(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】
(24)【登録日】2024-09-24
(45)【発行日】2024-10-02
(54)【発明の名称】パターン露光装置
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20240925BHJP
G03F 7/24 20060101ALI20240925BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 505
G03F7/24 H
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2022559455
(86)(22)【出願日】2021-11-02
(86)【国際出願番号】 JP2021040344
(87)【国際公開番号】W WO2022092320
(87)【国際公開日】2022-05-05
【審査請求日】2023-04-11
(31)【優先権主張番号】P 2020183561
(32)【優先日】2020-11-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】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】110003683
【氏名又は名称】弁理士法人桐朋
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 智也
(72)【発明者】
【氏名】加藤 正紀
(72)【発明者】
【氏名】木内 徹
(72)【発明者】
【氏名】鬼頭 義昭
(72)【発明者】
【氏名】中山 修一
(72)【発明者】
【氏名】林田 洋祐
【審査官】今井 彰
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／１６４０８７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１３－０４５１１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０６７８２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１８／０６６１５９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／０４９９４０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１７／０５７４１５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／０８２８５０（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０３Ｆ ７／２０－７／２４、９／００－９／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１光源装置からの第１ビームによって基板上にパターンを描画する第１描画ユニットと、第２光源装置からの第２ビームによって前記基板上にパターンを描画する第２描画ユニットと、を備えたパターン露光装置であって、前記第１光源装置から前記第１描画ユニットまでの間の前記第１ビームの光路中に設けられて、前記第１ビームの一部を第１の計測用ビームとして分割する第１光分割器と、
前記第２光源装置から前記第２描画ユニットまでの間の前記第２ビームの光路中に設けられて、前記第２ビームの一部を第２の計測用ビームとして分割する第２光分割器と、
前記第１の計測用ビームと前記第２の計測用ビームとを受光し、前記第１ビームと前記第２ビームとの相対的な位置変動又は相対的な傾き変動を検出する変動検出光学ユニットと、
前記第１光分割器から前記変動検出光学ユニットまでの前記第１の計測用ビームによる光路を形成する第１の導光系と、
前記第２光分割器から前記変動検出光学ユニットまでの前記第２の計測用ビームによる光路を形成する第２の導光系と、
を備える、パターン露光装置。
【請求項2】
請求項１に記載のパターン露光装置であって、前記変動検出光学ユニットに関して、前記第１の導光系と前記第２の導光系とを点対称又は線対称に配置した、パターン露光装置。
【請求項3】
請求項１または２に記載のパターン露光装置であって、前記変動検出光学ユニットは、前記第１の導光系からの前記第１の計測用ビームと前記第２の導光系からの前記第２の計測用ビームとが入射する検出用レンズ系と、前記検出用レンズ系を通った前記第１の計測用ビームと前記第２の計測用ビームとを受光可能な撮像素子と、を含むパターン露光装置。
【請求項4】
請求項３に記載のパターン露光装置であって、前記第１の導光系と前記第２の導光系の各々は、前記検出用レンズ系の光軸と平行に前記第１の計測用ビームと前記第２の計測用ビームとを前記検出用レンズ系に入射させるように導く複数のミラーを含む、パターン露光装置。
【請求項5】
請求項３または４に記載のパターン露光装置であって、前記第１の導光系は、前記第１光源装置の前記第１ビームの射出口と光学的に共役な第１の面を形成するリレー光学系を含み、前記第２の導光系は、前記第２光源装置の前記第２ビームの射出口と光学的に共役な第２の面を形成するリレー光学系を含み、前記変動検出光学ユニットの前記検出用レンズ系は、前記第１の面の共役面と前記第２の面の共役面とを同じ結像面に形成する、パターン露光装置。
【請求項6】
請求項５に記載のパターン露光装置であって、前記撮像素子は、前記検出用レンズ系で形成される前記結像面に配置され、前記第１光源装置の射出口における前記第１ビームの横シフトの変動と、前記第２光源装置の射出口における前記第２ビームの横シフトの変動と検出する第１の撮像素子を含む、パターン露光装置。
【請求項7】
請求項５または６に記載のパターン露光装置であって、前記撮像素子は、前記検出用レンズ系の瞳面の位置に形成される前記第１の計測用ビームと前記第２の計測用ビームの各々の集光スポットを受光するように配置され、前記第１光源装置の射出口における前記第１ビームの傾き変動と、前記第２光源装置の射出口における前記第２ビームの傾き変動とを検出する第２の撮像素子を含む、パターン露光装置。
【請求項8】
請求項５～７のいずれか１項に記載のパターン露光装置であって、前記検出用レンズ系は、前記第１の面と前記第２の面とを前記結像面に所定の縮小倍率で結像するテレセントリックな縮小リレー光学系である、パターン露光装置。
【請求項9】
請求項１～８のいずれか１項に記載のパターン露光装置であって、前記第１光源装置の前記第１ビームの射出口から前記第１光分割器と前記第１の導光系とを介して前記変動検出光学ユニットに至る光路長と、前記第２光源装置の前記第２ビームの射出口から前記第２光分割器と前記第２の導光系とを介して前記変動検出光学ユニットに至る光路長とを同じに設定した、パターン露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板上に電子デバイス等のパターンを描画データに応じて変調された描画ビームによって露光するパターン露光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、基板上に微細な電子デバイスを製造する過程では、基板上のフォトレジスト層に電子デバイスのパターン（配線層、電極層、半導体層、絶縁層等の形状を規定するパターン）に対応した露光ビーム（光ビームや電子ビーム等）を照射する露光工程と、露光後の基板を現像して、フォトレジスト層の残膜部と除去部とによるパターンを出現させる現像工程とを含むフォトリソグラフィ処理が実施されている。その露光工程で使われる露光装置としては、露光すべきパターンが固定的に形成されたフォトマスクを用いる方式と、露光すべきパターンに応じた描画データ（ＣＡＤデータ）に基づいて露光ビームを動的に強度変調するマスクレス方式とが知られている。
【0003】
特開２００２－１９６２７０号公報には、マスクレス方式の露光装置として、レーザ光源からのレーザ光束（ビーム）を音響光学変調器によって変調し、変調されたビームを回転するポリゴンミラーの各反射面で繰り返し一次元に偏向し、ポリゴンミラーで偏向されたビームを、ｆθレンズを含む結像光学系を介して走査対象面上でスポット光に結像しつつ、一次元走査するパターン描画装置が開示されている。さらに、特開２００２－１９６２７０号公報には、レーザ光源から射出するビームの進行方向の傾き、又は射出するビームの横ずれといった変動を計測するための光束位置検出器と、その変動によるスポット光の走査位置のずれを補正する光学部材とを設けることも開示されている。
【0004】
特開２００２－１９６２７０号公報に記載のパターン描画装置では、１つのポリゴンミラーとｆθレンズとを含む１台の描画ユニットに対して、１台のレーザ光源からのビームを供給しているが、スポット光の主走査による描画ライン（走査線）で描画されるパターンが主走査の方向に継ぎ露光されるように複数の描画ユニットを並べたマルチ描画ヘッドタイプの露光装置では、複数のレーザ光源を用いることがある。その場合、複数のレーザ光源の各々から射出されるビームの個別の変動によるパターンの露光位置のずれ以外に、複数のレーザ光源の各々からのビームの相対的な位置や傾きの変動による継ぎ誤差の発生を低減させる必要がある。
【発明の概要】
【0005】
本発明の第１の態様は、第１光源装置からの第１ビームによって基板上にパターンを描画する第１描画ユニットと、第２光源装置からの第２ビームによって前記基板上にパターンを描画する第２描画ユニットと、を備えたパターン露光装置であって、前記第１光源装置から前記第１描画ユニットまでの間の前記第１ビームの光路中に設けられて、前記第１ビームの一部を第１の計測用ビームとして分割する第１光分割器と、前記第２光源装置から前記第２描画ユニットまでの間の前記第２ビームの光路中に設けられて、前記第２ビームの一部を第２の計測用ビームとして分割する第２光分割器と、前記第１の計測用ビームと前記第２の計測用ビームとを受光し、前記第１ビームと前記第２ビームとの相対的な位置変動又は相対的な傾き変動を検出する変動検出光学ユニットと、前記第１光分割器から前記変動検出光学ユニットまでの前記第１の計測用ビームによる光路を形成する第１の導光系と、前記第２光分割器から前記変動検出光学ユニットまでの前記第２の計測用ビームによる光路を形成する第２の導光系と、を備える。
【0006】
本発明の第２の態様は、パターン露光装置であって、第１ビームを出射する第１の光源装置と、第２ビームを出射する第２の光源装置と、前記第１ビーム及び前記第２ビームを直列に通す複数の音響光学変調素子と、前記複数の音響光学変調素子から発生する前記第１ビーム及び前記第２ビームの回折ビームをスポット光とし、前記スポット光を一次元走査して基板上にパターンを描画する複数の描画ユニットと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第１の実施の形態によるパターン露光装置の概略的な全体構成を示す正面図である。
【図11】レーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂが－Ｙ方向に平行シフトしたときに、偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４、ＭＵ６の各々に向かう描画用のビームＬＢ２、ＬＢ４、ＬＢ６の状態を誇張して示した図である。
【図12】レーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂが＋Ｚ方向に平行シフトしたときに、偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４、ＭＵ６の各々に向かう描画用のビームＬＢ２、ＬＢ４、ＬＢ６の状態を誇張して示した図である。
【図13】初段の音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂが傾いているときに、偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４、ＭＵ６の各々に向かう描画用のビームＬＢ２、ＬＢ４、ＬＢ６の状態を誇張して示した図である。
【図14】初段の音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂが、図１３で説明した方向と直交した方向に傾いているときに、偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４、ＭＵ６の各々に向かう描画用のビームＬＢ２、ＬＢ４、ＬＢ６の状態を誇張して示した図である。
【図15】図１５Ａ～図１５Ｃは、ビームスイッチング部ＢＤＵの初段の音響光学変調素子ＡＭ６に入射するレーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂの入射状態と回折効率を説明する図であり、図１５Ａは、音響光学変調素子ＡＭ６を直交座標系ＸＹＺのＸＺ面内で見た図、図１５Ｂは、音響光学変調素子ＡＭ６を直交座標系ＸＹＺのＸＹ面内で見た図、図１５Ｃは、音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂの回折方向の入射角θｚ、並びに非回折方向の入射角θｙに対するビームＬＢ６（１次回折ビーム）の強度の変化を模式的に表したグラフである。
【図16】第２の実施の形態によるビームスイッチング部ＢＤＵの初段の音響光学変調素子ＡＭ６から落射ミラーＩＭ６までの光路における２本のビームの状態を示す斜視図である。
【図18】第２の実施の形態に適用される４つのレーザ光源１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ｂ１、１０Ｂ２の各々からのビームを初段の音響光学変調素子ＡＭ６、ＡＭ１に導く光路の一例を示す図である。
【図22】４台のレーザ光源を用いる場合の４本の計測用ビームの光路を模式的に表した変形例の図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
本発明の態様に係るパターン露光装置について、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で詳細に説明する。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。
【0009】
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態によるパターン露光装置の概略的な全体構成を示す図である。本実施の形態のパターン露光装置は、図１に示すように、フレキシブルな長尺のシート基板Ｐ（以下、単に基板Ｐとも言う）上に塗工された感光層に、電子デバイス（表示デバイス、配線デバイス、センサーデバイス等）に対応した各種のパターンをスポット光の走査によりマスクレス方式で露光する。このようなパターン露光装置は、例えば、国際公開第２０１５／１５２２１８号、国際公開第２０１５／１６６９１０号、国際公開第２０１６／１５２７５８号、国際公開第２０１７／０５７４１５号等に開示されている。
図１は、第１の実施の形態によるパターン露光装置の概略的な全体構成を示す図である。本実施の形態のパターン露光装置は、図１に示すように、フレキシブルな長尺のシート基板Ｐ（以下、単に基板Ｐとも言う）上に塗工された感光層に、電子デバイス（表示デバイス、配線デバイス、センサーデバイス等）に対応した各種のパターンをスポット光の走査によりマスクレス方式で露光する。このようなパターン露光装置は、例えば、国際公開第２０１５／１５２２１８号、国際公開第２０１５／１６６９１０号、国際公開第２０１６／１５２７５８号、国際公開第２０１７／０５７４１５号等に開示されている。
【0010】
図１に示すように、本実施の形態のパターン露光装置ＥＸは、重力方向をＺ軸とする直交座標系ＸＹＺのＸＹ面と平行な設置場所（工場等）の床面に設置される。露光装置ＥＸは、シート基板Ｐを安定に支持して一定速度で搬送する為の回転ドラムＤＲと、シート基板Ｐの感光層にパターンを描画する６つの描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６と、２つのレーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各々からのビームＬＢａ、ＬＢｂを描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６の各々に時分割に切り換えて分配する為のビームスイッチング部ＢＤＵと、ビームスイッチング部ＢＤＵで分配されたビームＬＢ１、ＬＢ２、・・・を描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６の各々に調整された角度で入射させる為の光路調整部ＢＶ１～ＢＶ６と、シート基板Ｐ上のアライメントマークを、対物レンズ系ＯＢＬを介して検出する複数のアライメント系ＡＬＧｎ（但し、ｎ＝１～５）と、を有する。
【0011】
回転ドラムＤＲは、ＸＹ面のＹ軸と平行な回転中心線ＡＸｏから一定半径の円筒状の外周面と、回転中心線ＡＸｏと同軸に回転ドラムＤＲのＹ方向の両端側に突出したシャフトＳｆｔとを有する。シート基板Ｐは、回転ドラムＤＲのほぼ半周分の外周面に沿って長尺方向に密着支持され、不図示の回転駆動モータからの回転トルクによる回転ドラムＤＲの等速回転によって長尺方向に一定の速度で搬送される。なお、シート基板Ｐの母材は、ＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）フィルム、ＰＥＮ（ポリエチレン・ナフタレート）フィルム、ポリイミドフィルム等の樹脂材とするが、その他に、例えば厚さ１００μｍ以下の極薄のシート状に形成して可撓性を持たせたガラス材、圧延等で薄くシート状に形成したステンレス等の金属材、或いはセルロースナノファイバーを含有する紙材等であっても良い。
【0012】
複数の描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６は、回転ドラムＤＲの上方空間にＹ方向に並ぶように配置されるが、奇数番の描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３、ＭＵ５の各々と、偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４、ＭＵ６の各々とは、ＸＺ面内で見たとき、ＹＺ面と平行で回転中心線ＡＸｏを含む中心面Ｃｐに対して対称に配置される。奇数番の描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３、ＭＵ５の各々は、シート基板Ｐに投射されるビームＬＢ１（ＬＢ３、ＬＢ５）の中心線の延長が回転中心線ＡＸｏに向かうと共に、ＸＺ面内で見たときに中心面Ｃｐから角度－θｕだけ傾くように、装置本体のコラムフレームＢＦに取り付けられる。同様に、偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４、ＭＵ６の各々は、シート基板Ｐに投射されるビームＬＢ２（ＬＢ４、ＬＢ６）の中心線の延長が回転中心線ＡＸｏに向かうと共に、ＸＺ面内で見たときに中心面Ｃｐから角度＋θｕだけ傾くように、装置本体のコラムフレームＢＦに取り付けられる。
【0013】
