特許 7567935 パターン露光装置及びパターン露光方法

(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】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】パターン露光装置及びパターン露光方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20241008BHJP

【ＦＩ】

G03F7/20 501

G03F7/20 521

【請求項の数】 31

(21)【出願番号】P 2022568242

(86)(22)【出願日】2021-12-03

(86)【国際出願番号】 JP2021044387

(87)【国際公開番号】W WO2022124210

(87)【国際公開日】2022-06-16

【審査請求日】2023-05-01

(31)【優先権主張番号】P 2020203822

(32)【優先日】2020-12-09

(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】鬼頭 義昭

(72)【発明者】

【氏名】加藤 正紀

【審査官】植木 隆和

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－３３０５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０８５０７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２０８９７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１７７２５４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／３０

Ｇ０２Ｂ ２６／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光源装置から供給されるビームによるスポット光を主走査方向に走査して基板上にパターンを描画する描画ユニットを備えたパターン露光装置であって、
第１ビームを出射する第１光源装置と、
第２ビームを出射する第２光源装置と、
前記第１光源装置からの前記第１ビームと前記第２光源装置からの前記第２ビームの各々が、前記描画ユニットに入射するように合成するビーム合成部と、
前記基板上に投射される前記第１ビームによる第１スポット光の形状と前記第２ビームによる第２スポット光の形状とを互いに異ならせるように、前記ビーム合成部に入射する前記第１ビームと前記第２ビームの各々の断面形状を互いに異ならせるビーム形状変形部と、
前記基板上に描画するパターンの少なくともエッジ部を、前記第１スポット光と前記第２スポット光のいずれか一方、又は両方で描画するように制御する制御装置と、
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、
前記ビーム合成部は、前記描画ユニットの光軸に沿って前記描画ユニットに入射するように前記第１ビームと前記第２ビームとを合成する、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、
前記第１光源装置からの前記第１ビームと前記第２光源装置からの前記第２ビームとは、共に断面形状が円形であり、
前記ビーム形状変形部は、前記第１ビームの断面形状を円形からスロット状又は長楕円状に変形させる第１のビーム形状変形部と、前記第２ビームの断面形状を円形からスロット状又は長楕円状に変形させる第２のビーム形状変形部と、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、
前記スロット状又は長楕円状に変形した前記第１スポット光の長軸方向と、前記スロット状又は長楕円状に変形した前記第２スポット光の長軸方向とが、前記基板上で互いに異なる方向に向くように、前記第１のビーム形状変形部から出射する前記第１ビームの断面形状の長軸の方向と、前記第２のビーム形状変形部から出射する前記第２ビームの断面形状の長軸の方向とを、互いに異なる向きに設定した、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のビーム形状変形部と前記第２のビーム形状変形部の各々は、断面形状が円形のビームを一方向に圧縮するビーム圧縮系を含む、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、
前記ビーム圧縮系は、平行光束として入射する断面形状が円形のビームを、断面形状が前記スロット状又は長楕円状に変形した平行光束にして射出するように、光軸方向に離して配置される２つのシリンドリカルレンズを含む、パターン露光装置。

【請求項7】

請求項３～６のいずれか１項に記載のパターン露光装置であって、
前記スロット状又は長楕円状に変形した前記第１スポット光の長軸方向は、前記主走査方向に対して＋２５度～＋６５度の範囲で傾けて設定され、
前記スロット状又は長楕円状に変形した前記第２スポット光の長軸方向は、前記主走査方向に対して－２５度～－６５度の範囲で傾けて設定される、パターン露光装置。

【請求項8】

請求項３～７のいずれか１項に記載のパターン露光装置であって、
前記制御装置は、前記基板上に描画するパターンの前記エッジ部が、前記主走査方向に対して傾いて延びる斜めエッジ部のときは、前記第１スポット光と前記第２スポット光のうち前記斜めエッジ部の傾きに応じたスポット光を前記基板上に投射するように、前記第１光源装置からの前記第１ビームの出射と、前記第２光源装置からの前記第２ビームの出射とを制御する、パターン露光装置。

【請求項9】

請求項８に記載のパターン露光装置であって、
断面形状が円形の第３ビームを出射する第３光源装置を更に備え、
前記ビーム合成部は、前記基板上に前記第３ビームによる円形の第３スポット光が投射されるように、前記スロット状又は長楕円状に変形された前記第１ビームと前記第２ビームと共に、前記第３ビームを前記描画ユニットの光軸に沿って入射させる、パターン露光装置。

【請求項10】

請求項９に記載のパターン露光装置であって、
前記制御装置は、
前記基板上に描画するパターンの前記斜めエッジ部については、前記第１スポット光と前記第２スポット光のいずれか一方が前記基板上に投射されるように、前記第１光源装置からの前記第１ビームの出射と、前記第２光源装置からの前記第２ビームの射出とを制御し、前記斜めエッジ部以外のパターン部分については、前記第３スポット光が前記基板上に投射されるように、前記第３光源装置からの前記第３ビームの出射を制御する、パターン露光装置。

【請求項11】

光源装置から供給されるビームによるスポット光を主走査方向に走査して基板上にパターンを描画する描画ユニットを備えたパターン露光装置であって、
前記光源装置から出射される断面形状が円形のビームを第１ビームと第２ビームとに分割する光分割部と、
前記第１ビームの光路に設けられ、前記第１ビームの断面形状を円形から変形させて、前記第１ビームの投射による前記基板上での第１スポット光の形状を第１形状にする第１ビーム形状変形部と、
前記第２ビームの光路に設けられ、前記第２ビームの断面形状を円形から変形させて、前記第２ビームの投射による前記基板上での第２スポット光の形状を前記第１形状と異なる第２形状にする第２ビーム形状変形部と、
前記第１ビーム形状変形部からの前記第１ビームと前記第２ビーム形状変形部からの前記第２ビームとを、前記描画ユニットに入射するように合成するビーム合成部と、
前記基板上に描画するパターンを、前記第１スポット光と前記第２スポット光のいずれか一方で描画するように制御する制御装置と、
を備える、パターン露光装置。

【請求項12】

請求項１１に記載のパターン露光装置であって、
前記ビーム合成部は、前記描画ユニットの光軸に沿って前記描画ユニットに入射するように前記第１ビームと前記第２ビームとを合成する、パターン露光装置。

【請求項13】

請求項１１または１２に記載のパターン露光装置であって、
前記第１ビーム形状変形部は、前記第１スポット光の前記第１形状が、前記主走査方向に対して傾いた長軸を有するスロット状又は長楕円状に変形されるように、前記第１ビームの断面形状を変形させ、
前記第２ビーム形状変形部は、前記第２スポット光の前記第２形状が、前記主走査方向に対して前記第１形状と反対に傾いた長軸を有するスロット状又は長楕円状に変形されるように、前記第２ビームの断面形状を変形させる、パターン露光装置。

【請求項14】

請求項１３に記載のパターン露光装置であって、
前記第１ビーム形状変形部と前記第２ビーム形状変形部の各々は、断面形状が円形のビームを一方向に圧縮して断面形状をスロット状又は長楕円状にするビーム圧縮系を含む、パターン露光装置。

【請求項15】

請求項１４に記載のパターン露光装置であって、
前記ビーム圧縮系は、平行光束として入射する断面形状が円形のビームを、断面形状が前記スロット状又は長楕円状に変形した平行光束にして出射するように、光軸方向に離して配置される２つのシリンドリカルレンズを含む、パターン露光装置。

【請求項16】

請求項１３～１５のいずれか１項に記載のパターン露光装置であって、
前記スロット状又は長楕円状に変形した前記第１スポット光の長軸方向は、前記主走査方向に対して＋２５度～＋６５度の範囲で傾けて設定され、
前記スロット状又は長楕円状に変形した前記第２スポット光の長軸方向は、前記主走査方向に対して－２５度～－６５度の範囲で傾けて設定される、パターン露光装置。

【請求項17】

請求項１３～１６のいずれか１項に記載のパターン露光装置であって、
前記ビーム合成部は、直線偏光の方向に応じて透過性又は反射性を有する偏光ビームスプリッタで構成され、
前記第１ビーム形状変形部からの前記第１ビームと前記第２ビーム形状変形部からの前記第２ビームとの直線偏光の方向を相補的に切り換える電気光学素子を、更に含む、パターン露光装置。

【請求項18】

請求項１７に記載のパターン露光装置であって、
前記制御装置は、前記基板上に描画するパターンのエッジ部が、前記主走査方向に対して傾いて延びる斜めエッジ部のときは、前記第１スポット光と前記第２スポット光のうち前記斜めエッジ部の傾きに応じたスポット光が前記基板上に投射されるように前記電気光学素子を制御する、パターン露光装置。

【請求項19】

請求項１８に記載のパターン露光装置であって、
断面形状が円形の第３ビームを出射する第２の光源装置を更に備え、
前記ビーム合成部は、前記基板上に前記第３ビームによる円形の第３スポット光が投射されるように、前記スロット状又は長楕円状に変形された前記第１ビーム或いは前記第２ビームと共に、前記第３ビームを前記描画ユニットの光軸に沿って入射させる、パターン露光装置。

【請求項20】

請求項１９に記載のパターン露光装置であって、
前記制御装置は、前記基板上に描画するパターンの前記斜めエッジ部については、前記第１スポット光と前記第２スポット光のいずれか一方が前記基板上に投射されるように、前記光源装置からの前記ビームの出射と前記電気光学素子の駆動を制御し、前記斜めエッジ部以外のパターン部分については、前記第３スポット光が前記基板上に投射されるように、前記第２の光源装置からの前記第３ビームの出射を制御する、パターン露光装置。

【請求項21】

光源装置から供給されるビームによるスポット光を、描画データ上で規定される画素毎の画素情報に応じて主走査方向に走査して基板上にパターンを描画する描画ユニットを用いたパターン露光方法であって、
前記主走査方向に走査される前記画素の列中に、前記主走査方向と交差して斜めに延びるパターンのエッジ部となるエッジ画素が含まれるときは、少なくとも前記エッジ画素に投射される前記スポット光の形状は、前記パターンが斜めに延びる方向に沿った方向に長軸が傾いたスロット状又は長楕円状に設定される、パターン露光方法。

【請求項22】

請求項２１に記載のパターン露光方法であって、
前記エッジ画素以外の画素に投射される前記スポット光の形状は円形に設定される、パターン露光方法。

【請求項23】

請求項２２に記載のパターン露光方法であって、
前記基板上に投射される前記円形のスポット光の実効的な寸法は、前記画素の前記基板上で規定される寸法に対して±５０％の範囲内に設定される、パターン露光方法。

【請求項24】

請求項２３に記載のパターン露光方法であって、
前記基板上に投射される前記スロット状又は長楕円状のスポット光の長軸方向の実効的な寸法は、前記画素の前記基板上で規定される対角寸法と同等に設定される、パターン露光方法。

【請求項25】

請求項２２～２４のいずれか１項に記載のパターン露光方法であって、
前記光源装置は、前記主走査方向に対して長軸方向が＋２５度～＋６５度の範囲で傾いた前記スロット状又は長楕円状の第１のスポット光となる第１ビームを出射する第１光源装置と、前記主走査方向に対して長軸方向が－２５度～－６５度の範囲で傾いた前記スロット状又は長楕円状の第２のスポット光となる第２ビームを出射する第２光源装置と、を備え、
前記エッジ部に対応したエッジ画素を描画する場合、前記第１光源装置からの前記第１ビームと前記第２光源装置からの前記第２ビームとのいずれか一方が、前記描画ユニットに供給されるように制御される、パターン露光方法。

【請求項26】

請求項２２～２４のいずれか１項に記載のパターン露光方法であって、
前記光源装置は、前記主走査方向に対して長軸方向が＋２５度～＋６５度の範囲で傾いた前記スロット状又は長楕円状の第１のスポット光と、前記主走査方向に対して長軸方向が－２５度～－６５度の範囲で傾いた前記スロット状又は長楕円状の第２のスポット光とを生成する為のビームを出射する第１光源装置と、前記円形の第３のスポット光を生成する為のビームを出射する第２光源装置とを備える、パターン露光方法。

【請求項27】

請求項２６に記載のパターン露光方法であって、
前記第１光源装置からの前記ビームを、前記第１のスポット光を生成する為の第１ビームと前記第２のスポット光を生成する為の第２ビームとに分割し、分割された前記第１ビームと前記第２ビームの各々の断面形状を前記スロット状又は長楕円状に変形させた後、前記第１ビームと前記第２ビームのいずれか一方を、前記描画ユニット内の光軸に沿うように前記描画ユニットに供給する、パターン露光方法。

【請求項28】

請求項２７に記載のパターン露光方法であって、
前記第１光源装置からの前記ビームの偏光方向を電気的な制御で切り換える電気光学素子と、前記電気光学素子を通った前記ビームを偏光状態によって透過する光路と反射する光路とに分割する偏光ビームスプリッタとを用いて、前記第１光源装置からの前記ビームを前記第１ビームと前記第２ビームとに分割する、パターン露光方法。

【請求項29】

請求項２７に記載のパターン露光方法であって、
前記第１光源装置からの前記ビームが直列に通るように配置された第１の音響光学変調素子と第２の音響光学変調素子とが設けられ、
前記第１の音響光学変調素子のみがオン状態のときに発生する前記ビームの１次回折ビームを前記第１ビームとして用い、前記第２の音響光学変調素子のみがオン状態のときに発生する前記ビームの１次回折ビームを前記第２ビームとして用いる、パターン露光方法。

【請求項30】

光源装置から供給されるビームによるスポット光を主走査方向に走査して基板上にパターンを描画する描画ユニットを備えたパターン露光装置であって、
第１ビームを出射する第１光源装置と、
第２ビームを出射する第２光源装置と、
前記第１ビームが入射し、前記第１ビームの断面形状を変形させた前記第１ビームを前記描画ユニットに導く第１ビーム形状変形部と、
前記第２ビームが入射し、前記第２ビームの断面形状を変形させた前記第２ビームを前記描画ユニットに導く第２ビーム形状変形部と、を有し、
前記第１ビーム形状変形部は、前記第１ビームの断面形状を円形から非円形に変形させ、
変形した前記第１ビームに対応する前記基板上に投射される第１スポット光と、変形した前記第２ビームに対応する前記基板上に投射される第２スポット光とは、形状が互いに異なる、パターン露光装置。

【請求項31】

請求項３０に記載のパターン露光装置であって、
前記第１ビーム形状変形部は、前記第１ビームの断面形状を円形からスロット状又は長楕円状に変形させる、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強度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及びパターン露光方法に関する。

【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、基板上の感光層としての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、レジスト層の残膜部と除去部とによって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、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が知られている。マスクレス方式の１つとして、レーザビームプリンタのように、描画データに応答して強度変調されるスポット光を回転ポリゴンミラーで高速に走査するスポット走査方式の描画装置が知られている。スポット走査方式では、通常、感光基板の表面に投射される微細な円形状のスポット光の強度を、デジタルな描画データ（ビットマップ形式の２値情報）に応じてオン／オフさせるので、微細な斜め線（スポット光の走査方向に対して斜めに傾いたエッジ）を描画した場合、現像後に現れるレジスト層による斜め線パターンのエッジ部に階段状のギザギザが発生し易い。

【0003】

そのようなギザギザの低減の為に、レーザビームプリンタでは、例えば、特開平５－２３２４１４号公報に開示されているように、画像信号（描画データ）に応じて変調される半導体レーザからのビームを、電気光学結晶で作られた光マイクロシャッタアレイによる可変アパーチャ素子を通してから回転多面鏡に入射させ、回転多面鏡で反射されたビームを、結像レンズ（ｆθレンズ）等を介して感光体上にスポットとして結像するレーザ記録装置が知られている。その可変アパーチャ素子は、電気光学的な変調（偏光切り換え）によって開口量や開口位置を変えることで、ビームの大きさや中心位置を変えるように構成される。それにより、特開平５－２３２４１４号公報では、感光体面上での副走査方向のビーム径（スポット径）を可変にして、１ドット内で複数の階調が設定できるようにすると共に、副走査方向に関してビームの中心位置を可変とすることで、副走査方向のスポットによる記録ピッチを変化させて、斜線のギザギザを低減した画像出力を得ている。

【0004】

特開平５－２３２４１４号公報のように可変アパーチャ素子を用いる場合、必然的にビームの断面内での一部が遮断されることになり、感光体面上でのスポットの光量（強度）が低下する。その為、特開平５－２３２４１４号公報では、半導体レーザからの光出力の一部を受光素子でモニターし、その受光信号と発光レベル指令信号とが等しくなるように半導体レーザの駆動電流を制御する光・電気負帰還ループを設け、光量変動（低下）を補正している。しかしながら、感光体への画像出力に要する時間を極力短くする為に、半導体レーザからの光出力が元々大きく設定されている場合、可変アパーチャ素子によるビーム光量の損失分に見合った半導体レーザの光出力の増大には限界がある。また、特開平５－２３２４１４号公報では、ギザギザを低減する為に、感光体上に投射されるスポット（ドット）は円形のままで、異なる径のものを連ねており、隣合ったスポット（ドット）同士が必ずしもつながっていない。従って、特開平５－２３２４１４号公報のようにスポット（ドット）の径を異ならせる方式では、微細な電子パターン、特に線幅が細い配線パターンを形成する際に、パターンの一部が切れる断線の懸念が生じる。

【発明の概要】

【0005】

本発明の第１の態様は、光源装置から供給されるビームによるスポット光を主走査方向に走査して基板上にパターンを描画する描画ユニットを備えたパターン露光装置であって、第１ビームを出射する第１光源装置と、第２ビームを出射する第２光源装置と、前記第１光源装置からの前記第１ビームと前記第２光源装置からの前記第２ビームの各々が、前記描画ユニットに入射するように合成するビーム合成部と、前記基板上に投射される前記第１ビームによる第１スポット光の形状と前記第２ビームによる第２スポット光の形状とを互いに異ならせるように、前記ビーム合成部に入射する前記第１ビームと前記第２ビームの各々の断面形状を互いに異ならせるビーム形状変形部と、前記基板上に描画するパターンの少なくともエッジ部を、前記第１スポット光と前記第２スポット光のいずれか一方、又は両方で描画するように制御する制御装置と、を備える。

【0006】

本発明の第２の態様は、光源装置から供給されるビームによるスポット光を主走査方向に走査して基板上にパターンを描画する描画ユニットを備えたパターン露光装置であって、前記光源装置から出射される断面形状が円形のビームを第１ビームと第２ビームとに分割する光分割部と、前記第１ビームの光路に設けられ、前記第１ビームの断面形状を円形から変形させて、前記第１ビームの投射による前記基板上での第１スポット光の形状を第１形状にする第１ビーム形状変形部と、前記第２ビームの光路に設けられ、前記第２ビームの断面形状を円形から変形させて、前記第２ビームの投射による前記基板上での第２スポット光の形状を前記第１形状と異なる第２形状にする第２ビーム形状変形部と、前記第１ビーム形状変形部からの前記第１ビームと前記第２ビーム形状変形部からの前記第２ビームとを、前記描画ユニットに入射するように合成するビーム合成部と、前記基板上に描画するパターンを、前記第１スポット光と前記第２スポット光のいずれか一方で描画するように制御する制御装置と、を備える。

