JP5180446B2

JP5180446B2 - 露光装置及び露光方法

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Publication number: JP5180446B2
Application number: JP2006198240A
Authority: JP
Inventors: 一彦木村
Original assignee: Nanosystem Solutions Inc
Current assignee: Nanosystem Solutions Inc
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2006-07-20
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2026-07-20
Also published as: JP2008028099A

Description

本発明は露光装置及び露光方法に関する。

従来から、露光装置においては、光源の出力光が平行光でないことや発光部分の空間的な不均一性、光学素子の不完全さなどに起因して、基板表面に照射される光量分布にムラが生じ、露光量が不均一になるという問題があった。また、光源の出力光の強度分布が環境温度や経時劣化により変動して露光強度分布に影響を与えるという問題もあった。

そこで、この露光強度分布の不均一という問題を解消するため、光源からの光を光学系により均一化する露光装置が提案されている。

例えば、特許文献１には、所定面で所望の光強度分布の光を形成する回折光学素子と、該回折光学素子に入射する光の角度分布を所望の分布に変換する角度分布変更手段とを含む照明光学系を備えた露光装置が記載されている。この角度変更手段としてはコリメータレンズ、インプットレンズ、ハエの目レンズ又はズームレンズが使用され、回折光学素子に入射する光の角度を制御することにより、回折光学素子において変形照明を形成して、光源の出力光を均一化するようになっている。
特開２００１−２８４２４０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の露光装置のように、光源の出力光の均一化を光学系だけで実現しようとすると、複数の高価なレンズを用いた複雑な光学系を使用する必要があり、安定性の確保や調整が困難な上に、露光装置の製造コストが高くなるという問題があった。

また、近年ではＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などの空間光変調手段によって所望の画像パターンを形成し、この画像パターンを基板表面に照射する露光装置が使用されているが、この露光装置では画像パターンが書き込まれたフォトマスクを必要とせず、空間光変調手段によって画像パターンを自在に形成することが可能である。したがって、これまでは照明光強度分布の均一化技術は光学系の改良にのみ限られていたが、空間光変調手段を用いた露光装置では、空間光変調手段に工夫を施すことによって露光強度分布の均一化を図ることができる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、光学系による露光強度分布の均一化手法に頼ることなく、簡易な装置構成により露光分布を均一にすることを可能とする露光装置及び露光方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、画像データ作成手段により作成した画像データに基づき、光源の出力光を空間的に変調する空間光変調手段により画像パターンを形成し、この画像パターンを基板上に照射するように構成された露光装置において、前記空間光変調手段の各々の画素から前記基板上に投射される光の受光強度を順次フォトダイオードで測定し、前記画像データ作成手段は、前記フォトダイオードで測定された前記受光強度の最小値と、前記フォトダイオードで測定された前記受光強度の最大値と、前記受光強度が最大値である場合の最適露光時間とに基づいて、前記受光強度の最小値で投射を行った場合に、前記受光強度の最大値で前記最適露光時間にわたって投射した場合の投射光量と同一の投射光量となる基準露光時間を算出し、前記基準露光時間を、Ｎ（２以上の自然数）ビットの２進数表現における全てのビット値が「１」となる最大値に対応するものとして、最上位ビットから最下位ビットまでを、順次、前記基準露光時間の１／２の時間、…、及び、前記基準露光時間の１／２^Nの時間という各ビットに割り振られるＮ個の重み付け露光時間に対応付け、前記受光強度の最小値を前記空間光変調手段の各々の画素からの投射光の前記受光強度で除算した後に前記Ｎビットの２進数表現における最大値を乗算して、前記空間光変調手段の各々の画素に対応するＮビットの２進数で表現された露光時間の階調を算出し、前記基板に形成すべき画像パターンにおいて露光対象となる画素の各々について、時間順に並べられた前記Ｎ個の重み付け露光時間の期間ごとに、前記期間に対応するビットと同一位置のビットの値が「１」となる露光時間の階調に対応する画素については投射を行うとともに、前記期間に対応するビットと同一位置のビットの値が「０」となる露光時間の階調に対応する画素については投射を行わない画像パターンデータを生成し、前記空間光変調手段は前記画像パターンデータに基づいて画像パターンを形成し、この画像パターンを前記基板上に照射することを特徴とする。

