CN115668066A - 图案形成装置 - Google Patents

Abstract

图案形成装置具备在基板上形成图案的图案形成机构和对形成在基板上的标记进行检测的标记检测机构。标记检测机构具有：物镜光学系统，其向设定在基板上的检测区域内投射照明光，并且照明光的反射光入射到该物镜光学系统；像检测系统，其对由反射光生成的检测区域内的像进行检测；以及光分割器，其配置在物镜光学系统和像检测系统之间的光路中。图案形成装置具备：照明系统，其朝向光分割器投射照明光，在物镜光学系统的光瞳面上形成照明光的光源像；以及调整机构，其使形成在物镜光学系统的光瞳面内的光源像的位置发生变化。

Description

图案形成装置

技术领域

本发明涉及具有对准系统的图案形成装置，在基板上的形成区域内形成图案时，该对准系统对形成位置进行对准。

背景技术

例如在日本特开2006-106097号公报中公开了一种描绘装置，在该描绘装置中，为了在长条的柔性基板上形成图案而设置有在与基板的长度方向正交的短边方向(宽度方向)上排列了多个曝光头的曝光部，一边使基板沿长度方向移动一边通过多个曝光头分别描绘(曝光)图案。

在日本特开2006-106097号公报的描绘装置中，如图1～图4所示，在比向柔性基板100曝光图案的曝光部30靠基板100的输送方向的下游侧的位置，例如设置有对准部22，该对准部22具有2台照相机部40。对准部22通过照相机部40对形成于柔性基板100的对准标记102(图10)进行检测。如图4所示，该照相机部40被设置为能够沿着导轨34进行移动，以便能够在基板100的宽度方向上改变基板100上的摄像位置。此外，在照相机部40的设置于基板100侧的透镜44的突出前端部，配置有环状的闪光灯46，在拍摄基板100的对准标记102等时，通过闪光灯发光来对基板100进行照明。

在日本特开2006-106097号公报的装置结构中，对准部22的照相机部40构成为能够移动，因此，当移动到期望的位置而静止时，容易产生照相机部40稍微倾斜的误差，即，容易产生透镜44的光轴从与基板100的表面垂直的状态稍微倾斜的远心误差。通常，在这种图案描绘装置中，需要以能够描绘的最小线宽值的1/10以下的精度对对准标记进行位置计测，为此，拍摄到的对准标记的两侧的边缘部的像对比度需要良好且一致。但是，如果产生远心误差，则对准标记的两侧的边缘部的像对比度间的对称性被打破，对准标记的位置计测结果产生误差。在日本特开2006-106097号公报的情况下，为了校正远心误差，需要设置对照相机部40整体的倾斜进行微调整的机构，但相应地，对准部22的结构会变得大型化。

发明内容

本发明的第一方式是一种图案形成装置，其具备图案形成机构和标记检测机构，所述图案形成机构在沿第1方向移动的基板上的规定区域形成图案，所述标记检测机构对形成在所述基板上的标记进行检测，其中，所述标记检测机构具有：物镜光学系统，其向设定在所述基板上的检测区域内投射照明光，并且，在所述检测区域内产生的反射光入射到该物镜光学系统；像检测系统，其对由入射到所述物镜光学系统的所述反射光生成的所述检测区域内的像进行检测；以及光分割器，其配置在所述物镜光学系统和所述像检测系统之间的光路中，以便通过所述照明光对所述检测区域进行落射照明，所述图案形成装置具备：照明系统，其朝向所述光分割器投射所述照明光，在所述物镜光学系统的光瞳面上形成所述照明光的光源像；以及调整机构，其使形成在所述物镜光学系统的所述光瞳面内的所述光源像的位置变化。

本发明的第2方式是一种图案形成装置，其在沿第1方向移动的基板上的规定区域形成电子器件用的图案，其中，所述图案形成装置具备：基板支承机构，其支承所述基板并使其沿所述第1方向移动；图案形成机构，其在沿所述第1方向移动的所述基板的所述规定区域形成所述图案；对准系统，所述对准系统具有物镜光学系统、像检测系统以及光分割系统，以便在相对于所述基板的而配置于所述图案形成机构的上游侧的检测区域内通过光学的方式对形成在所述基板上的基板标记进行检测，所述物镜光学系统将照明光朝向所述检测区域进行落射照明，来自出现在所述检测区域内的所述基板标记的反射光入射到该物镜光学系统；来自所述物镜光学系统的所述反射光入射到所述像检测系统，该像检测系统检测所述基板标记的像；所述光分割系统配置在所述物镜光学系统和所述像检测系统之间，使所述照明光射向所述物镜光学系统，并且将来自所述物镜光学系统的所述反射光射向所述像检测系统；照明系统，其朝向所述光分割系统投射所述照明光，从而在所述物镜光学系统的光瞳面上形成所述照明光的光源像；以及调整机构，其使所述物镜光学系统的所述光瞳面与所述光源像的相对位置在所述光瞳面的面内移位。

附图说明

图1是示出第一实施方式的图案描绘装置EX的整体概要结构的立体图。

图2是具体地示出了图1的图案描绘装置EX中的描绘单元U1～U6的配置和对准系统ALGn的配置的图。

图3是示出图1的图案描绘装置EX的描绘单元U1～U6中的作为代表的描绘单元U1内的详细结构的立体图。

图4是概要地示出图2所示的旋转筒DR、7个对准系统ALG1～ALG7以及基准杆部件RB的配置关系的立体图。

图5是示出了图4所示的描绘线SL1～SL6与对准系统ALG1～ALG7各自的检测区域AD1～AD7的配置关系、以及对旋转筒DR的旋转角度的变化进行计测的编码器计测系统的配置的图。

图6A是示出在基准杆部件RB的7个部位形成的基准标记RM1～RM7的配置的一例的图，图6B是夸张地示出摄像区域DIS’与基准标记RM1的配置关系的一例的图，图6C是夸张地示出摄像区域DIS’与基准标记RM2的配置关系的一例的图。

图7是示出对准系统ALGn(ALG1～ALG7)的具体的光学结构和向对准系统ALGn供给照明光的照明系统ILU的光学结构的一例的图。

图8是在存在远心误差的情况下示出通过来自对准系统ALGn的物镜系统OBL的落射照明而从基板P产生的反射光LRf的检测状态的图。

图9是在校正了由远心误差造成的影响的情况下说明通过来自对准系统ALGn的物镜系统OBL的落射照明而从基板P产生的反射光LRf的检测状态的图。

图10是示出用于向对准系统ALGn供给照明光的导光部件的第二实施方式的光学结构的图。

图11是作为向对准系统ALGn供给的照明光而示出封入了卤化锡的金属卤化物灯的发光波长特性的一例的图表。

图12是示出图10所示的对准系统ALGn用的照明系统(照明单元)ILU的变形例1的概要图。

图13是示意性示出了分色镜DCM的波长选择特性和LED光源LD1、LD2各自的发光波长特性的一例的图表。

图14是示出向图7或图10所示的对准系统ALGn传输来自照明系统ILU的照明光ILb的导光部件的光学结构的变形的图。

图15是示意性示出在图14所示的光纤束ILF的入射端ILFa的面内形成的光源像SOa的样子的图。

图16是示意性示出图7、图10所示的对准系统ALGn的变形例的光学结构的图。

图17是示出在图14所示的照明系统(照明单元)ILU内形成光源像SOa’的光源部ILS的变形例的图。

图18是示出图12、图17所应用的光源部ILS中的分色镜DCM附近的变形例的图。

图19是示出图14所示的光源部ILS的变形例的图。

图20是示出为了向图7、图10、图16中的任一图中的对准系统ALGn分别供给照明光ILb而使用了基于图14的结构的导光部件的情况下的照明系统ILU的概要结构的图。

图21是示出第三实施方式的对准系统ALGn和照明系统(照明单元)ILU的概要结构的图。

图22是夸张地说明图21所示的楔形棱镜DP1、DP2的功能的立体图。

具体实施方式

以下，举出优选实施方式并参照附图，对本发明的技术方案涉及的基板处理装置(图案形成装置)进行详细说明。另外，本发明的技术方案不限于这些实施方式，也包含施加了各种变更或改良而得到的实施方式。即，以下记载的结构要素包含本领域技术人员能够容易设想出的结构要素、实质上相同的结构要素，并且能够适当地对以下记载的结构要素进行组合。此外，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行结构要素的各种省略、置换或变更。

〔第一实施方式〕

图1是作为第一实施方式的基板处理装置而示出了向基板(被照射体)P曝光图案的图案形成装置(图案描绘装置)EX的概要结构的立体图，其结构与国际公开第2017/191777号、国际公开第2018/061633号所公开的结构相同。另外，在以下的说明中，只要没有特别说明，则设定以重力方向为Z方向的XYZ正交坐标系，按照图示的箭头来设定X方向、Y方向以及Z方向。

在如下的器件制造系统中使用图案描绘装置EX：在涂敷于基板P上的光致抗蚀剂等感光性功能层曝光电子器件用的微细图案，从而制造电子器件。在器件制造中，例如为了制造柔性显示器、薄膜状的触摸面板、液晶显示面板用的薄膜状的彩色滤光片、柔性布线、或者柔性传感器等电子器件，除了使用图案描绘装置以外，还使用多种制造装置。器件制造系统具有所谓的辊对辊(Roll To Roll)方式的生产方式，在该生产方式中，从将柔性(挠性)的片状的基板(片状基板)P卷绕成卷筒状的未图示的供给辊送出基板P，对被送出的基板P连续地实施各种处理，之后，利用未图示的回收辊来卷绕进行了各种处理后的基板P。因此，至少在制造处理中的基板P上，与成为最终产品的单位器件(1个显示面板等)对应的多个图案以在基板P的输送方向上隔开规定的间隙相连接的状态排列。基板P为带状，其长度方向成为基板P的移动方向(输送方向)，与长度方向正交的短边方向成为基板P的宽度方向。

基板P例如使用树脂薄膜，或者使用由不锈钢等金属或合金构成的箔(foil)等。作为树脂薄膜的材质，例如也可以使用包含以下树脂中的至少1种的材质：聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、乙烯乙烯基共聚物树脂、聚氯乙烯树脂、纤维素树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、以及醋酸乙烯酯树脂。此外，基板P的厚度、刚性(杨氏模量)处于在通过器件制造系统或图案描绘装置EX的输送路径时在基板P上不会产生因压弯引起的折痕、不可逆的褶皱这样的的范围即可。作为基板P的母材，厚度为25μm～200μm左右的PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)、聚酰亚胺等薄膜是典型的优选片状基板。此外，基板P也可以是通过浮法等制造出的厚度为30～100μm左右的极薄玻璃的单层体、在该极薄玻璃上贴合了上述的树脂薄膜、金属箔等而得到的层叠体、或者含有纳米纤维素并对表面进行了平滑处理的纸片。

涂敷于基板P的表面的感光性功能层以溶液的形式被涂敷到基板P上，通过干燥而变成层(膜)。典型的感光性功能层是光致抗蚀剂(液状或干膜状)，而作为不需要进行显影处理的材料，有：接受紫外线的照射的部分的亲液性/疏液性被改性的感光性硅烷偶联剂(SAM)、或者在接受紫外线的照射的部分露出了镀敷还原基或去除了接受紫外线的照射的部分的镀敷还原基的感光性还原剂等。在将感光性硅烷偶联剂用作感光性功能层的情况下，基板P上的被紫外线曝光的图案部分从疏液性被改性为亲液性。因此，通过在变成了亲液性的部分上有选择地涂敷导电性油墨(含有银、铜等导电性纳米颗粒的油墨)或者含有半导体材料的液体等，从而能够形成图案层，该图案层成为构成薄膜晶体管(TFT)等的电极、半导体、用于绝缘或连接的布线。

在将感光性还原剂用作感光性功能层的情况下，在基板P上的被紫外线曝光的图案部分或成为非曝光的图案部分露出镀敷还原基。因此，在曝光后，通过立即将基板P在包含钯离子或铜离子等的镀敷液中浸渍一定时间、即通过化学镀，来形成(析出)图案层。这样的镀敷处理是加成(加法式)的工艺，但此外也可以以作为减成(减法式)的工艺的蚀刻处理为前提。在该情况下，向图案描绘装置EX输送的基板P为如下基板，即，将母材设为PET或PEN并在其整个表面上或有选择地在其表面上蒸镀铝(Al)或铜(Cu)等金属性薄膜、进而在该金属性薄膜上层叠光致抗蚀剂层而得到的基板。

图1所示的图案描绘装置EX是未使用掩模的直描方式的曝光装置，是所谓的点扫描方式的曝光装置，以规定的速度沿长度方向将从前一工序的工艺装置输送来的基板P向后一工序的工艺装置(包含单个处理部或多个处理部)输送。与该输送同步地，图案描绘装置EX通过根据描绘数据被进行了强度调制的点光在Y方向上的高速扫描(主扫描)和在基板P的长度方向上的移动(副扫描)，在基板P的感光性功能层上形成与构成电子器件的信号线或电源线的布线图案、构成TFT的电极、半导体区域、通孔等中的任一图案形状对应的光图案。

在图1中，图案描绘装置EX具备为了进行副扫描而将基板P支承着沿长度方向输送的旋转筒DR、以及针对基板P的被旋转筒DR支承为圆筒面状的每个部分进行图案曝光的多个(这里为6个)描绘单元Un(U1～U6)，多个描绘单元Un(U1～U6)分别一边利用多面镜PM(扫描部件)在基板P的被照射面(感光面)上沿Y方向使曝光用的脉冲状的光束LB(脉冲光束)的点光进行一维扫描(主扫描)，一边根据描绘数据高速地对点光的强度进行调制(进行导通/断开)。由此，在基板P的被照射面上描绘曝光出与电子器件、电路或布线等规定图案对应的光图案。此外，由于基板P沿着长度方向连续地被输送，因此，基板P上的被图案描绘装置EX曝光了图案的被曝光区域(器件形成区域)能够沿着基板P的长度方向隔开规定的间隔(余白)而设定多个。在本实施方式中，由6个描绘单元U1～U6的每一个、或者由它们的整体构成图案形成机构。