図１に示した描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６の各々のコラムフレームＢＦへの取り付け構造は、例えば、国際公開第２０１６／１５２７５８号に開示されているが、奇数番の描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３、ＭＵ５の各々は回転軸ＬＥ１（ＬＥ３、ＬＥ５）の回りに微少な角度範囲（例えば、±数°以下）で回動可能に設けられ、偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４、ＭＵ６の各々は回転軸ＬＥ２（ＬＥ４、ＬＥ６）の回りに微少な角度範囲（例えば、±数°以下）で回動可能に設けられる。回転軸ＬＥ１（ＬＥ３、ＬＥ５）、ＬＥ２（ＬＥ４、ＬＥ６）の各々の延長線は、回転中心線ＡＸｏと直交するように配置されると共に、描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６の各々からのビームＬＢ１～ＬＢ６の走査で形成されるシート基板Ｐ上でのスポット光による描画ラインのＹ方向の中点を通るように配置される。
【0014】
描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６の各々の内部構成は、例えば、国際公開第２０１６／１５２７５８号、又は国際公開第２０１９／０８２８５０号に開示されているように、複数のミラー、複数のレンズ、回転ポリゴンミラーＰＭ、テレセントリックなｆθレンズ系ＦＴと、を有する。光路調整部ＢＶ１～ＢＶ６の各々から射出されて、対応する描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６の各々に入射するビームＬＢ１～ＬＢ６の中心線は、それぞれ回転軸ＬＥ１～ＬＥ６と同軸になるように設定される。なお、描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６の内部では、回転軸ＬＥ１、ＬＥ２・・・の各々と平行に設定されるＺｔ軸と、Ｚｔ軸と直交するＸｔ軸、Ｙｔ軸とで規定される直交座標系ＸｔＹｔＺｔを設定する。従って、その直交座標系ＸｔＹｔＺｔのＹｔ軸は、直交座標系ＸＹＺのＹ軸と平行であると共に、直交座標系ＸｔＹｔＺｔは、直交座標系ＸＹＺのＸＹ面に対してＹ軸の回りに角度θｕ（角度－θｕまたは角度＋θｕ）だけ傾いたものとなる。
【0015】
図１に示したレーザ光源１０ＡからのビームＬＢａは、ビームスイッチング部ＢＤＵ内で、奇数番の描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３、ＭＵ５のいずれか１つに順番に時分割で分配され、レーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂは、ビームスイッチング部ＢＤＵ内で、偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４、ＭＵ６のいずれか１つに順番に時分割で繰り返し分配される。ビームスイッチング部ＢＤＵ内でビームのスイッチングは、国際公開第２０１６／１５２７５８号に開示されているように、音響光学変調素子（ＡＯＭ）で行われる。本実施の形態では、レーザ光源１０ＡからのビームＬＢａとレーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂとの相対的な変動（横シフト誤差や傾き誤差）を、ビームスイッチング部ＢＤＵ内で計測するが、その詳細は後述する。また、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂ、並びにビームスイッチング部ＢＤＵを構成する音響光学変調素子（ＡＯＭ）と各種の光学部材（ミラーやレンズ等）は、光学定盤ＯＢＰ上に取り付けられる。
【0016】
図２は、図１に示した描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６のうち、代表して描画ユニットＭＵ１の概略的な内部構成を示す斜視図である。図２の描画ユニットＭＵ１の構成は、国際公開第２０１６／１５２７５８号に開示された構成とほぼ同じなので、簡単に説明する。光路調整部ＢＶ１からのビームＬＢ１（直径が１ｍｍ以下の平行光束）は、Ｚｔ軸と平行に延びる回転軸ＬＥ１と同軸にミラーＭ１０に入射し、９０度で反射されてレンズＬＧａ、ＬＧｂによるビームエキスパンダーを通った後、ミラーＭ１１で９０度に反射されて偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射する。ビームＬＢ１は、Ｚｔ軸方向の直線偏光（Ｓ偏光）とされるので、偏光ビームスプリッタＰＢＳで効率的に反射されて、ミラーＭ１２で９０度に反射されて－Ｚｔ方向に進み、ミラーＭ１３で９０度に反射されて＋Ｘｔ方向に進む。ミラーＭ１３で反射されたビームＬＢ１は、１／４波長（λ／４）板ＱＰと、第１シリンドリカルレンズＣＹａを通った後、ミラーＭ１４で反射されて、回転ポリゴンミラーＰＭの１つの反射面Ｒｐ１に達する。
【0017】
回転ポリゴンミラーＰＭの反射面Ｒｐ１で反射されたビームＬＢ１は、回転ポリゴンミラーＰＭの回転によってＸｔＹｔ面内で偏向され、Ｘｔ軸と平行な光軸ＡＸｆ１を有するテレセントリックなｆθレンズ系ＦＴに入射する。ｆθレンズ系ＦＴの直後には、光軸ＡＸｆ１を９０度に折り曲げるミラーＭ１５が配置され、ｆθレンズ系ＦＴから射出したビームＬＢ１は、ミラーＭ１５でＺｔ軸と平行になるように９０度に反射される。ミラーＭ１５とシート基板Ｐとの間には、第２シリンドリカルレンズＣＹｂが配置され、ｆθレンズ系ＦＴから射出されるビームＬＢ１は、シート基板Ｐ上でスポット光ＳＰとして集光されると共に、そのスポット光ＳＰは、回転ポリゴンミラーＰＭの回転によってＹｔ軸（Ｙ軸）と平行な描画ライン（走査線）ＳＬ１を成すように一次元に走査される。
【0018】
図２に示した描画ユニットＭＵ１において、偏光ビームスプリッタＰＢＳを挟んでミラーＭ１２の反対側に配置されるレンズ系ＬＧｃと光電センサＤＴは、スポット光ＳＰの投射によりシート基板Ｐから発生する反射光を受光する。光電センサＤＴからの光電信号の波形を解析することで、シート基板Ｐ上に既に形成されているパターンの位置情報を得ることができる。また、図２において、面ＯＰａは、レンズＬＧａの後側焦点であると共に、レンズＬＧｂの前側焦点に設定されており、ビームＬＢ１は面ＯＰａの位置で数十μｍの径のビームウェストに集光される。その為、レンズＬＧｂを通ったビームＬＢ１は、直径が数ｍｍ以上に拡大された平行光束となる。なお、第１シリンドリカルレンズＣＹａ、第２シリンドリカルレンズＣＹｂは、ｆθレンズ系ＦＴと協働して、回転ポリゴンミラーＰＭの反射面毎の倒れの違いによるスポット光ＳＰ（描画ラインＳＬ１）のＸｔ方向の位置変動を補正する。
【0019】
図３は、回転ドラムＤＲに支持されるシート基板Ｐ上の描画ラインＳＬ１～ＳＬ６の配置と、アライメント系ＡＬＧｎ（ＡＬＧ１～ＡＬＧ５）の配置とを示す斜視図である。図３において、回転ドラムＤＲの両端側のシャフトＳｆｔには、回転中心線ＡＸｏと同軸に、エンコーダ計測システムのスケール円盤ＲＳＤが固定される。スケール円盤ＲＳＤの外周面には、周方向に沿って一定ピッチで格子線が刻設された目盛部ＳＤ１、ＳＤ２が形成されている。目盛部ＳＤ１、ＳＤ２の周方向の位置変化は、周方向の３ヶ所の各々に配置されたエンコーダヘッドＥＨ１、ＥＨ２、ＥＨ３によってサブミクロンの分解能で計測される。さらに、スケール円盤ＲＳＤのＸＺ面と平行な側端面部には輪帯状の基準面Ｒｓｔが形成され、その基準面ＲｓｔのＹ方向の微小変位は、周方向の３ヶ所の各々に配置された変位センサＹＳ１、ＹＳ２、ＹＳ３によってサブミクロンの分解能で計測される。
【0020】
描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６の各々によってシート基板Ｐ上に形成される描画ラインＳＬ１～ＳＬ６のうち、シート基板Ｐの搬送方向の上流側に位置する奇数番の描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５は、回転中心線ＡＸｏ（Ｙ軸）と平行に設置されると共に、Ｙ方向に一定の間隔（ほぼ描画ラインの長さ分の寸法）を空けて配置される。同様に、シート基板Ｐの搬送方向の下流側に位置する偶数番の描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６は、回転中心線ＡＸｏ（Ｙ軸）と平行に設置されると共に、Ｙ方向に一定の間隔（ほぼ描画ラインの長さ分の寸法）を空けて配置される。描画ラインＳＬ１～ＳＬ６の各々で描画されるパターンは、シート基板Ｐの搬送に伴って互いに継ぎ合せるように露光される。
【0021】
シート基板Ｐの搬送方向に関して、奇数番の描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５の上流側には、アライメント系ＡＬＧｎとして、５つのアライメント系ＡＬＧ１～ＡＬＧ５がＹ方向に所定の間隔で配置される。アライメント系ＡＬＧ１は、対物レンズ系ＯＢＬと先端のミラーＭＲとを介して、シート基板Ｐの－Ｙ方向側の端部付近に形成されるアライメントマークを検出し、アライメント系ＡＬＧ５は、同様の対物レンズ系ＯＢＬと先端のミラーＭＲとを介して、シート基板Ｐの＋Ｙ方向側の端部付近に形成されるアライメントマークを検出する。アライメント系ＡＬＧ１～ＡＬＧ５の各々の検出領域（検出視野）はＹ方向に一列に配置され、その検出領域の回転中心線ＡＸｏから見た周方向の方位は、エンコーダヘッドＥＨ３の読取り位置の回転中心線ＡＸｏから見た周方向の方位と一致するように設定される。
【0022】
さらに、奇数番の描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５の回転中心線ＡＸｏから見た周方向の方位と、エンコーダヘッドＥＨ１の読取り位置の回転中心線ＡＸｏから見た周方向の方位とは一致するように設定され、偶数番の描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６の回転中心線ＡＸｏから見た周方向の方位と、エンコーダヘッドＥＨ２の読取り位置の回転中心線ＡＸｏから見た周方向の方位とは一致するように設定される。また、先の図２で示したように、描画ユニットＭＵ１のｆθレンズ系ＦＴの光軸ＡＸｆ１は、ミラーＭ１５によって折り曲げられて、描画ラインＳＬ１の位置でシート基板Ｐの表面と接する接平面に対して垂直になるように設定される。従って、光軸ＡＸｆ１の延長線は回転中心線ＡＸｏに向かうと共に、光軸ＡＸｆ１のシート基板Ｐとの交点は描画ラインＳＬ１のＹ方向（主走査方向）の長さの中点になっている。
【0023】
次に、図４、図５を参照して、図１で示したビームスイッチング部ＢＤＵの概略構成を説明する。本実施の形態では、２つのレーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各々からのビームＬＢａ、ＬＢｂの変動を計測する機能（機構）をビームスイッチング部ＢＤＵ内に設ける。図４は、ビームスイッチング部ＢＤＵ内の構成をＸＹ面と平行な面内で見た上面図であり、図５は、図４中のレーザ光源１０Ｂから、スイッチング用の最初の音響変調光学素子（ＡＯＭ）ＡＭ６に至る光路付近の光学部材の配置を表した斜視図である。図４中のレーザ光源１０Ａ、１０Ｂを含む全ての光学部材は、図１中に示した光学定盤ＯＢＰ上に組み付けられる。レーザ光源１０Ａ、１０Ｂは、例えば、国際公開第２０１５／１６６９１０号、国際公開第２０１８／１６４０８７号で説明されているようなファイバーアンプレーザ光源とする。その為、本実施の形態でも、描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６の各々からシート基板Ｐ上に投射されるビームＬＢ１～ＬＢ６の描画データに基づいた強度変調は、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各々の赤外波長域の種光ビームを、１００ＭＨｚ以上、例えば４００ＭＨｚのクロック信号に応答する電気光学素子（ＥＯ素子）等によって高速スイッチングすることで行われる。
【0024】
以下、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各々からのビームＬＢａ、ＬＢｂの光路を説明するが、説明の都合上、レーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂの光路から説明する。レーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂは、シート基板Ｐ上の感光層を感光させる紫外波長域の波長（例えば、波長４００ｎｍ以下）を有し、直径が１ｍｍ程度の平行光束として－Ｘ方向に射出される。レーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂは、透過率が高く反射率が数％～１０％程度と低いビームスプリッタ３０Ｂに入射し、そこを透過したビームＬＢｂが偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４、ＭＵ６に導かれ、ビームスプリッタ３０Ｂで反射されたビームＭＢｂは、詳しくは後述するが、ミラー３１Ｂ、レンズＧＬ１ｂ、ミラー３２Ｂ、レンズＧＬ２ｂを介して、ビーム変動の計測に使われる。
【0025】
ビームスプリッタ３０Ｂを透過したビームＬＢｂは、ビームＬＢｂの進行方向の傾きを微調整したり、ビームと垂直な面内でビームＬＢｂを微少に横シフトさせたりする補正光学系１１Ｂを通った後、透過率が数％以下のビームスプリッタ１２Ｂに入射する。そのビームスプリッタ１２Ｂを透過したビームは、レーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂの強度を計測する光量モニター１３Ｂで受光される。ビームスプリッタ１２Ｂで－Ｙ方向に反射されたビームＬＢｂは、縮小リレー光学系１４Ｂによって、ビーム径が１／２程度の０．５ｍｍに縮小した平行光束に変換された後、ミラー系１５Ｂで＋Ｘ方向に進む光路に転換されて、初段のスイッチング用の音響光学変調素子ＡＭ６に平行光束の状態で入射する。
【0026】
音響光学変調素子ＡＭ６がオフ状態（非偏向状態）のとき、ビームＬＢｂは音響光学変調素子ＡＭ６をそのまま透過して、集光レンズ１６Ｂ、コリメータレンズ１７Ｂ、ミラー１８Ｂを介して、２段目のスイッチング用の音響光学変調素子ＡＭ４に平行光束の状態で入射する。ＸＹ面内において、集光レンズ１６Ｂの後側焦点の位置には、反射面がＸＹ面に対して４５度傾いた落射ミラーＩＭ６が配置される。その落射ミラーＩＭ６は、音響光学変調素子ＡＭ６がオン状態（偏向状態）のときに発生する１次回折ビームのみを－Ｚ方向に反射させ、回折されなかった０次ビーム（ビームＬＢｂの一部）には照射されないように配置されている。
【0027】
ここで、図５を参照して、レーザ光源１０Ｂから落射ミラーＩＭ６までの光路を更に詳細に説明する。図５に示すように、レーザ光源１０Ｂから射出して、補正光学系１１Ｂ、縮小リレー光学系１４Ｂを通ったビームＬＢｂは、ミラー系１５Ｂを構成するミラー１５Ｂ１によって－Ｚ方向に反射された後、ミラー１５Ｂ２によって＋Ｘ方向に反射される。ミラー１５Ｂ２で反射されたビームＬＢｂがオン状態の音響光学変調素子ＡＭ６に入射すると、音響光学変調素子ＡＭ６からは－Ｚ方向に一定の回折角で偏向した１次回折ビームとしてのビームＬＢ６が発生する。音響光学変調素子ＡＭ６は集光レンズ１６Ｂの前側焦点の位置に、ブラッグ回折の条件を満たすように配置され、音響光学変調素子ＡＭ６をそのまま透過したビームＬＢｂ（又は０次ビーム）が集光レンズ１６Ｂの光軸と同時に通るように配置される。その構成によって、集光レンズ１６Ｂを透過した１次回折ビームとしてのビームＬＢ６は、集光レンズ１６Ｂの光軸と平行になって、その光軸から－Ｚ方向に偏心した位置を通って落射ミラーＩＭ６に達し、－Ｚ方向に反射される。
【0028】
また、集光レンズ１６Ｂに入射する前のビームＬＢｂ（又は０次ビーム）と１次回折ビームとしてのビームＬＢ６は、いずれも直径が０．５ｍｍ程度の平行光束であるが、集光レンズ１６Ｂの後側焦点の位置では共に直径が０．１～０．２ｍｍ程度のビームウェストとなって、Ｚ方向に分離して位置する。従って、落射ミラーＩＭ６によってビームＬＢ６のみを－Ｚ方向に反射させることができる。また、ビームスプリッタ３０Ｂで反射された計測用のビームＭＢｂを通す２つのレンズＧＬ１ｂ、ＧＬ２ｂは等倍のリレー結像系を構成し、図４中に示したように、レンズＧＬ２ｂの後側焦点の位置に、レーザ光源１０ＢのビームＬＢｂの射出口と光学的に共役な面Ｐｓｂを形成する。なお、ミラー３１Ｂ、３２Ｂ、レンズＧＬ１ｂ、ＧＬ２ｂによって、計測用のビームＭＢｂを三角ミラー３３と検出ユニット３４とで構成される変動検出光学ユニットに導く導光系が構成される。
【0029】
本実施の形態では、導光系をミラー３１Ｂ、３２Ｂ、レンズＧＬ１ｂ、ＧＬ２ｂとしたが、変動検出光学ユニットを検出ユニット３４とし、ビームスプリッタ３０Ｂ、ミラー３１Ｂ、３２Ｂ、レンズＧＬ１ｂ、ＧＬ２ｂ、及び三角ミラー３３の一方の反射面を含めて導光系とすることもできる。
【0030】
再び、図４に戻って説明を続ける。集光レンズ１６Ｂの後側焦点の位置は、後段のコリメータレンズ１７Ｂの前側焦点の位置と一致するように設定されている。集光レンズ１６Ｂの光軸とコリメータレンズ１７Ｂの光軸とは同軸に設置され、集光レンズ１６Ｂを通ったビームＬＢｂ（又は０次ビーム）は、コリメータレンズ１７Ｂによって再び直径が０．５ｍｍ程度の平行光束に変換され、ミラー１８Ｂで反射されて、ブラッグ回折の条件で配置された２段目の音響光学変調素子ＡＭ４に入射する。音響光学変調素子ＡＭ４に入射したビームＬＢｂは、ミラー１９Ｂで－Ｘ方向に反射された後、集光レンズ１６Ｂと同様に配置される集光レンズ２０Ｂ、コリメータレンズ１７Ｂと同様に配置されるコリメータレンズ２１Ｂ、及びミラー２２Ｂを介して、ブラッグ回折の条件で配置された３段目の音響光学変調素子ＡＭ２に入射する。ここでも、集光レンズ２０Ｂの後側焦点の位置とコリメータレンズ２１Ｂの前側焦点の位置とは一致するように設定される。そして、集光レンズ２０Ｂの後側焦点の位置には落射ミラーＩＭ６と同様の落射ミラーＩＭ４が配置され、音響光学変調素子ＡＭ４がオン状態のときに発生する１次回折ビームとしてのビームＬＢ４のみが落射ミラーＩＭ４によって－Ｚ方向に反射される。
【0031】
３段目の音響光学変調素子ＡＭ２を透過したビームＬＢｂは、ミラー２３Ｂで＋Ｘ方向に反射されて、集光レンズ２４Ｂとコリメータレンズ２５Ｂとを通ってビームスプリッタ２６Ｂに入射する。ビームスプリッタ２６Ｂは透過率が高く反射率が低く設定され、ビームスプリッタ２６Ｂを透過したビームＬＢｂ（又は０次回折ビーム）はビームトラップ２７Ｂで吸収される。ビームスプリッタ２６Ｂで反射された一部のビームは光検出器２８Ｂに受光され、３つの音響光学変調素子ＡＭ６、ＡＭ４、ＡＭ２を透過してきたビームＬＢｂ（又は０次回折ビーム）の強度や位置が計測される。集光レンズ２４Ｂとコリメータレンズ２５Ｂの間のビームＬＢｂのビームウェスト位置（集光レンズ２４Ｂの後側焦点の位置）には、落射ミラーＩＭ６、落射ミラーＩＭ４と同様の落射ミラーＩＭ２が配置され、音響光学変調素子ＡＭ２がオン状態のときに発生する１次回折ビームとしてのビームＬＢ２のみが落射ミラーＩＭ２によって－Ｚ方向に反射される。
【0032】
落射ミラーＩＭ６、落射ミラーＩＭ４、落射ミラーＩＭ２の各々は、ＸＹ面内で見ると、偶数番の描画ユニットＭＵ６、ＭＵ４、ＭＵ２の各々のミラーＭ１０（図２参照）のＸＹ面内での配置に合ったものとなっている。従って、落射ミラーＩＭ６、落射ミラーＩＭ４、落射ミラーＩＭ２の各々は、図４に示すようにＸＹ面内ではＹ軸と平行な線Ｋｂ上に一定の間隔で設置されると共に、Ｚ方向については同じ位置に配置される。また、レーザ光源１０Ａはレーザ光源１０Ｂと同じものであり、更にレーザ光源１０ＡからのビームＬＢａのＸＹ面内での光路配置（各光学部材の配置）は、レーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂの光路配置（各光学部材の配置）をＸＹ面内で１８０度だけ回転させた状態になっている。
