基板処理装置および基板処理方法
【課題】ステージの移動に伴って生じる振動に起因する処理精度の低下を適切に抑制できる技術を提供する。
【解決手段】描画装置１は、基板Ｗを水平姿勢で保持するステージ１０と、ステージ１０に保持された基板Ｗに対して光を照射して基板Ｗにパターンを描画する光学ユニット４０と、ステージ１０を光学ユニット４０に対して相対移動させるステージ駆動部２０と、移動されるステージ１０の位置の変動を計測して位置変動情報を取得する位置変動情報取得部３０１と、ステージ１０が移動される際に生じる振動成分のうち振動数が既知である対象振動成分の位相情報を、位置変動情報から特定する位相情報特定部３０２と、対象振動成分の位相情報に基づいてステージ１０の振動状況を予測する振動予測部３０３と、予測された振動状況に基づいて、光学ユニット４０による光の照射位置を補正する描画位置補正部３０４とを備える。
【解決手段】描画装置１は、基板Ｗを水平姿勢で保持するステージ１０と、ステージ１０に保持された基板Ｗに対して光を照射して基板Ｗにパターンを描画する光学ユニット４０と、ステージ１０を光学ユニット４０に対して相対移動させるステージ駆動部２０と、移動されるステージ１０の位置の変動を計測して位置変動情報を取得する位置変動情報取得部３０１と、ステージ１０が移動される際に生じる振動成分のうち振動数が既知である対象振動成分の位相情報を、位置変動情報から特定する位相情報特定部３０２と、対象振動成分の位相情報に基づいてステージ１０の振動状況を予測する振動予測部３０３と、予測された振動状況に基づいて、光学ユニット４０による光の照射位置を補正する描画位置補正部３０４とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板、プリント基板、カラーフィルタ用基板、液晶表示装置やプラズマ表示装置に具備されるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、太陽電池用パネルなどの各種基板（以下、単に「基板」と称する）を移送しつつ、当該移送される基板に対して処理を行う場合に、移送に伴って生じる振動による処理精度の低下を抑制するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に対して定められた処理を行う基板処理装置においては、基板を移送しつつ、当該移送される基板に対して処理を行う態様が採用されることも多い。例えば、フォトレジスト等の感光材料が塗布された基板をステージに載置し、このステージを光学ヘッドに対して相対移動させつつ、光学ヘッドからステージ上の基板に対して光を照射して、基板上にパターン（回路パターン）を形成する露光装置が知られている。
【０００３】
ところで、基板処理装置においては、基板上の目標位置に高精度に位置合わせされた状態で処理を施すことができる機能が求められている。例えば、上述した露光装置においては、基板上の目標位置（例えば、下層パターンの形成位置）に高精度に位置合わせされた状態で光を照射できる機能が求められている。基板に形成すべきパターンは微細化の一途をたどっているため、露光装置に要求される処理精度も年々厳しくなってきている。
【０００４】
処理精度を低下させる要因は様々に存在するが、その一つに、ステージが移動される際に生じる振動が挙げられる。この点に関し、例えば特許文献１には、移動されるステージに生じる振動量を計測して、これを分析する技術が開示されている。振動量の分析結果に基づいて、ステージを振動させている原因を特定することができれば、例えばステージの駆動機構を改造等してその原因を除去することによって、除振能力の高い駆動機構を形成することができる。ステージが移動される際の振動量が小さくなれば、これに起因する処理精度の低下も抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、ステージの駆動機構に手を加えてステージの振動量を小さくすることも、処理精度の低下を抑制するのに有効な手法ではある。ただし、駆動機構の改良によってステージの振動量を完全にゼロとすることは非常に困難である。また、これを実現しようとすれば膨大なコストもかかってしまう。その一方で、ステージの振動は、たとえそれがごく小さいものであっても処理精度に影響を与えてしまう。つまり、駆動機構の改良だけでは、振動に起因する処理精度の低下を適切に抑制することができなかった。
【０００７】
この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ステージの移動に伴って生じる振動に起因する処理精度の低下を適切に抑制できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様は、基板処理装置であって、基板を水平姿勢で保持するステージと、前記ステージに保持された基板に対して定められた処理を行う処理部と、前記ステージを前記処理部に対して相対移動させるステージ駆動部と、前記ステージ駆動部により移動される前記ステージの位置の変動を計測して位置変動情報として取得する位置変動情報取得部と、移動される前記ステージの振動に含まれる振動成分のうち振動数が既知である振動成分を対象振動成分とし、前記位置変動情報から前記対象振動成分の位相情報を特定する位相情報特定部と、前記対象振動成分の位相情報に基づいて、前記ステージの位置の変動の計測を終了した後の前記ステージの振動状況を予測する振動予測部と、前記振動予測部により予測された振動状況に基づいて、前記処理部が前記基板に対して処理を行う際の処理位置を補正する処理位置補正部と、を備える。
【０００９】
第２の態様は、第１の態様に係る基板処理装置であって、前記ステージに保持された基板上の未処理領域を撮像する撮像部、を備え、前記位置変動情報取得部が、前記撮像部が取得した前記未処理領域の撮像データを画像解析することによって、前記位置変動情報を取得する。
【００１０】
第３の態様は、第１または第２の態様に係る基板処理装置であって、前記処理部が、前記ステージに保持された基板に対して光を照射して、前記基板にパターンを描画する光照射部、を備え、前記処理位置補正部が、前記振動予測部により予測された振動状況に基づいて、前記光照射部による前記パターンの描画位置を補正する。
【００１１】
第４の態様は、第３の態様に係る基板処理装置であって、平行でない光学面を備えるプリズムを前記光照射部から出射される光の経路上に２個並べて配置した光学系と、前記２個のプリズムの離間距離を変更することにより前記光照射部から出射される光の経路をシフトさせるプリズム移動部と、を備える光路補正部、を備え、前記処理位置補正部が、前記振動予測部により予測された振動状況に基づいて、前記光路補正部に前記光照射部から出射される光の経路をシフトさせて、前記描画位置を補正する。
【００１２】
第５の態様は、第３または第４の態様に係る基板処理装置であって、前記処理位置補正部が、前記振動予測部により予測された振動状況に基づいて前記光照射部からの光の出射タイミングを調整することによって、前記描画位置を補正する。
【００１３】
第６の態様は、移動されるステージに保持された基板に対して、処理部から定められた処理を行う基板処理方法であって、ａ）移動される前記ステージの位置の変動を計測して位置変動情報として取得する工程と、ｂ）移動される前記ステージの振動に含まれる振動成分のうち振動数が既知である振動成分を対象振動成分とし、前記ａ）工程で取得された前記位置変動情報から前記対象振動成分の位相情報を特定する工程と、ｃ）前記対象振動成分の位相情報に基づいて、前記ステージの位置の変動の計測を終了した後の前記ステージの振動状況を予測する工程と、ｄ）前記ｃ）工程で予測された振動状況に基づいて、前記処理部が前記基板に対して処理を行う際の処理位置を補正する工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
第１〜第６の態様によると、移動されるステージの振動に含まれる対象振動成分の位相情報を特定し、特定された位相情報に基づいてステージの振動状況を予測する。そして、当該予測された振動状況に基づいて、処理位置を補正する。この構成によると、移動されるステージの既知の振動成分の影響が排除されて、基板上の適切な位置に処理を施すことができる。したがって、ステージの振動に起因する処理精度の低下を適切に抑制できる。
【００１５】
特に、第２の態様によると、基板上の未処理領域を撮像して取得された撮像データを画像解析することによってステージの位置変動情報を取得する。この構成によると、正確な位置変動情報を簡単に取得することができる。
【００１６】
特に、第３の態様によると、予測された振動状況に基づいて、描画位置を補正するので、基板上の適切な位置に光を照射してパターンを描画することができる。したがって、ステージの振動に起因する描画処理精度の低下を適切に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】描画装置の側面図である。
【図２】描画装置の平面図である。
【図３】光路補正部を模式的に示す図である。
【図４】制御部のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図５】振動影響除去機能に関する構成を示すブロック図である。
【図６】振動リストの構成例を示す図である。
【図７】位置変動情報を取得する態様を説明するための図である。
【図８】位相情報を取得する態様を説明するための図である。
【図９】予測振動を取得する態様を説明するための図である。
【図１０】描画位置補正部の処理を説明するための図である。
【図１１】Ｘ方向についての描画位置の補正態様を説明するための図である。
【図１２】Ｙ方向についての描画位置の補正態様を説明するための図である。
【図１３】描画処理の全体の流れを示す図である。
【図１４】１ストライプ分の領域単位に行われる描画処理の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１９】
＜１．装置構成＞
第１の実施の形態に係る描画装置１の構成について、図１、図２を参照しながら説明する。図１は、描画装置１の構成を模式的に示す側面図である。図２は、描画装置１の構成を模式的に示す平面図である。
【００２０】
描画装置１は、レジスト等の感光材料の層が形成された基板Ｗの上面に光を照射して、パターン（回路パターン）を露光する露光装置である。なお、基板Ｗは、半導体基板、プリント基板、カラーフィルタ用基板、液晶表示装置やプラズマ表示装置に具備されるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、太陽電池用パネルなどの各種基板のいずれであってもよい。図においては、円形の半導体基板が例示されている。
【００２１】
描画装置１は、本体フレーム１０１で構成される骨格の天井面および周囲面にカバーパネル（図示省略）が取り付けられることによって形成される本体内部と、本体フレーム１０１の外側である本体外部とに、各種の構成要素を配置した構成となっている。
【００２２】
描画装置１の本体内部は、処理領域１０２と受け渡し領域１０３とに区分されている。処理領域１０２には、主として、基板Ｗを保持するステージ１０、ステージ１０を移動させるステージ駆動機構２０、ステージ１０の位置を計測するステージ位置計測部３０、基板Ｗの上面に光を照射する２個の光学ユニット４０、基板Ｗ上の描画予定領域を撮像する２個の先行撮像部５０、および、基板Ｗ上のアライメントマークを撮像するアライメント撮像部６０が配置される。一方、受け渡し領域１０３には、処理領域１０２に対する基板Ｗの搬出入を行う搬送装置７０とプリアライメント部８０とが配置される。
【００２３】
描画装置１の本体外部であって、受け渡し領域１０３に隣接する位置には、カセットＣを載置するためのカセット載置部１０４が配置される。受け渡し領域１０３に配置された搬送装置７０は、カセット載置部１０４に載置されたカセットＣに収容された未処理の基板Ｗを取り出して処理領域１０２に搬入するとともに、処理領域１０２から処理済みの基板Ｗを搬出してカセットＣに収容する。カセット載置部１０４に対するカセットＣの受け渡しは外部搬送装置（図示省略）によって行われる。
【００２４】
また、描画装置１は、描画装置１が備える各部と電気的に接続されて、これら各部の動作を制御する制御部９０を備える。
【００２５】
以下において、描画装置１が備える各部の構成について説明する。
【００２６】
＜ステージ１０＞
ステージ１０は、平板状の外形を有し、その上面に基板Ｗを水平姿勢に載置して保持する保持部である。ステージ１０の上面には、複数の吸引孔（図示省略）が形成されており、この吸引孔に負圧（吸引圧）を形成することによって、ステージ１０上に載置された基板Ｗをステージ１０の上面に固定保持することができるようになっている。
【００２７】
＜ステージ駆動機構２０＞
ステージ駆動機構２０は、ステージ１０を基台１０５に対して移動させる機構であり、ステージ１０を主走査方向（Ｙ軸方向）、副走査方向（Ｘ軸方向）、および回転方向（Ｚ軸周りの回転方向（θ軸方向））に移動させる。ステージ駆動機構２０は、具体的には、ステージ１０を回転させる回転機構２１と、回転機構２１を介してステージ１０を支持する支持プレート２２と、支持プレート２２を副走査方向に移動させる副走査機構２３とを備える。ステージ駆動機構２０は、さらに、副走査機構２３を介して支持プレート２２を支持するベースプレート２４と、ベースプレート２４を主走査方向に移動させる主走査機構２５とを備える。
【００２８】
回転機構２１は、ステージ１０の上面（基板Ｗの載置面）の中心を通り、当該載置面に垂直な回転軸Ａを中心としてステージ１０を回転させる。回転機構２１は、例えば、上端が載置面の裏面側に固着され、鉛直軸に沿って延在する回転軸部２１１と、回転軸部２１１の下端に設けられ、回転軸部２１１を回転させる駆動部（例えば、回転モータ）２１２とを含む構成とすることができる。この構成においては、駆動部２１２が回転軸部２１１を回転させることにより、ステージ１０が水平面内で回転軸Ａを中心として回転することになる。
【００２９】
副走査機構２３は、支持プレート２２の下面に取り付けられた移動子とベースプレート２４の上面に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ２３１とを有している。また、ベースプレート２４には、副走査方向に延びる一対のガイド部材２３２が敷設されており、各ガイド部材２３２と支持プレート２２との間には、ガイド部材２３２に摺動しながら当該ガイド部材２３２に沿って移動可能なボールベアリングが設置されている。つまり、支持プレート２２は、当該ボールベアリングを介して一対のガイド部材２３２上に支持される。この構成においてリニアモータ２３１を動作させると、支持プレート２２はガイド部材２３２に案内された状態で副走査方向に沿って滑らかに移動する。
【００３０】
主走査機構２５は、ベースプレート２４の下面に取り付けられた移動子と描画装置１の基台１０５上に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ２５１を有している。また、基台１０５には、主走査方向に延びる一対のガイド部材２５２が敷設されており、各ガイド部材２５２とベースプレート２４との間には例えばエアベアリングが設置されている。エアベアリングにはユーティリティ設備から常時エアが供給されており、ベースプレート２４は、エアベアリングによってガイド部材２５２上に非接触で浮上支持される。この構成においてリニアモータ２５１を動作させると、ベースプレート２４はガイド部材２５２に案内された状態で主走査方向に沿って摩擦なしで滑らかに移動する。
【００３１】
＜ステージ位置計測部３０＞
ステージ位置計測部３０は、ステージ１０の位置を計測する機構であり、ステージ１０外からステージ１０に向けてレーザ光を出射するとともにその反射光を受光し、当該反射光と出射光との干渉からステージ１０の位置（具体的には、主走査方向に沿うＹ位置、および、回転方向に沿うθ位置）を計測する、干渉式のレーザ測長器により構成される。
【００３２】
ステージ位置計測部３０は、例えば、ステージ１０の−Ｙ側の側面に取り付けられるとともに、−Ｙ側の面に主走査方向に垂直な反射面を備えるプレーンミラー３１と、ステージの−Ｙ側において基台１０５に対して固定される各部（具体的には、レーザ光源３２、スプリッタ３３、第１リニア干渉計３４、第１レシーバ３５、第２リニア干渉計３６および第２レシーバ３７）とを備える構成とすることができる。
【００３３】
このステージ位置計測部３０においては、レーザ光源３２から出射されたレーザ光は、スプリッタ３３により２分割され、一方のレーザ光の一部が第１リニア干渉計３４を介してプレーンミラー３１上の第１の部位に入射し、プレーンミラー３１からの反射光が、第１リニア干渉計３４において元のレーザ光の一部（これが参照光として利用される）と干渉して第１レシーバ３５により受光される。第１レシーバ３５における、反射光と参照光との干渉後の強度変化に基づいて、第１リニア干渉計３４とプレーンミラー３１との主走査方向における距離が特定される。この第１レシーバ３５からの出力に基づいて、専門の演算回路（図示省略）にてステージ１０の主走査方向における位置が求められる。
【００３４】
一方、レーザ光源３２から出射されてスプリッタ３３により分割された他方のレーザ光の一部は、取付台３８の内部を＋Ｘ側から−Ｘ側へと通過し、第２リニア干渉計３６を介してプレーンミラー３１に入射する。ここで、第２リニア干渉計３６からのレーザ光は、プレーンミラー３１上の第１の部位から副走査方向に一定距離だけ離間したプレーンミラー３１上の第２の部位に入射することになる。プレーンミラー３１からの反射光は、第２リニア干渉計３６において元のレーザ光の一部と干渉して第２レシーバ３７により受光される。第２レシーバ３７における、反射光と参照光との干渉後の強度変化に基づいて、第２リニア干渉計３６とプレーンミラー３１との主走査方向における距離が特定される。第２レシーバ３７からの出力と上述した第１レシーバ３５からの出力に基づいて、専門の演算回路（図示省略）にてステージ１０の回転角度が求められる。
【００３５】
＜光学ユニット４０＞
