、光利用効率が低下することになる。それに対して前記マイク口レンズを非球面形状とする場合は、光を遮断することがないので、光利用効率も高く保たれる。

[0158] また、本発明のパターン形成方法において、前記マイクロレンズは、 2次の非球面形状であってもよぐより高次 (4次、 6次 · · の非球面形状であってもよい。前記高次の非球面形状を採用することにより、ビーム形状をさらに高精細にすることができる。

[0159] また、以上説明した実施形態では、前記マイクロレンズの光出射側の端面が非球面（トーリック面）とされているが、 2つの光通過端面の一方を球面とし、他方をシリンドリカル面としたマイクロレンズから前記マイクロレンズアレイを構成して、上記実施形態と同様の効果を得ることちでさる。

[0160] さらに、以上説明した実施形態においては、前記マイクロレンズアレイの前記マイク口レンズが、前記マイクロミラーの反射面の歪みによる収差を補正する非球面形状とされている力このような非球面形状を採用する代わりに、前記マイクロレンズアレイを構成する各マイクロレンズに、前記マイクロミラーの反射面の歪みによる収差を補正する屈折率分布を持たせても、同様の効果を得ることができる。

[0161] そのようなマイクロレンズ 155aの一例を図 49A及び図 49Bに示す。図 49A及び図 49Bはそれぞれ、このマイクロレンズ 155aの正面形状及び側面形状を示すものであり、図示の通りこのマイクロレンズ 155aの外形形状は平行平板状である。なお、同図における x、 y方向は、既述した通りである。

[0162] また、図 50A及び図 50Bは、このマイクロレンズ 155aによる上記 x方向及び y方向に平行な断面内におけるレーザ光 Bの集光状態を概略的に示している。このマイクロレンズ 155aは、光軸 O力も外方に向かって次第に増大する屈折率分布を有するものであり、同図においてマイクロレンズ 155a内に示す破線は、その屈折率が光軸 Oから所定の等ピッチで変化した位置を示している。図示の通り、 X方向に平行な断面内と y方向に平行な断面内とを比較すると、後者の断面内の方がマイクロレンズ 155aの屈折率変化の割合がより大であって、焦点距離がより短くなつている。このような屈折率分布型レンズから構成されるマイクロレンズアレイを用いても、前記マイクロレンズアレイ 55を用いる場合と同様の効果を得ることが可能である。

[0163] なお、先に図 39、図 40A、及び図 40Bに示したマイクロレンズ 55aのように面形状を非球面としたマイクロレンズにおいて、併せて上述のような屈折率分布を与え、面形状と屈折率分布の双方によって、マイクロミラー 58の反射面の歪みによる収差を補正するようにしてちょい。

[0164] また、上記の実施形態では、 DMD36を構成するマイクロミラー 58の反射面の歪みによる収差を補正しているが、 DMD以外の空間光変調素子を用いる本発明のバターン形成方法においても、その空間光変調素子の描素部の面に歪みが存在する場合は、本発明を適用してその歪みによる収差を補正し、ビーム形状に歪みが生じることを防止可能である。

[0165] 次に、前記結像光学系について更に説明する。

前記露光ヘッドでは、図 35Aに示すように、光照射手段 144からレーザ光が照射されると、 DMD36によりオン方向に反射される光束線の断面積力レンズ系 454、 45 8により数倍 (例えば、 2倍）に拡大される。拡大されたレーザ光は、マイクロレンズァレィ 472の各マイクロレンズ 474により DMD36の各描素部に対応して集光され、ァパ一チヤアレイ 476の対応する各アパーチャ 478を通過する。アパーチャを通過したレ一ザ光は、レンズ系 480、 482により被露光面 12上に結像される。

[0166] この結像光学系では、 DMD36により反射されたレーザ光は、拡大レンズ 454、 45 8により数倍に拡大されて被露光面 56に投影されるので、全体の画像領域が広くなる。このとき、マイクロレンズアレイ 472及びアパーチャアレイ 476が配置されていなければ、図 35Bに示すように、被露光面 56に投影される各ビームスポット BSの 1描素サイズ (スポットサイズ）が露光エリア 468のサイズに応じて大きなものとなり、露光エリァ 468の鮮鋭度を表す MTF (Modulation Transfer Function)特性が低下する

[0167] 一方、マイクロレンズアレイ 472及びアパーチャアレイ 476を配置した場合には、 D MD36により反射されたレーザ光は、マイクロレンズアレイ 472の各マイクロレンズにより DMD36の各描素部に対応して集光される。これにより、図 35Cに示すように、露光エリアが拡大された場合でも、各ビームスポット BSのスポットサイズを所望の大きさ (例えば、 lO ^ mX lO ^ m)に縮小することができ、 MTF特性の低下を防止して高精細な露光を行うことができる。なお、露光エリア 468が傾いているのは、描素間の隙間を無くす為に DMD36を傾けて配置しているからである。

[0168] また、図 35Aに示すように、マイクロレンズ 474の収差によるビームの太りがあっても、アパーチャアレイ 476によって被露光面 12上でのスポットサイズが一定の大きさになるようにビームを整形することができると共に、各描素に対応して設けられたァパーチヤアレイ 476を通過させることにより、隣接する描素間でのクロストークを防止することがでさる。

[0169] 更に、光照射手段 144に後述する高輝度光源を使用することにより、レンズ 458からマイクロレンズアレイ 472の各マイクロレンズに入射する光束の角度が小さくなるので、隣接する描素の光束の一部が入射するのを防止することができる。即ち、高消光比を実現することができる。

[0170] <その他の光学系 >

本発明のパターン形成方法では、公知の光学系の中から適宜選択したその他の光学系と併用してもよぐ例えば、 1対の組合せレンズからなる光量分布補正光学系などが挙げられる。

前記光量分布補正光学系は、光軸に近い中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比が入射側に比べて出射側の方が小さくなるように各出射位置における光束幅を変化させて、光照射手段からの平行光束を DMDに照射するときに、被照射面での光量分布が略均一になるように補正する。以下、前記光量分布補正光学系について図面を参照しながら説明する。

[0171] まず、図 51Aに示したように、入射光束と出射光束とで、その全体の光束幅 (全光束幅） HO、 HIが同じである場合について説明する。なお、図 51Aにおいて、符号 5 1、 52で示した部分は、前記光量分布補正光学系における入射面及び出射面を仮想的に示したものである。