【0033】
レーザ光源１０ＡからのビームＬＢａ（例えば、波長４００ｎｍ以下のパルス光）は、直径が１ｍｍ程度の平行光束として＋Ｘ方向に射出される。レーザ光源１０ＡからのビームＬＢａは、透過率が高く反射率が数％～１０％程度と低いビームスプリッタ３０Ａに入射し、そこを透過したビームＬＢａが奇数番の描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３、ＭＵ５に導かれ、ビームスプリッタ３０Ａで反射されたビームＭＢａは、ミラー３１Ａ、レンズＧＬ１ａ、ミラー３２Ａ、レンズＧＬ２ａを介して、ビーム変動の計測に使われる。ビームスプリッタ３０Ａを透過したビームＬＢａは、ビームＬＢａの進行方向の傾きを微調整したり、ビームと垂直な面内でビームＬＢａを微少に横シフトさせたりする補正光学系１１Ａを通った後、透過率が数％以下のビームスプリッタ１２Ａに入射する。そのビームスプリッタ１２Ａを透過したビームは、レーザ光源１０ＡからのビームＬＢａの強度を計測する光量モニター１３Ａで受光される。
【0034】
ビームスプリッタ１２Ａで＋Ｙ方向に反射されたビームＬＢａは、縮小光学系１４Ａによって、ビーム径が１／２程度の０．５ｍｍに縮小した平行光束に変換された後、ミラー系１５Ａ（図５に示したミラー系１５Ｂと同様に、ミラー１５Ａ１、１５Ａ２を含む）で－Ｘ方向に進む光路に転換されて、ブラッグ回折の条件で配置された初段のスイッチング用の音響光学変調素子ＡＭ１に平行光束の状態で入射する。音響光学変調素子ＡＭ１がオフ状態（非偏向状態）のとき、ビームＬＢａは音響光学変調素子ＡＭ１をそのまま透過して、集光レンズ１６Ａ、コリメータレンズ１７Ａ、ミラー１８Ａを介して、ブラッグ回折の条件で配置された２段目のスイッチング用の音響光学変調素子ＡＭ３に平行光束の状態で入射する。ＸＹ面内において、集光レンズ１６Ａの後側焦点の位置には、反射面がＸＹ面に対して４５度傾いた落射ミラーＩＭ１が配置される。その落射ミラーＩＭ１は、音響光学変調素子ＡＭ１がオン状態（偏向状態）のときに発生する１次回折ビームのみを－Ｚ方向に反射させ、回折されなかった０次ビーム（ビームＬＢｂの一部）には照射されないように配置されている。
【0035】
集光レンズ１６Ａの後側焦点の位置は、後段のコリメータレンズ１７Ａの前側焦点の位置と一致するように設定されている。集光レンズ１６Ａの光軸とコリメータレンズ１７Ａの光軸とは同軸に設置され、集光レンズ１６Ａを通ったビームＬＢａ（又は０次ビーム）は、コリメータレンズ１７Ａによって再び直径が０．５ｍｍ程度の平行光束に変換され、ミラー１８Ａで反射されて２段目の音響光学変調素子ＡＭ３に入射する。音響光学変調素子ＡＭ３に入射したビームＬＢａは、ミラー１９Ａで＋Ｘ方向に反射された後、集光レンズ１６Ａと同様に配置される集光レンズ２０Ａ、コリメータレンズ１７Ａと同様に配置されるコリメータレンズ２１Ａ、及びミラー２２Ａを介して、ブラッグ回折の条件で配置された３段目の音響光学変調素子ＡＭ５に入射する。
【0036】
ここでも、集光レンズ２０Ａの後側焦点の位置とコリメータレンズ２１Ａの前側焦点の位置とは一致するように設定される。そして、集光レンズ２０Ａの後側焦点の位置には落射ミラーＩＭ１と同様の落射ミラーＩＭ３が配置され、音響光学変調素子ＡＭ３がオン状態のときに発生する１次回折ビームとしてのビームＬＢ３のみが落射ミラーＩＭ３によって－Ｚ方向に反射される。
【0037】
３段目の音響光学変調素子ＡＭ５を透過したビームＬＢａは、ミラー２３Ａで－Ｘ方向に反射されて、集光レンズ２４Ａとコリメータレンズ２５Ａとを通ってビームスプリッタ２６Ａに入射する。ビームスプリッタ２６Ａは透過率が高く反射率が低く設定され、ビームスプリッタ２６Ａを透過したビームＬＢａ（又は０次回折ビーム）はビームトラップ２７Ａで吸収される。ビームスプリッタ２６Ａで反射された一部のビームは光検出器２８Ａに受光され、３つの音響光学変調素子ＡＭ１、ＡＭ３、ＡＭ５を透過してきたビームＬＢａ（又は０次回折ビーム）の強度や位置が計測される。
【0038】
集光レンズ２４Ａとコリメータレンズ２５Ａの間のビームＬＢａのビームウェスト位置（集光レンズ２４Ａの後側焦点の位置）には、落射ミラーＩＭ１、落射ミラーＩＭ３と同様の落射ミラーＩＭ５が配置され、音響光学変調素子ＡＭ５がオン状態のときに発生する１次回折ビームとしてのビームＬＢ５のみが落射ミラーＩＭ５によって－Ｚ方向に反射される。そして、落射ミラーＩＭ１、落射ミラーＩＭ３、落射ミラーＩＭ５の各々は、ＸＹ面内で見ると、奇数番の描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３、ＭＵ５の各々のミラーＭ１０（図２参照）のＸＹ面内での配置に合ったものとなっている。従って、落射ミラーＩＭ１、落射ミラーＩＭ３、落射ミラーＩＭ５の各々は、図４に示すようにＸＹ面内ではＹ軸と平行な線Ｋａ上に一定の間隔で設置されると共に、Ｚ方向については同じ位置に配置される。
【0039】
スイッチング用の音響光学変調素子ＡＭ１～ＡＭ６は、いずれもブラッグ回折の条件を満たすように設置されている。また、ビームスプリッタ３０Ａで反射された計測用のビームＭＢａを通す２つのレンズＧＬ１ａ、ＧＬ２ａは等倍のリレー結像系を構成し、図４中に示したように、レンズＧＬ２ａの後側焦点の位置に、レーザ光源１０ＡのビームＬＢａの射出口と光学的に共役な面Ｐｓａを形成する。なお、ミラー３１Ａ、３２Ａ、レンズＧＬ１ａ、ＧＬ２ａによって、計測用のビームＭＢａを三角ミラー３３と検出ユニット３４による変動検出光学ユニットに導く導光系が構成される。本実施の形態では、レーザ光源１０Ａの射出口から三角ミラー３３（並びに検出ユニット３４）までの計測用のビームＭＢａの光路長と光路の折返し位置とが、レーザ光源１０Ｂの射出口から三角ミラー３３（並びに検出ユニット３４）までの計測用のビームＭＢｂの光路長と光路の折返し位置と同じになるように設定されている。
【0040】
以上の構成において、レーザ光源１０Ａの射出口は、補正光学系１１Ａと縮小光学系１４Ａとを介して、初段の音響光学変調素子ＡＭ１内の結晶と光学的に共役関係に設定され、レーザ光源１０Ｂの射出口は、補正光学系１１Ｂと縮小リレー光学系１４Ｂとを介して、初段の音響光学変調素子ＡＭ６内の結晶と光学的に共役関係に設定されている。さらに、図４中の落射ミラーＩＭ１～ＩＭ６の各々の反射面の位置は、描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６の各々の内部に設定される面ＯＰａ（図２参照）と光学的に共役な関係に設定される。その結果、落射ミラーＩＭ１～ＩＭ６の各々の反射面の位置（ビームＬＢ１～ＬＢ６の各々がビームウェストとして集光される位置）と、シート基板Ｐ上に集光されるスポット光ＳＰの結像面とは光学的に共役な関係に設定されている。
【0041】
レーザ光源１０Ａからビームトラップ２７Ａ及び光検出器２８ＡまでのＸＹ面内での光路配置と、レーザ光源１０Ｂからビームトラップ２７Ｂ及び光検出器２８ＢまでのＸＹ面内での光路配置とは、互いにＸＹ面内で１８０度だけ回転しているとしたが、その仮想的な回転中心点（点対称の中心点）ＰＧは、図４中の線Ｋａと線ＫｂとのＸ方向の中間位置であって、最も－Ｙ方向側に位置する落射ミラーＩＭ１と最も＋Ｙ方向側に位置する落射ミラーＩＭ６とのＹ方向の中間位置に設定される。従って、ＸＹ面内で落射ミラーＩＭ１と落射ミラーＩＭ６とを結ぶ仮想的な線分、落射ミラーＩＭ２と落射ミラーＩＭ５とを結ぶ仮想的に線分、及び落射ミラーＩＭ３と落射ミラーＩＭ４とを結ぶ仮想的な線分は、点対称の中心点ＰＧで交差するように設定される。線Ｋａと線ＫｂとのＸ方向の中間位置は、図１、図３に示した中心面Ｃｐの位置と一致するので、中心点ＰＧは中心面Ｃｐ内に位置することになる。
【0042】
図５に示したように、レーザ光源１０Ｂから射出されるビームＬＢｂの光軸と、初段の音響光学変調素子ＡＭ６を通るビームＬＢｂの光軸とは、ミラー系１５Ｂの２つのミラーによってＺ方向に所定の間隔（高低差）を持つように設定されている。その為、レーザ光源１０Ｂの直後に配置されたビームスプリッタ３０Ｂで反射されたビームＭＢｂは、音響光学変調素子ＡＭ１～ＡＭ６の＋Ｚ方向の上方空間を－Ｙ方向に進み、ミラー３１Ｂで＋Ｘ方向に９０度に反射され、更にミラー３２Ｂで－Ｙ方向に９０度に反射される。図４に示すように、レーザ光源１０Ａから射出されるビームＬＢａの光軸と、初段の音響光学変調素子ＡＭ１を通るビームＬＢａの光軸とは、ミラー系１５Ａの２つのミラーによってＺ方向に所定の間隔（高低差）を持つように設定されている。その為、レーザ光源１０Ａの直後に配置されたビームスプリッタ３０Ａで反射されたビームＭＢａは、音響光学変調素子ＡＭ１～ＡＭ６の＋Ｚ方向の上方空間を＋Ｙ方向に進み、ミラー３１Ａで－Ｘ方向に９０度に反射され、更にミラー３２Ａで＋Ｙ方向に９０度に反射される。
【0043】
更に、ミラー３２Ｂで反射された計測用のビームＭＢｂの中心線（レンズＧＬ１ｂ、ＧＬ２ｂの光軸）と、ミラー３２Ａで反射された計測用のビームＭＢａの中心線（レンズＧＬ１ａ、ＧＬ２ａの光軸）とはＹ軸と平行に同軸となるように設定されると共に、中心点ＰＧを通るＸＹ面の法線と交差するように設定される。そして、中心点ＰＧの位置には、ビームＭＢａとビームＭＢｂの各々を共に＋Ｘ方向に反射させる三角ミラー３３が配置され、三角ミラー３３で反射されて＋Ｘ方向に進むビームＭＢａ、ＭＢｂ（共に平行光束）は、ビームの変動をモニターする為の検出ユニット３４に入射する。なお、三角ミラー３３と検出ユニット３４とによって変動検出光学ユニットが構成される。また、レーザ光源１０Ａの射出口からビームスプリッタ３０Ａまでの光路長と、レーザ光源１０Ｂの射出口からビームスプリッタ３０Ｂまでの光路長とは同じになるように設定されている。
【0044】
図６は、図４中の三角ミラー３３と検出ユニット３４の具体的な配置関係を示す斜視図であり、図６の直交座標系ＸＹＺは図４の直交座標系ＸＹＺと同じに設定されている。図６において、三角ミラー３３は、＋Ｙ方向に進むビームＭＢａを＋Ｘ方向に直角に反射させる反射面３３ａと、－Ｙ方向に進むビームＭＢｂを＋Ｘ方向に直角に反射させる反射面３３ｂとを有し、反射面３３ａと反射面３３ｂとはＸＹ面内で直角（９０度）に設定されている。中心点ＰＧを通るＺ軸と平行な法線は、三角ミラー３３に至る前のビームＭＢａ、ＭＢｂの中心線の延長と直交するように設定される。
【0045】
検出ユニット３４は、光軸ＡＸｕに沿って配置される一対のレンズ３４Ａ、３４Ｂで構成されるテレセントリックな縮小リレー光学系（検出用レンズ系、結像系）と、２次元の撮像素子（ＣＣＤセンサ、又はＣＭＯＳセンサ）３４Ｃと、ビームスプリッタ（ハーフミラー）３４Ｅと、第２の撮像素子（ＣＣＤセンサ、又はＣＭＯＳセンサ）３４Ｇとを有する。光軸ＡＸｕはＸ軸と平行に設定され、その延長線は中心点ＰＧを通るＺ軸と平行な法線と直交するように設定されている。一対のレンズ３４Ａ、３４Ｂ（検出用レンズ系、結像系）は、光軸ＡＸｕと平行にレンズ３４Ａに入射する２つのビームＭＢａ、ＭＢｂのＹＺ面内での間隔や各々のビーム径を所定の縮小倍率で縮小して、第１の撮像素子３４Ｃの撮像面に投射する。ここで、レンズ３４Ａの前側焦点の位置は、図４中に示した面Ｐｓａ及び面Ｐｓｂと一致するように設定される。その為、撮像素子３４Ｃの撮像面はレーザ光源１０Ａの射出口とレーザ光源１０Ｂの射出口の各々と共役関係（結像関係）となるように設定される。
【0046】
一対のレンズ３４Ａ、３４Ｂの間には、レンズ３４Ａに入射した２つのビームＭＢａ、ＭＢｂ（平行光束）の各々がビームウェストとして収斂すると共に、互いに交差する集光面Ｐｈが設定される。集光面Ｐｈはレンズ３４Ａの後側焦点の位置であると共に、レンズ３４Ｂの前側焦点の位置（レンズ３４Ａ、３４Ｂによる結像系の瞳面の位置）に設定される。レンズ３４Ａと集光面Ｐｈとの間に配置されるビームスプリッタ（ハーフミラー）３４Ｅの反射面は、ＸＹ面に対して４５°になるように設定され、レンズ３４Ａを透過したビームＭＢａ、ＭＢｂの一部を－Ｚ方向に反射させる。ビームスプリッタ（ハーフミラー）３４Ｅで反射されたビームＭＢａ、ＭＢｂの一部は、レンズ３４Ａの後側焦点の位置（即ち、集光面Ｐｈに対応した位置）に設置される第２の撮像素子３４Ｇの撮像面上のほぼ同じ位置にスポット光として集光される。なお、図６では図示を省略したが、撮像素子３４Ｃ、３４Ｇの撮像感度に対して計測用のビームＭＢａ、ＭＢｂの照度が高い場合は、三角ミラー３３からビームスプリッタ（ハーフミラー）３４Ｅの間の光路中に減光フィルター（ＮＤフィルター）を配置しても良い。
【0047】
図６の検出ユニット３４の構成において、例えば、三角ミラー３３の反射面３３ａに投射されるビームＭＢａが、規定の位置（設計上の位置）から＋Ｘ方向にΔＸａだけ平行シフトした場合、レンズ３４Ａに入射するビームＭＢａは＋Ｙ方向にΔＸａと同じ量のΔＹａだけ平行シフトする。その場合、集光面Ｐｈに形成されるビームＭＢａのビームウェストの位置は、集光面Ｐｈ内では光軸ＡＸｕの位置から変動しない。従って、第２の撮像素子３４Ｇの撮像面上に集光されるビームＭＢａのスポット光の位置も変化しない。同様に、レンズ３４Ａに入射するビームＭＢａが＋Ｙ方向にΔＹａだけ平行シフトした場合、集光面Ｐｈ上の中心（光軸ＡＸｕが通る位置）を通るビームＭＢａの中心線が、ＸＹ面内で規定の状態（設計上の状態）から傾く。その為、レンズ３４Ａ、３４Ｂによる縮小リレー光学系の縮小倍率をβとすると、第１の撮像素子３４Ｃの撮像面上に結像されるビームＭＢａの位置は、規定の位置（設計上の位置）から－Ｙ方向にβ・ΔＹａ（＝β・ΔＸａ）だけシフトする。
【0048】
また、三角ミラー３３の反射面３３ａに投射されるビームＭＢａが、例えば、ＸＹ面内で規定の状態（設計上の状態）からΔθａだけ傾いた場合、レンズ３４Ａに入射するビームＭＢａも、ＸＹ面内で規定の状態（光軸ＡＸｕと平行な状態）からΔθａだけ傾く。その傾きΔθａは、レーザ光源１０Ａの射出口の位置でのビームＬＢａの傾きに対応したものである。その場合、集光面Ｐｈに形成されるビームＭＢａのビームウェストの位置は、集光面Ｐｈ内では光軸ＡＸｕの位置からＹ方向にΔＹθａだけ変動し、第２の撮像素子３４Ｇの撮像面上に結像されるビームＭＢａのスポット光の位置は、規定の位置（光軸ＡＸｕが通る位置）からＹ方向に傾きΔＹθａの大きさに応じた量だけシフトする。
【0049】
一方、レンズ３４Ａ、３４Ｂによる縮小リレー光学系は、結果的にレーザ光源１０ＡのビームＬＢａの射出口と共役な面Ｐｓａ（図４参照）と、第１の撮像素子３４Ｃの撮像面とを結像関係にしている為、レーザ光源１０Ａの射出口の位置でビームＬＢａの傾きだけが変化した場合、第１の撮像素子３４Ｃの撮像面上に結像されるビームＭＢａの位置は変化しない。以上のように、第１の撮像素子３４Ｃは、計測用のビームＭＢａ、ＭＢｂ（即ち、ビームＬＢａ、ＬＢｂ）の各々の変動のうちの平行な位置変化の成分を検出することができ、第２の撮像素子３４Ｇは、計測用のビームＭＢａ、ＭＢｂ（即ち、ビームＬＢａ、ＬＢｂ）の各々の変動のうちの傾き変化の成分を検出することができる。
【0050】
図７は、第１の撮像素子３４Ｃの撮像面に投射されるビームＭＢａ、ＭＢｂの状態を模式的に表した図であり、図８は、第２の撮像素子３４Ｇの撮像面に投射されるビームＭＢａ、ＭＢｂのスポット光の状態を模式的に表した図である。図７において、撮像面上に設定したＹ軸とＺ軸は、図４～図６の各々で設定した直交座標系ＸＹＺのＹ軸とＺ軸に対応したものであり、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各々の射出口の面におけるビームＬＢａ、ＬＢｂの各々のＹ方向とＺ方向の位置変位方向に対応している。撮像面上に設定される基準点ＣＦａは、レーザ光源１０ＡからのビームＬＢａが平行シフトすること無く射出されたときに、計測用のビームＭＢａが投射される位置を表す。同様に、撮像面上に設定される基準点ＣＦｂは、レーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂが平行シフトすること無く射出されたときに、計測用のビームＭＢｂが投射される位置を表す。
【0051】
図７のように、ビームＭＢａは基準点ＣＦａに対して、－Ｙ方向と＋Ｚ方向にずれている場合、レーザ光源１０Ａの射出口から射出されるビームＬＢａが、－Ｙ方向と＋Ｚ方向に平行にずれていることになる。同様に、基準点ＣＦｂに対するビームＭＢｂの投射位置のずれは、レーザ光源１０Ｂの射出口から射出されるビームＬＢｂのＹ方向又はＺ方向への平行ずれを表す。不図示の制御部によって、撮像素子３４Ｃの画像情報を解析処理することによって、ビームＬＢａ、ＬＢｂの各々の平行シフトの誤差量（基準点ＣＦａからのビームＭＢａのずれ量と、基準点ＣＦｂからのビームＭＢｂのずれ量）が求められる。求められた誤差量に基づいて、ビームＬＢａについては図４に示した補正光学系１１Ａによって平行シフトの誤差が補正され、ビームＬＢｂについては図４に示した補正光学系１１Ｂによって平行シフトの誤差が補正される。
【0052】
また、図８において、第２の撮像素子３４Ｇの撮像面上に設定したθｙ軸は、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各々の射出口におけるビームＬＢａ、ＬＢｂの各々のＸＹ面内でのＹ方向の傾き量を表し、θｚ軸は、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各々の射出口におけるビームＬＢａ、ＬＢｂの各々のＸＺ面内でのＺ方向の傾き量を表す。また、撮像面上の基準点ＣＦｇは、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各々からのビームＬＢａ、ＬＢｂが傾き無く射出されたときに、計測用のビームＭＢａ、ＭＢｂの各スポット光が投射される位置を表す。なお、θｚ方向は、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂがファイバーアンプレーザ光源の場合、内部に設けられる波長変換素子（２倍波、３倍波等の高調波発生結晶）のウォークオフ方位にもなっている。
【0053】
図８の例では、ビームＭＢａのスポット光はほぼ基準点ＣＦｇに合っており、ビームＭＢｂのスポット光は基準点ＣＦｇから－θｚ方向に変位して投射されている。このことから、レーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂが射出口から－θｚ方向に傾いて射出されていることが判る。不図示の制御部によって、撮像素子３４Ｇの画像情報を解析処理することによって、ビームＬＢａ、ＬＢｂの各々の傾き誤差量（基準点ＣＦｇからのビームＭＢａのスポット光のずれ量と、基準点ＣＦｇからのビームＭＢｂのスポット光のずれ量）が求められる。求められた傾きの誤差量に基づいて、ビームＬＢａについては図４に示した補正光学系１１Ａによって傾き誤差が補正され、ビームＬＢｂについては図４に示した補正光学系１１Ｂによって傾き誤差が補正される。
【0054】
