KR20180028934A

KR20180028934A - 패턴 노광 장치, 노광 헤드 및 패턴 노광 방법

Info

Publication number: KR20180028934A
Application number: KR1020170112653A
Authority: KR
Inventors: 히로후미 미즈노; 유키히데 시게노; 하루오 우에무라
Original assignee: 가부시키가이샤 스크린 홀딩스
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2017-09-04
Publication date: 2018-03-19
Anticipated expiration: 2037-09-04
Also published as: JP6717719B2; KR102043501B1; JP2018041025A; EP3293576A3; TWI641922B; CN107807495A; TW201821905A; EP3293576A2; CN107807495B; EP3293576B1

Abstract

패턴광의 핀트 맞춤을 알맞게 행하는 기술을 제공한다.
패턴 노광 장치(10)는, 기판(W)의 감광 재료면에 패턴광을 출력하는 노광 헤드(82)와, 기판(W)의 위치를 측정하는 측정기(84)와, 기판(W)의 감광 재료면의 위치에 따라, 패턴광의 결상 위치를 조절하는 포커스 제어부(902)를 구비한다. 노광 헤드(82)는, 제1 결상 광학계(822)의 제2 렌즈(12L) 및 마이크로 렌즈 어레이(824)를 제1 렌즈(10L)에 접근 및 이격하는 방향으로 이동시키는 렌즈 이동부(828)를 구비한다.

Description

패턴 노광 장치, 노광 헤드 및 패턴 노광 방법{PATTERN EXPOSURE DEVICE, EXPOSURE HEAD, AND PATTERN EXPOSURE METHOD}

본 발명은 패턴 노광을 행할 때에 있어서의 패턴광의 핀트 맞춤을 행하는 기술에 관한 것이다.

특허문헌 1에는 공간 변조에 의해 형성된 패턴광을 감광 재료에 조사함으로써, 감광 재료에 소정의 패턴을 노광하는 투영 노광 장치가 기재되어 있다.

상기 투영 노광 장치에서는, 광원으로부터 출력된 광을 마이크로 미러 디바이스(DMD)에 의해 공간 변조하여 패턴광이 형성된다. 그 패턴광은 광학계에 의해 감광 재료 상에 결상된다.

상기 광학계는, 예를 들면, DMD에 의해 형성한 패턴광을 결상하는 제1 결상 광학계와, 제1 결상 광학계의 결상면에 배치된 마이크로 렌즈 어레이와, 마이크로 렌즈 어레이를 통과한 광을 감광 재료 상에 결상하는 제2 결상 광학계를 포함한다. 마이크로 렌즈 어레이는, DMD의 마이크로 미러 각각에 대응하도록 이차원형상으로 배열된 복수의 마이크로 렌즈를 구비한다.

또 특허문헌 1에는, 제2 결상 광학계와 감광 재료의 사이에, 프리즘을 이용한 공기 간격 조절부를 설치하는 것이 기재되어 있다. 공기 간격 조절부에 의해, 제2 결상 광학계와 감광 재료 사이의 공기 간격이 변경되며, 이에 따라, 제2 결상 광학계로부터 출력되는 광(패턴광)의 결상 위치(핀트 위치)가 조절 가능하게 되어 있다.

일본국 특허공개 2004－335692호 공보

고해상도의 패턴 노광을 실현하기 위해, 제2 결상 광학계와 감광 재료 사이는 가능한 한 좁아지도록 설계되는 것이 일반적이다. 이 때문에 특허문헌 1과 같이, 이 제2 결상 광학계와 감광 재료의 사이에 공기 간격 조절부를 배치하는 것이 곤란한 경우가 있었다. 또 그러한 좁은 간격에 공기 간격 조절부를 배치함으로써, 메인터넌스가 곤란해질 우려도 있었다.

그래서 본 발명은, 패턴광의 핀트 맞춤을 알맞게 행하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 과제를 해결하기 위해, 제1 양태는, 패턴 노광 장치로서, 감광 재료를 유지하는 유지부와, 상기 감광 재료를 향해 패턴광을 출력하는 노광 헤드와, 상기 유지부에 유지된 상기 감광 재료의 위치를 측정하는 측정부와, 상기 감광 재료의 위치에 따라, 상기 패턴광의 결상 위치를 조절하는 포커스 제어부를 구비하며, 상기 노광 헤드는, 광원으로부터 출력된 광을 공간 광변조하여 패턴광을 형성하는 복수의 변조 소자를 갖는 공간 광변조기와, 상기 공간 광변조기로부터 출력된 패턴광의 광로에 배치된 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 가지며, 상기 제2 렌즈가 상측(像側) 텔레센트릭인 제1 결상 광학계와, 상기 제1 결상 광학계의 상기 제2 렌즈를 통과한 상기 패턴광을 집광하는 복수의 마이크로 렌즈를 갖는 마이크로 렌즈 어레이와, 상기 마이크로 렌즈 어레이를 통과한 상기 패턴광의 광로에 배치되어 있으며, 상기 패턴광을 결상하는 제2 결상 광학계와, 상기 제2 렌즈 및 상기 마이크로 렌즈 어레이를 상기 제1 렌즈에 대해 접근 또는 이격하는 방향으로 이동시키는 렌즈 이동부를 가지며, 상기 포커스 제어부는, 상기 렌즈 이동부의 동작을 제어함으로써, 상기 패턴광의 상기 결상 위치를 조절한다.

제2 양태는, 제1 양태의 패턴 노광 장치로서, 상기 제2 결상 광학계가 양측 텔레센트릭이다.

제3 양태는, 제1 또는 제2 양태의 패턴 노광 장치로서, 상기 제1 결상 광학계가 1배를 초과하는 가로배율로 결상하는 확대 광학계이다.

제4 양태는, 제3 양태의 패턴 노광 장치로서, 복수의 상기 노광 헤드를 늘어선 상태로 지지하는 노광 헤드 지지부를 더 구비한다.

제5 양태는, 제1 내지 제4 양태 중 어느 하나의 패턴 노광 장치로서, 상기 제2 결상 광학계가, 제1 결상 광학계의 가로배율보다 큰 가로배율로 결상하는 확대 광학계이다.

