WO2024075396A1 - 露光方法及び露光装置 - Google Patents

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WO2024075396A1
WO2024075396A1 PCT/JP2023/029125 JP2023029125W WO2024075396A1 WO 2024075396 A1 WO2024075396 A1 WO 2024075396A1 JP 2023029125 W JP2023029125 W JP 2023029125W WO 2024075396 A1 WO2024075396 A1 WO 2024075396A1
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WO
WIPO (PCT)
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exposure
light
etr
modulation elements
substrate
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/029125
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
村上晃一
Original Assignee
株式会社ニコン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor

Definitions

  • step-and-repeat type projection exposure apparatus known as a stepper
  • step-and-scan type projection exposure apparatus known as a scanning stepper, also called a scanner
  • a scanning stepper also called a scanner
  • This type of exposure apparatus projects and exposes a mask pattern for the electronic device onto a photosensitive layer applied to the surface of an exposed substrate (hereinafter simply referred to as a substrate), such as a glass substrate, semiconductor wafer, printed wiring board, or resin film.
  • a substrate such as a glass substrate, semiconductor wafer, printed wiring board, or resin film.
  • SLM Spatial Light Modulator
  • DMD digital mirror device
  • illumination light obtained by mixing light from a laser diode (LD) with a wavelength of 375 nm and light from an LD with a wavelength of 405 nm in a multimode fiber bundle is irradiated onto a digital mirror device (DMD), and the reflected light from each of the many tilt-controlled micromirrors is projected and exposed onto a substrate via an imaging optical system and a microlens array.
  • LD laser diode
  • DMD digital mirror device
  • the exposure method is an exposure method using an exposure apparatus equipped with a spatial light modulator having a plurality of light modulation elements arranged two-dimensionally and an illumination unit that irradiates illumination light onto the spatial light modulator, and includes driving a substrate stage that holds and moves a substrate in a scanning direction, and adjusting a spot position indicating the center of the illumination light emitted from the plurality of first light modulation elements to any one of a plurality of predetermined positions within the predetermined region when a plurality of first light modulation elements that are consecutive in the scanning direction among the plurality of light modulation elements irradiate the illumination light sequentially onto a predetermined region on the substrate as the substrate stage moves.
  • the exposure apparatus includes a substrate stage that holds and moves a substrate, a spatial light modulator having a plurality of light modulation elements arranged two-dimensionally, an illumination unit that irradiates illumination light onto the spatial light modulator, a first control unit that drives the substrate stage in a scanning direction, and a second control unit that adjusts a spot position indicating the center of the illumination light emitted from the plurality of first light modulation elements to any one of a plurality of predetermined positions within the predetermined area when a plurality of first light modulation elements that are consecutive in the scanning direction among the plurality of light modulation elements irradiate the illumination light sequentially onto a predetermined area on the substrate.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall structure of an exposure apparatus according to this embodiment.
  • FIG. 2 is a front view of the exposure pattern forming apparatus.
  • FIG. 3(A) is a diagram showing a schematic diagram of a DMD
  • FIG. 3(B) is a diagram showing the DMD when the power is OFF
  • FIG. 3(C) is a diagram for explaining the mirror in the ON state
  • FIG. 3(D) is a diagram for explaining the mirror in the OFF state.
  • FIG. 4A is a diagram of the DMD and the workpiece as viewed from the +Z direction
  • FIGS. 4B to 4D are diagrams for explaining the exposure process of the exposure target area.
  • Figure 5(A) is a diagram showing the distribution of light intensity in an area irradiated with exposure light from a micromirror in the ON state in this embodiment
  • Figure 5(B) is a diagram showing the relationship between the number of times the exposure light is irradiated and the exposure amount
  • Figure 5(C) is a schematic diagram of the exposure pattern formed on the work when the work and the DMD are moved relative to each other from the state shown in Figure 4(A) and the exposure target area is irradiated with exposure light a predetermined number of times
  • Figure 5(D) is a diagram showing a theoretical exposure pattern formed in adjacent exposure target areas in the X-axis direction
  • Figure 5(E) shows the actual exposure pattern formed in adjacent exposure target areas in the X-axis direction.
  • FIG. 6A to 6D are diagrams for explaining the exposure method according to this embodiment.
  • 7A to 7C are diagrams for explaining the exposure method according to this embodiment.
  • 8A to 8C are diagrams for explaining the exposure method according to this embodiment.
  • 9A to 9C are diagrams for explaining the exposure method according to this embodiment.
  • 10A to 10C are diagrams for explaining the exposure method according to this embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing a schematic diagram of an exposure pattern formed on a workpiece by the exposure method according to this embodiment.
  • Figure 12(A) is a diagram explaining a case where the end of the exposure target area in the Y-axis direction coincides with the end of the exposure pattern formed on the workpiece
  • Figure 12(B) is a diagram explaining a case where the end of the exposure target area in the Y-axis direction does not coincide with the end of the exposure pattern formed on the workpiece
  • Figure 12(C) is a diagram explaining the formation of an exposure pattern in a portion of the exposure target area.
  • FIG. 13A is a diagram for explaining a case where the spot position is shifted by a predetermined amount in the X-axis direction
  • FIG. 13B is a diagram for explaining a case where the spot position is shifted by a predetermined amount in both the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the X-axis and Y-axis directions are defined as horizontal directions (i.e., predetermined directions within a horizontal plane), and the Z-axis direction is defined as a vertical direction (i.e., a direction perpendicular to the horizontal plane, essentially a vertical direction).
  • the +Z direction is defined as upward (upper side), and the -Z direction is defined as downward (lower side).
  • the X-axis is defined as the main scanning axis, and the Y-axis is defined as the sub-scanning axis.
  • the exposure apparatus 1 In the exposure process, the exposure apparatus 1 of this embodiment exposes a substrate coated with a resist agent (i.e., a photosensitive agent), i.e., a workpiece W, using light (exposure light) irradiated by an exposure optical system 10 mounted on an exposure head HU.
  • a resist agent i.e., a photosensitive agent
  • the workpiece W exposed by the exposure apparatus 1 is, for example, a glass substrate used in the manufacture of photomasks.
  • the workpiece W may also be a glass substrate used in the manufacture of display panels for display devices (e.g., liquid crystal displays or organic EL displays) or a semiconductor wafer used in the manufacture of integrated circuits for semiconductor devices.
  • the resist agent may be a positive photoresist agent or a negative photoresist agent depending on the type of the workpiece W to be exposed.
  • a pattern (resist pattern) is formed on the workpiece W by a 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, so the unexposed portion remains 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 undergoes a photochemical reaction and becomes insoluble in the developer, while the unexposed portion dissolves in the developer, so the exposed portion remains on the substrate.
  • the type of resist agent used in the manufacture of a mask for exposure of a display panel of a display device is a positive resist agent
  • the type used in the manufacture of a mask for exposure of an integrated circuit of a semiconductor device may be a positive resist agent or a negative resist agent according to actual needs.
  • Fig. 1 is a diagram showing an example of the overall structure of an exposure apparatus 1 according to the present embodiment.
  • the exposure apparatus 1 includes at least one exposure head HU, a substrate stage ST, and a control unit 30.
  • the exposure head HU is equipped with an exposure optical system 10 and an autofocus optical system 40.
  • the exposure optical system 10 includes an illumination unit ILU including an exposure light source 11, an exposure pattern forming device 12, and a projection unit PLU including a collimating optical system 13 and an objective optical system 14.
  • the exposure light source 11 emits exposure light (illumination light) EL.
  • the exposure light EL is, for example, light in the 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, collimating optical system 13 and 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 exposure light EL to the workpiece W on the substrate stage ST via the collimating optical system 13 and objective optical system 14.
  • the exposure pattern forming device 12 is located on the optical path of the exposure light EL.
  • the exposure light source 11 of each exposure head HU may be provided outside the exposure head, and the exposure light EL may be made incident on each exposure pattern forming device 12 of each exposure head HU using existing optical components.
  • one exposure light source 11 may be provided outside each exposure head HU, and the exposure light EL emitted from the exposure light source 11 may be divided into multiple parts by utilizing an optical path design using existing optical components, and the exposure pattern forming device 12 of each exposure head HU may be provided on the optical path of at least a portion of the exposure light EL.
  • [Configuration of Exposure Pattern Forming Apparatus] 2 is a front view of the exposure pattern forming device 12.
  • the exposure pattern forming device 12 of this embodiment is a spatial light modulator.
  • the spatial light modulator include a liquid crystal element, a digital micromirror device (DMD), and a magneto-optic spatial light modulator (MOSLM).
  • the exposure pattern forming device 12 is a DMD 20.
  • the DMD 20 includes a plurality of micromirrors 21 arranged two-dimensionally.
  • the micromirrors 21 are elements having a reflective surface that reflects light.
  • the DMD 20 is composed of 1920 x 1080 micromirrors 21.
  • the DMD 20 has 1920 x 1080 pixels.
  • FIG. 3(A) is a diagram showing the DMD 20 in a simplified manner
  • FIG. 3(B) is a diagram showing the DMD 20 when the power is OFF
  • FIG. 3(C) is a diagram explaining the mirror in the ON state
  • FIG. 3(D) is a diagram explaining the mirror in the OFF state. Note that in FIG. 3(A) to FIG. 3(D), mirrors in the ON state are indicated by hatching.
  • the DMD 20 has multiple micromirrors 21 whose reflection angle can be changed and controlled.
  • the DMD 20 uses a roll and pitch drive system that switches between the ON and OFF states by tilting the micromirrors 21 in the roll and pitch directions.
  • each micromirror 21 when the power is off, the reflective surface of each micromirror 21 is set parallel to the X'Y' plane.
  • Each micromirror 21 is turned ON by tilting around the Y' axis.
  • FIG. 3C shows a case where only the central micromirror 21 is turned ON, and the other micromirrors 21 are in a neutral state (neither ON nor OFF).
  • Each micromirror 21 is turned OFF by tilting around the X' axis.
  • FIG. 3D shows a case where only the central micromirror 21 is turned OFF, and the other micromirrors 21 are in a neutral state.
  • the micromirror 21 in the ON state is driven to tilt at a predetermined angle from the X'Y' plane so that the exposure light EL irradiated to the micromirror 21 in the ON state is reflected in the X direction of the XZ plane.
  • the optical system of the micromirror 21 in the OFF state is designed so that the reflected light from the micromirror 21 in the OFF state does not enter the micromirror 21 in the ON state.
  • the DMD 20 generates an exposure pattern by switching the ON and OFF states of each micromirror 21.
  • the exposure light reflected by the mirror in the OFF state is absorbed by a light absorber (not shown).
  • the DMD 20 has been described as an example of a spatial light modulator, and therefore as a reflective type that reflects light, but the spatial light modulator may be a transmissive type that transmits laser light, or a diffractive type that diffracts laser light.
  • the spatial light modulator can modulate the laser light spatially and temporally.