[0172] 前記光量分布補正光学系において、光軸 Z1に近い中心部に入射した光束と、周辺部に入射した光束とのそれぞれの光束幅 hO、 hi力同一であるものとする（hO = hl)。前記光量分布補正光学系は、入射側において同一の光束幅 hO, hiであった光に対し、中心部の入射光束については、その光束幅 hOを拡大し、逆に、周辺部の入射光束に対してはその光束幅 hiを縮小するような作用を施す。すなわち、中心部の出射光束の幅 hlOと、周辺部の出射光束の幅 hl lとについて、 hl l <hlOとなるようにする。光束幅の比率で表すと、出射側における中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比「hllZhlO」力入射側における比（hlZhO= l)に比べて小さくなつている（（hllZhlO)く 1)。

[0173] このように光束幅を変化させることにより、通常では光量分布が大きくなつている中央部の光束を、光量の不足している周辺部へと生かすことができ、全体として光の利用効率を落とさずに、被照射面での光量分布が略均一化される。均一化の度合いは、例えば、有効領域内における光量ムラが 30%以内、好ましくは 20%以内となるようにする。

[0174] 前記光量分布補正光学系による作用、効果は、入射側と出射側とで、全体の光束幅を変える場合（図 51B及び図 51C)においても同様である。

[0175] 図 51Bは、入射側の全体の光束幅 H0を、幅 H2に"縮小"して出射する場合 (H0

>H2)を示している。このような場合においても、前記光量分布補正光学系は、入射側において同一の光束幅 h0、 hiであった光を、出射側において、中央部の光束幅 hlOが周辺部に比べて大きくなり、逆に、周辺部の光束幅 hl lが中心部に比べて小さくなるようにする。光束の縮小率で考えると、中心部の入射光束に対する縮小率を周辺部に比べて小さくし、周辺部の入射光束に対する縮小率を中心部に比べて大きくするような作用を施している。この場合にも、中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比「H11ZH10」が、入射側における比 (hlZhO= l)に比べて小さくなる（（ hl lZhlO)く 1)。

[0176] 図 51Cは、入射側の全体の光束幅 HOを、幅 H3に"拡大"して出射する場合 (HO く H3)を示している。このような場合においても、前記光量分布補正光学系は、入射側において同一の光束幅 hO、 hiであった光を、出射側において、中央部の光束幅 hlOが周辺部に比べて大きくなり、逆に、周辺部の光束幅 hi 1が中心部に比べて小さくなるようにする。光束の拡大率で考えると、中心部の入射光束に対する拡大率を周辺部に比べて大きくし、周辺部の入射光束に対する拡大率を中心部に比べて小さくするような作用を施している。この場合にも、中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比「hl lZhlO」力入射側における比 (hlZhO= l)に比べて小さくなる（(h l lZhlO) < l)。

[0177] このように、前記光量分布補正光学系は、各出射位置における光束幅を変化させ、光軸 Z1に近い中心部の光束幅に対する周辺部の光束幅の比を入射側に比べて出射側の方が小さくなるようにしたので、入射側において同一の光束幅であった光が、出射側においては、中央部の光束幅が周辺部に比べて大きくなり、周辺部の光束幅は中心部に比べて小さくなる。これにより、中央部の光束を周辺部へと生かすことができ、光学系全体としての光の利用効率を落とさずに、光量分布の略均一化された光束断面を形成することができる。

[0178] 次に、前記光量分布補正光学系として使用する 1対の組合せレンズの具体的なレンズデータの 1例を示す。この例では、前記光照射手段がレーザアレイ光源である場合のように、出射光束の断面での光量分布がガウス分布である場合のレンズデータを示す。なお、シングルモード光ファイバの入射端に 1個の半導体レーザを接続した場合には、光ファイノからの射出光束の光量分布がガウス分布になる。本発明のパターン形成方法では、このような場合の適用も可能である。また、マルチモード光ファィバのコア径を小さくしてシングルモード光ファイバの構成に近付ける等により光軸に近、中心部の光量が周辺部の光量よりも大き!/、場合にも適用可能である。

下記表 1に基本レンズデータを示す。 [0179] [表 1]

基本レンズデータ

[0180] 表 1から分力るように、 1対の組合せレンズは、回転対称の 2つの非球面レンズから構成されている。光入射側に配置された第 1のレンズの光入射側の面を第 1面、光出射側の面を第 2面とすると、第 1面は非球面形状である。また、光出射側に配置された第 2のレンズの光入射側の面を第 3面、光出射側の面を第 4面とすると、第 4面が非球面形状である。

[0181] 表 1にお!/、て、面番号 Siは i番目（i= 1〜4)の面の番号を示し、曲率半径 riは i番目の面の曲率半径を示し、面間隔 diは i番目の面と i+ 1番目の面との光軸上の面間隔を示す。面間隔 di値の単位はミリメートル (mm)である。屈折率 Niは i番目の面を備えた光学要素の波長 405nmに対する屈折率の値を示す。

下記表 2に、第 1面及び第 4面の非球面データを示す。

[0182] [表 2] 非球面デ一タ

第 1面第 4面

C -1. 4098E-02 -9. 8506E-03

K -4. 2192E+00 3. 6253E+01

a 3 -1. 0027E-04 -8. 9980E-05

a 4 3. 0591E-05 2. 3060E-05

a 5 -4. 5115E-07 -2. 2860E-06

a ο -8. 2819E-09 8. 7661E-08

a 7 4. 1020E-12 4. 4028E-10

a 8 1. 2231E 13 1. 3624E-12

a 9 5. 3753E-16 3. 3965E-15

a 1 0 1. 6315E-18 7. 4823E-18 [0183] 上記の非球面データは、非球面形状を表す下記式 (A)における係数で表される。

[0184] [数 2]

[0185] 上記式 (Α)にお、て各係数を以下の通り定義する。

Ζ :光軸から高さ ρの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面 (光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（mm)

P：光軸からの距離 (mm)

K:円錐係数

じ：近軸曲率（17 r:近軸曲率半径）

ai：第 i次 (i= 3〜： LO)の非球面係数

表 2に示した数値において、記号" E"は、その次に続く数値が 10を底とした「べき指数」であることを示し、その 10を底とした指数関数で表される数値力 E"の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「1. OE— 02」であれば、「1. 0 X 10^_2」であることを示す。

[0186] 図 53は、前記表 1及び表 2に示す 1対の組合せレンズによって得られる照明光の光量分布を示している。横軸は光軸からの座標を示し、縦軸は光量比（％)を示す。なお、比較のために、図 52に、補正を行わな力つた場合の照明光の光量分布 (ガウス分布)を示す。図 52及び図 53から分力ゝるように、光量分布補正光学系で補正を行うことにより、補正を行わな力つた場合と比べて、略均一化された光量分布が得られている。これにより、光の利用効率を落とさずに、均一なレーザ光でムラなく露光を行うことができる。