제6 양태는, 패턴광을 출력하는 노광 헤드로서, 광원으로부터 출력된 광을 공간 광변조하여 패턴광을 형성하는 복수의 변조 소자를 갖는 공간 광변조기와, 상기 공간 광변조기로부터 출력된 패턴광의 광로에 배치된 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 가지며, 상기 제2 렌즈가 상측 텔레센트릭인 제1 결상 광학계와, 상기 제1 결상 광학계의 상기 제2 렌즈를 통과한 상기 패턴광을 집광하는 복수의 마이크로 렌즈를 갖는 마이크로 렌즈 어레이와, 상기 마이크로 렌즈 어레이를 통과한 상기 패턴광의 광로에 배치되어 있으며, 상기 패턴광을 결상하는 양측 텔레센트릭의 제2 결상 광학계와, 상기 제2 렌즈 및 상기 마이크로 렌즈 어레이를 상기 제1 렌즈에 대해 접근 또는 이격하는 방향으로 이동시키는 렌즈 이동부를 구비한다.

제7 양태는, 패턴 노광 방법으로서, (a) 감광 재료를 유지하는 공정과, (b) 상기 감광 재료를 향해 패턴광을 출력하는 공정과, (c) 상기 감광 재료의 위치를 측정하는 공정과, (d) 상기 (c) 공정에서 측정된 상기 감광 재료의 위치에 따라, 상기 (b) 공정에서의 상기 패턴광의 결상 위치를 조절하는 공정을 포함하며, 상기 (b) 공정은, (b-1) 광원으로부터 출력된 광을 복수의 변조 소자에 의해 공간 변조하여 상기 패턴광을 형성하는 공정과, (b-2) 상기 패턴광의 광로에 배치된 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 포함하며, 상기 제2 렌즈가 상측 텔레센트릭인 제1 결상 광학계에 의해, 상기 패턴광을 결상하는 공정과, (b-3) 상기 (b-1) 공정에서 상기 제1 결상 광학계의 상기 제2 렌즈로부터 출력된 상기 패턴광을 복수의 마이크로 렌즈를 갖는 마이크로 렌즈 어레이에 의해 집광하는 공정과, (b-4) 상기 (b-3) 공정에서 상기 마이크로 렌즈 어레이를 통과한 상기 패턴광을 제2 결상 광학계에 의해 결상하는 공정을 포함하며, 상기 (d) 공정은, (d-1) 상기 제2 렌즈 및 상기 마이크로 렌즈 어레이를, 상기 제1 렌즈에 대해 접근 및 이격하는 방향으로 이동시키는 공정을 포함한다.

제1 양태의 패턴 노광 장치에 의하면, 제1 결상 광학계의 제2 렌즈 및 마이크로 렌즈 어레이를 이동시킴으로써, 제2 결상 광학계로부터 출력되는 패턴광의 초점 위치를 조절할 수 있다. 또 제2 결상 광학계와 감광 재료의 사이에, 핀트 맞춤을 위한 구성을 배치하지 않아도 되므로, 제2 결상 광학계를 감광 재료에 접근시킬 수 있다. 이러한 이유에 의해, 패턴 노광을 양호하게 행할 수 있다.

제2 양태의 패턴 노광 장치에 의하면, 감광 재료의 위치가 패턴광의 광축의 방향으로 어긋나도, 제2 결상 광학계의 가로배율이 일정하므로, 패턴광의 상의 크기가 일정해진다. 이 때문에, 정밀도 좋게 노광할 수 있다. 또 제2 결상 광학계의 물체측도 텔레센트릭이므로, 제1 결합 광학계의 제2 렌즈 및 마이크로 렌즈 어레이를 광축 방향으로 이동시켜도, 제2 결상 광학계의 상측에서의 패턴광의 상의 크기를 유지할 수 있다.

제3 양태의 패턴 노광 장치에 의하면, 제1 결상 광학계가 확대 광학계이므로, 패턴광의 상을 확대하여 감광 재료 상에서 결상할 수 있다.

제4 양태의 패턴 노광 장치에 의하면, 렌즈 이동부를 소형으로 할 수 있음으로써, 노광 헤드를 소형화할 수 있다. 따라서, 복수의 노광 헤드를 늘어선 상태로 유지하는 경우여도, 서로 간섭하는 것을 억제할 수 있다. 또 적절한 간격을 형성하는 것이 가능해짐으로써, 착탈이나 각종 조정 등의 메인터넌스를 용이하게 할 수 있다.

제5 양태의 패턴 노광 장치에 의하면, 제2 결상 광학계의 확대율을 제1 결상 광학계의 확대율보다 크게 함으로써, 노광의 스루풋을 향상시킬 수 있다. 또 핀트 맞춤에 있어서, 제1 결상 광학계의 제2 렌즈 및 마이크로 렌즈를 이동시킴으로써, 제2 결상 광학계의 대구경 또한 고중량의 렌즈를 이동시키는 경우보다, 렌즈 이동부를 작게 할 수 있다. 또한 제2 결상 광학계의 확대율에 따라, 제1 결상 광학계의 제2 렌즈 및 마이크로 렌즈의 이동량을 작게 할 수 있으며, 이동 구동계를 작게 할 수 있다. 이에 따라, 노광 헤드를 소형화할 수 있다.

제6 양태의 노광 헤드에 의하면, 제1 결상 광학계의 제2 렌즈 및 마이크로 렌즈 어레이를 이동시킴으로써, 제2 결상 광학계로부터 출력되는 패턴광의 초점 위치를 조절할 수 있다. 또 제2 결상 광학계와 감광 재료의 사이에, 핀트 맞춤을 위한 구성을 배치하지 않아도 되므로, 제2 결상 광학계를 감광 재료에 접근시킬 수 있다. 이러한 이유에 의해, 패턴 노광을 양호하게 행할 수 있다.

제7 양태의 노광 방법에 의하면, 제1 결상 광학계의 제2 렌즈 및 마이크로 렌즈 어레이를 이동시킴으로써, 제2 결상 광학계로부터 출력되는 패턴광의 초점 위치를 조절할 수 있다. 또 제2 결상 광학계와 감광 재료의 사이에, 핀트 맞춤을 위한 구성을 배치하지 않아도 되므로, 제2 결상 광학계를 감광 재료에 접근시킬 수 있다. 이러한 이유에 의해, 패턴 노광을 양호하게 행할 수 있다.

도 1은 실시형태의 패턴 노광 장치(10)를 도시하는 측면도이다.
도 2는 실시형태의 패턴 노광 장치(10)를 도시하는 평면도이다.
도 3은 실시형태의 노광 유닛(800)에 따른 구성을 도시하는 개략 사시도이다.
도 4는 실시형태의 노광 헤드(82)에 따른 구성을 도시하는 개략 측면도이다.
도 5는 실시형태의 패턴 노광 장치(10)에 따른 버스 배선을 도시하는 블록도이다.
도 6은 패턴 노광을 행하고 있는 복수의 노광 헤드(82)를 도시하는 개략 사시도이다.