光学ユニット４０は、ステージ１０上に保持された基板Ｗの上面に光を照射して基板Ｗにパターンを描画するための機構である。上述したとおり、描画装置１は２個の光学ユニット４０，４０を備える。一方の光学ユニット４０は基板Ｗの＋Ｘ側半分の露光を担当し、他方の光学ユニット４０は基板Ｗの−Ｘ側半分の露光を担当する。これら２個の光学ユニット４０，４０は、ステージ１０およびステージ駆動機構２０を跨ぐようにして基台１０５上に架設されたフレーム１０７に、間隔をあけて固設される。なお、２個の光学ユニット４０，４０の間隔は必ずしも一定に固定されている必要はなく、光学ユニット４０，４０の一方あるいは両方の位置を変更可能とする機構を設けて、両者の間隔を調整可能としてもよい。
【００３６】
２個の光学ユニット４０，４０はいずれも同じ構成を備える。すなわち、各光学ユニット４０は、天板を形成するボックスの内部に配置されたレーザ駆動部４１、レーザ発振器４２および照明光学系４３と、フレーム１０７の＋Ｙ側に取り付けられた付設ボックスの内部に収容されたヘッド部４００とを備える。ヘッド部４００は、空間光変調ユニット４４と投影光学系４５と光路補正部４６とを主として備える。
【００３７】
レーザ発振器４２は、レーザ駆動部４１からの駆動を受けて、出力ミラー（図示省略）からレーザ光を出射する。照明光学系４３は、レーザ発振器４２から出射された光（スポットビーム）を、強度分布が均一な線状の光（光束断面が線状の光であるラインビーム）とする。レーザ発振器４２から出射され、照明光学系４３にてラインビームとされた光は、ヘッド部４００に入射し、パターンデータＤ（図５参照）に応じた空間変調を施された上で基板Ｗに照射される。
【００３８】
ヘッド部４００に入射した光は、具体的には、ミラー４７を介して、定められた角度で空間光変調ユニット４４に入射する。空間光変調ユニット４４は、当該入射光を空間変調して、パターンの描画に寄与させる必要光と、パターンの描画に寄与させない不要光とを、互いに異なる方向に反射させる。ただし、光を空間変調させるとは、光の空間分布（振幅、位相、および偏光等）を変化させることを意味する。
【００３９】
空間光変調ユニット４４は、具体的には、電気的な制御によって入射光を空間変調させる空間光変調器４４１を備える。空間光変調器４４１は、その反射面の法線が、ミラー４７を介して入射する入射光の光軸に対して傾斜して配置され、当該入射光を制御部９０（具体的には、制御部９０において実現される描画制御部３００（図５参照））の制御に応じて空間変調させる。空間光変調器４４１は、例えば、回折格子型の空間変調器（例えば、ＧＬＶ（Grating Light Valve：グレーチング・ライト・開閉弁)（シリコン・ライト・マシーンズ（サンノゼ、カリフォルニア）の登録商標）等を利用して構成される。回折格子型の空間変調器は、格子の深さを変更することができる回折格子であり、例えば、半導体装置製造技術を用いて製造される。
【００４０】
空間光変調器４４１の構成例についてより具体的に説明する。空間光変調器４４１は、例えば、複数の空間光変調素子を一次元に並べた構成となっている。各空間光変調素子の動作は、電圧のオン／オフで制御される。すなわち、例えば電圧がオフされている状態においては空間光変調素子の表面は平面となっており、この状態で空間光変調素子に光が入射すると、その入射光は回折せずに正反射する。これにより、正反射光（０次回折光）が発生する。一方、例えば電圧がオンされている状態においては、空間光変調素子の表面には平行な溝が周期的に並んで複数本形成される。この状態で空間光変調素子に光が入射すると、正反射光（０次回折光）は打ち消しあって消滅し、他の次数の回折光（±１次回折光、±２次回折光、および、さらに高次の回折光）が発生する。より正確には、０次回折光の強度が最小となり、他の次数の回折光の強度が最大となる。空間光変調器４４１は、複数の空間光変調素子のそれぞれに対して独立に電圧を印加可能なドライバ回路ユニットを備えており、各空間光変調素子の電圧が独立して切り換え可能となっている。
【００４１】
投影光学系４５は、空間光変調器４４１にて空間変調された光のうち、パターンの描画に寄与させるべきでない不要光を遮断するとともにパターンの描画に寄与させるべき必要光のみを基板Ｗの表面に導いて、当該表面に結像させる。ただし、空間光変調器４４１にて空間変調された光には、０次回折光と、０次以外の次数の回折光（具体的には、±１次回折光、±２次回折光、および、比較的微量の±３次以上の高次回折光）とが含まれており、０次回折光がパターンの描画に寄与させるべき必要光であり、それ以外の回折光がパターンの描画に寄与させるべきでない不要光である。これら必要光と不要光とは互いに異なる方向に沿って出射される。すなわち、必要光はＺ軸に沿って−Ｚ方向に、不要光はＺ軸から±Ｘ方向に僅かに傾斜した軸に沿って−Ｚ方向に、それぞれ出射される。投影光学系４５は、例えば、遮断板によって、Ｚ軸から±Ｘ方向に僅かに傾斜した軸に沿って進行する不要光を遮断するとともに、Ｚ軸に沿って進行する必要光のみを通過させる。投影光学系４５は、この遮断板の他に、入射光の幅を広げる（あるいは狭める）ズーム部を構成する複数のレンズ、入射光を定められた倍率として基板Ｗ上に結像させる対物レンズ、等をさらに含む構成とすることができる。
【００４２】
光学ユニット４０に描画動作を実行させる場合、描画制御部３００（図５参照）は、レーザ駆動部４１を駆動してレーザ発振器４２から光を出射させる。出射された光は照明光学系４３にてラインビームとされ、ミラー４７を介して空間光変調ユニット４４の空間光変調器４４１に入射する。上述したとおり、空間光変調器４４１においては複数の空間光変調素子が副走査方向（Ｘ軸方向）に沿って並んで配置されており、入射光はその線状の光束断面を空間光変調素子の配列方向に沿わせるようにして、一列に配列された複数の空間光変調素子に入射する。描画制御部３００は、パターンデータＤに基づいてドライバ回路ユニットに指示を与え、ドライバ回路ユニットが指示された空間光変調素子に対して電圧を印加する。これによって、各空間光変調素子にて個々に空間変調された光が形成され、基板Ｗに向けて出射されることになる。空間光変調器４４１が備える空間光変調素子の個数を「Ｎ個」とすると、空間光変調器４４１からは、副走査方向に沿うＮ画素分の空間変調された光が出射されることになる。空間光変調器４４１にて空間変調された光は、必要な場合は後述する光路補正部４６によりその光路を補正された上で、投影光学系４５に入射する。そして、投影光学系４５においては、入射光のうちの不要光が遮断されるとともに必要光のみが基板Ｗの表面に導かれ、定められた倍率とされて基板Ｗの表面に結像される。
【００４３】
後に明らかになるように、光学ユニット４０は、主走査方向（Ｙ軸方向）に沿って光学ユニット４０に対して相対的に移動される基板Ｗに対して、副走査方向に沿うＮ画素分の空間変調された光を断続的に照射し続ける（すなわち、基板Ｗの表面にパルス光を繰り返して投影し続ける）。したがって、光学ユニット４０が主走査方向に沿って基板Ｗに対して相対移動して基板Ｗを横断すると、基板Ｗの表面に、副走査方向に沿ってＮ画素分の幅をもつ一本のパターン群が描画されることになる。この、Ｎ画素分の幅をもつ１本のパターン描画領域を、以下の説明では「１ストライプ分の領域」ともいう。
【００４４】
光路補正部４６は、ヘッド部４００において、空間光変調ユニット４４と投影光学系４５との間に設けられ、空間光変調ユニット４４で変調された光の経路を副走査方向（Ｘ方向）に沿ってシフトさせる。光路補正部４６が必要に応じて光の経路をシフトさせることによって、基板Ｗに照射される光の位置を副走査方向に沿って微調整することが可能となる。
【００４５】
光路補正部４６の構成について、図３を参照しながら具体的に説明する。図３は、光路補正部４６の構成を模式的に示す図である。
【００４６】
光路補正部４６は、１個以上の光学部品を備え、少なくとも１個の光学部品の位置（あるいは、姿勢）を変更することによって、入射光の光路をシフトさせる。
【００４７】
光路補正部４６は、例えば、２個のウェッジプリズム４６１と、一方のウェッジプリズム４６１を、他方のウェッジプリズム４６１に対して、入射光の光軸Ｈの方向（Ｚ軸方向）に沿って直線的に移動させるウェッジプリズム移動機構４６２とから実現することができる。
【００４８】
ウェッジプリズム４６１は、非平行な光学面Ｍ１，Ｍ２を備えることにより入射光の光路を変更できるプリズムである。２個のウェッジプリズム４６１は、互いに略同一の構造（例えば、頂角、屈折率がいずれも同一となる構造）を有している。２個のウェッジプリズム４６１は、固定ステージ４６１０、可動ステージ４６１１にそれぞれ固定され、対向する光学面Ｍ１が互いに平行となり、かつ、互いに逆向きとなるように、入射光の光軸Ｈの方向（Ｚ軸方向）に沿って並んで配置される。各ウェッジプリズム４６１は、例えば固定バンド４６１２を用いて各ステージ４６１０，４６１１に固定される。
【００４９】
一方のウェッジプリズム４６１が配置される固定ステージ４６１０は、ベース部４６２１上に固定されている。また、他方のウェッジプリズム４６１が配置される可動ステージ４６１１は、ベース部４６２１上に形成された一対のガイドレール４６２２に沿って移動可能とされている。ガイドレール４６２２は、ベース部４６２１上に、Ｚ軸方向に沿って延在して形成されている。
【００５０】
ベース部４６２１には、回転モータ４６２３によって回転させられるボールネジ４６２４が配設されている。ボールネジ４６２４は、ガイドレール４６２２の延在方向に沿って延在しており、可動ステージ４６１１のブラケット４６１１１の雌ねじ部に螺合されている。この構成において、ボールネジ４６２４が回転モータ４６２３によって回動されることで、可動ステージ４６１１がガイドレール４６２２に沿ってＺ方向に移動する。すなわち、可動ステージ４６１１に固定されたウェッジプリズム４６１がＺ方向に移動する（矢印ＡＲ４６）。
【００５１】
つまり、可動ステージ４６１１、ガイドレール４６２２、回転モータ４６２３、および、ボールネジ４６２４により、一方のウェッジプリズム４６１（可動ステージ４６１１に固定されたウェッジプリズム４６１）を入射光の光軸Ｈの方向（Ｚ軸方向）に沿って直線的に移動させるウェッジプリズム移動機構４６２が構成される。ウェッジプリズム移動機構４６２は、一方のウェッジプリズム４６１を、他方のウェッジプリズム４６１（固定ステージ４６１０に固定されたウェッジプリズム４６１）に対して光軸方向（Ｚ軸方向）に沿って直線的に移動させることによって、２個のウェッジプリズム４６１の光軸方向に沿う離間距離を変化させる。
【００５２】
上記の構成を備える光路補正部４６においては、２個のウェッジプリズム４６１の光軸に沿う離間距離を変化させることによって、ウェッジプリズム４６１に入射する光の経路をＸ軸方向に沿ってシフトさせることができる。ただし、このシフト量Δｘは、各ウェッジプリズム４６１の離間距離に応じて定まる。そこで、制御部９０（具体的には、制御部９０において実現される描画位置補正部３０４（図５参照））は、ウェッジプリズム移動機構４６２を制御して、２個のウェッジプリズム４６１のＺ軸方向に沿う離間距離を調整することによって、空間変調部４４から出射される光の経路をＸ軸方向に沿ってシフトさせ、副走査方向（Ｘ軸方向）に沿う描画位置（露光位置）を補正する。
【００５３】
＜先行撮像部５０＞
再び図１、図２を参照する。先行撮像部５０は、ステージ１０に保持された基板Ｗの上面の未露光領域を撮像するための機構である。上述したとおり、描画装置１は２個の先行撮像部５０，５０を備えている。各先行撮像部５０は、いずれかの光学ユニット４０と対応付けられて、対応する光学ユニット４０の付近（具体的には、光学ユニット４０が基板Ｗに対して光を照射する際に光学ユニット４０が基板Ｗに対して相対的に移動される移動方向について、定められた距離だけ上流側（図示の例では＋Ｙ側））に配置されて、対応する光学ユニット４０が描画を行う予定の基板Ｗ上の描画予定領域（未露光領域）を撮像する。すなわち、先行撮像部５０は、対応する光学ユニット４０から基板Ｗの描画予定領域に光が照射される前に、当該描画予定領域に形成されている下層パターンを撮像することができる。
【００５４】
先行撮像部５０は、例えばＬＥＤにより構成される光源と、鏡筒と、対物レンズと、リニアイメージセンサ（一次元イメージセンサ）により構成されるＣＣＤイメージセンサとから構成することができる。ただし、先行撮像部５０で採用される光源としては、基板Ｗ上のレジスト等を感光させない波長の光源が採用される。上記の構成の場合、光源から出射される光が、鏡筒を介して基板Ｗの上面に導かれ、その反射光が、対物レンズを介してＣＣＤイメージセンサで受光される。これによって、基板Ｗの上面の撮像データが取得されることになる。先行撮像部５０は、制御部９０と電気的に接続されており、制御部９０からの指示に応じて基板Ｗの上面を撮像して撮像データを取得し、取得した撮像データを制御部９０に送信する。
【００５５】
＜アライメント撮像部６０＞
アライメント撮像部６０は、フレーム１０７に固設され、基板Ｗの上面に形成されたアライメントマークを撮像する。アライメント撮像部６０は、上述した先行撮像部５０とほぼ同様の構成とすることができるが、アライメント撮像部６０が備えるＣＣＤイメージセンサは、例えばエリアイメージセンサ（二次元イメージセンサ）により構成される。また、撮像に用いられる照明光は、照明ユニット６１から供給される。ただし、この照明光も、基板Ｗ上のレジスト等を感光させない波長の光源が採用される。アライメント撮像部６０は、制御部９０と電気的に接続されており、制御部９０からの指示に応じて基板Ｗの上面を撮像して撮像データを取得し、取得した撮像データを制御部９０に送信する。
【００５６】
＜搬送装置７０＞
搬送装置７０は、基板Ｗを支持するための２本のハンド７１，７１と、ハンド７１，７１を独立に移動させるハンド駆動機構７２とを備える。各ハンド７１は、ハンド駆動機構７２によって駆動されることにより進退移動および昇降移動されて、ステージ１０に対する基板Ｗの受け渡しを行う。
【００５７】
＜プリアライメント部８０＞
プリアライメント部８０は、基板Ｗの回転位置を粗く補正する装置である。プリアライメント部８０は、例えば、回転可能に構成された載置台と、載置台に載置された基板Ｗの外周縁の一部に形成された切り欠き部（例えば、ノッチ、オリエンテーションフラット等）の位置を検出するセンサと、載置台を回転させる回転機構とから構成することができる。この場合、プリアライメント部８０におけるプリアライメント処理は、まず、載置台に載置された基板Ｗの切り欠き部の位置をセンサで検出し、続いて、回転機構が、当該切り欠き部の位置が定められた位置となるように載置台を回転させることによって行われる。
【００５８】
＜制御部９０＞
制御部９０は、描画装置１が備える各部と電気的に接続されており、各種の演算処理を実行しつつ描画装置１の各部の動作を制御する。
【００５９】
図４は、制御部９０のハードウエア構成を示すブロック図である。制御部９０は、例えば、ＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、記憶装置９４等がバスライン９５を介して相互接続された一般的なコンピュータによって構成されている。ＲＯＭ９２は基本プログラム等を格納しており、ＲＡＭ９３はＣＰＵ９１が所定の処理を行う際の作業領域として供される。記憶装置９４は、フラッシュメモリ、あるいは、ハードディスク装置等の不揮発性の記憶装置によって構成されている。記憶装置９４にはプログラムＰが格納されており、このプログラムＰに記述された手順に従って、主制御部としてのＣＰＵ９１が演算処理を行うことにより、各種機能が実現されるように構成されている。プログラムＰは、通常、予め記憶装置９４等のメモリに格納されて使用されるものであるが、ＣＤ−ＲＯＭあるいはＤＶＤ−ＲＯＭ、外部のフラッシュメモリ等の記録媒体に記録された形態（プログラムプロダクト）で提供され（あるいは、ネットワークを介した外部サーバからのダウンロードなどにより提供され）、追加的または交換的に記憶装置９４等のメモリに格納されるものであってもよい。なお、制御部９０において実現される一部あるいは全部の機能は、専用の論理回路等でハードウエア的に実現されてもよい。
【００６０】
また、制御部９０では、入力部９６、表示部９７、通信部９８もバスライン９５に接続されている。入力部９６は、各種スイッチ、タッチパネル等により構成されており、オペレータから各種の入力設定指示を受け付ける。表示部９７は、液晶表示装置、ランプ等により構成されており、ＣＰＵ９１による制御の下、各種の情報を表示する。通信部９８は、ＬＡＮ等を介したデータ通信機能を有する。
【００６１】
制御部９０においては、プログラムＰに記述された手順に従って主制御部としてのＣＰＵ９１が演算処理を行うことにより描画制御部３００（図５）が実現される。描画制御部３００は、後に明らかになるように、ステージ駆動機構２０を駆動してステージ１０を移動させるとともに、移動されるステージ１０に載置された基板Ｗに対して、光学ユニット４０から描画光（パターンデータＤに応じた空間変調を施された光）を照射させる。ただし、「パターンデータＤ」は、基板Ｗに描画すべきパターンを記述したデータである。具体的には、パターンデータＤは、例えば、ＣＡＤ（computer aided design）を用いて生成されたＣＡＤデータをラスタライズしたデータであり、光を照射すべき基板Ｗ上の位置情報が画素単位で記録される。制御部９０は、基板Ｗに対する一連の処理に先立ってパターンデータＤを取得して記憶装置９４に格納している。なお、パターンデータＤの取得は、例えばネットワーク等を介して接続された外部端末装置から受信することにより行われてもよいし、記録媒体から読み取ることにより行われてもよい。
【００６２】
＜２．振動影響除去機能に関する構成＞
描画装置１は、ステージ駆動機構２０により移動されるステージ１０の振動に起因する描画精度の低下を抑制するための機能（振動影響除去機能）を備えている。当該機能について、図５を参照しながら説明する。図５は、当該機能に関する構成を示すブロック図である。
【００６３】
＜２−１．振動リストＬ＞
