JP2015204320A - 露光装置及びその固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い露光精度を実現することができる露光装置を提供する。
【解決手段】露光装置は、光学素子が二次元状に配列された配列素子と、前記配列素子を保持するホルダと、前記配列素子を介した光を感光材料上に結像する投影光学系と、前記投影光学系に対する位置が固定されていて前記ホルダが固定される被固定部と、前記ホルダを前記被固定部に固定する固定具と、前記ホルダを前記被固定部に吸着で保持するための、該ホルダと該被固定部との少なくとも一方に設けられた凹部と、を備える。
【選択図】 図７

Description

本発明は、例えばフォトリソグラフィに用いられる露光装置に関し、特に詳細には、空間光変調素子で変調された光を投影光学系に通し、この光による像を所定の面上に結像させる露光装置に関する。

近年、ＤＭＤ（デジタル・ミラー・デバイス：登録商標）等の空間光変調素子を利用して変調した光を投影光学系に通し、この光による像を感光材料（レジスト）上に結像させて露光する露光装置が提案されている。このように、空間光変調素子を利用した露光装置を、ＤＩ（ダイレクト・イメージ：直描）露光装置という。
ＤＩ露光装置の露光ヘッドは、「空間光変調素子（ＤＭＤ）」、「第一の投影光学系（投影レンズ）」、「マイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）」、及び「第二の投影光学系（投影レンズ）」を備える。このようなＤＩ露光装置は、ＤＭＤで変調した光を第一の投影レンズによりＭＬＡに上に拡大投影し、ＭＬＡを通過した光を第二の投影レンズにより、所定の光照射面に投影するという構成を有する。ここで、ＭＬＡとは、ＤＭＤの各画素部にそれぞれ対応するマイクロレンズが、当該ＤＭＤの各画素の位置に合わせてアレイ状に配置されたレンズのことである。

このようなＤＩ露光装置としては、例えば特許文献１や特許文献２に記載の技術がある。これらの技術は、ＤＭＤ、第一の投影レンズ、ＭＬＡ、及び第二の投影レンズといった構成要素を備えた露光装置に関し、ＤＭＤの各画素部（ミラー）を経た光をＭＬＡの各マイクロレンズに導くものである。

特許第４５１０４２９号公報 特開２００５−１８９４０３号公報

ところで、ＤＩ露光装置においては、ＤＭＤの交換頻度が比較的高く、そのたびにＤＭＤのミラーとそれに対応するＭＬＡのレンズとの位置合わせを行う必要がある。また、ＤＭＤよりも頻度は低いものの、光照射面上の投影像を望ましい位置や方向とするためにＭＬＡの位置合わせを行う必要もある。そして、そのような位置合わせの後は、ＤＭＤやＭＬＡの位置を固定することが好ましい。

しかしながら、位置合わせには高い精度が求められるため、ＤＭＤやＭＬＡの位置を固定するための作業（たとえばネジ締め）で、無視できない位置ずれを生じると、高い露光精度を実現することができない。上記特許文献１、特許文献２には、このような位置ずれを抑制してＤＭＤやＭＬＡの位置を固定するための構成や方法については何ら提案されていない。
そこで、本発明は、高い露光精度を実現することができる露光装置を提供することを課題する。また、本発明は、当該露光装置に適用することができる固定方法を提供することも課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る露光装置の一態様は、光学素子が二次元状に配列された配列素子と、前記配列素子を保持するホルダと、前記配列素子を介した光を感光材料上に結像する投影光学系と、前記投影光学系に対する位置が固定されていて前記ホルダが固定される被固定部と、前記ホルダを前記被固定部に固定する固定具と、前記ホルダを前記被固定部に吸着で保持するための、該ホルダと該被固定部との少なくとも一方に設けられた凹部と、を備える。
このような露光装置によれば、凹部を用いてホルダを吸着固定しておいてから固定具で固定することができるので、固定作業に伴うホルダの位置ずれ（延いては配列素子の位置ずれ）を抑制することができる。その結果、高精度に位置合わせされた配列素子による高い露光精度を実現することができる。

