特許 6911907 パターン描画装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6911907

(24)【登録日】2021年7月12日

(45)【発行日】2021年7月28日

(54)【発明の名称】パターン描画装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 26/12 20060101AFI20210715BHJP

   G02B 26/10 20060101ALI20210715BHJP

   G03F 7/20 20060101ALI20210715BHJP

   G03F 7/24 20060101ALI20210715BHJP

   B41J 2/47 20060101ALI20210715BHJP

   H04N 1/113 20060101ALI20210715BHJP

【ＦＩ】

   G02B26/12

   G02B26/10 B

   G03F7/20 505

   G03F7/24 Z

   B41J2/47 101D

   H04N1/113

【請求項の数】7

【全頁数】47

(21)【出願番号】特願2019-215971(P2019-215971)

(22)【出願日】2019年11月29日

(62)【分割の表示】特願2017-524853(P2017-524853)の分割

【原出願日】2016年6月17日

(65)【公開番号】特開2020-64306(P2020-64306A)

(43)【公開日】2020年4月23日

【審査請求日】2019年11月29日

(31)【優先権主張番号】特願2015-121839(P2015-121839)

(32)【優先日】2015年6月17日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116676

【弁理士】

【氏名又は名称】宮寺 利幸

(74)【代理人】

【識別番号】100191134

【弁理士】

【氏名又は名称】千馬 隆之

(74)【代理人】

【識別番号】100136548

【弁理士】

【氏名又は名称】仲宗根 康晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136641

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 志郎

(74)【代理人】

【識別番号】100180448

【弁理士】

【氏名又は名称】関口 亨祐

(72)【発明者】

【氏名】小宮山 弘樹

【審査官】 堀部 修平

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−２０１８６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０２３０８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１４００６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１６２８６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００１／０００１５８０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ２６／１０ − ２６／１２

Ｇ０３Ｆ ７／２０ − ７／２４

Ｂ４１Ｊ ２／４７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の描画データに基づいて強度変調される第１ビームと、第２の描画データに基づいて強度変調される第２ビームとを、単一の回転多面鏡で同時に１次元に偏向することにより、基板上に投射される前記第１ビームと前記第２ビームの各々によるスポット光を、前記基板上の異なる位置で１次元走査して、前記基板上に前記描画データに応じたパターンを描画するパターン描画装置であって、
前記第１ビーム及び前記第２ビームの元となるレーザビームを出力するレーザ光源を含み、前記第１ビームと前記第２ビームとを、夫々の中心線が所定の間隔で互いに平行となるように設定して射出する光源装置と、
前記光源装置からの前記第１ビームと前記第２ビームとを平行な状態で入射して、前記回転多面鏡に向けて反射する為の第１反射ミラーと、前記回転多面鏡で反射された前記第１ビームと前記第２ビームの各々を入射して、前記基板上に前記第１ビームと前記第２ビームの各々を集光してスポット光にする走査光学系と、を一体的に保持する描画ユニットと、
前記基板の表面の法線と平行に設定される回動中心軸の回りに前記描画ユニットを前記光源装置に対して回転させ、前記第１ビームと前記第２ビームの各々のスポット光の１次元走査による描画ラインの傾きを調整する駆動機構と、
を備え、
前記第１反射ミラーに入射する前記第１ビームの中心線と前記第２ビームの中心線との間に、前記回動中心軸が平行に位置するように設定され、
前記第１反射ミラーで反射した前記第１ビームが前記回転多面鏡の第１の反射面に入射されるとともに、前記第１反射ミラーで反射した前記第２ビームが前記回転多面鏡の前記第１の反射面とは異なる第２の反射面に入射される、パターン描画装置。

【請求項2】

請求項１に記載のパターン描画装置であって、
前記光源装置は、
前記レーザ光源からのレーザビームを、前記第１の描画データに基づいて強度変調して前記第１ビームにする第１の光学変調素子と、
前記レーザ光源からのレーザビームを、前記第２の描画データに基づいて強度変調して前記第２ビームを生成する第２の光学変調素子と、
前記第１反射ミラーに入射する前記第１ビームと前記第２ビームの各々を平行光束にするレンズ系と、
を含む、パターン描画装置。

【請求項3】

請求項２に記載のパターン描画装置であって、
前記光源装置は、
前記レーザ光源からのレーザビームを所定の直径の平行光束に変換するビームエクスパンダと、
該ビームエクスパンダからの前記レーザビームを２分割するビームスプリッタと、
を更に含み、
前記ビームスプリッタで分割された一方のレーザビームは前記第１の光学変調素子に入射させ、前記ビームスプリッタで分割された他方のレーザビームは前記第２の光学変調素子に入射させる、パターン描画装置。

【請求項4】

請求項１〜３のいずれか１項に記載のパターン描画装置であって、
前記光源装置の前記レーザ光源は、レーザダイオードから数百ＭＨｚで出力される赤外域波長のパルス光をファイバー増幅器で増幅した後、波長変換素子によって紫外域波長のパルスビームとして放射するファイバーレーザ光源である、パターン描画装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１項に記載のパターン描画装置であって、
前記第１反射ミラーで反射されて前記回転多面鏡に投射される前記第１ビームと前記第２ビームとが、前記駆動機構による前記描画ユニットの回転に伴って、前記回転多面鏡の反射面上の適切な位置からずれることを補正するシフト光学部材を更に備える、パターン描画装置。

【請求項6】

請求項１〜５のいずれか１項に記載のパターン描画装置であって、
前記基板上に投射される前記第１ビームと前記第２ビームの各々によるスポット光は、前記基板上で前記描画ラインに沿った方向に所定の間隔で離間して配置される、パターン描画装置。

【請求項7】

請求項１〜５のいずれか１項に記載のパターン描画装置であって、
前記基板上に投射される前記第１ビームと前記第２ビームの各々によるスポット光は、前記基板上で前記描画ラインに沿った方向と直交した方向に所定の間隔で離間して配置される、パターン描画装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被照射体上に照射されるビームの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に関する。

【背景技術】

【0002】

下記に示す特許文献１に開示されているように、レーザ光束の走査により画像を感光体上に描画するレーザ走査装置（カラーレーザプリンタ）において、１つのポリゴンミラーを用いて複数のレーザ光束の各々を走査し、複数の走査線に沿って画像を描画する技術が知られている。

【0003】

特許文献１には、１つのポリゴンミラーの異なる反射面の各々で偏向走査される複数のレーザビームによって生成される走査線を、被照射体の移動方向である副走査方向に離して平行に配置するようなタンデム型レーザ走査装置が開示されている。特許文献１に開示のレーザ走査装置の場合、被照射体（感光ドラム等）上に描画可能な画像の走査線方向（主走査方向）の最大寸法は、１つの走査線の長さで決まってくる。そのため、描画可能な画像の主走査方向の寸法を大きくするためには、走査線がより長くなるようにポリゴンミラーの後の走査光学系（レンズやミラー等）を大きくする必要がある。一方、最小線幅が数μｍ〜２０μｍ程度の電子回路用の高精細なパターンをスポット光の走査で描画露光する露光装置においては、スポット光の寸法（直径）を最小線幅の数分の一（１／２〜１／４）程度にするとともに、描画パターンのデータに応じたスポット光の強度変調を走査線上のスポット光の投射位置に同期して高精度および高速に制御する必要がある。しかしながら、ポリゴンミラーによるビームの偏向走査により生成される１つの走査線を長くすると、ポリゴンミラーの後の走査光学系等の大型化に伴って、高精細なパターン描画に必要な走査線の配置精度や光学性能を安定に維持することが難しくなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−１１７８６５号公報

【発明の概要】

【0005】

本発明の一態様は、第１の描画データに基づいて強度変調される第１ビームと、第２の描画データに基づいて強度変調される第２ビームとを、単一の回転多面鏡で同時に１次元に偏向することにより、基板上に投射される前記第１ビームと前記第２ビームの各々によるスポット光を、前記基板上の異なる位置で１次元走査して、前記基板上に前記描画データに応じたパターンを描画するパターン描画装置であって、前記第１ビーム及び前記第２ビームの元となるレーザビームを出力するレーザ光源を含み、前記第１ビームと前記第２ビームとを、夫々の中心線が所定の間隔で互いに平行となるように設定して射出する光源装置と、前記光源装置からの前記第１ビームと前記第２ビームとを平行な状態で入射して、前記回転多面鏡に向けて反射する為の第１反射ミラーと、前記回転多面鏡で反射された前記第１ビームと前記第２ビームの各々を入射して、前記基板上に前記第１ビームと前記第２ビームの各々を集光してスポット光にする走査光学系と、を一体的に保持する描画ユニットと、前記基板の表面の法線と平行に設定される回動中心軸の回りに前記描画ユニットを前記光源装置に対して回転させ、前記第１ビームと前記第２ビームの各々のスポット光の１次元走査による描画ラインの傾きを調整する駆動機構と、を備え、前記第１反射ミラーに入射する前記第１ビームの中心線と前記第２ビームの中心線との間に、前記回動中心軸が平行に位置するように設定され、前記第１反射ミラーで反射した前記第１ビームが前記回転多面鏡の第１の反射面に入射されるとともに、前記第１反射ミラーで反射した前記第２ビームが前記回転多面鏡の前記第１の反射面とは異なる第２の反射面に入射される。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１の実施の形態の基板に露光処理を施す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。

【図2】図１に示す複数の描画ユニットの配置関係、および、基板の被照射面上に設置される各描画ユニットの描画ラインの配置関係を示す図である。

【図3】主走査方向に隣り合う描画ラインの端部同士を一致させる場合の各描画ユニットの描画ラインの配置関係を示す図である。

【図4】走査方向に隣り合う描画ラインの端部同士を一定長ずつ重畳させる場合の各描画ユニットの描画ラインの配置関係を示す図である。

【図5】−Ｙｔ（−Ｙ）方向側からみた図１に示す描画ユニットの構成図である。

【図6】＋Ｚｔ方向側からみた図５に示す描画ユニットの構成図である。

【図7】図５に示す光学素子およびコリメートレンズを透過して反射ミラーに入射するビームの光路を＋Ｚｔ方向側からみた図である。

【図8】反射ミラーから描画ユニットの反射ミラーに入射するビームの光路を＋Ｘｔ方向側からみた示す図である。

【図9】図５に示す描画ユニット内の反射部材としての反射ミラーと集光レンズとの配置関係をＸｔＺｔ面内でみた図である。

【図10】図９に示す反射部材としての反射ミラーと集光レンズとの配置関係をＸｔＹｔ面内でみた図である。

【図11】図１１Ａは、図５に示す描画ユニット全体を所定の角度だけ回動中心軸の回りに回動させたときに、反射部材としての反射ミラーに平行に入射したビームの反射方向が変化する様子を＋Ｚｔ方向側からみた図であり、図１１Ｂは、図５に示す描画ユニット全体を所定の角度だけ回動させたときの反射部材としての反射ミラーでのビームの位置変化をビームの進行方向側からみた図である。

【図12】第１の実施の形態の変形例１におけるポリゴンミラーによるビーム走査系を＋Ｚｔ方向側からみたときの図である。

【図13】図１２のビーム走査系を＋Ｘｔ方向側からみたときの図である。

【図14】第１の実施の形態の変形例２におけるポリゴンミラーに入射して反射するビームの光路を＋Ｚｔ方向側からみたときの図である。

【図15】図１４のビーム走査系を＋Ｘｔ方向側からみたときの図である。

【図16】図１６Ａは、第１の実施の形態の変形例４におけるポリゴンミラーによるビーム走査系を＋Ｚｔ方向側からみたときの図であり、図１６Ｂは、図１６Ａのビーム走査系を−Ｘｔ方向側からみたときの図である。

【図17】第２の実施の形態における描画ユニットの一部の構成を示す図である。

【図18】−Ｙｔ（−Ｙ）方向側からみた第３の実施の形態の描画ユニットＵｂの構成図である。

【図19】図１８に示す描画ユニットのうち、ポリゴンミラーから＋Ｚｔ側の構成を＋Ｘｔ方向側からみた図である。

【図20】図１８に示す描画ユニットのうち、ポリゴンミラーから−Ｚｔ方向側の構成を＋Ｚｔ方向側からみた図である。

【図21】基板上に形成される電子デバイス形成領域としての露光領域をＹ（Ｙｔ）方向に６分割し、ストライプ状の複数の分割領域の各々を、６つの描画ラインによってパターンを描画する場合の一例を示す。

【図22】第３の実施の形態のＦθレンズの後に設けられる反射ミラーの配置角度の例を示す図である。

【図23】図１中に示した光源装置１４から提供される２本のビームを、図２中の４つの各描画ユニットの各々に分配するためのビーム分配系の一例の構成を示す図である。

【図24】第４の実施の形態による描画ユニットのポリゴンミラーと後続の反射ミラーとの間でのビームの偏向状態を説明する図である。

【図25】図２４のポリゴンミラーや反射ミラーにおける反射率の入射角依存性の一例による特性を示すグラフである。

【図26】反射ミラーの反射率の入射角依存性によるビーム強度の変動を調整するための音響光学変調素子（ＡＯＭ）による制御系の構成を示す図である。

【図27】図２６の制御系における各部の信号の波形やタイミングの一例を示すタイムチャート図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

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。

【0008】

［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、重力方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を設定し、特に断わりのない限り、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。

【0009】

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、或いは電子部品がハンダ付けされるフレキシブル配線シート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（フィルム状）の基板（シート基板）Ｐをロール状に巻いた図示しない供給ロールから基板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を図示しない回収ロールで巻き取る、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。前記供給ロールから送られた基板Ｐは、順次、プロセス装置ＰＲ１、露光装置（パターン描画装置、ビーム走査装置）ＥＸ、および、プロセス装置ＰＲ２等で各種処理が施され、前記回収ロールで巻き取られる。

【0010】

なお、Ｘ方向は、水平面内において、プロセス装置ＰＲ１から露光装置ＥＸを経てプロセス装置ＰＲ２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。

【0011】

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、露光装置ＥＸ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。

【0012】

基板Ｐは、プロセス装置ＰＲ１、露光装置ＥＸ、およびプロセス装置ＰＲ２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。

【0013】

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、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。

【0014】

プロセス装置ＰＲ１は、露光装置ＥＸで露光処理される基板Ｐに対して前工程の処理を行う。プロセス装置ＰＲ１は、前工程の処理を行った基板Ｐを露光装置ＥＸへ向けて送る。この前工程の処理により、露光装置ＥＸへ送られる基板Ｐは、その表面に感光性機能層（光感応層、感光層）が形成された基板（感光基板）Ｐとなっている。

【0015】

この感光性機能層は、溶液として基板Ｐ上に塗布され、乾燥することによって層（膜）となる。感光性機能層の典型的なものはフォトレジストであるが、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）や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する場合、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。

【0016】

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である。露光装置ＥＸは、プロセス装置ＰＲ１から供給された基板Ｐの被照射面（感光面）に対して、ディスプレイ用の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を照射する。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、露光用のビームＬＢのスポット光ＳＰを、基板Ｐ上（基板Ｐの被照射面上）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）に応じて高速に変調（オン／オフ）する。これにより、基板Ｐの被照射面にディスプレイ用の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、露光装置ＥＸ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い、基板Ｐは、搬送方向（＋Ｘ方向）に沿って搬送されていることから、露光装置ＥＸによってパターンが露光される露光領域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２参照）。この露光領域Ｗに電子デバイスが形成されるので、露光領域Ｗは、電子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。

【0017】

プロセス装置ＰＲ２は、露光装置ＥＸで露光処理された基板Ｐに対しての後工程の処理（例えばメッキ処理または現像・エッチング処理等）を行う。この後工程の処理により、基板Ｐ上にデバイスのパターン層が形成される。

【0018】

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、デバイス製造システム１０の少なくとも各処理を経て、１つのパターン層が生成される。そのため、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を供給ロール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。そのため、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。

【0019】

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を電子デバイスごとに分割（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。

【0020】

次に、露光装置ＥＸについて詳しく説明する。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、工場の床面上に専用に敷かれた設置土台（ペデスタル）上の面であってもよく、床であってもよい。露光装置ＥＸは、基板搬送機構１２と、光源装置１４と、露光ヘッド１６と、制御装置１８と、アライメント顕微鏡ＡＭａ（ＡＭａ１〜ＡＭａ４）、ＡＭｂ（ＡＭｂ１〜ＡＭｂ４）とを少なくとも備えている。

【0021】

基板搬送機構１２は、プロセス装置ＰＲ１から搬送される基板Ｐを、プロセス装置ＰＲ２に所定の速度で搬送する。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（円筒ドラムステージ）ＤＲ１、テンション調整ローラＲＴ２、回転ドラム（円筒ドラムステージ）ＤＲ２、テンション調整ローラＲＴ３、および、駆動ローラＲ２を有している。

【0022】

エッジポジションコントローラＥＰＣは、プロセス装置ＰＲ１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掛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ＤＲ１へ向けて搬送する。エッジポジションコントローラＥＰＣは、回転ドラムＤＲ１に搬送される基板Ｐの長尺方向が、回転ドラムＤＲ１の中心軸ＡＸｏ１に対して直交するように、基板Ｐの幅方向における位置を調整する。駆動ローラＲ１から搬送された基板Ｐは、テンション調整ローラＲＴ１に掛け渡された後、回転ドラムＤＲ１に案内される。

【0023】

回転ドラム（第１回転ドラム）ＤＲ１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（第１中心軸）ＡＸｏ１と、中心軸ＡＸｏ１から一定半径の円筒状の外周面とを有する。回転ドラムＤＲ１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しつつ、中心軸ＡＸｏ１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ＤＲ１は、重力が働く方向側とは反対側（＋Ｚ方向側）で、感光面が形成された面とは反対側の面（裏面）側から基板Ｐを支持する。回転ドラムＤＲ１は、後述する露光ヘッド１６の描画ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ５、Ｕ６の各々からのビームのスポット光が投射される基板Ｐ上の領域（部分）をその円周面で支持する。回転ドラムＤＲ１のＹ方向の両側には、回転ドラムＤＲ１が中心軸ＡＸｏ１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Ｓｆｔ１が設けられている。このシャフトＳｆｔ１は、制御装置１８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ＡＸｏ１回りに回転する。なお、便宜的に、中心軸ＡＸｏ１を含み、ＹＺ平面と平行な平面を中心面Ｐｏｃ１と呼ぶ。

【0024】

回転ドラムＤＲ１から搬出された基板Ｐは、テンション調整ローラＲＴ２に掛け渡された後、回転ドラムＤＲ１より下流側（＋Ｘ方向側）に設けられた回転ドラムＤＲ２に案内される。回転ドラム（第２回転ドラム）ＤＲ２は、回転ドラムＤＲ１と同一の構成を有する。つまり、回転ドラムＤＲ２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（第２中心軸）ＡＸｏ２と、中心軸ＡＸｏ２から一定半径の円筒状の外周面とを有する。回転ドラムＤＲ２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しつつ、中心軸ＡＸｏ２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ＤＲ２は、重力が働く方向側とは反対側（＋Ｚ方向側）で、裏面側から基板Ｐを支持する。回転ドラムＤＲ２は、後述する露光ヘッド１６の描画ユニットＵ３、Ｕ４の各々からの描画用のビームのスポット光が投射される基板Ｐ上の領域（部分）をその円周面で支持する。回転ドラムＤＲ２にもシャフトＳｆｔ２が設けられている。このシャフトＳｆｔ２は、制御装置１８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ＡＸｏ２回りに回転する。回転ドラムＤＲ１の中心軸ＡＸｏ１と回転ドラムＤＲ２の中心軸ＡＸｏ２とは平行状態となっている。なお、便宜的に、中心軸ＡＸｏ２を含み、ＹＺ平面と平行な平面を中心面Ｐｏｃ２と呼ぶ。

【0025】

回転ドラムＤＲ２から搬出された基板Ｐは、テンション調整ローラＲＴ２に掛け渡された後、駆動ローラＲ２に案内される。駆動ローラ（ニップローラ）Ｒ２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をプロセス装置ＰＲ２へ向けて搬送する。テンション調整ローラＲＴ１〜ＲＴ３は、−Ｚ方向に付勢されており、回転ドラムＤＲ１、ＤＲ２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ＤＲ１、ＤＲ２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。なお、制御装置１８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、Ｒ２を回転させる。

【0026】

光源装置１４は、光源（パルス光源）を有し、パルス状のビーム（パルス光、レーザ）ＬＢを描画ユニットＵ１〜Ｕ６の各々に射出するものである。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の発光周波数をＦｓとする。光源装置１４は、制御装置１８の制御にしたがって、発光周波数ＦｓでビームＬＢを発光して射出する。

