WO2022162896A1 - 露光装置 - Google Patents

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WO2022162896A1
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light
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area
scanning axis
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晃一 村上
耕太郎 滝上
哲也 阿部
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株式会社ニコン
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    • G03F7/70625—Dimensions, e.g. line width, critical dimension [CD], profile, sidewall angle or edge roughness

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of exposure apparatuses.
  • Photomasks are used, for example, to manufacture display panels of display devices (such as liquid crystal displays or organic EL displays) and integrated circuits of semiconductor devices.
  • display devices such as liquid crystal displays or organic EL displays
  • an exposure apparatus for forming a desired exposure pattern on a work for manufacturing a photomask.
  • An exposure apparatus of the present invention comprises a light source that emits exposure light, an exposure pattern forming device arranged on an optical path of at least a part of the exposure light, and a control unit electrically connected to the exposure pattern forming device.
  • the exposure pattern forming apparatus comprises a plurality of exposure elements, and at least one of the plurality of exposure elements irradiates a predetermined exposure area of the workpiece with at least a part of the exposure light.
  • the control unit controls whether or not the workpiece is irradiated with exposure light through each exposure element by switching each exposure element to a first state or a second state.
  • a part of the exposure light that has passed through the second exposure element is sequentially irradiated onto a predetermined area of the predetermined exposure area as the workpiece and the exposure pattern forming device move relative to each other. Accumulate the amount of exposure.
  • the plurality of exposure elements are arranged two-dimensionally, and the first exposure element and the second exposure element are arranged in the same row among the plurality of exposure elements. It is a different exposure element.
  • control unit sequentially irradiates a part of the exposure light onto a predetermined area of the planned exposure area as the workpiece and the exposure pattern forming device move relative to each other.
  • the integrated exposure amount in a predetermined area is controlled based on the number of elements used.
  • control unit controls the integrated exposure time in the predetermined area based on the number of exposure elements in the first state.
  • control unit controls the width of the pattern formed in the predetermined area through the exposure process using the exposure light for the predetermined area by controlling the cumulative exposure amount in the predetermined area.
  • the amount of light in the central portion of the area where the planned exposure area is irradiated with part of the exposure light through the exposure element is greater than the amount of light in the peripheral portion of the irradiated area.
  • the exposure pattern forming apparatus is a digital mirror device
  • the exposure element is a mirror element having a reflecting surface that reflects part of the exposure light.
  • control unit controls a part of the exposure light that has passed through the first exposure element in the first state and the exposure light that has passed through the second exposure element in the first state.
  • a part of the light and the light are sequentially irradiated onto predetermined areas of the planned exposure area while the workpiece and the exposure pattern forming device are moved relative to each other, thereby accumulating the exposure amount in the predetermined area.
  • a collimating optical system for collimating at least part of the exposure light from the exposure pattern forming device, and at least part of the exposure light emitted from the collimating optical system onto a workpiece. It further comprises an objective optical system for directing and condensing light, and a driving device for displacing some optical members of the collimating optical system along an axis that intersects the optical axis of the objective optical system.
  • the control unit controls a part of the exposure light that has passed through the first exposure element in the first state and the exposure light that has passed through the second exposure element in the first state.
  • a part of the light is sequentially irradiated onto a predetermined area as the workpiece and the exposure pattern forming device are moved relative to each other along the main scanning axis, thereby accumulating the exposure amount in the predetermined area.
  • At least part of the exposure light that has passed through at least one exposure element of the exposure elements is applied to a partial area of the predetermined exposure area along a sub-scanning axis that intersects the main scanning axis with respect to the predetermined area.
  • a driver is controlled to displace a portion of the optical member along an axis that intersects the optical axis so that it is illuminated.
  • the plurality of exposure elements of the exposure pattern forming apparatus are two-dimensionally arranged, and the driving device is intended to correspond to the interval between the two-dimensionally adjacent exposure elements. part along an axis that intersects the optical axis so that the irradiation position of at least part of the light for exposure is displaced at an irradiation interval smaller than the irradiation interval of at least part of the light for exposure in the exposure region optical member.
  • the sub-scanning axis is an axis perpendicular to the main scanning axis
  • the control unit controls displacement of some optical members along an axis intersecting the optical axis and displacement along the main scanning axis.
  • the workpiece and the exposure pattern forming device are repeatedly moved relative to each other, and at least part of the exposure light that has passed through each of the plurality of exposure elements in the first state, which are different from each other, is transferred to the workpiece and the exposure pattern forming device.
  • the exposure amount is accumulated by irradiating the light through the plurality of exposure elements in the first state that are different from each other in each of the plurality of regions. to form an exposure area along an axis intersecting the main scanning axis and the sub-scanning axis.
  • control unit moves the workpiece and the exposure pattern forming device relative to each other along a main scanning axis, and further moves the workpiece and the exposure pattern forming device relative to each other along the main scanning axis. At least part of the exposure light that has passed through each of the plurality of exposure elements in the first state, which are different from each other, is moved relative to the workpiece and the exposure pattern forming device along the sub-scanning axis. Along with the movement, the exposure amount is integrated by sequentially irradiating a part of the predetermined exposure area along the sub-scanning axis with respect to the predetermined area.
  • the sub-scanning axis is an axis orthogonal to the main scanning axis
  • the control unit controls relative movement between the workpiece and the exposure pattern forming device along the main scanning axis, and movement along the sub-scanning axis.
  • the workpiece and the exposure pattern forming device are repeatedly moved relative to each other, and at least part of the exposure light that has passed through each of the plurality of exposure elements in the first state, which are different from each other, is transferred to the workpiece and the exposure pattern forming device.
  • the exposure amount is accumulated by irradiating the light through the plurality of exposure elements in the first state that are different from each other in each of the plurality of regions. to form an exposure area along an axis intersecting the main scanning axis and the sub-scanning axis.
  • control unit moves the workpiece and the exposure pattern forming device relative to each other along the main scanning axis so that at least exposure light passes through each of the plurality of exposure elements in the first state, which are different from each other.
  • a predetermined area along the main scanning axis by sequentially irradiating a part of the light onto an area adjacent to the predetermined area along the main scanning axis in the planned exposure area as the workpiece and the exposure pattern forming device move relative to each other. The amount of exposure in adjacent regions is integrated.
  • control unit controls the integrated exposure amount of the predetermined area and the area adjacent to the predetermined area along the main scanning axis, thereby controlling the area adjacent to the predetermined area along the main scanning axis.
  • the distance along the main scanning axis between a pattern formed in a predetermined area through an exposure process using exposure light and a pattern formed in an area adjacent to the predetermined area along the main scanning axis is controlled.
  • control unit transmits at least part of the exposure light that has passed through the plurality of exposure elements in the first state, which are different from each other, while relatively moving the workpiece and the exposure pattern forming device.
  • the control unit transmits at least part of the exposure light that has passed through the plurality of exposure elements in the first state, which are different from each other, while relatively moving the workpiece and the exposure pattern forming device.
  • the control unit moves the workpiece and the exposure pattern forming device relative to each other along the main scanning axis so that at least exposure light passes through each of the plurality of exposure elements in the first state, which are different from each other.
  • the exposure amount is accumulated by irradiating light through a plurality of exposure elements in the first state, which are different from each other, and an exposure area is formed along the main scanning axis.
  • the control unit directs at least part of the exposure light that has passed through each of the plurality of exposure elements in the first state, which are different from each other, to the workpiece and the exposure pattern forming device along the main scanning axis.
  • the control unit directs at least part of the exposure light that has passed through each of the plurality of exposure elements in the first state, which are different from each other, to the workpiece and the exposure pattern forming device along the main scanning axis.
  • the control unit relatively moves the workpiece and the exposure pattern forming device along the main scanning axis, and through the third exposure element in the first state among the plurality of exposure elements.
  • a part of the exposure light and a part of the exposure light that has passed through the fourth exposure element in the first state among the plurality of exposure elements are transferred between the workpiece and the exposure pattern forming device.
  • a third exposure for accumulating the amount of exposure in an area adjacent to the predetermined area by sequentially irradiating the predetermined exposure area along the sub-scanning axis perpendicular to the main scanning axis along with the relative movement along the main scanning axis.
  • the exposure element and the fourth exposure element are exposure elements different from the first exposure element and the second exposure element, respectively.
  • control unit controls the integrated exposure amount of the predetermined region and the region adjacent to the predetermined region along the sub-scanning axis, thereby It controls the spacing along the sub-scanning axis between a pattern formed in a predetermined region through an exposure process using exposure light for a matching region and a pattern formed in a region adjacent to the predetermined region along the sub-scanning axis.
  • control unit controls the workpiece and the exposure pattern based on the exposure pattern information including information about the position of the planned exposure area on the workpiece and information about the integrated exposure amount in each area of the planned exposure area. At least some of the plurality of exposure elements are switched to the first state or the second state along with the relative movement with the forming apparatus.
  • the control unit controls the plurality of exposure elements so that the integrated exposure amount of a predetermined area of the planned exposure area becomes a predetermined exposure amount based on information on defective exposure elements in the plurality of exposure elements.
  • the exposure elements a part of the exposure light that has passed through the exposure elements in the first state other than the defect exposure elements is irradiated onto a predetermined area along with the relative movement between the workpiece and the exposure pattern forming device.
  • the plurality of exposure elements of the second portion when at least one of the exposure elements of the first portion among the plurality of exposure elements included in the exposure pattern forming apparatus is a defective exposure element, the plurality of exposure elements The exposure elements of the second portion, which are different from the first portion, are used for exposure instead of the defect exposure elements so that the integrated exposure amount of the predetermined area becomes the predetermined exposure amount.
  • the plurality of exposure elements are arranged two-dimensionally, and the control unit arranges a portion of the first portion and a portion of the second portion in the same column among the plurality of exposure elements. and at least one of the exposure elements in the first part of the row is a defective exposure element, one of the exposure elements in the second part in the row instead of the defective exposure element Part of the exposure light that has passed through at least one exposure element among the exposure elements of the part is irradiated onto a predetermined area as the workpiece and the exposure pattern forming device move relative to each other.
  • the plurality of exposure elements are arranged two-dimensionally, and the light intensity distribution of at least a portion of the exposure light transmitted through at least a portion of the plurality of exposure elements is determined as follows: a light detection unit for detecting, the control unit generates defect exposure element information including information about the position of the defect exposure element in the two-dimensional array based on the light intensity distribution detected by the light detection unit; do.
  • An embodiment of the present invention further comprises a first exposure head including an exposure pattern forming device and at least one optical element, and a second exposure head including an exposure pattern forming device and at least one optical element, At least part of the exposure light transmitted through at least one exposure element among the plurality of exposure elements of the exposure pattern forming device in the first exposure head, and at least the exposure light applied to the first predetermined exposure area of the workpiece part of the exposure light through at least one exposure element among the plurality of exposure elements of the exposure pattern forming device in the second exposure head;
  • the control unit is used to irradiate at least a part of the exposure light onto the second predetermined exposure area of the control unit, and the relative position between the workpiece along the main scanning axis and the first exposure head and the second exposure head.
  • sub-scanning A first exposure area and a second exposure area are formed side by side along an axis.
  • any one of the second planned exposure areas is located between two first planned exposure areas.
  • first planned exposure regions there are a plurality of first exposure regions and a plurality of second exposure regions, and one first planned exposure region is adjacent to another first planned exposure region and is subjected to the first planned exposure.
  • a group of regions is formed, and any one first group of planned exposure regions is located between two second planned exposure regions.
  • FIG. 1 is a structural explanatory diagram showing an example of the overall structure of an exposure apparatus according to this embodiment
  • FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram of an optical path after passing through the exposure pattern forming apparatus of the embodiment
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of optical path changes when an example collimator lens moves.
  • 1 is a front view of an exposure pattern forming device
  • FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing that the workpiece and the exposure head of this embodiment continue to move relative to the main scanning axis
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing the light amount distribution of exposure light through the exposure pattern forming apparatus of the present embodiment
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the relationship between the integrated exposure amount in the planned exposure region of the exposure light and the range of the pattern formed through the exposure process and the development process of the embodiment;
  • FIG. 4 is a contour explanatory diagram showing an example of a pattern formed in a predetermined area in the planned exposure area of the work according to the present embodiment;
  • FIG. 11 is a contour explanatory diagram showing another example of a pattern formed in a predetermined area in the planned exposure area of the work according to the present embodiment;
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing patterns to be continuously exposed; It is explanatory drawing which shows the formation process of the pattern to the predetermined exposure area
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of the relationship between the integrated exposure amount in the planned exposure region of the exposure light and the range of the pattern formed through the exposure process and the development process of the embodiment;
  • FIG. 4 is a contour explanatory diagram showing an example of a pattern formed in a predetermined area in the
  • FIG. 4 is a process explanatory diagram showing an example of exposure pattern formation in a planned exposure area in an oblique direction according to the present embodiment; It is outline explanatory drawing which shows the modification of the exposure pattern of this embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing the position distribution of defective elements in the exposure pattern forming apparatus of the present embodiment;
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an exposure process in a planned exposure region corresponding to a different exposure element of the exposure pattern forming apparatus of the present embodiment; It is structural explanatory drawing which shows an example of the detection optical system of this embodiment. It is structural explanatory drawing which shows another example of the detection optical system of this embodiment.
  • FIG. 4 is a process explanatory diagram showing an example of exposure pattern formation in a planned exposure area in an oblique direction according to the present embodiment; It is outline explanatory drawing which shows the modification of the exposure pattern of this embodiment.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing the position distribution of defective elements in the exposure pattern forming apparatus of the present embodiment
  • FIG. 4 is a structural explanatory diagram showing an example of exposure patterns formed in corresponding planned exposure regions by different exposure elements according to the present embodiment
  • FIG. 4 is a structural explanatory diagram showing an example of exposure patterns formed in corresponding planned exposure regions by different exposure elements according to the present embodiment
  • FIG. 4 is a structural explanatory diagram showing an example of exposure patterns formed in corresponding planned exposure regions by different exposure elements according to the present embodiment
  • an XYZ orthogonal coordinate system defined by mutually orthogonal X, Y, and Z axes will be used to describe the positional relationship between the components that make up the exposure apparatus and the workpiece.
  • the X-axis direction and the Y-axis direction are assumed to be horizontal directions (that is, predetermined directions in the horizontal plane), and the Z-axis direction is the vertical direction (that is, a direction perpendicular to the horizontal plane, substantially vertical direction).
  • the +Z-axis direction is defined as upward (upper side)
  • the ⁇ Z-axis direction is defined as downward (lower side).
  • the X-axis is the main scanning axis
  • the Y-axis is the sub-scanning axis. Note that the main scanning axis and the sub-scanning axis need only intersect each other, and need not be orthogonal.
  • Exposure apparatus 1 of the present embodiment An exposure apparatus 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
  • FIG. In the exposure process the exposure apparatus 1 of the present embodiment uses light (exposure light) emitted by the exposure optical system 10 mounted on the exposure head HU to apply a resist agent (that is, a photosensitive agent).
  • the substrate, that is, the workpiece W is exposed.
  • a work W exposed by the exposure apparatus 1 is, for example, a glass substrate used for manufacturing a photomask.
  • the workpiece W may be a glass substrate used for manufacturing a display panel of a display device (for example, a liquid crystal display or an organic EL display) or a semiconductor wafer used for manufacturing an integrated circuit of a semiconductor device.
  • the resist agent of this embodiment can be a positive resist agent or a negative resist agent depending on the type of workpiece W to be exposed.
  • a pattern (resist pattern) is formed on the workpiece W by the development process after the exposure process.
  • the exposed portion of the positive resist agent undergoes a photochemical reaction and dissolves in the developer, while the unexposed portion is insoluble in the developer, leaving the unexposed portion on the substrate.
  • a pattern corresponding to the area scanned and exposed by the exposure head HU is formed on the substrate.
  • the exposed portion of the negative resist agent is insoluble in the developer due to cross-linking and curing, and the unexposed portion dissolves in the developer, leaving the exposed portion on the substrate.
  • the type of resist agent used in the manufacture of display panel exposure masks for display devices is a positive resist agent, which is used in the manufacture of exposure masks for integrated circuits of semiconductor devices.
  • a positive resist agent or a negative resist agent can be adopted according to actual needs.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an example of the overall structure of an exposure apparatus 1 of this embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing the optical path after passing through the exposure pattern forming device 12 of this embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of an optical path change when an example collimator lens moves.
  • the exposure apparatus 1 includes at least one exposure head HU, a substrate stage 20 and a control unit 30.
  • the exposure head HU includes an exposure optical system 10 and an autofocus optical system 40.
  • the mounted exposure optical system 10 includes an exposure light source 11 , an exposure pattern forming device 12 , a collimating optical system 13 and an objective optical system 14 .
  • the exposure light source 11 emits exposure light EL.
  • the exposure light EL is, for example, light in an ultraviolet wavelength band such as 405 nm. Note that the wavelength band of the exposure light EL may be another wavelength band.
  • the exposure pattern forming device 12, the collimating optical system 13, and the objective optical system 14 are arranged on the optical path of the exposure light EL (in other words, on the transmission path).
  • the exposure pattern forming device 12 is used to irradiate the workpiece W on the substrate stage 20 with the exposure light EL via the collimating optical system 13 and the objective optical system 14 . It should be noted that in this embodiment, in a situation where each exposure head HU is equipped with the exposure light source 11, the exposure pattern forming device 12 is positioned on the entire optical path of the exposure light EL. However, in another embodiment, the exposure light source 11 of each exposure head HU may be provided outside the exposure head, and the light may be incident on each exposure pattern forming device 12 of each exposure head HU using an existing optical member.
  • one exposure light source 11 is provided outside each exposure head HU, and an optical path design using existing optical members is used to divide the exposure light EL emitted from the one exposure light source 11 into a plurality of portions, and each exposure head HU is divided into a plurality of portions.
  • An exposure pattern forming device for the head may be provided on at least a part of the optical path of the exposure light EL.
  • the collimating optical system 13 collimates at least part of the exposure light EL from the exposure pattern forming device 12 .
  • the objective optical system 14 condenses at least part of the exposure light EL emitted from the collimating optical system 13 toward the work W.
  • the exposure apparatus 1 further includes a driving device 15 that displaces some optical members of the collimating optical system along an axis that intersects the optical axis O of the objective optical system 14 .
  • the driving device 15 is an existing device such as a piezo element.
  • the collimating optical system 13 is composed of a displacement optical system 131 and a variable magnification optical system 132 from the work W side.
  • the displacement optical system 131 moves through at least one of the plurality of exposure elements on the work W.
  • the irradiation position of at least part of the exposed light EL is moved.
  • the displacement optical system 131 is a part of the optical member of the collimating optical system, and is moved by the driving device 15 along an axis orthogonal to the optical axis O of the objective optical system 14 .
  • the driving device 15 is configured to be able to drive the displacement optical system 131 in the direction along the sub-scanning axis (Y-axis).
  • the displacement optical system 131 is displaced in the direction along the sub-scanning axis (Y-axis) by the driving device 15, the irradiation position of at least a part of the exposure light EL irradiated onto the workpiece W also moves along the sub-scanning axis (Y-axis). Y-axis).
  • the amount of movement of the irradiation position of at least part of the exposure light EL irradiated onto the workpiece W is determined by the displacement of the displacement optical system 131 in the direction along the sub-scanning axis (Y-axis) by the driving device 15. It can vary based on quantity.
  • the direction in which the displacement optical system 131 is displaced may not be along the sub-scanning axis (Y-axis), but may be along the main-scanning axis (X-axis). It may be a direction along an axis that intersects the (Y-axis) and the main scanning axis (X-axis).
  • the displacement optical system 131 does not have to be displaced along the axis perpendicular to the optical axis O, and the driving device 15 drives the displacement optical system 131 so as to displace it along the axis intersecting the optical axis O.
  • the displacement optical system 131 moves along an axis intersecting the optical axis O
  • the exposure light EL collimated by the displacement optical system 131 is displaced. It can be regarded as the image height of parallel light obliquely incident on the displacement optical system 131 from the side, and the image height and the focal length of the displacement optical system 131 have a certain mathematical relationship.
  • the collimated incident light is displaced from the other side to the collimator lens.
  • the displacement optical system 131 moves on an axis orthogonal to the optical axis O
  • fc the focal length of displacement optics 131 .
  • the collimated exposure light EL is displaced, it passes through the objective optical system 14, and the irradiation position on the work W also produces a displacement amount y' corresponding to the displacement amount y, and y' and y'.
  • the lens configuration of the displacement optical system 131 of the collimating optical system 13 is, in this embodiment, a cemented lens of two positive and negative lenses, specifically a cemented lens of a biconvex lens and a biconcave lens.
  • displacement optics 131 can also be a cemented lens of a concave meniscus lens and a plano-convex lens.
  • it may be a combination of a biconvex lens and a cemented lens of a biconvex lens and a biconcave lens, or a combination of a cemented lens of a biconvex lens and a biconcave lens and a convex meniscus lens, and the present invention is not limited to these. do not have.
  • variable magnification optical system 132 of the collimating optical system 13 includes a first lens group 132a, a second lens group 132b, a third lens group 132c, and a fourth lens group 132d.
  • the first lens group 132a and the fourth lens group 132d are lens groups whose positions are fixed.
  • the second lens group 132b and the third lens group 132c are lens groups that can move along the optical axis O independently of each other. For example, the second lens group 132b and the third lens group 132c can be moved by existing actuators such as motors.
  • the magnification of the image of the reflective surface of the exposing element of the DMD can be varied.
  • the refractive powers of the first lens group 132a to the fourth lens group 132d are positive, negative, positive, and positive, respectively.
  • the lens configuration of the first lens group 132a is a combination of a biconvex lens and a cemented lens of a biconvex lens and a biconcave lens.
  • the lens configuration of the second lens group 132b is a cemented lens of a biconcave lens and a concave meniscus lens.
  • the lens configuration of the lens group 132c is a combination of a plano-concave lens and a plano-convex lens
  • the lens configuration of the fourth lens group 132d is a biconvex lens.
  • the collimating optical system 13 is telecentric on the exposure pattern forming device 12 side in order to efficiently receive incident light (exposure light EL) from the exposure pattern forming device 12 .
  • the lens configurations of the first lens group 132a to the fourth lens group 132d described above are examples, and each lens configuration of the first lens group 132a to the fourth lens group 132d has at least one existing shape or characteristic. A configuration different from that described above, including a lens, may be used.
  • the displacement optical system 131 is subjected to aberration correction so as to eliminate aberration fluctuations due to XY displacement.
  • the exposure light EL from the exposure light source 11 is irradiated onto the workpiece W via the exposure pattern forming device 12, the collimating optical system 13, and the objective optical system 14. be.
  • the exposure light EL is converted into a desired pattern (in other words, a desired intensity distribution) by the exposure pattern forming device 12, and the desired exposure pattern is formed on the workpiece W (predetermined exposure area on the workpiece W). can be done.
  • the exposure pattern is an exposure area of a desired pattern formed on the resist of the workpiece W by exposing the resist agent. More specifically, when the scanning path of the exposure light EL for exposure is along the main scanning axis and the exposure light EL for continuous exposure is performed, the exposure pattern generated in the planned exposure area exhibits a linear shape.
  • the autofocus optical system 40 includes an autofocus light source 41, an objective optical system 14 shared with the exposure optical system 10, an autofocus collimator lens group 42, and a first autofocus lens having a predetermined focal depth. and a second autofocus detection optical system 44 having a depth of focus shallower than that of the first autofocus detection optical system 43 .
  • the autofocus light source 41 can provide the autofocus pattern image beam AL outside the photosensitive wavelength band of the resist layer.
  • the work W is irradiated via the objective optical system 14 shared with the autofocus optical system 40 , and the autofocus optical system 40 forms an image of the autofocus pattern with the autofocus pattern image beam AL reflected by the work W.