また、前記露光装置において、前記配列素子が、反射型または透過型の光学素子が配列されたものであり、前記投影光学系が、前記配列素子によって反射または透過された光を結像するものであることが好ましい。
配列素子が反射型や透過型であると、配列素子の位置ずれは、後段の投影光学系などを介して露光装置の露光精度に大きな影響を及ぼすので、上述したような位置ずれの抑制によって露光精度が効果的に向上する。

さらに、上記課題を解決するために、本発明に係る固定方法の一態様は、光学素子が二次元状に配列された配列素子と当該配列素子を保持するホルダと前記配列素子を介した光を感光材料上に結像する投影光学系とを備えた露光装置について、前記ホルダを、前記投影光学系に対する位置が固定されている被固定部に固定する固定方法において、前記ホルダを前記被固定部に吸着で保持する第１工程と、前記第１工程で保持されている前記ホルダを前記被固定部に固定具で固定する第２工程と、を有する。
このような固定方法によれば、第２工程における固定作業に伴うホルダの位置ずれ（延いては配列素子の位置ずれ）を抑制することができ、高精度に位置合わせされた配列素子による高い露光精度を実現することができる。

本発明の露光装置および固定方法では、固定作業に伴うホルダの位置ずれを抑制することができるので、高い露光精度を実現することができる。

本実施形態の露光装置を示す概略構成図である。 露光ヘッドの具体的構成を示す図である。 ＭＬＡの構成を示す断面図である ＭＬＡの構成を示す平面図である。 露光ヘッドによる画像形成エリアを示す図である。 ベースプレートに対する投影光学系の固定方法を概念的に示す図である。 ＤＭＤホルダとＭＬＡホルダの固定位置を示す図である。 ＤＭＤホルダの詳細構造の一例を示す断面図である。 ＤＭＤホルダの詳細構造の一例を示す斜視図である。 ＤＭＤホルダの調整用治具の一例を示す図である。 調整用治具のアームの一例を示す図である。 ＭＬＡホルダの詳細な構造の一例を示す断面図である。 ＭＬＡホルダの詳細な構造の一例を示す斜視図である。 上部ホルダ１７１の調整用治具の一例を示す図である。 変形例のＭＬＡホルダを示す図である。 クロストークの発生パターンと調整方向との関係を表す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の露光装置を示す概略構成図である。
露光装置１は、空間光変調素子で変調した光を投影光学系に通し、この光による像を感光材料（レジスト）上に結像させて露光するものである。このような露光装置は、空間光変調素子で画像を直接形成するため、マスク（ないしはレチクル）が不要であり、ＤＩ（ダイレクト・イメージ：直描）露光装置とよばれる。
露光装置１は、露光ヘッドユニット１０と、露光対象となる基板（ワーク）Ｗを搬送する搬送系２０と、露光ヘッドユニット１０及び搬送系２０を設置する設置台３０とを備える。ここで、ワークＷは、例えばレジストを塗布した樹脂製のプリント基板である。

露光ヘッドユニット１０は、複数の露光ヘッド（光学エンジン）１１と、ここでは図示を省略した光源とを備える。露光ヘッド１１は、上述した空間光変調素子を内蔵しており、光源から光を供給され、予め設定されたパターンで光を照射するものである。これら複数の露光ヘッド１１は、共通のベースプレート１２によって支持されている。このベースプレート１２は、設置台３０を跨ぐように設けられた門状のガントリー３１に固定されており、ガントリー３１の各端部（脚部）は、それぞれ設置台３０の側面に固定されている。

ここで、ベースプレート１２は、ガントリー３１の２つの脚部を繋ぐ水平の梁部の上に直接搭載されている。ガントリー３１の梁部には、露光ヘッド１１が貫通する貫通孔（不図示）が形成されており、ベースプレート１２は、その貫通孔を跨いで、両端部（ここではＸ方向の端部）をガントリー３１の梁部に固定した構造となっている。すなわち、ベースプレート１２は、ガントリー３１に両持ち梁状に固定されている。