  • the light beam (i.e., the spatially modulated light beam) formed only by the reflected light from the micromirrors 21 in the ON state among the micromirrors 21 of the DMD 20 is irradiated onto an area on the workpiece W via the collimating optical system 13 and the objective optical system 14.
  • the area on the workpiece W irradiated with the reflected light from each micromirror 21 is referred to as the light irradiation area.
  • the center of the light irradiation area is referred to as the spot position.
  • the spot position indicates the center of the exposure light EL emitted from the micromirror 21.
  • the collimating optical system 13 collimates the exposure light EL from the exposure pattern forming device 12.
  • the objective optical system 14 focuses the exposure light EL emitted from the collimating optical system 13 toward the workpiece W.
  • the exposure apparatus 1 further includes a driving device 15 that displaces some of the optical components of the collimating optical system 13 along an axis that intersects with the optical axis OX of the objective optical system 14.
  • the driving device 15 is an existing device such as a piezoelectric element.
  • the collimating optical system 13 includes a displacement optical system 131 and a variable magnification optical system 132 arranged in that order from the workpiece W side.
  • a displacement optical system 131 By moving the displacement optical system 131 in a direction parallel to the surface of the workpiece W (a direction perpendicular to the optical axis OX), it is possible to move the irradiation position on the workpiece W of the reflected light (exposure light EL) from the micromirror 21.
  • the driving device 15 is configured to be able to drive the displacement optical system 131 in a direction along the main scanning axis (X axis) and a direction along the sub-scanning axis (Y axis).
  • the displacement optical system 131 is displaced in a direction along the sub-scanning axis (Y axis) by the driving device 15, the irradiation position on the workpiece W of the reflected light from the micromirror 21 also moves in a direction along the sub-scanning axis (Y axis).
  • the movement amount of the irradiation position of the reflected light from the micromirror 21 can be changed based on the displacement amount of the displacement optical system 131 in a direction along the sub-scanning axis (Y axis) by the driving device 15.
  • the direction in which the displacement optical system 131 is displaced may be a direction along at least one of the main scanning axis (X axis) and the sub-scanning axis (Y axis), or a direction along an axis intersecting the sub-scanning axis (Y axis) and the main scanning axis (X axis).
  • the displacement optical system 131 does not have to be displaced along an axis perpendicular to the optical axis OX, and the driving device 15 may drive the displacement optical system 131 so as to displace it along an axis intersecting the optical axis OX.
  • the displacement optical system 131 By controlling the magnitude of the displacement of the displacement optical system 131, it is possible to control the amount of movement of the irradiation position on the workpiece W where the reflected light from the micromirror 21 moves.
  • the displacement optical system 131 is aberration corrected to eliminate aberration fluctuations due to XY displacement.
  • variable magnification optical system 132 of the collimating optical system 13 has one or more lenses (not shown) and is configured to be able to change the magnification of the image formed on the workpiece W via the objective optical system 14 (for example, if the exposure pattern forming device 12 is a DMD, the image reflected by the micromirror 21 of the DMD 20).
  • the exposure light EL from the exposure light source 11 is irradiated onto the workpiece W via the DMD 20, the collimating optical system 13, and the objective optical system 14.
  • the exposure light EL is converted into a desired pattern (in other words, a desired intensity distribution) by the DMD 20, and a desired exposure pattern can be formed on the workpiece W (the area to be exposed on the workpiece W).
  • the exposure pattern is a desired pattern formed in the resist of the workpiece W by exposing the resist agent to light.
  • 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, a first autofocus detection optical system 43 with a predetermined focal depth, and a second autofocus detection optical system 44 with a focal depth 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, and the autofocus pattern image beam AL is irradiated onto the workpiece W via the autofocus collimator lens group 42 and the objective optical system 14 shared with the exposure optical system 10, and the autofocus optical system 40 forms an image of the autofocus pattern with the autofocus pattern image beam AL reflected by the workpiece 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. Furthermore, the autofocus pattern image beam AL and the exposure light EL are incident on both sides of the dichroic mirror DN, and the dichroic mirror DN can reflect one of the exposure light EL and the autofocus pattern image beam AL and transmit the other of the exposure light EL and the autofocus pattern image beam AL. In this way, the autofocus pattern image beam AL and the exposure light EL are transmitted in the same direction after passing through the dichroic mirror DN, and are irradiated onto the workpiece W via the objective optical system 14.
  • the substrate stage ST is positioned below the exposure head HU.
  • the substrate stage ST holds the workpiece W so that the top surface of the workpiece W is parallel to the XY plane.
  • the workpiece W is, for example, a glass substrate that is several meters (m) square.
  • the substrate stage ST can move along the XY plane while holding the workpiece W.
  • the substrate stage ST can move along the X-axis direction by the operation of a substrate stage drive system (not shown) including any motor.
  • the substrate stage ST can also move along the Y-axis direction by the operation of the substrate stage drive system.
  • the substrate stage ST may also be configured to be able to move 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) 31, a ROM (Read Only Memory) 32, a RAM (Random Access Memory) 33, and a storage device 34 such as a hard disk or SSD (Solid State Drive).
  • the control unit 30 may further include an input device such as a keyboard, and a display device such as a liquid crystal display.
  • the control unit 30 controls the substrate stage drive system (not shown) to control the drive of the substrate stage ST and perform exposure using a continuous scan method. That is, the control unit 30 controls the drive of the substrate stage ST so that the exposure head HU holding the DMD 20 and the substrate stage ST holding the workpiece W continue to move relative to each other along a predetermined main scanning axis or sub-scanning axis.
  • the relative movement of the main scanning axis or sub-scanning axis is synonymous with moving the workpiece and the exposure pattern forming device (DMD) relative to each other along the main scanning axis or sub-scanning axis and moving the workpiece and the exposure head relative to each other along the main scanning axis or sub-scanning axis.
  • control unit 30 controls the driving of the displacement optical system 131 by the driving device 15, thereby controlling the irradiation position of the reflected light from the micromirror 21 on the workpiece W (more specifically, the position of the spot position indicating the center of the light irradiation area of the micromirror 21). The details of this control will be described later.
  • Figure 4(A) is a view of the DMD 20 and workpiece W viewed from the +Z direction with the X'Y' coordinate system of the DMD 20 and the XY coordinate system of the exposure apparatus 1 virtually aligned.
  • Figure 4(A) a case will be described in which a linear exposure pattern extending in the Y-axis direction is formed in the exposure target region ETR on the workpiece W. Note that in the example of Figure 4(A), the workpiece W is scanned and exposed by the DMD 20 as the workpiece W moves in the -X direction.
  • FIGS. 4(B) to 4(D) are diagrams for explaining the exposure process of the exposure target region ETR.
  • FIG. 4(B) to FIG. 4(D) are diagrams showing the DMD 20 and the workpiece W as viewed from the -Y direction, with the workpiece W moving in the -X direction.
  • the micromirror 21 in the row furthest on the +X side (the micromirrors 21 lined up consecutively in the Y-axis direction on the furthest +X side) will be referred to as micromirror 21-1.
  • the other micromirrors 21 will also be referred to as micromirrors 21-2, 21-3, ... in order from the +X side toward the -X direction.
  • the control unit 30 turns the micromirror 21-1 to the ON state.
  • the reflected light (exposure light EL) from the micromirror 21-1 is irradiated onto the exposure target area ETR.
  • the control unit 30 turns the micromirror 21-2 to the ON state.
  • the reflected light (exposure light EL) from the micromirror 21-2 is irradiated onto the exposure target area ETR.
  • the control unit 30 turns the micromirror 21-3 on.
  • the reflected light (exposure light EL) from the micromirror 21-3 is irradiated onto the exposure target area ETR.
  • Figure 5(A) is a diagram showing the distribution of the amount of light in the area irradiated with the exposure light EL from the micromirror 21 in the ON state in this embodiment.
  • the upper part of Figure 5(A) is a plan view showing the distribution of the amount of light of the exposure light EL, with denser hatching indicating a greater amount of light.
  • the lower part of Figure 5(A) is a graph showing the distribution of the amount of light of the exposure light EL.
  • the amount of light in the central part of the area R1 irradiated with the exposure light EL reflected by the micromirror 21 in the ON state is greater than the amount of light in the peripheral part of the area R1.
  • FIG. 5(B) shows the relationship between the number of times the exposure light EL is irradiated and the amount of exposure.
  • the same area is irradiated with the exposure light EL multiple times by different micromirrors 21 (more specifically, micromirrors 21-1, 21-2, 21-3, ... successive in the X-axis direction (main scanning direction)).
  • the amount of exposure is accumulated as the number of times of irradiation increases.
  • the resist agent is, for example, a positive resist agent
  • the amount of exposure (accumulated amount of exposure) of the exposure target area ETR of the workpiece W becomes equal to or greater than a predetermined threshold value Td (the predetermined threshold value Td is, for example, a standard value of the amount of exposure that accurately exposes the resist agent)
  • the resist agent in the exposure target area ETR is exposed to a state where it dissolves in the developer, and no resist agent is present in the exposure target area ETR after development.
  • the size of the exposure pattern, etc. can be changed as desired by determining the amount of exposure at each point in the exposure target area ETR based on the magnitude of a predetermined threshold value Td. For example, in the example shown in FIG. 5(B), when the exposure light EL is irradiated onto the exposure target area ETR M times, the size of the exposure pattern becomes, for example, W1, and when it is irradiated K times, which is more than M times, the size of the exposure pattern becomes W2.
  • the maximum number of irradiations to the exposure target area ETR on the workpiece W (e.g., the maximum number of micromirrors 21 that sequentially irradiate the exposure target area ETR with the exposure light EL in accordance with the relative movement between the workpiece W and the DMD 20) is set in advance, and the exposure intensity at each point of the exposure target area ETR and the exposure time for each time are adjusted, thereby enabling fine adjustment of the exposure amount.
  • the exposure amount may be controlled by changing both the exposure intensity and exposure time of the exposure light EL, or by changing one of them.
  • the exposure time may be controlled by changing the time each micromirror 21 is in the on state (on time), or by changing the number of micromirrors 21 that are turned on among the multiple micromirrors 21 that irradiate each point of the exposure target area ETR with the exposure light EL.
  • Figure 5 (C) is a schematic diagram of the exposure pattern formed on the workpiece W when the workpiece W and the DMD 20 are moved relative to each other from the state shown in Figure 4 (A) and the exposure light EL is irradiated onto the exposure target region ETR, for example, 250 times.
  • the exposure target region ETR is irradiated with the exposure light EL multiple times to expose the resist material, forming multiple exposure patterns PT1, and a linear exposure pattern LP1 is formed.
  • the shape of the exposure pattern PT1 is approximately circular, unevenness occurs at the edge portion extending in the Y-axis direction (sub-scanning direction) of the linear exposure pattern LP1, and the contour of the formed exposure pattern LP1 becomes rough.
  • the unevenness (roughness) of the edge portion of the exposure pattern extending in the X-axis direction will be smaller than the unevenness (roughness) of the edge portion extending in the Y-axis direction. This point will be explained below.
  • Figure 5 (D) shows the exposure patterns PT1 to PT4 formed in adjacent exposure target regions ETR1 to ETR4 in the X-axis direction.