描画装置１は、例えば制御部９０の記憶装置９４に予め格納された、振動リストＬを備える。ステージ１０を振動させる原因には様々なものがあり、ステージ１０が移動される際に生じる振動は、これら各種の要因によってそれぞれ生じる各振動成分が重ね合わされたものとなっている。ここで、要因によっては、常に同じ振動数の振動成分となることがあり、これらは既知の振動成分として把握することができる。振動リストＬは、これら既知の振動成分それぞれの既知の振動数の値をリスト化したデータである。図６には、振動リストＬの構成例が示されている。図示の例では、振動リストＬにおいて、振動数（周波数）が「１５Ｈｚ」の振動成分１（以下「振動成分Ｖ１」と示す）と、振動数が「１００Ｈｚ」の振動成分２（以下「振動成分Ｖ２」と示す）とがそれぞれ登録されている。また、既知の振動成分の中には、振動数だけでなく振幅も常に一定値となるものもある。そこで、この実施の形態においては、振動リストＬにおいて、既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２それぞれの振幅（Ｘ方向についての振幅とＹ方向についての振幅）の値がさらに保持される。
【００６４】
なお、この実施の形態においては、振動リストＬに２種類の既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２の振動数および振幅がそれぞれ格納されるとして話を進めるが、振動リストＬには３種類以上の既知の振動成分の情報が格納されてもよいし、１種類のみの振動成分の情報が格納されてもよい。また、新たな振動成分についてその情報が特定された場合、オペレータは入力部９６を介して当該情報を振動リストＬに追加していくことができる構成としてもよい。
【００６５】
＜２−２．機能構成＞
描画装置１は、振動リストＬに登録された既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２のそれぞれを対象振動成分とし、各対象振動成分の振動状況を予測して当該予測された振動状況に基づいて処理位置（具体的には描画位置）を補正する。これを実現するための機能構成として、描画装置１は、位置変動情報取得部３０１と、位相情報特定部３０２と、振動予測部３０３と、描画位置補正部３０４とを備える。これら各部は、例えば、制御部９０において、プログラムＰに記述された手順に従って、主制御部としてのＣＰＵ９１が演算処理を行うことにより実現される。
【００６６】
＜位置変動情報取得部３０１＞
位置変動情報取得部３０１は、ステージ駆動機構２０により移動されるステージ１０の位置の変動を計測して、位置変動情報として取得する。この実施の形態においては、位置変動情報取得部３０１は、先行撮像部５０が基板Ｗ上の描画予定領域を撮像することによって得られた撮像データを画像解析することによって、移動される際のステージ１０の位置変動情報（具体的には、Ｘ方向の位置変動情報Ｄｘ、および、Ｙ方向の位置変動情報Ｄｙ）を取得する。
【００６７】
具体的には、位置変動情報取得部３０１は、まず、先行撮像部５０に、移動されるステージ１０の上面に載置された基板Ｗの描画予定領域を撮像させる。先行撮像部５０が、副走査方向に沿う１ラインの画像を次々と読み取ることによって、基板Ｗ上の描画予定領域を撮像した二次元の画像データ（撮像データ）が得られることになる。ここで得られる撮像データには、描画予定領域に先に形成されている下層パターンが現れている。
【００６８】
続いて、位置変動情報取得部３０１は、当該撮像データを画像解析することによって、ここに現れている下層パターンの形状を特定し、撮像形状として取得する。
【００６９】
ここで、基板Ｗ上に形成されている下層パターンの理想形状（すなわち、基板Ｗ上において下層パターンの各位置が本来あるべき理想位置）は、パターンデータＤとして描画装置１に保持されている。そこで、位置変動情報取得部３０１は、下層パターンの撮像形状が特定されると、続いて、パターンデータＤを参照して、下層パターンの撮像形状における複数の位置（サンプル位置）のそれぞれについて、その理想位置からのずれ量を特定する。
【００７０】
ここで、各サンプル位置の理想位置からのずれ量は、当該サンプル位置が撮像された時刻におけるステージ１０の理想位置からの位置ずれ量と推定することができる。つまり、複数のサンプル位置の理想位置からのずれ量をそれぞれ特定することによって、撮像時間内の複数の時刻（サンプル時刻）のそれぞれについて、ステージ１０の理想位置からの位置ずれ量を特定することができる。そこで、位置変動情報取得部３０１は、当該取得された各サンプル時刻におけるステージ１０の位置ずれ量を、位置変動情報として取得する。具体的には、各サンプル時刻におけるステージ１０のＸ方向についての位置ずれ量を、位置変動情報Ｄｘとして取得するとともに、各サンプル時刻におけるステージ１０のＹ方向についての位置ずれ量を、位置変動情報Ｄｙとして取得する。図７には、取得された位置変動情報Ｄｘの一例が示されている。ステージ１０の位置ずれは、ステージ１０の振動、斜行等に起因するものであり、この位置ずれ量を計測した位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙを解析すれば、撮像時間Ｔにおけるステージ１０の振動状況を特定することができる。
【００７１】
＜位相情報特定部３０２＞
位相情報特定部３０２は、位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙに基づいて、振動リストＬに登録された既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２それぞれの、撮像時間Ｔにおける位相の経時変化を表す位相情報を特定する。具体的には、Ｘ方向の位置変動情報Ｄｘに基づいて、振動成分Ｖ１のＸ方向についての位相情報Ｐｘ（Ｖ１）と、振動成分Ｖ２のＸ方向についての位相情報Ｐｘ（Ｖ２）とを特定するとともに、Ｙ方向の位置変動情報Ｄｙに基づいて、振動成分Ｖ１のＹ方向についての位相情報Ｐｙ（Ｖ１）と、振動成分Ｖ２のＹ方向についての位相情報Ｐｙ（Ｖ２）とを特定する。
【００７２】
例えば、振動成分Ｖ１のＸ方向についての位相情報Ｐｘ（Ｖ１）を特定する場合、位相情報特定部３０２は、まず位置変動情報Ｄｘ（図７）の一部（具体的には、例えば、対象となる振動成分Ｖ１の周期のｎ倍（ｎは予め定められた自然数）の時間範囲内の位置変動情報Ｄｘ）を抽出し、必要な場合は、不要な変動成分（対象となる振動成分Ｖ１に由来しないことが明らかな変動成分）をフィルタ等を用いて除去した上で、当該抽出された位置変動情報Ｄｘの変動状況を解析して、振動成分Ｖ１の位相情報Ｐｘ（Ｖ１）を特定する。具体的には、例えば、複数のサンプル時刻のそれぞれにおける位置変動情報Ｄｘの増減幅を特定し、この増減幅から各サンプル時刻における振動成分Ｖ１の位相を特定する。これによって、撮像時間Ｔにおける振動成分Ｖ１の位相の経時変化が特定され、位相情報Ｐｘ（Ｖ１）が取得される。図８には、図７に示される位置変動情報Ｄｘに基づいて取得された振動成分Ｖ１の位相情報Ｐｘ（Ｖ１）が例示されている。
【００７３】
＜振動予測部３０３＞
振動予測部３０３は、撮像時間Ｔにおける各振動成分Ｖ１，Ｖ２の位相情報Ｐｘ（Ｖ１），Ｐｙ（Ｖ１），Ｐｘ（Ｖ２），Ｐｙ（Ｖ２）に基づいて、各振動成分Ｖ１，Ｖ２のそれぞれに起因して生じる、ステージ１０の未来（撮像終了時刻より未来の各時刻）の振動状況を予測する。具体的には、振動成分Ｖ１のＸ方向の位相情報Ｐｘ（Ｖ１）に基づいて、振動成分Ｖ１のＸ方向についての未来の振動状況を予測して予測振動Ｑｘ（Ｖ１）として取得する。また、振動成分Ｖ１のＹ方向の位相情報Ｐｙ（Ｖ１）に基づいて、振動成分Ｖ１のＹ方向についての未来の振動状況を予測して予測振動Ｑｙ（Ｖ１）として取得する。同様に、振動成分Ｖ２のＸ方向の位相情報Ｐｘ（Ｖ２）に基づいて、振動成分Ｖ２のＸ方向についての未来の振動状況を予測して予測振動Ｑｘ（Ｖ２）として取得するとともに、振動成分Ｖ２のＹ方向の位相情報Ｐｙ（Ｖ２）に基づいて、振動成分Ｖ２のＹ方向についての未来の振動状況を予測して予測振動Ｑｙ（Ｖ２）として取得する。
【００７４】
例えば予測振動Ｑｘ（Ｖ１）を取得する場合、振動予測部３０３は、まず、振動成分Ｖ１の振動数およびＸ方向についての振幅を振動リストＬから取得するとともに、振動成分Ｖ１のＸ方向についての位相情報Ｐｘ（Ｖ１）を位相情報特定部３０２から取得する。これらの各情報から、撮像時間Ｔの期間における振動成分Ｖ１のＸ方向についての振動状況が特定される（図９の実線部分ｆ１）。ここで、ステージ１０は、一旦移動開始されると次に停止されるまで連続的な位相で振動を続ける。また、振動数および振幅も変化しないと推定できる。したがって、振動予測部３０３は、撮像時間Ｔにおける振動状況から、将来の任意の時刻における振動状況を予測し（図９の鎖線部分ｆ２）、これを予測振動Ｑｘ（Ｖ１）として取得する。振動予測部３０３は、予測振動Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２），Ｑｙ（Ｖ２）についても、これと同様の態様で取得する。
【００７５】
＜描画位置補正部３０４＞
描画位置補正部３０４は、振動成分Ｖ１，Ｖ２の影響を排除して基板Ｗ上の適切な位置に光が照射されるように描画位置を補正する。例えば、図７に示される位置変動情報Ｄｘのようにステージ１０が位置変動している場合、描画位置を補正しなければ、各時刻において、この位置変動分だけ目標位置（例えば、下層パターンの形成位置）からずれた位置に描画が行われてしまうことになる（図１０の鎖線部分ｆ３）。ここで、各時刻のＸ方向の描画位置を、予測振動Ｑｘ（Ｖ１）（図９の鎖線部分ｆ２）が示すずれ量分だけ、振動成分Ｖ１の影響を低減できる方向にずらすように補正すれば、Ｘ方向について振動成分Ｖ１の影響を排除することができる（図１０の実線部分ｆ４）。さらに、各時刻のＸ方向の描画位置を、予測振動Ｑｘ（Ｖ２）が示すずれ量分だけ、振動成分Ｖ２の影響を低減できる方向にずらすように補正すれば、Ｘ方向について振動成分Ｖ２の影響も排除することができる（図１０の実線部分ｆ５）。
【００７６】
そこで、描画位置補正部３０４は、振動成分Ｖ１，Ｖ２のそれぞれに起因して生じる、ステージ１０の未来の振動状況（予測振動Ｑｘ（Ｖ１），Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２），Ｑｙ（Ｖ２）のそれぞれにて規定される振動状況）に基づいて、光学ユニット４０によるパターンの描画位置を補正する。すなわち、振動成分Ｖ１のＸ方向の予測振動Ｑｘ（Ｖ１）と振動成分Ｖ２のＸ方向の予測振動Ｑｘ（Ｖ２）とに基づいて、Ｘ方向についての各時刻の描画位置を補正するとともに、振動成分Ｖ１のＹ方向の予測振動Ｑｙ（Ｖ１）と振動成分Ｖ２のＹ方向の予測振動Ｑｙ（Ｖ２）とに基づいて、Ｙ方向についての各時刻の描画位置を補正する。以下において、描画位置補正部３０４が各方向の描画位置を補正する具体的な態様について説明する。
【００７７】
＜Ｘ方向＞
描画位置補正部３０４は、Ｘ方向については、基板Ｗに照射される描画光を光学的に移動させることによって描画位置を補正する。具体的には、描画位置補正部３０４は、ウェッジプリズム移動機構４６２を制御して２個のウェッジプリズム４６１のＺ軸方向に沿う離間距離を調整することによって、空間変調部４４から出射される光の経路を、予測振動Ｑｘ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２）のそれぞれが予測するずれ量を足し合わせた値だけシフトさせて、Ｘ方向についての各時刻の描画位置を補正する。
【００７８】
例えば、図１１に示されるように、ある時刻ｔ１において描画対象となる基板Ｗ上の目標位置がｘ１であるとする。ここで、この時刻ｔ１において予測振動Ｑｘ（Ｖ１）が与えるずれ量の予測値が「ａ」であり（図９）、予測振動Ｑｘ（Ｖ２）の与えるずれ量の予測値が「ｂ」であるとすると、描画位置補正部３０４は、時刻ｔ１において描画位置を＋Ｘ方向に「ａ＋ｂ」だけ移動させるように補正する。基板Ｗを載置したステージ１０は、時刻ｔ１において、振動成分Ｖ１，Ｖ２によって＋Ｘ方向に幅「ａ＋ｂ」だけ位置ずれを起こしている。したがって、描画位置が＋Ｘ方向に「ａ＋ｂ」だけ移動させるように補正されることによって、基板Ｗ上の目標位置ｘ１に正しく描画光が照射されることになる。すなわち、振動成分Ｖ１の影響を排除して基板Ｗ上の適切な位置に描画光が照射されるように描画位置が補正されることになる。
【００７９】
＜Ｙ方向＞
描画位置補正部３０４は、Ｙ方向については、基板Ｗに対する描画光の照射タイミングを調整することによって、Ｙ方向についての描画位置を補正する。具体的には、描画位置補正部３０４は、予測振動Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｙ（Ｖ２）のそれぞれが予測するずれ量を足し合わせた値に応じてパターンデータＤの読み出しタイミングを遅らせる（あるいは、早める）ように描画制御部３００に指示を与えることによって、Ｙ方向についての各時刻の描画位置を補正する。
【００８０】
例えば、図１２に示されるように、ある時刻ｔ１において描画対象となる基板Ｗ上の目標位置がｙ１と規定されていたとする。ここで、この時刻ｔ１において予測振動Ｑｙ（Ｖ１）が与えるずれ量の予測値が「ｃ」であり、予測振動Ｑｙ（Ｖ２）の与えるずれ量の予測値が「ｄ」であるとする。つまりこの場合、時刻ｔ１において光学ユニット４０の真下にある基板Ｗ上のＹ位置は「ｙ１」ではなく「ｙ１−（ｃ＋ｄ）」となる。この場合、描画位置補正部３０４は、時刻ｔ１においては、描画制御部３００に、パターンデータＤの読み出しタイミングを「ｃ＋ｄ」に応じた時間Δｔだけずらして、パターンデータＤから、当該時刻ｔ１に読み出すはずであったデータ（位置「ｙ１」のアドレスデータと対応付けられたデータｄ１）に代えて、時刻（ｔ１＋Δｔ）に読み出すはずであったデータ（位置「ｙ１−（ｃ＋ｄ）」のアドレスデータと対応付けられたデータｄ２）を読み出させる。描画制御部３００が、当該読み出されたデータに基づいて空間光変調器４４１に光を空間変調させると、時刻ｔ１には、位置「ｙ１−（ｃ＋ｄ）」に描画すべき変調光が光学ユニット４０から基板Ｗに向けて照射されることになる。すなわち、振動成分Ｖ１の影響を排除して基板Ｗ上の適切な位置に描画光が照射されるように描画位置が補正されることになる。
【００８１】
＜３．基板Ｗに対する処理の流れ＞
＜３−１．全体の流れ＞
描画装置１において実行される基板Ｗに対する一連の処理の全体の流れについて、図１３を参照しながら説明する。図１３は、当該処理の流れを示す図である。以下に説明する一連の動作は、制御部９０の制御下で行われる。
【００８２】
まず、搬送装置７０が、カセット載置部１０４に載置されたカセットＣから未処理基板Ｗを取り出して描画装置１に搬入する（ステップＳ１）。
【００８３】
続いて、搬送装置７０は搬入した基板Ｗをプリアライメント部８０に搬入し、プリアライメント部８０にて当該基板Ｗに対するプリアライメント処理が行われる（ステップＳ２）。プリアライメント処理は、上述したとおり、例えば、載置台に載置された基板Ｗの切り欠き部の位置をセンサで検出し、当該切り欠き部の位置が定められた位置となるように載置台を回転させることによって行われる。これによって、載置台に載置された基板Ｗが定められた回転位置におおまかに位置合わせされた状態におかれることになる。
【００８４】
続いて、搬送装置７０が、プリアライメント処理済みの基板Ｗをプリアライメント部８０から搬出してこれをステージ１０に載置する（ステップＳ３）。ステージ１０は、その上面に基板Ｗが載置されると、これを吸着保持する。
【００８５】
基板Ｗがステージ１０に吸着保持された状態となると、続いて、当該基板Ｗが適正な回転位置にくるように精密に位置合わせする処理（ファインアライメント）が行われる（ステップＳ４）。具体的には、まず、ステージ駆動機構２０が、ステージ１０を受け渡し位置からアライメント撮像部６０の下方位置まで移動させる。ステージ１０がアライメント撮像部６０の下方に配置されると、続いて、アライメント撮像部６０が、基板Ｗ上のアライメントマークを撮像して、当該撮像データを取得する。続いて、制御部９０が、アライメント撮像部６０により取得された撮像データを画像解析してアライメントマークの位置を検出し、その検出位置に基づいて基板Ｗの適正位置からのずれ量を算出する。ずれ量が算出されると、ステージ駆動機構２０が当該算出されたずれ量だけステージ１０を移動させて、基板Ｗが適正位置にくるように位置合わせする。
【００８６】
基板Ｗが位置合わせされると、続いて、パターンの描画処理が開始される（ステップＳ５）。描画処理においては、描画制御部３００が、ステージ駆動機構２０にステージ１０を主走査方向（Ｙ軸方向）に沿って往復させる動作（主走査）と、ステージ１０を副走査方向（Ｘ軸方向）に沿って移動させる動作（副走査）とを繰り返して行わせる。その一方で、描画制御部３００は、ステージ１０がＹ軸に沿って−Ｙ方向に沿って移動される間、各光学ユニット４０に描画光（パターンデータＤに応じた空間変調が形成された、副走査方向に沿うＮ画素分の光）を生成させて、これを基板Ｗに向けて断続的に照射させる。したがって、Ｙ軸に沿う１回の往復動作が終了する度に、各光学ユニット４０によって基板Ｗの表面に１ストライプ分の描画が行われることになる。ただし、上述したとおり、描画装置１は２個の光学ユニット４０を備えており、Ｙ軸に沿う１回の往復動作において、２つのストライプ領域に対する描画が並行して行われることになる。Ｙ軸に沿う１回の往復動作が終了すると、ステージ駆動機構２０は、ステージ１０をＸ軸に沿って、１ストライプの幅に相当する距離だけ移動させる（副走査）。副走査が終了すると、再び主走査が行われるところ、ここでも各光学ユニット４０によって基板Ｗに対して１ストライプ分の描画が行われ、これによって先に描画されている１ストライプ分の描画領域の隣に、さらに１ストライプ分の描画が行われる。主走査と副走査とが定められた回数だけ繰り返して行われることによって、基板Ｗの表面の全域にパターンが描画されることになる。
【００８７】
基板Ｗの上面の全域にパターンが描画されると、搬送装置７０が処理済みの基板Ｗを搬出する（ステップＳ６）。これによって、当該基板Ｗに対する一連の処理が終了する。
【００８８】
＜３−２．各ストライプの描画＞
上述したとおり、描画処理（図１３のステップＳ５）においては、各光学ユニット４０によって、基板Ｗに対する描画が、１ストライプ分の領域単位で行われる。ここで、１ストライプ分の領域単位に行われる描画処理の流れについて、図１４を参照しながらより詳細に説明する。図１４は、当該処理の流れを示す図である。なお、上述したとおり、描画装置１は２個の光学ユニット４０を備えており、描画処理においては、以下に説明する一連の処理が２個の光学ユニット４０のそれぞれについて並行して行われる。