なお、ベースプレート１２のガントリー３１に対する固定方法は、剛性を確保できる手法であれば適宜適用可能である。例えば、露光ヘッドユニット１０が外枠フレームを備え、当該外枠フレームとガントリー３１とを固定する構成である場合には、ベースプレート１２を露光ヘッドユニット１０の外枠フレームを介してガントリー３１に固定することもできる。この場合、ベースプレート１２は、外枠フレームに両持ち梁状に固定されることになる。

また、搬送系２０は、真空吸着等の方法によりワークＷを吸着保持する平板状のステージ２１と、ステージ２１の移動方向に沿って延びる２本のガイド２２と、ステージ２１の移動機構を一例として構成する電磁石２３とを備える。
ここでは、上記移動機構として、リニアモータステージを採用する例を説明する。この場合、リニアモータステージは、碁盤目状に強磁性体の凸極が設けられた平面状のプラテンの上に移動体（ステージ）をエアーにより浮上させ、移動体に磁力を印加して、移動体とプラテンの凸極との間の磁力を変化させることにより移動体（ステージ）を移動させる機構である。

ステージ２１は、その長手方向がステージ移動方向に向くように配置されると共に、ガイド２２によって真直度を補償した状態で往復移動可能に支持されている。
本明細書では、ステージ２１の移動方向をＸ方向とし、Ｘ方向に垂直な水平方向をＹ方向、鉛直方向をＺ方向とする。ワークＷは方形であり、一辺の方向がＸ方向に向き、他方の辺がＹ方向を向いた姿勢でステージ２１上に保持されている。なお、以下の説明では、Ｘ方向をワークＷの長さ方向、Ｙ方向をワークＷの幅方向ということもある。
ステージ２１の移動経路は、露光ヘッドユニット１０の真下を通るように設計されており、搬送系２０は、ワークＷを各露光ヘッド１１による光の照射位置に搬送し、且つその照射位置を通過させるように構成されている。この通過の過程で、各露光ヘッド１１によって形成した像のパターンがワークＷに露光される。

次に、露光ヘッド１１の光学的構成について説明する。
図２は、露光ヘッド１１の光学的な構成を概念的に示す図である。この図２に示すように、露光ヘッド１１は、入射光学系１４と、空間光変調素子１５と、第一の投影レンズ１６と、マイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）１７と、第二の投影レンズ１８とを備える。
入射光学系１４は、光源１３の出力光を空間光変量素子１５に入射させるものであり、光ファイバ１４ａと、コリメートレンズ１４ｂと、ミラー１４ｃとを備える。ここで、光源１３は、４０５ｎｍや３６５ｎｍといった波長を出射するランプやレーザダイオードであり、光ファイバ１４ａとしては、例えば石英のファイバを用いる。

光源１３の出力光は、光ファイバ１４ａで導かれてコリメートレンズ１４ｂに入射され、コリメートレンズ１４ｂは、光ファイバ１４ａから出射して広がる光を平行光に変換して出射する。コリメートレンズ１４ｂを通過した光は、ミラー１４ｃによって反射され、角度θで空間光変調素子１５に入射する。
空間光変調素子１５としては、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）を使用する。ＤＭＤは、例えば１３．６８μｍ角程度の微小なミラー（画素ミラー）を二次元状に配列した配列素子である。配列数は、例えば１０２４×７６８個であり、空間光変調素子（ＤＭＤ）１５の全体の大きさは、例えば１４ｍｍ×１０．５ｍｍ程度である。

ＤＭＤ１５の各画素ミラーの角度は、制御部（不図示）によって制御される。制御部は、所望のパターンを形成する反射光のみを第一の投影レンズ１６に入射するように、ＤＭＤ１５の各画素ミラーの角度を制御するための制御信号を出力する。
すなわち、ＤＭＤ１５の各画素ミラーの角度は、形成すべき画像のパターンに応じて選択的に制御される。具体的には、形成すべきパターンに応じ、光をワークＷに到達させるべき位置の画素ミラーは、当該画素ミラーによって反射した光が第一の投影レンズ１６に入射する角度（第一の角度）とされ、それ以外の画素ミラーは、当該画素ミラーによって反射した光が第一の投影レンズ１６に入射しない角度（第二の角度）に制御される。
このように、第一の角度の画素ミラーにより反射した光のみがワークＷの表面に到達し、第二の角度の画素ミラーに反射した光はワークＷに到達しないようになっている。
第一の投影レンズ１６は、ＤＭＤ１５からの像を例えば２倍から５倍に拡大してＭＬＡ１７上に投影する拡大投影レンズである。

