JP6919660B2 - Pattern drawing device and pattern drawing method - Google Patents

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Description

本発明は、被照射体上に照射されるスポット光を走査してパターンを描画するパターン描画装置およびパターン描画方法に関する。 The present invention relates to a pattern drawing apparatus and a pattern drawing method for drawing a pattern by scanning a spot light irradiated on an irradiated body.

回転ポリゴンミラーを用いた描画装置として、例えば、特開２００８−２００９６４号公報に開示されているように、ポリゴンミラーを有するレーザ露光部を複数備え、ポリゴンミラーによって露光ビームが走査される主走査方向における走査領域の一部（端部）を重複させて、複数のレーザ露光部からの露光ビームで分担して画像を描画する画像形成装置が知られている。特開２００８−２００９６４号公報の装置では、走査領域の端部で重複する領域で露光ビームが、ポリゴンミラーの複数の反射面の面倒れの違いによって、主走査方向と直交した副走査方向にずれることを低減するために、複数のレーザ露光部の各々のポリゴンミラーの回転を同期させる際に、１つのポリゴンミラーによって描画される画像と、他のポリゴンミラーによって描画される画像との重複領域で、画像の副走査方向のずれが少なくなるように、２つのポリゴンミラーの反射面の組み合わせ（回転方向の角度位相）を調整している。また、特開２００８−２００９６４号公報には、ポリゴンミラーを含むレーザ露光部を機械的に副走査方向に移動させる機構を設けて、画像の重複領域でのずれを少なくするように調整することも開示されている。 As a drawing device using a rotating polygon mirror, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-200964, a main scanning direction in which a plurality of laser exposure units having a polygon mirror are provided and an exposure beam is scanned by the polygon mirror. There is known an image forming apparatus that draws an image by overlapping a part (end portion) of the scanning region in the above and sharing the exposure beams from a plurality of laser exposure units. In the apparatus of JP-A-2008-200964, the exposure beam shifts in the sub-scanning direction orthogonal to the main scanning direction due to the difference in the surface of the plurality of reflecting surfaces of the polygon mirror in the overlapping region at the end of the scanning region. In order to reduce this, when synchronizing the rotation of each polygon mirror of a plurality of laser exposure parts, in the overlapping area of the image drawn by one polygon mirror and the image drawn by another polygon mirror. , The combination of the reflecting surfaces of the two polygon mirrors (angle phase in the rotation direction) is adjusted so that the deviation in the sub-scanning direction of the image is reduced. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-200964 also provides a mechanism for mechanically moving the laser exposure portion including the polygon mirror in the sub-scanning direction, and adjusts so as to reduce the deviation in the overlapping region of the image. It is disclosed.

本発明の第１の態様は、基板上にスポットとして集光される描画ビームを第１方向に走査してパターンを描画する描画ユニットが前記第１方向に複数配置され、前記基板の前記第１方向と交差する第２方向への移動により、複数の前記描画ユニットで描画されるパターンを前記第１方向に継ぎ合わせて描画するパターン描画装置であって、前記複数の描画ユニットによって描画すべき前記基板上の被露光領域の位置を計測する位置計測部と、前記描画ユニットの各々で描画されるパターンの前記被露光領域に対する位置誤差を低減する為に、前記位置計測部で計測された位置に基づいて前記描画ユニットの各々による前記スポットの位置を前記基板の移動中に前記第２方向に調整する第１調整部材と、前記描画ユニットの各々で描画されるパターンの前記第２方向に関する継ぎ誤差を低減する為に、前記描画ユニットの各々による前記スポットの位置を前記基板の移動中に前記第１調整部材よりも高い応答性で前記第２方向に調整する第２調整部材と、を備える。 In the first aspect of the present invention, a plurality of drawing units that scan a drawing beam focused as a spot on a substrate in a first direction to draw a pattern are arranged in the first direction, and the first aspect of the substrate is provided. A pattern drawing device that draws a pattern drawn by a plurality of the drawing units by splicing them in the first direction by moving in a second direction intersecting the direction, and the pattern drawing device to be drawn by the plurality of drawing units. In order to reduce the positional error between the position measuring unit that measures the position of the exposed area on the substrate and the pattern drawn by each of the drawing units with respect to the exposed area, the positions measured by the position measuring unit Based on this, the first adjusting member that adjusts the position of the spot by each of the drawing units in the second direction while the substrate is moving, and the joint error regarding the second direction of the pattern drawn by each of the drawing units. A second adjusting member that adjusts the position of the spot by each of the drawing units in the second direction with higher responsiveness than the first adjusting member during the movement of the substrate is provided.

本発明の第２の態様は、第１方向に配置された複数の描画ユニットの各々から投射される描画ビームのスポットを基板上で前記第１方向に走査し、前記基板を前記第１方向と交差する第２方向に移動させて、前記複数の描画ユニットの各々で描画されるパターンを前記第１方向に継いで描画するパターン描画方法であって、前記基板に形成された基準パターンの位置を前記基板の移動中に検出し、前記基板上の被露光領域の位置を計測する計測段階と、前記描画ユニットの各々で描画されるパターンを、前記計測段階で計測された位置に基づいて前記被露光領域に位置合わせする為に、前記描画ユニットの各々による前記スポットの位置を前記基板の移動中に前記第２方向に調整する第１の調整段階と、前記描画ユニットの各々で描画されるパターンの前記第２方向に関する継ぎ誤差を低減する為に、前記描画ユニットの各々による前記スポットの位置を、前記第１の調整段階よりも微細に前記第２方向に調整する第２の調整段階と、を含む。 In the second aspect of the present invention, the spots of the drawing beams projected from each of the plurality of drawing units arranged in the first direction are scanned on the substrate in the first direction, and the substrate is referred to as the first direction. It is a pattern drawing method in which a pattern drawn by each of the plurality of drawing units is drawn in the first direction by moving in the intersecting second directions, and the position of a reference pattern formed on the substrate is set. The measurement step of detecting while the substrate is moving and measuring the position of the exposed area on the substrate, and the pattern drawn by each of the drawing units are measured based on the position measured in the measurement step. A first adjustment step of adjusting the position of the spot by each of the drawing units in the second direction while the substrate is moving, and a pattern drawn by each of the drawing units in order to align with the exposure area. In order to reduce the joint error in the second direction, the position of the spot by each of the drawing units is adjusted in the second direction more finely than the first adjustment step, and the second adjustment step. including.

本発明の第３の態様は、基板上に描画すべきパターンに応じて強度変調された描画ビームを主走査方向に１次元走査する回転多面鏡と、１次元走査された前記描画ビームを前記基板上にスポット光として集光する走査用光学系とを備え、前記スポット光の前記主走査方向の走査と、前記基板と前記スポット光との前記主走査方向と交差した副走査方向への相対移動とによって、前記基板上にパターンを描画するパターン描画装置であって、前記主走査方向に１次元走査される前記スポット光を前記副走査方向に位置調整する為に、前記回転多面鏡に入射する前の前記描画ビームの光路中、又は前記回転多面鏡から前記基板までの前記描画ビームの光路中に配置される機械光学的な第１調整部材と、前記主走査方向に１次元走査される前記スポット光を前記副走査方向に位置調整する為に、前記回転多面鏡に入射する前の前記描画ビームの光路中であって、前記第１調整部材よりも手前の光路中に配置される電気光学的な第２調整部材と、を備える。 A third aspect of the present invention is a rotating multifaceted mirror that one-dimensionally scans a drawing beam whose intensity is modulated according to a pattern to be drawn on a substrate in the main scanning direction, and the one-dimensionally scanned drawing beam on the substrate. An optical system for scanning that collects the spot light as spot light is provided above, and the scanning of the spot light in the main scanning direction and the relative movement of the substrate and the spot light in the sub-scanning direction intersecting the main scanning direction. This is a pattern drawing device that draws a pattern on the substrate, and is incident on the rotating multifaceted mirror in order to adjust the position of the spot light that is one-dimensionally scanned in the main scanning direction in the sub-scanning direction. The mechanically optical first adjusting member arranged in the optical path of the drawing beam in front or in the optical path of the drawing beam from the rotating polymorphic mirror to the substrate, and the one-dimensionally scanned in the main scanning direction. In order to adjust the position of the spot light in the sub-scanning direction, electrooptics is arranged in the optical path of the drawing beam before it is incident on the rotating polymorphic mirror and in the optical path before the first adjusting member. Second adjustment member and the like.

基板に露光処理を施す第１の実施の形態によるパターン露光装置を含むデバイス製造システムの概略構成を示す図である。It is a figure which shows the schematic structure of the device manufacturing system which includes the pattern exposure apparatus by 1st Embodiment which exposes a substrate. 図１の露光装置の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the exposure apparatus of FIG. 図２に示す回転ドラムに基板が巻き付けられた状態を示す詳細図である。It is a detailed view which shows the state which the substrate is wound around the rotary drum shown in FIG. 基板上で走査されるスポット光の描画ラインおよび基板上に形成されたアライメントマークを示す図である。It is a figure which shows the drawing line of the spot light scanned on the substrate, and the alignment mark formed on the substrate. 図２に示す走査ユニットの光学的な構成を示す図である。It is a figure which shows the optical structure of the scanning unit shown in FIG. 図２に示すビーム切換部の構成図である。It is a block diagram of the beam switching part shown in FIG. 図２に示す光源装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the light source apparatus shown in FIG. 図７に示す光源装置内の信号発生部が発生するクロック信号と描画ビット列データと偏光ビームスプリッタから射出されるビームとの関係を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the relationship between the clock signal generated by the signal generation part in the light source apparatus shown in FIG. 7, the drawing bit string data, and the beam emitted from a polarization beam splitter. 図２に示す露光装置の電気的な制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric control system of the exposure apparatus shown in FIG. 図５に示した走査ユニット内の原点センサから出力される原点信号および原点信号に応じて図９に示す選択素子駆動制御部が生成する入射許可信号を示すタイムチャートである。6 is a time chart showing an incident permission signal generated by the selection element drive control unit shown in FIG. 9 according to the origin signal output from the origin sensor in the scanning unit shown in FIG. 5 and the origin signal. 図２に示す光源装置内の信号発生部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the signal generation part in the light source apparatus shown in FIG. 図１１に示す信号発生部の各部から出力される信号を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the signal output from each part of the signal generation part shown in FIG. 図１３Ａは、局所倍率補正が行われていない場合に描画されるパターンを説明する図であり、図１３Ｂは、図１２に示すタイムチャートにしたがって局所倍率補正（縮小）が行われた場合に描画されるパターンを説明する図である。FIG. 13A is a diagram for explaining a pattern drawn when the local magnification correction is not performed, and FIG. 13B is a diagram drawn when the local magnification correction (reduction) is performed according to the time chart shown in FIG. It is a figure explaining the pattern to be done. 第１の実施の形態における選択用光学素子の代わりに設けられる変形例１によるビーム切換部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the beam switching part by the modification 1 provided in place of the selection optical element in 1st Embodiment. 図６に示したビーム切換部における選択用光学素子を図１４の変形例１に置き換えた場合の変形例２によるビーム切換部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the beam switching part by the modification 2 when the selection optical element in the beam switching part shown in FIG. 6 is replaced with the modification 1 of FIG. 図１５に示した変形例２のビーム切換部に組み込まれるビームシフターの詳細な光学配置を示す図である。It is a figure which shows the detailed optical arrangement of the beam shifter incorporated in the beam switching part of the modification 2 shown in FIG. 図１７Ａは、変形例３として選択用光学素子の代わりに使われるプリズム状の電気光学素子を示し、図１７Ｂは、他の電気光学素子の例を示す図である。FIG. 17A shows a prism-shaped electro-optical element used in place of the selection optical element as a modification 3, and FIG. 17B is a diagram showing an example of another electro-optical element. 第２の実施の形態における光源装置のパルス光発生部内の波長変換部の構成を詳細に示す図である。It is a figure which shows in detail the structure of the wavelength conversion part in the pulse light generation part of the light source apparatus in 2nd Embodiment. 第２の実施の形態における光源装置から最初の選択用光学素子までのビームの光路を示す図である。It is a figure which shows the optical path of the beam from the light source apparatus to the first selection optical element in 2nd Embodiment. 第２の実施の形態における選択用光学素子から次段の選択用光学素子までの光路と選択用光学素子のドライバ回路の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical path from the selection optical element to the next-stage selection optical element, and the driver circuit of the selection optical element in the 2nd Embodiment. 第２の実施の形態における選択用光学素子の後の選択用のユニット側入射ミラーでのビーム選択とビームシフトの様子を説明する図である。It is a figure explaining the state of the beam selection and the beam shift in the unit side incident mirror for selection after the selection optical element in 2nd Embodiment. 第２の実施の形態におけるポリゴンミラーから基板までのビームの振る舞いを説明する図である。It is a figure explaining the behavior of the beam from a polygon mirror to a substrate in 2nd Embodiment. 第３の実施の形態における走査ユニットの具体的な構成を示す図である。It is a figure which shows the specific structure of the scanning unit in 3rd Embodiment. 図２４Ａは、図２３に示した走査ユニット内に設けられる平行平板によってビーム位置が調整される様子を説明する図であり、平行平板の互いに平行な入射面と射出面がビームの中心線（主光線）に対して９０度になっている状態を示す図、図２４Ｂは、図２３に示した走査ユニット内に設けられる平行平板によってビーム位置が調整される様子を説明する図であり、平行平板の互いに平行な入射面と射出面がビームの中心線（主光線）に対して９０度から傾いている状態を示す図である。FIG. 24A is a diagram for explaining how the beam position is adjusted by the parallel plate provided in the scanning unit shown in FIG. 23, and the incident surface and the ejection surface parallel to each other of the parallel plate are the center lines of the beam (mainly). FIG. 24B, which shows a state where the temperature is 90 degrees with respect to the light beam), is a diagram for explaining how the beam position is adjusted by the parallel plate provided in the scanning unit shown in FIG. 23. It is a figure which shows the state which the entrance surface and the emission surface parallel to each other are inclined from 90 degrees with respect to the center line (main ray) of a beam. 第４の実施の形態におけるパターン描画装置を制御する制御装置の概略的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the control device which controls the pattern drawing device in 4th Embodiment. 図２３に示した走査ユニット（描画ユニット）内の光路の一部の光路におけるビームの状態を模式的に誇張して示したものである。The state of the beam in a part of the optical paths in the scanning unit (drawing unit) shown in FIG. 23 is schematically exaggerated. 図２３に示した走査ユニット（描画ユニット）のポリゴンミラーから基板までの光学系配置を示したものである。It shows the arrangement of the optical system from the polygon mirror of the scanning unit (drawing unit) shown in FIG. 23 to the substrate.

本発明の態様に係るパターン描画装置およびパターン描画方法について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。なお、本発明の態様は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、多様な変更または改良を加えたものも含まれる。つまり、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれ、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換または変更を行うことができる。 A pattern drawing apparatus and a pattern drawing method according to an aspect of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings, with reference to preferred embodiments. It should be noted that the aspects of the present invention are not limited to these embodiments, but include those with various changes or improvements. That is, the components described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same, and the components described below can be appropriately combined. In addition, various omissions, substitutions or changes of components can be made without departing from the gist of the present invention.

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態の基板（被照射体）Ｐに露光処理を施す露光装置ＥＸを含むデバイス製造システム１０の概略構成を示す図である。なお、以下の説明においては、特に断わりのない限り、重力方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を設定し、図に示す矢印にしたがって、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向を説明する。[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a device manufacturing system 10 including an exposure apparatus EX that performs an exposure process on a substrate (irradiated body) P according to the first embodiment. In the following description, unless otherwise specified, an XYZ Cartesian coordinate system with the gravity direction as the Z direction is set, and the X direction, the Y direction, and the Z direction are described according to the arrows shown in the figure.

デバイス製造システム１０は、基板Ｐに所定の処理（露光処理等）を施して、電子デバイスを製造するシステム（基板処理装置）である。デバイス製造システム１０は、例えば、電子デバイスとしてのフレキシブル・ディスプレイ、フィルム状のタッチパネル、液晶表示パネル用のフィルム状のカラーフィルター、フレキシブル配線、または、フレキシブル・センサ等を製造する製造ラインが構築された製造システムである。以下、電子デバイスとしてフレキシブル・ディスプレイを前提として説明する。フレキシブル・ディスプレイとしては、例えば、有機ＥＬディスプレイ、液晶ディスプレイ等がある。デバイス製造システム１０は、可撓性のシート状の基板（シート基板）Ｐをロール状に巻いた供給ロールＦＲ１から基板Ｐが送出され、送出された基板Ｐに対して各種処理を連続的に施した後、各種処理後の基板Ｐを回収ロールＦＲ２で巻き取る、いわゆる、ロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ Ｔｏ Ｒｏｌｌ）方式の構造を有する。基板Ｐは、基板Ｐの移動方向（搬送方向）が長手方向（長尺）となり、幅方向が短手方向（短尺）となる帯状の形状を有する。第１の実施の形態においては、フィルム状の基板Ｐが、少なくとも処理装置（第１の処理装置）ＰＲ１、処理装置（第２の処理装置）ＰＲ２、露光装置（第３の処理装置）ＥＸ、処理装置（第４の処理装置）ＰＲ３、および、処理装置（第５の処理装置）ＰＲ４を経て、回収ロールＦＲ２に巻き取られるまでの例を示している。 The device manufacturing system 10 is a system (board processing device) that manufactures an electronic device by subjecting a substrate P to a predetermined process (exposure process or the like). In the device manufacturing system 10, for example, a manufacturing line for manufacturing a flexible display as an electronic device, a film-shaped touch panel, a film-shaped color filter for a liquid crystal display panel, a flexible wiring, a flexible sensor, or the like has been constructed. It is a manufacturing system. Hereinafter, a flexible display will be described as an electronic device. Flexible displays include, for example, organic EL displays, liquid crystal displays, and the like. In the device manufacturing system 10, the substrate P is delivered from the supply roll FR1 in which the flexible sheet-shaped substrate (sheet substrate) P is wound in a roll shape, and various processes are continuously performed on the delivered substrate P. After that, the substrate P after various treatments is wound up by the recovery roll FR2, which has a so-called roll-to-roll structure. The substrate P has a strip-like shape in which the moving direction (transporting direction) of the substrate P is the longitudinal direction (long) and the width direction is the lateral direction (short). In the first embodiment, the film-shaped substrate P is at least a processing device (first processing device) PR1, a processing device (second processing device) PR2, and an exposure device (third processing device) EX. An example is shown in which the film passes through the processing device (fourth processing device) PR3 and the processing device (fifth processing device) PR4 until it is wound on the recovery roll FR2.

なお、本第１の実施の形態では、Ｘ方向は、水平面内において、基板Ｐが供給ロールＦＲ１から回収ロールＦＲ２に向かう方向（搬送方向）である。Ｙ方向は、水平面内においてＸ方向に直交する方向であり、基板Ｐの幅方向（短尺方向）である。Ｚ方向は、Ｘ方向とＹ方向とに直交する方向（上方向）であり、重力が働く方向と平行である。 In the first embodiment, the X direction is the direction (conveyance direction) in which the substrate P is directed from the supply roll FR1 to the recovery roll FR2 in the horizontal plane. The Y direction is a direction orthogonal to the X direction in the horizontal plane, and is a width direction (short direction) of the substrate P. The Z direction is a direction (upward) orthogonal to the X direction and the Y direction, and is parallel to the direction in which gravity acts.

基板Ｐは、例えば、樹脂フィルム、若しくは、ステンレス鋼等の金属または合金からなる箔（フォイル）等が用いられる。樹脂フィルムの材質としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、および酢酸ビニル樹脂のうち、少なくとも１つ以上を含んだものを用いてもよい。また、基板Ｐの厚みや剛性（ヤング率）は、デバイス製造システム１０の搬送路を通る際に、基板Ｐに座屈による折れ目や非可逆的なシワが生じないような範囲であればよい。基板Ｐの母材として、厚みが２５μｍ〜２００μｍ程度のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等のフィルムは、好適なシート基板の典型である。 As the substrate P, for example, a resin film, a foil made of a metal or alloy such as stainless steel, or the like is used. Examples of the resin film material include polyethylene resin, polypropylene resin, polyester resin, ethylene vinyl copolymer resin, polyvinyl chloride resin, cellulose resin, polyamide resin, polyimide resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, and vinyl acetate resin. Of these, those containing at least one or more may be used. Further, the thickness and rigidity (Young's modulus) of the substrate P may be within a range that does not cause creases or irreversible wrinkles due to buckling on the substrate P when passing through the transport path of the device manufacturing system 10. .. As the base material of the substrate P, a film having a thickness of about 25 μm to 200 μm, such as PET (polyethylene terephthalate) or PEN (polyethylene naphthalate), is typical of a suitable sheet substrate.

基板Ｐは、処理装置ＰＲ１、処理装置ＰＲ２、露光装置ＥＸ、処理装置ＰＲ３、および、処理装置ＰＲ４で施される各処理において熱を受ける場合があるため、熱膨張係数が顕著に大きくない材質の基板Ｐを選定することが好ましい。例えば、無機フィラーを樹脂フィルムに混合することによって熱膨張係数を抑えることができる。無機フィラーは、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、または酸化ケイ素等でもよい。また、基板Ｐは、フロート法等で製造された厚さ１００μｍ程度の極薄ガラスの単層体であってもよいし、この極薄ガラスに上記の樹脂フィルム、箔等を貼り合わせた積層体であってもよい。 Since the substrate P may receive heat in each process performed by the processing device PR1, the processing device PR2, the exposure device EX, the processing device PR3, and the processing device PR4, the substrate P is made of a material whose thermal expansion coefficient is not remarkably large. It is preferable to select the substrate P. For example, the coefficient of thermal expansion can be suppressed by mixing the inorganic filler with the resin film. The inorganic filler may be, for example, titanium oxide, zinc oxide, alumina, silicon oxide or the like. Further, the substrate P may be a single layer of ultrathin glass having a thickness of about 100 μm manufactured by a float method or the like, or a laminated body in which the above resin film, foil or the like is bonded to the ultrathin glass. It may be.

ところで、基板Ｐの可撓性（flexibility）とは、基板Ｐに自重程度の力を加えてもせん断したり破断したりすることはなく、その基板Ｐを撓めることが可能な性質をいう。また、自重程度の力によって屈曲する性質も可撓性に含まれる。また、基板Ｐの材質、大きさ、厚さ、基板Ｐ上に成膜される層構造、温度、または、湿度等の環境等に応じて、可撓性の程度は変わる。いずれにしろ、本第１の実施の形態によるデバイス製造システム１０内の搬送路に設けられる各種の搬送用ローラ、回転ドラム等の搬送方向転換用の部材に基板Ｐを正しく巻き付けた場合に、座屈して折り目がついたり、破損（破れや割れが発生）したりせずに、基板Ｐを滑らかに搬送できれば、可撓性の範囲といえる。 By the way, the flexibility of the substrate P means a property that the substrate P can be flexed without being sheared or broken even when a force of about its own weight is applied to the substrate P. .. In addition, flexibility also includes the property of bending by a force of about its own weight. Further, the degree of flexibility varies depending on the material, size, thickness of the substrate P, the layer structure formed on the substrate P, the temperature, the environment such as humidity, and the like. In any case, when the substrate P is correctly wound around the transfer direction changing members such as various transfer rollers and rotary drums provided in the transfer path in the device manufacturing system 10 according to the first embodiment, the seat It can be said that the range of flexibility is such that the substrate P can be smoothly conveyed without bending and creases or breakage (tear or crack).

処理装置ＰＲ１は、供給ロールＦＲ１から搬送されてきた基板Ｐを処理装置ＰＲ２に向けて所定の速度で長尺方向に沿った搬送方向（＋Ｘ方向）に搬送しつつ、基板Ｐに対して塗布処理を行う塗布装置である。処理装置ＰＲ１は、基板Ｐの表面に感光性機能液を選択的または一様に塗布する。この感光性機能液が表面に塗布された基板Ｐは処理装置ＰＲ２に向けて搬送される。 The processing apparatus PR1 applies the substrate P to the substrate P while conveying the substrate P conveyed from the supply roll FR1 toward the processing apparatus PR2 in the conveying direction (+ X direction) along the elongated direction at a predetermined speed. It is a coating device that performs the above. The processing apparatus PR1 selectively or uniformly applies the photosensitive functional liquid on the surface of the substrate P. The substrate P on which the photosensitive functional liquid is applied is conveyed toward the processing device PR2.

処理装置ＰＲ２は、処理装置ＰＲ１から搬送されてきた基板Ｐを露光装置ＥＸに向けて所定の速度で搬送方向（＋Ｘ方向）に搬送しつつ、基板Ｐに対して乾燥処理を行う乾燥装置である。処理装置ＰＲ２は、熱風またはドライエアー等の乾燥用エアー（温風）を基板Ｐの表面に吹き付けるブロワー、赤外線光源、セラミックヒーター等によって感光性機能液に含まれる溶剤または水を除去して、感光性機能液を乾燥させる。これにより、基板Ｐの表面に感光性機能層（光感応層）となる膜が選択的または一様に形成される。なお、ドライフィルムを基板Ｐの表面に貼り付けることで、基板Ｐの表面に感光性機能層を形成してもよい。この場合は、処理装置ＰＲ１および処理装置ＰＲ２に代えて、ドライフィルムを基板Ｐに貼り付ける貼付装置（処理装置）を設ければよい。 The processing device PR2 is a drying device that performs a drying process on the substrate P while transporting the substrate P conveyed from the processing apparatus PR1 toward the exposure apparatus EX at a predetermined speed in the transport direction (+ X direction). .. The processing device PR2 removes the solvent or water contained in the photosensitive functional liquid by a blower, an infrared light source, a ceramic heater, or the like that blows drying air (warm air) such as hot air or dry air onto the surface of the substrate P, and is photosensitive. Dry the sexual functional fluid. As a result, a film to be a photosensitive functional layer (light sensitive layer) is selectively or uniformly formed on the surface of the substrate P. A photosensitive functional layer may be formed on the surface of the substrate P by attaching the dry film to the surface of the substrate P. In this case, instead of the processing device PR1 and the processing device PR2, a sticking device (processing device) for attaching the dry film to the substrate P may be provided.

ここで、この感光性機能液（層）の典型的なものはフォトレジスト（液状またはドライフィルム状）であるが、現像処理が不要な材料として、紫外線の照射を受けた部分の親撥液性が改質される感光性シランカップリング剤（ＳＡＭ）、或いは紫外線の照射を受けた部分にメッキ還元基が露呈する感光性還元剤等がある。感光性機能液（層）として感光性シランカップリング剤を用いる場合は、基板Ｐ上の紫外線で露光されたパターン部分が撥液性から親液性に改質される。そのため、親液性となった部分の上に導電性インク（銀や銅等の導電性ナノ粒子を含有するインク）または半導体材料を含有した液体等を選択塗布することで、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を構成する電極、半導体、絶縁、或いは接続用の配線となるパターン層を形成することができる。感光性機能液（層）として、感光性還元剤を用いる場合は、基板Ｐ上の紫外線で露光されたパターン部分にメッキ還元基が露呈する。そのため、露光後、基板Ｐを直ちにパラジウムイオン等を含むメッキ液中に一定時間浸漬することで、パラジウムによるパターン層が形成（析出）される。このようなメッキ処理はアディティブ（additive）なプロセスであるが、その他、サブトラクティブ（subtractive）なプロセスとしてのエッチング処理を前提にしてもよい。その場合は、露光装置ＥＸへ送られる基板Ｐは、母材をＰＥＴやＰＥＮとし、その表面にアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等の金属性薄膜を全面または選択的に蒸着し、さらにその上にフォトレジスト層を積層したものであってもよい。本第１の実施の形態では、感光性機能液（層）として感光性還元剤が用いられる。 Here, a typical photosensitive functional liquid (layer) is a photoresist (liquid or dry film), but as a material that does not require development treatment, it has a liquid-repellent property in a portion irradiated with ultraviolet rays. There is a photosensitive silane coupling agent (SAM) that is modified, or a photosensitive reducing agent that exposes a plating reducing group to a portion irradiated with ultraviolet rays. When a photosensitive silane coupling agent is used as the photosensitive functional liquid (layer), the pattern portion exposed to ultraviolet rays on the substrate P is modified from liquid-repellent to liquid-friendly. Therefore, a thin film transistor (TFT) or the like can be obtained by selectively coating a conductive ink (an ink containing conductive nanoparticles such as silver or copper) or a liquid containing a semiconductor material on the liquid-forming portion. It is possible to form a pattern layer that serves as an electrode, a semiconductor, an insulation, or a wiring for connection. When a photosensitive reducing agent is used as the photosensitive functional liquid (layer), the plating reducing group is exposed on the pattern portion exposed to ultraviolet rays on the substrate P. Therefore, after the exposure, the substrate P is immediately immersed in a plating solution containing palladium ions or the like for a certain period of time to form (precipitate) a pattern layer made of palladium. Such a plating process is an additive process, but in addition, an etching process as a subtractive process may be premised. In that case, the substrate P sent to the exposure apparatus EX uses PET or PEN as the base material, and a metallic thin film such as aluminum (Al) or copper (Cu) is vapor-deposited on the entire surface or selectively of the substrate P. A photoresist layer may be laminated on top of it. In the first embodiment, a photosensitive reducing agent is used as the photosensitive functional liquid (layer).

露光装置ＥＸは、処理装置ＰＲ２から搬送されてきた基板Ｐを処理装置ＰＲ３に向けて所定の速度で搬送方向（＋Ｘ方向）に搬送しつつ、基板Ｐに対して露光処理を行う処理装置である。露光装置ＥＸは、基板Ｐの表面（感光性機能層の表面、すなわち、感光面）に、電子デバイス用のパターン（例えば、電子デバイスを構成するＴＦＴの電極や配線等のパターン）に応じた光パターンを照射する。これにより、感光性機能層に前記パターンに対応した潜像（改質部）が形成される。 The exposure apparatus EX is a processing apparatus that performs exposure processing on the substrate P while conveying the substrate P conveyed from the processing apparatus PR2 toward the processing apparatus PR3 at a predetermined speed in the conveying direction (+ X direction). .. In the exposure apparatus EX, light corresponding to a pattern for an electronic device (for example, a pattern of a TFT electrode or wiring constituting the electronic device) is applied to the surface of the substrate P (the surface of the photosensitive functional layer, that is, the photosensitive surface). Irradiate the pattern. As a result, a latent image (modified portion) corresponding to the pattern is formed on the photosensitive functional layer.

本第１の実施の形態においては、露光装置ＥＸは、マスクを用いない直描方式の露光装置、いわゆるラスタースキャン方式の露光装置（パターン描画装置）である。後で詳細に説明するが、露光装置ＥＸは、基板Ｐを＋Ｘ方向（副走査の方向）に搬送しながら、露光用のパルス状のビームＬＢ（パルスビーム）のスポット光ＳＰを、基板Ｐの被照射面（感光面）上で所定の走査方向（Ｙ方向）に１次元に走査（主走査）しつつ、スポット光ＳＰの強度をパターンデータ（描画データ、パターン情報）に応じて高速に変調（オン／オフ）する。これにより、基板Ｐの被照射面に電子デバイス、回路または配線等の所定のパターンに応じた光パターンが描画露光される。つまり、基板Ｐの副走査と、スポット光ＳＰの主走査とで、スポット光ＳＰが基板Ｐの被照射面上で相対的に２次元走査されて、基板Ｐに所定のパターンが描画露光される。また、基板Ｐは、搬送方向（＋Ｘ方向）に沿って搬送されているので、露光装置ＥＸによってパターンが露光される被露光領域Ｗは、基板Ｐの長尺方向に沿って所定の間隔をあけて複数設けられることになる（図４参照）。この被露光領域Ｗに電子デバイスが形成されるので、被露光領域Ｗは、デバイス形成領域でもある。なお、電子デバイスは、複数のパターン層（パターンが形成された層）が重ね合わされることで構成されるので、露光装置ＥＸによって各層に対応したパターンが露光されるようにしてもよい。 In the first embodiment, the exposure apparatus EX is a direct drawing type exposure apparatus that does not use a mask, that is, a so-called raster scan type exposure apparatus (pattern drawing apparatus). As will be described in detail later, the exposure apparatus EX transmits the spot light SP of the pulsed beam LB (pulse beam) for exposure to the substrate P while transporting the substrate P in the + X direction (direction of sub-scanning). While scanning (main scanning) one-dimensionally in a predetermined scanning direction (Y direction) on the irradiated surface (photosensitive surface), the intensity of the spot light SP is modulated at high speed according to pattern data (drawing data, pattern information). (On / off). As a result, an optical pattern corresponding to a predetermined pattern such as an electronic device, a circuit, or a wiring is drawn and exposed on the irradiated surface of the substrate P. That is, in the sub-scanning of the substrate P and the main scanning of the spot light SP, the spot light SP is relatively two-dimensionally scanned on the irradiated surface of the substrate P, and a predetermined pattern is drawn and exposed on the substrate P. .. Further, since the substrate P is conveyed along the conveying direction (+ X direction), the exposed area W on which the pattern is exposed by the exposure apparatus EX is spaced apart from each other along the elongated direction of the substrate P. (See FIG. 4). Since the electronic device is formed in the exposed region W, the exposed region W is also a device forming region. Since the electronic device is configured by superimposing a plurality of pattern layers (layers on which patterns are formed), the pattern corresponding to each layer may be exposed by the exposure apparatus EX.

処理装置ＰＲ３は、露光装置ＥＸから搬送されてきた基板Ｐを処理装置ＰＲ４に向けて所定の速度で搬送方向（＋Ｘ方向）に搬送しつつ、基板Ｐに対して湿式処理を行う湿式処理装置である。本第１の実施の形態では、処理装置ＰＲ３は、基板Ｐに対して湿式処理の一種であるメッキ処理を行う。つまり、基板Ｐを処理槽に貯蔵されたメッキ液に所定時間浸漬する。これにより、感光性機能層の表面に潜像に応じたパターン層が析出（形成）される。つまり、基板Ｐの感光性機能層上のスポット光ＳＰの照射部分と非照射部分の違いに応じて、基板Ｐ上に所定の材料（例えば、パラジウム）が選択的に形成され、これがパターン層となる。 The processing apparatus PR3 is a wet processing apparatus that performs wet treatment on the substrate P while conveying the substrate P conveyed from the exposure apparatus EX toward the processing apparatus PR4 at a predetermined speed in the conveying direction (+ X direction). be. In the first embodiment, the processing apparatus PR3 performs a plating treatment, which is a kind of wet treatment, on the substrate P. That is, the substrate P is immersed in the plating solution stored in the processing tank for a predetermined time. As a result, a pattern layer corresponding to the latent image is deposited (formed) on the surface of the photosensitive functional layer. That is, a predetermined material (for example, palladium) is selectively formed on the substrate P according to the difference between the irradiated portion and the non-irradiated portion of the spot light SP on the photosensitive functional layer of the substrate P, and this is the pattern layer. Become.

なお、感光性機能層として感光性シランカップリング剤を用いる場合は、湿式処理の一種である液体（例えば、導電性インク等を含有した液体）の塗布処理またはメッキ処理が処理装置ＰＲ３によって行われる。この場合であっても、感光性機能層の表面に潜像に応じたパターン層が形成される。つまり、基板Ｐの感光性機能層のスポット光ＳＰの照射部分と被照射部分の違いに応じて、基板Ｐ上に所定の材料（例えば、導電性インクまたはパラジウム等）が選択的に形成され、これがパターン層となる。また、感光性機能層としてフォトレジストを採用する場合は、処理装置ＰＲ３によって、湿式処理の一種である現像処理が行われる。この場合は、この現像処理によって、潜像に応じたパターンが感光性機能層（フォトレジスト）に形成される。 When a photosensitive silane coupling agent is used as the photosensitive functional layer, the processing apparatus PR3 performs a coating treatment or a plating treatment of a liquid (for example, a liquid containing a conductive ink or the like), which is a kind of wet treatment. .. Even in this case, a pattern layer corresponding to the latent image is formed on the surface of the photosensitive functional layer. That is, a predetermined material (for example, conductive ink or palladium) is selectively formed on the substrate P according to the difference between the irradiated portion and the irradiated portion of the spot light SP of the photosensitive functional layer of the substrate P. This becomes the pattern layer. When a photoresist is used as the photosensitive functional layer, the processing apparatus PR3 performs a developing process, which is a kind of wet process. In this case, by this development process, a pattern corresponding to the latent image is formed on the photosensitive functional layer (photoresist).

処理装置ＰＲ４は、処理装置ＰＲ３から搬送されてきた基板Ｐを回収ロールＦＲ２に向けて所定の速度で搬送方向（＋Ｘ方向）に搬送しつつ、基板Ｐに対して洗浄・乾燥処理を行う洗浄・乾燥装置である。処理装置ＰＲ４は、湿式処理が施された基板Ｐに対して純水による洗浄を行い、その後ガラス転移温度以下で、基板Ｐの水分含有率が所定値以下になるまで乾燥させる。 The processing device PR4 performs cleaning / drying processing on the substrate P while transporting the substrate P conveyed from the processing apparatus PR3 toward the recovery roll FR2 at a predetermined speed in the transport direction (+ X direction). It is a drying device. The processing apparatus PR4 cleans the wet-treated substrate P with pure water, and then dries the substrate P at a glass transition temperature or lower until the water content of the substrate P becomes a predetermined value or less.

なお、感光性機能層として感光性シランカップリング剤を用いた場合は、処理装置ＰＲ４は、基板Ｐに対してアニール処理と乾燥処理を行うアニール・乾燥装置であってもよい。アニール処理は、塗布された導電性インクに含有されるナノ粒子同士の電気的な結合を強固にするために、例えば、ストロボランプからの高輝度のパルス光を基板Ｐに照射する。感光性機能層としてフォトレジストを採用した場合は、処理装置ＰＲ４と回収ロールＦＲ２との間に、エッチング処理を行う処理装置（湿式処理装置）ＰＲ５と、エッチング処理が施された基板Ｐに対して洗浄・乾燥処理を行う処理装置（洗浄・乾燥装置）ＰＲ６とを設けてもよい。これにより、感光性機能層としてフォトレジストを採用した場合は、エッチング処理が施されることで、基板Ｐにパターン層が形成される。つまり、基板Ｐの感光性機能層のスポット光ＳＰの照射部分と被照射部分の違いに応じて、基板Ｐ上に所定の材料（例えば、アルミニウム（Ａｌ）または銅（Ｃｕ）等）が選択的に形成され、これがパターン層となる。処理装置ＰＲ５、ＰＲ６は、送られてきた基板Ｐを回収ロールＦＲ２に向けて所定の速度で基板Ｐを搬送方向（＋Ｘ方向）に搬送する機能を有する。複数の処理装置ＰＲ１〜ＰＲ４（必要に応じて処理装置ＰＲ５、ＰＲ６も含む）が、基板Ｐを＋Ｘ方向に搬送する機能は基板搬送装置として構成される。 When a photosensitive silane coupling agent is used as the photosensitive functional layer, the processing device PR4 may be an annealing / drying device that performs an annealing treatment and a drying treatment on the substrate P. In the annealing treatment, the substrate P is irradiated with high-intensity pulsed light from, for example, a strobe lamp in order to strengthen the electrical bonding between the nanoparticles contained in the applied conductive ink. When a photoresist is used as the photosensitive functional layer, the processing device (wet processing device) PR5 that performs etching processing and the substrate P that has been etched are separated between the processing device PR4 and the recovery roll FR2. A processing device (cleaning / drying device) PR6 that performs a cleaning / drying process may be provided. As a result, when a photoresist is used as the photosensitive functional layer, a pattern layer is formed on the substrate P by performing an etching process. That is, a predetermined material (for example, aluminum (Al) or copper (Cu)) is selectively selected on the substrate P according to the difference between the irradiated portion and the irradiated portion of the spot light SP of the photosensitive functional layer of the substrate P. It is formed into a pattern layer. The processing devices PR5 and PR6 have a function of transporting the sent substrate P toward the recovery roll FR2 at a predetermined speed in the transport direction (+ X direction). The function of the plurality of processing devices PR1 to PR4 (including the processing devices PR5 and PR6 as necessary) for transporting the substrate P in the + X direction is configured as the substrate transporting device.

このようにして、各処理が施された基板Ｐは回収ロールＦＲ２によって回収される。デバイス製造システム１０の少なくとも各処理を経て、１つのパターン層が基板Ｐ上に形成される。上述したように、電子デバイスは、複数のパターン層が重ね合わされることで構成されるので、電子デバイスを生成するために、図１に示すようなデバイス製造システム１０の各処理を少なくとも２回は経なければならない。そのため、基板Ｐが巻き取られた回収ロールＦＲ２を供給ロールＦＲ１として別のデバイス製造システム１０に装着することで、パターン層を積層することができる。そのような動作を繰り返して、電子デバイスが形成される。処理後の基板Ｐは、複数の電子デバイスが所定の間隔をあけて基板Ｐの長尺方向に沿って連なった状態となる。つまり、基板Ｐは、多面取り用の基板となっている。 In this way, the substrate P subjected to each treatment is recovered by the recovery roll FR2. One pattern layer is formed on the substrate P through at least each process of the device manufacturing system 10. As described above, since the electronic device is configured by superimposing a plurality of pattern layers, each process of the device manufacturing system 10 as shown in FIG. 1 is performed at least twice in order to generate the electronic device. Must go through. Therefore, the pattern layer can be laminated by mounting the recovery roll FR2 on which the substrate P is wound as the supply roll FR1 on another device manufacturing system 10. By repeating such an operation, an electronic device is formed. The processed substrate P is in a state in which a plurality of electronic devices are connected along the longitudinal direction of the substrate P at predetermined intervals. That is, the substrate P is a substrate for multi-chamfering.

電子デバイスが連なった状態で形成された基板Ｐを回収した回収ロールＦＲ２は、図示しないダイシング装置に装着されてもよい。回収ロールＦＲ２が装着されたダイシング装置は、処理後の基板Ｐを電子デバイス（デバイス形成領域である被露光領域Ｗ）毎に分割（ダイシング）することで、複数の枚葉となった電子デバイスにする。基板Ｐの寸法は、例えば、幅方向（短尺となる方向）の寸法が１０ｃｍ〜２ｍ程度であり、長さ方向（長尺となる方向）の寸法が１０ｍ以上である。なお、基板Ｐの寸法は、上記した寸法に限定されない。 The recovery roll FR2 that recovers the substrate P formed in a state in which electronic devices are connected may be mounted on a dicing device (not shown). The dying device equipped with the recovery roll FR2 divides (dies) the processed substrate P for each electronic device (exposed area W which is a device forming area), thereby forming a plurality of single-wafered electronic devices. do. The dimensions of the substrate P are, for example, about 10 cm to 2 m in the width direction (short direction) and 10 m or more in the length direction (long direction). The dimensions of the substrate P are not limited to the above-mentioned dimensions.

図２は、露光装置ＥＸの構成を示す構成図である。露光装置ＥＸは、温調チャンバーＥＣＶ内に格納されている。この温調チャンバーＥＣＶは、内部を所定の温度、所定の湿度に保つことで、内部において搬送される基板Ｐの温度による形状変化を抑制するとともに、基板Ｐの吸湿性や搬送に伴って発生する静電気の帯電等を考慮した湿度に設定される。温調チャンバーＥＣＶは、パッシブまたはアクティブな防振ユニットＳＵ１、ＳＵ２を介して製造工場の設置面Ｅに配置される。防振ユニットＳＵ１、ＳＵ２は、設置面Ｅからの振動を低減する。この設置面Ｅは、工場の床面自体であってもよいし、水平面を出すために床面上に専用に設置される設置土台（ペデスタル）上の面であってもよい。露光装置ＥＸは、基板搬送機構１２と、同一構成の２つの光源装置（光源）ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）と、ビーム切換部（電気光学偏向装置を含む）ＢＤＵと、露光ヘッド（走査装置）１４と、制御装置１６と、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ、ＡＭ２ｍ（なお、ｍ＝１、２、３、４）と、複数のエンコーダＥＮｊａ、ＥＮｊｂ（なお、ｊ＝１、２、３、４）とを少なくとも備えている。制御装置（制御部）１６は、露光装置ＥＸの各部を制御するものである。この制御装置１６は、コンピュータとプログラムが記録された記録媒体等とを含み、該コンピュータがプログラムを実行することで、本第１の実施の形態の制御装置１６として機能する。 FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the exposure apparatus EX. The exposure apparatus EX is housed in the temperature control chamber ECV. By keeping the inside at a predetermined temperature and a predetermined humidity, the temperature control chamber ECV suppresses the shape change due to the temperature of the substrate P transported inside, and is generated due to the hygroscopicity of the substrate P and the transport. The humidity is set in consideration of static electricity charging. The temperature control chamber ECV is arranged on the installation surface E of the manufacturing plant via the passive or active anti-vibration units SU1 and SU2. The vibration isolation units SU1 and SU2 reduce vibration from the installation surface E. The installation surface E may be the floor surface of the factory itself, or may be a surface on an installation base (pedestal) that is exclusively installed on the floor surface in order to create a horizontal surface. The exposure device EX includes a substrate transfer mechanism 12, two light source devices (light sources) LS (LSa, LSb) having the same configuration, a beam switching unit (including an electro-optical deflector) BDU, and an exposure head (scanning device) 14. , The control device 16, a plurality of alignment microscopes AM1m, AM2m (note that m = 1, 2, 3, 4), and a plurality of encoders ENja, ENjb (note that j = 1, 2, 3, 4). At least I have. The control device (control unit) 16 controls each unit of the exposure apparatus EX. The control device 16 includes a computer and a recording medium or the like on which the program is recorded, and when the computer executes the program, the control device 16 functions as the control device 16 of the first embodiment.

基板搬送機構１２は、デバイス製造システム１０の前記基板搬送装置の一部を構成するものであり、処理装置ＰＲ２から搬送される基板Ｐを、露光装置ＥＸ内で所定の速度で搬送した後、処理装置ＰＲ３に所定の速度で送り出す。この基板搬送機構１２によって、露光装置ＥＸ内で搬送される基板Ｐの搬送路が規定される。基板搬送機構１２は、基板Ｐの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）から順に、エッジポジションコントローラＥＰＣ、駆動ローラＲ１、テンション調整ローラＲＴ１、回転ドラム（円筒ドラム）ＤＲ、テンション調整ローラＲＴ２、駆動ローラＲ２、および、駆動ローラＲ３を有している。 The substrate transfer mechanism 12 constitutes a part of the substrate transfer device of the device manufacturing system 10, and the substrate P transported from the processing device PR2 is transported in the exposure device EX at a predetermined speed and then processed. It is delivered to the device PR3 at a predetermined speed. The substrate transfer mechanism 12 defines a transfer path for the substrate P to be conveyed in the exposure apparatus EX. The substrate transport mechanism 12 includes an edge position controller EPC, a drive roller R1, a tension adjusting roller RT1, a rotary drum (cylindrical drum) DR, and a tension adjusting roller RT2 in order from the upstream side (−X direction side) of the substrate P in the transport direction. It has a drive roller R2 and a drive roller R3.

エッジポジションコントローラＥＰＣは、処理装置ＰＲ２から搬送される基板Ｐの幅方向（Ｙ方向であって基板Ｐの短尺方向）における位置を調整する。つまり、エッジポジションコントローラＥＰＣは、所定のテンションがかけられた状態で搬送されている基板Ｐの幅方向の端部（エッジ）における位置が、目標位置に対して±十数μｍ〜数十μｍ程度の範囲（許容範囲）に収まるように、基板Ｐを幅方向に移動させて、基板Ｐの幅方向における位置を調整する。エッジポジションコントローラＥＰＣは、所定のテンションがかけられた状態で基板Ｐが掛け渡されるローラと、基板Ｐの幅方向の端部（エッジ）の位置を検出する図示しないエッジセンサ（端部検出部）とを有する。エッジポジションコントローラＥＰＣは、前記エッジセンサが検出した検出信号に基づいて、エッジポジションコントローラＥＰＣの前記ローラをＹ方向に移動させて、基板Ｐの幅方向における位置を調整する。駆動ローラ（ニップローラ）Ｒ１は、エッジポジションコントローラＥＰＣから搬送される基板Ｐの表裏両面を保持しながら回転し、基板Ｐを回転ドラムＤＲへ向けて搬送する。なお、エッジポジションコントローラＥＰＣは、回転ドラムＤＲに巻き付く基板Ｐの長尺方向が、回転ドラムＤＲの中心軸ＡＸｏに対して常に直交するように、基板Ｐの幅方向における位置と適宜調整するとともに、基板Ｐの進行方向における傾き誤差を補正するように、エッジポジションコントローラＥＰＣの前記ローラの回転軸とＹ軸との平行度を適宜調整してもよい。 The edge position controller EPC adjusts the position of the substrate P conveyed from the processing device PR2 in the width direction (Y direction and the short direction of the substrate P). That is, in the edge position controller EPC, the position at the end (edge) in the width direction of the substrate P conveyed under a predetermined tension is about ± tens of μm to several tens of μm with respect to the target position. The substrate P is moved in the width direction so as to fall within the range (allowable range) of, and the position of the substrate P in the width direction is adjusted. The edge position controller EPC is an edge sensor (edge detection unit) (not shown) that detects the position of the roller on which the substrate P is hung under a predetermined tension and the end portion (edge) of the substrate P in the width direction. And have. The edge position controller EPC moves the roller of the edge position controller EPC in the Y direction based on the detection signal detected by the edge sensor, and adjusts the position of the substrate P in the width direction. The drive roller (nip roller) R1 rotates while holding both the front and back surfaces of the substrate P conveyed from the edge position controller EPC, and conveys the substrate P toward the rotating drum DR. The edge position controller EPC is appropriately adjusted with the position in the width direction of the substrate P so that the long direction of the substrate P wound around the rotary drum DR is always orthogonal to the central axis AXo of the rotary drum DR. The parallelism between the rotation axis and the Y axis of the roller of the edge position controller EPC may be appropriately adjusted so as to correct the tilt error in the traveling direction of the substrate P.

回転ドラムＤＲは、Ｙ方向に延びるとともに重力が働く方向と交差した方向に延びた中心軸ＡＸｏと、中心軸ＡＸｏから一定半径の円筒状の外周面とを有する。回転ドラムＤＲは、この外周面（円周面）に倣って基板Ｐの一部を長尺方向に円筒面状に湾曲させて支持（保持）しつつ、中心軸ＡＸｏを中心に回転して基板Ｐを＋Ｘ方向に搬送する。回転ドラムＤＲは、露光ヘッド１４からのビームＬＢ（スポット光ＳＰ）が投射される基板Ｐ上の領域（部分）をその外周面で支持する。回転ドラムＤＲは、電子デバイスが形成される面（感光面が形成された側の面）とは反対側の面（裏面）側から基板Ｐを支持（密着保持）する。回転ドラムＤＲのＹ方向の両側には、回転ドラムＤＲが中心軸ＡＸｏの周りを回転するように環状のベアリングで支持されたシャフトＳｆｔが設けられている。このシャフトＳｆｔは、制御装置１６によって制御される図示しない回転駆動源（例えば、モータや減速機構等）からの回転トルクが与えられることで中心軸ＡＸｏ回りに一定の回転速度で回転する。なお、便宜的に、中心軸ＡＸｏを含み、ＹＺ平面と平行な平面を中心面Ｐｏｃと呼ぶ。 The rotating drum DR has a central axis AXo extending in the Y direction and extending in a direction intersecting the direction in which gravity acts, and a cylindrical outer peripheral surface having a constant radius from the central axis AXo. The rotary drum DR rotates around the central axis AXo while supporting (holding) a part of the substrate P by bending it into a cylindrical surface in the elongated direction following the outer peripheral surface (circumferential surface). P is conveyed in the + X direction. The rotating drum DR supports a region (part) on the substrate P on which the beam LB (spot light SP) from the exposure head 14 is projected by its outer peripheral surface. The rotary drum DR supports (closely holds) the substrate P from the surface (back surface) opposite to the surface on which the electronic device is formed (the surface on which the photosensitive surface is formed). Shafts Sft supported by an annular bearing are provided on both sides of the rotating drum DR in the Y direction so that the rotating drum DR rotates around the central axis AXo. The shaft Sft rotates at a constant rotational speed around the central axis AXo by applying rotational torque from a rotational drive source (for example, a motor, a reduction mechanism, etc.) controlled by the control device 16 (for example, a motor or a reduction mechanism). For convenience, a plane including the central axis AXo and parallel to the YZ plane is referred to as a central plane Poc.

駆動ローラ（ニップローラ）Ｒ２、Ｒ３は、基板Ｐの搬送方向（＋Ｘ方向）に沿って所定の間隔を空けて配置されており、露光後の基板Ｐに所定の弛み（あそび）を与えている。駆動ローラＲ２、Ｒ３は、駆動ローラＲ１と同様に、基板Ｐの表裏両面を保持しながら回転し、基板Ｐを処理装置ＰＲ３へ向けて搬送する。テンション調整ローラＲＴ１、ＲＴ２は、−Ｚ方向に付勢されており、回転ドラムＤＲに巻き付けられて支持されている基板Ｐに長尺方向に所定のテンションを与えている。これにより、回転ドラムＤＲにかかる基板Ｐに付与される長尺方向のテンションを所定の範囲内に安定化させている。制御装置１６は、図示しない回転駆動源（例えば、モータや減速機等）を制御することで、駆動ローラＲ１〜Ｒ３を回転させる。なお、駆動ローラＲ１〜Ｒ３の回転軸、および、テンション調整ローラＲＴ１、ＲＴ２の回転軸は、回転ドラムＤＲの中心軸ＡＸｏと平行している。 The drive rollers (nip rollers) R2 and R3 are arranged at predetermined intervals along the transport direction (+ X direction) of the substrate P, and give a predetermined slack (play) to the substrate P after exposure. Like the drive roller R1, the drive rollers R2 and R3 rotate while holding both the front and back surfaces of the substrate P, and convey the substrate P toward the processing device PR3. The tension adjusting rollers RT1 and RT2 are urged in the −Z direction, and give a predetermined tension in the elongated direction to the substrate P which is wound around and supported by the rotating drum DR. As a result, the tension applied to the substrate P on the rotary drum DR in the long direction is stabilized within a predetermined range. The control device 16 rotates the drive rollers R1 to R3 by controlling a rotation drive source (for example, a motor, a speed reducer, etc.) (not shown). The rotation axes of the drive rollers R1 to R3 and the rotation axes of the tension adjusting rollers RT1 and RT2 are parallel to the central axis AXo of the rotation drum DR.

光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）は、パルス状のビーム（パルスビーム、パルス光、レーザ）ＬＢを発生して射出する。このビームＬＢは、３７０ｎｍ以下の波長帯域にピーク波長を有する紫外線光であり、ビームＬＢの発光周波数（発振周波数、所定周波数）をＦａとする。光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）が射出したビームＬＢは、ビーム切換部ＢＤＵを介して露光ヘッド１４に入射する。光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）は、制御装置１６の制御にしたがって、発光周波数ＦａでビームＬＢを発光して射出する。この光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）の構成は、後で詳細に説明するが、第１の実施の形態では、赤外波長域のパルス光を発生する半導体レーザ素子、ファイバー増幅器、増幅された赤外波長域のパルス光を紫外波長域のパルス光に変換する波長変換素子（高調波発生素子）等で構成され、発振周波数Ｆａが数百ＭＨｚで、１パルス光の発光時間がピコ秒程度の高輝度な紫外線のパルス光が得られるファイバーアンプレーザ光源（高調波レーザ光源）を用いるものとする。なお、光源装置ＬＳａからのビームＬＢと、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢとを区別するために、光源装置ＬＳａからのビームＬＢをＬＢａ、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢをＬＢｂで表す場合がある。 The light source device LS (LSa, LSb) generates and emits a pulsed beam (pulse beam, pulsed light, laser) LB. This beam LB is ultraviolet light having a peak wavelength in a wavelength band of 370 nm or less, and the emission frequency (oscillation frequency, predetermined frequency) of the beam LB is Fa. The beam LB emitted by the light source device LS (LSa, LSb) is incident on the exposure head 14 via the beam switching unit BDU. The light source device LS (LSa, LSb) emits and emits a beam LB at a light emitting frequency Fa according to the control of the control device 16. The configuration of this light source device LS (LSa, LSb) will be described in detail later, but in the first embodiment, a semiconductor laser element that generates pulsed light in the infrared wavelength region, a fiber amplifier, and amplified red It is composed of a wavelength conversion element (harmonic generator) that converts pulsed light in the outer wavelength range into pulsed light in the ultraviolet wavelength range, has an oscillation frequency of several hundred MHz, and emits one pulsed light for about picoseconds. A fiber amplifier laser light source (harmonic laser light source) capable of obtaining high-intensity ultraviolet pulsed light shall be used. In order to distinguish between the beam LB from the light source device LSa and the beam LB from the light source device LSb, the beam LB from the light source device LSa may be represented by LBa and the beam LB from the light source device LSb may be represented by LBb.

ビーム切換部ＢＤＵは、露光ヘッド１４を構成する複数の走査ユニットＵｎ（なお、ｎ＝１、２、・・・、６）のうち２つの走査ユニットＵｎに、２つの光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）からのビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）を入射させるとともに、ビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）が入射する走査ユニットＵｎを切り換える。詳しくは、ビーム切換部ＢＤＵは、３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３のうち１つの走査ユニットＵｎに光源装置ＬＳａからのビームＬＢａを入射させ、３つの走査ユニットＵ４〜Ｕ６のうち１つの走査ユニットＵｎに、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂを入射させる。また、ビーム切換部ＢＤＵは、ビームＬＢａが入射する走査ユニットＵｎを走査ユニットＵ１〜Ｕ３の中で切り換え、ビームＬＢｂが入射する走査ユニットＵｎを走査ユニットＵ４〜Ｕ６の中で切り換える。 The beam switching unit BDU has two light source devices LS (LSa, LSb) in two scanning units Un (note that n = 1, 2, ..., 6) among a plurality of scanning units Un (note that n = 1, 2, ..., 6) constituting the exposure head 14. ), And the scanning unit Un on which the beam LB (LBa, LBb) is incident is switched. Specifically, the beam switching unit BDU causes the beam LBa from the light source device LSa to be incident on one of the three scanning units U1 to U3, and to one of the three scanning units U4 to U6. , The beam LBb from the light source device LSb is incident. Further, the beam switching unit BDU switches the scanning units Un on which the beam LBa is incident in the scanning units U1 to U3, and switches the scanning units Un on which the beam LBb is incident in the scanning units U4 to U6.

ビーム切換部ＢＤＵは、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニット（描画ユニット）ＵｎにビームＬＢｎが入射するように、ビームＬＢａ、ＬＢｂが入射する走査ユニットＵｎを切り換える。つまり、ビーム切換部ＢＤＵは、走査ユニットＵ１〜Ｕ３のうち、スポット光ＳＰの走査を行う１つの走査ユニットＵｎに、光源装置ＬＳａからのビームＬＢａを入射させる。同様に、ビーム切換部ＢＤＵは、走査ユニットＵ４〜Ｕ６のうち、スポット光ＳＰの走査を行う１つの走査ユニットＵｎに、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂを入射させる。このビーム切換部ＢＤＵについては後で詳細に説明する。なお、走査ユニットＵ１〜Ｕ３に関しては、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎが、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３、の順番で切り換わり、走査ユニットＵ４〜Ｕ６に関しては、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎが、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、の順番で切り換わるものとする。なお、以上のビーム切換部ＢＤＵや光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）の構成は、例えば国際公開第２０１５／１６６９１０号パンフレットに開示されているが、後で図６、図７を参照して詳述する。 The beam switching unit BDU switches the scanning unit Un on which the beams LBa and LBb are incident so that the beam LBn is incident on the scanning unit (drawing unit) Un that scans the spot light SP. That is, the beam switching unit BDU causes the beam LBa from the light source device LSa to be incident on one of the scanning units U1 to U3, which scans the spot light SP. Similarly, the beam switching unit BDU causes the beam LBb from the light source device LSb to be incident on one of the scanning units U4 to U6, which scans the spot light SP. The beam switching unit BDU will be described in detail later. For the scanning units U1 to U3, the scanning unit Un for scanning the spot light SP is switched in the order of U1 → U2 → U3, and for the scanning units U4 to U6, the scanning for scanning the spot light SP is performed. It is assumed that the unit Un switches in the order of U4 → U5 → U6. The configuration of the beam switching unit BDU and the light source device LS (LSa, LSb) described above is disclosed in, for example, International Publication No. 2015/166910 pamphlet, but will be described in detail later with reference to FIGS. 6 and 7. do.

露光ヘッド１４は、同一構成の複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）を配列した、いわゆるマルチビーム型の露光ヘッドとなっている。露光ヘッド１４は、回転ドラムＤＲの外周面（円周面）で支持されている基板Ｐの一部分に、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）によってパターンを描画する。露光ヘッド１４は、基板Ｐに対して電子デバイス用のパターン露光を繰り返し行うことから、パターンが露光される被露光領域（電子デバイス形成領域）Ｗは、基板Ｐの長尺方向に沿って所定の間隔をあけて複数設けられている（図４参照）。複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、所定の配置関係で配置されている。複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、中心面Ｐｏｃを挟んで基板Ｐの搬送方向に２列に千鳥配列で配置される。奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５は、中心面Ｐｏｃに対して基板Ｐの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）で、且つ、Ｙ方向に沿って所定の間隔だけ離して１列に配置されている。偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６は、中心面Ｐｏｃに対して基板Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）で、Ｙ方向に沿って所定の間隔だけ離して１列に配置されている。奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５と、偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６とは、ＸＺ面内でみると中心面Ｐｏｃに対して対称に設けられている。 The exposure head 14 is a so-called multi-beam type exposure head in which a plurality of scanning units Un (U1 to U6) having the same configuration are arranged. The exposure head 14 draws a pattern on a part of the substrate P supported by the outer peripheral surface (circumferential surface) of the rotating drum DR by a plurality of scanning units Un (U1 to U6). Since the exposure head 14 repeatedly performs pattern exposure for an electronic device on the substrate P, the exposed region (electronic device forming region) W on which the pattern is exposed is a predetermined region along the long direction of the substrate P. A plurality of them are provided at intervals (see FIG. 4). The plurality of scanning units Un (U1 to U6) are arranged in a predetermined arrangement relationship. The plurality of scanning units Un (U1 to U6) are arranged in a staggered arrangement in two rows in the transport direction of the substrate P with the central surface Poc interposed therebetween. The odd-numbered scanning units U1, U3, and U5 are arranged in a row on the upstream side (-X direction side) of the substrate P in the transport direction with respect to the central surface Poc and separated by a predetermined interval along the Y direction. Have been placed. The even-numbered scanning units U2, U4, and U6 are arranged in a row on the downstream side (+ X direction side) of the substrate P in the transport direction with respect to the central surface Poc, separated by a predetermined interval along the Y direction. There is. The odd-numbered scanning units U1, U3, and U5 and the even-numbered scanning units U2, U4, and U6 are provided symmetrically with respect to the central plane Poc when viewed in the XZ plane.