如图1那样，旋转筒DR具有沿Y方向延伸且沿着与重力的作用方向交叉的方向延伸的中心轴AXo、以及与中心轴AXo具有固定半径的圆筒状的外周面。旋转筒DR仿照其外周面(圆周面)将基板P的一部分在长度方向上弯曲成圆筒面状来对基板P进行支承(紧密接触保持)，并且以中心轴AXo为中心进行旋转而沿长度方向对基板P进行输送。旋转筒DR通过其外周面，对基板P上的被投射了来自多个描绘单元Un(U1～U6)的每一个的光束LB(点光)的区域(部分)进行支承。另外，在旋转筒DR的Y方向的两侧，设置有用轴承支承的未图示的轴，以使得旋转筒DR绕中心轴AXo旋转。对该轴赋予来自未图示的旋转驱动源(例如，马达、减速机构等)的旋转扭矩，旋转筒DR绕中心轴AXo以固定的旋转速度进行旋转。

光源装置(脉冲光源装置)LS产生并射出脉冲状的光束(脉冲光束、脉冲光、激光)LB。该光束LB是针对基板P的感光性功能层具有灵敏度、且在410～200nm的波段具有峰值波长(例如，405nm、365nm、355nm、344nm、308nm、248nm等中的任一中心波长)的紫外线光。光源装置LS按照这里未图示的描绘控制装置的控制，例如以100MHz～400MHz的范围的任一频率(振荡频率、规定频率)FPL来射出脉冲状的光束LB。在本实施方式中，将光源装置LS设为利用波长转换元件来产生紫外线光的激光光源装置。

具体而言，将光源装置LS设为光纤放大器激光光源，该光纤放大器激光光源由产生红外波长区域的脉冲光的半导体激光元件、光纤放大器、以及将放大后的红外波长区域的脉冲光转换成紫外波长区域的脉冲光的波长转换元件(高次谐波产生元件)等构成。通过以这样的方式构成光源装置LS，能够得到1个脉冲光的发光时间为十几皮秒～几十皮秒以下的高亮度的紫外线的脉冲光。在国际公开第2015/166910号、国际公开第2017/057415号中公开了以下结构：将光源装置LS设为光纤放大器激光光源，根据构成描绘数据的像素比特的状态(逻辑值为“0”或“1”)，高速地对光束LB的脉冲产生进行导通/断开(对点光进行强度调制)。另外，从光源装置LS射出的光束LB成为其光束直径约为1mm或者为其一半左右的细的平行光束。

从光源装置LS射出的光束LB经由光束切换部选择性地(择一地)被供给到各个描绘单元Un(U1～U6)，该光束切换部由多个作为开关元件的选择用光学元件OSn(OS1～OS6)、多个反射镜M1～M12、多个落射镜(也称为选择镜)IMn(IM1～IM6)以及吸收体TR等构成。选择用光学元件OSn(OS1～OS6)由声光调制器(AOM：Acousto-Optic Modulator)构成，该声光调制器针对光束LB具有透射性，由超声波信号进行驱动，并且以布拉格衍射条件进行配置，从而高效地仅产生入射后的光束LB的±1级衍射光中的一方。多个选择用光学元件OSn和多个落射镜IMn与多个描绘单元Un分别对应地设置。例如，选择用光学元件OS1和落射镜IM1与描绘单元U1对应地设置，同样，选择用光学元件OS2～OS6和落射镜IM2～IM6分别与描绘单元U2～U6对应地设置。

来自光源装置LS的光束LB通过反射镜M1～M12而使得光路在与XY面平行的面内弯曲成反复弯折状，并被引导至吸收体TR。以下，以选择用光学元件OSn(OS1～OS6)均为断开状态(未被施加超声波信号而未产生1级衍射光的状态)的情况来进行详细说明。另外，虽然在图1中省略了图示，但在从反射镜M1到吸收体TR的光束光路中设置有由多个透镜构成的中继系统。详细而言，如国际公开第2017/057415号所公开的那样，中继系统配置在从光源装置LS沿着光束LB的光路串联排列的各个选择用光学元件OS1～OS6之间，使6个选择用光学元件OS1～OS6的每一个在光学上彼此成为共轭关系(成像关系)。此外，各中继系统在6个选择用光学元件OS1～OS6各自的位置处将光束LB维持成直径为1mm～0.5mm的细的平行光束，并且在各中继系统内的中间位置处将光束LB收敛成直径为0.2mm以下的光束腰。落射镜IM1～IM6分别配置在各中继系统的光路中的光束腰的位置。

在图1中，来自光源装置LS的光束LB沿-X方向行进并被反射镜M1向-Y方向反射，从而入射到反射镜M2。被反射镜M2向+X方向反射后的光束LB笔直地透射选择用光学元件OS5而到达反射镜M3。被反射镜M3向-Y方向反射后的光束LB被反射镜M4向-X方向反射，笔直地透射选择用光学元件OS6而到达反射镜M5。被反射镜M5向-Y方向反射后的光束LB到达反射镜M6。被反射镜M6向+X方向反射后的光束LB笔直地透射选择用光学元件OS3而到达反射镜M7。被反射镜M7向-Y方向反射后的光束LB在被反射镜M8向-X方向反射后，笔直地透射选择用光学元件OS4而到达反射镜M9。被反射镜M9向-Y方向反射后的光束LB在被反射镜M10向+X方向反射后，笔直地透射选择用光学元件OS1而到达反射镜M11。被反射镜M11向-Y方向反射后的光束LB在被反射镜M12向-X方向反射后，笔直地透射选择用光学元件OS2而被引导至吸收体TR。该吸收体TR是为了抑制光束LB泄漏到外部而对光束LB进行吸收的光阱，其具备调温(空冷或水冷)机构，以降低因吸收光能而引起的发热。

各选择用光学元件OSn在被施加超声波信号(高频信号)时，产生1级衍射光来作为射出光束(光束LBn)，该1级衍射光是以与高频的频率对应的衍射角使入射的光束LB(0级光)发生衍射而形成的。因此，从选择用光学元件OS1作为1级衍射光被射出的光束成为LB1，同样，分别从选择用光学元件OS2～OS6作为1级衍射光被射出的光束成为LB2～LB6。这样，各选择用光学元件OSn(OS1～OS6)起到使来自光源装置LS的光束LB的光路发生偏转的作用。此外，在本实施方式中，通过未图示的描绘控制装置来进行控制，以使得仅选择用光学元件OSn(OS1～OS6)中的选择出的1个选择用光学元件在一定时间内成为导通状态(施加了高频信号的状态)。在选择出的1个选择用光学元件OSn为导通状态时，在该选择用光学元件OSn中未发生衍射而直行的0级光残留10～20％左右，但这些光最终被吸收体TR吸收。

选择用光学元件OSn分别设置为，使偏转后的1级衍射光即光束LBn(LB1～LB6)相对于入射的光束LB的行进方向朝-Z方向偏转。通过各个选择用光学元件OSn偏转而射出的光束LBn(LB1～LB6)被投射到落射镜IMn(IM1～IM6)，落射镜IMn(IM1～IM6)设置在与选择用光学元件OSn各自隔开规定距离的位置(光束腰的位置)。各落射镜IMn通过将入射的光束LBn(LB1～LB6)向-Z方向反射来将光束LBn(LB1～LB6)向分别对应的描绘单元Un(U1～U6)引导。

各选择用光学元件OSn的结构、功能、作用等彼此相同，多个选择用光学元件OSn分别通过来自描绘控制装置的驱动信号(高频信号)的导通/断开，进行如下的开关(光束选择)动作，即：对使入射的光束LB发生衍射而得到的衍射光(光束LB1～LB6)的产生进行导通/断开。通过各选择用光学元件OSn进行这样的开关动作，能够将来自光源装置LS的光束LB向任一个描绘单元Un引导，并且能够切换光束LBn入射的描绘单元Un。关于像这样将多个选择用光学元件OSn串联(Serial)地配置在光束LB的光路中并向对应的描绘单元Un分时地供给光束LBn的结构，已经在国际公开第2015/166910号中公开。

构成光束切换部的选择用光学元件OSn(OS1～OS6)各自在一定时间内成为导通状态的顺序根据针对各个描绘单元Un(U1～U6)设定的点光的扫描开始定时的顺序来决定。在本实施方式中，通过使分别设置于6个描绘单元U1～U6的多面镜PM的旋转速度同步，并且也使旋转角度的相位同步，由此能够分时地进行切换，以便描绘单元U1～U6中的任一个描绘单元中的多面镜的一个反射面在基板P上进行1次点扫描。因此，只要是描绘单元Un各自的多面镜的旋转角度的相位依照规定的关系进行了同步的状态，则描绘单元Un的点扫描的顺序可以是任意的。在图1的结构中，在基板P的输送方向(旋转筒DR的外周面沿周向移动的方向)的上游侧，3个描绘单元U1、U3、U5沿Y方向排列配置，在基板P的输送方向的下游侧，3个描绘单元U2、U4、U6沿Y方向排列配置。

在该情况下，从上游侧的奇数号的描绘单元U1、U3、U5开始进行针对基板P上的1个被曝光区域的图案描绘，在将基板P输送了一定长度之后，下游侧的偶数号的描绘单元U2、U4、U6也开始进行图案描绘，因此，能够将描绘单元Un的点扫描的顺序设定为U1→U3→U5→U2→U4→U6→U1→…。因此，选择用光学元件OSn(OS1～OS6)分别在一定时间内成为导通状态的顺序也被决定为OS1→OS3→OS5→OS2→OS4→OS6→OS1→…这样的顺序。

如图1所示，在描绘单元U1～U6中分别设置有用于使入射来的光束LB1～LB6进行主扫描的多面镜PM。在本实施方式中，进行同步控制，以使得各描绘单元Un的多面镜PM以相同的旋转速度精密地进行旋转，并且彼此保持一定的旋转角度相位。由此，能够将从描绘单元U1～U6分别向基板P投射的光束LB1～LB6各自的主扫描的定时(点光的主扫描期间)设定成彼此不重复。因此，通过与6个多面镜PM各自的旋转角度位置同步地对设置于光束切换部的各个选择用光学元件OSn(OS1～OS6)的导通/断开切换进行控制，能够进行将来自光源装置LS的光束LB分时地分配到多个描绘单元Un的每一个的高效的曝光处理。关于6个多面镜PM各自的旋转角度的相位匹配和选择用光学元件OSn(OS1～OS6)各自的导通/断开切换定时的同步控制，也已经公开在国际公开第2015/166910号中。

如图1那样，图案描绘装置EX是排列了具有相同结构的多个描绘单元Un(U1～U6)的所谓的多头型的直描曝光方式。描绘单元Un分别针对在被旋转筒DR的外周面(圆周面)支承的基板P的Y方向(主扫描方向)上划分出的局部区域来进行图案描绘。各描绘单元Un(U1～U6)将来自光束切换部的光束LBn投射到基板P上(基板P的被照射面上)，并且在基板P上使光束LBn会聚(收敛)。由此，投射到基板P上的光束LBn(LB1～LB6)成为直径为2～4μm的点光。进而，通过各描绘单元Un的多面镜PM的旋转，使投射到基板P上的光束LBn(LB1～LB6)各自的点光在主扫描方向(Y方向)上进行扫描。通过该点光的扫描，在基板P上规定出用于描绘1条线量的图案的直线的描绘线(扫描线)SLn(另外，n＝1、2、…、6)。描绘线SLn是光束LBn的点光在基板P上的扫描轨迹。

多个描绘单元Un(U1～U6)的各描绘线SLn(SL1～SL6)隔着与包含旋转筒DR的中心轴AXo在内的YZ面平行的中心面，在旋转筒DR的周向上以交错排列的方式配置为2列，奇数号的描绘线SL1、SL3、SL5相对于中心面位于基板P的输送方向的上游侧(-X方向侧)的基板P的被照射面上，并且沿着Y方向隔开规定的间隔而配置为1列。偶数号的描绘线SL2、SL4、SL6相对于中心面位于基板P的输送方向的下游侧(+X方向侧)的基板P的被照射面上，并且沿着Y方向隔开规定的间隔而配置为1列。因此，奇数号的描绘单元U1、U3、U5与偶数号的描绘单元U2、U4、U6设置为在XZ平面内观察(从Y方向观察)时相对于中心面对称。

虽然奇数号的描绘线SL1、SL3、SL5与偶数号的描绘线SL2、SL4、SL6在X方向(基板P的输送方向)上相互隔开，但在Y方向(基板P的宽度方向、主扫描方向)上，描绘在基板P上的图案被设定成相接而不彼此分离。描绘线SL1～SL6被设定为与基板P的宽度方向、即旋转筒DR的中心轴AXo大致平行。另外，使描绘线SLn在Y方向上相接是指使描绘线SLn的端部在Y方向上的位置彼此相邻或者局部重叠这样的关系。在使描绘线SLn的端部在Y方向上彼此重叠的情况下，例如，相对于各描绘线SLn的长度，以包含描绘开始点或描绘结束点在内在Y方向上在1％～5％的范围内重叠为宜。

多个描绘单元Un(U1～U6)以整个覆盖基板P上的曝光区域(图案形成区域)的宽度方向的尺寸的方式来分担Y方向的扫描区域(主扫描范围的划分)。例如，当将1个描绘单元Un的Y方向的主扫描范围(描绘线SLn的长度)设为30～60mm左右时，通过在Y方向上配置6个描绘单元U1～U6，而将能够描绘的曝光区域的Y方向的宽度扩展到180～360mm左右。另外，各描绘线SLn(SL1～SL6)的长度(描绘范围的长度)原则上是相同的。即，沿着描绘线SL1～SL6的每一个进行扫描的光束LBn的点光SP的扫描距离原则上是相同的。

各描绘单元Un(U1～U6)具备使被多面镜PM的各反射面RP反射而在主扫描方向上偏转的光束LBn入射的远心的fθ透镜系统(描绘用扫描光学系统)FT，从fθ透镜系统FT射出并向基板P投射的各光束LBn被设定为：当在XZ面内观察时，朝向旋转筒DR的中心轴AXo行进。由此，从各描绘单元Un(U1～U6)朝向基板P行进的光束LBn的主光线以在XZ平面内始终与基板P的弯曲的表面上的描绘线SLn的位置处的切平面垂直的方式朝向基板P投射。即，在点光SP的主扫描方向及副扫描方向(沿着旋转筒DR的外周面的周向)上，投射到基板P的光束LBn(LB1～LB6)在远心的状态下进行扫描。

图2是具体地示出了图1所示的图案描绘装置EX的旋转筒DR和6个描绘单元U1～U6的配置、以及对形成在基板P上的对准标记、形成在旋转筒DR的表面上的基准图案等进行检测的多个对准系统ALGn(n为2以上的整数)的配置的图，图2中的正交坐标系XYZ的设定与图1相同。图2所示的旋转筒DR、描绘单元U1～U6、对准系统ALGn的基本配置例如已经公开在国际公开第2016/152758号、国际公开第2017/199658号中。