また、ＭＬＡ１７は、図３Ａに断面図、図３Ｂに平面図を示すように、微小なレンズ（以下、レンズ素子と呼ぶ）１７ａを二次元状に多数配列した光学部品（配列素子）である。各レンズ素子１７ａは、ＤＭＤ１５の各画素ミラーに１対１で対応している。すなわち、各レンズ素子１７ａが一つの画素ミラーの像をワークＷの表面に結像するものである。

さらに、第二の投影レンズ１８は、ＭＬＡ１７によりスポット状に集光した光を、例えば１倍（等倍）から１／２倍程度に縮小してワークＷ上に投影する等倍投影レンズまたは縮小投影レンズである。
このように、ＤＩ露光装置１では、ＭＬＡ１７の前段（光入射側）と後段（光出射側）とに、それぞれ第一の投影レンズ１６と第二の投影レンズ１８とを配置している。これら第一の投影レンズ１６、ＭＬＡ１７及び第二の投影レンズ１８により、ＤＭＤ１５に対する投影光学系を構成している。また、第二の投影レンズ１８は、ＭＬＡ１７に対する投影光学系を構成している。

図４は、露光ヘッド１１による画像形成エリアについて示した斜視概略図である。
この図４において、各露光ヘッド１１による画像形成エリアは、ワークＷの表面上の四角い枠（符号Ｅ）で示している。この枠で示された画像形成エリアＥ内に、一つの露光ヘッド１１による像が形成される。
図４に示すように、露光ヘッド１１はＸ方向において２列設けられており、ワークＷの移動方向に対して後ろ側の群の各露光ヘッド１１は、前側の群の各露光ヘッド１１のＹ方向の間の位置に配置されている。
このように各露光ヘッド１１を配置することにより、ワークＷをＸ方向に移動しながら露光する際、前側の群の各露光ヘッド１１による画像形成エリアＥで露光できない部分を、後ろ側の各露光ヘッド１１による画像形成エリアＥにより露光することができる。そして、これら露光ヘッド１１全体により所望の一つのパターンが形成されるようにする。

すなわち、不図示の制御部は、形成すべき画像（露光パターン）のデジタルデータ（元データ）を記憶しており、搬送系２０に制御信号を送り、ワークＷが載置されたステージ２１を所定速度で移動させる。また、同時に制御部は、ＤＭＤ１５に制御信号を送り、ワークＷ上に元データに基づいた露光パターンが形成されるように所定のタイミング及びシーケンスで各画素ミラーの角度を制御する。
この結果、レジストを塗布したワークＷが画像形成エリアＥを通過し、ワークＷに、元データによる露光パターンが形成される。

ここで、投影光学系の各構成要素をベースプレート１２に対して固定する構成について説明する。
図５は、ベースプレート１２に対する投影光学系の固定方法を概念的に示す図である。なお、この図５では、ガントリー３１の図示は省略している。
ベースプレート１２には、ＤＭＤ１５により反射された光が通過する貫通孔１２ａが形成されている。

そして、ベースプレート１２の上面には、貫通孔１２ａの上方にＭＬＡ１７が配置されるように、当該ＭＬＡ１７を保持したマイクロレンズアレイホルダ（ＭＬＡホルダ）１７ｂを固定する。ＭＬＡホルダ１７ｂは、ねじ１７ｃによってベースプレート１２にねじ止めされている。
さらに、ベースプレート１２の上面には、ＭＬＡ１７の上方に第一の投影レンズ１６が配置されるように、当該第一の投影レンズ１６を保持する第一の投影レンズホルダ１６ａを固定する。ここで、第一の投影レンズ１６は、例えば、ねじ止めにより第一の投影レンズホルダ１６ａに保持される。また、第一の投影レンズホルダ１６ａは、ねじ１６ｂによってベースプレート１２にねじ止めされている。
また、第一の投影レンズ１６の上部には入射光学系１４が、例えば、ねじ止めにより固定され、その入射光学系１４に、ＤＭＤ１５を保持したＤＭＤホルダ１５ａが固定されている。