各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）からのビームＬＢを基板Ｐの被照射面上でスポット光ＳＰに収斂するように投射しつつ、そのスポット光ＳＰを、回転するポリゴンミラーＰＭ（図５参照）によって１次元に走査する。この各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラー（偏向部材）ＰＭによって、基板Ｐの被照射面上でスポット光ＳＰが１次元に走査される。このスポット光ＳＰの走査によって、基板Ｐ上（基板Ｐの被照射面上）に、１ライン分のパターンが描画される直線的な描画ライン（走査線）ＳＬｎ（なお、ｎ＝１、２、・・・、６）が規定される。この走査ユニットＵｎの構成については、後で詳しく説明する。 Each scanning unit Un (U1 to U6) projects the beam LB from the light source device LS (LSa, LSb) on the irradiated surface of the substrate P so as to converge on the spot light SP, and causes the spot light SP to converge. Scan one-dimensionally with a rotating polygon mirror PM (see FIG. 5). The spot light SP is one-dimensionally scanned on the irradiated surface of the substrate P by the polygon mirror (deflection member) PM of each scanning unit Un (U1 to U6). A linear drawing line (scanning line) SLn (note that n = 1, 2, ..., 6) is specified. The configuration of the scanning unit Un will be described in detail later.

走査ユニットＵ１は、スポット光ＳＰを描画ラインＳＬ１に沿って走査し、同様に、走査ユニットＵ２〜Ｕ６は、スポット光ＳＰを描画ラインＳＬ２〜ＳＬ６に沿って走査する。複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）は、図３、図４に示すように、Ｙ方向（基板Ｐの幅方向、主走査方向）に関して互いに分離することなく、継ぎ合わされるように設定されている。なお、ビーム切換部ＢＤＵを介して走査ユニットＵｎに入射する光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）からのビームＬＢを、ＬＢｎと表す場合がある。そして、走査ユニットＵ１に入射するビームＬＢｎをＬＢ１で表し、同様に、走査ユニットＵ２〜Ｕ６に入射するビームＬＢｎをＬＢ２〜ＬＢ６で表す場合がある。この描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）は、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）によって走査されるビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）のスポット光ＳＰの走査軌跡を示すものである。走査ユニットＵｎに入射するビームＬＢｎは、所定の方向に偏光した直線偏光（Ｐ偏光またはＳ偏光）のビームであってもよく、本第１の実施の形態では、Ｐ偏光のビームとする。 The scanning unit U1 scans the spot light SP along the drawing line SL1, and similarly, the scanning units U2 to U6 scan the spot light SP along the drawing lines SL2 to SL6. As shown in FIGS. 3 and 4, the drawing lines SLn (SL1 to SL6) of the plurality of scanning units Un (U1 to U6) are not separated from each other in the Y direction (width direction of the substrate P, main scanning direction). , Is set to be spliced together. The beam LB from the light source device LS (LSa, LSb) incident on the scanning unit Un via the beam switching unit BDU may be referred to as LBn. Then, the beam LBn incident on the scanning unit U1 may be represented by LB1, and similarly, the beam LBn incident on the scanning units U2 to U6 may be represented by LB2 to LB6. The drawing lines SLn (SL1 to SL6) indicate the scanning locus of the spot light SP of the beam LBn (LB1 to LB6) scanned by the scanning units Un (U1 to U6). The beam LBn incident on the scanning unit Un may be a linearly polarized (P-polarized or S-polarized) beam polarized in a predetermined direction, and in the first embodiment, it is a P-polarized beam.

図４に示すように、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は全部で被露光領域Ｗの幅方向の全てをカバーするように、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、走査領域を分担している。これにより、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、基板Ｐの幅方向に分割された複数の領域（描画範囲）毎にパターンを描画することができる。例えば、１つの走査ユニットＵｎによるＹ方向の走査長（描画ラインＳＬｎの長さ）を２０〜６０ｍｍ程度とすると、奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５の３個と、偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６の３個との計６個の走査ユニットＵｎをＹ方向に配置することによって、描画可能なＹ方向の幅を１２０〜３６０ｍｍ程度まで広げている。各描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の長さ（描画範囲の長さ）は、原則として同一とする。つまり、描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６の各々に沿って走査されるビームＬＢｎのスポット光ＳＰの走査距離は、原則として同一とする。なお、被露光領域Ｗの幅を広くしたい場合は、描画ラインＳＬｎ自体の長さを長くするか、Ｙ方向に配置する走査ユニットＵｎの数を増やすことで対応することができる。 As shown in FIG. 4, each scanning unit Un (U1 to U6) shares a scanning region so that the plurality of scanning units Un (U1 to U6) cover all of the exposed region W in the width direction. doing. As a result, each scanning unit Un (U1 to U6) can draw a pattern for each of a plurality of regions (drawing ranges) divided in the width direction of the substrate P. For example, assuming that the scanning length in the Y direction (the length of the drawing line SLn) by one scanning unit Un is about 20 to 60 mm, three odd-numbered scanning units U1, U3, and U5 and an even-numbered scanning unit U2 By arranging a total of six scanning units Un, including three U4 and U6, in the Y direction, the width in the Y direction that can be drawn is expanded to about 120 to 360 mm. In principle, the length (drawing range length) of each drawing line SLn (SL1 to SL6) is the same. That is, in principle, the scanning distances of the spot light SPs of the beams LBn scanned along each of the drawing lines SL1 to SL6 are the same. If the width of the exposed area W is desired to be widened, it can be dealt with by increasing the length of the drawing line SLn itself or increasing the number of scanning units Un arranged in the Y direction.

なお、実際の各描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）は、スポット光ＳＰが被照射面上を実際に走査可能な最大の長さ（最大走査長）よりも僅かに短く設定される。例えば、主走査方向（Ｙ方向）の描画倍率が初期値（倍率補正無し）の場合にパターン描画可能な描画ラインＳＬｎの走査長を３０ｍｍとすると、スポット光ＳＰの被照射面上での最大走査長は、描画ラインＳＬｎの描画開始点（走査開始点）側と描画終了点（走査終了点）側の各々に０．５ｍｍ程度の余裕を持たせて、３１ｍｍ程度に設定されている。このように設定することによって、スポット光ＳＰの最大走査長３１ｍｍの範囲内で、３０ｍｍの描画ラインＳＬｎの位置を主走査方向に微調整したり、描画倍率を微調整したりすることが可能となる。スポット光ＳＰの最大走査長は３１ｍｍに限定されるものではなく、主に走査ユニットＵｎ内のポリゴンミラー（回転ポリゴンミラー）ＰＭの後に設けられるｆθレンズＦＴ（図５参照）の口径によって決まる。 The actual drawing lines SLn (SL1 to SL6) are set to be slightly shorter than the maximum length (maximum scanning length) at which the spot light SP can actually scan on the irradiated surface. For example, when the drawing magnification in the main scanning direction (Y direction) is the initial value (without magnification correction) and the scanning length of the drawing line SLn capable of drawing a pattern is 30 mm, the maximum scanning of the spot light SP on the irradiated surface The length is set to about 31 mm with a margin of about 0.5 mm on each of the drawing start point (scanning start point) side and the drawing end point (scanning end point) side of the drawing line SLn. By setting in this way, it is possible to finely adjust the position of the drawing line SLn of 30 mm in the main scanning direction and finely adjust the drawing magnification within the range of the maximum scanning length of the spot light SP of 31 mm. Become. The maximum scanning length of the spot light SP is not limited to 31 mm, and is mainly determined by the aperture of the fθ lens FT (see FIG. 5) provided after the polygon mirror (rotating polygon mirror) PM in the scanning unit Un.

複数の描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）は、中心面Ｐｏｃを挟んで、回転ドラムＤＲの周方向に２列に千鳥配列で配置される。奇数番の描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５は、中心面Ｐｏｃに対して基板Ｐの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）の基板Ｐの被照射面上に位置する。偶数番の描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６は、中心面Ｐｏｃに対して基板Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）の基板Ｐの被照射面上に位置する。描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６は、基板Ｐの幅方向、つまり、回転ドラムＤＲの中心軸ＡＸｏと略並行となっている。 The plurality of drawing lines SLn (SL1 to SL6) are arranged in a staggered arrangement in two rows in the circumferential direction of the rotating drum DR with the central surface Poc interposed therebetween. The odd-numbered drawing lines SL1, SL3, and SL5 are located on the irradiated surface of the substrate P on the upstream side (−X direction side) of the substrate P in the transport direction with respect to the central surface Poc. The even-numbered drawing lines SL2, SL4, and SL6 are located on the irradiated surface of the substrate P on the downstream side (+ X direction side) of the substrate P in the transport direction with respect to the central surface Poc. The drawing lines SL1 to SL6 are substantially parallel to the width direction of the substrate P, that is, the central axis AXo of the rotating drum DR.

描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５は、基板Ｐの幅方向（主走査方向）に沿って所定の間隔をあけて直線上に１列に配置されている。描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６も同様に、基板Ｐの幅方向（主走査方向）に沿って所定の間隔をあけて直線上に１列に配置されている。このとき、描画ラインＳＬ２は、基板Ｐの幅方向に関して、描画ラインＳＬ１と描画ラインＳＬ３との間に配置される。同様に、描画ラインＳＬ３は、基板Ｐの幅方向に関して、描画ラインＳＬ２と描画ラインＳＬ４との間に配置されている。描画ラインＳＬ４は、基板Ｐの幅方向に関して、描画ラインＳＬ３と描画ラインＳＬ５との間に配置され、描画ラインＳＬ５は、基板Ｐの幅方向に関して、描画ラインＳＬ４と描画ラインＳＬ６との間に配置されている。このように、複数の描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）は、Ｙ方向（主走査方向）に関して、互いにずれるように配置されている。 The drawing lines SL1, SL3, and SL5 are arranged in a straight line at predetermined intervals along the width direction (main scanning direction) of the substrate P. Similarly, the drawing lines SL2, SL4, and SL6 are arranged in a straight line along the width direction (main scanning direction) of the substrate P at predetermined intervals. At this time, the drawing line SL2 is arranged between the drawing line SL1 and the drawing line SL3 in the width direction of the substrate P. Similarly, the drawing line SL3 is arranged between the drawing line SL2 and the drawing line SL4 in the width direction of the substrate P. The drawing line SL4 is arranged between the drawing line SL3 and the drawing line SL5 in the width direction of the substrate P, and the drawing line SL5 is arranged between the drawing line SL4 and the drawing line SL6 in the width direction of the substrate P. Has been done. As described above, the plurality of drawing lines SLn (SL1 to SL6) are arranged so as to be offset from each other in the Y direction (main scanning direction).

奇数番の描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５の各々に沿って走査されるビームＬＢ１、ＬＢ３、ＬＢ５のスポット光ＳＰの主走査方向は、１次元の方向となっており、同じ方向となっている。偶数番の描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６の各々に沿って走査されるビームＬＢ２、ＬＢ４、ＬＢ６のスポット光ＳＰの主走査方向は、１次元の方向となっており、同じ方向となっている。この描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５に沿って走査されるビームＬＢ１、ＬＢ３、ＬＢ５のスポット光ＳＰの主走査方向と、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６に沿って走査されるビームＬＢ２、ＬＢ４、ＬＢ６のスポット光ＳＰの主走査方向とは互いに逆方向であってもよい。本第１の実施の形態では、描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５に沿って走査されるビームＬＢ１、ＬＢ３、ＬＢ５のスポット光ＳＰの主走査方向は−Ｙ方向である。また、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６に沿って走査されるビームＬＢ２、ＬＢ４、ＬＢ６のスポット光ＳＰの主走査方向は＋Ｙ方向である。これにより、描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５の描画開始点側の端部と、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６の描画開始点側の端部とはＹ方向に関して隣接または一部重複する。また、描画ラインＳＬ３、ＳＬ５の描画終了点側の端部と、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４の描画終了点側の端部とはＹ方向に関して隣接または一部重複する。Ｙ方向に隣り合う描画ラインＳＬｎの端部同士を一部重複させるように、各描画ラインＳＬｎを配置する場合は、例えば、各描画ラインＳＬｎの長さに対して、描画開始点、または描画終了点を含んでＹ方向に数％以下の範囲で重複させるとよい。なお、描画ラインＳＬｎをＹ方向に継ぎ合わせるとは、描画ラインＳＬｎの端部同士をＹ方向に関して隣接（密接）または一部重複させることを意味する。 The main scanning directions of the spot light SPs of the beams LB1, LB3, and LB5 scanned along the odd-numbered drawing lines SL1, SL3, and SL5 are one-dimensional directions, which are the same directions. The main scanning directions of the spot light SPs of the beams LB2, LB4, and LB6 scanned along the even-numbered drawing lines SL2, SL4, and SL6 are one-dimensional directions, which are the same directions. The main scanning direction of the spot light SP of the beams LB1, LB3, LB5 scanned along the drawing lines SL1, SL3, SL5 and the beams LB2, LB4, LB6 scanned along the drawing lines SL2, SL4, SL6. The directions may be opposite to the main scanning direction of the spot light SP. In the first embodiment, the main scanning direction of the spot light SP of the beams LB1, LB3, and LB5 scanned along the drawing lines SL1, SL3, and SL5 is the −Y direction. Further, the main scanning direction of the spot light SP of the beams LB2, LB4, and LB6 scanned along the drawing lines SL2, SL4, and SL6 is the + Y direction. As a result, the ends of the drawing lines SL1, SL3, and SL5 on the drawing start point side and the ends of the drawing lines SL2, SL4, and SL6 on the drawing start point side are adjacent to or partially overlap each other in the Y direction. Further, the end of the drawing lines SL3 and SL5 on the drawing end point side and the end of the drawing lines SL2 and SL4 on the drawing end point side are adjacent to each other or partially overlap in the Y direction. When arranging each drawing line SLn so that the ends of adjacent drawing lines SLn partially overlap each other in the Y direction, for example, the drawing start point or the drawing end is set with respect to the length of each drawing line SLn. It is preferable to overlap the points in the Y direction within a range of several% or less. Note that joining the drawing lines SLn in the Y direction means that the ends of the drawing lines SLn are adjacent (closely) or partially overlapped with each other in the Y direction.

なお、描画ラインＳＬｎの副走査方向の幅（Ｘ方向の寸法）は、スポット光ＳＰのサイズ（直径）φに応じた太さである。例えば、スポット光ＳＰのサイズ（寸法）φが３μｍの場合は、描画ラインＳＬｎの幅も３μｍとなる。スポット光ＳＰは、所定の長さ（例えば、スポット光ＳＰのサイズφの１／２とする）だけオーバーラップするように、描画ラインＳＬｎに沿って投射されてもよい。また、Ｙ方向に隣り合う描画ラインＳＬｎ（例えば、描画ラインＳＬ１と描画ラインＳＬ２）同士を互いに継ぐ場合も、所定の長さ（例えば、スポット光ＳＰのサイズφの１／２）だけオーバーラップさせるのがよい。 The width (dimension in the X direction) of the drawing line SLn in the sub-scanning direction is a thickness corresponding to the size (diameter) φ of the spot light SP. For example, when the size (dimension) φ of the spot light SP is 3 μm, the width of the drawing line SLn is also 3 μm. The spot light SP may be projected along the drawing line SLn so as to overlap by a predetermined length (for example, 1/2 of the size φ of the spot light SP). Further, even when the drawing lines SLn (for example, the drawing line SL1 and the drawing line SL2) adjacent to each other in the Y direction are connected to each other, they are overlapped by a predetermined length (for example, 1/2 of the size φ of the spot light SP). Is good.

本第１の実施の形態の場合、光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）からのビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）がパルス光であるため、主走査の間に描画ラインＳＬｎ上に投射されるスポット光ＳＰは、ビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）の発振周波数Ｆａ（例えば、４００ＭＨｚ）に応じて離散的になる。そのため、ビームＬＢの１パルス光によって投射されるスポット光ＳＰと次の１パルス光によって投射されるスポット光ＳＰとを、主走査方向にオーバーラップさせる必要がある。そのオーバーラップの量は、スポット光ＳＰのサイズφ、スポット光ＳＰの走査速度（主走査の速度）Ｖｓ、および、ビームＬＢの発振周波数Ｆａによって設定される。スポット光ＳＰの実効的なサイズφは、スポット光ＳＰの強度分布がガウス分布で近似される場合、スポット光ＳＰのピーク強度の１／ｅ2（または１／２）で決まる。本第１の実施の形態では、実効的なサイズ（寸法）φに対して、φ×１／２程度スポット光ＳＰがオーバーラップするように、スポット光ＳＰの走査速度Ｖｓおよび発振周波数Ｆａが設定される。したがって、スポット光ＳＰの主走査方向に沿った投射間隔は、φ／２となる。そのため、副走査方向（描画ラインＳＬｎと直交した方向）に関しても、描画ラインＳＬｎに沿ったスポット光ＳＰの１回の走査と、次の走査との間で、基板Ｐがスポット光ＳＰの実効的なサイズφの略１／２の距離だけ移動するように設定することが望ましい。また、基板Ｐ上の感光性機能層への露光量の設定は、ビームＬＢ（パルス光）のピーク値の調整で可能であるが、ビームＬＢの強度を上げられない状況で露光量を増大させたい場合は、スポット光ＳＰの主走査方向の走査速度Ｖｓの低下、ビームＬＢの発振周波数Ｆａの増大、或いは基板Ｐの副走査方向の搬送速度Ｖｔの低下等のいずれかによって、スポット光ＳＰの主走査方向または副走査方向に関するオーバーラップ量を増加させればよい。スポット光ＳＰの主走査方向の走査速度Ｖｓは、ポリゴンミラーＰＭの回転数（回転速度Ｖｐ）に比例して速くなる。In the case of the first embodiment, since the beam LB (LBa, LBb) from the light source device LS (LSa, LSb) is pulsed light, the spot light SP projected on the drawing line SLn during the main scan. Is discrete according to the oscillation frequency Fa (for example, 400 MHz) of the beam LB (LBa, LBb). Therefore, it is necessary to overlap the spot light SP projected by the one-pulse light of the beam LB and the spot light SP projected by the next one-pulse light in the main scanning direction. The amount of overlap is set by the size φ of the spot light SP, the scanning speed (main scanning speed) Vs of the spot light SP, and the oscillation frequency Fa of the beam LB. The effective size φ of the spot light SP is determined by 1 / e 2 (or 1/2) of the peak intensity of the spot light SP when the intensity distribution of the spot light SP is approximated by a Gaussian distribution. In the first embodiment, the scanning speed Vs and the oscillation frequency Fa of the spot light SP are set so that the spot light SP overlaps about φ × 1/2 with respect to the effective size (dimension) φ. Will be done. Therefore, the projection interval along the main scanning direction of the spot light SP is φ / 2. Therefore, with respect to the sub-scanning direction (direction orthogonal to the drawing line SLn), the substrate P is effective for the spot light SP between one scanning of the spot light SP along the drawing line SLn and the next scanning. It is desirable to set it so that it moves by a distance of approximately 1/2 of the appropriate size φ. Further, the exposure amount to the photosensitive functional layer on the substrate P can be set by adjusting the peak value of the beam LB (pulse light), but the exposure amount is increased in a situation where the intensity of the beam LB cannot be increased. If you want, the spot light SP can be reduced by either a decrease in the scanning speed Vs in the main scanning direction of the spot light SP, an increase in the oscillation frequency Fa of the beam LB, or a decrease in the transport speed Vt in the sub-scanning direction of the substrate P. The amount of overlap in the main scanning direction or the sub scanning direction may be increased. The scanning speed Vs of the spot light SP in the main scanning direction increases in proportion to the rotation speed (rotation speed Vp) of the polygon mirror PM.

各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、少なくともＸＺ平面において、各ビームＬＢｎが回転ドラムＤＲの中心軸ＡＸｏに向かって進むように、各ビームＬＢｎを基板Ｐに向けて照射する。これにより、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）から基板Ｐに向かって進むビームＬＢｎの光路（ビーム中心軸）は、ＸＺ平面において、基板Ｐの被照射面の法線と平行となる。また、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）に照射するビームＬＢｎが、ＹＺ平面と平行な面内では基板Ｐの被照射面に対して垂直となるように、ビームＬＢｎを基板Ｐに向けて照射する。すなわち、被照射面でのスポット光ＳＰの主走査方向に関して、基板Ｐに投射されるビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）はテレセントリックな状態で走査される。ここで、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）によって規定される所定の描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の各中点を通って基板Ｐの被照射面と垂直な線（または光軸とも呼ぶ）を、照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）と呼ぶ。 Each scanning unit Un (U1 to U6) irradiates each beam LBn toward the substrate P so that each beam LBn travels toward the central axis AXo of the rotating drum DR, at least in the XZ plane. As a result, the optical path (beam central axis) of the beam LBn traveling from each scanning unit Un (U1 to U6) toward the substrate P becomes parallel to the normal line of the irradiated surface of the substrate P in the XZ plane. Further, in each scanning unit Un (U1 to U6), the beam LBn irradiating the drawing lines SLn (SL1 to SL6) is perpendicular to the irradiated surface of the substrate P in a plane parallel to the YZ plane. , The beam LBn is irradiated toward the substrate P. That is, the beams LBn (LB1 to LB6) projected on the substrate P are scanned in a telecentric state with respect to the main scanning direction of the spot light SP on the irradiated surface. Here, a line (also referred to as an optical axis) perpendicular to the irradiated surface of the substrate P through each midpoint of a predetermined drawing line SLn (SL1 to SL6) defined by each scanning unit Un (U1 to U6). Is referred to as an irradiation central axis Le (Le1 to Le6).

この各照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）は、ＸＺ平面において、描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６と中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５の各々の照射中心軸Ｌｅ１、Ｌｅ３、Ｌｅ５は、ＸＺ平面において同じ方向となっており、偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６の各々の照射中心軸Ｌｅ２、Ｌｅ４、Ｌｅ６は、ＸＺ平面において同じ方向となっている。また、照射中心軸Ｌｅ１、Ｌｅ３、Ｌｅ５と照射中心軸Ｌｅ２、Ｌｅ４、Ｌｅ６とは、ＸＺ平面において、中心面Ｐｏｃに対して角度が±θ１となるように設定されている（図２参照）。 Each irradiation central axis Len (Le1 to Le6) is a line connecting the drawing lines SL1 to SL6 and the central axis AXo in the XZ plane. The irradiation center axes Le1, Le3, and Le5 of the odd-numbered scanning units U1, U3, and U5 are in the same direction in the XZ plane, and the irradiation center axes Le2 of the even-numbered scanning units U2, U4, and U6 are respectively. , Le4 and Le6 are in the same direction in the XZ plane. Further, the irradiation central axes Le1, Le3, Le5 and the irradiation central axes Le2, Le4, Le6 are set so that the angles of the irradiation central axes Le2, Le4, and Le6 are ± θ1 with respect to the central surface Poc in the XZ plane (see FIG. 2).

図２に示した複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）、ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）は、図４に示す基板Ｐに形成された複数のアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）を検出するためのものであり、Ｙ方向に沿って複数（本第１の実施の形態では、４つ）設けられている。複数のアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）は、基板Ｐの被照射面上の被露光領域Ｗに描画される所定のパターンと、基板Ｐとを相対的に位置合わせする（アライメントする）ための基準マークである。複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）、ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）は、回転ドラムＤＲの外周面（円周面）で支持されている基板Ｐ上で、複数のアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）を検出する。複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）は、露光ヘッド１４からのビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）のスポット光ＳＰによる基板Ｐ上の被照射領域（描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６で囲まれた領域）よりも基板Ｐの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）に設けられている。また、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）は、露光ヘッド１４からビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）のスポット光ＳＰによる基板Ｐ上の被照射領域（描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６で囲まれた領域）よりも基板Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）に設けられている。 The plurality of alignment microscopes AM1m (AM11 to AM14) and AM2m (AM21 to AM24) shown in FIG. 2 are for detecting a plurality of alignment marks MKm (MK1 to MK4) formed on the substrate P shown in FIG. Therefore, a plurality of (four in the first embodiment) are provided along the Y direction. The plurality of alignment marks MKm (MK1 to MK4) are references for relatively aligning (aligning) a predetermined pattern drawn in the exposed area W on the irradiated surface of the substrate P with the substrate P. It is a mark. The plurality of alignment microscopes AM1m (AM11 to AM14) and AM2m (AM21 to AM24) have a plurality of alignment marks MKm (MK1 to MK4) on the substrate P supported by the outer peripheral surface (circumferential surface) of the rotating drum DR. Is detected. The plurality of alignment microscopes AM1m (AM11 to AM14) are larger than the irradiated area (the area surrounded by the drawing lines SL1 to SL6) on the substrate P by the spot light SP of the beam LBn (LB1 to LB6) from the exposure head 14. It is provided on the upstream side (−X direction side) of the substrate P in the transport direction. Further, the plurality of alignment microscopes AM2m (AM21 to AM24) are from the irradiated area (the area surrounded by the drawing lines SL1 to SL6) on the substrate P by the spot light SP of the beam LBn (LB1 to LB6) from the exposure head 14. Is also provided on the downstream side (+ X direction side) of the substrate P in the transport direction.

アライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）、ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）は、アライメント用の照明光を基板Ｐに投射する光源と、基板Ｐの表面のアライメントマークＭＫｍを含む局所領域（観察領域）Ｖｗ１ｍ（Ｖｗ１１〜Ｖｗ１４）、Ｖｗ２ｍ（Ｖｗ２１〜Ｖｗ２４）の拡大像を得る観察光学系（対物レンズを含む）と、その拡大像を基板Ｐが搬送方向に移動している間に、基板Ｐの搬送速度Ｖｔに応じた高速シャッタで撮像するＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子とを有する。複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）、ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）の各々が撮像した撮像信号（画像データ）は制御装置１６に送られる。制御装置１６のマーク位置検出部１０６（図９参照）は、この送られてきた複数の撮像信号の画像解析を行うことで、基板Ｐ上のアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置（マーク位置情報）を検出する。なお、アライメント用の照明光は、基板Ｐ上の感光性機能層に対してほとんど感度を持たない波長域の光、例えば、波長５００〜８００ｎｍ程度の光である。 The alignment microscopes AM1m (AM11 to AM14) and AM2m (AM21 to AM24) have a local region (observation region) Vw1m (Vw11) including a light source that projects illumination light for alignment onto the substrate P and an alignment mark MKm on the surface of the substrate P. ~ Vw14), an observation optical system (including an objective lens) that obtains a magnified image of Vw2m (Vw21 to Vw24), and while the substrate P is moving in the transport direction, the transport speed Vt of the substrate P is set. It has an imaging element such as a CCD or CMOS that captures an image with a corresponding high-speed shutter. The imaging signals (image data) captured by each of the plurality of alignment microscopes AM1m (AM11 to AM14) and AM2m (AM21 to AM24) are sent to the control device 16. The mark position detection unit 106 (see FIG. 9) of the control device 16 analyzes the images of the plurality of transmitted imaging signals to perform image analysis on the positions (mark positions) of the alignment marks MKm (MK1 to MK4) on the substrate P. Information) is detected. The illumination light for alignment is light in a wavelength range that has almost no sensitivity to the photosensitive functional layer on the substrate P, for example, light having a wavelength of about 500 to 800 nm.

複数のアライメントマークＭＫ１〜ＭＫ４は、各被露光領域Ｗの周りに設けられている。アライメントマークＭＫ１、ＭＫ４は、被露光領域Ｗの基板Ｐの幅方向の両側に、基板Ｐの長尺方向に沿って一定の間隔Ｄｈで複数形成されている。アライメントマークＭＫ１は、基板Ｐの幅方向の−Ｙ方向側に、アライメントマークＭＫ４は、基板Ｐの幅方向の＋Ｙ方向側にそれぞれ形成されている。このようなアライメントマークＭＫ１、ＭＫ４は、基板Ｐが大きなテンションを受けたり、熱プロセスを受けたりして変形していない状態では、基板Ｐの長尺方向（Ｘ方向）に関して同一位置になるように配置される。さらに、アライメントマークＭＫ２、ＭＫ３は、アライメントマークＭＫ１とアライメントマークＭＫ４の間であって、被露光領域Ｗの＋Ｘ方向側と−Ｘ方向側との余白部に基板Ｐの幅方向（短尺方向）に沿って形成されている。アライメントマークＭＫ２、ＭＫ３は、被露光領域Ｗと被露光領域Ｗとの間に形成されている。アライメントマークＭＫ２は、基板Ｐの幅方向の−Ｙ方向側に、アライメントマークＭＫ３は、基板Ｐの＋Ｙ方向側に形成されている。 A plurality of alignment marks MK1 to MK4 are provided around each exposed area W. A plurality of alignment marks MK1 and MK4 are formed on both sides of the substrate P in the exposed region W in the width direction at regular intervals Dh along the longitudinal direction of the substrate P. The alignment mark MK1 is formed on the −Y direction side in the width direction of the substrate P, and the alignment mark MK4 is formed on the + Y direction side in the width direction of the substrate P. Such alignment marks MK1 and MK4 are positioned at the same position in the long direction (X direction) of the substrate P when the substrate P is not deformed due to a large tension or a thermal process. Be placed. Further, the alignment marks MK2 and MK3 are located between the alignment mark MK1 and the alignment mark MK4 in the width direction (short direction) of the substrate P in the margins between the + X direction side and the −X direction side of the exposed area W. It is formed along. The alignment marks MK2 and MK3 are formed between the exposed region W and the exposed region W. The alignment mark MK2 is formed on the −Y direction side in the width direction of the substrate P, and the alignment mark MK3 is formed on the + Y direction side of the substrate P.

さらに、基板Ｐの−Ｙ方向側の端部に配列されるアライメントマークＭＫ１と余白部のアライメントマークＭＫ２とのＹ方向の間隔、余白部のアライメントマークＭＫ２とアライメントマークＭＫ３のＹ方向の間隔、および基板Ｐの＋Ｙ方向側の端部に配列されるアライメントマークＭＫ４と余白部のアライメントマークＭＫ３とのＹ方向の間隔は、いずれも同じ距離に設定されている。これらのアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）は、第１層のパターン層の形成の際に一緒に形成されてもよい。例えば、第１層のパターンを露光する際に、パターンが露光される被露光領域Ｗの周りにアライメントマーク用のパターンも一緒に露光してもよい。なお、アライメントマークＭＫｍは、被露光領域Ｗ内に形成されてもよい。例えば、被露光領域Ｗ内であって、被露光領域Ｗの輪郭に沿って形成されてもよい。また、被露光領域Ｗ内に形成される電子デバイスのパターン中の特定位置のパターン部分、或いは特定形状の部分をアライメントマークＭＫｍとして利用してもよい。 Further, the distance between the alignment mark MK1 arranged at the end on the −Y direction side of the substrate P and the alignment mark MK2 in the margin portion in the Y direction, the distance between the alignment mark MK2 in the margin portion and the alignment mark MK3 in the Y direction, and The distance between the alignment mark MK4 arranged at the end on the + Y direction side of the substrate P and the alignment mark MK3 in the margin portion in the Y direction is set to the same distance. These alignment marks MKm (MK1 to MK4) may be formed together at the time of forming the pattern layer of the first layer. For example, when the pattern of the first layer is exposed, the pattern for the alignment mark may also be exposed around the exposed area W to which the pattern is exposed. The alignment mark MKm may be formed in the exposed region W. For example, it may be formed in the exposed area W along the contour of the exposed area W. Further, the pattern portion at a specific position or the portion having a specific shape in the pattern of the electronic device formed in the exposed region W may be used as the alignment mark MKm.

アライメント顕微鏡ＡＭ１１、ＡＭ２１は、図４に示すように、対物レンズによる観察領域（検出領域）Ｖｗ１１、Ｖｗ２１内に存在するアライメントマークＭＫ１を撮像するように配置される。同様に、アライメント顕微鏡ＡＭ１２〜ＡＭ１４、ＡＭ２２〜ＡＭ２４は、対物レンズによる観察領域Ｖｗ１２〜Ｖｗ１４、Ｖｗ２２〜Ｖｗ２４内に存在するアライメントマークＭＫ２〜ＭＫ４を撮像するように配置される。したがって、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１１〜ＡＭ１４、ＡＭ２１〜ＡＭ２４は、複数のアライメントマークＭＫ１〜ＭＫ４の位置に対応して、基板Ｐの−Ｙ方向側からＡＭ１１〜ＡＭ１４、ＡＭ２１〜ＡＭ２４、の順で基板Ｐの幅方向に沿って設けられている。なお、図３においては、アライメント顕微鏡ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）の観察領域Ｖｗ２ｍ（Ｖｗ２１〜Ｖｗ２４）の図示を省略している。 As shown in FIG. 4, the alignment microscopes AM11 and AM21 are arranged so as to image the alignment mark MK1 existing in the observation region (detection region) Vw11 and Vw21 by the objective lens. Similarly, the alignment microscopes AM12 to AM14 and AM22 to AM24 are arranged so as to image the alignment marks MK2 to MK4 existing in the observation regions Vw12 to Vw14 and Vw22 to Vw24 by the objective lens. Therefore, the plurality of alignment microscopes AM11 to AM14 and AM21 to AM24 correspond to the positions of the plurality of alignment marks MK1 to MK4, and the substrate P is in the order of AM11 to AM14 and AM21 to AM24 from the −Y direction side of the substrate P. It is provided along the width direction of. In FIG. 3, the observation region Vw2m (Vw21 to Vw24) of the alignment microscope AM2m (AM21 to AM24) is not shown.

複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）は、Ｘ方向に関して、露光位置（描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６）と観察領域Ｖｗ１ｍ（Ｖｗ１１〜Ｖｗ１４）との距離が、被露光領域ＷのＸ方向の長さよりも短くなるように設けられている。複数のアライメント顕微鏡ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）も同様に、Ｘ方向に関して、露光位置（描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６）と観察領域Ｖｗ２ｍ（Ｖｗ２１〜Ｖｗ２４）との距離が、被露光領域ＷのＸ方向の長さよりも短くなるように設けられている。なお、Ｙ方向に設けられるアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ、ＡＭ２ｍの数は、基板Ｐの幅方向に形成されるアライメントマークＭＫｍの数に応じて変更可能である。また、各観察領域Ｖｗ１ｍ（Ｖｗ１１〜Ｖｗ１４）、Ｖｗ２ｍ（Ｖｗ２１〜Ｖｗ２４）の基板Ｐの被照射面上の大きさは、アライメントマークＭＫ１〜ＭＫ４の大きさやアライメント精度（位置計測精度）に応じて設定されるが、１００〜５００μｍ角程度の大きさである。 In the plurality of alignment microscopes AM1m (AM11 to AM14), the distance between the exposure position (drawing lines SL1 to SL6) and the observation area Vw1m (Vw11 to Vw14) with respect to the X direction is larger than the length of the exposed area W in the X direction. It is provided so as to be short. Similarly, in the plurality of alignment microscopes AM2m (AM21 to AM24), the distance between the exposure position (drawing lines SL1 to SL6) and the observation area Vw2m (Vw21 to Vw24) with respect to the X direction is the length of the exposed area W in the X direction. It is provided so that it is shorter than the other. The number of alignment microscopes AM1m and AM2m provided in the Y direction can be changed according to the number of alignment marks MKm formed in the width direction of the substrate P. The size of the substrate P of each observation area Vw1m (Vw11 to Vw14) and Vw2m (Vw21 to Vw24) on the irradiated surface is set according to the size of the alignment marks MK1 to MK4 and the alignment accuracy (position measurement accuracy). However, the size is about 100 to 500 μm square.

図３に示すように、回転ドラムＤＲの両端部には、回転ドラムＤＲの外周面の周方向の全体に亘って環状に形成された目盛を有するスケール部ＳＤａ、ＳＤｂが設けられている。このスケール部ＳＤａ、ＳＤｂは、回転ドラムＤＲの外周面の周方向に一定のピッチ（例えば、２０μｍ）で凹状または凸状の格子線を刻設した回折格子であり、インクリメンタル型のスケールとして構成される。このスケール部ＳＤａ、ＳＤｂは、中心軸ＡＸｏ回りに回転ドラムＤＲと一体に回転する。スケール部ＳＤａ、ＳＤｂを読み取るスケール読取ヘッドとしての複数のエンコーダＥＮｊａ、ＥＮｊｂ（なお、ｊ＝１、２、３、４）は、このスケール部ＳＤａ、ＳＤｂと対向するように設けられている（図２、図３参照）。なお、図３においては、エンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂの図示を省略している。 As shown in FIG. 3, scale portions SDa and SDb having scales formed in an annular shape over the entire peripheral surface of the rotary drum DR in the circumferential direction are provided at both ends of the rotary drum DR. The scale portions SDa and SDb are diffraction gratings in which concave or convex grid lines are engraved at a constant pitch (for example, 20 μm) in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the rotating drum DR, and are configured as an incremental scale. NS. The scale portions SDa and SDb rotate integrally with the rotating drum DR around the central axis AXo. A plurality of encoders ENja and ENjb (note that j = 1, 2, 3, 4) as scale reading heads for reading the scale units SDa and SDb are provided so as to face the scale units SDa and SDb (FIG.). 2. See Fig. 3). In FIG. 3, the encoders EN4a and EN4b are not shown.

エンコーダＥＮｊａ、ＥＮｊｂは、回転ドラムＤＲの回転角度位置を光学的に検出するものである。回転ドラムＤＲの−Ｙ方向側の端部に設けられたスケール部ＳＤａに対向して、４つのエンコーダＥＮｊａ（ＥＮ１ａ、ＥＮ２ａ、ＥＮ３ａ、ＥＮ４ａ）が設けられている。同様に、回転ドラムＤＲの＋Ｙ方向側の端部に設けられたスケール部ＳＤｂに対向して、４つのエンコーダＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ、ＥＮ２ｂ、ＥＮ３ｂ、ＥＮ４ｂ）が設けられている。 The encoders ENja and ENjb optically detect the rotation angle position of the rotating drum DR. Four encoders ENja (EN1a, EN2a, EN3a, EN4a) are provided so as to face the scale portion SDa provided at the end on the −Y direction side of the rotating drum DR. Similarly, four encoders ENjb (EN1b, EN2b, EN3b, EN4b) are provided so as to face the scale portion SDb provided at the end on the + Y direction side of the rotating drum DR.

エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂは、中心面Ｐｏｃに対して基板Ｐの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）に設けられており、設置方位線Ｌｘ１上に配置されている（図２、図３参照）。設置方位線Ｌｘ１は、ＸＺ平面において、エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂの計測用の光ビームのスケール部ＳＤａ、ＳＤｂ上への投射位置（読取位置）と、中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。また、設置方位線Ｌｘ１は、ＸＺ平面において、各アライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）の観察領域Ｖｗ１ｍ（Ｖｗ１１〜Ｖｗ１４）と中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。つまり、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）も設置方位線Ｌｘ１上に配置されている。 The encoders EN1a and EN1b are provided on the upstream side (-X direction side) of the substrate P in the transport direction with respect to the central surface Poc, and are arranged on the installation azimuth line Lx1 (see FIGS. 2 and 3). .. The installation azimuth line Lx1 is a line connecting the projection positions (reading positions) of the optical beams for measurement of the encoders EN1a and EN1b on the scale portions SDa and SDb and the central axis AXo in the XZ plane. Further, the installation azimuth line Lx1 is a line connecting the observation region Vw1m (Vw11 to Vw14) of each alignment microscope AM1m (AM11 to AM14) and the central axis AXo in the XZ plane. That is, a plurality of alignment microscopes AM1m (AM11 to AM14) are also arranged on the installation azimuth line Lx1.

エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂは、中心面Ｐｏｃに対して基板Ｐの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）に設けられており、且つ、エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂより基板Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）に設けられている。エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂは、設置方位線Ｌｘ２上に配置されている（図２、図３参照）。設置方位線Ｌｘ２は、ＸＺ平面において、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂの計測用の光ビームのスケール部ＳＤａ、ＳＤｂ上への投射位置（読取位置）と、中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。この設置方位線Ｌｘ２は、ＸＺ平面において、照射中心軸Ｌｅ１、Ｌｅ３、Ｌｅ５と同角度位置となって重なっている。 The encoders EN2a and EN2b are provided on the upstream side (-X direction side) of the substrate P in the transport direction with respect to the central surface Poc, and are downstream of the encoders EN1a and EN1b in the transport direction of the substrate P (+ X direction). It is provided on the side). The encoders EN2a and EN2b are arranged on the installation azimuth line Lx2 (see FIGS. 2 and 3). The installation azimuth line Lx2 is a line connecting the projection positions (reading positions) of the light beams for measurement of the encoders EN2a and EN2b on the scale portions SDa and SDb and the central axis AXo in the XZ plane. The installation azimuth line Lx2 overlaps with the irradiation center axes Le1, Le3, and Le5 at the same angle position on the XZ plane.

エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂは、中心面Ｐｏｃに対して基板Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）に設けられており、設置方位線Ｌｘ３上に配置されている（図２、図３参照）。設置方位線Ｌｘ３は、ＸＺ平面において、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂの計測用の光ビームのスケール部ＳＤａ、ＳＤｂ上への投射位置（読取位置）と、中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。この設置方位線Ｌｘ３は、ＸＺ平面において、照射中心軸Ｌｅ２、Ｌｅ４、Ｌｅ６と同角度位置となって重なっている。したがって、設置方位線Ｌｘ２と設置方位線Ｌｘ３とは、ＸＺ平面において、中心面Ｐｏｃに対して角度が±θ１となるように設定されている（図２参照）。 The encoders EN3a and EN3b are provided on the downstream side (+ X direction side) of the substrate P in the transport direction with respect to the central surface Poc, and are arranged on the installation azimuth line Lx3 (see FIGS. 2 and 3). The installation azimuth line Lx3 is a line connecting the projection positions (reading positions) of the light beams for measurement of the encoders EN3a and EN3b on the scale portions SDa and SDb and the central axis AXo in the XZ plane. The installation azimuth line Lx3 overlaps with the irradiation center axes Le2, Le4, and Le6 at the same angle position on the XZ plane. Therefore, the installation azimuth line Lx2 and the installation azimuth line Lx3 are set so that the angles of the installation azimuth line Lx2 and the installation azimuth line Lx3 are ± θ1 with respect to the central surface Poc in the XZ plane (see FIG. 2).

エンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂは、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂより基板Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）に設けられており、設置方位線Ｌｘ４上に配置されている（図２参照）。設置方位線Ｌｘ４は、ＸＺ平面において、エンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂの計測用の光ビームのスケール部ＳＤａ、ＳＤｂ上への投射位置（読取位置）と、中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。また、設置方位線Ｌｘ４は、ＸＺ平面において、各アライメント顕微鏡ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）の観察領域Ｖｗ２ｍ（Ｖｗ２１〜Ｖｗ２４）と中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。つまり、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）も設置方位線Ｌｘ４上に配置されている。この設置方位線Ｌｘ１と設置方位線Ｌｘ４とは、ＸＺ平面において、中心面Ｐｏｃに対して角度が±θ２となるように設定されている（図２参照）。 The encoders EN4a and EN4b are provided on the downstream side (+ X direction side) of the substrate P from the encoders EN3a and EN3b in the transport direction, and are arranged on the installation azimuth line Lx4 (see FIG. 2). The installation azimuth line Lx4 is a line connecting the projection positions (reading positions) of the light beams for measurement of the encoders EN4a and EN4b on the scale portions SDa and SDb and the central axis AXo in the XZ plane. Further, the installation azimuth line Lx4 is a line connecting the observation region Vw2m (Vw21 to Vw24) of each alignment microscope AM2m (AM21 to AM24) and the central axis AXo in the XZ plane. That is, a plurality of alignment microscopes AM2m (AM21 to AM24) are also arranged on the installation azimuth line Lx4. The installation azimuth line Lx1 and the installation azimuth line Lx4 are set so that the angle with respect to the central surface Poc is ± θ2 in the XZ plane (see FIG. 2).

各エンコーダＥＮｊａ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ４ａ）、ＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ〜ＥＮ４ｂ）は、スケール部ＳＤａ、ＳＤｂに向けて計測用の光ビームを投射し、その反射光束（回折光）を光電検出することにより、パルス信号である検出信号を制御装置１６に出力する。制御装置１６の回転位置検出部１０８（図９参照）は、その検出信号（パルス信号）をカウントすることで、回転ドラムＤＲの回転角度位置および角度変化をサブミクロンの分解能で計測する。この回転ドラムＤＲの角度変化から、基板Ｐの搬送速度Ｖｔも計測することができる。回転位置検出部１０８は、各エンコーダＥＮｊａ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ４ａ）、ＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ〜ＥＮ４ｂ）からの検出信号をそれぞれ個別にカウントする。 The encoders ENja (EN1a to EN4a) and ENjb (EN1b to EN4b) project an optical beam for measurement toward the scale units SDa and SDb, and photoelectrically detect the reflected luminous flux (diffracted light) to obtain a pulse signal. Is output to the control device 16. The rotation position detection unit 108 (see FIG. 9) of the control device 16 measures the rotation angle position and the angle change of the rotation drum DR with a submicron resolution by counting the detection signal (pulse signal). From the change in the angle of the rotating drum DR, the transport speed Vt of the substrate P can also be measured. The rotation position detection unit 108 individually counts the detection signals from the encoders ENja (EN1a to EN4a) and ENjb (EN1b to EN4b).

具体的には、回転位置検出部１０８は、複数のカウンタ回路ＣＮｊａ（ＣＮ１ａ〜ＣＮ４ａ）、ＣＮｊｂ（ＣＮ１ｂ〜ＣＮ４ｂ）を有する。カウンタ回路ＣＮ１ａは、エンコーダＥＮ１ａからの検出信号をカウントし、カウンタ回路ＣＮ１ｂは、エンコーダＥＮ１ｂからの検出信号をカウントする。同様にして、カウンタ回路ＣＮ２ａ〜ＣＮ４ａ、ＣＮ２ｂ〜ＣＮ４ｂは、エンコーダＥＮ２ａ〜ＥＮ４ａ、ＥＮ２ｂ〜ＥＮ４ｂからの検出信号をカウントする。この各カウンタ回路ＣＮｊａ（ＣＮ１ａ〜ＣＮ４ａ）、ＣＮｊｂ（ＣＮ１ｂ〜ＣＮ４ｂ）は、各エンコーダＥＮｊａ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ４ａ）、ＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ〜ＥＮ４ｂ）がスケール部ＳＤａ、ＳＤｂの周方向の一部に形成された図３に示す原点マーク（原点パターン）ＺＺを検出すると、原点マークＺＺを検出したエンコーダＥＮｊａ、ＥＮｊｂに対応するカウント値を０にリセットする。 Specifically, the rotation position detection unit 108 has a plurality of counter circuits CNja (CN1a to CN4a) and CNjb (CN1b to CN4b). The counter circuit CN1a counts the detection signal from the encoder EN1a, and the counter circuit CN1b counts the detection signal from the encoder EN1b. Similarly, the counter circuits CN2a to CN4a and CN2b to CN4b count the detection signals from the encoders EN2a to EN4a and EN2b to EN4b. In each of the counter circuits CNja (CN1a to CN4a) and CNjb (CN1b to CN4b), the encoders ENja (EN1a to EN4a) and ENjb (EN1b to EN4b) are formed in a part of the scale portions SDa and SDb in the circumferential direction. When the origin mark (origin pattern) ZZ shown in FIG. 3 is detected, the count values corresponding to the encoders ENja and ENjb that have detected the origin mark ZZ are reset to 0.

このカウンタ回路ＣＮ１ａ、ＣＮ１ｂのカウント値のいずれか一方若しくはその平均値は、設置方位線Ｌｘ１上における回転ドラムＤＲの回転角度位置として用いられ、カウンタ回路ＣＮ２ａ、ＣＮ２ｂのカウント値のいずれか一方若しくは平均値は、設置方位線Ｌｘ２上における回転ドラムＤＲの回転角度位置として用いられる。同様に、カウンタ回路ＣＮ３ａ、ＣＮ３ｂのカウント値のいずれか一方若しくは平均値は、設置方位線Ｌｘ３上における回転ドラムＤＲの回転角度位置として用いられ、カウンタ回路ＣＮ４ａ、ＣＮ４ｂのカウント値のいずれか一方若しくはその平均値は、設置方位線Ｌｘ４上における回転ドラムＤＲの回転角度位置として用いられる。なお、回転ドラムＤＲの製造誤差等によって回転ドラムＤＲが中心軸ＡＸｏに対して偏心して回転している場合を除き、原則として、カウンタ回路ＣＮ１ａ、ＣＮ１ｂのカウント値は同一となる。同様にして、カウンタ回路ＣＮ２ａ、ＣＮ２ｂのカウント値も同一となり、カウンタ回路ＣＮ３ａ、ＣＮ３ｂのカウント値、カウンタ回路ＣＮ４ａ、ＣＮ４ｂのカウント値もそれぞれ同一となる。 Either one or the average value of the count values of the counter circuits CN1a and CN1b is used as the rotation angle position of the rotating drum DR on the installation azimuth line Lx1, and one or the average value of the count values of the counter circuits CN2a and CN2b. The value is used as the rotation angle position of the rotating drum DR on the installation azimuth line Lx2. Similarly, either one of the count values of the counter circuits CN3a and CN3b or the average value is used as the rotation angle position of the rotating drum DR on the installation azimuth line Lx3, and one of the count values of the counter circuits CN4a and CN4b or the average value. The average value is used as the rotation angle position of the rotating drum DR on the installation azimuth line Lx4. In principle, the count values of the counter circuits CN1a and CN1b are the same, except when the rotating drum DR is eccentrically rotating with respect to the central axis AXo due to a manufacturing error of the rotating drum DR or the like. Similarly, the count values of the counter circuits CN2a and CN2b are also the same, and the count values of the counter circuits CN3a and CN3b and the count values of the counter circuits CN4a and CN4b are also the same.

上述したように、アライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）とエンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂとは、設置方位線Ｌｘ１上に配置され、アライメント顕微鏡ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）とエンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂとは、設置方位線Ｌｘ４上に配置されている。したがって、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）が撮像した複数の撮像信号のマーク位置検出部１０６の画像解析によるアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置検出と、アライメント顕微鏡ＡＭ１ｍが撮像した瞬間の回転ドラムＤＲの回転角度位置の情報（エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値）とに基づいて、設置方位線Ｌｘ１上における基板Ｐの位置を高精度に計測することができる。同様に、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）が撮像した複数の撮像信号のマーク位置検出部１０６の画像解析によるアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置検出と、アライメント顕微鏡ＡＭ２ｍが撮像した瞬間の回転ドラムＤＲの回転角度位置の情報（エンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂに基づくカウント値）とに基づいて、設置方位線Ｌｘ４上における基板Ｐの位置を高精度に計測することができる。 As described above, the alignment microscopes AM1m (AM11 to AM14) and the encoders EN1a and EN1b are arranged on the installation azimuth line Lx1, and the alignment microscopes AM2m (AM21 to AM24) and the encoders EN4a and EN4b are arranged on the installation azimuth line Lx4. It is placed on top. Therefore, the position detection of the alignment mark MKm (MK1 to MK4) by the image analysis of the mark position detection unit 106 of the plurality of imaging signals imaged by the plurality of alignment microscopes AM1m (AM11 to AM14) and the moment when the alignment microscope AM1m images the image. The position of the substrate P on the installation azimuth line Lx1 can be measured with high accuracy based on the information on the rotation angle position of the rotating drum DR (count value based on the encoders EN1a and EN1b). Similarly, the position detection of the alignment mark MKm (MK1 to MK4) by the image analysis of the mark position detection unit 106 of the plurality of imaging signals captured by the plurality of alignment microscopes AM2m (AM21 to AM24) and the moment when the alignment microscope AM2m images the image. The position of the substrate P on the installation azimuth line Lx4 can be measured with high accuracy based on the information on the rotation angle position of the rotation drum DR (count value based on the encoders EN4a and EN4b).

また、エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂからの検出信号のカウント値と、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂからの検出信号のカウント値と、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂからの検出信号のカウント値と、エンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂからの検出信号のカウント値は、各エンコーダＥＮｊａ、ＥＮｊｂが原点マークＺＺを検出した瞬間にゼロにリセットされる。そのため、エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値が第１の値（例えば、１００）のときの、回転ドラムＤＲに巻き付けられている基板Ｐの設置方位線Ｌｘ１上における位置を第１の位置とした場合に、基板Ｐ上の第１の位置が設置方位線Ｌｘ２上の位置（描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５の位置）まで搬送されると、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂに基づくカウント値は第１の値（例えば、１００）となる。同様に、基板Ｐ上の第１の位置が設置方位線Ｌｘ３上の位置（描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６の位置）まで搬送されると、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂに基づく検出信号のカウント値は第１の値（例えば、１００）となる。同様に、基板Ｐ上の第１の位置が設置方位線Ｌｘ４上の位置まで搬送されると、エンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂに基づく検出信号のカウント値は第１の値（例えば、１００）となる。 Further, the count values of the detection signals from the encoders EN1a and EN1b, the count values of the detection signals from the encoders EN2a and EN2b, the count values of the detection signals from the encoders EN3a and EN3b, and the detection signals from the encoders EN4a and EN4b. The count value is reset to zero at the moment when each encoder ENja and ENjb detects the origin mark ZZ. Therefore, when the count value based on the encoders EN1a and EN1b is the first value (for example, 100), the position on the installation azimuth line Lx1 of the substrate P wound around the rotating drum DR is set as the first position. When the first position on the substrate P is conveyed to the position on the installation azimuth line Lx2 (the position of the drawing lines SL1, SL3, SL5), the count value based on the encoders EN2a and EN2b becomes the first value (for example). , 100). Similarly, when the first position on the substrate P is conveyed to the position on the installation azimuth line Lx3 (the position of the drawing lines SL2, SL4, SL6), the count value of the detection signal based on the encoders EN3a and EN3b is the first. (For example, 100). Similarly, when the first position on the substrate P is conveyed to the position on the installation azimuth line Lx4, the count value of the detection signal based on the encoders EN4a and EN4b becomes the first value (for example, 100).

ところで、基板Ｐは、回転ドラムＤＲの両端のスケール部ＳＤａ、ＳＤｂより内側に巻き付けられている。図２では、スケール部ＳＤａ、ＳＤｂの外周面の中心軸ＡＸｏからの半径を、回転ドラムＤＲの外周面の中心軸ＡＸｏからの半径より小さく設定した。しかしながら、図３に示すように、スケール部ＳＤａ、ＳＤｂの外周面を、回転ドラムＤＲに巻き付けられた基板Ｐの外周面と同一面となるように設定してもよい。つまり、スケール部ＳＤａ、ＳＤｂの外周面の中心軸ＡＸｏからの半径（距離）と、回転ドラムＤＲに巻き付けられた基板Ｐの外周面（被照射面）の中心軸ＡＸｏからの半径（距離）とが同一となるように設定してもよい。これにより、各エンコーダＥＮｊａ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ４ａ）、ＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ〜ＥＮ４ｂ）は、回転ドラムＤＲに巻き付いた基板Ｐの被照射面と同じ径方向の位置でスケール部ＳＤａ、ＳＤｂを検出することができる。したがって、エンコーダＥＮｊａ、ＥＮｊｂによる計測位置と処理位置（描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６）とが回転ドラムＤＲの径方向で異なることで生じるアッベ誤差を小さくすることができる。 By the way, the substrate P is wound inside the scale portions SDa and SDb at both ends of the rotary drum DR. In FIG. 2, the radius of the outer peripheral surfaces of the scale portions SDa and SDb from the central axis AXo is set smaller than the radius of the outer peripheral surface of the rotating drum DR from the central axis AXo. However, as shown in FIG. 3, the outer peripheral surfaces of the scale portions SDa and SDb may be set to be the same as the outer peripheral surface of the substrate P wound around the rotating drum DR. That is, the radius (distance) of the outer peripheral surfaces of the scale portions SDa and SDb from the central axis AXo and the radius (distance) of the outer peripheral surface (irradiated surface) of the substrate P wound around the rotating drum DR from the central axis AXo. May be set to be the same. As a result, the encoders ENja (EN1a to EN4a) and ENjb (EN1b to EN4b) can detect the scale portions SDa and SDb at positions in the same radial direction as the irradiated surface of the substrate P wound around the rotating drum DR. .. Therefore, it is possible to reduce the abbé error caused by the difference between the measurement position by the encoders ENja and ENjb and the processing position (drawing lines SL1 to SL6) in the radial direction of the rotating drum DR.

ただし、被照射体としての基板Ｐの厚さは十数μｍ〜数百μｍと大きく異なるため、スケール部ＳＤａ、ＳＤｂの外周面の半径と、回転ドラムＤＲに巻き付けられた基板Ｐの外周面の半径とを常に同一にすることは難しい。そのため、図３に示したスケール部ＳＤａ、ＳＤｂの場合、その外周面（スケール面）の半径は、回転ドラムＤＲの外周面の半径と一致するように設定される。さらに、スケール部ＳＤａ、ＳＤｂを個別の円盤で構成し、その円盤（スケール円盤）を回転ドラムＤＲのシャフトＳｆｔに同軸に取り付けることも可能である。その場合も、アッベ誤差が許容値内に収まる程度に、スケール円盤の外周面（スケール面）の半径と回転ドラムＤＲの外周面の半径とを揃えておくのがよい。 However, since the thickness of the substrate P as an irradiated object varies greatly from a dozen μm to a few hundred μm, the radius of the outer peripheral surface of the scale portions SDa and SDb and the outer peripheral surface of the substrate P wound around the rotating drum DR. It is difficult to always have the same radius. Therefore, in the case of the scale portions SDa and SDb shown in FIG. 3, the radius of the outer peripheral surface (scale surface) is set to match the radius of the outer peripheral surface of the rotating drum DR. Further, it is also possible to configure the scale portions SDa and SDb with individual disks, and attach the disks (scale disks) coaxially to the shaft Sft of the rotating drum DR. Even in that case, it is preferable that the radius of the outer peripheral surface (scale surface) of the scale disk and the radius of the outer peripheral surface of the rotating drum DR are aligned so that the abbé error is within the permissible value.

以上のことから、アライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）によって検出されたアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の基板Ｐ上の位置と、エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値（カウンタ回路ＣＮ１ａ、ＣＮ１ｂのカウント値のいずれか一方若しくは平均値）に基づいて、制御装置１６によって基板Ｐの長尺方向（Ｘ方向）における被露光領域Ｗの描画露光の開始位置が決定される。なお、被露光領域ＷのＸ方向の長さは予め既知なので、制御装置１６は、アライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）を所定個数検出する度に、描画露光の開始位置として決定する。そして、露光開始位置が決定された際のエンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値を第１の値（例えば、１００）とした場合は、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂに基づくカウント値が第１の値（例えば、１００）となると、基板Ｐの長尺方向における被露光領域Ｗの描画露光の開始位置が描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５上に位置する。したがって、走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５は、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂのカウント値に基づいて、スポット光ＳＰの走査を開始することができる。また、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂに基づくカウント値が第１の値（例えば、１００）となると、基板Ｐの長尺方向における被露光領域Ｗの描画露光の開始位置が描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６上に位置する。したがって、走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６は、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂのカウント値に基づいて、スポット光ＳＰの走査を開始することができる。 From the above, the position of the alignment mark MKm (MK1 to MK4) detected by the alignment microscope AM1m (AM11 to AM14) on the substrate P and the count value based on the encoders EN1a and EN1b (count values of the counter circuits CN1a and CN1b). The control device 16 determines the start position of the drawing exposure of the exposed region W in the long direction (X direction) of the substrate P based on either one of the above or the average value. Since the length of the exposed region W in the X direction is known in advance, the control device 16 determines the start position of drawing exposure each time a predetermined number of alignment marks MKm (MK1 to MK4) are detected. When the count value based on the encoders EN1a and EN1b when the exposure start position is determined is set to the first value (for example, 100), the count value based on the encoders EN2a and EN2b is the first value (for example, 100). When it becomes 100), the start position of the drawing exposure of the exposed area W in the long direction of the substrate P is located on the drawing lines SL1, SL3, and SL5. Therefore, the scanning units U1, U3, and U5 can start scanning the spot light SP based on the count values of the encoders EN2a and EN2b. When the count value based on the encoders EN3a and EN3b becomes the first value (for example, 100), the start position of the drawing exposure of the exposed region W in the long direction of the substrate P is on the drawing lines SL2, SL4, and SL6. To position. Therefore, the scanning units U2, U4, and U6 can start scanning the spot light SP based on the count values of the encoders EN3a and EN3b.