なお、第２の撮像素子３４Ｇの撮像面上に投射されるビームＭＢａ、ＭＢｂの各々のスポット光は、設計上は共に基準点ＣＦｇに位置するように設定されている為、例え、図８のように、スポット光として互いにずれて撮像されたとしても、それらのスポット光がビームＬＢａ由来の計測用のビームＭＢａのものか、ビームＬＢｂ由来の計測用のビームＭＢｂのものかを判別することができない。そこで、シート基板Ｐ上にパターンを描画する際に、レーザ光源１０ＡのみがビームＬＢａを射出する期間と、レーザ光源１０ＢのみがビームＬＢｂを射出する期間とが存在することを利用して、撮像素子３４Ｇの撮像面上にビームＭＢａ、ＭＢｂのいずれか一方が投射されるタイミングで、撮像素子３４Ｇからの画像情報をサンプリングすれば良い。
【0055】
或いは、図４中のビームスプリッタ３０Ａから三角ミラー３３までの間の計測用のビームＭＢａの光路中と、ビームスプリッタ３０Ｂから三角ミラー３３までの間の計測用のビームＭＢｂの光路中とのいずれか一方、又はその両方にシャッター（可動遮光板）を設けて、ビームＭＢａ、ＭＢｂの少なくとも一方が撮像素子３４Ｇの撮像面に投射されないように選択しても良い。
【0056】
図９は、図４、図５に示した補正光学系１１Ｂ（図４中の補正光学系１１Ａも同じ）の具体的な光学構成の一例を示す斜視図である。図９の直交座標系ＸＹＺは、図４～図６の各々で設定した直交座標系ＸＹＺと同じに設定してある。ビームスプリッタ３０Ｂ（図５参照）からのビームＬＢｂ（平行光束）は、光軸ＡＸｂと直交してＹ軸と平行な中心線ＳＦ１の回りに傾斜可能な石英製の平行平板ＨＶ１と、光軸ＡＸｂと直交してＺ軸と平行な中心線ＳＦ２の回りに傾斜可能な石英製の平行平板ＨＶ２とによるビームシフターに入射する。ビームＬＢｂは、平行平板ＨＶ１の傾斜によってＺ方向に平行にシフトされ、平行平板ＨＶ２の傾斜によってＹ方向に平行にシフトされる。
【0057】
平行平板ＨＶ２を透過したビームＬＢｂは、光軸ＡＸｂの回りに回転可能な石英製のプリズム板ＲＤ１を通った後、光軸ＡＸｂの回りに回転可能な石英製のプリズム板ＲＤ２を透過する。プリズム板ＲＤ１、ＲＤ２の各々は、光軸ＡＸｂと垂直な第１面と、その第１面に対して傾いた第２面とが対向した楔状に形成されている。２つのプリズム板ＲＤ１、ＲＤ２の各々の光軸ＡＸｂ回りの角度を調整することで、プリズム板ＲＤ２から射出されるビームＬＢｂの進行方向の傾きを微調整することができる。
【0058】
平行平板ＨＶ１、ＨＶ２の各々の傾き調整、並びにプリズム板ＲＤ１、ＲＤ２の各々の回転角度の調整は、図６で示した撮像素子３４Ｃ、３４Ｇの各々によって計測される平行シフトの誤差量と傾き誤差量とに基づいて、不図示の制御部からの指令で制御されるアクチュエータによって駆動する構成で実施しても良い。なお、図４中に示した補正光学系１１Ａも、図９に示した補正光学系１１Ｂと同様に構成されている。
【0059】
以上、本実施の形態では、空間的に離れて配置される２つのレーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各々から射出されるビームＬＢａ、ＬＢｂの各々の一部をビームスプリッタ３０Ａ、３０Ｂ（３０Ａ、３０Ｂのうちの一方が第１の光分割器、他方が第２の光分割器に相当する）で分割して、計測用のビームＭＢａ、ＭＢｂとした後、ビームの変動を計測する検出ユニット３４までのビームＭＢａ側及びビームＭＢｂ側の光路の引き回し（ミラー等の配置）と光路長とを全く同じに設定した。また、計測用の２つのビームＭＢａ、ＭＢｂを互いに平行に接近させた状態に合成する三角ミラー３３までの光路長を長く設定することができる。その為、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各々から射出されるビームＬＢａ、ＬＢｂの僅かな変動（平行なシフト誤差や傾き誤差）であっても、撮像素子３４Ｃ、３４Ｇの撮像面上では比較的に大きな位置ずれとして捉えることができる。
【0060】
図１～図５の構成から明らかなように、レーザ光源１０Ａから射出されるビームＬＢａと、レーザ光源１０Ｂから射出されるビームＬＢｂとの相対的な位置関係や相対的な傾きが変動すると、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との相対的な位置関係に誤差が生じる場合があり、描画ラインＳＬ１～ＳＬ６の各々で描画されるパターンの継ぎ合せ精度が低下してしまう。そこで、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各々からのビームＬＢａ、ＬＢｂの出射状態の変化（平行シフト誤差と傾き誤差）により、描画ラインＳＬ１～ＳＬ６の各々によって描画されるパターンがどのように位置ずれするかを、図１０～図１４を用いて説明する。
【0061】
図１０は、図５に示したレーザ光源１０Ｂから初段の音響光学変調素子ＡＭ６までの光路において、レーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂが平行シフトしたときのビームＬＢｂのシフトの状態を説明する斜視図である。図１０において、レーザ光源１０Ｂの射出口から出射するビームＬＢｂが矢印Ａｙ１のように、所定の光軸ＡＸｂ（図９参照）から－Ｙ方向にシフト（平行移動）した場合、ビームスプリッタ３０Ｂ、補正光学系１１Ｂを通った直後のビームＬＢｂも矢印Ａｙ２のように、－Ｙ方向にシフトする。従って、ビームスプリッタ１２Ｂで反射されて－Ｙ方向に進むビームＬＢｂは、縮小リレー光学系１４Ｂに入射する直前では－Ｘ方向にシフトする。縮小リレー光学系１４Ｂは倒立反転像を形成する結像系でもあるので、縮小リレー光学系１４Ｂから射出するビームＬＢｂは、矢印Ａｙ３のように、＋Ｘ方向にシフトする。さらに、ミラー１５Ｂ２で＋Ｘ方向に折り曲げられたビームＬＢｂは、矢印Ａｙ４のように所定の光軸ＡＸｂから－Ｚ方向に平行シフトした状態で音響光学変調素子ＡＭ６に入射する。
【0062】
また、レーザ光源１０Ｂの射出口から出射するビームＬＢｂが矢印Ａｚ１のように、所定の光軸ＡＸｂ（図９参照）から＋Ｚ方向にシフト（平行移動）した場合、ビームスプリッタ３０Ｂ、補正光学系１１Ｂ、ビームスプリッタ１２Ｂ、及び縮小リレー光学系１４Ｂを通ってミラー１５Ｂ１で－Ｚ方向に反射されたビームＬＢｂは、矢印Ａｚ３のように－Ｙ方向にシフトする。従って、ミラー１５Ｂ２で＋Ｘ方向に折り曲げられたビームＬＢｂは、矢印Ａｚ４のように所定の光軸ＡＸｂから－Ｙ方向に平行シフトした状態で音響光学変調素子ＡＭ６に入射する。なお、レーザ光源１０Ｂの射出口から出射するビームＬＢｂが矢印Ａｙ１のように平行シフトした場合、ビームスプリッタ３０Ｂで反射された測定用のビームＭＢｂは、矢印Ａｙ５のように－Ｘ方向にシフトし、レーザ光源１０Ｂから出射するビームＬＢｂが矢印Ａｚ１のように平行シフトした場合、測定用のビームＭＢｂは矢印Ａｚ５のように＋Ｚ方向にシフトする。
【0063】
図１１は、レーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂが図１０中の矢印Ａｙ１のように－Ｙ方向に平行シフトしたときに、偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４、ＭＵ６の各々に向かう描画用のビームＬＢ２、ＬＢ４、ＬＢ６の状態を誇張して示した図である。図１１では、理解を容易にする為、図９に示した補正光学系１１ＢによるビームＬＢａの位置や傾きの調整はされていないものとする。さらに、図４で説明した偶数番の音響光学変調素子ＡＭ６、ＡＭ４、ＡＭ２には、レーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂが直列に通されるので、図１１では、初段の音響光学変調素子ＡＭ６から集光レンズ１６Ｂ、落射ミラーＩＭ６、コリメータレンズ１７Ｂまでの光路を上段に示し、２段目の音響光学変調素子ＡＭ４から集光レンズ２０Ｂ、落射ミラーＩＭ４、コリメータレンズ２１Ｂまでの光路を中段に示し、３段目の音響光学変調素子ＡＭ２から集光レンズ２４Ｂ、落射ミラーＩＭ２、コリメータレンズ２５Ｂまでの光路を下段に示す。なお、図１０の直交座標系ＸＹＺは、図４及び図５の直交座標系ＸＹＺと同じに設定されている。
【0064】
図１１のように、初段の音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂが所定の光軸ＡＸｂに対して、図１０で示した矢印Ａｙ４のように－Ｚ方向に平行シフトすると、オン（Ｏｎ）状態となっている音響光学変調素子ＡＭ６で偏向されずに直進する０次回折ビームは、集光レンズ１６Ｂの後側焦点の位置、即ち落射ミラーＩＭ６の位置で光軸ＡＸｂと交差した後、コリメータレンズ１７Ｂによって再び光軸ＡＸｂと平行な平行光束となって、２段目の音響光学変調素子ＡＭ４に＋Ｚ方向に平行シフトした状態で入射する。Ｏｎ状態の音響光学変調素子ＡＭ６で所定の回折角で偏向された１次回折ビームは、描画用のビームＬＢ６として落射ミラーＩＭ６の位置でビームウェストとなるように収斂される。
【0065】
音響光学変調素子ＡＭ６が集光レンズ１６Ｂの前側焦点の位置に配置され、落射ミラーＩＭ６が集光レンズ１６Ｂの後側焦点の位置に配置されているので、集光レンズ１６Ｂから落射ミラーＩＭ６に向かうビームＬＢ６は、ＸＺ面内で光軸ＡＸｂとは平行にはならずに傾いたものとなる。しかしながら、落射ミラーＩＭ６の位置で収斂されるビームＬＢ６のビームウェストの位置は、ＹＺ面内では、音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂが矢印Ａｙ４のように平行シフトしても変化しない。但し、落射ミラーＩＭ６で反射されたビームＬＢ６は、描画ユニットＭＵ６内のレンズＬＧａ、ＬＧｂによるビームエキスパンダー（図２参照）の光軸の延長である光軸ＡＸ６に対して、ＸＺ面内で－Ｘ方向に傾いたものとなる。
【0066】
初段の音響光学変調素子ＡＭ６がオフ（Ｏｆｆ）状態で、音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂが矢印Ａｙ４のように－Ｚ方向に平行シフトしている場合、ビームＬＢｂは、音響光学変調素子ＡＭ６、集光レンズ１６Ｂ、コリメータレンズ１７Ｂを通って、２段目の音響光学変調素子ＡＭ４にＸＺ面内の＋Ｚ方向に平行シフトした状態で入射する。ここでも、音響光学変調素子ＡＭ４は集光レンズ２０Ｂの前側焦点の位置に設置され、落射ミラーＩＭ４は集光レンズ２０Ｂの後側焦点の位置に設置される。音響光学変調素子ＡＭ４がオン（Ｏｎ）状態のとき、音響光学変調素子ＡＭ４で偏向されずに直進する０次回折ビームは、集光レンズ２０Ｂの後側焦点の位置、即ち落射ミラーＩＭ４の位置で光軸ＡＸｂと交差した後、コリメータレンズ２１Ｂによって再び光軸ＡＸｂと平行な平行光束となって、３段目の音響光学変調素子ＡＭ２に－Ｚ方向に平行シフトした状態で入射する。
【0067】
また、Ｏｎ状態の音響光学変調素子ＡＭ４で所定の回折角で偏向された１次回折ビームは、描画用のビームＬＢ４として落射ミラーＩＭ４の位置でビームウェストとなるように収斂される。集光レンズ２０Ｂから落射ミラーＩＭ４に向かうビームＬＢ４は、ＸＺ面内で光軸ＡＸｂとは平行にはならずに傾いたものとなる。しかしながら、落射ミラーＩＭ４の位置で収斂されるビームＬＢ４のビームウェストの位置は、ＹＺ面内では音響光学変調素子ＡＭ４に入射するビームＬＢｂが＋Ｚ方向に平行シフトしても変化しない。但し、落射ミラーＩＭ４で反射されたビームＬＢ４は、描画ユニットＭＵ４内のレンズＬＧａ、ＬＧｂによるビームエキスパンダー（図２参照）の光軸の延長である光軸ＡＸ４に対して、ＸＺ面内で－Ｘ方向に傾いたものとなる。
【0068】
初段の音響光学変調素子ＡＭ６と２段目の音響光学変調素子ＡＭ４がいずれもＯｆｆ状態で、音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂが矢印Ａｙ４のように－Ｚ方向に平行シフトしている場合、ビームＬＢｂは、音響光学変調素子ＡＭ６、集光レンズ１６Ｂ、コリメータレンズ１７Ｂ、音響光学変調素子ＡＭ４、集光レンズ２０Ｂ、コリメータレンズ２１Ｂを通って、３段目の音響光学変調素子ＡＭ２にＸＺ面内の－Ｚ方向に平行シフトした状態で入射する。ここでも、音響光学変調素子ＡＭ２は集光レンズ２４Ｂの前側焦点の位置に設置され、落射ミラーＩＭ２は集光レンズ２４Ｂの後側焦点の位置に設置される。音響光学変調素子ＡＭ２がオン（Ｏｎ）状態のとき、音響光学変調素子ＡＭ２で偏向されずに直進する０次回折ビームは、集光レンズ２４Ｂの後側焦点の位置、即ち落射ミラーＩＭ４の位置で光軸ＡＸｂと交差した後、コリメータレンズ２５Ｂによって再び光軸ＡＸｂと平行な平行光束となる。
【0069】
また、Ｏｎ状態の音響光学変調素子ＡＭ２で所定の回折角で偏向された１次回折ビームは、描画用のビームＬＢ２として落射ミラーＩＭ２の位置でビームウェストとなるように収斂される。集光レンズ２４Ｂから落射ミラーＩＭ２に向かうビームＬＢ２は、ＸＺ面内で光軸ＡＸｂとは平行にはならずに傾いたものとなる。しかしながら、落射ミラーＩＭ２の位置で収斂されるビームＬＢ２のビームウェストの位置は、ＹＺ面内では音響光学変調素子ＡＭ２に入射するビームＬＢｂが－Ｚ方向に平行シフトしても変化しない。但し、落射ミラーＩＭ２で反射されたビームＬＢ２は、描画ユニットＭＵ２内のレンズＬＧａ、ＬＧｂによるビームエキスパンダー（図２参照）の光軸の延長である光軸ＡＸ２に対して、ＸＺ面内で－Ｘ方向に傾いたものとなる。
【0070】
以上のように、レーザ光源１０Ｂから射出するビームＬＢｂが、図１０で示した矢印Ａｙ１のようにＹ方向に平行シフトするように変動した場合は、落射ミラーＩＭ６、ＩＭ４、ＩＭ２の各々の位置に形成されるビームＬＢ６、ＬＢ４、ＬＢ２の各ビームウェストの位置が変化しない。それらのビームウェスト（集光点）は、最終的に描画ユニットＭＵ６、ＭＵ４、ＭＵ２の各々からシート基板Ｐ上に投射されるビームＬＢ６、ＬＢ４、ＬＢ２の各々のシート基板Ｐ上のスポット光ＳＰと共役関係（結像関係）になっている。従って、レーザ光源１０Ｂから射出するビームＬＢｂが図１０の矢印Ａｙ１のようにＹ方向に平行シフトしても、偶数番の描画ラインＳＬ６、ＳＬ４、ＳＬ２の位置は変動しないことになる。
【0071】
このことは、レーザ光源１０ＡからのビームＬＢａが供給される奇数番の描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３、ＭＵ５に関しても同様であり、レーザ光源１０Ａから射出するビームＬＢａが図４中でＹ方向に平行シフトしても、奇数番の描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５の位置は変動しないことになる。但し、図１１で示したように、落射ミラーＩＭ１～ＩＭ６の各々から描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６の各々に向かうビームＬＢ１～ＬＢ６には、ＸＺ面内での傾きが生じる。
【0072】
それらの傾きは、いわゆるテレセン誤差と呼ばれ、シート基板Ｐの表面に投射されるビームＬＢ１～ＬＢ６の中心線がシート基板Ｐの表面の法線に対する傾きとなる。テレセン誤差による影響（スポット光ＳＰの副走査方向への位置ずれ）はデフォーカス時に生じるので、ビームＬＢ１～ＬＢ６の各々がスポット光ＳＰとして集光するフォーカス面とシート基板Ｐの表面とが、常に焦点深度（Depth Of Focus）の範囲内に設定されるようにするのが良い。テレセン誤差による影響が無視できないときには、図９に示した平行平板ＨＶ２によって、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各々からのビームＬＢａ、ＬＢｂがＹ方向に平行移動されるように調整することができる。
【0073】
次に、レーザ光源１０Ｂの射出口から出射されるビームＬＢｂが、図１０に示した矢印Ａｚ１のように＋Ｚ方向に平行シフトした場合について、図１２を参照して説明する。図１２は、レーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂが図１０中の矢印Ａｚ１のように＋Ｚ方向に平行シフトしたときに、偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４、ＭＵ６の各々に向かう描画用のビームＬＢ２、ＬＢ４、ＬＢ６の状態を誇張して示した図である。また、図１２の直交座標系ＸＹＺは図４中の直交座標系ＸＹＺと同じである。図１０で説明したように、レーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂが矢印Ａｚ１のように＋Ｚ方向に平行シフトすると、初段の音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂは、矢印Ａｚ４のように、所定の光軸ＡＸｂに対して－Ｙ方向に平行シフトする。
【0074】
音響光学変調素子ＡＭ６、ＡＭ４、ＡＭ２の各々のＯｎ状態のときの回折方向は、ＸＺ面と平行な面内で－Ｚ方向になっている為、図１２において、Ｏｎ状態の音響光学変調素子ＡＭ６から射出する１次回折ビームとしてのビームＬＢ６は、ＸＹ面内では光軸ＡＸｂと平行に進んで集光レンズ１６Ｂに入射する。集光レンズ１６Ｂを通ったビームＬＢ６は、落射ミラーＩＭ６の反射面のＹ方向の中心（光軸ＡＸｂから－Ｚ方向にずれた位置）でビームウェストになると共に、－Ｚ方向に反射される。一方、音響光学変調素子ＡＭ６からの０次回折ビームは、落射ミラーＩＭ６の上方の空間で光軸ＡＸｂと交差した後、コリメータレンズ１７Ｂを通って、光軸ＡＸｂと平行な平行光束となって２段目の音響光学変調素子ＡＭ４に入射する。従って、音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂが矢印Ａｚ４のようにＹ方向に平行シフトしても、落射ミラーＩＭ６の位置に集光されるビームＬＢ６のビームウェストの位置はＸＹ面では変化しない。
【0075】
音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂが矢印Ａｚ４のようにＹ方向に平行シフトしていて、初段の音響光学変調素子ＡＭ６がオフ（Ｏｆｆ）状態の場合、音響光学変調素子ＡＭ４には光軸ＡＸｂに対して－Ｙ方向に平行シフトしたビームＬＢｂが入射する。音響光学変調素子ＡＭ４がＯｎ状態になると、音響光学変調素子ＡＭ４から射出する１次回折ビームとしてのビームＬＢ４は、ＸＹ面内では光軸ＡＸｂと平行に進んで集光レンズ２０Ｂに入射する。集光レンズ２０Ｂを通ったビームＬＢ４は、落射ミラーＩＭ４の反射面のＹ方向の中心（光軸ＡＸｂから－Ｚ方向にずれた位置）でビームウェストになると共に、－Ｚ方向に反射される。
【0076】
一方、音響光学変調素子ＡＭ４からの０次回折ビームは、落射ミラーＩＭ４の上方の空間で光軸ＡＸｂと交差した後、コリメータレンズ２１Ｂを通って、光軸ＡＸｂと平行な平行光束となって３段目の音響光学変調素子ＡＭ２に入射する。従って、初段の音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂが矢印Ａｚ４のようにＹ方向に平行シフトしても、落射ミラーＩＭ４の位置に集光されるビームＬＢ４のビームウェストの位置はＸＹ面では変化しない。
【0077】
同様に、音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂが矢印Ａｚ４のようにＹ方向に平行シフトしていて、初段の音響光学変調素子ＡＭ６と２段目の音響光学変調素子ＡＭ４が共にオフ（Ｏｆｆ）状態の場合、音響光学変調素子ＡＭ２には光軸ＡＸｂに対して－Ｙ方向に平行シフトしたビームＬＢｂが入射する。音響光学変調素子ＡＭ２がＯｎ状態になると、音響光学変調素子ＡＭ２から射出する１次回折ビームとしてのビームＬＢ２は、ＸＹ面内では光軸ＡＸｂと平行に進んで集光レンズ２４Ｂに入射する。集光レンズ２４Ｂを通ったビームＬＢ２は、落射ミラーＩＭ２の反射面のＹ方向の中心（光軸ＡＸｂから－Ｚ方向にずれた位置）でビームウェストになると共に、－Ｚ方向に反射される。また、音響光学変調素子ＡＭ２からの０次回折ビームは、落射ミラーＩＭ２の上方の空間で光軸ＡＸｂと交差した後、コリメータレンズ２５Ｂを通って、光軸ＡＸｂと平行な平行光束となって進む。従って、初段の音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂが矢印Ａｚ４のようにＹ方向に平行シフトしても、落射ミラーＩＭ４の位置に集光されるビームＬＢ４のビームウェストの位置はＸＹ面では変化しない。