一方、ベースプレート１２の下面には、貫通孔１２ａの下方に第二の投影レンズ１８が配置されるように、当該第二の投影レンズ１８を保持する第二の投影レンズホルダ１８ａを固定する。ここで、第二の投影レンズ１８は、例えば、ねじ止めにより第二の投影レンズホルダ１８ａに保持される。また、第二の投影レンズホルダ１８ａは、ねじ１８ｂによってベースプレート１２にねじ止めされている。

このように、露光ヘッド１１を構成する各要素はベースプレート１２に対して直接、あるいは間接に固定されているが、入射光学系１４、第一の投影レンズ１６、および第二の投影レンズ１８については、ＤＭＤ１５（およびＤＭＤホルダ１５ａ）やＭＬＡ１７（およびＭＬＡホルダ１７ｂ）に較べると高精度な位置合わせが求められないので、単にねじとねじ穴とを合わせたらねじ止めによって固定され得る。これに対し、ＭＬＡ１７（およびＭＬＡホルダ１７ｂ）は、ワークＷの移動方向を基準とした特定の角度に合わせる高精度な位置合わせが必要とされ、ＤＭＤ１５（およびＤＭＤホルダ１５ａ）は、ＭＬＡ１７の位置と角度に合わせる高精度な位置合わせが必要とされる。そして、そのような高精度な位置合わせの後で、位置合わせの精度を乱さずに固定することが求められる。

以下、本実施形態におけるＤＭＤ１５（およびＤＭＤホルダ１５ａ）とＭＬＡ１７（およびＭＬＡホルダ１７ｂ）の具体的な固定方法について詳細に説明する。
図６は、ＤＭＤホルダとＭＬＡホルダの固定位置を示す図である。
この図６には、図５で概念的に示したＤＭＤホルダとＭＬＡホルダの固定位置が具体的に示されている。
ＭＬＡホルダ１７ｂは、第一の投影レンズホルダ１６ａにほぼ覆われた状態でベースプレート１２に固定されており、後で詳述する調整用のアームが第一の投影レンズホルダ１６ａから外に突き出している。
上述したように、第一の投影レンズホルダ１６ａはベースプレート１２にねじ止めされ、その第一の投影レンズホルダ１６ａの上部には第一の投影レンズ１６がねじ止めされている。その第一の投影レンズ１６の上部に入射光学系１４がねじ止めされ、その入射光学系１４の上部にＤＭＤホルダ１５ａが固定される。

図７は、ＤＭＤホルダの詳細構造の一例を示す断面図であり、図８は、ＤＭＤホルダの詳細構造の一例を示す斜視図である。
図７において、ＤＭＤホルダ１５ａは、三つの押さえ金具１５１，１５２，１５３とベース板１５８を備えている。半導体チップであるＤＭＤ１５は基板１５ｂに搭載されており、三つの押さえ金具１５１，１５２，１５３は、ＤＭＤ１５を基板１５ｂごと挟み込んで互いにねじ止めされることで一体化している。このように一体化した押さえ金具１５１，１５２，１５３は、チルト調整用のシム（ステンレスの薄板）１５５を間に挟んでベース板１５８にねじ１５６で固定されている。シム１５５は、ＤＭＤホルダ１５ａが固定される入射光学系１４の上面に対してＤＭＤ１５の反射面が平行となるように適宜選択された枚数だけ挟まれている。このようなシム１５５によるチルト調整によって、ＤＭＤ１５から第一の投影レンズ１６へと向かう光の方向は、第一の投影レンズ１６の光軸に平行な方向（即ち図１に示すＺ軸の方向）となる。