【0007】

本発明の第３の態様は、光源装置から供給されるビームによるスポット光を、描画データ上で規定される画素毎の画素情報に応じて主走査方向に走査して前記基板上にパターンを描画する描画ユニットを用いたパターン露光方法であって、前記主走査方向に走査される前記画素の列中に、前記主走査方向と交差して斜めに延びるパターンのエッジ部となるエッジ画素が含まれるときは、少なくとも前記エッジ画素に投射される前記スポット光の形状は、前記パターンが斜めに延びる方向に沿った方向に長軸が傾いたスロット状又は長楕円状に設定される。

【0008】

本発明の第４の態様は、光源装置から供給されるビームによるスポット光を主走査方向に走査して基板上にパターンを描画する描画ユニットを備えたパターン露光装置であって、前記光源装置からの前記ビームが入射し、前記ビームの断面形状を変形させたビームを前記描画ユニットに導くビーム形状変形部を有し、前記ビーム形状変形部は、前記ビームの断面形状を円形から非円形に変形させる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【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斜視図である。

【図2】図１に示した４つの描画ユニットＭＵ１～ＭＵ４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3】図３Ａ、図３Ｂは、図２に示した描画ユニットＭＵ１内のビームエキスパンダーＢＥＸを通る３本の描画用のビームＢ１ａ、Ｂ１ｂ、Ｂ１ｃの状態を誇張して表した図である。

【図4】図１に示した光源装置ＬＳ１Ａ、ＬＳ１Ｂ、ＬＳ１Ｃとビーム合成部ＢＤ１Ａとの概略的な構成を示す図である。

【図5】図５Ａ～図５Ｃは、図４に示したビーム形状変形部１０Ｂ（又は１０Ｃ）内の光学部材の配置を模式的に表した図である。

【図6】図１に示したビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ内の光学部材の配置と光路を概略的に示す斜視図である。

【図7】図７Ａ、図７Ｂは、図６中の初段の音響光学変調素子ＡＭ３に入射する３本のビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々の回折ビームが、対応する描画ユニットＭＵ３に向けて分岐される状態を誇張して表した図である。

【図8】ビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ、ＢＤ２Ｂの各々から描画ユニットＭＵ１～ＭＵ４の各々に入射するビームＢｎａ、Ｂｎｂ、Ｂｎｃの状態を示す斜視図である。

【図9】図９Ａは、シート基板Ｐ上に露光されるライン＆スペース状のパターンＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３の一例を表し、図９Ｂは、そのパターンの拡大した一部分の描画データ上の画素マップ（ビットマップ）の一例を表す。

【図10】図９Ａ、図９Ｂ中に示したパターンＰＴ２中の１本の斜めラインパターンの一部を描画する際の動作を説明する図である。

【図11】図９Ｂに示した斜め線の一部を描画する為の描画データのうち、画素列（データ列）ＡＬ１、ＡＬ２の各々に対応したビットマップ情報を説明する図である。

【図12】図１２Ａは、変形例１のビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ（ＢＤ２Ｂ）内の光路を示す図であり、図１２Ｂは、図１２Ａの光路によって、シート基板Ｐ上に投射されるスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃの配置状態を示す図である。

【図13】図５Ａ～図５Ｃに示したビーム圧縮系ＯＭ２の変形例による構成を模式的に示す図である。

【図14】図４に示したビーム合成部ＢＤ１Ａ（ＢＤ２Ａ）の第２の実施の形態による構成を示す図である。

【図15】図１４のビーム合成部ＢＤ１Ａと、図６のビームスイッチング部ＢＤ１Ｂと、描画ユニットＭＵ３（又はＭＵ１）とを用いたパターンの描画動作の一例を説明する図である。

【図16】マトリックス状に配列される複数の矩形パターンの各々の周辺エッジ部に与える露光量を増大させる特殊露光の描画動作の一例を示す図である。

【図17】２つの光源装置のみを用いた変形例４によるビーム合成部の概略的な構成を示す図である。

【図18】図１８Ａ～図１８Ｄは、図１７の構成を用いて、パターンのエッジ部の方向性に応じて切り換えられるスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの各々の長軸方向の組合せを模式に表した図である。

【図19】１つの光源装置ＬＳｅからのビームＬＢｅによって、２つのスロット状（長楕円状）のスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃを作る光学構成の変形例を模式的に示す図である。

【図20】光源装置とビーム形状変形部１０Ｂ、１０Ｃを含むビーム合成部ＢＤ１Ａ（ＢＤ２Ａ）との変形例による構成を模式的に示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本発明の態様に係るパターン露光装置及びパターン露光方法について、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。

【0011】

〔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斜視図である。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（レジスト層）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。

【0012】

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長尺方向に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４つの描画ユニットＭＵ１～ＭＵ４と、奇数番の描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３の各々に描画用のビームＢ１、Ｂ３を供給する為の３つの光源装置ＬＳ１Ａ、ＬＳ１Ｂ、ＬＳ１Ｃ（総称する場合は光源装置ＬＳ１とする）と、偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４の各々に描画用のビームＢ２、Ｂ４（図１では不図示）を供給する為の３つの光源装置ＬＳ２Ａ、ＬＳ２Ｂ、ＬＳ２Ｃ（総称する場合は光源装置ＬＳ２とする）と、ビーム合成部ＢＤ１Ａ、ＢＤ２Ａと、ビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ、ＢＤ２Ｂとを備えている。

【0013】

ビーム合成部ＢＤ１Ａは、光源装置ＬＳ１Ａ、ＬＳ１Ｂ、ＬＳ１Ｃの各々からのビームを所定の条件（詳細は後述する）で合成して、ビームスイッチング部ＢＤ１Ｂに送出すると共に、光源装置ＬＳ１Ｂ、ＬＳ１Ｃの各々からのビームについては、その断面形状を円形からスロット形状（長楕円形状）に変形する。同様に、ビーム合成部ＢＤ２Ａは、光源装置ＬＳ２Ａ、ＬＳ２Ｂ、ＬＳ２Ｃの各々からのビームを所定の条件（詳細は後述する）で合成して、ビームスイッチング部ＢＤ２Ｂに送出すると共に、光源装置ＬＳ２Ｂ、ＬＳ２Ｃの各々からのビームについては、その断面形状を円形からスロット形状（長楕円形状）に変形する。なお、光源装置ＬＳ１Ａ、ＬＳ２Ａの各々からのビームについては、その断面形状をほぼ円形のままにしてある。光源装置ＬＳ１、ＬＳ２の各々は、例えば、国際公開第２０１５／１６６９１０号、国際公開第２０１７／０５７４１５号に開示されているようなファイバーアンプレーザ光源であり、波長４００ｎｍ以下の紫外波長帯に中心波長を有する紫外ビームを、描画データ（「０」、「１」の２値で表される画素ビットデータ）に応じて、数百ＭＨｚ（例えば、４００ＭＨｚ）でバースト状にパルス発振する。

【0014】

ビームスイッチング部ＢＤ１Ｂは、合成された３本のビームを同時又は非同時に直列に通すように配置される初段の音響光学変調素子と２段目の音響光学変調素子とを備える。初段の音響光学変調素子で回折偏向されたビームは奇数番の描画ユニットＭＵ３に送出され、２段目の音響光学変調素子で回折偏向されたビームは奇数番の描画ユニットＭＵ１に送出される。同様に、ビームスイッチング部ＢＤ２Ｂは、合成された３本のビームを同時又は非同時に直列に通すように配置される初段の音響光学変調素子と２段目の音響光学変調素子とを備える。初段の音響光学変調素子で回折偏向されたビームは偶数番の描画ユニットＭＵ４に送出され、２段目の音響光学変調素子で回折偏向されたビームは偶数番の描画ユニットＭＵ２に送出される。

【0015】

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。

【0016】

複数の描画ユニットＭＵ１～ＭＵ４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の各々と、偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４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を含む中心面に対して対称に配置される。奇数番の描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３の各々は、シート基板Ｐに投射されるビームＢ１、Ｂ３（ビームＢ３は図１では不図示）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から反時計回りに一定角度（θｕ）だけ傾くように配置される。同様に、偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４の各々は、シート基板Ｐに投射されるビームＢ２、Ｂ４（ビームＢ４は図１では不図示）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から時計回りに一定角度（θｕ）だけ傾くように配置される。

【0017】

描画ユニットＭＵ１～ＭＵ４の各々は、例えば、国際公開第２０１６／１５２７５８号、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、及びテレセントリックなｆθレンズ系ＦＴ等を有する。ビームスイッチング部ＢＤ１Ｂから射出されて、対応する奇数番の描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３の各々に入射するビームＢ１、Ｂ３の中心線の延長、及び、ビームスイッチング部ＢＤ２Ｂから射出されて、対応する偶数番の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ４の各々に入射するビームＢ２、Ｂ４の中心線の延長は、それぞれ回転ドラムＤＲの回転中心線ＡＸｏと交差するように設定される。そして、描画ユニットＭＵ１～ＭＵ４の各々の回転ポリゴンミラーＰＭの回転によって、シート基板Ｐ上で走査されるビームＢ１～Ｂ４の各々のスポット光の軌跡としての描画ラインＳＬ１～ＳＬ４（ＳＬ３、ＳＬ４は不図示）はＹ軸と平行に設定される。

【0018】

描画ラインＳＬ１～ＳＬ４の各々によって描画されるパターンは、シート基板Ｐの長尺方向の移動に伴ってＹ方向に継ぎ合せて露光される。なお、描画ユニットＭＵ１～ＭＵ４の内部では、入射するビームＢ１～Ｂ４の各々と平行に設定されるＺｔ軸と、それぞれ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軸の回りに一定角度（θｕ）だけ傾いたものとなる。

【0019】

図２は、図１に示した描画ユニットＭＵ１～ＭＵ４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、例えば国際公開第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。ビームスイッチング部ＢＤ１ＢからのビームＢ１には、パターンの描画時に、３つの光源装置ＬＳ１Ａ、ＬＳ１Ｂ、ＬＳ１Ｃの各々から射出されるビームから作られる３本のビームＢ１ａ、Ｂ１ｂ、Ｂ１ｃのうちの少なくとも１本が含まれる。３本のビームＢ１ａ、Ｂ１ｂ、Ｂ１ｃ（総称する際はビームＢ１とする）は、いずれも直径が１ｍｍ以下の平行光束であって、互いに所定の交差角を保って描画ユニットＭＵ１内のミラーＭ１０に入射する。ミラーＭ１０で９０度に反射されたビームＢ１は、光軸ＡＸｕ１に沿って配置されるレンズＬＧａ、ＬＧｂによるビームエキスパンダー（拡大系）ＢＥＸ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。

【0020】

ビームＢ１は、Ｚｔ軸方向と直交した方向の直線偏光とされるので、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Ｂ１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。回転ポリゴンミラーＰＭの反射面Ｒｐ１で反射されたビームＢ１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。

【0021】

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Ｂ１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Ｂ１（３つのビームＢ１ａ、Ｂ１ｂ、Ｂ１ｃの少なくとも１つを含む）は、シート基板Ｐ上でスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃの少なくとも１つとなって集光される。そのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃ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に沿って一次元に走査される。なお、図２中の線ＬＥ１は、ミラーＭ１０から第２シリンドリカルレンズＣＹｂまでの光学部材を含む描画ユニットＭＵ１の全体を微少回転させて描画ラインＳＬ１を傾ける際の回転中心線を表す。線ＬＥ１の延長線は、描画ラインＳＬ１のＹｔ方向の中点を通ると共に、ミラーＭ１０に入射するビームＢ１（Ｂ１ａ、Ｂ１ｂ、Ｂ１ｃの全体）を射出するビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ内のレンズ系の光軸と同軸に設定されている。

【0022】

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もできる。また、図２において、ビームエキスパンダーＢＥＸの内部の面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Ｂ１（Ｂ１ａ、Ｂ１ｂ、Ｂ１ｃの少なくとも１つ）は面ＯＰａの位置で断面寸法が数十μｍのビームウェストに集光される。面ＯＰａは、最終的にシート基板Ｐの表面と光学的に共役な関係（結像関係）になっている。レンズＬＧｂを通ったビームＢ１ａ、Ｂ１ｂ、Ｂ１ｃの各々の断面寸法（直径等）は数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。

【0023】

図３Ａ、図３Ｂは、図２の描画ユニットＭＵ１内のビームエキスパンダーＢＥＸを通るビームＢ１（Ｂ１ａ、Ｂ１ｂ、Ｂ１ｃ）の状態を誇張して示した図である。図３Ａでは、ビームエキスパンダーＢＥＸの構成が、他の描画ユニットＭＵ２、ＭＵ３、ＭＵ４でも同じなので、ビームエキスパンダーＢＥＸに入射するビームをＢｎ（ｎ＝１～４）と一般化して表し、ビームＢｎに含まれる３本のビームもＢｎａ、Ｂｎｂ、Ｂｎｃ（ｎ＝１～４）と一般化して表し、更に光軸もＡＸｕｎ（ｎ＝１～４）と一般化して表す。本実施の形態では、光源装置ＬＳ１Ａ、ＬＳ２Ａの各々からビーム合成部ＢＤ１Ａ、ＢＤ２Ａとビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ、ＢＤ２Ｂとを介して、ビームエキスパンダーＢＥＸのレンズＬＧａに入射するビームＢｎａ（ｎ＝１～４）は、光軸ＡＸｕｎ（ｎ＝１～４）と同軸になるように設定されている。

【0024】

一方、光源装置ＬＳ１Ｂ、ＬＳ２Ｂの各々からビーム合成部ＢＤ１Ａ、ＢＤ２Ａとビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ、ＢＤ２Ｂとを介して生成されるビームＢｎｂ（ｎ＝１～４）は、ＸｔＹｔ面と平行な光軸ＡＸｕｎ（ｎ＝１～４）を含む面内で光軸ＡＸｕｎ（ｎ＝１～４）に対して一定の角度で傾いてビームエキスパンダーＢＥＸのレンズＬＧａに入射する。同様に、光源装置ＬＳ１Ｃ、ＬＳ２Ｃの各々からビーム合成部ＢＤ１Ａ、ＢＤ２Ａとビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ、ＢＤ２Ｂとを介して生成されるビームＢｎｃ（ｎ＝１～４）は、ＸｔＹｔ面と平行な光軸ＡＸｕｎ（ｎ＝１～４）を含む面内で光軸ＡＸｕｎ（ｎ＝１～４）に対して一定の角度で傾いてビームエキスパンダーＢＥＸのレンズＬＧａに入射する。ビームエキスパンダーＢＥＸに入射する２つのビームＢｎｂ、Ｂｎｃ（ｎ＝１～４）は、光軸ＡＸｕｎ（ｎ＝１～４）或いはビームＢｎａ（ｎ＝１～４）を挟んで対称的な傾きを持ってレンズＬＧａに入射する。

【0025】

レンズＬＧａに入射するビームＢｎａ（ｎ＝１～４）は平行光束なので、ビームエキスパンダーＢＥＸ内での瞳面に相当する面ＯＰａには、図３Ｂに示すように、ビームＢｎａのビームウェストによる円形のスポットＳＰａ’が光軸ＡＸｕｎ（ｎ＝１～４）上に形成される。同様に、レンズＬＧａに入射するビームＢｎｂ、Ｂｎｃ（ｎ＝１～４）も平行光束なので、ビームエキスパンダーＢＥＸ内の面ＯＰａには、図３Ｂに示すように、ビームＢｎｂのビームウェストによるスポットＳＰｂ’とビームＢｎｃのビームウェストによるスポットＳＰｃ’とが、光軸ＡＸｕｎ（スポットＳＰａ’）を挟んだＹｔ方向の対称的な位置に形成される。先に説明したように、ビームＢｎｂ、Ｂｎｃの断面形状は、それぞれビーム合成部ＢＤ１Ａ、ＢＤ２Ａによってスロット状（長楕円状）に成形されている為、スポットＳＰｂ’、ＳＰｃ’の各々もスロット状（長楕円状）になっている。

【0026】

但し、スロット状（長楕円状）のスポットＳＰｂ’の断面分布の長軸方向は、面ＯＰａ内でＹｔ軸に対して＋４５度に設定され、スロット状（長楕円状）のスポットＳＰｃ’の断面分布の長軸方向は、面ＯＰａ内でＹｔ軸に対して－４５度に設定されている。また、面ＯＰａ内で、スポットＳＰｂ’の断面分布の中心点は円形のスポットＳＰａ’の断面分布の中心点（光軸ＡＸｕｎ）から間隔Δｙｂ’だけ離れ、スポットＳＰｃ’の断面分布の中心点はスポットＳＰａ’の断面分布の中心点（光軸ＡＸｕｎ）から間隔Δｙｃ’だけ離れるように設定されているものとする。

【0027】

面ＯＰａで収斂したビームＢｎａ、Ｂｎｂ、Ｂｎｃは、それぞれ発散しながらビームエキスパンダーＢＥＸのレンズＬＧｂに入射する。その際、レンズＬＧａからレンズＬＧｂの間の光路において、ビームＢｎａ、Ｂｎｂ、Ｂｎｃの各々の主光線（中心光線）は光軸ＡＸｕｎとほぼ平行になるように設定されている。レンズＬＧｂを通ったビームＢｎａは、断面分布が拡大された円形の平行光束となって光軸ＡＸｕｎと同軸に進む。また、レンズＬＧｂを通ったビームＢｎｂ、Ｂｎｃの各々は、断面分布が拡大されたスロット状（長楕円状）の平行光束となって光軸ＡＸｕｎに対して傾いて進む。先の図２で説明したように、面ＯＰａは最終的にシート基板Ｐの表面と光学的に共役な関係になっている。その為、面ＯＰａに形成されるスポットＳＰａ’、ＳＰｂ’、ＳＰｃ’の投影像が、レンズＬＧｂ、第１シリンドリカルレンズＣＹａ、ｆθレンズ系ＦＴ、第２シリンドリカルレンズＣＹｂによる結像系を介して、それぞれ図２中のスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃとしてシート基板Ｐ上に縮小して結像される。