【００８９】
ステージ駆動機構２０がステージ１０をＹ軸に沿って−Ｙ方向に移動開始すると、描画対象とされるストライプ領域における−Ｙ側の端部が先行撮像部５０の下方に到達する（図２参照）（ステップＳ１１でＹＥＳ）。すると、ステージ１０の振動状況を予測するための一連の処理（ステップＳ２１〜ステップＳ２３）が開始される。
【００９０】
すなわち、描画対象とされるストライプ領域における−Ｙ側の端部が先行撮像部５０の下方に到達すると、位置変動情報取得部３０１が、各先行撮像部５０に、当該描画対象とされるストライプ領域の撮像を開始させ、得られた撮像データを画像解析することによって、移動されるステージ１０のＸ方向の位置変動情報Ｄｘ、および、Ｙ方向の位置変動情報Ｄｙをそれぞれ取得する（ステップＳ２１）。位置変動情報取得部３０１が画像データに基づいて位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙを取得する態様は上述したとおりである。ただし、ここで先行撮像部５０に撮像させる基板Ｗ上の領域は位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙを取得するのに必要最小限のものでよい。すなわち、ここで撮像すべき領域のサイズは、対象となる振動成分Ｖ１，Ｖ２の振動数、下層パターンの密度、各振動成分Ｖ１，Ｖ２の各位相を予測するために必要なサンプル位置の個数、必要なサンプル位置の密度等に応じて規定される。例えば、振動成分Ｖ１，Ｖ２がいずれも比較的高周波の振動成分である場合は、撮像すべき領域のサイズは比較的小さくてよい。また例えば、下層パターンの密度が比較的高い場合、取得できるサンプル位置の密度も比較的高くなるので、撮像すべき領域のサイズは比較的小さくてよい。
【００９１】
続いて、位相情報特定部３０２が、ステップＳ２１で取得された位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙに基づいて、振動リストＬに登録された既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２それぞれの位相情報を特定する（ステップＳ２２）。すなわち、位置変動情報Ｄｘに基づいて、各振動成分Ｖ１，Ｖ２のＸ方向の位相情報Ｐｘ（Ｖ１），Ｐｘ（Ｖ２）を特定するとともに、位置変動情報Ｄｙに基づいて、各振動成分Ｖ１，Ｖ２のＹ方向の位相情報Ｐｙ（Ｖ１），Ｐｙ（Ｖ２）を特定する。位相情報特定部３０２が位相情報Ｐｘ（Ｖ１），Ｐｘ（Ｖ２），Ｐｙ（Ｖ１），Ｐｙ（Ｖ２）を取得する態様は上述したとおりである。
【００９２】
続いて、振動予測部３０３が、ステップＳ２２で特定された各振動成分Ｖ１，Ｖ２の位相情報Ｐｘ（Ｖ１），Ｐｙ（Ｖ１），Ｐｘ（Ｖ２），Ｐｙ（Ｖ２）に基づいて、各振動成分Ｖ１，Ｖ２のそれぞれに起因して生じる、ステージ１０の未来の振動状況を予測して、予測振動Ｑｘ（Ｖ１），Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２），Ｑｙ（Ｖ２）として取得する（ステップＳ２３）。振動予測部３０３が予測振動Ｑｘ（Ｖ１），Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２），Ｑｙ（Ｖ２）を取得する態様は上述したとおりである。
【００９３】
一方、上記の一連の処理ステップＳ２１〜ステップＳ２３が行われる間もステージ１０は停止されることなくＹ軸に沿って−Ｙ方向に移動されており、ステップＳ１１の状態から定められた時間が経過すると、描画対象とされるストライプ領域における−Ｙ側の端部が光学ユニット４０の下方に到達する（図２参照）（ステップＳ１２でＹＥＳ）。すると、上述したとおり、描画制御部３００が、光学ユニット４０から、基板Ｗに向けて描画光を照射開始させる。このとき、描画位置補正部３０４が、ステップＳ２３で取得された予測振動Ｑｘ（Ｖ１），Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２），Ｑｙ（Ｖ２）に基づいて、光学ユニット４０による描画位置を補正する（ステップＳ２４）。すなわち、描画位置補正部３０４は、光路補正部４６を制御して、空間変調部４４から出射された光の経路を、予測振動Ｑｘ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２）のそれぞれが予測するずれ量を足し合わせた値だけシフトさせて、Ｘ方向についての描画位置を補正する。また、描画位置補正部３０４は、予測振動Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｙ（Ｖ２）のそれぞれが予測するずれ量を足し合わせた値に応じてパターンデータＤの読み出しタイミングを遅らせる（あるいは、早める）ように描画制御部３００に指示を与えることによって、Ｙ方向についての描画位置を補正する。これによって、移動されるステージ１０に生じている振動（既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２に起因する振動）の影響が排除されて、基板Ｗ上の適切な位置に描画光が照射されることになる。
【００９４】
なお、ステージ１０の振動状況を予測するための一連の処理（ステップＳ２１〜ステップＳ２３）は、描画対象とされるストライプ領域における−Ｙ側の端部が光学ユニット４０の下方に到達するタイミングまでに完了していることが好ましい。すなわち、ステップＳ１１からステップＳ１２までの時間内に完了していることが好ましい。この時間は、先行撮像部５０と光学ユニット４０との主走査方向に沿う離間距離と、ステージ１０の主走査方向に沿う移動速度とに応じて規定されるものであり、これらのうちの少なくとも一方を調整することによって、ストライプ領域への描画光の照射が開始される前にステップＳ２１〜ステップＳ２３の一連の処理が完了するように調整することができる。
【００９５】
＜４．効果＞
上記の実施の形態においては、移動されるステージ１０の振動に含まれる既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２を対象振動成分として、各振動成分Ｖ１，Ｖ２の位相情報Ｐｘ（Ｖ１），Ｐｘ（Ｖ２），Ｐｙ（Ｖ１），Ｐｙ（Ｖ２）を特定し、特定された位相情報Ｐｘ（Ｖ１），Ｐｘ（Ｖ２），Ｐｙ（Ｖ１），Ｐｙ（Ｖ２）に基づいてステージの振動状況を予測する。そして、当該予測された振動状況（予測振動Ｑｘ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２），Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｙ（Ｖ２））に基づいて、処理位置（上記の実施の形態においては、描画位置）を補正する。この構成によると、移動されるステージ１０の既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２の影響が排除されて、基板Ｗ上の適切な位置に処理を施すことができる。したがって、ステージ１０の振動に起因する処理精度の低下を適切に抑制できる。例えば、上記の実施の形態においては、下層パターンに高精度に位置あわせされた状態でパターンを形成することができる。すなわち、重ね合わせ精度の低下を適切に抑制できる。
【００９６】
例えば、駆動機構の改良によってステージ１０の振動自体をゼロにしようとすると、装置の高コスト化は避けられない上、振動を完全にゼロとすることはほぼ不可能である。上記の実施の形態においては、たとえステージ１０が振動しても、その影響を適切に排除することができるので、振動を低減するために膨大なコストをかける必要がない。
【００９７】
また、上記の実施の形態においては、基板Ｗ上の未処理領域を撮像して取得された撮像データを画像解析することによってステージ１０の位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙを取得する。この構成によると、正確な位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙを簡単に取得することができる。
【００９８】
＜５．変形例＞
上記の実施の形態においては、既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２の振幅は振動リストＬに予め格納される構成としたが、各振動成分Ｖ１，Ｖ２の振幅は、位置変動情報取得部３０１が取得した位置変動情報Ｄｘ，位置変動情報Ｄｙに基づいて特定される構成としてもよい。
【００９９】
また、位置変動情報取得部３０１が位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙを取得する態様は上述したものに限らない。例えば、ステージ１０上に二次元エンコーダの計測スケール（スケールパターン）を配置し、例えば光学ユニット４０の付近に配置した読み取り機（エンコーダヘッド）で当該計測スケールを読み取ることによって、位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙを取得する構成としてもよい。
【０１００】
また、位相情報特定部３０２が各振動成分Ｖ１，Ｖ２の位相を特定する態様は上述したものに限らない。例えば、位置変動情報Ｄｙをフーリエ変換して各振動成分Ｖ１，Ｖ２のＹ方向の位相を特定するとともに、位置変動情報Ｄｘをフーリエ変換して各振動成分Ｖ１，Ｖ２のＸ方向の位相を特定してもよい。
【０１０１】
また、描画位置補正部３０４が描画位置を補正する態様は上述したものに限らない。例えば、光学ユニット４０の位置を微小に移動させる駆動機構を設け、これを制御して光学ユニット４０の位置を予測振動に応じて移動させることによって描画位置を補正してもよい。また例えば、パターンデータＤを予測振動に応じて予め補正しておくことによって描画位置を補正してもよい。また、補正対象とされる振動成分が、ステージ１０の移動速度の変更によって位相が変化しないものである場合、ステージ駆動機構２０によるステージ１０の移動速度を調整することによってＹ方向についての描画位置を補正することも可能である。
【０１０２】
また、上記の実施の形態においては、２個の光学ユニット４０のそれぞれに対応する先行撮像部５０を設ける構成としたが、一方の先行撮像部５０を省略する構成としてもよい。この構成の場合、１個の先行撮像部５０が取得した撮像データに基づいて取得された位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙから特定された予測振動Ｑｘ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２），Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｙ（Ｖ２）を、２個の光学ユニット４０のそれぞれの描画位置の補正に用いればよい。
【０１０３】
また、上記の実施の形態においては、ステージ１０がＹ軸に沿って往復移動される間、−Ｙ方向に沿って移動される間においてのみ基板Ｗに対して描画を行う構成としたが、往路と復路の両方において基板Ｗに対して描画を行う構成としてもよい。この構成においては、Ｙ軸に沿う往路と復路との間にも副走査を行う。すなわち、まず、ステージ１０をＹ軸に沿って例えば＋Ｙ方向に沿って移動させつつ、光学ユニット４０から基板Ｗに向けて描画光を照射させ、続いて、ステージ１０をＸ軸に沿って１ストライプの幅に相当する距離だけ移動させた後（副走査）、今度は、ステージ１０をＹ軸に沿って−Ｙ方向に沿って移動させつつ、光学ユニット４０から基板Ｗに向けて描画光を照射させる。そして、副走査を行った後に、再びステージ１０をＹ軸に沿って＋Ｙ方向に沿って移動させつつ、光学ユニット４０から基板Ｗに向けて描光を照射させる、といった具合で描画処理を行えばよい。ただし、この態様を採用する場合、Ｙ方向に沿って各光学ユニット４０を挟んで両側の各位置に先行撮像部５０を設ける必要がある。つまり、この場合は、一個の光学ユニット４０に対して２個の先行撮像部５０が対応付けられることになる。
【０１０４】
また、上記の実施の形態において、先行撮像部５０に代えてＴＴＬ（Through The Lens）方式の撮像部（光学ユニット４０が有する描画用の光学系の一部を用いて基板Ｗを撮像する方式の撮像部）を用いてもよい。
【０１０５】
また、上記の実施の形態において、先行撮像部５０、アライメント撮像部６０の各部は、さらに、対物レンズの位置を調整する駆動部と、基板Ｗの上面の高さ位置（Ｚ軸方向に沿う位置）を検出する位置検出ユニットとから構成されるオートフォーカスユニットを備えてもよい。オートフォーカスユニットにオートフォーカスを行わせる場合、制御部９０は、位置検出ユニットに基板Ｗの上面内の撮像予定位置の高さ位置を検出させ、取得された位置情報に基づいて駆動部を制御して、対物レンズが適切な位置におかれるように調整する。
【０１０６】
また、上記の実施の形態において、描画位置補正部３０４が描画位置を補正するために必要な時間（例えば、描画位置補正部３０４が、ウェッジプリズム移動機構４６２を制御して、２個のウェッジプリズム４６１のＺ軸方向に沿う離間距離を調整するのに要する時間が対象となる既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２の周期に対して比較的大きい場合、この時間（遅れ時間）を考慮して描画位置の補正タイミングを調整してもよい。
【０１０７】
また、上記の各実施形態では、空間光変調器４４１として変調単位である固定リボンと可動リボンとが一次元に配設された回折格子型の空間光変調器であるＧＬＶが用いられていたが、このような形態には限られない。例えば、ＧＬＶに限らず、ミラーのような変調単位が、一次元に配列されている空間光変調器が利用される形態であってもよい。また、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device：デジタルマイクロミラーデバイス：テキサスインスツルメンツ社の登録商標）のような変調単位であるマイクロミラーが二次元的に配列された空間光変調器が利用されてもよい。
【０１０８】
また、上記の実施の形態においては、変調した描画光によって基板上の感光材料を走査することにより、当該感光材料に直接パターンを露光する描画装置に本願発明が適用された場合について説明したが、本願発明は、光源とフォトマスクを用いて当該感光材料を面状に露光する露光装置に適用することもできる。この場合、描画位置補正部３０４は、例えばフォトマスクを予測振動Ｑｘ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２），Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｙ（Ｖ２）に応じて移動させることによって、描画位置を補正することができる。
【０１０９】
また、本願発明は、基板Ｗに光を照射してパターンを露光する処理以外の様々な処理を行う基板処理装置に適用することができる。例えば、対象となる基板を載置したステージを、塗布ヘッドに対して移動させつつ塗布ヘッドからステージ上の基板に対して塗布液を塗布する塗布処理装置、対象となる基板を載置したステージを、検査ヘッドに対して移動させつつ検査ヘッドからステージ上の基板を例えば撮像してその表面に形成されたパターン形状等を検査する検査理装置、等に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 描画装置
１０ ステージ
２０ ステージ駆動機構
４０ 光学ユニット
５０ 先行撮像部
９０ 制御部
３０１ 位置変動情報取得部
３０２ 位相情報特定部
３０３ 振動予測部
３０４ 描画位置補正部
Ｗ 基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板、プリント基板、カラーフィルタ用基板、液晶表示装置やプラズマ表示装置に具備されるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、太陽電池用パネルなどの各種基板（以下、単に「基板」と称する）を移送しつつ、当該移送される基板に対して処理を行う場合に、移送に伴って生じる振動による処理精度の低下を抑制するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板に対して定められた処理を行う基板処理装置においては、基板を移送しつつ、当該移送される基板に対して処理を行う態様が採用されることも多い。例えば、フォトレジスト等の感光材料が塗布された基板をステージに載置し、このステージを光学ヘッドに対して相対移動させつつ、光学ヘッドからステージ上の基板に対して光を照射して、基板上にパターン（回路パターン）を形成する露光装置が知られている。
【０００３】
ところで、基板処理装置においては、基板上の目標位置に高精度に位置合わせされた状態で処理を施すことができる機能が求められている。例えば、上述した露光装置においては、基板上の目標位置（例えば、下層パターンの形成位置）に高精度に位置合わせされた状態で光を照射できる機能が求められている。基板に形成すべきパターンは微細化の一途をたどっているため、露光装置に要求される処理精度も年々厳しくなってきている。
【０００４】
処理精度を低下させる要因は様々に存在するが、その一つに、ステージが移動される際に生じる振動が挙げられる。この点に関し、例えば特許文献１には、移動されるステージに生じる振動量を計測して、これを分析する技術が開示されている。振動量の分析結果に基づいて、ステージを振動させている原因を特定することができれば、例えばステージの駆動機構を改造等してその原因を除去することによって、除振能力の高い駆動機構を形成することができる。ステージが移動される際の振動量が小さくなれば、これに起因する処理精度の低下も抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１３２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、ステージの駆動機構に手を加えてステージの振動量を小さくすることも、処理精度の低下を抑制するのに有効な手法ではある。ただし、駆動機構の改良によってステージの振動量を完全にゼロとすることは非常に困難である。また、これを実現しようとすれば膨大なコストもかかってしまう。その一方で、ステージの振動は、たとえそれがごく小さいものであっても処理精度に影響を与えてしまう。つまり、駆動機構の改良だけでは、振動に起因する処理精度の低下を適切に抑制することができなかった。