[0187] < <参照露光 > >

上記の実施形態（1)〜（3)の変更例として、使用可能なマイクロミラーのうち、（N— 1)列おきのマイクロミラー列、又は全光点行のうち 1ZN行に相当する隣接する行を構成するマイクロミラー群のみを使用して参照露光を行、、均一な露光を実現できるように、前記参照露光に使用されたマイクロミラー中、実際の露光時に使用しないマイク口ミラーを特定することとしてもよ、。

前記参照露光手段による参照露光の結果をサンプル出力し、該出力された参照露光結果に対し、解像度のばらつきや濃度のむらを確認し、実傾斜角度を推定するなどの分析を行う。前記参照露光の結果の分析は、操作者の目視による分析であってちょい。

[0188] 図 21は、単一露光ヘッドを用い、（N—1)列おきのマイクロミラーのみを使用して参照露光を行う形態の一例を示した説明図である。

この例では、本露光時は 2重露光とするものとし、したがって N = 2である。まず、図 21 Aに実線で示した奇数列の光点列に対応するマイクロミラーのみを使用して参照露光を行い、参照露光結果をサンプル出力する。前記サンプル出力された参照露光結果に基づき、解像度のばらつきや濃度のむらを確認したり、実傾斜角度を推定したりすることで、本露光時において使用するマイクロミラーを指定することができる。例えば、図 21 Bに斜線で覆つて示す光点列に対応するマイクロミラー以外のマイク口ミラーが、奇数列の光点列を構成するマイクロミラー中、本露光において実際に使用されるものとして指定される。偶数列の光点列については、別途同様に参照露光を行って、本露光時に使用するマイクロミラーを指定してもよいし、奇数列の光点列に対するパターンと同一のパターンを適用してもよい。

このようにして本露光時に使用するマイクロミラーを指定することにより、奇数列及び偶数列双方のマイクロミラーを使用した本露光においては、理想的な 2重露光に近い状態が実現できる。

[0189] 図 22は、複数の露光ヘッドを用い、（N—1)列おきのマイクロミラーのみを使用して参照露光を行う形態の一例を示した説明図である。

この例では、本露光時は 2重露光とするものとし、したがって N = 2である。まず、図 22に実線で示した、 X軸方向に関して隣接する 2つの露光ヘッド（一例として露光へッド 30 と 30 )の奇数列の光点列に対応するマイクロミラーのみを使用して、参照

12 21

露光を行い、参照露光結果をサンプル出力する。前記出力された参照露光結果に基づき、 2つの露光ヘッドにより被露光面上に形成されるヘッド間つなぎ領域以外の領域における解像度のばらつきや濃度のむらを確認したり、実傾斜角度を推定したりすることで、本露光時にお!、て使用するマイクロミラーを指定することができる。例えば、図 22に斜線で覆って示す領域 86及び網掛けで示す領域 88内の光点列に対応するマイクロミラー以外のマイクロミラー力奇数列の光点を構成するマイクロミラー中、本露光時において実際に使用されるものとして指定される。偶数列の光点列については、別途同様に参照露光を行って、本露光時に使用するマイクロミラーを指定してもよいし、奇数列目の画素列に対するパターンと同一のパターンを適用してちょい。

このようにして本露光時に実際に使用するマイクロミラーを指定することにより、奇数列及び偶数列双方のマイクロミラーを使用した本露光においては、 2つの露光ヘッドにより被露光面上に形成される前記ヘッド間つなぎ領域以外の領域にぉ、て、理想的な 2重露光に近い状態が実現できる。

図 23は、単一露光ヘッドを用い、全光点行数の 1ZN行に相当する隣接する行を構成するマイクロミラー群のみを使用して参照露光を行う形態の一例を示した説明図である。

この例では、本露光時は 2重露光とするものとし、したがって N = 2である。まず、図 23Aに実線で示した 1行目から 128 ( = 256/2)行目の光点に対応するマイクロミラ一のみを使用して参照露光を行い、参照露光結果をサンプル出力する。前記サンプル出力された参照露光結果に基づき、本露光時において使用するマイクロミラーを旨定することができる。

例えば、図 23Bに斜線で覆って示す光点群に対応するマイクロミラー以外のマイク口ミラーが、第 1行目から第 128行目のマイクロミラー中、本露光時にお、て実際に使用されるものとして指定され得る。第 129行目から第 256行目のマイクロミラーについては、別途同様に参照露光を行って、本露光時に使用するマイクロミラーを指定してもよいし、第 1行目から第 128行目のマイクロミラーに対するパターンと同一のパターンを適用してもよ、。

このようにして本露光時に使用するマイクロミラーを指定することにより、全体のマイクロミラーを使用した本露光においては、理想的な 2重露光に近い状態が実現できる [0191] 図 24は、複数の露光ヘッドを用い、 X軸方向に関して隣接する 2つの露光ヘッド（一例として露光ヘッド 30 と 30 )について、それぞれ全光点行数の 1ZN行に相当

12 21

する隣接する行を構成するマイクロミラー群のみを使用して参照露光を行う形態の一例を示した説明図である。

この例では、本露光時は 2重露光とするものとし、したがって N = 2である。まず、図 24に実線で示した第 1行目力も第 128 ( = 256Z2)行目の光点に対応するマイクロミラーのみを使用して、参照露光を行い、参照露光結果をサンプル出力する。前記サンプル出力された参照露光結果に基づき、 2つの露光ヘッドにより被露光面上に形成されるヘッド間つなぎ領域以外の領域における解像度のばらつきや濃度のむらを最小限に抑えた本露光が実現できるように、本露光時において使用するマイクロミラーを指定することができる。

例えば、図 24に斜線で覆って示す領域 90及び網掛けで示す領域 92内の光点列に対応するマイクロミラー以外のマイクロミラー力第 1行目から第 128行目のマイクロミラー中、本露光時において実際に使用されるものとして指定される。第 129行目から第 256行目のマイクロミラーについては、別途同様に参照露光を行って、本露光に使用するマイクロミラーを指定してもよ、し、第 1行目から第 128行目のマイクロミラーに対するパターンと同一のパターンを適用してもよい。

このようにして本露光時に使用するマイクロミラーを指定することにより、 2つの露光ヘッドにより被露光面上に形成される前記ヘッド間つなぎ領域以外の領域において理想的な 2重露光に近い状態が実現できる。