【0028】

本実施の形態では、図３Ｂに示したように、スポットＳＰａ’とスポットＳＰｂ’のＹｔ方向の間隔Δｙｂ’、すなわち、シート基板Ｐの表面に投射されるスポット光ＳＰａとスポット光ＳＰｂのＹｔ方向（主走査方向）の中心間隔は、図３Ａに示したビームＢｎｂの主光線（中心光線）の光軸ＡＸｕｎからの傾き角の正弦値に比例したものとなる。同様に、面ＯＰａ上のスポットＳＰａ’とスポットＳＰｃ’のＹｔ方向の間隔Δｙｃ’、すなわち、シート基板Ｐの表面に投射されるスポット光ＳＰａとスポット光ＳＰｃのＹｔ方向（主走査方向）の中心間隔は、図３Ａに示したビームＢｎｃの主光線（中心光線）の光軸ＡＸｕｎからの傾き角度の正弦値に比例したものとなる。なお、シート基板Ｐ上に投射されるスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃの各々は、図３ＡのスポットＳＰａ’、ＳＰｂ’、ＳＰｃ’の断面形状及び配置関係と相似になっている。また、スポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃは、描画するパターンの形状に応じて、少なくとも１つが選択されてシート基板Ｐ上に投射される。

【0029】

以上の構成では、描画ユニットＭＵ１（他のユニットＭＵ２～ＭＵ４も同様）内にシート基板Ｐの表面（スポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃの結像面）と共役な面ＯＰａを形成したが、ビームエキスパンダーＢＥＸのレンズＬＧａを描画ユニットＭＵ１の外側に配置し、描画ユニットＭＵ１内のミラーＭ１０が面ＯＰａとレンズＬＧｂとの間に位置するようにしても良い。また、ビームエキスパンダーＢＥＸは拡大系に限定されず、等倍のリレー系であっても良い。

【0030】

次に、図４、図５Ａ～図５Ｃを参照して、図１に示した光源装置ＬＳ１（ＬＳ１Ａ、ＬＳ１Ｂ、ＬＳ１Ｃ）からの３本のビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々の断面分布を所定の形状にして、所定の交差角で合成するビーム合成部ＢＤ１Ａの構成を説明する。図４は、ＸＹ面内で見た光源装置ＬＳ１Ａ、ＬＳ１Ｂ、ＬＳ１Ｃとビーム合成部ＢＤ１Ａとの概略的な配置関係を示し、図５Ａ～図５Ｃは、図４中に示したビーム形状変形部１０Ｂ（又は１０Ｃ）内の光学部材の配置を模式的に表した図である。なお、図１に示した光源装置ＬＳ２Ａ、ＬＳ２Ｂ、ＬＳ２Ｃとビーム合成部ＢＤ２Ａの配置関係や構成は、図４と同様である。

【0031】

光源装置ＬＳ１Ａ、ＬＳ１Ｂ、ＬＳ１Ｃは、同一規格のファイバーアンプレーザ光源であり、共通のクロック信号ＣＬＫの各クロックパルスに応答して、発光時間が数十ピコ秒程度の高輝度の紫外パルスビームを発振させることができる。クロック信号ＣＬＫの周波数は実用性と安定性の観点から、一例として４００ＭＨｚ程度に設定される。光源装置ＬＳ１Ａ、ＬＳ１Ｂ、ＬＳ１Ｃの各々には、描画データ（ビットマップ形式）の画素ビットのデータ（「０」か「１」）を描画ラインに沿ってシリアルに読み出されるビットストリーム状の描画信号ＳＤａ、ＳＤｂ、ＳＤｃがそれぞれ供給される。その描画動作の詳細については後述する。

【0032】

光源装置ＬＳ１ＡからのビームＬＢ１ａ（直径が０．５～１ｍｍ程度の円形断面の平行光束で、描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３に供給されるビームＢｎａに対応）は、ビーム形状変形部１０Ａに入射する。ビームＬＢ１ａは、先の図３Ａ、図３Ｂで説明したように、断面分布がほぼ円形のままで良いので、ビーム形状変形部１０Ａは省略しても良いが、他のビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃが入射するビーム形状変形部１０Ｂ、１０Ｃ内のレンズ系による光学的な光路長と合わせる為に設けられている。ビーム形状変形部１０Ｂは、光源装置ＬＳ１ＢからのビームＬＢ１ｂ（直径が０．５～１ｍｍ程度の円形断面の平行光束で、描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３に供給されるビームＢｎｂに対応）を入射して、断面分布がスロット状（長楕円状）の平行光束に変換する。同様に、ビーム形状変形部１０Ｃは、光源装置ＬＳ１ＣからのビームＬＢ１ｃ（直径が０．５～１ｍｍ程度の円形断面の平行光束で、描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３に供給されるビームＢｎｃに対応）を入射して、断面分布がスロット状（長楕円状）の平行光束に変換する。

【0033】

ビーム形状変形部１０Ｂから＋Ｘ方向に進むビームＬＢ１ｂは、ＸＹ面内においてミラーＭ２Ｂで直角に反射されて＋Ｙ方向に進み、さらにミラーＭ３Ｂで直角に反射されて＋Ｘ方向に進む。ビーム形状変形部１０Ｃから＋Ｘ方向に進むビームＬＢ１ｃは、ＸＹ面内においてミラーＭ２Ｃで直角に反射されて－Ｙ方向に進み、さらにミラーＭ３Ｃで直角に反射されて＋Ｘ方向に進む。ビーム形状変形部１０ＡからのビームＬＢ１ａは、ミラーＭ３ＢとミラーＭ３ＣとのＹ方向の隙間を通って、他のビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃとＹ方向の間隔を一定にした平行状態で＋Ｘ方向に進む。ＸＹ面内でＹ方向に狭い間隔で並んだ３本のビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃ（いずれも平行光束）は、それぞれ石英による平行平板１２Ａ、楔状のプリズム１２Ｂ、１２Ｃに入射する。

【0034】

平行平板１２Ａは、ビームＬＢ１ａに対して垂直に配置されるので、そのまま透過するが、楔状のプリズム１２Ｂ、１２Ｃは、ビームの入射面と出射面とが非平行でＸＹ面内において所定の角度（頂角）を成している為、プリズム１２Ｂを透過したビームＬＢ１ｂは、ＸＹ面内でビームＬＢ１ａに近づくように屈折され、プリズム１２Ｃを透過したビームＬＢ１ｃは、ＸＹ面内でビームＬＢ１ａに近づくように屈折される。平行平板１２Ａ、プリズム１２Ｂ、１２Ｃを通った３本のビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃは、ミラーＭ４で－Ｙ方向に反射された後、面ＯＰｍで互いに交差してから再び離れながらレンズＧＫ１に入射する。レンズＧＫ１の前側焦点は面ＯＰｍの位置になるように設定されている。

【0035】

従って、レンズＧＫ１を通ったビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃは、それぞれレンズＧＫ１の後側焦点の位置でビームウェストとなるように収斂すると共に、ビームＬＢ１ａの主光線（中心光線）はレンズＧＫ１の光軸ＡＸｓと同軸になり、ビームＬＢ１ｂの主光線（中心光線）とビームＬＢ１ｃの主光線（中心光線）は、それぞれ光軸ＡＸｓから一定の間隔で互いに平行になる。なお、面ＯＰｍ内では、３本のビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃ（それぞれ平行光束）が光軸ＡＸｓの位置で重なっている為、面ＯＰｍでは、ビームＬＢ１ａによる断面が円形の強度分布と、ビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々による断面がスロット状（長楕円状）で長軸方向がほぼ９０度を成す強度分布とが重なったものとなる。また、本実施の形態では、プリズム１２Ｂ、１２Ｃの頂角によって、図３Ａ、図３Ｂに示した描画ユニットＭＵ１（ＭＵ２～ＭＵ４）のビームエキスパンダーＢＥＸのレンズＬＧａに入射する２本のビームＢｎｂ、Ｂｎｃの光軸ＡＸｕｎに対する傾き角が設定される。

【0036】

図４において、クロック信号ＣＬＫは、制御装置１００内に設けられたクロック発生部１００Ａから出力され、描画信号ＳＤａ、ＳＤｂ、ＳＤｃの各々は、制御装置１００内に設けられた描画データ記憶部１００Ｂから出力される。制御装置１００内には、図１に示したビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ（ＢＤ２Ｂも同様）に設けられる音響光学変調素子に駆動信号を印加するスイッチング制御部１００Ｃと、図２に示した描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３（ＭＵ２、ＭＵ４も同様）内の各ポリゴンミラーＰＭの回転モータを制御したり、ポリゴンミラーＰＭの反射面毎に発生する原点信号（タイミング信号）を受信する描画ユニット制御部１００Ｄと、図１に示した回転ドラムＤＲの回転モータを制御したり、その回転角度位置を計測するエンコーダからの計測情報を受信する回転ドラム制御部１００Ｅと、が設けられる。

【0037】

図４に示した描画データ記憶部１００Ｂは、スポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃによる描画ラインＳＬ１、ＳＬ３（ＳＬ２、ＳＬ４も同様）に沿った１回の走査分の描画データ列（シリアルビット列）の読み出し動作を、描画ユニット制御部１００Ｄが受信する原点信号（タイミング信号）に応答して開始すると共に、読み出すべき１回の走査分の描画データ列のアドレス切り替え動作を、回転ドラム制御部１００Ｅが受信するエンコーダの計測情報に基づいて実行する。また、スイッチング制御部１００Ｃも、描画ユニット制御部１００Ｄが受信する描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３（ＭＵ２、ＭＵ４）の各々からの原点信号（タイミング信号）に応答して、ビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ（ＢＤ２Ｂ）内の音響光学変調素子の変調のオン／オフを制御する。

【0038】

図５Ａ～図５Ｃは、ビーム形状変形部１０Ｂ、１０Ｃの各々の詳細な光学構成を示し、どちらも基本的な構成として、ビーム拡大系ＯＭ１、ビーム圧縮系ＯＭ２、ビーム縮小系ＯＭ３とを備える。光軸ＡＸｂに沿って配置されるビーム形状変形部１０Ｂ側のビーム拡大系ＯＭ１とビーム縮小系ＯＭ３と、光軸ＡＸｃに沿って配置されるビーム形状変形部１０Ｃ側のビーム拡大系ＯＭ１とビーム縮小系ＯＭ３とは、全て同じ光学部材により同様に構成されている。また、図５Ａと図５Ｂとは、光軸ＡＸｂ（ＡＸｃ）の回りにビーム形状変形部１０Ｂ、１０Ｃを９０度回転させた方向から見た図である。

【0039】

光源装置ＬＳ１Ｂ（ＬＳ１Ｃ）からのビームＬＢ１ｂ（ＬＢ１ｃ）が入射するビーム拡大系ＯＭ１は、球面系の負レンズ１０Ｇ１と球面系の正レンズ１０Ｇ２とで構成され、ビームＬＢ１ｂ（ＬＢ１ｃ）の断面分布の直径を数倍以上の分布ＢＶａに拡大した平行光束に変換する。ビーム圧縮系ＯＭ２は、光軸ＡＸｂ（ＡＸｃ）に沿って配置される２つのシリンドリカルレンズ１０Ｇ３、１０Ｇ４で構成される。シリンドリカルレンズ１０Ｇ３は、母線Ｄｓの方向に関しては屈折力（パワー）を持たず、母線Ｄｓと光軸ＡＸｂ（ＡＸｃ）の各々と直交した方向に関して正の屈折力（パワー）を有する凸状のレンズである。また、シリンドリカルレンズ１０Ｇ４は、母線Ｄｓの方向に関しては屈折力（パワー）を持たず、母線Ｄｓと光軸ＡＸｂ（ＡＸｃ）の各々と直交した方向に関して負の屈折力（パワー）を有する凹状のレンズである。

【0040】

ビーム拡大系ＯＭ１からの拡大されたビームＬＢ１ｂ（ＬＢ１ｃ）は、平行光束として、シリンドリカルレンズ１０Ｇ３、１０Ｇ４を通るが、図５Ａのように、光軸ＡＸｂ（ＡＸｃ）を含む母線Ｄｓと平行な面内では、シリンドリカルレンズ１０Ｇ３、１０Ｇ４が単なる平行平板として機能するので、その平行状態のまま次のビーム縮小系ＯＭ３に入射する。一方、拡大されたビームＬＢ１ｂ（ＬＢ１ｃ）は、図５Ｂのように、光軸ＡＸｂ（ＡＸｃ）を含み母線Ｄｓと直交した面内では、シリンドリカルレンズ１０Ｇ３、１０Ｇ４の屈折力によって、ビームの幅が縮小された平行状態となって次のビーム縮小系ＯＭ３に入射する。従って、シリンドリカルレンズ１０Ｇ４から射出するビームＬＢ１ｂ（ＬＢ１ｃ）の断面内の分布は、スロット状（長楕円状）の分布ＢＶｂのように成形される。

【0041】

ビーム縮小系ＯＭ３は、光軸ＡＸｂ（ＡＸｃ）に沿って配置された球面状の正レンズ１０Ｇ５と球面状の負レンズ１０Ｇ６とで構成され、ビーム圧縮系ＯＭ２から平行光束として射出されるビームＬＢ１ｂ（ＬＢ１ｃ）の断面分布を等方的に縮小した平行光束に変換する。負レンズ１０Ｇ６から射出するビームＬＢ１ｂ（ＬＢ１ｃ）の断面分布は、母線Ｄｓの方向を長軸とするスロット状（長楕円状）となり、一例として、長軸方向の幅は、ビーム形状変形部１０Ａから射出されるビームＬＢ１ａの円形の断面分布の直径とほぼ同じに設定される。また、負レンズ１０Ｇ６から射出するビームＬＢ１ｂ（ＬＢ１ｃ）の断面分布の短軸方向の幅は、長軸方向の幅の１／４～１／６程度に設定される。

【0042】

以上の図５Ａ～図５Ｃの構成において、ビーム形状変形部１０Ｂ側のビーム圧縮系ＯＭ２におけるシリンドリカルレンズ１０Ｇ３、１０Ｇ４の母線Ｄｓの方向と、ビーム形状変形部１０Ｃ側のビーム圧縮系ＯＭ２におけるシリンドリカルレンズ１０Ｇ３、１０Ｇ４の母線Ｄｓの方向とは、光軸ＡＸｂ、ＡＸｃと直交する面内で見たとき、約９０度を成すように設定される。その状態は、図５Ｃに示すように、例えば図４中のミラーＭ２Ｂ、Ｍ２Ｃ側から見たとき、ビーム形状変形部１０Ｂ側のシリンドリカルレンズ１０Ｇ３、１０Ｇ４の母線Ｄｓは、Ｙ軸から反時計回りに４５度回転し、ビーム形状変形部１０Ｃ側のシリンドリカルレンズ１０Ｇ３、１０Ｇ４の母線Ｄｓは、Ｙ軸から時計回りに４５度回転するように設定される。その結果、ビーム形状変形部１０Ｂから射出されるビームＬＢ１ｂのスロット状（長楕円状）の断面分布の長軸方向と、ビーム形状変形部１０Ｃから射出されるビームＬＢ１ｃのスロット状（長楕円状）の断面分布の長軸方向とは、約９０度の角度を成す。

【0043】

また、図４に示したビーム形状変形部１０Ａは、他のビーム形状変形部１０Ｂ、１０Ｃと光路長を合わせる為、図５Ａ、図５Ｂに示したビーム圧縮系ＯＭ２（２つのシリンドリカルレンズ１０Ｇ３、１０Ｇ４）の代わりに単なる平行平板（石英製）を挿入した構成になっている。従って、ビーム形状変形部１０Ａは、ビーム拡大系ＯＭ１、平行平板、ビーム縮小系ＯＭ３で構成される。但し、光路長を合せる必要が無い場合、ビーム形状変形部１０Ａ自体を省略することもできる。なお、２つのシリンドリカルレンズ１０Ｇ３、１０Ｇ４のいずれか一方、又は両方の入射面或いは出射面は、非球面レンズのように、完全な円筒面でなく、高次関数等で近似される近似円筒面としても良い。

【0044】

本実施の形態では、図５Ｃに示すように、２つのシリンドリカルレンズ１０Ｇ３、１０Ｇ４の母線Ｄｓの方向は、Ｙ軸から約４５度に設定されるが、２つのシリンドリカルレンズ１０Ｇ３、１０Ｇ４を一体的に鏡筒に保持し、その鏡筒を光軸ＡＸｂ（ＡＸｃ）の回りに回転可能に構成することで、スロット状（長楕円状）になるスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの長軸方向をシート基板Ｐ上で任意の方向に設定（回転）することができる。なお、図１に示したビーム合成部ＢＤ２Ａの構成は、図４に示したビーム合成部ＢＤ１ＡをＺ軸と平行な軸線の回りに１８０度回転させた配置となっており、ビーム合成部ＢＤ２Ａ内のビーム形状変形部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃも、図５Ａ～図５Ｃに示した光学部材と同様に構成される。

【0045】

図５Ａ～図５Ｃの構成では、ビーム圧縮系ＯＭ２の前にビーム拡大系ＯＭ１、後にビーム縮小系ＯＭ３を設けたが、それらを省略してビーム圧縮系ＯＭ２のみでビーム形状変形部１０Ｂ、１０Ｃを構成しても良い。しかしながら、最終的にシート基板Ｐ上に投射されるスロット状（又は長楕円状）のスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの寸法（特に長軸方向の長さ）を調整する必要がある場合には、ビーム拡大系ＯＭ１とビーム縮小系ＯＭ３とを設けることによって、スポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの大きさを所望の寸法に設定することができる。

【0046】

次に図６を参照して、図１に示したビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ、ＢＤ２Ｂの詳細な構成を説明する。ビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ、ＢＤ２Ｂの基本的な構成は同じであり、図１において、ビームスイッチング部ＢＤ２Ｂは、Ｚ軸と平行な軸線の回りにビームスイッチング部ＢＤ１Ｂの全体を１８０度回転させた配置になっている。そこで、代表してビームスイッチング部ＢＤ１Ｂの構成を図６に基づいて説明する。図６は、図４で示したビーム合成部ＢＤ１Ａ中のレンズＧＫ１から奇数番の描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３に至るまでのビームスイッチング部ＢＤ１Ｂの概略的な光路を表わした斜視図であり、直交座標系ＸＹＺは図１中の座標系ＸＹＺと同じに設定される。

【0047】

レンズＧＫ１からのビームＬＢ１（ＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃ）は、光軸ＡＸｓと平行に－Ｙ方向に進み、ビームスプリッタＭ４０によって－Ｚ方向に垂直に反射され、ミラーＭ４１、ミラーＭ４２によって－Ｘ方向に進むように偏向されて、レンズＧＫ２に入射する。ビームスプリッタＭ４０は、ビームＬＢ１（ＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃ）の光量の数％以下の光量成分を透過させた計測ビームＭＬＢとし、残りの光量成分を－Ｚ方向に反射させる。計測ビームＭＬＢは不図示のビームモニター系に入射され、ビームモニター系は３つのビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々の光量（光強度、又は光エネルギー）やビーム間の位置関係の変動等を計測する。