이하, 첨부의 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 또한 본 실시형태에 기재되어 있는 구성 요소는 어디까지나 예시이며, 본 발명의 범위를 그들에만 한정하는 취지의 것은 아니다. 도면에서는 이해를 용이하게 하기 위해, 필요에 따라 각 부의 치수나 수가 과장 또는 간략화되어 도시되어 있는 경우가 있다.

＜1. 제1 실시형태＞

도 1은 실시형태의 패턴 노광 장치(10)를 도시하는 측면도이다. 도 2는 실시형태의 패턴 노광 장치(10)를 도시하는 평면도이다.

패턴 노광 장치(10)는, 레지스트 등의 감광 재료의 층이 형성된 기판(W)(감광 재료)의 상면에, CAD 데이터 등에 따라 공간 변조된 패턴광(묘화광)을 조사하여, 패턴(예를 들면, 회로 패턴)을 노광(묘화)하는 장치인, 직묘형(直描型)의 묘화 장치이다. 패턴 노광 장치(10)에서 처리 대상이 되는 기판(W)은, 예를 들면, 반도체 기판, 프린트 기판, 액정 표시 장치 등에 구비되는 컬러 필터용 기판, 액정 표시 장치나 플라즈마 표시 장치 등에 구비되는 플랫 패널 디스플레이용 유리 기판, 자기 디스크용 기판, 광디스크용 기판, 태양전지용 패널 등이다. 이하의 설명에서는, 기판(W)이 직사각형상의 기판인 것으로 한다.

패턴 노광 장치(10)는 기대(15) 및 지지 프레임(16)을 구비한다. 지지 프레임(16)은 기대(15) 상에 설치되어 있으며, 기대(15)를 X축 방향으로 횡단하는 문형상으로 형성되어 있다.

패턴 노광 장치(10)는 스테이지(4), 스테이지 구동 기구(5), 스테이지 위치 계측부(6), 노광부(8) 및 제어부(9)를 구비한다.

＜스테이지(4)＞

스테이지(4)는 하우징 내부에 기판(W)을 유지하는 유지부이다. 스테이지(4)는 기대(15) 상에 배치된다. 스테이지(4)는 구체적으로는, 예를 들면, 평판형의 외형을 가지며, 그 상면에 기판(W)을 수평 자세로 올려놓고 유지한다. 스테이지(4)의 상면에는 복수의 흡인구멍(도시 생략)이 형성되어 있다. 스테이지(4)는 이 흡인구멍에 부압(흡인압)을 형성함으로써, 기판(W)을 스테이지(4)의 상면에 고정 유지한다.

＜스테이지 구동 기구(5)＞

스테이지 구동 기구(5)는 스테이지(4)를 기대(15)에 대해 이동시킨다. 스테이지 구동 기구(5)는 기대(15) 상에 배치되어 있다.

스테이지 구동 기구(5)는, 스테이지(4)를 회전 방향(Z축 둘레의 회전 방향(θ축 방향))으로 회전시키는 회전 기구(51)와, 회전 기구(51)를 통해 스테이지(4)를 지지하는 지지 플레이트(52)와, 지지 플레이트(52)를 부주사 방향(X축 방향)으로 이동시키는 부주사 기구(53)를 구비한다. 스테이지 구동 기구(5)는, 또한 부주사 기구(53)를 통해 지지 플레이트(52)를 지지하는 베이스 플레이트(54)와, 베이스 플레이트(54)를 주주사 방향(Y축 방향)으로 이동시키는 주주사 기구(55)를 구비한다.

회전 기구(51)는, 스테이지(4) 상면(기판(W)의 재치면(載置面))의 중심을 통과하여, 상기 재치면에 수직인 회전축 A를 중심으로 하여 스테이지(4)를 회전시킨다. 회전 기구(51)는 예를 들면, 상단이 재치면의 이면측에 고착되고, 연직축을 따라 연장되는 회전축부(511)와, 회전축부(511)의 하단에 설치되어, 회전축부(511)를 회전시키는 회전 구동부(예를 들면, 회전 모터)(512)를 포함하는 구성으로 할 수 있다. 이 구성에서는, 회전 구동부(512)가 회전축부(511)를 회전시킴으로써, 스테이지(4)가 수평면 내에서 회전축 A를 중심으로 하여 회전하게 된다.

부주사 기구(53)는, 지지 플레이트(52)의 하면에 부착된 이동자와 베이스 플레이트(54)의 상면에 부설된 고정자에 의해 구성된 리니어 모터(531)를 갖고 있다. 또 베이스 플레이트(54)에는, 부주사 방향으로 신장되는 한 쌍의 가이드 부재(532)가 부설되어 있으며, 각 가이드 부재(532)와 지지 플레이트(52)의 사이에는, 가이드 부재(532)에 슬라이딩하면서 상기 가이드 부재(532)를 따라 이동 가능한 볼베어링이 설치되어 있다. 즉 지지 플레이트(52)는, 상기 볼베어링을 통해 한 쌍의 가이드 부재(532) 상에 지지된다. 이 구성에서 리니어 모터(531)를 동작시키면, 지지 플레이트(52)는 가이드 부재(532)에 안내된 상태로 부주사 방향을 따라 매끄럽게 이동한다.

주주사 기구(55)는, 베이스 플레이트(54)의 하면에 부착된 이동자와 기대(15) 상에 부설된 고정자에 의해 구성된 리니어 모터(551)를 갖고 있다. 또 기대(15)에는, 주주사 방향으로 신장되는 한 쌍의 가이드 부재(552)가 부설되어 있으며, 각 가이드 부재(552)와 베이스 플레이트(54)의 사이에는 예를 들면 에어베어링이 설치되어 있다. 에어베어링에는 유틸리티 설비로부터 항상 에어가 공급되고 있으며, 베이스 플레이트(54)는 에어베어링에 의해 가이드 부재(552) 상에 비접촉으로 부상 지지된다. 이 구성에서 리니어 모터(551)를 동작시키면, 베이스 플레이트(54)는 가이드 부재(552)에 안내된 상태로 주주사 방향을 따라 마찰없이 매끄럽게 이동한다.