[0192] 以上の実施形態（1)〜（3)及び変更例においては、いずれも本露光を 2重露光とする場合について説明した力これに限定されず、 2重露光以上のいかなる多重露光としてもよい。特に 3重露光力 7重露光程度とすることにより、高解像度を確保し、解像度のばらつき及び濃度むらが軽減された露光を実現することができる。

[0193] また、上記の実施形態及び変更例に係る露光装置には、さらに、画像データが表す 2次元パターンの所定部分の寸法が、選択された使用画素により実現できる対応部分の寸法と一致するように、画像データを変換する機構が設けられてヽることが好ましい。そのように画像データを変換することによって、所望の 2次元パターンどおりの高精細なパターンを露光面上に形成することができる。

[0194] [積層体]

前記露光の対象としては、感光層を有する前記パターン形成材料である限り、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、基体上に前記バターン形成材料を形成してなる積層体に対して行われることが好ましい。

[0195] <パターン形成材料 >

前記パターン形成材料としては、支持体上に感光層を有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

[0196] 前記感光層としては、特に制限はなぐ公知のパターン形成材料の中から適宜選択することができるが、例えば、ノインダ一と、重合性化合物と、光重合開始剤とを含み、適宜選択したその他の成分を含むものが好ましい。

また、感光層の積層数としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができ、例えば、 1層であってもよぐ 2層以上であってもよい。

[0197] < <バインダー > >

前記ノインダ一としては、例えば、アルカリ性水溶液に対して膨潤性であることが好ましぐアルカリ性水溶液に対して可溶性であることがより好ましい。

アルカリ性水溶液に対して膨潤性又は溶解性を示すバインダーとしては、例えば、酸性基を有するものが好適に挙げられる。

[0198] 前記酸性基としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができ、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基などが挙げられ、これらの中でもカルボキシノレ基が好ましい。

カルボキシル基を有するバインダーとしては、例えば、カルボキシル基を有するビ- ル共重合体、ポリウレタン榭脂、ポリアミド酸榭脂、変性エポキシ榭脂などが挙げられ、これらの中でも、塗布溶媒への溶解性、アルカリ現像液への溶解性、合成適性、膜物性の調整の容易さ等の観点力カルボキシル基を有するビニル共重合体が好ましい。また、現像性の観点から、スチレン及びスチレン誘導体の少なくともいずれかの共重合体も好ましい。

[0199] 前記カルボキシル基を有するビニル共重合体は、少なくとも（ 1)カルボキシル基を有するビニルモノマー、及び（2)これらと共重合可能なモノマーとの共重合により得ることができ、例えば、特開 2005— 258431号公報の段落 0164から 0205に記載されている化合物が挙げられる。

[0200] 前記感光層における前記バインダーの含有量としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができる力例えば、 10〜90質量％が好ましぐ 20〜80質量 %がより好ましぐ 40〜80質量％が特に好ましい。

前記含有量が 10質量％未満であると、アルカリ現像性やプリント配線板形成用基板 (例えば、銅張積層板)との密着性が低下することがあり、 90質量％を超えると、現像時間に対する安定性や、硬化膜 (テント膜)の強度が低下することがある。なお、前記含有量は、前記バインダーと必要に応じて併用される高分子結合剤との合計の含有量であってもよい。

[0201] 前記バインダーがガラス転移温度 (Tg)を有する物質である場合、該ガラス転移温度としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記パターン形成材料のタック及びエッジフュージョンの抑制、並びに前記支持体の剥離性向上の、少なくともいずれかの観点から、 80°C以上が好ましぐ 100°C以上がより好ましぐ 120°C以上が特に好ましい。

前記ガラス転移温度が、 80°C未満であると、前記パターン形成材料のタックやエツジフュージョンが増加したり、前記支持体の剥離性が悪ィ匕したりすることがある。

[0202] 前記バインダーの酸価としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、 70〜250 (mgKOH/g)が好ましぐ 90~200 (mgKOH/g) がより好ましぐ 100〜180 (mgKOH/g)が特に好ましい。

前記酸価が、 70 (mgKOHZg)未満であると、現像性が不足したり、解像性が劣り、配線パターン等の永久パターンを高精細に得ることができないことがあり、 250 (mg KOH/g)を超えると、パターンの耐現像液性及び密着性の少なくともいずれかが悪化し、配線パターン等の永久パターンを高精細に得ることができな、ことがある。

[0203] <重合性化合物 >

前記重合性化合物としては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ウレタン基及びァリール基の少なくともいずれかを有するモノマー又はオリゴマーが好適に挙げられる。また、これらは、重合性基を 2種以上有することが好ましい。

[0204] 前記重合性基としては、例えば、エチレン性不飽和結合 (例えば、（メタ)アタリロイル基、（メタ）アクリルアミド基、スチリル基、ビュルエステルやビュルエーテル等のビ- ル基、ァリルエーテルゃァリルエステル等のァリル基など）、重合可能な環状エーテル基 (例えば、エポキシ基、ォキセタン基等)などが挙げられ、これらの中でもェチレン性不飽和結合が好まし、。

[0205] ウレタン基を有するモノマ一一

前記ウレタン基を有するモノマーとしては、ウレタン基を有する限り、特に制限は無く、目的に応じて適宜選択することができる力例えば、特開 2005— 258431号公報の段落 0210から 0262に記載されている化合物などが挙げられる。

[0206] ーァリール基を有するモノマ一一

前記ァリール基を有するモノマーとしては、ァリール基を有する限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる力例えば、特開 2005— 258431号公報の段落 0263から 0271に記載されて、る化合物などが挙げられる。

[0207] その他の重合性モノマ

本発明のパターン形成方法には、前記パターン形成材料としての特性を悪化させない範囲で、前記ウレタン基を含有するモノマー、ァリール基を有するモノマー以外の重合性モノマーを併用してもょ、。

[0208] 前記ウレタン基を含有するモノマー、芳香環を含有するモノマー以外の重合性モノマーとしては、例えば、特開 2005— 258431号公報の段落 0272から 0284に記載されて、る化合物などが挙げられる。

[0209] 前記感光層における重合性ィ匕合物の含有量としては、例えば、 5〜90質量％が好ましぐ 15〜60質量％がより好ましぐ 20〜50質量％が特に好ましい。

前記含有量が、 5質量％となると、テント膜の強度が低下することがあり、 90質量％を超えると、保存時のエッジフュージョン（ロール端部力のしみだし故障）が悪化することがある。

また、重合性化合物中に前記重合性基を 2個以上有する多官能モノマーの含有量としては、 5〜： LOO質量％が好ましぐ 20〜： L00質量％がより好ましぐ 40〜： L00質量 %が特に好ましい。