【0048】

図６において、ビームスプリッタＭ４０とミラーＭ４１との間の面ＯＰｓは、レンズＧＫ１の後側焦点の位置であり、面ＯＰｓでは、ビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々のビームウェスト（スポット）が先の図３ＢのようにＹ方向に並ぶ。面ＯＰｓから発散光束となって進むビームＬＢ１ａの主光線（中心光線）は光軸ＡＸｓと同軸であり、面ＯＰｓから発散光束となって進むビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々の主光線（中心光線）は、いずれも光軸ＡＸｓと平行である。前側焦点の位置が面ＯＰｓとなるように配置されたレンズＧＫ２を通ったビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃは、それぞれ平行光束に変換されると共に、図６中のＸＹ面内で互いに所定の角度で交差するように傾けられる。

【0049】

レンズＧＫ２を－Ｘ方向に通ったビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃは、初段の音響光学変調素子ＡＭ３に入射する。その際、３つのビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃが、音響光学変調素子ＡＭ３の結晶内のＸＹ面と平行な面内で交差するように、レンズＧＫ２の後側焦点の位置に音響光学変調素子ＡＭ３が配置されている。従って、レンズＧＫ１とレンズＧＫ２とによるリレー光学系によって、図４に示した面ＯＰｍと初段の音響光学変調素子ＡＭ３とは共役関係になっている。音響光学変調素子ＡＭ３は、入射するビームに対してブラッグ回折の条件となるように設置され、その回折方向は－Ｚ方向となっている。そして、音響光学変調素子ＡＭ３がオン状態（高周波の駆動信号が印加中の状態）の間、音響光学変調素子ＡＭ３からは、入射したビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々の０次ビーム（平行光束）と１次回折ビーム（平行光束）とが発生する。それらの０次ビームと１次回折ビームとは、ミラーＭ４３、Ｍ４４によって折り返し反射され、＋Ｘ方向に進んでレンズＧＫ３に入射する。

【0050】

レンズＧＫ３の前側焦点の位置は音響光学変調素子ＡＭ３の結晶内に設定されているので、レンズＧＫ３から＋Ｘ方向に進むビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々の０次ビームの主光線（中心光線）と各々の１次回折ビームの主光線（中心光線）とは、光軸ＡＸｓと平行になると共に、互いにＹＺ面（光軸ＡＸｓと垂直な面）内では分離した状態になる。ビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々の１次回折ビームは、レンズＧＫ３の後側焦点の位置に設けられた落射ミラーＩＭ３の４５度の反射面で選択的に－Ｚ方向に反射され、ビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々の０次ビームは落射ミラーＩＭ３の＋Ｚ方向の上方空間を通過する。なお、音響光学変調素子ＡＭ３をブラッグ回折の条件で用いる場合、発生する１次回折ビームの光量は入射ビームの８０～９０％となり、残りが０次ビームの光量となる。

【0051】

ここで、図７Ａ、図７Ｂを参照して、音響光学変調素子ＡＭ３から落射ミラーＩＭ３に至る光路内での各ビームの状態を詳細に説明する。図７Ａは、その光路をＸＹ面内で見たものであり、図７Ｂは、その光路をＸＺ面内で見たものである。図７Ａに示すように、ＸＹ面内で見たとき、平行光束となっているビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々は音響光学変調素子ＡＭ３の結晶内の位置Ｐｅ（レンズＧＫ２の後側焦点であって、且つレンズＧＫ３の前側焦点の位置）で交差する。図７Ｂに示すように、音響光学変調素子ＡＭ３に入射するビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々は、ＸＺ面内で見たときに光軸ＡＸｓに沿っているが、オン状態の音響光学変調素子ＡＭ３からは、ビームＬＢ１ａの０次ビームＢ３ａｏと１次回折ビームＢ３ａ、ビームＬＢ１ｂの０次ビームＢ３ｂｏと１次回折ビームＢ３ｂ、及びビームＬＢ１ｃの０次ビームＢ３ｃｏと１次回折ビームＢ３ｃが発生し、１次回折ビームＢ３ａ、１次回折ビームＢ３ｂ、１次回折ビームＢ３ｃはそれぞれの０次ビームに対して所定の回折角で－Ｚ方向に偏向される。

【0052】

ＸＹ面内で見ると、０次ビームＢ３ａｏと１次回折ビームＢ３ａ、０次ビームＢ３ｂｏと１次回折ビームＢ３ｂ、並びに０次ビームＢ３ｃｏと１次回折ビームＢ３ｃは、それぞれ上下に重なった状態となる。レンズＧＫ３を通った０次ビームＢ３ａｏ、Ｂ３ｂｏ、Ｂ３ｃｏの各々は、収斂光束になってＸＹ面内で光軸ＡＸｓと平行に進み、落射ミラーＩＭ３の反射面が位置する面Ｐｓｏ（レンズＧＫ３の後側焦点の位置）でビームウェスト（スポット）になった後、落射ミラーＩＭ３の＋Ｚ方向の上方空間を発散光束となって進む。レンズＧＫ３を通った１次回折ビームＢ３ａ、Ｂ３ｂ、Ｂ３ｃの各々も収斂光束となり、光軸ＡＸｓから－Ｚ方向に一定距離だけ離れた光路を光軸ＡＸｓと平行に進み、面Ｐｓｏでビームウェストになると共に、落射ミラーＩＭ３の反射面で－Ｚ方向に反射される。

【0053】

落射ミラーＩＭ３の反射面で反射された１次回折ビームＢ３ａ、Ｂ３ｂ、Ｂ３ｃ（中心光線は互いに平行）は、発散光束となって、描画ユニットＭＵ３に向かう。図７Ａ、図７Ｂにおいて、落射ミラーＩＭ３から描画ユニットＭＵ３に向かう光路の光軸ＡＸｕ３は、先の図２、図３Ａ、図３Ｂで説明したビームエキスパンダーＢＥＸ（レンズＬＧａ、ＬＧｂ）の光軸ＡＸｕｎに対応している。

【0054】

再び図６の説明に戻り、音響光学変調素子ＡＭ３がオフ状態（高周波の駆動信号が非印加の状態）の場合、音響光学変調素子ＡＭ３に入射する３つのビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々は、回折されずにそのまま透過してレンズＧＫ３に入射し、図７Ａ、図７Ｂで示した０次ビームＢ３ａｏ、Ｂ３ｂｏ、Ｂ３ｃｏと同じ光路に沿って落射ミラーＩＭ３の上方空間を通過してミラーＭ４５に達する。ミラーＭ４５は、３つのビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃ（各々の中心光線は互いにＸＹ面内で平行）を－Ｙ方向に反射させてミラーＭ４６に向ける。ミラーＭ４６は、ビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃを更に－Ｘ方向に反射させてレンズＧＫ４に向ける。レンズＧＫ４の前側焦点の位置は、落射ミラーＩＭ３の反射面又はその極近傍に形成されるビームウェストの位置（図７Ａ、図７Ｂ中の面Ｐｓｏと同様の位置）に設定される。

【0055】

レンズＧＫ４を通ったビームＬＢ１ａは平行光束に変換されて光軸ＡＸｓと同軸に進み、レンズＧＫ４を通ったビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々は平行光束に変換されると共に、ビームＬＢ１ａ（光軸ＡＸｓ）と交差するようにＸＹ面内で傾いて進む。レンズＧＫ４の後側焦点の位置には音響光学変調素子ＡＭ１が配置され、レンズＧＫ４から射出した３つのビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃ（平行光束）は、先の図７Ａで示した状態と同様に音響光学変調素子ＡＭ１の結晶内で交差する。音響光学変調素子ＡＭ１がオン状態のとき、音響光学変調素子ＡＭ１からは、ビームＬＢ１ａの０次ビームＢ１ａｏと１次回折ビームＢ１ａ、ビームＬＢ１ｂの０次ビームＢ１ｂｏと１次回折ビームＢ１ｂ、並びにビームＬＢ１ｃの０次ビームＢ１ｃｏと１次回折ビームＢ１ｃが、図７Ａ、図７Ｂと同様の状態で射出する。

【0056】

音響光学変調素子ＡＭ１から射出する０次ビームＢ１ａｏ、Ｂ１ｂｏ、Ｂ１ｃｏ（いずれも平行光束）と、所定の回折角で－Ｚ方向に偏向された１次回折ビームＢ１ａ、Ｂ１ｂ、Ｂ１ｃ（いずれも平行光束）とは、ミラーＭ４７、Ｍ４８によってＸＹ面内で折り返されて＋Ｘ方向に進み、レンズＧＫ５に入射する。レンズＧＫ５の前側焦点の位置は音響光学変調素子ＡＭ１の結晶内に設定され、レンズＧＫ５の後側焦点の位置には、先の落射ミラーＩＭ３と同様の落射ミラーＩＭ１が配置される。先の図７Ａ、図７Ｂで説明した状態と同様に、音響光学変調素子ＡＭ１がオン状態のとき、１次回折ビームＢ１ａ、Ｂ１ｂ、Ｂ１ｃの各々は、落射ミラーＩＭ１の４５度の反射面又はその極近傍の位置でビームウェストに収斂されると共に、描画ユニットＭＵ１側の光軸ＡＸｕ１に沿って－Ｚ方向に反射される。なお、以上の構成において、音響光学変調素子ＡＭ１と音響光学変調素子ＡＭ３は、２つのレンズＧＫ３、ＧＫ４による等倍のリレー光学系（結像系）によって、互いに共役の関係に設定されている。

【0057】

図６、図７Ａ、図７Ｂで示した奇数番側の落射ミラーＩＭ１、ＩＭ３（偶数番側の落射ミラーＩＭ２、ＩＭ４）の各々で反射されたビームＢｎａ、Ｂｎｂ、Ｂｎｃ（ｎ＝１～４）の各々は、その中心光線が光軸ＡＸｕｎ（ｎ＝１～４）と平行であるが、発散光束である。その為、ビームＢｎａ、Ｂｎｂ、Ｂｎｃの各々を互いに交差する平行光束に変換する為、ビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ、ＢＤ２Ｂの光路の終段には、図８のようなレンズＧＫ６が設けられる。図８は、ビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ、ＢＤ２Ｂの各々から描画ユニットＭＵ１～ＭＵ４の各々のビームエキスパンダーＢＥＸのレンズＬＧａに入射するビームＢｎａ、Ｂｎｂ、Ｂｎｃの状態を示す斜視図である。

【0058】

図８において、光軸ＡＸｕｎと同軸にレンズＧＫ６に入射するビームＢｎａ（発散光束）は、レンズＧＫ６から平行光束（直径１ｍｍ程度）となって、図２で示したミラーＭ１０で－Ｘｔ方向に直角に反射され、光軸ＡＸｕｎと同軸にビームエキスパンダーＢＥＸのレンズＬＧａに入射する。レンズＧＫ６とレンズＬＧａの間の光路中に設定される面Ｐｅ’は、レンズＧＫ６の後側焦点の位置であると共に、レンズＬＧａの前側焦点の位置になっている。

【0059】

また、レンズＧＫ６の前側焦点は、図７Ａ、図７Ｂに示した面Ｐｓｏの位置に設定されている。その為、レンズＧＫ６に入射するビームＢｎｂ、Ｂｎｃ（発散光束）の各々は、レンズＧＫ６から平行光束（直径１ｍｍ程度）に変換されると共に、面Ｐｅ’内の光軸ＡＸｕｎの位置で交差し、ミラーＭ１０で反射されてビームエキスパンダーＢＥＸのレンズＬＧａを通って、描画ユニットＭＵｎ（ｎ＝１～４）内に導光される。ビームエキスパンダーＢＥＸのレンズＬＧａを通ったビームＢｎａ、Ｂｎｂ、Ｂｎｃの各々は、先の図３Ａ、図３Ｂで説明したように、光軸ＡＸｕｎと平行に進むと共に、それぞれ面ＯＰａでスポットＳＰａ’、ＳＰｂ’、ＳＰｃ’となるように収斂する。

【0060】

以上の図１～図８のように構成されたパターン露光装置ＥＸによってシート基板Ｐ上にパターンを描画する動作の一例として、図９Ａ、図９Ｂのようなパターンを描画する場合を説明する。図９Ａは、シート基板Ｐ上に露光される８本のラインによるライン＆スペース（Ｌ＆Ｓ）パターンＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３を表し、図９Ｂは、そのパターンの拡大した一部分の領域Ａｃｃの描画データ上の画素マップ（ビットマップ）情報を表す。このような画素マップ情報は、先の図４に示した制御装置１００内の描画データ記憶部１００Ｂ内に予め記憶されている。

【0061】

図９Ａにおいて、パターンＰＴ１は、Ｘｔ方向（副走査方向）に線状に延びた線幅２０μｍの８本のライン（黒線）をＹｔ方向（主走査方向）にスペース幅２０μｍで並べたＬ＆Ｓパターンであり、パターンＰＴ３は、Ｙｔ方向に線状に延びた線幅１０μｍの８本のライン（黒線）をＸｔ方向にスペース幅１０μｍで並べたＬ＆Ｓパターンである。そして、パターンＰＴ２は、パターンＰＴ１とパターンＰＴ３の各々の８本のラインを、Ｘｔ方向やＹｔ方向に対して約４５度傾いた８本のラインで接続するＬ＆Ｓパターンである。パターンＰＴ２の８本のライン（黒線）の各々の線幅は約１０μｍで、スペース幅は約２１．３μｍに設定される。このようなパターンＰＴ１、ＰＴ２、ＰＴ３の構成は、電子デバイス上の配線層として、度々、設けられる。

【0062】

図９Ａに示した領域Ａｃｃ内では、パターンＰＴ２の斜めラインＰＴ２ａとパターンＰＴ３のＹｔ方向に延びた直線ラインＰＴ３ａとが約１３５度で接続され、パターンＰＴ２の斜めラインＰＴ２ｂとパターンＰＴ３のＹｔ方向に延びた直線ラインＰＴ３ｂとが約１３５度で接続されている。その場合、図９Ｂに示すように、領域Ａｃｃに対応した画素マップ（ビットマップ）上では、１つの画素Ｐｉｃのサイズがシート基板Ｐ上で、例えば２×２μｍの正方形で規定される為、直線ラインＰＴ３ａ、ＰＴ３ｂの各々の線幅方向（Ｘｔ方向）はハッチングで示した５画素（５Ｐｉｃ）に設定される。そして、直線ラインＰＴ３ａ、ＰＴ３ｂの間のＸｔ方向のスペース幅も５画素（５Ｐｉｃ）に設定される。一方、４５度の斜めラインＰＴ２ａ、ＰＴ２ｂは、線幅が約１０μｍに設定されるので、Ｙｔ方向（又はＸｔ方向）の寸法は約１４．１μｍとなり、Ｙｔ方向とＸｔ方向の各々にハッチングで示した７画素（７Ｐｉｃ）が設定される。

【0063】

図９Ｂにおいて、画素Ｐｉｃは、描画データ上で１ビットの「０」又は「１」で規定され、例えば、画素Ｐｉｃが「１」のときは、スポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃのいずれかがクロック信号ＣＬＫのクロックパルスに応答して、シート基板Ｐ上にパルス露光される。その際、図９Ｂの領域Ａｃｃにおける描画データは、スポット光の主走査方向が－Ｙｔ方向（図９Ｂ中の左から右）に設定されている場合、描画データの１描画ライン分のデータ列、例えば図９Ｂ中のデータ列ＡＬ１、ＡＬ２中の画素ビット情報は、クロック信号ＣＬＫに応答して、左から右に順次読み出される。その読み出されたビット情報が、図４に示したビットストリーム状の描画信号ＳＤａ、ＳＤｂ、ＳＤｃとして、光源装置ＬＳ１Ａ、ＬＳ１Ｂ、ＬＳ１Ｃに印加される。なお、データ列ＡＬ１、ＡＬ２の各々は、図１、図２に示した描画ラインＳＬｎ（ｎ＝１～４）のＹｔ方向の最大長をＬｍｙ（μｍ）とし、画素ＰｉｃのＹｔ方向の画素寸法をＹｐｉ（μｍ）としたとき、Ｌｍｙ／Ｙｐｉ分の画素数のビット列を有する。

【0064】

本実施の形態では、例えば、奇数番の描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３、ＭＵ５のいずれかが、図９Ａのような斜めラインを含むパターンを露光する際、光源装置ＬＳ１ＡからのビームＬＢ１ａによる円形のスポット光ＳＰａと、光源装置ＬＳ１ＢからのビームＬＢ１ｂによるスロット状のスポット光ＳＰｂと、光源装置ＬＳ１ＣからのビームＬＢ１ｃによるスロット状のスポット光ＳＰｃとを、選択的に高速に切り換えながらパターン描画を行う。そこで、本実施の形態では、図９Ｂに示したような描画データを基本描画データ（基本のデータ列ＡＬｘ）とし、Ｘｔ方向に並ぶ画素の番地をｘとしたとき、円形のスポット光ＳＰａによって描画すべきパターン部分に対応した第１のデータ列ＡＬｘａと、－４５度に傾いたスロット状のスポット光ＳＰｂによって描画すべきパターン部分に対応した第２のデータ列ＡＬｘｂと、そして＋４５度に傾いたスロット状のスポット光ＳＰｃによって描画すべきパターン部分に対応した第３のデータ列ＡＬｘｃとの３つのデータ列が生成されて記憶されるものとする。

【0065】

図１０は、一例として、図９Ｂに示したパターンＰＴ２中の１本の斜めラインパターンの一部分を描画する場合の動作を説明する図である。図１０において、シート基板Ｐ上での画素ＰｉｃのＸｔ方向の寸法ＸｐｉとＹｔ方向の寸法ＹｐｉはＸｐｉ＝Ｙｐｉに設定される。円形のスポット光ＳＰａの実効的な寸法（直径）は、画素Ｐｉｃの寸法Ｘｐｉ、Ｙｐｉと同等、又はそれよりも少し大きい値に設定される。その実効的な直径とは、スポット光ＳＰａの強度分布をガウス分布、或いは近似ガウス分布としたとき、ピーク強度の１／ｅ²又は１／２のレベルとなる直径を意味する。また、４５度に傾いたスロット状（長楕円状）のスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの各々の長軸方向の実効的な寸法も、正方形の画素Ｐｉｃの寸法Ｘｐｉ、Ｙｐｉ、或いは画素Ｐｉｃの対角寸法（Ｘｐｉ、Ｙｐｉの約１．４倍）と同等、又はそれよりも少し大きい値に設定される。

【0066】

さらに、スポット光ＳＰｂの中心は、スポット光ＳＰａの中心に対して－Ｙｔ方向に間隔ΔＹｂだけ離れ、スポット光ＳＰｃの中心は、スポット光ＳＰａの中心に対して＋Ｙｔ方向に間隔ΔＹｃだけ離れるように設定されている。図１０では、説明を分かり易くするため、間隔ΔＹｂと間隔ΔＹｃは等しく、２画素分の間隔である２・Ｙｐｉに設定されているものとするが、間隔ΔＹｂ、ΔＹｃは、予め判っていれば２画素分以上であっても良い。なお、円形のスポット光ＳＰａの実効的な寸法（直径）は、シート基板Ｐ上で設定される画素Ｐｉｃの寸法に対して、±５０％の範囲内（好ましくは±３０％の範囲内）であれば良い。