【0027】

露光ヘッド１６は、光源装置１４からのビームＬＢがそれぞれ入射する複数の描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）を備えている。露光ヘッド１６は、回転ドラムＤＲ１、ＤＲ２の円周面で支持されている基板Ｐの一部分に、複数の描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）によってパターンを描画する。露光ヘッド１６は、構成が同一の複数の描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）を有することで、いわゆるマルチビーム型の露光ヘッドとなっている。描画ユニットＵ１、Ｕ５、Ｕ２、Ｕ６は、回転ドラムＤＲ１の上方に設けられ、描画ユニットＵ３、Ｕ４は、回転ドラムＤＲ２の上方に設けられている。描画ユニットＵ１、Ｕ５は、中心面Ｐｏｃ１に対して基板Ｐの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）に配置され、且つ、Ｙ方向に沿って所定の間隔だけ離して配置されている。描画ユニットＵ２、Ｕ６は、中心面Ｐｏｃ１に対して基板Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）に配置され、且つ、Ｙ方向に沿って所定の間隔だけ離して配置されている。また、描画ユニットＵ３は、中心面Ｐｏｃ２に対して基板Ｐの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）に配置されている。描画ユニットＵ４は、中心面Ｐｏｃ２に対して基板Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）に配置されている。描画ユニットＵ１、Ｕ５と、描画ユニットＵ２、Ｕ６とは、中心面Ｐｏｃ１に対して対称に設けられ、描画ユニットＵ３と描画ユニットＵ４とは、中心面Ｐｏｃ２に対して対称に設けられている。

【0028】

各描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）は、光源装置１４からの送られてくる２つのビームＬＢの各々を基板Ｐの被照射面上で収斂させて基板Ｐの被照射面（感光面）に投射しつつ、基板Ｐの被照射面上で収斂された２つのスポット光ＳＰを所定の２つの描画ライン（走査線）ＳＬａ、ＳＬｂに沿って１次元に走査する。この描画ユニットＵの構成については、後で詳しく説明するが、本第１の実施の形態では、１つの描画ユニットＵには、１つの回転ポリゴンミラー（ビーム偏向器、光偏向部材）と２つのｆθレンズ系（走査光学系）とが設けられ、１つの描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）は、基板Ｐ上の異なる２ヶ所の各々にスポット光ＳＰによる走査線を形成する。そのため、光源装置１４からは各描画ユニットＵの各々に２つのビームＬＢが送られる。なお、光源装置１４からのビームＬＢは、図示しない反射ミラーおよびビームスプリッタ等によって構成されるビーム分配系を介して複数のビームＬＢに分岐され、各描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）の各々に、２つのビームＬＢとなって入射するものとする。

【0029】

各描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）は、ＸＺ平面において、２つのビームＬＢが回転ドラムＤＲ１の中心軸ＡＸｏ１、または、回転ドラムＤＲ２の中心軸ＡＸｏ２に向かって進むように、２つのビームＬＢを基板Ｐに向けて照射する。これにより、各描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）から基板Ｐ上の２つ描画ラインＳＬａ、ＳＬｂに向かって進む２つのビームＬＢ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。本第１の実施の形態では、描画ユニットＵ１、Ｕ５から回転ドラムＤＲ１に向かって進むビームＬＢの光路（ビーム中心軸）は、中心面Ｐｏｃ１に対して角度が−θ１となるように設定されている。描画ユニットＵ２、Ｕ６から回転ドラムＤＲ２に向かって進むビームＬＢの光路（ビーム中心軸）は、中心面Ｐｏｃ１に対して角度が＋θ１となるように設定されている。また、描画ユニットＵ３から回転ドラムＤＲ２に向かって進むビームＬＢの光路（ビーム中心軸）は、中心面Ｐｏｃ２に対して角度が−θ１となるように設定されている。描画ユニットＵ４から回転ドラムＤＲ２に向かって進むビームＬＢの光路（ビーム中心軸）は、中心面Ｐｏｃ２に対して角度が＋θ１となるように設定されている。また、各描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）は、２つの描画ラインＳＬａ、ＳＬｂに照射するビームＬＢ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ＬＢ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ＬＢはテレセントリックな状態で走査される。

【0030】

複数の描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）は、図２に示すように所定の配置関係で配置されている。各描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）の２つの描画ラインＳＬａ、ＳＬｂは、主走査方向、つまり、Ｙ方向に延びており、基板Ｐの被照射面上で副走査方向（Ｘ方向）に関して同じ位置であって、且つ、主走査方向（Ｙ方向）にずれて配置されている。つまり、各描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）の描画ラインＳＬａ、ＳＬｂは、平行な状態で主走査方向（Ｙ方向）にのみ離間して配置されている。また、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの走査長（長さ）は同一に設定されているとともに、描画ラインＳＬａと描画ラインＳＬｂとは、主走査方向に走査長以下の間隔で離間するように設定されている。

【0031】

複数の描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）は、複数の描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）の描画ラインＳＬａ、ＳＬｂが、図２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配置されている。各描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）は、描画ライン（走査線）ＳＬａ、ＳＬｂのＸＹ面内での傾き調整のために、回動中心軸ＡＸｒ回りに、例えば±１．５度の範囲内でμｒａｄの分解能で微小回動可能である。この回動中心軸ＡＸｒは、描画ライン（第１の走査線）ＳＬａの中点と描画ライン（第２の走査線）ＳＬｂの中点とを結ぶ線分の中心点（中点）を基板Ｐに対して垂直に通る軸である。その軸の延長は、図１中の回転ドラムＤＲ１の中心軸ＡＸｏ１、または回転ドラムＤＲ２の、中心軸ＡＸｏ２と交差する。なお、第１の実施の形態においては、各描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）の描画ラインＳＬａと描画ラインＳＬｂとは、副走査方向に関して同じ位置で、且つ、主走査方向に互いに離間しているので、回動中心軸ＡＸｒは、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂとを通る直線上に配置され、描画ラインＳＬａと描画ラインＳＬｂとの隙間の中心点に配置されている。

【0032】

描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）が回動中心軸ＡＸｒ回りに微少量でも回動（回転）すると、ビームＬＢのスポット光ＳＰが走査される描画ラインＳＬａ、ＳＬｂも、それに応じて回動中心軸ＡＸｒを中心に回動（回転）する。これにより、描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）が、一定の角度だけ回動すると、それに応じて描画ラインＳＬａ、ＳＬｂも回動中心軸ＡＸｒを中心にＹ方向（Ｙ軸）に対して一定の角度だけ傾くことになる。この各描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）は、制御装置１８の制御の下、アクチュエータを含む図示しない応答性の高い駆動機構によって、回動中心軸ＡＸｒ回りに回動する。

【0033】

なお、描画ユニットＵ１の２つの描画ラインＳＬａ、ＳＬｂをＳＬ１ａ、ＳＬ１ｂで表し、同様に、描画ユニットＵ２〜Ｕ６の２つの描画ラインＳＬａ、ＳＬｂを、ＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂ〜ＳＬ６ａ、ＳＬ６ｂで表す場合がある。また、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂを総称して単に描画ラインＳＬと呼ぶ場合がある。

【0034】

図２に示すように、複数の描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）は全部で露光領域Ｗの幅方向の全てをカバーするように、各描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）は、走査領域を分担している。これにより、各描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）は、基板Ｐの幅方向に分割された複数の領域毎にパターンを描画することができる。例えば、描画ラインＳＬの走査長（長さ）を２０〜４０ｍｍ程度とすると、計６個の描画ユニットＵをＹ方向に配置することによって、描画可能なＹ方向の幅を約２４０〜４８０ｍｍ程度に広げている。各描画ラインＳＬ（ＳＬ１ａ、ＳＬ１ｂ〜ＳＬ６ａ、ＳＬ６ｂ）の長さ（走査長）は、原則として同一とする。つまり、複数の描画ラインＳＬ（ＳＬ１ａ、ＳＬ１ｂ〜ＳＬ６ａ、ＳＬ６ｂ）の各々に沿って走査されるビームＬＢ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、露光領域Ｗの幅を広げたい場合は、描画ラインＳＬ（ＳＬａ、ＳＬｂ）自体の長さを長くするか、Ｙ方向に配置する描画ユニットＵの数を増やすことで対応することができる。

【0035】

描画ラインＳＬ１ａ、ＳＬ１ｂ、ＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂ、ＳＬ５ａ、ＳＬ５ｂ、ＳＬ６ａ、ＳＬ６ｂは、回転ドラムＤＲ１で支持された基板Ｐの被照射面上に位置する。描画ラインＳＬ１ａ、ＳＬ１ｂ、ＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂ、ＳＬ５ａ、ＳＬ５ｂ、ＳＬ６ａ、ＳＬ６ｂは、中心面Ｐｏｃ１を挟んで、回転ドラムＤＲ１の周方向に２列に配置されている。描画ラインＳＬ１ａ、ＳＬ１ｂ、ＳＬ５ａ、ＳＬ５ｂは、中心面Ｐｏｃ１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。描画ラインＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂ、ＳＬ６ａ、ＳＬ６ｂは、中心面Ｐｏｃ１に対して基板Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）の基板Ｐに被照射面上に位置する。

【0036】

描画ラインＳＬ３ａ、ＳＬ３ｂ、ＳＬ４ａ、ＳＬ４ｂは、回転ドラムＤＲ２で支持された基板Ｐの被照射面上に位置する。描画ラインＳＬ３ａ、ＳＬ３ｂ、ＳＬ４ａ、ＳＬ４ｂは、中心面Ｐｏｃ２を挟んで、回転ドラムＤＲ２の周方向に２列に配置されている。描画ラインＳＬ３ａ、ＳＬ３ｂは、中心面Ｐｏｃ２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。描画ラインＳＬ４ａ、ＳＬ４ｂは、中心面Ｐｏｃ２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ＳＬａ１、ＳＬ１ｂ〜ＳＬ６ａ、ＳＬ６ｂは、基板Ｐの幅方向、つまり、回転ドラムＤＲ１、ＤＲ２の中心軸ＡＸｏ１、ＡＸｏ２と略並行となっている。

【0037】

奇数番の描画ラインＳＬ１ａ、ＳＬ１ｂ、ＳＬ３ａ、ＳＬ３ｂ、ＳＬ５ａ、ＳＬ５ｂは、Ｙ方向（基板Ｐの幅方向）に関して、基板Ｐの幅方向（走査方向）に沿って所定の間隔をあけて直線上に配置されている。偶数番の描画ラインＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂ、ＳＬ４ａ、ＳＬ４ｂ、ＳＬ６ａ、ＳＬ６ｂも同様に、Ｙ方向に関して、基板Ｐの幅方向に沿って所定の間隔をあけて直線上に配置されている。このとき、描画ラインＳＬ１ｂは、Ｙ方向に関して、描画ラインＳＬ２ａと描画ラインＳＬ２ｂとの間に配置される。描画ラインＳＬ３ａは、Ｙ方向に関して、描画ラインＳＬ２ｂと描画ラインＳＬ４ａとの間に配置される。描画ラインＳＬ３ｂは、Ｙ方向に関して、描画ラインＳＬ４ａと描画ラインＳＬ４ｂとの間に配置される。描画ラインＳＬ５ａは、Ｙ方向に関して、描画ラインＳＬ４ｂと描画ラインＳＬ６ａとの間に配置されている。描画ラインＳＬ５ｂは、Ｙ方向に関して描画ラインＳＬ６ａと描画ラインＳＬ６ｂとの間に配置されている。つまり、描画ラインＳＬは、Ｙ方向に関して、−Ｙ方向側から順に、ＳＬ１ａ、ＳＬ２ａ、ＳＬ１ｂ、ＳＬ２ｂ、ＳＬ３ａ、ＳＬ４ａ、ＳＬ３ｂ、ＳＬ４ｂ、ＳＬ５ａ、ＳＬ６ａ、ＳＬ５ｂ、ＳＬ６ｂの順に、描画されるパターンがＹ方向の端部で継ぎ合わされるように配置されている。

【0038】

奇数番の描画ラインＳＬ１ａ、ＳＬ１ｂ、ＳＬ３ａ、ＳＬ３ｂ、ＳＬ５ａ、ＳＬ５ｂの各々に沿って走査されるビームＬＢのスポット光ＳＰの走査方向は、１次元の方向となっており、同じ方向（＋Ｙ方向）となっている。偶数番の描画ラインＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂ、ＳＬ４ａ、ＳＬ４ｂ、ＳＬ６ａ、ＳＬ６ｂの各々に沿って走査されるビームＬＢのスポット光ＳＰの走査方向は、１次元の方向となっており、同じ方向（−Ｙ方向）となっている。この奇数番の描画ラインＳＬ１ａ、ＳＬ１ｂ、ＳＬ３ａ、ＳＬ３ｂ、ＳＬ５ａ、ＳＬ５ｂに沿って走査されるビームＬＢのスポット光ＳＰの走査方向（＋Ｙ方向）と、偶数番の描画ラインＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂ、ＳＬ４ａ、ＳＬ４ｂ、ＳＬ６ａ、ＳＬ６ｂに沿って走査されるビームＬＢのスポット光ＳＰの走査方向（−Ｙ方向）とは互いに逆方向となっている。これにより、描画ラインＳＬ１ｂ、ＳＬ３ａ、ＳＬ３ｂ、ＳＬ５ａ、ＳＬ５ｂの描画開始位置（描画開始点の位置）と、描画ラインＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂ、ＳＬ４ａ、ＳＬ４ｂ、ＳＬ６ａの描画開始位置とで描画されるパターンが継ぎ合わされる。また、描画ラインＳＬ１ａ、ＳＬ１ｂ、ＳＬ３ａ、ＳＬ３ｂ、ＳＬ５ａ、ＳＬ５ｂの描画終了位置（描画終了点の位置）と、描画ラインＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂ、ＳＬ４ａ、ＳＬ４ｂ、ＳＬ６ａ、ＳＬ６ｂの描画終了位置とで描画されるパターンが継ぎ合わされる。なお、初期状態では、直線上に位置する奇数番の描画ラインＳＬ１ａ、ＳＬ１ｂ、ＳＬ５ａ、ＳＬ５ｂと、直線上に位置する偶数番の描画ラインＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂ、ＳＬ６ａ、ＳＬ６ｂとは、基板Ｐの搬送方向（回転ドラムＤＲ１の周方向）に沿って一定の長さ（間隔長）だけ離れて配置される。同様に、初期状態では、直線上に位置する奇数番の描画ラインＳＬ３ａ、ＳＬ３ｂと、直線上に位置する偶数番の描画ラインＳＬ４ａ、ＳＬ４ｂとは、基板Ｐの搬送方向（回転ドラムＤＲ２の周方向）に沿って一定の長さ（間隔長）だけ離れて配置される。

【0039】

なお、描画ラインＳＬ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の実効的なサイズφが３μｍの場合は、描画ラインＳＬ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の実効的なサイズφの半分）だけオーバーラップするように、描画ラインＳＬに沿って投射されてもよい。また、走査方向に関してお互いに隣接する描画ラインＳＬの端部（例えば、描画ラインＳＬ１ａの描画終了点と描画ラインＳＬ２ａの描画終了点）は、所定の長さ（例えば、スポット光ＳＰのサイズφの半分）だけ、Ｙ方向にオーバーラップしていてもよい。

【0040】

図３は、主走査方向に隣り合う描画ラインＳＬの端部同士を一致（隣接）させる場合の各描画ユニットＵの描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの配置関係を示す図である。図３に示すように、描画ユニットＵの描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの走査長、および、描画ユニットＵの描画ラインＳＬａと描画ラインＳＬｂとのＹ方向の離間距離（隙間）をともにＬｏとする。したがって、互いに対向する描画ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５の描画ラインＳＬａ、ＳＬｂと描画ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６の描画ラインＳＬａ、ＳＬｂとを、主走査方向に隣り合う描画ラインＳＬ同士で、その端部が主走査方向に隣接するように配置することができる。なお、描画ユニットＵの回動中心軸ＡＸｒは、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂ間の離間距離Ｌｏの中心点を通るように設定されている。

【0041】

図４は、走査方向に隣り合う描画ラインＳＬの端部同士をα／２（一定長）ずつ重畳させる場合の各描画ユニットＵの描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの配置関係を示す図である。図４に示すように、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの走査長をＬｏとし、描画ユニットＵの描画ラインＳＬａと描画ラインＳＬｂとのＹ方向の離間距離（隙間）をＬｏ−αとする。したがって、互いに対向する描画ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５の描画ラインＳＬａ、ＳＬｂと描画ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６の描画ラインＳＬａ、ＳＬｂとを、主走査方向に隣り合う描画ラインＳＬ同士で、その端部が主走査方向にα／２で重畳するように配置することができる。なお、描画ユニットＵの回動中心軸ＡＸｒは、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂ間の離間距離Ｌｏ−αの中心点を通るように設定されている。

【0042】

図１に示した制御装置１８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１８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１８として機能する。また、図１に示したアライメント顕微鏡ＡＭａ（ＡＭａ１〜ＡＭａ４）、ＡＭｂ（ＡＭｂ１〜ＡＭｂ４）は、図２に示す基板Ｐに形成されたアライメントマークＭＫ（ＭＫ１〜ＭＫ４）を検出するためのものである。複数のアライメント顕微鏡ＡＭａ（ＡＭａ１〜ＡＭａ４）は、Ｙ方向に沿って設けられている。同様に、複数のアライメント顕微鏡ＡＭｂ（ＡＭｂ１〜ＡＭｂ４）も、Ｙ方向に沿って設けられている。アライメントマークＭＫ（ＭＫ１〜ＭＫ４）は、基板Ｐの被照射面上の露光領域Ｗに描画されるパターンと基板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。アライメント顕微鏡ＡＭａ（ＡＭａ１〜ＡＭａ４）は、回転ドラムＤＲ１の円周面で支持されている基板Ｐ上で、アライメントマークＭＫ（ＭＫ１〜ＭＫ４）を検出する。アライメント顕微鏡ＡＭａ（ＡＭａ１〜ＡＭａ４）は、描画ユニットＵ１、５から基板Ｐの被照射面上に照射されるビームＬＢのスポット光ＳＰの位置（描画ラインＳＬ１ａ、ＳＬ１ｂ、ＳＬ５ａ、ＳＬ５ｂ）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、アライメント顕微鏡ＡＭｂ（ＡＭｂ１〜ＡＭｂ４）は、回転ドラムＤＲ２の円周面で支持されている基板Ｐ上で、アライメントマークＭＫ（ＭＫ１〜ＭＫ４）を検出する。アライメント顕微鏡ＡＭｂ（ＡＭｂ１〜ＡＭｂ４）は、描画ユニットＵ３から基板Ｐの被照射面上に照射されるビームＬＢのスポット光ＳＰの位置（描画ラインＳＬ３ａ、ＳＬ３ｂ）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。

【0043】

アライメント顕微鏡ＡＭａ（ＡＭａ１〜ＡＭａ４）、ＡＭｂ（ＡＭｂ１〜ＡＭｂ４）は、図示しないがアライメント用の照明光を基板Ｐに投射する光源とその反射光を撮像する撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）とを有する。アライメント顕微鏡ＡＭａ（ＡＭａ１〜ＡＭａ４）、ＡＭｂ（ＡＭｂ１〜ＡＭｂ４）が撮像した撮像信号は、制御装置１８に送られる。アライメント顕微鏡ＡＭａ（ＡＭａ１〜ＡＭａ４）、ＡＭｂ（ＡＭｂ１〜ＡＭｂ４）は、図示しない観察領域内に存在するアライメントマークＭＫ（ＭＫ１〜ＭＫ４）を撮像する。各アライメント顕微鏡ＡＭａ（ＡＭａ１〜ＡＭａ４）、ＡＭｂ（ＡＭｂ１〜ＡＭｂ４）の観察領域は、Ｙ方向に沿って設けられており、アライメントマークＭＫ（ＭＫ１〜ＭＫ４）のＹ方向の位置に応じて配置されている。したがって、アライメント顕微鏡ＡＭａ１、ＡＭｂ１は、アライメントマークＭＫ１を撮像し、同様に、アライメント顕微鏡ＡＭａ２〜ＡＭａ４、ＡＭｂ２〜ＡＭｂ４は、アライメントマークＭＫ２〜ＭＫ４を撮像することができる。この観察領域の基板Ｐの被照射面上の大きさは、アライメントマークＭＫ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の大きさやアライメント精度（位置測定精度）に応じて設定されるが、１００〜５００μｍ程度角の大きさである。制御装置１８は、アライメント顕微鏡ＡＭａ（ＡＭａ１〜ＡＭａ４）、ＡＭｂ（ＡＭｂ１〜ＡＭｂ４）からの撮像信号に基づいて、アライメントマークＭＫの位置を検出する。なお、アライメント用の照明光は、基板Ｐ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５００ｎｍ〜８００ｎｍ程度の光である。また、アライメント顕微鏡ＡＭａ、ＡＭｂの撮像素子は、基板Ｐが移動している間にアライメントマークＭＫを撮像する必要があるため、基板Ｐの搬送速度に応じた高速なシャッター時間（電荷蓄積時間等の撮像時間）に設定される。

【0044】

次に、描画ユニットＵの構成ついて説明する。各描画ユニットＵは、同一の構成を有するので、本第１の実施の形態においては、描画ユニットＵ２を例にして説明する。以下、描画ユニットＵの説明では、描画ユニットＵ内の各部材やビームの配置を特定するために、直交座標系ＸｔＹｔＺｔを設定する。直交座標系ＸｔＹｔＺｔのＹｔ軸は直交座標系ＸＹＺのＹ軸と平行に設定され、直交座標系ＸｔＹｔＺｔは、直交座標系ＸＹＺに対してＹ軸回りに一定角度だけ傾けたものに設定される。