  • the autofocus pattern is a pattern between light and dark phases.
  • a dichroic mirror DN is installed on the optical path of the autofocus pattern image beam AL and the exposure light EL. Further, the autofocus pattern image beam AL and the exposure light EL enter from both sides of the dichroic mirror DN, and the dichroic mirror DN reflects one of the exposure light EL and the autofocus pattern image beam AL, The other of the light EL and the autofocus pattern image beam AL can be transmitted, and thus the autofocus pattern image beam AL and the exposure light EL are transmitted along the same direction after passing through the dichroic mirror DN, and the objective The work W is irradiated via the optical system 14 .
  • the substrate stage 20 is arranged below the exposure head HU.
  • the substrate stage 20 can hold the workpiece W. As shown in FIG.
  • the substrate stage 20 can hold the substrate so that the upper surface of the work W is parallel to the XY plane.
  • the substrate stage 20 can release the workpiece W it holds.
  • the work W is, for example, a glass substrate of several meters (m) square.
  • the substrate stage 20 can move along the plane of the substrate stage 20 (for example, the XY plane) while holding the workpiece W.
  • the substrate stage 20 can move along the X-axis direction.
  • the substrate stage 20 can be moved along the X-axis direction by operation of a substrate stage drive system including any motors.
  • the substrate stage 20 is movable along the Y-axis direction in addition to being movable along the X-axis direction.
  • the substrate stage 20 can be moved along the Y-axis direction by operation of a substrate stage drive system including optional motors.
  • the substrate stage 20 may be configured to be movable along the Z-axis direction.
  • the control unit 30 can control the operation of the exposure apparatus 1.
  • the control unit 30 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a read only memory (Read Only Memory, ROM), or a random access memory (Random Access Memory, RAM).
  • a CPU Central Processing Unit
  • ROM Read Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the control unit 30 controls the substrate stage drive system to perform step-and-repeat or continuous scan exposure. That is, the control unit 30 drives the substrate stage so that the exposure head HU holding the exposure pattern forming device 12 and the substrate stage 20 holding the workpiece W continue to move relative to each other along the predetermined main scanning axis or sub-scanning axis. You can control the system. As a result, the plurality of planned exposure regions of the work W are irradiated with the exposure light EL correspondingly.
  • the main scanning axis along which the exposure head HU and the substrate stage 20 move relative to each other is defined as the X-axis direction, and the Y-axis direction orthogonal to the X-axis direction is appropriately referred to as the "sub-scanning axis".
  • the relative movement of the main scanning axis or the sub-scanning axis involves moving the workpiece and the exposure pattern forming device (DMD) relative to each other along the main scanning axis or the sub-scanning axis, and moving the workpiece and the exposure head. It is synonymous with relative movement along the main scanning axis or the sub-scanning axis.
  • FIG. 4 is a front view of the exposure pattern forming apparatus
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing that the workpiece W and the exposure head HU of this embodiment continue to move relative to each other along the main scanning axis.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram showing the light quantity distribution of the exposure light through the exposure pattern forming apparatus of this embodiment.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of the relationship between the cumulative exposure amount in the planned exposure region of the exposure light EL for exposure and the range of the pattern EP formed through the exposure process and the development process according to the present embodiment.
  • the exposure pattern forming device 12 of the present embodiment is, for example, a digital micromirror device (DMD), and the exposure pattern forming device 12 has a plurality of exposure elements, Each exposing element is each micromirror of the DMD, and the plurality of exposing elements are arranged in two dimensions.
  • a micromirror is an element having a reflecting surface that reflects light.
  • the DMD is composed of 1920 ⁇ 1080 micromirrors, ie the DMD has 1920 ⁇ 1080 pixels.
  • the plurality of exposure elements in the same row are arranged side by side along the first direction D1, and the plurality of exposure elements are arranged side by side in the second direction, and the first direction is the same as the second direction D2.
  • a row represents the same arrangement along the first direction D1.
  • the arrangement along the first direction D1 can be called a row.
  • Each exposure element provided in the exposure pattern forming device 12 is configured so that the angle of the light reflection surface can be changed independently.
  • the reflective surface of the exposure element is set at the first angle
  • the light reflected by the reflective surface enters the workpiece W via the collimating optical system 13 and the objective optical system 14 .
  • the reflective surface of the exposure element is set at the second angle
  • the light reflected by the reflective surface does not enter the workpiece W because it enters a light absorbing member (not shown) and is absorbed.
  • the exposure pattern forming device 12 can form an exposure area of a desired pattern by selectively allowing at least part of the exposure light EL from the exposure light source 11 to enter the workpiece W.
  • the first angle is called the first state (in other words, ON state)
  • the second angle is called the second state (in other words, OFF state).
  • the control unit 30 controls a plurality of exposure pattern forming devices 12 as the exposure head HU holding the exposure pattern forming device 12 and the substrate stage 20 holding the workpiece W move relative to each other along the main scanning axis. Whether or not the workpiece W is irradiated with the exposure light EL through each exposure element is controlled by switching the exposure elements between the first state and the second state.
  • the inclination of the reflecting surfaces of the first exposure element DM1 and the second exposure element DM2 accompanying the relative movement between the exposure pattern forming device 12 (exposure head HU) and the workpiece W (substrate stage 20) (change between the first state and the second state).
  • FIG. 5 the control unit 30 controls a plurality of exposure pattern forming devices 12 as the exposure head HU holding the exposure pattern forming device 12 and the substrate stage 20 holding the workpiece W move relative to each other along the main scanning axis. Whether or not the workpiece W is irradiated with the exposure light EL through each exposure element is controlled by switching the exposure elements between the
  • the first exposure element DM1 and the second exposure element DM2 are different exposure elements in the same column of the plurality of exposure elements, and the control unit 30 , part of the exposure light EL that has passed through the first exposure element DM1 in the first state among the plurality of exposure elements, and the first exposure element DM1 among the plurality of exposure elements. is a part of the exposure light EL that has passed through the second exposure element DM2 in the different first state, and is sequentially applied to a predetermined exposure area in accordance with the relative movement between the workpiece W and the exposure pattern forming device 12. By irradiating the area RX, the amount of exposure in the predetermined area RX is accumulated.
  • the control unit The first state or second state of a plurality of exposure elements is controlled such that a predetermined region RX of the intended exposure area is sequentially irradiated by different exposure elements in different first states.
  • the accumulated exposure time of the exposure light at each location in the planned exposure region can be controlled. That is, the integrated exposure time of the predetermined region RX of the planned exposure region is the sum of the time (exposure time) during which the predetermined region RX is irradiated with at least part of the plurality of exposure light beams EL.
  • the control unit 30 causes each of the exposure pattern forming devices 12 to irradiate the exposure light EL as the workpiece W and the exposure pattern forming device 12 move relative to each other.
  • the integrated exposure time of the exposure light EL to each predetermined region RX of the planned exposure region can be controlled.
  • the exposure apparatus 1 can integrate the exposure amount of at least a part of the plurality of exposure light beams EL in the predetermined area RX of the corresponding planned exposure area.
  • the amount of exposure to each predetermined area RX of the planned exposure area of the workpiece W can be controlled based on the above method.
  • control unit 30 sequentially irradiates a part of the exposure light EL to a predetermined region RX of the planned exposure region as the workpiece W and the exposure pattern forming device 12 move relative to each other. Based on the number of elements, the integrated exposure time in the predetermined area RX is controlled, and further the integrated exposure amount in the predetermined area RX is controlled.
  • the exposure amount in the predetermined region RX of the planned exposure region is determined by the exposure intensity and exposure time of the exposure light EL that irradiates the predetermined region RX.
  • the exposure intensity of the exposure light EL and the time (ON time) during which the exposure element is in the first state are constant, part of the light of the exposure light EL is directed to a predetermined exposure area.
  • the integrated exposure amount that irradiates the predetermined region RX also changes accordingly.
  • the present invention is not limited to this.
  • control unit 30 changes at least one of the exposure intensity of the exposure light EL through each exposure element and the time during which each exposure element is in the first state (ON time).
  • the amount of exposure applied to the region RX may be controlled.
  • control unit 30 changes the number of exposure elements in the first state that irradiate a predetermined area RX of the planned exposure area with a part of the exposure light EL, and also changes the number of exposure elements through the respective exposure elements.
  • the amount of exposure applied to the predetermined area RX may be controlled by changing at least one of the exposure intensity of the light EL and the time (ON time) during which each exposure element is in the first state.
  • control unit 30 of the present embodiment controls a portion of the exposure light EL that has passed through the first exposure element DM1 in the first state among the plurality of exposure elements and a plurality of exposure light EL.
  • a portion of the exposure light EL that has passed through the second exposure element DM2 in the first state among the elements is sequentially applied to the predetermined exposure area as the workpiece W and the exposure pattern forming device 12 move relative to each other.
  • the predetermined region RX By irradiating the predetermined region RX, the amount of exposure in the predetermined region RX can be integrated.
  • the exposure dose (accumulated exposure dose) of the predetermined region RX of the planned exposure region of the workpiece W is equal to or greater than a predetermined threshold value Td (the predetermined threshold value Td is, for example, a resist (which is the standard value of the exposure dose to properly expose the agent), the resist agent thereon is exposed.
  • a predetermined threshold value Td is, for example, a resist (which is the standard value of the exposure dose to properly expose the agent)
  • the maximum number of irradiation times to a predetermined region RX on the workpiece W in the same row (for example, part of the exposure light EL is sequentially applied to the predetermined region RX as the workpiece W and the exposure pattern forming device 12 move relative to each other)
  • the maximum number of exposure elements that can be irradiated with light is set in advance, and at least a part of each exposure light EL
  • the required amount of light each time can be finely adjusted.
  • the pattern EP resist pattern
  • the maximum number of times of irradiation is 256 times (in other words, a maximum of 256 exposure elements are used to expose the predetermined area RX), but the present invention is not limited to this.
  • the amount of light in the central portion of the area where the planned exposure area is irradiated with part of the exposure light EL through one exposure element in the first state is The amount of light in the peripheral portion of the illuminated area is greater.
  • the center of the area where the planned exposure area is irradiated with the light is diffracted by the micromirrors of the digital micromirror device.
  • the amount of light in the part becomes larger than the amount of light in the peripheral part. Therefore, as shown in FIG. 7, the area to which the exposure amount equal to or higher than the threshold value Td is applied expands in the exposure area (exposed resist layer) on the workpiece W as the integrated exposure amount increases.
  • the size of the pattern EP formed on the exposure area of the workpiece W through is also enlarged to Px1, Px2, and Px3. That is, the relationship between the sizes Px1, Px2, and Px3 of the pattern EP formed in the exposure region through the exposure process and the development process of the work W and the integrated exposure amount of the exposure light EL to the planned exposure region is positive. It has correlation properties.
  • the increase in the integrated exposure amount is controlled by controlling the number of times of irradiation, but the present invention is not limited to this, and in another embodiment, the light amount of the exposure light EL Alternatively, by controlling the exposure time (irradiation time of the exposure light EL) of each time, the cumulative exposure amount can be controlled, thereby achieving control of the size of the pattern EP.
  • FIG. 8 is a contour explanatory diagram showing an example of the pattern EP formed in the predetermined area RX in the planned exposure area of the workpiece W of the present embodiment.
  • FIG. 9 is a contour explanatory diagram showing another example of the pattern EP formed in the predetermined area RX in the planned exposure area of the workpiece W of the present embodiment.
  • the planned exposure area can be composed of a plurality of predetermined areas RX. corresponds to an area where the work W is irradiated with part of the light.
  • the control unit 30 controls a plurality of exposure elements (for example, the first exposure element) in the same row as the workpiece W and the exposure pattern forming device 12 (exposure head HU) move relative to each other.
  • the pattern EP is formed after the development step by sequentially turning the element DM1 and the second exposure element DM2 into the first state (on) and integrating the exposure amount in the predetermined area RX in the corresponding planned exposure area. be.
  • the relationship between the size of the pattern formed in the exposure region through the exposure process and the development process of the work W and the integrated exposure amount of the planned exposure region by the exposure light EL has a positive correlation characteristic. Therefore, the width in the direction along the sub-scanning axis of the pattern EP in the predetermined region RX formed by at least part of the plurality of exposure light beams EL and the integrated exposure amount of the predetermined region RX by the exposure light beam EL The relationship between also has a positive correlation property.
  • control unit 30 controls the integrated exposure amount of the same predetermined region RX (that is, the sum of the exposure amounts of at least a part of the exposure light EL irradiated to the same predetermined region RX), thereby controlling the predetermined
  • the width of the pattern EP in the region RX along the main scanning axis and the width along the sub-scanning axis orthogonal to the main scanning axis can be controlled.
  • control unit 30 of the exposure apparatus 1 controls the integrated exposure amount in the predetermined region RX, thereby controlling the pattern EP formed in the predetermined region RX through the exposure process using the exposure light EL for the predetermined region RX. Control width. Further, the exposure apparatus 1 forms connection or separation of patterns EP in different predetermined regions RX by controlling the integrated exposure amount of each predetermined region RX, thereby forming a precise pattern EP on the workpiece W. can be done.
  • the control unit 30 relatively moves the workpiece W and the exposure pattern forming device 12 along the main scanning axis, and performs exposure via a plurality of different exposure elements in the first state. At least a part of the light EL is directed to a predetermined area RX (herein referred to as RX1) in the planned exposure area along the main scanning axis in accordance with the relative movement between the workpiece W and the exposure pattern forming device 12. By irradiating the adjacent area RX2, the exposure amount in the area RX2 adjacent to the predetermined area RX1 along the main scanning axis is accumulated.
  • the predetermined area RX1 and the predetermined area RX2 may be exposed (accumulated desired exposure amount) by one relative movement of the workpiece W and the exposure pattern forming device 12 along the main scanning axis. and the exposure pattern forming device 12 may be separately moved relative to each other along the main scanning axis to expose the predetermined region RX1 and the predetermined region RX2 (accumulate the desired exposure amount).
  • the control unit 30 sequentially directs at least part of the exposure light EL that has passed through each of the exposure elements to a predetermined region RX1 along the main scanning axis while relatively moving the workpiece W and the exposure pattern forming device 12.
  • the adjacent region RX2 By irradiating the adjacent region RX2, the exposure amount in the region RX2 adjacent to the predetermined region RX1 along the main scanning axis is accumulated.
  • the plurality of exposure elements for irradiating the predetermined region RX1 of the planned exposure region are the plurality of exposure elements in the same row.
  • the plurality of exposure elements of the exposure pattern forming device 12 used for the exposure of the predetermined region RX2 are the plurality of exposure elements (the first exposure element DM1 and the second exposure element DM2) used for the predetermined region RX1. ) or a plurality of other exposure elements in the same column as the first exposure element DM1 and the second exposure element DM2.
  • the control unit 30 controls the integrated exposure amount of the predetermined region RX1 and the region RX2 adjacent to the predetermined region RX1 along the main scanning axis, so that the region RX2 adjacent to the predetermined region RX1 along the main scanning axis is exposed.
  • the interval G in the main scanning axis between the pattern EP formed in the predetermined region RX1 through the exposure process with the exposure light EL and the pattern EP formed in the region RX2 adjacent to the predetermined region RX1 along the main scanning axis is controlled. . More specifically, the size of the pattern EP formed in each of the predetermined regions RX1 and RX2 can be changed according to the integrated exposure amount applied to each of the predetermined regions RX1 and RX2 (see FIG. 7). Therefore, the control unit 30 controls the interval G in the main scanning axis between the patterns EP formed in the predetermined regions RX1 and RX2 by controlling the integrated exposure dose given to the predetermined regions RX1 and RX2. be able to.
  • the control unit 30 causes the workpiece W and the exposure pattern forming device 12 to move relative to each other along the main scanning axis, and selects one of the plurality of exposure elements in the first state.
  • Part of the exposure light EL that has passed through the third exposure element DM3 and part of the exposure light EL that has passed through the fourth exposure element DM4 in the first state among the plurality of exposure elements are sequentially irradiated along the sub-scanning axis perpendicular to the main scanning axis in the predetermined exposure area as the workpiece W and the exposure pattern forming device 12 move relative to each other along the main scanning axis, thereby forming a predetermined area.
  • RX (herein referred to as RY1) is made to integrate the exposure amount in the adjacent region RY2.
  • the predetermined area RY1 and the predetermined area RY2 may be exposed (accumulated desired exposure amount) by one degree of relative movement between the workpiece W and the exposure pattern forming device 12 along the main scanning axis. and the exposure pattern forming device 12 may be separately moved relative to each other along the main scanning axis to expose the predetermined region RY1 and the predetermined region RY2 (accumulate the desired exposure amount).
  • the third exposure element DM3 and the fourth exposure element DM4 are a plurality of exposure elements in the same column, and the third exposure element DM3 and the fourth exposure element DM4
  • the column in which is located is different from the column in which the first exposure element DM1 and the second exposure element DM2 are located.
  • the positions of the first exposure element and the second exposure element on the DMD and the positions of the third exposure element DM3 and the fourth exposure element DM4 on the DMD do not need to be adjacent to each other. It is sufficient that the row in which the first exposure element DM1 and the second exposure element DM2 are positioned and the row in which the third exposure element DM3 and the fourth exposure element DM4 are positioned are adjacent to each other.
  • the plurality of exposure elements for irradiating the region RY2 adjacent to the predetermined region RY1 in the planned exposure region along the sub-scanning axis orthogonal to the main scanning axis are the plurality of exposure elements ( For example, a third exposure element DM3 and a fourth exposure element DM4), and a plurality of exposure elements (for example, a first exposure element DM3 and a fourth exposure element DM4) for irradiating this row and a predetermined area RY1 in the intended exposure area.
  • the columns in which the element DM1 and the second exposure element DM2) are located are different and adjacent to each other.
  • control unit 30 controls the integrated exposure amount of the predetermined region RY1 and the region RY2 adjacent to the predetermined region RY1 along the sub-scanning axis, thereby controlling the predetermined region RY1 and the predetermined region RY1 along the sub-scanning axis.
  • the spacing G on the axis can be controlled.
  • the size of the pattern EP formed in each of the predetermined regions RX1 and RX2 can be changed according to the integrated exposure amount applied to each of the predetermined regions RY1 and RY2 (see FIG. 7). Therefore, the control unit 30 controls the interval G in the sub-scanning axis between the patterns EP formed in the predetermined regions RY1 and RY2 by controlling the integrated exposure dose given to the predetermined regions RY1 and RY2. be able to.
  • the exposure apparatus controls the connection or separation of the patterns EP in different regions RY1 and RY2 along the main scanning axis by controlling the integrated exposure amount for each region RY1 and RY2 along the sub-scanning axis. is made possible, whereby a precise layout pattern can be formed on the workpiece W.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing patterns to be continuously exposed.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram showing a process of forming a pattern EP in a planned exposure area in an oblique direction in the prior art.
  • FIG. 12 is a process explanatory diagram showing an example of forming an exposure pattern in a planned exposure area in an oblique direction according to this embodiment.
  • the pattern EP generated in the planned exposure area exhibits a linear shape.
  • the meaning of continuous exposure is that the control unit 30 controls part of the exposure light EL that has passed through the first exposure element DM1 in the first state and the second exposure element DM2 in the first state.
  • a predetermined area RX of the planned exposure area is sequentially irradiated with a part of the exposure light EL that has passed through the workpiece and the exposure pattern forming device while relatively moving the work and the exposure pattern forming device, thereby accumulating the exposure amount in the predetermined area RX.
  • the exposure head including the exposure pattern forming device and the workpiece continue to move relative to each other, and the exposure amount is accumulated in a plurality of predetermined regions RX.
  • the patterns EP in the plurality of predetermined regions RX can be continuously connected to each other along the main scanning axis to form a linear pattern EP.
  • the pattern EP refers to a partial pattern formed in a plurality of predetermined regions through the exposure process and the development process of the workpiece W
  • the oblique line pattern EPS is an overall pattern composed of a plurality of patterns EP. be. That is, the oblique line pattern EPS is the overall contour of the pattern formed on the workpiece through the exposure process and the development process.
  • oblique pattern EPS when forming oblique pattern EPS by a conventional exposure method, different patterns EP are formed by different exposure elements in different columns, and these different patterns EP are formed. By controlling the relative positions of the , oblique line patterns EPS are combined and formed.
  • the width in the sub-scanning axis direction between the patterns EP in the predetermined areas RX of different planned exposure areas is limited corresponding to the width (pitch) between the exposure elements. (fixed). Therefore, it has been difficult to form an oblique line pattern EPS with a smooth outline.
  • control unit 30 controls that at least part of the exposure light EL that has passed through at least one exposure element of the plurality of exposure elements is projected along the sub-scanning axis with respect to the predetermined region RX. At least part of the exposure light EL that has passed through at least one of the plurality of exposure elements is shifted by the displacement optical system 131 of the collimating optical system 13 so that a partial area of the exposure area is irradiated.
  • the drive 15 can be controlled to displace the illuminated area.
  • the exposure light that has passed through at least one exposure element of the plurality of exposure elements travels along the sub-scanning axis that intersects the main scanning axis with respect to the predetermined area RX.
  • the driving device 15 is controlled to displace the displacement optical system 131 along an axis orthogonal to the optical axis so that a partial area of the planned exposure area is irradiated.
  • the direction in which the displacement optical system 131 is displaced is the direction of the sub-scanning axis.
  • the driving device 15 controls at least part of the exposure light in the planned exposure region corresponding to the interval between the two-dimensionally adjacent exposure elements arranged in the exposure pattern forming device 12.
  • a part of the displacement optical system 131 is displaced along an axis intersecting the optical axis so that the irradiation position of at least part of the exposure light is displaced at an irradiation interval smaller than the irradiation interval of .
  • the hatched pattern EPS indicates the overall pattern formed by connecting the patterns EP1, EP2, EP3, and EP4 in a plurality of regions.
  • Each area (RXY1, RXY2, RXY3, RXY4) of the planned exposure area is an area where a part of the exposure light EL is irradiated onto the workpiece W through one exposure element in the first state. handle.
  • each area (RXY1, RXY2, RXY3, RXY4) can be called a predetermined area RX.
  • the control unit 30 sequentially changes a plurality of first states in different columns of the exposure pattern forming device 12 .
  • At least a part of the exposure light EL that has passed through the exposure elements is used to form the area RXY1 (predetermined area RX) and the integrated exposure amount of the area RXY3 along the axis intersecting the main scanning axis and the sub-scanning axis with respect to the area RXY1, thereby forming the pattern EP1 in the predetermined area RXY1 through the development process. and the size of the pattern EP3 formed in the region RXY3 through the development process can be controlled.
  • the workpiece W and the exposure head HU move relative to each other in the first direction along the main scanning axis.
  • the driving device 15 is controlled to displace the system 131 in the direction along the sub-scanning axis.
  • the control unit 30 the irradiation position of the exposure light EL on the work W moves in the direction along the sub-scanning axis (for example, moves in the sub-scanning axis direction by OT as shown in FIG. 12).
  • the control unit 30 relatively moves in a second direction opposite to the first direction along the main scanning axis, and likewise moves each of the exposure elements in the first state in different columns.
  • At least a part of the light of the exposure light EL is used to control the integrated exposure amount of the area RXY2 of the planned exposure area and the area RXY4 along the axis intersecting the main scanning axis and the sub-scanning axis with respect to the area RXY2.
  • the size of the pattern EP2 formed in the predetermined area RXY2 through the development process and the size of the pattern EP4 formed in the area RXY4 through the development process can be controlled.
  • the displacement optical system 131 is displaced by a predetermined amount in the direction along the sub-scanning axis. Then, by repeating the step of cumulatively exposing each region (RXY2, RXY4) along with the relative movement in the second direction opposite to the first direction along the main scanning axis, after the development step, the oblique line pattern EPS (Diagonal patterns including patterns EP1, EP2, EP3, and EP4) can be formed on the workpiece.