在以大约180度的角度范围支承基板P的旋转筒DR的Y方向的两侧，设置有以绕中心轴AXo旋转的方式被环状的轴承支承的轴Sft，轴Sft与未图示的旋转驱动源(直驱马达等)的旋转轴接合。此外，将包含中心轴AXo且与YZ面平行的面设为中心面CPo。在从Y方向(基板P的宽度方向)观察时，奇数号的描绘单元U1、U3、U5与偶数号的描绘单元U2、U4、U6隔着中心面CPo对称地配置。如图2那样，在与正交坐标系XYZ的XZ面平行的面内，描绘单元U1(以及U3、U5)从中心面CPo沿逆时针方向倾斜了一定的角度θc，描绘单元U2(以及U4、U6)从中心面CPo沿顺时针方向倾斜了一定的角度θc。描绘单元U1～U6各自的结构相同，因此图3示出了作为代表的描绘单元U1的结构。

图3是示出描绘单元U1的详细结构的立体图，该描绘单元U1包含fθ透镜系统FT和多面镜PM等，该fθ透镜系统FT将从图1所示的落射镜IM1供给的光束LB1(根据描绘数据被进行了强度调制的直径为0.5mm左右的平行光束)作为点光SP最终会聚到基板P上，该多面镜PM使点光SP在Y方向进行主扫描而形成描绘线SL1。从描绘单元U1(以及U2～U6)的多面镜PM通过fθ透镜系统FT的光轴AXf1如图2那样在正交坐标系XYZ内倾斜，因此，在描绘单元U1(以及U2～U6)内，设定相对于正交坐标系XYZ倾斜的正交坐标系XtYtZt。在该正交坐标系XtYtZt中，Yt方向与Y方向相同，Zt方向是从落射镜IM1向描绘单元U1入射的光束LB1的主光线(中心光线)的行进方向，或者Zt方向是描绘线SL1的位置处的基板P的法线方向，Xt方向是通过fθ透镜系统FT的光轴AXf1的方向。另外，偶数号的描绘单元U2、U4、U6各自的fθ透镜系统FT的光轴为光轴AXf2。

在图3中，在描绘单元U1(以及U2～U6)内，依次配置有反射镜M30、透镜L6、透镜L7、能够倾斜的石英制的平行平板HVP、透镜L8、L9、反射镜M31、偏振光分束器PBS、孔径光阑AP、1/4波长板QW、反射镜M32、第1柱面透镜CYa、透镜L10、反射镜M33、透镜L11、反射镜M34、M35、M36、8面的多面镜PM、fθ透镜系统FT、反射镜M37、第2柱面透镜CYb。反射镜M30将入射的光束LB1反射90度，使得光束LB1的行进方向成为-Xt方向。沿着被反射镜M30反射后的光束LB1的光路配置的透镜L6、L7、L8、L9构成扩束器系统，该扩束器系统将被反射镜M30反射后的细的光束LB1(直径约为0.5mm)扩大到直径为几mm以上(5～10mm的范围)的平行光束。

平行平板HVP设置在扩束器系统的透镜L6～L9之间的光路中，且构成为能够绕与Zt轴平行的旋转轴AXh旋转(倾斜)。通过改变平行平板HVP的倾斜量，能够使投射到基板P上的点光SP的位置在副扫描方向(Xt方向，作为基板P的移动方向的副扫描方向)上在点光SP的有效直径

的几倍～十几倍的距离范围内移位。通过透镜L9被放大并被反射镜M31向-Yt方向反射的光束LB1(平行光束)入射到偏振光分束器PBS。在将光束LB1设为直线S偏振光时，偏振光分束器PBS利用偏振光分离面以90％以上的强度将光束LB1反射并使其射向后级的孔径光阑AP。透射过孔径光阑AP的圆形开口的光束LB在透射1/4波长板QW时从直线偏振光被转换成圆偏振光。

透射过1/4波长板QW的光束LB1(平行光束)被反射镜M32向-Zt方向反射而向第1柱面透镜CYa(母线与Yt轴平行)入射，在空间中的面Pv内被会聚成Xt方向的宽度非常小且在Yt方向上以几mm(与孔径光阑AP的孔径相同)的长度延伸的狭缝状的强度分布。在面Pv内仅在一维方向上被收敛的光束LB1通过2片组成的球面透镜系统的前一组球面透镜L10，在被反射镜M33向+Xt方向反射之后，通过2片组成的球面透镜系统的后一组球面透镜L11而向+Xt方向行进。从球面透镜L11射出后的光束LB1在被反射镜M34向+Zt方向反射后，被反射镜M35向+Yt方向反射。反射镜M34和反射镜M35被配置成，从反射镜M35向+Yt方向行进的光束LB1的主光线(中心光线)与fθ透镜系统FT的光轴AXf1在平行于XtYt面的面内相互正交。从反射镜M35向+Yt方向行进的光束LB1被反射镜M36反射后投射到多面镜PM的反射面RPa，其中，反射镜M36隔着fθ透镜系统FT的光轴AXf1而配置在反射镜M35的相反侧。

通过第1柱面透镜CYa和2片组成的球面透镜系统的作用，在通过了球面透镜L11之后立即向反射镜M34入射的光束LB1关于Zt方向成为大致平行光束的状态，而关于Yt方向成为收敛光束的状态。另外，在图3中，为了调整主点间距离，使用了球面透镜L10、L11这2枚透镜来构成球面透镜系统，但也可以仅使用1片球面透镜来构成球面透镜系统。

反射镜M36的反射面相对于如下的面以22.5°的窄角配置，该面与Zt轴平行且与XtZt面平行、并且包含光轴AXf1。由此，从反射镜M36射向多面镜PM的反射面RPa的光束LB1的主光线(中心光线)在与XtYt面平行的面内相对于fθ透镜系统FT的光轴AXf1被设定为45°的角度，即，在第1柱面透镜CYa、球面透镜系统(透镜L10、L11)的光轴的延伸上，从反射镜M36到多面镜PM的光轴在与XtYt面平行的面内相对于fθ透镜系统FT的光轴AXf1设定为45°的角度。此外，在图3中，针对被反射镜M36反射而射向多面镜PM的反射面RPa的光束LB1而言，关于Zt方向成为收敛光束的状态从而在多面镜PM的反射面RPa上进行会聚，在与XtYt面平行的面内大致成为平行光束的状态，并且在反射面RPa上进行会聚，以形成如下的强度分布：在主扫描方向、即在以多面镜PM的旋转中心轴AXp为中心的内切圆的切线方向上呈狭缝状延伸的强度分布。

被多面镜PM的反射面RPa反射后的光束LB1在通过了远心的fθ透镜系统FT之后，被反射镜M37向-Zt方向呈直角地反射而向第2柱面透镜CYb(母线的方向为Yt方向)入射，作为点光SP会聚在基板P上。在本实施方式中，被反射镜M37向-Zt方向呈直角状弯折，与基板P的表面(旋转筒DR的外周面)垂直的fθ透镜系统FT的光轴AXf1和朝向反射镜M30向-Zt方向入射的光束LB1的中心光线被设定成与平行于Zt轴的线段LE1(在其他的描绘单元U2～U6中分别为线段LE2～LE6)同轴。通过这样的设定，在使描绘线SL1在基板P(与XtYt面平行的面)内微量地倾斜时，能够使一体地支承图3所示的从反射镜M30到第2柱面透镜CYb为止的各光学部件的壳体(单元支承框架)的整体以线段LE1为中心进行微量旋转。像这样能够使描绘单元U1(其他的单元U2～U6也同样)的支承框架整体绕线段LE1(LE2～LE6)进行微量旋转的机构例如已经公开在国际公开第2016/152758号中。

此外，在本实施方式中，为了检测在向设置于被扫描面的被照射体(基板P或旋转筒DR的外周面)的表面投射了点光SP时产生的反射光的强度，设置有光电传感器DTR和透镜系统GF。来自被照射体的表面的反射光(特别是正常反射光)经由第2柱面透镜CYb、fθ透镜系统FT、多面镜PM的反射面RPa、反射镜M36、M35、M34、球面透镜L11、反射镜M33、球面透镜L10、第1柱面透镜CYa、反射镜M32、1/4波长板QW、孔径光阑AP而返回到偏振光分束器PBS。投射到被照射体的表面的点光SP是圆偏振光，其反射光也包含较多圆偏振光成分，因此，当反射光透射1/4波长板QW而射向偏振光分束器PBS时，其偏振光特性被转换成直线P偏振光。因此，来自被照射体的表面的反射光透射偏振光分束器PBS的偏振光分离面而向透镜系统GF入射。光电传感器DTR的受光面被设定为与被扫描面上的点光SP在光学上成为共轭的关系，使得来自被照射体的反射光被透镜系统GF会聚到光电传感器DTR的受光面。

另外，虽然在图3中省略了图示，但如国际公开第2015/166910号或国际公开第2016/152758号所公开的那样，向被投射了描绘用的光束LB1的多面镜PM的反射面RPa的旋转方向的近前的1个反射面RPb投射原点传感器用的送光光束，该原点传感器用于输出表示多面镜PM的各反射面已处于即将开始描绘前的角度位置的脉冲状的原点信号。此外，图3所示的描绘单元U1的内部的详细结构与其他的描绘单元U2～U6的详细结构相同，但偶数号的描绘单元U2、U4、U6分别被设置在以线段LE1为中心使图3的描绘单元U1的整体旋转了180度后的朝向上。

这里，再次参照图2对图案描绘装置EX的结构进行进一步的说明。包含图3所示的描绘单元U1在内的奇数号的描绘单元U3、U5被设置为，线段LE1、LE3、LE5各自的延长线(即，fθ透镜系统FT的光轴AXf1的延长线)在从图2的Y方向观察时朝向旋转筒DR的旋转中心轴AXo，并且，线段LE1、LE3、LE5相对于中心面CPo向逆时针方向倾斜角度-θc。另一方面，偶数号的描绘单元U2、U4、U6被设置为，线段LE2、LE4、LE6各自的延长线(即，fθ透镜系统FT的光轴AXf2的延长线)在从图2的Y方向观察时朝向旋转筒DR的旋转中心轴AXo，并且，线段LE2、LE4、LE6相对于中心面CPo向顺时针方向倾斜角度+θc。在奇数号的描绘单元U1、U3、U5与偶数号的描绘单元U2、U4、U6在空间上不发生干涉(不碰撞)的范围内尽可能将角度±θc设定得较小。

在本实施方式中，多个对准系统ALGn具备在Y方向以规定间隔排列且分别检测基板P上的标记等的物镜系统(物镜光学系统)。经由这些物镜系统设定在基板P上的检测区域(观察视野)在基板P的移动方向(旋转筒DR的外周面的环绕方向)上配置于比描绘单元U1～U6各自的描绘线SL1～SL6的位置靠上游侧的位置。通过该检测区域(观察视野)的中心的物镜系统各自的光轴AXs的延长线被设定成，朝向旋转筒DR的旋转中心轴AXo，并且在检测区域(观察视野)的位置处与基板P的表面或旋转筒DR的外周面垂直。在对准系统ALGn的前端附近附设有作为基准指标部件的基准杆部件RB，基准杆部件RB形成有基准标记(基准指标标记)。

在对物镜系统各自的检测区域(观察视野)的相互的位置关系或者描绘单元U1～U6各自的描绘线SL1～SL6的相互的位置关系进行校准时使用基准杆部件RB的基准标记，或者在对描绘线SL1～SL6的位置与多个检测区域各自的位置在周向(基板P的移动方向)上的间隔(基线长度)、位置关系进行计测时使用基准杆部件RB的基准标记。对准系统ALGn各自的光轴AXs被设定为，在与XZ面平行的面内观察时，从中心面CPo以比奇数号的描绘单元U1、U3、U5各自的描绘线SL1、SL3、SL5的角度θc大的角度θa向逆时针方向倾斜。

图4是示出图2所示的旋转筒DR、对准系统ALGn以及基准杆部件RB的配置关系的立体图，正交坐标系XYZ被设定为与之前的图1或图2的正交坐标系XYZ相同。在本实施方式中，相同结构的7个对准系统ALG1～ALG7(统称为ALGn)在Y方向上以规定的间隔呈直线状地配置。对准系统ALGn的物镜系统(物镜光学系统)OBL的光轴AXs被设定成，通过配置在物镜系统OBL与基板P(旋转筒DR的外周面DRs)之间的平面反射镜Mb而弯折，并且通过基板P上的检测区域(观察视野)ADn(AD1～AD7)的中心点。在物镜系统OBL与平面反射镜Mb之间的光路中设置有分束器BS1(合成光学部件)，分束器BS1为板型，且相对于与光轴AXs垂直的面倾斜。

对准系统ALGn还具有：光分割器(分束器)BS2，其用于使从光纤束ILF供给的照明光ILb向物镜系统OBL入射来对检测区域ADn进行落射照明；以及摄像部(摄像元件)DIS，其经由成像用透镜系统Gb对经由物镜系统OBL和光分割器BS2入射的来自检测区域ADn的反射光进行接收，并拍摄基板P上的出现在检测区域ADn内的对准标记(基板标记)的放大像。在图4中，仅针对对准系统ALG1、ALG2图示出平面反射镜Mb、分束器BS1、物镜系统OBL、光分割器BS2、成像用透镜系统Gb、摄像部(摄像元件)DIS的结构，但其他的对准系统ALG3～ALG7也分别具有同样的结构，对准系统ALG3～ALG7各自的光轴AXs也被设定为分别通过设定在基板P上的检测区域AD3～AD7(图4中省略图示)的中心点。

此外，与之前的图1、图2所示的结构同样，在图4中，也在基板P上设定6个描绘线SL1～SL6。奇数号的描绘线SL1、SL3、SL5在基于旋转筒DR的旋转的基板P的输送方向(副扫描方向)上配置在对准系统ALGn的检测区域ADn的下游侧，偶数号的描绘线SL2、SL4、SL6配置在奇数号的描绘线SL1、SL3、SL5的下游侧。描绘线SL1在基板P上的沿周向延伸的线OL01和线OL12的Y方向之间的区域描绘出图案，描绘线SL2在基板P上的沿周向延伸的线OL12和线OL23的Y方向之间的区域描绘出图案。线OL12表示由描绘线SL1曝光的图案与由描绘线SL2曝光的图案在Y方向上相接的连接部(或者局部重叠地曝光的部分)。