【0067】

図１０のように、－４５度で傾いた斜めラインパターンに対しては、－４５度に傾いたスロット状のスポット光ＳＰｂが選択されて、クロック信号ＣＬＫ（４００ＭＨｚ）の各クロックパルスに応答してスポット光ＳＰｂがパルス照射される。スポット光ＳＰｂ（他のスポット光ＳＰａ、ＳＰｃも同様）のパルス照射は、主走査方向（Ｙｔ方向）に関して１つの画素Ｐｉｃに２パルス分となるように設定される。具体的には、クロック信号ＣＬＫの周期Ｔｃｋ（２．５ｎＳ）の間に、スポット光ＳＰｂ（ＳＰａ、ＳＰｃ）を画素ＰｉｃのＹｔ方向の寸法Ｙｐｉの１／２だけ移動させるように、ポリゴンミラーＰＭの回転速度の設定によって、スポット光ＳＰｂ（ＳＰａ、ＳＰｃ）の走査速度が０．５・Ｙｐｉ／Ｔｃｋ（μｍ／ｎＳ）に設定される。

【0068】

同様に、Ｘｔ方向（副走査方向）に関しても、図１０に示すように、１つの画素Ｐｉｃに対して２回の描画ラインＳＬ１ａ、ＳＬ１ｂが設定されるように、シート基板ＰのＸｔ方向の移動速度、即ち回転ドラムＤＲ（図１参照）の回転速度が設定される。描画ラインＳＬ１ａ、ＳＬ１ｂは、描画ユニットＭＵ１（他の描画ユニットＭＵ２～ＭＵ４も同様）に入射するビームＢ１ｂ（他のビームＢ１ａ、Ｂ１ｃも同様）が、ポリゴンミラーＰＭの回転方向の隣り合った反射面の各々で反射された結果で生じたものである。従って、ポリゴンミラーＰＭの反射面が８面の場合、ポリゴンミラーＰＭが４５°回転する間に、シート基板Ｐが画素ＰｉｃのＸｔ方向の寸法Ｘｐｉの１／２だけ移動するような速度関係に設定される。

【0069】

図１０では、データ列ＡＬ１に沿って、－４５度に傾いたスロット状のスポット光ＳＰｂが斜めラインパターン部（黒点が付された画素Ｐｉｃ）に照射されるように、画素ビット情報による描画信号ＳＤｂ中のビット値「１」とクロック信号ＣＬＫのクロックパルスとに応じて、光源装置ＬＳ１Ｂのパルス発光が制御される。その間、図１０に示すように、他の光源装置ＬＳ１Ａ、ＬＳ１Ｃの各々に印加される描画信号ＳＤａ、ＳＤｃの画素ビット情報はビット値「０」になっている為、スポット光ＳＰａ、ＳＰｃによるパルス照射は行われない。

【0070】

図１０のように、描画信号ＳＤａ、ＳＤｂ、ＳＤｃの各々に含まれる同一の画素に対する画素ビット情報を選択的にビット値「０」、「１」のいずれかに設定することで、３つのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃのいずれか１つを選択して、図９Ａに示した斜めラインを含むパターンＰＴ２や、Ｘｔ方向又はＹｔ方向に直線的なラインを含むパターンＰＴ１、ＰＴ３の各々に対して、露光されたパターンのエッジ部のギザギザを低減することができる。

【0071】

図１１は、図９Ｂに示した斜め線の一部を描画する為の描画データのうち、図９Ｂ中の領域Ａｃｃ内における画素データ列ＡＬ１、ＡＬ２の各々に対応した画素ビット情報（描画信号ＳＤａ、ＳＤｂ、ＳＤｃ）の状態を説明する図である。データ列ＡＬ１又はＡＬ２は、主走査方向に一列に並ぶ画素列中に、斜めラインＰＴ２ａ、ＰＴ２ｂの部分と直線ラインＰＴ３ｂの部分との両方を含む。データ列ＡＬ１、ＡＬ２とも、図９Ｂの領域Ａｃｃは、主走査方向に関して３７画素で規定される。スポット光ＳＰａでパターン描画する為の描画信号ＳＤａが設計上のデータ列ＡＬ１から生成されるものとすると、読み出しの最初となる図９Ｂ中の最左端の１画素目～４画素目にはビット値「０」（非描画）が記憶され、５画素目～１１画素目（ハッチングした７画素分）には斜めラインＰＴ２ａに対応したビット値「１」（描画）が記憶され、１２画素目～２７画素目にビット値「０」（非描画）が記憶され、２８画素目～３７画素目に斜めラインＰＴ２ｂの左側のエッジ画素と直線ラインＰＴ３ｂとに対応したビット値「１」（描画）が記憶されている。

【0072】

同様に、設計上のデータ列ＡＬ１に対して副走査方向に一段ずれた設計上のデータ列ＡＬ２には、６画素目～１２画素目（ハッチングした画素Ｐｉｃ）に斜めラインＰＴ２ａに対応したビット値「１」（描画）が記憶され、１３画素目～２８画素目にビット値「０」（非描画）が記憶され、２９画素目～３７画素目に斜めラインＰＴ２ｂの左側のエッジ画素と直線ラインＰＴ３ｂとに対応したビット値「１」（描画）が記憶されている。

【0073】

先の図１０で説明したように、－４５度に傾いた斜めラインＰＴ２ａはスポット光ＳＰｂで露光するので、設計上のデータ列ＡＬ１（描画信号ＳＤａ）に対応した描画信号ＳＤｂ上のデータ列には、３画素目～９画素目（７画素分）にビット値「１」が設定される。図１０で説明したように、スポット光ＳＰｂは、主走査方向に関してスポット光ＳＰａよりも２画素分（ΔＹｂ）だけ先行してパターン描画する位置に設定されている為、描画信号ＳＤｂを生成するデータ列は、描画信号ＳＤａを生成する設計上のデータ列ＡＬ１に対して、全体的に２画素分（２ビット分）先行するようにビット値が設定される。

【0074】

さらに、設計上のデータ列ＡＬ１には、２８画素目に斜めラインＰＴ２ｂの左側のエッジ画素の為のビット値「１」が記憶され、引き続く２９画素以降に直線ラインＰＴ３ｂに対応したビット値「１」が記憶されている。設計上のデータ列ＡＬ１中の２８画素目をスポット光ＳＰｂの２パルス分で露光する為に、設計上のデータ列ＡＬ１で生成される描画信号ＳＤａ上では、２８画素目がビット値「０」（非描画）に設定され、引き続く２９画素目以降がビット値「１」に設定される。併せて、描画信号ＳＤｂを生成するデータ列では、設計上のデータ列ＡＬ１の２８画素目よりも２画素先行した２６画素目にビット値「１」が設定される。

【0075】

また、図９Ｂに示した領域Ａｃｃでは、＋４５度に傾いた斜めラインのパターンが存在しないので、図１１中の描画信号ＳＤｃを生成するデータ列中の全画素はビット値「０」（非描画）に設定される。なお、スポット光ＳＰｃで＋４５度に傾いた斜めライン（又は斜めエッジ部）を描画する場合、描画信号ＳＤｃを生成するデータ列中の所定の画素にビット値「１」が設定される。その場合、スポット光ＳＰｃは主走査方向に関してスポット光ＳＰａよりも２画素分（ΔＹｃ）だけ遅延してパターン描画する位置に設定されている為、描画信号ＳＤｃを生成するデータ列は、描画信号ＳＤａを生成する設計上のデータ列ＡＬ１に対して、全体的に２画素分（２ビット分）後行（遅延）するようにビット値が設定される。

【0076】

データ列ＡＬ２に関しても、同様に、設計上のデータ列ＡＬ２（描画信号ＳＤａ）に対応して２画素分先行する描画信号ＳＤｂ上のデータ列には、４画素目～１０画素目（７画素分）にビット値「１」が設定される。さらに、設計上のデータ列ＡＬ１上では、２９画素目に斜めラインＰＴ２ｂの左側のエッジ画素が位置するので、描画信号ＳＤｂ上のデータ列上では、２画素先行した２７画素目にビット値「１」が設定され、それ以降の２８画素目以降はビット値「０」に設定される。一方、設計上のデータ列ＡＬ１で生成される描画信号ＳＤａ上では、２９画素目がビット値「０」（非描画）に設定され、引き続く３０画素目以降がビット値「１」に設定される。

【0077】

以上のように、描画信号ＳＤａ、ＳＤｂ、ＳＤｃの各々は、スポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃの１回の走査中にクロック信号ＣＬＫの２クロックパルス毎に読み出されるデータ列（ＡＬ１、ＡＬ２等）を、スポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃの主走査方向に関する相対的な間隔ΔＹｂ、ΔＹｃに対応した分だけビットシフトさせて生成される。スポット光ＳＰｂとスポット光ＳＰｃとは、主走査方向に間隔（ΔＹｂ＋ΔＹｃ）だけずれているので、描画信号ＳＤｂを生成するデータ列と描画信号ＳＤｃを生成するデータ列とは、間隔（ΔＹｂ＋ΔＹｃ）に相当するビット数（ここでは４画素分）だけシフトしたものとなっている。

【0078】

以上、本実施の形態では、描画すべきパターンに斜めラインパターン又は斜めエッジ部が含まれる場合でも、円形のスポット光ＳＰａによる描画と、傾斜したスロット状（長楕円状）のスポット光ＳＰｂ又はＳＰｃによる描画とを、描画データ上の画素単位で正確に切り換えることができる。特に、スポット光ＳＰａの実効的な直径φｓとスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの寸法（長軸方向の長さ）とを、大きく変えることなく概ね揃えることで、斜めラインパターンや斜めエッジ部に生じるギザギザを低減できると共に、線幅も正確に維持することができる。また、図４、図５Ａ～図５Ｃに示したビーム合成部ＢＤ１Ａ（ＢＤ１Ｂ）の構成では、３つの光源装置ＬＳ１Ａ、ＬＳ１Ｂ、ＬＳ１Ｃ（ＬＳ２Ａ、ＬＳ２Ｂ、ＬＳ２Ｃ）の各々からのビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの偏光状態（直線偏光の方向）を揃えて、初段の音響光学変調素子ＡＭ３（ＡＭ４）に入射させることができる。

【0079】

また、本実施の形態では、スロット状（長楕円状）のスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの各々の長軸方向を、主走査方向（又は副走査方向）に対して４５度傾けたものとしたが、これは、多くの電子デバイス用のパターン設計、特に配線設計で４５度傾いた配線やパターンエッジが多用されるからである。しかしながら、描画すべきパターン中に、４５度から外れた角度β（主走査方向、又は副走査方向に対する傾き角）の配線（ラインパターン）やパターンエッジ部が含まれる場合でも、角度βが、｜β－４５°｜≦２０°の範囲、即ち、２５°≦β≦６５°の範囲であれば、４５度に傾いたスロット状（長楕円状）のスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃによる選択な露光によって、斜めエッジ部のギザギザを低減させる効果が得られる。

【0080】

さらに本実施の形態では、先の図５Ａ～図５Ｃで説明したように、スポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの各々の長軸方向を、ビーム圧縮系ＯＭ２の光軸ＡＸｂ（ＡＸｃ）回りの回転で、任意の方向（実用上は０°～９０°の範囲で事足りる）に設定可能である。そこで、シート基板Ｐ上に露光する電子デバイス用のパターン中に現れる斜めラインや斜めエッジ部の各々の主走査方向（Ｙｔ方向）に対する角度を集計し、最も頻度が高い角度（高頻度角度）を求め、その高頻度角度に対応するように、スポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの各々の長軸方向を設定することもできる。なお、ビーム圧縮系ＯＭ２は回転させずに、ビーム圧縮系ＯＭ２の後に、台形状プリズム又は３つの反射面によるイメージローテータを設けて、光軸ＡＸｂ（ＡＸｃ）の回りに回転させても良い。

【0081】

〔変形例１〕
変形例１は、ビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ（ＢＤ２Ｂ）内の音響光学変調素子ＡＭ１、ＡＭ３（ＡＭ２、ＡＭ４）の各々を、先の図６に示した状態から光軸ＡＸｓ回りに９０°回転させたものである。図１２Ａは、図６中の初段の音響光学変調素子ＡＭ３、レンズＧＫ３、落射ミラーＩＭ３に、ミラーＭ３０、Ｍ３２を追加した光路を、直交座標系ＸＹＺのＸＹ面内で見た図であり、図１２Ｂは図１２Ａの光路によって、シート基板Ｐ上に投射されるスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃの配置状態を示す図である。

【0082】

本変形例では、図１２Ｂに示すように、３つのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃが副走査方向（Ｘｔ方向）に所定の間隔で並ぶように配置する。ここでは、一例として、円形のスポット光ＳＰａによる描画ラインＳＬｎａ（ｎ＝１～４）に対して、－４５度に傾斜したスロット状のスポット光ＳＰｂによる描画ラインＳＬｎｂ（ｎ＝１～４）は、－Ｘｔ方向に５ライン分に相当する間隔ΔＸｂだけシフトした位置に設定され、＋４５度に傾斜したスロット状のスポット光ＳＰｃによる描画ラインＳＬｎｃ（ｎ＝１～４）は、＋Ｘｔ方向に５ライン分に相当する間隔ΔＸｃだけシフトした位置に設定される。また、先の図１０で説明したように、ポリゴンミラーＰＭの隣り合った反射面の各々で走査されたスポット光による描画ラインのＸｔ方向の間隔は、画素ＰｉｃのＸｔ方向の寸法Ｘｐｉの１／２に設定されている。

【0083】

３つのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃをＸｔ方向に並べる為に、図１２Ａに示すように、図６に示した初段の音響光学変調素子ＡＭ３（後段の音響光学変調素子ＡＭ１も同様）を光軸ＡＸｓの回りに９０度回転させて、音響光学変調素子ＡＭ３（ＡＭ１）の回折方向をＸＹ面内の－Ｙ方向に設定する。さらに、音響光学変調素子ＡＭ３（ＡＭ１）の結晶内の位置Ｐｅ（図７Ａ、図７Ｂ参照）で交差する３本のビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃ（平行光束）の各々も、ＸＺ面と平行な面に沿って音響光学変調素子ＡＭ３（ＡＭ１）に入射させる。その為に、例えば、図４に示した平行平板１２Ａ、楔状プリズム１２Ｂ、１２Ｃから初段の音響光学変調素子ＡＭ３までの光路中に、３本のビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの光路を光軸（ビームＬＢ１ａ）の回りに９０度回転させるイメージローテータが設けられる。

【0084】

それによって、オン状態のときの音響光学変調素子ＡＭ３からは、入射したビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々の０次ビームＢ３ａｏ、Ｂ３ｂｏ、Ｂ３ｃｏ（それぞれ平行光束）と、－Ｙ方向に所定の回折角で偏向した１次回折ビームとしてのビームＢ３ａ、Ｂ３ｂ、Ｂ３ｃ（それぞれ平行光束）とが射出する。図７Ａ、図７Ｂと同様に、０次ビームＢ３ａｏ、Ｂ３ｂｏ、Ｂ３ｃｏの各々とビームＢ３ａ、Ｂ３ｂ、Ｂ３ｃの各々とは、レンズＧＫ３によって、落射ミラーＩＭ３の反射面が位置する面Ｐｓｏでビームウェストとなるように集光される。図１２Ａに示すように、本変形例では、落射ミラーＩＭ３の反射面がＸＺ面及びＹＺ面に対して４５度を成すように設置され、ビームＢ３ａ、Ｂ３ｂ、Ｂ３ｃの各々は、－Ｙ方向に反射される。

【0085】

レンズＧＫ３を通ったビームＢ３ａ、Ｂ３ｂ、Ｂ３ｃの各々の中心光線は、互いに光軸ＡＸｓと平行になっており、落射ミラーＩＭ３で反射されたビームＢ３ａ、Ｂ３ｂ、Ｂ３ｃ（それぞれ発散光束）は、図１２ＡではＺ方向に重なった状態でミラーＭ３０に投射され、ミラーＭ３０によって光路を－Ｘ方向に９０度だけ折り曲げられる。ミラーＭ３０で反射したビームＢ３ａ、Ｂ３ｂ、Ｂ３ｃは、ＸＹ面及びＹＺ面に対して４５度傾いた反射面を有するミラーＭ３２で、－Ｚ方向に反射される。ミラーＭ３２で反射された直後のビームＢ３ａ、Ｂ３ｂ、Ｂ３ｃの各々の中心光線は、ＸＹ面内で見ると、Ｘ方向に所定の間隔で並ぶ。

【0086】

ミラーＭ３２で反射されたビームＢ３ａは、図７Ａ、図７Ｂに示した光軸ＡＸｕ３（又は図８に示した光軸ＡＸｕｎ）と同軸となって、図８と同様にレンズＧＫ６に入射する。ミラーＭ３２で反射されたビームＢ３ｂ、Ｂ３ｃの各々は、その中心光線が図７Ａ、図７Ｂに示した光軸ＡＸｕ３（又は図８に示した光軸ＡＸｕｎ）を挟んでＸ方向に対称的に離れた状態で、図８に示したレンズＧＫ６に入射する。従って、図８に示したレンズＬＧａを通って面ＯＰａで集光されるビームＢ３ａ、Ｂ３ｂ、Ｂ３ｃの各々は、光軸ＡＸｕｎ上にビームＢ３ａのスポットＳＰａ’が位置し、光軸ＡＸｕｎから＋Ｚ方向に所定距離だけ離れてビームＢ３ｂのスポットＳＰｂ’が位置し、光軸ＡＸｕｎから－Ｚ方向に所定距離だけ離れてビームＢ３ｃのスポットＳＰｃ’が位置する。

【0087】

以上の図１２Ａのような構成により、シート基板Ｐ上に投射されるスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃの各々を、図１２Ｂのように副走査方向（Ｘｔ方向）に並べることができる。本変形例では、図１２Ｂのように、スロット状（長楕円状）のスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの各々の投射位置が、円形のスポット光ＳＰａの投射位置に対して、Ｘｔ方向に複数（ここでは５つ）の描画ラインを跨いで間隔ΔＸｂ、ΔＸｃだけずれている。その為、当然ではあるが、スポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの各々で描画する斜めラインパターン又は斜めエッジ部に対応する描画信号中のデータ列（図１１に示した描画信号ＳＤｂ、ＳＤｃの各々を生成する為のデータ列）は、スポット光ＳＰａで描画するパターンに対応するデータ列（図１１に示した描画信号ＳＤａを生成する為のデータ列）に対して、間隔ΔＸｂ、ΔＸｃに相当する分だけ、副走査方向（Ｘｔ方向）にシフトして記憶される。