ところで、図２において、通常は、テンション調整ローラＲＴ１、ＲＴ２が基板Ｐに長尺方向に所定のテンションを与えることで、基板Ｐは、回転ドラムＤＲに密着しながら、回転ドラムＤＲの回転と一緒になって搬送される。しかし、回転ドラムＤＲの回転速度Ｖｐが速かったり、テンション調整ローラＲＴ１、ＲＴ２が基板Ｐに与えるテンションが低くなり過ぎたり、高くなり過ぎたりする等の理由により、基板Ｐの回転ドラムＤＲに対する滑りが発生する可能性がある。基板Ｐの回転ドラムＤＲに対する滑りが発生しない状態時においては、エンコーダＥＮ４ａ、４ｂに基づくカウント値が、アライメントマークＭＫｍＡ（ある特定のアライメントマークＭＫｍ）をアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍが撮像した瞬間のエンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値（例えば、１５０）と同じ値になった場合は、アライメント顕微鏡ＡＭ２ｍによって、このアライメントマークＭＫｍＡが検出される。 By the way, in FIG. 2, normally, the tension adjusting rollers RT1 and RT2 give a predetermined tension to the substrate P in the longitudinal direction, so that the substrate P is in close contact with the rotary drum DR and is aligned with the rotation of the rotary drum DR. Will be transported. However, the rotation speed Vp of the rotating drum DR is high, and the tension given to the substrate P by the tension adjusting rollers RT1 and RT2 becomes too low or too high, so that the substrate P slips on the rotating drum DR. It can occur. When the substrate P does not slip with respect to the rotating drum DR, the count values based on the encoders EN4a and 4b are the encoders EN1a and EN1b at the moment when the alignment microscope AM1m images the alignment mark MKmA (a specific alignment mark MKm). When the value becomes the same as the count value based on (for example, 150), the alignment mark MKmA is detected by the alignment microscope AM2m.

しかしながら、基板Ｐの回転ドラムＤＲに対する滑りが発生している場合は、エンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂに基づくカウント値が、アライメントマークＭＫｍＡをアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍが撮像した瞬間のエンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値（例えば、１５０）と同じ値となっても、アライメント顕微鏡ＡＭ２ｍによって、このアライメントマークＭＫｍＡが検出されない。この場合は、エンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂに基づくカウント値が、例えば、１５０を過ぎてから、アライメント顕微鏡ＡＭ２ｍによって、アライメントマークＭＫｍＡが検出されることになる。したがって、アライメントマークＭＫｍＡをアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍが撮像した瞬間のエンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値と、アライメントマークＭＫｍＡをアライメント顕微鏡ＡＭ２ｍが撮像した瞬間のエンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂのカウント値とに基づいて、基板Ｐに対する滑り量を求めることができる。このように、このアライメント顕微鏡ＡＭ２ｍおよびエンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂを追加設置することで、基板Ｐの滑り量を測定することができる。 However, when the substrate P is slipped with respect to the rotating drum DR, the count value based on the encoders EN4a and EN4b is the count value based on the encoders EN1a and EN1b at the moment when the alignment mark MKmA is imaged by the alignment microscope AM1m (for example). , 150), the alignment mark MKmA is not detected by the alignment microscope AM2m. In this case, the alignment mark MKmA is detected by the alignment microscope AM2m after the count value based on the encoders EN4a and EN4b exceeds, for example, 150. Therefore, the substrate P is based on the count values based on the encoders EN1a and EN1b at the moment when the alignment mark MKmA is imaged by the alignment microscope AM1m and the count values of the encoders EN4a and EN4b at the moment when the alignment mark MKmA is imaged by the alignment microscope AM2m. The amount of slippage can be calculated. In this way, by additionally installing the alignment microscope AM2m and the encoders EN4a and EN4b, the slip amount of the substrate P can be measured.

次に、図５を参照して走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の光学的な構成について説明する。なお、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、同一の構成を有することから、走査ユニット（描画ユニット）Ｕ１についてのみ説明し、他の走査ユニットＵｎについてはその説明を省略する。また、図５においては、照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１）と平行する方向をＺｔ方向とし、Ｚｔ方向と直交する平面上にあって、基板Ｐが処理装置ＰＲ２から露光装置ＥＸを経て処理装置ＰＲ３に向かう方向をＸｔ方向とし、Ｚｔ方向と直交する平面上であって、Ｘｔ方向と直交する方向をＹｔ方向とする。つまり、図５のＸｔ、Ｙｔ、Ｚｔの３次元座標は、図２のＸ、Ｙ、Ｚの３次元座標を、Ｙ軸を中心にＺ軸方向が照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１）と平行となるように回転させた３次元座標である。 Next, the optical configuration of the scanning units Un (U1 to U6) will be described with reference to FIG. Since each scanning unit Un (U1 to U6) has the same configuration, only the scanning unit (drawing unit) U1 will be described, and the description of the other scanning units Un will be omitted. Further, in FIG. 5, the direction parallel to the irradiation central axis Len (Le1) is the Zt direction, and the substrate P is on a plane orthogonal to the Zt direction, and the substrate P is transferred from the processing device PR2 to the processing device PR3 via the exposure device EX. The direction to go is the Xt direction, and the direction orthogonal to the Xt direction on the plane orthogonal to the Zt direction is the Yt direction. That is, the three-dimensional coordinates of Xt, Yt, and Zt in FIG. 5 are the three-dimensional coordinates of X, Y, and Z in FIG. It is a three-dimensional coordinate rotated in this way.

図５に示すように、走査ユニットＵ１内には、ビームＬＢ１の入射位置から被照射面（基板Ｐ）までのビームＬＢ１の進行方向に沿って、反射ミラーＭ１０、ビームエキスパンダーＢＥ、反射ミラーＭ１１、偏光ビームスプリッタＢＳ１、反射ミラーＭ１２、シフト光学部材（光透過性の平行平板）ＳＲ、偏向調整光学部材（プリズム）ＤＰ、フィールドアパーチャＦＡ、反射ミラーＭ１３、λ／４波長板ＱＷ、シリンドリカルレンズＣＹａ、反射ミラーＭ１４、ポリゴンミラーＰＭ、ｆθレンズＦＴ、反射ミラーＭ１５、シリンドリカルレンズＣＹｂが設けられる。さらに、走査ユニットＵ１内には、走査ユニットＵ１の描画開始可能タイミングを検出する原点センサ（原点検出器）ＯＰ１と、被照射面（基板Ｐ）からの反射光を偏光ビームスプリッタＢＳ１を介して検出するための光学レンズ系Ｇ１０および光検出器ＤＴとが設けられる。 As shown in FIG. 5, in the scanning unit U1, the reflection mirror M10, the beam expander BE, the reflection mirror M11, along the traveling direction of the beam LB1 from the incident position of the beam LB1 to the irradiated surface (substrate P), Polarized beam splitter BS1, Reflective mirror M12, Shift optical member (transmissive parallel plate) SR, Deflection adjustment optical member (Prism) DP, Field aperture FA, Reflective mirror M13, λ / 4 wavelength plate QW, Cylindrical lens CYa, A reflection mirror M14, a polygon mirror PM, an fθ lens FT, a reflection mirror M15, and a cylindrical lens CYb are provided. Further, in the scanning unit U1, the origin sensor (origin detector) OP1 for detecting the drawing start start timing of the scanning unit U1 and the reflected light from the irradiated surface (board P) are detected via the polarizing beam splitter BS1. An optical lens system G10 and a photodetector DT are provided for this purpose.

走査ユニットＵ１に入射するビームＬＢ１は、−Ｚｔ方向に向けて進み、ＸｔＹｔ平面に対して４５°傾いた反射ミラーＭ１０に入射する。この走査ユニットＵ１に入射するビームＬＢ１の軸線は、照射中心軸Ｌｅ１と同軸になるように反射ミラーＭ１０に入射する。反射ミラーＭ１０は、ビームＬＢ１を走査ユニットＵ１に入射させる入射光学部材として機能し、入射したビームＬＢ１を、Ｘｔ軸と平行に設定される光軸ＡＸａに沿って、反射ミラーＭ１０から−Ｘｔ方向に離れた反射ミラーＭ１１に向けて−Ｘｔ方向に反射する。したがって、光軸ＡＸａはＸｔＺｔ平面と平行な面内で照射中心軸Ｌｅ１と直交する。反射ミラーＭ１０で反射したビームＬＢ１は、光軸ＡＸａに沿って配置されるビームエキスパンダーＢＥを透過して反射ミラーＭ１１に入射する。ビームエキスパンダーＢＥは、透過するビームＬＢ１の径を拡大させる。ビームエキスパンダーＢＥは、集光レンズＢｅ１と、集光レンズＢｅ１によって収斂された後に発散するビームＬＢ１を平行光にするコリメートレンズＢｅ２とを有する。 The beam LB1 incident on the scanning unit U1 travels in the −Zt direction and is incident on the reflection mirror M10 tilted by 45 ° with respect to the XtYt plane. The axis of the beam LB1 incident on the scanning unit U1 is incident on the reflection mirror M10 so as to be coaxial with the irradiation center axis Le1. The reflection mirror M10 functions as an incident optical member that causes the beam LB1 to enter the scanning unit U1, and causes the incident beam LB1 to move in the −Xt direction from the reflection mirror M10 along the optical axis AXa set parallel to the Xt axis. It reflects in the -Xt direction toward the distant reflection mirror M11. Therefore, the optical axis AXa is orthogonal to the irradiation center axis Le1 in a plane parallel to the XtZt plane. The beam LB1 reflected by the reflection mirror M10 passes through the beam expander BE arranged along the optical axis AXa and is incident on the reflection mirror M11. The beam expander BE expands the diameter of the transmitted beam LB1. The beam expander BE has a condensing lens Be1 and a collimated lens Be2 that makes the beam LB1 diverging after being converged by the condensing lens Be1 into parallel light.

反射ミラーＭ１１は、ＹｔＺｔ平面に対して４５°傾いて配置され、入射したビームＬＢ１（光軸ＡＸａ）を偏光ビームスプリッタＢＳ１に向けて−Ｙｔ方向に反射する。反射ミラーＭ１１に対して−Ｙｔ方向に離れて設置されている偏光ビームスプリッタＢＳ１の偏光分離面は、ＹｔＺｔ平面に対して４５°傾いて配置され、Ｐ偏光のビームを反射し、Ｐ偏光と直交する方向に偏光した直線偏光（Ｓ偏光）のビームを透過するものである。走査ユニットＵ１に入射するビームＬＢ１は、Ｐ偏光のビームなので、偏光ビームスプリッタＢＳ１は、反射ミラーＭ１１からのビームＬＢ１を−Ｘｔ方向に反射して反射ミラーＭ１２側に導く。 The reflection mirror M11 is arranged at an angle of 45 ° with respect to the YtZt plane, and reflects the incident beam LB1 (optical axis AXa) toward the polarizing beam splitter BS1 in the −Yt direction. The polarization splitting surface of the polarization beam splitter BS1 installed apart from the reflection mirror M11 in the −Yt direction is arranged at an angle of 45 ° with respect to the YtZt plane, reflects the P-polarized beam, and is orthogonal to the P-polarized light. It transmits a beam of linearly polarized light (S-polarized light) polarized in the direction of polarization. Since the beam LB1 incident on the scanning unit U1 is a P-polarized beam, the polarization beam splitter BS1 reflects the beam LB1 from the reflection mirror M11 in the −Xt direction and guides it toward the reflection mirror M12.

反射ミラーＭ１２は、ＸｔＹｔ平面に対して４５°傾いて配置され、入射したビームＬＢ１を、反射ミラーＭ１２から−Ｚｔ方向に離れた反射ミラーＭ１３に向けて−Ｚｔ方向に反射する。反射ミラーＭ１２で反射されたビームＬＢ１は、Ｚｔ軸と平行な光軸ＡＸｃに沿ってシフト光学部材ＳＲ、偏向調整光学部材ＤＰ、およびフィールドアパーチャ（視野絞り）ＦＡを通過して、反射ミラーＭ１３に入射する。シフト光学部材ＳＲは、ビームＬＢ１の進行方向（光軸ＡＸｃ）と直交する平面（ＸｔＹｔ平面）内において、ビームＬＢ１の断面内の中心位置を２次元的に調整する。シフト光学部材ＳＲは、光軸ＡＸｃに沿って配置される２枚の石英の平行平板Ｓｒ１、Ｓｒ２で構成され、平行平板Ｓｒ１は、Ｘｔ軸回りに傾斜可能であり、平行平板Ｓｒ２は、Ｙｔ軸回りに傾斜可能である。この平行平板Ｓｒ１、Ｓｒ２がそれぞれ、Ｘｔ軸、Ｙｔ軸回りに傾斜することで、ビームＬＢ１の進行方向と直交するＸｔＹｔ平面において、ビームＬＢ１の中心の位置を２次元に微小量シフトする。この平行平板Ｓｒ１、Ｓｒ２は、制御装置１６の制御の下、図示しないアクチュエータ（駆動部）によって駆動する。シフト光学部材ＳＲのうちの平行平板Ｓｒ２は、基板Ｐ上に投射されるビームＬＢ１のスポット光ＳＰを副走査方向（図４におけるＸ方向）に、例えばスポット光ＳＰのサイズφ、或いは画素サイズの数倍〜十数倍の範囲でシフトさせる機械光学的なビーム位置調整部材（第１調整部材、第１調整光学部材）として機能する。 The reflection mirror M12 is arranged at an angle of 45 ° with respect to the XtYt plane, and reflects the incident beam LB1 in the −Zt direction toward the reflection mirror M13 away from the reflection mirror M12 in the −Zt direction. The beam LB1 reflected by the reflection mirror M12 passes through the shift optical member SR, the deflection adjustment optical member DP, and the field aperture (field diaphragm) FA along the optical axis AXc parallel to the Zt axis, and passes through the reflection mirror M13. Incident. The shift optical member SR two-dimensionally adjusts the center position in the cross section of the beam LB1 in a plane (XtYt plane) orthogonal to the traveling direction (optical axis AXc) of the beam LB1. The shift optical member SR is composed of two quartz parallel plates Sr1 and Sr2 arranged along the optical axis AXc. The parallel plate Sr1 can be tilted around the Xt axis, and the parallel plate Sr2 is the Yt axis. It can be tilted around. By inclining the parallel flat plates Sr1 and Sr2 around the Xt axis and the Yt axis, respectively, the position of the center of the beam LB1 is slightly shifted in two dimensions in the XtYt plane orthogonal to the traveling direction of the beam LB1. The parallel flat plates Sr1 and Sr2 are driven by an actuator (driving unit) (not shown) under the control of the control device 16. The parallel flat plate Sr2 of the shift optical member SR sets the spot light SP of the beam LB1 projected on the substrate P in the sub-scanning direction (X direction in FIG. 4), for example, the size φ of the spot light SP or the pixel size. It functions as a mechanically optical beam position adjusting member (first adjusting member, first adjusting optical member) that shifts in a range of several times to ten and several times.

偏向調整光学部材ＤＰは、反射ミラーＭ１２で反射されてシフト光学部材ＳＲを通ってきたビームＬＢ１の光軸ＡＸｃに対する傾きを微調整するものである。偏向調整光学部材ＤＰは、光軸ＡＸｃに沿って配置される２つの楔状のプリズムＤｐ１、Ｄｐ２で構成され、プリズムＤｐ１、Ｄｐ２の各々は独立して光軸ＡＸｃを中心に３６０°回転可能に設けられている。２つのプリズムＤｐ１、Ｄｐ２の回転角度位置を調整することによって、反射ミラーＭ１３に達するビームＬＢ１の軸線と光軸ＡＸｃとの平行出し、または、基板Ｐの被照射面に達するビームＬＢ１の軸線と照射中心軸Ｌｅ１との平行出しが行われる。なお、２つのプリズムＤｐ１、Ｄｐ２によって偏向調整された後のビームＬＢ１は、ビームＬＢ１の断面と平行な面内で横シフトしている場合があり、その横シフトは先のシフト光学部材ＳＲによって元に戻すことができる。このプリズムＤｐ１、Ｄｐ２は、制御装置１６の制御の下、図示しないアクチュエータ（駆動部）によって駆動する。 The deflection adjustment optical member DP finely adjusts the inclination of the beam LB1 that has been reflected by the reflection mirror M12 and has passed through the shift optical member SR with respect to the optical axis AXc. The deflection adjusting optical member DP is composed of two wedge-shaped prisms Dp1 and Dp2 arranged along the optical axis AXc, and each of the prisms Dp1 and Dp2 is independently provided so as to be rotatable 360 ° around the optical axis AXc. Has been done. By adjusting the rotation angle positions of the two prisms Dp1 and Dp2, the axis of the beam LB1 reaching the reflection mirror M13 and the optical axis AXc are paralleled, or the axis of the beam LB1 reaching the irradiated surface of the substrate P and irradiation. Parallel alignment with the central axis Le1 is performed. The beam LB1 after being deflected and adjusted by the two prisms Dp1 and Dp2 may be laterally shifted in a plane parallel to the cross section of the beam LB1, and the lateral shift is originally caused by the previous shift optical member SR. Can be returned to. The prisms Dp1 and Dp2 are driven by an actuator (driving unit) (not shown) under the control of the control device 16.

このように、シフト光学部材ＳＲと偏向調整光学部材ＤＰとを通ったビームＬＢ１は、フィールドアパーチャＦＡの円形開口を透過して反射ミラーＭ１３に達する。フィールドアパーチャＦＡの円形開口は、ビームエキスパンダーＢＥで拡大されたビームＬＢ１の断面内の強度分布の周辺部（裾野部分）をカット（遮蔽）する絞りである。フィールドアパーチャＦＡの円形開口を口径が調整可能な可変虹彩絞りにすると、スポット光ＳＰの強度（輝度）を調整することができる。 In this way, the beam LB1 that has passed through the shift optical member SR and the deflection adjustment optical member DP passes through the circular aperture of the field aperture FA and reaches the reflection mirror M13. The circular opening of the field aperture FA is a diaphragm that cuts (shields) the peripheral portion (base portion) of the intensity distribution in the cross section of the beam LB1 enlarged by the beam expander BE. When the circular aperture of the field aperture FA is a variable iris diaphragm whose aperture can be adjusted, the intensity (luminance) of the spot light SP can be adjusted.

反射ミラーＭ１３は、ＸｔＹｔ平面に対して４５°傾いて配置され、入射したビームＬＢ１を反射ミラーＭ１４に向けて＋Ｘｔ方向に反射する。反射ミラーＭ１３で反射したビームＬＢ１は、λ／４波長板ＱＷおよびシリンドリカルレンズＣＹａを介して反射ミラーＭ１４に入射する。反射ミラーＭ１４は、入射したビームＬＢ１をポリゴンミラー（回転多面鏡、走査用偏向部材）ＰＭに向けて反射する。ポリゴンミラーＰＭは、入射したビームＬＢ１を、Ｘｔ軸と平行な光軸ＡＸｆを有するｆθレンズＦＴに向けて＋Ｘｔ方向側に反射する。ポリゴンミラーＰＭは、ビームＬＢ１のスポット光ＳＰを基板Ｐの被照射面上で走査するために、入射したビームＬＢ１をＸｔＹｔ平面と平行な面内で１次元に偏向（反射）する。具体的には、ポリゴンミラーＰＭは、Ｚｔ軸方向に延びる回転軸ＡＸｐと、回転軸ＡＸｐの周りに形成された複数の反射面ＲＰ（本実施の形態では反射面ＲＰの数Ｎｐを８とする）とを有する。回転軸ＡＸｐを中心にこのポリゴンミラーＰＭを所定の回転方向に回転させることで反射面ＲＰに照射されるパルス状のビームＬＢ１の反射角を連続的に変化させることができる。これにより、１つの反射面ＲＰによってビームＬＢ１の反射方向が偏向され、基板Ｐの被照射面上に照射されるビームＬＢ１のスポット光ＳＰを主走査方向（基板Ｐの幅方向、Ｙｔ方向）に沿って走査することができる。 The reflection mirror M13 is arranged at an angle of 45 ° with respect to the XtYt plane, and reflects the incident beam LB1 toward the reflection mirror M14 in the + Xt direction. The beam LB1 reflected by the reflection mirror M13 is incident on the reflection mirror M14 via the λ / 4 wave plate QW and the cylindrical lens CYa. The reflection mirror M14 reflects the incident beam LB1 toward the polygon mirror (rotating multifaceted mirror, scanning deflection member) PM. The polygon mirror PM reflects the incident beam LB1 toward the fθ lens FT having the optical axis AXf parallel to the Xt axis in the + Xt direction. The polygon mirror PM deflects (reflects) the incident beam LB1 one-dimensionally in a plane parallel to the XtYt plane in order to scan the spot light SP of the beam LB1 on the irradiated surface of the substrate P. Specifically, the polygon mirror PM has a rotation axis AXp extending in the Zt axis direction and a plurality of reflection surface RPs formed around the rotation axis AXp (in the present embodiment, the number Np of the reflection surface RPs is 8). ) And. By rotating this polygon mirror PM around the rotation axis AXp in a predetermined rotation direction, the reflection angle of the pulsed beam LB1 irradiated on the reflection surface RP can be continuously changed. As a result, the reflection direction of the beam LB1 is deflected by one reflecting surface RP, and the spot light SP of the beam LB1 irradiated on the irradiated surface of the substrate P is directed in the main scanning direction (width direction of the substrate P, Yt direction). It can be scanned along.

つまり、１つの反射面ＲＰによって、ビームＬＢ１のスポット光ＳＰを主走査方向に沿って走査することができる。このため、ポリゴンミラーＰＭの１回転で、基板Ｐの被照射面上にスポット光ＳＰが走査される描画ラインＳＬ１の数は、最大で反射面ＲＰの数と同じ８本となる。ポリゴンミラーＰＭは、制御装置１６の制御の下、回転駆動源（例えば、モータや減速機構等）ＲＭによって一定の速度で回転する。先に説明したように、描画ラインＳＬ１の実効的な長さ（例えば、３０ｍｍ）は、このポリゴンミラーＰＭによってスポット光ＳＰを走査することができる最大走査長（例えば、３１ｍｍ）以下の長さに設定されており、初期設定（設計上）では、最大走査長の中央に描画ラインＳＬ１の中心点（照射中心軸Ｌｅ１が通る点）が設定されている。 That is, the spot light SP of the beam LB1 can be scanned along the main scanning direction by one reflecting surface RP. Therefore, the number of drawing lines SL1 in which the spot light SP is scanned on the irradiated surface of the substrate P by one rotation of the polygon mirror PM is eight, which is the same as the number of reflecting surface RPs at the maximum. The polygon mirror PM is rotated at a constant speed by a rotation drive source (for example, a motor, a reduction mechanism, etc.) RM under the control of the control device 16. As described above, the effective length of the drawing line SL1 (for example, 30 mm) is set to a length equal to or less than the maximum scanning length (for example, 31 mm) at which the spot light SP can be scanned by the polygon mirror PM. In the initial setting (design), the center point of the drawing line SL1 (the point through which the irradiation center axis Le1 passes) is set at the center of the maximum scanning length.

シリンドリカルレンズＣＹａは、ポリゴンミラーＰＭによる主走査方向（回転方向）と直交する非走査方向（Ｚｔ方向）に関して、入射したビームＬＢ１をポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰ上に収斂する。つまり、シリンドリカルレンズＣＹａは、ビームＬＢ１を反射面ＲＰ上でＸｔＹｔ平面と平行な方向に延びたスリット状（長楕円状）に収斂する。母線がＹｔ方向と平行となっているシリンドリカルレンズＣＹａと、後述のシリンドリカルレンズＣＹｂとによって、反射面ＲＰがＺｔ方向に対して傾いている場合（ＸｔＹｔ平面の法線に対する反射面ＲＰの傾き）があっても、その影響を抑制することができる。すなわち、基板Ｐの被照射面上に照射されるビームＬＢ１（描画ラインＳＬ１）の照射位置は、ポリゴンミラーＰＭの各反射面ＲＰが回転軸ＡＸｐと平行な状態から僅かに傾いていたとしても、Ｘｔ方向にずれることが抑制される。 The cylindrical lens CYa converges the incident beam LB1 on the reflecting surface RP of the polygon mirror PM in the non-scanning direction (Zt direction) orthogonal to the main scanning direction (rotation direction) of the polygon mirror PM. That is, the cylindrical lens CYa converges the beam LB1 in a slit shape (oblong shape) extending in a direction parallel to the XtYt plane on the reflection surface RP. When the reflecting surface RP is tilted with respect to the Zt direction due to the cylindrical lens CYa whose generatrix is parallel to the Yt direction and the cylindrical lens CYb described later (the tilt of the reflecting surface RP with respect to the normal of the XtYt plane). Even if there is, the influence can be suppressed. That is, the irradiation position of the beam LB1 (drawing line SL1) irradiated on the irradiated surface of the substrate P is slightly tilted from the state in which each reflecting surface RP of the polygon mirror PM is parallel to the rotation axis AXp. The deviation in the Xt direction is suppressed.

Ｘｔ軸方向に延びる光軸ＡＸｆを有するｆθレンズ（走査用レンズ系）ＦＴは、ポリゴンミラーＰＭによって反射されたビームＬＢ１を、ＸｔＹｔ平面において、光軸ＡＸｆと平行となるように反射ミラーＭ１５に投射するテレセントリック系のスキャンレンズである。ビームＬＢ１のｆθレンズＦＴへの入射角θは、ポリゴンミラーＰＭの回転角（θ／２）に応じて変わる。ｆθレンズＦＴは、反射ミラーＭ１５およびシリンドリカルレンズＣＹｂを介して、その入射角θに比例した基板Ｐの被照射面上の像高位置にビームＬＢ１を投射する。焦点距離をｆｏとし、像高位置をｙとすると、ｆθレンズＦＴは、ｙ＝ｆｏ×θ、の関係（歪曲収差）を満たすように設計されている。したがって、このｆθレンズＦＴによって、ビームＬＢ１をＹｔ方向（Ｙ方向）に正確に等速で走査することが可能になる。ビームＬＢ１のｆθレンズＦＴへの入射角θが０度のときに、ｆθレンズＦＴに入射したビームＬＢ１は、光軸ＡＸｆ上に沿って進む。 The fθ lens (scanning lens system) FT having an optical axis AXf extending in the Xt axis direction projects the beam LB1 reflected by the polygon mirror PM onto the reflection mirror M15 so as to be parallel to the optical axis AXf in the XtYt plane. It is a telecentric scan lens. The angle of incidence θ of the beam LB1 on the fθ lens FT changes according to the rotation angle (θ / 2) of the polygon mirror PM. The fθ lens FT projects the beam LB1 at an image height position on the irradiated surface of the substrate P in proportion to its incident angle θ via the reflection mirror M15 and the cylindrical lens CYb. Assuming that the focal length is fo and the image height position is y, the fθ lens FT is designed to satisfy the relationship of y = fo × θ (distortion). Therefore, the fθ lens FT makes it possible to accurately scan the beam LB1 in the Yt direction (Y direction) at a constant velocity. When the angle of incidence θ of the beam LB1 on the fθ lens FT is 0 degrees, the beam LB1 incident on the fθ lens FT travels along the optical axis AXf.

反射ミラーＭ１５は、ｆθレンズＦＴからのビームＬＢ１を、シリンドリカルレンズＣＹｂを通すように基板Ｐに向けて−Ｚｔ方向に反射する。ｆθレンズＦＴおよび母線がＹｔ方向と平行となっているシリンドリカルレンズＣＹｂによって、基板Ｐに投射されるビームＬＢ１が基板Ｐの被照射面上で直径数μｍ程度（例えば、３μｍ）の微小なスポット光ＳＰに収斂される。また、基板Ｐの被照射面上に投射されるスポット光ＳＰは、ポリゴンミラーＰＭによって、Ｙｔ方向に延びる描画ラインＳＬ１によって１次元走査される。なお、ｆθレンズＦＴの光軸ＡＸｆと照射中心軸Ｌｅ１とは、同一の平面上にあり、その平面はＸｔＺｔ平面と平行である。したがって、光軸ＡＸｆ上に進んだビームＬＢ１は、反射ミラーＭ１５によって−Ｚｔ方向に反射し、照射中心軸Ｌｅ１と同軸になって基板Ｐに投射される。本第１の実施の形態において、少なくともｆθレンズＦＴは、ポリゴンミラーＰＭによって偏向されたビームＬＢ１を基板Ｐの被照射面に投射する投射光学系として機能する。また、少なくとも反射部材（反射ミラーＭ１１〜Ｍ１５）および偏光ビームスプリッタＢＳ１は、反射ミラーＭ１０から基板ＰまでのビームＬＢ１の光路を折り曲げる光路偏向部材として機能する。この光路偏向部材によって、反射ミラーＭ１０に入射するビームＬＢ１の入射軸と照射中心軸Ｌｅ１とを略同軸にすることができる。ＸｔＺｔ平面に関して、走査ユニットＵ１内を通るビームＬＢ１は、略Ｕ字状またはコ字状の光路を通った後、−Ｚｔ方向に進んで基板Ｐに投射される。 The reflection mirror M15 reflects the beam LB1 from the fθ lens FT toward the substrate P so as to pass through the cylindrical lens CYb in the −Zt direction. The beam LB1 projected on the substrate P by the fθ lens FT and the cylindrical lens CYb whose generatrix is parallel to the Yt direction is a minute spot light having a diameter of about several μm (for example, 3 μm) on the irradiated surface of the substrate P. Converged in SP. Further, the spot light SP projected on the irradiated surface of the substrate P is one-dimensionally scanned by the polygon mirror PM by the drawing line SL1 extending in the Yt direction. The optical axis AXf of the fθ lens FT and the irradiation center axis Le1 are on the same plane, and the plane is parallel to the XtZt plane. Therefore, the beam LB1 traveling on the optical axis AXf is reflected by the reflection mirror M15 in the −Zt direction, and is projected onto the substrate P coaxially with the irradiation center axis Le1. In the first embodiment, at least the fθ lens FT functions as a projection optical system that projects the beam LB1 deflected by the polygon mirror PM onto the irradiated surface of the substrate P. Further, at least the reflection members (reflection mirrors M11 to M15) and the polarization beam splitter BS1 function as optical path deflection members that bend the optical path of the beam LB1 from the reflection mirror M10 to the substrate P. By this optical path deflection member, the incident axis of the beam LB1 incident on the reflection mirror M10 and the irradiation center axis Le1 can be made substantially coaxial. With respect to the XtZt plane, the beam LB1 passing through the scanning unit U1 passes through a substantially U-shaped or U-shaped optical path, and then travels in the −Zt direction and is projected onto the substrate P.

このように、基板ＰがＸ方向に搬送されている状態で、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）によって、ビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）のスポット光ＳＰを主走査方向（Ｙ方向）に一次元に走査することで、スポット光ＳＰを基板Ｐの被照射面に相対的に２次元走査することができる。 In this way, with the substrate P being conveyed in the X direction, each scanning unit Un (U1 to U6) causes the spot light SP of the beam LBn (LB1 to LB6) to be one-dimensional in the main scanning direction (Y direction). The spot light SP can be two-dimensionally scanned relative to the irradiated surface of the substrate P.

なお、一例として、描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の実効的な長さを３０ｍｍとし、実効的なサイズφが３μｍのパルス状のスポット光ＳＰの１／２ずつ、つまり、１．５μｍずつ、オーバーラップさせながらスポット光ＳＰを描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）に沿って基板Ｐの被照射面上に照射する場合は、スポット光ＳＰは、１．５μｍの間隔で照射される。したがって、１回の走査で照射されるスポット光ＳＰのパルス数は、２００００（＝３０〔ｍｍ〕／１．５〔μｍ〕）となる。また、副走査方向についてもスポット光ＳＰの走査が１．５μｍの間隔で行われるものとすると、基板Ｐの副走査方向の送り速度（搬送速度）Ｖｔ〔ｍｍ／ｓｅｃ〕は、描画ラインＳＬｎに沿った１回の走査開始（描画開始）時点と次の走査開始時点との時間差をＴｐｘ〔μｓｅｃ〕とすると、１．５〔μｍ〕／Ｔｐｘ〔μｓｅｃ〕となる。この時間差Ｔｐｘは、８反射面ＲＰのポリゴンミラーＰＭが１面分（４５度＝３６０度／８）だけ回転する時間である。この場合、ポリゴンミラーＰＭの１回転の時間が、８×Ｔｐｘ〔μｓｅｃ〕となるように設定される必要がある。 As an example, the effective length of the drawing lines SLn (SL1 to SL6) is set to 30 mm, and the effective size φ is 1/2 of the pulsed spot light SP having a size of 3 μm, that is, 1.5 μm each. When the spot light SP is irradiated onto the irradiated surface of the substrate P along the drawing lines SLn (SL1 to SL6) while overlapping, the spot light SP is irradiated at intervals of 1.5 μm. Therefore, the number of pulses of the spot light SP irradiated in one scan is 20000 (= 30 [mm] /1.5 [μm]). Further, assuming that the spot light SP is scanned at intervals of 1.5 μm also in the sub-scanning direction, the feed rate (conveyance speed) Vt [mm / sec] in the sub-scanning direction of the substrate P is set to the drawing line SLn. Assuming that the time difference between the time of one scanning start (drawing start) and the time of the next scanning start along the line is Tpx [μsec], it becomes 1.5 [μm] / Tpx [μsec]. This time difference Tpx is the time for the polygon mirror PM of the 8-reflecting surface RP to rotate by one surface (45 degrees = 360 degrees / 8). In this case, it is necessary to set the time for one rotation of the polygon mirror PM to be 8 × Tpx [μsec].

一方、ポリゴンミラーＰＭの１反射面ＲＰで反射したビームＬＢ１が有効にｆθレンズＦＴに入射する最大入射角度（スポット光ＳＰの最大走査長に対応）は、ｆθレンズＦＴの焦点距離と最大走査長、及びポリゴンミラーＰＭの１反射面ＲＰに入射するビームＬＢ１の主走査方向の太さ（開口数：ＮＡ）によっておおよそ決まってしまう。一例として、８反射面ＲＰのポリゴンミラーＰＭの場合は、１反射面ＲＰ分の回転角度４５度のうちで実走査に寄与する回転角度αの比率（走査効率）は、α／４５度で表される。本第１の実施の形態では、実走査に寄与する回転角度αを１５度とするので、走査効率は１／３（＝１５度／４５度）となり、ｆθレンズＦＴの最大入射角は３０度（光軸ＡＸｆを中心として±１５度）となる。そのため、描画ラインＳＬｎの最大走査長（例えば、３１ｍｍ）分だけスポット光ＳＰを走査するのに必要な時間Ｔｓ〔μｓｅｃ〕は、Ｔｓ＝Ｔｐｘ×走査効率、となる。本第１の実施の形態における描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の実効的な走査長を３０ｍｍとするので、この描画ラインＳＬｎに沿ったスポット光ＳＰの１走査の走査時間Ｔｓｐ〔μｓｅｃ〕は、Ｔｓｐ＝Ｔｓ×３０〔ｍｍ〕／３１〔ｍｍ〕となる。したがって、この時間Ｔｓｐの間に、２００００のスポット光ＳＰ（パルス光）を照射する必要があるので、光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）からのビームＬＢの発光周波数（発振周波数）Ｆａは、Ｆａ≒２００００／Ｔｓｐ〔μｓｅｃ〕となる。 On the other hand, the maximum incident angle (corresponding to the maximum scanning length of the spot light SP) that the beam LB1 reflected by the one reflecting surface RP of the polygon mirror PM effectively enters the fθ lens FT is the focal length and the maximum scanning length of the fθ lens FT. , And the thickness (numerical aperture: NA) of the beam LB1 incident on the 1 reflecting surface RP of the polygon mirror PM in the main scanning direction. As an example, in the case of a polygon mirror PM with 8 reflective surface RPs, the ratio (scanning efficiency) of the rotation angle α that contributes to actual scanning out of the 45 degrees of rotation angle for 1 reflective surface RP is expressed as α / 45 degrees. Will be done. In the first embodiment, since the rotation angle α that contributes to the actual scanning is 15 degrees, the scanning efficiency is 1/3 (= 15 degrees / 45 degrees), and the maximum incident angle of the fθ lens FT is 30 degrees. (± 15 degrees around the optical axis AXf). Therefore, the time Ts [μsec] required to scan the spot light SP by the maximum scanning length (for example, 31 mm) of the drawing line SLn is Ts = Tpx × scanning efficiency. Since the effective scanning length of the drawing lines SLn (SL1 to SL6) in the first embodiment is 30 mm, the scanning time Tsp [μsec] of one scan of the spot light SP along the drawing line SLn is Tsp = Ts × 30 [mm] / 31 [mm]. Therefore, since it is necessary to irradiate 20000 spot light SP (pulse light) during this time Tsp, the emission frequency (oscillation frequency) Fa of the beam LB from the light source device LS (LSa, LSb) is Fa≈ It becomes 20000 / Tsp [μsec].

図５に示す原点センサＯＰ１は、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの回転位置が、反射面ＲＰによるスポット光ＳＰの走査が開始可能な所定位置にくると原点信号ＳＺ１を発生する。言い換えるならば、原点センサＯＰ１は、これからスポット光ＳＰの走査を行う反射面ＲＰの角度が所定の角度位置になったときに原点信号ＳＺ１を発生する。ポリゴンミラーＰＭは、８つの反射面ＲＰを有するので、原点センサＯＰ１は、ポリゴンミラーＰＭが１回転する期間で、８回原点信号ＳＺ１を出力することになる。この原点センサＯＰ１が発生した原点信号ＳＺ１は、制御装置１６に送られる。原点センサＯＰ１が原点信号ＳＺ１を発生してから、遅延時間Ｔｄ１経過後にスポット光ＳＰの描画ラインＳＬ１に沿った走査が開始される。つまり、この原点信号ＳＺ１は、走査ユニットＵ１によるスポット光ＳＰの描画開始タイミング（走査開始タイミング）を示す情報となっている。 The origin sensor OP1 shown in FIG. 5 generates the origin signal SZ1 when the rotation position of the reflection surface RP of the polygon mirror PM reaches a predetermined position where scanning of the spot light SP by the reflection surface RP can be started. In other words, the origin sensor OP1 generates the origin signal SZ1 when the angle of the reflecting surface RP for scanning the spot light SP becomes a predetermined angle position. Since the polygon mirror PM has eight reflecting surface RPs, the origin sensor OP1 outputs the origin signal SZ1 eight times during the period in which the polygon mirror PM makes one rotation. The origin signal SZ1 generated by the origin sensor OP1 is sent to the control device 16. After the origin sensor OP1 generates the origin signal SZ1, the scanning along the drawing line SL1 of the spot light SP is started after the delay time Td1 elapses. That is, the origin signal SZ1 is information indicating the drawing start timing (scanning start timing) of the spot light SP by the scanning unit U1.

原点センサＯＰ１は、基板Ｐの感光性機能層に対して非感光性の波長域のレーザビームＢｇａを反射面ＲＰに対して射出するビーム送光系ｏｐａと、反射面ＲＰで反射したレーザビームＢｇａの反射ビームＢｇｂを受光して原点信号ＳＺ１を発生するビーム受光系ｏｐｂとを有する。ビーム送光系ｏｐａは、図示しないが、レーザビームＢｇａを射出する光源と、光源が発光したレーザビームＢｇａを反射面ＲＰに投射する光学部材（反射ミラーやレンズ等）とを有する。ビーム受光系ｏｐｂは、図示しないが、受光した反射ビームＢｇｂを受光して電気信号に変換する光電変換素子を含む受光部と、反射面ＲＰで反射した反射ビームＢｇｂを前記受光部に導く光学部材（反射ミラーやレンズ等）を有する。ビーム送光系ｏｐａとビーム受光系ｏｐｂとは、ポリゴンミラーＰＭの回転位置が、反射面ＲＰによるスポット光ＳＰの走査が開始される直前の所定位置にきたときに、ビーム送光系ｏｐａが射出したレーザビームＢｇａの反射ビームＢｇｂをビーム受光系ｏｐｂが受光することができる位置に設けられている。なお、走査ユニットＵ２〜Ｕ６に設けられている原点センサＯＰｎをＯＰ２〜ＯＰ６で表し、原点センサＯＰ２〜ＯＰ６で発生する原点信号ＳＺｎをＳＺ２〜ＳＺ６で表す。制御装置１６は、この原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）に基づいて、どの走査ユニットＵｎがこれからスポット光ＳＰの走査を行うかを管理している。また、原点信号ＳＺ２〜ＳＺ６が発生してから、走査ユニットＵ２〜Ｕ６による描画ラインＳＬ２〜ＳＬ６に沿ったスポット光ＳＰの走査を開始するまでの遅延時間ＴｄｎをＴｄ２〜Ｔｄ６で表す場合がある。 The origin sensor OP1 includes a beam light transmitting system opa that emits a laser beam Bga in a wavelength range that is not photosensitive with respect to the photosensitive functional layer of the substrate P to the reflecting surface RP, and a laser beam Bga reflected by the reflecting surface RP. It has a beam light receiving system opb that receives the reflected beam Bgb of the above and generates the origin signal SZ1. Although not shown, the beam transmission system opa includes a light source that emits a laser beam Bga and an optical member (reflection mirror, lens, etc.) that projects the laser beam Bga emitted by the light source onto the reflection surface RP. Although not shown, the beam light receiving system opb includes a light receiving portion including a photoelectric conversion element that receives the received reflected beam Bgb and converts it into an electric signal, and an optical member that guides the reflected beam Bgb reflected by the reflecting surface RP to the light receiving portion. (Reflective mirror, lens, etc.). The beam light transmitting system opa and the beam light receiving system opb emit the beam light transmitting system opa when the rotation position of the polygon mirror PM reaches a predetermined position immediately before the scanning of the spot light SP by the reflecting surface RP is started. It is provided at a position where the beam light receiving system opb can receive the reflected beam Bgb of the laser beam Bga. The origin sensors OPn provided in the scanning units U2 to U6 are represented by OP2 to OP6, and the origin signal SZn generated by the origin sensors OP2 to OP6 is represented by SZ2 to SZ6. The control device 16 manages which scanning unit Un will scan the spot light SP from now on based on the origin signal SZn (SZ1 to SZ6). Further, the delay time Tdn from the generation of the origin signals SZ2 to SZ6 to the start of scanning of the spot light SP along the drawing lines SL2 to SL6 by the scanning units U2 to U6 may be represented by Td2 to Td6.

図５に示す光検出器ＤＴは、入射した光を光電変換する光電変換素子を有する。回転ドラムＤＲの表面には、予め決められた基準パターンが形成されている。この基準パターンが形成された回転ドラムＤＲ上の部分は、ビームＬＢ１の波長域に対して低めの反射率（１０〜５０％）の素材で構成され、基準パターンが形成されていない回転ドラムＤＲ上の他の部分は、反射率が１０％以下の材料または光を吸収する材料で構成される。そのため、基板Ｐが巻き付けられていない状態（または基板Ｐの透明部を通した状態）で、回転ドラムＤＲの基準パターンが形成された領域に走査ユニットＵ１からビームＬＢ１のスポット光ＳＰを照射すると、その反射光が、シリンドリカルレンズＣＹｂ、反射ミラーＭ１５、ｆθレンズＦＴ、ポリゴンミラーＰＭ、反射ミラーＭ１４、シリンドリカルレンズＣＹａ、λ／４波長板ＱＷ、反射ミラーＭ１３、フィールドアパーチャＦＡ、偏向調整光学部材ＤＰ、シフト光学部材ＳＲ、および、反射ミラーＭ１２を通過して偏光ビームスプリッタＢＳ１に入射する。ここで、偏光ビームスプリッタＢＳ１と基板Ｐとの間、具体的には、反射ミラーＭ１３とシリンドリカルレンズＣＹａとの間には、λ／４波長板ＱＷが設けられている。これにより、基板Ｐに照射されるビームＬＢ１は、このλ／４波長板ＱＷによってＰ偏光から円偏光のビームＬＢ１に変換され、基板Ｐから偏光ビームスプリッタＢＳ１に入射する反射光は、このλ／４波長板ＱＷによって、円偏光からＳ偏光に変換される。したがって、基板Ｐからの反射光は偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過し、光学レンズ系Ｇ１０を介して光検出器ＤＴに入射する。 The photodetector DT shown in FIG. 5 has a photoelectric conversion element that photoelectrically converts the incident light. A predetermined reference pattern is formed on the surface of the rotating drum DR. The portion on the rotating drum DR on which this reference pattern is formed is composed of a material having a low reflectance (10 to 50%) with respect to the wavelength range of the beam LB1 and is on the rotating drum DR on which the reference pattern is not formed. The other part is composed of a material having a reflectance of 10% or less or a material that absorbs light. Therefore, when the spot light SP of the beam LB1 is irradiated from the scanning unit U1 to the region where the reference pattern of the rotating drum DR is formed in the state where the substrate P is not wound (or the transparent portion of the substrate P is passed through), The reflected light is a cylindrical lens CYb, a reflective mirror M15, an fθ lens FT, a polygon mirror PM, a reflective mirror M14, a cylindrical lens CYa, a λ / 4 wavelength plate QW, a reflective mirror M13, a field aperture FA, a deflection adjusting optical member DP, It passes through the shift optical member SR and the reflection mirror M12 and is incident on the polarizing beam splitter BS1. Here, a λ / 4 wave plate QW is provided between the polarizing beam splitter BS1 and the substrate P, specifically, between the reflection mirror M13 and the cylindrical lens CYa. As a result, the beam LB1 irradiated to the substrate P is converted from the P-polarized light to the circularly polarized beam LB1 by the λ / 4 wavelength plate QW, and the reflected light incident on the polarized beam splitter BS1 from the substrate P is λ /. The four-wavelength plate QW converts circularly polarized light to S-polarized light. Therefore, the reflected light from the substrate P passes through the polarizing beam splitter BS1 and enters the photodetector DT via the optical lens system G10.

このとき、パルス状のビームＬＢ１が連続して走査ユニットＵ１に入射される状態で、回転ドラムＤＲを回転して走査ユニットＵ１がスポット光ＳＰを走査することで、回転ドラムＤＲの外周面には、スポット光ＳＰが２次元的に照射される。したがって、回転ドラムＤＲに形成された基準パターンの画像信号（反射強度に応じた光電信号）を光検出器ＤＴによって取得することができる。 At this time, in a state where the pulsed beam LB1 is continuously incident on the scanning unit U1, the rotating drum DR is rotated and the scanning unit U1 scans the spot light SP, so that the outer peripheral surface of the rotating drum DR is covered. , The spot light SP is two-dimensionally irradiated. Therefore, the image signal (photoelectric signal according to the reflection intensity) of the reference pattern formed on the rotating drum DR can be acquired by the photodetector DT.

具体的には、光検出器ＤＴから出力される光電信号の強度変化を、ビームＬＢ１（スポット光ＳＰ）のパルス発光のためのクロック信号ＬＴＣ（光源装置ＬＳで作られる）に応答して、デジタルサンプリングすることでＹｔ方向の１次元の画像データとして取得する。さらに、描画ラインＳＬ１上における回転ドラムＤＲの回転角度位置を計測するエンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂの計測値に応答して、副走査方向の一定距離（例えば、スポット光ＳＰのサイズφの１／２）ごとにＹｔ方向の１次元の画像データをＸｔ方向に並べることにより、回転ドラムＤＲの表面の２次元の画像情報を取得できる。制御装置１６は、この取得した回転ドラムＤＲの基準パターンの２次元の画像情報に基づいて、走査ユニットＵ１の描画ラインＳＬ１の傾きを計測する。この描画ラインＳＬ１の傾きとは、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）間における相対的な傾きであってもよく、回転ドラムＤＲの中心軸ＡＸｏに対する傾き（絶対的な傾き）であってもよい。なお、同様にして、各描画ラインＳＬ２〜ＳＬ６の傾きも計測することができることはいうまでもない。なお、光検出器ＤＴから得られる基準パターンの２次元の画像情報を解析することにより、各描画ラインＳＬ２〜ＳＬ６の傾き誤差以外に、各描画ラインＳＬ２〜ＳＬ６の描画開始点や描画終了点の位置誤差の確認、各描画ラインＳＬ２〜ＳＬ６の継ぎ誤差の確認等ができ、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のキャリブレーションができる。 Specifically, the intensity change of the photoelectric signal output from the photodetector DT is digitally changed in response to the clock signal LTC (produced by the light source device LS) for pulse emission of the beam LB1 (spot light SP). By sampling, it is acquired as one-dimensional image data in the Yt direction. Further, in response to the measured values of the encoders EN2a and EN2b that measure the rotation angle position of the rotating drum DR on the drawing line SL1, every fixed distance in the sub-scanning direction (for example, 1/2 of the size φ of the spot light SP). By arranging the one-dimensional image data in the Yt direction in the Xt direction, the two-dimensional image information on the surface of the rotating drum DR can be acquired. The control device 16 measures the inclination of the drawing line SL1 of the scanning unit U1 based on the two-dimensional image information of the acquired reference pattern of the rotating drum DR. The inclination of the drawing line SL1 may be a relative inclination between the scanning units Un (U1 to U6), or may be an inclination (absolute inclination) with respect to the central axis AXo of the rotating drum DR. .. Needless to say, the inclination of each drawing line SL2 to SL6 can be measured in the same manner. By analyzing the two-dimensional image information of the reference pattern obtained from the photodetector DT, in addition to the tilt error of each drawing line SL2 to SL6, the drawing start point and drawing end point of each drawing line SL2 to SL6 can be obtained. The position error can be confirmed, the joint error of each drawing line SL2 to SL6 can be confirmed, and each scanning unit Un (U1 to U6) can be calibrated.

複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の各々が照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）回りに回動（回転）することができるように、図示しない本体フレームに保持されている。この各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）が、照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）回りに回動すると、各描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）も、基板Ｐの被照射面上で照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）回りに回動する。したがって、各描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）は、Ｙ方向に対して傾くことになる。各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）が照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）回りに回動した場合であっても、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）内を通過するビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）と各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）内の光学的な部材との相対的な位置関係は変わらない。したがって、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、基板Ｐの被照射面上で回動した描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）に沿ってスポット光ＳＰを走査することができる。この各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）回りの回動は、制御装置１６の制御の下、図示しないアクチュエータによって行われる。 The plurality of scanning units Un (U1 to U6) are not shown so that each of the plurality of scanning units Un (U1 to U6) can rotate (rotate) around the irradiation central axis Len (Le1 to Le6). It is held in the main body frame. When each of the scanning units Un (U1 to U6) rotates around the irradiation center axis Len (Le1 to Le6), each drawing line SLn (SL1 to SL6) also has the irradiation center axis Len on the irradiated surface of the substrate P. (Le1 to Le6) Rotate around. Therefore, each drawing line SLn (SL1 to SL6) is inclined with respect to the Y direction. Beams LBn (LB1 to LB6) passing through each scanning unit Un (U1 to U6) even when each scanning unit Un (U1 to U6) rotates around the irradiation central axis Len (Le1 to Le6). And the relative positional relationship between the scanning unit Un (U1 to U6) and the optical member in each scanning unit Un (U1 to U6) does not change. Therefore, each scanning unit Un (U1 to U6) can scan the spot light SP along the drawing line SLn (SL1 to SL6) rotated on the irradiated surface of the substrate P. The rotation of each scanning unit Un (U1 to U6) around the irradiation central axis Len (Le1 to Le6) is performed by an actuator (not shown) under the control of the control device 16.

そのため、制御装置１６は、計測した各描画ラインＳＬｎの傾きに応じて、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）を照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）回りに回動させることで、複数の描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の平行状態を保つことができる。また、アライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ、ＡＭ２ｍを用いて検出したアライメントマークＭＫｍの位置に基づいて、基板Ｐや被露光領域Ｗが歪んでいる（変形している）場合は、それに応じて描画するパターンも歪ませる必要性がある。そのため、制御装置１６は、基板Ｐや被露光領域Ｗが歪んでいる（変形している）と判断した場合は、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）を照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）回りに回動させることで、基板Ｐや被露光領域Ｗの歪み（変形）に応じて各描画ラインＳＬｎをＹ方向に対して微少に傾斜させる。その際、本実施の形態においては、後で説明するように、各描画ラインＳＬｎに沿って描画されるパターンを、指定された倍率（例えば、ｐｐｍオーダー）に応じて伸縮させるような制御、或いは、各描画ラインＳＬｎを個別に副走査方向（図５中のＸｔ方向）に微少にシフトさせる制御が可能となっている。 Therefore, the control device 16 rotates the scanning units Un (U1 to U6) around the irradiation central axis Len (Le1 to Le6) according to the inclination of each measured drawing line SLn, thereby causing a plurality of drawing lines SLn. The parallel state of (SL1 to SL6) can be maintained. Further, if the substrate P or the exposed area W is distorted (deformed) based on the position of the alignment mark MKm detected by using the alignment microscopes AM1m and AM2m, the pattern to be drawn is also distorted accordingly. There is a need. Therefore, when the control device 16 determines that the substrate P and the exposed area W are distorted (deformed), the control device 16 moves the scanning units Un (U1 to U6) around the irradiation central axis Len (Le1 to Le6). By rotating, each drawing line SLn is slightly tilted with respect to the Y direction according to the distortion (deformation) of the substrate P and the exposed area W. At that time, in the present embodiment, as will be described later, control is performed such that the pattern drawn along each drawing line SLn is expanded or contracted according to a specified magnification (for example, ppm order), or , Each drawing line SLn can be individually controlled to be slightly shifted in the sub-scanning direction (Xt direction in FIG. 5).

なお、走査ユニットＵｎの照射中心軸Ｌｅｎと、走査ユニットＵｎが実際に回動する軸（回動中心軸）とが完全に一致していなくても、所定の許容範囲内で両者が同軸であればよい。この所定の許容範囲は、走査ユニットＵｎを角度θｓｍだけ回動させたときの実際の描画ラインＳＬｎの描画開始点（または描画終了点）と、照射中心軸Ｌｅｎと回動中心軸とが完全に一致すると仮定したときに走査ユニットＵｎを所定の角度θｓｍだけ回動させたときの設計上の描画ラインＳＬｎの描画開始点（または描画終了点）との差分量が、スポット光ＳＰの主走査方向に関して、所定の距離（例えば、スポット光ＳＰのサイズφ）以内となるように設定されている。また、走査ユニットＵｎに実際に入射するビームＬＢｎの光軸が、走査ユニットＵｎの回動中心軸と完全に一致してなくても、前記した所定の許容範囲内で同軸であればよい。 Even if the irradiation central axis Len of the scanning unit Un and the axis (rotation center axis) in which the scanning unit Un actually rotates do not completely coincide with each other, they should be coaxial within a predetermined allowable range. Just do it. In this predetermined allowable range, the drawing start point (or drawing end point) of the actual drawing line SLn when the scanning unit Un is rotated by the angle θsm, and the irradiation center axis Len and the rotation center axis are completely aligned. The amount of difference from the drawing start point (or drawing end point) of the design drawing line SLn when the scanning unit Un is rotated by a predetermined angle θsm when it is assumed that they match is the main scanning direction of the spot light SP. Is set to be within a predetermined distance (for example, the size φ of the spot light SP). Further, even if the optical axis of the beam LBn actually incident on the scanning unit Un does not completely coincide with the rotation center axis of the scanning unit Un, it may be coaxial within the predetermined allowable range described above.

図６は、ビーム切換部ＢＤＵの構成図である。ビーム切換部ＢＤＵは、複数の選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）と、複数の集光レンズＣＤ１〜ＣＤ６と、複数の反射ミラーＭ１〜Ｍ１４と、複数のユニット側入射ミラーＩＭ１〜ＩＭ６（ＩＭｎ）と、複数のコリメートレンズＣＬ１〜ＣＬ６と、吸収体ＴＲ１、ＴＲ２とを有する。選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）は、ビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）に対して透過性を有するものであり、超音波信号で駆動される音響光学変調素子（ＡＯＭ：Acousto-Optic Modulator）である。これらの光学的な部材（選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６、集光レンズＣＤ１〜ＣＤ６、反射ミラーＭ１〜Ｍ１４、ユニット側入射ミラーＩＭ１〜ＩＭ６、コリメートレンズＣＬ１〜ＣＬ６、および、吸収体ＴＲ１、ＴＲ２）は、板状の支持部材ＩＵＢによって支持されている。この支持部材ＩＵＢは、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の上方（＋Ｚ方向側）で、これらの光学的な部材を下方（−Ｚ方向側）から支持する。したがって、支持部材ＩＵＢは、発熱源となる選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）と複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）との間を断熱する機能も備えている。 FIG. 6 is a configuration diagram of the beam switching unit BDU. The beam switching unit BDU includes a plurality of selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM6), a plurality of condenser lenses CD1 to CD6, a plurality of reflection mirrors M1 to M14, and a plurality of unit-side incident mirrors IM1 to IM6 (IMn). ), A plurality of collimating lenses CL1 to CL6, and absorbers TR1 and TR2. The selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM6) are acousto-optic modulators (AOMs) that are transparent to the beam LB (LBa, LBb) and are driven by ultrasonic signals. be. These optical members (selective optical elements AOM1 to AOM6, condenser lenses CD1 to CD6, reflection mirrors M1 to M14, unit-side incident mirrors IM1 to IM6, collimating lenses CL1 to CL6, and absorbers TR1 and TR2). Is supported by a plate-shaped support member IUB. The support member IUB supports these optical members from below (−Z direction side) above the plurality of scanning units Un (U1 to U6) (+ Z direction side). Therefore, the support member IUB also has a function of insulating between the selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM6) serving as a heat source and the plurality of scanning units Un (U1 to U6).

光源装置ＬＳａからビームＬＢａは、反射ミラーＭ１〜Ｍ６によってその光路がつづらおり状に曲げられて、吸収体ＴＲ１まで導かれる。また、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂも同様に、反射ミラーＭ７〜Ｍ１４によってその光路がつづらおり状に曲げられて、吸収体ＴＲ２まで導かれる。以下、選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）がいずれもオフ状態（超音波信号が印加されていない状態）の場合で、詳述する。 The optical path of the beam LBa from the light source device LSa is bent in a zigzag shape by the reflection mirrors M1 to M6, and is guided to the absorber TR1. Similarly, the beam LBb from the light source device LSb is also guided to the absorber TR2 by bending its optical path in a zigzag shape by the reflection mirrors M7 to M14. Hereinafter, the case where all of the selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM6) are in the off state (the state in which the ultrasonic signal is not applied) will be described in detail.

光源装置ＬＳａからのビームＬＢａ（例えば直径が１ｍｍ以下の平行光束）は、Ｙ軸と平行に＋Ｙ方向に進んで集光レンズＣＤ１を通って反射ミラーＭ１に入射する。反射ミラーＭ１で−Ｘ方向に反射したビームＬＢａは、集光レンズＣＤ１の焦点位置（ビームウェスト位置）に配置された第１の選択用光学素子ＡＯＭ１をストレートに透過し、コリメートレンズＣＬ１によって再び平行光束にされて、反射ミラーＭ２に至る。反射ミラーＭ２で＋Ｙ方向に反射したビームＬＢａは、集光レンズＣＤ２を通った後に反射ミラーＭ３で＋Ｘ方向に反射される。 The beam LBa (for example, a parallel light flux having a diameter of 1 mm or less) from the light source device LSa travels in the + Y direction in parallel with the Y axis, passes through the condenser lens CD1, and is incident on the reflection mirror M1. The beam LBa reflected in the −X direction by the reflection mirror M1 passes straight through the first selection optical element AOM1 arranged at the focal position (beam waist position) of the condenser lens CD1 and is parallel again by the collimating lens CL1. It is converted into a light beam and reaches the reflection mirror M2. The beam LBa reflected in the + Y direction by the reflection mirror M2 is reflected in the + X direction by the reflection mirror M3 after passing through the condenser lens CD2.

反射ミラーＭ３で＋Ｘ方向に反射されたビームＬＢａは、集光レンズＣＤ２の焦点位置（ビームウェスト位置）に配置された第２の選択用光学素子ＡＯＭ２をストレートに透過し、コリメートレンズＣＬ２によって再び平行光束にされて、反射ミラーＭ４に至る。反射ミラーＭ４で＋Ｙ方向に反射されたビームＬＢａは、集光レンズＣＤ３を通った後に反射ミラーＭ５で−Ｘ方向に反射される。反射ミラーＭ５で−Ｘ方向に反射されたビームＬＢａは、集光レンズＣＤ３の焦点位置（ビームウェスト位置）に配置された第３の選択用光学素子ＡＯＭ３をストレートに透過し、コリメートレンズＣＬ３によって再び平行光束にされて、反射ミラーＭ６に至る。反射ミラーＭ６で＋Ｙ方向に反射したビームＬＢａは、吸収体ＴＲ１に入射する。この吸収体ＴＲ１は、ビームＬＢａの外部への漏れを抑制するためにビームＬＢａを吸収する光トラップである。 The beam LBa reflected in the + X direction by the reflection mirror M3 passes straight through the second selection optical element AOM2 arranged at the focal position (beam waist position) of the condenser lens CD2, and is parallel again by the collimating lens CL2. It is converted into a light beam and reaches the reflection mirror M4. The beam LBa reflected in the + Y direction by the reflection mirror M4 is reflected in the −X direction by the reflection mirror M5 after passing through the condenser lens CD3. The beam LBa reflected in the −X direction by the reflection mirror M5 passes straight through the third selection optical element AOM3 arranged at the focal position (beam waist position) of the condenser lens CD3, and is again transmitted by the collimating lens CL3. It is made into a parallel light beam and reaches the reflection mirror M6. The beam LBa reflected in the + Y direction by the reflection mirror M6 is incident on the absorber TR1. The absorber TR1 is an optical trap that absorbs the beam LBa in order to suppress leakage of the beam LBa to the outside.