[0210] <光重合開始剤 >

前記光重合開始剤としては、前記重合性化合物の重合を開始する能力を有する限り、特に制限はなぐ公知の光重合開始剤の中から適宜選択することができるが、例えば、特開 2005— 258431号公報の段落 0286から 0310に記載されたィ匕合物などが挙げられる。

[0211] <その他の成分 >

前記その他の成分としては、例えば、増感剤、熱重合禁止剤、可塑剤、発色剤、着色剤などが挙げられ、更に基体表面への密着促進剤及びその他の助剤類 (例えば、顔料、導電性粒子、充填剤、消泡剤、難燃剤、レべリング剤、剥離促進剤、酸化防止剤、香料、熱架橋剤、表面張力調整剤、連鎖移動剤等)を併用してもよい。これらのィ匕合物としては、 ί列えば、特開 2005— 258431号公報の段落 0312力ら 0336に記載された化合物などが挙げられ、適宜含有させることにより、目的とするパターン形成材料の安定性、写真性、焼きだし性、膜物性等の性質を調整することができる。

[0212] 前記感光層の厚みとしては、特に制限はなぐ目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、 1-100 μ mが好ましぐ 2〜50 μ mがより好ましぐ 4〜30 μ mが特に好ましい。

[0213] [パターン形成材料の製造]

前記パターン形成材料は、例えば、特開 2005— 258431号公報の段落 0338から 0375に記載された方法により製造することができる。

実施例

[0214] 以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

[0215] (実施例 1)

パターン形成材料の製造

前記支持体として 20 μ m厚のポリエチレンテレフタレートフィルムに、下記の組成からなる感光性榭脂組成物溶液を塗布し乾燥させて、 15 m厚の感光層を形成し、前記パターン形成材料を製造した。

[0216] [感光性榭脂組成物溶液の組成]

•メチルメタタリレート /2—ェチルへキシルアタリレート/ベンジルメタタリレート

Zメタクリル酸共重合体 (共重合体組成 (質量比）： 50Z20Z7Z23、質量平均分子量： 90, 000、酸価 150) 15質量部

•下記構造式（73)で表される重合性モノマー 7. 0質量部

•へキサメチレンジイソシァネートとテトラエチレンォキシドモノメタアタリレートの

1Z2モル比付加物 7. 0質量部

•Ν メチルアタリドン 0. 11質量部

•2, 2 ビス（ο クロ口フエ-ル）一 4, 4' , 5, 5' —テトラフエ-ルビイミ

ダゾール 2. 17質量部

•2 メルカプトべンズイミダゾール 0. 23質量部

'マラカイトグリーンシユウ酸塩 0. 02質量部

•ロイコクリスタルバイオレット 0. 26質量部

•メチルェチルケトン 40質量部

•1ーメトキシ 2—プロパノール 20質量部

[0217] [化 1]

構造式 (1 )

但し、構造式（1)中、 m+nは、 10を表す。

[0218] 前記パターン形成材料の感光層の上に、前記保護フィルムとして 20 μ m厚のポリエチレンフィルムを積層した。次に、前記基体として、表面を研磨、水洗、乾燥した銅張積層板 (スルーホールなし、銅厚み 12 m)の表面に、前記パターン形成材料の保護フィルムを剥がしながら、該パターン形成材料の感光層が前記銅張積層板に接するようにしてラミネーター（MODEL8B— 720— PH、大成ラミネーター（株）製）を用いて圧着させ、前記銅張積層板と、前記感光層と、前記ポリエチレンテレフタレートフィルム (支持体)とがこの順に積層された積層体を調製した。圧着条件は、圧着ロール温度 105°C、圧着ロール圧力 0. 3MPa、ラミネート速度 lmZ分とした。

前記調製した積層体におけるパターン形成材料の感光層について、（a)解像度、 ( b)エッジラフネス、及び (c)エッチング性を、以下の方法により評価した。結果を表 3 に示す。

[0219] < (a)解像度 >

(1)最短現像時間の測定方法

前記積層体力前記支持体を剥がし取り、銅張積層板上の前記感光層の全面に 3 0°Cの 1質量％炭酸ナトリウム水溶液を 0. 15MPaの圧力にてスプレーし、炭酸ナトリゥム水溶液のスプレー開始力銅張積層板上の感光層が溶解除去されるまでに要した時間を測定し、これを最短現像時間とした。

この結果、前記最短現像時間は、 10秒であった。

[0220] (2)感度の測定

前記調製した積層体におけるパターン形成材料の感光層に対し、前記支持体側から、以下に説明するパターン形成装置を用いて、 0. lmjZcm²から 2^1/2倍間隔で 10 OmjZcm²までの光エネルギー量の異なる光を照射して 2重露光し、前記感光層の一部の領域を硬化させた。室温にて 10分間静置した後、前記積層体から前記支持体を剥がし取り、銅張積層板上の感光層の全面に、 30°Cの 1質量％炭酸ナトリウム水溶液をスプレー圧 0. 15MPaにて前記（1)で求めた最短現像時間の 2倍の時間スプレーし、未硬化の領域を溶解除去して、残った硬化領域の厚みを測定した。次いで、光の照射量と、硬化層の厚さとの関係をプロットして感度曲線を得た。該感度曲線から、硬化領域の厚みが露光前の感光層と同じ 15 mとなった時の光エネルギー量を、感光層を硬化させるために必要な光エネルギー量とした。

この結果、前記感光層を硬化させるために必要な光エネルギー量は、 3miZcm² であった。

[0221] < <パターン形成装置 > >

前記光照射手段として図 8〜9及び図 25〜29に示した合波レーザ光源と、前記光変調手段として図 6に概略図を示した主走査方向にマイクロミラー 58が 1024個配列されたマイクロミラー列力副走査方向に 768組配列された内、 1024個 X 256列のみを駆動するように制御した DMD36と、光を前記パターン形成材料に結像する図 5 A及び図 5Bに示した光学系とを有する露光ヘッド 30を備えたパターン形成装置 10 を用いた。