【0045】

図５は、−Ｙｔ（−Ｙ）方向側からみた描画ユニットＵ２の構成図、図６は、＋Ｚｔ方向側からみた描画ユニットＵ２の構成図である。描画ユニットＵ２に入射する２つのビームＬＢのうち、一方のビームＬＢをＬＢａで表し、他方のビームＬＢをＬＢｂで表すものとする。また、ビーム（第１のビーム）ＬＢａのスポット光ＳＰをＳＰａで表し、ビーム（第２のビーム）ＬＢｂのスポット光ＳＰをＳＰｂで表す場合がある。スポット光（第１のスポット光）ＳＰａは描画ラインＳＬ２ａ（ＳＬａ）上を走査し、スポット光（第２のスポット光）ＳＰｂは描画ラインＳＬ２ｂ（ＳＬｂ）上を走査する。

【0046】

なお、図６においては、わかり易くするために、スポット光ＳＰａ、ＳＰｂを、描画ラインＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂより太い点で表している。また、図５、図６においては、回動中心軸ＡＸｒ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がプロセス装置ＰＲ１から露光装置ＥＸを経てプロセス装置ＰＲ２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、図６のＸｔ、Ｙｔ、Ｚｔの３次元座標は、図１のＸ、Ｙ、Ｚの３次元座標を、Ｙ軸を中心にＺ軸方向が回動中心軸ＡＸｒと平行となるように回転させた３次元座標である。

【0047】

描画ユニットＵ２は、反射ミラーＭ１、集光レンズＣＤ、三角反射ミラーＭ２、反射ミラーＭ３ａ、Ｍ３ｂ、シフト光学部材（シフト光学板）ＳＲａ、ＳＲｂ、ビーム成形光学系ＢＦａ、ＢＦｂ、反射ミラーＭ４、シリンドリカルレンズＣＹ１、反射ミラーＭ５、ポリゴンミラーＰＭ、反射ミラーＭ６ａ、Ｍ６ｂ、ｆθレンズＦＴａ、ＦＴｂ、反射ミラーＭ７ａ、Ｍ７ｂ、および、シリンドリカルレンズＣＹ２ａ、ＣＹ２ｂの光学系を備える。これら光学系（反射ミラーＭ１、集光レンズＣＤ等）は、１つの描画ユニットＵ２として一体的に高剛性の筐体内に形成されている。つまり、描画ユニットＵ２は、これらの光学系を一体的に保持する。２つのビームＬＢａ、ＬＢｂがともに入射する光学系については、単に参照符号を付し、２つのビームＬＢａ、ＬＢｂの各々が別個に入射し、且つ、２つのビームＬＢａ、ＬＢｂに関して一対で設けられた光学系については、参照符号の後にａ、ｂを付している。簡単にいうと、ビームＬＢａのみが入射する光学系については参照符号の後にａを付し、ビームＬＢｂのみが入射する光学系については参照符号の後にｂを付している。

【0048】

図５に示すように、光源装置１４からの２つのビームＬＢａ、ＬＢｂは、２つの光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂ、および、２つのコリメートレンズＣＬａ、ＣＬｂを透過した後、反射ミラーＭ８で反射されて、描画ユニットＵ２にＺｔ軸と平行な状態で入射する。描画ユニットＵ２に入射した２つのビームＬＢａ、ＬＢｂは、ＸｔＺｔ平面において、描画ユニットＵ２の回動中心軸ＡＸｒに沿って反射ミラーＭ１に入射する。図７は、光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂおよびコリメートレンズＣＬａ、ＣＬｂを透過して反射ミラーＭ８に入射するビームＬＢａ、ＬＢｂの光路を＋Ｚｔ方向側からみた図であり、図８は、反射ミラーＭ８から描画ユニットＵ２の反射ミラーＭ１に入射するビームＬＢａ、ＬＢｂの光路を＋Ｘｔ方向側からみた示す図である。なお、図７、図８においても、Ｘｔ、Ｙｔ、Ｚｔの３次元座標系で表している。

【0049】

光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂは、ビームＬＢａ、ＬＢｂに対して透過性を有するものであり、音響光学変調素子（ＡＯＭ：Acousto-Optic Modulator）である。光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂは、超音波（高周波信号）を用いることで、入射したビームＬＢａ、ＬＢｂを高周波の周波数に応じた回折角で回折させて、ビームＬＢａ、ＬＢｂの光路、つまり、進行方向を変える。光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂは、制御装置１８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ＬＢａ、ＬＢｂを回折させた回折光（１次回折ビーム）の発生をオン／オフする。

【0050】

光学素子ＡＯＭａは、制御装置１８からの駆動信号（高周波信号）がオフの状態ときは、入射したビームＬＢａを回折させずに透過する。したがって、駆動信号がオフの状態のときは、光学素子ＡＯＭａを透過したビームＬＢａは、コリメートレンズＣＬａおよび反射ミラーＭ８に入射することなく、図示しない吸収体に入射する。このことは、基板Ｐの被照射面上に投射されるスポット光ＳＰａの強度が低レベル（ゼロ）に変調されていることを意味する。一方、光学素子ＡＯＭａが、制御装置１８からの駆動信号（高周波信号）によりオンの状態のときは、入射したビームＬＢａを回折させた１次回折ビームを発生する。したがって、駆動信号がオンの状態のときは、光学素子ＡＯＭａで偏向された１次回折ビーム（説明を簡単にするため、光学素子ＡＯＭａからのビームＬＢａとする）は、コリメートレンズＣＬａを透過し後反射ミラーＭ８に入射する。このことは、基板Ｐの被照射面上に投射されるスポット光ＳＰａの強度が高レベルに変調されることを意味する。

【0051】

同様にして、光学素子ＡＯＭｂは、制御装置１８からの駆動信号（高周波信号）がオフの状態のときは、入射したビームＬＢｂを回折させずに透過するので、光学素子ＡＯＭｂを透過したビームＬＢｂは、コリメートレンズＣＬｂおよび反射ミラーＭ８に入射することなく、図示しない吸収体に入射する。このことは、基板Ｐの被照射面上に投射されるスポット光ＳＰｂの強度が低レベル（ゼロ）に変調されていることを意味する。一方、光学素子ＡＯＭｂが、制御装置１８からの駆動信号（高周波信号）によりオンの状態のときは、入射したビームＬＢｂを回折させるので、光学素子ＡＯＭｂで偏向されたビームＬＢｂ（１次回折ビーム）は、コリメートレンズＣＬｂを透過した後反射ミラーＭ８に入射する。このことは、基板Ｐの被照射面上に投射されるスポット光ＳＰｂの強度が高レベルに変調されることを意味する。制御装置１８は、描画ラインＳＬ２ａによって描画されるパターンのパターンデータ（ビットマップ）に基づいて、光学素子ＡＯＭａに印加する駆動信号を高速にオン／オフするとともに、描画ラインＳＬ２ｂによって描画されるパターンのパターンデータに基づいて、光学素子ＡＯＭｂに印加する駆動信号を高速にオン／オフする。つまり、スポット光ＳＰａ、ＳＰｂの強度は、パターンデータに応じて高レベルと低レベルとに変調されることになる。なお、光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂに入射するビームＬＢａ、ＬＢｂは、光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂ内でビームウェストとなるように集光されることから、光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂで偏向されて出力されるビームＬＢａ、ＬＢｂ（１次回折ビーム）は、発散光となっており、コリメートレンズＣＬａ、ＣＬｂは、その発散光を所定ビーム径の平行光束にする。

【0052】

反射ミラーＭ８は、入射したビームＬＢａ、ＬＢｂを−Ｚｔ方向に反射して描画ユニットＵ２の反射ミラー（反射部材）Ｍ１に導く。反射ミラーＭ８で反射したビームＬＢａ、ＬＢｂは、回動中心軸ＡＸｒに対して対称となるように描画ユニットＵ２の反射ミラーＭ１に入射する。このとき、ビームＬＢａ、ＬＢｂは、反射ミラーＭ１上で交差してもよいし、交差しなくてもよい。図６、図８では、反射ミラーＭ１上の回動中心軸ＡＸｒの位置でビームＬＢａ、ＬＢｂが交差する例を示している。つまり、ビームＬＢａ、ＬＢｂは、回動中心軸ＡＸｒに対して一定の角度を持って反射ミラーＭ１に入射する。本第１の実施の形態においては、Ｙｔ（Ｙ）方向に沿って、回動中心軸ＡＸｒに対して対称となるようにビームＬＢａ、ＬＢｂが、反射ミラーＭ１に入射する。なお、ビームＬＢａ、ＬＢｂが、回動中心軸ＡＸｒに対して対称となるように平行に反射ミラーＭ１に入射するように設計してもよい。

【0053】

図５、図６の説明に戻り、反射ミラーＭ１は、入射したビームＬＢａ、ＬＢｂを＋Ｘｔ方向に反射する。反射ミラーＭ１で反射されたビームＬＢａ、ＬＢｂ（各々平行光束）は、図６のようにＸｔＹｔ面内では、互いに一定の開き角で離れていく。集光レンズＣＤは、反射ミラーＭ１からのビームＬＢａ、ＬＢｂの各々の中心軸をＸｔＹｔ面内で互いに平行にするとともに、ビームＬＢａ、ＬＢｂの各々を所定の焦点位置に集光させるレンズである。この集光レンズＣＤの機能については後で後述するが、集光レンズＣＤの前側焦点位置が反射ミラーＭ１の反射面上、またはその近傍になるように設定されている。三角反射ミラーＭ２は、集光レンズＣＤを透過したビームＬＢａを−Ｙｔ（−Ｙ）方向側に９０度で反射して反射ミラーＭ３ａに導くとともに、集光レンズＣＤを透過したビームＬＢｂを＋Ｙｔ（＋Ｙ）方向側に９０度で反射して反射ミラーＭ３ｂに導く。

【0054】

反射ミラーＭ３ａは、入射したビームＬＢａを＋Ｘｔ方向側に９０度で反射する。反射ミラーＭ３ａで反射したビームＬＢａは、シフト光学部材（平行平板による第１シフト光学部材）ＳＲａおよびビーム成形光学系ＢＦａを透過して反射ミラーＭ４に入射する。反射ミラーＭ３ｂは、入射したビームＬＢｂを＋Ｘｔ方向側に９０度で反射する。反射ミラーＭ３ｂで反射したビームＬＢｂは、シフト光学部材（平行平板による第２シフト光学部材）ＳＲｂおよびビーム成形光学系ＢＦｂを透過して反射ミラーＭ４に入射する。三角反射ミラーＭ２と反射ミラーＭ３ａ、Ｍ３ｂとによって、集光レンズＣＤを透過したビームＬＢａ、ＬＢｂの各中心軸のＹｔ方向の距離が拡大される。シフト光学部材ＳＲａ、ＳＲｂは、ビームＬＢａ、ＬＢｂの進行方向と直交する平面（ＹｔＺｔ平面）内において、ビームＬＢａ、ＬＢｂの中心位置を調整する。シフト光学部材ＳＲａ、ＳＲｂは、ＹｔＺｔ平面と平行な２枚の石英の平行板を有し、一方の平行板は、Ｙｔ軸回りに傾斜可能であり、他方の平行板は、Ｚｔ軸回りに傾斜可能である。この２枚の平行板がそれぞれ、Ｙｔ軸、Ｚｔ軸回りに傾斜することで、ビームＬＢａ、ＬＢｂの進行方向と直交するＹｔＺｔ平面において、ビームＬＢａ、ＬＢｂの中心の位置を２次元に微小量シフトする。この２枚の平行板は、制御装置１８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。ビーム成形光学系ＢＦａ、ＢＦｂは、ビームＬＢａ、ＬＢｂを成形する光学系であり、例えば、集光レンズＣＤによって集光されたビームＬＢａ、ＬＢｂの径を予め決められた大きさの径に成形する。

【0055】

反射ミラーＭ４は、図５に示すようにビーム成形光学系ＢＦａ、ＢＦｂからのビームＬＢａ、ＬＢｂを−Ｚｔ方向に反射させる。反射ミラーＭ４で反射したビームＬＢａ、ＬＢｂは、第１のシリンドリカルレンズＣＹ１を透過して反射ミラーＭ５に入射する。反射ミラーＭ５は、反射ミラーＭ４からのビームＬＢａ、ＬＢｂを−Ｘｔ方向に反射してポリゴンミラーＰＭの別々の反射面ＲＰに入射させる。ビームＬＢａは、第１方向からポリゴンミラーＰＭの第１の反射面ＲＰに入射し、ビームＬＢｂは、第１方向とは異なる第２方向からポリゴンミラーＰＭの別の第２の反射面ＲＰに入射する。

【0056】

ポリゴンミラーＰＭは、入射したビームＬＢａ、ＬＢｂをｆθレンズＦＴａ、ＦＴｂに向けて反射する。ポリゴンミラーＰＭは、ビームＬＢａ、ＬＢｂのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ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ＬＢａ、ＬＢｂを偏向して反射する。これにより、ポリゴンミラーＰＭの回転によってビームＬＢａ、ＬＢｂはＸｔＹｔ平面と平行な面内で１次元に偏向走査される。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を取り囲むように回転軸ＡＸｐの回りに配置された複数の反射面ＲＰとを有する回転多面鏡である。第１の実施の形態においては、ポリゴンミラーＰＭは、Ｚｔ軸と平行な反射面ＲＰを８つ有し、正八角形の形状を有する回転多面鏡である。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ＬＢａ、ＬＢｂ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、第１の反射面ＲＰと第２の反射面ＲＰの各々によってビームＬＢａ、ＬＢｂの反射方向が偏向され、基板Ｐに被照射面上に照射されるビームＬＢａ、ＬＢｂのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂを主走査方向に沿って走査することができる。

【0057】

ポリゴンミラーＰＭの１つの反射面ＲＰは、ビームＬＢａ、ＬＢｂのいずれをも偏向走査するため、スポット光ＳＰａ、ＳＰｂを描画ラインＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂ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の被照射面上の描画ラインＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂに沿ったスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの走査回数は、最大で反射面ＲＰの数と同じ８回となる。ポリゴンミラーＰＭは、モータ等を含むポリゴン駆動部によって一定の速度で回転する。このポリゴン駆動部によりポリゴンミラーＰＭの回転は、制御装置１８によって制御される。

【0058】

なお、描画ラインＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂの長さを、例えば、３０ｍｍとし、３μｍのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂを１．５μｍずつオーバーラップさせるようにパルス発光させながらスポット光ＳＰａ、ＳＰｂを描画ラインＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂに沿って基板Ｐの被照射面上に照射する場合は、１回の走査で照射されるスポット光ＳＰの数（パルス発光数）は、２００００（３０ｍｍ／１．５μｍ）となる。また、描画ラインＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂに沿ったスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの走査時間を２００μｓｅｃとすると、この間に、パルス状のスポット光ＳＰを２００００回照射しなければならないので、光源装置１４の発光周波数Ｆｓは、Ｆｓ≧２００００回／２００μｓｅｃ＝１００ＭＨｚとなる。

【0059】

第１のシリンドリカルレンズＣＹ１は、ポリゴンミラーＰＭによる走査方向（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ＬＢａ、ＬＢｂをポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰ上に収斂する。この母線がＹｔ方向と平行となっている第１のシリンドリカルレンズＣＹ１、および、後述の第２のシリンドリカルレンズＣＹ２ａ、ＣＹ２ｂによって、反射面ＲＰがＺｔ方向に対して傾いている場合（ＸｔＹｔ平面の法線であるＺｔ軸に対する反射面ＲＰの傾き）があっても、その影響を抑制することができる。例えば、基板Ｐの被照射面上に照射されるビームＬＢａ、ＬＢｂのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ（描画ラインＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂ）の照射位置が、ポリゴンミラーＰＭの各反射面ＲＰ毎の僅かな傾き誤差によってＸｔ方向にずれることを抑制することができる。

【0060】

詳しくは、ポリゴンミラーＰＭは、入射したビームＬＢａを−Ｙｔ（−Ｙ）方向側に反射して反射ミラーＭ６ａに導く。また、ポリゴンミラーＰＭは、入射したビームＬＢｂを＋Ｙｔ（＋Ｙ）方向側に反射して反射ミラーＭ６ｂに導く。反射ミラーＭ６ａは、入射したビームＬＢａを−Ｘｔ方向側に反射してＸｔ軸方向に延びる光軸ＡＸｆａを有するｆθレンズＦＴａに導く。反射ミラーＭ６ｂは、入射したビームＬＢｂを−Ｘｔ方向側に反射してＸｔ軸方向に延びる光軸ＡＸｆｂ（光軸ＡＸｆａと平行）を有するｆθレンズＦＴｂに導く。

【0061】

ｆθ（ｆ−θ）レンズＦＴａ、ＦＴｂは、反射ミラーＭ６ａ、Ｍ６ｂで反射されたポリゴンミラーＰＭからのビームＬＢａ、ＬＢｂを、ＸｔＹｔ平面において、光軸ＡＸｆａ、ＡＸｆｂと平行となるように反射ミラーＭ７ａ、Ｍ７ｂ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。反射ミラーＭ７ａは、入射したビームＬＢａを基板Ｐの被照射面に向けて−Ｚｔ方向に反射し、反射ミラーＭ７ｂは、入射したビームＬＢｂを基板Ｐの被照射面に向けて−Ｚｔ方向に反射する。反射ミラーＭ７ａで反射したビームＬＢａは、第２のシリンドリカルレンズＣＹ２ａを透過して基板Ｐに被照射面に投射され、反射ミラーＭ７ｂで反射したビームＬＢｂは、第２のシリンドリカルレンズＣＹ２ｂを透過して基板Ｐに被照射面に投射される。このｆθレンズＦＴａおよび母線がＹｔ方向と平行となっている第２のシリンドリカルレンズＣＹ２ａによって、基板Ｐに投射されるビームＬＢａが基板Ｐの被照射面上で実効的な直径が数μｍ程度（例えば、３μｍ）の微小なスポット光ＳＰａに収斂される。同様にして、ｆθレンズＦＴｂおよび母線がＹｔ方向と平行となっている第２のシリンドリカルレンズＣＹ２ｂによって、基板Ｐに投射されるビームＬＢｂが基板Ｐの被照射面上で実効的な直径が数μ程度（例えば、３μｍ）の微小なスポット光ＳＰｂに収斂される。この基板Ｐの被照射面上に投射されるスポット光ＳＰａ、ＳＰｂは、１つのポリゴンミラーＰＭの回転によって、主走査方向（Ｙｔ方向、Ｙ方向）に延びる描画ラインＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂに沿って同時に１次元走査される。

【0062】

ｆθレンズＦＴａ、ＦＴｂへのビームの入射角θ（光軸に対する角度）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ＦＴａは、ビームＬＢａの入射角に比例した基板Ｐの被照射面上の像高位置にビームＬＢａのスポット光ＳＰａを投射する。同様にして、ｆθレンズＦＴｂは、ビームＬＢｂの入射角に比例した基板Ｐの被照射面上の像高位置にビームＬＢｂのスポット光ＳＰｂを投射する。焦点距離をｆとし、像高位置をｙとすると、ｆθレンズＦＴａ、ＦＴｂは、ｙ＝ｆ×θ、の関係（歪曲収差）を有する。したがって、このｆθレンズＦＴａ、ＦＴｂによって、ビームＬＢａ、ＬＢｂのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂをＹｔ方向（Ｙ方向）に正確に等速で走査することが可能となる。ｆθレンズＦＴａ、ＦＴｂへのビームＬＢａ、ＬＢｂの入射角θが０度のときに、ｆθレンズＦＴａ、ＦＴｂに入射したビームＬＢａ、ＬＢｂは、光軸ＡＸｆａ、ＡＸｆｂ上に沿って進む。

【0063】

以上の集光レンズＣＤ、三角反射ミラーＭ２、反射ミラーＭ３ａ、シフト光学部材ＳＲａ、ビーム成形光学系ＢＦａ、反射ミラーＭ４、第１のシリンドリカルレンズＣＹ１、および、反射ミラーＭ５は、ビームＬＢａを第１方向からポリゴンミラーＰＭに向けて導く第１導光光学系２０として機能する。また、集光レンズＣＤ、三角反射ミラーＭ２、反射ミラーＭ３ｂ、シフト光学部材ＳＲｂ、ビーム成形光学系ＢＦｂ、反射ミラーＭ４、第１のシリンドリカルレンズＣＹ１、および、反射ミラーＭ５は、ビームＬＢｂを第１方向とは異なる第２方向からポリゴンミラーＰＭに向けて導く第２導光光学系２２として機能する。なお、集光レンズＣＤ、三角反射ミラーＭ２、反射ミラーＭ４、第１のシリンドリカルレンズＣＹ１、および、反射ミラーＭ５を、第１導光光学系２０と第２導光光学系２２とで共通の部材としたが、これらの部材のうち少なくとも一部は、第１導光光学系２０と第２導光光学系２２とで別個に設けるようにしてもよい。また、反射ミラーＭ６ａ、ｆθレンズＦＴａ、反射ミラーＭ７ａ、および、第２のシリンドリカルレンズＣＹ２ａは、ポリゴンミラーＰＭで反射されたビームＬＢａを集光してスポット光ＳＰａとして描画ラインＳＬ２ａ（ＳＬａ）上に投射する第１投射光学系２４として機能する。同様に、反射ミラーＭ６ｂ、ｆθレンズＦＴｂ、反射ミラーＭ７ｂ、および、第２のシリンドリカルレンズＣＹ２ｂは、ポリゴンミラーＰＭで反射されたビームＬＢｂを集光してスポット光ＳＰｂとして描画ラインＳＬ２ｂ（ＳＬｂ）上に投射する第２投射光学系２６として機能する。この第１投射光学系２４と第２投射光学系２６とは、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂが副走査方向に関して同じ位置であって、且つ、主走査方向に離間するように配置されている。また、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂが主走査方向に走査長以下の間隔で離間するように第１投射光学系２４と第２投射光学系２６とが配置されている。