請求項２記載の発明は、作成した画像データに基づき、光源の出力光を空間的に変調する空間光変調手段に画像パターンを形成して、この画像パターンを基板上に照射する露光方法であって、前記空間光変調手段の各々の画素から前記基板上に投射される光の受光強度を順次フォトダイオードで測定し、前記フォトダイオードで測定された前記受光強度の最小値と、前記フォトダイオードで測定された前記受光強度の最大値と、前記受光強度が最大値である場合の最適露光時間とに基づいて、前記受光強度の最小値で投射を行った場合に、前記受光強度の最大値で前記最適露光時間にわたって投射した場合の投射光量と同一の投射光量となる基準露光時間を算出し、前記基準露光時間を、Ｎ（２以上の自然数）ビットの２進数表現における全てのビット値が「１」となる最大値に対応するものとして、最上位ビットから最下位ビットまでを、順次、前記基準露光時間の１／２の時間、…、及び前記基準露光時間の１／２^Nの時間という各ビットに割り振られるＮ個の重み付け露光時間に対応付け、前記受光強度の最小値を前記空間光変調手段の各々の画素からの投射光の前記受光強度で除算した後に前記Ｎビットの２進数表現における最大値を乗算して、前記空間光変調手段の各々の画素に対応するＮビットの２進数で表現された露光時間の階調を算出し、前記基板に形成すべき画像パターンにおいて露光対象となる画素の各々について、時間順に並べられた前記Ｎ個の重み付け露光時間の期間ごとに、前記期間に対応するビットと同一位置のビットの値が「１」となる露光時間の階調に対応する画素については投射を行うとともに、前記期間に対応するビットと同一位置のビットの値が「０」となる露光時間の階調に対応する画素については投射を行わない画像パターンデータを生成し、前記画像パターンデータに基づき前記空間光変調手段に画像パターンを形成して、この画像パターンを前記基板上に照射することを特徴とする。

請求項１又は請求項２記載の発明によれば、フォトダイオードで測定されたＤＭＤの各画素からの投射光の受光強度と、当該測定された受光強度の最小値及び最大値と、受光強度が最大値である場合の最適露光時間とに基づき、露光面全体の投射光量が空間的に均一となるような各画素の露光時間を決定することができる。そして、各画素の露光時間と基板に形成すべき画像パターンとに基づき、露光の際に、光を投射すべきＤＭＤの画素からの投射光量が空間的に均一となるように経時的に変化するような画像パターンデータを生成することが可能となる。この画像パターンデータは、ＤＭＤの各画素の中で露光面における光強度の小さい画素は露光時間を長く、光強度の大きい画素は露光時間を短くして露光面全体の投射光量を空間的に均一化するものである。これにより、複数の高価なレンズを用いた複雑な光学系を使用することなく、簡易な装置構成で露光分布を均一にすることが可能となる。

また、請求項１又は請求項２記載の発明によれば、画像パターンデータの輝度レベルに対応する露光時間の階調を２進数で表現し、その各ビットに応じた時間だけ、各ビットの値に対応して各画素に関する投射のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、１フレーム時間を均等に配分する方式に比べてＤＭＤの各ミラーの駆動回数が大幅に減少するため、処理速度を高速化することが可能となる。

（装置構成）
本実施形態に係る露光装置１は、所定の画像データに基づいて空間光変調手段としてのＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）２に画像パターンを形成し、この画像パターンをステージ３に支持された基板上に照射するものである。