其他的线OL23、OL34、OL45、OL56也同样，线OL23表示由描绘线SL2和描绘线SL3曝光的图案的连接部，线OL34表示由描绘线SL3和描绘线SL4曝光的图案的连接部，线OL45表示由描绘线SL4和描绘线SL5曝光的图案的连接部，线OL56表示由描绘线SL5和描绘线SL6曝光的图案的连接部。另外，在本实施方式中，对准系统ALG1的检测区域AD1配置在相对于线OL01向+Y方向移位的描绘线SL1的描绘区域内的周围，对准系统ALG7的检测区域AD7也同样地配置在描绘线SL6的描绘区域内的周围。其他的对准系统ALG2～ALG6各自的检测区域AD2～AD6分别配置在线OL12、OL23、OL34、OL45、OL56上。

基准杆部件RB由热膨胀系数低的材料(殷钢、陶瓷、石英等)成型为在Y方向上为细长状，基准杆部件RB附设在7个对准系统ALG1～ALG7各自的分束器BS1的附近。作为基准杆部件RB的材料，优选使用还能够实现轻量化的陶瓷，特别是以由氧化镁(MgO)、氧化铝(Al₂O₃)、二氧化硅(SiO₂)这3种成分构成的堇青石系陶瓷为宜。在基准杆部件RB的与分束器BS1对置的参照面RBa上，在与对准系统ALG1(ALG2～ALG7也同样)在基板P上的检测区域AD1(AD2～AD7)对应的位置设定有检测区域AR1。在参照面RBa的检测区域AR1内，形成有能够经由分束器BS1通过物镜系统OBL来进行观察的基准标记(基准图案)RM1。在基准杆部件RB的参照面RBa上，设定有能够经由其他的对准系统ALG2～ALG7各自的分束器BS1通过物镜系统OBL来进行观察的检测区域AR2～AR7(AR3～AR7省略图示)，在各检测区域AR2～AR7内，形成有同样的基准标记(基准图案)RM2～RM7。

因此，本实施方式中的对准系统ALGn(n＝1～7)能够经由配置于物镜系统OBL的前端侧的分束器BS1通过摄像部DIS来同时或择一地对基板P上的出现在检测区域ADn(n＝1～7)内的对准标记(或者形成在旋转筒DR的外周面DRs上的基准图案)和基准杆部件RB的设定在检测区域ARn(n＝1～7)内的基准标记进行观察。形成在基准杆部件(基准指标部件)RB的参照面RBa上的基准标记(基准指标标记)RM1～RM7形成于与在设计上设定的检测区域AD1～AD7的Y方向的间隔距离对应的各个位置。

图5是在与正交坐标系XYZ的XY面平行的面内观察图4所示的描绘单元U1～U6各自的描绘线SL1～SL6与对准系统ALG1～ALG7各自的检测区域AD1～AD7的配置关系、以及对旋转筒DR的旋转角度的变化(基板P在周向上的位置变化)进行计测的编码器计测系统的配置的图。在旋转筒DR的Y方向的两端的轴Sft的每一个上，与旋转筒DR一起旋转地固定有标尺圆盘SDa、SDb，所述标尺圆盘SDa、SDb与中心轴AXo同轴。优选标尺圆盘SDa、SDb的直径与旋转筒DR的直径相同，但只要直径的相对差为±20％以内即可。在标尺圆盘SDa、SDb的圆筒面状的外周面上，形成有沿周向以固定的间距被刻线形成的衍射光栅状的刻度Gm。另外，刻度Gm也可以直接形成在旋转筒DR的Y方向的两端侧各自的外周面。

在标尺圆盘SDa的周围，沿标尺圆盘SDa的外周面的周向排列地设置有对刻度Gm的周向的移动量进行计测的3个光学式的编码器读头EHa1、EHa2、EHa3，在标尺圆盘SDb的周围，沿标尺圆盘SDb的外周面的周向排列地设置有对刻度Gm的周向的移动量进行计测的3个光学式的编码器读头EHb1、EHb2、EHb3。一对编码器读头EHa1、EHb1对刻度Gm在周向上的读取位置被设定为，与在Y方向上排成一列的对准系统ALG1～ALG7各自的检测区域AD1～AD7的周向的角度位置相同。同样，一对编码器读头EHa2、EHb2对刻度Gm在周向上的读取位置被设定为，与在Y方向上排成一列的奇数号的描绘线SL1、SL3、SL5的周向的角度位置相同，一对编码器读头EHa3、EHb3对刻度Gm在周向上的读取位置被设定为，与在Y方向上排成一列的偶数号的描绘线SL2、SL4、SL6的周向的角度位置相同。具有这样的编码器读头的配置的编码器计测系统例如如国际公开第2013/146184号所公开的那样，能够使计测的阿贝误差为最小。

此外，在图5中，在将能够由6个描绘线SL1～SL6接连曝光的Y方向的最大尺寸设为WAy、将基板P的宽度方向(Y方向)的尺寸(短边长度)设为LPy时，基板P的短边长度LPy被设定为比旋转筒DR的外周面的Y方向的尺寸小、且比设定在Y方向的两端侧的对准系统ALG1、ALG7各自的检测区域AD1、AD7的在Y方向上的间隔尺寸大。在基板P上的-Y方向的端部，对准标记(基板标记)MK1沿X方向(副扫描方向)以一定间隔(例如，5～20mm)呈列状地配置，在基板P上的+Y方向的端部，对准标记MK7沿X方向(副扫描方向)以一定间隔(例如，5～20mm)呈列状地配置。对准标记MK1形成于会出现在对准系统ALG1的检测区域AD1内这样的位置，对准标记MK7形成于会出现在对准系统ALG7的检测区域AD7内这样的位置。

在基板P上，还形成有配置成会出现在对准系统ALG2～ALG6各自的检测区域AD2～AD6内的对准标记(图5中虽未图示，但是为MK2～MK6)。两端侧的对准标记MK1、MK7沿着基板P上的长度方向连续地形成，而其他的对准标记MK2～MK6在长度方向上每隔适当的距离(尺寸)而形成。另外，在本实施方式中，描绘线SL1～SL6各自的线状的区域、或者由描绘线SL1～SL6的整体包围的长方形的区域相当于图案形成区域。

图6A是示出在基准杆部件RB的参照面RBa上的Y方向的7个部位处形成的基准标记RM1～RM7(省略RM3～RM6)的配置的一例的图。在图6A中，将与参照面RBa平行的平面设为正交坐标系X’Y’Z’的X’Y’面，将与参照面RBa的法线平行的轴线设为Z’轴。这里，正交坐标系X’Y’Z’的Y’轴也与正交坐标系XYZ的Y轴平行。在基准杆部件RB的参照面RBa上，基准标记RM1～RM7沿着在Y’方向(Y方向)上延伸的假想的直线CRy，在Y’方向上以规定的间隔尺寸形成。即，基准标记RM1～RM7各自的中心点CR1、CR2、…CR7被精密地定位在假想的直线CRy上。

这里，将基准标记RM1的中心点CR1与基准标记RM2的中心点CR2在Y’方向(Y方向)上的间隔设为尺寸LBS12，将基准标记RM3的中心点CR3与中心点CR2在Y’方向(Y方向)上的间隔设为尺寸LBS23，将基准标记RM4的中心点CR4与中心点CR3在Y’方向(Y方向)上的间隔设为尺寸LBS34，将基准标记RM5的中心点CR5与中心点CR4在Y’方向(Y方向)上的间隔设为尺寸LBS45，将基准标记RM6的中心点CR6与中心点CR5在Y’方向(Y方向)上的间隔设为尺寸LBS56，并且将基准标记RM7的中心点CR7与中心点CR6在Y’方向(Y方向)上的间隔设为尺寸LBS67。在本实施方式中，尺寸LBS12和尺寸LBS67被设定为相同的值，尺寸LBS23、LBS34、LBS45、LBS56被设定为相同的值。

图6B是夸张地示出由对准系统ALG1的摄像元件DIS拍摄到的摄像区域DIS’与基准杆部件RB上的基准标记RM1在X’Y’面内的配置关系的一例的图，图6C是夸张地示出由对准系统ALG2的摄像元件DIS拍摄到的摄像区域DIS’与基准杆部件RB上的基准标记RM2在X’Y’面内的配置关系的一例的图。在图6B中，在将二维的摄像区域DIS’的X’方向和Y’方向的中心点(基准点)设为CC1时，由于基准杆部件RB与对准系统ALG1的相对的安装误差，导致了基准标记RM1的X’、Y’方向的中心点CR1与摄像区域DIS’的中心点CC1错开了规定的设置误差ΔC1的量。在图6B中，该设置误差ΔC1以基准标记RM1的中心点CR1为基准(原点)，在X’方向上成为+ΔXC1(μm)，在Y’方向上成为+ΔYC1(μm)。

同样，在图6C中，在将二维的摄像区域DIS’的X’方向和Y’方向的中心点(基准点)设为CC2时，由于基准杆部件RB与对准系统ALG2的相对的安装误差，导致了基准标记RM2的X’、Y’方向的中心点CR2与摄像区域DIS’的中心点CC2错开了规定的设置误差ΔC2的量。在图6C中，该设置误差ΔC2以基准标记RM2的中心点CR2为基准(原点)，在X’方向上成为-ΔXC2(μm)，在Y’方向上成为-ΔYC2(μm)。另外，摄像区域DIS’的中心点CC1、CC2对应于在摄像面上呈二维的矩阵状分布的大量摄像像素中的位于中央的特定的1个摄像像素，但无需严格地为摄像区域DIS’的真正的中心点，例如也可以将在X’方向或Y’方向上与真正的中心点错开了几个～十几个摄像像素的特定的摄像像素的位置设为中心点(基准点)CC1、CC2。

此外，其他的对准系统ALG3～ALG7分别也同样，在各摄像区域DIS’的中心点CC3～CC7各自与基准标记RM3～RM7的各中心点CR3～CR7之间存在设置误差ΔC3～ΔC7。在装置的组装时、在装置运行过程中的适当的定时所实施的调整(校准)作业时、或者装置的维修检查(维护)的作业时，能够通过来自对准系统ALG1～ALG7各自的摄像元件DIS的影像信号的图像解析来求出与这些设置误差ΔC1～ΔC7有关的信息，并适当地对该信息进行更新。另外，在图6B、图6C中，基准标记RM1、RM2(RM3～RM7也同样)被设定为呈L字状出现在摄像区域DIS’内的四个角，但也可以将基准标记设定为呈十字状的标记形状而出现在摄像区域DIS’内的中央部分、或者出现在从中心靠左或靠右的部分。

图7是示出本实施方式的对准系统ALGn(n＝1～7)的光学结构的图，与之前的图1～图5同样地设定正交坐标系XYZ。此外，正交坐标系XtYtZt与之前的图3所示的正交坐标系XtYtZt相同。此外，在图7中，对与在之前的图4、图5中说明过的部件、结构相同的部分标注相同的标号。在本实施方式中，作为对准系统ALGn，使用工作距离(working distance)被设定为10cm以上的光学显微镜。这样的显微镜例如由株式会社Moritex作为机器视觉用透镜来进行销售，也能够使用这样的显微镜。

在本实施方式中，如图7那样，对准系统ALGn的整体被固定于由热膨胀系数低的金属或陶瓷制成的支承托架(未图示)。支承托架形成为与XZ面平行的板状，并且固定于与支承描绘单元U1～U6的装置框架部相连接的构造部分(计量框架)。在支承托架上固定有平面反射镜Mb、物镜系统OBL、板型(平行平板状)的分束器BS1(合成光学部件)、分束器BS2、成像用透镜系统Gb、以及摄像元件DIS，其中，分束器BS1在平面反射镜Mb和物镜系统OBL之间的光路中以相对于与光轴AXs垂直的面在XZ面内倾斜角度θe(θe＞0)的方式配置，且由石英等透射光学硝材构成，分束器BS2引导来自照明系统(照明单元)ILU的照明光ILb以便对对准系统ALGn的检测区域ADn进行落射照明。

如图7所示，落射照明用的照明光ILb从照明系统ILU经由光纤束(多模光纤)ILF而从该光纤束ILF的出射端ILFb向分束器BS2供给。在图7中，在分束器BS2的靠成像用透镜系统Gb一侧形成有物镜系统OBL的光瞳面(孔径光阑面)Ep，在分束器BS2的靠光纤束ILF一侧也形成有物镜系统OBL的光瞳面(孔径光阑面)Ep’。光纤束ILF的出射端ILFb被配置为与光瞳面Ep’大致一致，出射端ILFb成为向各检测区域ADn或ARn照射的照明光ILb的面光源像。光纤束ILF构成为将多根光纤线材捆扎而成的导光部件，在出射端ILFb形成的面光源像保持了在入射端ILFa形成的照明光ILb的光强度分布的形状。

来自光纤束ILF的出射端ILFb的照明光ILb被分束器BS2反射而向物镜系统OBL入射，在透射过分束器BS1之后，被平面反射镜Mb反射而向基板P上的检测区域ADn(对准标记MKn)投射。被基板P上的检测区域ADn反射后的光经由分束器BS1和物镜系统OBL而成为成像光束(反射光)Bma，成像光束(反射光)Bma透射分束器BS2并经由成像用透镜系统Gb而到达摄像元件DIS。摄像元件DIS的摄像面Pis被设定为与基板P上的检测区域ADn的面在光学上成为共轭的关系(成像关系)，并且，摄像元件DIS的摄像面Pis被设定为经由分束器BS1还与基准杆部件RB的参照面RBa(检测区域ARn)在光学上成为共轭的关系(成像关系)。

在本实施方式中，从物镜系统OBL射出的照明光ILb的强度中的20～40％左右根据角度θe被板型的分束器BS1的表面(其是光分割面，并且是光合成面)Bsp反射后射向基准杆部件RB。基准杆部件RB的参照面RBa设定于在光学上与基板P的表面对应的位置，设定在参照面RBa上的检测区域ARn被照明光ILb的一部分以均匀的照度分布进行照明。由配置在检测区域ARn内的基准标记RMn产生的反射光束Bmr沿着光轴AXs’到达分束器BS1，被表面Bsp反射后与成像光束Bma合成并向物镜系统OBL入射。另外，图7所示的板型的分束器BS1为非偏振型的分束器，其材质可以是石英以外的硝材。

因此，在从光纤束ILF的出射端ILFb投射了照明光ILb时，设定在基板P上的检测区域ADn与设定在基准杆部件RB上的检测区域ARn二者同时被照明光ILb进行落射照明。因此，在摄像元件DIS的摄像区域DIS’内，基板P的出现在检测区域ADn内的对准标记MKn的像(或者旋转筒DR上的基准图案的像)与检测区域ARn内的基准标记RMn的像被合成并同时成像。摄像元件DIS输出与拍摄到的对准标记MKn和基准标记RMn各自的像对应的影像信号。在本实施方式中，设定为光纤束ILF的出射端ILFb位于基于物镜系统OBL的显微镜光学系统的光瞳面Ep’的位置，形成大致圆状的外形的出射端ILFb在光瞳面Ep’内成为二次光源像，进行远心的落射照明(柯勒照明)。