ＤＭＤホルダ１５ａはこのような構造によりＤＭＤ１５と一体化してＤＭＤ１５を保持している。ＤＭＤ１５と一体化したＤＭＤホルダ１５ａは、ＤＭＤホルダ１５ａに対する被固定部である入射光学系１４の上部に固定される。この入射光学系１４の上部には、ＤＭＤホルダ１５ａを真空吸着するための孔１４１と吸着用の継ぎ手１４２が設けられている。孔１４１の一端は、ＤＭＤホルダ１５ａに対向した上面に沿って溝状に延びており、このように溝状に延びた孔１４１を介した真空吸着によってＤＭＤホルダ１５ａは入射光学系１４の上部に強く保持される。なお、充分な保持力が得られる限り、孔１４１の端は溝状である必要はなく、例えば丸孔などであってもよい。

ＤＭＤホルダ１５ａは、高精度な位置調整の後、真空吸着によって被固定部である入射光学系１４の上部に一時的に保持される。真空吸着に代表される吸着保持は、精密に調整されたＤＭＤホルダ１５ａの位置を乱すことなくＤＭＤホルダ１５ａを入射光学系１４の上部（被固定部）に保持することができる。このように保持されたＤＭＤホルダ１５ａはねじ１５ｃによって入射光学系１４の上部に強固に固定され、その後、真空吸着は解除されてよい。ねじ１５ｃによる固定作業中は真空吸着によってＤＭＤホルダ１５ａが保持されているので、固定作業に伴うＤＭＤホルダ１５ａの位置ずれは抑制される。このような固定方法により、ＤＭＤホルダ１５ａ（およびＤＭＤ１５）は被固定部に精密かつ強固に固定されることとなる。なお、ここの例では吸着用の継ぎ手１４２および孔１４１を被固定部側に設けているが、継ぎ手１４２および孔１４１をＤＭＤホルダ１５ａ側に設ける態様であっても吸着の作用が同様に得られることは当然である。

ＤＭＤホルダ１５ａの位置調整としては、第一の投影レンズ１６の光軸に対して垂直な面（即ち図１に示すＺ軸に垂直なＸＹ面）内における、縦横位置および角度の調整が行われる。この位置調整は精密な調整であるため、調整用の治具が用いられる。
図９は、ＤＭＤホルダの調整用治具の一例を示す図であり、図１０は、調整用治具のアームの一例を示す図である。
調整用治具４０は、ＤＭＤホルダ１５ａの位置調整に際して一時的に取り付けられるものであり、位置調整後にＤＭＤホルダ１５ａが固定されると取り外される。

図９および図１０において、調整用治具４０は、三本のアーム４１，４２，４３を備えており、第一と第二のアーム４１，４２はアームの長さ方向（ＸＹ面内のＸ方向）に進退し、第三のアーム４３はＸＹ面内のＹ方向に進退する。第一と第二のアーム４１，４２の同方向への進退によってＤＭＤホルダ１５ａはＸ方向に移動し、第三のアーム４３の進退によってＤＭＤホルダ１５ａはＹ方向に移動する。また、第一と第二のアーム４１，４２が互いに逆方向へ進退することでＤＭＤホルダ１５ａはＸＹ面内で回転する。各アーム４１，４２，４３は、作業者の操作に従って高精度に進退するので、作業者はＤＭＤホルダ１５ａを所望の位置および角度に高精度に位置合わせすることができる。この所望の位置および角度はＭＬＡ１７の位置および角度を基準とする。

次にＭＬＡ１７（およびＭＬＡホルダ１７ｂ）の具体的な固定方法について説明する。
図１１は、ＭＬＡホルダの詳細な構造の一例を示す断面図であり、図１２は、ＭＬＡホルダの詳細な構造の一例を示す斜視図である。
ＭＬＡホルダ１７ｂは、上部ホルダ１７１と下部ホルダ１７２とを備えており、上部ホルダ１７１は下部ホルダ１７２に対して精密に回転可能となっている。ＭＬＡ１７は、接着剤により上部ホルダ１７１に接着されることで上部ホルダ１７１と一体化している。また、上部ホルダ１７１には、角度調整用のアーム１７７が設けられている。