  • FIG 5 (D) shows the exposure patterns PT1 to PT4 formed in adjacent exposure target regions ETR1 to ETR4 in the X-axis direction.
  • unevenness will also occur in the edge portions extending in the X-axis direction (main scanning direction) of the linear exposure pattern LP2 formed by the exposure patterns PT1 to PT4.
  • the exposure light EL is irradiated to the DMD 20 continuously in time, and the workpiece W and the DMD 20 are constantly moving relative to each other, so that the exposure patterns PT1 to PT4 extend slightly in the X-axis direction, as shown in Figure 5 (E). Therefore, the unevenness (roughness) of the edge portions extending in the X-axis direction (main scanning direction) is smaller than the unevenness (roughness) of the edge portions extending in the Y-axis direction.
  • the exposure target area ETR is exposed as follows.
  • FIGS. 6A to 10C are diagrams for explaining the exposure method according to this embodiment.
  • the maximum number of times that the exposure light EL is irradiated onto the exposure target region ETR is set to 250 times, but the maximum number of times of irradiation is not limited to this.
  • This section describes the case where a line-shaped exposure pattern extending in the Y-axis direction is formed in the exposure target area ETR of the workpiece W from the state shown in Figure 4 (A).
  • the 1st to 50th micromirrors 21-1 to 21-50 from the +X side irradiate the exposure target region ETR with exposure light EL 50 times.
  • FIG. 6(B) is a plan view showing spot position SP1 indicating the center of the light irradiation area IR1 of each micromirror 21-1 in the row furthest from the +X side in the exposure target area ETR.
  • the control unit 30 displaces the position of the displacement optical system 131, for example, by the drive device 15, and adjusts the spot position SP1 of each micromirror 21-1 to a first position P1 in the exposure target area ETR, as shown in FIG. 6(B). In this state, reflected light from the micromirror 21-1 is irradiated onto the exposure target area ETR.
  • the control unit 30 also adjusts the spot position SP2, which indicates the center of the light irradiation area IR2 of the micromirror 21-2, so that it overlaps with the first position P1 in the exposure target area ETR.
  • exposure light EL is sequentially irradiated from micromirrors 21-3 to 21-50 onto the exposure target area ETR in accordance with the relative movement between the DMD 20 and the workpiece W.
  • spot positions SP3 to SP50 indicating the centers of light irradiation areas IR3 to IR50 of micromirrors 21-3 to 21-50 are adjusted to the first position P1 in the exposure target area ETR.
  • the exposure light EL is irradiated 50 times onto the area centered on the first position P1 within the exposure target area ETR.
  • Figure 6(D) shows a schematic diagram of the state of the exposure target region ETR after the exposure light EL has been irradiated onto the exposure target region ETR 50 times by micromirrors 21-1 to 21-50.
  • an exposure region ER1 is formed in the exposure target region ETR by irradiating the exposure light EL 50 times at approximately the same position.
  • the exposure region refers to a region in which the exposure amount is accumulated by irradiating the exposure light EL multiple times with a specified position as the center. In this case, the exposure amount in each exposure region may or may not exceed the threshold value Td.
  • the control unit 30 adjusts the spot positions SP51 to SP100 indicating the centers of the light irradiation areas IR51 to IR100 of the micromirrors 21-51 to 21-100 to a second position P2 that is shifted a predetermined amount from the first position P1 in the Y-axis direction (sub-scanning direction), as shown in FIG. 7(B).
  • the second position P2 is a position shifted from the first position P1 in the +Y direction by Pdy/5 (Pdy is the arrangement pitch of the micromirrors 21 in the Y-axis (Y'-axis) direction), but is not limited to this.
  • the micromirrors 21-51 to 21-100 sequentially irradiate the exposure target area ETR with the exposure light EL.
  • the spot positions SP51 to SP100 indicating the centers of the light irradiation areas IR51 to IR100 of the micromirrors 21-51 to 21-100 are adjusted to the second position P2 in the exposure target area ETR.
  • the exposure light EL is irradiated 50 times onto the area centered on the second position P2 in the exposure target area ETR.
  • Figure 7(C) shows a schematic diagram of the state of the exposure target area ETR after the exposure light EL is irradiated onto the exposure target area ETR by the micromirrors 21-51 to 21-100.
  • an exposure area ER2 is formed in the exposure target area ETR by irradiating the exposure light EL 50 times at approximately the same position (second position P2).
  • the control unit 30 adjusts the spot positions SP101 to SP150 indicating the centers of the light irradiation areas IR101 to IR150 of the micromirrors 21-101 to 21-150 to a third position P3 that is shifted a predetermined amount from the second position P2 in the Y-axis direction (sub-scanning direction).
  • the third position P3 is a position shifted by Pdy/5 in the +Y direction from the second position P2.
  • the third position P3 is a position shifted by 2 ⁇ Pdy/5 in the +Y direction from the first position P1.
  • the micromirrors 21-101 to 21-150 sequentially irradiate the exposure target area ETR with the exposure light EL.
  • the spot positions SP101 to SP150 indicating the centers of the light irradiation areas IR101 to IR150 of the micromirrors 21-101 to 21-150 are adjusted to the third position P3 in the exposure target area ETR.
  • the exposure light EL is irradiated 50 times onto the area centered on the third position P3 in the exposure target area ETR.
  • Figure 8(C) shows a schematic diagram of the state of the exposure target area ETR after the exposure light EL is irradiated onto the exposure target area ETR by the micromirrors 21-101 to 21-150.
  • an exposure area ER3 is formed in the exposure target area ETR by irradiating the exposure light EL 50 times at approximately the same position (third position P3).
  • the control unit 30 adjusts the spot positions SP151 to SP200 indicating the centers of the light irradiation areas IR151 to IR200 of the micromirrors 21-151 to 21-200 to the fourth position P4.
  • the fourth position P4 is a position shifted by Pdy/5 in the +Y direction from the third position P3.
  • the fourth position P4 is a position shifted by 3 ⁇ Pdy/5 in the +Y direction from the first position P1.
  • the micromirrors 21-151 to 21-200 sequentially irradiate the exposure target area ETR with the exposure light EL.
  • the spot positions SP151 to SP200 indicating the centers of the light irradiation areas IR151 to IR200 of the micromirrors 21-151 to 21-200 are adjusted to the fourth position P4 in the exposure target area ETR.
  • the exposure light EL is irradiated 50 times onto the area centered on the fourth position P4 in the exposure target area ETR.
  • Figure 9(C) shows a schematic diagram of the state of the exposure target region ETR after the exposure light EL is irradiated onto the exposure target region ETR by micromirrors 21-151 to 21-200.
  • an exposure region ER4 is formed in the exposure target region ETR by irradiating the exposure light EL 50 times at approximately the same position (fourth position P4).
  • the control unit 30 adjusts the spot positions SP201 to SP250 indicating the centers of the light irradiation areas IR201 to IR250 of the micromirrors 21-201 to 21-250 to the fifth position P5.
  • the fifth position P5 is a position shifted by Pdy/5 in the +Y direction from the fourth position P4.
  • the fifth position P5 is a position shifted by 4 ⁇ Pdy/5 in the +Y direction from the first position P1.
  • the micromirrors 21-201 to 21-250 sequentially irradiate the exposure target area ETR with the exposure light EL.
  • the spot positions SP201 to SP250 indicating the centers of the light irradiation areas IR151 to IR200 of the micromirrors 21-201 to 21-250 are adjusted to the fifth position P5 in the exposure target area ETR.
  • the exposure light EL is irradiated 50 times onto the area centered on the fifth position P5 in the exposure target area ETR.
  • Figure 10(C) shows a schematic diagram of the state of the exposure target area ETR after the exposure light EL is irradiated onto the exposure target area ETR by the micromirrors 21-201 to 21-250.
  • an exposure area ER5 is formed in the exposure target area ETR by irradiating the exposure light EL 50 times at approximately the same position (fifth position P5).
  • the exposure light EL is irradiated 50 times onto each of the areas centered on five predetermined positions (P1 to P5) in the Y-axis direction, so that the exposure target area ETR is irradiated with the exposure light EL 250 times overall.
  • FIG. 11 shows an exposure pattern PT11 formed in the resist material by irradiating the exposure target region ETR with the exposure light EL 250 times in this manner.
  • the unevenness (roughness) of the edge portion extending in the Y-axis direction of the exposure pattern PT11 formed by the exposure method of this embodiment is smaller than the unevenness (roughness) of the edge portion extending in the Y-axis direction of the exposure pattern PT1 described in FIG. 5(C).
  • the exposure method of this embodiment can reduce the roughness of the contour of the exposure pattern PT11 formed in the resist material (can smooth the contour).
  • the exposure apparatus 1 includes a substrate stage ST that holds and moves the workpiece W, a DMD 20 having a plurality of micromirrors 21 arranged two-dimensionally, and an illumination unit ILU that irradiates the DMD 20 with exposure light EL.
  • the exposure apparatus 1 also drives the substrate stage ST in the scanning direction, and adjusts spot positions SP1 to SP250 indicating the centers of the exposure light EL emitted from the plurality of micromirrors 21-1 to 21-250 to any of a plurality of predetermined positions (first to fifth positions P1 to P5) in the exposure target area ETR when the plurality of micromirrors 21-1 to 21-250 among the plurality of micromirrors 21 that are consecutive in the scanning direction (X-axis direction) sequentially irradiate the exposure light EL to the exposure target area ETR on the workpiece W.
  • spot positions SP1 to SP250 indicating the centers of the exposure light EL emitted from the plurality of micromirrors 21-1 to 21-250 to any of a plurality of predetermined positions (first to fifth positions P1 to P5) in the exposure target area ETR when the plurality of micromirrors 21-1 to 21-250 among the plurality of micromirrors 21 that are consecutive in the scanning direction (X-axis direction
  • the exposure method according to this embodiment can improve the positional accuracy of the ends in the X-axis direction and Y-axis direction of the exposure pattern formed in the exposure target region ETR. This point will be explained below.
  • FIG. 12(A) is a diagram explaining a case where the end of the exposure target area ETR in the Y-axis direction coincides with the end of the exposure pattern PT21 formed on the workpiece W.
  • the exposure pattern PT21 is an exposure pattern formed when the spot positions SP1 to SP250 indicating the center of the exposure light EL emitted from the multiple micromirrors 21-1 to 21-250 are adjusted to one position in the exposure target area ETR (for example, the first position P1).
  • the end of the exposure target area ETR in the Y-axis direction coincides with the end of the exposure pattern PT21, so the position of the end of the exposure pattern PT21 in the Y-axis direction is the desired position (high positional accuracy).
  • Figure 12 (B) is a diagram explaining a case where the end of the exposure target area ETR in the Y-axis direction does not coincide with the end of the exposure patterns PT22b to PT22f formed on the workpiece W.