以上的图7所示的板型的分束器BS1构成为，相对于与物镜系统OBL的光轴AXs垂直的面倾斜角度θe，使从物镜系统OBL射出的照明光ILb射向配置于对准系统ALGn的下方空间的基准杆部件RB。但是，在基准杆部件RB延伸设置在对准系统ALGn的上方空间的情况下，将分束器BS1相对于与光轴AXs垂直的面的倾斜角度设定成反向角度(-θe)即可。此外，优选在减少光学的各种像差(像散等)的产生且具有不产生使面精度恶化的变形、形变的刚性的范围内，使板型的分束器BS1的厚度尽量薄。

另外，通过设为在板型的分束器BS1的表面上不形成防反射膜(AR涂层)的纯净的状态，能够根据角度θe来使光分割面(光合成面)Bsp具有适度的反射率。此外，虽然角度θe由光轴AXs与光轴AXs’所成的角度2θe(XZ面内的基准杆部件RB的配置)决定，但当角度θe例如成为45°以上时，射向基准杆部件RB的照明光ILb的强度会增大，射向基板P的照明光ILb的强度会极度地下降，因此，角度θe优选为0°＜θe＜45°的范围，更优选为5°≦θe≦30°的范围。此外，板型的分束器BS1的厚度可以为1mm以下，例如可以为0.1mm，也可以设置使角度θe能够调整的结构。

图7所示的照明系统(照明单元)ILU具备包含LED等固体光源或卤素灯光源的光源部ILS、透镜系统GR、以及由透射硝材构成的2片平行平板SFy、SFz。透镜系统GR使来自光源部ILS的照明光ILb在光纤束ILF的圆形的入射端ILFa上以成为规定的直径的圆形分布的方式会聚。平行平板SFy设置为能够绕与图7中的坐标系XtYtZt内的Zt轴平行的轴倾斜，对会聚在光纤束ILF的入射端ILFa上的照明光ILb在Yt方向上的位置进行移位调整。平行平板SFz设置为能够绕与图7中的坐标系XtYtZt内的Yt轴平行的轴倾斜，对会聚在光纤束ILF的入射端ILFa上的照明光ILb在Zt方向上的位置进行移位调整。

在本实施方式中，由于光纤束ILF的入射端ILFa与出射端ILFb在光学上相对应，因此，通过对会聚在入射端ILFa上的照明光ILb的位置进行移位调整，能够使在出射端ILFb作为光源像而形成的照明光ILb(圆形)的分布在光瞳面Ep’内(与光轴AXs垂直的面内)进行横向移位。在本实施方式中，通过能够倾斜的平行平板SFy、SFz来构成调整机构，该调整机构使光源像的位置变化来校正由对准系统ALGn的远心误差(物镜系统OBL的光轴AXs相对于基板P的表面的垂线的倾斜误差)造成的影响。另外，可以手动进行平行平板SFy、SFz的倾斜调整，也可以使用小型致动器(压电马达等)将平行平板SFy、SFz的倾斜调整电动化。

这里，参照图8来说明对准系统ALGn的远心误差的产生及其影响。图8是示意性示出了图7中的物镜系统OBL、分束器BS2以及光纤束ILF的出射端ILFb的光学配置的图，省略了平面反射镜Mb和分束器BS1的图示。此外，在图8中，通过物镜系统OBL的光轴AXs被分束器BS2弯曲成90°而通过光纤束ILF的圆形的出射端ILFb的中心。此外，为了说明远心误差，设基板P的表面(检测区域ADn)与光轴AXs所成的角度相对地从90°起稍微倾斜。

位于分束器BS2的靠照明系统ILU一侧的光瞳面Ep’上的光纤束ILF的出射端ILFb的最大直径被设定为与光瞳面Ep’的直径

相同或比光瞳面Ep’的直径

稍小。并且，在将形成于出射端ILFb的基于照明光ILb的光源像设为SOb时，其直径

被设定为出射端ILFb的最大直径的一半左右(40～60％)。向基板P上的检测区域ADn照射的照明光ILb的数值孔径(扩展角)NAi基于物镜系统OBL的焦距fob和光瞳面Ep’的光源像SOb的直径

而由

规定。此外，光瞳面Ep’的直径

和光源像SOb的直径

之比

被称为σ值(≦1)，通过改变光源像SOb的直径

即改变σ值，能够调整照明光ILb的数值孔径NAi。

如图8所示，当光轴AXs与光源像SOb的中心点(Y轴与Z’轴的交点)一致时，从物镜系统OBL射出的照明光ILb的主光线(光源像SOb的从光轴AXs上的中心点产生的光线)与光轴AXs平行地到达基板P上。但是，由于基板P的表面的法线与光轴AXs相对地稍微倾斜，因此，在检测区域ADn正常反射后的反射光LRf的主光线也以相对于光轴AXs倾斜的状态向物镜系统OBL入射。透射过物镜系统OBL的反射光LRf的主光线在如下位置处交叉(会聚)，该位置是分束器BS2的靠成像用透镜系统Gb一侧的光瞳面Ep内的从光轴AXs上的位置起向例如沿着Z’轴的方向偏心的位置。因此，在光瞳面Ep内，以从中心点(Y轴与Z’轴的交点)向+Z’方向偏心的方式，形成光纤束ILF的出射端像ILFb’和基于反射光LRf的直径

的反射光源像SOb’。

在图8中，虽然反射光源像SOb’的整体位于光瞳面Ep内，但在反射光源像SOb’的周围，从基板P的表面(检测区域ADn)产生的散射光、衍射光也以规定的广度分布着。由于远心误差，这些散射光、衍射光的一部分超出圆形的光瞳面Ep，入射到成像用透镜系统Gb的成像光束Bma的对称性被破坏，由摄像元件DIS拍摄到的对准标记MKn的像质、特别是对准标记MKn的与产生了远心误差的方向有关的边缘像发生劣化。因此，通过基于影像信号的图像解析而进行的对准标记MKn的位置计测会产生误差。

当远心误差比图8的状态更大时，反射光源像SOb’自身也超出(脱离)圆形的光瞳面Ep，入射到成像用透镜系统Gb的反射光源像SOb’的光量(0次反射光量)减少，并且散射光、衍射光在光瞳面Ep内的对称性也会大幅被破坏。因此，由摄像元件DIS拍摄到的对准标记MKn的标记像的明亮度大幅减少，并且标记像的像质也大幅地劣化。

于是，在本实施方式中，使用之前的图7所示的平行平板SFy、SFz，使会聚于光纤束ILF的入射端ILFa的照明光ILb的光源像在入射端ILFa的面内移位，来校正由远心误差造成的影响。图9是与图8同样地示意性示出了图7中的物镜系统OBL、分束器BS2以及光纤束ILF的出射端ILFb的光学配置的图。如图9所示，通过平行平板SFy、SFz(特别是平行平板SFz)的调整，能够使形成于光纤束ILF的出射端ILFb的光源像SOb的中心点从光轴AXs的位置向+Z’方向移位。

由此，从物镜系统OBL向基板P上的检测区域ADn照射的照明光ILb的主光线从与光轴AXs平行的状态以与对准系统ALGn的远心误差对应的角度发生倾斜，并且能够将来自基板P的表面的反射光LRf的主光线设定为与光轴AXs平行。因此，在光瞳面Ep内，光纤束ILF的出射端像ILFb’和基于反射光LRf的直径

的反射光源像SOb’与中心点(Y轴与Z’轴的交点)呈同心状地形成。因此，能够维持入射到成像用透镜系统Gb的成像光束Bma的对称性，防止由摄像元件DIS拍摄到的对准标记MKn的像质(边缘像)发生劣化。另外，通过进行2个平行平板SFy、SFz的倾斜调整，能够在光瞳面Ep’内在Y轴方向和Z’轴方向上独立地对形成于光纤束ILF的出射端ILFb的光源像SOb的位置进行调整，因此，能够应对二维(Y轴方向和Z’轴方向)的远心误差。

如以上那样，在本实施方式中，通过进行平行平板SFy、SFz的倾斜调整来校正对准系统ALGn的由远心误差造成的影响，但在不设置平行平板SFy、SFz的情况下，也可以使图7中的透镜系统GR倾斜，此外，也可以设置如下的调整机构(微动机构)，该调整机构在Y轴方向、Z’轴方向上通过物理的方式对照明系统ILU与光纤束ILF的入射端ILFa的相对位置关系进行调整。此外，也可以设置使光纤束ILF的出射端ILFb相对于分束器BS2沿着光瞳面Ep’进行二维的微移动的调整机构(微动机构)。总而言之，在本实施方式中，通过使在落射照明型的对准系统ALGn的物镜系统OBL的光瞳面Ep’形成的光源像的位置发生横向移位(偏心)，能够对在组装了对准系统ALGn之后残留的远心误差所造成的标记像的像质劣化进行校正。此外，在本实施方式中，构成为在传输落射照明用的照明光ILb的光纤束ILF的入射端ILFa侧使光源像移位。因此，即便在多个对准系统ALGn紧密排列而难以进行使远心误差落入容许范围的手动调整(支承对准系统ALGn的支承托架的姿态调整等)的情况下，也能够简单地减少由残留的远心误差造成的不良影响。

〔第二实施方式〕

图10是示出第二实施方式的对准系统ALGn的概要光学结构的图，与之前的图7同样地设定正交坐标系XYZ和正交坐标系XtYtZt。此外，在图10的对准系统ALGn中，对与图7的对准系统ALGn的光学部件、配置关系相同的部分标注相同的标号。在本实施方式中，构成为，使配置在物镜系统OBL和平面反射镜Mb之间的光路中的板型的分束器BS1具有波长选择特性，并且使照射对准标记MKn的照明光ILb的波长成分和照射基准标记RMn的照明光ILb的波长成分不同，其中，对准标记MKn出现在设定于基板P上的检测区域ADn内，基准标记RMn在设定于基准杆部件RB的参照面RBa上的检测区域ARn内。

在图10中，光纤束ILF的出射端ILFb配置在物镜系统OBL的光瞳面Ep’的位置或其附近，在出射端ILFb和立方体型的分束器BS2之间，在光瞳面Ep’的位置处设置有薄的扩散板(磨砂玻璃)Gdf。光纤束ILF的出射端ILFb与扩散板Gdf也可以不隔开图10所示的光轴方向的间隔而紧密接触。通过该扩散板Gdf，形成于光瞳面Ep’的光源像SOb的强度分布变得平滑，均匀性提高。

在本实施方式中，在光纤束ILF中传输的照明光ILb例如从如下的照明系统(照明单元)ILU被供给，该照明系统包含在400nm～700nm的波段具有强度分布的金属卤化物灯。在该照明光ILb中，例如将波长比480nm短的成分作为照明光ILb1，将波长比480nm长的成分作为照明光ILb2。来自光纤束ILF的出射端ILFb的照明光ILb被非偏振型且不具有波长选择特性的分束器BS2反射而向物镜系统OBL入射，到达分束器BS1。

图10的分束器BS1例如构成为将波长480nm作为分波波长的分色镜，照明光ILb中的波长成分比480nm短的照明光ILb1被分束器BS1的靠物镜系统OBL一侧的表面Bsp反射而射向基准杆部件RB。同时，照明光ILb中的波长成分比480nm长的照明光ILb2透射分束器BS1的靠物镜系统OBL一侧的表面Bsp，并经由平面反射镜Mb而射向基板P。在分束器BS1的表面Bsp上，形成有被设计为分波波长为480nm的分色镜的电介质多层膜，在分束器BS1的背侧的背面Bsp’上形成有防反射膜(AR涂层)。

被分束器BS1反射后的照明光ILb1对基准杆部件RB的基准标记RMn(检测区域ARn)进行照射，来自基准标记RMn的反射光束Bmr再次在分束器BS1的表面Bsp上进行反射并向物镜系统OBL入射。另一方面，透射过分束器BS1的照明光ILb2对基板P的对准标记MKn(检测区域ADn)进行照射，来自对准标记MKn的成像光束(反射光)Bma再次透射分束器BS1并向物镜系统OBL入射。入射到物镜系统OBL的反射光束Bmr和成像光束(反射光)Bma透射分束器BS2，并经由成像用透镜系统Gb成为成像光束而到达摄像元件DIS的摄像面Pis。由此，能够通过摄像元件DIS同时检测对准标记MKn的像和基准标记RMn的像。

在本实施方式中也与之前的图7同样，通过平行平板SFy、SFz，使向光纤束ILF的入射端ILFa入射的照明光ILb在Y轴方向和Z’轴方向上发生移位，能够降低由残留的远心误差造成的不良影响。在本实施方式中，作为向光纤束ILF供给照明光ILb(ILb1、ILb2)的照明系统ILU的光源部ILS，例如使用具有图11所示的波长特性的金属卤化物灯。图11是示出封入了卤化锡的金属卤化物灯的发光波长特性的一例的图表，横轴表示波长(nm)，纵轴表示相对的发光强度(％)。

在图11所示的发光波长特性中，比波长480nm短的波长成分(紫外波长)的照明光ILb1有可能使形成于基板P的表面的感光层(光致抗蚀剂等)感光，但在本实施方式中，通过分束器BS1的波长选择特性，构成为不向基板P照射具有感光性的波长成分。此外，向基板P照射的照明光ILb2具有波长480nm～650nm的宽波段，因此，能够降低在通过光透射性的感光层、薄膜层观察基板P上的对准标记MKn时可能产生的干涉现象。另外，在本实施方式中，将作为分束器BS1的分色镜的分波波长设定为480nm，但能够根据形成于基板P的表面的感光层的感光波长特性来将该分波波长设定为任意的波长。

此外，也可以将来自第1光源的照明光ILb1与来自第2光源的照明光ILb2在同一轴上进行合成，并使它们向光纤束ILF的入射端ILFa入射，该第1光源产生比作为分束器BS1的分色镜的分波波长更短的波段的光，该第2光源产生比分波波长更长的波段的光。在该情况下，能够通过单独地控制第1光源和第2光源的发光强度，来调整利用摄像元件DIS观察到的对准标记MKn的像与基准标记RMn的像的照度的平衡。或者，也可以在分束器BS1与基准杆部件RB之间的光路中设置能够通过电气的方式改变透射率的液晶快门来调整平衡。在设置了液晶快门的情况下，通过将其透射率设为最小来阻止利用摄像元件DIS对基准杆部件RB的基准标记RMn进行观察，从而仅观察基板P上的对准标记MKn。