  • EPS Diagonal patterns including patterns EP1, EP2, EP3, and EP4
  • each area RXY1, RXY2, RXY3, RXY4
  • the size of each pattern EP1, EP2, EP3, EP4
  • can be reduced from each area RXY1, RXY2, RXY3, RXY4).
  • control unit 30 repeats the displacement OT of the displacement optical system 131 and the relative movement between the work W and the exposure head HU along the main scanning axis, and also repeats a plurality of different first states. At least a part of the exposure light EL through each of the exposure elements is sequentially irradiated to each of the plurality of areas in the planned exposure area as the workpiece W and the exposure pattern forming device 12 move relative to each other. , in each of the plurality of regions, by irradiating light through a plurality of exposure elements in the first state different from each other, the amount of exposure is integrated to form an exposure region along an axis intersecting the main scanning axis and the sub-scanning axis; be able to.
  • the exposure apparatus 1 can form a precise pattern on the workpiece W by controlling the cumulative exposure amount of a plurality of areas.
  • the displacement amount OT for displacing the irradiation position of at least a part of the workpiece W with the exposure light EL is, for example, one exposure light EL is half the width in the direction of the sub-scanning axis in the region (in other words, one predetermined region RX) irradiated with part of the light onto the work W, but the present invention is not limited to this, and the displacement amount is , the width of a region (in other words, one predetermined region RX) in which part of the exposure light EL is irradiated onto the work W through one exposure element in the first state.
  • the shaped diagonal pattern EPS can be adapted to a variety of different boundary coverage requirements.
  • the irradiation position on the workpiece (resist) is moved by displacing the displacement optical system 131 to form the oblique line pattern EPS.
  • the method of moving the position is not limited to the formation of the slanting line pattern EPS.
  • patterns of any shape can be used. It can also be used for forming.
  • a method of displacing the displacement optical system 131 to move the irradiation position on the workpiece and the formation of a pattern of any shape other than the formation of the slanted line pattern EPS, and a method of moving the irradiation position on the work, and a plurality of exposure pattern forming apparatuses 12 It is possible to combine with the method of controlling the cumulative exposure amount to a predetermined area of the planned exposure area by at least a part of the exposure light EL that has passed through the exposure element.
  • control unit 30 has a pattern in which the predetermined area RX and the area adjacent to the predetermined area RX are spaced along the main scanning axis or the sub-scanning axis. EP, but the invention is not limited thereto. In a modification, these may not be adjacent to multiple regions different from the predetermined region RX.
  • FIG. 13 is a contour explanatory diagram showing a modified example of the exposure pattern of this embodiment.
  • the control unit 30 directs at least part of the exposure light EL through the plurality of exposure elements in the first state, which are different from each other.
  • a plurality of exposure elements in the first state different from each other in each of the plurality of regions RX
  • the exposure amount can be accumulated to form an exposure area along the main scanning axis.
  • At least part of the exposure light EL that has passed through the exposure element is sequentially moved along the main scanning axis in the planned exposure area while the workpiece W and the exposure pattern forming device 12 are moved relative to each other along the main scanning axis. irradiate the plurality of regions RX along.
  • control unit 30 can also move, for example, the substrate stage 20 holding the workpiece W along the sub-scanning axis with respect to the exposure head HU.
  • control unit 30 directs at least part of the exposure light EL that has passed through at least one of the plurality of exposure elements to a predetermined exposure area RX along the sub-scanning axis.
  • the workpiece W and the exposure pattern forming device 12 can also be moved relative to each other along the sub-scanning axis so as to irradiate a part of the area.
  • control unit 30 controls relative movement between the work W and the exposure head HU along the main scanning axis and relative movement between the work W and the exposure head HU along the sub-scanning axis. are repeated, and the exposure process similar to that of the above embodiment is repeated. That is, the control unit 30 sequentially changes at least a part of the exposure light EL through the plurality of exposure elements in the first state, which are different from each other, according to the relative movement between the workpiece W and the exposure head HU.
  • the exposure amount is integrated, and the main scanning axis and the sub scanning axis forming an exposed region along an axis intersecting the .
  • control unit 30 directs at least part of the exposure light EL that has passed through at least one exposure element among the plurality of exposure elements to the predetermined area RX in a sub-scanning direction that intersects the main scanning axis.
  • the workpiece W and the exposure pattern forming device 12 can also be moved relative to each other so as to irradiate a partial region of the planned exposure region along the axis.
  • a pattern EP is formed on the workpiece W by controlling the movement of part of the exposure light EL reflected by the exposure element of the exposure pattern forming device 12 along the main scanning axis and the sub-scanning axis. can be formed.
  • the exposure apparatus 1 controls the integrated exposure amount of a plurality of regions, and controls part of the exposure light EL reflected by the exposure elements of the exposure pattern forming apparatus 12 in the main scanning axis and the sub-scanning axis. By controlling movement, a precise layout pattern can be formed on the workpiece W.
  • FIG. 1
  • control unit 30 includes a CPU (Central Processing Unit CPU) 31 , a memory 32 , an input section 33 , an operation device 34 and a display device 35 .
  • CPU Central Processing Unit CPU
  • the CPU 31 calculates an exposure pattern to generate exposure pattern information, and also generates corrected exposure pattern information based on the information on the defective exposure elements of the exposure pattern forming device 12 .
  • the information on the defective exposure element is, for example, information on the position of the defective exposure element among the plurality of exposure elements in the exposure pattern forming apparatus 12 (for example, the ID of the defective exposure element and the information on the exposure pattern forming apparatus 12 coordinates of the defect exposure element in ).
  • the CPU 31 calculates the layout of the exposure pattern and controls the order and timing of setting the plurality of exposure elements to the first state (ON state). Specifically, CPU 31 solves an optimization problem or a mathematical programming problem to calculate an exposure pattern that satisfies the required calculation conditions, thereby calculating the exposure pattern. Specific examples of necessary calculation conditions include conditions for optimizing the amount of exposure (DOSE amount) and depth of focus (Depth Of Focus, DOF) (so-called process window optimization).
  • the CPU 31 can substantially function as an electronic design automation (EDA) tool.
  • EDA electronic design automation
  • the CPU 31 can also function as an EDA tool by executing a computer program for causing the CPU 31 to perform exposure pattern calculation operations.
  • the memory 32 stores a computer program for causing the CPU 31 to perform exposure pattern calculation operations.
  • the computer program for causing the CPU 31 to execute the calculation operation of the exposure pattern can also be recorded in an external memory device (for example, hard disk or optical disk) or the like.
  • the memory 32 also temporarily stores intermediate data generated during the exposure pattern calculation operation by the CPU 31 .
  • the input unit 33 accepts input of various data for causing the CPU 31 to perform exposure pattern calculation operations. For example, inputs such as exposure pattern information indicating an exposure pattern to be formed on the workpiece W and information on defective exposure elements of the exposure pattern forming device 12 may be received.
  • the operation device 34 receives the user's operation on the control unit 30 .
  • the operating device 34 includes, for example, at least one of a keyboard, mouse and touch panel.
  • the CPU 31 can also perform the calculation operation of the exposure pattern according to the user's operation received by the operation device 34 .
  • the control unit 30 may not include the operation device 34 in some cases.
  • the display device 35 can display necessary information.
  • display device 35 may directly or indirectly display information indicating the state of control unit 30 .
  • display device 35 may directly or indirectly display the exposure pattern calculated by control unit 30 .
  • the display device 35 may directly or indirectly display any information related to the exposure pattern calculation operation.
  • the control unit 30 may not have the display device 35 in some cases.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram showing the positions of the defect exposure elements in the exposure pattern forming apparatus 12 of this embodiment.
  • 15A and 15B are explanatory diagrams showing the process of exposing different exposure elements to corresponding planned exposure regions in the exposure pattern forming apparatus 12 of the present embodiment.
  • the defective exposure element includes, for example, an exposure element that cannot be switched between the first state (on state) and the second state (off state) due to a failure, or a damaged or missing exposure element. .
  • the CPU 31 provided in the control unit 30 generates exposure pattern information indicating an exposure pattern.
  • the exposure pattern information is data representing the content of the exposure pattern (that is, the pattern layout) calculated so as to satisfy the specified design rule, and is related to the position of the planned exposure area on the workpiece. and information on the integrated exposure amount in each area of the planned exposure area.
  • control unit 30 sets at least some of the plurality of exposure elements to the first state or the second state as the workpiece W and the exposure pattern forming device 12 move relative to each other. switch to state.
  • control unit 30 controls the exposure of the plurality of exposure elements so that the integrated exposure amount of the predetermined area RX of the planned exposure area becomes the predetermined exposure amount based on the information of the defective exposure elements in the plurality of exposure elements.
  • a part of the exposure light EL that has passed through the exposure elements in the first state other than the defect exposure elements is irradiated onto the predetermined area RX as the workpiece W and the exposure pattern forming device 12 move relative to each other.
  • the first portion of the plurality of exposure elements and the The exposure elements of the second portion which are different from each other, are used for exposure instead of the defect exposure elements so that the integrated exposure amount of the predetermined area RX becomes the predetermined exposure amount.
  • a part of the first portion and a part of the second portion are included in the same row of a plurality of exposure elements, and at least one of the exposure elements of the part of the first portion in the row is used for exposure.
  • the element is a defect exposure element
  • part of the exposure light EL is transmitted through at least one of the exposure elements of the second portion of the row instead of the defect exposure element. is irradiated onto the predetermined region RX as the workpiece W and the exposure pattern forming device 12 move relative to each other.
  • some of the exposure elements a, b, and c in the first region R1 of the exposure pattern forming apparatus 12 (in other words, a plurality of exposure elements included in the exposure pattern forming apparatus 12). (i.e., if exposure elements a, b, and c are defective exposure elements), exposure through Since the predetermined region RX of the work W cannot be irradiated with the light EL as planned, the exposure amount of the predetermined region RX (exposure pattern) of the work W becomes insufficient.
  • the control unit 30 replaces the defect exposure elements a, b, and c with some exposure elements a1, b1, and c1 in the second region R2 of the exposure pattern formation device 12 (in other words, the exposure pattern formation device). 12) can be used to irradiate the predetermined region RX with the exposure light EL. That is, the exposure elements in the second region R2 of the exposure pattern forming device 12 can be used as substitutes for the defective exposure elements in the first region R1 of the exposure pattern forming device 12.
  • the exposure elements in the second region R2 of the exposure pattern forming device 12 are irradiated with the exposure light EL (exposure) when there is no defective exposure element in the first region R1 of the exposure pattern forming device 12. ), and when a defective exposure element is included in the first region R1 of the exposure pattern forming device 12, the spare is used for irradiation (exposure) of the exposure light EL instead of the defective exposure element. It may be used as an exposure element.
  • FIG. 15 shows the exposure process of the predetermined area RX corresponding to the first row of exposure elements EU1 having no defects in the exposure pattern forming apparatus 12.
  • (b) of FIG. 15 shows the exposure process of the predetermined area RX corresponding to the second row of exposure elements EU2 including the exposure element a having the defect in the exposure pattern forming apparatus 12.
  • FIG. shows the exposure process of the predetermined area RX corresponding to the exposure elements EU3 of the third row including the exposure elements b and c having defects in the exposure pattern forming device 12.
  • FIG. 15A and 15B the exposure light EL passing through the plurality of exposure elements in the same row is sequentially applied to one predetermined area RX as the work W and the exposure pattern forming device 12 move relative to each other.
  • FIG. 4 is a diagram showing the concept of accumulating the amount of exposure to a predetermined area RX by irradiating.
  • the exposure elements in the first region R1 of the first row of exposure elements EU1 in the first state are replaced. At least a part of the light beam EL for exposure through the exposure light beam EL sequentially irradiates the corresponding predetermined regions RX, and then the cumulative exposure amount of the corresponding predetermined regions RX becomes a desired amount.
  • the exposure element EU1 in the first row has a defective exposure element a.
  • the integrated exposure dose to the predetermined region RX corresponding to the defect exposure element a does not increase.
  • the exposure element a1 in the second region R2 of the exposure pattern forming device 12 it is possible to use the exposure element a1 in the second region R2 of the exposure pattern forming device 12 to control the predetermined region RX to be irradiated with the exposure light EL. Therefore, at least part of the exposure light EL that has passed through the exposure element a1 in the first state can irradiate the predetermined region RX, and the integrated exposure amount to the predetermined region RX increases.
  • the integrated exposure amount of the predetermined region RX is reduced to the desired value. amount.
  • the second row of exposure elements EU2 has defect exposure elements b and c. Since it becomes impossible to irradiate the predetermined region RX of the workpiece W with the exposure light EL through the defect exposure elements b and c as planned, the cumulative exposure to the predetermined region RX corresponding to the defect exposure elements b and c is not possible. quantity cannot be increased.
  • the exposure elements b1 and c1 in the second region R2 of the exposure pattern forming device 12 can be used to control the predetermined region RX to be irradiated with the exposure light EL.
  • the exposure elements b1 and c1 in the first state can irradiate the predetermined region RX, and the integrated exposure amount to the predetermined region RX increases.
  • the exposure elements b1 and c1 in the second region R2 of the exposure pattern forming device 12 sequentially irradiate the corresponding predetermined area RX. is the desired amount.
  • the exposure apparatus 1 can be provided with the detection optical system 50, and the detection optical system 50 can be provided with the detection unit DU.
  • the detection unit DU detects the light intensity distribution of at least part of the exposure light EL that has passed through at least part of the plurality of exposure elements
  • the control unit 30 detects the light intensity distribution detected by the detection unit DU. Based on this, information on the defect exposure elements including information on the positions of the two-dimensionally arrayed defect exposure elements is generated.
  • the control unit 30 forms the detection light DL with at least part of the exposure light EL of the exposure pattern forming device 12, and controls the detection unit DU to be arranged on the optical path of the detection light DL. be able to.
  • the detection unit DU detects the light intensity distribution of the detection light DL, and obtains information on the defect exposure elements arranged two-dimensionally in the exposure pattern forming device 12, for example, the positions of the defect exposure elements. The information can be obtained, and the detection unit DU is electrically connected with the control unit 30 and can feed back the information of the defective exposing element and store it in the control unit 30 .
  • the detection unit DU may be an imaging device such as a CCD or CMOS, or may be another existing photodetector. Note that the exposure apparatus 1 may not be provided with the detection unit DU.
  • an inspection apparatus provided separately from the exposure apparatus 1 is used to irradiate each element for exposure in the ON state of the exposure pattern forming apparatus 12 with light according to an existing method, and each element in the ON state of the exposure pattern forming apparatus 12 is irradiated with light.
  • the information of the defective exposure elements may be generated by regarding the exposure elements whose detected light intensities are equal to or less than the threshold value as the defective exposure elements.
  • information on the generated defect exposure element may be input to the control device 30 via the input unit 33 . It should be noted that information on defect exposure elements may be generated using other existing methods without being limited to this method.
  • FIG. 16 is a structural explanatory diagram showing an example of the detection optical system 50 of this embodiment.
  • FIG. 17 is a structural explanatory diagram showing another example of the detection optical system 50 of this embodiment.
  • the exposure apparatus 1 of the example of this embodiment further includes a detection optical system 50, and the detection optical system 50 has the same structure as the detection collimator optical system 51 and the objective optical system 14. an objective optical system 52, and a detection unit DU.
  • the control unit 30 of the exposure apparatus 1 of this embodiment moves the exposure head HU out of the range of the substrate stage 20, and the objective optical system 14 mounted on the exposure head HU.
  • the control unit 30 causes the detection optical system 50 to be aligned with the detection objective optical system 52, and the control unit 30 causes the detection objective optical system 52 to be horizontally symmetrical with the objective optical system 14.
  • FIG. the collimator optical system 51 for detection and the objective optical system 52 for detection are arranged on the optical path of the exposure light EL from the objective optical system 14 .
  • the combination of the collimator optical system 13 and the objective optical system 14 and the combination of the collimator optical system 51 for detection and the objective optical system 52 for detection have the same optical refractive power, but the positive and negative are opposite. It has become.
  • the optical effect of the combination of the detection collimator optical system 51 and the detection objective optical system 52 is substantially opposite to the optical effect of the combination of the collimator optical system 13 and the objective optical system 14, and the exposure pattern forming apparatus 12 It can be used to restore the imaging information of the exposure light EL through.
  • the control unit 30 puts all the exposure elements of the exposure pattern forming device 12 into the first state (ON state), and the exposure light EL therethrough is directed to the collimating optical system 13, the objective optical system 14, and the detecting objective optical system. 52, and a collimator optical system 51 for detection, and then image-formed on the detection unit DU.
  • the exposure light EL from the objective optical system 14 is incident on the detection optical system 50 (detection objective optical system 52)
  • the incident exposure light EL becomes light detected by the detection unit DU.
  • the exposure light EL that has entered the detection optical system 50 can also be called the detection light DL.
  • information on the light intensity distribution of the exposure light EL by the exposure pattern forming device 12 can be obtained, and if at least one of the plurality of exposure elements of the exposure pattern forming device 12 is a defective exposure element, detection A portion of the light intensity distribution detected by the unit DU is equal to or less than a predetermined threshold. In this way, information on the two-dimensionally arranged defective exposure elements of the exposure pattern forming apparatus 12 (for example, information on the positions of the defective exposure elements) can be obtained.
  • the detection unit DU can be arranged at the rear end of the optical path of the primary imaging position described above, and an image is formed on the detection unit DU by an imaging lens arranged in front of the detection unit DU. can do.
  • this imaging lens is used to adjust the size of the image formed by the exposure light EL so that the size of the image formed by the exposure light EL is matched to the size of the detection surface of the detection unit DU. can correspond.
  • the imaging lens can be designed to reduce the size of the image formed by the exposure light EL. can.
  • the imaging lens can be designed to magnify the size of the image formed by the exposure light EL. If the overall size of the exposure pattern forming device 12 is equal to the size of the detection surface of the detection unit DU, the imaging lens can be designed not to adjust the size of the image formed by the exposure light EL, or , the detection surface of the detection unit DU is placed directly at the primary imaging position after the exposure light EL passes through the collimating optical system 13, the objective optical system 14, the objective optical system 52 for detection, and the collimator optical system 51 for detection in this order. It is also possible to eliminate the need to install an imaging lens separately.
  • the exposure apparatus 1 of the above example acquires the information of the defective exposure elements of the exposure pattern forming apparatus 12 before the exposure apparatus 1 performs the exposure process.
  • a detection unit DU is installed next to one exposure pattern forming device 12, and used to acquire information on the positions of defect exposure elements arranged two-dimensionally at the same time when the exposure device 1 executes the exposure process. can be done.
  • the exposure light EL passing through the plurality of exposure elements in the second state (OFF state) of the exposure pattern forming device 12 is detected. It is detected by the detection unit DU arranged on the optical path via the existing optical system as the light DL. Then, the detection unit DU acquires the light intensity distribution of the detected detection light DL. The detection unit DU inputs the acquired light intensity distribution of the detection light DL to the control unit 30 .
  • the control unit 30 compares the light intensity distribution of the detection light DL and the predetermined exposure pattern information, and if the two are complementary, it is the first state of the exposure element controlled by the control unit 30 ( The ON state) and the second state (OFF state) match the states required to form the exposure pattern, indicating that there is no defective exposure element. On the other hand, if the two are not complementary, the first state (ON state) and the second state (OFF state) of the exposure elements controlled by the control unit 30 do not match the states required to form the exposure pattern. represents that a defective exposure element exists in the exposure pattern forming apparatus 12 at this time. In this way, the control unit 30 can acquire information on the defective exposure element.
  • FIG. 18 is a structural explanatory diagram showing an example of exposure patterns formed in corresponding planned exposure regions by different exposure heads in a conventional exposure method.
  • FIG. 19 is a structural explanatory view showing an example of exposure patterns formed in corresponding planned exposure regions by different exposure heads of this embodiment.
  • FIG. 20 is a structural explanatory diagram showing another example of exposure patterns formed in corresponding planned exposure regions by different exposure heads of this embodiment.
  • each exposure head HU corresponds to a different planned exposure area on the workpiece W and forms a desired exposure pattern thereon.
  • the control unit 30 sub-scans the exposure head HU on which the workpiece W and the exposure pattern forming device 12 are arranged.
  • the exposure head HU is moved relative to the axis, and exposure of another planned exposure area corresponding to this exposure head HU is started. In this way, the desired exposure pattern of all the planned exposure areas on the work W can be completed after constantly repeating the exposure of the different planned exposure areas corresponding to this exposure head HU.
  • the characteristics of the exposure patterns to be formed also differ due to the difference in characteristics between the exposure pattern forming devices 12 of the different exposure heads HU.
  • the exposure pattern forming devices 12 of the exposure heads HU different from each other have different exposure dose distributions applied to respective planned exposure regions. If the distribution of the amount of exposure given to the planned exposure area is different, the shape of the pattern formed through development also changes. Therefore, as shown in FIG.
  • the exposure area to be exposed by the first exposure head is represented as a first exposure area ER1
  • the exposure area to be exposed by the second exposure head is a second exposure area ER2. It represents.
  • the present embodiment by designing alternately arranging the planned exposure regions corresponding to different exposure heads HU, the possibility of recognizing the shape change of the exposure pattern formed by different exposure heads HU is reduced. be able to.
  • the exposure apparatus of the present embodiment includes a first exposure head on which an exposure optical system 10 including an exposure pattern forming device 12 is mounted, and an exposure optical system 10 including the exposure pattern forming device 12.
  • the first exposure head is used to irradiate at least a part of the exposure light EL corresponding to the first predetermined exposure region ER1 of the work W
  • the second exposure head is used to irradiate the second predetermined exposure area ER2 of the workpiece W with at least another part of the light EL for exposure.
  • the first planned exposure region ER1 and the second planned exposure region ER2 extend along the main scanning axis and are arranged side by side along the sub-scanning axis perpendicular to the main scanning axis.
  • the exposure light EL is emitted into one first planned exposure area ER1 and one second planned exposure.
  • the control unit 30 relatively moves the first exposure head and the second exposure head on which the workpiece W and the exposure pattern forming device 12 are arranged along the sub-scanning axis, and then controls the The unit 30 irradiates a plurality of portions of the exposure light EL onto another first planned exposure region ER1 and another second planned exposure region ER2.
  • any second planned exposure area ER2 is located between two first planned exposure areas ER1.
  • the first exposure The head moves in the first direction of the main scanning axis to expose the first predetermined exposure area ER1, moves in the direction of the sub-scanning axis, and moves in the second direction opposite to the first direction of the main scanning axis. Repeatedly exposing another first planned exposure area ER1 by movement.
  • the control unit 30 controls the interval between the two first expected exposure areas ER1 to correspond to the width (size) of one second expected exposure area ER2.
  • the second exposure head exposes a portion corresponding to this second exposure area by moving in the first direction of the main scanning axis, and exposes a second exposure area ER2 adjacent to the two first exposure areas ER1. of exposure can be completed.
  • the second exposure head moves in the direction of the sub-scanning axis, and by moving in the second direction opposite to the first direction of the main scanning axis, the space between another two first predetermined exposure areas ER1 is reached. is repeated to expose the second predetermined exposure area ER2.
  • the shape change of the entire exposure pattern formed through development is visually non-uniform. The properties can be averaged, thereby avoiding the appearance of visible imperfections (mura).
  • the portions of the planned exposure area corresponding to the same exposure head HU can be appropriately connected, and the area formed by the planned exposure area of the connected portion is smaller than a certain width.
  • a first planned exposure region ER1 is adjacent to another first planned exposure region ER1 to form a first planned exposure region group, and an arbitrary The first scheduled exposure area group is positioned between the two second scheduled exposure areas ER2.
  • the first exposure head exposes the first planned exposure area ER1 by moving in the first direction of the main scanning axis, moves in the direction of the sub-scanning axis, and moves in the first direction of the main scanning axis. repeats exposing another first predetermined exposure area ER1 by moving in the opposite second direction.