光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂ（例えば直径が１ｍｍ以下の平行光束）は、Ｙ軸と平行に＋Ｙ方向に進んで反射ミラーＭ１３に入射し、反射ミラーＭ１３で＋Ｘ方向に反射したビームＬＢｂは反射ミラーＭ１４で＋Ｙ方向に反射される。反射ミラーＭ１４で＋Ｙ方向に反射したビームＬＢｂは、集光レンズＣＤ４を通った後に反射ミラーＭ７で＋Ｘ方向に反射される。反射ミラーＭ７で＋Ｘ方向に反射されたビームＬＢｂは、集光レンズＣＤ４の焦点位置（ビームウェスト位置）に配置された第４の選択用光学素子ＡＯＭ４をストレートに透過し、コリメートレンズＣＬ４によって再び平行光束にされて、反射ミラーＭ８に至る。反射ミラーＭ８で＋Ｙ方向に反射されたビームＬＢｂは、集光レンズＣＤ５を通った後に反射ミラーＭ９で−Ｘ方向に反射される。 The beam LBb (for example, a parallel light beam having a diameter of 1 mm or less) from the light source device LSb travels in the + Y direction in parallel with the Y axis and enters the reflection mirror M13, and the beam LBb reflected by the reflection mirror M13 in the + X direction is a reflection mirror. It is reflected in the + Y direction at M14. The beam LBb reflected in the + Y direction by the reflection mirror M14 is reflected in the + X direction by the reflection mirror M7 after passing through the condenser lens CD4. The beam LBb reflected in the + X direction by the reflection mirror M7 passes straight through the fourth selection optical element AOM4 arranged at the focal position (beam waist position) of the condenser lens CD4, and is parallel again by the collimating lens CL4. It is converted into a light beam and reaches the reflection mirror M8. The beam LBb reflected in the + Y direction by the reflection mirror M8 is reflected in the −X direction by the reflection mirror M9 after passing through the condenser lens CD5.

反射ミラーＭ９で−Ｘ方向に反射されたビームＬＢｂは、集光レンズＣＤ５の焦点位置（ビームウェスト位置）に配置された第５の選択用光学素子ＡＯＭ５をストレートに透過し、コリメートレンズＣＬ５によって再び平行光束にされて、反射ミラーＭ１０に至る。反射ミラーＭ１０で＋Ｙ方向に反射されたビームＬＢｂは、集光レンズＣＤ６を通った後に反射ミラーＭ１１で＋Ｘ方向に反射される。反射ミラーＭ１１で＋Ｘ方向に反射されたビームＬＢｂは、集光レンズＣＤ６の焦点位置（ビームウェスト位置）に配置された第６の選択用光学素子ＡＯＭ６をストレートに透過し、コリメートレンズＣＬ６によって再び平行光束にされて、反射ミラーＭ１２に至る。反射ミラーＭ１２で−Ｙ方向に反射したビームＬＢｂは、吸収体ＴＲ２に入射する。この吸収体ＴＲ２は、ビームＬＢｂの外部への漏れを抑制するためにビームＬＢｂを吸収する光トラップである。 The beam LBb reflected in the −X direction by the reflection mirror M9 passes straight through the fifth selection optical element AOM5 arranged at the focal position (beam waist position) of the condenser lens CD5, and is again transmitted by the collimating lens CL5. It is made into a parallel light beam and reaches the reflection mirror M10. The beam LBb reflected in the + Y direction by the reflection mirror M10 is reflected in the + X direction by the reflection mirror M11 after passing through the condenser lens CD6. The beam LBb reflected in the + X direction by the reflection mirror M11 passes straight through the sixth selection optical element AOM6 arranged at the focal position (beam waist position) of the condenser lens CD6, and is parallel again by the collimating lens CL6. It is converted into a light beam and reaches the reflection mirror M12. The beam LBb reflected in the −Y direction by the reflection mirror M12 is incident on the absorber TR2. The absorber TR2 is an optical trap that absorbs the beam LBb in order to suppress leakage of the beam LBb to the outside.

以上のように、選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３は、光源装置ＬＳａからのビームＬＢａを順次透過するようにビームＬＢａの進行方向に沿って直列に配置される。また、選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３は、集光レンズＣＤ１〜ＣＤ３とコリメートレンズＣＬ１〜ＣＬ３とによって、各選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３の内部にビームＬＢａのビームウェストが形成されるように配置される。これにより、選択用光学素子（音響光学変調素子）ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３に入射するビームＬＢａの径を小さくして、回折効率を高くするとともに応答性を高めている。同様に、選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６は、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂを順次透過するようにビームＬＢｂの進行方向に沿って直列に配置される。また、選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６は、集光レンズＣＤ４〜ＣＤ６とコリメートレンズＣＬ４〜ＣＬ６とによって、各選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６の内部にビームＬＢｂのビームウェストが形成されるように配置される。これにより、選択用光学素子（音響光学変調素子）ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６に入射するビームＬＢｂの径を小さくして、回折効率を高くするとともに応答性を高めている。 As described above, the selection optical elements AOM1 to AOM3 are arranged in series along the traveling direction of the beam LBa so as to sequentially transmit the beam LBa from the light source device LSa. Further, the selection optical elements AOM1 to AOM3 are arranged so that the beam waist of the beam LBa is formed inside the selection optical elements AOM1 to AOM3 by the condenser lenses CD1 to CD3 and the collimating lenses CL1 to CL3. NS. As a result, the diameter of the beam LBa incident on the selection optical elements (acoustic optical modulation elements) AOM1 to AOM3 is reduced to increase the diffraction efficiency and the responsiveness. Similarly, the selection optical elements AOM4 to AOM6 are arranged in series along the traveling direction of the beam LBb so as to sequentially transmit the beam LBb from the light source device LSb. Further, the selection optical elements AOM4 to AOM6 are arranged so that the beam waist of the beam LBb is formed inside the selection optical elements AOM4 to AOM6 by the condenser lenses CD4 to CD6 and the collimating lenses CL4 to CL6. NS. As a result, the diameter of the beam LBb incident on the selection optical elements (acoustic optical modulation elements) AOM4 to AOM6 is reduced to increase the diffraction efficiency and the responsiveness.

各選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）は、超音波信号（高周波信号）が印加されると、入射したビーム（０次光）ＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）を、高周波の周波数に応じた回折角で回折させた１次回折光を射出ビーム（ビームＬＢｎ）として発生させるものである。本第１の実施の形態では、複数の選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の各々から１次回折光として射出されるビームＬＢｎをビームＬＢ１〜ＬＢ６とし、各選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）は、光源装置ＬＳａ、ＬＳｂからのビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）の光路を偏向する機能を奏するものとして扱う。ただし、実際の音響光学変調素子は、１次回折光の発生効率が０次光の８０％程度であるため、各選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の各々で偏向されたビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）は、元のビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）の強度よりは低下している。また、選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）のいずれか１つがオン状態のとき、回折されずに直進する０次光が２０％程度残存するが、それは最終的に吸収体ＴＲ１、ＴＲ２によって吸収される。 When an ultrasonic signal (high frequency signal) is applied, each selection optical element AOMn (AOM1 to AOM6) diffracts the incident beam (0th order light) LB (LBa, LBb) according to the high frequency frequency. The primary diffracted light diffracted in 1 is generated as an emission beam (beam LBn). In the first embodiment, the beam LBn emitted as the primary diffracted light from each of the plurality of selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM6) is defined as beams LB1 to LB6, and each selection optical element AOMn (AOM1 to AOM6) is used. ) Is treated as having a function of deflecting the optical path of the beam LB (LBa, LBb) from the light source devices LSa and LSb. However, since the generation efficiency of the first-order diffracted light is about 80% of the 0th-order light in the actual acoustic-optical modulation element, the beam LBn (LB1 to LB1) deflected by each of the selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM6). LB6) is lower than the intensity of the original beam LB (LBa, LBb). Further, when any one of the selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM6) is in the ON state, about 20% of the 0th-order light that travels straight without being diffracted remains, which is finally absorbed by the absorbers TR1 and TR2. Will be done.

図６に示すように、複数の選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の各々は、偏向された１次回折光であるビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）を、入射するビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）に対して−Ｚ方向に偏向するように設置される。選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の各々から偏向して射出するビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）は、選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の各々から所定距離だけ離れた位置に設けられたユニット側入射ミラーＩＭ１〜ＩＭ６に投射され、そこで−Ｚ方向に照射中心軸Ｌｅ１〜Ｌｅ６と同軸になるように反射される。ユニット側入射ミラーＩＭ１〜ＩＭ６（以下、単にミラーＩＭ１〜ＩＭ６とも呼ぶ）で反射されたビームＬＢ１〜ＬＢ６は、支持部材ＩＵＢに形成された開口部ＴＨ１〜ＴＨ６の各々を通って、照射中心軸Ｌｅ１〜Ｌｅ６に沿うように走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の各々に入射する。 As shown in FIG. 6, each of the plurality of selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM6) transfers the beam LBn (LB1 to LB6), which is the deflected primary diffracted light, to the incident beam LB (LBa, LBb). On the other hand, it is installed so as to be deflected in the -Z direction. The beams LBn (LB1 to LB6) deflected and emitted from each of the selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM6) are provided at positions separated from each of the selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM6) by a predetermined distance. It is projected onto the unit-side incident mirrors IM1 to IM6, where it is reflected in the −Z direction so as to be coaxial with the irradiation central axes Le1 to Le6. The beams LB1 to LB6 reflected by the unit-side incident mirrors IM1 to IM6 (hereinafter, also simply referred to as mirrors IM1 to IM6) pass through each of the openings TH1 to TH6 formed in the support member IUB, and the irradiation central axis Le1. It is incident on each of the scanning units Un (U1 to U6) along the ~ Le6.

なお、選択用光学素子ＡＯＭｎは、超音波によって透過部材中の所定方向に屈折率の周期的な粗密変化を生じさせる回折格子であるため、入射ビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）が直線偏光（Ｐ偏光かＳ偏光）である場合、その偏光方向と回折格子の周期方向とは、１次回折光の発生効率（回折効率）が最も高くなるように設定される。図６のように、各選択用光学素子ＡＯＭｎが入射したビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｓ）を−Ｚ方向に回折偏向するように設置される場合、選択用光学素子ＡＯＭｎ内に生成される回折格子の周期方向も−Ｚ方向であるので、それと整合するように光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）からのビームＬＢの偏光方向が設定（調整）される。 Since the selection optical element AOMn is a diffraction grating that causes a periodic density change of the refractive index in a predetermined direction in the transmitting member by ultrasonic waves, the incident beam LB (LBa, LBb) is linearly polarized light (P-polarized light). In the case of (S-polarized light), the polarization direction and the periodic direction of the diffraction grating are set so that the generation efficiency (diffraction efficiency) of the primary diffraction light is the highest. As shown in FIG. 6, when the beam LB (LBa, LBs) on which each selection optical element AOMn is incident is installed so as to be diffracted and deflected in the −Z direction, the diffraction grating generated in the selection optical element AOMn Since the periodic direction is also the −Z direction, the polarization direction of the beam LB from the light source device LS (LSa, LSb) is set (adjusted) so as to match it.

各選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の構成、機能、作用等は互いに同一のものを用いてもよい。複数の選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）は、制御装置１６からの駆動信号（高周波信号）のオン／オフにしたがって、入射したビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）を回折させた回折光の発生をオン／オフする。例えば、選択用光学素子ＡＯＭ１は、制御装置１６からの駆動信号（高周波信号）が印加されずにオフの状態のときは、入射した光源装置ＬＳａからのビームＬＢａを回折させずに透過する。したがって、選択用光学素子ＡＯＭ１を透過したビームＬＢａは、コリメートレンズＣＬ１を透過して反射ミラーＭ２に入射する。一方、選択用光学素子ＡＯＭ１は、制御装置１６からの駆動信号（高周波信号）が印加されてオンの状態のときは、入射したビームＬＢａを回折させてミラーＩＭ１に向かわせる。つまり、この駆動信号によって選択用光学素子ＡＯＭ１がスイッチングする。ミラーＩＭ１は、選択用光学素子ＡＯＭ１によって回折された１次回折光であるビームＬＢ１を選択して走査ユニットＵ１側に反射する。選択用のミラーＩＭ１で反射したビームＬＢ１は、支持部材ＩＵＢの開口部ＴＨ１を通って照射中心軸Ｌｅ１に沿って走査ユニットＵ１に入射する。したがって、ミラーＩＭ１は、反射したビームＬＢ１の光軸が照射中心軸Ｌｅ１と同軸となるように、入射したビームＬＢ１を反射する。また、選択用光学素子ＡＯＭ１がオンの状態のとき、選択用光学素子ＡＯＭ１をストレートに透過するビームＬＢの０次光（入射ビームの２０％程度の強度）は、その後のコリメートレンズＣＬ１〜ＣＬ３、集光レンズＣＤ２〜ＣＤ３、反射ミラーＭ２〜Ｍ６、および、選択用光学素子ＡＯＭ２〜ＡＯＭ３を透過して吸収体ＴＲ１に達する。 The configurations, functions, actions, and the like of the optical elements for selection AOMn (AOM1 to AOM6) may be the same as each other. The plurality of selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM6) generate diffracted light that diffracts the incident beam LB (LBa, LBb) according to the on / off of the drive signal (high frequency signal) from the control device 16. Turn on / off. For example, the selection optical element AOM1 transmits the beam LBa from the incident light source device LSa without diffracting it when the drive signal (high frequency signal) from the control device 16 is not applied and is in the off state. Therefore, the beam LBa that has passed through the selection optical element AOM1 has passed through the collimating lens CL1 and is incident on the reflection mirror M2. On the other hand, when the drive signal (high frequency signal) from the control device 16 is applied and the selection optical element AOM1 is in the ON state, the incident beam LBa is diffracted and directed toward the mirror IM1. That is, the selection optical element AOM1 is switched by this drive signal. The mirror IM1 selects the beam LB1 which is the primary diffracted light diffracted by the selection optical element AOM1 and reflects it toward the scanning unit U1. The beam LB1 reflected by the selection mirror IM1 passes through the opening TH1 of the support member IUB and is incident on the scanning unit U1 along the irradiation central axis Le1. Therefore, the mirror IM1 reflects the incident beam LB1 so that the optical axis of the reflected beam LB1 is coaxial with the irradiation center axis Le1. Further, when the selection optical element AOM1 is on, the 0th-order light (intensity of about 20% of the incident beam) of the beam LB that passes straight through the selection optical element AOM1 is the collimating lenses CL1 to CL3. It passes through the condenser lenses CD2 to CD3, the reflection mirrors M2 to M6, and the selection optical elements AOM2 to AOM3 to reach the absorber TR1.

同様に、選択用光学素子ＡＯＭ２、ＡＯＭ３は、制御装置１６からの駆動信号（高周波信号）が印加されずにオフの状態のときは、入射したビームＬＢａ（０次光）を回折させずにコリメートレンズＣＬ２、ＣＬ３側（反射ミラーＭ４、Ｍ６側）に透過する。一方、選択用光学素子ＡＯＭ２、ＡＯＭ３は、制御装置１６からの駆動信号が印加されてオンの状態のときは、入射したビームＬＢａの１次回折光であるビームＬＢ２、ＬＢ３をミラーＩＭ２、ＩＭ３に向かわせる。このミラーＩＭ２、ＩＭ３は、選択用光学素子ＡＯＭ２、ＡＯＭ３によって回折されたビームＬＢ２、ＬＢ３を走査ユニットＵ２、Ｕ３側に反射する。ミラーＩＭ２、ＩＭ３で反射したビームＬＢ２、ＬＢ３は、支持部材ＩＵＢの開口部ＴＨ２、ＴＨ３を通って照射中心軸Ｌｅ２、Ｌｅ３と同軸となって走査ユニットＵ２、Ｕ３に入射する。 Similarly, when the selection optical elements AOM2 and AOM3 are off without applying the drive signal (high frequency signal) from the control device 16, the incident beam LBa (0th order light) is collimated without being diffracted. It transmits light to the lenses CL2 and CL3 (reflection mirrors M4 and M6). On the other hand, when the drive signal from the control device 16 is applied and the selection optical elements AOM2 and AOM3 are in the ON state, the beams LB2 and LB3, which are the primary diffracted lights of the incident beam LBa, are directed toward the mirrors IM2 and IM3. Dodge. The mirrors IM2 and IM3 reflect the beams LB2 and LB3 diffracted by the selection optical elements AOM2 and AOM3 toward the scanning units U2 and U3. The beams LB2 and LB3 reflected by the mirrors IM2 and IM3 pass through the openings TH2 and TH3 of the support member IUB, are coaxial with the irradiation central axes Le2 and Le3, and are incident on the scanning units U2 and U3.

このように、制御装置１６は、選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３の各々に印加すべき駆動信号（高周波信号）をオン／オフ（ハイ／ロー）にすることによって、選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３のいずれか１つをスイッチングして、ビームＬＢａが後続の選択用光学素子ＡＯＭ２、ＡＯＭ３または吸収体ＴＲ１に向かうか、偏向されたビームＬＢ１〜ＬＢ３の１つが、対応する走査ユニットＵ１〜Ｕ３に向かうかを切り換える。 In this way, the control device 16 turns on / off (high / low) the drive signal (high frequency signal) to be applied to each of the selection optical elements AOM1 to AOM3, so that the selection optical elements AOM1 to AOM3 Whether the beam LBa is directed to subsequent selection optics AOM2, AOM3 or absorber TR1 by switching any one, or one of the deflected beams LB1 to LB3 is directed to the corresponding scanning units U1 to U3. To switch.

また、選択用光学素子ＡＯＭ４は、制御装置１６からの駆動信号（高周波信号）が印加されずにオフの状態のときは、入射した光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂを回折させずにコリメートレンズＣＬ４側（反射ミラーＭ８側）に透過する。一方、選択用光学素子ＡＯＭ４は、制御装置１６からの駆動信号が印加されてオンの状態ときは、入射したビームＬＢｂの１次回折光であるビームＬＢ４をミラーＩＭ４に向かわせる。このミラーＩＭ４は、選択用光学素子ＡＯＭ４によって回折されたビームＬＢ４を走査ユニットＵ４側に反射する。ミラーＩＭ４で反射したビームＬＢ４は、照射中心軸Ｌｅ４と同軸となって、支持部材ＩＵＢの開口部ＴＨ４を通って走査ユニットＵ４に入射する。 Further, when the selection optical element AOM4 is off without the drive signal (high frequency signal) from the control device 16 being applied, the collimating lens CL4 side does not diffract the beam LBb from the incident light source device LSb. It transmits through (reflection mirror M8 side). On the other hand, the selection optical element AOM4 directs the beam LB4, which is the primary diffracted light of the incident beam LBb, toward the mirror IM4 when the drive signal from the control device 16 is applied and is in the ON state. The mirror IM4 reflects the beam LB4 diffracted by the selection optical element AOM4 toward the scanning unit U4. The beam LB4 reflected by the mirror IM4 is coaxial with the irradiation center axis Le4 and is incident on the scanning unit U4 through the opening TH4 of the support member IUB.

同様に、選択用光学素子ＡＯＭ５、ＡＯＭ６は、制御装置１６からの駆動信号（高周波信号）が印加されずにオフの状態のときは、入射したビームＬＢｂを回折させずにコリメートレンズＣＬ５、ＣＬ６側（反射ミラーＭ１０、Ｍ１２側）に透過する。一方、選択用光学素子ＡＯＭ５、ＡＯＭ６は、制御装置１６からの駆動信号が印加されてオンの状態ときは、入射したビームＬＢｂの１次回折光であるビームＬＢ５、ＬＢ６をミラーＩＭ５、ＩＭ６に向かわせる。このミラーＩＭ５、ＩＭ６は、選択用光学素子ＡＯＭ５、ＡＯＭ６によって回折されたビームＬＢ５、ＬＢ６を走査ユニットＵ５、Ｕ６側に反射する。ミラーＩＭ５、ＩＭ６で反射したビームＬＢ５、ＬＢ６は、照射中心軸Ｌｅ５、Ｌｅ６と同軸となって、支持部材ＩＵＢの開口部ＴＨ５、ＴＨ６の各々を通って走査ユニットＵ５、Ｕ６に入射する。 Similarly, when the selection optical elements AOM5 and AOM6 are off without the drive signal (high frequency signal) from the control device 16 being applied, the collimating lenses CL5 and CL6 side without diffracting the incident beam LBb. It transmits through (reflection mirrors M10 and M12 sides). On the other hand, the selection optical elements AOM5 and AOM6 direct the beams LB5 and LB6, which are the primary diffracted light of the incident beam LBb, toward the mirrors IM5 and IM6 when the drive signal from the control device 16 is applied and turned on. .. The mirrors IM5 and IM6 reflect the beams LB5 and LB6 diffracted by the selection optical elements AOM5 and AOM6 toward the scanning units U5 and U6. The beams LB5 and LB6 reflected by the mirrors IM5 and IM6 are coaxial with the irradiation center axes Le5 and Le6, pass through the openings TH5 and TH6 of the support member IUB, and are incident on the scanning units U5 and U6.

このように、制御装置１６は、選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６の各々に印加すべき駆動信号（高周波信号）をオン／オフ（ハイ／ロー）にすることによって、選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６のいずれか１つをスイッチングして、ビームＬＢｂが後続の選択用光学素子ＡＯＭ５、ＡＯＭ６または吸収体ＴＲ２に向かうか、偏向されたビームＬＢ４〜ＬＢ６の１つが、対応する走査ユニットＵ４〜Ｕ６に向かうかを切り換える。 In this way, the control device 16 turns on / off (high / low) the drive signal (high frequency signal) to be applied to each of the selection optical elements AOM4 to AOM6, so that the selection optical elements AOM4 to AOM6 Whether one of the beams LBb is switched to the subsequent selection optics AOM5, AOM6 or absorber TR2, or one of the deflected beams LB4 to LB6 is directed to the corresponding scanning units U4 to U6. To switch.

以上のように、ビーム切換部ＢＤＵは、光源装置ＬＳａからのビームＬＢａの進行方向に沿って直列に配置された複数の選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３）を備えることで、ビームＬＢａの光路を切り換えてビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ３）が入射する走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３）を１つ選択することができる。したがって、光源装置ＬＳａからのビームＬＢａの１次回折光であるビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ３）を、３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３）の各々に順番に入射させることができる。例えば、走査ユニットＵ１にビームＬＢ１を入射させたい場合は、制御装置１６が、複数の選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３のうち、選択用光学素子ＡＯＭ１のみをオン状態にし、走査ユニットＵ３にビームＬＢ３を入射させたい場合は、選択用光学素子ＡＯＭ３のみをオン状態にすればよい。 As described above, the beam switching unit BDU includes a plurality of selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM3) arranged in series along the traveling direction of the beam LBa from the light source device LSa, so that the optical path of the beam LBa is provided. Can be switched to select one scanning unit Un (U1 to U3) on which the beam LBn (LB1 to LB3) is incident. Therefore, the beam LBn (LB1 to LB3), which is the primary diffracted light of the beam LBa from the light source device LSa, can be sequentially incident on each of the three scanning units Un (U1 to U3). For example, when it is desired to make the beam LB1 incident on the scanning unit U1, the control device 16 turns on only the selection optical element AOM1 among the plurality of selection optical elements AOM1 to AOM3, and causes the beam LB3 to the scanning unit U3. If it is desired to make an incident, only the selection optical element AOM3 needs to be turned on.

同様に、ビーム切換部ＢＤＵは、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂの進行方向に沿って直列に配置された複数の選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６）を備えることで、ビームＬＢｂの光路を切り換えてビームＬＢｎ（ＬＢ４〜ＬＢ６）が入射する走査ユニットＵｎ（Ｕ４〜Ｕ６）を１つ選択することができる。したがって、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂの１次回折光であるビームＬＢｎ（ＬＢ４〜ＬＢ６）を、３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ４〜Ｕ６）の各々に順番に入射させることができる。例えば、走査ユニットＵ４にビームＬＢ４を入射させたい場合は、制御装置１６が、複数の選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６のうち、選択用光学素子ＡＯＭ４のみをオン状態にし、走査ユニットＵ６にビームＬＢ６を入射させたい場合は、選択用光学素子ＡＯＭ６のみをオン状態にすればよい。 Similarly, the beam switching unit BDU switches the optical path of the beam LBb by including a plurality of selection optical elements AOMn (AOM4 to AOM6) arranged in series along the traveling direction of the beam LBb from the light source device LSb. It is possible to select one scanning unit Un (U4 to U6) on which the beam LBn (LB4 to LB6) is incident. Therefore, the beam LBn (LB4 to LB6), which is the primary diffracted light of the beam LBb from the light source device LSb, can be sequentially incident on each of the three scanning units Un (U4 to U6). For example, when it is desired to make the beam LB4 incident on the scanning unit U4, the control device 16 turns on only the selection optical element AOM4 among the plurality of selection optical elements AOM4 to AOM6, and causes the beam LB6 to the scanning unit U6. If it is desired to make an incident, only the selection optical element AOM6 needs to be turned on.

この複数の選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）は、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）に対応して設けられ、対応する走査ユニットＵｎにビームＬＢｎを入射させるか否かを切り換えている。なお、本第１の実施の形態では、選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３を、第１の光学素子モジュールと呼び、選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６を、第２の光学素子モジュールと呼ぶ。また、第１の光学素子モジュールの選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３に対応する走査ユニットＵ１〜Ｕ３を第１の走査モジュールと呼び、第２の光学素子モジュールの選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６に対応する走査ユニットＵ４〜Ｕ６を第２の走査モジュールと呼ぶ。したがって、第１の走査モジュールのいずれか１つの走査ユニットＵｎと、第２の走査モジュールのいずれか１つの走査ユニットＵｎとで、スポット光ＳＰの走査が並行して行われることになる。 The plurality of selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM6) are provided corresponding to the plurality of scanning units Un (U1 to U6), and switch whether or not the beam LBn is incident on the corresponding scanning units Un. .. In the first embodiment, the selection optical elements AOM1 to AOM3 are referred to as a first optical element module, and the selection optical elements AOM4 to AOM6 are referred to as a second optical element module. Further, the scanning units U1 to U3 corresponding to the selection optical elements AOM1 to AOM3 of the first optical element module are referred to as the first scanning module, and correspond to the selection optical elements AOM4 to AOM6 of the second optical element module. The scanning units U4 to U6 are referred to as a second scanning module. Therefore, the scanning unit Un of any one of the first scanning modules and the scanning unit Un of any one of the second scanning modules scan the spot light SP in parallel.

上述したように、本第１の実施の形態では、走査ユニットＵｎのポリゴンミラーＰＭの実走査に寄与する回転角度αを１５度とするので、走査効率は１／３となる。したがって、例えば、１つの走査ユニットＵｎが１反射面ＲＰ分の角度（４５度）回転する間に、スポット光ＳＰの走査を行うことができる角度は１５度となり、それ以外の角度範囲（３０度）では、スポット光ＳＰの走査を行うことはできず、その間にポリゴンミラーＰＭに入射するビームＬＢｎは無駄となる。したがって、ある１つの走査ユニットＵｎのポリゴンミラーＰＭの回転角度が実走査に寄与しない角度となっている間に、それ以外の他の走査ユニットＵｎにビームＬＢｎを入射させることで、他の走査ユニットＵｎのポリゴンミラーＰＭによってスポット光ＳＰの走査を行わせる。ポリゴンミラーＰＭの走査効率は１／３なので、ある１つの走査ユニットＵｎがスポット光ＳＰを走査してから次の走査を行うまでの間に、それ以外の２つの走査ユニットＵｎにビームＬＢｎを振り分けて、スポット光ＳＰの走査を行うことが可能である。そのため、本第１の実施の形態は、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）を２つのグループ（走査モジュール）に分け、３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３を第１の走査モジュールとし、３つの走査ユニットＵ４〜Ｕ６を第２の走査モジュールとした。 As described above, in the first embodiment, the rotation angle α that contributes to the actual scanning of the polygon mirror PM of the scanning unit Un is set to 15 degrees, so that the scanning efficiency is 1/3. Therefore, for example, while one scanning unit Un rotates by an angle (45 degrees) for one reflecting surface RP, the angle at which the spot light SP can be scanned is 15 degrees, and the other angle range (30 degrees). ), The spot light SP cannot be scanned, and the beam LBn incident on the polygon mirror PM during that period is wasted. Therefore, while the rotation angle of the polygon mirror PM of one scanning unit Un is an angle that does not contribute to the actual scanning, the beam LBn is incident on the other scanning units Un to cause another scanning unit. The spot light SP is scanned by the Un polygon mirror PM. Since the scanning efficiency of the polygon mirror PM is 1/3, the beam LBn is distributed to the other two scanning units Un between the time when one scanning unit Un scans the spot light SP and the time when the next scanning is performed. Therefore, it is possible to scan the spot light SP. Therefore, in the first embodiment, the plurality of scanning units Un (U1 to U6) are divided into two groups (scanning modules), and the three scanning units U1 to U3 are used as the first scanning module for three scanning. Units U4 to U6 were used as the second scanning module.

これにより、例えば、走査ユニットＵ１のポリゴンミラーＰＭが４５度（１反射面ＲＰ分）回転する間に、ビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ３）を３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３のいずれか１つに順番に入射させることができる。したがって、走査ユニットＵ１〜Ｕ３の各々は、光源装置ＬＳａからのビームＬＢａを無駄にすることなく、順番にスポット光ＳＰの走査を行うことができる。同様に、走査ユニットＵ４のポリゴンミラーＰＭが４５度（１反射面ＲＰ分）回転する間に、ビームＬＢｎ（ＬＢ４〜ＬＢ６）を３つの走査ユニットＵ４〜Ｕ６のいずれか１つに順番に入射させることができる。したがって、走査ユニットＵ４〜Ｕ６は、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂを無駄にすることなく、順番にスポット光ＳＰの走査を行うことができる。なお、各走査ユニットＵｎがスポット光ＳＰの走査を開始してから次の走査を開始するまでの間に、ポリゴンミラーＰＭは、丁度１反射面ＲＰ分の角度（４５度）回転していることになる。 As a result, for example, while the polygon mirror PM of the scanning unit U1 is rotated by 45 degrees (for one reflecting surface RP), the beams LBn (LB1 to LB3) are sequentially assigned to any one of the three scanning units U1 to U3. Can be incident. Therefore, each of the scanning units U1 to U3 can sequentially scan the spot light SP without wasting the beam LBa from the light source device LSa. Similarly, while the polygon mirror PM of the scanning unit U4 is rotated by 45 degrees (for one reflecting surface RP), the beam LBn (LB4 to LB6) is sequentially incident on any one of the three scanning units U4 to U6. be able to. Therefore, the scanning units U4 to U6 can sequentially scan the spot light SP without wasting the beam LBb from the light source device LSb. It should be noted that the polygon mirror PM is rotated by an angle (45 degrees) of exactly one reflecting surface RP between the time when each scanning unit Un starts scanning the spot light SP and the time when the next scanning is started. become.

本第１の実施の形態では、各走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）の各々は、所定の順番でスポット光ＳＰの走査を行うので、これに対応して、制御装置１６は、各光学素子モジュールの３つの選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３、ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６）を所定の順番でオンにスイッチングして、ビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ３、ＬＢ４〜ＬＢ６）が入射する走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）を順番に切り換える。例えば、各走査モジュールの３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６のスポット光ＳＰの走査を行う順番が、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、となっている場合は、制御装置１６は、各光学素子モジュールの３つの選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３、ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６）を、ＡＯＭ１→ＡＯＭ２→ＡＯＭ３、ＡＯＭ４→ＡＯＭ５→ＡＯＭ６、の順番でオンにスイッチングして、ビームＬＢｎが入射する走査ユニットＵｎを、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、の順番で切り換える。 In the first embodiment, each of the three scanning units Un (U1 to U3, U4 to U6) of each scanning module scans the spot light SP in a predetermined order. The control device 16 switches on the three selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM3, AOM4 to AOM6) of each optical element module in a predetermined order, and the beam LBn (LB1 to LB3, LB4 to LB6) is incident. The scanning units Un (U1 to U3, U4 to U6) are switched in order. For example, when the order of scanning the spot light SPs of the three scanning units U1 to U3 and U4 to U6 of each scanning module is U1 → U2 → U3, U4 → U5 → U6, the control device 16 Switches the three selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM3, AOM4 to AOM6) of each optical element module on in the order of AOM1 → AOM2 → AOM3, AOM4 → AOM5 → AOM6, and the beam LBn is incident. The scanning unit Un is switched in the order of U1 → U2 → U3, U4 → U5 → U6.

なお、ポリゴンミラーＰＭが１反射面ＲＰ分の角度（４５度）回転する間に、各走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）が順番にスポット光ＳＰの走査を行うためには、各走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）の各ポリゴンミラーＰＭが、次のような条件を満たして回転する必要がある。その条件とは、各走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）の各ポリゴンミラーＰＭが、同一の回転速度Ｖｐとなるように同期制御されるとともに、各ポリゴンミラーＰＭの回転角度位置（各反射面ＲＰの角度位置）が所定の位相関係となるように同期制御される必要がある。各走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎのポリゴンミラーＰＭの回転速度Ｖｐが同一で回転することを同期回転と呼ぶ。 While the polygon mirror PM rotates by an angle (45 degrees) for one reflecting surface RP, the three scanning units Un (U1 to U3, U4 to U6) of each scanning module sequentially scan the spot light SP. For this purpose, each polygon mirror PM of the three scanning units Un (U1 to U3, U4 to U6) of each scanning module needs to rotate while satisfying the following conditions. The condition is that the polygon mirror PMs of the three scanning units Un (U1 to U3, U4 to U6) of each scanning module are synchronously controlled so as to have the same rotation speed Vp, and each polygon mirror PM is controlled in synchronization. The rotation angle position (angle position of each reflection surface RP) needs to be synchronously controlled so as to have a predetermined phase relationship. Rotation at the same rotation speed Vp of the polygon mirror PMs of the three scanning units Un of each scanning module is called synchronous rotation.

図７は、光源装置（パルス光源装置、パルスレーザ装置）ＬＳａ（ＬＳｂ）の構成を示す図である。ファイバーレーザ装置としての光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）は、パルス光発生部２０と、制御回路２２とを備える。パルス光発生部２０は、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２、偏光ビームスプリッタ３４、描画用光変調器としての電気光学素子（強度変調部）３６、この電気光学素子３６の駆動回路３６ａ、偏光ビームスプリッタ３８、吸収体４０、励起光源４２、コンバイナ４４、ファイバー光増幅器４６、波長変換光学素子４８、５０、および、複数のレンズ素子ＧＬを有する。制御回路２２は、クロック信号ＬＴＣおよび画素シフトパルスＢＳＣを発生する信号発生部２２ａを有する。なお、光源装置ＬＳａの信号発生部２２ａから出力される画素シフトパルスＢＳＣと、光源装置ＬＳｂの信号発生部２２ａから出力される画素シフトパルスＢＳＣとを区別するため、光源装置ＬＳａからの画素シフトパルスＢＳＣをＢＳＣａで表し、光源装置ＬＳｂからの画素シフトパルスＢＳＣをＢＳＣｂで表す場合がある。 FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a light source device (pulse light source device, pulse laser device) LSa (LSb). The light source device LSa (LSb) as a fiber laser device includes a pulsed light generating unit 20 and a control circuit 22. The pulsed light generating unit 20 includes DFB semiconductor laser elements 30 and 32, a polarizing beam splitter 34, an electro-optical element (intensity modulation unit) 36 as an optical modulator for drawing, a drive circuit 36a of the electro-optical element 36, and a polarized beam splitter. It has 38, an absorber 40, an excitation light source 42, a combiner 44, a fiber optical amplifier 46, wavelength conversion optical elements 48 and 50, and a plurality of lens elements GL. The control circuit 22 has a signal generation unit 22a that generates a clock signal LTC and a pixel shift pulse BSC. In order to distinguish between the pixel shift pulse BSC output from the signal generation unit 22a of the light source device LSa and the pixel shift pulse BSC output from the signal generation unit 22a of the light source device LSb, the pixel shift pulse from the light source device LSa is used. BSC may be represented by BSCa, and the pixel shift pulse BSC from the light source device LSb may be represented by BSCb.

ＤＦＢ半導体レーザ素子（第１固体レーザ素子）３０は、不図示のＱスイッチ等のパルス波の切り出し系と協同して、所定周波数である発振周波数Ｆａ（例えば、４００ＭＨｚ）で俊鋭（峻鋭）若しくは尖鋭のパルス状の種光（パルスビーム、ビーム）Ｓ１を発生し、ＤＦＢ半導体レーザ素子（第２固体レーザ素子）３２は、所定周波数である発振周波数Ｆａ（例えば、４００ＭＨｚ）で緩慢（時間的にブロード）なパルス状の種光（パルスビーム、ビーム）Ｓ２を発生する。ＤＦＢ半導体レーザ素子３０が発生する種光Ｓ１と、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２が発生する種光Ｓ２とは、発光タイミングが同期している。種光Ｓ１、Ｓ２は、ともに１パルス当たりのエネルギーは略同一であるが、偏光状態が互いに異なり、ピーク強度は種光Ｓ１の方が強い。この種光Ｓ１と種光Ｓ２とは、直線偏光の光であり、その偏光方向は互いに直交している。本第１の実施の形態では、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０が発生する種光Ｓ１の偏光状態をＳ偏光とし、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２が発生する種光Ｓ２の偏光状態をＰ偏光として説明する。この種光Ｓ１、Ｓ２は、赤外波長域の光である。 The DFB semiconductor laser element (first solid-state laser element) 30 is sharp (sharp) at an oscillation frequency Fa (for example, 400 MHz), which is a predetermined frequency, in cooperation with a pulse wave cutting system such as a Q switch (not shown). Alternatively, a sharp pulse-shaped seed light (pulse beam, beam) S1 is generated, and the DFB semiconductor laser element (second solid-state laser element) 32 is slowly (temporally) at an oscillation frequency Fa (for example, 400 MHz) which is a predetermined frequency. Generates pulsed seed light (pulse beam, beam) S2. The light emission timings of the seed light S1 generated by the DFB semiconductor laser element 30 and the seed light S2 generated by the DFB semiconductor laser element 32 are synchronized. The seed lights S1 and S2 both have substantially the same energy per pulse, but the polarization states are different from each other, and the seed light S1 has a stronger peak intensity. The seed light S1 and the seed light S2 are linearly polarized light, and their polarization directions are orthogonal to each other. In the first embodiment, the polarization state of the seed light S1 generated by the DFB semiconductor laser element 30 will be referred to as S-polarized light, and the polarization state of the seed light S2 generated by the DFB semiconductor laser element 32 will be described as P-polarized light. The seed lights S1 and S2 are light in the infrared wavelength region.

制御回路２２は、信号発生部２２ａから送られてきたクロック信号ＬＴＣのクロックパルスに応答して種光Ｓ１、Ｓ２が発光するようにＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２を制御する。これにより、このＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２は、クロック信号ＬＴＣの各クロックパルス（発振周波数Ｆａ）に応答して、所定周波数（発振周波数）Ｆａで種光Ｓ１、Ｓ２を発光する。この制御回路２２は、制御装置１６によって制御される。このクロック信号ＬＴＣのクロックパルスの周期（＝１／Ｆａ）を、基準周期Ｔａと呼ぶ。ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２で発生した種光Ｓ１、Ｓ２は、偏光ビームスプリッタ３４に導かれる。 The control circuit 22 controls the DFB semiconductor laser elements 30 and 32 so that the seed lights S1 and S2 emit light in response to the clock pulse of the clock signal LTC sent from the signal generation unit 22a. As a result, the DFB semiconductor laser elements 30 and 32 emit the seed lights S1 and S2 at a predetermined frequency (oscillation frequency) Fa in response to each clock pulse (oscillation frequency Fa) of the clock signal LTC. The control circuit 22 is controlled by the control device 16. The period (= 1 / Fa) of the clock pulse of this clock signal LTC is called the reference period Ta. The seed lights S1 and S2 generated by the DFB semiconductor laser elements 30 and 32 are guided to the polarizing beam splitter 34.

なお、この基準クロック信号となるクロック信号ＬＴＣは、詳しくは後述するが、ビットマップ状のパターンデータのメモリ回路中の行方向のアドレスを指定するためのカウンタ部の各々に供給される画素シフトパルスＢＳＣ（ＢＳＣａ、ＢＳＣｂ）のベースとなるものである。また、信号発生部２２ａには、基板Ｐの被照射面上における描画ラインＳＬｎの全体倍率補正を行うための全体倍率補正情報ＴＭｇと、描画ラインＳＬｎの局所倍率補正を行うための局所倍率補正情報ＣＭｇｎ（ＣＭｇ１〜ＣＭｇ６）とが制御装置１６から入力される。後で詳しく説明するが、これにより、基板Ｐの被照射面上における描画ラインＳＬｎで描画されるパターンの長さ（パターン描画長）を微調整することができる。このパターン描画長の伸縮（走査長の微調整）は、描画ラインＳＬｎの最大走査長（例えば、３１ｍｍ）内で、例えば±１０００ｐｐｍ程度の範囲で行うことができる。なお、本第１の実施の形態での全体倍率補正とは、簡単に説明すると、描画データ上の１画素（１ビット）に含まれるスポット光の数は一定にしたまま、主走査方向に沿って投射されるスポット光ＳＰの投射間隔（つまり、スポット光の発振周波数）を一律に微調整することで、描画ラインＳＬｎ全体の走査方向の描画倍率を一様に補正するものである。また、本第１の実施の形態での局所倍率補正とは、簡単に説明すると、１描画ライン上に設定される離散的な複数の補正点の各々に位置する１画素（１ビット）を対象に、その補正点の画素におけるスポット光ＳＰの主走査方向の間隔を、正規の間隔（例えばスポット光ＳＰのサイズφの１／２）からわずかに増減させることで、基板上に描画される各補正点での画素のサイズを主走査方向に僅かに伸縮させるものである。 The clock signal LTC, which is the reference clock signal, will be described in detail later, but is a pixel shift pulse supplied to each of the counter units for designating the address in the row direction in the memory circuit of the bitmap-like pattern data. It is the base of BSC (BSCa, BSCb). Further, the signal generation unit 22a contains the overall magnification correction information TMg for performing the overall magnification correction of the drawing line SLn on the irradiated surface of the substrate P, and the local magnification correction information for performing the local magnification correction of the drawing line SLn. CMgn (CMg1 to CMg6) is input from the control device 16. As will be described in detail later, this makes it possible to finely adjust the length of the pattern drawn by the drawing line SLn on the irradiated surface of the substrate P (pattern drawing length). The expansion and contraction of the pattern drawing length (fine adjustment of the scanning length) can be performed within the maximum scanning length (for example, 31 mm) of the drawing line SLn, for example, in the range of about ± 1000 ppm. The overall magnification correction in the first embodiment is simply described along the main scanning direction while keeping the number of spot lights contained in one pixel (1 bit) on the drawing data constant. By uniformly fine-tuning the projection interval of the spot light SP (that is, the oscillation frequency of the spot light), the drawing magnification in the scanning direction of the entire drawing line SLn is uniformly corrected. Further, the local magnification correction in the first embodiment is simply described as targeting one pixel (1 bit) located at each of a plurality of discrete correction points set on one drawing line. In addition, by slightly increasing or decreasing the interval in the main scanning direction of the spot light SP in the pixel of the correction point from the regular interval (for example, 1/2 of the size φ of the spot light SP), each drawing is drawn on the substrate. The size of the pixel at the correction point is slightly expanded or contracted in the main scanning direction.

偏光ビームスプリッタ３４は、Ｓ偏光の光を透過し、Ｐ偏光の光を反射するものであり、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０が発生した種光Ｓ１と、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２が発生した種光Ｓ２とを、電気光学素子３６に導く。詳しくは、偏光ビームスプリッタ３４は、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０が発生したＳ偏光の種光Ｓ１を透過することで種光Ｓ１を電気光学素子３６に導く。また、偏光ビームスプリッタ３４は、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２が発生したＰ偏光の種光Ｓ２を反射することで種光Ｓ２を電気光学素子３６に導く。ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２、および、偏光ビームスプリッタ３４は、種光Ｓ１、Ｓ２を生成するパルス光源部３５を構成する。 The polarized beam splitter 34 transmits S-polarized light and reflects P-polarized light, and includes seed light S1 generated by the DFB semiconductor laser element 30 and seed light S2 generated by the DFB semiconductor laser element 32. Is led to the electro-optical element 36. Specifically, the polarization beam splitter 34 guides the seed light S1 to the electro-optical element 36 by transmitting the S-polarized seed light S1 generated by the DFB semiconductor laser element 30. Further, the polarization beam splitter 34 guides the seed light S2 to the electro-optical element 36 by reflecting the P-polarized seed light S2 generated by the DFB semiconductor laser element 32. The DFB semiconductor laser elements 30 and 32 and the polarizing beam splitter 34 constitute a pulse light source unit 35 that generates seed lights S1 and S2.

電気光学素子（強度変調部）３６は、種光Ｓ１、Ｓ２に対して透過性を有するものであり、例えば、電気光学変調器（ＥＯＭ：Electro-Optic Modulator）が用いられる。電気光学素子３６は、描画ビット列データＳＢａ（ＳＢｂ）のハイ／ロー状態に応答して、種光Ｓ１、Ｓ２の偏光状態を駆動回路３６ａによって切り換えるものである。描画ビット列データＳＢａは、走査ユニットＵ１〜Ｕ３の各々が露光すべきパターンに応じたパターンデータ（ビットパターン）に基づいて生成されるものであり、描画ビット列データＳＢｂは、走査ユニットＵ４〜Ｕ６の各々が露光すべきパターンに応じたパターンデータ（ビットパターン）に基づいて生成されるものである。したがって、描画ビット列データＳＢａは、光源装置ＬＳａの駆動回路３６ａに入力され、描画ビット列データＳＢｂは、光源装置ＬＳｂの駆動回路３６ａに入力される。ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２の各々からの種光Ｓ１、Ｓ２は波長域が８００ｎｍ以上と長いため、電気光学素子３６として、偏光状態の切り換え応答性がＧＨｚ程度のものを使うことができる。 The electro-optical element (intensity modulation unit) 36 has transparency to the seed lights S1 and S2, and for example, an electro-optic modulator (EOM) is used. The electro-optical element 36 switches the polarization states of the seed lights S1 and S2 by the drive circuit 36a in response to the high / low state of the drawing bit string data SBa (SBb). The drawing bit string data SBa is generated based on the pattern data (bit pattern) corresponding to the pattern to be exposed by each of the scanning units U1 to U3, and the drawing bit string data SBb is each of the scanning units U4 to U6. Is generated based on the pattern data (bit pattern) corresponding to the pattern to be exposed. Therefore, the drawing bit string data SBa is input to the drive circuit 36a of the light source device LSa, and the drawing bit string data SBb is input to the drive circuit 36a of the light source device LSb. Since the seed lights S1 and S2 from each of the DFB semiconductor laser element 30 and the DFB semiconductor laser element 32 have a long wavelength range of 800 nm or more, use an electro-optical element 36 having a polarization state switching response of about GHz. Can be done.

パターンデータ（描画データ）は、走査ユニットＵｎ毎に設けられ、各走査ユニットＵｎによって描画されるパターンを、スポット光ＳＰのサイズφに応じて設定される寸法Ｐｘｙの画素によって分割し、複数の画素の各々を前記パターンに応じた論理情報（画素データ）で表したものである。つまり、このパターンデータは、スポット光ＳＰの主走査方向（Ｙ方向）に沿った方向を行方向とし、基板Ｐの副搬送方向（Ｘ方向）に沿った方向を列方向とするように２次元に分解された複数の画素の論理情報で構成されているビットマップデータである。この画素の論理情報は、「０」または「１」の１ビットのデータである。「０」の論理情報は、基板Ｐに照射するスポット光ＳＰの強度を低レベル（非描画）にすることを意味し、「１」の論理情報は、基板Ｐ上に照射するスポット光ＳＰの強度を高レベル（描画）にすることを意味する。なお、画素の寸法Ｐｘｙの主走査方向（Ｙ方向）の寸法をＰｙとし、副走査方向（Ｘ方向）の寸法をＰｘとする。 The pattern data (drawing data) is provided for each scanning unit Un, and the pattern drawn by each scanning unit Un is divided by pixels having a dimension Pxy set according to the size φ of the spot light SP, and a plurality of pixels are used. Each of the above is represented by logical information (pixel data) corresponding to the pattern. That is, this pattern data is two-dimensional so that the direction along the main scanning direction (Y direction) of the spot light SP is the row direction and the direction along the sub-transport direction (X direction) of the substrate P is the column direction. It is bitmap data composed of logical information of a plurality of pixels decomposed into. The logical information of this pixel is 1-bit data of "0" or "1". The logical information of "0" means that the intensity of the spot light SP irradiating the substrate P is set to a low level (non-drawing), and the logical information of "1" is the logical information of the spot light SP irradiating the substrate P. It means to make the intensity high level (drawing). The dimension of the pixel dimension Pxy in the main scanning direction (Y direction) is Py, and the dimension in the sub-scanning direction (X direction) is Px.

パターンデータの１列分の画素の論理情報は、１本分の描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）に対応するものである。したがって、１列分の画素の数は、基板Ｐの被照射面上での画素の寸法Ｐｘｙと描画ラインＳＬｎの長さとに応じて決まる。この１画素の寸法Ｐｘｙは、スポット光ＳＰのサイズφと同程度、或いは、それ以上に設定され、例えば、スポット光ＳＰの実効的なサイズφが３μｍの場合は、１画素の寸法Ｐｘｙは、３μｍ角程度以上に設定される。１列分の画素の論理情報に応じて、１本の描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）に沿って基板Ｐに投射されるスポット光ＳＰの強度が変調される。この１列分の画素の論理情報をシリアルデータＤＬｎと呼ぶ。つまり、パターンデータは、シリアルデータＤＬｎが列方向に並んだビットマップデータである。走査ユニットＵ１のパターンデータのシリアルデータＤＬｎをＤＬ１で表し、同様に、走査ユニットＵ２〜Ｕ６のパターンデータのシリアルデータＤＬｎをＤＬ２〜ＤＬ６で表す。 The logical information of the pixels for one column of the pattern data corresponds to one drawing line SLn (SL1 to SL6). Therefore, the number of pixels for one row is determined according to the dimension Pxy of the pixels on the irradiated surface of the substrate P and the length of the drawing line SLn. The dimension Pxy of one pixel is set to be equal to or larger than the size φ of the spot light SP. For example, when the effective size φ of the spot light SP is 3 μm, the dimension Pxy of one pixel is set. It is set to about 3 μm square or more. The intensity of the spot light SP projected on the substrate P along one drawing line SLn (SL1 to SL6) is modulated according to the logical information of the pixels for one row. The logical information of the pixels for one column is called serial data DLn. That is, the pattern data is bitmap data in which serial data DLn are arranged in the column direction. The serial data DLn of the pattern data of the scanning unit U1 is represented by DL1, and similarly, the serial data DLn of the pattern data of the scanning units U2 to U6 is represented by DL2 to DL6.

また、走査モジュールの３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３（Ｕ４〜Ｕ６）は、所定の順番でスポット光ＳＰの走査を１回ずつ行う動作を繰り返すことから、それに対応して、走査モジュールの３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３（Ｕ４〜Ｕ６）のパターンデータのシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ３（ＤＬ４〜ＤＬ６）も、所定の順番で、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）の駆動回路３６ａに出力される。光源装置ＬＳａの駆動回路３６ａに順次出力されるシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ３を描画ビット列データＳＢａと呼び、光源装置ＬＳｂの駆動回路３６ａに順次出力されるシリアルデータＤＬ４〜ＤＬ６を描画ビット列データＳＢｂと呼ぶ。 Further, since the three scanning units U1 to U3 (U4 to U6) of the scanning module repeat the operation of scanning the spot light SP once in a predetermined order, the three scanning units of the scanning module correspond to the scanning. The serial data DL1 to DL3 (DL4 to DL6) of the pattern data of the units U1 to U3 (U4 to U6) are also output to the drive circuit 36a of the light source device LSa (LSb) in a predetermined order. The serial data DL1 to DL3 sequentially output to the drive circuit 36a of the light source device LSa are referred to as drawing bit string data SBa, and the serial data DL4 to DL6 sequentially output to the drive circuit 36a of the light source device LSb are referred to as drawing bit string data SBb.

例えば、第１の走査モジュールにおいて、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎの順番が、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３、の場合は、まず、１列分のシリアルデータＤＬ１が光源装置ＬＳａの駆動回路３６ａに出力され、続いて、１列分のシリアルデータＤＬ２が光源装置ＬＳａの駆動回路３６ａに出力されるといった具合に、描画ビット列データＳＢａを構成する１列分のシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ３が、ＤＬ１→ＤＬ２→ＤＬ３、の順番で光源装置ＬＳａの駆動回路３６ａに出力される。その後、次の列のシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ３が、ＤＬ１→ＤＬ２→ＤＬ３、の順番で描画ビット列データＳＢａとして光源装置ＬＳａの駆動回路３６ａに出力される。同様に、第２の走査モジュールにおいて、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎの順番が、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、の場合は、まず、１列分のシリアルデータＤＬ４が光源装置ＬＳｂの駆動回路３６ａに出力され、続いて、１列分のシリアルデータＤＬ５が光源装置ＬＳｂの駆動回路３６ａに出力されるといった具合に、描画ビット列データＳＢｂを構成する１列分のシリアルデータＤＬ４〜ＤＬ６が、ＤＬ４→ＤＬ５→ＤＬ６、の順番で光源装置ＬＳｂの駆動回路３６ａに出力される。その後、次の列のシリアルデータＤＬ４〜ＤＬ６が、ＤＬ４→ＤＬ５→ＤＬ６、の順番で描画ビット列データＳＢｂとして光源装置ＬＳｂの駆動回路３６ａに出力される。この光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）の駆動回路３６ａに描画ビット列データＳＢａ（ＳＢｂ）を出力する具体的な構成については後で詳細に説明する。 For example, in the first scanning module, when the order of the scanning units Un that scan the spot light SP is U1 → U2 → U3, first, one row of serial data DL1 is the drive circuit 36a of the light source device LSa. Then, one column of serial data DL2 is output to the drive circuit 36a of the light source device LSa, and so on. The data is output to the drive circuit 36a of the light source device LSa in the order of DL2 → DL3. After that, the serial data DL1 to DL3 in the next column are output to the drive circuit 36a of the light source device LSa as drawing bit string data SBa in the order of DL1 → DL2 → DL3. Similarly, in the second scanning module, when the order of the scanning units Un that scan the spot light SP is U4 → U5 → U6, first, one row of serial data DL4 is the drive circuit of the light source device LSb. The serial data DL4 to DL6 for one column constituting the drawing bit string data SBb are DL4, such that the serial data DL5 for one column is output to the drive circuit 36a of the light source device LSb after being output to 36a. The data is output to the drive circuit 36a of the light source device LSb in the order of → DL5 → DL6. After that, the serial data DL4 to DL6 in the next column are output to the drive circuit 36a of the light source device LSb as drawing bit string data SBb in the order of DL4 → DL5 → DL6. The specific configuration for outputting the drawing bit string data SBa (SBb) to the drive circuit 36a of the light source device LSa (LSb) will be described in detail later.

駆動回路３６ａに入力される描画ビット列データＳＢａ（ＳＢｂ）の１画素分の論理情報がロー（「０」）状態のとき、電気光学素子３６は種光Ｓ１、Ｓ２の偏光状態を変えずにそのまま偏光ビームスプリッタ３８に導く。一方で、駆動回路３６ａに入力される描画ビット列データＳＢａ（ＳＢｂ）の１画素分の論理情報がハイ（「１」）状態のとき、電気光学素子３６は入射した種光Ｓ１、Ｓ２の偏光状態を変えて、つまり、偏光方向を９０度変えて偏光ビームスプリッタ３８に導く。このように駆動回路３６ａが描画ビット列データＳＢａ（ＳＢｂ）に基づいて電気光学素子３６を駆動することによって、電気光学素子３６は、描画ビット列データＳＢａ（ＳＢｂ）の画素の論理情報がハイ状態（「１」）のときは、Ｓ偏光の種光Ｓ１をＰ偏光の種光Ｓ１に変換し、Ｐ偏光の種光Ｓ２をＳ偏光の種光Ｓ２に変換する。 When the logic information for one pixel of the drawing bit string data SBa (SBb) input to the drive circuit 36a is in the low (“0”) state, the electro-optical element 36 does not change the polarization states of the seed lights S1 and S2 as they are. It leads to the polarization beam splitter 38. On the other hand, when the logic information for one pixel of the drawing bit string data SBa (SBb) input to the drive circuit 36a is in the high (“1”) state, the electro-optical element 36 is in the polarization state of the incident seed lights S1 and S2. That is, the polarization direction is changed by 90 degrees to lead to the polarization beam splitter 38. In this way, the drive circuit 36a drives the electro-optical element 36 based on the drawing bit string data SBa (SBb), so that the electro-optical element 36 has a high state of the logical information of the pixels of the drawing bit string data SBa (SBb) (““ In the case of 1 ”), the S-polarized seed light S1 is converted into the P-polarized seed light S1, and the P-polarized seed light S2 is converted into the S-polarized seed light S2.

偏光ビームスプリッタ３８は、Ｐ偏光の光を透過してレンズ素子ＧＬを介してコンバイナ４４に導き、Ｓ偏光の光を反射させて吸収体４０に導くものである。この偏光ビームスプリッタ３８を透過する光（種光）をビームＬｓｅで表す。このパルス状のビームＬｓｅの発振周波数はＦａとなる。励起光源４２は励起光を発生し、該発生した励起光は、光ファイバー４２ａを通ってコンバイナ４４に導かれる。コンバイナ４４は、偏光ビームスプリッタ３８から照射されたビームＬｓｅと励起光とを合成して、ファイバー光増幅器４６に出力する。ファイバー光増幅器４６は、励起光によって励起されるレーザ媒質がドープされている。したがって、合成されたビームＬｓｅおよび励起光が伝送するファイバー光増幅器４６内では、励起光によってレーザ媒質が励起されることにより、種光としてのビームＬｓｅが増幅される。ファイバー光増幅器４６内にドープされるレーザ媒質としては、エルビウム（Ｅｒ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ツリウム（Ｔｍ）等の希土類元素が用いられる。この増幅されたビームＬｓｅは、ファイバー光増幅器４６の射出端４６ａから所定の発散角を伴って放射され、レンズ素子ＧＬによって収斂またはコリメートされて波長変換光学素子４８に入射する。 The polarization beam splitter 38 transmits P-polarized light, guides it to the combiner 44 via the lens element GL, reflects S-polarized light, and guides it to the absorber 40. The light (seed light) transmitted through the polarization beam splitter 38 is represented by the beam Lse. The oscillation frequency of this pulsed beam Lse is Fa. The excitation light source 42 generates excitation light, and the generated excitation light is guided to the combiner 44 through the optical fiber 42a. The combiner 44 synthesizes the beam Lse emitted from the polarizing beam splitter 38 and the excitation light, and outputs the beam Lse to the fiber optical amplifier 46. The fiber optical amplifier 46 is doped with a laser medium excited by excitation light. Therefore, in the fiber optical amplifier 46 through which the synthesized beam Lse and the excitation light are transmitted, the beam Lse as the seed light is amplified by the excitation of the laser medium by the excitation light. As the laser medium doped in the fiber optical amplifier 46, rare earth elements such as erbium (Er), ytterbium (Yb), and thulium (Tm) are used. The amplified beam Lse is radiated from the emission end 46a of the fiber optical amplifier 46 with a predetermined divergence angle, converged or collimated by the lens element GL, and is incident on the wavelength conversion optical element 48.

波長変換光学素子（第１の波長変換光学素子）４８は、第２高調波発生（Second Harmonic Generation：ＳＨＧ）によって、入射したビームＬｓｅ（波長λ）を、波長がλの１／２の第２高調波に変換する。波長変換光学素子４８として、疑似位相整合（Quasi Phase Matching：ＱＰＭ）結晶であるＰＰＬＮ（Periodically Poled LiNbO3）結晶が好適に用いられる。なお、ＰＰＬＴ（Periodically Poled LiTaO3）結晶等を用いることも可能である。The wavelength conversion optical element (first wavelength conversion optical element) 48 uses the second Harmonic Generation (SHG) to generate the incident beam Lse (wavelength λ), which is the second wavelength of λ. Convert to harmonics. As the wavelength conversion optical element 48, a PPLN (Periodically Poled LiNbO 3 ) crystal, which is a quasi phase matching (QPM) crystal, is preferably used. It is also possible to use PPLT (Periodically Poled LiTaO 3) crystals and the like.

波長変換光学素子（第２の波長変換光学素子）５０は、波長変換光学素子４８が変換した第２高調波（波長λ／２）と、波長変換光学素子４８によって変換されずに残留した種光（波長λ）との和周波発生（Sum Frequency Generation：ＳＦＧ）により、波長がλの１／３の第３高調波を発生する。この第３高調波が、３７０ｍｍ以下の波長帯域（例えば、３５５ｎｍ）にピーク波長を有する紫外線光（ビームＬＢ）となる。 The wavelength conversion optical element (second wavelength conversion optical element) 50 includes the second harmonic (wavelength λ / 2) converted by the wavelength conversion optical element 48 and the seed light remaining without being converted by the wavelength conversion optical element 48. By sum frequency generation (SFG) with (wavelength λ), a third harmonic having a wavelength of 1/3 of λ is generated. This third harmonic becomes ultraviolet light (beam LB) having a peak wavelength in a wavelength band of 370 mm or less (for example, 355 nm).