図１に示すように、露光装置１は、光源４、コリメータレンズ５、ミラー６，７、ＤＭＤ２、ミラー８、リレーレンズ９、対物レンズ１０及びステージ３を含んで構成されており、露光分布の測定時にはステージ３上にフォトダイオード（Photodiode）１１が載置されるようになっている。

このうち光源４は、レーザやＬＥＤなどにより構成され、基板の露光時及び測定時に露光用の光を出力するようになっている。

また、コリメータレンズ５は光源４の出力光を平行光に整形し、ミラー６，７はコリメータレンズ５の透過光をＤＭＤ２に入射させるようになっている。

また、ＤＭＤ２は、半導体素子上に微細なミラーエレメントを格子状に敷き詰めて、１枚のパネルとして形成したものであり、各々のミラーが独立して傾斜角度を変えることにより、光源４の出力光の投射をＯＮ／ＯＦＦできるようになっている。

また、ＤＭＤ２にはコントローラ１２（図３参照）が電気的に接続されており、各々のミラーのＯＮ／ＯＦＦを制御できるようになっている。これにより、図２に示すように、露光分布の測定時には所定位置のミラーを順次ＯＮにしながら、ＤＭＤ２の各画素から光を投射するようになっている。

ここで、ＤＭＤ２が備える１つのミラーは１画素に相当し、コントローラ１２は１画素分ずつミラーをＯＮとすることも可能であるが、基板上における輝度分布の変化が滑らかな場合には、例えば、１６×１６画素分ずつを最小単位として露光面上の光強度分布を測定しても構わない。これにより、露光分布測定の処理速度が上がると共に、フォトダイオード１１の出力信号が増大するため十分なＳ／Ｎ比を得ることが可能となる。

また、露光時には所定位置のミラーを順次ＯＮ／ＯＦＦして所望の画像パターンを形成し、この画像パターンによって基板上に画像パターンを形成するようになっている。

なお、本実施形態では空間光変調手段としてＤＭＤ２を用いているが、空間光変調手段としては液晶パネルや発光ダイオードアレイ、磁気光学効果などを用いることも可能である。

また、ミラー８は、ＤＭＤ２からの投射光をリレーレンズ９に入射させ、リレーレンズ９は、ＤＭＤ２上の点から出た光を平行光に変換する。また、対物レンズ１０はリレーレンズ９の透過光を基板又はフォトダイオード１１の表面に集光するようになっている。

ステージ３は、２軸、３軸、６軸など各種のステージを用いることができる。なお、ステージにはステージ駆動部１３（図３参照）が電気的に接続されている。

フォトダイオード１１は、露光分布の測定時にステージ３上に載置され、ＤＭＤ２の各画素から基板上に投射される光の強度を順次測定するようになっている。これにより、基板上における露光強度分布を検出することが可能となる。なお、光強度分布を測定するにはＣＣＤなどの２次元受光素子を用いることも可能であるが、この場合には、あらかじめ２次元受光素子の感度ムラを補正しておく必要がある。本実施形態では、そのような受光素子の感度ムラに対する配慮は不要であり、高精度な計測を行うことができる。

また、露光装置１には互いに通信可能なネットワークを介してパーソナルコンピュータなどの制御装置１４が接続されており、露光装置１の各構成部分に種々の指示信号を送信するようになっている。

（制御構成）
次に、図３に本実施形態に係る露光装置１の制御ブロック図を示す。

図１及び図３に示すように、露光装置１は制御装置１４を備えている。制御装置１４が備える制御部１５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、書き換え可能な半導体素子で構成されるＲＡＭ（Random Access Memory）及び不揮発性の半導体メモリで構成されるＲＯＭ（Read Only Memory）から構成されており、ＲＯＭに記録された処理プログラムをＲＡＭに展開して、ＣＰＵによりこの処理プログラムを実行するようになっている。

また、図３に示すように、制御部１５には、入力部１６及び記憶部１７が接続されている。更に、制御装置１４には、光源４、ＤＭＤ２を制御するコントローラ１２、ステージ３を駆動するステージ駆動部１３、フォトダイオード１１及び画像データ作成部１８が接続されている。