  • the control unit 30 sets the first scheduled exposure area ER1 adjacent to another first scheduled exposure area ER1 to form a first scheduled exposure area group, and sets the interval between the two first scheduled exposure area groups to two. Control is performed so as to correspond to the width of the second predetermined exposure area.
  • the second exposure head exposes the space between the two first planned exposure area groups by moving in the first direction of the main scanning axis to expose one first exposure area adjacent to one first planned exposure area ER1. 2 Complete the exposure to the planned exposure area ER2. Next, the second exposure head moves in the direction of the sub-scanning axis, and moves in the second direction opposite to the first direction of the main scanning axis to cover the unexposed portion of the interval between the first predetermined exposure regions ER1. Exposure is performed to expose another second planned exposure area ER2 adjacent to the second planned exposure area. Next, the second exposure head moves in the direction of the sub-scanning axis, and exposes the next second planned exposure area ER2 in the space between the other two groups of first planned exposure areas by moving along the main scanning axis. repeat.
  • different exposure heads HU can also be locally alternated in the corresponding planned exposure areas, so that the shape change of the entire exposure pattern formed through development can be visualized.
  • the non-uniformity can be averaged out and the appearance of visible defects (mura) can be avoided.
  • the exposure apparatus 1 forms connections or separations of exposure patterns in different predetermined regions RX by controlling the integrated exposure amount to each predetermined region RX of the planned exposure region, thereby making the workpiece W A precise layout pattern can be formed. Further, the exposure apparatus 1 controls the movement of the exposure light EL reflected by the exposure elements of the exposure pattern forming apparatus 12 by the displacement optical system 131 along the sub-scanning axis, thereby forming a more precise layout pattern on the workpiece W. can be formed. Furthermore, the exposure apparatus can complete the irradiation of the exposure pattern to the defect area in the predetermined area RX by controlling the exposure elements in different areas of the exposure pattern forming apparatus, and the predetermined exposure area on the workpiece W can be completed. A desired exposure pattern can be formed.
  • the exposure apparatus alternately arranges the designs of the planned exposure areas corresponding to different exposure heads HU (that is, different exposure pattern forming devices) so that different exposure head HUs (that is, different exposure pattern forming devices) can be used for development. It is possible to reduce the possibility of recognizing a change in the shape of the entire exposure pattern formed through the above steps, and to avoid appearance of visible defects (unevenness).
  • the exposure patterning device 12 may be another type of spatial light modulator (Spatial Light Modulator).
  • the exposure pattern forming device 12 may be a light-reflective liquid-crystal-on-silicon panel (LCOS panel), a light-transmissive liquid crystal panel or other light It can be a modulator. Both types of spatial light modulators have multiple exposure pixels. The state of each exposure pixel can be switched between a first state (ON state) and a second state (OFF state). is incident on the work W, and at least part of the exposure light EL that has passed through the exposure element in the first state is not incident on the work W in the second state.
  • the direction in which the displacement optical system 131 is displaced is the direction of the sub-scanning axis, but in other embodiments, the direction in which the displacement optical system 131 is displaced may not be the sub-scanning axis. There is also sex.
  • the substrate stage 20 is movable along the X-axis direction and the Y-axis direction. may be movable along the X-axis direction and the Y-axis direction while holding the exposure optical system 10 and the autofocus optical system 40 .
  • the exposure head HU can be moved along the X-axis direction by the operation of an exposure head drive system including arbitrary motors.
  • the exposure head HU is movable along at least one of the Y-axis direction and the Z-axis direction in addition to being movable in the X-axis direction.
  • the present invention provides an exposure apparatus that enables fine pattern formation.
  • Exposure Device 10 Exposure Optical System 11 Exposure Light Source 12 Exposure Pattern Forming Device 13 Collimating Optical System 14 Objective Optical System 15 Driving Device 20 Substrate Stage 30 control unit 40 autofocus optical system 41 autofocus light source 42 autofocus collimator lens group 43 first autofocus detection optical system 44 second autofocus detection optical system 50 detection optical system 51 detection collimator optical system 52 detection objective optical system 131 displacement optical system 132 variable magnification optical system 132a first lens group 132b second lens group 132c third lens group 132d fourth lens group AL autofocus pattern image beam DL detection light DN dichroic mirror DU detection unit EL exposure light EP , EP1, EP2, EP3, EP4 Patterns DM1, DM2, DM3, DM4 Exposure elements ER1 First expected exposure area ER2 Second expected exposure area EU1 First row of exposure elements EU2 Second row of exposure elements EU3 Third Row of exposure elements G Spacing HU Exposure head O Optical axes Px1, Px2, Px3 Size Td Threshold value R

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

本発明は、微細なパターン成形が可能となる露光装置を提供する。本発明の露光装置は、露光用光を射出する光源と、複数の露光用素子を備え、露光用光の少なくとも一部の光路上に配置される露光パターン形成装置と、露光パターン形成装置と電気的に接続される制御ユニットと、を備え、制御ユニットは、各露光用素子を第１状態又は第２状態に切り替えることにより、各露光用素子を介した露光用光がワークに照射されるか否かを制御し、複数の露光用素子のうちで第１状態の第１の露光用素子を介した露光用光の一部の光と、複数の露光用素子のうちで第１の露光用素子とは異なる第１状態の第２の露光用素子を介した露光用光の一部の光とを、ワークと露光パターン形成装置との相対移動に伴って順次、予定露光領域の所定領域に照射させることにより所定領域における露光量を積算させる。

Description

露光装置
　本発明は、露光装置の技術分野に関する。
　フォトマスクは、例えば、表示装置（例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等）のディスプレイパネルや半導体デバイスの集積回路を製造するために使用される。一例として、フォトマスクを製造するために、ワークに所望の露光パターンを形成する露光装置が知られている。
米国特許第１０５２２３２９号 米国特許第７１７０５８４号 米国特許第６７７８２５７号
　本発明の露光装置は、露光用光を射出する光源と、露光用光の少なくとも一部の光路上に配置される露光パターン形成装置と、露光パターン形成装置と電気的に接続される制御ユニットと、を備え、露光パターン形成装置は、複数の露光用素子を備え、複数の露光用素子の少なくとも一つの露光用素子は、ワークの予定露光領域に露光用光の少なくとも一部の光を照射させることに用いられ、制御ユニットは、各露光用素子を第１状態又は第２状態に切り替えることにより、各露光用素子を介した露光用光がワークに照射されるか否かを制御し、複数の露光用素子のうちで第１状態の第１の露光用素子を介した露光用光の一部の光と、複数の露光用素子のうちで第１の露光用素子とは異なる第１状態の第２の露光用素子を介した露光用光の一部の光とを、ワークと露光パターン形成装置との相対移動に伴って順次、予定露光領域の所定領域に照射させることにより所定領域における露光量を積算させる。
　本発明の実施形態において、上記複数の露光用素子は、２次元に配列されており、第１の露光用素子と第２の露光用素子は、複数の露光用素子のうちで同じ列の互いに異なる露光用素子である。
　本発明の実施形態において、上記制御ユニットは、ワークと露光パターン形成装置との相対移動に伴って順次、予定露光領域の所定領域に露光用光の一部の光を照射する第１状態の露光用素子の数に基づいて所定領域における積算露光量を制御する。
　本発明の実施形態において、上記制御ユニットは、第１状態の露光用素子の数に基づいて、所定領域における積算露光時間を制御する。
　本発明の実施形態において、上記制御ユニットは、所定領域における積算露光量を制御することによって、所定領域への露光用光による露光工程を経て所定領域に形成されるパターンの幅を制御する。
　本発明の実施形態において、上記露光用素子を介した露光用光の一部の光が予定露光領域に照射された領域における中心部分の光量は照射された領域における周辺部分の光量よりも大きい。
　本発明の実施形態において、上記露光パターン形成装置は、デジタルミラーデバイスであり、露光用素子は、露光用光の一部の光を反射する反射面を有するミラー素子である。
　本発明の実施形態において、上記制御ユニットは、第１状態の第１の露光用素子を介した露光用光の一部の光と、第１状態の第２の露光用素子を介した露光用光の一部の光とを、ワークと露光パターン形成装置とを相対移動させつつ順次、予定露光領域の所定領域に照射させることにより所定領域における露光量を積算させる。
　本発明の実施形態において、上記露光パターン形成装置からの露光用光の少なくとも一部の光をコリメートするコリメート光学系と、コリメート光学系から射出された露光用光の少なくとも一部の光をワークに向けて集光する対物光学系と、コリメート光学系の一部の光学部材を対物光学系の光軸に交差する軸に沿って変位させる駆動装置と、を更に備える。
　本発明の実施形態において、上記制御ユニットは、第１状態の第１の露光用素子を介した露光用光の一部の光と、第１状態の第２の露光用素子を介した露光用光の一部の光とを、ワークと露光パターン形成装置との主走査軸に沿った相対移動に伴って順次、所定領域に照射させることにより所定領域における露光量を積算させ、更に、複数の露光用素子の少なくとも一つの露光用素子を介した露光用光の少なくとも一部の光が、所定領域に対して主走査軸と交差する副走査軸に沿った予定露光領域の一部の領域に照射されるように、一部の光学部材を光軸に交差する軸に沿って変位させるように駆動装置を制御する。
　本発明の実施形態において、上記露光パターン形成装置の複数の露光用素子は、２次元に配列されており、駆動装置は、２次元に配列された互いに隣り合う露光用素子の間隔に対応する予定露光領域における露光用光の少なくとも一部の光の照射間隔よりも小さい照射間隔で露光用光の少なくとも一部の光の照射位置が変位するように、光軸に交差する軸に沿って一部の光学部材を変位させる。
　本発明の実施形態において、上記副走査軸は、主走査軸に直交する軸であり、制御ユニットは、光軸に交差する軸に沿った一部の光学部材の変位と、主走査軸に沿ったワークと露光パターン形成装置との相対移動とをそれぞれ繰り返すと共に、互いに異なる複数の第１状態の露光用素子それぞれを介した露光用光の少なくとも一部の光を、ワークと露光パターン形成装置との相対移動に伴って順次、予定露光領域における複数の領域それぞれへ照射させることによって、複数の領域それぞれにおいて、互いに異なる複数の第１状態の露光用素子を介した光の照射により露光量を積算させて主走査軸と副走査軸に交差する軸に沿って露光領域を形成させる。
　本発明の実施形態において、上記制御ユニットは、ワークと露光パターン形成装置とを主走査軸に沿って相対移動 させ、更に、前記ワークと前記露光パターン形成装置とを前記主走査軸と交差する副走査軸に沿って相対移動させ、互いに異なる複数の第１状態の露光用素子それぞれを介した露光用光の少なくとも一部の光を、ワークと露光パターン形成装置との副走査軸に沿った相対移動に伴って、順次、所定領域に対して副走査軸に沿った予定露光領域の一部領域に照射させることにより露光量を積算させる。
　本発明の実施形態において、上記副走査軸は、主走査軸に直交する軸であり、制御ユニットは、主走査軸に沿ったワークと露光パターン形成装置との相対移動と、副走査軸に沿ったワークと露光パターン形成装置との相対移動とをそれぞれ繰り返すと共に、互いに異なる複数の第１状態の露光用素子それぞれを介した露光用光の少なくとも一部の光を、ワークと露光パターン形成装置との相対移動に伴って順次、予定露光領域における複数の領域それぞれへ照射させることによって、複数の領域それぞれにおいて、互いに異なる複数の第１状態の露光用素子を介した光の照射により露光量を積算させて主走査軸と副走査軸に交差する軸に沿って露光領域を形成させる。
　本発明の実施形態において、上記制御ユニットは、ワークと露光パターン形成装置とを主走査軸に沿って相対移動させ、互いに異なる複数の第１状態の露光用素子それぞれを介した露光用光の少なくとも一部の光を、ワークと露光パターン形成装置との相対移動に伴って順次、予定露光領域において主走査軸に沿って所定領域に隣り合う領域に照射させることによって主走査軸に沿って所定領域に隣り合う領域における露光量を積算させる。
　本発明の実施形態において、上記制御ユニットは、所定領域と主走査軸に沿って所定領域に隣り合う領域との積算露光量を制御することによって、主走査軸に沿って所定領域に隣り合う領域への露光用光による露光工程を経て所定領域に形成されるパターンと主走査軸に沿って所定領域に隣り合う領域に形成されるパターンとの主走査軸における間隔を制御する。
　本発明の実施形態において、上記制御ユニットは、互いに異なる複数の第１状態の露光用素子それぞれを介した露光用光の少なくとも一部の光を、ワークと露光パターン形成装置とを相対移動させつつ順次、主走査軸に沿って所定領域に隣り合う領域に照射させることによって、主走査軸に沿って所定領域に隣り合う領域における露光量を積算させる。
　本発明の実施形態において、上記制御ユニットは、ワークと露光パターン形成装置とを主走査軸に沿って相対移動させ、互いに異なる複数の第１状態の露光用素子それぞれを介した露光用光の少なくとも一部の光を、ワークと露光パターン形成装置との相対移動に伴って順次、予定露光領域における主走査軸に沿った所定領域とは異なる複数の領域へ照射させることによって、複数の領域それぞれにおいて、互いに異なる複数の第１状態の露光用素子を介した光の照射により露光量を積算させて主走査軸に沿って露光領域を形成させる。
　本発明の実施形態において、上記制御ユニットは、互いに異なる複数の第１状態の露光用素子それぞれを介した露光用光の少なくとも一部の光を、ワークと露光パターン形成装置とを主走査軸に沿って相対移動させつつ順次、予定露光領域における主走査軸に沿った複数の領域へ照射させることによって、複数の領域それぞれにおいて、互いに異なる複数の第１状態の露光用素子を介した光の照射により露光量を積算させて主走査軸に沿って露光領域を形成させる。
　本発明の実施形態において、上記制御ユニットは、ワークと露光パターン形成装置と主走査軸に沿って相対移動させ、複数の露光用素子のうちで第１状態の第３の露光用素子を介した露光用光の一部の光と、複数の露光用素子のうちで第１状態の第４の露光用素子を介した露光用光の一部の光とを、ワークと露光パターン形成装置との主走査軸に沿った相対移動に伴って順次、予定露光領域において主走査軸と直交する副走査軸に沿って照射させることにより所定領域に隣り合う領域における露光量を積算させる、第３の露光用素子と第４の露光用素子はそれぞれ、第１の露光用素子と第２の露光用素子とは異なる露光用素子である。
　本発明の実施形態において、上記制御ユニットは、所定領域と副走査軸に沿って所定領域に隣り合う領域の積算露光量を制御することによって、所定領域と副走査軸に沿って所定領域に隣り合う領域への露光用光による露光工程を経て所定領域に形成されるパターンと副走査軸に沿って所定領域に隣り合う領域に形成されるパターンとの副走査軸における間隔を制御する。
　本発明の実施形態において、上記制御ユニットは、ワーク上における予定露光領域の位置に関する情報と、予定露光領域の各領域における積算露光量に関する情報とを含む露光パターン情報に基づいて、ワークと露光パターン形成装置との相対移動に伴って、複数の露光用素子の少なくとも一部の露光用素子を第１状態又は第２状態に切り替える。
　本発明の実施形態において、上記制御ユニットは、複数の露光用素子における欠陥露光用素子の情報に基づいて、予定露光領域の所定領域の積算露光量が所定の露光量になるように、複数の露光用素子のうち、欠陥露光用素子以外の第１状態の露光用素子を介した露光用光の一部の光を、ワークと露光パターン形成装置との相対移動に伴って、所定領域に照射させる。
　本発明の実施形態において、上記露光パターン形成装置に含まれる複数の露光用素子のうちの第１部分の露光用素子の少なくとも一つの露光用素子が欠陥露光用素子の場合、複数の露光用素子のうちの第１部分とは異なる第２部分の露光用素子は、欠陥露光用素子の代わりに所定領域の積算露光量が所定の露光量になるように露光に用いられる。
　本発明の実施形態において、上記制御ユニットは、複数の露光用素子は、２次元に配列されており、複数の露光用素子のうちの同じ列に第１部分の一部と第２部分の一部が含まれ、上記列における第１部分の一部の露光用素子のうちで少なくとも一つの露光用素子が欠陥露光用素子の場合、欠陥露光用素子の代わりに上記列における第２部分の一部の露光用素子のうちで少なくとも一つの露光用素子を介した露光用光の一部の光を、ワークと露光パターン形成装置との相対移動に伴って、所定領域に照射させる。