【0078】
以上のように、レーザ光源１０Ｂから射出するビームＬＢｂが、図１０で示した矢印Ａｚ１のようにＺ方向に平行シフトするように変動した場合も、落射ミラーＩＭ６、ＩＭ４、ＩＭ２の各々の位置に形成されるビームＬＢ６、ＬＢ４、ＬＢ２の各ビームウェストの位置が変化しない。従って、レーザ光源１０Ｂから射出するビームＬＢｂが図１０の矢印Ａｚ１のようにＺ方向に平行シフトしても、偶数番の描画ラインＳＬ６、ＳＬ４、ＳＬ２の位置は変動しないことになる。
【0079】
このことは、レーザ光源１０ＡからのビームＬＢａが供給される奇数番の描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３、ＭＵ５に関しても同様であり、レーザ光源１０Ａから射出するビームＬＢａが図４中でＺ方向に平行シフトしても、奇数番の描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５の位置は変動しないことになる。但し、図１２で示したように、落射ミラーＩＭ１～ＩＭ６の各々から描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６の各々に向かうビームＬＢ１～ＬＢ６には、ＸＺ面と平行な面に対して傾いたテレセン誤差が生じる。従って、テレセン誤差による影響が無視できないときには、図９に示した平行平板ＨＶ１によって、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各々からのビームＬＢａ、ＬＢｂをＺ方向に平行移動させて、初段の音響光学変調素子ＡＭ６、ＡＭ１への入射状態（光軸ＡＸｂとの同軸性）を調整すれば良い。
【0080】
次に、レーザ光源１０Ｂの射出口からビームＬＢｂが傾いて出射された場合について説明する。レーザ光源１０Ｂの射出口は、図４、図５、図１０の各々に示した補正光学系１１Ｂと縮小リレー光学系１４Ｂとによって、初段の音響光学変調素子ＡＭ６内の結晶と共役な関係に設定されている。縮小リレー光学系１４Ｂの縮小率を１／Ｍｂ（Ｍｂ＞１）とすると、音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂの光軸ＡＸｂに対する傾き角は、レーザ光源１０Ｂの射出口でのビームＬＢｂの光軸ＡＸｂに対する傾き角に比べて、縮小率１／Ｍｂの逆数に応じた比率で大きくなっている。
【0081】
図１３は、初段の音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂがＸＺ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して傾いているときに、偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４、ＭＵ６の各々に向かう描画用のビームＬＢ２、ＬＢ４、ＬＢ６の状態を誇張して示した図である。先の図９で示した補正光学系１１Ｂ内の２つのプリズム板ＲＤ１、ＲＤ２によるビームＬＢｂの傾斜補正を行わない状態で、レーザ光源１０Ｂの出射口からのビームＬＢｂがＸＹ面と平行な面内でＹ方向に傾いたとき、音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂは、ＸＺ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して傾く。なお、図１３の直交座標系ＸＹＺは、先の図４、図１２の直交座標系ＸＹＺと同じに設定されている。
【0082】
図１３に示すように、Ｏｎ状態とされた初段の音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂが、ＸＺ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して反時計回りに僅かに傾いていると、音響光学変調素子ＡＭ６で回折されなかった０次回折ビームは光軸ＡＸｂに対して傾いた状態で集光レンズ１６Ｂに入射する。その０次回折ビームは、集光レンズ１６Ｂからコリメータレンズ１７Ｂまでの光路を光軸ＡＸｂから＋Ｚ方向に僅かに偏心して光軸ＡＸｂと平行に進み、中間の落射ミラーＩＭ６の上方空間でビームウェストになる。コリメータレンズ１７Ｂから射出する０次回折ビームは、ＸＺ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して時計回りに僅かに傾いて進む。
【0083】
一方、音響光学変調素子ＡＭ６で回折された１次回折ビームとしてのビームＬＢ６は、０次回折ビームに対して所定の回折角で偏向されて集光レンズ１６Ｂに入射するが、集光レンズ１６Ｂから射出するビームＬＢ６は、光軸ＡＸｂから－Ｚ方向に離間した光路を光軸ＡＸｂと平行に進み、落射ミラーＩＭ６で光軸ＡＸ６と平行になるように－Ｚ方向に反射される。しかしながら、落射ミラーＩＭ６で反射されるビームＬＢ６は、光軸ＡＸ６に対して－Ｘ方向に偏心することになる。従って、ビームＬＢ６がビームウェストになる集光点が、ＸＹ面内では本来の光軸ＡＸ６の位置から－Ｘ方向にずれるので、描画ユニットＭＵ６からシート基板Ｐ上に投射されるビームＬＢ６のスポット光ＳＰも、－Ｘ方向に対応した副走査方向（図２中のＸｔ方向）に変位する。
【0084】
さらに、音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂがＸＺ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して反時計回りに僅かに傾いていて、初段の音響光学変調素子ＡＭ６がＯｆｆ状態の場合、音響光学変調素子ＡＭ４には、ビームＬＢｂがＸＺ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して時計回りに僅かに傾いて入射する。音響光学変調素子ＡＭ４がＯｎ状態になると、音響光学変調素子ＡＭ４で回折されなかった０次回折ビームは光軸ＡＸｂに対して傾いた状態で集光レンズ２０Ｂに入射する。その０次回折ビームは、集光レンズ２０Ｂからコリメータレンズ２１Ｂまでの光路を光軸ＡＸｂから－Ｚ方向に僅かに偏心して光軸ＡＸｂと平行に進み、中間の落射ミラーＩＭ４の上方空間でビームウェストになる。コリメータレンズ２１Ｂから射出する０次回折ビームは、ＸＺ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して反時計回りに僅かに傾いて進む。
【0085】
一方、音響光学変調素子ＡＭ４で回折された１次回折ビームとしてのビームＬＢ４は、０次回折ビームに対して所定の回折角で偏向されて集光レンズ２０Ｂに入射するが、集光レンズ２０Ｂから射出するビームＬＢ４は、光軸ＡＸｂから－Ｚ方向に離間した光路を光軸ＡＸｂと平行に進み、落射ミラーＩＭ４で光軸ＡＸ４と平行になるように－Ｚ方向に反射される。しかしながら、落射ミラーＩＭ４で反射されるビームＬＢ４は、光軸ＡＸ４に対して－Ｘ方向に偏心することになる。従って、ビームＬＢ４がビームウェストになる集光点が、ＸＹ面内では本来の光軸ＡＸ４の位置から－Ｘ方向にずれるので、描画ユニットＭＵ４からシート基板Ｐ上に投射されるビームＬＢ４のスポット光ＳＰも、－Ｘ方向に対応した副走査方向（図２中のＸｔ方向）に変位する。
【0086】
さらに、音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂがＸＺ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して反時計回りに僅かに傾いていて、音響光学変調素子ＡＭ６、ＡＭ４が共にＯｆｆ状態の場合、音響光学変調素子ＡＭ２には、ビームＬＢｂがＸＺ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して反時計回りに僅かに傾いて入射する。音響光学変調素子ＡＭ２がＯｎ状態になると、音響光学変調素子ＡＭ２で回折されなかった０次回折ビームは光軸ＡＸｂに対して傾いた状態で集光レンズ２４Ｂに入射する。その０次回折ビームは、集光レンズ２４Ｂからコリメータレンズ２５Ｂまでの光路を光軸ＡＸｂから＋Ｚ方向に僅かに偏心して光軸ＡＸｂと平行に進み、中間の落射ミラーＩＭ２の上方空間でビームウェストになる。コリメータレンズ２５Ｂから射出する０次回折ビームは、ＸＺ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して時計回りに僅かに傾いて進む。
【0087】
一方、音響光学変調素子ＡＭ２で回折された１次回折ビームとしてのビームＬＢ２は、０次回折ビームに対して所定の回折角で偏向されて集光レンズ２４Ｂに入射するが、集光レンズ２４Ｂから射出するビームＬＢ２は、光軸ＡＸｂから－Ｚ方向に離間した光路を光軸ＡＸｂと平行に進み、落射ミラーＩＭ２で光軸ＡＸ２と平行になるように－Ｚ方向に反射される。しかしながら、落射ミラーＩＭ２で反射されるビームＬＢ２は、光軸ＡＸ４に対して－Ｘ方向に偏心することになる。従って、ビームＬＢ２がビームウェストになる集光点が、ＸＹ面内では本来の光軸ＡＸ２の位置から－Ｘ方向にずれるので、描画ユニットＭＵ２からシート基板Ｐ上に投射されるビームＬＢ２のスポット光ＳＰも、－Ｘ方向に対応した副走査方向（図２中のＸｔ方向）に変位する。
【0088】
以上のように、レーザ光源１０Ｂから射出するビームＬＢｂが、図５又は図９におけるＸＹ面と平行な面内で所定の光軸ＡＸｂに対して傾いたとき、落射ミラーＩＭ６、ＩＭ４、ＩＭ２の各々の位置に形成されるビームＬＢ６、ＬＢ４、ＬＢ２の各ビームウェストの位置が共に＋Ｘ方向又は－Ｘ方向に変位してしまう。その為、偶数番の描画ラインＳＬ６、ＳＬ４、ＳＬ２の位置が副走査方向（図２中のＸｔ方向）に変動することになる。このことは、レーザ光源１０ＡからのビームＬＢａが供給される奇数番の描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３、ＭＵ５に関しても同様であり、レーザ光源１０Ａから射出するビームＬＢａが、図４におけるＸＹ面と平行な面内で所定の光軸（設計上の光軸）に対して傾いたとき、落射ミラーＩＭ１、ＩＭ３、ＩＭ５の各々の位置に形成されるビームＬＢ１、ＬＢ３、ＬＢ５の各ビームウェストの位置が共に＋Ｘ方向又は－Ｘ方向に変位してしまう。その為、奇数番の描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５の位置が副走査方向（図２中のＸｔ方向）に変動することになる。
【0089】
図１４は、レーザ光源１０Ｂの射出口からのビームＬＢｂがＸＺ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して傾き、その結果、初段の音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂがＸＹ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して傾いているときに、偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４、ＭＵ６の各々に向かう描画用のビームＬＢ２、ＬＢ４、ＬＢ６の状態を誇張して示した図である。先の図９で示した補正光学系１１Ｂ内の２つのプリズム板ＲＤ１、ＲＤ２によるビームＬＢｂの傾斜補正を行わない状態で、レーザ光源１０Ｂの出射口からのビームＬＢｂがＸＺ面と平行な面内でＺ方向に傾いたとき、音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂは、ＸＹ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して傾く。なお、図１４の直交座標系ＸＹＺは、先の図４、図１２の直交座標系ＸＹＺと同じに設定されている。
【0090】
図１４に示すように、Ｏｎ状態とされた初段の音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂが、ＸＹ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して時計回りに僅かに傾いていると、音響光学変調素子ＡＭ６で回折されなかった０次回折ビームは、ＸＹ面内では、入射するビームＬＢｂと同じ方向に直進して集光レンズ１６Ｂに入射する。その０次回折ビームは、集光レンズ１６Ｂからコリメータレンズ１７Ｂまでの光路を光軸ＡＸｂから－Ｙ方向に僅かに偏心して光軸ＡＸｂと平行に進み、中間の落射ミラーＩＭ６の上方空間でビームウェストになる。コリメータレンズ１７Ｂから射出する０次回折ビームは、ＸＹ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して反時計回りに僅かに傾いて進む。
【0091】
一方、音響光学変調素子ＡＭ６で回折された１次回折ビームとしてのビームＬＢ６は、ＸＹ面内では０次回折ビームと同一の光路を通ると共に、－Ｚ方向に所定の回折角で偏向されて集光レンズ１６Ｂに入射する。集光レンズ１６Ｂから射出するビームＬＢ６は、光軸ＡＸｂから－Ｙ方向に離間した光路を光軸ＡＸｂと平行に進み、落射ミラーＩＭ６で光軸ＡＸ６と平行になるように－Ｚ方向に反射される。しかしながら、落射ミラーＩＭ６で反射されるビームＬＢ６は、光軸ＡＸｂ及び光軸ＡＸ６に対して－Ｙ方向に偏心することになる。従って、ビームＬＢ６がビームウェストになる集光点が、ＸＹ面内では本来の光軸ＡＸ６の位置から－Ｙ方向にずれるので、描画ユニットＭＵ６からシート基板Ｐ上に投射されるビームＬＢ６のスポット光ＳＰも、－Ｙ方向に対応した主走査方向（図２中のＹｔ方向）に変位する。すなわち、ビームＬＢ６のスポット光の走査で形成される描画ラインＳＬ６の全体が設計上の位置から主走査方向にシフトすることになる。
【0092】
さらに、音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂが、図１４のようにＸＹ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して時計回りに僅かに傾いていて、音響光学変調素子ＡＭ６がＯｆｆ状態の場合、音響光学変調素子ＡＭ４には、ビームＬＢｂがＸＹ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して反時計回りに僅かに傾いて入射する。音響光学変調素子ＡＭ４がＯｎ状態になると、音響光学変調素子ＡＭ４で回折されなかった０次回折ビームは、ＸＹ面内では、入射するビームＬＢｂと同じ方向に直進して集光レンズ２０Ｂに傾いた状態で入射する。その０次回折ビームは、集光レンズ２０Ｂからコリメータレンズ２１Ｂまでの光路を光軸ＡＸｂから－Ｙ方向に僅かに偏心して光軸ＡＸｂと平行に進み、中間の落射ミラーＩＭ４の上方空間でビームウェストになる。コリメータレンズ２１Ｂから射出する０次回折ビームは、ＸＹ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して反時計回りに僅かに傾いて進む。
【0093】
一方、音響光学変調素子ＡＭ４で回折された１次回折ビームとしてのビームＬＢ４は、ＸＹ面内では０次回折ビームと同一の光路を通ると共に、０次回折ビームに対して所定の回折角で－Ｚ方向に偏向されて集光レンズ２０Ｂに入射する。集光レンズ２０Ｂから射出するビームＬＢ４は、光軸ＡＸｂから－Ｙ方向に離間した光路を光軸ＡＸｂと平行に進み、落射ミラーＩＭ４で光軸ＡＸ４と平行になるように－Ｚ方向に反射される。しかしながら、落射ミラーＩＭ２で反射されるビームＬＢ４は、光軸ＡＸｂ及び光軸ＡＸ４に対して－Ｙ方向に偏心することになる。従って、ビームＬＢ４がビームウェストになる集光点が、ＸＹ面内では本来の光軸ＡＸ４の位置から－Ｙ方向にずれるので、描画ユニットＭＵ４からシート基板Ｐ上に投射されるビームＬＢ４のスポット光ＳＰも、－Ｙ方向に対応した副走査方向（図２中のＸｔ方向）に変位する。すなわち、ビームＬＢ４のスポット光の走査で形成される描画ラインＳＬ４の全体が設計上の位置から主走査方向にシフトすることになる。シート基板Ｐ上での描画ラインＳＬ４のシフトの方向は、描画ラインＳＬ６のシフト方向と同じになる。
【0094】
さらに、音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂが、図１４のように、ＸＹ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して時計回りに僅かに傾いていて、音響光学変調素子ＡＭ６、ＡＭ４が共にＯｆｆ状態の場合、音響光学変調素子ＡＭ２には、ビームＬＢｂがＸＹ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して時計回りに僅かに傾いて入射する。音響光学変調素子ＡＭ２がＯｎ状態になると、音響光学変調素子ＡＭ２で回折されなかった０次回折ビームはＸＹ面内で光軸ＡＸｂに対して傾いた状態で集光レンズ２４Ｂに入射する。その０次回折ビームは、集光レンズ２４Ｂからコリメータレンズ２５Ｂまでの光路を光軸ＡＸｂから－Ｙ方向に僅かに偏心して光軸ＡＸｂと平行に進み、中間の落射ミラーＩＭ２の上方空間でビームウェストになる。コリメータレンズ２５Ｂから射出する０次回折ビームは、ＸＹ面と平行な面内で光軸ＡＸｂに対して反時計回りに僅かに傾いて進む。
【0095】
一方、音響光学変調素子ＡＭ２で回折された１次回折ビームとしてのビームＬＢ２は、ＸＹ面内では０次回折ビームと同一の光路を通ると共に、０次回折ビームに対して所定の回折角で－Ｚ方向に偏向されて集光レンズ２４Ｂに入射する。集光レンズ２４Ｂから射出するビームＬＢ２は、光軸ＡＸｂから－Ｙ方向に離間した光路を光軸ＡＸｂと平行に進み、落射ミラーＩＭ２で光軸ＡＸ２と平行になるように－Ｚ方向に反射される。しかしながら、落射ミラーＩＭ２で反射されるビームＬＢ２は、光軸ＡＸｂ及び光軸ＡＸ２に対して－Ｙ方向に偏心することになる。従って、ビームＬＢ２がビームウェストになる集光点が、ＸＹ面内では本来の光軸ＡＸ２の位置から－Ｙ方向にずれるので、描画ユニットＭＵ２からシート基板Ｐ上に投射されるビームＬＢ２のスポット光ＳＰも、－Ｙ方向に対応した副走査方向（図２中のＸｔ方向）に変位する。すなわち、ビームＬＢ２のスポット光の走査で形成される描画ラインＳＬ２の全体が設計上の位置から主走査方向にシフトすることになる。描画ラインＳＬ２のシフトの方向は、描画ラインＳＬ６、ＳＬ４のシフト方向と同じになる。
【0096】
以上のことから、レーザ光源１０Ｂの射出口からのビームＬＢｂが、ＸＺ面内で光軸ＡＸｂに対して傾いた場合、シート基板Ｐ上に形成される偶数番の描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６は同時に、主走査方向（図２のＹｔ方向）に同じ量だけシフトする。このような状態は、レーザ光源１０ＡからのビームＬＢａによって生成される奇数番のビームＬＢ１、ＬＢ３、ＬＢ５、並びに奇数番の描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５についても同様に生じる。
【0097】