【0088】

〔変形例２〕
先の図５Ａ～図５Ｃに示したビーム圧縮系ＯＭ２では、２つのシリンドリカルレンズ１０Ｇ３、１０Ｇ４を用いて、入射するビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々の断面形状（円形）を一次元に圧縮したが、他の光学素子を用いても良い。図１３は、ビーム圧縮系ＯＭ２の本変形例による構成を模式的に示す図である。本変形例では、図５Ａ～図５Ｃ中のビーム拡大系ＯＭ１で拡大された円形断面のビームＬＢ１ｂ（ＬＢ１ｃ）を入射する一次元のマイクロプリズムアレー、又は一次元のフレネルレンズ等の光学素子１０Ｇ３’と、負のパワーを持つシリンドリカルレンズ１０Ｇ４’とによってビーム圧縮系ＯＭ２を構成する。光学素子１０Ｇ３’を一次元のマイクロプリズムアレーとする場合は、図１３の紙面内で見ると、断面が微細な楔状で紙面と垂直な方向に一次元に延びたプリズム部の複数を、光軸ＡＸｂ（ＡＸｃ）を挟んで対称的に配置した構成とし、光軸ＡＸｂ（ＡＸｃ）から離れる方向に行くに従って、プリズム部の楔の頂角が大きく形成される。

【0089】

それによって、入射するビームＬＢ１ｂ（ＬＢ１ｃ）の断面内で、光学素子１０Ｇ３’の光軸ＡＸｂ（ＡＸｃ）から離れるに従ってプリズム部での屈折角が大きくなり、ビームＬＢ１ｂ（ＬＢ１ｃ）が光軸ＡＸｂ（ＡＸｃ）に向かって圧縮（収斂）される。シリンドリカルレンズ１０Ｇ４’は、圧縮（収斂）されるビームＬＢ１ｂ（ＬＢ１ｃ）をほぼ平行光束になるように発散させる。また、図１３の紙面と垂直で光軸ＡＸｂ（ＡＸｃ）を含む面内で見ると、光学素子１０Ｇ３’とシリンドリカルレンズ１０Ｇ４’とは、いずれもパワー（屈折力）を持たない為、入射したビームＬＢ１ｂ（ＬＢ１ｃ）はそのまま平行光束の状態で進む。

【0090】

その結果、シリンドリカルレンズ１０Ｇ４’から射出するビームＬＢ１ｂ（ＬＢ１ｃ）の断面内での強度分布の形状はスロット状（長楕円状）になる。なお、光学素子１０Ｇ３’として一次元のフレネルレンズを用いる場合も、ほぼ同様の作用によって、シリンドリカルレンズ１０Ｇ４’から射出するビームＬＢ１ｂ（ＬＢ１ｃ）の断面形状をスロット状（長楕円状）にすることができる。本変形例でも、光学素子１０Ｇ３’とシリンドリカルレンズ１０Ｇ４’とによるビーム圧縮系ＯＭ２の全体を光軸ＡＸｂ（ＡＸｃ）の回りに回転させることで、シート基板Ｐ上に投射されるスロット状（長楕円状）のスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの各々の長軸方向を主走査方向（Ｙｔ方向）に対して傾けることができる。なお、シリンドリカルレンズ１０Ｇ４’は、負のパワー（屈折力）を持つ一次元のフレネルレンズにしても良い。また、シリンドリカルレンズ１０Ｇ４’の入射面（或いは出射面）は、完全な円筒面ではなく、非球面レンズのように、高次関数で近似される近似円筒面であっても良い。

【0091】

〔第２の実施の形態〕
先の第１の実施の形態や変形例では、円形のスポット光ＳＰａを生成する為の光源装置ＬＳ１Ａ（ＬＳ２Ａ）からのビームＬＢ１ａ（ＬＢ２ａ）、スロット状のスポット光ＳＰｂを生成する為の光源装置ＬＳ１Ｂ（ＬＳ２Ｂ）からのビームＬＢ１ｂ（ＬＢ２ｂ）、及び、スロット状のスポット光ＳＰｃを生成する為の光源装置ＬＳ１Ｃ（ＬＳ２Ｃ）からのビームＬＢ１ｃ（ＬＢ２ｃ）の各々が、ビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ、ＢＤ２Ｂ内の音響光学変調素子ＡＭ１～ＡＭ４の結晶内で交差するように、図４のようなビーム合成部ＢＤ１Ａ、ＢＤ２Ａで光路を設定した。本実施の形態では、音響光学変調素子ＡＭ１～ＡＭ４に入射する３つのビームＬＢ１ａ（ＬＢ２ａ）、ＬＢ１ｂ（ＬＢ２ｂ）、ＬＢ１ｃ（ＬＢ２ｃ）を、ビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ（ＢＤ２Ｂ）内の光軸ＡＸｓ（図６参照）と同軸に合成する。

【0092】

図１４は、図４に示したビーム形状変形部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの各々からのビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃを同軸に合成する第２の実施の形態による構成を示す図である。本実施の形態では、ビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々の偏光状態を電気光学素子で高速に切り換える構成によって、同軸合成を行う。図１４において、ビーム形状変形部１０Ａに入射する光源装置ＬＳ１ＡからのＰ偏光のビームＬＢ１ａは、ビーム縮小系ＯＭ３のレンズ１０Ｇ５、１０Ｇ６を介して、偏光ビームスプリッタＢＳ１の第１面に入射する。ビーム形状変形部１０Ｂに入射する光源装置ＬＳ１ＢからのＰ偏光のビームＬＢ１ｂは、ビーム縮小系ＯＭ３のレンズ１０Ｇ５、１０Ｇ６と１／２波長板ＨＷＰとを介して、Ｓ偏光に変換されて偏光ビームスプリッタＢＳ１の第１面と直交した第２面に入射する。

【0093】

偏光ビームスプリッタＢＳ１の第１面に入射したＰ偏光のビームＬＢ１ａは、偏光ビームスプリッタＢＳ１の偏光分離面を透過して、第１の電気光学素子ＥＯａに入射する。電気光学素子ＥＯａは内部の結晶に電界を印加する駆動信号ＳＳａのＯｎ／Ｏｆｆによって、入射するビームの直線偏光の方向を切り換えるものである。その為、駆動信号ＳＳａがＯｆｆのとき、電気光学素子ＥＯａは偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過したＰ偏光のビームＬＢ１ａをそのまま透過させて、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２に入射する。第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２も、Ｐ偏光は透過させてＳ偏光は反射させるように配置されているので、Ｐ偏光のビームＬＢ１ａは偏光ビームスプリッタＢＳ２を透過して、第２の電気光学素子ＥＯｂに入射する。

【0094】

第２の電気光学素子ＥＯｂは第１の電気光学素子ＥＯａと同じものであり、駆動信号ＳＳｂのＯｎ／Ｏｆｆによって入射するビームの偏光状態を切り換える。駆動信号ＳＳｂがＯｆｆのとき、電気光学素子ＥＯｂは偏光ビームスプリッタＢＳ２からのＰ偏光のビームＬＢ１ａをそのまま透過させて、第３の偏光ビームスプリッタＢＳ３に入射させる。第３の偏光ビームスプリッタＢＳ３も、Ｐ偏光は透過させてＳ偏光は反射させるように配置されているので、Ｐ偏光のビームＬＢ１ａは偏光ビームスプリッタＢＳ３を透過すると共に、後のビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ（ＢＤ２Ｂ）内の光軸ＡＸｓと同軸となって進む。

【0095】

一方、ビーム形状変形部１０ＢからＳ偏光となって偏光ビームスプリッタＢＳ１に入射するビームＬＢ１ｂは、偏光ビームスプリッタＢＳ１の偏光分離面で反射されて、電気光学素子ＥＯａに入射する。駆動信号ＳＳａがＯｆｆのとき、Ｓ偏光のビームＬＢ１ｂは電気光学素子ＥＯａをそのまま透過して、偏光ビームスプリッタＢＳ２のビームＬＢ１ａと同じ入射面に入射する。偏光ビームスプリッタＢＳ２に入射したＳ偏光のビームＬＢ１ｂは、ほぼ全部が反射されてビームトラップＴＲａに入射して吸収される。

【0096】

さらに、ビーム形状変形部１０Ｃに入射する光源装置ＬＳ１ＣからのＰ偏光のビームＬＢ１ｃは、ビーム縮小系ＯＭ３のレンズ１０Ｇ５、１０Ｇ６と１／２波長板ＨＷＰとを介して、Ｓ偏光に変換されてミラーＭ４０Ａで直角に反射されて、偏光ビームスプリッタＢＳ２の第２面（ビームトラップＴＲａと反対側の面）に入射する。偏光ビームスプリッタＢＳ２はＳ偏光を反射するので、Ｓ偏光のビームＬＢ１ｃは、他のビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂと同軸の光路となるように反射されて、電気光学素子ＥＯｂに入射する。駆動信号ＳＳｂがＯｆｆのとき、電気光学素子ＥＯｂは偏光ビームスプリッタＢＳ２からのＳ偏光のビームＬＢ１ｃをそのまま透過させて、第３の偏光ビームスプリッタＢＳ３に入射させる。第３の偏光ビームスプリッタＢＳ３も、Ｓ偏光は反射させるように配置されているので、Ｓ偏光のビームＬＢ１ｃは偏光ビームスプリッタＢＳ３で反射されて、ビームトラップＴＲｂで吸収される。

【0097】

以上のように、直列に配置された２つの電気光学素子ＥＯａ、ＥＯｂの各々に印加される駆動信号ＳＳａ、ＳＳｂが共にＯｆｆ状態のとき、光源装置ＬＳ１ＡからのＰ偏光のビームＬＢ１ａのみが、偏光ビームスプリッタＢＳ３から光軸ＡＸｓと同軸に射出される。次に、第１の電気光学素子ＥＯａに印加される駆動信号ＳＳａがＯｎ状態で、第２の電気光学素子ＥＯｂに印加される駆動信号ＳＳｂがＯｆｆ状態となる場合を説明する。その場合、偏光ビームスプリッタＢＳ１を介して第１の電気光学素子ＥＯａに入射するＰ偏光のビームＬＢ１ａはＳ偏光に切り換えられる。その為、Ｓ偏光となったビームＬＢ１ａは第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２で反射されて、ビームトラップＴＲａで吸収される。

【0098】

一方、偏光ビームスプリッタＢＳ１で反射されて第１の電気光学素子ＥＯａに入射するＳ偏光のビームＬＢ１ｂはＰ偏光に切り換えられる。その為、Ｐ偏光となったビームＬＢ１ｂは、第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２、第２の電気光学素子ＥＯｂ、及び第３の偏光ビームスプリッタＢＳ３をそのまま透過して、光軸ＡＸｓと同軸に射出される。また、そのとき、ビーム形状変形部１０ＣからのＳ偏光となったビームＬＢ１ｃは、ミラーＭ４０Ａを介して第２の偏光ビームスプリッタＢＳ２で反射されて、Ｏｆｆ状態の第２の電気光学素子ＥＯｂをそのまま透過し、第３の偏光ビームスプリッタＢＳ３で反射されてビームトラップＴＲｂで吸収される。以上のように、電気光学素子ＥＯａがＯｎ状態で電気光学素子ＥＯｂがＯｆｆ状態のときは、Ｐ偏光のビームＬＢ１ｂのみが第３の偏光ビームスプリッタＢＳ３から光軸ＡＸｓと同軸になって射出する。

【0099】

次に、第１の電気光学素子ＥＯａと第２の電気光学素子ＥＯｂとが共にＯｎ状態になるように駆動信号ＳＳａ、ＳＳｂが印加された場合を説明する。この場合、電気光学素子ＥＯａがＯｎ状態なので、ビーム形状変形部１０ＡからのＰ偏光のビームＬＢ１ａは、偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過した後、電気光学素子ＥＯａを通ってＳ偏光に変換されるので、偏光ビームスプリッタＢＳ１で反射されてビームトラップＴＲａに吸収される。また、ビーム形状変形部１０ＢからのＳ偏光のビームＬＢ１ｂは、偏光ビームスプリッタＢＳ１で反射された後、電気光学素子ＥＯａを通ってＰ偏光に変換されるので、次の偏光ビームスプリッタＢＳ２を透過する。しかしながら、偏光ビームスプリッタＢＳ２を透過したＰ偏光のビームＬＢ１ｂは、Ｏｎ状態の第２の電気光学素子ＥＯｂを通ってＳ偏光に変換されるので、偏光ビームスプリッタＢＳ３で反射されてビームトラップＴＲｂに吸収される。

【0100】

一方、ビーム形状変形部１０ＣからのＳ偏光のビームＬＢ１ｃは、ミラーＭ４０Ａと偏光ビームスプリッタＢＳ２で反射された後、Ｏｎ状態の電気光学素子ＥＯｂを通ってＰ偏光に変換されるので、次の偏光ビームスプリッタＢＳ３を透過して、光軸ＡＸｓと同軸になって射出する。このように、本実施の形態では、偏光ビームスプリッタＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３、電気光学素子ＥＯａ、ＥＯｂが、３つのビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃを光軸ＡＸｓに沿って進むように合成するビーム合成部として機能する。

【0101】

本実施の形態では、３つの光源装置ＬＳ１Ａ、ＬＳ１Ｂ、ＬＳ１Ｃの各々からのビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃを、同じ直線偏光状態で同軸に合成させる為に、２つの電気光学素子ＥＯａ、ＥＯｂを用いる。その為、図４に示した制御装置１００内の描画データ記憶部１００Ｂには、電気光学素子ＥＯａ、ＥＯｂの各々に印加される駆動信号ＳＳａ、ＳＳｂ（高圧の直流電位）のオン／オフを設定する情報（ビットマップ情報）が、描画すべきパターンの画素マップ情報と関連付けて記憶されている。

【0102】

以上の図１４のように、偏光ビームスプリッタＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３と電気光学素子ＥＯａ、ＥＯｂとを組み合わせることで、光源装置ＬＳ１Ａ、ＬＳ１Ｂ、ＬＳ１Ｃの各々からのビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃのいずれか１つを光軸ＡＸｓと同軸にしてビームスイッチング部ＢＤ１Ｂの初段の音響光学変調素子ＡＭ３に入射させることができる。その上、同軸合成の為に、偏光分離特性を持たない振幅分割型のビームスプリッタを用いないので、ビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々の光量減衰が抑えられると共に、偏光方向を同じＰ偏光にすることができる。その為、音響光学変調素子ＡＭ３（ＡＭ１）を通るビームＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々に対する回折効率が同じになり、シート基板Ｐ上に投射されるスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃの各光量（強度）のバラつきが抑えられる。

【0103】

図１５は、図１４のビーム合成部ＢＤ１Ａと、図６のビームスイッチング部ＢＤ１Ｂと、描画ユニットＭＵ３（又はＭＵ１）とを用いたパターンの描画動作の一例を説明する図である。本実施の形態では、ビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ（音響光学変調素子ＡＭ３、ＡＭ１）に入射する３つのＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々が、光軸ＡＸｓと同軸に設定されるので、３つのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃの各々も、描画ラインＳＬ３（ＳＬ１）上で主走査方向の同一位置に投射される。

【0104】

図１５では、一例として、矩形状のパターン部ＰＴ４とＹｔ方向に延びたラインパターン部ＰＴ５と斜めラインパターン部ＰＴ６とがＹｔ方向につながったパターンを、描画ユニットＭＵ３によって描画する場合を示す。パターン部ＰＴ４は、描画ユニットＭＵ３による描画ラインＳＬ３に対して傾斜した斜めエッジ部Ｅ４ａとＸｔ方向に直線的に伸びたエッジ部Ｅ４ｂとを有する。斜めラインパターン部ＰＴ６は、斜めエッジ部Ｅ４ａと反対向きに傾いた斜めエッジ部Ｅ６ａ、Ｅ６ｂとを有する。

【0105】

図１５のようなパターンについて、描画ラインＳＬ３に沿ってパターン描画が行われる場合、斜めエッジ部Ｅ４ａを横切る描画ラインＳＬ３上の領域Ａｒ１では、先の図１０と同様に、－４５度で傾斜したスロット状（長楕円状）のスポット光ＳＰｂにより、描画信号ＳＤｂの画素ビット情報とクロック信号ＣＬＫ（ＳＤｂ∩ＣＬＫ）に従ってパターン描画（光源装置ＬＳ１Ｂのパルス発光）が行われる。パターン部ＰＴ４のエッジ部Ｅ４ｂを含む描画ラインＳＬ３上の領域Ａｒ２では、円形のスポット光ＳＰａにより、描画信号ＳＤａの画素ビット情報とクロック信号ＣＬＫ（ＳＤａ∩ＣＬＫ）に従ってパターン描画（光源装置ＬＳ１Ａのパルス発光）が行われる。さらに、パターン部ＰＴ６の斜めエッジ部Ｅ６ａ、Ｅ６ｂを含む描画ラインＳＬ３上の領域Ａｒ３では、＋４５度で傾斜したスロット状（長楕円状）のスポット光ＳＰｃにより、描画信号ＳＤｃの画素ビット情報とクロック信号ＣＬＫ（ＳＤｃ∩ＣＬＫ）に従ってパターン描画（光源装置ＬＳ１Ｃのパルス発光）が行われる。

【0106】

このようなパターン描画の場合、図１４中の電気光学素子ＥＯａ、ＥＯｂの各々に印加される駆動信号ＳＳａ、ＳＳｂについては、領域Ａｒ１でスポット光ＳＰｂが投射される直前の時刻Ｔｓ１から、スポット光ＳＰｂの投射に切り替わる時刻Ｔｓ２までの間、駆動信号ＳＳａのみがＯｎ状態となり、領域Ａｒ３でスポット光ＳＰｃが投射される直前の時刻Ｔｓ３から、領域Ａｒ３での斜めパターン部ＰＴ６の描画が終わった時刻Ｔｓ４までの間、駆動信号ＳＳａ、ＳＳｂの両方が共にＯｎ状態となる。

【0107】

なお、電気光学素子ＥＯａ、ＥＯｂのスイッチングの応答周波数の上限は、光源装置ＬＳ１Ｂ、ＬＳ１Ｃのパルス発光の周波数４００ＭＨｚ（周期２．５ｎＳ）よりも低い場合が多い。その為、駆動信号ＳＳａ、ＳＳｂをＯｎ状態にできる最小時間幅以上の時間幅（Ｔｓ２－Ｔｓ１、又はＴｓ４－Ｔｓ３）を設定し、その時間幅内に領域Ａｒ１、Ａｒ３（斜めエッジ部Ｅ４ａ、Ｅ６ａ、Ｅ６ｂ）が入るように設定される。