【0064】

本第１の実施の形態の場合、反射ミラーＭ１上の回動中心軸ＡＸｒが通る位置にビームＬＢａ、ＬＢｂを入射させた場合であっても、ビームＬＢａ、ＬＢｂは、回動中心軸ＡＸｒと平行に反射ミラーＭ１に入射するのでなく、図８で示したように回動中心軸ＡＸｒに対して一定の傾きを持って反射ミラーＭ１上（またはその近傍）で交差するように入射する。したがって、描画ユニットＵ２全体が回動中心軸ＡＸｒ回りに回動すると、ビームＬＢａ、ＬＢｂの反射ミラーＭ１に対する入射角度が相対的に変化する。これによって、反射ミラーＭ１で反射されたビームＬＢａ、ＬＢｂの描画ユニットＵ２内における反射方向が、描画ユニットＵ２の回動中心軸ＡＸｒ回りの回動に応じて２次元的に変化する。

【0065】

図９、図１０は、回動中心軸ＡＸｒ回りに描画ユニットＵ２が回動してない初期位置状態と、描画ユニットＵ２が初期位置からΔθｚだけ回動した状態とにおける、ビームＬＢａの描画ユニットＵ２内の反射方向の変化（ビーム進路の変化）を誇張して示す図である。図９は、反射ミラー（反射部材）Ｍ１と集光レンズＣＤとの配置関係をＸｔＺｔ面内でみたものであり、図１０は、反射ミラーＭ１と集光レンズＣＤとの配置関係をＸｔＹｔ面内でみたものである。なお、回動中心軸ＡＸｒ回りに描画ユニットＵ２が回動したときにビームＬＢｂの描画ユニットＵ２内の反射方向が変化する原理は、ビームＬＢａのときと同様なのでビームＬＢａについてのみ説明する。ここで、集光レンズＣＤの光軸ＡＸｃは、反射ミラーＭ１の反射面（ＸｔＹｔ面に対して４５°に設定）で回動中心軸ＡＸｒと交差するように設定され、集光レンズＣＤの前側焦点距離ｆａの位置に反射ミラーＭ１の反射面が設定される。さらにビームＬＢａ、ＬＢｂは、集光レンズＣＤの後側焦点距離ｆｂの位置の面Ｐｃｄ（後側焦点面）において、ビームウェスト（最小径）となるように収斂された後に発散する。図９、図１０において、実線で示しているビームＬＢａ−１は、描画ユニットＵ２全体が回転していない初期位置状態、つまり、描画ラインＳＬ２ａがＹｔ（Ｙ）方向と平行な状態のときのビームＬＢａを示している。二点鎖線で示しているビームＬＢａ−２は、描画ユニットＵ２全体が回動中心軸ＡＸｒ回りにΔθｚだけ回動した状態のときのビームＬＢａを示している。

【0066】

描画ユニットＵ２が、回動中心軸ＡＸｒ回りに回動すると、反射ミラーＭ１の反射面に対するビームＬＢａ（ＬＢｂ）の相対的な入射角度は変化する。図１０に示すように、反射ミラーＭ１の直前の反射ミラーＭ８の反射面上に投射されるビームＬＢａをＬＢａ（Ｍ８）とすると、図８のビーム配向状態から明らかなように、反射ミラーＭ１上に投射されるビームＬＢａとビームＬＢａ（Ｍ８）のＸｔＹｔ面内での各位置は、初期位置状態ではＹｔ軸と平行な方向に離間している。描画ユニットＵ２全体が初期位置状態から角度Δθｚだけ回転（傾斜）した場合、反射ミラーＭ１から見ると、反射ミラーＭ８上のビームＬＢａ（Ｍ８）の位置が角度Δθｚに対応して相対的にＸｔ方向にシフト（実際は回動中心軸ＡＸｒの回りに回転）したことになる。

【0067】

よって、初期位置状態のときに反射ミラーＭ１で反射したビームＬＢａ−１の光路（中心線）は、描画ユニットＵ２全体が角度Δθｚだけ回転した後は、ビームＬＢａ−２となってＸｔＹｔ面内で傾く。なお、図１０において、初期位置状態のときのビームＬＢａ−１の中心線と集光レンズＣＤの光軸ＡＸｃとのＸｔＹｔ面内での交差角は、図８に示したビームＬＢａの中心線と回動中心軸ＡＸｒとのＹｔＺｔ面内での交差角と一致している。したがって、初期位置状態でのビームＬＢａ−１の後側焦点面Ｐｃｄ内での収斂位置ＢＷ１は、描画ユニットＵ２全体の角度Δθｚの回転後に、後側焦点面Ｐｃｄ内でビームＬＢａ−２の収斂位置ＢＷ２としてＹｔ方向にΔＹｈだけ位置ずれ（平行シフト）する。その位置ずれ量ΔＹｈは、角度Δθｚとの間で、ΔＹｈ＝ｆｙ（Δθｚ）の幾何学的な関係式で一義的に求まる。なお、集光レンズＣＤから後側焦点面Ｐｃｄに向かうビームＬＢａ−１とビームＬＢａ−２の各中心線は、いずれも光軸ＡＸｃと平行になる。

【0068】

一方、図９で誇張して示すように、描画ユニットＵ２全体を初期位置状態から角度Δθｚだけ回転させた後のビームＬＢａ−２の配向状態をＸｔＺｔ面内で見てみると、反射ミラーＭ１に入射するビームＬＢａの中心線が回動中心軸ＡＸｒに対してＹｔ方向に傾いていることから、角度Δθｚの回転後の反射ミラーＭ１からビームＬＢａ−２は、初期位置状態のビームＬＢａ−１（光軸ＡＸｃと平行）に対してＺｔ軸方向に傾いて進んで集光レンズＣＤに入射する。そのため、初期位置状態でのビームＬＢａ−１の後側焦点面Ｐｃｄ内での収斂位置ＢＷ１は、描画ユニットＵ２全体の角度Δθｚの回転後に、後側焦点面Ｐｃｄ内でビームＬＢａ−２の収斂位置ＢＷ２としてＺｔ方向にΔＺｈだけ位置ずれ（平行シフト）する。その位置ずれ量ΔＺｈは、角度Δθｚとの間で、ΔＺｈ＝ｆｚ（Δθｚ）の幾何学的な関係式で一義的に求まる。なお、本第１の実施の形態の構成では、Ｚｔ軸方向の位置ずれ量ΔＺｈの方がＹｔ軸方向の位置ずれ量ΔＹｈよりも大きくなる。以上の作用は、ビームＬＢｂにおいても同様であり、描画ユニットＵ２全体を角度Δθｚだけ回転させた後に集光レンズＣＤによって収斂される後側焦点面Ｐｃｄ内でのビームＬＢｂ−２の位置は、初期位置状態のときのビームＬＢｂ−１の後側焦点面Ｐｃｄ内での位置に対して、Ｙｔ方向とＺｔ方向に位置ずれする。

【0069】

以上のように、本第１の実施の形態では、前側焦点距離ｆａの位置に反射ミラーＭ１の反射面がくるような集光レンズＣＤを備えることによって、集光レンズＣＤから射出するビームＬＢａ−２（ＬＢｂ−２）の中心線とビームＬＢａ−１（ＬＢｂ−１）の中心線とを常に平行にすることができる。したがって、集光レンズＣＤの後に配置されたシフト光学部材ＳＲａ、ＳＲｂの傾き調整によって、描画ユニットＵ２全体が角度Δθｚだけ回転した後に生じるビームＬＢａ、ＬＢｂの位置ずれ量ΔＹｈ、ΔＺｈがゼロになるように補正する。これにより、２つのビームＬＢａ、ＬＢｂを、初期位置状態のときの光路に沿って以降の光学系に正しく通すことができる。シフト光学部材ＳＲａ、ＳＲｂの傾き調整は、幾何学的な関係式、ΔＹｈ＝ｆｙ（Δθｚ）、ΔＺｈ＝ｆｚ（Δθｚ）に基づいて予め作成された角度Δθｚと傾き調整量との関係テーブル等を使うことで、高速に実行することができる。これにより、描画ユニットＵ２全体が回動した場合であっても、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの適切な位置にビームＬＢａ、ＬＢｂを入射させることができる。

【0070】

なお、反射ミラーＭ８からのビームＬＢａ、ＬＢｂを回動中心軸ＡＸｒと同軸上に反射ミラーＭ１に入射させることができれば、描画ユニットＵの回動中心軸ＡＸｒ回りの回動によって、ビームＬＢａ、ＬＢｂの反射ミラーＭ１に対する入射角度は変化しない。そのため、描画ユニットＵ内において、反射ミラーＭ１で反射されるビームＬＢａ、ＬＢｂの反射方向が描画ユニットＵの回動によって変化することはない。反射ミラーＭ１に入射する２つのビームＬＢａ、ＬＢｂを同軸にしつつ、反射ミラーＭ１以降の描画ユニットＵ２内では２つのビームＬＢａ、ＬＢｂを空間的に分離する１つの方法は、反射ミラーＭ１の後に偏光ビームスプリッタ等を配置し、偏光状態が互いに直交したビームＬＢａ、ＬＢｂを同軸合成して反射ミラーＭ１に入射させ、偏光ビームスプリッタ等で偏光分離する系を組むことである。

【0071】

図９、図１０においては、回動中心軸ＡＸｒに対して一定の傾きをもち、且つ、回動中心軸ＡＸｒに対して対称となるようなビームＬＢａ、ＬＢｂ（平行光束）を反射ミラーＭ１の同じ位置に入射させた場合を例にして説明したが、回動中心軸ＡＸｒに関してＹｔ方向に対称であって、回動中心軸ＡＸｒと互いに平行に配向される２つのビームＬＢａ、ＬＢｂ（平行光束）を反射ミラーＭ１に入射させる場合について説明する。図１１Ａは、描画ユニットＵ２全体を角度（所定の角度）Δθｚだけ回動中心軸ＡＸｒの回りに回動させたときに、反射ミラー（反射部材）Ｍ１に入射したビームＬＢａ、ＬＢｂの反射方向が変化する様子を＋Ｚｔ方向側から誇張して示す図であり、図１１Ｂは、描画ユニットＵ２全体を角度Δθｚだけ回動させたときの反射ミラーＭ１でのビームＬＢａ、ＬＢｂの位置変化をビームＬＢａ、ＬＢｂの進行方向側（＋Ｘｔ方向側）からみた図である。

【0072】

なお、図１１Ａにおいて、直交座標系ＸｔＹｔＺｔは、描画ユニットＵ２に対して設定されたものであるので、描画ユニットＵ２全体が角度Δθｚだけ回動した後の直交座標系ＸｔＹｔＺｔは、破線で示すようにＺｔ軸回りに角度Δθｚだけ傾いたものとなる。したがって、描画ユニットＵ２が回動していない初期位置状態のときは、描画ラインＳＬ２に沿ったスポット光ＳＰの主走査方向（Ｙｔ方向）はＹ方向と平行しているが、描画ユニットＵ２全体が角度Δθｚだけ回動した場合は、回動後の描画ユニットＵ２の描画ラインＳＬ２に沿ったスポット光ＳＰの主走査方向（Ｙｔ方向）は、Ｙ方向に対して傾くことになる。また、図１１Ａ、図１１Ｂのように、２つのビームＬＢａ、ＬＢｂのＹｔ方向の中間位置でＸｔ方向に延びるように設定され、回動中心軸ＡＸｒと直交する線を中心軸ＡＸｔとする。この中心軸ＡＸｔは、先の図９、図１０における集光レンズＣＤの光軸ＡＸｃに相当するものである。さらに、図１１Ａ、図１１Ｂのように反射ミラーＭ１で反射した２つのビームＬＢａ、ＬＢｂが中心軸ＡＸｔと平行に進むようにした場合、先の図９、図１０で説明した集光レンズＣＤは、小さな径のものに変えて２つのビームＬＢａ、ＬＢｂの各々の光路中に個別に設けられる。

【0073】

図１１Ａにおいて、実線で示している反射ミラーＭ１は、描画ユニットＵ２が回動していない初期位置状態、つまり、描画ラインＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂがＹ方向と平行な状態のときの反射ミラーＭ１を示している。また、実線で示しているビームＬＢａ−１、ＬＢｂ−１は、初期位置状態のときの反射ミラーＭ１への入射位置、および、その反射ミラーＭ１でＸｔ軸方向に反射したビームＬＢａ、ＬＢｂを示している。また、二点鎖線で示している反射ミラーＭ１’は、描画ユニットＵ２が角度Δθｚだけ回動した状態のときの反射ミラーＭ１の配置を誇張して示している。さらに、二点鎖線で示しているビームＬＢａ−２、ＬＢｂ−２は、描画ユニットＵ２が角度Δθｚだけ回動した状態のときの反射ミラーＭ１’で反射したビームＬＢａ、ＬＢｂを示している。

【0074】

描画ユニットＵ２が回動すると、ＸｔＹｔ平面においては、反射ミラーＭ１’で反射するビームＬＢａ−２、ＬＢｂ−２の反射方向も描画ユニットＵ２の回動に応じて回転する。さらに、描画ユニットＵ２の回動によって、ビームＬＢａ、ＬＢｂが反射ミラーＭ１に入射する相対的な位置（特にＺｔ方向の位置）が変化するため、中心軸ＡＸｔと垂直な平面Ｐｖ（ＹｔＺｔ面と平行）において、反射ミラーＭ１’で反射したビームＬＢａ−２、ＬＢｂ−２の各中心線は、図１１Ｂに示すように、中心軸ＡＸｔと平行ではあるが、中心軸ＡＸｔを中心に回るように位置変化する。

【0075】

図１１Ｂに示すように、描画ユニットＵ２が初期位置状態のときは、反射ミラーＭ１で反射するビームＬＢａ−１、ＬＢｂ−１は、中心軸ＡＸｔから±Ｙｔ（Ｙ）方向に一定距離だけ離れて平行に位置する。しかしながら、描画ユニットＵ２が角度Δθｚだけ回動すると、それに応じて、中心軸ＡＸｔを中心に円弧を描くように、反射ミラーＭ１で反射したビームＬＢａ−２は−Ｚｔ方向および＋Ｙｔ方向に移動し、反射ミラーＭ１で反射したビームＬＢｂ−２は、＋Ｚｔ方向および−Ｙｔ方向に移動する。そのため、反射ミラーＭ１以降の各光学部材を通る２つのビームＬＢａ、ＬＢｂの各光路が、初期位置状態のときの光路と異なってしまい、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの適切な位置にビームＬＢａ、ＬＢｂを入射させることができなくなる。

【0076】

しかしながら、本第１の実施の形態においては、反射ミラーＭ１以降にシフト光学部材ＳＲａ、ＳＲｂが設けられているので、ビームＬＢａ、ＬＢｂの各々の中心線を、平面Ｐｖ内において、Ｙｔ方向とＺｔ方向とに２次元的に調整することができる。したがって、描画ユニットＵ２全体が回動した場合であっても、描画ユニットＵ２内のシフト光学部材ＳＲａ、ＳＲｂ以降においては、ビームＬＢａ、ＬＢｂの各々の光路を、描画ユニットＵが回動していない初期位置状態のときの正しい光路に補正（調整）することができる。これにより、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの適切な位置にビームＬＢａ、ＬＢｂを入射させることができる。

【0077】

なお、三角反射ミラーＭ２と反射ミラーＭ３ａ、Ｍ３ｂとによって、反射ミラーＭ１で反射したビームＬＢａ、ＬＢｂの中心線のＸｔＹｔ面内におけるＹｔ方向の間隔を広げているので、描画ユニットＵ２の反射ミラーＭ１に入射する２つのビームＬＢａ、ＬＢｂの各中心線の間隔を短くすることができ、描画ユニットＵ２（反射ミラーＭ１）に入射するビームＬＢａ、ＬＢｂを回動中心軸ＡＸｒに近づけることができる。その結果、描画ユニットＵｂが回動した場合であっても、その回動に伴うビームＬＢａ、ＬＢｂの各中心線の平面Ｐｖ内での位置変化量を小さく抑えることができる。

【0078】

ところで、制御装置１８は、アライメント顕微鏡ＡＭａ（ＡＭａ１〜ＡＭａ４）、ＡＭｂ（ＡＭｂ１〜ＡＭｂ４）を用いて検出したアライメントマークＭＫ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置に基づいて、露光領域Ｗの傾斜（傾き）や歪み（変形）を検出することができる。この露光領域Ｗの傾斜（傾き）や歪みは、例えば、回転ドラムＤＲ１、ＤＲ２に巻き付けられて搬送されている基板Ｐの長尺方向が中心軸ＡＸｏ１、ＡＸｏ２に対して傾斜し、または歪んでいることによって、露光領域Ｗが傾斜し若しくは歪む場合がある。また、回転ドラムＤＲ１、ＤＲ２に巻き付けられて搬送されている基板Ｐが傾斜していない若しくは歪んでいない場合であっても、下層のパターン層の形成時に、基板Ｐが傾斜して（傾いて）若しくは歪んで搬送されたことによって露光領域Ｗ自体が歪むことがある。その他、前工程で基板Ｐに加えられた熱的な影響によって基板Ｐ自体が線形または非線形に変形していることもある。

【0079】

そのため、制御装置１８は、アライメント顕微鏡ＡＭａ（ＡＭａ１〜ＡＭｂ４）を用いて検出した露光領域Ｗの全体または一部分の傾斜（傾き）や歪みに応じて描画ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ５、Ｕ６を回動中心軸ＡＸｒ回りに回動させる。また、制御装置１８は、アライメント顕微鏡ＡＭｂ（ＡＭｂ１〜ＡＭｂ４）を用いて検出した露光領域Ｗの全体または一部分の傾斜（傾き）や歪みに応じて描画ユニットＵ３、Ｕ４を回動中心軸ＡＸｒ回りに回動させる。この際、制御装置１８は、描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）の回動角に応じて、シフト光学部材ＳＲａ、ＳＲｂも駆動させる。

【0080】

具体的には、例えば、回転ドラムＤＲ１、ＤＲ２に巻き付けられて搬送されている基板Ｐが傾斜している（傾いている）若しくは歪んでいるため、その傾斜（傾き）、歪みに応じて描画する所定のパターンも傾斜させ若しくは歪ませる必要が生じる。また、別の例として、下層のパターンの上に新たに所定のパターンを重ね合わせて描画する際に、下層のパターンの全体または一部の傾き若しくは歪みに応じて、描画する所定のパターンも傾斜させ若しくは歪ませる必要が生じる。したがって、描画する所定のパターンを傾斜若しくは歪ませるために、制御装置１８は、描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）を個別に回動させて、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂをＹ方向に対して傾斜させる。

【0081】

このように、第１の実施の形態においては、１つのポリゴンミラーＰＭを用いて、ビームＬＢａ、ＬＢｂのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂを描画ラインＳＬａ、ＳＬｂに沿って走査する描画ユニットＵであって、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂが、基板Ｐ上で副走査の方向に関して同じ位置であって、且つ、主走査の方向に離間して位置するように、第１投射光学系２４と第２投射光学系２６とを配置した。さらに、２つの描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの主走査方向の間の位置、好ましくは、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの各々の主走査方向に関する中点位置を２等分する位置に、描画ユニットＵの回動中心軸を設定する。

【0082】

これにより、描画ユニットＵを回動させても、描画ユニットＵによってビームＬＢａ、ＬＢｂのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂが走査される描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの基板Ｐ上の位置ずれが大きくなることを抑制でき、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの傾きを簡単に調整することが可能となる。逆に、主走査方向に関して同じ位置で、副走査方向に関して互いに離間するように走査線を複数設けた前記特許文献１では、レーザ走査装置を回動させて複数の走査線の傾きを調整した場合は、レーザ走査装置の回動中心位置を中心として円弧を描くように走査線が移動してしまう。そのため、回動中心位置から遠い走査線程、レーザ走査装置の回動による走査線の被照射体上の位置ずれが大きくなる。すなわち、本第１の実施の形態では、副走査方向に関して同じ位置にし、主走査方向に離間するように描画ラインＳＬａ、ＳＬｂを設定したので、描画ユニットＵの回動による描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの基板Ｐ上の位置ずれが不必要に大きくならないようにすることができる。また、描画ラインＳＬの走査長を短くすることができるので、高詳細なパターン描画に必要な走査線の配置精度や光学性能を安定に維持することができる。