但し、奇数番の描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３、ＭＵ５のセットと偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４、ＭＵ６のセットとは、図４に示した中心点ＰＧを通る法線の回りに１８０°回転させた配置となっている。その為、レーザ光源１０Ａから射出するビームＬＢａとレーザ光源１０Ｂから射出するビームＬＢｂとが、それぞれ所定の光軸に対してＸＺ面内で共に＋Ｚ方向又は－Ｚ方向に傾いた場合、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とは、シート基板Ｐ上で、Ｙ（Ｙｔ）方向で互いに反対向きにシフトする。逆に、レーザ光源１０Ａから射出するビームＬＢａが所定の光軸に対してＸＺ面内で＋Ｚ方向に角度ΔθＬａだけ傾き、レーザ光源１０Ｂから射出するビームＬＢｂが所定の光軸に対してＸＺ面内で－Ｚ方向に角度ΔθＬｂだけ傾き、角度ΔθＬａと角度ΔθＬｂとが等しい場合、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は、Ｙ方向の同じ向きに同じ量だけシフトする。
【0098】
以上の図１１、図１２で説明したように、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各々の射出口からのビームＬＢａ、ＬＢｂが、設計上の光軸に対して平行シフトするような変動を起こした場合、シート基板Ｐ上での描画ラインＳＬ１～ＳＬ６の各々の位置は大きく変動しないが、テレセン誤差が生じる。一方、図１３、図１４で説明したように、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各々の射出口からのビームＬＢａ、ＬＢｂが、設計上の光軸に対して傾くような変動を起こした場合、シート基板Ｐ上での描画ラインＳＬ１～ＳＬ６の各々の位置は、その傾きの方向と傾き量に応じてＸ方向（副走査方向）やＹ方向（主走査方向）に位置変動する。
【0099】
本実施の形態では、図６に示した検出ユニット３４によって、レーザ光源１０Ａの射出口からのビームＬＢａと、レーザ光源１０Ｂの射出口からのビームＬＢｂとの相対的な平行シフトの変動量と相対的な傾き変動量とを分離して計測することができるので、描画ラインＳＬ１～ＳＬ６の各々の位置変動による継ぎ誤差が低減されるように、図９に示したような平行平板ＨＶ１、ＨＶ２とプリズム板ＲＤ１、ＲＤ２とを含む補正光学系１１Ａ、１１Ｂを調整することができる。
【0100】
〔変形例１〕
図４に示した２つのレンズＧＬ１ａ、ＧＬ２ａによるリレー結像系と、２つのレンズＧＬ１ｂ、ＧＬ２ｂによるリレー結像系の各々の倍率は、等倍以外の拡大、或いは縮小にすることもできる。例えば、各リレー結像系の倍率を拡大倍率αとし、図４中の面Ｐｓａと面Ｐｓｂの各々に結像されるレーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各射出口の像がα倍に拡大されるようにしても良い。一例として、拡大倍率αを４倍（α＝４）とし、図６に示したレンズ３４Ａ、３４Ｂによる縮小リレー光学系の縮小倍率βを１／２（β＝０．５）としたとき、撮像素子３４Ｃの撮像面上でのビームＭＢａ、ＭＢｂの位置変位量は、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各射出口でのビームＬＢａ、ＬＢｂの平行シフトの誤差量の２倍（＝α×β）となり、計測感度を上げることができる。
図４に示した２つのレンズＧＬ１ａ、ＧＬ２ａによるリレー結像系と、２つのレンズＧＬ１ｂ、ＧＬ２ｂによるリレー結像系の各々の倍率は、等倍以外の拡大、或いは縮小にすることもできる。例えば、各リレー結像系の倍率を拡大倍率αとし、図４中の面Ｐｓａと面Ｐｓｂの各々に結像されるレーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各射出口の像がα倍に拡大されるようにしても良い。一例として、拡大倍率αを４倍（α＝４）とし、図６に示したレンズ３４Ａ、３４Ｂによる縮小リレー光学系の縮小倍率βを１／２（β＝０．５）としたとき、撮像素子３４Ｃの撮像面上でのビームＭＢａ、ＭＢｂの位置変位量は、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各射出口でのビームＬＢａ、ＬＢｂの平行シフトの誤差量の２倍（＝α×β）となり、計測感度を上げることができる。
【0101】
また、２つのレンズＧＬ１ａ、ＧＬ２ａによるリレー結像系と、２つのレンズＧＬ１ｂ、ＧＬ２ｂによるリレー結像系の各々の倍率を縮小倍率γとし、面Ｐｓａと面Ｐｓｂの各々に結像されるレーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各射出口の像がγ倍に縮小されるようにしても良い。一例として、縮小倍率γを１／２（γ＝０．５）とし、図６に示したレンズ３４Ａ、３４Ｂによる縮小リレー光学系の縮小倍率βも１／２（β＝０．５）としたとき、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各射出口でのビームＬＢａ、ＬＢｂの各傾きの変化量と、撮像素子３４Ｇの撮像面上でのビームＭＢａ、ＭＢｂの各スポット光の位置の変位量との比例定数は、レンズＧＬ１ａ、ＧＬ２ａによるリレー結像系とレンズＧＬ１ｂ、ＧＬ２ｂによるリレー結像系とを等倍にした場合と比べて大きくなり、計測感度を上げることができる。
【0102】
以上のことから、検出ユニット３４内のレンズ３４Ａ、３４Ｂによる縮小リレー光学系は等倍（縮小倍率β＝１）とし、レンズＧＬ１ａ、ＧＬ２ａによるリレー結像系とレンズＧＬ１ｂ、ＧＬ２ｂによるリレー結像系との各々の倍率を、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各々から射出されるビームＬＢａ、ＬＢｂの平行シフトの誤差を撮像素子３４Ｃで計測するときは拡大倍率とし、ビームＬＢａ、ＬＢｂの傾きの誤差を撮像素子３４Ｇで計測するときは縮小倍率とするように切り換えられる構成にしても良い。
【0103】
〔第２の実施の形態〕
先の図４～図１０の構成によるビームスイッチング部ＢＤＵをほぼそのまま利用し、図２に示した描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６の各々の内部構成を少し変形させることによって、描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６の各々から、２つ又は３つのスポット光を同時にシート基板Ｐ上に投射しつつ、描画ラインＳＬ１～ＳＬ６の各々に沿って走査するマルチスポット化が可能となる。
先の図４～図１０の構成によるビームスイッチング部ＢＤＵをほぼそのまま利用し、図２に示した描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６の各々の内部構成を少し変形させることによって、描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６の各々から、２つ又は３つのスポット光を同時にシート基板Ｐ上に投射しつつ、描画ラインＳＬ１～ＳＬ６の各々に沿って走査するマルチスポット化が可能となる。
【0104】
図１５Ａ～図１５Ｃは、ビームスイッチング部ＢＤＵの初段の音響光学変調素子ＡＭ６に入射するレーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂの入射状態と回折効率を説明する図である。図１５Ａは、音響光学変調素子ＡＭ６を直交座標系ＸＹＺのＸＺ面内で見た図であり、レーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂは、通常は光軸ＡＸｂと同軸に音響光学変調素子ＡＭ６に入射する。音響光学変調素子ＡＭ６は入射するビームＬＢｂ（平行光束）に対して、ブラッグ回折の条件を満たすように配置されるため、１次回折ビームとしてのビームＬＢ６は光軸ＡＸｂに対して－Ｚ方向に所定の回折角で偏向して進む。ここで、音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂを、光軸ＡＸｂと同軸な状態からＸＺ面と平行な面内で入射角θｚだけ傾けると、その入射角θｚに比例して、１次回折ビームとしてのビームＬＢ６もＸＺ面と平行な面内で傾く。
【0105】
また、図１５Ｂは、音響光学変調素子ＡＭ６を直交座標系ＸＹＺのＸＹ面内で見た図であり、レーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂは、通常は光軸ＡＸｂと同軸に音響光学変調素子ＡＭ６に入射する。音響光学変調素子ＡＭ６は入射するビームＬＢｂ（平行光束）に対して、ブラッグ回折の条件を満たすように配置されるため、１次回折ビームとしてのビームＬＢ６は、ＸＹ面内で見ると光軸ＡＸｂと平行に進む。ここで、音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂを、光軸ＡＸｂと同軸な状態からＸＹ面と平行な面内（非回折方向の面内）で入射角θｙだけ傾けると、１次回折ビームとしてのビームＬＢ６はＸＹ面内では、その入射角θｙを保つと共に、ＸＺ面内では－Ｚ方向に所定の回折角で偏向して進む。
【0106】
図１５Ａの場合と、図１５Ｂの場合とを比較したとき、音響光学変調素子ＡＭ６からのビームＬＢ６（１次回折ビーム）の強度は、図１５Ｃのように計測された。図１５Ｃは、音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＢｂの回折方向の入射角θｚ、並びに非回折方向の入射角θｙに対するビームＬＢ６（１次回折ビーム）の強度の変化を模式的に表したグラフである。図１５Ｃの横軸は、入射角θｚと入射角θｙを表し、原点（０）はビームＬＢｂが光軸ＡＸｂと同軸に音響光学変調素子ＡＭ６に入射する状態を表し、図１５Ｃの縦軸は、入射するビームＬＢｂの強度に対するビームＬＢ６（１次回折ビーム）の強度の比率である回折効率（％）を表す。
【0107】
図１５Ｃに示したグラフ中の特性ＣＣｚは、図１５Ａの場合の回折効率の変化を表し、図１５Ｃに示したグラフ中の特性ＣＣｙは、図１５Ｂの場合の回折効率の変化を表す。この特性ＣＣｚ、ＣＣｙから明らかなように、図１５Ａのように入射するビームＬＢｂが、通常の状態から音響光学変調素子ＡＭ６の回折方向に角度θｚで傾く場合、ブラッグ回折の条件から外れる為、その入射角θｚの変化に対して回折効率は急激に低下する。これに対して、図１５Ｂのように入射するビームＬＢｂが、通常の状態から音響光学変調素子ＡＭ６の回折方向と直交した方向（非回折方向）に角度θｙで傾く場合、その入射角θｙの変化に対する回折効率の低下は緩やかである。
【0108】
そこで、本実施の形態では、ＸＹ面内で見たとき、初段の音響光学変調素子ＡＭ６内で２本のビーム（平行光束）を、図１５Ｃに示すように光軸ＡＸｂに対して角度±θｙａとなるように交差させて入射する。その場合、初段の音響光学変調素子ＡＭ６に入射する２本のビームは、それぞれ同じ構成の別のレーザ光源（例えば、１０Ｂ１、１０Ｂ２）から供給される。
【0109】
図１６は、第２の実施の形態によるビームスイッチング部ＢＤＵの初段の音響光学変調素子ＡＭ６から落射ミラーＩＭ６までの光路における２本のビームの状態を示す斜視図である。図１６の直交座標系ＸＹＺは、図４の直交座標系ＸＹＺと同じに設定され、初段の音響光学変調素子ＡＭ６に入射する２本のビーム（いずれも平行光束）は、それぞれ同じ構成の別のレーザ光源（例えば、１０Ｂ１、１０Ｂ２）から供給されビームＬＳａ、ＬＳｂとする。図１５Ｃで説明したように、ビームＬＳａの音響光学変調素子ＡＭ６への入射角は、ＸＹ面内で光軸ＡＸｂから角度－θｙａに設定され、ビームＬＳｂの音響光学変調素子ＡＭ６への入射角は、ＸＹ面内で光軸ＡＸｂから角度＋θｙａに設定される。２本のビームＬＳａ、ＬＳｂの各々は、直径が１ｍｍ～０．５ｍｍ程度の平行光束となって、音響光学変調素子ＡＭ６の結晶内で交差して進んだ後、そのまま直進する０次回折ビームＬＳａ０、ＬＳｂ０（点線）となって集光レンズ１６Ｂに入射する。
【0110】
音響光学変調素子ＡＭ６がＯｎ状態のとき、音響光学変調素子ＡＭ６からは、０次回折ビームＬＳａ０に対して－Ｚ方向に所定の回折角で偏向した１次回折ビームＬＳａ１（実線）と、０次回折ビームＬＳｂ０に対して－Ｚ方向に所定の回折角で偏向した１次回折ビームＬＳｂ１（実線）とが発生し、それぞれ集光レンズ１６Ｂに入射する。集光レンズ１６Ｂから射出する０次回折ビームＬＳａ０、ＬＳｂ０は、それぞれＸＹ面と平行な面内で光軸ＡＸｂから＋Ｙ方向と－Ｙ方向に同じ距離だけ平行シフトした状態で、落射ミラーＩＭ６の上方空間を通って、次のコリメータレンズ１７Ｂに入射する。
【0111】
一方、集光レンズ１６Ｂから射出する１次回折ビームＬＳａ１は、ＸＺ面内で見ると、０次回折ビームＬＳａ０から－Ｚ方向に平行シフトして光軸ＡＸｂと平行に進み、落射ミラーＩＭ６の下向きの４５°の反射面で－Ｚ方向に反射される。同様に、集光レンズ１６Ｂから射出する１次回折ビームＬＳｂ１は、ＸＺ面内で見ると、０次回折ビームＬＳｂ０から－Ｚ方向に平行シフトして光軸ＡＸｂと平行に進み、落射ミラーＩＭ６の下向きの４５°の反射面で－Ｚ方向に反射される。ここで、落射ミラーＩＭ６の反射面で－Ｚ方向に反射された１次回折ビームＬＳａ１をビームＬＢ６ａとし、１次回折ビームＬＳｂ１をビームＬＢ６ｂとする。
【0112】
先の図１１～図１４で説明したように、落射ミラーＩＭ６の反射面のＹ方向の中心を通って光軸ＡＸｂと直交する軸線を光軸ＡＸ６としたとき、ビームＬＢ６ａは光軸ＡＸ６から＋Ｙ方向に所定距離ΔＹＬだけ平行シフトした状態で進み、ビームＬＢ６ｂは光軸ＡＸ６から－Ｙ方向に所定距離ΔＹＬだけ平行シフトした状態で進む。落射ミラーＩＭ６の反射面は集光レンズ１６Ｂの後側焦点の位置に設定されているので、ビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂの各々は、落射ミラーＩＭ６の反射面の位置でビームウェストとなった後に発散するビームとなって進む。落射ミラーＩＭ６の反射面でのビームウェストの直径は数十μｍ程度になっている。
【0113】
先の図４で説明したように、２段目の音響光学変調素子ＡＭ４は、集光レンズ１６Ｂとコリメータレンズ１７Ｂによる等倍のリレー系によって初段の音響光学変調素子ＡＭ６と光学的に共役に設定され、３段目の音響光学変調素子ＡＭ２は、集光レンズ２０Ｂとコリメータレンズ２１Ｂによる等倍のリレー系によって２段目の音響光学変調素子ＡＭ４と光学的に共役に設定されている。その為、図１６に示した音響光学変調素子ＡＭ６がＯｆｆ状態の場合は１次回折ビームＬＳａ１、ＬＳｂ１が発生せずに、０次回折ビームＬＳａ０、ＬＳｂ０の光路に沿って、音響光学変調素子ＡＭ６に入射したビームＬＳａ、ＬＳｂがそのまま集光レンズ１６Ｂ、コリメータレンズ１７Ｂを通って２段目の音響光学変調素子ＡＭ４に入射する。その際、２本のビームＬＳａ、ＬＳｂの各々の音響光学変調素子ＡＭ４への入射角度（ＸＹ面内での光軸ＡＸｂに対する傾き角）は、音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＳａ、ＬＳｂの入射角度と同じになる。同様に、初段の音響光学変調素子ＡＭ６と２段目の音響光学変調素子ＡＭ４が共にＯｆｆ状態の場合も、２本のビームＬＳａ、ＬＳｂの各々の３段目の音響光学変調素子ＡＭ２への入射角度（ＸＹ面内での光軸ＡＸｂに対する傾き角）は、音響光学変調素子ＡＭ６に入射するビームＬＳａ、ＬＳｂの入射角度と同じになる。
【0114】
図１６の落射ミラーＩＭ６で－Ｚ方向に反射された２本のビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂの各々は発散光となっているが、その主光線（中心光線）はそれぞれ光軸ＡＸ６と平行になっている。落射ミラーＩＭ６の位置で、２本のビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂがＹ方向に離れている場合、図２に示した描画ユニットＭＵ１（ＭＵ２～ＭＵ６も同一）のミラーＭ１０に２本のビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂが入射して、最終的にシート基板Ｐ上に投射される２つのスポット光は、互いにＹ（Ｙｔ）方向、即ち主走査方向に一定の間隔（図１６中の間隔２ΔＹＬを所定の比率で縮小した距離）でずれたものとなる。これは、先の図１４で説明した状態と符合している。
【0115】
そこで、本実施の形態では、図１に示した光路調整部ＢＶ１～ＢＶ６の各々の光学構成を少し変形する。先の第１の実施の形態では、光路調整部ＢＶ１～ＢＶ６の各々は複数の反射ミラー、複数のレンズによるリレー光学系、傾斜可能な石英の平行平板等で構成された。本実施の形態では、光路調整部ＢＶ６（ＢＶ１～ＢＶ５も同様）内に、描画ユニットＭＵ６（ＭＵ１～ＭＵ５も同様）の最初のミラーＭ１０に入射する２本のビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂを光軸回りに９０度回転させるローテータ機構を設ける。なお、以下の説明では、描画ユニットＭＵ１～ＭＵ６のいずれかを表わす場合は描画ユニットＭＵｎ（ｎ＝１～６）とし、描画ユニットＭＵｎの各々に入射する２本のビームはビームＬＢｎａ、ＬＢｎｂ（ｎ＝１～６）と記述することもある。
【0116】
図１７は、図１６に示した落射ミラーＩＭ６から光路調整部ＢＶ６（図１参照）を通って描画ユニットＭＵ６内のレンズＬＧａ（図２参照）に至る光路を通る２本のビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂの状態を誇張して表した図である。図１７中の直交座標系ＸＹＺと描画ユニットＭＵ６内の直交座標系ＸｔＹｔＺｔは、それぞれ、図１～図６及び図１６と同じに設定されている。図１７はＸＺ面内で見た光路図であり、落射ミラーＩＭ６のＹ方向の中心を通る光軸ＡＸ６の延長線は、描画ユニットＭＵ６の全体を微小回転させる際の回転中心となる回転軸ＬＥ６（図２中のＬＥ１相当）と同軸に設定されている。
【0117】
落射ミラーＩＭ６で－Ｚ方向に反射された２本のビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂ（発散光）は、図１７では紙面と垂直な方向（Ｙ方向）に重なって見えるが、光軸ＡＸ６を挟んでＹ方向に対称的に位置して光路調整部ＢＶ６に入射する。光路調整部ＢＶ６は、ＸＺ面内で４５度に傾けて配置されたミラーＭ３０、Ｍ３１、Ｍ３２、ＹＺ面に対して４５°＋θｕ／２（θｕは図１参照）の角度で配置されたミラーＭ３３、レンズＧｖ１、Ｇｖ２、Ｇｖ３、及びイメージローテータ（以下、単にローテータとする）ＩＲＤで構成される。ローテータＩＲＤは、例えば特開平８－３３４６９８号公報、国際公開第２０１８／１６４０８７号に開示されているように、光軸ＡＸ６と交差すると共に光軸方向に山形に配置された２つの反射面と、その２つの反射面の山形の稜線から離れて光軸ＡＸ６と平行に配置される第３の反射面とで構成される。
【0118】
図１７において、落射ミラーＩＭ６からの２本のビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂはミラーＭ３０で＋Ｘ方向に直角に反射されてレンズＧｖ１に入射する。レンズＧｖ１の前側焦点は、落射ミラーＩＭ６の反射面、即ちビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂの各々のビームウェストの位置になるように設定される。その為、レンズＧｖ１を通ったビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂは共に平行光束に変換されるが、ＸＹ面内で見るとレンズＧｖ１の後側焦点の面Ｐｖａで交差する。面Ｐｖａは、図１６に示した集光レンズ１６ＢとレンズＧｖ１とで構成されるリレー系によって音響光学変調素子ＡＭ６と光学的に共役に設定されている。面Ｐｖａで交差した２本のビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂは、ミラーＭ３１で－Ｚ方向に直角に反射されて、前側焦点が面Ｐｖａの位置に設定されたレンズＧｖ２に入射する。