【0108】

以上のように、線幅が細い斜めラインパターン部ＰＴ６や斜めエッジ部Ｅ４ａを含むパターンを描画する際、円形のスポット光ＳＰａと傾いたスロット状（長楕円状）のスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃとが主走査方向の同じ位置で、択一的に投射されるように設定される。その為、図１１で説明したように、描画ラインＳＬｎに沿って並ぶ多数の画素Ｐｉｃの画素ビット情報のスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃ用の各データ列を、間隔ΔＹｂ、ΔＹｃに相当する画素数分だけシフトさせる必要が無い。従って、各データ列を生成する手間が軽減される。

【0109】

〔変形例３〕
先の第１の実施の形態のように、複数のスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃを、ポリゴンミラーＰＭの回転により、シート基板Ｐ上で同時に走査できる構成とした場合、シート基板Ｐの表面に形成される感光層（フォトレジスト層）の感度の違いや厚みの違いに容易に対応することができる。例えば、単一のスポット光ＳＰａ（円形）のみでパターン描画を行う露光装置では、露光処理時間を短くする為に、光源装置ＬＳ１Ａから射出されるビームＬＢ１ａがなるべく高輝度になるように調整される。その為、使用可能なフォトレジストには、ビームＬＢ１ａの光強度に対応して、推奨される感度範囲と推奨される厚み範囲とがある。仮に、使用するフォトレジスト層の感度が相当に低かったり、推奨される厚みよりも著しく厚くなったりすると、ビームＬＢ１ａ（スポット光ＳＰａ）の光強度を高めることが難しい為、ポリゴンミラーＰＭの回転速度（スポット光ＳＰａの走査速度）と、シート基板Ｐの副走査方向への移動速度とを大きく低下させることになる。

【0110】

すなわち、シート基板Ｐ上に形成されたレジスト層の感度と厚みとで定まる必要露光量（必要ドーズ量）に見合うように、スポット光ＳＰａの光強度と走査露光の状態（速度等）とで定まる供給可能露光量（供給ドーズ量）が調整される。第１の実施の形態では、描画ユニットＭＵ１～ＭＵ４の各々から、３つのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃのいずれか１つ、いずれか２つ、或いは全てを選択的に投射可能であるので、供給ドーズ量の調整範囲を大幅に拡大することができる。さらに、スポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃの各々は、描画データ中の画素Ｐｉｃ単位で、高速にシート基板Ｐ上にパルス投射が可能なので、例えば、パターンのエッジ部に対応した画素やその隣の画素に対して、通常よりも大きなドーズ量を与える特殊露光方法も可能となる。

【0111】

図１６は、第１の実施の形態、又は変形例１による露光装置を用いて、マトリックス状に配列される複数の矩形パターンの各々の周辺エッジ部に与える露光量を増大させる特殊露光の描画動作の一例を示す図である。特殊露光方法は、例えば国際公開第２０１９／０４９９４０号に開示されているように、シート基板Ｐ上に形成されるレジスト層がネガ型であると共に、その厚みが一般的な厚み（０．８μｍ～２μｍ）の数倍～１０倍程度の場合に利用することができる。

【0112】

図１６において、描画データ上の１つの画素Ｐｉｃがシート基板Ｐ上で２μｍ角に設定される場合、矩形パターンＰＴ７は、Ｙｔ方向に９画素（１８μｍ）、Ｘｔ方向に１１画素（２２μｍ）の大きさで規定され、Ｘｔ方向とＹｔ方向の各々に３画素（６μｍ）分の間隔を空けてマトリックス状に配列される。各矩形パターンＰＴ７は、Ｘｔ方向とＹｔ方向の各々に直線的に配列された画素による周辺エッジ部ＰＴ７ａと、その内側の７画素×９画素で構成される矩形パターン部ＰＴ７ｂとで構成される。第１の実施の形態による露光装置によって、例えば、描画ユニットＭＵ３による描画ラインＳＬ３ａ、ＳＬ３ｂに沿って、スポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃが走査されたとする。

【0113】

本変形例では、内側の矩形パターン部ＰＴ７ｂを構成する画素（オン画素）の各々に対しては、Ｘｔ方向とＹｔ方向の各々に円形のスポット光ＳＰａの２パルスで露光が行われ、周辺エッジ部ＰＴ７ａを構成する画素（オン画素）の各々に対しては、Ｘｔ方向とＹｔ方向の各々に、円形のスポット光ＳＰａの２パルスと共に、スロット状（長楕円状）のスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの２パルスが追加露光される。従って、描画ラインＳＬ３ａ上では、描画信号ＳＤａとクロック信号ＣＬＫとに基づいて、矩形パターンＰＴ７のＸｔ方向の全幅（９画素）に対応した１８パルス分の円形のスポット光ＳＰａが照射される。

【0114】

併せて、描画ラインＳＬ３ａ上では、矩形パターンＰＴ７の＋Ｙｔ方向側の周辺エッジ部ＰＴ７ａを構成する１画素目と－Ｙｔ方向側の周辺エッジ部ＰＴ７ａを構成する９画素目とを追加露光する為に、描画信号ＳＤｂ、ＳＤｃとクロック信号ＣＬＫとに基づいて、その１画素目と９画素目の各々にスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの２パルス分が照射される。なお、第１の実施の形態では、３つのスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃが、先の図１０で説明したように間隔ΔＹｂ、ΔＹｃでＹｔ方向にずれているので、本変形例でも、図１１で説明したように、描画信号ＳＤａ、ＳＤｂ、ＳＤｃの各々に対応した画素ビット情報のデータ列は、その間隔ΔＹｂ、ΔＹｃに応じた画素数だけ情報の位置（ビットの位置）がずれている。

【0115】

また、描画ラインＳＬ３ｂ上では、矩形パターンＰＴ７のＸｔ方向側の周辺エッジ部ＰＴ７ａを構成するようにＹｔ方向に並んだ９個の画素の列に対して追加露光が行われる。その為、描画ラインＳＬ３ｂ上では、矩形パターンＰＴ７の＋Ｙｔ方向側の周辺エッジ部ＰＴ７ａを構成する１画素目から、－Ｙｔ方向側の周辺エッジ部ＰＴ７ａを構成する９画素目までの全てが追加露光されるように、描画信号ＳＤａ、ＳＤｂ、ＳＤｃとクロック信号ＣＬＫとに基づいて、その１画素目～９画素目までの９画素分の各々にスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃの２パルス分が照射される。

【0116】

本変形例では、追加露光される画素（オン画素）に対して、円形のスポット光ＳＰａ、－４５度で傾斜したスロット状のスポット光ＳＰｂ、＋４５度で傾斜したスロット状のスポット光ＳＰｃが続けて照射される為、各スポット光の光強度が同じ場合、追加露光された画素には最大で約３倍の露光量が与えられる。しかしながら、追加露光で必要な露光量が１．５倍や２倍程度で良い場合もある。その場合、追加露光で使われるスロット状のスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの各々の光強度がスポット光ＳＰａの光強度の２５％、５０％程度に減衰されるように、光源装置ＬＳ１Ｂ、ＬＳ１Ｃから射出されるビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの光路中に、ビーム強度を可変調整できる減光部材を設けても良い。そのような減光部材としては、光源装置ＬＳ１Ｂ（ＬＳ１Ｃ）からのビームＬＢ１ｂ（ＬＢ１ｃ）を、回転可能な１／２波長板、偏光ビームスプリッタの順に通す構成が好ましい。その場合、１／２波長板をビームの中心光線の回りに回転調整することで、偏光ビームスプリッタで反射（又は透過）されるビームの強度を、例えば１０％～９０％の範囲で連続的に調整することができる。

【0117】

本変形例では、追加露光の際に、周辺エッジ部ＰＴ７ａを構成する画素に、－４５度で傾斜したスロット状のスポット光ＳＰｂと、＋４５度で傾斜したスロット状のスポット光ＳＰｃとが重なって照射されるので、２つのスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの重なりによる光強度分布は、角が丸まった四角状に近くなる。従って、シート基板Ｐ上の露光すべきデバイス形成領域内の全体で、図１６のように、Ｘｔ方向とＹｔ方向とに延びた周辺エッジ部ＰＴ７ａだけを含み、斜めエッジ部や斜めラインパターンを含まない場合は、周辺エッジ部ＰＴ７ａの画素（オン画素）に対しては、２つのスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの重なりのみで露光しても良い。

【0118】

〔変形例４〕
以上の第１の実施の形態、第２の実施の形態、及び各変形例では、ビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ（ＢＤ２Ｂ）内の直列に配置された音響光学変調素子ＡＭ１、ＡＭ３（ＡＭ２、ＡＭ４）によって、３つの光源装置ＬＳ１Ａ、ＬＳ１Ｂ、ＬＳ１Ｃ（ＬＳ２Ａ、ＬＳ２Ｂ、ＬＳ２Ｃ）の各々から生成される３つのビームＢｎａ、Ｂｎｂ、Ｂｎｃ（ｎ＝１～４）を複数の描画ユニットＭＵｎのいずれかにスイッチングして供給した。しかしながら、２つの光源装置の各々からの描画用のビームを、ビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ（ＢＤ２Ｂ）を介さずに、直接１つの描画ユニットに供給する構成としても良い。

【0119】

図１７は、２つの光源装置のみを用いた変形例４によるビーム合成部の概略的な構成を示す図である。図１７において、先の図１、図４で示した部材と同じ部材には同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。本変形例では、２つの光源装置ＬＳ１Ｂ、ＬＳ１Ｃの各々からのビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃは、それぞれミラーＭ５０、Ｍ５２で反射されて図４（並びに図５Ａ～図５Ｃ）に示したビーム形状変形部１０Ｂ、１０Ｃに入射する。なお、図１７において、光源装置ＬＳ１ＢからのビームＬＢ１ｂは、直交座標系ＸＹＺのＸＹ面と平行に＋Ｘ方向に射出され、光源装置ＬＳ１ＣからのビームＬＢ１ｃは、ビームＬＢ１ｂとほぼ同軸な配置関係で、ＸＹ面と平行に－Ｘ方向に射出される。

【0120】

ビーム形状変形部１０Ｂ内に設けられるビーム圧縮系ＯＭ２（図５Ａ～図５Ｃ参照）の全体は、入射するビームＬＢ１ｂの中心光線（図５Ａ～図５Ｃ中の光軸ＡＸｂ）の回りに回転可能に設けられる。ビーム圧縮系ＯＭ２は、モータやエアピストン等のアクチュエータを含む駆動機構２０Ｂによって、４５°ずつ回転するように設定される。従って、ビーム形状変形部１０Ｂから＋Ｙ方向に射出するビームＬＢ１ｂは、ＹＺ面内での断面分布がスロット状（長楕円状）になった平行光束に変換される。同様に、ビーム形状変形部１０Ｃ内に設けられるビーム圧縮系ＯＭ２（図５Ａ～図５Ｃ参照）の全体は、入射するビームＬＢ１ｃの中心光線（図５Ａ～図５Ｃ中の光軸ＡＸｃ）の回りに回転可能に設けられ、モータやエアピストン等のアクチュエータを含む駆動機構２０Ｃによって、４５°ずつ回転するように設定される。従って、ビーム形状変形部１０Ｃから＋Ｙ方向に射出するビームＬＢ１ｃは、ＹＺ面内での断面分布がスロット状（長楕円状）になった平行光束に変換される。

【0121】

ビーム形状変形部１０ＢからのビームＬＢ１ｂは、ミラーＭ５１によって＋Ｘ方向に反射された後、Ｖ型ミラーＭ５４の一方の反射面に投射される。同様に、ビーム形状変形部１０ＣからのビームＬＢ１ｃは、ミラーＭ５３によって－Ｘ方向に反射された後、Ｖ型ミラーＭ５４の他方の反射面に投射される。Ｖ型ミラーＭ５４の一方の反射面と他方の反射面とは、図１７中のＺ軸と平行な稜線を成すように、所定の角度で交差するように設定されている。Ｖ型ミラーＭ５４の稜線（Ｚ軸と平行）は、図１７中のＸＹ面内で見たとき、例えば描画ユニットＭＵ１の光軸ＡＸｕ１（図２参照）と直交するように設定される。

【0122】

ミラーＭ５１、Ｍ５３、Ｖ型ミラーＭ５４によって、Ｖ型ミラーＭ５４の一方の反射面で反射されたビームＬＢ１ｂと、Ｖ型ミラーＭ５４の他方の反射面で反射されたビームＬＢ１ｃとは、ＸＹ面内で光軸ＡＸｕ１と平行に、且つ光軸ＡＸｕ１を挟んで対称的に接近した状態で＋Ｙ方向に進み、プリズムブロック２２に入射する。プリズムブロック２２は、光軸ＡＸｕ１と直交するようにＺ軸と平行に延びた稜線を有し、入射するビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々を、光軸ＡＸｕ１に向けて所定の角度（例えば１°以下）だけ屈折（偏向）させる。プリズムブロック２２を通った２つのビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃは、光軸ＡＸｕ１と垂直な面Ｐｅ’（図８中の面Ｐｅ’に対応）で互いに光軸ＡＸｕ１と交差した後、広がりながら描画ユニットＭＵ１に入射するように進む。

【0123】

以上の構成により、シート基板Ｐ上には、描画ユニットＭＵ１から投射されるビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの各々による２つのスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃだけが集光される。本変形例では、２つのスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの各々が、いずれもスロット状（長楕円状）の強度分布を有し、その分布の長軸方向を、駆動機構２０Ｂ、２０Ｃによってシート基板Ｐ上で４５°の角度ずつ変えることができる。なお、駆動機構２０Ｂ、２０Ｃによるビーム形状変形部１０Ｂ、１０Ｃ内のビーム圧縮系ＯＭ２の回転角度の変化量は、例えば、±９０°の範囲内で、１５°ずつの１２段階にしても良いし、無段階で任意角度に設定できるようにしても良い。

【0124】

本変形例では、２つのスロット状（長楕円状）のスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃのみでパターンの描画を行う際に、描画ユニットＭＵ１が描画すべきパターン中に、どのようなパターン部分（主走査方向又は副走査方向に延びた直線エッジ部、或いは斜めエッジ部等）がシート基板Ｐ上の副走査方向のどの位置に含まれるかを事前に把握し、それに応じて、スポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの各々の長軸方向を、駆動機構２０Ｂ、２０Ｃによって事前（対応するエッジ部の描画直前）に回転させる。先の図９Ａで説明したように、電子デバイス内の配線パターンでは、４５度の斜めラインパターン（図９Ａ中のＰＴ２）が多用されるが、その他に、主走査方向又は副走査方向に対して３０度程度、或いは６０度程度で傾いたラインパターンやパターンエッジ部も使われる。そのような場合も考慮して、スロット状（長楕円状）の強度分布を有するスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの各々の長軸方向が、主走査方向又は副走査方向に対して＋２５度～６５度の範囲、又は－２５度～６５度の範囲で傾けられるようにしておくのが望ましい。

【0125】

図１８Ａ～図１８Ｄは、パターンのエッジ部の方向性に応じて切り換えられるスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの各々の長軸方向の組合せを模式的に表した図である。図１８Ａは、先の図１０で説明した状態と同様に、－４５度で傾いたスポット光ＳＰｂと＋４５度で傾いたスポット光ＳＰｃとの各中心が、間隔（ΔＹｂ＋ΔＹｃ）で１つの描画ラインＳＬｎ上にＹｔ（Ｙ）方向に位置した場合を表わす。描画ユニットＭＵ１によって描画されるパターンとして、先の図１６で説明したように、Ｘｔ方向とＹｔ方向に延びた直線エッジ部のみで構成される場合は、描画データ上の全ての画素Ｐｉｃのうち、スポット光を投射すべきオン画素に対しては、±４５度で傾いたスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの各々が重ねて投射されるように、光源装置ＬＳ１Ｂ、ＬＳ１Ｃの各々からのビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃのパルス発光が制御される。なお、図１８Ａのように、スポット光ＳＰｂを－４５度で傾け、スポット光ＳＰｃを＋４５度で傾けた状態を初期状態とする。

【0126】

図１８Ｂは、駆動機構２０Ｃによって、スポット光ＳＰｃのみを初期状態の傾きから反時計回りに９０度回転させた状態を示し、図１８Ｃは、駆動機構２０Ｂによって、スポット光ＳＰｂのみを初期状態の傾きから時計回りに９０度回転させた状態を示す。図１８Ｂ又は図１８Ｃのように、２つのスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃを同じ向きに傾けて、斜めエッジ部や斜めラインパターンのオン画素（Ｐｉｃ）に対して、スポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの各々を重ねて投射することで、エッジ部の画素の露光量を増大させることができる。

【0127】

また、図１８Ｄは、駆動機構２０Ｂ、２０Ｃによって、スポット光ＳＰｂを初期状態の傾きから時計回りに４５度回転させ、スポット光ＳＰｃを初期状態の傾きから反時計回りに４５度回転させた状態を示す。図１８Ｄの場合、２つのスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃは、共に長軸方向が描画ラインＳＬｎと直交した向きに設定される。図１８Ｄの設定は、特に描画ラインＳＬｎと平行、或いは直交した方向に延びる直線状のラインパターンの描画に適している。

【0128】

以上のように、駆動機構２０Ｂ、２０Ｃによるビーム圧縮系ＯＭ２の回転によるスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの長軸方向の変更（切換）動作は、当然に描画ラインＳＬｎに沿ったスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの１回の走査中にはできない。その為、パターン描画が全く行われない領域（スポット光ＳＰｂ、ＳＰｃがパルス照射されないオフ画素が連続する領域）に亘ってシート基板Ｐが移動する時間に対して、スポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの長軸方向の切換動作に要する時間が短くなるタイミングで、必要であれば切換動作が行われる。

【0129】

〔変形例５〕
図１９は、１つの光源装置ＬＳｅからのビームＬＢｅによって、２つのスロット状（長楕円状）のスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃを作る光学構成を模式的に示す図である。説明の便宜上、光源装置ＬＳｅからのビームＬＢｅは、直交座標系ＸＹＺのＸ軸と平行に射出されるものとする。光源装置ＬＳｅは、先に説明した光源装置ＬＳ１Ｂ、ＬＳ１Ｃと同様のファイバーアンプレーザ光源（波長３５５ｎｍの紫外パルス光を周波数４００ＭＨｚで発振）である。光源装置ＬＳｅからのＰ偏光のビームＬＢｅ（直径が０．５～１ｍｍ程度の円形の断面分布を有する平行光束）は、先の図１４で説明した電気光学素子ＥＯａ、ＥＯｂと同様の電気光学素子ＥＯｃに入射する。電気光学素子ＥＯｃは、駆動信号ＳＳｃ（高圧の直流電位）が印加されている間（オン状態のとき）は、入射したビームＬＢｅをＰ偏光からＳ偏光に変換して射出し、駆動信号ＳＳｃが非印加のとき（オフ状態のとき）はＰ偏光のビームＬＢｅをそのまま射出する。