図８に示すように、駆動回路３６ａに印加する描画ビット列データＳＢａ（ＳＢｂ）の１画素分の論理情報がロー（「０」）の場合は、電気光学素子（強度変調部）３６は、入射した種光Ｓ１、Ｓ２の偏光状態を変えずにそのまま偏光ビームスプリッタ３８に導く。そのため、偏光ビームスプリッタ３８を透過するビームＬｓｅは種光Ｓ２となる。したがって、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）から最終的に出力されるＰ偏光のＬＢａ（ＬＢｂ）は、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２からの種光Ｓ２と同じ発振プロファイル（時間特性）を有する。すなわち、この場合は、ビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、パルスのピーク強度が低く、時間的にブロードな鈍った特性となる。ファイバー光増幅器４６は、そのようなピーク強度が低い種光Ｓ２に対する増幅効率が低いため、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）から射出されるビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、露光に必要なエネルギーまで増幅されない光となる。したがって、露光という観点からみれば、実質的に光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）はビームＬＢａ（ＬＢｂ）を射出していないのと同じ結果となる。つまり、基板Ｐに照射されるスポット光ＳＰの強度は低レベルとなる。ただし、パターンの露光が行われない期間（非露光期間）では、種光Ｓ２由来の紫外域のビームＬＢａ（ＬＢｂ）が僅かな強度であっても照射され続ける。そのため、描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６が、長時間、基板Ｐ上の同じ位置にある状態が続く場合（例えば、搬送系のトラブルによって基板Ｐが停止している場合等）は、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）のビームＬＢａ（ＬＢｂ）の射出窓（図示略）に可動シャッタを設けて、射出窓を閉じるようにするとよい。 As shown in FIG. 8, when the logical information for one pixel of the drawing bit string data SBa (SBb) applied to the drive circuit 36a is low (“0”), the electro-optical element (intensity modulation unit) 36 is incident. The seed light S1 and S2 are led to the polarization beam splitter 38 as they are without changing the polarization state. Therefore, the beam Lse that passes through the polarizing beam splitter 38 becomes the seed light S2. Therefore, the P-polarized LBa (LBb) finally output from the light source device LSa (LSb) has the same oscillation profile (time characteristic) as the seed light S2 from the DFB semiconductor laser device 32. That is, in this case, the beam LBa (LBb) has a low pulse peak intensity and has a timely broad and dull characteristic. Since the fiber optical amplifier 46 has low amplification efficiency for the seed light S2 having such a low peak intensity, the beam LBa (LBb) emitted from the light source device LSa (LSb) is not amplified to the energy required for exposure. Become. Therefore, from the viewpoint of exposure, the result is substantially the same as when the light source device LSa (LSb) does not emit the beam LBa (LBb). That is, the intensity of the spot light SP applied to the substrate P is at a low level. However, during the period when the pattern is not exposed (non-exposure period), the beam LBa (LBb) in the ultraviolet region derived from the seed light S2 continues to be irradiated even if the intensity is slight. Therefore, when the drawing lines SL1 to SL6 continue to be in the same position on the substrate P for a long time (for example, when the substrate P is stopped due to a trouble in the transport system), the light source device LSa (LSb) A movable shutter may be provided on the ejection window (not shown) of the beam LBa (LBb) to close the ejection window.

一方、図８に示すように、駆動回路３６ａに印加する描画ビット列データＳＢａ（ＳＢｂ）の１画素分の論理情報がハイ（「１」）の場合は、電気光学素子（強度変調部）３６は、入射した種光Ｓ１、Ｓ２の偏光状態を変えて偏光ビームスプリッタ３８に導く。そのため、偏光ビームスプリッタ３８を透過するビームＬｓｅは種光Ｓ１となる。したがって、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）から射出されるビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０からの種光Ｓ１に由来して生成されたものとなる。ＤＦＢ半導体レーザ素子３０からの種光Ｓ１はピーク強度が強いため、ファイバー光増幅器４６によって効率的に増幅され、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）から出力されるＰ偏光のビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、基板Ｐの露光に必要なエネルギーを持つ。つまり、基板Ｐに照射されるスポット光ＳＰの強度は高レベルとなる。 On the other hand, as shown in FIG. 8, when the logical information for one pixel of the drawing bit string data SBa (SBb) applied to the drive circuit 36a is high (“1”), the electro-optical element (intensity modulation unit) 36 , The polarization states of the incident seed lights S1 and S2 are changed and led to the polarization beam splitter 38. Therefore, the beam Lse that passes through the polarizing beam splitter 38 becomes the seed light S1. Therefore, the beam LBa (LBb) emitted from the light source device LSa (LSb) is generated from the seed light S1 from the DFB semiconductor laser element 30. Since the seed light S1 from the DFB semiconductor laser element 30 has a strong peak intensity, the P-polarized beam LBa (LBb) that is efficiently amplified by the fiber optical amplifier 46 and output from the light source device LSa (LSb) is the substrate P. Has the energy required for exposure. That is, the intensity of the spot light SP irradiated to the substrate P becomes a high level.

このように、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）内に、描画用光変調器としての電気光学素子３６を設けたので、１つの電気光学素子（強度変調部）３６を制御することで、走査モジュールの３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３（Ｕ４〜Ｕ６）によって走査されるスポット光ＳＰの強度を、描画すべきパターンに応じて変調させることができる。したがって、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）から射出されるビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、強度変調された描画ビームとなる。 In this way, since the electro-optical element 36 as the optical modulator for drawing is provided in the light source device LSa (LSb), the scanning module 3 can be controlled by controlling one electro-optical element (intensity modulation unit) 36. The intensity of the spot light SP scanned by the two scanning units U1 to U3 (U4 to U6) can be modulated according to the pattern to be drawn. Therefore, the beam LBa (LBb) emitted from the light source device LSa (LSb) becomes an intensity-modulated drawing beam.

なお、図７の構成において、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２および偏光ビームスプリッタ３４を省略して、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０からの種光Ｓ１のみを、パターンデータ（描画ビット列データＳＢａ、ＳＢｂ、または、シリアルデータＤＬｎ）に基づく電気光学素子３６の偏光状態の切り換えで、ファイバー光増幅器４６にバースト波状に導光することも考えられる。しかしながら、この構成を採用すると、種光Ｓ１のファイバー光増幅器４６への入射周期性が描画すべきパターンに応じて大きく乱される。すなわち、ファイバー光増幅器４６にＤＦＢ半導体レーザ素子３０からの種光Ｓ１が入射しない状態が続いた後に、ファイバー光増幅器４６に種光Ｓ１が入射すると、入射直後の種光Ｓ１は通常のときよりも大きな増幅率で増幅され、ファイバー光増幅器４６からは、規定以上の大きな強度を持つビーム（ジャイアントパルス）が数パルス分に渡って発生するという問題がある。そこで、本第１の実施の形態では、好ましい態様として、ファイバー光増幅器４６に種光Ｓ１が入射しない期間に、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２からの種光Ｓ２（ピーク強度が低いブロードなパルス光）をファイバー光増幅器４６に入射することで、このような問題を解決している。 In the configuration of FIG. 7, the DFB semiconductor laser element 32 and the polarizing beam splitter 34 are omitted, and only the seed light S1 from the DFB semiconductor laser element 30 is used as pattern data (drawing bit string data SBa, SBb, or serial data). It is also conceivable to guide the fiber optical amplifier 46 in a burst wave shape by switching the polarization state of the electro-optical element 36 based on DLn). However, when this configuration is adopted, the incident periodicity of the seed light S1 to the fiber optical amplifier 46 is greatly disturbed according to the pattern to be drawn. That is, when the seed light S1 from the DFB semiconductor laser element 30 is not incident on the fiber optical amplifier 46 and then the seed light S1 is incident on the fiber optical amplifier 46, the seed light S1 immediately after the incident is more than usual. It is amplified with a large amplification factor, and there is a problem that a beam (giant pulse) having a intensity higher than a specified value is generated from the fiber optical amplifier 46 over several pulses. Therefore, in the first embodiment, as a preferred embodiment, the seed light S2 (broad pulsed light having a low peak intensity) from the DFB semiconductor laser element 32 is emitted from the DFB semiconductor laser element 32 during the period when the seed light S1 is not incident on the fiber optical amplifier 46. By incident on the fiber optical amplifier 46, such a problem is solved.

また、電気光学素子３６をスイッチングするようにしたが、パターンデータ（描画ビット列データＳＢａ、ＳＢｂ、または、シリアルデータＤＬｎ）に基づいて、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２を駆動するようにしてもよい。この場合は、このＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２が、描画用光変調器（強度変調部）として機能する。つまり、制御回路２２は、描画ビット列データＳＢａ（ＤＬ１〜ＤＬ３）、ＳＢｂ（ＤＬ４〜ＤＬ６）、に基づいて、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２を制御して、所定周波数Ｆａでパルス状に発振する種光Ｓ１、Ｓ２を選択的（択一的）に発生させる。この場合は、偏光ビームスプリッタ３４、３８、電気光学素子３６、および吸収体４０は不要となり、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２のいずれか一方から選択的にパルス発振される種光Ｓ１、Ｓ２の一方が、直接コンバイナ４４に入射する。このとき、制御回路２２は、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０からの種光Ｓ１と、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２からの種光Ｓ２とが同時にファイバー光増幅器４６に入射しないように、各ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２の駆動を制御する。すなわち、基板Ｐに各ビームＬＢｎのスポット光ＳＰを照射する場合は、種光Ｓ１のみがファイバー光増幅器４６に入射するようにＤＦＢ半導体レーザ素子３０を制御する。また、基板Ｐに各ビームＬＢｎのスポット光ＳＰを照射しない（スポット光ＳＰの強度を極めて低くする）場合には、種光Ｓ２のみがファイバー光増幅器４６に入射するようにＤＦＢ半導体レーザ素子３２を制御する。このように、基板ＰにビームＬＢｎを照射するか否かは、画素の論理情報（ハイ／ロー）に基づいて決定される。また、この場合の種光Ｓ１、Ｓ２の偏光状態はともにＰ偏光でよい。 Further, although the electro-optical element 36 is switched, the DFB semiconductor laser elements 30 and 32 may be driven based on the pattern data (drawing bit string data SBa, SBb, or serial data DLn). In this case, the DFB semiconductor laser elements 30 and 32 function as a drawing optical modulator (intensity modulator). That is, the control circuit 22 controls the DFB semiconductor laser elements 30 and 32 based on the drawing bit string data SBa (DL1 to DL3) and SBb (DL4 to DL6), and oscillates in a pulse shape at a predetermined frequency Fa. Lights S1 and S2 are selectively generated (alternatively). In this case, the polarizing beam splitters 34 and 38, the electro-optical element 36, and the absorber 40 are not required, and one of the seed lights S1 and S2 selectively pulse-oscillated from any one of the DFB semiconductor laser elements 30 and 32. Is directly incident on the combiner 44. At this time, in the control circuit 22, each DFB semiconductor laser element 30 is arranged so that the seed light S1 from the DFB semiconductor laser element 30 and the seed light S2 from the DFB semiconductor laser element 32 do not enter the fiber optical amplifier 46 at the same time. Controls the drive of 32. That is, when the substrate P is irradiated with the spot light SP of each beam LBn, the DFB semiconductor laser element 30 is controlled so that only the seed light S1 is incident on the fiber optical amplifier 46. Further, when the substrate P is not irradiated with the spot light SP of each beam LBn (the intensity of the spot light SP is extremely lowered), the DFB semiconductor laser element 32 is arranged so that only the seed light S2 is incident on the fiber optical amplifier 46. Control. In this way, whether or not to irradiate the substrate P with the beam LBn is determined based on the logical information (high / low) of the pixels. Further, the polarized light states of the seed lights S1 and S2 in this case may both be P-polarized light.

ここで、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）は、スポット光ＳＰの走査中に、基板Ｐの被照射面上の寸法Ｐｘｙの１画素に対して、スポット光ＳＰが主走査方向に沿ってＮ個（本第１の実施の形態では、Ｎ＝２とする）投射されるように、ビームＬＢａ（ＬＢｂ）を射出する。この光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）から射出されるビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、信号発生部２２ａが発生するクロック信号ＬＴＣのクロックパルスに応答して発生する。したがって、寸法Ｐｘｙの１画素に対してスポット光ＳＰをＮ個（Ｎは２以上の整数でも良い）投射するためには、主走査方向におけるスポット光ＳＰの基板Ｐに対する相対的な走査速度をＶｓとしたとき、信号発生部２２ａは、Ｐｘｙ／（Ｎ×Ｖｓ）またはＰｙ／（Ｎ×Ｖｓ）で決まる基準周期Ｔａ（＝１／Ｆａ）でクロック信号ＬＴＣのクロックパルスを発生する必要がある。例えば、実効的な描画ラインＳＬｎの長さを３０ｍｍとし、１回の走査時間Ｔｓｐを約５０μｓｅｃとすると、スポット光ＳＰの走査速度Ｖｓは、約６００ｍ／ｓｅｃとなる。そして、画素の寸法Ｐｘｙ（ＰｘおよびＰｙ）がスポット光ＳＰの実効的なサイズと同じ３μｍであって、Ｎが２の場合は、基準周期Ｔａ＝３μｍ／（２×６００ｍ／ｓｅｃ）＝０．００２５μｓｅｃとなり、その周波数Ｆａ（＝１／Ｔａ）は、４００ＭＨｚとなる。 Here, in the light source device LSa (LSb), during scanning of the spot light SP, N spot light SPs are formed along the main scanning direction with respect to one pixel having a dimension Pxy on the irradiated surface of the substrate P. In the first embodiment, the beam LBa (LBb) is ejected so as to be projected (N = 2). The beam LBa (LBb) emitted from the light source device LSa (LSb) is generated in response to the clock pulse of the clock signal LTC generated by the signal generation unit 22a. Therefore, in order to project N spot light SPs (N may be an integer of 2 or more) with respect to one pixel having the dimension Pxy, the scanning speed of the spot light SPs relative to the substrate P in the main scanning direction is set to Vs. Then, the signal generation unit 22a needs to generate the clock pulse of the clock signal LTC in the reference period Ta (= 1 / Fa) determined by Pxy / (N × Vs) or Py / (N × Vs). For example, if the length of the effective drawing line SLn is 30 mm and the scanning time Tsp is about 50 μsec, the scanning speed Vs of the spot light SP is about 600 m / sec. When the pixel dimensions Pxy (Px and Py) are 3 μm, which is the same as the effective size of the spot light SP, and N is 2, the reference period Ta = 3 μm / (2 × 600 m / sec) = 0. It becomes 0025μsec, and its frequency Fa (= 1 / Ta) becomes 400MHz.

この局所倍率補正情報ＣＭｇｎ（ＣＭｇ１〜ＣＭｇ６）の補正位置情報（設定値）Ｎｖは、任意に変更することができ、描画ラインＳＬｎの倍率に応じて適宜設定される。例えば、描画ラインＳＬｎ上に位置する補正画素が１つとなるように、補正位置情報Ｎｖを設定してもよい。全体倍率補正情報ＴＭｇによっても、描画ラインＳＬを伸縮させることはできるが、局所倍率補正の方がきめ細やかな微小な倍率補正を行うことができる。例えば、発振周波数Ｆａが４００ＭＨｚで描画ラインＳＬｎの走査長（描画範囲）の初期値を３０ｍｍとした場合に、全体倍率補正情報ＴＭｇによって描画ラインＳＬｎの走査長を１５μｍ（比率５００ｐｐｍ）だけ伸縮または伸長させる場合には、発振周波数Ｆａを、約０.２ＭＨｚ（比率５００ｐｐｍ）だけ大きくまたは小さくしなければならず、その調整が難しい。また、調整することができたとしても、一定の遅れ（時定数）を持って調整後の発振周波数Ｆａに切り換わるため、その間は、所望する倍率を得ることができない。さらに、描画倍率の補正比が５００ｐｐｍ以下、例えば数ｐｐｍ〜数十ｐｐｍ程度に設定される場合は、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）の発振周波数Ｆａを変える全体倍率補正方式よりも、離散的な補正画素でのスポット光の数を増減する局所倍率補正方式の方が、分解能が高い補正を簡単に行える。もちろん、全体倍率補正方式と局所倍率補正方式の両方を併用すれば、大きな描画倍率の補正比に対応しつつ高分解能な補正ができるといった利点が得られる。 The correction position information (set value) Nv of the local magnification correction information CMgn (CMg1 to CMg6) can be arbitrarily changed and is appropriately set according to the magnification of the drawing line SLn. For example, the correction position information Nv may be set so that the number of correction pixels located on the drawing line SLn is one. Although the drawing line SL can be expanded and contracted by the total magnification correction information TMg, the local magnification correction can perform finer and finer magnification correction. For example, when the oscillation frequency Fa is 400 MHz and the initial value of the scanning length (drawing range) of the drawing line SLn is 30 mm, the scanning length of the drawing line SLn is expanded / contracted or expanded by 15 μm (ratio 500 ppm) according to the overall magnification correction information TMg. In the case of making the oscillation frequency Fa increase or decrease by about 0.2 MHz (ratio 500 ppm), it is difficult to adjust the oscillation frequency Fa. Further, even if the adjustment can be made, the oscillation frequency Fa is switched to the adjusted oscillation frequency with a certain delay (time constant), so that the desired magnification cannot be obtained during that time. Further, when the correction ratio of the drawing magnification is set to 500 ppm or less, for example, several ppm to several tens of ppm, the correction pixels are more discrete than the overall magnification correction method in which the oscillation frequency Fa of the light source device LSa (LSb) is changed. The local magnification correction method that increases or decreases the number of spot lights in is easier to correct with higher resolution. Of course, if both the overall magnification correction method and the local magnification correction method are used in combination, there is an advantage that high-resolution correction can be performed while corresponding to a correction ratio of a large drawing magnification.

図９は、露光装置ＥＸの電気的な構成を示すブロック図である。露光装置ＥＸの制御装置１６は、ポリゴン駆動制御部１００、選択素子駆動制御部１０２、ビーム制御装置１０４、マーク位置検出部１０６、および、回転位置検出部１０８を有する。なお、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の原点センサＯＰｎ（ＯＰ１〜ＯＰ６）が出力した原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）は、ポリゴン駆動制御部１００および選択素子駆動制御部１０２に入力される。なお、図９に示す例では、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）からのビームＬＢａ（ＬＢｂ）が選択用光学素子ＡＯＭ２（ＡＯＭ５）によって回折され、その１次回折光であるビームＬＢ２（ＬＢ５）が走査ユニットＵ２（Ｕ５）に入射している状態を示している。 FIG. 9 is a block diagram showing an electrical configuration of the exposure apparatus EX. The control device 16 of the exposure apparatus EX includes a polygon drive control unit 100, a selection element drive control unit 102, a beam control device 104, a mark position detection unit 106, and a rotation position detection unit 108. The origin signals SZn (SZ1 to SZ6) output by the origin sensors OPn (OP1 to OP6) of each scanning unit Un (U1 to U6) are input to the polygon drive control unit 100 and the selection element drive control unit 102. In the example shown in FIG. 9, the beam LBa (LBb) from the light source device LSa (LSb) is diffracted by the selection optical element AOM2 (AOM5), and the beam LB2 (LB5) which is the primary diffracted light thereof is the scanning unit U2. It shows the state of being incident on (U5).

ポリゴン駆動制御部１００は、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの回転を駆動制御する。ポリゴン駆動制御部１００は、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭを駆動させる回転駆動源（モータや減速機等）ＲＭを有し、このモータの回転を駆動制御することで、ポリゴンミラーＰＭの回転を駆動制御する。ポリゴン駆動制御部１００は、各走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの回転角度位置が所定の位相関係となるように、各走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの各々を同期回転させる。すなわち、ポリゴン駆動制御部１００は、各走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの回転速度（回転数）Ｖｐが互いに同一で、且つ、一定の角度分ずつ回転角度位置の位相がずれるように、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの回転を制御する。なお、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの回転速度Ｖｐは、全て同一とする。 The polygon drive control unit 100 drives and controls the rotation of the polygon mirror PM of each scanning unit Un (U1 to U6). The polygon drive control unit 100 has a rotation drive source (motor, speed reducer, etc.) RM that drives the polygon mirror PM of each scanning unit Un (U1 to U6), and by driving and controlling the rotation of this motor, the polygon Drive control of the rotation of the mirror PM. The polygon drive control unit 100 performs three scans of each scan module so that the rotation angle positions of the polygon mirror PMs of the three scan units Un (U1 to U3, U4 to U6) of each scan module have a predetermined phase relationship. Each of the polygon mirror PMs of the units Un (U1 to U3, U4 to U6) is synchronously rotated. That is, the polygon drive control unit 100 has the same rotation speed (rotation speed) Vp of the polygon mirror PMs of the three scanning units Un (U1 to U3, U4 to U6) of each scanning module, and has a constant angle. The rotation of the polygon mirror PMs of the plurality of scanning units Un (U1 to U6) is controlled so that the phases of the rotation angle positions are shifted by each. The rotation speed Vp of the polygon mirror PMs of the scanning units Un (U1 to U6) is the same.

本第１の実施の形態では、上述したように、実走査に寄与するポリゴンミラーＰＭの回転角度αを１５度とするので、反射面ＲＰが８つの八角形のポリゴンミラーＰＭの走査効率は１／３となる。第１の走査モジュールでは、３つの走査ユニットＵｎによるスポット光ＳＰの走査が、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３、の順番で行われる。したがって、この順番で、この３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３の各々のポリゴンミラーＰＭの回転角度位置の位相が１５度ずつずれた状態で等速回転するように、走査ユニットＵ１〜Ｕ３の各々のポリゴンミラーＰＭがポリゴン駆動制御部１００によって同期制御される。また、第２の走査モジュールでは、３つの走査ユニットＵｎによるスポット光ＳＰの走査が、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、の順番で行われる。したがって、この順番で、３つの走査ユニットＵ４〜Ｕ６の各々のポリゴンミラーＰＭの回転角度位置の位相が１５度ずつずれた状態で等速回転するように、走査ユニットＵ４〜Ｕ６の各々のポリゴンミラーＰＭがポリゴン駆動制御部１００によって同期制御される。 In the first embodiment, as described above, the rotation angle α of the polygon mirror PM that contributes to the actual scanning is set to 15 degrees, so that the scanning efficiency of the octagonal polygon mirror PM having eight reflecting surface RPs is 1. It becomes / 3. In the first scanning module, the spot light SP is scanned by the three scanning units Un in the order of U1 → U2 → U3. Therefore, in this order, each polygon of the scanning units U1 to U3 rotates at a constant speed with the phases of the rotation angle positions of the polygon mirrors PM of the three scanning units U1 to U3 shifted by 15 degrees. The mirror PM is synchronously controlled by the polygon drive control unit 100. Further, in the second scanning module, the spot light SP is scanned by the three scanning units Un in the order of U4 → U5 → U6. Therefore, in this order, the polygon mirrors of the scanning units U4 to U6 rotate at a constant speed with the phases of the rotation angle positions of the polygon mirrors PM of the three scanning units U4 to U6 shifted by 15 degrees. The PM is synchronously controlled by the polygon drive control unit 100.

具体的には、図１０に示すように、ポリゴン駆動制御部１００は、例えば、第１の走査モジュールに関しては、走査ユニットＵ１の原点センサＯＰ１からの原点信号ＳＺ１を基準にして、走査ユニットＵ２の原点センサＯＰ２からの原点信号ＳＺ２が時間Ｔｓだけ遅れて発生するように、走査ユニットＵ２のポリゴンミラーＰＭの回転位相を制御する。ポリゴン駆動制御部１００は、原点信号ＳＺ１を基準にして、走査ユニットＵ３の原点センサＯＰ３からの原点信号ＳＺ３が２×時間Ｔｓだけ遅れて発生するように、走査ユニットＵ３のポリゴンミラーＰＭの回転位相を制御する。この時間Ｔｓは、ポリゴンミラーＰＭが１５度回転する時間（スポット光ＳＰの最大走査時間）である。これにより、各走査ユニットＵ１〜Ｕ３の各々のポリゴンミラーＰＭの回転角度位置の位相差が、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３の順番で１５度ずつずれた状態となる。したがって、第１の走査モジュールの３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３は、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３の順番で、スポット光ＳＰの走査を行うことができる。 Specifically, as shown in FIG. 10, the polygon drive control unit 100 refers to, for example, the first scanning module of the scanning unit U2 with reference to the origin signal SZ1 from the origin sensor OP1 of the scanning unit U1. The rotation phase of the polygon mirror PM of the scanning unit U2 is controlled so that the origin signal SZ2 from the origin sensor OP2 is generated with a delay of time Ts. The polygon drive control unit 100 refers to the rotation phase of the polygon mirror PM of the scanning unit U3 so that the origin signal SZ3 from the origin sensor OP3 of the scanning unit U3 is generated with a delay of 2 × time Ts with reference to the origin signal SZ1. To control. This time Ts is the time for the polygon mirror PM to rotate by 15 degrees (maximum scanning time of the spot light SP). As a result, the phase difference of the rotation angle position of each polygon mirror PM of each scanning unit U1 to U3 is shifted by 15 degrees in the order of U1, U2, and U3. Therefore, the three scanning units U1 to U3 of the first scanning module can scan the spot light SP in the order of U1 → U2 → U3.

第２の走査モジュールに関しても同様に、ポリゴン駆動制御部１００は、例えば、走査ユニットＵ４の原点センサＯＰ４からの原点信号ＳＺ４を基準にして、走査ユニットＵ５の原点センサＯＰ５からの原点信号ＳＺ５が時間Ｔｓだけ遅れて発生するように、走査ユニットＵ５のポリゴンミラーＰＭの回転位相を制御する。ポリゴン駆動制御部１００は、原点信号ＳＺ４を基準にして、走査ユニットＵ６の原点センサＯＰ６からの原点信号ＳＺ６が２×時間Ｔｓだけ遅れて発生するように、走査ユニットＵ６のポリゴンミラーＰＭの回転位相を制御する。これにより、各走査ユニットＵ４〜Ｕ６の各々のポリゴンミラーＰＭの回転角度位置の位相が、Ｕ４、Ｕ５、Ｕ６の順番で１５度ずつずれた状態となる。したがって、第２の走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ４〜Ｕ６）は、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６の順番で、スポット光ＳＰの走査を行うことができる。 Similarly for the second scanning module, in the polygon drive control unit 100, for example, the origin signal SZ5 from the origin sensor OP5 of the scanning unit U5 is timed with reference to the origin signal SZ4 from the origin sensor OP4 of the scanning unit U4. The rotation phase of the polygon mirror PM of the scanning unit U5 is controlled so that the occurrence is delayed by Ts. The polygon drive control unit 100 refers to the rotation phase of the polygon mirror PM of the scanning unit U6 so that the origin signal SZ6 from the origin sensor OP6 of the scanning unit U6 is generated with a delay of 2 × time Ts with reference to the origin signal SZ4. To control. As a result, the phases of the rotation angle positions of the polygon mirrors PM of the scanning units U4 to U6 are shifted by 15 degrees in the order of U4, U5, and U6. Therefore, the three scanning units Un (U4 to U6) of the second scanning module can scan the spot light SP in the order of U4 → U5 → U6.

選択素子駆動制御部（ビーム切換駆動制御部）１０２は、ビーム切換部ＢＤＵの各光学素子モジュールの選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３、ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６）を制御して、各走査モジュールの１つの走査ユニットＵｎがスポット光ＳＰの走査を開始してから次の走査を開始するまでに、光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）からのビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）を、各走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）に順番に振り分ける。なお、１つの走査ユニットＵｎがスポット光ＳＰの走査を開始してから次の走査を開始するまでに、ポリゴンミラーＰＭは４５度回転しており、その時間間隔は、時間Ｔｐｘ（＝３×Ｔｓ）となる。 The selection element drive control unit (beam switching drive control unit) 102 controls the selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM3, AOM4 to AOM6) of each optical element module of the beam switching unit BDU, and is one of the scanning modules. From the start of scanning of the spot light SP by the scanning unit Un to the start of the next scanning, the beam LB (LBa, LBb) from the light source device LS (LSa, LSb) is subjected to the three scanning units of each scanning module. Allocate in order to Un (U1 to U3, U4 to U6). The polygon mirror PM is rotated by 45 degrees from the start of scanning of the spot light SP by one scanning unit Un to the start of the next scanning, and the time interval is time Tpx (= 3 × Ts). ).

具体的には、選択素子駆動制御部１０２は、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）が発生すると、原点信号ＳＺｎが発生してから一定時間（オン時間Ｔｏｎ）だけ、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）を発生した走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）に対応する選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）に駆動信号（高周波信号）ＨＦｎ（ＨＦ１〜ＨＦ６）を印加する。これにより、駆動信号（高周波信号）ＨＦｎが印加された選択用光学素子ＡＯＭｎは、オン時間Ｔｏｎだけオン状態となり、対応する走査ユニットＵｎにビームＬＢｎを入射させることができる。また、原点信号ＳＺｎを発生した走査ユニットＵｎにビームＬＢｎを入射させるので、スポット光ＳＰの走査を行うことができる走査ユニットＵｎにビームＬＢｎを入射させることができる。なお、このオン時間Ｔｏｎは、時間Ｔｓ以下の時間である。 Specifically, when the origin signal SZn (SZ1 to SZ6) is generated, the selection element drive control unit 102 receives the origin signal SZn (SZ1 to SZ6) for a certain period of time (on-time Ton) after the origin signal SZn is generated. A drive signal (high frequency signal) HFn (HF1 to HF6) is applied to the selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM6) corresponding to the scanning units Un (U1 to U6) in which the above is generated. As a result, the selection optical element AOMn to which the drive signal (high frequency signal) HFn is applied is turned on for the on-time Ton, and the beam LBn can be incident on the corresponding scanning unit Un. Further, since the beam LBn is incident on the scanning unit Un that generates the origin signal SZn, the beam LBn can be incident on the scanning unit Un that can scan the spot light SP. The on-time Ton is a time equal to or less than the time Ts.

第１の走査モジュールの３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３で発生する原点信号ＳＺ１〜ＳＺ３は、時間Ｔｓ間隔で、ＳＺ１→ＳＺ２→ＳＺ３、の順で発生する。そのため、第１の光学素子モジュールの各選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３には、時間Ｔｓ間隔で、ＡＯＭ１→ＡＯＭ２→ＡＯＭ３、の順番で駆動信号（高周波信号）ＨＦ１〜ＨＦ３がオン時間Ｔｏｎだけ印加される。したがって、第１の光学素子モジュール（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３）は、光源装置ＬＳａからのビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ３）が入射する１つの走査ユニットＵｎを時間Ｔｓ間隔で、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３、の順番で切り換えることができる。これにより、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎが時間Ｔｓ間隔で、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３、の順番で切り換わることになる。また、走査ユニットＵ１がスポット光ＳＰの走査を開始してから次の走査を開始するまでの時間（Ｔｐｘ＝３×Ｔｓ）に、光源装置ＬＳａからのビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ３）を３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３）のいずれか１つに順番に入射させることができる。 The origin signals SZ1 to SZ3 generated by the three scanning units U1 to U3 of the first scanning module are generated in the order of SZ1 → SZ2 → SZ3 at time Ts intervals. Therefore, drive signals (high frequency signals) HF1 to HF3 are applied to the selection optical elements AOM1 to AOM3 of the first optical element module in the order of AOM1 → AOM2 → AOM3 at time Ts intervals for the on-time ton. NS. Therefore, in the first optical element module (AOM1 to AOM3), one scanning unit Un on which the beam LBn (LB1 to LB3) from the light source device LSa is incident is mounted in the order of U1 → U2 → U3 at time Ts intervals. Can be switched. As a result, the scanning unit Un that scans the spot light SP is switched in the order of U1 → U2 → U3 at time Ts intervals. Further, three scans of the beam LBn (LB1 to LB3) from the light source device LSa during the time (Tpx = 3 × Ts) from the start of the scanning of the spot light SP by the scanning unit U1 to the start of the next scanning. It can be incidentally incident on any one of the units Un (U1 to U3) in order.

同様に、第２の走査モジュールの３つの走査ユニットＵ４〜Ｕ６で発生する原点信号ＳＺ４〜ＳＺ６は、時間Ｔｓ間隔で、ＳＺ４→ＳＺ５→ＳＺ６、の順で発生する。そのため第２の光学素子モジュールの各選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６には、時間Ｔｓ間隔で、ＡＯＭ４→ＡＯＭ５→ＡＯＭ６、の順番で駆動信号（高周波信号）ＨＦ４〜ＨＦ６がオン時間Ｔｏｎだけ印加される。したがって、第２の光学素子モジュール（ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６）は、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｎ（ＬＢ４〜ＬＢ６）が入射する１つの走査ユニットＵｎを時間Ｔｓ間隔で、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、の順番で切り換えることができる。これにより、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎが時間Ｔｓ間隔で、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、の順番で切り換わることになる。また、走査ユニットＵ４がスポット光ＳＰの走査を開始してから次の走査を開始するまでの時間（Ｔｐｘ＝３×Ｔｓ）に、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｎ（ＬＢ４〜ＬＢ６）を３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ４〜Ｕ６）のいずれか１つに順番に入射させることができる。 Similarly, the origin signals SZ4 to SZ6 generated by the three scanning units U4 to U6 of the second scanning module are generated in the order of SZ4 → SZ5 → SZ6 at time Ts intervals. Therefore, drive signals (high frequency signals) HF4 to HF6 are applied to the selection optical elements AOM4 to AOM6 of the second optical element module in the order of AOM4 → AOM5 → AOM6 at time Ts intervals for the on-time ton. .. Therefore, in the second optical element module (AOM4 to AOM6), one scanning unit Un on which the beam LBn (LB4 to LB6) from the light source device LSb is incident is mounted in the order of U4 → U5 → U6 at time Ts intervals. Can be switched. As a result, the scanning unit Un that scans the spot light SP is switched in the order of U4 → U5 → U6 at time Ts intervals. Further, three scans of the beam LBn (LB4 to LB6) from the light source device LSb are performed during the time (Tpx = 3 × Ts) from the start of the scanning of the spot light SP by the scanning unit U4 to the start of the next scanning. It can be incidentally incident on any one of the units Un (U4 to U6) in order.

選択素子駆動制御部１０２についてさらに詳しく説明すると、選択素子駆動制御部１０２は、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）が発生すると、図１０に示すように、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）が発生してから一定時間（オン時間Ｔｏｎ）だけＨ（ハイ）になる複数の入射許可信号ＬＰｎ（ＬＰ１〜ＬＰ６）を生成する。この複数の入射許可信号ＬＰｎ（ＬＰ１〜ＬＰ６）は、対応する選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）をオン状態にすることを許可する信号である。つまり、入射許可信号ＬＰｎ（ＬＰ１〜ＬＰ６）は、対応する走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）へのビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）の入射を許可する信号である。そして、選択素子駆動制御部１０２は、入射許可信号ＬＰｎ（ＬＰ１〜ＬＰ６）がＨ（ハイ）になっているオン時間Ｔｏｎだけ、対応する選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）に駆動信号（高周波信号）ＨＦｎ（ＨＦ１〜ＨＦ６）を印加して、対応する選択用光学素子ＡＯＭｎをオン状態（１次回折光を発生する状態）にする。例えば、選択素子駆動制御部１０２は、入射許可信号ＬＰ１〜ＬＰ３がＨ（ハイ）になっている一定時間Ｔｏｎだけ、対応する選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３に駆動信号ＨＦ１〜ＨＦ３を印加する。これにより、光源装置ＬＳａからのビームＬＢ１〜ＬＢ３が、対応する走査ユニットＵ１〜Ｕ３に入射する。また、選択素子駆動制御部１０２は、入射許可信号ＬＰ４〜ＬＰ６がＨ（ハイ）になっている一定時間Ｔｏｎだけ、対応する選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６に駆動信号（高周波信号）ＨＦ４〜ＨＦ６を印加する。これにより、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢ４〜ＬＢ６が、対応する走査ユニットＵ４〜Ｕ６に入射する。 The selection element drive control unit 102 will be described in more detail. When the origin signal SZn (SZ1 to SZ6) is generated, the selection element drive control unit 102 generates the origin signal SZn (SZ1 to SZ6) as shown in FIG. After that, a plurality of incident permission signals LPn (LP1 to LP6) that become H (high) for a certain period of time (on-time Ton) are generated. The plurality of incident permission signals LPn (LP1 to LP6) are signals that allow the corresponding selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM6) to be turned on. That is, the incident permission signals LPn (LP1 to LP6) are signals that permit the beam LBn (LB1 to LB6) to be incident on the corresponding scanning units Un (U1 to U6). Then, the selection element drive control unit 102 sends a drive signal (high frequency) to the corresponding selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM6) only during the on-time Ton when the incident permission signal LPn (LP1 to LP6) is H (high). Signal) HFn (HF1 to HF6) is applied to turn the corresponding selection optical element AOMn into an on state (a state in which primary diffracted light is generated). For example, the selection element drive control unit 102 applies the drive signals HF1 to HF3 to the corresponding selection optical elements AOM1 to AOM3 only for a certain period of time when the incident permission signals LP1 to LP3 are H (high). As a result, the beams LB1 to LB3 from the light source device LSa are incident on the corresponding scanning units U1 to U3. Further, the selection element drive control unit 102 sends drive signals (high frequency signals) HF4 to HF6 to the corresponding selection optical elements AOM4 to AOM6 only for a certain period of time when the incident permission signals LP4 to LP6 are H (high). Apply. As a result, the beams LB4 to LB6 from the light source device LSb are incident on the corresponding scanning units U4 to U6.

図１０に示すように、第１の光学素子モジュールの３つの選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３に対応する入射許可信号ＬＰ１〜ＬＰ３は、Ｈ（ハイ）になる立ち上がりタイミングが、ＬＰ１→ＬＰ２→ＬＰ３、の順で時間Ｔｓずつずれており、且つ、Ｈ（ハイ）になるオン時間Ｔｏｎが互いに重複することはない。したがって、ビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ３）が入射する走査ユニットＵｎは、時間Ｔｓ間隔で、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３、の順で切り換わる。同様に、第２の光学素子モジュールの３つの選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６に対応する入射許可信号ＬＰ４〜ＬＰ６は、Ｈ（ハイ）になる立ち上がりタイミングが、ＬＰ４→ＬＰ５→ＬＰ６、の順で時間Ｔｓずつずれており、且つ、Ｈ（ハイ）になるオン時間Ｔｏｎが互いに重複することはない。したがって、ビームＬＢｎ（ＬＢ４〜ＬＢ６）が入射する走査ユニットＵｎは、時間Ｔｓ間隔で、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、の順で切り換わる。選択素子駆動制御部１０２は、生成した複数の入射許可信号ＬＰｎ（ＬＰ１〜ＬＰ６）を、ビーム制御装置１０４に出力する。 As shown in FIG. 10, the incident permission signals LP1 to LP3 corresponding to the three selection optical elements AOM1 to AOM3 of the first optical element module have rising timings of H (high) of LP1 → LP2 → LP3. The on-time tons that are shifted by the time Ts in the order of and become H (high) do not overlap with each other. Therefore, the scanning unit Un on which the beams LBn (LB1 to LB3) are incident switches in the order of U1 → U2 → U3 at time Ts intervals. Similarly, the incident permission signals LP4 to LP6 corresponding to the three selection optical elements AOM4 to AOM6 of the second optical element module have a rising timing of H (high) in the order of LP4 → LP5 → LP6. The on-time tons that are shifted by Ts and become H (high) do not overlap with each other. Therefore, the scanning unit Un on which the beam LBn (LB4 to LB6) is incident switches in the order of U4 → U5 → U6 at time Ts intervals. The selection element drive control unit 102 outputs the generated plurality of incident permission signals LPn (LP1 to LP6) to the beam control device 104.

図９のビーム制御装置（ビーム制御部）１０４は、ビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ、ＬＢｎ）の発光周波数Ｆａ、ビームＬＢのスポット光ＳＰが描画される描画ラインＳＬｎの倍率、および、ビームＬＢの強度変調を制御するものである。ビーム制御装置１０４は、全体倍率設定部１１０、局所倍率設定部１１２、描画データ出力部１１４、および、露光制御部１１６を備える。全体倍率設定部（全体倍率補正情報記憶部）１１０は、露光制御部１１６から送られてきた全体倍率補正情報ＴＭｇを記憶するとともに、全体倍率補正情報ＴＭｇを光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）の制御回路２２の信号発生部２２ａに出力する。信号発生部２２ａのクロック発生部６０は、この全体倍率補正情報ＴＭｇに応じた発振周波数Ｆａのクロック信号ＬＴＣを生成する。なお、全体倍率設定部１１０と局所倍率設定部１１２の詳細な構成については後で詳述する。 The beam control device (beam control unit) 104 of FIG. 9 has the emission frequency Fa of the beam LB (LBa, LBb, LBn), the magnification of the drawing line SLn on which the spot light SP of the beam LB is drawn, and the intensity of the beam LB. It controls the modulation. The beam control device 104 includes an overall magnification setting unit 110, a local magnification setting unit 112, a drawing data output unit 114, and an exposure control unit 116. The overall magnification setting unit (overall magnification correction information storage unit) 110 stores the overall magnification correction information TMg sent from the exposure control unit 116, and controls the overall magnification correction information TMg by the light source device LS (LSa, LSb). It is output to the signal generation unit 22a of the circuit 22. The clock generation unit 60 of the signal generation unit 22a generates a clock signal LTC of the oscillation frequency Fa corresponding to the overall magnification correction information TMg. The detailed configuration of the overall magnification setting unit 110 and the local magnification setting unit 112 will be described in detail later.

局所倍率設定部（局所倍率補正情報記憶部、補正情報記憶部）１１２は、露光制御部１１６から送られてきた局所倍率補正情報（補正情報）ＣＭｇｎを記憶するとともに、局所倍率補正情報ＣＭｇｎを光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）の制御回路２２の信号発生部２２ａに出力する。この局所倍率補正情報ＣＭｇｎに基づいて、描画ラインＳＬｎ上の補正画素の位置が指定（特定）され、その倍率が決定される。制御回路２２の信号発生部２２ａは、この局所倍率補正情報ＣＭｇに基づいて決定した補正画素、および、その倍率に応じて、画素シフトパルスＢＳＣ（ＢＳＣａ、ＢＳＣｂ）を出力する。なお、局所倍率設定部１１２は、露光制御部１１６から送られてきた走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）毎の局所倍率補正情報ＣＭｇｎ（ＣＭｇ１〜ＣＭｇ６）を記憶する。そして、局所倍率設定部１１２は、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎに対応する局所倍率補正情報ＣＭｇｎを光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）の信号発生部２２ａに出力する。つまり、局所倍率設定部１１２は、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）を発生した走査ユニットＵｎに対応する局所倍率補正情報ＣＭｇｎを、該走査ユニットＵｎに入射するビームＬＢｎの発生源となる光源装置ＬＳａ（ＬＳａ、ＬＳｂ）の信号発生部２２ａに出力する。なお、全体倍率補正情報ＴＭｇや局所倍率補正情報ＣＭｇｎに基づく描画倍率の補正は、光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）の制御回路２２の信号発生部２２ａからのクロック信号ＬＴＣのクロック周期を部分的に微調整して行われる。制御回路２２（信号発生部２２ａ）の詳細な構成については後で詳述する。 The local magnification setting unit (local magnification correction information storage unit, correction information storage unit) 112 stores the local magnification correction information (correction information) CMgn sent from the exposure control unit 116, and also uses the local magnification correction information CMgn as a light source. It is output to the signal generation unit 22a of the control circuit 22 of the device LS (LSa, LSb). Based on this local magnification correction information CMgn, the position of the correction pixel on the drawing line SLn is specified (specified), and the magnification is determined. The signal generation unit 22a of the control circuit 22 outputs the correction pixels determined based on the local magnification correction information CMg, and the pixel shift pulses BSC (BSCa, BSCb) according to the magnification. The local magnification setting unit 112 stores the local magnification correction information CMgn (CMg1 to CMg6) for each scanning unit Un (U1 to U6) sent from the exposure control unit 116. Then, the local magnification setting unit 112 outputs the local magnification correction information CMgn corresponding to the scanning unit Un that scans the spot light SP to the signal generation unit 22a of the light source device LS (LSa, LSb). That is, the local magnification setting unit 112 uses the local magnification correction information CMgn corresponding to the scanning unit Un that generated the origin signal SZn (SZ1 to SZ6) as the light source device LSa that is the source of the beam LBn incident on the scanning unit Un. It is output to the signal generation unit 22a of (LSa, LSb). The correction of the drawing magnification based on the overall magnification correction information TMg and the local magnification correction information CMgn partially changes the clock period of the clock signal LTC from the signal generation unit 22a of the control circuit 22 of the light source device LS (LSa, LSb). It is fine-tuned. The detailed configuration of the control circuit 22 (signal generation unit 22a) will be described in detail later.

例えば、原点信号ＳＺｎを発生した走査ユニットＵｎ（つまり、これからスポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎ）が、走査ユニットＵ１〜Ｕ３のいずれかである場合は、局所倍率設定部１１２は、原点信号ＳＺｎを発生した走査ユニットＵｎに対応する局所倍率補正情報ＣＭｇｎを、光源装置ＬＳａの信号発生部２２ａに出力する。同様に、原点信号ＳＺｎを発生した走査ユニットＵｎが、走査ユニットＵ４〜Ｕ６のいずれかである場合は、局所倍率設定部１１２は、原点信号ＳＺｎを発生した走査ユニットＵｎに対応する局所倍率補正情報ＣＭｇｎを、光源装置ＬＳｂの信号発生部２２ａに出力する。これにより、走査モジュール毎に、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）に対応する画素シフトパルスＢＳＣ（ＢＳＣａ、ＢＳＣｂ）が、光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）の送出タイミング切換部６４から出力される。これにより、描画ラインＳＬｎ毎に個別に走査長を調整することができる。 For example, when the scanning unit Un that generated the origin signal SZn (that is, the scanning unit Un that scans the spot light SP from now on) is any of the scanning units U1 to U3, the local magnification setting unit 112 sets the origin signal. The local magnification correction information CMgn corresponding to the scanning unit Un that generated SZn is output to the signal generation unit 22a of the light source device LSa. Similarly, when the scanning unit Un that generated the origin signal SZn is any of the scanning units U4 to U6, the local magnification setting unit 112 sets the local magnification correction information corresponding to the scanning unit Un that generated the origin signal SZn. CMgn is output to the signal generation unit 22a of the light source device LSb. As a result, the pixel shift pulse BSC (BSCa, BSCb) corresponding to the scanning units Un (U1 to U3, U4 to U6) that scan the spot light SP for each scanning module is generated by the light source device LS (LSa, LSb). It is output from the transmission timing switching unit 64. As a result, the scanning length can be adjusted individually for each drawing line SLn.

描画データ出力部１１４は、第１の走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３）のうち、原点信号ＳＺｎを発生した走査ユニットＵｎ（これからスポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎ）に対応する１列分のシリアルデータＤＬｎを描画ビット列データＳＢａとして光源装置ＬＳａの駆動回路３６ａに出力する。また、描画データ出力部１１４は、第２の走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ４〜Ｕ６）のうち、原点信号ＳＺｎを発生した走査ユニットＵｎ（これからスポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎ）に対応する１列分のシリアルデータＤＬｎ（ＤＬ４〜ＤＬ６）を描画ビット列データＳＢｂとして光源装置ＬＳｂの駆動回路３６ａに出力する。第１の走査モジュールに関しては、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ１〜Ｕ３の順番は、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３、となっているので、描画データ出力部１１４は、ＤＬ１→ＤＬ２→ＤＬ３、の順番で繰り返されるシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ３を描画ビット列データＳＢａとして出力する。第２の走査モジュールに関しては、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ４〜Ｕ６の順番は、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、となっているので、描画データ出力部１１４は、ＤＬ４→ＤＬ５→ＤＬ６、の順番で繰り返されるシリアルデータＤＬ４〜ＤＬ６を描画ビット列データＳＢｂとして出力する。 The drawing data output unit 114 corresponds to the scanning unit Un (scanning unit Un that scans the spot light SP from now on) that generated the origin signal SZn among the three scanning units Un (U1 to U3) of the first scanning module. The serial data DLn for one column is output as drawing bit string data SBa to the drive circuit 36a of the light source device LSa. Further, the drawing data output unit 114 is a scanning unit Un that generates the origin signal SZn (a scanning unit Un that scans the spot light SP from now on) among the three scanning units Un (U4 to U6) of the second scanning module. The serial data DLn (DL4 to DL6) corresponding to one column is output to the drive circuit 36a of the light source device LSb as drawing bit string data SBb. Regarding the first scanning module, the order of the scanning units U1 to U3 for scanning the spot light SP is U1 → U2 → U3, so that the drawing data output unit 114 has DL1 → DL2 → DL3. The serial data DL1 to DL3 that are repeated in order are output as drawing bit string data SBa. Regarding the second scanning module, the order of the scanning units U4 to U6 for scanning the spot light SP is U4 → U5 → U6, so that the drawing data output unit 114 has DL4 → DL5 → DL6. The serial data DL4 to DL6 that are repeated in order are output as drawing bit string data SBb.

さて、図９に示した露光制御部１１６は、全体倍率設定部１１０、局所倍率設定部１１２、および、描画データ出力部１１４を制御するものである。露光制御部１１６には、マーク位置検出部１０６が検出した設置方位線Ｌｘ１、Ｌｘ４上におけるアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置情報と、回転位置検出部１０８が検出した設置方位線Ｌｘ１〜Ｌｘ４上における回転ドラムＤＲの回転角度位置情報（カウンタ回路ＣＮ１ａ〜ＣＮ４ａ、ＣＮ１ｂ〜ＣＮ４ｂに基づくカウント値）とが入力される。露光制御部１１６は、設置方位線Ｌｘ１上におけるアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置情報と、設置方位線Ｌｘ１上における回転ドラムＤＲの回転角度位置（カウンタ回路ＣＮ１ａ、ＣＮ１ｂのカウント値）とに基づいて、基板Ｐの副走査方向（Ｘ方向）における被露光領域Ｗの描画露光の開始位置を検出（決定）する。 The exposure control unit 116 shown in FIG. 9 controls the overall magnification setting unit 110, the local magnification setting unit 112, and the drawing data output unit 114. The exposure control unit 116 contains the position information of the alignment marks MKm (MK1 to MK4) on the installation azimuth lines Lx1 and Lx4 detected by the mark position detection unit 106 and the installation azimuth lines Lx1 to Lx4 detected by the rotation position detection unit 108. The rotation angle position information (count values based on the counter circuits CN1a to CN4a and CN1b to CN4b) of the rotation drum DR above is input. The exposure control unit 116 sets the position information of the alignment marks MKm (MK1 to MK4) on the installation azimuth line Lx1 and the rotation angle position of the rotating drum DR on the installation azimuth line Lx1 (count values of the counter circuits CN1a and CN1b). Based on this, the start position of the drawing exposure of the exposed region W in the sub-scanning direction (X direction) of the substrate P is detected (determined).

そして、露光制御部１１６は、描画露光の開始位置が検出されたときの設置方位線Ｌｘ１上における回転ドラムＤＲの回転角度位置と、設置方位線Ｌｘ２上における回転角度位置（カウンタ回路ＣＮ２ａ、ＣＮ２ｂに基づくカウント値）とに基づいて、基板Ｐの描画露光の開始位置が設置方位線Ｌｘ２上にある描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５上まで搬送されたか否かを判断する。露光制御部１１６は、描画露光の開始位置が描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５上まで搬送されたと判断すると、局所倍率設定部１１２および描画データ出力部１１４等を制御して、走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５にスポット光ＳＰの走査による描画を開始させる。 Then, the exposure control unit 116 sets the rotation angle position of the rotating drum DR on the installation azimuth line Lx1 when the start position of the drawing exposure is detected and the rotation angle position (counter circuits CN2a, CN2b) on the installation azimuth line Lx2. Based on the count value), it is determined whether or not the start position of the drawing exposure of the substrate P has been transported to the drawing lines SL1, SL3, and SL5 on the installation azimuth line Lx2. When the exposure control unit 116 determines that the start position of the drawing exposure has been conveyed onto the drawing lines SL1, SL3, SL5, the exposure control unit 116 controls the local magnification setting unit 112, the drawing data output unit 114, etc., and scan units U1, U3, Let U5 start drawing by scanning the spot light SP.

この場合は、露光制御部１１６は、走査ユニットＵ１、Ｕ３が描画露光を行うタイミングで、局所倍率設定部１１２にスポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ１、Ｕ３に対応する局所倍率補正情報ＣＭｇ１、ＣＭｇ３を光源装置ＬＳａの信号発生部２２ａに出力させる。これにより、光源装置ＬＳａの信号発生部２２ａは、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ１、Ｕ３のシリアルデータＤＬ１、ＤＬ３の画素をシフトさせる画素シフトパルスＢＳＣａを、局所倍率補正情報ＣＭｇ１、ＣＭｇ３に応じて発生する。この画素シフトパルスＢＳＣａに応じて、描画データ出力部１１４は、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ１、Ｕ３に対応するシリアルデータＤＬ１、ＤＬ３の各画素の論理情報を１画素ずつシフトさせていく。同様に、露光制御部１１６は、走査ユニットＵ５が描画露光を行うタイミングで、局所倍率設定部１１２に、走査ユニットＵ５に対応する局所倍率補正情報ＣＭｇ５を光源装置ＬＳｂの信号発生部２２ａに出力させる。これにより、光源装置ＬＳｂの信号発生部２２ａは、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ５に対応するシリアルデータＤＬ５の画素をシフトさせる画素シフトパルスＢＳＣｂを、局所倍率補正情報ＣＭｇ５に応じて発生する。この画素シフトパルスＢＳＣｂに応じて、描画データ出力部１１４は、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ５のシリアルデータＤＬ５の各画素の論理情報を１画素ずつシフトさせていく。 In this case, the exposure control unit 116 scans the spot light SP on the local magnification setting unit 112 at the timing when the scanning units U1 and U3 perform drawing exposure. The CMg3 is output to the signal generation unit 22a of the light source device LSa. As a result, the signal generation unit 22a of the light source device LSa converts the pixel shift pulse BSCa that shifts the pixels of the serial data DL1 and DL3 of the scanning units U1 and U3 that scan the spot light SP into the local magnification correction information CMg1 and CMg3. Occurs accordingly. In response to this pixel shift pulse BSCa, the drawing data output unit 114 shifts the logical information of each pixel of the serial data DL1 and DL3 corresponding to the scanning units U1 and U3 that scan the spot light SP one pixel at a time. .. Similarly, the exposure control unit 116 causes the local magnification setting unit 112 to output the local magnification correction information CMg5 corresponding to the scanning unit U5 to the signal generation unit 22a of the light source device LSb at the timing when the scanning unit U5 performs drawing exposure. .. As a result, the signal generation unit 22a of the light source device LSb generates a pixel shift pulse BSCb that shifts the pixels of the serial data DL5 corresponding to the scanning unit U5 that scans the spot light SP according to the local magnification correction information CMg5. .. In response to the pixel shift pulse BSCb, the drawing data output unit 114 shifts the logical information of each pixel of the serial data DL5 of the scanning unit U5 that scans the spot light SP one pixel at a time.

その後、露光制御部１１６は、描画露光の開始位置が検出されたときの設置方位線Ｌｘ１上における回転ドラムＤＲの回転角度位置と、設置方位線Ｌｘ３上における回転角度位置（カウンタ回路ＣＮ３ａ、ＣＮ３ｂのカウント値）とに基づいて、基板Ｐの描画露光の開始位置が設置方位線Ｌｘ３上にある描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６上まで搬送されたか否かを判断する。露光制御部１１６は、描画露光の開始位置が描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６上まで搬送されたと判断すると、局所倍率設定部１１２および描画データ出力部１１４を制御して、さらに、走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６にスポット光ＳＰの走査を開始させる。 After that, the exposure control unit 116 determines the rotation angle position of the rotating drum DR on the installation azimuth line Lx1 when the start position of the drawing exposure is detected, and the rotation angle position (counter circuits CN3a, CN3b) on the installation azimuth line Lx3. Based on the count value), it is determined whether or not the start position of the drawing exposure of the substrate P has been transported to the drawing lines SL2, SL4, and SL6 on the installation azimuth line Lx3. When the exposure control unit 116 determines that the start position of the drawing exposure has been conveyed onto the drawing lines SL2, SL4, and SL6, the exposure control unit 116 controls the local magnification setting unit 112 and the drawing data output unit 114, and further controls the scanning units U2 and U4. , U6 is made to start scanning the spot light SP.

この場合は、露光制御部１１６は、走査ユニットＵ２が描画露光を行うタイミングで、局所倍率設定部１１２に、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ２に対応する局所倍率補正情報ＣＭｇ２を光源装置ＬＳａの信号発生部２２ａに出力させる。これにより、光源装置ＬＳａの信号発生部２２ａは、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ２のシリアルデータＤＬ２の画素をシフトさせる画素シフトパルスＢＳＣａを、局所倍率補正情報ＣＭｇ２に応じて発生する。この画素シフトパルスＢＳＣａに応じて、描画データ出力部１１４は、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ２のシリアルデータＤＬ２の各画素の論理情報を１画素ずつシフトさせていく。同様に、露光制御部１１６は、走査ユニットＵ４、Ｕ６が描画露光を行うタイミングで、局所倍率設定部１１２に、走査ユニットＵ４、Ｕ６に対応する局所倍率補正情報ＣＭｇ４、ＣＭｇ６を光源装置ＬＳｂの信号発生部２２ａに出力させる。これにより、光源装置ＬＳｂの信号発生部２２ａは、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ４、Ｕ６のシリアルデータＤＬ４、ＤＬ６の画素をシフトさせる画素シフトパルスＢＳＣｂを、局所倍率補正情報ＣＭｇ４、ＣＭｇ６に応じて発生する。この画素シフトパルスＢＳＣｂに応じて、描画データ出力部１１４は、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ４、Ｕ６のシリアルデータＤＬ４、ＤＬ６の各画素の論理情報を１画素ずつシフトさせていく。 In this case, the exposure control unit 116 provides the local magnification setting unit 112 with the local magnification correction information CMg2 corresponding to the scanning unit U2 that scans the spot light SP at the timing when the scanning unit U2 performs drawing exposure. Is output to the signal generation unit 22a of. As a result, the signal generation unit 22a of the light source device LSa generates a pixel shift pulse BSCa that shifts the pixels of the serial data DL2 of the scanning unit U2 that scans the spot light SP according to the local magnification correction information CMg2. In response to this pixel shift pulse BSCa, the drawing data output unit 114 shifts the logical information of each pixel of the serial data DL2 of the scanning unit U2 that scans the spot light SP one pixel at a time. Similarly, at the timing when the scanning units U4 and U6 perform drawing exposure, the exposure control unit 116 sends the local magnification correction information CMg4 and CMg6 corresponding to the scanning units U4 and U6 to the local magnification setting unit 112 as signals of the light source device LSb. It is output to the generation unit 22a. As a result, the signal generation unit 22a of the light source device LSb converts the pixel shift pulse BSCb that shifts the pixels of the serial data DL4 and DL6 of the scanning units U4 and U6 that scan the spot light SP into the local magnification correction information CMg4 and CMg6. Occurs accordingly. In response to the pixel shift pulse BSCb, the drawing data output unit 114 shifts the logical information of each pixel of the serial data DL4 and DL6 of the scanning units U4 and U6 that scan the spot light SP one pixel at a time.

先の図４から分かるように、基板Ｐは＋Ｘ方向に搬送されるので、描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５の各々における描画露光が先行し、基板Ｐが所定距離だけさらに搬送されてから、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６の各々における描画露光が行われる。一方で、第１の走査モジュールの３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３の各ポリゴンミラーＰＭ、第２の走査モジュールの３つの走査ユニットＵ４〜Ｕ６の各ポリゴンミラーＰＭは、所定の位相差を持って回転制御されているため、原点信号ＳＺ１〜ＳＺ３、ＳＺ４〜ＳＺ６は、図１０に示すように、時間Ｔｓだけ位相差を持って発生し続ける。そのため、図１０に示すような入射許可信号ＬＰｎ（ＬＰ１〜ＬＰ６）が発生し、描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５における描画露光の開始時点から描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６における描画露光の開始直前までの間も、シリアルデータＤＬ２、ＤＬ４、ＤＬ６が出力される。したがって、被露光領域Ｗの描画露光の開始位置が描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６上に達する前に、走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６によるスポット光ＳＰの走査によってパターンが描画されてしまう。そこで、図９の露光制御部１１６は、入射許可信号ＬＰｎ（ＬＰ１〜ＬＰ６）を論理演算する論理回路によって、走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６の各々に対応したシリアルデータＤＬ２、ＤＬ４、ＤＬ６の画素のシフトが禁止される。 As can be seen from FIG. 4, since the substrate P is conveyed in the + X direction, the drawing exposure at each of the drawing lines SL1, SL3, and SL5 precedes, and after the substrate P is further conveyed by a predetermined distance, the drawing line Drawing exposure is performed on each of SL2, SL4, and SL6. On the other hand, each polygon mirror PM of the three scanning units U1 to U3 of the first scanning module and each polygon mirror PM of the three scanning units U4 to U6 of the second scanning module rotate with a predetermined phase difference. Since it is controlled, the origin signals SZ1 to SZ3 and SZ4 to SZ6 continue to be generated with a phase difference for the time Ts as shown in FIG. Therefore, the incident permission signals LPn (LP1 to LP6) as shown in FIG. 10 are generated, and from the start time of the drawing exposure on the drawing lines SL1, SL3, SL5 to immediately before the start of the drawing exposure on the drawing lines SL2, SL4, SL6. During that time, the serial data DL2, DL4, and DL6 are output. Therefore, the pattern is drawn by scanning the spot light SP by the scanning units U2, U4, and U6 before the start position of the drawing exposure of the exposed area W reaches the drawing lines SL2, SL4, and SL6. Therefore, the exposure control unit 116 of FIG. 9 uses a logic circuit that logically calculates the incident permission signals LPn (LP1 to LP6) to display the pixels of the serial data DL2, DL4, and DL6 corresponding to each of the scanning units U2, U4, and U6. Shifts are prohibited.