  • the exposure patterns PT22b to PT22f are exposure patterns formed by adjusting the spot positions SP1 to SP250 indicating the center of the exposure light EL emitted from the multiple micromirrors 21-1 to 21-250 to one position (for example, the first position P1) in the exposure target area ETR and irradiating the exposure light EL to the exposure target area ETR, for example, 250 times.
  • the end of the exposure pattern PT22b on the most -Y side does not coincide with the end of the exposure target area ETR in the Y-axis direction.
  • an exposure pattern PT23 as shown in Figure 12 (C) is formed in the area PR1 indicated by diagonal lines.
  • the shape and size of the exposure pattern PT23 are determined by the amount of exposure of the region PR1 by the exposure light EL from the micromirror 21a and the amount of exposure of the region PR1 by the exposure light EL from the micromirror 21b. At this time, the amount of exposure by the exposure light EL from the micromirrors 21a and 21b adjacent in the Y-axis direction is adjusted.
  • the exposure pattern PT23 is formed by adjusting the number of irradiations of the exposure light EL from the micromirror 21a and the amount of the exposure light EL from the micromirror 21a, taking into account the amount of exposure of the region PR1 by the exposure light EL from the micromirror 21b.
  • an adjustment of the amount of exposure is difficult, and there are cases where the end position of the exposure pattern PT23 cannot be formed at the desired position (the end position of the exposure target region ETR) (it shifts from the desired position).
  • the exposure pattern is formed by irradiating the exposure light EL multiple times at each of multiple positions in the Y-axis direction, so the amount of exposure light EL can be easily adjusted at each location in region PR1 by adjusting the number of times the exposure light EL is irradiated at each position and the amount of light of the exposure light EL. Therefore, the deviation between the end position of the exposure pattern in the Y-axis direction and the desired position (the end position of the exposure target region ETR) can be reduced compared to when the exposure pattern is formed by irradiating the exposure light EL multiple times at one position in the Y-axis direction. In other words, the accuracy of the formation position of the edge portion of the exposure pattern can be improved.
  • the precision of the end position in the Y-axis direction was described, but the same can be said for the X-axis direction. Furthermore, by adjusting the number of times the exposure light EL is irradiated and the amount of light of the exposure light EL at each of multiple positions in the Y-axis direction as described above, the precision of the position at which the edge of the exposure pattern is formed can be improved. Therefore, for example, even when forming an exposure pattern that intersects the X-axis and Y-axis (i.e., is diagonal), the edge of the diagonal exposure pattern can be formed at the desired position with high precision. Furthermore, the roughness of the contours of the diagonal line pattern can also be reduced.
  • the exposure device 1 has 50 micromirrors 21 that sequentially irradiate the exposure target area ETR with exposure light EL at each of the first to fifth positions P1 to P5. This allows the amount of exposure in the exposure target area ETR to be accumulated, forming an exposure pattern.
  • the first to fifth positions P1 to P5 are shifted in the Y-axis direction by Pdy/5 (Pdy is the arrangement pitch of the micromirrors 21 in the Y-axis (Y'-axis) direction).
  • Pdy is the arrangement pitch of the micromirrors 21 in the Y-axis (Y'-axis) direction.
  • the spot position is adjusted to irradiate the exposure light EL to the first to fifth positions P1 to P5 one-fifth (50) of the maximum number of irradiations (250) of the exposure target area ETR, so by setting the shift amount in the Y-axis direction to Pdy/5, the edges of the formed exposure pattern can be made evenly smooth.
  • the number of times the exposure light EL is irradiated onto the exposure target area ETR is 250 times, but this is not limited to this, and the number of times the exposure light EL is irradiated onto the exposure target area ETR can be changed as desired depending on the shape, width, etc. of the pattern to be formed in the exposure target area ETR.
  • the number of times the exposure light EL is irradiated at each position (first to fifth positions P1 to P5) in the exposure target region ETR is 50 times, but this is not limited to this.
  • the number of times the exposure light EL is irradiated at each position can be changed as desired depending on the shape, width, etc. of the pattern to be formed in the exposure target region ETR.
  • the spot position was adjusted to irradiate the exposure light EL to one of five predetermined positions (first to fifth positions P1 to P5) within the exposure target region ETR, but the number of predetermined positions set within the exposure target region ETR may be more than one and is not limited to five. In other words, the number of predetermined positions set within the exposure target region ETR can be changed as appropriate depending on the shape, width, and required accuracy of the pattern to be formed in the exposure target region ETR, so long as it is two or more.
  • the predetermined amount is set to 1/5 of the arrangement pitch Pdy of the micromirrors 21 in the Y-axis direction, but this is not limited to this and can be changed as appropriate.
  • the distance between the first position P1 and the second position P2 and the distance between the second position P2 and the third position P3 are the same, but they may be different.
  • the second position P2 is shifted a predetermined amount in the +Y direction from the first position P1, but this is not limited to the above.