【０００７】
この発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ステージの移動に伴って生じる振動に起因する処理精度の低下を適切に抑制できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の態様は、基板処理装置であって、基板を水平姿勢で保持するステージと、前記ステージに保持された基板に対して定められた処理を行う処理部と、前記ステージを前記処理部に対して相対移動させるステージ駆動部と、前記ステージ駆動部により移動される前記ステージの位置の変動を計測して位置変動情報として取得する位置変動情報取得部と、移動される前記ステージの振動に含まれる振動成分のうち振動数が既知である振動成分を対象振動成分とし、前記位置変動情報から前記対象振動成分の位相情報を特定する位相情報特定部と、前記対象振動成分の位相情報に基づいて、前記ステージの位置の変動の計測を終了した後の前記ステージの振動状況を予測する振動予測部と、前記振動予測部により予測された振動状況に基づいて、前記処理部が前記基板に対して処理を行う際の処理位置を補正する処理位置補正部と、を備える。
【０００９】
第２の態様は、第１の態様に係る基板処理装置であって、前記ステージに保持された基板上の未処理領域を撮像する撮像部、を備え、前記位置変動情報取得部が、前記撮像部が取得した前記未処理領域の撮像データを画像解析することによって、前記位置変動情報を取得する。
【００１０】
第３の態様は、第１または第２の態様に係る基板処理装置であって、前記処理部が、前記ステージに保持された基板に対して光を照射して、前記基板にパターンを描画する光照射部、を備え、前記処理位置補正部が、前記振動予測部により予測された振動状況に基づいて、前記光照射部による前記パターンの描画位置を補正する。
【００１１】
第４の態様は、第３の態様に係る基板処理装置であって、平行でない光学面を備えるプリズムを前記光照射部から出射される光の経路上に２個並べて配置した光学系と、前記２個のプリズムの離間距離を変更することにより前記光照射部から出射される光の経路をシフトさせるプリズム移動部と、を備える光路補正部、を備え、前記処理位置補正部が、前記振動予測部により予測された振動状況に基づいて、前記光路補正部に前記光照射部から出射される光の経路をシフトさせて、前記描画位置を補正する。
【００１２】
第５の態様は、第３または第４の態様に係る基板処理装置であって、前記処理位置補正部が、前記振動予測部により予測された振動状況に基づいて前記光照射部からの光の出射タイミングを調整することによって、前記描画位置を補正する。
【００１３】
第６の態様は、移動されるステージに保持された基板に対して、処理部から定められた処理を行う基板処理方法であって、ａ）移動される前記ステージの位置の変動を計測して位置変動情報として取得する工程と、ｂ）移動される前記ステージの振動に含まれる振動成分のうち振動数が既知である振動成分を対象振動成分とし、前記ａ）工程で取得された前記位置変動情報から前記対象振動成分の位相情報を特定する工程と、ｃ）前記対象振動成分の位相情報に基づいて、前記ステージの位置の変動の計測を終了した後の前記ステージの振動状況を予測する工程と、ｄ）前記ｃ）工程で予測された振動状況に基づいて、前記処理部が前記基板に対して処理を行う際の処理位置を補正する工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１４】
第１〜第６の態様によると、移動されるステージの振動に含まれる対象振動成分の位相情報を特定し、特定された位相情報に基づいてステージの振動状況を予測する。そして、当該予測された振動状況に基づいて、処理位置を補正する。この構成によると、移動されるステージの既知の振動成分の影響が排除されて、基板上の適切な位置に処理を施すことができる。したがって、ステージの振動に起因する処理精度の低下を適切に抑制できる。
【００１５】
特に、第２の態様によると、基板上の未処理領域を撮像して取得された撮像データを画像解析することによってステージの位置変動情報を取得する。この構成によると、正確な位置変動情報を簡単に取得することができる。
【００１６】
特に、第３の態様によると、予測された振動状況に基づいて、描画位置を補正するので、基板上の適切な位置に光を照射してパターンを描画することができる。したがって、ステージの振動に起因する描画処理精度の低下を適切に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】描画装置の側面図である。
【図２】描画装置の平面図である。
【図３】光路補正部を模式的に示す図である。
【図４】制御部のハードウエア構成を示すブロック図である。
【図５】振動影響除去機能に関する構成を示すブロック図である。
【図６】振動リストの構成例を示す図である。
【図７】位置変動情報を取得する態様を説明するための図である。
【図８】位相情報を取得する態様を説明するための図である。
【図９】予測振動を取得する態様を説明するための図である。
【図１０】描画位置補正部の処理を説明するための図である。
【図１１】Ｘ方向についての描画位置の補正態様を説明するための図である。
【図１２】Ｙ方向についての描画位置の補正態様を説明するための図である。
【図１３】描画処理の全体の流れを示す図である。
【図１４】１ストライプ分の領域単位に行われる描画処理の流れを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１９】
＜１．装置構成＞
第１の実施の形態に係る描画装置１の構成について、図１、図２を参照しながら説明する。図１は、描画装置１の構成を模式的に示す側面図である。図２は、描画装置１の構成を模式的に示す平面図である。
【００２０】
描画装置１は、レジスト等の感光材料の層が形成された基板Ｗの上面に光を照射して、パターン（回路パターン）を露光する露光装置である。なお、基板Ｗは、半導体基板、プリント基板、カラーフィルタ用基板、液晶表示装置やプラズマ表示装置に具備されるフラットパネルディスプレイ用ガラス基板、光ディスク用基板、太陽電池用パネルなどの各種基板のいずれであってもよい。図においては、円形の半導体基板が例示されている。
【００２１】
描画装置１は、本体フレーム１０１で構成される骨格の天井面および周囲面にカバーパネル（図示省略）が取り付けられることによって形成される本体内部と、本体フレーム１０１の外側である本体外部とに、各種の構成要素を配置した構成となっている。
【００２２】
描画装置１の本体内部は、処理領域１０２と受け渡し領域１０３とに区分されている。処理領域１０２には、主として、基板Ｗを保持するステージ１０、ステージ１０を移動させるステージ駆動機構２０、ステージ１０の位置を計測するステージ位置計測部３０、基板Ｗの上面に光を照射する２個の光学ユニット４０、基板Ｗ上の描画予定領域を撮像する２個の先行撮像部５０、および、基板Ｗ上のアライメントマークを撮像するアライメント撮像部６０が配置される。一方、受け渡し領域１０３には、処理領域１０２に対する基板Ｗの搬出入を行う搬送装置７０とプリアライメント部８０とが配置される。
【００２３】
描画装置１の本体外部であって、受け渡し領域１０３に隣接する位置には、カセットＣを載置するためのカセット載置部１０４が配置される。受け渡し領域１０３に配置された搬送装置７０は、カセット載置部１０４に載置されたカセットＣに収容された未処理の基板Ｗを取り出して処理領域１０２に搬入するとともに、処理領域１０２から処理済みの基板Ｗを搬出してカセットＣに収容する。カセット載置部１０４に対するカセットＣの受け渡しは外部搬送装置（図示省略）によって行われる。
【００２４】
また、描画装置１は、描画装置１が備える各部と電気的に接続されて、これら各部の動作を制御する制御部９０を備える。
【００２５】
以下において、描画装置１が備える各部の構成について説明する。
【００２６】
＜ステージ１０＞
ステージ１０は、平板状の外形を有し、その上面に基板Ｗを水平姿勢に載置して保持する保持部である。ステージ１０の上面には、複数の吸引孔（図示省略）が形成されており、この吸引孔に負圧（吸引圧）を形成することによって、ステージ１０上に載置された基板Ｗをステージ１０の上面に固定保持することができるようになっている。
【００２７】
＜ステージ駆動機構２０＞
ステージ駆動機構２０は、ステージ１０を基台１０５に対して移動させる機構であり、ステージ１０を主走査方向（Ｙ軸方向）、副走査方向（Ｘ軸方向）、および回転方向（Ｚ軸周りの回転方向（θ軸方向））に移動させる。ステージ駆動機構２０は、具体的には、ステージ１０を回転させる回転機構２１と、回転機構２１を介してステージ１０を支持する支持プレート２２と、支持プレート２２を副走査方向に移動させる副走査機構２３とを備える。ステージ駆動機構２０は、さらに、副走査機構２３を介して支持プレート２２を支持するベースプレート２４と、ベースプレート２４を主走査方向に移動させる主走査機構２５とを備える。
【００２８】
回転機構２１は、ステージ１０の上面（基板Ｗの載置面）の中心を通り、当該載置面に垂直な回転軸Ａを中心としてステージ１０を回転させる。回転機構２１は、例えば、上端が載置面の裏面側に固着され、鉛直軸に沿って延在する回転軸部２１１と、回転軸部２１１の下端に設けられ、回転軸部２１１を回転させる駆動部（例えば、回転モータ）２１２とを含む構成とすることができる。この構成においては、駆動部２１２が回転軸部２１１を回転させることにより、ステージ１０が水平面内で回転軸Ａを中心として回転することになる。
【００２９】
副走査機構２３は、支持プレート２２の下面に取り付けられた移動子とベースプレート２４の上面に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ２３１とを有している。また、ベースプレート２４には、副走査方向に延びる一対のガイド部材２３２が敷設されており、各ガイド部材２３２と支持プレート２２との間には、ガイド部材２３２に摺動しながら当該ガイド部材２３２に沿って移動可能なボールベアリングが設置されている。つまり、支持プレート２２は、当該ボールベアリングを介して一対のガイド部材２３２上に支持される。この構成においてリニアモータ２３１を動作させると、支持プレート２２はガイド部材２３２に案内された状態で副走査方向に沿って滑らかに移動する。
【００３０】
主走査機構２５は、ベースプレート２４の下面に取り付けられた移動子と描画装置１の基台１０５上に敷設された固定子とにより構成されたリニアモータ２５１を有している。また、基台１０５には、主走査方向に延びる一対のガイド部材２５２が敷設されており、各ガイド部材２５２とベースプレート２４との間には例えばエアベアリングが設置されている。エアベアリングにはユーティリティ設備から常時エアが供給されており、ベースプレート２４は、エアベアリングによってガイド部材２５２上に非接触で浮上支持される。この構成においてリニアモータ２５１を動作させると、ベースプレート２４はガイド部材２５２に案内された状態で主走査方向に沿って摩擦なしで滑らかに移動する。
【００３１】
＜ステージ位置計測部３０＞
ステージ位置計測部３０は、ステージ１０の位置を計測する機構であり、ステージ１０外からステージ１０に向けてレーザ光を出射するとともにその反射光を受光し、当該反射光と出射光との干渉からステージ１０の位置（具体的には、主走査方向に沿うＹ位置、および、回転方向に沿うθ位置）を計測する、干渉式のレーザ測長器により構成される。
【００３２】
ステージ位置計測部３０は、例えば、ステージ１０の−Ｙ側の側面に取り付けられるとともに、−Ｙ側の面に主走査方向に垂直な反射面を備えるプレーンミラー３１と、ステージの−Ｙ側において基台１０５に対して固定される各部（具体的には、レーザ光源３２、スプリッタ３３、第１リニア干渉計３４、第１レシーバ３５、第２リニア干渉計３６および第２レシーバ３７）とを備える構成とすることができる。
【００３３】
このステージ位置計測部３０においては、レーザ光源３２から出射されたレーザ光は、スプリッタ３３により２分割され、一方のレーザ光の一部が第１リニア干渉計３４を介してプレーンミラー３１上の第１の部位に入射し、プレーンミラー３１からの反射光が、第１リニア干渉計３４において元のレーザ光の一部（これが参照光として利用される）と干渉して第１レシーバ３５により受光される。第１レシーバ３５における、反射光と参照光との干渉後の強度変化に基づいて、第１リニア干渉計３４とプレーンミラー３１との主走査方向における距離が特定される。この第１レシーバ３５からの出力に基づいて、専門の演算回路（図示省略）にてステージ１０の主走査方向における位置が求められる。
【００３４】
一方、レーザ光源３２から出射されてスプリッタ３３により分割された他方のレーザ光の一部は、取付台３８の内部を＋Ｘ側から−Ｘ側へと通過し、第２リニア干渉計３６を介してプレーンミラー３１に入射する。ここで、第２リニア干渉計３６からのレーザ光は、プレーンミラー３１上の第１の部位から副走査方向に一定距離だけ離間したプレーンミラー３１上の第２の部位に入射することになる。プレーンミラー３１からの反射光は、第２リニア干渉計３６において元のレーザ光の一部と干渉して第２レシーバ３７により受光される。第２レシーバ３７における、反射光と参照光との干渉後の強度変化に基づいて、第２リニア干渉計３６とプレーンミラー３１との主走査方向における距離が特定される。第２レシーバ３７からの出力と上述した第１レシーバ３５からの出力に基づいて、専門の演算回路（図示省略）にてステージ１０の回転角度が求められる。
【００３５】
＜光学ユニット４０＞
光学ユニット４０は、ステージ１０上に保持された基板Ｗの上面に光を照射して基板Ｗにパターンを描画するための機構である。上述したとおり、描画装置１は２個の光学ユニット４０，４０を備える。一方の光学ユニット４０は基板Ｗの＋Ｘ側半分の露光を担当し、他方の光学ユニット４０は基板Ｗの−Ｘ側半分の露光を担当する。これら２個の光学ユニット４０，４０は、ステージ１０およびステージ駆動機構２０を跨ぐようにして基台１０５上に架設されたフレーム１０７に、間隔をあけて固設される。なお、２個の光学ユニット４０，４０の間隔は必ずしも一定に固定されている必要はなく、光学ユニット４０，４０の一方あるいは両方の位置を変更可能とする機構を設けて、両者の間隔を調整可能としてもよい。
【００３６】
２個の光学ユニット４０，４０はいずれも同じ構成を備える。すなわち、各光学ユニット４０は、天板を形成するボックスの内部に配置されたレーザ駆動部４１、レーザ発振器４２および照明光学系４３と、フレーム１０７の＋Ｙ側に取り付けられた付設ボックスの内部に収容されたヘッド部４００とを備える。ヘッド部４００は、空間光変調ユニット４４と投影光学系４５と光路補正部４６とを主として備える。
【００３７】
レーザ発振器４２は、レーザ駆動部４１からの駆動を受けて、出力ミラー（図示省略）からレーザ光を出射する。照明光学系４３は、レーザ発振器４２から出射された光（スポットビーム）を、強度分布が均一な線状の光（光束断面が線状の光であるラインビーム）とする。レーザ発振器４２から出射され、照明光学系４３にてラインビームとされた光は、ヘッド部４００に入射し、パターンデータＤ（図５参照）に応じた空間変調を施された上で基板Ｗに照射される。
【００３８】
ヘッド部４００に入射した光は、具体的には、ミラー４７を介して、定められた角度で空間光変調ユニット４４に入射する。空間光変調ユニット４４は、当該入射光を空間変調して、パターンの描画に寄与させる必要光と、パターンの描画に寄与させない不要光とを、互いに異なる方向に反射させる。ただし、光を空間変調させるとは、光の空間分布（振幅、位相、および偏光等）を変化させることを意味する。
【００３９】
空間光変調ユニット４４は、具体的には、電気的な制御によって入射光を空間変調させる空間光変調器４４１を備える。空間光変調器４４１は、その反射面の法線が、ミラー４７を介して入射する入射光の光軸に対して傾斜して配置され、当該入射光を制御部９０（具体的には、制御部９０において実現される描画制御部３００（図５参照））の制御に応じて空間変調させる。空間光変調器４４１は、例えば、回折格子型の空間変調器（例えば、ＧＬＶ（Grating Light Valve：グレーチング・ライト・開閉弁)（シリコン・ライト・マシーンズ（サンノゼ、カリフォルニア）の登録商標）等を利用して構成される。回折格子型の空間変調器は、格子の深さを変更することができる回折格子であり、例えば、半導体装置製造技術を用いて製造される。
【００４０】
空間光変調器４４１の構成例についてより具体的に説明する。空間光変調器４４１は、例えば、複数の空間光変調素子を一次元に並べた構成となっている。各空間光変調素子の動作は、電圧のオン／オフで制御される。すなわち、例えば電圧がオフされている状態においては空間光変調素子の表面は平面となっており、この状態で空間光変調素子に光が入射すると、その入射光は回折せずに正反射する。これにより、正反射光（０次回折光）が発生する。一方、例えば電圧がオンされている状態においては、空間光変調素子の表面には平行な溝が周期的に並んで複数本形成される。この状態で空間光変調素子に光が入射すると、正反射光（０次回折光）は打ち消しあって消滅し、他の次数の回折光（±１次回折光、±２次回折光、および、さらに高次の回折光）が発生する。より正確には、０次回折光の強度が最小となり、他の次数の回折光の強度が最大となる。空間光変調器４４１は、複数の空間光変調素子のそれぞれに対して独立に電圧を印加可能なドライバ回路ユニットを備えており、各空間光変調素子の電圧が独立して切り換え可能となっている。
【００４１】