また、露光制御部１１６は、マーク位置検出部１０６が検出した設置方位線Ｌｘ１、Ｌｘ４上におけるアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置情報と、回転位置検出部１０８が検出した設置方位線Ｌｘ１、Ｌｘ４上における回転ドラムＤＲの回転角度位置情報とに基づいて、基板Ｐまたは被露光領域Ｗの歪み（変形）を逐次演算する。例えば、基板Ｐが長尺方向に大きなテンションを受けたり、熱プロセスを受けたりして変形している場合は、被露光領域Ｗの形状も歪み（変形し）、アライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の配列も、図４に示すような矩形状にならず、歪んだ（変形した）状態になる。基板Ｐまたは被露光領域Ｗが歪んだ場合は、それに応じて各描画ラインＳＬｎの倍率を変更する必要があるので、露光制御部１１６は、演算した基板Ｐまたは被露光領域Ｗの歪みに基づいて、全体倍率補正情報ＴＭｇおよび局所倍率補正情報ＣＭｇｎの少なくとも一方を生成する。そして、この生成された全体倍率補正情報ＴＭｇおよび局所倍率補正情報ＣＭｇｎの少なくとも一方は、全体倍率設定部１１０または局所倍率設定部１１２に出力される。これにより、重ね合わせ露光の精度を向上させることができる。 Further, the exposure control unit 116 includes the position information of the alignment marks MKm (MK1 to MK4) on the installation azimuth lines Lx1 and Lx4 detected by the mark position detection unit 106 and the installation azimuth line Lx1 detected by the rotation position detection unit 108. The distortion (deformation) of the substrate P or the exposed region W is sequentially calculated based on the rotation angle position information of the rotating drum DR on Lx4. For example, when the substrate P is deformed due to a large tension in the elongated direction or a thermal process, the shape of the exposed region W is also distorted (deformed), and the alignment marks MKm (MK1 to MK4). The arrangement of is also not in the rectangular shape as shown in FIG. 4, but in a distorted (deformed) state. When the substrate P or the exposed region W is distorted, it is necessary to change the magnification of each drawing line SLn accordingly. Therefore, the exposure control unit 116 is based on the calculated distortion of the substrate P or the exposed region W. , At least one of the total magnification correction information TMg and the local magnification correction information CMgn is generated. Then, at least one of the generated overall magnification correction information TMg and local magnification correction information CMgn is output to the overall magnification setting unit 110 or the local magnification setting unit 112. Thereby, the accuracy of the superimposed exposure can be improved.

さらに、露光制御部１１６は、基板Ｐまたは被露光領域Ｗの歪みに応じて、各描画ラインＳＬｎ毎に補正傾き角情報を生成してもよい。この生成された補正傾き角情報に基づいて、上述した前記アクチュエータが、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）を照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）回りに回動させる。これにより、重ね合わせ露光の精度がより向上する。露光制御部１１６は、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）によってスポット光ＳＰの走査が行われる度、若しくは、スポット光ＳＰの走査が所定回数行われる度に、若しくは、基板Ｐまたは被露光領域Ｗの歪みの傾向が許容範囲を超えて変わったときに、全体倍率補正情報ＴＭｇおよび局所倍率補正情報ＣＭｇｎの少なくとも一方と、補正傾き角情報とを再び生成してもよい。 Further, the exposure control unit 116 may generate correction tilt angle information for each drawing line SLn according to the distortion of the substrate P or the exposed region W. Based on the generated correction tilt angle information, the actuator described above rotates each scanning unit Un (U1 to U6) around the irradiation central axis Len (Le1 to Le6). As a result, the accuracy of the superimposed exposure is further improved. The exposure control unit 116 scans the spot light SP each time by each scanning unit Un (U1 to U6), or every time the spot light SP is scanned a predetermined number of times, or the substrate P or the exposed area W. When the tendency of the distortion of is changed beyond the permissible range, at least one of the overall magnification correction information TMg and the local magnification correction information CMgn and the correction tilt angle information may be generated again.

図１１は、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）の内部に設けられる信号発生部２２ａの構成を示す図である。図９に示すように、信号発生部２２ａには、補正位置情報Ｎｖと伸縮情報（極性情報）ＰＯＬとを有する局所倍率補正情報ＣＭｇｎが、局所倍率設定部１１２から送られてくるものとする。この局所倍率設定部１１２は、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）毎に、局所倍率補正情報ＣＭｇｎ（ＣＭｇ１〜ＣＭｇ６）を記憶している。 FIG. 11 is a diagram showing a configuration of a signal generation unit 22a provided inside the light source device LSa (LSb). As shown in FIG. 9, it is assumed that the local magnification correction information CMgn having the correction position information Nv and the expansion / contraction information (polarity information) POL is sent to the signal generation unit 22a from the local magnification setting unit 112. The local magnification setting unit 112 stores local magnification correction information CMgn (CMg1 to CMg6) for each scanning unit Un (U1 to U6).

信号発生部２２ａは、クロック信号発生部２００、補正点指定部２０２、および、クロック切換部２０４を有する。このクロック信号発生部２００、補正点指定部２０２、および、クロック切換部２０４等は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）により集約して構成することができる。クロック信号発生部２００は、φ／Ｖｓ、で定まる周期よりも短い基準周期Ｔｅを有するとともに、基準周期Ｔｅの１／Ｎの補正時間ずつ位相差を与えた複数（Ｎ個）のクロック信号ＣＫp（ｐ＝０、１、２、・・・、Ｎ−１）を生成する。φは、スポット光ＳＰの実効的なサイズであり、Ｖｓは、基板Ｐに対するスポット光ＳＰの主走査方向の相対的な速度であり、ここでは一例として１５０ｍｍ／ｓｅｃとして説明する。なお、基準周期Ｔｅが、φ／Ｖｓで定まる周期よりも長い場合は、主走査方向に沿って照射されるスポット光ＳＰが所定の間隔をあけて離散的に基板Ｐの被照射面上に照射されてしまう。逆に、基準周期Ｔｅが、φ／Ｖｓで定まる周期よりも短い場合は、スポット光ＳＰが主走査方向に関して互いに重なり合うように基板Ｐの被照射面上に照射される。本実施の形態では、原則として、スポット光ＳＰをサイズφの１／２ずつオーバーラップさせるために、発振周波数Ｆｅが１００ＭＨｚに設定されるものとする。この場合、基準周期Ｔｅは、１／Ｆｅ＝１／１００〔ＭＨｚ〕＝１０〔ｎｓｅｃ〕となり、φ／Ｖｓ＝３〔μｍ〕／１５０〔ｍｍ／ｓｅｃ〕＝２０ｎｓｅｃより小さい値となる。また、Ｎ＝５０とすると、クロック信号発生部２００は、０．２ｎｓｅｃ（＝１０〔ｎｓｅｃ〕／５０）の位相差が与えられた５０個のクロック信号ＣＫ0〜ＣＫ49を生成する。The signal generation unit 22a includes a clock signal generation unit 200, a correction point designation unit 202, and a clock switching unit 204. The clock signal generation unit 200, the correction point designation unit 202, the clock switching unit 204, and the like can be integrated by an FPGA (Field Programmable Gate Array). The clock signal generation unit 200 has a reference cycle Te shorter than the cycle determined by φ / Vs, and has a plurality of (N) clock signals CK p in which a phase difference is given for each correction time of 1 / N of the reference cycle Te. (P = 0, 1, 2, ..., N-1) is generated. φ is the effective size of the spot light SP, Vs is the relative speed of the spot light SP in the main scanning direction with respect to the substrate P, and here, 150 mm / sec will be described as an example. When the reference period Te is longer than the period determined by φ / Vs, the spot light SPs irradiated along the main scanning direction are discretely irradiated on the irradiated surface of the substrate P at predetermined intervals. Will be done. On the contrary, when the reference period Te is shorter than the period determined by φ / Vs, the spot light SPs are irradiated on the irradiated surface of the substrate P so as to overlap each other in the main scanning direction. In the present embodiment, as a general rule, the oscillation frequency Fe is set to 100 MHz in order to overlap the spot light SP by 1/2 of the size φ. In this case, the reference period Te is 1 / Fe = 1/100 [MHz] = 10 [nsec], which is smaller than φ / Vs = 3 [μm] / 150 [mm / sec] = 20nsec. Further, when N = 50, the clock signal generation unit 200 generates 50 clock signals CK 0 to CK 49 given a phase difference of 0.2 nsec (= 10 [nsec] / 50).

具体的には、クロック信号発生部２００は、クロック発生部（発振器）６０と、複数（Ｎ−１個）の遅延回路Ｄｅ（Ｄｅ０１〜Ｄｅ４９）とを有する。クロック発生部６０は、全体倍率補正情報ＴＭｇに応じた発振周波数Ｆｅ（＝１／Ｔｅ）で発振するクロックパルスからなるクロック信号ＣＫ0を発生する。本実施の形態では、全体倍率補正情報ＴＭｇを０（補正量０％）とし、クロック発生部６０は、１００ＭＨｚの発振周波数Ｆｅ（基準周期Ｔｅ＝１０ｎｓｅｃ）でクロック信号ＣＫ0を発生する。Specifically, the clock signal generation unit 200 includes a clock generation unit (oscillator) 60 and a plurality of (N-1) delay circuits De (De01 to De49). The clock generation unit 60 generates a clock signal CK 0 composed of a clock pulse that oscillates at an oscillation frequency Fe (= 1 / Te) corresponding to the overall magnification correction information TMg. In the present embodiment, the overall magnification correction information TMg is set to 0 (correction amount 0%), and the clock generation unit 60 generates the clock signal CK 0 at an oscillation frequency Fe (reference period Te = 10 nsec) of 100 MHz.

クロック発生部６０からのクロック信号（出力信号）ＣＫ0は、直列に接続された複数の遅延回路Ｄｅ（Ｄｅ０１〜Ｄｅ４９）の初段（先頭）の遅延回路Ｄｅ０１に入力されるとともに、クロック切換部２０４の１番目の入力端子に入力される。この遅延回路Ｄｅ（Ｄｅ０１〜Ｄｅ０４９）は、入力信号であるクロック信号ＣＫpを一定時間（Ｔｅ／Ｎ＝０.２ｎｓｅｃ）だけ遅延させて出力する。したがって、初段の遅延回路Ｄｅ０１は、クロック発生部６０が発生したクロック信号ＣＫ0と同一の基準周期Ｔｅ（１０ｎｓｅｃ）であり、且つ、クロック信号ＣＫ0に対して０．２ｎｓｅｃの遅れを持ったクロック信号（出力信号）ＣＫ1を出力する。同様に、２段目の遅延回路Ｄｅ０２は、前段の遅延回路Ｄｅ０１からのクロック信号（出力信号）ＣＫ1と同一の基準周期Ｔｅ（１０ｎｓｅｃ）であり、且つ、クロック信号ＣＫ1に対して０．２ｎｓｅｃの遅れを持ったクロック信号（出力信号）ＣＫ2を出力する。３段目以降の遅延回路Ｄｅ０３〜Ｄｅ４９も同様に、前段の遅延回路Ｄｅ０２〜Ｄｅ４８からのクロック信号（出力信号）ＣＫ2〜ＣＫ48と同一の基準周期Ｔｅ（１０ｎｓｅｃ）であり、且つ、クロック信号ＣＫ2〜ＣＫ48に対して０．２ｎｓｅｃの遅れを持ったクロック信号（出力信号）ＣＫ3〜ＣＫ49を出力する。The clock signal (output signal) CK 0 from the clock generation unit 60 is input to the delay circuit De01 of the first stage (head) of the plurality of delay circuits De (De01 to De49) connected in series, and the clock switching unit 204 It is input to the first input terminal of. The delay circuit De (De01 to De049) outputs the clock signal CK p , which is an input signal, with a delay of a certain period of time (Te / N = 0.2 nsec). Therefore, the delay circuit De01 in the first stage is a clock having the same reference period Te (10 nsec) as the clock signal CK 0 generated by the clock generator 60 and having a delay of 0.2 nsec with respect to the clock signal CK 0. Signal (output signal) Outputs CK 1 . Similarly, the second stage of the delay circuit De02, a clock signal from the preceding delay circuit De01 (output signal) CK 1 and the same reference period Te (10 nsec), and, 0 the clock signal CK 1. A clock signal (output signal) CK 2 with a delay of 2 nsec is output. Similarly, the delay circuits De03 to De49 of the third and subsequent stages have the same reference period Te (10 nsec) as the clock signals (output signals) CK 2 to CK 48 from the delay circuits De02 to De48 of the previous stage, and the clock signal. Outputs clock signals (output signals) CK 3 to CK 49 with a delay of 0.2 nsec with respect to CK 2 to CK 48 .

クロック信号ＣＫ0〜ＣＫ49は、０．２ｎｓｅｃずつ位相差が与えられた信号であることから、クロック信号ＣＫ0は、クロック信号ＣＫ49と同一の基準周期Ｔｅ（１０ｎｓｅｃ）であり、且つ、クロック信号ＣＫ49に対してさらに０．２ｎｓｅｃの遅れを持ったクロック信号と、丁度１周期だけずれた信号となる。したがって、クロック信号ＣＫ0は、実質的にクロック信号ＣＫ49の各クロックパルスに対して０．２ｎｓｅｃの遅れたクロック信号と見做すことができる。遅延回路Ｄｅ０１〜Ｄｅ４９からのクロック信号ＣＫ1〜ＣＫ49は、クロック切換部２０４の２番目〜５０番目の入力端子に入力される。Since the clock signals CK 0 to CK 49 are signals to which a phase difference is given by 0.2 nsec, the clock signal CK 0 has the same reference period Te (10 nsec) as the clock signal CK 49, and the clock. The clock signal has a delay of 0.2 nsec with respect to the signal CK 49, and the signal is shifted by exactly one cycle. Therefore, the clock signal CK 0 can be regarded as a clock signal delayed by 0.2 nsec with respect to each clock pulse of the clock signal CK 49. The clock signals CK 1 to CK 49 from the delay circuits De 01 to De 49 are input to the second to 50th input terminals of the clock switching unit 204.

クロック切換部２０４は、入力された５０個のクロック信号ＣＫp（ＣＫ0〜ＣＫ49）のうち、いずれか１つのクロック信号ＣＫpを選択し、選択したクロック信号ＣＫpをクロック信号（基準クロック信号）ＬＴＣとして出力するマルチプレクサ（選択回路）である。したがって、クロック信号ＬＴＣの発振周波数Ｆａ（＝１／Ｔａ）は、原則としてクロック信号ＣＫ0〜ＣＫ49の発振周波数Ｆｅ（＝１／Ｔａ）、つまり、１００ＭＨｚと同じになる。制御回路２２は、クロック切換部２０４から出力されるクロック信号ＬＴＣの各クロックパルスに応答して種光Ｓ１、Ｓ２が発光するように、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２を制御する。したがって、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）から射出されるパルス状のビームＬＢａ（ＬＢｂ）の発振周波数Ｆａは、原則として１００ＭＨｚとなる。Clock switching unit 204, among the 50 pieces of the clock signal CK p input (CK 0 ~CK 49), one of the selected clock signal CK p, clock signal (a reference clock of the clock signal CK p selected Signal) A multiplexer (selection circuit) that outputs as an LTC. Therefore, the oscillation frequency Fa (= 1 / Ta) of the clock signal LTC is, in principle, the same as the oscillation frequency Fe (= 1 / Ta) of the clock signals CK 0 to CK 49, that is, 100 MHz. The control circuit 22 controls the DFB semiconductor laser elements 30 and 32 so that the seed lights S1 and S2 emit light in response to each clock pulse of the clock signal LTC output from the clock switching unit 204. Therefore, the oscillation frequency Fa of the pulsed beam LBa (LBb) emitted from the light source device LSa (LSb) is, in principle, 100 MHz.

クロック切換部２０４は、スポット光ＳＰが走査線上に位置する特定の補正点ＣＰＰを通過するタイミングで、クロック信号ＬＴＣとして出力するクロック信号ＣＫp、つまり、ビームＬＢａ（ＬＢｂ）の発生に起因するクロック信号ＣＫpを、位相差の異なる他のクロック信号ＣＫpに切り換える。クロック切換部２０４は、スポット光ＳＰが補正点ＣＰＰを通過するタイミングで、クロック信号ＬＴＣとして選択するクロック信号ＣＫpを、クロック信号ＬＴＣとして現在選択しているクロック信号ＣＫpに対して０．２ｎｓｅｃだけ位相差を有するクロック信号ＣＫp±1に切り換える。この切り換えるクロック信号ＣＫp±1の位相差の方向、つまり、位相が０．２ｎｓｅｃだけ遅れる方向か位相が０.２ｎｓｅｃだけ進む方向かは、局所倍率補正情報（補正情報）ＣＭｇｎ（ＣＭｇ１〜ＣＭｇ６）の一部である１ビットの伸縮情報（極性情報）ＰＯＬに応じて決定される。 The clock switching unit 204 outputs a clock signal CK p as a clock signal LTC at the timing when the spot light SP passes a specific correction point CPP located on the scanning line, that is, a clock caused by the generation of the beam LBa (LBb). The signal CK p is switched to another clock signal CK p having a different phase difference. The clock switching unit 204 sets the clock signal CK p selected as the clock signal LTC at the timing when the spot light SP passes the correction point CPP to 0.2 nsec with respect to the clock signal CK p currently selected as the clock signal LTC. Switch to the clock signal CK p ± 1 which has only the phase difference. The direction of the phase difference of the clock signal CK p ± 1 to be switched, that is, the direction in which the phase is delayed by 0.2 nsec or the direction in which the phase is advanced by 0.2 nsec, is determined by the local magnification correction information (correction information) CMgn (CMg1 to CMg6). It is determined according to the 1-bit expansion / contraction information (polarity information) POL which is a part of.

伸縮情報ＰＯＬがハイ「１」（伸長）の場合は、クロック切換部２０４は、現在クロック信号ＬＴＣとして出力しているクロック信号ＣＫpに対して０．２ｎｓｅｃだけ位相が遅れたクロック信号ＣＫp+1をクロック信号ＬＴＣとして選択して出力する。また、伸縮情報ＰＯＬがロー「０」（縮小）の場合は、クロック切換部２０４は、現在クロック信号ＬＴＣとして出力しているクロック信号ＣＫpに対して０．２ｎｓｅｃだけ位相が進んだクロック信号ＣＫp-1をクロック信号ＬＴＣとして選択して出力する。例えば、クロック切換部２０４は、現在クロック信号ＬＴＣとして出力しているクロック信号ＣＫpがＣＫ11の場合において、伸縮情報ＰＯＬがハイ（Ｈ）の場合は、クロック信号ＬＴＣとして出力するクロック信号ＣＫpをクロック信号ＣＫ12に切り換え、伸縮情報ＰＯＬがロー（Ｌ）の場合は、クロック信号ＬＴＣとして出力するクロック信号ＣＫpをクロック信号ＣＫ10に切り換える。スポット光ＳＰの１回の走査期間中は、同一の伸縮情報ＰＯＬが入力される。When the expansion / contraction information POL is high “1” (extension), the clock switching unit 204 has a clock signal CK p + whose phase is delayed by 0.2 nsec with respect to the clock signal CK p currently output as the clock signal LTC. 1 is selected as the clock signal LTC and output. When the expansion / contraction information POL is low “0” (reduced), the clock switching unit 204 advances the phase by 0.2 nsec with respect to the clock signal CK p currently output as the clock signal LTC. Select p-1 as the clock signal LTC and output it. For example, a clock switching section 204, when the clock signal CK p being output as the current clock signal LTC is CK 11, when distortion information POL is at a high (H), the clock signal CK p to be output as a clock signal LTC Is switched to the clock signal CK 12, and when the expansion / contraction information POL is low (L), the clock signal CK p output as the clock signal LTC is switched to the clock signal CK 10. During one scanning period of the spot light SP, the same expansion / contraction information POL is input.

クロック切換部２０４は、ビーム切換部ＢＤＵによってビームＬＢｎが入射する走査ユニットＵｎに対応した局所倍率補正情報ＣＭｇｎの伸縮情報ＰＯＬを用いて、クロック信号ＬＴＣとして出力されるクロック信号ＣＫpの位相がずれる方向（位相が進む方向か遅れる方向か）を決定する。光源装置ＬＳａからのビームＬＢａ（ＬＢ１〜ＬＢ３）は走査ユニットＵ１〜Ｕ３のいずれか１つに導かれる。したがって、光源装置ＬＳａの信号発生部２２ａのクロック切換部２０４は、走査ユニットＵ１〜Ｕ３のうち、ビームＬＢｎが入射する１つの走査ユニットＵｎに対応する局所倍率補正情報ＣＭｇｎの伸縮情報ＰＯＬに基づいて、クロック信号ＬＴＣとして出力されるクロック信号ＣＫpの位相がずれる方向を決定する。例えば、走査ユニットＵ２にビームＬＢ２が入射する場合は、光源装置ＬＳａのクロック切換部２０４は、走査ユニットＵ２に対応した局所倍率補正情報ＣＭｇ２の伸縮情報ＰＯＬに基づいて、クロック信号ＬＴＣとして出力されるクロック信号ＣＫpの位相がずれる方向を決定する。The clock switching unit 204 shifts the phase of the clock signal CK p output as the clock signal LTC by using the expansion / contraction information POL of the local magnification correction information CMgn corresponding to the scanning unit Un in which the beam LBn is incident by the beam switching unit BDU. Determine the direction (whether the phase advances or lags). The beam LBa (LB1 to LB3) from the light source device LSa is guided to any one of the scanning units U1 to U3. Therefore, the clock switching unit 204 of the signal generation unit 22a of the light source device LSa is based on the expansion / contraction information POL of the local magnification correction information CMgn corresponding to one scanning unit Un in which the beam LBn is incident among the scanning units U1 to U3. , Determines the out-of-phase direction of the clock signal CK p output as the clock signal LTC. For example, when the beam LB2 is incident on the scanning unit U2, the clock switching unit 204 of the light source device LSa is output as a clock signal LTC based on the expansion / contraction information POL of the local magnification correction information CMg2 corresponding to the scanning unit U2. Determines the direction in which the clock signal CK p is out of phase.

また、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂ（ＬＢ４〜ＬＢ６）は走査ユニットＵ４〜Ｕ６のいずれか１つに導かれる。したがって、光源装置ＬＳｂの信号発生部２２ａのクロック切換部２０４は、走査ユニットＵ４〜Ｕ６のうち、ビームＬＢｎが入射する１つの走査ユニットＵｎに対応する局所倍率補正情報ＣＭｇｎの伸縮情報ＰＯＬに基づいて、クロック信号ＬＴＣとして出力されるクロック信号ＣＫpの位相がずれる方向を決定する。例えば、走査ユニットＵ６にビームＬＢ６が入射する場合は、光源装置ＬＳｂのクロック切換部２０４は、走査ユニットＵ６に対応した局所倍率補正情報ＣＭｇ６の伸縮情報ＰＯＬに基づいて、クロック信号ＬＴＣとして出力されるクロック信号ＣＫpの位相がずれる方向を決定する。Further, the beam LBb (LB4 to LB6) from the light source device LSb is guided to any one of the scanning units U4 to U6. Therefore, the clock switching unit 204 of the signal generation unit 22a of the light source device LSb is based on the expansion / contraction information POL of the local magnification correction information CMgn corresponding to one scanning unit Un in which the beam LBn is incident among the scanning units U4 to U6. , Determines the out-of-phase direction of the clock signal CK p output as the clock signal LTC. For example, when the beam LB6 is incident on the scanning unit U6, the clock switching unit 204 of the light source device LSb is output as a clock signal LTC based on the expansion / contraction information POL of the local magnification correction information CMg6 corresponding to the scanning unit U6. Determines the direction in which the clock signal CK p is out of phase.

補正点指定部２０２は、各描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）上の特定の点を補正点ＣＰＰとして指定する。補正点指定部２０２は、局所倍率補正情報（補正情報）ＣＭｇｎ（ＣＭｇ１〜ＣＭｇ６）の一部である補正点ＣＰＰを指定するための補正位置情報（設定値）Ｎｖに基づいて補正点ＣＰＰを指定する。この局所倍率補正情報ＣＭｇｎの補正位置情報Ｎｖは、描画ラインＳＬｎに沿って描画されるパターンの描画倍率（または描画ラインＳＬｎの主走査方向における描画倍率）に応じて、描画ラインＳＬｎ上の等間隔に離散的な複数の位置の各々に補正点ＣＰＰを指定するための情報であり、補正点ＣＰＰと補正点ＣＰＰとの距離間隔（等間隔）を示す情報である。これにより、補正点指定部２０２は、描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）上に等間隔に離散的に配置される位置を補正点ＣＰＰとして指定することができる。この補正点ＣＰＰは、例えば、描画ラインＳＬｎに沿って投射される隣り合う２つのスポット光ＳＰの投射位置（スポット光ＳＰの中心位置）の間に設定される。 The correction point designation unit 202 designates a specific point on each drawing line SLn (SL1 to SL6) as a correction point CPP. The correction point designation unit 202 designates the correction point CPP based on the correction position information (set value) Nv for designating the correction point CPP which is a part of the local magnification correction information (correction information) CMgn (CMg1 to CMg6). do. The correction position information Nv of the local magnification correction information CMgn is evenly spaced on the drawing line SLn according to the drawing magnification of the pattern drawn along the drawing line SLn (or the drawing magnification in the main scanning direction of the drawing line SLn). This is information for designating the correction point CPP at each of a plurality of discrete positions, and is information indicating the distance interval (equal interval) between the correction point CPP and the correction point CPP. As a result, the correction point designation unit 202 can designate the positions discretely arranged at equal intervals on the drawing lines SLn (SL1 to SL6) as the correction point CPP. This correction point CPP is set between, for example, the projection positions (center positions of the spot light SPs) of two adjacent spot light SPs projected along the drawing line SLn.

補正点指定部２０２は、ビーム切換部ＢＤＵによってビームＬＢｎが入射する走査ユニットＵｎに対応した局所倍率補正情報ＣＭｇｎの補正位置情報Ｎｖを用いて補正点ＣＰＰを指定する。光源装置ＬＳａからのビームＬＢａ（ＬＢ１〜ＬＢ３）が走査ユニットＵ１〜Ｕ３のいずれか１つに導かれるので、補正点指定部２０２は、走査ユニットＵ１〜Ｕ３のうち、ビームＬＢｎが入射する１つの走査ユニットＵｎに対応する局所倍率補正情報ＣＭｇｎの補正位置情報Ｎｖに基づいて補正点ＣＰＰを指定する。例えば、走査ユニットＵ２にビームＬＢ２が入射する場合は、光源装置ＬＳａの補正点指定部２０２は、走査ユニットＵ２に対応した局所倍率補正情報ＣＭｇ２の補正位置情報Ｎｖに基づいて、描画ラインＳＬｎ２上に等間隔に離散的に配置される複数の位置を補正点ＣＰＰとして指定する。 The correction point designation unit 202 designates the correction point CPP by using the correction position information Nv of the local magnification correction information CMgn corresponding to the scanning unit Un in which the beam LBn is incident by the beam switching unit BDU. Since the beam LBa (LB1 to LB3) from the light source device LSa is guided to any one of the scanning units U1 to U3, the correction point designation unit 202 is one of the scanning units U1 to U3 to which the beam LBn is incident. The correction point CPP is specified based on the correction position information Nv of the local magnification correction information CMgn corresponding to the scanning unit Un. For example, when the beam LB2 is incident on the scanning unit U2, the correction point designation unit 202 of the light source device LSa is placed on the drawing line SLn2 based on the correction position information Nv of the local magnification correction information CMg2 corresponding to the scanning unit U2. A plurality of positions arranged discretely at equal intervals are designated as correction points CPP.

また、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂ（ＬＢ４〜ＬＢ６）が走査ユニットＵ４〜Ｕ６のいずれか１つに導かれるので、光源装置ＬＳｂの信号発生部２２ａの補正点指定部２０２は、走査ユニットＵ４〜Ｕ６のうち、ビームＬＢｎが入射する１つの走査ユニットＵｎに対応する局所倍率補正情報ＣＭｇｎの補正位置情報Ｎｖに基づいて補正点ＣＰＰを指定する。例えば、走査ユニットＵ６にビームＬＢ６が入射する場合は、光源装置ＬＳｂの補正点指定部２０２は、走査ユニットＵ６に対応した局所倍率補正情報ＣＭｇ６の補正位置情報Ｎｖに基づいて、描画ラインＳＬｎ６上に等間隔に離散的に配置される複数の位置を補正点ＣＰＰとして指定する。 Further, since the beam LBb (LB4 to LB6) from the light source device LSb is guided to any one of the scanning units U4 to U6, the correction point designation unit 202 of the signal generation unit 22a of the light source device LSb is the scanning unit U4 to U4. Among U6, the correction point CPP is designated based on the correction position information Nv of the local magnification correction information CMgn corresponding to one scanning unit Un on which the beam LBn is incident. For example, when the beam LB6 is incident on the scanning unit U6, the correction point designation unit 202 of the light source device LSb is placed on the drawing line SLn6 based on the correction position information Nv of the local magnification correction information CMg6 corresponding to the scanning unit U6. A plurality of positions discretely arranged at equal intervals are designated as correction points CPP.

この補正点指定部２０２について具体的に説明すると、補正点指定部２０２は、分周カウンタ回路２１２とシフトパルス出力部２１４とを有する。分周カウンタ回路２１２は、減算カウンタであり、クロック切換部２０４から出力されるクロック信号ＬＴＣのクロックパルス（基準クロックパルス）が入力される。クロック切換部２０４から出力されたクロック信号ＬＴＣのクロックパルスは、ゲート回路ＧＴａを介して分周カウンタ回路２１２に入力される。ゲート回路ＧＴａには、走査ユニットＵ１〜Ｕ３の各々が描画期間であることを表す描画許可信号ＳＱ１〜ＳＱ３が論理和となって印加される。描画許可信号ＳＱ１〜ＳＱ３は、図１０の入射許可信号ＬＰ１〜ＬＰ３に応答して生成される。ゲート回路ＧＴａは、描画許可信号ＳＱｎがハイ（Ｈ）の期間に開くゲートである。つまり、分周カウンタ回路２１２は、描画許可信号ＳＱｎがハイの期間中だけ、クロック信号ＬＴＣのクロックパルスをカウントすることになる。したがって、光源装置ＬＳａのゲート回路ＧＴａは、描画許可信号ＳＱ１〜ＳＱ３のいずれかがハイ（Ｈ）の期間に入力されたクロック信号ＬＴＣのクロックパルスを分周カウンタ回路２１２に出力する。同様に、光源装置ＬＳｂの信号発生部２２ａのゲート回路ＧＴａには、走査ユニットＵ４〜Ｕ６に対応する３つの描画許可信号ＳＱ４〜ＳＱ６が印加される。したがって、光源装置ＬＳｂのゲート回路ＧＴａは、描画許可信号ＳＱ４〜ＳＱ６のいずれかがハイ（Ｈ）の期間に入力されたクロック信号ＬＴＣのクロックパルスを分周カウンタ回路２１２に出力する。 The correction point designation unit 202 will be specifically described. The correction point designation unit 202 includes a frequency dividing counter circuit 212 and a shift pulse output unit 214. The frequency dividing counter circuit 212 is a subtraction counter, and a clock pulse (reference clock pulse) of the clock signal LTC output from the clock switching unit 204 is input. The clock pulse of the clock signal LTC output from the clock switching unit 204 is input to the frequency dividing counter circuit 212 via the gate circuit GTa. Drawing permission signals SQ1 to SQ3 indicating that each of the scanning units U1 to U3 is in the drawing period are applied to the gate circuit GTa as a logical sum. The drawing permission signals SQ1 to SQ3 are generated in response to the incident permission signals LP1 to LP3 of FIG. The gate circuit GTa is a gate that opens during the period when the drawing permission signal SQn is high (H). That is, the frequency dividing counter circuit 212 counts the clock pulse of the clock signal LTC only during the period when the drawing permission signal SQn is high. Therefore, the gate circuit GTa of the light source device LSa outputs the clock pulse of the clock signal LTC input during the period when any of the drawing permission signals SQ1 to SQ3 is high (H) to the frequency dividing counter circuit 212. Similarly, three drawing permission signals SQ4 to SQ6 corresponding to the scanning units U4 to U6 are applied to the gate circuit GTa of the signal generation unit 22a of the light source device LSb. Therefore, the gate circuit GTa of the light source device LSb outputs the clock pulse of the clock signal LTC input during the period when any of the drawing permission signals SQ4 to SQ6 is high (H) to the frequency dividing counter circuit 212.

分周カウンタ回路２１２は、初期のカウント値が補正位置情報（設定値）Ｎｖにプリセットされ、クロック信号ＬＴＣのクロックパルスが入力される度にカウント値をデクリメントする。分周カウンタ回路２１２は、カウント値が０になると１パルスの一致信号Ｉｄｃをシフトパルス出力部２１４に出力する。つまり、分周カウンタ回路２１２は、クロック信号ＬＴＣのクロックパルスを補正位置情報Ｎｖ分だけカウントすると一致信号Ｉｄｃを出力する。この一致信号Ｉｄｃは、次のクロックパルスが発生する前に補正点ＣＰＰが存在することを示す情報である。また、分周カウンタ回路２１２は、カウント値が０になった後、次のクロックパルスが入力されると、カウント値を補正位置情報Ｎｖにプリセットする。これにより、描画ラインＳＬｎに沿って等間隔に補正点ＣＰＰを複数指定することができる。 The frequency dividing counter circuit 212 presets the initial count value to the correction position information (set value) Nv, and decrements the count value each time the clock pulse of the clock signal LTC is input. When the count value becomes 0, the frequency dividing counter circuit 212 outputs a 1-pulse coincidence signal Idc to the shift pulse output unit 214. That is, the frequency dividing counter circuit 212 outputs the matching signal Idc when the clock pulse of the clock signal LTC is counted by the correction position information Nv. This matching signal Idc is information indicating that the correction point CPP exists before the next clock pulse is generated. Further, the frequency dividing counter circuit 212 presets the count value in the correction position information Nv when the next clock pulse is input after the count value becomes 0. As a result, a plurality of correction points CPP can be designated at equal intervals along the drawing line SLn.

シフトパルス出力部２１４は、一致信号Ｉｄｃが入力されるとシフトパルスＣＳをクロック切換部２０４に出力する。このシフトパルスＣＳが発生すると、クロック切換部２０４は、クロック信号ＬＴＣとして出力するクロック信号ＣＫpを切り換える。このシフトパルスＣＳは、補正点ＣＰＰを示す情報であり、分周カウンタ回路２１２のカウント値が０になった後、次のクロックパルスが入力される前に発生する。したがって、分周カウンタ回路２１２のカウント値を０にしたクロックパルスに応じて発生したビームＬＢａ（ＬＢｂ）のスポット光ＳＰの基板Ｐ上における位置と、次のクロックパルスに応じて発生したビームＬＢａ（ＬＢｂ）のスポット光ＳＰの基板Ｐ上における位置との間に補正点ＣＰＰが存在することになる。The shift pulse output unit 214 outputs the shift pulse CS to the clock switching unit 204 when the match signal Idc is input. When this shift pulse CS is generated, the clock switching unit 204 switches the clock signal CK p to be output as the clock signal LTC. This shift pulse CS is information indicating the correction point CPP, and is generated after the count value of the frequency dividing counter circuit 212 becomes 0 and before the next clock pulse is input. Therefore, the position of the spot light SP of the beam LBa (LBb) generated in response to the clock pulse in which the count value of the frequency dividing counter circuit 212 is set to 0 on the substrate P, and the beam LBa generated in response to the next clock pulse ( The correction point CPP exists between the spot light SP of LBb) and the position on the substrate P.

上述したように、１描画ラインＳＬｎ当り２００００個のスポット光ＳＰを投射し、描画ラインＳＬｎ上に補正点ＣＰＰを等間隔に離散的に４０個配置すると、スポット光ＳＰ（クロック信号ＬＴＣのクロックパルス）の５００個間隔で補正点ＣＰＰが配置されることになり、補正位置情報Ｎｖは５００と設定される。 As described above, when 20000 spot light SPs are projected per drawing line SLn and 40 correction points CPPs are discretely arranged at equal intervals on the drawing line SLn, the spot light SPs (clock pulses of the clock signal LTC) are arranged. ), The correction points CPP are arranged at intervals of 500, and the correction position information Nv is set to 500.

図１２は、図１１に示す信号発生部２２ａの各部から出力される信号を示すタイムチャートである。クロック信号発生部２００が発生する５０個のクロック信号ＣＫ0〜ＣＫ49は、いずれもクロック発生部６０が出力するクロック信号ＣＫ0と同じ基準周期Ｔｅではあるが、その位相が０．２ｎｓｅｃずつ遅れたものとなっている。したがって、例えば、クロック信号ＣＫ3は、クロック信号ＣＫ0に対して０．６ｎｓｅｃ位相が遅れたものとなり、クロック信号ＣＫ49は、クロック信号ＣＫ0に対して９．８ｎｓｅｃ位相が遅れたものとなっている。分周カウンタ回路２１２が、クロック切換部２０４から出力されるクロック信号ＬＴＣのクロックパルスを補正位置情報（設定値）Ｎｖ分だけカウントすると一致信号Ｉｄｃ（図示略）を出力し、これに応じて、シフトパルス出力部２１４がシフトパルスＣＳを出力する。シフトパルス出力部２１４は、通常は、ハイ（論理値が１）の信号を出力しているが、一致信号Ｉｄｃが出力されるとロー（論理値は０）に立ち下がり、クロック信号ＣＫpの基準周期Ｔｅの半分（半周期）の時間が経過するとハイ（論理値は１）に立ち上がるシフトパルスＣＳを出力する。これにより、このシフトパルスＣＳは、分周カウンタ回路２１２がクロック信号ＬＴＣのクロックパルスを補正位置情報（設定値）Ｎｖ分だけカウントしてから、次のクロックパルスが入力される前に立ち上がる。FIG. 12 is a time chart showing signals output from each unit of the signal generation unit 22a shown in FIG. The 50 clock signals CK 0 to CK 49 generated by the clock signal generation unit 200 all have the same reference period Te as the clock signal CK 0 output by the clock generation unit 60, but their phases are delayed by 0.2 nsec. It has become a clock. Therefore, for example, the clock signal CK 3 has a phase delayed by 0.6 nsec with respect to the clock signal CK 0 , and the clock signal CK 49 has a phase delayed by 9.8 nsec with respect to the clock signal CK 0. ing. When the frequency dividing counter circuit 212 counts the clock pulse of the clock signal LTC output from the clock switching unit 204 by the correction position information (set value) Nv, it outputs a matching signal Idc (not shown). The shift pulse output unit 214 outputs the shift pulse CS. Normally, the shift pulse output unit 214 outputs a high signal (logical value is 1), but when the matching signal Idc is output, the shift pulse output unit 214 drops to low (logical value is 0), and the clock signal CK p When half (half cycle) of the reference cycle Te elapses, a shift pulse CS that rises to high (logical value is 1) is output. As a result, the shift pulse CS starts up after the frequency dividing counter circuit 212 counts the clock pulse of the clock signal LTC by the amount of the correction position information (set value) Nv, and then before the next clock pulse is input.

クロック切換部２０４は、シフトパルスＣＳの立ち上がりに応答して、クロック信号ＬＴＣとして出力するクロック信号ＣＫpを、シフトパルスＣＳが発生する直前まで出力していたクロック信号ＣＫpから、伸縮情報ＰＯＬ´に応じた方向に０．２ｎｓｅｃ位相がずれたクロック信号ＣＫp±1に切り換える。図１２の例では、シフトパルスＣＳが発生する直前までクロック信号ＬＴＣとして出力していたクロック信号ＣＫpをＣＫ0、伸縮情報ＰＯＬを「０」（縮小）としているので、シフトパルスＣＳの立ち上がりに応答して、クロック信号ＣＫ49に切り換わっている。このように、伸縮情報ＰＯＬが「０」の場合は、スポット光ＳＰが補正点ＣＰＰを通過する度に（つまり、シフトパルスＣＳが発生する度に）、クロック切換部２０４は、位相が０．２ｎｓｅｃずつ進むようにクロック信号ＬＴＣとして出力するクロック信号ＣＫpを切り換える。したがって、クロック信号ＬＴＣとして出力（選択）されるクロック信号ＣＫpは、ＣＫ0→ＣＫ49→ＣＫ48→ＣＫ47→・・・・、の順番で切り換わる。このシフトパルスＣＳが発生する補正点ＣＰＰの位置では、クロック信号ＬＴＣの周期が基準周期Ｔｅ（＝１０ｎｓｅｃ）に対して、０．２ｎｓｅｃ短い時間（９．８ｎｓｅｃ）となり、それ以降は、スポット光ＳＰが次の補正点ＣＰＰを通過するまで（次のシフトパルスＣＳが発生するまで）、クロック信号ＬＴＣの周期は基準周期Ｔｅ（＝１０ｎｓｅｃ）となる。Clock switching unit 204 in response to the rising edge of the shift pulse CS, a clock signal CK p to be output as a clock signal LTC, the clock signal CK p to shift pulse CS is not output until immediately before the occurrence, distortion information POL' The clock signal is switched to the clock signal CK p ± 1 with a phase shift of 0.2 nsec in the direction corresponding to. In the example of FIG. 12, the clock signal CK p , which was output as the clock signal LTC until just before the shift pulse CS is generated, is set to CK 0 , and the expansion / contraction information POL is set to “0” (reduced). In response, it is switched to the clock signal CK 49. As described above, when the expansion / contraction information POL is “0”, the phase of the clock switching unit 204 is set to 0 each time the spot light SP passes through the correction point CPP (that is, every time a shift pulse CS is generated). The clock signal CK p to be output as the clock signal LTC is switched so as to advance by 2 nsec. Therefore, the clock signal CK p output (selected) as the clock signal LTC is switched in the order of CK 0 → CK 49 → CK 48 → CK 47 → .... At the position of the correction point CPP where the shift pulse CS is generated, the period of the clock signal LTC is 0.2 nsec shorter than the reference period Te (= 10 nsec) (9.8 nsec), and thereafter, the spot light SP The cycle of the clock signal LTC becomes the reference cycle Te (= 10 nsec) until the clock signal passes through the next correction point CPP (until the next shift pulse CS is generated).

逆に、伸縮情報ＰＯＬが「１」の場合は、スポット光ＳＰが補正点ＣＰＰを通過する度に（つまり、シフトパルスＣＳが発生する度に）、クロック切換部２０４は、位相が０．２ｎｓｅｃずつ遅れるようにクロック信号ＬＴＣとして出力（選択）するクロック信号ＣＫpを切り換える。したがって、クロック信号ＬＴＣとして出力（選択）されるクロック信号ＣＫpは、ＣＫ0→ＣＫ1→ＣＫ2→ＣＫ3→・・・・、の順番で切り換わる。このシフトパルスＣＳが発生する補正点ＣＰＰの位置では、クロック信号ＬＴＣの周期が基準周期Ｔｅ（＝１０ｎｓｅｃ）に対して、０．２ｎｓｅｃ長い時間（１０．２ｎｓｅｃ）となり、それ以降は、スポット光ＳＰが次の補正点ＣＰＰを通過するまで（次のシフトパルスＣＳが発生するまで）、クロック信号ＬＴＣの周期は基準周期Ｔｅ（＝１０ｎｓｅｃ）となる。On the contrary, when the expansion / contraction information POL is "1", the phase of the clock switching unit 204 is 0.2 nsec every time the spot light SP passes through the correction point CPP (that is, every time a shift pulse CS is generated). The clock signal CK p to be output (selected) as the clock signal LTC is switched so as to be delayed one by one. Therefore, the clock signal CK p output (selected) as the clock signal LTC is switched in the order of CK 0 → CK 1 → CK 2 → CK 3 → ... At the position of the correction point CPP where the shift pulse CS is generated, the period of the clock signal LTC is 0.2 nsec longer (10.2 nsec) than the reference period Te (= 10 nsec), and thereafter, the spot light SP The cycle of the clock signal LTC becomes the reference cycle Te (= 10 nsec) until the clock signal passes through the next correction point CPP (until the next shift pulse CS is generated).

本実施の形態では、実効的なサイズφが３μｍのスポット光ＳＰが１．５μｍずつ重なるように主走査方向に沿って投射されるので、補正点ＣＰＰにおけるクロック信号ＬＴＣの周期の補正時間（±０．２ｎｓｅｃ）は、０．０３μｍ（＝１．５〔μｍ〕×（±０．２〔ｎｓｅｃ〕／１０〔ｎｓｅｃ〕））に相当し、１画素当り±０．０３μｍ伸縮することになる。 In the present embodiment, since the spot light SPs having an effective size φ of 3 μm are projected along the main scanning direction so as to overlap each other by 1.5 μm, the correction time (±) of the cycle of the clock signal LTC at the correction point CPP. 0.2 nsec) corresponds to 0.03 μm (= 1.5 [μm] × (± 0.2 [nsec] / 10 [nsec])), and the expansion and contraction is ± 0.03 μm per pixel.

図１３Ａは、局所倍率補正が行われていない場合に描画されるパターンＰＰを説明する図であり、図１３Ｂは、図１２に示すタイムチャートにしたがって局所倍率補正（縮小）が行われた場合に描画されるパターンＰＰを説明する図である。なお、強度が高レベルのスポット光ＳＰを実線で表し、強度が低レベルまたはゼロのスポット光ＳＰを破線で表している。図１３Ａ、図１３Ｂに示すように、クロック信号ＬＴＣの各クロックパルスに応答して発生したスポット光ＳＰによってパターンＰＰが描画される。図１３Ａと図１３Ｂのクロック信号ＬＴＣとパターンＰＰとを区別するため、図１３Ａ（局所倍率補正が行われていない場合）のクロック信号ＬＴＣ、パターンＰＰを、ＬＴＣ１、ＰＰ１で表し、図１３Ｂ（局所倍率補正が行われた場合）のクロック信号ＬＴＣ、パターンＰＰを、ＬＴＣ２、ＰＰ２で表している。 FIG. 13A is a diagram for explaining the pattern PP drawn when the local magnification correction is not performed, and FIG. 13B is a diagram when the local magnification correction (reduction) is performed according to the time chart shown in FIG. It is a figure explaining the pattern PP to be drawn. The spot light SP having a high intensity level is represented by a solid line, and the spot light SP having a low intensity level or zero is represented by a broken line. As shown in FIGS. 13A and 13B, the pattern PP is drawn by the spot light SP generated in response to each clock pulse of the clock signal LTC. In order to distinguish between the clock signal LTC of FIG. 13A and FIG. 13B and the pattern PP, the clock signal LTC and pattern PP of FIG. 13A (when local magnification correction is not performed) are represented by LTC1 and PP1 and FIG. 13B (local). The clock signal LTC and pattern PP of (when magnification correction is performed) are represented by LTC2 and PP2.

局所倍率補正が行われていない場合は、図１３Ａに示すように、描画される各画素の寸法Ｐｘｙは、主走査方向において一定の長さとなる。なお、画素の副走査方向（Ｘ方向）の長さをＰｘで表し、主走査方向（Ｙ方向）の長さをＰｙで表している。図１２に示すようなタイムチャートにしたがって局所倍率補正（縮小）が行われると、図１３Ｂに示すように補正点ＣＰＰを含む画素の寸法Ｐｘｙは、画素の長さＰｙがΔＰｙ（＝０．０３μｍ）だけ縮んだ状態となる。逆に、伸長の局所倍率補正が行われると、補正点ＣＰＰを含む画素の寸法Ｐｘｙは、画素の長さＰｙがΔＰｙ（＝０．０３μｍ）だけ伸びた状態となる。 When the local magnification correction is not performed, as shown in FIG. 13A, the dimension Pxy of each pixel to be drawn has a constant length in the main scanning direction. The length of the pixel in the sub-scanning direction (X direction) is represented by Px, and the length in the main scanning direction (Y direction) is represented by Py. When the local magnification correction (reduction) is performed according to the time chart as shown in FIG. 12, as shown in FIG. 13B, the dimension Pxy of the pixel including the correction point CPP has a pixel length Py of ΔPy (= 0.03 μm). ) Is shrunk. On the contrary, when the local magnification correction of the extension is performed, the dimension Pxy of the pixel including the correction point CPP is in a state where the pixel length Py is extended by ΔPy (= 0.03 μm).

なお、シリアルデータＤＬｎの画素シフトについては特に触れなかったが、クロック切換部２０４からクロック信号ＬＴＣのクロックパルスが２個出力される度に、図９に示す描画データ出力部１１４は、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）の駆動回路３６ａに出力するシリアルデータＤＬｎの画素の論理情報を１画素分（１ビット分）だけシフトする。これにより、スポット光ＳＰ（クロック信号ＬＴＣのクロックパルス）の２個が１画素に対応することになる。 Although the pixel shift of the serial data DLn was not particularly mentioned, the drawing data output unit 114 shown in FIG. 9 is the light source device LSa every time two clock pulses of the clock signal LTC are output from the clock switching unit 204. The logical information of the pixels of the serial data DLn output to the drive circuit 36a of (LSb) is shifted by one pixel (one bit). As a result, two spot light SPs (clock pulses of the clock signal LTC) correspond to one pixel.

以上のように、本実施の形態の露光装置ＥＸは、パルス光源部３５からの種光Ｓ１、Ｓ２に応じて生成されるビームＬＢ（Ｌｓｅ、ＬＢａ、ＬＢｂ、ＬＢｎ）のスポット光ＳＰをパターンデータに応じて強度変調しつつ、基板Ｐ上の描画ラインＳＬｎに沿ってスポット光ＳＰを相対的に走査することにより、基板Ｐ上にパターンを描画する。露光装置ＥＸは、クロック信号発生部２００、制御回路（光源制御部）２２、および、クロック切換部２０４を少なくとも備える。上述したように、クロック信号発生部２００は、φ／Ｖｓで決まる周期よりも短い基準周期Ｔｅ（例えば、１０ｎｓｅｃ）を有するとともに、基準周期Ｔｅの１／Ｎの補正時間（例えば、０．２ｎｓｅｃ）ずつ位相差を与えた複数（Ｎ＝５０個）のクロック信号ＣＫp（ＣＫ0〜ＣＫ49）を生成する。制御回路（光源制御部）２２は、複数のクロック信号ＣＫpのうちいずれか１つのクロック信号ＣＫp（クロック信号ＬＴＣ）の各クロックパルスに応答してビームＬＢが発生するようにパルス光源部３５を制御する。クロック切換部２０４は、スポット光ＳＰが描画ラインＳＬｎ上に指定される特定の補正点ＣＰＰを通過するタイミングで、ビームＬＢの発生に起因するクロック信号ＣＫp、つまり、クロック信号ＬＴＣとして出力されるクロック信号ＣＫpを、位相差の異なる他のクロック信号ＣＫpに切り換える。したがって、描画ラインＳＬｎ（描画するパターン）の倍率をきめ細やかに補正することができ、ミクロンオーダーでの精密な重ね合わせ露光を行うことができる。As described above, the exposure apparatus EX of the present embodiment uses the spot light SP of the beam LB (Lse, LBa, LBb, LBn) generated in response to the seed lights S1 and S2 from the pulse light source unit 35 as pattern data. A pattern is drawn on the substrate P by relatively scanning the spot light SP along the drawing line SLn on the substrate P while intensifying the intensity according to the above. The exposure apparatus EX includes at least a clock signal generation unit 200, a control circuit (light source control unit) 22, and a clock switching unit 204. As described above, the clock signal generation unit 200 has a reference cycle Te (for example, 10 nsec) shorter than the cycle determined by φ / Vs, and has a correction time of 1 / N of the reference cycle Te (for example, 0.2 nsec). A plurality of (N = 50) clock signals CK p (CK 0 to CK 49 ) with phase differences are generated. Control circuit (light source control unit) 22, a pulse light source unit 35 so that the beam LB is generated in response to each clock pulse of one of the clock signal CK p among the plurality of clock signals CK p (clock signal LTC) To control. The clock switching unit 204 outputs the clock signal CK p due to the generation of the beam LB, that is, the clock signal LTC at the timing when the spot light SP passes through the specific correction point CPP designated on the drawing line SLn. the clock signal CK p, switch to other different clock signal CK p phase difference. Therefore, the magnification of the drawing line SLn (drawing pattern) can be finely corrected, and precise overlay exposure on the order of microns can be performed.

この局所倍率補正情報ＣＭｇｎ（ＣＭｇ１〜ＣＭｇ６）の補正位置情報（設定値）Ｎｖは、任意に変更することができ、描画ラインＳＬｎの倍率に応じて適宜設定される。例えば、描画ラインＳＬｎ上に位置する補正点ＣＰＰが１つとなるように、補正位置情報Ｎｖを設定してもよい。また、描画ラインＳＬｎに沿ったスポット光ＳＰの１走査ごとに補正位置情報Ｎｖの値を変えても良いし、１走査中にスポット光ＳＰが補正点ＣＰＰに来るたびに、補正位置情報Ｎｖの値を変えても良い。この場合であっても、描画ラインＳＬｎ上の離散的な位置に複数の補正点ＣＰＰが指定されることには変わりはないが、補正位置情報Ｎｖを変更することで、補正点ＣＰＰの間隔を不均一にすることができる。さらに、描画ラインＳＬｎに沿ったビームＬＢｎ（スポット光ＳＰ）の１走査毎、或いはポリゴンミラーＰＭの１回転毎に、描画ラインＳＬｎ上の補正画素の数は変えずに、補正画素（補正点ＣＰＰ）の位置を異ならせるようにしてもよい。 The correction position information (set value) Nv of the local magnification correction information CMgn (CMg1 to CMg6) can be arbitrarily changed and is appropriately set according to the magnification of the drawing line SLn. For example, the correction position information Nv may be set so that there is only one correction point CPP located on the drawing line SLn. Further, the value of the correction position information Nv may be changed for each scan of the spot light SP along the drawing line SLn, or the correction position information Nv may be changed each time the spot light SP comes to the correction point CPP during one scan. You may change the value. Even in this case, a plurality of correction point CPPs are still specified at discrete positions on the drawing line SLn, but by changing the correction position information Nv, the interval between the correction point CPPs can be changed. Can be non-uniform. Further, for each scan of the beam LBn (spot light SP) along the drawing line SLn or for each rotation of the polygon mirror PM, the number of correction pixels on the drawing line SLn is not changed, and the correction pixels (correction point CPP) are not changed. ) May be different.

［第１の実施の形態の変形例］
上記第１の実施の形態は、以下のような変形が可能である。なお、上記の実施の形態と同一の構成については同様の符号を付し、異なる箇所を中心に説明する。[Modified example of the first embodiment]
The first embodiment can be modified as follows. The same configurations as those in the above-described embodiment are designated by the same reference numerals, and different parts will be mainly described.

（変形例１）
上記の第１の実施の形態では、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）からのビームＬＢａ（ＬＢｂ）を走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のいずれかに選択的に供給するための選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）を音響光学変調素子とした。すなわち、入射ビームに対して所定の回折角で偏向されて出力される１次回折光を描画用のビームＬＢｎとして走査ユニットＵｎに供給しているが、選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）は、回折現象を使わない電気光学偏向部材であっても良い。図１４は、変形例１によるビーム切換部ＢＤＵ内の１つの走査ユニットＵｎに対応したビーム切換部の構成を示し、本変形例では、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）からのビームＬＢａ（ＬＢｂ）を入射する電気光学素子ＯＳｎと、電気光学素子ＯＳｎを透過したビームの偏光特性に応じて、ビームを透過または反射する偏光ビームスプリッタＢＳｎとが、先の図６に示した選択用光学素子ＡＯＭ１とユニット側入射ミラーＩＭ１との組み合せ系の代わりに設けられる。(Modification example 1)
In the first embodiment described above, the selection optical element AOMn (AOM1) for selectively supplying the beam LBa (LBb) from the light source device LSa (LSb) to any of the scanning units Un (U1 to U6). ~ AOM6) was used as an acoustic-optical modulation element. That is, the primary diffracted light that is deflected and output at a predetermined diffraction angle with respect to the incident beam is supplied to the scanning unit Un as the drawing beam LBn, and the selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM6) are used. An electro-optical deflection member that does not use a diffraction phenomenon may be used. FIG. 14 shows the configuration of the beam switching unit corresponding to one scanning unit Un in the beam switching unit BDU according to the modified example 1. In this modified example, the beam LBa (LBb) from the light source device LSa (LSb) is incident. The electro-optical element OSn and the polarization beam splitter BSn that transmits or reflects the beam depending on the polarization characteristics of the beam transmitted through the electro-optical element OSn are the selection optical element AOM1 and the unit side shown in FIG. It is provided instead of the combination system with the incident mirror IM1.

図１４において、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）から平行光束となって射出されるビームＬＢａ（ＬＢｂ）の進行方向をＸ軸と平行に設定したとき、電気光学素子ＯＳｎに入射するビームＬＢａ（ＬＢｂ）をＹ方向に偏光した直線偏光とし、電気光学素子ＯＳｎのＹ方向に対向した面に形成された電極ＥＪｐ、ＥＪｍの間に数Ｋｖの電圧を印加すると、電気光学素子ＯＳｎを透過したビームは、入射時の偏光状態から９０度回転してＺ方向に偏光した直線偏光となって、偏光ビームスプリッタＢＳｎに入射する。電極ＥＪｐ、ＥＪｍ間に電圧を印加しない場合、電気光学素子ＯＳｎを透過したビームは、入射時の偏光状態のままＹ方向に偏光した直線偏光となる。従って、電極ＥＪｐ、ＥＪｍ間の電圧が零のオフ状態のとき、電気光学素子ＯＳｎからのビームは、立方体状の偏光ビームスプリッタＢＳｎの偏光分割面ｐｓｐ（ＸＹ面とＹＺ面の各々に対して４５度傾いた面）をそのまま透過する。電極ＥＪｐ、ＥＪｍ間に電圧が印加されるオン状態のとき、電気光学素子ＯＳｎからのビームは偏光ビームスプリッタＢＳｎの偏光分割面ｐｓｐで反射されて、描画データ（例えば図９中の描画ビット列データＳＢａ、ＳＢｂ）に応じて強度変調された描画用のビームＬＢｎとなって走査ユニットＵｎに向かう。電気光学素子ＯＳｎは、印加される電界強度の１乗で屈折率が変化するポッケルス効果、又は印加される電界強度の２乗で屈折率が変化するカー効果を呈する結晶媒体又は非結晶媒体で構成される。また電気光学素子ＯＳｎは、電界の代わりに磁界によって屈折率が変化するファラデー効果を呈する結晶媒体であっても良い。 In FIG. 14, when the traveling direction of the beam LBa (LBb) emitted from the light source device LSa (LSb) as a parallel light beam is set to be parallel to the X axis, the beam LBa (LBb) incident on the electro-optical element OSn is set. When a voltage of several Kv is applied between the electrodes EJp and EJm formed on the surfaces of the electro-optical element OSn facing the Y-direction with linear polarization polarized in the Y direction, the beam transmitted through the electro-optical element OSn is incident. It is rotated 90 degrees from the current polarization state to become linear polarization polarized in the Z direction, and is incident on the polarization beam splitter BSn. When no voltage is applied between the electrodes EJp and EJm, the beam transmitted through the electro-optical element OSn becomes linearly polarized light polarized in the Y direction while maintaining the polarized state at the time of incident. Therefore, when the voltage between the electrodes EJp and EJm is in the off state of zero, the beam from the electro-optical element OSn is 45 for each of the polarization splitting plane psp (each of the XY plane and the YZ plane) of the cubic polarization beam splitter BSn. The tilted surface) is transmitted as it is. When a voltage is applied between the electrodes EJp and EJm in the ON state, the beam from the electro-optical element OSn is reflected by the polarization splitting surface psp of the polarization beam splitter BSn, and drawing data (for example, drawing bit string data SBa in FIG. 9) is reflected. , SBb), it becomes a drawing beam LBn whose intensity is modulated, and heads toward the scanning unit Un. The electro-optical element OSn is composed of a crystalline medium or an amorphous medium that exhibits a Pockels effect in which the refractive index changes with the square of the applied electric field strength or a Kerr effect in which the refractive index changes with the square of the applied electric field strength. Will be done. Further, the electro-optical element OSn may be a crystal medium exhibiting a Faraday effect in which the refractive index is changed by a magnetic field instead of an electric field.

（変形例２）
図１５は、図６に示したビーム切換部ＢＤＵを構成する選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６とユニット側入射ミラーＩＭ１〜ＩＭ６とを、図１４の変形例１の構成に置き換えた場合の変形例２を示す。光源装置ＬＳａから平行光束（ビーム径は１ｍｍ以下）として射出される直線偏光のビームＬＢａは、図６、図９に示したような音響光学変調素子（又は音響光学偏向素子）を用いたビームシフター部ＳＦＴａを介して、電気光学素子ＯＳ１、偏光ビームスプリッタＢＳ１、電気光学素子ＯＳ２、偏光ビームスプリッタＢＳ２、電気光学素子ＯＳ３、偏光ビームスプリッタＢＳ３の順に通った後、吸収体ＴＲ１に入射する。偏光ビームスプリッタＢＳ１は、電気光学素子ＯＳ１に電界が印加されたとき、ビームＬＢａを描画用のビームＬＢ１として走査ユニットＵ１に向けて反射する。同様に、偏光ビームスプリッタＢＳ２は、電気光学素子ＯＳ２に電界が印加されたとき、ビームＬＢａを描画用のビームＬＢ２として走査ユニットＵ２に向けて反射し、偏光ビームスプリッタＢＳ３は、電気光学素子ＯＳ３に電界が印加されたとき、ビームＬＢａを描画用のビームＬＢ３として走査ユニットＵ３に向けて反射する。図１５では、電気光学素子ＯＳ１〜ＯＳ３のうちの電気光学素子ＯＳ２のみに電界が印加され、ビームシフター部ＳＦＴａから射出されるビームＬＢａがビームＬＢ２として走査ユニットＵ２のみに入射している。(Modification 2)
FIG. 15 shows a modification 2 when the selection optical elements AOM1 to AOM6 and the unit-side incident mirrors IM1 to IM6 constituting the beam switching unit BDU shown in FIG. 6 are replaced with the configuration of the modification 1 of FIG. Is shown. The linearly polarized beam LBa emitted from the light source device LSa as a parallel light beam (beam diameter is 1 mm or less) is a beam shifter using an acoustic-optical modulation element (or acoustic-optical deflection element) as shown in FIGS. 6 and 9. After passing through the electro-optical element OS1, the polarization beam splitter BS1, the electro-optical element OS2, the polarization beam splitter BS2, the electro-optical element OS3, and the polarization beam splitter BS3 in this order, the light is incident on the absorber TR1. When an electric field is applied to the electro-optical element OS1, the polarizing beam splitter BS1 reflects the beam LBa as a drawing beam LB1 toward the scanning unit U1. Similarly, when an electric field is applied to the electro-optical element OS2, the polarization beam splitter BS2 reflects the beam LBa as a drawing beam LB2 toward the scanning unit U2, and the polarization beam splitter BS3 is transferred to the electro-optical element OS3. When an electric field is applied, the beam LBa is reflected toward the scanning unit U3 as a drawing beam LB3. In FIG. 15, an electric field is applied only to the electro-optical element OS2 among the electro-optical elements OS1 to OS3, and the beam LBa emitted from the beam shifter portion SFTa is incident on only the scanning unit U2 as the beam LB2.