＜스테이지 위치 계측부(6)＞

스테이지 위치 계측부(6)는 스테이지(4)의 위치를 계측한다. 스테이지 위치 계측부(6)는 구체적으로는, 예를 들면, 스테이지(4) 밖에서 스테이지(4)를 향해 레이저광을 출사함과 더불어 그 반사광을 수광하고, 상기 반사광과 출사광의 간섭으로부터 스테이지(4)의 위치(구체적으로는, 주주사 방향을 따른 Y 위치)를 계측하는, 간섭식의 레이저 측장기에 의해 구성된다.

＜노광부(8)＞

노광부(8)는 패턴광을 형성하여 기판(W)에 그 패턴광을 조사하는 광학 장치이다. 노광부(8)는 복수의 노광 유닛(800)을 구비한다. 노광 유닛(800)의 구성에 대해 도 3 및 도 4를 참조하면서 설명한다.

도 3은 실시형태의 노광 유닛(800)에 따른 구성을 도시하는 개략 사시도이다. 도 4는 실시형태의 노광 헤드(82)에 따른 구성을 도시하는 개략 측면도이다. 또한 도 4에서는 미러(825)가 생략되어 있으며, 공간 광변조기(820), 제1 결상 광학계(822), 마이크로 렌즈 어레이(824) 및 제2 결상 광학계(826)가 동일 광축 상에 늘어서 있다.

노광부(8)는 도 3에 나타내는 노광 유닛(800)을 복수대(여기서는, 9대) 구비한다. 단, 노광 유닛(800)의 탑재 대수가 9대인 것은 필수가 아니고, 1대여도 된다. 노광 유닛(800) 각각은 지지 프레임(16)에 지지되어 있다. 여기서는 지지 프레임(16)은, 복수의 노광 유닛(800)의 노광 헤드(82)가 X축 방향으로 복수열로 늘어선 상태로 지지되어 있다(도 2 및 도 6 참조).

＜광원부(80)＞

도 3에 나타내는 바와 같이, 광원부(80)는 레이저 구동부로부터의 구동 신호를 받아 레이저광을 출력하는 레이저 발진기를 구비한다. 또 광원부(80)는, 레이저 발진기에서 출력된 광(스폿 빔)을, 강도 분포가 균일한 광으로 하는 조명 광학계를 구비한다. 광원부(80)에서 출력된 광은 노광 헤드(82)에 입력된다. 또한 1개의 광원부로부터 레이저광을 분할하여, 복수의 노광 헤드(82)에 입력하는 구성으로 해도 된다.

＜노광 헤드(82)＞

노광 헤드(82)는 공간 광변조기(820), 제1 결상 광학계(822), 마이크로 렌즈 어레이(824), 미러(825), 제2 결상 광학계(826), 렌즈 이동부(828) 및 측정기(84)를 구비한다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 공간 광변조기(820), 제1 결상 광학계(822), 마이크로 렌즈 어레이(824), 렌즈 이동부(828)는 지지 프레임(16)의 ＋Z측에 설치되어 있으며, 제2 결상 광학계(826) 및 측정기(84)는 지지 프레임(16)의 ＋Y측에 설치되어 있다.

지지 프레임(16)의 ＋Z측 및 ＋Y측으로 신장되는 제1 수용 박스(도시 생략)에 수용되어 있다. 또한 광원부(80)는, 그 제1 수용 박스의 ＋Z측에 고정된 제2 수용 박스(802)에 수용되어 있다. 광원부(80)로부터 -Z 방향으로 출력된 광은, 미러(804)에서 반사되어, 공간 광변조기(820)에 입사된다.

＜공간 광변조기(820)＞

공간 광변조기(820)는, 입사광을 공간 변조하여 패턴의 묘화에 기여시키는 필요광과, 패턴의 묘화에 기여시키지 않는 불요광을 서로 다른 방향으로 반사시키는 디지털 미러 디바이스(DMD)를 구비하고 있다. DMD는, 예를 들면, 1920×1080개의 마이크로 미러(변조 소자)를 메모리 셀 상에 매트릭스형상으로 배열함으로써 구성되는 공간 변조 소자이다. 마이크로 미러 각각은, 한 변이 약 10μm의 정사각형인 화소를 구성하고 있으며, DMD의 전체 사이즈는 약 20mm×10mm이다.

제어부(9)로부터의 제어 신호에 의거하여, 메모리 셀에 디지털 신호가 기록되면, 마이크로 미러 각각은, 대각선을 중심으로 하여 소요 각도로 기울어진다. 이에 따라, 디지털 신호에 따른 패턴광이 형성된다.

＜제1 결상 광학계(822)＞

제1 결상 광학계(822)는 제1 렌즈(10L)를 유지하는 제1 경통(8220) 및 제2 렌즈(12L)를 유지하는 제2 경통(8222)을 구비한다. 제1 렌즈(10L) 및 제2 렌즈(12L)는 공간 광변조기(820)에 의해 형성된 패턴광의 광로 상에 배치되어 있다. 제1 렌즈(10L)는 공간 광변조기(820)에서 출력된 패턴광을 평행광으로 조정하여 제2 렌즈(12L)로 이끈다. 제2 렌즈(12L)는 상측 텔레센트릭이며, 제1 렌즈(10L)로부터의 패턴광을, 렌즈 광축에 평행하게 마이크로 렌즈 어레이(824)로 이끈다.

제1 결상 광학계(822)는, 여기서는 패턴광을 1배를 초과하는 가로배율(약 2배)로 결상하는 확대 광학계로 되어 있다. 제2 렌즈(12L)의 반경은 제1 렌즈(10L)의 반경보다 커져 있다.

＜마이크로 렌즈 어레이(824)＞

마이크로 렌즈 어레이(824)에는 DMD의 마이크로 미러와 동수의 마이크로 렌즈를 구비한다. 마이크로 렌즈 각각은, DMD의 마이크로 미러 각각에 대응하는 매트릭스형상으로 배열되어 있다. DMD의 마이크로 미러 각각에서 반사된 광속은, 마이크로 렌즈 어레이(824)에 입사되어 집광된다. 그 집광 스폿 각각은, 마이크로 렌즈 어레이(824)의 마이크로 렌즈의 피치로 늘어선 스폿 어레이(824SA)가 된다. 스폿 어레이(824SA)의 상(像) 사이즈는, 제1 결상 광학계(822)에 의해 약 2배로 확대됨으로써, 약 40mm×20mm가 된다.