  • the second position P2 may be shifted a predetermined amount in the +X direction from the first position P1.
  • the roughness of the edge (contour) extending in the X-axis direction of the formed exposure pattern can be reduced.
  • the second position P2 may be shifted a first predetermined amount (e.g., Pdy/5) in the +Y direction from the first position, and a second predetermined amount (e.g., Pdx/5) in the +X direction.
  • the roughness of the edge (contour) of the formed exposure pattern can be reduced in the X-axis and Y-axis directions.
  • the driving device 15 drives the displacement optical system 131 to move the irradiation position of the exposure light EL on the workpiece W and adjusts the spot positions SP1 to SP250 to one of a number of predetermined positions (first to fifth positions P1 to P5) within the exposure target region ETR, but this is not limited to the above.
  • the control unit 30 may drive the objective optical system 14 to adjust the spot positions SP1 to SP250 to one of a number of predetermined positions (first to fifth positions P1 to P5) within the exposure target region ETR, or may move the DMD 20 within the X'Y' plane to adjust the spot positions SP1 to SP250 to one of a number of predetermined positions (first to fifth positions P1 to P5) within the exposure target region ETR.
  • the control unit 30 may adjust the spot positions SP1 to SP250 to one of multiple predetermined positions (first to fifth positions P1 to P5) within the exposure target region ETR by controlling the substrate stage ST to adjust the position of the workpiece W.
  • the spot positions SP1 to SP50 of the 1st to 50th micromirrors 21-1 to 21-50 of the micromirrors 21 that are consecutive in the scanning direction are adjusted to the first position P1
  • the spot positions SP51 to SP100 of the 51st to 100th micromirrors 21-51 to 21-100 are adjusted to the second position P2, but this is not limited to the above.
  • the spot positions SP1, SP6, and SP11 of the micromirrors 21-1, 21-6, 21-11, etc. may be adjusted to the first position P1, the spot positions SP2, SP7, and SP12 of the micromirrors 21-2, 21-7, 21-12, etc.
  • the spot positions SP3, SP8, and SP13 of the micromirrors 21-3, 21-8, 21-13, etc. may be adjusted to the third position P3. That is, the successive spot positions of the micromirror 21 in the scanning direction may be the first position P1 ⁇ the second position P2 ⁇ the third position P3 ⁇ the fourth position P4 ⁇ the fifth position P5 ⁇ the first position P1, etc.

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Abstract

露光方法は、２次元配列された複数の光変調素子を有する空間光変調器と、前記空間光変調器に照明光を照射する照明ユニットと、を備える露光装置を用いた露光方法であって、基板を保持して移動する基板ステージを走査方向に駆動することと、前記複数の光変調素子のうち前記走査方向に連続する複数の第１の光変調素子が前記基板ステージの移動に伴って順に前記照明光を前記基板上の所定領域に照射するときに、前記複数の第１の光変調素子から出射される前記照明光の中心を示すスポット位置を前記所定領域内の複数の所定位置のいずれかの位置に調整することと、を含む。

Description

露光方法及び露光装置
　露光方法及び露光装置に関する。
　従来、液晶や有機ＥＬによる表示パネル、半導体素子（集積回路等）等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが使用されている。この種の露光装置は、ガラス基板、半導体ウエハ、プリント配線基板、樹脂フィルム等の被露光基板（以下、単に基板とも呼ぶ）の表面に塗布された感光層に電子デバイス用のマスクパターンを投影露光している。
　そのマスクパターンを固定的に形成するマスク基板の作製には時間と経費を要する為、マスク基板の代わりに、微少変位するマイクロミラーの多数を規則的に配列したデジタル・ミラー・デバイス（ＤＭＤ）等の空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）（可変マスクパターン生成器）を使用した露光装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された露光装置では、例えば、波長３７５ｎｍのレーザダイオード（ＬＤ）からの光と波長４０５ｎｍのＬＤからの光とをマルチモードのファイバーバンドルで混合した照明光を、デジタル・ミラー・デバイス（ＤＭＤ）に照射し、傾斜制御された多数のマイクロミラーの各々からの反射光を結像光学系、マイクロレンズアレーを介して基板に投影露光している。
特開２０１９－２３７４８号公報
　第１の開示の態様によれば、露光方法は、２次元配列された複数の光変調素子を有する空間光変調器と、前記空間光変調器に照明光を照射する照明ユニットと、を備える露光装置を用いた露光方法であって、基板を保持して移動する基板ステージを走査方向に駆動することと、前記複数の光変調素子のうち前記走査方向に連続する複数の第１の光変調素子が前記基板ステージの移動に伴って順に前記照明光を前記基板上の所定領域に照射するときに、前記複数の第１の光変調素子から出射される前記照明光の中心を示すスポット位置を前記所定領域内の複数の所定位置のいずれかの位置に調整することと、を含む。
　第２の開示の態様によれば、露光装置は、基板を保持して移動する基板ステージと、２次元配列された複数の光変調素子を有する空間光変調器と、前記空間光変調器に照明光を照射する照明ユニットと、前記基板ステージを走査方向に駆動する第１制御部と、前記複数の光変調素子のうち前記走査方向に連続する複数の第１の光変調素子が順に前記照明光を前記基板上の所定領域に照射するときに、前記複数の第１の光変調素子から出射される前記照明光の中心を示すスポット位置を前記所定領域内の複数の所定位置のいずれかの位置に調整する第２制御部と、を備える。
　なお、後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。更に、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
図１は、本実施形態に係る露光装置の全体構造の一例を示す図である。 図２は、露光パターン形成装置の正面図である。 図３（Ａ）は、ＤＭＤを概略的に示す図であり、図３（Ｂ）は、電源がＯＦＦの場合のＤＭＤを示す図であり、図３（Ｃ）は、ＯＮ状態のミラーについて説明するための図であり、図３（Ｄ）は、ＯＦＦ状態のミラーについて説明するための図である。 図４（Ａ）は、ＤＭＤとワークとを＋Ｚ方向から見た図であり、図４（Ｂ）～図４（Ｄ）は、露光対象領域の露光処理について説明するための図である。 図５（Ａ）は、本実施形態において、ＯＮ状態のマイクロミラーからの露光用光が照射された領域における光量の分布を示す図であり、図５（Ｂ）は、露光用光の照射回数と露光量との関係を示す図であり、図５（Ｃ）は、図４（Ａ）に示す状態から、ワークとＤＭＤとを相対移動させ、露光対象領域に露光用光を所定回数照射したときに、ワークに形成される露光パターンの模式図であり、図５（Ｄ）は、Ｘ軸方向に隣接する露光対象領域に形成される理論上の露光パターンを示す図であり、図５（Ｅ）は、Ｘ軸方向に隣接する露光対象領域に形成される実際の露光パターンを示す。 図６（Ａ）～図６（Ｄ）は、本実施形態に係る露光方法について説明するための図である。 図７（Ａ）～図７（Ｃ）は、本実施形態に係る露光方法について説明するための図である。 図８（Ａ）～図８（Ｃ）は、本実施形態に係る露光方法について説明するための図である。 図９（Ａ）～図９（Ｃ）は、本実施形態に係る露光方法について説明するための図である。 図１０（Ａ）～図１０（Ｃ）は、本実施形態に係る露光方法について説明するための図である。 図１１は、本実施形態に係る露光方法によってワーク上に形成される露光パターンを模式的に示す図である。 図１２（Ａ）は、露光対象領域のＹ軸方向の端部とワーク上に形成される露光パターンの端部とが一致する場合について説明する図であり、図１２（Ｂ）は、露光対象領域のＹ軸方向の端部とワーク上に形成される露光パターンの端部とが一致しない場合について説明する図であり、図１２（Ｃ）は、露光対象領域の一部の領域に露光パターンを形成することについて説明する図である。 図１３（Ａ）は、スポット位置をＸ軸方向に所定量ずらす場合について説明する図であり、図１３（Ｂ）は、スポット位置をＸ軸方向及びＹ軸方向に所定量ずらす場合について説明する図である。
　以下、図面を参照しながら、本実施形態に係る露光装置及び露光方法について説明するが、本発明は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。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方向を上方（上側）とし、－Ｚ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。
　図１～図１１を参照して、本実施形態に係る露光装置１について説明する。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に搭載される露光用光学系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。
　本実施形態において、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）であってもよいし、ネガ型レジスト剤（negative photoresist）であってもよい。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光化学反応を起こして現像液に溶解しなくなり、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。
（露光装置１の構造）
　まず、図１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、本実施形態に係る露光装置１の全体構造の一例を示す図である。