　本発明の実施形態において、上記複数の露光用素子は、２次元に配列されており、さらに、複数の露光用素子の少なくとも一部を介した露光用光の少なくとも一部の光の強度分布を検出する光検出ユニットを備え、制御ユニットは、光検出ユニットで検出された光の強度分布に基づいて、２次元の配列における欠陥露光用素子の位置に関する情報を含む欠陥露光用素子の情報を生成する。
　本発明の実施形態において、さらに、露光パターン形成装置と少なくとも一つの光学素子とを含む第１露光ヘッドと、露光パターン形成装置と少なくとも一つの光学素子とを含む第２露光ヘッドと、を備え、第１露光ヘッドにおける露光パターン形成装置の複数の露光用素子のうちで少なくとも一つの露光用素子を介した露光用光の一部の光と、ワークの第１予定露光領域に露光用光の少なくとも一部の光を照射させることに用いられ、第２露光ヘッドにおける露光パターン形成装置の複数の露光用素子のうちで少なくとも一つの露光用素子を介した露光用光の一部の光と、ワークの第２予定露光領域に露光用光の少なくとも一部の光を照射させることに用いられ、制御ユニットは、主走査軸に沿ったワークと、第１露光ヘッド及び前記第２露光ヘッドとの相対移動と、主走査軸に直交する軸である副走査軸に沿ったワークと、露光ヘッドとの相対移動とをそれぞれ繰り返すと共に、ワークと第１露光ヘッド及び前記第２露光ヘッドとの相対移動に伴って順次、第１露光ヘッドにおける露光パターン形成装置の複数の露光用素子のうちで少なくとも一つの露光用素子を介した露光用光の少なくとも一部の光を第１予定露光領域に照射させ、第２露光ヘッドにおける露光パターン形成装置の複数の露光用素子のうちで少なくとも一つの露光用素子を介した露光用光の少なくとも一部の光を第２予定露光領域に照射させることによって、副走査軸に沿って第１露光領域と第２露光領域を並べて形成させる。
　本発明の実施形態において、上記第１露光領域と第２露光領域はそれぞれ複数であり、且つ、何れか１つの第２予定露光領域は、２つの第１予定露光領域の間に位置する。
　本発明の実施形態において、上記第１露光領域と第２露光領域はそれぞれ複数であり、１つの第１予定露光領域は、別の１つの第１の予定露光領域と隣り合って第１予定露光領域群を形成し、且つ何れか１つの第１予定露光領域群は、２つの第２予定露光領域の間に位置する。
　本発明の上述した特徴と利点を更に明確化するために、以下に、実施例を挙げて図面と共に詳細な内容を説明する。
本実施形態の露光装置の全体構造の一例を示す構造説明図である。 本実施形態の露光パターン形成装置を介した後の光路の説明図である。 一例のコリメータレンズが移動する時の光路変化の説明図である。 露光パターン形成装置の正面図である。 本実施形態のワークと露光ヘッドが主走査軸に相対移動し続けることを示す説明図である。 本実施形態の露光パターン形成装置を介した露光用光の光量分布を示す説明図である。 本実施形態の露光用光の予定露光領域における積算露光量と露光工程及び現像工程を経て形成されるパターンの範囲の関係説明図である。 本実施形態のワークの予定露光領域における所定領域に形成されるパターンの一例を示す輪郭説明図である。 本実施形態のワークの予定露光領域における所定領域に形成されるパターンの別の例を示す輪郭説明図である。 連続露光するパターンを示す説明図である。 従来技術における斜め方向の予定露光領域へのパターンの形成過程を示す説明図である。 本実施形態の斜め方向の予定露光領域への露光パターン形成の一例を示す過程説明図である。 本実施形態の露光パターンの変形例を示す輪郭説明図である。 本実施形態の露光パターン形成装置の欠陥素子の位置分布を示す説明図である。 本実施形態の露光パターン形成装置の異なる露光用素子の対応する予定露光領域における露光過程を示す説明図である。 本実施形態の検出光学系の一例を示す構造説明図である。 本実施形態の検出光学系の別の一例を示す構造説明図である。 本実施形態の異なる露光用素子が対応する予定露光領域に形成する露光パターンの一例を示す構造説明図である。 本実施形態の異なる露光用素子が対応する予定露光領域に形成する露光パターンの一例を示す構造説明図である。 本実施形態の異なる露光用素子が対応する予定露光領域に形成する露光パターンの一例を示す構造説明図である。
　以下では、図面を参照しながら、露光装置について説明する。但し、本発明は、以下に説明する実施形態に限定しない。
　以下の説明では、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸によって定義されるＸＹＺ直交座標系を使用して、露光装置を構成する構成要素とワークとの間の位置関係を説明する。また、以下の説明では、説明の便宜上、Ｘ軸方向とＹ軸方向をそれぞれ水平面方向（即ち、水平面内の既定の方向）とし、Ｚ軸方向を垂直方向（即ち、水平面と直交する方向、実質的には上下方向）とする。また、＋Ｚ軸方向を上方（上側）とし、－Ｚ軸方向を下方（下側）とする。また、Ｘ軸を主走査軸とし、Ｙ軸を副走査軸とする。なお、主走査軸と副走査軸とは、互いに交差していればよく、直交していなくてもよい。
（１）本実施形態の露光装置１
　図１～図７を参照しながら、本実施形態の露光装置１を説明する。本実施形態の露光装置１は、露光工程において、露光ヘッドＨＵに搭載される露光光学系１０によって照射される光（露光用光）を使用して、レジスト剤（即ち、感光剤）が塗布された基板、即ち、ワークＷを露光する。露光装置１によって露光されるワークＷは、例えば、フォトマスクの製造に用いられるガラス基板である。なお、ワークＷは、表示装置（例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイ等）のディスプレイパネルの製造に用いられるガラス基板や半導体デバイスの集積回路の製造に用いられる半導体ウエハであってもよい。
　更に、本実施形態のレジスト剤は、露光するワークＷのタイプに応じて、ポジ型レジスト剤（ｐｏｓｉｔｉｖｅ　ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）またはネガ型レジスト剤（ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ）であり得る。露光工程後の現像工程によりワークＷ上にパターン（レジストパターン）が形成される。ここで、ポジ型レジスト剤の露光部分は光化学反応を起こして現像液に溶解し、未露光部分は現像液に不溶であるため、未露光部分が基板上に残る。このようにして、露光ヘッドＨＵが走査露光する領域に対応するパターンが基板に形成される。一方、ネガ型レジスト剤の露光部分は、架橋と硬化により現像液に不溶であり、未露光部分が現像液に溶けるため、露光部分が基板上に残る。このようにして、露光ヘッドＨＵが走査露光する領域と反対のパターンが基板に形成される。例えば、ディスプレイデバイス（液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなど）のディスプレイパネル露光用マスクの製造に使用されるレジスト剤のタイプはポジ型レジスト剤であり、半導体デバイスの集積回路の露光用マスクの製造に使用されるものは、実際の必要に応じてポジ型レジスト剤又はネガ型レジスト剤が採用され得る。
（１－１）本実施形態の露光装置１の構造
　まず、図１及び図２を参照しながら、本実施形態の露光装置１の構造について説明する。図１は、本実施形態の露光装置１の全体構造の一例を示す斜視図である。図２は、本実施形態の露光パターン形成装置１２を介した後の光路を示す説明図である。図３は、一例のコリメータレンズが移動する時の光路変化の説明図である。
　図１及び図２に示すように、露光装置１には、少なくとも１つの露光ヘッドＨＵ、基板ステージ２０及び制御ユニット３０を備え、露光ヘッドＨＵには、露光光学系１０とオートフォーカス光学系４０が搭載され、露光光学系１０は、露光光源１１、露光パターン形成装置１２、コリメート光学系１３及び対物光学系１４を含む。更に、露光光源１１は、露光用光ＥＬを射出する。露光用光ＥＬは、例えば、４０５ｎｍなどの紫外波長帯域の光である。なお、露光用光ＥＬの波長帯域は、他の波長帯域でもよい。露光パターン形成装置１２、コリメート光学系１３及び対物光学系１４は、露光用光ＥＬの光路上（言い換えると、伝達経路上）に配置される。露光パターン形成装置１２は、コリメート光学系１３及び対物光学系１４を介して、基板ステージ２０上のワークＷに露光用光ＥＬを照射することに用いられる。また、注意すべきこととして、本実施形態では、各露光ヘッドＨＵが何れも露光光源１１を備えた状況において、露光パターン形成装置１２は、露光用光ＥＬの全体の光路上に位置する。但し、別の実施形態においては、各露光ヘッドＨＵの露光光源１１を露光ヘッドの外部に設け、既存の光学部材を用いて各露光ヘッドＨＵの各露光パターン形成装置１２に入射させてもよい。また、１つの露光光源１１を各露光ヘッドＨＵの外部に設け、既存の光学部材による光路設計を利用し、１つの露光光源１１より射出される露光用光ＥＬを複数の部分に分け、各露光ヘッドの露光パターン形成装置をそれぞれ少なくとも一部の露光用光ＥＬの光路上に設けてもよい。
　また、コリメート光学系１３は、露光パターン形成装置１２からの露光用光ＥＬの少なくとも一部の光をコリメートする。対物光学系１４は、コリメート光学系１３から射出された露光用光ＥＬの少なくとも一部の光をワークＷに向けて集光する。なお、露光装置１には、コリメート光学系の一部の光学部材を対物光学系１４の光軸Ｏに交差する軸に沿って変位させる駆動装置１５を更に備える。例えば、駆動装置１５は、ピエゾ素子などの既存の装置である。
　より具体的には、図２に示すように、コリメート光学系１３は、ワークＷ側から変位光学系１３１と変倍光学系１３２とから構成されている。変位光学系１３１はワークＷの表面に平行な方向に（光軸Ｏに対して垂直な方向）に移動させることによって、ワークＷ上における、複数の露光用素子の少なくとも一つの露光用素子を介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光の照射位置を移動させる。言い換えると、ここで、変位光学系１３１は、前記コリメート光学系の一部の光学部材であり、駆動装置１５により対物光学系１４の光軸Ｏに直交する軸に沿って移動させられる。ここで、例えば、駆動装置１５は、副走査軸（Ｙ軸）に沿った方向に変位光学系１３１を駆動可能に構成されている。変位光学系１３１が、駆動装置１５により副走査軸（Ｙ軸）に沿った方向に変位すると、ワークＷ上に照射される露光用光ＥＬの少なくとも一部の光の照射位置も副走査軸（Ｙ軸）に沿った方向に移動する。また、ワークＷ上に照射される露光用光ＥＬの少なくとも一部の光の照射位置の移動量は、駆動装置１５による副走査軸（Ｙ軸）に沿った方向への変位光学系１３１の変位量に基づいて変化させることができる。なお、変位光学系１３１を変位させる方向は、副走査軸（Ｙ軸）に沿って方向でなくてもよく、主走査軸（Ｘ軸）に沿った方向であってもよいし、副走査軸（Ｙ軸）と主走査軸（Ｘ軸）に交差する軸に沿った方向であってもよい。なお、変位光学系１３１は、光軸Ｏに直交する軸に沿って変位させなくてもよく、光軸Ｏに交差する軸に沿って変位させるように駆動装置１５が変位光学系１３１を駆動してもよい。
　より具体的には、変位光学系１３１が光軸Ｏに交差する軸において移動する時、変位光学系１３１によってコリメートされる露光用光ＥＬは、変位を生じ、その変位量の大きさは、他側から変位光学系１３１に斜めに入射する平行光からなる像高とみなすことができ、且つその像高及び変位光学系１３１の焦点距離は、一定の数式の関係を有する。
　例えば、図３に示すように、コリメータレンズを調整し、入射光の光軸と垂直な軸上で移動させる時、コリメートされた入射光は、その変位量の大きさを他側からコリメータレンズに傾斜方向に入射した平行光により生成される像高とみなし、且つその像高とコリメータレンズの焦点の数学的関係は、ｙ＝ｆ・ｔａｎθである。
　即ち、変位光学系１３１が光軸Ｏに直交する軸上で移動する時、変位光学系１３１は露光用光ＥＬが生成させる変位量と変位光学系１３１の焦点距離とにｙ＝ｆｃ・ｔａｎθの数学的関係をもたせ、ここで、ｆｃは変位光学系１３１の焦点距離である。類似して、コリメートされた露光用光ＥＬが変位した後、対物光学系１４を通過し、ワークＷ上における照射位置も上記変位量ｙによって対応して変位量ｙ’を生じ、且つｙ’と対物光学系１４の焦点距離も類似してｙ’＝ｆｏ・ｔａｎθの数学系関係を有し、ここで、ｆｏは、対物光学系１４の焦点距離である。
　また、上記２つの式に基づいて、ｙ’＝（ｆｏ／ｆｃ）・ｙを得ることができる。このように、変位光学系１３１の変位量の大きさを制御することによって、ワークＷ上における露光用光ＥＬの少なくとも一部の光の照射位置の変位量を制御することができる。
　なお、コリメート光学系１３の変位光学系１３１のレンズ構成は、本実施形態では、正、負２枚の接合レンズであり、具体的には両凸レンズと両凹レンズの接合レンズである。但し、別の実施形態においては、変位光学系１３１は、凹メニスカスレンズと平凸レンズの接合レンズであることもできる。或いは、両凸レンズ及び、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズの組み合わせ、又は、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズと及び凸メニスカスレンズの組み合わせであることもでき、本発明は、これらに限定するものではない。
　また、コリメート光学系１３の変倍光学系１３２は第１レンズ群１３２ａと、第２レンズ群１３２ｂと、第３レンズ群１３２ｃと、第４レンズ群１３２ｄと、を含む。第１レンズ群１３２ａと第４レンズ群１３２ｄは、その位置が固定されたレンズ群である。第２レンズ群１３２ｂと第３レンズ群１３２ｃは互いに独立して光軸Ｏに移動可能なレンズ群である。例えば、第２レンズ群１３２ｂと第３レンズ群１３２ｃは、モータなどの既存のアクチュエータによって移動することができる。より具体的には、第２レンズ群１３２ｂと第３レンズ群１３２ｃを光軸Ｏの方向に移動させることにより、対物光学系１４を介してワーク上に結像される像（例えば、露光パターン形成装置１２がＤＭＤの場合は、ＤＭＤの露光用素子の反射面の像）の倍率を変化させることができる。
　また、図２に示すように、第１レンズ群１３２ａから第４レンズ群１３２ｄまでの屈折力は、それぞれ正、負、正、正であり、且つ本実施形態では、変倍光学系１３２の第１レンズ群１３２ａのレンズ構成は、両凸レンズ及び、両凸レンズと両凹レンズの接合レンズの組み合わせであり、第２レンズ群１３２ｂのレンズ構成は、両凹レンズと凹メニスカスレンズの接合レンズであり、第３レンズ群１３２ｃのレンズ構成は、平凹レンズ及び平凸レンズの組み合わせであり、第４レンズ群１３２ｄのレンズ構成は、両凸レンズである。また、コリメート光学系１３は露光パターン形成装置１２からの入射光(露光用光ＥＬ)を効率良く取り込むため、露光パターン形成装置１２側にテレセントリックとなっている。なお、上述の第１レンズ群１３２ａ～第４レンズ群１３２ｄの各レンズ構成は一例であり、第１レンズ群１３２ａ～第４レンズ群１３２ｄの各レンズ構成は、既存の形状や特性の少なくとも１つのレンズを含んだ上述と異なる構成であってもよい。
　なお、変位光学系１３１はＸＹ変位による収差変動を排除するよう収差補正が為されている。
　本実施形態において、露光装置１が露光工程を実行すると、露光光源１１からの露光用光ＥＬは、露光パターン形成装置１２とコリメート光学系１３と対物光学系１４を介してワークＷ上に照射される。露光用光ＥＬは、露光パターン形成装置１２により、所望のパターン（言い換えると、所望の強度分布）に変換され、ワークＷ上（ワークＷ上における予定露光領域）に所望の露光パターンを形成することができる。なお、露光パターンは、レジスト剤を感光させてワークＷのレジストに形成される所望のパターンの露光領域である。より具体的には、露光用光ＥＬの走査経路が主走査軸に沿って、露光用光ＥＬに連続露光を行わせる場合、予定露光領域に生成される露光パターンは直線状を呈する。
　なお、図１に示すように、オートフォーカス光学系４０は、オートフォーカス光源４１、露光光学系１０と共有する対物光学系１４、オートフォーカス用コリメータレンズ群４２、所定の焦点深度の第１オートフォーカス用検出光学系４３、及び第１オートフォーカス用検出光学系４３の焦点深度よりも焦点深度が浅い第２オートフォーカス用検出光学系４４を備える。オートフォーカス光源４１は、レジスト層の感光波長帯域外の前記オートフォーカスパターン画像ビームＡＬを提供することができ、また、オートフォーカスパターン画像ビームＡＬは、オートフォーカス用コリメータレンズ群４２及び露光光学系１０と共有する対物光学系１４を介してワークＷに照射され、また、オートフォーカス光学系４０は、ワークＷによって反射されたオートフォーカスパターン画像ビームＡＬでオートフォーカスパターンの像を形成する。例えば、本実施形態では、オートフォーカスパターンは、明暗相間のパターンである。
　なお、図１に示すように、オートフォーカスパターン画像ビームＡＬ及び露光用光ＥＬの光路上には、ダイクロイックミラーＤＮが設置される。更に、オートフォーカスパターン画像ビームＡＬ及び露光用光ＥＬは、それぞれダイクロイックミラーＤＮの両面から入射し、且つダイクロイックミラーＤＮは、露光用光ＥＬ及びオートフォーカスパターン画像ビームＡＬの一方を反射し、露光用光ＥＬ及びオートフォーカスパターン画像ビームＡＬの他方を透過させることができ、このように、オートフォーカスパターン画像ビームＡＬ及び露光用光ＥＬがダイクロイックミラーＤＮを介した後に同一方向に沿って伝達され、対物光学系１４を介してワークＷに照射される。
　基板ステージ２０は露光ヘッドＨＵの下方に配置される。基板ステージ２０はワークＷを保持することができる。基板ステージ２０は、ワークＷの上面がＸＹ平面に平行になるように基板を保持することができる。基板ステージ２０は、保持しているワークＷを解放することができる。ワークＷは、例えば、数メートル（ｍ）平方のガラス基板である。
　基板ステージ２０は、ワークＷを保持した状態で、基板ステージ２０の平面（例えば、ＸＹ平面）に沿って移動することができる。基板ステージ２０はＸ軸方向に沿って移動できる。例えば、基板ステージ２０は、任意のモータを含む基板ステージ駆動システムの動作により、Ｘ軸方向に沿って移動することができる。基板ステージ２０は、Ｘ軸方向に移動可能であることに加えて、Ｙ軸方向に沿って移動可能である。例えば、基板ステージ２０は、任意のモータを含む基板ステージ駆動システムの動作により、Ｙ軸方向に沿って移動することができる。なお、基板ステージ２０は、Ｚ軸方向に沿って移動可能に構成されていてもよい。
　制御ユニット３０は、露光装置１の動作を制御することができる。制御ユニット３０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、リードオンリーメモリ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）又はランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ，ＲＡＭ）等を備える。
　制御ユニット３０は、基板ステージ駆動システムを制御して、ステップ・アンド・リピート走査（Ｓｔｅｐ　ａｎｄ　ｒｅｐｅａｔ）又は連続走査（ｓｃａｎ）方式の露光を行う。即ち、制御ユニット３０は、露光パターン形成装置１２を保持する露光ヘッドＨＵとワークＷを保持する基板ステージ２０が既定の主走査軸または副走査軸に沿って相対移動し続けるように、基板ステージ駆動システムを制御することができる。結果として、露光用光ＥＬを対応してワークＷの複数の予定露光領域に照射させる。以下の説明では、露光ヘッドＨＵと基板ステージ２０が相対移動する主走査軸をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向を適宜「副走査軸」と称する。
　また、本実施形態において、主走査軸又は副走査軸の相対移動では、ワークと露光パターン形成装置（ＤＭＤ）を主走査軸又は副走査軸に沿って相対移動させることと、ワークと露光ヘッドを主走査軸又は副走査軸に沿って相対移動させることとは同義である。
　（１－２）予定露光領域の配置及び所定領域ＲＸに形成されるパターンＥＰの生成
　次に、図４～図６を参照しながら、ワークＷ上に設定された予定露光領域の配置及び所定領域ＲＸに形成されるパターンＥＰの生成について説明する。図４は、露光パターン形成装置の正面図であり、図５は、本実施形態のワークＷと露光ヘッドＨＵが、主走査軸に相対移動し続けることを示す説明図である。図６は、本実施形態の露光パターン形成装置を介した露光用光の光量分布を示す説明図である。図７は、本実施形態の露光用光ＥＬの予定露光領域における積算露光量と露光工程及び現像工程を経て形成されるパターンＥＰの範囲の関係説明図である。
　図４に示すように、本実施形態の露光パターン形成装置１２は、例えば、デジタルマイクロミラー装置（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ，ＤＭＤ）であり、露光パターン形成装置１２は、複数の露光用素子を有し、各露光用素子は、ＤＭＤの各マイクロミラーであり、且つ複数の露光用素子は、２次元に配列される。なお、マイクロミラーは、光を反射する反射面を有する素子である。例えば、本実施形態では、ＤＭＤは、１９２０×１０８０個のマイクロミラーから構成され、即ち、ＤＭＤは、１９２０×１０８０個の画素を有する。具体的には、同一の列の複数の露光用素子は第１方向Ｄ１に沿って並べて配置され、複数の露光用素子は第２方向に並べて配置され、第１方向は、第２方向Ｄ２と互いに直交する。また、同一の列の複数の露光用素子がワークＷ上で走査する対応領域は、同じ予定露光領域である。即ち、本実施形態では、異なる複数の露光用素子は、それぞれワークＷの複数の予定露光領域に露光用光ＥＬを対応して照射することに用いられることができる。ここで、列とは、第１方向Ｄ１に沿った同じ並びであることを表す。また、第１方向Ｄ１に沿った並びを行と言い換えることもできる。例えば、露光パターン形成装置の露光ヘッドＨＵ及びワークＷを保持する基板ステージ２０が主走査軸に沿って相対移動する時、これらの複数の予定露光領域は、主走査軸に沿って延伸し、主走査軸と直交する副走査軸に沿って並べて配置される。また、露光パターン形成装置１２に設けられた各露光用素子は、それぞれ独立して光の反射面の角度を変更可能に構成されている。露光用素子の反射面が第１角度に設定された場合、その反射面が反射した光はコリメート光学系１３及び対物光学系１４を介してワークＷに入射する。一方、露光用素子の反射面が第２角度に設定された場合、その反射面が反射した光は不図示の光吸収部材に入射し吸収されるためワークＷに入射しない。例えば、露光パターン形成装置１２に設けられた複数の露光用素子の少なくとも一部の露光用素子が第１角度に設定され、他の一部の露光用素子が第２角度に設定されることで、第１角度に設定された少なくとも一部の露光用素子の反射面が反射した露光光源１１からの露光用光ＥＬの少なくとも一部の光がワークＷに入射する。つまり、露光パターン形成装置１２は、露光光源１１からの露光用光ＥＬの少なくとも一部の光を選択的にワークＷに入射させることで所望のパターンの露光領域を形成することができる。ここで、第１角度を第１状態（言い換ると、オン状態）と称し、第２角度を第２状態（言い換えると、オフ状態）と称する。
　また、図５に示すように、露光パターン形成装置１２を保持する露光ヘッドＨＵとワークＷを保持する基板ステージ２０との主走査軸に沿った相対移動に伴って、制御ユニット３０は、複数の露光用素子の第１状態及び第２状態の切り替えにより、各露光用素子を介した露光用光ＥＬがワークＷを照射するか否かを制御する。図５では、露光パターン形成装置１２（露光ヘッドＨＵ）とワークＷ（基板ステージ２０）との相対移動に伴う、第１の露光用素子ＤＭ１及び第２の露光用素子ＤＭ２それぞれの反射面の傾きの変化（第１状態と第２状態との間の変化）を表している。一例として図５に示すように、第１の露光用素子ＤＭ１及び第２の露光用素子ＤＭ２は、複数の露光用素子のうちの同一の列における異なる露光用素子であり、且つ制御ユニット３０は、複数の露光用素子のうちで第１状態の第１の露光用素子ＤＭ１を介した露光用光ＥＬの一部の光と、複数の露光用素子のうちで第１の露光用素子ＤＭ１とは異なる第１状態の第２の露光用素子ＤＭ２を介した露光用光ＥＬの一部の光とを、ワークＷと露光パターン形成装置１２との相対移動に伴って順次、予定露光領域の所定領域ＲＸに照射させることにより所定領域ＲＸにおける露光量を積算させる。
　更に、図５に示すように、露光パターン形成装置１２を保持する露光ヘッドＨＵと、ワークＷを保持する基板ステージ２０とが相対移動し続けることに伴って、制御ユニットは、各露光用ユニットの複数の露光用素子の第１状態又は第２状態を制御し、予定露光領域の所定領域ＲＸが順に異なる第１状態の異なる露光用素子によって照射されるように制御する。このように、予定露光領域の所定領域ＲＸの積算される被照射回数を制御することによって、露光用光の予定露光領域の各箇所における積算露光時間を制御することができる。即ち、予定露光領域の所定領域ＲＸの積算露光時間は、所定領域ＲＸの複数の露光用光ＥＬの少なくとも一部の光によって照射された時間（露光時間）の総和である。