【0083】

描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの各走査長が同じに設定されるとともに、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂが主走査の方向に走査長以下の間隔で分離して設定されるように、第１投射光学系２４と第２投射光学系２６とを配置した。これにより、複数の描画ユニットＵによって、各描画ユニットＵの描画ラインＳＬａ、ＳＬｂを主走査方向に継ぎ合わせることが可能となるとともに、各描画ユニットＵの描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの基板Ｐ上の位置ずれが大きくなることを抑制でき、且つ、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの傾きを簡単に調整することが可能となる。

【0084】

描画ユニットＵの回動中心軸ＡＸｒは、描画ユニットＵの描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの各々の中点を結ぶ線分の中心点を基板Ｐに対して垂直に通るようにした。これにより、描画ユニットＵの回動に伴う描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの位置ずれを最小限にしつつ、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの傾きを簡単に調整することができる。

【0085】

光源装置１４からのビームＬＢａ、ＬＢｂは、回動中心軸ＡＸｒに対して対称となるように描画ユニットＵに入射するので、描画ユニットＵが回動中心軸ＡＸｒ回りに回動した場合であっても、描画ユニットＵ内を通るビームＬＢａ、ＬＢｂの各中心線の位置のずれが大きくなることを抑えることができる。

【0086】

描画ユニットＵは、入射したビームＬＢａ、ＬＢｂを反射して第１導光光学系２０および第２導光光学系２２に導く反射ミラーＭ１を、回動中心軸ＡＸｒが通る位置に備える。これにより、描画ユニットＵが回動した場合であっても、光源装置１４からのビームＬＢａ、ＬＢｂは描画ユニットＵ内で最初に反射ミラーＭ１に入射するので、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂ上にビームＬＢａ、ＬＢｂのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂを投射することができる。

【0087】

第１導光光学系２０は、反射ミラーＭ１から反射されたビームＬＢａの位置を、ビームＬＢａの進行方向と交差する平面上でシフトするシフト光学部材ＳＲａを備え、第２導光光学系２２は、反射ミラーＭ１から反射されたビームＬＢｂの位置を、ビームＬＢｂの進行方向と交差する平面上でシフトするシフト光学部材ＳＲｂを備える。これにより、描画ユニットＵが回動した場合であっても、ビームＬＢａ、ＬＢｂを描画ユニットＵ内の適切な光路を通してポリゴンミラーＰＭに入射させることができる。したがって、描画ユニットＵの回動によって、スポット光ＳＰａ、ＳＰｂが基板Ｐの被照射面に照射されなかったり、傾き調整後の描画ラインＳＬａ、ＳＬｂから外れた位置にスポット光ＳＰａ、ＳＰｂが投射されたりといった問題が発生することを抑制することができる。

【0088】

複数の描画ユニットＵは、各々の描画ラインＳＬａ、ＳＬｂが主走査方向（基板Ｐの幅方向）に沿って継ぎ合わさる（繋ぎ合わさる）ように配置されている。これにより、基板Ｐの幅方向における描画可能な範囲を広げることができる。

【0089】

複数の描画ユニットＵのうち、所定数の描画ユニットＵの描画ラインＳＬａ、ＳＬｂが回転ドラムＤＲ１の外周面に支持された基板Ｐ上に位置し、残りの描画ユニットの描画ラインＳＬａ、ＳＬｂが回転ドラムＤＲ２の外周面に支持された基板Ｐ上に位置するように、複数の描画ユニットＵを配置した。これにより、１つの回転ドラムＤＲに対して全ての描画ユニットＵを配置する必要がなくなり、描画ユニットＵの配置の自由度が向上する。なお、３つ以上の回転ドラムＤＲを設け、３つ以上の回転ドラムＤＲの各々に対して描画ユニットＵを１つ以上配置してもよい。

【0090】

基板Ｐの被照射面上に描画すべき所定のパターンを傾斜させるために描画ラインＳＬａ、ＳＬｂ（描画ユニット）を回動（傾斜）させる。これにより、基板Ｐの搬送状態や基板Ｐの露光領域Ｗの形状に応じた描画する所定のパターンの形状を変化させることができる。また、基板Ｐの被照射面上に予め形成された下層のパターンの上に新たに所定のパターンを重ね合わせて描画する際に、下層のパターンの全体または一部の傾き、或いは非線形な変形の計測結果に基づいて、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂを回動（傾斜）させることができる。これにより、下層に形成されたパターンに対する重ね合わせ精度が向上する。

【0091】

なお、各描画ユニットＵ（Ｕ１〜Ｕ６）の描画ラインＳＬａ、ＳＬｂを、副走査方向に関して同じ位置に配置したが、副走査方向に関して異なる位置に配置してもよい。要は、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂが主走査方向に互いに離間していればよい。この場合であっても、回動中心軸ＡＸｒは、描画ラインＳＬａの中点と描画ラインＳＬｂの中点との間に設定される点、或いは描画ラインＳＬａと描画ラインＳＬｂの各中点を結ぶ線分上に設定される中心点を、基板Ｐの被照射面に対して垂直に通るので、描画ユニットＵの回動に伴う描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの位置ずれを小さくすることができる。

【0092】

さらに、本第１の実施の形態では、２本の描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの各々に沿ったスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの主走査を、１つのポリゴンミラーＰＭで行うため、図２に示すように、Ｙ方向の幅が広い基板Ｐ上の露光領域Ｗに対応して１２本の描画ラインＳＬ１ａ〜ＳＬ６ａ、ＳＬ１ｂ〜ＳＬ６ｂを設定する場合でも、ポリゴンミラーＰＭの数は半分の６個で済む。そのため、ポリゴンミラーＰＭの高速回転（例えば２万ｒｐｍ以上）に伴って発生する振動や騒音（風切音）も抑えられる。

【0093】

［第１の実施の形態の変形例］
上記第１の実施の形態は、以下のような変形例も可能である。

【0094】

（変形例１）図１２は、上記第１の実施の形態の変形例１におけるポリゴンミラーＰＭによるビーム走査系を＋Ｚｔ方向側からみたときの図であり、図１３は、図１２のビーム走査系を＋Ｘｔ方向側からみたときの図である。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成については同一の符号を付してその説明を省略し、上記第１の実施の形態と異なる部分だけを説明する。本変形例１のポリゴンミラーＰＭも、図１２のように８つの反射面ＲＰａ〜ＲＰｈを有する正八角形であり、回転軸ＡＸｐを挟んで対称的に位置する２つの反射面同士（例えば反射面ＲＰａと反射面ＲＰｅ、反射面ＲＰｃと反射面ＲＰｇ等）は互いに平行になっている。

【0095】

図１３に示すように、反射ミラーＭ４ａは、ビーム成形光学系ＢＦａを透過して＋Ｘｔ方向に進むビームＬＢａを、−Ｚｔ方向に反射する。反射ミラーＭ４ａによって−Ｚｔ方向に反射されたビームＬＢａは、Ｘｔ軸と平行に母線が設定される第１のシリンドリカルレンズＣＹ１ａを通過した後、反射ミラーＭ５ａに入射する。反射ミラーＭ５ａは、入射したビームＬＢａを＋Ｙｔ方向に反射してポリゴンミラーＰＭの第１の反射面ＲＰｃに導く。ポリゴンミラーＰＭは、図１２に示すように、入射したビームＬＢａを反射ミラーＭ５ａ側（−Ｙｔ方向側）に反射して反射ミラーＭ６ａに導く。反射ミラーＭ６ａは、上記第１の実施の形態で説明したように、入射したビームＬＢａを−Ｘｔ方向に反射してｆθレンズＦＴａに導く。同様に、反射ミラーＭ４ｂは、ビーム成形光学系ＢＦｂを透過して＋Ｘ方向に進むビームＬＢｂを、−Ｚｔ方向に反射する。反射ミラーＭ４ｂによって−Ｚｔ方向に反射されたビームＬＢｂは、Ｘｔ軸と平行に母線が設定される第１のシリンドリカルレンズＣＹ１ｂを通過した後、反射ミラーＭ５ｂに入射する。反射ミラーＭ５ｂは、入射したビームＬＢｂを−Ｙｔ方向に反射してポリゴンミラーＰＭの第２の反射面ＲＰｇに導く。ポリゴンミラーＰＭは、入射したビームＬＢｂを反射ミラーＭ５ｂ側（＋Ｙｔ方向側）に反射して反射ミラーＭ６ｂに導く。反射ミラーＭ６ｂは、上記第１の実施の形態で説明したように、入射したビームＬＢｂを−Ｘｔ方向に反射してｆθレンズＦＴｂに導く。反射ミラーＭ６ａ、Ｍ６ｂは、Ｚｔ方向に関して同じ位置に配置されている。そして、反射ミラーＭ５ａは、反射ミラーＭ６ａより−Ｚｔ方向側に配置されており、反射ミラーＭ５ｂは、反射ミラーＭ６ｂより＋Ｚｔ方向側に配置されている。また、反射ミラーＭ５ａ、５ｂと、反射ミラーＭ６ａ、６ｂとは、Ｘｔ方向に関して略同じ位置に設けられている。つまり、反射ミラーＭ５ａ、５ｂ、反射ミラーＭ６ａ、６ｂとは、Ｙｔ方向に沿って設けられている。

【0096】

この反射ミラーＭ４ａ、Ｍ４ｂは、上記第１の実施の形態の反射ミラーＭ４に代えて設けられたものであり、反射ミラーＭ４と同等の機能を有する。また、第１のシリンドリカルレンズＣＹ１ａ、ＣＹ１ｂは、上記第１の実施の形態の第１のシリンドリカルレンズＣＹ１に代えて設けられたものであり、第１のシリンドリカルレンズＣＹ１と同等の機能を有する。つまり、シリンドリカルレンズＣＹ１ａ、ＣＹ１ｂは、ポリゴンミラーＰＭによる走査方向（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ＬＢａ、ＬＢｂをポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰ上に収斂する。同様に、反射ミラーＭ５ａ、Ｍ５ｂは、上記第１の実施の形態の反射ミラーＭ５に代えて設けられたものであり、反射ミラーＭ５と同等の機能を有する。このように、上記第１の実施の形態の反射ミラーＭ４、第１のシリンドリカルレンズＣＹ１、および、反射ミラーＭ５を、第１導光光学系２０と第２導光光学系２２の各々で別個に設けたものが、反射ミラーＭ４ａ、Ｍ４ｂ、第１のシリンドリカルレンズＣＹ１ａ、ＣＹ１ｂ、および、反射ミラーＭ５ａ、Ｍ５ｂとなる。

【0097】

なお、反射ミラーＭ４ａ、Ｍ４ｂに入射するビームＬＢａ、ＬＢｂのＸｔＹｔ面内におけるＹｔ方向の距離は、図６中に示した三角反射ミラーＭ２と反射ミラーＭ３ａ、Ｍ３ｂとによって、ポリゴンミラーＰＭのＹｔ方向の寸法（直径）よりも大きくなるように拡大されている。

【0098】

本変形例１では、図１３に示すようにポリゴンミラーＰＭの回転軸ＡＸｐが、Ｚｔ軸と平行な状態からＹｔ方向に一定角度θｙ（４５°未満）だけ傾斜するように、ポリゴンミラーＰＭ全体を傾けて配置する。そのため、ポリゴンミラーＰＭの各反射面ＲＰのうち、回転中に反射ミラーＭ６ａ、Ｍ６ｂの各々と対面するように位置した反射面ＲＰｃ、ＲＰｇは、Ｚｔ軸に対してＹｔ方向に一定角度θｙだけ傾斜することになる。図１２、図１３は、そのようなポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰｃと、回転軸ＡＸｐを挟んで反射面ＲＰｃと対向した反射面ＲＰｇとが、ともにＸｔ軸と平行になった瞬間の状態を示す。このときに回転軸ＡＸｐと直交するＸｔ方向からみてポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰｃ、ＲＰｇに入射するビームＬＢａ、ＬＢｂは、各反射面ＲＰｃ、ＲＰｇに対して斜めに入射角θｙで入射するので、ポリゴンミラーＰＭによるビームＬＢａ、ＬＢｂの反射位置をＺｔ方向に関して同一の高さ位置にすることができる。すなわち、反射ミラーＭ６ａ、Ｍ６ｂの各々のＺｔ方向の位置を同じにすることができる。さらに、ポリゴンミラーＰＭで反射して反射ミラーＭ６ａ、Ｍ６ｂに向かうビームＬＢａ、ＬＢｂの各中心線（進行方向）をＸｔＹｔ面と平行に設定できる。これにより、第１投射光学系２４および第２投射光学系２６のＺｔ方向における位置を同じ位置にすることができ、基板Ｐの被照射面上における描画ラインＳＬａ、ＳＬｂを直線上に配置しやすくなる。

【0099】

なお、図１３のように、ポリゴンミラーＰＭを角度θｙだけ傾けて、ビームＬＢａ、ＬＢｂの各々をポリゴンミラーＰＭの互いに平行な２つの反射面ＲＰｃ、ＲＰｇのそれぞれにＹｔ方向から投射する構成とし、反射面ＲＰｃ上のビームＬＢａの投射位置と反射面ＲＰｇ上のビームＬＢｂの投射位置とのＺｔ方向の高さを揃える場合、傾き角度θｙを大きくすると、反射面ＲＰａ〜ＲＰｈの回転軸ＡＸｐ方向の高さ寸法も大きくする必要がある。本変形例１の場合、ポリゴンミラーＰＭの傾き角度θｙを大きくすると、反射ミラーＭ５ａ、Ｍ５ｂ、Ｍ６ａ、Ｍ６ｂ等の配置が容易になる反面、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰａ〜ＲＰｈの回転軸ＡＸｐ方向の寸法が大きくなり、ポリゴンミラーＰＭの質量が増大する。したがって、回転の高速化のためにポリゴンミラーＰＭの質量を小さくすることを優先する場合には、Ｚｔ方向に関して、反射面ＲＰｃ上のビームＬＢａの投射位置と反射面ＲＰｇ上のビームＬＢｂの投射位置とを異ならせてもよい。

【0100】

また、図１３に示すように、回転軸ＡＸｐと直交するＸｔ方向からみてポリゴンミラーＰＭの描画に寄与する反射面ＲＰｃ、ＲＰｇに入射するビームＬＢａ、ＬＢｂを反射面ＲＰｃ、ＲＰｇに対してＹｔＺｔ面内で斜めに傾けて入射させることで、ビームＬＢａ、ＬＢｂの入射方向と反射方向とを、回転軸ＡＸｐ方向またはＺｔ方向に異ならせることができる。これにより、回転軸ＡＸｐ方向、若しくは、Ｚｔ方向からポリゴンミラーＰＭをみた場合（図１２の状態）、描画に寄与する反射面ＲＰｃ、ＲＰｇに各ビームＬＢａ、ＬＢｂを略直交するように入射させることができる。すなわち、ＸｔＹｔ面内でみた場合、反射ミラーＭ５ａ、Ｍ５ｂで反射してポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰｃ、ＲＰｇに向かうビームＬＢａ、ＬＢｂの各中心線ＡＸｓの延長が、いずれもポリゴンミラーＰＭの回転軸ＡＸｐを通るように設定することができる。

【0101】

このように構成することにより、ＸｔＹｔ面内でみたとき、ポリゴンミラーＰＭの描画に寄与する反射面ＲＰｃ、ＲＰｇの各々で反射したビームＬＢａ、ＬＢｂは、中心線ＡＸｓを中心として一定の角度範囲θｓで偏向走査された状態で、第１投射光学系２４（具体的には、ｆθレンズＦＴａ）および第２投射光学系２６（具体的には、ｆθレンズＦＴｂ）に導かれる。したがって、回転軸ＡＸｐ方向またはＺｔ方向からみた場合に、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂに沿ったスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの１回の走査のために、１つの反射面ＲＰ（ＲＰｃ、ＲＰｇ）に連続的に入射するパルス状のビームＬＢａ、ＬＢｂの実効的な反射角範囲（θｓ）を、中心線ＡＸｓを中心とした均等な角度範囲（±θｓ／２）に振り分けることができる。これにより、ポリゴンミラーＰＭで走査されたビームＬＢａ、ＬＢｂやスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの光学性能（収差特性、フォーカス特性、スポット品質等）や等速性が向上し、走査精度が向上する。

【0102】

（変形例２）図１４は、上記第１の実施の形態の変形例２におけるポリゴンミラーＰＭａによるビーム走査系を＋Ｚｔ方向側からみたときの図であり、図１５は、図１４のビーム走査系を＋Ｘｔ方向側からみたときの図である。なお、上記第１の実施の形態の変形例１と同一の構成については同一の符号を付し、異なる部分だけを説明する。なお、反射ミラーＭ５ａ、Ｍ５ｂは、Ｚｔ方向に関して同じ位置にあり、反射ミラーＭ６ａ、６ｂより＋Ｚｔ方向側に配置されている。また、反射ミラーＭ５ａ、５ｂと、反射ミラーＭ６ａ、６ｂとは、Ｘｔ方向に関して略同じ位置に設けられている。

【0103】

本変形例２では、８つの反射面ＲＰａ〜ＲＰｈを有するポリゴンミラーＰＭａの回転軸ＡＸｐをＺｔ軸と平行にし、ポリゴンミラーＰＭａの各反射面ＲＰａ〜ＲＰｈを回転軸ＡＸｐに対して角度θｙだけ傾斜するように形成した。図１４、図１５は、そのようなポリゴンミラーＰＭａの第１の反射面ＲＰｃと、回転軸ＡＸｐを挟んで反射面ＲＰｃと対向した第２の反射面ＲＰｇとが、ともにＸｔ軸と平行になった瞬間の状態を示す。そして、図１５のように、回転軸ＡＸｐと直交するＸｔ方向からみて、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰｃに向かうビームＬＢａ、反射面ＲＰｇに向かうビームＬＢｂの各々を反射面ＲＰｃ、ＲＰｇに対して斜め上方（＋Ｚｔ方向）から投射すると、ビームＬＢａ、ＬＢｂの各反射面ＲＰｃ、ＲＰｇ上での反射位置をＸｔＹｔ面と平行な面内、すなわちＺｔ方向に関して同一の高さ位置に設定することができる。つまり、Ｚｔ方向に関してポリゴンミラーＰＭが反射するビームＬＢａ、ＬＢｂの中心線の位置を同じにすることができる。これにより、上記第１の実施の形態の変形例１と同様に、第１投射光学系２４および第２投射光学系２６のＺｔ方向における位置を同じ位置にすることができ、基板Ｐの被照射面上における描画ラインＳＬａ、ＳＬｂを直線上に配置しやすくなる。

【0104】

また、Ｘｔ方向からみて、ポリゴンミラーＰＭａの反射面ＲＰａ〜ＲＰｈのうち、回転軸ＡＸｐを挟んで対向する２つの反射面ＲＰ（例えばＲＰｃとＲＰｇ）の各々に入射するビームＬＢａ、ＬＢｂを、反射面ＲＰに対してＺ方向に傾けて斜めに入射させるので、ＹｔＺｔ面内でみると、図１５のようにビームＬＢａ、ＬＢｂの入射角度方向と反射角度方向とを、回転軸ＡＸｐ方向（Ｚｔ方向）に角度２θｙだけ離すことができる。これにより、回転軸ＡＸｐ方向（Ｚｔ方向）からポリゴンミラーＰＭａをみた場合は、図１４のように、ビームＬＢａ、ＬＢｂの各々の入射方向と反射方向とを同方向にすることができる。その結果、ポリゴンミラーＰＭａで反射した反射ミラーＭ５ａ、Ｍ５ｂからのビームＬＢａ、ＬＢｂが、反射ミラーＭ５ａ、Ｍ５ｂに戻ることなく、反射ミラーＭ６ａ、Ｍ６ｂに入射する。

【0105】

本変形例２においても、先の図１２の変形例１と同様に、ポリゴンミラーＰＭａの描画に寄与する反射面ＲＰｃ、ＲＰｇの各々で反射したビームＬＢａ、ＬＢｂは、中心線ＡＸｓを中心として一定の角度範囲θｓで偏向走査された状態で、第１投射光学系２４（具体的には、ｆθレンズＦＴａ）および第２投射光学系２６（具体的には、ｆθレンズＦＴｂ）に導かれる。したがって、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂに沿ったスポット光の１回の走査のために、１つの反射面ＲＰ（ＲＰｃ、ＲＰｇ）に連続的に入射するパルス状のビームＬＢａ、ＬＢｂの実効的な反射角範囲（θｓ）を、中心線ＡＸｓを中心とした均等な角度範囲（±θｓ／２）に振り分けることができる。これにより、ポリゴンミラーＰＭａで走査されたビームＬＢａ、ＬＢｂやスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの光学性能（収差特性、フォーカス特性、スポット品質等）や等速性が向上し、走査精度が向上する。