投影光学系４５は、空間光変調器４４１にて空間変調された光のうち、パターンの描画に寄与させるべきでない不要光を遮断するとともにパターンの描画に寄与させるべき必要光のみを基板Ｗの表面に導いて、当該表面に結像させる。ただし、空間光変調器４４１にて空間変調された光には、０次回折光と、０次以外の次数の回折光（具体的には、±１次回折光、±２次回折光、および、比較的微量の±３次以上の高次回折光）とが含まれており、０次回折光がパターンの描画に寄与させるべき必要光であり、それ以外の回折光がパターンの描画に寄与させるべきでない不要光である。これら必要光と不要光とは互いに異なる方向に沿って出射される。すなわち、必要光はＺ軸に沿って−Ｚ方向に、不要光はＺ軸から±Ｘ方向に僅かに傾斜した軸に沿って−Ｚ方向に、それぞれ出射される。投影光学系４５は、例えば、遮断板によって、Ｚ軸から±Ｘ方向に僅かに傾斜した軸に沿って進行する不要光を遮断するとともに、Ｚ軸に沿って進行する必要光のみを通過させる。投影光学系４５は、この遮断板の他に、入射光の幅を広げる（あるいは狭める）ズーム部を構成する複数のレンズ、入射光を定められた倍率として基板Ｗ上に結像させる対物レンズ、等をさらに含む構成とすることができる。
【００４２】
光学ユニット４０に描画動作を実行させる場合、描画制御部３００（図５参照）は、レーザ駆動部４１を駆動してレーザ発振器４２から光を出射させる。出射された光は照明光学系４３にてラインビームとされ、ミラー４７を介して空間光変調ユニット４４の空間光変調器４４１に入射する。上述したとおり、空間光変調器４４１においては複数の空間光変調素子が副走査方向（Ｘ軸方向）に沿って並んで配置されており、入射光はその線状の光束断面を空間光変調素子の配列方向に沿わせるようにして、一列に配列された複数の空間光変調素子に入射する。描画制御部３００は、パターンデータＤに基づいてドライバ回路ユニットに指示を与え、ドライバ回路ユニットが指示された空間光変調素子に対して電圧を印加する。これによって、各空間光変調素子にて個々に空間変調された光が形成され、基板Ｗに向けて出射されることになる。空間光変調器４４１が備える空間光変調素子の個数を「Ｎ個」とすると、空間光変調器４４１からは、副走査方向に沿うＮ画素分の空間変調された光が出射されることになる。空間光変調器４４１にて空間変調された光は、必要な場合は後述する光路補正部４６によりその光路を補正された上で、投影光学系４５に入射する。そして、投影光学系４５においては、入射光のうちの不要光が遮断されるとともに必要光のみが基板Ｗの表面に導かれ、定められた倍率とされて基板Ｗの表面に結像される。
【００４３】
後に明らかになるように、光学ユニット４０は、主走査方向（Ｙ軸方向）に沿って光学ユニット４０に対して相対的に移動される基板Ｗに対して、副走査方向に沿うＮ画素分の空間変調された光を断続的に照射し続ける（すなわち、基板Ｗの表面にパルス光を繰り返して投影し続ける）。したがって、光学ユニット４０が主走査方向に沿って基板Ｗに対して相対移動して基板Ｗを横断すると、基板Ｗの表面に、副走査方向に沿ってＮ画素分の幅をもつ一本のパターン群が描画されることになる。この、Ｎ画素分の幅をもつ１本のパターン描画領域を、以下の説明では「１ストライプ分の領域」ともいう。
【００４４】
光路補正部４６は、ヘッド部４００において、空間光変調ユニット４４と投影光学系４５との間に設けられ、空間光変調ユニット４４で変調された光の経路を副走査方向（Ｘ方向）に沿ってシフトさせる。光路補正部４６が必要に応じて光の経路をシフトさせることによって、基板Ｗに照射される光の位置を副走査方向に沿って微調整することが可能となる。
【００４５】
光路補正部４６の構成について、図３を参照しながら具体的に説明する。図３は、光路補正部４６の構成を模式的に示す図である。
【００４６】
光路補正部４６は、１個以上の光学部品を備え、少なくとも１個の光学部品の位置（あるいは、姿勢）を変更することによって、入射光の光路をシフトさせる。
【００４７】
光路補正部４６は、例えば、２個のウェッジプリズム４６１と、一方のウェッジプリズム４６１を、他方のウェッジプリズム４６１に対して、入射光の光軸Ｈの方向（Ｚ軸方向）に沿って直線的に移動させるウェッジプリズム移動機構４６２とから実現することができる。
【００４８】
ウェッジプリズム４６１は、非平行な光学面Ｍ１，Ｍ２を備えることにより入射光の光路を変更できるプリズムである。２個のウェッジプリズム４６１は、互いに略同一の構造（例えば、頂角、屈折率がいずれも同一となる構造）を有している。２個のウェッジプリズム４６１は、固定ステージ４６１０、可動ステージ４６１１にそれぞれ固定され、対向する光学面Ｍ１が互いに平行となり、かつ、互いに逆向きとなるように、入射光の光軸Ｈの方向（Ｚ軸方向）に沿って並んで配置される。各ウェッジプリズム４６１は、例えば固定バンド４６１２を用いて各ステージ４６１０，４６１１に固定される。
【００４９】
一方のウェッジプリズム４６１が配置される固定ステージ４６１０は、ベース部４６２１上に固定されている。また、他方のウェッジプリズム４６１が配置される可動ステージ４６１１は、ベース部４６２１上に形成された一対のガイドレール４６２２に沿って移動可能とされている。ガイドレール４６２２は、ベース部４６２１上に、Ｚ軸方向に沿って延在して形成されている。
【００５０】
ベース部４６２１には、回転モータ４６２３によって回転させられるボールネジ４６２４が配設されている。ボールネジ４６２４は、ガイドレール４６２２の延在方向に沿って延在しており、可動ステージ４６１１のブラケット４６１１１の雌ねじ部に螺合されている。この構成において、ボールネジ４６２４が回転モータ４６２３によって回動されることで、可動ステージ４６１１がガイドレール４６２２に沿ってＺ方向に移動する。すなわち、可動ステージ４６１１に固定されたウェッジプリズム４６１がＺ方向に移動する（矢印ＡＲ４６）。
【００５１】
つまり、可動ステージ４６１１、ガイドレール４６２２、回転モータ４６２３、および、ボールネジ４６２４により、一方のウェッジプリズム４６１（可動ステージ４６１１に固定されたウェッジプリズム４６１）を入射光の光軸Ｈの方向（Ｚ軸方向）に沿って直線的に移動させるウェッジプリズム移動機構４６２が構成される。ウェッジプリズム移動機構４６２は、一方のウェッジプリズム４６１を、他方のウェッジプリズム４６１（固定ステージ４６１０に固定されたウェッジプリズム４６１）に対して光軸方向（Ｚ軸方向）に沿って直線的に移動させることによって、２個のウェッジプリズム４６１の光軸方向に沿う離間距離を変化させる。
【００５２】
上記の構成を備える光路補正部４６においては、２個のウェッジプリズム４６１の光軸に沿う離間距離を変化させることによって、ウェッジプリズム４６１に入射する光の経路をＸ軸方向に沿ってシフトさせることができる。ただし、このシフト量Δｘは、各ウェッジプリズム４６１の離間距離に応じて定まる。そこで、制御部９０（具体的には、制御部９０において実現される描画位置補正部３０４（図５参照））は、ウェッジプリズム移動機構４６２を制御して、２個のウェッジプリズム４６１のＺ軸方向に沿う離間距離を調整することによって、空間変調部４４から出射される光の経路をＸ軸方向に沿ってシフトさせ、副走査方向（Ｘ軸方向）に沿う描画位置（露光位置）を補正する。
【００５３】
＜先行撮像部５０＞
再び図１、図２を参照する。先行撮像部５０は、ステージ１０に保持された基板Ｗの上面の未露光領域を撮像するための機構である。上述したとおり、描画装置１は２個の先行撮像部５０，５０を備えている。各先行撮像部５０は、いずれかの光学ユニット４０と対応付けられて、対応する光学ユニット４０の付近（具体的には、光学ユニット４０が基板Ｗに対して光を照射する際に光学ユニット４０が基板Ｗに対して相対的に移動される移動方向について、定められた距離だけ上流側（図示の例では＋Ｙ側））に配置されて、対応する光学ユニット４０が描画を行う予定の基板Ｗ上の描画予定領域（未露光領域）を撮像する。すなわち、先行撮像部５０は、対応する光学ユニット４０から基板Ｗの描画予定領域に光が照射される前に、当該描画予定領域に形成されている下層パターンを撮像することができる。
【００５４】
先行撮像部５０は、例えばＬＥＤにより構成される光源と、鏡筒と、対物レンズと、リニアイメージセンサ（一次元イメージセンサ）により構成されるＣＣＤイメージセンサとから構成することができる。ただし、先行撮像部５０で採用される光源としては、基板Ｗ上のレジスト等を感光させない波長の光源が採用される。上記の構成の場合、光源から出射される光が、鏡筒を介して基板Ｗの上面に導かれ、その反射光が、対物レンズを介してＣＣＤイメージセンサで受光される。これによって、基板Ｗの上面の撮像データが取得されることになる。先行撮像部５０は、制御部９０と電気的に接続されており、制御部９０からの指示に応じて基板Ｗの上面を撮像して撮像データを取得し、取得した撮像データを制御部９０に送信する。
【００５５】
＜アライメント撮像部６０＞
アライメント撮像部６０は、フレーム１０７に固設され、基板Ｗの上面に形成されたアライメントマークを撮像する。アライメント撮像部６０は、上述した先行撮像部５０とほぼ同様の構成とすることができるが、アライメント撮像部６０が備えるＣＣＤイメージセンサは、例えばエリアイメージセンサ（二次元イメージセンサ）により構成される。また、撮像に用いられる照明光は、照明ユニット６１から供給される。ただし、この照明光も、基板Ｗ上のレジスト等を感光させない波長の光源が採用される。アライメント撮像部６０は、制御部９０と電気的に接続されており、制御部９０からの指示に応じて基板Ｗの上面を撮像して撮像データを取得し、取得した撮像データを制御部９０に送信する。
【００５６】
＜搬送装置７０＞
搬送装置７０は、基板Ｗを支持するための２本のハンド７１，７１と、ハンド７１，７１を独立に移動させるハンド駆動機構７２とを備える。各ハンド７１は、ハンド駆動機構７２によって駆動されることにより進退移動および昇降移動されて、ステージ１０に対する基板Ｗの受け渡しを行う。
【００５７】
＜プリアライメント部８０＞
プリアライメント部８０は、基板Ｗの回転位置を粗く補正する装置である。プリアライメント部８０は、例えば、回転可能に構成された載置台と、載置台に載置された基板Ｗの外周縁の一部に形成された切り欠き部（例えば、ノッチ、オリエンテーションフラット等）の位置を検出するセンサと、載置台を回転させる回転機構とから構成することができる。この場合、プリアライメント部８０におけるプリアライメント処理は、まず、載置台に載置された基板Ｗの切り欠き部の位置をセンサで検出し、続いて、回転機構が、当該切り欠き部の位置が定められた位置となるように載置台を回転させることによって行われる。
【００５８】
＜制御部９０＞
制御部９０は、描画装置１が備える各部と電気的に接続されており、各種の演算処理を実行しつつ描画装置１の各部の動作を制御する。
【００５９】
図４は、制御部９０のハードウエア構成を示すブロック図である。制御部９０は、例えば、ＣＰＵ９１、ＲＯＭ９２、ＲＡＭ９３、記憶装置９４等がバスライン９５を介して相互接続された一般的なコンピュータによって構成されている。ＲＯＭ９２は基本プログラム等を格納しており、ＲＡＭ９３はＣＰＵ９１が所定の処理を行う際の作業領域として供される。記憶装置９４は、フラッシュメモリ、あるいは、ハードディスク装置等の不揮発性の記憶装置によって構成されている。記憶装置９４にはプログラムＰが格納されており、このプログラムＰに記述された手順に従って、主制御部としてのＣＰＵ９１が演算処理を行うことにより、各種機能が実現されるように構成されている。プログラムＰは、通常、予め記憶装置９４等のメモリに格納されて使用されるものであるが、ＣＤ−ＲＯＭあるいはＤＶＤ−ＲＯＭ、外部のフラッシュメモリ等の記録媒体に記録された形態（プログラムプロダクト）で提供され（あるいは、ネットワークを介した外部サーバからのダウンロードなどにより提供され）、追加的または交換的に記憶装置９４等のメモリに格納されるものであってもよい。なお、制御部９０において実現される一部あるいは全部の機能は、専用の論理回路等でハードウエア的に実現されてもよい。
【００６０】
また、制御部９０では、入力部９６、表示部９７、通信部９８もバスライン９５に接続されている。入力部９６は、各種スイッチ、タッチパネル等により構成されており、オペレータから各種の入力設定指示を受け付ける。表示部９７は、液晶表示装置、ランプ等により構成されており、ＣＰＵ９１による制御の下、各種の情報を表示する。通信部９８は、ＬＡＮ等を介したデータ通信機能を有する。
【００６１】
制御部９０においては、プログラムＰに記述された手順に従って主制御部としてのＣＰＵ９１が演算処理を行うことにより描画制御部３００（図５）が実現される。描画制御部３００は、後に明らかになるように、ステージ駆動機構２０を駆動してステージ１０を移動させるとともに、移動されるステージ１０に載置された基板Ｗに対して、光学ユニット４０から描画光（パターンデータＤに応じた空間変調を施された光）を照射させる。ただし、「パターンデータＤ」は、基板Ｗに描画すべきパターンを記述したデータである。具体的には、パターンデータＤは、例えば、ＣＡＤ（computer aided design）を用いて生成されたＣＡＤデータをラスタライズしたデータであり、光を照射すべき基板Ｗ上の位置情報が画素単位で記録される。制御部９０は、基板Ｗに対する一連の処理に先立ってパターンデータＤを取得して記憶装置９４に格納している。なお、パターンデータＤの取得は、例えばネットワーク等を介して接続された外部端末装置から受信することにより行われてもよいし、記録媒体から読み取ることにより行われてもよい。
【００６２】
＜２．振動影響除去機能に関する構成＞
描画装置１は、ステージ駆動機構２０により移動されるステージ１０の振動に起因する描画精度の低下を抑制するための機能（振動影響除去機能）を備えている。当該機能について、図５を参照しながら説明する。図５は、当該機能に関する構成を示すブロック図である。
【００６３】
＜２−１．振動リストＬ＞
描画装置１は、例えば制御部９０の記憶装置９４に予め格納された、振動リストＬを備える。ステージ１０を振動させる原因には様々なものがあり、ステージ１０が移動される際に生じる振動は、これら各種の要因によってそれぞれ生じる各振動成分が重ね合わされたものとなっている。ここで、要因によっては、常に同じ振動数の振動成分となることがあり、これらは既知の振動成分として把握することができる。振動リストＬは、これら既知の振動成分それぞれの既知の振動数の値をリスト化したデータである。図６には、振動リストＬの構成例が示されている。図示の例では、振動リストＬにおいて、振動数（周波数）が「１５Ｈｚ」の振動成分１（以下「振動成分Ｖ１」と示す）と、振動数が「１００Ｈｚ」の振動成分２（以下「振動成分Ｖ２」と示す）とがそれぞれ登録されている。また、既知の振動成分の中には、振動数だけでなく振幅も常に一定値となるものもある。そこで、この実施の形態においては、振動リストＬにおいて、既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２それぞれの振幅（Ｘ方向についての振幅とＹ方向についての振幅）の値がさらに保持される。
【００６４】
なお、この実施の形態においては、振動リストＬに２種類の既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２の振動数および振幅がそれぞれ格納されるとして話を進めるが、振動リストＬには３種類以上の既知の振動成分の情報が格納されてもよいし、１種類のみの振動成分の情報が格納されてもよい。また、新たな振動成分についてその情報が特定された場合、オペレータは入力部９６を介して当該情報を振動リストＬに追加していくことができる構成としてもよい。
【００６５】
＜２−２．機能構成＞
描画装置１は、振動リストＬに登録された既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２のそれぞれを対象振動成分とし、各対象振動成分の振動状況を予測して当該予測された振動状況に基づいて処理位置（具体的には描画位置）を補正する。これを実現するための機能構成として、描画装置１は、位置変動情報取得部３０１と、位相情報特定部３０２と、振動予測部３０３と、描画位置補正部３０４とを備える。これら各部は、例えば、制御部９０において、プログラムＰに記述された手順に従って、主制御部としてのＣＰＵ９１が演算処理を行うことにより実現される。
【００６６】
＜位置変動情報取得部３０１＞
位置変動情報取得部３０１は、ステージ駆動機構２０により移動されるステージ１０の位置の変動を計測して、位置変動情報として取得する。この実施の形態においては、位置変動情報取得部３０１は、先行撮像部５０が基板Ｗ上の描画予定領域を撮像することによって得られた撮像データを画像解析することによって、移動される際のステージ１０の位置変動情報（具体的には、Ｘ方向の位置変動情報Ｄｘ、および、Ｙ方向の位置変動情報Ｄｙ）を取得する。
【００６７】
具体的には、位置変動情報取得部３０１は、まず、先行撮像部５０に、移動されるステージ１０の上面に載置された基板Ｗの描画予定領域を撮像させる。先行撮像部５０が、副走査方向に沿う１ラインの画像を次々と読み取ることによって、基板Ｗ上の描画予定領域を撮像した二次元の画像データ（撮像データ）が得られることになる。ここで得られる撮像データには、描画予定領域に先に形成されている下層パターンが現れている。
【００６８】
続いて、位置変動情報取得部３０１は、当該撮像データを画像解析することによって、ここに現れている下層パターンの形状を特定し、撮像形状として取得する。
【００６９】
ここで、基板Ｗ上に形成されている下層パターンの理想形状（すなわち、基板Ｗ上において下層パターンの各位置が本来あるべき理想位置）は、パターンデータＤとして描画装置１に保持されている。そこで、位置変動情報取得部３０１は、下層パターンの撮像形状が特定されると、続いて、パターンデータＤを参照して、下層パターンの撮像形状における複数の位置（サンプル位置）のそれぞれについて、その理想位置からのずれ量を特定する。
【００７０】
ここで、各サンプル位置の理想位置からのずれ量は、当該サンプル位置が撮像された時刻におけるステージ１０の理想位置からの位置ずれ量と推定することができる。つまり、複数のサンプル位置の理想位置からのずれ量をそれぞれ特定することによって、撮像時間内の複数の時刻（サンプル時刻）のそれぞれについて、ステージ１０の理想位置からの位置ずれ量を特定することができる。そこで、位置変動情報取得部３０１は、当該取得された各サンプル時刻におけるステージ１０の位置ずれ量を、位置変動情報として取得する。具体的には、各サンプル時刻におけるステージ１０のＸ方向についての位置ずれ量を、位置変動情報Ｄｘとして取得するとともに、各サンプル時刻におけるステージ１０のＹ方向についての位置ずれ量を、位置変動情報Ｄｙとして取得する。図７には、取得された位置変動情報Ｄｘの一例が示されている。ステージ１０の位置ずれは、ステージ１０の振動、斜行等に起因するものであり、この位置ずれ量を計測した位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙを解析すれば、撮像時間Ｔにおけるステージ１０の振動状況を特定することができる。