　このようにして、図４に示すように、制御ユニット３０は、ワークＷと露光パターン形成装置１２との相対移動に伴って、露光用光ＥＬを照射する際に、露光パターン形成装置１２の各露光用素子の状態を第１状態と第２状態との間で切り替えることによって、露光用光ＥＬの予定露光領域の各所定領域ＲＸへの積算露光時間を制御することができる。このようにして、露光装置１は、対応する予定露光領域の所定領域ＲＸに複数の露光用光ＥＬの少なくとも一部の光の露光量を積算させることができる。更に、ワークＷの予定露光領域の各所定領域ＲＸへの露光量は、何れも上記方法に基づいて制御することができる。
　また、制御ユニット３０は、ワークＷと露光パターン形成装置１２との相対移動に伴って順次、予定露光領域の所定領域ＲＸに露光用光ＥＬの一部の光を照射する第１状態の露光用素子の数に基づいて、所定領域ＲＸにおける積算露光時間を制御し、更に所定領域ＲＸにおける積算露光量を制御する。
　具体的には、予定露光領域の所定領域ＲＸにおける露光量は、所定領域ＲＸに照射する露光用光ＥＬの露光強度及び露光時間によって決定される。本実施形態において、一例として、露光用光ＥＬの露光強度及び露光用素子が第１状態にある時間（オン時間）を一定とすると、露光用光ＥＬの一部の光を予定露光領域の所定領域ＲＸに照射させる第１状態の露光用素子の数が変化する時、所定領域ＲＸに照射される積算露光量も伴って変化する。但し、本発明は、これに限定するものではない。その他の実施例において、制御ユニット３０は、各露光用素子を介した露光用光ＥＬの露光強度及び各露光用素子が第１状態にある時間（オン時間）の少なくとも一方を変更することによって所定領域ＲＸに照射する露光量を制御してもよい。また、制御ユニット３０は、露光用光ＥＬの一部の光を予定露光領域の所定領域ＲＸに照射させる第１状態の露光用素子の数を変化させると共に、各露光用素子を介した露光用光ＥＬの露光強度及び各露光用素子が第１状態にある時間（オン時間）の少なくとも一方を変更することによって所定領域ＲＸに照射する露光量を制御してもよい。
　このように、本実施形態の制御ユニット３０は、複数の露光用素子のうちで第１状態の第１の露光用素子ＤＭ１を介した露光用光ＥＬの一部の光と、複数の露光用素子のうちで第１状態の第２の露光用素子ＤＭ２を介した露光用光ＥＬの一部の光とを、ワークＷと露光パターン形成装置１２との相対移動に伴って順次、予定露光領域の所定領域ＲＸに照射させることにより所定領域ＲＸにおける露光量を積算させることができる。
　また、本実施形態では、図７に示すように、ワークＷの予定露光領域の所定領域ＲＸの露光量（積算露光量）が所定の閾値Ｔｄ以上の場合（所定の閾値Ｔｄは、例えば、レジスト剤を的確に露光する露光量の標準値である）、その上のレジスト剤は、露光される。例えば、同一の列のワークＷ上の所定領域ＲＸへの最大照射回数（例えば、ワークＷと露光パターン形成装置１２との相対移動に伴って順次、所定領域ＲＸに露光用光ＥＬの一部の光を照射可能な露光用素子の最大数）を予め設定し、露光強度、最大照射回数、毎回の露光時間及び所定の閾値Ｔｄの大きさに基づいて、各露光用光ＥＬの少なくとも一部の光の毎回の必要な露光量を精細に調整することができる。例えば、予定露光領域の所定領域ＲＸは、照射回数を増やすことにより、露光量を積算させて、ワークＷの予定露光領域の所定領域ＲＸにパターンＥＰ（レジストパターン）を形成することができる。例えば、本実施形態では、上記の最大照射回数は、例えば２５６回（言い換えると、最大２５６個の露光用素子を所定領域ＲＸへの露光に用いる）であるが、本発明はこれに限定しない。
　従来技術において、露光領域に照射される光量が露光領域内で一様な場合は、現像工程後、露光領域と同等のサイズ（形状）のパターンがワークＷ上に形成される。一方、本実施形態では、図６に示すように、第１状態の一つの露光用素子を介した露光用光ＥＬの一部の光が予定露光領域に照射された領域における中心部分の光量は照射された領域における周辺部分の光量よりも大きい。具体的には、本実施形態において、デジタルマイクロミラー装置のマイクロミラーで反射された光（露光用光ＥＬの一部の光）の回折により、その光が予定露光領域に照射された領域の中心部分の光量が周辺部分の光量よりも大きくなる。したがって、図７に示すように、積算露光量の増加に伴ってワークＷ上の露光領域（露光されたレジスト層）において閾値Ｔｄ以上の露光量が付与される領域が拡大することで、現像工程を経てワークＷの露光領域へ形成されるパターンＥＰのサイズもＰｘ１、Ｐｘ２、Ｐｘ３と拡大する。即ち、ワークＷの露光工程及び現像工程を経て露光領域に形成されるパターンＥＰのサイズＰｘ１、Ｐｘ２、Ｐｘ３と露光用光ＥＬの予定露光領域への積算露光量との間の関係は、正の相関特性を有する。なお、本実施例において、照射回数を制御することによって積算露光量の増加を制御しているが、本発明は、これに限定するものではなく、他の実施例において、露光用光ＥＬの光量又は毎回の露光時間（露光用光ＥＬの照射時間）を制御することによって積算露光量を制御し、それにより、パターンＥＰのサイズの制御を達成することもできる。
　このように、積算露光量を制御することにより、ワークＷの所定領域ＲＸにおいて精密なパターンＥＰの形成を行うことができる。
　（１－３）露光パターンの形成と幅の制御過程
　次に、図８及び図９を参照しながら、露光工程及び現像工程を経て、ワークＷの予定露光領域における所定領域ＲＸに形成されるパターンＥＰの形成と幅の制御について説明する。図８は、本実施形態のワークＷの予定露光領域における所定領域ＲＸに形成されるパターンＥＰの一例を示す輪郭説明図である。図９は、本実施形態のワークＷの予定露光領域における所定領域ＲＸに形成されるパターンＥＰの別の例を示す輪郭説明図である。
　更に、本実施形態では、予定露光領域は、複数の所定領域ＲＸから構成されることができ、１つの所定領域ＲＸは、例えば、１つの第１状態の露光用素子を介して露光用光ＥＬの一部の光がワークＷ上へ照射された領域に対応する。また、上記のように、制御ユニット３０は、ワークＷと露光パターン形成装置１２（露光ヘッドＨＵ）との相対移動に伴って、同一の列の複数の露光用素子（例えば、第１の露光用素子ＤＭ１及び第２の露光用素子ＤＭ２）を順次、第１状態（オン）にし、対応する予定露光領域中の所定領域ＲＸにおける露光量を積算することによって、現像工程後、パターンＥＰが形成される。
　より具体的には、ワークＷの露光工程及び現像工程を経て露光領域に形成されるパターンのサイズと露光用光ＥＬによる予定露光領域への積算露光量との間の関係は正の相関特性を有するので、複数の露光用光ＥＬの少なくとも一部の光によって形成される所定領域ＲＸにおけるパターンＥＰの副走査軸に沿った方向の幅と露光用光ＥＬによる所定領域ＲＸへの積算露光量との間の関係も正の相関特性を有する。その結果、制御ユニット３０は、同じ所定領域ＲＸの積算露光量（即ち、同じ所定領域ＲＸに照射された露光用光ＥＬの少なくとも一部の光の露光量の総和）を制御することによって、所定領域ＲＸにおけるパターンＥＰの主走査軸における幅、及び主走査軸と直交する副走査軸における幅を制御することができる。
　例えば、ワークＷの予定露光領域の所定箇所の露光量が所定の閾値Ｔｄよりも大きい場合、その上のレジスト剤は露光が完成するため、隣り合う所定領域ＲＸの積算露光量が所定の閾値Ｔｄ以上である場合、これらの所定領域ＲＸのレジスト剤は完全に露光され、更に、隣り合う所定領域ＲＸに形成されたパターンＥＰの輪郭は互いに接している。このように、異なる所定領域ＲＸのパターンＥＰが接することによって、幅が比較的広いパターンＥＰを形成することができる。なお、隣り合う所定領域ＲＸの積算露光量が何れも所定の閾値Ｔｄよりも小さい時、これら所定領域ＲＸのレジスト剤は、所定領域ＲＸの中心部分のみが完全に露光され、周辺部分は完全には露光されず、隣り合う所定領域ＲＸに形成されるパターンＥＰの間に隙間が存在する。このようにして、異なる所定領域ＲＸに幅が比較的小さいパターンＥＰを形成することができる。
　このように、露光装置１の制御ユニット３０は、所定領域ＲＸにおける積算露光量を制御することによって、所定領域ＲＸへの露光用光ＥＬによる露光工程を経て所定領域ＲＸに形成されるパターンＥＰの幅を制御する。また、露光装置１は、各所定領域ＲＸの積算露光量を制御することにより、異なる所定領域ＲＸのパターンＥＰの接続又は分離を形成し、それによってワークＷ上に精密なパターンＥＰを形成することができる。
　例えば、図８に示すように、制御ユニット３０は、ワークＷと露光パターン形成装置１２とを主走査軸に沿って相対移動させ、互いに異なる複数の第１状態の露光用素子それぞれを介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光を、ワークＷと前記露光パターン形成装置１２との相対移動に伴って順次、予定露光領域において主走査軸に沿って所定領域ＲＸ（ここではＲＸ１と称する）に隣り合う領域ＲＸ２に照射させることによって主走査軸に沿って所定領域ＲＸ１に隣り合う領域ＲＸ２における露光量を積算させる。なお、ワークＷと露光パターン形成装置１２との主走査軸に沿った１度の相対移動によって、所定領域ＲＸ１と所定領域ＲＸ２を露光（所望の露光量を積算）してもよいし、ワークＷと露光パターン形成装置１２との主走査軸に沿った別々の相対移動によって、所定領域ＲＸ１と所定領域ＲＸ２を露光（所望の露光量を積算）してもよい。
　制御ユニット３０は、露光用素子それぞれを介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光を、ワークＷと露光パターン形成装置１２とを相対移動させつつ順次、主走査軸に沿って所定領域ＲＸ１に隣り合う領域ＲＸ２に照射させることによって、主走査軸に沿って所定領域ＲＸ１に隣り合う領域ＲＸ２における露光量を積算させる。ここで、予定露光領域の所定領域ＲＸ１に照射するための複数の露光用素子は、同一の列の複数の露光用素子である。この場合、所定領域ＲＸ２の露光に用いる露光パターン形成装置１２の複数の露光用素子は、所定領域ＲＸ１に用いた複数の露光用素子（第１の露光用素子ＤＭ１及び第２の露光用素子ＤＭ２）と同じ露光用素子であってもよいし、第１の露光用素子ＤＭ１及び第２の露光用素子ＤＭ２と同じ列の他の複数の露光用素子であってもよい。
　制御ユニット３０は、所定領域ＲＸ１と主走査軸に沿って所定領域ＲＸ１に隣り合う領域ＲＸ２との積算露光量を制御することによって、主走査軸に沿って所定領域ＲＸ１に隣り合う領域ＲＸ２への露光用光ＥＬによる露光工程を経て所定領域ＲＸ１に形成されるパターンＥＰと主走査軸に沿って所定領域ＲＸ１に隣り合う領域ＲＸ２に形成されるパターンＥＰとの主走査軸における間隔Ｇを制御する。より具体的には、所定領域ＲＸ１と所定領域ＲＸ２それぞれに形成されるパターンＥＰのサイズは、所定領域ＲＸ１と所定領域ＲＸ２それぞれに与える積算露光量によって変化させることができる（図７を参照）。したがって、制御ユニット３０は、所定領域ＲＸ１と所定領域ＲＸ２それぞれに与える積算露光量を制御することによって、所定領域ＲＸ１と所定領域ＲＸ２それぞれに形成されるパターンＥＰの主走査軸における間隔Ｇを制御することができる。
　このように、主走査軸に沿った各領域ＲＸ１、ＲＸ２の積算露光量の制御によって、主走査軸に沿った異なる領域ＲＸ１、ＲＸ２におけるパターンＥＰ同士の接続又は分離を制御することが可能となり、それにより、ワークＷ上において精密なパターンの形成を行うことができる。
　一方で、図４及び図９に示すように、前記制御ユニット３０は、ワークＷと露光パターン形成装置１２と主走査軸に沿って相対移動させ、複数の露光用素子のうちで第１状態の第３の露光用素子ＤＭ３を介した露光用光ＥＬの一部の光と、複数の露光用素子のうちで第１状態の第４の露光用素子ＤＭ４を介した露光用光ＥＬの一部の光とを、ワークＷと露光パターン形成装置１２との主走査軸に沿った相対移動に伴って順次、予定露光領域において主走査軸と直交する副走査軸に沿って照射させることにより所定領域ＲＸ（ここでは、ＲＹ１と称する）に隣り合う領域ＲＹ２における露光量を積算させる。なお、ワークＷと露光パターン形成装置１２との主走査軸に沿った１度の相対移動によって、所定領域ＲＹ１と所定領域ＲＹ２を露光（所望の露光量を積算）してもよいし、ワークＷと露光パターン形成装置１２との主走査軸に沿った別々の相対移動によって、所定領域ＲＹ１と所定領域ＲＹ２を露光（所望の露光量を積算）してもよい。
　具体的には、第３の露光用素子ＤＭ３と第４の露光用素子ＤＭ４は、同一の列の複数の露光用素子であり、且つ第３の露光用素子ＤＭ３及び第４の露光用素子ＤＭ４が位置する列は、第１の露光用素子ＤＭ１及び第２の露光用素子ＤＭ２が位置する列と異なる。また、第１露光用素子と第２露光用素子のＤＭＤ上の位置、並びに第３の露光用素子ＤＭ３と第４の露光用素子ＤＭ４のＤＭＤ上の位置は、隣り合っている必要はなく、第１の露光用素子ＤＭ１と第２の露光用素子ＤＭ２が位置する列と第３の露光用素子ＤＭ３と第４の露光用素子ＤＭ４の位置する列が隣り合ってさえいればよい。即ち、主走査軸と直交する副走査軸に沿った予定露光領域における所定領域ＲＹ１と隣り合う領域ＲＹ２に照射するための複数の露光用素子は、同一の列に位置する複数の露光用素子（例えば、第３の露光用素子ＤＭ３及び第４の露光用素子ＤＭ４）であり、この列と、予定露光領域における所定領域ＲＹ１を照射するための複数の露光用素子（例えば、第１の露光用素子ＤＭ１及び第２の露光用素子ＤＭ２）が位置する列とは、異なり且つ互いに隣り合う。
　このように、制御ユニット３０は、所定領域ＲＹ１と副走査軸に沿って所定領域ＲＹ１に隣り合う領域ＲＹ２の積算露光量を制御することによって、所定領域ＲＹ１と副走査軸に沿って所定領域ＲＹ１に隣り合う領域ＲＹ２への露光用光ＥＬによる露光工程を経て所定領域ＲＹ１に形成されるパターンＥＰと副走査軸に沿って所定領域ＲＹ１に隣り合う領域ＲＹ２に形成されるパターンＥＰとの副走査軸における間隔Ｇを制御することができる。より具体的には、所定領域ＲＸ１と所定領域ＲＸ２それぞれに形成されるパターンＥＰのサイズは、所定領域ＲＹ１と所定領域ＲＹ２それぞれに与える積算露光量によって変化させることができる（図７を参照）。したがって、制御ユニット３０は、所定領域ＲＹ１と所定領域ＲＹ２それぞれに与える積算露光量を制御することによって、所定領域ＲＹ１と所定領域ＲＹ２それぞれに形成されるパターンＥＰの副走査軸における間隔Ｇを制御することができる。
　このように、露光装置は、副走査軸に沿った各領域ＲＹ１、ＲＹ２に対する積算露光量の制御によって、主走査軸に沿った異なる領域ＲＹ１、ＲＹ２におけるパターンＥＰ同士の接続又は分離を制御することが可能となり、それにより、ワークＷ上に精密なレイアウトのパターンを形成することができる。
（１－４）斜線状のパターンＥＰＳの形成過程
　次に、図１０～図１２を参照しながら、斜線状のパターンＥＰＳの形成過程について説明する。図１０は、連続露光するパターンを示す説明図である。図１１は、従来技術における斜め方向の予定露光領域へのパターンＥＰの形成過程を示す説明図である。図１２は、本実施形態の斜め方向の予定露光領域への露光パターン形成の一例を示す過程説明図である。
　図１０に示すように、露光用光ＥＬの走査経路が主走査軸に沿って、露光用光ＥＬに連続露光を行わせる場合、予定露光領域に生成されるパターンＥＰは直線状を呈する。ここで、連続露光の意味は、制御ユニット３０が、第１状態の第１の露光用素子ＤＭ１を介した露光用光ＥＬの一部の光と、第１状態の第２の露光用素子ＤＭ２を介した露光用光ＥＬの一部の光とを、ワークと露光パターン形成装置とを相対移動させつつ順次、予定露光領域の所定領域ＲＸに照射させることにより所定領域ＲＸにおける露光量を積算させること、即ち、露光パターン形成装置を含む露光ヘッド及びワークが相対移動し続けるようにし、複数の所定領域ＲＸにおいて露光量を積算させることである。また、図１０に示すように、本実施例において、複数の所定領域ＲＸにおけるパターンＥＰは、主走査軸において互いに連続して接続することができ、線状のパターンＥＰを形成することができる。ここで、パターンＥＰは、ワークＷの露光工程及び現像工程を経て複数の所定領域中に形成される部分的パターンを指し、斜線状のパターンＥＰＳは、複数のパターンＥＰから構成される全体パターンである。即ち、斜線状のパターンＥＰＳは、ワーク上で露光工程及び現像工程を経て形成されるパターンの全体の輪郭である。
　また、一般的に、図１１に示すように、従来の露光方法で斜線状のパターンＥＰＳを形成する場合、異なる列の異なる露光用素子によって対応する異なるパターンＥＰを形成し、これらの異なるパターンＥＰの相対位置を制御することによって斜線状のパターンＥＰＳを組み合わせて形成する。しかしながら、図１１に示すように、従来の露光方法における予定露光領域の異なる所定領域ＲＸのパターンＥＰ同士の副走査軸方向における幅は、露光用素子同士の幅（ピッチ）に対応して制限される（固定される）。従って、滑らかな輪郭の斜線状のパターンＥＰＳを形成することが困難であった。
　本実施形態では、制御ユニット３０は、複数の露光用素子の少なくとも一つの露光用素子を介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光が、所定領域ＲＸに対して副走査軸に沿った予定露光領域の一部領域に照射されるように、コリメート光学系１３の変位光学系１３１によって、複数の露光用素子の少なくとも一つの露光用素子を介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光が照射される領域を変位させるように駆動装置１５を制御することができる。
　より具体的には、複数の露光用素子の少なくとも一つの露光用素子を介した露光用光の少なくとも一部の光が、所定領域ＲＸに対して主走査軸と交差する副走査軸に沿った予定露光領域の一部の領域に照射されるように、変位光学系１３１を光軸に直交する軸に沿って変位させるように駆動装置１５を制御する。例えば、本実施形態では、変位光学系１３１を変位させる方向は、副走査軸の方向である。
　また、本実施例において、例えば、駆動装置１５は、露光パターン形成装置１２に２次元に配列された互いに隣り合う露光用素子の間隔に対応する予定露光領域における露光用光の少なくとも一部の光の照射間隔よりも小さい照射間隔で露光用光の少なくとも一部の光の照射位置が変位するように、光軸に交差する軸に沿って一部の変位光学系１３１を変位させる。
　（１－４－１）斜線状のパターンの形成方式
　本実施形態では、図１２に示すように、制御ユニット３０は、ワークＷと露光ヘッドＨＵが主走査軸に沿った方向への相対移動に伴って、互いに異なる複数の第１状態の露光用素子それぞれを介した露光用光ＥＬの一部の光を順次、予定露光領域の一部の領域に照射させることによって、前記領域それぞれにおいて、互いに異なる複数の第１状態の露光用光素子を介した光の照射により露光量を累積させる。ここで、制御ユニット３０は、互いに異なる列の複数の露光用素子を介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光による予定露光領域の各領域（ＲＸＹ１、ＲＸＹ２、ＲＸＹ３、ＲＸＹ４）の積算露光量を上述の方法で制御することで、現像工程を経て形成されるパターンＥＰ１、ＥＰ２、ＥＰ３、ＥＰ４のサイズを制御することによって、斜線状のパターンＥＰＳを形成させることができる。ここで、斜線状のパターンＥＰＳは、複数の領域におけるパターンＥＰ１、ＥＰ２、ＥＰ３、ＥＰ４を接続させて構成される全体のパターンを示す。なお、予定露光領域の各領域（ＲＸＹ１、ＲＸＹ２、ＲＸＹ３、ＲＸＹ４）は、１つの第１状態の露光用素子を介して露光用光ＥＬの一部の光がワークＷ上へ照射された領域に対応する。また、各領域（ＲＸＹ１、ＲＸＹ２、ＲＸＹ３、ＲＸＹ４）を所定領域ＲＸと言い替えることもできる。
　例えば、制御ユニット３０は、ワークＷと露光ヘッドＨＵとの主走査軸に沿った第１方向への相対移動に伴って、順次、露光パターン形成装置１２の互いに異なる列の複数の第１状態の露光用素子（例えば、図４示す露光用素子ＤＭ１、ＤＭ２と、露光用素子ＤＭ３，ＤＭ４）を介したそれぞれの露光用光ＥＬの少なくとも一部の光で、予定露光領域の領域ＲＸＹ１（所定領域ＲＸ）と、領域ＲＸＹ１に対して主走査軸と副走査軸とに交差する軸に沿った領域ＲＸＹ３の積算露光量をそれぞれ制御することによって、現像工程を経て所定領域ＲＸＹ１に形成されるパターンＥＰ１のサイズと、現像工程を経て領域ＲＸＹ３に形成されるパターンＥＰ３のサイズをそれぞれ制御することができる。
　ワークＷと露光ヘッドＨＵの主走査軸に沿った第１方向への相対移動に伴って、順次、露光を行い、領域ＲＸＹ１及び領域ＲＸＹ２の露光を完了させた後、制御ユニット３０は、変位光学系１３１を副走査軸に沿った方向に変位させるように駆動装置１５を制御する。この制御ユニット３０の制御により、ワークＷにおける露光用光ＥＬの照射位置が副走査軸に沿った方向に移動（例えば、図１２に示すように副走査軸方向にＯＴだけ移動）する。更に、制御ユニット３０は、主走査軸に沿った第１方向とは反対方向の第２方向へ相対移動させ、同様に、互いに異なる列の複数の第１状態の露光用素子を介したそれぞれの露光用光ＥＬの少なくとも一部の光で、予定露光領域の領域ＲＸＹ２と、領域ＲＸＹ２に対して主走査軸と副走査軸とに交差する軸に沿った領域ＲＸＹ４の積算露光量をそれぞれ制御することによって、現像工程を経て所定領域ＲＸＹ２に形成されるパターンＥＰ２のサイズと、現像工程を経て領域ＲＸＹ４に形成されるパターンＥＰ４のサイズをそれぞれ制御することができる。
　このように、主走査軸に沿った第１方向への相対移動に伴い各領域（ＲＸＹ１、ＲＸＹ３）を積算露光した後に、変位光学系１３１を副走査軸に沿った方向に所定量だけ変位させて、主走査軸に沿った第１方向とは反対の第２方向への相対移動に伴い各領域（ＲＸＹ２、ＲＸＹ４）を積算露光する工程を繰り返すことによって、現像工程後、斜線状のパターンＥＰＳ（パターンＥＰ１、ＥＰ２、ＥＰ３、ＥＰ４を含む斜線状のパターン）をワーク上に形成することができる。この場合、各領域（ＲＸＹ１、ＲＸＹ２、ＲＸＹ３、ＲＸＹ４）の積算露光量を制御することで、各パターン（ＥＰ１、ＥＰ２、ＥＰ３、ＥＰ４）のサイズを各領域（ＲＸＹ１、ＲＸＹ２、ＲＸＹ３、ＲＸＹ４）よりも小さくすることができるため、滑らかな輪郭の斜線状のパターンＥＰＳを形成することができる。
　即ち、本実施形態において、制御ユニット３０は、変位光学系１３１の変位ＯＴと、主走査軸に沿ったワークＷと露光ヘッドＨＵとの相対移動とをそれぞれ繰り返すと共に、互いに異なる複数の第１状態の露光用素子それぞれを介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光を、ワークＷと露光パターン形成装置１２との相対移動 に伴って順次、予定露光領域における複数の領域それぞれへ照射させることによって、複数の領域それぞれにおいて、互いに異なる複数の第１状態の露光用素子を介した光の照射により露光量を積算させて主走査軸と副走査軸に交差する軸に沿って露光領域を形成させることができる。
　このように、露光装置１は、複数の領域の積算露光量を制御することにより、ワークＷ上に精密なパターンを形成することができる。
　例えば、図１２の実施形態では、露光用光ＥＬの少なくとも一部のワークＷへの照射位置を変位させる変位量ＯＴは、例えば、１つの第１状態の露光用素子を介して露光用光ＥＬの一部の光をワークＷ上へ照射された領域（言い換えると１つの所定領域ＲＸ）における副走査軸方向の幅の半分であるが、本発明はこれに限定するものではなく、変位量は、１つの第１状態の露光用素子を介して露光用光ＥＬの一部の光をワークＷ上へ照射された領域（言い換えると１つの所定領域ＲＸ）の幅よりも小さければよい。更に、変位量の大きさを制御することにより、成形する斜線状のパターンＥＰＳを多種の異なる境界範囲の要件に適用させることができる。
　なお、本実施形態では、変位光学系１３１を変位させることでワーク（レジスト）上の照射位置を移動させて斜線状のパターンＥＰＳを形成したが、変位光学系１３１を変位させてワーク上の照射位置を移動させる方法は、斜線状のパターンＥＰＳの形成に限らず、例えば、副走査軸方向に沿って主走査軸方向に沿った直線状のパターンを複数形成する場合など、いかなる形状のパターンの形成にも利用することができる。また、斜線状のパターンＥＰＳの形成に限らず、他のいかなる形状のパターンの形成においても、変位光学系１３１を変位させてワーク上の照射位置を移動させる方法と、露光パターン形成装置１２の複数の露光用素子を介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光によって予定露光領域の所定領域への積算露光量を制御する方法とを組み合わせることができる。
　（１－４－２）変形例：複数の領域