光源４は、制御部１５によりＯＮ／ＯＦＦされるようになっている。

入力部１６は、キーボード、マウス、タッチパネルなどから構成され、ユーザによる指示入力に基づく指示信号を制御部１５に出力するようになっている。

記憶部１７は、半導体メモリなどからなる記録用のメモリであり、入力部１６から入力された情報などを記録する記録領域を有している。記憶部１７は、例えばフラッシュメモリなどの内蔵型メモリや、着脱可能なメモリカードやメモリスティックであってもよく、また、ハードディスク又はフロッピー（登録商標）ディスクなどの磁気記録媒体などであってもよい。

コントローラ１２は、ＤＭＤ２の制御手段としての機能を果たすものであり、ＤＭＤ２が備える各々のミラーのＯＮ／ＯＦＦを制御する。これにより、露光分布の測定時には、所定位置のミラーを１画素分ずつ順次ＯＮにして、ＤＭＤ２の各画素から光を投射するようになっている。また、露光時には、画像データ作成部１８が作成した画像パターンデータに基づき、所定位置のミラーを順次ＯＮ／ＯＦＦして所望の画像パターンを形成し、この画像パターンにより基板上に画像パターンを形成するようになっている。

ステージ駆動部１３は、露光時に基板が載置されたステージ３の上下移動や傾斜を制御することにより、基板の表面に入射する光の位置を調整するようになっている。

フォトダイオード１１は、ＤＭＤ２の各画素から基板上に投射される光の強度を順次測定し、測定結果としての出力信号を画像データ作成部１８に送信するようになっている。図４は、ＤＭＤ２の各画素に対応した基板上の光強度分布の例を示したものである。

画像データ作成部１８は、画像データ作成手段としての機能を果たすものであり、フォトダイオード１１で測定されたＤＭＤ２の各画素からの投射光の受光強度と、当該測定された受光強度の最小値及び最大値と、受光強度が最大値である場合の最適露光時間とに基づき、基板上における画像パターン各部の投射光量が空間的に均一となるようなＤＭＤ２の各画素における露光時間を決定するようになっている。また、画像データ作成部１８は、決定した露光時間と基板に形成すべき画像パターンとに基づいて、露光の際に光を投射すべき画像パターン各部の投射光量が空間的に均一となるように経時的に画像パターンが変化する画像パターンデータを生成し、コントローラ１２に転送するようになっている。

具体的には、画像データ作成部１８はフォトダイオード１１の出力信号を受信すると、ＤＭＤ２の各画素に対応する出力信号より、図４に示すような光強度Ｉ（ｘ，ｙ）を検出する。図４の例では、領域（Ａ）及び領域（Ｂ）の各々の光強度が各々Ｉ_Ａ，Ｉ_Ｂになっている。

また、画像データ作成部１８は、露光エリア内における光強度の最大値Ｉ_maxとフォトダイオード１１で測定されたＤＭＤ２の各画素に対応する光強度Ｉ（ｘ，ｙ）との比に基づき、露光面全域にわたって露光量を均一化するための各画素の露光時間を求める。すなわち、光強度がＩ_maxの画素における最適露光時間をＴ_ｍとすると、各画素の露光時間Ｔ（ｘ，ｙ）は下記式（１）で求められる。

そして、各画素の露光時間と、基板に形成すべき画像パターンとに基づいて、露光の際に光を投射すべきＤＭＤ２の各画素からの投射光量が空間的に均一となるように経時的に変化するような画像パターンデータを生成する。