　図１に示すように、露光装置１は、少なくとも１つの露光ヘッドＨＵと、基板ステージＳＴと、制御ユニット３０と、を備える。露光ヘッドＨＵには、露光用光学系１０とオートフォーカス光学系４０とが搭載されている。露光用光学系１０は、露光用光源１１を含む照明ユニットＩＬＵと、露光パターン形成装置１２と、コリメート光学系１３及び対物光学系１４を含む投影ユニットＰＬＵと、を備える。
　露光用光源１１は、露光用光（照明光）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ＳＴ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。本実施形態において、露光装置１が複数の露光ヘッドＨＵを備え、露光ヘッドＨＵの各々が露光用光源１１を備える場合、露光パターン形成装置１２は、露光用光ＥＬの光路上に位置する。なお、別の実施形態においては、各露光ヘッドＨＵの露光用光源１１を露光ヘッドの外部に設け、既存の光学部材を用いて露光用光ＥＬを各露光ヘッド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つの露光用光源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つの露光用光源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ＨＵの露光パターン形成装置１２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。
［露光パターン形成装置の構成］
　図２は、露光パターン形成装置１２の正面図である。本実施形態の露光パターン形成装置１２は、空間光変調器である。空間光変調器の例としては、液晶素子、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ：Digital Micromirror Device）、磁気光学空間光変調器（ＭＯＳＬＭ：Magneto Optic Spatial Light Modulator）等が挙げられる。本実施形態では、露光パターン形成装置１２は、ＤＭＤ２０である。
　ＤＭＤ２０は、２次元配列された複数のマイクロミラー２１を備える。なお、マイクロミラー２１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、ＤＭＤ２０は、１９２０×１０８０個のマイクロミラー２１から構成される。すなわち、ＤＭＤ２０は、１９２０×１０８０個の画素を有する。
　図３（Ａ）は、ＤＭＤ２０を概略的に示す図であり、図３（Ｂ）は、電源がＯＦＦの場合のＤＭＤ２０を示す図であり、図３（Ｃ）は、ＯＮ状態のミラーについて説明するための図であり、図３（Ｄ）は、ＯＦＦ状態のミラーについて説明するための図である。なお、図３（Ａ）～図３（Ｄ）において、ＯＮ状態にあるミラーをハッチングで示している。
　ＤＭＤ２０は、反射角を変更制御可能なマイクロミラー２１を複数有する。本実施形態において、ＤＭＤ２０は、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とをマイクロミラー２１のロール方向傾斜とピッチ方向傾斜とで切り換えるロール＆ピッチ駆動方式のものとする。
　図３（Ｂ）に示すように、電源がオフの状態のとき、各マイクロミラー２１の反射面は、Ｘ’Ｙ’面と平行に設定される。各マイクロミラー２１のＸ’方向の配列ピッチをＰｄｘ（μｍ）、Ｙ’方向の配列ピッチをＰｄｙ（μｍ）とするが、実用上はＰｄｘ＝Ｐｄｙに設定される。
　各マイクロミラー２１は、Ｙ’軸周りに傾斜することでＯＮ状態となる。図３（Ｃ）では、中央のマイクロミラー２１のみをＯＮ状態とし、他のマイクロミラー２１はニュートラルな状態（ＯＮでもＯＦＦでもない状態）とした場合を示している。また、各マイクロミラー２１は、Ｘ’軸周りに傾斜することでＯＦＦ状態となる。図３（Ｄ）では、中央のマイクロミラー２１のみをＯＦＦ状態とし、他のマイクロミラー２１はニュートラルな状態とした場合を示している。なお、簡略化のため図示していないが、ＯＮ状態のマイクロミラー２１は、ＯＮ状態のマイクロミラー２１に照射された露光用光ＥＬがＸＺ平面のＸ方向に反射されるよう、Ｘ’Ｙ’平面から所定の角度傾くように駆動される。また、ＯＦＦ状態のマイクロミラー２１は、ＯＮ状態のマイクロミラー２１にＯＦＦ状態のマイクロミラー２１からの反射光が進入しないように光学系が設計される。ＤＭＤ２０は、各マイクロミラー２１のＯＮ状態及びＯＦＦ状態を切り替えることで、露光パターンを生成する。
　ＯＦＦ状態のミラーによって反射された露光用光は、不図示の光吸収体により吸収される。
　なお、ＤＭＤ２０を空間光変調器の一例として説明をしたため、光を反射する反射型として説明をしたが、空間光変調器は、レーザ光を透過する透過型でも良いし、レーザ光を回折する回折型でも良い。空間光変調器は、レーザ光を空間的に、且つ、時間的に変調することができる。
　ＤＭＤ２０の各マイクロミラー２１のうちＯＮ状態にあるマイクロミラー２１からの反射光のみにより形成される光ビーム（すなわち、空間変調された光ビーム）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上の領域へと照射される。なお、以下においては、各マイクロミラー２１からの反射光が照射されるワークＷ上の領域を光照射領域と呼ぶ。また、光照射領域の中心をスポット位置と呼ぶ。すなわち、スポット位置は、マイクロミラー２１から出射される露光用光ＥＬの中心を示す。
　図１に戻り、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をワークＷに向けて集光する。
　露光装置１は、コリメート光学系１３の一部の光学部材を対物光学系１４の光軸ＯＸ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、コリメート光学系１３は、ワークＷ側から順に配置された変位光学系１３１と変倍光学系１３２とを備える。変位光学系１３１をワークＷの表面に平行な方向（光軸ＯＸ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、マイクロミラー２１からの反射光（露光用光ＥＬ）の照射位置を移動させることができる。
　本実施形態において、駆動装置１５は、主走査軸（Ｘ軸）に沿った方向と副走査軸（Ｙ軸）に沿った方向とに変位光学系１３１を駆動可能に構成されている。例えば、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、マイクロミラー２１からの反射光のワークＷ上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、マイクロミラー２１からの反射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、主走査軸（Ｘ軸）及び副走査軸（Ｙ軸）の少なくとも一方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）と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ＯＸに直交する軸に沿って変位させなくてもよく、光軸ＯＸ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。
　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、マイクロミラー２１からの反射光のワークＷ上の照射位置の移動量を制御することができる。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。
　コリメート光学系１３の変倍光学系１３２は、１以上のレンズ（不図示）を備え、対物光学系１４を介してワークＷ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、ＤＭＤ２０のマイクロミラー２１で反射された像）の倍率を変化させることができるように構成されている。
　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、露光用光源１１からの露光用光ＥＬは、ＤＭＤ２０とコリメート光学系１３と対物光学系１４とを介してワークＷ上に照射される。露光用光ＥＬは、ＤＭＤ２０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上における露光対象領域）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ることによりワークＷのレジストに形成される所望のパターンである。
　オートフォーカス光学系４０は、オートフォーカス光源４１、露光用光学系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及び露光用光学系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ＳＴは露光ヘッドＨＵの下方に配置される。基板ステージＳＴは、ワークＷの上面がＸＹ平面に平行になるようにワークＷを保持する。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ＳＴは、ワークＷを保持した状態で、ＸＹ平面に沿って移動することができる。例えば、基板ステージＳＴは、任意のモータを含む基板ステージ駆動システム（不図示）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ＳＴは、Ｘ軸方向に移動可能であることに加えて、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可能である。なお、基板ステージＳＴ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)３１、ＲＯＭ（Read Only Memory）３２、ＲＡＭ（Random Access Memory）３３、及びハードディスク又はＳＳＤ（Solid State Drive）等の記憶装置３４等を備える。制御ユニット３０は、キーボード等の入力装置や、液晶ディスプレイ等の表示装置を更に備えていてもよい。
　制御ユニット３０は、基板ステージ駆動システム（不図示）を制御することによって、基板ステージＳＴの駆動を制御して、連続走査（ｓｃａｎ）方式の露光を行う。即ち、制御ユニット３０は、ＤＭＤ２０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ＳＴ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ＳＴの駆動を制御する。なお、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）と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と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。
　また、本実施形態では、制御ユニット３０は、駆動装置１５による変位光学系１３１の駆動を制御することにより、マイクロミラー２１からの反射光のワークＷ上への照射位置（より詳細には、マイクロミラー２１の光照射領域の中心を示すスポット位置の位置）を制御する。当該制御の詳細は後述する。
　次に、本実施形態に係る露光装置１を用いた露光処理の一例について説明する。図４（Ａ）は、ＤＭＤ２０のＸ’Ｙ’座標系と露光装置１のＸＹ座標系とを仮想的に一致させた状態で、ＤＭＤ２０とワークＷとを＋Ｚ方向から見た図である。図４（Ａ）において、ワークＷ上の露光対象領域ＥＴＲにＹ軸方向に延伸する直線状の露光パターンを形成する場合について説明する。なお、図４（Ａ）の例では、ワークＷが－Ｘ方向に移動することにより、ワークＷがＤＭＤ２０により走査露光されるものとする。
　図４（Ｂ）～図４（Ｄ）は、露光対象領域ＥＴＲの露光処理について説明するための図である。図４（Ｂ）～図４（Ｄ）は、ＤＭＤ２０とワークＷとを－Ｙ方向から見た図であり、ワークＷは－Ｘ方向に移動する。なお、以後の説明では、図４（Ａ）に示すように、ＤＭＤ２０が備える複数のマイクロミラー２１のうち、最も＋Ｘ側の列のマイクロミラー２１（最も＋Ｘ側においてＹ軸方向に連続して並ぶマイクロミラー２１）をマイクロミラー２１－１とする。また、その他のマイクロミラー２１についても＋Ｘ側から－Ｘ方向に向かって順にマイクロミラー２１－２，２１－３・・・とする。
　図４（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ２０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ＳＴとの主走査軸（Ｘ軸）に沿った相対移動によって、Ｘ軸方向において露光対象領域ＥＴＲがマイクロミラー２１－１の光照射領域に到達すると、制御ユニット３０は、マイクロミラー２１－１をＯＮ状態とする。これにより、マイクロミラー２１－１からの反射光（露光用光ＥＬ）が、露光対象領域ＥＴＲに照射される。
　次に、図４（Ｃ）に示すように、制御ユニット３０は、Ｘ軸方向において露光対象領域ＥＴＲがマイクロミラー２１－２の光照射領域に到達すると、マイクロミラー２１－２をＯＮ状態とする。これにより、マイクロミラー２１－２からの反射光（露光用光ＥＬ）が、露光対象領域ＥＴＲに照射される。