DMD의 마이크로 미러 각각으로부터의 광은 마이크로 렌즈 각각에 의해 집광된다. 이 때문에, 마이크로 미러 각각으로부터의 광속의 스폿 사이즈는 축소되어 작게 유지되므로, 기판(W)에 투영된 상(DMD상)의 선예도는 높게 유지된다.

공간 광변조기(820)의 DMD, 제1 결상 광학계(822)의 제1 렌즈(10L) 및 제2 렌즈(12L) 및 마이크로 렌즈 어레이(824)는 Y축 방향을 따라 동축에 배치되어 있다. 도 3에 나타내는 바와 같이, 제1 결상 광학계(822)를 통과한 패턴광은 ＋Y 방향으로 진행되어 미러(825)에 입사되고,－Z 방향으로 반사된다. 그 반사된 패턴광은 제2 결상 광학계(826)에 입력된다.

＜제2 결상 광학계(826)＞

제2 결상 광학계(826)는 제1 렌즈(20L)를 유지하는 제1 경통(8260) 및 제2 렌즈(22L)를 유지하는 제2 경통(8262)을 구비한다. 제1 렌즈(20L) 및 제2 렌즈(22L)는 Z축 방향으로 소요 간격을 두고 지지 프레임(16)에 고정되어 있다. 보다 구체적으로는, 제1 경통(8260) 및 제2 경통(8262)은 연결 부재에 의해 일체로 연결되어 있으며, 이들 경통간의 간격이 일정하게 유지되어 있다. 이 연결 부재는 제1 경통(8260) 및 제2 경통(8262)을 수용하는 하우징이어도 된다.

제2 결상 광학계(826)는, 여기서는 양측 텔레센트릭으로 되어 있다. 제2 결상 광학계(826)의 상측을 텔레센트릭으로 함으로써, 기판(W)의 감광 재료의 위치가 패턴광의 광축 방향으로 어긋나도, 패턴광의 상의 크기가 일정해지므로, 정밀도 좋게 노광할 수 있다. 또 제2 결상 광학계(826)의 물체측도 텔레센트릭으로 함으로써, 후술하는 바와 같이 제1 결상 광학계(822)의 제2 렌즈(12L) 및 마이크로 렌즈 어레이(824)를 광축 방향으로 이동시켜도, 제2 결상 광학계의 상측에서의 패턴광의 상의 크기를 유지한 채로 노광할 수 있다.

제2 결상 광학계(826)의 제2 렌즈(22L)는, 여기서는 1배를 초과하는 가로배율(약 3배)로 확대하여 결상하는 확대 광학계로 되어 있다. 제2 렌즈(22L)의 반경은 제1 렌즈(20L)의 반경보다 커져 있다. 스폿 어레이(824SA)는 제2 결상 광학계(826)에 의해 약 3배로 확대됨으로써, 약 120mm×60mm의 크기가 되며, 기판(W)의 감광 재료면에 투영된다.

공간 광변조기(820)의 DMD에 의해 형성된 패턴광은 제1 결상 광학계(822), 마이크로 렌즈 어레이(824), 및 제2 결상 광학계(826)를 통해 기판(W)에 투영된다. DMD에 의해 형성되는 패턴광은, 주주사 기구(55)에 의한 스테이지(4)의 이동에 따라, 주주사 기구(55)의 인코더 신호를 바탕으로 만들어지는 리셋 펄스에 의해 연속적으로 변경된다. 이에 따라, 패턴광이 기판(W)의 감광 재료면 상에 조사되어, 스트라이프형상의 상이 형성된다(도 6 참조).

＜렌즈 이동부(828)＞

렌즈 이동부(828)는 이동 플레이트(8280), 한 쌍의 가이드 레일(8282) 및 이동 구동부(8284)를 구비한다.

이동 플레이트(8280)는 직사각형의 판형상으로 형성된 부재이며, 지지 프레임(16) 상에 부착되어 있다. 이동 플레이트(8280)의 상면에는, 제2 경통(8222) 및 마이크로 렌즈 어레이(824)가 Y축 방향으로 소요 간격을 둔 상태로 고정되어 있다. 한 쌍의 가이드 레일(8282)은 지지 프레임(16)에 설치되어 있으며, Y축 방향으로 평행하게 신장되는 이동 플레이트(8280)는 이동 구동부(8284)로부터의 구동력을 받아, 한 쌍의 가이드 레일(8282)에 안내되면서, Y축 방향을 따라 이동한다. 이에 따라, 제2 렌즈(12L) 및 마이크로 렌즈 어레이(824)를 제1 렌즈(10L)에 접근시키는 방향(－Y 방향) 및 이격하는 방향(＋Y 방향)으로 이동시킨다. 이동 구동부(8284)는 리니어 모터식 또는 볼 나사식의 구동부 등으로 구성되어 있으며, 제어부(9)로부터의 제어 신호를 받아, 이동 플레이트(8280)를 이동시킨다.

＜측정기(84)＞

도 3에 나타내는 바와 같이, 제2 경통(8262)의 하단부에는 측정기(84)가 설치되어 있다. 측정기(84)는 노광 헤드(82) 및 기판(W) 표면(감광 재료면) 사이의 이격 거리를 측정한다. 측정기(84)는 레이저광을 기판(W)에 조사하는 조사기(840)와, 기판(W)에서 반사된 레이저광을 수광하는 수광기(842)를 구비한다. 조사기(840)는 기판(W)의 표면에 대한 법선 방향(여기서는, Z축 방향)에 대해 소정의 각도만큼 경사진 축을 따라, 기판(W)의 상면에 레이저광을 스폿형상으로 조사한다. 수광기(842)는, 예를 들면, Z축 방향으로 신장되는 라인 센서로 구성되어 있으며, 그 라인 센서 상에서의 상기 레이저광의 입사 위치를 검출한다. 이에 따라, 노광 헤드(82)와 기판(W)의 감광 재료면 사이의 이격 거리가 측정된다.

측정기(84)에 의해 검출된 이격 거리는 제어부(9)로 보내진다. 제어부(9)의 포커스 제어부(902)는 그 이격 거리에 따라, 노광 헤드(82)가 출력하는 패턴광의 결상 위치(핀트 위치)를 조정한다. 즉, 포커스 제어부(902)가 렌즈 이동부(828)에 제어 신호를 출력하여 이동 플레이트(8280)를 이동시킴으로써, 제2 경통(8222)의 제2 렌즈(12L) 및 마이크로 렌즈 어레이(824)를 Y축 방향을 따라 이동시킨다.