以上，根据本实施方式，使对准系统ALGn的分束器BS1具有波长选择特性，并且在波段上将射向基准杆部件RB上的检测区域ARn的照明光ILb1和射向基板P上的检测区域And的照明光ILb2进行了分离，因此，与之前的图7的结构相比，能够抑制来自基板P的成像光束(反射光)Bma和来自基准杆部件RB的反射光束Bmr各自的光量的降低。此外，在将摄像元件DIS设为彩色摄像元件时，能够在图像处理时通过颜色容易地将基板P上的对准标记MKn的像与基准杆部件RB上的基准标记RMn的像进行分离，因此，还具有能够降低误检测等这样的优点。

〔变形例1〕

图12是示出用于图10的对准系统ALGn的照明系统(照明单元)ILU的变形例的概要图。在本变形例中，利用对准系统ALGn的分束器BS1的波长选择特性，使用发光波长特性不同的2种高亮度LED(发光二极管)光源。在图12中，作为第1光源的LED光源LD1输出在比分束器BS1的分波波长(例如480nm)短的波长区域(例如蓝色)具有发光峰值波长的照明光ILb1，作为第2光源的LED光源LD2输出在比分束器BS1的分波波长(例如480nm)长的波长区域(例如绿色～红色)具有多个发光峰值波长的照明光ILb2。来自LED光源LD1的照明光ILb1被聚光透镜系统GS1会聚，并且被分色镜DCM呈直角地反射，之后，透射平行平板SFy、SFz，作为光源像SOa在光纤束ILF的入射端ILFa上成像。

同样，来自LED光源LD2的照明光ILb2被聚光透镜系统GS2会聚，并且透射分色镜DCM，与照明光ILb1在同一轴上合成，之后，透射平行平板SFy、SFz，作为光源像SOa在光纤束ILF的入射端ILFa上成像。与对准系统ALGn的分束器BS1的波长选择特性同样地设定图12的分色镜DCM的波长选择特性，分波波长例如被设定为480nm。

图13是示意性地示出了分色镜DCM的波长选择特性和LED光源LD1、LD2各自的发光波长特性的图表，横轴表示波长(nm)，纵轴表示分色镜DCM的透射率/反射率(％)。分色镜DCM对比波长480nm短的波段的光具有90～95％的反射率且具有5％以下的透射率，对比波长480nm长的波段的光具有90～95％的透射率且具有5％以下的反射率。作为一例，LED光源LD1输出在波长440nm附近具有发光峰值波长的蓝色的照明光ILb1，但只要该发光峰值波长比460nm短即可。LED光源LD2由多色发光型的发光二极管构成，作为一例，输出下述的照明光ILb2，该照明光ILb2由在波长520nm附近具有发光峰值波长的绿色的光、在波长590nm附近具有发光峰值波长的黄色的光、以及在波长670nm附近具有发光峰值波长的红色的光合成而得到。

此外，如图12所示，LED光源LD1、LD2各自的发光强度(驱动电流)能够由照明控制部LCU单独地调整，能够根据基板P的表面的反射率的变化，最优地调整照明光ILb1、ILb2的照度平衡。另外，LED光源LD2也可以用卤素灯代替多色发光型的发光二极管，通过将比520nm短的波段阻断的波长滤波器，来使照明光ILb2向聚光透镜系统GS2入射。此外，通过采用能够改变图12中的聚光透镜系统GS1、GS2的焦距(f值)、光轴方向的位置的结构，能够变更形成在光纤束ILF的入射端ILFa上的光源像SOa的尺寸(直径)，其结果为，能够调整经由对准系统ALGn的物镜系统OBL的落射照明的数值孔径(NA值)。此外，在使聚光透镜系统GS1、GS2的焦距、光轴方向的位置各自单独可变的情况下，能够使形成在光纤束ILF的入射端ILFa上的基于照明光ILb1的光源像SOa的直径与基于照明光ILb2的光源像SOa的直径不同。

〔变形例2〕

图14是示出向图7或图10所示的对准系统ALGn传输来自照明系统ILU的照明光ILb的导光部件的光学结构的变形的图。基于对准系统ALGn的物镜系统OBL的基板P上的检测区域ADn、基准杆部件RB上的检测区域ARn是1mm见方～0.6mm见方的尺寸，物镜系统OBL的光瞳面Ep、Ep’的最大直径

为5mm～10mm左右。另一方面，从价格、柔软性的观点出发，有时使用入射端ILFa、出射端ILFb的有效直径(束径)为1mm～3mm左右的光纤束作为光纤束ILF。在该情况下，难以使形成于光纤束ILF的出射端ILFb的光源像SOb(参照图8或图9)从光瞳面Ep’内的中心点沿Y轴方向、Z’轴方向进行大幅的位置调整(移位移动)。

于是，在本变形例中，如图14所示，使来自由照明系统ILU内的光源部ILS生成的直径

的光源像SOa’的照明光ILb经由平行平板SFy、SFz，并通过基于正的透镜Gw1和正的透镜Gw2形成的倍率MJ1的缩小成像系统LK1而会聚于光纤束ILF的入射端ILFa。缩小成像系统LK1使光源部ILS的光源像SOa’的位置与光纤束ILF的入射端ILFa在光学上成为共轭关系，并且，以倍率MJ1将直径

的光源像SOa’缩小并使其在入射端ILFa成像。例如，在光源像SOa’的直径

为6mm且光纤束ILF的束径为1mm的情况下，缩小成像系统LK1的倍率MJ1被设定为1/10倍左右，形成在光纤束ILF的入射端ILFa上的光源像SOa的直径

变为0.6mm。此外，在光源像SOa’的直径

为6mm且光纤束ILF的束径为2mm的情况下，缩小成像系统LK1的倍率MJ1被设定为1/5倍左右，形成在光纤束ILF的入射端ILFa上的光源像SOa的直径

变为1.2mm。

如图14所示，在光纤束ILF的入射端ILFa(出射端ILFb也同样)，被捆扎的多根光纤线材FBu的端面以稠密状态排列为圆形状。光纤束ILF使用与之前的图7、图10的光纤束ILF同样的多模的光纤束，将形成于入射端ILFa的光源像SOa在保持其形状、尺寸、配置的状态下作为光源像SOb而形成于出射端ILFb。来自形成于光纤束ILF的出射端ILFb上的光源像SOb的照明光ILb通过基于正的透镜Gw3和正的透镜Gw4形成的倍率MJ2的放大成像系统LK2而会聚于图7或图10所示的光瞳面Ep’。放大成像系统LK2使光纤束ILF的出射端ILFb的位置与光瞳面Ep’在光学上成为共轭关系，并且，以倍率MJ2将出射端ILFb的光源像SOb的直径放大并使其作为直径

的光源像SOc’成像于光瞳面Ep’。在本变形例中，如图14所示，在光瞳面Ep’的位置处设置有与图10相同的扩散板Gdf，但也可以如图7那样省略扩散板Gdf。

如之前的数值例那样，在光纤束ILF的束径为1mm且缩小成像系统LK1的倍率MJ1为1/10倍的情况下，放大成像系统LK2的倍率MJ2被设定为约8倍，形成于光纤束ILF的出射端ILFb的直径0.6mm的光源像SOb在光瞳面Ep’上被放大为直径

约为4.8mm的光源像SOc’。此外，在光纤束ILF的束径为2mm且缩小成像系统LK1的倍率MJ1为1/5倍的情况下，放大成像系统LK2的倍率MJ2被设定为约4倍，形成于光纤束ILF的出射端ILFb的直径1.2mm的光源像SOb在光瞳面Ep’上被放大为直径

约为4.8mm的光源像SOc’。作为一例，在光瞳面Ep’(Ep)的最大直径为8mm的情况下，光源像SOc’的直径

为4.8mm时，σ值为约0.6(＝4.8/8)。

在以上的图14的结构中，缩小成像系统LK1的倍率MJ1和放大成像系统LK2的倍率MJ2根据由光源部ILS生成的光源像SOa’的尺寸(直径)、在光瞳面Ep’上形成的光源像SOc’的尺寸(直径)、以及光纤束ILF的束径而适当设定。但是，在光纤束ILF的入射端ILFa的束径、形成于入射端ILFa的光源像SOa的直径

以及图14中的平行平板SFy、SFz使光源像SOa发生移位的移位范围之间存在规定的条件。参照图15对此进行说明。

图15是示意性示出形成在图14所示的光纤束ILF的入射端ILFa的面内的光源像SOa的样子的图，与图14同样地设定Y轴和Z’轴。在图15中，捆扎光纤线材而成的光纤束ILF的周围被用斜线表示的遮光性的覆盖材料(管)覆盖。将圆形状的入射端ILFa的中心点设为Y轴和Z’轴的交点Oc(也称为图14所示的光轴AXs通过的原点Oc)，将入射端ILFa的直径(束径)设为

此外，圆形状的直径

的光源像SOa在不从入射端ILFa内超出的状态下能够发生位置移位的范围是光源像SOa的中心点Cso位于以原点Oc为中心的半径Rss的圆形的区域Cs内的范围。

假设在图14所示的平行平板SFy、SFz各自的倾斜角处于初始状态(与光轴AXs垂直的状态)时，光源像SOa的中心点Cso与原点Oc一致，并且，通过进行平行平板SFy、SFz各自的倾斜角的调整，光源像SOa的中心点Cso从原点Oc沿Y轴方向位置移位了ΔYs，沿Z’轴方向位置移位了ΔZs。如图15所示，作为必然的前提，入射端ILFa的直径

和光源像SOa的直径

被设定为

的关系。此外，考虑到对准系统ALGn的光学特性和远心误差的调整范围(相当于区域Cs的半径Rss的长度)，光源像SOa的直径

被设定为直径

的0.2～0.8倍的范围。并且，在

的前提条件下，光源像SOa的位置移位量ΔYs、ΔZs的范围被设定为满足以下关系：

作为一例，在将光纤束ILF的入射端ILFa的直径

设为2mm、将光源像SOa的直径

设为0.4mm的情况下，区域Cs的半径Rss的最大值成为0.8mm。在该情况下，形成于图14所示的光纤束ILF的出射端ILFb的光源像SOb也与直径

同样地成为0.4mm，在将放大成像系统LK2的倍率MJ2设为4倍时，形成于对准系统ALGn的光瞳面Ep’上的光源像SOc’的直径

成为1.6mm，光源像SOc’的中心点的位置移位的最大范围成为最大半径Rss(0.8mm)的4倍即半径3.2mm的圆形区域内。另外，该情况下的对准系统ALGn的光瞳面Ep’的有效直径被设定为8mm～10mm。

在以上那样的条件的情况下，图14中的光源部ILS的光源像SOa’的直径

根据缩小成像系统LK1的倍率MJ1(1/10倍)成为

此外，在如下范围内对平行平板SFy、SFz的倾斜角进行调整：在从光纤束ILF的入射端ILFa侧观察时，光源像SOa’的中心点在距光轴AXs最大半径Rss/MJ1(＝8mm)的圆形的范围内相对地发生位置移位。即，能够扩大平行平板SFy、SFz的倾斜角的调整幅度，能够精密地实施形成于入射端ILFa的光源像SOa以及形成于光瞳面Ep’的光源像SOc’的位置移位。另外，在图14中，将平行平板SFy、SFz设置在光源部ILS和缩小成像系统LK1之间，但平行平板SFy、SFz也可以设置在放大成像系统LK2和光瞳面Ep’之间。

此外，也可以省略平行平板SFy、SFz，而设置使光源部ILS本身在Y轴方向和Z’轴方向上进行二维移动的可动机构，或者可以设置将光纤束ILF的出射端ILFb和放大成像系统LK2一体地保持并使它们在沿着光瞳面Ep’的面内进行二维移动的可动机构。特别是在使缩小成像系统LK1的倍率MJ1的倒数大于放大成像系统LK2的倍率MJ2且使用设置于缩小成像系统LK1侧的平行平板SFy、SFz或者使用使光源部ILS本身进行移动的可动机构时，能够在与对准系统ALGn相距光纤束ILF的长度的远处位置容易且精密地改善残留的远心误差的影响。

在以上的各实施方式或各变形例中，为了减少在检测基板P上的对准标记MKn时产生的残留远心误差所造成的不良影响，使形成于多个对准系统ALGn各自的光瞳面Ep’上的光源像SOb或SOc’发生了移位。因此，有可能产生针对基准杆部件RB上的各个基准标记RMn(这些基准标记RMn与多个对准系统ALGn(ALG1～ALG7)各自对应地配置)的远心误差造成的影响。但是，由于基准杆部件RB上的基准标记RMn例如由铬等金属构成为0.1μm以下(例如

左右)的薄膜，因此，在残留的远心误差的范围内几乎不会发生基准标记RMn的边缘部的像质的劣化。

〔变形例3〕

图16是示意地示出之前的图7、图10所示的对准系统ALGn的变形例的光学结构的图，在本变形例中，将分束器BS1变更为立方体型。在图16中，与之前的图7、图10同样地设定正交坐标系XtYtZt，此外，也针对图16中的光学部件及其配置等，对与图7或图10相同的功能的部分标注相同的标号。

如图16所示，在物镜系统OBL和平面反射镜Mb之间的光路中配置有立方体型的分束器BS1，该分束器BS1是在光分割面Bsp将与XtZt面平行的面内的截面形状为五边形的由石英形成的第1棱镜PSMa和截面形状为三角形的由石英形成的第2棱镜贴合在一起而得到的。棱镜PSMa具有：透射面BS1a，其与物镜系统OBL对置且与光轴AXs垂直；透射面BS1c，其与平行于光轴AXs而配置的基准杆部件RB的参照面RBa平行、且与面BS1a成直角；光分割面Bsp，在XtZt面内观察时，光分割面Bsp相对于与光轴AXs垂直的面而倾斜了角度θe’；以及反射面BS1b，其在Zt方向上隔着光轴AXs位于面BS1c的相反侧。此外，棱镜PSMb具有透射面BS1d，透射面BS1d相对于光分割面Bsp倾斜且位于平面反射镜Mb侧、并且与光轴AXs垂直。