　次に、図４（Ｄ）に示すように、制御ユニット３０は、Ｘ軸方向において露光対象領域ＥＴＲがマイクロミラー２１－３の光照射領域に到達すると、マイクロミラー２１－３をＯＮ状態とする。これにより、マイクロミラー２１－３からの反射光（露光用光ＥＬ）が、露光対象領域ＥＴＲに照射される。
　このように、ワークＷとＤＭＤ２０との相対移動にあわせて順次、Ｘ軸方向（走査方向）に連続して配列されたマイクロミラー２１－１、２１－２、２１－３、・・・からの反射光を露光対象領域ＥＴＲに照射することにより、露光対象領域ＥＴＲにおける露光量が積算される。
　図５（Ａ）は、本実施形態において、ＯＮ状態のマイクロミラー２１からの露光用光ＥＬが照射された領域における光量の分布を示す図である。図５（Ａ）の上部は、露光用光ＥＬの光量の分布を示す平面図であり、ハッチングが密なほど、光量が大きいことを示している。図５（Ａ）の下部は、露光用光ＥＬの光量の分布を示すグラフである。図５（Ａ）に示すように、本実施形態では、ＯＮ状態のマイクロミラー２１により反射された露光用光ＥＬが照射された領域Ｒ１における中心部分の光量は、当該領域Ｒ１における周辺部分の光量よりも大きい。
　図５（Ｂ）は、露光用光ＥＬの照射回数と露光量との関係を示している。本実施形態では、同一の領域に対して異なるマイクロミラー２１（より具体的には、Ｘ軸方向（主走査方向）に連続するマイクロミラー２１－１，２１－２，２１－３，・・・）により露光用光ＥＬを複数回照射するため、図５（Ｂ）に示すように、照射回数が増えるにつれて露光量が積算されていく。レジスト剤が例えばポジ型レジスト剤の場合、ワークＷの露光対象領域ＥＴＲの露光量（積算露光量）が所定の閾値Ｔｄ以上となると（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）、当該露光対象領域ＥＴＲのレジスト剤は現像液に溶解する状態まで露光され、現像後の当該露光対象領域ＥＴＲにはレジスト剤が存在しない状態となる。
　所定の閾値Ｔｄの大きさに基づいて、露光対象領域ＥＴＲの各箇所における露光量を決定することで、露光パターンのサイズ等を任意に変更することができる。例えば、図５（Ｂ）に示す例では、露光対象領域ＥＴＲに露光用光ＥＬをＭ回照射した場合、露光パターンのサイズは例えばＷ１となり、Ｍ回よりも多いＫ回照射した場合、露光パターンのサイズはＷ２となる。
　例えば、ワークＷ上の露光対象領域ＥＴＲへの最大照射回数（例えば、ワークＷとＤＭＤ２０との相対移動に伴って順次、露光対象領域ＥＴＲに露光用光ＥＬを照射するマイクロミラー２１の最大数）を予め設定し、露光対象領域ＥＴＲの各箇所における露光強度、毎回の露光時間を調整することで、露光量を微細に調整することができる。露光量は、露光用光ＥＬの露光強度及び露光時間の両方を変更することによって制御してもよいし、いずれか一方を変更することによって制御してもよい。露光時間は、各マイクロミラー２１がオン状態にある時間（オン時間）を変更することによって制御してもよいし、露光対象領域ＥＴＲの各箇所に露光用光ＥＬを照射する複数のマイクロミラー２１のうち、オン状態にするマイクロミラー２１の数を変更することによって制御してもよい。
　図５（Ｃ）は、図４（Ａ）に示す状態から、ワークＷとＤＭＤ２０とを相対移動させ、露光対象領域ＥＴＲに露光用光ＥＬを例えば２５０回照射したときに、ワークＷに形成される露光パターンの模式図である。
　図５（Ｃ）に示すように、露光対象領域ＥＴＲに露光用光ＥＬを複数回照射することによりレジスト剤が露光されて、露光パターンＰＴ１が複数形成され、直線状の露光パターンＬＰ１が形成される。しかしながら、露光パターンＰＴ１の形状が略円形であるため、直線状の露光パターンＬＰ１のＹ軸方向（副走査方向）に延びるエッジ部に凹凸が生じてしまい、形成された露光パターンＬＰ１の輪郭が粗くなってしまう。
　なお、例えば、Ｘ軸方向に延びる直線状の露光パターンを形成する場合、当該露光パターンのＸ軸方向に延びるエッジ部の凹凸（粗さ）は、Ｙ軸方向に延びるエッジ部の凹凸（粗さ）よりも小さくなる。この点について説明する。
　図５（Ｄ）は、Ｘ軸方向に隣接する露光対象領域ＥＴＲ１～ＥＴＲ４に形成された露光パターンＰＴ１～ＰＴ４を示している。図５（Ｄ）に示すように、露光パターンＰＴ１～ＰＴ４によって形成される直線状の露光パターンＬＰ２のＸ軸方向（主走査方向）に延びるエッジ部についても理論上は凹凸が生じる。しかしながら、実際には、露光用光ＥＬが時間的に連続してＤＭＤ２０に照射されるとともに、ワークＷとＤＭＤ２０とが常に相対移動しているため、図５（Ｅ）に示すように、露光パターンＰＴ１～ＰＴ４がＸ軸方向に微小に延伸する。そのため、Ｘ軸方向（主走査方向）に延びるエッジ部の凹凸（粗さ）は、Ｙ軸方向に延びるエッジ部の凹凸（粗さ）よりも小さくなる。
　本実施形態では、ワークＷ上に形成される露光パターンの輪郭の粗さを低減する（エッジ部に生じる凹凸を抑制する）ため、露光対象領域ＥＴＲを以下のように露光する。
［本実施形態に係る露光方法］
　図６（Ａ）～図１０（Ｃ）は、本実施形態に係る露光方法について説明するための図である。以下の説明では、露光対象領域ＥＴＲに対する露光用光ＥＬの最大照射回数を２５０回とするが、最大照射回数はこれに限られるものではない。
　図４（Ａ）の状態から、ワークＷの露光対象領域ＥＴＲにＹ軸方向に延伸するライン状の露光パターンを形成する場合について説明する。
　まず、図６（Ａ）に示すように、＋Ｘ側から１～５０番目のマイクロミラー２１－１～２１－５０によって露光対象領域ＥＴＲへ露光用光ＥＬを５０回照射する。
　図６（Ｂ）は、露光対象領域ＥＴＲにおける最も＋Ｘ側の列のマイクロミラー２１－１の各々の光照射領域ＩＲ１の中心を示すスポット位置ＳＰ１を示す平面図である。制御ユニット３０は、例えば駆動装置１５により変位光学系１３１の位置を変位させて、図６（Ｂ）に示すように、各マイクロミラー２１－１のスポット位置ＳＰ１が、露光対象領域ＥＴＲにおいて第１の位置Ｐ１になるよう調整する。この状態で、マイクロミラー２１－１からの反射光が露光対象領域ＥＴＲに照射される。
　次に、図６（Ｃ）に示すように、－Ｘ方向にマイクロミラー２１－１の隣に配置されたマイクロミラー２１－２からの反射光を露光対象領域ＥＴＲに照射する。このときも、制御ユニット３０は、マイクロミラー２１－２の光照射領域ＩＲ２の中心を示すスポット位置ＳＰ２が、露光対象領域ＥＴＲにおいて第１の位置Ｐ１に重なるよう調整する。
　その後、ＤＭＤ２０とワークＷとの相対移動にあわせて順次、マイクロミラー２１－３～２１－５０から露光用光ＥＬを露光対象領域ＥＴＲに照射する。このとき、マイクロミラー２１－３～２１－５０の光照射領域ＩＲ３～ＩＲ５０の中心を示すスポット位置ＳＰ３～ＳＰ５０は、露光対象領域ＥＴＲにおける第１の位置Ｐ１に調整される。これにより、露光対象領域ＥＴＲ内の第１の位置Ｐ１を中心とする領域に露光用光ＥＬが５０回照射される。
　図６（Ｄ）は、マイクロミラー２１－１～２１－５０により露光用光ＥＬを露光対象領域ＥＴＲに５０回照射した後の露光対象領域ＥＴＲの状態を模式的に示している。図６（Ｄ）に示すように、露光対象領域ＥＴＲには、露光用光ＥＬを略同一の位置に５０回照射したことによる露光領域ＥＲ１が形成される。なお、本実施形態において露光領域とは、所定の位置を中心として露光用光ＥＬが複数回照射されることにより露光量が積算された領域を意味する。この場合、各露光領域における露光量は、閾値Ｔｄを超えていてもよいし、超えていなくてもよい。
　マイクロミラー２１－１～２１－５０による露光対象領域ＥＴＲへの露光用光ＥＬの照射が終了すると、図７（Ａ）に示すように、マイクロミラー２１－５１～２１－１００からの反射光が順次、露光対象領域ＥＴＲに照射される。このとき、制御ユニット３０は、図７（Ｂ）に示すように、マイクロミラー２１－５１～２１－１００の光照射領域ＩＲ５１～ＩＲ１００の中心を示すスポット位置ＳＰ５１～ＳＰ１００を、Ｙ軸方向（副走査方向）において第１の位置Ｐ１から所定量ずれた第２の位置Ｐ２に調整する。
　本実施形態では、第２の位置Ｐ２は、第１の位置Ｐ１から＋Ｙ方向にＰｄｙ／５（Ｐｄｙは、Ｙ軸（Ｙ’軸）方向におけるマイクロミラー２１の配列ピッチ）ずれた位置であるが、これに限られるものではない。
　ＤＭＤ２０とワークＷとの相対移動にあわせて、マイクロミラー２１－５１～２１－１００により順次、露光用光ＥＬを露光対象領域ＥＴＲに照射する。このとき、上述したように、マイクロミラー２１－５１～２１－１００の光照射領域ＩＲ５１～ＩＲ１００の中心を示すスポット位置ＳＰ５１～ＳＰ１００は、露光対象領域ＥＴＲにおける第２の位置Ｐ２に調整される。これにより、露光対象領域ＥＴＲ内の第２の位置Ｐ２を中心とする領域に露光用光ＥＬが５０回照射される。
　図７（Ｃ）は、マイクロミラー２１－５１～２１－１００により露光用光ＥＬを露光対象領域ＥＴＲに照射した後の露光対象領域ＥＴＲの状態を模式的に示している。図７（Ｃ）に示すように、露光対象領域ＥＴＲには、露光用光ＥＬを略同一の位置（第２の位置Ｐ２）に５０回照射したことによる露光領域ＥＲ２が形成される。
　マイクロミラー２１－５１～２１－１００による露光対象領域ＥＴＲへの露光用光ＥＬの照射が終了すると、図８（Ａ）に示すように、マイクロミラー２１－１０１～２１－１５０による露光対象領域ＥＴＲへの露光用光ＥＬの照射が行われる。このとき、制御ユニット３０は、図８（Ｂ）に示すように、マイクロミラー２１－１０１～２１－１５０の光照射領域ＩＲ１０１～ＩＲ１５０の中心を示すスポット位置ＳＰ１０１～ＳＰ１５０を、Ｙ軸方向（副走査方向）において第２の位置Ｐ２から所定量ずれた第３の位置Ｐ３に調整する。本実施形態では、第３の位置Ｐ３は、第２の位置Ｐ２から＋Ｙ方向にＰｄｙ／５ずれた位置である。すなわち、第３の位置Ｐ３は第１の位置Ｐ１から＋Ｙ方向に２×Ｐｄｙ／５ずれた位置である。
　ＤＭＤ２０とワークＷとの相対移動にあわせて、マイクロミラー２１－１０１～２１－１５０により順次、露光用光ＥＬを露光対象領域ＥＴＲに照射する。このとき、上述したように、マイクロミラー２１－１０１～２１－１５０の光照射領域ＩＲ１０１～ＩＲ１５０の中心を示すスポット位置ＳＰ１０１～ＳＰ１５０は、露光対象領域ＥＴＲにおける第３の位置Ｐ３に調整されている。これにより、露光対象領域ＥＴＲ内の第３の位置Ｐ３を中心とした領域に、露光用光ＥＬが５０回照射される。
　図８（Ｃ）は、マイクロミラー２１－１０１～２１－１５０により露光用光ＥＬを露光対象領域ＥＴＲに照射した後の露光対象領域ＥＴＲの状態を模式的に示している。図８（Ｃ）に示すように、露光対象領域ＥＴＲには、露光用光ＥＬを略同一の位置（第３の位置Ｐ３）に５０回照射したことによる露光領域ＥＲ３が形成される。
　マイクロミラー２１－１０１～２１－１５０による露光対象領域ＥＴＲへの露光用光ＥＬの照射が終了すると、図９（Ａ）に示すように、マイクロミラー２１－１５１～２１－２００による露光対象領域ＥＴＲへの露光用光ＥＬの照射が行われる。このとき、制御ユニット３０は、図９（Ｂ）に示すように、マイクロミラー２１－１５１～２１－２００の光照射領域ＩＲ１５１～ＩＲ２００の中心を示すスポット位置ＳＰ１５１～ＳＰ２００を、第４の位置Ｐ４に調整する。本実施形態では、第４の位置Ｐ４は、第３の位置Ｐ３から＋Ｙ方向にＰｄｙ／５ずれた位置である。すなわち、第４の位置Ｐ４は、第１の位置Ｐ１から＋Ｙ方向に３×Ｐｄｙ／５ずれた位置である。
　ＤＭＤ２０とワークＷとの相対移動にあわせて、マイクロミラー２１－１５１～２１－２００により順次、露光用光ＥＬを露光対象領域ＥＴＲに照射する。このとき、上述したように、マイクロミラー２１－１５１～２１－２００の光照射領域ＩＲ１５１～ＩＲ２００の中心を示すスポット位置ＳＰ１５１～ＳＰ２００は、露光対象領域ＥＴＲにおける第４の位置Ｐ４に調整される。これにより、露光対象領域ＥＴＲ内の第４の位置Ｐ４を中心とした領域に露光用光ＥＬが５０回照射される。
　図９（Ｃ）は、マイクロミラー２１－１５１～２１－２００により露光用光ＥＬを露光対象領域ＥＴＲに照射した後の露光対象領域ＥＴＲの状態を模式的に示している。図９（Ｃ）に示すように、露光対象領域ＥＴＲには、露光用光ＥＬを略同一の位置（第４の位置Ｐ４）に５０回照射したことによる露光領域ＥＲ４が形成される。
　マイクロミラー２１－１５１～２１－２００による露光対象領域ＥＴＲへの露光用光ＥＬの照射が終了すると、図１０（Ａ）に示すように、マイクロミラー２１－２０１～２１－２５０による露光対象領域ＥＴＲへの露光用光ＥＬの照射が行われる。このとき、制御ユニット３０は、図１０（Ｂ）に示すように、マイクロミラー２１－２０１～２１－２５０の光照射領域ＩＲ２０１～ＩＲ２５０の中心を示すスポット位置ＳＰ２０１～ＳＰ２５０を、第５の位置Ｐ５に調整する。本実施形態では、第５の位置Ｐ５は、第４の位置Ｐ４から＋Ｙ方向にＰｄｙ／５ずれた位置である。すなわち、第５の位置Ｐ５は、第１の位置Ｐ１から＋Ｙ方向に４×Ｐｄｙ／５ずれた位置である。
　ＤＭＤ２０とワークＷとの相対移動にあわせて、マイクロミラー２１－２０１～２１－２５０により順次、露光用光ＥＬを露光対象領域ＥＴＲに照射する。このとき、上述したように、マイクロミラー２１－２０１～２１－２５０の光照射領域ＩＲ１５１～ＩＲ２００の中心を示すスポット位置ＳＰ２０１～ＳＰ２５０は、露光対象領域ＥＴＲにおける第５の位置Ｐ５に調整されている。これにより、露光対象領域ＥＴＲ内の第５の位置Ｐ５を中心とした領域に露光用光ＥＬが５０回照射される。
　図１０（Ｃ）は、マイクロミラー２１－２０１～２１－２５０により露光用光ＥＬを露光対象領域ＥＴＲに照射した後の露光対象領域ＥＴＲの状態を模式的に示している。図１０（Ｃ）に示すように、露光対象領域ＥＴＲには、露光用光ＥＬを略同一の位置（第５の位置Ｐ５）に５０回照射したことによる露光領域ＥＲ５が形成される。