【0106】

（変形例３）上記第１の実施の形態の変形例１では、ポリゴンミラーＰＭの回転軸ＡＸｐをＺｔ軸に対してＹｚ方向に角度θｙだけ傾けるようにし、上記変形例２では、ポリゴンミラーＰＭａの回転軸ＡＸｐをＺｔ軸と平行にし、ポリゴンミラーＰＭａの各反射面ＲＰａ〜ＲＰｈをＺｔ軸に対して角度θｙだけ傾斜するように形成した。しかしながら、ポリゴンミラーＰＭの配置や各反射面ＲＰ（ＲＰａ〜ＲＰｈ）の構成は、上記変形例１、２に限定されない。例えば、上記第１の実施の形態のような構成のポリゴンミラーＰＭを用いて、各反射面ＲＰ（Ｚｔ軸および回転軸ＡＸｐと平行）と垂直な面（ＸｔＹｔ面と平行）に対して斜め上方（または下方）からビームＬＢを入射させるようにしてもよい。これにより、ポリゴンミラーＰＭの回転軸ＡＸｐ方向からポリゴンミラーＰＭをみた場合に、ビームＬＢａ、ＬＢｂが垂直入射するように各反射面ＲＰが位置した状態では、ビームＬＢａ，ＬＢｂの入射方向と反射方向とを同一にすることができ、ビームＬＢａ、ＬＢｂの入射方向と反射方向とを回転軸ＡＸｐ（Ｚｔ軸）方向にずらすことができる。したがって、ポリゴンミラーＰＭは、２つの反射面ＲＰの各々で反射したビームＬＢａ、ＬＢｂを、中心線ＡＸｓを中心として一定の角度範囲θｓ（中心線ＡＸｓを中心とした角度±θｓ／２の振分け）で偏向して、第１投射光学系２４（具体的には、ｆθレンズＦＴａ）および第２投射光学系２６（具体的には、ｆθレンズＦＴｂ）に導くことができる。このように、変形例３の場合であっても、上記第１の実施の形態の変形例１、２と同様に、ポリゴンミラーＰＭで走査されたビームＬＢａ、ＬＢｂやスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの光学性能（収差特性、フォーカス特性、スポット品質等）や等速性が向上し、走査精度が向上する。

【0107】

（変形例４）上記の変形例３のように、回転軸ＡＸｐがＺｔ軸と平行であり、各反射面ＲＰａ〜ＲＰｈも回転軸ＡＸｐと平行な正八角形のポリゴンミラーＰＭを用いて、先の変形例１〜３の各々のように、描画に寄与するポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰに入射するビームＬＢａ、ＬＢｂの入射方向とその反射方向とを、ＸｔＹｔ面内でみたときに同じ方向にする他の構成として、図１６Ａ、図１６Ｂに示すように、偏光ビームスプリッタＰＢＳ（ＰＢＳａ、ＰＢＳｂ）を用いてもよい。図１６Ａは、上記第１の実施の形態の変形例４におけるポリゴンミラーＰＭによるビーム走査系を＋Ｚｔ方向側からみたときの図であり、図１６Ｂは、図１６Ａのビーム走査系を−Ｘｔ方向側からみたときの図である。なお、先の第１の実施の形態、変形例１〜２の各々で説明した部材と同一のものについては同一の符号を付し、異なる部分だけを説明する。

【0108】

図１６Ａ、図１６Ｂのように、本変形例４では、ポリゴンミラーＰＭと反射ミラーＭ６ａとの間に、ビームの入射出面がＸｔＹｔ面、ＸｔＺｔ面の各々と平行な直方体状の偏光ビームスプリッタＰＢＳａが配置され、ポリゴンミラーＰＭと反射ミラーＭ６ｂとの間に、ビームの入射出面がＸｔＹｔ面、ＸｔＺｔ面の各々と平行な直方体状の偏光ビームスプリッタＰＢＳｂが配置される。偏光ビームスプリッタＰＢＳａ、ＰＢＳｂの各々の偏光分離面は、ＸｔＹｔ面とＸｔＺｔ面のいずれに対しても４５°で傾くように設定される。さらに、偏光ビームスプリッタＰＢＳａとポリゴンミラーＰＭの間には、１／４波長板ＱＰａが設けられ、偏光ビームスプリッタＰＢＳｂとポリゴンミラーＰＭの間には、１／４波長板ＱＰｂが設けられる。

【0109】

以上の構成において、光学素子（音響光学変調素子）ＡＯＭａ（図５、図７参照）で変調を受けたビームＬＢａは、図１６Ｂに示すように、母線がＸｔ軸と平行な第１のシリンドリカルレンズＣＹ１ａによってＹｔ方向に収斂した状態で偏光ビームスプリッタＰＢＳａに＋Ｚｔ方向側からＺｔ軸と平行に入射する。ビームＬＢａを直線Ｓ偏光とすると、ビームＬＢａは偏光ビームスプリッタＰＢＳａの偏光分離面で大部分が反射して、１／４波長板ＱＰａを透過して円偏光となってポリゴンミラーＰＭに向かう。ポリゴンミラーＰＭの回転角度位置が、例えば図１６Ａのように、ビームＬＢａによる描画に寄与する１つの反射面ＰＲｃがＸｔＺｔ面と平行な状態から角度±θｓ／２の範囲内になったとき、１／４波長板ＱＰａを透過したビームＬＢａは反射面ＰＲｃで反射されて、再び１／４波長板ＱＰａを通って直線Ｐ偏光となって偏光ビームスプリッタＰＢＳａに戻る。そのため、反射面ＰＲｃで反射されたビームＬＢａの大部分が、偏光ビームスプリッタＰＢＳａの偏光分離面を透過して反射ミラーＭ６ａに向かう。

【0110】

同様に、光学素子（音響光学変調素子）ＡＯＭｂ（図５、図７参照）で変調を受けたビームＬＢｂは、図１６Ｂに示すように、母線がＸｔ軸と平行な第１のシリンドリカルレンズＣＹ１ｂによってＹｔ方向に収斂した状態で偏光ビームスプリッタＰＢＳｂに＋Ｚｔ方向側からＺｔ軸と平行に入射する。ビームＬＢｂを直線Ｓ偏光とすると、ビームＬＢｂは偏光ビームスプリッタＰＢＳｂの偏光分離面で大部分が反射して、１／４波長板ＱＰｂを透過して円偏光となってポリゴンミラーＰＭに向かう。ポリゴンミラーＰＭの回転角度位置が、図１６Ａのように、ビームＬＢｂによる描画に寄与する１つの反射面ＰＲｇがＸｔＺｔ面と平行な状態から角度±θｓ／２の範囲内になったとき、１／４波長板ＱＰｂを透過したビームＬＢｂは反射面ＰＲｇで反射されて、再び１／４波長板ＱＰｂを通って直線Ｐ偏光となって偏光ビームスプリッタＰＢＳｂに戻る。そのため、反射面ＰＲｇで反射されたビームＬＢｂの大部分が、偏光ビームスプリッタＰＢＳｂの偏光分離面を透過して反射ミラーＭ６ｂに向かう。

【0111】

以上のような構成により、反射ミラーＭ６ａで反射されたビームＬＢａ、反射ミラーＭ６ｂで反射されたビームＬＢｂの各々は、ＸｔＹｔ面と平行な面内で、角度範囲θｓ内で走査される。また、反射ミラーＭ６ａの後に配置されている第１投射光学系２４（具体的には、ｆθレンズＦＴａ）の光軸ＡＸｆａの延長線は、反射ミラーＭ６ａで９０°だけ曲げられてポリゴンミラーＰＭの回転軸ＡＸｐと交差し、反射ミラーＭ６ｂの後に配置されている第２投射光学系２６（具体的には、ｆθレンズＦＴｂ）の光軸ＡＸｆｂの延長線は、反射ミラーＭ６ｂで９０°だけ曲げられてポリゴンミラーＰＭの回転軸ＡＸｐと交差するように配置される。したがって、本変形例４においても、ポリゴンミラーＰＭは、２つの反射面（例えばＲＰｃとＲＰｇ）の各々で反射したビームＬＢａ、ＬＢｂを、光軸ＡＸｆａ、ＡＸｆｂを中心として一定の角度範囲θｓ（光軸ＡＸｆａ、ＡＸｆｂを中心とした角度±θｓ／２の振分け）で偏向して、第１投射光学系２４（ｆθレンズＦＴａ）および第２投射光学系２６（ｆθレンズＦＴｂ）に導くことができる。このように、変形例４の場合であっても、ポリゴンミラーＰＭで走査されたビームＬＢａ、ＬＢｂやスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの光学性能（収差特性、フォーカス特性、スポット品質等）や等速性が向上し、走査精度が向上する。また、先の第１の実施の形態、およびその変形例１〜３と同様に、本変形例４においても、１つのポリゴンミラーＰＭによる２つのビームＬＢａ、ＬＢｂの各々の偏光走査により生成される描画ラインＳＬａ、ＳＬｂは、描画すべきパターンの微細度（最小線幅）やスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの実効的な寸法（直径）に応じた精度で直線性を保つことができる長さ、例えば３０〜８０ｍｍ程度に設定することができる。

【0112】

なお、以上の変形例４において、ポリゴンミラーＰＭで偏向走査されたビームＬＢａ、ＬＢｂは、図１６Ａに示すように、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの長さに対応した実効的な角度範囲θｓ内で偏光ビームスプリッタＰＢＳａ、ＰＢＳｂに入射する。したがって、偏光ビームスプリッタＰＢＳａ、ＰＢＳｂのＰ偏光とＳ偏光との分離度合いである消光比は、その角度範囲θｓ以上に渡って最大となるように設定される。そのような偏光ビームスプリッタＰＢＳａ、ＰＢＳｂの一例として、偏光分離面に酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）の膜と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の膜とを繰り返し積層したものが、国際公開第２０１４／０７３５３５号パンフレットに開示されている。

【0113】

［第２の実施の形態］
図１７は、第２の実施の形態における描画ユニットＵａの一部の構成を示す図である。各描画ユニットＵａは、同一の構成を有するので、本第２の実施の形態においても、描画ラインＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂ上に沿ってスポット光ＳＰａ、ＳＰｂを走査する描画ユニットＵａ２を例にして説明する。なお、上記第１の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付す。また、上記第１の実施の形態と異なる部分だけを説明する。

【0114】

第２の実施の形態においては、ポリゴンミラーＰＭは、回転軸ＡＸｐがＸｔ軸方向に延びるように設けられ、ｆθレンズＦＴａ、ＦＴｂは、その光軸ＡＸｆａ、ＡＸｆｂがＺｔ軸方向に延びるように設けられている。このポリゴンミラーＰＭの８つの反射面ＲＰのうちで、ＹｔＺｔ面内において互いに９０°の角をなす２つの反射面ＲＰ（図１７では反射面ＲＰｂ、ＲＰｈ）には、−Ｚｔ軸方向に進むビームＬＢａ、ＬＢｂが入射する。ポリゴンミラーＰＭの第１の反射面ＲＰ（ここではＲＰｈ）は、第１方向から入射したビームＬＢａを−Ｙｔ方向側に反射して反射ミラーＭ６ａに導く。反射ミラーＭ６ａで反射したビームＬＢａは、−Ｚｔ方向に進み、ｆθレンズＦＴａおよびシリンドリカルレンズＣＹ２ａを透過した後、基板Ｐに入射する。このｆθレンズＦＴａおよびシリンドリカルレンズＣＹ２ａによって、基板Ｐに入射するビームＬＢａは、基板Ｐの被照射面上でスポット光ＳＰａとなる。また、ポリゴンミラーＰＭの第２の反射面ＲＰ（ここではＲＰｂ）は、第１方向とは異なる第２方向から入射したビームＬＢｂを＋Ｙｔ方向側に反射して反射ミラーＭ６ｂに導く。反射ミラーＭ６ａで反射したビームＬＢｂは、−Ｚｔ方向に進み、ｆθレンズＦＴｂおよびシリンドリカルレンズＣＹ２ｂを透過した後、基板Ｐに入射する。このｆθレンズＦＴｂおよびシリンドリカルレンズＣＹ２ｂによって、基板Ｐに入射するビームＬＢｂは、基板Ｐの被照射面上でスポット光ＳＰｂとなる。基板Ｐの被照射面上に投射されたスポット光ＳＰａ、ＳＰｂは、ポリゴンミラーＰＭの回転によって描画ラインＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂ上を等速走査する。

【0115】

このように、ポリゴンミラーＰＭを回転軸ＡＸｐがＸｔ軸方向に延びるように設け、ｆθレンズＦＴａ、ＦＴｂをその光軸ＡＸｆａ、ＡＸｆｂがＺｔ軸方向に延びるように設けているので、上記第１の実施の形態のように、ｆθレンズＦＴａ、ＦＴｂを透過した−Ｘｔ方向に進むビームＬＢａ、ＬＢｂを、−Ｚ方向に反射する反射ミラーＭ７ａ、Ｍ７ｂを設ける必要はない。このような構成にしても、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【0116】

なお、本第２の実施の形態では、反射ミラーＭ６ａ、ｆθレンズＦＴａ、および、シリンドリカルレンズＣＹ２ａが、第１投射光学系２４ａとして機能し、反射ミラーＭ６ａ、ｆθレンズＦＴｂ、および、シリンドリカルレンズＣＹ２ｂが第２投射光学系２６ａとして機能する。本第２の実施の形態の描画ユニットＵａも、回動中心軸ＡＸｒ回りに回動可能であり、回動中心軸ＡＸｒは、描画ラインＳＬ２ａの中点と描画ラインＳＬ２ｂの中点とを結ぶ線分の中心点を通り、基板Ｐの被照射面に対して垂直に通る。

【0117】

また、本第２の実施の形態においては、特に図示はしないが、上記第１の実施の形態の第１導光光学系２０および第２導光光学系２２に代えて、光源装置１４からのビームＬＢａ、ＬＢｂが−Ｚ方向に進んでポリゴンミラーＰＭに入射するように、ビームＬＢａ、ＬＢｂをポリゴンミラーＰＭに導く第１導光光学系および第２導光光学系が配置されている。

【0118】

上記第１の実施の形態の変形例３で説明したように、反射面ＲＰの回転方向と交差する方向（ポリゴンミラーＰＭの回転軸ＡＸｐが延びる方向）に対して斜めにビームＬＢを反射面ＲＰに入射させることで、ビームＬＢａ、ＬＢｂの入射方向と反射方向とを回転軸ＡＸｐ方向でずらすこともできる。したがって、上記第１の実施の形態の変形例３と同様の効果を得ることができる。

【0119】

また、ポリゴンミラーＰＭは、上記第１の実施の形態の変形例１で説明したように、回転軸ＡＸｐと直交する方向からみた場合に、ポリゴンミラーＰＭの回転軸ＡＸｐをＸｔ方向に対して傾斜させてもよい。また、上記第１の実施の形態の変形例２で説明したポリゴンミラーＰＭａを用いてもよい。すなわち、図１７中のポリゴンミラーＰＭの回転軸ＡＸｐをＸｔ軸と平行にし、ポリゴンミラーＰＭの各反射面ＲＰ（ＲＰａ〜ＲＰｈ）を回転軸ＡＸｐと平行な状態から図１５のように角度θｙだけ傾斜するように形成してもよい。これにより、回転軸ＡＸｐと直交する方向からみてポリゴンミラーＰＭの各反射面ＲＰ（ＲＰａ〜ＲＰｈ）に入射するビームＬＢａ、ＬＢｂを各反射面ＲＰに対して斜めに入射させることで、上記第１の実施の形態の変形例１、２と同様の効果を得ることができる。

【0120】

［第３の実施の形態］
図１８は、−Ｙｔ（−Ｙ）方向側からみた第３の実施の形態の描画ユニットＵｂの構成図、図１９は、ポリゴンミラーＰＭｂから＋Ｚｔ側の描画ユニットＵｂの構成を＋Ｘｔ方向側みた図、図２０は、ポリゴンミラーＰＭｂから−Ｚｔ方向側の描画ユニットＵｂの構成を＋Ｚｔ方向側からみた図である。なお、上記第１の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付す。また、上記第１の実施の形態と異なる部分だけを説明する。

【0121】

描画ユニットＵｂは、図１９に示すように、稜線がＸｔ軸と平行な三角反射ミラー（直角ミラー）Ｍ１０、反射ミラーＭ１１ａ、Ｍ１１ｂ、シフト光学部材ＳＲａ、ＳＲｂ、母線がＸｔ軸と平行なシリンドリカルレンズＣＹ１ａ、ＣＹ１ｂ、８反射面ＲＰのポリゴンミラーＰＭｂ、反射ミラーＭ１２ａ、Ｍ１２ｂ、反射ミラーＭ１３ａ、Ｍ１３ｂ、反射ミラーＭ１４ａ、Ｍ１４ｂ、ｆθレンズＦＴａ、ＦＴｂ、反射ミラーＭ１５ａ、Ｍ１５ｂ、および、母線がＹｔ軸と平行なシリンドリカルレンズＣＹ２ａ、ＣＹ２ｂの光学系を備える。２つのビームＬＢａ、ＬＢｂに関して一対に設けられた光学部材については、参照符号の後にａ、ｂを付している。

【0122】

図１９に示すように、光源装置１４からの２つのビームＬＢａ、ＬＢｂ（ともに平行光束）は、回動中心軸ＡＸｒを挟んで平行に並んで−Ｚｔ方向に進み、描画ユニットＵｂの三角反射ミラーＭ１０の稜線を挟んだ別々の反射面Ｍ１０ａ、Ｍ１０ｂに入射する。このビームＬＢａ、ＬＢｂは、Ｚｔ軸と平行な回動中心軸ＡＸｒに対してＹｔ方向に対称となるように描画ユニットＵｂの三角反射ミラーＭ１０の各反射面Ｍ１０ａ、Ｍ１０ｂに入射する。三角反射ミラーＭ１０の反射面Ｍ１０ａは、ビームＬＢａを−Ｙｔ方向に反射して反射ミラーＭ１１ａに導き、三角反射ミラーＭ１０の反射面Ｍ１０ｂは、ビームＬＢｂを＋Ｙｔ方向に反射して反射ミラーＭ１１ｂに導く。反射ミラーＭ１１ａで反射したビームＬＢａは、−Ｚｔ方向に進み、シフト光学部材ＳＲａおよびシリンドリカルレンズＣＹ１ａを透過した後、ポリゴンミラーＰＭｂの反射面ＲＰ（例えば、反射面ＲＰａ）に入射する。反射ミラーＭ１１ｂで反射したビームＬＢｂは、−Ｚｔ方向に進み、シフト光学部材ＳＲｂおよびシリンドリカルレンズＣＹ１ｂを透過した後、ポリゴンミラーＰＭｂの反射面ＲＰ（例えば、反射面ＲＰｅ）に入射する。ポリゴンミラーＰＭｂの反射面ＲＰａと反射面ＲＰｅは、ポリゴンミラーＰＭｂの回転軸ＡＸｐを挟んで対称に位置する。

【0123】

本第３の実施の形態では、図２０に示すように、ポリゴンミラーＰＭｂの回転軸ＡＸｐが回動中心軸ＡＸｒと同軸となるように設定されている。三角反射ミラーＭ１０および反射ミラーＭ１１ａ、Ｍ１１ｂ（図１９参照）で、ポリゴンミラーＰＭｂに入射するビームＬＢａ、ＬＢｂの各中心線間のＹｔ方向の距離を拡大させている。これにより、描画ユニットＵｂに入射するビームＬＢａ、ＬＢｂの光軸間の距離を短くすることができ、描画ユニットＵｂ（三角反射ミラーＭ１０）に入射するビームＬＢａ、ＬＢｂを回動中心軸ＡＸｒに近づけることができる。その結果、描画ユニットＵｂ全体が回動した場合であっても、その回動に伴うビームＬＢａ、ＬＢｂの各中心線の位置が描画ユニットＵｂ内で大きく変化することを抑えることができる。描画ユニットＵｂの回動に伴うビームＬＢａ、ＬＢｂの各中心線の位置変化は、第１の実施の形態と同様に機能するシフト光学部材ＳＲａ、ＳＲｂによって補正される。

【0124】

なお、三角反射ミラーＭ１０の反射面Ｍ１０ａ、反射ミラーＭ１１ａ、シフト光学部材ＳＲａ、および、シリンドリカルレンズＣＹ１ａは、ビームＬＢａをポリゴンミラーＰＭｂの第１の反射面ＲＰ（ＲＰａ）に向けて導く第１導光光学系２０ｂとして機能する。また、三角反射ミラーＭ１０の反射面Ｍ１０ｂ、反射ミラーＭ１１ｂ、シフト光学部材ＳＲｂ、および、シリンドリカルレンズＣＹ１ｂは、ビームＬＢｂをポリゴンミラーＰＭｂの第１の反射面と異なる第２の反射面ＲＰ（ＲＰｅ）に向けて導く第２導光光学系２２ｂとして機能する。なお、三角反射ミラーＭ１０の各反射面Ｍ１０ａ、Ｍ１０ｂは、第１導光光学系２０ｂと第２導光光学系２２ｂとで別個に設けた平面ミラーにしてもよい。なお、シリンドリカルレンズＣＹ１ａ（ＣＹ１ｂも同様）は、平行光束として入射したビームＬＢａ（ＬＢｂ）をＹｔ方向にだけ収斂する屈折力を有するので、ポリゴンミラーＰＭｂの反射面ＲＰａ（反射面ＲＰｅ）上には、Ｘｔ方向にスリット状に延びたスポット光が投射される。