同様に、光源装置ＬＳｂから平行光束（ビーム径は１ｍｍ以下）として射出される直線偏光のビームＬＢｂは、音響光学変調素子（又は音響光学偏向素子）を用いたビームシフター部ＳＦＴｂを介して、電気光学素子ＯＳ４、偏光ビームスプリッタＢＳ４、電気光学素子ＯＳ５、偏光ビームスプリッタＢＳ５、電気光学素子ＯＳ６、偏光ビームスプリッタＢＳ６の順に通った後、吸収体ＴＲ２に入射する。偏光ビームスプリッタＢＳ４は、電気光学素子ＯＳ４に電界が印加されたとき、ビームＬＢｂを描画用のビームＬＢ４として走査ユニットＵ４に向けて反射し、偏光ビームスプリッタＢＳ５は、電気光学素子ＯＳ５に電界が印加されたとき、ビームＬＢｂを描画用のビームＬＢ５として走査ユニットＵ５に向けて反射し、偏光ビームスプリッタＢＳ６は、電気光学素子ＯＳ６に電界が印加されたとき、ビームＬＢｂを描画用のビームＬＢ６として走査ユニットＵ６に向けて反射する。図１５では、電気光学素子ＯＳ４〜ＯＳ６のうちの電気光学素子ＯＳ６のみに電界が印加され、ビームシフター部ＳＦＴｂから射出されるビームＬＢｂがビームＬＢ６として走査ユニットＵ６のみに入射している。 Similarly, the linearly polarized beam LBb emitted from the light source device LSb as a parallel light beam (beam diameter is 1 mm or less) is electrolyzed via a beam shifter section SFTb using an acoustic-optical modulation element (or an acoustic-optical deflection element). After passing through the optical element OS4, the polarization beam splitter BS4, the electro-optical element OS5, the polarization beam splitter BS5, the electro-optical element OS6, and the polarization beam splitter BS6 in this order, the light is incident on the absorber TR2. When an electric field is applied to the electro-optical element OS4, the polarized beam splitter BS4 reflects the beam LBb as a drawing beam LB4 toward the scanning unit U4, and the polarized beam splitter BS5 applies an electric field to the electro-optical element OS5. When this is done, the beam LBb is reflected toward the scanning unit U5 as the drawing beam LB5, and the polarizing beam splitter BS6 scans the beam LBb as the drawing beam LB6 when an electric field is applied to the electro-optical element OS6. Reflects towards unit U6. In FIG. 15, an electric field is applied only to the electro-optical element OS6 among the electro-optical elements OS4 to OS6, and the beam LBb emitted from the beam shifter portion SFTb is incident on only the scanning unit U6 as the beam LB6.

ビームシフター部ＳＦＴａ、ＳＦＴｂは、一例として、音響光学偏向素子ＡＯＤｓを用いて図１６のように構成される。音響光学偏向素子ＡＯＤｓは、図９に示されている選択素子駆動制御部１０２からの高周波電力としての駆動信号ＨＦｎと同様の高周波駆動信号ＨＧａ、ＨＧｂによって駆動される。光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）からの平行なビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、焦点距離ｆ１のレンズＣＧ１の光軸と同軸となって入射し、面ｐｕでビームウェストとなるように集光する。音響光学偏向素子ＡＯＤｓの偏向点は、面ｐｕの位置に配置される。駆動信号ＨＧａ（ＨＧｂ）がオフの状態では、面ｐｕでビームウェストとなったビームＬＢａ（ＬＢｂ）は回折されることなく、面ｐｕから焦点距離ｆ２のレンズＣＧ２に入射し、平行光束になってミラーＯＭで反射されて吸収体ＴＲ３に入射する。駆動信号ＨＧａ（ＨＧｂ）が音響光学偏向素子ＡＯＤｓに印加されたオン状態のとき、音響光学偏向素子ＡＯＤｓは駆動信号ＨＧａ（ＨＧｂ）の周波数に応じた回折角で偏向されたビームＬＢａ（ＬＢｂ）の１次回折光を生成さする。その１次回折光は、ここでは偏向されたビームＬＢａ（ＬＢｂ）と呼ぶ。音響光学偏向素子ＡＯＤｓの偏向点は、レンズＣＧ２の焦点距離ｆ２の位置である面ｐｕに配置されるので、レンズＣＧ２から射出するビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、レンズＣＧ２の光軸と平行な平行光束となって、図１５の電気光学素子ＯＳ１、又はＯＳ４に入射する。 The beam shifter portions SFTa and SFTb are configured as shown in FIG. 16 by using an acoustic-optical deflection element AODs as an example. The acoustic-optical deflection elements AODs are driven by high-frequency drive signals HGa and HGb similar to the drive signals HFn as high-frequency power from the selection element drive control unit 102 shown in FIG. The parallel beam LBa (LBb) from the light source device LSa (LSb) is incident coaxially with the optical axis of the lens CG1 having a focal length f1, and is focused so as to be a beam waist on the surface pu. The deflection points of the acoustic-optical deflection elements AODs are arranged at the positions of the surface pu. When the drive signal HGa (HGb) is off, the beam LBa (LBb) that has become the beam waist on the surface pu is not diffracted and is incident on the lens CG2 having a focal length f2 from the surface pu to become a parallel luminous flux. It is reflected by the mirror OM and is incident on the absorber TR3. When the drive signal HGa (HGb) is applied to the acoustic-optical deflection element AODs in the ON state, the acoustic-optical deflection element AODs is a beam LBa (LBb) deflected by a diffraction angle corresponding to the frequency of the drive signal HGa (HGb). Generates first-order diffracted light. The first-order diffracted light is referred to herein as a deflected beam LBa (LBb). Since the deflection points of the acoustic-optical deflection elements AODs are arranged on the surface pu, which is the position of the focal length f2 of the lens CG2, the beam LBa (LBb) emitted from the lens CG2 is a parallel light beam parallel to the optical axis of the lens CG2. Then, it is incident on the electro-optical element OS1 or OS4 of FIG.

音響光学偏向素子ＡＯＤｓに印加される駆動信号ＨＧａ（ＨＧｂ）の周波数を変えることにより、レンズＣＧ２から射出するビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、レンズＣＧ２の光軸と平行な状態で、光軸と垂直な方向に位置シフトする。ビームＬＢａ（ＬＢｂ）の位置シフトの方向は、図１４に示した電気光学素子ＯＳｎ（ＯＳ１又はＯＳ４）の入射端面上でＺ方向に対応し、シフト量は駆動信号ＨＧａ（ＨＧｂ）の周波数の変化量に対応する。本変形例の場合、ビームシフター部ＳＦＴａ（ＳＦＴｂ）は３つの走査ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３（Ｕ４、Ｕ５、Ｕ６）に対して共通に設けられている。その為、音響光学偏向素子ＡＯＤｓに印加される駆動信号ＨＧａ（ＨＧｂ）の周波数は、図１５の電気光学素子ＯＳ１〜ＯＳ３のいずれか１つ、又は電気光学素子ＯＳ４〜ＯＳ６のいずれか１つがオン状態になるタイミングに同期して変更（周波数変調）することができる。これにより、電気光学素子ＯＳ１〜ＯＳ３（ＯＳ４〜ＯＳ６）を通るビームＬＢａ（ＬＢｂ）が図１４中でＺ方向に平行にシフトし、偏光ビームスプリッタＢＳ１〜ＢＳ３（ＢＳ４〜ＢＳ６）で反射されたビームＬＢｎ（ＬＢ１〜Ｌｂ６）は、図１４中でＸ方向に平行シフトする。これによって、オン状態となった電気光学素子ＯＳｎに対応した走査ユニットＵｎからのビームＬＢｎのスポット光ＳＰを、副走査方向（Ｘ方向）に微少量だけ高速にシフトさせることができる。 By changing the frequency of the drive signal HGa (HGb) applied to the acoustic-optical deflection element AODs, the beam LBa (LBb) emitted from the lens CG2 is parallel to the optical axis of the lens CG2 and perpendicular to the optical axis. Position shift in the direction. The direction of the position shift of the beam LBa (LBb) corresponds to the Z direction on the incident end face of the electro-optical element OSn (OS1 or OS4) shown in FIG. 14, and the shift amount corresponds to the change in the frequency of the drive signal HGa (HGb). Corresponds to the quantity. In the case of this modification, the beam shifter section SFTa (SFTb) is commonly provided for the three scanning units U1, U2, and U3 (U4, U5, U6). Therefore, the frequency of the drive signal HGa (HGb) applied to the acoustic-optical deflection element AODs is turned on by any one of the electro-optical elements OS1 to OS3 or any one of the electro-optical elements OS4 to OS6 in FIG. It can be changed (frequency modulation) in synchronization with the timing of the state. As a result, the beam LBa (LBb) passing through the electro-optical elements OS1 to OS3 (OS4 to OS6) is shifted parallel to the Z direction in FIG. 14, and is reflected by the polarizing beam splitters BS1 to BS3 (BS4 to BS6). LBn (LB1 to Lb6) are shifted in parallel in the X direction in FIG. As a result, the spot light SP of the beam LBn from the scanning unit Un corresponding to the electro-optical element OSn in the ON state can be shifted at high speed by a very small amount in the sub-scanning direction (X direction).

以上、本実施の形態では、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）からのビームＬＢａ（ＬＢｂ）を、３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３（Ｕ４〜Ｕ６）のいずれか１つに選択的に振り分ける為に、偏向作用を持たない電気光学素子ＯＳ１〜ＯＳ３（ＯＳ４〜ＯＳ６）を用いたので、スポット光ＳＰの位置を副走査方向に微調整するために、偏向作用を持つ音響光学偏向素子ＡＯＤｓによるビームシフター部ＳＦＴａ（ＳＦＴｂ）が設けられる。 As described above, in the present embodiment, the beam LBa (LBb) from the light source device LSa (LSb) is deflected in order to selectively distribute the beam LBa (LBb) to any one of the three scanning units U1 to U3 (U4 to U6). Since the electro-optical elements OS1 to OS3 (OS4 to OS6) that do not have the above are used, in order to finely adjust the position of the spot light SP in the sub-scanning direction, the beam shifter portion SFTa by the acoustic-optical deflection element AODs having a deflection action ( SFTb) is provided.

（変形例３）
図１７Ａ及びＢは、上記の実施形態や変形例で使われた選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６や音響光学偏向素子ＡＯＤｓの代わりに設けられ、回折作用によらないビーム偏向部材の一例を示す。図１７Ａは、所定の厚みでプリズム状（三角形）に形成された透過性の結晶媒体の対向する平行な側面（図１７Ａでは上下面）に電極ＥＪｐ、ＥＪｍが形成された電気光学素子ＯＤｎを示す。結晶媒体は、化学組成として、ＫＤＰ（ＫＨ2ＰＯ4）、ＡＤＰ（ＮＨ4Ｈ2ＰＯ4）、ＫＤ*Ｐ（ＫＤ2ＰＯ4）、ＫＤＡ（ＫＨ2ＡｓＯ4）、ＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3等で表される材料である。電気光学素子ＯＤｎの一方の斜面から入射したビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、電極ＥＪｐ、ＥＪｍ間の電界が零のときは、結晶媒体の初期の屈折率と空気の屈折率との差に応じて偏向されて、他方の斜面から射出する。電極ＥＪｐ、ＥＪｍ間に一定値以上の電界が印加されると、結晶媒体の屈折率が初期値から変化するため、入射したビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、他方の斜面から初期の角度と異なる角度で射出するビームＬＢｎとなる。このような電気光学素子ＯＤｎを用いても、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）からのビームＬＢａ（ＬＢｂ）を、走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々に時分割でスイッチングして供給することができる。また、電気光学素子ＯＤｎに印加する電界強度を変えることで、射出するビームＬＢｎの偏向角を微少に高速に変えられるので、電気光学素子ＯＤｎにスイッチング機能と共に、基板Ｐ上のスポット光ＳＰを副走査方向に微少量シフトさせるビームシフト機能を併せ持たせても良い。さらに、図１６のような単独のビームシフター部ＳＦＴａ（ＳＦＴｂ）の音響光学偏向素子ＡＯＤｓの代わりに電気光学素子ＯＤｎを用いても良い。(Modification example 3)
17A and 17B show an example of a beam deflection member provided in place of the selection optical elements AOM1 to AOM6 and the acoustic optical deflection elements AODs used in the above-described embodiment and modification, and which are not based on the diffraction action. FIG. 17A shows an electro-optic element ODn in which electrodes EJp and EJm are formed on opposite parallel side surfaces (upper and lower surfaces in FIG. 17A) of a transparent crystal medium formed in a prism shape (triangle) with a predetermined thickness. .. The crystal medium has a chemical composition of KDP (KH 2 PO 4 ), ADP (NH 4 H 2 PO 4 ), KD * P (KD 2 PO 4 ), KDA (KH 2 AsO 4 ), BaTIO 3 , SrTIO 3 , It is a material represented by LiNbO 3 , LiTaO 3, and the like. The beam LBa (LBb) incident from one slope of the electro-optical element ODn is deflected according to the difference between the initial refractive index of the crystal medium and the refractive index of air when the electric field between the electrodes EJp and EJm is zero. And eject from the other slope. When an electric field of a certain value or more is applied between the electrodes EJp and EJm, the refractive index of the crystal medium changes from the initial value, so that the incident beam LBa (LBb) is at an angle different from the initial angle from the other slope. It becomes the beam LBn to be emitted. Even if such an electro-optical element ODn is used, the beam LBa (LBb) from the light source device LSa (LSb) can be switched and supplied to each of the scanning units U1 to U6 in a time-division manner. Further, by changing the electric field strength applied to the electro-optical element ODn, the deflection angle of the emitted beam LBn can be changed to a very high speed, so that the electro-optical element ODn has a switching function and the spot light SP on the substrate P is subordinated. A beam shift function for shifting a small amount in the scanning direction may also be provided. Further, the electro-optical element ODn may be used instead of the acoustic-optical deflection element AODs of the single beam shifter unit SFTa (SFTb) as shown in FIG.

また、図１７Ｂは、例えば、特開２０１４−０８１５７５号公報、国際公開第２００５／１２４３９８号パンフレットに開示されているようなＫＴＮ（ＫＴａ1-xＮｂxＯ３）結晶による電気光学素子ＫＤｎを用いたビーム偏向部材の例を示す。図１７Ｂにおいて、電気光学素子ＫＤｎは、ビームＬＢａ（ＬＢｂ）の進行方向に沿って長い角柱状に形成された結晶媒体と、その結晶媒体を挟んで対向配置される電極ＥＪｐ、ＥＪｍとで構成される。電気光学素子ＫＤｎは、一定の温度（例えば４０度台）に保たれるように、温調機能を有するケース内に収納される。電極ＥＪｐ、ＥＪｍ間の電界強度が零のとき、角柱状のＫＴＮ結晶媒体の一方の端面から入射したビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、ＫＴＮ結晶媒体内を直進して、他方の端面から射出する。電極ＥＪｐ、ＥＪｍ間に電界強度を印加すると、ＫＴＮ結晶媒体内を通るビームＬＢａ（ＬＢｂ）が、電界の方向に偏向されて、他方の端面からビームＬＢｎとして射出する。ＫＴＮ結晶媒体も、電界の強度によって屈折率が変化する材料ではあるが、先に挙げた各種の結晶媒体と比べて、一桁ほど低い電界強度（数百Ｖ）で大きな屈折率変化が得られる。その為、電極ＥＪｐ、ＥＪｍ間に印加する電圧を変えると、電気光学素子ＫＤｎから射出するビームＬＢｎの元のビームＬＢａ（ＬＢｂ）に対する偏向角を比較的に大きな範囲（例えば、０度〜５度）で高速に調整できる。Further, in FIG. 17B, for example, an electro-optical element KDn made of a KTN (KTa 1-x Nb x O3) crystal as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-081575 and International Publication No. 2005/124398 pamphlet was used. An example of a beam deflection member is shown. In FIG. 17B, the electro-optical element KDn is composed of a crystal medium formed in a long prismatic shape along the traveling direction of the beam LBa (LBb) and electrodes EJp and EJm arranged opposite to each other with the crystal medium interposed therebetween. NS. The electro-optical element KDn is housed in a case having a temperature control function so as to be maintained at a constant temperature (for example, in the 40 degree range). When the electric field strength between the electrodes EJp and EJm is zero, the beam LBa (LBb) incident from one end face of the prismatic KTN crystal medium travels straight in the KTN crystal medium and is emitted from the other end face. When an electric field strength is applied between the electrodes EJp and EJm, the beam LBa (LBb) passing through the KTN crystal medium is deflected in the direction of the electric field and emitted as a beam LBn from the other end face. The KTN crystal medium is also a material whose refractive index changes depending on the strength of the electric field, but a large change in the refractive index can be obtained at an electric field strength (several hundred volts) that is an order of magnitude lower than that of the various crystal media mentioned above. .. Therefore, when the voltage applied between the electrodes EJp and EJm is changed, the deflection angle of the beam LBn emitted from the electro-optical element KDn with respect to the original beam LBa (LBb) is in a relatively large range (for example, 0 ° to 5 °). ) Can be adjusted at high speed.

このような電気光学素子ＫＤｎを用いても、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）からのビームＬＢａ（ＬＢｂ）を、走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々に時分割でスイッチングして供給することができる。また、電気光学素子ＫＤｎに印加する電界強度を変えることで、射出するビームＬＢｎの偏向角を高速に変えられるので、電気光学素子ＫＤｎにスイッチング機能と共に、基板Ｐ上でのスポット光ＳＰの副走査方向へのシフト機能とを併せ持たせても良い。さらに、図１６のような単独のビームシフター部ＳＦＴａ（ＳＦＴｂ）の音響光学偏向素子ＡＯＤｓの代わりに電気光学素子ＫＤｎを用いても良い。 Even if such an electro-optical element KDn is used, the beam LBa (LBb) from the light source device LSa (LSb) can be switched and supplied to each of the scanning units U1 to U6 in a time-division manner. Further, since the deflection angle of the emitted beam LBn can be changed at high speed by changing the electric field strength applied to the electro-optical element KDn, the electro-optical element KDn has a switching function and a sub-scanning of the spot light SP on the substrate P. It may also have a directional shift function. Further, an electro-optical element KDn may be used instead of the acoustic-optical deflection element AODs of the single beam shifter unit SFTa (SFTb) as shown in FIG.

以上の第１の実施の形態、或いはそれらの各変形例によれば、描画ラインＳＬｎの各々に沿って走査されるスポット光ＳＰを副走査方向にシフトさせる為に、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の各々に設けられたシフト光学部材ＳＲ（平行平板Ｓｒ２）による機械光学的なシフターと、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の各々に入射するビームＬＢｎを、音響光学偏向素子ＡＯＤｓ、電気光学素子ＯＳｎ、ＯＤｎ、ＫＤｎ等でシフトさせる電気光学的なシフターとが設けられている。従って、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の各々からのビームＬＢｎのスポット光ＳＰの走査による描画ラインＳＬｎの副走査方向の位置関係を所定の状態（初期の配置状態等）にセットする較正（キャリブレーション）の際は、機械光学的なシフター（平行平板Ｓｒ２）を用い、その較正によっても残留する誤差分は電気光学的なシフター（音響光学偏向素子ＡＯＤｓ、電気光学素子ＯＳｎ、ＯＤｎ、ＫＤｎ）によって、さらにファインに補正することができる。 According to the above first embodiment or each modification thereof, the scanning units Un (U1 to U6) are used to shift the spot light SP scanned along each of the drawing lines SLn in the sub-scanning direction. ), The mechanical optical shifter by the shift optical member SR (parallel flat plate Sr2) provided in each of the scanning units Un (U1 to U6), and the beam LBn incident on each of the scanning units Un (U1 to U6). An electro-optical shifter that shifts with OSn, ODn, KDn, or the like is provided. Therefore, calibration (calibration) for setting the positional relationship of the drawing line SLn in the sub-scanning direction by scanning the spot light SP of the beam LBn from each of the scanning units Un (U1 to U6) to a predetermined state (initial arrangement state, etc.). In the case of operation, a mechanical optical shifter (parallel flat plate Sr2) is used, and the error remaining due to the calibration is determined by the electro-optical shifter (acoustic-optical deflection element AODs, electro-optical element OSn, ODn, KDn). , It can be corrected even finer.

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、上記の実施の形態（変形例も含む）と同様の構成については同一の符号を付し、異なる箇所のみを説明する。上記実施の形態として説明した図６の構成では、集光レンズＣＤとコリメータレンズ（コリメートレンズ）ＬＣによる多数のリレー系によって、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）からのビームＬＢａ（ＬＢｂ）に複数のビームウェスト（集光点）を作り、そのビームウェストの位置の各々に選択用光学素子（音響光学変調素子）ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６を配置した。ビームＬＢａ（ＬＢｂ）のビームウェスト位置は、最終的に基板Ｐの表面（ビームＬＢ１〜ＬＢ６の各スポット光ＳＰ）と光学的に共役になるように設定されているため、選択用光学素子（音響光学変調素子）ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６の特性変化等によって偏向角に誤差が生じても、基板Ｐ上のスポット光ＳＰが副走査方向（Ｘｔ方向）にドリフトすることが抑制される。そのため、走査ユニットＵｎ毎に、スポット光ＳＰによる描画ラインＳＬｎを副走査方向（Ｘｔ方向）に画素寸法（数μｍ）程度の範囲で微調整する場合は、先の図５に示した走査ユニットＵｎ内の平行平板Ｓｒ２を傾ければよい。さらに平行平板Ｓｒ２の傾斜を自動化するには、小型のピエゾモータや傾斜量のモニター系といった機構を設ければよい。[Second Embodiment]
Next, the second embodiment will be described. The same configurations as those of the above-described embodiment (including modified examples) are designated by the same reference numerals, and only different parts will be described. In the configuration of FIG. 6 described as the above embodiment, a plurality of beam waists are connected to the beam LBa (LBb) from the light source device LSa (LSb) by a large number of relay systems using a condenser lens CD and a collimator lens (collimator lens) LC. (Condensing point) was created, and selection optical elements (acoustic optical modulation elements) AOM1 to AOM6 were arranged at each of the beam waist positions. Since the beam waist position of the beam LBa (LBb) is finally set to be optically coupled to the surface of the substrate P (each spot light SP of the beams LB1 to LB6), the optical element for selection (acoustic). Optical modulation element) Even if an error occurs in the deflection angle due to a change in the characteristics of AOM1 to AOM6, the spot light SP on the substrate P is suppressed from drifting in the sub-scanning direction (Xt direction). Therefore, when finely adjusting the drawing line SLn by the spot light SP in the sub-scanning direction (Xt direction) within the range of the pixel size (several μm) for each scanning unit Un, the scanning unit Un shown in FIG. 5 above is used. The parallel flat plate Sr2 inside may be tilted. Further, in order to automate the inclination of the parallel flat plate Sr2, a mechanism such as a small piezo motor or a monitor system for the amount of inclination may be provided.

しかしながら、平行平板Ｓｒ２の傾斜を自動化しても、機械的な駆動であるために、例えばポリゴンミラーＰＭの１回転分の時間に対応した高い応答性を持った制御は難しい。そこで、第２の実施の形態では、先の図７のような光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）から各走査ユニットＵｎまでのビーム送光系（ビーム切換部ＢＤＵ）の光学的な構成や配置を少し変更し、選択用光学素子（音響光学変調素子）ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６に、ビームのスイッチング機能とともに、スポット光ＳＰの位置を副走査方向に微調整するシフト機能を兼用して持たせるようにする。以下、本第２の実施の形態の構成を図１８〜図２２により説明する。 However, even if the inclination of the parallel flat plate Sr2 is automated, it is difficult to control with high responsiveness corresponding to the time for one rotation of the polygon mirror PM, for example, because it is mechanically driven. Therefore, in the second embodiment, the optical configuration and arrangement of the beam light transmission system (beam switching unit BDU) from the light source device LS (LSa, LSb) as shown in FIG. 7 to each scanning unit Un is arranged. A little modification is made so that the selection optical elements (acoustic optical modulation elements) AOM1 to AOM6 have both a beam switching function and a shift function for finely adjusting the position of the spot light SP in the sub-scanning direction. Hereinafter, the configuration of the second embodiment will be described with reference to FIGS. 18 to 22.

図１８は、先の図７に示した光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）のパルス光発生部２０内の波長変換部の構成を詳細に示す図、図１９は光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）から最初の選択用光学素子ＡＯＭ１までのビームＬＢａ（ＬＢｂは省略）の光路を示す図、図２０は、選択用光学素子ＡＯＭ１から次段の選択用光学素子ＡＯＭ２までの光路と選択用光学素子ＡＯＭ１のドライバ回路の構成を示す図、図２１は選択用光学素子ＡＯＭ１の後の選択用のミラー（分岐反射鏡）ＩＭ１でのビーム選択とビームシフトの様子を説明する図、図２２はポリゴンミラーＰＭから基板Ｐまでのビームの振る舞いを説明する図である。 FIG. 18 is a diagram showing in detail the configuration of the wavelength conversion unit in the pulse light generation unit 20 of the light source device LSa (LSb) shown in FIG. 7, and FIG. 19 is a diagram for initial selection from the light source device LSa (LSb). The figure showing the optical path of the beam LBa (LBb is omitted) up to the optical element AOM1, FIG. 20 shows the optical path from the selection optical element AOM1 to the next-stage selection optical element AOM2 and the configuration of the driver circuit of the selection optical element AOM1. 21 is a diagram for explaining the state of beam selection and beam shift in the selection mirror (branch reflector) IM1 after the selection optical element AOM1, and FIG. 22 is a diagram from the polygon mirror PM to the substrate P. It is a figure explaining the behavior of a beam.

図１８に示すように、光源装置ＬＳａ内のファイバー光増幅器４６の射出端４６ａからは、増幅された種光（ビーム）Ｌｓｅが小さな発散角（ＮＡ：開口数）で射出する。レンズ素子ＧＬ（ＧＬａ）は種光Ｌｓｅが第１の波長変換素子（波長変換光学素子）４８中でビームウェストとなるように集光する。したがって、第１の波長変換素子４８で波長変換された１次の高調波ビームは発散性を持ってレンズ素子ＧＬ（ＧＬｂ）に入射する。レンズ素子ＧＬｂは１次の高調波ビームが第２の波長変換素子（波長変換光学素子）５０中でビームウェストとなるように集光する。第２の波長変換素子５０で波長変換された２次の高調波ビームは発散性を持ってレンズ素子ＧＬ（ＧＬｃ）に入射する。レンズ素子ＧＬｃは、２次の高調波ビームをほぼ平行な細いビームＬＢａ（ＬＢｂ）にして、光源装置ＬＳａの射出窓２０Ｈから射出するように配置される。射出窓２０Ｈから射出するビームＬＢａの直径は数ｍｍ以下であり、好ましくは１ｍｍ程度である。このように、波長変換素子４８、５０の各々は、レンズ素子ＧＬａ、ＧＬｂによってファイバー光増幅器４６の射出端４６ａ（発光点）と光学的に共役になるように設定される。したがって、波長変換素子４８、５０の結晶特性の変動によって、生成される高調波ビームの進行方向がわずかに傾いた場合でも、射出窓２０Ｈから射出するビームＬＢａの角度方向（方位）に関するドリフトが抑えられる。なお、図１８では、レンズ素子ＧＬｃと射出窓２０Ｈとを離して示してあるが、レンズ素子ＧＬｃ自体を射出窓２０Ｈの位置に配置してもよい。 As shown in FIG. 18, the amplified seed light (beam) Lse is emitted from the emission end 46a of the fiber optical amplifier 46 in the light source device LSa with a small divergence angle (NA: numerical aperture). The lens element GL (GLa) collects the seed light Lse so as to be a beam waist in the first wavelength conversion element (wavelength conversion optical element) 48. Therefore, the first-order harmonic beam whose wavelength is converted by the first wavelength conversion element 48 is divergently incident on the lens element GL (GLb). The lens element GLb collects the first harmonic beam so as to be the beam waist in the second wavelength conversion element (wavelength conversion optical element) 50. The second-order harmonic beam whose wavelength has been converted by the second wavelength conversion element 50 has divergence and is incident on the lens element GL (GLc). The lens element GLc is arranged so that the second harmonic beam is formed into a thin beam LBa (LBb) that is substantially parallel and is emitted from the emission window 20H of the light source device LSa. The diameter of the beam LBa emitted from the injection window 20H is several mm or less, preferably about 1 mm. In this way, each of the wavelength conversion elements 48 and 50 is set by the lens elements GLa and GLb so as to be optically conjugated with the emission end 46a (light emitting point) of the fiber optical amplifier 46. Therefore, even if the traveling direction of the generated harmonic beam is slightly tilted due to the fluctuation of the crystal characteristics of the wavelength conversion elements 48 and 50, the drift regarding the angular direction (direction) of the beam LBa emitted from the injection window 20H is suppressed. Be done. Although the lens element GLc and the ejection window 20H are shown separately in FIG. 18, the lens element GLc itself may be arranged at the position of the ejection window 20H.

射出窓２０Ｈから射出したビームＬＢａは、図１９に示すように、２つの集光レンズＣＤ０、ＣＤ１よるエクスパンダー系の光軸ＡＸｊに沿って進み、ビーム径が１／２程度（０．５ｍｍ程度）に縮小されたほぼ平行光束に変換されて１段目の選択用光学素子ＡＯＭ１に入射する。射出窓２０ＨからのビームＬＢａは集光レンズＣＤ０と集光レンズＣＤ１の間の集光位置Ｐｅｐでビームウェストとなる。集光レンズＣＤ１は、先の図６中の集光レンズＣＤ１として設けられる。さらに、選択用光学素子ＡＯＭ１内のビームの偏向位置Ｐｄｆ（回折点）は、集光レンズＣＤ０、ＣＤ１よるエクスパンダー系によって、射出窓２０Ｈと光学的に共役になるように設定される。さらに、集光位置Ｐｅｐは、図１８中のファイバー光増幅器４６の射出端４６ａ、波長変換素子４８、５０の各々と光学的に共役になるように設定される。また、選択用光学素子ＡＯＭ１のビームの偏向方向、すなわちスイッチング時に、入射したビームＬＢａの１次回折光として射出するビームＬＢ１の回折方向は、Ｚ方向（基板Ｐ上のスポット光ＳＰを副走査方向にシフトさせる方向）に設定される。選択用光学素子ＡＯＭ１を通るビームＬＢａは、例えば、ビーム径が約０．５ｍｍ程度の平行光束となっており、１次回折光として射出するビームＬＢ１も、ビーム径が約０．５ｍｍ程度の平行光束になる。つまり、上記各実施の形態（変形例も含む）においては、選択用光学素子ＡＯＭ１内でビームウェストとなるようにビームＬＢａ（ＬＢｂ）を収斂したが、本第２の実施の形態では、選択用光学素子ＡＯＭ１を通るビームＬＢａ（ＬＢｂ）を、微小の径を有する平行光束とする。 As shown in FIG. 19, the beam LBa emitted from the emission window 20H travels along the optical axis AXj of the expander system by the two condenser lenses CD0 and CD1, and the beam diameter is about 1/2 (about 0.5 mm). ) Is converted into a substantially parallel luminous flux and incident on the first-stage selection optical element AOM1. The beam LBa from the ejection window 20H becomes the beam waist at the focusing position Pep between the condenser lens CD0 and the condenser lens CD1. The condenser lens CD1 is provided as the condenser lens CD1 in FIG. 6 above. Further, the deflection position Pdf (diffraction point) of the beam in the selection optical element AOM1 is set to be optically conjugated with the emission window 20H by the expander system by the condenser lenses CD0 and CD1. Further, the focusing position Pep is set so as to be optically conjugated with each of the emission end 46a and the wavelength conversion elements 48 and 50 of the fiber optical amplifier 46 in FIG. Further, the deflection direction of the beam of the selection optical element AOM1, that is, the diffraction direction of the beam LB1 emitted as the primary diffraction light of the incident beam LBa at the time of switching is the Z direction (the spot light SP on the substrate P is in the sub-scanning direction). The direction to shift) is set. The beam LBa passing through the selection optical element AOM1 has, for example, a parallel luminous flux having a beam diameter of about 0.5 mm, and the beam LB1 emitted as the primary diffracted light also has a parallel luminous flux having a beam diameter of about 0.5 mm. become. That is, in each of the above embodiments (including modified examples), the beam LBa (LBb) is converged so as to be a beam waist in the selection optical element AOM1, but in the second embodiment, it is for selection. The beam LBa (LBb) passing through the optical element AOM1 is a parallel light flux having a minute diameter.

図２０に示すように、選択用光学素子ＡＯＭ１を透過したビームＬＢａと、スイッチング時に１次回折光として偏向されるビームＬＢ１は、光軸ＡＸｊと同軸に配置されたコリメータレンズＣＬ１（図６中のレンズＣＬ１に相当）に共に入射する。選択用光学素子ＡＯＭ１の偏向位置Ｐｄｆは、コリメータレンズＣＬ１の前側焦点の位置に設定される。したがって、ビームＬＢａとビームＬＢ１は、コリメータレンズ（集光レンズ）ＣＬ１の後側焦点の面Ｐｉｐでそれぞれビームウェストとなるように収斂される。コリメータレンズＣＬ１の光軸ＡＸｊに沿って進むビームＬＢａは、面Ｐｉｐから発散した状態で図６に示した集光レンズ（コンデンサーレンズ）ＣＤ２に入射し、再びビーム径が０．５ｍｍ程度の平行光束となって、２段目の選択用光学素子ＡＯＭ２に入射する。２段目の選択用光学素子ＡＯＭ２の偏向位置Ｐｄｆは、コリメータレンズＣＬ１と集光レンズＣＤ２とによるリレー系によって、選択用光学素子ＡＯＭ１の偏向位置Ｐｄｆと共役関係に配置される。 As shown in FIG. 20, the beam LBa transmitted through the selection optical element AOM1 and the beam LB1 deflected as the primary diffracted light at the time of switching are collimator lenses CL1 (lenses in FIG. 6) arranged coaxially with the optical axis AXj. Corresponds to CL1). The deflection position Pdf of the selection optical element AOM1 is set to the position of the front focal point of the collimator lens CL1. Therefore, the beam LBa and the beam LB1 are converged so as to be beam waists at the rear focal plane Pip of the collimator lens (condensing lens) CL1. The beam LBa traveling along the optical axis AXj of the collimator lens CL1 is incident on the condensing lens (condenser lens) CD2 shown in FIG. Then, it is incident on the second-stage selection optical element AOM2. The deflection position Pdf of the second-stage selection optical element AOM2 is arranged in a conjugate relationship with the deflection position Pdf of the selection optical element AOM1 by a relay system consisting of the collimator lens CL1 and the condenser lens CD2.

図６に示した選択用のミラーＩＭ１は、本第２の実施の形態では、コリメータレンズＣＬ１と集光レンズＣＤ２の間の面Ｐｉｐの近傍に配置される。面Ｐｉｐでは、ビームＬＢａ、ＬＢ１が最も細いビームウェストとなってＺ方向に分離するので、ミラーＩＭ１の反射面ＩＭ１ａの配置が容易になる。選択用光学素子ＡＯＭ１の偏向位置Ｐｄｆと面Ｐｉｐとは、コリメータレンズＣＬ１によって瞳位置と像面の関係になっており、コリメータレンズＣＬ１からミラーＩＭ１の反射面ＩＭ１ａに向かうビームＬＢ１の中心軸（主光線）は、ビームＬＢａの主光線（光軸ＡＸｊ）と平行になる。ミラーＩＭ１の反射面ＩＭ１ａで反射したビームＬＢ１は、集光レンズＣＤ２と同等のコリメータレンズＣＬ１ａによって平行光束に変換されて、図５に示した走査ユニットＵ１のミラーＭ１０に向かう。なお、面Ｐｉｐは、コリメータレンズＣＬ１と図１９中の集光レンズＣＤ１とによって集光位置Ｐｅｐと光学的に共役な関係になっている。したがって、面Ｐｉｐは、図１８のファイバー光増幅器４６の射出端４６ａ、波長変換素子４８、５０の各々とも共役な関係になっている。つまり、面Ｐｉｐは、レンズ素子ＧＬａ、ＧＬｂ、ＧＬｃ、集光レンズＣＤ０、ＣＤ１、および、コリメートレンズＣＬ１から構成されるリレーレンズ系によって、ファイバー光増幅器４６の射出端４６ａ、波長変換素子４８、５０の各々と共役に設定されている。 The selection mirror IM1 shown in FIG. 6 is arranged in the vicinity of the surface Pip between the collimator lens CL1 and the condenser lens CD2 in the second embodiment. In the surface Pip, the beams LBa and LB1 become the thinnest beam waist and are separated in the Z direction, so that the reflecting surface IM1a of the mirror IM1 can be easily arranged. The deflection position Pdf and the surface Pip of the selection optical element AOM1 are in a relationship of the pupil position and the image plane by the collimator lens CL1, and the central axis (mainly) of the beam LB1 from the collimator lens CL1 toward the reflection surface IM1a of the mirror IM1. The ray) is parallel to the main ray (optical axis AXj) of the beam LBa. The beam LB1 reflected by the reflection surface IM1a of the mirror IM1 is converted into a parallel light beam by the collimator lens CL1a equivalent to the condenser lens CD2, and heads toward the mirror M10 of the scanning unit U1 shown in FIG. The surface Pip is optically conjugate with the condensing position Pep by the collimator lens CL1 and the condensing lens CD1 in FIG. Therefore, the surface Pip has a conjugate relationship with each of the emission end 46a and the wavelength conversion elements 48 and 50 of the fiber optical amplifier 46 of FIG. That is, the surface Pip is formed by a relay lens system composed of lens elements GLa, GLb, GLc, condensing lenses CD0, CD1, and collimating lens CL1, and the emission end 46a of the fiber optical amplifier 46 and wavelength conversion elements 48, 50. It is set to be conjugate with each of.

コリメータレンズＣＬ１ａの光軸ＡＸｍは、図５中の照射中心軸Ｌｅ１と同軸に設定され、スイッチング時の選択用光学素子ＡＯＭ１によるビームＬＢ１の偏向角が規定角度（基準の設定角）のときに、ビームＬＢ１の中心線（主光線）が光軸ＡＸｍと同軸になるようにコリメータレンズＣＬ１ａに入射する。また、ミラーＩＭ１の反射面ＩＭ１ａは、図２０のように、ビームＬＢａの光路を遮らないようにビームＬＢ１のみを反射するとともに、反射面ＩＭ１ａに達するビームＬＢ１がＺ方向に僅かにシフトとした場合でもビームＬＢ１を確実に反射するような大きさに設定される。ただし、ミラーＩＭ１の反射面ＩＭ１ａを面Ｐｉｐの位置に配置した場合、反射面ＩＭ１ａ上にビームＬＢ１が集光したスポット光が作られるため、反射面ＩＭ１ａが面Ｐｉｐの位置から少しずれるようにミラーＩＭ１をＸ方向にずらして配置するのがよい。また、反射面ＩＭ１ａには紫外線耐性の高い反射膜（誘電体多層膜）が形成されている。 The optical axis AXm of the collimator lens CL1a is set coaxially with the irradiation center axis Le1 in FIG. 5, and when the deflection angle of the beam LB1 by the selection optical element AOM1 at the time of switching is a specified angle (reference set angle), The center line (main ray) of the beam LB1 is incident on the collimator lens CL1a so as to be coaxial with the optical axis AXm. Further, as shown in FIG. 20, the reflecting surface IM1a of the mirror IM1 reflects only the beam LB1 so as not to block the optical path of the beam LBa, and the beam LB1 reaching the reflecting surface IM1a is slightly shifted in the Z direction. However, the size is set so as to reliably reflect the beam LB1. However, when the reflecting surface IM1a of the mirror IM1 is arranged at the position of the surface Pip, spot light focused by the beam LB1 is created on the reflecting surface IM1a, so that the mirror is slightly deviated from the position of the surface Pip. It is preferable to arrange the IM1 by shifting it in the X direction. Further, a reflective film (dielectric multilayer film) having high ultraviolet resistance is formed on the reflective surface IM1a.

本第２の実施の形態では、先の図９に示した選択素子駆動制御部１０２内に、選択用光学素子ＡＯＭ１にビームのスイッチング機能とシフト機能の両方を持たせるためのドライブ回路１０２Ａが設けられる。ドライブ回路１０２Ａは、選択用光学素子ＡＯＭ１に印加すべき駆動信号ＨＦ１の周波数を基準周波数から変えるための補正信号ＦＳＳを受けて、基準周波数に対して補正すべき周波数に応じた補正高周波信号を生成する局部発振回路１０２Ａ１（ＶＣＯ：電圧制御オシレータ等）と、基準発振器１０２Ｓで作られる安定な周波数の高周波信号と、局部発振回路１０２Ａ１からの補正高周波信号とを周波数が加減算されるように合成する混合回路１０２Ａ２と、混合回路１０２Ａ２で周波数合成された高周波信号を、選択用光学素子ＡＯＭ１の超音波振動子の駆動に適した振幅まで増幅した駆動信号ＨＦ１に変換する増幅回路１０２Ａ３とで構成される。増幅回路１０２Ａ３は、図９の選択素子駆動制御部１０２で生成される入射許可信号ＬＰ１に応答して、高周波の駆動信号ＨＦ１を高レベルと低レベル（または振幅ゼロ）に切り替えるスイッチング機能を備えている。したがって、駆動信号ＨＦ１が高レベルの振幅の間（信号ＬＰ１がＨレベルの間）、選択用光学素子ＡＯＭ１はビームＬＢａを偏向してビームＬＢ１を生成する。以上の図２０のようなミラーＩＭ１とコリメータレンズＣＬ１ａの光学系とドライブ回路１０２Ａは、他の選択用光学素子ＡＯＭ２〜ＡＯＭ６の各々に対しても同様に設けられる。以上の構成において、局部発振回路１０２Ａ１と混合回路１０２Ａ２とは、補正信号ＦＳＳの値に応じて駆動信号ＨＦ１の周波数を変化させる周波数変調回路として機能する。 In the second embodiment, a drive circuit 102A for giving the selection optical element AOM1 both a beam switching function and a shift function is provided in the selection element drive control unit 102 shown in FIG. Be done. The drive circuit 102A receives a correction signal FSS for changing the frequency of the drive signal HF1 to be applied to the selection optical element AOM1 from the reference frequency, and generates a correction high frequency signal corresponding to the frequency to be corrected with respect to the reference frequency. A mixture of a local oscillation circuit 102A1 (VCO: voltage control oscillator, etc.), a high-frequency signal with a stable frequency created by the reference oscillator 102S, and a correction high-frequency signal from the local oscillation circuit 102A1 so that the frequencies are added or subtracted. It is composed of a circuit 102A2 and an amplification circuit 102A3 that converts a high-frequency signal frequency-synthesized by the mixing circuit 102A2 into a drive signal HF1 amplified to an amplitude suitable for driving the ultrasonic oscillator of the selection optical element AOM1. The amplifier circuit 102A3 has a switching function for switching the high-frequency drive signal HF1 between a high level and a low level (or zero amplitude) in response to the incident permission signal LP1 generated by the selection element drive control unit 102 of FIG. There is. Therefore, while the drive signal HF1 has a high level of amplitude (while the signal LP1 is at the H level), the selective optical element AOM1 deflects the beam LBa to generate the beam LB1. The optical system and drive circuit 102A of the mirror IM1 and the collimator lens CL1a as shown in FIG. 20 are similarly provided for each of the other selection optical elements AOM2 to AOM6. In the above configuration, the local oscillation circuit 102A1 and the mixing circuit 102A2 function as frequency modulation circuits that change the frequency of the drive signal HF1 according to the value of the correction signal FSS.

このドライブ回路１０２Ａにおいて、補正信号ＦＳＳが補正量ゼロを表す場合、増幅回路１０２Ａ３から出力される駆動信号ＨＦ１の周波数は、選択用光学素子ＡＯＭ１によるビームＬＢ１の偏向角が規定角度（基準の設定角）になるような規定周波数に設定される。補正信号ＦＳＳが補正量＋ΔＦｓを表す場合は、選択用光学素子ＡＯＭ１によるビームＬＢ１の偏向角が規定角度に対してΔθγだけ増加するように駆動信号ＨＦ１の周波数が補正される。補正信号ＦＳＳが補正量−ΔＦｓを表す場合は、選択用光学素子ＡＯＭ１によるビームＬＢ１の偏向角が規定角度に対してΔθγだけ減少するように駆動信号ＨＦ１の周波数が補正される。ビームＬＢ１の偏向角が規定角度に対して±Δθγ変化すると、ミラーＩＭ１の反射面ＩＭ１ａに入射するビームＬＢ１の位置が僅かにＺ方向にシフトし、コリメータレンズＣＬ１ａから射出するビームＬＢ１（平行光束）が光軸ＡＸｍに対して僅かに傾いたものとなる。その様子を図２１によりさらに説明する。 In this drive circuit 102A, when the correction signal FSS represents a correction amount of zero, the frequency of the drive signal HF1 output from the amplifier circuit 102A3 is such that the deflection angle of the beam LB1 by the selection optical element AOM1 is a specified angle (reference setting angle). ) Is set to the specified frequency. When the correction signal FSS represents the correction amount + ΔFs, the frequency of the drive signal HF1 is corrected so that the deflection angle of the beam LB1 by the selection optical element AOM1 increases by Δθγ with respect to the specified angle. When the correction signal FSS represents the correction amount −ΔFs, the frequency of the drive signal HF1 is corrected so that the deflection angle of the beam LB1 by the selection optical element AOM1 is reduced by Δθγ with respect to the specified angle. When the deflection angle of the beam LB1 changes ± Δθγ with respect to the specified angle, the position of the beam LB1 incident on the reflection surface IM1a of the mirror IM1 is slightly shifted in the Z direction, and the beam LB1 (parallel luminous flux) emitted from the collimator lens CL1a. Is slightly tilted with respect to the optical axis AXm. The situation will be further described with reference to FIG.

図２１は、選択用光学素子ＡＯＭ１で偏向されるビームＬＢ１のシフトの様子を誇張して示した光路図である。ビームＬＢ１が選択用光学素子ＡＯＭ１によって規定角度で偏向されている場合、ビームＬＢ１の中心軸はコリメータレンズＣＬ１ａの光軸ＡＸｍと同軸になっている。このとき、コリメータレンズＣＬ１から射出したビームＬＢ１の中心軸は、元のビームＬＢａの中心軸（光軸ＡＸｊ）から−Ｚ方向にΔＳＦ０だけ離れている。その状態から、選択用光学素子ＡＯＭ１を駆動する駆動信号ＨＦ１の周波数を、例えばΔＦｓだけ高くしたとすると、選択用光学素子ＡＯＭ１でのビームＬＢ１の偏向角が規定角度に対してΔθγだけ増加し、ミラーＩＭ１に達するビームＬＢ１’の中心軸ＡＸｍ’は、光軸ＡＸｊから−Ｚ方向にΔＳＦ１だけ離れて位置する。このように、駆動信号ＨＦ１の周波数のΔＦｓの変化によって、ミラーＩＭ１に向かうビームＬＢ１’の中心軸ＡＸｍ’は、規定位置（光軸ＡＸｍと同軸の位置）から、ΔＳＦ１−ΔＳＦ０、だけ−Ｚ方向に横シフト（平行移動）する。 FIG. 21 is an optical path diagram showing an exaggerated state of shift of the beam LB1 deflected by the selection optical element AOM1. When the beam LB1 is deflected by the selection optical element AOM1 at a specified angle, the central axis of the beam LB1 is coaxial with the optical axis AXm of the collimator lens CL1a. At this time, the central axis of the beam LB1 emitted from the collimator lens CL1 is separated from the central axis (optical axis AXj) of the original beam LBa by ΔSF0 in the −Z direction. From that state, if the frequency of the drive signal HF1 for driving the selection optical element AOM1 is increased by, for example, ΔFs, the deflection angle of the beam LB1 in the selection optical element AOM1 increases by Δθγ with respect to the specified angle. The central axis AXm'of the beam LB1'that reaches the mirror IM1 is located at a distance of ΔSF1 from the optical axis AXj in the −Z direction. In this way, due to the change in ΔFs of the frequency of the drive signal HF1, the central axis AXm'of the beam LB1' toward the mirror IM1 is shifted from the specified position (the position coaxial with the optical axis AXm) by ΔSF1-ΔSF0, only in the −Z direction. Horizontal shift (translation) to.

光軸ＡＸｍ上には、面Ｐｉｐに相当する面Ｐｉｐ’が存在し、その面Ｐｉｐ’でビームＬＢ１（ＬＢ１’）はビームウェストとなるように集光される。面Ｐｉｐ’からコリメータレンズＣＬ１ａに向かうビームＬＢ１’の中心軸ＡＸｍ’は光軸ＡＸｍと平行であり、面Ｐｉｐ’をコリメータレンズＣＬ１ａの前側焦点の位置に設定することで、コリメータレンズＣＬ１ａから射出するビームＬＢ１’は、光軸ＡＸｍに対してＸＺ面内で僅かに傾いた平行光束に変換される。本実施の形態では、面Ｐｉｐ’が最終的に基板Ｐの表面（スポット光ＳＰ）と共役になるように、走査ユニットＵ１内のレンズ系（図５中のレンズＢｅ１、Ｂｅ２、シリンドリカルレンズＣＹａ、ＣＹｂ、ｆθレンズＴＦ）が配置される。 A surface Pip'corresponding to a surface Pip exists on the optical axis AXm, and the beam LB1 (LB1') is focused so as to be a beam waist on the surface Pip'. The central axis AXm'of the beam LB1' from the surface Pip'to the collimator lens CL1a is parallel to the optical axis AXm, and by setting the surface Pip'to the position of the front focal point of the collimator lens CL1a, it is ejected from the collimator lens CL1a. The beam LB1'is converted into a parallel light beam slightly inclined in the XZ plane with respect to the optical axis AXm. In the present embodiment, the lens system (lenses Be1, Be2, and cylindrical lens CYa in FIG. 5) in the scanning unit U1 so that the surface Pip'is finally conjugate with the surface of the substrate P (spot light SP). CYb, fθ lens TF) is arranged.

図２２は、走査ユニットＵ１内のポリゴンミラーＰＭの１つの反射面ＲＰ（ＲＰａ）から基板Ｐまでの光路を展開してＹｔ方向から見た図である。選択用光学素子ＡＯＭ１によって規定角度で偏向されたビームＬＢ１は、ＸｔＹｔ面と平行な面内でポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰａに入射して反射される。反射面ＲＰａに入射するビームＬＢ１は、ＸｔＺｔ面内では、図５に示した第１のシリンドリカルレンズＣＹａにより反射面ＲＰａ上でＺｔ方向に収斂される。反射面ＲＰａで反射したビームＬＢ１は、ｆθレンズＦＴの光軸ＡＸｆを含むＸｔＹｔ面と平行な面内で、ポリゴンミラーＰＭの回転速度に応じて高速に偏向され、ｆθレンズＦＴと第２のシリンドリカルレンズＣＹｂとを介して、基板Ｐ上にスポット光ＳＰとして集光される。スポット光ＳＰは図２１では紙面と垂直な方向に１次元走査される。 FIG. 22 is a view of an optical path developed from one reflecting surface RP (RPa) of the polygon mirror PM in the scanning unit U1 to the substrate P and viewed from the Yt direction. The beam LB1 deflected by the selection optical element AOM1 at a predetermined angle is reflected on the reflection surface RPa of the polygon mirror PM in a plane parallel to the XtYt plane. The beam LB1 incident on the reflection surface RPa is converged in the Zt direction on the reflection surface RPa by the first cylindrical lens CYa shown in FIG. 5 in the XtZt plane. The beam LB1 reflected by the reflection surface RPa is deflected at high speed according to the rotation speed of the polygon mirror PM in a plane parallel to the XtYt plane including the optical axis AXf of the fθ lens FT, and the fθ lens FT and the second cylindrical It is focused as spot light SP on the substrate P via the lens CYb. In FIG. 21, the spot light SP is one-dimensionally scanned in a direction perpendicular to the paper surface.

一方、図２１のように、面Ｐｉｐ’でビームＬＢ１に対してΔＳＦ１−ΔＳＦ０だけ横シフトしたビームＬＢ１’は、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰａ上のビームＬＢの照射位置に対して僅かにＺｔ方向にずれた位置に入射する。それによって、反射面ＲＰａで反射したビームＬＢ１’の光路は、ＸｔＺｔ面内では、ビームＬＢ１の光路と僅かにずれた状態で、ｆθレンズＦＴと第２のシリンドリカルレンズＣＹｂとを通って、基板Ｐ上にスポット光ＳＰ’として集光される。ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰａは、光学的にはｆθレンズＦＴの瞳面に配置されるが、２つのシリンドリカルレンズＣＹａ、ＣＹｂによる面倒れ補正の作用によって、図２２のＸｔＺｔ面内では、反射面ＲＰａと基板Ｐの表面とは共役関係になっている。したがって、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰａ上に照射されるビームＬＢ１がビームＬＢ１’のようにＺｔ方向に僅かにシフトすると、基板Ｐ上のスポット光ＳＰはスポット光ＳＰ’のように、副走査方向にΔＳＦｐだけシフトする。 On the other hand, as shown in FIG. 21, the beam LB1', which is laterally shifted by ΔSF1-ΔSF0 with respect to the beam LB1 on the surface Pip', is slightly in the Zt direction with respect to the irradiation position of the beam LB on the reflection surface RPa of the polygon mirror PM. It is incident at a position shifted to. As a result, the optical path of the beam LB1'reflected by the reflecting surface RPa passes through the fθ lens FT and the second cylindrical lens CYb in the XtZt plane in a state of being slightly deviated from the optical path of the beam LB1, and the substrate P. It is focused on the spot light SP'. The reflective surface RPa of the polygon mirror PM is optically arranged on the pupil surface of the fθ lens FT, but due to the action of the surface tilt correction by the two cylindrical lenses CYa and CYb, the reflective surface in the XtZt plane of FIG. 22 The RPa and the surface of the substrate P have a conjugate relationship. Therefore, when the beam LB1 irradiated on the reflecting surface RPa of the polygon mirror PM is slightly shifted in the Zt direction like the beam LB1', the spot light SP on the substrate P is in the sub-scanning direction like the spot light SP'. Shift by ΔSFp to.

以上の構成のように、選択用光学素子ＡＯＭ１の駆動信号ＨＦ１の周波数を規定周波数から±ΔＦｓだけ変化させることにより、スポット光ＳＰを副走査方向に±ΔＳＦｐだけシフトさせることができる。そのシフト量（｜ΔＳＦｐ｜）は、選択用光学素子ＡＯＭ１自体の偏向角の最大範囲、ミラーＩＭ１の反射面ＩＭ１ａの大きさ、走査ユニットＵ１内のポリゴンミラーＰＭまでの光学系（リレー系）の倍率、ポリゴンミラーＰＭの反射面のＺｔ方向の幅、ポリゴンミラーＰＭから基板Ｐまでの倍率（ｆθレンズＦＴの倍率）等による制限を受けるが、スポット光ＳＰの基板Ｐ上の実効的なサイズ（径）程度、或いは描画データ上で定義される画素寸法（Ｐｘｙ）程度の範囲に設定される。もちろん、それ以上のシフト量に設定してもよい。なお、選択用光学素子ＡＯＭ１および走査ユニットＵ１に関して説明したが、他の選択用光学素子ＡＯＭ２〜ＡＯＭ６および走査ユニットＵ２〜Ｕ６に関しても同様である。 As described above, by changing the frequency of the drive signal HF1 of the selection optical element AOM1 from the specified frequency by ± ΔFs, the spot light SP can be shifted by ± ΔSFp in the sub-scanning direction. The shift amount (| ΔSFp |) is the maximum range of the deflection angle of the selection optical element AOM1 itself, the size of the reflection surface IM1a of the mirror IM1, and the optical system (relay system) up to the polygon mirror PM in the scanning unit U1. Although it is limited by the magnification, the width of the reflective surface of the polygon mirror PM in the Zt direction, the magnification from the polygon mirror PM to the substrate P (magnification of the fθ lens FT), etc., the effective size of the spot light SP on the substrate P ( It is set in the range of about (diameter) or about the pixel size (Pxy) defined on the drawing data. Of course, the shift amount may be set to be larger than that. Although the selection optical element AOM1 and the scanning unit U1 have been described, the same applies to the other selection optical elements AOM2 to AOM6 and the scanning units U2 to U6.

このように、本実施の形態では、選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）を、入射許可信号ＬＰｎ（ＬＰ１〜ＬＰ６）に応答したビームのスイッチング機能と、補正信号ＦＳＳに応答したスポット光ＳＰのシフト機能とのために兼用できるので、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）にビームを供給するビーム送光系（ビーム切換部ＢＤＵ）の構成が簡単になる。さらに、走査ユニットＵｎ毎にビーム選択用とスポット光ＳＰのシフト用の音響光学変調素子（ＡＯＭやＡＯＤ）を別々に設ける場合に比べて、発熱源を減らすことができ、露光装置ＥＸの温度安定性を高めることができる。特に、音響光学変調素子を駆動するドライブ回路（１０２Ａ）は大きな発熱源になるが、駆動信号ＨＦ１が５０ＭＨｚ以上の高周波であるため、音響光学変調素子の近くに配置される。ドライブ回路（１０２Ａ）を冷却する機構を設けても、その数が多いと装置内の温度が短時間で上昇し易くなり、光学系（レンズやミラー）の温度変化による変動で、描画精度が低下する可能性がある。そのため、熱源となるドライブ回路、および音響光学変調素子は少ない方が望ましい。また、選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の各々が、温度変化の影響を受けて、入射ビームＬＢａ（ＬＢｂ）の１次回折光として偏向されるビームＬＢｎの偏向角を変動させる場合、本実施の形態では、図２０のドライブ回路１０２Ａに与える補正信号ＦＳＳの値を、温度変化に応じて調整するフィードバック制御系を設けることにより、偏向角の変動を容易に相殺することができる。 As described above, in the present embodiment, the selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM6) have the beam switching function in response to the incident permission signal LPn (LP1 to LP6) and the spot light SP in response to the correction signal FSS. Since it can also be used as a shift function, the configuration of the beam light transmission system (beam switching unit BDU) that supplies a beam to each scanning unit Un (U1 to U6) becomes simple. Further, as compared with the case where the acousto-optic modulation elements (AOM and AOD) for beam selection and spot light SP shift are separately provided for each scanning unit Un, the heat generation source can be reduced and the temperature of the exposure apparatus EX is stabilized. You can improve your sex. In particular, the drive circuit (102A) that drives the acoustic-optical modulation element becomes a large heat source, but since the drive signal HF1 has a high frequency of 50 MHz or more, it is arranged near the acoustic-optical modulation element. Even if a mechanism for cooling the drive circuit (102A) is provided, if the number is large, the temperature inside the device tends to rise in a short time, and the drawing accuracy deteriorates due to fluctuations due to temperature changes in the optical system (lens and mirror). there's a possibility that. Therefore, it is desirable that the number of drive circuits and acoustic-optical modulation elements that serve as heat sources is small. Further, when each of the selection optical elements AOMn (AOM1 to AOM6) is affected by the temperature change and changes the deflection angle of the beam LBn deflected as the primary diffracted light of the incident beam LBa (LBb), this implementation is performed. In this mode, the fluctuation of the deflection angle can be easily canceled by providing the feedback control system that adjusts the value of the correction signal FSS given to the drive circuit 102A of FIG. 20 according to the temperature change.