【0130】

電気光学素子ＥＯｃからのビームＬＢｅは、Ｙ軸と平行に＋Ｙ方向に進むようにミラーＭ５５で直角に折り曲げられた後、ビーム拡大系ＯＭ１（図５Ａ～図５Ｃ参照）に入射する。ビーム拡大系ＯＭ１は、入射したビームＬＢｅの直径を１０倍程度に拡大した平行光束にして偏光ビームスプリッタＢＳ４に向けて射出する。光分割部としての偏光ビームスプリッタＢＳ４は、ビームＬＢｅがＰ偏光のときはビームＬＢｅをそのまま透過させ、ビームＬＢｅがＳ偏光のときはビームＬＢｅを直角に反射させる。ここで、偏光ビームスプリッタＢＳ４を透過したＰ偏光のビームＬＢｅをビームＬＢ１ｃとし、偏光ビームスプリッタＢＳ４で反射したＳ偏光のビームＬＢｅをビームＬＢ１ｂとすると、分割されたビームＬＢ１ｃ、ＬＢ１ｂは、それぞれ別の光路を進む。

【0131】

偏光ビームスプリッタＢＳ４からのビームＬＢ１ｂ（Ｓ偏光）は、１／２波長板ＨＷＰを透過して、偏光方向が９０度回転したＰ偏光に変換された後、ビーム形状変形部として機能するビーム圧縮系ＯＭ２ｂに入射する。同様に、偏光ビームスプリッタＢＳ４からのビームＬＢ１ｃ（Ｐ偏光）は、１／２波長板ＨＷＰを透過して、偏光方向が９０度回転したＳ偏光に変換された後、ビーム形状変形部として機能するビーム圧縮系ＯＭ２ｃに入射する。ビーム圧縮系ＯＭ２ｂ、ＯＭ２ｃの各々は、先の図５Ａ～図５Ｃ又は図１３で示した光学部材によって同様に構成され、それぞれのビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの中心光線（光軸）の回りに、相対的に９０度の角度を成すように設置される。

【0132】

ビーム圧縮系ＯＭ２ｂを通ったビームＬＢ１ｂは、ミラーＭ５７でＹ軸と平行になるように直角に反射されて＋Ｙ方向に進み、偏光ビームスプリッタＢＳ５に入射する。また、ビーム圧縮系ＯＭ２ｃを通って－Ｘ方向に進むビームＬＢ１ｃは、偏光ビームスプリッタＢＳ５に入射する。ビーム合成部として機能する偏光ビームスプリッタＢＳ５は、Ｐ偏光となったビームＬＢ１ｂを透過させ、Ｓ偏光となったビームＬＢ１ｃを反射させると共に、ビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃを同軸に合成するように配置されている。偏光ビームスプリッタＢＳ５から＋Ｙ方向に射出されるビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃは、図５Ａ～図５Ｃに示した構成と同様のビーム縮小系ＯＭ３によって、ビーム径を１／１０程度に縮小した平行光束に変換される。

【0133】

ビーム縮小系ＯＭ３を通ったビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃは、振幅分割型のビームスプリッタＢＳ６を透過して、それぞれビームＢ１ｂ、Ｂ１ｃとなって、描画ユニットＭＵ１の光軸ＡＸｕ１と同軸になるように描画ユニットＭＵ１に入射する。また、光源装置ＬＳｅと同じ諸特性で作られた光源装置ＬＳ１Ａからの－Ｘ方向に進むビームＬＢ１ａ（直径が０．５～１ｍｍ程度の円形の断面分布を有する平行光束）は、ビームスプリッタＢＳ６で反射されて、ビームＢ１ａとなって、描画ユニットＭＵ１の光軸ＡＸｕ１と同軸になるように描画ユニットＭＵ１に入射する。ビームスプリッタＢＳ６は、３本のビームＢ１ａ、Ｂ１ｂ、Ｂ１ｃを同軸に合成するように配置されるが、入射するビームＢ１ａ、Ｂ１ｂ、Ｂ１ｃの各々の光量の約半分は、ビームスプリッタＢＳ６の－Ｘ方向側に配置されたビームトラップＴＲｃで吸収される。

【0134】

本変形例では、電気光学素子ＥＯｃがオフ状態であって、且つ、光源装置ＬＳｅに供給される描画信号ＳＤｃの画素ビット値が「１」のときに、光源装置ＬＳｅからビームＬＢｅがパルス発光される。電気光学素子ＥＯｃがオフ状態なので、ビームＬＢｅ（Ｐ偏光）は、偏光ビームスプリッタＢＳ４を透過し、１／２波長板ＨＷＰを通ってＳ偏光に変換され、ビーム圧縮系ＯＭ２ｃを通って偏光ビームスプリッタＢＳ５で反射されて、ビーム縮小系ＯＭ３、ビームスプリッタＢＳ６を介して、スポット光ＳＰｃを生成するビームＢ１ｃとなって描画ユニットＭＵ１に供給される。電気光学素子ＥＯｃがオン状態であって、且つ、光源装置ＬＳｅに供給される描画信号ＳＤｂの画素ビット値が「１」のときに、光源装置ＬＳｅからビームＬＢｅがパルス発光される。電気光学素子ＥＯｃがオン状態なので、Ｐ偏光のビームＬＢｅはＳ偏光に変換されて、偏光ビームスプリッタＢＳ４で反射されて、１／２波長板ＨＷＰを通ってＰ偏光に変換され、ビーム圧縮系ＯＭ２ｂを通って偏光ビームスプリッタＢＳ５を透過して、ビーム縮小系ＯＭ３、ビームスプリッタＢＳ６を介して、スポット光ＳＰｂを生成するビームＢ１ｂとなって描画ユニットＭＵ１に供給される。

【0135】

本変形例でも、スポット光ＳＰｂとスポット光ＳＰｃとの切り換えの為に、電気光学素子ＥＯｃが使われる。その為、図４に示した制御装置１００内の描画データ記憶部１００Ｂには、電気光学素子ＥＯｃに印加される駆動信号ＳＳｃのオン／オフを設定する情報（ビットマップ情報）が、描画すべきパターンの画素マップ情報と関連付けて記憶されている。電気光学素子ＥＯｃのオン／オフによって、結果的に、ビーム形状変形部としてのビーム圧縮系ＯＭ２ｂから射出するビームＬＢ１ｂの直線偏光の方向と、ビーム形状変形部としてのビーム圧縮系ＯＭ２ｃから射出するビームＬＢ１ｃの直線偏光の方向とが相補的に切り換えられることになる。

【0136】

本変形例では、光源装置ＬＳ１ＡからのビームＢ１ａによる円形状のスポット光ＳＰａは、描画信号ＳＤａの画素ビット値「１」及びクロック信号ＣＬＫに応答して、常時、シート基板Ｐ上にパルス光として投射可能である。一方、光源装置ＬＳｅからのビームＬＢｅから生成されるビームＢ１ｂによるスポット光ＳＰｂと、ビームＢ１ｃによるスポット光ＳＰｃは、電気光学素子ＥＯｃのオフ状態とオン状態との切り替えによって、いずれか一方のみが、描画信号ＳＤｂ、ＳＤｃの画素ビット値「１」及びクロック信号ＣＬＫに応答して、シート基板Ｐ上にパルス光として投射される。

【0137】

その為、本変形例では、斜めエッジ部や斜めラインパターンを構成するエッジ画素に対して、スロット状（長楕円状）のスポット光ＳＰｂ又はＳＰｃだけではなく、円形状のスポット光ＳＰａも重ねて露光することができる。この場合、エッジ画素の露光量を増大させつつ、エッジ部のギザギザを低減させる効果も得られる。

【0138】

〔変形例６〕
図２０は、光源装置とビーム形状変形部１０Ｂ、１０Ｃを含むビーム合成部ＢＤ１Ａ（ＢＤ２Ａ）との変形例による構成を模式的に示した図である。本変形例では、図１９に示した光源装置ＬＳｅからのビームＬＢｅと、図４に示した光源装置ＬＳ１ＡからのビームＬＢ１ａとによって、円形のスポット光ＳＰａと２つのスロット状（長楕円状）のスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃとが生成されるように構成すると共に、図６に示したビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ（ＢＤ２Ｂ）も用いて、複数の描画ユニットＭＵ１～ＭＵ４の各々によるパターン露光が可能な構成とする。

【0139】

図２０において、光源装置ＬＳｅから周波数４００ＭＨｚでパルス発光される紫外波長域のビームＬＢｅ（直径が０．５～１ｍｍ程度の円形断面の平行光束）は、音響光学変調素子ＡＭ５にブラッグ回折の条件で入射する。音響光学変調素子ＡＭ５は駆動信号ＳＳｅによって、オン状態（回折光発生状態）とオフ状態とに切り換えられる。音響光学変調素子ＡＭ５がオフ状態のとき、入射したビームＬＢｅはそのまま透過してレンズＧＫ７に光軸と同軸に入射する。音響光学変調素子ＡＭ５は、レンズＧＫ７の前側焦点の位置に配置され、レンズＧＫ７の後側焦点の位置には落射ミラーＩＭ５が配置される。よって、図２０の音響光学変調素子ＡＭ５、レンズＧＫ７、落射ミラーＩＭ５の各配置は、先の図７Ａ、図７Ｂで説明した音響光学変調素子ＡＭ３、レンズＧＫ３、落射ミラーＩＭ３の各配置と同じになっている。

【0140】

オフ状態の音響光学変調素子ＡＭ５を透過してレンズＧＫ７を通ったビームＬＢｅは、落射ミラーＩＭ５の上方空間でビームウェストとなるように収斂した後、発散しながらレンズＧＫ９に光軸と同軸に入射する。レンズＧＫ９の前側焦点は、レンズＧＫ７の後側焦点の位置と一致するように配置され、レンズＧＫ９の後側焦点の位置には、駆動信号ＳＳｆによってオン状態（回折光発生状態）とオフ状態とに切り換えられると共に、ブラッグ回折条件で配置される音響光学変調素子ＡＭ６が設けられる。レンズＧＫ９を透過したビームＬＢｅは、初段の音響光学変調素子ＡＭ５に入射するときのビーム径と同じの平行光束となる。

【0141】

音響光学変調素子ＡＭ６がオン状態の場合、図２０に示すように、ビームＬＢｅの１次回折ビームとしてのビームＬＢ１ｃ（平行光束）が発生する。ビームＬＢ１ｃは、レンズＧＫ１０を通って、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と共に、落射ミラーＩＭ６で直角に反射されて、レンズＧＫ１１に光軸と同軸状態で入射する。ここでも、レンズＧＫ１０の前側焦点の位置には音響光学変調素子ＡＭ６が配置され、レンズＧＫ１０の後側焦点の位置には落射ミラーＩＭ６が配置される。さらに、レンズＧＫ１１の前側焦点の位置はレンズＧＫ１０の後側焦点の位置（落射ミラーＩＭ６の位置）と同じになるように設定されている。従って、レンズＧＫ１１を通ったビームＬＢ１ｃは、再び平行光束になり、ミラーＭ５９で反射されて、先の図４（図５Ａ～図５Ｃ）又は図１３で示したようなビーム形状変形部１０Ｃに入射する。

【0142】

一方、初段の音響光学変調素子ＡＭ５がオン状態の場合は、音響光学変調素子ＡＭ５に入射するビームＬＢｅの１次回折ビームとしてのビームＬＢ１ｂが発生する。そのビームＬＢ１ｂ（平行光束）は、レンズＧＫ７によって収斂され、落射ミラーＩＭ５で反射されて、レンズＧＫ８に光軸と同軸状態で入射する。レンズＧＫ８の前側焦点は、レンズＧＫ７の後側焦点の位置（落射ミラーＩＭ５の位置）に設定されているので、レンズＧＫ８を通ったビームＬＢ１ｂは、再び平行光束になり、ミラーＭ５８で反射されて、先の図４（図５Ａ～図５Ｃ）又は図１３で示したようなビーム形状変形部１０Ｂに入射する。

【0143】

図２０に示すビーム形状変形部１０Ｂ、１０Ｃは、先の図１３で説明したように、駆動機構２０Ｂ、２０Ｃの各々によるビーム圧縮系ＯＭ２の回転によって、ビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃの圧縮方向を光軸回りに回転させるようにしても良い。ビーム形状変形部１０Ｂ、１０Ｃの各々から射出するビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃは、それぞれ、図４と同様にミラーＭ３Ｂ、Ｍ３Ｃで反射された後、楔状のプリズム１２Ｂ、１２Ｃを通って、ビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ（ＢＤ２Ｂ）の光軸ＡＸｓと所定の角度を成すように進む。また、図４と同様に、光源装置ＬＳ１ＡからのビームＬＢ１ａが、ミラーＭ３ＢとミラーＭ３Ｃとの間から、ビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ（ＢＤ２Ｂ）の光軸ＡＸｓと同軸となるように通される。そのビームＬＢ１ａは、図４と同様に、平行平板１２Ａを通ってビームスイッチング部ＢＤ１Ｂ（ＢＤ２Ｂ）に供給される。

【0144】

以上の構成により、本変形例では、描画ユニットＭＵ１、ＭＵ３（ＭＵ２、ＭＵ４）の各々から、ビームＬＢ１ａ（ＬＢ２ａ）による円形のスポット光ＳＰａ、ビームＬＢ１ｂ（ＬＢ２ｂ）による－４５度で傾いたスロット状（長楕円状）のスポット光ＳＰｂ、及びビームＬＢ１ｃ（ＬＢ２ｃ）による＋４５度で傾いたスロット状（長楕円状）のスポット光ＳＰｂのうちのいずれか１つを選択的にシート基板Ｐ上に投射したり、或いはスロット状（長楕円状）のスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃのいずれか１つと円形のスポット光ＳＰａとの２つを同時にシート基板Ｐ上に投射したりすることができる。

【0145】

光源装置ＬＳ１Ａと光源装置ＬＳｅとの各々のパルス発振の周波数Ｆｐを４００ＭＨｚとした場合、図２０に示した音響光学変調素子ＡＭ５、ＡＭ６の最高スイッチング周波数Ｆｓｓが５０ＭＨｚ～１００ＭＨｚ程度であることを考慮して、音響光学変調素子ＡＭ５、ＡＭ６の各々をオン状態又はオフ状態に切り換える駆動信号ＳＳｃ、ＳＳｄの印加タイミングは、スロット状（長楕円状）のスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃで描画すべきエッジ画素や斜めラインパターンの位置に対して、例えば、図１５で説明した駆動信号ＳＳａ、ＳＳｂと同様に数画素分早めに実行される。例えば、１画素に対してスポット光ＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃの各々が主走査方向にｎパルス分照射される場合、駆動信号ＳＳｃ、ＳＳｄの印加タイミングは、Ｆｐ／ｎ・Ｆｓｓで求まる値以上の画素数分だけ先行するように制御される。よって、Ｆｐ＝４００ＭＨｚ、Ｆｓｓ＝５０ＭＨｚ、ｎ＝２の場合、主走査方向に４画素以上先行する画素位置で駆動信号（高周波信号）ＳＳｅ、ＳＳｆのいずれか一方を印加すれば良い。

【0146】

本変形例では、スポット光ＳＰｂとスポット光ＳＰｃとの切り換えの為に、２つの音響光学変調素子ＡＭ５、ＡＭ６が使われる。その為、図４に示した制御装置１００内には、音響光学変調素子ＡＭ５、ＡＭ６の各々に駆動信号ＳＳｅ、ＳＳｆを印加する為のドライブ回路（高周波信号印加アンプ等）が設けられ、描画データ記憶部１００Ｂには、それらの駆動信号ＳＳｅ、ＳＳｆのオン／オフを設定する情報（ビットマップ情報）が、描画すべきパターンの画素マップ情報と関連付けて記憶されている。また、本変形例における音響光学変調素子ＡＭ５、ＡＭ６、レンズＧＫ７～ＧＫ１１、落射ミラーＩＭ５、ＩＭ６によるビームスイッチング機構は、１つの光源装置ＬＳｅからのビームＬＢｅを、互いに異なる光路を通って進む２つのビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃに分割する光分割部として機能する。さらに、本変形例におけるミラーＭ３Ｂ、Ｍ３Ｃ、楔状のプリズム１２Ｂ、１２Ｃは、ビーム形状変形部１０Ｂ、１０Ｃによって、断面形状を円形から変形させた２つのビームＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃを合成するビーム合成部として機能する。

【0147】

本変形例によれば、図２０のように、１つの光源装置ＬＳｅからのビームＬＢｅによって生成される２つのビームＬＢ１ｂ（スポット光ＳＰｂ用）、ＬＢ１ｃ（スポット光ＳＰｃ用）の各々の偏光方向と、１つの光源装置ＬＳ１Ａから生成されるビームＬＢ１ａ（スポット光ＳＰａ用）の偏光方向とを揃えることができるので、複数の描画ユニットＭＵ１～ＭＵ４の各々に、音響光学変調素子ＡＭ１～ＡＭ４を用いて各光源装置からのビームを時分割に順次供給することが可能となる。また、本変形例でも、先の図１７と同様に、駆動機構２０Ｂ、２０Ｃによって、円形状から非等方的な形状（スロット状、長楕円状）に変形させたスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃの方向性（長軸方向）を変えることができるので、描画すべきパターンの斜めエッジの角度に適したスポット形状への設定が容易にできる。

【0148】

また、本変形例では、主走査方向（Ｙｔ方向）や副走査方向（Ｘｔ方向）に直線的に伸びたパターンエッジの画素、或いはＹｔ方向とＸｔ方向に対して斜めに傾いたパターンエッジの画素に対して、スロット状（長楕円状）に変形したスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃのいずれか一方と円形状のスポット光ＳＰａとの両方、変形したスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃのいずれか一方のみ、又は円形状のスポット光ＳＰａのみを適宜選択して投射することができる。

【0149】

以上の第１の実施の形態、第２の実施の形態、及び各変形例で説明したスポット光ＳＰｂ、ＳＰｃは、円形のスポット光ＳＰａに対してスロット状又は長楕円状に変形するものとしたが、その他の形状に変形させても良い。例えば、スポット光ＳＰｂ（又はＳＰｃ）を矩形、正方形、菱形の四角状にすることもできる。但し、その場合、図２に示したｆθレンズ系ＦＴと第２シリンドリカルレンズＣＹｂとを介してシート基板Ｐ上に投射されるビームＢ１ｂの開口数（ＮＡ）と、ビームＢ１ｂ（光源装置からのビーム）の波長λとの関係から最小スポットサイズが決まってくるので、スポット光ＳＰｂを四角状にする場合は、回折や収差の影響も踏まえて、その最小スポットサイズよりも十分に大きな寸法（例えば、最小スポットサイズの３倍以上）にすることが望ましい。スポット光ＳＰｂ、ＳＰｃを共に同一の四角状にする場合でも、その四角形の対角線の方向が互いに異なっている場合は、互いに異なる形状に変形されたスポット光として扱われる。

【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】