기판(W)의 감광 재료면에서의 측정기(84)의 위치는, 제2 결상 광학계(826)에서 출력되는 패턴광이 조사되는 위치에 근접한 위치로 되어 있다. 이 때문에, 노광하기 직전 혹은 거의 동시에 기판(W)의 감광 재료면의 높이 변동을 측정하고, 그 측정 결과에 의거하여 패턴광의 핀트 맞춤이 행해진다.

또한 측정기(84)를 제2 결상 광학계(826)의 제2 경통(8262)에 설치하는 것은 필수는 아니다. 예를 들면, 측정기(84)를 제2 결상 광학계(826)로부터 떨어진 위치에 설치해도 되고, 혹은 지지 프레임(16)에 설치해도 된다. 이 경우, 기판(W)의 감광 재료면의 각 부분의 높이를 노광전에 측정해 두고, 각 부분마다 노광 헤드(82)가 노광하는 타이밍에 포커스 제어부(902)가 핀트 맞춤을 행하면 된다.

＜제어부(9)＞

도 5는 실시형태의 패턴 노광 장치(10)에 따른 버스 배선을 도시하는 블록도이다. 제어부(9)는 연산 회로로서 기능하는 CPU(90), 판독 전용의 ROM(92), CPU(90)의 일시적인 워킹 에어리어로서 사용되는 RAM(94), 및 불휘발성의 기록 매체인 기억부(96)를 구비한다.

제어부(9)는 회전 기구(51), 부주사 기구(53), 주주사 기구(55), 광원부(80)(상세하게는 광원 드라이버), 공간 광변조기(820), 렌즈 이동부(828), 및 측정기(84)와 같은 패턴 노광 장치(10)의 구성 요소 각각과 버스 배선, 네트워크 회선 또는 시리얼 통신 회선 등에 의해 접속되어 있으며, 이들 구성 요소 각각의 동작을 제어한다.

CPU(90)는 ROM(92) 내에 저장되어 있는 프로그램(920)을 판독하면서 실행함으로써, RAM(94) 또는 기억부(96)에 보존되어 있는 각종 데이터에 대한 연산을 행한다. 제어부(9)는 일반적인 컴퓨터로서의 구성을 구비하고 있다. 묘화 제어부(900) 및 포커스 제어부(902)는 CPU(90)가 프로그램(920)에 따라 동작함으로써 실현되는 기능이다. 단, 이들 요소의 일부 또는 전부는 논리 회로 등에 의해 실현되어도 된다. 이들 요소의 동작 내용의 상세에 대해서는 후술한다.

기억부(96)는 기판(W) 상에 묘화해야 하는 패턴을 나타내는 패턴 데이터(960)를 기억한다. 패턴 데이터(960)는, 예를 들면, CAD 소프트 등에 의해 작성된 벡터 형식의 데이터를, 래스터 형식의 데이터로 전개한 화상 데이터이다. 제어부(9)는 이 패턴 데이터(960)에 의거하여 공간 광변조기(820)(DMD)를 제어함으로써, 노광 헤드(82)에서 출력하는 광 빔을 변조한다. 또한 패턴 노광 장치(10)에서는, 주주사 기구(55)의 리니어 모터(551)에서 보내져 오는 리니어 스케일 신호에 의거하여 변조의 리셋 펄스가 생성된다. 이 리셋 펄스에 의거하여 동작하는 공간 광변조기(820)(DMD)에 의해, 기판(W)의 위치에 따라 변조된 패턴광이 노광 헤드(82) 각각으로부터 출력된다.

또한 본 실시형태에서는, 패턴 데이터(960)는 단일한 화상(기판(W)의 전면에 형성해야 하는 패턴을 나타내는 화상)으로 해도 되지만, 예를 들면, 그 단일한 화상을 나타내는 패턴 데이터(960)로부터, 노광 헤드(82) 각각이 묘화를 담당하는 부분의 화상을 노광 헤드(82)마다 개별적으로 생성해도 된다.

제어부(9)에는 표시부(980) 및 조작부(982)가 접속되어 있다. 표시부(980)는 일반적인 CRT 모니터나 액정 디스플레이 등으로 구성되며, 각종 데이터를 나타내는 화상을 표시한다. 또 조작부(982)는 각종 버튼이나 키, 마우스, 터치 패널 등으로 구성되며, 오퍼레이터가 패턴 노광 장치(10)에 각종 지령을 입력할 때에 조작된다. 또한 조작부(982)가 터치 패널을 포함하는 경우, 조작부(982)가 표시부(980) 기능의 일부 또는 전부를 구비하고 있어도 된다.

도 6은 패턴 노광을 행하고 있는 복수의 노광 헤드(82)를 도시하는 개략 사시도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 노광 헤드(82) 각각은 복수의 열(여기서는 2열)을 따라 직선형상으로 늘어서 있다. 2열째의 노광 헤드(82) 각각은, 1열째에서의 인접하는 2개의 노광 헤드(82, 82) 사이의 각각에 배치되어 있다. 이 때문에, 복수의 노광 헤드(82)는 지그재그형상으로 늘어서 있다.

노광 헤드(82) 각각의 노광 에어리어(82R)는 주주사 방향(Y축 방향)을 단변으로 하는 직사각형상으로 하고 있다. 스테이지(4)가 Y축 방향으로 이동함에 따라, 기판(W)의 감광 재료에는 노광 헤드(82)마다에 대해 띠형상의 피노광 영역(8R)이 형성된다. 띠형상의 피노광 영역(8R)이 X축 방향으로 간극 없이 늘어서도록, 노광 헤드(82) 각각이 어긋나게 배열되어 있다.

또한 복수의 노광 헤드(82)의 배열 구성은 도 6에 도시되는 것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 인접하는 피노광 영역(8R) 사이에 노광 에어리어(82R) 장변의 자연수배의 간극이 생기도록 노광 헤드(82)를 배열해도 된다. 이 경우, Y축 방향의 주주사를, X축 방향으로 노광 에어리어(82R) 장변의 길이분 어긋나게 하면서 복수회 행함으로써, 기판(W)의 감광 재료에 복수의 띠형상의 피노광 영역(8R)을 간극 없이 형성할 수 있다.