[0222] 各露光ヘッド 30すなわち各 DMD36の設定傾斜角度としては、使用可能な 1024 列 X 256行のマイクロミラー 58を使用してちょうど 2重露光となる角度 Θ よりも若干

ideal

大き、角度を採用した。この角度 0 は、 N重露光の数 N、使用可能なマイクロミラ

ideal

一 58の列方向の個数 s、使用可能なマイクロミラー 58の列方向の間隔 p、及び露光ヘッド 30を傾斜させた状態においてマイクロミラーによって形成される走査線のピッチ δに対し、下記式 1、

spsin θ ≥Ν δ (式 1)

iaeal

ideal

であり、上記式 1は、

stan Q =N (式 3)

ideal

であり、 s = 256, N = 2であるので、角度 0 は約 0. 45度である。したがって、設

ideal

定傾斜角度 Θとしては、たとえば 0. 50度を採用した。

[0223] まず、 2重露光における解像度のばらつきと露光むらを補正するため、被露光面の露光パターンの状態を調べた。結果を図 18に示した。図 18においては、ステージ 14 を静止させた状態で感光層 12の被露光面上に投影される、露光ヘッド 30 と 30 が

12 21 有する DMD36の使用可能なマイクロミラー 58からの光点群のパターンを示した。また、下段部分に、上段部分に示したような光点群のパターンが現れている状態でステージ 14を移動させて連続露光を行った際に、被露光面上に形成される露光パターンの状態を、露光エリア 32 と 32 について示した。なお、図 18では、説明の便宜の

12 21

ため、使用可能なマイクロミラー 58の 1列おきの露光パターンを、画素列群 Aによる露光パターンと画素列群 Bによる露光パターンとに分けて示したが、実際の被露光面上における露光パターンは、これら 2つの露光パターンを重ね合わせたものである。 [0224] 図 18に示したとおり、露光ヘッド 30 と 30 の間の相対位置の、理想的な状態から

12 21

のずれの結果として、画素列群 Aによる露光パターンと画素列群 Bによる露光パターンとの双方で、露光エリア 32 と 32 の前記露光ヘッドの走査方向と直交する座標

12 21

軸上で重複する露光領域にお!、て、理想的な 2重露光の状態よりも露光過多な領域が生じていることが判る。

[0225] 前記光点位置検出手段としてスリット 28及び光検出器の組を用い、露光ヘッド 30

12 ついては露光エリア 32 内の光点 P (l， 1)と P (256， 1)の位置を、露光ヘッド 30

12 21 については露光エリア 32 内の光点 P (l， 1024)と P (256， 1024)の位置を検出し

21

、それらを結ぶ直線の傾斜角度と、露光ヘッドの走査方向とがなす角度を測定した。

[0226] 実傾斜角度 Θ 'を用いて、下記式 4

ttan 0 (式 4)

12 21

て導出した。露光ヘッド 30 については T= 254、露光ヘッド 30 については Τ= 25

12 21

5がそれぞれ導出された。その結果、図 19において斜線で覆われた部分 78及び 80 を構成するマイクロミラーが、本露光時に使用しないマイクロミラーとして特定された。

[0227] その後、図 19において斜線で覆われた領域 78及び 80を構成する光点以外の光点に対応するマイクロミラーに関して、同様にして図 19にお、て斜線で覆われた領域 82及び網掛けで覆われた領域 84を構成する光点に対応するマイクロミラーが特定され、本露光時に使用しないマイクロミラーとして追加された。

これらの露光時に使用しないものとして特定されたマイクロミラーに対して、前記描素部素制御手段により、常時オフ状態の角度に設定する信号が送られ、それらのマイク口ミラーは、実質的に露光に関与しな、ように制御した。

これにより、露光エリア 32 と 32 のうち、複数の前記露光ヘッドで形成された被露

12 21

光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の各領域にお!、て、理想的な 2重露光に対して露光過多となる領域、及び露光不足となる領域の合計面積を最小とすることができる。

[0228] (3)解像度の測定

前記（1)の最短現像時間の評価方法と同じ方法及び条件で前記積層体を作製し、室温（23°C、 55%RH)にて 10分間静置した。得られた積層体のポリエチレンテレフタレートフィルム（支持体)上から、前記パターン形成装置を用いて、ライン Zスぺース = lZlでライン幅 10 μ m〜50 μ mまで 1 μ m刻みで各線幅の露光を行う。この際の露光量は、前記（2)で測定した前記パターン形成材料の感光層を硬化させるために必要な光エネルギー量である。室温にて 10分間静置した後、前記積層体からポリエチレンテレフタレートフィルム（支持体)を剥がし取る。銅張積層板上の感光層の全面に 30°Cの 1質量％炭酸ナトリウム水溶液をスプレー圧 0. 15MPaにて前記（1)で求めた最短現像時間の 2倍の時間スプレーし、未硬化領域を溶解除去する。この様にして得られた硬化榭脂パターン付き銅張積層板の表面を光学顕微鏡で観察し、硬化榭脂パターンのラインにッマリ、ョレ等の異常が無ぐかつスペース形成可能な最小のライン幅を測定し、これを解像度とした。該解像度は数値が小さいほど良好である。

[0229] < (b)エッジラフネス >

前記積層体に、前記パターン形成装置を用いて、前記露光ヘッドの走査方向と直交する方向の横線パターンが形成されるように照射して 2重露光し、前記感光層の一部の領域を前記解像度の測定における（3)と同様にしてパターンを形成した。得られたパターンのうち、ライン幅 30 mのラインの任意の 5箇所について、レーザ顕微鏡（ VK— 9500、キーエンス（株）製；対物レンズ 50倍）を用いて観察し、視野内のエッジ位置のうち、最も膨らんだ箇所（山頂部)と、最もくびれた箇所 (谷底部)との差を絶対値として求め、観察した 5箇所の平均値を算出し、これをエッジラフネスとした。該エツジラフネスは、値が小さい程、良好な性能を示すため好ましい。結果を表 3に示す。

[0230] < (c)エッチング性 >

前記解像度の測定において形成したパターンを有する前記積層体を用いて、該積層体における露出した銅張積層板の表面に、塩ィ匕鉄エツチャント (塩化第二鉄含有エッチング溶液、 40° ボーメ、液温 40°C)を 0. 25MPaで、 36秒スプレーして、硬化層で覆われていない露出した領域の銅層を溶解除去することによりエッチング処理を行った。次いで、 2質量％の水酸ィ匕ナトリウム水溶液をスプレーすることにより前記形成したパターンを除去して、表面に前記永久パターンとして銅層の配線パターンを備えたプリント配線板を作製した。該プリント配線基板上の配線パターンを光学顕微鏡で観察し、該配線パターンの最小のライン幅を測定した。この最小ライン幅が小さいほど高精細な配線パターンが得られ、エッチング性に優れていることを意味する。結果を表 3に示す。

[0231] (実施例 2)