　前記の実施例において、制御ユニット３０は、主走査軸又は副走査軸に沿って所定領域ＲＸ及び所定領域ＲＸと隣り合う領域に間隔を有するパターンＥＰを形成するが、本発明は、これに限定するものではない。変形例では、これらは、所定領域ＲＸと異なる複数の領域と隣り合っていなくともよい。
　例えば、図１３は、本実施形態の露光パターンの変形例を示す輪郭説明図である。図１３に示すように、制御ユニット３０は、互いに異なる複数の第１状態の露光用素子それぞれを介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光を、ワークＷと露光パターン形成装置１２との相対移動に伴って順次、予定露光領域における主走査軸に沿った所定領域ＲＸとは異なる複数の領域ＲＸへ照射させることによって、複数の領域ＲＸそれぞれにおいて、互いに異なる複数の第１状態の露光用素子を介した光の照射により露光量を積算させて主走査軸に沿って露光領域を形成させることができる。また、露光用素子を介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光を、ワークＷと露光パターン形成装置１２とを主走査軸に沿って相対移動させつつ順次、予定露光領域における主走査軸に沿った前記複数の領域ＲＸへ照射させる。
　（１－４－３）変形例：副走査軸に沿って相対移動する方式の変更
　前記の実施例では、制御ユニット３０は、変位光学系１３１を変位させることによって複数の露光用素子の少なくとも一つの露光用素子を介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光を、所定領域ＲＸに対して主走査軸と交差する副走査軸に沿った予定露光領域の一部の領域に照射させることによって露光工程を行っているが、本発明はこれに限定するものではない。
　一変形例において、制御ユニット３０は、例えば、ワークＷを保持した基板ステージ２０を露光ヘッドＨＵに対して副走査軸に沿って移動させることもできる。この場合、制御ユニット３０は、複数の露光用素子の少なくとも一つの露光用素子を介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光を、所定領域ＲＸに対して副走査軸に沿った予定露光領域の一部の領域に照射させるようにワークＷと露光パターン形成装置１２（露光ヘッドＨＵ）とを副走査軸に沿って相対移動させることもできる。
　より具体的には、本変形例において、制御ユニット３０は、主走査軸に沿ったワークＷと露光ヘッドＨＵとの相対移動と、副走査軸に沿ったワークＷと露光ヘッドＨＵとの相対移動とをそれぞれ繰り返し、上記実施例と類似した露光工程を繰り返す。即ち、制御ユニット３０は、互いに異なる複数の第１状態の露光用素子それぞれを介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光を、ワークＷと露光ヘッドＨＵとの相対移動に伴って順次、予定露光領域における複数の領域それぞれへ照射させることによって、複数の領域それぞれにおいて、互いに異なる複数の第１状態の露光用素子を介した光の照射により露光量を積算させて 主走査軸と副走査軸に交差する軸に沿って露光領域を形成させる。
　このように、制御ユニット３０は、複数の露光用素子の少なくとも一つの露光用素子を介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光を、所定領域ＲＸに対して主走査軸と交差する副走査軸に沿った予定露光領域の一部領域に照射させるようにワークＷと露光パターン形成装置１２とを相対移動させることもでき、また、露光装置１は、複数の領域の積算露光量に対する制御及び露光パターン形成装置１２の露光用素子が反射する露光用光ＥＬの一部の光の主走査軸及び副走査軸における移動に対する制御によって、パターンＥＰを形成し、ワークＷ上に精密なレイアウトのパターンを形成することができる。
　上記のように、露光装置１は、複数の領域の積算露光量に対する制御及び露光パターン形成装置１２の露光用素子が反射する露光用光ＥＬの一部の光の主走査軸及び副走査軸における移動に対する制御によって、ワークＷ上に精密なレイアウトのパターンを形成することができる。
　（２）本実施形態の露光パターン計算方法及び欠陥露光用素子の補償方法
　次に、図１４～１７を参照しながら、ワークＷ上に形成された露光パターンを計算する方法及び欠陥露光用素子の補償方法について説明する。
　（２－１）制御ユニット３０（露光パターン計算機能ブロック）の構造
　まず、図１を参照しながら、露光パターンを形成する過程について説明する。
　本実施形態では、制御ユニット３０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　ＵｎｉｔＣＰＵ）３１、メモリ３２、入力部３３、操作装置３４及び表示装置３５を備える。
　ＣＰＵ３１は、露光パターンを計算して露光パターン情報を生成し、また、露光パターン形成装置１２の欠陥露光用素子の情報に基づいて補正露光パターン情報を生成する。ここで、欠陥露光用素子の情報は、例えば、露光パターン形成装置１２における複数の露光用素子のうちで欠陥露光用素子の位置に関する情報（例えば、欠陥露光用素子のＩＤや露光パターン形成装置１２における欠陥露光用素子の座標）である。また、ＣＰＵ３１は、露光パターンのレイアウトを算出し、複数の露光用素子を第１状態（オン状態）にする順序及びタイミングを制御する。具体的には、ＣＰＵ３１は、必要な計算条件を満たす露光パターンを計算するための最適化問題または数学的計画問題を解決し、それによって露光パターンを計算する。必要な計算条件の具体例としては、露光量（ＤＯＳＥ量）及び焦点深度（Ｄｅｐｔｈ　Ｏｆ　Ｆｏｃｕｓ，ＤＯＦ）を最適化（いわゆるプロセスウィンドウ最適化）する条件が挙げられる。
　ＣＰＵ３１は、実質上、電子設計自動化（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ、ＥＤＡ）ツールとして機能を発揮することもできる。例えば、ＣＰＵ３１は、ＣＰＵ３１に露光パターンの計算動作を実行させるためのコンピュータプログラムを実行することにより、ＥＤＡツールとして機能を発揮することもできる。
　メモリ３２は、ＣＰＵ３１に露光パターンの計算動作を実行させるためのコンピュータプログラムを保存する。ただし、ＣＰＵ３１に露光パターンの計算動作を実行させるためのコンピュータプログラムは、外部のメモリデバイス（例えば、ハードディスク又は光ディスク）等に記録することもできる。メモリ３２は、更に、ＣＰＵ３１による露光パターンの計算動作中に生成された中間データを一時的に記憶する。
　入力ユニット３３は、ＣＰＵ３１に露光パターンの計算動作を実行させるための各種データの入力を受け付ける。例えば、ワークＷ上に形成される露光パターンを示す露光パターン情報及び露光パターン形成装置１２の欠陥露光用素子の情報などの入力を受け付けてもよい。
　操作装置３４は、ユーザの制御ユニット３０に対する操作を受け取る。操作装置３４は、例えば、キーボード、マウス及びタッチパネルのうちの少なくとも１つを含む。ＣＰＵ３１は、操作装置３４によって受け取られるユーザの操作に従って、露光パターンの計算動作を実行することもできる。但し、制御ユニット３０は、操作装置３４を備えない場合もある。
　表示装置３５は、必要な情報を表示することができる。例えば、表示装置３５は、制御ユニット３０の状態を示す情報を直接的または間接的に表示することもできる。例えば、表示装置３５は、制御ユニット３０によって計算された露光パターンを直接的または間接的に表示することもできる。例えば、表示装置３５は、露光パターンの計算動作に関連する任意の情報を直接的または間接的に表示することもできる。但し、制御ユニット３０は、表示装置３５を備えない場合もある。
　（２－２）露光パターンの計算動作と欠陥露光用素子の補償
　次に、図１４、図１５を参照しながら、制御ユニット３０によって実行される光パターンの計算動作について説明する。図１４は、本実施形態の露光パターン形成装置１２における欠陥露光用素子の位置を示す説明図である。図１５は、本実施形態の露光パターン形成装置１２の異なる露光用素子の対応する予定露光領域への露光過程を示す説明図である。なお、欠陥露光用素子とは、例えば、故障により第１状態（オン状態）と第２状態（オフ状態）との切替えが出来なくなった露光用素子や、損傷や欠落した露光用素子などを含む。
　本実施形態では、制御ユニット３０が備えるＣＰＵ３１は、露光パターンを示す露光パターン情報を生成する。具体的には、露光パターン情報は、規定の設計ルール（ｄｅｓｉｇｎ　ｒｕｌｅ）を満たすように算出された露光パターンの内容（即ち、パターンレイアウト）を表すデータであり、ワーク上における予定露光領域の位置に関する情報と、予定露光領域の各領域における積算露光量に関する情報を含む。
　そして、制御ユニット３０は、露光パターン情報に基づいて、ワークＷと露光パターン形成装置１２との相対移動に伴って、複数の露光用素子の少なくとも一部の露光用素子を第１状態又は第２状態に切り替える。
　また、制御ユニット３０は、複数の露光用素子における欠陥露光用素子の情報に基づいて、予定露光領域の所定領域ＲＸの積算露光量が所定の露光量になるように、複数の露光用素子のうち、欠陥露光用素子以外の第１状態の露光用素子を介した露光用光ＥＬの一部の光を、ワークＷと露光パターン形成装置１２との相対移動に伴って、所定領域ＲＸに照射させる。
　露光パターン形成装置１２に含まれる複数の露光用素子のうちの第１部分の露光用素子の少なくとも一つの露光用素子が欠陥露光用素子の場合、複数の露光用素子のうちの第１部分とは異なる第２部分の露光用素子は、欠陥露光用素子の代わりに所定領域ＲＸの積算露光量が所定の露光量になるように露光に用いられる。
　複数の露光用素子のうちの同じ列に第１部分の一部と第２部分の一部が含まれ、前記列における第１部分の一部の前記露光用素子のうちで少なくとも一つの露光用素子が欠陥露光用素子の場合、欠陥露光用素子の代わりに前記列における第２部分の一部の露光用素子のうちで少なくとも一つの露光用素子を介した露光用光ＥＬの一部の光を、ワークＷと露光パターン形成装置１２との相対移動に伴って、前記所定領域ＲＸに照射させる。
　例えば、本実施形態では、図１４に示すように、露光パターン形成装置１２の第１領域Ｒ１内の一部の露光用素子ａ、ｂ、ｃ（言い換えると、露光パターン形成装置１２に含まれる複数の露光用素子の第１部分の露光用素子の少なくとも１つの露光用素子）に欠陥があると（つまり、露光用素子ａ、ｂ、ｃが欠陥露光用素子の場合）、それを介した露光用光ＥＬを予定通りにワークＷの所定領域ＲＸに照射させることができなくなるため、ワークＷの所定領域ＲＸ（露光パターン）の露光量が不足する。この場合、制御ユニット３０は、欠陥露光用素子ａ、ｂ、ｃの代わりに露光パターン形成装置１２の第２領域Ｒ２の一部の露光用素子ａ１、ｂ１、ｃ１（言い換えると、露光パターン形成装置１２に含まれる複数の露光用素子のうちの第２部分の露光用素子）を使用して露光用光ＥＬを所定領域ＲＸに照射するように制御することができる。即ち、露光パターン形成装置１２の第２領域Ｒ２における露光用素子は、露光パターン形成装置１２の第１領域Ｒ１における欠陥露光用素子の代替として使用することができる。なお、露光パターン形成装置１２の第２領域Ｒ２における露光用素子は、露光パターン形成装置１２の第１領域Ｒ１における露光用素子に欠陥露光用素子が無い場合には露光用光ＥＬの照射（露光）には使用せず、露光パターン形成装置１２の第１領域Ｒ１に欠陥露光用素子が含まれた場合にその欠陥露光用素子の代わりに露光用光ＥＬの照射（露光）に使用する予備の露光用素子としてもよい。
　次に、図１５を参照し、図１５の（ａ）は、露光パターン形成装置１２における欠陥のない第１列の露光用素子ＥＵ１に対応する所定領域ＲＸの露光過程を示しており、図１５の（ｂ）は、露光パターン形成装置１２における欠陥を有する露光用素子ａを含むの第２列の露光用素子ＥＵ２が対応する所定領域ＲＸの露光過程を示しており、図１５の（ｂ）は、露光パターン形成装置１２に欠陥を有する露光用素子ｂ、ｃを含むの第３列の露光用素子ＥＵ３に対応する所定領域ＲＸの露光過程を示している。なお、図１５のいずれの図も、同じ列の複数の露光用素子を介した露光用光ＥＬを、ワークＷと露光パターン形成装置１２との相対移動に伴って順次、１つの所定領域ＲＸに照射させることにより所定領域ＲＸへの露光量が積算される概念を示した図である。
　図１５（ａ）に示すように、第１列の露光用素子ＥＵ１には欠陥露光用素子がないため、第１状態の第１列の露光用素子ＥＵ１の第１領域Ｒ１の露光用素子を介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光は、対応する所定領域ＲＸを順に照射した後、その対応する所定領域ＲＸの積算露光量は所望の量となる。一方で、図１５の（ｂ）に示すように、第１列の露光用素子ＥＵ１は欠陥露光用素子ａを有する。欠陥露光用素子aを介した露光用光ＥＬを予定通りにワークＷの所定領域ＲＸに照射させることができなくなるため、欠陥露光用素子aに対応する所定領域ＲＸへの積算露光量は増えない。一方、露光パターン形成装置１２の第２領域Ｒ２の露光用素子ａ１を使用して露光用光ＥＬを所定領域ＲＸに照射するように制御することができる。そのため、第１状態の露光用素子ａ１を介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光は、所定領域ＲＸに照射でき、所定領域ＲＸへの積算露光量は増える。これにより、欠陥露光用素子ａの代わりに露光パターン形成装置１２の第２領域Ｒ２の露光用素子ａ１が対応する所定領域ＲＸに対する照射を行うことによって、その所定領域ＲＸの積算露光量は所望の量となる。
　同様に、第２列の露光用素子ＥＵ２には欠陥露光用素子ｂ、ｃを有する。欠陥露光用素子ｂ、ｃを介した露光用光ＥＬを予定通りにワークＷの所定領域ＲＸに照射させることができなくなるため、欠陥露光用素子ｂ、ｃに対応する所定領域ＲＸへの積算露光量は増えない。一方、露光パターン形成装置１２の第２領域Ｒ２の露光用素子ｂ１、ｃ１を使用して露光用光ＥＬを所定領域ＲＸに照射するように制御することができる。そのため、第１状態の露光用素子ｂ１、ｃ１を介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光は、所定領域ＲＸに照射でき、所定領域ＲＸへの積算露光量は増える。これにより、欠陥露光用素子ｂ、ｃの代わりに露光パターン形成装置１２の第２領域Ｒ２の露光用素子ｂ１、ｃ１は、対応する所定領域ＲＸに対する照射を順次、行うことによって、その所定領域ＲＸの積算露光量が所望の量となる。
　このように、露光パターン形成装置１２の欠陥露光用素子がある場合、露光パターン形成装置１２の他の正常な露光用素子を用いて補償することができるため、ワークＷ上の予定露光領域に所望の積算露光量を付与することができ、しいては、所望のパターンを形成することができる。
　（２－３）本実施形態の検出光学系５０
　本実施形態では、露光装置１に検出光学系５０を設けることができ、検出光学系５０には検出ユニットＤＵを設けることができる。検出ユニットＤＵは、複数の露光用素子の少なくとも一部を介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光の強度分布を検出し、且つ制御ユニット３０は、検出ユニットＤＵが検出した光強度分布に基づき、二次元に配列された欠陥露光用素子の位置に関する情報を含む欠陥露光用素子の情報を生成する。例えば、制御ユニット３０は、露光パターン形成装置１２の少なくとも一部の露光用光ＥＬによって検出用光ＤＬを形成し、且つ検出ユニットＤＵが検出用光ＤＬの光路上に配置されるように制御することができる。このように、検出ユニットＤＵは、検出用光ＤＬの光強度分布を検出し、露光パターン形成装置１２の二次元に配列された欠陥露光用素子の情報として、例えば、欠陥露光用素子の位置に関する情報を取得することができ、検出ユニットＤＵは、制御ユニット３０と電気的に接続され、欠陥露光用素子の情報をフィードバックして、制御ユニット３０に保存することができる。なお、検出ユニットＤＵは、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子であってもよいし、他の既存の光検出装置であってもよい。なお、露光装置１に検出ユニットＤＵを設けなくてもよい。例えば、露光装置１とは別に設けられた検査装置を利用し、既存の方法で露光パターン形成装置１２のオン状態の各露光用素子に光を照射し、露光パターン形成装置１２のオン状態の各露光用素子からの光の強度を検出することによって、検出した光の強度が閾値以下の露光用素子を欠陥露光用素子として欠陥露光用素子の情報を生成してもよい。そして、生成した欠陥露光用素子の情報を入力部３３を介して制御装置３０に入力してもよい。なお、この方法に限られず、他の既存の方法を利用して欠陥露光用素子の情報を生成してもよい。
　次に、図１６及び図１７を参照しながら、本実施形態の検出光学系５０の異なる例について説明する。図１６は、本実施形態の検出光学系５０の一例を示す構造説明図である。図１７は、本実施形態の検出光学系５０の別の例を示す構造説明図である。
　図１６に示すように、本実施形態の一例の露光装置１は、検出光学系５０を更に含み、且つ検出光学系５０は、検出用コリメータ光学系５１、対物光学系１４と同じ構造を有する検出用対物光学系５２、及び検出ユニットＤＵを含む。
　露光装置１が露光工程を実行する前に、本実施形態の露光装置１の制御ユニット３０は、露光ヘッドＨＵを基板ステージ２０の範囲外に移動させ、露光ヘッドＨＵに搭載された対物光学系１４に検出光学系５０の検出用対物光学系５２と位置合わせをさせ、且つ制御ユニット３０は、検出用対物光学系５２を対物光学系１４と水平面に対して対称に配置させる。このように、検出用コリメータ光学系５１と検出用対物光学系５２は、対物光学系１４からの露光用光ＥＬの光路上に配置される。また、コリメート光学系１３と対物光学系１４の組み合わせ、及び検出用コリメータ光学系５１と検出用対物光学系５２の組み合わせの光屈折力の大きさは同じであるが、但し、正と負が反対になっている。言い換えれば、検出用コリメータ光学系５１及び検出用対物光学系５２の組み合わせの光学効果は、コリメート光学系１３及び対物光学系１４の組み合わせの光学効果と実質的に反対であり、露光パターン形成装置１２を介した露光用光ＥＬの結像情報を復元することに用いることができる。
　制御ユニット３０は、露光パターン形成装置１２の全ての露光用素子を第１状態（オン状態）にし、それを介した露光用光ＥＬをコリメート光学系１３、対物光学系１４、検出用対物光学系５２、及び検出用コリメータ光学系５１を順に介した後に検出ユニットＤＵに結像させるように制御する。なお、対物光学系１４からの露光用光ＥＬが検出光学系５０（検出用対物光学系５２）に入射した場合、その入射した露光用光ＥＬは検出ユニットＤＵに検出される光となることから、検出光学系５０に入射した露光用光ＥＬを検出用光ＤＬと言い替えることもできる。このようにして、露光パターン形成装置１２による露光用光ＥＬの光強度分布の情報を得ることができ、露光パターン形成装置１２の複数の露光用素子の少なくとも一つが欠陥露光用素子の場合、検出ユニットＤＵで検出された光強度分布の一部の強度が所定の閾値以下となる。このようにして、露光パターン形成装置１２の二次元に配列された欠陥露光用素子の情報（例えば、欠陥露光用素子の位置に関する情報）を取得することができる。
　また、図１６に示すように、検出ユニットＤＵは、前述の一次結像位置の光路後端に配置することができ、検出ユニットＤＵの前方に配置された結像レンズによって検出ユニットＤＵに結像することができる。また、この結像レンズは、露光用光ＥＬによって形成される像のサイズを対応して調整することに用い、露光用光ＥＬによって形成される像のサイズを検出ユニットＤＵの検出面のサイズに対応させることができる。例えば、露光パターン形成装置１２の全体のサイズが検出ユニットＤＵの検出面のサイズよりも大きい場合、結像レンズは、露光用光ＥＬによって形成される像のサイズを縮小するように設計することができる。露光パターン形成装置１２の全体のサイズが検出ユニットＤＵの検出面のサイズよりも小さい場合、結像レンズは、露光用光ＥＬによって形成される像のサイズを拡大するように設計することができる。露光パターン形成装置１２の全体のサイズが検出ユニットＤＵの検出面のサイズと等しい場合、結像レンズは、露光用光ＥＬによって形成される像のサイズを調整しないように設計することができ、或いは、検出ユニットＤＵの検出面を露光用光ＥＬが、コリメート光学系１３、対物光学系１４、検出用対物光学系５２、検出用コリメータ光学系５１を順に介した後の一次結像位置に直接配置して結像レンズを別途設置不要にすることもできる。
　一方、上記の一例の露光装置１は、露光装置１が露光工程を行う前に、露光パターン形成装置１２の欠陥露光用素子の情報を取得するが、別の例の露光装置１では、露光装置１の露光パターン形成装置１２の隣に検出ユニットＤＵを設置して、露光装置１が露光工程を実行すると同時に、二次元に配列された欠陥露光用素子の位置に関する情報を取得することに用いることができる。
　図１７に示すように、露光装置１が露光工程を実行すると同時に、露光パターン形成装置１２の第２状態（オフ状態）になっている複数の露光用素子を介した露光用光ＥＬは、検出用光ＤＬとして既存の光学系を介して、光路上に配置された検出ユニットＤＵで検出される。そして、検出ユニットＤＵは、検出した検出用光ＤＬの光強度分布を取得する。検出ユニットＤＵは、取得した検出用光ＤＬの光強度分布を制御ユニット３０に入力する。ここで、制御ユニット３０は、検出用光ＤＬの光強度分布と所定露光パターン情報と比較して、２つが相補的である場合、それは制御ユニット３０によって制御される露光用素子の第１状態（オン状態）と第２状態（オフ状態）が露光パターンを形成するために必要な状態と一致しており、欠陥露光用素子は存在しないことを表す。一方、両者が相補的でない場合、制御ユニット３０が制御する露光用素子の第１状態（オン状態）と第２状態（オフ状態）が、露光パターンを形成するために必要な状態と一致しないことを表し、この時、露光パターン形成装置１２に欠陥露光用素子が存在することを表す。このようにして、制御ユニット３０は、欠陥露光用素子の情報を取得することができる。
　（３）本実施形態のムラ対策
　次に、図１８～図１９を参照しながら、本実施形態のムラ対策について説明する。図１８は、従来の露光方法における異なる露光ヘッドが対応する予定露光領域に形成する露光パターンの一例を示す構造説明図である。図１９は、本実施形態の異なる露光ヘッドが対応する予定露光領域に形成する露光パターンの一例を示す構造説明図である。図２０は、本実施形態の異なる露光ヘッドが対応する予定露光領域に形成する露光パターンの別の例を示す構造説明図である。
　例えば、光装置１は複数の露光ヘッドＨＵを有する場合、各露光ヘッドＨＵは、ワークＷ上における異なる予定露光領域に対応し、その上に所望の露光パターンを形成する。また、露光装置１のそれぞれの露光ヘッドＨＵが１つの予定露光領域の所望の露光パターンを完成した後、制御ユニット３０は、ワークＷと露光パターン形成装置１２が配置された露光ヘッドＨＵを副走査軸に相対移動させ、この露光ヘッドＨＵに対応する別の予定露光領域の露光を開始させる。このようにして、この露光ヘッドＨＵに対応する異なる予定露光領域の露光を絶えず繰り返した後、ワークＷ上の全ての予定露光領域の所望の露光パターンを完成することができる。
　しかしながら、異なる露光ヘッドＨＵを用いて予定露光領域を露光する場合、互いに異なる露光ヘッドＨＵの露光パターン形成装置１２同士の特性の差異により、形成する露光パターンの特性にも差異が生じる。例えば、互いに異なる露光ヘッドＨＵの露光パターン形成装置１２を用いてそれぞれの予定露光領域に与えられる露光量の分布が異なる。そして、この予定露光領域に与えられる露光量の分布が異なる場合、現像を経て形成されるパターンの形状も変わる。したがって、図１８に示すように、同じ露光ヘッドＨＵに対応する複数の予定露光領域が副走査軸に互いに接続されている場合、これらの予定露光領域への露光及び現像によって形成されるパターンブロックにおいて、形成される特性が一致した露光パターンのブロックも大きくなって、現像を経て形成されるパターンの形状変化も認識され易くなる。このように、互いに異なる露光ヘッドＨＵの露光パターン形成装置１２を用いてそれぞれの予定露光領域に与えられる予定露光領域における露光量の分布が異なる場合、現像を経て形成されるパターンの形状変化により、視覚ムラはより認識され易くなる。なお、後述するように、図１８では、第１露光ヘッドで露光する予定の露光領域を第１予定露光領域ＥＲ１と表し、第２露光ヘッドで露光する予定の露光領域を第２予定露光領域ＥＲ２と表している。
　これに対して、本実施形態では、異なる露光ヘッドＨＵに対応する予定露光領域を交互に配置する設計によって、異なる露光ヘッドＨＵによって形成される露光パターンの形状変化が認識される可能性を低減することができる。