＜핀트 맞춤＞

도 6에 나타내는 노광 공정의 사이, 노광 헤드(82)마다, 측정기(84)에 의해 측정되는 기판(W)의 위치에 따라 핀트 맞춤이 행해진다. 구체적으로는, 노광 헤드(82)에서 출력되는 패턴광의 핀트 위치 FL1을 기판(W)의 감광 재료면의 Z축 방향의 위치에 맞추도록, 렌즈 이동부(828)가 이동 플레이트(8280)를 이동시킨다.

예를 들면, 렌즈 이동부(828)가 이동 플레이트(8280)를 ＋Y 방향으로 p만큼 이동시켰다고 가정한다. 이 경우, 제1 결상 광학계(822)의 제2 렌즈(12L) 및 마이크로 렌즈 어레이(824)가 ＋Y 방향으로 p만큼 이동함으로써, 스폿 어레이(824SA)도 ＋Y 방향으로 p만큼 이동한다(도 4 참조). 제2 결상 광학계(826)의 가로배율을 n으로 하면, 세로배율은 가로배율의 제곱(n²)이 된다. 이 때문에, 제2 결상 광학계(826)의 핀트 위치 FL1은 -Z 방향으로 pn²만큼 이동한다.

구체적으로, 패턴광의 핀트 위치와 기판(W)의 감광 재료면의 거리가 100μm 어긋나 있었던 경우, 제2 결상 광학계(826)의 가로배율이 3배이면, 세로배율이 9배가 되므로, 제2 결상 광학계의 물체면을 약 11μm(=100/9) 이동시키면 된다. 이 물체면은 마이크로 렌즈 어레이(824)의 스폿 어레이(824SA)의 면에 상당하므로, 이 스폿 어레이(824SA)의 면을 핀트 방향으로 이동시키면 된다. 그 때문에, 렌즈 이동부(828)에 의해 제1 결상 광학계(822)의 제2 경통(8222) 및 마이크로 렌즈 어레이(824)를 핀트 방향으로 약 11μm만큼 이동시키면 된다.

제2 경통(8222) 및 마이크로 렌즈 어레이(824)를 일체적으로 이동시키는 경우, 제1 결상 광학계(822)가 마이크로 렌즈 어레이(824)로 투영하는 DMD상의 핀트 위치가 마이크로 렌즈 어레이(824)의 표면에 일치한 상태를 유지할 수 있다. 이 때문에, 스폿 어레이(824SA)의 스폿 각각의 집광 상태를 유지한 채로, 스폿 어레이(824SA)를 핀트 방향으로 이동시킬 수 있다.

여기서 제2 결상 광학계(826)의 제2 렌즈(22L)를 이동시키는 것에 의해서도, 핀트 위치 FL1을 변경할 수 있다. 그러나, 제2 결상 광학계(826)의 제2 렌즈(22L)를 이동시키는 경우는, 핀트 맞춤을 위해 100μm 이동시킬 필요가 있다. 이에 반해, 제1 결상 광학계(822)의 제2 렌즈(12L) 및 마이크로 렌즈 어레이(824)를 이동시키는 경우에는, 핀트 어긋남량을 제2 결상 광학계(826)의 세로배율로 나눈 크기의 이동량이면 된다. 이 때문에, 렌즈 이동부(828)를 작게 할 수 있으며, 또한 핀트 맞춤을 고속으로 실행하는 것이 가능해진다.

또 제2 결상 광학계(826)의 가로배율이 2~3배인 경우, 제1 결상 광학계(822)의 제2 렌즈(12L)의 직경은 제2 결상 광학계(826)의 제2 렌즈(22L)의 직경의 1/2~1/3배이다. 또 제2 렌즈(12L)의 중량은 제2 렌즈(22L)의 1/4~1/9 정도로 할 수 있다. 이 때문에, 대형의 이동 기구가 필요해져 버리는 제2 경통(8262)을 이동시키는 방식에 비해, 제2 경통(8222)을 이동시키는 렌즈 이동부(828)로 구성하는 방식을 채용하는 쪽이 노광 헤드(82)를 소형화할 수 있다. 따라서, 복수의 노광 헤드(82)를 늘어선 상태로 유지하는 것이 용이해진다.

제1 결상 광학계(822)의 확대율은 가능한 한 작은 것이 바람직하다. 이에 따라, 제2 렌즈(12L) 및 마이크로 렌즈 어레이(824)를 작게 할 수 있다. 따라서, 제2 렌즈(12L) 및 마이크로 렌즈 어레이(824)의 총중량을 작게 할 수 있으므로, 렌즈 이동부(828)를 작게 할 수 있다. 이에 따라, 노광 헤드(82)의 크기를 작게 할 수 있으므로, 노광 헤드(82)를 늘어선 상태로 지지하는 것이 용이해진다. 또 제2 렌즈(12L) 및 마이크로 렌즈 어레이(824)의 총중량을 작게 할 수 있으므로, 이동 플레이트(8280)를 용이하게 정밀도 좋게 이동시킬 수 있다.

한편, 제2 결상 광학계(826)의 확대율은 제1 결상 광학계(822)의 확대율보다 크고, 또한 가능한 한 큰 것이 바람직하다. 이에 따라, 노광의 스루풋을 향상시킬 수 있다.

＜2. 변형예＞

이상, 실시형태에 대해 설명해 왔지만, 본 발명은 상기와 같은 것에 한정되는 것은 아니며, 다양한 변형이 가능하다.

예를 들면 상기 실시형태에서는, 렌즈 이동부(828)는 이동 플레이트(8280)에 의해, 제2 렌즈(12L) 및 마이크로 렌즈 어레이(824)를 일체적으로 이동시키고 있다. 그러나, 제2 렌즈(12L) 및 마이크로 렌즈 어레이(824) 각각을 독립적으로 이동시키도록 렌즈 이동부(828)를 구성해도 된다.

상기 실시형태에서는, 제1 결상 광학계(822) 및 제2 결상 광학계(826)가 확대 광학계로 되어 있지만, 이것은 필수는 아니다. 예를 들면, 제1 결상 광학계(822) 및 제2 결상 광학계(826) 중 어느 한쪽만이 확대 광학계가 되어도 된다.

상기 실시형태에서는, 공간 광변조기(820)가 DMD를 구비하고 있지만, 이것은 필수는 아니다. 예를 들면, DMD 대신에 그레이팅 라이트 밸브(GLV)를 채용해도 된다. GLV는, 광회절 소자인 마이크로 리본을 일렬로 배열한 마이크로 리본 어레이를 구비하고 있다. 마이크로 리본 어레이에 광을 조사하면서, 마이크로 리본 각각의 높이를 제어함으로써, 명암을 갖는 띠형상의 패턴광이 형성된다. 이러한 GLV를 채용한 경우에서도 본 발명은 유효하다.