実施例 1にお、て、感光性榭脂組成物溶液のへキサメチレンジイソシァネートとテトラエチレンォキシドモノメタアタリレートの 1Z2モル比付加物を、下記構造式（2)で表される化合物に代えた以外は実施例 1と同様にしてパターン形成材料、及び積層体を調製した。

前記調製した積層体におけるパターン形成材料の感光層について、（a)解像度、 ( b)エッジラフネス、及び (c)エッチング性を、実施例 1と同様にして評価した。結果を表 3に示す。

なお、最短現像時間は 10秒であり、前記感光層を硬化させるために必要な光エネルギー量は 3mjZcm²であった。

[0232] [化 2]

構造式（2)

[0233] (実施例 3)

実施例 1にお、て、感光性榭脂組成物溶液のへキサメチレンジイソシァネートとテトラエチレンォキシドモノメタアタリレートの 1Z2モル比付加物を、下記構造式（3)に示す化合物に代えた以外は実施例 1と同様にしてパターン形成材料、及び積層体を調製した。

前記調製した積層体におけるパターン形成材料の感光層について、（a)解像度、 ( b)エッジラフネス、及び (c)エッチング性の評価を行った。結果を表 3に示す。

[0234] [化 3] Et一 C(CH₂OCH₂CH₂OCON H-(CH₂)₆-NHCOO-(CH₂CH₂0)₈CO"-" ) fefe式 (3)

[0235] (実施例 4)

実施例 1において、メチルメタタリレート Z2—ェチルへキシルアタリレート Zベンジルメタタリレート Zメタクリル酸共重合体 (共重合体組成 (質量比）： 50/20/7/23 、質量平均分子量： 90, 000、酸価 150)を、メチルメタタリレート Zスチレン Zベンジルメタタリレート Zメタクリル酸共重合体 (共重合体組成 (質量比）： 8/30/37/25 、質量平均分子量: 60, 000、酸価 163)に代えたこと以外は実施例 1と同様にしてパターン形成材料、及び積層体を調製した。

なお、最短現像時間は 10秒であり、感光層を硬化させるために必要な光エネルギ一直 i 3mjZ cm (？あつ 7こ。

[0236] (比較例 1)

実施例 1のパターン形成装置において、前記式 3に基づき N= 1として設定傾斜角度 Θを算出し、前記式 4に基づき ttan 0 ' = 1の関係を満たす値 tに最も近い自然数 Tを導出し、 N重露光 (N= l)を行ったこと以外は、実施例 1と同様にして (a)解像度、（b)エッジラフネス、及び (c)エッチング性の評価を行った。結果を表 3に示す。なお、最短現像時間は 10秒であり、感光層を硬化させるために必要な光エネルギ一直 ίま 3mj/ cm (？あつ 7こ。

[0237] 比較例 1における前記被露光面の露光の状態の例を、図 54に示した。図 54にお V、ては、ステージ 14を静止させた状態でパターン形成材料 12の被露光面上に投影される、一の露光ヘッド（例えば、 30 )が有する DMD36の使用可能なマイクロミラ

12

一 58からの光点群のパターンを示した。また、下段部分に、上段部分に示したような光点群のパターンが現れている状態でステージ 14を移動させて連続露光を行った際に、被露光面上に形成される露光パターンの状態を、一の露光エリア (例えば、 32 )について示した。

12

前記一の露光ヘッド (例えば、 30 )の理想的な状態からのずれの結果として、露光面上に現れるパターン歪みの一例であって、露光面上に投影された各画素列の傾斜角度が均一ではなくなる「角度歪み」が生じて、る。図 54の例に現れて、る角度歪みは、走査方向に対する傾斜角度が、図の左方の列ほど大きぐ図の右方の列ほど小さくなつている形態の歪みである。この角度歪みの結果として、図の左方に示した被露光面上に露光過多となる領域が生じ、図の右方に示した被露光面上に露光不足となる領域が生じる。

[0238] [表 3]

[0239] 表 3の結果から、比較例 1の配線パターンと比較して、 2重露光における解像度のばらつきと露光むらを補正した実施例 1〜4の配線パターンは高精細であり、エッジラフネスも小さぐまた、エッチング性に優れることがわ力つた。

産業上の利用可能性

[0240] 前記露光ヘッドの取付位置や取付角度のずれ、並びに前記描素部と前記パターン形成材料の露光面との間の光学系の各種収差、及び前記描素部自体の歪み等に起因するパターン歪みによる露光量のばらつきの影響を均し、前記パターン形成材料の被露光面上に形成される前記パターンの解像度のばらつきや濃度のむらを軽減することにより、前記パターンを高精細に、かつ効率よく形成可能であるため、高精細な露光が必要とされる各種パターンの形成などに好適に使用することができ、特に高精細な配線パターンの形成に好適に使用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 支持体上に感光層を有するパターン形成材料における該感光層を被処理基体上に積層した後、該感光層に対し、

を含むことを特徴とするパターン形成方法。

[2] 露光が複数の露光ヘッドにより行われ、使用描素部指定手段が、複数の前記露光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部のうち、前記ヘッド間つなぎ領域における N重露光を実現するために使用する前記描素部を指定する請求項 1に記載のパターン形成方法。

[3] 露光が複数の露光ヘッドにより行われ、使用描素部指定手段が、複数の前記露光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域以外の露光に関与する描素部のうち、前記ヘッド間つなぎ領域以外の領域における N重露光を実現するために使用する前記描素部を指定する請求項 2に記載のパターン形成方法。

[4] 設定傾斜角度 Θ力 N重露光数の N、描素部の列方向の個数 s、前記描素部の列方向の間隔 P、及び露光ヘッドを傾斜させた状態にお!、て該露光ヘッドの走査方向と直交する方向に沿った描素部の列方向のピッチ δに対し、次式、 spsin θ ≥Ν δ

ideal を満たす 0 に対し、の関係を満たすように設定される請求項 1から 3のい

iaeal iaeal

ずれかに記載のパターン形成方法。

[5] N重露光の N力 3以上の自然数である請求項 1から 4の!、ずれかに記載のパターン形成方法。

[6] 使用描素部指定手段が、

を備える請求項 1から 5のいずれかに記載のパターン形成方法。

[7] 使用描素部指定手段が、 N重露光を実現するために使用する使用描素部を、行単位で指定する請求項 1から 6のいずれかに記載のパターン形成方法。

[8] 光点位置検出手段が、検出した少なくとも 2つの光点位置に基づき、露光ヘッドを傾斜させた状態における被露光面上の光点の列方向と前記露光ヘッドの走査方向とがなす実傾斜角度 Θ 'を特定し、描素部選択手段が、前記実傾斜角度 Θ 'と設定傾斜角度 Θとの誤差を吸収するように使用描素部を選択する請求項 6から 7のいずれかに記載のパターン形成方法。