　例えば、図１９に示すように、本実施形態の露光装置は、露光パターン形成装置１２を含む露光光学系１０が搭載される第１露光ヘッド及び露光パターン形成装置１２を含む露光光学系１０が搭載される第２露光ヘッドを含み、第１露光ヘッドは、露光用光ＥＬの少なくとも一部の光をワークＷの第１予定露光領域ＥＲ１に対応して照射することに用いられ、第２露光ヘッドは、露光用光ＥＬの少なくとも別の一部の光をワークＷの第２予定露光領域ＥＲ２に対応して照射することに用いられる。第１予定露光領域ＥＲ１と第２予定露光領域ＥＲ２は、主走査軸に沿って延伸し、主走査軸と直交する副走査軸に沿って並んで配置され、制御ユニット３０は、主走査軸にワークＷと露光パターン形成装置１２が配置されている第１露光ヘッド及び第２露光ヘッドを相対移動させ続けることにより、露光用光ＥＬを１つの第１予定露光領域ＥＲ１と１つの第２予定露光領域ＥＲ２に照射させ、且つ制御ユニット３０は、上記工程の後、ワークＷ及び露光パターン形成装置１２が配置された第１露光ヘッド及び第２露光ヘッドを副走査軸に相対移動させ、それから、制御ユニット３０は、露光用光ＥＬの複数の部分の光を別の第１予定露光領域ＥＲ１と別の第２予定露光領域ＥＲ２に照射させる。
　更に、図１９に示すように、任意の第２予定露光領域ＥＲ２は、２つの第１予定露光領域ＥＲ１の間に位置する。例えば、上記配置を形成する方法は、第１露光ヘッドと第２露光ヘッドの間隔が第１予定露光領域ＥＲ１と第２予定露光領域ＥＲ２の間隔よりも広い間隔となっている場合、第１露光ヘッドは、主走査軸の第１方向への移動で第１予定露光領域ＥＲ１を露光して、副走査軸方向へ移動して、主走査軸の第１方向とは逆の第２方向への移動で別の第１予定露光領域ＥＲ１を露光することを繰り返す。
　制御ユニット３０は２つの第１予定露光領域ＥＲ１間の間隔を１つの第２予定露光領域ＥＲ２の幅（サイズ）に相当するように制御する。第２露光ヘッドは、主走査軸の第１方向への移動でこの第２予定露光領域に相当する部分を露光して、２つの第１予定露光領域ＥＲ１に隣接する第２予定露光領域ＥＲ２への露光を完成することができる。次に、第２露光ヘッドは、副走査軸方向へ移動し、主走査軸の第１方向とは逆の第２方向への移動で別の２つの第１予定露光領域ＥＲ１間の間隔に次の第２予定露光領域ＥＲ２を露光することを繰り返す。このように、図１９に示すように、異なる露光ヘッドに対応する予定露光領域がワークＷ上に交互に配置されるため、現像を経て形成される全体の露光パターンの形状変化の視覚的不均一性を平均化することができ、それによって視認できる欠陥（ムラ）の出現を回避することができる。
　また、本実施形態では、同じ露光ヘッドＨＵに対応する予定露光領域の部分を適切に接続させることもでき、接続された部分の予定露光領域によって形成される領域が一定の程度の幅よりも小さい限り、形成された全体の露光パターンの視覚的な不均一性を平均化させることができる。例えば、図２０に示すように、本実施形態の別の例では、第１予定露光領域ＥＲ１が別の第１予定露光領域ＥＲ１と隣り合って第１予定露光領域群を形成し、且つ任意の第１予定露光領域群が２つの第２予定露光領域ＥＲ２の間に位置する。例えば、同様に、第１露光ヘッドは、主走査軸の第１方向への移動で第１予定露光領域ＥＲ１を露光して、副走査軸方向へ移動して、主走査軸の第１方向とは逆の第２方向への移動で別の第１予定露光領域ＥＲ１を露光することを繰り返す。且つ、制御ユニット３０は、第１予定露光領域ＥＲ１が別の第１予定露光領域ＥＲ１と隣り合って第１予定露光領域群を形成し、２つの第１予定露光領域群間の間隔を２つの第２所定露光領域の幅に相当するように制御する。
　なお、第２露光ヘッドは、主走査軸の第１方向への移動でこの２つの第１予定露光領域群間の間隔を露光して、１つの第１予定露光領域ＥＲ１に隣接する１つの第２予定露光領域ＥＲ２への露光を完成する。次に、第２露光ヘッドは、副走査軸方向へ移動し、主走査軸の第１方向とは逆の第２方向への移動でこの第１予定露光領域ＥＲ１間の間隔の未露光部分を露光して、前記第２予定露光領域に隣接する別の第２予定露光領域ＥＲ２を露光する。次に、第２露光ヘッドは、副走査軸方向へ移動し、主走査軸への移動で別の２つの第１予定露光領域群間の間隔に次の第２予定露光領域ＥＲ２を露光することを繰り返す。
　このように、図２０に示すように、異なる露光ヘッドＨＵが対応する予定露光領域において局部的に交互に配置されることもできるため、現像を経て形成される全体の露光パターンの形状変化の視覚的不均一性を平均化することができ、視認できる欠陥（ムラ）の出現を回避することができる。
　本実施形態では、露光装置１は、予定露光領域の各所定領域ＲＸへの積算露光量を制御することによって、異なる所定領域ＲＸにおける露光パターンの接続又は分離を形成し、それにより、ワークＷ上に精密なレイアウトのパターンを形成することができる。また、露光装置１は、変位光学系１３１により露光パターン形成装置１２の露光用素子に反射される露光用光ＥＬの副走査軸における移動を制御することによって、ワークＷ上により精密なレイアウトのパターンを形成することができる。更に、露光装置は、露光パターン形成装置の異なる領域の露光用素子を制御することによって、所定領域ＲＸにおける露光パターンの欠陥領域への照射を完成することができ、ワークＷ上の予定露光領域に所望の露光パターンを形成することができる。また、露光装置は、異なる露光ヘッドＨＵ（つまり、異なる露光パターン形成装置）に対応する予定露光領域の設計を交互に配置することにより、異なる露光ヘッドＨＵ（つまり、異なる露光パターン形成装置）によって現像を経て形成される全体の露光パターンの形状変化が認識される可能性を低減することができ、視認できる欠陥（ムラ）の出現を回避することができる。
　本文は以上の実施例のように示したが、本発明を限定するためのものではなく、当業者が本発明の精神の範囲から逸脱しない範囲において、変更又は修正することが可能であるが故に、本発明の保護範囲は後続の特許請求の範囲に定義しているものを基準とする。
　例えば、本実施形態では、露光パターン形成装置１２は、デジタルマイクロミラー装置の形態で例示されるが、他の実施形態では、露光パターン形成装置１２は、別のタイプの空間光変調器（Ｓｐａｔｉａｌ　Ｌｉｇｈｔ　Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ，ＳＬＭ）であってもよく、例えば、露光パターン形成装置１２は、光反射性の液晶オンシリコンパネル（ｌｉｑｕｉｄ－ｃｒｙｓｔａｌ－ｏｎ－ｓｉｌｉｃｏｎ　ｐａｎｅｌ，ＬＣＯＳ　ｐａｎｅｌ）、光透過性液晶パネル又は他の光変調器であることができる。いずれのタイプの空間光変調器も複数の露光用画素を有する。各露光用画素の状態は第１状態（オン状態）と第２状態（オフ状態）とに切替え可能であって、第１状態では、その第１状態の露光用素子を介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光がワークＷに入射し、第２状態では、その第１状態の露光用素子を介した露光用光ＥＬの少なくとも一部の光がワークＷに入射しない。
　また、前記の実施例において、変位光学系１３１を変位させる方向は、副走査軸の方向であるが、他の実施例において、変位光学系１３１を変位させる方向は、副走査軸とはならない可能性もある。
　なお、前記の実施例において、基板ステージ２０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動可能としたが、他の実施例において、基板ステージ２０の移動に代えて／加えて、露光ヘッドＨＵが露光光学系１０及びオートフォーカス光学系４０を保持した状態で、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に沿って移動可能であってもよい。例えば、露光ヘッドＨＵは、任意のモータを含む露光ヘッド駆動システムの動作により、Ｘ軸方向に沿って移動することができる。露光ヘッドＨＵは、Ｘ軸方向に移動可能であることに加えて、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくとも一方に沿って移動可能である。
　本発明は、微細なパターン成形が可能となる露光装置を提供する。
１　露光装置
１０　露光光学系
１１　露光光源
１２　露光パターン形成装置
１３　コリメート光学系
１４　対物光学系
１５　駆動装置
２０　基板ステージ 
３０　制御ユニット 
４０　オートフォーカス光学系
４１　オートフォーカス光源
４２　オートフォーカス用コリメータレンズ群
４３　第１オートフォーカス用検出光学系
４４　第２オートフォーカス用検出光学系
５０　検出光学系
５１　検出用コリメータ光学系
５２　検出用対物光学系
１３１　変位光学系
１３２　変倍光学系
１３２ａ　第１レンズ群
１３２ｂ　第２レンズ群
１３２ｃ　第３レンズ群
１３２ｄ　第４レンズ群
ＡＬ　オートフォーカスパターン画像ビーム
ＤＬ　検出用光
ＤＮ　ダイクロイックミラー
ＤＵ　検出ユニット
ＥＬ　露光用光
ＥＰ、ＥＰ１、ＥＰ２、ＥＰ３、ＥＰ４　パターン
ＤＭ１、ＤＭ２、ＤＭ３、ＤＭ４　露光用素子
ＥＲ１　第１予定露光領域
ＥＲ２　第２予定露光領域
ＥＵ１　第１列の露光用素子
ＥＵ２　第２列の露光用素子
ＥＵ３　第３列の露光用素子
Ｇ　間隔
ＨＵ　露光ヘッド
Ｏ　光軸
Ｐｘ１、Ｐｘ２、Ｐｘ３　サイズ
Ｔｄ　閾値
Ｒ１　第１領域
Ｒ２　第２領域
Ｗ　ワーク

Claims (29)

  1. 　露光用光を射出する光源と、
    　前記露光用光の少なくとも一部の光路上に配置される露光パターン形成装置と、
    　前記露光パターン形成装置と電気的に接続される制御ユニットと、
    　を備え、
    　前記露光パターン形成装置は、複数の露光用素子を備え、
    　前記複数の露光用素子の少なくとも一つの露光用素子は、ワークの予定露光領域に前記露光用光の少なくとも一部の光を照射させることに用いられ、
    　前記制御ユニットは、
    　各前記露光用素子を第１状態又は第２状態に切り替えることにより、各前記露光用素子を介した前記露光用光が前記ワークに照射されるか否かを制御し、
    　前記複数の露光用素子のうちで前記第１状態の第１の露光用素子を介した前記露光用光の一部の光と、前記複数の露光用素子のうちで前記第１の露光用素子とは異なる前記第１状態の第２の露光用素子を介した前記露光用光の一部の光とを、前記ワークと前記露光パターン形成装置との相対移動に伴って順次、前記予定露光領域の所定領域に照射させることにより前記所定領域における露光量を積算させる、露光装置。
  2. 　前記複数の露光用素子は、２次元に配列されており、
    　前記第１の露光用素子と前記第２の露光用素子は、前記複数の露光用素子のうちで同じ列の互いに異なる露光用素子である、請求項１に記載の露光装置。
  3. 　前記制御ユニットは、前記ワークと前記露光パターン形成装置との相対移動に伴って順次、前記予定露光領域の前記所定領域に前記露光用光の一部の光を照射する前記第１状態の露光用素子の数に基づいて前記所定領域における積算露光量を制御する、請求項１または２に記載の露光装置。
  4. 　前記制御ユニットは、前記第１状態の露光用素子の数に基づいて、前記所定領域における積算露光時間を制御する、請求項３に記載の露光装置。
  5. 　前記制御ユニットは、前記所定領域における積算露光量を制御することによって、前記所定領域への前記露光用光による露光工程を経て前記所定領域に形成されるパターンの幅を制御する、請求項１から４のいずれか１項に記載の露光装置。
  6. 　前記露光用素子を介した前記露光用光の一部の光が前記予定露光領域に照射された領域における中心部分の光量は照射された領域における周辺部分の光量よりも大きい請求項１から５のいずれか１項に記載の露光装置。
  7. 　前記露光パターン形成装置は、デジタルミラーデバイスであり、
    　前記露光用素子は、前記露光用光の一部の光を反射する反射面を有するミラー素子である請求項６に記載の露光装置。
  8. 　前記制御ユニットは、前記第１状態の第１の露光用素子を介した前記露光用光の一部の光と、前記第１状態の第２の露光用素子を介した前記露光用光の一部の光とを、前記ワークと前記露光パターン形成装置とを相対移動させつつ順次、前記予定露光領域の前記所定領域に照射させることにより前記所定領域における露光量を積算させる請求項１から７のいずれか１項に記載の露光装置。
  9. 　前記露光パターン形成装置からの前記露光用光の少なくとも一部の光をコリメートするコリメート光学系と、
    　前記コリメート光学系から射出された前記露光用光の少なくとも一部の光を前記ワークに向けて集光する対物光学系と、
    　前記コリメート光学系の一部の光学部材を前記対物光学系の光軸に交差する軸に沿って変位させる駆動装置と、を更に備える、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の露光装置。
  10. 　前記制御ユニットは、
    　前記第１状態の前記第１の露光用素子を介した前記露光用光の一部の光と、前記第１状態の前記第２の露光用素子を介した前記露光用光の一部の光とを、前記ワークと前記露光パターン形成装置との主走査軸に沿った相対移動に伴って順次、前記所定領域に照射させることにより前記所定領域における露光量を積算させ、
    　更に、前記複数の露光用素子の少なくとも一つの露光用素子を介した前記露光用光の少なくとも一部の光が、前記所定領域に対して前記主走査軸と交差する副走査軸に沿った前記予定露光領域の一部の領域に照射されるように、前記一部の光学部材を前記光軸に交差する軸に沿って変位させるように前記駆動装置を制御する、請求項９に記載の露光装置。
  11. 　前記露光パターン形成装置の前記複数の露光用素子は、２次元に配列されており、
    　前記駆動装置は、２次元に配列された互いに隣り合う露光用素子の間隔に対応する前記予定露光領域における前記露光用光の少なくとも一部の光の照射間隔よりも小さい照射間隔で前記露光用光の少なくとも一部の光の照射位置が変位するように、前記光軸に交差する軸に沿って前記一部の光学部材を変位させる、請求項９または１０に記載の露光装置。
  12. 　前記副走査軸は、前記主走査軸に直交する軸であり、
    　前記制御ユニットは、
    　前記光軸に交差する軸に沿った前記一部の光学部材の変位と、前記主走査軸に沿った前記ワークと前記露光パターン形成装置との相対移動とをそれぞれ繰り返すと共に、
    　互いに異なる複数の前記第１状態の前記露光用素子それぞれを介した前記露光用光の少なくとも一部の光を、前記ワークと前記露光パターン形成装置との前記相対移動に伴って順次、前記予定露光領域における複数の領域それぞれへ照射させることによって、前記複数の領域それぞれにおいて、互いに異なる複数の前記第１状態の前記露光用素子を介した前記光の照射により露光量を積算させて前記主走査軸と前記副走査軸に交差する軸に沿って露光領域を形成させる、請求項９から１１のいずれか１項に記載の露光装置。
  13. 　前記制御ユニットは、
    　前記ワークと前記露光パターン形成装置とを主走査軸に沿って相対移動させ、
    　更に、前記ワークと前記露光パターン形成装置とを前記主走査軸と交差する副走査軸に沿って相対移動させ、
    　互いに異なる複数の前記第１状態の前記露光用素子それぞれを介した前記露光用光の少なくとも一部の光を、前記ワークと前記露光パターン形成装置との前記副走査軸に沿った相対移動に伴って、順次、前記所定領域に対して前記副走査軸に沿った前記予定露光領域の一部領域に照射させることにより露光量を積算させる請求項１から８のいずれか１項に記載の露光装置。
  14. 　前記副走査軸は、前記主走査軸に直交する軸であり、
    　前記制御ユニットは、
    　前記主走査軸に沿った前記ワークと前記露光パターン形成装置との相対移動と、前記副走査軸に沿った前記ワークと前記露光パターン形成装置との相対移動とをそれぞれ繰り返すと共に、
    　互いに異なる複数の前記第１状態の前記露光用素子それぞれを介した前記露光用光の少なくとも一部の光を、前記ワークと前記露光パターン形成装置との前記相対移動に伴って順次、前記予定露光領域における複数の領域それぞれへ照射させることによって、前記複数の領域それぞれにおいて、互いに異なる複数の前記第１状態の前記露光用素子を介した前記光の照射により露光量を積算させて前記主走査軸と前記副走査軸に交差する軸に沿って露光領域を形成させる、請求項１２に記載の露光装置。
  15. 　前記制御ユニットは、
    　前記ワークと前記露光パターン形成装置とを主走査軸に沿って相対移動させ、
    　互いに異なる複数の前記第１状態の前記露光用素子それぞれを介した前記露光用光の少なくとも一部の光を、前記ワークと前記露光パターン形成装置との前記相対移動に伴って順次、前記予定露光領域において前記主走査軸に沿って前記所定領域に隣り合う領域に照射させることによって前記主走査軸に沿って前記所定領域に隣り合う領域における露光量を積算させる、請求項１から１４のいずれか１項に記載の露光装置。
  16. 　前記制御ユニットは、
    　前記所定領域と前記主走査軸に沿って前記所定領域に隣り合う領域との積算露光量を制御することによって、前記主走査軸に沿って前記所定領域に隣り合う領域への前記露光用光による露光工程を経て前記所定領域に形成されるパターンと前記主走査軸に沿って前記所定領域に隣り合う領域に形成されるパターンとの前記主走査軸における間隔を制御する、請求項１５に記載の露光装置。
  17. 　前記制御ユニットは、
    　互いに異なる複数の前記第１状態の前記露光用素子それぞれを介した前記露光用光の少なくとも一部の光を、前記ワークと前記露光パターン形成装置とを前記相対移動させつつ順次、前記主走査軸に沿って前記所定領域に隣り合う領域に照射させることによって、前記主走査軸に沿って前記所定領域に隣り合う領域における露光量を積算させる、請求項１５または１６に記載の露光装置。
  18. 　前記制御ユニットは、
    　前記ワークと前記露光パターン形成装置とを主走査軸に沿って相対移動させ、
    　互いに異なる複数の前記第１状態の前記露光用素子それぞれを介した前記露光用光の少なくとも一部の光を、前記ワークと前記露光パターン形成装置との前記相対移動に伴って順次、前記予定露光領域における前記主走査軸に沿った前記所定領域とは異なる複数の領域へ照射させることによって、前記複数の領域それぞれにおいて、前記互いに異なる複数の前記第１状態の前記露光用素子を介した前記光の照射により露光量を積算させて前記主走査軸に沿って露光領域を形成させる、請求項１から１４のいずれか１項に記載の露光装置。
  19. 　前記制御ユニットは、
    　互いに異なる複数の前記第１状態の前記露光用素子それぞれを介した前記露光用光の少なくとも一部の光を、前記ワークと前記露光パターン形成装置とを前記主走査軸に沿って相対移動させつつ順次、前記予定露光領域における前記主走査軸に沿った前記複数の領域へ照射させることによって、前記複数の領域それぞれにおいて、前記互いに異なる複数の前記第１状態の前記露光用素子を介した前記光の照射により露光量を積算させて前記主走査軸に沿って露光領域を形成させる、請求項１８に記載の露光装置。
  20. 　前記制御ユニットは、
    　前記ワークと前記露光パターン形成装置と主走査軸に沿って相対移動させ、
    　前記複数の露光用素子のうちで前記第１状態の第３の露光用素子を介した前記露光用光の一部の光と、前記複数の露光用素子のうちで前記第１状態の前記第４の露光用素子を介した前記露光用光の一部の光とを、前記ワークと前記露光パターン形成装置との前記主走査軸に沿った相対移動に伴って順次、前記予定露光領域において前記主走査軸と直交する副走査軸に沿って照射させることにより前記所定領域に隣り合う領域における露光量を積算させる、
    　前記第３の露光用素子と前記第４の露光用素子はそれぞれ、前記第１の露光用素子と前記第２の露光用素子とは異なる露光用素子である、請求項１から１９のいずれか１項に記載の露光装置。
  21. 　前記制御ユニットは、
    　前記所定領域と前記副走査軸に沿って前記所定領域に隣り合う領域の積算露光量を制御することによって、前記所定領域と前記副走査軸に沿って前記所定領域に隣り合う領域への前記露光用光による露光工程を経て前記所定領域に形成されるパターンと前記副走査軸に沿って前記所定領域に隣り合う領域に形成されるパターンとの前記副走査軸における間隔を制御する、請求項２０に記載の露光装置。
  22. 　前記制御ユニットは、前記ワーク上における前記予定露光領域の位置に関する情報と、前記予定露光領域の各領域における積算露光量に関する情報とを含む露光パターン情報に基づいて、前記ワークと前記露光パターン形成装置との前記相対移動に伴って、前記複数の露光用素子の少なくとも一部の露光用素子を前記第１状態又は前記第２状態に切り替える、請求項１から２１のいずれか１項に記載の露光装置。
  23. 　前記制御ユニットは、
    　前記複数の露光用素子における欠陥露光用素子の情報に基づいて、前記予定露光領域の前記所定領域の積算露光量が所定の露光量になるように、前記複数の露光用素子のうち、前記欠陥露光用素子以外の前記第１状態の露光用素子を介した前記露光用光の一部の光を、前記ワークと前記露光パターン形成装置との相対移動に伴って、前記所定領域に照射させる、請求項１から２２のいずれか１項に記載の露光装置。
  24. 　前記露光パターン形成装置に含まれる前記複数の露光用素子のうちの第１部分の露光用素子の少なくとも一つの露光用素子が前記欠陥露光用素子の場合、前記複数の露光用素子のうちの前記第１部分とは異なる第２部分の露光用素子は、前記欠陥露光用素子の代わりに前記所定領域の積算露光量が前記所定の露光量になるように露光に用いられる、請求項２３に記載の露光装置。
  25. 　前記制御ユニットは、
    　前記複数の露光用素子は、２次元に配列されており、
    　前記複数の露光用素子のうちの同じ列に前記第１部分の一部と前記第２部分の一部が含まれ、
    　前記列における前記第１部分の一部の前記露光用素子のうちで少なくとも一つの前記露光用素子が前記欠陥露光用素子の場合、前記欠陥露光用素子の代わりに前記列における前記第２部分の一部の前記露光用素子のうちで少なくとも一つの前記露光用素子を介した前記露光用光の一部の光を、前記ワークと前記露光パターン形成装置との相対移動に伴って、前記所定領域に照射させる、請求項２３または２４に記載の露光装置。
  26. 　前記複数の露光用素子は、２次元に配列されており、
    　さらに、前記複数の露光用素子の少なくとも一部を介した前記露光用光の少なくとも一部の光の強度分布を検出する光検出ユニットを備え、
    　前記制御ユニットは、前記光検出ユニットで検出された前記光の強度分布に基づいて、前記２次元の配列における前記欠陥露光用素子の位置に関する情報を含む前記欠陥露光用素子の情報を生成する、請求項２３から２５のいずれか１項に記載の露光装置。
  27. 　さらに、前記露光パターン形成装置と少なくとも一つの光学素子とを含む第１露光ヘッドと、
    　前記露光パターン形成装置と少なくとも一つの光学素子とを含む第２露光ヘッドと、を備え、
    　前記第１露光ヘッドにおける前記露光パターン形成装置の複数の露光用素子のうちで少なくとも一つの露光用素子を介した前記露光用光の一部の光と、ワークの第１予定露光領域に前記露光用光の少なくとも一部の光を照射させることに用いられ、
    　前記第２露光ヘッドにおける露光パターン形成装置の複数の露光用素子のうちで少なくとも一つの露光用素子を介した前記露光用光の一部の光と、ワークの第２予定露光領域に前記露光用光の少なくとも一部の光を照射させることに用いられ、
    　前記制御ユニットは、
    　主走査軸に沿った前記ワークと、前記第１露光ヘッド及び前記第２露光ヘッドとの相対移動と、前記主走査軸に直交する軸である副走査軸に沿った前記ワークと、前記第１露光ヘッド及び前記第２露光ヘッドとの相対移動とをそれぞれ繰り返すと共に、
    　前記ワークと前記第１露光ヘッド及び前記第２露光ヘッドとの前記相対移動に伴って順次、前記第１露光ヘッドにおける前記露光パターン形成装置の複数の露光用素子のうちで少なくとも一つの露光用素子を介した前記露光用光の少なくとも一部の光を前記第１予定露光領域に照射させ、前記第２露光ヘッドにおける前記露光パターン形成装置の複数の露光用素子のうちで少なくとも一つの露光用素子を介した前記露光用光の少なくとも一部の光を前記第２予定露光領域に照射させることによって、
    　前記副走査軸に沿って第１露光領域と第２露光領域を交互に並べて形成させる、請求項１から２６のいずれか１項に記載の露光装置。
  28. 　前記第１露光領域と前記第２露光領域はそれぞれ複数であり、且つ、
    　何れか１つの前記第２予定露光領域は、２つの前記第１予定露光領域の間に位置する請求項２７に記載の露光装置。
  29. 　前記第１露光領域と前記第２露光領域はそれぞれ複数であり、
    　前記１つの第１予定露光領域は、前記別の１つの第１の予定露光領域と隣り合って第１予定露光領域群を形成し、且つ何れか１つの第１予定露光領域群は、２つの前記第２予定露光領域の間に位置する請求項２７に記載の露光装置。
     
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