본 발명은 상세하게 설명되었지만, 상기의 설명은 모든 국면에서 예시이며, 본 발명이 그것에 한정되는 것은 아니다. 예시되어 있지 않은 무수한 변형예가, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 상정될 수 있는 것으로 이해된다. 상기 각 실시형태 및 각 변형예에서 설명한 각 구성은, 서로 모순되지 않는 한 적절히 조합하거나, 생략하거나 할 수 있다.

10 : 패턴 노광 장치
10L : 제1 렌즈
12L : 제2 렌즈
16 : 지지 프레임(노광 헤드 지지부)
20L : 제1 렌즈
21 : 기재 유지 플레이트
4 : 스테이지(유지부)
5 : 스테이지 구동 기구
8 : 노광부
800 : 노광 유닛
80 : 광원부
82 : 노광 헤드
82R : 노광 에어리어
820 : 공간 광변조기
822 : 제1 결상 광학계
8220 : 제1 경통
8222 : 제2 경통
824 : 마이크로 렌즈 어레이
824SA : 스폿 어레이
825 : 미러
826 : 제2 결상 광학계
8260 : 제1 경통
8262 : 제2 경통
828 : 렌즈 이동부
8280 : 이동 플레이트
8282 : 가이드 레일
8284 : 이동 구동부
84 : 측정기
8R : 피노광 영역
22L : 제2 렌즈
51 : 회전 기구
52 : 지지 플레이트
53 :　부주사 기구
54 : 베이스 플레이트
55 : 주주사 기구
9 : 제어부
902 : 포커스 제어부
FL1 : 핀트 위치(초점 위치)
W : 기판

Claims

패턴 노광 장치로서,
감광 재료를 유지하는 유지부와,
상기 감광 재료를 향해 패턴광을 출력하는 노광 헤드와,
상기 유지부에 유지된 상기 감광 재료의 위치를 측정하는 측정부와,
상기 감광 재료의 위치에 따라, 상기 패턴광의 결상 위치를 조절하는 포커스 제어부를 구비하며,
상기 노광 헤드는,
광원으로부터 출력된 광을 공간 광변조하여 패턴광을 형성하는 복수의 변조 소자를 갖는 공간 광변조기와,
상기 공간 광변조기로부터 출력된 패턴광의 광로에 배치된 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 가지며, 상기 제2 렌즈가 상측(像側) 텔레센트릭인 제1 결상 광학계와,
상기 제1 결상 광학계의 상기 제2 렌즈를 통과한 상기 패턴광을 집광하는 복수의 마이크로 렌즈를 갖는 마이크로 렌즈 어레이와,
상기 마이크로 렌즈 어레이를 통과한 상기 패턴광의 광로에 배치되어 있으며, 상기 패턴광을 결상하는 제2 결상 광학계와,
상기 제2 렌즈 및 상기 마이크로 렌즈 어레이를 상기 제1 렌즈에 대해 접근 또는 이격하는 방향으로 이동시키는 렌즈 이동부를 가지며,
상기 포커스 제어부는, 상기 렌즈 이동부의 동작을 제어함으로써, 상기 패턴광의 상기 결상 위치를 조절하는, 패턴 노광 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 결상 광학계가 양측 텔레센트릭인, 패턴 노광 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제1 결상 광학계가 1배를 초과하는 가로배율로 결상하는 확대 광학계인, 패턴 노광 장치.
청구항 3에 있어서,
복수의 상기 노광 헤드를 늘어선 상태로 지지하는 노광 헤드 지지부를 더 구비하는, 패턴 노광 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 제2 결상 광학계가, 제1 결상 광학계의 가로배율보다 큰 가로배율로 결상하는 확대 광학계인, 패턴 노광 장치.
패턴광을 출력하는 노광 헤드로서,
광원으로부터 출력된 광을 공간 광변조하여 패턴광을 형성하는 복수의 변조 소자를 갖는 공간 광변조기와,
상기 공간 광변조기로부터 출력된 패턴광의 광로에 배치된 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 가지며, 상기 제2 렌즈가 상측 텔레센트릭인 제1 결상 광학계와,
상기 제1 결상 광학계의 상기 제2 렌즈를 통과한 상기 패턴광을 집광하는 복수의 마이크로 렌즈를 갖는 마이크로 렌즈 어레이와,
상기 마이크로 렌즈 어레이를 통과한 상기 패턴광의 광로에 배치되어 있으며, 상기 패턴광을 결상하는 양측 텔레센트릭의 제2 결상 광학계와,
상기 제2 렌즈 및 상기 마이크로 렌즈 어레이를 상기 제1 렌즈에 대해 접근 또는 이격하는 방향으로 이동시키는 렌즈 이동부를 구비하는, 노광 헤드.
패턴 노광 방법으로서,
(a) 감광 재료를 유지하는 공정과,
(b) 상기 감광 재료를 향해 패턴광을 출력하는 공정과,
(c) 상기 감광 재료의 위치를 측정하는 공정과,
(d) 상기 (c) 공정에서 측정된 상기 감광 재료의 위치에 따라, 상기 (b) 공정에서의 상기 패턴광의 결상 위치를 조절하는 공정을 포함하며,
상기 (b) 공정은,
(b-1) 광원으로부터 출력된 광을 복수의 변조 소자에 의해 공간 변조하여 상기 패턴광을 형성하는 공정과,
(b-2) 상기 패턴광의 광로에 배치된 제1 렌즈 및 제2 렌즈를 포함하며, 상기 제2 렌즈가 상측 텔레센트릭인 제1 결상 광학계에 의해, 상기 패턴광을 결상하는 공정과,
(b-3) 상기 (b-1) 공정에서 상기 제1 결상 광학계의 상기 제2 렌즈로부터 출력된 상기 패턴광을 복수의 마이크로 렌즈를 갖는 마이크로 렌즈 어레이에 의해 집광하는 공정과,
(b-4) 상기 (b-3) 공정에서 상기 마이크로 렌즈 어레이를 통과한 상기 패턴광을 제2 결상 광학계에 의해 결상하는 공정을 포함하며,
상기 (d) 공정은,
(d-1) 상기 제2 렌즈 및 상기 마이크로 렌즈 어레이를, 상기 제1 렌즈에 대해 접근 및 이격하는 방향으로 이동시키는 공정을 포함하는, 패턴 노광 방법.