ここで、ＤＭＤ２からの投射光量が空間的に均一となるように経時的に変化するような画像パターンデータとは、基板上における光強度分布に応じて画像パターンの各画素における露光時間が調整される画像パターンデータをいう。すなわち、露光の際に光を投射すべきＤＭＤ２の各画素のうち、受光強度が小さい領域に対応する画素は露光時間を長く、受光強度が大きい領域に対応する画素は露光時間を短くする画像パターンデータをいう。この露光時間は、ＤＭＤ２のミラーをＯＮ／ＯＦＦする時間によって調整することができる。

また、画像データ作成部１８は生成した画像パターンデータをコントローラ１２に転送する。こうして生成された画像パターンデータに基づき、コントローラ１２がＤＭＤ２に所望の画像パターンを形成して、この画像パターンにより基板上に画像パターンを形成すると、露光の際に光を投射すべきＤＭＤ２の各画素の投射光量が空間的に均一となり、露光分布は均一化される。

この際、画像データ作成部１８は、画像パターンデータの各画素における輝度レベルに対応する露光時間の階調を２進数で表現し、その各ビットの重み付けにより配分された露光時間を各画素の露光時間の階調に応じて点灯するような画像パターンデータを生成して、コントローラ１２に転送するようになっている。

具体的に、まず画像データ作成部１８は、所望の画像パターンデータの各画素における輝度レベルに対応する露光時間の階調を２進数で表現し、各ビットの重み付けで露光時間Ｔを配分する。例えば、露光時間の階調を６ビット（０〜６３）で表した場合、最上位ビット（ＭＳＢ）から最下位ビット（ＬＳＢ）に向かって各ビットに割り振られる露光時間は、それぞれＴ／２、Ｔ／４、Ｔ／８、Ｔ／１６、Ｔ／３２、Ｔ／６４となり、ビット毎に分解された６枚の画像転送で露光時間の階調が表現できるのに対し、露光時間Ｔを均等に分割して露光時間の階調値に対応する配分をする場合には、Ｔ／６３を最小露光単位として６３枚の画像転送が必要となるため、ビット毎に重み付けされた画像転送の方がより高速な露光処理を実現できる。

図５は、６ビット分解能の露光時間の階調表現を仮定して、図４に示した光強度分布で、Ｉ_Ａ／Ｉ_Ｂ＝１．４の場合を一例に、コントローラ１２による露光時間の制御方法を具体的に表したものである。領域（Ａ）の光強度Ｉ_Ａにおける最適露光時間がＴ_ｍの場合、領域（Ｂ）における露光時間は上記式（１）からＴ_ｍ×Ｉ_Ａ／Ｉ_Ｂであり、この時間を６ビット階調の最大値である６３とすれば、領域（Ａ）の露光時間の階調は６３／１．４＝４５（２進数表記で１０１１０１）となる。そこで、露光面上における光強度の小さい領域（Ｂ）の画素は露光時間Ｔ_ｍ×Ｉ_Ａ／Ｉ_Ｂの間、常時ＯＮの状態にしながら、一方で光強度の大きい領域（Ａ）の画素については２ビット目と５ビット目に重み付けされた時間はＯＦＦ、それ以外の時間はＯＮとすることで、基板上の露光量を均一にすることができる。

（露光方法）
次に、本実施形態に係る露光装置１を使用した本発明の露光方法について説明する。

まず、ステージ３上にフォトダイオード１１を載置して、露光面上における光強度分布を測定する。

制御部１５が光源４をＯＮとして露光用の光を出力させると、コリメータレンズ５は光源４の出力光を平行光に整形し、ミラー６，７はコリメータレンズ５の透過光をＤＭＤ２に入射させる。

続いて、コントローラ１２がＤＭＤ２のミラーを１画素分ずつ順次ＯＮとすると、ミラー８はＤＭＤ２からの投射光をリレーレンズ９に入射させ、リレーレンズ９はＤＭＤ２上の点から出た光を平行光にし、対物レンズ１０はリレーレンズ９の透過光をフォトダイオード１１の表面に集光する。