【００７１】
＜位相情報特定部３０２＞
位相情報特定部３０２は、位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙに基づいて、振動リストＬに登録された既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２それぞれの、撮像時間Ｔにおける位相の経時変化を表す位相情報を特定する。具体的には、Ｘ方向の位置変動情報Ｄｘに基づいて、振動成分Ｖ１のＸ方向についての位相情報Ｐｘ（Ｖ１）と、振動成分Ｖ２のＸ方向についての位相情報Ｐｘ（Ｖ２）とを特定するとともに、Ｙ方向の位置変動情報Ｄｙに基づいて、振動成分Ｖ１のＹ方向についての位相情報Ｐｙ（Ｖ１）と、振動成分Ｖ２のＹ方向についての位相情報Ｐｙ（Ｖ２）とを特定する。
【００７２】
例えば、振動成分Ｖ１のＸ方向についての位相情報Ｐｘ（Ｖ１）を特定する場合、位相情報特定部３０２は、まず位置変動情報Ｄｘ（図７）の一部（具体的には、例えば、対象となる振動成分Ｖ１の周期のｎ倍（ｎは予め定められた自然数）の時間範囲内の位置変動情報Ｄｘ）を抽出し、必要な場合は、不要な変動成分（対象となる振動成分Ｖ１に由来しないことが明らかな変動成分）をフィルタ等を用いて除去した上で、当該抽出された位置変動情報Ｄｘの変動状況を解析して、振動成分Ｖ１の位相情報Ｐｘ（Ｖ１）を特定する。具体的には、例えば、複数のサンプル時刻のそれぞれにおける位置変動情報Ｄｘの増減幅を特定し、この増減幅から各サンプル時刻における振動成分Ｖ１の位相を特定する。これによって、撮像時間Ｔにおける振動成分Ｖ１の位相の経時変化が特定され、位相情報Ｐｘ（Ｖ１）が取得される。図８には、図７に示される位置変動情報Ｄｘに基づいて取得された振動成分Ｖ１の位相情報Ｐｘ（Ｖ１）が例示されている。
【００７３】
＜振動予測部３０３＞
振動予測部３０３は、撮像時間Ｔにおける各振動成分Ｖ１，Ｖ２の位相情報Ｐｘ（Ｖ１），Ｐｙ（Ｖ１），Ｐｘ（Ｖ２），Ｐｙ（Ｖ２）に基づいて、各振動成分Ｖ１，Ｖ２のそれぞれに起因して生じる、ステージ１０の未来（撮像終了時刻より未来の各時刻）の振動状況を予測する。具体的には、振動成分Ｖ１のＸ方向の位相情報Ｐｘ（Ｖ１）に基づいて、振動成分Ｖ１のＸ方向についての未来の振動状況を予測して予測振動Ｑｘ（Ｖ１）として取得する。また、振動成分Ｖ１のＹ方向の位相情報Ｐｙ（Ｖ１）に基づいて、振動成分Ｖ１のＹ方向についての未来の振動状況を予測して予測振動Ｑｙ（Ｖ１）として取得する。同様に、振動成分Ｖ２のＸ方向の位相情報Ｐｘ（Ｖ２）に基づいて、振動成分Ｖ２のＸ方向についての未来の振動状況を予測して予測振動Ｑｘ（Ｖ２）として取得するとともに、振動成分Ｖ２のＹ方向の位相情報Ｐｙ（Ｖ２）に基づいて、振動成分Ｖ２のＹ方向についての未来の振動状況を予測して予測振動Ｑｙ（Ｖ２）として取得する。
【００７４】
例えば予測振動Ｑｘ（Ｖ１）を取得する場合、振動予測部３０３は、まず、振動成分Ｖ１の振動数およびＸ方向についての振幅を振動リストＬから取得するとともに、振動成分Ｖ１のＸ方向についての位相情報Ｐｘ（Ｖ１）を位相情報特定部３０２から取得する。これらの各情報から、撮像時間Ｔの期間における振動成分Ｖ１のＸ方向についての振動状況が特定される（図９の実線部分ｆ１）。ここで、ステージ１０は、一旦移動開始されると次に停止されるまで連続的な位相で振動を続ける。また、振動数および振幅も変化しないと推定できる。したがって、振動予測部３０３は、撮像時間Ｔにおける振動状況から、将来の任意の時刻における振動状況を予測し（図９の鎖線部分ｆ２）、これを予測振動Ｑｘ（Ｖ１）として取得する。振動予測部３０３は、予測振動Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２），Ｑｙ（Ｖ２）についても、これと同様の態様で取得する。
【００７５】
＜描画位置補正部３０４＞
描画位置補正部３０４は、振動成分Ｖ１，Ｖ２の影響を排除して基板Ｗ上の適切な位置に光が照射されるように描画位置を補正する。例えば、図７に示される位置変動情報Ｄｘのようにステージ１０が位置変動している場合、描画位置を補正しなければ、各時刻において、この位置変動分だけ目標位置（例えば、下層パターンの形成位置）からずれた位置に描画が行われてしまうことになる（図１０の鎖線部分ｆ３）。ここで、各時刻のＸ方向の描画位置を、予測振動Ｑｘ（Ｖ１）（図９の鎖線部分ｆ２）が示すずれ量分だけ、振動成分Ｖ１の影響を低減できる方向にずらすように補正すれば、Ｘ方向について振動成分Ｖ１の影響を排除することができる（図１０の実線部分ｆ４）。さらに、各時刻のＸ方向の描画位置を、予測振動Ｑｘ（Ｖ２）が示すずれ量分だけ、振動成分Ｖ２の影響を低減できる方向にずらすように補正すれば、Ｘ方向について振動成分Ｖ２の影響も排除することができる（図１０の実線部分ｆ５）。
【００７６】
そこで、描画位置補正部３０４は、振動成分Ｖ１，Ｖ２のそれぞれに起因して生じる、ステージ１０の未来の振動状況（予測振動Ｑｘ（Ｖ１），Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２），Ｑｙ（Ｖ２）のそれぞれにて規定される振動状況）に基づいて、光学ユニット４０によるパターンの描画位置を補正する。すなわち、振動成分Ｖ１のＸ方向の予測振動Ｑｘ（Ｖ１）と振動成分Ｖ２のＸ方向の予測振動Ｑｘ（Ｖ２）とに基づいて、Ｘ方向についての各時刻の描画位置を補正するとともに、振動成分Ｖ１のＹ方向の予測振動Ｑｙ（Ｖ１）と振動成分Ｖ２のＹ方向の予測振動Ｑｙ（Ｖ２）とに基づいて、Ｙ方向についての各時刻の描画位置を補正する。以下において、描画位置補正部３０４が各方向の描画位置を補正する具体的な態様について説明する。
【００７７】
＜Ｘ方向＞
描画位置補正部３０４は、Ｘ方向については、基板Ｗに照射される描画光を光学的に移動させることによって描画位置を補正する。具体的には、描画位置補正部３０４は、ウェッジプリズム移動機構４６２を制御して２個のウェッジプリズム４６１のＺ軸方向に沿う離間距離を調整することによって、空間変調部４４から出射される光の経路を、予測振動Ｑｘ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２）のそれぞれが予測するずれ量を足し合わせた値だけシフトさせて、Ｘ方向についての各時刻の描画位置を補正する。
【００７８】
例えば、図１１に示されるように、ある時刻ｔ１において描画対象となる基板Ｗ上の目標位置がｘ１であるとする。ここで、この時刻ｔ１において予測振動Ｑｘ（Ｖ１）が与えるずれ量の予測値が「ａ」であり（図９）、予測振動Ｑｘ（Ｖ２）の与えるずれ量の予測値が「ｂ」であるとすると、描画位置補正部３０４は、時刻ｔ１において描画位置を＋Ｘ方向に「ａ＋ｂ」だけ移動させるように補正する。基板Ｗを載置したステージ１０は、時刻ｔ１において、振動成分Ｖ１，Ｖ２によって＋Ｘ方向に幅「ａ＋ｂ」だけ位置ずれを起こしている。したがって、描画位置が＋Ｘ方向に「ａ＋ｂ」だけ移動させるように補正されることによって、基板Ｗ上の目標位置ｘ１に正しく描画光が照射されることになる。すなわち、振動成分Ｖ１の影響を排除して基板Ｗ上の適切な位置に描画光が照射されるように描画位置が補正されることになる。
【００７９】
＜Ｙ方向＞
描画位置補正部３０４は、Ｙ方向については、基板Ｗに対する描画光の照射タイミングを調整することによって、Ｙ方向についての描画位置を補正する。具体的には、描画位置補正部３０４は、予測振動Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｙ（Ｖ２）のそれぞれが予測するずれ量を足し合わせた値に応じてパターンデータＤの読み出しタイミングを遅らせる（あるいは、早める）ように描画制御部３００に指示を与えることによって、Ｙ方向についての各時刻の描画位置を補正する。
【００８０】
例えば、図１２に示されるように、ある時刻ｔ１において描画対象となる基板Ｗ上の目標位置がｙ１と規定されていたとする。ここで、この時刻ｔ１において予測振動Ｑｙ（Ｖ１）が与えるずれ量の予測値が「ｃ」であり、予測振動Ｑｙ（Ｖ２）の与えるずれ量の予測値が「ｄ」であるとする。つまりこの場合、時刻ｔ１において光学ユニット４０の真下にある基板Ｗ上のＹ位置は「ｙ１」ではなく「ｙ１−（ｃ＋ｄ）」となる。この場合、描画位置補正部３０４は、時刻ｔ１においては、描画制御部３００に、パターンデータＤの読み出しタイミングを「ｃ＋ｄ」に応じた時間Δｔだけずらして、パターンデータＤから、当該時刻ｔ１に読み出すはずであったデータ（位置「ｙ１」のアドレスデータと対応付けられたデータｄ１）に代えて、時刻（ｔ１＋Δｔ）に読み出すはずであったデータ（位置「ｙ１−（ｃ＋ｄ）」のアドレスデータと対応付けられたデータｄ２）を読み出させる。描画制御部３００が、当該読み出されたデータに基づいて空間光変調器４４１に光を空間変調させると、時刻ｔ１には、位置「ｙ１−（ｃ＋ｄ）」に描画すべき変調光が光学ユニット４０から基板Ｗに向けて照射されることになる。すなわち、振動成分Ｖ１の影響を排除して基板Ｗ上の適切な位置に描画光が照射されるように描画位置が補正されることになる。
【００８１】
＜３．基板Ｗに対する処理の流れ＞
＜３−１．全体の流れ＞
描画装置１において実行される基板Ｗに対する一連の処理の全体の流れについて、図１３を参照しながら説明する。図１３は、当該処理の流れを示す図である。以下に説明する一連の動作は、制御部９０の制御下で行われる。
【００８２】
まず、搬送装置７０が、カセット載置部１０４に載置されたカセットＣから未処理基板Ｗを取り出して描画装置１に搬入する（ステップＳ１）。
【００８３】
続いて、搬送装置７０は搬入した基板Ｗをプリアライメント部８０に搬入し、プリアライメント部８０にて当該基板Ｗに対するプリアライメント処理が行われる（ステップＳ２）。プリアライメント処理は、上述したとおり、例えば、載置台に載置された基板Ｗの切り欠き部の位置をセンサで検出し、当該切り欠き部の位置が定められた位置となるように載置台を回転させることによって行われる。これによって、載置台に載置された基板Ｗが定められた回転位置におおまかに位置合わせされた状態におかれることになる。
【００８４】
続いて、搬送装置７０が、プリアライメント処理済みの基板Ｗをプリアライメント部８０から搬出してこれをステージ１０に載置する（ステップＳ３）。ステージ１０は、その上面に基板Ｗが載置されると、これを吸着保持する。
【００８５】
基板Ｗがステージ１０に吸着保持された状態となると、続いて、当該基板Ｗが適正な回転位置にくるように精密に位置合わせする処理（ファインアライメント）が行われる（ステップＳ４）。具体的には、まず、ステージ駆動機構２０が、ステージ１０を受け渡し位置からアライメント撮像部６０の下方位置まで移動させる。ステージ１０がアライメント撮像部６０の下方に配置されると、続いて、アライメント撮像部６０が、基板Ｗ上のアライメントマークを撮像して、当該撮像データを取得する。続いて、制御部９０が、アライメント撮像部６０により取得された撮像データを画像解析してアライメントマークの位置を検出し、その検出位置に基づいて基板Ｗの適正位置からのずれ量を算出する。ずれ量が算出されると、ステージ駆動機構２０が当該算出されたずれ量だけステージ１０を移動させて、基板Ｗが適正位置にくるように位置合わせする。
【００８６】
基板Ｗが位置合わせされると、続いて、パターンの描画処理が開始される（ステップＳ５）。描画処理においては、描画制御部３００が、ステージ駆動機構２０にステージ１０を主走査方向（Ｙ軸方向）に沿って往復させる動作（主走査）と、ステージ１０を副走査方向（Ｘ軸方向）に沿って移動させる動作（副走査）とを繰り返して行わせる。その一方で、描画制御部３００は、ステージ１０がＹ軸に沿って−Ｙ方向に沿って移動される間、各光学ユニット４０に描画光（パターンデータＤに応じた空間変調が形成された、副走査方向に沿うＮ画素分の光）を生成させて、これを基板Ｗに向けて断続的に照射させる。したがって、Ｙ軸に沿う１回の往復動作が終了する度に、各光学ユニット４０によって基板Ｗの表面に１ストライプ分の描画が行われることになる。ただし、上述したとおり、描画装置１は２個の光学ユニット４０を備えており、Ｙ軸に沿う１回の往復動作において、２つのストライプ領域に対する描画が並行して行われることになる。Ｙ軸に沿う１回の往復動作が終了すると、ステージ駆動機構２０は、ステージ１０をＸ軸に沿って、１ストライプの幅に相当する距離だけ移動させる（副走査）。副走査が終了すると、再び主走査が行われるところ、ここでも各光学ユニット４０によって基板Ｗに対して１ストライプ分の描画が行われ、これによって先に描画されている１ストライプ分の描画領域の隣に、さらに１ストライプ分の描画が行われる。主走査と副走査とが定められた回数だけ繰り返して行われることによって、基板Ｗの表面の全域にパターンが描画されることになる。
【００８７】
基板Ｗの上面の全域にパターンが描画されると、搬送装置７０が処理済みの基板Ｗを搬出する（ステップＳ６）。これによって、当該基板Ｗに対する一連の処理が終了する。
【００８８】
＜３−２．各ストライプの描画＞
上述したとおり、描画処理（図１３のステップＳ５）においては、各光学ユニット４０によって、基板Ｗに対する描画が、１ストライプ分の領域単位で行われる。ここで、１ストライプ分の領域単位に行われる描画処理の流れについて、図１４を参照しながらより詳細に説明する。図１４は、当該処理の流れを示す図である。なお、上述したとおり、描画装置１は２個の光学ユニット４０を備えており、描画処理においては、以下に説明する一連の処理が２個の光学ユニット４０のそれぞれについて並行して行われる。
【００８９】
ステージ駆動機構２０がステージ１０をＹ軸に沿って−Ｙ方向に移動開始すると、描画対象とされるストライプ領域における−Ｙ側の端部が先行撮像部５０の下方に到達する（図２参照）（ステップＳ１１でＹＥＳ）。すると、ステージ１０の振動状況を予測するための一連の処理（ステップＳ２１〜ステップＳ２３）が開始される。
【００９０】
すなわち、描画対象とされるストライプ領域における−Ｙ側の端部が先行撮像部５０の下方に到達すると、位置変動情報取得部３０１が、各先行撮像部５０に、当該描画対象とされるストライプ領域の撮像を開始させ、得られた撮像データを画像解析することによって、移動されるステージ１０のＸ方向の位置変動情報Ｄｘ、および、Ｙ方向の位置変動情報Ｄｙをそれぞれ取得する（ステップＳ２１）。位置変動情報取得部３０１が画像データに基づいて位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙを取得する態様は上述したとおりである。ただし、ここで先行撮像部５０に撮像させる基板Ｗ上の領域は位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙを取得するのに必要最小限のものでよい。すなわち、ここで撮像すべき領域のサイズは、対象となる振動成分Ｖ１，Ｖ２の振動数、下層パターンの密度、各振動成分Ｖ１，Ｖ２の各位相を予測するために必要なサンプル位置の個数、必要なサンプル位置の密度等に応じて規定される。例えば、振動成分Ｖ１，Ｖ２がいずれも比較的高周波の振動成分である場合は、撮像すべき領域のサイズは比較的小さくてよい。また例えば、下層パターンの密度が比較的高い場合、取得できるサンプル位置の密度も比較的高くなるので、撮像すべき領域のサイズは比較的小さくてよい。
【００９１】
続いて、位相情報特定部３０２が、ステップＳ２１で取得された位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙに基づいて、振動リストＬに登録された既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２それぞれの位相情報を特定する（ステップＳ２２）。すなわち、位置変動情報Ｄｘに基づいて、各振動成分Ｖ１，Ｖ２のＸ方向の位相情報Ｐｘ（Ｖ１），Ｐｘ（Ｖ２）を特定するとともに、位置変動情報Ｄｙに基づいて、各振動成分Ｖ１，Ｖ２のＹ方向の位相情報Ｐｙ（Ｖ１），Ｐｙ（Ｖ２）を特定する。位相情報特定部３０２が位相情報Ｐｘ（Ｖ１），Ｐｘ（Ｖ２），Ｐｙ（Ｖ１），Ｐｙ（Ｖ２）を取得する態様は上述したとおりである。
【００９２】
続いて、振動予測部３０３が、ステップＳ２２で特定された各振動成分Ｖ１，Ｖ２の位相情報Ｐｘ（Ｖ１），Ｐｙ（Ｖ１），Ｐｘ（Ｖ２），Ｐｙ（Ｖ２）に基づいて、各振動成分Ｖ１，Ｖ２のそれぞれに起因して生じる、ステージ１０の未来の振動状況を予測して、予測振動Ｑｘ（Ｖ１），Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２），Ｑｙ（Ｖ２）として取得する（ステップＳ２３）。振動予測部３０３が予測振動Ｑｘ（Ｖ１），Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２），Ｑｙ（Ｖ２）を取得する態様は上述したとおりである。
【００９３】
一方、上記の一連の処理ステップＳ２１〜ステップＳ２３が行われる間もステージ１０は停止されることなくＹ軸に沿って−Ｙ方向に移動されており、ステップＳ１１の状態から定められた時間が経過すると、描画対象とされるストライプ領域における−Ｙ側の端部が光学ユニット４０の下方に到達する（図２参照）（ステップＳ１２でＹＥＳ）。すると、上述したとおり、描画制御部３００が、光学ユニット４０から、基板Ｗに向けて描画光を照射開始させる。このとき、描画位置補正部３０４が、ステップＳ２３で取得された予測振動Ｑｘ（Ｖ１），Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２），Ｑｙ（Ｖ２）に基づいて、光学ユニット４０による描画位置を補正する（ステップＳ２４）。すなわち、描画位置補正部３０４は、光路補正部４６を制御して、空間変調部４４から出射された光の経路を、予測振動Ｑｘ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２）のそれぞれが予測するずれ量を足し合わせた値だけシフトさせて、Ｘ方向についての描画位置を補正する。また、描画位置補正部３０４は、予測振動Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｙ（Ｖ２）のそれぞれが予測するずれ量を足し合わせた値に応じてパターンデータＤの読み出しタイミングを遅らせる（あるいは、早める）ように描画制御部３００に指示を与えることによって、Ｙ方向についての描画位置を補正する。これによって、移動されるステージ１０に生じている振動（既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２に起因する振動）の影響が排除されて、基板Ｗ上の適切な位置に描画光が照射されることになる。