在本变形例中，光分割面Bsp的角度θe’被设定为22.5度，反射面BS1b也被设定为在XtZt面内观察时相对于光轴AXs倾斜22.5度。因此，被光分割面Bsp反射的光轴AXs1相对于光轴AXs成为45度，被反射面BS1b反射的光轴AXs’与光轴AXs成90度。此外，本变形例的分束器BS1的光分割面Bsp与之前的图7同样，可以构成为以规定的比例基于振幅将来自物镜系统OBL的照明光ILb分割为透射光和反射光，或者也可以与之前的图10同样，构成为根据来自物镜系统OBL的照明光ILb的波长分布而基于波长将其分割为透射波长成分和反射波长成分(分色镜面)。并且，也可以通过作为偏振光分离面这样的电介质多层膜来形成分束器BS1的光分割面Bsp。在该情况下，形成光源像SOb或SOc’的照明光ILb构成为以规定的照度包含相互正交的2个直线偏振光(P偏振光和S偏振光)。

在图16的结构中，分束器BS2将包含P偏振光和S偏振光的照明光ILb反射而使它们向物镜系统OBL入射，来自物镜系统OBL的照明光ILb从分束器BS1的透射面BS1a入射而到达光分割面Bsp。沿光轴AXs向光分割面Bsp入射的入射角是角度(90-θe’)，当光分割面Bsp被设定为使该入射角成为布儒斯特角时，照明光ILb内的P偏振光成分的光量几乎都透射过光分割面Bsp并从分束器BS1的透射面BS1d射出，经由平面反射镜Mb而照射到基板P上。此外，照明光ILb内的S偏振光成分的一半以上的光量被光分割面Bsp反射，剩余的光量透射过光分割面Bsp。

在由照射的照明光ILb形成的来自基板P(对准标记MKn)的成像光束(反射光)Bma中，包含P偏振光成分和S偏振光成分，该S偏振光成分的光量比少于P偏振光成分。该成像光束Bma逆行进入分束器BS1，经由物镜系统OBL到达分束器BS2。成像光束Bma中的P偏振光成分几乎都透射过分束器BS1的光分割面Bsp，成像光束Bma中的S偏振光成分的仅一半以下的光量透射过光分割面Bsp而入射到物镜系统OBL。

另一方面，被分束器BS1的光分割面Bsp反射后的照明光ILb的S偏振光成分被分束器BS1的反射面BS1b反射，通过透射面BS1c而向基准杆部件RB的参照面RBa照射。由照射的照明光ILb形成的来自参照面RBa(基准标记RMn)的反射光束Bmr(仅S偏振光成分)逆行进入分束器BS1，经由物镜系统OBL到达分束器BS2。由此，由来自基准标记RMn的反射光束Bmr形成的像与由来自基板P上的对准标记MKn的成像光束(反射光)Bma形成的像被合成，并通过图7或图10所示的摄像元件DIS被拍摄。

在本变形例的情况下，形成光源像SOb或SOc’的照明光ILb的波段例如相对于基板P上的感光层而被设定在非感光性的波长区域。此外，可以设为，能够分别单独对照明光ILb所包含的P偏振光成分的光量和S偏振光成分的光量进行调整。并且，在将本变形例中的分束器BS1的光分割面Bsp设为具有波长选择性的分色镜面的情况下，如之前的图10～图13中说明的结构那样，使照明光ILb具有波长分布特性即可。

〔变形例4〕

图17示出在图14所示的照明系统(照明单元)ILU内形成光源像SOa’的光源部ILS的变形例。本变形例的光源部ILS具备与之前的图12所示的结构相同的LED光源LD1、聚光透镜系统GS1、以及分色镜DCM，LED光源LD1将例如在比480nm短的波长区域(例如蓝色)具有发光峰值波长的照明光ILb1朝向分色镜DCM以主光线平行的方式输出。本变形例的光源部ILS还具备小型的卤素灯或放电灯(以下简称为灯光源)LVp、椭圆面镜Mh、反射镜Mg、以及聚光透镜系统GS2，将来自灯光源LVp的发光点(亮点)Sv的照明光ILb2以与光轴垂直的面内的强度分布成为环带状的方式在椭圆面镜Mh会聚之后，经由反射镜Mg和聚光透镜系统GS2将照明光ILb2朝向分色镜DCM输出。

分色镜DCM如之前的图13所示的波长特性那样，其分波波长被设定为约480nm，针对来自LED光源LD1的照明光ILb1具有90％以上的反射率，针对波长比480nm长的波段的光具有90％以上的透射率。因此，来自灯光源LVp的照明光ILb2在透射过分色镜DCM之后，成为被限制在比波长480nm长的波段中的光。灯光源LVp的发光点(亮点)Sv配置在椭圆面镜Mh的第1焦点，照明光ILb2在反射镜Mg的位置处或者其附近的位置的第2焦点的位置处会聚之后发散，入射到聚光透镜系统(condenser lens system)GS2而被转换成主光线平行的光束。

在本变形例的光源部ILS中，透射过分色镜DCM的照明光ILb2被设定为具有规定的外径和内径的环带状的强度分布，被分色镜DCM反射后的照明光ILb1被设定为具有与照明光ILb2的环带状强度分布的内径相同或者比该内径稍大的直径的圆形状的强度分布。环带状强度分布的照明光ILb2和圆形状强度分布的照明光ILb1成为以光轴AXs为中心在同一轴上被合成的照明光ILb，并向微型复眼透镜系统MFL入射。微型复眼透镜系统MFL是将大量的微小凸透镜元件(例如，直径为0.5mm以下)在与光轴AXs垂直的面内排列成矩阵状而得到的系统，微型复眼透镜系统MFL的出射面Epo与LED光源LD1的发光点及灯光源LVp的发光点Sv在光学上成为共轭的关系，在出射面Epo上形成有大量点光源像在圆形区域内呈矩阵状配置而成的2次光源像。

来自形成于出射面Epo的光源像的照明光ILb向由透镜系统GS3、GS4构成的缩小中继光学系统入射，在与出射面Epo在光学上共轭的面上形成被缩小的光源像SOa’。在透镜系统GS3和透镜系统GS4之间配置有视场光阑FAP，其位置在光学上与基板P的表面及基准杆部件RB的参照面RBa成为共轭的关系。图17所示的光源像SOa’由外径为半径Rr2且内径为半径Rr2’的环带状分布的照明光ILb2、和半径Rr1的圆形状分布的照明光ILb1形成，并且成为半径Rr2’＜半径Rr1＜半径Rr2的关系，由此，在光源像SOa’的面内，在半径Rr2’和半径Rr1之间的区域中分布有照明光ILb1和照明光ILb2二者。

图17中的光源像SOa’成为之前的图14所示的光源像SOa’，来自光源像SOa’的照明光ILb经由平行平板SFy、SFz向缩小成像系统LK1入射。图17中的光源像SOa’的光强度分布缩小地形成在图14中的光纤束ILF的入射端ILFa。光纤束ILF在保持了入射端ILFa处的光强度分布的形状的状态(相同或相似的状态)下向出射端ILFb传递光强度分布。因此，经由图14中的放大成像系统LK2形成于光瞳面Ep’上的光源像SOc’的光强度分布成为与图17中的光源像SOa’的光强度分布相似的形状。

此外，在本变形例中生成的照明光ILb(圆形分布的照明光ILb1和环带分布的照明光ILb2)经由之前的图16(或图10)所示的对准系统ALGn的分束器BS2、物镜系统OBL到达具有波长选择特性的分束器BS1。分束器BS1例如使比480nm长的波段的光透射、使比480nm短的波段的光反射，因此，照明光ILb中的环带分布的照明光ILb2透射过光分割面Bsp(分色镜面)而对基板P上的对准标记MKn(或旋转筒DR的外周面DRs上的基准图案)进行落射照明。另一方面，照明光ILb中的圆形分布的照明光ILb1被光分割面Bsp反射，对基准杆部件RB的参照面RBa上的基准标记RMn进行落射照明。

在本变形例中，经由物镜系统OBL向基板P上照射的照明光ILb(ILb2)成为所谓的环带照明，因此，能够使形成于摄像元件DIS的摄像面上的对准标记MKn(或旋转筒DR上的基准图案)的像的像质(特别是边缘的对比度)变得良好，能够扩展焦点深度。此外，与在之前的图12的结构中说明的同样，通过使图17中的聚光透镜系统GS1、GS2各自的焦距(f值)、光轴方向的位置单独可变，能够单独地调整最终形成于对准系统ALGn的物镜系统OBL的光瞳面Ep’上的基于照明光ILb1的圆形状的面光源像的直径(对应于图17中的半径Rr1)和基于照明光ILb2的环带状的面光源像的外径(对应于图17中的半径Rr2)。

〔变形例5〕

图18示出在之前的图12、图17中应用的光源部ILS中的分色镜DCM附近的变形例。在本变形例中，将在之前的图7、图14中示出的平行平板SFy、SFz配置在使照明光ILb1会聚或准直的聚光透镜系统GS1和分色镜DCM之间的光路中、以及使照明光ILb2会聚或准直的聚光透镜系统GS2和分色镜DCM之间的光路中。由此，能够使形成于光纤束ILF的入射端ILFa上的基于照明光ILb1(短波段)的光源像和基于照明光ILb2(长波段)的光源像在Y轴方向和Z’轴方向上单独地发生位置移位。因此，根据本变形例，通过与使对准系统ALGn的分束器BS1具有波长选择性的结构进行组合，能够独立地校正由物镜系统OBL和基板P的表面之间的远心误差造成的影响、以及由物镜系统OBL和基准杆部件RB的参照面RBa之间的远心误差造成的影响。

另外，也可以是，在利用之前的图7或图14所示的平行平板SFy、SFz对由物镜系统OBL和基板P的表面之间的远心误差造成的影响进行校正后，利用设置于聚光透镜系统GS1和分色镜DCM之间并使照明光ILb1透射的平行平板SFy、SFz，对由于进行前述校正而可能附带地产生的物镜系统OBL和基准杆部件RB的参照面RBa之间的远心误差所造成的影响进行校正。在该情况下，能够省略图18中的聚光透镜系统GS2和分色镜DCM之间的使照明光ILb2透射的平行平板SFy、SFz。

〔变形例6〕

此外，在将图10、图16这样的对准系统ALGn的分束器BS1的光分割面Bsp设为偏振光分离面、并且将向基板P的表面照射的照明光ILb和向基准杆部件RB的参照面RBa照射的照明光ILb分离为正交的P偏振光成分和S偏振光成分的情况下，也能够通过改变平行平板SFy、SFz的配置，来单独地校正由对准系统ALG相对于基板P的远心误差造成的影响、以及由对准系统ALG相对于基准杆部件RB的远心误差造成的影响。

图19例如是示出之前的图14所示的光源部ILS的变形例的图，在使用图19的光源部ILS的情况下，构成为：之前的图7、图10、图16分别示出的对准系统ALGn的分束器BS2被设定为振幅分割型，分束器BS1的光分割面Bsp为偏振光分离面，落射照明的照明光ILb中包含的P偏振光成分透射过光分割面Bsp，S偏振光成分被光分割面Bsp反射。在图19中，来自固体光源(半导体激光光源、LED光源等)的圆偏振光的光束ILo向振幅分割型的分束器BS4入射。透射过分束器BS4的圆偏振光的光束ILo透射波长板(1/4λ板)QWP而被转换成为直线S偏振光的照明光ILb1，在被反射镜MJa呈直角地弯折之后，通过平行平板SFz、SFy向偏振光分束器BS5入射。直线S偏振光的照明光ILb1在偏振光分束器BS5的偏振光分离面中以90％以上的反射率呈直角地被反射，会聚为光源像SOa’。

另一方面，被分束器BS4呈直角地反射后的圆偏振光的光束ILo透射过波长板(1/2波长(λ)板或者2片1/4波长(λ)板)HWP而被转换成为直线P偏振光的照明光ILb2，之后通过平行平板SFz、SFy，并被反射镜MJb呈直角地反射，之后向偏振光分束器BS5入射。直线P偏振光的照明光ILb2在偏振光分束器BS5的偏振光分离面中以90％以上的透射率直行，会聚为光源像SOa’。在本变形例中，包含直线S偏振光的照明光ILb1和直线P偏振光的照明光ILb2的来自光源像SOa’的照明光ILb也经由之前的图14所示的缩小成像系统LK1向光纤束ILF的入射端ILFa入射，最终成为光源像SOc’而形成于对准系统ALGn的光瞳面Ep’。

形成于光瞳面Ep’的光源像SOc’中包含P偏振光成分和S偏振光成分，P偏振光成分的光源像SOc’能够通过配置在图19中的照明光ILb2的光路中的平行平板SFz、SFy的倾斜角的调整而在光瞳面Ep’内二维地进行位置移位，能够校正由相对于基板P的表面的远心误差所造成的影响。此外，S偏振光成分的光源像SOc’能够通过配置在图19中的照明光ILb1的光路中的平行平板SFz、SFy的倾斜角的调整而在光瞳面Ep’内二维地进行位置移位，能够校正由相对于基准杆部件RB的参照面RBa的远心误差造成的影响。另外，在如图14那样在光源像SOa’和缩小成像系统LK1之间设置平行平板SFz、SFy的情况下，也可以省略图19所示的配置在照明光ILb1的光路中的平行平板SFz、SFy、以及配置在照明光ILb2的光路中的平行平板SFz、SFy中的任意一方。

〔变形例7〕

图20是示出为了分别向之前的图7、图10、图16中的任一对准系统ALGn(n＝1～7)供给照明光ILb而使用了基于之前的图14的结构的导光部件的情况下的照明系统ILU的概要结构的图。在本变形例中，能够经由光分配部BDU来得到分别向7个对准系统ALG1～ALG7供给的照明光ILb，光分配部BDU对来自1个光源部LPO的光进行分配。在图20中，7个对准系统ALG1～ALG7是相同的结构，因此仅对作为代表的对准系统ALG1的概要结构进行说明，省略针对其他对准系统ALG2～ALG7的详细结构的说明。光源部LPO包含高亮度的水银放电灯、卤素灯等，光分配部BDU通过振幅分割型的多个分束器和多个反射镜，将来自光源部LPO的光束分割为相同强度的8个光束。

被光分配部BDU分割出的8个光束分别被供给到光纤束FB1～FB8，其中的7根光纤束FB1～FB7分别被供给到图14中示出的缩小成像系统LK1。此外，在图20中，光纤束FB8被设置为备用，通常不进行使用。形成在光纤束FB1～FB7各自的出射端的光源像相当于图14所示的光源部ILS的光源像SOa’，分别来自光纤束FB1～FB7的光束(照明光ILb)分别经由缩小成像系统LK1、平行平板SFz、SFy向光纤束ILF入射，进而经由放大成像系统LK2在对准系统ALG1～ALG7各自的光瞳面Ep’中会聚成光源像SOc’。