【0125】

本第３の実施の形態のポリゴンミラーＰＭｂは、ＸｔＹｔ面内でみると、図２０のように外形は正八角形をしており、その周囲に形成される８つの反射面ＲＰａ〜ＲＰｈ（図１９ではＲＰａ〜ＲＰｅを図示）の各々は、回転軸ＡＸｐ（回動中心軸ＡＸｒ）に対して４５度だけ傾斜するように形成されている。すなわち、ポリゴンミラーＰＭｂは、底面が正八角形で８つの側面の各々が中心線に対して４５度傾いた正八角錐体を中心線方向に適当な厚さで切り出したような形状となっている。したがって、ポリゴンミラーＰＭｂの各反射面（ＲＰａ〜ＲＰｈ）は、−Ｚｔ方向に進むビームＬＢａを−Ｙｔ方向側に直角に反射して反射ミラーＭ１２ａに導き、−Ｚｔ方向に進むビームＬＢｂを＋Ｙ方向側に直角に反射して反射ミラーＭ１２ｂに導く。したがって、上記第１の実施の形態の変形例２のように、ポリゴンミラーＰＭｂは、８つの反射面ＲＰａ〜ＲＰｈのうちの例えば反射面ＲＰａ、ＲＰｅで反射したビームＬＢａ、ＬＢｂを、各中心線ＡＸｓ（２つのｆθレンズＦＴａ、ＦＴｂの各光軸ＡＸｆａ、ＡＸｆｂと同軸）を中心として一定の角度範囲θｓで反射することができる。これにより、ポリゴンミラーＰＭｂによるビームＬＢａ、ＬＢｂのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの光学性能、走査直線性、等速性が向上し、走査精度（描画精度）が向上する。

【0126】

図１８、図２０に示すように、反射ミラーＭ１２ａによって−Ｘｔ方向に反射されたポリゴンミラーＰＭｂ（例えば反射面ＲＰａ）からのビームＬＢａは、反射ミラーＭ１３ａ、Ｍ１４ａを経由してｆθレンズＦＴａに導かれる。同様に、反射ミラーＭ１２ｂによって＋Ｘｔ方向に反射されたポリゴンミラーＰＭｂ（例えば反射面ＲＰｅ）からのビームＬＢｂは、反射ミラーＭ１３ｂ、Ｍ１４ｂを経由してｆθレンズＦＴｂに導かれる。反射ミラーＭ１３ａは、反射ミラーＭ１２ａから−Ｘｔ方向に進むビームＬＢａを、折り曲げ位置ｐ１３ａで−Ｚｔ方向に反射し、反射ミラーＭ１４ａは、反射ミラーＭ１３ａからのビームＬＢａを折り曲げ位置ｐ１４ａで＋Ｘｔ方向に反射してｆθレンズＦＴａに導く。反射ミラーＭ１３ｂは、反射ミラーＭ１２ｂから＋Ｘｔ方向に進むビームＬＢｂを、折り曲げ位置ｐ１３ｂで−Ｚｔ方向に反射し、反射ミラーＭ１４ｂは、反射ミラーＭ１３ａからのビームＬＢｂを折り曲げ位置ｐ１４ｂで−Ｘｔ方向に反射してｆθレンズＦＴｂに導く。なお、図２０では図示を省略したが、反射ミラーＭ１２ａ、Ｍ１３ａ、Ｍ１４ａを介してｆθレンズＦＴａに入射するビームＬＢａは、シリンドリカルレンズＣＹ１ａの作用によって、ＸｔＹｔ面内でみると略平行光束であり、ＸｔＺｔ面内でみると図１８のように発散光束となっている。

【0127】

ｆθレンズＦＴａ（光軸ＡＸｆａはＸｔ軸と平行）を透過して＋Ｘｔ方向に進むビームＬＢａは、テレセントリックな状態で反射ミラーＭ１５ａによって−Ｚｔ方向に反射され、シリンドリカルレンズＣＹ２ａを透過した後、基板Ｐの被照射面上に円形のスポット光ＳＰａとなって投射される。同様に、ｆθレンズＦＴｂ（光軸ＡＸｆｂはＸｔ軸と平行）を透過して−Ｘｔ方向に進むビームＬＢｂは、テレセントリックな状態で反射ミラーＭ１５ｂによって−Ｚｔ方向に反射され、シリンドリカルレンズＣＹ２ｂを透過した後、基板Ｐの被照射面上に円形のスポット光ＳＰｂとなって投射される。ｆθレンズＦＴａおよびシリンドリカルレンズＣＹ２ａによって、基板Ｐに投射されるビームＬＢａが基板Ｐの被照射面上で微小なスポット光ＳＰａとして収斂される。同様にして、ｆθレンズＦＴｂおよびシリンドリカルレンズＣＹ２ｂによって、基板Ｐに投射されるビームＬＢｂが基板Ｐの被照射面上で微小なスポット光ＳＰｂとして収斂される。１つのポリゴンミラーＰＭｂの回転によって、基板Ｐの被照射面上に投射される２つのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂが同時に描画ラインＳＬａ、ＳＬｂ上で１次元走査される。本第３の実施の形態の構成の場合、２つのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂは、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂに沿って互いに逆向きに走査移動する。そして、図２０のようにポリゴンミラーＰＭｂをＸｔＹｔ面内で時計回りに回転させると、描画パターンのＹｔ方向の継ぎ部となる描画ラインＳＬａの＋Ｙｔ方向の端部と描画ラインＳＬｂの−Ｙｔ方向の端部とが、それぞれスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの走査終了位置になるように設定される。逆に、ポリゴンミラーＰＭｂをＸｔＹｔ面内で反時計回りに回転させると、描画パターンのＹｔ方向の継ぎ部となる描画ラインＳＬａの＋Ｙｔ方向の端部と描画ラインＳＬｂの−Ｙｔ方向の端部とが、それぞれスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの走査開始位置になるように設定される。

【0128】

以上の構成において、反射ミラーＭ１２ａ、Ｍ１３ａ、Ｍ１４ａ、Ｍ１５ａ、ｆθレンズＦＴａ、および、シリンドリカルレンズＣＹ２ａは、ポリゴンミラーＰＭｂで反射されて偏向走査されるビームＬＢａを集光してスポット光ＳＰａとして描画ラインＳＬａ上に投射する第１投射光学系２４ｂとして機能する。また、反射ミラーＭ１２ｂ、Ｍ１３ｂ、Ｍ１４ｂ、Ｍ１５ｂ、ｆθレンズＦＴｂ、および、シリンドリカルレンズＣＹ２ｂは、ポリゴンミラーＰＭｂで反射されて偏向走査されるビームＬＢｂを集光してスポット光ＳＰｂとして描画ラインＳＬｂ上に投射する第２投射光学系２６ｂとして機能する。

【0129】

また、図１８、図２０に示すように、第３の実施の形態では、ポリゴンミラーＰＭｂの反射面ＲＰからｆθレンズＦＴａ、ＦＴｂまでの光路長が、その間の反射ミラーＭ１２ａ〜Ｍ１４ａ、Ｍ１２ｂ〜Ｍ１４ｂによって引き延ばされているため、ｆθレンズＦＴａ、ＦＴｂとしてビーム入射側の焦点距離が長いものを使うことができる。一般に、ポリゴンミラーＰＭ（ＰＭａ、ＰＭｂも同じ）の反射面は、テレセントリックなｆθレンズＦＴａ（ＦＴｂ）のビーム入射側の焦点距離ｆｓの位置（瞳位置）、若しくはその近傍に配置される。そのため、描画ラインＳＬａ（ＳＬｂ）の被照射面上での長さをＬｓｓとし、そのときにｆθレンズに入射するビームの偏向角度範囲をθｓとすると、近似的に、Ｌｓｓ≒ｆｓ・ｓｉｎ（θｓ）の関係で表される。したがって、描画ラインＳＬａ（ＳＬｂ）の長さＬｓｓを一定値とした場合、焦点距離ｆｓの長いｆθレンズを使用すれば、それに応じて偏向角度範囲θｓを小さくすることができる。このことは、描画ラインＳＬａ（ＳＬｂ）に沿ったスポット光ＳＰａ（ＳＰｂ）の１回の走査に寄与するポリゴンミラーＰＭ（ＰＭａ、ＰＭｂ）の回転角度範囲θｓ／２が小さくなることを意味し、高速化につながると言った利点がある。

【0130】

本第３の実施の形態による描画ユニットＵｂは、図２０に示すように、スポット光ＳＰａ、スポット光ＳＰｂの各々が走査される描画ラインＳＬａと描画ラインＳＬｂとは、副走査方向に関して互いに離間し、且つ、主走査方向に関して端部が隣接または一部重畳するように、描画ラインＳＬａと描画ラインＳＬｂはＹｔ方向にずらして設定されている。つまり、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂは、平行な状態で副走査方向（基板Ｐの搬送方向）には離間し、主走査方向には隙間無く連続するように配置されている。そこで、このような描画ユニットＵｂを複数配置する場合は、例えば図２１のように配置する。

【0131】

図２１は、先の図２に対応して、基板Ｐ上に形成される電子デバイス形成領域としての露光領域ＷをＹ（Ｙｔ）方向に６分割し、ストライプ状の複数の分割領域ＷＳ１〜ＷＳ６の各々を、６つの描画ラインＳＬ１ａ、ＳＬ１ｂ、ＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂ、ＳＬ３ａ、ＳＬ３ｂによってパターンを描画する場合の一例を示す。ここで、先の図１８〜図２０のような描画ユニットＵｂと同じ構成の第１の描画ユニットＵｂ１による２つの描画ラインＳＬ１ａ、ＳＬ１ｂは、それぞれＹ方向に隣接した分割領域ＷＳ１、ＷＳ２にパターンを描画するように設定される。同様に、描画ユニットＵｂと同じ構成の第２の描画ユニットＵｂ２による２つの描画ラインＳＬ２ａ、ＳＬ２ｂは、それぞれＹ方向に隣接した分割領域ＷＳ３、ＷＳ４にパターンを描画するように設定され、描画ユニットＵｂと同じ構成の第３の描画ユニットＵｂ３による２つの描画ラインＳＬ３ａ、ＳＬ３ｂは、それぞれＹ方向に隣接した分割領域ＷＳ５、ＷＳ６にパターンを描画するように設定される。分割領域ＷＳ１とＷＳ２の継ぎ部ＳＴａ、分割領域ＷＳ２とＷＳ３の継ぎ部ＳＴｂ、分割領域ＷＳ３とＷＳ４の継ぎ部ＳＴｃ、分割領域ＷＳ４とＷＳ５の継ぎ部ＳＴｄ、および分割領域ＷＳ５とＷＳ６の継ぎ部ＳＴｅでは、６つの描画ラインＳＬ１ａ、・・・、ＳＬ３ａ、ＳＬ３ｂの各々の端部がＹ方向に関して精密に一致、または僅かに重畳するように、各描画ラインのＹ方向の位置や各描画ライン毎の描画倍率が精密に調整される。

【0132】

このように、本第３の実施の形態では、描画ユニットＵｂ（Ｕｂ１〜Ｕｂ３）でスポット光ＳＰａ、ＳＰｂが走査される２つの描画ラインＳＬａ、ＳＬｂが、副走査方向に関して互いに離間し、且つ、主走査方向に関して端部が隣接または一部重畳するように設定されている。この場合であっても、描画ユニットＵｂ全体を微少回転させる場合の回動中心軸ＡＸｒは、２つの描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの中点を結ぶ線分の中心点を基板Ｐに対して垂直に通るように設定できる。そのため、高い重ね合せ精度を得るために描画ユニットＵｂ全体を回動中心軸ＡＸｒ回りに回動させた場合であっても、描画ユニットＵｂによってスポット光ＳＰａ、ＳＰｂが走査される２つの描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの基板Ｐ上の位置ずれが大きくなることを抑制できるので、高精度なパターン描画を行いつつ、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの傾き（被照射面内でのＹ軸に対する傾き）を簡単に調整することができる。

【0133】

なお、上記各実施の形態（変形例も含む）においては、複数の描画ユニットＵ、Ｕａ、Ｕｂの描画ラインＳＬは、全て同じ走査長としたが、走査長を異ならせてもよい。この場合、描画ユニットＵ、Ｕａ、Ｕｂ間で描画ラインＳＬの走査長を異ならせるようにしてもよいし、同一の描画ユニットＵ、Ｕａ、Ｕｂの中で、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの走査長を異ならせるようにしてもよい。さらに、回動中心軸ＡＸｒを、描画ユニットＵ、Ｕａ、Ｕｂの描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの各々の中点を結ぶ線分の中心点を基板Ｐに対して垂直に通るようにしたが、基板Ｐに対して垂直な方向であり、且つ、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂの各々の中点を結ぶ線分上に設定してもよい。

【0134】

以上の第３の実の施形態の場合、第１の実施の形態のように回転ドラムＤＲ１、ＤＲ２によって長尺方向に円筒面状に支持された基板Ｐの被照射面にパターン描画を行うためには、図２２に示すように、描画ユニットＵｂのｆθレンズＦＴａ（ＦＴｂ）の後の反射ミラーＭ１５ａ（Ｍ１５ｂ）によって折り曲げられた光軸ＡＸｆａ（ＡＸｆｂ）の延長線が、回転ドラムＤＲ１、またはＤＲ２の中心軸（回転中心軸）ＡＸｏ１またはＡＸｏ２に向かうように、反射ミラーＭ１５ａ（Ｍ１５ｂ）のＸＺ面内での傾きを４５度以外の角度に設定し、シリンドリカルレンズＣＹ２ａ（ＣＹ２ｂ）も、その傾いた光軸ＡＸｆａ（ＡＸｆｂ）に合うようにＸＹ面に対して傾けて配置すればよい。なお、基板ＰをＸＹ面と平行に平坦に支持する場合は、例えば、国際公開第２０１３／１５０６７７号パンフレットに開示された搬送装置を使うことができる。また、基板Ｐを長尺方向に円筒状に湾曲させて支持するために円筒面状に湾曲した表面に多数の微細な気体噴出孔（および多数の微細な吸引孔）が形成され、基板Ｐの裏面側を気体ベアリングで非接触または低摩擦状態で支持するパット部材（基板支持ホルダ）を、回転ドラムＤＲ１、ＤＲ２に代えて用いてもよい。また、上記第１〜第２の実施の形態、および、それらの変形例においても、回転ドラムＤＲ１、ＤＲ２に代えて、国際公開第２０１３／１５０６７７号パンフレットに開示された基板ＰをＸＹ面と平行に平坦に支持する搬送装置を用いてもよいし、基板Ｐの裏面側を気体ベアリングで非接触または低摩擦状態で支持する上述したパット部材（基板支持ホルダ）を用いてもよい。

【0135】

［第１〜第３の実施の形態の変形例］
第１〜第３の実施の形態は、以下のような変形例も可能である。

【0136】

(変形例１)図２３は、図１中に示した光源装置１４から提供されるビームＬＢ（２本
のビームＬＢａ、ＬＢｂ）を、例えば、図２中の４つの各描画ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ５、Ｕ６の各々に分配するためのビーム分配系の一例の構成を示す図である。なお、このビーム分配系は、第１の実施の形態のみならず、第２、第３の実施の形態、およびそれらの変形例による描画装置のいずれにも適用可能である。

【0137】

光源装置１４には、紫外域の高輝度なレーザビーム（連続光またはパルス光）を出力するレーザ光源ＬＳ、レーザ光源ＬＳからのビームを所定の直径（例えば数ｍｍ径）の平行光束に変換するビームエクスパンダＢＸ、平行光束となったビームを２分割する第１のビームスプリッタ（ハーフミラー）ＢＳ１、およびミラーＭＲ１が設けられる。ビームスプリッタＢＳ１で反射されたビームは、ビームＬＢａとして第２のビームスプリッタＢＳ２ａに入射し、ビームスプリッタＢＳ１を透過したビームは、ミラーＭＲ１で反射されて、ビームＬＢｂとして第２のビームスプリッタＢＳ２ｂに入射する。ビームスプリッタＢＳ１の分割比は１：１であり、ビームＬＢａ、ＬＢｂの各光強度（照度）は略等しい。ビームスプリッタＢＳ２ａに入射したビームＬＢａ、およびビームスプリッタＢＳ２ｂに入射したビームＬＢｂは、さらに等しい強度比で２分割される。

【0138】

ビームスプリッタＢＳ２ａに入射したビームＬＢａのうちで、ビームスプリッタＢＳ２ａを透過したビームＬＢａは、第３のビームスプリッタＢＳ３ａ（分割比は１：１）に入射する。ビームスプリッタＢＳ２ｂに入射したビームＬＢｂのうちで、ビームスプリッタＢＳ２ｂを透過したビームＬＢｂは、第３のビームスプリッタＢＳ３ｂ（分割比は１：１）に入射する。ビームスプリッタＢＳ３ａ、ＢＳ３ｂの各々で反射された２つのビームＬＢａ、ＬＢｂは、描画ユニットＵ１の回動中心軸ＡＸｒを挟んで互いに平行となって、対応する光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂ（図５等参照）を介して描画ユニットＵ１に向かう。そして、ビームスプリッタＢＳ３ａ、ＢＳ３ｂの各々を透過した２つのビームＬＢａ、ＬＢｂは、それぞれミラーＭＲ２ａ、ＭＲ２ｂで反射された後、描画ユニットＵ２の回動中心軸ＡＸｒを挟んで互いに平行となって、対応する光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂを介して描画ユニットＵ２に向かう。

【0139】

さらに、先のビームスプリッタＢＳ２ａで反射されたビームＬＢａは、第４のビームスプリッタＢＳ４ａ（分割比は１：１）に入射し、先のビームスプリッタＢＳ２ｂで反射されたビームＬＢｂは、第４のビームスプリッタＢＳ４ｂ（分割比は１：１）に入射する。ビームスプリッタＢＳ４ａ、ＢＳ４ｂの各々で反射された２つのビームＬＢａ、ＬＢｂは、描画ユニットＵ５の回動中心軸ＡＸｒを挟んで互いに平行となって、対応する光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂを介して描画ユニットＵ５に向かう。そして、ビームスプリッタＢＳ４ａ、ＢＳ４ｂの各々を透過した２つのビームＬＢａ、ＬＢｂは、それぞれミラーＭＲ３ａ、ＭＲ３ｂで反射された後、描画ユニットＵ６の回動中心軸ＡＸｒを挟んで互いに平行となって、対応する光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂを介して描画ユニットＵ６に向かう。以上の構成により、４つの描画ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ５の各々に分配されるビームＬＢａ、ＬＢｂは、いずれも略等しい光強度に設定される。

【0140】

ところで、光源装置１４内のレーザ光源は、紫外域波長の高輝度なビームを放射するものであれば、固体レーザ、気体レーザのいずれであってもよい。固体レーザとして、半導体レーザダイオードからの赤外域波長のビーム（数百ＭＨｚのパルス光）をファイバー増幅器で増幅した後、波長変換素子によって紫外域波長のビーム（パルス光）として放射するファイバーレーザ光源を用いると、比較的にコンパクトな筐体であるにも関わらず、高出力な紫外線ビームを得ることができ、露光装置（描画装置）ＥＸの本体内への組み込みが容易になる。さらに、以上の第１〜第３の実施の形態、および各変形例においては、露光装置ＥＸ本体内で回動中心軸ＡＸｒを中心に旋回可能な描画ユニットＵ（Ｕａ、Ｕｂ）内には、描画用の光源を設けない構成としたが、半導体レーザダイオード（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ）等からのビームの強度で十分にパターン描画（露光）が可能な場合は、各描画ユニットＵ（Ｕａ、Ｕｂ）内にビームＬＢａ、ＬＢｂを供給するＬＤやＬＥＤを設けてもよい。但し、それらのＬＤやＬＥＤによる光源部は、パターン描画動作中は相当に温度上昇するため、描画ユニットＵ（Ｕａ、Ｕｂ）内での光源部の断熱、冷却等の温度調整機構を設けて、描画ユニットＵ（Ｕａ、Ｕｂ）全体の温度変化を小さく抑える必要がある。この場合は、図５に示すような光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂも各描画ユニットＵ（Ｕａ、Ｕｂ）内に設ける。