続いて、フォトダイオード１１はＤＭＤ２の各画素から投射される光の強度を順次測定し、測定結果としての出力信号を画像データ作成部１８に送信する。

次に、ステージ３上に露光用基板を載置する。

続いて、制御部１５が光源４をＯＮとし、コリメータレンズ５が光源４の出力光を平行光に整形して、ミラー６，７がコリメータレンズ５の透過光をＤＭＤ２に入射させる。

次に、画像データ作成部１８は、フォトダイオード１１で測定されたＤＭＤ２の各画素からの投射光の受光強度と、当該測定された受光強度の最小値及び最大値と、受光強度が最大値である場合の最適露光時間とに基づき、基板上における画像パターン各部の投射光量が空間的に均一となるようなＤＭＤ２の各画素における露光時間を決定する。そして、決定した露光時間と基板に形成すべき画像パターンとに基づき、露光の際に光を投射すべき画像パターン各部の投射光量が空間的に均一となるように経時的に画像パターンが変化する画像パターンデータを生成して、コントローラ１２に転送する。

この際、画像データ作成部１８は、画像パターンデータの各画素における輝度レベルに対応する露光時間の階調を２進数で表現し、その各ビットに応じた時間だけ、各ビットの値に対応して各画素に関する投射のＯＮ／ＯＦＦが制御された画像パターンデータを生成してコントローラ１２に転送する。

コントローラ１２は、基板上における露光量が均一になるように、画像データ作成部１８が生成した前記画像パターンデータに基づき、ＤＭＤ２に所望の画像パターンを形成する。続いて、ミラー８はＤＭＤ２からの投射光をリレーレンズ９に入射させ、リレーレンズ９はＤＭＤ２上の点から出た光を平行光にし、対物レンズ１０はリレーレンズ９の透過光を基板表面に集光する。これにより、基板表面が均一に露光される。

以上のように本実施形態に係る露光装置１及び露光方法によれば、フォトダイオード１１で測定されたＤＭＤの各画素からの投射光の受光強度と、当該測定された受光強度の最小値及び最大値と、受光強度が最大値である場合の最適露光時間とに基づき、基板上の投射光量が空間的に均一となるような各画素の露光時間を決定することができる。そして、各画素の露光時間と基板に形成すべき画像パターンとに基づき、露光の際に、光を投射すべきＤＭＤ２の各画素からの投射光量が空間的に均一となるように経時的に変化するような画像パターンデータを生成することが可能となる。この画像パターンデータは、ＤＭＤ２のうち基板上における画像パターンの光強度が小さい画素は露光時間を長く、光強度が大きい画素は露光時間を短くして露光面内の投射光量を空間的に均一化するものである。これにより、複数の高価なレンズを用いた複雑な光学系を使用することなく、簡易な装置構成で露光分布を均一にすることが可能となる。

また、画像パターンデータの輝度レベルに対応する露光時間の階調を２進数で表現し、その各ビットに応じた時間だけ、各ビットの値に対応して各画素に関する投射のＯＮ／ＯＦＦを制御することにより、ＤＭＤの各ミラーの駆動回数が大幅に減少するため、処理速度を高速化することが可能となる。

以上詳細に説明したように本発明の露光装置及び露光方法によれば、光学系による複雑な均一化手法に頼ることなく、簡易な装置構成により、基板上における露光分布を均一にすることが可能となる。

本実施形態に係る露光装置の全体構成図である。本実施形態に係るＤＭＤの制御を示す概念図である。本実施形態に係る露光装置の機能的構成を示すブロック図である。本実施形態に係るフォトダイオードで測定した基板上光強度分布の一例である。本実施形態に係るコントローラによる露光時間の制御を示す概念図の一例である。

符号の説明

１露光装置
２ＤＭＤ
３ステージ
４光源
５コリメータレンズ
６，７ミラー
８ミラー
９リレーレンズ
１０対物レンズ
１１フォトダイオード
１２コントローラ
１３ステージ駆動部
１４制御装置
１５制御部
１６入力部
１７記憶部
１８画像データ作成部