下部ホルダ１７２はチルト調整用のシム１７３を間に挟んでベースプレート１２にねじ１７４で固定されている。シム１７３は、ＭＬＡ１７の光軸の方向が第一の投影レンズ１６の光軸や第二の投影レンズ１８の光軸に平行な方向（即ち図１に示すＺ軸の方向）となるように適宜選択された枚数だけ挟まれている。このようにチルト調整されてベースプレート１２に固定された下部ホルダ１７２は、上部ホルダ１７１が固定される被固定部となっている。下部ホルダ１７２には、上部ホルダ１７１を真空吸着するための孔１７５と吸着用の継ぎ手１７６が設けられている。孔１７５の一端は、上部ホルダ１７１に対向した上面に沿って溝状に延びており、このように溝状に延びた孔１７５を介した真空吸着によって上部ホルダ１７１は下部ホルダ１７２に強く保持される。なお、この孔１７５も、充分な保持力が得られる限り、端が溝状ではなくて丸孔などであってもよい。

上部ホルダ１７１は、図１に示すＺ軸に垂直なＸＹ面における精密な角度調整の後、真空吸着によって被固定部である下部ホルダ１７２に一時的に保持される。この保持も、吸着による保持であるため、精密に調整された角度位置を乱すことなく上部ホルダ１７１を保持することができる。このように保持された上部ホルダ１７１はねじ１７ｃによって下部ホルダ１７２に強固に固定され、その後、真空吸着は解除される。ねじ１７ｃによる固定作業中は真空吸着によって上部ホルダ１７１が下部ホルダ１７２に保持されているので、固定作業に伴う上部ホルダ１７１の位置ずれ（例えばねじを締める力による位置ずれ）は抑制される。このような固定方法により、上部ホルダ１７１は下部ホルダ１７２に精密かつ強固に固定され、延いてはＭＬＡ１７がベースプレート１２に精密かつ強固に固定されることとなる。ここの例でも吸着用の継ぎ手１７６および孔１７５を被固定部である下部ホルダ１７２側に設けているが、継ぎ手１７６および孔１７５を上部ホルダ１７１側に設ける態様であっても吸着の作用が同様に得られることは当然である。

上部ホルダ１７１の角度調整も精密な調整であるため、調整用の治具が用いられる。
図１３は、上部ホルダ１７１の調整用治具の一例を示す図である。
調整治具５０は、上部ホルダ１７１のアーム１７７を作業者の操作に従って高精度に押すことができるので、作業者は上部ホルダ１７１およびＭＬＡ１７を所望の角度に高精度に合わせることができる。この所望の角度は、図１に示すステージ２１によるワークＷの移動方向を基準とした特定の角度である。
なお、ＸＹ面内におけるＭＬＡ１７の位置（即ち下部ホルダ１７２の位置）については、ＭＬＡ１７に配列されたレンズ素子の数が、ＤＭＤ１５に配列された画素ミラーの数よりも余裕を持って多めの数となっているため、ＭＬＡ１７の角度調整に較べると高精度な位置合わせが求められないので、単にねじとねじ穴とを合わせたらねじ止めによってそのまま固定される。

ここで、図１１，１２に示したＭＬＡホルダ１７ｂに変えて採用可能な変形例のＭＬＡホルダについて説明する。
図１４は、変形例のＭＬＡホルダを示す図である。
この変形例のＭＬＡホルダ１１７ｂでは、上部ホルダ１７１と下部ホルダ１７２のそれぞれに、固定用の張り出し板１７８，１７９が設けられており、それら張り出し板１７８，１７９が互いに接着剤６０によって固定されることで上部ホルダ１７１が下部ホルダ１７２に固定される。接着剤６０でも上部ホルダ１７１は下部ホルダ１７２に対して十分に強固に固定される。
この変形例の場合、例えば接着剤６０を塗布する際の応力などによる上部ホルダ１７１の位置ずれが抑制され、上部ホルダ１７１は下部ホルダ１７２に精密かつ強固に固定されることとなる。
以上で変形例の説明を終了する。