【0141】

（変形例２）以上の第１〜第３の実施の形態、およびそれらの各変形例では、ポリゴンミラーＰＭ（ＰＭａ、ＰＭｂ）が８つの反射面を回転軸ＡＸｐの回りに４５度間隔で配置した８面体（または８角錐体状）としたが、反射面の数はいくつであってもよく、３面〜６面、９面、１０面、１２面、１５面、１６面、１８面、２０面等のポリゴンミラーを同様に使うことができる。一般に、同じ直径のポリゴンでも、反射面数が多くなれば風損が小さくなるので、より高速に回転させることが可能である。また、第１〜第３の実施の形態、およびそれらの各変形例では図示、および説明を省略したが、ポリゴンミラーＰＭ（ＰＭａ、ＰＭｂ）の異なる反射面の各々で反射する２つのビームＬＢａ、ＬＢｂが、描画ライン（走査線）ＳＬａ、ＳＬｂ上でのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの走査開始点にそれぞれ対応するような反射方向となるタイミングで原点信号を出力する原点センサーが、ポリゴンミラーＰＭ（ＰＭａ、ＰＭｂ）の周囲の２ヶ所に設けられている。描画ラインＳＬａ、ＳＬｂに沿ったスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの走査位置の管理（オフセット設定等）や、パターンデータに基づくスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの強度変調（光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂのＯｎ／Ｏｆｆ）のタイミング等は、その原点信号とスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの走査速度に対応したクロック信号とに基づいて制御される。

【0142】

［第４の実施の形態］
以上の第１〜第３の実施の形態、およびそれらの各変形例において、ポリゴンミラーＰＭ（ＰＭａ、ＰＭｂ）からｆθレンズＦＴａ、ＦＴｂまでの光路中には、ポリゴンミラーＰＭ（ＰＭａ、ＰＭｂ）で反射するビームＬＢａ、ＬＢｂが偏向される面（図５、図６の実施の形態、図１２〜図１６の各実施の形態、図１８〜図２０の実施の形態ではＸｔＹｔ面と平行な面、図１７の実施の形態ではＹｔＺｔ面と平行な面）内で、ビームＬＢａ、ＬＢｂを折り曲げる反射ミラーＭ６ａ、Ｍ６ｂ、或いは、Ｍ１２ａ、Ｍ１２ｂが設けられている。光源装置１４からのビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）が波長２４０ｎｍ程度よりも長い紫外波長域である場合、ポリゴンミラーＰＭ（ＰＭａ、ＰＭｂ）や各反射ミラーの反射面は、ガラスやセラミックスの母材の表面に高い反射率を有するアルミニウム層を蒸着し、さらにその上に酸化防止等のための誘電体薄膜（単層または複数層）を蒸着して作られる。ポリゴンミラーＰＭの場合、母材自体をアルミニウムで形成加工し、反射面となる部分を光学研磨した後、その表面に誘電体薄膜（単層または複数層）が蒸着される。このような反射面の構造を持つポリゴンミラーＰＭ（ＰＭａ、ＰＭｂ）や反射ミラーＭ６ａ、Ｍ６ｂ、Ｍ１２ａ、Ｍ１２ｂにおいては、反射面に入射するビームＬＢａ、ＬＢｂの入射角が、主走査のためのビーム偏向の角度に応じて大きく変化することになり、ビームＬＢａ、ＬＢｂが偏光特性を持っている場合には、入射角の変化に応じて反射したビームの強度が変化する傾向、すなわち、反射面の反射率の入射角依存性の影響が無視できない場合がある。

【0143】

図２４は、先の図１７で説明したポリゴンミラーＰＭと反射ミラーＭ６ａの各々に投射されるビームＬＢａの入射角や反射角の状況をＹｔＺｔ面内で説明する図である。図２４で説明する状況は、その他の実施の形態（図５、図６、図１２〜図１６、図１８〜図２０）においても同様に生じる得るものである。図２４において、ポリゴンミラーＰＭの１つの反射面ＲＰｈのＹｔＺｔ面内での角度θｏが４５°のとき、Ｚｔ軸と平行に入射したビームＬＢａはＹｔ軸と平行になるように反射面ＲＰｈで反射された後、反射ミラーＭ６ａで９０°に折り曲げられて、後続のｆθレンズＦＴａの光軸ＡＸｆａと同軸に進むものとする。ポリゴンミラーＰＭが図２４中で時計回りに回転しているものとすると、描画ラインＳＬ２ａ（ＳＬａ）に沿ったスポット光ＳＰａの実効的な走査の開始点は、反射面ＲＰｈがＹｔＺｔ面内で角度θｏ−Δθａとなった時点であり、スポット光ＳＰａの実効的な走査の終了点は、反射面ＲＰｈがＹｔＺｔ面内で角度θｏ＋Δθａとなった時点である。したがって、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰｈで反射されて反射ミラーＭ６ａに向かうビームＬＢａの光軸ＡＸｆａに対する偏向角度範囲は±２Δθａとなる。光軸ＡＸｆａに対するビームＬＢａの偏向角が＋２Δθａのとき、反射ミラーＭ６ａの反射面に投射されるビームＬＢａの入射角θｍ１は、θｍ１＝４５°−２Δθaとなり、光軸ＡＸｆａに対するビームＬＢａの偏向角が−２Δθａのとき、反射ミラーＭ６ａの反射面に投射されるビームＬＢａの入射角θｍ２は、θｍ２＝４５°＋２Δθａとなる。

【0144】

ここで、図２５を用いて、反射ミラーＭ６ａへのビームＬＢａの入射角の変化による影響を説明する。図２５は、アルミニウム層と誘電体薄膜とで構成される反射面に、紫外波長域の偏光特性を有するビームを入射させた場合にみられる反射率の入射角依存性の特性ＣＶ１を説明するグラフであり、縦軸は反射面の反射率（％）を表し、横軸はビームの反射面への入射角（度）を表す。一般に、反射面に入射角０°（すなわち垂直入射）でビームを投射したときに、反射率は最大となる。図２５の特性ＣＶ１の場合、最大の反射率は９０％程度である。入射角が４５°辺りでは、約８７％の反射率であるが、入射角がさらに大きくなるにつれて、反射率は大きく低下していく。ポリゴンミラーＰＭの各反射面（ＲＰｈ）の反射率が特性ＣＶ１と同様だった場合、図２４に示すように、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰｈに入射するビームＬＢａの入射角は、４５°を中心として、±Δθａの範囲で変化する。ここで、描画ラインＳＬａを走査するためにｆθレンズ系ＦＴａに入射するビームＬＢａの最大の偏向角度範囲±２Δθａが光軸ＡＸｆａを中心に±１５°であったとすると、Δθａが７．５°となるので、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰｈへのビームＬＢａの入射角は、４５°を中心に３７．５°〜５２．５°の範囲で変化する。特性ＣＶ１上で、入射角３７．５°における反射率は約８８％であり、入射角５２．５°における反射率は約８５．５％である。

【0145】

以上のことから、ポリゴンミラーＰＭで反射したビームＬＢａをそのままｆθレンズ系ＦＴａに入射させる場合、描画ラインＳＬａ上の走査開始点でのスポット光ＳＰａの強度と、走査終了点でのスポット光ＳＰａの強度とは、特性ＣＶ１より、８８％−８５．５％＝２．５％の差が生じることになる。これは、描画ラインＳＬａの中央付近におけるスポット光ＳＰａの強度を基準にすると、描画ラインＳＬａの両端部で±１．２５％の強度誤差となることを意味する。基板Ｐ上に形成された感光性機能層がフォトレジストやドライフィルムの場合、主走査中におけるスポット光ＳＰの強度ムラの許容範囲は±２％程度と言われており、±１．２５％の強度誤差（ムラ）であれば許容され得る。

【0146】

しかしながら、図２４のように、ポリゴンミラーＰＭの後にも、ビームＬＢａの主走査のための偏向によって入射角が大きく変化する反射ミラーＭ６ａがあるため、基板Ｐ上に投射されるスポット光ＳＰａの強度は、主走査方向に関して、さらに大きな強度誤差を生じる。先に説明したように、反射ミラーＭ６ａに入射するビームＬＢａの入射角は、θｍ１〜θｍ２の間で変化する。Δθａを７．５°とした場合、θｍ１＝４５°−１５°＝３０°、θｍ２＝４５°＋１５°＝６０°となる。反射ミラーＭ６ａの反射率の入射角依存性も、図２５の特性ＣＶ１と同じものとすると、描画ラインＳＬａ上のスポット光ＳＰａの走査開始点では、反射ミラーＭ６ａへのビームＬＢａの入射角がθｍ１＝３０°となるので、その入射角での反射ミラーＭ６ａの反射率は約８８．５％となる。したがって、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰｈにおける反射率８８％との積により、スポット光ＳＰａの走査開始点では、トータルでは７７．９％（８８％×８８．５％）の反射率となる。また、描画ラインＳＬａ上のスポット光ＳＰａの走査終了点では、反射ミラーＭ６ａへのビームＬＢａの入射角がθｍ２＝６０°となるので、その入射角での反射ミラーＭ６ａの反射率は約８１％となる。したがって、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰｈにおける反射率８５．５％との積により、スポット光ＳＰａの走査終了点では、トータルで６９．３％（８５．５％×８１％）の反射率となる。以上のことから、ポリゴンミラーＰＭの反射面と反射ミラーＭ６ａの反射面でのトータルの反射率の入射角依存性は、図２５中の特性ＣＶ２のようになる。なお、ポリゴンミラーＰＭの反射面と反射ミラーＭ６ａの反射面との両方に対するビームＬＢａの入射角が４５°のとき、トータルの反射率は約７５．７％（８７％×８７％）となる。

【0147】

以上のように、反射ミラーＭ６ａ（Ｍ６ｂ、Ｍ１２ａ、Ｍ１２ｂも同様）は、ポリゴンミラーＰＭで反射したビームＬＢａ（ＬＢｂ）が偏向される面（図１７の実施の形態ではＹｔＺｔ面と平行、その他の実施の形態ではＸｔＹｔ面と平行）と直交するような反射面を有するため、ビームＬＢａ（ＬＢｂ）の入射角の変化が大きく、図２５の特性ＣＶ２の場合、スポット光ＳＰａ（ＳＰｂ）の強度は、走査開始点と走査終了点とで約８．６％の誤差が発生することになる。この値は必ずしも許容される範囲ではなく、必要であれば何らかの補正（調整）機構を設けることが望ましい。図２５に示した特性ＣＶ１は一例であって、反射ミラーの反射面が誘電体の多層膜で構成されている場合、入射角に対する反射率の変化率（傾き）は、さらに大きくなることもある。したがって、実際に使用するポリゴンミラーＰＭと反射ミラーＭ６ａ（Ｍ６ｂ）の各々の反射率の特性ＣＶ１を実験やシミュレーション等で予め求め、描画ラインＳＬａ（ＳＬｂ）上のスポット光ＳＰａ（ＳＰｂ）の走査位置に対するビーム強度の変化の傾向（強度ムラ、傾き等）を求めておく。

【0148】

そのビーム強度の変化の傾向が許容範囲以上である場合は、反射ミラーＭ６ａ、Ｍ６ｂ、Ｍ１２ａ、Ｍ１２ｂの後のビーム光路中に、主走査方向に関する透過率が連続的または段階的に変化する減光フィルター（ＮＤフィルター）板を設け、基板Ｐ上でのスポット光ＳＰａ（ＳＰｂ）の走査位置に対する強度変化の傾向（強度ムラ、傾き等）を光学的に抑制、または補正することができる。減光フィルター板は、反射ミラーＭ６ａ、Ｍ６ｂ（Ｍ１２ａ、Ｍ１２ｂ）とｆθレンズ系ＦＴａ、ＦＴｂとの間の光路中、またはｆθレンズ系ＦＴａ、ＦＴｂと基板Ｐとの間の光路中に配置できる。ｆθレンズ系ＦＴａ、ＦＴｂの後の光路中には、描画ラインＳＬａ、ＳＬｂを覆うような寸法で平凸状の第２のシリンドリカルレンズのＣＹ２ａ、ＣＹ２ｂが設けられているので、このシリンドリカルレンズのＣＹ２ａ、ＣＹ２ｂの近傍に減光フィルター板を設けてもよい。また、図５、図１８、図２２に示したように、ｆθレンズ系ＦＴａ、ＦＴｂから射出する走査ビームＬＢａ、ＬＢｂを基板Ｐに垂直入射させるように折り曲げる反射ミラーＭ７ａ、Ｍ７ｂ、Ｍ１５ａ、Ｍ１５ｂが設けられている場合は、反射ミラーＭ７ａ、Ｍ７ｂ、Ｍ１５ａ、Ｍ１５ｂの主走査方向に関する反射率を連続的または段階的に変化させる薄膜を反射面に蒸着したり、厚さ０．１ｍｍ以下の薄いガラスによる減光フィルター板を反射面に積層したりして、スポット光ＳＰａ（ＳＰｂ）の主走査の位置に対する強度ムラを光学的に調整（補正）してもよい。

【0149】

スポット光ＳＰａ（ＳＰｂ）の走査位置に対する強度変化の傾向（強度ムラ、傾き等）の補正は電気的な補正機構によっても可能である。図２６は、描画ユニットのポリゴンミラーＰＭ（ＰＭａ、ＰＭｂ）に入射する前のビームを描画データに基づいてオン／オフするために、先の図５、図７で示したように設けられる光学素子（音響光学変調素子、強度調整部材）ＡＯＭａ、ＡＯＭｂの制御系の一例を示すブロック図である。図２６において、ドライブ回路１００は、光学素子ＡＯＭａ（ＡＯＭｂ）にオン／オフ用の高周波の駆動信号Ｓｄｖを出力する。ここで、光学素子ＡＯＭａ（ＡＯＭｂ）のオフ状態とは、光学素子ＡＯＭａ（ＡＯＭｂ）に高周波の駆動信号Ｓｄｖが印加されずに、光源装置１４からのビームＬＢをそのまま０次のビームＬＢｕとして透過する状態であり、オン状態とは光学素子ＡＯＭａ（ＡＯＭｂ）に高周波の駆動信号Ｓｄｖが印加され、光源装置１４からのビームＬＢの１次回折光をビームＬＢａ（ＬＢｂ）として所定の回折角で偏向して出力している状態である。その回折角は、駆動信号Ｓｄｖ（高周波信号）の周波数（例えば８０ＭＨｚ）によって決まる。さらに、駆動信号Ｓｄｖの振幅を変えると回折効率が変化して、１次回折光であるビームＬＢａ（ＬＢｂ）の強度を調整することができる。

【0150】

ドライブ回路１００は、周波数が一定で振幅が安定している高周波発振器ＳＦからの高周波信号と、１画素を１ビットに対応付けたビットマップ形式の描画データ（パターンデータ）を記憶するメモリから、画素単位でビットシリアルに読み出される描画ビット信号ＣＬＴと、制御信号ＤＥとを入力する。ドライブ回路１００は、描画ビット信号ＣＬＴが論理値「１」の間は高周波発振器ＳＦからの高周波信号を駆動信号Ｓｄｖとして出力し、描画ビット信号ＣＬＴが論理値「０」の間は駆動信号Ｓｄｖの送出を禁止する。さらに、ドライブ回路１００内は、高周波発振器ＳＦからの高周波信号の振幅を制御信号ＤＥに応じて可変とするパワーアンプが設けられている。制御信号ＤＥは、アナログまたはデジタルな信号であり、例えば、パワーアンプの増幅率（ゲイン）を指示する値である。ここでは、制御信号ＤＥをアナログ信号とする。

【0151】

ここで、図２７のタイムチャートを用いて、描画ラインＳＬａ（ＳＬｂ）に沿ってスポット光ＳＰａ（ＳＰｂ）が走査されるパターン描画動作中に、ビームＬＢａ（ＬＢｂ）の強度を調整する様子を説明する。図２７において、原点信号は、ポリゴンミラーＰＭの反射面が所定の角度位置に回転して、基板Ｐ上でスポット光ＳＰａ（ＳＰｂ）の走査が開始される直前の時点でパルス波形を発生する。したがって、ポリゴンミラーＰＭの反射面が８面の場合、原点信号のパルス波形はポリゴンミラーＰＭの１回転中に８回発生する。原点信号のパルス波形が発生してから一定の遅延時間Ｔｓｑの後に描画ＯＮ信号（論理値「１」）が発生し、描画ビット信号ＣＬＴがドライブ回路１００に印加されて、ビームＬＢａ（ＬＢｂ）によるパターン描画が開始される。このとき制御信号ＤＥの値（アナログ電圧）は、描画ＯＮ信号が論理値「１」になった時点での値Ｒａから増大し、描画ＯＮ信号が論理値「１」から「０」に変わった時点で値Ｒｂに達するような特性ＣＣｖで推移する。図２７において、制御信号ＤＥの値がＲｏの場合、ドライブ回路１００内のパワーアンプのゲインは初期値（例えば１０倍）に設定される。図２７の場合、Ｒａ＜Ｒｏ＜Ｒｂに設定されているので、描画ＯＮ信号が「１」に立上る描画ラインＳＬａ上の走査開始点付近では、パワーアンプのゲインが初期値よりも低く設定されるので、基板Ｐに投射されるスポット光ＳＰａ（ＳＰｂ）の強度は、初期値よりも小さくなる。また、描画ＯＮ信号が「０」に降下する描画ラインＳＬａ上の走査終了点付近では、パワーアンプのゲインが初期値よりも高く設定されるので、基板Ｐに投射されるスポット光ＳＰａ（ＳＰｂ）の強度は、初期値よりも大きくなる。これによって、スポット光ＳＰａ（ＳＰｂ）の主走査方向の位置に応じて発生する強度ムラを電気的に調整（補正）することができる。

【0152】

このような制御信号ＤＥの波形は、描画ＯＮ信号や原点信号を入力する簡単な時定数回路（積分回路等）によって生成することができる。また、制御信号ＤＥの特性ＣＣｖは、図２７では直線的に変化するものとしたが、適当なフィルタ回路によって非線形に変化させてもよい。制御信号ＤＥをアナログ波形ではなくデジタル情報で与える場合は、パワーアンプのゲインを制御信号ＤＥのデジタル値で可変できるように変形すればよい。

【0153】

以上の図２６、図２７で説明したように、光学素子ＡＯＭａ（ＡＯＭｂ）に与える高周波の駆動信号Ｓｄｖの振幅を変化させて、基板Ｐに投射されるビームＬＢａ（ＬＢｂ）の強度を調整する電気的な調整機構は、複数の描画ユニットの各々から基板Ｐに投射されるビーム間の相対的な強度差を調整する際にも有効である。なお、ビームＬＢａ（ＬＢｂ）の強度を電気的に調整する機構は、光源装置１４が紫外波長域のレーザビームを発生する半導体レーザ光源、或いは高輝度ＬＥＤ光源の場合、光源の発光輝度自体を調整することでも実現可能である。

【0154】

また、以上の図５、図６、図１７に示したように、反射面が８面のポリゴンミラーＰＭに向かう２本のビームＬＢａ、ＬＢｂが互いに平行な状態であって、ポリゴンミラーＰＭの反射面のうち互いに９０°の関係になっている反射面の各々でビームＬＢａとＬＢｂを反射させる場合、ビームＬＢａによるスポット光ＳＰａとビームＬＢｂによるスポット光ＳＰｂとは、同じタイミングで基板Ｐ上を走査する。しかしながら、国際公開第２０１５／１６６９１０号パンフレットに開示されているように、１つの光源装置１４からのビームＬＢを、時分割でビームＬＢａとＬＢｂとに振り分ける場合、スポット光ＳＰａによる主走査とスポット光ＳＰｂによる主走査とが同じタイミングで実行されないように設定する必要がある。そのための簡単な実施の形態は、図５、図６、図１７に示した構成において、ポリゴンミラーＰＭとして反射面が９面のものを使うことである。９面のポリゴンミラーにした場合、例えば、１つの反射面の回転方向の中央にビームＬＢａが入射しているタイミングでは、他のビームＬＢｂは９面のポリゴンミラーの反射面と反射面との間（稜線部）に入射するようなタイミングとなる。すなわち、反射面の数を変えることで、スポット光ＳＰａによる主走査とスポット光ＳＰｂによる主走査とのタイミングをずらすことが可能となる。また、図５、図６、図１７に示した構成で、８面のポリゴンミラーＰＭのままで、スポット光ＳＰａによる主走査とスポット光ＳＰｂによる主走査とのタイミングをずらす場合は、ポリゴンミラーＰＭに向かうビームＬＢａとＬＢｂとを互いに平行な状態から非平行な状態にすればよい。

【符号の説明】

【0155】

１４…光源装置 ＢＦａ、ＢＦｂ…ビーム成形光学系
ＣＤ…集光レンズ
ＣＹ１、ＣＹ２ａ、ＣＹ２ｂ…シリンドリカルレンズ
ＤＲ１、ＤＲ２…回転ドラム ＥＸ…露光装置（パターン描画装置）
ＦＴａ、ＦＴｂ…ｆθレンズ
Ｍ１、Ｍ３ａ、Ｍ３ｂ、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６ａ、Ｍ６ｂ、Ｍ７ａ、Ｍ７ｂ…反射ミラー
Ｍ２…三角反射ミラー Ｐ…基板
ＰＭ…ポリゴンミラー ＳＲａ、ＳＲｂ…シフト光学部材
Ｕ１〜Ｕ６…描画ユニット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】