【0119】
レンズＧｖ２を通った２本のビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂは、それぞれ収斂光束に変換されると共に、再び、光軸ＡＸ６を挟んで光軸ＡＸ６と平行な光路を通って、ミラーＭ３２で－Ｘ方向に直角に反射される。２本のビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂの各々は、レンズＧｖ２の後側焦点の面Ｐｖｂの位置でビームウェストとなるように収斂した後、発散しながらローテータＩＲＤに入射する。面Ｐｖｂは、レンズＧｖ１、Ｇｖ２によるリレー系によって、落射ミラーＩＭ６の反射面（又はその極近傍）と共役な関係になっている。従って、ＹＺ面と平行な面Ｐｖｂ上では、ビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂの各々のスポット光（ビームウェスト位置）が光軸ＡＸ６を挟んでＹ方向に対称に位置する。
【0120】
ローテータＩＲＤは、光軸ＡＸ６と平行な第３の反射面が、ＸＹ面とＸＺ面の双方に対して４５°傾くように光軸ＡＸ６の回りに回転して配置されている。それにより、ローテータＩＲＤに入射した２本のビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂは、全体に光軸ＡＸ６の回りに９０°回転した状態で、ローテータＩＲＤから射出してレンズＧｖ３に入射する。ローテータＩＲＤから射出する２本のビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂは、共に発散光束となるが、主光線（中心光線）は光軸ＡＸ６と平行になっている。更に、レンズＧｖ３の前側焦点は、ローテータＩＲＤの光路長も含めて、面Ｐｖｂの位置に設定されるので、レンズＧｖ３を通ったビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂは、それぞれ平行光束に変換されると共に、ＸＺ面内では互いに交差するように傾く。
【0121】
ビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂは、ＹＺ面に対して角度（４５°＋θｕ／２）だけ傾いたミラーＭ３３で－Ｚ方向に反射されて、ＸＹ面に対して角度θｕだけ傾いた面Ｐｖｃの位置で交差した後、描画ユニットＭＵ６内のミラーＭ１０に入射する。ミラーＭ１０で－Ｘｔ方向に反射されたビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂ（共に平行光束）の各々は、図２に示したビームエキスパンダーを構成する初段のレンズＬＧａに、それぞれレンズＬＧａの光軸（光軸ＡＸ６）に対してＸｔＺｔ面内で傾いて入射する。レンズＬＧａの前側焦点は、面Ｐｖｃの位置に設定されるので、レンズＬＧａの後側焦点の面ＯＰａ上には、光軸を挟んでＺｔ方向の対称的な位置にビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂの各々のスポット（ビームウェスト）ＳＰ６ａ、ＳＰ６ｂが形成される。
【0122】
面ＯＰａは、最終的に描画ユニットＭＵ６内のｆθレンズ系ＦＴと第２シリンドリカルレンズＣＹｂとで設定される結像面（シート基板Ｐの表面）と共役な関係になっている。その為、描画ユニットＭＵ６からシート基板Ｐ上に投射される２本のビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂの各々のスポット光は、Ｘｔ方向（副走査方向）に所定の間隔を空けて集光される。その他の描画ユニットＭＵ１～ＭＵ５の各々についても、図１７と同様に、ローテータＩＲＤを含む光路調整部ＢＶ１～ＢＶ５を設けることで、２本のビームＬＢｎａ、ＬＢｎｂの各々のスポット光をＸｔ方向（副走査方向）に所定の間隔で集光させることができる。従って、本実施の形態では、偶数番の描画ユニットＭＵ６、ＭＵ４、ＭＵ２の各々に供給される２本のビームＬＢｎａ、ＬＢｎｂの為の２つのレーザ光源１０Ｂ１、１０Ｂ２と、奇数番の描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３、ＭＵ５の各々に供給される２本のビームＬＢｎａ、ＬＢｎｂの為の２つのレーザ光源１０Ａ１、１０Ａ２との計４台のレーザ光源が設置される。
【0123】
本実施の形態においても、先の図４、図６に示したように、レーザ光源１０Ａ１とレーザ光源１０Ｂ１とを中心点ＰＧに関して点対称に配置し、レーザ光源１０Ａ２とレーザ光源１０Ｂ２とを中心点ＰＧに関して点対称に配置することができる。また、図６に示した三角ミラー３３と検出ユニット３４は、レーザ光源１０Ａ１からのビームとレーザ光源１０Ｂ１からのビームとを受光するセットと、レーザ光源１０Ａ２からのビームとレーザ光源１０Ｂ２からのビームとを受光するセットとの２セットに分けても良い。また、描画ユニットＭＵｎ（ｎ＝１～６）の各々からシート基板Ｐ上に投射されるビームＬＢｎａ（ｎ＝１～６）によるシート基板Ｐ上のスポット光をスポット光ＳＰａとし、ビームＬＢｎｂ（ｎ＝１～６）によるシート基板Ｐ上のスポット光をスポット光ＳＰｂとしたとき、シート基板Ｐ上の２つのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの位置変動が正確にモニター（計測）できることが望ましい。
【0124】
図１８は、本実施の形態に適用される４つのレーザ光源１０Ａ１、１０Ａ２、１０Ｂ１、１０Ｂ２の各々からのビームを、初段の音響光学変調素子ＡＭ６、ＡＭ１に導く光路の一例を示す図である。図１８の直交座標系ＸＹＺは先の図４と同じに設定され、また、図４中の部材や配置と同じものには同じ符号を付してある。Ｙ方向に並置されたレーザ光源１０Ａ１、１０Ａ２は、それぞれビームＬＳＡ１、ＬＳＡ２（平行光束）を＋Ｘ方向に射出する。ビームＬＳＡ１はミラーＭ４０ａで＋Ｙ方向に斜めに反射され、ビームＬＳＡ２はミラーＭ４０ｂで－Ｙ方向に斜めに反射される。ミラーＭ４０ａで反射されたビームＬＳＡ１と、ミラーＭ４０ｂで反射されたビームＬＳＡ２とは、Ｖ字ミラーＭ４０ｃの２つの反射面の各々で、ＸＹ面内で所定の交差角度になるように反射される。
【0125】
Ｖ字ミラーＭ４０ｃで反射された２本のビームＬＳＡ１、ＬＳＡ２の各々は、先の図１５Ｃで説明したように、初段の音響光学変調素子ＡＭ１に適した入射角±θｙａに調整するプリズムブロックＶＰ１に入射する。プリズムブロックＶＰ１を射出した２本のビームＬＳＡ１、ＬＳＡ２（平行光束）は、ＸＹ面内で光軸ＡＸａに対して所定の傾きを持って進み、初段の音響光学変調素子ＡＭ１の結晶内で交差する。更に、プリズムブロックＶＰ１から初段の音響光学変調素子ＡＭ１までの光路中には、光軸ＡＸａの回りに回転可能な１／２波長板ＷＰ１と、２本のビームＬＳＡ１、ＬＳＡ２の各々の一部を計測用のビームＭＢａ’として＋Ｙ方向に反射させる偏光ビームスプリッタＰＢＳ１とが設けられる。偏光ビームスプリッタＰＢＳ１での２本のビームＬＳＡ１、ＬＳＡ２の透過強度と、計測用のビームＭＢａ’として分岐される反射強度との比率は、１／２波長板ＷＰ１の回転角度によって調整可能である。
【0126】
計測用のビームＭＢａ’（２本のビームＬＳＡ１、ＬＳＡ２の各々の一部の強度を含む）は、先の図６で説明した三角ミラー３３と検出ユニット３４によって受光され、ビームＬＳＡ１、ＬＳＡ２の相対的な変動量が計測される。なお、レーザ光源１０Ａ１、１０Ａ２の各々の射出口からのビームＬＳＡ１、ＬＳＡ２の位置や傾きの変動を補正する為、先の図９に示したような補正光学系が、レーザ光源１０Ａ１とミラーＭ４０ａの間の光路中、及びレーザ光源１０Ａ２とミラーＭ４０ｂの間の光路中に設けられる。また、図１８では図示を省略したが、偏光ビームスプリッタＰＢＳ１から検出ユニット３４までの光路中には、必要に応じて、図４に示したレンズＧＬ１ａ、ＧＬ２ａ等によるリレー光学系が設けられる。
【0127】
偶数番の描画ユニットＭＵ６、ＭＵ４、ＭＵ２の各々に供給される２本のビームＬＳＢ１、ＬＳＢ２は、それぞれレーザ光源１０Ｂ１、１０Ｂ２から射出される。レーザ光源１０Ｂ１からのビームＬＳＢ１は、ミラーＭ４０ａと同様のミラーＭ４２ａ、Ｖ字ミラーＭ４０ｃと同様のＶ字ミラーＭ４２ｃ、プリズムブロックＶＰ１と同様のプリズムブロックＶＰ２を介して、ＸＹ面内で光軸ＡＸｂに対して所定の角度で傾いて、初段の音響光学変調素子ＡＭ６に入射する。更に、レーザ光源１０Ｂ２からのビームＬＳＢ２は、ミラーＭ４０ｂと同様のミラーＭ４２ｂ、Ｖ字ミラーＭ４２ｃ、プリズムブロックＶＰ２を介して、ＸＹ面内で光軸ＡＸｂに対して所定の角度で傾いて、初段の音響光学変調素子ＡＭ６に入射する。
【0128】
プリズムブロックＶＰ２と音響光学変調素子ＡＭ６の間の光路中には、１／２波長板ＷＰ２と偏光ビームスプリッタＰＢＳ２が配置され、２本のビームＬＳＢ１、ＬＳＢ２の各々の一部を分岐させた計測用のビームＭＢｂ’が三角ミラー３３を介して検出ユニット３４で受光される。本実施の形態でも、レーザ光源１０Ａ１、１０Ａ２、ミラーＭ４０ａ、Ｍ４０ｂ、Ｖ字ミラーＭ４０ｃ、プリズムブロックＶＰ１、１／２波長板ＷＰ１、及び偏光ビームスプリッタＰＢＳ１による光学配置の全体と、レーザ光源１０Ｂ１、１０Ｂ２、ミラーＭ４２ａ、Ｍ４２ｂ、Ｖ字ミラーＭ４２ｃ、プリズムブロックＶＰ２、１／２波長板ＷＰ２、及び偏光ビームスプリッタＰＢＳ２による光学配置の全体とは、ＸＹ面内で中心点ＰＧに関して点対称の関係になっている。
【0129】
以上の図１８において、ミラーＭ４０ａ、Ｍ４０ｂ、Ｖ字ミラーＭ４０ｃ、及びプリズムブロックＶＰ１による光学系（或いはミラーＭ４２ａ、Ｍ４２ｂ、Ｖ字ミラーＭ４２ｃ、及びプリズムブロックＶＰ２による光学系）は、初段の音響光学変調素子ＡＭ１（或いはＡＭ６）内で、２本のビームＬＳＡ１、ＬＳＡ２（或いはＬＳＢ１、ＬＳＢ２）が非回折方向（Ｙ方向）に関して所定の交差角（一例として、０°＜θｙ≦１°）で交わるように合成する合成光学系として機能する。
【0130】
なお、先の図４のビームスイッチング部ＢＤＵの構成でも同じであるが、レーザ光源１０Ａから三角ミラー３３（又は検出ユニット３４）までの計測用のビームＭＢａ’（ＭＢａ）の光路配置と、レーザ光源１０Ｂから三角ミラー３３（又は検出ユニット３４）までの計測用のビームＭＢｂ’（ＭＢｂ）の光路配置とは、必ずしも中心点ＰＧの回りに１８０°回転させた点対称の関係で無くても良く、ＸＹ面内で線対称の関係にしても良い。具体的には、中心点ＰＧの法線と直交するＸ軸と平行な中心線に関して線対称な配置、或いは、中心点ＰＧの法線と直交するＹ軸と平行な中心線に関して線対称な配置にしても良い。
【0131】
図１９は、図１６～図１８に示した構成の第２の実施の形態において、シート基板Ｐ上に投射される２つのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの走査の様子を模式的に示す図であり、ここでは代表して、図１７に示した描画ユニットＭＵ６から投射される２本のビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂの各々によるスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの主走査の様子を示す。図１７のように、２本のビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂが描画ユニットＭＵ６に入射すると、シート基板Ｐ上には、図１９のように２つのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂがＸｔ方向（副走査方向）に中心間隔ΔＸＳで分離して位置する。ここで、スポット光ＳＰａ、ＳＰｂの各々の実効的な直径（ピーク強度値の１／ｅ2、又は１／２となる強度値での直径）をφｓ（μｍ）と
すると、中心間隔ΔＸＳは、一例としてΔＸＳ≧１．５・φｓの関係に設定される。しかしながら、光学的な諸収差の影響を小さくしたい場合、中心間隔ΔＸＳは、ΔＸＳ＝０．５・φｓ（スポット光ＳＰａ、ＳＰｂが直径φｓの半分で互いにオーバーラップする状態）まで小さくすることができる。逆に、中心間隔ΔＸＳが直径φｓの１０倍以上になると、諸収差の影響でスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの形状に歪みが生じると共にテレセン誤差が増大する。従って、αを１以上の整数としたとき、中心間隔ΔＸＳは、一般式として、ΔＸＳ≧０．５・α・φｓ（α＝１、２、３・・・）に設定可能である。
すると、中心間隔ΔＸＳは、一例としてΔＸＳ≧１．５・φｓの関係に設定される。しかしながら、光学的な諸収差の影響を小さくしたい場合、中心間隔ΔＸＳは、ΔＸＳ＝０．５・φｓ（スポット光ＳＰａ、ＳＰｂが直径φｓの半分で互いにオーバーラップする状態）まで小さくすることができる。逆に、中心間隔ΔＸＳが直径φｓの１０倍以上になると、諸収差の影響でスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの形状に歪みが生じると共にテレセン誤差が増大する。従って、αを１以上の整数としたとき、中心間隔ΔＸＳは、一般式として、ΔＸＳ≧０．５・α・φｓ（α＝１、２、３・・・）に設定可能である。
【0132】
レーザ光源１０Ｂ１、１０Ｂ２が発振周波数４００ＭＨｚのファイバーアンプレーザ光源である場合、スポット光ＳＰａ、ＳＰｂの各々は主走査方向であるＹｔ方向（Ｙ方向）に２．５ｎＳ周期のクロック信号ＣＬＫに応答してパルス照射される。その為、スポット光ＳＰａ、ＳＰｂは、Ｙｔ方向に関して直径φｓの１／２でオーバーラップするように設定される。即ち、スポット光ＳＰａ、ＳＰｂのＹｔ方向の走査速度Ｖｓｓが、Ｖｓｓ＝（φｓ／２μｍ）／２．５ｎＳとなるように、ポリゴンミラーＰＭの回転速度が設定される。同様に、シート基板ＰのＸｔ方向の移動速度も、Ｘｔ方向に関してスポット光ＳＰａ又はＳＰｂの直径φｓの１／２でオーバーラップするように設定される。従って、描画ユニットＭＵ６から単一のスポット光ＳＰのみが投射される場合、シート基板Ｐ上ではスポット光ＳＰの走査により、図１９に示すように、Ｘｔ方向にΔＸＴ（＝φｓ／２）のピッチで並ぶ描画ラインＳＬ６ａ、ＳＬ６ａ’、ＳＬ６ｂ、ＳＬ６ｂ’、・・・、ＳＬ６ｆ、ＳＬ６ｆ’・・・の各々が形成されるようにシート基板Ｐの移動速度が設定される。
【0133】
一方、図１９のように、２つのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂがＸｔ方向に並べて配置される場合、スポット光ＳＰａ、ＳＰｂはポリゴンミラーＰＭの回転で同時に主走査方向に走査される。その為、図１９の右側に示すように、最終的にシート基板Ｐ上に打たれるスポット光を、Ｘｔ方向に関してφ／２の間隔でオーバーラップさせるには、２つのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの同時走査で形成される１回の描画ラインが、ＳＬ６ａ、ＳＬ６ｂ、ＳＬ６ｃ、・・・となるようにシート基板Ｐを移動させれば良い。従って、単一のスポット光ＳＰの場合でも、２つのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの場合でも、ポリゴンミラーＰＭの回転速度を変えないとする（走査速度Ｖｓｓを同じにする）と、図１９のように２つのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂにした場合は、シート基板ＰのＸｔ方向の移動速度を２倍にすること、即ちシート基板Ｐの露光処理時間を１／２にすることができる。
【0134】
本変形例では、２台のレーザ光源１０Ａ１、１０Ａ２（又は１０Ｂ１、１０Ｂ２）からの２本のビームＬＳＡ１、ＬＳＡ２（又はＬＳＢ１、ＬＳＢ２）を、ビームスイッチング部ＢＤＵ内の音響光学変調素子ＡＭｎの位置で所定の交差角度となるように通すようにしたが、音響光学変調素子ＡＭｎの位置で３本のビームが交差するように、３台のレーザ光源を設けても良い。３本目のビームは、ビームスイッチング部ＢＤＵ内の初段の音響光学変調素子ＡＭ１又はＡＭ６を通る光軸ＡＸａ又はＡＸｂと同軸に設定される。その場合、描画ユニットＭＵｎの各々からシート基板Ｐ上に投射される３つ目のスポット光は、図１９に示した２つのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂの間に設定される。３つのスポット光同士は、図１９中でＸｔ方向に互いに重ならないように設定するのが好ましいが、３つのスポット光の各々のＸｔ方向の中心間隔ΔＸＳを、ΔＸＳ＝０．５・φｓ（Ｘｔ方向に並ぶスポット光が直径φｓの１／２ずつオーバーラップした状態）にしても良い。
【0135】
〔変形例２〕
図２０は、先の図２に示した描画ユニットＭＵｎ（ＭＵ１～ＭＵ６）の変形例を示す斜視図である。図２０の描画ユニットＭＵｎの構成は、例えば、国際公開第２０１９／０８２８５０号に開示されているので簡単に説明するが、図２０中の部材で図２中の部材と同じ機能のものには同じ符号を付してある。また、直交座標系ＸｔＹｔＺｔの設定も図２と同じである。本変形例の図２との主な相違点は、第１シリンドリカルレンズＣＹａとポリゴンミラーＰＭとの間の光路中に、レンズＬＧｄとレンズＬＧｅとによる結像系を設けると共に、レンズＬＧｅからポリゴンミラーＰＭの間の光路中に、光路を折り返す３つのミラーＭ１４ａ、Ｍ１４ｂ、Ｍ１４ｃを設けたことである。レンズＬＧｄ、ＬＧｅによる結像系は、第１シリンドリカルレンズＣＹａの後側焦点の位置とポリゴンミラーＰＭの反射面Ｒｐ１とを結像関係にする。
図２０は、先の図２に示した描画ユニットＭＵｎ（ＭＵ１～ＭＵ６）の変形例を示す斜視図である。図２０の描画ユニットＭＵｎの構成は、例えば、国際公開第２０１９／０８２８５０号に開示されているので簡単に説明するが、図２０中の部材で図２中の部材と同じ機能のものには同じ符号を付してある。また、直交座標系ＸｔＹｔＺｔの設定も図２と同じである。本変形例の図２との主な相違点は、第１シリンドリカルレンズＣＹａとポリゴンミラーＰＭとの間の光路中に、レンズＬＧｄとレンズＬＧｅとによる結像系を設けると共に、レンズＬＧｅからポリゴンミラーＰＭの間の光路中に、光路を折り返す３つのミラーＭ１４ａ、Ｍ１４ｂ、Ｍ１４ｃを設けたことである。レンズＬＧｄ、ＬＧｅによる結像系は、第１シリンドリカルレンズＣＹａの後側焦点の位置とポリゴンミラーＰＭの反射面Ｒｐ１とを結像関係にする。
【0136】
図２０の描画ユニットＭＵｎでも、図１６～図１８で説明したように、２つのレーザ光源１０Ａ１、１０Ａ２（又は１０Ｂ１、１０Ｂ２）の各々からビームスイッチング部ＢＤＵの落射ミラーＩＭｎ（ｎ＝１～６）と光路調整部ＢＶｎ（ｎ＝１～６）とを介して、２本のビームＬＢｎａ、ＬＢｎｂが供給される。但し、描画ユニットＭＵｎ内のレンズＬＧｄ、ＬＧｅによる結像系と３つのミラーＭ１４ａ、Ｍ１４ｂ、Ｍ１４ｃとによる光路折り曲げによって、図１７に示した光路調整部ＢＶｎ（ｎ＝１～６）内のローテータＩＲＤは省略される。従って、図１７では、描画ユニットＭＵ６のミラーＭ１０で反射されて、レンズＬＧａに入射する２つのビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂ（平行光束）の各々は、レンズＬＧａの光軸を含んでＸｔＹｔ面と平行な面内で光軸に対して対称に傾いたものとなる。従って、図１７に示した面ＯＰａに形成されるスポット（ビームウェスト）ＳＰ６ａ、ＳＰ６ｂの各々は、光軸と交差してＹｔ方向（Ｙ方向）に延びる線上に位置する。