在本变形例中，在使用水银放电灯、卤素灯作为光源部LPO的情况下，来自光源部LPO的光束(照明光ILb)的波长特性例如在比波长480nm短的波段和比波长480nm长的波段具有强度分布，因此，通过使对准系统ALG1～ALG7各自的分束器BS1的光分割面Bsp具有波长选择特性，也能够单独地调整对基板P的表面(对准标记MKn)进行落射照明的照明光ILb的强度和对基准杆部件RB的参照面RBa(基准标记RMn)进行落射照明的照明光ILb的强度。为此，例如可以在之前的图7、图10、图16所示的对准系统ALGn各自的分束器BS1和基准杆部件RB之间，设置减光滤波器(ND滤波器)、能够通过电气的方式调整透射率的液晶快门等。此外，在对准系统ALGn各自的分束器BS1和平面反射镜Mb之间，例如也可以设置将比波长400nm(相对于感光层而非感光的波长)短的波段的光阻断的波长滤波器。

此外，在图20中，使用了由缩小成像系统LK1、放大成像系统LK2以及光纤束ILF构成的导光部件，但是，也可以将光纤束FB1～FB7各自的出射端直接配置于对准系统ALG1～ALG7的各光瞳面Ep’的位置或其附近位置。在该情况下，通过在光分配部BDU内设置可倾斜的透射性的平行平板，从而能够进行针对远心误差的校正，其中，该平行平板用于使向光纤束FB1～FB7各自的入射端照射的光束(照明光ILb)与入射端之间的相对位置发生横向移位。在该情况下，光纤束FB1～FB7被设定为如下类型的光纤束：形成于光纤束FB1～FB7的出射端的光束(照明光ILb)的强度分布保持形成于入射端的光束的强度分布的形状。

另外，在图20的光分配部BDU中，设定为将来自光源部LPO的光束分割为8个光束(偶数分割)，这是因为，能够将多个振幅分割型的分束器各自的反射率和透射率设为50％，并且能够使分割后的光束各自的强度相等。此外，在光分配部BDU内，也可以设置将分别向光纤束FB1～FB7入射的光束的波段限制为400～700nm左右的带通滤波器。

〔第三实施方式〕

图21是示出第三实施方式的对准系统ALGn和照明系统(照明单元)ILU的概要结构的图。在本实施方式中，作为用于使形成在对准系统ALGn的物镜系统OBL的光瞳面Ep’上的光源像SOb的位置发生横向移位的结构，使用2片能够旋转的楔形棱镜DP1、DP2。在图21中，对与之前的图7、图10或图16所示的部件相同的功能的部件标注相同的标号，因此省略其详细说明。此外，在本实施方式中，构成为不检测基准杆部件RB的基准标记RMn，因此，省略了配置在基板P和物镜系统OBL之间的分束器BS1。

图21的对准系统ALGn从基板P侧起具备平面反射镜Mb、物镜系统OBL、分束器BS2、成像用透镜系统Gb、以及摄像元件DIS，基板P上的对准标记MKn的放大像被成像在摄像元件DIS的摄像面Pis上。本实施方式中的照明系统ILU具备中继透镜系统G10、G11，该中继透镜系统G10、G11使由光源部ILS生成的光源像SOa作为光源像SOb在物镜系统OBL的光瞳面Ep’上成像。在光轴AXj方向上的透镜系统G10和透镜系统G11之间，配置有视场光阑板FAP，透镜系统G10远心地对视场光阑板FAP进行柯勒照明。视场光阑板FAP被设定为通过透镜系统G11、分束器BS2、平面反射镜MJc、物镜系统OBL、平面反射镜Mb而与基板P的表面成为共轭的关系(成像关系)。通过了视场光阑板FAP的矩形的开口部(透明部)的照明光ILb以均匀的照度分布对基板P上的检测区域(观察视野)ADn进行照明。即，基板P上的检测区域(观察视野)ADn的形状与视场光阑板FAP的矩形的开口部(透明部)的形状相似。

此外，在本实施方式中，在照明系统ILU的透镜系统G10与视场光阑板FAP之间，沿着光轴AXj配置有能够以中继透镜系统G10、G11的光轴AXj为中心旋转360度的2片楔形棱镜DP1、DP2(顶角相同)。例如如图22夸张示出的那样，楔形棱镜DP1、DP2能够通过调整各自的旋转角度，来使透镜系统G10的原本的光轴AXj如光轴AXj’那样向任意的方向进行微量倾斜。在图22中，楔形棱镜DP1的透镜系统G10侧的入射面DP1a被设定为与光轴AXj垂直，出射面DP1b被设定为相对于与光轴AXj垂直的面倾斜的斜面，入射面DP1a与出射面DP1b形成顶角。同样，楔形棱镜DP2的楔形棱镜DP1侧的入射面DP2a被设定为相对于与光轴AXj垂直的面倾斜的斜面，出射面DP2b被设定为与光轴AXj垂直，入射面DP2a与出射面DP2b形成顶角。

因此，通过改变楔形棱镜DP1、DP2各自的旋转角度位置，能够在距楔形棱镜DP2一定距离Lxx的位置处，使光轴AXj’以通过将原本的光轴AXj作为中心的圆Cdp内的任意位置的方式倾斜。因此，对图21所示的视场光阑板FAP进行照射的照明光ILb的主光线能够通过楔形棱镜DP1、DP2而相对于原本的光轴AXj倾斜，能够使形成于光瞳面Ep’的光源像SOb发生横向移位。由于视场光阑板FAP的开口部与基板P的表面被设定为共轭关系，因此，能够使对基板P上的检测区域ADn进行照明的照明光ILb的主光线相对于物镜系统OBL的光轴AXs倾斜，能够校正对准系统ALGn的残留的远心误差。在本实施方式中，使照明系统(照明单元)ILU的光轴AXj倾斜的楔形棱镜DP1、DP2相当于使光源像SOb在物镜光学系统(OBL)的光瞳面Ep’内横向移位的调整机构。

另外，在图21中，若沿着光轴AXs将分束器BS2的位置向与物镜系统OBL分离的方向改变时，则光瞳面Ep、Ep’在立方体型的分束器BS2的内部的位置或者分束器BS2的靠物镜系统OBL一侧的面的附近的位置重叠地形成。在如图21那样在分束器BS2之前配置一些透镜系统(G10、G11)的情况下，例如，在设置有如之前的图14那样的放大成像系统LK2的情况下，能够改变分束器BS2在光轴AXs方向的位置，使光瞳面Ep、Ep’在分束器BS2和物镜系统OBL之间重叠地形成。此外，在图21中，在照明系统ILU内的与基板P的表面共轭的位置设置有视场光阑板FAP，但也可以省略视场光阑板FAP。

在图21、图22中，作为调整机构而仅设置有2个楔形棱镜DP1、DP2，但还可以沿着光路再追加1组楔形棱镜(2个)。在仅利用1组楔形棱镜DP1、DP2进行的旋转调整中，以极坐标基准来进行光轴AXj’的倾斜方位的设定，与此相对，通过追加第2组楔形棱镜(2个)(共计4片楔形棱镜)，能够以正交坐标基准来进行光轴AXj’的倾斜方位的设定，处理变得容易，并且，能够减少由于顶角的公差(误差)而无法进行调整的区域。另外，使用了2组楔形棱镜组(2个)的光轴的角度调整机构也能够设置在从之前的图1所示的光源装置(脉冲光源装置)LS射出的光束的光路中。

在以上的各实施方式、各变形例中，设想了多个对准系统ALGn(2个以上)，但对准系统ALGn也可以是1个。此外，对准系统ALGn除了能够设置于曝光装置以外，同样也能够设置于如下装置：能够通过喷墨方式等描绘精密的图案的印刷装置；对形成于基板P上的图案进行检查的检查装置；利用激光光束等将形成的图案的一部分去除、修正、修复的加工装置。此外，对准系统ALGn的观察对象不限于设置在基板P上的对准标记(基板标记)，也可以是任意的图案(例如，分辨率表的线&空间图案、用于确认重叠误差的BOXinBOX图案、实际的器件用的一部分图案)。

标号说明

ADn、ARn：检测区域；

ALGn：对准系统；

AXs、AXs’、AXj：光轴；

BS1、BS2：分束器；

Bsp：光分割面；

DIS：摄像元件；

DP1、DP2：楔形棱镜；

Ep、Ep’：光瞳面；

EX：图案描绘装置；

Gb：成像用透镜系统；

ILb：照明光；

ILF：光纤束；

ILS：光源部；

ILU：照明系统、照明单元；

MKn：对准标记；

OBL：物镜系统；

P：基板；

RMn：基准标记；

SFy、SFz：平行平板；

SOa、SOa’、SOb、SOb’、SOc’：光源像；

Un：描绘单元(图案形成机构)。

Claims (15)

1.一种图案形成装置，其具备图案形成机构和标记检测机构，所述图案形成机构在沿第1方向移动的基板上的规定区域形成图案，所述标记检测机构对形成在所述基板上的标记进行检测，其中，

所述标记检测机构具有：

物镜光学系统，其向设定在所述基板上的检测区域内投射照明光，并且，在所述检测区域内产生的反射光入射到该物镜光学系统；

像检测系统，其对由入射到所述物镜光学系统的所述反射光生成的所述检测区域内的像进行检测；以及

光分割器，其配置在所述物镜光学系统和所述像检测系统之间的光路中，以便通过所述照明光对所述检测区域进行落射照明，

所述图案形成装置具备：

照明系统，其朝向所述光分割器投射所述照明光，在所述物镜光学系统的光瞳面上形成所述照明光的光源像；以及

调整机构，其使形成在所述物镜光学系统的所述光瞳面内的所述光源像的位置变化。

2.根据权利要求1所述的图案形成装置，其中，

所述照明系统具有：

光源部，其包含聚光透镜系统，该聚光透镜系统会聚从光源产生的所述照明光而形成所述光源像；以及

导光部件，其将所述光源像中继到所述物镜光学系统的所述光瞳面上，

所述调整机构在所述导光部件的入射端的面内对形成于所述入射端的所述光源像的位置进行调整，使形成于所述物镜光学系统的所述光瞳面内的所述光源像的位置变化。

3.根据权利要求2所述的图案形成装置，其中，

所述导光部件是光纤束，该光纤束将形成于所述入射端的所述光源像的强度分布保持为与所述导光部件的出射端相同的强度分布而进行传输。

4.根据权利要求3所述的图案形成装置，其中，

所述导光部件包含：

缩小成像系统，其将所述光源像缩小地形成于所述光纤束的所述入射端；以及

放大成像系统，其将传输到所述光纤束的所述出射端的所述光源像放大地形成于所述物镜光学系统的所述光瞳面内。

5.根据权利要求2至4中的任意一项所述的图案形成装置，其中，

所述调整机构具有能够倾斜的平行平板，该平行平板使朝向所述导光部件的所述入射端的所述照明光透射，并且使所述照明光的行进方向发生横向移位。

6.根据权利要求5所述的图案形成装置，其中，

所述平行平板由沿着所述照明光的行进方向排列配置的第1平行平板和第2平行平板构成，所述第1平行平板的倾斜方向与所述第2平行平板的倾斜方向正交。

7.根据权利要求2至4中的任意一项所述的图案形成装置，其中，

所述调整机构由使所述导光部件的所述入射端与所述照明系统相对地发生微移动的微动机构构成，以便使形成于所述导光部件的所述入射端的所述光源像的位置在所述入射端的面内变化。

8.一种图案形成装置，其在沿第1方向移动的基板上的规定区域形成电子器件用的图案，其中，

所述图案形成装置具备：

基板支承机构，其支承所述基板并使其沿所述第1方向移动；

图案形成机构，其在沿所述第1方向移动的所述基板的所述规定区域形成所述图案；

对准系统，所述对准系统具有物镜光学系统、像检测系统以及光分割系统，以便在相对于所述基板的移动而配置于所述图案形成机构的上游侧的检测区域内通过光学的方式对形成在所述基板上的基板标记进行检测，所述物镜光学系统将照明光朝向所述检测区域进行落射照明，来自出现在所述检测区域内的所述基板标记的反射光入射到该物镜光学系统；来自所述物镜光学系统的所述反射光入射到所述像检测系统，该像检测系统检测所述基板标记的像；所述光分割系统配置在所述物镜光学系统和所述像检测系统之间，使所述照明光射向所述物镜光学系统，并且将来自所述物镜光学系统的所述反射光射向所述像检测系统；

照明系统，其朝向所述光分割系统投射所述照明光，从而在所述物镜光学系统的光瞳面上形成所述照明光的光源像；以及

调整机构，其使所述物镜光学系统的所述光瞳面与所述光源像的相对位置在所述光瞳面的面内移位。

9.根据权利要求8所述的图案形成装置，其中，

所述照明系统具有：

光源部，其包含聚光透镜系统，该聚光透镜系统会聚从光源产生的所述照明光而形成所述光源像；以及

导光部件，其保持所述光源像的强度分布而将所述光源像中继到所述物镜光学系统的所述光瞳面。

10.根据权利要求9所述的图案形成装置，其中，

所述导光部件包含光纤束，该光纤束具有供来自所述光源部的所述照明光入射的入射端和将所述照明光射出的出射端，并且该光纤束保持形成于所述入射端的所述光源像的强度分布而向所述出射端进行传输。

11.根据权利要求10所述的图案形成装置，其中，

所述调整机构具有能够倾斜的平行平板，该平行平板使朝向所述光纤束的所述入射端的所述照明光透射，并且使所述照明光的行进方向发生横向移位。

12.根据权利要求11所述的图案形成装置，其中，

所述平行平板由沿着所述照明光的行进方向排列配置的第1平行平板和第2平行平板构成，所述第1平行平板的倾斜方向与所述第2平行平板的倾斜方向正交。

13.根据权利要求9或10所述的图案形成装置，其中，

所述调整机构由使所述导光部件的所述照明光的入射侧与所述照明系统相对地发生微移动的微动机构构成，以便使所述光源像在所述光瞳面内发生横向移位。

14.根据权利要求8所述的图案形成装置，其中，

所述照明系统具备中继透镜系统，该中继透镜系统会聚从光源部的光源产生的所述照明光而在所述物镜光学系统的所述光瞳面上形成所述光源像，

所述调整机构由楔形棱镜构成，该楔形棱镜形成在所述中继透镜系统之间，使通过与所述基板的表面共轭的面的所述照明光的主光线倾斜。

15.根据权利要求14所述的图案形成装置，其中，

所述楔形棱镜包含沿着所述中继透镜系统的光轴排列配置的第1楔形棱镜和第2楔形棱镜，

所述第1楔形棱镜和所述第2楔形棱镜分别构成为能够绕所述中继透镜系统的光轴进行旋转。

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