Claims

画像データ作成手段により作成した画像データに基づき、光源の出力光を空間的に変調する空間光変調手段により画像パターンを形成し、この画像パターンを基板上に照射するように構成された露光装置において、
前記空間光変調手段の各々の画素から前記基板上に投射される光の受光強度を順次フォトダイオードで測定し、
前記画像データ作成手段は、
前記フォトダイオードで測定された前記受光強度の最小値と、前記フォトダイオードで測定された前記受光強度の最大値と、前記受光強度が最大値である場合の最適露光時間とに基づいて、前記受光強度の最小値で投射を行った場合に、前記受光強度の最大値で前記最適露光時間にわたって投射した場合の投射光量と同一の投射光量となる基準露光時間を算出し、
前記基準露光時間を、Ｎ（２以上の自然数）ビットの２進数表現における全てのビット値が「１」となる最大値に対応するものとして、最上位ビットから最下位ビットまでを、順次、前記基準露光時間の１／２の時間、…、及び、前記基準露光時間の１／２^Nの時間という各ビットに割り振られるＮ個の重み付け露光時間に対応付け、
前記受光強度の最小値を前記空間光変調手段の各々の画素からの投射光の前記受光強度で除算した後に前記Ｎビットの２進数表現における最大値を乗算して、前記空間光変調手段の各々の画素に対応するＮビットの２進数で表現された露光時間の階調を算出し、
前記基板に形成すべき画像パターンにおいて露光対象となる画素の各々について、時間順に並べられた前記Ｎ個の重み付け露光時間の期間ごとに、前記期間に対応するビットと同一位置のビットの値が「１」となる露光時間の階調に対応する画素については投射を行うとともに、前記期間に対応するビットと同一位置のビットの値が「０」となる露光時間の階調に対応する画素については投射を行わない画像パターンデータを生成し、
前記空間光変調手段は前記画像パターンデータに基づいて画像パターンを形成し、この画像パターンを前記基板上に照射することを特徴とする露光装置。
作成した画像データに基づき、光源の出力光を空間的に変調する空間光変調手段に画像パターンを形成して、この画像パターンを基板上に照射する露光方法であって、
前記空間光変調手段の各々の画素から前記基板上に投射される光の受光強度を順次フォトダイオードで測定し、
前記フォトダイオードで測定された前記受光強度の最小値と、前記フォトダイオードで測定された前記受光強度の最大値と、前記受光強度が最大値である場合の最適露光時間とに基づいて、前記受光強度の最小値で投射を行った場合に、前記受光強度の最大値で前記最適露光時間にわたって投射した場合の投射光量と同一の投射光量となる基準露光時間を算出し、
前記基準露光時間を、Ｎ（２以上の自然数）ビットの２進数表現における全てのビット値が「１」となる最大値に対応するものとして、最上位ビットから最下位ビットまでを、順次、前記基準露光時間の１／２の時間、…、及び前記基準露光時間の１／２^Nの時間という各ビットに割り振られるＮ個の重み付け露光時間に対応付け、
前記受光強度の最小値を前記空間光変調手段の各々の画素からの投射光の前記受光強度で除算した後に前記Ｎビットの２進数表現における最大値を乗算して、前記空間光変調手段の各々の画素に対応するＮビットの２進数で表現された露光時間の階調を算出し、
前記基板に形成すべき画像パターンにおいて露光対象となる画素の各々について、時間順に並べられた前記Ｎ個の重み付け露光時間の期間ごとに、前記期間に対応するビットと同一位置のビットの値が「１」となる露光時間の階調に対応する画素については投射を行うとともに、前記期間に対応するビットと同一位置のビットの値が「０」となる露光時間の階調に対応する画素については投射を行わない画像パターンデータを生成し、
前記画像パターンデータに基づき前記空間光変調手段に画像パターンを形成して、この画像パターンを前記基板上に照射することを特徴とする露光方法。