【0137】
以上の変形例２による描画ユニットＭＵｎ（ｎ＝１～６）を用いた場合も、図１９に示したように、２つのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂをＸｔ方向に一定の中心間隔ΔＸＳで配置することができるので、シート基板Ｐの露光処理時間を単一のスポット光ＳＰによる露光処理時間の１／２に短縮することができる。なお、図２０中の光電センサＤＴは、シート基板Ｐ上に投射される２つのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂと光学的に共役な位置に設置されることから、スポット光ＳＰａの投射によるシート基板Ｐからの反射光と、スポット光ＳＰｂの投射によるシート基板Ｐからの反射光とを、個別に受光するような２分割の光電素子で構成される。
【0138】
〔変形例３〕
以上の第１の実施の形態や第２の実施の形態では、ポリゴンミラーＰＭとｆθレンズ系とによって、被照射面であるシート基板Ｐ上に投射されるスポット光ＳＰ（又はＳＰａ、ＳＰｂ）を描画データに応答して強度変調させつつ１次元に走査するスポット走査式の描画ユニットＭＵｎ（ｎ＝１～６）を用いた。しかしながら、描画ユニットＭＵｎの構成は、デジタル・ミラー・デバイス（ＤＭＤ）や空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）での反射光で生成される可変光強度分布を投影結像系によってシート基板Ｐ上に
投射するマスクレス露光方式であっても良い。
以上の第１の実施の形態や第２の実施の形態では、ポリゴンミラーＰＭとｆθレンズ系とによって、被照射面であるシート基板Ｐ上に投射されるスポット光ＳＰ（又はＳＰａ、ＳＰｂ）を描画データに応答して強度変調させつつ１次元に走査するスポット走査式の描画ユニットＭＵｎ（ｎ＝１～６）を用いた。しかしながら、描画ユニットＭＵｎの構成は、デジタル・ミラー・デバイス（ＤＭＤ）や空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）での反射光で生成される可変光強度分布を投影結像系によってシート基板Ｐ上に
投射するマスクレス露光方式であっても良い。
【0139】
その場合、１つのＤＭＤ（又はＳＬＭ）と１つの投影結像系とによって１つの描画ユニットが構成され、その描画ユニットの複数がシート基板Ｐの幅方向（Ｙ方向）に並べられる。複数の描画ユニットの各々に露光用のビーム（ＤＭＤやＳＬＭへの照明光束）を供給する光源装置として、複数のレーザ光源を使う場合は、先の図６で示したような検出ユニット３４を用いて、各レーザ光源から射出されるビームの変動を正確にモニター（計測）することができる。
【0140】
〔変形例４〕
図２１は、先の図１７に示した光路調整部ＢＶ６の一部の構成を変形した斜視図であり、直交座標系ＸＹＺは、図１７及び図１６と同じに設定されている。図１６で説明したように、音響光学変調素子ＡＭ６には、２本のビームＬＳａ、ＬＳｂ（平行光束）がＸＹ面内で光軸ＡＸｂを挟んで一定の交差角となるように入射する。音響光学変調素子ＡＭ６がオン状態のときに発生するビームＬＳａの１次回折ビームＬＳａ１とビームＬＳｂの１次回折ビームＬＳｂ１とは、集光レンズ１６Ｂによって落射ミラーＩＭ６の反射面（ＸＹ面と平行な面から４５度傾斜）の位置でビームウェストとなるように集光する。落射ミラーＩＭ６の反射面で－Ｚ方向に反射された２本の１次回折ビームＬＳａ１、ＬＳｂ１は、それぞれビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂとしてミラーＭ３０ａに入射する。
図２１は、先の図１７に示した光路調整部ＢＶ６の一部の構成を変形した斜視図であり、直交座標系ＸＹＺは、図１７及び図１６と同じに設定されている。図１６で説明したように、音響光学変調素子ＡＭ６には、２本のビームＬＳａ、ＬＳｂ（平行光束）がＸＹ面内で光軸ＡＸｂを挟んで一定の交差角となるように入射する。音響光学変調素子ＡＭ６がオン状態のときに発生するビームＬＳａの１次回折ビームＬＳａ１とビームＬＳｂの１次回折ビームＬＳｂ１とは、集光レンズ１６Ｂによって落射ミラーＩＭ６の反射面（ＸＹ面と平行な面から４５度傾斜）の位置でビームウェストとなるように集光する。落射ミラーＩＭ６の反射面で－Ｚ方向に反射された２本の１次回折ビームＬＳａ１、ＬＳｂ１は、それぞれビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂとしてミラーＭ３０ａに入射する。
【0141】
ミラーＭ３０ａの反射面はＸＹ面と平行な面から４５度傾斜して配置され、ビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂは－Ｘ方向に反射される。ミラーＭ３０ａで反射されたビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂは、ＸＺ面と平行な面から４５度傾斜した反射面を有するミラーＭ３０ｂで－Ｙ方向に反射された後、反射面がＸＹ面と平行な面から４５度傾斜したミラーＭ３０ｃで－Ｚ方向に反射される。ミラーＭ３０ｃで反射された２本のビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂは、図１７に示したレンズＧｖ１に入射する。ビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂの各々の主光線（中心光線）は、落射ミラーＩＭ６からミラーＭ３０ａ、Ｍ３０ｂ、Ｍ３０ｃを介してレンズＧｖ１に至る光路内では、レンズＧｖ１の光軸ＡＸ６と平行であり、光軸ＡＸ６を挟んで対称に位置する。なお、レンズＧｖ１の前側焦点は、ミラーＭ３０ａ、Ｍ３０ｂ、Ｍ３０ｃによる光路を介して落射ミラーＩＭ６の反射面の位置に設定されている。
【0142】
図２１のように、落射ミラーＩＭ６の後にミラーＭ３０ａ、Ｍ３０ｂ、Ｍ３０ｃを設けることにより、２本のビームＬＢ６ａ、ＬＢ６ｂ（発散光束）の各々の中心光線のレンズＧｖ１への入射位置は、光軸ＡＸ６の位置を挟んでＹ方向にΔＹＬだけ離れる。図２１のミラーＭ３０ａ、Ｍ３０ｂ、Ｍ３０ｃは、図１７に示した光路調整部ＢＶ６内のイメージローテータＩＲＤと同様の機能を有する。他の落射ミラーＩＭ１～ＩＭ５の各々で－Ｚ方向に反射された２本のビームＬＢｎａ、ＬＢｎｂ（ｎ＝１～５）に関しても、同様に、図２１のミラーＭ３０ａ、Ｍ３０ｂ、Ｍ３０ｃを介して光路調整部ＢＶｎ（ｎ＝１～５）の各々に含まれるレンズＧｖ１に入射される。
【0143】
本変形例を用いる場合、図１７に示したローテータＩＲＤを取り外した状態の光路調整部ＢＶｎ（ｎ＝１～６）と図２０に示した描画ユニットＭＵｎ（ｎ＝１～６）とによって、図１９に示したような２つのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂをＸｔ方向に中心間隔ΔＸＳだけ離して配置した状態で、描画ラインＳＬｎ（ｎ＝１～６）に沿って主走査できる。本変形例によると、図１７に示したレンズＧｖ１～Ｇｖ３、ミラーＭ３１～Ｍ３３、及び、図２１のミラーＭ３０ａ、Ｍ３０ｂ、Ｍ３０ｃによって光路調整部ＢＶｎ（ｎ＝１～６）が構成される。
【0144】
〔変形例５〕
先の図４、図５に示したように、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各々からのビームＬＢａ、ＬＢｂの光量（エネルギー）の一部を計測用ビームＭＢａ、ＭＢｂとして分岐するビームスプリッタ３０Ａ、３０Ｂは、偏光ビームスプリッタ（図１８で説明したＰＢＳ１、ＰＢＳ２に相当）としても良い。その場合、図４（又は図５）に示したレーザ光源１０Ａとビームスプリッタ３０Ａの間、並びにレーザ光源１０Ｂとビームスプリッタ３０Ｂの間に、回転可能な１／２波長板（図１８で説明したＷＰ１、ＷＰ２に相当）が設けられる。その１／２波長板の回転角度位置により、ビームスプリッタ３０Ａ（３０Ｂ）を透過した露光用のビームＬＢａ（ＬＢｂ）とビームスプリッタ３０Ａ（３０Ｂ）で反射した計測用ビームＭＢａ（ＭＢｂ）との光量比を調整できる。その為、レーザ光源１０Ａ側の１／２波長板とレーザ光源１０Ｂ側の１／２波長板との各回転角度を個別に調整することで、奇数番の描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３、ＭＵ５の各々からシート基板Ｐに投射されるスポット光ＳＰの強度と、偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４、ＭＵ６の各々からシート基板Ｐに投射されるスポット光ＳＰの強度とを揃えるような調整もできる。
先の図４、図５に示したように、レーザ光源１０Ａ、１０Ｂの各々からのビームＬＢａ、ＬＢｂの光量（エネルギー）の一部を計測用ビームＭＢａ、ＭＢｂとして分岐するビームスプリッタ３０Ａ、３０Ｂは、偏光ビームスプリッタ（図１８で説明したＰＢＳ１、ＰＢＳ２に相当）としても良い。その場合、図４（又は図５）に示したレーザ光源１０Ａとビームスプリッタ３０Ａの間、並びにレーザ光源１０Ｂとビームスプリッタ３０Ｂの間に、回転可能な１／２波長板（図１８で説明したＷＰ１、ＷＰ２に相当）が設けられる。その１／２波長板の回転角度位置により、ビームスプリッタ３０Ａ（３０Ｂ）を透過した露光用のビームＬＢａ（ＬＢｂ）とビームスプリッタ３０Ａ（３０Ｂ）で反射した計測用ビームＭＢａ（ＭＢｂ）との光量比を調整できる。その為、レーザ光源１０Ａ側の１／２波長板とレーザ光源１０Ｂ側の１／２波長板との各回転角度を個別に調整することで、奇数番の描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３、ＭＵ５の各々からシート基板Ｐに投射されるスポット光ＳＰの強度と、偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４、ＭＵ６の各々からシート基板Ｐに投射されるスポット光ＳＰの強度とを揃えるような調整もできる。
【0145】
〔変形例６〕
先の図１～図６に示した第１の実施の形態では、露光用のビームＬＢａを供給するレーザ光源（第１光源装置）１０Ａが、奇数番の３つの描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３、ＭＵ５に対して設けられ、露光用のビームＬＢｂを供給するレーザ光源（第２光源装置）１０Ｂが、偶数番の３つの描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４、ＭＵ６に対して設けられた。しかしながら、２つの描画ユニットの各々で描画されるパターン同士を継ぎ露光するパターン描画装置（露光装置）で、２つの描画ユニットの各々に対して１台のレーザ光源（光源装置）が設けられる装置構成の場合でも、同様の検出ユニット３４を設けることができる。また、１台のレーザ光源（光源装置）からのビームが供給される３つの描画ユニットのセットが４セット設けられ、計１２の描画ユニットＭＵ１～ＭＵ１２で継ぎ露光を行う場合、４台のレーザ光源が設けられる。その場合、４台のレーザ光源の各々からのビームＬＢａ、ＬＢｂ、ＬＢｃ、ＬＢｄの分岐によって生成される計測用のビームＭＢａ、ＭＢｂ、ＭＢｃ、ＭＢｄの光路は、例えば、図２２のように設定される。
先の図１～図６に示した第１の実施の形態では、露光用のビームＬＢａを供給するレーザ光源（第１光源装置）１０Ａが、奇数番の３つの描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３、ＭＵ５に対して設けられ、露光用のビームＬＢｂを供給するレーザ光源（第２光源装置）１０Ｂが、偶数番の３つの描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４、ＭＵ６に対して設けられた。しかしながら、２つの描画ユニットの各々で描画されるパターン同士を継ぎ露光するパターン描画装置（露光装置）で、２つの描画ユニットの各々に対して１台のレーザ光源（光源装置）が設けられる装置構成の場合でも、同様の検出ユニット３４を設けることができる。また、１台のレーザ光源（光源装置）からのビームが供給される３つの描画ユニットのセットが４セット設けられ、計１２の描画ユニットＭＵ１～ＭＵ１２で継ぎ露光を行う場合、４台のレーザ光源が設けられる。その場合、４台のレーザ光源の各々からのビームＬＢａ、ＬＢｂ、ＬＢｃ、ＬＢｄの分岐によって生成される計測用のビームＭＢａ、ＭＢｂ、ＭＢｃ、ＭＢｄの光路は、例えば、図２２のように設定される。
【0146】
図２２は、４台のレーザ光源１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの各々からのビームＬＢａ、ＬＢｂ、ＬＢｃ、ＬＢｄの分岐により生成される計測用ビームＭＢａ、ＭＢｂ、ＭＢｃ、ＭＢｄの光路を模式的に表した図である。図２２において、直交座標系ＸＹＺのＸ方向はシート基板Ｐが移動する副走査方向であり、Ｙ方向は１２の描画ユニットＭＵ１～ＭＵ１２の各々から投射されるスポット光の主走査方向である。本変形例において、レーザ光源１０Ａの射出口から＋Ｘ方向に放射されるビームＬＢａは、ビームスプリッタ３０Ａ、１２Ａ等を介して、図４に示したような奇数番の音響光学変調素子ＡＭ１、ＡＭ３、ＡＭ５を直列に通るように配向され、奇数番の描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３、ＭＵ５に供給される。また、レーザ光源１０Ｂは、本変形例では、Ｘ方向に関してレーザ光源１０Ａと背中合わせに配置される。レーザ光源１０Ｂの射出口から－Ｘ方向に放射されるビームＬＢｂは、ビームスプリッタ３０Ｂ、１２Ｂ等を介して、図４に示したような偶数番の音響光学変調素子ＡＭ２、ＡＭ４、ＡＭ６を直列に通るように配向され、偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４、ＭＵ６に供給される。
【0147】
図２２に示した中心点ＰＧは、図４中の中心点ＰＧと同様に、１２の描画ユニットＭＵ１～ＭＵ１２のＸＹ面内での配置の点対称の中心点を表わす。残りの２つのレーザ光源１０Ｃ、１０Ｄの配置は、２つのレーザ光源１０Ａ、１０Ｂの配置を中心点ＰＧの回りに１８０°回転させた点対称の関係になっている。なお、２つのレーザ光源１０Ａ、１０Ｂと２つのレーザ光源１０Ｃ、１０Ｄとは、中心点ＰＧを通ってＸ軸と平行に設定される中心線に関して、ＸＹ面内では対称な配置関係にもなっている。
【0148】
レーザ光源１０Ｃの射出口から＋Ｘ方向に放射されるビームＬＢｃは、ビームスプリッタ３０Ｃ、１２Ｃ等を介して、奇数番の音響光学変調素子ＡＭ１１、ＡＭ９、ＡＭ７を直列に通るように配向され、奇数番の描画ユニットＭＵ１１、ＭＵ９、ＭＵ７に供給される。Ｘ方向に関してレーザ光源１０Ｃと背中合わせに配置されたレーザ光源１０Ｄの射出口から－Ｘ方向に放射されるビームＬＢｄは、ビームスプリッタ３０Ｄ、１２Ｄ等を介して、偶数番の音響光学変調素子ＡＭ１２、ＡＭ１０、ＡＭ８を直列に通るように配向され、偶数番の描画ユニットＭＵ１２、ＭＵ１０、ＭＵ８に供給される。
【0149】
レーザ光源１０ＡからのビームＬＢａのビームスプリッタ３０Ａで分岐された計測用ビームＭＢａは、ミラー３１Ａや不図示のリレー光学系（図４中のレンズＧＬ１ａ、ＧＬ２ａ）を介して、中心点ＰＧに配置された三角ミラー３３’に向かう。レーザ光源１０ＢからのビームＬＢｂのビームスプリッタ３０Ｂで分岐された計測用ビームＭＢｂは、ミラー３１Ｂや不図示のリレー光学系を介して、中心点ＰＧに配置された三角ミラー３３’に向かう。レーザ光源１０ＣからのビームＬＢｃのビームスプリッタ３０Ｃで分岐された計測用ビームＭＢｃは、ミラー３１Ｃや不図示のリレー光学系を介して、中心点ＰＧに配置された三角ミラー３３’に向かう。同様に、レーザ光源１０ＤからのビームＬＢｄのビームスプリッタ３０Ｄで分岐された計測用ビームＭＢｄは、ミラー３１Ｄや不図示のリレー光学系を介して、中心点ＰＧに配置された三角ミラー３３’に向かう。
【0150】
図２３は、変動光学検出系を構成する三角ミラー３３’と検出ユニット３４との配置関係を示す斜視図であり、直交座標系ＸＹＺは図２２中の設定と同じである。図２２に示したように、三角ミラー３３’に向かう４本の計測用ビームＭＢａ、ＭＢｂ、ＭＢｃ、ＭＢｄは、互いにＹ軸と平行な光路を成すように設定される。三角ミラー３３’は、稜線がＸ軸と平行になるようにＸＹ面から４５°傾斜した２つの反射面３３ａ’、３３ｂ’を有する。＋Ｙ方向に進む２本の計測用ビームＭＢａ、ＭＢｂは、三角ミラー３３’の反射面３３ａ’で、それぞれ＋Ｚ方向に反射されて、図６と同様に構成される検出ユニット３４のレンズ３４Ａに光軸ＡＸｕと平行な状態で入射する。同様に、－Ｙ方向に進む２本の計測用ビームＭＢｃ、ＭＢｄは、三角ミラー３３’の反射面３３ｂ’で、それぞれ＋Ｚ方向に反射されて、検出ユニット３４のレンズ３４Ａに光軸ＡＸｕと平行な状態で入射する。
【0151】
図２３の検出ユニット３４も、図６と同様に、レンズ３４Ｂ、ビームスプリッタ（ハーフミラー）３４Ｅ、第１の撮像素子３４Ｃ、第２の撮像素子３４Ｇを備え、撮像素子３４Ｃの撮像面を４象限に分けたとき、それぞれの象限内に計測用ビームＭＢａ、ＭＢｂ、ＭＢｃ、ＭＢｄが投射される。また、撮像素子３４Ｇの撮像面のほぼ中央には、４つの計測用ビームＭＢａ、ＭＢｂ、ＭＢｃ、ＭＢｄの各々の集光点が形成される。その為、撮像素子３４Ｇによる変動計測の際には、４つの計測用ビームＭＢａ、ＭＢｂ、ＭＢｃ、ＭＢｄのいずれか１つが供給されるタイミング、即ち４つのレーザ光源１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄのいずれか１つがビームを発振しているタイミングで撮像される画像情報を取り込むようにすれば良い。
【0152】
本変形例のように、４つのレーザ光源（光源装置）１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄを用いるパターン露光装置であっても、各レーザ光源から三角ミラー３３’（変動検出光学ユニット）までの計測用ビームＭＢａ、ＭＢｂ、ＭＢｃ、ＭＢｄの各々の光路を形成する光学部材（ミラーやレンズ）の配置や光路長を同じに設定することができる。さらに、図２２に示したように、計測用ビームＭＢａ、ＭＢｂ、ＭＢｃ、ＭＢｄの各々の光路を、ＸＹ面内で見たとき、中心点ＰＧに関して点対称な関係、或いは中心点ＰＧを通るＹ軸又はＸ軸と平行な線に関して線対称な関係に設定できる。従って、４つのレーザ光源１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、１０Ｄの各々から射出されるビームＬＢａ、ＬＢｂ、ＬＢｃ、ＬＢｄの変動計測時の計測感度や計測精度を同じにすることができるので、４つのビームＬＢａ、ＬＢｂ、ＬＢｃ、ＬＢｄの相対的なシフト変動や傾き変動を正確に捉えることができる。
【0153】
なお、図２２では、１台のレーザ光源が３つの描画ユニットに対してビームを供給する構成を例示したが、それに限定されるものではなく、複数台（２台以上）のレーザ光源（光源装置）を備え、１台のレーザ光源毎に、射出されるビームを２つ以上の描画ユニットに振り分けて供給する構成のパターン露光装置であっても良い。
【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】