次に、ＭＬＡ１７を基準としたＤＭＤ１５の位置合わせについて説明する。ＤＭＤ１５は、上述したように調整用治具４０が用いられて位置調整されるが、その位置調整におけるＤＭＤホルダ１５ａの所望の位置および角度（即ちＤＭＤ１５の所望の位置および角度）は、本実施形態の場合、ＭＬＡ１７の位置と角度を基準としており、具体的には、ＤＭＤ１５の各画素ミラーから出た光がＭＬＡ１７の対応した各レンズ素子に入射する位置と角度である。ＤＭＤ１５が所望の位置および角度に位置合わせされていると、ＤＭＤ１５の各画素ミラーから出た光は、対応した各レンズ素子を経由して最終的には露光ヘッド１１の光照射位置で点状に結像される。しかし、ＤＭＤ１５の位置および角度が所望の位置および角度からずれていると、クロストークと称される余分な光点が生じてしまい露光精度が低下する。そこで、ＤＭＤ１５は、そのようなクロストークの発生状態がカメラとモニタによって確認されながら、クロストークの発生が減るように位置調整される。

図１５は、クロストークの発生パターンと調整方向との関係を表す図である。
この図１５には、正常に結像された光点が斜線を付して示され、クロストークの光点が白抜きで示されている。また、この図１５には、ＤＭＤ１５のＸ方向位置が所望の位置からずれているパターン１と、ＤＭＤ１５のＹ方向位置が所望の位置からずれているパターン２と、ＤＭＤ１５の角度が所望の角度からずれているパターン３が示されている。いずれのパターンにおいてもＤＭＤ１５は、正常に結像された光点の方へとクロストークの光点が、図に示す矢印のように近づく方向へと、図９に示した調整治具を使って位置調整される。
このような位置調整によってＤＭＤ１５がＭＬＡ１７に対して精密に位置合わせされ、クロストークの少ない高精度な露光が実現する。

１…露光装置、１０…露光ヘッドユニット、１１…露光ヘッド、１２…ベースプレート、１３…光源、１４…入射光学系、１５…空間光変調素子（ＤＭＤ）、１５ａ…ＤＭＤホルダ、１５５…真空吸着用の孔、１６…第一の投影レンズ、１７…マイクロレンズアレイ（ＭＬＡ）、１７ａ…レンズ素子、１７ｂ…ＭＬＡホルダ、１７ｃ…ねじ、１８…第二の投影レンズ、１７１…上部ホルダ、１７２…下部ホルダ、１７５…真空吸着用の孔

Claims (3)

1. 光源からの光を各画素について変調して感光材料上に結像する露光装置であって、
   光学素子が二次元状に配列された配列素子と、
   前記配列素子を保持するホルダと、
   前記配列素子を介した光を前記感光材料上に結像する投影光学系と、
   前記投影光学系に対する位置が固定されていて前記ホルダが固定される被固定部と、
   前記ホルダを前記被固定部に固定する固定具と、
   前記ホルダを前記被固定部に吸着で保持するための、該ホルダと該被固定部との少なくとも一方に設けられた凹部と、
   を備えたことを特徴とする露光装置。
2. 前記配列素子が、反射型または透過型の光学素子が配列されたものであり、
   前記投影光学系が、前記配列素子によって反射または透過された光を結像するものであることを特徴とする請求項１記載の露光装置。
3. 光源からの光を各画素について変調して感光材料上に結像する露光装置であって、光学素子が二次元状に配列された配列素子と、当該配列素子を保持するホルダと、前記配列素子を介した光を感光材料上に結像する投影光学系と、を備えた露光装置について、前記ホルダを、前記投影光学系に対する位置が固定されている被固定部に固定する固定方法において、
   前記ホルダを前記被固定部に吸着で保持する第１工程と、
   前記第１工程で保持されている前記ホルダを前記被固定部に固定具で固定する第２工程と、
   を有することを特徴とする固定方法。

Images