[9] 実傾斜角度 Θ 'が、露光ヘッドを傾斜させた状態における被露光面上の光点の列方向と前記露光ヘッドの走査方向とがなす複数の実傾斜角度の平均値、中央値、最大値、及び最小値の!/、ずれかである請求項 8に記載のパターン形成方法。

[10] 描素部選択手段が、実傾斜角度 Θ 'に基づき、 ttan Θ ' =N (ただし、 Nは N重露光数の Nを表す)の関係を満たす tに近い自然数 Tを導出し、 m行 (ただし、 mは 2以上の自然数を表す)配列された描素部における 1行目から前記 T行目の前記描素部を、使用描素部として選択する請求項 8から 9のいずれかに記載のパターン形成方法。

[11] 描素部選択手段が、実傾斜角度 θ Ίこ基づき、 ttan 0 ' =Ν (ただし、 Νは Ν重露光数の Νを表す)の関係を満たす tに近い自然数 Τを導出し、 m行 (ただし、 mは 2以上の自然数を表す)配列された描素部における、 (T+ 1)行目から m行目の前記描素部を、不使用描素部として特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として選択する請求項 8から 9のいずれかに記載のパターン形成方法。

[12] 描素部選択手段が、複数の描素部列により形成される被露光面上の重複露光領域を少なくとも含む領域にぉヽて、

の!、ずれかである請求項 6から 11に記載のパターン形成方法。

[13] 描素部選択手段が、複数の露光ヘッドにより形成される被露光面上の重複露光領域であるヘッド間つなぎ領域にぉヽて、

(2)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域の描素単位数と、露光不足となる領域の描素単位数とが等しくなるように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として選択する手段、

(3)理想的な N重露光に対し、露光過多となる領域の面積が最小となり、かつ、露光不足となる領域が生じないように、前記ヘッド間つなぎ領域の露光に関与する描素部から、不使用描素部を特定し、該不使用描素部を除いた前記描素部を、使用描素部として選択する手段、及び、

の!ヽずれかである請求項 6から 12の、ずれかに記載のパターン形成方法。

[14] 使用描素部指定手段において使用描素部を指定するために、使用可能な前記描素部のうち、 N重露光の Nに対し、（N— 1)列毎の描素部列を構成する前記描素部のみを使用して参照露光を行う請求項 5から 13のいずれかに記載のパターン形成方法。

[15] 使用描素部指定手段において使用描素部を指定するために、使用可能な前記描素部のうち、 N重露光の Nに対し、 1ZN行毎の描素部行を構成する前記描素部のみを使用して参照露光を行う請求項 5から 13のいずれかに記載のパターン形成方法

[16] 使用描素部指定手段が、光点位置検出手段としてスリット及び光検出器、並びに描素部選択手段として前記光検出器と接続された演算装置を有する請求項 1から 15 の!、ずれかに記載のパターン形成方法。

[17] N重露光の N力 3以上 7以下の自然数である請求項 1から 16のいずれかに記載のパターン形成方法。

[18] 光変調手段が、形成するパターン情報に基づいて制御信号を生成するパターン信号生成手段を更に有してなり、光照射手段から照射される光を該パターン信号生成手段が生成した制御信号に応じて変調させる請求項 1から 17のいずれかに記載のパターン形成方法。

[19] 光変調手段が、空間光変調素子である請求項 1から 18のいずれかに記載のパターン形成方法。

[20] 空間光変調素子が、デジタル ·マイクロミラー ·デバイス (DMD)である請求項 19に記載のパターン形成方法。

[21] 描素部が、マイクロミラーである請求項 1から 20のいずれかに記載のパターン形成方法。

[22] 光照射手段が、 2以上の光を合成して照射可能である請求項 1から 21のいずれかに記載のパターン形成方法。

[23] 光照射手段が、複数のレーザと、マルチモード光ファイバと、該複数のレーザからそれぞれ照射されたレーザビーム^^光して前記マルチモード光ファイバに結合させる集合光学系とを有する請求項 1から 22のいずれかに記載のパターン形成方法。

[24] 露光が、描素部における出射面の歪みによる収差を補正可能な非球面を有するマイク口レンズを配列したマイクロレンズアレイを通して行われる請求項 1から 23のいずれかに記載のパターン形成方法。

[25] 非球面がトーリック面である請求項 24に記載のパターン形成方法。

[26] 露光が、マイクロレンズの集光位置近傍に、該マイクロレンズを経た光のみが入射するように配列されたアパーチャが配置されてなるアパーチャアレイを通して行われる請求項 24から 25のいずれかに記載のパターン形成方法。

[27] 感光層が、バインダーと、重合性化合物と、光重合開始剤とを含む請求項 1から 26 の!、ずれかに記載のパターン形成方法。

[28] バインダーが、酸性基を有する請求項 27に記載のパターン形成方法。

[29] バインダー力ビュル共重合体である請求項 27から 28のいずれかに記載のパターン形成方法。

[30] バインダーの酸価が、 70〜250mgKOHZgである請求項 27力ら 29のいずれ力に記載のパターン形成方法。

[31] 重合性化合物が、ウレタン基及びァリール基の少なくともいずれかを有するモノマ一を含む請求項 27から 30のいずれかに記載のパターン形成方法。

[32] 光重合開始剤が、ハロゲン化炭化水素誘導体、へキサァリールビイミダゾール、ォキシム誘導体、有機過酸化物、チォ化合物、ケトンィ匕合物、芳香族ォ-ゥム塩及びメタロセン類力も選択される少なくとも 1種を含む請求項 27から 31のいずれかに記載のパターン形成方法。

[33] 感光層が、バインダーを 10〜90質量％含有し、重合性化合物を 5〜90質量％含有する請求項 1から 32のいずれかに記載のパターン形成方法。

[34] 感光層の厚みが、 1〜： LOO mである請求項 1から 33のいずれかに記載のパターン形成方法。

[35] 支持体が、合成樹脂を含み、かつ透明である請求項 1から 34のいずれかに記載のパターン形成方法。

[36] 支持体が、長尺状である請求項 1から 35のいずれかに記載のパターン形成方法。

[37] パターン形成材料力長尺状であり、ロール状に巻かれてなる請求項 1から 36のいずれかに記載のパターン形成方法。

[38] ノターン形成材料における感光層上に保護フィルムを形成する請求項 1から 37のいずれか〖こ記載のパターン形成方法。