本実施の形態の選択用光学素子ＡＯＭｎによるビームシフト機能は、複数の走査ユニットＵｎの各々からのビームＬＢｎのスポット光ＳＰｎによる描画ラインＳＬｎの位置を、高速に副走査方向に微調整できる。例えば、図２０に示した選択用光学素子ＡＯＭ１を入射許可信号ＬＰ１がＨレベルになる度に、補正信号ＦＳＳによる補正量を変えるように制御すると、ポリゴンミラーＰＭの反射面毎、すなわち、スポット光ＳＰの走査毎に、描画ラインＳＬ１を副走査方向に画素サイズ（またはスポット光のサイズ）程度の範囲でシフトできる。そのため、隣接する走査ユニットＵｎの各々を、照射中心軸Ｌｅ１〜Ｌｅ６の周りに微少回転させて各描画ラインＳＬｎの傾きを調整した後、先の第１の実施の形態のようにして描画倍率を補正することに加えて、第２の実施の形態のように描画ラインＳＬｎを副走査方向にシフトさせることによって、各描画ラインＳＬｎの端部におけるパターン描画時の継ぎの精度を高めることが可能となる。また、基板Ｐにすでに形成された電子デバイスの為の下地パターンに対して、新たなパターンを重ね合わせて描画する際も、その重ね合わせの精度を高めることができる。 The beam shift function by the selection optical element AOMn of the present embodiment can finely adjust the position of the drawing line SLn by the spot light SPn of the beam LBn from each of the plurality of scanning units Un at high speed in the sub-scanning direction. For example, if the selection optical element AOM1 shown in FIG. 20 is controlled so as to change the amount of correction by the correction signal FSS each time the incident permission signal LP1 becomes H level, each reflecting surface of the polygon mirror PM, that is, spot light Each time the SP is scanned, the drawing line SL1 can be shifted in the sub-scanning direction within a range of about the pixel size (or the size of the spot light). Therefore, after each of the adjacent scanning units Un is slightly rotated around the irradiation center axes Le1 to Le6 to adjust the inclination of each drawing line SLn, the drawing magnification is adjusted as in the first embodiment. In addition to the correction, by shifting the drawing line SLn in the sub-scanning direction as in the second embodiment, it is possible to improve the accuracy of the splicing at the end of each drawing line SLn at the time of pattern drawing. Become. Further, when drawing a new pattern by superimposing it on the base pattern for the electronic device already formed on the substrate P, the accuracy of the superimposition can be improved.

以上の第２の実施の形態では、基板Ｐの表面（ビームＬＢｎがスポット光ＳＰとして集光する位置）と、図２１中の面Ｐｉｐ’とは互いに共役な関係に設定され、さらに面Ｐｉｐ’（Ｐｉｐ）は、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）中の波長変換素子４８、５０、ファイバー光増幅器４６の射出端４６ａの各々とも互いに共役な関係に設定されている。そのため、ポリゴンミラーＰＭの反射面の１つを一定の向きに静止させた状態にして、ビームＬＢｎをｆθレンズＦＴとシリンドリカルレンズＣＹｂを介して基板Ｐの表面の１点にスポット光ＳＰとして投射した場合、波長変換素子４８、５０の結晶特性の変化によって高調波ビームの進行方向が角度的にドリフトしても、その影響を受けることなく基板Ｐ上のスポット光ＳＰは静止している。このことは、スポット光ＳＰの主走査方向の走査開始位置、或いは原点信号ＳＤに応答した描画開始位置が、主走査方向にドリフトすることなく安定していることを意味する。したがって、長期的に安定した精度でパターン描画ができる。 In the second embodiment described above, the surface of the substrate P (the position where the beam LBn condenses as the spot light SP) and the surface Pip'in FIG. 21 are set to have a conjugate relationship with each other, and further, the surface Pip' (Pip) is set to have a conjugate relationship with each of the wavelength conversion elements 48 and 50 in the light source device LSa (LSb) and the emission end 46a of the fiber optical amplifier 46. Therefore, one of the reflecting surfaces of the polygon mirror PM is kept stationary in a certain direction, and the beam LBn is projected as a spot light SP on one point on the surface of the substrate P via the fθ lens FT and the cylindrical lens CYb. In this case, even if the traveling direction of the harmonic beam drifts angularly due to the change in the crystal characteristics of the wavelength conversion elements 48 and 50, the spot light SP on the substrate P is stationary without being affected by the drift. This means that the scanning start position of the spot light SP in the main scanning direction or the drawing start position in response to the origin signal SD is stable without drifting in the main scanning direction. Therefore, the pattern can be drawn with stable accuracy over a long period of time.

［第３の実施の形態］
図２３は、上記第２の実施の形態に適用される走査ユニットＵ１（Ｕｎ）の具体的な構成を示す第３の実施の形態による図であり、ビームＬＢ１の走査方向（偏向方向）を含む平面（ＸＹ平面と平行な平面）と直交する平面（ＸＺ平面）からみた図である。なお、図２３では、ｆθレンズ系ＦＴの光軸ＡＸｆがＸＹ面と平行に配置され、先端の反射ミラーＭ１５が光軸ＡＸｆを９０度で折り曲げるように配置されるものとする。走査ユニットＵ１内には、ビームＬＢ１の入射位置から被照射面（基板Ｐ）までのビームＬＢ１の送光路に沿って、反射ミラーＭ１０、ビームエキスパンダーＢＥ、傾斜角可変の平行平板ＨＶＰ、開口絞りＰＡ、反射ミラーＭ１２、第１のシリンドリカルレンズＣＹａ、反射ミラーＭ１３、反射ミラーＭ１４、ポリゴンミラーＰＭ（反射面ＲＰ）、ｆθレンズ系ＦＴ、反射ミラーＭ１５、および、第２のシリンドリカルレンズＣＹｂが設けられる。図２３の構成は、基本的に図５の構成と同じであるが、一部説明に不要な部材等は省略してある。そして本実施の形態では、図５で設けられていたシフト光学部材ＳＲの平行平板Ｓｒ２を、光透過性の平行平板（石英板）ＨＶＰとして設ける。[Third Embodiment]
FIG. 23 is a diagram according to a third embodiment showing a specific configuration of the scanning unit U1 (Un) applied to the second embodiment, and includes a scanning direction (deflection direction) of the beam LB1. It is a figure seen from the plane (XZ plane) orthogonal to the plane (the plane parallel to the XY plane). In FIG. 23, it is assumed that the optical axis AXf of the fθ lens system FT is arranged parallel to the XY plane, and the reflection mirror M15 at the tip is arranged so that the optical axis AXf is bent at 90 degrees. In the scanning unit U1, a reflection mirror M10, a beam expander BE, a parallel flat plate HVP with a variable tilt angle, and an aperture aperture PA are provided along the light transmission path of the beam LB1 from the incident position of the beam LB1 to the irradiated surface (base P). , Reflective mirror M12, first cylindrical lens CYa, reflective mirror M13, reflective mirror M14, polygon mirror PM (reflective surface RP), fθ lens system FT, reflective mirror M15, and second cylindrical lens CYb. The configuration of FIG. 23 is basically the same as that of FIG. 5, but some members and the like that are not necessary for the explanation are omitted. Then, in the present embodiment, the parallel plate Sr2 of the shift optical member SR provided in FIG. 5 is provided as a light-transmitting parallel plate (quartz plate) HVP.

図６で示したミラーＩＭ１によって−Ｚ方向に反射された平行光束のビームＬＢ１は、ＸＹ平面に対して４５度傾いた反射ミラーＭ１０に入射する。この反射ミラーＭ１０は、入射したビームＬＢ１を、反射ミラーＭ１０から−Ｘ方向に離れた反射ミラーＭ１２に向けて−Ｘ方向に反射する。反射ミラーＭ１０で反射したビームＬＢ１は、ビームエキスパンダーＢＥおよび開口絞りＰＡを透過して反射ミラーＭ１２に入射する。ビームエキスパンダーＢＥは、透過するビームＬＢ１の径を拡大させる。ビームエキスパンダーＢＥは、集光レンズＢｅ１と、集光レンズＢｅ１によって収斂された後に発散するビームＬＢ１を平行光束にするコリメートレンズＢｅ２とを有する。このビームエキスパンダーＢＥによりビームＬＢ６を開口絞りＰＡの開口部分に照射することが容易になる。集光レンズＢｅ１とコリメートレンズＢｅ２の間には、不図示の駆動モータ等で傾斜角度を変更可能な石英の平行平板ＨＶＰが配置されている。この平行平板ＨＶＰの傾斜角を変えることで、基板Ｐ上で走査されるスポット光ＳＰの走査軌跡である描画ラインＳＬｎを副走査方向に微少量（例えば、スポット光ＳＰの実効的なサイズφの数倍〜十数倍程度）だけシフトさせることができる。 The beam LB1 of the parallel light flux reflected by the mirror IM1 shown in FIG. 6 in the −Z direction is incident on the reflection mirror M10 tilted at 45 degrees with respect to the XY plane. The reflection mirror M10 reflects the incident beam LB1 in the −X direction toward the reflection mirror M12 away from the reflection mirror M10 in the −X direction. The beam LB1 reflected by the reflection mirror M10 passes through the beam expander BE and the aperture stop PA and is incident on the reflection mirror M12. The beam expander BE expands the diameter of the transmitted beam LB1. The beam expander BE has a condensing lens Be1 and a collimating lens Be2 that makes the beam LB1 diverging after being converged by the condensing lens Be1 into a parallel light flux. This beam expander BE makes it easy to irradiate the beam LB6 on the opening portion of the aperture stop PA. Between the condenser lens Be1 and the collimating lens Be2, a quartz parallel flat plate HVP whose inclination angle can be changed by a drive motor or the like (not shown) is arranged. By changing the inclination angle of the parallel flat plate HVP, the drawing line SLn, which is the scanning locus of the spot light SP scanned on the substrate P, is slightly reduced in the sub-scanning direction (for example, the effective size φ of the spot light SP). It can be shifted by several times to a dozen times).

反射ミラーＭ１２は、ＹＺ平面に対して４５度傾いて配置され、入射したビームＬＢ１を、反射ミラーＭ１２から−Ｚ方向に離れた反射ミラーＭ１３に向けて−Ｚ方向に反射する。反射ミラーＭ１２で−Ｚ方向に反射されたビームＬＢ１は、第１のシリンドリカルレンズＣＹａ（第１光学部材）を透過した後、反射ミラーＭ１３に至る。反射ミラーＭ１３は、ＸＹ平面に対して４５度傾いて配置され、入射したビームＬＢ１を反射ミラーＭ１４に向けて＋Ｘ方向に反射する。反射ミラーＭ１３で反射したビームＬＢ１は、反射ミラーＭ１４で反射されてポリゴンミラーＰＭに投射される。ポリゴンミラーＰＭの１つの反射面ＲＰは、入射したビームＬＢ１を、Ｘ軸方向に延びる光軸ＡＸｆを有するｆθレンズ系ＦＴに向けて＋Ｘ方向に反射する。 The reflection mirror M12 is arranged at an angle of 45 degrees with respect to the YZ plane, and reflects the incident beam LB1 in the −Z direction toward the reflection mirror M13 away from the reflection mirror M12 in the −Z direction. The beam LB1 reflected in the −Z direction by the reflection mirror M12 passes through the first cylindrical lens CYa (first optical member) and then reaches the reflection mirror M13. The reflection mirror M13 is arranged at an angle of 45 degrees with respect to the XY plane, and reflects the incident beam LB1 toward the reflection mirror M14 in the + X direction. The beam LB1 reflected by the reflection mirror M13 is reflected by the reflection mirror M14 and projected onto the polygon mirror PM. One reflecting surface RP of the polygon mirror PM reflects the incident beam LB1 in the + X direction toward the fθ lens system FT having the optical axis AXf extending in the X-axis direction.

ビームエキスパンダーＢＥを構成するレンズ系Ｂｅ１、Ｂｅ２の間に設けられる平行平板ＨＶＰの傾斜角を変えることで、描画ラインＳＬｎを副走査方向にシフトできる。図２４Ａ、図２４Ｂは、平行平板ＨＶＰの傾斜によって描画ラインＳＬｎがシフトする様子を説明するもので、図２４Ａは、平行平板ＨＶＰの互いに平行な入射面と射出面がビームＬＢｎの中心線（主光線）に対して９０度になっている状態を示す図であり、すなわち平行平板ＨＶＰがＸＺ面内で傾斜していない状態を示す図である。図２４Ｂは、平行平板ＨＶＰの互いに平行な入射面と射出面がビームＬＢｎの中心線（主光線）に対して９０度から傾いている場合、すなわち平行平板ＨＶＰがＹＺ面に対して角度ηだけ傾斜している状態を示す図である。 The drawing line SLn can be shifted in the sub-scanning direction by changing the inclination angle of the parallel flat plate HVP provided between the lens systems Be1 and Be2 constituting the beam expander BE. 24A and 24B explain how the drawing line SLn shifts due to the inclination of the parallel plate HVP. FIG. 24A shows the center line (mainly) of the beam LBn whose incident surface and emission surface parallel to each other of the parallel plate HVP are parallel to each other. It is a figure which shows the state which is 90 degrees with respect to (the light ray), that is, is the figure which shows the state which the parallel plate HVP is not inclined in the XZ plane. FIG. 24B shows a case where the incident surface and the ejection surface parallel to each other of the parallel plate HVP are tilted from 90 degrees with respect to the center line (main ray) of the beam LBn, that is, the parallel plate HVP has only an angle η with respect to the YZ surface. It is a figure which shows the state which is inclined.

さらに、図２４Ａ、図２４Ｂでは、平行平板ＨＶＰが傾斜していない状態（角度η＝０度）のとき、レンズ系Ｂｅ１、Ｂｅ２の光軸ＡＸｅは開口絞りＰＡの円形開口の中心を通るように設定され、ビームエキスパンダーＢＥに入射するビームＬＢｎの中心線は光軸ＡＸｅと同軸になるように調整されているものとする。また、レンズ系Ｂｅ２の後側焦点の位置は開口絞りＰＡの円形開口の位置に一致するように配置される。開口絞りＰＡの位置は、第１のシリンドリカルレンズＣＹａによって、副走査方向に関しては、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの位置（或いはｆθレンズ系ＦＴの前側焦点の位置）からみると、ほぼ瞳の位置になるように設定されている。一方で、主走査方向に関しては、開口絞りＰＡは、ｆθレンズ系ＦＴの前側焦点の位置である入射瞳の位置と光学的に共役になるように配置されている。そのため、平行平板ＨＶＰを角度ηだけ傾けた場合、平行平板ＨＶＰを透過してレンズ系Ｂｅ２に入射するビームＬＢｎ（ここでは発散光束）の中心線は、光軸ＡＸｅに対して−Ｚ方向に微小に平行移動し、レンズ系Ｂｅ２から射出するビームＬＢｎは平行光束に変換されるとともに、ビームＬＢｎの中心線は光軸ＡＸｅに対して僅かに傾く。 Further, in FIGS. 24A and 24B, when the parallel flat plate HVP is not tilted (angle η = 0 degree), the optical axes AXe of the lens systems Be1 and Be2 pass through the center of the circular aperture of the aperture diaphragm PA. It is assumed that the center line of the beam LBn that is set and is incident on the beam expander BE is adjusted to be coaxial with the optical axis AXe. Further, the position of the rear focal point of the lens system Be2 is arranged so as to coincide with the position of the circular aperture of the aperture diaphragm PA. The position of the aperture diaphragm PA is approximately the position of the pupil when viewed from the position of the reflecting surface RP of the polygon mirror PM (or the position of the front focal point of the fθ lens system FT) in the sub-scanning direction by the first cylindrical lens CYa. It is set to be. On the other hand, with respect to the main scanning direction, the aperture diaphragm PA is arranged so as to be optically conjugated with the position of the entrance pupil, which is the position of the front focal point of the fθ lens system FT. Therefore, when the parallel plate HVP is tilted by an angle η, the center line of the beam LBn (here, the divergent light beam) transmitted through the parallel plate HVP and incident on the lens system Be2 is minute in the −Z direction with respect to the optical axis AXe. The beam LBn emitted from the lens system Be2 is converted into a parallel light beam, and the center line of the beam LBn is slightly tilted with respect to the optical axis AXe.

レンズ系Ｂｅ２の後側焦点の位置は開口絞りＰＡの円形開口の位置に一致するように配置されているので、レンズ系Ｂｅ２から傾いて射出するビームＬＢｎ（平行光束）は、開口絞りＰＡ上でＺ方向にずれることは無く、円形開口に投射され続ける。したがって、開口絞りＰＡの円形開口を通過したビームＬＢｎは、強度分布上の１／ｅ2の裾野の強度を正確にカットされた状態で、光軸ＡＸｅに対してＸＺ面内で副走査方向に僅かに傾いた角度で、後段の第１のシリンドリカルレンズＣＹａに向かう。開口絞りＰＡは、副走査方向に関してはポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰからみると瞳位置に対応しており、開口絞りＰＡの円形開口を通過したビームＬＢｎの副走査方向に関する傾き角に応じて、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰに入射するビームＬＢｎ（副走査方向に関して収斂）の反射面上での位置が僅かにシフトする。したがって、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰで反射したビームＬＢｎも、図２３に示したｆθレンズ系ＦＴの光軸ＡＸｆを含むＸＹ面と平行な面に対して僅かにＺ方向にシフトした状態でｆθレンズ系ＦＴに入射する。その結果、第２のシリンドリカルレンズＣＹｂに入射するビームＬＢｎが副走査方向に僅かに傾き、基板Ｐ上に投射されるビームＬＢｎのスポット光ＳＰの位置を副走査方向に僅かにシフトさせることができる。Since the position of the rear focal point of the lens system Be2 is arranged so as to coincide with the position of the circular aperture of the aperture diaphragm PA, the beam LBn (parallel luminous flux) emitted at an angle from the lens system Be2 is on the aperture diaphragm PA. It does not shift in the Z direction and continues to be projected onto the circular aperture. Therefore, the beam LBn that has passed through the circular aperture of the aperture stop PA is in the sub-scanning direction in the XZ plane with respect to the optical axis AXe in a state where the intensity of the 1 / e 2 base on the intensity distribution is accurately cut. At a slightly tilted angle, the lens faces the first cylindrical lens CYa in the latter stage. The aperture stop PA corresponds to the pupil position when viewed from the reflection surface RP of the polygon mirror PM with respect to the sub-scanning direction, and depends on the tilt angle of the beam LBn passing through the circular aperture of the aperture stop PA with respect to the sub-scanning direction. The position of the beam LBn (converging with respect to the sub-scanning direction) incident on the reflecting surface RP of the polygon mirror PM on the reflecting surface is slightly shifted. Therefore, the beam LBn reflected by the reflection surface RP of the polygon mirror PM is also fθ in a state of being slightly shifted in the Z direction with respect to the surface parallel to the XY surface including the optical axis AXf of the fθ lens system FT shown in FIG. It is incident on the lens system FT. As a result, the beam LBn incident on the second cylindrical lens CYb is slightly tilted in the sub-scanning direction, and the position of the spot light SP of the beam LBn projected on the substrate P can be slightly shifted in the sub-scanning direction. ..

［第４の実施の形態］
図２５は、第４の実施の形態による露光装置ＥＸ（パターン描画装置）の制御装置１６の構成を示すブロック図である。図２５において、制御装置１６を構成するポリゴン駆動制御部１００、選択素子駆動制御部１０２、ビーム制御装置１０４（露光制御部１１６）、マーク位置検出部１０６、および、回転位置検出部１０８は、先の図９に示した構成と同じである。また、図２５では、代表して、光源装置ＬＳａからのビームＬＢａが走査ユニットＵ１に供給されている状態のみを模式的に表し、選択用光学素子ＡＯＭ１、コリメートレンズＣＬ１、ユニット側入射ミラーＩＭ１は図２０と同様に配置され、反射ミラーＭ１０から第２のシリンドリカルレンズＣＹｂまでの走査ユニットＵ１は図２３と同様に構成されるものとする。本実施の形態では、走査ユニットＵ１内の機械光学的なビームシフターとしての平行平板ＨＶＰを所定のストロークで傾斜する為のピエゾモータ等を含むサーボ制御系ＤＵと、下地層計測部ＭＵとが設けられる。下地層計測部ＭＵは、走査ユニットＵ１内の光検出器ＤＴ（図５参照）からの光電信号の波形変化を高速にデジタルサンプリングする回路構成を有し、重ね合せ露光の為にスポット光ＳＰが基板Ｐ上に既に形成されている下地パターン（金属層、絶縁層、半導体層等に対応）を走査したときに発生する反射光の強度変化に基づいて、下地パターンの主走査方向や副走査方向に関する位置、或いは重ね合せ露光される新たなパターンと下地パターンとの相対的な位置誤差（重ね誤差）を計測する。下地層計測部ＭＵで計測される計測結果、特に重ね誤差に関する情報は、図２０に示した選択素子駆動制御部１０２内のドライブ回路１０２Ａに印加される補正信号ＦＳＳを生成する為に利用される。このように、走査ユニットＵｎの各々に光検出器ＤＴ（図５参照）を設け、位置計測部としての下地層計測部ＭＵを設けることにより、アライメント用のマークＭＫｎが無い被露光領域（図４のデバイス形成領域）Ｗ内での重ね合せ精度の確認、或いはパターン露光中の基板Ｐの移動位置（デバイス形成領域Ｗの移動位置）を確認することができる。[Fourth Embodiment]
FIG. 25 is a block diagram showing a configuration of a control device 16 of an exposure apparatus EX (pattern drawing apparatus) according to a fourth embodiment. In FIG. 25, the polygon drive control unit 100, the selection element drive control unit 102, the beam control device 104 (exposure control unit 116), the mark position detection unit 106, and the rotation position detection unit 108 that constitute the control device 16 are described first. It is the same as the configuration shown in FIG. Further, in FIG. 25, as a representative, only the state in which the beam LBa from the light source device LSa is supplied to the scanning unit U1 is schematically shown, and the selection optical element AOM1, the collimating lens CL1, and the unit-side incident mirror IM1 are shown. The scanning unit U1 arranged in the same manner as in FIG. 20 and from the reflection mirror M10 to the second cylindrical lens CYb is configured in the same manner as in FIG. 23. In the present embodiment, a servo control system DU including a piezo motor or the like for tilting the parallel plate HVP as a mechanical optical beam shifter in the scanning unit U1 with a predetermined stroke, and a base layer measuring unit MU are provided. .. The underlayer measurement unit MU has a circuit configuration for high-speed digital sampling of changes in the waveform of the photoelectric signal from the photodetector DT (see FIG. 5) in the scanning unit U1, and the spot light SP is used for superposed exposure. Main scanning direction and sub-scanning direction of the base pattern based on the change in the intensity of the reflected light generated when the base pattern (corresponding to the metal layer, the insulating layer, the semiconductor layer, etc.) already formed on the substrate P is scanned. The relative positional error (overlapping error) between the new pattern to be overexposed and the base pattern is measured. The measurement results measured by the base layer measuring unit MU, particularly the information on the overlay error, are used to generate the correction signal FSS applied to the drive circuit 102A in the selection element drive control unit 102 shown in FIG. .. As described above, by providing the photodetector DT (see FIG. 5) in each of the scanning units Un and the base layer measuring unit MU as the position measuring unit, the exposed region without the alignment mark MKn (FIG. 4). Device formation region) The overlay accuracy in W can be confirmed, or the moving position of the substrate P during pattern exposure (moving position of the device forming region W) can be confirmed.

平行平板ＨＶＰは、走査ユニットＵｎの各々に設けられているので、走査ユニットＵｎ毎に、平行平板ＨＶＰの傾き角度ηを連続的に変化させることで、基板Ｐ上に描画されるパターンの副走査方向の寸法を微少な比率で伸縮させることができる。そのため、基板Ｐの長尺方向（副走査方向）に関して基板Ｐが部分的に伸縮している場合であっても、基板Ｐ上にアライメントマークＭＫｎと共に形成された電子デバイスの為の下地パターン（第１層パターン）に対して第２層用のパターンを重ね合せ露光（描画）する際の重ね合せ精度を良好に維持できる。基板Ｐの長尺方向（副走査方向）の局所的な伸縮は、例えば、図４に示したように、基板Ｐの幅方向の両側に長尺方向に一定のピッチ（例えば１０ｍｍ）で形成されるアライメントマークＭＫ１、ＭＫ４を、図２５に示したアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍで検出することで計測できる。具体的には、図４で示したようにアライメント顕微鏡ＡＭ１１、ＡＭ１４によってアライメントマークＭＫ１、ＭＫ４を撮像素子で順次撮像し、マーク位置の長尺方向の変化（マークのピッチ変化等）を、マーク位置検出部１０６と回転位置検出部１０８等によって露光制御部１１６で解析することで計測できる。そこで、基板Ｐの搬送方向の部分的な伸縮量（スケーリング誤差）に応じて、露光制御部１１６からサーボ制御系ＤＵに、基板Ｐの副走査方向の移動位置（又は移動量）に応じて、平行平板ＨＶＰを逐次傾斜させるような制御指令を与える。これによって、パターンの描画位置を基板Ｐの移動位置に連動して副走査方向に徐々に調整することができ、伸縮の大きい基板Ｐに対する重ね合せ露光の精度低下を抑制できる。 Since the parallel plate HVP is provided in each of the scanning units Un, the sub-scanning of the pattern drawn on the substrate P is performed by continuously changing the inclination angle η of the parallel plate HVP for each scanning unit Un. The dimension in the direction can be expanded and contracted at a minute ratio. Therefore, even when the substrate P is partially expanded and contracted with respect to the long direction (sub-scanning direction) of the substrate P, the substrate pattern for the electronic device formed on the substrate P together with the alignment mark MKn (the first). It is possible to maintain good superposition accuracy when superimposing the pattern for the second layer on the one layer pattern) and exposing (drawing) the pattern. Local expansion and contraction of the substrate P in the elongated direction (sub-scanning direction) is formed at a constant pitch (for example, 10 mm) in the elongated direction on both sides of the substrate P in the width direction, as shown in FIG. 4, for example. The alignment marks MK1 and MK4 can be measured by detecting them with the alignment microscope AM1m shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 4, the alignment marks MK1 and MK4 are sequentially imaged by the image sensor with the alignment microscopes AM11 and AM14, and the change in the mark position in the long direction (change in mark pitch, etc.) is measured at the mark position. The measurement can be performed by analyzing with the exposure control unit 116 by the detection unit 106, the rotation position detection unit 108, and the like. Therefore, according to the partial expansion / contraction amount (scaling error) of the substrate P in the transport direction, the exposure control unit 116 is transferred to the servo control system DU according to the movement position (or movement amount) of the substrate P in the sub-scanning direction. A control command is given to sequentially tilt the parallel plate HVP. As a result, the drawing position of the pattern can be gradually adjusted in the sub-scanning direction in conjunction with the moving position of the substrate P, and it is possible to suppress a decrease in the accuracy of the superimposed exposure on the substrate P having a large expansion and contraction.

また、平行平板ＨＶＰは、奇数番の描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５と偶数番の描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６との副走査方向（基板Ｐの搬送方向）の間隔を調整するためにも使うことができる。例えば、基板Ｐの搬送速度に緩やかな変動が生じた場合、その速度変動によって、奇数番の描画ラインで描画されるパターンと、偶数番の描画ラインで描画されるパターンとが副走査方向にミクロンオーダーでずれることになり、継ぎ精度が劣化する。そこで、回転ドラムＤＲの回転位置を計測するエンコーダＥＮｊａ、ＥＮｊｂ（図２５では代表してＥＮ１ａ、ＥＮ２ａのみを示す）からの計測信号をカウントする回転位置検出部１０８によって、回転ドラムＤＲの回転速度の変動（基板Ｐの速度変動）を検出し、その変動の増減量に応じて平行平板ＨＶＰの傾きをサーボ制御系ＤＵで駆動するようにしても良い。 The parallel flat plate HVP is also used to adjust the distance between the odd-numbered drawing lines SL1, SL3, SL5 and the even-numbered drawing lines SL2, SL4, SL6 in the sub-scanning direction (conveying direction of the substrate P). Can be done. For example, when the transport speed of the substrate P fluctuates gently, the pattern drawn on the odd-numbered drawing lines and the pattern drawn on the even-numbered drawing lines are micron in the sub-scanning direction due to the speed fluctuation. It will be out of order, and the splicing accuracy will deteriorate. Therefore, the rotation speed of the rotation drum DR is determined by the rotation position detection unit 108 that counts the measurement signals from the encoders ENja and ENjb (representatively shown only EN1a and EN2a in FIG. 25) that measure the rotation position of the rotation drum DR. The fluctuation (speed fluctuation of the substrate P) may be detected, and the inclination of the parallel plate HVP may be driven by the servo control system DU according to the amount of increase / decrease in the fluctuation.

さらに、平行平板ＨＶＰによる機械光学的なビームシフター（ビーム位置調整部材、第１調整部材）をスポット光ＳＰの副走査方向への位置調整の粗調整用とし、図２５に示した選択用光学素子ＡＯＭ１（或いは、先の図１６に示した音響光学偏向素子ＡＯＤｓ、図１７に示した電気光学素子ＯＤｎ、ＫＤｎ等）による電気光学的なビームシフター（ビーム位置調整部材、第２調整部材、第２調整光学部材）をスポット光ＳＰの副走査方向への位置調整の微調整用として併用しても良い。図２５のように、平行平板ＨＶＰと択用光学素子ＡＯＭ１（ＡＯＭｎ）とを組み合わせた場合、機械光学的なビームシフターとしての平行平板ＨＶＰは、傾斜可能なストローク範囲内で基板Ｐ上のスポット光ＳＰを副走査方向に数十画素分（例えば、±１００μｍ程度）変位せることができ、一方、電気光学的なビームシフターとしての択用光学素子ＡＯＭ１（ＡＯＭｎ）は、基板Ｐ上のスポット光ＳＰを副走査方向に、例えば数画素分（スポット光ＳＰのサイズφの数倍程度）の微少範囲で高速に変位させることができる。 Further, the mechanical optical beam shifter (beam position adjusting member, first adjusting member) by the parallel flat plate HVP is used for rough adjustment of the position adjustment of the spot light SP in the sub-scanning direction, and the selection optical element shown in FIG. 25. An electro-optical beam shifter (beam position adjusting member, second adjusting member, second) by AOM1 (or the acoustic-optical deflection element AODs shown in FIG. The adjustment optical member) may be used together for fine adjustment of the position adjustment of the spot light SP in the sub-scanning direction. As shown in FIG. 25, when the parallel plate HVP and the optical element AOM1 (AOMn) for selection are combined, the parallel plate HVP as a mechanical optical beam shifter has spot light on the substrate P within a tiltable stroke range. The SP can be displaced by several tens of pixels (for example, about ± 100 μm) in the sub-scanning direction, while the optional optical element AOM1 (AOMn) as an electro-optical beam shifter is a spot light SP on the substrate P. Can be displaced at high speed in the sub-scanning direction, for example, in a minute range of several pixels (about several times the size φ of the spot light SP).

選択用光学素子（音響光学偏向素子）ＡＯＭｎ、ＡＯＤｓや電気光学素子ＯＤｎ、ＫＤｎ等による電気光学的なビームシフターでは、図１０に示した入射許可信号ＬＰｎの発生ごとに補正信号ＦＳＳの値を変えることで、スポット光ＳＰの副走査方向の位置を１走査ごとに高速に微調整できる。そのため、微細なパターンを描画した時の描画品質、特に複数の描画ラインＳＬｎの各々で描画されるパターンを主走査方向に継いだときの継ぎ誤差を低減することができる。本実施の形態では、一例として、図２５に示した光検出器ＤＴと下地層計測部ＭＵを用いて、ほぼリアルタイムに継ぎ誤差の程度を計測することが可能である。例えば、図４において、描画ラインＳＬ１と描画ラインＳＬ２の各々によって描画されるパターンが副走査方向に継がれる場合で、基板Ｐに既に下地パターン（第１層パターン）が形成されていると、描画ラインＳＬ１でパターン描画する走査ユニットＵ１に設けられた下地層計測部ＭＵ（図２５）で計測される継ぎ部分での重ね誤差の情報と、描画ラインＳＬ２でパターン描画する走査ユニットＵ２に設けられた同様の下地層計測部ＭＵで計測される継ぎ部分での重ね誤差の情報とを比較することで、下地パターンを基準として、描画ラインＳＬ１と描画ラインＳＬ２の各々で描画されるパターンの副走査方向に関する継ぎ誤差を確認することができる。 In an electro-optical beam shifter using selection optical elements (acoustic optical deflection elements) AOMn, AODs, electro-optical elements ODn, KDn, etc., the value of the correction signal FSS is changed each time the incident permission signal LPn shown in FIG. 10 is generated. As a result, the position of the spot light SP in the sub-scanning direction can be finely adjusted at high speed for each scan. Therefore, it is possible to reduce the drawing quality when drawing a fine pattern, particularly the splicing error when the pattern drawn on each of the plurality of drawing lines SLn is spliced in the main scanning direction. In the present embodiment, as an example, it is possible to measure the degree of splicing error in almost real time by using the photodetector DT shown in FIG. 25 and the base layer measuring unit MU. For example, in FIG. 4, when the patterns drawn by each of the drawing line SL1 and the drawing line SL2 are succeeded in the sub-scanning direction, and the base pattern (first layer pattern) is already formed on the substrate P, the drawing is performed. Information on the overlap error at the joint portion measured by the base layer measuring unit MU (FIG. 25) provided in the scanning unit U1 for drawing the pattern on the line SL1 and the scanning unit U2 for drawing the pattern on the drawing line SL2. By comparing the information of the overlay error at the joint portion measured by the same base layer measurement unit MU, the sub-scanning direction of the pattern drawn on each of the drawing line SL1 and the drawing line SL2 with reference to the base pattern. You can check the splicing error with respect to.

図４の場合、描画ラインＳＬ１で描画された基板Ｐ上の副走査方向の位置は、基板Ｐが描画ラインＳＬ１と描画ラインＳＬ２の副走査方向の間隔分だけ移動した後で、描画ラインＳＬ２によって描画されので、その間隔分の移動の時間だけ時間差が生じるが、下地層計測部ＭＵによる重ね誤差の計測を、基板Ｐの適当な移動量ごと（例えば１ｍｍ毎とか５ｍｍ毎）に逐次行っていけば、継ぎ誤差の傾向（誤差が大きくなったか否か）が把握できる。継ぎ誤差が大きくなるような傾向を示した場合は、その継ぎ誤差が低減されるように、走査ユニットＵ１と走査ユニットＵ２の少なくとも一方に対応して設けられている選択素子駆動制御部１０２内のドライブ回路１０２Ａ（図２０参照）に印加される補正信号ＦＳＳを、下地層計測部ＭＵで計測される継ぎ誤差の情報に基づいて調整し、描画ラインＳＬ１と描画ラインＳＬ２の少なくとも一方に沿って走査されるスポット光ＳＰの副走査方向の位置を微調整すれば良い。 In the case of FIG. 4, the position in the sub-scanning direction on the substrate P drawn by the drawing line SL1 is determined by the drawing line SL2 after the substrate P has moved by the distance between the drawing line SL1 and the drawing line SL2 in the sub-scanning direction. Since it is drawn, there is a time difference due to the movement time for that interval, but the overlay error should be measured by the base layer measurement unit MU sequentially for each appropriate movement amount of the substrate P (for example, every 1 mm or every 5 mm). For example, the tendency of joint error (whether or not the error has increased) can be grasped. When the splicing error tends to increase, the selection element drive control unit 102 provided corresponding to at least one of the scanning unit U1 and the scanning unit U2 so as to reduce the splicing error. The correction signal FSS applied to the drive circuit 102A (see FIG. 20) is adjusted based on the information of the joint error measured by the base layer measuring unit MU, and is scanned along at least one of the drawing line SL1 and the drawing line SL2. The position of the spot light SP to be generated in the sub-scanning direction may be finely adjusted.

〔他の変形例１〕
以上の各実施の形態や変形例では、ビームＬＢｎ（スポット光ＳＰ）を副走査方向にシフトさせる機械光学的なビームシフター（位置調整部材、第１調整部材）としての傾斜可能な平行平板Ｓｒ２、又はＨＶＰを、走査ユニットＵｎ内のミラーＭ１０からポリゴンミラーＰＭまでの光路中に設けたが、ポリゴンミラーＰＭから基板Ｐまでの光路中に設けても良い。さらに、機械光学的なビームシフターは、ビーム切換部ＢＤＵのユニット側入射ミラーＩＭｎ（ＩＭ１〜ＩＭ６）から走査ユニットＵｎのミラーＭ１０までの光路中に設けても良い。先に説明したように、機械光学的なビームシフター（第１調整部材、第１調整光学部材）は、ビームＬＢｎのスポット光ＳＰを比較的に大きな範囲で副走査方向にシフトできるが、機械的な精度に依存した誤差が残留し易いので、残留誤差の低減する為に電気光学的なビームシフター（第２調整部材、第２調整光学部材）を併用することができる。その場合、電気光学的なビームシフターは、光源装置ＬＳａ、ＬＳｂからのビームＬＢａ、ＬＢｂが進む光路に沿って機械光学的なビームシフターの手前に設けるのが良い。[Other Modifications 1]
In each of the above embodiments and modifications, the tiltable parallel flat plate Sr2 as a mechanical optical beam shifter (position adjusting member, first adjusting member) that shifts the beam LBn (spot light SP) in the sub-scanning direction, Alternatively, although the HVP is provided in the optical path from the mirror M10 to the polygon mirror PM in the scanning unit Un, it may be provided in the optical path from the polygon mirror PM to the substrate P. Further, the mechanical optical beam shifter may be provided in the optical path from the unit-side incident mirror Imn (IM1 to IM6) of the beam switching unit BDU to the mirror M10 of the scanning unit Un. As described above, the mechanical optical beam shifter (first adjusting member, first adjusting optical member) can shift the spot light SP of the beam LBn in a relatively large range in the sub-scanning direction, but mechanically. Since an error depending on the accuracy tends to remain, an electro-optical beam shifter (second adjusting member, second adjusting optical member) can be used in combination in order to reduce the residual error. In that case, the electro-optical beam shifter is preferably provided in front of the mechanically optical beam shifter along the optical path through which the beams LBa and LBb from the light source devices LSa and LSb travel.

〔他の変形例２〕
走査ユニット（描画ユニット）Ｕｎの各々には、ビームエキスパンダーＢＥを構成するレンズ系Ｂｅ１、Ｂｅ２が先の図２３に示したように、正の屈折力を有する凸レンズ系で設けられているが、図２６に示すように、反射ミラーＭ１０で反射されたビームＬＢｎを入射するレンズ系Ｂｅ１を、負の屈折力を有する凹のレンズ系Ｂｅ１’に替えても良い。図２６は、図２３に示した走査ユニット（描画ユニット）Ｕｎ内の光路のうち、反射ミラーＭ１０から開口絞りＰＡまでの光路におけるビームＬＢｎの状態を模式的に誇張して示したものである。反射ミラーＭ１０で反射されるビームＬＢｎは、実効的なビーム径が１ｍｍ以下の細い平行光束となって凹のレンズ系Ｂｅ１’に入射する。レンズ系Ｂｅ１’は、入射したビームＬＢｎをレンズ系Ｂｅ１’の焦点距離に応じて発散させながら、正の屈折力を有する凸のレンズ系Ｂｅ２に入射させる。凹のレンズ系Ｂｅ１’の前側焦点距離の位置と、凸のレンズ系Ｂｅ２の前側焦点距離の位置とを一致させることにより、凸のレンズ系Ｂｅ２から射出するビームＬＢｎは、図２３で説明したように、実効的なビーム径が拡大された平行光束となって開口絞りＰＡに向かう。凹のレンズ系Ｂｅ１’と凸のレンズ系Ｂｅ２によるビームエキスパンダーは、２つの凸のレンズ系Ｂｅ１、Ｂｅ２によるビームエキスパンダーに比べて、２つのレンズ系の間の物理的な距離を短くできる。[Other Modifications 2]
Each of the scanning unit (drawing unit) Un is provided with lens systems Be1 and Be2 constituting the beam expander BE as a convex lens system having a positive refractive power as shown in FIG. 23. As shown in FIG. 26, the lens system Be1 that incidents the beam LBn reflected by the reflection mirror M10 may be replaced with a concave lens system Be1'having a negative refractive power. FIG. 26 schematically shows the state of the beam LBn in the optical path from the reflection mirror M10 to the aperture stop PA among the optical paths in the scanning unit (drawing unit) Un shown in FIG. 23. The beam LBn reflected by the reflection mirror M10 becomes a thin parallel light flux having an effective beam diameter of 1 mm or less and is incident on the concave lens system Be1'. The lens system Be1'is incident on the convex lens system Be2 having a positive refractive power while diverging the incident beam LBn according to the focal length of the lens system Be1'. By matching the position of the front focal length of the concave lens system Be1'and the position of the front focal length of the convex lens system Be2, the beam LBn emitted from the convex lens system Be2 is as described with reference to FIG. In addition, it becomes a parallel light beam with an expanded effective beam diameter and heads toward the aperture stop PA. The beam expander with the concave lens system Be1'and the convex lens system Be2 can shorten the physical distance between the two lens systems as compared with the beam expander with the two convex lens systems Be1 and Be2.

また、図２３に示した走査ユニット（描画ユニット）ＵｎのビームエキスパンダーＢＥ内には、基板Ｐ上でスポット光ＳＰの走査軌跡である描画ラインＳＬｎを副走査方向（Ｘ方向）に機械光学的にシフトさせる平行平板ＨＶＰのみが設けられていた。しかしながら、描画ラインＳＬｎの全体を主走査方向（Ｙ方向）に微調整する為に、Ｘ方向用のシフターとしての平行平板ＨＶＰｘと、Ｙ方向用のシフターとしての平行平板ＨＶＰｙとを光軸ＡＸｅに沿ってレンズ系Ｂｅ１’とレンズ系Ｂｅ２の間に並置しても良い。この場合、平行平板ＨＶＰｘを傾ける為の回転中心軸Ｓｙと、平行平板ＨＶＰｙを傾ける為の回転中心軸Ｓｘとは、光軸ＡＸｅと直交する面（ＹＺ面と平行）内では、互いに直交するように設定される。 Further, in the beam expander BE of the scanning unit (drawing unit) Un shown in FIG. 23, the drawing line SLn, which is the scanning locus of the spot light SP, is mechanically optically formed in the sub-scanning direction (X direction) on the substrate P. Only the parallel flat plate HVP to be shifted was provided. However, in order to finely adjust the entire drawing line SLn in the main scanning direction (Y direction), the parallel flat plate HVPx as the shifter for the X direction and the parallel flat plate HVPy as the shifter for the Y direction are set to the optical axis AXe. It may be juxtaposed between the lens system Be1'and the lens system Be2 along the line. In this case, the rotation center axis Sy for tilting the parallel plate HVPx and the rotation center axis Sx for tilting the parallel plate HVPy are orthogonal to each other in a plane orthogonal to the optical axis AXe (parallel to the YZ plane). Is set to.

〔他の変形例３〕
描画ラインＳＬｎの全体を主走査方向（Ｙ方向）に微調整する為の機械光学的なシフターとしての平行平板ＨＶＰｙは、図２７に示すように、ｆθレンズ系ＦＴの後に設けても良い。図２７は、図２３に示した走査ユニット（描画ユニット）Ｕｎ内のポリゴンミラーＰＭから基板Ｐまでの光学系配置を示したものである。ｆθレンズ系ＦＴの後では、ビームＬＢｎが主走査方向（Ｙ方向）に走査されている為、図２７のように、反射ミラーＭ１５と第２のシリンドリカルレンズＣＹｂとの間に平行平板ＨＶＰｙを設ける場合は、平行平板ＨＶＰｙをシリンドリカルレンズＣＹｂのＹ方向の寸法と同程度の長さに設定する。さらに、図２７の平行平板ＨＶＰｙをＹＺ面と平行な面内で傾ける為の回転中心軸Ｓｘは、Ｘ軸と平行に設定されると共に、反射ミラーＭ１５で折り曲げられてＺ軸と平行になったｆθレンズ系ＦＴの光軸ＡＸｆと直交するように設定される。[Other Modifications 3]
As shown in FIG. 27, the parallel flat plate HVPy as a mechanical optical shifter for finely adjusting the entire drawing line SLn in the main scanning direction (Y direction) may be provided after the fθ lens system FT. FIG. 27 shows the arrangement of the optical system from the polygon mirror PM to the substrate P in the scanning unit (drawing unit) Un shown in FIG. 23. Since the beam LBn is scanned in the main scanning direction (Y direction) after the fθ lens system FT, a parallel flat plate HVPy is provided between the reflection mirror M15 and the second cylindrical lens CYb as shown in FIG. 27. In this case, the parallel flat plate HVPy is set to a length similar to the dimension of the cylindrical lens CYb in the Y direction. Further, the rotation center axis Sx for tilting the parallel flat plate HVPy of FIG. 27 in a plane parallel to the YZ plane is set parallel to the X axis and is bent by the reflection mirror M15 to be parallel to the Z axis. It is set so as to be orthogonal to the optical axis AXf of the fθ lens system FT.

Claims (19)

基板上にスポットとして集光される描画ビームを第１方向に走査してパターンを描画する描画ユニットが前記第１方向に複数配置され、前記基板の前記第１方向と交差する第２方向への移動により、複数の前記描画ユニットで描画されるパターンを前記第１方向に継ぎ合わせて描画するパターン描画装置であって、
前記複数の描画ユニットによって描画すべき前記基板上の被露光領域の位置を計測する位置計測部と、
前記描画ユニットの各々で描画されるパターンの前記被露光領域に対する位置誤差を低減する為に、前記位置計測部で計測された位置に基づいて前記描画ユニットの各々による前記スポットの位置を前記基板の移動中に前記第２方向に調整する第１調整部材と、
前記描画ユニットの各々で描画されるパターンの前記第２方向に関する継ぎ誤差を低減する為に、前記描画ユニットの各々による前記スポットの位置を前記基板の移動中に前記第１調整部材よりも高い応答性で前記第２方向に調整する第２調整部材と、
を備える、パターン描画装置。A plurality of drawing units for drawing a pattern by scanning a drawing beam focused as a spot on the substrate in the first direction are arranged in the first direction, and the drawing units intersect the first direction of the substrate in the second direction. A pattern drawing device that draws patterns drawn by a plurality of the drawing units by splicing them in the first direction by moving.
A position measuring unit that measures the position of the exposed area on the substrate to be drawn by the plurality of drawing units, and a position measuring unit.
In order to reduce the position error of the pattern drawn by each of the drawing units with respect to the exposed area, the position of the spot by each of the drawing units is set on the substrate based on the position measured by the position measuring unit. The first adjusting member that adjusts in the second direction during movement, and
In order to reduce the joint error of the pattern drawn by each of the drawing units in the second direction, the position of the spot by each of the drawing units has a higher response than that of the first adjusting member during the movement of the substrate. A second adjusting member that adjusts in the second direction by nature,
A pattern drawing device. 請求項１に記載のパターン描画装置であって、
前記基板は、前記第２方向を長尺方向とする可撓性を持ったシート基板であって、前記第２方向に沿って所定の設計間隔で形成された複数のマークを有し、
前記位置計測部は、前記シート基板の移動方向に関して前記描画ユニットによるパターンの描画位置の上流側で、前記複数のマークの各々の位置を順次検出するマーク位置検出部を備える、パターン描画装置。The pattern drawing apparatus according to claim 1.
The substrate is a flexible sheet substrate having the second direction as an elongated direction, and has a plurality of marks formed at predetermined design intervals along the second direction.
The position measuring unit is a pattern drawing device including a mark position detecting unit that sequentially detects the positions of the plurality of marks on the upstream side of the pattern drawing position by the drawing unit with respect to the moving direction of the sheet substrate. 請求項２に記載のパターン描画装置であって、
前記第１調整部材は、前記マーク位置検出部によって検出される前記複数のマークの各々の前記第２方向に関する間隔の前記設計間隔に対する誤差に応じて前記スポットの位置を前記第２方向に調整する、パターン描画装置。The pattern drawing apparatus according to claim 2.
The first adjusting member adjusts the position of the spot in the second direction according to an error of the interval of each of the plurality of marks detected by the mark position detecting unit with respect to the second direction with respect to the design interval. , Pattern drawing device. 請求項３に記載のパターン描画装置であって、
前記複数の描画ユニットの各々は、前記描画ビームを前記第１方向に対応した方向に角度を変えて反射させる複数の反射面を有する回転多面鏡と、前記回転多面鏡の反射面で反射された前記描画ビームを前記基板上でスポットに集光する走査用光学系と、を備え、
前記第１調整部材は、前記回転多面鏡の反射面に投射される前記描画ビームの位置を、前記回転多面鏡の反射面上で前記第２方向に対応した方向に機械的な駆動によりシフトさせる機械光学シフターである、パターン描画装置。The pattern drawing apparatus according to claim 3.
Each of the plurality of drawing units was reflected by a rotating multifaceted mirror having a plurality of reflecting surfaces for reflecting the drawn beam in a direction corresponding to the first direction at different angles, and a reflecting surface of the rotating multifaceted mirror. A scanning optical system that focuses the drawing beam on a spot on the substrate.
The first adjusting member mechanically shifts the position of the drawing beam projected on the reflecting surface of the rotating polymorphic mirror in a direction corresponding to the second direction on the reflecting surface of the rotating multifaceted mirror. A pattern drawing device that is a mechanical optical shifter. 請求項４に記載のパターン描画装置であって、
前記描画ビームを生成する光源装置をさらに備え、
前記第２調整部材は、前記光源装置から前記第１調整部材の間に設けられ、前記回転多面鏡の反射面に投射される前記描画ビームの位置を、前記回転多面鏡の反射面上で前記第２方向に対応した方向に、電気的な物性制御でシフトさせる電気光学シフターである、パターン描画装置。The pattern drawing apparatus according to claim 4.
Further equipped with a light source device for generating the drawing beam,
The second adjusting member is provided between the light source device and the first adjusting member, and the position of the drawing beam projected on the reflecting surface of the rotating polymorphic mirror is set on the reflecting surface of the rotating multifaceted mirror. A pattern drawing device that is an electro-optical shifter that shifts in a direction corresponding to a second direction by controlling electrical properties. 請求項５に記載のパターン描画装置であって、
電気光学シフターは、駆動信号として印加される高周波電力の周波数に応じて偏向角が調整できる音響光学変調素子または音響光学偏向素子である、パターン描画装置。The pattern drawing apparatus according to claim 5.
The electro-optical shifter is a pattern drawing device, which is an acoustic-optical modulation element or an acoustic-optical deflection element whose deflection angle can be adjusted according to the frequency of high-frequency power applied as a drive signal. 請求項４に記載のパターン描画装置であって、
前記基板には、前記複数のマークと共に下地パターンが形成されており、
前記複数の描画ユニットの各々は、前記描画ビームのスポットの走査により前記下地パターンに重ね合せ露光すべき新たなパターンを描画している間、前記スポットが前記下地パターンを走査したときに発生する反射光の変化を検出する光検出器を備え、
前記位置計測部は、前記複数の描画ユニットの各々の前記光検出器からの光電信号に基づいて、前記下地パターンを基準として、前記描画ユニットの各々で描画される前記新たなパターンの間の継ぎ誤差を計測する下地層計測部を含む、パターン描画装置。The pattern drawing apparatus according to claim 4.
A base pattern is formed on the substrate together with the plurality of marks.
Each of the plurality of drawing units draws a new pattern to be superimposed and exposed on the background pattern by scanning the spot of the drawing beam, and the reflection generated when the spot scans the background pattern. Equipped with a photodetector that detects changes in light
The position measuring unit is a joint between the new patterns drawn by each of the drawing units based on the photoelectric signals from the photodetectors of the plurality of drawing units with reference to the background pattern. A pattern drawing device that includes a base layer measuring unit that measures errors. 請求項７に記載のパターン描画装置であって、
前記第２調整部材は、前記下地層計測部で計測される前記継ぎ誤差が低減されるように、前記スポットの位置を前記第２方向に調整する、パターン描画装置。The pattern drawing apparatus according to claim 7.
The second adjusting member is a pattern drawing device that adjusts the position of the spot in the second direction so that the joint error measured by the base layer measuring unit is reduced. 第１方向に配置された複数の描画ユニットの各々から投射される描画ビームのスポットを基板上で前記第１方向に走査し、前記基板を前記第１方向と交差する第２方向に移動させて、前記複数の描画ユニットの各々で描画されるパターンを前記第１方向に継いで描画するパターン描画方法であって、
前記基板に形成された基準パターンの位置を前記基板の移動中に検出し、前記基板上の被露光領域の位置を計測する計測段階と、
前記描画ユニットの各々で描画されるパターンを、前記計測段階で計測された位置に基づいて前記被露光領域に位置合わせする為に、前記描画ユニットの各々による前記スポットの位置を前記基板の移動中に前記第２方向に調整する第１の調整段階と、
前記描画ユニットの各々で描画されるパターンの前記第２方向に関する継ぎ誤差を低減する為に、前記描画ユニットの各々による前記スポットの位置を、前記第１の調整段階よりも微細に前記第２方向に調整する第２の調整段階と、
を含む、パターン描画方法。The spots of the drawing beams projected from each of the plurality of drawing units arranged in the first direction are scanned in the first direction on the substrate, and the substrate is moved in the second direction intersecting the first direction. , A pattern drawing method in which a pattern drawn by each of the plurality of drawing units is drawn in succession in the first direction.
A measurement step in which the position of the reference pattern formed on the substrate is detected during the movement of the substrate and the position of the exposed region on the substrate is measured.
In order to align the pattern drawn by each of the drawing units with the exposed area based on the position measured in the measurement stage, the position of the spot by each of the drawing units is being moved by the substrate. In the first adjustment step of adjusting in the second direction, and
In order to reduce the splicing error of the pattern drawn by each of the drawing units in the second direction, the position of the spot by each of the drawing units is finely set in the second direction as compared with the first adjustment step. The second adjustment stage to adjust to
Pattern drawing method including. 請求項９に記載のパターン描画方法であって、
前記基板は、前記第２方向を長尺方向とする可撓性を持ったシート基板であって、前記基準パターンは前記第２方向に沿って所定の設計間隔で形成された複数のマークであり、
前記計測段階は、前記シート基板の移動方向に関して前記描画ユニットによるパターンの描画位置の上流側で、前記複数のマークの各々の位置を順次検出する、パターン描画方法。The pattern drawing method according to claim 9.
The substrate is a flexible sheet substrate having the second direction as a long direction, and the reference pattern is a plurality of marks formed at predetermined design intervals along the second direction. ,
The measurement step is a pattern drawing method in which the positions of the plurality of marks are sequentially detected on the upstream side of the pattern drawing position by the drawing unit with respect to the moving direction of the sheet substrate. 請求項１０に記載のパターン描画方法であって、
前記第１の調整段階は、前記計測段階で検出される前記複数のマークの各々の前記第２方向に関する間隔の前記設計間隔に対する誤差に応じて、前記スポットの位置を前記第２方向に調整する、パターン描画方法。The pattern drawing method according to claim 10.
The first adjustment step adjusts the position of the spot in the second direction according to an error of the interval of each of the plurality of marks detected in the measurement step with respect to the second direction with respect to the design interval. , Pattern drawing method. 請求項１１に記載のパターン描画方法であって、
前記複数の描画ユニットの各々は、前記描画ビームを前記第１方向に対応した方向に角度を変えて反射させる複数の反射面を有する回転多面鏡と、前記回転多面鏡の各反射面で反射された前記描画ビームを前記基板上でスポットに集光する走査用光学系と、を備え、
前記第１の調整段階では、前記回転多面鏡の各反射面に投射される前記描画ビームの位置を、前記回転多面鏡の反射面上で前記第２方向に対応した方向に調整部材の機械的な駆動によりシフトさせる、パターン描画方法。The pattern drawing method according to claim 11.
Each of the plurality of drawing units is reflected by a rotating multifaceted mirror having a plurality of reflecting surfaces for reflecting the drawn beam in a direction corresponding to the first direction at different angles, and each reflecting surface of the rotating multifaceted mirror. The drawing beam is provided with a scanning optical system that focuses the drawing beam on a spot on the substrate.
In the first adjustment step, the position of the drawing beam projected on each reflecting surface of the rotating polymorphic mirror is mechanically adjusted in a direction corresponding to the second direction on the reflecting surface of the rotating multifaceted mirror. A pattern drawing method that shifts by driving. 請求項１２に記載のパターン描画方法であって、
前記基板には、前記複数のマークと共に下地パターンが形成されており、
前記複数の描画ユニットの各々は、前記描画ビームのスポットの走査により前記下地パターンに重ね合せ露光すべき新たなパターンを描画している間、前記スポットが前記下地パターンを走査したときに発生する反射光の変化を検出する光検出器が設けられ、
前記計測段階では、前記複数の描画ユニットの各々の前記光検出器からの光電信号に基づいて、前記下地パターンを基準として、前記描画ユニットの各々で描画される前記新たなパターンの間の継ぎ誤差を計測する、パターン描画方法。The pattern drawing method according to claim 12.
A base pattern is formed on the substrate together with the plurality of marks.
Each of the plurality of drawing units draws a new pattern to be superimposed and exposed on the background pattern by scanning the spot of the drawing beam, and the reflection generated when the spot scans the background pattern. A photodetector that detects changes in light is provided,
In the measurement stage, based on the photoelectric signals from the photodetectors of the plurality of drawing units, the joint error between the new patterns drawn by each of the drawing units is based on the background pattern. Pattern drawing method to measure. 請求項１３に記載のパターン描画方法であって、
前記第２の調整段階は、前記計測段階で計測される前記継ぎ誤差が低減されるように、前記スポットの位置を前記第２方向に調整する、パターン描画方法。The pattern drawing method according to claim 13.
The second adjustment step is a pattern drawing method in which the position of the spot is adjusted in the second direction so that the joint error measured in the measurement step is reduced. 基板上に描画すべきパターンに応じて強度変調された描画ビームを主走査方向に１次元走査する回転多面鏡と、１次元走査された前記描画ビームを前記基板上にスポット光として集光する走査用光学系とを備え、前記スポット光の前記主走査方向の走査と、前記基板と前記スポット光との前記主走査方向と交差した副走査方向への相対移動とによって、前記基板上にパターンを描画するパターン描画装置であって、
前記主走査方向に１次元走査される前記スポット光を前記副走査方向に位置調整する為に、前記回転多面鏡に入射する前の前記描画ビームの光路中、又は前記回転多面鏡から前記基板までの前記描画ビームの光路中に配置される機械光学的な第１調整部材と、
前記主走査方向に１次元走査される前記スポット光を前記副走査方向に位置調整する為に、前記回転多面鏡に入射する前の前記描画ビームの光路中であって、前記第１調整部材よりも手前の光路中に配置される電気光学的な第２調整部材と、
を備える、パターン描画装置。A rotating multifaceted mirror that one-dimensionally scans a drawing beam whose intensity is modulated according to a pattern to be drawn on the substrate in the main scanning direction, and scanning that focuses the one-dimensionally scanned drawing beam as spot light on the substrate. An optical system is provided, and a pattern is formed on the substrate by scanning the spot light in the main scanning direction and relative movement of the substrate and the spot light in the sub-scanning direction intersecting the main scanning direction. It is a pattern drawing device that draws
In order to adjust the position of the spot light that is one-dimensionally scanned in the main scanning direction in the sub-scanning direction, in the optical path of the drawing beam before it is incident on the rotating polymorphic mirror, or from the rotating polymorphic mirror to the substrate. A mechanically optical first adjusting member arranged in the optical path of the drawing beam of
In order to adjust the position of the spot light that is one-dimensionally scanned in the main scanning direction in the sub-scanning direction, the spot light is in the optical path of the drawing beam before being incident on the rotating polymorphic mirror, and is from the first adjusting member. With the second electro-optical adjustment member placed in the optical path in front of you,
A pattern drawing device. 請求項１５に記載のパターン描画装置であって、
前記第１調整部材は、前記回転多面鏡の反射面に入射する前記描画ビームの位置を、前記回転多面鏡の反射面上で前記副走査方向に対応した方向に機械的な駆動によりシフトさせる傾斜可能な透過性の平行平板である、パターン描画装置。The pattern drawing apparatus according to claim 15.
The first adjusting member is tilted by mechanically driving the position of the drawing beam incident on the reflecting surface of the rotating polymorphic mirror in a direction corresponding to the sub-scanning direction on the reflecting surface of the rotating multifaceted mirror. A pattern drawing device that is a possible transparent parallel plate. 請求項１６に記載のパターン描画装置であって、
前記描画ビームを生成する光源装置をさらに備え、
前記第２調整部材は、前記光源装置から前記第１調整部材の間に設けられ、前記回転多面鏡の反射面に入射する前記描画ビームの位置を、前記回転多面鏡の反射面上で前記副走査方向に対応した方向に、電気的な物性制御でシフトさせる電気光学シフターである、パターン描画装置。The pattern drawing apparatus according to claim 16.
Further equipped with a light source device for generating the drawing beam,
The second adjusting member is provided between the light source device and the first adjusting member, and the position of the drawing beam incident on the reflecting surface of the rotating polymorphic mirror is set on the reflecting surface of the rotating multifaceted mirror. A pattern drawing device that is an electro-optical shifter that shifts in a direction corresponding to the scanning direction by controlling electrical properties. 請求項１７に記載のパターン描画装置であって、
電気光学シフターは、駆動信号として印加される高周波電力の周波数に応じて偏向角が調整できる音響光学変調素子または音響光学偏向素子である、パターン描画装置。The pattern drawing apparatus according to claim 17.
The electro-optical shifter is a pattern drawing device, which is an acoustic-optical modulation element or an acoustic-optical deflection element whose deflection angle can be adjusted according to the frequency of high-frequency power applied as a drive signal. 請求項１６〜１８のいずれか一項に記載のパターン描画装置であって、
前記回転多面鏡の反射面に入射する前記描画ビームの前記主走査方向に対応した方向のビーム径を拡大する為に、所定の間隔で配置される２つのレンズ系によるビームエキスパンダーを、更に備え、
前記第１調整部材としての前記平行平板は、前記２つのレンズ系の間に設けられる、パターン描画装置。The pattern drawing apparatus according to any one of claims 16 to 18.
A beam expander with two lens systems arranged at predetermined intervals is further provided in order to increase the beam diameter in the direction corresponding to the main scanning direction of the drawing beam incident on the reflecting surface of the rotating polymorphic mirror.
The parallel flat plate as the first adjusting member is a pattern drawing device provided between the two lens systems.
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