【００９４】
なお、ステージ１０の振動状況を予測するための一連の処理（ステップＳ２１〜ステップＳ２３）は、描画対象とされるストライプ領域における−Ｙ側の端部が光学ユニット４０の下方に到達するタイミングまでに完了していることが好ましい。すなわち、ステップＳ１１からステップＳ１２までの時間内に完了していることが好ましい。この時間は、先行撮像部５０と光学ユニット４０との主走査方向に沿う離間距離と、ステージ１０の主走査方向に沿う移動速度とに応じて規定されるものであり、これらのうちの少なくとも一方を調整することによって、ストライプ領域への描画光の照射が開始される前にステップＳ２１〜ステップＳ２３の一連の処理が完了するように調整することができる。
【００９５】
＜４．効果＞
上記の実施の形態においては、移動されるステージ１０の振動に含まれる既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２を対象振動成分として、各振動成分Ｖ１，Ｖ２の位相情報Ｐｘ（Ｖ１），Ｐｘ（Ｖ２），Ｐｙ（Ｖ１），Ｐｙ（Ｖ２）を特定し、特定された位相情報Ｐｘ（Ｖ１），Ｐｘ（Ｖ２），Ｐｙ（Ｖ１），Ｐｙ（Ｖ２）に基づいてステージの振動状況を予測する。そして、当該予測された振動状況（予測振動Ｑｘ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２），Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｙ（Ｖ２））に基づいて、処理位置（上記の実施の形態においては、描画位置）を補正する。この構成によると、移動されるステージ１０の既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２の影響が排除されて、基板Ｗ上の適切な位置に処理を施すことができる。したがって、ステージ１０の振動に起因する処理精度の低下を適切に抑制できる。例えば、上記の実施の形態においては、下層パターンに高精度に位置あわせされた状態でパターンを形成することができる。すなわち、重ね合わせ精度の低下を適切に抑制できる。
【００９６】
例えば、駆動機構の改良によってステージ１０の振動自体をゼロにしようとすると、装置の高コスト化は避けられない上、振動を完全にゼロとすることはほぼ不可能である。上記の実施の形態においては、たとえステージ１０が振動しても、その影響を適切に排除することができるので、振動を低減するために膨大なコストをかける必要がない。
【００９７】
また、上記の実施の形態においては、基板Ｗ上の未処理領域を撮像して取得された撮像データを画像解析することによってステージ１０の位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙを取得する。この構成によると、正確な位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙを簡単に取得することができる。
【００９８】
＜５．変形例＞
上記の実施の形態においては、既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２の振幅は振動リストＬに予め格納される構成としたが、各振動成分Ｖ１，Ｖ２の振幅は、位置変動情報取得部３０１が取得した位置変動情報Ｄｘ，位置変動情報Ｄｙに基づいて特定される構成としてもよい。
【００９９】
また、位置変動情報取得部３０１が位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙを取得する態様は上述したものに限らない。例えば、ステージ１０上に二次元エンコーダの計測スケール（スケールパターン）を配置し、例えば光学ユニット４０の付近に配置した読み取り機（エンコーダヘッド）で当該計測スケールを読み取ることによって、位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙを取得する構成としてもよい。
【０１００】
また、位相情報特定部３０２が各振動成分Ｖ１，Ｖ２の位相を特定する態様は上述したものに限らない。例えば、位置変動情報Ｄｙをフーリエ変換して各振動成分Ｖ１，Ｖ２のＹ方向の位相を特定するとともに、位置変動情報Ｄｘをフーリエ変換して各振動成分Ｖ１，Ｖ２のＸ方向の位相を特定してもよい。
【０１０１】
また、描画位置補正部３０４が描画位置を補正する態様は上述したものに限らない。例えば、光学ユニット４０の位置を微小に移動させる駆動機構を設け、これを制御して光学ユニット４０の位置を予測振動に応じて移動させることによって描画位置を補正してもよい。また例えば、パターンデータＤを予測振動に応じて予め補正しておくことによって描画位置を補正してもよい。また、補正対象とされる振動成分が、ステージ１０の移動速度の変更によって位相が変化しないものである場合、ステージ駆動機構２０によるステージ１０の移動速度を調整することによってＹ方向についての描画位置を補正することも可能である。
【０１０２】
また、上記の実施の形態においては、２個の光学ユニット４０のそれぞれに対応する先行撮像部５０を設ける構成としたが、一方の先行撮像部５０を省略する構成としてもよい。この構成の場合、１個の先行撮像部５０が取得した撮像データに基づいて取得された位置変動情報Ｄｘ，Ｄｙから特定された予測振動Ｑｘ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２），Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｙ（Ｖ２）を、２個の光学ユニット４０のそれぞれの描画位置の補正に用いればよい。
【０１０３】
また、上記の実施の形態においては、ステージ１０がＹ軸に沿って往復移動される間、−Ｙ方向に沿って移動される間においてのみ基板Ｗに対して描画を行う構成としたが、往路と復路の両方において基板Ｗに対して描画を行う構成としてもよい。この構成においては、Ｙ軸に沿う往路と復路との間にも副走査を行う。すなわち、まず、ステージ１０をＹ軸に沿って例えば＋Ｙ方向に沿って移動させつつ、光学ユニット４０から基板Ｗに向けて描画光を照射させ、続いて、ステージ１０をＸ軸に沿って１ストライプの幅に相当する距離だけ移動させた後（副走査）、今度は、ステージ１０をＹ軸に沿って−Ｙ方向に沿って移動させつつ、光学ユニット４０から基板Ｗに向けて描画光を照射させる。そして、副走査を行った後に、再びステージ１０をＹ軸に沿って＋Ｙ方向に沿って移動させつつ、光学ユニット４０から基板Ｗに向けて描光を照射させる、といった具合で描画処理を行えばよい。ただし、この態様を採用する場合、Ｙ方向に沿って各光学ユニット４０を挟んで両側の各位置に先行撮像部５０を設ける必要がある。つまり、この場合は、一個の光学ユニット４０に対して２個の先行撮像部５０が対応付けられることになる。
【０１０４】
また、上記の実施の形態において、先行撮像部５０に代えてＴＴＬ（Through The Lens）方式の撮像部（光学ユニット４０が有する描画用の光学系の一部を用いて基板Ｗを撮像する方式の撮像部）を用いてもよい。
【０１０５】
また、上記の実施の形態において、先行撮像部５０、アライメント撮像部６０の各部は、さらに、対物レンズの位置を調整する駆動部と、基板Ｗの上面の高さ位置（Ｚ軸方向に沿う位置）を検出する位置検出ユニットとから構成されるオートフォーカスユニットを備えてもよい。オートフォーカスユニットにオートフォーカスを行わせる場合、制御部９０は、位置検出ユニットに基板Ｗの上面内の撮像予定位置の高さ位置を検出させ、取得された位置情報に基づいて駆動部を制御して、対物レンズが適切な位置におかれるように調整する。
【０１０６】
また、上記の実施の形態において、描画位置補正部３０４が描画位置を補正するために必要な時間（例えば、描画位置補正部３０４が、ウェッジプリズム移動機構４６２を制御して、２個のウェッジプリズム４６１のＺ軸方向に沿う離間距離を調整するのに要する時間が対象となる既知の振動成分Ｖ１，Ｖ２の周期に対して比較的大きい場合、この時間（遅れ時間）を考慮して描画位置の補正タイミングを調整してもよい。
【０１０７】
また、上記の各実施形態では、空間光変調器４４１として変調単位である固定リボンと可動リボンとが一次元に配設された回折格子型の空間光変調器であるＧＬＶが用いられていたが、このような形態には限られない。例えば、ＧＬＶに限らず、ミラーのような変調単位が、一次元に配列されている空間光変調器が利用される形態であってもよい。また、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device：デジタルマイクロミラーデバイス：テキサスインスツルメンツ社の登録商標）のような変調単位であるマイクロミラーが二次元的に配列された空間光変調器が利用されてもよい。
【０１０８】
また、上記の実施の形態においては、変調した描画光によって基板上の感光材料を走査することにより、当該感光材料に直接パターンを露光する描画装置に本願発明が適用された場合について説明したが、本願発明は、光源とフォトマスクを用いて当該感光材料を面状に露光する露光装置に適用することもできる。この場合、描画位置補正部３０４は、例えばフォトマスクを予測振動Ｑｘ（Ｖ１），Ｑｘ（Ｖ２），Ｑｙ（Ｖ１），Ｑｙ（Ｖ２）に応じて移動させることによって、描画位置を補正することができる。
【０１０９】
また、本願発明は、基板Ｗに光を照射してパターンを露光する処理以外の様々な処理を行う基板処理装置に適用することができる。例えば、対象となる基板を載置したステージを、塗布ヘッドに対して移動させつつ塗布ヘッドからステージ上の基板に対して塗布液を塗布する塗布処理装置、対象となる基板を載置したステージを、検査ヘッドに対して移動させつつ検査ヘッドからステージ上の基板を例えば撮像してその表面に形成されたパターン形状等を検査する検査理装置、等に適用することができる。
【符号の説明】
【０１１０】
１ 描画装置
１０ ステージ
２０ ステージ駆動機構
４０ 光学ユニット
５０ 先行撮像部
９０ 制御部
３０１ 位置変動情報取得部
３０２ 位相情報特定部
３０３ 振動予測部
３０４ 描画位置補正部
Ｗ 基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を水平姿勢で保持するステージと、
前記ステージに保持された基板に対して定められた処理を行う処理部と、
前記ステージを前記処理部に対して相対移動させるステージ駆動部と、
前記ステージ駆動部により移動される前記ステージの位置の変動を計測して位置変動情報として取得する位置変動情報取得部と、
移動される前記ステージの振動に含まれる振動成分のうち振動数が既知である振動成分を対象振動成分とし、前記位置変動情報から前記対象振動成分の位相情報を特定する位相情報特定部と、
前記対象振動成分の位相情報に基づいて、前記ステージの位置の変動の計測を終了した後の前記ステージの振動状況を予測する振動予測部と、
前記振動予測部により予測された振動状況に基づいて、前記処理部が前記基板に対して処理を行う際の処理位置を補正する処理位置補正部と、
を備える基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記ステージに保持された基板上の未処理領域を撮像する撮像部、
を備え、
前記位置変動情報取得部が、
前記撮像部が取得した前記未処理領域の撮像データを画像解析することによって、前記位置変動情報を取得する、基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板処理装置であって、
前記処理部が、
前記ステージに保持された基板に対して光を照射して、前記基板にパターンを描画する光照射部、
を備え、
前記処理位置補正部が、
前記振動予測部により予測された振動状況に基づいて、前記光照射部による前記パターンの描画位置を補正する、
基板処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の基板処理装置であって、
平行でない光学面を備えるプリズムを前記光照射部から出射される光の経路上に２個並べて配置した光学系と、前記２個のプリズムの離間距離を変更することにより前記光照射部から出射される光の経路をシフトさせるプリズム移動部と、を備える光路補正部、
を備え、
前記処理位置補正部が、
前記振動予測部により予測された振動状況に基づいて、前記光路補正部に前記光照射部から出射される光の経路をシフトさせて、前記描画位置を補正する、
基板処理装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の基板処理装置であって、
前記処理位置補正部が、
前記振動予測部により予測された振動状況に基づいて前記光照射部からの光の出射タイミングを調整することによって、前記描画位置を補正する、
基板処理装置。
【請求項６】
移動されるステージに保持された基板に対して、処理部から定められた処理を行う基板処理方法であって、
ａ）移動される前記ステージの位置の変動を計測して位置変動情報として取得する工程と、
ｂ）移動される前記ステージの振動に含まれる振動成分のうち振動数が既知である振動成分を対象振動成分とし、前記ａ）工程で取得された前記位置変動情報から前記対象振動成分の位相情報を特定する工程と、
ｃ）前記対象振動成分の位相情報に基づいて、前記ステージの位置の変動の計測を終了した後の前記ステージの振動状況を予測する工程と、
ｄ）前記ｃ）工程で予測された振動状況に基づいて、前記処理部が前記基板に対して処理を行う際の処理位置を補正する工程と、
を備える基板処理方法。
【請求項１】
基板を水平姿勢で保持するステージと、
前記ステージに保持された基板に対して定められた処理を行う処理部と、
前記ステージを前記処理部に対して相対移動させるステージ駆動部と、
前記ステージ駆動部により移動される前記ステージの位置の変動を計測して位置変動情報として取得する位置変動情報取得部と、
移動される前記ステージの振動に含まれる振動成分のうち振動数が既知である振動成分を対象振動成分とし、前記位置変動情報から前記対象振動成分の位相情報を特定する位相情報特定部と、
前記対象振動成分の位相情報に基づいて、前記ステージの位置の変動の計測を終了した後の前記ステージの振動状況を予測する振動予測部と、
前記振動予測部により予測された振動状況に基づいて、前記処理部が前記基板に対して処理を行う際の処理位置を補正する処理位置補正部と、
を備える基板処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置であって、
前記ステージに保持された基板上の未処理領域を撮像する撮像部、
を備え、
前記位置変動情報取得部が、
前記撮像部が取得した前記未処理領域の撮像データを画像解析することによって、前記位置変動情報を取得する、基板処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の基板処理装置であって、
前記処理部が、
前記ステージに保持された基板に対して光を照射して、前記基板にパターンを描画する光照射部、
を備え、
前記処理位置補正部が、
前記振動予測部により予測された振動状況に基づいて、前記光照射部による前記パターンの描画位置を補正する、
基板処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の基板処理装置であって、
平行でない光学面を備えるプリズムを前記光照射部から出射される光の経路上に２個並べて配置した光学系と、前記２個のプリズムの離間距離を変更することにより前記光照射部から出射される光の経路をシフトさせるプリズム移動部と、を備える光路補正部、
を備え、
前記処理位置補正部が、
前記振動予測部により予測された振動状況に基づいて、前記光路補正部に前記光照射部から出射される光の経路をシフトさせて、前記描画位置を補正する、
基板処理装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の基板処理装置であって、
前記処理位置補正部が、
前記振動予測部により予測された振動状況に基づいて前記光照射部からの光の出射タイミングを調整することによって、前記描画位置を補正する、
基板処理装置。
【請求項６】
移動されるステージに保持された基板に対して、処理部から定められた処理を行う基板処理方法であって、
ａ）移動される前記ステージの位置の変動を計測して位置変動情報として取得する工程と、
ｂ）移動される前記ステージの振動に含まれる振動成分のうち振動数が既知である振動成分を対象振動成分とし、前記ａ）工程で取得された前記位置変動情報から前記対象振動成分の位相情報を特定する工程と、
ｃ）前記対象振動成分の位相情報に基づいて、前記ステージの位置の変動の計測を終了した後の前記ステージの振動状況を予測する工程と、
ｄ）前記ｃ）工程で予測された振動状況に基づいて、前記処理部が前記基板に対して処理を行う際の処理位置を補正する工程と、
を備える基板処理方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−６９８５０（Ｐ２０１３−６９８５０Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０７１５５（Ｐ２０１１−２０７１５５）
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【Ｆターム（参考）】
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