　Ｙ軸方向における５つの所定の位置（Ｐ１～Ｐ５）をそれぞれ中心とする領域の各々に露光用光ＥＬが５０回ずつ照射されるため、露光対象領域ＥＴＲには、全体として露光用光ＥＬが２５０回照射されることとなる。
　このように露光対象領域ＥＴＲに露光用光ＥＬを２５０回照射することによりレジスト剤に形成される露光パターンＰＴ１１を図１１に示す。図１１に示すように、本実施形態に係る露光方法によって形成された露光パターンＰＴ１１のＹ軸方向に延伸するエッジ部の凹凸（粗さ）は、図５（Ｃ）で説明した露光パターンＰＴ１のＹ軸方向に延伸するエッジ部の凹凸（粗さ）よりも小さくなる。このように、本実施形態に係る露光方法は、レジスト剤に形成される露光パターンＰＴ１１の輪郭の粗さを小さくすることができる（輪郭を滑らかにできる）。
　以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、露光装置１は、ワークＷを保持して移動する基板ステージＳＴと、２次元配列された複数のマイクロミラー２１を有するＤＭＤ２０と、ＤＭＤ２０に露光用光ＥＬを照射する照明ユニットＩＬＵとを備える。また、露光装置１は、基板ステージＳＴを走査方向に駆動し、複数のマイクロミラー２１のうち走査方向（Ｘ軸方向）に連続する複数のマイクロミラー２１－１～２１－２５０が順に露光用光ＥＬをワークＷ上の露光対象領域ＥＴＲに照射するときに、複数のマイクロミラー２１－１～２１－２５０から出射される露光用光ＥＬの中心を示すスポット位置ＳＰ１～ＳＰ２５０を露光対象領域ＥＴＲの複数の所定の位置（第１～第５の位置Ｐ１～Ｐ５）のいずれかの位置に調整する。
　これにより、複数のマイクロミラー２１－１～２１－２５０から出射される露光用光ＥＬの中心を示すスポット位置ＳＰ１～ＳＰ２５０を露光対象領域ＥＴＲの１つの位置（例えば、第１の位置Ｐ１）に調整して露光対象領域ＥＴＲに露光用光ＥＬを照射する場合と比較して、図１１に示すように、ワークＷ上に形成される露光パターンの輪郭の粗さを小さくすることができる（輪郭を滑らかにできる）。
　また、本実施形態に係る露光方法によれば、露光対象領域ＥＴＲに形成される露光パターンのＸ軸方向及びＹ軸方向の端部の位置の精度を高めることができる。この点について説明する。
　図１２（Ａ）は、露光対象領域ＥＴＲのＹ軸方向の端部とワークＷ上に形成される露光パターンＰＴ２１の端部とが一致する場合について説明する図である。露光パターンＰＴ２１は、複数のマイクロミラー２１－１～２１－２５０から出射される露光用光ＥＬの中心を示すスポット位置ＳＰ１～ＳＰ２５０を露光対象領域ＥＴＲの１つの位置（例えば、第１の位置Ｐ１）に調整した場合に形成される露光パターンである。図１２（Ａ）に示す場合には、露光対象領域ＥＴＲのＹ軸方向の端部と露光パターンＰＴ２１の端部とが一致するため、露光パターンＰＴ２１のＹ軸方向の端部の位置が所望の位置となっている（位置精度が高い）。
　図１２（Ｂ）は、露光対象領域ＥＴＲのＹ軸方向の端部とワークＷ上に形成された露光パターンＰＴ２２ｂ～ＰＴ２２ｆの端部とが一致しない場合について説明する図である。露光パターンＰＴ２２ｂ～ＰＴ２２ｆは、複数のマイクロミラー２１－１～２１－２５０から出射される露光用光ＥＬの中心を示すスポット位置ＳＰ１～ＳＰ２５０を露光対象領域ＥＴＲの１つの位置（例えば、第１の位置Ｐ１）に調整し、露光対象領域ＥＴＲに露光用光ＥＬを例えば２５０回照射して形成された露光パターンである。図１２（Ｂ）に示す例では、最も－Ｙ側の露光パターンＰＴ２２ｂの端部と、露光対象領域ＥＴＲのＹ軸方向の端部とは一致しない。この場合、斜線で示す領域ＰＲ１に、例えば、図１２（Ｃ）に示すような露光パターンＰＴ２３を形成することになる。露光パターンＰＴ２３の形状及びサイズは、マイクロミラー２１ａからの露光用光ＥＬによる領域ＰＲ１の露光量と、マイクロミラー２１ｂからの露光用光ＥＬによる領域ＰＲ１の露光量と、により決定される。このとき、Ｙ軸方向に隣り合うマイクロミラー２１ａ及び２１ｂからの露光用光ＥＬによる露光量を調整することになるが、マイクロミラー２１ｂからの露光用光ＥＬは露光パターンＰＴ２２ｂを形成するために２５０回照射されていることから、マイクロミラー２１ｂからの露光用光ＥＬによる領域ＰＲ１の露光量を考慮し、マイクロミラー２１ａからの露光用光ＥＬの照射回数や、マイクロミラー２１ａからの露光用光ＥＬの光量を調整するなどして、露光パターンＰＴ２３を形成することとなる。しかしながら、このような露光量の調整は難しく、露光パターンＰＴ２３の端部の位置が所望の位置（露光対象領域ＥＴＲの端部の位置）に形成できない（所望の位置からずれてしまう）場合がある。
　一方、本実施形態ではＹ軸方向の複数の位置の各々において露光用光ＥＬを複数回照射することで露光パターンを形成するため、各位置における露光用光ＥＬの照射回数、露光用光ＥＬの光量を調整することで、領域ＰＲ１の各箇所における露光量の調整を容易にできる。したがって、Ｙ軸方向の１つの位置において露光用光ＥＬを複数回照射することによって露光パターンを形成する場合よりも、露光パターンのＹ軸方向における端部の位置と所望の位置（露光対象領域ＥＴＲの端部の位置）とのずれを少なくすることができる。すなわち、露光パターンのエッジ部の形成位置の精度を向上させることができる。
　なお、上記の例ではＹ軸方向の端部の位置の精度について説明したが、Ｘ軸方向についても同様のことがいえる。また、上記のようにＹ軸方向の複数の位置の各々における露光用光ＥＬの照射回数、露光用光ＥＬの光量を調整することで、露光パターンのエッジ部の形成位置の精度を向上することができるので、例えば、Ｘ軸及びＹ軸に交差する（すなわち、斜めの）露光パターンを形成する場合でも、斜めの露光パターンのエッジ部を高い精度で所望の位置に形成することができる。また、斜めの線のパターンの輪郭についても粗さを低減できる。
　また、本実施形態において、露光装置１は、第１～第５の位置Ｐ１～Ｐ５の各位置において、５０個のマイクロミラー２１が順に露光対象領域ＥＴＲに露光用光ＥＬを照射する。これにより、露光対象領域ＥＴＲの露光量が積算され、露光パターンを形成することができる。
　また、本実施形態において、第１～第５の位置Ｐ１～Ｐ５は、Ｙ軸方向にＰｄｙ／５ずつずれた位置である（Ｐｄｙは、マイクロミラー２１のＹ軸（Ｙ’軸）方向の配列ピッチ）。本実施形態では、露光対象領域ＥＴＲの最大照射回数（２５０回）の１／５の回数（５０回）ずつ第１～第５の位置Ｐ１～Ｐ５にスポット位置を調整して露光用光ＥＬを照射するため、Ｙ軸方向におけるずれ量をＰｄｙ／５とすることで、形成される露光パターンのエッジ部を均等に滑らかにすることができる。
　なお、上記実施形態では、露光対象領域ＥＴＲへの露光用光ＥＬの照射回数を２５０回としたが、これに限られるものではなく、露光対象領域ＥＴＲへの露光用光ＥＬの照射回数は、露光対象領域ＥＴＲに形成するパターンの形状、幅等に応じて任意に変更可能である。
　また、上記実施形態では、露光対象領域ＥＴＲ内の各位置（第１～第５の位置Ｐ１～Ｐ５）における露光用光ＥＬの照射回数を５０回としたが、これに限られるものではない。各位置における露光用光ＥＬの照射回数は、露光対象領域ＥＴＲに形成するパターンの形状、幅等に応じて任意に変更可能である。
　また、上記実施形態では、露光対象領域ＥＴＲ内の５つの所定の位置（第１～第５の位置Ｐ１～Ｐ５）のいずれかにスポット位置を調整して露光用光ＥＬを照射していたが、露光対象領域ＥＴＲ内に設定される所定の位置の数は、複数あればよく、５つに限られるものではない。すなわち、露光対象領域ＥＴＲ内において設定される所定の位置の数は、２以上であれば、露光対象領域ＥＴＲに形成するパターンの形状、幅、求められる精度に応じて適宜変更可能である。
　また、上記実施形態では、所定量をマイクロミラー２１のＹ軸方向の配列ピッチＰｄｙの１／５としたが、これに限られるものではなく、適宜変更可能である。また、上記実施形態では、例えば、第１の位置Ｐ１と第２の位置Ｐ２との間隔と、第２の位置Ｐ２と第３の位置Ｐ３との間隔と、は同一であるとしたが、異なっていてもよい。
　また、上記実施形態では、第２の位置Ｐ２を、第１の位置Ｐ１から＋Ｙ方向に所定量ずらす場合について説明したがこれに限られるものではない。例えば、図１３（Ａ）に示すように、第２の位置Ｐ２を第１の位置Ｐ１から＋Ｘ方向に所定量ずらすようにしてもよい。この場合、形成された露光パターンのＸ軸方向に延伸するエッジ（輪郭）の粗さを小さくすることができる。また、例えば、図１３（Ｂ）に示すように、第２の位置Ｐ２を第１の位置から＋Ｙ方向に第１の所定量（例えば、Ｐｄｙ／５）ずらし、＋Ｘ方向に第２の所定量（例えば、Ｐｄｘ／５）ずらすようにしてもよい。この場合、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において、形成された露光パターンのエッジ（輪郭）の粗さを小さくすることができる。
　なお、上記実施形態では、駆動装置１５により変位光学系１３１を駆動して、ワークＷ上の露光用光ＥＬの照射位置を移動させ、スポット位置ＳＰ１～ＳＰ２５０を露光対象領域ＥＴＲ内の複数の所定の位置（第１～第５の位置Ｐ１～Ｐ５）のいずれかに調整していたが、これに限られるものではない。例えば、制御ユニット３０は、対物光学系１４を駆動して、スポット位置ＳＰ１～ＳＰ２５０を露光対象領域ＥＴＲ内の複数の所定の位置（第１～第５の位置Ｐ１～Ｐ５）のいずれかに調整してもよいし、ＤＭＤ２０をＸ’Ｙ’平面内で移動させて、スポット位置ＳＰ１～ＳＰ２５０を露光対象領域ＥＴＲ内の複数の所定の位置（第１～第５の位置Ｐ１～Ｐ５）のいずれかに調整してもよい。また、制御ユニット３０は、基板ステージＳＴを制御してワークＷの位置を調整することにより、スポット位置ＳＰ１～ＳＰ２５０を露光対象領域ＥＴＲ内の複数の所定の位置（第１～第５の位置Ｐ１～Ｐ５）のいずれかに調整してもよい。
　また、上記実施形態では、走査方向に連続するマイクロミラー２１において、１～５０番目のマイクロミラー２１－１～２１－５０のスポット位置ＳＰ１～ＳＰ５０を第１の位置Ｐ１に調整し、５１～１００番目のマイクロミラー２１－５１～２１－１００のスポット位置ＳＰ５１～ＳＰ１００を第２の位置Ｐ２に調整したがこれに限られるものではない。例えば、マイクロミラー２１－１，２１－６，２１－１１，・・・のスポット位置ＳＰ１，ＳＰ６，ＳＰ１１を第１の位置Ｐ１に調整し、マイクロミラー２１－２，２１－７，２１－１２，・・・のスポット位置ＳＰ２，ＳＰ７，ＳＰ１２を第２の位置Ｐ２に調整し、マイクロミラー２１－３，２１－８，２１－１３，・・・のスポット位置ＳＰ３，ＳＰ８，ＳＰ１３を第３の位置Ｐ３に調整するようにしてもよい。すなわち、走査方向に連続するマイクロミラー２１のスポット位置が、第１の位置Ｐ１→第２の位置Ｐ２→第３の位置Ｐ３→第４の位置Ｐ４→第５の位置Ｐ５→第１の位置Ｐ１・・・となるようにしてもよい。
　上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
１　露光装置
２０　ＤＭＤ
２１　マイクロミラー
３０　制御ユニット
Ｗ　ワーク
ＩＬＵ　照明ユニット
ＳＴ　基板ステージ

Claims (6)

  1. 　２次元配列された複数の光変調素子を有する空間光変調器と、前記空間光変調器に照明光を照射する照明ユニットと、を備える露光装置を用いた露光方法であって、
    　基板を保持して移動する基板ステージを走査方向に駆動することと、
    　前記複数の光変調素子のうち前記走査方向に連続する複数の第１の光変調素子が前記基板ステージの移動に伴って順に前記照明光を前記基板上の所定領域に照射するときに、前記複数の第１の光変調素子から出射される前記照明光の中心を示すスポット位置を前記所定領域内の複数の所定位置のいずれかの位置に調整することと、
    を含む露光方法。
  2. 　前記複数の所定位置の各位置において、前記複数の第１の光変調素子のうち２以上の所定数の前記第１の光変調素子が順に、前記基板上に前記照明光を照射することと、
    を含む請求項１に記載の露光方法。
  3. 　前記複数の所定位置は、前記走査方向及び前記走査方向と直交する方向の少なくとも一方において所定量ずつずれた位置である、
    請求項１又は請求項２に記載の露光方法。
  4. 　前記所定量は、前記走査方向及び前記走査方向と直交する方向の前記少なくとも一方における前記複数の光変調素子の配列ピッチの１／Ｎ（Ｎは２以上の整数）である、
    請求項３に記載の露光方法。
  5. 　前記空間光変調器と、前記空間光変調器により生成されたパターンを前記基板上に投影する投影ユニットと、前記基板ステージと、のいずれか１つを移動させることにより、前記スポット位置を調整する、
    請求項１から請求項４のいずれか１項記載の露光方法。
  6. 　基板を保持して移動する基板ステージと、
    　２次元配列された複数の光変調素子を有する空間光変調器と、
    　前記空間光変調器に照明光を照射する照明ユニットと、
    　前記基板ステージを走査方向に駆動する第１制御部と、
    　前記複数の光変調素子のうち前記走査方向に連続する複数の第１の光変調素子が順に前記照明光を前記基板上の所定領域に照射するときに、前記複数の第１の光変調素子から出射される前記照明光の中心を示すスポット位置を前記所定領域内の複数の所定位置のいずれかの位置に調整する第２制御部と、
    を備える露光装置。
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